JP7110854B2 - エンジンの吸気装置及びその組立方法 - Google Patents

Description

本発明はエンジンの吸気装置及びその組立方法に関する。

エンジンの吸気装置として、特許文献１に記載されているように、エンジンルーム外側の新気をエンジンの燃焼室に導入する外気導入通路と、エンジンルーム内部の空気を上記燃焼室に導入する内気導入通路とを備えたものは一般に知られている。同文献１では、外気導入通路と内気導入通路の合流部に、エアクリーナに接続すべき通路を外気導入通路と内気導入通路のいずれかに選択的に切り換えるバルブを設けることが記載されている。

ところで、エンジンの吸気通路を合成樹脂で成形する場合、特許文献２に記載されているように、２つの通路部材を合わせて溶着することが行なわれている。この文献２の例では、互いに溶着される第１吸気装置本体と第２吸気装置本体の合わせ部に、吸気通路長さを切り換える吸気制御弁の回転軸が支持されている。第１吸気装置本体と第２吸気装置本体の溶着によって複数の吸気通路が並列に形成され、各吸気通路の吸気制御弁が１本の回転軸に支持され、この回転軸の端にアクチュエータが設けられている。

特開２００７－１７０２５１号公報 特開２０１７－１５０３４１号公報

本発明は、エンジンルーム外側の新気を導入する外気導入通路と、エンジンルーム内部の空気を導入する内気導入通路と、外気導入通路を開閉する第１バルブと、内気導入通路を開閉する第２バルブとを備えたエンジンの吸気装置に関する。このような吸気装置において、外気導入通路及び内気導入通路各々のバルブ配設部を第１ダクト部材と第２ダクト部材の溶着によって形成する。

この場合に、特許文献２のように、第１ダクト部材と第２ダクト部材の合わせ部に、第１バルブ及び第２バルブを回転させるためのシャフトを支持する構造を採用すると、第１ダクト部材と第２ダクト部材の溶着に伴う変形により、次の問題が出てくる。すなわち、両ダクト部材の溶着に伴う変形は、主として両ダクト部材の合わせ部に生ずるから、この合わせ部に形成されているシャフト支持部が歪み、その結果、シャフトの位置が予定位置からずれることが懸念される。この位置ずれは、バルブの作動不良を招くことになる。

本発明は、ダクト部材の溶着によるバルブ用シャフトの位置ずれの問題を解決する。

本発明は、上記課題を解決するために、バルブ配設部を第１ダクト部材と第２ダクト部材の溶着によって形成するケースにおいて、第１ダクト部材と第２ダクト部材のうちの一方のダクト部材単独で、バルブを回転させるシャフト及び該シャフトを駆動するアクチュエータを支持するようにした。

ここに開示するエンジンの吸気装置は、エンジンルームの外側の新気をエンジンの燃焼室に導入する外気導入通路と、上記エンジンルーム内の空気を上記燃焼室に導入する内気導入通路と、上記外気導入通路を開閉する第１バルブと、上記内気導入通路を開閉する第２バルブとを備えたエンジンの吸気装置であって、
上記外気導入通路における上記第１バルブが配設された第１バルブ配設部と上記内気導入通路における上記第２バルブが配設された第２バルブ配設部とが並列状に設けられており、
上記第１及び第２の両バルブ配設部各々の通路壁周方向の一部を形成する合成樹脂製の第１ダクト部材と、
上記両バルブ配設部各々の上記通路壁周方向の残部を形成する合成樹脂製の第２ダクト部材とを備え、
上記第１及び第２の両ダクト部材が互いに溶着されて上記第１及び第２の両バルブ配設部が形成されており、
上記両バルブ各々は回転によって通路を開閉する回転型バルブであり、
上記両バルブ配設部が並ぶ方向に延び、上記両バルブを支持する回転シャフトと、
上記回転シャフトを駆動するアクチュエータとを備え、
上記両ダクト部材のうちの一方のダクト部材に、当該ダクト部材単独で上記シャフトを支持するシャフト支持部と、当該ダクト部材単独で上記アクチュエータを支持するアクチュエータ支持部が設けられていることを特徴とする。

これによれば、第１ダクト部材と第２ダクト部材の溶着によって第１及び第２の両バルブ配設部が形成される。本発明では、この両ダクト部材のうちの一方にシャフト支持部及びアクチュエータ支持部が設けられ、シャフト及びアクチュエータを当該一方のダクト部材単独で支持する構造を採用している。従って、両ダクト部材の溶着に伴ってその合わせ部に多少の変形を生じても、それがシャフト及びアクチュエータの支持に与える影響は小さい。よって、バルブの作動不良を招くことが避けられる。

一実施形態では、上記第１及び第２の両バルブ各々は、上記シャフトを通す嵌合孔を有する嵌合部を備え、該嵌合部によって上記シャフトに対して回転しないように支持され、
上記両バルブの嵌合部には、互いにバルブ回転方向において係合し、当該両バルブのバルブ回転方向における相対的な位置を規制する係合部が設けられている。

これによれば、第１バルブの嵌合部と第２バルブの嵌合部を両者の係合部において係合させると、この両バルブがバルブ回転方向において相対的に位置決めされる。従って、両バルブをシャフトに組み付ける際の両バルブのバルブ回転方向の角度設定が容易になり、ひいては両バルブのシャフトへの組付が容易になる。

一実施形態では、上記両ダクト部材のうちの一方のダクト部材に取り付けられて、上記第１バルブと第２バルブの間に配置され、当該両バルブ各々のバルブ配設部におけるバルブ軸方向の位置を規制するスペーサを備えている。

これによれば、上記両ダクト部材のうちの一方のダクト部材にスペーサを取り付けるだけで、両バルブ各々のバルブ配設部におけるバルブ軸方向の位置を規制することができる。よって、この両バルブを各々のバルブ配設部に精度良く組付けることが有利になり、バルブの作動不良防止に有利になる。

ここに開示するエンジンの吸気装置の組立方法は、バルブ組付け工程と、シャフト組付け工程と、アクチュエータ組付け工程と、ダクト組立工程とを備え、
上記バルブ組付け工程では、上記一方のダクト部材の上記第１及び第２の両バルブ配設部各々を形成する部位において、上記第１及び第２の両バルブのうちの一方のバルブを所定の回転角度に位置決めした状態で、この一方のバルブに対して他方のバルブを上記係合部によって係合させることにより、この両バルブを相対的に所定の回転角度に位置決めし、この状態で当該両バルブ間に上記スペーサを設置し、
上記シャフト組付け工程では、上記シャフトを上記両バルブの嵌合孔に通して上記一方のダクト部材のシャフト支持部に支持し、
上記アクチュエータ組付け工程では、上記アクチュエータを上記シャフトに接続して上記一方のダクト部材のアクチュエータ支持部に支持し、
上記ダクト組立工程では、上記両バルブ及び上記シャフトが組み付けられた上記一方のダクト部材に、上記両ダクト部材のうちの他方のダクト部材を溶着するものであり、
上記アクチュエータ組付け工程及び上記ダクト組立工程のいずれか一方の工程を先にし、他方の工程を後にすることを特徴とする。

これによれば、エンジンの吸気装置を簡単に精度良く組み立てることができる。

本発明によれば、互いの溶着によって第１及び第２の両バルブ配設部を形成する第１及び第２の両ダクト部材の一方に、当該ダクト部材単独でバルブ回転用のシャフトを支持するシャフト支持部と、当該ダクト部材単独でアクチュエータを支持するアクチュエータ支持部が設けられているから、両ダクト部材の溶着に伴ってその合わせ部に多少の変形を生じても、それがシャフト及びアクチュエータの支持に与える影響は小さく、よって、バルブの作動不良を招くことが避けられる。

図１は、本発明の実施形態に係る吸気装置を備えたエンジンルームの内部においてエンジンが蓄熱カバーに覆われた状態を示す右側面図である。 図２は、エンジンが蓄熱カバーに覆われた状態（但し、上面カバー部を鎖線で記載してカバー内部を表している。）を示す平面図である。 図３は、エンジンが蓄熱カバーに覆われた状態を示す正面図である。 図４は、エンジンが蓄熱カバーに覆われた状態を示す左側面図である。 図５は、吸気ダクト、エアクリーナ及び蓄熱カバーを示す斜視図である。 図６は、蓄熱カバーの上面カバー部を除いた状態で示す、図５と同様の斜視図である。 図７は、蓄熱カバーの上面カバー部及び右側面カバー部と吸気ダクトとを示す右側面図である。 図８は、吸気ダクトと右側面カバーの関係を示す、カバー内側から見た斜視図である。 図９は、吸気ダクトを示す斜め右前側から見た斜視図である。 図１０は、吸気ダクトを示す斜め左後側から見た斜視図である。 図１１は、吸気ダクトの平面図である。 図１２は、図１１のＸＩＩ‐ＸＩＩ線における断面図である。 図１３は、吸気ダクトの分解斜視図である。 図１４は、吸気ダクトの第２ダクト部材を、通路切換機構を除いた状態で示す斜視図である。 図１５は、通路切換機構の分解斜視図である。 図１６は、通路切換機構を組立てた状態で示す斜視図である。 図１７は、通路切換機構を組立てた状態の一部を示す正面図である。 図１８は、通路切換機構を吸気装置に組付ける状態を示す斜視図である。

以下、本発明を実施するための形態を図面に基づいて説明する。以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。

＜エンジン及び周辺機器の構成＞
図１は、本実施形態に係るエンジンの吸気装置を備えるエンジンルーム１の内部を示していている。エンジンルーム１は、車両前部において上側に開口する凹部として備えられており、エンジン２及びその周辺機器を収容している。エンジンルーム１の上側の開口は、ボンネット３によって、塞がれている。ボンネット２は、開閉自在のため、必要に応じて、該ボンネット３を開くことで、エンジンルーム１の内部を車両の外側から臨むことができる。

なお、ここで、「エンジンルーム１の内部」とは、エンジンルーム１の上側の開口をボンネット３を閉じて塞いだときに区画される空間のことをいう。本明細書では、車両の前進後退方向を「前後方向」とし、前進側を「前側」、後退側を「後側」とする。また、車幅方向を「左右方向」とする。また、「右側」及び「左側」は車両を前方から見たときのものである。

エンジン２は、シリンダブロック４と、その上に載置されるシリンダヘッドとを備えている。シリンダブロック４の下面にはオイルパン５が固定されている。シリンダブロック４の内部には、図示しないが、複数のシリンダが形成されている。すなわち、エンジン２は、多気筒エンジンである。各シリンダ内には、ピストンが摺動自在に内挿されている。ピストンは、コネクティングロッドを介して、クランクシャフトに連結されている。ピストンは、シリンダ及びシリンダヘッドと共に、エンジン２の燃焼室を区画する。

エンジン２の燃焼室には、新気が吸気ダクト１１及びエアクリーナ１２を通して導入される。エアクリーナ１２は燃焼室に導入する新気に含まれる塵や埃などの異物を取り除く機器である。

図２は後述する蓄熱カバー２１の上面カバー２２を外してエンジン２を上から見た図である。

同図に示すように、新気はエアクリーナ１２からスロットルバルブを備えた吸気管１３を経て過給機１４に導入される。過給機１４は、燃焼室に導入する新気の圧力を高める。本例の過給機１４は、エンジン２のクランク軸によってベルト駆動される機械式過給機である。なお、電動式の過給機、或いは排気エネルギによって駆動されるターボ過給機を採用してもよい。過給機１４を経た新気は図３に示すインタークーラ１５によって冷却され、サージタンク及び吸気マニホールドを介して各気筒の燃焼室に導入される。

図２に示すように、吸気管１３からは過給機１４をバイパスして新気をサージタンクに導くバイパス管１６が分岐している。バイパス管１６には、その管路の開口面積を調節するバイパス弁が設けられている。バイパス管１６のバイパス弁よりも上流側の部位には、図１に示すＥＧＲ管１７が接続されている。ＥＧＲ管１７は、排気ガスの一部をＥＧＲガスとして燃焼室に還流させるものであり、ＥＧＲガスを冷却するＥＧＲクーラ１８を備えている。

エンジン２の吸気系を構成する吸気ダクト１１、エアクリーナ１２、吸気管１３、過給機１４、インタークーラ１５、サージタンク及び吸気マニホールドは、エンジン２の前側に配置され、エンジン２の排気系を構成する排気マニホールド及び該排気マニホールドに続く排気管はエンジン２の後側に配置されている。すなわち、当該エンジン２は、前方吸気且つ後方排気のエンジンである。

＜エンジンのカバー構造＞
蓄熱カバー２１は、エンジンルーム１に設けられ、エンジン２をその上方から覆うとともに、エンジン２の上部のまわりを囲む。蓄熱カバー２１は、エンジン２から放散される熱が空気を媒体としてその内側にたくわえ、上方への放熱を少なくとも一部は遮る。

ここに、「蓄熱カバーの内側」とは、蓄熱カバーにおけるエンジンを上方から覆う部分の内面よりも下側であって、該蓄熱カバーにおけるエンジンのまわりを少なくとも部分的に囲む部分の内面よりも内側をいう。

図１に示すように、蓄熱カバー２１は、エンジン２を上方から覆う上面カバー部２２と、上面カバー部２２に連なりエンジン２の上部を後方から覆う後面カバー部２３と、上面カバー部２２に連なりエンジン２の上部を右側方から覆う右側面カバー部２４とを備え、さらに、図４に示すように、上面カバー部２２に連なりエンジン２の上部を左側方から覆う左側面カバー部２５を備えている。

エンジン２の前方には、エンジン２の冷却水を空気との熱交換によって冷却するラジエータ６がエンジン２を前方から覆うように配置されている。ラジエータ６の前方には、ラジエータ６への前方からの通風を遮断可能なグリルシャッター７が設けられている。ラジエータ６は、冷却水の熱をエンジン２に向かって放熱するラジエータファン８を背面側に備えている。グリルシャッター７の前方にフロントグリル９が設けられている。

グリルシャッター７は、複数のフラップ２６を上下に間隔をおいて配設したものであり、複数のフラップ２６を回動させるアクチュエータを備えている。フラップ２６が鎖線で示すように横になると、ラジエータ６への前方からの通風が許容され、フラップ２６が実線で示すように縦になると、ラジエータ６への当該通風が遮られる。グリルシャッター７は、後述する吸気ダクト１１の通路切換機構の作動によって、エンジン２の燃焼室への新気の導入が内気導入状態になると、フラップ２６が縦になってラジエータ６に車両走行風が当たることを抑える。その結果、エンジンルーム１から前方への放熱も抑えられることになる。

ラジエータ６には、エンジン２からの冷却水を流入させるための冷却水流入ホース２７，２８（図２及び図４参照）と、温度が低下した冷却水を図４に示すウォータポンプ２９に送るための冷却水流出ホース（図１及び図２参照）３１が接続されている。

ここに、蓄熱カバー２１は、エンジン２の上部から上方及び周囲への放熱を遮ることによってエンジン２の保温に寄与する。一方、ラジエータ６及びグリルシャッター７はエンジン２から前方への放熱を遮ることによってエンジン２の保温に寄与する。また、ラジエータ６はラジエータファン８によって冷却水の熱をエンジン２に向かって放つことにより、蓄熱カバー２１による蓄熱を有利にする。

（蓄熱カバーの詳細）
図５に示すように、エアクリーナ１２は、車両前方から見て、蓄熱カバー２１の右外側に配設されている。吸気ダクト１１は、蓄熱カバー２１の外側であって、エアクリーナ１２の前側に配設されている。

図１、図４及び図５に示すように、蓄熱カバー２１の上面カバー部２２は、前方に向かって緩やかに下降傾斜した上壁２２ａと、上壁２２ａの両側縁に続く下方へ延びた上部側壁２２ｂ，２２ｃ（図１，図４参照）とを備えている。上壁２２ａは、エンジン２の上面を全面にわたって覆うようにエンジン２の上面よりも外側に広がっている。上壁２２ａの前端部に蓄熱カバー２１をラジエータシュラウド２０に固定する固定部２２ｄが設けられている。

図１、図４及び図６に示すように、蓄熱カバー２１の後面カバー部２３は、エンジン２の上部の後面を覆うように、左右方向に広がった後壁２３ａと、後壁２３ａの両側縁各々に続く前方に延びた後部側壁２３ｂ，２３ｃとを備えている。後壁２３ａは、蓄熱カバー２１を車両のカウルパネルに固定するための後方へ突出したブラケット２３ｄを備えている。図６に示すように、後壁２３ａの上端及び後部側壁２３ｂ，２３ｃの前端上部に、上面カバー部２２との間に隙間を生じないようにするシール３２が設けられている。すなわち、上面カバー部２２の上壁２２ａ及び上部側壁２２ｂ各々の後端縁がシール３２に当接する。

図１及び図７に示すように、蓄熱カバー２１の右側面カバー部２４は、エンジン２の上部を右側方から後面カバー部２３の右側後部側壁と共に覆うように前後方向に広がっている。右側面カバー部２４の前端縁は吸気ダクト１１より後方に突出した上下方向に延びる突出部３３（図７，図１０参照）に当接している。図６～図８に示すように、右側面カバー部２４の前端縁上端より前方に突出した取付片３４が吸気ダクト１１の突出部３３の上端の取付部３３ａに、締着材としての抜け止め機能を有するクリップ３５によって固定されている。右側面カバー部２４の後端縁は後面カバー部２３の右側後部側壁２３ｂの前端下部に当接している。

ここに、吸気ダクト１１は、図７に示すように、後述する外気取入口４４が右側面カバー部２４の上縁と略同じ高さに設けられていて、ダクト全体を側方からみると、外気導入口４４から後方に略水平に延びる上部１１ａ、該上部１１ａに続いて下方に延びる中間部１１ｂ、並びに、該中間部１１ｂに続いて後方に延びエアクリーナ１２に接続される下部１１ｃを備えた形になっている。図８に示すように、吸気ダクト１１の上記突出部３３は、該吸気ダクト１１の上部１１ａの後端から中間部１１ｂを経て下部１１ｃまで上下に延びており、この突出部３３が図７に示すように上記右側面カバー部２４の前側の側縁に接続されている。すなわち、吸気ダクト１１は右側面カバー部２４の前側の側縁に連なっている。従って、吸気ダクト１１は、エンジン２の上部を右側方から右側面カバー部２４と共に覆うカバー部材として機能する。

図７に示すように、右側面カバー部２４の上縁にはシール３６を介して上面カバー部２２の右側上部側壁２２ｂが載置されている。上面カバー部２２の右側上部側壁２２ｂの下縁と右側面カバー部２４の上縁には、図６及び図８に示すエアクリーナ１２からエンジン２に向かって延びたフレキシブル管３７を通すための、上下に相対する半円状の切欠き２２ｅ，２４ａが形成されている。フレキシブル管３７は先に説明した吸気管１３に接続される。

図４及び図６に示すように、蓄熱カバー２１の左側面カバー部２５は、エンジン２の上部を左側方から後面カバー部２３の左側後部側壁２３ｃ及びエンジンマウント３８と共に覆うように前後方向に広がっている。すなわち、エンジンマウント３８の前後両側に左側面カバー部２５と後面カバー部２３の左側後部側壁２３ｃが配設されている。従って、エンジンマウント３８は、エンジン２の上部を左側方から左側面カバー部２５と共に覆うカバー部材として機能する。エンジンマウント３８は、その前後の脚部３８ａが車両のフロントサイドフレームに固定され、上部にエンジン２が支持される。エンジンマウント３８は、カバー機能を得る観点から、前後の脚部３８ａ間が塞がれている。

＜吸気ダクトの配置及び構造＞
図９及び図１０に示すように、吸気ダクト１１は、エンジンルーム１の外側の空気である外気を導入する外気導入ダクト部４１と、エンジンルーム１の内部の空気を導入する内気導入ダクト部４２とを備え、両ダクト部４２，４３が１本の下流側ダクト部４３に接続された複合ダクトである。

外気導入ダクト部４１の上流端には、前方に向かって開口した横長矩形状の外気取入口４４が設けられている。内気導入ダクト部４２の上流端には、上方に向かって開口した横長矩形状の内気取入口４５が設けられている。下流側ダクト部４３の下流端にエアクリーナ１２に接続される接続口４６が後方に向かって開口している。

図１１に示すように、吸気ダクト１１は、外気導入ダクト部４１の外気取入口４４から後方に延びる上部１１ａからその両側に突出した取付片４７を備えている。下流側ダクト部４３の下流端にはエアクリーナ２に接続するためのフランジ４８が設けられている。

吸気ダクト１１は、上記取付片４７が、図１に示すラジエータシュラウド２０の上面に固定されている。これにより、外気導入ダクト部４１の外気取入口４４がラジエータシュラウド２０の上から前方に臨むように設けられている。一方、吸気ダクト１１の内気取入口４５は、図２に示すように、エンジン２とラジエータ６の間において、蓄熱カバー２１の内側に下方から臨むように設けられている。但し、内気取入口４５は外気導入ダクト部４１と後述の突起部５１によって上から覆われている。

（内気取入口のカバー構造）
内気導入ダクト部の内気取入口４５の一部は外気導入ダクト部４１によって上から隙間を存して覆われ、内気取入口４５の残部は突起部５１によって上から隙間を存して覆われている。以下、このカバー構造を説明する。

図９に示すように、外気導入ダクト部４１と内気導入ダクト部４２は、下流側ダクト部４３から分岐して左右に並んで立上り、且つ外気導入ダクト部４１は内気導入ダクト部４２の内気取入口４５よりも高く立上っている。

図１０及び図１１に示すように、外気導入ダクト部４１は、内気導入ダクト部４２の内気取入口４５よりも高位置において、内気導入ダクト部４２側に湾曲して該内気導入ダクト部４２の内気取入口４５の上方を斜めに横切り前方に延びるダクト壁４１ａを有する。このダクト壁４１ａによって、図１１及び図１２にも示すように、内気導入ダクト部４２の内気取入口４５の前側部分が上方から覆われた形になっている。外気導入ダクト部４１のダクト壁４１ａから前方に延びた部分が吸気ダクト１１の上部１１ａを形成している。

外気導入ダクト部４１は、上記ダクト壁４１ａの後面より内気導入ダクト部４２の内気取入口４５の上方を後方に突出したつば状の突起部５１を備えている。この突起部５１が内気取入口４５の残部を上方から覆っている。図１０に示すように、突起部５１は、外気導入ダクト部４１の立上り部の方に下降傾斜しており、この傾斜部が内気取入口４５を側方から、すなわち、斜め上方から覆っている。

突起部５１と内気取込口４５との間隔は、可能な限り狭い方が、異物の侵入防止という観点からは有利である。組立時におけるボルトの侵入を防止したければ、突起部５１と内気取込口４５との間隔を、例えば、Ｍ６ナット径よりも小さくなるように設定すること等が考えられる。なお、該間隔を過剰に狭くしすぎると、突起部５１が通気抵抗になって内気の内気取込口４５への取り込みが妨げられる。従って、突起部５１と内気取込口４５との間隔は、例えば、１０～６０ｍｍの範囲において、これら諸問題を総合的に考慮設定することが好ましい。本実施形態では、この間隔を４０ｍｍとしている。

（吸気ダクトの通路切換機構）
吸気ダクト１１の通路切換機構は、エンジン２の燃焼室への新気の導入を、エンジンルーム１の外側の外気を外気導入ダクト部４１によってエアクリーナ４に導入する外気導入状態と、エンジンルーム１内の空気、特に蓄熱カバー２１によって得られるホットエアを内気導入ダクト部４２によってエアクリーナ４に導入する内気導入状態とに切り換えるものである。そのために、当該通路切換機構は、後述する第１バルブ６１と第２バルブ６２を備えている。

図１３に示すように、吸気ダクト１１は、合成樹脂製の第１ダクト部材１１Ａと合成樹脂製の第２ダクト部材１１Ｂを互いの周縁部において合わせて溶着することによって形成されている。本例では、第１ダクト部材１１Ａは、外気導入ダクト部４１の外気取入口４４を含む吸気ダクト１１の前部を形成している。第２ダクト部材１１Ｂは、下流側ダクト部４３の接続口４６を含む吸気ダクト１１の後部を形成している。第１ダクト部材１１Ａと第２ダクト部材１１Ｂを合わせることによって、吸気ダクト１１の外気導入ダクト部４１、内気導入ダクト部４２及び下流側ダクト部４３が完成する。

図１３に示すように、外気導入ダクト部４１は外気導入通路５５を形成し、内気導入ダクト４２が内気導入通路５６を形成している。外気導入通路５５及び内気導入通路５６は、下流側ダクト部４３によって形成された下流側導入通路５７に続いている。外気導入ダクト部４１には外気導入通路５５を開閉する第１バルブ６１が配設され、内気導入ダクト部４２には内気導入通路５６を開閉する第２バルブ６２が配設されている。

先に説明したように、外気導入ダクト部４１と内気導入ダクト部４２は下流側ダクト部４３から分岐して左右に並んで立上っており、第１バルブ６１及び第２バルブ６２は、外気導入ダクト部４１及び内気導入ダクト部４２各々の立上りの基端部に配設されている。すなわち、外気導入通路５５の第１バルブ配設部と内気導入通路５６の第２バルブ配設部とは、両通路５５，５６を隔てる隔壁５８を挟んで並列状に設けられている。

第１ダクト部材１１Ａは、外気導入通路５５の第１バルブ配設部と内気導入通路５６の第２バルブ配設部各々の通路壁周方向の一部を形成し、第２ダクト部材１１Ｂが当該通路壁周方向の残部を形成している。

第１バルブ６１はフラップ型バルブであり、第２バルブ６２はバタフライ型バルブである。すなわち、両バルブ６１，６２は、いずれも回転によって通路を開閉する回転型バルブであり、外気導入ダクト部４１と内気導入ダクト部４２の両者に亘って延びる１本の回転シャフト６３に支持されている。両バルブ６１，６２は、一方が開になるとき、他方が閉となるように、回転シャフト６３に対して所定の角度に位置決めして支持されている。

回転シャフト６３は、吸気ダクト１１の後部を形成する第２ダクト部材１１Ｂに支持され、回転シャフト６３を回転駆動するアクチュエータ６４も第２ダクト部材１１Ｂに支持されている。すなわち、図１４に示すように、第２ダクト部材１１Ｂには、該第２ダクト部材１１Ｂ単独で回転シャフト６３を支持するシャフト支持部６５，６６と、該第２ダクト部材１１Ｂ単独でアクチュエータ６４を支持するアクチュエータ支持部６７とが設けられている。

本例では、シャフト支持部６５，６６は第２ダクト部材１１Ｂの相対する外気導入ダクト部４１側のダクト壁及び内気導入ダクト部４２側のダクト壁に設けられている。アクチュエータ支持部６７は第２ダクト部材１１Ｂにおける外気導入ダクト部４１側の外側面に設けられている。

上述の如く、回転シャフト６３を第２ダクト部材１１Ｂに支持したことにより、第１バルブ６１と第２バルブ６２も、第２ダクト部材１１Ｂに該第２ダクト部材１１Ｂ単独で支持されている。

図１４に示すように、内気導入ダクト部４２側のシャフト支持部６６には支持孔７１が設けられ、該支持孔７１に図１５に示すブッシュ７２が嵌められている。外気導入ダクト部４１側のシャフト支持部６５にも同様に支持孔７１（図示省略）が設けられ、該支持孔７１に図１５に示すブッシュ７２が嵌められている。

図１５に示すように、回転シャフト６３は、角形（本例では断面矩形）のシャフトであり、第１バルブ６１及び第２バルブ６２各々の軸部に設けられた筒状の嵌合部７３～７７に通されている。第１バルブ６１には、軸方向両側の２箇所に端部が第１バルブ６１より軸方向外側に突出した嵌合部７３，７４が設けられている。第２バルブ６２には、軸方向両側の２箇所に端部が第２バルブ６２より軸方向外側に突出した嵌合部７５，７６が設けられ、中間の１箇所に嵌合部７７が設けられている。

第１バルブ６１及び第２バルブ６２の嵌合部７３～７７の外周面は円いが、各々の嵌合孔は全て回転シャフト６３の断面形状に対応する角形である。回転シャフト６３が両バルブ６１，６２の嵌合部７３～７７の嵌合孔に通されて、両バルブ６１，６２が回転シャフト６３に対して回転しないように支持されている。

シャフト支持部６５，６６のブッシュ７２には、回転シャフト６３がバルブ６１，６２の嵌合部７３～７７に通された状態で、嵌合部７３～７７の両端の嵌合部７３，７６が嵌められて回転自在に支持されている。換言すれば、回転シャフト６３がバルブ６１，６２の嵌合部７３，７６を介してシャフト支持部６５，６６のブッシュ７２に回転自在に支持されている。

第１バルブ６１及び第２バルブ６２の軸方向に相隣る嵌合部７４及び嵌合部７５の軸方向に相対する端部は半筒状に切り欠かれた形状になっていて、その切欠き部が係合部７８，７９になっている。この両係合部７８，７９は、回転シャフト６３が嵌合部７３～７７に通された状態において、互いにバルブ回転方向において係合し、第１バルブ６１と第２バルブ６２のバルブ回転方向における相対的な位置を規制する。

すなわち、図１６に示すように、両バルブ６１，６２の係合部７８，７９を互いに係合させた状態で、回転シャフト６３を両バルブ６１，６２の嵌合部７３～７７に通すと、両バルブ６１，６２は、回転シャフト６３の回転によって一方が開になるとき他方が閉となるように、回転シャフト６３に対して位置決めされた状態になる。本例の場合、両バルブ６１，６２はバルブ本体が回転方向に９０度ずれた状態に位置決めされる。

第１バルブ６１及び第２バルブ６２の上記相隣る嵌合部７４及び嵌合部７５各々には、両バルブ６１，６２のバルブ軸方向の位置を図１５に示すスペーサ８１によって規制するための側方に突出した突起８２，８３が設けられている。

以下、具体的に説明する。図１４に示すように、第２ダクト部材１１Ｂの隔壁５８には、嵌合部７４，７５が回転自在に嵌まる凹部８４を有するスペーサ受け８５が形成されている。このスペーサ受け８５には嵌合用溝８６が形成されている。一方、スペーサ８１には、スペーサ受け８５の凹部８４に対応する凹部８７と嵌合用溝８６に嵌まる凸条８８とが形成されている。スペーサ８１は、そのバルブ軸方向の長さが、両バルブ６１，６２が外気導入ダクト部４１及び内気導入ダクト部４２の正規位置に位置付けられたときの、突起８２，８３の間隔に匹敵する寸法にされている。

スペーサ８１は、第１バルブ６１及び第２バルブ６２が第２ダクト部材１１Ｂにセットされた状態で、凸条８８を嵌合用溝８６に嵌めることによってスペーサ受け８５に設置される。このときに、図１７に示すように、スペーサ８１の片側に第１バルブ６１側の突起８２が当接し、スペーサ８１の反対側に第２バルブ６２側の突起８３が当接するようにするものである。両バルブ６１，６２は、突起８２，８３がスペーサ８１に対してバルブ軸方向において係合することによって、開閉に支障がないようにバルブ軸方向の位置が規制される。

（吸気ダクトの組立）
図１４に示す第２ダクト部材１１Ｂのシャフト支持部６５，６６各々の支持孔７１に図１５に示すブッシュ７２を嵌める。

図１８（ａ）に示すように、第２ダクト部材１１Ｂの外気導入ダクト部４１側のバルブ配設部（第１バルブ配設部）に第１バルブ６１を入れる。該第１バルブ６１をバルブ軸方向に動かして嵌合部７３をシャフト支持部６５のブッシュ７２に嵌める。

図１８（ｂ）に示すように、第１バルブ６１を所定の回転角度に位置決めする。すなわち、本例では、第１バルブ６１を外気導入ダクト部４１の背面側の通路壁に当たるように回転させる。

図１８（ｃ）に示すように、第１バルブ６１を上述の如く位置決めした状態で、第２バルブ６２を第２ダクト部材１１Ｂの内気導入ダクト部４２側のバルブ配設部（第２バルブ配設部）に入れる。このとき、第１バルブ６１の係合部７８と第２バルブ６２の係合部７９を係合させる。これにより、両バルブ６１，６２は、相対的に所定の回転角度に位置決めされた状態になる。そうして、第２バルブ６２をバルブ軸方向に動かして嵌合部７６をシャフト支持部６６のブッシュ７２（図１５参照）に嵌める。

図１８（ｄ）に示すように、スペーサ８１をスペーサ受け８５に嵌め込み、スペーサ８１の両側面に第１バルブ６１の突起８２及び第２バルブ６２の突起８３が当たるようにする。これにより、第１バルブ６１及び第２バルブ６２の外気導入ダクト部４１及び内気導入ダクト部４２各々におけるバルブ軸方向の位置が予定の位置に規制された状態になる。

図１８（ｅ）に示すように、図１５に示す端部にギヤ８９を結合した回転シャフト６３を、外気導入ダクト部４１の外側から、シャフト支持部６５のブッシュ７２を介して、第１バルブ６１の嵌合部７３，７４及び第２バルブ６２の嵌合部７５～７７に挿入する。ギヤ８９には図１５に示すストッパ９０が設けられていて、該ストッパ９０が第２ダクト部材１１Ｂに当接することにより、回転シャフト６３の軸方向の位置決めがなされる。

しかる後、第１ダクト部材１１Ａと第２ダクト部材１１Ｂを溶着する。そうして、図１５に示すキャップ９１、アクチュエータ６４及びベルマウス９２の取付を行なう。すなわち、キャップ９１を内気導入ダクト部４２側のシャフト支持部６６に外側から嵌める。アクチュエータ６４を、その出力軸に結合したギヤを回転シャフト６３のギヤ８９に歯合させて、第２ダクト部材１１Ｂ側のアクチュエータ支持部６７に取り付ける。ベルマウス９２を内気導入ダクト部４２の内気取入口４５に嵌める。

なお、先にキャップ９１及びアクチュエータ６１を第２ダクト部材１１Ｂを取り付けてから、第１ダクト部材１１Ａと第２ダクト部材１１Ｂを溶着するようにしてもよい。

＜実施形態の利点＞
（エンジン燃焼室への空気の導入について）
上記実施形態によれば、図１３に示すアクチュエータ６１による第１バルブ６１と第２バルブ６２の作動により、吸気ダクト１１の外気導入通路５５が開き、内気導入通路５６が閉じた外気導入状態と、外気導入通路５５が閉じ、内気導入通路５６が開いた内気導入状態とに切り換えることができる。

外気導入状態になると、図１に示すエンジンルーム１の外側の空気が吸気ダクト１１の外気取入口４４から図１３等に示す外気導入通路５５を通ってエアクリーナ１２に入り、エンジン２の燃焼室には外気が導入される。内気導入状態になると、エンジンルーム１内の空気が吸気ダクト１１の内気取入口４５から内気導入通路５６を通ってエアクリーナ１２に入り、エンジン２の燃焼室にはエンジンルーム１内の温度が高い内気が導入される。

上記内気導入状態について説明する。エンジン２のまわりの空気はエンジン２から放散される熱によって暖められて上昇し、蓄熱カバー２１の内側に入る。蓄熱カバー２１が上方（ボンネット３側）への放熱を遮るため、エンジン２から放散される熱は空気を媒体として蓄熱カバー２１の内側にたくわえられることになる。その結果、蓄熱カバー２１の内側ないしはその下側の空気は高温になる。

吸気ダクト１１の内気取入口４５は蓄熱カバー２１の内側に下から臨んでいるため、吸気ダクト１１の内気導入通路５６には蓄熱カバー２１で得られる高温の空気が取り入れられることになる。従って、高温の空気がエアクリーナ１２を通ってエンジン２の燃焼室に導入されるため、例えば、リーン燃焼のように大量の空気が必要になるときでも、燃焼室の温度低下が抑制され、エンジン２の燃焼安定性の確保に有利になる。

上記実施形態では、図１に示すラジエータ６がエンジン２から前方への放熱を妨げる働きをするとともに、ラジエータ６から放たれる廃熱（冷却水から熱交換によって奪われる熱）がラジエータファン８によってエンジン２側に供給される。そのため、エンジン２とラジエータ６の間の空気の温度が高くなる。また、蓄熱カバー２１の後面カバー部２３及び側面カバー部２４，２５によってエンジン２の後方及び側方への熱の逃げが抑えられるから、エンジン２とその前方のラジエータ６との間に高温の空気がたくわえられ易くなる。

そうして、図２に示すように、内気取入口４５はエンジン２とラジエータ６の間に配置されているから、吸気ダクト１１に取り入れられる空気の温度を高いものにする上で有利になる。さらに、内気導入状態のときは、図１に示すグリルシャッター７によってラジエータ６への通風が遮られることにより、エンジン２のラジエータ側の保温性が高まり、燃焼室への高温の空気の導入に有利になる。

なお、当該エンジン燃焼室への空気の導入に係る発明は、燃焼室の温度低下の抑制に有用な技術であり、リーン燃焼形態にとどまらず、いわゆる理論空燃比付近での燃焼形態においても適用可能である。

また、上記実施形態の内気取入口４５は、その開口の全体が蓄熱カバー２１の内側に下から臨んでいるが、その開口の一部が蓄熱カバー２１の外側に食み出ていてもよい。蓄熱カバー２１の近傍は蓄熱カバー２１の影響で空気の温度が高くなるため、内気取入口４５の一部が蓄熱カバー２１の外側に食み出ていて蓄熱カバー２１の外側の空気が吸気ダクト１１に一部取り入れられるケースでも、エンジン燃焼室には高温の空気を導入することができる。

（吸気ダクトのレイアウト等について）
上記実施形態によれば、図２に示すように、前方吸気且つ後方排気のエンジン２において、エンジン２の前側に内気取入口４５が配置されているから、内気取入口４５からエアクリーナ１２までの内気導入通路５６が長くならず、燃焼室への高温空気の導入に有利になるとともに、吸気ダクト１１のレイアウトも容易になる。

図６～図８に示すように、吸気ダクト１１は、右側面カバー部２４の前側の側縁に連ねられているから、吸気ダクト１１が側面カバー部２４の外側に配置される場合に比べて、エンジン２に近づくことになる。従って、蓄熱カバー２１及び吸気ダクト１１を含む吸気系部品がエンジンルーム２に占めるスペースが大きくなることが避けられ、エンジンルーム２における蓄熱カバー２１及び吸気系部品のレイアウトが容易になる。

また、吸気ダクト１１がエンジン２を右側方から覆う機能を担うから、それだけ右側面カバー部２４を小さくすることができる。左側面カバー部２５に関しても、エンジンマウント３８がエンジン２を左側方から覆う機能を担うから、それだけ左側面カバー部２５を小さくすることができる。

上述の内気導入通路５６の短縮及び側面カバー部２４，２５の小型化により、装置の軽量化に有利になる。

吸気ダクト１１と右側面カバー部２４がクリップ３５（締着材）で結合しているから、当該結合が容易になるとともに、吸気ダクト１１を右側面カバー部２４の支持に利用することができ、部品点数の削減及び右側面カバー部２４の取付安定性の向上に有利になる。

図９等に示すように、吸気ダクト１１の内気取入口４５は、上向きに開口しているから、エンジンルーム１に横方向や下方から侵入する異物は内気取入口４５には入りにくく、吸気ダクト１１の第２バルブ６２を含む通路切換機構の損傷が避けられる。特に、上記実施形態では、図２に示すように、内気取入口４５は蓄熱カバー２１によって上から覆われているから、上記異物の侵入に有利になる。

一方、内気導入ダクト部４２の内気取入口４５は、上向きに開口しているものの、図１１及び図１２に示すように、外気導入ダクト部４１のダクト壁４１ａが内気取入口４５の上方を横切り、さらに、突起部５１が内気取入口４５の上方に張り出している。すなわち、内気取入口４５は、外気吸気ダクト部４１のダクト壁４１ａのみならず、さらに、突起部４５によって上方を覆われている。従って、メンテナンス等において、蓄熱カバー２１を取り外しても、ボルト等の異物は、外気導入ダクト部４１のダクト壁４１ａや突起部５１によって遮られるから、内気取入口４５に入ることが避けられる。

さらに、吸気ダクト１１の内部にバルブ６１，６２等からなる通路切換機構が備えられている。通路切換機構、特に第２バルブ６２は、内気取入口４５から吸気ダクト１１の内部に異物が侵入することで、破損してしまうおそれがある。従って、内気取入口４５の上方を外気導入ダクト部４１で覆い、内気取入口４５に異物が入ることを避けることで、吸気ダクト１１の内部に異物が侵入し、該吸気ダクト１１の内部にある通路切換機構（特に第２バルブ６２）が破損することを防ぐことができる。

（通路切換機構について）
吸気ダクト１１は第１ダクト部材１１Ａと第２ダクト部材１１Ｂの溶着によって形成されているが、図１３に示すように、通路切換機構の回転シャフト６３を支持するシャフト支持部６５，６６と、アクチュエータ６４を支持するアクチュエータ支持部６７を第２ダクト部材１１Ｂに設け、この回転シャフト６３及びアクチュエータ６４を当該第２ダクト部材１１Ｂ単独で支持する構造を採用している。従って、両ダクト部材１１Ａ，１１Ｂの溶着に伴ってその合わせ部に多少の変形を生じても、それが回転シャフト６３及びアクチュエータ６４の支持に与える影響は小さい。よって、通路切換機構の作動不良を招くことが避けられる。

図１５～図１７に示すように、通路切換機構を構成する第１バルブ６１の嵌合部７４と第２バルブ６２の嵌合部７５を両者の係合部７８，７９において係合させると、この両バルブ６１，６２がバルブ回転方向において相対的に位置決めされる。よって、両バルブ６１，６２を回転シャフト６３に組み付ける際の両バルブ６１，６２のバルブ回転方向の角度設定が容易になる。

また、両バルブ６１，６２のバルブ軸方向における相対的な位置は、両バルブ６１，６２の嵌合部７４，７５に設けた突起８２，８３とスペーサ８１との係合によって規制される。従って、上述の如く、両バルブ６１，６２を上記係合部７８，７９において係合させた状態で、スペーサ８１を第２ダクト部材１１Ｂに取り付けるだけで、両バルブ６１，６２各々のバルブ配設部におけるバルブ軸方向の位置を規制することができる。

以上のように、上記実施形態によれば、両バルブ６１，６２の嵌合部７４，７５に係合部７８，７９及び突起８２，８３を設け、第２ダクト部材１１Ｂに取り付けるスペーサ８１を設けるという簡単な構成により、両バルブ６１，６２を各々のバルブ配設部に精度良く組付けることが有利になり、バルブ６１，６２の作動不良防止に有利になる。

１ エンジンルーム
２ エンジン
３ ボンネット
４ シリンダブロック
５ オイルパン
６ ラジエータ
７ グリルシャッター
８ ラジエータファン
１１ 吸気ダクト
１１Ａ 第１ダクト部材
１１Ｂ 第２ダクト部材
１２ エアクリーナ
２１ 蓄熱カバー
２２ 上面カバー部
２３ 後面カバー部
２４ 右側面カバー部
２５ 左側面カバー部
３５ クリップ（締着材）
４１ 外気導入ダクト部
４１ａ ダクト壁
４２ 内気導入ダクト部
４３ 下流側ダクト部
４４ 外気取入口
４５ 内気取入口
５１ 突起部
５５ 外気導入通路
５６ 内気導入通路
５７ 下流側導入通路
６１ 第１バルブ
６２ 第２バルブ
６３ 回転シャフト
６４ アクチュエータ
７３～７７ 嵌合部
７８，７９ 係合部
８１ スペーサ

Claims (4)

1. エンジンルームの外側の新気をエンジンの燃焼室に導入する外気導入通路と、上記エンジンルームの内部の空気を上記燃焼室に導入する内気導入通路と、上記外気導入通路を開閉する第１バルブと、上記内気導入通路を開閉する第２バルブとを備えたエンジンの吸気装置であって、
   上記外気導入通路における上記第１バルブが配設された第１バルブ配設部と上記内気導入通路における上記第２バルブが配設された第２バルブ配設部とが並列状に設けられており、
   上記第１及び第２の両バルブ配設部各々の通路壁周方向の一部を形成する合成樹脂製の第１ダクト部材と、
   上記両バルブ配設部各々の上記通路壁周方向の残部を形成する合成樹脂製の第２ダクト部材とを備え、
   上記第１及び第２の両ダクト部材が互いに溶着されて上記第１及び第２の両バルブ配設部が形成されており、
   上記両バルブ各々は回転によって通路を開閉する回転型バルブであり、
   上記両バルブ配設部が並ぶ方向に延び、上記両バルブを支持する回転シャフトと、
   上記回転シャフトを駆動するアクチュエータとを備え、
   上記両ダクト部材のうちの一方のダクト部材に、当該ダクト部材単独で上記シャフトを支持するシャフト支持部と、当該ダクト部材単独で上記アクチュエータを支持するアクチュエータ支持部が設けられていることを特徴とするエンジンの吸気装置。
2. 請求項１において、
   上記第１及び第２の両バルブ各々は、上記シャフトを通す嵌合孔を有する嵌合部を備え、該嵌合部によって上記シャフトに対して回転しないように支持され、
   上記両バルブの嵌合部には、互いにバルブ回転方向において係合し、当該両バルブのバルブ回転方向における相対的な位置を規制する係合部が設けられていることを特徴とするエンジンの吸気装置。
3. 請求項２において、
   上記両ダクト部材のうちの一方のダクト部材に取り付けられて、上記第１バルブと第２バルブの間に配置され、当該両バルブ各々のバルブ配設部におけるバルブ軸方向の位置を規制するスペーサを備えていることを特徴とするエンジンの吸気装置。
4. 請求項３に記載されたエンジンの吸気装置の組立方法であって、
   バルブ組付け工程と、シャフト組付け工程と、アクチュエータ組付け工程と、ダクト組立工程とを備え、
   上記バルブ組付け工程では、上記一方のダクト部材の上記第１及び第２の両バルブ配設部各々を形成する部位において、上記第１及び第２の両バルブのうちの一方のバルブを所定の回転角度に位置決めした状態で、この一方のバルブに対して他方のバルブを上記係合部によって係合させることにより、この両バルブを相対的に所定の回転角度に位置決めし、この状態で当該両バルブ間に上記スペーサを設置し、
   上記シャフト組付け工程では、上記シャフトを上記両バルブの嵌合孔に通して上記一方のダクト部材のシャフト支持部に支持し、
   上記アクチュエータ組付け工程では、上記アクチュエータを上記シャフトに接続して上記一方のダクト部材のアクチュエータ支持部に支持し、
   上記ダクト組立工程では、上記両バルブ及び上記シャフトが組み付けられた上記一方のダクト部材に、上記両ダクト部材のうちの他方のダクト部材を溶着するものであり、
   上記アクチュエータ組付け工程及び上記ダクト組立工程のいずれか一方の工程を先にし、他方の工程を後にすることを特徴とするエンジンの吸気装置の組立方法。

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