WO2023058514A1 - 自動車用エンジンのカバー - Google Patents

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WO2023058514A1
WO2023058514A1 PCT/JP2022/036108 JP2022036108W WO2023058514A1 WO 2023058514 A1 WO2023058514 A1 WO 2023058514A1 JP 2022036108 W JP2022036108 W JP 2022036108W WO 2023058514 A1 WO2023058514 A1 WO 2023058514A1
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WO
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cover
engine
sound absorbing
reinforcing
reinforcing body
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PCT/JP2022/036108
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English (en)
French (fr)
Inventor
遠 師
大樹 杢出
幸治 富山
光稀 金田
一義 大西
宏樹 田口
康雄 鈴木
Original Assignee
住友理工株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 住友理工株式会社 filed Critical 住友理工株式会社
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B77/00Component parts, details or accessories, not otherwise provided for
    • F02B77/11Thermal or acoustic insulation
    • F02B77/13Acoustic insulation
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B67/00Engines characterised by the arrangement of auxiliary apparatus not being otherwise provided for, e.g. the apparatus having different functions; Driving auxiliary apparatus from engines, not otherwise provided for
    • F02B67/04Engines characterised by the arrangement of auxiliary apparatus not being otherwise provided for, e.g. the apparatus having different functions; Driving auxiliary apparatus from engines, not otherwise provided for of mechanically-driven auxiliary apparatus
    • F02B67/06Engines characterised by the arrangement of auxiliary apparatus not being otherwise provided for, e.g. the apparatus having different functions; Driving auxiliary apparatus from engines, not otherwise provided for of mechanically-driven auxiliary apparatus driven by means of chains, belts, or like endless members

Definitions

  • the present invention relates to a cover for an automobile engine.
  • the engine of a car is generally placed in the engine room provided in the front part of the vehicle body.
  • the engine room is formed in front of the driver's seat and covered with a hood (bonnet), and in the case of a cab over type or one box type car , The engine room may extend to the bottom of the cabin.
  • a horizontal type with the crankshaft positioned long in the vehicle width direction there are two types: a horizontal type with the crankshaft positioned long in the vehicle width direction, and a vertical type with the crankshaft positioned long in the longitudinal direction of the vehicle.
  • a vertical type with the crankshaft positioned long in the longitudinal direction of the vehicle In the case of a type or one-box type automobile, the space in the height direction is narrow, so the cylinder bore of the engine is slanted to a position closer to the horizontal than the vertical.
  • Patent Documents 1 and 2 disclose the provision of an undercover that covers the entire engine from below, targeting a slant-type engine that is vertically installed in a cab-over type automobile. discloses providing a cover for preventing foreign matter from getting caught between an accessory drive belt and a crank pulley, similarly targeting a vertically mounted slant type engine.
  • the timing chain that drives the cam is covered with a chain cover, and as a means of noise reduction, sound absorbing material is attached to the chain cover.
  • Patent Documents 1 and 2 When an undercover is provided as in Patent Documents 1 and 2, the effect of suppressing noise generated around the engine from leaking out of the vehicle and the effect of preventing water exposure to members such as crank pulleys and accessory drive belts and preventing collisions with foreign objects are excellent. However, if the setting range of the undercover is expanded in pursuit of these effects, the engine room ventilation will be hindered along with the weight increase, causing the problem of heat damage to the engine parts. On the other hand, Patent Document 3 has a problem that the protective function is insufficient because it is only a partial protection, and the noise suppressing function cannot be expected at all.
  • sound absorbing material is attached to the chain cover to give it a sound insulation function. Since leakage cannot be prevented, there is a problem that a high sound insulation function cannot be expected. Regarding this point, it is conceivable to cover the crank pulley and accessory drive belt with a sound absorbing cover, but sound absorbing materials are generally less dense and less strong than metal, so sufficient rigidity and shape retention are required. may be difficult to hold.
  • the present invention was made against the background of such a situation, and relates to a cover that can prevent water and foreign matter from getting caught in members such as crank pulleys and accessory drive belts, and has excellent sound insulation. ) and have improved properties such as a low heat distortion temperature.
  • the present invention (first invention) relates to a cover that covers the crank pulley and the accessory drive belt of an engine that is arranged in an engine room with the crank pulley and the accessory drive belt facing forward in the vehicle body. teeth, "A reinforcing body having a fastening portion that attaches to the engine is integrated into the sound absorbing body.” It has the characteristics of As an integration means, for example, a method of insert-molding the sound absorbing body into the reinforcing body can be adopted.
  • the cover of the present invention has a composite structure of a sound absorbing body and a reinforcing body
  • the reinforcing body can be formed in a shape different from that of the sound absorbing body, or can be formed in substantially the same shape as the sound absorbing body. is also possible.
  • the shape a lattice shape, a punching metal shape, or the like can be selected.
  • the reinforcing body can be arranged in various ways, such as a mode in which it is exposed on one side of the sound absorbing main body, a mode in which it is exposed on both sides, and the like.
  • the present invention can be developed in various ways.
  • the fastening portion is provided with a cylindrical collar penetrating the reinforcing body that receives the pressing force of a bolt or other rod-like fastener.” configuration is adopted.
  • the sound absorbing main body is made of hard urethane with a thickness of several mm to ten and several mm (for example, 5 to 15 mm), and has a tray-like shape that opens toward the engine as a whole.
  • the reinforcing body has a longitudinally elongated portion extending in the cylinder bore axial direction when viewed from the crank axial direction, and a laterally elongated portion extending in a direction crossing the cylinder bore axial direction viewed from the crank axial direction, and is formed in a cross shape as a whole,
  • the fastening portions are provided at both ends of the vertically elongated portion and both ends of the horizontally elongated portion of the reinforcing body.” It is configured.
  • the "hard urethane (rigid polyurethane)" described in claim 3 is a urethane resin with a crosslinked structure, which itself retains a tray-like shape and does not bend with a light force even when pushed by a person's hand. It means something that has strength.
  • the sound absorbing body has a tray-like shape that opens toward the engine as a whole, and the outer peripheral portion is a wall portion, and the reinforcing body is also arranged on the wall portion of the sound absorbing body. " It is configured. In this case, a flange-like fastening portion that overlaps with the engine can be provided in a portion of the reinforcing body that is disposed on the wall portion.
  • the cover of the present invention is applied to a longitudinally mounted engine in which the crank pulley and accessory drive belt are arranged facing the front of the vehicle body. It is possible to accurately protect members such as pulleys and accessory drive belts from foreign objects such as pebbles thrown up by the wheels, rain and snow.
  • the cover Since the cover has a sound-absorbing main body, the noise caused by the rotation of the pulley and the circling of the accessory drive belt is suppressed from leaking out of the engine room, and the quietness inside and outside the vehicle can be improved. .
  • the cover since the cover has high heat insulating properties, it also has the advantage of suppressing cooling of the engine when traveling in a low-temperature environment. Since the wind blows against the cover, it does not trap heat.
  • Sound-absorbing materials are generally weaker than metal plates or hard synthetic resins, so when fastening the cover to the engine with fasteners such as bolts, the sound-absorbing body is directly pressed with fasteners such as bolts.
  • the stress concentrates on (the periphery of) the fastening portion, and there is a risk that the fastening portion may be easily broken due to the load due to vibration or the like.
  • it is conceivable to reduce the load acting on a single fastening portion by securing a large number of fastening portions.
  • the design of the cover and the engine becomes very troublesome in order to secure the location, which is not realistic.
  • the fastening portion to the engine is formed in the reinforcing body, it is possible to prevent the pressing force caused by fastening the fastener from affecting the sound absorbing material. Therefore, stress can be prevented from concentrating on a narrow portion of the sound absorbing main body, and the cover can be firmly fixed to the engine even with fastening at a small number of locations. Therefore, in the present invention, it is possible to secure the protective function and sound insulation function of the cover while securing high mounting strength.
  • the sound-absorbing main body can be extended to the fastening portion while securing high mounting strength.
  • a washer portion is provided on the collar and the washer portion is superimposed on the engine, the area supported by the engine can be increased to improve the fastening strength. Since the integration with the sound absorbing member can be improved, there is an advantage that it can contribute to improving the robustness of the cover.
  • the cover is tray-shaped and has a large resistance to bending and twisting, and the reinforcing body is formed in a cross shape so that the sound absorbing part made of hard urethane can be evenly reinforced.
  • the cover can be stably and firmly supported while only being fastened at a certain point.
  • the reinforcing body is also arranged on the wall of the sound absorbing main body, the rib effect due to the cover being formed in a tray state is further improved, so that the strength against torsion and bending can be further improved.
  • FIG. 1 is a front view of an engine to which a cover of an embodiment is applied;
  • FIG. FIG. 4 is a front view of the engine with the cover attached;
  • FIG. 4 is a perspective view of a cover;
  • (A) is a front view of the cover, and
  • (B) is a bottom view taken along line BB of (A).
  • (A) is a VA-VA side view of FIG. 4(A)
  • (B) is a VB-VB cross-sectional view of FIG. 4(A)
  • (C) is a VC-VC cross-sectional view of FIG. 4(A).
  • is. 3 is an enlarged cross-sectional view taken along line VI-VI of FIG. 2;
  • FIG. 7 is a cross-sectional view showing another embodiment at the same location as in FIG. 6.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view showing another embodiment at the same location as in FIG. 6.
  • front-rear and left-right are used to specify directions
  • the front-rear direction is the crank axis direction and the front-rear direction of the vehicle body
  • the left-right direction is the vehicle width direction.
  • the vertical direction is the vertical direction. Directions are indicated in FIGS. T is an abbreviation for Top
  • B is an abbreviation for Bottom
  • R is an abbreviation for Right
  • L is an abbreviation for Left.
  • the engine is mounted in a one-box cab-over type automobile, and is mounted in the engine room in a vertical orientation with the crankshaft 1 facing forward and backward. Also, the cylinder bore axis 2 is greatly slant to a nearly horizontal state. The slant angle is approximately 25° with respect to the horizontal.
  • the engine comprises a cylinder block 3, which is an essential part of the engine body, and a cylinder head 4 fixed to the top surface of the cylinder block 3.
  • a head cover 5 is fixed to the top surface of the cylinder head 4.
  • an upper oil pan 6 that also functions as a crankcase is fixed to the bottom surface of the cylinder block 3
  • a lower oil pan 7 is fixed to the lower surface of the upper oil pan 6 .
  • a chain cover 8 covering a timing chain (not shown) is arranged in front of the cylinder head 4 , the cylinder block 3 , and the upper oil pan 6 . and the upper oil pan 6 with a group of bolts.
  • crankshaft 1 protrudes forward from the chain cover 8, and the crank pulley 9 is fixed to the protruding front end with bolts 9a.
  • Two accessory drive belts 10 and 11 are wound around the crank pulley 9 .
  • a first accessory drive belt 10 is wound around a pulley 12 of an air conditioner compressor arranged on the right side of the upper oil pan 6, and a second accessory drive belt 11 is arranged above a crank pulley 9 to drive an alternator 14.
  • the pulley 15 of the water pump is hooked forwardly, and the pulley 16 of the water pump arranged at a position lower than the crankshaft 1 is hooked from the back.
  • the second accessory drive belt 11 has a large meandering direction toward the cylinder head 4 in order to increase the length of contact between the alternator 14 and the pulley 15 .
  • the meandering state is maintained by forward-mounted idle pulleys 17 and 18 and a back-mounted tension pulley 19 disposed on the right side of the alternator pulley 15 .
  • tension pulley 19 is an auto tensioner, and is attached via an arm (not shown) to a rotating body arranged below it.
  • Rotating body 20 incorporates a spring that imparts resistance to its rotation, and tension pulley 19 is movable in the left-right direction and pushes second accessory drive belt 11 leftward.
  • a forward projecting portion 21 is formed in a portion of the chain cover 8 above the lower oil pan 7, and an oil filter 22 is screwed to the forward projecting portion 21 from below.
  • reference numerals 23, 24, and 25 indicate cooling system hoses
  • reference numeral 26 indicates one of the mount brackets for supporting the engine on the vehicle body.
  • a cover (front cover) 30 is arranged on the front part of the engine. Most of it covers about the lower half of the second accessory drive belt 11 .
  • the cover 30 has a substantially rhomboidal shape elongated in the direction of the cylinder bore axis 2, and has a through hole 31 at a portion slightly rightward from the center for exposing a bolt 9a for fixing the crank pulley 9 to the crankshaft 1. Vacant.
  • the cover 30 is formed in the shape of a tray that has a wall portion 32 around its periphery and is open toward the chain cover 8 . Moreover, it has a complicated concave-convex shape so as not to interfere with the crank pulley 9, the water pump, and the like. As can be understood from FIGS. 5B and 5C, the cover 30 has a thick sound absorbing main body 33 and a reinforcing body 34 integrally formed with the sound absorbing main body 33 by insert molding. there is
  • the sound absorbing main body 33 constitutes the outer shape of the cover 30 and is a hard urethane resin molded product.
  • the reinforcing member 34 is a plate-like molded article made of synthetic resin such as nylon resin, polypropylene resin, polycarbonate resin, high-density polyethylene resin, or the like. Therefore, after manufacturing the reinforcing body 34 first, the reinforcing body 34 is set in a mold to form the sound absorbing main body 33 .
  • the sound-absorbing main body 33 retains its shape even without the reinforcing member 34, and has strength to the extent that it does not deform even when some force is applied by a person's hand.
  • the sound absorbing main body 33 is set to have a thickness of about 10 mm, but the thickness can be set arbitrarily (for example, about 5 to 20 mm). It is also possible to vary the thickness depending on the location. Although the thickness of the reinforcing member 34 is about 2 mm, it can also be set arbitrarily. It is also possible to manufacture the reinforcement 34 from a metal plate.
  • the reinforcing body 34 has a longitudinally elongated portion 34a elongated in the direction of the cylinder bore axis 2 and a laterally elongated portion 34b intersecting the longitudinally elongated portion 34a, thus forming a cross shape as a whole. are doing.
  • the vertically elongated portion 34a extends substantially in a straight line, but the horizontally elongated portion 34b is shifted leftward and rightward at the upper and lower portions sandwiching the vertically elongated portion 34a.
  • the wall portion 32 constituting the outer peripheral portion of the cover 30 is composed of both the sound absorbing main body 33 and the reinforcing member 34 in the same manner as the front portion.
  • First to fourth fastening portions 35 to 38 for fixing the cover 30 to the chain cover 8 are formed on the wall portion 32 located at both ends of 34b.
  • Each of the fastening portions 35 to 38 is provided on a leg-like protruding rearward portion (wall portion 32), but the rearward protruding dimensions are different from each other. That is, as can be understood from FIGS. 4 and 5, the first fastening portion 35 located at the upper right end of the vertically elongated portion 34a on the side of the cylinder head 4 has the second lowest (third highest) projection height and is vertically elongated. The second fastening portion 36 located near the lower oil pan 7 at the lower end of the portion 34a has the highest projection height, and the third fastening portion 37 located at the upper end of the laterally elongated portion 34b near the alternator 14 has the highest projection height.
  • the fourth fastening portion 38 which has the lowest height and is positioned substantially below the crank pulley 9 at the lower end of the laterally elongated portion 34b, has the second highest projection height.
  • the different projection heights (front and rear positions) of the fastening portions 35 to 38 are caused by the difference in shape of the front surface of the chain cover 8 .
  • part of the right side of the cover 30 is hidden behind the pulley 12 of the air conditioner compressor. Accordingly, a portion of the wall portion 32 of the cover 30 that is close to the pulley 13 of the air conditioner compressor is notched so as not to interfere with the first accessory drive belt 10 .
  • the lower part of the pulley 16 of the alternator 15 is partially covered with a cover 30 .
  • each fastening portion 35 to 38 basically has the same structure. Therefore, in FIG. 6, the first fastening portion 35 is picked up and clearly shown. That is, each of the fastening portions 35 to 38 is formed into a flange shape by the edge of the reinforcing body 34 and the edge of the sound absorbing main body 33, and is fastened to the chain cover 8 with bolts 39. A reinforcing member 40 for supporting the axial force of the bolt 39 is attached to the sound absorbing main body 33 .
  • each fastening part 35 to 38 a rib 41 is provided on the outer circumference of the reinforcing body 34 to improve rigidity, and the rib 41 is embedded in the sound absorbing main body 33.
  • the bolts are schematically indicated by circles.
  • tapped holes 35a to 38a into which bolts 39 are screwed are formed at the fastening portions 35 to 38 of the chain cover 8.
  • the reinforcing member 40 is made of a metal plate or a hard synthetic resin, and has a collar 40a through which the shaft of the bolt 39 penetrates, and a washer 40b overlapping the chain cover 8, and is formed in a T shape as a whole. .
  • the sound absorbing main body 33 is molded by setting the reinforcing member 40 in a state of being adhered to the reinforcing member 34 in a mold, so that the sound absorbing main body 33 is also joined to the reinforcing member 40 by insert molding.
  • the reinforcing member 40 may be set on the cover 30 when the cover 30 is attached.
  • the sound absorbing main body 33 After manufacturing the sound absorbing main body 33, it is possible to forcibly attach the sound absorbing main body 33 and/or the reinforcing member 34 using elastic deformation, or to adhere the washer portion 40b with an adhesive. is.
  • the reinforcing member 40 can be embodied in various ways. An example is shown in FIG. In the example shown in FIG. 7A, the reinforcing member 40 is composed of two members separated in the axial direction of the bolt 39 . Both members have a collar 40a and a washer portion 40b. The two members have the same shape.
  • the collar 40a and the washer portion 40b are configured as separate members and integrally joined with an adhesive or the like.
  • the collar 40a is in contact with the inner periphery of the washer portion 40b. Therefore, the axial external force acting on the collar 40a is supported by the chain cover 8 via the washer portion 40b.
  • the reinforcing member 40 is made of a hard synthetic resin, and a chevron-shaped annular engaging projection 42 is integrally formed on the outer circumference of the collar 40a to reinforce the annular engaging projection 42. It is forcibly fitted to the body 34 .
  • the reinforcing member 40 may be attached to the reinforcing body 34 in advance before insert-molding the sound absorbing body 33 into the reinforcing body 34, or the sound absorbing body 33 may be insert-molded into the reinforcing body 34. Therefore, the reinforcing member 40 may be forcibly fitted to the reinforcing body 34 by compressing and deforming a part of the sound absorbing main body 33 .
  • the cover 30 since the cover 30 is in the form of a tray, it exhibits high resistance to bending and twisting. Combined with the fact that it has a tray-like shape, the robustness can be remarkably improved. In this case, since most of the reinforcing body 34 is positioned in front of the sound absorbing main body 33, the sound absorbing performance of the sound absorbing main body 33 is not hindered by the reinforcing body 34. That is, the rigidity of the cover 30 can be improved without impairing the sound absorbing performance of the sound absorbing main body 33 .
  • the hard urethane that constitutes the sound absorbing body 33 has a lower bending and shearing strength than hard synthetic resin or metal plates.
  • the necessary fastening strength cannot be secured without fixing, but in this embodiment, since the fastening portions 35 to 38 are formed in the reinforcing body 34, no load is applied to the sound absorbing main body 33, and high attachment strength can be achieved. can hold.
  • each reinforcing member 40 has a collar 40a, it is possible to prevent the axial force of the bolt 39 from acting on the sound absorbing main body 33 while expanding the sound absorbing main body 33 to the fastening portions 35 to 38. Since the member 40 has the washer portion 40b, it is possible to prevent the axial force of the bolt from acting directly on the reinforcing body 34, so that stress concentration on the sound absorbing main body 33 and the reinforcing body 34 can be prevented.
  • each apex of the rhombus will be fastened, so the fastening portions 35 to 38 should be minimized. high fastening strength. Further, since the reinforcing member 34 is in the form of a band plate and the sound absorbing main body 33 is joined to the reinforcing member 34 over a wide area, even if the cover 30 vibrates, the sound absorbing main body 33 may be peeled off. do not have.
  • the cover 30 of the present embodiment can be used together with an undercover as in Patent Documents 1 and 2. However, if only the front surface of the engine is covered with the cover 30 of the present embodiment, heat transfer from below the engine will occur. There is an advantage that it is possible to prevent caged-in.
  • the present invention can be embodied in various other ways.
  • the shape of the cover can be appropriately changed according to the specifications of the engine.
  • the engine to be applied is not limited to the slant type, but can also be applied to an in-line vertical engine in which the cylinder bore axis is in a substantially vertical posture, a vertical V-type engine, and the like.
  • a part of the cover can also be fastened to the cylinder block or the cylinder head.
  • the sound-absorbing main body with an inorganic material such as glass wool and adhere it to a shell body made of resin or the like.
  • Nonwoven fabrics such as inorganic materials can also be used as the sound absorbing material.
  • the rod-shaped fastener is not limited to a bolt, and a drive-type rivet or the like can also be used.
  • As the reinforcing member in addition to a synthetic resin or a metal plate, a woven or knitted fabric made of fibers such as carbon fibers can be used as a sheet.
  • a composite material in which talc is mixed in a synthetic resin can also be used.
  • the fastening portion is formed in the shape of a flange in the embodiment, it is also possible to form the fastening portion in the shape of a cylindrical boss and arrange it inside the outer circumference of the cover. In this case, it is preferable to attach a collar made of metal or the like to the cylindrical boss portion so as to prevent buckling.
  • the present invention can be embodied in the cover of an automobile engine. Therefore, it can be used industrially.
  • crankshaft 2 cylinder bore axis 3
  • cylinder block 4 cylinder head 5 head cover 6 upper oil pan 7 lower oil pan 8 chain cover 9 crank pulleys 10, 11 accessory drive belt 12 air conditioner compressor pulley 15 alternator pulley 30 cover 32 wall 33 sound absorbing main body 34 reinforcing body 34a longitudinal portion 34a 34b Horizontal part 34b 35 to 38 fastening portion 39 bolt 40 reinforcing member 40a collar 40b washer portion

Abstract

本願発明の課題は、クランク軸を車体前方に向けて配置している縦置きエンジンにおいて、クランクプーリや補機駆動ベルトの保護と遮音とを司るカバーを、高い強度を確保した状態で提供することである。 カバー30は、硬質ウレタンのような素材からなる吸音性本体33と、これがインサート成形された硬質の補強体34とを有しており、全体としてトレー状に形成されている。エンジンにボルトで固定される締結部35~38は、補強体34の外端部に締結部に設けられている。ボルトによる押圧力が吸音性本体33に直接作用することはないため、高い保護機能・遮音機能を確保しつつ高い締結強度を実現できる。

Description

自動車用エンジンのカバー
   本発明は、自動車用エンジンのカバーに関するものである。
 自動車のエンジンは、一般に車体の前部に設けたエンジンルームに配置されている。エンジンルームの態様は様々であり、セダンタイプの自動車の場合は、エンジンルームは運転席の前方に形成されてフード(ボンネット)で覆われており、キャブオーバータイプやワンボックスタイプの自動車の場合は、エンジンルームがキャビンの下方まで入り込んでいることがある。
 また、エンジンの配置姿勢について見ると、クランク軸を車幅方向に長い姿勢に配置した横置きタイプと、クランク軸を車体の前後方向に長い姿勢にして配置した縦置きタイプとがあり、キャブオーバータイプやワンボックスタイプの自動車の場合は、高さ方向のスペースが狭いことから、エンジンのシリンダボアは鉛直よりも水平に近い姿勢に大きくスラントしている。
 いずれにしても、エンジンルームの下方は大きく開口しているため、自動車の走行に際して、前輪で跳ね飛ばされた小石などの異物がエンジンに向けて飛んでくることがある。縦置きタイプのエンジンでは、クランクプーリや補機駆動ベルトが自動車の前進方向を向いているため、異物がクランクプーリや補機駆動ベルトに当たりやすい。また、走行に際してエンジン周りで発生した騒音がエンジンルームの床下開口部から漏れて車外音として伝播することがあるが、キャブオーバータイプやワンボックスタイプの自動車ではエンジン搭載位置が低いため、車外音の問題が顕著に顕れやすい。そこで、エンジンの防護や騒音防止等のためのカバーが提案されている。
 その例として特許文献1,2には、キャブオーバ型自動車に縦置きされたスラント型エンジンを対象にして、エンジンを下方から全体的に覆うアンダーカバーを設けることが開示されており、特許文献3には、同様に縦置きされたスラント型エンジンを対象にして、補機駆動ベルトとクランクプーリとの間に異物が噛み込むことを防止するためのカバーを設けることが開示されている。
 エンジンにおいて、カムを駆動するタイミングチェーンはチェーンカバーで覆われているが、騒音低減手段として、チェーンカバーに吸音材を貼り付けることも行われている。
特許第6218557号公報 実開平3-121988号のマイクロフィルム 実開平4-075132号のマイクロフィルム
 特許文献1,2のようにアンダーカバーを設けると、エンジン周りで発生した騒音の車外漏れ抑制効果や、クランクプーリや補機駆動ベルト等の部材への被水防止・異物衝突防止の効果に優れているが、これらの効果を追求して、アンダーカバーの設定範囲を拡大すると、重量増加と共にエンジンルームの通風性が阻害されてエンジン部品の熱害の問題が発生する。他方、特許文献3は、部分的な保護に過ぎないため保護機能が不十分であり、また、騒音抑制機能は全く期待できないという問題がある。
 また、既述のとおり、チェーンカバーに吸音材を張り付けて遮音機能を持たせることも行われているが、この場合は、クランクプーリの回転や補機駆動ベルトの周回によって発生した音が車外に漏洩することは防止できないため、高い遮音機能を期待できないという問題がある。この点について、吸音性のカバーでクランクプーリや補機駆動ベルトを覆うことが考えられるが、吸音性の材料は一般に金属に比べて密度が小さく強度が高くないため、十分な剛性・保形性を保持し難いおそれがある。
 本願発明はこのような現状を背景になされたもので、クランクプーリや補機駆動ベルト等の部材への被水・異物噛み込みを防止できると共に遮音性に優れたカバーに関し、保形性(剛性)に優れると共に熱変形温度が低い等の特性を改良した技術を開示せんとするものである。
 本願発明(第1の発明)は、クランクプーリ及び補機駆動ベルトが車体の前方向に向いた姿勢でエンジンルームに配置されたエンジンの前記クランクプーリ及び補機駆動ベルトを覆うカバーに関し、このカバーは、
「前記エンジンに取り付く締結部を有する補強体が吸音性本体に一体化されている」
という特徴を備えている。一体化手段としては、例えば、吸音性本体を補強体にインサート成形する方法を採用できる。
 本願発明のカバーは吸音性本体と補強体との複合構造であるが、補強体は、吸音性本体と異なる形態に形成することも可能であるし、吸音性本体と略同じ形態に形成することも可能である。形態に関しては、格子状やパンチングメタル状なども選択できる。また、補強体は、吸音性本体の片面に露出した態様や両面に露出した態様など、様々な配置態様を採用できる。
 本願発明は、様々に展開できる。その例として請求項2(第2の発明)では、
「前記締結部にはボルト又は他の棒状ファスナの押圧力を受ける筒状のカラーが前記補強体を貫通して設けられている」
という構成を採用している。
 また、請求項3(第3の発明)では、請求項1又は2において、
「前記吸音性本体は、数mm~10数mm(例えば5~15mm)の厚さの硬質ウレタンで構成されて全体としてエンジンに向けて開口するトレー状の形態を成している一方、
 前記補強体は、クランク軸線方向から見てシリンダボア軸線方向に長い縦長部と、クランク軸線方向から見てシリンダボア軸線方向と交叉した方向に長い横長部とを有して全体として十字状に形成され、前記補強体における縦長部の両端と横長部の両端とに前記締結部を設けている」
という構成になっている。
 請求項3に記載の「硬質ウレタン(硬質ポリウレタン)」とは、架橋構造のウレタン樹脂であって、それ自体としてトレー状の形態が保持されており、人が手で押しても軽い力では曲がらない強度を有しているものをいう。
 更に請求項4(第4の発明)では、請求項1又は2において、
「前記吸音性本体は、全体としてエンジンに向けて開口するトレー状の形態を成して外周部は壁部になっており、前記補強体は前記吸音性本体の壁部にも配置されている」
という構成になっている。この場合、補強体のうち壁部に配置されている部位に、エンジンと重なるフランジ状の締結部を設けることができる。
 本願発明のカバーは、クランクプーリや補機駆動ベルトが車体の前方に向いて配置された縦置きエンジンに適用されるが、プーリや補機駆動ベルトなどはカバーで前から覆われているため、車輪で跳ね上げられた小石等の異物や、雨、雪からプーリ類や補機駆動ベルト等の部材を的確に保護できる。
 そして、カバーは吸音性本体を備えているため、プーリの回転や補機駆動ベルトの周回に起因した騒音がエンジンルームの外に漏洩することを抑制して、車外及び車内の静粛性を向上できる。また、カバーは断熱性も高いため、低温環境下での走行に際してエンジンが冷やされることを抑制できる利点もある。カバーには走行風が当たるため、熱の籠もりも生じない。
 さて、吸音性の素材は金属板や硬質合成樹脂に比べて強度は低いのが普通であるため、カバーをボルト等のファスナでエンジンに締結するにおいて、ボルト等のファスナで吸音性本体を直接押さえると、締結部(の周縁部)に応力が集中するため、振動等による負荷によって締結部の箇所が破断しやすくなるおそれがある。これに対しては、多数の締結部を確保して1か所の締結部に作用する負荷を軽減することが考えられるが、この対応は、締結作業に多大の手間がかかるのみでなく、締結箇所の確保のためにカバー及びエンジンの設計が非常に厄介になるという問題があり、現実的でない。
 これに対して本願発明では、エンジンへの締結部は補強体に形成されているため、ファスナの締結に伴う押圧力が吸音性材料に波及することを防止できる。従って、吸音性本体の狭い部位に応力が集中することを防止して、少ない箇所の締結であってもカバーをエンジンにしっかりと固定できる。よって、本願発明では、高い取り付け強度を確保しつつ、カバーによる保護機能・遮音機能を確保できる。
 請求項2のように締結部にカラーを設けると、吸音性本体を締結部の箇所まで広げつつ高い取り付け強度を確保できて好適である。この場合、カラーにワッシャ部を設けてワッシャ部をエンジンに重ねると、エンジンによる支持面積を増大して締結強度を向上できると共に、補強部材と吸音性部材との接合面積を増大して補強部材と吸音性部材との一体性を向上できるため、カバーの堅牢性の向上にも貢献できる利点がある。
 請求項3の構成では、カバーがトレー状であって曲げやねじりに対する抵抗が大きいことと、補強体が十字状に形成されていて硬質ウレタンよりなる吸音部をまんべんなく補強できることとが相まって、4か所のみの締結でありながらカバーを安定的かつ強固に支持できる。
 請求項4のように、補強体を吸音性本体の壁部にも配置すると、カバーをトレー状態に形成したことによるリブ効果が更に向上するため、ねじりや曲げに対する強度を更に向上できる。
実施形態のカバーが適用されるエンジンの正面図である。 カバーを装着した状態でのエンジンの正面図である。 カバーの斜視図である。 (A)はカバーの正面図、(B)は(A)のB-B底面図である。 (A)は図4(A)の VA-VA視側面図、(B)は図4(A)の VB-VB視断面図、(C)は図4(A)の VC-VC視断面図である。 図2のVI-VI視拡大断面図である。 他の実施形態を図6と同じ箇所で表示した断面図である。
 次に、本願発明の実施形態を図面に基づいて説明する。以下では、方向を特定するため前後・左右の文言を使用するが、前後方向はクランク軸線方向及び車体の前後方向であり、左右方向は車幅方向である。結局、前後・左右は運転手から見た方向と同じである。上下方向は鉛直方向としている。図1、2に方向を表示している。TはTopの略、BはBottomの略、RはRightの略、LはLeftの略である。
 (1).エンジンの概要
 まず、本実施形態のカバーが適用されるエンジンを図1に基づいて説明する。エンジンは、ワンボックスキャブオーバ型自動車に搭載されるもので、クランク軸1が前後方向を向いた縦置き姿勢でエンジンルームに搭載されている。また、シリンダボア軸線2は、水平に近い状態まで大きくスラントしている。スラント角度は水平に対して25°程度になっている。
 エンジンは、機関本体の要部であるシリンダブロック3とその頂面に固定されたシリンダヘッド4とを備えており、シリンダヘッド4の頂面にヘッドカバー5が固定されている。他方、シリンダブロック3の底面には、クランクケースとしても機能する上部オイルパン6が固定されており、上部オイルパン6の下面に下部オイルパン7が固定されている。シリンダヘッド4とシリンダブロック3と上部オイルパン6の前面には、タイミングチェーン(図示せず)を覆う1枚のチェーンカバー8が配置されており、チェーンカバー8は、シリンダヘッド4とシリンダブロック3と上部オイルパン6にボルトの群で固定されている。
 クランク軸1の前端はチェーンカバー8の前方に突出しており、この突出した前端にクランクプーリ9がボルト9aによって固定されている。クランクプーリ9には、第1及び第2の2本の補機駆動ベルト10,11が巻き掛けられている。第1補機駆動ベルト10は、上部オイルパン6の右側に配置されたエアコン用コンプレッサのプーリ12に巻き掛けられて、第2補機駆動ベルト11は、クランクプーリ9の上方に配置されオルタネータ14のプーリ15に順掛けされると共に、クランク軸1よりも低い位置に配置されたウォータポンプのプーリ16に背面掛けされている。
 第2補機駆動ベルト11は、オルタネータ14のプーリ15との接触長さを大きくするためにシリンダヘッド4の側に向けて大きく蛇行しており、シリンダヘッド4に近い箇所に配置された上下一対の順掛け式アイドルプーリ17,18と、オルタネータプーリ15の右に配置された背面掛け式テンションプーリ19とによって蛇行状態が保持されている。
 なお、テンションプーリ19はオートテンショナであり、その下方に配置された回転体にアーム(図示せず)を介して取り付けられている。回転体20には、その回転に抵抗を付与するばねが内蔵されており、テンションプーリ19は、左右方向に移動可能で第2補機駆動ベルト11を左方向に押している。
 チェーンカバー8のうち下部オイルパン7の上の部位には、前向き張り出し部21が形成されており、前向き張り出し部21に下方からオイルフィルタ22を螺着している。図1において、符号23,24,25で示すのは冷却系のホースであり、符号26で示すのは、エンジンを車体に支持するためのマウンウトブラケットの1つである。
 (2).カバーの基本構造
 図2に示すように、エンジンの前面部にはカバー(フロントカバー)30が配置されて、このカバー30により、クランクプーリ9の全体と第1補機駆動ベルト10の大部分、第2補機駆動ベルト11の下半分程度が覆われている。カバー30はシリンダボア軸線2の方向に長い略菱形状の形態を成しており、中央からやや右に寄った部位に、クランクプーリ9をクランク軸1に固定するボルト9aを露出させる貫通穴31が空いている。
 図3~5から理解できるように、カバー30は、周囲に壁部32を有してチェーンカバー8に向けて開口したトレー状に形成されている。また、クランクプーリ9やウォータポンプ等と干渉しないように、複雑な凹凸形状になっている。また、カバー30は、図5(B)(C)から理解できるように、厚肉の吸音性本体33と、吸音性本体33がインサート成形によって一体に形成された補強体34とを有している。
 吸音性本体33はカバー30の外形を構成しており、硬質ウレタン樹脂の成形品である。他方、補強体34は、ナイロン樹脂やポリプロピレン樹脂、ポリカーボネート樹脂、高密度ポリエチンレン樹脂等の合成樹脂の成形品であって板状に形成されている。従って、先に補強体34を製造してから、補強体34を金型にセットして吸音性本体33を成形している。吸音性本体33は、補強体34がなくても保形されており、人が手で多少の力を加えても変形しない程度の強度を有している。
 補強体34の大部分は吸音性本体33の外面(主として前面)に接合されているが、一部は吸音性本体33の内面(主として後面)に接合されている。従って、補強体34は手前に露出していない部分がある。図4では、補強部材40が露出している部分に平行斜線を付している。吸音性本体33は、10mm程度の厚さに設定されているが、その厚さは任意に設定できる(例えば、5~20mm程度。)。場所によって厚さを異ならせることも可能である。補強体34の厚さは2mm程度になっているが、これも任意に設定できる。補強体34を金属板で製造することも可能である。
 図2から明瞭に把握できるように、補強体34は、シリンダボア軸線2の方向に長い縦長部34aと、縦長部34aと交叉した横長部34bとを有して、全体として十字状の形態を成している。縦長部34aは概ね一直線に長く延びているが、横長部34bは、縦長部34aを挟んだ上下の部位が左右にずれている。
 カバー30の外周部を構成する壁部32は、前面部と同様に吸音性本体33と補強体34との両方で構成されているが、縦長部34aの両端に位置した壁部32と横長部34bの両端に位置した壁部32とに、カバー30をチェーンカバー8に固定するための第1~第4の締結部35~38を形成している。
 各締結部35~38は足状に突出した後ろ向きの部位(壁部32)に設けているが、後ろ向き突出寸法は互いに相違している。すなわち、図4,5から理解できるように、縦長部34aの右上端でシリンダヘッド4の側に位置した第1締結部35は突出高さが2番目に低く(3番目に高く)て、縦長部34aの下端で下部オイルパン7に近い部位に位置した第2締結部36は突出高さが最も高く、横長部34bの上端でオルタネータ14に近い部位に位置した第3締結部37は突出高さが最も低く、横長部34bの下端でクランクプーリ9の略下方に位置した第4締結部38は、2番面に高い突出高さになっている。このように各締結部35~38の突出高さ(前後位置)の相違は、チェーンカバー8の前面の形状の違いに起因している。
 図2に示すように、カバー30の右側部の一部はエアコン用コンプレッサのプーリ12の後ろに隠れている。従って、カバー30の壁部32のうちエアコン用コンプレッサのプーリ13に近接した部位は、第1補機駆動ベルト10と干渉しないように切欠かれている。オルタネータ15のプーリ16は、その下部がカバー30で部分的に覆われている。
 (3).締結部の構造
 各締結部35~38は、基本的には同じ構造になっている。そこで、図6において第1締結部35を取り上げて明示している。すなわち、各締結部35~38は、補強体34の縁と吸音性本体33の縁部とでフランジ状に形成されており、ボルト39でチェーンカバー8に締結されているが、補強体34及び吸音性本体33に、ボルト39の軸力を支持する補強部材40を装着している。
 各締結部35~38において、補強体34の外周には剛性を向上させるためのリブ41を設けており、リブ41は吸音性本体33に埋設されている。図2では、ボルトは丸で模式的に表示している。図6のとおり、チェーンカバー8のうち各締結部35~38の箇所には、ボルト39がねじ込まれるタップ穴35a~38a(図1も参照)を形成している。
 補強部材40は金属板製又は硬質合成樹脂製であり、ボルト39の軸部が貫通するカラー40aと、チェーンカバー8に重なるワッシャ部40bとを有して、全体としてT形に形成されている。実施形態では、補強部材40を補強体34に接着した状態で金型にセットして吸音性本体33を成形しており、従って、吸音性本体33が補強部材40にもインサート成形で接合されているが、補強部材40は、カバー30の取り付けに際してカバー30にセットしてもよい。
 或いは、吸音性本体33を製造してから、吸音性本体33又は/及び補強体34の弾性変形を利用して強制的に装着したり、接着剤によってワッシャ部40bを接着したりすることも可能である。
 補強部材40は様々に具体化できる。その例を図7に示している。図7のうち(A)に示す例では、補強部材40をボルト39の軸方向に分離した2つの部材で構成している。両部材とも、カラー40aとワッシャ部40bを有している。2つの部材は同一形態になっている。
 図7のうち(B)に示す実施形態では、カラー40aとワッシャ部40bとを別部材に構成して、接着剤等によって一体に接合している。カラー40aは、ワッシャ部40bの内周部に当接している。従って、カラー40aに作用した軸方向の外力は、ワッシャ部40bを介してチェーンカバー8で支持される。
 図7のうち(C)に示す実施形態では、補強部材40は硬質合成樹脂製であり、カラー40aの外周に山形の環状係合突起42を一体に形成して、環状係合突起42を補強体34に強制的に嵌合させている。この場合、吸音性本体33を補強体34にインサート成形する前の段階で予め補強部材40を補強体34に装着しておいてもよいし、補強体34に吸音性本体33をインサート成形してから、吸音性本体33の一部を圧縮変形させて、補強部材40を補強体34に強制嵌合してもよい。
 (4).まとめ
 本実施形態は以上の構成であり、エンジンの前面の広い範囲がカバー30で覆われているため、クランクプーリ9や補機駆動ベルト10,11などの部材が、飛び石等の異物や雨、雪から保護される。また、カバー30はその全体が硬質ウレタンより成る吸音性本体33で構成されているため、クランクプーリ9の回転や補機駆動ベルト10,11の周回に起因した騒音が車外及び車内に伝わることを著しく抑制できる。回転センサ用の円板をチェーンカバー8の手前に配置している場合、これをカバー30で保護することもできる。カム軸とクランク軸1との同期関係を検査するためのタイミングマークの保護も成される。
 また、カバー30はトレー状の形態であるため、曲がりや捩じりに対して高い抵抗を発揮するが、適度の幅を有する帯状の補強体34が心材の役割を果たすため、壁部32を有するトレー状の形態であることと相まって、堅牢性を格段に向上できる。この場合、補強体34はその大部分が吸音性本体33の前面に位置しているため、吸音性本体33による吸音性能が補強体34によって阻害されることはない。すなわち、吸音性本体33の吸音性能を阻害することなくカバー30の剛性を向上できる。
 また、吸音性本体33を構成する硬質ウレタンは、硬質合成樹脂や金属板に比べると曲げやせん断等の強度は低く、従って、吸音性本体33をボルト39で直接固定すると、極めて多数の箇所で固定しないと必要な締結強度を確保できないが、本実施形態では、締結部35~38が補強体34に形成されているため、吸音性本体33に負荷がかかることはなくて、高い取り付け強度を保持できる。
 この場合、各補強部材40がカラー40aを有するため、吸音性本体33を締結部35~38まで広げつつ、ボルト39の軸力が吸音性本体33に作用することを防止でき、かつ、各補強部材40がワッシャ部40bを有するため、ボルトの軸力が補強体34に直接作用することも防止できるため、吸音性本体33及び補強体34に応力が集中することを防止できる。
 従って、4か所だけの締結部35~38であるが、カバー30の振動によって締結部35~38に負荷が作用しても、吸音性本体33の破断や補強体34の破断は発生せずに、高い取り付け強度・耐久性を確保できる。
 実施形態のように補強体34を十字状に形成してその先端部に締結部35~38を設けると、菱形の各頂点部を締結する状態になるため、締結部35~38を最小限度にしつつ高い締結強度を確保できる。また、補強体34は帯板状であって吸音性本体33は広い面積で補強体34に接合しているため、カバー30が振動しても吸音性本体33の剥離が生じるような不具合は生じない。
 本実施形態のカバー30は、特許文献1,2のようなアンダーカバーと併用することも可能であるが、エンジンの前面のみを本実施形態のカバー30で覆うと、エンジンの下方での熱の籠もりを防止できる利点がある。
 以上、本願発明の実施形態を説明したが、本願発明は他にも様々に具体化できる。例えば、カバーの形状はエンジンの仕様に応じて適宜変更できる。適用対象たるエンジンはスラント型には限らず、シリンダボア軸線を概ね鉛直姿勢にした直列縦型エンジンや、縦置きV型エンジンなどにも適用できる。カバーは、その一部をシリンダブロックやシリンダヘッドに締結することも可能である。
 吸音性本体をグラスウールのような無機材で構成して、これを樹脂製等のシェル体に接着することも可能である。吸音材としては無機材等の不織布も使用可能である。棒状ファスナとしては、ボルトには限らず、打ち込み式のリベットなども使用できる。補強体は、合成樹脂や金属板の他に、炭素繊維等の繊維からなる織地又は編地をシート状に固めたものなども使用できる。合成樹脂にタルクを混入した複合材なども使用できる。
 実施形態では締結部をフランジ状に形成したが、締結部を筒形ボス状に形成して、カバーの外周の内側に配置することも可能である。この場合、筒形のボス部に金属製等のカラーを装着すると、座屈を防止できて好適である。
 本願発明は、自動車用エンジンのカバーに具体化できる。従って、産業上利用できる。
  1 クランク軸
  2 シリンダボア軸線
  3 シリンダブロック
  4 シリンダヘッド
  5 ヘッドカバー
  6 上部オイルパン
  7 下部オイルパン
  8 チェーンカバー
  9 クランクプーリ
 10、11 補機駆動ベルト
 12 エアコン用コンプレッサのプーリ
 15 オルタネータのプーリ
 30 カバー
 32 壁部
 33 吸音性本体
 34 補強体
 34a 縦長部34a
 34b 横長部34b
 35~38 締結部
 39 ボルト
 40 補強部材
 40a カラー
 40b ワッシャ部

Claims (4)

  1.  クランクプーリ及び補機駆動ベルトが車体の前方向に向いた姿勢でエンジンルームに配置されたエンジンの前記クランクプーリ及び補機駆動ベルトを覆うカバーであって、
     前記エンジンに取り付く締結部を有する補強体が吸音性本体に一体化されている、
    自動車用エンジンのカバー。
  2.  前記締結部には、ボルト又は他の棒状ファスナの押圧力を受ける筒状のカラーが前記補強体を貫通して設けられている、
    請求項1に記載した自動車用エンジンのカバー。
  3.  前記吸音性本体は、数mm~10数mmの厚さの硬質ウレタンで構成されて全体としてエンジンに向けて開口するトレー状の形態を成している一方、
     前記補強体は、クランク軸線方向から見てシリンダボア軸線方向に長い縦長部と、クランク軸線方向から見てシリンダボア軸線方向と交叉した方向に長い横長部とを有して全体として十字状に形成され、前記補強体における縦長部の両端と横長部の両端とに前記締結部を設けている、
    請求項1又は2に記載した自動車用エンジンのカバー。
  4.  前記吸音性本体は、全体としてエンジンに向けて開口するトレー状の形態を成して外周部は壁部になっており、前記補強体は前記吸音性本体の壁部にも配置されている、
    請求項1又は2に記載した自動車用エンジンのカバー。
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