(57)【要約】【課題】電動過給機及びインタークーラが配設される吸気系を備えたエンジンにおいて、前記吸気系のコンパクト化を図る。【解決手段】電動過給機付きエンジンＥは、エンジン本体１と、吸気通路３０と、電動式のモータ部７１と、吸気を加圧するコンプレッサ部７２を有する電動過給機７０と、吸気通路３０に配置され、吸気を冷却するインタークーラ４１と、電動過給機７０及びインタークーラ４１が装着されるハウジング２０とを備える。ハウジング２０は、吸気通路３０の一部を構成し、インタークーラ４１を収容する容器部２１と、モータ部７１を収容するモータ収容部２２と、を含む。インタークーラ４１は、容器部２１内に、当該容器部２１の内部空間を吸気の流通方向において上流室３３ａと下流室３３ｂとに区画するように配置されている。コンプレッサ部７２の吸気吐出口７２Ｅが、上流室３３ａと連通している。【選択図】図７
2019138245.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジン本体と、
前記エンジン本体に導入される吸気が流通する吸気通路と、
電動式のモータ部と、吸気を加圧するコンプレッサ部とが、軸方向に配置されてなる電動過給機と、
前記吸気通路に配置され、吸気を冷却するインタークーラと、
前記電動過給機及び前記インタークーラが装着されるハウジングと、を備え、
前記ハウジングは、
前記吸気通路の一部を構成し、前記インタークーラを収容する容器部と、
前記モータ部を収容するモータ収容部と、を含み、
前記インタークーラは、前記容器部内に、当該容器部の内部空間を吸気の流通方向において上流室と下流室とに区画するように配置され、
前記コンプレッサ部の吸気吐出口が、前記上流室と連通している、
ことを特徴とする電動過給機付きエンジン。
【請求項２】
請求項１に記載の電動過給機付きエンジンにおいて、
前記インタークーラは、吸気と熱交換する冷却水を流通させる第１水路を備えた水冷式のインタークーラであり、
前記モータ部は、当該モータ部の発する熱と熱交換する冷却水が流通する第２水路を備え、
前記第１水路と前記第２水路とを接続する水路接続部が備えられている、電動過給機付きエンジン。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の電動過給機付きエンジンにおいて、
前記コンプレッサ部は、軸方向視において前記モータ部の外側輪郭よりも大きい外側輪郭を有し、
前記モータ収容部は、
前記上流室側に開口し、前記モータ部が挿入されるキャビティ部と、
前記キャビティ部の開口周縁に形成され、前記コンプレッサ部が対向するフランジ部と、を含む、電動過給機付きエンジン。
【請求項４】
請求項３に記載の電動過給機付きエンジンにおいて、
前記ハウジングは、前記エンジン本体の外壁に取り付けられるものであって、
前記電動過給機を、前記モータ収容部においてフローティング支持する支持部を備える、電動過給機付きエンジン。
【請求項５】
請求項４に記載の電動過給機付きエンジンにおいて、
前記モータ部が、前記キャビティ部の内周壁に対して、第１弾性部材を介して径方向にフローティング支持され、
前記コンプレッサ部が、前記フランジ部に対して、第２弾性部材を介して軸方向にフローティング支持されている、電動過給機付きエンジン。
【請求項６】
請求項３〜５のいずれか１項に記載の電動過給機付きエンジンにおいて、
前記モータ部は、前記キャビティ部への挿入先端面に突設された、電気接続用のコネクタを有し、
前記キャビティ部の底板には、前記モータ部の位置決めを兼ねた、前記コネクタを貫通させるコネクタ開口が形成されている、電動過給機付きエンジン。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の電動過給機付きエンジンにおいて、
前記エンジン本体は、複数の気筒を備え、
前記ハウジングは、前記吸気通路の終端部であって、前記エンジン本体の各気筒に吸気を導入する分岐吸気通路を区画するインテークマニホールド部をさらに備える、電動過給機付きエンジン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動式のモータ部と吸気を加圧するコンプレッサ部とが、軸方向に配置されてなる電動過給機を備えたエンジンに関する。
【背景技術】
【０００２】
吸気を加圧する電動過給機を備えたエンジンが知られている。例えば特許文献１には、排気を直接吸気通路へ還流する高圧ＥＧＲ通路と、排気通路において触媒よりも下流側から排気を取り出す低圧ＥＲＧ通路とを備え、低圧ＥＲＧ通路に電動過給機を配置してなる過給機付きエンジンが開示されている。電動過給機は、高圧ＥＧＲの増加に伴うターボ過給機の過給能力の低下を補完する。電動過給機で過給された吸気は、インタークーラを通して冷却された後、エンジン本体へ導入される。
【０００３】
電動過給機は、吸気を加圧する機能上、エンジン本体の近傍に配置されることから、高温環境に曝される。また、電動過給機の動作時には、モータ部及び内蔵されている基板が発熱する。このため、何らかの冷媒を用いて電動過給機を冷却することが望ましい。特許文献２には、モータ部に冷却水通路を設け、ＥＧＲクーラの冷却水を前記冷却水通路に流通させる冷却構造が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１８０７１０号公報
【特許文献２】特開２００９−４１３８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
エンジンの吸気系に電動過給機及びインタークーラ、さらには前記電動過給機の冷却系統を具備させる場合、どうしても吸気系の装置構造が複雑になってしまう。このため、エンジンの組立の難易度が上がる、エンジンのコンパクト化が難しくなるといった問題が生じる。
【０００６】
本発明の目的は、電動過給機及びインタークーラが配設される吸気系を備えたエンジンにおいて、前記吸気系のコンパクト化を図ることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一局面に係る電動過給機付きエンジンは、エンジン本体と、前記エンジン本体に導入される吸気が流通する吸気通路と、電動式のモータ部と、吸気を加圧するコンプレッサ部とが、軸方向に配置されてなる電動過給機と、前記吸気通路に配置され、吸気を冷却するインタークーラと、前記電動過給機及び前記インタークーラが装着されるハウジングと、を備え、前記ハウジングは、前記吸気通路の一部を構成し、前記インタークーラを収容する容器部と、前記モータ部を収容するモータ収容部と、を含み、前記インタークーラは、前記容器部内に、当該容器部の内部空間を吸気の流通方向において上流室と下流室とに区画するように配置され、前記コンプレッサ部の吸気吐出口が、前記上流室と連通している、ことを特徴とする。
【０００８】
この電動過給機付きエンジンによれば、電動過給機とインタークーラとが一つのハウジングに装着されるので、これらをモジュール化することができる。また、電動過給機のコンプレッサ部の吸気吐出口が、インタークーラを収容する容器部の上流室と連通しているので、吸気通路がシンプルになる。従って、電動過給機及びインタークーラが配設される吸気系を備えたエンジンにおいて、前記吸気系のコンパクト化を図ることができる。
【０００９】
上記の電動過給機付きエンジンにおいて、前記インタークーラは、吸気と熱交換する冷却水を流通させる第１水路を備えた水冷式のインタークーラであり、前記モータ部は、当該モータ部の発する熱と熱交換する冷却水が流通する第２水路を備え、前記第１水路と前記第２水路とを接続する水路接続部が備えられていることが望ましい。
【００１０】
この電動過給機付きエンジンによれば、インタークーラの冷却水を用いて、電動過給機のモータ部を冷却することができる。従って、モータ部の冷却系統の簡素化、コンパクト化を図ることができる。
【００１１】
上記の電動過給機付きエンジンにおいて、前記コンプレッサ部は、軸方向視において前記モータ部の外側輪郭よりも大きい外側輪郭を有し、前記モータ収容部は、前記上流室側に開口し、前記モータ部が挿入されるキャビティ部と、前記キャビティ部の開口周縁に形成され、前記コンプレッサ部が対向するフランジ部とを含むことが望ましい。
【００１２】
この電動過給機付きエンジンによれば、前記モータ部を前記開口からキャビティ部へ挿入すると共に、前記コンプレッサ部をフランジ部に対向させる態様で、電動過給機をハウジングに装着させることができる。このため、電動過給機のハウジングへの組み付け性を良好なものとすることができる。
【００１３】
上記の電動過給機付きエンジンにおいて、前記ハウジングは、前記エンジン本体の外壁に取り付けられるものであって、前記電動過給機を、前記モータ収容部においてフローティング支持する支持部を備えることが望ましい。
【００１４】
この電動過給機付きエンジンによれば、エンジン本体の振動がハウジングに加わった場合でも、前記フローティング支持を行う支持部によって、電動過給機を振動から保護することができる。
【００１５】
より具体的には、前記モータ部が、前記キャビティ部の内周壁に対して、第１弾性部材を介して径方向にフローティング支持され、前記コンプレッサ部が、前記フランジ部に対して、第２弾性部材を介して軸方向にフローティング支持されていることが望ましい。
【００１６】
この電動過給機付きエンジンによれば、第１及び第２弾性部材による各フローティング支持によって、電動過給機の径方向及び軸方向の双方について振動を吸収させることができる。
【００１７】
上記の電動過給機付きエンジンにおいて、前記モータ部は、前記キャビティ部の挿入先端面に突設された、電気接続用のコネクタを有し、前記キャビティ部の底板には、前記モータ部の位置決めを兼ねた、前記コネクタを貫通させるコネクタ開口が形成されていることが望ましい。
【００１８】
この電動過給機付きエンジンによれば、前記モータ部を前記キャビティ部へ挿入することで、前記コネクタに対して相手方コネクタが接続可能な状態とすることができる。また、前記コネクタ開口を利用して、前記キャビティ部内における前記モータ部の位置決めを行わせることができる。
【００１９】
上記の電動過給機付きエンジンにおいて、前記エンジン本体は、複数の気筒を備え、前記ハウジングは、前記吸気通路の終端部であって、前記エンジン本体の各気筒に吸気を導入する分岐吸気通路を区画するインテークマニホールド部をさらに備えることが望ましい。
【００２０】
この電動過給機付きエンジンによれば、ハウジングにインテークマニホールド部も一体化されるので、吸気系の一層のコンパクト化を図ることができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、電動過給機及びインタークーラが配設される吸気系を備えたエンジンにおいて、前記吸気系のコンパクト化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】図１は、本発明の実施形態に係る電動過給機付きエンジンの外観を示す概略的な斜視図である。
【図２】図２は、前記電動過給機付きエンジンのエンジンシステム図である。
【図３】図３は、インタークーラ及び電動過給機の冷却系統を示すシステム図である。
【図４】図４は、インタークーラが配設される容器部の簡略的な縦断面図である。
【図５】図５は、エンジン本体に付設される吸気系モジュールの斜視図である。
【図６】図６は、図５に示す吸気系モジュールからカバーユニットを取り外した状態の斜視図である。
【図７】図７は、図６に示す吸気系モジュールの容器部からインタークーラユニットが引き出されている状態であって、上流側吸気通路の一部を破断した斜視図である。
【図８】図８は、電動過給機のユニットを示す斜視図である。
【図９】図９は、吸気系モジュールの分解斜視図である。
【図１０】図１０は、図９とは斜視方向を反転させた、吸気系モジュールの分解斜視図である。
【図１１】図１１は、吸気系モジュールの内部構造を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
［エンジンの全体構成］
以下、図面を参照して、本発明に係る電動過給機付きエンジンについて詳細に説明する。図１は、本発明の実施形態に係る電動過給機付きエンジンＥの外観を示す概略的な斜視図である。本実施形態の電動過給機付きエンジンＥは、走行用の動力源として自動車に搭載される４サイクルのディーゼルエンジンであり、エンジン本体１と、このエンジン本体１の側壁に付設された吸気系モジュールＭＤとを含む。なお、図１及び他の図において、前後、左右、上下の方向表示を付しているが、これらは説明の便宜上の方向表示であって、必ずしも実際の方向とは合致しない（上下方向を除く）。
【００２４】
吸気系モジュールＭＤは、エンジン本体１に導入される吸気が流通する吸気経路の一部を形成するハウジング２０を含む。吸気系モジュールＭＤは、このハウジング２０に、インタークーラユニット４０及び電動過給機７０（図１には表れていない）が組み付けられてなるモジュールである。なお、図１では、ハウジング２０からインタークーラユニット４０の一部が引き出されている状態を示している。本実施形態のエンジン本体１は、前方にややスラントした状態で自動車に搭載される。このため、吸気系モジュールＭＤも、前方にスラントした状態となる。
【００２５】
図２は、電動過給機付きエンジンＥのエンジンシステム図である。本実施形態の電動過給機付きエンジンＥは、エンジン本体１と、エンジン本体１に導入される吸気が流通する吸気通路３０と、エンジン本体１から排出された排気ガスが流通する排気通路５０と、吸気通路３０を流通する吸気を圧縮しつつエンジン本体１に送り出すターボ過給機６０及び電動過給機７０と、排気通路５０を流通する排気ガスの一部を吸気通路３０に還流する高圧ＥＧＲ装置８０Ａ及び低圧ＥＧＲ装置８０Ｂとを備えている。
【００２６】
エンジン本体１は、複数の気筒２が図２の紙面と直交する方向に直列に配置された直列多気筒エンジンである。図２では、複数の気筒２のうちの１つのみを示している。エンジン本体１は、シリンダブロック３、シリンダヘッド４及びピストン５を備える。シリンダブロック３は、上述の４つの気筒を形成するシリンダライナを有する。シリンダヘッド４は、シリンダブロック３の上面に取り付けられ、気筒２の上部開口を塞いでいる。ピストン５は、各気筒２に往復摺動可能に収容されており、コネクティングロッド８を介してクランク軸７と連結されている。ピストン５の往復運動に応じて、クランク軸７はその中心軸回りに回転する。
【００２７】
ピストン５の上方には燃焼室６が形成されている。燃焼室６には、後述する燃料噴射弁１５からの噴射により、軽油を主成分とする燃料が供給される。燃焼室６内において、供給された燃料が圧縮着火により燃焼し、その燃焼による膨張力で押し下げられたピストン５が上下方向に往復運動する。気筒２の幾何学的圧縮比、つまりピストン５が上死点にあるときの燃焼室６の容積とピストン５が下死点にあるときの燃焼室の容積との比は、１４以上２０以下に設定されている。
【００２８】
シリンダブロック３には、クランク軸７の角度（クランク角）およびクランク軸７の回転速度（エンジン回転速度）を検出するクランク角センサＳＮ１が設けられている。また、シリンダヘッド４には、エンジン本体１（シリンダブロック３およびシリンダヘッド４）の内部を流通する冷却水の温度（エンジン水温）を検出するエンジン水温センサＳＮ２が設けられている。
【００２９】
シリンダヘッド４には、燃焼室６と連通する吸気ポート９及び排気ポート１０が形成されている。シリンダヘッド４の底面は燃焼室の天井面を形成している。この天井面には、吸気ポート９の下流端である吸気側開口と、排気ポート１０の上流端である排気側開口とが形成されている。シリンダヘッド４には、前記吸気側開口を開閉する吸気バルブ１１と、前記排気側開口を開閉する排気バルブ１２とが組み付けられている。また、シリンダヘッド４には、吸気バルブ１１、排気バルブ１２を各々駆動する吸気側動弁機構１３、排気側動弁機構１４が配設されている。
【００３０】
シリンダヘッド４には、さらに、燃焼室６に燃料（軽油）を噴射する燃料噴射弁１５が設けられている。燃料噴射弁１５は、例えば、燃焼室６の天井面中央から放射状に燃料を噴射する多噴孔型の噴射弁である。なお、図示を省略するが、ピストン５の冠面には、燃料噴射弁１５から噴射された燃料を受け入れるための凹部（キャビティ）が形成されている。
【００３１】
吸気通路３０は、吸気流の上流側から順に、エアクリーナ３１、上流側吸気通路３２、容器部３３、下流側吸気通路３４及びバイパス通路３６、サージタンク３５、独立吸気通路３７を備えている。エアクリーナ３１は、吸気中の異物を除去する。上流側吸気通路３２は、エアクリーナ３１からエンジン本体１に向けて延びる吸気通路である。容器部３３は、吸気通路の一部を構成し、インタークーラ４１を収容する容器形状の部分であって、上流側吸気通路３２の下流端部が接続されている。後述するが、本実施形態では容器部３３は、吸気系モジュールＭＤのハウジング２０が備える容器部２１（図６、図７等）によって構成される。下流側吸気通路３４は、容器部３３からエンジン本体１に向けて延びる吸気通路である。サージタンク３５は、下流側吸気通路３４の下流端部が接続され、所定容量を有するタンクである。バイパス通路３６は、容器部３３とサージタンク３５とを連通する通路であって、インタークーラ４１を経由せずに吸気をサージタンク３５へ送る通路である。独立吸気通路３７は、サージタンク３５と複数の気筒２の各吸気ポート９とを連通する通路であり、後述のインテークマニホールド部２５によって構成される。
【００３２】
容器部３３内に配置されたインタークーラ４１は、水冷式の熱交換器であり、当該インタークーラ４１を通過する吸気を冷却する。インタークーラ４１は、容器部３３内に、当該容器部３３の内部空間を、吸気の流通方向（図２の矢印参照）において、上流室３３ａと下流室３３ｂとに区画するように配置されている。つまり、容器部３３内には、吸気の流通方向の上流側から順に、所定容量の上流室３３ａ、インタークーラ４１及び所定容量の下流室３３ｂが並んでいる。インタークーラ４１については、後記でさらに説明を加える。
【００３３】
上流側吸気通路３２は、その下流端部が二股に分岐するように形成されている。すなわち、上流側吸気通路３２は、単管状の主通路部３２ａと、主通路部３２ａの下流端から分岐しつつ延びる第１分岐通路部３２ｂ及び第２分岐通路部３２ｃとを有している。第１分岐通路部３２ｂは、後述する電動過給機７０に通じる通路である。第２分岐通路部３２ｃは、電動過給機７０をバイパスする通路である。これら第１分岐通路部３２ｂ及び第２分岐通路部３２ｃは、それぞれの下流端部が容器部３３の上流室３３ａに連通している。第２分岐通路部３２ｃには、当該第２分岐通路部３２ｃを開閉可能な切替弁３２１が設けられている。
【００３４】
下流側吸気通路３４は、容器部３３の下流室３３ｂとサージタンク３５と連通している。この下流側吸気通路３４の途中部には、当該下流側吸気通路３４を開閉可能なスロットル弁３４１が設けられている。バイパス通路３６は、容器部３３の上流室３３ａとサージタンク３５とを連通している。バイパス通路３６は、上流室３３ａから分岐して下流側吸気通路３４と並列に延び、かつサージタンク３５において下流側吸気通路３４と合流するように設けられている。バイパス通路３６の途中部には、当該バイパス通路３６を開閉可能なバイパス弁３６１が設けられている。
【００３５】
排気通路５０は、複数の気筒２の各排気ポート１０から延びる複数の独立排気通路５１（図１にはそのうちの１つのみが示されている）と、各独立排気通路５１が集合した排気集合部５２と、排気集合部５２から下流側に延びる単管状の共通排気通路５３とを有している。共通排気通路５３には、排気ガスを浄化するための触媒５５ａを内蔵した触媒コンバータ５５が設けられている。触媒５５ａには、例えば、排気ガス中のＣＯおよびＨＣを酸化して無害化する酸化触媒、排気ガス中のＮＯｘを還元して無害化するＮＯｘ触媒、および排気ガス中のスート（煤）を捕集するＤＰＦ（ディーゼル・パティキュレート・フィルタ）が含まれる。
【００３６】
ターボ過給機６０は、排気の圧力を動力源として吸気を加圧する装置であって、タービン６１及びコンプレッサ６２を含む。タービン６１は、排気通路５０を流通する排気ガスにより回転駆動される。コンプレッサ６２は、タービン６１と連動して回転し、吸気通路３０を流通する吸気を圧縮する。コンプレッサ６２は、上流側吸気通路３２における電動過給機７０よりも上流側の部分に配置されている。タービン６１は、共通排気通路５３における触媒コンバータ５５よりも上流側の部分に配置されている。排気通路５０には、タービン６１をバイパスするためのバイパス通路６３が設けられている。このバイパス通路６３には、当該バイパス通路６３を開閉可能なウェストゲート弁６４が設けられている。
【００３７】
電動過給機７０は、電気エネルギーを動力源として吸気を加圧する装置であって、電動式のモータ部７１と、吸気を加圧するコンプレッサ部７２とを含む。モータ部７１は、電力の供給を受けて回転駆動力を発生する電動モータ７１Ｍを含む。コンプレッサ部７２は、電動モータ７１Ｍによって回転駆動され、第１分岐通路部３２ｂを通してコンプレッサ部７２に導入される吸気を加圧するコンプレッサ７２Ｃを含む。モータ部７１とコンプレッサ部７２とは、電動モータ７１Ｍの出力軸方向に直列に並ぶように配置されている。
【００３８】
コンプレッサ７２Ｃは、吸気通路３０において、ターボ過給機６０のコンプレッサ６２よりも下流側に配置されている。コンプレッサ７２Ｃにより圧縮された吸気は、第１分岐通路部３２ｂの下流端を通じて容器部３３の上流室３３ａに吐出される。つまり、コンプレッサ部７２の吸気吐出口７２Ｅ（図６）は、上流室３３ａと連通している。
【００３９】
高圧ＥＧＲ装置８０Ａ及び低圧ＥＧＲ装置８０Ｂは、排気通路５０から排気を取り出し、吸気通路３０へ取り出された排気を還流させる装置である。高圧ＥＧＲ装置８０Ａは、ターボ過給機６０のタービン６１よりも上流側を流れる排気ガスの一部を、電動過給機７０のコンプレッサ７２Ｃよりも下流側の吸気通路３０に還流する。低圧ＥＧＲ装置８０Ｂは、触媒コンバータ５５よりも下流側を流れる排気ガスの一部を、コンプレッサ６２よりも上流側の吸気通路３０に還流する。
【００４０】
高圧ＥＧＲ装置８０Ａは、高圧ＥＧＲ通路８１、高圧ＥＧＲクーラ８２及び高圧ＥＧＲ弁８３を含む。高圧ＥＧＲ通路８１は、排気通路５０のタービン６１よりも上流側の部分と、吸気通路３０のスロットル弁３４１及びバイパス弁３６１よりも下流側の部分（サージタンク３５）とを連通している。高圧ＥＧＲクーラ８２は、高圧ＥＧＲ通路８１を通過するＥＧＲガスを冷却する。高圧ＥＧＲ弁８３は、高圧ＥＧＲ通路８１を開閉する。電動過給機７０は、高圧ＥＧＲ通路８１を通して還流させる高圧ＥＧＲガスの増加に伴い、コンプレッサ６２を通過する排気量が減少することによるターボ過給機６０の過給能力の低下を補完する役目を果たす。
【００４１】
低圧ＥＧＲ装置８０Ｂは、低圧ＥＧＲ通路８４、低圧ＥＧＲクーラ８５及び低圧ＥＧＲ弁８６を含む。低圧ＥＧＲ通路８４は、排気通路５０の触媒コンバータ５５よりも下流側の部分と、吸気通路３０のコンプレッサ６２よりも上流側の部分とを連通している。低圧ＥＧＲクーラ８５は、低圧ＥＧＲ通路８４を通過するＥＧＲガスを冷却する。低圧ＥＧＲ弁８６は、低圧ＥＧＲ通路８４を開閉する。
【００４２】
上流側吸気通路３２の上流部であって低圧ＥＧＲ通路８４の接続口とエアクリーナ３１との間の部分には、吸気通路３０を通じてエンジン本体１に導入される空気（新気）の流量を検出するエアフローセンサＳＮ３が設けられている。サージタンク３５には、その内部の吸気の圧力を検出する吸気圧センサＳＮ４が設けられている。インタークーラ４１には、その内部の冷却水の温度を検出するＩ／Ｃ水温センサＳＮ５が設けられている。
【００４３】
［インタークーラ部分の詳細］
図３は、インタークーラ４１及び電動過給機７０の冷却系統を示すシステム図である。インタークーラ４１には、冷却水配管４３、冷却水を送り出すウォーターポンプ４７及びラジエータ４８からなる冷却水循環系統Ｃが付設されている。インタークーラ４１は、水冷のプレートタイプであり、例えば、冷却水が流通する蛇行状の冷却水流通路が内部に形成された複数枚のプレートと、これらプレート間に挟まれた冷却フィンとから構成される積層コア構造体を例示することがきる。ターボ過給機６０及び／又は電動過給機７０により圧縮されて昇温した吸気は、インタークーラ４１を通過する際、前記冷却水流通路を通過する冷却水との熱交換により冷却される。図３では、上記冷却水流通路として、往路のコア内水路４１Ａ（第１水路の一部）と復路のコア内水路４１Ｂ（第１水路の一部）を図示している。
【００４４】
冷却水配管４３は、ウォーターポンプ４７を境界として、上流配管４３１と下流配管４３２とを含む。上流配管４３１は、ウォーターポンプ４７から送出された冷却水をインタークーラ４１に導入するための送り配管である。一方、下流配管４３２は、インタークーラ４１から排出された冷却水をウォーターポンプ４７に戻すための戻し配管である。ラジエータ４８は、外気との熱交換により、冷却水配管４３を流れる冷却水を冷却する。上流配管４３１の下流端に往路のコア内水路４１Ａの上流端が接続され、下流配管４３２の上流端に復路のコア内水路４１Ｂの下流端が接続されている。
【００４５】
冷却水循環系統Ｃは、電動過給機７０のモータ部７１の冷却用にも用いられている。モータ部７１には、当該モータ部７１の発する熱と熱交換する冷却水が流通するモータ部内水路７１４（第２水路）が備えられている。モータ部内水路７１４は、電動モータ７１Ｍの周囲、並びにモータ部７１が備える基板のヒートシンク部などを経由する水路である。モータ部内水路７１４は、連絡水路７１３Ａ、７１３Ｂ（水路接続部）によって、インタークーラ４１のコア内水路４１Ａ、４１Ｂと接続されている。
【００４６】
詳しくは、往路のコア内水路４１Ａの下流端とモータ部内水路７１４の上流端とが、第１連絡水路７１３Ａによって接続されている。また、モータ部内水路７１４の下流端と復路のコア内水路４１Ｂの上流端とが、第２連絡水路７１３Ｂによって接続されている。これにより、ウォーターポンプ４７を起点として、上流側から、上流配管４３１、往路のコア内水路４１Ａ、第１連絡水路７１３Ａ、モータ部内水路７１４、第２連絡水路７１３Ｂ、復路のコア内水路４１Ｂ及び下流配管４３２が順次連なる冷却水循環経路が形成されている。従って、ウォーターポンプ４７を駆動することにより、インタークーラ４１だけでなく、モータ部７１にも冷却水を循環させることができる。
【００４７】
図４は、インタークーラ４１が配設される容器部３３の簡略的な縦断面図である。既述の通り、インタークーラ４１は、容器部３３内の空間３３Ｓを上流室３３ａと下流室３３ｂとに二分するように、空間３３Ｓに配置されている。また、電動過給機７０のコンプレッサ部７２は、上流室３３ａに連通した吸気吐出口７２Ｅから圧縮した吸気を吐出する。
【００４８】
インタークーラ４１は、前後方向に比較的薄肉の直方体からなる。インタークーラ４１の上端面及び下端面には、それぞれ固定ラバー４５が取り付けられている。各固定ラバー４５には、左右方向に延びる係合凸条４６が外方に突設されている。容器部３３を区画する天壁３３１及び底壁３３２には、それぞれ係合凸条４６と係合する凹溝が刻設されている。インタークーラ４１は、係合凸条４６を前記凹溝に位置合わせすることで、容器部３３に装着することが可能とされている。
【００４９】
インタークーラ４１が吸気と熱交換することで、吸気に含まれる水分が凝縮することがある。とりわけ、ＥＧＲガスは、ＥＧＲクーラ８２、８５で冷却されるとはいえ相応の高温であり、吸気にＥＧＲガスが還流される場合には当該吸気は高温化する。このため、インタークーラ４１で当該吸気が冷却されると、凝縮水が発生する。
【００５０】
上述の通り、エンジン本体１は、前方にスラントした状態で自動車に搭載されるので、この容器部３３も図４に示すように前方に下がるようにスラントする。このため、下流室３３ｂ側の底壁３３２が、吸気通路３０において最下部となる。従って、凝縮水が発生した場合、下流室３３ｂ側の底壁３３２に滞留することになる。この凝縮水は、吸気系モジュールＭＤに備えられているアスピレータ２７（図５）により吸い上げられ、インタークーラ４１に滴下されることで蒸気化される。
【００５１】
［吸気系モジュールの構造］
続いて、吸気系モジュールＭＤの構造について、図５〜図１０を参照して詳述する。図５は、吸気系モジュールＭＤの斜視図、図６は、図５に示す吸気系モジュールＭＤからカバーユニット２０Ｂを取り外した状態の斜視図、図７は、図６の状態からインタークーラユニット４０が引き出されている状態の斜視図である。電動過給機７０のユニットを示す斜視図、図９及び図１０は、斜視方向を互いに反転させた、吸気系モジュールＭＤの分解斜視図である。
【００５２】
吸気系モジュールＭＤは、インタークーラユニット４０及び電動過給機７０が一体的に組み付けられるハウジング２０を備えている。ハウジング２０は、インタークーラユニット４０及び電動過給機７０が装着されるハウジング本体２０Ａと、このハウジング本体２０Ａに取り付けられるカバーユニット２０Ｂ（図５）とを含む。ハウジング２０は、耐熱性の樹脂の成型体からなり、エンジン本体１の外壁に取り付けられる（図１）。
【００５３】
インタークーラユニット４０は、上述の積層コア構造体からなるインタークーラ４１を含むユニットである。インタークーラユニット４０は、インタークーラ４１の左端面に一体的に取り付けられたフランジ部４２と、このフランジ部４２に添設された上述の冷却水配管４３とを含む。
【００５４】
特に図８を参照して、電動過給機７０のユニットは、上述のモータ部７１とコンプレッサ部７２とを含み、これらが軸方向（ここでは前後方向）に配置されてなる。電動過給機７０は、さらに、電源コネクタ７３及び通信コネクタ７４と、電動過給機７０のフローティング支持構造を形成するための第１弾性リング７５（第１弾性部材）、第２弾性リング７６（第２弾性部材）、第１弾性シール７７、第２弾性シール７８及びフローティングジョイント７９とを備えている。
【００５５】
モータ部７１は、電動モータ７１Ｍを内蔵する円柱型の部分であり、前後方向（モータ軸方向）を軸心とする円筒状の外周面７１１を有する。モータ部７１の後端側が、コンプレッサ部７２に連設されている。モータ部７１の前端面７１２は、ハウジング２０への挿入先端面となる面である。電源コネクタ７３及び通信コネクタ７４は、この前端面７１２から前方へ突設されている。第１弾性リング７５は、モータ部７１の外周面７１１に嵌め込まれている。本実施形態では、２つの第１弾性リング７５が、外周面７１１の前端側と後端側とに各々嵌め込まれている例を示している。なお、図８には、先述の第１連絡水路７１３Ａに相当する管路の、外周面７１１に対する配置位置が示されている。この第１連絡水路７１３Ａ（第２連絡水路７１３Ｂ）は、実際にはハウジング２０内に配設される（図１０参照）。
【００５６】
コンプレッサ部７２は、コンプレッサ７２Ｃを収容する、前後方向視で略円形の部分である。コンプレッサ部７２の外周部分は、コンプレッサ７２Ｃで圧縮された吸気の通路となるスクロール部７２１である。このスクロール部７２１の出口が、上述の吸気吐出口７２Ｅである。スクロール部７２１が存在することから、コンプレッサ部７２はモータ部７１よりも外径が大きくなっている。つまり、コンプレッサ部７２は、軸方向視においてモータ部７１の外側輪郭よりも大きい外側輪郭を有している。
【００５７】
コンプレッサ部７２の前面側であって、モータ部７１の外周面７１１に連なる位置には、円環状の平面からなる環状対向面７２２が形成されている。第２弾性リング７６は、この環状対向面７２２に接するように配置されている。スクロール部７２１の外周縁付近からは、取り付けボス部７２３が径方向外側へ突設されている。本実施形態では、周方向に１２０°間隔をおいて、３つの取り付けボス部７２３が突設されている例を示している。取り付けボス部７２３は、ボス孔７２４が穿孔されている。フローティングジョイント７９は、このボス孔７２４に挿通される。
【００５８】
電源コネクタ７３及び通信コネクタ７４は、電動モータ７１Ｍに対する電気接続用のコネクタである。電源コネクタ７３は、電動モータ７１Ｍへの電力供給用のコネクタであり、バッテリーに繋がる電力線のコネクタと接続される。通信コネクタ７４は、電動モータ７１Ｍの制御用のコネクタであり、エンジンのコントローラに繋がる通信線のコネクタと接続される。第１弾性シール７７は、前端面７１２において電源コネクタ７３を取り囲むように配設されている。また、第２弾性シール７８は、前端面７１２において通信コネクタ７４を取り囲むように配設されている。
【００５９】
第１弾性リング７５、第２弾性リング７６、第１弾性シール７７及び第２弾性シール７８は、電動過給機７０をハウジング２０に対してフローティング状態で支持（フローティング支持）させるための部材であって、いずれも所定の弾性を有するゴム部材からなる。モータ部７１の外周面７１１に嵌め込まれている２つの第１弾性リング７５は、電動過給機７０の径方向におけるフローティング支持構造を実現する。環状対向面７２２に添設されている第２弾性リング７６及び前端面７１２に配設されている第１、第２弾性シール７７、７８は、電動過給機７０の軸方向におけるフローティング支持構造を実現する。
【００６０】
フローティングジョイント７９は、ボルト７９１と、このボルト７９１が挿通されるカラー７９２とからなる。ボルト７９１は、ハウジング２０側のボルト締結孔２２７（図９、図１０）に締結される。カラー７９２は、ボス孔７２４に挿通され、軸方向におけるフローティング支持構造を形成するために、ボルト締結孔２２７に対するボルト７９１の締め付け量を規制する。なお、フローティング支持構造を採用するのは、エンジン本体１の振動が電動モータ７１Ｍに伝達され難くし、電動モータ７１Ｍを保護するためである。
【００６１】
主に図７、図９、図１０を参照して、ハウジング本体２０Ａは、容器部２１と、容器部２１の右方に横並びに配置されたモータ収容部２２と、容器部２１及びモータ収容部２２の上方に配置されたサージタンク部２３とを備えている。既述の通り、容器部２１はインタークーラ４１を収容し、且つ、上流室３３ａ及び下流室３３ｂを備える空間３３Ｓ（図２〜図４に示す容器部３３）を区画する部分である。モータ収容部２２は、電動過給機７０のモータ部７１を収容する部分である。サージタンク部２３は、図２、図３に示したサージタンク３５を形成する部分である。
【００６２】
容器部２１の後面は開口（後面開口２１Ａ）しており、この後面開口２１Ａがカバーユニット２０Ｂ（容器部カバー２６）で塞がれる。容器部２１の右側面を区画する側壁２１１の後端側（上流室３３ａ側）下部には、吸気吐出口７２Ｅを構成する管路を貫通させる開口が設けられている（図７）。また、上流室３３ａの上端付近において、第１、第２連絡水路７１３Ａ、７１３Ｂを構成する管路が貫通しており、その貫通位置にシールリングが嵌め込まれている。
【００６３】
容器部２１の左側面も開口（左面開口２１Ｂ）しており、この左面開口２１Ｂを通してインタークーラユニット４０（インタークーラ４１）が容器部２１に挿入される。左面開口２１Ｂは、インタークーラ４１を通過させるが、フランジ部４２を通過させないサイズに設定されている。左面開口２１Ｂの周縁には、フランジ部４２が当接する受けフランジ２１２が形成されている。受けフランジ２１２には、ボルト孔２１３が穿孔されている。
【００６４】
左面開口２１Ｂを通してインタークーラ４１の部分を容器部２１の最深部（側壁２１１）まで挿入すると、フランジ２１２にインタークーラユニット４０のフランジ部４２が当接する。そして、フランジ部４２に設けられている貫通孔を通して、固定ボルト４４をボルト孔２１３に螺合することによって、インタークーラユニット４０が容器部２１に固定される。この固定により、インタークーラ４１のコア内水路４１Ａ、４１Ｂ（図３）と、第１、第２連絡水路７１３Ａ、７１３Ｂとが、各々水密連結される。
【００６５】
モータ収容部２２は、後方側（上流室３３ａ側）に開口したキャビティ部２２１と、キャビティ部２２１の開口周縁に形成されたフランジ部２２２と、キャビティ部２２１の底面を区画する底板２２３と、底板２２３に開口された電源コネクタ開口２２４及び通信コネクタ開口２２５とを含む。
【００６６】
キャビティ部２２１は、電動過給機７０のモータ部７１よりもやや大きい内径と、モータ部７１の前後長さとほぼ同じ前後長さを備える円柱型の空間からなる。このキャビティ部２２１には、後方側からモータ部７１が挿入される。モータ部７１の外周面７１１とキャビティ部２２１の内壁面との間には、第１弾性リング７５が介在することになる。
【００６７】
フランジ部２２２は、環状の平面からなり、キャビティ部２２１にモータ部７１が挿入された状態で、コンプレッサ部７２の環状対向面７２２が、第２弾性リング７６を介して対向する部分である。フランジ部２２２の外周縁からは、スクロール部７２１の取り付けボス部７２３に合致する位置に、フランジボス部２２６が径方向外側に突設されている。フランジボス部２２６には、フローティングジョイント７９のボルト７９１が締結されるボルト締結孔２２７が具備されている。
【００６８】
電源コネクタ開口２２４は、モータ部７１の前端面７１２（挿入先端面）に突設された電源コネクタ７３が、底板２２３を密に貫通するように設けられた開口である。通信コネクタ開口２２５は、通信コネクタ７４が底板２２３を密に貫通するように設けられた開口である。電源コネクタ開口２２４及び通信コネクタ開口２２５は、モータ部７１の周方向の位置決めを兼ねた開口である。すなわち、モータ部７１がキャビティ部２２１へ挿入されると共に、電源コネクタ７３、通信コネクタ７４が各々電源コネクタ開口２２４、通信コネクタ開口２２５に挿通された状態となると、モータ部７１のキャビティ部２２１内における周方向の位置決めが完了した状態となる。
【００６９】
上記の挿入状態となると、フランジボス部２２６に対してコンプレッサ部７２の取り付けボス部７２３もまた、位置合わせされる。その後、フローティングジョイント７９のカラー７９２がボス孔７２４に挿通され、ボルト７９１がカラー７９２を通してボルト締結孔２２７に締結されることで、電動過給機７０のモータ収容部２２への取り付けが完了する。このとき、電源コネクタ開口２２４及び通信コネクタ開口２２５の周方向の位置決め機能、並びに、カラー７９２によるボルト７９１の締結規制、つまり軸方向の位置規制により、第１、第２連絡水路７１３Ａ、７１３Ｂと、モータ部内水路７１４との位置決めも完了する。
【００７０】
さらに、フローティングジョイント７９による締結によって、電動過給機７０がモータ収容部２２にフローティング支持される状態も形成される。すなわち、モータ部７１が、キャビティ部２２１の内周壁に対して、第１弾性リング７５を介して径方向にフローティング支持され、コンプレッサ部７２が、フランジ部２２２に対して、第２弾性リング７６を介して軸方向にフローティング支持された状態が形成される。このように、作業者は、電動過給機７０をカセット式の如くハウジング２０に嵌め込み、フローティングジョイント７９を締結するだけで、全ての装着作業を完了させることができる。つまり、フローティングジョイント７９の締結により、冷却水路の接続、フローティング支持状態の形成を完了させることができる。
【００７１】
サージタンク部２３は、図１０に示すように、左右方向に細長い開口部２３１と、開口部２３１から前方に伸びるタンク部２３２とを備える。カバー部材２４は、図９に示すように、タンク部２３２の前面側であって左右方向の中央部から下方に延びている。カバー部材２４は、上述の下流側吸気通路３４（図２）を形成する部材であり、高圧ＥＧＲ通路８１の下流端が接続される接続開口２３３を有している。
【００７２】
図５を参照して、カバーユニット２０Ｂは、インテークマニホールド部２５と、このインテークマニホールド部２５の下方に連設された容器部カバー２６とを含む。インテークマニホールド部２５は、サージタンク部２３と吸気ポート９との間の吸気通路（独立吸気通路３７）、つまり吸気通路の終端部となる分岐吸気通路を形成する部分であり、気筒２の数に応じたマニホールド通路２５１を有する。図５では、左右方向に並ぶ８個のマニホールド通路２５１が具備されている例を示している。吸気は、各マニホールド通路２５１と経て各気筒２へ導入される。インテークマニホールド部２５は、サージタンク部２３の開口部２３１の後方側に取り付けられる。インテークマニホールド部２５の上流側にサージタンク部２３が配置されることで、吸気が各マニホールド通路２５１への均等分配される。
【００７３】
容器部カバー２６は、容器部２１の後面開口２１Ａに対して後方側から取り付けられ、当該後面開口２１Ａを塞ぐ部分である。容器部カバー２６が後面開口２１Ａを塞ぐことにより、容器部２１は閉じた空間となる。容器部カバー２６には、下流室３３ｂの底壁３３２（図４）に滞留する凝縮水を吸い上げるアスピレータ２７が取り付けられている。
【００７４】
図１１は、吸気系モジュールＭＤの内部構造を模式的に示す図である。図１１には、吸気の流れを示す吸気フローＦＡと、冷却水の流れを示す冷却水フローＦＢとが示されている。吸気フローＦＡとしては、第１分岐通路部３２ｂから第１分岐通路部３２ｂのコンプレッサ部７２に入り、吸気吐出口７２Ｅから上流室３３ａに吹き出されるフローを示している。その後、吸気フローＦＡは、例えばインタークーラ４１を通過して熱交換（冷却）され、下流側吸気通路３４へ向かう。なお、切替弁３２１が開とされている場合は、吸気は第２分岐通路部３２ｃを経由して上流室３３ａへ流入する。冷却水フローＦＢは、往路のコア内水路４１Ａ、モータ部内水路７１４及び復路のコア内水路４１Ｂに沿ったものとなる。すなわち、冷却水フローＦＢは、インタークーラ４１からモータ部７１に一旦入り、またインタークーラ４１に戻るフローを形成する。
【００７５】
［作用効果］
本実施形態に係る電動過給機付きエンジンＥによれば、次のような作用効果を奏する。まず、電動過給機７０とインタークーラ４１とが一つのハウジング２０に装着されるので、これらをモジュール化することができる。また、電動過給機７０のコンプレッサ部７２の吸気吐出口７２Ｅが、インタークーラ４１を収容する容器部２１（３３）の上流室３３ａと連通しているので、吸気通路３０がシンプルになる。従って、電動過給機７０及びインタークーラ４１が配設される吸気系を備えたエンジンにおいて、前記吸気系のコンパクト化を図ることができる。また、インタークーラ４１の冷却機能を利用して、電動過給機７０のモータ部７１を冷却させることが可能となる。
【００７６】
また、インタークーラ４１は、吸気と熱交換する冷却水を流通させるコア内水路４１Ａ、４１Ｂを備えた水冷式のインタークーラであり、モータ部７１は、当該モータ部７１の発する熱と熱交換する冷却水が流通するモータ部内水路７１４を備える。そして、コア内水路４１Ａ、４１Ｂとモータ部内水路７１４とを接続する第１、第２連絡水路７１３Ａ、７１３Ｂが備えられている。従って、インタークーラ４１のために具備されている冷却水の循環系統を用いて、電動過給機７０のモータ部７１を冷却することができる。このため、モータ部７１の冷却系統の簡素化、コンパクト化を図ることができる。
【００７７】
ハウジング２０のモータ収容部２２は、モータ部７１が挿入されるキャビティ部２２１と、コンプレッサ部７２が対向するフランジ部２２２とを含む。このため、モータ部７１をキャビティ開口２２１Ａからキャビティ部２２１内へ挿入すると共に、コンプレッサ部７２をフランジ部２２２に対向させるというカセット方式で、電動過給機７０をハウジング２０に装着させることができる。このため、電動過給機７０のハウジング２０への組み付け性を良好なものとすることができる。
【００７８】
さらに、電動過給機７０は、第１、第２弾性リング７５、７６と、第１、第２弾性シール７７、７８と、フローティングジョイント７９とによって、モータ収容部２２において径方向及び軸方向の双方でフローティング支持されている。吸気系モジュールＭＤは、エンジン本体１の外壁に取り付けられるので、エンジン本体１の振動が加わり易い。しかし、エンジン本体１の振動がハウジング２０に加わった場合でも、前記フローティング支持の構造によって、電動過給機７０を振動から保護することができる。
【００７９】
また、キャビティ部２２１の底板２２３には、電源コネクタ７３及び通信コネクタ７４が各々挿通される電源コネクタ開口２２４及び通信コネクタ開口２２５が形成されている。このため、モータ部７１をキャビティ部２２１へ挿入することで、電源コネクタ７３及び通信コネクタ７４に対して相手方コネクタが接続可能な状態とすることができる。また、これらコネクタ開口２２４、２２５を利用して、キャビティ部２２１内におけるモータ部７１の周方向の位置決めを行わせることができる。
【００８０】
［変形例］
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、種々の変形実施形態を採り得る。例えば、上記実施形態では、インタークーラ４１用の冷却水の循環系統を用いて、電動過給機７０のモータ部７１を冷却する例を示した。これに代えて、モータ部７１用に、別途冷却水の循環系統を設けるようにしても良い。
【符号の説明】
【００８１】
１  エンジン本体
２  気筒
２０  ハウジング
２１  容器部
２２  モータ収容部
２２１  キャビティ部
２２１Ａ  キャビティ開口
２２２  フランジ部
２２３  底板
２２４  電源コネクタ開口
２２５  通信コネクタ開口
２５  インテークマニホールド部
３０  吸気通路
３３  容器部
３３ａ  上流室
３３ｂ  下流室
４０  インタークーラユニット
４１  インタークーラ
４１Ａ  コア内水路（往路；第１水路）
４１Ｂ  コア内水路（復路；第１水路）
７０  電動過給機
７１  モータ部
７１Ｍ  電動モータ
７１２  前端面（挿入先端面）
７１３  第１連絡水路（水路接続部）
７１４  モータ部内水路（第２水路）
７２  コンプレッサ部
７２Ｃ  コンプレッサ
７２Ｅ  吸気吐出口
７３  電源コネクタ
７４  通信コネクタ
７５  第１弾性リング（支持部／第１弾性部材）
７６  第２弾性リング（支持部／第２弾性部材）
７７  第１弾性シール
７８  第２弾性シール
７９  フローティングジョイント
Ｅ  電動過給機付きエンジン
ＭＤ  吸気系モジュール
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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