JP4046002B2 - エンジンの燃料系統保護装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の燃料系統保護装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
特許文献１には、樹脂性の吸気通路の固定部を、この固定部を補強することにより剪断方向に損傷する吸気通路の脆弱部とこの吸気通路が損傷する剪断方向方向に位置する燃料系部品との間に配置される保護部材で補強することで、エンジンルームが変形する車両衝突時等による吸気通路の変形及び損傷によって、燃料系部品を保護するようにしたものが開示されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００３−３５２２８号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１は、上部インテークマニホールドの脆弱部の変形及び損傷に対して燃料系部材を保護しているに過ぎず、車両衝突時に、様々な方向からのエンジンルーム内高剛性部品の接触や、車両変形によるインテークマニホールド生存空間の減少に対しては、燃料系部品を効果的に保護することができない虞があり、場合によっては燃料系部品を圧縮し、破壊させてしまう可能性がある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る内燃機関の燃料系統保護装置は、エンジン本体の側壁に接続された樹脂製の吸気マニホールドと、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、エンジン気筒列方向に沿って配設された燃料系部材と、
エンジン本体に対して固定され、燃料系部材を保護するように、この燃料系部材の周囲を覆うプロテクタと、を備え、プロテクタは、エンジン本体の側壁側から吸気マニホールドに向かって延びる２つの側片部と、両側片部の先端を繋ぐ細長い板状の上片部と、を有し、吸気マニホールドは、プロテクタの上片部に向かって延び、先端がプロテクタの上片部に近接し、上片部を挟んでエンジン本体部と向かい合うリブを有することを特徴としている。
【０００６】
【発明の効果】
本発明によれば、吸気マニホールドに形成されたリブがプロテクタに当接することで、プロテクタのエンジン本体側に向かってめくれ上がるような変形が規制され、燃料系部材が配設された空間がプロテクタによって確保されて燃料系部材を確実に保護することができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
【０００８】
図１は、本発明に係るエンジンの燃料系統保護装置の全体構成を示している。尚、本実施例は４気筒のエンジンに適用したものであり、図１の紙面垂直方向が車両前後方向となる。
【０００９】
アルミ合金等の金属材料からなるシリンダヘッド１は、シリンダブロック（図示せず）とともにエンジン本体を構成している。
【００１０】
このシリンダヘッド１の一方の側壁２、すなわちエンジン本体の一方の側壁２には、樹脂製の吸気マニホールド３が接続されている。
【００１１】
吸気マニホールド３は、エンジンの気筒数に対応した数の分岐管を連結した構造となっていると共に、シリンダヘッド１の上方に向かって全体が湾曲した形状となるよう形成されている。
【００１２】
この吸気マニホールド３には、エアクリーナ３０が一体に形成されている。ここで吸気の流れを簡単に説明すると、吸気導入口３１からエアクリーナ３０内に導入された吸気は、吸気吐出口３２から図示せぬダクトを介して吸気マニホールド３のコレクタ部３３に設けられた吸気導入口３４に供給されている。
【００１３】
吸気マニホールド３と、シリンダヘッド１の一方の側壁２とにより挟まれた空間４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５が配設されている。この燃料噴射装置は、各気筒毎に設けられた燃料噴射弁６及び気筒列方向に延設されてこれら燃料噴射弁６に燃料を送るフューエルチューブ７を備えている。フューエルチューブ７への燃料の供給は図外の燃料タンク（図示せず）から燃料パイプ８を通して行われる。また、この空間４には、燃料噴射装置５を保護するように、この燃料噴射装置５の周囲を覆うプロテクタ９が配設されている。
【００１４】
吸気マニホールド３は、振動溶着によって互いに接合されたアッパーブランチ１０とロアブランチ１１とからなっている。
【００１５】
アッパーブランチ１０は、吸気流通方向に略沿った分割面１２を有し、この分割面１２にて第１部材１３と第２部材１４とが振動溶着によって接合されたものであって、この分割面１２の吸気下流側の端部１２ａは、空間４の反対側となる第２部材１４の外表面上に位置するように形成されている。そして、ロアブランチ１１には、図２に示すように、燃料噴射弁６ががサブアッセンブリされたフューエルチューブ７が固定されている。
【００１６】
プロテクタ９は、鉄等の剛性の高い金属材料からなっており、図１〜図３に示すように、シリンダヘッド１の一方の側壁２から斜め上方に延びる２つの側辺部１５と、２つの側辺部１５の先端を繋ぐ細長い矩形板状の上片部１６と、からなり、２つの側片部１５の略Ｌ字形状の先端が、それぞれ上片部１６の端部に溶接されている。そして、プロテクタ９は、シリンダヘッド１の一方の側壁２に対して、エンジン上方側では、僅かな間隙１７を隔てて非接触状態を保ち、エンジン下方側でボルト１８により固定されている。換言すれば、プロテクタ９は、シリンダヘッド１の一方の側壁２に対して、エンジン上方側では、シリンダヘッド１の一方の側壁２の上部に形成された係止部２９と僅かな間隙１７を隔てて対向している。
【００１７】
側片部１５は、図３に示すように、フューエルチューブ７の一端面を覆う第１側壁１９と、フューエルチューブ７の一端をフューエルチューブ７の長手方向に沿って覆う第２側壁２０と、シリンダヘッド１の一方の側壁２に沿った平板状の取付壁２１と、を有し、取付壁２１がロアブランチ１１を介してシリンダヘッド１の一方の側壁２にボルト１８により固定されている。より詳しくは、取付壁２１とロアブランチ１１の両端部とは、ボルト１８により共締めされている。
【００１８】
側片部１５について詳述すれば、本実施例における側片部１５は、略Ｌ形状の平板を２箇所で折曲することによって得られる３次元構造であり、第１側壁１９と第２側壁２０とが互いに連続し、取付壁２１は第１側壁１９を介して第２側壁２０と連続しているものである。そして、第１側壁１９の先端と第２側壁２０の先端とによって、側片部１５の略Ｌ字形状の先端が形成されている。
【００１９】
つまり、プロテクタ９の両端は、上片部１６と両側片部１５，１５とにより箱形状となっている。また、側片部１５の取付壁２１は、一部がロアブランチ１１に対して当接し、ロアブランチ１１に当接した部分がボルト１８によって固定された構造となっている。
【００２０】
一方、上片部１６は、図１及び図２に示すように、燃料噴射装置５の斜め上方に気筒列方向に沿って延在している。この上片部１６には、図３に示すように、主として軽量化を図るために複数の肉抜き穴２２が形成されていると共に、吸気マニホールド３側となる先端側に上片部１６の長手方向に沿って延びるビード２３が形成されている。このビード２３は、シリンダヘッド１上方側に向かって凸となる窪みであって、プレス加工によって形成される。
【００２１】
そして、吸気マニホールド３のアッパーブランチ１０には、図１及び図２に示すように、各分岐管（４つ）毎に、吸気流通方向に沿って延びるリブ２４が、それぞれ２つづつ形成されている。これらのリブ２４は、上片部１６の吸気マニホールド３側の先端の上面１６ａに対して、リブ２４の先端２４ａが僅かな間隙２５を隔てて対向するよう形成されている。詳述すれば、各リブ２４は、先端２４ａが、ビード２３よりも吸気マニホールド３側となる上片部１６の上面１６ａと対向するように形成されている。
【００２２】
尚、吸気マニホールド３に形成されるリブ２４は、各分岐管毎に設けられていればよく、上述した実施例のように各分岐管に形成されるリブの数は２つに限定されるものではない。
【００２３】
車両衝突によってエンジンルームが変形し、図４の矢印Ｆ方向から吸気マニホールド３に大きな衝撃荷重が作用した場合、吸気マニホールド３は、アッパーブランチ１０とロアブランチ１１の接合面に沿った第１破断予想線２６、もしくはアッパーブランチの分割面１２に略沿った第２破断予想線２７のいずれかから破断すると予想される。
【００２４】
ここで、第１破断予想線２７から吸気マニホールド３が破断した場合のプロテクタ９の挙動について説明する。
【００２５】
図５に示すように、吸気マニホールド３が第１破断予想線２６から破断し、アッパーブランチ１０がシリンダヘッド１側に向かって傾くと、プロテクタ９の上片部１６の先端がアッパーブランチ１０に当接し、プロテクタ９に対して矢印ｆ方向、すなわち吸気マニホールド３側から荷重が入力される。
【００２６】
このときのプロテクタ９は、プロテクタ９全体として、シリンダヘッド１側に向かってめくれ上がるように変形しようとするが、上片部１６先端の上面がアッパーブランチ１０に設けられたリブ２４に引っ掛かることにより、プロテクタ９のシリンダヘッド１側に向かってめくれ上がろうとする変形は抑制される。
【００２７】
そして、図５に示す状態のプロテクタ９にさらに吸気マニホールド３側から荷重が入力、換言すればプロテクタ９に対して過度の荷重が入力されると、図６に示すように、プロテクタ９は、自身の剛性のみでは支えきれず、プロテクタ９のエンジン上方側がシリンダヘッド１に形成された係止部２９に突き当たる。つまり、プロテクタ９のシリンダヘッド１側への倒れ込みによって、間隙１７が消失し、プロテクタ９のエンジン上方側がシリンダヘッド１、より詳しくは係止部２９によって支持される。換言すれば、プロテクタ９は、エンジン本体側に向かって所定量（間隙１７に相当する量）以上倒れ込むと、シリンダヘッド１の一方の側壁２の上部に設けられた係止部２９と当接する。
【００２８】
すなわち、プロテクタ９は、プロテクタ９のエンジン下方側に加え、エンジン上方側もシリンダヘッド１によって支持されることになり、プロテクタ９に対して入力された過度の荷重がシリンダブロック１によって支持され、燃料噴射装置を保護する空間が確保される。
【００２９】
ここで、プロテクタ９は、シリンダヘッド１に対して固定された側片部１５の取付壁２１に強度を上げるためのリブ等が設けられておらず、取付壁２１は平板状となっている。また、上片部１６の先端側はビード２３によって剛性が上げられ、上片部１６の基端側は両側片部１５，１５が接合されることによって箱形状となり同じく剛性が上がっている。そのため、プロテクタ９に吸気マニホールド３側から荷重が入力されると、プロテクタ９は、図７に示すように、取付壁２１から変形することになり、この変形により、プロテクタ９は全体としてシリンダヘッド１側に向かってめくれ上がろうとする。
【００３０】
尚、プロテクタ９の挙動は、第２破断線２７から吸気マニホールド３が破断した場合も、第１破断線２６から吸気マニホールド３が破断した場合と同様である。
【００３１】
このように、吸気マニホールド３の変形もしくは破壊によりプロテクタ９に荷重が入力され、プロテクタ９がシリンダヘッド１側に向かってめくれ上がるように変形しようとしても、プロテクタ９の上片部１６先端の上面１６ａが吸気マニホールド３に形成されたリブ２４に当接し引っ掛かることにより、シリンダヘッド１側に向かってめくれ上がろうとするプロテクタ９の変形が抑制され、燃料噴射装置５を保護する空間を積極的に確保することができる。
【００３２】
また、プロテクタ９は、シリンダヘッド１に対して固定された取付壁２１が平板状で他の部位に比べて剛性が小さいため、この取付壁２１を起点に変形する。そのため、プロテクタ９は、取付壁２１を起点に、シリンダヘッド１側に向かってめくれ上がるよう変形する。つまり、吸気マニホールド３側からの荷重入力に対して、プロテクタ９は、一定方向にのみ変形し、この一定方向の変形を抑制するようリブ２４が設けられているので、燃料噴射装置５を保護する空間を積極的に確保することができる。
【００３３】
そして、プロテクタ９に更に大きな荷重が入力された場合には、プロテクタ９のエンジン上方側がシリンダヘッド１の係止部２９に突き当たるので、過度の荷重入力があった場合でも燃料噴射装置５を保護する空間を確実に確保することができる。
【００３４】
また、アッパーブランチ１０に設けられたリブ２４は、各分岐管毎に設けられているので、アッパーブランチ１０が気筒列方向に沿って一様に変形もしくは破壊しなかった場合であっても、確実にプロテクタ９の上片部１６先端の上面１６ａを吸気マニホールド３に形成されたリブ２４に当接させ引っ掛けることができる。
【００３５】
上記実施形態から把握し得る本発明の技術的思想について、その効果とともに列記する。
【００３６】
（１） エンジンの燃料系統保護装置は、エンジン本体の側壁と、エンジン本体の側壁に接続された湾曲した樹脂製の吸気マニホールドと、に挟まれた空間に配設された燃料系部材の周囲を覆うプロテクタを有し、プロテクタがエンジン本体側に向かってめくれ上がるように変形した際に、この変形を規制するようプロテクタに対して当接するリブが、吸気マニホールドに形成されている。つまり、吸気マニホールドに形成されたリブがプロテクタに当接することで、プロテクタのエンジン本体側に向かってめくれ上がるような変形が規制され、燃料系部材が配設された空間がプロテクタによって確保されて燃料系部材を確実に保護することができる。
【００３７】
（２） 上記（１）に記載のエンジンの燃料系統保護装置は、より具体的には、プロテクタがエンジン本体側に向かって所定量以上倒れ込んだ際に、このプロテクタに当接する係止部がエンジン本体に設けられている。これによって、燃料系部材を保護する空間を積極的に残すことができ、燃料系部材の損傷を防止することができる。
【００３８】
（３） エンジンの燃料系統保護装置は、エンジン本体の側壁に接続された樹脂製の吸気マニホールドと、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、エンジン気筒列方向に沿って配設された燃料系部材と、
エンジン本体に対して固定され、燃料系部材を保護するように、この燃料系部材の周囲を覆うプロテクタと、を備え、プロテクタは、エンジン本体の側壁側から吸気マニホールドに向かって延びる２つの側片部と、両側片部の先端を繋ぐ細長い板状の上片部と、を有し、吸気マニホールドは、プロテクタの上片部に向かって延び、先端がプロテクタの上片部に近接するリブを有する。プロテクタは、吸気マニホールド側からプロテクタに対して荷重が入力されると、側片部の取付壁が変形して、全体としてエンジン本体側に向かってめくれ上がるように変形する。これによって、エンジン本体の側壁と、エンジン本体の側壁に接続された湾曲した樹脂製の吸気マニホールドと、に挟まれた空間が狭まる方向に吸気マニホールドが変形すると、プロテクタと吸気マニホールドに設定されたリブとが当接し、プロテクタに覆われた燃料系部材を確実に保護することができる。
【００３９】
（４） 上記（３）に記載のエンジンの燃料系統保護装置は、より具体的には、吸気マニホールドに形成されたリブが吸気マニホールドの各分岐管毎に形成されている。
【００４０】
（５） 上記（３）または（４）に記載のエンジンの燃料系統保護装置において、プロテクタの側片部は、燃料系部材の一端面を覆う第１側壁と、燃料系部材の一端を燃料系部材の長手方向に沿って覆う第２側壁と、エンジン本体の側壁に対して固定された取付壁と、を有し、プロテクタの側片部の先端は、第１側壁の先端と第２側壁の先端とから構成され、取付壁は、第１側壁及び第２側壁の基端側に位置し、エンジン本体の側壁に沿った平板状を呈している。これによって、プロテクタをエンジン本体の側壁に対して固定する取付壁が、平板状となっているため、プロテクタに外部から応力が作用した際には、この取付壁を起点としてプロテクタを変形させることができる。
【００４１】
（６） 上記（５）に記載のエンジンの燃料系統保護装置において、吸気マニホールド側からプロテクタに対して過度の荷重が入力されると、プロテクタがエンジン本体に対して突き当たるよう構成されている。これによって、燃料系部材を保護する空間を積極的に残すことができ、燃料系部材の損傷を防止することができる。
【００４２】
以上説明したきた本発明について別の観点で次のように説明できる。エンジン本体の吸気取入口であるロアブランチ１１の上部にエンジン内に燃料を供給する燃料供給装置を設け、エンジン本体上方から吸気取入口に接続するよう湾曲させた吸気マニホールドとしてのアッパーブランチ１０を設けたエンジンの吸気装置において、車両の衝突変形に伴い、前記アッパーブランチ１０がエンジン本体側へ移動するよう倒れ込んだ時に、アッパーブランチ１０と燃料系部材との干渉を防止するよう燃料系部材を覆うプロテクタ９をエンジン本体に取り付け、該プロテクタ９は下部位置でエンジン本体に固定されており、前記吸気マニホールドのエンジン本体側への移動に伴いアッパーブランチ１０がプロテクタ９に干渉する。この時、プロテクタ９はエンジン側への移動時に、エンジン本体に固定されている取り付け部分（変形の起点）を中心として上方へめくれ上がる動きとなった場合でもこのプロテクタ９の上方への動きをアッパーブランチ１０下部に設けたリブ２４がプロテクタ９に係合してその動きを規制するためプロテクタ９は燃料供給装置を覆う位置に留まることができ、アッパーブランチ１０と燃料供給装置との干渉を防止できる。
【００４３】
更に、プロテクタ９はエンジン本体側へ所定量移動するとその移動がエンジン本体に設けられた係止部２９で移動が規制されるため、プロテクタ９はその上方とエンジン側とから支えられ、確実にアッパーブランチ１０の移動を規制することができる。
【００４４】
また、プロテクタ９の矩形板状の上片部１６には、アッパーブランチ１０に沿って、すなわちエンジンのシリンダ配列方向に沿って、上片部１６の長手方向に剛性確保のためにのビード２３が形成されている。このビード２３によりアッパーブランチ１０の移動に伴いそのリブ２４とプロテクタ９の上片部１６とが最初に係合する位置が上片部１６の端であっても中心付近であっても、プロテクタ９全体の上方へのめくれを抑えることができる。すなわち、衝突に伴いあらゆる角度でアッパーブランチ１０とプロテクタ９とが干渉することが想定されるリブ２４とプロテクタ９との係合位置は、プロテクタ９の上片部１６のどこで係合するか不明であるが、上片部１６全体の剛性を確保することによってどの位置で干渉しても確実にプロテクタ９全体のめくれ上がりを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るエンジンの燃料系統保護装置の全体構成を示す説明図。
【図２】本発明に係るエンジンの燃料系統保護装置の要部断面図。
【図３】本発明に係るエンジンの燃料系統保護装置を構成するプロテクタの斜視図。
【図４】本発明に係るエンジンの燃料系統保護装置の側面図。
【図５】車両衝突時の変形状態を示す説明図。
【図６】車両衝突時の変形状態を示す説明図。
【図７】車両衝突時の変形状態を示す説明図。
【符号の説明】
１…シリンダヘッド
２…側壁
３…吸気マニホールド
４…空間
５…燃料噴射装置
９…プロテクタ
１０…アッパーブランチ
１１…ロアブランチ
１５…側片部
１６…上片部
２４…リブ

Claims (4)

1. エンジン本体の側壁に接続された樹脂製の吸気マニホールドと、
   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、エンジン気筒列方向に沿って配設された燃料系部材と、
   エンジン本体に対して固定され、燃料系部材を保護するように、この燃料系部材の周囲を覆うプロテクタと、を備え、
   プロテクタは、エンジン本体の側壁側から吸気マニホールドに向かって延びる２つの側片部と、両側片部の先端を繋ぐ細長い板状の上片部と、を有し、
   吸気マニホールドは、プロテクタの上片部に向かって延び、先端がプロテクタの上片部に近接し、上片部を挟んでエンジン本体部と向かい合うリブを有することを特徴とするエンジンの燃料系統保護装置。
2. 吸気マニホールドに形成されたリブは、吸気マニホールドの各分岐管毎に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のエンジンの燃料系統保護装置。
3. プロテクタの側片部は、燃料系部材の一端面を覆う第１側壁と、燃料系部材の一端を燃料系部材の長手方向に沿って覆う第２側壁と、エンジン本体の側壁に対して固定された取付壁と、を有し、
   プロテクタの側片部の先端は、第１側壁の先端と第２側壁の先端とから構成され、
   取付壁は、第１側壁及び第２側壁の基端側に位置し、エンジン本体の側壁に沿った平板状を呈していることを特徴とする請求項１または２に記載のエンジンの燃料系統保護装置。
4. 吸気マニホールド側からプロテクタに対して過度の荷重が入力されると、プロテクタがエンジン本体に対して突き当たるよう構成されていることを特徴とする請求項３に記載のエンジンの燃料系統保護装置。

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