JP2013185474A - インテークマニホールド - Google Patents
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Abstract
【課題】分岐通路に対するガスの合流部における凍結の発生を防止することの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10は、サージタンク12と、サージタンク12から分岐された複数の分岐通路14とを備える。ブローバイガスが導入されるガス導入室27を、サージタンク12とは別室をなすように形成する。ガス導入室27のガスを各分岐通路14にそれぞれ導入する複数のガス導入通路32を中空筒状に形成する。ガス導入室27及び各ガス導入通路32を、サージタンク12に対して共有する隔壁25を介して並設する。ガス導入通路32は、ガスの流れ方向下流に向って通路断面積を徐々に拡大するように形成される。
【選択図】図3
【解決手段】インテークマニホールド10は、サージタンク12と、サージタンク12から分岐された複数の分岐通路14とを備える。ブローバイガスが導入されるガス導入室27を、サージタンク12とは別室をなすように形成する。ガス導入室27のガスを各分岐通路14にそれぞれ導入する複数のガス導入通路32を中空筒状に形成する。ガス導入室27及び各ガス導入通路32を、サージタンク12に対して共有する隔壁25を介して並設する。ガス導入通路32は、ガスの流れ方向下流に向って通路断面積を徐々に拡大するように形成される。
【選択図】図3
Description
本発明は、インテークマニホールドに関する。
インテークマニホールドの従来例(例えば、特許文献1参照)を述べる。図10はインテークマニホールドを一部破断して示す側面図である。
図10に示すように、インテークマニホールド110は、マニホールド本体114とガス導入室ハウジング117とにより構成されている。マニホールド本体114は、サージタンク111と、サージタンク111から分岐された複数の分岐通路112とを備えている。複数の分岐通路112は図10の紙面表裏方向に並んでいるため、そのうちの1本が示されている。マニホールド本体114にガス導入室ハウジング117を接合することにより、サージタンク111とは別室をなすガス導入室124が形成されている。分岐通路112とガス導入室124との間の隔壁114aには、ガス導入口126が開口されている。ガス導入室124には、内燃機関いわゆるエンジン側のガスに相当するブローバイガスが導入される。また、ガス導入室124のブローバイガスは、ガス導入口126から分岐通路112に導入される。
図10に示すように、インテークマニホールド110は、マニホールド本体114とガス導入室ハウジング117とにより構成されている。マニホールド本体114は、サージタンク111と、サージタンク111から分岐された複数の分岐通路112とを備えている。複数の分岐通路112は図10の紙面表裏方向に並んでいるため、そのうちの1本が示されている。マニホールド本体114にガス導入室ハウジング117を接合することにより、サージタンク111とは別室をなすガス導入室124が形成されている。分岐通路112とガス導入室124との間の隔壁114aには、ガス導入口126が開口されている。ガス導入室124には、内燃機関いわゆるエンジン側のガスに相当するブローバイガスが導入される。また、ガス導入室124のブローバイガスは、ガス導入口126から分岐通路112に導入される。
前記従来例のインテークマニホールド110によると、ガス導入口126が隔壁114aを貫通する孔であって、そのガス導入口126の通路長さが隔壁114aの壁厚分で非常に短い。また、ブローバイガスは温度が高く、分岐通路112を通る吸気は温度が低い。したがって、ブローバイガスがガス導入室124から分岐通路112に導入される際に、ガス導入口126の付近でブローバイガスが急激に冷却されることにより、ブローバイガス中の水分による凍結(以下、「凍結」という)が発生しやすいという問題があった。このような凍結の発生は、ガス導入口126の開口面積を減少させ、分岐通路112へのブローバイガスの導入不足をきたすおそれがあることからその対策が望まれる。なお、ガス導入口は本明細書でいう「分岐通路に対するガスの合流部」に相当する。また、インテークマニホールド110は、樹脂製の計4つのピースを接合することによって形成されていた。
本発明が解決しようとする課題は、分岐通路に対するガスの合流部における凍結の発生を防止することのできるインテークマニホールドを提供することにある。
前記課題は、特許請求の範囲に記載された構成を要旨とするインテークマニホールドにより解決することができる。
請求項1に記載されたインテークマニホールドによると、サージタンクと、サージタンクから分岐された複数の分岐通路とを備えるインテークマニホールドであって、エンジン側のガスが導入されるガス導入室を、サージタンクとは別室をなすように形成し、ガス導入室のガスを各分岐通路にそれぞれ導入する複数のガス導入通路を中空筒状に形成し、ガス導入室及び各ガス導入通路を、サージタンクに対して共有する隔壁を介して並設したものである。この構成によると、ガスがガス導入室から各ガス導入通路を介して各分岐通路にそれぞれ導入される。また、ガス導入室のガスの温度とサージタンクの吸気の温度とが隔壁を介して熱交換されるとともに、ガスが中空筒状のガス導入通路を流れるうちに、そのガスの温度とサージタンクの吸気の温度とが隔壁を介して熱交換されることによって、ガス導入通路から分岐通路に導入されるガスの温度と、そのガスが合流する吸気の温度との差を小さくすることができる。このため、分岐通路に対するガスの合流部における凍結の発生を防止することができる。なお、本明細書でいう「エンジン側のガス」としては、ブローバイガス、EGRガス等が相当する。
請求項1に記載されたインテークマニホールドによると、サージタンクと、サージタンクから分岐された複数の分岐通路とを備えるインテークマニホールドであって、エンジン側のガスが導入されるガス導入室を、サージタンクとは別室をなすように形成し、ガス導入室のガスを各分岐通路にそれぞれ導入する複数のガス導入通路を中空筒状に形成し、ガス導入室及び各ガス導入通路を、サージタンクに対して共有する隔壁を介して並設したものである。この構成によると、ガスがガス導入室から各ガス導入通路を介して各分岐通路にそれぞれ導入される。また、ガス導入室のガスの温度とサージタンクの吸気の温度とが隔壁を介して熱交換されるとともに、ガスが中空筒状のガス導入通路を流れるうちに、そのガスの温度とサージタンクの吸気の温度とが隔壁を介して熱交換されることによって、ガス導入通路から分岐通路に導入されるガスの温度と、そのガスが合流する吸気の温度との差を小さくすることができる。このため、分岐通路に対するガスの合流部における凍結の発生を防止することができる。なお、本明細書でいう「エンジン側のガス」としては、ブローバイガス、EGRガス等が相当する。
請求項2に記載されたインテークマニホールドによると、ガス導入通路は、ガスの流れ方向下流に向って通路断面積を徐々に拡大するように形成されている。したがって、分岐通路に対するガスの合流部であるガス導入通路の通路出口の開口面積を拡大することができる。このため、分岐通路に対するガスの合流部における凍結の発生によるガス導入通路の通路出口の閉鎖を防止することができる。
請求項3に記載されたインテークマニホールドによると、ガス導入通路の隔壁側の半筒部は、軸方向に一定の断面形状で形成されている。したがって、ガス導入通路の隔壁側の半筒部がガスの流れ方向下流に向って通路断面積を徐々に拡大するように形成される場合と比べて、ガス導入通路の隔壁側の半筒部と、その半筒部に交差する分岐通路の壁面とのなす角度を小さくすることができる。このため、分岐通路からガス導入通路への吸気の流入を防止し、ガス導入通路を流れるガスの通気抵抗の増加を抑制することができる。
請求項4に記載されたインテークマニホールドによると、樹脂製の計3つのピースを接合することによって、サージタンク、複数の分岐通路、ガス導入室及び複数のガス導入通路が形成されている。したがって、樹脂製の計4つのピースを必要とした従来例と比べて、ピースの数を削減するとともにピースの接合工数を削減し、コストを低減することができる。
以下、本発明を実施するための形態について図面を用いて説明する。本実施形態では、車両用3気筒エンジンに搭載される樹脂製のインテークマニホールドを例示する。図1はインテークマニホールドを示す斜視図、図2は同じく平面図、図3は図2のIII−III線矢視断面図、図4はインテークマニホールドを分解して示す斜視図である。なお、インテークマニホールドの前後左右については図2の上面図を基準として定めることにする。また、インテークマニホールドの上下方向は、エンジンに対する搭載状態での天地方向に対応する。また、インテークマニホールドは、エンジン上に載せるようにして配置される。
図3に示すように、インテークマニホールド10は、サージタンク12と、サージタンク12の左下側の隅角部から分岐されかつ右方へ延びる波形状をなす複数(3本)の分岐通路14とを備える。サージタンク12は、左右方向を長くする長四角形箱状に形成されている。サージタンク12の右側壁(符号、16を付す)の中央部には、壁厚方向すなわち左右方向に貫通する円形状の吸気導入口17が開口されている。サージタンク12の右側壁16にスロットル装置18が接続されることによって、スロットル装置18の吸気通路(図示省略)が吸気導入口17を介してサージタンク12と連通される。
前記複数の分岐通路14は、エンジン20の気筒列方向すなわち前後方向(図3において紙面表裏方向)に並んでいる。また、分岐通路14の出口(符号、22を付す)は、下方に向けられている。また、複数の分岐通路14の出口22の周囲には、エンジン側取付フランジ23が形成されている。エンジン側取付フランジ23には、分岐通路14の出口22が横並び状に開口されている。エンジン側取付フランジ23が前記エンジン20のエンジンヘッド(図示省略)に接続されることにより、分岐通路14がエンジンヘッドの吸気ポートに連通される。
前記サージタンク12の左側壁(符号、25を付す)の上半部における左側には、ブローバイガスが導入されるガス導入室27が、サージタンク12とは別室をなすように形成されている。ガス導入室27は、サージタンク12の上半部とほぼ対応する大きさで左右方向に扁平をなす箱状に形成されている。また、ガス導入室27は、その真下方の前記分岐通路14に対して所定に間隔を隔てて形成されている。ガス導入室27の左側壁(符号、28を付す)には、ガス導入室27に連通するガス導入ポート30が形成されている。ガス導入ポート30には、ブローバイガスを導入するブローバイガスのガス配管が接続される。なお、ブローバイガスは本明細書でいう「エンジン側のガス」に相当する。また、図5はガス導入室の周辺部を示す平断面図、図6は図5のVI−VI線矢視断面図、図7は図6のVII−VII線矢視断面図、図8は図6のVIII−VIII線矢視断面図、図9はガス導入通路を示す下面図である。
図7に示すように、前記ガス導入室27と前記各分岐通路14との間には、上下方向に延びかつ両者27,14を連通するガス導入通路32がそれぞれ形成されている。ガス導入通路32は、所定の通路長さ(軸方向長さ)を有する中空筒状に形成されている。ガス導入通路32は、ガス導入室27のブローバイガスを分岐通路14に導入させる。また、ガス導入通路32の筒状の通路壁(符号、33を付す)は、ガス導入室27の下壁(符号、35を付す)と分岐通路14の上壁(符号、37を付す)との間に架設されている(図6参照)。
図8に示すように、前記ガス導入室27の下壁35は、左上がりで右下がりに傾斜している。また、ガス導入通路32の通路壁33の上端部33aは、ガス導入室27の下壁35の上面から上方へ突出されている(図6参照)。すなわち、ガス導入通路32の上端開口が、ガス導入室27の底面すなわち下壁35の上面よりも上方に配置されている。なお、図5及び図6に示すように、複数(3つ)のガス導入通路32は、実質的にほとんど同一構成であるため、以降、そのうちの1つ(例えば図6において右端)のガス導入通路32について説明し、残りの2本のガス導入通路32の説明については省略する。
図7に示すように、前記ガス導入室27及び前記ガス導入通路32は、前記サージタンク12に対して該サージタンク12の左側壁25を介して並設されている。サージタンク12の左側壁25は、ガス導入室27及びガス導入通路32の右側壁を兼用するものである。すなわち、サージタンク12の左側壁25は、サージタンク12とガス導入室27及びガス導入通路32との間における「共有する隔壁」に相当するから、隔壁25(左側壁と同一符号を付す)ともいう。
前記ガス導入通路32は、基本的には中空円筒状に形成されている。詳しくは、ガス導入通路32の上部には、通路断面が円形状で、軸方向(上下方向)に同一の孔径40dを有するストレート孔部40が形成されている。孔径40dは、前記ガス導入室27の左右方向の幅よりも小さい。また、ガス導入通路32の下部は、ストレート孔部40からガスの流れ方向下流すなわち下方に向って通路断面積を徐々に拡大するように形成されている。すなわち、ガス導入通路32の下部には、ストレート孔部40の孔径40dをもって左方へのみ拡大した片テーパ状の片テーパ孔部42が形成されている(図9参照)。このため、片テーパ孔部42の通路断面は、左右方向に延びる長円形状である。これとともに、ガス導入通路32のストレート孔部40及び片テーパ孔部42の隔壁25側(右側)の半筒部44は、軸方向(上下方向)に一定の断面形状すなわち半円形状で形成されている。また、ガス導入通路32の片テーパ孔部42の下流端側の開口を通路出口32aという(図7参照)。
次に、前記インテークマニホールド10の製造上の構成について説明する。図1に示すように、インテークマニホールド10は、上下方向に3分割された第1ピース(「アッパピース」ともいう)46、第2ピース(「ミドルピース」ともいう)47、第3ピース(「ロワーピース」ともいう)48の計3つのピースの接合によって構成されている(図4参照)。3つのピース46,47,48は、それぞれ樹脂製で、例えば射出成形によって形成されている。本実施形態では、インテークマニホールド10は、上側の分割面50、及び、下側の分割面52において3分割されている(図3参照)。
前記アッパピース46は、サージタンク12の上端部周辺、ガス導入室27の下端部を除く残部、隔壁25の上半部等を有する。また、前記ミドルピース47は、サージタンク12の上端部周辺及び下端部周辺を除く残部、ガス導入室27の下端部、ガス導入通路32、分岐通路14の上部等を有する。また、前記ロワーピース48は、サージタンク12の下端部周辺、エンジン側取付フランジ23を含む分岐通路14の下部等を有する。そして、上下方向に隣り合うピース46,47の分割面50同士、同じくピース47,48の分割面52同士がそれぞれ接合、例えば振動溶着によって接合されている(図1〜図3参照)。これによって、インテークマニホールド10が構成されているとともに、サージタンク12、複数の分岐通路14、ガス導入室27及び複数のガス導入通路32が形成されている。
前記したインテークマニホールド10によると、ブローバイガスがガス導入室27から各ガス導入通路32を介して各分岐通路14にそれぞれ導入される(図7参照)。また、ガス導入室27のブローバイガスの温度とサージタンク12の吸気の温度とが隔壁25を介して熱交換されるとともに、ブローバイガスが中空筒状のガス導入通路32を流れるうちに、そのガスの温度とサージタンク12の吸気の温度とが隔壁25を介して熱交換されることによって、ガス導入通路32から分岐通路14に導入されるブローバイガスの温度と、そのガスが合流する吸気の温度との差を小さくすることができる。このため、分岐通路14に対するブローバイガスの合流部すなわちガス導入通路32の通路出口32aにおける凍結の発生を防止することができる。
また、エンジン上に載せるようにして配置されるインテークマニホールド10の場合、サージタンク12におけるスロットル装置18と分岐通路14との間の距離が短いため、サージタンク12にブローバイガスを導入するものでは、ブローバイガスを各分岐通路14に等分配にすることが難しい。しかし、ブローバイガスが導入されるガス導入室27を、サージタンク12とは別室をなすように形成したことによって、吸気の流れの影響がガス導入室27にほとんど及ばなくすることができる。このため、各分岐通路14に対するブローバイガスの分配性を向上することができる。
また、ガス導入室27のブローバイガスを各分岐通路14にそれぞれ導入する複数のガス導入通路32を中空筒状に形成したことによって、ガス導入通路32によるブローバイガスの整流効果が得られる。このため、ガス導入通路32の通路出口32aの付近でのブローバイガスの滞留を防止することができる。
また、ガス導入通路32の片テーパ孔部42は、ブローバイガスの流れ方向下流に向って通路断面積を徐々に拡大するように形成されている。したがって、分岐通路14に対するブローバイガスの合流部であるガス導入通路32の通路出口32aの開口面積を拡大することができる。このため、分岐通路14に対するブローバイガスの合流部における凍結の発生によるガス導入通路32の通路出口32aの閉鎖を防止することができる。
また、ガス導入通路32の片テーパ孔部42は、ストレート孔部40における孔径40dをもって左方(分岐通路14の下流側)へのみ拡大した片テーパ状に形成されている。このため、ブローバイガスを分岐通路14の吸気の流れに沿わせやすくすることができ、ブローバイガスの流れをスムーズにすることができる。また、ガス導入通路32と分岐通路14とを滑らかに接続することが可能となり、ブローバイガスの通気抵抗を低減することができる。
また、ガス導入通路32の隔壁25側の半筒部44は、軸方向に一定の断面形状で形成されている。したがって、ガス導入通路32の隔壁25側の半筒部44がブローバイガスの流れ方向下流に向って通路断面積を徐々に拡大するように形成される場合と比べて、ガス導入通路32の隔壁25側の半筒部44と、その半筒部44に交差する分岐通路14の壁面(符号、14aを付す)とのなす角度θを小さくすることができる。このため、分岐通路14からガス導入通路32への吸気の流入を防止し、ガス導入通路32を流れるブローバイガスの通気抵抗の増加を抑制することができる。
また、樹脂製の計3つのピース46,47,48を接合することによって、サージタンク12、複数の分岐通路14、ガス導入室27及び複数のガス導入通路32が形成されている。したがって、樹脂製の計4つのピースを必要とした(例えば、特許文献1参照)と比べて、ピースの数を削減するとともにピースの接合工数を削減し、コストを低減することができる。
本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更が可能である。例えば、本発明は、前記実施形態で例示した3気筒エンジン以外の多気筒エンジン用のインテークマニホールド10としても適用することができる。また、前記実施形態では、インテークマニホールド10を3分割したが、4分割以上に分割してもよい。また、ガス導入通路32は、ストレート孔部40のみによって形成し、片テーパ孔部42を省略してもよい。また、ガス導入通路32は、片テーパ孔部42のみによって形成し、ストレート孔部40を省略してもよい。また、ガス導入通路32は、片テーパ孔部42の下流側にストレート孔部を形成してもよい。また、ガス導入通路32の片テーパ孔部42は、片テーパ状に限らず、ストレート孔部40における孔径をもって両方向へ拡大した両テーパ状に形成してもよいし、円錐テーパ状に形成してもよい。また、ガス導入通路32の断面形状は適宜変更することができる。
10…インテークマニホールド
12…サージタンク
14…分岐通路
27…ガス導入室
25…左側壁(隔壁)
32…ガス導入通路
40…ストレート孔部
42…片テーパ孔部
44…半筒部
46…アッパピース(第1ピース)
47…ミドルピース(第2ピース)
48…ロワーピース(第3ピース)
12…サージタンク
14…分岐通路
27…ガス導入室
25…左側壁(隔壁)
32…ガス導入通路
40…ストレート孔部
42…片テーパ孔部
44…半筒部
46…アッパピース(第1ピース)
47…ミドルピース(第2ピース)
48…ロワーピース(第3ピース)
Claims (4)
- サージタンクと、
前記サージタンクから分岐された複数の分岐通路と
を備えるインテークマニホールドであって、
エンジン側のガスが導入されるガス導入室を、前記サージタンクとは別室をなすように形成し、
前記ガス導入室のガスを前記各分岐通路にそれぞれ導入する複数のガス導入通路を中空筒状に形成し、
前記ガス導入室及び前記各ガス導入通路を、前記サージタンクに対して共有する隔壁を介して並設した
ことを特徴とするインテークマニホールド。 - 請求項1に記載のインテークマニホールドであって、
前記ガス導入通路は、ガスの流れ方向下流に向って通路断面積を徐々に拡大するように形成されていることを特徴とするインテークマニホールド。 - 請求項2に記載のインテークマニホールドであって、
前記ガス導入通路の前記隔壁側の半筒部は、軸方向に一定の断面形状で形成されていることを特徴とするインテークマニホールド。 - 請求項1〜3のいずれか1つに記載のインテークマニホールドであって、
樹脂製の計3つのピースを接合することによって、前記サージタンク、前記複数の分岐通路、前記ガス導入室及び前記複数のガス導入通路が形成されていることを特徴とするインテークマニホールド。
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