(57)【要約】【課題】ヘッドカバーにフロントカバーの上部が接合締結され、フロントカバーの上部に重量物である電動モータ等のアクチュエータが設けられるエンジンにおいて、ヘッドカバーの軽量化を図りつつ、フロントカバーの変位や荷重振動に対する強度を確保できるようにする。【解決手段】ヘッドカバー６を前縁部材２０とヘッドカバー本体部材３０とに分割し、前縁部材２０は、金属鋳造製で、チェーンカバー７に対接する前方フランジ部２１と、エンジン本体（カムキャリア２）の側壁部に対接する側方フランジ部と、側方フランジ部からアーチ状に立ち上がって外向きのシール面を形成するシール面部２４と、エンジン本体の上面に支持されるステー部２５を有するものとする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
多気筒エンジンのシリンダヘッドを有するエンジン本体の上部をヘッドカバーで覆い、前記エンジン本体の気筒列方向の前端側を該エンジン本体よりも上方まで延ばしたフロントカバーで覆い、該フロントカバーの上部後側を前記ヘッドカバーの前部に接合締結するエンジンの上部構造であって、
前記フロントカバーは金属鋳造製であって上部に動弁用のカム軸に関連するアクチュエータが設けられ、
前記ヘッドカバーが、前記フロントカバーの上部が接合される前縁部材とヘッドカバー本体部材との分割体で、前記前縁部材が金属鋳造製である一方、前記ヘッドカバー本体部材が樹脂成形製であり、
前記前縁部材が、前記フロントカバーに対接する前方フランジ部と、前記エンジン本体の幅方向両側の側壁部に対接する左右両側の側方フランジ部と、前記左右両側の側方フランジ部からアーチ状に立ち上がったシール面部と、前記エンジン本体の上面に支持されるステー部とを有し、
前記ヘッドカバー本体部材が前縁側に前記前縁部材のシール面部に重なるシール面部を有し、該ヘッドカバー本体部材のシール面部がシール部材を介して前記前縁部材のシール面部に接合されていることを特徴とするエンジンの上部構造。
【請求項２】
前記ステー部が前記エンジン本体の幅方向の中間部位に締結される請求項１記載のエンジンの上部構造。
【請求項３】
前記前縁部材が、前記エンジン本体に対して、前記左右両側の側方フランジ部と前記ステー部との３点で締結されている請求項１または２記載のエンジンの上部構造。
【請求項４】
前記アクチュエータが、前記カム軸に連結された位相可変機構を操作する電動モータである請求項１、２または３記載のエンジンの上部構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多気筒エンジンであって、エンジン本体の上部を覆うヘッドカバーにエンジン本体の前端側を覆うフロントカバーの上部が接合締結され、フロントカバーの上部に重量物である電動モータ等のアクチュエータが設けられるエンジンの上部構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば自動車に搭載されるエンジンは、多気筒エンジンで、一般的にはシリンダブロックとシリンダヘッドとからなるエンジン本体の上部、すなわちシリンダヘッドの上部あるいは、シリンダヘッドがシリンダヘッド本体の上にカム軸を支持するカムキャリアを別体として有する場合はカムキャリアを含むシリンダヘッドの上部をヘッドカバーで覆うとともに、エンジン本体の気筒列方向の前端側をヘッドカバーと並ぶ高さまでタイミングベルトカバーあるいはチェーンカバー等のフロントカバーで覆い、フロントカバーの上部後側を縦方向の合わせ面でヘッドカバーの前部に接合締結している（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】実開平５−８９８４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、エンジン本体の上部を覆うヘッドカバーは、軽量化のためには樹脂製であるのが望ましい。しかし、車両用等のエンジンでは、上述のようにエンジン本体の前側には金属鋳造製のフロントカバーが設けられ、そのフロントカバーの上部後側が縦方向の合わせ面でヘッドカバーの前部に締結されるのが一般的で、その場合、フロントカバーの荷重振動が締結部分を介してヘッドカバーに作用する。ヘッドカバーにはフロントカバーを介するそうした荷重や振動に耐えるための強度が必要である。
【０００４】
また、特に最近のエンジンでは、バルブタイミング可変装置（ＶＶＴ）として、従来の油圧式ＶＶＴが冷間時に作動性が悪いということから、油圧に代えてモータを駆動源する電動式ＶＶＴの採用が考えられており、そのような電動式ＶＶＴを採用する場合に、ＶＶＴの位相可変機構を構成する本体部分はカム軸の前端部に組み付けられるが、駆動源である電動モータはフロントカバーに取り付けられる。つまり、フロントカバーの上部に重量物である電動モータが取り付けられる。そのため、フロントカバーの変形ならびに荷重振動が増大し、それがヘッドカバーにまで影響する。樹脂製のヘッドカバーでは、フロントカバー側からのそうした変位や荷重振動に対し強度的に限度がある。
【０００５】
本発明は、そのような多気筒エンジンで、エンジン本体の上部を覆うヘッドカバーにエンジン本体の前端側を覆うフロントカバーの上部が接合締結され、フロントカバーの上部に重量物である電動モータ等のアクチュエータが設けられるエンジンにおいて、ヘッドカバーの軽量化を図りつつ、フロントカバーの変位や荷重振動に対する強度を確保できるエンジンの上部構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のエンジンの上部構造は、多気筒エンジンのシリンダヘッドを有するエンジン本体の上部をヘッドカバーで覆い、エンジン本体の気筒列方向の前端側をエンジン本体よりも上方まで延ばしたフロントカバーで覆い、フロントカバーの上部後側をヘッドカバーの前部に接合締結するエンジンの上部構造であって、フロントカバーは金属鋳造製であって上部に動弁用のカム軸に関連するアクチュエータが設けられ、ヘッドカバーが、フロントカバーの上部が接合される前縁部材とヘッドカバー本体部材との分割体で、前縁部材が金属鋳造製である一方、ヘッドカバー本体部材が樹脂成形製であり、前縁部材が、フロントカバーに対接する前方フランジ部と、エンジン本体の幅方向両側の側壁部に対接する左右両側の側方フランジ部と、左右両側の側方フランジ部からアーチ状に立ち上がったシール面部と、エンジン本体の上面に支持されるステー部とを有し、ヘッドカバー本体部材が前縁側に前縁部材のシール面部に重なるシール面部を有し、該ヘッドカバー本体部材のシール面部がシール部材を介して前縁部材のシール面部に接合されていることを特徴とする。
【０００７】
この場合、ヘッドカバーは主体部分がヘッドカバー本体部材で、それが樹脂成形製であるため、全体として軽量化を図ることができ、また、アクチュエータによるフロントカバーの変位や荷重振動の伝達は金属鋳造製で強度を確保できる前縁部材により効果的に低減し、ヘッドカバーの主体部分であるヘッドカバー本体部材への影響を抑制することができる。
【０００８】
そして、このエンジンの上部構造は、ステー部がエンジン本体の幅方向の中間部位に締結されるようにするのがよい。そうすることで前縁部材を効果的に支持できる。
【０００９】
また、このエンジンの上部構造は、前縁部材が、エンジン本体に対して、左右両側の側方フランジ部とステー部との３点で締結されているものとするのがよい。そうすることにより前縁部材を少ない締結要素でバランスよく支持できる。
【００１０】
このエンジンの上部構造は、特に、アクチュエータが、カム軸に連結された位相可変機構を操作する電動モータである場合に好適である。
【発明の効果】
【００１１】
このように、本発明によれば、多気筒エンジンで、エンジン本体の上部を覆うヘッドカバーにエンジン本体の前端側を覆うフロントカバーの上部が接合締結され、フロントカバーの上部に重量物である電動モータ等のアクチュエータが設けられるエンジンにおいて、ヘッドカバーの軽量化を図りつつ、フロントカバーの変位や荷重振動に対する強度を確保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１〜図２０は本発明の実施形態の一例を示している。図１はエンジンの上部の正面図、図２はエンジンの上部の吸気カム軸心部位での縦断面図、図３はエンジンのヘッドカバー部位の平面図、図４は図３のＡ−Ａ断面図、図５は図３のＢ−Ｂ断面図、図６は図３のＣ−Ｃ断面図、図７はヘッドカバー本体部材の平面図、図８は図７のＤ−Ｄ断面図、図９はヘッドカバー本体部材の正面図、図１０はヘッドカバー本体部材の底面図、図１１はヘッドカバー前縁部材の平面図、図１２はヘッドカバー前縁部材の正面図、図１３はヘッドカバー前縁部材の背面図、図１４はヘッドカバー前縁部材の底面図、図１５は図１１のＥ−Ｅ断面図、図１６は図１１のＦ−Ｆ断面図、図１７は図１１のＧ−Ｇ断面図、図１８はヘッドカバー前縁部材に取り付けるチェーンガイドの斜視図、図１９はヘッドカバー前縁部材のチェーンガイドを取り付けた状態の正面図、図２０はヘッドカバー前縁部材のチェーンガイドを取り付けた状態の底面図である。
【００１３】
この実施形態のエンジンは、自動車用の直列４気筒エンジンで、シリンダヘッド１（シリンダヘッド本体）の上面をシリンダヘッド１とは別体でそれ自体一体構造のカムキャリア（ロアキャリア）２が覆い（図２参照）、排気弁駆動用のカム軸３と吸気弁駆動用のカム軸４が、カムキャリア２とその上面に組み付けられたアッパキャリア５Ａ，５Ｂとで構成される軸受部に回転自在に軸支されている（図４〜図６参照）。
【００１４】
そして、カムキャリア２の上面には、エンジン本体の上部を覆うヘッドカバー６が締結され（図２、図４〜図６参照）、エンジン本体の気筒列方向の前端側は、ヘッドカバー６と並ぶ高さまでチェーンカバー７（フロントカバー）で覆われている（図１、図２参照）。そして、チェーンカバー７は、上部後側が縦方向の合わせ面でヘッドカバー６の前部に接合締結されている（図２、図４〜図６参照）。
【００１５】
チェーンカバー７は金属鋳造製（例えばアルミ合金製）で、その上部には、排気側にバキュームポンプ８が取り付けられ、吸気側に電動式ＶＶＴ（バルブタイミング可変装置）の電動モータ９が取り付けられている（図１参照）。電動式ＶＶＴは、例えば、特開２００８−３８８８６号公報に記載されているようなそれ自体公知のものであって、その位相可変機構を有する装置本体１０が、タイミングチェーン（図示せず）を巻き掛ける吸気側のドライブスプロケット１１とのユニットになって吸気側のカム軸４の前端部に組み付けられている（図２参照）。
【００１６】
ヘッドカバー６は、チェーンカバー７の上部が接合される前縁部材（ヘッドカバー前縁部材）２０とヘッドカバー本体部材３０との分割体である（図２、図３参照）。そして、前縁部材２０は金属鋳造製（例えばアルミ合金製）であり、ヘッドカバー本体部材３０は樹脂成形製である。
【００１７】
この実施形態のエンジンは４気筒で、１気筒に対してセンタプラグ４１（図６参照）およびサイドプラグ（図示せず）の２個の点火プラグを有し、また、気筒毎に筒内燃焼室４２の中の圧力を検出する筒内圧力センサ４３（図５参照）を有している。そして、エンジン本体の上部には、各センタプラグ４１に連結された点火コイルユニット４４と各サイドプラグに連結された点火コイルユニット４５がヘッドカバー６（ヘッドカバー本体部材３０）の上方に突出する配置で設けられている（図２、図３〜図６参照）。また、各気筒の筒内圧力センサ４３もまた。ヘッドカバー６（ヘッドカバー本体部材３０）の上方に突出している（図２、図５参照）。
【００１８】
センタプラグ４１とサイドプラグ（図示せず）と筒内圧力センサ４３は、各気筒毎に、センタプラグ４１を中心としてサイドプラグと筒内圧力センサ４３
が気筒列方向の両側に並ぶ配置であり、気筒列方向の前端側（図２で左端側、図３で下端側）に位置する気筒（第１気筒）に対してはサイドプラグが後側で筒内圧力センサ４３が前側に並び、第１気筒の後側に位置する気筒（第２気筒）に対してはサイドプラグが前側で筒内圧力センサ４３が後側に並び、以下、順次
隣接する２気筒の間でサイドプラグと筒内圧力センサ４３の位置関係が逆で、隣接する２気筒の間で気筒間の境を中心に線対称になっている（図３参照）。
【００１９】
ヘッドカバー６は、それら４気筒の各センタプラグ４１に連結された点火コイルユニット４４および各サイドプラグに連結された点火コイルユニット４５と各筒内圧力センサ４３が位置する領域よりも前側のチェーンカバー７が締結される前縁部分だけが剛性の高い金属鋳造製の前縁部材２０として、本来のヘッドカバー領域に位置する樹脂成形製で軽量のヘッドカバー本体部材３０から分割されている（図２、図３参照）。
【００２０】
ヘッドカバー本体部材３０は、エンジン本体（カムキャリア２）の後端側および幅方向両側の側壁部に対接する周縁フランジ部３１と、各気筒のセンタプラグ４１（点火コイルユニット４４）、サイドプラグ（点火コイルユニット４５）および筒内圧力センサ４３を上方に突出させ、且つ、カムキャリア２の上面にヘッドカバー６を締結した状態で、各気筒のセンタプラグ４１（点火コイルユニット４４）、サイドプラグ（点火コイルユニット４５）および筒内圧力センサ４３を着脱できるようにする円形および長円形のボス穴３２，３３を備えた、エンジン本体（カムキャリア２）の上面に支持される支持ボス部３４と、前端側にて周縁フランジ部３１の両側からアーチ状に立ち上がって内向きのシール面（図１０に格子斜線を引いた領域）を形成するシール面部３５を有する（図７〜図９参照）。また、ヘッドカバー本体部材３０の周縁フランジ部３１の下面には、シール部材（ラバーシール）を装着するためのシール溝３６が形成され、支持ボス部３４の下面周縁部にも同様のシール溝３７が形成されている（図１０参照）。
【００２１】
前縁部材２０は、チェーンカバー７に対接するアーチ状の前方フランジ部２１と、エンジン本体（カムキャリア２）の幅方向両側の側壁部に対接する左右両側の側方フランジ部２２，２３と、左右両側の側方フランジ部２２，２３からアーチ状に立ち上がって外向きのシール面（図１１に格子斜線を引いた領域）を形成するシール面部２４と、エンジン本体（カムキャリア２）の上面に支持されるステー部２５とを有している（図１１〜図１７参照）。
【００２２】
また、前縁部材２０には、チェーンカバー７に対接する前方フランジ部２１の上部中央の下方に隣接して、チェーンカバー７側のフランジ部の下方に入り込むように前方に突出する棚状のチェーンガイド支持部２８が設けられている（図１１、図１２、図１４〜図１７）。そして、チェーンガイド支持部２８の下面には、中央部後方側にチェーンガイド係止用の凹部２９が設けられている（図１４参照）。
【００２３】
チェーンガイド支持部２８には、吸気側および排気側のドライブスプロケット間でタイミングチェーンを押さえるためのチェーンガイド６０（図１８参照）が取り付けられる（図１９、図２０参照）。
【００２４】
チェーンガイド６０は、板状で、下面がガイド面を構成し、上面側の左右両端にチェーンガイド支持部２８を嵌まり込ませて保持させる保持部６１，６２を有し、上面の中央部後端側には、チェーンガイド支持部２８の凹部２９に嵌まり込む係止突起６３を有している（図１８参照）。チェーンガイド６０は、板状のガイド本体を下にして左右の保持部６１，６２との間にチェーンガイド支持部２８を嵌まり込ませるように装着し、係止突起６３をチェーンガイド支持部２８の凹部２９に係合させて固定する（図１９、図２０参照）。
【００２５】
前縁部材２０は、エンジン本体（カムキャリア２）に対して、左右両側の側方フランジ部２２，２３とステー部２５の一段下がった部分との３点に設けられたボルト穴２６（図１１、図１４参照）を通してボルト５１で締結される（図３、図４、図１１、図１４、図１７参照）。また、前縁部材２０には、ステー部２５の基部でシール面部２４のシール面と重なる部分に、ヘッドカバー本体部材３０との締結のためのネジ穴２７が形成されている（図１１参照）。
【００２６】
そして、ヘッドカバー本体部材３０は、前縁側の内向きのシール面を形成するシール面部３５が、シール部材（ラバーシール）３６を介して前縁部材のシール面部２４の上に重ねられ、周縁フランジ部３１に設けられたボルト穴３６を通してボルト５２でエンジン本体（カムキャリア２）に締結されるとともに、シール面部３５に設けられたボルト穴３７を通して、ボルト５３で前縁部材２０のステー部２５のシール面部２４のシール面と重なる部分のネジ穴２７に締結されている（図２、図３、図５、図６参照）。
【００２７】
この実施形態によれば、チェーンカバー７が電動モータ９の重量などによりヘッドカバー６側に荷重と振動の影響を与えたとしても、前縁部材２０がヘッドカバー６と同様に金属鋳造製で、シリンダヘッド１にステー部２５を含む３点で取り付けられていることから、樹脂成形製のヘッドカバー本体部材３０にその影響を与えることが有効に抑制される。
【００２８】
以上、実施形態の一例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、カムキャリアを有しないエンジンや、フロントカバーに電動モータ以外のアクチュエータが取り付けられるエンジンにも適用でき、その他、様々な態様で実施可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施形態のエンジンの上部の正面図である。
【図２】本発明の実施形態のエンジンの上部の吸気カム軸心部位での縦断面図である。
【図３】本発明の実施形態のエンジンのヘッドカバー部位の平面図である。
【図４】図３のＡ−Ａ断面図である。
【図５】図３のＢ−Ｂ断面図である。
【図６】図３のＣ−Ｃ断面図である。
【図７】本発明の実施形態のエンジンのヘッドカバー本体部材の平面図である。
【図８】図７のＤ−Ｄ断面図である。
【図９】本発明の実施形態のエンジンのヘッドカバー本体部材の正面図である。
【図１０】本発明の実施形態のエンジンのヘッドカバー本体部材の底面図である。
【図１１】本発明の実施形態のエンジンのヘッドカバー前縁部材の平面図である。
【図１２】本発明の実施形態のエンジンのヘッドカバー前縁部材の正面図である。
【図１３】本発明の実施形態のエンジンのヘッドカバー前縁部材の背面図である。
【図１４】本発明の実施形態のエンジンのヘッドカバー前縁部材の底面図である。
【図１５】図１１のＥ−Ｅ断面図である。
【図１６】図１１のＦ−Ｆ断面図である。
【図１７】図１１のＧ−Ｇ断面図である。
【図１８】本発明の実施形態のエンジンのヘッドカバー前縁部材に取り付けるチェーンガイドの斜視図である。
【図１９】本発明の実施形態のエンジンのヘッドカバー前縁部材のチェーンガイドを取り付けた状態の正面図である。
【図２０】本発明の実施形態のエンジンのヘッドカバー前縁部材のチェーンガイドを取り付けた状態の底面図である。
【符号の説明】
【００３０】
１  シリンダヘッド
２  カムキャリア（ロアキャリア）
３  カム軸（排気側）
４  カム軸（吸気側）
５Ａ、５Ｂ  アッパキャリア
６  ヘッドカバー
７  チェーンカバー（フロントカバー）
９  電動式ＶＶＴの電動モータ
１０  電動式ＶＶＴの装置本体（位相可変機構）
１１  ドライブスプロケット
２０  前縁部材
２１  前方フランジ部
２２、２３  側方フランジ部
２４  シール面部
２５  ステー部
２６  ボルト穴
３０  ヘッドカバー本体部材
３１  周縁フランジ部
３４  支持ボス部
３５  シール面部
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
2009293574.tif 000018
【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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