JP2019108102A - エンジンルーム構造 - Google Patents

Abstract

【課題】補機に冷却風を効果的に指向させる。【解決手段】エンジンＥの少なくとも一側部に沿って冷却風が流されると共に、一側部から突出する突出体２２，３０の下流側に補機５０が配置されたエンジンルーム構造であって、所定の高温雰囲気にて熱変形することにより冷却風を補機５０に指向させる導風板６０を備えた。【選択図】図５

Description

本開示は、エンジンルーム構造に関し、特に、リアエンジンバスのエンジンルーム構造に関する。

一般的に、車体後部にエンジンを搭載したリアバスエンジンでは、車体前後方向に延びる一対のサイドメンバの後端側にマウント部材を介してエンジンを支持すると共に、該エンジンの周囲を外装パネル等で囲むことによりエンジンルームが区画されている（例えば、特許文献１参照）。このようなエンジンルーム構造において、エンジンの冷却風は、外装パネルの開口から取り込まれてヘッドカバーの上方を通過し、エンジンの排気側の側部を上方から下方に沿って流れた後に外部へ放出される。

特開２０１１−１２１４４１号公報

ところで、上記のようなエンジンルーム構造において、エンジンの側部から突出する排気マニホールドや過給機等の直下方に補機を配置すると、冷却風が補機に当たり難くなることで、当該補機の冷却効率を低下させるといった課題がある。特に、排気マニホールドや過給機の周囲は高温雰囲気に曝されるため、補機に冷却風を効果的に指向させることが望まれる。

本開示の技術は、補機に冷却風を効果的に指向させることを目的とする。

本開示の技術は、エンジンの少なくとも一側部に沿って冷却風が流されると共に、前記一側部から突出する突出体の下流側に補機が配置されたエンジンルーム構造であって、所定の高温雰囲気にて熱変形することにより前記冷却風を前記補機に指向させる導風板を備えることを特徴とする。

また、前記冷却風が前記エンジンの排気側の側部を上方から下方に向けて流され、前記突出体が前記エンジンのシリンダヘッドに設けられた排気マニホールド及び、又は前記排気マニホールドに接続された過給機であり、前記補機が前記排気マニホールド及び、又は前記過給機の下方に配置されてもよい。

また、前記導風板は、可動部及び固定部を備え、前記高温雰囲気にて前記可動部が前記固定部に対して所定の角度で傾斜する形状記憶合金で形成されていることが好ましい。

また、前記導風板は、第１材料層と、該第１材料層の熱膨張係数よりも大きな熱膨張係数を有する第２材料層とを含むバイメタルであって、前記第２材料層側に固定部を有することが好ましい。

本開示の技術によれば、補機に冷却風を効果的に指向させることができる。

本実施形態に係る車両の一例を示す模式図である。 （Ａ）は、本実施形態に係るエンジンルーム構造を車体後方から視た模式図であり、（Ｂ）は、本実施形態に係るエンジンルーム構造を車体上方から視た模式図である。 本実施形態に係る導風板を示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は常温時の断面図、（Ｃ）は高温時の断面図である。 本実施形態に係るエンジンルーム構造の要部拡大図である。 本実施形態に係るエンジンルーム構造の要部拡大図である。 他の実施形態に係る導風板を示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は常温時の断面図、（Ｃ）は高温時の断面図である。

以下、添付図面に基づいて、本実施形態に係るエンジンルーム構造について説明する。同一の部品には同一の符号を付してあり、それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。

［車両の一例］
図１は、本実施形態に係る車両の一例を示す模式図である。車両１は、操舵輪としての前輪２及び、駆動輪としての後輪３を備えている。本実施形態の車両１は、後輪３よりも後方の車体後部にエンジンＥを搭載した所謂リアエンジンバスである。エンジンＥを収容するエンジンルーム１０は、車体外壁をなす外装パネル４と、車体内部に配置された防熱パネル７等により車体後部に区画形成されている。

［エンジンルーム構造］
図２（Ａ）は、本実施形態に係るエンジンルーム構造を車体後方から視た模式図であり、図２（Ｂ）は、本実施形態に係るエンジンルーム構造を車体上方から視た模式図である。同図に示すように、エンジンＥは、下側から順に、オイルパン１１（図２（Ａ）参照）、クランクケース１２、シリンダブロック１３、シリンダヘッド１４（図２（Ａ）参照）及び、ヘッドカバー１５を備えている。左右一対のサイドメンバ４０，４１は、車体前後方向に延設されている。エンジンＥは、クランク軸方向（長手方向）を車体前後方向に向けた状態で、各サイドメンバ４０，４１の後端側にマウント部材４２，４３（図２（Ａ）参照）等を介して支持されている。

シリンダヘッド１４の右側部には、吸気マニホールド２０が設けられている。吸気マニホールド２０には、過給機３０（突出体の一例）のコンプレッサ３１（図２（Ｂ）参照）を含む吸気管２１が接続されている。シリンダヘッド１４の左側部には、排気マニホールド２２（突出体の一例）が設けられている。排気マニホールド２２には、過給機３０のタービン３２を含む排気管２３（図２（Ａ）参照）が接続されている。さらに、排気管２３には、排気浄化装置２４が設けられている。

シリンダブロック１３には、何れも不図示のシリンダを冷却するウォータジャケットが設けられ、該ウォータジャケットには冷却水循環配管２５が接続されている。冷却水循環配管２５には、冷却水を冷却するラジエータ２６が設けられている。ラジエータ２６には、クランクシャフトＣＳから不図示のプーリ等を介して取り出した動力で回転する冷却ファン２７が対向配置されている。

エンジンルーム１０は、車体前後方向に延びる右サイドフレーム４４等に取り付けられた右外装パネル４Ａと、車体前後方向に延びる左サイドフレーム４５等に取り付けられた左外装パネル４Ｂと、これら左右の外装パネル４Ａ，４Ｂの後端縁に架け渡された後外壁パネル４Ｃ（図２（Ｂ）参照）と、客室空間を仕切る前側の防熱パネル７Ａと、上側の防熱パネル７Ｂ（図２（Ａ）参照）とにより区画形成されている。

また、エンジンルーム１０は、車体前後方向に延びる左右のサイドメンバ４０，４１に取り付けられた左右一対のパネル材８Ａ，８Ｂによって三つの空間Ｓ１〜Ｓ３に仕切られている。車体幅方向右側の第１空間部Ｓ１には、ラジエータ２６や冷却ファン２７等の冷却ユニットが収容され、車体幅方向略中央の第２空間Ｓ２にはエンジンＥが収容され、車体幅方向左側の第３空間部Ｓ３には排気浄化装置２４や不図示の消音器等が収容されている。

図２（Ｂ）に示すように、右外装パネル４Ａの開口９から第１空間部Ｓ１内に取り込まれた外気（以下、冷却風）は、図２（Ｂ）中に矢印Ｙ１で示すように、後外壁パネル４Ｃの内側面に当てられる。さらに、後外壁パネル４Ｃに当てられた冷却風は、図２（Ａ）中に矢印Ｙ２で示すように、第２空間Ｓ２に流れ込んでヘッドカバー１５の上部からシリンダヘッド１４の排気側に送られると共に、エンジンＥの左側部（排気側の側部）とパネル材８Ｂとの間を通過して下方へ送出される。

すなわち、本実施形態のエンジンルーム１０では、第１空間部Ｓ１内に取り込んだ冷却風を、エンジンＥが収容された第２空間部Ｓ２に送り込むことで、エンジンＥの冷却を促進させつつ、第３空間部Ｓ３への冷却風の導入を遮断することにより、排気浄化装置２４の温度低下が抑制されるようになっている。

［補機］
本実施形態において、冷却風が送り込まれるエンジンＥの左側部には、補機の一例としてのスタータモータ５０が設けられている。スタータモータ５０は、フライホイール１６のリングギヤに噛合するピニオンギヤ５１を備えている。スタータモータ５０は、排気マニホールド２２及び、又は過給機３０の直下方に位置するシリンダブロック１３（又は、クランクケース１２）に不図示のブラケット等で固定されている。スタータモータ５０は、過給機３０よりも車体幅方向の内側に位置しているため、エンジンＥの左側部とパネル材８Ｂとの間を通過する上記冷却風の流れは、スタータモータ５０には当たらずに通過され、下方へ送出されることになる。

従って、スタータモータ５０は、エンジンＥや排気マニホールド２２、排気管２３からの放熱により加熱された場合に、上記冷却風の流れによっては冷却されにくいことになる。しかも、リアエンジンの場合、他の経路から風を導入することは期待できない。この場合、冷却風の流れをスタータモータ５０の方向へ向けるガイド板をパネル材８Ｂ等に取り付けることも考えられる。しかし、車体幅方向に突起部分が生じてしまうため、エンジンＥを搭載する際やエンジンＥのメンテナンス時に邪魔になり、作業性が悪くなってしまう。このため、本実施形態ではかかる問題点を解消すべく、熱変形可能な導風板を設けている。以下、この導風板について詳述する。

［導風板］
図２（Ａ）に示すように、パネル材８Ｂにおいて、過給機３０と対向する位置で、かつスタータモータ５０の左斜め上側の位置に、導風板６０が設けられている。なお、スタータモータ５０が図示の位置よりも鉛直方向下側にある場合には、導風板６０は、エンジンＥの左側面と対向するサイドメンバ４１の車体幅方向内側の側面に取付けられてもよい。

図３は、本実施形態に係る導風板を示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は常温時の断面図、（Ｃ）は高温時の断面図である。導風板６０は、図３（Ａ）に示すように正面平板状であり、可動部６２と固定部６４とを備える。導風板６０は、低温雰囲気である常温時は図３（Ｂ）に示すように断面直線状であるが、高温雰囲気である高温時（例えば、１２０℃以上）は図３（Ｃ）に示すように断面略Ｖ字状、又は略Ｌ字状となって導風作用を奏する。

導風板６０は、可動部６２により導風作用が行われ、固定部６４によりパネル材８Ｂの壁面に固定される。可動部６２及び固定部６４は、形状記憶合金によって一体的に形成される。形状記憶合金は、高温雰囲気中で所定の形状に成形した後、常温などの低温雰囲気中で別の形状としても、雰囲気温度の上昇に伴い元の形状に復元する性質を有する。

形状記憶合金としては、Ｔｉ−Ｎｉ合金、Ｃｕ−Ｚｎ−Ａｌ合金、Ｃｕ−Ａｌ−Ｎｉ合金などが好適に利用でき、いずれも熱的に可逆的な変化を示す相転移 (相変態，マルテンサイト変態と呼ぶ) を利用している。そこで、導風板６０を、予め１２０℃以上の温度で、図３（Ｃ）に示すように、可動部６２が固定部６４に対して例えば、θ＝３０〜４０°程度傾斜した形状になるように成形して、しばらくこの状態に保持しておく。その後、導風板６０を常温で、図３（Ｂ）に示すように、可動部６２及び固定部６４を直線状とし、固定部６４をパネル材８Ｂの壁面に面接触させた状態で溶接等の手段で固定する。
［冷却風の流れ］
次に、図４及び図５に基づいて、エンジンルーム１０の第２空間Ｓ２における冷却風の流れを説明する。第２空間Ｓ２に取り込まれた冷却風は、図４の矢印Ｙ２で示すように、ヘッドカバー１５の上部からシリンダヘッド１４の排気側に送られる。ここで、常温時においては、導風板６０は、同図に示すように、パネル材８Ｂの壁面と平行な状態となっている。このため、冷却風は、矢印Ｙ３で示すように、エンジンＥの左側部とパネル材８Ｂとの間を通過し、矢印Ｙ４で示すように、車両の下方へ送出される。

これに対して、高温時（例えば、１２０℃以上）では、図５に示すように、導風板６０は、可動部６２が固定部６４に対してθ＝３０〜４０°程度右側に傾斜した形状になっているので、冷却風は、矢印Ｙ５に示すように、スタータモータ５０へと向けられ、スタータモータ５０が冷却される。
［本実施形態の効果］
本実施形態に係る車両のエンジンルーム構造においては、エンジンＥの排気側に配置されたスタータモータ５０の左斜め上側の位置に、高温時に可動部６２がスタータモータ５０側へ傾斜する導風板６０が設けられている。このため、スタータモータ５０がエンジンＥや排気マニホールド２２、排気管２３からの放熱によって加熱された高温雰囲気中で、冷却風をスタータモータ５０に当てることが可能になる。従って、エンジンＥの周囲に配置されたスタータモータ５０の冷却効率の向上を図ることができる。

また、常温時には、導風板６０は、パネル材８Ｂの壁面と平行な状態となっており、高温時のように可動部６２が突起した状態ではないため、エンジンＥの搭載時やメンテナンス時の際に作業の邪魔になることがなく、作業性に優れたものとなる。
［他の実施形態］
本実施形態に係るエンジンルーム構造は、導風板６０の代わりに導風板７０が設けられている以外は、上述した実施形態に係るエンジンルーム構造と同様である。

図６は、本実施形態に係る導風板を示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は常温時の断面図、（Ｃ）は高温時の断面図である。導風板７０は、図６（Ａ）に示すように正面平板状であり、図６（Ｂ）に示すように、相互に熱膨張係数の異なる第１材料層７２及び第２材料層７４が相互に固着されたバイメタルで形成されている。導風板７０は、常温時は図６（Ｂ）に示すように断面直線状であるが、高温時は図６（Ｃ）に示すように断面円弧状となって導風作用を奏する。また、導風板７０は、固定部７６によりパネル材８Ｂの壁面に溶接等の手段で固定される。

本実施形態においては、第１材料層７２の熱膨張係数よりも第２材料層７４の熱膨張係数の方が大きく形成されている。低熱膨張側である第１材料層７２は、例えば、Ｎｉ及びＦｅの合金層によって形成することができる。他方、高熱膨張側である第２材料層７４は、例えば、Ｃｕの金属層やＭｎ、Ｎｉ及びＣｏの合金層によって形成することができる。しかし、これら以外の金属層又は合金層の組み合わせを用いてもよいことは言うまでもない。

導風板７０は、常温時においては、図６（Ｂ）に示すように、第１材料層７２及び第２材料層７４が相互に固着された状態で断面直線状である。しかし、高温時では第２材料層７４側の方が大きく膨張するため、図６（Ｃ）に示すように、固定部７６とは反対側に向かって反り返るため、断面略Ｖ字状、又は略Ｌ字状となって導風作用を奏する。このため、スタータモータ５０がエンジンＥや排気マニホールド２２、排気管２３からの放熱によって加熱された高温雰囲気中で、冷却風をスタータモータ５０に当てることが可能になる。従って、エンジンＥの周囲に配置されたスタータモータ５０の冷却効率の向上を図ることができる。

また、常温時には、導風板７０は、パネル材８Ｂの壁面と平行な状態となっており、高温時のように導風板７０が突起した状態ではないため、エンジンＥの搭載時やメンテナンス時の際に作業の邪魔になることがなく、作業性に優れたものとなる。

以上、本開示のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、本開示の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

例えば、上記実施形態では、リアエンジンバスのエンジン側部に配置されたスタータモータ５０を対象としたが、これ以外にもエンジンの排気側に設けられてエンジンからの熱を被るおそれのある電装品等に対しても適用することができる。

また、リアエンジンバスのみならず、フロントにエンジンが搭載されるタイプの車両においても、例えば、エンジンＥの側部に沿って冷却風が流され、マニホールド２０，２２や過給機３０等の突出体に対して補機が冷却風の下流側に配置される他の構造のエンジンルームにも広く適用することが可能である。

また、上記実施形態では、導風板６０の形状を平板状としたが、所望の導風作用が得られるように、少なくとも一部を湾曲させることもできる。

さらに、上記実施形態では、導風板７０として相互に熱膨張係数が異なる２層の金属層又は合金層を用いたが、３層以上の金属層又は合金層で構成してもよい。また、導風板の一部を熱膨張係数の異なるセラミック層で構成することもできる。

Ｅ エンジン
１ 車両
８Ａ，８Ｂ パネル材
１０ エンジンルーム
２０ 吸気マニホールド
２２ 排気マニホールド
３０ 過給機
５０ スタータモータ
６０ 導風板
６２ 可動部
６４ 固定部
７０ 導風板
７２ 第１材料層
７４ 第２材料層
７６ 固定部

Claims (4)

1. エンジンの少なくとも一側部に沿って冷却風が流されると共に、前記一側部から突出する突出体の下流側に補機が配置されたエンジンルーム構造であって、
   所定の高温雰囲気にて熱変形することにより前記冷却風を前記補機に指向させる導風板を備える
   ことを特徴とするエンジンルーム構造。
2. 前記冷却風が前記エンジンの排気側の側部を上方から下方に向けて流され、前記突出体が前記エンジンのシリンダヘッドに設けられた排気マニホールド及び、又は前記排気マニホールドに接続された過給機であり、前記補機が前記排気マニホールド及び、又は前記過給機の下方に配置された
   請求項１に記載のエンジンルーム構造。
3. 前記導風板は、可動部及び固定部を備え、前記高温雰囲気にて前記可動部が前記固定部に対して所定の角度で傾斜する形状記憶合金で形成されている
   請求項１又は２に記載のエンジンルーム構造。
4. 前記導風板は、第１材料層と、該第１材料層の熱膨張係数よりも大きな熱膨張係数を有する第２材料層とを含むバイメタルであって、前記第２材料層側に固定部を有する
   請求項１又は２に記載のエンジンルーム構造。

Images