JP7604989B2 - 内燃機関の吸気装置 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関の吸気装置に関する。

内燃機関で発生するブローバイガスをシリンダヘッドカバーから吸気マニホールドのサージタンクに還流させるＰＣＶホースを備えたエンジン部品配置構造が知られている（特許文献１参照）。

ＰＣＶホースは、シリンダヘッドから上方に延び、吸気マニホールドの分岐管の上方を通過してサージタンクに接続されている。

特開２００１－３８２５号公報

しかしながら、従来のエンジン部品配置構造にあっては、ＰＣＶホースは、シリンダヘッドから上方に延び、吸気マニホールドの分岐管の上方を通過してサージタンクに接続されているので、車両の衝突時等にＰＣＶホースが内燃機関の周辺に設置される車両部材と接触し、ＰＣＶホースに外力が加わるおそれがある。

車両の衝突時にＰＣＶホースに外力が加わり、万が一、ＰＣＶホースが損傷すると、不完全燃焼または未燃焼ガスが大気に流出するおそれがあり、ＰＣＶホースに外力が加わることを防止することに関して、未だ、改善の余地がある。

本発明は、上記のような事情に着目してなされたものであり、車両の衝突時等に、内燃機関の周辺に設置される車両部材が配管に干渉することを抑制し、配管を保護できる内燃機関の吸気装置を提供することを目的とするものである。

本発明は、サージタンクと、内燃機関のシリンダヘッドに取付けられる取付フランジと、前記取付フランジと前記サージタンクとの間に並列に設置される複数の分岐管とを有する吸気マニホールドと、所定の流体が流れる配管とを備え、前記吸気マニホールドを前記複数の分岐管の配列方向から見た場合、前記複数の分岐管が、前記サージタンクから上方に湾曲する上向き湾曲部と、上向き湾曲部から前記取付フランジよりも上側に延びた後、下向きに湾曲する下向き湾曲部とを含んで構成される内燃機関の吸気装置であって、前記配管は、前記サージタンクの上面と、前記複数の分岐管の最上面とを通過する仮想平面よりも下方に設置されており、前記配管は、前記複数の分岐管のうち、隣接する２つの分岐管に挟まれる空間を通過するように設置されており、前記隣接する２つの分岐管は、前記配管を保持する配管保持部を有し、前記配管保持部は、その断面がＵ字形状に形成され、かつ、その両側壁が前記２つの分岐管の外壁に沿って湾曲しており、前記配管保持部は、前記取付フランジに連結されて前記取付フランジと一体で形成されており、前記隣接する２つの分岐管の側面には一対の嵌合突起が対向するように突出して設けられており、前記一対の嵌合突起は、前記配管保持部より上方に設けられており、前記配管保持部に保持された前記配管は、前記一対の嵌合突起に当接していることを特徴とする。

このように上記の本発明によれば、車両の衝突時等に、内燃機関の周辺に設置される車両部材が配管に干渉することを抑制し、配管を保護できる。

図１は、本発明の一実施例に係る吸気装置を備えた内燃機関の平面図である。 図２は、本発明の一実施例に係る内燃機関の吸気マニホールドとブローバイガス配管の平面図である。 図３は、本発明の一実施例に係る内燃機関の吸気マニホールドの斜視図である。 図４は、本発明の一実施例に係る内燃機関の吸気マニホールドの平面図である。 図５は、本発明の一実施例に係る内燃機関の吸気マニホールドの正面図である。 図６は、図２のＶI－ＶI方向矢視断面図である。 図７は、図２のＶII－ＶII方向矢視断面図である。

本発明の一実施の形態に係る内燃機関の吸気装置は、サージタンクと、内燃機関のシリンダヘッドに取付けられる取付フランジと、取付フランジとサージタンクとの間に並列に設置される複数の分岐管とを有する吸気マニホールドと、所定の流体が流れる配管とを備え、吸気マニホールドを複数の分岐管の配列方向から見た場合、複数の分岐管が、サージタンクから上方に湾曲する上向き湾曲部と、上向き湾曲部から取付フランジよりも上側に延びた後、下向きに湾曲する下向き湾曲部とを含んで構成される内燃機関の吸気装置であって、配管は、サージタンクの上面と、複数の分岐管の最上面とを通過する仮想平面よりも下方に設置されている。

これにより、本発明の一実施の形態に係る内燃機関の吸気装置は、車両の衝突時等に、内燃機関の周辺に設置される車両部材が配管に干渉することを抑制し、配管を保護できる。

以下、本発明の一実施例に係る内燃機関の吸気装置について、図面を用いて説明する。
図１から図７は、本発明の一実施例に係る内燃機関の吸気装置を示す図である。

図１から図７において、上下前後左右方向は、車両に搭載された内燃機関を基準とし、車両の前後方向（直進方向）を前後方向、車両の左右方向（車両の幅方向）を左右方向、車両の上下方向（車両の高さ方向）を上下方向とする。

まず、構成を説明する。
図１、図２において、車両に搭載された内燃機関としてのエンジン１は、シリンダブロック２を備えている。シリンダブロック２には前後方向に配列された３つの気筒２Ａと、図示しないクランク軸とが設けられており、クランク軸は前後方向に延びている。本実施例のエンジン１は、ＦＲ（フロントエンジン・リヤドライブ）式の縦置きエンジンである。

なお、エンジン１は、直列３気筒に限らず、例えばＶ型エンジン等であってもよいし、気筒数も３つに限定されるものではない。

エンジン１は、車両部材を構成するフロアパネル３２の下方に設置されている。本実施例のシリンダブロック２は、複数の気筒２Ａの中心線が鉛直方向（上下方向）に対して傾斜するように設置されている。

シリンダブロック２の斜め上側にはシリンダヘッド３が設けられている。シリンダヘッド３は、図示しない吸気ポート、排気ポート、吸気ポートを開閉する吸気バルブ、排気ポートを開閉する排気バルブ等を有する。

吸気ポートは、シリンダヘッド３の吸気側壁３ａに開口しており、シリンダヘッド３は、吸気側壁３ａが上方を向くように設置されている。

シリンダヘッド３の斜め上側にはシリンダヘッドカバー４が設置されている。シリンダヘッドカバー４の内部にはエンジン１で発生するブローバイガスが導入される図示しないブローバイガス室が形成されている。

ブローバイガスとは、各気筒２Ａの壁面とピストンの間の隙間を通じて燃焼室からシリンダブロック２のクランクケース２Ｋに流入する不完全燃焼または未燃焼ガスのことである。

シリンダブロック２にはクランクケース２Ｋの内部とシリンダヘッドカバー４のブローバイガス室とを連通する図示しないブローバイガス通路が形成されており、クランクケース２Ｋに溜まったブローバイガスは、ブローバイガス通路を通してブローバイガス室に流入する。

シリンダブロック２の下方にはオイルパン５が設置されており、オイルパン５にはエンジン１の潤滑用のオイルが貯留されている。

シリンダヘッドカバー４は、低位部４Ａと低位部４Ａから斜め上方に膨出する高位部４Ｂとを有する。

高位部４Ｂの側壁４ａにはブローバイガス取出口４ｂが形成されている。ブローバイガス取出口４ｂは、その中心線４ｓが気筒２Ａの配列方向Ｌに向き、かつ、シリンダヘッドカバー４の低位部４Ａの外周面４ｃと隣接する位置に開口されている。以下、気筒２Ａの配列方向Ｌを気筒列方向Ｌという。

エンジン１には吸気マニホールド６が設けられている。吸気マニホールド６は、取付フランジ７を有し（図２参照）、取付フランジ７は、シリンダヘッド３の吸気側壁３ａに取付けられている。

吸気マニホールド６は、サージタンク８を有し、サージタンク８は、取付フランジ７と水平方向で対向するように設置されている。

吸気マニホールド６は、複数の分岐管９Ａ、９Ｂ、９Ｃを有し、分岐管９Ａ、９Ｂ、９Ｃは、取付フランジと７とサージタンク８との間に並列に配置されている。

分岐管９Ａ、９Ｂ、９Ｃの内部には分岐通路が形成されている。分岐通路の上流端部は、サージタンク８に連通しており、分岐通路の下流端部は、シリンダヘッド３の吸気ポートに連通している。

吸気マニホールド６の上流端にはスロットルボディ２１が接続されている。スロットルボディ２１には図示しないスロットルバルブが収容されており、スロットルバルブは、スロットルボディ２１の内部の吸気通路の開度を調整することにより、吸入空気量を調整する。

スロットルボディ２１の上流側には図示しないエアクリーナが設けられており、エアクリーナによって浄化された吸入空気は、スロットルボディ２１および吸気マニホールド６を通してシリンダヘッド３のそれぞれの吸気ポートに供給される。

サージタンク８にはブローバイガス取入口８ａが形成されており（図３、図４参照）、ブローバイガス取出口４ｂとブローバイガス取入口８ａは、ブローバイガス配管１０によって連絡されている。すなわち、ブローバイガス配管１０は、シリンダヘッドカバー４とサージタンク８に接続されている。

具体的には、ブローバイガス取出口４ｂにはＰＣＶ（Positive Crankcase Ventilation）バルブ１１が取り付けられており、ブローバイガス配管１０の上流端部は、ＰＣＶバルブ１１に接続されている。

ＰＣＶバルブ１１は、一例として、シリンダヘッドカバー４のブローバイガス室とその下流側である吸気マニホールド６との差圧に応じて作動し、開弁時にブローバイガス室のブローバイガスをサージタンク８に導入する。ここで、上流、下流とは流体が流れる方向に対して上流、下流を指す。

すなわち、ブローバイガス配管１０は、シリンダヘッドカバー４からサージタンク８に、所定の流体としてのブローバイガスを導入する。

サージタンク８に導入されたブローバイガスは、分岐管９Ａ、９Ｂ、９Ｃから吸気ポートを通して気筒２Ａの燃焼室に導入され、燃焼室で燃焼される。本実施例のブローバイガス配管１０は、配管を構成する。

シリンダヘッドカバー４にはデリバリパイプ１２が取付けられている。デリバリパイプ１２は、図示しない燃料タンクに貯留される燃料を気筒２Ａに設置される図示しないインジェクタに供給する。

図１、図２に示すように、ブローバイガス配管１０は、上流管部１０Ａ、中間管部１０Ｂおよび下流管部１０Ｃを有する。

上流管部１０Ａは、ブローバイガス取出口４ｂからシリンダヘッドカバー４の低位部４Ａの外周面４ｃに沿って湾曲し、デリバリパイプ１２とシリンダヘッド３の間を通って分岐管９Ｂ、９Ｃの上流端部の間まで延びている。

隣接する分岐管９Ｂ、９Ｃは、気筒列方向Ｌに湾曲する湾曲部９ａ、９ｂを有する。具体的には、図４に示すように、隣接する分岐管９Ｂ、９Ｃは、サージタンク８に連結される上流側に対して取付フランジ７に連結される下流側が気筒列方向Ｌで前側に湾曲している。

湾曲部９ａ、９ｂと気筒列方向Ｌに並ぶ分岐管９Ａの部位は、気筒列方向Ｌと直交する方向に直線状に延びている。

なお、ブローバイガス配管１０は、プロテクタ１３に覆われており、本実施例のブローバイガス配管１０は、プロテクタ１３を含む。以後、ブローバイガス配管１０とプロテクタ１３をブローバイガス配管１０として説明する。

中間管部１０Ｂは、分岐管９Ｂ、９Ｃによって気筒列方向Ｌの両側が挟まれる空間１４（図３、図４参照）を通過するように設置されている。すなわち、中間管部１０Ｂは、分岐管９Ｂ、９Ｃの湾曲部９ａ、９ｂに沿って湾曲して設置されている。

下流管部１０Ｃは、中間管部１０Ｂの空間１４から離れるようにして中間管部１０Ｂの下流端部１０ａからサージタンク８に延びている。

なお、気筒列方向Ｌの両側とは、中間管部１０Ｂの気筒列方向Ｌにおける分岐管９Ｂ側の側面と、中間管部１０Ｂの気筒列方向Ｌにおける分岐管９Ｃ側の側面である。

図３、図４に示すように、分岐管９Ｂ、９Ｃの間には配管保持部１５が設けられている。配管保持部１５は、取付フランジ７に連結されており、取付フランジ７と一体で形成されている。

配管保持部１５は、ブローバイガス配管１０の中間管部１０Ｂに沿って延びており、中間管部１０Ｂを挿入可能なＵ字形状に形成されている。

具体的には、図３、図６に示すように、配管保持部１５は、底壁１５Ａと、底壁１５Ａの両端から上方に湾曲する側壁１５Ｂ、１５Ｃとを有する。配管保持部１５は、断面がＵ字形状に形成されており、側壁１５Ｂ、１５Ｃが分岐管９Ｂ、９Ｃの外壁に沿って湾曲している。

図３、図５、図７に示すように、吸気マニホールド６を分岐管９Ａ、９Ｂ、９Ｃの配列方向（気筒列方向Ｌと同一方向）から見た場合、分岐管９Ａ、９Ｂ、９Ｃは、サージタンク８から上方に湾曲する上向き湾曲部９ｅ、９ｆ、９ｇと、上向き湾曲部９ｅ、９ｆ、９ｇから取付フランジ７より上側へ延びた後下向きに湾曲して取付フランジ７に至る下向き湾曲部９ｈ、９ｉ、９ｊとを有する。

配管保持部１５は下向き湾曲部９ｉ、９ｊに設置されており、ブローバイガス配管１０は、気筒列方向Ｌで下向き湾曲部９ｉ、９ｊに挟まれている。

図５、図６に示すように、ブローバイガス配管１０は、サージタンク８の上面８ｕと、分岐管９Ａ、９Ｂ、９Ｃの最上面９ｕとを通過する仮想平面３１よりも下方に設置されている。本実施例の吸気マニホールド９において、分岐管９Ａ、９Ｂ、９Ｃの最上面９ｕは、分岐管９Ｃの最上面９ｕである。

図３、図４に示すように、分岐管９Ｂ、９Ｃには嵌合突起９ｃ、９ｄが設けられている。嵌合突起９ｃは、分岐管９Ｂから分岐管９Ｃ側に突出している。嵌合突起９ｄは、分岐管９Ｃから分岐管９Ｂ側に突出しており、嵌合突起９ｃと気筒列方向Ｌに並んで設置されている。

配管保持部１５に挿入されたブローバイガス配管１０は、嵌合突起９ｃ、９ｄに当接することにより、配管保持部１５から抜け出ることが防止され、配管保持部１５に支持される。

図１、図３に示すように、分岐管９Ａ、９Ｂ、９Ｃの下方には冷却配管１６が設置されている。冷却配管１６は、シリンダヘッド３と図示しないラジエータとを接続しており、シリンダヘッド３の図示しないウォータジャケットから排出される温水をラジエータに戻す。

次に、本実施例のエンジン１の吸気装置の効果について説明する。
本実施例のエンジン１の吸気装置は、サージタンク８と、エンジン１のシリンダヘッド３に取付けられる取付フランジ７と、取付フランジ７とサージタンク８との間に並列に設置される分岐管９Ａ、９Ｂ、９Ｃとを有する吸気マニホールド９と、ブローバイガスが流れるブローバイガス配管１０とを備えている。

吸気マニホールド６を分岐管９Ａ、９Ｂ、９Ｃの配列方向（気筒列方向Ｌと同一方向）から見た場合、分岐管９Ａ、９Ｂ、９Ｃは、サージタンク８から上方に湾曲する上向き湾曲部９ｅ、９ｆ、９ｇと、上向き湾曲部９ｅ、９ｆ、９ｇから取付フランジ７より上側へ延びた後下向きに湾曲して取付フランジ７に至る下向き湾曲部９ｈ、９ｉ、９ｊとを有する。

ブローバイガス配管１０は、サージタンク８の上面８ｕと、分岐管９Ａ、９Ｂ、９Ｃの最上面９ｕとを通過する仮想平面３１よりも下方に設置されている。

これにより、車両の衝突時等において、図５に示すように、ブローバイガス配管１０を、吸気マニホールド９の上方に設置されるフロアパネル３２に干渉し難い位置に設置できる。

すなわち、ブローバイガス配管１０を、フロアパネル３２に対してサージタンク８の上面８ｕと分岐管９Ａ、９Ｂ、９Ｃの最上面９ｕとから離れる位置に設置できるので、フロアパネル３２がブローバイガス配管１０に干渉する前に分岐管９Ａ、９Ｂ、９Ｃに干渉させることができる。このため、フロアパネル３２がブローバイガス配管１０に干渉することを抑制できる。

また、フロアパネル３２がブローバイガス配管１０に干渉する前に分岐管９Ａ、９Ｂ、９Ｃによって衝撃を吸収でき、フロアパネル３２からブローバイガス配管１０に加わる衝撃を緩和できる。

この結果、フロアパネル３２からブローバイガス配管１０に外力が加わることを抑制でき、ブローバイガス配管１０を保護できる。

このようにブローバイガス配管１０を保護できるので、ブローバイガス配管１０が損傷することを防止して、ブローバイガス配管１０から不完全燃焼または未燃焼ガスが大気に放出されることを防止できる。

また、本実施例のエンジン１の吸気装置によれば、ブローバイガス配管１０は、隣接する２つの分岐管９Ｂ、９Ｃに挟まれる空間１４を通過するように設置されている。

これにより、車両の振動や車両の衝突時等にフロアパネル３２が吸気マニホールド９に向かって下方に移動した場合、または、吸気マニホールド９がフロアパネル３２に向かって上方に移動した場合に、フロアパネル３２がブローバイガス配管１０に干渉する前に分岐管９Ａ、９Ｂ、９Ｃに干渉させることができる。

一方、分岐管９Ａ、９Ｂ、９Ｃの配列方向（気筒列方向Ｌと同方向）にフロアパネル３２と異なる他の車両部材が設置されている場合において、車両の衝突時等に、分岐管９Ａ、９Ｂ、９Ｃの配列方向から他の車両部材を分岐管９Ａまたは分岐管９Ｃに衝突させることができる。

このため、他の車両部材がブローバイガス配管１０に干渉することや、ブローバイガス配管１０への干渉時に分岐管９Ａまたは分岐管９Ｃによってブローバイガス配管１０に加わる衝撃を緩和できる。この結果、ブローバイガス配管１０をより効果的に保護できる。

また、本実施例のエンジン１の吸気装置によれば、隣接する分岐管９Ｂ、９Ｃは、ブローバイガス配管１０を保持する配管保持部１５を有し、配管保持部１５は、その断面がＵ字状に形成され、かつ側壁１５Ｂ、１５Ｃ（両側壁）が分岐管９Ｂ、９Ｃの外壁に沿って湾曲している。

これにより、配管保持部１５にブローバイガス配管１０を挿入することにより、気筒列方向Ｌに湾曲する湾曲部９ａ、９ｂを有する分岐管９Ｂ、９Ｃの間の空間１４にブローバイガス配管１０を正確に位置決めできる。

このため、ブローバイガス配管１０が振動して分岐管９Ｂ、９Ｃに接触することが防止でき、ブローバイガス配管１０の耐久性を確保できる。

また、本実施例のエンジン１は、シリンダヘッド３の上部にシリンダヘッドカバー４が設置されている。

そして、本実施例の吸気装置は、シリンダヘッドカバー４とサージタンク８を接続し、シリンダヘッドカバー４からサージタンク８にブローバイガスを導入するブローバイガス配管１０を有する。

これにより、ブローバイガス配管１０を、シリンダヘッドカバー４から隣接する２つの分岐管９Ｂ、９Ｃに挟まれる空間１４を通過させた後にサージタンク８に接続することができ、ブローバイガス配管１０がエンジン１に対して吸気マニホールド９から離れた位置に設置されることを防止できる。

このため、ブローバイガス配管１０の設置スペースを低減でき、エンジン１の設置スペースを低減できる。

なお、本実施例のエンジン１の吸気装置では、配管をブローバイガス配管１０から構成しているが、配管はブローバイガス配管１０に限定されるものではない。

例えば、エンジン１の内圧を調整し、所定の流体として空気が流れるブリーザホース、デリバリパイプ１２と燃料タンクとを接続し、所定の流体として燃料が流れる燃料パイプ、エンジン１と図示しないキャニスタを接続し、所定の流体として蒸着燃料が流れるパージホース等に配管を適用してもよい。

また、本実施例のエンジン１の吸気装置において、車両部材をフロアパネル３２から構成しているが、フロアパネルに限定されるものではなく、エンジン１の周辺に設置され、車両の衝突時にブローバイガス配管に干渉する可能性を有する部材であれば、何でもよい。

本発明の実施例を開示したが、当業者によっては本発明の範囲を逸脱することなく変更が加えられうることは明白である。すべてのこのような修正および等価物が次の請求項に含まれることが意図されている。

１...エンジン（内燃機関）、３...シリンダヘッド、４...シリンダヘッドカバー、６...吸気マニホールド、７...取付フランジ、８...サージタンク、８ｕ...上面（サージタンクの上面）、９Ａ，９Ｂ，９Ｃ...分岐管、９ｅ，９ｆ，９ｇ...上向き湾曲部、９ｈ、９ｉ，９ｊ...下向き湾曲部、９ｕ...最上面（分岐管の最上面）、１０...ブローバイガス配管（配管）、１４...空間（２つの分岐管に挟まれる空間）、１５...配管保持部、１５Ｂ，１５Ｃ...側壁（配管保持部の両側壁）、３２...フロアパネル（車両部材）

Claims (2)

1. サージタンクと、内燃機関のシリンダヘッドに取付けられる取付フランジと、前記取付フランジと前記サージタンクとの間に並列に設置される複数の分岐管とを有する吸気マニホールドと、
   所定の流体が流れる配管とを備え、
   前記吸気マニホールドを前記複数の分岐管の配列方向から見た場合、前記複数の分岐管が、前記サージタンクから上方に湾曲する上向き湾曲部と、上向き湾曲部から前記取付フランジよりも上側に延びた後、下向きに湾曲する下向き湾曲部とを含んで構成される内燃機関の吸気装置であって、
   前記配管は、前記サージタンクの上面と、前記複数の分岐管の最上面とを通過する仮想平面よりも下方に設置されており、
   前記配管は、前記複数の分岐管のうち、隣接する２つの分岐管に挟まれる空間を通過するように設置されており、
   前記隣接する２つの分岐管は、前記配管を保持する配管保持部を有し、
   前記配管保持部は、その断面がＵ字形状に形成され、かつ、その両側壁が前記２つの分岐管の外壁に沿って湾曲しており、
   前記配管保持部は、前記取付フランジに連結されて前記取付フランジと一体で形成されており、
   前記隣接する２つの分岐管の側面には一対の嵌合突起が対向するように突出して設けられており、
   前記一対の嵌合突起は、前記配管保持部より上方に設けられており、
   前記配管保持部に保持された前記配管は、前記一対の嵌合突起に当接していることを特徴とする内燃機関の吸気装置。
2. 前記内燃機関は、前記シリンダヘッドの上部に設けられたシリンダヘッドカバーを有し、
   前記配管は、前記シリンダヘッドカバーと前記サージタンクを接続するブローバイガス配管から構成されており、
   前記所定の流体は、前記シリンダヘッドカバーから前記サージタンクに導入されるブローバイガスであることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の吸気装置。

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