JP4707613B2 - 車両用内燃機関における吸気装置 - Google Patents

Description

本発明は，車両に搭載した内燃機関において，この内燃機関に対する吸気装置に関するものである。

最近，車両に搭載される内燃機関においては，その軽量等を図るために，当該内燃機関への吸気経路中に設けられ且つスロットル弁を内蔵して成るスロットルボデーを，硬質合成樹脂製にして，このスロットルボデーにおける入口管部に，当該スロットルボデーよりも上流側に位置するインタークーラ等の上流吸気部品を接続することが行われているが，スロットルボデーを硬質合成樹脂製にした場合には，車両の衝突事故等において車体フレームが変形して，前記上流吸気部品が車両における車体フレーム又は周辺部材に対して激突することで，当該上流吸気部品に大きな衝撃を受けたとき，この大きい衝撃がそのまま前記スロットルボデーに伝わって，当該スロットルボデーのうちスロットル弁より下流側の部分に割れ損傷が発生するおそれが大きく，このスロットル弁より下流側の部分における割れ損傷によって内燃機関への吸入空気が増大するから，内燃機関における回転上昇を誘発することになる。

そこで，先行技術としての特許文献１は，前記スロットルボデーにおける入口管部と，前記上流吸気部品との間を，ゴム管又は軟質弾性体製の蛇腹管等のような可撓性管にて接続する一方，前記スロットルボデーのうち入口管部の強度を，当該スロットルボデーのうちスロットル弁より下流側の部分よりも弱く構成することを提案している。

この先行技術の構成によると，前記上流吸気部品が車両における車体フレーム又は周辺部材に対して激突することで発生する大きい衝撃が前記スロットルボデーに伝達されることをその相互間を接続する可撓性管の弾性変形と，前記入口管部における割れ損傷とによって阻止できるから，車両の衝突事故等によって前記スロットルボデーに割れ損傷が発生することを低減することができる。
特開２００５−３４４５９３号公報

しかし，その反面，前記スロットルボデーにおける入口管部と前記上流吸気部品との間を可撓性管を介して接続するという構成にした場合には，前記スロットルボデーと前記上流吸気部品との相互間における支持が不確実・不安定になって，両者が相対的に比較的自由にずれ動き得る状態になっているから，通常走行の状態のときにおける前記スロットルボデーと前記上流吸気部品との相対的な振動によって，前記可撓性管における前記スロットルボデー及び前記上流吸気部品への接続部に漏れが発生したり，或いは，前記可撓性管の接続がはずれたりするという問題があった。

この問題，つまり，前記両者における通常走行の状態のときにおける相対的な振動に起因する問題は，前記スロットルボデーのうちスロットル弁より下流の部分と前記上流吸気部品との間を連結手段にてその間におけるずれ動きを阻止するように連結するという構成にして，前記スロットルボデーと前記上流吸気部品とを一つの振動系に構成すれば良いが，この構成にした場合には，車両の衝突事故等において車体フレームが変形して，前記上流吸気部品が車両における車体フレーム又は周辺部材に対して激突することで当該上流吸気部品に大きな衝撃を受けたとき，この大きな衝撃が，前記連結手段を介して前記スロットルボデーのうちスロットル弁より下流の部分にそのまま伝達されることになるから，前記スロットルボデーのうちスロットル弁より下流側の部分に割れ損傷が発生することになる。

本発明は，車両の衝突事故等において前記上流吸気部品が車体フレーム又は周辺部材に対して激突することで当該上流吸気部品に及ぼされる衝撃力は，通常走行の状態において，前記上流吸気部品及び前記スロットルボデーのうちいずれか一方における振動によって他方に及ぼされる外力とは，比較にならないほど遥かに大きいことに着目し，このことを利用して，車両の衝突事故等において前記硬質合成樹脂製のスロットルボデーに割れ損傷が発生することを確実に抑制することを技術的課題とする。

この技術的課題を達成するため本発明の請求項１は，
「車両における車体フレームに搭載された内燃機関への吸気経路中に，スロットル弁を内蔵した硬質合成樹脂製のスロットルボデーを設け，前記吸気経路のうち前記スロットルボデーよりも上流側に位置する上流吸気部品と前記スロットルボデーのうちスロットル弁より上流側における入口管部との間を可撓性管を介して接続して成る車両用内燃機関において，
前記上流吸気部品と前記スロットルボデーのうちスロットル弁より下流側の部分との間，或いは，前記上流吸気部品と前記吸気経路のうち前記スロットルボデーが取付く下流吸気部品との間に，その両者の相対的なずれ動きを阻止するように連結する連結手段を備えて成り，この連結手段には，前記上流吸気部品に当該上流吸気部品が前記車体フレーム又は周辺部材に対して激突することによる衝撃を受けたときにおいて前記両者の相対的なずれ動きを許容する部分を備えている。」
ことを特徴としている。

また，本発明の請求項２は，
「前記請求項１の記載において，前記両者の相対的なずれ動きを許容する部分が，前記上流吸気部品側と，前記スロットルボデー又は前記下流吸気部品側とを，その間に振動吸収体を挟んで滑り移動するように締結した締結部である。」
ことを特徴としている。

車両の衝突事故等において車体フレームが変形して前記上流吸気部品が車体フレーム又は周辺部材に対して激突することで当該上流吸気部品に及ぼされる衝撃力は，通常走行の状態において，前記上流吸気部品及び前記スロットルボデーのうちいずれか一方における振動によって他方に及ぼされる外力とは，比較にならないほど遥かに大きい。

そこで，前記請求項１に記載した構成にすることにより，通常走行の状態においては，前記スロットルボデーとその上流における上流吸気部品とを，その両者の相対的なずれ動きを阻止するように連結されていて，一つの振動系になっているから，その間を接続する可撓性管に漏れが発生したり，或いは，この可撓性管の接続がはずれたりすることを確実に防止できる。

そして，車両の衝突事故等の際における車体フレームの変形にて，前記上流吸気部品が車体フレーム又は周辺部材に対して激突することで，前記上流吸気部品に大きな衝撃が作用すると，前記両者の相対的なずれ動きが許容されることにより，前記上流吸気部品と前記スロットルボデーとが，その間を接続する可撓性管を大きく変形したり，或いは，この可撓性管の接続が外れたりするようにして相対的にずれることになるから，前記上流吸気部品における大きな衝撃が硬質合成樹脂製のスロットルボデーに及ぶをことを低減でき，ひいては，前記スロットルボデーのうちスロットル弁より下流側の部分に割れ損傷が発生することを確実に回避できる。

特に，請求項２に記載した構成にすることにより，前記上流吸気部品が車体フレーム又は周辺部材に対して激突した瞬間から滑り移動するまでの間において前記スロットルボデーに伝わる衝撃を，前記締結部に挟んだ振動吸収体にて吸収・緩和することができるから，前記した効果を助長でき，しかも，前記締結部によって，上流吸気部品と，前記スロットルボデー又は前記下流吸気部品側とを組み立てに際しての方向性を決めることができるから，その組み立ての作業性を向上できる。

以下，本発明の実施の形態を，図１〜図９の図面について説明する。

これらの図において，符号１は，車両における車体フレームを示し，この車体フレーム１の前部には，開閉自在なエンジンフード３を備えたエンジンルーム２が形成され，このエンジンルーム２内には，多気筒の内燃機関４が，平面視において，そのクランク軸線を車両の走行方向に対して横向きにて搭載されている。

この場合，前記内燃機関４における後側の長手側面には，吸気を当該内燃機関４における各気筒に分配するための吸気マニホールド５が，前側の長手側面には，排気タービン６ａとブロワー圧縮機６ｂとを直結して成る排気ターボ過給機６が各々取付けられ，前記吸気マニホールド５の上面には，スロットル弁（図示せず）を内蔵した硬質合成樹脂製のスロットルボデー７が，その軸線７ａを上下方向に向けるようにして取付けられている。

また，前記内燃機関４の上面には，前記排気ターボ過給機６にて圧縮された吸気を車両における走行風によって冷却するようにしたインタークーラー８と，フィルタエレメントを内蔵したエアクリーナ９とが，横方向（クランク軸の方向）に並べて配設され，且つ，これらインタークーラー８及びエアクリーナ９は，前記内燃機関４に対して図示しないブラケットにて取付けられている。

一方，前記車体フレーム１のうち前記エンジンルーム２と車内とを区画するカウルトップ１０の上部には，前記インタークーラー８及びエアクリーナ９における後部の上方を覆い被さるようにしたひさし部１０ａが設けられ，換言すると，前記インタークーラー８及びエアクリーナ９における後部は，前記カウルトップ１０に設けたひさし部１０ａの下方に潜り込むという構成になっている。

前記エアクリーナ９には，大気空気の取り入れ管１１が接続され，このエアクリーナ９からの吸気を，合成樹脂のブロー成形による吸気管１２を介して前記排気ターボ過給機６におけるブロワー圧縮機６ｂに導いて圧縮し，このブロワー圧縮機６ｂで圧縮された吸気を吸気管１３を介して前記インタークーラー８に導くように構成している。

符号１４は，前記インタークーラー８及びエアクリーナ９の上面に，これらに跨がるように配設した通風用ダクトを示し，このダクト１４は，扁平状の箱型で，且つ，その後部は，前記カウルトップ１０におけるひさし部１０ａの下方に潜り込んでいる。

この通風用ダクト１４は，車両の前進走行に際して発生する走行風を当該ダクト１４のうち車両の走行方向における前側面に設けた空気取り入れ口１４ａより導入したのち前記インタークーラー８における熱交換フィンの部分に導いて，前記インタークーラー８において前記ブロワー圧縮機６ｂにて圧縮された吸気を冷却し，そして，この冷却後における吸気は，前記インタークーラー８のうち前記車体フレーム１におけるカウルトップ１０側に接続したアルミ等の金属製の吸気エルボ管１５を介して前記スロットルボデー７に導かれる。

すなわち，図３に示すように，前記吸気エルボ管１５には下向きの出口管部１５ａが，前記スロットルボデー７には上向きの入口管部７ｂが，これらの軸線を前記スロットルボデー７における軸線７ａと実質的に同一軸線とするようにして一体に設けられ，これら下向きの出口管部１５ａと，上向きの入口管部７ｂとの間を，ゴム管又は軟質弾性体製の蛇腹管等のような可撓性管１６を介して接続することにより，前記インタークーラー８にて冷却された吸気を前記スロットルボデー７に導いて，そのスロットル弁にて流量制御したのち，前記吸気マニホールド５を介して前記内燃機関４における各気筒に分配するように構成している。

この場合，前記吸気エルボ管１５は，前記車体フレーム１におけるカウルトップ１０の前面に隣接した部位に位置しており，車両の前面衝突事故によって前記車体フレーム１が後方に変形したとき，前記カウルトップ１０に対して激突するようになっている。

なお，前記内燃機関４は，前記スロットルボデー７におけるスロットル弁にて流量制御した空気量を計測し，この空気量に応じた量の燃料を，前記スロットル弁より下流側に噴射供給する形式である。

また，前記通風用ダクト１４は，以下に述べるように支持されている。

すなわち，前記ダクト１４における後部に後方に向かって横向きに突出するように設けた左右一対の支持棒１７，１８を，図６及び図７に示すように，前記インタークーラー８及びエアクリーナ９側の支持部材１９，２０に装着したゴム等の軟質弾性体製のグロメット２１，２２内に着脱可能に差し込むことにより，前記ダクト１４における後部を弾性的に支持する一方，前記ダクト１４における前部に下向きに突出するように設けた左右一対の支持棒２３，２４のうち一方の支持棒２３を，図８に示すように，前記インタークーラー８側の支持部材２５に装着したゴム等の軟質弾性体製のグロメット２６内に着脱可能に差し込み，他方の支持棒２４を，図９に示すように，前記合成樹脂製の吸気管１２に一体に固着したゴム等の軟質弾性体製のグロメット２７内に着脱可能に差し込むことにより，前記ダクト１４における前部を弾性的に支持する。

このようなダクト１４の支持構造にしたことで，通風用ダクト１４を，その後部が前記カウルトップ１０に設けたひさし部１０ａの下方に潜り込んだ状態にして取付けることが，先ず，当該ダクト１４のうち後部の両支持棒１７，１８を，前記ダクト１４の後方への移動にて，その各々に対するグロメット２１，２２内に差し込みし，次いで，前記ダクト１４のうち前部の両支持棒２３，２４を，前記ダクト１４の下方への移動にて，その各々に対するグロメット２６，２７内に差し込むことによって簡単にできるように構成されている。

そして，前記スロットルボデー７の側方には，金属板製のブラケット部材２８を配設し，このブラケット部材２８を，前記スロットルボデー７における軸線７ａと交差するように車両における前後方向に延びるように構成して，このブラケット部材２８における後端部を，前記金属製の吸気エルボ管１５の下面に一体に設けたボス部２９に，固着用ボルト３０の締結にて固着し，更に，このブラケット部材２８には，その長手方向に延びるように長溝状にしたボルト孔３１を穿設する。

一方，前記スロットルボデー７のうちこれに内蔵しているスロットル弁より下流部分に一体に設けた座部３２には，金属板製の受け部材３３を固着用ボルト３４の締結にて固着し，この受け部材３３に対して，前記ブラケット部材２８における先端部を，図５に示すように，当該ブラケット部材２８に穿設した長溝状のボルト孔３１に挿入した連結用ボルト３５にて締結することにより，前記スロットルボデー７と，その上流吸気部品であるところの前記吸気エルボ管１５とを，車両における通常走行の状態においては，その両者における相対的なずれ動きを阻止するように連結するという連結手段３７を構成する。

この場合において，前記連結用ボルト３５には，ゴム等の軟質弾性体製のグロメット（振動吸収体）３６を，前記ブラケット部材２８における長溝状ボルト孔３１内に嵌まるように被嵌装着して，このグロメット３６を同時に締結することにより，前記ブラケット部材２８から前記受け部材３３，又は前記受け部材３３から前記ブラケット部材２８への振動の伝達を吸収・緩和するように構成する。

なお，前記グロメット３６には，前記連結用ボルト３５による過度の締結を規制するための金属製カラー３６ａを備えている。

更に，前記ブラケット部材２８における長溝状ボルト孔３１の内面には，図４に示すように，内向きの突起部３１ａを設けて，当該ボルト孔３１における溝幅寸法を，これに前記グロメット３６が嵌まった状態でその長手方向に移動できる寸法Ｗ１から前記グロメット３６の後ろ方向への移動に一次的な抵抗を付与するような寸法Ｗ２に狭めるという構成にすることにより，前記連結手段３７に，前記吸気エルボ管１５にこれが車体フレーム２の一部であるカウルトップ１０に対して激突するという大きな衝撃力を受けたときにおいて前記両者における相対的なずれ動きを許容するようにした部分を設ける。

この構成において，通常走行の状態においては，前記スロットルボデー７とその上流における吸気エルボ管１５とは，連結手段３６にて，その両者に相対的なずれ動きが阻止されているから，その間を接続する可撓性管１６の出口管部１５ａ及び入口管部７ｂへの接続部に漏れが発生したり，或いは，前記可撓性管１６の出口管部１５ａ及び入口管部７ｂへの接続が外れたりすることを確実に防止できる。

そして，車両の前面衝突事故等の際における車体フレーム１の後方への変形にて，前記吸気エルボ管１５が車体フレーム１におけるカウルトップ１０に対して激突することで，前記吸気エルボ管１５上に，矢印Ａで示すように，大きな衝撃力が前方向に作用すると，前記連結手段３７における連結用ボルト３５が，これにグロメット３６を装着した状態のもとで，前記大きな衝撃力によって，ブラケット部材２８の長溝状ボルト孔３１における突起部３１ａを越えるように前記ブラケット部材２８の長手方向にすべり移動する。

これにより，前記エルボ管１５と前記スロットルボデー７との両者は，その間を接続する可撓性管１６を大きく変形したり，或いは，この可撓性管１６の出口管部１５ａ又は入口管部７ｂへの接続が外れたりするようにして相対的にずれ動くことになるから，前記上流吸気部品における大きな衝撃が硬質合成樹脂製のスロットルボデー７に及ぶことを低減でき，ひいては，前記スロットルボデー７に割れ損傷が発生することを確実に回避できる。

この場合，前記連結用ボルト３５は，前記スロットルボデー７と，前記吸気エルボ管１５との間における方向性の位置決めになっている。

なお，前記実施の形態における連結手段３７は，前記スロットルボデー７の上流側における吸気エルボ管１５と，前記スロットルボデー７のうちスロットル弁より下流側の部分との間を連結するという構成であったが，本発明は，これに限らず，前記連結手段を，前記インタークーラー８等のように吸気経路のうち前記スロットルボデー７よりも上流側に位置する上流吸気部品と，前記スロットルボデー７のうちスロットル弁より下流側の部分との間，又は吸気マニホールド５等の下流吸気部品との間を連結するという構成にしても良いのである。

また，本発明において，前記連結手段のうち両者の相対的なずれ動きを許容する部分としては，前記実施の形態のように，グロメット３６を備えた連結用ボルト３５をすべり移動させることに限らず，これに代えて，衝突による大きな衝撃が発生したときに，前記ブラケット部材２８又は受け部材３３の一部が曲がり変形又は破断するように構成したり，或いは，前記連結用ボルト３５，又は各種の固着用ボルト３０，３４が破断するように構成したりすることができる。

本発明の実施の形態を示す側面図である。 図１の拡大平面図である。 図２のIII −III 視拡大断面図である。 図３のIV−IV視断面図である。 図４のＶ−Ｖ視拡大断面図である。 図２のVI−VI視拡大断面図である。 図２のVII −VII 視拡大断面図である。 図２のVIII−VIII視拡大断面図である。 図２のIX−IX視拡大断面図である

符号の説明

１ 車体フレーム
４ 内燃機関
５ 吸気マニホールド
６ 排気ターボ過給機
７ スロットルボデー
８ インタークーラー
９ エアクリーナ
１０ カウルトップ
１４ 通風用ダクト
１５ 吸気エルボ管
１６ 可撓性管
２８ ブラケット部材
３１ 長溝状ボルト孔
３３ 受け部材
３５ 連結用ボルト
３６ グロメット（振動吸収体）
３７ 連結手段

Claims (2)

1. 車両における車体フレームに搭載された内燃機関への吸気経路中に，スロットル弁を内蔵した硬質合成樹脂製のスロットルボデーを設け，前記吸気経路のうち前記スロットルボデーよりも上流側に位置する上流吸気部品と前記スロットルボデーのうちスロットル弁より上流側における入口管部との間を可撓性管を介して接続して成る車両用内燃機関において，
   前記上流吸気部品と前記スロットルボデーのうちスロットル弁より下流側の部分との間，或いは，前記上流吸気部品と前記吸気経路のうち前記スロットルボデーが取付く下流吸気部品との間に，その両者の相対的なずれ動きを阻止するように連結する連結手段を備えて成り，この連結手段には，前記上流吸気部品に当該上流吸気部品が前記車体フレーム又は周辺部材に対して激突することによる衝撃を受けたときにおいて前記両者の相対的なずれ動きを許容する部分を備えていることを特徴とする車両用内燃機関における吸気装置。
2. 前記請求項１の記載において，前記両者の相対的なずれ動きを許容する部分が，前記上流吸気部品側と，前記スロットルボデー又は前記下流吸気部品側とを，その間に振動吸収体を挟んで滑り移動するように締結した締結部であることを特徴とする車両用内燃機関における吸気装置。

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