JP3701770B2 - 内燃機関用吸気装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関用吸気装置に関し、特に、スロットルボディに接続される共通吸気管と、該共通吸気管ならびにシリンダヘッドの複数の吸気ポート間を結ぶ複数の分岐吸気管とが合成樹脂製の吸気マニホールドに形成され、エアクリーナのハウジングの一部が前記吸気マニホールドに一体に形成される内燃機関用吸気装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、かかる吸気装置が、たとえば米国特許第５２５９３５６号公報等により既に知られいてる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来のものでは、吸気マニホールドの中央部に配置された吸気管内にスロットルバルブが配置されており、比較的大重量となるスロットルバルブを合成樹脂から成る吸気管で支持するのは強度上好ましくない。またエアクリーナのフィルタエレメントはリング状に形成されており、該フィルタエレメントの外周の一部に対向するようにして空気導入口が配置されているので、空気導入口からの空気をフィルタエレメントの全周に均等に当てることができず、フィルタエレメントの機能がその部分汚損により低下し、長時間の運転によって機関がその性能を十分に発揮できなくなる場合がある。さらに吸気マニホールドは機関本体に近接して配置されることから温度が高くなり勝ちであり、吸気マニホールドの温度上昇に伴って吸気温度が上昇すると内燃機関の性能を充分に発揮できなくなる。
【０００４】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、合成樹脂から成る吸気マニホールドにエアクリーナのハウジングの一部が一体に形成されるにもかからず充分な剛性を確保するようにした上で、フィルタエレメントの部分汚損を極力防止して機能低下に至るまでの時間を比較的長くすることを可能とし、さらに吸気マニホールドの温度上昇を抑えることにより吸気温度の上昇を抑えて内燃機関の性能を充分に発揮させるようにした内燃機関用吸気装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、スロットルボディに接続される共通吸気管と、該共通吸気管ならびにシリンダヘッドの複数の吸気ポート間を結ぶ複数の分岐吸気管とが合成樹脂製の吸気マニホールドに形成され、エアクリーナのハウジングの一部が前記吸気マニホールドに一体に形成される内燃機関用吸気装置において、吸気マニホールドが、各分岐吸気管の上流側の部分を構成する複数の上流側分岐管ならびに各上流側分岐管を共通に連通せしめる共通吸気管を一体に備える熱可塑性合成樹脂製の上流側管路集合体と、各分岐吸気管の下流側の部分を構成する複数の下流側分岐管を一体に備える熱可塑性合成樹脂製の下流側管路集合体とが、加熱、接合されて成り、上流側管路集合体には、共通吸気管の上流端に共通に連なる第１フランジがスロットルボディに接合すべく一体に設けられるとともに、各上流側分岐管の下流端に共通に連なる第２フランジが下流側管路集合体に加熱、接合されるべく一体に設けられ、前記第１および第２フランジに連なる第１および第２側壁と、各上流側分岐管の配列方向に沿う一端で第１および第２側壁間を結ぶ第３側壁と、第１および第２側壁の他端間を結ぶ第４側壁と、第１ないし第４側壁の下部ならびに各上流側分岐管の上下方向略中央部間を連結する底壁とで横断面四角形の箱形に形成されるハウジング主部が、各上流側分岐管の前記配列方向に沿う一端側に偏った配置で上流側管路集合体の上部に一体に形成され、該ハウジング主部と共働してエアクリーナのハウジングを構成するカバーが、ハウジング内を下方の未浄化室および上方の浄化室に区画するフィルタエレメントをハウジング主部との間に挟持して該ハウジング主部の上部に装着され、前記底壁よりも***した上流側分岐管の上端よりも低い位置に下端縁を配置して前記未浄化室に通じる空気導入口が前記第３側壁に設けられることを特徴とする。
【０００６】
かかる構成によれば、吸気マニホールドにおける上流側管路集合体に一体に設けられるハウジング主部は、スロットルボディに接合せしめるべく上流側管路集合体に一体に設けられた第１フランジに連なる第１側壁と、下流側管路集合体に加熱、接合せしめるべく上流側管路集合体に一体に設けられた第２フランジに連なる第２側壁とを有して四角形の箱形に形成され、該ハウジング主部がエアクリーナのハウジングの一部を構成するので、第１フランジへのスロットルボディの接合、ならびに第２フランジへの下流側管路集合体の加熱、接合により、第１および第２側壁すなわちエアクリーナのハウジングの剛性を高め、吸気装置全体の強度向上を図ることができる。しかもハウジング主部の底壁は各上流側分岐管の上下方向略中央部間を連結するものであり、ハウジング主部の底面が各上流側分岐管で補強されることになり、ハウジング主部の底面剛性を高めることができる。またハウジング主部が各上流側分岐管の配列方向に沿う一端側に偏って配置されており、前記配列方向に沿う一端側で第１および第２側壁間を連結する第３側壁に空気導入口が設けられるので、第３側壁に近い上流側分岐管と第３側壁との間に比較的大きな空間を確保することができ、ハウジング主部の底壁から***した上流側分岐管の上端よりも低い位置に空気導入口の下端縁が配置されるので、空気導入口から未浄化室に導入された空気の一部を上流側分岐管の上部に衝突させて前記広い空間に分散させることができ、その分散した空気が未浄化室の上方を覆うフィルタエレメントを流通するので、ほぼ均等に分散された空気がフィルタエレメントを流通することになり、フィルタエレメントの部分汚損を極力防止して機能低下に至るまでの時間を比較的長くすることが可能となる。さらに各上流側分岐管の上部はエアクリーナにおけるハウジングに臨んで配置されているので、エアクリーナを流通する空気により各上流側分岐管が冷却されることになり、機関本体に近接していることによる吸気マニホールドの温度上昇を極力回避し、吸気マニホールドの温度上昇に伴なう吸気温度の上昇を防止して、内燃機関の性能を充分に発揮させることができる。また上流側管路集合体の上部から放射される吸気音を、エアクリーナにおける未浄化室の空気層およびフィルタエレメントにより遮断して放射音の拡散を抑制することができ、エアクリーナの一部および吸気マニホールドが一体化されていることにより、組付け作業性を向上することが可能となる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面に示した本発明の一実施例に基づいて説明する。
【０００８】
図１ないし図１１は本発明の一実施例を示すものであり、図１は機関本体および吸気装置の縦断側面図、図２は図１の２矢視方向から見た吸気装置の平面図、図３は図２の３−３線断面図、図４は上流側管路集合体の平面図、図５は吸気マニホールドの分解縦断面図、図６は図３の６−６線拡大断面図、図７は上流側管路集合体成形時の棒状中子の配置を示す図、図８は湾曲中子による下流側分岐管内面の形成を説明するための下流側管路集合体および湾曲中子の縦断面図であって図９の８−８線に沿う断面図、図９は図８の９−９線拡大断面図、図１０は上流側管路集合体および下流側管路集合体の加熱、接合を説明するための簡略化した斜視図、図１１は図４の１１−１１線断面図である。
【０００９】
先ず図１ないし図３において、直列多気筒たとえば直列３気筒内燃機関の機関本体Ｅは、図示しない車両の前部に前方に傾斜した姿勢で横置きに搭載されており、前傾姿勢であることにより機関本体Ｅの上方に生じたスペースに、機関本体Ｅにおけるシリンダヘッド２１に設けられる３つの吸気ポート２２…に接続される吸気装置２３が配置される。
【００１０】
この吸気装置２３は、熱可塑性合成樹脂から成る吸気マニホールド２４と、該吸気マニホールド２４の上流端に接続されるスロットルボディ２５と、前記吸気マニホールド２４の上流側上部に一体に設けられたハウジング主部７９をハウジング７８の一部として吸気マニホールド２４の上流側上方に配置されるエアクリーナ２６と、該エアクリーナ２６および前記スロットルボディ２５間を結ぶエアフローチューブ２７とを備える。
【００１１】
吸気マニホールド２４は、スロットルボディ２５に接続される共通吸気管３０と、該共通吸気管３０ならびにシリンダヘッド２１の各吸気ポート２２…間を結ぶ複数たとえば３つの第１、第２および第３分岐吸気管３１，３２，３３とを備えるものであり、各分岐吸気管３１〜３３は共通吸気管３０から離反するにつれて相互間の間隔を大とした末広がりに配置され、しかも各分岐吸気管３１〜３３の上流端側がほぼ水平に延びるものであるのに対し、各分岐吸気管３１〜３３の下流端側は、前傾姿勢に在る機関本体Ｅの各吸気ポート２２…に接続されるべくそれぞれ湾曲して形成される。
【００１２】
図４ないし図６を併せて参照して、吸気マニホールド２４は、熱可塑性合成樹脂たとえば６−ナイロンから成る上流側管路集合体３４と、熱可塑性合成樹脂たとえば６−ナイロンから成る下流側管路集合体３５とが、加熱、接合（熱溶着）されて成るものである。
【００１３】
上流側管路集合体３４は、各分岐吸気管３１〜３３の上流側の部分を構成してそれぞれ一直線状に延びる第１ないし第３上流側分岐管３１1 ，３２1 ，３３1 と、それらの上流側分岐管３１1 〜３３1 の上流端を共通に連通せしめて一直線状に延びる共通吸気管３０と、共通吸気管３０の上流端に一体に設けられる第１フランジ３６と、各上流側分岐管３１1 〜３３1 の下流端に共通にかつ一体に設けられる第２フランジ３７とを備える。
【００１４】
第２上流側分岐管３２1 は、共通吸気管３０の下流端に同軸に連なるものであり、第１および第３上流側分岐管３１1 ，３３1 は、共通吸気管３０から離反するにつれて第２上流側分岐管３２1 との間の間隔を次第に大とするように配置される。すなわち各上流側分岐管３１1 〜３３1 は、共通吸気管３０から離反するにつれて相互間の間隔を大とした末広がりに配置される。
【００１５】
第１フランジ３６には、スロットルバルブ３８を備えるスロットルボディ２５の下流端に設けられたフランジ３９が図示しないボルトにより締結される。
【００１６】
図７において、上流側管路集合体３４は、樹脂型によってたとえば射出成形されるものであり、その樹脂型は、上流側管路集合体３４の外形に対応した複数の金型（図示せず）と、第１ないし第３上流側分岐管３１1 〜３３1 の内面ならびに共通吸気管３０の内面にそれぞれ対応して前記各金型内に装着される棒状中子４１，４２，４３，４４とを備える。而して前記各金型および各棒状中子４１〜４４間に充填された溶融合成樹脂の硬化後に、各棒状中子４１〜４４が前記金型から引き抜かれ、さらに各金型を相互に分離することにより上流側管路集合体３４の成形が完了することになる。
【００１７】
各棒状中子４１〜４４は、それらの軸方向移動により金型から引き抜かれるものであり、第２上流側分岐管３２1 および共通吸気管３０の内面は、同軸である棒状中子４２，４４が相互に離反する方向に引き抜かれることにより形成され、第１および第３上流側分岐管３１1 ，３３1 の内面は、前記棒状中子４４と角度をなす方向への棒状中子４１，４３の軸方向移動によりそれぞれ形成され、共通吸気管３０からの各上流側分岐管３１1 〜３３1 の分岐部は、棒状中子４１〜４３が棒状中子４４に接触することにより形成される。
【００１８】
下流側管路集合体３５は、前記各分岐吸気管３１〜３３の下流側の部分を構成してそれぞれ湾曲する第１ないし第３下流側分岐管３１2 ，３２2 ，３３2 と、それらの下流側分岐管３１2 ，３２2 ，３３2 の上流端に共通にかつ一体に設けられる第３フランジ４５と、各下流側分岐管３１2 ，３２2 ，３３2 の下流端に共通にかつ一体に設けられる第４フランジ４６とを備える。
【００１９】
第４フランジ４６は、機関本体Ｅにおけるシリンダヘッド２１の側面に締結されるものであり、下流側管路集合体３５の下流端上部には、シリンダヘッド２１の各吸気ポート２２…に向けてそれぞれ燃料を噴射する燃料噴射弁４７…を装着するための装着孔４８…が設けられるとともに、各燃料噴射弁４７…の後端に共通に連なる燃料分配管４９を一対のボルト５０…で締結するための一対の支持ボス５１，５１が一体に設けられる。
【００２０】
図８および図９を併せて参照して、下流側管路集合体３５は、樹脂型によってたとえば射出成形されるものであり、その樹脂型は、下流側管路集合体３５の外形に対応した複数の金型（図示せず）と、第１ないし第３下流側分岐管３１2 〜３３2 の内面にそれぞれ対応して前記各金型内に装着される湾曲中子５４，５５，５６とを備える。而して前記各金型および各湾曲中子５４〜５６間に充填された溶融合成樹脂の硬化後に、各湾曲中子５４〜５６が前記金型から引き抜かれ、さらに各金型を相互に分離することにより下流側管路集合体３５の成形が完了することになる。
【００２１】
第２下流側分岐管３２1 に対応した湾曲中子５５は、湾曲した第２下流側分岐管３２1 の中心線を含む平面での仮想円５８に沿うように湾曲して形成されるものであり、第１および第３下流側分岐管３１2 ，３３2 に対応した湾曲中子５４，５６は、第２下流側分岐管３２1 の中心線を含む平面と平行な平面での前記仮想円５８に対応した半径の仮想円（図示せず）に沿うようにそれぞれ湾曲して形成される。而して各湾曲中子５４〜５６は、前記仮想円５８の中心Ｃのまわりに回転するようにして、各下流側分岐管３１1 〜３３2 の上流端側に向けて金型から引き抜かれるものであり、このような湾曲中子の回転、引き抜きにより湾曲した合成樹脂製管の内面を形成する成形方法は、たとえば特開平６−２１３０８７号公報等により既によく知られている。しかも各湾曲中子５４〜５６は連結部５７に共通にかつ一体に連結されており、該連結部５７に連結される図示しない駆動手段により、各湾曲中子５４〜５６は、相互に平行な平面に沿って同時にかつ共通に回転駆動されることになる。
【００２２】
上流側管路集合体３４の第２フランジ３７と、下流側管路集合体３５の第３フランジ４５とは、加熱、接合により相互に接合される。この加熱、接合にあたっては、図１０で示すように、第２フランジ３７の第３フランジ４５への接合面５９と、第３フランジ４５の第２フランジ３７への接合面６０とは、熱板６１の両面に押当てられることにより加熱され、加熱後に両接合面５９，６０間から熱板６１が外された後、両接合面５９，６０を相互に密着させることにより、各上流側分岐管３１1 〜３３1 の下流端に各下流側分岐管３１2 〜３３2 の上流端をそれぞれ連ならせる配置で、上流側および下流側管路集合体３４，３５が相互に加熱、接合されることになる。
【００２３】
上流側管路集合体３４における第２フランジ３７の接合面５９には、各上流側分岐管３１1 〜３３1 の下流端開口部をそれぞれ囲む第１嵌合凹部６２，６３，６４が設けられ、下流側管路集合体３４における第３フランジ４５の接合面６０には、各下流側分岐管３１2 〜３３2 の上流端開口部をそれぞれ囲む第２嵌合凹部６５，６６，６７が設けられる。
【００２４】
第１上流側分岐管３１1 の下流端の第１嵌合凹部６２と第１下流側分岐管３１2 の上流端の第２嵌合凹部６５との間には入れ子６８が挟まれ、第２上流側分岐管３２1 の下流端の第１嵌合凹部６３と第２下流側分岐管３２2 の上流端の第２嵌合凹部６６との間には入れ子６９が挟まれ、第３上流側分岐管３３1 の下流端の第１嵌合凹部６７と第３下流側分岐管３３2 の上流端の第２嵌合凹部６７との間には入れ子７０が挟まれる。
【００２５】
これらの入れ子６８〜７０は、上流側および下流側管路集合体３４，３５と同一の合成樹脂たとえば６−ナイロンにより形成されるものであり、上流側および下流側管路集合体３４，３５の加熱、接合時に加熱されることなく両集合体３４，３５間に挟まれるようにして配置される。
【００２６】
また入れ子６８には、第１上流側分岐管３１1 の下流端ならびに第１下流側分岐管３１2 の上流端を連通せしめる連通孔７１が設けられ、入れ子６９には、第２上流側分岐管３２1 の下流端ならびに第２下流側分岐管３２2 の上流端を連通せしめる連通孔７２が設けられ、入れ子７０には、第３上流側分岐管３３1 の下流端ならびに第３下流側分岐管３３2 の上流端を連通せしめる連通孔７３が設けられる。
【００２７】
ところで、第１ないし第３分岐吸気管３１〜３３が共通吸気管３０から離反するにつれて相互の間隔を大とした末広がりに配置されるのにもかかわらず、下流側管路集合体３５の各下流側分岐管３１2 〜３３2 の内面を形成する湾曲中子５４〜５６が相互に平行な平面に沿ってそれぞれ回転せしめられることに起因して、各下流側分岐管３１2 〜３３2 のうち第１および第３下流側分岐管３２2 ，３３2 の内面を形成する湾曲中子５４，５６は、第１および第３下流側分岐管３２2 ，３３2 に対応した第１および第３上流側分岐管３１1 〜３３1 の軸線と交差する平面で回転することになる。そのため、第１および第３下流側分岐管３１2 ，３３2 の上流端部内面と、第１および第３上流側分岐管３１1 ，３３1 の下流端内面との間には段差部が必然的に生じることになる。そこで、第１および第３下流側分岐管３１2 ，３３2 の上流端部内面には、第１および第３上流側分岐管３１1 ，３３1 の内面の延長線よりも外方側に位置する段差部に対応する収納凹部７４，７５が形成され、第１上流側および下流側分岐管３１1 ，３１2 間に介在する入れ子６８と、第３上流側および下流側分岐管３３1 ，３３2 間に介在する入れ子７０とには、前記収納凹部７４，７５に収納されて第１および第３上流側分岐管３１1 ，３３1 の内面を第１および第３下流側分岐管３１2 ，３３2 の内面に滑らかに連ならせる延長部６８ａ，７０ａが一体に設けられる。
【００２８】
エアクリーナ２６のハウジング７８は、上方が開放した箱形に形成されて上流側管路集合体３４の上部に一体に設けられるハウジング主部７９と、該ハウジング主部７９の上部に装着される合成樹脂製のカバー８０とで構成される。
【００２９】
図１１を併せて参照して、ハウジング主部７９は、スロットルボディ２５に接合されるべく上流側管路集合体３４に一体に設けられている第１フランジ３６に連なって上方に延びる第１側壁８１と、下流側管路集合体３５に加熱、接合されるべく上流側管路集合体３４に一体に設けられている第２フランジ３７に連なって上方に延びる第２側壁８２と、下流側管路集合体３４における各上流側分岐管３１1 〜３３1 の配列方向に沿う一端（図１１の右端）で第１および第２側壁８１，８２間を第２上流側分岐管３２1 とほぼ平行にして結ぶ第３側壁８３と、第１および第２側壁８１，８２の他端間を結んで第３側壁８３に対向する第４側壁８４と、第１ないし第４側壁８１〜８４の下部ならびに各上流側分岐管３１1 〜３３1 の上下方向略中央部間を連結する底壁８５とで、上部を開放した横断面四角形の箱形に形成される。なお底壁８５に、図示はしないが、多数のリブが設けられていてもよい。
【００３０】
しかもハウジング主部７９は、各上流側分岐管３１1 〜３３1 の前記配列方向に沿う一端側に偏った配置、すなわち第３側壁８３が第３上流側分岐管３３1 から離隔した配置で上流側管路集合体３４の上部に一体に形成されるものであり、第４側壁８４は、第２上流側分岐管３２1 とは角度をなす方向に延びる第１上流側分岐管３１1 と角度をなすようにして配置され、第１上流側分岐管３１1 の中間部に一体に連なるように形成される。
【００３１】
このハウジング主部７９と、該ハウジング主部７９の上部に装着されるカバー８０との間には、フィルタエレメント８６の周縁部が挟まれ、該フィルタエレメント８６によりハウジング７８内は、下方の未浄化室８７と上方の浄化室８８とに区画されることになる。
【００３２】
第３側壁８３には、未浄化室８７内に空気を導入するための空気導入口８９が設けられるとともに、該空気導入口８９に内端を連ならせて外方に延びる空気導入管９０が一体に設けられる。ところで、ハウジング主部７９の底壁８５は、各上流側分岐管３１1 〜３３1 の上下方向略中央部間を連結するものであり、上流側分岐管３１1 〜３３1 の上部は底壁８５よりも上方に***しているものである。而して前記空気導入口８９は、その下端縁を各上流側分岐管３１1 〜３３1 の上端よりも下方に位置させるようにして第３側壁８３に設けられる。
【００３３】
カバー８０には、浄化室８８に通じる導出管９１がスロットルボディ２５の上方に位置するようにして一体に設けられる。すなわちエアクリーナ２６内において、空気導入口８９から未浄化室８７に導入された空気はフィルタエレメント８６を通過して上方に流れ、さらに流通方向をほぼ９０度変化させるようにして導出管９１からほぼ水平方向に導出されることになる。
【００３４】
エアクリーナ２６の導出管９１と、スロットルボディ２５の上流端とは、エアフローチューブ２７を介して連結されるものであり、該エアフローチューブ２７は、上下に延びる拡張型チャンバ２７ａと、該拡張型チャンバ２７ａの上端に連なる蛇腹状の入口側接続管２７ｂと、前記拡張型チャンバ２７ａの下端に連なる出口側接続管２７ｃとを一体に有して合成樹脂により略Ｕ字形に形成されるものであり、入口側接続管２７ｂが導出管５１に嵌合、連結され、出口側接続管２７ｃがスロットルボディ２５の上流端部に嵌合、連結される。
【００３５】
而して拡張型チャンバ２７ａの前記導出管５１に対向する部分は、空気流の衝突を緩和して円滑な流れを可能とするために球面状に形成されており、この拡張型チャンバ２７ａにおける共鳴作用により、吸気装置２３での吸気路における固有振動数の調整が可能となり、機関の低・中速回転域における出力トルクの向上に寄与することが可能となる。
【００３６】
次にこの実施例の作用について説明すると、吸気マニホールド２４において、共通吸気管３０が一直線状に延びるものであるのに加えて、その共通吸気管３０に共通に連なる各分岐吸気管３１〜３３が、一直線状に延びる上流側分岐管３１1 〜３３3 と、湾曲した下流側分岐管３１2 〜３３2 とから構成されるものであるので、前傾姿勢である機関本体Ｅのシリンダヘッド２１に接続される吸気マニホールド２４の共通吸気管３０から各分岐吸気管３１〜３３の下流端に至るまでの管路形状を単純化することができる。
【００３７】
しかも上流側管路集合体３４における各上流側分岐管３１1 〜３３1 の内面が棒状中子４１〜４３の軸方向移動による引き抜きで形成されるとともに共通吸気管３０の内面も棒状中子４０の軸方向移動による引き抜きで形成されるので、上流側管路集合体３４の成形が容易であり、また下流側管路集合体３５における各下流側分岐管３１2 〜３３2 の内面が湾曲中子５４〜５６の回転による引き抜きで形成されるので下流側管路集合体３５の成形も容易であり、両集合体３４、３５を高精度かつ低コストで製造することができる。
【００３８】
ところで、上流側管路集合体３４における第２フランジ３７の接合面５９と、下流側管路集合体３５における第３フランジ４５の接合面６０とは、相互に加熱、接合されるものであり、その接合時に生じるばりが、上流側分岐管３１1 〜３３1 および下流側分岐管３１2 〜３３2 の連結部内面にはみだすおそれがある。しかるに前記両接合面５９，６０には、各上流側分岐管３１1 〜３３1 の下流端開口部を囲む第１嵌合凹部６２〜６４と、下流側分岐管３１2 〜３３2 の上流端開口部をそれぞれ囲む第２嵌合凹部６５〜６７とが設けられており、それらの嵌合凹部６２，６５；６３，６６；６４，６７間に挟まれるようにして合成樹脂製の入れ子６８，６９，７０がそれぞれ配置されているので、前記加熱、接合時にばりが生じたとしても、そのばりが各分岐吸気管３１〜３３内に入り込むことは各入れ子６８〜７０により阻止されることになり、したがって各分岐吸気管３１〜３３の内面形状にばりによるばらつきが生じるのを防止して吸気性能の向上に寄与することができる。なお、前記加熱、接合時に接合面５９，６０から外方側にはみだすばりについては、吸気性能に影響を及ぼすことはないので、放置したままでよい。
【００３９】
しかも前記両接合面５９，６０のうち上流側管路集合体３４の接合面５９は、エアクリーナ２６のハウジング２８を構成するハウジング主部２９の一部である第２側壁８２に連なって形成されるものであるので、両接合面５９，６０での接合強度を向上させ、両管路集合体３４，３５の接合信頼性を向上することができる。
【００４０】
また下流側管路集合体３５の各下流側分岐管３１2 〜３３2 の内面は、相互に平行な平面での湾曲中子５４〜５６の回転による引き抜きでそれぞれ形成されるものであるので、各湾曲中子５４〜５６の回転による引き抜きを共通の駆動手段で同時に行なうことが可能であり、下流側管路集合体３５の成形がより容易となる。
【００４１】
一方、各分岐吸気管３１〜３３が末広がりの配置であるのにもかかわらず、各湾曲中子５４〜５６が相互に平行な平面に沿ってそれぞれ回転せしめられることに起因して、第１および第３下流側分岐管３１2 ，３３2 の内面を形成する湾曲中子５４，５６は、第１および第３上流側分岐管３１1 ，３３1 の軸線と交差する平面で回転せしめられることになり、第１および第３下流側分岐管３１2 ，３３2 の上流端部内面と、第１および第３上流側分岐管３１1 ，３３1 の下流端内面との間には段差部が必然的に生じることになる。しかるに、第１および第３下流側分岐管３１2 ，３３2 の上流端部内面には、第１および第３上流側分岐管３１1 ，３３1 の内面の延長線よりも外方側に位置する収納凹部７４，７５が形成されており、第１上流側および下流側分岐管３１1 ，３１2 間、ならびに第３上流側および下流側分岐管３３1 ，３３2 間に介在する入れ子６８，７０には、前記収納凹部７４，７５に収納される延長部６８ａ，７０ａが一体に設けられる。したがって、第１および第３上流側分岐管３１1 ，３３1 の内面が第１および第３下流側分岐管３１2 ，３３2 の内面に滑らかに連なることになり、上流側分岐管３１1 ，３３1 から下流側分岐管３１2 ，３３2 への空気の流通を円滑化ならしめ、吸気性能をより一層向上することができる。
【００４２】
さらにエアクリーナ２６のハウジング７８は、上流側管路集合体３４に一体に設けられるハウジング主部７９と、該ハウジング主部７９の上部に装着されるカバー８０とで構成されるものであり、ハウジング主部７９は、上流側管路集合体３４が備える第１および第２フランジ３６，３７にそれぞれ連なって上方に延びる第１および第２側壁８１，８２を有して四角形の箱形に形成されるものである。したがって、第１フランジ３６へのスロットルボディ２５の接合部剛性を高めることができるとともに上流側および下流側管路集合体３４，３５の接合部の剛性を高めることができるだけでなく、第１および第２側壁８１，８２すなわちエアクリーナ２６のハウジング７８の剛性を高め、吸気装置２３全体の強度向上を図ることができる。
【００４３】
またハウジング主部７９の一部である第４側壁８４は、第１上流側分岐管３１1 に角度をなして交わるようにして一体に連なるものであり、第１上流側分岐管３１1 で補強するようにして第４側壁８４の剛性を高めることができる。さらにハウジング主部７９の底壁８５は各上流側分岐管３１1 〜３３1 の上下方向略中央部間を連結するものであり、ハウジング主部７９の底面が各上流側分岐管３１1 〜３３1 で補強されることになり、ハウジング主部７９の底面剛性を高めることができる。したがって上記第１および第２側壁８１，８２の剛性が高いことと相まってハウジング主部７９すなわちハウジング７８の剛性をより一層高めることができる。
【００４４】
前記ハウジング主部７９は、各上流側分岐管３１1 〜３３1 の配列方向に沿う一端側に偏って配置されるものであり、その配列方向に沿う一端側に在る第３側壁８３に空気導入口８９が設けられるので、第３側壁８９に近い上流側分岐管３３1 と第３側壁８３との間に比較的大きな空間を確保することができる。しかも底壁８５から***した上流側分岐管３１1 〜３３1 の上端よりも低い位置に空気導入口８９の下端縁が配置されるので、空気導入口８９から未浄化室８７に導入された空気の一部を上流側分岐管３３1 の上部に衝突させて前記広い空間に分散させることができ、その分散した空気が未浄化室８７の上方を覆うフィルタエレメント８６を流通するので、ほぼ均等に分散された空気がフィルタエレメント８６を流通することになる。したがってフィルタエレメント８６の部分汚損を極力防止して機能低下に至るまでの時間を比較的長くすることができる。
【００４５】
さらに各上流側分岐管３１1 〜３３1 の上部はエアクリーナ２６におけるハウジング７８内に臨んで配置されているので、エアクリーナ２６を流通する空気により各上流側分岐管３１1 〜３３1 が冷却されることになり、機関本体Ｅに近接していることによる吸気マニホールド２３の温度上昇を極力回避し、吸気マニホールド２３の温度上昇に伴なう吸気温度の上昇を防止して、内燃機関の性能を充分に発揮させることができる。
【００４６】
ところで、合成樹脂製であることに起因して吸気マニホールド２４からは吸気音の放射が生じがちであるが、吸気マニホールド２４における上流側管路集合体３４の上部から放射される吸気音は、上流側管路集合体３４の上方に在るエアクリーナ２６における未浄化室８７の空気層およびフィルタエレメント８６により遮断されることになり、放射音の拡散を抑制することができる。
【００４７】
さらにエアクリーナ２６の一部および吸気マニホールド２４が一体化されていることにより、吸気装置２３の組付け作業性を向上することが可能となる。
【００４８】
以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明を逸脱することなく種々の設計変更を行なうことが可能である。
【００４９】
たとえば拡張型チャンバ２７ａを備えるエアフローチューブ２７に代えて、エアクリーナ２６およびスロットルボディ２５間を連結する単純なダクトを用い、該ダクトの中間部に開閉制御弁を介してレゾネータチャンバが接続される構成としてもよい。また各上流側分岐管３１1 〜３３1 およひ各下流側分岐管３１2 〜３３2 間に介在するようにして入れ子６８〜７０を上流側管路集合体３４および下流側管路集合体３５間に挟むようにしたが、本発明は、そのような入れ子６８〜７０を用いずに上流側および下流側管路集合体３４，３５を加熱、接合するようにしたものにも適用可能である。
【００５０】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、ハウジング主部が、第１および第２フランジにそれぞれ連なる第１および第２側壁を有して四角形の箱形に形成され、上流側管路集合体に一体に形成されることにより、第１および第２側壁すなわちエアクリーナのハウジングの剛性を高め、吸気装置全体の強度向上を図ることができ、ハウジング主部の底面が各上流側分岐管で補強されることになり、ハウジング主部の底面剛性を高めることができる。
【００５１】
またハウジング主部が各上流側分岐管の配列方向に沿う一端側に偏って配置されるとともに前記配列方向に沿う一端側の第３側壁に空気導入口が設けられるので、第３側壁に近い上流側分岐管と第３側壁との間に比較的大きな空間を確保することができ、ハウジング主部の底壁から***した上流側分岐管の上端よりも低い位置に空気導入口の下端縁が配置されることにより、空気導入口からの空気の一部を上流側分岐管の上部に衝突させて前記広い空間に分散させてフィルタエレメントに導くようにし、ほぼ均等に分散された空気がフィルタエレメントを流通するようにして、フィルタエレメントの部分汚損を極力防止して機能低下に至るまでの時間を比較的長くすることが可能となる。
【００５２】
また各上流側分岐管の上部はエアクリーナにおけるハウジングに臨んで配置されているので、エアクリーナを流通する空気で各上流側分岐管を冷却して、吸気マニホールドの温度上昇を極力回避し、吸気マニホールドの温度上昇に伴なう吸気温度の上昇を防止し、内燃機関の性能を充分に発揮させることができる。
【００５３】
さらに上流側管路集合体の上部から放射される吸気音を、エアクリーナにおける未浄化室の空気層およびフィルタエレメントにより遮断して放射音の拡散を抑制し、エアクリーナの一部および吸気マニホールドが一体化されていることにより、組付け作業性を向上することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】機関本体および吸気装置の縦断側面図である。
【図２】図１の２矢視方向から見た吸気装置の平面図である。
【図３】図２の３−３線断面図である。
【図４】上流側管路集合体の平面図である。
【図５】吸気マニホールドの分解縦断面図である。
【図６】図３の６−６線拡大断面図である。
【図７】上流側管路集合体成形時の棒状中子の配置を示す図である。
【図８】湾曲中子による下流側分岐管内面の形成を説明するための下流側管路集合体および湾曲中子の縦断面図であって図９の８−８線に沿う断面図である。
【図９】図８の９−９線拡大断面図である。
【図１０】上流側管路集合体および下流側管路集合体の加熱、接合を説明するための簡略化した斜視図である。
【図１１】図４の１１−１１線断面図である。
【符号の説明】
２１・・・シリンダヘッド
２２・・・吸気ポート
２３・・・吸気装置
２４・・・吸気マニホールド
２５・・・スロットルボディ
２６・・・エアクリーナ
３０・・・共通吸気管
３１，３２，３３・・・分岐吸気管
３１1 ，３２1 ，３３1 ・・・上流側分岐管
３１2 ，３２2 ，３３2 ・・・下流側分岐管
３４・・・上流側管路集合体
３５・・・下流側管路集合体
３６・・・第１フランジ
３７・・・第２フランジ
７８・・・ハウジング
７９・・・ハウジング主部
８０・・・カバー
８１・・・第１側壁
８２・・・第２側壁
８３・・・第３側壁
８４・・・第４側壁
８５・・・底壁
８６・・・フィルタエレメント
８７・・・未浄化室
８８・・・浄化室
８９・・・空気導入口
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関用吸気装置に関し、特に、スロットルボディに接続される共通吸気管と、該共通吸気管ならびにシリンダヘッドの複数の吸気ポート間を結ぶ複数の分岐吸気管とが合成樹脂製の吸気マニホールドに形成され、エアクリーナのハウジングの一部が前記吸気マニホールドに一体に形成される内燃機関用吸気装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、かかる吸気装置が、たとえば米国特許第５２５９３５６号公報等により既に知られいてる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来のものでは、吸気マニホールドの中央部に配置された吸気管内にスロットルバルブが配置されており、比較的大重量となるスロットルバルブを合成樹脂から成る吸気管で支持するのは強度上好ましくない。またエアクリーナのフィルタエレメントはリング状に形成されており、該フィルタエレメントの外周の一部に対向するようにして空気導入口が配置されているので、空気導入口からの空気をフィルタエレメントの全周に均等に当てることができず、フィルタエレメントの機能がその部分汚損により低下し、長時間の運転によって機関がその性能を十分に発揮できなくなる場合がある。さらに吸気マニホールドは機関本体に近接して配置されることから温度が高くなり勝ちであり、吸気マニホールドの温度上昇に伴って吸気温度が上昇すると内燃機関の性能を充分に発揮できなくなる。
【０００４】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、合成樹脂から成る吸気マニホールドにエアクリーナのハウジングの一部が一体に形成されるにもかからず充分な剛性を確保するようにした上で、フィルタエレメントの部分汚損を極力防止して機能低下に至るまでの時間を比較的長くすることを可能とし、さらに吸気マニホールドの温度上昇を抑えることにより吸気温度の上昇を抑えて内燃機関の性能を充分に発揮させるようにした内燃機関用吸気装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、スロットルボディに接続される共通吸気管と、該共通吸気管ならびにシリンダヘッドの複数の吸気ポート間を結ぶ複数の分岐吸気管とが合成樹脂製の吸気マニホールドに形成され、エアクリーナのハウジングの一部が前記吸気マニホールドに一体に形成される内燃機関用吸気装置において、吸気マニホールドが、各分岐吸気管の上流側の部分を構成する複数の上流側分岐管ならびに各上流側分岐管を共通に連通せしめる共通吸気管を一体に備える熱可塑性合成樹脂製の上流側管路集合体と、各分岐吸気管の下流側の部分を構成する複数の下流側分岐管を一体に備える熱可塑性合成樹脂製の下流側管路集合体とが、加熱、接合されて成り、上流側管路集合体には、共通吸気管の上流端に共通に連なる第１フランジがスロットルボディに接合すべく一体に設けられるとともに、各上流側分岐管の下流端に共通に連なる第２フランジが下流側管路集合体に加熱、接合されるべく一体に設けられ、前記第１および第２フランジに連なる第１および第２側壁と、各上流側分岐管の配列方向に沿う一端で第１および第２側壁間を結ぶ第３側壁と、第１および第２側壁の他端間を結ぶ第４側壁と、第１ないし第４側壁の下部ならびに各上流側分岐管の上下方向略中央部間を連結する底壁とで横断面四角形の箱形に形成されるハウジング主部が、各上流側分岐管の前記配列方向に沿う一端側に偏った配置で上流側管路集合体の上部に一体に形成され、該ハウジング主部と共働してエアクリーナのハウジングを構成するカバーが、ハウジング内を下方の未浄化室および上方の浄化室に区画するフィルタエレメントをハウジング主部との間に挟持して該ハウジング主部の上部に装着され、前記底壁よりも***した上流側分岐管の上端よりも低い位置に下端縁を配置して前記未浄化室に通じる空気導入口が前記第３側壁に設けられることを特徴とする。
【０００６】
かかる構成によれば、吸気マニホールドにおける上流側管路集合体に一体に設けられるハウジング主部は、スロットルボディに接合せしめるべく上流側管路集合体に一体に設けられた第１フランジに連なる第１側壁と、下流側管路集合体に加熱、接合せしめるべく上流側管路集合体に一体に設けられた第２フランジに連なる第２側壁とを有して四角形の箱形に形成され、該ハウジング主部がエアクリーナのハウジングの一部を構成するので、第１フランジへのスロットルボディの接合、ならびに第２フランジへの下流側管路集合体の加熱、接合により、第１および第２側壁すなわちエアクリーナのハウジングの剛性を高め、吸気装置全体の強度向上を図ることができる。しかもハウジング主部の底壁は各上流側分岐管の上下方向略中央部間を連結するものであり、ハウジング主部の底面が各上流側分岐管で補強されることになり、ハウジング主部の底面剛性を高めることができる。またハウジング主部が各上流側分岐管の配列方向に沿う一端側に偏って配置されており、前記配列方向に沿う一端側で第１および第２側壁間を連結する第３側壁に空気導入口が設けられるので、第３側壁に近い上流側分岐管と第３側壁との間に比較的大きな空間を確保することができ、ハウジング主部の底壁から***した上流側分岐管の上端よりも低い位置に空気導入口の下端縁が配置されるので、空気導入口から未浄化室に導入された空気の一部を上流側分岐管の上部に衝突させて前記広い空間に分散させることができ、その分散した空気が未浄化室の上方を覆うフィルタエレメントを流通するので、ほぼ均等に分散された空気がフィルタエレメントを流通することになり、フィルタエレメントの部分汚損を極力防止して機能低下に至るまでの時間を比較的長くすることが可能となる。さらに各上流側分岐管の上部はエアクリーナにおけるハウジングに臨んで配置されているので、エアクリーナを流通する空気により各上流側分岐管が冷却されることになり、機関本体に近接していることによる吸気マニホールドの温度上昇を極力回避し、吸気マニホールドの温度上昇に伴なう吸気温度の上昇を防止して、内燃機関の性能を充分に発揮させることができる。また上流側管路集合体の上部から放射される吸気音を、エアクリーナにおける未浄化室の空気層およびフィルタエレメントにより遮断して放射音の拡散を抑制することができ、エアクリーナの一部および吸気マニホールドが一体化されていることにより、組付け作業性を向上することが可能となる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面に示した本発明の一実施例に基づいて説明する。
【０００８】
図１ないし図１１は本発明の一実施例を示すものであり、図１は機関本体および吸気装置の縦断側面図、図２は図１の２矢視方向から見た吸気装置の平面図、図３は図２の３−３線断面図、図４は上流側管路集合体の平面図、図５は吸気マニホールドの分解縦断面図、図６は図３の６−６線拡大断面図、図７は上流側管路集合体成形時の棒状中子の配置を示す図、図８は湾曲中子による下流側分岐管内面の形成を説明するための下流側管路集合体および湾曲中子の縦断面図であって図９の８−８線に沿う断面図、図９は図８の９−９線拡大断面図、図１０は上流側管路集合体および下流側管路集合体の加熱、接合を説明するための簡略化した斜視図、図１１は図４の１１−１１線断面図である。
【０００９】
先ず図１ないし図３において、直列多気筒たとえば直列３気筒内燃機関の機関本体Ｅは、図示しない車両の前部に前方に傾斜した姿勢で横置きに搭載されており、前傾姿勢であることにより機関本体Ｅの上方に生じたスペースに、機関本体Ｅにおけるシリンダヘッド２１に設けられる３つの吸気ポート２２…に接続される吸気装置２３が配置される。
【００１０】
この吸気装置２３は、熱可塑性合成樹脂から成る吸気マニホールド２４と、該吸気マニホールド２４の上流端に接続されるスロットルボディ２５と、前記吸気マニホールド２４の上流側上部に一体に設けられたハウジング主部７９をハウジング７８の一部として吸気マニホールド２４の上流側上方に配置されるエアクリーナ２６と、該エアクリーナ２６および前記スロットルボディ２５間を結ぶエアフローチューブ２７とを備える。
【００１１】
吸気マニホールド２４は、スロットルボディ２５に接続される共通吸気管３０と、該共通吸気管３０ならびにシリンダヘッド２１の各吸気ポート２２…間を結ぶ複数たとえば３つの第１、第２および第３分岐吸気管３１，３２，３３とを備えるものであり、各分岐吸気管３１〜３３は共通吸気管３０から離反するにつれて相互間の間隔を大とした末広がりに配置され、しかも各分岐吸気管３１〜３３の上流端側がほぼ水平に延びるものであるのに対し、各分岐吸気管３１〜３３の下流端側は、前傾姿勢に在る機関本体Ｅの各吸気ポート２２…に接続されるべくそれぞれ湾曲して形成される。
【００１２】
図４ないし図６を併せて参照して、吸気マニホールド２４は、熱可塑性合成樹脂たとえば６−ナイロンから成る上流側管路集合体３４と、熱可塑性合成樹脂たとえば６−ナイロンから成る下流側管路集合体３５とが、加熱、接合（熱溶着）されて成るものである。
【００１３】
上流側管路集合体３４は、各分岐吸気管３１〜３３の上流側の部分を構成してそれぞれ一直線状に延びる第１ないし第３上流側分岐管３１1 ，３２1 ，３３1 と、それらの上流側分岐管３１1 〜３３1 の上流端を共通に連通せしめて一直線状に延びる共通吸気管３０と、共通吸気管３０の上流端に一体に設けられる第１フランジ３６と、各上流側分岐管３１1 〜３３1 の下流端に共通にかつ一体に設けられる第２フランジ３７とを備える。
【００１４】
第２上流側分岐管３２1 は、共通吸気管３０の下流端に同軸に連なるものであり、第１および第３上流側分岐管３１1 ，３３1 は、共通吸気管３０から離反するにつれて第２上流側分岐管３２1 との間の間隔を次第に大とするように配置される。すなわち各上流側分岐管３１1 〜３３1 は、共通吸気管３０から離反するにつれて相互間の間隔を大とした末広がりに配置される。
【００１５】
第１フランジ３６には、スロットルバルブ３８を備えるスロットルボディ２５の下流端に設けられたフランジ３９が図示しないボルトにより締結される。
【００１６】
図７において、上流側管路集合体３４は、樹脂型によってたとえば射出成形されるものであり、その樹脂型は、上流側管路集合体３４の外形に対応した複数の金型（図示せず）と、第１ないし第３上流側分岐管３１1 〜３３1 の内面ならびに共通吸気管３０の内面にそれぞれ対応して前記各金型内に装着される棒状中子４１，４２，４３，４４とを備える。而して前記各金型および各棒状中子４１〜４４間に充填された溶融合成樹脂の硬化後に、各棒状中子４１〜４４が前記金型から引き抜かれ、さらに各金型を相互に分離することにより上流側管路集合体３４の成形が完了することになる。
【００１７】
各棒状中子４１〜４４は、それらの軸方向移動により金型から引き抜かれるものであり、第２上流側分岐管３２1 および共通吸気管３０の内面は、同軸である棒状中子４２，４４が相互に離反する方向に引き抜かれることにより形成され、第１および第３上流側分岐管３１1 ，３３1 の内面は、前記棒状中子４４と角度をなす方向への棒状中子４１，４３の軸方向移動によりそれぞれ形成され、共通吸気管３０からの各上流側分岐管３１1 〜３３1 の分岐部は、棒状中子４１〜４３が棒状中子４４に接触することにより形成される。
【００１８】
下流側管路集合体３５は、前記各分岐吸気管３１〜３３の下流側の部分を構成してそれぞれ湾曲する第１ないし第３下流側分岐管３１2 ，３２2 ，３３2 と、それらの下流側分岐管３１2 ，３２2 ，３３2 の上流端に共通にかつ一体に設けられる第３フランジ４５と、各下流側分岐管３１2 ，３２2 ，３３2 の下流端に共通にかつ一体に設けられる第４フランジ４６とを備える。
【００１９】
第４フランジ４６は、機関本体Ｅにおけるシリンダヘッド２１の側面に締結されるものであり、下流側管路集合体３５の下流端上部には、シリンダヘッド２１の各吸気ポート２２…に向けてそれぞれ燃料を噴射する燃料噴射弁４７…を装着するための装着孔４８…が設けられるとともに、各燃料噴射弁４７…の後端に共通に連なる燃料分配管４９を一対のボルト５０…で締結するための一対の支持ボス５１，５１が一体に設けられる。
【００２０】
図８および図９を併せて参照して、下流側管路集合体３５は、樹脂型によってたとえば射出成形されるものであり、その樹脂型は、下流側管路集合体３５の外形に対応した複数の金型（図示せず）と、第１ないし第３下流側分岐管３１2 〜３３2 の内面にそれぞれ対応して前記各金型内に装着される湾曲中子５４，５５，５６とを備える。而して前記各金型および各湾曲中子５４〜５６間に充填された溶融合成樹脂の硬化後に、各湾曲中子５４〜５６が前記金型から引き抜かれ、さらに各金型を相互に分離することにより下流側管路集合体３５の成形が完了することになる。
【００２１】
第２下流側分岐管３２1 に対応した湾曲中子５５は、湾曲した第２下流側分岐管３２1 の中心線を含む平面での仮想円５８に沿うように湾曲して形成されるものであり、第１および第３下流側分岐管３１2 ，３３2 に対応した湾曲中子５４，５６は、第２下流側分岐管３２1 の中心線を含む平面と平行な平面での前記仮想円５８に対応した半径の仮想円（図示せず）に沿うようにそれぞれ湾曲して形成される。而して各湾曲中子５４〜５６は、前記仮想円５８の中心Ｃのまわりに回転するようにして、各下流側分岐管３１1 〜３３2 の上流端側に向けて金型から引き抜かれるものであり、このような湾曲中子の回転、引き抜きにより湾曲した合成樹脂製管の内面を形成する成形方法は、たとえば特開平６−２１３０８７号公報等により既によく知られている。しかも各湾曲中子５４〜５６は連結部５７に共通にかつ一体に連結されており、該連結部５７に連結される図示しない駆動手段により、各湾曲中子５４〜５６は、相互に平行な平面に沿って同時にかつ共通に回転駆動されることになる。
【００２２】
上流側管路集合体３４の第２フランジ３７と、下流側管路集合体３５の第３フランジ４５とは、加熱、接合により相互に接合される。この加熱、接合にあたっては、図１０で示すように、第２フランジ３７の第３フランジ４５への接合面５９と、第３フランジ４５の第２フランジ３７への接合面６０とは、熱板６１の両面に押当てられることにより加熱され、加熱後に両接合面５９，６０間から熱板６１が外された後、両接合面５９，６０を相互に密着させることにより、各上流側分岐管３１1 〜３３1 の下流端に各下流側分岐管３１2 〜３３2 の上流端をそれぞれ連ならせる配置で、上流側および下流側管路集合体３４，３５が相互に加熱、接合されることになる。
【００２３】
上流側管路集合体３４における第２フランジ３７の接合面５９には、各上流側分岐管３１1 〜３３1 の下流端開口部をそれぞれ囲む第１嵌合凹部６２，６３，６４が設けられ、下流側管路集合体３４における第３フランジ４５の接合面６０には、各下流側分岐管３１2 〜３３2 の上流端開口部をそれぞれ囲む第２嵌合凹部６５，６６，６７が設けられる。
【００２４】
第１上流側分岐管３１1 の下流端の第１嵌合凹部６２と第１下流側分岐管３１2 の上流端の第２嵌合凹部６５との間には入れ子６８が挟まれ、第２上流側分岐管３２1 の下流端の第１嵌合凹部６３と第２下流側分岐管３２2 の上流端の第２嵌合凹部６６との間には入れ子６９が挟まれ、第３上流側分岐管３３1 の下流端の第１嵌合凹部６７と第３下流側分岐管３３2 の上流端の第２嵌合凹部６７との間には入れ子７０が挟まれる。
【００２５】
これらの入れ子６８〜７０は、上流側および下流側管路集合体３４，３５と同一の合成樹脂たとえば６−ナイロンにより形成されるものであり、上流側および下流側管路集合体３４，３５の加熱、接合時に加熱されることなく両集合体３４，３５間に挟まれるようにして配置される。
【００２６】
また入れ子６８には、第１上流側分岐管３１1 の下流端ならびに第１下流側分岐管３１2 の上流端を連通せしめる連通孔７１が設けられ、入れ子６９には、第２上流側分岐管３２1 の下流端ならびに第２下流側分岐管３２2 の上流端を連通せしめる連通孔７２が設けられ、入れ子７０には、第３上流側分岐管３３1 の下流端ならびに第３下流側分岐管３３2 の上流端を連通せしめる連通孔７３が設けられる。
【００２７】
ところで、第１ないし第３分岐吸気管３１〜３３が共通吸気管３０から離反するにつれて相互の間隔を大とした末広がりに配置されるのにもかかわらず、下流側管路集合体３５の各下流側分岐管３１2 〜３３2 の内面を形成する湾曲中子５４〜５６が相互に平行な平面に沿ってそれぞれ回転せしめられることに起因して、各下流側分岐管３１2 〜３３2 のうち第１および第３下流側分岐管３２2 ，３３2 の内面を形成する湾曲中子５４，５６は、第１および第３下流側分岐管３２2 ，３３2 に対応した第１および第３上流側分岐管３１1 〜３３1 の軸線と交差する平面で回転することになる。そのため、第１および第３下流側分岐管３１2 ，３３2 の上流端部内面と、第１および第３上流側分岐管３１1 ，３３1 の下流端内面との間には段差部が必然的に生じることになる。そこで、第１および第３下流側分岐管３１2 ，３３2 の上流端部内面には、第１および第３上流側分岐管３１1 ，３３1 の内面の延長線よりも外方側に位置する段差部に対応する収納凹部７４，７５が形成され、第１上流側および下流側分岐管３１1 ，３１2 間に介在する入れ子６８と、第３上流側および下流側分岐管３３1 ，３３2 間に介在する入れ子７０とには、前記収納凹部７４，７５に収納されて第１および第３上流側分岐管３１1 ，３３1 の内面を第１および第３下流側分岐管３１2 ，３３2 の内面に滑らかに連ならせる延長部６８ａ，７０ａが一体に設けられる。
【００２８】
エアクリーナ２６のハウジング７８は、上方が開放した箱形に形成されて上流側管路集合体３４の上部に一体に設けられるハウジング主部７９と、該ハウジング主部７９の上部に装着される合成樹脂製のカバー８０とで構成される。
【００２９】
図１１を併せて参照して、ハウジング主部７９は、スロットルボディ２５に接合されるべく上流側管路集合体３４に一体に設けられている第１フランジ３６に連なって上方に延びる第１側壁８１と、下流側管路集合体３５に加熱、接合されるべく上流側管路集合体３４に一体に設けられている第２フランジ３７に連なって上方に延びる第２側壁８２と、下流側管路集合体３４における各上流側分岐管３１1 〜３３1 の配列方向に沿う一端（図１１の右端）で第１および第２側壁８１，８２間を第２上流側分岐管３２1 とほぼ平行にして結ぶ第３側壁８３と、第１および第２側壁８１，８２の他端間を結んで第３側壁８３に対向する第４側壁８４と、第１ないし第４側壁８１〜８４の下部ならびに各上流側分岐管３１1 〜３３1 の上下方向略中央部間を連結する底壁８５とで、上部を開放した横断面四角形の箱形に形成される。なお底壁８５に、図示はしないが、多数のリブが設けられていてもよい。
【００３０】
しかもハウジング主部７９は、各上流側分岐管３１1 〜３３1 の前記配列方向に沿う一端側に偏った配置、すなわち第３側壁８３が第３上流側分岐管３３1 から離隔した配置で上流側管路集合体３４の上部に一体に形成されるものであり、第４側壁８４は、第２上流側分岐管３２1 とは角度をなす方向に延びる第１上流側分岐管３１1 と角度をなすようにして配置され、第１上流側分岐管３１1 の中間部に一体に連なるように形成される。
【００３１】
このハウジング主部７９と、該ハウジング主部７９の上部に装着されるカバー８０との間には、フィルタエレメント８６の周縁部が挟まれ、該フィルタエレメント８６によりハウジング７８内は、下方の未浄化室８７と上方の浄化室８８とに区画されることになる。
【００３２】
第３側壁８３には、未浄化室８７内に空気を導入するための空気導入口８９が設けられるとともに、該空気導入口８９に内端を連ならせて外方に延びる空気導入管９０が一体に設けられる。ところで、ハウジング主部７９の底壁８５は、各上流側分岐管３１1 〜３３1 の上下方向略中央部間を連結するものであり、上流側分岐管３１1 〜３３1 の上部は底壁８５よりも上方に***しているものである。而して前記空気導入口８９は、その下端縁を各上流側分岐管３１1 〜３３1 の上端よりも下方に位置させるようにして第３側壁８３に設けられる。
【００３３】
カバー８０には、浄化室８８に通じる導出管９１がスロットルボディ２５の上方に位置するようにして一体に設けられる。すなわちエアクリーナ２６内において、空気導入口８９から未浄化室８７に導入された空気はフィルタエレメント８６を通過して上方に流れ、さらに流通方向をほぼ９０度変化させるようにして導出管９１からほぼ水平方向に導出されることになる。
【００３４】
エアクリーナ２６の導出管９１と、スロットルボディ２５の上流端とは、エアフローチューブ２７を介して連結されるものであり、該エアフローチューブ２７は、上下に延びる拡張型チャンバ２７ａと、該拡張型チャンバ２７ａの上端に連なる蛇腹状の入口側接続管２７ｂと、前記拡張型チャンバ２７ａの下端に連なる出口側接続管２７ｃとを一体に有して合成樹脂により略Ｕ字形に形成されるものであり、入口側接続管２７ｂが導出管５１に嵌合、連結され、出口側接続管２７ｃがスロットルボディ２５の上流端部に嵌合、連結される。
【００３５】
而して拡張型チャンバ２７ａの前記導出管５１に対向する部分は、空気流の衝突を緩和して円滑な流れを可能とするために球面状に形成されており、この拡張型チャンバ２７ａにおける共鳴作用により、吸気装置２３での吸気路における固有振動数の調整が可能となり、機関の低・中速回転域における出力トルクの向上に寄与することが可能となる。
【００３６】
次にこの実施例の作用について説明すると、吸気マニホールド２４において、共通吸気管３０が一直線状に延びるものであるのに加えて、その共通吸気管３０に共通に連なる各分岐吸気管３１〜３３が、一直線状に延びる上流側分岐管３１1 〜３３3 と、湾曲した下流側分岐管３１2 〜３３2 とから構成されるものであるので、前傾姿勢である機関本体Ｅのシリンダヘッド２１に接続される吸気マニホールド２４の共通吸気管３０から各分岐吸気管３１〜３３の下流端に至るまでの管路形状を単純化することができる。
【００３７】
しかも上流側管路集合体３４における各上流側分岐管３１1 〜３３1 の内面が棒状中子４１〜４３の軸方向移動による引き抜きで形成されるとともに共通吸気管３０の内面も棒状中子４０の軸方向移動による引き抜きで形成されるので、上流側管路集合体３４の成形が容易であり、また下流側管路集合体３５における各下流側分岐管３１2 〜３３2 の内面が湾曲中子５４〜５６の回転による引き抜きで形成されるので下流側管路集合体３５の成形も容易であり、両集合体３４、３５を高精度かつ低コストで製造することができる。
【００３８】
ところで、上流側管路集合体３４における第２フランジ３７の接合面５９と、下流側管路集合体３５における第３フランジ４５の接合面６０とは、相互に加熱、接合されるものであり、その接合時に生じるばりが、上流側分岐管３１1 〜３３1 および下流側分岐管３１2 〜３３2 の連結部内面にはみだすおそれがある。しかるに前記両接合面５９，６０には、各上流側分岐管３１1 〜３３1 の下流端開口部を囲む第１嵌合凹部６２〜６４と、下流側分岐管３１2 〜３３2 の上流端開口部をそれぞれ囲む第２嵌合凹部６５〜６７とが設けられており、それらの嵌合凹部６２，６５；６３，６６；６４，６７間に挟まれるようにして合成樹脂製の入れ子６８，６９，７０がそれぞれ配置されているので、前記加熱、接合時にばりが生じたとしても、そのばりが各分岐吸気管３１〜３３内に入り込むことは各入れ子６８〜７０により阻止されることになり、したがって各分岐吸気管３１〜３３の内面形状にばりによるばらつきが生じるのを防止して吸気性能の向上に寄与することができる。なお、前記加熱、接合時に接合面５９，６０から外方側にはみだすばりについては、吸気性能に影響を及ぼすことはないので、放置したままでよい。
【００３９】
しかも前記両接合面５９，６０のうち上流側管路集合体３４の接合面５９は、エアクリーナ２６のハウジング２８を構成するハウジング主部２９の一部である第２側壁８２に連なって形成されるものであるので、両接合面５９，６０での接合強度を向上させ、両管路集合体３４，３５の接合信頼性を向上することができる。
【００４０】
また下流側管路集合体３５の各下流側分岐管３１2 〜３３2 の内面は、相互に平行な平面での湾曲中子５４〜５６の回転による引き抜きでそれぞれ形成されるものであるので、各湾曲中子５４〜５６の回転による引き抜きを共通の駆動手段で同時に行なうことが可能であり、下流側管路集合体３５の成形がより容易となる。
【００４１】
一方、各分岐吸気管３１〜３３が末広がりの配置であるのにもかかわらず、各湾曲中子５４〜５６が相互に平行な平面に沿ってそれぞれ回転せしめられることに起因して、第１および第３下流側分岐管３１2 ，３３2 の内面を形成する湾曲中子５４，５６は、第１および第３上流側分岐管３１1 ，３３1 の軸線と交差する平面で回転せしめられることになり、第１および第３下流側分岐管３１2 ，３３2 の上流端部内面と、第１および第３上流側分岐管３１1 ，３３1 の下流端内面との間には段差部が必然的に生じることになる。しかるに、第１および第３下流側分岐管３１2 ，３３2 の上流端部内面には、第１および第３上流側分岐管３１1 ，３３1 の内面の延長線よりも外方側に位置する収納凹部７４，７５が形成されており、第１上流側および下流側分岐管３１1 ，３１2 間、ならびに第３上流側および下流側分岐管３３1 ，３３2 間に介在する入れ子６８，７０には、前記収納凹部７４，７５に収納される延長部６８ａ，７０ａが一体に設けられる。したがって、第１および第３上流側分岐管３１1 ，３３1 の内面が第１および第３下流側分岐管３１2 ，３３2 の内面に滑らかに連なることになり、上流側分岐管３１1 ，３３1 から下流側分岐管３１2 ，３３2 への空気の流通を円滑化ならしめ、吸気性能をより一層向上することができる。
【００４２】
さらにエアクリーナ２６のハウジング７８は、上流側管路集合体３４に一体に設けられるハウジング主部７９と、該ハウジング主部７９の上部に装着されるカバー８０とで構成されるものであり、ハウジング主部７９は、上流側管路集合体３４が備える第１および第２フランジ３６，３７にそれぞれ連なって上方に延びる第１および第２側壁８１，８２を有して四角形の箱形に形成されるものである。したがって、第１フランジ３６へのスロットルボディ２５の接合部剛性を高めることができるとともに上流側および下流側管路集合体３４，３５の接合部の剛性を高めることができるだけでなく、第１および第２側壁８１，８２すなわちエアクリーナ２６のハウジング７８の剛性を高め、吸気装置２３全体の強度向上を図ることができる。
【００４３】
またハウジング主部７９の一部である第４側壁８４は、第１上流側分岐管３１1 に角度をなして交わるようにして一体に連なるものであり、第１上流側分岐管３１1 で補強するようにして第４側壁８４の剛性を高めることができる。さらにハウジング主部７９の底壁８５は各上流側分岐管３１1 〜３３1 の上下方向略中央部間を連結するものであり、ハウジング主部７９の底面が各上流側分岐管３１1 〜３３1 で補強されることになり、ハウジング主部７９の底面剛性を高めることができる。したがって上記第１および第２側壁８１，８２の剛性が高いことと相まってハウジング主部７９すなわちハウジング７８の剛性をより一層高めることができる。
【００４４】
前記ハウジング主部７９は、各上流側分岐管３１1 〜３３1 の配列方向に沿う一端側に偏って配置されるものであり、その配列方向に沿う一端側に在る第３側壁８３に空気導入口８９が設けられるので、第３側壁８９に近い上流側分岐管３３1 と第３側壁８３との間に比較的大きな空間を確保することができる。しかも底壁８５から***した上流側分岐管３１1 〜３３1 の上端よりも低い位置に空気導入口８９の下端縁が配置されるので、空気導入口８９から未浄化室８７に導入された空気の一部を上流側分岐管３３1 の上部に衝突させて前記広い空間に分散させることができ、その分散した空気が未浄化室８７の上方を覆うフィルタエレメント８６を流通するので、ほぼ均等に分散された空気がフィルタエレメント８６を流通することになる。したがってフィルタエレメント８６の部分汚損を極力防止して機能低下に至るまでの時間を比較的長くすることができる。
【００４５】
さらに各上流側分岐管３１1 〜３３1 の上部はエアクリーナ２６におけるハウジング７８内に臨んで配置されているので、エアクリーナ２６を流通する空気により各上流側分岐管３１1 〜３３1 が冷却されることになり、機関本体Ｅに近接していることによる吸気マニホールド２３の温度上昇を極力回避し、吸気マニホールド２３の温度上昇に伴なう吸気温度の上昇を防止して、内燃機関の性能を充分に発揮させることができる。
【００４６】
ところで、合成樹脂製であることに起因して吸気マニホールド２４からは吸気音の放射が生じがちであるが、吸気マニホールド２４における上流側管路集合体３４の上部から放射される吸気音は、上流側管路集合体３４の上方に在るエアクリーナ２６における未浄化室８７の空気層およびフィルタエレメント８６により遮断されることになり、放射音の拡散を抑制することができる。
【００４７】
さらにエアクリーナ２６の一部および吸気マニホールド２４が一体化されていることにより、吸気装置２３の組付け作業性を向上することが可能となる。
【００４８】
以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明を逸脱することなく種々の設計変更を行なうことが可能である。
【００４９】
たとえば拡張型チャンバ２７ａを備えるエアフローチューブ２７に代えて、エアクリーナ２６およびスロットルボディ２５間を連結する単純なダクトを用い、該ダクトの中間部に開閉制御弁を介してレゾネータチャンバが接続される構成としてもよい。また各上流側分岐管３１1 〜３３1 およひ各下流側分岐管３１2 〜３３2 間に介在するようにして入れ子６８〜７０を上流側管路集合体３４および下流側管路集合体３５間に挟むようにしたが、本発明は、そのような入れ子６８〜７０を用いずに上流側および下流側管路集合体３４，３５を加熱、接合するようにしたものにも適用可能である。
【００５０】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、ハウジング主部が、第１および第２フランジにそれぞれ連なる第１および第２側壁を有して四角形の箱形に形成され、上流側管路集合体に一体に形成されることにより、第１および第２側壁すなわちエアクリーナのハウジングの剛性を高め、吸気装置全体の強度向上を図ることができ、ハウジング主部の底面が各上流側分岐管で補強されることになり、ハウジング主部の底面剛性を高めることができる。
【００５１】
またハウジング主部が各上流側分岐管の配列方向に沿う一端側に偏って配置されるとともに前記配列方向に沿う一端側の第３側壁に空気導入口が設けられるので、第３側壁に近い上流側分岐管と第３側壁との間に比較的大きな空間を確保することができ、ハウジング主部の底壁から***した上流側分岐管の上端よりも低い位置に空気導入口の下端縁が配置されることにより、空気導入口からの空気の一部を上流側分岐管の上部に衝突させて前記広い空間に分散させてフィルタエレメントに導くようにし、ほぼ均等に分散された空気がフィルタエレメントを流通するようにして、フィルタエレメントの部分汚損を極力防止して機能低下に至るまでの時間を比較的長くすることが可能となる。
【００５２】
また各上流側分岐管の上部はエアクリーナにおけるハウジングに臨んで配置されているので、エアクリーナを流通する空気で各上流側分岐管を冷却して、吸気マニホールドの温度上昇を極力回避し、吸気マニホールドの温度上昇に伴なう吸気温度の上昇を防止し、内燃機関の性能を充分に発揮させることができる。
【００５３】
さらに上流側管路集合体の上部から放射される吸気音を、エアクリーナにおける未浄化室の空気層およびフィルタエレメントにより遮断して放射音の拡散を抑制し、エアクリーナの一部および吸気マニホールドが一体化されていることにより、組付け作業性を向上することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】機関本体および吸気装置の縦断側面図である。
【図２】図１の２矢視方向から見た吸気装置の平面図である。
【図３】図２の３−３線断面図である。
【図４】上流側管路集合体の平面図である。
【図５】吸気マニホールドの分解縦断面図である。
【図６】図３の６−６線拡大断面図である。
【図７】上流側管路集合体成形時の棒状中子の配置を示す図である。
【図８】湾曲中子による下流側分岐管内面の形成を説明するための下流側管路集合体および湾曲中子の縦断面図であって図９の８−８線に沿う断面図である。
【図９】図８の９−９線拡大断面図である。
【図１０】上流側管路集合体および下流側管路集合体の加熱、接合を説明するための簡略化した斜視図である。
【図１１】図４の１１−１１線断面図である。
【符号の説明】
２１・・・シリンダヘッド
２２・・・吸気ポート
２３・・・吸気装置
２４・・・吸気マニホールド
２５・・・スロットルボディ
２６・・・エアクリーナ
３０・・・共通吸気管
３１，３２，３３・・・分岐吸気管
３１1 ，３２1 ，３３1 ・・・上流側分岐管
３１2 ，３２2 ，３３2 ・・・下流側分岐管
３４・・・上流側管路集合体
３５・・・下流側管路集合体
３６・・・第１フランジ
３７・・・第２フランジ
７８・・・ハウジング
７９・・・ハウジング主部
８０・・・カバー
８１・・・第１側壁
８２・・・第２側壁
８３・・・第３側壁
８４・・・第４側壁
８５・・・底壁
８６・・・フィルタエレメント
８７・・・未浄化室
８８・・・浄化室
８９・・・空気導入口
Claims (1)
- スロットルボディ（２５）に接続される共通吸気管（３０）と、該共通吸気管（３０）ならびにシリンダヘッド（２１）の複数の吸気ポート（２２）間を結ぶ複数の分岐吸気管（３１，３２，３３）とが合成樹脂製の吸気マニホールド（２４）に形成され、エアクリーナ（２６）のハウジング（７８）の一部が前記吸気マニホールド（２４）に一体に形成される内燃機関用吸気装置において、吸気マニホールド（２４）が、各分岐吸気管（３１〜３３）の上流側の部分を構成する複数の上流側分岐管（３１1 ，３２1 ，３３1 ）ならびに各上流側分岐管（３１1 〜３３1 ）を共通に連通せしめる共通吸気管（３０）を一体に備える熱可塑性合成樹脂製の上流側管路集合体（３４）と、各分岐吸気管（３１〜３３）の下流側の部分を構成する複数の下流側分岐管（３１2 ，３２2 ，３３2 ）を一体に備える熱可塑性合成樹脂製の下流側管路集合体（３５）とが、加熱、接合されて成り、上流側管路集合体（３４）には、共通吸気管（３０）の上流端に共通に連なる第１フランジ（３６）がスロットルボディ（２５）に接合すべく一体に設けられるとともに、各上流側分岐管（３１1 〜３３1 ）の下流端に共通に連なる第２フランジ（３７）が下流側管路集合体（３５）に加熱、接合されるべく一体に設けられ、前記第１および第２フランジ（３６，３７）に連なる第１および第２側壁（８１，８２）と、各上流側分岐管（３１1 〜３３1 ）の配列方向に沿う一端で第１および第２側壁（８１，８２）間を結ぶ第３側壁（８３）と、第１および第２側壁（８１，８２）の他端間を結ぶ第４側壁（８４）と、第１ないし第４側壁（８１〜８４）の下部ならびに各上流側分岐管（３１1 〜３３1 ）の上下方向略中央部間を連結する底壁（８５）とで横断面四角形の箱形に形成されるハウジング主部（７９）が、各上流側分岐管（３１1 〜３３1 ）の前記配列方向に沿う一端側に偏った配置で上流側管路集合体（３４）の上部に一体に形成され、該ハウジング主部（７９）と共働してエアクリーナ（２６）のハウジング（７８）を構成するカバー（８０）が、ハウジング（７８）内を下方の未浄化室（８７）および上方の浄化室（８８）に区画するフィルタエレメント（８６）をハウジング主部（７９）との間に挟んで該ハウジング主部（７９）の上部に装着され、前記底壁（８５）よりも***した上流側分岐管（３１1 〜３３1 ）の上端よりも低い位置に下端縁を配置して前記未浄化室（８７）に通じる空気導入口（８９）が前記第３側壁（８３）に設けられることを特徴とする内燃機関用吸気装置。
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