JP7204608B2 - エンジンのカバー構造 - Google Patents

Description

本発明は、エンジンのカバー構造に関する。

従来、車両から車外に放出される音の低減等の目的で、車両に搭載されるエンジンの上部を覆うカバーが利用されている。一方、エンジンの上部をカバーで覆うことによって、当該カバーより内側（つまり、エンジン側）の内部空間に熱がこもり易くなってしまう。そこで、例えば、特許文献１に開示されているように、カバーに通気用の開口を設けることが行われている。

特開２００２－２６４６６６号公報

しかしながら、特許文献１に開示されている技術等の従来の技術のように、カバーに通気用の開口を設けることによって、熱害を抑制することができるものの、一方で、音の放出を低減する効果が低下（つまり、防音性能が低下）してしまう。

そこで、本発明は、このような課題に鑑み、車両における防音性能と熱害の抑制を両立することが可能なエンジンのカバー構造を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、本発明のエンジンのカバー構造は、車両に搭載されるエンジンの上部を覆うカバーと、空気が流通する第１流路を画成する第１管状部と、エンジンの排熱を用いて第１管状部内の空気を部分的に加熱する加熱部と、第１管状部における加熱部によって加熱される部分より下流側から分岐し、第１流路と、カバーより内側に配置される冷却対象の設置箇所とを連通する第２流路を画成する第２管状部と、を備える。

エンジンの吸気通路と排気通路とは、ＥＧＲ通路により接続されており、ＥＧＲ通路には、ＥＧＲ通路内の熱を放熱する放熱部が設けられており、加熱部は、ＥＧＲ通路の放熱部であってもよい。

第１管状部における加熱部によって加熱される部分より下流側において、第１管状部内の空気を部分的に冷却する冷却部をさらに備えてもよい。

冷却部は、車両に搭載される冷却サイクル内を循環する冷媒を用いて第１管状部内の空気を部分的に冷却してもよい。

冷却サイクルは、冷媒を一時的に貯留するチャンバを有し、冷却部は、冷却サイクルのチャンバであってもよい。

第１流路の下流側端部は、車両の外部と連通していてもよい。

本発明によれば、車両における防音性能と熱害の抑制を両立することが可能となる。

本発明の実施形態に係る車両におけるエンジンの設置位置を示す模式図である。 本発明の実施形態に係るカバー構造を模式的に示す正面断面図である。 本発明の実施形態に係るカバー構造を模式的に示す上面断面図である。 本発明の実施形態に係るカバー構造を模式的に示す側面断面図である。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、発明の理解を容易にするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。

<カバー構造の構成>
図１～図４を参照して、本発明の実施形態に係るカバー構造１００の構成について説明する。

カバー構造１００は、車両１に搭載されるエンジン５０から車外に放出される音を低減するために設けられる。なお、図１～図４は、車両１の進行方向を前方向とし、進行方向に対して逆方向を後方向とし、進行方向を向いた状態における左側および右側をそれぞれ左方向および右方向として、示されている。

図１は、車両１におけるエンジン５０の設置位置を示す模式図である。

車両１は、図１に示されるように、エンジン５０と、カバー１０とを備える。

エンジン５０は、ガソリン等を燃料として動力を生成する内燃機関である。エンジン５０から出力される動力は、例えば、車両１の駆動輪の駆動に用いられる。エンジン５０は、エンジンルーム３内に配置されている。エンジンルーム３は、車両１内の空間のうち車室２よりも前側の空間である。車室２およびエンジンルーム３は、トーボード等の構造部材によって区画されている。

カバー１０は、エンジン５０の上部を覆う。本実施形態では、カバー１０を備えるカバー構造１００によって、車両１における防音性能と熱害の抑制との両立が実現される。

以下、図２～図４を参照して、本実施形態に係るカバー構造１００の構成の詳細について説明する。

図２は、カバー構造１００を模式的に示す正面断面図である。具体的には、図２は、図１におけるＡ－Ａ断面における断面図に相当する。図３は、カバー構造１００を模式的に示す上面断面図である。具体的には、図３は、図２におけるＢ－Ｂ断面における断面図に相当する。図４は、カバー構造１００を模式的に示す側面断面図である。具体的には、図４は、図３におけるＣ－Ｃ断面における断面図に相当する。

なお、図２および図３では、下流側第１管状部２１ｂの図示が省略されている。また、図４では、第２管状部２２，２３の図示が省略されている。また、図３および図４では、エンジン５０の吸気通路６０、排気通路７０、吸気側ＥＧＲ管８１および排気側ＥＧＲ管８２の図示が省略されている。また、図２および図４では、冷却サイクル９０の少なくとも一部の図示が省略されている。

カバー構造１００は、図２～図４に示されるように、カバー１０と、第１管状部２１と、ＥＧＲ通路８０の放熱部８３と、第２管状部２２，２３とを備える。ＥＧＲ通路８０の放熱部８３は、本発明に係る加熱部の一例に相当する。さらに、カバー構造１００は、冷却サイクル９０のチャンバ９２を備える。冷却サイクル９０のチャンバ９２は、本発明に係る冷却部の一例に相当する。

第１管状部２１は、空気が流通する第１流路３１を画成する。なお、第１管状部２１の断面形状は、円形、楕円形もしくは多角形またはそれらの組み合わせであってもよい。具体的には、第１管状部２１は、上流側第１管状部２１ａと、当該上流側第１管状部２１ａと接続される下流側第１管状部２１ｂとを有する。上流側第１管状部２１ａは、カバー１０の一部により形成されている。第１流路３１は、上流側第１管状部２１ａにより画成される上流側第１流路３１ａと、下流側第１管状部２１ｂにより画成される下流側第１流路３１ｂとを有する。放熱部８３は、エンジン５０の排熱を用いて第１管状部２１内の空気を部分的に加熱する。それにより、第１流路３１において、温度勾配が生じることにより、空気の流れが発生する。

第２管状部２２，２３は、第１管状部２１における放熱部８３によって加熱される部分より下流側から分岐し、第１流路３１と、カバー１０より内側に配置される冷却対象４２，４３の設置箇所とを連通する第２流路３２，３３を画成する。なお、第２管状部２２，２３の断面形状は、円形、楕円形もしくは多角形またはそれらの組み合わせであってもよい。第２流路３２，３３内の空気が第１流路３１に生じる空気の流れにより吸引されることによって、第２流路３２，３３において空気の流れが発生する。それにより、冷却対象４２，４３が空気の流れによって適切に冷却される。

以下、カバー構造１００を構成する部材およびカバー構造１００の周囲の部材について、より詳細に説明する。

エンジン５０の下部は、車両１の構造部材としての右サイドフレーム２０１と、左サイドフレーム２０２と、アンダーフロア２０３とによって覆われている。このようなエンジン５０の上部がカバー１０によって覆われている。

カバー１０は、前面および下面が開口した略中空直方体形状を有する。具体的には、カバー１０は、上面部１１と、右面部１２と、左面部１３と、後面部１４と、流路画成部１５とを有する。カバー１０は、例えば、樹脂または金属材料によって形成されている。

上面部１１、右面部１２、左面部１３および後面部１４は、略平板形状を有し、それぞれカバー１０の上面、右面、左面および後面を形成する。

流路画成部１５は、上流側第１管状部２１ａを形成するために設けられている。具体的には、流路画成部１５は、図２に示されるように、上面部１１の下面と右面部１２の左面との間に亘って設けられており、上面部１１の下面と右面部１２の左面との境界である前後方向に延びる辺を覆う。流路画成部１５は、前後方向に延びている。

上流側第１管状部２１ａは、上面部１１の右端部１１ａと、右面部１２の上端部１２ａと、流路画成部１５とを含む。上流側第１管状部２１ａにより画成される上流側第１流路３１ａは、具体的には、上流側第１管状部２１ａの内部の空間である。上流側第１管状部２１ａは、前後方向に延びている。上流側第１管状部２１ａの前端部は開口している。上流側第１管状部２１ａの後端部は、図４に示されるように、下流側第１管状部２１ｂと接続されている。下流側第１管状部２１ｂは、上流側第１管状部２１ａの後端部から後下方向に延びている。下流側第１管状部２１ｂの後下端部は、開口しており、アンダーフロア２０３に設けられた貫通穴３０１の近傍に位置している。ゆえに、下流側第１管状部２１ｂにより画成される下流側第１流路３１ｂの下流側端部は、車両１の外部と連通している。

なお、下流側第１管状部２１ｂは、カバー１０と一体的に形成されてもよく、カバー１０と別体であってもよい。下流側第１管状部２１ｂは、例えば、樹脂または金属材料によって形成されている。

ＥＧＲ通路８０の放熱部８３は、エンジン５０の排熱を用いて第１管状部２１内の空気を部分的に加熱する本発明に係る加熱部の一例に相当する。

具体的には、図２に示されるように、エンジン５０の吸気通路６０と排気通路７０とは、ＥＧＲ通路８０により接続されている。吸気通路６０は、エンジン５０の各燃焼室の吸気ポートと接続される複数の吸気管６１と、当該複数の吸気管６１が合流する吸気マニホールド６２とを含む。排気通路７０は、エンジン５０の各燃焼室の排気ポートと接続される複数の排気管７１と、当該複数の排気管７１が合流する排気マニホールド７２とを含む。ＥＧＲ通路８０は、吸気マニホールド６２と排気マニホールド７２とを接続する。ＥＧＲ通路８０は、吸気マニホールド６２と接続される吸気側ＥＧＲ管８１と、排気マニホールド７２と接続される排気側ＥＧＲ管８２と、放熱部８３とを含む。放熱部８３は、吸気側ＥＧＲ管８１と排気側ＥＧＲ管８２との間に設けられており、ＥＧＲ通路８０内の熱を放熱する。

ＥＧＲ通路８０の放熱部８３は、上流側第１管状部２１ａの前端部の近傍に位置している。それにより、上流側第１管状部２１ａ内の空気のうちの前側の空気が放熱部８３によって加熱される。ゆえに、第１流路３１において、温度勾配が生じることにより、空気の流れが発生する。具体的には、図３および図４において矢印Ｆ１により示されるように、上流側第１流路３１ａを後方向に進み、下流側第１流路３１ｂを後下方向に進み、車両１の外部に排出されるように、空気の流れが生じる。

第２管状部２２，２３は、具体的には、上流側第１管状部２１ａの流路画成部１５から分岐している。第２管状部２２の先端は、開口しており、カバー１０の上面部１１とエンジン５０との間に配置される冷却対象４２の設置箇所（つまり、冷却対象４２の近傍）に位置している。第２流路３２は、具体的には、第２管状部２２の内部の空間である。ゆえに、上流側第１流路３１ａと冷却対象４２の設置箇所とが第２流路３２により連通される。第２管状部２３の先端は、開口しており、カバー１０の上面部１１とエンジン５０との間に配置される冷却対象４３の設置箇所（つまり、冷却対象４３の近傍）に位置している。第２流路３３は、具体的には、第２管状部２３の内部の空間である。ゆえに、上流側第１流路３１ａと冷却対象４３の設置箇所とが第２流路３３により連通される。

冷却対象４２，４３は、カバー１０より内側（つまり、エンジン５０側）の空間において、冷却する必要性が特に高いものである。冷却対象４２，４３は、例えば、オルタネータまたはエンジン５０の燃料供給に関する部品（例えば、燃料噴射弁）等である。なお、図２～図４に示される例では、２つの冷却対象４２，４３が示されているが、冷却対象の数は、２以外であってもよい。

なお、第２管状部２２，２３は、カバー１０と一体的に形成されてもよく、カバー１０と別体であってもよい。第２管状部２２，２３は、例えば、樹脂または金属材料によって形成されている。

上述したように、上流側第１管状部２１ａ内の空気のうちの前側の空気が放熱部８３によって加熱されることによって、図３および図４において矢印Ｆ１により示されるように、上流側第１流路３１ａを後方向に進むように、空気の流れが生じる。それにより、第２流路３２，３３内の空気が上流側第１流路３１ａに生じる空気の流れにより吸引される。ゆえに、第２流路３２，３３において、空気の流れが発生する。具体的には、図３において矢印Ｆ２，Ｆ３により示されるように、第２流路３２，３３を冷却対象４２，４３の設置箇所から上流側第１流路３１ａに向かって進むように、空気の流れが生じる。それにより、冷却対象４２，４３を空気の流れによって適切に冷却することができる。

上記のように、カバー構造１００によれば、カバー１０に通気用の開口を設けることなく、車両１における熱害を抑制することができる。ゆえに、防音性能が低下することを抑制できるので、車両１における防音性能と熱害の抑制とを両立することができる。

冷却サイクル９０のチャンバ９２は、第１管状部２１における放熱部８３によって加熱される部分より下流側において、第１管状部２１内の空気を部分的に冷却する本発明に係る冷却部の一例に相当する。詳細には、チャンバ９２は、車両１に搭載される冷却サイクル９０内を循環する冷媒を用いて第１管状部２１内の空気を部分的に冷却する。

具体的には、図３に示されるように、冷却サイクル９０は、冷媒が循環する循環路９１と、循環路９１に設けられるチャンバ９２を有する。なお、図３において、図示は省略されているが、循環路９１には、圧縮機、凝縮器、膨張弁および蒸発器が設けられている。チャンバ９２は、循環路９１において拡径した部分であり、冷媒を一時的に貯留する。

冷却サイクル９０のチャンバ９２は、上流側第１管状部２１ａの後端部に位置している。それにより、上流側第１管状部２１ａ内の空気のうちの後側の空気がチャンバ９２によって冷却される。それにより、第１流路３１において生じる温度勾配の程度をより大きくすることができる。ゆえに、第１流路３１における空気の流速を増大させることができる。よって、冷却対象４２，４３を空気の流れによってより効果的に冷却することができる。

<カバー構造の効果>
続いて、本発明の実施形態に係るカバー構造１００の効果について説明する。

本実施形態に係るカバー構造１００は、空気が流通する第１流路３１を画成する第１管状部２１と、エンジン５０の排熱を用いて第１管状部２１内の空気を部分的に加熱する加熱部（具体的には、ＥＧＲ通路８０の放熱部８３）とを備える。それにより、エンジン５０の排熱を有効利用して、第１流路３１に空気の流れを生じさせることができる。また、カバー構造１００は、第１管状部２１における加熱部によって加熱される部分より下流側から分岐し、第１流路３１と、カバー１０より内側に配置される冷却対象４２，４３の設置箇所とを連通する第２流路３２，３３を画成する第２管状部２２，２３を備える。それにより、第２流路３２，３３を冷却対象４２，４３の設置箇所から上流側第１流路３１ａに向かって進むように、空気の流れを生じさせることができる。ゆえに、冷却対象４２，４３を空気の流れによって適切に冷却することができる。よって、カバー１０に通気用の開口を設けることなく、車両１における熱害を抑制することができる。したがって、車両１における防音性能と熱害の抑制とを両立することができる。

また、本実施形態に係るカバー構造１００では、加熱部は、ＥＧＲ通路８０の放熱部８３であることが好ましい。それにより、放熱部８３から放熱されるエンジン５０の排熱を用いて第１管状部２１内の空気を部分的に加熱することを適切に実現することができる。

また、本実施形態に係るカバー構造１００では、第１管状部２１における加熱部によって加熱される部分より下流側において、第１管状部２１内の空気を部分的に冷却する冷却部をさらに備えることが好ましい。それにより、第１流路３１において生じる温度勾配の程度をより大きくすることができるので、第１流路３１における空気の流速を増大させることができる。よって、冷却対象４２，４３を空気の流れによってより効果的に冷却することができる。

また、本実施形態に係るカバー構造１００では、冷却部は、車両１に搭載される冷却サイクル９０内を循環する冷媒を用いて第１管状部２１内の空気を部分的に冷却することが好ましい。それにより、冷却サイクル９０内を循環する冷媒を有効利用して、第１管状部２１内の空気を効果的に冷却することができる。

また、本実施形態に係るカバー構造１００では、冷却部は、冷却サイクル９０のチャンバ９２であることが好ましい。ここで、チャンバ９２は、冷却サイクル９０の循環路９１において拡径した部分である。ゆえに、チャンバ９２は、循環路９１における他の部分と比較して、周囲の空気を冷却する能力が高くなっている。よって、このようなチャンバ９２を冷却部として利用することによって、第１管状部２１内の空気をより効果的に冷却することができる。

また、本実施形態に係るカバー構造１００では、第１流路３１の下流側端部は、車両１の外部と連通していることが好ましい。それにより、第１流路３１に温度勾配を適切に生じさせることができるので、第１流路３１に空気の流れを適切に生じさせることができる。

以上、添付図面を参照しつつ本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されないことは勿論であり、特許請求の範囲に記載された範疇における各種の変更例または修正例についても、本発明の技術的範囲に属することは言うまでもない。

例えば、上記では、第１管状部２１の一部がカバー１０と一体的に形成されている例を説明したが、第１管状部２１は、カバー１０と別体であってもよい。なお、その場合、第１管状部２１は、カバー１０より内側の空間を通って配置されてもよく、カバー１０より内側の空間を通らずにカバー１０より外側の空間に配置されてもよい。

また、例えば、上記では、第１管状部２１が上流側から後方向に延びた後に後下方向に延びている例を説明したが、第１管状部２１の経路は、このような例に特に限定されない。例えば、第１管状部２１の一部または全部が、左右方向に延びていてもよい。

また、例えば、上記では、第１流路３１の下流側端部が車両１の外部と連通している例を説明したが、第１流路３１の下流側端部は、車両１の外部と連通していなくてもよい。例えば、第１流路３１の下流側端部は、エンジンルーム３内に位置していてもよく、その場合、第１流路３１を流れる空気は、車両１の外部に排出されず、エンジンルーム３内に排出される。

また、例えば、上記では、第２管状部２２，２３がカバー１０の流路画成部１５から分岐している例を説明したが、第２管状部２２，２３の一部または全部が、上面部１１、右面部１２、左面部１３または後面部１４と一体的に形成されていてもよい。

また、例えば、上記で参照した図２および図３では、第２管状部２２，２３が一方向に延びている例を説明したが、第２管状部２２，２３の経路は、このような例に特に限定されない。例えば、第２管状部２２，２３は、屈曲していてもよく、図２および図３に示される例と異なる方向に延びていてもよい。

また、例えば、上記では、エンジン５０の排熱を用いて第１管状部２１内の空気を部分的に加熱する加熱部として、ＥＧＲ通路８０の放熱部８３が用いられている例を説明したが、加熱部としてＥＧＲ通路８０の放熱部８３以外のものが用いられてもよい。例えば、車両１にターボチャージャが設けられる場合において、当該ターボチャージャが加熱部として用いられてもよい。なお、上記で参照した図２～図４では、加熱部としての放熱部８３が上流側第１管状部２１ａの前端部よりも前方に位置している例が示されているが、加熱部は、上流側第１管状部２１ａの前端部よりも後方に位置していてもよい。

また、例えば、上記では、第１管状部２１内の空気を部分的に冷却する冷却部として、冷却サイクル９０のチャンバ９２が用いられている例を説明したが、冷却部として冷却サイクル９０のチャンバ９２以外のものが用いられてもよい。例えば、冷却サイクル９０内を循環する冷媒以外の冷源を用いて第１管状部２１内の空気を部分的に冷却するものが冷却部として用いられてもよい。また、例えば、冷却サイクル９０におけるチャンバ９２と異なる部分が冷却部として用いられてもよい。

また、例えば、上記では、エンジン５０の上部がカバー１０によって覆われており、エンジン５０の下部が車両１の構造部材によって覆われている例を説明したが、エンジン５０の下部が車両１の構造部材と異なる部材である下部カバーによって覆われていてもよい。その場合、カバー１０と下部カバーによってエンジン５０全体が覆われる所謂カプセル構造が形成され得る。

本発明は、エンジンのカバー構造に利用できる。

１ 車両
２ 車室
３ エンジンルーム
１０ カバー
１１ 上面部
１２ 右面部
１３ 左面部
１４ 後面部
１５ 流路画成部
２１ 第１管状部
２１ａ 上流側第１管状部
２１ｂ 下流側第１管状部
２２，２３ 第２管状部
３１ 第１流路
３１ａ 上流側第１流路
３１ｂ 下流側第１流路
３２，３３ 第２流路
４２，４３ 冷却対象
５０ エンジン
６０ 吸気通路
６１ 吸気管
６２ 吸気マニホールド
７０ 排気通路
７１ 排気管
７２ 排気マニホールド
８０ ＥＧＲ通路
８１ 吸気側ＥＧＲ管
８２ 排気側ＥＧＲ管
８３ 放熱部（加熱部）
９０ 冷却サイクル
９１ 循環路
９２ チャンバ（冷却部）
１００ カバー構造
２０１ 右サイドフレーム
２０２ 左サイドフレーム
２０３ アンダーフロア
３０１ 貫通穴

Claims (6)

1. 車両に搭載されるエンジンの上部を覆うカバーと、
   空気が流通する第１流路を画成する第１管状部と、
   前記エンジンの排熱を用いて前記第１管状部内の前記空気を部分的に加熱する加熱部と、
   前記第１管状部における前記加熱部によって加熱される部分より下流側から分岐し、前記第１流路と、前記カバーより内側に配置される冷却対象の設置箇所とを連通する第２流路を画成する第２管状部と、
   を備える、
   エンジンのカバー構造。
2. 前記エンジンの吸気通路と排気通路とは、ＥＧＲ通路により接続されており、
   前記ＥＧＲ通路には、前記ＥＧＲ通路内の熱を放熱する放熱部が設けられており、
   前記加熱部は、前記ＥＧＲ通路の前記放熱部である、
   請求項１に記載のエンジンのカバー構造。
3. 前記第１管状部における前記加熱部によって加熱される部分より下流側において、前記第１管状部内の前記空気を部分的に冷却する冷却部をさらに備える、
   請求項１または２に記載のエンジンのカバー構造。
4. 前記冷却部は、前記車両に搭載される冷却サイクル内を循環する冷媒を用いて前記第１管状部内の前記空気を部分的に冷却する、
   請求項３に記載のエンジンのカバー構造。
5. 前記冷却サイクルは、前記冷媒を一時的に貯留するチャンバを有し、
   前記冷却部は、前記冷却サイクルの前記チャンバである、
   請求項４に記載のエンジンのカバー構造。
6. 前記第１流路の下流側端部は、前記車両の外部と連通している、
   請求項１～５のいずれか一項に記載のエンジンのカバー構造。

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