JP3452787B2 - 多気筒内燃機関における慣性過給式吸気マニホールドの構造 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は、四気筒等のような
多気筒内燃機関において、その各気筒の各々に独立して
接続したブランチパイプを、エアクリーナの下流におけ
る一つのサージタンクに対して接続することにより、慣
性効果を利用して吸気の過給を図るようにした吸気マニ
ホールドの構造に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】一般に、多気筒内燃機関に対するこの種
の慣性過給式吸気マニホールドにおいては、一つのサー
ジタンクから各気筒への吸気ポートに至る各ブランチパ
イプの長さを可成り長くすることによって、慣性効果に
よる吸気の過給を得ることができるようにしたものであ
るから、前記各気筒に対するブランチパイプは、可成り
長いものにした上で、各気筒に対する慣性過給のバラ付
きを小さくすることのために、各気筒の各々について略
同じ長さに揃えるように構成しなければならない。 【０００３】そこで、従来は、例えば、特開昭６３−１
８１７８号公報及び特開平４−７６２６３号公報等に記
載されているように、一端を内燃機関におけるシリンダ
ヘッドの長手側面に接続した各ブランチパイプの各々
を、互いに略同じ長さにして、内燃機関における長手方
向の側面に沿って延びように湾曲したのち、その先端
を、内燃機関の側方に配設したサージタンクに接続し、
このサージタンクへの吸気入口に、スロットル弁を備え
たスロットルボデーを取付けるように構成している。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】しかし、前記各ブラン
チパイプを長い長さにした上で、この各ブランチパイプ
を、内燃機関における長手方向の側面に沿って延びるよ
うに構成することは、この各ブランチパイプの他端を接
続したサージタンクが、前記各ブランチパイプにおける
シリンダヘッドの長手側面への接続部から大きく離れる
ことにより、吸気マニホールドの全長が、各ブランチパ
イプの長さが長い分だけ長くなるから、この吸気マニホ
ールドを含む内燃機関全体の大きさが可成り大きくなる
と言う問題がある。 【０００５】しかも、重いスロットルボデーを備えたサ
ージタンクが、前記したように、各ブランチパイプにお
けるシリンダヘッドの長手側面への接続部から大きく離
れることにより、このスロットルボデー付きサージタン
クを内燃機関に対して支持する場合に、大きくて頑丈な
ブラケットを必要とするから、重量の増大及びコストの
アップを招来すると言う問題もあった。 【０００６】本発明は、これらの問題を解消すると共
に、吸気の流れ抵抗を低減し、且つ、加工性を向上でき
るようにした慣性過給式吸気マニホールドの構造を提供
することを技術的課題とするものである。 【０００７】 【課題を解決するための手段】この技術的課題を達成す
るため本発明は、「スロットルボデーにつながる吸気入
口を備えたサージタンクと、このサージタンクから内燃
機関における各気筒に向かって独立して延びてその一端
を内燃機関におけるシリンダヘッドの長手側面に接続し
た複数本のブランチパイプとから成る吸気マニホールド
において、前記サージタンクを、前記シリンダヘッドの
長手側面に近接した部位で、且つ、前記シリンダヘッド
の長手側面のうちクランク軸の軸線方向の略中央部分に
配設して、その下面に当該サージタンクに対する前記各
ブランチパイプの各々の接続部を、平面視で略多角形の
配列にして設ける一方、前記各ブランチパイプを、クラ
ンク軸の軸線方向から見て、シリンダヘッドの長手側面
から前記サージタンクの上側を通って横向きに延ばし前
記サージタンクの外側で下向きに湾曲し更に前記サージ
タンクの下側で上向きに湾曲し、この各ブランチパイプ
のうち中央に位置する気筒からのブランチパイプを前記
各接続部のうち内燃機関に近い側の接続部に、前記各ブ
ランチパイプのうち外側の気筒からのブランチパイプを
前記各接続部のうち内燃機関から遠い側の接続部に各々
接続し、更に、前記各接続部のうち内燃機関から遠い側
の接続部を、その軸線が前記各接続部のうち内燃機関に
近い側の接続部における軸線よりも下方に向かって斜め
外向きになるように外向きに傾斜する。」と言う構成に
した。 【０００８】 【作 用】．サージタンクを、シリンダヘッドの長
手側面に近接した部位に位置する一方、各ブランチパイ
プを、クランク軸の軸線方向から見て、シリンダヘッド
の長手側面から前記サージタンクの上側を通って横向き
に延ばし前記サージタンクの外側で下向きに湾曲し更に
前記サージタンクの下側で上向きに湾曲して前記サージ
タンクの下面における各接続部に接続したことにより、
サージタンクを、シリンダヘッドの長手側面に近接した
部位に位置した状態のもとで、各気筒に対する長さの長
い各ブランチパイプを、前記サージタンクの外側を略取
り囲むように配設することができるから、吸気マニホー
ルドを、従来よりも大幅にコンパクト化することができ
て、この吸気マニホールドを含む内燃機関全体をより小
型化できる。 ．サージタンクを、シリンダヘッドの長手側面に近接
した部位に位置したことにより、このサージタンクをシ
リンダヘッド等の内燃機関に対して支持する場合に、そ
のブラケットを小さくて、極く簡単で、軽量な構造のも
ので良いことになる。 ．サージタンクを、シリンダヘッドの長手側面のうち
クランク軸の軸線方向の略中央部分に配設して、その下
面に当該サージタンクに対する前記各ブランチパイプの
各々の接続部を、平面視で略多角形の配列にして設けた
ことにより、サージタンクにおけるクランク軸の軸線方
向に沿った長さ寸法を短くすることができる。 ．各ブランチパイプのうち中央に位置する気筒からの
ブランチパイプをサージタンクの下面に設けた各接続部
のうち内燃機関に近い側の接続部に、各ブランチパイプ
のうち外側の気筒からのブランチパイプを前記各接続部
のうち内燃機関から遠い側の接続部に各々接続したこと
により、以下の実施形態の項において詳しく述べるよう
に、各ブランチパイプの長さを各ブランチパイプについ
て略等しくした状態のものとで、シリンダヘッドの長手
側面から各ブランチパイプの外側面までの突出寸法が増
大することを回避できる。 ．前記のように、各ブランチパイプのうち中央に位
置する気筒からのブランチパイプをサージタンクの下面
に設けた各接続部のうち内燃機関に近い側の接続部に、
各ブランチパイプのうち外側の気筒からのブランチパイ
プを前記各接続部のうち内燃機関から遠い側の接続部に
各々接続すると言う構成にした場合、中央に位置する気
筒からのブランチパイプのうち下向きから上向きへの湾
曲部は、前記サージタンクの下面における各接続部のう
ち内燃機関から遠い側の接続部を跨ぐような形態にな
り、換言すると、外側に位置する気筒からのブランチパ
イプの先端は、中央に位置する気筒からのブランチパイ
プのうち下向きから上向きへの湾曲部の内側に入り込む
ように湾曲する形態になり、各接続部のうち内燃機関か
ら遠い側の接続部における軸線と内燃機関に近い側の接
続部における軸線とが互いに平行又は平行に近い状態で
あると、前記内燃機関から遠い側の接続部に対して外側
に位置する気筒からのブランチパイプを接続するには、
この外側に位置する気筒からのブランチパイプのうち下
向きから上向きへの湾曲部を、より小さな半径で、且
つ、大きい曲げ角度に湾曲しなけばならないことになる
から、金属製のブランチパイプにする場合にはその曲げ
加工が困難になり、また、合成樹脂製のブランチパイプ
にする場合にはその成形加工が困難になると共に、その
内部における吸気の流れ抵抗が増大することになる。 【０００９】これを本発明では、前記各接続部のうち内
燃機関から遠い側の接続部を、その軸線が前記各接続部
のうち内燃機関に近い側の接続部における軸線よりも下
方に向かって斜め外向きになるように外向きに傾斜した
もので、これにより、前記内燃機関から遠い側の接続部
は、中央の位置する気筒からのブランチパイプのうち下
向きから上向きへの湾曲部の内側から外向きに傾斜する
ように開口するから、外側の位置する気筒からのブラン
チパイプの先端を下向きに上向きに湾曲するときにおい
て、その湾曲半径を大きく、曲げ角度を小さくできる。 【００１０】 【発明の効果】従って、本発明は、前記、及びに
より、吸気マニホールドを、小型・軽量化できて、この
吸気マニホールドを含む内燃機関の全体の大型化を回避
でき、しかも、前記により、サージタンクを内燃機関
に対して支持するときにおける重量の増大及びコストの
アップを確実に防止でき、その上、前記により、ブラ
ンチパイプの曲げ加工、又は成形加工を容易化できると
共に、その吸気の流れ抵抗を低減できると言う効果を有
する。 【００１１】 【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、四
気筒内燃機関に適用した場合の図面について説明する。
この図において符号１は、四つの気筒Ａ１，Ａ２，Ａ
３，Ａ４をクランク軸の軸線方向１ａに沿って直列に並
べた四気筒内燃機関を示す、この内燃機関１におけるシ
リンダヘッド２の長手側面３には、前記各気筒Ａ１，Ａ
２，Ａ３，Ａ４への吸気ポート４，５，６，７が開口し
ている。 【００１２】符号８は、前記内燃機関１に対する吸気マ
ニホールドを示し、この吸気マニホールド８は、金属板
製のサージタンク９と、長い長さの四本の金属製ブラン
チパイプ１０，１１，１２，１３とから成り、前記各ブ
ランチパイプ１０，１１，１２，１３の一端には、一つ
の共通フランジ１４が固着され、このフランジ１４は、
前記シリンダヘッド２の長手側面３に対して、当該各ブ
ランチパイプ１０，１１，１２，１３が前記各気筒Ａ
１，Ａ２，Ａ３，Ａ４への吸気ポート４，５，６，７に
連通するように複数本のボルト１５にて接続されてい
る。 【００１３】そして、前記吸気マニホールド８における
サージタンク９を、平面視である図１に示すように、各
気筒Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４のうち中央に位置する第２
気筒Ａ２と第３気筒Ａ３との間の部位で、且つ、シリン
ダヘッド２の長手側面３に近接した部位に配設して、こ
のサージタンク９の上面に、吸気入口管１６を、当該吸
気入口１６が上向きに突出するように一体的に接続し
て、この吸気入口１６の上端に、スロットル弁（図示せ
ず）を備えたスロットルボデー１７を接続する。 【００１４】また、前記サージタンク９の下面には、前
記各ブランチパイプ１０，１１，１２，１３に対する四
つの接続部１８，１９，２０，２１を設ける一方、前記
各ブランチパイプ１０，１１，１２，１３を、略同じ長
さに揃えて、クランク軸の軸線方向１ａから見た側面図
である図３に示すように、シリンダヘッド２の長手側面
３から前記サージタンク９の上側を通って横向きに延ば
したのち前記サージタンク９の外側で下向きに湾曲し更
に前記サージタンク９の下側で上向きに湾曲して、前記
サージタンク９の下面における各接続部１８，１９，２
０，２１の各々に接続する。 【００１５】この場合において、前記サージタンク９の
下面における四つの接続部１８，１９，２０，２１を、
平面視である図１に示すように、略正方形の配列にし
て、この各接続部１８，１９，２０，２１のうち内燃機
関１に近い側の二つの接続部１９，２０に、前記各ブラ
ンチパイプ１０，１１，１２，１３のうち中央に位置す
る第２気筒Ａ２及び第３気筒Ａ３からのブランチパイプ
１１，１２を接続する一方、前記各接続部１８，１９，
２０，２１のうち内燃機関１から遠い側の二つの接続部
１８，２１に、前記各ブランチパイプ１０，１１，１
２，１３のうち外側に位置する第１気筒Ａ１及び第４気
筒Ａ４からのブランチパイプ１０，１３を接続する構成
にする。 【００１６】更に、前記各接続部１８，１９，２０，２
１のうち内燃機関１に近い側の二つの接続部１９，２０
を、図４に示すように、その軸線１９ａ，２０ａが鉛直
となるように構成する一方、前記各各接続部１８，１
９，２０，２１のうち内燃機関１から遠い側の二つの接
続部１８，２１を、図５に示すように、その軸線１８
ａ，２１ａが鉛直線つまり前記内燃機関に近い側の二つ
の接続部１９，２０における軸線１９ａ，２０ａよりも
下方に向かって適宜角度θだけ斜め外向きになるように
外向きに傾斜すると言う構成にする。 【００１７】このように、サージタンク９を、シリンダ
ヘッド２の長手側面３に近接した部位に配設する一方、
前記シリンダヘッド２の長手側面３に接続した各ブラン
チパイプ１０，１１，１２，１３を、側面視においてシ
リンダヘッド２の長手側面３から前記サージタンク９の
上側を通って横向きに延びたのち前記サージタンク９の
外側で下向きに湾曲し更に前記サージタンク９の下側で
上向きに湾曲して、前記サージタンク９の下面における
各接続部１８，１９，２０，２１の各々に接続したこと
により、前記サージタンク９を、シリンダヘッド２の長
手側面３に近接した部位に位置した状態のもとで、各気
筒Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４に対する長さの長い各ブラン
チパイプ１０，１１，１２，１３を、前記サージタンク
９の外側を略取り囲むように配設することができるか
ら、吸気装置を、従来よりも大幅にコンパクト化するこ
とができるのである。 【００１８】しかも、重いスロットルボデー１７が取付
く前記サージタンク９は、シリンダヘッド２の長手側面
３に近接した部位に位置していることにより、このサー
ジタンク９をシリンダヘッド２等の内燃機関に対して支
持する場合に、そのブラケットを小さくて、極く簡単
で、軽量な構造のものにすることができる。また、前記
サージタンク９を、平面視で、前記シリンダヘッドの長
手側面のうちクランク軸の軸線方向の略中央部分に配設
することに加えて、このサージタンク９の下面における
四つの各接続部１８，１９，２０，２１を、平面視で略
正方形の配列にしたことにより、前記サージタンク９に
おけるクランク軸の軸線１ａに沿った長さを短くできる
のである。 【００１９】ところで、前記サージタンク９の下面にお
ける各接続部１８，１９，２０，２１を、平面視で略正
方形の配列にした場合において、前記各ブランチパイプ
１０，１１，１２，１３を互いに略同じ長さにした状態
のともで、前記各接続部１８，１９，２０，２１のうち
内燃機関１に近い側の二つの接続部１９，２０に、前記
各ブランチパイプ１０，１１，１２，１３のうち外側に
位置する第１気筒Ａ１及び第４気筒Ａ４からのブランチ
パイプ１０，１３を接続する一方、前記各接続部１８，
１９，２０，２１のうち内燃機関１から遠い側の二つの
接続部１８，２１に、前記各ブランチパイプ１０，１
１，１２，１３のうち中央に位置する第２気筒Ａ２及び
第３気筒Ａ３からのブランチパイプ１１，１２を接続す
るように構成すると、中央に位置する第２気筒Ａ２及び
第３気筒Ａ３からのブランチパイプ１１，１２の外側面
１１ａ，１２ａが、サージタンク９の外側面より、当該
ブランチパイプ１１，１２を、その長さを他のブランチ
パイプ１０，１３と略同じにして、前記各接続部１８，
１９，２０，２１のうち内燃機関１から遠い側の二つの
接続部１８，２１に接続した分だけ突出することになる
から、シリンダヘッド２の長手側面３から前記外側面１
１ａ，１２ａまでの突出寸法Ｌが増大して、吸気マニホ
ールド８がそれだけ大型化する。 【００２０】これを、前記したように、前記各接続部１
８，１９，２０，２１のうち内燃機関１に近い側の二つ
の接続部１９，２０に、前記各ブランチパイプ１０，１
１，１２，１３のうち中央に位置する第２気筒Ａ２及び
第３気筒Ａ３からのブランチパイプ１１，１２を接続す
る一方、前記各接続部１８，１９，２０，２１のうち内
燃機関１から遠い側の二つの接続部１８，２１に、前記
各ブランチパイプ１０，１１，１２，１３のうち外側に
位置する第１気筒Ａ１及び第４気筒Ａ４からのブランチ
パイプ１０，１３を接続すると言う構成することによ
り、前記中央に位置する第２気筒Ａ２及び第３気筒Ａ３
からのブランチパイプ１１，１２における外側面１１
ａ，１２ａは、当該ブランチパイプ１１，１２の長さを
他のブランチパイプ１０，１３と略同じにした状態のも
とで、サージタンク９に近づくことになって、シリンダ
ヘッド２の長手側面３から前記外側面１１ａ，１２ａま
での突出寸法Ｌが増大することを回避できるから、吸気
マニホールド８をより小型化できるのである。 【００２１】また、前記各ブランチパイプ１０，１１，
１２，１３のうち中央に位置する気筒Ａ２，Ａ３からの
ブランチパイプ１１，１２を、サージタンク９の下面に
設けた各接続部１８，１９，２０，２１のうち内燃機関
１に近い側の接続部１９，２０に、各ブランチパイプの
うち外側の気筒Ａ１，Ａ４からのブランチパイプ１０，
１３を、前記各接続部のうち内燃機関から遠い側の接続
部１８，２１に各々接続すると言う構成にした場合、中
央に位置する気筒Ａ２，Ａ３からのブランチパイプ１
１，１２のうち下向きから上向きへの湾曲部は、前記サ
ージタンク９の下面における各接続部のうち内燃機関か
ら遠い側の接続部１８，１９を跨ぐような形態になり、
換言すると、外側に位置する気筒Ａ１，Ａ４からのブラ
ンチパイプ１０，１３の先端は、中央に位置する気筒Ａ
２，Ａ３からのブランチパイプ１１，１２のうち下向き
から上向きへの湾曲部の内側に入り込むように湾曲する
形態になり、各接続部のうち内燃機関から遠い側の接続
部１８，２１における軸線１８ａ，２１ａと内燃機関に
近い側の接続部１９，２０における軸線１９ａ，２０ａ
とが互いに平行又は平行に近い状態であると、前記内燃
機関から遠い側の接続部１８，２１に対して外側に位置
する気筒Ａ１，Ａ４からのブランチパイプ１０，１３を
接続するには、この外側に位置する気筒Ａ１，Ａ２から
のブランチパイプ１０，１３のうち下向きから上向きへ
の湾曲部を、より小さな半径で、且つ、大きい曲げ角度
に湾曲しなけばならないことになるから、その曲げ加工
が困難になると共に、その内部における吸気の流れ抵抗
が増大することになる。 【００２２】これを本発明では、前記したように、各接
続部１８，１９，２０，２１のうち内燃機関１から遠い
側の接続部１８，２１を、その軸線１８ａ，２１ａが前
記各接続部のうち内燃機関に近い側の接続部１９，２０
における軸線１９ａ，２０ａよりも下方に向かって適宜
角度θだけ斜め外向きになるように外向きに傾斜したも
のである。 【００２３】このように構成することにより、前記内燃
機関から遠い側の接続部１８，２１は、中央の位置する
気筒Ａ２，Ａ３からのブランチパイプ１１，１２のうち
下向きから上向きへの湾曲部の内側から外向きに傾斜す
るように開口するから、外側の位置する気筒Ａ１，Ａ４
からのブランチパイプ１０，１３の先端を下向きに上向
きに湾曲するときにおいて、その湾曲半径を大きく、曲
げ角度を小さくできて、このブランチパイプ１０，１３
の曲げ加工を容易化できると共に、その吸気の流れ抵抗
を低減できるのである。 【００２４】なお、前記実施の形態を、四気筒内燃機関
について適用した場合であったが、本発明はこれに限ら
ず、三気筒内燃機関（この場合、サージタンクの下面に
おける三つの接続部を、一つの辺をクランク軸の軸線１
ａを平行にした正三角形の配列にする）、又は、六気筒
内燃機関（この場合、サージタンクの下面における六つ
の接続部を、一つの辺をクランク軸の軸線１ａを平行に
した正六角形の配列にする）についても同様に適用で
き、また、吸気マニホールドの全体を合成樹脂製にした
場合にも適用できることは言うまでもない。

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明の実施の形態を示す平面図である。 【図２】図１のII−II視正面図である。 【図３】図１のIII −III 視側面図である。 【図４】図３のIV−IV視拡大断面図である。 【図５】図３のＶ−Ｖ視拡大断面図である。 【符号の説明】 １ 内燃機関 Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４ 気筒 ２ シリンダヘッド ３ シリンダヘッドの長手
側面 ４，５，６，７ 吸気ポート ８ 吸気マニホールド ９ サージタンク １０，１１，１２，１３ ブランチパイプ １４ フランジ １６ 吸気入口 １７ スロットルボデー １８，１９，２０，２１ 接続部

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−18178（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−264837（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−76263（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−281920（ＪＰ，Ａ) 米国特許4619226（ＵＳ，Ａ) 欧州特許出願公開523028（ＥＰ，Ａ ２) 欧州特許出願公開432919（ＥＰ，Ａ １) 欧州特許出願公開355960（ＥＰ，Ａ ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F02M 35/10 F02B 27/00

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】スロットルボデーにつながる吸気入口を備
   えたサージタンクと、このサージタンクから内燃機関に
   おける各気筒に向かって独立して延びてその一端を内燃
   機関におけるシリンダヘッドの長手側面に接続した複数
   本のブランチパイプとから成る吸気マニホールドにおい
   て、 前記サージタンクを、前記シリンダヘッドの長手側面に
   近接した部位で、且つ、前記シリンダヘッドの長手側面
   のうちクランク軸の軸線方向の略中央部分に配設して、
   その下面に当該サージタンクに対する前記各ブランチパ
   イプの各々の接続部を、平面視で略多角形の配列にして
   設ける一方、前記各ブランチパイプを、クランク軸の軸
   線方向から見て、シリンダヘッドの長手側面から前記サ
   ージタンクの上側を通って横向きに延ばしたのち前記サ
   ージタンクの外側で下向きに湾曲し更に前記サージタン
   クの下側で上向きに湾曲し、この各ブランチパイプのう
   ち中央に位置する気筒からのブランチパイプを前記各接
   続部のうち内燃機関に近い側の接続部に、前記各ブラン
   チパイプのうち外側の気筒からのブランチパイプを前記
   各接続部のうち内燃機関から遠い側の接続部に各々接続
   し、更に、前記各接続部のうち内燃機関から遠い側の接
   続部を、その軸線が前記各接続部のうち内燃機関に近い
   側の接続部における軸線よりも下方に向かって斜め外向
   きになるように外向きに傾斜したことを特徴とする多気
   筒内燃機関における慣性過給式吸気マニホールドの構
   造。