JP2010236517A - インテークマニホールド - Google Patents

Abstract

【課題】複数の導入口の吸気特性を向上できるとともに、軽量化を達成できるインテークマニホールドを提供する。
【解決手段】インテークマニホールド１１には、サージタンク１２と、そのサージタンク１２に導入口１３ａが接続された複数の吸気管１３と設ける。各導入口１３ａ，１３ｂをサージタンク１２内に突出させるとともに、サージタンク１２の開口１２ａからのエアの流通方向に沿って並設する。隣接する導入口１３ａ，１３ｂを、１枚の共有管壁１８を介して配置する。共有管壁１８の先端縁の両側面には、先端側に集束する凸状曲面１８ａを形成する。
【選択図】図２

Description

この発明は、自動車用エンジンの吸気系の一部を構成するインテークマニホールドに関するものである。

従来、この種のインテークマニホールドとしては、例えば特許文献１及び特許文献２に開示されるような構成が提案されている。
特許文献１に記載の従来構成のインテークマニホールドは、サージタンクと、そのサージタンクに導入口を接続した複数の吸気管とを備えている。そして、各導入口がサージタンク内に突出されるとともに、サージタンクの開口からのエアの流通方向を指向するように並設されている。

また、特許文献２に記載の従来構成のインテークマニホールドは、サージタンクと、そのサージタンクに導入口を接続した複数の吸気管とを備えている。そして、各導入口がサージタンクの開口を挟んだ両側部において対称状にサージタンク内に突出されるとともに、サージタンクの開口からのエアの流通方向に沿って並設されている。

特開平９−１７７６２４号公報 特開２００８−１８４９３９号公報

ところが、これらの従来構成のインテークマニホールドにおいては、次のような問題があった。
特許文献１及び特許文献２に記載の従来構成では、サージタンク内の導入口が間隔をおいて並設されているため、エアが各導入口に吸入される際に、各導入口の周囲において大きな乱流が生じて、エアの吸入が円滑に行われず、従って吸気特性が悪化し、エンジンの燃焼効率が低下しやすいという問題があった。

特に、特許文献２に記載の従来構成では、各一対の導入口が前記エアの流通方向に沿って並設されており、各導入口は前記流通方向に対して直交する方向に開口している。このため、隣接する導入口間において大きな乱流が生じて、特に下流側の導入口の吸気特性が大きく低下する。そのため、各導入口に対するエア吸入量が不均一になって、燃焼効率の低下だけではなく、エンジン回転にともなって不規則振動が生じたりするおそれがあった。

この発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目してなされたものである。その目的は、吸気特性を向上できるとともに、軽量化を達成できるインテークマニホールドを提供することにある。

上記の目的を達成するために、この発明は、サージタンクと、そのサージタンクに導入口が接続された複数の吸気管とを備え、前記各導入口をサージタンクの開口からタンク内部に供給されるエアの流通方向に沿って並設するとともに、その各導入口をサージタンクの内側に突出させ、さらに各導入口を前記流通方向と交差する方向に指向させたインテークマニホールドにおいて、隣接する導入口を１枚の共有管壁を介して配置したことを特徴としている。

従って、この発明のインテークマニホールドでは、隣接する導入口が１枚の共有管壁を介して近接配置されているため、各導入口へのエアの吸入時に、導入口間においてエアの流速差や乱流が生じることを抑制できる。よって、導入口における吸気特性を向上できる。また、導入口の壁部が共有化されているため、軽量化が可能となる。

前記の構成において、前記共有管壁の先端縁の両側面には、先端側に集束する凸状曲面を形成するとよい。このように構成した場合には、エア流通方向に沿って並設された複数の導入口間の乱流を抑制できる。

前記の構成において、エアの流通方向の下流側の導入口を上流側の導入口よりもエア導入側へ突出させるとよい。このように構成した場合には、エアの流通方向の下流側であっても導入口へのエア流入性を向上させることができる。

前記の構成において、それぞれ複数の吸気管の導入口をサージタンクの開口を挟んだ両側部に対称状に配置するとよい。このように構成した場合には、複数の吸気管の導入口を開口からのエア流通方向の一側部に沿って並設した構成に比較して、複数の導入口をサージタンクの開口に接近して配置することができて吸気特性を向上できるとともに、インテークマニホールド全体の形状を小型にすることができる。

前記の構成において、前記吸気管を本体部と、その本体部とは別体で形成されるとともに、前記導入口を有する導入管とにより構成するとよい。このように構成した場合には、サージタンク内に導入口が突出する構成であっても、インテークマニホールド全体を合成樹脂等により容易に成形することができる。

前記の構成において、前記吸気管の本体部と前記サージタンクとにより骨格体を構成し、前記導入管を骨格体の内部に組み込むことが好ましい。このように構成した場合には、骨格体及び導入管を合成樹脂等により各別に形成して、導入管を骨格体内に容易に組み込むことができる。

前記の構成において、全体を合成樹脂により形成することが好ましい。このように構成すれば、軽量化が可能となる。
前記の構成において、前記骨格体を複数の分割片によって構成し、前記導入管を骨格体内に組み込んだ状態で分割片間及び骨格体と導入管とを溶着により固定することが好ましい。このように構成した場合には、骨格体に対する導入管の組み込みが簡単となる。

前記骨格体を第１分割片と第２分割片とにより構成し、前記導入管を第１分割片に位置決めした状態で、第２分割片に溶着するとよい。このように構成すれば、導入管を第１分割片のみに位置決めするとともに、溶着を第２分割片のみにすればよく、構成が簡単になるとともに、組み付けが容易になる。

以上のように、この発明によれば、導入口における吸気特性を向上できるとともに、軽量化を得ることができるという効果を発揮する。

一実施形態のインテークマニホールドを示す正面図。 図１の２−２線における断面図。 図１の３−３線における拡大断面図 図２の一部を拡大して示す断面図。 図１のインテークマニホールドおける骨格体の第２分割片を取り除いた状態を示す要部斜視図。 図３のほぼ６−６線における部分断面図

以下に、この発明を具体化したインテークマニホールドの一実施形態を、図面に従って説明する。なお、この実施形態においては、図１の左右方向をインテークマニホールドの左右方向とし、図１の紙面と直交する方向をインテークマニホールドの前後方向とする。

この実施形態のインテークマニホールドは、水平対向４気筒エンジン（図示しない）に装着されるものである。図１〜図３に示すように、この実施形態のインテークマニホールド１１は、全体が耐熱性の合成樹脂（例えばポリアミド樹脂）により形成され、サージタンク１２と、そのサージタンク１２の左右両側に導入口１３ａ，１３ｂが接続された左右対称状の複数の吸気管１３とを備えている。

サージタンク１２の前面には、エアを取り入れるための開口１２ａが形成されている。この開口１２ａにはエアクリーナ（図示しない）によって濾過されたエアを送るためのエアダクト（図示しない）が接続される。前記吸気管１３は、水平対向エンジンの両側の各一対の燃焼室と対応するように、図２において左右各一対設けられている。吸気管１３の導入口１３ａ，１３ｂは、左右対称状に配置されるとともに、サージタンク１２内に突出されている。また、導入口１３ａ，１３ｂは、サージタンク１２の開口１２ａからタンク１２内に供給されたエアの流通方向に沿って並設され、その流通方向と交差する方向を指向している。

前記インテークマニホールド１１は、前記サージタンク１２と吸気管１３とを備えた骨格体１６と、その骨格体１６の内部に組み付けられた左右一対の導入管１７とから構成されている。この導入管１７に前記導入口１３ａ，１３ｂが形成されている。そして、サージタンク１２は骨格体１６の中央部に配置されている。前記骨格体１６は、下部側の第１分割片１６Ａと、その第１分割片１６Ａの上部に固定された第２分割片１６Ｂとにより構成されている。

図２及び図４に示すように、前記各導入管１７において、エア流通方向である前後に隣接する一対の導入口１３ａ，１３ｂは、１枚の共有管壁１８を介して配置されている。このため、前後に隣接する一対の導入口１３ａ，１３ｂは、共有管壁１８の厚さ分の距離を隔ててエア流通方向の上流側及び下流側に配置されている。共有管壁１８の先端縁の前後両側面，すなわちエアの流通方向の上流側の面及び下流側の面には、先端側に集束する凸状曲面１８ａが形成されている。各導入管１７においてエア流通方向の前後に隣接する一対の導入口１３ａ，１３ｂのうちで、エア流通方向の下流側の導入口１３ｂは上流側の導入口１３ａよりもエア導入側、つまり開口１２ａからのエアの流通路の中心側へ突出するように配置されている。

図１、図３及び図５に示すように、前記骨格体１６において、第１分割片１６Ａは上面が開放され、第２分割片１６Ｂは下面が開放されている。第１分割片１６Ａの開放部の外周縁には、フランジ部１９が突出形成されている。フランジ部１９の上面には、溶着代となる突条１９ａが形成されている。第２分割片１６Ｂの開放部の外周縁には、第１分割片１６Ａのフランジ部１９と対応するフランジ部２０が突出形成されている。各フランジ部２０の下面には、第１分割片１６Ａ側の突条１９ａに接合可能な溶着代となる突条２０ａが形成されている。

図３及び図６に示すように、第１分割片１６Ａの左右方向における中央部付近において、フランジ部１９の前後位置の内縁部には左右各一対の係合溝２１が左右方向に沿って延びるように形成されている。各係合溝２１の形成位置付近において、第１分割片１６Ａの内壁面には位置決め突部２２が形成され、各位置決め突部２２の上端部には左右方向に所定幅を有する位置決め部２２ａが形成されている。

前記各導入管１７の前後両側の外面には、左右各一対の支持板２３が一体に突設されている。各支持板２３には、第１分割片１６Ａのフランジ部１９上の係合溝２１に係合可能な係合突起２４が形成されている。各支持板２３の下面には、第１分割片１６Ａの位置決め突部２２上の位置決め部２２ａの左右両側面に係合可能な一対の位置決め片２５が左右方向に所定間隔をおいて形成されている。そして、第１分割片１６Ａ内に一対の導入管１７が組み込まれたとき、各位置決め突部２２の上面と各支持板２３の下面との係合により導入管１７が上下方向の所定位置に位置決めされる。また、各係合溝２１と各係合突起２４との係合により、導入管１７が前後方向の所定位置に位置決めされる。それとともに、位置決め部２２ａと両位置決め片２５との係合により、導入管１７が左右方向の所定位置に位置決めされる。

図３、図５及び図６に示すように、前記導入管１７の両支持板２３上には、短い円柱状及び低い直方体状をなす一対の溶着用の突片２６，２７が形成されている。各突片２６，２７と接合可能に対応するように、上方の分割片１６Ｂの両側下部には溶着代となる２箇所の突部２８，２９が形成されている。

そして、第１分割片１６Ａ内に一対の導入管１７が組み込まれるとともに、第１分割片１６Ａ上に第２分割片１６Ｂが組み付けられたとき、両分割片１６Ａ，１６Ｂの溶着代である突条１９ａ，２０ａが接合される。それとともに、第１分割片１６Ａの溶着用突部２８，２９が導入管１７の溶着用突片２６，２７に接合される。この状態で、上方の分割片１６Ｂに振動が付与されることにより、溶着用突条１９ａ，２０ａ間及び溶着用突部２８，２９と溶着用突片２６，２７との間に摩擦が生じてそれらが溶融された後に固着される。従って、骨格体１６の両分割片１６Ａ，１６Ｂ間及び各導入管１７と骨格体１６との間が振動溶着により一体に固定されている。

次に、前記のように構成されたインテークマニホールドの作用を説明する。
さて、このインテークマニホールド１１がエンジンに装着された状態においては、そのサージタンク１２の開口１２ａにエアダクトが接続されるとともに、各吸気管１３の先端部がエンジンの吸気側に接続される。この状態で、エンジンが運転されると、開口１２ａからサージタンク１２内にエアが取り込まれ、そのエアが導入口１３ａから各吸気管１３内に吸入されて、エンジンの吸気系に供給される。

この場合、開口１２ａからサージタンク１２内に供給されたエアの流通方向に沿って導入口１３ａ，１３ｂが並設されている。そして、隣接する導入口１３ａが１枚の共有管壁１８を介して配置されている。言い換えれば、前後に隣接する導入口１３ａ，１３ｂは共有管壁１８の１枚分しか離れていない。このため、各導入口１３ａ，１３ｂ間においてエアに流速差が生じたり、乱流が生じたりすることはほとんどない。しかも、隣接する導入口１３ａ，１３ｂ間における共有管壁１８の先端縁の両側面に、先端側に集束する凸状曲面１８ａが形成されているために、エアが渦を生じたりすることなく、凸状曲面１８ａに沿って流れ、下流側に向かって円滑に流れる。このため、前後の導入口１３ａ，１３ｂから吸入されるエアは均等になるとともに、導入口１３ａ，１３ｂにおける吸気特性の悪化を防止することができる。従って、エンジンを高い燃焼効率で、かつ不規則振動等が生じることなく運転させることができる。

従って、この実施形態においては、以下の効果がある。
（１） 隣接する導入口１３ａ，１３ｂが１枚の共有管壁１８を介して接近状態で配置されているため、導入口１３ａ，１３ｂ間においてエアの流速差や乱流はほとんど発生しない。従って、導入口１３ａ，１３ｂに対して均等な量のエアが円滑に流れ、吸気効率を向上することが可能となる。

（２） 隣接する導入口１３ａ，１３ｂ間における共有管壁１８の先端縁の両側面に、先端側に集束する凸状曲面１８ａが形成されているため、乱流の発生を抑制して、エアを下流側の導入口１３ｂに対して円滑に供給することができる。このため、前記と同様に吸気特性を向上できるとともに、前後の導入口１３ａに対してエアを均等に供給できる。

（３） エアの流通方向の下流側の導入口１３ｂが上流側の導入口１３ａよりもエア導入側へ突出されている。従って、エアの流通方向の下流側の導入口１３ｂへのエア流入性を向上させることができて、各導入口１３ａ，１３ｂに対するエア吸入量をさらに均等化させることができる。

（４） 吸気管１３が本体部１３ｃと、その本体部１３ｃとは別体の導入管１７とにより構成されている。従って、全体を小型化するために、導入管１７をサージタンク１２内に突出させる構成を採用しても、吸気管１３とサージタンク１２を備えた骨格体１６の本体部１３ｃを容易に成形することができる。

（５） 前記骨格体１６が複数の分割片１６Ａ，１６Ｂによって構成され、前記導入管１７を骨格体１６内に組み込んだ状態で分割片１６Ａ，１６Ｂ間及び骨格体１６と導入管１７とを振動溶着により固定している。このため、骨格体１６に対する導入管１７の組み込み作業を簡略化することができる。

（６） 骨格体１６を第１分割片１６Ａと第２分割片１６Ｂとにより構成し、前記導入管１７を第１分割片１６Ａに位置決めした状態で、第２分割片１６Ｂに対して溶着されている。このため、導入管１７を第１分割片１６Ａのみに位置決めするとともに、導入管１７の溶着を第２分割片１６Ｂのみにすればよく、構成が簡単になるとともに、組み付けが容易になる。

（７） 構成部品は、第１分割片１６Ａと第２分割片１６Ｂとに分割された骨格体１６と、導入管１７とが設けられているのみであるため、部品点数を削減することができるとともに、組み付けを簡略化することができ、さらには全体を合成樹脂によって構成したことと相まって、軽量化を達成できる。

（変更例）
なお、この実施形態は、次のように変更して具体化することも可能である。
・ 複数の吸気管１３の導入口１３ａをサージタンク１２の一側部に沿って並設し、他側部には設けないように構成すること。この場合、エアの流通方向の下流側の導入口ほどエアの流通路側に突出するように構成することが好ましい。このように構成すれば、直列気筒エンジンのインテークマニホールドとして具体化する場合に都合がよい。

・ 前記実施形態において、吸気管１３の数を任意に変更して構成すること。例えば水平対向６気筒エンジンの場合は、導入口を備えた吸気管１３が片側３本、合計６本となる。

１１…インテークマニホールド、１２…サージタンク、１２ａ…開口、１３…吸気管、１３ａ…導入口、１３ｂ…導入口、１３ｃ…本体部、１６…骨格体、１６Ａ…第１分割片、１６Ｂ…第２分割片、１７…導入管、１８…共有管壁、１８ａ…凸状曲面。

Claims (9)

1. サージタンクと、そのサージタンクに導入口が接続された複数の吸気管とを備え、前記各導入口をサージタンクの開口からタンク内部に供給されるエアの流通方向に沿って並設するとともに、その各導入口をサージタンクの内側に突出させ、さらに各導入口を前記流通方向と交差する方向に指向させたインテークマニホールドにおいて、
   隣接する導入口を１枚の共有管壁を介して配置したことを特徴とするインテークマニホールド。
2. 前記共有管壁の先端縁の両側面には、先端側に集束する凸状曲面を形成した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。
3. 前記流通方向の下流側の導入口を上流側の導入口よりもエア導入側へ突出させたことを特徴とする請求項１または２に記載のインテークマニホールド。
4. それぞれ複数の吸気管の導入口をサージタンクの開口を挟んだ両側部に対称状に配置したことを特徴とする請求項１〜３のうちのいずれか一項に記載のインテークマニホールド。
5. 前記吸気管を本体部と、その本体部とは別体で形成されるとともに、前記導入口を有する導入管とにより構成したことを特徴とする請求項１〜４のうちのいずれか一項に記載のインテークマニホールド。
6. 前記吸気管の本体部と前記サージタンクとにより骨格体を構成し、前記導入管を骨格体の内部に組み込んだことを特徴とする請求項５に記載のインテークマニホールド。
7. 全体を合成樹脂により形成したことを特徴とする請求項１〜６のうちのいずれか一項に記載のインテークマニホールド。
8. 前記骨格体を複数の分割片によって構成し、前記導入管を骨格体内に組み込んだ状態で分割片間及び骨格体と導入管とを溶着により固定した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。
9. 前記骨格体を第１分割片と第２分割片とにより構成し、前記導入管を第１分割片に位置決めした状態で、第２分割片に溶着したことを特徴とする請求項８に記載のインテークマニホールド。

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