(57)【要約】【課題】吸気管に対するシリンダヘッド側からの熱の伝達を効率的に抑制する。【解決手段】吸気アダプタ５０のシリンダヘッド１２に対向する面と、シリンダヘッドの吸気アダプタに対向する面の少なくとも一方に設けられた段差部が、シリンダヘッドと吸気アダプタとの間に設けられる気体流通用の通路４０を形成するので、気体流通用の通路を気体が流通することにより、断熱に用いられる気体自体の暖まりが抑制される。これにより、吸気管に対するシリンダヘッド側からの熱の伝達を効率的に抑制することができる。【選択図】図２
2010196560.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の燃焼室に吸入空気を導入する吸気ポート構造であって、
前記内燃機関のシリンダヘッドと前記シリンダヘッドに吸入空気を導入する吸入管との間に介在された吸気アダプタの、前記シリンダヘッドに対向する面、及び前記シリンダヘッドの前記吸気アダプタと対向する面、の少なくとも一方には段差部が設けられ、
前記段差部を利用して、前記シリンダヘッドと前記吸気アダプタとの間に気体流通用の通路が形成されていることを特徴とする吸気ポート構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吸気ポート構造に関し、更に詳しくは内燃機関の燃焼室に吸入空気を導入する吸気ポート構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、内燃機関（エンジン）に吸入される空気の温度上昇を抑制するために、吸気ポートに断熱構造を設けることが提案されている。例えば、特許文献１には、シリンダヘッドと吸気マニホールドとを断熱ガスケットを介して接合し、シリンダヘッドの断熱ガスケットとの接合面、及び吸気マニホールドの断熱ガスケットとの接合面のそれぞれに、空隙を形成した構造が記載されている。この構造によれば、空隙内の空気が断熱材として機能し、シリンダヘッドから吸気マニホールドへの伝熱が抑制される。また、特許文献２には、シリンダヘッドと吸気ポートとの接合部に断熱スリーブを介在させ、断熱スリーブを取り囲むように空間を設けることで、断熱効果を高める方法が記載されている。
【０００３】
また、特許文献３には、エンジンとインテークマニホールドとの間に断熱部材を設け、当該断熱部材のインテークマニホールド側に冷却水通路を形成し、エンジンの運転状態によって冷却水通路を通る冷却水を制御弁により制御する方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭６３−１４０１５４号公報
【特許文献２】特開２００７−５６７９４号公報
【特許文献３】特開２００３−２８６９１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１、２に記載の技術では、空気が断熱層として利用されているが、当該空気は封止されているか、あるいはほぼ静止した状態にある。したがって、エンジンが継続して使用されると、空気は徐々に暖まり、断熱効果が低下するおそれがある。
【０００６】
また、特許文献３のように冷却水を用いる場合、万が一、冷却水通路のシールが破れると、冷却水がエンジン内に浸入するおそれがある。
【０００７】
本発明は、かかる事情の下になされたものであり、吸気管に対する断熱を効率的に行うことが可能な吸気ポート構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の吸気ポート構造は、内燃機関の燃焼室に吸入空気を導入する吸気ポート構造であって、前記内燃機関のシリンダヘッドと前記シリンダヘッドに吸入空気を導入する吸入管との間に介在された吸気アダプタの、前記シリンダヘッドに対向する面、及び前記シリンダヘッドの前記吸気アダプタと対向する面の少なくとも一方には段差部が設けられ、前記段差部を利用して、前記シリンダヘッドと前記吸気アダプタとの間に気体流通用の通路が形成されている吸気ポート構造である。
【０００９】
これによれば、吸気アダプタのシリンダヘッドに対向する面と、シリンダヘッドの吸気アダプタに対向する面の少なくとも一方に設けられた段差部が、シリンダヘッドと吸気アダプタとの間に設けられる気体流通用の通路を形成するので、気体流通用の通路を気体が流通することにより、断熱に用いられる気体自体の暖まりが抑制される。これにより、吸気管に対するシリンダヘッド側からの熱の伝達を効率的に抑制することができる。また、液体を用いる場合と比較して、漏れなどによる影響を抑制することができる。更に、段差部を利用して通路が形成されているので、スペーサ部材などを極力用いることなく、断面積の広い通路を形成することが可能となる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の吸気ポート構造は、吸気管に対する断熱を効率的に行うことができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】一実施形態に係るエンジンの構成を概略的に示す断面図である。
【図２】図１のシリンダヘッド及び吸気アダプタを拡大して示す図である。
【図３】図２のＡ−Ａ先断面図を含む、断熱システムを示す図である。
【図４】断熱システムの変形例を示す図である。
【図５】通路の別構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の吸気ポート構造を具備する一実施形態に係るエンジンについて、図１〜図３に基づいて説明する。
【００１３】
図１には、一実施形態に係るエンジン１００が断面図にて模式的に示されている。本実施形態のエンジン１００は、直列４気筒のエンジンであり、図１に示すように、シリンダブロック１１と、シリンダヘッド１２と、ピストン１３と、を備える。
【００１４】
シリンダヘッド１２には、吸気ポート１４と、排気ポート１５と、が形成されている。吸気ポート１４には、吸気管１６が吸気アダプタ５０を介して接続され、排気ポート１５には、排気管１７が吸気アダプタ５１を介して接続されている。
【００１５】
図２には、図１のシリンダヘッド１２の吸気ポート１４近傍及び吸気アダプタ５０が拡大して示されている。この図２に示すように、シリンダヘッド１２の吸気ポート１４周囲の、吸気アダプタ５０と対向する部分には、段差部が設けられ、当該段差部により高さ（図２の紙面左右方向の位置）の異なる面３１ａ，３１ｂが形成されている。また、吸気アダプタ５０のシリンダヘッド１２と対向する部分にも段差部が形成されており、当該段差部により高さ（図２の紙面左右方向の位置）の異なる面３２ａ，３２ｂが形成されている。
【００１６】
シリンダヘッド１２の面３１ａと吸気アダプタ５０の面３２ａとの間には、リング状のガスケット３４ａが設けられている。このガスケット３４ａの縦断面形状は、面３１ａと同一形状、同一寸法を有している。また、シリンダヘッド１２の面３１ｂと吸気アダプタ５０の面３２ｂとの間にも、リング状のガスケット３４ｂが設けられている。このガスケット３４ｂの縦断面形状は、面３２ｂと同一形状、同一寸法を有している。
【００１７】
本実施形態では、シリンダヘッド１２の段差部及び吸気アダプタ５０の段差部、並びにガスケット３４ａ，３４ｂにより、気体流通用の通路４０が形成されている。
【００１８】
この気体流通用の通路４０は、実際には、図２のＡ−Ａ線断面図を一部に含む、断熱システム２００の全体構成を示す図３から分かるように、４つの吸気ポート１４の周りを取り囲むような形状を有している。この通路４０の一端４０ａには、ガス流路６０が接続され、通路４０の他端４０ｂには、ガス排出口６２を有するガス排出路６１が接続されている。
【００１９】
ガス流路６０の通路４０とは反対側の端部には、切り替え弁（三方弁）６８が設けられている。この切り替え弁６８には、走行風導入管６５と、排気導入管６７とが接続されている。換言すると、ガス流路６０は、走行風導入管６５と、排気導入管６７とに分岐しており、当該分岐部分に切り替え弁６８が設けられている、とも言える。
【００２０】
走行風導入管６５の一端部は、走行風導入口６４とされている。この走行風導入管６５には、走行風導入口６４を介して、車両の走行により生じた走行風が導入されるようになっている。
【００２１】
排気導入管６７は、その一端（切り替え弁６８とは反対側の端部）において、メインマフラ６６近傍に接続されている。この排気導入管６７には、メインマフラ６６から排出された、浄化された排気ガスが導入されるようになっている。
【００２２】
また、図３に示すように、走行風導入口６４の近傍には、外気温センサ６９が設けられている。この外気温センサ６９の検出結果は、制御部７０に送られ、制御部７０は、当該検出結果に基づいて、切り替え弁６８の切り替え制御を行う。このように切り替え弁６８が切り替えられると、ガス流路６０及び通路４０には、走行風（比較的温度が低い気体）、又は排気（比較的温度が高い気体）のいずれかが選択的に供給されるようになっている。本実施形態では、例えば、外気温センサ６９による検出結果が、０℃以下になった場合に、通路４０に排気が導入され、０℃を超えた場合に、通路４０に走行風が導入される。このような切り替えが実行されることで、通路４０内におけるアイシングが防止されるようになっている。
【００２３】
以上説明したように、本実施形態では、シリンダヘッド１２と吸気アダプタ５０との間に形成された通路４０内に、走行風又は排気のいずれかが供給され続けることから、シリンダヘッド１２の熱が吸気アダプタ５０を介して吸気管１６に伝達するのを抑制することができる。この場合、通路４０内の気体は車両が走行している間は常に流通することから、通路４０内の気体自体が暖まるのを抑制することができ、これにより、吸気管１６への熱の伝達を効率的に抑制することができる。また、本実施形態では、断熱に冷却水などの液体を用いないこととしているので、何らかの影響によりガスケット３４ａ，３４ｂ部分のシールが破れたりした場合でも、エンジンの故障等を抑制することが可能である。
【００２４】
また、本実施形態では、シリンダヘッド１２に形成された段差部と、吸気アダプタ５０に形成された段差部とにより、気体が流通する通路４０が形成されているので、スペーサなどの部材を用いることなく、断面積の大きい通路を形成することができる。これにより、部品点数を低減しつつ、断熱効率をより高くすることが可能である。
【００２５】
また、本実施形態では、シリンダヘッド１２と吸気アダプタ５０との間にガスケット３４ａ，３４ｂを介在させているので、通路４０の気密性を高く維持することが可能である。
【００２６】
また、本実施形態では、ガス流路６０の分岐部分、すなわち、ガス流路６０、走行風導入管６５及び排気導入管６７の接続部分に切り替え弁６８が設けられており、制御部７０が、外気温センサ６９の検出結果に応じてこの切り替え弁６８の切り替え制御を行うので、外部環境に応じて、適切な温度の気体を通路に供給することが可能である。
【００２７】
また、本実施形態では、車両の走行風（比較的低温の気体）及び車両の排気（比較的高温の気体）を用いるので、特別な温調装置等を用いることなく、通路４０に温度の異なる気体を流通させることが可能である。
【００２８】
なお、上記実施形態では、外気温に応じて、切り替え弁６８を制御する場合について説明したが、これに限らず、その他のパラメータ（例えば、エンジンの回転数や負荷などの種々のパラメータ）に基づいて、切り替え弁６８を制御することとしても良い。
【００２９】
なお、上記実施形態では、通路４０に、走行風及び排気のいずれかを供給する場合について説明したが、これに限られるものではない。例えば、図４に示すように、車両内に設けられる車内搭載エアコンシステム８０で温調された空気の一部を、ガス流路６０から通路４０に供給することとしても良い。この車内搭載エアコンシステム８０は、図４に示すように、ブロアユニット７９、クーラーユニット７８、ヒータユニット７７、及びこれら各部を介して温調された空気を車内に導入するための車内導入管路７６を具備している。このように車内搭載エアコンシステム８０で温調された空気を、ガス流路６０を介して通路４０に導入することとしても、吸気管１６へのシリンダヘッド１２からの熱の伝達を効果的に抑制することが可能である。
【００３０】
なお、上記実施形態では、シリンダヘッド１２及び吸気アダプタ５０の両方に段差部を設けた場合について説明したが、これに限られるものではなく、いずれか一方にのみ段差部を設けることとしても良い。例えば、図５（ａ）に示すように、シリンダヘッド１２にのみ段差部を設けることとしても良いし、図５（ｂ）に示すように、吸気アダプタ５０にのみ段差部を設けることとしても良い。これらの場合、環状形状を有する高さ調整用のスペーサ７１をシリンダヘッド１２と吸気アダプタ５０との間に設けることで、通路４０を形成することが可能となる。このように、シリンダヘッド１２及び吸気アダプタ５０のいずれか一方にのみ段差部を設けることとすることで、段差部を加工する手間を軽減することが可能となる。
【００３１】
なお、上記実施形態では、アイシング防止のため、外気温に応じて温度の異なる気体を供給する場合について説明したが、これに限らず、アイシング等の影響が無いような場合には、一種類の気体のみ（例えば、走行風のみ）を継続して通路４０に供給することとしても良い。この場合、断熱システム２００には外気温センサや切り替え弁等を設けなくても良い。
【００３２】
上述した実施形態は本発明の好適な実施の例である。但し、これに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変形実施可能である。
【符号の説明】
【００３３】
１０    エンジン（内燃機関）
１１    シリンダヘッド
１６    吸気管
４０    通路
【図１】
2010196560.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2010196560.tif 000006
【図５】
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