JP2015090111A - 流路部材 - Google Patents

Abstract

【課題】二つの通路を連通させるバイパス通路が形成された部材の部品点数を低減するとともに、バイパス通路を短くすることができる流路部材を提供することを課題とする。【解決手段】流路部材６０であって、流入通路７１と、流出通路７２と、流入通路７１と流出通路７２とを連通させるバイパス通路７３と、が形成された本体部材６１を有している。本体部材６１は、通路部材６２，６３と、通路部材６２，６３に取り付けられたバイパス部材６４とからなる。通路部材６２，６３に流入通路７１および流出通路７２が形成されるとともに、通路部材６２，６３およびバイパス部材６４によってバイパス通路６４が形成されている。バイパス部材６４には、バイパス通路７３を開閉する開閉弁８０が取り付けられている。【選択図】図３

Description

本発明は、二つの通路を連通させるバイパス通路を有する流路部材に関する。

車両に搭載される内燃機関の吸気構造としては、過給機のコンプレッサハウジングの吸込口に接続される流入通路と、コンプレッサハウジングの吐出口に接続される流出通路と、流入通路と流出通路とを連通させるバイパス通路と、バイパス通路を開閉する開閉弁と、を備えているものがある（例えば、特許文献１参照）。

前記した吸気構造では、内燃機関の回転数が急に低下したときに、コンプレッサ翼の慣性によって、流出通路内の空気圧が大きくなると、流出通路からコンプレッサハウジング内に空気が逆流するサージングが生じる可能性がある。そこで、流出通路内の空気圧が大きくなると、開閉弁を開弁させ、流出通路からバイパス通路を通じて流入通路に空気を戻すことで、流出通路内の空気圧を低下させている。

特開平５−９８９８４号公報

前記した従来の吸気構造では、流入通路および流出通路に対してバイパス通路が別部材によって形成されているため、部品点数が多くなるとともに、バイパス通路が長くなるという問題がある。

本発明は、前記した問題を解決し、二つの通路を連通させるバイパス通路が形成された本体部材の部品点数を低減するとともに、バイパス通路を短くすることができる流路部材を提供することを課題とする。

前記課題を解決するため、本発明の流路部材は、流入通路と、流出通路と、前記流入通路と前記流出通路とを連通させるバイパス通路と、が形成された本体部材を有している。前記本体部材は、通路部材と、前記通路部材に取り付けられたバイパス部材と、からなる。前記通路部材に前記流入通路および前記流出通路が形成されるとともに、前記通路部材および前記バイパス部材によって、前記バイパス通路が形成されている。前記バイパス部材には、前記バイパス通路を開閉する開閉弁が取り付けられている。

この構成では、通路部材にバイパス部材を取り付けることで、二つの通路を連通させるバイパス通路が形成される。また、バイパス部材には開閉弁が取り付けられている。このように、本発明では、通路部材の外面にバイパス通路および開閉弁が設けられるため、流路部材の部品点数を低減するとともに、流路部材をコンパクトに構成することができる。
また、流入通路および流出通路が通路部材に形成され、その通路部材の外面にバイパス通路が形成されるため、バイパス通路の長さを短くすることができ、バイパス通路を流体が流れ易くなる。

前記した流路部材において、前記流入通路および前記流出通路を、内燃機関に設けられた過給機のコンプレッサハウジングに連結した場合には、前記開閉弁の開弁時に、前記コンプレッサハウジングから前記流出通路に吐出された空気の一部を、前記バイパス通路を通じて、前記流入通路に戻すことができる。

この構成では、バイパス通路の流入口をコンプレッサハウジングの吐出口に近づけることができる。したがって、流出通路内の空気圧が大きくなったときに、開閉弁を開弁させると、コンプレッサハウジングの吐出口から排出された空気の一部は、吐出口の近くでバイパス通路に流入する。また、本発明では、バイパス通路の長さを短くすることができるため、流出通路からバイパス通路を通じて流入通路に空気が流れ易くなる。したがって、本発明では、流出通路内の空気圧をスムーズに低減させることができる。

前記した流路部材において、前記通路部材を、前記流入通路および前記流出通路の一方が形成された第一通路部材と、前記第一通路部材に取り付けられた第二通路部材と、から構成してもよい。そして、前記第一通路部材と前記第二通路部材とによって、前記流入通路および前記流出通路の他方を形成し、前記第二通路部材に前記バイパス部材を取り付けてもよい。この構成では、第一通路部材に第二通路部材、バイパス部材、開閉弁を積み重ねていくことで、各通路を形成することができる。

本発明の流路部材では、二つの流路を連通させるバイパス通路を有する本体部材の部品点数を低減するとともに、バイパス通路の長さを短くすることができ、バイパス通路を流体が流れ易くなる。

本実施形態の吸気構造を前方から見た図である。 本実施形態の吸気構造の概略構成図である。 本実施形態の流路部材を示した図で、（ａ）は左方から見た図、（ｂ）は右方から見た図である。 本実施形態の第一通路部材を左下から見た図である。 本実施形態の第一通路部材および第二通路部材を左下から見た図である。 本実施形態の本体部材を左下から見た図である。

本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
本実施形態では、本発明の流路部材を自動車用の内燃機関（エンジン）の吸気構造に適用した場合について説明する。

なお、以下の説明における前後方向とは、車両の走行方向の前後に一致しており、左右方向とは、車両前方から内燃機関を見たときの左右方向である。また、以下の説明における上流および下流とは、空気や排ガスの流通方向の上流および下流である。

本実施形態の内燃機関１は、図２に示すように、四つのシリンダ２が左右方向に並設されている。各シリンダ２の排気ポート２ｂには排気通路２０が接続されている。

吸気構造３は、各シリンダ２の吸気ポート２ａに連結された吸気通路１０と、吸気通路１０および排気通路２０に連結される過給機３０と、を備えている。

吸気通路１０には、過給機３０のコンプレッサハウジング４０が設けられている。吸気通路１０は、コンプレッサハウジング４０よりも上流側（吸入口側）の上流通路１０ａと、コンプレッサハウジング４０よりも下流側（シリンダ２側）の下流通路１０ｂとを有している。上流通路１０ａにはエアクリーナ１１が設けられ、下流通路１０ｂにはインタークーラー１２が設けられている。

過給機３０は、コンプレッサハウジング４０およびタービンハウジング５０を備え、コンプレッサハウジング４０とタービンハウジング５０とは左右方向に並設されている（図１参照）。
コンプレッサハウジング４０には吸気通路１０が連結され、タービンハウジング５０には排気通路２０が連結されている。

コンプレッサハウジング４０の収容空間４２にはコンプレッサ翼４１が収容されている。また、タービンハウジング５０の収容空間５２にはタービン翼５１が収容されている。コンプレッサ翼４１とタービン翼５１とは連結軸３１によって連結されており、コンプレッサ翼４１とタービン翼５１とは連動して回転する。

過給機３０では、各シリンダ２から排出された排ガスが排気通路２０からタービンハウジング５０の収容空間５２内に流入し、排ガスによってタービン翼５１が回転する。そして、タービン翼５１の回転に連動してコンプレッサ翼４１が回転し、吸気通路１０の上流通路１０ａからコンプレッサハウジング４０の収容空間４２内に空気が吸引される。さらに、コンプレッサハウジング４０の収容空間４２から吸気通路１０の下流通路１０ｂに加圧された空気が排出され、各シリンダ２に加圧された空気が送り込まれる。

吸気通路１０の上流通路１０ａおよび下流通路１０ｂと、コンプレッサハウジング４０とは、流路部材６０を介して連結されている。

流路部材６０は、流入通路７１と、流出通路７２と、流入通路７１と流出通路７２とを連通させるバイパス通路７３と、が形成された本体部材６１と、バイパス通路７３を開閉する開閉弁８０と、を有している。

流入通路７１は、一端側の入口７１ａが吸気通路１０の上流通路１０ａに接続され、他端側の出口７１ｂはコンプレッサハウジング４０の吸込口４３に接続されている。
流出通路７２は、一端側の入口７２ａがコンプレッサハウジング４０の吐出口４４に接続され、他端側の出口７２ｂは吸気通路１０の下流通路１０ｂに接続されている。

バイパス通路７３は、一端が流入通路７１に接続され、他端が流出通路７２に接続されている。また、バイパス通路７３には開閉弁８０が設けられている。

本体部材６１は、図３（ａ）および（ｂ）に示すように、第一通路部材６２と、第一通路部材６２に取り付けられた第二通路部材６３と、第二通路部材６３に取り付けられたバイパス部材６４との三つの部材によって構成されている。第一通路部材６２、第二通路部材６３およびバイパス部材６４は樹脂製の部材である。

第一通路部材６２には、図４に示すように、流入通路７１の一部、流出通路７２およびバイパス通路７３の一部が形成されている。
第一通路部材６２は、コンプレッサハウジング４０（図１参照）に取り付けられる部位である。第一通路部材６２の右端部にはフランジ６５が形成されている。

フランジ６５の右側面は、図３（ｂ）に示すように、コンプレッサハウジング４０（図１参照）に接合される接合面６５ａである。接合面６５ａの縁部には、複数の取付穴６５ｃが貫通している。そして、各取付穴６５ｃに挿通させたボルトをコンプレッサハウジング４０（図１参照）のねじ穴に螺合させることで、第一通路部材６２がコンプレッサハウジング４０に固定される。

接合面６５ａの後下部には、流入通路７１の出口７１ｂが開口している。また、接合面６５ａの前上部には、流出通路７２の入口７２ａが開口している。

図４に示すように、フランジ６５の左側面６５ｂの後下部には、略半円筒状の流入部６６が突設されている。流入部６６は左側面６５ｂから左方に向けて突出した後に上方に向けて屈曲している。
流入部６６の先端部には、吸気通路１０（図２参照）の上流通路１０ａに連結される円筒状の接続部６６ｂが形成されており、接続部６６ｂの先端部には流入通路７１の入口７１ａが開口している。
また、流入部６６には、左側面６５ｂから接続部６６ｂに亘って、周壁部を切り欠いた切り欠き部６６ａが形成されている。切り欠き部６６ａは、流入部６６の左側部および下部に形成されている。

流入部６６の内部は、流入通路７１となる部位であり、フランジ６５の接合面６５ａ（図３（ｂ）参照）に形成された出口７１ｂに通じている。

フランジ６５の左側面６５ｂの前上部には、円筒状の流出部６７が左方に向けて突設されている。流出部６７の内部は、流出通路７２となる部位であり、フランジ６５の接合面６５ａ（図３（ｂ）参照）に形成された入口７２ａ（図３（ｂ）参照）に通じている。流出部６７の先端部には流出通路７２の出口７２ｂが開口している。

流出部６７の基部の下部と、流入部６６の基部の前部との間には第一連結部６８が形成されている。第一連結部６８の内部にはバイパス通路７３の一部が形成されている。
第一連結部６８内のバイパス通路７３は、下方に向けて開口するとともに、流出部６７の内周面に開口した入口７３ａが形成されている。

第二通路部材６３は、図５に示すように、流入部６６の切り欠き部６６ａ（図４参照）を塞ぐ部材である。第二通路部材６３を流入部６６に取り付けることで、第一通路部材６２と第二通路部材６３とによって流入通路７１（図４参照）が形成される。

第二通路部材６３の基部の前部には、前方に向けて突出した第二連結部６３ａが形成されている。第二連結部６３ａは、第一通路部材６２の第一連結部６８に重ね合わされる部位である。

第二通路部材６３の屈曲部位には、バイパス通路７３の出口７３ｂが貫通している。また、第二通路部材６３の外面には、第二連結部６３ａからバイパス通路７３の出口７３ｂの近傍に亘って凹溝６３ｂが形成されている。
凹溝６３ｂの内部は、バイパス通路７３となる部位であり、第一連結部６８の開口部６８ａ（図４参照）に連通している。

バイパス部材６４は、図６に示すように、第二通路部材６３に形成された出口７３ｂ（図５参照）および凹溝６３ｂ（図５参照）を覆う部材である。バイパス部材６４を第二通路部材６３に取り付けることで、第二通路部材６３とバイパス部材６４とによってバイパス通路７３が形成される。

バイパス部材６４において、第二通路部材６３に形成された出口７３ｂ（図５参照）に対応する位置には、開閉弁８０（図３（ａ）参照）が取り付けられる弁取付部６４ａが形成されている。弁取付部６４ａは、左方から見て三角形の板状の部位である。弁取付部６４ａの取付面６４ｂには、開閉弁８０（図３（ａ）参照）の蓋部材８１が取り付けられる。

弁取付部６４ａの中心部には、第二通路部材６３に形成された出口７３ｂ（図５参照）に連通するバイパス通路７３が貫通している。
弁取付部６４ａの取付面６４ｂにおいて、バイパス通路７３の開口部の周囲には、環状溝６４ｃが形成されている。環状溝６４ｃの内部は、バイパス通路７３を形成する部位である。環状溝６４ｃの底面には、第二通路部材６３の凹溝６３ｂ（図５参照）内に形成されたバイパス通路７３が開口している。

開閉弁８０は、図３（ａ）に示すように、弁取付部６４ａに取り付けられる蓋部材８１を有している。
開閉弁８０は、図２に示すように、ダイヤフラム式の常閉型の弁であり、バイパス通路７３の入口７３ａ側および出口７３ｂ側を遮断した状態と連通した状態とに切り替える。
蓋部材８１の内部には、弁取付部６４ａ（図６参照）の取付面６４ｂにおいてバイパス通路７３を閉塞するダイヤフラム８２と、ダイヤフラム８２を弁取付部６４ａ（図６参照）の取付面６４ｂに押し付けるばね部材８３と、が収容されている。

開閉弁８０では、バイパス通路７３の入口７３ａ側の空気圧が大きくなると、その空気圧によって、ダイヤフラム８２がばね部材８３の付勢力に抗して、弁取付部６４ａ（図６参照）の取付面６４ｂから離間する。これにより、開閉弁８０が開弁し、バイパス通路７３の入口７３ａ側と出口７３ｂ側とが連通する。

本実施形態の吸気構造３では、内燃機関１の回転数が急に低下すると、コンプレッサ翼４１の慣性によって、流路部材６０の流出通路７２内の空気圧が大きくなる場合がある。この場合には、バイパス通路７３の入口７３ａ側の空気圧も大きくなり、その空気圧によって開閉弁８０が開弁する。
これにより、流出通路７２内の空気の一部が、バイパス通路７３を通じて流入通路７１内に戻されるため、流出通路７２内の空気圧が低下する。

以上のような流路部材６０では、図３（ａ）に示すように、第一通路部材６２に第二通路部材６３、バイパス部材６４、開閉弁８０を積み重ねていくことで、各通路７１，７２，７３（図２参照）を形成することができる。そして、第一通路部材６２および第二通路部材６３の外面にバイパス通路７３（図２参照）および開閉弁８０が設けられるため、部品点数を低減するとともに、コンパクトに構成することができる。

本実施形態の流路部材６０では、図２に示すように、バイパス通路７３の入口７３ａとコンプレッサハウジング４０の吐出口４４とが近づいている。したがって、開閉弁８０が開弁すると、コンプレッサハウジング４０の吐出口４４から排出された空気の一部は、吐出口４４の近くでバイパス通路７３に流入する。
また、第一通路部材６２および第二通路部材６３の外面にバイパス通路７３が形成されており、バイパス通路７３の長さを短くすることができるため、流出通路７２からバイパス通路７３を通じて流入通路７１に空気が流れ易くなる。
したがって、本実施形態の流路部材６０を用いた吸気構造３では、流出通路７２内の空気圧が大きくなったときに、流出通路７２内の空気圧をスムーズに低減させることができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜に変更が可能である。
本実施形態では、図３（ａ）に示すように、本体部材６１が第一通路部材６２、第二通路部材６３およびバイパス部材６４の三つの部材によって構成されているが、本体部材６１を構成する部品の数は限定されるものではない。例えば、一つの通路部材に流入通路および流出通路を形成してもよい。

本実施形態では、第一通路部材６２に流出通路７２が形成され、第一通路部材６２と第二通路部材６３とによって流入通路７１が形成されているが、第一通路部材６２に流入通路７１を形成し、第一通路部材６２と第二通路部材６３とによって流出通路７２を形成してもよい。

また、開閉弁８０の構成は限定されるものではなく、例えば、電磁式の開閉弁を用いることもできる。

また、本実施形態では、内燃機関１に設けられた吸気構造３に適用された流路部材６０について説明しているが、本発明の流路部材は各種装置の流路に適用可能である。

１ 内燃機関
２ シリンダ
３ 吸気構造
１０ 吸気通路
１１ エアクリーナ
１２ インタークーラー
２０ 排気通路
３０ 過給機
４０ コンプレッサハウジング
４１ コンプレッサ翼
４２ 収容空間
４３ 吸込口
４４ 吐出口
５０ タービンハウジング
５１ タービン翼
５２ 収容空間
６０ 流路部材
６１ 本体部材
６２ 第一通路部材
６３ 第二通路部材
６３ａ 第二連結部
６３ｂ 凹溝
６４ バイパス部材
６４ａ 弁取付部
６４ｂ 取付面
６４ｃ 環状溝
６５ フランジ
６５ａ 接合面
６６ 流入部
６６ａ 切り欠き部
６７ 流出部
６８ 第一連結部
７１ 流入通路
７２ 流出通路
７３ バイパス通路
８０ 開閉弁
８１ 蓋部材
８２ ダイヤフラム
８３ ばね部材

Claims (3)

1. 流入通路と、流出通路と、前記流入通路と前記流出通路とを連通させるバイパス通路と、が形成された本体部材を有し、
   前記本体部材は、通路部材と、前記通路部材に取り付けられたバイパス部材と、からなり、
   前記通路部材に前記流入通路および前記流出通路が形成されるとともに、
   前記通路部材および前記バイパス部材によって、前記バイパス通路が形成されており、
   前記バイパス部材には、前記バイパス通路を開閉する開閉弁が取り付けられていることを特徴とする流路部材。
2. 前記流入通路および前記流出通路は、内燃機関に設けられた過給機のコンプレッサハウジングに連結されており、
   前記開閉弁の開弁時に、前記コンプレッサハウジングから前記流出通路に吐出された空気の一部が、前記バイパス通路を通じて、前記流入通路に戻されることを特徴とする請求項１に記載の流路部材。
3. 前記通路部材は、
   前記流入通路および前記流出通路の一方が形成された第一通路部材と、
   前記第一通路部材に取り付けられた第二通路部材と、からなり、
   前記第一通路部材と前記第二通路部材とによって、前記流入通路および前記流出通路の他方が形成されており、
   前記第二通路部材に前記バイパス部材が取り付けられていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の流路部材。

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