JP4457829B2 - エンジンのインタークーラ支持構造 - Google Patents

Description

本発明は、エンジンのインタークーラ支持構造に関するものである。

過給機付きエンジンでは、新気の充填効率を高めるためにインタークーラが付設される。特許文献１は、エンジンの上方域にインタークーラを略水平の状態で配設し、このインタークーラをブラケットを介してエンジンの吸気マニホールドと排気マニホールドとに支持させる構造を開示している。
特開平８−２５４１２５号公報

特許文献１に開示のようにエンジンの上方域にインタークーラを配設する構造を採用した場合、ボンネットラインを低く抑えるために、インタークーラの高さ位置が極力低くなるようにエンジンの頂面に接近して配置される。また、このようにエンジンの上方域へのインタークーラの搭載を考えると、吸気マニホールドの形態として、枝管に対する上流管の配置をエンジンの気筒配列方向に延びるような構造とすることが、インタークーラとの干渉を防止し、エンジン全体の高さを抑制し、更に平面スペースを抑制するという観点から好ましい。そして、インタークーラの出口タンクから吸気マニホールドの上流管に対する連通管はエンジンのクランク軸線と平行な面内で、インタークーラの出口タンクから下方に向けて延びるＵ字状の管とされ、その下流端を、吸気マニホールドの上流管に取り付けられるスロットルボディに対し、振動遮断のために弾性体からなる接続管に挿入する構造とすることが考えられる。しかし、エンジン上方域へのインタークーラの近接配置、吸気マニホールドの形態、Ｕ字状の管と接続管との接続構造を実現しようとした場合、エンジン上方域にインタークーラを組み付ける作業の際に、インタークーラの取付部とエンジン側の取付座との干渉の問題が発生し易い。

インタークーラの取付部とエンジン側の取付座との間にはマウントラバーが介装される関係上、これらインタークーラの取付面は略水平に設定され、インタークーラの重量がエンジンの吸気側や排気側に偏らないようにされており、エンジン上方域にインタークーラを組み付ける作業としてはインタークーラとＵ字状の管とを組み込んだものをインタークーラが傾斜姿勢となった状態で接続管に仮挿入し、その挿入部位を起点にインタークーラを揺動させながらインタークーラをエンジンの上方域に設置することになるが、その揺動起点がエンジン吸気側の側方にある関係で、インタークーラの取付部に組んだマウントラバーがエンジン側の取付座に干渉し、マウントラバーが損傷を受ける虞がある。

そこで、本発明の目的は、エンジンの上方域にインタークーラを略水平の状態つまり平置きの状態で配設した構成を採用したときに、インタークーラの組付作業を容易化すると共にインタークーラの設置作業の際にマウントラバーが損傷を受けるのを防止することのできるエンジンのインタークーラ支持構造を提供することにある。

かかる技術的課題は、本発明によれば、
排気過給機で昇圧した新気を冷却するためのインタークーラの入口タンクと出口タンクとがクランク軸の延び方向に延在した状態でエンジンの上方域に略水平の状態で配設されたインタークーラが、前記エンジンの一方の側の吸気側の取付座と、前記エンジンの他方の側の排気側の取付座とに着座した状態で固定される吸気側取付部と排気側取付部とを備え、これら吸気側取付部と排気側取付部に装着されたマウントラバーを介して、前記インタークーラが前記エンジンの吸気側と排気側に弾性支持されるエンジンのインタークーラ支持構造において、
前記排気過給機のコンプレッサ部から上方に向けて延びる加圧エア吐出管と、
該加圧エア吐出管と前記インタークーラの入口タンクとを連結する第１の可撓性耐圧接続管と、
前記インタークーラの出口タンクに固設され、エンジンのクランク軸線と平行な面内で、前記出口タンクから下方に向けて且つＵ字状に湾曲して延びるＵ字状吸気管と、
該Ｕ字状吸気管のクランク軸の延び方向且つ水平方向に向けて開放された下端開口とスロットルボディとを連結する第２の可撓性耐圧接続管とを有し、
前記インタークーラの前記吸気側取付部の下面には、該インタークーラを設置する作業の際に前記吸気側取付部に装着されたマウントラバーと前記エンジンの吸気側の取付座との干渉を回避するために、前記吸気側取付部に装着されたマウントラバーの近傍且つ水平方向で該マウントラバーよりも前記エンジン側に配設されて下方に向けて突出した突起が形成されていることを特徴とするエンジンのインタークーラ支持構造を提供することにより達成される。

すなわち、本発明のインタークーラ支持構造によれば、インタークーラをエンジンの上方域に設置するときに、先ず、Ｕ字状吸気管とスロットルボディとを第２の可撓性耐圧接続管で仮接続した状態でインタークーラを排気側に揺動させることによりインタークーラをエンジンの上方域に設置することができるため、インタークーラをエンジンの上方域に設置する作業性を向上することができる。

また、インタークーラを設置する作業の際に、インタークーラの吸気側取付部と、この吸気側取付部が着座する吸気側の取付座との干渉に伴うマウントラバーの損傷問題は、吸気側取付部に設けられたマウントラバーが吸気側の取付座と衝突する前に、吸気側取付部の下面に形成された突起が吸気側の取付座と当接してマウントラバーと吸気側取付座とが直接的に衝突するのを防止することができるため、マウントラバーの損傷を防止することができる。

本発明の好ましい実施の形態によれば、吸気側取付部の下面に形成した突起に、エンジン側に第１傾斜面が形成されている。また、エンジンの吸気側の取付座には、インタークーラを搭載するときに前記突起の第１傾斜面と摺接する第２傾斜面が形成されている。

この構成によれば、インタークーラを設置する作業の際に、吸気側取付部の下面の突起に設けられた第１傾斜面が、吸気側の取付座の第２傾斜面に対して摺接した状態となることから、インタークーラの組付作業性を良好なものにすることができる。

また、本発明の好ましい実施の形態では、エンジンの各気筒に新気を供給する吸気マニホールドの枝管がエンジンから一旦遠ざかった後に下方に湾曲する形状を有し、この枝管の下方に湾曲する部分に吸気側の取付座が形成されている。吸気マニホールドの枝管の集合部に連結されたスロットルボディがンジンの気筒配列方向一端部に設けられており、これにより、インタークーラの高さ位置を低く設定することができる。

請求項１の発明によれば、Ｕ字状吸気管とスロットルボディとを第２の可撓性耐圧接続管で仮接続した状態でインタークーラを排気側に揺動させることによりインタークーラをエンジンの上方域に設置する際に、インタークーラの吸気側取付部の下面に形成された突起が吸気側の取付座と当接してマウントラバーと吸気側取付座とが衝突するのを防止することができるため、吸気側のマウントラバーの損傷を防止しつつ安全にインタークーラを搭載することができる。

請求項２の発明によれば、インタークーラを排気側に揺動させるインタークーラの設置作業の際に、吸気側取付部の突起の第１傾斜面と、吸気側取付座の第２傾斜面とが摺接してインタークーラの移動軌跡を案内することができるためインタークーラの設置作業つまり組み付け作業性を向上することができる。

請求項３の発明によれば、吸気マニホールド枝管を下方に湾曲する形状とし、スロットルボディの配置位置をエンジンの気筒配列方向一端部に設定したことから、エンジンの吸気系の高さ寸法を抑え且つエンジンの吸気系をコンパクトに抑えながら、吸気マニホールドの枝管の下方に湾曲する部分に吸気側の取付座を形成したことにより、インタークーラの吸気側と排気側の取付部の間隔を拡大することができ、これによりインタークーラの支持安定性を向上することができる。

以下に、添付の図面に基づいて本発明の好ましい実施例を説明する。
図１は実施例のインタークーラ付き直噴エンジンユニットの斜視図である。図１を参照して、エンジンユニット１は直列多気筒（４気筒）エンジン２を含み、このエンジン２は、クランク軸を車幅方向に向けた、いわゆる横置きの状態で車両に搭載される。横置きエンジン２には、車体前方側に吸気系３が配設され、車体後方側に排気系４が配設されている（前方吸気、後方排気）。

エンジンユニット１は、排気ガスを利用して過給する排気過給機５を含み、過給機５で昇圧した新気は、空冷式インタークーラ６で冷却された後に、エンジン２の各気筒に供給される。排気過給機５は、コンプレッサ部５ａとタービン部（図示せず）とをエンジン２の気筒配列方向に沿って並置した状態でエンジン２の一端部に搭載されている。図１の参照符号７は燃料ポンプである。

インタークーラ６は、気筒配列方向つまり車幅方向に延びる入口、出口タンク６ａ、６ｂと、これらタンク６ａ、６ｂ間のコア部６ｃとを含む。インタークーラ６のコア部６ｃは、既知のように伝熱フィン（図示せず）を備え、この伝熱ファンによって熱交換が行われる。インタークーラ６の入口タンク６ａには、過給機５で昇圧された新気が供給される。この入口タンク６ａは、過給機５が位置するエンジン２の車体後方側に配設されている。入口タンク６ａに流入した新気（加圧エア）はコア部６ｃを通過する過程で空冷されて出口タンク６ｂに流入する。出口タンク６ｂは、吸気系３が位置するエンジンの２の車体前方側に配設され、この出口タンク６ｂ内の冷えた新気は吸気系３に供給される。

インタークーラ６は、エンジン２の上方域に略水平の状態つまり平置きの状態で配設され、エンジン２の気筒配列方向の一端から他端に亘って広がる大きさを有する。インタークーラ６の配置を具体的に説明すると、インタークーラ６は、車体前方に向けて前下がりに傾斜した状態で配設されている。すなわち、インタークーラ６は、車体後方側に位置する出口タンク６ｂが相対的に高位に、車体前方側に位置する入口タンク６ａが低位となるように配設されている（図２参照）。

排気過給機５は、コンプレッサ部５ａからほぼ垂直に上方に向けて延在する加圧エア吐出管５ｂを有する。排気過給機５とインタークーラ６とは、ゴムを主体とした第１可撓性耐圧接続管１０を介して連結されている。すなわち、インタークーラ６の入口タンク６ａは、排気過給機５が位置する車幅方向一端に入口側接続口６ｄを有し、この接続口６ｄと排気過給機５の加圧エア吐出管５ｂとが第１可撓性耐圧接続管１０によって連結されている。図１の参照符号１１は、第１可撓性耐圧接続管１０の両端を夫々固定するためのメタルバンドを示す。

インタークーラ６の出口タンク６ｂには、車幅方向一端部（入口タンク６ａの入口側接続口６ｄと同じ側の端部）の下端に、下方に延びるＵ字状の例えば鋳物などで作られた耐圧金属製の吸気管１２がボルトなどの締結手段により固設されており、このＵ字状吸気管１２は吸気マニホールド１３に連結されている。より具体的に説明すると、吸気マニホールド１３は、鋳物から作られており、従来と同様に、各気筒に新気を供給する枝管１３ａと、この枝管１３ａの集合部を構成するサージタンク部１３ｂとを有する。

吸気マニホールド１３の各枝管１３ａは、シリンダヘッド１４（図２）から一旦遠ざかった後に下方に湾曲する形状を有し、この枝管１３ａの下端にサージタンク部１３ｂが形成されている。吸気マニホールド１３には、サージタンク部１３ｂの車幅方向一端面（Ｕ字状吸気管１２が配設される側の端面）にスロットルボディ１５が取り付けられている。スロットルボディ１５は、その車幅方向一端面（Ｕ字状吸気管１２が配設される側の端面）から横方向に突出する入口（図示せず）を有し、このスロットルボディ入口と上記のＵ字状吸気管１２とが、ゴムを主体とした第２可撓性耐圧接続管１６を介して連結されている。

Ｕ字状吸気管１２とスロットルボディ１５との連結に関して詳しく説明すると、Ｕ字状吸気管１２は、エンジンの気筒配列方向に沿った上下平面上でＵ字状に湾曲した形状を有し、Ｕ字状吸気管１２の下端開口（エア吐出口）は、車幅方向且つ水平方向に向けて開放されている。そして、このＵ字状吸気管１２の下端開口は第２可撓性耐圧接続管１６を介してスロットルボディ１５に連結されている。図１の参照符号１７は、第２可撓性耐圧接続管１６の両端を夫々固定するためのメタルバンドを示す。

図２は、自動車の前部のエンジンルーム２０に搭載したエンジンユニット１の概要を示す。図２の参照符号２１はボンネットであり、このボンネット２１は前開き後ヒンジの形式で自動車ボディに組み付けられており、ボンネット２１の前端を上方に持ち上げることによりエンジンルーム２０にアクセスすることができる。

ボンネット２１の下面には、車体前後方向に延びる走行風案内通路２２が設けられている。走行風案内通路２２は、ボンネット２１の前端に通路入口２２ａを有する。通路入口２２ａの中に進入した走行風は、図２に矢印で示すように、案内通路２２を通じてインタークーラ６のコア部６ｃまで誘導され、走行風がコア部６ｃを通過することにより熱交換が行われる。

エンジン２の各気筒への新気の供給は、従来と同様であり、エアクリーナー（図示せず）から導入した新気が排気過給機５のコンプレッサ部５ａで加圧され、昇圧した新気はインタークーラ６で冷却された後に吸気マニホールド１３に導入され、吸気マニホールド１３の各枝管１３ａを通じて各気筒に充填される。

エンジン２に対するインタークーラ６の取付けは、３本の締結具Ｂ（ボルト）及びマウントラバーＲを使って行われる。図１を参照して、インタークーラ６の出口タンク６ｂには、車体前方に向けて延びる第１、第２の吸気側取付部２３、２４が一体に形成されている。この第１、第２の吸気側取付部２３、２４は車幅方向に離間して配設されている。他方、インタークーラ６の入口タンク６ａには、車体後方に向けて延びる一つの排気側取付部２５が一体に形成されている（図４）。この排気側取付部２５は、インタークーラ６の入口側接続口６ｄとは反対側の端部に配設されている。エンジン上方に平置きに搭載されるインタークーラ６の上記２つの吸気側取付部２３、２４と排気側取付部２５とは、ほぼ共通の水平面上に位置するのが好ましい。

説明の都合上、インタークーラ６の排気側取付部２５に関連した事項を先に説明すると、エンジン２には、車体後方側の側面にブラケット２７がボルトＢにより固設されている。ブラケット２７は下方に向けて延びる２つの脚２７ａ、２７ｂを有し、この２つの脚２７ａ、２７ｂがボルトＢによってエンジン２に締結されている。ブラケット２７の上端には、水平に延びる取付座２７ｃが形成されている。前述したインタークーラ６の排気側取付部２５にはマウントラバーＲが嵌装され、排気側取付部２５は、マウントラバーＲを介してブラケット２７の取付座２７ｃに着座した状態でボルトＢによって固定される（図４、図５参照）。なお、図５などに図示の参照符号２８は排気マニホールドであり、排気マニホールド２８は遮熱部材２９によって包囲されている。

次に、インタークーラ６の吸気側取付部２３、２４について説明すると、吸気側取付部２３、２４は、前方に向けて斜め下方に傾斜して延びる傾斜部２３ａ、２４ａと、傾斜部２３ａ、２４ａの前端から水平方向に延びる先端水平部２３ｂ、２４ｂとを有し、先端水平部２３ｂ、２４ｂにマウントラバーＲが装着されている。他方、吸気マニホールド１３の枝管１３ａには、図１から理解できるように、その下方に向けて湾曲する部位に、インタークーラ６を固定するための第１、第２の吸気側取付座３０、３１が一体成形されている。第１の吸気側取付座３０は、インタークーラ６のＵ字状吸気管１２に近い側の第１の吸気側取付部２３に対応した位置に配設され、他方、第２の吸気側取付座３０は、インタークーラ６のＵ字状吸気管１２から遠い側の第２の吸気側取付部２４に対応した位置に配設されている。この吸気マニホールド１３に形成された第１、第２の吸気側取付座３０、３１は、その前端に、前方に向けて斜め下方に延びる傾斜面３０ａ、３１ａを有する（図３）。

他方、インタークーラ６の第１、第２の吸気側取付部２３、２４には、傾斜部２３ａ、２４ａと先端水平部２３ｂ、２４ｂとの境に下方に向けて突出した突起３３が形成されている（図６）。この突起３３は、好ましくは、傾斜部２３ａ、２４ａに連続して傾斜した傾斜面３３ａを備えているのがよい。

エンジン２に対するインタークーラ６の組み付け作業は次の工程で行われる。
第１工程
Ｕ字状吸気管１２を固設したインタークーラ６を傾斜姿勢のまま、そのＵ字状吸気管１２の下端を、スロットルボディ１５に接続した第２可撓性耐圧接続管１６に挿入する。

第２工程
第２可撓性耐圧接続管１６を介してスロットルボディ１５に挿入された片持ち状態のインタークーラ６をエンジン２の前方から後方に向けて揺動させて、エンジン２の上方域に設置する。

第３工程
インタークーラ６の既にマウントラバーＲを嵌着させた状態の第１、第２の吸気側取付部２３、２４を吸気マニホールド１３の吸気側取付座３０、３１に着座させる。

第４工程
インタークーラ６の既にマウントラバーＲを嵌着させた状態の排気側取付部２５をブラケット２７の水平取付座２７ｃに着座させる。

第５工程
インタークーラ６の入口タンク６ａの開口部を排気過給機５に連結した第１可撓性耐圧接続管１０に挿入する。

第６工程
インタークーラ６の第１、第２の吸気側取付部２３、２４及び排気側取付部２５をボルトＢで固定する。

第７工程
Ｕ字状吸気管１２の下端及びインタークーラ６の入口タンク６ａの開口部を各接続管１６、１０に連結固定する。

上記第２工程から第３工程において、スロットルボディ１５と第２可撓性耐圧接続管１６で連結されたインタークーラ６をエンジン２の前方から後方に向けて揺動させて、エンジン２の上方域に設置する組み付け作業の過程で、図７に示すように、インタークーラ６の第１、第２の吸気側取付部２３、２４の突起３３が吸気マニホールド１３の第１、第２の吸気側取付座３０、３１の傾斜面３０ａ、３１ａに摺接して、吸気側取付部２３、２４の先端水平部２３ｂ、２４ｂが浮き上がった状態となり、これによりマウントラバーＲが第１、第２の吸気側取付座３０、３１と干渉して損傷を受けてしまうのを防止することができる。

また、突起３３に傾斜面３３ａを設けた場合には、この傾斜面３３ａが、吸気マニホールド１３の吸気側取付座３０、３１の傾斜面３０ａ、３１ａによってガイドされるため、インタークーラ６をエンジン２の上方域まで後方に移動させながら所定位置に位置決めするまでの過程の作業性を向上させることができる。

また、吸気マニホールド１３の枝管１３ａがエンジンから一旦遠ざかった後に下方に湾曲する部分に吸気側の取付座３０、３１が形成されているため、インタークーラ６の前端部の高さ位置を比較的低く設置することができ、これによりボンネットラインを低く設計することができると共に、インタークーラ６の吸気側取付部２３、２４を前方に拡張することで排気側取付部２５との間の距離を拡大することができ、これによりインタークーラ６の支持を安定化することができる。

なお、実施例のエンジンユニット１では、排気過給機５をエンジン２の一端部に片寄せした状態で配設し、この排気過給機５の上方に延在する加圧エア吐出管５ｂの直上方にインタークーラ６の入口側接続口６ｄが位置するようにしてあるため、排気過給機５からインタークーラ６の入口タンク６ａまでの距離を短縮することができ、これにより圧力損出を抑制することができる。

以上、本発明の好ましい実施例を説明したが、インタークーラ６の第１、第２の吸気側取付部２３、２４の突起３３は、少なくともＵ字状吸気管１２に近い側に位置する第１の吸気側取付部２３にだけ設け、Ｕ字状吸気管１２から遠い側に位置する第２の吸気側取付部２４から突起３３を省いてもよい。また、第２の吸気側取付部２４に対応した第２吸気側取付座３１から傾斜面３１ａを省いてもよい。また、この第２吸気側取付座３１から傾斜面３１ａを省き、他方、第２の吸気側取付部２４に突起３３を設けるようにしてもよい。

インタークーラ６のＵ字状吸気管１２とスロットルボディ１５とを第２可撓性耐圧接続管１６で連結した状態でインタークーラ６をエンジン２の上方域に配置させるときに、インタークーラ６の移動軌跡は、Ｕ字状吸気管１２に隣接する部分は比較的小さな弧を画きながら移動するのに対して、Ｕ字状吸気管１２から遠い部分は比較的大きな弧を描きながら移動する。つまり、Ｕ字状吸気管１２から遠い側の第２の吸気側取付部２４は、そのマウントラバーＲが第２吸気側取付座３１と衝突して損傷を受ける可能性が比較的低い。したがって、この第２の吸気側取付部２４から突起３３を省いてもよいし、これに対応した第２吸気側取付座３１から傾斜面３１ａを省いてもよい

実施例のインタークーラ付きエンジンユニットの部分斜視図である。 エンジンルーム内に搭載したエンジンユニットを車体前後方向の切断線に沿って断面した図である。 インタークーラの吸気側の取付構造を示す図である。 インタークーラの排気側の取付構造を示す図である。 インタークーラの排気側の取付構造を断面した図である。 インタークーラの吸気側の取付構造を断面した図である。 インタークーラをエンジンに組み付ける際の実施例の作用を説明するための図である。

符号の説明

２ 直列多気筒エンジン
３ 吸気系
４ 排気系
５ 排気過給機
５ａ コンプレッサ部
５ｂ 加圧エア吐出管
６ インタークーラ
６ａ 入口タンク
６ｂ 出口タンク
６ｃ コア部
１２ Ｕ字状吸気管
１３ 吸気マニホールド
１３ａ 枝管
１３ｂ サージタンク部（集合部）
１５ スロットルボディ
１６ 第２可撓性耐圧接続管
２３ インタークーラの第１吸気側取付部
２４ インタークーラの第２吸気側取付部
２５ インタークーラの排気側取付部
３０ 吸気マニホールドの第１吸気側取付座
３０ａ 傾斜面（ガイド面）
３１ 吸気マニホールドの第２吸気側取付座
３１ａ 傾斜面（ガイド面）
３３ 突起
３３ａ 突起の傾斜面
Ｒ マウントラバー

Claims (3)

1. 排気過給機で昇圧した新気を冷却するためのインタークーラの入口タンクと出口タンクとがクランク軸の延び方向に延在した状態でエンジンの上方域に略水平の状態で配設されたインタークーラが、前記エンジンの一方の側の吸気側の取付座と、前記エンジンの他方の側の排気側の取付座とに着座した状態で固定される吸気側取付部と排気側取付部とを備え、これら吸気側取付部と排気側取付部に装着されたマウントラバーを介して、前記インタークーラが前記エンジンの吸気側と排気側に弾性支持されるエンジンのインタークーラ支持構造において、
   前記排気過給機のコンプレッサ部から上方に向けて延びる加圧エア吐出管と、
   該加圧エア吐出管と前記インタークーラの入口タンクとを連結する第１の可撓性耐圧接続管と、
   前記インタークーラの出口タンクに固設され、エンジンのクランク軸線と平行な面内で、前記出口タンクから下方に向けて且つＵ字状に湾曲して延びるＵ字状吸気管と、
   該Ｕ字状吸気管のクランク軸の延び方向且つ水平方向に向けて開放された下端開口とスロットルボディとを連結する第２の可撓性耐圧接続管とを有し、
   前記インタークーラの前記吸気側取付部の下面には、該インタークーラを設置する作業の際に前記吸気側取付部に装着されたマウントラバーと前記エンジンの吸気側の取付座との干渉を回避するために、前記吸気側取付部に装着されたマウントラバーの近傍且つ水平方向で該マウントラバーよりも前記エンジン側に配設されて下方に向けて突出した突起が形成されていることを特徴とするエンジンのインタークーラ支持構造。
2. 前記突起には、前記エンジン側に第１傾斜面が形成され、また、前記エンジンの吸気側の取付座には、前記インタークーラを搭載するときに前記突起の第１傾斜面と摺接する第２傾斜面が形成されている、請求項１に記載のエンジンのインタークーラ支持構造。
3. 前記エンジンの各気筒に新気を供給する吸気マニホールドの枝管が前記エンジンから一旦遠ざかった後に下方に湾曲する形状を有し、該枝管の下方に湾曲する部分に前記吸気側の取付座が形成され、
   前記吸気マニホールドの前記枝管の集合部に連結されたスロットルボディが前記エンジンのクランク軸の延び方向一端部に設けられている、請求項１又は２に記載のエンジンのインタークーラ支持構造。

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