JP2015151863A - 内燃機関の補機取付構造 - Google Patents

Abstract

【課題】機関本体に設けられる付属部品の取り付け、取り外し作業が容易であると共に排気側における熱の影響を回避する。【解決手段】機関本体１の排気側壁面１ａに取り付けられたケーシングブラケット８にＡＣＧ７を支持するための突出部８ｃが設けられ、突出部により機関本体の排気側に設けられているＯＣＶフィルタ１１が覆われている。突出部にはＡＣＧを支持するための支持ボルト１２ａを通すボルト挿通孔１３が設けられ、そのボルト挿通孔と連通するように、ＯＣＶフィルタの固定ねじ１２ｂを回すための工具１６を通す肉抜き孔１４を設ける。肉抜き孔により放熱性が高まり、ブラケットの熱変形量が抑制され、支持ボルトの変形も抑制されるためボルトによる締結力が損なわれない。肉抜き孔により、ボルト挿通孔の切削加工時の切り粉の排出や、ドリルの放熱が促進され、ボルト挿通孔の孔加工性を向上し得る。【選択図】図５

Description

本発明は、内燃機関の補機取付構造に関し、特に機関本体にブラケットを介して取り付けられる補機を有する内燃機関の補機取付構造に関するものである。

従来、内燃機関には種々の補機が取り付けられており、例えば、タイミングベルトにより駆動されるＡＣＧや冷却水ポンプ、また機関本体の付属部品として例えば機関本体を構成するシリンダブロックの壁に設けた油路と連通する各種バルブ等が適所に配設されている。それら補機や付属部品は、機関本体の外壁にボルト等により固定されているが、吸排気系との干渉を避けると共に、コンパクト化を促進するための取付構造が施されている（例えば特許文献１参照）。

上記特許文献１では、内燃機関の排気側に補機を取り付ける場合に、冷却性（過熱回避）の確保やメンテナンス性の確保等を実現するべく、エキゾーストマニホールドの集合部と、その下流の触媒と、集合部を被覆するカバーと、その内側のオイルフィルタとのそれぞれの配置を工夫した点が記載されている。

特許５１６８６５０号公報

一方、多くの補機や機関本体に設けられる付属部品を限られたスペースに取り付けるために、機関本体の側方に互いに重なるように補機や付属部品が複数配置される場合がある。そのような場合には、機関本体に設けられる付属部品の取り付け、取り外しの作業を容易に行うことができる取付構造にすることが望まれる。さらに、それら補機や付属部品が機関本体の排気側に配置される場合には、排気系の熱の影響をできるだけ回避する必要がある。

このような課題を解決して、機関本体に設けられる付属部品の取り付け、取り外し作業が容易であると共に排気側における熱の影響を回避し得る内燃機関の補機取付構造を実現するために、本発明に於いては、内燃機関（Ｅ）の機関本体（１）の排気側に配置された補機（７）を有する内燃機関の補機取付構造であって、前記補機を支持するべく前記機関本体の排気側の壁面（１ａ）に取り付けられるブラケット（８）を有し、前記ブラケットには、前記補機を取り付けるためのボルトを挿通するボルト挿通孔（１３）と、前記ボルト挿通孔と交差して連通するように空けられた肉抜き孔（１４）とが設けられているものとした。

これによれば、機関本体に固定したブラケットにより補機を支持する場合に、そのブラケットに、補機を取り付けるためのボルトを挿通するボルト挿通孔が設けられていると共に、ボルト挿通孔と交差して連通する肉抜き孔が設けられていることから、排気側に設けられていることによりブラケットが熱の影響を受けても、ブラケットに設けた肉抜き孔により放熱性が高まるため、ブラケットの熱変形量を抑制し得る。これにより、ブラケットのボルト挿通孔に挿通したボルトの変形も抑制され、ボルトによる締結力が損なわれることがない。さらに、ボルト挿通孔の切削加工時に肉抜き孔から切り粉を排出することができると共に、肉抜き孔によるドリルの放熱が促進され、ボルト挿通孔の孔加工性を向上し得る。

特に、前記機関本体（１）には、付属部品（１１）が取り付けられており、前記付属部品（１１）は、前記機関本体（１）に取り付けられる取付部（１１ａ）を有し、前記取付部（１１ａ）が、前記肉抜き孔（１４）と対向する位置にあるとよい。

これによれば、機関本体においてブラケットにより覆われるように付属部品が取り付けられている場合でも、ブラケットの肉抜き孔を介して付属部品の取付部にアクセスできることから、ブラケットを外すことなく、例えば工具を肉抜き孔に挿通して付属部品を取り付けるねじを回すことができ、付属部品の取り付けやメンテナンス時の作業性を向上し得る。

さらに、前記取付部（１１ａ）の全ては、前記肉抜き孔（１４）の正面視において、前記肉抜き孔（１４）の内側に位置するとよい。

これによれば、付属部品の取付部に固定用のねじを挿通する挿通孔を設けた場合に、その挿通孔に挿通したねじの頭部を正面視で肉抜き孔の内側に位置させることができ、肉抜き孔に工具を差し込んで行う付属部品の取り付け、取り外し作業をより一層容易に行うことができる。

また、前記肉抜き孔が前記ボルト挿通孔の軸線（Ｃ１）に対して直交する側面（１４ｃ）を介して前記ボルト挿通孔と交差するように設けられているとよい。

これによれば、肉抜き孔のボルト挿通孔との連通部分の例えば平坦により画定される断面が大きくなり、放熱性を向上し得る。

また、前記ボルト挿通孔と交差する前記肉抜き孔の、前記ボルト挿通孔への突入端部（１４ａ）の横断面形状が、平坦若しくは鈍化された形状を有するとよい。

これによれば、ボルト挿通孔に対する肉抜き孔の連通部分において、円形断面のボルト挿通孔に対して肉抜き孔の側面が直交することから、例えば肉抜き孔が円弧状断面で交差する場合に生じる鋭角部分が生じないようにすることができ、ボルト挿通孔の肉抜き孔との連通部分におけるエッジへの応力集中が生じないようにすることができる。

また、前記ブラケットの内部に冷却水通路（Ｗ１・Ｗ２）が設けられているとよい。

これによれば、排気側に設けられたブラケットがウォーターパッセージとして機能するため、熱の影響によりブラケットが大きく熱膨張することを防止でき、ブラケットに取り付ける補機の固定用ボルトの変形を抑制でき、ボルトによる確実な固定状態を維持し得る。

さらに、前記ブラケットが、前記壁面に沿って触媒コンバータ（４）に隣接するように配置され、前記冷却水通路が、前記ボルト挿通孔前記触媒コンバータとの間に位置するとよい。

これによれば、排気側での大きな熱源となり得る触媒コンバータからの放熱に対して、ブラケットに設けた冷却水通路が触媒コンバータとボルト挿通孔との間に位置することから、触媒コンバータの熱がブラケットのボルト挿通孔を設けた部分に影響することを抑制し得る。

また、前記ブラケットは前記壁面から離反する向きに突出する突出部を有し、前記突出部に前記ボルト挿通孔が設けられているとよい。

これによれば、ブラケットに機関本体の壁面から離反する向きに突出する突出部を設け、その突出部にボルト挿通孔が設けられていることから、ボルト挿通孔に対する熱の影響をより一層抑制する効果を奏し得る。

このように本発明によれば、機関本体に固定したブラケットにより補機を支持する場合に、そのブラケットに、補機を取り付けるためのボルトを挿通するボルト挿通孔が設けられていると共に、ボルト挿通孔と交差して連通する肉抜き孔が設けられていることから、排気側に設けられていることによりブラケットが熱の影響を受けても、ブラケットに設けた肉抜き孔により放熱性が高まるため、ブラケットの熱変形量を抑制し得る。これにより、ブラケットのボルト挿通孔に挿通したボルトの変形も抑制されるため、ボルトによる締結力が損なわれることがない。さらに、ボルト挿通孔の切削加工時に肉抜き孔から切り粉を排出することができると共に、肉抜き孔によるドリルの放熱が促進され、ボルト挿通孔の孔加工性を向上し得る。

本発明が適用された内燃機関の排気側を示す概略側面図 ＡＣＧの取付状態を示す要部拡大斜視図 内燃機関を前側から見た要部破断正面図 （ａ）はケーシングブラケットの外面を示す全体図、（ｂ）は（ａ）の矢印IVｂ方向から見た端面図 図４（ｂ）のＶ−Ｖ線に沿って矢印方向に見た断面図 （ａ）はケーシングブラケットの肉抜き孔部分を示す要部拡大斜視図、（ｂ）は（ａ）のVIｂ−VIｂ線に沿って矢印方向に見た断面図

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。図１は本発明が適用された内燃機関Ｅの排気側を示す概略側面図である。図示例の内燃機関Ｅは直列多気筒であり、その機関本体１には、図に示される前後方向にクランク軸２が延在している。図に示されるように、機関本体１の排気側の壁面１ａには排気管３と、排気管３の下流に設けられた触媒コンバータ４と、排気管３より前側に位置するウォータポンプ５とが配設されている。

機関本体１の前側には、クランク軸２に固定されたクランクプーリ２ａと、ウォータポンプ５のポンププーリ５ａとが設けられており、両プーリ２ａ・５ａにはベルト６が架け渡されている。なお、ベルト６は、他の複数のプーリ（図示省略）にも架け渡されており、回転駆動型の各種補機にクランク軸２の駆動トルクを伝達する。

また図２に示されるように、機関本体１には、ウォータポンプ５の外方に補機としてのＡＣＧ（発電機）７が配設されている。ＡＣＧ７は、ウォータポンプ５のケーシングを構成しかつＡＣＧ７を支持するブラケットを兼ねるケーシングブラケット８を介して機関本体１の壁面１ａに取り付けられている。

ケーシングブラケット８は、図３及び図４に併せて示されるように、図示例では５箇所に設けられたボルト孔８ａに挿入したボルト９により機関本体１に固定されている。ケーシングブラケット８には、その前面を示す図４（ｂ）に示されるように、ポンププーリ５ａと同軸のポンプ軸（図示省略）を支持する軸支孔８ｂが設けられており、ケーシングブラケット８の前面に蓋体５ｂ（図１参照）が取り付けられることにより、ケーシングブラケット８の前面と蓋体５ｂとの間に図における上下方向に延在する吐出側冷却水通路Ｗ１が形成される。冷却水通路Ｗ１は、ケーシングブラケット８の上部にて壁面１ａに沿うように設けられかつ機関本体１の開口部（図示省略）に接続される冷却水通路Ｗ２と連通している。

また、機関本体１の壁面１ａには、付属部品としてのＯＣＶフィルタ１１が取り付けられている。ＯＣＶフィルタ１１は、オイルカットバルブのフィルタエレメントを内蔵する。内燃機関Ｅの排気側には高熱発生源となる排気管３や触媒コンバータ４が配設されており、ＯＣＶフィルタ１１は、熱の影響を回避するべくそれらからできるだけ離して配置するように図示例では機関本体１の前側部分に配設されている。

ケーシングブラケット８は、触媒コンバータ４に隣接するように配設されているが、上記したように内部に冷却水通路Ｗ１・Ｗ２が設けられていることからウォーターパッセージとして機能する。また、それら冷却水通路Ｗ１・Ｗ２がボルト挿通孔１３と触媒コンバータ４との間に位置することから、突出部８ｃ（ボルト挿通孔１３）に対する触媒コンバータ４からの熱の影響を抑制し得る。

また、図２に示されるように、ＡＣＧ７の発電機プーリ７ａをクランクプーリ２ａによりベルト６を介して駆動するべく、ＡＣＧ７も機関本体１の前側部分に配設される。ＡＣＧ７には、その上部からフォーク状に延出するように設けられた２本の上側アーム７ｂと、下部から延出するように設けられた１本の下側アーム７ｃとが設けられている。２本の上側アーム７ｂには支持ボルト１２ａを通すボルト孔が設けられ、下側アーム７ｃにも支持ボルト１２ｂを通すボルト孔が設けられている。

図２〜図４に示されるように、ＡＣＧ７を支持するケーシングブラケット８の上部には、壁面１ａに対して離れていくように斜め上方に延出し、かつ壁面１ａに対向する面を有する板状の突出部８ｃが設けられている。突出部８ｃは、２本の上側アーム７ｂ間に挟まれる長さで壁面１ａに沿うように延在する板状部分１７を有する。また、突出部８ｃの板状部分１７には支持ボルト１２ａを壁面１ａに沿う向きに通すボルト挿通孔１３が設けられている。上記したＯＣＶフィルタ１１は、突出部８ｃの板状部分１７により覆われる位置に配置されている。

図４（ａ）・（ｂ）に示されるように、ケーシングブラケット８の中間部にはボス部８ｄが設けられている。ボス部８ｄには支持ボルト１２ｂ用のねじ孔８ｅが設けられている。

ＡＣＧ７の２本の上側アーム７ｂにより突出部８ｃを間に挟み、支持ボルト１２ａを上側アーム７ｂの一方から突出部８ｃのボルト挿通孔１３を介して上側アーム７ｂの他方に挿通し、支持ボルト１２ａにナット掛けすることで、ＡＣＧ７の上側アーム７ｂ側が突出部８ｃにより支持される。その状態で下側アーム７ｃとボス部８ｄとが互いに面合わせ可能になり、その面合わせ状態で下側アーム７ｃのボルト孔に支持ボルト１２ｂを挿通してボス部８ｄのねじ孔８ｅに螺合し、下側アーム７ｃ側が固定される。これにより、ＡＣＧ７が、上下の各アーム７ｂ・７ｃを介してケーシングブラケット８に取り付けられる。

ケーシングブラケット８の突出部８ｃがウォータポンプ５を形成する部分より斜め上方に延出し、その延出端部によりＡＣＧ７の上側を支持することから、ＡＣＧ７を高い位置に配置でき、その下方に他の補機を配置するスペースを大きく確保し得る。また、そのようにＡＣＧ７を高い位置に支持する突出部８ｃを壁面１ａから離間させて延出させることにより、壁面１ａと突出部８ｃとの間に第２の補機（ＯＣＶフィルタ１１）を配設することができ、補機類のレイアウト性を向上し得る。

ケーシングブラケット８の突出部８ｃの板状部分１７には、図５に併せて示されるように、板状部分１７の板厚方向に貫通する肉抜き孔１４が設けられている。肉抜き孔１４は、例えばケーシングブラケット８を鋳造する時に突出部８ｃに形成され、鋳造後に突出部８ｃの板状部分１７にドリル孔加工して形成されるボルト挿通孔１３の中間部分と連通するように形成されている。このように、ボルト挿通孔１３と交差して連通する肉抜き孔１４が設けられていることから、機関本体１の排気側に設けられていることによりケーシングブラケット８が熱の影響を受けても、ケーシングブラケット８に設けた肉抜き孔１４により放熱性が高まるため、ケーシングブラケット８の熱変形量を抑制し得る。これにより、ケーシングブラケット８のボルト挿通孔１３に挿通した支持ボルト１２ａの変形も抑制され、支持ボルト１２ａによる締結力が損なわれることがない。さらに、ボルト挿通孔１３のドリル加工時に生じる切り粉を肉抜き孔１４から排出させることができ、より良好なドリル孔加工を行うことができる。さらに、ドリルが肉抜き孔１４を通過時に空気に曝されて冷却効果が得られるため、加工時のドリルの歯先の耐熱害性を向上し得る。

上述したように、ＯＣＶフィルタ１１は、ケーシングブラケット８の突出部８ｃにより外方（機関本体１の側方）を覆われるように配設されている。ＯＣＶフィルタ１１は、図示例では機関本体１の側方から見て略矩形状に形成されたケーシングを有し、そのケーシングの対角線方向の２箇所で固定ねじ１５ａ・１５ｂにより壁面１ａの所定位置に固定されている。ＯＣＶフィルタ１１の内蔵されているフィルタ（図示省略）を定期交換する場合には、ＡＣＧ７をケーシングブラケット８から取り外すが、ケーシングブラケット８は機関本体１に固定したままで、ＯＣＶフィルタ１１のメンテナンス作業を行うことができる。図示例では、２本の固定ねじ１５ａ・１５ｂを外して、ケーシングを機関本体１と突出部８ｃとの間から上方に引き抜いて行うことができる。

一方の固定ねじ１５ａは突出部８ｃと干渉しない位置に露出させるように設けられており、その固定ねじ１５ａに対しては何等問題無く工具１６により外す（締める）ことができる。

図５（ａ）・（ｂ）に示されるように、ＯＣＶフィルタ１１には、他方の固定ねじ１５ｂにより機関本体１の壁面１ａに取り付けられる部分としての取付部１１ａが設けられている。取付部１１ａは、固定ねじ１５ｂの頭部が当接する大きさの座面を有する台座形状に形成され、ＯＣＶフィルタ１１の取り付け状態で肉抜き孔１４と対向する位置に設けられている。取付部１１ａには、固定ねじ１５ｂを挿通する挿通孔１１ｂが座面の中央部分に設けられている。

肉抜き孔１４は、ボルト挿通孔１３との連通部分と、固定ねじ１５ｂが臨む部分との間が長い長孔状に形成され、その短い方向の幅ｂ（図６参照）は、図５（ｂ）に示されるように固定ねじ１５ｂに掛ける工具１６を通し得る大きさに設定されている。これにより、図５（ｂ）に示されるように工具１６を何等問題無く固定ねじ１５ｂに掛けて、固定ねじ１５ｂを外す（締める）ことができ、ＯＣＶフィルタ１１のメンテナンスを良好に行うことができる。

さらに、ＯＣＶフィルタ１１の取付部１１ａは、図５（ａ）・（ｂ）に示され、また図４（ａ）の二点鎖線で示されるように、肉抜き孔１４の正面視において肉抜き孔１４の内側に全て位置する。これにより、肉抜き孔１４を機関本体１の側方から見た正面視で、取付部１１ａに設けられた挿通孔１１ｂが肉抜き孔１４の開口内に位置し、その挿通孔１１ｂに挿通された固定ねじ１５ｂの頭部も肉抜き孔１４の内側に位置するため、固定ねじ１５ｂの締め付けまたは緩め作業を行う際の工具１６のアクセスを容易に行うことが可能となる。

図６（ａ）に示されるように、肉抜き孔１４とボルト挿通孔１３との連通部分は、ボルト挿通孔１３の略下半分を肉抜き孔１４が横切るように形成されている。また、肉抜き孔１４とボルト挿通孔１３との連通部分には、図に示される肉抜き孔１４の貫通方向から見て、ボルト挿通孔１３の軸線方向に直線状に延在する突入端部としての直線部１４ａと、直線部１４ａの両端側の両角部１４ｂとが形成されている。直線部１４ａは平坦面を形成する。図示例では直線部１４ａにより肉抜き孔１４のボルト挿通孔１３への突入端部が形成されているが、両角部１４ｂ間の形状は平坦な直線部１４ａに限られず、鈍化された形状として例えば大円の一部や緩やかな曲線により形成されていてもよい。角部１４ｂは、肉抜き孔１４の幅ｂに対して小さな半径ｒ（＜ｂ／２）により形成されている。また、肉抜き孔１４の貫通方向から見て両角部１４ｂに連続する両側面１４ｃが、ボルト挿通孔１３の軸線Ｃ１に対して直交する面で形成されている。

これにより、ボルト挿通孔１３と肉抜き孔１４との連通部分に形成される縁において、鋭角部分（薄肉部分）を無くすようにすることができる。例えば図６（ａ）の二点鎖線で示される円弧状に突入端部１８を形成した場合には、ボルト挿通孔１３の中心より下側部分で交差する部分において鋭角部分が生じる。

図６（ｂ）は、図６（ａ）のVIｂ−VIｂ線に沿って矢印方向に見た部分断面図である。図に示されるように、本発明により形成された肉抜き孔１４によれば、側面１４ｃに近い位置でのボルト挿通孔１３の軸線Ｃ１方向から見た断面において、ボルト挿通孔１３と肉抜き孔１４との連通部分の縁部１９ａの角度θ１は直角に近い角度である。それに対して、肉抜き孔１４の突入端部１８を円弧状とした場合には、図の二点鎖線で示されるようになり、その縁部１９ｂの角度θ２はθ１よりも小さな鋭角となってしまう。このような鋭角となる縁部１９ｂが存在すると、ボルト挿通孔１３に支持ボルト１２ａが挿通された状態で熱の影響により膨脹収縮変形が生じると、支持ボルト１２ａと突出部８ｃとの間での熱膨張率の違いにより縁部１９ｂに大きな応力が発生する虞がある。本発明によれば、縁部１９ａが鋭角とならないため、そのような応力を低減し得る。

また、図示例のように肉抜き孔１４の突入端部（１４ａ）がボルト挿通孔１３の軸線Ｃ１近傍までとされていることにより、ボルト挿通孔１３の肉抜き孔１４との連通部分において、板状部分１７が肉抜き孔１４により分断されないため、板状部分１７による支持ボルト１２ａの支持強度が損なわれることがない。

また、ケーシングブラケット８は、機関本体１への取り付け後においても、排気系の熱を受けても肉抜き孔１４から放熱し得るため、過大な熱膨張が抑制される。それにより、突出部８ｃの熱変形量も小さいため、内燃機関Ｅの運転停止に伴う突出部８ｃの膨脹収縮による支持ボルト１２ａの応力変化も抑制され、支持ボルト１２ａによるＡＣＧ７の固定状態が損なわれることがない。

以上、本発明を、その好適実施形態の実施例について説明したが、当業者であれば容易に理解できるように、本発明はこのような実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、肉抜き孔１４とボルト挿通孔１３との連通部分は、図示例のボルト挿通孔１３の直径方向略下半分を肉抜き孔１４が横切る位置関係に限られるものではなく、肉抜き孔１４がボルト挿通孔１３を完全に横切る大きさに形成されていてもよい。また、上記実施形態に示した構成要素は必ずしも全てが必須なものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて適宜取捨選択することが可能である。

１ 機関本体
１ａ 壁面
１ｂ 凹部
４ 触媒コンバータ
７ ＡＣＧ（補機）
８ ケーシングブラケット（ブラケット）
８ｃ 突出部
８ｆ 対向凹部
１１ ＯＣＶフィルタ（付属部品）
１１ａ 取付部
１３ ボルト挿通孔
１４ 肉抜き孔
１４ａ 直線部（突出端部）
１４ｃ 側面
１６ 工具
１７ 板状部分
Ｃ１ 軸線
Ｅ 内燃機関
Ｗ１・Ｗ２ 冷却水通路

Claims (8)

1. 内燃機関の機関本体の排気側に配置された補機を有する内燃機関の補機取付構造であって、
   前記補機を支持するべく前記機関本体の排気側の壁面に取り付けられるブラケットを有し、
   前記ブラケットには、前記補機を取り付けるためのボルトを挿通するボルト挿通孔と、前記ボルト挿通孔と交差して連通するように空けられた肉抜き孔とが設けられていることを特徴とする内燃機関の補機取付構造。
2. 前記機関本体には、付属部品が取り付けられており、
   前記付属部品は、前記機関本体に取り付けられる取付部を有し、
   前記取付部が、前記肉抜き孔と対向する位置にあることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の補機取付構造。
3. 前記取付部の全ては、前記肉抜き孔の正面視において、前記肉抜き孔の内側に位置することを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の補機取付構造。
4. 前記肉抜き孔が前記ボルト挿通孔の軸線に対して直交する側面を介して前記ボルト挿通孔と交差するように設けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の内燃機関の補機取付構造。
5. 前記ボルト挿通孔と交差する前記肉抜き孔の、前記ボルト挿通孔への突入端部の横断面形状が、平坦若しくは鈍化された形状を有することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の内燃機関の補機取付構造。
6. 前記ブラケットの内部に冷却水通路が設けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の内燃機関の補機取付構造。
7. 前記ブラケットが、前記壁面に沿って触媒コンバータに隣接するように配置され、
   前記冷却水通路が、前記ボルト挿通孔と前記触媒コンバータとの間に位置することを特徴とする請求項６に記載の内燃機関の補機取付構造。
8. 前記ブラケットは前記壁面から離反する向きに突出する突出部を有し、
   前記突出部に前記ボルト挿通孔が設けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の内燃機関の補機取付構造。

Images