JP6767830B2 - エンジンの保護構造 - Google Patents

Description

本発明は、点火プラグにコイル装置の一端が連結されたエンジンの保護構造に関する。

エンジンには、インジェクタに燃料を供給する燃料ギャラリが設けられる。燃料ギャラリのような燃料供給系には、車両衝突時の損傷を防ぐための保護構造が設けられる。例えば、特許文献１には、燃料管、インジェクタを被覆する被覆部材の一部を切り起こして突出部が形成された構成が記載されている。車両衝突時にインテークマニホールドが突出部に衝突すると、インテークマニホールドが破壊されて、衝突エネルギーが破壊エネルギーとして吸収される。また、特許文献２には、燃料供給管に沿って延在する保護部材が設けられ、車両衝突時に、保護部材が燃料供給管を覆うように変形する構成が記載されている。

国際公開第２００９／１３９０８１号 特開２００３−１２０４６７号公報

ところで、直噴エンジンには、インジェクタが燃焼室の大凡中心付近に燃料を噴射するセンター噴射を行うものがある。この場合、インジェクタに燃料を供給する燃料ギャラリと、点火プラグに連結されるコイル装置が近い配置となる。そのため、車両の衝突時、衝突荷重の作用する方向や、燃料ギャラリとコイル装置との位置関係によっては、コイル装置が燃料ギャラリに近接する可能性があることから、コイル装置から燃料ギャラリを保護する必要があった。

そこで、本発明は、コイル装置から燃料ギャラリを保護することが可能なエンジンの保護構造を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明のエンジンの保護構造は、燃焼室に対して燃料を噴射するインジェクタに接続される燃料ギャラリと、点火プラグに一端が連結されたコイル装置と、シリンダヘッドに一体形成され、シリンダヘッドのコイル装置に沿う壁面から突出しコイル装置に沿って延在する一対の壁部と、一対の壁部の間に形成されるガイド溝と、を含むガイド部と、を備え、一対の壁部の点火プラグから離隔する方向の端は、燃料ギャラリとコイル装置の他端に設けられたコイル部との間にまで突出することを特徴とする。

コイル部と、一対の壁部の点火プラグから離隔する方向の端との間から延在し、燃料ギャラリを覆うカバー部をさらに備えてもよい。

コイル装置は、シリンダヘッドに対して略水平方向に延在し、ガイド部は、燃料ギャラリより略水平方向外側に突出してもよい。
ガイド部を延在方向に沿う方向から見た場合に、ガイド溝の幅は、コイル部の外寸よりも狭くてもよい。
シリンダヘッドは、当該シリンダヘッドが支持する一対のカム機構の間において開口し、点火プラグ、インジェクタおよび燃料ギャラリを収容するホールが形成されており、ガイド部は、ホールの内壁面に形成されてもよい。

本発明によれば、コイル装置から燃料ギャラリを保護することができる。

エンジンの正面図である。 エンジンの構成を示す概略図である。 シリンダヘッドに取り付けられたコイル装置を上方から見た斜視図である。 図３のＩＶ矢視図である。 コイル装置の取り付けを説明するための図である。 エンジンの保護構造を説明するための図である。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、発明の理解を容易にするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。

図１は、エンジン１の正面図である。なお、以下では、車両の進行方向を前方向、車両の後退方向を後方向、車両の進行方向に対して右側を右方向、車両の進行方向に対して左側を左方向、鉛直上方向を上方向、鉛直下方向を下方向として説明する。また、図１中、上側が車両の上方向、下側が車両の下方向となっている。図１では、理解を容易とするため、右方向のシリンダヘッド２およびその近傍を断面で示す。

図１に示すように、エンジン１は、水平対向エンジンである。すなわち、エンジン１は、車両の前後方向に延在するクランクシャフト３を境にして、左方向と右方向にそれぞれシリンダブロック４が設けられ、シリンダブロック４内に形成されたシリンダボア５の軸線が水平となるように車体に載置される。各シリンダブロック４には、前後方向に２つずつシリンダボア５が形成される。なお、水平とは、必ずしも、水平のみに限定されるものではなく、略水平であってもよい。

図２は、エンジン１の構成を示す概略図である。図２中、後述するインジェクタ１６は、クロスハッチングで示して内部構造の図示を省略し、後述するカバー部２３の図示は省略する。図２に示すように、シリンダボア５内には、ピストン６が摺動可能に配置されており、ピストン６は、コンロッド７を介してクランクシャフト３に接続されている。そして、エンジン１では、シリンダボア５、シリンダヘッド２およびピストン６によって囲まれた空間が燃焼室８となる。

シリンダヘッド２は、例えばアルミ合金で構成される。シリンダヘッド２には、吸気ポート９および排気ポート１０が形成されている。図２とは異なる断面において、吸気ポート９および排気ポート１０と燃焼室８とが連通する。また、シリンダヘッド２には、吸気ポート９を開閉する吸気弁１１と、排気ポート１０を開閉する排気弁１２とが設けられている。

吸気弁１１は、不図示の先端が吸気ポート９と燃焼室８との間に位置するようにシリンダヘッド２に配置され、カム機構１３ａにより移動して吸気ポート９を燃焼室８に対して連通および閉鎖させる。排気弁１２は、不図示の先端が排気ポート１０と燃焼室８との間に位置するようにシリンダヘッド２に配置され、カム機構１３ｂにより移動して排気ポート１０を燃焼室８に対して連通および閉鎖させる。

また、シリンダブロック４には、ホール１４が形成されている。ホール１４には、点火プラグ１５およびインジェクタ１６が収容される。点火プラグ１５は、インジェクタ１６よりも鉛直方向の高さが低い位置（図２中、右側）に配される。ホール１４には、燃焼室８と連通する孔である連通部１４ａ、１４ｂが、鉛直方向の位置を異にして２つ設けられる。鉛直方向の位置が低い連通部１４ａには、点火プラグ１５の先端が挿通され、鉛直方向の位置が高い連通部１４ｂには、インジェクタ１６の先端が挿通される。インジェクタ１６の先端は、燃焼室８の中心近傍に位置する（所謂センターインジェクション）。

コイル装置１７は、連結部１８およびコイル部１９で構成される。連結部１８（コイル装置１７）は、略水平方向（図２中、上下方向）に延在する。連結部１８のケーシング１８ａは、樹脂などの絶縁体部材で形成され、一端１８ｂから他端１８ｃまで貫通する貫通孔１８ｄが形成される。貫通孔１８ｄには、ケーシング１８ａの一端１８ｂ（コイル装置１７の一端）側から、点火プラグ１５の後端（燃焼室８と反対側の端部）が挿入される。貫通孔１８ｄの内部には、導電性部材１８ｅが収容されており、点火プラグ１５の後端と導電性部材１８ｅの一端が接続される。

コイル部１９は、連結部１８の他端１８ｃ側に配され、導電性部材１８ｅの他端が接続される。コイル部１９は、不図示の一次コイル、二次コイル、鉄芯などが内部に収容されている。一次コイルは二次コイルよりも巻数が多く、バッテリーなどから供給された電力変化に応じて一次コイルの磁界が変化すると、二次コイルで高い誘導起電力が生じる。二次コイルで生じた誘導起電力が導電性部材１８ｅを介して点火プラグ１５に供給され、点火プラグ１５が火花放電する。

燃料ギャラリ２０は、内部に燃料が流通する配管であり、図２中、奥行方向（前後方向）に延在する。燃料ギャラリ２０は、インジェクタ１６の後端（燃焼室８と反対側の端部）側に位置する。また、燃料ギャラリ２０は、鉛直方向において、コイル装置１７より低い位置であって、インジェクタ１６よりも高い位置に配される。インジェクタ１６の後端には、キャップ部２１が設けられる。キャップ部２１は、インジェクタ１６の後端が挿通される挿通穴２１ａを有する。

また、キャップ部２１は燃料ギャラリ２０に連結されており、挿通穴２１ａは、燃料ギャラリ２０の内部と連通している。インジェクタ１６は、キャップ部２１の挿通穴２１ａを介して燃料ギャラリ２０の内部と連通しており、不図示の燃料ポンプから送出された燃料が、燃料ギャラリ２０を介してインジェクタ１６に供給される。

エンジン１では、所定のタイミングでインジェクタ１６から燃料が噴射された後、点火プラグ１５によって燃料が点火されて燃焼する。かかる燃焼により、ピストン６がシリンダボア５内で往復運動を行い、その往復運動が、コンロッド７を通じてクランクシャフト３の回転運動に変換される。

図３は、シリンダヘッド２に取り付けられたコイル装置１７を上方から見た斜視図である。ただし、図３中、左側のコイル装置１７は、シリンダヘッド２に取り付けられた後の状態を示し、図３中、右側のコイル装置１７は、シリンダヘッド２に取り付けられる途中の状態を示す。図３中、後述するカバー部２３の図示は省略する。また、図４は、図３のＩＶ矢視図である。ただし、図４では、コイル装置１７が取り付けられる前のシリンダヘッド２を示す。

図３に示すように、シリンダヘッド２にはガイド部２２が設けられている。ガイド部２２は、シリンダヘッド２の一部であって、シリンダヘッド２と同様、例えばアルミ合金で構成される。ガイド部２２は、ホール１４の内壁面のうち、下方向の下面１４ｃから上方向に突出する。また、ガイド部２２は、コイル装置１７の連結部１８に沿って延在する。すなわち、ガイド部２２は、連結部１８と同様、略水平方向に延在する。

また、図４に示すように、ガイド部２２は、略水平方向から見たとき、大凡Ｕ字型であり、ガイド部２２にはガイド溝２２ａが形成されている。ガイド溝２２ａは、ガイド部２２と同様、略水平方向に延在する。ガイド部２２のガイド溝２２ａの奥には、上記の連通部１４ａが位置しており、点火プラグ１５の後端が、ガイド溝２２ａに（図４中、手前側に）突出している。

図５は、コイル装置１７の取り付けを説明するための図である。図５では、シリンダヘッド２は、ガイド部２２のガイド溝２２ａの底面側のみを抽出して示す。シリンダヘッド２に点火プラグ１５が取り付けられた後、図５（ａ）に示すように、コイル装置１７の連結部１８は、一端１８ｂ側からガイド溝２２ａに挿入される。連結部１８のケーシング１８ａは、上記のように樹脂などで構成されており変形が容易である。そのため、図５（ａ）、図５（ｂ）に示すように、ガイド溝２２ａに斜め上方から連結部１８を挿入した場合、連結部１８は、ガイド溝２２ａに沿って変形し、ガイド溝２２ａによって位置ずれが抑えられる。そして、点火プラグ１５の後端が、ケーシング１８ａの貫通孔１８ｄに容易に挿通される。

図６は、エンジン１の保護構造ＰＳを説明するための図である。図６では、シリンダヘッド２、燃料ギャラリ２０、および、カバー部２３を、燃料ギャラリ２０の延在方向に大凡垂直な面で切断して示す。

図６に示すように、保護構造ＰＳは、カバー部２３を有している。コイル装置１７のコイル部１９とガイド部２２との間には、カバー部２３の一部が介在している。カバー部２３は、コイル部１９とガイド部２２との間から上方に延在しており、図６中、左側から見たとき、燃料ギャラリ２０はカバー部２３によって覆われている。

ガイド部２２は、燃料ギャラリ２０よりも右方向（略水平方向外側）に突出している。すなわち、ガイド部２２は、点火プラグ１５から離隔する方向（燃焼室８から離隔する方向、コイル部１９側）に燃料ギャラリ２０より突出している。

また、シリンダヘッド２の右方向（水平方向外側）には、不図示のサイドフレームが位置している。そして、エンジン１では、シリンダヘッド２のホール１４に点火プラグ１５とインジェクタ１６が設けられるため、点火プラグ１５とインジェクタ１６の配置が近くなり、インジェクタ１６に燃料を供給する燃料ギャラリ２０も、点火プラグ１５に近接する。

そのため、サイドフレームや燃料ギャラリ２０などの干渉により、コイル装置１７の連結部１８を点火プラグ１５に向って直進させて点火プラグ１５に連結させることが困難となる。そこで、上記のように、連結部１８は、ガイド溝２２ａに斜め上方から挿入され、ガイド部２２によって変形しながら点火プラグ１５に連結される。

ところで、車両は、衝突時に斜め前方から衝突荷重を受ける場合がある（スモールオーバーラップ）。この場合、水平対向エンジンでは、コイル部１９が略水平方向（図６中、クロスハッチングの矢印で示す）に衝突荷重を受ける可能性がある。コイル部１９には鉄芯が収容されており、コイル部１９が衝突荷重を受けて移動すると、そのままではコイル部１９が燃料ギャラリ２０に接触してしまうおそれがある。そこで、保護構造ＰＳでは、カバー部２３によって燃料ギャラリ２０が保護されている。

さらに、保護構造ＰＳでは、上記のように、ガイド部２２が、燃料ギャラリ２０よりもコイル部１９側に突出している。そのため、コイル部１９は、衝突荷重を受けると燃料ギャラリ２０に接触せずにガイド部２２に接触する。ガイド部２２は、上記のようにアルミ合金で形成されており、コイル部１９は、ガイド部２２に接触して破壊される。これにより、コイル部１９がほとんど非破壊の状態で燃料ギャラリ２０に接触することを回避し、燃料ギャラリ２０がより安全に保護される。

また、ガイド部２２は、上記のように、燃料ギャラリ２０の保護に加えて、コイル装置１７の取り付けの作業性向上に寄与するためのものである。このように、ガイド部２２が２つの目的のために兼用されるため、ガイド部２２の他に燃料ギャラリ２０の保護のために専用の部材を設ける場合に比べて、部品点数削減および組み付け作業の工数削減が可能となる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

例えば、上述した実施形態では、ガイド部２２は、シリンダヘッド２の一部である場合について説明した。しかし、ガイド部２２は、シリンダヘッド２と別体に設けられてもよい。ただし、ガイド部２２をシリンダヘッド２の一部とすることで、部品点数削減および組み付け作業の工数削減が可能となる。

また、上述した実施形態では、カバー部２３を設ける場合について説明したが、カバー部２３は必須の構成ではない。ただし、ガイド部２２とともにカバー部２３を設けることで、燃料ギャラリ２０の保護機能が相乗的に向上する。

また、上述した実施形態では、エンジン１が水平対向エンジンである場合について説明した。しかし、エンジン１は、水平対向エンジンに限らない。ただし、エンジン１が水平対向エンジンである場合、上記のスモールオーバーラップの衝突において、ガイド部２２は、燃料ギャラリ２０に対して高い保護機能を発揮することが可能となる。

本発明は、点火プラグにコイル装置の一端が連結されたエンジンの保護構造に利用できる。

ＰＳ 保護構造
１ エンジン
２ シリンダヘッド
８ 燃焼室
１５ 点火プラグ
１６ インジェクタ
１７ コイル装置
１８ｂ 一端
１８ｃ 他端
１９ コイル部
２０ 燃料ギャラリ
２２ ガイド部
２３ カバー部

Claims (5)

1. 燃焼室に対して燃料を噴射するインジェクタに接続される燃料ギャラリと、
   点火プラグに一端が連結されたコイル装置と、
   シリンダヘッドに一体形成され、前記シリンダヘッドの前記コイル装置に沿う壁面から突出し前記コイル装置に沿って延在する一対の壁部と、前記一対の壁部の間に形成されるガイド溝と、を含むガイド部と、
   を備え、
   前記一対の壁部の前記点火プラグから離隔する方向の端は、前記燃料ギャラリと前記コイル装置の他端に設けられたコイル部との間にまで突出することを特徴とするエンジンの保護構造。
2. 前記コイル部と、前記一対の壁部の前記点火プラグから離隔する方向の端との間から延在し、前記燃料ギャラリを覆うカバー部
   をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のエンジンの保護構造。
3. 前記コイル装置は、前記シリンダヘッドに対して略水平方向に延在し、
   前記ガイド部は、前記燃料ギャラリより略水平方向外側に突出することを特徴とする請求項１または２に記載のエンジンの保護構造。
4. 前記ガイド部を前記延在方向に沿う方向から見た場合に、前記ガイド溝の幅は、前記コイル部の外寸よりも狭いことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のエンジンの保護構造。
5. 前記シリンダヘッドは、当該シリンダヘッドが支持する一対のカム機構の間において開口し、前記点火プラグ、前記インジェクタおよび前記燃料ギャラリを収容するホールが形成されており、
   前記ガイド部は、前記ホールの内壁面に形成されることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載のエンジンの保護構造。

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