JP2004169637A - エンジンの燃料系統保護装置 - Google Patents

Abstract

【課題】燃料系統を有効に保護し、車両への過大入力時の燃料洩れを確実に防止する。
【解決手段】エンジン本体としてのシリンダヘッド１０の側壁１８と吸気マニホールド２０とに挟まれた空間３６に燃料系部材としての燃料噴射装置４０を配置する。燃料噴射装置４０の周囲を囲うプロテクタ５０により燃料噴射装置４０を保護する。このプロテクタ５０に、吸気マニホールド２０側へ突出する突起６０を形成する。
【選択図】 図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両への過大入力時等に燃料系統を保護するエンジンの燃料系統保護装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両に搭載されるようなエンジンでは、安全性の面から、車両への過大入力時の燃料洩れを確実に防止することが要求される。特許文献１には、エンジン本体の側壁に接続する湾曲した吸気マニホールドの中で、シリンダヘッド側壁近傍の部分と、吸気流れ方向における中央近傍の部分と、を結合して湾曲部を補強するステーを取り付けるとともに、このステーの吸気マニホールドの吸気流れ方向における中央近傍との結合部の、更にエンジン本体から遠い吸気流れ方向上流側において、湾曲部の外側方向に設けられたリブに切欠を凹設している。車両への過大入力時には、この切欠部分から吸気マニホールドを破断させることにより、その破壊エネルギーで衝突エネルギーを吸収し、燃料洩れを防止する、と記載されている。
【０００３】
【特許文献１】
実開平７−３８６５８号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１では、過大入力時には切欠部分で吸気マニホールドが破断すると記載されているものの、実際には切欠を設けるだけでは確実に吸気マニホールドの破断位置及び破断方向を規制することが困難であり、更なる改良が望まれる。
【０００５】
本発明は、簡素な構造でありながら、エンジンの燃料系統を有効に保護し、車両への過大入力時の燃料洩れ等を確実に防止し得る新規なエンジンの燃料系統保護装置を提供することを主たる目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
エンジン本体の側壁へ接続する吸気マニホールドと、上記エンジン本体の側壁と吸気マニホールドとに挟まれた空間に配置される燃料系部材と、この燃料系部材を保護するように、この燃料系部材の周囲を囲うプロテクタと、このプロテクタに形成され、上記吸気マニホールド側へ突出する突起と、を有する。
【０００７】
【発明の効果】
本発明によれば、プロテクタにより燃料系統の一部である燃料系部材を保護しつつ、このプロテクタに形成さた突起により吸気マニホールドの破断位置を特定することにより、車両への過大入力時にも燃料系部材及び吸気マニホールドの一部の保護をより確実なものとし、簡素な構造でありながら、燃料系統を有効に保護することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態に係るエンジンの燃料系統保護装置を図１〜３を参照して詳細に説明する。
【０００９】
シリンダヘッド１０は、アルミ合金等の金属材料により形成され、シリンダブロック（図示省略）及びヘッドカバー１２等とともにエンジン本体を構成している。このシリンダヘッド１０の排気側の側壁１４には、４つの気筒に対応して４つの排気ポート１６が開口形成されている。同様に、シリンダヘッド１０の吸気側の側壁１８にも合計４つの吸気ポートが開口形成されている。
【００１０】
この吸気側の側壁１８には吸気マニホールド２０が接続している。この吸気マニホールド２０は、主として軽量化及び通気抵抗低減化を図るために、金属材料に比して軽量かつ安価な樹脂材料により一体的に成形されている。この吸気マニホールド２０はロングブランチ型であり、詳しくは、シリンダヘッド１０の吸気ポートにそれぞれ接続する合計４本の吸気ブランチ２２が、一列に並んだ状態で、吸気側の側壁１８からエンジン側方（図１及び図２の左方）へ延びるとともに、エンジン上方（図１及び図２の上方）へ向けて湾曲しつつ延び、例えばスロットル等を内蔵した樹脂製のエアクリーナケース（図示省略）に接続している。
【００１１】
図３にも示すように、吸気マニホールド２０のシリンダヘッド側の端部には、所定厚さの取付フランジ２４が一体的に形成されている。この取付フランジ２４には、シリンダヘッド１０の吸気側の側壁１８に設けられた４つの吸気ポートに対応するように、吸気ブランチ２２のポート部２６がそれぞれ開口形成されている。また、取付フランジ２４には、固定手段としての取付ボルト３０（図２参照）が貫通する複数（この例では５つ）の取付孔３１〜３５が形成されており、これらの取付ボルト３０によって、吸気マニホールド２０がエンジン本体としてのシリンダヘッド側壁１８へ締結・固定される（第１の固定手段）。なお、図示していないが、取付フランジ２４とシリンダヘッド側壁１８との間にはガスケットが介装される。吸気マニホールド２０の取付剛性を均一化するように、固定位置となる５箇所の取付孔３１〜３５は、ポート両側（３１，３５）及びポート間（３２，３３，３４）にそれぞれ配置されており、かつ、吸気ブランチ列の直交方向（図３の上下方向）で互い違い（交互）に配列されている。
【００１２】
湾曲する吸気マニホールド２０と側壁１８とにより挟まれる空間３６には、燃料系統の一部をなす燃料系部材としての燃料噴射装置４０が配設されている。この燃料噴射装置４０は、各気筒毎に設けられる複数の燃料噴射弁４１及び気筒列方向に延設されて前記複数の燃料噴射弁４１に燃料を導くための燃料チューブ４３等を備えている。複数の燃料噴射弁４１は、吸気マニホールド２０に固定されている。燃料チューブ４３への燃料は、図示しない燃料ポンプから燃料配管４２を通して供給される。図３に示すように、各吸気ブランチ２２内部の吸気通路には燃料用孔４４が形成されており、この孔４４を通して上記の燃料噴射弁４１から吸気通路内へ燃料が噴射・供給される。
【００１３】
この燃料噴射装置４０を保護するように、燃料噴射装置４０の周囲を囲うプロテクタ５０が設けられている。このプロテクタ５０は、鉄等の剛性の高い金属材料により成形されており、燃料噴射装置４０の両側でシリンダヘッド１０の側壁１８に、後述するように吸気マニホールド２０の取付フランジ２４を挟んで固定される２つのブラケット５２と、両ブラケット５２の先端に溶接等により一体的に接合され、両ブラケット５２の先端を繋ぐ一枚の薄板状のカバープレート５４と、により構成され、エンジン本体側に固定されている。ブラケット５２は、燃料噴射装置４０のエンジンクランク軸両端側部に沿うように、シリンダヘッドの吸気側の側壁１８から斜め上方へ向けて延びており、プロテクタ５０の一対の側片部を構成している。カバープレート５４は、側壁１８と対向する燃料噴射装置４０の斜め上方、詳しくは燃料噴射装置４０と吸気マニホールド２０との間に延在しており、プロテクタ５０の上片部を構成している。つまり、プロテクタ５０は、２つの側片部と１つの上片部とにより燃料噴射装置４０の概ね三方を囲う形状となっており、本発明の効果を有するプロテクタの製作が容易なものとなっている。なお、側片部としてのブラケット５２と上辺部としてのカバープレート５４とを別体とせず、両者を一体的に形成しても本発明の効果を有する。
【００１４】
カバープレート５４には、吸気マニホールド２０へ向けて突出する突起６０が一体的に形成されている。言い換えると、薄板形状をなすカバープレート５４の吸気マニホールド２０側の側縁部が、吸気マニホールド２０へ向けて突出する突起６０をなしている。つまり、カバープレート５４の吸気マニホールド２０側の側縁部は、車両への過大入力時以外の通常時に燃料噴射装置４０を保護するのに必要な部位、すなわち燃料噴射装置４０に対応する部位を越えて吸気マニホールド側へ延設されている。また、カバープレート５４には、主として軽量化を図るために、複数の肉抜き穴６２が形成されている。
【００１５】
吸気マニホールド２０には、シリンダヘッド１０の吸気側の側壁１８に対向する内側の外壁面に、補強用の複数のリブ６４が通路長手方向に沿って一体的に突出形成されている。リブ６４は、吸気ポート中心線を含む面から等しくオフセットして、各吸気ブランチ毎に２本、合計８本設けられている。これらのリブ６４には、突起６０との干渉を回避して突起６０を受容するように、突起６０に対応した位置に切欠６６が凹設されている。吸気マニホールド２０とプロテクタ５０とは突起６０と切欠６６とが対向する部分で最も近接しており、この対向部分には僅かな間隙６８が確保されている（図２参照）。
【００１６】
プロテクタ５０は、吸気マニホールド２０の取付孔３１〜３５のうち、取付孔３１と取付孔３５に対向する位置の２つの取付ボルト３０によりシリンダヘッド側壁１８側へ固定されている。すなわち、吸気マニホールド取付用の５つの取付孔３１〜３５のうち、両側２箇所の取付孔３１，３５を挿通する取付ボルト３０は、プロテクタ５０のブラケット５２に折曲形成された取付フランジ５６及び吸気マニホールド２０の取付フランジ２４の双方を貫通して、シリンダヘッド１０の側壁１８に締結されるようになっており、プロテクタ５０をシリンダヘッド側壁１８へ固定する機能を兼用する兼用ボルトとなっている（第２の固定手段）。プロテクタを専用の固定手段を介してエンジン本体側のシリンダヘッド１０や吸気マニホールド２０に固定することもできるが、本実施形態のように吸気マニホールド２０の取付用ボルト３０の幾つかを利用し、第２の固定手段を第１の固定手段で兼用して、プロテクタ５０をシリンダヘッド１０へ固定すれば、プロテクタ５０を固定するために別途ボルト等の固定具を必要としないため、部品点数が削減されるとともに、取付作業も簡素化される。また、プロテクタ５０の適用に伴ってシリンダヘッド１０や吸気マニホールド２０にボルト孔を追加する必要がなく、プロテクタ５０の適用を容易にしている。
【００１７】
プロテクタ５０は、シリンダヘッド１０の吸気側の側壁１８に対して、エンジン上方側では僅かな間隙７０を隔てて非接触状態を保ち、エンジン下方側で前記２つの取付孔３１，３５を挿通する２つの取付ボルト３０により固定されている。このように、プロテクタ５０をエンジン下方側でのみ固定し、エンジン上方側には側壁１８に対して所定の間隙７０を設けることにより、部品点数が削減されることに加え、シリンダヘッド側壁１８やプロテクタ５０の取付面の寸法精度が過度に要求されることがなく、このプロテクタ５０の固定作業が容易となる。仮に本実施形態のような間隙７０を設けず、プロテクタ５０の四方をシリンダヘッド側壁１８へ固定する場合、本実施形態に比して、取付面に高い寸法精度が要求され、その固定作業も難しくなる。なお、プロテクタ５０には、車両への過大入力時以外の通常時に他の部材が接触することはないので、上述したような片持ち支持であっても、繰り返し応力による破断等の心配はない。
【００１８】
図２を参照して、車両への過大入力時に、矢印Ｆ方向の衝撃入力が作用し、吸気マニホールド２０が変形すると、先ず僅かな間隙６８を隔てて対向する突起６０とリブ６４の切欠６６とが接触することとなる。従って、吸気マニホールド２０が破断する場合、図２の仮想破断線７２に示すように、この接触部分で吸気マニホールド２０が破断し始める。つまり、カバープレート５４の吸気マニホールド２０側の側縁部には、車両への過大入力時以外に燃料噴射装置４０を保護するのに必要な部位を越えて、すなわち燃料噴射装置４０に対応する部位を越えて延設された鋭利なエッジである突起６０が構成され、この突起６０が吸気マニホールド２０を破断する一種の刃として機能し、かつ、この突起６０及び切欠６６により吸気マニホールド２０の破断位置及び破断方向を確実に規制・特定することができる。そして、この突起６０の向きは、吸気マニホールド２０から受ける衝撃入力を受けて倒されることのないように、すなわち破断のための反力を吸気マニホールド２０に効率よく与えるために、吸気マニホールド２０内の吸気流れの接線方向と概ね垂直な向きに設定されている。一方、吸気マニホールド２０のリブ６４に設けられた切欠６６は、プロテクタ５０の突起６０の下位部分よりも上位部分の角度が浅く形成されることで、車両への過大入力時に破断途中の吸気マニホールド２０がプロテクタ５０に覆い被さるように移動した場合にも、突起６０が折損することなく吸気マニホールドを決められた位置で確実に破断することができるようになっている。この突起６０及び切欠６６は、吸気マニホールド２０の中で、燃料系統の一部として保護対象となる区間、具体的には、上記燃料噴射弁より噴射された燃料が存在し得るシリンダヘッド側壁１８近傍の区間２０ａよりもシリンダヘッド側壁１８から遠い位置で対向している。従って、燃料噴射装置４０及びこの区間２０ａの保護をより確実なものとし、燃料洩れ等を確実に防止することができる。
【００１９】
矢印Ｆ方向の衝撃入力が強く、プロテクタ５０の上部が、固定された下部を支点として図の時計回りの方向へ変形移動すると、僅かな間隙７０を隔ててシリンダヘッド側壁１８に対向する部分がシリンダヘッド側壁１８に直ぐに突き当たり、硬質なシリンダヘッド１０によって、プロテクタ５０のそれ以上の移動・変形が防止される。車両衝突前のプロテクタ５０は、シリンダヘッド１０の吸気側の側壁１８に対して、エンジン上方側では僅かな間隙７０を隔てて非接触状態を保ち、エンジン下方側で取付ボルト３０により固定されている。上記の間隙７０を隔てて対向するエンジン上方側の位置は、車両への過大入力時に吸気マニホールド２０から受ける衝撃入力により生じる回転モーメントの回転中心部分に相当し、２つの取付ボルト３０によるエンジン下方側の固定位置は、上記の回転モーメントによるプロテクタ５０の回転を抑止すべき位置に相当する。すなわち、車両衝突前には間隙７０だった部位が車両への過大入力時にはシリンダヘッド１０へ接触して回転モーメントの回転中心部分になるとともに、エンジン下方側の取付ボルト３０により固定された部位が、プロテクタ５０の回転を抑止する部位となることで、プロテクタ５０に設けられた突起６０が吸気マニホールド２０を決められた位置において確実に破断することができる。プロテクタ５０のブラケット５２のエンジンクランク軸方向から見た面形状は吸気マニホールド２０を破断させるためのモーメントを十分に受けられるような断面となるように、シリンダヘッド１０の吸気側の側壁１８から斜め上方へ向けて延びるように構成されている。従って、プロテクタ５０が過度に移動・変形することなく、燃料噴射装置４０を確実に保護することができる。つまり、僅かな間隙７０を設けることにより、上述したように固定作業の容易化を図りつつ、硬質なシリンダヘッド１０を利用したプロテクタ５０による燃料噴射装置４０の確実な保護を図ることができる。
【００２０】
また、吸気マニホールド２０が金属材料に比して脆弱な樹脂製であるため、この吸気マニホールド２０の破壊エネルギーによる衝撃エネルギーの吸収効果が高い。
【００２１】
なお、上記の衝撃入力Ｆは、縦置き型エンジンの場合には側面衝突に対応し、横置き型エンジンの場合には前面衝突又は後方衝突に対応する。
【００２２】
以上のように本発明を具体的な実施形態に基づいて説明してきたが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で、種々の変形・変更を含むものである。例えば、上記実施形態では突起６０の縁部が直線状に形成されているが、これに限らず、吸気ブランチ２２の外郭形状に応じて突起６０を部分的に突出させる形状としても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る燃料系統保護装置を適用したエンジンの斜視図。
【図２】上記エンジンの正面図。
【図３】吸気マニホールド及びプロテクタを示す斜視図。
【符号の説明】
１０…シリンダヘッド（エンジン本体）
１８…側壁
２０…吸気マニホールド
３４…プロテクタ
３６…空間
４０…燃料噴射装置（燃料系部材）
５０…プロテクタ
６０…突起
６４…リブ
６６…切欠
６８，７０…間隙

Claims (8)

1. エンジン本体の側壁へ接続する吸気マニホールドと、
   上記エンジン本体の側壁と湾曲した吸気マニホールドとに挟まれた空間に配置される燃料系部材と、
   上記エンジン本体側に固定され、上記燃料系部材を保護するように、この燃料系部材の周囲を囲うプロテクタと、
   このプロテクタに形成され、上記吸気マニホールド側へ突出する突起と、を有するエンジンの燃料系統保護装置。
2. 上記吸気マニホールドが樹脂製である請求項１に記載のエンジンの燃料系統保護装置。
3. 上記プロテクタは、上記エンジン本体の側壁より燃料系部材の両側部に沿って延びる２つの側片部と、両側片部の先端を繋ぐ薄板状の上片部と、を有し、この上片部の吸気マニホールド側の側縁部が上記突起を構成している請求項１又は２に記載のエンジンの燃料系統保護装置。
4. 上記プロテクタは、車両への過大入力時に吸気マニホールドから受ける衝撃入力により生じる回転モーメントの回転中心部分ではエンジン本体の側壁に対して僅かな間隙を隔てて対向され、上記回転モーメントによるプロテクタの回転を抑止する部位ではエンジン本体側に固定されている請求項１〜３のいずれかに記載のエンジンの燃料系統保護装置。
5. 上記吸気マニホールドに形成された補強用のリブと、
   上記突起との干渉を回避するように上記リブに凹設された切欠と、を有する請求項１〜４のいずれかに記載のエンジンの燃料系統保護装置。
6. 上記吸気マニホールドをエンジン本体の側壁へ固定する第１の固定手段の少なくとも一部が、上記プロテクタをエンジン本体の側壁へ固定する第２の固定手段を兼用している請求項１〜５のいずれかに記載のエンジンの燃料系統保護装置。
7. 上記突起は、上記吸気マニホールドの中で、エンジン本体の側壁近傍の区間よりもエンジン本体の側壁から離れた位置で、吸気マニホールドに所定の間隙を隔てて対向している請求項１〜６のいずれかに記載のエンジンの燃料系統保護装置。
8. エンジン本体の側壁と、このエンジン本体の側壁へ接続する湾曲した吸気マニホールドと、に挟まれた空間に配置される燃料系部材を有するエンジンの燃料系統保護構造であって、
   上記燃料系部材の周囲を囲ってエンジン本体側に固定されるプロテクタに、上記吸気マニホールド側へ突出する突起を形成して、車両への過大入力時の吸気マニホールドの破断位置を規定するエンジンの燃料系統保護構造。

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