JP7632130B2 - エンジンの側部構造 - Google Patents

Description

ここに開示された技術は、エンジンの側部構造に関する技術分野に属する。

従来より、多気筒エンジンの、気筒列方向と直交する所定方向の一側の面部に吸気マニホールドを取り付け、該一側の面部と吸気マニホールドとの間にフューエルレールを配置する構造が知られている。このような構成の場合、吸気マニホールドのサージタンクに吸気を導入する吸気導入管とフューエルレールとが近接配置されるようになる。

吸気導入管には、サージタンクへの吸気導入量を調整するためのスロットルボディが配置される。このため、車両衝突時においてスロットルボディが変位したときには、スロットルボディとフューエルレールとが干渉するおそれがある。これに対して、例えば特許文献１のようなエンジンの側部構造が提案されている。

特許文献１には、エンジンルームに気筒列方向が車幅方向となるようにエンジン本体が横置きされたエンジンにおいて、エンジン本体の車両前面に吸気マニホールドが設けられ、エンジン本体の車両前面側に、デリバリパイプ（フューエルレール）が配置され、吸気上流管部が上記デリバリパイプの車両前方側を略車幅方向に延び、吸気上流管部に金属製のスロットルボティが取り付けられ、スロットルボティがデリバリパイプの端部より車幅方向外側に位置した構造が開示されている。

特許第４５８１７４７号公報

特許文献１に記載のような構造では、気筒列方向と直交する方向から荷重が入力される衝突モード（特許文献１においては前突）に対しては、スロットルボディとフューエルレールとの干渉を抑制することができる。しかしながら、特許文献１では、気筒列方向に沿う方向の荷重が入力される衝突モード（特許文献１においては側突）におけるスロットルボディとフューエルレールとの干渉については考慮されていない。

気筒列方向に沿う方向の荷重が入力される衝突モードにおいても、スロットルボディがフューエルレールに近づく方向に変位すれば、フューエルレールとスロットルボディとが干渉するおそれがある。スロットルボディとフューエルレールとが当接すると、フューエルレールがエンジン本体から脱落したり、フューエルレール自体が破損したりして、燃料漏れが発生するおそれがある。このため、前述のような破壊モードの際に、スロットルボディの変位を適切に制御して、フューエルレールとスロットルボディとの干渉を抑制するという観点からは改良の余地がある。

ここに開示された技術は斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、衝突時におけるフューエルレールとスロットルボディとの干渉を抑制することにある。

前記課題を解決するために、ここに開示された技術では、複数の気筒を有するエンジン本体の、気筒列方向と直交する所定方向の一側の面部に、吸気マニホールドが取り付けられた、エンジンの側部構造を対象として、前記吸気マニホールドに設けられたサージタンクから前記各気筒に吸気を導入するための独立吸気管部と、気筒列方向に沿って、前記独立吸気管部よりも気筒列方向の一側に延び、前記サージタンクに吸気を導入する吸気導入管と、前記吸気導入管に取り付けられたスロットルボディと、前記エンジン本体の前記所定方向の前記一側の面部に設けられ、気筒列方向に沿って延び、前記各気筒に燃料を供給する燃料供給装置に燃料を分配するためのフューエルレールと、を備え、前記フューエルレールは、前記吸気導入管と略同じ高さ位置において、前記吸気導入管よりも前記所定方向の他側に位置し、前記スロットルボディは、前記吸気導入管における前記独立吸気管部よりも気筒列方向の前記一側に延びた部分である延出部の、気筒列方向の前記一側の端部に取り付けられ、前記延出部は、前記所定方向の前記一側の部分の剛性が、前記所定方向の前記他側の部分の剛性よりも低い、という構成とした。

この構成によると、スロットルボディに気筒列方向に沿った荷重が入力されたときには、延出部における所定方向の他側の部分よりも先に、所定方向の一側の部分が変形する。これにより、スロットルボディは、所定方向の一側、すなわちフューエルレールから離れる側に変位する。この結果、衝突時におけるフューエルレールとスロットルボディとの干渉を抑制することができる。

前記エンジンの側部構造の一実施形態では、前記延出部における前記所定方向の前記一側の部分は、その厚みが前記所定方向の前記他側の部分の厚みよりも薄い薄肉部となっている。

この構成によると、所定方向の一側の部分が変形しやすいため、スロットルボディを所定方向の一側に変位させやすくすることができる。これにより、衝突時におけるフューエルレールとスロットルボディとの干渉をより効果的に抑制することができる。

前記一実施形態において、前記延出部の上側部分は、該延出部の下側部分と比較して、前記薄肉部の占める割合が多い、という構成でもよい。

この構成によると、スロットルボディに気筒列方向に沿った荷重が入力されたときには、延出部の上側部分も変形しやすい。これにより、スロットルボディは、所定方向の一側かつ上側に向かって変位しやすくなる。この結果、スロットルボディは、フューエルレールから離れるように変位するため、衝突時におけるフューエルレールとスロットルボディとの干渉をより効果的に抑制することができる。

前記エンジンの側部構造において、前記延出部は、気筒列方向の一側に向かって、前記所定方向の前記一側に傾斜して延びている、という構成でもよい。

この構成によると、スロットルボディに気筒列方向に沿った荷重が入力されたときには、所定方向の一側に向かう力が生じるようになる。これにより、スロットルボディは、所定方向の一側に変位しやすくなるため、衝突時におけるフューエルレールとスロットルボディとの干渉をより効果的に抑制することができる。

前記エンジンの側部構造において、前記スロットルボディは金属製であり、前記延出部は樹脂製である、という構成でもよい。

この構成によると、スロットルボディよりも延出部が変形しやすい。このため、スロットルボディに気筒列方向に沿った荷重が入力されたときには、延出部における所定方向の一側の部分が積極的に変形するようになる。これにより、スロットルボディは、所定方向の一側に変位しやすくなるため、衝突時におけるフューエルレールとスロットルボディとの干渉をより効果的に抑制することができる。

以上説明したように、ここに開示された技術によると、スロットルボディに気筒列方向に沿った荷重が入力されたときに、スロットルボディを、フューエルレールから離れるように変位させることができる。これにより、衝突時におけるフューエルレールとスロットルボディとの干渉を抑制することができる。

図１は、例示的な実施形態に係る側部構造を有するエンジンの上面図である。 図２は、エンジンの吸気マニホールドを拡大して示す正面図である。 図３は、エンジンの吸気マニホールドを拡大して示す背面図である。 図４は、吸気導入管周辺を左下側から見た斜視図である。 図５は、吸気マニホールドを右側から見た側面図である。 図６は、図５のVI-VI線相当の断面で切断した断面図である。

以下、例示的な実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。尚、以下の説明では、車両に対する前、後、左、右、上及び下を、それぞれ単に前、後、左、右、上及び下という。左右方向は、後側から前側を見たときの左側を左といい、右側を右という。

図１は、エンジン本体１を上側から見た上面図である。エンジン本体１は複数の気筒を有する多気筒エンジンであり、具体的には４つの気筒を有している。エンジン本体１は、気筒列方向が前後方向となるように車両のエンジンルームに縦置きされている。エンジン本体１は、左側が吸気側となり、右側が排気側となるように配設されている。尚、本実施形態おいて、左右方向は、気筒列方向と直交する所定方向に相当し、所定方向の一側は左側に相当し、所定方向の他側は右側に相当する。

エンジン本体１のシリンダヘッドの左側側面部１ａには、吸気を気筒内に導入するための吸気マニホールド１０が接続されている。吸気マニホールド１０は、合成樹脂で構成されている。図２及び図３に示すように、吸気マニホールド１０は、気筒毎に分岐して形成されかつ前後方向に並ぶ複数（ここでは４つ）の独立吸気管部１１と、各独立吸気管部１１の下端部に接続されかつ各独立吸気管部１１に吸気を分配するサージタンク部１３と、サージタンク部１３の前側かつ上側部分から前側に延びかつ不図示の吸気管から吸気を導入するための吸気導入管１４と、を有する。吸気マニホールド１０の詳細な構成については後述する。

吸気導入管１４の前端部には、スロットルボディ６０が取り付けられている。スロットルボディ６０は、吸気マニホールド１０に導入される吸気量を調整するための車両部品である。スロットルボディ６０の詳細な構成については後述する。

図１及び図３に示すように、吸気マニホールド１０の後側には、燃料が流通する燃料配管３が配置されている。図３に示すように、燃料配管３は、不図示の燃料タンクから、燃料ポンプ４に燃料を供給する低圧配管３ａと、燃料ポンプ４により昇圧された燃料が流通する高圧配管３ｂとを含む。低圧配管３ａは、柔軟性のある樹脂チューブで構成されている。高圧配管３ｂは、金属配管で構成されている。低圧配管３ａ及び高圧配管３ｂは、いずれも上下方向に延びるように配置されている。高圧配管３ｂの下流側の端部は、フューエルレール５の後端部に接続されている。フューエルレール５は、各気筒に燃料を供給するインジェクタ（燃料供給装置）に燃料を分配するためのレールであって、エンジン本体１の左側側面部１ａに沿って前後方向に延びている。フューエルレール５は、吸気導入管１４と略同じ高さ位置において、より詳しくは、吸気導入管１４よりも僅かに下側の位置において、吸気導入管１４よりも右側に位置している。つまり、フューエルレール５は、吸気導入管１４よりもエンジン本体１の左側側面部１ａに近い側に位置している。

図４に示すように、フューエルレール５は、前後方向に延びるレール本体５ａと、レール本体５ａの途中からエンジン本体１に向かって延びかつエンジン本体１に接続されるコネクタ部５ｂとを有する。つまり、フューエルレール５は、コネクタ部５ｂを介してエンジン本体１の左側側面部１ａに接続された状態になっている。レール本体５ａは、コネクタ部５ｂよりも僅かに前側まで延びている。レール本体５ａの前端部は閉塞されている。コネクタ部５ｂは、エンジン本体１の気筒数に対応して４つ設けられている（図４では前側の２つのコネクタ部５ｂを示す）。フューエルレール５には、不図示の燃料リターン管が接続されており、余剰の燃料はこの燃料リターン管を通って燃料ポンプ４に戻される。

エンジン本体１の左側側面部１ａには、フューエルレール５を保護するためのプロテクタ２０が取り付けられている。プロテクタ２０は、フューエルレール５の先端よりも前側に位置している。プロテクタ２０は、前突時に車両部品が前側からフューエルレール５に干渉するのを抑制するための部材である。

〈吸気マニホールド〉
次に、吸気マニホールド１０の構成について詳細に説明する。

図２に示すように、吸気マニホールド１０は、第１～第３分割ピース３０，４０，５０の３つの分割ピースを接合して形成されている。第１～第３分割ピース３０，４０，５０は、エンジン本体１に近い側（つまり右側）から、第１分割ピース３０、第２分割ピース４０、第３分割ピース５０の順で並んでいる。各分割ピース３０，４０，５０は、それぞれの縁部を組み付けた状態で、該縁部を振動溶着させることで強固に接合されている。各分割ピース３０，４０，５０の縁部は、各分割ピース３０，４０，５０における他の部分よりも肉厚になっており、各分割ピース３０，４０，５０同士の接続部分は剛性が高くなっている。

吸気マニホールド１０の各独立吸気管部１１は、第１分割ピース３０、第２分割ピース４０、及び第３分割ピース５０により構成されている。各独立吸気管部１１は、サージタンク部１３の左下側の部分に一体に接続されている。各独立吸気管部１１は、サージタンク部１３との接続部分から上側かつ右側に湾曲するように延びていて、サージタンク部１３の上側を覆うように配設されている。複数の独立吸気管部１１のうち少なくとも一部（特に前側に位置する独立吸気管部１１）は、吸気導入管１４の上側の部分を覆っていて、吸気導入管１４と交差するように延びている。各独立吸気管部１１は、下端部においてサージタンク部１３内に、それぞれに連通している。吸気は、吸気導入管１４を通って、サージタンク部１３に溜められた後、各独立吸気管部１１を通って、気筒内に導入される。

サージタンク部１３は、第１分割ピース３０と第２分割ピース４０とにより構成されている。図５に示すように、サージタンク部１３は、吸気導入管１４の後端部に連続して構成されており、前後方向及び左右方向に広がっている。サージタンク部１３は、前後方向から見て、左右方向に対して上下方向が長い楕円形状をなしている（図３参照）。サージタンク部１３は、右側部分に剛性を高めるための複数の補強リブを有する。

吸気導入管１４は、第１分割ピース３０と第２分割ピース４０とにより構成されている。図１に示すように、吸気導入管１４は、前後方向に沿って延びている。より具体的には、吸気導入管１４は、後側に向かって右側に傾斜して延びているとともに、図５に示すように、後側に向かって下側に傾斜して延びている。

図１、図４、及び図５に示すように、吸気導入管１４は、独立吸気管部１１よりも前側に向かって延びている。吸気導入管１４における独立吸気管部１１よりも前側に延びた部分である延出部３１は、第１～第３分割ピース３０，４０，５０のうち第１分割ピース３０のみで構成されている。

図６に黒矢印で示すように、延出部３１は、左側部分が、その厚みが右側部分の厚みよりも薄い薄肉部３１ａとなっている。具体的には、薄肉部３１ａは、延出部３１の他の部分と比較して厚みが２／３程度になっている。延出部３１の上側部分は、図６に黒矢印で示すように、延出部３１の下側部分と比較して、薄肉部３１ａの占める割合が多い。延出部３１を上下で半分にしたときに、下側半部は、左側半部のみが薄肉部３１ａとなっている一方で、上側半部は、右側部分にまで薄肉部３１ａが延びていて、２／３程度の範囲が薄肉部３１ａとなっている。この薄肉部３１ａが存在することにより、延出部３１は、左側部分が右側部分よりも剛性が低くなっている。特に、延出部３１は、左上側の部分が、右下側の部分よりも剛性が低くなっている。

図４に示すように、薄肉部３１ａは、吸気導入管１４における第１分割ピース３０と第２分割ピース４０との接続部分まで延びている。つまり、薄肉部３１ａは、吸気導入管１４の延びる方向において、延出部３１全体に延びている。薄肉部３１ａの後端部は、後側に向かって下側に傾斜して延びている。

延出部３１は、前端部にフランジ３２を有する。フランジ３２は、ボルト１００（図２参照）がそれぞれ締結される複数（本実施形態では４つ）の締結部を有する。

〈スロットルボディ〉
スロットルボディ６０は、延出部３１の前端部に取り付けられている。スロットルボディ６０は、図１に示すように、上側から見て、フューエルレール５の前端部よりも前側に位置している。スロットルボディ６０は、上側から見て、後述するアクチュエータハウジング６３がプロテクタ２０の前側部分と重複している。スロットルボディ６０は金属製であり、例えばアルミニウム合金で構成されている。スロットルボディ６０は、アルミニウム合金以外の金属で構成されていてもよい。

スロットルボディ６０は、吸気導入管１４と連通する連通部６１と、連通部６１に内に設けられたスロットル弁６２（図２参照）とを有する。スロットル弁６２は、吸気マニホールド１０に導入する吸気量を調整する弁である。吸気マニホールド１０に導入される吸気量は、スロットル弁６２の開度を調節することで調整される。本実施形態において、スロットル弁６２は電動式である。尚、スロットル弁６２は、機械式であってもよい。

スロットルボディ６０は、スロットル弁６２の開度を調整するためのアクチュエータ（図示省略）を収納するアクチュエータハウジング６３を有する。図２に示すように、アクチュエータハウジング６３は、連通部６１の右上側に広がるように設けられていて、連通部６１よりも上側及び右側に延びている。アクチュエータハウジング６３は、前側から見て、延出部３１よりも上側及び右側に広がっている。アクチュエータハウジング６３は、前側から見て、フューエルレール５の左上側に位置する。図１に示すように、アクチュエータハウジングの右側部分は、上側から見て、プロテクタ２０の前側部分と重複している。アクチュエータは、モータ及び該モータの回転をスロットル弁６２に伝達するためのギヤ類で構成されている。

スロットルボディ６０の後端部は、フランジ６４になっている。フランジ６４は、延出部３１の締結部と対応する位置に、締結部を有する。スロットルボディ６０は、該締結部と延出部３１の締結部とを位置合わせした後、ボルト１００で締結部同士を共締めすることにより、延出部３１に取り付けられる。

ここで、気筒列方向に沿う方向の荷重が発生する衝突モード、具体的には、車両の前突の際には、車両前部に位置する車載部品（ラジエータなど）が後退してスロットルボディ６０に当接することがある。車載部品がスロットルボディ６０に前側から当接すると、スロットルボディ６０に後向きの衝突荷重が入力される。スロットルボディ６０に後向きの荷重が入力されると、スロットルボディ６０が後退する。このとき、スロットルボディ６０が左側かつ下側に向かって変位してしまうと、スロットルボディ６０とフューエルレール５とが当接するおそれがある。スロットルボディ６０とフューエルレール５とが当接すると、フューエルレール５のコネクタ部５ｂがエンジン本体１から脱落したり、レール本体５ａが破損したりして、燃料漏れが発生するおそれがある。

これに対して本実施形態では、スロットルボディ６０が取り付けられた延出部３１は、左側部分の剛性が、右側部分の剛性よりも低く構成されている。これにより、スロットルボディ６０に後向きの衝突荷重が入力されたときには、延出部３１における右側部分よりも先に、左側部分が変形する。このため、スロットルボディ６０は、左側、すなわちフューエルレール５から離れる側に変位する。この結果、衝突時におけるフューエルレール５とスロットルボディ６０との干渉を抑制することができる。また、吸気マニホールド１０の重量増加を抑制することもできる。

特に、本実施形態では、延出部３１における左側部分は、その厚みが右側部分の厚みよりも薄い薄肉部３１ａとなっている。これにより、延出部３１の左側部分が特に変形しやすくなる、スロットルボディ６０を左側に変位させやすくすることができる。これにより、衝突時におけるフューエルレール５とスロットルボディ６０との干渉をより効果的に抑制することができる。

また、本実施形態では、薄肉部３１ａは、吸気導入管１４の延びる方向において、延出部３１全体に延びている。これにより、延出部３１の薄肉部３１ａを出来る限り広く形成して、延出部３１の左側部分を変形しやすくすることができる。この結果、衝突時におけるフューエルレール５とスロットルボディ６０との干渉をより効果的に抑制することができる。

また、本実施形態では、延出部３１の上側部分は、延出部３１の下側部分と比較して、薄肉部３１ａの占める割合が多い。これにより、スロットルボディ６０に後向きの衝突荷重が入力されたときには、延出部３１の左側部分に加えて、延出部３１の上側部分も変形しやすい。この結果、スロットルボディ６０は、左上側に向かって変位しやすくなる。したがって、スロットルボディ６０は、フューエルレール５から離れるように変位するため、衝突時におけるフューエルレール５とスロットルボディ６０との干渉をより効果的に抑制することができる。

また、本実施形態では、延出部３１は、後側に向かって右側に傾斜して延びている。これにより、スロットルボディ６０に後向きの衝突荷重が入力されたときには、左側に向かう力が生じるようになる。この結果、スロットルボディ６０は、左側に変位しやすくなるため、衝突時におけるフューエルレール５とスロットルボディ６０との干渉をより効果的に抑制することができる。

また、本実施形態では、延出部３１は、後側に向かって下側に傾斜して延びている。これにより、スロットルボディ６０に後向きの衝突荷重が入力されたときには、上側に向かう力が生じるようになる。この結果、スロットルボディ６０は、上側に変位しやすくなるため、衝突時におけるフューエルレール５とスロットルボディ６０との干渉をより効果的に抑制することができる。

（その他の実施形態）
ここに開示された技術は、前述の実施形態に限られるものではなく、請求の範囲の主旨を逸脱しない範囲で代用が可能である。

例えば、前述の実施形態では、延出部３１の左側部分に薄肉部３１ａを設けて、延出部３１の左側部分の剛性を下げることで、延出部３１の左側部分の剛性を、延出部３１の右側部分の剛性と比較して低くしていた。これに限らず、延出部３１の右側部分の剛性を挙げることで、延出部３１の左側部分の剛性を、延出部３１の右側部分の剛性と比較して低くしてもよい。例えば、延出部３１の右側部分に、延出部３１の延びる方向に延びる補強リブを設けることで、延出部３１の右側部分の剛性を高くすることができる。

また、前述の実施形態では、延出部３１の上側部分は、延出部３１の下側部分と比較して、薄肉部３１ａの占める割合が多くなっていた。これに限らず、延出部３１の上側部分と延出部３１の下側部分とで、薄肉部３１ａの占める割合が同じであってもよい。

また、前述の実施形態では、薄肉部３１ａは、吸気導入管１４の延びる方向において、延出部３１全体に延びていた。これに限らず、薄肉部３１ａは、吸気導入管１４の延びる方向において、延出部３１の一部にのみ設けられていてもよい。

また、前述の実施形態では、エンジン本体１は、気筒列方向が前後方向となるように、エンジンルームに縦置きされていた。これに限らず、エンジン本体１は、気筒列方向が左右方向（車幅方向）となるようにエンジンルームに横置きされていてもよい。この場合、所定方向は前後方向となる。

前述の実施形態は単なる例示に過ぎず、本開示の範囲を限定的に解釈してはならない。本開示の範囲は請求の範囲によって定義され、請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本開示の範囲内のものである。

ここに開示された技術は、複数の気筒を有するエンジン本体の、気筒列方向と直交する所定方向の一側の面部に、吸気マニホールドが取り付けられた、エンジンの側部構造として有用である。

１ エンジン本体
５ フューエルレール
１０ 吸気マニホールド
１１ 独立吸気管部
１４ 吸気導入管
３１ 延出部
３１ａ 薄肉部
６０ スロットルボディ

Claims (5)

1. 複数の気筒を有するエンジン本体の、気筒列方向と直交する所定方向の一側の面部に、吸気マニホールドが取り付けられた、エンジンの側部構造であって、
   前記吸気マニホールドに設けられたサージタンクから前記各気筒に吸気を導入するための独立吸気管部と、
   気筒列方向に沿って、前記独立吸気管部よりも気筒列方向の一側に延び、前記サージタンクに吸気を導入する吸気導入管と、
   前記吸気導入管に取り付けられたスロットルボディと、
   前記エンジン本体の前記所定方向の前記一側の面部に設けられ、気筒列方向に沿って延び、前記各気筒に燃料を供給する燃料供給装置に燃料を分配するためのフューエルレールと、を備え、
   前記フューエルレールは、前記吸気導入管と略同じ高さ位置において、前記吸気導入管よりも前記所定方向の他側に位置し、
   前記スロットルボディは、前記吸気導入管における前記独立吸気管部よりも気筒列方向の前記一側に延びた部分である延出部の、気筒列方向の前記一側の端部に取り付けられ、
   前記延出部は、前記所定方向の前記一側の部分の剛性が、前記所定方向の前記他側の部分の剛性よりも低いことを特徴とするエンジンの側部構造。
2. 請求項１に記載のエンジンの側部構造において、
   前記延出部における前記所定方向の前記一側の部分は、その厚みが前記所定方向の前記他側の部分の厚みよりも薄い薄肉部となっていることを特徴とするエンジンの側部構造。
3. 請求項２に記載のエンジンの側部構造において、
   前記延出部の上側部分は、該延出部の下側部分と比較して、前記薄肉部の占める割合が多いことを特徴とするエンジンの側部構造。
4. 請求項１～３のいずれか１つに記載のエンジンの側部構造において、
   前記延出部は、気筒列方向の一側に向かって、前記所定方向の前記一側に傾斜して延びていることを特徴とするエンジンの側部構造。
5. 請求項１～４のいずれか１つに記載のエンジンの側部構造において、
   前記スロットルボディは金属製であり、
   前記延出部は樹脂製であることを特徴とするエンジンの側部構造。