(57)【要約】【課題】電動モータを車両走行時の空気流で適切に冷却できるコンパクトな車両用内燃機関を実現する吸気制御装置を提供する。【解決手段】吸気制御装置１は、３連スロットルボディ４と、そのスロットル弁５を駆動する電動モータ６とを備える。電動モータ６は、車両側面視で、内燃機関２のヘッドカバー１６と３連スロットルボディ４との間に位置する。ヘッドカバー１６は、その最上部１７から、その後側かつ下側でシリンダヘッド１３に接する後端部１８まで延在する部分１９を有する。スロットル弁５の弁軸９は、最上部１７よりも下方に位置する。電動モータ６の一部又は全部は、後端部１８よりも前方に位置し、電動モータ６の上下方向の位置は、ヘッドカバー１６の最上部１７の位置と重複する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両用の内燃機関のシリンダヘッドの吸気ポートに接続されるスロットルボディと、該スロットルボディのスロットル弁を駆動する電動モータとを備えた吸気制御装置において、
前記内燃機関は、そのシリンダの軸線が前傾し、前記吸気ポートの軸線が後傾する姿勢で車両に搭載され、該吸気ポートの上流側端部が、前記シリンダヘッドの後側の側面において後ろ上方を向いて開口し、
前記電動モータは、車両側面視で、前記シリンダヘッドのヘッドカバーと前記スロットルボディとの間に位置し、
前記スロットル弁の弁軸及び前記電動モータの回転軸は、いずれも車幅方向に延在し、
前記ヘッドカバーは、その最上部から、その後側かつ下側で前記シリンダヘッドに接する後端部まで延在する部分を有し、
前記スロットル弁の弁軸は、前記ヘッドカバーの最上部よりも下方に位置し、
前記電動モータの一部又は全部は、前記ヘッドカバーの後端部よりも前方に位置し、
前記電動モータの上下方向の位置は、前記ヘッドカバーの最上部の位置と重複していることを特徴とする吸気制御装置。
【請求項２】
前記電動モータは、車幅方向に延びた円筒形状を有し、前記円筒形状の中心軸線は、前記ヘッドカバーの最上部より上に位置することを特徴とする請求項１に記載の吸気制御装置。
【請求項３】
前記スロットルボディは、車幅方向に配列された３連スロットルを構成する３連のスロットルボディであり、前記電動モータは、真ん中のスロットルボディに配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の吸気制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用の内燃機関の吸気制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、このような吸気制御装置として、車両用の内燃機関におけるシリンダヘッドの吸気ポートに接続されるスロットルボディと、そのスロットル弁を駆動する電動モータとを備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１の吸気制御装置が適用される内燃機関は、そのシリンダの軸線が前傾し、吸気ポートの軸線が後傾する姿勢で車両に搭載され、吸気ポートの上流側端部が、シリンダヘッドの後ろ側の側面において後ろ上方を向いて開口する。
【０００４】
吸気制御装置の電動モータは、車両側面視において、シリンダヘッドのヘッドカバーとスロットルボディとの間に位置し、かつヘッドカバーの最上部分よりも下方に位置する。そして、スロットルボディが、ヘッドカバーの最上部よりも下方に配置することにより、内燃機関全体をコンパクトに構成している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−８８８６７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、特許文献１の吸気制御装置によれば、電動モータが、シリンダヘッドのヘッドカバーとその後方のスロットルボディとの間に位置し、かつヘッドカバーの最上部分よりも下方に位置するので、電動モータに関して熱による問題が生じ易い。
【０００７】
すなわち、車両の走行時に、走行による空気流が電動モータの周囲をスムーズに通り難いので、内燃機関の発する熱や電動モータの発する熱が、電動モータの周囲に停滞し、電動モータの効率の悪化や寿命の短縮を招来する恐れがある。これを回避するために、電動モータをヘッドカバーより高い位置に配置することも考えられる。しかし、そうすると、内燃機関の寸法が大きくなり、車両上のスペースを圧迫することになる。
【０００８】
本発明の目的は、かかる従来技術の課題に鑑み、電動モータを車両走行時の空気流で適切に冷却できるコンパクトな車両用の内燃機関を実現する吸気制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の吸気制御装置は、車両用内燃機関のシリンダヘッドの吸気ポートに接続されるスロットルボディと、該スロットルボディのスロットル弁を駆動する電動モータとを備えた吸気制御装置において、前記内燃機関は、そのシリンダの軸線が前傾し、前記吸気ポートの軸線が後傾する姿勢で車両に搭載され、該吸気ポートの上流側端部が、前記シリンダヘッドの後側の側面において後ろ上方を向いて開口し、前記電動モータは、車両側面視で、前記シリンダヘッドのヘッドカバーと前記スロットルボディとの間に位置し、前記スロットル弁の弁軸及び前記電動モータの回転軸は、いずれも車幅方向に延在し、前記ヘッドカバーは、その最上部から、その後側かつ下側で前記シリンダヘッドに接する後端部まで延在する部分を有し、前記スロットル弁の弁軸は、前記ヘッドカバーの最上部よりも下方に位置し、前記電動モータの一部又は全部は、前記ヘッドカバーの後端部よりも前方に位置し、前記電動モータの上下方向の位置は、前記ヘッドカバーの最上部の位置と重複していることを特徴とする。
【００１０】
本発明においては、ヘッドカバー、電動モータ、スロットルボディ、スロットル弁の弁軸等が上述の位置関係で配置される。このため、スロットルボディを極力下方に配置して内燃機関全体がコンパクトに構成される。そして、電動モータは、前方からの直接的な空気流により、又は前方のラジエータを通過した空気流により、モータ回転軸の方向にバランス良くかつ効果的に冷却される。したがって、本発明によれば、電動モータを車両走行時の空気流で適切に冷却できるコンパクトな車両用内燃機関を実現することができる。
【００１１】
本発明において、前記電動モータは、車幅方向に延びた円筒形状を有し、前記円筒形状の中心軸線は、前記ヘッドカバーの最上部より上に位置してもよい。
【００１２】
これによれば、前方からの空気流が電動モータの下側に回り込み易くなるので、電動モータがさらにバランス良く冷却される。したがって、空気流による冷却効果を向上させることができる。
【００１３】
本発明において、前記スロットルボディは、車幅方向に配列された３連スロットルを構成する３連のスロットルボディであり、前記電動モータは、真ん中のスロットルボディに配置されてもよい。
【００１４】
これによれば、比較的空気流が停滞し易い車幅方向の端ではなく中央部に電動モータが配置されるので、さらにバランス良く電動モータを冷却することができる。また、スロットルボディの重量バランスが良好なものとなるので、車両が振動した際に、スロットルボディの振動が他のデバイスに及ぼす影響を減少させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態に係る車両用内燃機関の平面図である。
【図２】図１の内燃機関におけるスロットルボディ部分のII‐II線断面図である。
【図３】図１の内燃機関における電気式アクチュエータ部分のIII‐III線断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を用いて本発明の実施形態を説明する。図１に示すように、実施形態の吸気制御装置１は、車両用の内燃機関２におけるシリンダヘッド１３の吸気ポート１１（図２）に接続された３連スロットルボディ４と、３連スロットルボディ４のスロットル弁５を駆動する電動モータ６とを備える。なお、以下の説明において、「前」、「後」、「左」、「右」、「上」、「下」は、特に言及がない限り、車両を基準とする方向を意味する。
【００１７】
内燃機関２は、車幅方向に配列された３つのシリンダを有する３気筒エンジンである。したがって、３連スロットルボディ４は、各シリンダに対応する第１スロットルボディ７ａ、第２スロットルボディ７ｂ及び第３スロットルボディ７ｃにより構成される。
【００１８】
第１〜第３スロットルボディ７ａ〜７ｃには、それぞれ対応するシリンダに通じたスロットルボア８及び上述のスロットル弁５が設けられる。スロットル弁５は、対応するスロットルボア８内で、弁軸９により支持され、そのスロットルボア８を開閉するために駆動される。
【００１９】
各弁軸９は、各スロットル弁５が連動するように連結されており、電動モータ６により駆動される。
【００２０】
図２に示すように、内燃機関２は、そのシリンダの軸線１０が前傾し、その吸気ポート１１の軸線１２が後傾する姿勢で車両に搭載される。吸気ポート１１の上流側端部は、シリンダヘッド１３の後ろ上方を向く後ろ側の側面に開口する。
【００２１】
第２スロットルボディ７ｂには、対応する吸気ポート１１に向けて燃料を噴射する燃料噴射弁１４が設けられる。第１スロットルボディ７ａ及び第３スロットルボディ７ｃにも同様に燃料噴射弁１４が設けられる。各燃料噴射弁１４には、燃料パイプ１５を経て燃料が供給される。
【００２２】
第２スロットルボディ７ｂは、そのスロットルボア８が、対応する吸気ポート１１に対し、吸気ポート１１の軸線１２をほぼそのまま延長した軸線上に位置するようにして結合される。その際、内燃機関２が高回転型のものである場合には、吸気制御のレスポンスを高めて燃焼効率が向上するように、スロットル弁５は、吸気ポート１１の近傍に配置するのが好ましい。
【００２３】
第１スロットルボディ７ａ及び第３スロットルボディ７ｃも同様にして、対応する吸気ポート１１に結合される。このようにして、３連スロットルボディ４は、吸気ポート１１に接続されている。
【００２４】
スロットル弁５の弁軸９及び電動モータ６の回転軸は、いずれも車幅方向（左右方向）に延在する。シリンダヘッド１３の動弁機構を覆うヘッドカバー１６は、断面円弧状の部分１９を有する。断面円弧状の部分１９は、ヘッドカバー１６の車幅方向に延在する最上部１７から、その後ろかつ下側でシリンダヘッド１３に接している後端部１８に及ぶ。
【００２５】
電動モータ６は、車両側面視（図２の紙面に垂直な方向）において、シリンダヘッド１３のヘッドカバー１６と、３連スロットルボディ４との間に位置する。すなわち、３連スロットルボディ４の前側の側壁とヘッドカバー１６の断面円弧状の部分１９とは、ほぼ９０°を成している。電動モータ６は、その角度範囲内において、３連スロットルボディ４の前側の側壁とヘッドカバー１６の断面円弧状の部分１９との間に位置する。
【００２６】
図２において、スロットル弁５の弁軸９及びヘッドカバー１６の最上部１７の上下方向の位置がそれぞれ１点鎖線ＡとＢで示され、ヘッドカバー１６の後端部の前後方向の位置が１点鎖線Ｃで示されている。１点鎖線Ａ及びＢで示されるように、スロットル弁５の弁軸９は、ヘッドカバー１６の最上部１７よりも下方に位置する。また、１点鎖線Ｃで示されるように、電動モータ６の一部は、ヘッドカバー１６の後端部よりも前方に位置する。なお、電動モータ６の全部が、ヘッドカバー１６の後端部よりも前方に位置してもよい。
【００２７】
また、１点鎖線Ｂで示されるように、車両の上下方向において、電動モータ６の位置は、ヘッドカバー１６の最上部１７の位置と重複しており、電動モータ６が占める範囲内に、ヘッドカバー１６の最上部１７が位置する。より具体的には、電動モータ６の半分以上の部分がヘッドカバー１６の最上部１７よりも上に位置する。
【００２８】
電動モータ６は、車幅方向（左右方向）に延びた円筒形状を有する。また、電動モータ６は、その円筒形状に沿った形状を有する金属製のケース２０に収納される。該円筒形状の中心軸線２１は、その上下方向位置が１点鎖線Ｄで示されているように、ヘッドカバー１６の最上部１７よりも上に位置する。電動モータ６は、第１〜第３スロットルボディ７ａ〜７ｃのうちの真ん中に位置する第２スロットルボディ７ｂ上に配置される。
【００２９】
図３に示すように、電動モータ６は、その回転軸に固定された駆動ピニオン２２、これに噛み合う大径中間ギヤ２３、弁軸９に固定された従動ギヤ２４等とともに、弁軸９を回転させる電気式アクチュエータ２５を構成する。
【００３０】
大径中間ギヤ２３の車幅方向における従動ギヤ２４側には、大径中間ギヤ２３と一体に回転し、従動ギヤ２４と噛み合う小径中間ギヤ２６が設けられる。電気式アクチュエータ２５は、電動モータ６の回転力を、駆動ピニオン２２、大径中間ギヤ２３、小径中間ギヤ２６、及び従動ギヤ２４を介して弁軸９に伝達することにより、弁軸９を駆動する。
【００３１】
この構成において、車両の走行中は、アクセル開度の検出信号等に基づいて電動モータ６及び燃料噴射弁１４が駆動され、内燃機関２の回転数などが制御される。この間、内燃機関２のシリンダや電動モータ６は熱を発する。この熱が電動モータ６の周囲に滞留すると、電動モータ６に悪影響を及ぼすおそれがある。
【００３２】
この点、吸気制御装置１では、上下方向において、電動モータ６の位置が、ヘッドカバー１６の最上部１７の位置と重複しており、電動モータ６の車幅方向に延在する中心軸線が、ヘッドカバー１６の面取りされた最上部１７より上に位置している。このため、電動モータ６は、車両の走行に伴って前方から直接的に又はラジエータを通過して流れてくる空気を、電動モータ６の回転軸方向にバランス良く受けて冷却される。
【００３３】
さらに、電動モータ６は、比較的空気流が停滞し易い車幅方向の端ではなく、３連の３連スロットルボディ４の真ん中の第２スロットルボディ７ｂ上に位置するので、より効果的に空気流によって冷却される。
【００３４】
以上のように、本実施形態によれば、スロットル弁５、ヘッドカバー１６及び電動モータ６の位置関係を上述のように設定したので、内燃機関２の車両側面視における寸法のコンパクト化を促進するとともに、車両の走行に伴う直接的な、又はラジエータを介した空気の流れにより、電動モータ６をバランス良くかつ効果的に冷却することができる。
【００３５】
また、電動モータ６を収納するケース２０は、電動モータ６の形状に沿った形状を有する金属製のものであるため、電動モータ６への異物や水の侵入を防止するとともに、電動モータ６のより効果的な冷却に寄与することができる。また、第２スロットルボディ７ｂのスロットル弁５を吸気ポート１１の近傍に配置したので、内燃機関２における燃焼効率を向上させることができる。
【００３６】
また、電動モータ６の中心軸線がヘッドカバー１６の最上部１７よりも上に位置するため、車両の走行に伴う空気の流れが電動モータ６の下側にも良好に回り込むので、電動モータ６をその回転軸の方向においてバランス良く、効果的に冷却することができる。
【００３７】
また、電動モータ６は、第２スロットルボディ７ｂ（真ん中のスロットルボディ）上に配置されるので、比較的空気流が停滞し易い車幅方向の端に電動モータ６を配置する場合に比べて、電動モータ６を、空気流によってよりバランス良く効果的に冷却することができる。
【００３８】
また、この、電動モータ６の配置により、電動モータ６を含む３連スロットルボディ４の重量バランスが良好なものとなる。これにより、車両が振動した際に、３連スロットルボディ４が大きく振動して、車両上の他のデバイスに悪影響を及ぼすのを防止することができる。
【００３９】
以上、実施形態について説明したが、本発明は実施形態に限定されない。例えば、内燃機関は３気筒のものに限らす、他の気筒数の内燃機関であってもよい。
【符号の説明】
【００４０】
１…吸気制御装置、２…内燃機関、４…３連スロットルボディ、５…スロットル弁、６…電動モータ、７ａ〜７ｃ…スロットルボディ、９…弁軸、１１…吸気ポート、１２…吸気ポートの軸線、１３…シリンダヘッド、１６…ヘッドカバー、１７…最上部、１８…後端部、１９…断面円弧状の部分、２１…中心軸線。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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