JP2012137025A - エンジンの保護構造 - Google Patents

Abstract

【課題】燃料供給系統の保護とエンジンの付帯部材の振動低減とを効率よく実現できるようにした、エンジンの保護構造を提供する。
【解決手段】車両の前部にて複数の気筒が車幅方向に列をなして並ぶように配置されたエンジン２と、エンジン２の車両前側の上部に、前記列に沿って配設された燃料供給用部材１４，１６と、燃料供給用部材の前記列方向に離隔した位置にブラケット６０を介して取り付けられた付帯部材５０と、を有し、前記列に沿って延在するようにエンジン２上部に配置され、燃料供給用部材を車両前側から覆うプロテクタ７０Ａを備え、プロテクタ７０Ａの一端は、ブラケット６０と一体にエンジン２上部に固定される。
【選択図】図１

Description

本発明は、シリンダヘッドに可変動弁機構の可変操作要素を駆動するアクチュエータを装備したエンジンに用いて好適の、エンジンの保護構造に関するものである。

自動車に搭載されるエンジン（内燃機関）のシリンダブロック上部やシリンダブロック上方のシリンダヘッドの周りには、燃料タンクから燃料を供給する燃料供給系統の一部が装備される。乗用車等をはじめとして多くの自動車は、エンジンが車両の前部に装備されるので、車両前方からの衝突に対してこのような燃料供給系統を保護することも一つの課題となっている。

これに関し、特許文献１には、シリンダブロックの上方のシリンダヘッドの吸気側ヘッド側壁に吸気マニホールドが取り付けられ、この吸気マニホールドに、燃料噴射弁及びその燃料配管等を含めた燃料系部材が配置されたものにおいて、この燃料系部材を覆うようにプロテクタを取り付けることにより、燃料供給系統を保護する技術が提案されている。
一方、シリンダヘッドの燃料供給系統の一部が配設される付近には、給気バルブ及び排気バルブを開閉駆動する動弁装置が装備されているが、この動弁装置を、バルブの開閉タイミングを可変にする可変バルブタイミング機構（ＶＶＴ）やバルブのリフト量を可変にする可変バルブリフト機構（ＶＶＬ）といった可変動弁機構を有して構成する場合がある。このような可変動弁機構では、可変操作要素を駆動するための駆動用モータ等のアクチュエータが必要になる。

可変動弁機構はシリンダヘッド上のロッカカバー内部に位置するため、可変操作要素もシリンダヘッドの上方に位置し、アクチュエータもシリンダヘッドの上方に配置することになる。アクチュエータを支持しうる剛性を有するのは、可変動弁機構の下部のシリンダヘッドである。このため、アクチュエータは、下部をシリンダヘッドに固定されシリンダヘッド上方に突出するブラケットを利用して、シリンダヘッドに固定することになる。

なお、エンジンのシリンダブロック上部やシリンダヘッドに装着される部材（エンジン付帯部材）はこのようなアクチュエータに限るものではない。

特開２００７−２３９７１０号公報

上述のように、車両前方からの衝突に対して燃料供給系統を保護するには、プロテクタを装備することが有効である。
一方、エンジンはその作動時にどうしてもエンジン振動が生じてしまい、上記のアクチュエータのようなエンジンの付帯部材は、このエンジン振動がそのまま伝達されるが、付帯部材がシリンダヘッドやシリンダブロックから離隔する方向に突出して装備される場合、このエンジン振動がより増幅されて伝達される場合がある。

この付帯部材の振動は、付帯部材自身の劣化を招くだけでなく、付帯部材の関連部材（例えば、駆動用モータが接続された可変動弁機構）の劣化や誤作動を招くおそれがあるので、この付帯部材の振動低減も要望されている。
したがって、燃料供給系統の保護と共にこのようなエンジンの付帯部材の振動低減を効率よく実現できるようにしたい。

本発明は、かかる課題に着目して創案されたもので、燃料供給系統の保護とエンジンの付帯部材の振動低減とを効率よく実現できるようにした、エンジンの保護構造を提供することを目的としている。

上記の目的を達成するために、本発明のエンジンの保護構造は、車両の前部にて複数の気筒が車幅方向に列をなして並ぶように配置されたエンジンと、前記エンジンの車両前側の上部に、前記列に沿って配設された燃料供給用部材と、前記燃料供給用部材の前記列方向に離隔した位置にブラケットを介して取り付けられた付帯部材と、を有し、前記列に沿って延在するように前記エンジン上部に配置され、前記燃料供給用部材を車両前側から覆うプロテクタを備え、前記プロテクタの一端は、前記ブラケットと一体に前記エンジン上部に固定されることを特徴としている。

前記ブラケットは、前記付帯部材が固定される付帯部材固定部、及び、前記エンジン上部に固定されるエンジン固定部を有し、前記プロテクタの一端は、前記ブラケットの前記付帯部材固定部に一体に固定されることが好ましい。
前記燃料供給用部材には、前記気筒に燃料を噴射するインジェクタと、前記インジェクタに燃料を供給するデリバリパイプとが含まれ、前記付帯部材は、前記エンジンに付設された可変動弁機構の可変操作要素を駆動するアクチュエータであることが好ましい。

前記プロテクタは、屈曲横断面を有するように板金を加工形成されて、前記列に沿って配設される棒状部を有していることが好ましい。

本発明のエンジンの保護構造によれば、自動車が前部から衝突された場合に、インジェクタやデリバリパイプといった燃料供給用部材を車両前側から覆うプロテクタが、燃料供給用部材を保護してその損傷を防止する。
また、プロテクタの一端は、ブラケットと一体にエンジン上部に固定されるのでブラケットの剛性が高められ、ブラケット及び付帯部材の振動が抑制される。

特に、ブラケットが、付帯部材が固定される付帯部材固定部及びエンジン上部に固定されるエンジン固定部を有し、プロテクタの一端がブラケットの付帯部材固定部に一体に固定されると、ブラケット及び付帯部材の振動がより抑制される。
例えば、付帯部材が、エンジンに付設された可変動弁機構の可変操作要素を駆動するアクチュエータである場合、アクチュエータの振動抑制は、振動によるアクチュエータ自身の劣化や可変動弁機構の劣化を抑制することや、振動による可変動弁機構の誤作動のおそれを低減することができる。

プロテクタを、屈曲横断面を有するように板金を加工形成した棒状部を有する構成とすれば、低コストで製造することができる。

本発明の第１実施形態にかかるプロテクタ及びブラケットを示す斜視図である。 本発明の第１実施形態にかかるエンジンの車両前側上部の一端側の斜視図である。 本発明の第１実施形態にかかるエンジンの車両前側上部の他端側の斜視図である。 本発明の第１実施形態にかかるエンジンの車両前側上部の正面図である。 本発明の第１実施形態にかかるエンジンの車両前側上部の上面図である。 本発明の第１実施形態にかかるエンジンの車両前側上部の一端側の部分側面図である。 本発明の第１実施形態にかかるシリンダヘッド内の動弁装置の斜視図である。 本発明の第２実施形態にかかるプロテクタ及びブラケットを示す斜視図である。 本発明の第２実施形態にかかるエンジンの車両前側上部を示す図であり、（ａ）はその上面図、（ｂ）はその一端側の斜視図、（ｃ）はその正面図、（ｄ）はその一端側の側面図である。

以下、図面を用いて本発明の実施形態を説明する。
＜第１実施形態＞
図１〜図７は、本発明の第１実施形態を説明するものでこれらの図を用いて本実施形態の構成を説明する。
図２，図３に示すように、本実施形態にかかるエンジン（内燃機関）２は、自動車の前部に複数の気筒が車幅方向に列状に並ぶように配置された横置き直列４気筒エンジンである。図２，図３中に示す矢印は車両の方向を示し、矢印Ｆは車両前方を、矢印Ｒは車両後方を、矢印ＬＳは車両左側方を、矢印ＲＳは車両右側方を、それぞれ示す。

このエンジン２は、エンジン２の車両前側の上部、即ち、シリンダブロック４の上部に装着されロッカカバー１８で覆われたたシリンダヘッド（図示略）の車両前側に各気筒の吸気ポート（図示略）を備え、これらの吸気ポートに吸気マニホールド８がそれぞれ接続され、吸気口１０から取り入れられた空気がサージタンク１２から吸気マニホールド８を介して各吸気ポートに送られ、各吸気ポートから気筒内に供給される。

この例では、サージタンク１２はエンジン２のシリンダブロック４の車両前側の下部に配置され、各吸気マニホールド８は上方のシリンダヘッドに向けて湾曲しながら延びており、シリンダヘッドの付近では、各吸気ポートと同方向になるように、斜め下方に湾曲しており、各吸気ポートと滑らかに連続する吸気通路が形成されている。
また、図５に示すように、シリンダヘッドの吸気マニホールド８が接続される各吸気ポートには、吸気マニホールド８の接続部の上方に隣接した位置に、燃料をポート噴射するインジェクタ１４が先端を吸気ポートに向けて装着されている。各インジェクタ１４には、デリバリパイプ１６が接続され、図示しない燃料配管を通じて図示しない燃料タンク内の燃料が供給されるようになっている。

このデリバリパイプ１６は、シリンダヘッドの車両前側で、シリンダヘッドの外面から僅かに離隔して車幅方向（矢印ＬＳ，ＲＳの方向）に延びるように配置され、各インジェクタ１４の基端は、シリンダヘッドの外面から突出してこのデリバリパイプ１６と接続されている。
シリンダヘッド６上のロッカカバー１８内には、図７に示すように、動弁装置２０が設けられている。この動弁装置２０は、１本のカムシャフト２２により各吸気バルブ２４と各排気バルブ２６とをそれぞれ開閉駆動するＳＯＨＣ式動弁装置である。排気バルブ２６はバルブの開閉特性を固定されているが、吸気バルブ２４はバルブ特性を連続的に変更可能に構成されている。

つまり、シリンダヘッド６上に装架された支持部材２８に、吸気用ロッカシャフトを兼ねる制御シャフト３０と、排気用ロッカシャフト３２とが軸支されている。制御シャフト３０には各吸気バルブ２４を駆動するロッカアーム３４が装備され、ロッカシャフト３２には各排気バルブ２６を駆動するロッカアーム３６が装備される。各排気バルブ２６は、カムシャフト２２に装備されたカムのカムプロフィルに従って一定の特性で開閉するが、各吸気バルブ２４は可変動弁機構４０によってバルブの開閉特性が連続的に変更される。

この可変動弁機構４０は、制御シャフト３０を回動させることにより、バルブ２４の開閉特性を連続的に変更でき、制御シャフト３０を回動させるために、制御シャフト３０の端部に固設されたウォームホイールギヤ４２とこのウォームホイールギヤ４２に噛合するウォームシャフトギヤ４４とからウォームギヤ機構（可変操作要素）４６を備え、ウォームシャフトギヤ４４の軸端に結合された駆動モータ（エンジン付帯部材としてのアクチュエータ）５０を回転させることにより、ウォームギヤ機構４６を通じてウォームホイールギヤ４０及び制御シャフト３０が回転し、制御シャフト３０の回転位相角に応じた開閉特性で各吸気バルブ２４が開閉駆動される。

駆動モータ５０は、電動モータであり、その回転軸５２をウォームシャフトギヤ４４と同軸上に連結されるが、モータボディ５４は、その直下のシリンダヘッド６に固定される。ただし、駆動モータ５０は、その回転軸５２がシリンダヘッド６上の可変動弁機構４０のウォームシャフトギヤ４４に結合されているので、モータボディ５４もシリンダヘッド６よりも上方に位置する。このため、駆動モータ５０は、ブラケット６０を介してモータボディ５４をシリンダヘッド６に固定される。

ブラケット６０は、図１に示すように、ボルト孔６１ａを通じてモータボディ５４が図示しないボルト等の固定具により固定されるボス部６１を有するモータ固定部（付帯部材固定部）６２と、ボルト孔６３ａを通じてモータボディ５４が図示しないボルト等の固定具によりシリンダヘッド６の外壁面に固定されるシリンダヘッド固定部（エンジン固定部）６３と、を有し、シリンダヘッド固定部６３を下方にモータ固定部６２を上方に配置して装着される。

本構造では、このブラケット６０に、インジェクタ１４やデリバリパイプ１６といった燃料供給用部材を車両前側から覆うプロテクタ７０Ａの一端が結合されている。プロテクタ７０Ａは、車幅方向（矢印ＬＳ，ＲＳの方向）に延びるデリバリパイプ１６よりも車両前側にデリバリパイプ１６と離隔し且つ平行又は略平行に車幅方向に延びる棒状部７１Ａを有している。

この棒状部７１Ａの一端にはブラケット６０と共にシリンダヘッド６の外壁面に固定されるブラケット結合部７２Ａが接続され、他端にはシリンダヘッド６の外壁面に固定される固定部７３Ａが接続されている。プロテクタ７０Ａの各部（棒状部７１Ａ，ブラケット結合部７２Ａ，固定部７３Ａ）は、何れも板金を、例えばＬ字型断面といった屈曲横断面を有するように加工形成したもので、屈曲した横断面形状によって板金でありながら剛性及び強度が高められている。

棒状部７１Ａは、直線状のデリバリパイプ１６と平行又は略平行に配置される直線状の部材であり、棒状部７１Ａの屈曲した一方のプレート部にボルト孔７４が形成され、図４に示すように、吸気マニホールド８にボルト８２により一面を固定されたＬ型金具８０の他面に、ボルト孔７４に相通されるボルト８１によって締結されて、吸気マニホールド８に固定される。

棒状部７１Ａの一端には、湾曲しやや捻られた段部７１ａを介して結合片部７１ｂが形成され、ブラケット結合部７２Ａの上部一側に形成された結合片部７２ｂと図示しないボルト等の固定具により固定されている。また、棒状部７１Ａの他端には、屈曲した段部を介して結合片部７１ｃが形成され、固定部７３Ａの上部一側に形成された結合片部７３ｂと溶着されている。

ブラケット結合部７２Ａは、ブラケット６０のシリンダヘッド固定部６３と対向するように配置され、ブラケット６０のボルト孔６３ａと位置合わせされたボルト孔７２ｃを有するプレート状の本体７２ａと、上記の棒状部７１Ａの一端と図示しないボルト等の固定具により固定される結合片部７２ｂとを有している。プレート状の本体７２ａは、正面視で略直角三角形状に形成され、斜辺部はシリンダヘッド６の側に屈曲形成されて、その一端に結合片部７２ｂが形成される。また、直角を挟む２辺はシリンダヘッド６とは逆側に屈曲形成されて、これらの各片の屈曲構造によって剛性及び強度が高められている。

固定部７３Ａは、本体７３ａが屈曲横断面を有する短い棒状部材であり、取付時に上方となる本体７３ａの端部に、上記の結合片部７３ｂが屈曲形成され、結合片部７３ｂの直下にシリンダヘッド６の端部壁面にボルト締結される締結片部７３ｃが屈曲して形成され、取付時に下方となる本体７３ａの端部に、シリンダヘッド６の正面側（車両前方向き）の壁面にボルト締結される締結片部７３ｄが屈曲して形成される。各締結片部７３ｃ，７３ｄにはそれぞれボルト孔７５ａ，７５ｂが加工されている。

このようなプロテクタ７０Ａとブラケット６０とは、図１に示すように配置され、予めブラケット６０のモータ固定部６２にモータを固定した上で、各ボルト孔を利用して、図２〜図７に示すように、シリンダヘッド６に締結される。

本発明の第１実施形態にかかるエンジンの保護構造は、上述のように構成されるので、以下のような作用及び効果を得ることができる。
つまり、自動車が前部から衝突された場合には、エンジン２前方の車体部材等がエンジン前側に迫るように変位或いは変形することがあり、エンジン前側に装備されたインジェクタ１４やデリバリパイプ１６といった燃料供給用部材にエンジン２前方の車体部材等がぶつかって燃料供給系の損傷を与えるおそれがある。これに対して、燃料供給用部材１４，１６に比較して剛性及び強度が高いプロテクタ７０Ａが、燃料供給用部材１４，１６を車両前側から覆っているので、エンジン２前方の車体部材等がこのプロテクタ７０Ａによって変位を抑えられ、燃料供給系の損傷を回避することが可能になる。

特に、プロテクタ７０Ａの一端は、ブラケット６０と共にエンジン２上部に固定されるのでブラケット６０の剛性が高められ、ブラケット６０及びブラケット６０を通じてエンジン２上部に固定される駆動モータ（アクチュエータ）５０の振動が抑制される。また、この駆動モータ５０の振動抑制は、駆動モータ５０自体の振動による劣化を抑制でき、さらに、駆動モータ５０が接続される可変動弁機構４０の振動による劣化を抑制することや、振動による可変動弁機構４０の誤作動のおそれを軽減することができる。

また、プロテクタ７０Ａは、屈曲横断面を有するように板金を加工形成した棒状部７１Ａを有し、この棒状部７１Ａによって燃料供給用部材１４，１６を車両前側から覆っているので、プロテクタ７０Ａを比較的軽量に形成でき、また低コストで製造することができる。
特に、本実施形態では、ブラケット結合部７２Ａが、ブラケット６０の基部であるシリンダヘッド固定部６３と対向するように配置され一体に固定されるので、ブラケット６０の剛性が大幅に向上し、ブラケット６０の基部（根元曲げ部）からの振動低減を効率よく促進することができる。

＜第２実施形態＞
図８，図９は、本発明の第２実施形態を説明するものでこれらの図を用いて本実施形態の構成を説明する。
なお、本実施形態は、プロテクタ７０Ｂの構造のみが第１実施形態と異なっており、この相違点を中心に説明する。第１実施形態と同符号の部材や要素については説明を省略する。

図８に示すように、本プロテクタ７０Ｂは、車幅方向（矢印ＬＳ，ＲＳの方向）に延びるデリバリパイプ１６よりも車両前側にデリバリパイプ１６と離隔し且つ平行又は略平行に車幅方向に延びる棒状部７１Ｂと、棒状部７１Ｂの一端に形成されブラケット６０に結合されるブラケット結合部７２Ｂと、棒状部７１Ｂの他端に形成されシリンダヘッド６の外壁面に固定される固定部７３Ｂとが、１つの連続した板金によって屈曲形成されている。

ブラケット結合部７２Ｂは、この例では、棒状部７１Ｂの一端からブラケット６０へと向かって湾曲し、ボス部６１の上端の一部に一体に繋がっているが、ブラケット６０のボス部６１に駆動モータ５０と共に締結されるものであってもよい。
このようなプロテクタ７０Ｂとブラケット６０とは、図８に示すように配置され、予めブラケット６０のモータ固定部６２にモータを固定しプロテクタ７０Ｂも結合した上で、各ボルト孔を利用して、図９（ａ）〜（ｄ）に示すように、シリンダヘッド６に締結される。

本発明の第２実施形態にかかるエンジンの保護構造は、上述のように構成されるので、第１実施形態と同様に、自動車が前部から衝突された場合に、エンジン前側に装備されたインジェクタ１４やデリバリパイプ１６といった燃料供給用部材をプロテクタ７０Ｂにより保護することができる。
また、プロテクタ７０Ｂのブラケット結合部７２Ｂはブラケット６０のボス部６１の上端の一部に一体に繋がっているのでブラケット６０の剛性が高められ、ブラケット６０及びブラケット６０を通じてエンジン２上部に固定される駆動モータ５０の振動が抑制される。特に、ブラケット６０は、シリンダヘッド固定部６３がシリンダヘッド６の外壁面に固定され、モータボディ５４が固定されるモータ固定部６２はシリンダヘッド６に対して自由端となっているが、プロテクタ７０Ｂのブラケット結合部７２Ｂにより押さえられて変位が抑制されるため、駆動モータ５０の振動がより一層抑制される。したがって、駆動モータ５０自体の劣化抑制、さらに、可変動弁機構４０の劣化抑制や、可変動弁機構４０の誤作動のおそれを軽減することができる。

また、プロテクタ７０Ｂは、屈曲横断面を有するように板金を加工形成した棒状部７１Ｂを有し、この棒状部７１Ｂによって燃料供給用部材１４，１６を車両前側から覆っているので、プロテクタ７０Ｂを比較的軽量に形成でき、また低コストで製造することができる。

＜その他＞
以上本発明の実施形態を説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々変形して実施しても構わない。

例えば、エンジン上部に装備された燃料供給用部材の列方向の一端部にブラケットを介して取り付けられた付帯部材は、可変動弁機構４０の駆動モータ（アクチュエータ）５０に限るものではなく、エンジン上部の上記箇所にブラケットを介して取り付けられるものであれば、いずれでも有効である。

２ エンジン（内燃機関）
４ シリンダブロック
６ シリンダヘッド
８ 吸気マニホールド
１０ 吸気口
１２ サージタンク
１４ インジェクタ
１６ デリバリパイプ
１８ ロッカカバー
２０ 動弁装置
４０ 可変動弁機構
４６ ウォームギヤ機構（可変操作要素）
５０ 駆動モータ（アクチュエータ）
６０ ブラケット
６１ ボス部
６２ モータ固定部（付帯部材固定部）
６３ シリンダヘッド固定部（エンジン固定部）
７０Ａ プロテクタ
７１Ａ 棒状部
７２Ａ ブラケット結合部
７３Ａ 固定部
８０ Ｌ型金具

Claims (4)

1. 車両の前部にて複数の気筒が車幅方向に列をなして並ぶように配置されたエンジンと、
   前記エンジンの車両前側の上部に、前記列に沿って配設された燃料供給用部材と、
   前記燃料供給用部材の前記列方向に離隔した位置にブラケットを介して取り付けられた付帯部材と、を有し、
   前記列に沿って延在するように前記エンジン上部に配置され、前記燃料供給用部材を車両前側から覆うプロテクタを備え、
   前記プロテクタの一端は、前記ブラケットと一体に前記エンジン上部に固定される
   ことを特徴とする、エンジンの保護構造。
2. 前記ブラケットは、前記付帯部材が固定される付帯部材固定部、及び、前記エンジン上部に固定されるエンジン固定部を有し、
   前記プロテクタの一端は、前記ブラケットの前記付帯部材固定部に一体に固定される
   ことを特徴とする、請求項１記載のエンジンの保護構造。
3. 前記燃料供給用部材には、前記気筒に燃料を噴射するインジェクタと、前記インジェクタに燃料を供給するデリバリパイプとが含まれ、
   前記付帯部材は、前記エンジンに付設された可変動弁機構の可変操作要素を駆動するアクチュエータである
   ことを特徴とする、請求項１又は２記載のエンジンの保護構造。
4. 前記プロテクタは、屈曲横断面を有するように板金を加工形成されて、前記列に沿って配設される棒状部を有している
   ことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載のエンジンの保護構造。