JP4400455B2

JP4400455B2 - エンジンカバーの取付構造

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Publication number: JP4400455B2
Application number: JP2004378238A
Authority: JP
Inventors: 晴彦野々垣
Original assignee: Toyoda Gosei Co Ltd
Current assignee: Toyoda Gosei Co Ltd
Priority date: 2004-12-27
Filing date: 2004-12-27
Publication date: 2010-01-20
Anticipated expiration: 2024-12-27
Also published as: JP2006183571A

Description

本発明は、エンジンと、エンジンを覆うエンジンカバーと、の取付構造に関する。

近年の自動車のエンジンルームでは、エンジンとボンネットフードとの間の位置にエンジンカバーを設けることが一般的である。このエンジンカバーは、エンジンから漏出する騒音（透過音）を遮る機能と、エンジンを視覚的に遮ってエンジンルーム内の意匠性を高める機能とを持つ。

エンジンカバーはエンジン部材に取り付けられる。エンジンカバーをエンジン部材に取り付ける方法としては、エンジンカバーの裏面側とエンジン部材の上面側との一方に取付ピンを設け、他方にクッションゴムからなる弾性部材を固定して、取付ピンを弾性部材の保持孔に挿入保持させるのが一般的である（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に開示されるエンジンカバーの取付構造では、中空の枠部に保持孔を持つ弾性部材を内挿している。そして、エンジン部材に固定した取付ピンを弾性部材の保持孔に挿入保持させることで、エンジン部材とエンジンカバーとを取り付けている。以下、エンジンカバーとエンジン部材とを固定するためのこれらの各部材を総称して取付部材と呼ぶ。

ところで、上述したエンジンからの透過音を低減するためには、エンジンカバーの裏面側に防音部材を固定するのが効果的である。しかし上述した従来のエンジンカバーの取付構造に防音部材を併用する場合、透過音が大きく低減しない問題がある。従来のエンジンカバーの取付構造に防音部材を取り付けた様子を模式的に表す断面図を図６に示す。

エンジンカバーの取付構造のうち、エンジンカバー１００は、カバー本体１１０と、カバー本体１１０に設けられている枠部１１１と、枠部１１１に内挿されている弾性部材１１２と、を備える。そして、カバー本体１１０の裏面側に防音部材１１３が固定される。エンジン部材２００には、エンジンカバー１００方向に延びる取付ピン２０１が固定されており、取付ピン２０１を弾性部材１１２の保持孔１１４に保持させて、エンジン部材２００とエンジンカバー１００とを取り付ける。ここで、上述したように、エンジンカバー１００とエンジン部材２００とを取り付けるためには、取付ピン２０１や弾性部材１１２、枠部１１１等に代表される各種の取付部材が必要である。このため、これらの取付部材を配置する部分には、防音部材１１３を配置できない。したがって、取付部材が配されている部分からは依然透過音が漏出し、透過音を大きく低減できない問題があった。
米国特許第６，２０６，６０４号明細書

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、透過音を大きく低減できるエンジンカバーの取付構造を提供することを目的とする。

上記課題を解決する本発明のエンジンカバーの取付構造は、エンジンカバーがエンジン部材に保持されてなるエンジンカバーの取付構造であって、上記エンジン部材は、外方に延びる取付ピンを備え、エンジンカバーは、カバー本体と、カバー本体の裏面側に固定されている防音部材と、カバー本体の裏面側に固定され保持孔に取付ピンを保持する弾性部材と、を備え、防音部材と弾性部材とは多孔材からなり、互いに隣接し、弾性部材のうち、保持孔の外周側には、カバー本体から延びる硬質の規制壁が設けられていることを特徴とする。

本発明のエンジンカバーの取付構造では、弾性部材が多孔材からなる。そして、この弾性部材はカバー本体の裏面側に固定され、防音部材と隣接して配置されている。

本発明のエンジンカバーの取付構造では、弾性部材が多孔材からなるために、上述した透過音を弾性部材によっても低減することができる。すなわち、取付部材の一部を構成する弾性部材に防音材としての機能を付与することで、取付部材を配置する部分でも透過音を低減できるため、透過音を広域にわたって確実に低減することが可能になる。また、弾性部材は防音部材と隣接して配置されているために、エンジンカバーの裏面側ではより広域にわたって透過音が低減される。

ここで、弾性部材は取付ピンを挿入保持する部分であり、比較的軟質な部分である。このため、弾性部材の材質や形状等によっては、車両に外力が作用した際に弾性部材が過大に変形して保持孔から取付ピンが抜ける可能性がある。保持孔から取付ピンが抜けると、エンジンカバーにガタツキ等が生じる。この場合には、エンジンカバーとエンジン部材とを再度取り付ける必要があり、ユーザーに煩雑な取付操作を要求する可能性がある。

また、弾性部材のうち保持孔の外周側に、カバー本体から延びる硬質の規制壁を設けることで、弾性部材の過大な弾性変形が防止されて、弾性部材の保持孔から取付ピンが抜けることがなくなる。このため、ユーザーに煩雑な取付操作を要求することもなくなる。

本発明のエンジンカバーの取付構造は、エンジン部材とエンジンカバーとを備える。そしてエンジンカバーはエンジン部材に保持される。エンジンカバーは、エンジン部材の上方に保持されてエンジン部材の上部を覆うのが一般的であるが、エンジンルームの設計等によっては、エンジンカバーがエンジンの上部以外の部分（例えば側部など）を覆ってもよい。本発明におけるエンジンカバーは、エンジン部材の一部のみを覆うものであっても良いし、エンジン部材全体を覆うものであっても良い。

エンジン部材は、シリンダおよびピストンからなるエンジン本体、エンジン本体のシリンダヘッドを覆うシリンダヘッドカバー、エンジン本体に燃料および空気を供給する装置、吸気排気を制御するカム装置、オイル循環装置、などの総称を指す。本発明におけるエンジンカバーは、エンジン部材の何れかの部分に保持される。

本発明のエンジンカバーの取付構造において、エンジン部材は外方に延びる取付ピンを備える。取付ピンの延びる方向は、エンジン部材に対するエンジンカバーの取付方向に応じた方向にすればよい。例えば、エンジンカバーをエンジン部材の上方に取り付ける場合には、取付ピンは上方に延びるように設計すればよい。

エンジンカバーのうち、カバー本体の裏面側には防音部材が固定される。防音部材は透過音を低減できる多孔材からなるものであり、例えば、フェルトや不織布、発泡ポリビニルクロライド、発泡ポリウレタン等の既知のものを用いることができる。防音部材は、接着、カバー本体のインサート成形、熱かしめ等の既知の方法でカバー本体に固定すればよい。また、カバー本体の裏面側に、防音部材を挟持、係合等の方法で保持するための防音固定部を設けて、この防音固定部に防音部材を固定しても良い。

弾性部材としては、防音部材と同様の多孔材を用いても良いが、弾性部材は保持孔で取付ピンに弾接して保持するために、弾性と強度とが両立した材料を選択するのが好ましい。弾性部材の材料としては、発泡ポリウレタンやゴムスポンジを用いることが望ましい。

弾性部材の配置位置および配置個数は、取付ピンの配置位置および配置個数に対応する位置および数であればよい。取付ピンおよび弾性部材の数が多いほどエンジンカバーはエンジン部材に強固に固定され、取付ピンおよび弾性部材の数が少ないほどエンジンカバーの取付作業が容易になる。各々の弾性部材は同形状であっても良いし、異なる形状であっても良い。取付ピンも同様である、また、防音部材と弾性部材は同一材料でも良い。

取付ピンは、弾性部材が固定されている位置にまで延びる形状であれば良く、例えば、シリンダヘッドカバーの上面に設けても良いし、側面に設けても良い。あるいは、エンジン部材のうちシリンダヘッドカバー以外の部分に設けても良い。取付ピンの形状および保持孔の形状は特に問わないが、例えば、取付ピンの一部に拡径した部分を形成し、保持孔の形状を取付ピンの形状に対応した形状に形成すると、取付ピンの拡径した部分が保持孔の壁面と係止する。このため、取付けピンが弾性部材から抜け難くなって、エンジンカバーとエンジン部材とがより強固に取り付けられる利点がある。

以下、本発明のエンジンカバーの取付構造を図面を基に説明する。

（参考例）
参考例のエンジンカバーの取付構造は、エンジン部材としてのシリンダヘッドカバーの上面に取付ピンを設けたものである。参考例のエンジンカバーの取付構造を模式的に表す斜視図を図１に示し、参考例のエンジンカバーの取付構造を模式的に表す断面図を図２に示す。

参考例のエンジンカバーの取付構造は、エンジンカバー１とエンジン部材２とを持つ。エンジンカバー１は、カバー本体１０と、防音部材１１と、弾性部材１２とを持つ。カバー本体１０は板状に形成されている。

弾性部材１２は、ゴム硬度５０相当の発泡ウレタン、ゴムスポンジ等からなる。弾性部材１２はカバー本体１０の端部の４カ所（図１中点線部分）に設けられ、各々下方に延びている。各々の弾性部材１２は上端がカバー本体１０に接着等で固定されている。この弾性部材１２には、下方に開口する保持孔１３が設けられている。保持孔１３は、上部１４が大径に下部１５が小径に形成されている。この形状は、後述する取付ピンの外形に対応した形状である。さらに、保持孔１３の開口付近の部分は下方に向けて徐々に拡径したすり鉢状に形成されている。このすり鉢状の部分は、エンジンカバー１と後述するシリンダヘッドカバーとの位置決めをする位置決め端１６となる。

防音部材１１は、カバー本体１０の裏面のうち、弾性部材１２が設けられている部分を除く部分全体に設けられている。防音部材１１は発泡ウレタン等からなり、上端がカバー本体１０の裏面に接着等で固定されている。弾性部材１２と防音部材１１とは互いに隣接している。参考例のエンジンカバー１の取付構造では、弾性部材１２と防音部材１１とは境界部分が互いに当接している。

エンジン部材２のうちシリンダヘッドカバー２０の上面には、弾性部材１２の保持孔１３に対応する位置に、上方に延びる取付ピン２１が設けられている。取付ピン２１はシリンダヘッドカバー２０の上面に固定され上方に延びる脚部２２と、脚部２２の先端に形成されている頭部２３とからなる。頭部２３は脚部２２よりも大径に形成されている。

このエンジンカバーの取付構造は、取付ピン２１が弾性部材１２の保持孔１３に保持されてエンジンカバー１がエンジン部材２に取り付けられる。先ず、各々の取付ピン２１の頭部２３を各々の位置決め端１６に当接させて、シリンダヘッドカバー２０に対するエンジンカバー１の位置決めをする。位置決め端１６がすり鉢状に形成されているために、シリンダヘッドカバー２０とエンジンカバー１とは正確な位置に容易に位置決めできる。

次いで、エンジンカバー１を下方に押圧する。すると、取付ピン２１が保持孔１３内部に挿入される。このとき、取付ピン２１の頭部２３が大径に脚部２２が小径に形成されており、保持孔１３もまた取付ピン２１の形状に対応して上部１４が大径に下部１５が小径に形成されているために、取付ピン２１の頭部２３が保持孔１３の下部１５を通過するときには挿入に要する荷重（圧入荷重）が大きくなる。そして、取付ピン２１の頭部２３が保持孔１３の上部１４に保持され、取付ピン２１の脚部２２上側が保持孔１３の下部１５に保持されると、取付ピン２１が保持孔１３に保持されてエンジンカバー１とエンジン部材２とが取り付けられる。ここで、参考例のエンジンカバーの取付構造では、保持孔１３の下部１５は取付ピン２１の頭部２３よりも小径になっている。このため、取付ピン２１は保持孔１３から抜け難くなっており、エンジンカバー１とエンジン部材２とが安定に取り付けられる。

本発明のエンジンカバーの取付構造では、弾性部材１２がゴムスポンジからなる。ゴムスポンジは多孔材からなるために、自身が防音効果を発揮する。したがって、エンジンから漏出する透過音を弾性部材１２によっても低減することができ、透過音を広域にわたって確実に低減できる。さらに、参考例のエンジンカバーの取付構造では、弾性部材１２と防音部材１１とが互いに当接して配されているために、エンジンカバー１の裏面側は弾性部材１２と防音部材１１とで隙間なく覆われている。このため、透過音はより広域にわたって確実に低減される。

さらに、取付部材が弾性部材１２と取付ピン２１とから構成され、従来のもののように枠部を要さない。このため、取付部材の部品点数を削減でき、製造コストを低減できる。また、弾性部材１２をカバー本体１０に固定したことで、エンジンカバー１をエンジン部材２に取り付けるのに要する工数が削減でき、製造コストを低減できる。

なお、参考例のエンジンカバーの取付構造では、弾性部材１２と防音部材１１が当接しており、エンジンカバー１の裏面側全体が弾性部材１２と防音部材１１とで隙間なく覆われているが、弾性部材１２と防音部材１１とを、互いに離間した位置に隣接して配しても良い。この場合には、弾性部材１２と防音部材１１との隙間から僅かに透過音が漏出するが、弾性部材１２によって透過音が低減される効果は発揮されるために、従来のものよりも透過音を大きく低減できる。

（実施例１）
実施例１のエンジンカバーの取付構造は、弾性部材１２のうち保持孔１３の外周側に、カバー本体１０から延びる硬質の規制壁１７が設けられていること、および、弾性部材１２のゴム硬度が参考例のものよりも小さいこと、以外は参考例のものと同じものである。本実施例のエンジンカバーの取付構造を模式的に表す断面図を図３に示す。

実施例１のエンジンカバーの取付構造では、ゴム硬度３０相当のゴムスポンジからなる弾性部材１２を用いている。

弾性部材１２は参考例と同じ形状の保持孔１３を持つ。そして、保持孔１３の外周側には規制壁１７が設けられている。規制壁１７はカバー本体１０から下方に延びる有底筒状に形成されており、保持孔１３の外周全周を覆う筒状の側壁部１８と、側壁部１８のうち保持孔１３の上端とカバー本体１０との間の位置から内周側に延びる平板状の上底部１９と、からなる。上底部１９は保持孔１３の上方で規制壁１７の内周全体を閉じている。

規制壁１７は、カバー本体１０と同材料からなりカバー本体１０と一体に成形されている。そして弾性部材１２は、インサート成形によって規制壁１７およびカバー本体１０と一体に成形されている。

本実施例のエンジンカバーの取付構造では、参考例の効果に加えて、エンジンカバー１とエンジン部材２とをより強固に取付けできる効果が発揮される。規制壁１７によって弾性部材１２の過大な変形が防止されることによる。

さらに、規制壁１７を設けることで、弾性部材１２を比較的軟質な材料から構成できる。このため、弾性部材１２に使用できる材料の幅が広がる利点もある。例えば、細孔径や細孔率が大きい材料を選択すれば、透過音を大きく低減することが可能になる。

なお、本実施例では、規制壁１７は弾性部材１２の内部に設けられているが、弾性部材１２の外周側に設けても良い。この場合、弾性部材１２と防音部材１１とは規制壁１７を介して隣接する。

さらに、本実施例では、規制壁１７は保持孔１３の外周全周に設けられているが、一部のみに設けても良い。規制壁１７を保持孔１３の外周全周に設ける場合には、弾性部材１２の過大な変形をより確実に防止できる。規制部には上底部１９を設けなくても良い。上底部１９を設ける場合には、上底部１９によっても弾性部材１２の過大な変形を防止できる利点がある。規制壁１７はカバー本体１０と別体で形成した後に一体化しても良い。規制壁１７はカバー本体１０と異材で形成しても良い。

（荷重試験）
実施例１のエンジンカバーの取付構造について、弾性部材１２と取付ピン２１とに対する規制壁１７の好ましい配置位置を調べた。

エンジンカバー１をエンジン部材２に取り付ける際に弾性部材１２に作用する圧入荷重の最大値が４０Ｎ〜８０Ｎの場合に、エンジンカバー１とエンジン部材２とを強固に取付けできると判断し、圧入荷重の最大値が４０Ｎ以上になる条件を求めた。

取付ピン２１の頭部２３および脚部２２の形状と、弾性部材１２の上部１４および下部１５の形状、および、規制壁１７と取付ピン２１との間隔を種々に設定し、以下に記す各試験例のエンジンカバーの取付構造を設計した。各試験例のエンジンカバーの取付構造について、頭部２３を位置決め端１６に当接させた状態でエンジンカバー１に徐々に荷重を加える場合の、頭部２３の変位量（頭部２３が弾性部材１２に挿通されている大きさ）と圧入荷重との関係をＦＥＭ解析による方法で演算した。参考までに、各試験例のエンジンカバーの取付構造のうち各部分の寸法の測定位置を示す説明図を図４に示す。

試験例１のエンジンカバーの取付構造では、脚部２２の外径および下部１５の内径（Ｗ１）が６ｍｍ、頭部２３の外径および上部１４の内径（Ｗ２）が９ｍｍ、規制壁１７の内径および弾性部材１２のうち規制壁１７よりも内側の部分の外径（Ｗ３）が１２ｍｍである。また、弾性部材１２のうち上底部１９よりも下側の部分の長さ（Ｌ１）が１６ｍｍ、保持孔１３の深さ（Ｌ２）が１２ｍｍである。

試験例２のエンジンカバーの取付構造は、Ｗ１が６ｍｍ、Ｗ２が９ｍｍ、Ｗ３が１６ｍｍである。また、Ｌ１が１６ｍｍ、Ｌ２が１２ｍｍである。

試験例３のエンジンカバーの取付構造は、Ｗ１が７ｍｍ、Ｗ２が９ｍｍ、Ｗ３が１２ｍｍである。また、Ｌ１が１６ｍｍ、Ｌ２が１２ｍｍである。

試験例４のエンジンカバーの取付構造は、Ｗ１が７ｍｍ、Ｗ２が９ｍｍ、Ｗ３が１６ｍｍである。また、Ｌ１が１６ｍｍ、Ｌ２が１２ｍｍである。

試験例５のエンジンカバーの取付構造は、Ｗ１が６．５ｍｍ、Ｗ２が９ｍｍ、Ｗ３が１２ｍｍである。また、Ｌ１が１６ｍｍ、Ｌ２が１２ｍｍである。

各試験例のエンジンカバーの取付構造における圧入荷重の推移を表すグラフを図５に示す。図５において、縦軸は圧入荷重（Ｎ）を表す。横軸は、頭部２３が弾性部材１２に挿入された長さ、すなわち、位置決め端１６に当接させた位置からの頭部２３の変位量（ｍｍ）を表す。さらに、各試験例のエンジンカバーの取付構造における各部分の寸法を表す表を表１に示す。なお、表１の圧入荷重の欄は、圧入荷重の最大値が４０Ｎを超えている場合に○とし、圧入荷重の最大値が４０Ｎに満たない場合に×とした。

図５に示すように、試験例１、２および５のエンジンカバーの取付構造では、圧入荷重の最大値が４０Ｎを超えている。

これらのことから、ゴム硬度３０程度の比較的軟質の弾性部材１２を用いた場合にも、頭部２３の外径と脚部２２の外径との差を大きく設け、規制壁１７を取付孔に近接した位置に設けることで、圧入荷重が大きくなり、エンジンカバー１とエンジン部材２とが強固に取り付けできることが判る。

本試験例では、弾性部材１２としてゴム硬度３０相当のものを用い、頭部２３の外径が９ｍｍかつ脚部２２の外径が６．５ｍｍの場合には、規制壁１７の内径を１４ｍｍ以下にすることで、充分な圧入荷重（最大値が４０Ｎ以上）を確保できる。また、脚部２２の外径が６ｍｍの場合には、規制壁１７の内径を１６ｍｍ以下にすることで充分な圧入荷重を確保できる。さらに、表１に示すように、Ｗ１／Ｗ２≧１．３８であり、かつ、２．０≦（Ｗ３−Ｗ１）／（Ｗ２−Ｗ１）≦３．３の場合には、圧入荷重の最大値は４０Ｎを超えている。このため、充分な圧入荷重を確保してエンジンカバー１とエンジン部材２とを強固に取付けるためには、Ｗ１〜Ｗ３の関係が、Ｗ１／Ｗ２≧１．３８、かつ、２．０≦（Ｗ３−Ｗ１）／（Ｗ２−Ｗ１）≦３．３を満たすことが望ましい。

参考例のエンジンカバーの取付構造を模式的に表す斜視図である。参考例のエンジンカバーの取付構造を模式的に表す断面図である。実施例１のエンジンカバーの取付構造を模式的に表す断面図である。本発明のエンジンカバーの取付構造のうち各部分の寸法の測定位置を示す説明図である。荷重試験における各試験例のエンジンカバーの取付構造の圧入荷重の推移を表すグラフである。従来のエンジンカバーの取付構造を模式的に表す断面図である。

符号の説明

１：エンジンカバー２：エンジン部材１０：カバー本体１１：防音部材１２：弾性部材１３：保持孔２１：取付ピン

Claims

エンジンカバーがエンジン部材に保持されてなるエンジンカバーの取付構造であって、
前記エンジン部材は、外方に延びる取付ピンを備え、
該エンジンカバーは、カバー本体と、該カバー本体の裏面側に固定されている防音部材と、該カバー本体の裏面側に固定され保持孔に該取付ピンを保持する弾性部材と、を備え、
該防音部材と該弾性部材とは多孔材からなり、互いに隣接し、
該弾性部材のうち、該保持孔の外周側には、該カバー本体から延びる硬質の規制壁が設けられていることを特徴とするエンジンカバーの取付構造。