吸気装置
【課題】 エンジンに吸入される空気の冷却効率が高い吸気装置を提供する。
【解決手段】 吸気装置は、エンジンの燃焼室に空気を導く部分吸気通路４４を有する吸気マニホールド４０を備える。部分吸気通路４４には、内部を流通する空気の熱を吸収可能な水冷式のインタークーラ６０が設けられる。インタークーラ６０の外壁６０４と吸気マニホールド４０のサージタンク部４１の内壁４１４との隙間は、パッキン１００により封止される。そのため、部分吸気通路４４を流通する空気は、上記隙間を通らずインタークーラ６０が有する空気冷却通路６５を通過して冷却され、エンジン本体２へ供給される。したがって、エンジンに吸入される空気の冷却効率を高めることができる。
【解決手段】 吸気装置は、エンジンの燃焼室に空気を導く部分吸気通路４４を有する吸気マニホールド４０を備える。部分吸気通路４４には、内部を流通する空気の熱を吸収可能な水冷式のインタークーラ６０が設けられる。インタークーラ６０の外壁６０４と吸気マニホールド４０のサージタンク部４１の内壁４１４との隙間は、パッキン１００により封止される。そのため、部分吸気通路４４を流通する空気は、上記隙間を通らずインタークーラ６０が有する空気冷却通路６５を通過して冷却され、エンジン本体２へ供給される。したがって、エンジンに吸入される空気の冷却効率を高めることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンの吸気装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンは、エンジン本体と補機類とからなる。この補機類の１つに、エンジン本体の燃焼室に空気を供給する吸気装置がある。この吸気装置は、空気取込口、取り込んだ空気中の異物を除去するエアクリーナ、取り込む空気量を調整するスロットル弁装置などで構成される。エンジン本体が複数の気筒を有する場合、空気をエンジン本体の各気筒に分岐させる吸気マニホールドが設けられる。これらの空気取込口、エアクリーナ、スロットル弁装置および吸気マニホールド等は、インテークパイプにより互いに接続され、全体としてエンジンの吸気通路を構成する。
【０００３】
ところでエンジンに供給される空気は、温度が低いほど気筒内への吸気充填率が高まる。吸気充填率が高まると、より多くの燃料を燃焼させることが可能となり、エンジンの出力が増大する。よってエンジンの出力を増大させるため、取り込んだ空気を冷却してからエンジン本体に供給することが行われる。特許文献１に開示されるアフタークーラは、取り込んだ空気を冷却するために吸気マニホールド内に水冷式の熱交換器本体を設けている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−３２４６８６公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１のアフタークーラは、熱交換器本体の外壁と吸気マニホールドの内壁との間に隙間を有する。この隙間があると、吸気マニホールド内を流通する空気の一部は、熱交換器本体が有する所定の空気冷却通路を通らずに上記隙間を通ってエンジン本体へ供給される。よって、吸気マニホールド内を流通する空気の一部は冷却されずにエンジン本体に供給される。そのため、エンジン本体に吸入する空気の冷却が十分に行われず、ノッキングの発生等の恐れがある。
【０００６】
本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、その目的は、エンジンに吸入する空気の冷却効率が高い吸気装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載の発明による吸気装置は、エンジンの燃料室に空気を導く空気通路を有する通路部材を備える。空気通路には、空気通路を流通する空気の熱を吸収可能な水冷式の熱交換器本体が設けられる。熱交換器本体の外壁と空気通路を区画形成する通路部材の内壁との隙間は、シール部材により封止される。そのため、空気通路を流通する空気は、前記隙間を通過することなしに熱交換器本体が有する所定の空気冷却通路を通過してエンジン本体へ供給される。空気通路を流通する空気は、熱交換器本体内を流通する冷却水に熱を奪われ冷却される。したがって、エンジンに吸入する空気の冷却効率を高めることができ、エンジンでのノッキングの発生を抑制することができる。
【０００８】
請求項２に記載の発明では、空気通路を区画形成する通路部材の内壁は、空気通路の通路方向に交差する方向に延びる第１溝を有する。熱交換器本体は、この熱交換器本体の外壁から通路部材の第１溝内に突出し前記通路方向に交差する方向に延びる鍔部を形成する。シール部材は、熱交換器本体の鍔部に被せられ、通路部材の第１溝に嵌め込まれる。そのため、通路部材の内壁と熱交換器本体の外壁とのシール性を確保するとともに、シール部材の保持力を確保することができる。
【０００９】
請求項３に記載の発明では、シール部材は、熱交換器本体のうち空気通路の空気流出側に設けられる。そのため、空気通路に流入する空気の熱に起因するシール部材の熱害を抑制することができる。よって、コストの高い耐熱性のあるシール部材を使用する必要がない。
【００１０】
請求項４に記載の発明では、シール部材は、熱交換器本体のうち空気通路の空気流入側に設けられる。そのため、エンジン本体の熱に起因するシール部材の熱害を抑制することができる。よって、コストの高い耐熱性のあるシール部材を使用する必要がない。
【００１１】
請求項５に記載の発明では、熱交換器本体の外壁と空気通路を区画形成する通路部材の内壁との間には、シール部材から離間する位置において、２以上の屈曲部を有する隙間からなる迷路状間隙が形成される。そのため、熱交換器本体の外壁と通路部材の内壁との間を経由してシール部材に向かう空気の到達を遅らせ、空気の熱に起因するシール部材の熱害を抑制することができる。
【００１２】
請求項６に記載の発明では、空気通路を区画形成する通路部材の内壁は、空気通路の通路方向に交差する方向に延びる第２溝を有する。熱交換器本体は、熱交換器本体の外壁から通路部材の第２溝内に突出し前記通路方向に交差する方向に延びる突起を形成する。これにより、通路部材の第２溝と熱交換器本体の突起との間に３つの屈曲部を有する迷路状間隙が形成される。
【００１３】
請求項７に記載の発明では、熱交換器本体は、入口側タンク、中間タンク、出口側タンク、第１チューブおよび第２チューブを備える。入口側タンクおよび出口側タンクは、空気通路の幅方向の一方側に設けられる。中間タンクは、空気通路の幅方向の他方側に設けられる。入口側タンクと中間タンクとは、複数の第１チューブにより接続される。中間タンクと出口側タンクとは、複数の第２チューブにより接続される。第１チューブおよび第２チューブの内部には冷却水が流通可能である。熱交換器本体は、複数の第１チューブ間に形成される隙間と、複数の第２チューブ間に形成される隙間とからなる空気冷却通路を有する。空気通路を流通する空気は、空気冷却通路を通過するとき、第１チューブおよび第２チューブの内部の冷却水に熱を奪われることで冷却される。
【００１４】
請求項８に記載の発明では、通路部材は、空気通路の幅方向の一方側に貫通孔を有する。熱交換器本体は、通路部材の貫通孔から通路部材内に挿入され通路部材に着脱可能に固定される。通路部材と通路部材前後に接続される部材とを分解することなく熱交換器本体を取り外すことができるので、熱交換器本体の保守作業が容易となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１実施形態による吸気装置が適用されたエンジンの概念図である。
【図２】本発明の第１実施形態による吸気装置の吸気マニホールドの上面図である。
【図３】図２の吸気マニホールドをＩＩＩ矢印方向から見た図である。
【図４】図２の吸気マニホールドをＩＶ矢印方向から見た図である。
【図５】図２の吸気マニホールドをＶ矢印方向から見た図である。
【図６】図３のＶＩ−ＶＩ線断面図である。
【図７】本発明の第１実施形態による吸気装置のインタークーラの正面図である。
【図８】図７のインタークーラをＶＩＩＩ矢印方向から見た図である。
【図９】図７のＩＸ−ＩＸ線断面図である。
【図１０】本発明の第１実施形態による吸気装置のパッキンを示す図であって、（ａ）パッキンの正面図、（ｂ）パッキンをＸｂ矢印方向から見た図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態による吸気装置が適用されたエンジンを概念的に図１に示す。エンジン１は、エンジン本体２と、補機類としての吸気装置３、排気装置７、ＥＧＲ装置８および過給機９とを備えている。エンジン本体２は、例えば複数の気筒２０を有するレシプロ型エンジンである。
【００１７】
吸気装置３は、空気取入口３１、取り込んだ空気中の異物を除去するエアクリーナ３２、取り込む空気量を調整するスロットル弁装置３３、空気をエンジン本体２の各気筒に分岐させる吸気マニホールド４０等から構成される。これらは複数のインテークパイプ３４ａ〜３４ｄにより互いに接続され、全体としてエンジン１の吸気通路を構成している。また吸気装置３は、空気冷却装置５０を備えている。吸気装置３は、エンジン本体２での燃焼に必要な空気を供給する装置である。
【００１８】
「通路部材」としての吸気マニホールド４０は、サージタンク部４１および多岐部４２を有する。サージタンク部４１は、インテークパイプ３４ｄおよび多岐部４２と比べて大きな内部空間を形成する。このサージタンク部４１は、複数気筒への空気の供給量を均等化する、或いは空気の脈動を緩和する等の目的で設けられる。
【００１９】
空気冷却装置５０は、冷却水ポンプ５１、「熱交換器本体」としてのインタークーラ６０、およびサブラジエタ５２等から構成される。空気冷却装置５０は、エンジン本体２の気筒内への吸気充填率を高めるために空気を冷却する装置である。
冷却水ポンプ５１は、空気冷却装置５０内の冷却水を強制的に循環させる。冷却水ポンプ５１とインタークーラ６０とは、第１配管５３により接続されている。インタークーラ６０には、冷却水ポンプ５１の吐出口から第１配管５３を経由して冷却水が圧送される。
【００２０】
インタークーラ６０は、吸気マニホールド４０のサージタンク部４１内に設けられている。インタークーラ６０を通過する空気は、このインタークーラ６０内を流れる冷却水に熱を奪われることで温度が下がる。一方、インタークーラ６０内を流れる冷却水は、空気から熱を奪うことで温度が上がる。インタークーラ６０は、空気冷却装置５０における吸熱部として機能する。
インタークーラ６０とサブラジエタ５２とは、第２配管５４により接続されている。インタークーラ６０から流出する冷却水は、第２配管５４を経由してサブラジエタ５２に送られる。
【００２１】
サブラジエタ５２は、このサブラジエタ５２内を流れる冷却水の熱を放出する。空気の熱を奪うことで比較的高温となる冷却水は、サブラジエタ５２内を流れるとき熱が奪われることで温度が下がる。サブラジエタ５２には例えば車両走行風や図示しない冷却ファンからの風が当てられる。これにより、サブラジエタ５２からの放熱が促進される。サブラジエタ５２は、空気冷却装置５０における放熱部として機能する。
サブラジエタ５２と冷却水ポンプ５１とは、第３配管５５により接続されている。サブラジエタ５２から流出する冷却水は、第３配管５５を経由して冷却水ポンプ５１に送られる。
【００２２】
排気装置７は、エンジン本体２の各気筒からの排気を集合させる排気マニホールド７１、排気を浄化する触媒コンバータ７２、排気騒音を低減するマフラー７３等から構成されている。これらは複数のエキゾーストパイプ７４ａ〜７４ｄにより互いに接続され、全体としてエンジン１の排気通路を構成している。排気装置７は、エンジン本体２において混合気が燃焼した後の排気を排出する装置である。
【００２３】
ＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation）装置８は、ＥＧＲホース８１およびＥＧＲ弁装置８２等から構成されている。ＥＧＲホース８１は、エキゾーストパイプ７４ｂとインテークパイプ３４ｄとを接続する。ＥＧＲ弁装置８２は、エキゾーストパイプ７４ｂからＥＧＲホース８１を経由してインテークパイプ３４ｄに流入する排気量を調整する。ＥＧＲ弁装置８２は、例えば電磁駆動式であり、図示しない電子制御ユニットからの制御信号に基づいて作動する。ＥＧＲ装置８は、排気の一部を吸気装置３に戻す装置である。ＥＧＲ装置８は、排気の一部を吸気装置３へ戻すことでエンジン本体２の燃焼温度を下げる。これにより、燃費向上効果や排気中の窒素酸化物（ＮＯｘ）低減効果などが得られる。
【００２４】
過給機９は、排気駆動式であり、排気により回されるタービンホイール９１、このタービンホイール９１と一体に回転し空気を圧縮するコンプレッサホイール９２等から構成されている。過給機９は、空気を圧縮することによりエンジン本体２の各気筒により多くの空気を送り込む、すなわち過給する装置である。過給機９は、空気量を増やすことで燃焼可能な燃料の量を増やし、エンジンの出力を増大させることができる。
【００２５】
次に、吸気マニホールド４０およびインタークーラ６０の構成を、図２から図１０に基づいてさらに詳しく説明する。
吸気マニホールド４０のサージタンク部４１は、中空直方体状に形成される箱形タンクである。サージタンク部４１は、図３に矢印Ｗで示すように、図１に示すインテークパイプ３４ｄからエンジン本体２に向かう空気の流通方向に対し直交する一方向、すなわち吸気マニホールド４０の通路方向に対し直交する一方向（以下、「幅方向」という）に長手状をなす。
【００２６】
サージタンク部４１のインテークパイプ３４ｄ側には、吸気マニホールド４０をインテークパイプ３４ｄに接続するための接続部４３が設けられる。この接続部４３は、管継手の一部を構成する第１フランジ４３１を形成する。この第１フランジ４３１は、インテークパイプ３４ｄに例えばボルト等により着脱可能に結合される。
接続部４３は、サージタンク部４１の内部空間に連通する吸入孔４３２を有する。この吸入孔４３２は、吸気マニホールド４０を内外に貫通するように形成されており、インテークパイプ３４ｄ内とサージタンク部４１の内部空間とを連通させる。
【００２７】
多岐部４２は、サージタンク部４１のエンジン本体２側の開口部を塞ぐ板状をなす。多岐部４２は、吸気マニホールド４０をエンジン本体２に接続するための第２フランジ４２１を形成する。この第２フランジ４２１は、エンジン本体２のシリンダヘッドに例えばボルト等により着脱可能に固定される。
多岐部４２は、エンジン本体２のシリンダヘッドが有する図示しない複数のインテークポートに対応する位置に複数の吐出孔４２２を有する。この吐出孔４２２は、吸気マニホールド４０を内外に貫通するように形成されており、上記インテークポートとサージタンク部４１の内部空間とを連通させる。
【００２８】
吸気マニホールド４０は、サージタンク部４１、多岐部４２および接続部４３が一体に形成されてなる。接続部４３の吸入孔４３２、サージタンク部４１の内部空間、および多岐部４２の複数の吐出孔４２２は、エンジン１の吸気通路を構成する空気通路４４（図６参照）を形成する。インタークーラ６０の主要部は、吸気マニホールド４０に内蔵される。すなわち、吸気マニホールド４０はインタークーラ内蔵型マニホールドである。
【００２９】
インタークーラ６０は、入口側タンク６１、中間タンク６２、出口側タンク６３、クーラコア６４、連結部材６６、入口パイプ６７、出口パイプ６８および固定部６９等から構成される。
入口側タンク６１および出口側タンク６３は、空気通路４４の幅方向の一方側に設けられる箱形のタンクである。入口側タンク６１と出口側タンク６３とは、図３に矢印Ｆで示す空気通路４４の通路方向において互いに離間して配置される。
【００３０】
入口パイプ６７は、入口側タンク６１に接続される。入口側タンク６１は、入口パイプ６７を経由して図１に示す第１配管５３に接続される。出口パイプ６８は、出口側タンク６３に接続される。出口側タンク６３は、出口パイプ６８を経由して図１に示す第２配管５４に接続される。
中間タンク６２は、空気通路４４の幅方向の他方側に設けられる箱形のタンクである。
連結部材６６は、クーラコア６４を挟んだ両側に設けられ、入口側タンク６１および出口側タンク６３と中間タンク６２とを連結する板状の部材である。
【００３１】
クーラコア６４は、入口側タンク６１および出口側タンク６３と中間タンク６２との間に設けられる。このクーラコア６４は、第１コア部６４ａと第２コア部６４ｂとから構成される。
第１コア部６４ａは、入口側タンク６１と中間タンク６２とを接続し、空気通路４４の幅方向に直交し且つ空気通路４４の通路方向に直交する方向に並べられた複数の第１チューブ６４１と、これら複数の第１チューブ６４１間に取り付けられた複数のフィン６４２とからなる。第１チューブ６４１は、横断面形状が空気通路４４の通路方向に長手状をなす細く扁平なパイプで構成される。フィン６４２は、例えば波状に曲げられた薄板からなるコルゲートフィン型が用いられる。なおフィン６４２は、便宜上、図３、図４および図７では一部が示され、図６では図示が省略されている。
【００３２】
第２コア部６４ｂは、出口側タンク６３と中間タンク６２とを接続し、空気通路４４の幅方向に直交し且つ空気通路４４の通路方向に直交する方向に並べられた複数の第２チューブ６４３と、これら複数の第２チューブ６４３間に取り付けられた複数のフィン６４２とからなる。第２チューブ６４３も第１チューブ６４１と同様に細く扁平なパイプで構成される。
クーラコア６４は、複数の第１チューブ６４１間に形成される隙間、および複数の第２チューブ６４３間に形成される隙間からなる空気冷却通路６５を有する。
【００３３】
吸気マニホールド４０のサージタンク部４１の内壁４１４は、空気通路４４の通路方向に直交する方向に延びる第１溝４１１および第２溝４１２を有する。
第１溝４１１は、インタークーラ６０の多岐部４２側に設けられる。第１溝４１１は、連結部材６６に対向し空気通路４４の幅方向に延出する一対の第１幅方向溝４１１ａと、これら一対の第１幅方向溝４１１ａの一端同士をつなぐ第１連結溝４１１ｂとで構成される。
【００３４】
第２溝４１２は、インタークーラ６０の接続部４３側に設けられ、第１溝４１１と平行に形成される。第２溝４１２は、連結部材６６に対向し空気通路４４の幅方向に延出する一対の第２幅方向溝４１２ａと、これら一対の第２幅方向溝４１２ａの一端同士をつなぐ第２連結溝４１２ｂとで構成される。
【００３５】
インタークーラ６０は、インタークーラ６０の外壁６０４から吸気マニホールド４０の第１溝４１１内に突出し、空気通路４４の通路方向に直交する方向に延びる「鍔部」としての第１鍔部６０１を形成する。この第１鍔部６０１と第１溝４１１との間には、空気通路４４を区画形成するサージタンク部４１の内壁４１４とインタークーラ６０の外壁６０４との隙間を封止する「シール部材」としてのパッキン１００が設けられている。パッキン１００は、例えば合成ゴム（ＮＢＲ）等からなる。パッキン１００は、図１０に示すように断面Ｕ字状をなし、第１鍔部６０１に被せられ、第１溝４１１に嵌め込まれる。パッキン１００は、サージタンク部４１の内壁４１４とインタークーラ６０の外壁６０４との隙間のうち、ＥＧＲ装置８による排気還流位置から遠い側に設けられる。
【００３６】
インタークーラ６０は、このインタークーラ６０の外壁６０４から吸気マニホールド４０の第２溝４１２内に突出し、空気通路４４の通路方向に直交する方向に延びる「突起」としての第２鍔部６０２を形成する。この第２鍔部６０２と第２溝４１２との間には、空気通路４４の通路方向でパッキン１００に対し接続部４３側すなわち前記排気還流位置側に離間する位置において、３つの屈曲部を有する隙間からなる迷路状間隙６０３が形成される。
【００３７】
吸気マニホールド４０のサージタンク部４１は、図３に示すように空気通路４４の幅方向の一方側に貫通孔４１３を有する。インタークーラ６０は、サージタンク部４１の外側から貫通孔４１３に挿入される。そして、入口側タンク６１および出口側タンク６３に一体に設けられたフランジ状の固定部６９が吸気マニホールド４０のサージタンク部４１にボルト１０１により着脱可能に固定される。
【００３８】
次に、吸気装置３の作動について説明する。
空気取入口３１から吸入される空気は、エアクリーナ３２およびスロットル弁装置３３を通過して吸気マニホールド４０内に流入する。サージタンク部４１の内壁４１４とインタークーラ６０の外壁６０４との隙間はパッキン１００により封止されているため、吸気マニホールド４０内に流入する空気は、その全てがインタークーラ６０の空気冷却通路６５を通過してエンジン本体２へ供給される。インタークーラ６０は、空気冷却通路６５を通過する空気を冷却する。つまり、空気通路４４を通過する空気の熱は、フィン６４２等を経由して、第１チューブ６４１や第２チューブ６４３内を流通する冷却水に奪われる。これにより空気の温度が下げられる。
【００３９】
第１実施形態の吸気装置３によると、インタークーラ６０の外壁６０４と空気通路４４を区画形成する吸気マニホールド４０のサージタンク部４１の内壁４１４との隙間は、パッキン１００により封止される。そのため、空気通路４４を流通する空気は、インタークーラ６０が有する空気冷却通路６５を通過してエンジン本体２へ供給される。したがって、空気を吸気装置３で十分に冷却することができ、エンジン本体２でのノッキングを抑制することができる。
【００４０】
サージタンク部４１の内壁４１４は、空気通路４４の通路方向に直交する方向に延びる第１溝４１１を有する。インタークーラ６０は、吸気マニホールド４０の第１溝４１１内に突出し、空気通路４４の通路方向に直交する方向に延びる第１鍔部６０１を形成する。パッキン１００は、インタークーラ６０の第１鍔部６０１に被せられ、吸気マニホールド４０の第１溝４１１に嵌め込まれる。そのため、インタークーラ６０の外壁６０４と吸気マニホールド４０の内壁４１４とのシール性を確保するとともに、パッキン１００の保持力を確保することができる。
【００４１】
ここで、ＥＧＲ装置８によって排気の一部が吸気通路に戻される場合、その排気の一部が比較的高温であるため吸気温度が高くなり、パッキン１００の熱害が生じやすいという問題がある。それに対し、第１実施形態では、パッキン１００は、サージタンク部４１の内壁４１４とインタークーラ６０の外壁６０４との隙間のうち、ＥＧＲ装置８による排気還流位置から遠い側に設けられる。そのため、空気通路４４に流入する空気の熱に起因するパッキン１００の熱害を抑制することができる。よって、パッキン１００にコストの高い耐熱性のフッ素ゴムを使う必要がない。
【００４２】
サージタンク部４１の内壁４１４は、空気通路４４の通路方向に直交する方向に延びる第２溝４１２を有する。インタークーラ６０は、吸気マニホールド４０の第２溝４１２内に突出し、空気通路４４の通路方向に直交する方向に延びる第２鍔部６０２を形成する。インタークーラ６０の外壁６０４と吸気マニホールド４０の内壁４１４との間には、パッキン１００から空気通路４４の通路方向に離間する位置に、３つの屈曲部を有する迷路状間隙６０３が形成される。そのため、インタークーラ６０の外壁６０４と吸気マニホールド４０のサージタンク部４１の内壁４１４との間を経由してパッキン１００に向かう空気の到達を遅らせることができる。よって、空気の熱に起因するパッキン１００の熱害を一層抑制することができる。
【００４３】
また第１実施形態では、インタークーラ６０は、入口側タンク６１、中間タンク６２、出口側タンク６３、第１チューブ６４１および第２チューブ６４３等から一体に構成され、複数の第１チューブ６４１間に形成される隙間と、複数の第２チューブ６４３間に形成される隙間とからなる空気冷却通路６５を有する。空気通路４４を流通する空気は、空気冷却通路６５を通過するとき、第１チューブ６４１および第２チューブ６４３の内部の冷却水に熱を奪われることで冷却される。
【００４４】
インタークーラ６０は、空気通路４４の幅方向に長手状をなす。このインタークーラ６０は、吸気マニホールド４０のサージタンク部４１のうち空気通路４４の幅方向の一方側に開口する貫通孔４１３からサージタンク部４１内に挿入される。そして、サージタンク部４１にボルト１０１により着脱可能に固定される。そのため、吸気マニホールド４０をエンジン本体２から取り外すことなくインタークーラ６０を取り外すことができる。したがって、インタークーラ６０の保守作業が容易となる。
【００４５】
（他の実施形態）
本発明の他の実施形態では、パッキンがインタークーラのエンジン本体とは反対側に設けられてもよい。これにより、エンジン本体からの熱に起因するパッキンの熱害を抑制することができる。
本発明の他の実施形態では、パッキンが２つ以上設けられてもよい。これにより、インタークーラの外壁と吸気マニホールドの内壁との間のシール性が十分に得られる。
【００４６】
パッキンは、必ずしも第１実施形態のようにインタークーラ６０の第１鍔部６０１と吸気マニホールド４０の第１溝４１１との間に設けられる必要はない。要するに、インタークーラの外壁と空気通路を区画形成する通路部材の内壁との間を封止するように設けられればよい。
【００４７】
第１実施形態では、吸気装置３は、高圧タイプのＥＧＲ装置８を備えるエンジン１に適用されていた。これに対し、本発明の他の実施形態では、低圧タイプのＥＧＲ装置を備えるエンジンに適用されてもよい。また、本発明の他の実施形態では、ＥＧＲ装置を備えないエンジンに適用されることとしてもよい。
【００４８】
第１実施形態では、吸気装置３は、過給機９を備える過給吸気式のエンジン１に適用されていた。これに対し、本発明の他の実施形態では、過給機を備えない自然吸気式のエンジンに適用されることとしてもよい。
【００４９】
第１実施形態では、インタークーラ６０は吸気マニホールド４０内に設けられていた。これに対し、本発明の他の実施形態では、吸気通路を構成する他の部材にインタークーラが設けられることとしてもよい。たとえば、インテークパイプ等の途中にサージタンクが設けられ、そのサージタンクにインタークーラが設けられてもよい。
【００５０】
本発明の他の実施形態では、インタークーラの入口が空気通路の幅方向の一方側に設けられ、インタークーラの出口が空気通路の幅方向の他方側に設けられてもよい。
本発明の他の実施形態では、エンジン本体は、単気筒のレシプロ型や、ロータリー型等の他の型式のものが採用されてもよい。
【００５１】
以上、本発明は、上述した実施形態に何ら限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実施可能である。
【符号の説明】
【００５２】
１ ・・・エンジン
１００・・・パッキン（シール部材）
４０ ・・・吸気マニホールド（通路部材）
４１１・・・第１溝
４４ ・・・空気通路
６０ ・・・インタークーラ（熱交換器本体）
６０１・・・第１鍔部（鍔部）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンの吸気装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンは、エンジン本体と補機類とからなる。この補機類の１つに、エンジン本体の燃焼室に空気を供給する吸気装置がある。この吸気装置は、空気取込口、取り込んだ空気中の異物を除去するエアクリーナ、取り込む空気量を調整するスロットル弁装置などで構成される。エンジン本体が複数の気筒を有する場合、空気をエンジン本体の各気筒に分岐させる吸気マニホールドが設けられる。これらの空気取込口、エアクリーナ、スロットル弁装置および吸気マニホールド等は、インテークパイプにより互いに接続され、全体としてエンジンの吸気通路を構成する。
【０００３】
ところでエンジンに供給される空気は、温度が低いほど気筒内への吸気充填率が高まる。吸気充填率が高まると、より多くの燃料を燃焼させることが可能となり、エンジンの出力が増大する。よってエンジンの出力を増大させるため、取り込んだ空気を冷却してからエンジン本体に供給することが行われる。特許文献１に開示されるアフタークーラは、取り込んだ空気を冷却するために吸気マニホールド内に水冷式の熱交換器本体を設けている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−３２４６８６公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１のアフタークーラは、熱交換器本体の外壁と吸気マニホールドの内壁との間に隙間を有する。この隙間があると、吸気マニホールド内を流通する空気の一部は、熱交換器本体が有する所定の空気冷却通路を通らずに上記隙間を通ってエンジン本体へ供給される。よって、吸気マニホールド内を流通する空気の一部は冷却されずにエンジン本体に供給される。そのため、エンジン本体に吸入する空気の冷却が十分に行われず、ノッキングの発生等の恐れがある。
【０００６】
本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、その目的は、エンジンに吸入する空気の冷却効率が高い吸気装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載の発明による吸気装置は、エンジンの燃料室に空気を導く空気通路を有する通路部材を備える。空気通路には、空気通路を流通する空気の熱を吸収可能な水冷式の熱交換器本体が設けられる。熱交換器本体の外壁と空気通路を区画形成する通路部材の内壁との隙間は、シール部材により封止される。そのため、空気通路を流通する空気は、前記隙間を通過することなしに熱交換器本体が有する所定の空気冷却通路を通過してエンジン本体へ供給される。空気通路を流通する空気は、熱交換器本体内を流通する冷却水に熱を奪われ冷却される。したがって、エンジンに吸入する空気の冷却効率を高めることができ、エンジンでのノッキングの発生を抑制することができる。
【０００８】
請求項２に記載の発明では、空気通路を区画形成する通路部材の内壁は、空気通路の通路方向に交差する方向に延びる第１溝を有する。熱交換器本体は、この熱交換器本体の外壁から通路部材の第１溝内に突出し前記通路方向に交差する方向に延びる鍔部を形成する。シール部材は、熱交換器本体の鍔部に被せられ、通路部材の第１溝に嵌め込まれる。そのため、通路部材の内壁と熱交換器本体の外壁とのシール性を確保するとともに、シール部材の保持力を確保することができる。
【０００９】
請求項３に記載の発明では、シール部材は、熱交換器本体のうち空気通路の空気流出側に設けられる。そのため、空気通路に流入する空気の熱に起因するシール部材の熱害を抑制することができる。よって、コストの高い耐熱性のあるシール部材を使用する必要がない。
【００１０】
請求項４に記載の発明では、シール部材は、熱交換器本体のうち空気通路の空気流入側に設けられる。そのため、エンジン本体の熱に起因するシール部材の熱害を抑制することができる。よって、コストの高い耐熱性のあるシール部材を使用する必要がない。
【００１１】
請求項５に記載の発明では、熱交換器本体の外壁と空気通路を区画形成する通路部材の内壁との間には、シール部材から離間する位置において、２以上の屈曲部を有する隙間からなる迷路状間隙が形成される。そのため、熱交換器本体の外壁と通路部材の内壁との間を経由してシール部材に向かう空気の到達を遅らせ、空気の熱に起因するシール部材の熱害を抑制することができる。
【００１２】
請求項６に記載の発明では、空気通路を区画形成する通路部材の内壁は、空気通路の通路方向に交差する方向に延びる第２溝を有する。熱交換器本体は、熱交換器本体の外壁から通路部材の第２溝内に突出し前記通路方向に交差する方向に延びる突起を形成する。これにより、通路部材の第２溝と熱交換器本体の突起との間に３つの屈曲部を有する迷路状間隙が形成される。
【００１３】
請求項７に記載の発明では、熱交換器本体は、入口側タンク、中間タンク、出口側タンク、第１チューブおよび第２チューブを備える。入口側タンクおよび出口側タンクは、空気通路の幅方向の一方側に設けられる。中間タンクは、空気通路の幅方向の他方側に設けられる。入口側タンクと中間タンクとは、複数の第１チューブにより接続される。中間タンクと出口側タンクとは、複数の第２チューブにより接続される。第１チューブおよび第２チューブの内部には冷却水が流通可能である。熱交換器本体は、複数の第１チューブ間に形成される隙間と、複数の第２チューブ間に形成される隙間とからなる空気冷却通路を有する。空気通路を流通する空気は、空気冷却通路を通過するとき、第１チューブおよび第２チューブの内部の冷却水に熱を奪われることで冷却される。
【００１４】
請求項８に記載の発明では、通路部材は、空気通路の幅方向の一方側に貫通孔を有する。熱交換器本体は、通路部材の貫通孔から通路部材内に挿入され通路部材に着脱可能に固定される。通路部材と通路部材前後に接続される部材とを分解することなく熱交換器本体を取り外すことができるので、熱交換器本体の保守作業が容易となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１実施形態による吸気装置が適用されたエンジンの概念図である。
【図２】本発明の第１実施形態による吸気装置の吸気マニホールドの上面図である。
【図３】図２の吸気マニホールドをＩＩＩ矢印方向から見た図である。
【図４】図２の吸気マニホールドをＩＶ矢印方向から見た図である。
【図５】図２の吸気マニホールドをＶ矢印方向から見た図である。
【図６】図３のＶＩ−ＶＩ線断面図である。
【図７】本発明の第１実施形態による吸気装置のインタークーラの正面図である。
【図８】図７のインタークーラをＶＩＩＩ矢印方向から見た図である。
【図９】図７のＩＸ−ＩＸ線断面図である。
【図１０】本発明の第１実施形態による吸気装置のパッキンを示す図であって、（ａ）パッキンの正面図、（ｂ）パッキンをＸｂ矢印方向から見た図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態による吸気装置が適用されたエンジンを概念的に図１に示す。エンジン１は、エンジン本体２と、補機類としての吸気装置３、排気装置７、ＥＧＲ装置８および過給機９とを備えている。エンジン本体２は、例えば複数の気筒２０を有するレシプロ型エンジンである。
【００１７】
吸気装置３は、空気取入口３１、取り込んだ空気中の異物を除去するエアクリーナ３２、取り込む空気量を調整するスロットル弁装置３３、空気をエンジン本体２の各気筒に分岐させる吸気マニホールド４０等から構成される。これらは複数のインテークパイプ３４ａ〜３４ｄにより互いに接続され、全体としてエンジン１の吸気通路を構成している。また吸気装置３は、空気冷却装置５０を備えている。吸気装置３は、エンジン本体２での燃焼に必要な空気を供給する装置である。
【００１８】
「通路部材」としての吸気マニホールド４０は、サージタンク部４１および多岐部４２を有する。サージタンク部４１は、インテークパイプ３４ｄおよび多岐部４２と比べて大きな内部空間を形成する。このサージタンク部４１は、複数気筒への空気の供給量を均等化する、或いは空気の脈動を緩和する等の目的で設けられる。
【００１９】
空気冷却装置５０は、冷却水ポンプ５１、「熱交換器本体」としてのインタークーラ６０、およびサブラジエタ５２等から構成される。空気冷却装置５０は、エンジン本体２の気筒内への吸気充填率を高めるために空気を冷却する装置である。
冷却水ポンプ５１は、空気冷却装置５０内の冷却水を強制的に循環させる。冷却水ポンプ５１とインタークーラ６０とは、第１配管５３により接続されている。インタークーラ６０には、冷却水ポンプ５１の吐出口から第１配管５３を経由して冷却水が圧送される。
【００２０】
インタークーラ６０は、吸気マニホールド４０のサージタンク部４１内に設けられている。インタークーラ６０を通過する空気は、このインタークーラ６０内を流れる冷却水に熱を奪われることで温度が下がる。一方、インタークーラ６０内を流れる冷却水は、空気から熱を奪うことで温度が上がる。インタークーラ６０は、空気冷却装置５０における吸熱部として機能する。
インタークーラ６０とサブラジエタ５２とは、第２配管５４により接続されている。インタークーラ６０から流出する冷却水は、第２配管５４を経由してサブラジエタ５２に送られる。
【００２１】
サブラジエタ５２は、このサブラジエタ５２内を流れる冷却水の熱を放出する。空気の熱を奪うことで比較的高温となる冷却水は、サブラジエタ５２内を流れるとき熱が奪われることで温度が下がる。サブラジエタ５２には例えば車両走行風や図示しない冷却ファンからの風が当てられる。これにより、サブラジエタ５２からの放熱が促進される。サブラジエタ５２は、空気冷却装置５０における放熱部として機能する。
サブラジエタ５２と冷却水ポンプ５１とは、第３配管５５により接続されている。サブラジエタ５２から流出する冷却水は、第３配管５５を経由して冷却水ポンプ５１に送られる。
【００２２】
排気装置７は、エンジン本体２の各気筒からの排気を集合させる排気マニホールド７１、排気を浄化する触媒コンバータ７２、排気騒音を低減するマフラー７３等から構成されている。これらは複数のエキゾーストパイプ７４ａ〜７４ｄにより互いに接続され、全体としてエンジン１の排気通路を構成している。排気装置７は、エンジン本体２において混合気が燃焼した後の排気を排出する装置である。
【００２３】
ＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation）装置８は、ＥＧＲホース８１およびＥＧＲ弁装置８２等から構成されている。ＥＧＲホース８１は、エキゾーストパイプ７４ｂとインテークパイプ３４ｄとを接続する。ＥＧＲ弁装置８２は、エキゾーストパイプ７４ｂからＥＧＲホース８１を経由してインテークパイプ３４ｄに流入する排気量を調整する。ＥＧＲ弁装置８２は、例えば電磁駆動式であり、図示しない電子制御ユニットからの制御信号に基づいて作動する。ＥＧＲ装置８は、排気の一部を吸気装置３に戻す装置である。ＥＧＲ装置８は、排気の一部を吸気装置３へ戻すことでエンジン本体２の燃焼温度を下げる。これにより、燃費向上効果や排気中の窒素酸化物（ＮＯｘ）低減効果などが得られる。
【００２４】
過給機９は、排気駆動式であり、排気により回されるタービンホイール９１、このタービンホイール９１と一体に回転し空気を圧縮するコンプレッサホイール９２等から構成されている。過給機９は、空気を圧縮することによりエンジン本体２の各気筒により多くの空気を送り込む、すなわち過給する装置である。過給機９は、空気量を増やすことで燃焼可能な燃料の量を増やし、エンジンの出力を増大させることができる。
【００２５】
次に、吸気マニホールド４０およびインタークーラ６０の構成を、図２から図１０に基づいてさらに詳しく説明する。
吸気マニホールド４０のサージタンク部４１は、中空直方体状に形成される箱形タンクである。サージタンク部４１は、図３に矢印Ｗで示すように、図１に示すインテークパイプ３４ｄからエンジン本体２に向かう空気の流通方向に対し直交する一方向、すなわち吸気マニホールド４０の通路方向に対し直交する一方向（以下、「幅方向」という）に長手状をなす。
【００２６】
サージタンク部４１のインテークパイプ３４ｄ側には、吸気マニホールド４０をインテークパイプ３４ｄに接続するための接続部４３が設けられる。この接続部４３は、管継手の一部を構成する第１フランジ４３１を形成する。この第１フランジ４３１は、インテークパイプ３４ｄに例えばボルト等により着脱可能に結合される。
接続部４３は、サージタンク部４１の内部空間に連通する吸入孔４３２を有する。この吸入孔４３２は、吸気マニホールド４０を内外に貫通するように形成されており、インテークパイプ３４ｄ内とサージタンク部４１の内部空間とを連通させる。
【００２７】
多岐部４２は、サージタンク部４１のエンジン本体２側の開口部を塞ぐ板状をなす。多岐部４２は、吸気マニホールド４０をエンジン本体２に接続するための第２フランジ４２１を形成する。この第２フランジ４２１は、エンジン本体２のシリンダヘッドに例えばボルト等により着脱可能に固定される。
多岐部４２は、エンジン本体２のシリンダヘッドが有する図示しない複数のインテークポートに対応する位置に複数の吐出孔４２２を有する。この吐出孔４２２は、吸気マニホールド４０を内外に貫通するように形成されており、上記インテークポートとサージタンク部４１の内部空間とを連通させる。
【００２８】
吸気マニホールド４０は、サージタンク部４１、多岐部４２および接続部４３が一体に形成されてなる。接続部４３の吸入孔４３２、サージタンク部４１の内部空間、および多岐部４２の複数の吐出孔４２２は、エンジン１の吸気通路を構成する空気通路４４（図６参照）を形成する。インタークーラ６０の主要部は、吸気マニホールド４０に内蔵される。すなわち、吸気マニホールド４０はインタークーラ内蔵型マニホールドである。
【００２９】
インタークーラ６０は、入口側タンク６１、中間タンク６２、出口側タンク６３、クーラコア６４、連結部材６６、入口パイプ６７、出口パイプ６８および固定部６９等から構成される。
入口側タンク６１および出口側タンク６３は、空気通路４４の幅方向の一方側に設けられる箱形のタンクである。入口側タンク６１と出口側タンク６３とは、図３に矢印Ｆで示す空気通路４４の通路方向において互いに離間して配置される。
【００３０】
入口パイプ６７は、入口側タンク６１に接続される。入口側タンク６１は、入口パイプ６７を経由して図１に示す第１配管５３に接続される。出口パイプ６８は、出口側タンク６３に接続される。出口側タンク６３は、出口パイプ６８を経由して図１に示す第２配管５４に接続される。
中間タンク６２は、空気通路４４の幅方向の他方側に設けられる箱形のタンクである。
連結部材６６は、クーラコア６４を挟んだ両側に設けられ、入口側タンク６１および出口側タンク６３と中間タンク６２とを連結する板状の部材である。
【００３１】
クーラコア６４は、入口側タンク６１および出口側タンク６３と中間タンク６２との間に設けられる。このクーラコア６４は、第１コア部６４ａと第２コア部６４ｂとから構成される。
第１コア部６４ａは、入口側タンク６１と中間タンク６２とを接続し、空気通路４４の幅方向に直交し且つ空気通路４４の通路方向に直交する方向に並べられた複数の第１チューブ６４１と、これら複数の第１チューブ６４１間に取り付けられた複数のフィン６４２とからなる。第１チューブ６４１は、横断面形状が空気通路４４の通路方向に長手状をなす細く扁平なパイプで構成される。フィン６４２は、例えば波状に曲げられた薄板からなるコルゲートフィン型が用いられる。なおフィン６４２は、便宜上、図３、図４および図７では一部が示され、図６では図示が省略されている。
【００３２】
第２コア部６４ｂは、出口側タンク６３と中間タンク６２とを接続し、空気通路４４の幅方向に直交し且つ空気通路４４の通路方向に直交する方向に並べられた複数の第２チューブ６４３と、これら複数の第２チューブ６４３間に取り付けられた複数のフィン６４２とからなる。第２チューブ６４３も第１チューブ６４１と同様に細く扁平なパイプで構成される。
クーラコア６４は、複数の第１チューブ６４１間に形成される隙間、および複数の第２チューブ６４３間に形成される隙間からなる空気冷却通路６５を有する。
【００３３】
吸気マニホールド４０のサージタンク部４１の内壁４１４は、空気通路４４の通路方向に直交する方向に延びる第１溝４１１および第２溝４１２を有する。
第１溝４１１は、インタークーラ６０の多岐部４２側に設けられる。第１溝４１１は、連結部材６６に対向し空気通路４４の幅方向に延出する一対の第１幅方向溝４１１ａと、これら一対の第１幅方向溝４１１ａの一端同士をつなぐ第１連結溝４１１ｂとで構成される。
【００３４】
第２溝４１２は、インタークーラ６０の接続部４３側に設けられ、第１溝４１１と平行に形成される。第２溝４１２は、連結部材６６に対向し空気通路４４の幅方向に延出する一対の第２幅方向溝４１２ａと、これら一対の第２幅方向溝４１２ａの一端同士をつなぐ第２連結溝４１２ｂとで構成される。
【００３５】
インタークーラ６０は、インタークーラ６０の外壁６０４から吸気マニホールド４０の第１溝４１１内に突出し、空気通路４４の通路方向に直交する方向に延びる「鍔部」としての第１鍔部６０１を形成する。この第１鍔部６０１と第１溝４１１との間には、空気通路４４を区画形成するサージタンク部４１の内壁４１４とインタークーラ６０の外壁６０４との隙間を封止する「シール部材」としてのパッキン１００が設けられている。パッキン１００は、例えば合成ゴム（ＮＢＲ）等からなる。パッキン１００は、図１０に示すように断面Ｕ字状をなし、第１鍔部６０１に被せられ、第１溝４１１に嵌め込まれる。パッキン１００は、サージタンク部４１の内壁４１４とインタークーラ６０の外壁６０４との隙間のうち、ＥＧＲ装置８による排気還流位置から遠い側に設けられる。
【００３６】
インタークーラ６０は、このインタークーラ６０の外壁６０４から吸気マニホールド４０の第２溝４１２内に突出し、空気通路４４の通路方向に直交する方向に延びる「突起」としての第２鍔部６０２を形成する。この第２鍔部６０２と第２溝４１２との間には、空気通路４４の通路方向でパッキン１００に対し接続部４３側すなわち前記排気還流位置側に離間する位置において、３つの屈曲部を有する隙間からなる迷路状間隙６０３が形成される。
【００３７】
吸気マニホールド４０のサージタンク部４１は、図３に示すように空気通路４４の幅方向の一方側に貫通孔４１３を有する。インタークーラ６０は、サージタンク部４１の外側から貫通孔４１３に挿入される。そして、入口側タンク６１および出口側タンク６３に一体に設けられたフランジ状の固定部６９が吸気マニホールド４０のサージタンク部４１にボルト１０１により着脱可能に固定される。
【００３８】
次に、吸気装置３の作動について説明する。
空気取入口３１から吸入される空気は、エアクリーナ３２およびスロットル弁装置３３を通過して吸気マニホールド４０内に流入する。サージタンク部４１の内壁４１４とインタークーラ６０の外壁６０４との隙間はパッキン１００により封止されているため、吸気マニホールド４０内に流入する空気は、その全てがインタークーラ６０の空気冷却通路６５を通過してエンジン本体２へ供給される。インタークーラ６０は、空気冷却通路６５を通過する空気を冷却する。つまり、空気通路４４を通過する空気の熱は、フィン６４２等を経由して、第１チューブ６４１や第２チューブ６４３内を流通する冷却水に奪われる。これにより空気の温度が下げられる。
【００３９】
第１実施形態の吸気装置３によると、インタークーラ６０の外壁６０４と空気通路４４を区画形成する吸気マニホールド４０のサージタンク部４１の内壁４１４との隙間は、パッキン１００により封止される。そのため、空気通路４４を流通する空気は、インタークーラ６０が有する空気冷却通路６５を通過してエンジン本体２へ供給される。したがって、空気を吸気装置３で十分に冷却することができ、エンジン本体２でのノッキングを抑制することができる。
【００４０】
サージタンク部４１の内壁４１４は、空気通路４４の通路方向に直交する方向に延びる第１溝４１１を有する。インタークーラ６０は、吸気マニホールド４０の第１溝４１１内に突出し、空気通路４４の通路方向に直交する方向に延びる第１鍔部６０１を形成する。パッキン１００は、インタークーラ６０の第１鍔部６０１に被せられ、吸気マニホールド４０の第１溝４１１に嵌め込まれる。そのため、インタークーラ６０の外壁６０４と吸気マニホールド４０の内壁４１４とのシール性を確保するとともに、パッキン１００の保持力を確保することができる。
【００４１】
ここで、ＥＧＲ装置８によって排気の一部が吸気通路に戻される場合、その排気の一部が比較的高温であるため吸気温度が高くなり、パッキン１００の熱害が生じやすいという問題がある。それに対し、第１実施形態では、パッキン１００は、サージタンク部４１の内壁４１４とインタークーラ６０の外壁６０４との隙間のうち、ＥＧＲ装置８による排気還流位置から遠い側に設けられる。そのため、空気通路４４に流入する空気の熱に起因するパッキン１００の熱害を抑制することができる。よって、パッキン１００にコストの高い耐熱性のフッ素ゴムを使う必要がない。
【００４２】
サージタンク部４１の内壁４１４は、空気通路４４の通路方向に直交する方向に延びる第２溝４１２を有する。インタークーラ６０は、吸気マニホールド４０の第２溝４１２内に突出し、空気通路４４の通路方向に直交する方向に延びる第２鍔部６０２を形成する。インタークーラ６０の外壁６０４と吸気マニホールド４０の内壁４１４との間には、パッキン１００から空気通路４４の通路方向に離間する位置に、３つの屈曲部を有する迷路状間隙６０３が形成される。そのため、インタークーラ６０の外壁６０４と吸気マニホールド４０のサージタンク部４１の内壁４１４との間を経由してパッキン１００に向かう空気の到達を遅らせることができる。よって、空気の熱に起因するパッキン１００の熱害を一層抑制することができる。
【００４３】
また第１実施形態では、インタークーラ６０は、入口側タンク６１、中間タンク６２、出口側タンク６３、第１チューブ６４１および第２チューブ６４３等から一体に構成され、複数の第１チューブ６４１間に形成される隙間と、複数の第２チューブ６４３間に形成される隙間とからなる空気冷却通路６５を有する。空気通路４４を流通する空気は、空気冷却通路６５を通過するとき、第１チューブ６４１および第２チューブ６４３の内部の冷却水に熱を奪われることで冷却される。
【００４４】
インタークーラ６０は、空気通路４４の幅方向に長手状をなす。このインタークーラ６０は、吸気マニホールド４０のサージタンク部４１のうち空気通路４４の幅方向の一方側に開口する貫通孔４１３からサージタンク部４１内に挿入される。そして、サージタンク部４１にボルト１０１により着脱可能に固定される。そのため、吸気マニホールド４０をエンジン本体２から取り外すことなくインタークーラ６０を取り外すことができる。したがって、インタークーラ６０の保守作業が容易となる。
【００４５】
（他の実施形態）
本発明の他の実施形態では、パッキンがインタークーラのエンジン本体とは反対側に設けられてもよい。これにより、エンジン本体からの熱に起因するパッキンの熱害を抑制することができる。
本発明の他の実施形態では、パッキンが２つ以上設けられてもよい。これにより、インタークーラの外壁と吸気マニホールドの内壁との間のシール性が十分に得られる。
【００４６】
パッキンは、必ずしも第１実施形態のようにインタークーラ６０の第１鍔部６０１と吸気マニホールド４０の第１溝４１１との間に設けられる必要はない。要するに、インタークーラの外壁と空気通路を区画形成する通路部材の内壁との間を封止するように設けられればよい。
【００４７】
第１実施形態では、吸気装置３は、高圧タイプのＥＧＲ装置８を備えるエンジン１に適用されていた。これに対し、本発明の他の実施形態では、低圧タイプのＥＧＲ装置を備えるエンジンに適用されてもよい。また、本発明の他の実施形態では、ＥＧＲ装置を備えないエンジンに適用されることとしてもよい。
【００４８】
第１実施形態では、吸気装置３は、過給機９を備える過給吸気式のエンジン１に適用されていた。これに対し、本発明の他の実施形態では、過給機を備えない自然吸気式のエンジンに適用されることとしてもよい。
【００４９】
第１実施形態では、インタークーラ６０は吸気マニホールド４０内に設けられていた。これに対し、本発明の他の実施形態では、吸気通路を構成する他の部材にインタークーラが設けられることとしてもよい。たとえば、インテークパイプ等の途中にサージタンクが設けられ、そのサージタンクにインタークーラが設けられてもよい。
【００５０】
本発明の他の実施形態では、インタークーラの入口が空気通路の幅方向の一方側に設けられ、インタークーラの出口が空気通路の幅方向の他方側に設けられてもよい。
本発明の他の実施形態では、エンジン本体は、単気筒のレシプロ型や、ロータリー型等の他の型式のものが採用されてもよい。
【００５１】
以上、本発明は、上述した実施形態に何ら限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実施可能である。
【符号の説明】
【００５２】
１ ・・・エンジン
１００・・・パッキン（シール部材）
４０ ・・・吸気マニホールド（通路部材）
４１１・・・第１溝
４４ ・・・空気通路
６０ ・・・インタークーラ（熱交換器本体）
６０１・・・第１鍔部（鍔部）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの燃焼室に空気を導く空気通路を有する通路部材と、
前記空気通路に設けられ、前記空気通路を流通する空気の熱を吸収可能な水冷式の熱交換器本体と、
前記熱交換器本体の外壁と前記空気通路を区画形成する前記通路部材の内壁との隙間を封止するシール部材と、
を備えることを特徴とする吸気装置。
【請求項２】
前記空気通路を区画形成する前記通路部材の内壁は、前記空気通路の通路方向に交差する方向に延びる第１溝を有し、
前記熱交換器本体は、当該熱交換器本体の外壁から前記通路部材の前記第１溝内に突出し前記空気通路の通路方向に交差する方向に延びる鍔部を形成し、
前記シール部材は、前記熱交換器本体の前記鍔部に被せられ、前記通路部材の前記第１溝に嵌め込まれることを特徴とする請求項１に記載の吸気装置。
【請求項３】
前記シール部材は、前記熱交換器本体のうちの前記空気通路の空気流出側に設けられることを特徴とする請求項１または２に記載の吸気装置。
【請求項４】
前記シール部材は、前記熱交換器本体のうちの前記空気通路の空気流入側に設けられることを特徴とする請求項１または２に記載の吸気装置。
【請求項５】
前記熱交換器本体の外壁と前記空気通路を区画形成する前記通路部材の内壁との間には、前記シール部材から離間する位置において、２以上の屈曲部を有する隙間からなる迷路状間隙が形成されることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の吸気装置。
【請求項６】
前記空気通路を区画形成する前記通路部材の内壁は、前記空気通路の通路方向に交差する方向に延びる第２溝を有し、
前記熱交換器本体は、当該熱交換器本体の外壁から前記通路部材の前記第２溝内に突出し前記空気通路の通路方向に交差する方向に延びる突起を形成し、
前記迷路状間隙は、前記通路部材の前記第２溝と前記熱交換器本体の前記突起との間に形成されることを特徴とする請求項５に記載の吸気装置。
【請求項７】
前記熱交換器本体は、前記空気通路の幅方向の一方側に設けられる入口側タンクおよび出口側タンクと、前記空気通路の幅方向の他方側に設けられる中間タンクと、前記入口側タンクと前記中間タンクとを接続し内部を冷却水が流通可能な複数の第１チューブと、前記中間タンクと前記出口側タンクとを接続し内部を冷却水が流通可能な複数の第２チューブとを備え、前記複数の第１チューブ間に形成される隙間と前記複数の第２チューブ間に形成される隙間とからなる空気冷却通路を有することを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の吸気装置。
【請求項８】
前記通路部材は、前記空気通路の幅方向の一方側に貫通孔を有し、
前記熱交換器本体は、前記貫通孔から前記通路部材内に挿入され当該通路部材に着脱可能に固定されることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の吸気装置。
【請求項１】
エンジンの燃焼室に空気を導く空気通路を有する通路部材と、
前記空気通路に設けられ、前記空気通路を流通する空気の熱を吸収可能な水冷式の熱交換器本体と、
前記熱交換器本体の外壁と前記空気通路を区画形成する前記通路部材の内壁との隙間を封止するシール部材と、
を備えることを特徴とする吸気装置。
【請求項２】
前記空気通路を区画形成する前記通路部材の内壁は、前記空気通路の通路方向に交差する方向に延びる第１溝を有し、
前記熱交換器本体は、当該熱交換器本体の外壁から前記通路部材の前記第１溝内に突出し前記空気通路の通路方向に交差する方向に延びる鍔部を形成し、
前記シール部材は、前記熱交換器本体の前記鍔部に被せられ、前記通路部材の前記第１溝に嵌め込まれることを特徴とする請求項１に記載の吸気装置。
【請求項３】
前記シール部材は、前記熱交換器本体のうちの前記空気通路の空気流出側に設けられることを特徴とする請求項１または２に記載の吸気装置。
【請求項４】
前記シール部材は、前記熱交換器本体のうちの前記空気通路の空気流入側に設けられることを特徴とする請求項１または２に記載の吸気装置。
【請求項５】
前記熱交換器本体の外壁と前記空気通路を区画形成する前記通路部材の内壁との間には、前記シール部材から離間する位置において、２以上の屈曲部を有する隙間からなる迷路状間隙が形成されることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の吸気装置。
【請求項６】
前記空気通路を区画形成する前記通路部材の内壁は、前記空気通路の通路方向に交差する方向に延びる第２溝を有し、
前記熱交換器本体は、当該熱交換器本体の外壁から前記通路部材の前記第２溝内に突出し前記空気通路の通路方向に交差する方向に延びる突起を形成し、
前記迷路状間隙は、前記通路部材の前記第２溝と前記熱交換器本体の前記突起との間に形成されることを特徴とする請求項５に記載の吸気装置。
【請求項７】
前記熱交換器本体は、前記空気通路の幅方向の一方側に設けられる入口側タンクおよび出口側タンクと、前記空気通路の幅方向の他方側に設けられる中間タンクと、前記入口側タンクと前記中間タンクとを接続し内部を冷却水が流通可能な複数の第１チューブと、前記中間タンクと前記出口側タンクとを接続し内部を冷却水が流通可能な複数の第２チューブとを備え、前記複数の第１チューブ間に形成される隙間と前記複数の第２チューブ間に形成される隙間とからなる空気冷却通路を有することを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の吸気装置。
【請求項８】
前記通路部材は、前記空気通路の幅方向の一方側に貫通孔を有し、
前記熱交換器本体は、前記貫通孔から前記通路部材内に挿入され当該通路部材に着脱可能に固定されることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の吸気装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１２−２２５３１１（Ｐ２０１２−２２５３１１Ａ）
【公開日】平成２４年１１月１５日（２０１２．１１．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−９５４５６（Ｐ２０１１−９５４５６）
【出願日】平成２３年４月２１日（２０１１．４．２１）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【公開日】平成２４年１１月１５日（２０１２．１１．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月２１日（２０１１．４．２１）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
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