JP4124602B2 - Internal combustion engine head cover assembly - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関のヘッドカバー上に取り付けられ、イグニッションコイルのような電気部品及びその配線回路が予め実装された配電板ユニットを有するヘッドカバー組立体の改良に関する。
【0002】
【従来の技術】
自動車用の内燃機関には、従来より数多くの電気部品が配設されている。例えば火花点火式の内燃機関においては、点火プラグへ高電圧を供給するイグニッションコイルが各気筒毎にそれぞれ設けられる。これら複数の電気部品をそれぞれワイヤーハーネスによりエンジン制御部と電気的に接続すると、配線作業が非常に煩雑となり、接続状態が不完全となり易い。
【0003】
そこで、電気部品の配線作業を簡略化するための様々な提案が従来よりなされている。例えば、特開平9−317556号公報では、シリンダヘッド上に取り付けられるヘッドカバーに電気部品を予め組み付けるとともに、このヘッドカバーの壁部に、電気部品の配線回路を一体的に延設している。特開平10−325335号公報では、ヘッドカバーの内部に、複数の電気部品に接続するワイヤーハーネスがユニット化した状態で内蔵されている。特開2001−73829号公報では、ヘッドカバーのカバー下部体の上に、電気部品及びその回路基板を取り付け、これら電気部品及び回路基板を覆うように、カバー上部体をカバー下部体へ取り付けている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ヘッドカバーの内側は潤滑油の雰囲気下にあり、ヘッドカバーの外側は水や埃等にさらされるため、上記特開平9−317556号公報や特開平10−325335号公報のように、配線回路(ワイヤーハーネス)を内蔵するヘッドカバーに電気部品を組み付ける構造では、これら電気部品のコネクト端子のシール性を確保することが難しい。電気部品のコネクト端子を防水仕様とすると、部品単価が高価となり、コストの増加を招いてしまう。
【0005】
本発明は、電気部品及びその配線回路を配電板ユニットへ実装してモジュール化し、電気部品の配線作業及び組立作業を簡略化しつつ、コストの増加を招くことなく電気部品周りのシール性を確保し、かつ、電気部品の配電板ユニットへの組付作業性及び結線作業性を向上することを主たる目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る内燃機関のヘッドカバー組立体は、内燃機関のシリンダヘッド上に取り付けられるヘッドカバーと、このヘッドカバー上に密閉状態で取り付けられるユニットカバーを含む配電板ユニットと、を有している。ヘッドカバーの上壁に所定の間隔をあけて対向するユニットカバーの下面側には、電気部品が予め取り付けられる取付部と、上記電気部品の配線回路を含む配電板と、が設けられている。すなわち、配電板ユニットは、そのユニットカバーに様々な電気部品及びその配線回路等を実装し、1つの部品としてモジュール化したものである。上記取付部は、上記電気部品をユニットカバーの下面に沿って差し込むことにより、この電気部品を固定可能なスナップフィット式の固定構造となっており、かつ、固定と同時に電気部品が配線回路へ接続されるようになっている。更に、上記取付部が、上記電気部品の差込方向前面に電気的に接続するコネクト端子と、上記電気部品を差込方向に沿って移動可能に支持するガイド手段と、上記電気部品を、上記コネクト端子に接続する差込方向位置に保持するストッパと、を有している。
【0007】
配電板ユニットに予め実装される電気部品としては、点火プラグへ高電圧を供給するイグニッションコイル、EGR用のEGRバルブやエバポレータ用のパージコントロールバルブのような各種ソレノイドバルブ、空燃比センサ等の各種センサの他、配線回路を構成するリレー、コンデンサなどが挙げられる。また、これら電気部品の間隙を利用して、配電板ユニットにバキュームタンクやオイルミストセパレータのような機能部品を実装しても良い。
【0008】
【発明の効果】
本発明によれば、配電板ユニットに電気部品及びその配線回路を予め実装しておくことにより、車両組立時に個々の電気部品の組付作業及び配線作業が不要となり、その作業能率を格段に向上することができる。また、配電板ユニットのユニットカバーがヘッドカバーへ密閉状態で取り付けられるため、ユニットカバーの下面側に実装される電気部品のそれぞれのコネクト端子を敢えて防水仕様とする必要がなく、従って、シール性能が大幅に向上するとともに、大幅なコスト低下を図ることができる。更に、電気部品を取付部に差し込むことにより、この電気部品を取付部に固定できるとともに、電気部品を配線回路へ同時に接続することができ、この電気部品の固定作業及び結線作業が著しく簡素化、迅速化される。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る好ましい実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。ヘッドカバー組立体は、内燃機関のシリンダヘッド上に取り付けられるヘッドカバー10と、このヘッドカバー10上に密閉状態で取り付けられるユニットカバー20を含む配電板ユニット11と、により構成される。図1は、配電板ユニット11を単体で下面側より見た斜視図、図2は、ヘッドカバー10単体の斜視図、図3は、配電板ユニット11をヘッドカバー10へ組み付けた状態を示す斜視図である。
【0010】
図2に示すように、ヘッドカバー10の上壁12には、合計4つのプラグ挿通孔13が開口形成されているとともに、配電板ユニット11の四方を囲むように、上壁12より上方へ起立する起立壁14が形成されている。
【0011】
図1に示すように、ユニットカバー20は、ヘッドカバー10の上壁12を覆うように、その周縁が起立壁14の上縁に取り付けられる平板状をなしている。配電板ユニット11は、ヘッドカバー10の上壁12に所定の間隙をあけて対向するユニットカバー20の下面20a側に、電気部品としての合計4つのイグニッションコイル21、2つのソレノイドバルブ22、コンデンサ23、これら電気部品21,22,23の配線回路がプリント配線された配電板24の他、ソレノイドバルブ22が接続するバキュームタンク25及びオイルミストセパレータ26のような機能部品を予め固定又は一体形成し、一つの部品としてモジュール化したものである。このようなモジュール化により、車両組付時における配線作業及び組立作業が簡略化され、作業能率を著しく向上することができる。
【0012】
イグニッションコイル21は、ヘッドカバー10のプラグ挿通孔13(図2)を貫通する筒部21aを介して、対応する気筒の点火プラグへ高電圧を供給する。ソレノイドバルブ22は、バキュームタンク25から取り出される負圧を制御するものであり、この実施例ではソレノイドバルブ22の一方22aがEGRバルブ、他方22bがエバポレータ制御用のパージコントロールバルブである。
【0013】
配電板24は、ユニットカバー20に固定又は一体的に形成されており、一束のハーネス27を介して、外部のエンジン制御ユニット等と電気的に接続される。この配電板24は、取り込み可能な分岐回路の接点を内蔵しており、例えば外部配線により分岐回路接点を設けるものに比して、配線の簡素化及び低コスト化が図られている。
【0014】
オイルミストセパレータ26は、ブローバイガス還元装置のPCVバルブに接続するPCV側室26aと、新気が導入される新気側室26bと、により構成され、各室内に導入されるオイルミストを分離する。
【0015】
バキュームタンク25及びオイルミストセパレータ26は、合成樹脂製のユニットカバー20と一体的に形成されており、ヘッドカバー10の上壁12との間隙を埋めるように、ほぼ同じ高さに設定されている。特に、バキュームタンク25は、隣り合うイグニッションコイル21の間のデッドスペースを埋めるように、合計3箇所に設けられている。図示していないが、ユニットカバー20の内部には、バキュームタンク25に接続するバキューム配管が配索されており、このバキューム配管の出入口部28がユニットカバー20の一側より突出している。
【0016】
バキュームタンク25及びオイルミストセパレータ26の側壁29は、ユニットカバー20の下面20aからほぼ直角に起立しており、これら側壁29の一部を利用して、イグニッションコイル21が取り付けられるコイル取付部30と、コンデンサ23が取り付けられるコンデンサ取付部31と、が形成されている。言い換えると、形状の自由度が高いバキュームタンク25やオイルミストセパレータ26のような機能部品構造物の一部を窪ませることによって、コイル取付部30及びコンデンサ取付部31を形成しており、部品の集約度を高め、スペース効率を向上させている。
【0017】
コイル取付部30は、イグニッションコイル21をユニットカバー20の下面20aに沿って差し込むことにより固定可能なスナップフィット式の固定構造で、かつ、固定と同時にイグニッションコイル21と配電板24とを電気的に接続するようになっており、イグニッションコイル21の固定作業及び結線作業の大幅な簡略化が図られている。
【0018】
図4及び図5を参照して詳述すると、コイル取付部30は、ユニットカバー20の下面20aに沿う差込方向に沿って移動可能にイグニッションコイル21を案内・支持するガイド手段としての一対のガイド壁32と、イグニッションコイル21の差込方向前面21bに電気的に接続するコネクト端子33のプラグ部33aと、イグニッションコイル21をコネクト端子33のジャック部33bに接続する差込方向位置に保持するストッパ34と、を有している。
【0019】
ガイド壁32は、ユニットカバー20の下面20aより立設し、イグニッションコイル21を左右両側より挟み込むように互いに対向する第1壁部32aと、ユニットカバー20の下面20aとの間でイグニッションコイル21を上下に挟み込むように、第1壁部32aから折曲する第2壁部32bと、を有している。第1壁部32aの大半は、上記の側壁29によって形成されている。コネクト端子33のジャック部33bは、配電板24の一部を構成するもので、上記の側壁29上に配設されている。なお、コネクト端子33のプラグ部33a及びジャック部33bは、イグニッションコイル21の差込方向前面21bあるいは側壁29のどちらに設けられていても良い。このように、側壁29の一部がガイド壁32を兼用しており、かつ、側壁29の一部にコネクト端子33のジャック部33b(又はプラグ部33a)が配設されているため、更に部品の集約度が高められ、スペース効率が向上する。ストッパ34は、ユニットカバー20の下面20aから突出形成されており、差込方向へ向けて徐々に高くなるテーパ面34aと、イグニッションコイル21の差込方向後面21cに突き当てられるストッパ面34bと、を有している。
【0020】
図5(a)に示すように、イグニッションコイル21をガイド壁32に沿ってスライドさせているときには、イグニッションコイル21の底面がストッパ34のテーパ面34a上を摺動し、図5(b)に示すように、イグニッションコイル21がストッパ34を完全に乗り越えて、その後面21cがストッパ面34bに突き当てられると、イグニッションコイル21の前面21bにあるコネクト端子33のプラグ部33aがジャック部33bに挿入されて、コネクト端子33の接続が完了し、かつ、ストッパ34によりイグニッションコイル21の反差込方向(図5の左方向)への移動が阻止されて、イグニッションコイル21が固定される。
【0021】
なお、ここでは詳述しないが、コンデンサ取付部31も、コイル取付部30とほぼ同様のスナップフィット式の固定構造を有している。更に、ソレノイドバルブ22も同様の固定構造としても良い。
【0022】
次に図6〜9を参照して、ヘッドカバー組立体のシール構造及び冷却構造を説明する。なお、図6及び図7は、ヘッドカバーの断面対応図及び斜視対応図であり、図8及び図9は、ヘッドカバー組立体の断面斜視図及び断面図である。なお、これら図6〜9において、図1〜図7と実質的に同じ構成要素には同じ参照符号を付してある。
【0023】
図8及び図9に示すように、配電板ユニット11をヘッドカバー10へ組み付ける際、シール部材としての複数のガスケット35,36,37により配電板ユニット11とヘッドカバー10との間の隙間がシールされる。具体的には、ユニットカバー20とヘッドカバー10との間にはカバー用ガスケット35が介装され、イグニッションコイル21の筒部21aとヘッドカバー10のプラグ挿通孔13との間にはコイル用ガスケット36が介装される。ヘッドカバー10の上壁12には、オイルミストセパレータ26に一体形成された出入口パイプ38が貫通するパイプ貫通孔39が形成されており、これら出入口パイプ38とパイプ貫通孔39との間にパイプ用ガスケット37が介装される。これらのガスケット35〜37により、配電板ユニット11の内部空間が完全にシールされた密閉空間となり、この密閉空間に、電気部品であるイグニッションコイル21、ソレノイドバルブ22、及びコンデンサ23のような電気部品及びその配電板24が配設されている。従って、これら電気部品のコネクト端子を防水仕様とする必要がなく、部品コストを大幅に低減することができる。
【0024】
上記のガスケット35〜37は、例えば周知の2色成形によりヘッドカバー10又はユニットカバー20と同時に成形することができる。
【0025】
図6,図7及び図9に示すように、ヘッドカバー10には、その上壁12の下方に、合計3つの空気通路40が形成されている。図6及び図7に示すように、各空気通路40は、隣り合うプラグ挿通孔13(図9の構造ではイグニッションコイル21の筒部21a)の間を通って、ヘッドカバー10の側壁の両端に開口した開口部41の一方側へ向かって、ヘッドカバー10を幅方向に横断している。また、空気通路40は、図9に示すように、ヘッドカバー10の上壁12と、この上壁の下方に延在する副上壁12aと、の間に形成されている。これらの空気通路40内を車両走行風が流れることにより、点火プラグの周囲を効果的に冷却できることに加え、ヘッドカバー10内にこもった熱が副上壁12aより放熱され、このヘッドカバー10を上側より効果的に冷却することができるとともに、配電板ユニット11内にこもった熱が上壁12から放熱され、配電板ユニット11を下側より効果的に冷却することができ、かつ、配電板ユニット11とヘッドカバー10との間の熱伝達を効果的に遮断することができ、冷却性能が著しく向上する。なお、このような空気通路40は、必ずしも設ける必要はなく、内燃機関の出力の大小により必要に応じて適宜設けられる。
【0026】
以上のように本発明を具体的な実施の形態に基づいて説明してきたが、本発明は、その要旨を逸脱することのない範囲で、種々の変形、変更を含むものである。例えば、電気部品としての各種センサを配電板ユニット内に実装させても良い。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係る配電板ユニットを示す下面斜視図。
【図2】本発明の一実施形態に係るヘッドカバーを示す斜視図。
【図3】上記配電板ユニットをヘッドカバーへ組み付けた態様を示す斜視図。
【図4】図1の要部拡大図。
【図5】イグニッションコイルの固定手順を示す説明図で、(a)が差込中、(b)が差込完了(固定)状態。
【図6】ヘッドカバー組立体の冷却構造を模式的に示すヘッドカバーの断面図。
【図7】ヘッドカバー組立体の冷却構造を模式的に示すヘッドカバーの斜視図。
【図8】ヘッドカバー組立体のシール構造を模式的に示す斜視対応図。
【図9】ヘッドカバー組立体のシール構造及び冷却構造を模式的に示す断面対応図。
【符号の説明】
10…ヘッドカバー
11…配電板ユニット
20…ユニットカバー
21…イグニッションコイル(電気部品)
22…ソレノイドバルブ
23…コンデンサ
24…配電板
25…バキュームタンク
26…オイルミストセパレータ
30…コイル取付部
32…ガイド壁(ガイド手段)
33…コネクト端子
34…ストッパ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an improvement in a head cover assembly having a power distribution plate unit that is mounted on a head cover of an internal combustion engine and in which an electrical component such as an ignition coil and a wiring circuit thereof are mounted in advance.
[0002]
[Prior art]
In an internal combustion engine for automobiles, a large number of electric parts are conventionally provided. For example, in a spark ignition internal combustion engine, an ignition coil for supplying a high voltage to the spark plug is provided for each cylinder. If these plurality of electrical components are electrically connected to the engine control unit by wire harnesses, respectively, the wiring work becomes very complicated and the connection state tends to be incomplete.
[0003]
Thus, various proposals have been made in the past for simplifying the wiring work of electrical components. For example, in Japanese Patent Laid-Open No. 9-317556, an electrical component is assembled in advance to a head cover mounted on a cylinder head, and a wiring circuit for the electrical component is integrally extended on a wall portion of the head cover. In Japanese Patent Laid-Open No. 10-325335, a wire harness connected to a plurality of electric components is built in a unit in the head cover. In Japanese Patent Laid-Open No. 2001-73829, an electrical component and its circuit board are attached on the lower cover body of the head cover, and the upper cover body is attached to the lower cover body so as to cover these electrical components and circuit board.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
Since the inside of the head cover is in an atmosphere of lubricating oil and the outside of the head cover is exposed to water, dust, and the like, a wiring circuit (wire harness) is used as described in JP-A-9-317556 and JP-A-10-325335. In the structure in which the electrical parts are assembled to the head cover with a built-in), it is difficult to ensure the sealing performance of the connection terminals of these electrical parts. If the connection terminal of the electrical component is waterproof, the component unit price is expensive, which increases the cost.
[0005]
The present invention mounts an electrical component and its wiring circuit on a power distribution board unit to form a module, thereby simplifying wiring work and assembly work of the electrical component and ensuring sealing performance around the electrical component without increasing the cost. And it aims at improving the assembly workability | operativity and wiring workability | operativity to the power distribution board unit of an electrical component.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The head cover assembly for an internal combustion engine according to the present invention includes a head cover attached on the cylinder head of the internal combustion engine, and a power distribution plate unit including a unit cover attached in a sealed state on the head cover. On the lower surface side of the unit cover that is opposed to the upper wall of the head cover with a predetermined interval, there are provided a mounting portion to which electrical components are attached in advance and a power distribution board including a wiring circuit for the electrical components. That is, the power distribution board unit is a module in which various electrical components and wiring circuits thereof are mounted on the unit cover and are modularized as one component. The mounting part has a snap-fit fixing structure that can fix the electrical component by inserting the electrical component along the lower surface of the unit cover, and the electrical component is connected to the wiring circuit simultaneously with the fixing. It has come to be. Furthermore, the mounting portion electrically connects the front surface of the electrical component in the insertion direction, a guide means for supporting the electrical component movably along the insertion direction, and the electrical component. And a stopper held at the insertion direction position connected to the connection terminal.
[0007]
Electrical components that are pre-mounted on the power distribution board unit include ignition coils that supply high voltage to the spark plugs, various solenoid valves such as EGR valves for EGR and purge control valves for evaporators, and various sensors such as air-fuel ratio sensors. In addition, a relay, a capacitor, etc. which comprise a wiring circuit are mentioned. Also, functional parts such as a vacuum tank and an oil mist separator may be mounted on the power distribution plate unit by utilizing the gap between these electric parts.
[0008]
【The invention's effect】
According to the present invention, by mounting electrical components and their wiring circuits on the power distribution board unit in advance, the assembly work and wiring work of the individual electrical components are not required during vehicle assembly, and the work efficiency is greatly improved. can do. In addition, since the unit cover of the power distribution board unit is attached to the head cover in a sealed state, it is not necessary to dare to make each connection terminal of the electrical components mounted on the lower surface side of the unit cover waterproof, so the sealing performance is greatly improved. In addition, the cost can be significantly reduced. Furthermore, by inserting the electrical component into the mounting portion, the electrical component can be fixed to the mounting portion, and the electrical component can be connected to the wiring circuit at the same time. Speeded up.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The head cover assembly includes a
[0010]
As shown in FIG. 2, a total of four
[0011]
As shown in FIG. 1, the
[0012]
The
[0013]
The
[0014]
The
[0015]
The
[0016]
A
[0017]
The
[0018]
4 and 5, the
[0019]
The
[0020]
As shown in FIG. 5A, when the
[0021]
Although not described in detail here, the
[0022]
Next, the seal structure and cooling structure of the head cover assembly will be described with reference to FIGS. 6 and 7 are a sectional view and a perspective view corresponding to the head cover, and FIGS. 8 and 9 are a sectional perspective view and a sectional view of the head cover assembly. 6 to 9, the same reference numerals are assigned to substantially the same components as those in FIGS. 1 to 7.
[0023]
As shown in FIGS. 8 and 9, when the power
[0024]
The
[0025]
As shown in FIGS. 6, 7 and 9, a total of three
[0026]
As described above, the present invention has been described based on specific embodiments. However, the present invention includes various modifications and changes without departing from the scope of the present invention. For example, various sensors as electrical components may be mounted in the distribution board unit.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a bottom perspective view showing a power distribution board unit according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view showing a head cover according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a perspective view showing an aspect in which the power distribution plate unit is assembled to a head cover.
4 is an enlarged view of a main part of FIG.
FIG. 5 is an explanatory diagram showing a procedure for fixing an ignition coil, where (a) is being inserted, and (b) is a state where insertion has been completed (fixed).
FIG. 6 is a cross-sectional view of the head cover schematically showing a cooling structure of the head cover assembly.
FIG. 7 is a perspective view of a head cover schematically showing a cooling structure of the head cover assembly.
FIG. 8 is a perspective view schematically showing a seal structure of the head cover assembly.
FIG. 9 is a cross-sectional view schematically showing a seal structure and a cooling structure of the head cover assembly.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
22 ...
33 ... Connect terminal 34 ... Stopper
Claims (3)
上記ヘッドカバーの上壁に所定の間隔をあけて対向するユニットカバーの下面側に、電気部品が予め取り付けられる取付部と、上記電気部品の配線回路を含む配電板と、が設けられ、
上記電気部品をユニットカバーの下面に沿って取付部へ差し込むことにより、この電気部品が取付部へ固定されるとともに、この電気部品が配線回路へ接続され、
上記取付部が、
上記電気部品の差込方向前面に電気的に接続するコネクト端子と、
上記電気部品を差込方向に沿って移動可能に支持するガイド手段と、
上記電気部品を、上記コネクト端子に接続する差込方向位置に保持するストッパと、を有する内燃機関のヘッドカバー組立体。A head cover attached on the cylinder head of the internal combustion engine, and a power distribution plate unit including a unit cover attached in a sealed state on the head cover,
On the lower surface side of the unit cover facing the upper wall of the head cover with a predetermined interval, an attachment part to which electrical components are attached in advance and a power distribution board including a wiring circuit of the electrical components are provided,
By inserting the electrical component into the mounting portion along the lower surface of the unit cover, the electrical component is fixed to the mounting portion, and the electrical component is connected to the wiring circuit .
The mounting part is
A connect terminal that is electrically connected to the front of the electrical component in the insertion direction;
Guide means for supporting the electrical component movably along the insertion direction;
A head cover assembly for an internal combustion engine , comprising: a stopper that holds the electrical component at a position in the insertion direction connected to the connection terminal .
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