(57)【要約】【課題】内燃機関１の吸気通路（４）にターボ式過給機２０のコンプレッサインペラ２２が設けられている内燃機関１の吸気構造において、吸気通路（４）の内壁面に氷塊１５ができてしまうことを阻止するのではなく、吸気通路（４）の内壁面にできてしまう氷塊１５が剥離したときに、この氷塊１５をコンプレッサインペラ２２の特に羽根２２ａに衝突させないようにする。【解決手段】吸気通路（４）においてコンプレッサインペラ２２よりも上流側に、当該吸気通路（４）の内壁面に形成される氷塊１５が剥離したときに当該氷塊１５を捕捉するための捕捉部材３０が設けられている。【選択図】図２
2012157113.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の吸気通路にターボ式過給機のコンプレッサインペラが設けられている内燃機関の吸気構造であって、
前記吸気通路において前記コンプレッサインペラよりも上流側に、当該吸気通路の内壁面に形成される氷塊が剥離したときに当該氷塊を捕捉するための捕捉部材が設けられている、ことを特徴とする内燃機関の吸気構造。
【請求項２】
請求項１に記載の内燃機関の吸気構造において、
前記吸気通路において前記捕捉部材よりも上流側には、前記内燃機関のクランクケース内のブローバイガスを導入させるためのブローバイガス通路が接続されている、ことを特徴とする内燃機関の吸気構造。
【請求項３】
請求項１または２に記載の内燃機関の吸気構造において、
前記捕捉部材は、前記吸気通路に吸入される空気の通過を許容して前記氷塊の通過を阻止するフィルタとされ、かつ前記吸気通路の内壁面から径方向内向きに延びるように設けられて前記吸気通路の中心部分に中心軸線方向に貫通する孔を有する環状部材とされており、
さらに前記孔の周縁は、吸気流方向の上流側に向けて突出されている、ことを特徴とする内燃機関の吸気構造。
【請求項４】
請求項１または２に記載の内燃機関の吸気構造において、
前記捕捉部材は、前記吸気通路に吸入される空気の通過を許容して前記氷塊の通過を阻止するフィルタとされ、かつ前記吸気通路の内壁面から径方向内向きに延びるように設けられる、ことを特徴とする内燃機関の吸気構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の吸気通路にターボ式過給機のコンプレッサインペラが設けられている内燃機関の吸気構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば車両に搭載される内燃機関（エンジン）では、燃焼室から未燃焼の混合気や燃焼済みの燃焼ガスがシリンダとピストンとの間の隙間を通ってクランクケース内に漏れ出ることがある。【０００３】
前記燃焼ガスがクランクケース内のエンジンオイルに混じるとエンジンオイルが劣化することになるので、このエンジンオイルの劣化を防止するために、エンジンにはクランクケース内を換気するＰＣＶ（Positive Crankcase Ventilation）方式のブローバイガス還元装置が装備される。【０００４】
このブローバイガス還元装置を備えたエンジンでは、クランクケース内のブローバイガスがオイルセパレータを通して気液分離された後、ＰＣＶバルブ（流量制御弁）およびＰＣＶホース（ブローバイガス通路）を通して吸気管内に還流されるようになっており、ＰＣＶホースの一端部が吸気管に接続されている。【０００５】
ところで、例えば外気温が低い状態でエンジンをアイドリング運転しているとき等のように吸気温度が低くなる場合、ブローバイガスに含まれる水分が吸気管の内壁面においてＰＣＶホースの接続部付近に氷結して大きな氷塊に成長することがある。【０００６】
このような氷塊が剥離して吸気流によって吸気管の下流側に移送されるようなことがあると、前記吸気管の下流側に設置されるターボ式過給機のコンプレッサインペラに衝突するおそれがある。特に、コンプレッサインペラにおいて薄肉に形成されている羽根に大きな氷塊が衝突することは好ましくない。【０００７】
これに対して、本願出願人は、例えば特許文献１に示すような技術を提案している。この特許文献１では、吸気管の内壁面に複数の凹部を区画して形成することにより、吸気管の内壁面に大きな氷塊ができてしまうことを阻止するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００９−２８１３１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記特許文献１に係る従来例は、大きな氷塊が吸気管の内壁面にできてしまうことを阻止する技術であって、大きな氷塊を過給機のコンプレッサインペラの特に羽根に衝突させないようにすることが可能である。【００１０】
これに対し、本発明は、内燃機関の吸気通路にターボ式過給機のコンプレッサインペラが設けられている内燃機関の吸気構造において、前記吸気通路の内壁面に氷塊ができてしまうことを阻止するのではなく、前記吸気通路の内壁面にできてしまう氷塊が剥離したときに、この氷塊をコンプレッサインペラに衝突させないようにすることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、内燃機関の吸気通路にターボ式過給機のコンプレッサインペラが設けられている内燃機関の吸気構造であって、前記吸気通路において前記コンプレッサインペラよりも上流側に、当該吸気通路の内壁面に形成される氷塊が剥離したときに当該氷塊を捕捉するための捕捉部材が設けられている、ことを特徴としている。【００１２】
この場合、吸気通路内の水分が当該吸気通路の内壁面に氷結して大きく成長してから剥離したとしても、その氷塊は捕捉部材によって捕捉されることになって、吸気通路において捕捉部材よりも吸気流方向の下流側に設置されるコンプレッサインペラの所まで到達できなくなる。【００１３】
これにより、吸気通路において捕捉部材よりも吸気流方向の下流側に設置されるコンプレッサインペラに氷塊が衝突することを阻止できるようになるから、前記コンプレッサインペラの回転性能に悪影響を及ぼすことが長期にわたって回避されるようになる。【００１４】
好ましくは、前記吸気通路において前記捕捉部材よりも上流側には、前記内燃機関のクランクケース内のブローバイガスを導入させるためのブローバイガス通路が接続されている、構成とすることができる。【００１５】
ここでは氷塊が発生する要因として、ブローバイガスを特定している。これにより、吸気通路内の吸気温度が低い場合に、クランクケースからブローバイガス通路を経て吸気通路に導入されるブローバイガスに含まれる水分が、吸気通路においてブローバイガス通路との接続部分付近に氷結することが明らかになる。【００１６】
好ましくは、前記捕捉部材は、前記吸気通路に吸入される空気の通過を許容して前記氷塊の通過を阻止するフィルタとされ、かつ前記吸気通路の内壁面から径方向内向きに延びるように設けられて前記吸気通路の中心部分に中心軸線方向に貫通する孔を有する環状部材とされており、さらに前記孔の周縁は、吸気流方向の上流側に向けて突出されている、構成とすることができる。【００１７】
この構成では、捕捉部材が吸気通路の途中に径方向全域に設置されるものではなく、吸気通路の内壁面から径方向内向きに延びるような環状部材とされている。つまり、捕捉部材の中心部分が開放されているから、当該中心部分を開放していない場合に比べると吸気通路内の吸気抵抗が軽減されることになって吸気の圧力損失が低減される。【００１８】
しかも、捕捉部材の中心部分に孔が設けられていても、当該孔を氷塊が通過しにくくなる。というのは、吸気通路にターボ式過給機のコンプレッサインペラを設けている場合、コンプレッサインペラの回転に伴い吸気通路の内周面に沿う旋回流が発生することになる。つまり、剥離した氷塊が吸気流によって捕捉部材の上流側まで移送されると、この氷塊が前記旋回流によって吸気通路の内周面を伝って捕捉部材の一側面（吸気流方向の上流側の面）の外周部に当接させられることになって停止させられることになる。その一方で、吸気流はフィルタからなる捕捉部材の内部を通り抜けるようになる。【００１９】
さらに、円形孔の周縁を吸気流方向の上流側に向けて突出させているから、捕捉部材に捕捉された氷塊が捕捉部材の円形孔から下流側へ乗り越えて通過することが阻止されるようになる。これにより、氷塊が捕捉部材を通過する可能性が低くなる。【００２０】
好ましくは、前記捕捉部材は、前記吸気通路に吸入される空気の通過を許容して前記氷塊の通過を阻止するフィルタとされ、かつ前記吸気通路の内壁面から径方向内向きに延びるように設けられる、構成とすることができる。【００２１】
この構成では、捕捉部材が吸気通路の途中に径方向全域に設置されるものではなく、吸気通路の内壁面から径方向内向きに延びるようなものとされている。つまり、捕捉部材の中心部分が開放されているから、当該中心部分を開放していない場合に比べると吸気通路内の吸気抵抗が軽減されることになって吸気の圧力損失が低減される。【００２２】
しかも、捕捉部材の中心部分が開放されていても、当該開放部分を氷塊が通過しにくくなる。というのは、吸気通路にターボ式過給機のコンプレッサインペラを設けている場合、コンプレッサインペラの回転に伴い吸気通路の内周面に沿う旋回流が発生することになる。つまり、剥離した氷塊が吸気流によって捕捉部材の上流側まで移送されると、この氷塊が前記旋回流によって吸気通路の内周面を伝って捕捉部材の一側面（吸気流方向の上流側の面）の外周部に当接させられることになって停止させられることになる。その一方で、吸気流はフィルタからなる捕捉部材の内部を通り抜けるようになる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明は、内燃機関の吸気通路にターボ式過給機のコンプレッサインペラが設けられている内燃機関の吸気構造において、前記吸気通路の内壁面に氷塊ができてしまうことを阻止するのではなく、前記吸気通路の内壁面にできてしまう氷塊が剥離したときに、この氷塊をコンプレッサインペラの特に羽根に衝突させないようにすることが可能になる。これにより、コンプレッサインペラを保護することが可能になるので、このターボ式過給機本来の機能を長期にわたって安定して発揮させることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明に係る内燃機関の一実施形態の概略構成を示す図である。
【図２】図１の吸気構造の一実施形態を示す断面図である。
【図３】図２の捕捉部材の斜視図である。
【図４】本発明に係る内燃機関の他実施形態の概略構成を示す図である。
【図５】図２の捕捉部材の他実施形態を示す斜視図である。
【図６】図２の捕捉部材のさらに他実施形態を示す斜視図である。
【図７】図２の捕捉部材のさらに他実施形態を示す斜視図である。
【図８】図２の捕捉部材のさらに他実施形態を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明を実施するための最良の実施形態について添付図面を参照して詳細に説明する。
【００２６】
図１から図３に、本発明の一実施形態を示している。この実施形態で例示するエンジン１は例えば直列４気筒になっている。このエンジン１の図示していないシリンダヘッドには、各気筒に吸入空気を分配して供給するためのインテークマニホールド２と、各気筒から排出される排気ガスを集合させるためのエキゾーストマニホールド３とが取り付けられている。
【００２７】
インテークマニホールド２には、大気中から空気を取り込むための吸気管４が接続されている。この吸気管４の入口にはエアクリーナ６が取り付けられている。このインテークマニホールド２と吸気管４とが吸気通路を構成している。
【００２８】
なお、インテークマニホールド２において吸気流れ方向の上流側には、エンジン１の吸入空気量を調整するためのスロットルバルブ７が設けられている。このスロットルバルブ７は、図示していないが、スロットルモータおよびエレクトロニックコントロールユニット（ＥＣＵ）によって作動される。
【００２９】
一方、エキゾーストマニホールド３には排気管５が接続されている。この排気管５の下流側には、排気ガスを浄化するための触媒９が設置されている。これらエキゾーストマニホールド３と排気管５とが排気通路の一部を構成している。
【００３０】
この実施形態のエンジン１には、ターボ式過給機２０が装備されている。このターボ式過給機２０は、排気圧を利用して吸入空気を過給してエンジン１に供給するものであって、タービンホイール２１、コンプレッサインペラ２２などを備えている。
【００３１】
タービンホイール２１は、エキゾーストマニホールド３と排気管５との間（排気通路の途中）に設置されるタービンハウジング２４内に設けられている。コンプレッサインペラ２２は、吸気管４の途中に設置されるコンプレッサハウジング２５内に設けられている。このコンプレッサインペラ２２はタービンホイール２１と一体のタービンシャフト２３に取り付けられている。これにより、タービンホイール２１とコンプレッサインペラ２２とは一体に回転するようになっている。
【００３２】
このターボ式過給機２０の動作としては、エンジン１から排出される排気ガスのエネルギーによってタービンホイール２１が回転され、これと一体にコンプレッサインペラ２２が回転されることにより、吸気管４に吸入される空気が過給されて、エンジン１の各気筒の燃焼室に強制的に送り込まれるようになる。このコンプレッサインペラ２２によって過給された空気はインタークーラ８によって冷却されるようになっている。インタークーラ８は、吸気管４においてコンプレッサインペラ２２よりも吸気流れ方向の下流側に設置されている。
【００３３】
さらに、このエンジン１には、ＰＣＶ（Positive Crankcase Ventilation）方式のブローバイガス還元装置（符号省略）が装備されている。このブローバイガス還元装置は、図示していないがシリンダヘッドカバー内の空気をクランクケース内に流入させるための換気通路（図示省略）を設け、この換気通路を介してクランクケース内に空気の流れを生じさせて、この吸気流によってクランクケース内のブローバイガスをブローバイガス通路（例えばＰＣＶホース）１０を介して吸気管４においてエアクリーナ６よりも下流側でかつターボ式過給機２０のコンプレッサインペラ２２よりも上流側の領域に導入させるような構成になっている。
【００３４】
そして、この実施形態でのブローバイガス還元装置は、クランクケース内のブローバイガスに混入しているオイルが吸気管４に入ることを防止するために、ブローバイガス中のオイルを分離するためのオイルセパレータ（気液分離室ともいう）１１と、吸気負圧に応じて吸気管４へのブローバイガス導入量を調整するための流量制御弁（例えばＰＣＶバルブ）１２とを備えている。
【００３５】
オイルセパレータ１１は、図示していないクランクケースとブローバイガス通路１０との連通連結部分に介装されていて、エンジン１の外側または内側に設置されている。さらに流量制御弁１２は、ブローバイガス通路１０の途中に設置されている。
【００３６】
このように、ブローバイガス還元装置は、前記換気通路（図示省略）、ブローバイガス通路１０、オイルセパレータ１１、流量制御弁１２などを備えた構成になっている。
【００３７】
ところで、このようなブローバイガス還元装置を備える場合には、吸気管４においてブローバイガス通路１０の接続部付近に氷塊１５ができることがある。具体的に、従来例でも説明したが、例えば外気温が低い状態でエンジン１をアイドリング運転しているとき等のように吸気温度が低くなる場合、ブローバイガスに含まれる水分が吸気管４の内壁面においてブローバイガス通路１０の接続部付近に氷結して大きな氷塊１５に成長することがある。このような大きな氷塊１５が剥離して吸気流によって吸気管４の下流側に移送されるようなことがあると、ターボ式過給機２０のコンプレッサインペラ２２の特に羽根２２ａに衝突するおそれがある。
【００３８】
そこで、この実施形態では、吸気管４においてエアクリーナ６からターボ式過給機２０のコンプレッサハウジング２５までの領域に、氷塊１５を捕捉するための捕捉部材３０を設置するようにしている。前記領域は、この実施形態において直線形状で横向き姿勢とされている。
【００３９】
この捕捉部材３０は、この実施形態において所定以上の大きさの氷塊１５を捕捉して吸気管４に吸入される空気を通過させるようなフィルタとされている。
【００４０】
このフィルタからなる捕捉部材３０は、例えばメッシュ状プレートあるいはメッシュ状シートとしたもの、前記メッシュ状プレートあるいはメッシュ状シートを多数積層したもの、繊維を綿状に絡めてプレート形状に成形したものなどとされる。前記シート、プレートならびに繊維は、例えば樹脂などの材料で形成することが好ましい。というのは、前記シート、プレートならびに繊維を金属材料にすると、そこに氷塊１５や水分が当接すると、氷結しやすくなって目詰まりしやすくなることが懸念される。つまり、捕捉部材３０を前記のように樹脂製にすると、前記のように金属製にする場合に比べると、熱伝導率が低く冷えにくいため、前記目詰まりがしにくくなる。
【００４１】
詳しくは、このフィルタからなる捕捉部材３０のろ過能力（あるいはメッシュサイズ）については、次のように特定することができる。つまり、捕捉部材３０が前記氷塊１５を捕捉した状態で、仮に前記氷塊１５が徐々に小さくなって捕捉部材３０の内部を通り抜けた場合に、この通り抜けた氷塊１５がターボ式過給機２０のコンプレッサインペラ２２の特に羽根２２ａに衝突しても当該コンプレッサインペラ２２の回転性能に悪影響を及ぼさないように、前記捕捉部材３０の内部を通り抜けることが可能な氷塊１５の大きさ、つまり捕捉部材３０のろ過能力を特定することが好ましい。ちなみに、捕捉部材３０の内部を通り抜けることが可能な氷塊１５の大きさの一例としては、１０ｍｍ×１０ｍｍ未満に特定することができる。
【００４２】
そして、この捕捉部材３０は、円形板状に形成されており、その中心部には中心軸線方向（板厚方向）に貫通する円形孔３１が設けられているとともに、この円形孔３１の周縁は吸気流方向の上流側へ向けて突出されている。この突出部分を輪状部３２と言うことにする。
【００４３】
このように捕捉部材３０の中心部に円形孔３１を設けている理由を説明する。まず、吸気抵抗を軽減するとともに、目詰まりを防止することにより吸気の圧力損失を低減するためである。そのことに加えて、さらに次の点を加味している。
【００４４】
つまり、そもそも、吸気管４においてターボ式過給機２０のコンプレッサインペラ２２の上流側ではコンプレッサインペラ２２の回転によって吸気流が吸気管４の内周面に沿って旋回して流れるようになる。そのために、例えば吸気管４においてブローバイガス通路１０の接続部付近に氷塊１５ができて、この氷塊１５が剥離した場合に、この氷塊１５が吸気管４の内周面を伝って下流側へ移送されるようになることを本願発明者は知見した。但し、氷塊１５が大きい場合には、吸気管４の内周面において鉛直方向下側領域を伝って下流側へ移送されるようになる。このような氷塊１５の移送形態に着目すると、氷塊１５を確実に捕捉するにあたって捕捉部材３０の中心部分は必ずしも存在している必要がないと考え、捕捉部材３０を前記したような環状の部材に特定するに至ったのである。
【００４５】
ちなみに、このような円形孔３１を有する捕捉部材３０の環状部分の径方向寸法Ｗ（図２参照）は、次のような観点で特定するのが好ましい。なお、前記径方向寸法Ｗとは、詳しくは図２に示すように、捕捉部材３０の円形孔３１の周縁から吸気管４の内周面に対応する位置までの寸法のことである。ここで、図２に示すように、吸気管４において捕捉部材３０よりも吸気流方向の上流側の位置から下流側を見たときに、捕捉部材３０の環状部分がコンプレッサインペラ２２の羽根２２ａを覆い隠すような状態になるように、捕捉部材３０の環状部分の径方向寸法Ｗを特定することができる。このように特定すれば、万一、捕捉部材３０の円形孔３１を氷塊１５が通過したとしても、この氷塊１５はコンプレッサインペラ２２において比較的頑強な回転中心部分に衝突することになり、コンプレッサインペラ２２の回転性能に悪影響を与えずに済むようになる。
【００４６】
また、捕捉部材３０に輪状部３２を設けている理由としては、捕捉部材３０の一側面（吸気流方向の上流側の面）に氷塊１５が当接して停止されたときに、この氷塊１５が円形孔３１から下流側へ乗り越えることを阻止するためである。
【００４７】
次に、このような捕捉部材３０を設置している場合の作用について説明する。
【００４８】
例えばブローバイガスに含まれる水分が吸気管４の内壁面においてブローバイガス通路１０の接続部付近に氷結して大きな氷塊１５に成長することがある。このような氷塊１５が剥離すると、吸気管４に吸入される空気流によって吸気管４の下流側に移送させられることになる。
【００４９】
このように移送される氷塊１５は、ターボ式過給機２０のコンプレッサインペラ２２の回転に伴い発生する旋回流によって、吸気管４の内周面の鉛直方向下側領域を伝って捕捉部材３０の一側面（吸気流方向の上流側の面）に向かうことになり、最終的に氷塊１５が捕捉部材３０の前記一側面に当接することになって停止させられることになる。この状態が氷塊１５の捕捉状態である。このように捕捉された氷塊１５は、捕捉部材３０の輪状部３２によって円形孔３１から下流側へ乗り越えることが阻止されるようになる。
【００５０】
仮に、前記のように捕捉された氷塊１５が時間経過に伴い徐々に小さくなって、フィルタである捕捉部材３０の内部を通り抜けたとすると、ターボ式過給機２０のコンプレッサインペラ２２の特に羽根２２ａに衝突する可能性が高くなる。しかしながら、前記のように氷塊１５が小さくなっているから、このような小さな氷塊１５がコンプレッサインペラ２２の特に羽根２２ａに衝突したとしてもコンプレッサインペラ２２の回転性能に悪影響を与えることはない。
【００５１】
以上説明したように、本発明を適用した実施形態では、ブローバイガスに含まれる水分が吸気管４の内壁面においてブローバイガス通路１０の接続部付近に氷結して大きな氷塊１５に成長して、この氷塊１５が剥離したとしても、この氷塊１５がターボ式過給機２０のコンプレッサインペラ２２の特に羽根２２ａに衝突することを阻止できるようになる。これにより、ターボ式過給機２０のコンプレッサインペラ２２を保護することが可能になるので、このターボ式過給機２０本来の機能を長期にわたって安定して発揮させることが可能になる。
【００５２】
なお、本発明は、上記実施形態のみに限定されるものではなく、特許請求の範囲内および当該範囲と均等の範囲内で適宜に変更することが可能である。
【００５３】
（１）上記実施形態では、氷塊１５の発生原因がブローバイガスに含まれる水分である場合を例に挙げているが、本発明はこれに限定されるものではない。例えばブローバイガス以外の要因で吸気管４の内壁面に氷塊１５ができるような場合にも、本発明の捕捉部材３０を備える吸気構造であれば、上記実施形態と基本的に同様に、吸気管４の内壁面にできる氷塊１５がターボ式過給機２０のコンプレッサインペラ２２の特に羽根２２ａに衝突することを阻止できるようになる。
【００５４】
（２）図４には本発明に係る吸気構造の他実施形態を示している。この実施形態の吸気構造は、吸気管４においてエアクリーナ６からターボ式過給機２０のコンプレッサインペラ２２までの領域４１がクランク状に屈曲していて、当該領域４１において吸気流方向の中間に位置する直線部位４１ａにブローバイガス還元装置のブローバイガス通路１０が接続されるようになっている。
【００５５】
この場合、吸気管４の前記領域４１の直線部位４１ａにおいてブローバイガス通路１０の接続部分にブローバイガスに含まれる水分が氷結して氷塊１５ができるようになる。このような実施形態の場合でも上記実施形態と基本的に同様の作用、効果が得られる。
【００５６】
（３）図５には捕捉部材３０の他実施形態を示している。この実施形態の捕捉部材３０は、外形がダイヤフラム状に形成されている。詳しくは、捕捉部材３０は、円形板状に形成されており、その中心部分に設けられる円形孔３１の周縁が吸気流方向の上流側へ向けて徐々に突出されている。この突出部分を輪状部３２とする。このような突出形態により、捕捉部材３０の環状部分が湾曲したような形状になっている。このような捕捉部材３０でも、図１から図３に示した実施形態と遜色のない作用、効果が得られる。
【００５７】
（４）図６には捕捉部材３０の他実施形態を示している。この実施形態の捕捉部材３０は、図３に示した実施形態の捕捉部材３０の輪状部３２を無くした形状になっている。このような捕捉部材３０でも、図１から図３に示した実施形態と基本的に同様に氷塊１５を捕捉することが可能である。
【００５８】
（５）図７には捕捉部材３０の他実施形態を示している。この実施形態の捕捉部材３０は、図３に示した実施形態の捕捉部材３０を半分にした形状になっている。この捕捉部材３０は、図７に示すように、横向き姿勢にした直線形状の吸気管４内において鉛直方向下半分領域に設置されている。
【００５９】
そもそも、吸気管４に形成される氷塊１５が剥離して吸気流によって下流側に移送されるときには、氷塊１５が吸気管４の内周面において鉛直方向下側領域に落ちた状態で吸気流で押されるような形で下流側に移送されるようになる。さらに、ターボ式過給機２０のコンプレッサインペラ２２の回転に伴い発生する旋回流によって、氷塊１５が吸気管４の内周面において鉛直方向下側領域を伝って捕捉部材３０の一側面（吸気流方向の上流側の面）に向かうことになる。そのことから、捕捉部材３０については吸気管４の内周全周に設けずに、前記したような形状の捕捉部材３０を吸気管４内の鉛直方向下半分領域に設置するようにしている。このような形状の捕捉部材３０でも、吸気管４内にできる氷塊１５を捕捉することが可能になる。
【００６０】
（６）図８には捕捉部材３０の他実施形態を示している。この実施形態の捕捉部材３０は、図３に示した実施形態の捕捉部材３０を約２／３にした形状になっている。この捕捉部材３０は、図８に示すように、横向き姿勢にした直線形状の吸気管４内において鉛直方向下側領域に設置されている。
【００６１】
そもそも、吸気管４に形成される氷塊１５が剥離する場合、ターボ式過給機２０のコンプレッサインペラ２２の回転に伴い発生する旋回流によって、氷塊１５が吸気管４の内周面において鉛直方向下側領域を伝って捕捉部材３０の一側面（吸気流方向の上流側の面）に当接させられて停止させられることになる。氷塊１５が大きい場合には、そのほとんどが自重により吸気管４の内周面において鉛直方向下側領域を伝って移送されるようになる。そのことから、捕捉部材３０については吸気管４の内周全周に設けずに、前記したような形状の捕捉部材３０を吸気管４内の鉛直方向下側領域に設置するようにしている。このような形状の捕捉部材３０でも、吸気管４内にできる氷塊１５を十分に捕捉することが可能になる。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
本発明は、内燃機関１の吸気通路（４）にターボ式過給機２０のコンプレッサインペラ２２が設けられている内燃機関１の吸気構造に好適に利用することが可能である。
【符号の説明】
【００６３】
１      エンジン
４      吸気管（吸気通路）
１０      ブローバイガス通路
１５      氷塊
２０      ターボ式過給機
２２      コンプレッサインペラ
２２ａ    コンプレッサインペラの羽根
３０      捕捉部材
３１      円形孔
３２      輪状部
【図１】
2012157113.tif 000003
【図２】
2012157113.tif 000004
【図３】
2012157113.tif 000005
【図４】
2012157113.tif 000006
【図５】
2012157113.tif 000007
【図６】
2012157113.tif 000008
【図７】
2012157113.tif 000009
【図８】
2012157113.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成24年10月9日(2012.10.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の吸気通路にターボ式過給機のコンプレッサインペラが設けられている内燃機関の吸気構造であって、
前記吸気通路において前記コンプレッサインペラよりも上流側に、当該吸気通路の内壁面に形成される氷塊が剥離したときに当該氷塊を捕捉するための捕捉部材が設けられ、
前記捕捉部材は、前記吸気通路に吸入される空気の通過を許容して前記氷塊の通過を阻止するフィルタとされる、ことを特徴とする内燃機関の吸気構造。
【請求項２】
請求項１に記載の内燃機関の吸気構造において、
前記捕捉部材は、樹脂材料で形成されている、ことを特徴とする内燃機関の吸気構造。
【請求項３】
請求項１または２に記載の内燃機関の吸気構造において、
前記吸気通路において前記捕捉部材よりも上流側には、前記内燃機関のクランクケース内のブローバイガスを導入させるためのブローバイガス通路が接続されている、ことを特徴とする内燃機関の吸気構造。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１つに記載の内燃機関の吸気構造において、
前記捕捉部材は、前記吸気通路の内壁面から径方向内向きに延びるように設けられる、ことを特徴とする内燃機関の吸気構造。
【請求項５】
請求項４に記載の内燃機関の吸気構造において、
前記捕捉部材は、前記吸気通路の中心部分に中心軸線方向に貫通する孔を有する環状部材とされており、
さらに前記孔の周縁は、吸気流方向の上流側に向けて突出されている、ことを特徴とする内燃機関の吸気構造。
【請求項６】
請求項４または５に記載の内燃機関の吸気構造において、
前記捕捉部材は、外形がダイヤフラム状に形成されている、ことを特徴とする内燃機関の吸気構造。
【請求項７】
請求項４に記載の内燃機関の吸気構造において、
前記捕捉部材は、前記吸気通路が直線形状で横向き姿勢とされた領域に設置され、かつ、前記吸気通路内において鉛直方向下半分の領域に設けられている、ことを特徴とする内燃機関の吸気構造。
【請求項８】
請求項４に記載の内燃機関の吸気構造において、
前記捕捉部材は、前記吸気通路が直線形状で横向き姿勢とされた領域に設置され、かつ、前記吸気通路内において鉛直方向下側１／３の領域に設けられている、ことを特徴とする内燃機関の吸気構造。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００２】
［０００７］
これに対して、本願出願人は、例えば特許文献１に示すような技術を提案している。この特許文献１では、吸気管の内壁面に複数の凹部を区画して形成することにより、吸気管の内壁面に大きな氷塊ができてしまうことを阻止するようにしている。
先行技術文献
特許文献
［０００８］
特許文献１：特開２００９−２８１３１７号公報
発明の概要
発明が解決しようとする課題
［０００９］
上記特許文献１に係る従来例は、大きな氷塊が吸気管の内壁面にできてしまうことを阻止する技術であって、大きな氷塊を過給機のコンプレッサインペラの特に羽根に衝突させないようにすることが可能である。
［００１０］
これに対し、本発明は、内燃機関の吸気通路にターボ式過給機のコンプレッサインペラが設けられている内燃機関の吸気構造において、前記吸気通路の内壁面に氷塊ができてしまうことを阻止するのではなく、前記吸気通路の内壁面にできてしまう氷塊が剥離したときに、この氷塊をコンプレッサインペラに衝突させないようにすることを目的としている。
課題を解決するための手段
［００１１］
本発明は、内燃機関の吸気通路にターボ式過給機のコンプレッサインペラが設けられている内燃機関の吸気構造であって、前記吸気通路において前記コンプレッサインペラよりも上流側に、当該吸気通路の内壁面に形成される氷塊が剥離したときに当該氷塊を捕捉するための捕捉部材が設けられ、前記捕捉部材は、前記吸気通路に吸入される空気の通過を許容して前記氷塊の通過を阻止するフィルタとされる、ことを特徴としている。
［００１２］
この場合、吸気通路内の水分が当該吸気通路の内壁面に氷結して大きく成長してから剥離したとしても、その氷塊は捕捉部材によって捕捉されることになって、吸気通路において捕捉部材よりも吸気流方向の下流側に設置されるコンプレッサインペラの所まで到達できなくなる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００３】
［００１３］
これにより、吸気通路において捕捉部材よりも吸気流方向の下流側に設置されるコンプレッサインペラに氷塊が衝突することを阻止できるようになるから、前記コンプレッサインペラの回転性能に悪影響を及ぼすことが長期にわたって回避されるようになる。ここで、捕捉部材（フィルタ）を樹脂材料で形成することによって、捕捉部材を金属材料で形成する場合に比べ、熱伝導率が低くなり、捕捉部材に当接する氷塊や水分が氷結することに起因する捕捉部材の目詰まりを抑制できる。
［００１４］
好ましくは、前記吸気通路において前記捕捉部材よりも上流側には、前記内燃機関のクランクケース内のブローバイガスを導入させるためのブローバイガス通路が接続されている、構成とすることができる。
［００１５］
ここでは氷塊が発生する要因として、ブローバイガスを特定している。これにより、吸気通路内の吸気温度が低い場合に、クランクケースからブローバイガス通路を経て吸気通路に導入されるブローバイガスに含まれる水分が、吸気通路においてブローバイガス通路との接続部分付近に氷結することが明らかになる。
［００１６］
好ましくは、前記捕捉部材は、前記吸気通路の内壁面から径方向内向きに延びるように設けられて前記吸気通路の中心部分に中心軸線方向に貫通する孔を有する環状部材とされており、さらに前記孔の周縁は、吸気流方向の上流側に向けて突出されている、構成とすることができる。この場合、捕捉部材の外形をダイヤフラム状に形成することが可能である。詳しくは、捕捉部材は、円形板状に形成されており、その中心部分に設けられる円形孔の周縁が吸気流方向の上流側へ向けて徐々に突出されているようにすることが可能である。
［００１７］
この構成では、捕捉部材が吸気通路の途中に径方向全域に設置されるものではなく、吸気通路の内壁面から径方向内向きに延びるような環状部材とされている。つまり、捕捉部材の中心部分が開放されているから、当該中心部分を開放していない場合に比べると吸気通路内の吸気抵抗が軽減されることになって吸気の圧力損失が低減される。
［００１８］
しかも、捕捉部材の中心部分に孔が設けられていても、当該孔を氷塊が通過しにくくなる。というのは、吸気通路にターボ式過給機のコンプレッサインペラを設けている場合、コンプレッサインペラの回転に伴い吸気通路の内周面に沿う旋回流が発生することになる。つまり、剥離した氷塊が吸気流によって捕捉部材の上流側まで移送されると、この氷塊が前記旋回流によって
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００４】
吸気通路の内周面を伝って捕捉部材の一側面（吸気流方向の上流側の面）の外周部に当接させられることになって停止させられることになる。その一方で、吸気流はフィルタからなる捕捉部材の内部を通り抜けるようになる。
［００１９］
さらに、円形孔の周縁を吸気流方向の上流側に向けて突出させているから、捕捉部材に捕捉された氷塊が捕捉部材の円形孔から下流側へ乗り越えて通過することが阻止されるようになる。これにより、氷塊が捕捉部材を通過する可能性が低くなる。
［００２０］
好ましくは、前記捕捉部材は、前記吸気通路の内壁面から径方向内向きに延びるように設けられる、構成とすることができる。この場合、捕捉部材の外形をダイヤフラム状に形成することが可能である。また、吸気通路の直線形状で横向き姿勢とされた領域に捕捉部材を設ける場合、捕捉部材を、吸気通路内において鉛直方向下半分の領域に設けたり、鉛直方向下側１／３の領域に設けたりすることが可能である。
［００２１］
この構成では、捕捉部材が吸気通路の途中に径方向全域に設置されるものではなく、吸気通路の内壁面から径方向内向きに延びるようなものとされている。つまり、捕捉部材の中心部分が開放されているから、当該中心部分を開放していない場合に比べると吸気通路内の吸気抵抗が軽減されることになって吸気の圧力損失が低減される。
［００２２］
しかも、捕捉部材の中心部分が開放されていても、当該開放部分を氷塊が通過しにくくなる。というのは、吸気通路にターボ式過給機のコンプレッサインペラを設けている場合、コンプレッサインペラの回転に伴い吸気通路の内周面に沿う旋回流が発生することになる。つまり、剥離した氷塊が吸気流によって捕捉部材の上流側まで移送されると、この氷塊が前記旋回流によって吸気通路の内周面を伝って捕捉部材の一側面（吸気流方向の上流側の面）の外周部に当接させられることになって停止させられることになる。その一方で、吸気流はフィルタからなる捕捉部材の内部を通り抜けるようになる。
発明の効果
［００２３］
本発明は、内燃機関の吸気通路にターボ式過給機のコンプレッサインペラが設けられている内燃機関の吸気構造において、前記吸気通路の内壁面に氷塊ができてしまうことを阻止するのではなく、前記吸気通路の内壁面にできてしまう氷塊が剥離したときに、この氷塊をコンプレッサインペラの特に羽
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
部分が湾曲したような形状になっている。このような捕捉部材３０でも、図１から図３に示した実施形態と遜色のない作用、効果が得られる。
［００５７］
（４）図６には捕捉部材３０の他実施形態を示している。この実施形態の捕捉部材３０は、図３に示した実施形態の捕捉部材３０の輪状部３２を無くした形状になっている。このような捕捉部材３０でも、図１から図３に示した実施形態と基本的に同様に氷塊１５を捕捉することが可能である。
［００５８］
（５）図７には捕捉部材３０の他実施形態を示している。この実施形態の捕捉部材３０は、図３に示した実施形態の捕捉部材３０を半分にした形状になっている。この捕捉部材３０は、図７に示すように、横向き姿勢にした直線形状の吸気管４内において鉛直方向下半分領域に設置されている。
［００５９］
そもそも、吸気管４に形成される氷塊１５が剥離して吸気流によって下流側に移送されるときには、氷塊１５が吸気管４の内周面において鉛直方向下側領域に落ちた状態で吸気流で押されるような形で下流側に移送されるようになる。さらに、ターボ式過給機２０のコンプレッサインペラ２２の回転に伴い発生する旋回流によって、氷塊１５が吸気管４の内周面において鉛直方向下側領域を伝って捕捉部材３０の一側面（吸気流方向の上流側の面）に向かうことになる。そのことから、捕捉部材３０については吸気管４の内周全周に設けずに、前記したような形状の捕捉部材３０を吸気管４内の鉛直方向下半分領域に設置するようにしている。このような形状の捕捉部材３０でも、吸気管４内にできる氷塊１５を捕捉することが可能になる。
［００６０］
（６）図８には捕捉部材３０の他実施形態を示している。この実施形態の捕捉部材３０は、図３に示した実施形態の捕捉部材３０を約１／３にした形状になっている。この捕捉部材３０は、図８に示すように、横向き姿勢にした直線形状の吸気管４内において鉛直方向下側領域に設置されている。
［００６１］
そもそも、吸気管４に形成される氷塊１５が剥離する場合、ターボ式過給機２０のコンプレッサインペラ２２の回転に伴い発生する旋回流によって、氷塊１５が吸気管４の内周面において鉛直方向下側領域を伝って捕捉部材３０の一側面（吸気流方向の上流側の面）に当接させられて停止させられるこ
【国際調査報告】
2012157113.tif 000011
2012157113.tif 000012
2012157113.tif 000013