JP2008111401A - エンジンのプロテクタ - Google Patents

Abstract

【課題】その固定・支持箇所が十分に確保できない場合であっても、重量の増大を招くことなく、特に、エンジンの前方に配置された燃料系部品の保護を効果的に図ることのできるエンジンのプロテクタを提供する。
【解決手段】エンジン１の前面の少なくとも一部を覆うように配設されるエンジンのプロテクタ１１であって、固定部１１１ａを介してエンジン１のシリンダブロック１ａに固定され、エンジン１との間に形成される空間内に燃料系部品５，７が配置されるプロテクタ本体１１１と、該プロテクタ本体１１１に設けられ、エンジン１とは反対側に突出する突出部材１１２と、を備え、突出部材１１２は、そのエンジン反対側の端部にエンジン１に向かう所定値以上の力が加わるとプロテクタ本体１１１を貫通し、そのエンジン側の端部がエンジン１のシリンダヘッド１ｂに突き当たるように構成した。
【選択図】図１

Description

本発明は、エンジンのプロテクタに関し、特に、エンジンに固定されて該エンジンとの間の空間内に配置される部品（主として、燃料系部品）を保護するエンジンのプロテクタに関する。

車両の衝突時等に燃料系部品を保護する技術としては、例えば、特許文献１に記載のものがある。このものでは、エンジンの前方に配置される吸気マニホールドの車両の進行方向に略垂直な部分の肉厚を薄くしておき、この肉厚を薄くした部分の破壊によって車両衝突時の衝撃を吸収してエンジンとの接続部分を含む車両の進行方向に略水平な部分の変形を低減するように構成し、これにより、エンジンとの接続部分に取り付けられる燃料噴射弁や燃料配管へのダメージを軽減するようにしている。
特開２００２−１７４１５２号公報

ところで、近年、エンジンのＤＧＩ（直噴）化等に伴い、いわゆる前方吸気方式を採用するエンジンの開発が進められている。このように、直噴エンジンにおいて前方吸気方式を採用した場合には、レイアウト上の要求等から燃料噴射弁や燃料配管などの燃料系部品をエンジンの前方に配置することが求められる。
しかし、燃料系部品をエンジンの前方に配置すると、燃料系部品が吸気マニホールの下方に位置することになり、上記従来の技術のように、吸気マニホールドによって燃料系部品を保護することができない。

したがって、このような場合には、エンジンの前方にプロテクタを配置し、このプロテクタで車両の衝突時等に発生する衝撃を吸収することによって燃料系部品を保護することが考えられる。
ところが、エンジンの前方にプロテクタを配置しようとしても、エンジンの前面側にはハーネス等の部品が多く配置されており、プロテクタを固定・支持する箇所を十分に確保することができず、十分な保護を図るのが難しい。

このため、プロテクタによる燃料系部品の保護を十分に図るためには、プロテクタを厚くしてその強度を高めなければならないが、そうすると、プロテクタ重量の増大やコストアップを招いてしまうことになる。
そこで、本発明は、その固定・支持箇所が十分に確保できない場合であっても、重量の増大やコストアップを最小限に抑制し、特に、エンジンの前方に配置された燃料系部品の保護を効果的に図ることのできるエンジンのプロテクタを提供することを目的とする。

このため、本発明は、エンジンの外側面の一部を覆うように配設されるエンジンのプロテクタであって、固定部を介して前記エンジンに固定されて該エンジンとの間に形成される空間内に所定の部品が配置されるプロテクタ本体と、前記プロテクタ本体に設けられて前記エンジンとは反対側に突出する突出部材と、を備え、前記突出部材が、そのエンジン反対側の端部に前記エンジンに向かう所定値以上の力が加わると前記プロテクタ本体を貫通し、そのエンジン側の端部が前記エンジンの外側面に突き当たるように構成したことを特徴とする。

また、本発明は、エンジンの前面の少なくとも一部を覆うように配設されるエンジンのプロテクタであって、固定部を介して前記エンジンのシリンダブロックに固定されて該エンジンの前面との間に形成される空間内に燃料系部品が配置されるプロテクタ本体と、前記プロテクタ本体に設けられて前記エンジンとは反対側に突出する突出部材と、を備え、前記突出部材が、そのエンジン反対側の端部に前記エンジンに向かう所定値以上の力が加わると前記プロテクタ本体を貫通し、そのエンジン側の端部が前記エンジンのシリンダヘッドに突き当たるように構成したことを特徴とする。

ここで、前記プロテクタ本体は、片持ち支持状態でエンジン（のシリンダブロック）に固定されていてもよく、また、前記燃料系部品は、エンジン前方から見て、前記固定部と前記突出部材との間に配設される。より好ましくは、前記燃料系部品と前記固定部との距離が、前記燃料系部品と前記突出部材との距離よりも小さくなるようにする。

本発明によれば、車両が衝突等した場合には、まず突出部材のエンジン反対側の端部に大きな力が加わり、この突出部材がプロテクタ本体を貫通してエンジンの外側面又はシリンダヘッドに突き当たることになる。このため、車両衝突によりエンジン側に移動してくる部品等は突出部材によって支持されるような状態となり、プロテクタ本体に対して直接的に外力が作用することを抑制できる。これにより、プロテクタ本体のエンジンに向かっての変形が抑制され、プロテクタの固定・支持箇所を十分に確保できない場合（例えば、プロテクタを片持ち支持状態で固定せざるを得ないような場合）であっても、発生した衝撃によってプロテクタが変形して、その内側に配置された部品（燃料系部品）が損傷してしまうような事態を回避しつつ、そのダメージを軽減することができる。

以下、本発明の実施形態を図に基づいて説明する。なお、以下の説明においては、本発明に関係する部分のみを説明することとし、その他の部分についての説明は省略する。
図１は、本発明の実施形態に係るエンジンの要部構成を示す断面図である。
本実施形態に係るエンジン１は、気筒列方向が車両の進行方向（図中の矢印）に対して直交するように横置きされている。このエンジン１は、いわゆる前方吸気、後方排気を採用しており、吸入空気を各気筒に分配する吸気マニホールド３がエンジン１の前方の上部を包み込むように配置されている。また、各気筒にそれぞれ燃料を噴射供給する燃料噴射弁（インジェクタ）５はエンジン前方側に配置されている。これに伴って、各燃料噴射弁５に燃料を供給する燃料配管７（高圧燃料配管７ａ、低圧燃料配管７ｂ）は、エンジン１の前方を気筒列方向（奥行き方向）に沿って延びるように配設されている。なお、燃料噴射制御等のために燃料噴射弁５に所定の電力や電気信号を伝えるハーネス９もエンジン１の前方に配設されている。

エンジン１の前方には、該エンジン１の前面の上部を覆うようにプロテクタ１１が配設されている。より具体的には、プロテクタ１１は、エンジン１の前方に配設される燃料系部品（燃料噴射弁５、燃料配管７等）の外側を覆うように配設され、これらの燃料系部品（特に、燃料噴射弁４、燃料配管７及びこれらの接続部）に直接外力が作用することを防止して、該燃料系部品を保護するために設けられている。

プロテクタ１１は、プロテクタ本体１１１と、このプロテクタ本体１１１に設けられてエンジン１とは反対側に突出する突出部材１１２と、を含んで構成される。
プロテクタ本体１１１は、エンジン１のシリンダブロック１ａに形成された取付部にボルト等によって固定される固定部１１１ａを有する。この固定部１１１ａを介してエンジン１のシリンダヘッド１ａに固定されたプロテクタ本体１１１は、エンジン１との間に所定の空間を形成しつつ、エンジン上方に向かって延びている。より具体的には、プロテクタ本体１１１は、固定部１１１ａの近傍で屈曲してエンジン１の進行方向（矢印）に沿って所定量だけ延び、その後再度屈曲してエンジン１の上方へと延びてエンジン１の前面（の一部）を覆っている。

そして、プロテクタ本体１１１とエンジン１との間に形成された空間内には、燃料噴射弁５、燃料配管７などの燃料系部品が配置されている。
ところで、このようにプロテクタ本体１１１のエンジン１への取付部をシリンダブロック１ａ、すなわち、エンジン１の下方に設けるようにしたのは、次の理由による。すなわち、上述したように、エンジン１の上方には吸気マニホールド３は配設され、また、この吸気マニホールド３の下には燃料系部品が配設されることから、エンジン１の下方以外に上記取付部のためのスペースを確保することが難しいからである。したがって、このようなスペースを確保することができれば、シリンダブロック１ａのみならず、シリンダヘッド１ｂにもプロテクタ本体１１１の取付部を設けてもよいことはもちろんである。

突出部材１１２は、プロテクタ本体１１１とは別部材で形成されており、ロウ付け、溶接等の方法でプロテクタ１１１本体にエンジン１とは反対側から固定されている。突出部材１１２は、小径部（軸部）１１２ａと大径部（傘部）１１２ｂとを有する段付き軸状に形成され、小径部（軸部）１１２ａの端部がプロテクタ本体１１１に固定される。なお、ここでは、小径部１１２ａ、大径部１１２ｂともに円柱状に形成されているが、これに限られず、四角柱等の他の形状でもよいことはもちろんである。また、突出部材１１２の軸方向の耐力は、車両衝突時に受ける力（推定入力）を考慮して設定される。

ここで、本実施形態に係るプロテクタ１１の特徴的な構成として、突出部材１１２の大径部（傘部）１１２ｂの端部、すなわち、エンジン反対側の端部に、エンジン１に向かう方向の所定値以上の力が加わると、該突出部材１１２がプロテクタ本体１１１を貫通し、その小径部（軸部）１１２ａの端部がエンジン１のシリンダヘッド１ａに突き当たるようになっている。なお、ここで言う「シリンダヘッド１ａに突き当たる」には、シリンダヘッド１ａ自体に突き当たることはもちろん、シリンダヘッド１ａに突出部材１１２が突き当たるための部品等を設けた場合も含む。

このため、プロテクタ１１は、例えば図２（ａ）に示すように、プロテクタ本体１１１の突出部材１１２の固定部に所定の大きさの孔１１１ｂを形成し、この孔１１１ｂに又はこの孔１１１ｂを覆うように突出部材１１２（の小径部１１２ａの端部）を固定するようにしたり、図２（ｂ）に示すように、プロテクタ本体１１１において、突出部材１１２の周囲に切欠部１１１ｃを形成するようにしたり、あるいは、固定部分におけるプロテクタ本体１１１の肉厚を薄くしたりすることで、所定の力が加わったときに突出部材１１２がプロテクタ本体１１１を貫通するように構成される。なお、このようにしてプロテクタ本体１１１に形成される孔１１１ａ、切欠部１１１ｂの形状や大きさ等は、各エンジン（車両）ごとに適宜設定される。参考として、孔１１１ｂ、切欠部１１１ｃの形状や大きさ等を設定する際に考慮されるべき事項として、プロテクタ本体１１１の材質、車両衝突時に突出部材１１２のエンジン反対側の端部に加わる力、この力が加わったときのプロテクタ本体１１１に許容される変形量などがある。

また、本実施形態において、図１からも明らかなように、エンジン１の前方から見て、燃料系部品は固定部１１１ａと突出部材１１２との間に配設される。すなわち、エンジン１の下方から、固定部１１１ａ、燃料系部品、突出部材１１２の順に配置されている。さらに好ましくは、固定部１１１ａと燃料系部品との距離（固定部が複数ある場合には最小のもの）が、燃料系部品と突出部材１１２との距離よりも小さく設定される。このように設定すれば、燃料系部品が固定部１１１ａにより近く配設される一方、突出部材１１２からは離れて配設されることになり、車両衝突時における燃料系部品へのダメージを軽減できるからである。すなわち、車両衝突時には、突出部材１１２にエンジン１に向かう大きな力が加わるため、突出部材１１２はプロテクタ本体１１１を貫通することになるが、このときプロテクタ本体１１１も変形する。この変形量は固定部１１１ａから離れるほど大きくなるから、燃料系部品を固定部１１１ａの近くに配設することでプロテクタ本体１１１の変形によって燃料系部品に与える影響を小さくできる。また、燃料系部品が突出部材１１２から離れているため、プロテクタ本体１１１を貫通した突出部材１１２が燃料系部品に衝突（干渉）することもない。この結果、車両衝突時における燃料系部品へのダメージを軽減できるのである。

次に、以上のような構成を有する本実施形態に係るエンジンの作用を説明する。
図３は、本実施形態に係るエンジンを模式的に示した図であり、図４は、その前面にプロテクタが配設された一般的なエンジンを模式的に示した図である。
上述したように、直噴エンジンにおいて、前方吸気方式を採用し、燃料系部品をエンジン１の前方に配設した場合には、該燃料系部品を保護するプロテクタを固定・支持するためのスペースを確保しにくい。このため、図４（ａ）に示すように、エンジン１の下方でプロテクタ１１を固定・支持する片持ち支持構造となり易い。このような構成では、図４（ｂ）に示すように、車両衝突時にプロテクタ１１に対して直接力が加わることになるため、プロテクタ１１の変形量が大きくなる。この結果、エンジン１に向かって変形したプロテクタ１１が燃料系部品に干渉してしまい（場合によっては燃料配管７を押し潰してしまい）、燃料系部品の保護が十分に図れない。

一方、本実施形態では、図３（ｂ）に示すように、車両衝突時に、まず突出部材１１２が第１干渉点となり、突出部材１１２のエンジン反端側の端部（大径部１１２ａの端部）に大きな力が加わる。すると、その初期においてはプロテクタ本体１１１が変形するものの、すぐに突出部材１１２がプロテクタ本体１１１を貫通し、そのエンジン側の端面がエンジン１の外側面（シリンダヘッド１ｂ）に突き当たる。この結果、強度の高い突出部材１１２が外力を受ける（衝突時に前方からエンジン１に向かってくる部品を支持する）ことになって、プロテクタ本体１１１の変形が抑制される。したがって、プロテクタ１１が燃料系部品を押し潰すような事態を回避できるとともに、燃料系部品は依然としてプロテクタ１１（プロテクタ本体１１１）に覆われており、車両衝突時の燃料系部品のダメージを軽減することができる。

なお、図４に示す構成において、プロテクタ１１の厚さを増大させたり、材質を変更したりすることでプロテクタ１１の強度を高め、これにより、車両衝突時におけるプロテクタ１１の変形を抑制することはできる。しかし、それでは、プロテクタ１１の重量の増加やコストアップを招いてしまうことはすでに述べたとおりである。これに対し、図３に示す本実施形態では、突出部材１１２の強度が十分に高ければ、プロテクタ本体１１１の強度をそれほど高める必要はない。このため、図４に示す構成に比べて、プロテクタ１１の重量の増加やコストアップを抑制することができる。

以上説明した実施形態によれば、次のような効果を有する。
すなわち、車両の衝突時等には、突出部材１１２が第１干渉点となり、該突出部材１１２がプロテクタ本体１１１を貫通し、そのエンジン側端部がシリンダヘッド１ｂに突き当たるので、該突出部材１１２が車両衝突時に衝撃のほとんどを受けると共に、前方からエンジン１に向かってくる部品等を支持するような状態になるので、プロテクタ本体１１１に直接的に作用する力が軽減され、プロテクタ本体１１１のエンジン１に向かう方向への変形が抑制される。このため、プロテクタの固定・支持箇所を十分に確保できない場合であっても、車両衝突時におけるプロテクタ本体１１１の変形を抑制でき、その内側に配設される燃料系部品のダメージを軽減できる。したがって、プロテクタ本体１１１はある程度の強度を有すれば十分であり、部品重量の増加やコストアップを抑制できる。

また、エンジン１の前方から見て、燃料系部品は、プロテクタ本体１１１の固定部１１１ａと、プロテクタ本体１１１に設けられる突出部材１１２との間に配設されるので、プロテクタ本体１１１を貫通する突出部材１１２との衝突を確実に回避しつつ、プロテクタ本体１１１の変形が小さい領域に燃料系部品が位置することになり、車両衝突時における燃料系部品のダメージを効果的に軽減することができる。

さらに、突出部材１１２は、小径部（軸部）１１２ａと大径部（傘部）１１２ｂとからなり、エンジン反対側の端部がそれ以外の部分よりも軸方向に直交する断面が大きくなっているので、プロテクタ本体１１１を貫通したときに、エンジン反対側の端部である大径部（傘部）１１２ｂのエンジン側の面がプロテクタ本体１１１のエンジン反対側の面に当接し、突出部材１１２がプロテクタ本体１１１から外れてしまい、その機能を発揮できなくなるような事態が防止される。

なお、以上では、プロテクタ１１がエンジン１の前面を覆うように配設される実施形態を説明したが、これに限るものではなく、プロテクタの固定・支持箇所が十分に確保できない場合に適用できることは当然である。また、突出部材１１２のエンジン反対側の端部に、車両衝突時に破損しても問題のない部品や衝撃吸収に役立つ部品（例えば、ホース類）が固定されるよう構成にしてもよい。

本発明の実施形態に係るエンジンの要部構成を示す断面図である。 プロテクタ本体の突出部材の固定部の例を示す図である。 本実施形態に係るエンジンを模式的に示した図である。 その前面にプロテクタが配設された一般的なエンジンを模式的に示した図である。

符号の説明

１…エンジン、１ａ…シリンダブロック、１ｂ…シリンダヘッド、５…燃料噴射弁、７…燃料配管、１１…プロテクタ、１１１…プロテクタ本体、１１１ａ…固定部、１１２…突出部材

Claims (5)

1. エンジンの外側面の一部を覆うように配設され、
   固定部を介して前記エンジンに固定されて該エンジンとの間に形成される空間内に所定の部品が配置されるプロテクタ本体と、
   前記プロテクタ本体に設けられて前記エンジンとは反対側に突出する突出部材と、
   を備え、
   前記突出部材は、そのエンジン反対側の端部に前記エンジンに向かう所定値以上の力が加わると前記プロテクタ本体を貫通し、そのエンジン側の端部が前記エンジンの外側面に突き当たるように構成したことを特徴とするエンジンのプロテクタ。
2. エンジンの前面の少なくとも一部を覆うように配設され、
   固定部を介して前記エンジンのシリンダブロックに固定されて該エンジンとの間に形成される空間内に燃料系部品が配置されるプロテクタ本体と、
   前記プロテクタ本体に設けられて前記エンジンとは反対側に突出する突出部材と、
   を備え、
   前記突出部材は、そのエンジン反対側の端部に前記エンジンに向かう所定値以上の力が加わると前記プロテクタ本体を貫通し、そのエンジン側の端部が前記エンジンのシリンダヘッドに突き当たるように構成したことを特徴とするエンジンのプロテクタ。
3. 前記燃料系部品は、前記エンジン前方から見て、前記固定部と前記突出部材との間に配設されることを特徴とする請求項２記載のエンジンのプロテクタ。
4. 前記突出部材は、前記エンジン反対側の端部がそれ以外の部分よりも軸方向に直交する断面が大きく形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載のエンジンのプロテクタ。
5. 前記プロテクタ本体は、片持ち支持状態で固定されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載のエンジンのプロテクタ。

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