JP6342182B2 - 車両用内燃機関 - Google Patents

Description

本願発明は、車両に搭載される内燃機関に関し、より正確には、車両の前部に設けられてフロントボンネットで覆われるエンジンルームに搭載される内燃機関に関する。

内燃機関には、主として吸気系の配管手段として、非金属製のホースやチューブが使用されている（例えば特許文献１）。ホースやチューブを素材の点から見ると、ゴム質の軟質のものや樹脂製の硬質のものなど様々であるが、端部は何らかの部材に接続されている。また、吸気系を構成するエアクリーナは内燃機関の上部に配置していることが多いことから、吸気系のホース類も内燃機関の上部に配置していることがあり、車両用の内燃機関では、ホース類やこれが接続された部材を、ボンネットに近付けた状態に配置していることがある。

特許第５２６３６７１号公報

車両用の内燃機関に要請される重要な要素として、車両が歩行者に衝突する事故が発生したときの歩行者の安全確保の問題がある。すなわち、車両が歩行者に正面から衝突した場合、歩行者の上半身や頭がボンネットに叩き付けられる現象が生じることがあり、そこで、ボンネットは歩行者の身体が当たると変形して衝撃を吸収するように安全基準が設けられており、このため、内燃機関の上端とボンネットとの間には、ボンネットの変形を許容するための空間が空けられている。

ところが、仮に、歩行者との衝突による衝撃が内燃機関の上部に配置したホース類に及んで、ホース類の押し出しによって金属製や樹脂製の硬い部材がせり上がると、硬い部材がボンネットに下から当たってボンネットが変形不能になったり、ボンネットと部材との間隔が狭まってボンネットが僅かしか変形しない状態になり、すると、歩行者の身体に強い衝撃が作用して重大な事故に至るおそれがある。

本願発明はこのような知見に基づいて成されたものであり、歩行者との衝突事故に際しての安全基準をクリアーできる車両用内燃機関を提供せんとするものである。

本願発明は、 車両前部に設けたエンジンルームに配置される内燃機関に係るもので、
「上部をシリンダヘッドカバーで構成した機関本体と、前記機関本体の上面よりも上の部位でかつ前記エンジンルームを覆うボンネットに近付けて配置されたホースとを備えており、前記ホースは、略前後方向に長い姿勢であってその後端には金属製又は樹脂製の部材が接続されており、前記車両に前から衝撃が掛かって前記ホースの前端に後ろ向きの荷重が掛かると、前記ホースが曲がり変形し得る構成であって、
前記ホースを、平面視で左方向に向いた曲がり部と右方向に向いた曲がり部とを設けた非ストレート状の形態と成すことにより、前記車両に前から衝撃が掛かって前記ホースの前端に後ろ向きの荷重が掛かると前記ホースがＳ字状に変形して前後間隔が縮まるようになっている」
というものである。

本願発明では、内燃機関の上部に設けたホースは、左方向及に向いた曲がり部と右方向に向いた曲がり部とが存在するため、後ろ向きの圧縮荷重によってＳ字状に変形するように曲がりのガイドが付けられている状態になっている（曲がり癖が付けられた状態になっている。）。

このため、仮に車両が人の正面から衝突することでホースに手前から荷重が掛かると、ホースの曲がりが大きくなることで荷重が吸収されて、ホースの後端に接続された部材がせり上がることを防止できる。このため、ホースの後端に接続された部材とボンネットとの間には、ボンネットを大きく変形させるだけの空間を確保できる。

従って、歩行者がボンネットに跳ね上げられて頭や上半身がボンネットに強く当たっても、ボンネットの変形によって衝撃を吸収するという安全基準を確保できる。そして、ホースの形状を変更するだけでよく、ホースや部材のレイアウトを大きく変更する必要はないため、歩行者に対する高い安全性を確保した内燃機関でありながら、コストアップも抑制することができる。
また、ホースには逆向きの２つの曲がり部を設けているため、左右方向のはみ出しを抑制しつつ、衝突時に大きく曲げることができる利点もある。

車両の概略平面図である。 要部の模式的な斜視図である。 図２のIII-III 視図である。 作用を概略平面図である。 比較例の側断面図である。

次に、本願発明の実施形態を図面に基づいて説明する。本明細書及び請求項では、方向を特定するため前後・左右の文言を使用しているが、この文言は、通常の姿勢でシートに座った運転者の向きを基準にしている。

図１に示すように、内燃機関１は車両２の前部に設けたエンジンルーム３に配置されている。エンジンルーム３は上からボンネット４で覆われており、ボンネット４は薄い金属板から成っており、その後端を中心にして上向きに跳ね上げ回動させることができる。

内燃機関１は、シリンダブロック５とシリンダヘッド６とを主要要素とする機関本体５を備えており、シリンダヘッド６の上面にはヘッドカバー６ａを固定している。実施形態の内燃機関１は３気筒であり、機関本体５は、クランク軸を左右横長の姿勢にして配置されている。なお、図示していないが、機関本体５の手前にはラジェータが配置されている。

シリンダヘッド６の前面には排気マニホールド８が固定されて、シリンダヘッド６の後面には吸気マニホールド９（図３，４参照）が固定されている。吸気系の始端を構成するエアクリーナ１０は機関本体５の後ろに配置されており、吸気管１１は、平面視で機関本体５の手前をぐるりと周って吸気マニホールド９に向かっている。従って、吸気管１１ａは、エアクリーナ１０から手前側に延びる前後長手部１１ａを有している。吸気管１１は樹脂製であり（金属製でもよい）、基本体には剛体構造になっている。

図３に示すように、吸気マニホールド９にはサージタンク１２を介してスロットルバルブ１３が接続されており、吸気管１１の終端はスロットルバルブ１３に接続されている。例えば図１に示すように、内燃機関１は排気ターボ過給機１５を備えており、排気マニホールド８に接続された排気管１４にタービン室１５ａが介挿されて、吸気管１１にコンプレッサ室１５ｂが介挿されている。

更に、機関本体５の後ろには左右横長のブローバイガス通路１６が配置されており、その始端（図で右端）はシリンダヘッドカバー６ａに接続されて、終端は吸気管１１の始端部に接続されている。ブローバイガス通路１６は樹脂製であり、吸気管９と同様に基本的には剛体構造になっている。

本実施形態の内燃機関１は、過給された吸気を吸気管１１のうち排気ターボ過給機１５よりも上流側に戻すエアバイパス通路１７を備えている。エアバイパス通路１７は軟質材から成っており、その始端は吸気管１１のうちスロットルバルブ１３のやや上流部に接続されており、終端は、ブローバイガス通路１６の始端部に接続されている。従って、吸気はブローバイガス通路１６を通じて吸気系に戻る。

エアバイパス通路１７の中途部には、流量を制御するためのエアバイパスバルブ（ＡＢＶ）１８が介挿されている。従って、エアバイパス通路１７は、エアバイパスバルブ１８を挟んで上流部１７ａと下流部１７ｂとに分かれている。エアバイパスバルブ１８は、図示しないブラケットを介して機関本体５に取り付けられている。

そして、本願発明では、エアバイパス通路１７の下流部１７ｂが請求項に記載したホースに相当して、エアバイパスバルブ１８が請求項に記載した部材に相当しており、エアバイパス通路１７の下流部１７ｂは、基本的に前後方向に長い姿勢でありつつ、図２に明示するように、運転者から見て右側に向いた第１曲がり部１７ｂ′と、運転者から見て左側に向いた第２曲がり部１７ｂ″とを有する略Ｓ字形に近い平面形状になっている。

さて、車両が歩行者Ｍに正面から衝突して手前から衝撃が作用すると、機関本体５がずれ動いたり、吸気管１１が後ろにずれ動いたりすることがあり、すると、吸気管１１もブローバイガス通路１６も硬質であることから、エアバイパス通路１７の下流部１７ｂにこれを後ろ向きに押す力が作用することがある。すなわち、エアバイパス通路１７の下流部１７ｂが、ブローバイガス通路１６によって後ろに押されることがある。

この場合、エアバイパス通路１７の下流部１７ｂがストレート形状であると、下流部１７ｂはそのままの姿勢で後ろに後退するに過ぎず、このため、エアバイパスバルブ１８が後ろに押し遣られるが、エアバイパスバルブ１８がブラケット等の制約によって後ろ向きに移動不能であると、エアバイパスバルブ１８は図５に示すように上向きにせり上がることがある。

すると、エアバイパスバルブ１８が図５に示すようにボンネット４に当ったり、或いは、ボンネット４との間の間隔がごく僅かに狭まったりしてしまい、このため、歩行者Ｍが跳ね上げられて上半身や頭をボンネット４に強く当たると、ボンネット４が全く又は殆ど変形せずに、歩行者Ｍに重大なダメージを与えるおそれがある。

これに対して本実施形態では、エアバイパス通路１７の下流部１７ｂには２つの曲がり部１７ｂ′，１７ｂ″が存在することから、下流部１７ｂがブローバイガス通路１６によって後ろ向きに押されても、曲がり部１７ｂ′，１７ｂ″の曲がりが大きくなることで衝撃が吸収されて、エアバイパスバルブ１８に対して大きな突き出し力がかかることはない。つまり、エアバイパス通路１７の下流部１７ｂには２つの曲がり部１７ｂ′，１７ｂ″によって曲がり癖が付けられているため、歩行者Ｍとの衝突に伴って後ろ向きに衝撃が作用しても、Ｓ字状に大きく曲がって前後方向の長さが縮まることにより、エアバイパスバルブ１８が上向きにせり上がることを防止できる。

従って、ボンネット４は、歩行者Ｍの身体に衝突すると、少なくとも安全基準で定められた量だけは大きく変形することが許容されており、このため、歩行者Ｍが重大なダメージを受けることを防止できるのである。また、エアバイパス通路１７の下流部１７ｂを予め曲げておくだけの簡単な構造であるから、安全基準を確保しつつコストアップも防止又は抑制できる。また、逆向きの２つの曲がり部１７ｂ′，１７ｂ″を設けているため、左右方向のはみ出しを抑制しつつ、衝突時に大きく曲げることができる利点がある。

上記の実施形態はエアバイパス通路１７の一部に適用したが、内燃機関の上部に配置される他のホース類にも適用できる。

本願発明は、実際に車両用内燃機関に適用できる。従って、産業上利用できる。

１ 機関本体
２ 車両
３ エンジンルーム
４ ボンネット
６ シリンダヘッド
６ａ シリンダヘッドカバー
８ 排気マニホールド
９ 吸気マニホールド
１０ エアクリーナ
１１ 吸気管
１１ａ 吸気管の上流側前後長手部
１３ スロットルバルブ
１５ 排気ターボ過給機
１６ ブローバイガス通路
１７ エアバイパス通路
１７ｂ ホースで構成された下流部
１７ｂ′，１７ｂ″ 曲がり部
１８ ホースに接続された部材の一例としてのエアバイパスバルブ
Ｍ 歩行者

Claims (1)

1. 車両前部に設けたエンジンルームに配置される内燃機関であって、
   上部をシリンダヘッドカバーで構成した機関本体と、前記機関本体の上面よりも上の部位でかつ前記エンジンルームを覆うボンネットに近付けて配置されたホースとを備えており、前記ホースは、略前後方向に長い姿勢であってその後端には金属製又は樹脂製の部材が接続されており、前記車両に前から衝撃が掛かって前記ホースの前端に後ろ向きの荷重が掛かると、前記ホースが曲がり変形し得る構成であって、
   前記ホースを、平面視で左方向に向いた曲がり部と右方向に向いた曲がり部とを設けた非ストレート状の形態と成すことにより、前記車両に前から衝撃が掛かって前記ホースの前端に後ろ向きの荷重が掛かると前記ホースがＳ字状に変形して前後間隔が縮まるようになっている、
   車両用内燃機関。

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