JP2010261342A - エンジン - Google Patents

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Shingo Yonekura
真吾 米倉
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Abstract

【課題】イグニッションコイルから点火プラグまでの間での電圧低下を抑制でき、かつイグニッションコイルと点火プラグとを低コストな構造で接続できるエンジンを提供する。
【解決手段】シリンダ20・20・・・とシリンダヘッド30によって形成される燃焼室25・25・・・内に吸気を導入する吸気マニホールド50がシリンダヘッド30に設けられ、燃焼室25・25・・・内に点火プラグ27・27・・・の一端部が差し込まれ、点火プラグ27・27・・・の他端部がシリンダヘッド30から突出するエンジン1であって、点火プラグ27・27・・・の他端部に点火プラグ27・27・・・の点火用高電圧を発生するイグニッションコイル28・28・・・が取り付けられ、イグニッションコイル28・28・・・が支持ブラケット29によって支持され、支持ブラケット29が吸気マニホールド50に取り付けられる。
【選択図】図3

Description

本発明は、エンジンに関し、詳しくは、点火プラグに点火用高電圧を発生させるイグニッションコイルを備えるエンジンに関する。
従来のエンジンにおいては、点火プラグから離れた位置にイグニッションコイルが配置され、このイグニッションコイルは、コードを介して点火プラグと接続される(例えば、特許文献1参照)。
しかし、上記のようなエンジンでは、コードを介するためイグニッションコイルから点火プラグまでの間で電圧が低下することに加え、コードの分だけ部品コストが増加する、という問題があった。
特開平10−8985号公報
本発明は以上の如き状況に鑑みてなされたものであり、イグニッションコイルから点火プラグまでの間での電圧低下を抑制でき、かつイグニッションコイルと点火プラグとを低コストな構造で接続できるエンジンを提供する。
本発明の解決しようとする課題は以上のとおりであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
すなわち、請求項1においては、シリンダとシリンダヘッドによって形成される燃焼室内に吸気を導入する吸気マニホールドが前記シリンダヘッドに設けられ、前記燃焼室内に点火プラグの一端部が差し込まれ、該点火プラグの他端部が前記シリンダヘッドから突出するエンジンであって、前記点火プラグの他端部に点火プラグの点火用高電圧を発生するイグニッションコイルが取り付けられ、該イグニッションコイルが支持部材によって支持され、該支持部材が前記吸気マニホールドに取り付けられるものである。
請求項2においては、シリンダブロック内にシリンダが複数並べて設けられ、該複数のシリンダとシリンダヘッドによって形成される複数の燃焼室内に吸気を導入する吸気マニホールドが前記シリンダヘッドに設けられ、前記複数のシリンダ毎の点火プラグが前記シリンダヘッドに設けられ、前記点火プラグの一端部が前記燃焼室内に差し込まれ、該点火プラグの他端部が前記シリンダヘッドから突出するエンジンであって、前記複数の点火プラグ毎にイグニッションコイルが取り付けられ、該複数のイグニッションコイルが支持部材によって支持され、該支持部材が前記吸気マニホールドに取り付けられるとともに、前記支持部材に前記複数のイグニッションコイル毎に支持する支持部が設けられるものである。
請求項3においては、前記イグニッションコイルの支持部材は、前記吸気マニホールドに設けられた取付部材に取り付けられ、前記取付部材に、前記吸気マニホールド内に燃料を噴射するインジェクタへ燃料を供給する燃料供給レールが取り付けられるものである。
請求項4においては、前記吸気マニホールドに設けられた取付部材は、前記イグニッションコイルの支持部材が取り付けられる第一取付部と、前記燃料供給レールが取り付けられる第二取付部と、を有し、前記第一取付部と前記第二取付部が一側と他側とに振り分けて設けられるものである。
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
請求項1においては、イグニッションコイルは、点火プラグの近傍で支持部材によって確実に支持されて、点火プラグと直接(コードを介さずに)接続される。これにより、イグニッションコイルから点火プラグまでの間での電圧低下を抑制できるとともに、接続用のコードが不要となって部品コストを低減することが可能である。さらに、吸気マニホールドはエンジンの他の部分に比べて低温であるため、支持部材を介してイグニッションコイルに伝わる熱の影響が小さい。これにより、イグニッションコイルの温度上昇が低減されて、イグニッションコイルの性能および耐久性の低下を抑制することが可能である。
請求項2においては、複数のイグニッションコイルが一つの支持部材によって支持される。これにより、複数のイグニッションコイル毎に支持部材を設ける必要がなく、複数のイグニッションコイルの支持構造をコンパクトに構成することが可能である。
請求項3においては、取付部材に支持部材および燃料供給レールの両部材が取り付けられる。これにより、両部材の取付構造をコンパクトに構成することが可能である。
請求項4においては、取付部材において支持部材の着脱方向と燃料供給レールの着脱方向とが異なるため、着脱に際して両部材が互いに干渉し難い。これにより、燃料供給レールを取り外さずに支持部材だけを着脱できるため、点火プラグのメンテナンスを容易にすることが可能である。
本発明の第一実施形態に係るエンジンを示す側面図。 本発明の第一実施形態に係るエンジンの上部を示す背面図。 本発明の第一実施形態に係るエンジンを示す平面図。 本発明の第一実施形態に係るエンジンの内部構造を示す正面断面図。 本発明の第一実施形態に係るイグニッションコイルを示す側面図。 本発明の第一実施形態に係る支持ブラケットを示す斜視図。 本発明の第二実施形態に係る支持ブラケットを示す斜視図。 本発明の第三実施形態に係る支持ブラケットを示す斜視図。
以下、本発明を実施するための形態について、図面に基づき説明する。
図1から図6に示す第一実施形態に係るエンジン1は、例えば、ガソリンを燃料とする「ガソリンエンジン」、ガスを燃料とする「ガスエンジン」、または、ガソリンおよびガスのいずれも燃料とすることが可能な「バイフューエルエンジン」である。
エンジン1は、本実施形態では四気筒エンジンであり、図1から図4に示すように、シリンダブロック10内には、四つのシリンダ20・20・・・が水平方向に一列に並べて設けられる。シリンダ20・20・・・は、その軸方向が上下方向となるように、シリンダブロック10内の上部に配置される。
なお、エンジン1において、四つのシリンダ20・20・・・に係る構造は略同一であるため、以下の説明では、一のシリンダ20に係る構造を中心にして説明し、他のシリンダ20・20・・・に係る構造ついては必要な場合にのみ説明する。また、エンジンの気筒数は四気筒に限定するものではない。
シリンダブロック10の下部には、図4に示すクランクケース21が設けられ、クランクケース21内には、クランク軸22が架設される。クランク軸22は、クランクケース21に軸受け(図示省略)を介して回転可能に軸支される。
クランクケース21内においてクランク軸22上には、バランスウエイト221およびクランクピン231がシリンダ20・20・・・毎に設けられる。クランクピン231には、コンロッド23の一端部が回動可能に軸支される。コンロッド23の他端部には、ピストン24がピストンピン241を介して回動可能に軸支される。
シリンダブロック10(シリンダ20・20・・・)の上部には、シリンダヘッド30が設けられる。シリンダ20、ピストン24およびシリンダヘッド30によって囲まれた空間は、燃焼室25とされる。シリンダヘッド30の上部は、ヘッドカバー40によって覆われる。シリンダヘッド30の側部には、吸気マニホールド50が設けられる。吸気マニホールド50の上側には、燃料供給レール60が配置される。
シリンダヘッド30には、点火プラグ27が設けられる。点火プラグ27は、シリンダ20の軸方向から見たとき(平面視)において、シリンダ20内の略中央部に配置される。点火プラグ27の一端部(電極部271)は、燃焼室25内に差し込まれ、点火プラグ27の他端部(ターミナル272)は、シリンダヘッド30から上方に突出する。シリンダヘッド30から突出する点火プラグ27の上部(ターミナル272側)には、イグニッションコイル28が取り付けられる。
そして、シリンダヘッド30の一側(水平方向において点火プラグ27を挟んで一側)には、吸気ポート31(図4参照)が設けられる。吸気ポート31には、燃焼室25内に吸気を導入する吸気マニホールド50が接続される。吸気ポート31と燃焼室25との間には、吸気バルブ311が設けられ、吸気バルブ311が昇降することにより、吸気ポート31と燃焼室25との間の空間が開閉される。
また、シリンダヘッド30の他側(水平方向において点火プラグ27を挟んで他側)には、排気ポート32(図4参照)が設けられる。排気ポート32には、燃焼室25内の排気を導出する排気マニホールド(図示省略)が接続される。排気ポート32と燃焼室25との間には、排気バルブ321が設けられ、排気バルブ321が昇降することにより、排気ポート32と燃焼室25との間の空間が開閉される。
燃料供給レール60は、吸気マニホールド50内に燃料を噴射するインジェクタ62へ燃料を供給する管状部材である。図2および図3に示すように、燃料供給レール60は、クランク軸22(シリンダ20・20・・・の並列方向)と平行に配置される。燃料供給レール60には、一対の取付板61・61が設けられる。一対の取付板61・61は、燃料供給レール60の側面から燃料供給レール60の管軸方向に直交する方向に突出する。一対の取付板61・61には、それぞれボルト孔(図示省略)が穿孔される。
図5に示すイグニッションコイル28は、点火プラグ27の点火用高電圧を発生するものである。イグニッションコイル28は、コイル本体281と、点火プラグ27に接続される接続部282と、接続部282とコイル本体281とを連結する連結軸283と、突出片284と、を有する。突出片284は、イグニッションコイル28が点火プラグ27に取り付けられた状態で、コイル本体281の側面から水平方向に突出する。イグニッションコイル28・28・・・は、「支持部材」となる支持ブラケット29によって支持される。
図6に示すように、支持ブラケット29は、一対の短辺と一対の長辺とを有する略長方形状の板状部材である。支持ブラケット29には、「支持部」となる四つのボス部291・291・・・、四つの取付座292・292・・・、および一対の取付部293・293が設けられる。
ボス部291・291・・・は、イグニッションコイル28・28・・・を支持する部分である。ボス部291・291・・・は、支持ブラケット29の長辺方向に沿って所定の間隔(等間隔)で設けられる。隣り合うボス部291・291同士の中心間隔は、隣り合うイグニッションコイル28・28(シリンダ20・20)同士の中心間隔と同程度とされる。ボス部291には、イグニッションコイル28の連結軸283が嵌合される。
取付座292・292・・・は、支持ブラケット29の一側の板面(図5においてコイル本体281側の板面)上から、その板面に対して直交する方向に突出する。取付座292・292・・・には、ボルト孔が穿孔され、ボルト284Aによってイグニッションコイル28の突出片284が取り付けられる(図3および図5参照)。
一対の取付部293・293は、支持ブラケット29の他側の板面(図5において接続部282側の板面)における縁部から、支持ブラケット29の短辺方向に突出する。一対の取付部293・293は、支持ブラケット29の長辺方向の中心に対して、線対称に配置される。一対の取付部293・293には、ボルト孔293A・293Aが穿孔される。一対の取付部293・293は、「取付部材」となる一対の取付ブラケット51・51に、一対の第一ボルト511Aa・511Aaによって取り付けられる。
一対の取付ブラケット51・51は、支持ブラケット29および燃料供給レール60が取り付けられるものである。一対の取付ブラケット51・51は、同一構造であり、取付ブラケット51は、吸気マニホールド50の上面から上方に突出する(図2参照)。本実施形態に係る一対の取付ブラケット51・51は、吸気マニホールド50と一体成形される。取付ブラケット51には、「第一取付部」となる鉛直面511、「第二取付部」となる傾斜面512、第一ボルト孔511A、および第二ボルト孔512Aが設けられる。
鉛直面511は、支持ブラケット29が取り付けられる部分である。鉛直面511は、取付ブラケット51において水平方向の一側(支持ブラケット29側)に設けられる。鉛直面511は、その面が水平方向を向く。
第一ボルト孔511Aは、鉛直面511に対して直角に、鉛直面511側から反対側に貫通するように穿孔される。一対の第一ボルト孔511A・511Aは、支持ブラケット29の一対の取付部293・293に設けられたボルト孔293A・293Aと、一致する位置に配置される。
傾斜面512は、燃料供給レール60が取り付けられる部分である。傾斜面512は、取付ブラケット51において水平方向の他側(鉛直面511とは反対側)に設けられる。傾斜面512は、その面が水平方向から所定の角度傾斜して上方を向く。
第二ボルト孔512Aは、傾斜面512に対して直角に傾斜面512側から穿孔される。一対の第二ボルト孔512A・512Aは、燃料供給レール60の一対の取付板61・61に設けられた前記ボルト孔と、一致する位置に配置される。
次に、一対の取付ブラケット51・51に対する支持ブラケット29および燃料供給レール60の取付方法について説明する。
図2および図3に示すように、支持ブラケット29は、その一対の長辺がシリンダ20・20・・・の並列方向(クランク軸22)と平行となり、一対の取付部293・293が、水平方向において一対の取付ブラケット51・51側(イグニッションコイル28とは反対側)に突出し、かつ取付座292・292・・・が上方に突出するように配置される。
そして、支持ブラケット29は、図6に示すように、一対の取付部293・293の突出端部が、一対の取付ブラケット51・51の鉛直面511・511に当接された(つまり、一対の取付部293・293のボルト孔293A・293Aと、一対の第一ボルト孔511A・511Aとが一致する)状態で、一対の第一ボルト511Aa・511Aaが、一対の第一ボルト孔511A・511Aおよび一対のボルト孔293A・293Aにねじ込まれて、一対の取付ブラケット51・51に支持ブラケット29が取り付けられる。
続いて、燃料供給レール60は、図2および図3に示すように、その管軸方向がシリンダ20・20・・・の並列方向(クランク軸22)と平行となり、一対の取付板61・61が水平方向において一対の取付ブラケット51・51側に突出するように配置される。
そして、燃料供給レール60は、一対の取付板61・61の板面が、一対の取付ブラケット51・51の傾斜面512・512に重ね合わされた(つまり、一対の取付板61・61の前記ボルト孔と、一対の第二ボルト孔512A・512Aとが一致する)状態で、一対の第二ボルト512Aa・512Aaが、一対の取付板61・61の前記ボルト孔および一対の第二ボルト孔512A・512Aにねじ込まれて、一対の取付ブラケット51・51に燃料供給レール60が取り付けられる。
以上のように第一実施形態に係るエンジン1は、シリンダ20・20・・・とシリンダヘッド30によって形成される燃焼室25・25・・・内に吸気を導入する吸気マニホールド50がシリンダヘッド30に設けられ、燃焼室25・25・・・内に点火プラグ27・27・・・の一端部が差し込まれ、点火プラグ27・27・・・の他端部がシリンダヘッド30から突出するものであって、点火プラグ27・27・・・の他端部に点火プラグ27・27・・・の点火用高電圧を発生するイグニッションコイル28・28・・・が取り付けられ、イグニッションコイル28・28・・・が支持ブラケット29によって支持され、支持ブラケット29が吸気マニホールド50に取り付けられる。
このような構成により、イグニッションコイル28は、点火プラグ27の近傍で支持ブラケット29によって確実に支持されて、点火プラグ27と直接(コードを介さずに)接続される。これにより、イグニッションコイル28から点火プラグ27までの間での電圧低下を抑制できるとともに、接続用のコードが不要となって部品コストを低減することが可能である。さらに、吸気マニホールド50はエンジン1の他の部分に比べて低温であるため、支持ブラケット29を介してイグニッションコイル28に伝わる熱の影響が小さい。これにより、イグニッションコイル28の温度上昇が低減されて、イグニッションコイル28の性能および耐久性の低下を抑制することが可能である。
特に、エンジン1は、シリンダブロック10内にシリンダ20・20・・・が四つ並べて設けられ、四つのシリンダ20・20・・・とシリンダヘッド30によって形成される四つの燃焼室25・25・・・内に吸気を導入する吸気マニホールド50がシリンダヘッド30に設けられ、四つのシリンダ20・20・・・毎の点火プラグ27・27・・・がシリンダヘッド30に設けられ、点火プラグ27・27・・・の一端部が燃焼室25・25・・・内に差し込まれ、点火プラグ27・27・・・の他端部がシリンダヘッド30から突出するものであって、四つの点火プラグ27・27・・・毎にイグニッションコイル28・28・・・が取り付けられ、四つのイグニッションコイル28・28・・・が支持部材によって支持され、支持ブラケット29が吸気マニホールド50に取り付けられるとともに、支持ブラケット29に四つのイグニッションコイル28・28・・・毎に支持するボス部291・291・・・が設けられる。
このような構成により、四つのイグニッションコイル28・28・・・が一つの支持ブラケット29によって支持される。これにより、四つのイグニッションコイル28・28・・・毎に支持ブラケット29を設ける必要がなく、四つのイグニッションコイル28・28・・・の支持構造をコンパクトに構成することが可能である。
また、エンジン1において、支持ブラケット29は、吸気マニホールド50に設けられた一対の取付ブラケット51・51に取り付けられ、一対の取付ブラケット51・51に、吸気マニホールド50内に燃料を噴射するインジェクタ62へ燃料を供給する燃料供給レール60が取り付けられる。
このような構成により、一対の取付ブラケット51・51に支持ブラケット29および燃料供給レール60の両部材が取り付けられる。これにより、両部材の取付構造をコンパクトに構成することが可能である。
さらに、エンジン1において、一対の取付ブラケット51・51は、支持ブラケット29が取り付けられる鉛直面511と、燃料供給レール60が取り付けられる傾斜面512と、を有し、鉛直面511と傾斜面512が一側と他側とに振り分けて設けられる。
このような構成により、取付ブラケット51において支持ブラケット29の取付方向と燃料供給レール60の取付方向とが異なるため、着脱に際して両部材が互いに干渉し難い。これにより、燃料供給レール60を取り外さずに支持ブラケット29だけを着脱できるため、点火プラグ27・27・・・のメンテナンスを容易にすることが可能である。
次に、第二実施形態に係るエンジンについて説明する。なお、第一実施形態と同一符号の部材は第一実施形態と同一構成であるため詳細な説明は省略する。
第二実施形態に係るエンジンにおいて、支持ブラケット29には、図7に示すように、第一実施形態における一対の取付部293・293に代えて、取付ステー294が設けられる。
取付ステー294は、一対の短辺と一対の長辺とを有する略長方形状の板状部材が、一対の短辺の略中央部を境に、略直角に折り曲げられて構成される。取付ステー294は、第一板294Aと、第一板294Aに対して略直角な第二板294Bと、を有する。
取付ステー294は、第一板294Aの板面が支持ブラケット29の板面に対して略直角となるように、換言すると、第二板294Bの板面が支持ブラケット29の板面に対して略平行となるように、第一板294Aの一側(折曲部とは反対側)の長辺が、支持ブラケット29の一側(ヘッドカバー40側)の長辺に固定される。第二板294Bの長辺両端部には、一対のボルト孔294Ba・294Baが穿孔される。
こうして、支持ブラケット29は、取付ステー294の第一板294Aがヘッドカバー40の側面に沿い、取付ステー294の第二板294Bがヘッドカバー40の上面に沿うように配置される。ここで、本実施形態では、第一実施形態における一対の取付ブラケット51・51に代えて、ヘッドカバー40の上面に一対のボルト孔(図示省略)が穿孔される。このヘッドカバー40の一対のボルト孔は、一対のボルト孔294Ba・294Baと一致する位置に配置される。
そして、一対のボルト294Bb・294Bbが、一対のボルト孔294Ba・294Baおよびヘッドカバー40の前記一対のボルト孔にねじ込んで入れられて、ヘッドカバー40に取付ステー294を介して支持ブラケット29が取り付けられる。
このような構成により、第二実施形態に係るエンジンでは、取付ステー294の板面(第一板294Aおよび第二板294B)全体がヘッドカバー40に支持される。これにより、支持ブラケット29を確実に取り付けることが可能である。
なお、一の板状部材を折り曲げることにより、支持ブラケット29および取付ステー294を一体的に構成することも可能である。
次に、第三実施形態に係るエンジンについて説明する。なお、第一実施形態と同一符号の部材は第一実施形態と同一構成であるため詳細な説明は省略する。
第三実施形態に係るエンジンにおいて、支持ブラケット29には、図8に示すように、第一実施形態における一対の取付部293・293に代えて、一対の取付孔295・295が穿孔される。一対の取付孔295・295は、支持ブラケット29の一側(吸気マニホールド50側)の長辺側において、支持ブラケット29の長辺方向の中心に対して、線対称に配置される。
そして、本実施形態では、第一実施形態における一対の取付ブラケット51・51に代えて、一対の取付軸33・33がシリンダヘッド30の上面に設けられる。一対の取付軸33・33は、シリンダヘッド30の上面から上方に突出する。一対の取付軸33・33には、一対のボルト孔331・331が穿孔される。一対のボルト孔331・331は、支持ブラケット29の一対の取付孔295・295と一致する位置に配置される。
こうして、支持ブラケット29は、一対の取付孔295・295が一対の取付軸33・33のボルト孔331・331と一致された状態で、一対のボルト295A・295Aが、一対の取付孔295・295および一対のボルト孔331・331にねじ込んで入れられて、一対の取付軸33・33に支持ブラケット29が取り付けられる。
このような構成により、第三実施形態に係るエンジンでは、一対の取付軸33・33と一対のボルト295A・295Aとによる簡易な構成で、支持ブラケット29がシリンダヘッド30に取り付けられる。これにより、支持ブラケット29の取付構成に係る部品コストを低減することが可能である。
1 エンジン
10 シリンダブロック
20 シリンダ
25 燃焼室
27 点火プラグ
28 イグニッションコイル
29 支持ブラケット(支持部材)
30 シリンダヘッド
50 吸気マニホールド
51 取付ブラケット(取付部材)
60 燃料供給レール
62 インジェクタ
291 ボス部(支持部)
511 鉛直面(第一取付部)
512 傾斜面(第二取付部)

Claims (4)

  1. シリンダとシリンダヘッドによって形成される燃焼室内に吸気を導入する吸気マニホールドが前記シリンダヘッドに設けられ、前記燃焼室内に点火プラグの一端部が差し込まれ、該点火プラグの他端部が前記シリンダヘッドから突出するエンジンであって、前記点火プラグの他端部に点火プラグの点火用高電圧を発生するイグニッションコイルが取り付けられ、該イグニッションコイルが支持部材によって支持され、該支持部材が前記吸気マニホールドに取り付けられるエンジン。
  2. シリンダブロック内にシリンダが複数並べて設けられ、該複数のシリンダとシリンダヘッドによって形成される複数の燃焼室内に吸気を導入する吸気マニホールドが前記シリンダヘッドに設けられ、前記複数のシリンダ毎の点火プラグが前記シリンダヘッドに設けられ、前記点火プラグの一端部が前記燃焼室内に差し込まれ、該点火プラグの他端部が前記シリンダヘッドから突出するエンジンであって、前記複数の点火プラグ毎にイグニッションコイルが取り付けられ、該複数のイグニッションコイルが支持部材によって支持され、該支持部材が前記吸気マニホールドに取り付けられるとともに、前記支持部材に前記複数のイグニッションコイル毎に支持する支持部が設けられるエンジン。
  3. 前記イグニッションコイルの支持部材は、前記吸気マニホールドに設けられた取付部材に取り付けられ、前記取付部材に、前記吸気マニホールド内に燃料を噴射するインジェクタへ燃料を供給する燃料供給レールが取り付けられる請求項1または請求項2に記載のエンジン。
  4. 前記吸気マニホールドに設けられた取付部材は、前記イグニッションコイルの支持部材が取り付けられる第一取付部と、前記燃料供給レールが取り付けられる第二取付部と、を有し、前記第一取付部と前記第二取付部が一側と他側とに振り分けて設けられる請求項3に記載のエンジン。
JP2009111635A 2009-04-30 2009-04-30 エンジン Pending JP2010261342A (ja)

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