特開 2023-135277 内燃機関におけるパイプの保持構造

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023135277

(43)【公開日】2023-09-28

(54)【発明の名称】内燃機関におけるパイプの保持構造

(51)【国際特許分類】

   F01P 11/04 20060101AFI20230921BHJP

   F16B 7/20 20060101ALI20230921BHJP

【ＦＩ】

F01P11/04 D

F01P11/04 C

F16B7/20 C

【審査請求】未請求

【請求項の数】2

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022040405

(22)【出願日】2022-03-15

(71)【出願人】

【識別番号】000002967

【氏名又は名称】ダイハツ工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100099966

【弁理士】

【氏名又は名称】西 博幸

(74)【代理人】

【識別番号】100134751

【弁理士】

【氏名又は名称】渡辺 隆一

(72)【発明者】

【氏名】松村 浩明

【テーマコード（参考）】

3J039

【Ｆターム（参考）】

3J039AA03

3J039BB01

3J039FA04

3J039FA12

3J039GA04

(57)【要約】

【課題】一端を接続ポートに挿通してブラケットがボルトで固定されるパイプにおいて、接続をこじれなく行えると共にシール性も向上できる構造を開示する。
【解決手段】冷却水戻りパイプ１５の一端部１５ａに、シール材（Ｏリング１８）が装着されている。冷却水戻りパイプ１５の他端部１５ｂにはホース１６が接続される。冷却水戻りパイプ１５には、上下逆方向に向いた第１ブラケット２４と第２ブラケット２５とが固定されており、第２ブラケット２５はボルト３５でシンリダブロック１に固定されている。冷却水戻りパイプ１５を接続ポート１３に差し込むと、第１ブラケット２４に設けた切り開き溝２６が、シリンダヘッド２に突設した受け部材（スタッドボルト２７）に嵌合する。これにより、冷却水戻りパイプ１５は姿勢が保持される。スタッドボルト２７は他の部材２８をボルト２９で固定するに際しての回り止めとしても機能する。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

パイプと、
前記パイプの一端部が嵌め込まれる接続ポートと、を有し、
前記パイプが有するブラケットは、
前記パイプの近くに配置された受け部材に嵌合して姿勢を保持する保持部と、
前記接続ポートに対する前記パイプの嵌め込みによって前記受け部材に嵌合部と、を備える、
内燃機関におけるパイプの保持構造。

【請求項2】

前記保持部および前記嵌合部を備える第１ブラケットと、
前記パイプの近くの部位にボルトで固定される第２ブラケットと、を有しており、
前記受け部材はスタッドボルト又は他の円形突起であり、前記第１ブラケットの係合部は切り開き溝である、
請求項１の内燃機関におけるパイプの保持構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本願発明は、車両用等の内燃機関に付随して使用されるパイプの保持構造に関するものである。

【背景技術】

【0002】

エンジンには冷却水等の流体を通すパイプが付属しており、パイプをエンジンの構成部材に固定していることもある。その例として特許文献１には、オイルクーラ用の冷却水が流れるパイプ（チューブ）をミッションケースに固定する構造として、固定用のブラケットを、パイプに固定された第１ブラケットとミッションケースにボルトで固定される第２ブラケットとで構成して、両ブラケットの先端部を互いに重ね合わせ、両ブラケットの重ね合わせ部を、係合爪と係合穴（係り孔）との嵌め合わせによって噛み合わせることが開示されている。

【0003】

特許文献１では、パイプの両端を固定（接続）してから、第１ブラケットをミッションケースにボルトで固定するが、ボルトによる固定前の状態では第１ブラケットと第２ブラケットとは相対姿勢を変え得るため、パイプの一端を固定するボルトの軸心と第１ブラケットを固定するボルトの軸心とが平行でない場合でも、第１ブラケットの固定作業を容易に行える（パイプの一端をボルトで固定するに際して、第１ブラケットをミッションケースから離しておける。）。この場合、係合爪と係合孔との嵌め合わせによって第１ブラケットが第２ブラケットに対して回り止めされているため、ボルトによる第１ブラケットの締結作業も容易に行える。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１２－１４１０２６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

さて、ラジエータによって冷却された冷却水は戻り管路によってウォータポンプに戻されており、この場合、戻り管路を、一端部（下流端部）がウォータポンプの接続ポートに接続された金属製のパイプと、パイプの他端部（上流端部）に接続された可撓性のホースとで構成することが行われている。

【0006】

そして、パイプの一端部はＯリングを装着することによって、接続ポートに差し込むだけで接続できるように構成する一方、パイプの中途部に第１ブラケットと第２ブラケットとを固定し、第２ブラケットはエンジン本体にボルトで固定し、第１ブラケットは、エンジン本体に設けた受け部に嵌合させて姿勢保持することが行われており、このように構成すると、パイプは２つのブラケットによって姿勢が保持されているため、ウォータポンプに対するパイプの接続の容易性を確保しつつ、ホースの接続をしっかりと行える。

【0007】

この場合、受け部材としてスタッドボルトを使用することが可能であり、スタッドボルトを使用すると、例えばエアクリーナの本体ケースをエンジン本体にボルトで固定するに際して、本体ケースに設けたブラケット部をスタッドボルトに嵌め込むことにより、スタッドボルトを回り止めに利用して、ボルトによる本体ケースの締結作業を容易に行える。

【0008】

そして、第１ブラケットとスタッドボルトとの嵌合関係として、第１ブラケットに丸穴又は長穴を空けておいて、第１ブラケットをスタッドボルトに嵌め込むことが考えられる
が、この場合は、パイプの一端部の軸心が接続ポートと完全に平行な姿勢であると、接続ポートに対するパイプの差し込みに際して第１ブラケットがスタッドボルトに衝突することになる。

【0009】

従って、パイプの一端部は、当該一端部の軸心を接続ポートの軸心に対して少し傾斜させた状態で接続ポートに差し込むことになるが、かくすると、パイプと接続ポートとの間にこじれが生じて差し込みに手間が掛かったり、Ｏリングが捲れたり破損したりしてシール不良が発生するおそれがある。

【0010】

本願発明は、このような現状を改善すべく成されたものである。

【課題を解決するための手段】

【0011】

本願発明は内燃機関におけるパイプの保持構造に係り、
「パイプと、前記パイプの一端部が嵌め込まれる接続ポートと、を有し、前記パイプが有するブラケットは、前記パイプの近くに配置された受け部材に嵌合して姿勢を保持する保持部と、前記接続ポートに対する前記パイプの嵌め込みによって前記受け部材に嵌合部と、を備える」
という構成になっている。

【0012】

本願発明は、様々に具体化できる。その例として請求項２では、
「前記保持部および前記嵌合部を備える第１ブラケットと、前記パイプの近くの部位にボルトで固定される第２ブラケットと、を有しており、前記受け部材はスタッドボルト又は他の円形突起であり、前記第１ブラケットの係合部は切り開き溝である」
という構成になっている。

【発明の効果】

【0013】

本願発明では、パイプを接続ポートに嵌め込むと、第１ブラケットの保持部が受け部材に嵌合して姿勢が保持されるため、パイプの一端部は、接続ポートの一端部と同心の姿勢で嵌め込みできる。従って、パイプの一端部を接続ポートに嵌め込むのに際してこじれが生じることはなくて、パイプの接続作業を軽い力で正確に行えると共に、Ｏリングのようなガスケットが損傷したりめくり返ったりする不具合は発生せずに所望のシール性を保持できる。

【0014】

請求項２では、第２ブラケットがボルトで固定されているため、パイプの取り付け強度が高いが、受け部材である円形突起がパイプの回り止め（位置決め）になるため、ボルトの固定作業に際しては、一々パイプの姿勢を手で保持しておく必要はなくて、締結作業を迅速に行える。

【0015】

また、請求項２のように円形の受け部材と切り開き溝方式の係合部とを採用すると、受け部材は軸心方向から見て方向性がないため、切り開き溝と受け部材とのクリアランスをできるだけ小さくして、パイプの取り付け精度を向上できる。また、スタッドボルト等の円形突起を他の部材（例えばエアクリーナ）の姿勢保持（ボルトで締結するに際しての回り止め）に併用できる利点もある。円形突起としては例えば圧入式のピンも使用できるが、スタッドボルトを使用すると、第１ブラケットや他の部材をナットで固定できる利点がある。

【0016】

また、請求項２において、第２ブラケットのボルト挿通穴をボルトの外径よりも僅かに大きい円形に設定すると、パイプが僅かでも抜け方向に移動しようとするとその動きがボルトによって阻止されるため、パイプの嵌め込みを容易に行えながら、抜け防止機能に優れている。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】パイプをエンジン側面方向から見た斜視図である。

【図2】パイプ単体の図で、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は側面図、（Ｃ）は（Ｂ）及び（Ｃ）のＣ－Ｃ視断面図である。

【図3】他の実施形態を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

次に、本願発明の実施形態を図面に基づいて説明する。以下では、方向を特定するために前後・左右の文言を使用するが、前後方向はクランク軸線方向で、左右方向はクランク軸線及び気筒軸線と直交した方向である。前と後ろについては、タイミングチェーンが配置される側を前、ミッションケースが配置される側を後ろとしている。

【0019】

(1).エンジンの概略
本実施形態は、自動車用エンジン（内燃機関）に付属したパイプの接続構造に具体化している。まず、図１，２に示す実施形態を説明する。図１に示すように、エンジンは、シンリダブロック１とその上面に固定されたシリンダヘッド２とを有しており、シリンダヘッド２の上面にはヘッドカバー（図示せず）が固定されている。シリンダヘッド２には、１つの排気出口穴３が開口している。従って、図１は排気側面の方向から見た図である。

【0020】

排気出口穴３の周囲には、スタッドボルト又は六角ボルトがねじ込まれるタップ穴４が開口しており、タップ穴４を使用して、排気ターボ過給機又は触媒ケースが固定される（排気ターボ過給機を固定した場合は、触媒ケースは排気ターボ過給機の出口フランジに固定される。）。

【0021】

シンリダブロック１及びシリンダヘッド２の前面には、１枚のフロントカバー５がボルトの群で固定されている。フロントカバー５とシンリダブロック１及びシリンダヘッド２で囲われた空間に、既述のタイミングチェーンが配置されている。図１において、シンリダブロック１とシリンダヘッド２との境界は太線６で表示し、シンリダブロック１及びシリンダヘッド２とフロントカバー５との境界を太線７で表示している。シンリダブロック１の後面部には、スタータモータのギアが噛合するリングギア８が配置されている。

【0022】

シリンダヘッド２の後部は配水部９になっており、配水部９に、ラジエータ送りポート１０や他の冷却水ポート１１を設けている。ラジエータ送りポート１０の内部には、サーモ弁（図示せず）が配置されている。

【0023】

フロントカバー５のうちシンリダブロック１の上部に位置した部位に、ウォータポンプを構成するポンプハウジング１２が、シンリダブロック１の外側にはみ出るように形成されており、ポンプハウンジング１２の後面に、後ろ向きに突出した接続ポート１３を有するポンプカバー１４がフロントカバー５と一体となって形成されている。なお、ポンプカバー１４がボルト（図示せず）の群で固定されていてもよい。ウォータポンプは、クランクプーリに巻き掛けした補記駆動ベルトで駆動されるか、又は、電動モータで駆動される。

【0024】

ウォータポンプの接続ポート１３には、金属製の冷却水戻りパイプ１５が接続されている。冷却水戻りパイプ１５は概ね前後長手の姿勢であり、その一端部（下流端部）１５ａが接続ポート１３に差し込みによって接続されており、他端部（上流端部）１５ｂに、可撓性を有するラジエータ戻りホース１６が外側から嵌まり込むようになっている。

【0025】

この場合、冷却水戻りパイプ１５は、一端部１５ａが低くて他端部１５ｂが高くなるよ
うに側面視で段違いに形成されている。また、図２（Ａ）に示すように、冷却水戻りパイプ１５は、他端部１５ｂに寄った半分強はシンリダブロック１に近接して、一端部１５ａの側の一部はシンリダブロック１から離れるように平面視でも曲がっている。従って、冷却水戻りパイプ１５は、平面視及び側面視でクランク状に曲がっている。

【0026】

従って、冷却水戻りパイプ１５は、シンリダブロック１から離れて水平姿勢になった出口側水平状部１５ｃと、シンリダブロック１に近接して水平姿勢になった入口側水平状部１５ｄと、両者を繋ぐ傾斜部１５ｅとを有している。冷却水戻りパイプ１５の一端部１５ａには２つの環状突起１７が形成されて、両環状突起１７の間に、シール材の一例としてのＯリング１８を装着している。他方、冷却水戻りパイプ１５の他端部には、前後一対の環状突起１９を形成しており、他端部に外側から嵌まったラジエータ戻りホース１６は、前後の環状突起１９の間に位置したホースハンドで縛り保持されている。

【0027】

冷却水戻りパイプ１５の入口側水平状部１５ｄには、金属管で逆Ｌ形に形成されたヒータ戻りポート２０が接続されている。ヒータ戻りポート２０には、車内暖房用のヒータコーから排出された冷却水が流れるヒータ戻りホース２１（図２（Ｂ）参照）が嵌め込まれる。ヒータ戻りポート２０の先端部にも、前後一対の環状突起２２が形成されている。なお、冷却水戻りパイプ１５は、機関が低温のときにラジエータに送られない冷却水をウォータポンプに戻すバイパス管としても機能している。

【0028】

(2).冷却水戻りパイプの固定構造
冷却水戻りパイプ１５の入口側水平状部１５ｄには、金属板製で上向きに突出した第１ブラケット２４が溶接又はろう付けで固定されて、冷却水戻りパイプ１５の出口側水平状部１５ｃには、金属板製で下向きに突出した第２ブラケット２５が溶接又はろう付けで固定されている。第１ブラケット２４と第２ブラケット２５とは、上下逆向きに配置されている。

【0029】

図２（Ｃ）に示すように、第１ブラケット２４は、その下端部は入口側水平状部１５ｄに重なるように湾曲し、この部位を冷却水戻りパイプ１５の入口側水平状部１５ｄにろう付け又は溶接している。更に、第１ブラケット２４は、シリンダヘッド２の排気側面に近接した状態で上向きに立ち上がっており、上半部は、前に向けて高くなった前向き傾斜部２４ａを有している。

【0030】

そして、図２に示すように、前向き傾斜部２４ａの前端に、係合部の一例として前向きに開口した切り開き溝２６を形成している。また、切り開き溝２６の開口縁は、上下に広がるテーパ部２６ａになっている。そして、シリンダヘッド２の吸気側面に、請求項に記載した受け部材の一例として、第１ブラケット２４の切り開き溝２６が嵌合するスタッドボルト２７を突設している。

【0031】

図１に示すように、シリンダヘッド２の後部上方にはエアクリーナの本体ケース（ダーティ室）２８が配置されており、本体ケース２８の一部が六角ボルト２９によってシリンダヘッド２に固定されているが、本体ケース２８に、スタッドボルト２７に嵌まり込む位置決め穴３０を有するブラケット部３１が一体に形成されている。なお、本体ケース２８とブラケット部３１がグロメットを介して連結された別体構造も採用できる。

【0032】

エアクリーナの本体ケース２８は、冷却水戻りパイプ１５を固定した後に取り付けられる。従って、第１ブラケット２４の切り開き溝２６がスタッドボルト２７に嵌め込まれた状態で、ブラケット部３１をスタッドボルト２７に嵌め込み、その状態で六角ボルト２９をねじ込まれるが、本体ケース２８はスタッドボルト２７によって回り止めされているため、人手で本体ケース２８の姿勢を保持することなく、六角ボルト２９をねじ込み操作で
きる。

【0033】

図２（Ｂ）に示すように、スタッドボルト２７は、シリンダヘッド２に外向き突設した上ボス部３２にねじ込まれており、第１ブラケット２４は上ボス部３２に重なっている。また、六角ボルト２９がねじ込まれるタップ穴は、シリンダヘッド２に設けたボス部（図示せず）に形成されている。図２（Ｂ）（Ｃ）に示すように、第１ブラケット２４の内角部には外向きに突出した補強リブ２４ｂを設けている。

【0034】

なお、第１ブラケット２４とヒータ戻りポート２０とは、ヒータ戻りポート２０が外側に位置した状態において側面視ではクロスしている。また、これら第１ブラケット２４とヒータ戻りポート２０とは、触媒ケースの上方に配置されている。従って、第１ブラケット２４とヒータ戻りポート２０が触媒ケースの邪魔になることはない。

【0035】

第２ブラケット２５は、既述のとおり冷却水戻りパイプ１５の傾斜部１５ｅに溶接又はろう付けで固定されており、側面視では、下に行くに従って後ろに向かうように形成している。また、第２ブラケット２５は、その上端部は傾斜部１５ｅに部分的に重なるように曲がっており、第２ブラケット２５の下端部が、シンリダブロック１に設けた下ボス部３４にボルト（六角ボルト）３５で固定されている（図１参照）。

【0036】

第２ブラケット２５のボルト挿通穴３６は円形になっている。第２ブラケット２５の長手両側縁にも補強リブ２５ａを設けている。スタッドボルト２７には、ナット３７をねじ込むことも可能である。

【0037】

以上の構成において、冷却水戻りパイプ１５の一端部１５ａをウォータポンプの接続ポート１３に差し込むと、その差し込み動によって第１ブラケット２４の切り開き溝２６がスタッドボルト２７に嵌まり込む。すなわち、冷却水戻りパイプ１５の一端部１５ａを接続ポート１３と同心の姿勢で差し込むと、第１ブラケット２４の切り開き溝２６がスタッドボルト２７に嵌合して、冷却水戻りパイプ１５の姿勢が保持される。

【0038】

この場合、第１ブラケット２４の先端は先広がりのテーパ部になっているため、切り開き溝２６がスタッドボルト２７に嵌まり込むように第１ブラケット２４の動きがガイドされて、冷却水戻りパイプ１５は、その一端部１５ａを接続ポート１３と同心の姿勢に保持される。従って、接続ポート１３への冷却水戻りパイプ１５の接続を正確に行える。よって、作業を軽い力で軽快に行えると共に、Ｏリング１８の損傷や捲れはなく、高いシール性を保持できる。

【0039】

また、第２ブラケット２５のボルト挿通穴３６は円形であるため、冷却水戻りパイプ１５に接続ポート１３から抜ける方向の外力が作用しても、冷却水戻りパイプ１５はボルト３５によって後退不能に阻止され。従って、接続作業の容易性を保持しつつ、高い抜け防止機能を保持できる。

【0040】

本願発明において、受け部材と係合部の形態は上記の態様の他にも様々に具体化できる。その例を図３に表示している。このうち図３（Ａ）に示す例では、シリンダヘッド２などの部材にＬ型の受け部材３８を固定し、受け部材３８に係合穴３９を設ける一方、冷却水戻りパイプ１５には、係合穴３９に嵌入する水平状の係合ロッド４０を設けている。

【0041】

また、図３（Ｂ）に示す例では、シリンダヘッド２等の部材に平面視Ｕ型の受け部材３８を設けている一方、冷却水戻りパイプ１５には、受け部材３８の内部に入り込む上向き係合ロッド４０を設けている。この例では、係合ロッド４０を他の部材の回り止めに利用できる。

【0042】

更に、本願発明では、受け部材と係合部とは更に様々の組合せを採用できる。また、適用対象であるパイプは冷却水戻りパイプには限らず、空気用のダクトなどにも適用できる。更に、エンジン周りに配置されるパイプに広く適用できる。実施形態では、パイプは接続ポートの内部に挿入されているが、パイプが接続ポートに外側から嵌まる構造にも適用できる。円形突起としては、ソケット穴付きボルトの頭を利用することもできる。

【産業上の利用可能性】

【0043】

本願発明は、エンジン関連パイプの固定構造に具体化できる。従って、産業上利用できる。

【符号の説明】

【0044】

１ シンリダブロック
２ シリンダヘッド
３ 排気出口穴
４ タップ穴
５ フロントカバー
６ シリンダブロックとシリンダヘッドの境界
７ シンリダブロック及びシリンダヘッドとフロントカバーとの境界
８ リングギア
９ 配水部
１０ ラジエータ送りポート
１１ 冷却水ポート
１２ ウォータポンプを構成するポンプハウジング
１３ 接続ポート
１４ ポンプカバー
１５ 冷却水戻りパイプ
１６ ラジエータ戻りホース
１７ 環状突起
１８ Ｏリング
１９ 環状突起
２０ ヒータ戻りポート
２１ ヒータ戻りホース
２３ 環状突起
２４ 第１ブラケット
２５ 第２ブラケット
２６ 切り開き溝
２７ スタッドボルト
２８ エアクリーナの本体ケース
２９ 六角ボルト
３０ 位置決め穴
３１ ブラケット部
３２ 上ボス部
３４ 下ボス部
３５ 第２ブラケットを固定するボルト
３６ 第２ブラケットのボルト挿通穴

【図1】

【図2】

【図3】