JP2015045271A - 内燃機関用吸気マニホールド - Google Patents

Abstract

【課題】内燃機関用吸気マニホールドにおいて、二次ガス中に含まれる水分を捕捉することで内燃機関への浸入を防止する。
【解決手段】分岐管２０を有した内燃機関用吸気マニホールド１０において、第３分岐通路１６と導入通路３４との間に二次ガスの流通するガス通路６２が形成され、該ガス通路６２における重力方向上方に第１凹部４２ｂ及び第２凹部４４ｂを設け、最も上方に形成された第１凹部４２ｂに二次ガスを導入通路３４へと導出するガス導出ポート４６を形成している。そして、内燃機関用吸気マニホールド１０において、重力方向下方に開口したガス導入ポート５８から二次ガスがガス通路６２へと供給された際、その内部に含有される水分が第１凹部４２ｂ及び第２凹部４４ｂによって捕捉され、導入通路３４側へと浸入することがない。
【選択図】図２

Description

本発明は、内燃機関に対して空気を供給するための分岐管を有した内燃機関用吸気マニホールドに関する。

従来から、自動車等の多気筒内燃機関では、シリンダヘッドの吸気ポートと吸入空気量を調整する絞り弁との間に内燃機関用吸気マニホールドが設けられ、前記内燃機関用吸気マニホールドに吸入された吸入空気を分流させて各吸気ポートへと配分している。近年の内燃機関においては、排気ガス中における有害物質の低減等を目的として、排気ガスやブローバイガス等を吸入空気へと再循環させることが行われており、例えば、特許文献１に開示される吸気マニホールドでは、各分岐管に接続される複数のガス通路を有し、前記ガス通路の上流側にガス分配管に接続された導入部がそれぞれ設けられている。そして、ガス分配管に供給された二次ガス（例えば、ブローバイガス、ＥＧＲガス）が導入部を通じてガス通路から各分岐管へと供給されることで、前記二次ガスが各分岐管を流通する空気と共にシリンダ室へと供給され燃料と共に燃焼される。

特開２００４−２５１１６３号公報

一般的に、上述したような吸気マニホールドへ循環させる二次ガスは、水分を含んでおり、その水分を含んだ状態でガス通路を通じて各分岐管からシリンダ室内へと吸い込まれることで、内燃機関が燃焼する際に失火の原因となることが懸念される。

本発明は、前記の課題を考慮してなされたものであり、二次ガス中に含まれる水分を捕捉し、内燃機関内への浸入を防止することが可能な内燃機関用吸気マニホールドを提供することを目的とする。

前記の目的を達成するために、本発明は、複数の分岐管を有し、第１分割体と第２分割体とが互いに溶着部を介して接合される内燃機関用吸気マニホールドにおいて、
第１分割体と第２分割体との合わせ面の間には、溶着部によって囲まれ二次ガスの流通する二次ガス通路が形成され、第１分割体には、二次ガス通路に臨み第２分割体との溶着方向に凹部が形成されることを特徴とする。

本発明によれば、内燃機関用吸気マニホールドを構成する第１及び第２分割体が互いに溶着部を介して接合され、この第１分割体と第２分割体との間には、溶着部によって囲まれた二次ガス通路が形成される。また、第１分割体には、二次ガス通路に臨み第２分割体との溶着方向に凹部が形成される。そして、二次ガス通路に二次ガスが流通する際に、二次ガス中に含まれる水分が凹部によって捕捉される。

従って、水分が、二次ガス通路を通過する際に捕捉され好適に除去されることで、水分が内燃機関側へと浸入して失火の原因となることを確実に防止できる。

また、凹部を、二次ガス通路に対して重力方向下側に形成することにより、二次ガスに含まれる水分が重力作用下に二次ガス通路から凹部へと移動させ好適に捕捉することが可能となる。

さらに、二次ガス通路に、重力方向下方から上方に向かって二次ガスを流通させることにより、二次ガスに含有される水分が重力作用下に下流側へと流通することが抑制される。

さらにまた、二次ガス通路を、隣接する２つの分岐管の間における溶着部の合わせ面の間に形成することにより、分岐管の間のデッドスペースを有効活用して二次ガス通路を形成できるため、二次ガス通路を新たに形成する場合と比較して製造コストの削減を図ることができ、しかも、内燃機関用吸気マニホールドの大型化が回避される。

さらに、凹部には、分岐管に空気を供給する導入通路と連通し、二次ガスを二次ガス通路から導出する導出ポートが形成され、導出ポートを二次ガス通路における下流側に設けることにより、導出ポートを二次ガス通路において最も重力方向上方とすることができるため、導出ポートから導入通路を通じて内燃機関内へと供給される二次ガス内の水分をより一層確実に二次ガス通路内で捕捉して除去することができる。

本発明によれば、以下の効果が得られる。

すなわち、互いに溶着部を介して接合される第１及び第２分割体との間に、溶着部によって囲まれた二次ガス通路が形成され、第１分割体には二次ガス通路に臨み第２分割体との溶着方向に凹部が形成される。そして、二次ガス通路に二次ガスが流通する際、二次ガス中に含まれる水分が凹部によって捕捉されることで好適に除去され、水分が内燃機関側へ浸入することによる失火の原因となることを確実に回避できる。

本発明の実施の形態に係る内燃機関用吸気マニホールドの全体正面図である。 図１の内燃機関用吸気マニホールドから分岐管カバーを取り外した状態を示すマニホールド本体の正面図である。 図２に示すマニホールド本体における導入口近傍を示す拡大正面図である。 図１のＩＶ−ＩＶ線に沿った断面図である。

本発明に係る内燃機関用吸気マニホールドについて好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。図１において、参照符号１０は、本発明の実施の形態に係る内燃機関用吸気マニホールド１０を示す。

この内燃機関用吸気マニホールド１０（以下、吸気マニホールド１０という）は、車両等に搭載される、例えば、４つのシリンダ室を有する４気筒の内燃機関に用いられる。

この吸気マニホールド１０は、図１及び図２に示されるように、例えば、熱可塑性樹脂から形成され、複数の第１〜第４分岐通路１２、１４、１６、１８を有した分岐管２０と、該分岐管２０の一端部に設けられる吸入接続部２２とを含む。

分岐管２０は、例えば、幅方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に所定寸法を有し、図示しないサージタンクに接続される一端部から内燃機関のシリンダヘッドに接続する他端部に向かって断面湾曲形状に形成される。この分岐管２０は、その内部に複数の第１〜第４分岐通路１２、１４、１６、１８の形成されたマニホールド本体（第１分割体）２４と、該マニホールド本体２４の開口部位を覆うように装着され、前記第１〜第４分岐通路１２、１４、１６、１８の一部を構成する分岐管カバー（第２分割体）２６とを含む。すなわち、分岐管２０は、マニホールド本体２４及び分岐管カバー２６からなる分割体で構成される。

また、分岐管２０は、吸気マニホールド１０が内燃機関に装着された状態において、図２に示されるように、その一端部が重力方向上方（矢印Ｃ方向）、他端部が重力方向下方（矢印Ｄ方向）となるように設けられる。

マニホールド本体２４は、その一端部がサージタンク（図示せず）に接続され、他端部に形成された取付フランジ２８を介して図示しない内燃機関のシリンダヘッドに接続されると共に、前記マニホールド本体２４には、その幅方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に略並列に設けられた第１〜第４分岐通路１２、１４、１６、１８を有している。第１〜第４分岐通路１２、１４、１６、１８の一端部には、図２に示されるように、それぞれ第１開口部３０ａ〜３０ｄが開口し図示しないサージタンクと連通し、一方、第１〜第４分岐通路１２、１４、１６、１８の他端部には、それぞれ第２開口部３２ａ〜３２ｄが開口して図示しないシリンダヘッドの吸気ポートと連通している。

このマニホールド本体２４には、図２に示されるように、分岐管カバー２６の接合される端面（合わせ面）に、第１〜第４分岐通路１２、１４、１６、１８の外縁部を囲むように第１溶着部（溶着部）２４ａがそれぞれ形成され、該第１溶着部２４ａは前記端面に対して前記分岐管カバー２６側に突出し、前記マニホールド本体２４と分岐管カバー２６を組み付ける際、前記分岐管カバー２６の端面（合わせ面）に当接した状態で振動溶着され該分岐管カバー２６に対して接合される。

また、マニホールド本体２４には、吸入接続部２２から供給された空気をサージタンクへと導く導入通路３４が形成され、該導入通路３４は、その一端部が孔部（図示せず）を介して吸入接続部２２に開口し、他端部が第２分岐通路１４と第３分岐通路１６との間を通じてマニホールド本体２４の一端部まで延在している。そして、導入通路３４は、マニホールド本体２４の一端部において、一組の第１開口部３０ｂ、３０ｃの間に設けられた導入口３６を通じてサージタンク（図示せず）と連通している。すなわち、導入通路３４及び導入口３６は、マニホールド本体２４の幅方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に沿った略中央部に設けられている。

さらに、マニホールド本体２４には、図２及び図３に示されるように、導入通路３４と第２分岐通路１４との間に両者を分離する第１壁部３８が形成されると共に、前記導入通路３４と第３分岐通路１６との間には両者を分離する第２壁部４０が形成される。この第１及び第２壁部３８、４０には、第１開口部３０ｂと導入口３６との間、前記導入口３６と前記第１開口部３０ｃとの間となる位置にそれぞれ凹状に形成された第１凹部４２ａ、４２ｂ及び第２凹部４４ａ、４４ｂが形成される。

この第１凹部４２ａ、４２ｂ及び第２凹部４４ａ、４４ｂは、例えば、断面矩形状に形成され、第１凹部４２ａ、４２ｂがマニホールド本体２４の一端部側（矢印Ｃ方向）、第２凹部４４ａ、４４ｂが該第１凹部４２ａ、４２ｂに対して所定間隔離間した他端部側（矢印Ｄ方向）となるように形成される。換言すれば、第１凹部４２ａ、４２ｂ及び第２凹部４４ａ、４４ｂは、第１及び第２壁部３８、４０の延在方向に沿って一直線状に配置されている。

そして、第３分岐通路１６側（矢印Ｂ方向）に形成された第１凹部４２ｂには、導入通路３４側（矢印Ａ方向）に向かって延在し、該第２凹部４４ｂと前記導入口３６とを接続するガス導出ポート４６が形成される。ガス導出ポート４６は、第２壁部４０の延在方向と略直交したマニホールド本体２４の幅方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に沿って形成されている。

分岐管カバー２６は、マニホールド本体２４の開口部位に装着されることで第１〜第４分岐通路１２、１４、１６、１８、導入通路３４の一部を閉塞すると共に、前記マニホールド本体２４に対して前記第１〜第４分岐通路１２、１４、１６、１８の延在方向、すなわち、空気の流通方向と交差する方向（図４中、矢印Ｅ方向）に分離可能に装着されている。

この分岐管カバー２６は、第１〜第４分岐通路１２、１４、１６、１８をそれぞれ覆う第１〜第４カバー部４８、５０、５２、５４（図１参照）と、第２カバー部５０と第３カバー部５２との間に形成され導入通路３４を覆う導入カバー部５６（図１参照）とを備え、前記第１〜第４カバー部４８、５０、５２、５４、導入カバー部５６は、それぞれマニホールド本体２４から離間する方向に向かって断面円弧状に膨出して形成される。

なお、第１〜第４カバー部４８、５０、５２、５４、導入カバー部５６は、分岐管カバー２６の幅方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に沿って互いに等間隔離間して形成される。

また、分岐管カバー２６において、第３カバー部５２と導入カバー部５６との間にガス導入ポート５８が形成される。このガス導入ポート５８は、図２に示されるように、分岐管カバー２６においてマニホールド本体２４の第２壁部４０に臨む位置に開口し、且つ、図４に示されるように、該分岐管カバー２６の表面から突出するように形成され、前記分岐管カバー２６の外側とマニホールド本体２４側となる内側とを連通している。

そして、ガス導入ポート５８に接続された図示しないチューブを通じて二次ガスが供給される。なお、ここでいう二次ガスとは、例えば、ブローバイガスやＥＧＲガス等の吸気マニホールド１０を通じて内燃機関のシリンダ室へと供給されるガスである。

そして、分岐管カバー２６は、マニホールド本体２４の第１及び第２壁部３８、４０に臨む端面（合わせ面）にそれぞれ第２溶着部（溶着部）６０が設けられ、該第２溶着部６０は前記端面に対して前記マニホールド本体２４側に突出し、前記分岐管カバー２６とマニホールド本体２４とを組み付ける際、前記第１及び第２壁部３８、４０の端面（合わせ面）に当接した状態で振動溶着され互いに接合される。

この際、分岐管カバー２６の端面とマニホールド本体２４における第１及び第２壁部３８、４０との間には、所定間隔の空間が形成され、該第２壁部４０側に形成された空間が、第１及び第２溶着部２４ａ、６０によって囲まれ二次ガスの流通するガス通路６２として用いられる。

このガス通路６２は、少なくともガス導入ポート５８に臨む部位から第１凹部４２ｂに臨む部位まで第２壁部４０に沿って延在し、該ガス通路６２を介してガス導入ポート５８とガス導出ポート４６とが連通している。そして、ガス導入ポート５８から供給された二次ガスがガス通路６２を通じてガス導出ポート４６へと流通して導入口３６を通じてサージタンク内へと流通する。

吸入接続部２２は、マニホールド本体２４の側方、すなわち、該マニホールド本体２４の一端部側（矢印Ａ方向）に設けられ、例えば、図示しないスロットルボディと接続されるフランジ部６４を有する。このフランジ部６４の中央部には図示しない孔部が開口し、前記スロットルボディによって流量の調整された空気が孔部を通じて導入通路３４へと供給される。

本発明の実施の形態に係る内燃機関用吸気マニホールド１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその動作並びに作用効果について説明する。

先ず、図示しない吸気ダクトから吸い込まれた空気が吸入接続部２２の孔部を通じて導入通路３４へと供給され、マニホールド本体２４の導入口３６を通じて図示しないサージタンクへ導入された後、該サージタンクに開口した各第１開口部３０ａ〜３０ｄを通じて第１〜第４分岐通路１２、１４、１６、１８へとそれぞれ分配されシリンダヘッド側へとそれぞれ供給される。

また同時に、図示しないチューブを通じて二次ガスがガス導入ポート５８へと供給され、ガス通路６２を通じてガス導出ポート４６から導入通路３４内へと導出され、該導入通路３４を流通する空気と混合されてシリンダ室へと供給される。

この際、二次ガスは、吸気マニホールド１０において重力方向下方となるガス導入ポート５８からガス通路６２内へと導入され、該ガス通路６２に沿って重力方向に逆らうように上方（矢印Ｃ方向）に向かって流通しているため、前記二次ガス中に含まれる水分が重力方向上方に開口したガス導出ポート４６まで到達しにくく、しかも、前記ガス導出ポート４６近傍に設けられた第１凹部４２ｂ及び第２凹部４４ｂを通過することで内部に捕捉されることとなる。

詳細には、二次ガスが第１凹部４２ｂ及び第２凹部４４ｂを通過する際、重力方向下方（矢印Ｄ方向）に配置された第２凹部４４ｂによってより多くの水分が捕捉され、該第２凹部４４ｂで捕捉されなかった水分が第１凹部４２ｂによって確実に捕捉されることとなる。そのため、ガス通路６２内において水分が除去され、第１凹部４２ｂに開口したガス導出ポート４６から二次ガスと共に導入通路３４側へと移動してしまうことが回避される。

その結果、二次ガスに含まれる水分が、第１凹部４２ｂ及び第２凹部４４ｂを含むガス通路６２の内部で確実に除去されることで外部へと排出されることが防止され、該水分が二次ガスと共にガス通路６２からシリンダヘッドへと吸い込まれて生じる内燃機関の失火を防止することができる。

また、吸気マニホールド１０において、ガス通路６２はマニホールド本体２４と分岐管カバー２６との間に設けられる空間を利用しているため、新たにガス通路を形成する必要がなく、製造コストの削減を図ることができる。

さらに、二次ガス中に含まれる水分を捕捉するための第１凹部４２ｂ及び第２凹部４４ｂは、導入通路３４と第２分岐通路１４との間となるデッドスペースに形成され、しかも、マニホールド本体２４の軽量化を図るための肉抜き部を利用しているため、新たに補水用の凹部を形成する場合と比較し、製造コストの削減を図ることが可能となると共に、デッドスペースを有効活用することで前記凹部が前記マニホールド本体２４の外側に突出することがないため、吸気マニホールド１０の大型化を回避することができる。

なお、上述した実施の形態では、マニホールド本体２４における導入通路３４と第３分岐通路１６との間の第２壁部４０にガス通路６２を設け、該第２壁部４０の第１凹部４２ｂにガス導出ポート４６を形成する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、前記導入通路３４と第２分岐通路１４との間の第１壁部３８にガス通路６２を設け、該第１壁部３８の第１凹部４２ａにガス導出ポート４６を形成するようにしてもよい。この場合、分岐管カバー２６に形成されるガス導入ポート５８も第１壁部３８に臨む位置に形成する。

また、上述した実施の形態においては、図４に示されるように、第１及び第２凹部４２ｂ、４４ｂの形成方向が重力方向（矢印Ｃ、Ｄ方向）と直交方向（矢印Ｅ方向）に開口する場合について説明しているが、これに限定されるものではない。例えば、第１及び第２凹部４２ｂ、４４ｂに水分が溜まるように、該第１及び第２凹部４２ｂ、４４ｂの底面を開口部に向かって徐々に重力方向上方（矢印Ｃ方向）に傾斜させたテーパ状に形成するようにしてもよいし、前記第１及び第２凹部４２ｂ、４４ｂに溜まる水分を二次ガスの逆流方向に戻すように、該第１及び第２凹部４２ｂ、４４ｂの底面を開口部に向かって徐々に重力方向下方（矢印Ｄ方向）に傾斜したテーパ状に形成してもよい。

なお、本発明に係る内燃機関用吸気マニホールド１０は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。

１０…内燃機関用吸気マニホールド １２…第１分岐通路
１４…第２分岐通路 １６…第３分岐通路
１８…第４分岐通路 ２０…分岐管
２２…吸入接続部 ２４…マニホールド本体
２６…分岐管カバー ３０ａ〜３０ｄ…第１開口部
３２ａ〜３２ｄ…第２開口部 ３４…導入通路
３６…導入口 ３８…第１壁部
４０…第２壁部 ４２ａ、４２ｂ…第１凹部
４４ａ、４４ｂ…第２凹部 ４６…ガス導出ポート
５８…ガス導入ポート ６２…ガス通路

Claims (5)

1. 複数の分岐管を有し、第１分割体と第２分割体とが互いに溶着部を介して接合される内燃機関用吸気マニホールドにおいて、
   前記第１分割体と前記第２分割体との合わせ面の間には、前記溶着部によって囲まれ二次ガスの流通する二次ガス通路が形成され、前記第１分割体には、前記二次ガス通路に臨み前記第２分割体との溶着方向に凹部が形成されることを特徴とする内燃機関用吸気マニホールド。
2. 請求項１記載の内燃機関用吸気マニホールドにおいて、
   前記凹部は、前記二次ガス通路に対して重力方向下側に形成されることを特徴とする内燃機関用吸気マニホールド。
3. 請求項１又は２記載の内燃機関用吸気マニホールドにおいて、
   前記二次ガス通路には、重力方向下方から上方に向かって前記二次ガスが流通することを特徴とする内燃機関用吸気マニホールド。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の内燃機関用吸気マニホールドにおいて、
   前記二次ガス通路は、隣接する２つの分岐管の間における前記溶着部の合わせ面の間に形成されることを特徴とする内燃機関用吸気マニホールド。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の内燃機関用吸気マニホールドにおいて、
   前記凹部には、前記分岐管に空気を供給する導入通路と連通し、前記二次ガスを前記二次ガス通路から導出する導出ポートが形成され、前記導出ポートが前記二次ガス通路における下流側に設けられることを特徴とする内燃機関用吸気マニホールド。

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