(57)【要約】【課題】簡易な構成でありながら、内燃機関の排気系を効果的に冷却できるようにした内燃機関の排気系冷却装置を提供する。【解決手段】車両１２のエンジンルーム１２ａに配置される内燃機関（エンジン）１０の排気マニホルド２０を少なくとも被覆するカバー３０と、カバー３０と別体に構成され、カバーに離間されて車両の前方側に配置され、車両の前方から進入する走行風を受けるダクト３２とを備え、よってダクト３２を通る走行風がカバー３０の開口部に導かれるように構成する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両のエンジンルームに配置される内燃機関の排気マニホルドを少なくとも被覆するカバーと、前記カバーと別体に構成され、前記カバーに離間させて前記車両の前方側に配置され、前記車両の前方から進入する走行風を受けるダクトとを備えると共に、前記ダクトを通る走行風が前記カバーの開口部に導かれるように構成したことを特徴とする内燃機関の排気系冷却装置。
【請求項２】
前記カバーが、前記排気マニホルド近傍に設けられたＥＧＲ取り出し管の少なくとも一部を被覆することを特徴とする請求項１項記載の内燃機関の排気系冷却装置。
【請求項３】
前記ダクトが、前記車両のバルクヘッドに固定されることを特徴とする請求項１項または２項記載の内燃機関の排気系冷却装置。
【請求項４】
前記カバーが、上方に開口していることを特徴とする請求項１項から３項のいずれかに記載の内燃機関の排気系冷却装置。
【請求項５】
前記ダクトが、前記カバーの直上位置を除く位置に配置されることを特徴とする請求項１項から４項のいずれかに記載の内燃機関の排気系冷却装置。
【請求項６】
前記ダクトが、前記カバーの開口部に部分的に挿入されることを特徴とする請求項１項から５項のいずれかに記載の内燃機関の排気系冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は内燃機関の排気系冷却装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
内燃機関の排気系においては、排気マニホルドの下流に触媒装置が配置され、排気（排ガス）中の有害成分を除去して機関外に排出している。この触媒装置は高温の排気に曝されるが、特に、触媒装置を排気マニホルドの直下に配置した構造ではそれが顕著となる。そのため、以下の特許文献１に示されるように、触媒装置の冷却化が試みられている。
【０００３】
【特許文献１】
実公平３−３２７３８号公報
【０００４】
特許文献１に記載の技術にあっては、触媒装置（触媒コンバータ容器）を空冷用ハウジングで囲み、その入口部にスロットルバルブで開閉自在な第１の走行風導入管を接続すると共に、出口部にベンチュリを備えた第２の走行風導入管を接続し、高速走行時にスロットルバルブを開放して走行風を導入して触媒装置を冷却することが開示される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来技術においては気密性のあるハウジングを設けると共に、それに第１、第２の走行風導入管を接続する必要があって、構成が複雑であった。
【０００６】
従って、この発明の目的は上記した不具合を解消し、簡易な構成でありながら、内燃機関の排気系を効果的に冷却できるようにした内燃機関の排気系冷却装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項１項にあっては、車両のエンジンルームに配置される内燃機関の排気マニホルドを少なくとも被覆するカバーと、前記カバーと別体に構成され、前記カバーに離間させて前記車両の前方側に配置され、前記車両の前方から進入する走行風を受けるダクトとを備えると共に、前記ダクトを通る走行風が前記カバーの開口部に導かれるように構成した。
【０００８】
内燃機関の排気マニホルドを少なくとも被覆するカバーと、それと別体に構成され、カバーに離間させて車両の前方側に配置されて前方から進入する走行風を受けるダクトとを備えると共に、前記ダクトを通る走行風が前記カバーの開口部に導かれるように構成したので、ダクトを通る走行風で内燃機関の排気系を効果的に冷却することができる。
【０００９】
また、ダクトとカバーが別体に形成される如く構成した、換言すればダクトとカバーとは離間させられるように構成したので、ダクトとカバーの組み付けが不要となって寸法管理なども容易となると共に、ダクトはカバーからの伝熱の影響を直接的に受けて加熱されることがないことから、樹脂材などで製作してコストを低減できる。
【００１０】
請求項２項にあっては、前記カバーが、前記排気マニホルド近傍に設けられたＥＧＲ取り出し管の少なくとも一部を被覆する如く構成した。
【００１１】
カバーが排気マニホルド近傍に設けられたＥＧＲ取り出し管の少なくとも一部を被覆する如く構成したので、ダクトを通る走行風によって、排気マニホルドのみならず、ＥＧＲ取り出し管が冷却されると共に、排気マニホルドの直下に触媒装置が配置されるとき、触媒装置も効果的に冷却することができる。
【００１２】
請求項３項にあっては、前記ダクトが、前記車両のバルクヘッドに固定される如く構成した。
【００１３】
ダクトが車両のバルクヘッドに固定される如く構成したので、ダクトの固定作業が容易となる。
【００１４】
請求項４項にあっては、前記カバーが、上方に開口している如く構成した。
【００１５】
カバーが上方、より正確には重力方向において斜め上方に開口している如く構成したので、排気系の放熱性を上げることができ、排気系を一層効果的に冷却することができる。
【００１６】
請求項５項にあっては、前記ダクトが、前記カバーの直上位置を除く位置に配置される如く構成した。
【００１７】
ダクトがカバーの直上位置を除く位置に配置される、換言すれば、ダクトがカバーの真上に位置しない如く構成したので、停車時などに排気系からの放熱の影響を受け難くすることができる。
【００１８】
請求項６項にあっては、前記ダクトが、前記カバーの開口部に部分的に挿入される如く構成した。
【００１９】
ダクトがカバーの開口部に部分的に挿入される如く構成したので、ダクトで受けた走行風を漏れなくカバーの内部に送ることができ、排気系を一層効果的に冷却することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に即してこの発明の一つの実施の形態に係る内燃機関の排気系冷却装置について説明する。
【００２１】
図１は、この実施の形態に係る内燃機関の排気系冷却装置を車両に搭載した状態で示す説明斜視図であり、図２はダクトなどを除去して示す、図１と同様な車両に搭載した状態で示す説明斜視図であり、図３は内燃機関に取り付けた状態で示す説明斜視図である。さらに、図４は図３に示す内燃機関の拡大部分斜視図である。
【００２２】
図１から図４を参照して説明すると、符合１０は内燃機関（以下「エンジン」という）を示す。エンジン１０は、火花点火式直列４気筒４サイクルのＳＯＨＣエンジンからなり、車両１２のエンジンルーム１２ａ内に、車両の長手方向に対して横向きとなるように配置される。
【００２３】
図３に良く示す如く、エンジン１０の付近にはＡＣＧ（オルタネータ）１４およびエアコンディショナ（図示せず）のコンプレッサ１６が配置される。これらの補機は、エンジン１０の回転によって駆動される。尚、図示の簡略化のため、図１においてエンジン１０および後述するカバー３０などを除く部材の図示を省略すると共に、図１などにおいてエンジン１０を模式的に示すようにした。
【００２４】
エンジン１０にあっては、エアクリーナ（図示せず）から取り入れられた空気は吸気管（図示せず）を流れ、スロットルバルブ（図示せず）で調量されて吸気マニホルドを経て各気筒の吸気ポート（図示せず）に至り、そこでインジェクタ（図示せず）でガソリン燃料を噴射される（図１などで、吸気管および吸気マニホルドなどが配置される吸気側を符号１８で示す）。
【００２５】
よって生じた混合気は吸気バルブ（図示せず）が開放されるときに燃焼室（図示せず）に流入し、点火されて燃焼し、燃焼で生じた排気（排ガス）は排気バルブ（図示せず）が開放されるとき、排気マニホルド２０を流れる。排気マニホルド２０の下流（直下）には触媒装置２２が設けられ、排気はそこで有害成分が除去された後、排気管２４を通って外部に排出される。
【００２６】
排気マニホルド２０は、図３に良く示す如く、その上流端にはフランジ２０ａが形成され、フランジ２０ａを介してエンジン１０の本体１０ａ、より詳しくはシリンダヘッドに取り付けられる。
【００２７】
触媒装置２２は、詳細な図示は省略するが、円筒状のケースと、その内部に気密に収容される触媒床とからなる。触媒床は、三元型の触媒からなる。触媒装置２２は、適宜な手段でエンジン本体１０ａに止められる。
【００２８】
触媒装置２２の下流の排気管２４には、排気を取り出してエンジン１０の、吸気管と吸気マニホルドからなる吸気系にＥＧＲガスとして還流させるＥＧＲ取り出し管２６が接続される。ＥＧＲ取り出し管２６もフランジ２０ａを介してエンジン本体１０ａに固定される。尚、符号２８はＥＧＲバルブを示す。
【００２９】
図１などに示す如く、この実施の形態に係る排気系冷却装置は、車両１２のエンジンルーム１２ａに配置されるエンジン１０の排気マニホルド２０を少なくとも被覆するカバー３０と、カバー３０と別体に構成されると共にそれに離間して車両１２の前方側に配置され、車両１２の前方から進入する走行風を受けるダクト３２とを備える。
【００３０】
図５はそのダクト３２の平面図、図６はその側面図、図７から図９はその断面図である。
【００３１】
図示の如く、ダクト３２は、幅広な上面３２ａと下面３２ｂと、比較的幅狭な両側面３２ｃ，３２ｄを対向させてなるボックス状を呈し、その内部に大略、矩形状の通路３２ｅが形成される。通路３２ｅは、入口３２ｆの断面積が出口３２ｇの断面積よりも大きい、換言すれば、入口から出口にかけてテーパ状を呈するように形成される。
【００３２】
尚、ダクト３２は、入口３２ｆに近い部位において上、下面３２ａ，３２ｂが接触して一体化される結果、通路３２ｅは図９に示す如く、その部位の断面において大略８字状を呈する。また、図６に破線で示すように、その内面にはリブが形成される。図６に示すように、ダクト３２は側面視において大略Ｃ字状に形成される。
【００３３】
ダクト３２の両側には、固定用のステー３２ｈが一体的に形成される。図６に示すように、ステー３２ｈは側面視において両端で折り曲げられて強度を増すように形成される。このように、ステー３２ｈはダクト３２の剛性が高い部分（両側）に取り付けられることから、高い支持剛性を示す。ステー３２ｈにはボルト挿通孔３２ｈ１が穿設される。ダクト３２はｐｐなどの樹脂材から製作される。
【００３４】
図４などに示す如く、ダクト３２は、入口３２ｆが車両１２の前方側、即ち、フロントグリル１２ｂおよびラジエータ３４の付近に位置し、よって車両１２の前方から進入する走行風を通路３２ｅに導入するような向きにおいて、ステー３２ｈのボルト挿通孔３２ｈ１にボルトを通してボルト止めされ、車両１２のバルクヘッド１２ｃにラバーマウント（図示せず）を介して固定される。
【００３５】
また、カバー３０は、図４に示す如く、排気マニホルド２０とＥＧＲ取り出し管２６を被覆すると共に、前側の上端付近に開口部３０ａが形成される。図１０に示す如く、カバー３０の開口部３０ａは上方、より正確には重力方向において斜め上方に開口するように構成されるため、特に停車時に、排気マニホルド２０から放熱される熱を上方に効果的に発散させることができる。
【００３６】
尚、カバー３０は排気マニホルド２０に接近して配置されることから、金属材から製作され、図４に示す如く、上面３０ｂが後端でエンジン本体１０ａに適宜な手法で固定されることにより、エンジン１０に取り付けられる。
【００３７】
図１０は、エンジンルーム１２ａにおけるダクト３２とカバー３０の位置関係を示す説明側面図であるが、この実施の形態に係る排気系冷却装置にあっては、ダクト３２はカバー３０と別体かつそれに離間して車両１２の前方側に配置されて車両１２の前方から進入する走行風を受けるように構成される。また、ダクト３２はその入口３２ｆの開口端が走行風の主流線（矢印で示す）と概略直角をなすと共に、走行風の主流線に概略一致するような内部形状（通路３２ｅ）に形成され、よってダクト３２を通る走行風の主流線がカバー３０の開口部３０ａに導かれるように構成される。
【００３８】
これによって、カバー３０を流れる走行風によって、エンジン１０の排気系、即ち、排気マニホルド２０と、その直下に配置される触媒装置２２ならびにＥＧＲ取り出し管２６、さらにはＥＧＲバルブ２８などを効果的に冷却することができる。また、車速の上昇につれてエンジン１０の負荷が増加し、それに伴って排気温度が上昇するが、走行風は車速が上昇するにつれて風速も増加することから、そのような運転状態あるいは走行状態にあっても一層効果的に排気系を冷却することができる。
【００３９】
さらに、ダクト３２の通路３２ｅは入口３２ｆの断面積が出口３２ｇの断面積よりも大きい、換言すれば、入口から出口にかけてテーパ状を呈するように形成されることから、走行風の流速を高めることができ、それによっても冷却性を向上させることができる。
【００４０】
また、図１０に示す如く、ダクト３２とカバー３０とは僅かな距離を置いて離間させられる、即ち、ダクト３２とカバー３０は別体に形成、換言すればダクト３２はカバー３０に対して非接触であるように形成されることから、加熱されることがない。従って、ダクト３２を前記したように樹脂材などで製作してコストを低減することができる。また、ダクト３２とカバー３０を別体に形成することで、組み付けが不要となり、寸法管理なども容易となる。さらに、ダクト３２はバルクヘッド１２ｃにラバーマウントを介して固定されれば足りるため、固定作業が容易となる。
【００４１】
尚、上記において、ダクト３２を走行風の主流線に概略一致するような内部形状（通路３２ｅ）に形成し、よってダクト３２を通る走行風の主流線がカバー３０の開口部３０ａに導かれるように構成したが、必ずしもその内部形状を走行風の主流線と一致させる必要はない。要は、ダクト３２の形状（内部形状）が走行風の全てまたは一部を通路３２ｅを介してカバー３０の開口部３０ａへと導くことができる形状であれば良い。
【００４２】
この走行風は、フロントグリル１２ｂ、あるいはフロントグリル１２ｂとボンネット１２ｄの間から進入する。ただし、フロントグリル１２ｂの後方にラジエータ３４が配置され、ラジエータ３４はコアやファンなどの通気抵抗が大きいため、走行風がラジエータ３４を通過してダクト３２に到達することは少ないが、それ以外の走行風は、図示しないその外の搭載部品群の間を縫って上記の如くダクト３２へと流れる。
【００４３】
このダクト３２とカバー３０の配置関係についてさらに敷衍すると、図１０に示す如く、ダクト３２は、重力方向においてカバー３０の直上（真上）に位置しないように配置される。換言すれば、ダクト３２は、カバー３０の直上位置を除く位置に配置される。これによって、ダクト３２が、停車時などにカバー３０を介しての排気系からの放熱の影響を受けるのを可能な限り回避することができる。
【００４４】
尚、図１１に示す如く、ダクト３２とカバー３０をさらに離間させるように形成しても良い。この場合、ダクト３２は排気マニホルド２０からの放射熱の影響を一層受け難くなり、一層耐熱性の低い素材を用いることができる。
【００４５】
さらには、図１２に示す如く、ダクト３２の前端がカバー３０の開口部３０ａに部分的に挿入されるように構成しても良い。その場合、排気マニホルド２０からダクト３２に影響する放射熱は増大するものの、ダクト３２で受けた走行風を漏れなくカバー３０の内部に送ることができるので、排気系を一層効果的に冷却することができる。尚、ダクト３２の出口付近に耐熱材を塗布しても良い（これは図１０あるいは図１１に示す構成でも同様である）。
【００４６】
この実施の形態に係るエンジンの排気還流装置は、上記の如く、車両１２のエンジンルーム１２ａに配置されるエンジン（内燃機関）１０の排気マニホルド２０を少なくとも被覆するカバー３０と、カバー３０と別体に構成されてカバー３０に離間させて車両の前方側に配置され、車両の前方から進入する走行風を受けるダクト３２とを備えると共に、ダクト３２を走行風に概略一致させる、より具体的には、走行風の主流線に概略一致させる内部形状とし、よってダクト３２を通る走行風がカバー３０の開口部３０ａに導かれるように構成した。
【００４７】
これにより、ダクト３２を通る走行風でエンジン１０の排気マニホルド２０などの排気系を効果的に冷却することができる。また車速の上昇につれてエンジン１０の負荷が増加し、それに伴って排気温度が上昇するが、走行風は車速が上昇するにつれて風速も増加することから、そのような運転状態あるいは走行状態にあっても一層効果的に排気系を冷却することができる。
【００４８】
また、ダクト３２とカバー３０が別体に形成される如く構成した、換言すればダクト３２とカバー３０とは離間させられるように構成したので、ダクト３２とカバー３０の組み付けが不要となって寸法管理なども容易となると共に、ダクト３２はカバー３０からの伝熱の影響を直接的に受けて加熱されることがないことから樹脂材などで製作してコストを低減できる。
【００４９】
また、カバー３０が排気マニホルド近傍に設けられたＥＧＲ取り出し管２６の少なくとも一部を被覆する如く構成したので、ダクトを通る走行風によって、排気マニホルドのみならず、ＥＧＲ取り出し管２６が冷却されると共に、排気マニホルド２０の直下に触媒装置２２が配置されるとき、触媒装置も効果的に冷却することができ、さらにはＥＧＲバルブ２８なども効果的に冷却することができる。
【００５０】
また、ダクト３２が車両のバルクヘッド１２ｃに固定される如く構成したので、ダクト３２の固定作業が容易となる。
【００５１】
また、カバー３０が上方、より正確には重力方向において斜め上方に開口している如く構成したので、排気系の放熱性を上げることができ、排気系を一層効果的に冷却することができる。
【００５２】
また、ダクト３２がカバー３０の直上位置を除く位置に配置される如く構成したので、停車時などに排気系からの放熱の影響を受け難くすることができる。
【００５３】
また、ダクト３２がカバー３０の開口部３０ａに部分的に挿入される如く構成したので、ダクト３２で受けた走行風を漏れなくカバー３０の内部に送ることができ、排気系を一層効果的に冷却することができる。
【００５４】
尚、上記において、ダクト３２をバルクヘッド１２ｃに固定するようにしたが、ダクト３２をボンネット１２ｄの下面に取り付けても良い。その場合、ボンネット１２ｄを開けると（上げると）、ダクト３２も一緒にエンジン１０から離れるため、バルクヘッド１２ｃに固定した場合に比し、エンジン１０のメンテナンス作業を容易とすることができる。
【００５５】
【発明の効果】
請求項１項にあっては、ダクトを通る走行風で内燃機関の排気系を効果的に冷却することができる。また、ダクトとカバーが別体に形成される如く構成した、換言すればダクトとカバーとは離間させられるように構成したので、ダクトとカバーの組み付けが不要となって寸法管理なども容易となると共に、ダクトはカバーからの伝熱の影響を直接的に受けて加熱されることがないことから、樹脂材などで製作してコストを低減できる。
【００５６】
請求項２項にあっては、ダクトを通る走行風によって、排気マニホルドのみならず、ＥＧＲ取り出し管が冷却されると共に、排気マニホルドの直下に触媒装置が配置されるとき、触媒装置も効果的に冷却することができる。
【００５７】
請求項３項にあっては、ダクトの固定作業が容易となる。
【００５８】
請求項４項にあっては、排気系の放熱性を上げることができ、排気系を一層効果的に冷却することができる。
【００５９】
請求項５項にあっては、停車時などに排気系からの放熱の影響を受け難くすることができる。
【００６０】
請求項６項にあっては、ダクトで受けた走行風を漏れなくカバーの内部に送ることができ、排気系を一層効果的に冷却することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一つの実施の形態に係る内燃機関の排気系冷却装置を車両に搭載した状態で示す説明斜視図である。
【図２】ダクトなどを除去して示す、図１と同様な車両に搭載した状態で示す説明斜視図である。
【図３】図１に示す装置を内燃機関に取り付けた状態で示す説明斜視図である。
【図４】図３に示す内燃機関の拡大部分斜視図である。
【図５】図１に示すダクトの平面図である。
【図６】図１に示すダクトの側面図である。
【図７】図５のＶＩＩ−ＶＩＩ線断面図である。
【図８】図５のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線断面図である。
【図９】図５のＩＸ−ＩＸ線断面図である。
【図１０】図１に示すダクトとカバーの位置関係を示す説明側面図である。
【図１１】同様に図１に示すダクトとカバーの位置関係を示す説明側面図である。
【図１２】同様に図１に示すダクトとカバーの位置関係を示す説明側面図である。
【符号の説明】
１０    エンジン（内燃機関）
１２    車両
１２ａ  エンジンルーム
１２ｃ  バルクヘッド
２０    排気マニホルド（排気系）
２２    触媒装置
２６    ＥＧＲ取り出し管
３０    カバー
３０ａ  開口部
３２    ダクト
３４    ラジエータ
【図１】
2004278343.tif 000003
【図２】
2004278343.tif 000004
【図３】
2004278343.tif 000005
【図４】
2004278343.tif 000006
【図５】
2004278343.tif 000007
【図６】
2004278343.tif 000008
【図７】
2004278343.tif 000009
【図８】
2004278343.tif 000010
【図９】
2004278343.tif 000011
【図１０】
2004278343.tif 000012
【図１１】
2004278343.tif 000013
【図１２】
2004278343.tif 000014