JP6858213B2 - 車両用内燃機関 - Google Patents

Description

本願発明は、吸気系に騒音抑制用レゾネータを接続した車両用内燃機関に関するものである。

乗用車等の車両（自動車）では、内燃機関（エンジン）は車体前部に設けたエンジンルームに配置されている一方、燃料タンクは車体の後ろ寄り部位に配置されており、燃料は、車体の下面部に這わせてからエンジンルームに引き出しされた燃料パイプによってエンジンに供給されている。

この場合、例えば特許文献１に開示されているように、車体の下面部からエンジンルームに引き出された燃料パイプはいったんコネクタ（継手）に接続されて、コネクタに接続された別の燃料パイプ（燃料ホース）で燃料デリバリ管に供給されている。

特開２０１３−２４４９２７号公報

燃料パイプは車体下面部からエンジンルームの後部に引き出されるため、衝突事故が起きたときに、ダッシュボードとエンジンとで挟まれて破損するおそれがある。従って、燃料パイプの配管の設計に際しては、衝突事故によってエンジンが後退しても、燃料パイプが破損しないように配慮する必要がある。

この点、燃料パイプ自体は金属製であることから潰れ変形しても破断のおそれは少ないが、コネクタは一般に合成樹脂製であることが多く、破損すると燃料が漏洩してしまうため、コネクタの保護は特に重要である。

コネクタの保護手段としては、エンジンはダッシュボードとの間隔を広げてコネクタに衝撃が掛かることを防止することが考えられるが、これではエンジンルームが大型化してしまう問題がある。従って、エンジンルームを広げることなく、燃料パイプ用コネクタを保護することが要請されている。

この要請に対する対応策としては、コネクタを機関本体よりも高い位置に配置することが有益である。すなわち、コネクタを機関本体よりも高い位置に配置すると、衝突事故によって機関本体が後退しても、コネクタが機関本体とダッシュボードとの間に挟まれることはないため、コネクタの破損を防止できる。この場合、コネクタは、できるだけ燃料デリバリ管に近づけて配置するのが好ましい。

他方、車両用エンジンでは、吸気脈動等に起因した騒音を抑制するため吸気系にレゾネータを配置することが行われているが、レゾネータの効果（脈動減衰効果）を高めるためには、できるだけ吸気系の下流側に接続するのが好ましい。

そして、レゾネータはその機能からしてある程度の大きさが必要であるため、どうしても機関本体の上方に配置することになるが、かくすると、燃料パイプ用コネクタがレゾネータの後ろに配置した場合、衝突事故に際して燃料パイプ用のコネクタがレゾネータによってダッシュボードに押し付けられることが予想される。

本願発明はこのような実情を背景に成されたものであり、レゾネータと燃料パイプ用コネクタとをエンジンルームの高い位置において前後に配置してスペースを有効利用しつつ、衝突時のコネクタの安全性を高めようとするものである。

本願発明は、
「ダッシュボードで室内と区画されたエンジンルームに、吸気系に接続されたレゾネータを有する機関本体と、前記機関本体に燃料を供給するパイプが接続されたコネクタとが、前記コネクタがレゾネータの後ろに位置するようにして配置されている」
という基本構成において、
「前記レゾネータに、衝突事故によって当該レゾネータが後退したときに前記コネクタが入り込み得る段落ち部を形成している」
という特徴を有している。

この場合、段落ち部は、レゾネータの上面を下方に段落ちさせて形成してもよいし、レゾネータの下面を上方に段落ちさせて形成してもよい。また、エアクリーナで浄化された吸気は、吸気ダクトを介して、直接に又は過給機を経由してスロットルボデーに送られるが、吸気系騒音の多くは脈動に起因したものであるため、レゾネータは、吸気ダクトのうちできるだけスロットルボデーに寄せて接続するのが好ましい。

本願発明では、レゾネータと燃料パイプ用コネクタとが前後に配置されているため、スペースを有効利用できる。また、燃料パイプ用コネクタは高いエンジンルームの位置にあるため、燃料パイプの接続作業を楽に行える（機関本体を配置した後においても、燃料パイプの接続を行える。）。そして、衝突事故に際してレゾネータが後退すると、コネクタはレゾネータの段落ち部に逃げ込むため、コネクタがレゾネータとダッシュボードとの間に挟まれて破損することを防止できる。

特に、実施形態のように、レゾネータとコネクタとを吸気マニホールド（サージタンク）の上方部に配置すると、レゾネータは吸気系のうちできるだけ下流側に接続できてその機能を向上できる一方、コネクタと燃料デリバリ管とを繋ぐ燃料パイプ（燃料ホース）をできるだけ短くしてコストダウンに貢献できる。

実施形態の平面図である。 （Ａ）は図１のＡ−Ａ視断面図、（Ｂ）は図１のＢ−Ｂ視部分断面図である。 作用を示す図である。

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前後・左右の文言を使用するが、この方向は運転者を基準にした方向である。従って、車両の前進方向が前で、車幅方向が左右方向である。念のため、各図に方向を明示している。

(1).基本構造
本実施形態のエンジン（内燃機関）は３気筒であり、クランク軸を左右長手の姿勢にした横置き姿勢でエンジンルーム１に配置されていると共に、排気側面を前に向けて吸気側面を後ろに向けた前排気・後ろ吸気の姿勢で配置されている。また、若干の角度で前傾している。エンジンルーム１は、ダッシュボード２を介して室内Ｃと区分されている。

図２に部分的に示すように、エンジンを構成する機関本体３は、シリンダブロック４とその上面に固定されたシリンダヘッド５、及び、シリンダヘッド５の上面に固定されたヘッドカバー６とを備えている。図１に示すように、ヘッドカバー６には、点火プラグに高電圧を供給する変圧ユニット７が、クランク軸線方向に並べて３つ配置されている。

エンジンは前排気方式であるため、機関本体３の手前には、インシュレータ８で覆われた触媒ケース９が配置されている。図１において符号１０で示すのはＥＧＲパイプであり、符号１１で示すのは、オイル分離後のブローバイガスを吸気系に戻すＰＣＶパイプである。また、符号１２で示すのは、オイル注入口を塞ぐオイルキャップである。

シリンダヘッド５の吸気側面には、吸気マニホールド１３が固定されている。図２に示すように、吸気マニホールド１３は、サージタンク１４とこれを下方からぐるりと巻いた姿勢の枝管１５とを有しており、各枝管１５の先端はフランジ１６に一体化されていて、フランジ１６がシリンダヘッド２の吸気側面に固定されている。

図２に示すように、シリンダヘッド５の後ろでかつフランジ１６の上方部には、燃料デリバリ管１７が左右長手の姿勢で配置されており、燃料デリバリ管１７に、各気筒に対応して一対ずつの燃料噴射インジェクタ１８が接続されている。各燃料噴射インジェクタ１８の先端は、それぞれ吸気ポート１９に向いている。また、各燃料噴射インジェクタ１８には、燃料の吐出量を制御するソレノイドバルブ２０を上向き姿勢で設けている。なお、燃料デリバリ管１７は、図示しないブラケットを介してシリンダヘッド５で支持されている。

また、図１のとおり、サージタンク１４の左端部にはスロットルボデー２１が固定されており、スロットルボデー２１に吸気ダクト２２の終端が接続されている。図２では、スロットルボデー２１は仮想線で表示している。

吸気ダクト２２の始端は、エアクリーナ２３のクリーン室に接続されている。エアクリーナ２３は、エンジンルーム１のうち左寄り部位の前部に配置されており、前端には、大気取り込みダクト２４が接続されている。なお、大気取り込みダクト２４は下向きに開口している。図１において符号２５で示すのは、ラジエータを取り付けるフロントフレーム（ラジエータサポート）である。エアクリーナ２３の後ろには、バッテリ２６が配置されている。

(2).レゾネータ・燃料パイプ用コネクタ
吸気ダクト２２の終端部には、レゾネータ２７が第１及び第２の前後２本の連通管２８ａ，２８ｂを介して接続されている。レゾネータ２７は、ヘッドカバー６よりも高い位置でかつヘッドカバー６の後ろの部位に配置されている。また、レゾネータ２７は、吸気マニホールド１３のほぼ真上に位置しておきり、レゾネータ２７の後ろに、燃料パイプ用コネクタ２９が配置されている。

燃料パイプ用コネクタ２９の入口ポートには、燃料パイプのうち車体の下面部からエンジンルーム１に引き出された基部３０の終端が接続されて、燃料パイプ用コネクタ２９の出口ポートには、燃料パイプのうち燃料デリバリ管１７に燃料を送る先端部３１が接続されている。先端部３１は何か所かで曲がっており、燃料デリバリ管１７との直線距離よりも長い長さになっている。従って、余裕を持った長さになっている。

レゾネータ２７は、燃料パイプ用コネクタ２９の上下両方に広がる基本高さ（厚さ）であるが、燃料パイプ用コネクタ２９の手前に位置した部位に、燃料パイプ用コネクタ２９よりも低くした第１段落ち部３２と、第１段落ち部３２よりも更に低くなった第２段落ち部３３との２つの段落ち部が、前後に連続した状態に形成している。第１段落ち部３２の部位は、第１連通管２８ａを介して吸気ダクト２２に接続されており、第２段落ち部３３の部位は、第２連通管２８ｂを介して吸気ダクト２２に接続されている。

図２に示すように、レゾネータ２７の高さは、両段落ち部３２，３３を除いた部分は最も大きい寸法Ｈ１で、第２段落ち部３３の箇所では最も小さい寸法Ｈ３になり、第１段落ち部３２の箇所では中間的な寸法Ｈ２になっている。また、段落ち部３２，３３の箇所がその後ろの部位に対して寸法Ｈ２，Ｈ３が小さくなっているため、レゾネータ２７の全体としてみると、段落ち部３２，３３の箇所は断面積が絞られたくびれ部になっている。

図２（Ｂ）のとおり、第１連通管２８ａと第２連通管２８ｂとはブリッジ板３４によって繋がっている。レゾネータ２７と吸気ダクト２２とは、２枚のパリソン板を金型で重ね保持して空気を吹き込むブロー成形法によって一体に形成されており、ブリッジ板３４は、２枚のパリソン板が重なることによって形成されている。

レゾネータ２７は、ブラケット３５を介して吸気マニホールド１３によって支持されている。また、別の箇所でも、図示しないブラケットを介してヘッドカバー６に支持されている。従って、２か所で支持されている。

(3).まとめ
本実施形態では、燃料パイプ用コネクタ２９はエンジンルーム１の上部に配置されているため、エンジンルーム１の上部の空間を有効利用できる。また、燃料パイプの先端部３１の接続は内燃機関をエンジンルーム１にセットした後でも行えるため、燃料パイプの接続作業の手間を軽減できる利点もある。

さて、車両が衝突事故を起こしてエンジンが後ろにずれ動くと、レゾネータ２７も一緒に後退してダッシュボード２に当たることがあるが、燃料パイプの先端部３１は金属製でかつ長さに余裕があるため、燃料パイプの先端部３１がレゾネータ２７とダッシュボード２とに挟まれても、潰れ変形はしても千切れることはなくて燃料漏れには至らない。

他方、燃料パイプ用コネクタ２９は合成樹脂製であるため、レゾネータ２７とダッシュボード２とに強く挟まれると破損することが有り得るが、本実施形態では、図３に示すように、燃料パイプ用コネクタ２９はレゾネータ２７の段落ち部３３，３２の箇所に逃げるため、燃料パイプ用コネクタ２９がレゾネータ２７とダッシュボード２とに挟まれて破損することを防止できる。従って、燃料パイプ用コネクタ２９をできるだけ高い位置に配置してスペースを有効利用しつつ、衝突事故時の二次被害を抑制できる。

また、段落ち部３２，３３を形成すると、レゾネータ２７の剛性を向上できる利点や、入口側で断面積が絞られることによって脈動減衰効果を向上できる利点がある。特に、実施形態のように１段の段落ち部３２，３３を形成すると、断面が複雑化して断面係数が高くなるため、剛性向上にとって有益である。

また、実施形態のように、レゾネータ２７と吸気ダクト２２とを前後２本の連通管２８ａ，２８ｂで接続すると、吸気の流入と流出とを同時に行うことができるため、吸気の流れをスムース化して脈動減衰効果を更に向上できる。更に、前後の連通管２８ａ，２８ｂとレゾネータ２７と吸気ダクト２２との４者をブリッジ板３４で連結すると、レゾネータ２７と吸気ダクト２２との一体性が格段に向上するため、強度をアップできると共に振動も抑制できる。

本実施形態では、レゾネータ２７の上面を下方に段落ちさせて、燃料パイプ用コネクタ２９が事故時に段落ち部３２，３３の上方に逃げるように構成したが、レゾネータ２７の下面を上方に段落ちさせて、燃料パイプ用コネクタ２９が段落ち部の下方に逃げるように構成することも可能である。

本願発明は、レゾネータ及び燃料パイプ用コネクタを備えた車両用内燃機関に具体化できる。従って、産業上利用できる。

１ エンジンルーム
２ ダッシュボード
３ 機関本体
５ シリンダヘッド
６ ヘッドカバー
１３ 吸気マニホールド
１７ 燃料デリバリ管
２２ 吸気ダクト
２７ レゾネータ
２８ａ，２８ｂ 連通管
２９ 燃料パイプ用コネクタ
３０ 燃料パイプの基部
３１ 燃料パイプの先端部
３２，３３ 段落ち部

Claims (1)

1. ダッシュボードで室内と区画されたエンジンルームに、吸気系に接続されたレゾネータを有する機関本体と、前記機関本体に燃料を供給するパイプが接続されたコネクタとが、前記コネクタがレゾネータの後ろに位置するようにして配置されている構成であって、
   前記レゾネータに、衝突事故によって当該レゾネータが後退したときに前記コネクタが入り込み得る段落ち部を形成している、
   車両用内燃機関。

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