JP4581747B2 - 車両用エンジンの吸気装置 - Google Patents

Description

この発明は、車両用エンジンの吸気装置の改良に関するものである。

車両の横置きエンジンは、排気系を車両後方側にレイアウトしてその排気マニホールドに排気浄化装置を直結配置し易く、該浄化装置の活性化を早める上で利点があり、採用されつつある。

このように排気系を車両後方側に配置した横置きエンジンでは、吸気系が車両前方側に配置され、各気筒のインジェクタに燃料を分配するデリバリパイプも同じく車両前方側に配置されることになる。また、上記吸気系を構成する吸気マニホールドは、例えばターボ過給機付きエンジンのように強度を高める必要があるときは金属製とされ、この吸気マニホールドの吸気上流管部に接続するスロットルボディも金属製とされることがある。

ところで、スロットルボディをデリバリパイプの前側に配置したケースでは、車両の正面衝突に伴ってスロットルボディが後退した場合、デリバリパイプに干渉してこれを破損する懸念がある。

これに対して、横置きエンジンにおいて、衝突時におけるスロットルボティの移動を抑制して、デリバリパイプへの干渉をさけ、その破損を防止するものが特許文献１に開示されている。

すなわち、このものでは、湾曲した吸気マニホールドとエンジン本体との間にできた空間に、スロットルボティを配設して、スロットルボティとエンジン本体の間にデリバリパイプを配設している。そして、スロットルボティと吸気マニホールドとの結合部にブラケットを配設してエンジン本体に取り付けることにより、スロットルボティの支持剛性を高めて、衝突時にスロットルボティが吸気マニホールドから分離しないようにして、デリバリパイプに干渉することを防止している。
特開平１０−２５２５８８号公報（第２頁、図１、図３）

近年は車両の居住性向上のために車室を広くとることが求められ、そのため、エンジンルームの前後方向のスペースが狭くなる傾向にある。さらに、衝突安全性確保のために車両前部のクラッシャブル化が図られるようになり、エンジンルームにおけるエンジン本体の前側に広いスペースを確保することが益々難しくなっている。

このような背景において、上記吸気マニホールドの吸気上流管部はエンジン本体前方のスペースが狭いことから車幅方向に延ばされる。これに対して、スロットルボディはその外形状が吸気上流管部の径よりも通常は大きいことから、スロットルボディが吸気上流管部よりも前方へ突出した形態になる。

そのため、スロットルボディがデリバリパイプの前側に配置されているケースでは、車両の前面衝突に伴って車両前部に配置された車両構成部品が後退してくると、それが上述の前方へ突出したスロットルボディに当たる。そうして、衝突荷重が大きい場合には、スロットルボディが吸気マニホールドから外れてデリバリパイプに干渉し該デリバリパイプや該パイプに接続された燃料供給管等が破損する懸念がある。

この発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、衝突時に
スロットルボティがデリバリパイプ及びその関連部品に干渉しないようにすることであり、衝突安全性を向上させるものである。

上記の目的を達成するため、この発明は、スロットルボティを吸気マニホールドの上流端にアダプタを介して取り付けることにより、デリバリパイプの端部より車幅方向外側に位置させたことを特徴とする。

具体的には、この発明は、車両前部のエンジンルームに気筒列方向が車幅方向になるように横置きされ、吸気系を車両前方側に向けて配置されたエンジン本体に、吸気を導入する吸気上流管部と該吸気上流管部に続く吸気集合部と、該吸気集合部より分岐し各燃焼室気筒に吸気を供給する分岐管部とを有する金属製の吸気マニホールドが設けられているとともに、エンジン本体の車両前面側に、燃焼室気筒に燃料を噴射するインジェクタに燃料を分配する、気筒列方向に延びたデリバリパイプが配置された車両用エンジンの吸気装置を対象とし、次のような解決手段を講じた。

すなわち、請求項１に記載の発明は、上記吸気上流管部が上記デリバリパイプの車両前方側を略車幅方向に延び、上記吸気上流管部には、金属製のスロットルボティが、吸気上流管部とスロットルボティとを結ぶ吸気連通部を内部に有し且つ車幅方向に延びる樹脂製のアダプタを介して取り付けられ、上記スロットルボティが上記デリバリパイプの端部より車幅方向外側に位置していることを特徴とする。

この発明によれば、車両の前面衝突時に車両前部の車両構成部分がスロットルボティに当たったとき、仮りに樹脂製のアダプタが破損してスロットルボディが吸気マニホールドから外れることがあっても、このスロットルボティはデリバリパイプの端部より車幅方向外側に位置しているため、デリバリパイプ及びその関連部品に干渉することがなく、衝突安全性を向上することができる。

次に、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、上記アダプタは、その一端に設けられたフランジが上記吸気上流管に、ボルトによって気筒列方向の一方の側から締結され、上記スロットルボティは、上記アダプタの他端に設けられたフランジに、ボルトによって気筒列方向の一方の側から締結され、上記アダプタの吸気上流管に対する締結位置と上記スロットルボティのアダプタに対する締結位置とが気筒列方向において重複しないように配置されていることを特徴とする。

すなわち、スロットルボティをデリバリパイプの端部より車幅方向外側に位置させるためにアダプタを長くした場合、スロットルボティとアダプタとを吸気上流管に共締めするのが難しくなる。そのため、別個に締結する必要があるが、締結時にそれぞれが干渉を避けることが必要になる。

そこで、この発明によれば、アダプタを吸気上流管に締結する位置とスロットルボティをアダプタに締結する位置とが気筒列方向において重複しないように配置されているので、ボルトによって気筒列方向の一方の側から締結する際に、一方の締結位置のフランジが他方の締結位置の組み付け作業の邪魔にならず、組み付け作業をするための器具を配置したり作業をするために必要な空間を確保でき、組み付け作業を円滑に行うことができる。

次に、請求項３に記載の発明は、請求項１または２において、上記吸気マニホールドの各分岐管は、エンジン本体の車両前方側に配置された吸気集合部より上方に延びてエンジン本体に連結され、吸気集合部と各分岐管部とエンジン本体の前側面とで囲まれる車幅方向に広がる空間に、上記デリバリパイプが配置されていることを特徴とする。

この発明によれば、デリバリパイプの車両前方側を吸気マニホールドが囲むような配置になっているため車両前面衝突時に吸気マニホールドによってデリバリパイプが保護され、デリバリパイプの破損を防止することができる。それに加えて、吸気マニホールドとエンジン本体の前側面とで囲まれる車幅方向に広がる空間を利用してデリバリパイプが配置されているので、前後方向に狭くなる傾向にあるエンジンルームにおいてもそのスペースを有効に利用したレイアウトにすることができる。

請求項１に係る発明によれば、スロットルボティがデリバリパイプの端部より車幅方向外側に位置しているため、車両衝突時、衝突荷重が大きい場合に仮りにスロットルボディが吸気マニホールドから外れたとしてもデリバリパイプに干渉することが避けられ、該デリバリパイプや該パイプに接続された燃料供給管等が破損することが防止され、衝突安全性を向上させることができる。

請求項２に係る発明によれば、アダプタの吸気上流管に対する締結位置とスロットルボティのアダプタに対する締結位置とが気筒列方向において重複しないように配置されているので、アダプタ及びスロットルボティの組み付け作業を円滑に行うことができる。

請求項３に係る発明によれば、吸気マニホールドの各分岐管部が吸気集合部より上方に延びてエンジン本体に連結され、吸気集合部と各分岐管部とエンジン本体の前側面とで囲まれる車幅方向に広がる空間にデリバリパイプが配置されているので吸気マニホールドがデリバリパイプを保護するような配置になっており、車両衝突時に前方からの衝突荷重に対してデリバリパイプの破損を抑制することができ、請求項１に係る発明の効果を一層確実にすることができる。

以下、この発明の実施の形態について図面に基づいて説明する。

（実施の形態）
図１はこの発明の実施の形態に係るエンジン１の本体３を示す。このエンジン１は直列４気筒の過給機（図示省略）付きの直噴エンジンである。なお、過給機付きに限定されるものではない。

このエンジン１は、車両前部のエンジンルーム内に気筒列方向が車幅方向になるように横置きされ、吸気系５を構成する吸気マニホールド７がエンジン本体３の前方側に、排気系を構成する排気マニホールド（図示省略）がエンジン本体３の後方側に取り付けられている。これにより、排気マニホールドの直後に排気浄化装置（図示省略）を配置し易くし浄化装置の活性化を早めることができる。

９はシリンダブロックであり、１１はシリンダヘッド、１３はシリンダヘッド１１の上部に組み付けられたシリンダヘッドカバーである。

シリンダヘッド１１の車両前方側には、吸気マニホールド７が複数の締結部材１５によって固定されており、該吸気マニホールド７は、本実施の形態では、軽合金例えばアルミ合金製であるが、これに限定されるものではない。

上記吸気マニホールド７は、車幅方向且つ斜め上方へ上流端が延びる吸気上流管部１７と、該吸気上流管部１７の下流側に繋がる吸気集合部１９と、該吸気集合部１９から４つに分岐する分岐管部２１とで構成されており、該分岐管部２１は吸気集合部１９から上方に延び、それぞれが後方へ湾曲してシリンダヘッド１１に連結されている。

この吸気マニホールド７とエンジン本体３の車両前面とで囲まれた空間にはデリバリパイプ２３が気筒列方向に延びてシリンダヘッド１１に取り付けられている。このデリバリパイプ２３は、燃焼室気筒（図示省略）に燃料を噴射するインジェクタ２５に燃料を分配するものである。

図１、図２に示す２７は上記デリバリパイプ２３に高圧燃料を送り込む高圧燃料ポンプである。該高圧燃料ポンプ２７の下端部には燃料供給管２９が取り付けられており、該燃料供給管２９は車両前方向に延びてデリバリパイプ２３に接続されている。そしてデリバリパイプ２３端部には燃料リターン管３１が接続されており、余剰の燃料がこの燃料リターン管３１を通って高圧燃料ポンプ２７に戻される。

上記吸気上流管部１７の上流端には、樹脂製のアダプタ３３を介してスロットルボティ３５が取り付けられており、該アダプタ３３は内部に吸気上流管部１７とスロットルボティ３５とを結ぶ吸気連通部３７（図３参照）を有する。上記スロットルボティ３５は金属製であり、例えばアルミ合金製であるが、これに限定されるものではない。そしてエアクリーナ（図示省略）等を通過した吸気は、スロットルボティ３５に内装されたスロットル弁（図示省略）の開度調節によって吸気量が調整されて、アダプタ３３、吸気上流管部１７、吸気集合部１９、及び各分岐管２１を経て、４つの燃焼室気筒に導入される。

そして、３９はエンジンの駆動により発せられる音を遮断するための遮音材であり、４１は、吸気上流管部１７の後方に設けられたプロテクタである。

上記吸気上流管部１７からはステー４５が下方へ延びて設けられており、その下端がシリンダブロック９に固定されている。このステー４５には、上記プロテクタ４１を取り付けるためのプロテクタ取付ブラケット４５ａが設けられている。

図３に示すように、上記吸気上流管部１７の上流端にはフランジがあり、このフランジにはアダプタ３３を締結するための締結部１７ａが設けられており、また、このフランジからはアクチュエータ取付部１７ｂが斜め上方へ延びて設けられており、該アクチュエータ取付部１７ｂから設けられたＬ型のステー１７ｃが吸気マニホールド７の分岐管部２１の側面につながっている。これらフランジと締結部１７ａ，アクチュエータ取付部１７ｂ，ステー１７ｃは吸気上流管部１７の上流端から一体に設けられているものである。上記アクチュエータ取付部１７ｂには吸気シャッターバルブ用負圧アクチュエータ４７が取り付けられている。このようにして吸気上流管部１７の上流端には、アダプタ３３とアクチュエータ４７とを一つの部品に取り付けることができ、部品点数を増加させる必要がない。

そして、前後方向のスペースが狭いエンジンルームに配設するために吸気マニホールド７の吸気上流管部１７は車幅方向に長く延びた形状に設けられている。そこで、該吸気上流管部１７からは、ステー４５が下方へ延びて設けられてその下端がシリンダブロック９に固定されており、さらに上記のように吸気上流管部１７の上流端にはフランジと締結部１７ａ，アクチュエータ取付部１７ｂ，ステー１７ｃが一体に設けられており、ステー１７ｃが分岐管部２１の側面につながっており、吸気上流管部１７を支持している。従って、吸気上流管部１７は車幅方向に長く延び、かつ、先端が重くなっているものの、この吸気上流管部１７がエンジンの振動に共振することが避けられ、新たな振動騒音源となることが防止される。

次にデリバリパイプ２３についてであるが、デリバリパイプ２３は上記吸気マニホールド７とエンジン本体３の車両前面とで囲まれた空間に、気筒列方向に延びてシリンダヘッド１１に取り付けられている。このようにして吸気マニホールド７がデリバリパイプ２３を囲んで保護するように設けられているので、車両前面衝突時にデリバリパイプ２３に衝撃が及ぶのを回避することができる。それに加えて、吸気マニホールド７とエンジン本体３の車両前面とで囲まれた空間を利用してデリバリパイプ２３が配置されているので、前後方向のスペースが狭いエンジンルームにもスペースを有効に利用したレイアウトが可能となる。

そして、スロットルボティ３５は、上記デリバリパイプ２３の端部より車幅方向外側に位置している。このように位置付けることにより、車両の前面衝突時に車両前部の車両構成部分がスロットルボティ３５に当たったとき、仮りに樹脂製のアダプタ３３が破損してスロットルボディ３５が吸気マニホールド７から外れることがあっても、デリバリパイプ２３及びその関連部品に干渉することがなく、衝突安全性を向上することができる。

さらに、吸気マニホールド７の吸気上流管部１７の後方にはプロテクタ４１が設けられており、このプロテクタ４１の端部には、図２に示すようにプロテクタ締結部４１ａが４箇所設けられており、この締結部４１ａはシリンダヘッド１１と遮音材３９と上記ステー４５に設けられたプロテクタ取付ブラケット４５ａに締結されている。

このようにして吸気上流管部１７の後方にプロテクタ４１が設けられているので、車両の前面衝突時に仮に吸気上流管部１７が破損することがあっても、デリバリパイプ２３及びその関連部品への干渉を抑制し、衝突安全性を向上することができる。

続いて、吸気上流管部１７とスロットルボティ３５との締結構造についてであるが、図４に示すように、吸気上流管部１７とスロットルボティ３５とは樹脂製のアダプタ３３を介して取り付けられており、該アダプタ３３は吸気上流管部１７とスロットルボティ３５とを結ぶ吸気連通部３７を内部に有している。上記吸気上流管部１７にはアダプタ３３のフランジから設けられた締結部３３ａがボルト４９によって気筒列方向の一方の側から締結されており、図３にはこの吸気上流管部１７にアダプタ３３が締結された状態を示す。さらにスロットルボティ３５は、アダプタ３３の他端に設けられた締結部３３ｂがボルト４９によって気筒列方向の一方の側から締結されており、図２にはこのアダプタ３３にスロットルボティ３５が締結された状態を示す。そしてアダプタ３３の吸気上流管部１７に対する締結位置と上記スロットルボティ３５のアダプタ３３に対する締結位置とが気筒列方向において重複しないように配置されている。

すなわち、上記吸気上流管部１７とアダプタ３３とを締結するための締結部３３ａと、アダプタ３３とスロットルボティ３５とを締結するための締結部３３ｂとは周方向にずらした位置に設けられている。また、これらは半径方向にずらした位置に設けられてもよい。このようにして締結部３３ａと締結部３３ｂとが周方向にずらした位置に設けられているので、ボルト４９によって気筒列方向の一方の側から締結する際に、一方の締結部が他方の締結部の締結作業の邪魔にならず、締結作業をするための器具を配置したり作業をするために必要な空間を確保でき、締結作業を円滑に行うことができる。

このようにして、本発明によれば、車両の前面衝突時に車両前部の車両構成部分がスロットルボティ３５に当たったとき、仮に樹脂製のアダプタ３３が破損してスロットルボディ３５が吸気マニホールド７から外れることがあっても、このスロットルボティ３５はデリバリパイプ２３の端部より車幅方向外側に位置しているため、デリバリパイプ２３及びその関連部品に干渉することがなく、衝突安全性を向上することができる。

さらに、吸気上流管部１７からはステー４５が下方へ延びて設けられてその下端がシリンダブロック９に固定されており、さらに吸気上流管部１７の上流端にはフランジと締結部１７ａ，アクチュエータ取付部１７ｂ，ステー１７ｃとが一体に設けられてアクチュエータ取付部１７ｂから分岐管部２１の側面にステー１７ｃがつながって吸気上流管部１７を支持して吸気上流管部１７の支持剛性を向上させている。そのため、吸気上流管部１７が振動源とならず、さらに衝突時の破損を防止することができる。また、車両の前面衝突時に仮に吸気上流管部１７が破損することがあったとしても、吸気上流管部１７の後方にはプロテクタ４１が設けられているので、車両の前面衝突時にデリバリパイプ２３及びその関連部品への干渉を抑制し、衝突安全性を向上させることができる。

この発明は、車両用エンジンの吸気装置について有用である。

本発明の実施の形態に係るエンジンを示す車両前方からの正面図である。 本発明の実施の形態に係るエンジンを示す車両左方からの側面図である。 本発明の実施の形態に係るエンジンの左前部を拡大して示す車両左方からの側面図である。 本発明の実施の形態に係るエンジンを示す平面図である。

１ エンジン
３ エンジン本体
５ 吸気系
７ 吸気マニホールド
１７ 吸気上流管部
１９ 吸気集合部
２１ 分岐管部
２３ デリバリパイプ
２５ インジェクタ
３３ アダプタ
３３ａ，３３ｂ 締結部
３５ スロットルボティ
３７ 吸気連通部
４９ ボルト

Claims (3)

1. 車両前部のエンジンルームに気筒列方向が車幅方向になるように横置きされ、吸気系を車両前方側に向けて配置されたエンジン本体に、
   吸気を導入する吸気上流管部と該吸気上流管部に続く吸気集合部と、該吸気集合部より分岐し各燃焼室気筒に吸気を供給する分岐管部とを有する金属製の吸気マニホールドが設けられているとともに、
   エンジン本体の車両前面側に、燃焼室気筒に燃料を噴射するインジェクタに燃料を分配する、気筒列方向に延びたデリバリパイプが配置された車両用エンジンの吸気装置において、
   上記吸気上流管部が上記デリバリパイプの車両前方側を略車幅方向に延び、
   上記吸気上流管部には、金属製のスロットルボティが、吸気上流管部とスロットルボティとを結ぶ吸気連通部を内部に有し且つ車幅方向に延びる樹脂製のアダプタを介して取り付けられ、
   上記スロットルボティが上記デリバリパイプの端部より車幅方向外側に位置していることを特徴とする車両用エンジンの吸気装置。
2. 請求項１において、上記アダプタは、その一端に設けられたフランジが上記吸気上流管に、ボルトによって気筒列方向の一方の側から締結され、
   上記スロットルボティは、上記アダプタの他端に設けられたフランジに、ボルトによって気筒列方向の一方の側から締結され、
   上記アダプタの吸気上流管に対する締結位置と上記スロットルボティのアダプタに対する締結位置とが気筒列方向において重複しないように配置されていることを特徴とする車両用エンジンの吸気装置。
3. 請求項１または２において、上記吸気マニホールドの各分岐管は、エンジン本体の車両前方側に配置された吸気集合部より上方に延びてエンジン本体に連結され、吸気集合部と各分岐管部とエンジン本体の前側面とで囲まれる車幅方向に広がる空間に、上記デリバリパイプが配置されていることを特徴とする車両用エンジンの吸気装置。

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