特許 7598105 エンジンの補機取付構造

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-12-03

(45)【発行日】2024-12-11

(54)【発明の名称】エンジンの補機取付構造

(51)【国際特許分類】

   F02M 35/104 20060101AFI20241204BHJP

   F02M 35/16 20060101ALI20241204BHJP

   F02M 35/10 20060101ALI20241204BHJP

【ＦＩ】

F02M35/104 H

F02M35/16 F

F02M35/104 B

F02M35/10 301P

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2023553841

(86)(22)【出願日】2021-10-14

(86)【国際出願番号】 JP2021038041

(87)【国際公開番号】W WO2023062773

(87)【国際公開日】2023-04-20

【審査請求日】2024-03-01

(73)【特許権者】

【識別番号】000006286

【氏名又は名称】三菱自動車工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002664

【氏名又は名称】弁理士法人相原国際知財事務所

(72)【発明者】

【氏名】石井 肇

(72)【発明者】

【氏名】村岡 朋之

(72)【発明者】

【氏名】木村 洋之

(72)【発明者】

【氏名】新海 慎司

【審査官】池田 匡利

(56)【参考文献】

【文献】実開昭６２－１６９２３４（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開平１０－２５２５８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－１５５６６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－１６１１５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－０２１４７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－２２０７９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１１－０５０９２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平３－０５７８７１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ０２Ｍ ３５／１０４

Ｆ０２Ｍ ３５／１６

Ｆ０２Ｍ ３５／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

車両に搭載されたエンジンの一側面側に、スロットルバルブと、前記エンジンへ燃料を導入する燃料導入部と、前記スロットルバルブに接続された吸気配管と、前記吸気配管に接続されたサージタンクと、を備えたエンジンの補機取付構造であって、
前記燃料導入部の上下方向の一方で前記エンジンから前記燃料導入部よりも前記一側面側の外方に突出して前記吸気配管を支持するブラケットを備え、
前記スロットルバルブは、前記ブラケット及び前記燃料導入部に対して前記上下方向の一方にオフセットするとともに前記一側面側に突出して配置され、
前記サージタンクは、前記ブラケット及び前記燃料導入部に対して前記上下方向の他方にオフセットするとともに前記一側面側の外方に突出して配置されていることを特徴とするエンジンの補機取付構造。

【請求項3】

前記エンジンは、前記車両のエンジンルームに配置されるとともに、前記一側面が車両前方側を向き、
前記スロットルバルブは、前記車両の前部に設けられたアッパーバーと少なくとも一部の上下位置が同一であり、かつ前記アッパーバーよりも車両後方に配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載のエンジンの補機取付構造。

【請求項6】

前記エンジンの前記一側面側に、前記サージタンクと前記エンジンの上部に設けられた吸気ポートとを接続するブランチ管が備えられ、
前記ブランチ管は、前記サージタンクの下部から前記サージタンクよりも前記一側面側の位置を前記吸気ポートに向かって上方に延びていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のエンジンの補機取付構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は車両のエンジにおけるスロットルバルブの取付構造に関する。

【背景技術】

【0002】

多気筒のエンジンの多くは、エンジンの一側面に吸気マニホールド及びスロットルバルブが配置されている。例えば、特許文献１では、直列４気筒のエンジンにおいて、エンジンの上部の一側面側に吸気マニホールドが設けられるとともに、吸気マニホールドのブランチ管（分岐管）のうち、中間に位置する２番気筒と３番気筒との間に、エンジンの一側面側（吸気側）の上部に隣接してスロットルバルブを配置している。更に、スロットルバルブは、エンジンにブラケットを介して固定されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０００－７３８９３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

また、エンジンの上部には、吸気ポートあるいは燃焼室内に燃料を噴射する燃料噴射バルブが備えられている。燃料噴射バルブへ燃料を供給する燃料配管は、例えばエンジンの吸気側の側面の上部に隣接して気筒の列方向に延びるように配置されているものが多い。

【0005】

したがって、燃料配管は、エンジンの上部における吸気側の側面とスロットルバルブとの間を延びるように配置されている場合が多い。

【0006】

ここで、このように吸気側の側面とスロットルバルブとの間に燃料配管が位置するエンジンを、吸気側の側面を車両前方に向けて横置きに車両の前部に配置した場合に、車両前突時に、車両前部の構造物がエンジンに向かって移動してきてスロットルバルブを車両後方に押した際に、スロットルバルブとエンジンとの間で燃料配管を挟んでしまう虞がある。

【0007】

本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、車両衝突時にエンジンに支持されたスロットルバルブがエンジンに向かって移動した際に、近傍に配置されたエンジンの燃料系の保護を図ることができるエンジンの補機取付構造を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記目的を達成するため、本発明に係るエンジンの補機取付構造は、車両に搭載されたエンジンの一側面側に、スロットルバルブと、前記エンジンへ燃料を導入する燃料導入部と、前記スロットルバルブに接続された吸気配管と、前記吸気配管に接続されたサージタンクと、を備えたエンジンの補機取付構造であって、前記燃料導入部の上下方向の一方で前記エンジンから前記燃料導入部よりも前記一側面側の外方に突出して前記吸気配管を支持するブラケットを備え、前記スロットルバルブは、前記ブラケット及び前記燃料導入部に対して前記上下方向の一方にオフセットするとともに前記一側面側に突出して配置され、前記サージタンクは、前記ブラケット及び前記燃料導入部に対して前記上下方向の他方にオフセットするとともに前記一側面側の外方に突出して配置されていることを特徴とする。

【0009】

これにより、例えば車両衝突時に、車両の構造物等が一側面側からエンジンに向かって近づいてきた場合に、ブラケットによって燃料導入部を保護することができる。

【0010】

更に、スロットルバルブと燃料導入部とがブラケットを挟んで上下方向にオフセットして配置されているので、車両の構造物等がスロットルバルブに接触してスロットルバルブがエンジンに向かって押された場合に、スロットルバルブと燃料導入部との接触を回避することができる。また、スロットルバルブとブラケットとが上下方向にオフセットして配置されているので、スロットルバルブがエンジンに向かって押された場合に、ブラケットに作用する荷重を抑制して、ブラケットの潰れを抑制することができる。また、車両衝突時に構造物が一側面側からエンジンに向かって近づいてきた場合に、サージタンクによって衝撃を吸収し、エンジン本体及び燃料導入部の保護を図ることができる。

【0011】

好ましくは、ブラケットは、吸気配管よりも強度が高いとよい。

【0012】

これにより、例えば車両衝突時に、車両の構造物等が一側面側からエンジンに向かって近づいてきた場合に、ブラケットによって燃料導入部をより確実に保護することができる。

【0013】

好ましくは、前記エンジンは、前記車両のエンジンルームに配置されるとともに、前記一側面が車両前方側を向き、前記スロットルバルブは、前記車両の前部に設けられたアッパーバーと少なくとも一部の上下位置が同一であり、かつ前記アッパーバーよりも車両後方に配置されているとよい。

【0014】

これにより、車両前突時に、車両の前部に設けられた強度部材がスロットルバルブをエンジンに向かって押した場合に、スロットルバルブと燃料導入部との接触を回避することができる。

【0015】

好ましくは、前記吸気配管は、前記スロットルバルブの下面に接続して下方に延びるとともに、前記スロットルバルブとの接続位置あるいはその近傍に脆弱部を有するとよい。

【0016】

これにより、車両衝突時に車両の構造物等が一側面側からエンジンに向かって近づいて、スロットルバルブをエンジンに向かって押した場合に、吸気配管の脆弱部が破断して、燃料導入部を回避するようにスロットルバルブのみ移動させ、燃料導入部の保護を更に図ることができる。

【0019】

好ましくは、前記エンジンの前記一側面側に、前記サージタンクと前記エンジンの上部に設けられた吸気ポートとを接続するブランチ管が備えられ、前記ブランチ管は、前記サージタンクの下部から前記サージタンクよりも前記一側面側の位置を前記吸気ポートに向かって上方に延びているとよい。

【0020】

これにより、車両衝突時に構造物が一側面側からエンジンに向かって近づいてきた場合に、ブランチ管によって衝撃を吸収し、エンジン本体及び燃料導入部の保護を更に図ることができる。

【発明の効果】

【0021】

本発明に係るエンジンの補機取付構造によれば、車両衝突時に車両の構造物等が一側面側からエンジンに向かって近づいてきた場合に、特に構造物等がスロットルバルブをエンジンに向かって押した場合に、スロットルバルブと燃料導入部との接触を回避するとともに、ブラケットに作用する荷重を抑えて、エンジンの燃料系の保護を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】本発明の実施形態に係る車両の前部の概略構成図である。

【図2】エンジンの前面に配置された吸気系の補機の構造図である。

【図3】エンジンの吸気系補機の縦断面図である。

【図4】エンジンの吸気系補機の縦断面図である。

【図5】吸気系補機を含むエンジンの前部の上面図である。

【発明を実施するための形態】

【0023】

以下、図面に基づき本発明の実施形態について説明する。
図１は、本発明の実施形態に係るエンジン３の吸気系構造を採用した車両１の前部の概略構造図である。図２は、エンジン３の吸気系の補機の構造図である。図３及び図４は、エンジン３の吸気系補機の縦断面図である。図５は、吸気系補機を含むエンジン３の前部の上面図である。なお、図２は、エンジン３の前面図である。図３は、図２中に示したＡ－Ａ部の断面図である。図４は、図３中に示したＢ－Ｂ部の断面図である。

【0024】

図１に示すように、本発明を採用した車両１は、前部のエンジンルーム２にエンジン３を含むパワーユニット４を搭載している。車両１は、ＥＶモード、シリーズモード、パラレルモードが可能なプラグインハイブリッド車である。

【0025】

パワーユニット４は、エンジン３と図示しない走行駆動用モータ及び発電用モータジェネレータを備えている。走行駆動用モータ及び発電用モータジェネレータは、エンジン３の車幅方向左方に配置されている。発電用モータジェネレータは、エンジン３のスタータモータとしても使用される。

【0026】

エンジン３は、４気筒であり、車両１に横置きに搭載されている。エンジン３の前面３ａ（一側面）側に吸気マニホールド５が備えられ、吸気通路６が配置されている。一方、エンジン３の後面側に排気マニホールド７が備えられ、排気通路８が配置されている。

【0027】

吸気通路６には、スロットルバルブ１０が備えられている。また、吸気通路６のスロットルバルブ１０と吸気マニホールド５との間には、サージタンク１１が備えられている。

【0028】

スロットルバルブ１０は、エンジン３の前面３ａ側の上部に位置し、スロットルバルブ１０はエンジン３の車幅方向中央に位置する２番気筒に連結するブランチ管１２と３番気筒に連結するブランチ管１２との間に配置されている。また、スロットルバルブ１０は、車両前部に設けられたアッパーバー１５（強度部材）の車両後方に位置している。アッパーバー１５は、車両１のエンジンルーム２の前部で車幅方向に延びるように配置され、上下高さが数ｃｍの強度部材であり、エンジンルーム２の前部に配置されたラジエータ１６の上方に位置している。

【0029】

サージタンク１１は、エンジン３の前面３ａに沿って備えられ、スロットルバルブ１０の下方に配置されている。サージタンク１１から各気筒に向けて吸気マニホールド５のブランチ管１２が夫々接続されている。ブランチ管１２はサージタンク１１の下面から車両前側に屈曲しサージタンク１１の前面側に隣接して上方に延び、エンジン３の前面３ａの上部に設けられた各気筒の吸気ポート１３に接続されている。

【0030】

一方、排気通路８には、排気マニホールド７の下流側にフロント触媒２０が備えられている。また、排気通路８のフロント触媒２０より下流側にリヤ触媒２１が備えられている。フロント触媒２０及びリヤ触媒２１は、例えば三元触媒のような排気浄化触媒である。フロント触媒２０は比較的小型であり、エンジン３の後面に隣接して配置されている。フロント触媒２０は、エンジン始動直後のような冷態運転時において排気の浄化性能を向上させるために、エンジン３からすぐに排気が流入するようにエンジン３の近くに配置されている。リヤ触媒２１は比較的大型であり、例えば車両１のフロア下に配置されている。

【0031】

更に、エンジン３には、ＥＧＲ装置３０（排気還流装置）が備えられている。ＥＧＲ装置３０は、排気の一部を吸気通路６に還流することで、吸気の酸素濃度を低下させてエンジン３の燃焼室内の温度上昇を抑える。これにより、エンジン３の排気中におけるＮＯｘを低減させる。

【0032】

ＥＧＲ装置３０は、吸気通路６と排気通路８とを接続するＥＧＲ通路３１(排気還流通路)と、ＥＧＲ通路３１に介装されＥＧＲ通路３１の開度を調節するＥＧＲバルブ３４と、ＥＧＲ通路３１に備えられたＥＧＲクーラー３２を有している。

【0033】

図２～５に示すように、エンジン３の吸気通路６の一部として、スロットルバルブ１０とサージタンク１１との間に、アダプタ４０（吸気配管）及びＥＧＲリング４１が備えられている。アダプタ４０及びＥＧＲリング４１は、例えば樹脂やアルミニウムで形成された略同一径の円管形状であって、アダプタ４０の下端とＥＧＲリング４１の上端とが接続して、エンジン３の前面３ａに沿って上下方向に延び、アダプタ４０の上端がスロットルバルブ１０に接続し、ＥＧＲリング４１の下端がサージタンク１１の上壁１１ａに設けられたタンク流入口４２に接続されている。

【0034】

サージタンク１１の下壁１１ｂの車両後方部側の位置には、エンジン３の気筒数に対応して４個のタンク排出口４３（流入口）が左右方向に並んで配置されている。

【0035】

サージタンク１１の各タンク排出口４３からは、対応する左右位置の気筒の吸気ポート１３に向かって、吸気マニホールド５のブランチ管１２がサージタンク１１の下側及び前側に隣接して延びている。

【0036】

ＥＧＲリング４１の外壁面には、周方向に互いに離間して複数のリング穴５０（導入口）が設けられている。ＥＧＲバルブ３４を通過したＥＧＲガスは、リング穴５０を通過してＥＧＲリング４１内の吸気通路に導入されるように形成されている。

【0037】

エンジン３の上部には、各気筒の上部に設けられた燃料噴射バルブ６０に燃料を供給するデリバリーパイプ６１（燃料導入部）が備えられている。デリバリーパイプ６１は、エンジン３の幅方向に延びるように配置され、エンジン３の上部の前面３ａとアダプタ４０との車両前後方向位置に配置されている。デリバリーパイプ６１の一端部には、燃料パイプ６２が接続されており、燃料パイプ６２を介して図示しない燃料ポンプによって燃料タンクから燃料が供給される。デリバリーパイプ６１は、エンジン３にボルト６３によって固定されている。

【0038】

また、エンジン３の上部には、デリバリーパイプ６１を覆うデリバリーパイププロテクタ６５（ブラケット）が備えられている。デリバリーパイププロテクタ６５は、車幅方向寸法がデリバリーパイプ６１よりもやや大きく形成されている。デリバリーパイププロテクタ６５の後端部は、例えば４箇所でボルト６６によってエンジン３の前面３ａに固定されている。また、デリバリーパイププロテクタ６５の後端部には、下方に延びるリブ部６５ａが備えられている。リブ部６５ａの下端は、例えばエンジン３の筐体に設けられた穴に挿入されて支持されている。

【0039】

デリバリーパイププロテクタ６５は、車幅方向両端部の２箇所でボルト６７によって、エンジン３に設けられたブラケット６９に夫々固定されている。

【0040】

更に、デリバリーパイププロテクタ６５は、車幅方向中央部の前部において、アダプタ４０に備えられたブラケットにボルト６８によって固定されている。

【0041】

デリバリーパイププロテクタ６５は、デリバリーパイプ６１の上方でエンジン３からデリバリーパイプ６１よりも前方に突出してアダプタ４０と接続し、当該アダプタ４０との接続位置付近において、リブ部６５ａとともに、図３に示すように縦断面が５ｍｍ～１ｃｍ程度の比較的厚い逆Ｌ字状に形成されている。したがって、デリバリーパイププロテクタ６５の下側に、デリバリーパイプ６１が配置されている。また、デリバリーパイププロテクタ６５は、例えば鋼材によって形成され、アダプタ４０よりも強度が高い。

【0042】

本実施形態では、デリバリーパイププロテクタ６５の上面の上下位置は、スロットルバルブ１０の下端と略同一あるいは下端よりも低く設定されている。

【0043】

また、スロットルバルブ１０の下端、即ちスロットルバルブ１０とアダプタ４０の接続位置は、アッパーバー１５より下方に位置している。

【0044】

更に、アダプタ４０の上部には、スロットルバルブ１０との接続位置の近傍に、肉厚が薄くなった小径部４０ａ（脆弱部）が設けられている。

【0045】

また、図２に示すように、エンジン３の前面の右上部と左下部にストッパ７０、７１が備えられている。ストッパ７０、７１は、エンジン３の強度部材に備えられており、ストッパ７０、７１自体の強度も比較的高い構造物である。ストッパ７０、７１は、エンジン３の前面側、即ち車両前方側に突出しており、その前面が吸気マニホールド５の前端よりも車両前方に位置している。ストッパ７０、７１は、車両前突時にエンジン３に向かって後方に移動するラジエータ１６等の部品がエンジン３及びその前面の各種補機に直接接触しないように設けられている。

【0046】

以上のように、本実施形態では、車両１に横置きに搭載されたエンジン３の前面３ａの上部に、吸気系の機器であるスロットルバルブ１０及び吸気マニホールド５が備えられている。また、スロットルバルブ１０と吸気マニホールド５との間には、サージタンク１１が備えられている。サージタンク１１から各気筒へ吸気マニホールド５のブランチ管１２が接続されており、サージタンク１１内において吸気が分流して各ブランチ管１２を介して各気筒へ供給される。

【0047】

サージタンク１１とスロットルバルブ１０とは、上下方向に延びるアダプタ４０及びＥＧＲリング４１を介して接続されている。

【0048】

また、エンジン３の前面３ａの上部には、各気筒の燃料噴射弁に燃料を供給するデリバリーパイプ６１が備えられている。デリバリーパイプ６１は、スロットルバルブ１０及びアダプタ４０とエンジン３の前面３ａとの間に配置されている。

【0049】

そして、本実施形態では、デリバリーパイプ６１の上方を覆うデリバリーパイププロテクタ６５が備えられている。デリバリーパイププロテクタ６５は、前端部がデリバリーパイプ６１よりも車両前方に突出するとともに、前端部においてアダプタ４０を支持している。また、デリバリーパイププロテクタ６５はアダプタ４０よりも強度が高いので、車両前突時に、アダプタ４０の前方に位置するラジエータ１６等がエンジン３に向かって後方に近づいてアダプタ４０を後方に押したとしても、デリバリーパイププロテクタ６５によって燃料導入部を保護することができる。

【0050】

また、アダプタ４０の上方にスロットルバルブ１０が位置しており、スロットルバルブ１０とデリバリーパイプ６１とが上下方向にオフセットして配置されているので、車両前突時にアッパーバー１５がスロットルバルブ１０を後方に押した場合に、スロットルバルブ１０とデリバリーパイプ６１との接触を回避することができる。これにより、デリバリーパイププロテクタ６５によるデリバリーパイプ６１の保護機能を向上させることができる。

【0051】

また、スロットルバルブ１０とアダプタ４０との接続部が、デリバリーパイププロテクタ６５と略同一あるいは高い位置に位置しているので、車両前突時にアッパーバー１５がスロットルバルブ１０を後方に押した場合に、この接続部が破断することで、スロットルバルブ１０がデリバリーパイププロテクタ６５を避けるように上方に移動し、デリバリーパイププロテクタ６５が後方に押される力を低減させることができる。したがって、デリバリーパイプ６１をより保護することが可能となる。

【0052】

更に、アダプタ４０の上端部付近には、径方向の断面積を小さくした小径部４０ａが備えられているので、スロットルバルブ１０が強い力で後方に押された場合に、この小径部４０ａにおいてアダプタ４０が破断し易くなり、スロットルバルブ１０によってデリバリーパイププロテクタ６５が後方に押される力を更に低減させることができる。

【0053】

また、エンジンの前面には、アダプタ４０及びＥＧＲリング４１の下方に、中空状のサージタンク１１が備えられており、サージタンク１１の前面はデリバリーパイプ６１より前方に位置している。したがって、車両前突時にラジエータ１６等の構造物がエンジン３に向かって後方に近づいてきた場合に、サージタンク１１によって衝撃を吸収し、エンジン３本体及びデリバリーパイプ６１の保護を図ることができる。

【0054】

また、サージタンクと１１とエンジン３の吸気ポート１３とを接続する吸気マニホールド５のブランチ管１２は、サージタンクと１１の下面から車両前方に延び、サージタンクの前面側を上方に延びて、エンジンの上部に設けられた吸気ポートとに接続するように構成されている。したがって、サージタンク１１の車両前方に中空状のブランチ管１２が備えられているので、車両前突時にラジエータ１６等の構造物が前方からエンジン３に向かって近づいてきた場合に、ブランチ管１２によって衝撃を吸収し、エンジン３本体及びデリバリーパイプ６１の保護を更に図ることができる。

【0055】

また、エンジン３の前面には、強度の高いストッパ７０、７１が設けられているので、車両前突時にラジエータ等の構造物がエンジン３に向かって後方に移動してきても、エンジン３及びその前面に位置するデリバリーパイプ６１等の各種補機を保護することができる。

【0056】

なお、本発明は上記実施形態に限定するものではない。例えば、上記実施形態では、スロットルバルブ１０とアダプタ４０との接続部が破断し易く、またアダプタ４０の上部に破断し易い小径部４０ａが備えられているが、いずれか一方を採用してもよい。

【0057】

また、アダプタ４０等の吸気系部品やデリバリーパイププロテクタ６５等の各種部品の詳細な形状については、適宜変更してもよい。スロットルバルブ１０が後方に押された場合に、スロットルバルブ１０がデリバリーパイププロテクタ６５を避けて移動し易いようにした構造であればよい。

【0058】

また、本実施形態では、プラグインハイブリッド車に搭載したエンジン３に本発明を適用しているが、ハイブリッド車やガソリン車に搭載されたエンジン、あるいは車両搭載以外のエンジンにも適用することができる。本発明は、ＥＧＲ装置を備えたエンジンに本発明を広く適用することができる。

【符号の説明】

【0059】

３ エンジン
６ 吸気通路
１０ スロットルバルブ
１１ サージタンク
１２ ブランチ管
６１ デリバリーパイプ（燃料導入部）
６５ デリバリーパイププロテクタ(ブラケット)
４０ アダプタ(吸気配管)
４０ａ 小径部（脆弱部）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】