JP2006132511A

JP2006132511A - 内燃機関の吸気管

Info

Publication number: JP2006132511A
Application number: JP2004325345A
Authority: JP
Inventors: Masahiko Ishikawa; 雅彦石川
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2004-11-09
Filing date: 2004-11-09
Publication date: 2006-05-25

Abstract

【課題】管の変形に起因する接続部位からのリークを抑制することのできる内燃機関の吸気管を提供する。
【解決手段】この内燃機関の吸気管は、第１管１００の端部外周面に第２管２００の端部内周面を圧接させることにより両管が接続されて構成される。第２管２００は第１管１００よりも内圧に対する変形量が大きいものであり、第２管２００から延設されて第１管１００の端部内周面に全周にわたって当接するリップ部２２０を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は内燃機関の吸気管に関する。

ガソリンエンジン等の内燃機関では、空気を燃焼室内へ導入するための吸気管が設けられている。このような内燃機関の吸気管は、通常複数の管を接続することにより組み立てられる。図１０は、吸気管において２つの管が接続される部位の一部断面構造を示している。図１０に示されるように、第１管１００の端部外周面と第２管２１６の端部内周面とが当接されるとともに、外側にある第２管２１６の端部外周面には同管２１６を締め付けて内側にある第１管１００に固定するためのクランプ３００が配設されている。このようにして、内側の第１管１００と外側の第２管２１６とが圧接されることにより、吸気管の気密性が保たれている。

ところで、例えば過給機を備える内燃機関の配管といった特に管内圧力（内圧）Ｐが大きくなる吸気管では、このような管の接続部位において、管自体が膨張変形することがある。図１１は、外側にある第２管２１６が内圧Ｐによって膨張変形したときの状態を吸気管の一部を拡大して示している。この場合、図１１に示されるように、第２管２１６の端部内周面と第１管１００の端部外周面とが当接するべき部分に隙間が生じるため、両管１００，２１６の接続部位におけるシール性能が低下し、管内に存在する空気やオイル等が管外へとリークすることがある。図１１において、Ａ方向は上記空気やオイル等のリークの流れを表している。

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、管の変形に起因する接続部位からのリークを抑制することのできる内燃機関の吸気管を提供することにある。

以下、上記目的を解決するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項１に記載の発明は、第１管の端部外周面に第２管の端部内周面を圧接させることにより両管が接続される内燃機関の吸気管において、前記第２管は、前記第１管よりも内圧に対する変形量が大きいものであり、同第２管から延設されて同第１管の端部内周面に全周にわたって当接するリップ部を備えることをその要旨とする。

上記構成によれば、管内圧力（内圧）によって第２管に対して径方向外向きに力が加わった場合には、第１管よりも内圧に対する変形量が大きい第２管が大きく変形しようとするが、リップ部によってその変形が抑制される。このため、第１管と第２管との間に隙間が生じることを抑制することができる。さらに、リップ部が第１管の端部内周面に押し当てられることとなるので、管の接続部位におけるシール性能を向上させることができる。

具体的には、請求項２に記載される発明によるように、前記リップ部が、前記第２管の内周面から延設されるとともに同第２管の先端方向に屈曲されて形成されてなるといった態様を採用することができる。このような構造によれば、従来の吸気管をわずかに変更するだけで上記作用効果を奏することができる。

また、請求項３に記載の発明は、前記リップ部が、前記第１管内周面を押圧してなることをその要旨とする。
上記構成によれば、第１管に第２管が接続された状態において、前記リップ部が前記第１管内周面を押圧している。このため、リップ部により第１管と第２管との間に隙間が生じることをより好適に抑制することができる。

具体的には、請求項４に記載される発明によるように、前記第２管を弾性材料によって形成するといった態様を採用することができる。
また、請求項５に記載の発明は、前記リップ部は、前記第１管の端部内周面と接する部分に全周にわたって形成されたリブを備えることをその要旨とする。

上記構成によれば、前記リップ部は、前記第１管の端部内周面と接する部分に全周にわたって形成されたリブを備えている。このため、第１管内周面とリブとの間に作用する圧力が高くなり、シール性能を更に向上させることができる。

これとは反対に、請求項６に記載される発明によるように、前記第１管が、前記リップ部と接する部分に全周にわたって形成されたリブを備えるといった態様を採用してもよい。

さらに請求項７に記載の発明は、前記第１管と前記リップ部との当接部には、それらが一部当接しないことにより空間が形成されてなることをその要旨とする。
上記構成によれば、前記第１管と前記リップ部との当接部には、それらが一部当接しないことにより形成される空間を備えている。このため、例えばオイルがリップ部と第１管との間に流入した場合には、同オイルが上記空間にて捕捉されることとなり、管外部へリークすることを抑制することができる。

なお、これら請求項１〜７に記載の発明は、請求項８に記載の発明によるように、前記第２管の端部には、同第２管の外周を締め付けるクランプを更に備える構成としてもよい。

（第１実施形態）
以下、本発明にかかる内燃機関の吸気管を、過給機を備える内燃機関の配管等に具体化したものについて、図１及び図２を参照して説明する。

図１は本実施形態における内燃機関の吸気管の一部断面構造を示している。
図１に示されるように、この内燃機関の吸気管は、第１管１００と第２管２００とクランプ３００とによって構成されている。すなわち、第１管１００の直径は第２管２００の直径よりも小さく形成されており、同第１管１００の端部に同第２管２００の端部が嵌合されることにより、第１管１００の端部外周面と第２管２００の端部内周面とが圧接されている。そして、クランプ３００により第２管２００の端部外周を締め付けることで、第１管１００と第２管２００とが固定されている。

第１管１００は例えば金属等によって構成されている。また第２管２００は、第１管１００よりも内圧Ｐに対する変形量が大きいもの、例えばゴム等の弾性材料によって構成されている。

図１に示されるように、第２管２００は同管２００の端部近傍の内周面全周にわたってリップ部２２０を備えている。このリップ部２２０は、第２管２００の端部近傍の内周面から径方向内側へ向けて延設されるとともに、同管２００の先端方向に屈曲された形状となっている。リップ部２２０の長さ、すなわちリップ部２２０の付根から同リップ部２２０の先端までの長さは、同リップ部の付根から第２管２００の先端までの長さよりも短くなっている。例えば第２管２００の先端からリップ部２２０の付根までの長さを３０ｍｍとした場合には、リップ部２２０の長さは５〜１０ｍｍ程度となっている。第１管１００端部の管の厚さは、第２管２００の内周面とリップ部２２０の外周面との間の幅よりも大きくなっているので、第１管１００端部は第２管２００の内周面とリップ部２２０の外周面とにより押圧されている。

このリップ部２２０の先端の外周面には、全周にわたってリブ２４０が形成されている。このリブ２４０は、断面略半円形状となるように形成されており、第１管１００の端部内周面に圧接されている。

以下、本発明にかかる内燃機関の吸気管の作用について説明する。
図２は、過給機の作動により内圧Ｐが高くなって第２管２００が膨張変形した場合における内燃機関の吸気管の断面構造を示している。なおこの場合、内圧Ｐによる第１管１００の変形量は、第２管２００の変形量に対して十分小さいため無視できるものとする。

第１管１００と第２管２００とが上記態様にて接続される部位においては、内圧Ｐが大きくなって第２管２００が内圧Ｐにより膨張変形させられようとする場合に、次のようにして第２管２００の変形が抑制される。すなわち、本実施形態における内燃機関の吸気管では、第２管２００が内圧Ｐを受けて膨張変形しようとする場合には、図２に示されるように、リップ部２２０の近辺にはＢ方向の力が作用するものの、同リップ部が存在することにより第１管１００の端部外周面と第２管２００の端部内周面との間に隙間を生じることが抑制される。さらに、リップ部がＢ方向の力を受けることによって、リップ部２２０の先端の外周面に形成されたリブ２４０が第１管１００の内周面を全周にわたってさらに強く押圧することとなる。

以上説明した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。
（１）図１に示されるように、第２管２００には、リップ部２２０が第２管２００の内周面から延設されるとともに同第２管２００の先端方向に屈曲されて形成されている。内圧Ｐにより第２管２００に対して径方向外向きに力が加わった場合には、第１管１００よりも内圧Ｐに対する変形量が大きい第２管２００が大きく変形しようとするが、リップ部２２０によってその変形が抑制される。このため、第１管１００と第２管２００との間に隙間を生じることを抑制することができる。さらに、リップ部２２０が第１管１００の端部内周面に押し当てられることとなるので、管の接続部位におけるシール性能を向上させることができる。

（２）このような構造によれば、従来の吸気管にリップ部２２０を形成するといったわずかな変更だけで上記作用効果を奏することができる。
（３）リップ部２２０の先端の外周面に形成されたリブ２４０が第１管１００内周面を押圧している。このため、リップ部２２０により第１管１００と第２管２００との間に隙間が生じることをより好適に抑制することができる。

（４）リップ部２２０は、第１管１００の端部内周面と接する部分に全周にわたって形成されたリブ２４０を備えている。このため、第１管１００内周面とリブ２４０との間に作用する圧力が高くなり、シール性能を更に向上させることができる。

なお、上記実施の形態は、以下のように変更して実施することもできる。
・上記第１管１００及びリップ部２２０の形状は、先の実施の形態において例示した形状に限られるものではない。例えば図３に示されるように、第１管１０２とリップ部２２２との当接部には、それらが一部当接しないことにより形成される空間Ｓ１を全周にわたって備えていてもよい。これにより、例えばオイルがリップ部２２２と第１管１０２との間に流入した場合には、同オイルが上記空間Ｓ１にて捕捉されることとなり、管外部へリークすることを抑制することができる。

・また、図４に示されるように、第１管１００の形状を変更することなく、第２管２０４及びリップ部２２４の形状を変更することによって空間Ｓ２を形成してもよい。この場合、第１管１００の形状を変更しなくても、第２管２０４及びリップ部２２４の形状のみを変更することによって、上記作用効果を奏することができる。

・図５に示されるように、第１管１０４の内周面にリブ１２０を形成してもよい。この場合も、リップ部２２０にリブ２４０を備えたときと同様の作用効果を奏することができる。要するに、第１管１００とリップ部２２０とが接する部分にリブを形成すればよい。

・上記リブ２４０の形成位置及び個数は、先の実施の形態において例示した位置及び個数に限られるものではない。例えば図６に示されるように、リップ部２２０の端部内周面に形成されたリブ２４２の他に同リップ部２２０の内周面中央部にリブ２４４を形成してもよい。

・上記第１管１００及び第２管２００の材質は、先の実施の形態において例示した材質に限られるものではなく、第１管１００が第２管２００よりも内圧に対する変形量が小さいといった関係を満たすものであればよい。この関係が満たされていれば、例えば第１管１０６及び第２管２１０がともに樹脂によって形成されていてもよい。この場合も、図７に示されるように、リップ部２２０が第１管１０６の内周面に押し当てられることとなり、第１管１０６と第２管２１０との間に隙間を生じることを抑制することができる。

・図８に示されるように、上記リップ部２３０の長さは、リップ部２３０の付根から第２管２１２の先端までの長さよりも長くしてもよい。
・上記リップ部２２０は第２管２００の内周面から延設されるものに限られない。例えば図９に示されるように、第２管２１４の外周面から延設されて第１管１００の端部外周面に全周にわたって当接する部材を設けるとともに、第２管２１４の端部にリップ部２３２としての機能をもたせてもよい。

・上記クランプ３００は必ずしも必須の構成ではない。すなわち、クランプ３００を備えていない場合であっても、第１管１００と第２管２００とが気密性を保ったまま接続されていればよい。

本発明に係る内燃機関の吸気管の一部断面図。本発明に係る内燃機関の吸気管の一部を拡大して示す断面図。本発明に係る内燃機関の吸気管の変形例の一部を拡大して示す断面図。本発明に係る内燃機関の吸気管の他の変形例の一部を拡大して示す断面図。本発明に係る内燃機関の吸気管の他の変形例の一部を拡大して示す断面図。本発明に係る内燃機関の吸気管の他の変形例の一部を拡大して示す断面図。本発明に係る内燃機関の吸気管の他の変形例の一部を拡大して示す断面図。本発明に係る内燃機関の吸気管の他の変形例の一部を拡大して示す断面図。本発明に係る内燃機関の吸気管の他の変形例の一部を拡大して示す断面図。従来の内燃機関の吸気管の一部断面図。従来の内燃機関の吸気官の一部を拡大して示す断面図。

符号の説明

１００，１０２，１０４，１０６…第１管、１２０…リブ、２００，２０２，２０４，２０６，２０８，２１０，２１２，２１４，２１６…第２管、２２０，２２２，２２４，２３０，２３２…リップ部、２４０，２４２，２４４…リブ、３００…クランプ。

Claims

第１管の端部外周面に第２管の端部内周面を圧接させることにより両管が接続される内燃機関の吸気管において、
前記第２管は、前記第１管よりも内圧に対する変形量が大きいものであり、同第２管から延設されて同第１管の端部内周面に全周にわたって当接するリップ部を備える
ことを特徴とする内燃機関の吸気管。
前記リップ部は、前記第２管の内周面から延設されるとともに同第２管の先端方向に屈曲されて形成されてなる請求項１に記載の内燃機関の吸気管。
前記リップ部は、前記第１管内周面を押圧してなる請求項１又は２に記載の内燃機関の吸気管。
前記第２管は、弾性材料により形成されてなる請求項１〜３のいずれかに記載の内燃機関の吸気管。
前記リップ部は、前記第１管の端部内周面と接する部分に全周にわたって形成されたリブを備える請求項１〜４のいずれかに記載の内燃機関の吸気管。
前記第１管は、前記リップ部と接する部分に全周にわたって形成されたリブを備える請求項１〜５のいずれかに記載の内燃機関の吸気管。
前記第１管と前記リップ部との当接部には、それらが一部当接しないことにより空間が形成されてなる請求項１〜６のいずれかに記載の内燃機関の吸気管。
前記第２管の端部には、同第２管の外周を締め付けるクランプを更に備える
ことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の内燃機関の吸気管。