(57)【要約】【課題】内燃機関の遮熱カバーに関し、輻射熱による吸気系の温度上昇を抑制しつつ内燃機関の冷却効率を向上させる。【解決手段】車両に搭載される内燃機関本体１０のシリンダーブロック１１と吸気系１６，１８，１９との間でシリンダーブロック１１の側面１１ａに沿って側面部２ａを設けるとともに、側面部２ａの上端と内燃機関本体１０との間に上面部３ａを架け渡して設ける。  また、吸気系側の空間と内燃機関本体１０側の内部空間８とを連通する入口部４を側面部２ａに設けるとともに、車両の上下方向に連通する出口部５を上面部３ａに設ける。  さらに、内部空間８の上方に向かって延びる導風板６を入口部４の下端縁４ａ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】
車両に搭載される内燃機関本体と吸気系との間に配置される遮熱カバーであって、
前記内燃機関本体のシリンダーブロックと前記吸気系との間で前記シリンダーブロックの側面に沿って設けられた側面部と、
前記側面部の上端と前記内燃機関本体との間に架け渡された上面部と、
前記側面部に設けられ、吸気系側空間と内燃機関本体側の内部空間とを連通する入口部と、
前記上面部に設けられ、前記車両の上下方向に連通する出口部と、
前記入口部の下端縁に固定され、前記内部空間の上方に向かって延びる導風板と
を備えたことを特徴とする、内燃機関の遮熱カバー。
【請求項２】
前記吸気系の吸気マニホールドが、前記出口部よりも上方に設けられ、
前記出口部が、前記車両の上下方向に前記吸気マニホールドと重ならない位置に設けられる
ことを特徴とする、請求項１記載の内燃機関の遮熱カバー。
【請求項３】
前記入口部が、前記車両の上下方向に間隔を空けて複数設けられるとともに、下側に位置するものよりも上側に位置するものの開口面積が大きく設定される
ことを特徴とする、請求項１又は２記載の内燃機関の遮熱カバー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関からの熱放射を遮断する遮熱カバーに関する。
【背景技術】
【０００２】
車両や船舶，航空機，産業用機械等に搭載される内燃機関（ガソリン機関，ディーゼル機関等）では、機関の外部から空気を吸入し、その吸入空気と燃料とをともに燃焼させることで出力を得ている。このとき、吸入空気の密度が小さいほど機関内に一度に充填される空気量が増大するため、燃料量を適切に制御することで出力が増大する。一般に、吸入空気として外気を使用する場合には、吸入空気の温度が低温であるほど機関の充填効率が上昇し、これに応じて出力を増大させることが可能となる。
【０００３】
一方、内燃機関の内部では燃焼反応によって常に熱が発生しており、この熱が吸入空気に伝達されると機関の充填効率が低下してしまう。また、吸入空気の温度上昇によって燃料の自己発火性が過剰に上昇すると、ノッキングが発生しやすくなり出力性能が低下する。そこで、内燃機関の本体と吸気系システムとの間の熱伝達を遮断する遮熱板を設けて、吸気系システムの温度上昇を抑制する技術が提案されている。
【０００４】
例えば、特許文献１には、吸気系に設けられたエアクリーナーの外壁面に遮熱板を装着した遮熱構造が記載されている。この技術では、エアクリーナーの外壁面のうち、内燃機関と対向する外壁面に遮熱板が装着されている。これにより、内燃機関から放射される輻射熱でエアクリーナーが加熱されることを防止し、吸入空気の温度上昇を抑制して、内燃機関の出力低下を防止できるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−２７６４８５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、内燃機関の周囲に遮熱板を設けると、その遮熱板によって遮られた輻射熱が板面に吸収され、あるいは内燃機関に向かって照り返されることになる。つまり、遮熱板が内燃機関で発生した熱量を蓄える蓄熱媒体となり、あるいはその熱量を再び内燃機関に反射する反射体として働く。これにより、内燃機関の冷却機能が妨げられるおそれがあり、遮熱板の設置が難しい場合があるという課題がある。
【０００７】
なお、遮蔽板を設けることなく吸気系システムを外気で冷却することで、このような課題を解決することも考えられる。しかし、吸気系システムのレイアウトによっては、内燃機関と吸気系システムとの距離が短く、遮蔽板を設けざるを得ない場合がある。特に、限られたスペースに内燃機関の吸気系，排気系，動力伝達系といった多種多様な装置を搭載することが要求される小型自動車や軽自動車では、レイアウト上の制約が厳しく、何らかの吸気系用の遮熱構造を適用することが望まれる。
【０００８】
上記の通り、従来の遮熱構造では、内燃機関の冷却機能と輻射熱の遮蔽機能とを両立させることが難しいという課題がある。つまり、遮熱板の遮熱能力が高いほど内燃機関の周囲に熱がこもりやすくなり冷却性能が低下する。反対に、内燃機関の放熱性を重視して遮熱板の遮熱能力が低いものを用いれば、吸気系システムに伝達される輻射熱を十分に遮断することができない。
【０００９】
本件の目的の一つは、上記のような課題に鑑み創案されたもので、内燃機関の遮熱カバーに関し、輻射熱による吸気系システムの温度上昇を抑制しつつエンジンの冷却効率を向上させることである。
なお、この目的に限らず、後述する発明を実施するための形態に示す各構成により導かれる作用効果であって、従来の技術によっては得られない作用効果を奏することも本件の他の目的として位置づけることができる。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
（１）ここで開示する内燃機関の遮熱カバーは、車両に搭載される内燃機関本体と吸気系との間に配置される遮熱カバーであって、前記内燃機関本体のシリンダーブロックと前記吸気系との間で前記シリンダーブロックの側面に沿って設けられた側面部と、前記側面部の上端と前記内燃機関本体との間に架け渡された上面部とを備える。また、前記側面部に設けられ、吸気系側空間と内燃機関本体側の内部空間とを連通する入口部と、前記上面部に設けられ、前記車両の上下方向に連通する出口部とを備える。さらに、前記入口部の下端縁に固定され、前記内部空間の上方に向かって延びる導風板を備える。
【００１１】
前記遮熱カバーの下端部は、開放されていることが好ましい。これにより、下端部からも走行風が導入される。下端部からの走行風は、入口部からの走行風とともに前記内燃機関の近傍で暖められて上方に移動し、前記出口部から排出される。また、前記遮熱カバーの側面は閉塞されていることが好ましい。これにより、前記遮熱カバーと前記内燃機関との間の対流が促進され、下方から上方への空気の移動が円滑となる。
【００１２】
（２）また、前記吸気系の吸気マニホールドが、前記出口部よりも上方に設けられ、前記出口部が、前記車両の上下方向に前記吸気マニホールドと重ならない位置に設けられることが好ましい。すなわち、前記出口部が、前記車両の上方向（又は下方向）から見て、前記吸気マニホールドと重ならない位置に設けられることが好ましい。
（３）また、前記入口部が、前記車両の上下方向に間隔を空けて複数設けられるとともに、下側に位置するものよりも上側に位置するものの開口面積が大きく設定されることが好ましい。すなわち、上方に位置する入口部ほど、その開口面積や開口幅が大きく設定されることが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
開示の内燃機関の遮熱カバーによれば、入口部の下端縁から上方に向かって導風板を延ばした構造により、シリンダーブロックの側面から放射される輻射熱の吸気系への影響を遮断することができ、吸気温度を低下させることができる。また、車両の走行中に入口部から内燃機関の側面に向かって導入される走行風は、導風板によって上方へ案内されるとともに、熱対流によって出口部から円滑に排出される。これにより、内燃機関及び遮熱カバーを効率的に空気冷却することができ、遮熱効果を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】一実施形態に係る遮熱カバーが適用されたエンジンの模式的な断面構成図である。
【図２】本遮熱カバーの全体構成を示す斜視図である。
【図３】本遮熱カバーの構成を示す図であり、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は部分的な正面図〔（ａ）のＹ矢視図〕である。
【図４】本遮熱カバーの縦断面図〔図３（ａ）のＺ−Ｚ断面図〕である。
【図５】（ａ），（ｂ）ともに変形例に係る遮熱カバーのスリットを例示する断面図である。
【図６】変形例に係る遮熱カバーを例示する縦断面図である。
【図７】変形例に係る遮熱カバーを例示する斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図面を参照して内燃機関の遮熱カバーについて説明する。なお、以下に示す実施形態はあくまでも例示に過ぎず、以下の実施形態で明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。本実施形態の各構成は、それらの趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができるとともに、必要に応じて取捨選択することができ、あるいは適宜組み合わせることが可能である。
【００１６】
［１．エンジン］
本実施形態の遮熱カバー１は、車両に搭載されるエンジン１０に適用される。このエンジン１０には、図１に示すように、内部にシリンダーが形成されたシリンダーブロック１１と、ガスケットを挟んでシリンダーブロック１１上に載置されるシリンダーヘッド１２及びシリンダーヘッドカバー１３とが設けられる。本エンジン１０は多気筒エンジンであり、シリンダーブロック１１の内部には複数のシリンダーが設けられる。図１では、複数のシリンダーのうちの一つを示している。
【００１７】
シリンダーの内部には、ピストン２１が往復摺動自在に内装される。ピストン２１の頂面とシリンダー内周面とシリンダーヘッド１２の下面とで囲まれた空間は、燃料混合気の燃焼室として機能する。なお、エンジンの燃焼方式や燃料の種類は任意であり、例えばディーゼルエンジンであってもよいし、ガソリンエンジンであってもよい。ピストン２１の往復動作は、コネクティングロッドを介してクランクアームに伝達され、クランクシャフトの回転運動に変換される。以下、ピストン２１の往復摺動方向をエンジン１０の上下方向と呼ぶ。本実施形態のエンジン１０は、その上下方向を車両の上下方向と一致させた姿勢で車両に搭載されるものとする。
【００１８】
シリンダーヘッド１２の底面側には、シリンダーの頂面をなす部位が形成される。また、各シリンダーの頂面部分には、吸排気系システムに接続される吸気ポート１４及び排気ポート１５に繋がる開口部が形成される。吸気ポート１４は、吸気系システムから導入される空気をシリンダー側に供給するための通路である。また、排気ポート１５は排気を排気系システム側に排出するための通路である。
【００１９】
吸気ポート１４の上流端には吸気マニホールド１６が接続され、下流端には吸気弁が設けられる。また、排気ポート１５の下流端には排気マニホールド１７が接続され、上流端には排気弁が設けられる。吸気弁，排気弁は、吸気ポート１４，排気ポート１５のシリンダー（燃焼室）側の開口部を所定のタイミングで開閉することで、吸排気の流れを制御する。また、シリンダーヘッド１２の上部には、これらの吸気弁，排気弁の動作を制御するための動弁機構が設けられる。なお、シリンダーヘッドカバー１３は、動弁機構を保護するためのカバー部材である。
【００２０】
吸気マニホールド１６の上流側の端部には、吸気ポート１４側へと流れる空気を一時的に貯めるためのサージタンク１８が設けられる。サージタンク１８よりも下流側の吸気マニホールド１６は、複数のシリンダーに向かって分岐するように形成され、その分岐点にサージタンク１８が位置する。サージタンク１８は、各々のシリンダーで発生する吸気脈動や吸気干渉を緩和するように機能する。
【００２１】
サージタンク１８からさらに上流側の吸気通路１９上には、電子制御式のスロットルバルブ２０が介装される。エンジン１０に吸入される吸気量は、スロットルバルブ２０の開度（スロットル開度）に応じて調節される。このスロットル開度は、図示しないエンジンＥＣＵによって制御される。
【００２２】
各シリンダーの外周には、エンジン冷却水が流通するウォータージャケット２２が設けられる。エンジン冷却水は、燃焼室内での燃料混合気の燃焼によって昇温したシリンダーブロック１１やシリンダーヘッド１２を冷却する。一方、シリンダーブロック１１の外表面からは、多少の輻射熱が放出される。本遮熱カバー１は、このような輻射熱の吸気系への伝達を遮断しながら、シリンダーブロック１１を外側から冷却する。
【００２３】
［２．遮熱カバー］
遮熱カバー１は、エンジン１０からの輻射熱を遮るだけでなく、遮熱カバー１と本体側面１１ａとの間に空間を形成して熱対流による上方への空気の流れを生成するように機能するものである。
この遮熱カバー１は、シリンダーブロック１１の側面のうち、吸気系システム（吸気系とも呼ぶ）に面した側面１１ａ（本体側面とも呼ぶ）と吸気系との間に設けられる。図１に示す例では、吸気マニホールド１６が下方に向かって屈曲したその先にサージタンク１８が設けられ、吸気マニホールド１６及び吸気通路１９のうちサージタンク１８を中心とした所定の範囲とシリンダーブロック１１の側面１１ａとの間の空間を区画するように遮熱カバー１が介装されている。以下、遮熱カバー１によって覆われたシリンダーブロック１１の側面１１ａのことを、本体側面１１ａとも呼ぶ。
【００２４】
遮熱カバー１には、図２に示すように、本体側面１１ａを冷却する走行風（外気）を取り込むための吸風部２と、その上部に設けられて走行風を排出するための排風部３とが設けられる。ここでは、吸風部２の上端縁及び排風部３の下端縁に嵌合構造が適用されて着脱自在に形成されたものを例示するが、吸風部２及び排風部３を一体に形成してもよい。なお、遮熱カバー１の組成に関しても任意であり、耐熱性樹脂やセラミック，金属等といった種々の素材を用いて製造することが考えられる。
【００２５】
吸風部２は、水平断面がコの字状となるように形成された部位であり、本体側面１１ａに沿った平面状に形成された側面部２ａと、側面部２ａの両脇を側面部２ａに対してほぼ直角に屈曲させた形状の両脇部２ｂとからなる。側面部２ａは、本体側面１１ａに対してほぼ平行に配置される。側面部２ａと本体側面１１ａとの間に挟まれた空間のことを以下、内部空間８と呼ぶ。
【００２６】
また、両脇部２ｂは、側面部２ａの左右端辺と本体側面１１ａとの間を塞ぐように架け渡される部位である。これにより、内部空間８から本体側面１１ａに向かって水平方向への空気の流出が遮断される。なお、吸風部２の底面２ｃは閉塞されておらず、すなわち内部空間８はその下面が外部に開放されている。
側面部２ａには、冷却風としての外気（走行風）を内部空間８側に向かって取り込むための複数のスリット４（入口部）が形成されている。図１に示すように、スリット４は内部空間８と吸気系側の空間と連通する走行風の流路となる。また、図２に示すように、これらのスリット４は、エンジン１０の左右方向に延びた横長の矩形状に形成され、それぞれのスリット４が上下方向に所定の間隔を空けて平行に設けられる。
【００２７】
排風部３は、吸風部２の上部を覆うように形成された蓋状の部位である。この排風部３には、上面部３ａとその上面部３ａよりも下方に凹んだ形状に形成されたへこみ部３ｂとが設けられる。上面部３ａ及びへこみ部３ｂは、吸風部２の側面部２ａと本体側面１１ａ（又はシリンダーヘッド１２）との間を塞ぐように架け渡される部位であり、内部空間８の天井面を形成している。
また、へこみ部３ｂは、シリンダーヘッド１２に接続される吸気マニホールド１６の直下方の部位に設けられ、上面部３ａはそれらのへこみ部３ｂの間に設けられる。なお、へこみ部３ｂに隣接するエンジン１０側の壁面には、遮熱カバー１を本体側面１１ａに対してボルト７等の締結具で固定するためのボルト穴３ｃが穿孔される。
【００２８】
上面部３ａには、スリット４から取り込まれた走行風を排出するための複数の開口部５（出口部）が形成されている。図１に示すように、開口部５は内部空間８とそれよりも上方の空間との間を上下方向に連通する走行風の流路となる。また、図２に示すように、これらの開口部５は、へこみ部３ｂを避けた位置であって、へこみ部３ｂよりも上方に設けられる。つまり開口部５は、エンジン１０をその上方から見たときに、吸気マニホールド１６と重ならない位置に設けられる。
【００２９】
また、排風部３内の開口部５よりも下方には、エンジン１０からの輻射熱の伝達を抑制するための遮熱板３ｄが水平方向に延設されている。遮熱板３ｄによって内部空間８の上方が目隠しされ、開口部５から内部空間８を直接覗くことができないようになっている。つまり、内部空間８からの輻射熱が開口部５から直接外部に漏出しない構造とされている。
【００３０】
図３（ａ）に示すように、各スリット４の下端縁４ａにはガイド板６が固定されている。これらのガイド板６は、遮熱板３ｄと同様に輻射熱の漏出を抑えるための目隠し板であり、スリット４から導入される走行風を開口部５側へと案内するための風向制御板でもある。ここでは、ガイド板６の形状が、スリット４の下端縁４ａを始点として、本体側面１１ａ側の内部空間８の上方に向かって湾曲して延びる曲面形状に形成されている。
【００３１】
また、図３（ｂ）に示すように、ガイド板６の大きさは、エンジン１０の側面視でのスリット４の開口面積がガイド板６によって狭められるような寸法に設定されている。すなわち、側面視でのスリット４の上下寸法（投影面を側面部２ａとしたときの開口幅）をＡとし、ガイド板６の上下方向の寸法（ガイド板６を側面部２ａに投影したときの寸法）をＢとすると、少なくともＡがＢの半分（１／２）以下となるように、スリット４及びガイド板６の寸法が設定されている。
【００３２】
スリット４の幅やガイド板６の断面形状が左右方向に均一でない場合には、側面視でスリット４がガイド板６によって塞がれた部分の面積に対して、塞がれていない部分の開口面積の割合が１／２以下となるように、スリット４及びガイド板６の寸法を設定してもよい。本実施形態では、どちらの条件をも満たすようにスリット４及びガイド板６の寸法が設定されている。
【００３３】
［３．作用，効果］
上記の遮熱カバー１によれば、以下のような作用，効果が得られる。
（１）上記の遮熱カバー１が取り付けられたエンジン１０では、本体側面１１ａから放射される輻射熱が吸風部２及び排風部３の内側の壁面に吸収され、あるいは内部空間８側に反射される。これにより、エンジン１０に接続された吸気系の各種装置（吸気マニホールド１６，サージタンク１８，吸気通路１９等）が昇温しにくくなり、吸気温度の上昇を抑制することができる。
【００３４】
また、この遮熱カバー１には、内部空間８を走行風で冷却するための空冷構造が適用されている。すなわち、図３（ａ）中に白抜き矢印で示すように、側面部２ａのスリット４を介して走行風が内部空間８に導入され、その流通方向がガイド板６によって開口部５側へと矯正される。さらに、吸風部２の底面２ｃは外部に開放されているため、内部空間８の下方からも走行風が導入される。内部空間８では、輻射熱によって暖められた走行風に対流が生じ、上方への空気の流れが強められる。したがって、暖められた空気を内部空間８の最上部に位置する開口部５からスムーズに排出することができ、内部空間８を効率的に冷却することができる。
【００３５】
（２）また、図４中に白抜き矢印で示すように、開口部５から排出される空気は、遮熱カバー１よりも上方に位置する吸気マニホールド１６を避けた位置を流通する。このように、吸気マニホールド１６を避けた位置に開口部５を設けることにより、排出される走行風の熱による吸気マニホールド１６の温度上昇を抑制することができ、吸気温度の昇温防止効果を高めることができる。
【００３６】
（３）また、図３（ｂ）に示すように、スリット４が左右方向に延びた横長の矩形状に形成されているため、左右方向についての走行風の流入量や流通速度を均一にすることができ、内部空間８の内部での熱的偏りを生じにくくすることができる。さらに、スリット４の下端縁４ａからガイド板６を延ばした構造により、例えば板金からの吸風部２の加工が容易となり、製造コストを削減することができる。
【００３７】
（４）さらに、図３（ｂ）に示すように、側面視でのスリット４の上下寸法Ａがガイド板６の上下方向の寸法Ｂの半分以下となるように、スリット開口の寸法が設定されているため、スリット４からの輻射熱の放射を抑制しつつ走行風の導入効率を高めることができ、遮熱機能と冷却機能とをバランスよく実現することができる。
【００３８】
［４．変形例］
上記の遮熱カバー１の変形例は多種多様に考えられる。
（１）例えば、図５（ａ）に示すように、エンジン１０の側面視でスリット４の開口全体を覆うようにガイド板６を設けてもよい。つまり、側面視でのスリット４の上下寸法Ａを０としてもよい。この場合、ガイド板６の先端６ａの高さがスリット４の上端縁４ｂの高さに一致する。また、ガイド板６の先端をスリット４の上端縁４ｂよりも上方に延ばしてもよい。これらのような構成により、輻射熱の吸気系側への漏洩を効率的に防ぐことができ、遮熱効果を向上させることができる。
【００３９】
（２）また、スリット４の下端縁４ａ及び上端縁４ｂのそれぞれから、第一ガイド板６ｂ及び第二ガイド板６ｃを延ばした形状としてもよい。この場合、図５（ｂ）に示すように、第一ガイド板６ｂと第二ガイド板６ｃとの隙間がエンジン１０に向かって先細りとなるように配置することが考えられる。これにより、隙間を通過する走行風の入口側の流路幅Ｗ1よりも出口側の流路幅Ｗ2が小さくなる（Ｗ2＜Ｗ1）ため、隙間内における走行風の流速を下流側ほど速くすることができ、内部空間８内での空気の流れをより確実に生成することができ、エンジン１０や遮熱カバー１の冷却効果を高めることができる。
【００４０】
（３）また、本体側面１１ａの温度分布を考慮して、走行風の内部空間８への導入位置が燃焼室に近いほど、その走行風の流路面積を大きく設定してもよい。例えば、図６に示すように、上下方向に所定の間隔を空けて設けられた複数のスリット４の流路幅を、上から順にＷ3，Ｗ4，Ｗ5，Ｗ6，Ｗ7に設定することが考えられる（ただし、Ｗ7＜Ｗ6＜Ｗ5＜Ｗ4＜Ｗ3）。このような流路幅の設定により、燃焼室が位置するシリンダーブロック１１の上部側により多くの走行風を導入することができ、エンジン１０や遮熱カバー１の冷却効率を向上させることができる。
【００４１】
（４）また、側面部２ａ上におけるスリット４の形成位置に関して、エンジン１０の側面視でサージタンク１８や吸気通路１９を避けた位置にスリット４を形成する構成としてもよい。すなわち、図７に示すように、側面部２ａのうちサージタンク１８や吸気通路１９に面する位置にはスリット４を設けず、その左右にスリット４を配置したものである。
【００４２】
このようなスリット４の配置により、走行風が内部空間８内に入りにくい部分の流路が閉塞されることになり、スリット４を通過する走行風の流速を増大させることができ、走行風の導入効率や走行風による冷却効率をさらに高めることができる。また、輻射熱がスリット４から漏洩した場合であっても、その影響がサージタンク１８や吸気通路１９に与えられにくくなるため、吸気温度の昇温防止効果を高めることができる。
【００４３】
なお、上述の実施形態では、車両に搭載されるエンジン１０に適用された遮熱カバー１を説明したが、この遮熱カバー１は、例えば車両や船舶，航空機，産業用機械等に搭載されるガソリンエンジン，ディーゼルエンジン等の内燃機関に適用することができる。遮熱カバー１の適用対象は、少なくとも機関内部に吸入空気を吸入するための吸気系システムが接続された内燃機関であればよい。一方、遮熱カバー１の内部空間８に導入される冷却用の外気の取り込みやすさを考慮すると、比較的移動速度の大きい機械で用いられる内燃機関に用いて好適であり、例えば車両に搭載される内燃機関に用いて好適である。
【符号の説明】
【００４４】
１  遮熱カバー
２  吸風部
２ａ  側面部
３  排風部
３ａ  上面部
４  スリット（入口部）
５  開口部（出口部）
５ａ  下端縁
６  ガイド板（導風板）
８  内部空間
１０  エンジン
１１  シリンダーブロック
【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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