(57)【要約】【課題】シリンダヘッドカバーの製造コスト増大化の抑制と重量化の抑制とを図りつつ、エンジン騒音を低減する。【解決手段】車両に搭載される内燃機関のシリンダヘッドに取り付けられるシリンダヘッドカバーであって、車両の車室に近い側の部位の材料密度が、車両の進行方向前側に近い側の部位の材料密度に比べて高くなるように構成されている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載される内燃機関のシリンダヘッドに取り付けられるシリンダヘッドカバーであって、
前記車両の車室に近い側の部位の材料密度が、前記車両の進行方向前側に近い側の部位の材料密度に比べて高いシリンダヘッドカバー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は内燃機関のシリンダヘッドカバーに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、シリンダヘッドカバー外側に防音カバーが取り付けられた内燃機関が開示されている。特許文献１の防音カバーは、シリンダヘッドカバーの外の燃料噴射ノズル及びシリンダヘッドの上面の一部を覆うようにして、シリンダヘッドカバーの外側に配置される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−０５５５６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
エンジン騒音の低減は大きな課題である。例えば特許文献１ではシリンダヘッドカバーの外側の一部に防音カバーを配置することで、エンジン騒音低減を図る。しかしながら、シリンダヘッドカバーに、更に防音カバーを設けた構成には、製造コスト増大、内燃機関の重量化、また内燃機関の搭載の制約等の課題が残る。
【０００５】
本発明は上記課題を解決することを目的として、製造コスト増大化の抑制と内燃機関の重量化の抑制とを図りつつ、エンジン騒音を低減することができるよう改良した内燃機関のシリンダヘッドカバーを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上記目的を達成するため、車両に搭載される内燃機関のシリンダヘッドに取り付けられるシリンダヘッドカバーであって、車両の車室に近い側の部位の材料密度が、車両の進行方向前側に近い側の部位の材料密度に比べて高くなるように構成されている。
【発明の効果】
【０００７】
シリンダヘッドカバーの、車両の車室に近い側に、高い材料密度の部位を配置することで、高い防音性が要求される車室に近い側の遮音性を高めることができる。また、このシリンダヘッドカバーは、車両の進行方向前側の部位は、車室側の部位に比べて低い材料密度で構成されている。従って、シリンダヘッドカバーの重量を低く抑えることができ、内燃機関の重量化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施の形態１の内燃機関本体について説明するための模式図である。
【図２】実施の形態１のシリンダヘッドカバーについて説明するための模式図である。
【図３】実施の形態１のシリンダヘッドカバーについて説明するための模式図である。
【図４】実施の形態１のシリンダヘッドカバーの変形例について説明するための模式図である。
【図５】実施の形態１のシリンダヘッドカバーの変形例について説明するための模式図である。
【図６】実施の形態２のシリンダヘッドカバーについて説明するための模式図である。
【図７】実施の形態２のシリンダヘッドカバーについて説明するための模式図である。
【図８】実施の形態２のシリンダヘッドカバーの変形例について説明するための模式図である。
【図９】実施の形態２のシリンダヘッドカバーの変形例について説明するための模式図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。なお、各図において、同一または相当する部分には同一符号を付してその説明を簡略化ないし省略する。
【００１０】
実施の形態１．
図１は実施の形態１における内燃機関本体について説明するための模式図である。実施の形態１の内燃機関は、動力源として車両に搭載される。図１の内燃機関は、矢印Ａで示す方向が車両の車室（以下「キャビン」とも称する）方向となるように配置されるものとする。内燃機関は、シリンダブロック２と、シリンダヘッド４と、シリンダヘッドカバー１０とを備えている。シリンダヘッドカバー１０は、一面において開口しており、内燃機関が搭載された状態においてシリンダヘッド４の上部に、シリンダヘッド４側に開口するようにして設置される。
【００１１】
図２はシリンダヘッドカバー１０の構成について説明するための斜視図である。図２のシリンダヘッドカバー１０は、内燃機関が車両に搭載された場合に、矢印Ａで示す方向がキャビン方向、矢印Ｂで示す方向が車両進行方向前側（以下「車両前側」とも称する）となるように配置される。なお、以降の図面においても、矢印Ａはキャビン側、矢印Ｂが車両前側を表すものとする。
【００１２】
シリンダヘッドカバー１０は、一面において開口する容器部１２と、容器部１２の開口面端部からフランジ状に形成された締結部１４とを有している。シリンダヘッドカバー１０は、容器部１２がシリンダヘッド４側に開口するよう配置され、締結部１４においてシリンダヘッド４に取り付けられる。なお、簡略化のため、容器部１２及び締結部１４を多面体で示しているが、実際にはシリンダヘッド４の形状及びシリンダヘッドカバー１０内に収納される各部材の形状に対応し、必要な凹凸や曲面を有する。
【００１３】
図３に、シリンダヘッドカバー１０の、車両前側とキャビン方向とを結ぶ断面（図２におけるＣ−Ｃ断面）を示す。図３に示されるようにシリンダヘッドカバー１０は、互いに材料密度が異なる低密度部位１２Ｌと高密度部位１２Ｈとで構成されている。具体的に、本実施の形態では、車両前側とキャビン方向とを結ぶＣ−Ｃ断面において、キャビン側に高密度部位１２Ｈが配置され、車両前側に低密度部位１２Ｌが配置されている。例えば、内燃機関が横置きエンジンである場合には、少なくとも吸排気方向でシリンダヘッドカバー１０の材料密度が異なるように高密度部位１２Ｈと低密度部位１２Ｌが配置される。また、縦置きエンジンである場合には、内燃機関の前後方向（即ち、気筒配列方向）でシリンダヘッドカバー１０の材料密度が異なるように高密度部位１２Ｈと低密度部位１２Ｌが配置される。
【００１４】
高密度部位１２Ｈと低密度部位１２Ｌの境界Ｅは、エンジン起因の放射音のキャビン内への到達を効果的に遮断できる位置に高密度部位１２Ｈが配置されるように、エンジン起因の騒音発生位置とキャビンの位置とを考慮して決定される。即ち、Ｃ−Ｃ断面における低密度部位１２Ｌと高密度部位１２Ｈとの境界Ｅの位置は、高密度部位１２Ｈが高い遮音性を要求される部分、即ち、キャビンに近い側の部分に配置されていればよく、中央等に限定されるものではない。また、車両左右方向（即ち、Ｃ−Ｃ断面に垂直な断面方向）の材料密度は、同一断面ごとに一定であってもよいし、変化していてもよい。即ち、高密度部位１２Ｈと低密度部位１２Ｌの境界Ｅの位置がＣ−Ｃ断面に平行な各断面において同一である必要はない。また、本実施の形態では、締結部１４の高密度部位１２Ｈに接続する部分は、高密度部位１２Ｈと同一の高密度に、締結部１４の低密度部位１２Ｌに接続する部分は、低密度部位１２Ｌと同一の低密度になるように構成されている。但し、締結部１４の材料密度は、特に限定されるものではない。
【００１５】
シリンダヘッドカバー１０は、例えばＡ６１０１の、Ｍｇ、Ｓｉが添加されたＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系のアルミニウム合金を材料とする。高密度部位１２Ｈは、例えば、充填率1.0、材料密度2.7[g/cm3]であり、低密度部位１２Ｌは、高密度部位１２Ｈより低い充填率、材料密度であり、具体的に例えば、充填率0.8、材料密度2.2[g/cm3]である。但し、材料、密度等はこれに限定されるものではない。また低密度部位１２Ｌは、必要な強度が確保できることを前提として、中空構造に形成してもよい。
【００１６】
図３に示されるように、キャビン側には、高密度部位１２Ｈが配置されている。高密度な部材ほど音圧を抑制し、透過損失が高くなるという透過質量則により、エンジン起因の放射音のうちキャビン側に向かう騒音は、高密度部位１２Ｈによって効果的に遮音される。一方、高い遮音性を要求されない部分は、材料充填率を0.8と低めることで、シリンダヘッドカバー１０全体の軽量化が量られる。また、内燃機関は、シリンダヘッドカバー１０により効果的な防音が図られるため、別途、防音カバーの設置を必要としない。従って、防音のためのコスト増大化を避けることができる。
【００１７】
図４は、実施の形態１におけるシリンダヘッドカバーの変形例１について説明するための図である。図３のシリンダヘッドカバー１０が、高密度部位１２Ｈと低密度部位１２Ｌの２つの部位で構成されるのに対して、図４のシリンダヘッドカバー１０１は、高密度部位１２Ｈと中密度部位１２Ｍと低密度部位１２Ｌの３つの部位で構成される。図４では、高密度部位１２Ｈの材料密度は、例えば2.7[g/cm3]、低密度部位１２Ｌの材料密度は、例えば2.2[g/cm3]であり、高密度部位１２Ｈと低密度部位１２Ｌとの間に、例えば材料密度2.4[g/cm3]の中密度部位１２Ｍが配置されている。
【００１８】
図３のシリンダヘッドカバー１０の場合と同様に、低密度部位１２Ｌ、高密度部位１２Ｈ、中密度部位１２Ｍの３部位の構成の場合も、各部位の境界位置は特に限定されない。即ち、高密度部位１２Ｈが、最もキャビンに近い側にあり、低密度部位１２Ｌが、車両前側にあり、その中間部に中密度部位１２Ｍが配置されていればよく、その境界は、騒音発生位置とキャビンとの位置関係を考慮して決定されていればよい。
【００１９】
また図４ではシリンダヘッドカバー１０１が３部位で構成される場合について説明したが、シリンダヘッドカバーは、４部位以上の異なる密度の部位により構成されていてもよい。この場合にもキャビンに近い側、高い遮音性が要求される側に材料密度がより高い部位が配置され、キャビンに遠い車両前側に材料密度が低い部位が配置されるように構成される。
【００２０】
図５は、実施の形態１におけるシリンダヘッドカバーの変形例２について説明するための図である。図３、図４のシリンダヘッドカバー１０、１０１が、２つ又は３つの部位で構成され、段階的に密度が変化するように構成されているのに対し、図５の変形例のシリンダヘッドカバー１０２は、無段階に密度が変化するように構成されている。
【００２１】
具体的に、図５に示されるように、容器部１２のキャビン側の側壁面（即ち、開口面に対して略垂直な、キャビン側の一面）は高密度部位１２Ｈとして高密度に形成され、車両前側の側壁面（即ち、キャビン側の側壁面に対向する一面）は低密度部位１２Ｌとして低密度に形成されている。高密度部位１２Ｈと低密度部位１２Ｌとの間の部分は、無断階に、高密度部位１２Ｈの材料密度から低密度部位１２Ｌの材料密度に向けて徐々に密度が変化するように構成されている。
【００２２】
なお、実施の形態１において説明したような密度の異なる部位を有するシリンダヘッドカバー１０、１０１、１０２は、３Ｄ造型機等を用いることで製造することができる。
【００２３】
実施の形態２．
図６は実施の形態２のシリンダヘッドカバー２０について説明するための図である。実施の形態２のシリンダヘッドカバー２０は、実施の形態１のシリンダヘッドカバー１０に代えて、シリンダヘッド４上部に設置されて用いられる。シリンダヘッドカバー２０は、シリンダヘッド４側に開口面を有する容器部２２と、容器部２２の開口面端部からフランジ状に形成された締結部２４とを有している。容器部２２のキャビン側の天井面２６は車両前側の天井面２８よりも一段低い構成となっている。
【００２４】
図７に、シリンダヘッドカバー２０の、車両前側とキャビン方向とを結ぶ断面（図６におけるＤ−Ｄ断面）を示す。シリンダヘッドカバー２０の容器部２２は、高密度部位２２Ｈと低密度部位２２Ｌとで構成される。高密度部位２２Ｈは、キャビン側の低い天井面２６に連結する２つの側壁面と、低い天井面２６のキャビン側の端部付近に配置される。その他の部分は、低密度部位２２Ｌである。これにより、シリンダヘッドカバー２０は、重量化が抑制されつつ、遮音効果が高められている。
【００２５】
高密度部位２２Ｈと低密度部位２２Ｌの境界は、実施の形態１において説明したのと同様に、エンジン起因の放射音のキャビン内への到達を効果的に遮断できる位置に高密度部位２２Ｈが配置されるように、エンジン起因の騒音発生位置とキャビンの位置とを考慮して決定される。また、車両左右方向（即ち、Ｄ−Ｄ断面に垂直な断面方向）の材料密度は、同一断面ごとに一定であってもよいし、変化していてもよい。即ち、高密度部位２２Ｈと低密度部位２２Ｌの境界の位置は、Ｄ−Ｄ断面に平行な各断面において同一である必要はない。また、本実施の形態では、締結部２４の高密度部位２２Ｈに接続する部分は、高密度部位２２Ｈと同一の高密度に、低密度部位２２Ｌに接続する部分は、低密度部位２２Ｌと同一の低密度になるように構成されている。但し、締結部２４の材料密度は、特に限定されるものではない。
【００２６】
図８は、実施の形態２のシリンダヘッドカバーの変形例１について説明するための図である。図８のシリンダヘッドカバー２０１は、材料密度が、高密度部位２２Ｈと低密度部位２２Ｌとの中間となる、中密度部位２２Ｍを有する。中密度部位２２Ｍは、２つの天井面２６、２８に配置される。高密度部位２２Ｈは、図７と同様に、キャビン側の低い天井面２６に連結する２つの側壁面と、低い天井面のキャビン側の端部付近に配置されている。低密度部位２２Ｌは、車両前側の側壁面に配置される。
【００２７】
図９は、実施の形態２のシリンダヘッドカバーの変形例２について説明するための図である。図９のシリンダヘッドカバー２０２は、高密度部位２２Ｈと低密度部位２２Ｌとの間の材料密度が無断階に変化するように構成されている。キャビン側の低い天井面２６に連結する２つの側壁面は、高密度部位２２Ｈとして形成されている。一方、高密度部位２２Ｈに対向する車両前側の側壁面は低密度部位２２Ｌとなっている。天井面２６及び天井面２８は、キャビン側端部において高密度部位２２Ｈと同程度の高密度であり、車両前側に近くなるにつれて徐々に密度が低下し、車両前側端部において低密度部位と同程度の密度になるように構成されている。
【００２８】
実施の形態２のシリンダヘッドカバー２０、２０１及び２０２は、高い遮音性が要求される部分に、効率的に、防音性の高い高密度部位２２Ｈが配置され、その他の部分が低密度となっている。従って、実施の形態２の構成によれば、シリンダヘッドカバーの高い防音性能を確保しつつ、重量化を抑制することができる。
【００２９】
なお、実施の形態２において説明したような密度の異なる部位を有するシリンダヘッドカバーも、３Ｄ造型機等を用いることで製造することができる。
【００３０】
なお、以上の実施の形態において各要素の個数、数量、量、範囲等の数に言及した場合、特に明示した場合や原理的に明らかにその数に特定される場合を除いて、その言及した数に、この発明が限定されるものではない。また、この実施の形態において説明する構造等は、特に明示した場合や明らかに原理的にそれに特定される場合を除いて、この発明に必ずしも必須のものではない。
【符号の説明】
【００３１】
２  シリンダブロック
４  シリンダヘッド
１０、１０１、１０２、２０、２０１、２０２  シリンダヘッドカバー
１２、２２  容器部
１２Ｈ、２２Ｈ  高密度部位
１２Ｌ、２２Ｌ  低密度部位
１２Ｍ、２２Ｍ  中密度部位
１４、２４  締結部
２６  天井面
２８  天井面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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