JP6468491B2 - インテークマニホールドの遮熱装置 - Google Patents

Description

本開示は、エンジンの吸気管の遮熱装置に関する。

例えば、特許文献１〜３には、吸気系の熱的損傷の回避や吸気温度の上昇を抑制するために、放熱源と吸気系との間に遮熱板を設置することが開示されている。具体的には、特許文献１では、排気管（放熱源）と吸気管との間に遮熱板を設けている。特許文献１のエンジンは前方吸気後方排気のエンジンであり、吸気管は、車両前方側からエンジンの上方に延び、車両後方に延びる排気管の上方位置まで車両後方側に突出している。そして、吸気管と排気管の間に遮熱部材を配置することで、排気管から上昇する熱気が吸気管に直接接触されないようにしている。特許文献２では、排気マニホールド（放熱源）とエアクリーナとの間に遮熱板を配置することで、排気マニホールドの熱やラジエータ排風（放熱源）によって、エンジン本体上部に配置されたエアクリーナに吸入される吸気温度の上昇の回避を図っている。また、特許文献３では、ラジエータのファンシュラウドと吸気ダクトとの間に遮熱部材を配置することで、吸気ダクトの熱損傷の防止や、ラジエータ排風が吸気ダクトからエアクリーナに導入されることの回避を図っている。

特開２００５−２７３５１１号公報 特開平１０−１４１１５７号公報 特開平５−１６３４号公報

しかし、ラジエータやコンデンサといった放熱源からの熱の影響は、これらの放熱源に近づくほど大きくなる傾向がある。例えば、特許文献１の前方吸気後方排気のエンジンでは、エンジンの車両前方側に吸気管が接続されており、ラジエータやコンデンサに向けて突出するように吸気管は湾曲している。そして、吸気管は、このような湾曲部においてラジエータやコンデンサなどの放熱源に最も接近しており、この湾曲部において、放熱源からの授受熱量が最大となる。

上述の事情に鑑みて、本発明の少なくとも一実施形態は、放熱源に最も近接する吸気管の部分（最近接部）からの主に放射伝熱による吸気温度の上昇を抑制可能な吸気管の遮熱装置を提供することを目的とする。

（１）本発明の少なくとも一実施形態に係るインテークマニホールドの遮熱装置は、
車両に搭載されるエンジンのインテークマニホールドの遮熱装置であって、
放熱源と、
前記エンジンの吸気が流れる吸気管であって、前記放熱源に最も近接する最近接部を含む所定の範囲で湾曲する湾曲部を有する少なくとも１つの吸気管からなるインテークマニホールドと、
前記湾曲部の放熱源側の外周壁に沿って移動可能に配置される遮蔽板と、
前記遮蔽板を、前記最近接部を覆う状態である閉位置と前記最近接部を覆わない状態である開位置との間において前記吸気管に沿って移動させる駆動機構と、を備える。

上記（１）の構成によれば、放熱源と湾曲部との間に設置される遮蔽板の位置は駆動機構によって、閉位置と開位置との間で移動される。そして、遮蔽板が閉位置に移動された状態では、吸気管の湾曲部における最近接部が遮蔽板で覆われるため、放熱源からの放射熱などがこの最近接部に直接到達することが阻害される。このため、放射熱などによって吸気管内の吸気が加温されることの低減を図ることができる。逆に、遮蔽板が開位置に移動された状態では最近接部の放熱源側の外周壁を覆うものはなく、エンジンルーム内の温度やエンジンから最近接部は受熱しやすくなる。このため、例えば暖機時などの吸気の加温が必要な場合に、遮蔽板を開位置とすることで暖機を促進することができる。また、吸気管の形状に沿って遮蔽板は移動されるため、エンジンルーム内の限られたスペースに遮蔽板を設置することができる。

（２）幾つかの実施形態では、上記（１）の構成において、
前記駆動機構は、
モータと、
前記モータによって回転駆動される駆動軸と、
前記駆動軸と前記遮蔽板とを連結するアーム部と、を有し、
前記エンジンのクランク軸視において、
前記モータは、前記吸気管の湾曲部の内側に形成される内側領域に設置され、
前記駆動軸は、前記エンジンのクランク軸の軸方向に沿って延在する。
上記（２）の構成によれば、クランク軸視において、吸気管の湾曲部の内側（湾曲部を有する吸気管によって囲まれた内側空間）に形成される内側領域にモータが設置されると共に、クランク軸の軸方向に沿って駆動軸が延在する。また、遮蔽板は、吸気管を挟んだ湾曲部の外側（放熱源側）に設けられる。このため、アーム部は、吸気管と交差しながら駆動軸と遮蔽板とを連結することになる。つまり、アーム部により所定の間隔だけ離されて駆動軸に連結された遮蔽板を、駆動軸を回転中心として回動することができ、吸気管の湾曲部に沿った遮蔽板の移動を容易に行うことができる。

（３）幾つかの実施形態では、上記（２）の構成において、
前記モータは、前記放熱源から前記エンジンのクランク軸と直交する方向に前記吸気管を視認したときに、前記吸気管と重ならない位置に設置される。
上記（３）の構成によれば、駆動機構のモータは、吸気管の湾曲部の内側に形成される内側空間の外側に設置される。このため、モータは吸気管の湾曲部に囲まれておらず、モータのメンテナンスの容易化を図ることができる。

（４）幾つかの実施形態では、上記（２）の構成において、
前記モータは、前記放熱源から前記エンジンのクランク軸と直交する方向に前記吸気管を視認したときに、前記吸気管と前記モータの少なくとも一部が重なる位置に設置される。
上記（４）の構成によれば、駆動機構の体積の大部分を占めるモータを、吸気管の湾曲部の内側に形成される内側空間を利用して設置するので、狭いエンジンルームであっても駆動機構を設置することができる。

（５）幾つかの実施形態では、上記（１）〜（４）の構成において、
前記最近接部を含む少なくとも一部の前記吸気管の前記放熱源側の外周壁を所定の隙間を有しながら覆うと共に、前記最近接部に通じる開口である窓部を有するカバー壁をさらに備え、
前記遮蔽板は、前記吸気管と前記カバー壁との間の前記隙間によって形成される収納空間において移動可能に設置され、
前記閉位置は前記窓部を覆う状態であり、前記開位置は前記窓部を覆わない状態である。
上記（５）の構成によれば、遮蔽板はカバー壁と吸気管の外壁との間に形成される空間（収納空間）に設置される。このため、遮蔽板が開位置にある状態では、遮蔽板が収納空間に収納され、遮蔽板の汚損を防止することができる。

（６）幾つかの実施形態では、上記（１）〜（５）の構成において、
前記インテークマニホールドは、複数の前記吸気管からなる。
上記（６）の構成によれば、複数の吸気管に対して、上記（１）〜（５）と同様の効果を得ることができる。

（７）幾つかの実施形態では、上記（１）〜（６）の構成において、
前記駆動機構を制御する制御部を、さらに備え、
前記制御部は、
前記エンジンの暖機度合いを判定する判定部と、
前記判定部による前記暖機度合いの判定結果に基づいて前記駆動機構を駆動する駆動部と、を有する。
上記（７）の構成によれば、制御部によって、エンジンの暖機度合に応じて遮蔽板は閉位置と開位置との間で移動されるので、エンジンの状態に応じて遮蔽板の位置を自動で制御することができる。

（８）幾つかの実施形態では、上記（７）の構成において、
前記判定部は、エンジンの冷却水の温度である冷却水温と、前記最近接部の下流の吸気温度と、に基づいて前記暖機度合を判定し、
前記駆動部は、前記冷却水温が水温閾値より高く、かつ、前記吸気温度が所定の吸気温閾値より高い場合には前記遮蔽板を閉位置とし、前記冷却水温が前記水温閾値以下、あるいは、前記吸気温度が前記吸気温閾値以下の場合には、前記遮蔽板を開位置とするように前記駆動機構を駆動する。
上記（８）の構成によれば、冷却水温と吸気温度とに基づいて判定される暖機度合の判定結果に基づいて、遮熱板の位置が決定される。これによって、暖機運転時には遮熱板を開位置とすることでエンジンルーム内の熱を積極的に暖機に利用し、暖機を促進することができる。逆に、暖機後には遮熱板を閉位置とすることで、最近接部を介した放熱源からの受熱による吸気温の上昇を低減することができ、ノックなどの防止を図ることができる。また、最近接部の下流における吸気温度に基づいて暖機度合は判定される。このため、冷却水温は高くても、吸気温が低い場合には、遮蔽板を開位置にして燃料の噴霧化および暖機を促進するなど、最近接部を通過した吸気の温度に基づいて遮蔽板の位置を自動で制御することができる。

（９）幾つかの実施形態では、上記（１）〜（８）の構成において、
前記遮熱板の前記開位置は、前記閉位置よりも、前記エンジンのシリンダブロックと離れた位置にある。
上記（９）の構成によれば、遮蔽板の開位置はシリンダヘッドから離された位置にある。例えば、車両の前方に吸気管が位置する後方排気のエンジンにおいて、吸気管がシリンダヘッドの上方に伸びるように設置される場合には、遮蔽板の開位置は、閉位置に比べて、吸気流れの上流側（バルブ装置側）となる。そして、暖気時は遮蔽板を開位置とするような場合には、シリンダブロックと吸気管の間に遮蔽板が位置するようなことがない。このため、エンジンから吸気管へ伝わる熱が遮蔽板によって遮られることがなく、暖機を迅速に行うことができる。

（１０）幾つかの実施形態では、上記（１）〜（９）の構成において、
前記放熱源は、ラジエータまたはエアコンデンサである。
上記（１０）の構成によれば、ラジエータやエアコンデンサから吸気管の湾曲部に到達する放射熱などを遮蔽板によって遮ることができる。

本発明の少なくとも一実施形態によれば、放熱源に最も近接する吸気管の部分（最近接部）からの主に放射伝熱による吸気温度の上昇を抑制可能なインテークマニホールドの遮熱装置が提供される。

本発明の一実施形態に係る吸気管の遮熱装置の構成をクランク軸視で概略的に示す図である。 図１の吸気管の遮熱装置を、放熱源からエンジンのクランク軸と直交する方向に吸気管を視認した図である。 本発明の一実施形態に係る吸気管の遮熱装置の構成をクランク軸視で概略的に示す図である。 図３の吸気管の遮熱装置を、放熱源からエンジンのクランク軸と直交する方向に吸気管を視認した図である。 本発明の一実施形態に係る吸気管の遮熱装置を、放熱源からエンジンのクランク軸と直交する方向に吸気管を視認した図である。 本発明の一実施形態に係る吸気管の遮熱装置の構成をクランク軸視で概略的に示す図である。 本発明の一実施形態に係る吸気管の遮熱装置の構成をクランク軸視で概略的に示す図であって、遮蔽板が制御部によって駆動されることを示す図である。 本発明の一実施形態に係る制御部による遮蔽板の位置の決定フロー。

以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。

図１は、本発明の一実施形態に係る吸気管３１の遮蔽装置１の構成をクランク軸視で概略的に示す図である。図１、図３、図６、図７に示されるように、吸気管３１の遮蔽装置１（以下、遮蔽装置１）は、放熱源２と、少なくとも１つの吸気管３１からなるインテークマニホールド３と、放熱源２と吸気管３１との間に設置される遮蔽板４と、遮蔽板４の駆動機構５と、を備える。また、遮蔽装置１は、自動車などの車両においてエンジン９（内燃機関）に隣接して設けられる。図１、図３、図６、図７の例示では、エンジン９は車両に対して横向きに配置されており、クランク軸９４が車幅方向に沿って延びている。また、シリンダヘッド９１の車両の前方側に吸気管３１が連結され、車両の後方側に排気管（不図示）が連結されており、前方吸気後方排気のレイアウトとなっている。

放熱源２は、自動車などの車両の運転時に高温となる機器であり、図１、図３、図６、図７に示されるように、車両に搭載されるエンジン９に隣接する。図１、図３、図６、図７の例示では、放熱源２は、ラジエータやエアコンデンサなどである。ラジエータは、エンジン９の冷却水が循環する冷却通路に設けられており、エンジン９を通過することによって高温となった冷却水の熱はラジエータによって放熱される。また、エアコンデンサは、エアコンの冷凍サイクルを構成する凝縮器であり、コンプレッサによって高温高圧となったガス状のエアコン冷媒の熱がエアコンデンサから放熱される。このようにして、ラジエータやエアコンデンサからは熱が放出され、放熱源２となり得る。図１、図３、図６、図７の例示では、ラジエータやエアコンデンサなどの放熱源２は、エンジン９よりも車両前方において不図示のバンパーの後方に設けられている。なお、エアコンデンサは、ラジエータに重ねて設置されている場合が多く、ラジエータの裏面あるいは前面に設けられても良い。

吸気管３１は、エンジン９の吸気が流れる吸気通路である。また、吸気管３１は、図１、図３、図６、図７に示されるように、放熱源２に最も近接する最近接部３４を含む所定の範囲で湾曲する湾曲部３２を有する。より詳細には、吸気管３１は、エンジン９のシリンダヘッド９１の吸気ポートに連結されている。そして、エンジン９の外部から吸入された空気は、スロットル装置８２を経て、湾曲部３２を有する吸気管３１を通ってエンジン９（燃焼室）に吸入される。図１、図３、図６、図７に示される例示では、シリンダヘッド９１の車両前方側に連結された吸気管３１は、その車両前方側から湾曲してシリンダヘッド９１の上方に延びている。言い換えると、吸気管３１は湾曲部３２おいて、シリンダヘッド９１の吸気ポートから車両前方に突出するように弓なりの形状となっている。そして、この突出する湾曲部３２の頂部は放熱源２から距離Ｌ１だけ離れて位置しており、この頂部において吸気管３１は、車両前方に配置された放熱源２に最も近接している。つまり、図１、図３、図６、図７の例示では、この湾曲部３２の頂部が最近接部３４となっており、放熱源２から放射される授受熱量が最大となる部位となる（ランバートの法則）。

また、インテークマニホールド３は、図１〜図７（特に、図２、図４、図５）に示される実施形態のように、複数の吸気管３１からなる。すなわち、吸気管３１は、シリンダヘッド９１の対応する吸気ポートに連結されると共に、上流においてサージタンク８１に連結される。また、このサージタンク８１の上流にスロットル装置８２が連結される。図２、図４、図５は、放熱源２からエンジン９のクランク軸９４と直交する方向に吸気管３１を視認した図（車両前方から後方を見た図）である。図２、図４、図５の例示では、インテークマニホールド３は４本の吸気管３１を備えており、その吸気管３１に、個別に、下記に説明する遮蔽板４が設置されている。

遮蔽板４は、図１、図３、図６、図７に示されるように、湾曲部３２の放熱源側の外周壁に沿って移動可能に配置される。このように、遮蔽板４は、放熱源２と吸気管３１との間に移動可能に設置されることで、放熱源２などから吸気管３１が授受する熱を制御する。すなわち、遮蔽板４が移動することで、遮蔽板４によって最近接部３４が覆われている状態（閉位置Ｃ）が作られた場合には、最近接部３４に到達する放熱源２の熱を遮蔽することで、放熱源２による最近接部３４の加温が抑制される。また、遮蔽板４によって吸気管３１の壁厚が実質的に増加されることで、エンジンルーム内の温度（エンジンルーム雰囲気温）からの伝熱を抑制する（特に、図６参照）。逆に、遮蔽板４が移動することで、遮蔽板４によって最近接部３４が覆われていない状態（開位置Ｕ）が作られた場合では、放熱源２からの放射熱などを遮るものはなく、放熱源２による熱によって最近接部３４は直接加温される。また、開位置Ｕでは、遮蔽板４によって吸気管３１は覆われないので、エンジンルーム内の温度（エンジンルーム雰囲気温）からの受熱がその分だけ直接的になる（特に、図６参照）。そして、この遮蔽板４は、少なくとも放熱源２に対向する面で大きな反射率を有しており、放熱源２からの放射熱の反射が図られている。例えば、遮蔽板４を樹脂で形成し、その表面を白色で塗装したり、遮蔽板４をアルミニウム等で形成することで、７０〜８５％の反射率が得られる。

また、遮蔽板４は、少なくとも最近接部３４を覆うことが可能な大きさを有しており、最近接部３４を含む所定の範囲を覆うように構成されていてもよい。例えば、最近接部３４において湾曲部３２が放熱源２に平行するような形状を有している場合には、少なくとも、この平行する領域を覆うような大きさを遮蔽板４が有する。ところで、エンジン９が格納されるエンジンルームのスペースは狭く、さらに、遮蔽板４は移動するため、このような狭いスペースに設置できる遮蔽板４の大きさは制限されてしまう。このため、遮蔽板４を吸気管３１に沿って移動可能に配置することで、狭い設置スペースへの設置を可能としている。図１、図３、図６、図７の例示では、遮蔽板４は平らな板状の形状をしている。他の幾つかの実施形態では、遮蔽板４は、湾曲部３２に沿うように、湾曲部３２と同じかこれよりも大きい曲率半径を有するように湾曲した板状の形状を有しても良い。そして、下記に説明する駆動機構５によって、吸気管３１の外周壁に沿って移動するように構成される。

駆動機構５は、図１、図３、図６、図７に示されるように、遮蔽板４を、最近接部３４を覆う状態である閉位置Ｃ（例えば、実線で図示された状態）と最近接部３４を覆わない状態である開位置Ｕ（例えば、破線で図示された状態）との間において吸気管３１の外周壁に沿って移動させる。図１、図３、図６、図７の例示では、駆動機構５は、モータ５１と、モータ５１と遮蔽板４とを連結するアーム部５４とを有しており、モータ５１によりアーム部５４が駆動されることで、遮蔽板４を吸気管３１の外周壁に沿って移動させている。

上記の構成によれば、放熱源２と湾曲部３２との間に設置される遮蔽板４の位置は駆動機構５によって、閉位置Ｃと開位置Ｕとの間で移動される。そして、遮蔽板４が閉位置Ｃに移動された状態では、吸気管３１の湾曲部３２における最近接部３４が遮蔽板４で覆われるため、放熱源２からの放射熱などがこの最近接部３４に直接到達することが阻害される。このため、放射熱などによって吸気管３１内の吸気が加温されることの低減を図ることができる。逆に、遮蔽板４が開位置Ｕに移動された状態では最近接部３４の放熱源側の外周壁を覆うものはなく、エンジンルーム内の温度やエンジン９から最近接部３４は受熱しやすくなる。このため、例えば暖機時などの吸気の加温が必要な場合に、遮蔽板４を開位置Ｕとすることで暖機を促進することができる。また、吸気管３１の形状に沿って遮蔽板４は移動されるため、エンジンルーム内の限られたスペースに遮蔽板４を設置することができる。

また、他の幾つかの実施形態では、図１〜図７に示されるように、駆動機構５は、モータ５１と、モータ５１によって回転駆動される駆動軸５２と、駆動軸５２と遮蔽板４とを連結するアーム部５４と、を備える。そして、図１、図３、図６、図７に示されるように、エンジン９のクランク軸視において、モータ５１は、吸気管３１の湾曲部３２の内側（内側空間Ｓ）に形成される内側領域Ａに設置される。また、駆動軸５２は、エンジン９のクランク軸９４の軸方向に沿って延在する。図１、図３、図６、図７の例示では、吸気管３１は、シリンダヘッド９１の車両前方側からシリンダヘッド９１の上方に向けて湾曲しているため、吸気管３１（湾曲部３２）に囲まれる内側空間Ｓが湾曲部３２の車両後方側に形成されている。そして、モータ５１は、クランク軸の延在方向に視認（クランク軸視）した時に、この吸気管３１の内側に形成された内側空間Ｓが位置する領域（内側領域Ａ）に設置されている。なお、図１、図３、図６、図７の例示では、モータ５１の全体が内側領域Ａに入っているが、後述するように、モータ５１が内側空間Ｓの外部にある場合には（図４参照）、モータ５１の少なくとも一部が内側領域Ａに重なっている場合も、ここで述べた内側領域に設置されることに含まれる。

また、駆動軸５２はモータ５１の中心から突出するように設けられると共に、クランク軸９４に沿うように延びている。そして、この駆動軸５２にアーム部５４が連結されている。
このアーム部５４は、その一端が上述の通り、駆動軸５２に連結されると共に、アーム部５４の他端が遮蔽板４に連結される。このアーム部５４によって、駆動軸５２と遮蔽板４は所定の間隔を有して連結される。つまり、駆動軸５２と遮蔽板４との離間距離が一定の間隔となるような固定長を有するアーム部５４によって駆動軸５２と遮蔽板４とが連結されることで、モータ５１による駆動軸５２の回転駆動に伴って、アーム部５４及びこれに連結される遮蔽板４が回動するように移動する。

また、アーム部５４は、幾つかの実施形態では、図１〜図７に示されるように、モータ５１から遮蔽板４に延びるモータ連結部５５と、このモータ連結部５５および遮蔽板４に連結される遮蔽板連結部５６と、を備え、これによって、モータ５１と遮蔽板４とが連結されている。図１、図３、図６、図７の例示では、図示されるように、遮蔽板４の形状は四角形であり、遮蔽板４の長手方向と吸気管３１の長手方向が一致している。そして、モータ連結部５５は、それぞれ駆動軸５２との連結部から遮蔽板４に向けて延びる２本の棒状の連結部材５５ａと、この２本の部材を相互に連結して補強する補強部材５５ｂと、で構成されている。この２本の連結部材５５ａのなす角は１８０度より小さく、図１、図３、図６、図７の例示では、４５度より小さい。ただし、この実施形態には限定されず、モータ連結部５５は、１本以上の連結部材５５ａを有していても良い。また、補強部材５５ｂの設置は任意であり、連結部材５５ａの強度などを考慮してモータ連結部５５は補強部材５５ｂを有していなくても良い。

一方、遮蔽板連結部５６は、図２、図４、図５に示されるように、クランク軸９４の方向に沿って設けられる棒状や板状の部材（例示された図では棒状の部材）であり、吸気管３１の外周において、その一端が上記のモータ連結部５５に連結される。そして、吸気管３１の最近接部３４の位置を覆うことが可能となるように、遮蔽板連結部５６に遮蔽板４が設置されている。この遮蔽板４は、幾つかの実施形態では、図２、図４に示されるように、複数の吸気管３１（吸気管３１）のそれぞれの最近接部３４に対応する位置を個別に覆うように、複数の遮蔽板４で構成されても良い。また、他の幾つかの実施形態では、図５に示されるように、遮蔽板４は、全ての吸気管３１（吸気管３１）の最近接部３４を、１つの遮蔽板４の全体で覆うような形状をしていても良い。また、図２、図４、図５の例示では、遮蔽板連結部５６は、四角形の形状を有する遮蔽板４の吸気流れの上流側の端部と下流側の端部同士をそれぞれ連結する２本の棒状の部材で構成されている。

また、アーム部５４は、図２、図４、図５に示されるように、上記のモータ連結部５５が連結されていない遮蔽板連結部５６の他方の端部を支持する支持部材５７を備えても良い。これによって、遮蔽板連結部５６を片持ちした状態ではなく、両持ちした状態となり、駆動機構５の設置の安定性を向上することができる。図２、図４、図５の例示では、この支持部材５７は、モータ連結部５５と同様の構成を有する第１支持部５７ａと、この第１支持部５７ａを支持する第２支持部材５７ｂと、で構成されている。すなわち、第１支持部５７ａは、モータ連結部５５と同様な三角形状を有しており、補強部材５５ｂに相当する三角形の一辺が遮蔽板４におおよそ平行となるように設置されている。また、三角形状の他の二辺で形成される角部には上記の第２支持部材５７ｂが連結されており、その連結箇所からクランク軸９４の軸方向に沿ってモータ５１に連結されている。ただし、この実施形態に限定されず、支持部材５７は、遮蔽板連結部５６を安定的に支持できればどのような形態をしていても良い。例えば、第１支持部５７ａとモータ連結部５５とは異なる形状を有しても良い。また、支持部材５７によって、遮蔽板４が吸気管３１に直接支持されても良い。具体的には、モータ連結部５５から最も離れた吸気管３１（吸気管３１ｄ）に支持部材５７が連結されることで遮蔽板連結部５６が支持されても良いし、それぞれの吸気管３１に支持部材５７を設けても良く、遮蔽板４の移動に伴って第１支持部５７ａが一緒に動くように構成されても良い。また、エンジンルーム内の他の固定箇所にまで支持部材５７が延びることで、遮蔽板連結部５６を支持しても良い。

上記の構成によれば、クランク軸視において、吸気管３１の湾曲部３２の内側（湾曲部３２を有する吸気管３１によって囲まれた内側空間Ｓ）に形成される内側領域Ａにモータ５１が設置されると共に、クランク軸９４の軸方向に沿って駆動軸５２が延在する。また、遮蔽板４は、吸気管３１を挟んだ湾曲部３２の外側（放熱源側）に設けられる。このため、アーム部５４は、吸気管３１と交差しながら駆動軸５２と遮蔽板４とを連結することになる。つまり、アーム部５４により所定の間隔だけ離されて駆動軸５２に連結された遮蔽板４を、駆動軸５２を回転中心として回動することができ、吸気管３１の湾曲部３２に沿った遮蔽板４の移動を容易に行うことができる。

また、上述した実施形態では、図１、図３、図６、図７に示されるように、エンジン９のクランク軸視において、モータ５１は、吸気管３１の湾曲部３２の内側に形成される内側領域Ａに設置されている。この場合において、幾つかの実施形態では、図１〜図２に示されるように、モータ５１は、放熱源２からエンジン９のクランク軸９４と直交する方向に吸気管３１を視認したときに、吸気管３１と重ならない位置に設置される。図２の例示では、モータ５１は、インテークマニホールド３の右側（車幅方向の左側）において、最も近接する吸気管３１となる吸気管３１ａ（吸気管３１）と所定の距離Ｌ２だけ離されて設置されている。また、駆動軸５２は、モータ５１から吸気管３１ａに向かって延びている。なお、駆動軸５２が上述した第２支持部材５７ｂの役割も担いながら、アーム部５４のモータ連結部５５と支持部材５７（第１支持部５７ａ）とを共に回動するように構成しても良い。

上記の構成によれば、駆動機構５のモータ５１は、吸気管３１の湾曲部３２の内側に形成される内側空間Ｓの外側に設置される。このため、モータ５１は吸気管３１の湾曲部３２に囲まれておらず、モータ５１のメンテナンスの容易化を図ることができる。

また、他の幾つかの実施形態では、図４に示されるように、モータ５１は、放熱源２からエンジン９のクランク軸９４と直交する方向に吸気管３１を視認したときに、吸気管３１とモータ５１の少なくとも一部が重なる位置に設置される。すなわち、モータ５１は、吸気管３１（湾曲部３２）の内側に形成される内側空間Ｓに格納されるように設置されている。図３の例示では、モータ５１の一部が内側空間Ｓに格納されているが、モータ５１の全てが内側空間Ｓに格納されても良い。そして、駆動軸５２が上記の内側空間Ｓから外側に延びており、この内側空間Ｓの外側でアーム部５４のモータ連結部５５と連結されている。

上記の構成によれば、駆動機構５の体積の大部分を占めるモータ５１を、吸気管３１の湾曲部３２の内側に形成される内側空間Ｓを利用して設置するので、狭いエンジンルームであっても駆動機構５を設置することができる。

また、他の幾つかの実施形態では、図６に示されるように、最近接部３４を含む少なくとも一部の吸気管３１の放熱源側の外周壁を所定の隙間６２を有しながら覆うと共に、最近接部３４に通じる開口である窓部６４を有するカバー壁６をさらに備える。また、遮蔽板４は、吸気管３１とカバー壁６との間の上記の隙間６２によって形成される収納空間６３において移動可能なように設置される。そして、遮蔽板４の閉位置Ｃは窓部６４を覆う状態であり、開位置Ｕは窓部６４を覆わない状態となる。図６の例示では、吸気管３１が連結されるシリンダヘッド９１の吸気ポートからサージタンク８１までの外周がカバー壁６によって覆われており、吸気管３１とカバー壁６の間に隙間６２が設けられている。言い換えると、吸気管３１により形成される吸気通路は、吸気管３１の外壁とカバー壁６によって二重構造となっており、空気層による断熱層が形成されている。

また、カバー壁６は、最近接部３４を覆う部分が取り除かれており、窓部６４が形成されている。そして、二重構造の間に遮蔽板４は設置されており、窓部６４と吸気管３１の外周壁との間において窓部６４を閉じるように遮蔽板４が位置している状態を閉位置Ｃとし、窓部６４の少なくとも一部が開けられるように遮蔽板４が位置している状態が開位置Ｕとなっている。この開位置Ｕの状態では、遮蔽板４は上記の隙間６２に格納されており、この隙間６２は遮蔽板４が収納される収納空間６３の役割を担っている。図６の例示では、開位置Ｕにおいて窓部６４は全て空けられるよう構成されている。なお、図６の例示では、カバー壁６は吸気管３１の周囲の一部を覆っているが、これには限定されず、カバー壁６は吸気管３１の全周を覆っても良い。図６の例示では、吸気管３１の全長（吸気ポートからサージタンク８１まで）がカバー壁６によって覆われているが、これには限定されず、全長の一部であっても良い。すなわち、吸気管３１の最近接部３４を含む一部がカバー壁６によって覆われる。

上記の構成によれば、遮蔽板４はカバー壁６と吸気管３１の外壁との間に形成される隙間６２（収納空間６３）に設置される。このため、遮蔽板４が開位置Ｕにある状態では、遮蔽板４が収納空間６３に収納され、遮蔽板４の汚損を防止することができる。

また、他の幾つかの実施形態では、図７に示されるように、遮蔽装置１は、駆動機構５を制御する制御部７を、さらに備える。また、制御部７は、エンジン９の暖機度合いを判定する判定部７１と、判定部７１による暖機度合いの判定結果に基づいて駆動機構５を駆動する駆動部７２と、を有する。この制御部７は、プロセッサを備える電子制御ユニット（ＥＣＵ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）で構成されても良い。
上記の構成によれば、制御部７によって、エンジン９の暖機度合に応じて遮蔽板４は閉位置Ｃと開位置Ｕとの間で移動されるので、エンジン９の状態に応じて遮蔽板４の位置を自動で制御することができる。

具体的には、幾つかの実施形態では、図７に示されるように、判定部７１は、エンジン９の冷却水の温度である冷却水温と、最近接部３４の下流の吸気温度と、に基づいて暖機度合を判定する。また、駆動部７２は、冷却水温が水温閾値Ｔｗより高く、かつ、吸気温度が所定の吸気温閾値Ｔｉより高い場合には遮蔽板４を閉位置Ｃとし、冷却水温が水温閾値Ｔｗ以下、あるいは、吸気温度が吸気温閾値Ｔｉ以下の場合には、遮蔽板４を開位置Ｕとするように駆動機構５を駆動してもう良い。すなわち、図７の例示では、水温センサ７４が、冷却水が循環する冷却通路における、エンジン９（エンジン９を含む）とラジエータとの間に設置されており、エンジン９を通過した冷却水の温度を検出している。また、吸気温センサ７５が、吸気管３１の最近接部３４の下流側に設置されており、吸気管３１の内部の吸気の温度（吸気温）を検出している。そして、水温センサ７４および吸気温センサ７５のそれぞれの検出結果は判定部７１に入力されており、判定部７１はこれらの入力情報に基づいて暖気度合いを判定している。また、この判定部７１の判定結果は駆動部７２に入力されており、この判定結果に基づいて駆動機構５を制御することで、駆動部７２によって駆動されることで、遮蔽板４が閉位置Ｃと開位置Ｕとの間で移動する。

図８は、幾つかの実施形態における制御部７による遮蔽板４の位置の決定フロー図である。以下、図８のフローについて説明する。
図８のステップＳ８１において、エンジン９の暖機度合を判定する。このステップＳ８１は、例えば、イグニッションスイッチがＯＮ（投入）状態になったり、キーが回転されたときなど、暖機運転が判定される場合に行われる。この暖機度合は、図８の例示では、冷却水温と所定の閾値（水温閾値Ｔｗ）との比較、および、吸気温と所定の閾値（吸気温閾値Ｔｉ）との比較により行われている。次のステップＳ８２において、遮蔽板４の位置を閉位置Ｃと開位置Ｕのどちらにすべきかを、エンジン９の暖機度合（Ｓ８１）に基づいて判定する。図８の例示では、冷却水温が水温閾値Ｔｗ（例えば、６０度〜８０度の値）以下、あるいは、吸気温が吸気温閾値Ｔｉ以下であるとの条件（開位置条件）を満たす場合には、遮蔽板４の位置は開位置Ｕとされている。逆に、冷却水温が水温閾値Ｔｗより大きく、かつ、吸気温が吸気温閾値Ｔｉより大きいとの条件（閉位置条件）を満たす場合には、遮蔽板４の位置は閉位置Ｃとされている。

そして、ステップＳ８２において遮蔽板４を開位置Ｕにすると判定される場合には、ステップＳ８３において遮蔽板４が開位置Ｕにある状態にする（開位置Ｕに移動する）。すなわち、吸気管３１の壁（図１、図３、図７参照）、あるいは、吸気管３１およびカバー壁６による壁（図６参照）の厚さを低減することにより、エンジン雰囲気温からの伝熱を促進し、インジェクタにより噴射される燃料の噴霧化および暖機の促進を図る。

次のステップＳ８４では、開位置Ｕにある遮蔽板４を閉位置Ｃに駆動するためのタイミングが判定される。図８に示される実施形態では、冷却水温と吸気温度により判定されており、具体的には、上記の閉位置条件を満たすか否かが監視される。すなわち、冷却水温が水温閾値Ｔｗより高くなり、サーモスタットが開弁し始めると、ラジエータへの通水が始まる。このようなサーモスタットの開弁直後ではラジエータへの通水量は少なく、エンジンルーム内の雰囲気温は上昇する。そこで、吸気温が吸気温閾値Ｔｉ以下の場合には、開位置Ｕを維持することで、この雰囲気温を利用して暖機の促進を図っている。

その後、上記の閉位置条件が満たされると、ステップＳ８５において遮蔽板４は閉位置Ｃに駆動される。この閉位置条件を満たした直後において、サーモスタット弁が完全に開弁していない場合にはラジエータへの冷却水の通水量は少なく、エンジンルーム雰囲気温は上昇することが想定される。しかし、吸気温は吸気温閾値Ｔｉより高いため、エンジンルーム雰囲気温からの伝熱による吸気温度の上昇の抑制を図っている。また、さらに暖機が進み、サーモスタットが完全に開弁した場合には、遮蔽板４は閉位置Ｃにあるため、ラジエータ（放熱源２）からの放射熱の最近接部３４への到達は阻害される。これに加えて、吸気管の壁厚が遮蔽板４によって増すため、エンジン雰囲気温からの伝熱も抑制さる。このようにして、遮蔽板４が閉位置Ｃとされることで、吸気温の上昇が抑制され、充填効率向上およびノックの低減が図られる。

以上の実施形態では、放熱源２がラジエータとして説明したが、放熱源はエアコンデンサでも同様となる。この場合には、エアコンの作動を条件に加えても良い。例えば、遮蔽板４の閉位置条件は、エアコン作動時でエアコンデンサ内温度が高いとき時としても良い。これによって、エアコンデンサからの放射熱の吸気管３１の最近接部３４への到達を阻害するなど、吸気温の上昇を抑制することができる。また、エアコンが非作動時で、かつ、エンジン９の暖機後という条件を閉位置条件に加えても良い。この場合には、遮蔽板４により吸気管３１の壁厚を増加させることで、吸気への伝熱を抑制することができる。一方、遮蔽板４の開位置条件は、エアコンの非作動時、かつ、エンジン９の暖機過程としても良く、この暖機過程を上述した冷却水温と吸気温を用いた暖機度合の判定に基づいて行っても良い。これによって、エンジンルーム雰囲気温からの吸気への伝熱を促進し、暖機の促進を図ることができる。

上記の構成によれば、冷却水温と吸気温度とに基づいて判定される暖機度合の判定結果に基づいて、遮蔽板４の位置が決定される。これによって、暖機運転時には遮蔽板４を開位置Ｕとすることで、エンジンルーム内の熱を積極的に暖機に利用し、暖機を促進することができる。逆に、暖機後には遮蔽板４を閉位置Ｃとすることで、最近接部３４を介した放熱源２からの受熱による吸気温の上昇を低減することができ、ノックなどの防止を図ることができる。また、最近接部３４の下流における吸気温度に基づいて暖機度合は判定される。このため、冷却水温は高くても、吸気温が低い場合には、遮蔽板４を開位置Ｕにして燃料の噴霧化および暖機を促進するなど、最近接部３４を通過した吸気の温度に基づいて遮蔽板４の位置を自動で制御することができる。

また、他の幾つかの実施形態では、図１、図３、図６、図７に示されるように、遮蔽板４の開位置Ｕは、閉位置Ｃよりも、エンジン９のシリンダブロック９２と離れた位置にある。図１、図３、図６、図７の例示では、吸気管３１は、シリンダヘッド９１の吸気ポートから、シリンダヘッド９１の上方に延びている。このため、遮蔽板４は、破線で図示されるように、閉位置Ｃよりも吸気流れの上流に跳ね上げられている。
上記の構成によれば、遮蔽板４の開位置Ｕはシリンダヘッド９１から離された位置にある。例えば、車両の前方に吸気管３１が位置する後方排気のエンジン９において、吸気管３１がシリンダヘッド９１の上方に伸びるように設置される場合には、遮蔽板４の開位置Ｕは、閉位置Ｃに比べて、吸気流れの上流側（スロットル装置８２側）となる。そして、暖気時は遮蔽板４を開位置Ｕとするような場合には、シリンダブロック９２と吸気管３１の間に遮蔽板４が位置するようなことがない。このため、エンジン９から吸気管３１へ伝わる熱が遮蔽板４によって遮られることがなく、暖機を迅速に行うことができる。

本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含む。

１ 遮蔽装置
２ 放熱源
３ インテークマニホールド
３１ 吸気管
３１ａ 吸気管
３２ 湾曲部
３４ 最近接部
４ 遮蔽板
５ 駆動機構
５１ モータ
５２ 駆動軸
５４ アーム部
５５ モータ連結部
５５ａ 連結部材
５５ｂ 補強部材
５６ 遮蔽板連結部
５７ 支持部材
５７ａ 第１支持部
５７ｂ 第２支持部材
６ カバー壁
６２ 隙間
６３ 収納空間
６４ 窓部
７ 制御部
７１ 判定部
７２ 駆動部
７４ 水温センサ
７５ センサ
８１ サージタンク
８２ スロットル装置
９ エンジン
９１ シリンダヘッド
９２ シリンダブロック
９４ クランク軸
Ｃ 遮蔽板の閉位置
Ｕ 遮蔽板の開位置
Ｌ 距離
Ｓ 内側空間
Ｔｉ 吸気温閾値
Ｔｗ 水温閾値
Ａ 内側領域

Claims (10)

1. 車両に搭載されるエンジンのインテークマニホールドの遮熱装置であって、
   放熱源と、
   前記エンジンの吸気が流れる吸気管であって、前記放熱源に最も近接する最近接部を含む所定の範囲で湾曲する湾曲部を有する少なくとも１つの吸気管からなるインテークマニホールドと、
   前記湾曲部の放熱源側の外周壁に沿って移動可能に配置される遮蔽板と、
   前記遮蔽板を、前記最近接部を覆う状態である閉位置と前記最近接部を覆わない状態である開位置との間において前記吸気管に沿って移動させる駆動機構と、を備えることを特徴とするインテークマニホールドの遮熱装置。
2. 前記駆動機構は、
   モータと、
   前記モータによって回転駆動される駆動軸と、
   前記駆動軸と前記遮蔽板とを連結するアーム部と、を有し、
   前記エンジンのクランク軸視において、
   前記モータは、前記吸気管の湾曲部の内側に形成される内側領域に設置され、
   前記駆動軸は、前記エンジンのクランク軸の軸方向に沿って延在すること
   を特徴とする請求項１に記載のインテークマニホールドの遮熱装置。
3. 前記モータは、前記放熱源から前記エンジンのクランク軸と直交する方向に前記吸気管を視認したときに、前記吸気管と重ならない位置に設置されることを特徴とする請求項２に記載のインテークマニホールドの遮熱装置。
4. 前記モータは、前記放熱源から前記エンジンのクランク軸と直交する方向に前記吸気管を視認したときに、前記吸気管と前記モータの少なくとも一部が重なる位置に設置されることを特徴とする請求項２に記載のインテークマニホールドの遮熱装置。
5. 前記最近接部を含む少なくとも一部の前記吸気管の前記放熱源側の外周壁を所定の隙間を有しながら覆うと共に、前記最近接部に通じる開口である窓部を有するカバー壁をさらに備え、
   前記遮蔽板は、前記吸気管と前記カバー壁との間の前記隙間によって形成される収納空間において移動可能に設置され、
   前記閉位置は前記窓部を覆う状態であり、前記開位置は前記窓部を覆わない状態であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のインテークマニホールドの遮熱装置。
6. 前記インテークマニホールドは、複数の前記吸気管からなることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のインテークマニホールドの遮熱装置。
7. 前記駆動機構を制御する制御部を、さらに備え、
   前記制御部は、
   前記エンジンの暖機度合いを判定する判定部と、
   前記判定部による前記暖機度合いの判定結果に基づいて前記駆動機構を駆動する駆動部と、を有することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のインテークマニホールドの遮熱装置。
8. 前記判定部は、エンジンの冷却水の温度である冷却水温と、前記最近接部の下流の吸気温度と、に基づいて前記暖機度合を判定し、
   前記駆動部は、前記冷却水温が水温閾値より高く、かつ、前記吸気温度が所定の吸気温閾値より高い場合には前記遮蔽板を閉位置とし、前記冷却水温が前記水温閾値以下、あるいは、前記吸気温度が前記吸気温閾値以下の場合には、前記遮蔽板を開位置とするように前記駆動機構を駆動することを特徴とする請求項７に記載のインテークマニホールドの遮熱装置。
9. 前記遮熱板の前記開位置は、前記閉位置よりも、前記エンジンのシリンダブロックと離れた位置にあることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載のインテークマニホールドの遮熱装置。
10. 前記放熱源は、ラジエータまたはエアコンデンサであることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載のインテークマニホールドの遮熱装置。
    

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