JP2011163329A - エンジンの吸気マニフォルド - Google Patents

Abstract

【課題】レゾナンス管の長さの変更，特に短縮を簡単に行うことができ，しかも製作が容易なエンジンの吸気マニフォルドを提供する。
【解決手段】分割面Ｐ１により分割された合成樹脂製の第１ブロックＭ１と第２ブロックＭ２とに，サージタンク１，レゾナンスチャンバ４及びレゾナンス管７の各一半部１ｒ，４ｒ，７ｒと各他半部１ｆ，４ｆ，７ｆとをそれぞれ形成し，これら第１及び第２ブロックＭ１，Ｍ２を分割面Ｐ１で突き合わせて相互に振動溶着して，サージタンク１，レゾナンスチャンバ４及びレゾナンス管７の各一半部１ｒ，４ｒ，７ｒと各他半部１ｆ，４ｆ，７ｆとそれぞれ接合し，レゾナンス管７及びレゾナンスチャンバ４間に，該レゾナンス管７のレゾナンスチャンバ４への開口部７ｂに臨む共通隔壁１５を形成した。
【選択図】 図５

Description

本発明は，吸気導入管を有するサージタンクと，このサージタンクから並列して延びる複数の吸気分岐管と，これら吸気分岐管の下流端相互を連結してエンジンに接合される取り付けフランジと，前記サージタンクに隣接するレゾナンスチャンバと，前記サージタンク及びレゾナンスチャンバ間を連通するレゾナンス管とを有する，エンジンの吸気マニフォルドに関し，特に合成樹脂製の吸気マニフォルドの改良に関する。

かゝる合成樹脂製の吸気制御装置は，特許文献１に開示されているように，既に知られている。

特開２００９−８００４号公報

特許文献１に記載の合成樹脂製の吸気マニフォルドでは，レゾナンスチャンバ及びレゾナンス管を有する合成樹脂製のカバー部材を，サージタンク及び吸気分岐管を有する合成樹脂製のマニフォルド本体に振動溶着しているので，レゾナンス管の長さを変更して，レゾナンスチャンバの共鳴特性を変更する際には，カバー部材を新規に製作すべく，その成形用の金型等を新規に製作しなければならず，したがってレゾナンスチャンバの共鳴特性の変更には，多大の費用がかかることになる。

本発明は，かゝる事情に鑑みてなされたもので，レゾナンス管の長さの変更，特に短縮を簡単に行うことができ，しかも製作が容易なエンジンの吸気マニフォルドを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために，本発明は，吸気導入管を有するサージタンクと，このサージタンクから並列して延びる複数の吸気分岐管と，これら吸気分岐管の下流端相互を連結してエンジンに接合される取り付けフランジと，前記サージタンクに隣接するレゾナンスチャンバと，前記サージタンク及びレゾナンスチャンバ間を連通するレゾナンス管とを有する，エンジンの吸気マニフォルドにおいて，分割面により分割された合成樹脂製の第１ブロックと第２ブロックとに，前記サージタンク，レゾナンスチャンバ及びレゾナンス管の各一半部と各他半部とをそれぞれ形成し，これら第１及び第２ブロックを前記分割面で突き合わせて相互に振動溶着して，前記サージタンク，レゾナンスチャンバ及びレゾナンス管の各一半部と各他半部とをそれぞれ接合し，前記レゾナンス管及び前記レゾナンスチャンバ間には，該レゾナンス管のレゾナンスチャンバへの開口部に臨む共通隔壁を形成したことを第１の特徴とする。尚，前記第１及び第２ブロックは，後述する本発明の実施例中の中央ブロックＭ１及び前ブロックＭ２にそれぞれ対応し，また前記分割面は同実施例中の第１分割面Ｐ１に対応する。

また本発明は，第１の特徴に加えて，前記レゾナンス管を，前記第１及び第２ブロックの振動溶着時，それらに加える加圧力方向に沿うように配設し，このレゾナンス管を通る前記分割面が，前記加圧力方向に対し傾斜した斜面を備えることを第２の特徴とする。

さらに本発明は，第２の特徴に加えて，前記レゾナンス管を通る前記分割面が，前記斜面の少なくとも一端から，前記加圧力方向に対し垂直に延びる垂直面を備えることを第３の特徴とする。

本発明の第１の特徴によれば，第１ブロックと第２ブロックとに，サージタンク，レゾナンスチャンバ及びレゾナンス管の各一半部と各他半部とをそれぞれ形成するので，第１及び第２ブロックを振動溶着するだけで，サージタンク，レゾナンスチャンバ及びレゾナンス管の三者を一挙に形成することができ，吸気マニフォルドの製作が容易である。しかもレゾナンス管の長さの変更（短縮）する際には，レゾナンス管のレゾナンスチャンバへの開口部を広げるように，レゾナンス管及びレゾナンスチャンバ間の共通隔壁を削り取ることにより，第１及び第２ブロックを新規に製作せずに，レゾナンス管の長さを容易に短縮することができ，レゾナンスチャンバの共鳴特性の変更を低コストで行うことができる。

本発明の第２の特徴によれば，レゾナンス管を，第１及び第２ブロックの振動溶着時の加圧力方向に沿うように配設したにも拘らず，レゾナンス管を通る前記分割面が，前記加圧力方向に対し傾斜した斜面を備えるので，第１及び第２ブロックに対する加圧力によりレゾナンス管の一半部と他半部とを前記斜面で圧接することができ，したがってレゾナンス管の一半部及び他半部の振動溶着を確実に行うことができる。

本発明の第３の特徴によれば，レゾナンス管７では，第１及び第２ブロックに対する加圧力を前記垂直面で受け止めることで，レゾナンス管の一半部と他半部とを前記斜面で滑らせることなく確実に圧接させことができ，これにより前記垂直面及び斜面においてレゾナンス管の一半部及び他半部を確実に振動溶着することができる。

本発明の一実施例に係るエンジンの吸気マニフォルドの正面図。 同吸気マニフォルドの平面図（図１の２矢視図）。 同吸気マニフォルドの背面図。 図１の４−４線断面図。 図１の５−５線断面図。 図４の６−６線断面図。 図４の７−７線断面図。 図５に対応する同吸気マニフォルドの分解断面図。 図５の９−９線断面図。

本発明の実施の形態を，添付図面に示す本発明の好適な実施例に基づいて以下に説明する。尚，説明の便宜状，吸気マニフォルドＭにおいて上下左右とは，図１における上下左右の方向を言い，前後とは，図１における表裏の方向，したがって図２においては下上の方向を言うことにする。

先ず図１〜図６において，エンジンの吸気マニフォルドＭは，サージタンク１と，このサージタンク１の後部の天井壁から左右方向に並列して立ち上がり，途中からサージタンク１の前側へ弧を描きつゝ略直角に屈曲して延びる複数の吸気分岐管２，２…と，これら吸気分岐管２，２…の下流端相互を一体に連結する取り付けフランジ３と，この取り付けフランジ３の下方でサージタンク１と吸気分岐管２，２…の立ち上がり部とに隙間なく隣接するレゾナンスチャンバ４と，サージタンク１及びレゾナンスチャンバ４間を連通するレゾナンス管７とを有する。サージタンク１とレゾナンスチャンバ４との間には，それらを区画する第１共通隔壁５が形成され，また吸気分岐管２，２…の立ち上がり部とレゾナンスチャンバ４との間には，それらを区画すべく第１共通隔壁５の後端から略直角に起立する第２共通隔壁６が形成される。

図１及び図６に示すように，取り付けフランジ３は，吸気分岐管２，２…の配列方向Ａに沿って長く延びる形状をなし，またサージタンク１及びレゾナンスチャンバ４は，同じく吸気分岐管２，２…の配列方向Ａに長く延びる一つの箱体８を構成し，この箱体８の，取り付けフランジ３の長手方向に沿う長辺は取り付けフランジ３の略全長に等しくなっている。

また図６及び図７に示すように，吸気分岐管２，２…は，それらの間隔が吸気分岐管の下流端から上流端に向かって，即ち取り付けフランジ３側からサージタンク１側に向かって減少するように配置される。これにより，上記箱体８は吸気分岐管２，２…の配列方向Ａに沿う左右両端部に，左右最外側の吸気分岐管２，２の上流端部より左右外側方に張り出す張り出し部８ａ，８ｂを有することになる。

箱体８において，サージタンク１及びレゾナンスチャンバ４間を区画する第１共通隔壁５は，箱体８の右方張り出し部８ａの上部から，左方張り出し部８ｂのやゝ下寄りの中間部に向かって下る傾面状に形成され，箱体８の右方張り出し部８ａには，サージタンク１内に開口する吸気導入管９が一体に形成される。この吸気導入管９は，その上流端に図示しないスロットルボデーを取り付けるためのフランジ９ａを備えている。

再び図４及び図７において，吸気分岐管２，２…の上流端は，互いに平行してサージタンク１の天井面１０に開口し，その天井面１０は，吸気分岐管２，２…の上流端部の中心軸線に直交する一平面に形成される。一方，吸気分岐管２，２…の下流端部を一体に連結する取り付けフランジ３も，吸気分岐管２，２…の下流端部の中心軸線に直交するように配置される。こうして上記天井面１０は，取り付けフランジ３からの等距離位置を占めることになり，吸気分岐管２，２…を略等長に揃えることができる。尚，吸気分岐管２，２…の上流端の，サージタンク１への開口端部はファンネル状に形成することもできる。

図５，図６及び図９に示すように，前記レゾナンス管７は，箱体８の左方張り出し部８ｂにおけるサージタンク１及びレゾナンスチャンバ４間に配設されるもので，そのレゾナンス管７の一端部７ａは，吸気分岐管２，２…から離れた箇所でサージタンク１内に開口し，他端７ｂは，吸気分岐管２，２…に近接した箇所でレゾナンスチャンバ４内に開口する。こうしてレゾナンス管７は，前記第２共通隔壁６に直交する方向に延びるようして左方張り出し部８ｂに配設される。

図２，図５及び図６に示すように，レゾナンスチャンバ４の内面には，その第２共通隔壁６から天井面にかけて互いに平行に延びる多数の内側補強リブ１２，１２…が形成され，またレゾナンスチャンバ４の外面，特に上面には，内側リブ１２，１２…と直交する方向に延びる多数の外側リブ１３，１３…が形成される。これら内側及び外側リブ１２，１３によりレゾナンスチャンバ４は効果的に補強され，内部の圧力脈動に対する耐久性が向上する。またその他の箱体８の外面にも多数の補強リブが形成される。

図４，図５及び図８に示すように，吸気マニフォルドＭは，全体として上下方向に延びる第１及び第２分割面Ｐ１，Ｐ２によって，中央ブロックＭ１，その前側及び後側にそれぞれ配置される前ブロックＭ２及び後ブロックＭ３の３ブロックに分割され，それらは合成樹脂により個別に成形された後，各分割面Ｐ１，Ｐ２において相互に振動溶着される。

中央ブロックＭ１は，取り付けフランジ３，吸気分岐管２，２…の前半部２ｆ，サージタンク１の中間部１ｍ，レゾナンスチャンバ４及びレゾナンス管７の各後半部４ｒ，７ｒを有し，前ブロックＭ２は，サージタンク１の前部１ｆ，レゾナンスチャンバ４及びレゾナンス管７の各前半部４ｆ，７ｆを有し，後ブロックＭ３は，サージタンク１の後部１ｒ及び吸気分岐管２，２…の後半部２ｒを有する。

レゾナンス管７を分割する第１分割面Ｐ１は，図５に示すように，レゾナンス管７のサージタンク１への開口部７ａを二分する第１垂直面Ｐ１ａと，レゾナンス管７のレゾナンスチャンバ４への開口部７ｂの前縁を通る第２垂直面Ｐ１ｃと，第１垂直面Ｐ１ａの上端から後上がり傾斜して第２垂直面Ｐ１ｃの下端に達する斜面Ｐ１ｂとで構成される。而して，合成樹脂で成形された中央，前，後ブロックＭ１〜Ｍ３は，第１及び第２分割面Ｐ１，Ｐ２でおいて互いに突き合わされ，加圧されて振動溶着される。

レゾナンス管７及びレゾナンスチャンバ４間には，レゾナンス管７のレゾナンスチャンバ４への開口部７ｂに臨む共通隔壁１５が形成される。

次に，この実施例の作用について説明する。

エンジンの運転中，サージタンク１は，各吸気分岐管２，２…への吸気の均等分配を図ると共に，吸気分岐管２，２…相互の吸気干渉を防ぎ，また脈動効果により吸気密度を増加させる等により，エンジンの吸気効率の向上を図る。またレゾナンスチャンバ４は，エンジンの所定の回転数領域で共鳴効果を発揮して，エンジンの吸気効率の向上を図ると共に吸気騒音の低減に寄与する。レゾナンスチャンバ４の共鳴効果のエンジン回転数に対する発生時期及びその強弱は，レゾナンスチャンバ４の容積及びレゾナンス管７の長さの変更により調節することができる。

ところで，この吸気マニフォルドＭにおいて，レゾナンスチャンバ４は，サージタンク１と，吸気分岐管２，２…のサージタンク１からの延出部，即ち立ち上がり部とに，互いに直交する第１及び第２共通隔壁５，６を挟んで隙間なく隣接配置されるので，サージタンク１及び複数の吸気分岐管２，２…により囲まれるスペースを有効に利用してレゾナンスチャンバ４を設置することができ，吸気マニフォルドＭのコンパクト化に大いに寄与する。しかもサージタンク１及びレゾナンスチャンバ４間には，レゾナンス管７が第２共通隔壁６に直交する方向に延びるように形成されるので，サージタンク１，レゾナンスチャンバ４及び吸気分岐管２，２…のコンパクトな配置を全く阻害することなく，比較的長いレゾナンス管７を得ることができる。

箱体８の，吸気分岐管２，２…の配列方向Ａに沿う左右両端部には，吸気分岐管２，２…のうち，左右最外側に位置する吸気分岐管２，２の上流端部より左右外側方に張り出す張り出し部８ａ，８ｂを有し，その右方張り出し部８ａには，サージタンク１内に開口する吸気導入管９が一体に形成されるので，吸気導入管９と吸気分岐管２，２…との間に充分な距離を取ることができて，吸気分岐管２，２…への吸気の均等分配性を高めることができ，前述のように吸気分岐管２，２…の長さは略等長に揃えられることゝ相俟って，エンジンの各気筒への吸気分配性を良好にすることができ，エンジンの出力性能の向上を掛け図ることができる。

一方，箱体８の左方張り出し部８ｂでは，レゾナンス管７がサージタンク１及びレゾナンスチャンバ４間に配設されるので，取り付けフランジ３下方のデッドスペースをレゾナンス管７の配設に有効利用することになり，吸気マニフォルドＭの更なるコンパクト化に寄与し得る。

またサージタンク１及びレゾナンスチャンバ４間を区画する第１共通隔壁５は，箱体８の右方張り出し部８ａの上部の吸気導入管９から，左方張り出し部８ｂのレゾナンス管７の入口に向かって斜めに下る斜面に形成されるので，吸気導入管９からサージタンク１に流入した吸気は，第１共通隔壁により整流されて素早くレゾナンス管７に到達し，レゾナンスチャンバ４への吸気充填速度が高くなり，したがってレゾナンスチャンバ４内の圧力の早期安定化を図り，エンジンの所定回転数領域での共振を的確に発生させることができる。

吸気マニフォルドＭの組み立てに当たっては，先ず中央ブロックＭ１及び前ブロックＭ２を第１分割面Ｐ１で突き合わせ，第１分割面Ｐ１の主要部に直交する方向に加圧力Ｆを加えてながら，吸気分岐管２，２…の配列方向Ａに沿って中央ブロックＭ１及び前ブロックＭ２を相対的に振動させることにより，両ブロックＭ１，Ｍ２を，その間に発生する摩擦熱により相互に溶着する。その際，レゾナンス管７では，第１及び第２垂直面Ｐ１ａ，Ｐ１ｃで上記加圧力Ｆを垂直に受け止めことで，レゾナンス管７の前半部７ｆと後半部７ｒとは斜面Ｐ１ｂで滑ることなく確実に圧接することができ，これにより第１，第２垂直面Ｐ１ａ，Ｐ２ｃ及び斜面Ｐ２ｂにおいてレゾナンス管７の前半部７ｆ及び後半部７ｒを相互に確実に振動溶着することができる。

ところで，中央ブロックＭ１と前ブロックＭ２とに，サージタンク１，レゾナンスチャンバ４及びレゾナンス管７の各後半部１ｍ（中間部），４ｒ，７ｒと各前半部１ｆ，４ｆ，７ｆとがそれぞれ形成されるので，上記のように中央ブロックＭ１及び前ブロックＭ２を振動溶着するだけで，サージタンク１，レゾナンスチャンバ４及びレゾナンス管７の三者を一挙に形成することができ，吸気マニフォルドＭの製作性の向上に寄与する。

次に，中央ブロックＭ１及び後ブロックＭ３を第２分割面Ｐ２で突き合わせ，第２分割面Ｐ２の主要部に直交する方向に加圧力Ｆを加えてながら，上記と同様の要領で中央ブロックＭ１及び後ブロックＭ３を相互に振動溶着して，吸気マニフォルドＭの組み立ては完了する。尚，組み立てに際して，最初に中央ブロックＭ１及び後ブロックＭ３間の振動溶着を行い，その後で中央ブロックＭ１及び前ブロックＭ２間の振動溶着を行うこともできる。

図９に示すように，レゾナンス管７の長さをＬ１からＬ２に短縮する際には，レゾナンス管７のレゾナンスチャンバ４への開口部７ｂを広げるように，レゾナンス管７及びレゾナンスチャンバ４間の共通隔壁１５を鎖線で示すように削り取ることにより，中央ブロックＭ１及び前ブロックＭ２を新規に製作せずに，レゾナンス管７の長さを容易に短縮することができる。したがって，レゾナンスチャンバ４の共鳴特性の変更を低コストで行うことができる。

本発明は上記実施例に限定されるものではなく，その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。例えば，吸気マニフォルドＭのエンジンへの取り付け姿勢は自由であり，箱体８を取り付けフランジ３の上方に配置することもできる。

Ｆ・・・・・加圧力
Ｍ・・・・・吸気マニフォルド
Ｍ１・・・・第１ブロック（中央ブロック）
Ｍ２・・・・第２ブロック（前ブロック）
Ｐ１・・・・分割面（第１分割面）
Ｐ１ａ，Ｐ１ａｃ・・・垂直面
Ｐ１ｂ・・・斜面
１・・・・・サージタンク
１・・・・・サージタンク
２・・・・・吸気分岐管
３・・・・・取り付けフランジ
４・・・・・レゾナンスチャンバ
７・・・・・レゾナンス管
７ａ・・・・レゾナンス管のサージタンクへの開口部
７ｂ・・・・レゾナンス管のレゾナンスチャンバへの開口部
９・・・・・吸気導入管
１０・・・・サージタンクの内面（天井面）

Claims (3)

1. 吸気導入管（９）を有するサージタンク（１）と，このサージタンク（１）から並列して延びる複数の吸気分岐管（２，２…）と，これら吸気分岐管（２，２…）の下流端相互を連結してエンジンに接合される取り付けフランジ（３）と，前記サージタンク（１）に隣接するレゾナンスチャンバ（４）と，前記サージタンク（１）及びレゾナンスチャンバ（４）間を連通するレゾナンス管（７）とを有する，エンジンの吸気マニフォルドにおいて，
   分割面（Ｐ１）により分割された合成樹脂製の第１ブロック（Ｍ１）と第２ブロック（Ｍ２）とに，前記サージタンク（１），レゾナンスチャンバ（４）及びレゾナンス管（７）の各一半部（１ｍ，４ｒ，７ｒ）と各他半部（１ｆ，４ｆ，７ｆ）とをそれぞれ形成し，これら第１及び第２ブロック（Ｍ１，Ｍ２）を前記分割面（Ｐ１）で突き合わせて相互に振動溶着して，前記サージタンク（１），レゾナンスチャンバ（４）及びレゾナンス管（７）の各一半部（１ｍ，４ｒ，７ｒ）と各他半部（１ｆ，４ｆ，７ｆ）とをそれぞれ接合し，前記レゾナンス管（７）及び前記レゾナンスチャンバ（４）間には，該レゾナンス管（７）のレゾナンスチャンバ（４）への開口部（７ｂ）に臨む共通隔壁（１５）を形成したことを特徴とする，エンジンの吸気マニフォルド。
2. 請求項１記載のエンジンの吸気マニフォルドにおいて，
   前記レゾナンス管（７）を，前記第１及び第２ブロック（Ｍ１，Ｍ２）の振動溶着時，それらに加える加圧力（Ｆ）方向に沿うように配設し，このレゾナンス管（７）を通る前記分割面（Ｐ１）が，前記加圧力（Ｆ）方向に対し傾斜した斜面（Ｐ１ｂ）を備えることを特徴とする，エンジンの吸気マニフォルド。
3. 請求項２記載のエンジンの吸気マニフォルドにおいて，
   前記レゾナンス管（７）を通る前記分割面（Ｐ１）が，前記斜面（Ｐ１ｂ）の少なくとも一端から，前記加圧力（Ｆ）方向に対し垂直に延びる垂直面（Ｐ１ａ，Ｐ１ｃ）を備えることを特徴とする，エンジンの吸気マニフォルド。

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