JP2005139959A - エンジンのシリンダヘッドカバー構造 - Google Patents

Abstract

【課題】動弁機構を備えたシリンダヘッド２内に電気制御インジェクタ３０を直立させて配置した直噴形エンジン１のシリンダヘッドカバー構造において、シール性能を高くし、メンテナンスを容易にする。
【解決手段】シリンダヘッドカバー３をアッパヘッドカバー２０とロアヘッドカバー１０とに上下方向に取り外し可能に分割する。アッパヘッドカバー２０の上面に各インジェクタ３０の上端部３２を露出させるための上部貫通孔２６，２６，…を設ける。ロアヘッドカバー１０の左側壁部１１に各インジェクタ３０の燃料導管３１に燃料ポンプ４０からのデリバリパイプ４２，４２，…を挿入するための側部貫通孔１２，１２，…を設ける。
【選択図】図４

Description

本発明は、シリンダヘッド内に電気制御インジェクタを直立させて配置した直噴形エンジンのシリンダヘッドカバー構造に関するものである。

従来より、この種のエンジンのシリンダヘッドカバー構造において、シリンダヘッドカバー内部のインジェクタ等のメンテナンスのためにヘッドカバーを前後方向に分割するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

上記シリンダヘッドカバー構造では、フロントカバーとリアカバーとの合わせ部分は、リアカバー側に設けた凹溝にインシュレータをフロントカバーの先端で押圧するように差し込んで組み合わせる構成となっている。このシリンダヘッドカバー構造では、リアカバーをシリンダヘッドにボルトによって固定した後、フロントカバーをリアカバーに差し込み、その後にフロントカバーをボルトによってシリンダヘッドに締結固定している。

なお、例えば特許文献２のように、シリンダヘッドカバーを上下方向に分割するシリンダヘッドカバー構造であって、アッパヘッドカバーの側壁部とロアヘッドカバーの側壁部とにそれぞれ上下方向に分割した半円形状の側部貫通孔を形成するものが知られている。このシリンダヘッドカバー構造では、電気制御アクチュエータ用の配線をインジェクタに接続した状態で、上記上下の半円形状の側部貫通孔で上記配線を挟み込んだ後、アッパヘッドカバー及びロアヘッドカバーを締結している。
実用新案登録２５８４０９３号公報 特開２０００−２７４２５６号公報

しかしながら、上記特許文献１のシリンダヘッドカバー構造では、フロントカバーのリアカバーに対する挿入方向（前後方向）とボルトの締付方向（上下方向）とが異なるため、ボルトの締結力が両者の合わせ部分に加味されず、合わせ部分の密閉度が低くなり、さらに、ボルトの締結作業とフロントカバーの挿入作業とを別々に行わなければならず、作業工数が多くなるという問題がある。

また、上記特許文献２のものでは、アッパヘッドカバー及びロアヘッドカバーの分割面に配線を通す側部貫通孔を設けているため、該側部貫通孔でのシール性能が低く、さらに、アッパヘッドカバーを取り外してメンテナンスをする毎に配線回りの密閉度を確保できるようにしてからアッパヘッドカバーをロアヘッドカバーに締結固定するため、作業性が悪いという問題がある。

本発明は、かかる諸点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ヘッドカバーを分割する構造に工夫を加えることによって、シール性能が高く、メンテナンスがし易いシリンダヘッドカバー構造を提供することにある。

上記の目的を達成するために、この発明では、貫通孔のない部分でシリンダヘッドカバーを上下方向に取り外し可能に分割した。

具体的には、第１の発明では、動弁機構を備えたシリンダヘッド内に電気制御インジェクタを直立させて配置し、上記インジェクタが、その長手方向中間部に側方へ突出して燃料ポンプからのデリバリパイプが接続される燃料導管と、その上端部に電気制御アクチュエータ用の配線が接続されるコネクタ部とをそれぞれ有している直噴形エンジンのシリンダヘッドカバー構造を対象とする。

そして、シリンダヘッドカバーは、上記シリンダヘッドの上面に弾性シール体を介して取り付け固定されるロアヘッドカバーと、上記ロアヘッドカバーの上面に該ロアヘッドカバーに対して取り外し可能に取り付けられるアッパヘッドカバーとに上下方向に分割して形成され、上記ロアヘッドカバーは、略直立した側壁部を有し、該ロアヘッドカバーの側壁部には、上記デリバリパイプを挿入して上記インジェクタの燃料導管に接続するための側部貫通孔が形成され、該上記側部貫通孔と上記インジェクタの燃料導管の間には、弾性シール体が設けられており、上記アッパヘッドカバーの上面には、上記インジェクタの上端部を露出させるための上部貫通孔が形成され、該上部貫通孔と上記インジェクタとの間は、シールされている。

上記の構成によると、アッパヘッドカバー側にインジェクタの上端部を露出させるための上部貫通孔を設ける一方、ロアヘッドカバー側にインジェクタの燃料導管に対応する側部貫通孔を設けているので、アッパヘッドカバーとロアヘッドカバーとの分割面に貫通孔が設けられているものに比べ、貫通孔のシール性能を確保できると共に、アッパヘッドカバーの取り外し及び取付け作業が容易である。

また、ロアヘッドカバーを略直立した側壁部で構成しているため、引っ掛かり部分が少なくなり、エンジン内部のメンテナンスが容易である。

また、上下方向に分割面を設けているので、分割面にアッパヘッドカバーの重力が加味され、前後にシリンダヘッドカバーを分割する場合に比べ、分割面での密閉度が高くなると共に、アッパヘッドカバーの位置合わせもし易い。

また、直噴エンジンはインジェクタが直立配置されるので、エンジンの全高が大きくなり易いが、インジェクタの上端部をヘッドカバーの上部貫通孔から露出させることでシリンダヘッドカバーの厚みを薄くすることができ、上下方向の狭いスペースでもシリンダヘッドカバーの取り外しが容易になる。

したがって、シール性能が高く、メンテナンスがし易いシリンダヘッドカバー構造が得られる。

第２の発明では、上記インジェクタの上端部には、インジェクタ内部で不必要となった燃料を排出するためのリターン燃料排出管が形成され、上記上部貫通孔は、上記コネクタ部とリターン燃料排出管とが挿通可能な円形状を有し、上記インジェクタのコネクタ部及びリターン燃料排出管よりも下側には、上記上部貫通孔の内径よりも若干小さい外径を有する円形保護板が設けられ、該保護板の外周面と上記上部貫通孔の内周面との間にリング状の弾性シール体が装着されている。

上記の構成によると、シリンダヘッドカバーの上面から露出したインジェクタの上端部にコネクタ部とリターン燃料排出管とを設け、その下側で上部貫通孔が弾性シール体によって密閉されているので、シリンダヘッドカバーを取り外さなくてもインジェクタ上端部の配線作業や配管作業等が可能である。一方、上部貫通孔はコネクタ部とリターン燃料排出管とが挿通可能な大きさの内径を有しているため、インジェクタを取り外さなくても、アッパヘッドカバーを上方へ引き出して取り外すことができ、シリンダヘッド内部の動弁機構などのメンテナンスが容易である。また、弾性シール体による簡単な構造で上部貫通孔での密閉度を確保することができる。

第３の発明では、上記アッパヘッドカバー下端のフランジとロアヘッドカバー上端のフランジとには、両フランジを上下方向に貫通するボルト孔がそれぞれ形成され、該ボルト孔に締結ボルトが挿入されて上記アッパヘッドカバーとロアヘッドカバーとが締結固定されている。

上記の構成によると、アッパヘッドカバー及びロアヘッドカバーのシール面がボルト締結されているので、両者の組付誤差が少なく、また、締結ボルトの締付方向とアッパヘッドカバー及びロアヘッドカバーの分割方向とが同じであるため、分割面における締付力が大きく、前後方向にヘッドカバーを分割した場合に比べてシール性能が格段に向上される。

第４の発明では、上記アッパヘッドカバーには、上記上部貫通孔が設けられた部分よりも高い位置にオイルフィラーキャップとオイルセパレータ室とが設けられており、該オイルフィラーキャップ又はオイルセパレータ室の上壁部のいずれか高い方が、上記インジェクタの上端部と略同じ高さに形成されている。

上記の構成によると、オイルセパレータ室の容量を稼ぎながら、シリンダヘッドカバーの最大高さが抑えられるので、上下方向のスペースが制限される場所でもエンジン内部のメンテナンスが容易である。

第５の発明では、上記ヘッドカバーは、自動車の前部座席下方の車幅方向中央部において前後方向へ延びる車体フレーム部材の真下に配設されている。

本願発明の構成によると、アッパヘッドカバーの全高を抑え、このアッパヘッドカバーをロアヘッドカバーから上下方向に取り外し可能としているので、シリンダヘッドカバーの真上に車体フレーム部材があっても、エンジン上部のメンテナンス作業が容易である。

以上説明したように、上記第１の発明のエンジンのシリンダヘッドカバー構造によると、シリンダヘッドカバーをアッパヘッドカバーとロアヘッドカバーとに上下方向に取り外し可能に分割し、アッパヘッドカバーの上面にインジェクタの上端部を露出させるための上部貫通孔を設ける一方、ロアヘッドカバーの側壁部にインジェクタの燃料導管に燃料ポンプからのデリバリパイプを挿入するための側部貫通孔を設けている。このため、シール性能が高く、メンテナンスがし易いシリンダヘッドカバー構造が得られる。

第２の発明では、インジェクタ上端部のコネクタ部及びリターン燃料排出管よりも下側の円形保護板の外周面と、コネクタ部及びリターン燃料排出管が挿通可能な上部貫通孔の内周面との間にリング状の弾性シール体を装着している。このため、インジェクタを取り外さなくてもアッパヘッドカバーが取り外せるので、エンジン内部のメンテナンスが容易となる。

第３の発明では、アッパヘッドカバー下端のフランジとロアヘッドカバー上端のフランジとに締結ボルトを上下方向に挿入してアッパヘッドカバーとロアヘッドカバーとを締結固定している。このため、組付誤差を少なくして、シール性能を格段に向上させることができる。

第４の発明では、アッパヘッドカバーのオイルフィラーキャップとオイルセパレータ室の上壁部とのいずれか高い方をインジェクタの上端部と略同じ高さとしている。このため、上下方向のスペースが制限される場所でもエンジンを配置できる。

第５の発明では、自動車の前部座席下方の車幅方向中央部において前後方向へ延びる車体フレーム部材の真下にシリンダヘッドカバーを配設している。しかし、アッパヘッドカバーが上下方向に容易に取り外せるので、エンジン上部のメンテナンス作業が容易である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物や用途の範囲を制限することを意図するものではない。

図１及び図２にキャブオーバー型自動車の前部座席下部に縦置きに配置された直噴形エンジン１を示す。このエンジン１は、車幅方向中央部において前後方向へ延びて前部座席を支える車体フレーム部材５（図１に想像線で示す）の真下に配設されている。詳細は図示しないが、エンジン１のシリンダヘッド２内には、動弁機構が設けられると共に、複数の電気制御インジェクタ３０，３０，…（本実施形態では４つ）が直立状態で配置されている。

上記シリンダヘッド２の上面をシリンダヘッドカバー３が覆っている。このシリンダヘッドカバー３は、ロアヘッドカバー１０とアッパヘッドカバー２０とに上下方向に２分割されている。

また、シリンダヘッド２の左側面には、燃料ポンプ４０が設けられ、この燃料ポンプ４０に接続されたコモンレール４１からデリバリパイプ４２，４２，…を介して上記各インジェクタ３０に燃料が分配される。

図２には側面図のみ示しているが、上記シリンダヘッド２の上面には、平面視略矩形枠状の取付面４が形成されている。この取付面４に該取付面４と同形状の弾性シール体としてのガスケット７を介して上記ロアヘッドカバー１０が取り付け固定されている。

図３及び図４に示すように、上記ロアヘッドカバー１０は、略直立した４つの側壁部からなる四角筒形状を有し、エンジン１の左側に位置する左側壁部１１には、後述する上記各インジェクタ３０の燃料導管３１に対応する側部貫通孔１２，１２，…（本実施形態では４つ）が形成されている。なお、この左側壁部１１は、各インジェクタ３０の燃料導管３１に接続するためのデリバリパイプ４２の挿入方向に合わせて平面視波形に形成されている。

図４に示すように、上記各側部貫通孔１２の内面には、略円筒状のラバーシール１５が配置されている。このラバーシール１５は、一端がインジェクタ３０の燃料導管３１に接続され、他端が側部貫通孔１２の周縁部に嵌合されている。ラバーシール１５のインジェクタ３０側には、環状の金属バネ１６が埋め込まれる一方、側部貫通孔１２側には、補強用の金属製の円筒リング１７が埋め込まれている。このことで燃料導管３１と側部貫通孔１２との密閉状態が確保されている。

上記ロアヘッドカバー１０の上面には、上記アッパヘッドカバー２０が液体シール２１を介し、上記ロアヘッドカバー１０に対して取り外し可能に取り付けられている。なお、この液体シール２１を両ヘッドカバー１０，２０間に設けることで、両ヘッドカバー１０，２０間に弾性シール体を設ける場合に比べて堅固な締め付けが可能となる。

図２に示すように、上記アッパヘッドカバー２０下端のフランジ２２とロアヘッドカバー１０上端のフランジ１３とには、両フランジ１３，２２を上下方向に貫通するボルト孔１３ａ，１３ａ，…（図３にロアヘッドカバー側のみ示す）がそれぞれ形成され、このボルト孔１３ａ，１３ａ，…に締結ボルト２３が挿入されて上記アッパヘッドカバー２０とロアヘッドカバー１０とが締結固定されている
図４に示すように、上記アッパヘッドカバー２０の上面には、上記インジェクタ３０の上端部３２を露出させるための上部貫通孔２６が形成されている。

図１に示すように、上記アッパヘッドカバー２０の上面の左寄りの前端側には、エンジンオイルを注入するためのオイルフィラーキャップ２４が設けられている。また、アッパヘッドカバー２０の右側内部には、ブローバイガスからエンジンオイルを分離するためのオイルセパレータ室２５（図４にのみ示す）が、その上壁部を上部貫通孔２６が形成された部分よりも突出させるようにして区画形成されている。

上記インジェクタ３０の燃料導管３１は、インジェクタ３０の長手方向中間部に側方へ突出して形成されており、該燃料導管３１の先端の嵌合部３１ａに燃料ポンプ４０からのデリバリパイプ４２の先端を嵌合させて接続できるようになっている。また、上記インジェクタ３０の上端部３２には、電気制御アクチュエータ用の配線３７（図１にのみ示す）が接続されるコネクタ部３３と、インジェクタ３０内部で不必要となった燃料を排出するための燃料排出用配管３８（図１にのみ示す）が接続されるリターン燃料排出管３４とが形成されている。

そして、上記オイルフィラーキャップ２４とオイルセパレータ室２５の上壁部とのいずれか高い方が、上記インジェクタ３０の上端部３２（但し、コネクタ部３３とリターン燃料排出管３４とを除く）と略同じ高さに形成されている。

上記上部貫通孔２６は、上記コネクタ部３３とリターン燃料排出管３４とが挿通可能な円形状を有している。上記インジェクタ３０のコネクタ部３３及びリターン燃料排出管３４よりも下側には、上記上部貫通孔２６の内径よりも若干小さい外径を有する円形保護板３５が設けられ、該保護板３５の外周面と上記上部貫通孔２６の内周面との間にリング状の弾性シール体としてのリングシール３６が装着されている。例えば、このリングシール３６は上部貫通孔２６の内周側に固定され、リングシール３６の内周部が保護板３５の外周部に圧接するように設ければよい。

次に、上記実施形態に係るエンジンのシリンダヘッドカバー構造におけるメンテナンス方法について説明する。

まず、エンジン１のメンテナンスをするには、前部座席のシートを取り外して、車体フレーム部材５を露出させる。この車体フレーム部材５等のない開放されたサービスホールからエンジン１のメンテナンスが行われる。

次に、エンジン１内の動弁機構をメンテナンスするときには、まず、上記コネクタ部３３のアクチュエータ用配線３７を取り外すと共に、リターン燃料排出管３４の先端の燃料排出用配管３８を取り外す。

次いで、上記アッパヘッドカバー２０をロアヘッドカバー１０に締結している締結ボルト２３，２３，…を取り外す。

次に、インジェクタ３０，３０，…を残したまま、オイルフィラーキャップ２４を取り外し、アッパヘッドカバー２０を上方へ持ち上げた後、側方へスライドさせて取り外す。

そして、露出した動弁機構のメンテナンスが行われる。

なお、シリンダヘッドカバー３をシリンダヘッド２に取り付けたままで、ロアヘッドカバー１０の側部貫通孔１２，１２，…に燃料ポンプ４０からのデリバリパイプ４２，４２，…を接続又は取り外しできる。

以上説明したように、本実施形態のエンジン１のシリンダヘッドカバー構造によると、アッパヘッドカバー２０とロアヘッドカバー１０とに上下方向に取り外し可能に分割し、アッパヘッドカバー２０の上面に各インジェクタ３０の上端部３２を露出させるための上部貫通孔２６，２６，…を設ける一方、ロアヘッドカバー１０の左側壁部１１に各インジェクタ３０の燃料導管３１に燃料ポンプ４０からのデリバリパイプ４２，４２，…を挿入するための側部貫通孔１２，１２，…を設けている。このため、シール性能が高く、メンテナンスがし易いシリンダヘッドカバー構造が得られる。

また、インジェクタ３０の上端部３２のコネクタ部３３及びリターン燃料排出管３４の下側における円形保護板３５の外周面と、コネクタ部３３及びリターン燃料排出管３４が挿通可能な上部貫通孔２６の内周面との間にリングシール３６を装着している。このため、インジェクタ３０，３０，…を取り外さなくてもアッパヘッドカバー２０が取り外せるので、エンジン１内部のメンテナンスが容易となる。

また、アッパヘッドカバー２０のフランジ２２とロアヘッドカバー１０のフランジ１３とに締結ボルト２３，２３，…を上下方向に挿入してアッパヘッドカバー２０とロアヘッドカバー１０とを締結固定している。このため、組付誤差を少なくして、シール性能を格段に向上させることができる。

また、アッパヘッドカバー２０のオイルフィラーキャップ２４とオイルセパレータ室２５の上壁部とのいずれか高い方をインジェクタ３０の上端部３２の高さと略同じ高さとしている。このため、スペースが制限される場所でもエンジン１を配置できる。

さらに、自動車の前部座席下方の車幅方向中央部において前後方向へ延びる車体フレーム部材５の真下にシリンダヘッドカバー３を配設している。しかし、アッパヘッドカバー２０が上下方向に容易に取り外せるので、エンジン１の上部のメンテナンス作業が容易である。

（その他の実施形態）
上記実施形態では、エンジン１をキャブオーバー型自動車の前部座席下部に縦置きに配置したが、そのような用途に限られず、エンジン１を横置きに配置した場合にも、本発明が適用できるのは勿論のことである。要は、上方のスペースが限られた場所にエンジン１が配置された場合、特に本発明の作用効果が顕著に発揮される。

以上説明したように、本発明は、シリンダヘッド内に電気制御インジェクタを直立させて配置した直噴形エンジンのシリンダヘッドカバー構造について有用である。

本発明の実施形態に係るエンジンのシリンダヘッドカバー構造を備えるエンジンを示す平面図である。 シリンダヘッドカバー構造を備えるエンジンを示す側面図である。 ロアヘッドカバーを上方から見た平面図である。 図１のIV−IV線断面図である。

符号の説明

１ エンジン
２ シリンダヘッド
３ シリンダヘッドカバー
７ ガスケット（弾性シール体）
１０ ロアヘッドカバー
１１ 左側壁部
１２ 側部貫通孔
１３ フランジ
１３ａ ボルト孔
１５ ラバーシール（略円筒状の弾性シール体）
２０ アッパヘッドカバー
２１ 液体シール
２２ フランジ
２３ 締結ボルト
２４ オイルフィラーキャップ
２５ オイルセパレータ室
２６ 上部貫通孔
３０ インジェクタ
３１ 燃料導管
３２ 上端部
３３ コネクタ部
３４ リターン燃料排出管
３５ 円形保護板
３６ リングシール（リング状の弾性シール体）
４０ 燃料ポンプ
４２ デリバリパイプ

Claims (5)

1. 動弁機構を備えたシリンダヘッド内に電気制御インジェクタを直立させて配置し、
   上記インジェクタが、その長手方向中間部に側方へ突出して燃料ポンプからのデリバリパイプが接続される燃料導管と、その上端部に電気制御アクチュエータ用の配線が接続されるコネクタ部とをそれぞれ有している直噴形エンジンのシリンダヘッドカバー構造であって、
   シリンダヘッドカバーは、
   上記シリンダヘッドの上面に弾性シール体を介して取り付け固定されるロアヘッドカバーと、
   上記ロアヘッドカバーの上面に該ロアヘッドカバーに対して取り外し可能に取り付けられるアッパヘッドカバーとに上下方向に分割して形成され、
   上記ロアヘッドカバーは、略直立した側壁部を有し、
   上記ロアヘッドカバーの側壁部には、上記デリバリパイプを挿入して上記インジェクタの燃料導管に接続するための側部貫通孔が形成され、該上記側部貫通孔と上記インジェクタの燃料導管の間には、弾性シール体が設けられており、
   上記アッパヘッドカバーの上面には、上記インジェクタの上端部を露出させるための上部貫通孔が形成され、該上部貫通孔と上記インジェクタとの間は、シールされていることを特徴とするエンジンのシリンダヘッドカバー構造。
2. 請求項１のエンジンのシリンダヘッドカバー構造において、
   上記インジェクタの上端部には、インジェクタ内部で不必要となった燃料を排出するためのリターン燃料排出管が形成され、
   上記上部貫通孔は、上記コネクタ部とリターン燃料排出管とが挿通可能な円形状を有し、
   上記インジェクタのコネクタ部及びリターン燃料排出管よりも下側には、上記上部貫通孔の内径よりも若干小さい外径を有する円形保護板が設けられ、
   上記保護板の外周面と上記上部貫通孔の内周面との間にリング状の弾性シール体が装着されていることを特徴とするエンジンのシリンダヘッドカバー構造。
3. 請求項１又は２のエンジンのシリンダヘッドカバー構造において、
   上記アッパヘッドカバー下端のフランジとロアヘッドカバー上端のフランジとには、両フランジを上下方向に貫通するボルト孔がそれぞれ形成され、
   上記ボルト孔に締結ボルトが挿入されて上記アッパヘッドカバーとロアヘッドカバーとが締結固定されていることを特徴とするエンジンのシリンダヘッドカバー構造。
4. 請求項１〜３いずれか１つのエンジンのシリンダヘッドカバー構造において、
   上記アッパヘッドカバーには、上記上部貫通孔が設けられた部分よりも高い位置にオイルフィラーキャップとオイルセパレータ室とが設けられており、
   上記オイルフィラーキャップ又はオイルセパレータ室の上壁部のいずれか高い方が、上記インジェクタの上端部と略同じ高さに形成されていることを特徴とするエンジンのシリンダヘッドカバー構造。
5. 請求項１〜４いずれか１つのエンジンのシリンダヘッドカバー構造において、
   上記シリンダヘッドカバーは、自動車の前部座席下方の車幅方向中央部において前後方向へ延びる車体フレーム部材の真下に配設されていることを特徴とするエンジンのシリンダヘッドカバー構造。
   

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