内燃機関の吸気管構造
【課題】吸気管内でできた大きな氷塊により吸気系の重要部品を傷付け易いといった問題を解決することのできる低温環境での信頼性に優れた低コストの内燃機関の吸気管構造を提供する。
【解決手段】エンジン１０の吸気通路２１ａを形成する吸気管部７２を備えた内燃機関の吸気管構造において、吸気管部７２が、内底壁面部２１ｂから吸気通路２１ａ内に突出する突起部７２ｐを有し、その突起部７２ｐの近傍で内底壁面部２１ｂが複数の凹部２１ｃに区画されている。
【解決手段】エンジン１０の吸気通路２１ａを形成する吸気管部７２を備えた内燃機関の吸気管構造において、吸気管部７２が、内底壁面部２１ｂから吸気通路２１ａ内に突出する突起部７２ｐを有し、その突起部７２ｐの近傍で内底壁面部２１ｂが複数の凹部２１ｃに区画されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の吸気管構造に関し、特にターボ式過給機のコンプレッサその他の吸気系の重要部品を装備する場合や吸気系の重要部品より上流側の吸気通路にブローバイガスを還流させる場合等に好適な内燃機関の吸気管構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両用内燃機関（以下、単にエンジンという）において、燃焼室からシリンダとピストンの間の隙間を通ってクランクケースの上部に未燃焼の混合気や燃焼済みの燃焼ガスを含んだブローバイガス（Blow−By Gases）が漏れ出ることから、エンジン内のエンジンオイルの劣化防止等のために、クランクケース内を換気するＰＣＶ（Positive Crankcase Ventilation）方式のブローバイガス還元装置が装備されている。
【０００３】
このブローバイガス還元装置を備えたエンジンでは、クランクケース内のブローバイガスがオイルセパレータを通して気液分離された後、ＰＣＶバルブおよびブローバイガス還流用の配管であるＰＣＶホースを通して吸気管内に還流されるようになっており、ＰＣＶホースの一端部が吸気管に接続される吸気管構造となっている。
【０００４】
また、低温下のアイドリング時等のように吸気温度が低い場合、水分を含むＰＣＶ還流ガスが吸気管内に入るＰＣＶホースの接続部付近の吸気管の内壁に着氷が生じ易いため、ＰＣＶホースの吸気管への接続部付近でＰＣＶガス還流通路が凍結により閉塞されてブローバイガスの還流不良が生じたり、ターボ式過給機のコンプレッサを大きな氷塊によって破損させたりするような事態を極力生じないようにする工夫がなされている。
【０００５】
従来のこの種の内燃機関の吸気管構造としては、例えば氷結や霜の付着等のアイシングによる吸気制御バルブの動作不良を防止できるよう、吸気温度や冷却水温が低いとき、あるいは吸気管内の水蒸気過多条件が成立するときには吸気制御バルブの開度を一時的に増大させることで結露や霜、氷等を吹き飛ばすようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
また、ブローバイガスを吸気通路に還流させるチューブを低熱伝導率材料からなる２重管構造として内部に断熱空気層を形成したもの（例えば、特許文献２参照）、ＰＣＶバルブに近接する温水加熱ホースを設けたりしたもの（例えば、特許文献３参照）等が知られている。
【特許文献１】特開２００５−４２６８２号公報
【特許文献２】特開２００３−１２０２４４号公報
【特許文献３】特開平１０−１２１９３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、吸気制御バルブの開度を一時的に増大させることで結露や霜、氷等を吹き飛ばすようにした従来の内燃機関の吸気管構造にあっては、バルブ動作不良を予測するために温度センサや水蒸気過多条件の判定、バルブ開度を一時的に増大させる制御手段等が必要になり、コスト高になるという問題があった。
【０００８】
また、ブローバイガスの還流チューブを低熱伝導率材料からなる２重管構造としてその内部に断熱空気層を形成した従来の内燃機関の吸気管構造にあっては、構造が複雑でコスト高になるという問題があった。
【０００９】
しかも、これら従来の内燃機関の吸気管構造にあっては、ターボ式過給機を装備する場合に、例えばＰＣＶガスから発生する水蒸気が、ブローバイガス還流通路の吸気通路への接続部分の近傍や鉛直方向の位置が最も低くなる部分の吸気管の内壁面に着氷し、特に鉛直方向の最下方に位置する部位に溜まった水からできた大きな氷塊が内燃機関の暖機時にターボ式過給機のコンプレッサ内に入ってしまって、そのインペラを傷付けてしまうといった問題を解決できなかった。
【００１０】
さらに、ＰＣＶバルブに近接する温水加熱ホースを設けた従来の内燃機関の吸気管構造にあっても、暖機時に大きな氷塊が剥がれて、ターボ式過給機のコンプレッサその他の吸気系の重要部品を傷付けてしまうといった問題があった。
【００１１】
本発明は、上述のような従来の問題を解決するためになされたもので、吸気管内でできた大きな氷塊により吸気系の重要部品を傷付け易いといった問題を解決することのできる低温環境での信頼性に優れた低コストの内燃機関の吸気管構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に係る内燃機関の吸気管構造は、上記目的達成のため、（１）内燃機関の吸気通路を形成する吸気管本体を備えた内燃機関の吸気管構造において、前記吸気管本体が、前記吸気通路を形成する管内壁面部から前記吸気通路内に突出する突起部を有し、該突起部の近傍で前記管内壁面部が複数の凹部に区画されていることを特徴とするものである。
【００１３】
この構成により、吸気通路内の水分が管内壁面部に氷結したとしても、その氷は吸気通路内に突出する突起部によって複数の凹部に区画されて形成されることになり、大きな氷塊となることがない。したがって、吸気管内で剥がれた大きな氷塊により吸気系の重要部品を傷付けてしまうということがなくなり、氷結を抑えるための複雑でコスト高な構成となることもない。
【００１４】
上記（１）記載の構成を有する内燃機関の吸気管構造においては、（２）前記吸気管本体が、前記吸気通路のうち前記内燃機関に装備されるターボ式過給機のコンプレッサより上流側の吸気通路を形成するとともに、前記コンプレッサのインレット部に接続され、前記突出部が、前記上流側の吸気通路を形成する管内壁面部から前記吸気通路内に突出しているのが好ましい。
【００１５】
この構成により、上流側の吸気通路内の水が管内壁面部に氷結したとしても、その氷は吸気通路内に突出する突起部によって複数の凹部に区画されて形成されることになり、ターボ式過給機のコンプレッサ内に入っても容易に破砕される程度の大きさになる。したがって、吸気管内で剥がれた大きな氷塊によりコンプレッサを傷付けてしまうということがなくなり、氷結を抑えるための複雑でコスト高な構成となることもない。
【００１６】
上記（１）、（２）記載の構成を有する内燃機関の吸気管構造においては、（３）前記突起部が、前記吸気通路の通路長さ方向に延在する突条をなすのが好ましい。
【００１７】
この構成により、吸気管の内部に突起部を容易にかつ低コストに形成できる。
【００１８】
上記（１）、（２）記載の構成を有する内燃機関の吸気管構造は、（４）前記突起部が、前記吸気通路の通路長さ方向と交差する方向に延在する突条をなすものであっても好ましい。
【００１９】
この構成により、吸気管内で水の溜まり具合が複数の凹部間で異なり、複数の氷塊が同時に生成され難くなる。なお、ここにいう突条は、真っ直ぐであっても湾曲していてもよい。
【００２０】
上記（４）記載の構成を有する内燃機関の吸気管構造においては、（５）前記突起部が、前記吸気通路の通路長さ方向と直交する方向に延在するものであってもよい。
【００２１】
この場合、複数の凹部に形成される氷塊の周辺部が薄くなり、より破砕され易くなる。
【００２２】
上記（１）〜（５）記載の構成を有する内燃機関の吸気管構造においては、（６）前記吸気管本体のうち鉛直方向下方側に位置する特定通路区間内に、前記突起部が配置されているのが望ましい。
【００２３】
この構成により、大きな氷塊ができ易い位置にある特定通路区間内で氷塊が複数の凹部に分けて生成されることになり、氷塊の大きさが小さくなることで、内燃機関の暖機時に吸気系の重要部品、例えばターボ式過給機のコンプレッサのインペラを損傷させることがない。
【００２４】
上記（１）〜（６）記載の構成を有する内燃機関の吸気管構造においては、（７）前記吸気管本体に、前記内燃機関の内部からのブローバイガスを前記吸気通路に還流させる還流孔が形成され、前記特定通路区間が、前記吸気管本体の吸気方向下流側の端部近傍から前記還流孔が形成される前記吸気方向の還流孔位置までの範囲を含むものであってもよい。
【００２５】
この構成により、ブローバイガスに含まれる水分により氷塊ができ易くとも、その氷塊が特定通路区間内で複数の凹部に分けて形成され、吸気系の重要部品、例えばコンプレッサのインペラを損傷させることがない。
【００２６】
上記（１）〜（７）記載の構成を有する内燃機関の吸気管構造においては、（８）前記突起部が、前記吸気通路内で互いに離間し、かつ、鉛直方向で同一の高さを有する複数の突起によって構成されているのが好ましい。
【００２７】
この構成により、複数の凹部に形成される氷塊の表面を複数の突起の高さ位置の近傍で一様な高さに抑えることができる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、吸気通路内の水が管内壁面部に氷結したとしても、その氷が吸気通路内に突出する突起部によって複数の凹部に区画されて形成され、剥がれた氷塊が大きな氷塊でなくなるようにしているので、氷結を抑えるための複雑でコスト高な構成を用いることなく、吸気管内でできた大きな氷塊により吸気系の重要部品を傷付け易いといった問題を解決することのできる低温環境での信頼性に優れた低コストの内燃機関の吸気管構造を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明の好ましい実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００３０】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係る内燃機関の吸気管構造の要部正面断面図であり、図２は、図１のII−II矢視断面図であり、図３は第１実施形態に係る内燃機関の模式構成図である。
【００３１】
まず、構成について説明する。
【００３２】
本実施形態の内燃機関の吸気管構造は、図１および図２に示すように構成され、図３に示すエンジン１０に装備されているので、そのエンジン１０の全体構成について説明すると、エンジン１０は、図３に示すように、ヘッドカバー１１が装着されたシリンダヘッド１２、シリンダブロック１３及びクランクケース１４を有しており、シリンダヘッド１２とシリンダブロック１３によって複数の気筒１５（図３中には１つのみ図示している）が形成されている。
【００３３】
各気筒１５内にはピストン１６が収納されており、詳細は図示しないが、そのピストン１６にはクランクケース１４内の図示しないクランクシャフトがコネクティングロッドを介して連結されている。また、シリンダヘッド１２内には動弁機構が収納されており、この動弁機構がクランクシャフトからの動力を基に（またはクランクシャフトと連動するよう独立して）駆動されるようになっている。
【００３４】
クランクケース１４の下部にはオイルパン１８が設けられており、そこに潤滑用のオイルＬが収容されている。また、詳細を図示しないが、エンジン１０にはクランクシャフトの動力を基に駆動される例えば歯車ポンプからなるオイルポンプが設けられており、このオイルポンプによりオイルパン１８からエンジンオイルＬを汲み上げ、動弁機構のカムシャフトやロッカーアームやクランクシャフトの軸受け部等の各回転・摺動部を潤滑するようになっている。
【００３５】
各気筒１５内でピストン１６の図中上方に形成される燃焼室１７には、ピストン１６のストロークに応じて吸気管２１を通して空気が吸入されるとともに図示しないインジェクタによって燃料が噴射され、燃焼室１７内での燃焼後の排気ガスが排気管２２から排気されるようになっている。
【００３６】
吸気管２１と排気管２２の間には、ターボ式過給機２５が設けられている。
【００３７】
図１および図３に示すように、ターボ式過給機２５は、排気タービン２７を排気エネルギにより回転させてそれに連結したコンプレッサ２６のインペラ２６ａを回転させる公知のもので、例えば通路切替えによって必要時にのみ給排気経路上に挿入される。このターボ式過給機２５に加え、吸気管２１には、上流側からエアクリーナ３１、インタークーラ３２、スロットルバルブ３３、及び、吸気管２１内の圧力を検出する吸気圧センサ３４がそれぞれ装着されている。
【００３８】
一方、エンジン１０には、図３に示すように、シリンダヘッド１２側（ヘッドカバー内）からクランクケース１４内に連通する図示しない換気通路が形成されており、その換気通路を通してエンジン１０内が例えば図３中に白矢印で示す流れ方向に空気の流れを生じさせて換気されるようになっている。
【００３９】
具体的には、エンジン１０の側部には公知のＰＣＶオイルセパレータ４１が装着されている。
【００４０】
このＰＣＶオイルセパレータ４１は、クランクケース１４の上部から吸気側に還流させるブローバイガスから油分を除去するものである。
【００４１】
ＰＣＶオイルセパレータ４１とターボ式過給機２５より上流側の吸気管２１の間にはＰＣＶホース５８が設けられている。そして、このＰＣＶホース５８を通して、クランクケース１４内の上部のブローバイガスがターボ式過給機２５より上流側に還流されるようになっている。
【００４２】
本実施形態の内燃機関の吸気管構造は、上述のようなエンジン１０において、例えばターボ式過給機２５のコンプレッサ２６より上流側の吸気管２１をそのコンプレッサ２６のインレット部２６ｂに接続する接続管部７０（吸気管本体）として構成されている。
【００４３】
図１および図２に示すように、接続管部７０は、ＰＣＶホース５８の一端部５８ｄが接続される還流管部７１と、ターボ式過給機２５より上流側の吸気管２１の一部を構成する吸気管部７２（吸気管本体）と、によって構成されている。
【００４４】
還流管部７１は、その内部にエンジン１０の内部からのブローバイガスを上流側の吸気通路２１ａに還流させる還流孔７１ｓを有しており、エンジン１０の内部からのブローバイガスを還流させる還流通路５８ａとエンジン１０の吸気通路２１ａとの接続部分を形成している。
【００４５】
また、吸気管部７２は、上流側の吸気通路２１ａ内（横断面中）の鉛直方向下方側に位置する内底壁面部２１ｂ（管内壁面部）から吸気通路２１ａ内に突出する突起部７２ｐを有しており、内底壁面部２１ｂは、突起部７２ｐの近傍で複数の方形の凹部２１ｃに区画されている。
【００４６】
具体的には、図２に示すように、突起部７２ｐは、吸気通路２１ａの通路長さ方向に延在する複数の突条、例えば上向の楔形断面、すなわち、略三角形断面の複数の突条７２ｐ１、７２ｐ２、７２ｐ３（突起）によって構成されており、複数の突条７２ｐ１〜７２ｐ３は、吸気通路２１ａ内で互いに平行に離間し、かつ、鉛直方向で同一の頂部（稜線）高さｈを有している。ここにいう頂部高さｈは、複数の凹部２１ｃの全体の必要な容積に応じて設定され、例えば吸気管２１の内径（吸気通路２１ａの直径）の１／５以下の高さ程度である。
【００４７】
また、吸気管２１の突起部７２ｐは、上流側の吸気通路２１ａのうち最も鉛直方向下方側に位置する特定通路区間２１ｚ内に配置されており、エアクリーナ３１の近傍からコンプレッサ２６のインレット部２６ｂへと徐々に吸気通路２１ａの鉛直方向の位置が低くなっている本実施形態では、例えばコンプレッサ２６のインレット部２６ｂに接続される吸気管２１の一端部近傍に特定通路区間２１ｚが設定されている。
【００４８】
さらに、特定通路区間２１ｚは、吸気管部７２の吸気方向下流側の端部７２ｃの近傍から還流孔７１ｓが形成される吸気方向の還流孔位置までの範囲を含むように設定されている。
【００４９】
また、コンプレッサ２６のインレット部２６ｂは、吸気管部７２の吸気方向下流側の端部７２ｃに接続される端部で、吸気管部７２の吸気方向下流側の端部７２ｃと同一の内径を有しており、インペラ２６ａに近付くほど内径が小さくなる内周面テーパ形状を有している。
【００５０】
したがって、複数の突条７２ｐ１〜７２ｐ３が特定通路区間２１ｚ内で真直ぐに延在し、それら突条７２ｐ１〜７２ｐ３によって区画された複数の方形の凹部２１ｃは、吸気方向上流側の端部で浅くなっているとともに、吸気方向下流側の端部で浅くなるコンプレッサ２６のインレット部２６ｂ側の内底凹部２６ｃに連続している。
【００５１】
複数の凹部２１ｃの全体の容積は、吸気管２１内で結露し特定通路区間２１ｚに溜まって氷結すると推定される水量（最大値）に応じて、例えば２０〜３０ｍＬ（ミリリットル）程度に設定されており、複数の凹部２１ｃの個々の容積は、氷塊の大きさを制限すべくコンプレッサ２６のインペラ２６ａの強度（氷塊を破砕する際の曲げ方向の衝撃に対する強度）に応じて、例えば全体の容積の１／３程度以下に設定されている。また、複数の突条７２ｐ１〜７２ｐ３の間隔Ｐおよび頂部高さｈは、吸気の圧力損失を抑え得る範囲内で、それぞれ複数の凹部２１ｃの個々の設定容積に応じて決定されている。
【００５２】
次に、作用について説明する。
【００５３】
上述のように構成された本実施形態の内燃機関の吸気管構造においては、エンジン１０の運転停止時等にターボ式過給機２５のコンプレッサ２６より上流側の吸気通路２１ａ内で水分が結露し、結露した水が鉛直方向下方側に位置する特定通路区間２１ｚ内の内底壁面部２１ｂ上で氷結し易い。しかし、特定通路区間２１ｚ内で氷結が生じたとしても、その氷は吸気通路２１ａ内に突出する突起部７２ｐによって複数の凹部２１ｃに区画されて形成されることになり、ターボ式過給機２５のコンプレッサ２６内に入っても容易に破砕される程度の大きさになる。したがって、吸気管２１内で剥がれた大きな氷塊が吸気系の重要部品であるコンプレッサ２６のインペラ２６ａを傷付けてしまうということがなく、氷結を抑えるための複雑でコスト高な構成となることもない。
【００５４】
また、本実施形態では、突起部７２ｐが、吸気通路２１ａの通路長さ方向に延在する突条をなすことから、吸気管２１の一部である吸気管部７２の内部に突起部７２ｐを容易にかつ低コストに形成できる。
【００５５】
加えて、本実施形態では、吸気管２１の一部である接続管部７０に、エンジン１０の内部からのブローバイガスを上流側の吸気通路２１ａに還流させる還流孔７１ｓが形成され、特定通路区間２１ｚが、吸気管部７２の吸気方向下流側の端部７２ｃの近傍から還流孔７１ｓが形成される吸気方向の還流孔位置までの範囲を含むので、ブローバイガスに含まれる水分によりターボ式過給機２５に接続される吸気管部７２の吸気方向下流側の端部７２ｃの近傍に氷塊ができ易くとも、その氷塊が複数の凹部２１ｃに分けて形成され、コンプレッサ２６のインペラ２６ａを損傷させることがない。
【００５６】
また、突起部７２ｐが、吸気通路２１ａ内で互いに離間し、かつ、鉛直方向（同一の突出方向）で同一の高さを有する複数の突起７２ｐ１〜７２ｐ３によって構成されているので、複数の凹部２１ｃに形成される氷塊の表面を複数の突起７２ｐ１〜７２ｐ３の高さ位置の近傍で一様な高さに抑えることができる。
【００５７】
このように、本実施形態の内燃機関の吸気管構造においては、上流側の吸気通路２１ａ内の水が鉛直方向下方側に位置する特定通路区間２１ｚに氷結したとしても、その氷が吸気通路２１ａ内に突出する突起部７２ｐによって複数の凹部２１ｃに区画・分割されて形成される。したがって、かかる氷は、ターボ式過給機２５のコンプレッサ２６内に入っても容易に破砕される程度の大きさになっており、氷結を抑えるための複雑でコスト高な構成を用いることなく、吸気管２１内でできた氷塊によりコンプレッサ２６のインペラ２６ａのような吸気系の重要部品を傷付け易いといった問題を解決することのできる低温環境での信頼性に優れた低コストの内燃機関の吸気管構造を提供することができる。
【００５８】
（第２の実施の形態）
図４は、本発明の第２実施形態に係る内燃機関の吸気管構造の一部断面を含む要部側面図である。なお、本実施形態は、上述の実施形態の接続管部７０に類似する接続管部に、温水配管を装着したものであるので、既に述べた第１実施形態と同様の構成については同一符号を用いて説明する。
【００５９】
図４に示すように、接続管部８０は、ＰＣＶホース５８の一端部５８ｄが接続される還流管部８１と、ターボ式過給機２５より上流側の吸気管２１の一部を構成する吸気管部８２（吸気管本体）と、によって構成されている。
【００６０】
還流管部８１は、その内部にエンジン１０の内部からのブローバイガスを上流側の吸気通路２１ａに還流させる還流孔８１ｓを有しており、エンジン１０の内部からのブローバイガスを還流させる還流通路５８ａとエンジン１０の吸気通路２１ａとの接続部分を形成している。
【００６１】
吸気管部８２には、還流管部８１の近傍の還流穴８１ｓの位置に近接して温水配管８３が装着されており、エンジン１０の冷却水の一部がこの温水配管８３に通されるとき、ターボ式過給機２５のコンプレッサ２６より上流側の吸気管２１の一部である吸気管部８２が還流管部８１の近傍で加熱されるようになっている。
【００６２】
また、吸気管部８２は、上流側の吸気通路２１ａ内の鉛直方向下方側に位置する内底壁面部２１ｂから吸気通路２１ａ内に突出する突起部８２ｐを有しており、内底壁面部２１ｂは、突起部８２ｐの近傍で複数の方形の凹部２１ｄに区画されている。
【００６３】
突起部８２ｐは、吸気通路２１ａの通路長さ方向に延在する複数の楔形断面の突条８２ｐ１、８２ｐ２、８２ｐ３、８２ｐ４、８２ｐ５で構成されており、それら突条８２ｐ１〜８２ｐ５は、特定通路区間２１ｚ内において、例えば吸気通路２１ａの通路長さ方向に互いに平行に、かつ、異なる鉛直方向高さで延在している。また、複数の方形の凹部２１ｄは吸気通路２１ａの内周方向の両側で浅くなっている。
【００６４】
このように構成された本実施形態の内燃機関の吸気構造においては、ＰＣＶガスから発生する水蒸気が、吸気通路２１ａ内で結露したりして、ブローバイガス還流通路５８ａの吸気通路２１ａへの接続部分の近傍や鉛直方向の位置が最も低くなる特定通路区間２１ｚに氷結したとしても、その氷が吸気通路２１ａ内に突出する突起部８２ｐによって複数の凹部２１ｄに区画・分割されて形成される。また、特定通路区間２１ｚの通路内周方向の両側では階段状に氷塊が分割形成される。したがって、かかる氷は、ターボ式過給機２５のコンプレッサ２６内に入っても容易に破砕される程度の大きさになっており、従来のように鉛直方向の最下方に位置する部位に溜まった水からできた大きな氷塊がターボ式過給機２５のコンプレッサ２６内に入ることがない。その結果、氷結を抑えるための複雑でコスト高な構成を用いることなく、吸気管２１内でできた氷塊によりコンプレッサ２６のインペラを傷付け易いといった問題を解決することができ、上述の実施形態と同様な効果が期待できる。
【００６５】
（第３の実施の形態）
図５は、本発明の第３実施形態に係る内燃機関の吸気管構造の要部正面断面図であり、図６は、図５のVI−VI矢視断面図である。なお、本実施形態は、上述の第１実施形態に対して突起部の構成が相違するのみであるので、その相違点についてのみ詳述する。
【００６６】
図５および図６に示すように、本実施形態においては、接続管部９０は、ＰＣＶホース５８の一端部５８ｄが接続される還流管部９１と、ターボ式過給機２５より上流側の吸気管２１の一部を構成する吸気管部９２（吸気管本体）と、によって構成されている。
【００６７】
還流管部９１は、その内部にエンジン１０の内部からのブローバイガスを上流側の吸気通路２１ａに還流させる還流孔９１ｓを有しており、エンジン１０の内部からのブローバイガスを還流させる還流通路５８ａとエンジン１０の吸気通路２１ａとの接続部分を形成している。
【００６８】
吸気管部９２は、上流側の吸気通路２１ａ内の鉛直方向下方側に位置する内底壁面部２１ｂから吸気通路２１ａ内に突出する突起部９２ｐを有しており、内底壁面部２１ｂは、突起部９２ｐの近傍で複数の方形の凹部２１ｅに区画されている。
【００６９】
突起部９２ｐは、吸気通路２１ａの通路長さ方向と交差する方向に延在する複数の楔形断面（略三角形断面）の突条９２ｐ１、９２ｐ２、９２ｐ３で構成されており、それら突条９２ｐ１〜９２ｐ３は、特定通路区間２１ｚ内において、例えば吸気通路２１ａの通路長さ方向と直交する方向に互いに平行に延在している。突条９２ｐ１〜９２ｐ３は、例えば延在方向に真直ぐであるが、湾曲していてもよい。
【００７０】
このように構成された本実施形態においては、上述の第１実施形態と同様な効果に加えて、ターボ式過給機２５のコンプレッサ２６より上流側の吸気管２１内で水の溜まり具合が複数の凹部２１ｅ間で異なり、複数の氷塊が同時に生成され難くなる。
【００７１】
また、突起部９２ｐを構成する複数の突条９２ｐ１〜９２ｐ３が、吸気通路２１ａの通路長さ方向と直交する方向に延在しているので、複数の凹部２１ｅに形成される氷塊の周辺部が薄くなり、より破砕され易くなる。
【００７２】
なお、上述の各実施形態にあっては、突起部７２ｐ、８２ｐ、９２ｐの突条の断面形状を略三角形の楔形としたが、突条の断面は、半円形断面や方形断面その他の多角形断面であってもよい。また、突条は、吸気方向や吸気方向と直交する方向に延在するもののみならず、吸気方向と斜めに交差する方向に延在するものであってもよいし、相互に交差する複数の突条であってもよい。さらに、本発明にいう突起部は、突条のみならず、複数の突起を吸気方向やこれと交差する方向に配列したものであってもよく、整列された複数の突起によって吸気管内底部に複数の凹部を区画形成するようにしてもよい。また、上述の各実施形態にあっては、突起部７２ｐ、８２ｐ、９２ｐが吸気管２１の内底壁面部２１ｂ側にのみ形成されていたが、吸気管形状（吸気流や凹凸形状等）により内底壁面側よりも横断面中の上部側の管内壁面部に氷結し易い場合に、その近傍に突起部が形成されてもよく、吸気管の内壁面に全周にわたる突起部（例えば、複数条の螺旋状の突起）が形成されてもよく、その場合に氷結し易い場所で突起の頂部高さが大きくなるようにしてもよい。
【００７３】
さらに、上述の各実施形態にあっては、吸気系の重要部品としてターボ過給機のコンプレッサを例示したが、本発明は、吸気通路内に大きな氷塊をできなくして吸気系の重要部品の損傷を防止するものであるから、ターボ過給機のコンプレッサ以外の他の吸気系の重要部品の上流側で氷結し易い部位についても適用できることはいうまでもない。また、吸気通路にブローバイガスを還流させる場合でなくとも、吸気通路内で比較的大きな氷塊ができ易い部位が生じる場合には、本発明を適用できる。
【００７４】
以上説明したように、本発明に係る内燃機関の吸気管構造は、上流側の吸気通路内の水が管内壁面部に氷結したとしても、その氷が吸気通路内に突出する突起部によって複数の凹部に区画されて形成され、大きな氷塊にならないようにしているので、氷結を抑えるための複雑でコスト高な構成を用いることなく、吸気管内でできた大きな氷塊により吸気系の重要部品を傷付け易いといった問題を解決することのできる低温環境での信頼性に優れた低コストの内燃機関の吸気管構造を提供できるという効果を奏するものであり、内燃機関の吸気管構造、特にターボ式過給機のコンプレッサその他の吸気系の重要部品を装備する場合や吸気系の重要部品より上流側の吸気通路にブローバイガスを還流させる場合等に好適な内燃機関の吸気管構造全般に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明の第１実施形態に係る内燃機関の吸気管構造の要部概略正面図である。
【図２】図１のII−II矢視断面図である。
【図３】第１実施形態に係る内燃機関の模式構成図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係る内燃機関の吸気管構造の一部断面を含む要部概略側面図である。
【図５】本発明の第３実施形態に係る内燃機関の吸気管構造の要部概略正面図である。
【図６】図５のVI−VI矢視断面図である。
【符号の説明】
【００７６】
１０ エンジン（内燃機関）
１４ クランクケース
１５ 気筒
２１ 吸気管
２１ａ 吸気通路
２１ｂ 内底壁面部（管内壁面部）
２１ｃ、２１ｄ、２１ｅ 凹部（複数の凹部）
２１ｚ 特定通路区間
２２ 排気管
２５ ターボ式過給機
２６ コンプレッサ
２６ａ インペラ
２６ｂ インレット部
２６ｃ 内底凹部
５８ ＰＣＶホース
５８ａ 還流通路
７０、８０、９０ 接続管部（吸気管本体）
７１、８１、９１ 還流管部
７１ｓ、８１ｓ、９１ｓ 還流孔
７２、８２、９２ 吸気管部（吸気管本体）
７２ｃ 端部
７２ｐ、８２ｐ、９２ｐ 突起部
７２ｐ１、７２ｐ２、７２ｐ３ 突条（突起）
８２ｐ１、８２ｐ２、８２ｐ３、８２ｐ４、８２ｐ５ 突条（突起）
８３ 温水配管
９２ｐ１、９２ｐ２、９２ｐ３ 突条（突起）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の吸気管構造に関し、特にターボ式過給機のコンプレッサその他の吸気系の重要部品を装備する場合や吸気系の重要部品より上流側の吸気通路にブローバイガスを還流させる場合等に好適な内燃機関の吸気管構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両用内燃機関（以下、単にエンジンという）において、燃焼室からシリンダとピストンの間の隙間を通ってクランクケースの上部に未燃焼の混合気や燃焼済みの燃焼ガスを含んだブローバイガス（Blow−By Gases）が漏れ出ることから、エンジン内のエンジンオイルの劣化防止等のために、クランクケース内を換気するＰＣＶ（Positive Crankcase Ventilation）方式のブローバイガス還元装置が装備されている。
【０００３】
このブローバイガス還元装置を備えたエンジンでは、クランクケース内のブローバイガスがオイルセパレータを通して気液分離された後、ＰＣＶバルブおよびブローバイガス還流用の配管であるＰＣＶホースを通して吸気管内に還流されるようになっており、ＰＣＶホースの一端部が吸気管に接続される吸気管構造となっている。
【０００４】
また、低温下のアイドリング時等のように吸気温度が低い場合、水分を含むＰＣＶ還流ガスが吸気管内に入るＰＣＶホースの接続部付近の吸気管の内壁に着氷が生じ易いため、ＰＣＶホースの吸気管への接続部付近でＰＣＶガス還流通路が凍結により閉塞されてブローバイガスの還流不良が生じたり、ターボ式過給機のコンプレッサを大きな氷塊によって破損させたりするような事態を極力生じないようにする工夫がなされている。
【０００５】
従来のこの種の内燃機関の吸気管構造としては、例えば氷結や霜の付着等のアイシングによる吸気制御バルブの動作不良を防止できるよう、吸気温度や冷却水温が低いとき、あるいは吸気管内の水蒸気過多条件が成立するときには吸気制御バルブの開度を一時的に増大させることで結露や霜、氷等を吹き飛ばすようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
また、ブローバイガスを吸気通路に還流させるチューブを低熱伝導率材料からなる２重管構造として内部に断熱空気層を形成したもの（例えば、特許文献２参照）、ＰＣＶバルブに近接する温水加熱ホースを設けたりしたもの（例えば、特許文献３参照）等が知られている。
【特許文献１】特開２００５−４２６８２号公報
【特許文献２】特開２００３−１２０２４４号公報
【特許文献３】特開平１０−１２１９３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、吸気制御バルブの開度を一時的に増大させることで結露や霜、氷等を吹き飛ばすようにした従来の内燃機関の吸気管構造にあっては、バルブ動作不良を予測するために温度センサや水蒸気過多条件の判定、バルブ開度を一時的に増大させる制御手段等が必要になり、コスト高になるという問題があった。
【０００８】
また、ブローバイガスの還流チューブを低熱伝導率材料からなる２重管構造としてその内部に断熱空気層を形成した従来の内燃機関の吸気管構造にあっては、構造が複雑でコスト高になるという問題があった。
【０００９】
しかも、これら従来の内燃機関の吸気管構造にあっては、ターボ式過給機を装備する場合に、例えばＰＣＶガスから発生する水蒸気が、ブローバイガス還流通路の吸気通路への接続部分の近傍や鉛直方向の位置が最も低くなる部分の吸気管の内壁面に着氷し、特に鉛直方向の最下方に位置する部位に溜まった水からできた大きな氷塊が内燃機関の暖機時にターボ式過給機のコンプレッサ内に入ってしまって、そのインペラを傷付けてしまうといった問題を解決できなかった。
【００１０】
さらに、ＰＣＶバルブに近接する温水加熱ホースを設けた従来の内燃機関の吸気管構造にあっても、暖機時に大きな氷塊が剥がれて、ターボ式過給機のコンプレッサその他の吸気系の重要部品を傷付けてしまうといった問題があった。
【００１１】
本発明は、上述のような従来の問題を解決するためになされたもので、吸気管内でできた大きな氷塊により吸気系の重要部品を傷付け易いといった問題を解決することのできる低温環境での信頼性に優れた低コストの内燃機関の吸気管構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に係る内燃機関の吸気管構造は、上記目的達成のため、（１）内燃機関の吸気通路を形成する吸気管本体を備えた内燃機関の吸気管構造において、前記吸気管本体が、前記吸気通路を形成する管内壁面部から前記吸気通路内に突出する突起部を有し、該突起部の近傍で前記管内壁面部が複数の凹部に区画されていることを特徴とするものである。
【００１３】
この構成により、吸気通路内の水分が管内壁面部に氷結したとしても、その氷は吸気通路内に突出する突起部によって複数の凹部に区画されて形成されることになり、大きな氷塊となることがない。したがって、吸気管内で剥がれた大きな氷塊により吸気系の重要部品を傷付けてしまうということがなくなり、氷結を抑えるための複雑でコスト高な構成となることもない。
【００１４】
上記（１）記載の構成を有する内燃機関の吸気管構造においては、（２）前記吸気管本体が、前記吸気通路のうち前記内燃機関に装備されるターボ式過給機のコンプレッサより上流側の吸気通路を形成するとともに、前記コンプレッサのインレット部に接続され、前記突出部が、前記上流側の吸気通路を形成する管内壁面部から前記吸気通路内に突出しているのが好ましい。
【００１５】
この構成により、上流側の吸気通路内の水が管内壁面部に氷結したとしても、その氷は吸気通路内に突出する突起部によって複数の凹部に区画されて形成されることになり、ターボ式過給機のコンプレッサ内に入っても容易に破砕される程度の大きさになる。したがって、吸気管内で剥がれた大きな氷塊によりコンプレッサを傷付けてしまうということがなくなり、氷結を抑えるための複雑でコスト高な構成となることもない。
【００１６】
上記（１）、（２）記載の構成を有する内燃機関の吸気管構造においては、（３）前記突起部が、前記吸気通路の通路長さ方向に延在する突条をなすのが好ましい。
【００１７】
この構成により、吸気管の内部に突起部を容易にかつ低コストに形成できる。
【００１８】
上記（１）、（２）記載の構成を有する内燃機関の吸気管構造は、（４）前記突起部が、前記吸気通路の通路長さ方向と交差する方向に延在する突条をなすものであっても好ましい。
【００１９】
この構成により、吸気管内で水の溜まり具合が複数の凹部間で異なり、複数の氷塊が同時に生成され難くなる。なお、ここにいう突条は、真っ直ぐであっても湾曲していてもよい。
【００２０】
上記（４）記載の構成を有する内燃機関の吸気管構造においては、（５）前記突起部が、前記吸気通路の通路長さ方向と直交する方向に延在するものであってもよい。
【００２１】
この場合、複数の凹部に形成される氷塊の周辺部が薄くなり、より破砕され易くなる。
【００２２】
上記（１）〜（５）記載の構成を有する内燃機関の吸気管構造においては、（６）前記吸気管本体のうち鉛直方向下方側に位置する特定通路区間内に、前記突起部が配置されているのが望ましい。
【００２３】
この構成により、大きな氷塊ができ易い位置にある特定通路区間内で氷塊が複数の凹部に分けて生成されることになり、氷塊の大きさが小さくなることで、内燃機関の暖機時に吸気系の重要部品、例えばターボ式過給機のコンプレッサのインペラを損傷させることがない。
【００２４】
上記（１）〜（６）記載の構成を有する内燃機関の吸気管構造においては、（７）前記吸気管本体に、前記内燃機関の内部からのブローバイガスを前記吸気通路に還流させる還流孔が形成され、前記特定通路区間が、前記吸気管本体の吸気方向下流側の端部近傍から前記還流孔が形成される前記吸気方向の還流孔位置までの範囲を含むものであってもよい。
【００２５】
この構成により、ブローバイガスに含まれる水分により氷塊ができ易くとも、その氷塊が特定通路区間内で複数の凹部に分けて形成され、吸気系の重要部品、例えばコンプレッサのインペラを損傷させることがない。
【００２６】
上記（１）〜（７）記載の構成を有する内燃機関の吸気管構造においては、（８）前記突起部が、前記吸気通路内で互いに離間し、かつ、鉛直方向で同一の高さを有する複数の突起によって構成されているのが好ましい。
【００２７】
この構成により、複数の凹部に形成される氷塊の表面を複数の突起の高さ位置の近傍で一様な高さに抑えることができる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、吸気通路内の水が管内壁面部に氷結したとしても、その氷が吸気通路内に突出する突起部によって複数の凹部に区画されて形成され、剥がれた氷塊が大きな氷塊でなくなるようにしているので、氷結を抑えるための複雑でコスト高な構成を用いることなく、吸気管内でできた大きな氷塊により吸気系の重要部品を傷付け易いといった問題を解決することのできる低温環境での信頼性に優れた低コストの内燃機関の吸気管構造を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明の好ましい実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００３０】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係る内燃機関の吸気管構造の要部正面断面図であり、図２は、図１のII−II矢視断面図であり、図３は第１実施形態に係る内燃機関の模式構成図である。
【００３１】
まず、構成について説明する。
【００３２】
本実施形態の内燃機関の吸気管構造は、図１および図２に示すように構成され、図３に示すエンジン１０に装備されているので、そのエンジン１０の全体構成について説明すると、エンジン１０は、図３に示すように、ヘッドカバー１１が装着されたシリンダヘッド１２、シリンダブロック１３及びクランクケース１４を有しており、シリンダヘッド１２とシリンダブロック１３によって複数の気筒１５（図３中には１つのみ図示している）が形成されている。
【００３３】
各気筒１５内にはピストン１６が収納されており、詳細は図示しないが、そのピストン１６にはクランクケース１４内の図示しないクランクシャフトがコネクティングロッドを介して連結されている。また、シリンダヘッド１２内には動弁機構が収納されており、この動弁機構がクランクシャフトからの動力を基に（またはクランクシャフトと連動するよう独立して）駆動されるようになっている。
【００３４】
クランクケース１４の下部にはオイルパン１８が設けられており、そこに潤滑用のオイルＬが収容されている。また、詳細を図示しないが、エンジン１０にはクランクシャフトの動力を基に駆動される例えば歯車ポンプからなるオイルポンプが設けられており、このオイルポンプによりオイルパン１８からエンジンオイルＬを汲み上げ、動弁機構のカムシャフトやロッカーアームやクランクシャフトの軸受け部等の各回転・摺動部を潤滑するようになっている。
【００３５】
各気筒１５内でピストン１６の図中上方に形成される燃焼室１７には、ピストン１６のストロークに応じて吸気管２１を通して空気が吸入されるとともに図示しないインジェクタによって燃料が噴射され、燃焼室１７内での燃焼後の排気ガスが排気管２２から排気されるようになっている。
【００３６】
吸気管２１と排気管２２の間には、ターボ式過給機２５が設けられている。
【００３７】
図１および図３に示すように、ターボ式過給機２５は、排気タービン２７を排気エネルギにより回転させてそれに連結したコンプレッサ２６のインペラ２６ａを回転させる公知のもので、例えば通路切替えによって必要時にのみ給排気経路上に挿入される。このターボ式過給機２５に加え、吸気管２１には、上流側からエアクリーナ３１、インタークーラ３２、スロットルバルブ３３、及び、吸気管２１内の圧力を検出する吸気圧センサ３４がそれぞれ装着されている。
【００３８】
一方、エンジン１０には、図３に示すように、シリンダヘッド１２側（ヘッドカバー内）からクランクケース１４内に連通する図示しない換気通路が形成されており、その換気通路を通してエンジン１０内が例えば図３中に白矢印で示す流れ方向に空気の流れを生じさせて換気されるようになっている。
【００３９】
具体的には、エンジン１０の側部には公知のＰＣＶオイルセパレータ４１が装着されている。
【００４０】
このＰＣＶオイルセパレータ４１は、クランクケース１４の上部から吸気側に還流させるブローバイガスから油分を除去するものである。
【００４１】
ＰＣＶオイルセパレータ４１とターボ式過給機２５より上流側の吸気管２１の間にはＰＣＶホース５８が設けられている。そして、このＰＣＶホース５８を通して、クランクケース１４内の上部のブローバイガスがターボ式過給機２５より上流側に還流されるようになっている。
【００４２】
本実施形態の内燃機関の吸気管構造は、上述のようなエンジン１０において、例えばターボ式過給機２５のコンプレッサ２６より上流側の吸気管２１をそのコンプレッサ２６のインレット部２６ｂに接続する接続管部７０（吸気管本体）として構成されている。
【００４３】
図１および図２に示すように、接続管部７０は、ＰＣＶホース５８の一端部５８ｄが接続される還流管部７１と、ターボ式過給機２５より上流側の吸気管２１の一部を構成する吸気管部７２（吸気管本体）と、によって構成されている。
【００４４】
還流管部７１は、その内部にエンジン１０の内部からのブローバイガスを上流側の吸気通路２１ａに還流させる還流孔７１ｓを有しており、エンジン１０の内部からのブローバイガスを還流させる還流通路５８ａとエンジン１０の吸気通路２１ａとの接続部分を形成している。
【００４５】
また、吸気管部７２は、上流側の吸気通路２１ａ内（横断面中）の鉛直方向下方側に位置する内底壁面部２１ｂ（管内壁面部）から吸気通路２１ａ内に突出する突起部７２ｐを有しており、内底壁面部２１ｂは、突起部７２ｐの近傍で複数の方形の凹部２１ｃに区画されている。
【００４６】
具体的には、図２に示すように、突起部７２ｐは、吸気通路２１ａの通路長さ方向に延在する複数の突条、例えば上向の楔形断面、すなわち、略三角形断面の複数の突条７２ｐ１、７２ｐ２、７２ｐ３（突起）によって構成されており、複数の突条７２ｐ１〜７２ｐ３は、吸気通路２１ａ内で互いに平行に離間し、かつ、鉛直方向で同一の頂部（稜線）高さｈを有している。ここにいう頂部高さｈは、複数の凹部２１ｃの全体の必要な容積に応じて設定され、例えば吸気管２１の内径（吸気通路２１ａの直径）の１／５以下の高さ程度である。
【００４７】
また、吸気管２１の突起部７２ｐは、上流側の吸気通路２１ａのうち最も鉛直方向下方側に位置する特定通路区間２１ｚ内に配置されており、エアクリーナ３１の近傍からコンプレッサ２６のインレット部２６ｂへと徐々に吸気通路２１ａの鉛直方向の位置が低くなっている本実施形態では、例えばコンプレッサ２６のインレット部２６ｂに接続される吸気管２１の一端部近傍に特定通路区間２１ｚが設定されている。
【００４８】
さらに、特定通路区間２１ｚは、吸気管部７２の吸気方向下流側の端部７２ｃの近傍から還流孔７１ｓが形成される吸気方向の還流孔位置までの範囲を含むように設定されている。
【００４９】
また、コンプレッサ２６のインレット部２６ｂは、吸気管部７２の吸気方向下流側の端部７２ｃに接続される端部で、吸気管部７２の吸気方向下流側の端部７２ｃと同一の内径を有しており、インペラ２６ａに近付くほど内径が小さくなる内周面テーパ形状を有している。
【００５０】
したがって、複数の突条７２ｐ１〜７２ｐ３が特定通路区間２１ｚ内で真直ぐに延在し、それら突条７２ｐ１〜７２ｐ３によって区画された複数の方形の凹部２１ｃは、吸気方向上流側の端部で浅くなっているとともに、吸気方向下流側の端部で浅くなるコンプレッサ２６のインレット部２６ｂ側の内底凹部２６ｃに連続している。
【００５１】
複数の凹部２１ｃの全体の容積は、吸気管２１内で結露し特定通路区間２１ｚに溜まって氷結すると推定される水量（最大値）に応じて、例えば２０〜３０ｍＬ（ミリリットル）程度に設定されており、複数の凹部２１ｃの個々の容積は、氷塊の大きさを制限すべくコンプレッサ２６のインペラ２６ａの強度（氷塊を破砕する際の曲げ方向の衝撃に対する強度）に応じて、例えば全体の容積の１／３程度以下に設定されている。また、複数の突条７２ｐ１〜７２ｐ３の間隔Ｐおよび頂部高さｈは、吸気の圧力損失を抑え得る範囲内で、それぞれ複数の凹部２１ｃの個々の設定容積に応じて決定されている。
【００５２】
次に、作用について説明する。
【００５３】
上述のように構成された本実施形態の内燃機関の吸気管構造においては、エンジン１０の運転停止時等にターボ式過給機２５のコンプレッサ２６より上流側の吸気通路２１ａ内で水分が結露し、結露した水が鉛直方向下方側に位置する特定通路区間２１ｚ内の内底壁面部２１ｂ上で氷結し易い。しかし、特定通路区間２１ｚ内で氷結が生じたとしても、その氷は吸気通路２１ａ内に突出する突起部７２ｐによって複数の凹部２１ｃに区画されて形成されることになり、ターボ式過給機２５のコンプレッサ２６内に入っても容易に破砕される程度の大きさになる。したがって、吸気管２１内で剥がれた大きな氷塊が吸気系の重要部品であるコンプレッサ２６のインペラ２６ａを傷付けてしまうということがなく、氷結を抑えるための複雑でコスト高な構成となることもない。
【００５４】
また、本実施形態では、突起部７２ｐが、吸気通路２１ａの通路長さ方向に延在する突条をなすことから、吸気管２１の一部である吸気管部７２の内部に突起部７２ｐを容易にかつ低コストに形成できる。
【００５５】
加えて、本実施形態では、吸気管２１の一部である接続管部７０に、エンジン１０の内部からのブローバイガスを上流側の吸気通路２１ａに還流させる還流孔７１ｓが形成され、特定通路区間２１ｚが、吸気管部７２の吸気方向下流側の端部７２ｃの近傍から還流孔７１ｓが形成される吸気方向の還流孔位置までの範囲を含むので、ブローバイガスに含まれる水分によりターボ式過給機２５に接続される吸気管部７２の吸気方向下流側の端部７２ｃの近傍に氷塊ができ易くとも、その氷塊が複数の凹部２１ｃに分けて形成され、コンプレッサ２６のインペラ２６ａを損傷させることがない。
【００５６】
また、突起部７２ｐが、吸気通路２１ａ内で互いに離間し、かつ、鉛直方向（同一の突出方向）で同一の高さを有する複数の突起７２ｐ１〜７２ｐ３によって構成されているので、複数の凹部２１ｃに形成される氷塊の表面を複数の突起７２ｐ１〜７２ｐ３の高さ位置の近傍で一様な高さに抑えることができる。
【００５７】
このように、本実施形態の内燃機関の吸気管構造においては、上流側の吸気通路２１ａ内の水が鉛直方向下方側に位置する特定通路区間２１ｚに氷結したとしても、その氷が吸気通路２１ａ内に突出する突起部７２ｐによって複数の凹部２１ｃに区画・分割されて形成される。したがって、かかる氷は、ターボ式過給機２５のコンプレッサ２６内に入っても容易に破砕される程度の大きさになっており、氷結を抑えるための複雑でコスト高な構成を用いることなく、吸気管２１内でできた氷塊によりコンプレッサ２６のインペラ２６ａのような吸気系の重要部品を傷付け易いといった問題を解決することのできる低温環境での信頼性に優れた低コストの内燃機関の吸気管構造を提供することができる。
【００５８】
（第２の実施の形態）
図４は、本発明の第２実施形態に係る内燃機関の吸気管構造の一部断面を含む要部側面図である。なお、本実施形態は、上述の実施形態の接続管部７０に類似する接続管部に、温水配管を装着したものであるので、既に述べた第１実施形態と同様の構成については同一符号を用いて説明する。
【００５９】
図４に示すように、接続管部８０は、ＰＣＶホース５８の一端部５８ｄが接続される還流管部８１と、ターボ式過給機２５より上流側の吸気管２１の一部を構成する吸気管部８２（吸気管本体）と、によって構成されている。
【００６０】
還流管部８１は、その内部にエンジン１０の内部からのブローバイガスを上流側の吸気通路２１ａに還流させる還流孔８１ｓを有しており、エンジン１０の内部からのブローバイガスを還流させる還流通路５８ａとエンジン１０の吸気通路２１ａとの接続部分を形成している。
【００６１】
吸気管部８２には、還流管部８１の近傍の還流穴８１ｓの位置に近接して温水配管８３が装着されており、エンジン１０の冷却水の一部がこの温水配管８３に通されるとき、ターボ式過給機２５のコンプレッサ２６より上流側の吸気管２１の一部である吸気管部８２が還流管部８１の近傍で加熱されるようになっている。
【００６２】
また、吸気管部８２は、上流側の吸気通路２１ａ内の鉛直方向下方側に位置する内底壁面部２１ｂから吸気通路２１ａ内に突出する突起部８２ｐを有しており、内底壁面部２１ｂは、突起部８２ｐの近傍で複数の方形の凹部２１ｄに区画されている。
【００６３】
突起部８２ｐは、吸気通路２１ａの通路長さ方向に延在する複数の楔形断面の突条８２ｐ１、８２ｐ２、８２ｐ３、８２ｐ４、８２ｐ５で構成されており、それら突条８２ｐ１〜８２ｐ５は、特定通路区間２１ｚ内において、例えば吸気通路２１ａの通路長さ方向に互いに平行に、かつ、異なる鉛直方向高さで延在している。また、複数の方形の凹部２１ｄは吸気通路２１ａの内周方向の両側で浅くなっている。
【００６４】
このように構成された本実施形態の内燃機関の吸気構造においては、ＰＣＶガスから発生する水蒸気が、吸気通路２１ａ内で結露したりして、ブローバイガス還流通路５８ａの吸気通路２１ａへの接続部分の近傍や鉛直方向の位置が最も低くなる特定通路区間２１ｚに氷結したとしても、その氷が吸気通路２１ａ内に突出する突起部８２ｐによって複数の凹部２１ｄに区画・分割されて形成される。また、特定通路区間２１ｚの通路内周方向の両側では階段状に氷塊が分割形成される。したがって、かかる氷は、ターボ式過給機２５のコンプレッサ２６内に入っても容易に破砕される程度の大きさになっており、従来のように鉛直方向の最下方に位置する部位に溜まった水からできた大きな氷塊がターボ式過給機２５のコンプレッサ２６内に入ることがない。その結果、氷結を抑えるための複雑でコスト高な構成を用いることなく、吸気管２１内でできた氷塊によりコンプレッサ２６のインペラを傷付け易いといった問題を解決することができ、上述の実施形態と同様な効果が期待できる。
【００６５】
（第３の実施の形態）
図５は、本発明の第３実施形態に係る内燃機関の吸気管構造の要部正面断面図であり、図６は、図５のVI−VI矢視断面図である。なお、本実施形態は、上述の第１実施形態に対して突起部の構成が相違するのみであるので、その相違点についてのみ詳述する。
【００６６】
図５および図６に示すように、本実施形態においては、接続管部９０は、ＰＣＶホース５８の一端部５８ｄが接続される還流管部９１と、ターボ式過給機２５より上流側の吸気管２１の一部を構成する吸気管部９２（吸気管本体）と、によって構成されている。
【００６７】
還流管部９１は、その内部にエンジン１０の内部からのブローバイガスを上流側の吸気通路２１ａに還流させる還流孔９１ｓを有しており、エンジン１０の内部からのブローバイガスを還流させる還流通路５８ａとエンジン１０の吸気通路２１ａとの接続部分を形成している。
【００６８】
吸気管部９２は、上流側の吸気通路２１ａ内の鉛直方向下方側に位置する内底壁面部２１ｂから吸気通路２１ａ内に突出する突起部９２ｐを有しており、内底壁面部２１ｂは、突起部９２ｐの近傍で複数の方形の凹部２１ｅに区画されている。
【００６９】
突起部９２ｐは、吸気通路２１ａの通路長さ方向と交差する方向に延在する複数の楔形断面（略三角形断面）の突条９２ｐ１、９２ｐ２、９２ｐ３で構成されており、それら突条９２ｐ１〜９２ｐ３は、特定通路区間２１ｚ内において、例えば吸気通路２１ａの通路長さ方向と直交する方向に互いに平行に延在している。突条９２ｐ１〜９２ｐ３は、例えば延在方向に真直ぐであるが、湾曲していてもよい。
【００７０】
このように構成された本実施形態においては、上述の第１実施形態と同様な効果に加えて、ターボ式過給機２５のコンプレッサ２６より上流側の吸気管２１内で水の溜まり具合が複数の凹部２１ｅ間で異なり、複数の氷塊が同時に生成され難くなる。
【００７１】
また、突起部９２ｐを構成する複数の突条９２ｐ１〜９２ｐ３が、吸気通路２１ａの通路長さ方向と直交する方向に延在しているので、複数の凹部２１ｅに形成される氷塊の周辺部が薄くなり、より破砕され易くなる。
【００７２】
なお、上述の各実施形態にあっては、突起部７２ｐ、８２ｐ、９２ｐの突条の断面形状を略三角形の楔形としたが、突条の断面は、半円形断面や方形断面その他の多角形断面であってもよい。また、突条は、吸気方向や吸気方向と直交する方向に延在するもののみならず、吸気方向と斜めに交差する方向に延在するものであってもよいし、相互に交差する複数の突条であってもよい。さらに、本発明にいう突起部は、突条のみならず、複数の突起を吸気方向やこれと交差する方向に配列したものであってもよく、整列された複数の突起によって吸気管内底部に複数の凹部を区画形成するようにしてもよい。また、上述の各実施形態にあっては、突起部７２ｐ、８２ｐ、９２ｐが吸気管２１の内底壁面部２１ｂ側にのみ形成されていたが、吸気管形状（吸気流や凹凸形状等）により内底壁面側よりも横断面中の上部側の管内壁面部に氷結し易い場合に、その近傍に突起部が形成されてもよく、吸気管の内壁面に全周にわたる突起部（例えば、複数条の螺旋状の突起）が形成されてもよく、その場合に氷結し易い場所で突起の頂部高さが大きくなるようにしてもよい。
【００７３】
さらに、上述の各実施形態にあっては、吸気系の重要部品としてターボ過給機のコンプレッサを例示したが、本発明は、吸気通路内に大きな氷塊をできなくして吸気系の重要部品の損傷を防止するものであるから、ターボ過給機のコンプレッサ以外の他の吸気系の重要部品の上流側で氷結し易い部位についても適用できることはいうまでもない。また、吸気通路にブローバイガスを還流させる場合でなくとも、吸気通路内で比較的大きな氷塊ができ易い部位が生じる場合には、本発明を適用できる。
【００７４】
以上説明したように、本発明に係る内燃機関の吸気管構造は、上流側の吸気通路内の水が管内壁面部に氷結したとしても、その氷が吸気通路内に突出する突起部によって複数の凹部に区画されて形成され、大きな氷塊にならないようにしているので、氷結を抑えるための複雑でコスト高な構成を用いることなく、吸気管内でできた大きな氷塊により吸気系の重要部品を傷付け易いといった問題を解決することのできる低温環境での信頼性に優れた低コストの内燃機関の吸気管構造を提供できるという効果を奏するものであり、内燃機関の吸気管構造、特にターボ式過給機のコンプレッサその他の吸気系の重要部品を装備する場合や吸気系の重要部品より上流側の吸気通路にブローバイガスを還流させる場合等に好適な内燃機関の吸気管構造全般に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明の第１実施形態に係る内燃機関の吸気管構造の要部概略正面図である。
【図２】図１のII−II矢視断面図である。
【図３】第１実施形態に係る内燃機関の模式構成図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係る内燃機関の吸気管構造の一部断面を含む要部概略側面図である。
【図５】本発明の第３実施形態に係る内燃機関の吸気管構造の要部概略正面図である。
【図６】図５のVI−VI矢視断面図である。
【符号の説明】
【００７６】
１０ エンジン（内燃機関）
１４ クランクケース
１５ 気筒
２１ 吸気管
２１ａ 吸気通路
２１ｂ 内底壁面部（管内壁面部）
２１ｃ、２１ｄ、２１ｅ 凹部（複数の凹部）
２１ｚ 特定通路区間
２２ 排気管
２５ ターボ式過給機
２６ コンプレッサ
２６ａ インペラ
２６ｂ インレット部
２６ｃ 内底凹部
５８ ＰＣＶホース
５８ａ 還流通路
７０、８０、９０ 接続管部（吸気管本体）
７１、８１、９１ 還流管部
７１ｓ、８１ｓ、９１ｓ 還流孔
７２、８２、９２ 吸気管部（吸気管本体）
７２ｃ 端部
７２ｐ、８２ｐ、９２ｐ 突起部
７２ｐ１、７２ｐ２、７２ｐ３ 突条（突起）
８２ｐ１、８２ｐ２、８２ｐ３、８２ｐ４、８２ｐ５ 突条（突起）
８３ 温水配管
９２ｐ１、９２ｐ２、９２ｐ３ 突条（突起）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の吸気通路を形成する吸気管本体を備えた内燃機関の吸気管構造において、
前記吸気管本体が、前記吸気通路を形成する管内壁面部から前記吸気通路内に突出する突起部を有し、該突起部の近傍で前記管内壁面部が複数の凹部に区画されていることを特徴とする内燃機関の吸気管構造。
【請求項２】
前記吸気管本体が、前記吸気通路のうち前記内燃機関に装備されるターボ式過給機のコンプレッサより上流側の吸気通路を形成するとともに、前記コンプレッサのインレット部に接続され、
前記突出部が、前記上流側の吸気通路を形成する管内壁面部から前記吸気通路内に突出していることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の吸気管構造。
【請求項３】
前記突起部が、前記吸気通路の通路長さ方向に延在する突条をなすことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の内燃機関の吸気管構造。
【請求項４】
前記突起部が、前記吸気通路の通路長さ方向と交差する方向に延在する突条をなすことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の内燃機関の吸気管構造。
【請求項５】
前記突起部が、前記吸気通路の通路長さ方向と直交する方向に延在することを特徴とする請求項３に記載の内燃機関の吸気管構造。
【請求項６】
前記吸気管本体のうち鉛直方向下方側に位置する特定通路区間内に、前記突起部が配置されていることを特徴とする請求項１ないし請求項５のうちいずれか１の請求項に記載の内燃機関の吸気管構造。
【請求項７】
前記吸気管本体に、前記内燃機関の内部からのブローバイガスを前記吸気通路に還流させる還流孔が形成され、
前記特定通路区間が、前記吸気管本体の吸気方向下流側の端部近傍から前記還流孔が形成される前記吸気方向の還流孔位置までの範囲を含むことを特徴とする請求項１ないし請求項６のうちいずれか１の請求項に記載の内燃機関の吸気管構造。
【請求項８】
前記突起部が、前記吸気通路内で互いに離間し、かつ、鉛直方向で同一の高さを有する複数の突起によって構成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項７のうちいずれか１の請求項に記載の内燃機関の吸気管構造。
【請求項１】
内燃機関の吸気通路を形成する吸気管本体を備えた内燃機関の吸気管構造において、
前記吸気管本体が、前記吸気通路を形成する管内壁面部から前記吸気通路内に突出する突起部を有し、該突起部の近傍で前記管内壁面部が複数の凹部に区画されていることを特徴とする内燃機関の吸気管構造。
【請求項２】
前記吸気管本体が、前記吸気通路のうち前記内燃機関に装備されるターボ式過給機のコンプレッサより上流側の吸気通路を形成するとともに、前記コンプレッサのインレット部に接続され、
前記突出部が、前記上流側の吸気通路を形成する管内壁面部から前記吸気通路内に突出していることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の吸気管構造。
【請求項３】
前記突起部が、前記吸気通路の通路長さ方向に延在する突条をなすことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の内燃機関の吸気管構造。
【請求項４】
前記突起部が、前記吸気通路の通路長さ方向と交差する方向に延在する突条をなすことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の内燃機関の吸気管構造。
【請求項５】
前記突起部が、前記吸気通路の通路長さ方向と直交する方向に延在することを特徴とする請求項３に記載の内燃機関の吸気管構造。
【請求項６】
前記吸気管本体のうち鉛直方向下方側に位置する特定通路区間内に、前記突起部が配置されていることを特徴とする請求項１ないし請求項５のうちいずれか１の請求項に記載の内燃機関の吸気管構造。
【請求項７】
前記吸気管本体に、前記内燃機関の内部からのブローバイガスを前記吸気通路に還流させる還流孔が形成され、
前記特定通路区間が、前記吸気管本体の吸気方向下流側の端部近傍から前記還流孔が形成される前記吸気方向の還流孔位置までの範囲を含むことを特徴とする請求項１ないし請求項６のうちいずれか１の請求項に記載の内燃機関の吸気管構造。
【請求項８】
前記突起部が、前記吸気通路内で互いに離間し、かつ、鉛直方向で同一の高さを有する複数の突起によって構成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項７のうちいずれか１の請求項に記載の内燃機関の吸気管構造。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００９−２８１３１７（Ｐ２００９−２８１３１７Ａ）
【公開日】平成２１年１２月３日（２００９．１２．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１３５３９７（Ｐ２００８−１３５３９７）
【出願日】平成２０年５月２３日（２００８．５．２３）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１２月３日（２００９．１２．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年５月２３日（２００８．５．２３）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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