JP2013185474A - インテークマニホールド - Google Patents

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

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。

特開２０１０−８４６４２号公報

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。

一実施形態にかかるインテークマニホールドを示す斜視図である。 インテークマニホールドを示す平面図である。 図２のIII−III線矢視断面図である。 インテークマニホールドを分解して示す斜視図である。 ガス導入室の周辺部を示す平断面図である。 図５のVI−VI線矢視断面図である。 図６のVII−VII線矢視断面図である。 図６のVIII−VIII線矢視断面図である。 ガス導入通路を示す下面図である。 従来例にかかる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。

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）

Claims (4)

1. 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。
2. 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。
3. 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。
4. 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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