(57)【要約】【課題】インタークーラを収容しながら重量の増加を抑えることができるとともに、多気筒エンジンのシリンダヘッドへの取り付け部分での高い支持剛性を確保することができるインタークーラ付き多気筒エンジンの吸気装置を提供する。【解決手段】多気筒エンジン１のシリンダヘッド１ｂに取り付けられる吸気装置２は、インテークマニホールド３と、インタークーラ４と、断熱部材５とを備える。インテークマニホールド３は、シリンダヘッド１ｂの側から、金属筒体３１と、樹脂筒体３２と、背面カバー３３とを有している。インタークーラ４は、樹脂筒体３２の筒内方に収容されている。金属筒体３１と断熱部材５とは、シリンダヘッドに対してボルトにより共締めされている。これにより、吸気装置３の吸気通路３ａは、多気筒エンジン１の吸気ポート１ｃに接続されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インタークーラを収容し、多気筒エンジンのシリンダヘッドに取り付けられてなるインテークマニホールドを有するインタークーラ付き多気筒エンジンの吸気装置において、
前記インテークマニホールドは、
樹脂材料からなる筒状体であって、筒内方に前記インタークーラを収容してなる樹脂筒体と、
金属材料からなる筒状体であって、一方の開口部が前記樹脂筒体の一方の開口部に接続されてなる金属筒体と、
を有し、
さらに、前記金属筒体における他方の開口部と前記多気筒エンジンのシリンダヘッドとの間に介挿されてなる断熱部材を備える、
インタークーラ付き多気筒エンジンの吸気装置。
【請求項２】
請求項１記載のインタークーラ付き多気筒エンジンの吸気装置であって、
前記金属筒体と前記断熱部材とは、前記多気筒エンジンのシリンダヘッドに対して、第１締結部材を用いて共締めされている、
インタークーラ付き多気筒エンジンの吸気装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２記載のインタークーラ付き多気筒エンジンの吸気装置であって、
前記金属筒体には、当該金属筒体の筒内方に対して排気ガスを還流させるためのＥＧＲ経路が設けられている、
インタークーラ付き多気筒エンジンの吸気装置。
【請求項４】
請求項３記載のインタークーラ付き多気筒エンジンの吸気装置であって、
前記金属筒体における前記ＥＧＲ経路には、前記排気ガスを前記多気筒エンジンの気筒列方向における複数の箇所に分配するＥＧＲ分配路が含まれる、
インタークーラ付き多気筒エンジンの吸気装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４の何れか記載のインタークーラ付き多気筒エンジンの吸気装置であって、
前記樹脂筒体には、複数の吸気通路が設けられており、当該複数の吸気通路の間を隔てる分割壁が形成されてなる、
インタークーラ付き多気筒エンジンの吸気装置。
【請求項６】
請求項５記載のインタークーラ付き多気筒エンジンの吸気装置であって、
前記インテークマニホールドは、前記樹脂筒体における前記他方の開口部の一部を塞ぐ状態で、前記樹脂筒体における前記他方の開口部の側に取り付けられてなる背面カバーをさらに有する、
インタークーラ付き多気筒エンジンの吸気装置。
【請求項７】
請求項１から請求項６の何れか記載のインタークーラ付き多気筒エンジンの吸気装置であって、
前記金属筒体は、縦断面において、前記一方の開口部から前記他方の開口部に向けて筒内方の開口断面積が漸減している、
インタークーラ付き多気筒エンジンの吸気装置。
【請求項８】
請求項１から請求項７の何れか記載のインタークーラ付き多気筒エンジンの吸気装置であって、
前記多気筒エンジンの気筒列方向において、前記金属筒体の幅は、前記樹脂筒体の幅に比べて広い、
インタークーラ付き多気筒エンジンの吸気装置。
【請求項９】
請求項１から請求項８の何れか記載のインタークーラ付き多気筒エンジンの吸気装置であって、
前記樹脂筒体と前記金属筒体とは、軸部を有する第２締結部材により締結されており、
前記第２締結部材の前記軸部の長手方向において、前記樹脂筒体に対して前記第２締結部材の前記軸部が挿通する長さは、前記金属筒体に対して前記第２締結部材の前記軸部が挿通する長さよりも長い、
インタークーラ付き多気筒エンジンの吸気装置。
【請求項１０】
請求項１から請求項９の何れか記載のインタークーラ付き多気筒エンジンの吸気装置であって、
前記インテークマニホールドでは、前記樹脂筒体における前記インタークーラが収容された部分から、前記金属筒体における前記シリンダヘッドの側の端部に向けて、筒内底面が鉛直方向下側に漸次下がっている、
インタークーラ付き多気筒エンジンの吸気装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インタークーラ付き多気筒エンジンの吸気装置に関し、特に、インタークーラが収容されてなるインテークマニホールドの構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンシステムの小型化や吸気系レイアウトの簡素化を目的として、インテークマニホールド内にインタークーラが収容されてなる吸気装置が研究開発されている（特許文献１）。
【０００３】
特許文献１で開示されているインテークマニホールドは、メインボディと、アッパカバーと、ロアカバーと、シェルと、を備える。インテークマニホールドの構成の内、メインボディ及びアッパカバー及びロアカバーが樹脂材料から構成されている。シェルは、金属材料から構成されている。
【０００４】
特許文献１で開示されているインテークマニホールドにおいては、メインボディ内にインタークーラが収容されている。特許文献１では、シェルがロアカバーの底面に接合されており、高温化における樹脂材料の材料強度の低下に対しての補強材としての役割を果たす、とされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１６−１２５３６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１に開示の技術では、インテークマニホールドにおけるシェルを除く部分が樹脂材料から構成されており、エンジンのシリンダヘッドへの取り付け部分での支持剛性の不足が懸念される。
【０００７】
即ち、特許文献１に開示のインテークマニホールドにおいては、樹脂材料からなるメインボディと、同じく樹脂材料からなるアッパカバーとを溶着することで、エンジンのシリンダヘッドへの取り付け部分であるブランチ部が構成されているが、メインボディに収容されるインタークーラは重量物であり、当該重量を樹脂材料からなるブランチ部で支持することになる。
【０００８】
よって、特許文献１に開示のインテークマニホールドでは、エンジンのシリンダヘッドへの取り付け部分について、支持剛性不足が懸念される。
【０００９】
本発明は、上記のような問題の解決を図ろうとなされたものであって、インタークーラを収容しながら重量の増加を抑えることができるとともに、多気筒エンジンのシリンダヘッドへの取り付け部分での高い支持剛性を確保することができるインタークーラ付き多気筒エンジンの吸気装置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】
【００１０】
本発明の一態様に係るインタークーラ付き多気筒エンジンの吸気装置は、多気筒エンジンのシリンダヘッドに取り付けられてなるインテークマニホールドを有する。
【００１１】
前記インテークマニホールドは、樹脂筒体と、金属筒体と、を有する。
【００１２】
前記樹脂筒体は、樹脂材料からなる筒状体であって、筒内方に前記インタークーラを収容してなる。
【００１３】
前記金属筒体は、金属材料からなる筒状体であって、一方の開口部が前記樹脂筒体の一方の開口部に接続されてなる。
【００１４】
さらに、本態様に係るインタークーラ付き多気筒エンジンの吸気装置は、断熱部材を備える。前記断熱部材は、前記金属筒体における他方の開口部と前記多気筒エンジンのシリンダヘッドとの間に介挿されてなる。
【００１５】
上記態様では、インテークマニホールドにおける樹脂筒体の筒内方にインタークーラを収容しているので、エンジンシステムの小型化、及び吸気系レイアウトの簡素化を図りながら、吸気冷却が可能である。
【００１６】
また、上記態様では、インテークマニホールドを構成する部位の一部として、樹脂筒体を用いているので、重量及び製造コストの低減が図られる。
【００１７】
また、上記態様では、インテークマニホールドを構成する部位の一部として、金属筒体を用い、当該金属筒体を多気筒エンジンのシリンダヘッドへの取り付け側に配設している。このため、インタークーラが収容されることにより重量増となっても、シリンダヘッドに対する高い支持剛性を確保することができる。
【００１８】
また、上記態様では、多気筒エンジンのシリンダヘッドとインテークマニホールドの金属筒体との間に断熱部材を介在させているので、シリンダヘッドからの熱がインテークマニホールドに伝達されるのを抑制し、吸気の温度上昇を抑制することができる。
【００１９】
従って、上記態様に係るインタークーラ付き多気筒エンジンの吸気装置では、インタークーラを収容しながら重量の増加を抑えることができるとともに、多気筒エンジンのシリンダヘッドへの取り付け部分での高い支持剛性を確保することができる。
【００２０】
本発明の別態様に係るインタークーラ付き多気筒エンジンの吸気装置は、上記構成において、前記金属筒体と前記断熱部材とは、前記多気筒エンジンのシリンダヘッドに対して、第１締結部材を用いて共締めされている。
【００２１】
上記態様では、金属筒体と断熱部材とが、シリンダヘッドに対して共締めされているので、第１締結部材の数を少なく抑えながら、シリンダヘッドに対する高い支持剛性を確保することができる。
【００２２】
本発明の別態様に係るインタークーラ付き多気筒エンジンの吸気装置は、上記構成において、前記金属筒体には、当該金属筒体の筒内方に対して排気ガスを還流させるためのＥＧＲ経路が設けられている。
【００２３】
上記態様では、インテークマニホールドの金属筒体に、ＥＧＲ（Ｅｘｈａｕｓｔ  Ｇａｓ  Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）経路が設けられているので、燃焼ガス温度の過度の上昇を抑えることで窒素酸化物（ＮＯｘ）の発生を抑えることができるとともに、吸気時におけるポンピングロスの低減を図ることができる。
【００２４】
また、上記態様では、ＥＧＲ経路をインタークーラが収容された樹脂筒体よりも吸気の流れの下流側の金属筒体に設けることとしているので、ＥＧＲ経路からの排気ガス中に含まれる固形物（煤など）がインタークーラを目詰まりさせることを防ぐことができる。
【００２５】
本発明の別態様に係るインタークーラ付き多気筒エンジンの吸気装置は、上記構成において、前記金属筒体における前記ＥＧＲ経路には、前記排気ガスを前記多気筒エンジンの気筒列方向における複数の箇所に分配するＥＧＲ分配路が含まれる。
【００２６】
上記態様では、ＥＧＲ分配路がＥＧＲ経路に含まれているので、部品点数を低減することが可能となり、また、吸気装置及びその周辺のレイアウトの簡素化を図ることができる。
【００２７】
また、上記態様では、ＥＧＲ分配路が金属材料で構成されることになり、排気ガスの温度の低減を促進することができる。よって、排気ガスの容積を小さくすることができ、空気充填効率の低下やＥＧＲによるＮＯｘ低減効果の目減りなどを抑制することができる。
【００２８】
本発明の別態様に係るインタークーラ付き多気筒エンジンの吸気装置は、上記構成において、前記樹脂筒体には、複数の吸気通路が設けられており、当該複数の吸気通路の間を隔てる分割壁が形成されてなる。
【００２９】
上記態様では、樹脂筒体に分割壁を設け、これにより複数の吸気通路同士の間を隔てているので、吸気の分配性をより優れたものとすることができる。
【００３０】
また、上記態様では、樹脂筒体への分割壁の設置により、樹脂筒体の剛性を向上させることもできる。
【００３１】
本発明の別態様に係るインタークーラ付き多気筒エンジンの吸気装置は、上記構成において、前記インテークマニホールドは、前記樹脂筒体における前記他方の開口部の一部を塞ぐ状態で、前記樹脂筒体における前記他方の開口部の側に取り付けられてなる背面カバーを更に有する。
【００３２】
上記態様では、樹脂筒体における他方の開口部の側に背面カバーを取り付けているので、樹脂筒体の剛性を更に向上させることができる。
【００３３】
また、上記態様では、樹脂筒体に対して、別体である背面カバーを取り付けることにより、樹脂筒体の構造を簡素化することができ、製造コストの低減を図ることが可能となる。
【００３４】
本発明の別態様に係るインタークーラ付き多気筒エンジンの吸気装置は、上記構成において、前記金属筒体は、縦断面において、前記一方の開口部から前記他方の開口部に向けて筒内方の開口断面積が漸減している。
【００３５】
上記態様では、金属筒体において、前記一方の開口部から前記他方の開口部に向けて筒内方の開口断面積が漸減することとしているので、吸気ポートに流入する吸気流速を高くすることができる。よって、燃焼効率の上昇を図ることができる。
【００３６】
本発明の別態様に係るインタークーラ付き多気筒エンジンの吸気装置は、上記構成において、前記金属筒体を前記多気筒エンジンの気筒列方向に見る場合に、前記金属筒体の幅は、前記樹脂筒体の幅に比べて広い。
【００３７】
上記態様では、樹脂筒体に比べて金属筒体を幅広としているので、シリンダヘッドに対する取り付けにおいて、更に高い支持剛性を確保することができる。
【００３８】
本発明の別態様に係るインタークーラ付き多気筒エンジンの吸気装置は、上記構成において、前記樹脂筒体と前記金属筒体とは、軸部を有する第２締結部材の締結により接続されており、前記第２締結部材の前記軸部の長手方向において、前記樹脂筒体に対して前記第２締結部材の前記軸部が挿通する長さは、前記金属筒体に対して前記第２締結部材の前記軸部が挿通する長さよりも長い。
【００３９】
上記態様では、樹脂筒体に対する第２締結部材の挿通長さを、金属筒体に対する締結部材の挿通長さよりも長くしているので、金属筒体に対して樹脂筒体が低剛性であっても、金属筒体と樹脂筒体との取り付けに係る高い剛性を維持することができる。
【００４０】
本発明の別態様に係るインタークーラ付き多気筒エンジンの吸気装置は、上記構成において、前記インテークマニホールドでは、前記樹脂筒体における前記インタークーラが収容された部分から、前記金属筒体における前記シリンダヘッドの側の端部に向けて、筒内底面が鉛直方向下側に漸次下がっている。
【００４１】
上記態様では、樹脂筒体におけるインタークーラが収容された部分から、金属筒体におけるシリンダヘッド側の端部に向けて、筒内底面が鉛直方向下側に漸次下がる構成としているので、多気筒エンジンの駆動を止めた場合にインタークーラで結露した場合にも、インテークマニホールド内で凝縮水（結露により発生した水）が溜まることを抑えることができる。
【発明の効果】
【００４２】
上記の各態様に係るインタークーラ付き多気筒エンジンの吸気装置では、インタークーラを収容しながら重量の増加を抑えることができるとともに、多気筒エンジンのシリンダヘッドへの取り付け部分での高い支持剛性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】実施形態に係る多気筒エンジン１及び吸気装置２を示す模式側面図である。
【図２】吸気装置２の構成を示す模式平面図である。
【図３】吸気装置２の構成を示す模式展開図である。
【図４】吸気装置２における空気の流れを示す模式断面図である。
【図５】インテークマニホールド３における金属筒体３１の構成を示す模式正面図である。
【図６】図２のＶＩ−ＶＩ断面を示す図であって、インテークマニホールド３の内部構成を示す模式断面図である。
【図７】図２のＶＩＩ−ＶＩＩ断面を示す図であって、インテークマニホールド３の内部構成を示す模式断面図である。
【図８】図２のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ断面を示す図であって、インテークマニホールド３の内部構成を示す模式断面図である。
【図９】図２のＩＸ−ＩＸ断面を示す図であって、インテークマニホールド３の内部構成を示す模式断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４４】
以下では、本発明の実施形態について、図面を参酌しながら説明する。なお、以下で説明の形態は、本発明の一態様であって、本発明は、その本質的な構成を除き何ら以下の形態に限定を受けるものではない。
【００４５】
［実施形態］
１．多気筒エンジン１及び吸気装置２
本実施形態に係る多気筒エンジン１及び吸気装置２の概略構成及び配置形態について、図１を用い説明する。
【００４６】
図１に示すように、多気筒エンジン１は、Ｚ方向上側にシリンダヘッド１ａが配置され、その下側にシリンダブロック１ｂが取り付けられている。なお、多気筒エンジン１では、図１の紙面に垂直な方向に複数の気筒が並んでいる。言い換えると、図１の紙面に垂直な方向が多気筒エンジン１の気筒列方向である。
【００４７】
シリンダヘッド１ａには、吸気装置２が取り付けられている。吸気装置２は、インテークマニホールド３と、インタークーラ４と、断熱部材５と、を備える。
【００４８】
インテークマニホールド３は、金属材料からなる筒状体である金属筒体３１と、樹脂材料からなる筒状体である樹脂筒体３２と、樹脂筒体３２のＸ方向右側に取り付けられた背面カバー３３と、を有する。
【００４９】
インタークーラ４は、インテークマニホールド３における樹脂筒体３２の筒内方に収容されている。詳細な図示を省略しているが、インタークーラ４は、吸気の流れ方向に沿う複数の冷却フィンを有している。
【００５０】
断熱部材５は、シリンダヘッド１ａからインテークマニホールド３への熱伝達を抑えるために、シリンダヘッド１ａとインテークマニホールド３の金属筒体３１との間に介在されている。よって、インテークマニホールド３における吸気通路３ａと多気筒エンジン１の吸気ポート１ｃとは、断熱部材５の開口部を通して連通されている。
【００５１】
なお、インテークマニホールド３は、多気筒エンジン１のシリンダヘッド１ａへの取り付け状態において、樹脂筒体３２におけるインタークーラ４が収容された部分から、金属筒体３１のシリンダヘッド１ｂ側の端部に向けて、筒内底面が鉛直方向（Ｚ方向）下側に暫時下がる状態となっている。よって、多気筒エンジン１の停止時において、インタークーラ４の表面で発生した凝縮水（結露により発生した水）が、インテークマニホールド３内に溜まらず、多気筒エンジン１の吸気ポート１ｃへと排出される。
【００５２】
２．吸気装置２の詳細構成
吸気装置２の詳細構成について、図２及び図３を用い説明する。図２は、吸気装置２をＺ方向上側より見た模式平面図であり、図３は、吸気装置２の構成部位を展開して表した模式展開図である。
【００５３】
図２及び図３に示すように、樹脂筒体３２における金属筒体３１との接続側とは反対側の部分には、スロットルバルブ６が取り付けられている。スロットルバルブ６は、インテークマニホールド３への吸気流量の制御を行うためのバルブである。
【００５４】
また、図２に示すように、インテークマニホールド３の金属筒体３１には、ＥＧＲ（Ｅｘｈａｕｓｔ  Ｇａｓ  Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）パイプ１４が設けられている。これにより、排気ガスの一部が、インテークマニホールド３の金属筒体３１を通り多気筒エンジン１に還流される。
【００５５】
金属筒体３１には、ＥＧＲパイプ１４が接続された部分からＹ方向の両側に向けて延伸するＥＧＲ分配パイプ３１ａと、ＥＧＲ分配パイプ３１ａから枝分かれし、Ｘ方向の断熱部材５側に延伸する複数のＥＧＲ分枝パイプ３１ｂ，３１ｃ，３１ｄ，３１ｅ，３１ｆ，３１ｇと、が一体に設けられている。本実施形態に係る金属筒体３１では、ＥＧＲ分配パイプ３１ａがＥＧＲ分配路として設けられている。
【００５６】
ここで、ＥＧＲ分枝パイプ３１ｂ，３１ｃ，３１ｄ，３１ｅ，３１ｆ，３１ｇにより、還流される排気ガスは、インタークーラ４が収容された樹脂筒体３２よりも吸気の流れの下流である金属筒体３１に供給される。
【００５７】
インテークマニホールド３の金属筒体３１と断熱部材５とは、多気筒エンジン１のシリンダヘッド１ａ（図１を参照。）に対して、第１締結部材である７本のボルト７〜１３により共締めされている。各ボルト７〜１３は、矢印Ａ１〜Ａ７で示すように、断熱部材５を厚み方向に挿通し、シリンダヘッド１ａの吸気ポート１ｃ周辺に螺結されている。
【００５８】
インテークマニホールド３において、金属筒体３１と樹脂筒体３２とは、第２締結部材である８本のボルト３４〜４１（図２及び図３では、図示の都合上、４本のボルト３４〜３７だけを図示。）により互いに固定されている。
【００５９】
図３に示すように、樹脂筒体３２におけるＸ方向右側の端部においては、Ｙ方向の長さの略半分が分割壁３２ｃにより塞がれ、残り略半分が吸気通路３２ｄとして開口されている。そして、樹脂筒体３２における分割壁３２ｃ及び吸気通路３２ｄをＸ方向右側から覆うように背面カバー３３が接合されている。
【００６０】
樹脂筒体３２には、Ｙ方向手前側の端部に３つの開口部３２ａ，３２ｂ，３２ｅが設けられている。この内、開口部３２ａ，３２ｂが設けられた部分には、スロットルバルブ６が取り付けられる。
【００６１】
一方、Ｙ方向からの側面視で矩形状に開けられた開口部３２ｅからは、インタークーラ４が挿入される。樹脂筒体３２とインタークーラ４とは、インタークーラ４のフランジ部４ａが樹脂筒体３２における開口部３２ｅの周囲の側壁部に当接し、ボルト５１〜５４により互いに固定されている。
【００６２】
図３に示すように、断熱部材５には、Ｙ方向に並ぶ複数の開口部５ａ〜５ｌが設けられている。本実施形態では、多気筒エンジン１の一例として６気筒のディーゼルエンジンを採用している。そして、断熱部材５においては、多気筒エンジン１における各気筒に対して２つずつ開口部５ａ〜５ｂ，５ｃ〜５ｄ，５ｅ〜５ｆ，５ｇ〜５ｈ，５ｉ〜５ｊ，５ｋ〜５ｌが設けられている。
【００６３】
ここで、図２及び図３に示すように、インテークマニホールド３においては、金属筒体３１におけるＹ方向の幅が、樹脂筒体３２におけるＹ方向の幅に比べて幅広となっている。
【００６４】
３．吸気装置２における空気の流れ
吸気装置２における空気の流れについて、図４を用い説明する。なお、図４は、吸気装置２の内方における空気の流れを示す模式断面図である。
【００６５】
図４に示すように、スロットルバルブ６を介して、開口部３２ａ，３２ｂから樹脂筒体３２に導入された空気は、分割壁３２ｃにより分割された吸気通路３２ｄと吸気通路３２ｆとに二分される。
【００６６】
吸気通路３２ｄと吸気通路３２ｆとを流れてきた空気は、インタークーラ４を通り冷却される。図示を省略しているが、インタークーラ４内には、それぞれがＸ方向に沿う状態で配された複数のフィンが設けられており、空気は、複数のフィンの間を通過する。そして、この際にフィンを介して吸熱される。
【００６７】
インタークーラ４を通過した空気は、樹脂筒体３２内の吸気通路３２ｇから金属筒体３１内へと流れ込む。
【００６８】
ここで、金属筒体３１の内方には、それぞれがＸ方向に延伸し、互いの間に間隙をあけて配置された５つの仕切壁３１ｈ〜３１ｌが設けられている。仕切壁３１ｈ〜３１ｌの設置により、金属筒体３１の内方は、６つの吸気通路３１ｍ〜３１ｒに区画されている。ただし、６つの吸気通路３１ｍ〜３１ｒについては、相互間が完全に仕切られているのではなく、一部で相互に連通する部分が設けられている。
【００６９】
また、６つの吸気通路３１ｍ〜３１ｒは、多気筒エンジン１の各気筒に対応しており、断熱部材５における２つずつ対をなす開口部５ａ〜５ｂ，５ｃ〜５ｄ，５ｅ〜５ｆ，５ｇ〜５ｈ，５ｉ〜５ｊ，５ｋ〜５ｌにも対応している。
【００７０】
よって、吸気通路３１ｍ〜３１ｒを通過した空気は、開口部５ａ〜５ｂ，５ｃ〜５ｄ，５ｅ〜５ｆ，５ｇ〜５ｈ，５ｉ〜５ｊ，５ｋ〜５ｌを通り、多気筒エンジン１における各気筒の吸気ポート１ｃへと供給される。
【００７１】
４．金属筒体３１の内方へのＥＧＲ分枝パイプ３１ｂ〜３１ｇの開口箇所
金属筒体３１の内方へのるＥＧＲ分枝パイプ３１ｂ〜３１ｇの開口箇所について、図５を用い説明する。図５は、金属筒体３１を樹脂筒体３２との接合部側より見た模式正面図である。
【００７２】
図５に示すように、金属筒体３１の内方に対しては、互いに間隔を置いた状態で、ＥＧＲ分枝パイプ３１ｂ〜３１ｇがそれぞれ開口されている。各ＥＧＲ分枝パイプ３１ｂ〜３１ｇの開口は、それぞれ吸気通路３１ｍ〜３１ｒのＹ方向略中央部分に配置されている。
【００７３】
また、各ＥＧＲ分枝パイプ３１ｂ〜３１ｇの開口は、金属筒体３１における筒軸方向（紙面に垂直な方向）の断熱部材５側に配置されている。
【００７４】
５．インテークマニホールド３の内部構成
インテークマニホールド３の内部構成について、図６〜図９を用い説明する。図６は図２のＶＩ−ＶＩ断面を、図７は図２のＶＩＩ−ＶＩＩ断面を、図８は図２のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ断面を、図９は図２のＩＸ−ＩＸ断面を、それぞれ示す。
【００７５】
先ず、図６に示すように、金属筒体３１においては、吸気通路３１ｏが、Ｘ方向の右側から左側にゆくのに従って、内方空間のＺ方向高さが低くなる。言い換えると、金属筒体３１の内方空間は、Ｘ方向右側における樹脂筒体３２との接続部分から、Ｘ方向左側における断熱部材５との接続部分に向けて、開口断面積が漸減している。
【００７６】
また、図６に示すように、金属筒体３１において、ＥＧＲ分配パイプ３１ａは、吸気通路３１ｏに対して、金属筒体３１の該部分の肉厚を挟んで隣接している。ＥＧＲ分配パイプ３１ａと吸気通路３１ｏとの間の部分も金属材料から構成されているので、ＥＧＲ分配パイプ３１ａ内を流通する排気ガスの熱は、吸気通路３１ｏ内を流通する空気によっても冷却される。
【００７７】
なお、図６に示した構成については、吸気通路３１ｍ，３１ｎ，３１ｐ，３１ｑ，３１ｒにおいても同様である。
【００７８】
また、図６に示すように、金属筒体３１と樹脂筒体３２とは、Ｚ方向の上下でボルト３５，３９の締結により固定されている。ここで、Ｚ方向上側の締結に用いられているボルト３５の長さは、下側の締結に用いられているボルト３９の長さよりも短くなっている。ただし、上側の締結に用いられるボルト３５の長さを、下側の締結に用いられているボルト３９と同等の長さのものとすることもできる。
【００７９】
また、ボルト３５，３９が挿通する長さについては、金属筒体３１よりも樹脂筒体３２の方が長く設定されている。これは、重量物であるインタークーラ４が収容される樹脂筒体３２において、ボルト３５，３９に対する応力を小さく抑えるためである。
【００８０】
なお、金属筒体３１と樹脂筒体３２とを固定する他のボルト３４，３６〜３８，４０〜４１の各挿通箇所においても、同様である。
【００８１】
次に、図７に示すように、ＥＧＲ分配パイプ３１ａから枝分かれしたＥＧＲ分枝パイプ３１ｃは、Ｚ方向に沿って延伸するのではなく、Ｚ方向に対してＸ方向左側に角度をもった状態で、斜め方向に延伸するよう形成されている。これにより、ＥＧＲ分枝パイプ３１ｃの開口をインタークーラ４から遠い位置とすることができる。これより、排気ガスが有する熱が、インタークーラ４及び当該インタークーラ４を通過する空気に伝達され難いようにすることができる。
【００８２】
また、図７に示すように、ＥＧＲ分枝パイプ３１ｃを斜め方向に延伸させて吸気通路３１ｎに合流させることにより、空気及び排気ガスの流れに乱れ（乱流）を生じ難くすることができる。
【００８３】
また、図７に示すように、ＥＧＲ分枝パイプ３１ｃの延伸方向を延長した場合、金属筒体３１における断熱部材５との接合側の開口に含まれる。即ち、ＥＧＲ分枝パイプ３１ｃの加工に際して、金属筒体３１のＸ方向左側の開口からドリルの刃を侵入させることが可能である。よって、本実施形態に係る金属筒体３１の構成では、製造が容易であり、製造コストの低減を図るのに優位である。
【００８４】
なお、金属筒体３１における他のＥＧＲ分枝パイプ３１ｂ，３１ｄ〜３１ｇについても同様である。
【００８５】
次に、図８及び図９に示すように、インテークマニホールド３を多気筒エンジン１のシリンダヘッド１ａに取り付けるためのボルト９，１０は、金属筒体３１の内部空間側に配されている。ボルト９．１０は、金属筒体３１及び断熱部材５を挿通してシリンダヘッド１ａにおける吸気ポート１ｃの周囲に螺結されている。
【００８６】
なお、インテークマニホールド３をシリンダヘッド１ａに取り付けるために用いられる他のボルト７〜８，１１〜１３についても同様である。
【００８７】
次に、図８の矢印Ｂで指し示す部分のように、金属筒体３１に設けられた仕切壁３１ｊは、Ｚ方向下部の一部がＸ方向右側に突出している（下凸部３１ｓ）。金属筒部３１における仕切壁３１ｊの下凸部３１ｓは、先端部分が樹脂筒体３２の内方へと侵入している。そして、下凸部３１ｓの先端は、インタークーラ４のＸ方向左端部分に近接している。
【００８８】
なお、金属筒体３１に設けられた仕切壁３１ｈ，３１ｌについても同様である。
【００８９】
６．効果
本実施形態では、インテークマニホールド３における樹脂筒体３２の筒内方にインタークーラ４を収容しているので、エンジンシステムの小型化、及び吸気系レイアウトの簡素化を図りながら、吸気冷却が可能である。
【００９０】
また、本実施形態では、インテークマニホールド３を構成する部位の一部として、樹脂筒体３２を用いているので、全体を金属材料から構成する場合に比べて、重量及び製造コストの低減を図ることができる。
【００９１】
また、本実施形態では、インテークマニホールド３を構成する部位の一部として、金属筒体３１を用い、当該金属筒体３１を多気筒エンジン１のシリンダヘッド１ａへの取り付け側に配設している。このため、インタークーラ４が収容されることにより重量増となっても、シリンダヘッド１ａに対する高い支持剛性を確保することができる。
【００９２】
また、本実施形態では、多気筒エンジン１のシリンダヘッド１ａとインテークマニホールド３の金属筒体３１との間に断熱部材５を介在させているので、シリンダヘッド１ａからの熱がインテークマニホールド３に伝達されるのを抑制し、吸気の温度上昇を抑制することができる。
【００９３】
従って、本実施形態に係る吸気装置２では、インテークマニホールド３にインタークーラ４を収容しながら重量の増加を抑えることができるとともに、多気筒エンジン１のシリンダヘッド１ａへの取り付け部分での高い支持剛性を確保することができる。
【００９４】
また、本実施形態では、金属筒体３１と断熱部材５とが、シリンダヘッド１ａに対して、第１締結部材であるボルト７〜１３を用いて共締めされているので、ボルト７〜１３の数を少なく抑えながら、シリンダヘッド１ａに対する高い支持剛性を実現することができる。
【００９５】
また、本実施形態では、インテークマニホールド３の金属筒体３１には、当該金属筒体３１の筒内方に対して排気ガスを還流させるためのＥＧＲ経路（ＥＧＲ分配パイプ３１ａ及びＥＧＲ分枝パイプ３１ｂ〜３１ｇ）が設けられているので、燃焼ガス温度の過度の上昇を抑えることで窒素酸化物（ＮＯｘ）の発生を抑えることができるとともに、吸気時におけるポンピングロスの低減を図ることができる。
【００９６】
また、本実施形態では、ＥＧＲ分枝パイプ３１ｂ〜３１ｇの開口をインタークーラ４が収容された樹脂筒体３２よりも空気の流れの下流側の金属筒体３１に設けているので、排気ガス中に含まれる固形物（煤など）がインタークーラ４を目詰まりさせることを防ぐことができる。
【００９７】
また、本実施形態では、ＥＧＲ分配パイプ３１ａ及びＥＧＲ分枝パイプ３１ｂ〜３１ｇが金属筒体３１に設けられているので、部品点数を低減することが可能となり、また、吸気装置２及びその周辺のレイアウトの簡素化を図ることができる。
【００９８】
また、本実施形態では、ＥＧＲ分配パイプ３１ａ及びＥＧＲ分枝パイプ３１ｂ〜３１ｇの管壁が金属材料で構成されることになり、排気ガスの温度の低減を促進することができる。よって、排気ガスの容積を小さくすることができ、空気充填効率の低下やＥＧＲによるＮＯｘ低減効果の目減りなどを抑制することができる。
【００９９】
また、本実施形態では、樹脂筒体３２に分割壁３２ｃを設け、これにより吸気通路３２ｄと吸気通路３２ｆとの間を隔てているので、吸気の分配性をより優れたものとすることができる。さらに、樹脂筒体３２への分割壁３２ｃの設置により、樹脂筒体３２の剛性を向上させることもできる。
【０１００】
また、本実施形態では、樹脂筒体３２における背面側（図３におけるＸ方向右側）に背面カバー３３を取り付けているので、樹脂筒体３２の剛性を更に向上させることができる。さらに、樹脂筒体３２に対して、別体である背面カバー３３を取り付けることにより、樹脂筒体３２の構造を簡素化することができ、製造コストの低減を図ることが可能となる。
【０１０１】
また、本実施形態では、インテークマニホールド３の金属筒体３１において、空気の流れの上流側から下流側（図６のＸ方向右側から左側）に向けて筒内方の開口断面積が漸減することとしているので、吸気ポート１ｃに流入する吸気流速を高くすることができる。よって、燃焼効率の上昇を図ることができる。
【０１０２】
また、本実施形態では、樹脂筒体３２に比べて金属筒体３１を幅広としているので、シリンダヘッド１ａに対する取り付けにおいて、更に高い支持剛性を確保することができる。
【０１０３】
また、本実施形態では、金属筒体３１と樹脂筒体３２との取り付けにおいて、樹脂筒体３２に対するボルト３４〜４１（第２締結部材）の挿通長さを、金属筒体３１に対するボルト３４〜４１の挿通長さ（螺合の長さ）よりも長くしているので、金属筒体３１に対して樹脂筒体３２が低剛性であっても、金属筒体３１と樹脂筒体３２との取り付けに係る高い剛性を維持することができる。
【０１０４】
また、本実施形態では、樹脂筒体３２におけるインタークーラ４が収容された部分から、金属筒体３１におけるシリンダヘッド１ａ側の端部に向けて、筒内底面が鉛直方向（Ｚ方向）下側に漸次下がる構成としているので、多気筒エンジン１の駆動を止めた場合にインタークーラ４で結露した場合にも、インテークマニホールド３内で凝縮水（結露により発生した水）が溜まることを抑えることができる。
【０１０５】
［変形例］
上記実施形態では、多気筒エンジンの一例として、６気筒のディーゼルエンジンを採用したが、本発明は、これに限定を受けるものではない。気筒数については、２気筒以上であればよく、エンジンの種類については、ガソリンエンジンを採用することもできる。
【０１０６】
また、上記実施形態では、インテークマニホールド３における金属筒体３１及び樹脂筒体３２を、ともに略矩形の横断面形状を有する筒状態としたが、本発明は、これに限定を受けるものではない。例えば、全体として長円形の横断面形状を有する金属筒体や樹脂筒体を採用することもできる。
【０１０７】
また、上記実施形態では、金属筒体３１における吸気通路３１ｍ〜３１ｒの一部同士が繋がっている構成としたが、本発明は、これに限定を受けるものではない。例えば、金属筒体３１において、吸気通路３１ｍ〜３１ｒの間を完全に仕切った構成とすることもできる。
【０１０８】
また、上記実施形態では、金属筒体３１と樹脂筒体３２とが、互いの開口縁同士を突き合せた状態で締結部材を以って固定された構成を採用したが、本発明は、これに限定を受けるものではない。例えば、金属筒体の底板部の少なくとも一部が樹脂筒体の底板部に一部重なるように構成してもよい。これにより、金属筒体と樹脂筒体との間の固定強度を大きくすることができる。
【０１０９】
また、上記実施形態では、金属筒体３１と樹脂筒体３２とを固定するために、第２締結部材として８本のボルト３４〜４１を用いることとしたが、本発明は、これに限定を受けるものではない。例えば、７本以下のボルトで固定することとしてもよいし、９本以上のボルトで固定することとしてもよい。
【０１１０】
また、金属筒体３１と樹脂筒体３２との接合に用いる第２締結部材としては、ボルト以外に、リベットを用いることも可能である。また、金属筒体３１と樹脂筒体３２との接合には、インサート成形により金属筒体と樹脂筒体とを一体化することも可能である。
【０１１１】
また、上記実施形態では、金属筒体３１をシリンダヘッド１ａに対して取り付けるための第１締結部材として、７本のボルト７〜１３を用いることとしたが、本発明は、これに限定を受けるものではない。例えば、６本以下のボルトで取り付けることとしてもよいし、８本以上のボルトで取り付けることとしてもよい。
【０１１２】
また、上記実施形態では、金属筒体３１を構成する金属材料、及び樹脂筒体３２や背面カバー３３を構成する樹脂材料については、特に言及しなかったが、種々の材料を採用することができる。例えば、樹脂筒体３２や背面カバー３３を構成する樹脂材料としては、ガラス繊維を混入させたナイロン系樹脂材料などを採用することができ、金属筒体３１を構成する金属材料としては、アルミニウム合金などを採用することができる。
【０１１３】
また、上記実施形態では、ＥＧＲ経路（ＥＧＲ分配パイプ３１ａやＥＧＲ分枝パイプ３１ｂ〜３１ｇ）を、金属筒体３１に一体形成することとしたが、本発明は、これに限定を受けるものではない。ＥＧＲ分配パイプ３１ａ及びＥＧＲ分枝パイプ３１ｂ〜３１ｇの少なくとも一方を、金属筒体と別体とすることもできる。
【０１１４】
また、上記実施形態では、樹脂筒体３２の背面側に分割壁３２ｃを設け、吸気通路３２ｄと吸気通路３２ｆとの間を隔てることとしたが、本発明は、これに限定を受けるものではない。例えば、分割壁を設けないこととすることもできるし、逆に２つ以上の分割壁を設けて、３つ以上の吸気通路の間を隔てることもできる。
【符号の説明】
【０１１５】
１  多気筒エンジン
２  吸気装置
３  インテークマニホールド
４  インタークーラ
５  断熱部材
１４  ＥＧＲパイプ
３１  金属筒体
３１ａ  ＥＧＲ分配パイプ
３１ｂ〜３１ｇ  ＥＧＲ分枝パイプ
３１ｈ〜３１ｌ  仕切壁
３２  樹脂筒体
３２ｃ  分割壁
３３  背面カバー
【図１】
2018071523.tif 000003
【図２】
2018071523.tif 000004
【図３】
2018071523.tif 000005
【図４】
2018071523.tif 000006
【図５】
2018071523.tif 000007
【図６】
2018071523.tif 000008
【図７】
2018071523.tif 000009
【図８】
2018071523.tif 000010
【図９】
2018071523.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成30年1月15日(2018.1.15)
【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】
インタークーラを収容し、多気筒エンジンのシリンダヘッドに取り付けられてなるインテークマニホールドを有するインタークーラ付き多気筒エンジンの吸気装置において、
前記インテークマニホールドは、
樹脂材料からなる筒状体であって、筒内方に前記インタークーラを収容してなる樹脂筒体と、
金属材料からなる筒状体であって、一方の開口部が前記樹脂筒体の一方の開口部に接続されてなる金属筒体と、
を有し、
前記吸気装置は、
前記金属筒体における他方の開口部と前記多気筒エンジンのシリンダヘッドとの間に介挿されてなる断熱部材と、
前記金属筒体に接続され、当該金属筒体の筒内方に排気ガスを導入するためのＥＧＲパイプと、
を備え、
前記金属筒体は、前記ＥＧＲパイプと接続されるとともに、前記多気筒エンジンの気筒列方向に延び、前記多気筒エンジンの各気筒に前記排気ガスを分配するＥＧＲ分配路を有する、
インタークーラ付き多気筒エンジンの吸気装置。
【請求項２】
請求項１記載のインタークーラ付き多気筒エンジンの吸気装置であって、
前記金属筒体と前記断熱部材とは、前記多気筒エンジンのシリンダヘッドに対して、第１締結部材を用いて共締めされている、
インタークーラ付き多気筒エンジンの吸気装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２記載のインタークーラ付き多気筒エンジンの吸気装置であって、
前記樹脂筒体には、複数の吸気通路が設けられており、当該複数の吸気通路の間を隔てる分割壁が形成されてなる、
インタークーラ付き多気筒エンジンの吸気装置。
【請求項４】
請求項３記載のインタークーラ付き多気筒エンジンの吸気装置であって、
前記インテークマニホールドは、前記樹脂筒体における前記他方の開口部の一部を塞ぐ状態で、前記樹脂筒体における前記他方の開口部の側に取り付けられてなる背面カバーをさらに有する、
インタークーラ付き多気筒エンジンの吸気装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４の何れか記載のインタークーラ付き多気筒エンジンの吸気装置であって、
前記金属筒体は、縦断面において、前記一方の開口部から前記他方の開口部に向けて筒内方の開口断面積が漸減している、
インタークーラ付き多気筒エンジンの吸気装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５の何れか記載のインタークーラ付き多気筒エンジンの吸気装置であって、
前記多気筒エンジンの気筒列方向において、前記金属筒体の幅は、前記樹脂筒体の幅に比べて広い、
インタークーラ付き多気筒エンジンの吸気装置。
【請求項７】
請求項１から請求項６の何れか記載のインタークーラ付き多気筒エンジンの吸気装置であって、
前記樹脂筒体と前記金属筒体とは、軸部を有する第２締結部材により締結されており、
前記第２締結部材の前記軸部の長手方向において、前記樹脂筒体に対して前記第２締結部材の前記軸部が挿通する長さは、前記金属筒体に対して前記第２締結部材の前記軸部が挿通する長さよりも長い、
インタークーラ付き多気筒エンジンの吸気装置。
【請求項８】
請求項１から請求項７の何れか記載のインタークーラ付き多気筒エンジンの吸気装置であって、
前記インテークマニホールドでは、前記樹脂筒体における前記インタークーラが収容された部分から、前記金属筒体における前記シリンダヘッドの側の端部に向けて、筒内底面が鉛直方向下側に漸次下がっている、
インタークーラ付き多気筒エンジンの吸気装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
さらに、本態様に係るインタークーラ付き多気筒エンジンの吸気装置は、断熱部材とＥＧＲパイプとを備える。前記断熱部材は、前記金属筒体における他方の開口部と前記多気筒エンジンのシリンダヘッドとの間に介挿されてなる。
そして、前記金属筒体は、前記ＥＧＲパイプと接続されるとともに、前記多気筒エンジンの気筒列方向に延び、前記多気筒エンジンの各気筒に前記排気ガスを分配するＥＧＲ分配路を有する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
また、上記態様では、多気筒エンジンのシリンダヘッドとインテークマニホールドの金属筒体との間に断熱部材を介在させているので、シリンダヘッドからの熱がインテークマニホールドに伝達されるのを抑制し、吸気の温度上昇を抑制することができる。
また、上記態様では、インテークマニホールドの金属筒体に、排気ガスが還流されるようになっているので、燃焼ガス温度の過度の上昇を抑えることで窒素酸化物（ＮＯｘ）の発生を抑えることができるとともに、吸気時におけるポンピングロスの低減を図ることができる。
また、上記態様では、金属筒体がＥＧＲ分配路を有しているので、部品点数を低減することが可能となり、また、吸気装置及びその周辺のレイアウトの簡素化を図ることができる。
また、上記態様では、ＥＧＲ分配路が金属材料で構成されることになり、排気ガスの温度の低減を促進することができる。よって、排気ガスの容積を小さくすることができ、空気充填効率の低下やＥＧＲによるＮＯｘ低減効果の目減りなどを抑制することができる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】削除
【補正の内容】