(57)【要約】  【課題】  ブローバイガス通路の過冷を防止する。  【解決手段】  吸気マニホールド２０に取り付けられる樹脂製の通路形成体３０の内部に、ブローバイガス通路の一部をなす内部ガス通路３１を形成する。この通路形成体３０の車両前側Ｆｒの外側面５４を覆うように、遮熱材料から成形される遮熱体５１を挟んで、遮熱カバー５２を通路形成体３０に固定する。  【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気系へ供給される二次添加ガスが通流するガス通路の一部をなす通路形成体と、
この通路形成体の一側面を覆うように取り付けられ、遮熱材料からなる遮熱体と、
を有する内燃機関の吸気装置。
【請求項２】
上記内燃機関が、吸気側を車両前側とする横置き姿勢で車両に搭載され、
上記通路形成体が、上記内燃機関の車両前側に取り付けられ、
上記遮熱体が、上記通路形成体の車両前側の外側面を覆うように取り付けられる請求項１に記載の内燃機関の吸気装置。
【請求項３】
上記通路形成体には、ガス通路として、上流側の主通路と、この主通路から分岐する分岐通路と、が形成される請求項１又は２に記載の内燃機関の吸気装置。
【請求項４】
上記主通路が通路形成体の長手方向に沿って延びており、
上記分岐通路の一部が、上記主通路から折り返され、この主通路に隣接して略平行に延びている請求項３に記載の内燃機関の吸気装置。
【請求項５】
上記遮熱体が発泡材料からなる請求項１〜４のいずれかに記載の内燃機関の吸気装置。
【請求項６】
上記遮熱体を挟んで上記通路形成体に固定され、上記遮熱体を通路形成体の一側面上に保持する遮熱カバーを有する請求項１〜５のいずれかに記載の内燃機関の吸気装置。
【請求項７】
上記通路形成体は、周縁合わせ部で互いに接合される一対の分割薄板部により構成され、
内面が予め凹設された一対の分割薄板部を接合することによりガス通路が形成される請求項１〜６のいずれかに記載の内燃機関の吸気装置。
【請求項８】
上記通路形成体が吸気マニホールドに取り付けられ、
この吸気マニホールドに、上記ガス通路の一部をなすマニホールド通路が形成され、通路形成体からの二次添加ガスがマニホールド通路に通流する請求項１〜７のいずれかに記載の内燃機関の吸気装置。
【請求項９】
上記吸気マニホールドが、ブランチ合わせ部で互いに接合されて、複数の吸気ブランチを形成する第１及び第２マニホールド分割体を有し、
上記マニホールド通路が上記ブランチ合わせ部に沿って形成されている請求項８に記載の内燃機関の吸気装置。
【請求項１０】
上記吸気マニホールドの複数の吸気ブランチにそれぞれ吸気制御弁が配設され、
上記マニホールド通路は、上記吸気制御弁よりも下流側の位置で、上記複数の吸気ブランチ内の吸気通路にそれぞれ開口している請求項８又は９に記載の内燃機関の吸気装置。
【請求項１１】
上記二次添加ガスがブローバイガスである請求項１〜１０のいずれかに記載の内燃機関の吸気装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ブローバイガスやＥＧＲガス等の二次添加ガスを吸気系に供給する吸気装置に関し、特に、二次添加ガスの過冷を防止する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１にも記載されているように、車両用の内燃機関では、排気の清浄化やアイドルコントロール等の目的で、ブローバイガス，ＥＧＲガス，二次空気等の二次添加ガスを吸気系に還流・添加する場合がある。
【特許文献１】特開２００１−１２３９０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
このような二次添加ガスを吸気系に供給する吸気装置では、寒冷地での使用や冷機時等においても二次添加ガスが氷結することのないように、二次添加ガスの温度が過度に低下することを防止する必要がある。特に、吸気側を車両前側、排気側を車両後側とした横置き姿勢で車両に搭載される直列多気筒内燃機関にあっては、二次添加ガスのガス通路の少なくとも一部が吸気側、つまり車両前側に配置されることとなるため、車両前方からの走行風等により二次添加ガスの温度が下がり易く、二次添加ガスの過冷を防止することが重要な課題となる。
【０００４】
本発明は、吸気系へ供給される二次添加ガスが氷結することのないように、二次添加ガスの過冷を有効に防止することを主たる目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係る内燃機関の吸気装置は、吸気系へ供給される二次添加ガスが通流するガス通路の一部をなす通路形成体と、この通路形成体の一側面を覆うように取り付けられ、遮熱材料からなる遮熱体と、を有することを特徴としている。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、遮熱体により通路形成体の一側面を覆っているため、通路形成体の内部ガス通路を流れる二次添加ガスの急激な温度低下を防止し、二次添加ガスの過冷を有効に防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、図面を参照して本発明に係る内燃機関の吸気装置の好ましい実施形態を詳細に説明する。
【０００８】
図８に示すように、この内燃機関１０は、直列４気筒エンジンであって、吸気側を車両前側Ｆｒ（図８の右側）、排気側を車両後側とする横置き姿勢で車両のエンジンルーム内に搭載される。この内燃機関１０は、互いに締結固定されるシリンダブロック１１及びシリンダヘッド１２を主体とし、シリンダヘッド１２の上方にはカムブラケット１４を挟んでロッカーカバー１３が取り付けられている。シリンダヘッド１２の吸気側の側面には、＃１〜＃４気筒の燃焼室へ連なる４つの吸気ポート１５が直列に開口するマニホールド取付座面１６が形成されており、このマニホールド取付座面１６に吸気マニホールド２０のヘッド取付フランジ部２７が取り付けられている。また、排気ポート（図示省略）が開口するシリンダヘッド１２の排気側の側面には排気マニホールド１７が取り付けられている。
【０００９】
吸気マニホールド２０は、機能的には、上流側の一つの吸気コレクタ２１と、この吸気コレクタ２１より分岐して、シリンダヘッド１２の４つの吸気ポート１５にそれぞれ接続する４本の、すなわち気筒数の吸気ブランチ２２と、により大略構成されている。吸気コレクタ２１は、ロッカーカバー１３の略上方に位置し、吸気ブランチ２２は、内燃機関１０の車両前方・上方側を囲うように湾曲しつつ延び、吸気コレクタ２１と吸気ポート１５とを接続している。
【００１０】
また、吸気マニホールド２０は、構造的には、軽量且つ安価な樹脂材料からなる３つの第１，第２，第３マニホールド分割体２３，２４，２５により大略構成されている。上記の吸気ブランチ２２は第１，第２マニホールド分割体２３，２４が互いに接合されるブランチ合わせ部２６に沿って形成されている。第１マニホールド分割体２３は第２マニホールド分割体２４よりも外周側（機関１０から遠い側）に配置され、第２マニホールド分割体２４は第１マニホールド分割体２３よりも内周側、つまり機関１０寄りに配置されている。上記のヘッド取付フランジ部２７は第２マニホールド分割体２４の下流側の端部に形成されている。上記の吸気コレクタ２０は第２マニホールド分割体２４の上流側の端部と第３マニホールド分割体２５とが互いに接合されるコレクタ合わせ部２８に沿って形成されている。
【００１１】
図７に示すように、吸気ブランチ２２には、吸気のガス流動を強化する目的で、吸気制御弁としてのＴＣＶ（タンブルコントロールバルブ）２９が配設されている。ＴＣＶ２９は、４つの吸気ブランチ２２のそれぞれに配設され、共通の軸２９ａを介してＴＣＶアクチュエータ２９ｂにより駆動制御される。ＴＣＶ２９により例えば吸気通路の一部を閉じることにより、シリンダ内のタンブル流動成分を強化して、燃焼安定性の向上等を図ることができる。なお、図示していないが、好ましくはＴＣＶ２９よりも下流側に位置する吸気ポート１５に、この吸気ポート１５内をＴＣＶ２９により遮蔽される部分と遮蔽されない部分とに仕切る隔壁が設けられる。
【００１２】
この内燃機関１０には、主として排気清浄化の目的で、ピストンリングの隙間からクランクケースに漏れた二次添加ガスとしてのブローバイガスを、周知の流量制御弁（いわゆるブローバイ・コントロール・バルブ）を介して吸気系へ導入するブローバイガス還元装置が設けられている。ブローバイガスは、吸気マニホールド２０に取り付けられた通路形成体３０（図１〜６参照）の内部に形成される内部ガス通路３１や、吸気マニホールド２０内に形成される３本のマニホールド通路４１〜４３等を経由して、４本の吸気ブランチ２２内の吸気通路にそれぞれ分配して供給される。
【００１３】
図６及び図７を参照して、マニホールド通路４１〜４３は、各＃１〜＃４気筒の吸気ブランチ２２内の吸気通路（又は吸気ポート１５）に開口部４１ａ，４２ａ，４３ａでそれぞれ開口している。これらの開口部４１ａ，４２ａ，４３ａは、ブローバイガスによってＴＣＶ２９の汚損や固着を招くことのないように、ＴＣＶ２９よりも下流側（燃焼室側）の位置に設定されている。この実施形態では、開口部４１ａ，４２ａ，４３ａがヘッド取付フランジ部２７の取付面に凹設されていて、容易に型成形できるようになっている。なお、両側の第１，第３マニホールド通路４１，４３はそれぞれ＃１気筒と＃４気筒の吸気通路に接続しており、中央の第２マニホールド通路４２は、開口部４２ａで分岐して＃２，＃３気筒の吸気通路に接続している。
【００１４】
マニホールド通路４１〜４３は、フランジ状をなすブランチ合わせ部２６に予め溝状に凹設されていて、両分割体２３，２４をブランチ合わせ部２６で溶着して密着させることにより閉断面の通路としてブランチ合わせ部２６に沿って形成される。従って、型成形される吸気マニホールド２０に容易にマニホールド通路４１〜４３を一体的に形成することができる。なお、この実施形態では、図６に示すように、隣り合う吸気ブランチ２２の間であって、かつ、マニホールド通路４１〜４３のない部分、すなわち＃１，＃２気筒間及び＃３，＃４気筒間に、軽量化や排気側へ走行風を送り込む目的で、開放部２６ａを形成している。
【００１５】
通路形成体３０は、全周にわたって形成されたフランジ状をなす周縁合わせ部３２に沿って互いに溶着より密着状態で接合される一対の第１，第２分割薄板部３３，３４により構成されている。分割薄板部３３，３４は、軽量且つ安価な樹脂材料により薄板状に型成形される。内部ガス通路３１は、容易に型成形できるように、上側（吸気マニホールド２０から遠い側）の第２分割薄板部３４の内面に予め溝状に凹設されていて、分割薄板部３３，３４を互いに接合することにより閉断面の通路として形成される。つまり、一対の分割薄板部３３，３４は内部ガス通路３１を形成する半割型の構成となっている。
【００１６】
この内部ガス通路３１は、上流側の一本の主通路３５と、この主通路３５から二股状に分岐する分岐通路３６（３６ａ，３６ｂ）と、により大略構成されている。主通路３５は、通路形成体３０の＃１気筒側の端部付近に形成されたパイプ状の導入管部３７に導入口３７ａを介して連通しており、かつ、通路形成体３０の長手方向に沿って延びている。導入管部３７には、ブローバイガス通路の一部をなすガス配管（図示省略）が取り付けられる。２つの分岐通路３６ａ，３６ｂは、主通路３５との接続位置３９から両側へ延びており、つまり通路形成体３０の長手方向に沿って主通路３５と平行に一直線上に延びており、３つの出口孔３８ａ〜３８ｃを通して、３本のマニホールド通路４１〜４３にそれぞれ連通している。つまり、通路形成体３０は、ブローバイガスを３つのマニホールド通路４１〜４３へ分配して供給する機能を有している。図６に示すように、第１出口孔３８ａは＃１気筒の吸気ブランチ２２近傍、より具体的には＃１気筒の吸気ブランチ２２よりも外側（＃２気筒の吸気ブランチ２２から遠い側）に配置されている。第２出口孔３８ｂは、＃２気筒と＃３気筒の吸気ブランチ２２の間に配置されている。＃３出口孔３８ｃは、＃４気筒の近傍、より具体的には＃４気筒の吸気ブランチ２２よりも外側（＃３気筒の吸気ブランチ２２から遠い側）に配置されている。これら３箇所の出口孔３８ａ〜３８ｃの部分で、吸気マニホールド２０寄りの第１分割薄板部３３が、吸気マニホールド２０の３つの取付ボス部４４に、溶着により接合されている。なお、これら取付ボス部４４には、上記のマニホールド通路４１〜４３の一端がそれぞれ開口している。
【００１７】
図２や図６にも示すように、分岐通路３６の一部３６ａは、主通路３５から逆向きに折り返され、第２分割薄板部３４の内面より張り出した帯状の仕切壁部４０（図３及び図４参照）を挟んで主通路３５に隣接しており、かつ、この主通路３５と平行に延びている。このため、比較的温度の高い主通路３５の熱により分岐通路３６の一部３６ａの温度低下を抑制することができ、この部分３６ａの過冷を確実に防止することができる。特に、内部ガス通路３１の中でも、流量が少なく、かつ、通路長の長い＃１気筒近傍の分岐通路３６の部分３６ａの温度が低下し易く、この部分３６ａが主通路３５に隣接するように設定されているので、分岐通路の過冷を有効に防止することができる。
【００１８】
温度低下の抑制化と内部ガス通路３１の短縮化とを両立させるように、主通路３５から分岐通路３６への分岐位置３９は、導入口３７ａから遠い第３出口孔３８ｃと第２出口孔３８ｂとの中間位置に設定され、言い換えると、＃３気筒の近傍、あるいは＃３気筒と＃４気筒の間に設定されている。
【００１９】
通路形成体３０は、４本の吸気ブランチ２２を横切るように長手方向（図６の左右方向）に延びる扁平形状をなしている。この通路形成体３０には、図１にも示すように、遮熱体（断熱体）５１を挟んで、樹脂製の遮熱カバー５２が３本のカバーボルト５３（又はリベット等の固定手段）により固定されている。遮熱体５１は、遮熱性・断熱性に優れた遮熱材料により成形され、通路形成体３０の車両前方Ｆｒ側の外側面５４をほぼ全面にわたって覆うように、この外側面５４上に層状に組み付けられている。遮熱体５１は、例えば遮熱性・断熱性に優れたスポンジ状の発泡材料からなり、圧縮状態でカバー５２と通路形成体３０とにより保持されている。すなわち、層状に重ね合わされた通路形成体３０，遮熱体５１及び遮熱カバー５２がコンパクトな通路ユニット５５を構成しており、この通路ユニット５５が吸気マニホールド２０に取り付けられている。なお、図１や図４にも示すように、第２分割薄板部３４には、ボルト５２が螺合する３つのボルトボス５６が一体的に形成されており、遮熱体５１には、上記のボルトボス５６との干渉を回避するように、３つの凹部５７が形成されている。
【００２０】
上述したように、吸気側を車両前側Ｆｒとして車両に横置きされる内燃機関１０では、吸気マニホールド２０が車両前側Ｆｒに取り付けられ、この吸気マニホールド２０の車両前側Ｆｒに、通路形成体３０が取り付けられる。また、通路形成体３０は、車両前方へ張り出した吸気マニホールド２０の下流側部位に取り付けられている。このため、仮に本実施形態のような遮熱体５１や遮熱カバー５２が無いとすると、通路形成体３０の外側面５４が車両前側Ｆｒへ表出することとなり、車両走行風等の影響を受け易く、内部ガス通路３１の温度低下を招き易い。本実施形態では、このような外側面５４を遮熱体５１により層状に覆っているため、内部ガス通路３１の温度低下を有効に抑制・低減することができる。実機実験結果では遮熱体５１により５℃程度の効果が得られることが確認された。このように、吸気側を車両前側Ｆｒとして搭載される内燃機関１０であって、通路形成体３０の外側面５４が車両前側Ｆｒを指向するものであっても、上記の遮熱体５１によって、この通路形成体３０の内部ガス通路３１の過度な温度低下を抑制し、氷結の発生を確実に防止することができる。
【００２１】
以上のように本発明を具体的な実施形態に基づいて説明してきたが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で、種々の変形・変更を含むものである。例えば、二次添加ガスとしてはブローバイガスの他にＥＧＲガスやアイドルコントロール用の二次空気等が挙げられる。吸気マニホールドは、樹脂製に限らず、アルミ合金製等であっても良い。内燃機関は、直列４気筒に限らず、直列６気筒等の他の形式であっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明に係る内燃機関の吸気装置の一実施形態を示し、通路ユニットを分解した状態での吸気マニホールドの斜視図。
【図２】図１の通路ユニットを吸気マニホールドに取り付けた状態での斜視図。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図。
【図４】図２のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図。
【図５】図２のＶ−Ｖ線に沿う断面図。
【図６】本実施形態の吸気装置を示す内燃機関の吸気側の側面図。
【図７】上記吸気マニホールドを単体で示す背面図。
【図８】本実施形態を適用した内燃機関の断面図。
【符号の説明】
【００２３】
２０…吸気マニホールド
２２…吸気ブランチ
３０…通路形成体
３１…内部ガス通路
３２…周縁合わせ部
３３，３４…分割薄板部
３５…主通路
３６…分岐通路
４１〜４３…マニホールド通路
４１ａ〜４３ａ…開口部
５１…遮熱体
５２…遮熱カバー
【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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