JP6476847B2 - エンジンの吸気構造 - Google Patents

Description

本開示は、エンジンの吸気通路に介設されるインタークーラの耐久性を向上可能にしたエンジンの吸気構造に関する。

車両に搭載されるエンジンは、エンジンの出力向上を目的として過給機が設けられているものがあり、またエンジンによって駆動されるスーパーチャージャー（機械式過給機）を設けるものが知られている。スーパーチャージャーはクランク軸から伝達される駆動力で回転する。
特に、Ｖ型エンジンにおいては、Ｖバンク間の上方にスーパーチャージャーを配置し、該スーパーチャージャーから吐出される吸気を、Ｖバンク間に配置される分配吸気通路を介して両バンクの各気筒の吸気ポートに供給するようにした構造が知られている。

かかるスーパーチャージャーを備えたＶ型エンジンは、例えば特許文献１及び特許文献２に開示されている。
スーパーチャージャーをＶバンク間の上方に配置したＶ型エンジンは高さ方向の寸法が大きくなるので、前記構成のＶ型エンジンを車体のエンジンルームに配置する場合、全高を低く抑える必要がある。
特許文献１及び２には、スーパーチャージャーの上部に吐出口を形成し、吸気通路を前記吐出口からスーパーチャージャーのケーシングを囲むように下方に導設する吸気構造が開示されている。かかる構成により、吐出口をスーパーチャージャーの下部に配置するよりも、吸気通路のレイアウトが容易になるため、スーパーチャージャーの設置位置を下げてＶ型エンジンの全高を低減することを目的としている。

また、スーパーチャージャーを備えたエンジンは、スーパーチャージャーで加熱された吸気を冷却するため、吸気通路にインタークーラを必要とする。スーパーチャージャーを含む吸気構造はかなりの重量となるので、前記吸気構造の剛性及びインタークーラを収納するインタークーラハウジングの強度を高める必要がある。また、車両のエンジンルームに収納可能なように、前記支持部をコンパクト化する必要があり、特に、Ｖ型エンジンにおいては全高増加を抑える必要がある。

特許第３３６２１６２号公報 特許第３８７０４５１号公報

インタークーラが設けられ、スーパーチャージャーの重量が吸気構造に付加される吸気構造においては、インタークーラにかなりの重量が付加される。そのため、インタークーラハウジングに付加される荷重の軽減を図り、かつインタークーラの強度を確保しつつ、吸気構造の重量増加及びエンジンの全高増加を抑制する必要がある。

前記技術的課題に鑑み、本発明の少なくとも一つの実施形態は、吸気通路にインタークーラが設けられたエンジンの吸気構造において、インタークーラに付加される荷重の軽減を図り、かつインタークーラの強度を確保しつつ、吸気構造の重量増加及びエンジンの全高増加を抑制することを目的とする。

本発明の少なくとも一実施形態に係るエンジンの吸気構造は、
（１）第１の吸気通路と第２の吸気通路の間に配置され、吸気を冷却するインタークーラが収納されるインタークーラハウジングと、前記インタークーラハウジングの一辺の長さより長い軸方向長さを有し、前記インタークーラハウジングの周囲で前記第１の吸気通路の出口ケーシングと前記第２の吸気通路の入口ケーシングとの間に挿入され、前記第１の吸気通路の出口ケーシングと前記第２の吸気通路の入口ケーシングとに連結されて前記インタークーラハウジングを前記第１の吸気通路の出口ケーシングと前記第２の吸気通路の入口ケーシングとの間に固定するための柱部材と、前記第１の吸気通路の出口ケーシングと前記インタークーラハウジングとの間に形成された隙間に介装された弾性パッキンと、を備え、前記柱部材は軸方向に貫通した中空部が形成され、前記中空部に挿入され該中空部の両端から突出した締結ボルトの両端が前記第１の吸気通路の出口ケーシングと前記第２の吸気通路の入口ケーシングとに夫々連結され、前記第２の吸気通路の入口ケーシングに対面する前記インタークーラハウジングの一端外周にフランジが形成され、前記柱部材の端部が前記フランジに形成された貫通孔に挿入固定されている。

前記構成（１）によれば、インタークーラは前記柱部材を用いて吸気通路間に固定されるので、吸気構造の重量増加をまねくことなくインタークーラの強度を高めることができる。
また、前記柱部材はインタークーラの一辺の長さより長い軸方向長さを有するため、前記第１の吸気通路の出口ケーシングと前記インタークーラハウジングとの間に隙間が形成される。この隙間によって、インタークーラに付加される吸気構造の重量を軽減でき、インタークーラの耐久性を向上できる。また、該隙間に前記弾性パッキンを介装することで、インタークーラハウジングに付加される荷重の増加を抑えつつ、インタークーラを安定支持できる。

また、前記隙間によってスーパーチャージャーの振動がインタークーラに伝わるのを抑制でき、これによって、インタークーラの金属疲労を抑制できる副次的効果もある。
なお、前記吸気構造を簡素化できるため、Ｖ型エンジンの場合、Ｖ狭角が６０°以下のような狭い場合でも、Ｖ型エンジンの全高を極力抑えることができる。
また、前記第２の吸気通路の入口ケーシングに対面する前記インタークーラハウジングの一端外周にフランジが形成され、前記柱部材の端部が前記フランジに形成された貫通孔に挿入固定されているので、インタークーラハウジングの支持部の重量増加を抑制しつつ、インタークーラハウジングを安定支持できる。
また、前記柱部材は軸方向に貫通した中空部が形成され、前記中空部に挿入され該中空部の両端から突出した締結ボルトの両端が前記第１の吸気通路の出口ケーシングと前記第２の吸気通路の入口ケーシングとに夫々連結されるので、前記締結ボルトを用いることで、前記出口通路部及び前記吸気導入部に対するインタークーラの取付け強度を高めることができる。

幾つかの実施形態では、前記構成（１）において、
（２）前記インタークーラハウジングの内部には、インタークーラコアが収納され、前記弾性パッキンは、前記柱部材の軸方向において前記インタークーラコアと重ならない位置に設けられている。

幾つかの実施形態では、前記構成（２）において、
（３）前記柱部材の端部が前記フランジに形成された貫通孔に圧入固定されている。
前記構成（３）によれば、簡易かつ低コストな手段で、インタークーラハウジングへの柱部材の取付けが可能になる。

幾つかの実施形態では、前記構成（２）において、
（４）前記柱部材の端部が前記フランジに形成された貫通孔に螺合されている。
前記構成（４）によれば、簡易かつ低コストな手段で、インタークーラハウジングへの柱部材の取付けが可能になる。

幾つかの実施形態では、前記構成（１）〜（４）の何れかにおいて、
（５）前記第２の吸気通路の入口ケーシングに当接する前記インタークーラハウジングと前記柱部材の端面とは段差のない平坦な連続面を形成する。
前記構成（５）によれば、第１の吸気通路の出口ケーシングとインタークーラハウジングとの間に隙間を形成しつつ、前記連続面を形成することで、インタークーラハウジング及び柱部材が第２の吸気通路の入口ケーシングに隙間無く当接でき、インタークーラハウジングを第２の吸気通路の入口ケーシングに安定支持できる。

幾つかの実施形態では、前記構成（１）〜（５）の何れかにおいて、
（６）前記インタークーラケーシングは樹脂で構成され、前記柱部材は金属で構成されている。
前記構成（６）によれば、インタークーラを軽量化できると共に、柱部材の剛性を向上できる。

本発明の少なくとも一実施形態によれば、インタークーラに付加される荷重の軽減及びインタークーラの強度増加が可能になる。

本発明の一実施形態に係るＶ型エンジンを備えた車両前部の一部断裁正面図である。 前記Ｖ型エンジンの斜視図である。 前記Ｖ型エンジンの平面図である。 図２中のＡ―Ａ線に沿う断面図である。 前記車両前部の一部断裁側面図である。 一実施形態に係るインタークーラの支持構造の斜視図である。 一実施形態に係るインタークーラの支持構造の断面図である。 一実施形態に係るインタークーラの支持構造の断面図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、これらの実施形態に記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状及びその相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一つの構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。

図１〜図６は本発明の一実施形態に係るＶ型エンジン１０の構成を示している。なお、図中、車体の前後、左右、上下の方向は、運転席に座った運転者の視点を基準とし、図１〜図３で定義している。
以下、図１〜図５に基づいて、エンジン全体構成を説明する。

（エンジン全体構成）
図１及び図２において、Ｖ型エンジン１０は、４サイクルのＶ型６気筒のガソリンエンジンであって、車体前部のフロントフード１の内側のエンジンルームerに設けられている。Ｖバンクのバンク角（バンク挟角）は例えば６０°である。Ｖ型をなす左右の各バンク１２ａ及び１２ｂには、夫々３つの気筒が並設されている。
各気筒において、シリンダ１４ａ及び１４ｂの内部にピストン１６ａ及び１６ｂが摺動自在に嵌装されている。各ピストン１６ａ及び１６ｂは、クランクケース１８内に回転自在に収納されたクランク軸２０にコンロッド２２ａ及び２２ｂを介して連結されている。

また、左右の各バンク１２ａ及び１２ｂは、シリンダブロック２４ａ及び２４ｂを有し、これらシリンダブロックの上部にシリンダヘッド２６ａ及び２６ｂが結合され、さらに、これらシリンダヘッドの上部にはカムシャフト等の動弁機構を覆うようにロッカーカバー２８ａ及び２８ｂが取り付けられている。ロッカーカバー２８ａの上面に潤滑油を供給する開口が形成され、該開口を遮蔽する蓋２９が設けられている。
本実施形態に係るＶ型エンジン１０は、各シリンダのシリンダ軸線をクランク軸中心に対してピストンのスラスト側（クランク軸の回転方向）にオフセットしたいわゆるオフセットエンジンである。このオフセットエンジンによれば、燃焼行程におけるピストンの側圧を低減でき、結果としてエンジンの低燃費化及び低振動騒音化を達成できる（オフセットエンジンの詳細は、例えば特開平３−２８１９０１号公報及び特開２００７−３３２７９２号公報等を参照）。

そして、左右のバンク１２ａ及び１２ｂ間であって、各バンクのシリンダヘッド２６ａ及び２６ｂの上方にスーパーチャージャー３０が設けられている。スーパーチャージャー３０はクランク軸２０によって駆動され、吸気をシリンダヘッド２６ａ及び２６ｂに送り出す。

図１に示す例示的な構成では、スーパーチャージャー３０は、クランク軸２０の軸中心Ｐの上方に位置し、かつスーパーチャージャー３０の下面がロッカーカバー２８ａ及び２６ｂの上面位置Ｈより上方位置に配置される。
スーパーチャージャー３０の上部に出口通路部３２（第１の吸気通路）が設けられている。出口通路部３２は左右のバンクの方向に伸びて形成されている。スーパーチャージャー３０は出口通路部３２を構成する出口ケーシング３４の略中央部分に吊り下げられて支持される。出口通路部３２はスーパーチャージャー３０から吐出された吸気の流路を形成し、吸気を左右のバンク方向に分配する。
図１〜図５に示す例示的な構成では、出口ケーシング３４は高さが低い扁平形状の立体構造を有している。

各シリンダヘッド２６ａ及び２６ｂには、吸気弁及び排気弁（不図示）によって開閉制御される吸気ポート３８ａ、３８ｂ及び排気ポート（不図示）が設けられている。該吸気ポート及び該排気ポートはシリンダ１４ａ及び１４ｂの内部に形成される燃焼室crに開口する。前記吸気弁及び前記排気弁はカム軸（不図示）を介して所定のタイミングで夫々駆動される。

一方、燃料噴射装置として、各吸気ポート３８ａ及び３８ｂに燃料を噴射するためのポートインジェクタ４２ａ及び４２ｂと、各気筒の燃焼室crに直接燃料を噴射するダイレクトインジェクタ４４ａ及び４４ｂとを備えている。
なお、ポートインジェクタ４２ａ、４２ｂ及びダイレクトインジェクタ４４ａ、４４ｂ等の配置スペースを確保するため、左右バンクは車体前後方向にずらして配置されている。
図３に示すように、各シリンダヘッド２６ａ及び２６ｂには、シリンダ１４ａ及び１４ｂの燃焼室crに供給された混合気、及び燃焼室crで混合した混合気を着火燃焼せしめる点火プラグ４６ａ及び４６ｂが装着されている。
以下、図１〜図８に基づいて吸気構造を説明する。

（吸気構造）
スーパーチャージャー３０を駆動する駆動力として、クランク軸２０の回転がベルト又はチェーン等の動力伝達手段４８によってスーパーチャージャー３０に伝達される。動力伝達手段４８はスーパーチャージャー３０の後述するロータ５４，５４の一方に連結されたプーリ５０に巻回されている。
図４に示すように、スーパーチャージャー３０は、筒状ケーシング５２の内部に例えば４葉のルーツ型のロータ５４、５４を一対備えている。一対のロータ５４，５４が噛み合い、互いに逆回転して吸気を下流側に吐出する。一方のロータ５４の回転軸は筒状ケーシング５２から突出し、前端部にプーリ５０が連結されている。他方のロータ５４には前記一方のロータ５４の回転がギヤなどの伝達手段を介して伝達される。筒状ケーシング５２の両端は端板５１及び５３で遮蔽され、端板５１にはプーリ５０及びロータ５４の回転軸を回転自在に支持する円錐形の軸受体５１ａがボルト結合されている。

図５に示すように、筒状ケーシング５２の内部に吸気が流入する吸入口５６は、筒状ケーシング５２の後端部に形成され、吐出口５８は筒状ケーシング５２の前方上部に設けられている。ロータ５４，５４の回転により吸入口５６から吸気が吸入され、吐出口５８から上方に、即ち、出口ケーシング３４の内部に形成された出口通路ｏに吐出する。
筒状ケーシング５２及び出口ケーシング３４の車体後方側に、バイパス通路ｂを形成する後部ケーシング６０が接続されている。バイパス通路ｂは出口通路ｏと連通して上下方向に配置され、バイパスバルブ６２が設けられている。また、バイパス通路ｂはバイパスバルブ６２の下流側で外気を吸入する入口ダクト４０が設けられ、吸入口５６に連通している。

ロータ５４，５４の回転によって入口ダクト４０から外気ａが吸入され、吸入口５６を介して筒状ケーシング５２内に吸入される。スーパーチャージャー３０から出口通路ｏに吐出された吸気の一部はバイパス通路ｂに戻され、これによって、出口通路ｏの吐出吸気圧を調整でき、戻り吸気量はバイパスバルブ６２によって調整される。なお、入口ダクト４０には吸入空気量を調整するスロットルバルブ（不図示）が設けられている。

図１及び図４に示すように、吐出口５８から吐出された吸気がＶ型エンジン１０の吸気ポート３８ａ及び３８ｂに導かれるための吸気通路は、大きく分けて出口通路部３２と吸気導入部６４ａ及び６４ｂ（第２の吸気通路）とで構成されている。
出口通路部３２は、吐出口５８から上方向に吐出された吸気を左右のバンク方向に分配する。
吸気導入部６４ａ及び６４ｂは、出口通路部３２の左右の端部から下方向に延び、筒状ケーシング５２の左右両側を通り、各バンクのシリンダ１４ａ及び１４ｂの吸気ポート３８ａ及び３８ｂに導く部分である。
出口通路部３２と吸気導入部６４ａ及び６４ｂとによって、スーパーチャージャー３０の筒状ケーシング５２を出口通路部３２の略中央部で吊り下げ支持している。本実施形態の例示的な構成では、筒状ケーシング５２がボルト８０によって出口ケーシング３４に結合されている。

スーパーチャージャー３０は出口通路部３２に吊り下げ支持されるため、スーパーチャージャー３０の下方に支持部用のスペースを必要としない。そのため、Ｖ型エンジン１０の全高を低減できる。
なお、スーパーチャージャー３０を出口ケーシング３４に吊下げ支持させる代わりに、吸気導入部６４ａ及び６４ｂに固定するようにしてもよい。これによって、スーパーチャージャー３０の重量を吸気導入部６４ａ及び６４ｂにのみ付加させることで、前記実施形態の吊下げ支持手段に対し位置精度を向上でき、かつ耐久信頼性を向上できる。この場合、出口ケーシング３４は、吸気通路形成だけの目的でスーパーチャージャー３０及び吸気導入部６４ａ及び６４ｂに結合される。

吸気導入部６４ａ及び６４ｂは、インタークーラ７０ａ及び７０ｂが装着される上部吸気導入部６６ａ及び６６ｂと、上部吸気導入部６６ａ及び６６ｂの下部に設けられた下部吸気導入部６８ａ及び６８ｂとで構成されている。
下部吸気導入部６８ａ及び６８ｂは各シリンダに向けて分岐された分岐通路で構成され、ロッカーカバー２８ａ及び２８ｂの外形に沿ってバンク内側に湾曲し、各バンクのシリンダ１４ａ及び１４ｂの吸気ポート３８ａ及び３８ｂに接続される。

図２に示すように、出口ケーシング３４は、左右のバンク方向を長手形状とし、左右のバンクと直角方向（クランク軸３０の軸方向）を短手形状として、扁平な略直方体形状柱部材なっている。
出口ケーシング３４を左右のバンク方向に伸びる扁平形状とすることで、出口通路部３２の高さを抑え、Ｖ型エンジン１０の全高を抑えることができる。また、出口ケーシング３４を立体形状とすることで、扁平であっても短手方向の長さを確保することで必要吸気量の確保が容易である。

出口ケーシング３４の外表面はフロントフード１の内面に対向配置されると共に、フロントフード１との間で隙間ｃを有してフロントフード１の傾斜方向に沿って配置されている。
出口ケーシング３４の底壁の左右方向の中央部分には、吐出口５８と重なるように中央開口が形成され、該中央開口の周囲には吐出口５８の周囲に形成されたフランジ部５２ａと接合するフランジ部３４ａが形成されている。
出口ケーシング３４の底壁の左右両端部分に開口が形成されると共に、左右両端部分は夫々上部吸気導入部６６ａ及び６６ｂの上端部に接続されている。

さらに、出口ケーシング３４の吐出口５８に対向する内壁面に、車体前後方向に短手方向の全域に亘って内側に突出したスリット状の分配リブ３６が形成されている。分配リブ３６によって吐出口５８から吐出された吸気を左右のバンク方向に均等に分配することができ、スーパーチャージャー３０から吐出される吸気の左右バンクへの分配性が向上する。
本実施形態の例示的な構成では、出口ケーシング３４の上壁部は、スーパーチャージャー３０を吊り下げ支持するボルト８０を収納するための凹部３４ｂ、及び出口ケーシング３４にインタークーラハウジング７２ａ及び７２ｂを結合するためのボルト８６ａ及び８６ｂを収納するための凹部３４ｃが形成されている。

図５に示すように、フロントフード１は車体後方に向かって緩やかに上方へ傾斜している。出口ケーシング３４の外表面は、分配リブ３６の領域を除き、実質的には全領域でフロントフード１の内面に沿う方向に配置され、フロントフード１の内面に対して同一間隔の隙間ｃを有するように形成されている。
そのため、出口ケーシング３４とフロントフード１との間に十分な隙間ｃを確保できるので、万一歩行者と衝突してもフロントフード１の変形量を大きくできるので、歩行者に対するダメージを軽減できる。また、出口ケーシング３４はフロントフード１に向けて部分的な突起を形成しないので、歩行者に対する加害性を抑制できる。

また、出口ケーシング３４は吐出口５８に対向する内壁面の高さが、短手方向に前方から後方にかけて高くなるように形成されているため、出口ケーシング３４の内壁面はスーパーチャージャー３０のロータ５４，５４の回転軸方向に対して傾斜している。
そのため、吐出口５８から吐出された吸気は出口ケーシング３４の内壁面に対して直角方向ではなく傾斜した状態で衝突するので、衝突時に発生する衝突音の低減効果が得られる。

スーパーチャージャー３０は、出口ケーシング３４の上壁部の凹部３４ｂに形成された孔からフランジ部３４ａに形成された孔に挿入され、フランジ部５２ａに螺合する複数のボルト８０によって出口ケーシング３４に固定される。これによって、スーパーチャージャー３０を容易に吊り下げ状態で固定できる。
また、出口ケーシング３４は樹脂又はアルミなどの軽金属によって構成されている。これによって、出口ケーシング３４の軽量化が可能になり、さらに、出口ケーシング３４を樹脂又は軽金属によって鋳造などで一体成形することで、製造が容易になる。

次に、インタークーラ７０ａ及び７０ｂが装着される上部吸気導入部６６ａ及び６６ｂの構成を説明する。
図４に示すように、インタークーラ７０ａ及び７０ｂは、スーパーチャージャー３０の左右両側であって、且つロッカーカバー２８ａ及び２８ｂの上方位置に、夫々左右のバンク１２ａ及び１２ｂ用として設けられている。インタークーラ７０ａ及び７０ｂは、左右同一構造を有し、直方体形状のインタークーラハウジング７２ａ及び７２ｂの内部に、水冷式のインタークーラコア７４ａ及び７４ｂが収納されている。
図１及び図２に示すように、インタークーラコア７４ａ及び７４ｂに冷却水ｗが供給口７６ａ及び７６ｂから供給され、排出口７８ａ及び７８ｂから排出される。冷却水ｗ内の気泡を排出しやすいように、冷却水ｗの供給口７６ａ及び７６ｂが下側に、排出口７８ａ及び７８ｂが上側に配置されている。

例えば図６に示すように、インタークーラ７０ａ及び７０ｂの周囲で出口通路部３２を構成する出口ケーシング３４と吸気導入部６４ａ及び６４ｂとの間に複数の柱部材８４ａ及び８４ｂが挿入されている。柱部材８４ａ及び８４ｂは出口ケーシング３４と吸気導入部６４ａ及び６４ｂの入口ケーシングとに連結され、インタークーラ７０ａ及び７０ｂを出口ケーシング３４と吸気導入部６４ａ及び６４ｂとの間に固定する。
例示的な構成では、インタークーラハウジング７２ａ及び７２ｂは樹脂で構成され、柱部材８４ａ及び８４ｂは金属で構成される。

図６に示す例示的な構成では、柱部材８４ａ及び８４ｂは軸方向に締結ボルト８６ａ及び８６ｂを挿入するための貫通した中空部１００ａ及び１００ｂを有し、柱部材８４ａ及び８４ｂは、中空部１００ａ及び１００ｂに挿入される締結ボルト８６ａ及び８６ｂによって、出口通路部３２と上部吸気導入部６６ａ及び６６ｂの入口ケーシングとに結合される。
出口ケーシング３４の下端外周にフランジ部８８ａ及び８８ｂが形成され、上部吸気導入部６６ａ及び６６ｂの入口ケーシング６７ａ及び６７ｂの上端外周にフランジ部９０ａ及び９０ｂが形成されている。フランジ部８８ａ及び８８ｂには貫通孔が形成され、フランジ部９０ａ及び９０ｂにはネジ孔が形成されている。
また、柱部材８４ａ及び８４ｂの上端及び下端結合部の上方部位には柱部材本体より大径の円盤状の鍔部１０２ａ、１０２ｂ及び１０４ａ、１０４ｂが形成されている。

図７に示すように、鍔部１０２ａ及び１０２ｂはフランジ部８８ａ及び８８ｂの下面に当接され、柱部材８４ａ及び８４ｂの下端結合部はフランジ部８２ａ及び８２ｂに形成された貫通孔１０６ａ及び１０６に圧入される。
この状態で鍔部１０４ａ及び１０４ｂはフランジ部８２ａ及び８２ｂの上面に当接すると共に、柱部材８４ａ及び８４ｂの下端結合部の下端面はフランジ部９０ａ及び９０ｂの上面に当接する。鍔部１０４ａ及び１０４ｂの下面とフランジ部８２ａ及び８２ｂの上面との間に、環状の例えばゴム製の弾性パッキン１０８ａ及び１０８ｂが介装され、フランジ部８２ａ及び８２ｂの下面とフランジ部９０ａ及び９０ｂの上面との間に環状の弾性パッキン１１０及び１１０が介装されている。

図８は、フランジ部８２ａ及び８２ｂに対する柱部材８４ａ及び８４ｂの別な取付け構造を示している。この取付け構造では、貫通孔１０６ａ及び１０６の内面に雌ネジが形成されると共に、柱部材８４ａ及び８４ｂの下端結合部の外周面に雄ネジ１１４ａ及び１１４ｂが形成され、前記下端結合部の雄ネジ１１４ａ及び１１４ｂは前記雌ネジに螺合する。その他の構成は図７に示す実施形態と同様である。
図７及び図８に示す各実施形態において、フランジ部８８ａ、８８ｂ及び柱部材８４ａ及び８４ｂの中空部１００ａ、１００ｂに上方から締結ボルト８６ａ及び８６ｂが挿入される。フランジ部９０ａ及び９０ｂの貫通孔には雌ネジが形成されており、締結ボルト８６ａ及び８６ｂの下端部は前記雌ネジに螺合する。こうして、インタークーラハウジング７２ａ及び７２ｂが出口ケーシング３４と上部吸気導入部６６ａ及び６６ｂの入口ケーシング６７ａ及び６７ｂとの間に固定される。

前記の例示的な構成では、柱部材８４ａ及び８４ｂはフランジ部８２ａ及び８２ｂとは別体であり、前記各実施形態の取付け構造によってフランジ部８２ａ及び８２ｂに固定される。
また、例示的な構成では、柱部材８４ａ及び８４ｂはインタークーラ７０ａ及び７０ｂの周囲に配置され、少なくともインタークーラハウジング７２ａ及び７２ｂの四隅に配置される。図６では、６本の柱部材８４ａ及び８４ｂがインタークーラハウジング７２ａ及び７２ｂの周囲に配置されている。
また、例示的な構成では、出口通路部３２は平面視でロッカーカバー２８ａ及び２８ｂの内側領域に配置されるように構成されている。
さらに、例示的な構成では、インタークーラハウジング７２ａ及び７２ｂは樹脂で構成され、インタークーラコア７４ａ及び７４ｂと一体成型するようにしてもよい。これによって、インタークーラ７０ａ及び７０ｂの重量を軽減でき、かつ製造が容易になる。

図７に示すように、柱部材８４ａ及び８４ｂの軸方向長さはインタークーラハウジング７２ａ及び７２ｂの高さより大きく形成されている。そのため、出口ケーシング３４のフランジ部８８ａ及び８８ｂとインタークーラハウジング７２ａ及び７２ｂの上端に形成されたフランジ部７３ａ及び７３ｂの上面との間に隙間ｈが形成される。そして、隙間ｈには例えばゴム製の弾性パッキン１１２ａ及び１１２ｂが充填されている。
また、例示的な構成では、柱部材８４ａ及び８４ｂの下端面とフランジ部８２ａ及び８２ｂの下面は同一高さを有し、段差のない平坦な連続面を形成している。該連続面がフランジ部９０ａ及び９０ｂの平坦な上面に当接する。

次に、下部吸気導入部６８ａ及び６８ｂの構成を説明する。
例えば図１及び図４に示すように、下部吸気導入部６８ａ及び６８ｂは、上部吸気導入部６６ａ及び６６ｂの下部に設けられ、各シリンダに向けて分岐された分岐通路を有している。即ち、下部吸気導入部６８ａ及び６８ｂは吸気マニホールドに相当する部分であり、分岐通路を有する下部吸気導入部６８ａ及び６８ｂは、例えば、金属又は樹脂を用い、鋳造などの方法によって一体成形される。
前述のように、下部吸気導入部６８ａ及び６８ｂの上端フランジ部９０ａ及び９０ｂは、締結ボルト８６ａ及び８６ｂによって上部吸気導入部６６ａ及び６６ｂの下端フランジ部８２ａ及び８２ｂに締結される。下部吸気導入部６８ａ及び６８ｂの下端フランジ部９２ａ及び９２ｂは、シリンダヘッド２６ａ及び２６ｂの吸気ポート３８ａ及び３８ｂの開口部にボルト締結される。

下部吸気導入部６８ａ及び６８ｂの上部はインタークーラ７０ａ及び７０ｂを通過後の吸気を集合して流れ方向をバンク内側に指向させる集合部が設けられている。その集合部から分岐して各分岐通路が形成される。
前記分岐通路は、ロッカーカバー２８ａ及び２８ｂの外形に沿ってバンク内側に湾曲し、該ロッカーカバーの上面とスーパーチャージャー３０の下面との間を通過して各シリンダ１４ａ及び１４ｂの吸気ポート３８ａ及び３８ｂに接続される。

また、下部吸気導入部６８ａ及び６８ｂの下端フランジ部９２ａ及び９２ｂから前記集合部に亘って、複数の分岐通路を車体前後方向に連結する前後連結部９４が設けられ、前後連結部９４によって一体化された壁面を形成している。さらに、この一体化された壁面及び前記集合部の壁面には補強用リブ９６が形成されている。
これによって、左右の下部吸気導入部６８ａ及び６８ｂの内側が、前記一体化された両側壁面によって保護されるため、内側に配置される燃料噴射装置の配管及び部品の安全性が確保される。さらに、前記一体化された両側壁面は内側空間に空気の流れをガイドする作用を有しており、これによって、該内側空間に設けられた機器類の冷却効果も期待できる。

以下、Ｖ型エンジン１０の吸気構造の作動について説明する。
Ｖ型エンジン１０が始動されてクランク軸２０が回転すると、クランク軸２０の回転は動力伝達手段４８によってプーリ５０に伝達され、ロータ５４，５４が互いに逆回転する。ロータ５４，５４の回転によって、吸気は吸入口５６を介して筒状ケーシング５２の内部に吸入され、吐出口５８から上方向に吐出されて、出口ケーシング３４に形成された出口通路ｏに吐出される。
出口通路ｏで、吸気は分配リブ３６によって左右バンクへ均等に振り分けられる。その後、各バンクに向かった吸気は、出口ケーシング３４の両端部分で下方向に向きを変え、左右のインタークーラ７０ａ及び７０ｂに導入されて冷却される。

冷却された吸気は上部吸気導入部６６ａ及び６６ｂの集合部でバンク間の内側に流れの向きを変えつつ、下部吸気導入部６８ａ及び６８ｂでロッカーカバー２８ａ及び２８ｂの外形形状に沿って湾曲した分岐通路に流入する。そして、吸気はシリンダヘッド２６ａ及び２６ｂの上面に形成された吸気ポート３８ａ及び３８ｂの開口部から燃焼室crに供給される。
一方、ポートインジェクタ４２ａ、４２ｂ及びダイレクトインジェクタ４４ａ、４４ｂから噴射される噴霧状の燃料と吸気が吸気ポート３８ａ及び３８ｂ及び燃焼室crで混合して所望とする空燃比が形成される。

本発明の少なくとも一実施形態によれば、インタークーラ７０ａ及び７０ｂは柱部材８４ａ及び８４ｂを用いて出口ケーシング３４と上部吸気導入部６６ａ及び６６ｂの入口ケーシング６７ａ及び６７ｂとの間に固定されるので、吸気構造の重量増加をまねくことなく、インタークーラ７０ａ及び７０ｂの強度を向上できる。
また、柱部材８４ａ及び８４ｂはインタークーラハウジング７２ａ及び７２ｂの高さより長い軸方向長さを有するため、出口ケーシング３４とインタークーラハウジング７２ａ及び７２ｂとの間に隙間ｈが形成される。この隙間ｈによって、インタークーラ７０ａ及び７０ｂに付加される吸気構造の重量を軽減でき、該インタークーラの耐久性を向上できる。また、隙間ｈに弾性パッキン１１２ａ及び１１２ｂを介装することで、該インタークーラに付加される荷重の増加を抑えつつ、該インタークーラを安定支持できる。

また、前記隙間によってスーパーチャージャー３０の振動がインタークーラ７０ａ及び７０ｂに伝わるのを抑制でき、これによって、該インタークーラの金属疲労を抑制できる副次的効果もある。
なお、前記吸気構造を簡素化できるため、例えばＶ型エンジン１０のＶ狭角が６０°以下のような狭い場合でも、Ｖ型エンジン１０の全高を極力抑えることができる。
また、柱部材８４ａ及び８４ｂの端部がインタークーラハウジング７２ａ及び７２ｂのフランジ部８２ａ及び８２ｂに形成された孔に圧入又は螺合によって固定されるので、インタークーラハウジング７２ａ及び７２ｂの支持部の重量増加を抑制しつつ、簡易かつ低コストな手段で、該インタークーラハウジングを安定支持できる。

また、上部吸気導入部６６ａ及び６６ｂのフランジ部９０ａ及び９０ｂに当接するインタークーラハウジング７２ａ及び７２ｂと柱部材８４ａ及び８４ｂの端面とは段差のない平坦な連続面を形成しているので、該インタークーラハウジング及び該柱部材がフランジ部９０ａ及び９０ｂに隙間無く当接でき、該インタークーラハウジングを上部吸気導入部６６ａ及び６６ｂの入口ケーシング６７ａ及び６７ｂに安定支持できる。
また、柱部材８４ａ及び８４ｂの中空部１００ａ及び１００ｂに挿入された締結ボルト８６ａ及び８６ｂで出口ケーシング３４とフランジ部９０ａ及び９０ｂとを連結するので、
インタークーラ７０ａ及び７０ｂの取付け強度を高めることができる。

また、インタークーラハウジング７２ａ及び７２ｂが樹脂で構成され、柱部材８４ａ及び８４ｂが金属で構成されているので、インタークーラ７０ａ及び７０ｂを軽量化できると共に、該柱部材の剛性を向上でき、インタークーラ７０ａ及び７０ｂの取付け強度を高めることができる。

また、柱部材８４ａ及び８４ｂの鍔部１０２ａ及び１０２ｂはフランジ部８８ａ及び８８ｂの下面に当接し、柱部材８４ａ及び８４ｂの下端面はフランジ部９０ａ及び９０ｂの上面に当接するので、インタークーラ７０ａ及び７０ｂに作用する圧縮強度に対して耐久性を向上できる。
また、柱部材８４ａ及び８４ｂはフランジ部８２ａ及び８２ｂと別体に形成されるので、製造及び取扱いが容易になる。

また、複数の柱部材８４ａ及び８４ｂが少なくともケーシング７２ａ及び７２ｂの四隅に設けられているので、柱部材８４ａ及び８４ｂによってインタークーラ全域で均等な耐久性を得ることができる。
また、前記隙間ｈが形成されることで、スーパーチャージャー３０の振動がインタークーラ７０ａ及び７０ｂに伝わるのを抑制でき、これによって、インタークーラ７０ａ及び７０ｂの金属疲労を抑制できる副次的効果がある。

前記実施形態ではV型エンジンを対象としたが、これに限定されるものではなく、例えば直列型エンジンや水平対向型エンジンであってもよい。これらエンジンのスーパーチャージャー出口に出口ケーシング３４と上部吸気導入部６６ａ及び６６ｂの入口ケーシング６７ａ及び６７ｂとの間にインタークーラハウジングを挟む構造としてもよい。
また、前記実施形態では吸気通路にスーパーチャージャーを設けた例であるが、スーパーチャージャーを設ける代わりに、例えば、排気ターボチャージャのコンプレッサ出口に繋がる吸気通路に出口ケーシングと吸気通路の入口ケーシングとを設け、その間にインタークーラハウジングを挟む構造としてもよい。

本発明の一実施形態によれば、吸気通路にインタークーラを設けたエンジンの吸気構造において、インタークーラに付加される荷重の軽減及びインタークーラの強度増加が可能になり、かつ吸気構造の重量増加及びエンジンの全高増加を抑制できる。

１０ Ｖ型エンジン
１２ａ、１２ｂ バンク
１４ａ、１４ｂ シリンダ
１６ａ、１６ｂ ピストン
１８ クランクケース
２０ クランク軸
２２ａ、２２ｂ コンロッド
２４ａ、２４ｂ シリンダブロック
２６ａ、２６ｂ シリンダヘッド
２８ａ、２８ｂ ロッカーカバー
３０ スーパーチャージャー
３２ 出口通路部（第１の吸気通路）
３４ 出口ケーシング
３６ 分配リブ
３８ａ、３８ｂ 吸気ポート
４０ 入口ダクト
４２ａ、４２ｂ ポートインジェクタ
４４ａ、４４ｂ ダイレクトインジェクタ
４６ａ、４６ｂ 点火プラグ
４８ 動力伝達手段
５０ プーリ
５２ 筒状ケーシング
５４ ロータ
５６ 吸入口
５８ 吐出口
６０ 後部ケーシング
６２ バイパスバルブ
６３ スロットルバルブ
６４ａ、６４ｂ 吸気導入部（第２の吸気通路）
６６ａ、６６ｂ 上部吸気導入部
６７ａ、６７ｂ 入口ケーシング
６８ａ、６８ｂ 下部吸気導入部
７０ａ、７０ｂ インタークーラ
７２ａ、７２ｂ インタークーラハウジング
７３ａ、７３ｂ、８２ａ、８２ｂ、８８ａ、８８ｂ、９０ａ、９０ｂ、９２ａ、９２ｂ フランジ部
７４ａ、７４ｂ インタークーラコア
７６ａ、７６ｂ 供給口
７８ａ、７８ｂ 排出口
８０、８６ａ、８６ｂ 締結ボルト
８４ａ、８４ｂ 柱部材
９４ 前後連結部
９６ 補強用リブ
９８ 左右連結部
１００ａ、１００ｂ 中空部
１０２ａ、１０２ｂ、１０４ａ、１０４ｂ 鍔部
１０６ａ、１０６ｂ 貫通孔
１０８ａ、１０８ｂ、１１０ａ、１１０ｂ、１１２ａ、１１２ｂ 弾性パッキン
ａ 外気
ｂ バイパス通路
ｃ 隙間
cr 燃焼室
er エンジンルーム
ｈ
ｏ 出口通路
ｗ 冷却水

Claims (6)

1. 第１の吸気通路と第２の吸気通路の間に配置され、吸気を冷却するインタークーラが収納されるインタークーラハウジングと、
   前記インタークーラハウジングの一辺の長さより長い軸方向長さを有し、前記インタークーラハウジングの周囲で前記第１の吸気通路の出口ケーシングと前記第２の吸気通路の入口ケーシングとの間に挿入され、前記第１の吸気通路の出口ケーシングと前記第２の吸気通路の入口ケーシングとに連結されて前記インタークーラハウジングを前記第１の吸気通路の出口ケーシングと前記第２の吸気通路の入口ケーシングとの間に固定するための柱部材と、
   前記第１の吸気通路の出口ケーシングと前記インタークーラハウジングとの間に形成された隙間に介装された弾性パッキンと、を備え、
   前記柱部材は軸方向に貫通した中空部が形成され、
   前記中空部に挿入され該中空部の両端から突出した締結ボルトの両端が前記第１の吸気通路の出口ケーシングと前記第２の吸気通路の入口ケーシングとに夫々連結され、
   前記第２の吸気通路の入口ケーシングに対面する前記インタークーラハウジングの一端外周にフランジが形成され、
   前記柱部材の端部が前記フランジに形成された貫通孔に挿入固定されていることを特徴とするエンジンの吸気構造。
2. 前記インタークーラハウジングの内部には、インタークーラコアが収納され、
   前記弾性パッキンは、前記柱部材の軸方向において前記インタークーラコアと重ならない位置に設けら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吸気構造。
3. 前記柱部材の端部が前記フランジに形成された貫通孔に圧入固定されていることを特徴とする請求項２に記載のエンジンの吸気構造。
4. 前記柱部材の端部が前記フランジに形成された貫通孔に螺合されていることを特徴とする請求項２に記載のエンジンの吸気構造。
5. 前記第２の吸気通路の入口ケーシングに当接する前記インタークーラハウジングと前記柱部材の端面とは段差のない平坦な連続面を形成することを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載のエンジンの吸気構造。
6. 前記インタークーラハウジングは樹脂で構成され、前記柱部材は金属で構成されていることを特徴とする請求項１から５の何れか１項に記載のエンジンの吸気構造。

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