JP2007255243A - 吸気装置の取付構造 - Google Patents

Abstract

【課題】吸気通路における空気抵抗を増加させずに、カラー用貫通孔とカラー部材との間で吸気の出入りを防いで、エンジン性能の低下を防止する。
【解決手段】吸気装置１に内部に吸気通路７が形成された樹脂成形品の吸気ケーシング３を設ける。吸気ケーシング３におけるヘッド側開口５１に対応する部分に吸気装置側開口５３を形成し、シリンダヘッド５のネジ穴５ａに対応する部分に吸気通路７を通って反対側の壁面まで貫通するカラー用貫通孔１３ａを形成する。カラー用貫通孔１３ａに金属製のカラー部材５５を挿通する。カラー部材５５に第２ボルト９９を挿入してネジ穴５ａに締結することで、吸気装置１をシリンダヘッド５に取り付ける。カラー用貫通孔１３ａのシリンダヘッド５側周縁に、周囲よりも凹んだシール部材用凹部５７を形成し、シール部材用凹部５７にヘッド側環状シール部材５９を嵌め込み、ヘッド側開口５１周縁に当接させる。
【選択図】図７

Description

本発明は、吸気通路を有する吸気装置をエンジンのシリンダヘッドに取り付ける吸気装置の取付構造に関するものである。

従来より、エンジンのシリンダヘッドには、インテークポートにつながるヘッド側開口周縁に、インテークマニホールドなどの吸気装置が取り付けられている。このインテークマニホールドには、エアクリーナを通って異物が取り除かれた空気が取り入れられる。

吸気装置をシリンダヘッドに直接取り付ける構造ではないが、例えば、特許文献１では、吸気ダクト本体をインテークマニホールドの吸気入口フランジ部に締結するボルトが貫通されるボルト取付用の柱状ボスが、吸気ダクト本体内の流路の吸気流れと略直交する軸方向に沿って該吸気ダクト本体内の流路を横断するものが開示されている。この構造では、ボルト取付用の柱状ボスの軸直角方向の断面形状は、吸気ダクト本体内の流路の吸気流れ方向に長い流線形状に形成されている。
特開平９−２７３４５４号公報

しかしながら、上記従来の吸気装置の取付構造のように、吸気通路にボスを通して、その中にボルトを挿通し、吸気装置を取り付ける場合には、ボスの断面形状を流線形状にしても、空気抵抗のある程度の増加は避けられないという問題がある。

一方、インテークマニホールドや可変吸気システム等の吸気装置は、従来より、アルミ部材が主流となっているが、軽量化等のために樹脂成形品とするニーズがある。

例えば、従来のシリンダヘッドを使用し、吸気装置のみ樹脂成形品に変更するような場合、シリンダヘッドのネジ穴の位置を変えないで、吸気装置を設計する必要がある。また、樹脂成形品では、ボルト締結部の強度を十分に確保できないため、金属製のカラー部材を取り付けて吸気装置をシリンダヘッドに取り付ける必要がある。このとき、カラー部材の回りを樹脂製のボスで完全に覆うことは、上述したように空気抵抗の面から適切ではなく、通常、カラー部材が吸気通路に露出することとなる。

このような場合、吸気ケーシングのカラー用貫通孔とカラー部材との間の隙間から、エアクリーナを通らないエアが吸い込まれ、異物がインテークポートに流れ込んだり、吸気の量が安定せず、エンジンの回転の乱れが発生したりするおそれがある。

また、ターボ使用の場合には、カラー用貫通孔とカラー部材との間に隙間があると、吸気が外部に漏れる場合がある。

ターボを使用しない場合でも、気化した燃料がインテークマニホールドのサージタンク内に逆流して爆発するケースを想定して、インテークマニホールド耐久テストが義務付けられている。このことは、カラー部分に隙間があると、外部に気化した燃料ガスが漏れることを意味する。エンジンルームに気化した燃料ガスが漏れると爆発の危険性が高まる。

このように、吸気が外部に漏れたり、吸気通路内に外気が入ったりすることは、吸気量と燃料噴射量との比率をコントロールしても、途中で吸気バランスが崩れることになり、結果として燃焼効率を下げることとなって、エンジン性能が悪くなるという問題がある。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、吸気通路における空気抵抗を増加させずに、カラー用貫通孔とカラー部材との間で吸気の出入りを防いで、エンジン性能の低下を防止することにある。

上記の目的を達成するために、この発明では、カラー用貫通孔の周縁にシリンダヘッドのヘッド側開口周縁に当接するシール部材を設けた。

具体的には、第１の発明では、吸気通路を有する吸気装置をエンジンのシリンダヘッドに取り付ける吸気装置の取付構造において、
上記シリンダヘッドには、インテークポートにつながるヘッド側開口周縁に、上記吸気装置を取り付けるためのネジ穴が形成され、
上記吸気装置は、内部に上記吸気通路が形成された樹脂成形品の吸気ケーシングを備え、
上記吸気ケーシングにおける上記ヘッド側開口に対応する部分には、上記吸気通路に連通する吸気装置側開口が形成され、上記ネジ穴に対応する部分には、上記吸気通路を通って反対側の壁面まで貫通するカラー用貫通孔が形成され、
上記カラー用貫通孔には、金属製のカラー部材が挿通され、
上記カラー部材に締結部材を挿入して上記ネジ穴に締結することで、上記吸気装置が上記シリンダヘッドに取り付けられるように構成され、
上記カラー用貫通孔のシリンダヘッド側周縁は、周囲よりも凹んだシール部材用凹部が形成され、
上記シール部材用凹部には、ヘッド側環状シール部材が嵌め込まれ、該ヘッド側環状シール部材が上記ヘッド側開口周縁に当接している。

第２の発明では、上記シール部材用凹部は、上記シリンダヘッド側に向かって徐々に内径が大きくなり、
上記ヘッド側環状シール部材は、上記シール部材用凹部に対応するように挿入方向先端側からシリンダヘッド側に向かって徐々に外径が大きくなっている。

第３の発明では、上記ヘッド側環状シール部材の挿入方向先端側の外面及び内面には、環状の突部が形成されている。

第４の発明では、上記カラー部材のシリンダヘッドと反対側端部の外周には、環状凹部が形成され、該環状凹部にカラー用貫通孔内面に当接する反ヘッド側環状シール部材が嵌め込まれている。

上記第１の発明によれば、カラー用貫通孔のシリンダヘッド側周縁のシール部材用凹部にヘッド側環状シール部材を嵌め込み、このヘッド側環状シール部材をヘッド側開口周縁に当接させている。このため、カラー用貫通孔から吸気通路内にエアクリーナを通過しないエアが混入することはないので、異物等を防ぐことができ、また、吸気が外部に漏れることもないので、吸気の量を安定させることができる。このように吸気の出入りを防ぐことで、エンジンの回転の乱れを防いでエンジン性能の低下を防止することができる。加えて燃料噴射ノズルから噴射された気化した燃料ガスがエンジンルームに漏れ出ることも防ぐことができるので、爆発の危険性を下げ、安全性を高めることができる。また、吸気通路内に露出するカラー部材の外周を樹脂で覆うことはないので、空気抵抗の増加を防ぐことができる。さらに、吸気ケーシングを樹脂で成形することで、アルミ等の金属に比べて質量を低減することができると共に製造コストを抑えることができる。

上記第２の発明によれば、ヘッド側環状シール部材がカラー用貫通孔のシリンダヘッド側周縁とカラー部材の外周とに確実に当接するため、ヘッド側環状シール部材を必要以上に大きくすることなく、確実に吸気の出入りを防いでエンジンの回転の乱れを防止することができる。

上記第３の発明によれば、ヘッド側環状シール部材の挿入方向先端側の外面に設けた環状の突部がシール部材用凹部に当接し、内面に設けた環状の突部がカラー部材の外周に当接するので、確実にカラー用貫通孔とカラー部材との隙間を塞いでカラー用貫通孔からの吸気の出入りを防ぎ、さらに確実にエンジンの回転の乱れを防止することができる。

上記第４の発明によれば、カラー部材のシリンダヘッドと反対側端部の外周に反ヘッド側環状シール部材を嵌め込み、反ヘッド側環状シール部材をカラー用貫通孔内面に当接させている。このため、シリンダヘッドと反対側のカラー用貫通孔からの吸気の出入りを防いでエンジンの回転の乱れを防止することができる。また、反ヘッド側環状シール部材をカラー部材の外周に嵌め込んでいるので、構造が簡単になり、かつカラー圧入時に環状シール部材の表面をカラー用貫通孔内面によって傷つけることなく反ヘッド側環状シール部材の取付を容易に行うことができるため、気化した燃料ガスが漏れることも防止でき、爆発の危険性を皆無にすることができるので、さらに安全性を向上させることができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

（実施形態１）
図９に本発明の実施形態１にかかる吸気装置の取付構造１０を示す。図１乃至図３にも示すように、この吸気装置１は、可変吸気装置の一種で縦渦発生装置である。吸気装置１は、内部にインテークポート（図示せず）につながる吸気通路７が形成された樹脂製の吸気ケーシング３（図４及び図５に示す）を備えている。この吸気ケーシング３は、図７及び図９に示すように、クランク軸（図示せず）の延びる方向に気筒（図示せず）が２つ並んで設けられたエンジンのシリンダヘッド５に載置された状態で接続される。シリンダヘッド５には、インテークポートにつながるヘッド側開口５１周縁に、上記吸気装置１を取り付けるための吸気装置取付用ネジ穴５ａが形成されている。

上記吸気ケーシング３には吸気通路７がエンジンの気筒毎に形成され、これら吸気通路７の上流端外周りには上フランジ９がそれぞれ一体に張出形成されている。上記吸気ケーシング３下端には、下面に環状シール溝１１ａを有する下フランジ１１が一体に張出形成されている。また、吸気ケーシング３の側面には、エンジンの気筒毎に燃料を供給するための燃料噴射ノズル（図示せず）が燃料噴射ノズル用開口１２に取り付けられている。

吸気ケーシング３におけるヘッド側開口５１に対応する部分には、吸気装置側開口５３が形成されている。上記吸気装置取付用ネジ穴５ａに対応する吸気ケーシング３外周には、ボス部１３が上記各吸気通路７に対応して２個ずつ一体に形成されている。ボス部１３には、上記吸気通路７を通って反対側の壁面まで貫通するカラー用貫通孔１３ａが形成されている。カラー用貫通孔１３ａには、金属製のカラー部材５５が挿通されている。

上記カラー部材５５に締結部材としての第２ボルト９９を挿入して上記吸気装置取付用ネジ穴５ａに締結することで、上記吸気装置１が上記シリンダヘッド５に取り付けられるようになっている。

上記吸気ケーシング３の上流側には、サージタンク（図示せず）に接続されたインテークマニホールド１５が配設されている。このインテークマニホールド１５下端には、フランジ１７が上記吸気ケーシング３の上フランジ９に対応するように一体に張出形成されている。一方、上フランジ９には、インテークマニホールド１５を取り付けるためのインマニ取付用穴９ａ（図２参照）が形成されている。このインマニ取付用穴９ａに対応するように、上記フランジ１７には、取付孔１７ａが形成されている。インマニ取付用穴９ａには、インサートナット（図示せず）が圧入されている。

図４及び図５に示すように、上記吸気ケーシング３には、気筒列方向に延びるとともに上記各吸気通路７を横断するように気筒列方向から見て円形状のバルブ挿入孔１９が形成されている。このバルブ挿入孔１９に樹脂製のロータリバルブ２１がエンジンの運転状態に応じて吸気の流動を可変調整するように回動可能に挿入されている。

上記ロータリバルブ２１は、図６に示すように、上記各吸気通路７に対応するようにバルブ挿入孔１９に配置された２個の円柱状バルブ本体２９を備え、隣り合うバルブ本体２９間は該バルブ本体２９よりも径の小さい連結部３１で一体に連結され、各バルブ本体２９の気筒列方向一端面（図６右側）には駆動軸３３が一体に突設されているとともに、他端面（図６左側）には従動軸３５が一体に突設されている。

上記各バルブ本体２９には、上記各吸気通路７の上流側及び下流側を連通するように貫通路３７が形成されている。該貫通路３７のバルブ本体軸方向両側における円形壁部３９には、エンジンの運転状態に応じて吸気の流動を可変調整するバルブ片部４１がバルブ本体軸方向に延びて一体に連結されている。上記両円形壁部３９には、偏平板状の補強ブリッジ部４３がバルブ本体２９の中心線上に位置するように、かつ上記バルブ片部４１と平行になるように一体に橋絡されている。この補強ブリッジ部４３のバルブ本体軸線と直交する方向の長さは、ロータリバルブ２１の外径よりも短く設定されており、補強ブリッジ部４３のバルブ本体軸線と直交する方向の一端部４３ａがロータリバルブ２１の外周面と略同一面上に位置している。一方、他端部４３ｂは、ロータリバルブ２１の外周面から内方に離れている。

上記駆動軸３３が上記駆動モータ（図示せず）に駆動連結され、この駆動モータの回転トルクを伝達することにより上記ロータリバルブ２１を吸気ケーシング３内で回動させ、エンジンの運転状態に応じて吸気通路７の断面積を変更して吸気の流動を可変調整するようになっている。

図７に示すように、上記カラー用貫通孔１３ａのシリンダヘッド５側周縁は、周囲よりも凹んだシール部材用凹部５７が形成されている。シール部材用凹部５７は、上記シリンダヘッド５側に向かって徐々に内径が大きくなっている。このシール部材用凹部５７には、ヘッド側環状シール部材５９が嵌め込まれ、該ヘッド側環状シール部材５９が上記ヘッド側開口５１周縁に当接している。

図８に示すように、上記ヘッド側環状シール部材５９は、上記シール部材用凹部５７に対応するように挿入方向先端側からシリンダヘッド５側に向かって徐々に外径が大きくなっている。ヘッド側環状シール部材５９の挿入方向先端側の外面及び内面には、環状の突部５９ａが形成されている。

一方、図７に示すように、上記カラー部材５５のシリンダヘッド５と反対側端部の外周には、環状凹部５５ａが形成され、該環状凹部５５ａにカラー用貫通孔１３ａ内面に当接する反ヘッド側環状シール部材として、例えばＯリング６１が嵌め込まれている。

−組付手順−
インテークマニホールド１５及び吸気ケーシング３をシリンダヘッド５に組み付ける手順について説明する。

まず、環状凹部５５ａにＯリング６１を嵌め込む。

次いで、カラー部材５５をカラー用貫通孔１３ａのインテークマニホールド１５側から挿入する。

次いで、シール部材用凹部５７にヘッド側環状シール部材５９を圧入する。

その後、シリンダヘッド５上面に吸気ケーシング３の下フランジ１１を重ね合わせるとともに、吸気ケーシング３の上フランジ９にインテークマニホールド１５のフランジ１７を重ねる。

次いで、第１ボルト９８をインテークマニホールド１５の取付孔１７ａに挿通した後、インマニ取付用穴９ａに圧入されたインサートナット（図示せず）に締結してインテークマニホールド１５と吸気装置１とを接続する。

次いで、第２ボルト９９を吸気ケーシング３のボス部１３のカラー用貫通孔１３ａに挿通してシリンダヘッド５に形成された吸気装置取付用ネジ穴５ａに締結する。このようにして、インテークマニホールド１５及び吸気ケーシング３をシリンダヘッド５に一体に組み付ける。

−実施形態１の効果−
したがって、本実施形態にかかる吸気装置１の取付構造１０によると、カラー用貫通孔１３ａのシリンダヘッド５側周縁のシール部材用凹部５７にヘッド側環状シール部材５９を嵌め込み、このヘッド側環状シール部材５９をヘッド側開口５１周縁に当接させている。このため、ヘッド側開口５１側のカラー用貫通孔１３ａから吸気通路７内にエアクリーナを通過しないエアが混入することはないので、異物等が混入せず、また吸気の量が安定するので、エンジンの回転の乱れを防止することができる。また、吸気通路７内に露出するカラー部材５５の外周を樹脂で覆うことはないので、空気抵抗の増加を防ぐことができる。さらに、吸気ケーシング３を樹脂で成形することで、アルミ等の金属に比べて質量を低減することができると共に製造コストを抑えることができる。

本実施形態では、ヘッド側環状シール部材５９がカラー用貫通孔１３ａのシリンダヘッド５側周縁とカラー部材５５の外周とに確実に当接するため、ヘッド側環状シール部材５９を必要以上に大きくすることなく、確実に吸気の出入りを防いでエンジンの回転の乱れを防止することができる。

本実施形態では、ヘッド側環状シール部材５９の挿入方向先端側の外面に設けた環状の突部５９ａがシール部材用凹部５７に当接し、内面に設けた環状の突部５９ａがカラー部材５５の外周に当接するので、確実にカラー用貫通孔１３ａとカラー部材５５との隙間を塞いでカラー用貫通孔１３ａからの吸気の出入りを防ぎ、さらに確実にエンジンの回転の乱れを防止することができる。

本実施形態では、カラー部材５５のシリンダヘッド５と反対側端部の外周に反ヘッド側環状シール部材として、例えばＯリング６１を嵌め込み、Ｏリング６１をカラー用貫通孔１３ａ内面に当接させている。このため、シリンダヘッド５と反対側のカラー用貫通孔１３ａからの吸気の出入りを防いでエンジンの回転の乱れを防止することができる。また、Ｏリング６１をカラー部材５５の外周に嵌め込んでいるので、構造が簡単になり、かつＯリング６１の取付を容易に行うことができる。

（実施形態２）
図１０及び図１１は、本発明の実施形態２にかかる吸気装置の取付構造１１０を示し、吸気装置がインテークマニホールド１０１である点で上記実施形態１と異なる。

本実施形態のインテークマニホールド１０１は、３気筒エンジン用のもので、内部に吸気通路１０７が形成された樹脂成形品の吸気ケーシング１０３を備えている。吸気通路１０７は、下流側が３本に分岐され、それぞれの吸気通路１０７がシリンダヘッド５のヘッド側開口５１に連通するようになっている。

図１１に示すように、インテークマニホールド１０１のフランジ１１７には、取付孔１１７ａが形成されている。吸気ケーシング１０３におけるヘッド側開口５１に対応する部分には、吸気装置側開口１５３が形成され、シリンダヘッド５の吸気装置取付用ネジ穴５ａに対応する部分には、吸気通路１０７を通って反対側の壁面まで貫通するカラー用貫通孔１１３ａが形成されている。このカラー用貫通孔１１３ａには、上記実施形態１と同様の金属製のカラー部材５５が挿通されている。また、取付孔１１７ａには、カラー部材５５よりも短いカラー１５５が嵌め込まれている。

上記実施形態１と同様にカラー用貫通孔１１３ａのシリンダヘッド５側周縁は、周囲よりも凹んだシール部材用凹部５７が形成され、このシール部材用凹部５７に上記実施形態１と同様のヘッド側環状シール部材５９が嵌め込まれている。このヘッド側環状シール部材５９が上記ヘッド側開口５１周縁に当接している。なお、図１１では、ヘッド側環状シール部材５９は圧入前の形状を表している。

上記カラー部材５５のシリンダヘッド５と反対側端部の外周には、環状凹部５５ａが形成され、該環状凹部５５ａにカラー用貫通孔１１３ａ内面に当接するＯリング６１が嵌め込まれている。

このように構成されたインテークマニホールド１０１をシリンダヘッド５に取り付けるには、まず、実施形態１と同様に、Ｏリング６１が嵌め込まれたカラー部材５５をカラー用貫通孔１１３ａに挿入し、シール部材用凹部５７にヘッド側環状シール部材５９を圧入する。

次いで、シリンダヘッド５上面にインテークマニホールド１０１のフランジ１１７を重ね合わせる。

次いで、第１ボルト９８をインテークマニホールド１５の取付孔１１７ａに挿通した後、吸気装置取付用ネジ穴５ａに締結する。

次いで、第２ボルト９９をカラー用貫通孔１１３ａに挿通して吸気装置取付用ネジ穴５ａに締結する。このことで、インテークマニホールド１０１が組み付けられ、ヘッド側環状シール部材５９がヘッド側開口５１周縁に当接する。

−実施形態２の効果−
したがって、本実施形態にかかる吸気装置の取付構造１１０においても、実施形態１と同様の作用効果が得られ、吸気の出入りを防いでエンジンの回転の乱れを防止することができる。

（その他の実施形態）
本発明は、上記各実施形態について、以下のような構成としてもよい。

すなわち、上記各実施形態では、吸気装置として、可変吸気装置やインテークマニホールドについて説明したが、これらに限定されず、吸気通路を有し、エンジンのシリンダヘッドに取り付けられる吸気装置であれば、本発明を適用することができる。

なお、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物や用途の範囲を制限することを意図するものではない。

本発明の実施形態１にかかる吸気装置の取付構造を示す斜視図である。 図１のII−II線断面図である。 図１のIII−III線断面図である。 吸気ケーシングの図２相当図である。 吸気ケーシングの図３相当図である。 ロータリバルブを示す斜視図である。 図１のVII−VII線断面図である。 ヘッド側環状シール部材の拡大断面図である。 本発明の実施形態１にかかる吸気装置の取付構造を示す斜視図である。 本発明の実施形態２にかかる吸気装置の取付構造を示す斜視図である。 図１０のXI−XI線断面図である。

符号の説明

１ 吸気装置
３ 吸気ケーシング
５ シリンダヘッド
５ａ ネジ穴
７ 吸気通路
１３ａ カラー用貫通孔
５１ ヘッド側開口
５３ 吸気装置側開口
５５ カラー部材
５５ａ 環状凹部
５７ シール部材用凹部
５９ ヘッド側環状シール部材
５９ａ 突部
６１ Ｏリング
９９ 第２ボルト（締結部材）
１０１ インテークマニホールド（吸気装置）
１０３ 吸気ケーシング
１０７ 吸気通路
１１３ａ カラー用貫通孔
１５３ 吸気装置側開口
１５７ シール部材用凹部

Claims (4)

1. 吸気通路を有する吸気装置をエンジンのシリンダヘッドに取り付ける吸気装置の取付構造において、
   上記シリンダヘッドには、インテークポートにつながるヘッド側開口周縁に、上記吸気装置を取り付けるためのネジ穴が形成され、
   上記吸気装置は、内部に上記吸気通路が形成された樹脂成形品の吸気ケーシングを備え、
   上記吸気ケーシングにおける上記ヘッド側開口に対応する部分には、上記吸気通路に連通する吸気装置側開口が形成され、上記ネジ穴に対応する部分には、上記吸気通路を通って反対側の壁面まで貫通するカラー用貫通孔が形成され、
   上記カラー用貫通孔には、金属製のカラー部材が挿通され、
   上記カラー部材に締結部材を挿入して上記ネジ穴に締結することで、上記吸気装置が上記シリンダヘッドに取り付けられるように構成され、
   上記カラー用貫通孔のシリンダヘッド側周縁は、周囲よりも凹んだシール部材用凹部が形成され、
   上記シール部材用凹部には、ヘッド側環状シール部材が嵌め込まれ、該ヘッド側環状シール部材が上記ヘッド側開口周縁に当接している
   ことを特徴とする吸気装置の取付構造。
2. 請求項１に記載の吸気装置の取付構造において、
   上記シール部材用凹部は、上記シリンダヘッド側に向かって徐々に内径が大きくなり、
   上記ヘッド側環状シール部材は、上記シール部材用凹部に対応するように挿入方向先端側からシリンダヘッド側に向かって徐々に外径が大きくなっている
   ことを特徴とする吸気装置の取付構造。
3. 請求項２に記載の吸気装置の取付構造において、
   上記ヘッド側環状シール部材の挿入方向先端側の外面及び内面には、環状の突部が形成されている
   ことを特徴とする吸気装置の取付構造。
4. 請求項１乃至３のいずれか１つに記載の吸気装置の取付構造において、
   上記カラー部材のシリンダヘッドと反対側端部の外周には、環状凹部が形成され、該環状凹部にカラー用貫通孔内面に当接する反ヘッド側環状シール部材が嵌め込まれている
   ことを特徴とする吸気装置の取付構造。
   

Images