(57)【要約】【課題】水冷インタークーラを配設するスペースを創出するともに、衝突時等における燃料配管の損傷を防止する生存空間を確保する。【解決手段】過給機（４）を有する内燃機関１であって、過給機（４）によって過給された吸気（Ｋ２）を冷媒（Ｌ）によって冷却する水冷インタークーラ５と、内燃機関１を始動するスタータ６と、機関本体２へ燃料を導く燃料配管８と、を備え、吸気管３とスタータ６は、互いに離隔するように隙間（ＬＳ）を設けてそれぞれ機関本体２に近接して配設され、水冷インタークーラ５は、隙間（ＬＳ）を覆うように吸気管３とスタータ６に近接して配設され、燃料配管８は、隙間（ＬＳ）を通して配設され、吸気管３とスタータ６との間であって、かつ機関本体２と水冷インタークーラ５の間に配設されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
機関本体と、この機関本体へ吸気を導く吸気管と、この吸気管に配設され前記吸気を過給する過給機と、を有する内燃機関であって、
前記吸気管が接続され前記過給機によって過給された吸気を冷媒によって冷却する水冷インタークーラと、
当該内燃機関を始動するスタータと、
前記機関本体へ燃料を導く燃料配管と、を備え、
前記吸気管と前記スタータは、互いに離隔するように隙間を設けてそれぞれ前記機関本体に近接して配設され、
前記水冷インタークーラは、前記隙間を覆うように前記吸気管と前記スタータに近接して配設され、
前記燃料配管は、前記隙間を通して配設され、前記吸気管と前記スタータとの間であって、かつ前記機関本体と前記水冷インタークーラの間に配設されていること、
を特徴とする内燃機関。
【請求項２】
前記内燃機関は、車両に搭載され、
前記吸気管と前記スタータは、前記車両搭載方向の前後方向で前記機関本体の後方に配設され、
前記水冷インタークーラは、前記車両搭載方向の前後方向で前記吸気管と前記スタータの後方に配設されていることを特徴とする請求項１記載の内燃機関。
【請求項３】
前記スタータと前記吸気管は、前記機関本体と前記水冷インタークーラの間に配置され、
前記スタータと前記吸気管と前記燃料配管は、前記車両搭載方向の高さ方向で前記水冷インタークーラと重複していることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の内燃機関。
【請求項４】
前記燃料配管を流通する燃料をろ過する燃料ストレーナが前記隙間に配設されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関に係り、特に、水冷インタークーラを備えた内燃機関に関する。
【背景技術】
【０００２】
近時、車両は、環境保護の観点から内燃機関を小型化して重量低減を図るとともに燃費を向上させることが求められる。一方、車両には、衝突時の衝撃吸収性を確保するとともに、スペース効率を高めて居住性を向上させ総合的な商品性を高める必要がある。
【０００３】
従来、車両に搭載される内燃機関において、排気量を小さくして小型化を図りながら出力を向上させるために過給機を搭載するとともに、吸気効率を向上させるために水冷インタークーラを設ける技術が知られている（例えば、特許文献１）。
また、車両の衝突時に燃料が流出しないように、燃料分配管等の燃料供給装置をインタークーラ等によって取り囲むように構成して保護する技術が知られている（例えば、特許文献２）。
【０００４】
具体的には、特許文献１には、クランクケースの上にスペースを確保してインタークーラを配設することで、エンジンの中央付近にマスを集中させて車体の重心位置をより中央にコンパクトに集中させる内燃機関が開示されている。
特許文献２には、エンジン本体の上部にインタークーラを配設し、インタークーラの下方に燃料分配管を配設する内燃機関が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平２−２４２８４号公報（課題を解決するための手段、作用、および第１図参照）
【特許文献２】特開平２−１４７８６５号公報（実用新案登録請求の範囲、および第１図〜第４図参照）
【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に記載された内燃機関では、エンジンの中央付近にマスを集中させているため、車両の衝突時に燃料配管が損傷しないように燃料配管の生存空間を確保することができないという問題があった。
【０００７】
特許文献２に記載された内燃機関では、エンジン本体の上部にインタークーラを配設しているため、ボンネットの高さが高くなりデザイン性および前方視界が阻害されるとともに、エンジン本体とボンネットとの隙間を確保しにくく、さらに車両重心位置が高くなるため操縦安定性に影響を及ぼすという問題があった。
【０００８】
本発明は、このような背景に鑑みてなされたものであり、衝突時等における燃料配管の損傷を防止する生存空間を確保することができるコンパクトな内燃機関を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題を解決するため、請求項１に係る発明は、機関本体と、この機関本体へ吸気を導く吸気管と、この吸気管に配設され前記吸気を過給する過給機と、を有する内燃機関であって、前記吸気管が接続され前記過給機によって過給された吸気を冷媒によって冷却する水冷インタークーラと、前記内燃機関を始動するスタータと、前記機関本体へ燃料を導く燃料配管と、を備え、前記吸気管と前記スタータは、互いに離隔するように隙間を設けてそれぞれ前記機関本体に近接して配設され、前記水冷インタークーラは、前記隙間を覆うように前記吸気管と前記スタータに近接して配設され、前記燃料配管は、前記隙間を通して配設され、前記吸気管と前記スタータとの間であって、かつ前記機関本体と前記水冷インタークーラの間に配設されていること、を特徴とする。
【００１０】
本発明に係る内燃機関において、前記燃料配管は、前記隙間を通して配設され、前記吸気管と前記スタータとの間であって、かつ前記機関本体と前記水冷インタークーラの間に配設されていることで、機関本体と水冷インタークーラの間に吸気管とスタータが配設されているため、機関本体と水冷インタークーラの間隔を狭めるような外力が内燃機関に作用しても、機関本体と水冷インタークーラの間には吸気管とスタータとで形成される隙間（燃料配管の生存空間）を確保することができる。
【００１１】
つまり、吸気管とスタータとで形成される隙間を通して燃料配管を配設することで、例えば車両の衝突時等の外力によって内燃機関が移動したとしても、燃料配管の生存空間を確保して損傷等を防止することができる。
【００１２】
このようにして、本発明に係る内燃機関は、前記吸気管と前記スタータとを、互いに離隔するように隙間を設けてそれぞれ前記機関本体に近接して配設することで、燃料配管の損傷を防止する強固な生存空間を確保して燃料配管の損傷を防止することができる。
【００１３】
また、水冷インタークーラを吸気管に近接して配設することで、過給機の出口から吸気管までの吸気配管長を短くすることができるため、圧力損失を低減させることができるとともに、過給レスポンスを向上させ、例えばターボラグを小さくすることができる。
このようにして、本発明に係る内燃機関は、内燃機関の性能を向上させることができる。
【００１４】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の内燃機関であって、前記内燃機関は、車両に搭載され、前記吸気管と前記スタータは、前記車両搭載方向の前後方向で前記機関本体の後方に配設され、前記水冷インタークーラは、前記車両搭載方向の前後方向で前記吸気管と前記スタータの後方に配設されていることを特徴とする。
【００１５】
請求項２に係る内燃機関は、前記車両搭載方向の前後方向で前記機関本体の後方に前記吸気管と前記スタータとが配設され、前記吸気管と前記スタータの後方に水冷インタークーラが配設されていることで、車両の前後方向の衝突吸収性を向上させて燃料配管の損傷をより確実に防止することができる。
【００１６】
つまり、車両の前面から衝突した場合には、内燃機関自体が後方に押されるが、機関本体の後方に前記吸気管と前記スタータとが配設され、前記吸気管と前記スタータの後方に水冷インタークーラが配設されていることで、例えば内燃機関の後方に配置されたダッシュボードロアパネル等の剛性が高い構造部材から受ける衝撃を水冷インタークーラで緩和することができるため、燃料配管の損傷をより確実に防止することができる。
【００１７】
このようにして、本発明に係る内燃機関は、車両の衝突時等の外力によって内燃機関が移動したとしても、前記吸気管と前記スタータと前記水冷インタークーラとによって、燃料配管の生存空間を確保して、燃料配管を保護することができる。
【００１８】
請求項３に係る発明は、請求項１または請求項２に記載の内燃機関であって、前記スタータと前記吸気管は前記機関本体と前記水冷インタークーラの間に配置され、前記スタータと前記吸気管と前記燃料配管は、前記車両搭載方向の高さ方向で前記水冷インタークーラと重複していることを特徴とする。
【００１９】
請求項３に係る内燃機関は、前記スタータと前記吸気管と前記燃料配管は、前記車両搭載方向の高さ方向で前記水冷インタークーラと重複していることで、例えば内燃機関の後方に配置されたダッシュロアパネル等の剛性が高い構造部材から水冷インタークーラが受けた衝撃を前記吸気管と前記スタータで受け止めて燃料配管の生存空間を確保することができるため、燃料配管の損傷をより確実に防止することができる。
【００２０】
請求項４に係る発明は、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の内燃機関であって、前記燃料配管を流通する燃料をろ過する燃料ストレーナが前記隙間に配設されていること、を特徴とする。
【００２１】
請求項４に係る内燃機関は、前記隙間に燃料ストレーナを配設することで、車両の衝突時等における燃料の流出をより効果的に抑制することができる。
例えば、燃料配管に配設される燃料ストレーナは、燃料配管よりも外形サイズが大きいので車両の衝突時等においては損傷しやすいが、燃料ストレーナを前記隙間（生存空間）に配設することで、損傷しやすい燃料ストレーナを効果的に保護することができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明は、内燃機関の小型化を図りながら水冷インタークーラを配設するスペースを創出するとともに、衝突時等における生存空間を確保して燃料配管の損傷を防止し、かつ内燃機関の性能を向上させることができる水冷インタークーラを備えた内燃機関を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施形態に係る内燃機関を車両に搭載した状態を示す側面断面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る内燃機関における水冷インタークーラの冷却水の循環経路を示す平面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る車両の衝突時における燃料配管等の生存空間の作用を示す図２のＸ−Ｘ線側面断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
本発明の実施形態に係る車両１００に搭載した内燃機関１について、適宜図１から図３を参照しながら詳細に説明する。参照する図１は、車両の前部を側面から見た側面図であり、内燃機関の配置を説明するためにフェンダーパネルや前輪と懸架装置等の構成要素を取り外した図である。図２は内燃機関の冷却水の循環経路を示すメインラジエータシステムと水冷インタークーラの冷却水の循環経路を示すサブラジエータシステムとを説明するための平面図である。図３は内燃機関に形成された燃料配管の生存空間を示す図２のＸ−Ｘ線側面断面図である。
【００２５】
なお、図１と図３においては、説明の便宜上、機関本体や補機類等は、形状を簡略化したり省略したりして示す。図２においては、水冷インタークーラの冷却水の循環経路を示すものであるため、構成要素を省略したり、サイズや配置を変更したりして示す。
【００２６】
車両１００は、図１に示すように、前部に配置され内燃機関１を搭載するエンジンルームＥＧと、このエンジンルームＥＧの後部に配置され車室ＣＢとの境界をなしたダッシュロアパネルＤＰと、内燃機関１の前方に配設されたメインラジエータＭＲと、内燃機関１の排気Ｈを浄化する触媒コンバータＣＴと、を備えている。
【００２７】
メインラジエータＭＲは、機関本体２を冷却するエンジン冷却ラシステム１０を構成する要素であり、機関本体２によって加熱されたクーラントＣ２を外気によって冷却する熱交換器である。
エンジン冷却システム１０は、メインラジエータＭＲによって冷却されたクーラントＣ１を機関本体２へ供給するウォータポンプ１１と、クーラントＣ２の温度を検知する温度センサ１２と、を備えている。
【００２８】
なお、本実施形態においては内燃機関１を車両に搭載して説明したが、車両１００に限定されるものではなく、船舶等であってもよい。
【００２９】
車両１００は、衝突時等において燃料配管８が損傷して燃料が漏れ出さないように、内燃機関１とダッシュロアパネルＤＰとの間には、燃料配管８や燃料ストレーナ８１等を保護するためのエンジンルームＥＧ内の隙間である生存空間ＬＳが確保されている。
【００３０】
内燃機関１は、図１に示すように、機関本体２と、この機関本体２へ吸気Ｋ（吸入空気）を導く吸気管３と、この吸気管３に配設され外気から導入した吸気Ｋ１（図２参照）を過給する過給機４と、過給機４によって過給された吸気Ｋ２（図２参照）を冷却する水冷インタークーラ５と、内燃機関１を始動するスタータ６と、機関本体２へ燃料を導く燃料配管８と、燃料をろ過する燃料ストレーナ８１と、燃焼後の排気ガスＨを排出する排気管９と、を備えている。
【００３１】
なお、機関本体２の燃焼室（不図示）へ導入する吸気Ｋは、図２に示すように、外気から導入する吸気Ｋ１、過給機４で過給した吸気Ｋ２、水冷インタークーラ５で冷却した吸気Ｋ３を総称して示すものとする。
【００３２】
機関本体２は、図１に示すように、クランクシャフトやピストン等（不図示）が装着されるシリンダブロック２１と、燃焼室および動弁室（不図示）が形成されたシリンダヘッド２２と、を備え、鋳鉄やアルミ合金等の剛性体で構成されているが、内燃機関１の用途等によって種々の形態を採用することができ特に限定されるものではないので詳細な説明は省略する。
【００３３】
吸気管３は、シリンダヘッド２２の吸気（吸気ポート）側に連結され、各シリンダの燃焼室（不図示）にそれぞれ吸気Ｋ３を導くために多岐管３１（インテークマニホールド）を備えている。多岐管３１は、内燃機関１の特性に応じて種々の形態を採用することができるが、その形状の特性上、金属鋳造や樹脂成型されるため所定の剛性を確保することができる。
【００３４】
多岐管３１は、車両１００に搭載した状態における車両搭載方向の前後方向で機関本体２の後方近傍に近接して配設され、車両搭載方向の高さ方向で機関本体２の上部近傍に近接して配設されている。また、多岐管３１は、車両搭載方向の高さ方向で水冷インタークーラ５の高さと重複する位置に配設されている。
このため、多岐管３１は、内燃機関１が車両１００の衝突時等において後方に移動すると、多岐管３１が水冷インタークーラ５の上端部に当接する位置関係に配設されている。
【００３５】
なお、吸気管３の形状やサイズは、車両１００や内燃機関１の種類等によって種々の形態が採用され、特に限定されるものではないので、吸気管３の形状等に関する詳細な説明は省略する。
【００３６】
過給機４は、例えば内燃機関１の排気Ｈの排気圧力を利用してタービン４１を回転させるいわゆるターボチャージャーによって外気から導入した吸気Ｋ１（図２参照）を過給する装置であるが、特に限定されるものではなく、内燃機関１の駆動力を利用したいわゆるスーパーチャージャーであってもよい。
過給機４によって過給された吸気Ｋ２（図２参照）は、圧縮されて温度が上昇しているため、水冷インタークーラ５によって冷却され吸気密度を高めてから多岐管３１へ送られるようになっている。
【００３７】
水冷インタークーラ５は、図２に示すように、吸気Ｋ２を冷却する水冷インタークーラシステム５００を構成する要素であり、冷却水Ｌ１と過給機４によって過給された吸気Ｋ２とを熱交換して吸気Ｋ２を冷却して密度を高めた吸気Ｋ３を生成するための熱交換器である。水冷インタークーラ５は多岐管３１の上流側に接続されている。水冷インタークーラ５によって冷却された吸気Ｋ３が、過給機４によって吸気管３に押し込まれるようになっている。
【００３８】
水冷インタークーラシステム５００は、冷却水Ｌ１と吸気Ｋ２とを熱交換して加温された冷却水Ｌ２を外気と熱交換して冷却するサブラジエータＳＲと、サブラジエータＳＲによって冷却した冷却水Ｌ１を水冷インタークーラ５へ供給して冷却水Ｌ（Ｌ１，Ｌ２）を循環させる循環ポンプ５１と、を備えている。
【００３９】
スタータ６は、図１に示すように、内燃機関１のクランクシャフト（不図示）を回転させて内燃機関１を始動する装置であり、アーマチュア等の回転機構を構成するモータ本体部６１と、モータ本体部６１を機関本体２に固定するモータケーシング６２と、を備えている。モータケーシング６２は、モータ本体部６１を収容する特性上、所定の剛性を確保することができる。
【００４０】
スタータ６は、車両１００に搭載した状態における車両搭載方向の前後方向で機関本体２の後方近傍に配設され、車両搭載方向の高さ方向で機関本体２の下部近傍に配設されている。また、スタータ６は、車両搭載方向の高さ方向で水冷インタークーラ５の高さと重複する位置に配設されている。このため、スタータ６は、内燃機関１が車両１００の衝突時等において後方に移動すると、モータケーシング６２が水冷インタークーラ５の下端部に当接する位置関係に配設されている。
【００４１】
吸気管３の多岐管３１とスタータ６は、車両搭載方向の高さ方向で互いに離隔するように隙間である生存空間ＬＳを設けてそれぞれ機関本体２の近傍に配設されている。水冷インタークーラ５は、生存空間ＬＳを後方から覆うように吸気管３とスタータ６の近傍に配設されている。
【００４２】
かかる構成により、水冷インタークーラ５を吸気管３の近傍に配設することで、過給機４の出口から多岐管３１までの吸気配管長を短くすることができるため、吸気の圧力損失を低減させることができるとともに、過給レスポンスを向上させ、ターボラグを小さくすることができる。
【００４３】
燃料配管８は、ガソリンタンク（不図示）から吸気管３へ燃料を供給する配管であり、生存空間ＬＳを通して配設され、ガソリンタンク（不図示）から供給された燃料を燃料ストレーナ８１でろ過してから吸気管３へ供給するように配設されている。
燃料配管８と燃料ストレーナ８１は、吸気管３の多岐管３１とスタータ６との間であって、かつ機関本体２と水冷インタークーラ５の間に配設されている。
【００４４】
排気管９は、シリンダヘッド２２の排気（排気ポート）側に連結され、各シリンダの燃焼室（不図示）から排出される排気Ｈを触媒コンバータＣＴへ導くための多岐管によって構成されている。
【００４５】
生存空間ＬＳは、車両搭載方向において前後方向では機関本体２と水冷インタークーラ５の間に形成された隙間からなり、かつ上下方向においては吸気管３とスタータ６との間に形成された隙間からなる空間である。
【００４６】
車両１００は、衝突時等において燃料配管８が損傷して燃料が漏れ出さないように、内燃機関１とダッシュロアパネルＤＰとの間には、燃料配管８や燃料ストレーナ８１等を保護するための生存空間ＬＳが確保されている。
【００４７】
以上のように構成された本発明の実施形態に係る車両１００に搭載された内燃機関１の動作について、主として図１と図３を参照しながら説明する。
車両１００は、車両１００が前部から障害物に衝突した場合には、衝突時の衝撃力が車室ＣＢまで影響を及ぼさないようにダッシュロアパネルＤＰの剛性が確保されるとともに、ダッシュロアパネルＤＰに伝達される衝撃力を吸収して緩和するためにエンジンルームＥＧがクラッシャブル構造になっている。
【００４８】
エンジンルームＥＧのクラッシャブル構造によって衝撃力を吸収するため、車両１００が前方から障害物に衝突した場合には、車両１００の前部が変形して内燃機関１も後方に移動する。内燃機関１が後方に移動すると、内燃機関１は、剛性が確保されたダッシュロアパネルＤＰに押し付けられる。
【００４９】
内燃機関１が後方のダッシュロアパネルＤＰに押し付けられると、燃料配管８や燃料ストレーナ８１等が機関本体２と水冷インタークーラ５との間に挟まれた状態になるが、機関本体２と水冷インタークーラ５との間には、上部の吸気管３と下部のスタータ６との隙間である生存空間ＬＳが確保されている（図３参照）。
【００５０】
このようにして、本発明の実施形態に係る内燃機関１は、生存空間ＬＳが確保されているため、車両１００が前方から衝突して内燃機関１が後方のダッシュロアパネルＤＰに押し付けられた場合であっても、内燃機関１に燃料を供給する燃料配管８や燃料ストレーナ８１等を確実に保護することができる。
【００５１】
また、本発明の実施形態に係る内燃機関１は、多岐管３１とスタータ６によって、燃料配管８と燃料ストレーナ８１の生存空間を確保することで、多岐管３１とスタータ６に近接させてインタークーラ５を配設することができる。
【００５２】
また、水冷インタークーラ６を多岐管３１に近接して配設することで、過給機４の出口から多岐管３１までの吸気配管長を短くすることができるため、圧力損失を低減させることができるとともに、過給レスポンスを向上させ、ターボラグを小さくすることができる。
【００５３】
このようにして、本発明の実施形態に係る内燃機関１は、小型化を図りながら水冷インタークーラ５を配設するスペースを創出するとともに、衝突時等における生存空間ＬＳを確保して燃料配管８と燃料ストレーナ８１の損傷を防止し、かつ内燃機関１の性能を向上させることができる。
【００５４】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、前記した実施形態に限定されず、適宜変形して実施することが可能である。例えば、本実施形態においては、スタータ６および多岐管３１は、車両搭載方向の高さ方向で水冷インタークーラ６と重複していることとしたが、スタータ６および多岐管３１のうち少なくとも一方が、車両搭載方向の高さ方向で水冷インタークーラ６と重複しているように構成することもできる。
【００５５】
また、本実施形態においては、いわゆるフロントエンジンの車両１００に適用する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、リアエンジンの車両に適用してもよい。例えば、リアエンジンの車両の場合には、内燃機関１の前方に吸気管３とスタータ６を配設して生存空間ＬＳを確保してもよい。
【符号の説明】
【００５６】
１      内燃機関
２      機関本体
３      吸気管
４      過給機
５      水冷インタークーラ
６      スタータ
８      燃料配管
９      排気管
１０    エンジン冷却システム
１１    ウォータポンプ
２１    シリンダブロック（機関本体）
２２    シリンダヘッド（機関本体）
３１    多岐管（吸気管）
４１    タービン
５１    循環ポンプ
６１    モータ本体部（スタータ）
６２    モータケーシング（スタータ）
８１    燃料ストレーナ
１００  車両
５００  水冷インタークーラシステム
Ｃ１，Ｃ２    クーラント
ＤＰ    ダッシュロアパネル
ＥＧ    エンジンルーム
Ｋ      吸気
Ｋ１、Ｋ２，Ｋ３    吸気
Ｌ，Ｌ１，Ｌ２      冷却水（冷媒）
ＬＳ    生存空間（隙間）
ＭＲ    メインラジエータ
ＳＲ    サブラジエータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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