JP5078558B2 - インテークマニホールドおよび内燃機関 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関のインテークマニホールドに関する。

従来の内燃機関には、シリンダヘッドの吸気ポートに吸入空気を導くためにインテークマニホールドが設けられている。この種のインテークマニホールドは、例えば、吸気コレクタとシリンダヘッドに設けられた複数の吸気ポートとを接続する複数の吸気ブランチ管を有している。吸気ブランチ管は、シリンダヘッドの吸気ポートに接続されており、吸気コレクタからシリンダヘッドまでの間で折り曲げられている場合が多い（例えば、特許文献１を参照）。
特許第３３９３６７０号公報 特開２００４−２７９７８号公報

吸気ブランチ管が折り曲げられている場合、その湾曲部では内部を流れる吸入空気の流れに変化が生じる。具体的には、湾曲部の半径方向外側および内側の流速の差により圧力差が生じ、この結果、湾曲部では１対の渦流が発生する。
一方で、内燃機関の性能を向上させるために、インテークマニホールドにおいて吸入空気の流れに変化を与え、燃焼室内の燃焼ガスの撹拌を促進する試みがなされている（例えば、特許文献２を参照）。燃焼ガスの撹拌を促進することで、シリンダ内に供給された燃料を効率よく燃焼させることができ、内燃機関の性能を高めることができる。
本発明の課題は、内燃機関の性能を高めることができるインテークマニホールドを提供することにある。

本発明に係るインテークマニホールドは、導入部と、湾曲部と、導出部と、を備えている。導入部は、吸入空気が流れ込む部分である。湾曲部は、導入部の下流側に接続されている。導出部は、湾曲部とシリンダヘッドの吸気ポートとを接続しており、湾曲部で発生する１対の渦流の消滅を抑制する導出抑制部を有している。
このインテークマニホールドでは、導入部に流れ込んだ吸入空気は、湾曲部および導出部を介してシリンダヘッドの吸気ポートへ導かれる。このとき、湾曲部の外側流路と内側流路とで吸入空気の流速の差が生じるため、湾曲部において１対の渦流が発生する。
ここでは、導出部が導出抑制部を有しているため、導出部へ流れ込んだ１対の渦流が導出部内で消滅するのを抑制できる。言い換えると、導出部において１対の渦流の流動状態が保持され、吸入空気が１対の渦流となって吸気ポートに流れ込む。この結果、燃焼室内で燃焼ガスの撹拌が促進され、良好な燃焼状態を得ることができる。すなわち、このインテークマニホールドでは内燃機関の性能を高めることができる。

本発明に係るインテークマニホールドでは、導出抑制部により１対の渦流の消滅が抑制されるため、燃焼室内の燃焼ガスの撹拌が促進され、内燃機関の性能を高めることができる。

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
＜内燃機関の概略構成＞
図１を用いて、本発明の第１実施形態に係るインテークマニホールド４が搭載された内燃機関１について説明する。図１はインテークマニホールド４およびその周辺の内燃機関１の部分断面図である。
図１に示すように、内燃機関１は、シリンダブロック３、シリンダヘッド２、インテークマニホールド４などから構成されている。
インテークマニホールド４は、吸入空気を吸気ポート２１に導くための配管群であり、例えば樹脂製である。インテークマニホールド４は主に、吸気コレクタ４１と、吸気コレクタ４１に接続された４本の吸気ブランチ管と、から構成されている。図１に示す吸気ブランチ管４２は、４本の吸気ブランチ管のうちの１つである。吸気ブランチ管４２の上流側の端部は、吸気コレクタ４１に接続されており、吸気ブランチ管４２の下流側の端部は、シリンダヘッド２の吸気ポート２１に接続されている。４本の吸気ブランチ管の形状は、それぞれ若干異なるが、ここではインテークマニホールド４について吸気ブランチ管４２を例に説明する。

図１に示すように、シリンダブロック３に設けられたシリンダ３１内にはクランクシャフト（図示せず）に連結されたピストン３２が移動可能に配置されている。シリンダヘッド２、シリンダ３１およびピストン３２により燃焼室３３が形成されている。
シリンダヘッド２には、複数の吸気ポート２１および排気ポート２２が設けられている。吸気ポート２１にはインテークマニホールド４が接続されており、排気ポート２２には排気マニホールド（図示せず）が接続されている。吸気ポート２１に形成された流路と燃焼室３３との間には吸気バルブ２３が設けられており、排気ポート２２に形成された流路と燃焼室３３との間には排気バルブ２４が設けられている。吸気バルブ２３および排気バルブ２４により、インテークマニホールド４から燃焼室３３への吸気および燃焼室３３から排気マニホールドへの排気が切り替えられる。

＜インテークマニホールドの構成＞
インテークマニホールド４は、吸気ブランチ管４２の構成に特徴を有している。ここで、図１〜図３を用いてインテークマニホールド４の詳細について説明する。図２は吸気ブランチ管４２およびその周辺の部分断面図である。図３は図２のIII−III断面図である。
（１）吸気ブランチ管の概要
吸気ブランチ管４２は、例えばシリンダヘッド２の上方から側方へ、概ねシリンダヘッド２の外形に沿うように折り曲げられている。
具体的には図１および図２に示すように、吸気ブランチ管４２は、吸気コレクタ４１に接続された導入部４６と、導入部４６に接続された湾曲部４７と、湾曲部４７とシリンダヘッド２とを接続する導出部４８と、を有している。

（２）導入部
図１および図２に示すように、導入部４６は、吸気コレクタ４１に流れ込んだ吸入空気が導入される部分であり、導入部４６は緩やかに湾曲している。具体的には、導入部４６は緩やかに湾曲する第１中心線Ａ１を有している。導入部４６には第１中心線Ａ１に沿って延びる流路Ｐ１が形成されている。第１中心線Ａ１の曲率半径が大きいため、導入部４６では、後述する１対の渦流はほとんど発生しない。このため、導入部４６は、概ね直線状に延びる部分と考えることができる。
導入部４６の吸気コレクタ４１との接続部分の断面形状はほぼ円形であるが、湾曲部４７との接続部分の断面形状は概ね楕円形である。このため、例えば、導入部４６の断面形状は上流側から下流側にかけて円形から楕円形へ徐々に変化している。

ここで、第１中心線Ａ１は、導入部４６の断面形状から求められる中心点の集まりである。例えば、導入部４６の断面形状が円形である場合、導入部４６の断面形状から求められる中心点は円の中心となる。導入部４６の断面形状が楕円形である場合、楕円の長辺の中線と短辺の中線との交点が中心点となる。これらの中心点の集まりが第１中心線Ａ１である。第１中心線Ａ１は導入部４６内において吸入空気が全体として流れる方向（主流れ方向）とほぼ一致している。
（３）湾曲部
図１および図２に示すように、湾曲部４７は、導入部４６の下流側に接続されており、湾曲する第２中心線Ａ２（中心線）を有している。湾曲部４７は、湾曲している部分であり、第２中心線Ａ２に沿って導入部４６から導出部４８まで延びている。第２中心線Ａ２の曲率半径は第１中心線Ａ１の曲率半径に比べて大幅に小さい。導入部４６の下流側端部と同様に、湾曲部４７の断面形状は、概ね楕円形であり、湾曲部４７の上流側端部から下流側端部までほぼ同じである。

湾曲部４７は、第２中心線Ａ２の半径方向内側に配置された湾曲内周部５１と、第２中心線Ａ２の半径方向外側に配置された湾曲外周部５２と、を有している。湾曲内周部５１および湾曲外周部５２により、第２中心線Ａ２に沿って延びる湾曲した流路Ｐ２が形成されている。湾曲部４７は下流側に配置された導出部４８と接続されている。
（４）導出部
図１および図２に示すように、導出部４８は、湾曲部４７とシリンダヘッド２の吸気ポート２１とを接続する部分であり、湾曲内周部５１と接続される導出内周部５３と、湾曲外周部５２と接続される導出外周部５４と、を有している。導出部４８は、第３中心線Ａ３を有しており、導出内周部５３および導出外周部５４により、第３中心線Ａ３に沿って概ね直線状に延びる流路Ｐ３が形成されている。湾曲部４７と同様に、導出部４８の断面形状は概ね楕円形である。

（５）吸入空気の流れ
ここで、吸入空気の流れについて説明する。導入部４６に流れ込んだ吸入空気は湾曲部４７および導出部４８を介して吸気ポート２１に流れ込む。湾曲部４７では吸入空気の流れ方向が第２中心線Ａ２に沿って変化する。このとき、湾曲部４７において第２中心線Ａ２の半径方向内側では半径方向外側に比べて吸入空気の流速が低下するため、半径方向外側に比べて半径方向内側での圧力が高まる。この結果、流路Ｐ２の第２中心線Ａ２付近において半径方向内側から外側へ吸入空気が流れる現象が生じる。この吸入空気の流れにより、図３に示すような１対の渦流Ｓ１、Ｓ２が湾曲部４７において発生する。
＜吸気ブランチ管および吸気ポートの詳細構成＞
通常、この渦流Ｓ１、Ｓ２は、湾曲部４７の途中、あるいは直線状の導出部４８において消滅する。このため、吸気ポート２１に流れ込む吸入空気には、１対の渦流Ｓ１、Ｓ２は形成されていない。

しかし、このインテークマニホールド４の吸気ブランチ管４２では、意図的に渦流Ｓ１、Ｓ２の消滅を抑制することで、渦流Ｓ１、Ｓ２を吸気ポート２１まで導いている。以下、湾曲部４７および導出部４８の詳細構成について説明する。
（１）湾曲部の詳細構成
図３に示すように、湾曲内周部５１は、湾曲外周部５２に向かって（より詳細には、第２中心線Ａ２に向かって）突出する第１湾曲抑制部４７ａを有している。湾曲外周部５２は、湾曲内周部５１に向かって（より詳細には、第２中心線Ａ２に向かって）突出する第２湾曲抑制部４７ｂを有している。第２湾曲抑制部４７ｂは、第２中心線Ａ２を挟んで第１湾曲抑制部４７ａの反対側に配置されている。第１湾曲抑制部４７ａおよび第２湾曲抑制部４７ｂは渦流Ｓ１、Ｓ２の消滅を抑制する湾曲抑制部の一例である。第１湾曲抑制部４７ａおよび第２湾曲抑制部４７ｂにより、渦流Ｓ１、Ｓ２の発生が促進される場合もある。

図３に示すように、第１湾曲抑制部４７ａおよび第２湾曲抑制部４７ｂは、根元部分から先端部にかけて徐々に細くなるように形成されている。具体的には、第１湾曲抑制部４７ａは、１対の曲面Ｔ１、Ｔ２を有しており、第２湾曲抑制部４７ｂは、１対の曲面Ｔ３、Ｔ４を有している。例えば、曲面Ｔ１、Ｔ３は概ね渦流Ｓ１の流線に沿って形成されており、曲面Ｔ２、Ｔ４は概ね渦流Ｓ２の流線に沿って形成されている。第２中心線Ａ２に沿った方向から見た場合に、第１湾曲抑制部４７ａの先端部は曲面Ｔ１、Ｔ２により鋭角に形成されており、第２湾曲抑制部４７ｂの先端部は曲面Ｔ３、Ｔ４により鋭角に形成されている。
また、第１湾曲抑制部４７ａの外側には、第１湾曲抑制部４７ａを挟んで第２中心線Ａ２の反対側に配置され、湾曲外周部５２に向かって（より詳細には、第２中心線Ａ２に向かって）窪んだ第１湾曲凹部４７ｃが形成されている。第２湾曲抑制部４７ｂの外側には、第２湾曲抑制部４７ｂを挟んで第２中心線Ａ２の反対側に配置され、湾曲内周部５１に向かって（より詳細には、第２中心線Ａ２に向かって）窪んだ第２湾曲凹部４７ｄが形成されている。図３に示すように、第１湾曲凹部４７ｃは第１湾曲抑制部４７ａと相補的な形状を有しており、第２湾曲凹部４７ｄは第２湾曲抑制部４７ｂと相補的な形状を有している。このため、湾曲部４７が第１湾曲抑制部４７ａおよび第２湾曲抑制部４７ｂを有しているが、湾曲部４７の板厚は概ね一定である。

図１および図２に示すように、第１湾曲抑制部４７ａおよび第２湾曲抑制部４７ｂは、導入部４６と湾曲部４７との境界Ｂ１から湾曲部４７と導出部４８との境界Ｂ２まで、第２中心線Ａ２に沿って延びており、連続的に形成されている。第１湾曲抑制部４７ａの上流側端部には、第１傾斜部４７ｅが形成されており、第２湾曲抑制部４７ｂの上流側端部には、第２傾斜部４７ｆが形成されている。図２に示すように、第１傾斜部４７ｅは下流側へいくにしたがって湾曲外周部５２に近づくように（より詳細には、第２中心線Ａ２に近づくように）形成されている。第２傾斜部４７ｆは下流側へいくにしたがって湾曲内周部５１に近づくように（より詳細には、第２中心線Ａ２に近づくように）形成されている。これにより、吸入空気が第１湾曲抑制部４７ａおよび第２湾曲抑制部４７ｂの上流側端部に衝突するのを防止できる。

ここで、湾曲部４７の形状を別の観点から説明すると、図３に示すように、湾曲部４７は、第２中心線Ａ２に沿って湾曲する２本の管状の部材が第２中心線Ａ２を挟んで並んだ状態で接続されている。このため、湾曲部４７には第２中心線Ａ２を挟んで配置される２つの流路Ｐ３、Ｐ４が形成されている。すなわち、湾曲部４７の流路Ｐ１は２つの流路Ｐ３、Ｐ４から構成されている。
図３に示すように、流路Ｐ３、Ｐ４の断面形状は、ほぼ円形であり、第２中心線Ａ２に沿った方向から見た場合に、流路Ｐ３、Ｐ４は第２中心線Ａ２付近で重なり合っており、第２中心線Ａ２の周辺でつながっている。言い換えると、流路Ｐ３、Ｐ４の間に配置された第１湾曲抑制部４７ａおよび第２湾曲抑制部４７ｂが、流路Ｐ３、Ｐ４の一部を分割している。

（２）導出部の詳細構成
導出部４８の断面形状は湾曲部４７の断面形状とほぼ同じである。具体的には図３に示すように、導出内周部５３は、導出外周部５４に向かって（より詳細には、第３中心線Ａ３に向かって）突出する第１導出抑制部４８ａ（第１抑制部）を有しており、湾曲内周部５１の第１湾曲抑制部４７ａと接続されている。導出外周部５４は、導出内周部５３に向かって（より詳細には、第３中心線Ａ３に向かって）突出する第２導出抑制部４８ｂ（第２抑制部）を有しており、湾曲外周部５２の第２湾曲抑制部４７ｂと接続されている。第２導出抑制部４８ｂは、第３中心線Ａ３を挟んで第１導出抑制部４８ａの反対側に配置されている。第１導出抑制部４８ａおよび第２導出抑制部４８ｂは渦流Ｓ１、Ｓ２の消滅を抑制する導出抑制部の一例である。

図３に示すように、第１湾曲抑制部４７ａおよび第２湾曲抑制部４７ｂと同様に、第１導出抑制部４８ａおよび第２導出抑制部４８ｂは、根元部分から先端部にかけて徐々に細くなるように形成されている。具体的には、第１導出抑制部４８ａは、１対の曲面Ｔ５、Ｔ６を有しており、第２導出抑制部４８ｂは、１対の曲面Ｔ７、Ｔ８を有している。例えば、図３に示すように、曲面Ｔ５、Ｔ７は渦流Ｓ１の流線に沿って形成されており、曲面Ｔ６、Ｔ８は渦流Ｓ２の流線に沿って形成されている。第３中心線Ａ３に沿った方向から見た場合に、第１導出抑制部４８ａの先端部は曲面Ｔ５、Ｔ６により鋭角に形成されており、第２導出抑制部４８ｂの先端部は曲面Ｔ７、Ｔ８により鋭角に形成されている。
また、第１導出抑制部４８ａの外側には、第１導出抑制部４８ａを挟んで第３中心線Ａ３の反対側に配置され、導出外周部５４に向かって（より詳細には、第３中心線Ａ３に向かって）窪んだ第１導出凹部４８ｃが形成されている。第２導出抑制部４８ｂの外側には、第２導出抑制部４８ｂを挟んで第３中心線Ａ３の反対側に配置され、導出内周部５３に向かって（より詳細には、第３中心線Ａ３に向かって）窪んだ第２導出凹部４８ｄが形成されている。図３に示すように、第１導出凹部４８ｃは第１導出抑制部４８ａと相補的な形状を有しており、第２導出凹部４８ｄは第２導出抑制部４８ｂと相補的な形状を有している。このため、導出部４８が第１導出抑制部４８ａおよび第２導出抑制部４８ｂを有しているが、導出部４８の板厚は概ね一定である。第１導出凹部４８ｃおよび第２導出凹部４８ｄは導出凹部の一例である。

図１および図２に示すように、第１導出抑制部４８ａおよび第２導出抑制部４８ｂは、湾曲部４７と導出部４８との境界Ｂ２から導出部４８とシリンダヘッド２との境界Ｂ３まで、第３中心線Ａ３に沿って延びており、連続的に形成されている。
また、流路Ｐ３、Ｐ４と同様に、導出部４８の流路Ｐ２は２つの流路Ｐ５、Ｐ６から構成されている。流路Ｐ３は流路Ｐ５とつながっており、流路Ｐ４は流路Ｐ６とつながっている。流路Ｐ５、Ｐ６の断面形状は、ほぼ円形であり、第３中心線Ａ３に沿った方向から見た場合に、流路Ｐ５、Ｐ６は第３中心線Ａ３付近で重なり合っており、第３中心線Ａ３の周辺でつながっている。言い換えると、流路Ｐ５、Ｐ５の間に配置された第１導出抑制部４８ａおよび第２導出抑制部４８ｂが、流路Ｐ５、Ｐ６の一部を分割している。
以上に説明したように、第２中心線Ａ２および第３中心線Ａ３に沿って、第１湾曲抑制部４７ａ、第２湾曲抑制部４７ｂ、第１導出抑制部４８ａおよび第２導出抑制部４８ｂが境界Ｂ１から境界Ｂ２にかけて連続的に形成されている。また、湾曲部４７および導出部４８において、第１湾曲抑制部４７ａ、第２湾曲抑制部４７ｂ、第１導出抑制部４８ａおよび第２導出抑制部４８ｂにより、概ね円形断面を有する２つの流路Ｐ３〜Ｐ６が形成されている。

（３）吸気ポートの詳細構成
さらに、シリンダヘッド２の吸気ポート２１は、導出部４８から流れ込む渦流Ｓ１、Ｓ２の消滅を抑制するために、湾曲部４７および導出部４８と同様の構成を有している。具体的には図４に示すように、吸気ポート２１は、導出部４８の流路Ｐ３とつながっている流路Ｐ７を有している。流路Ｐ７は、第３中心線Ａ３と概ね一致している第４中心線Ａ４に沿って延びている部分を有しており、流路Ｐ３と同様に、流路Ｐ７の断面形状は概ね楕円形である。流路Ｐ７は途中から２つの流路に分岐しており、それぞれの流路は燃焼室３３とつながっている。
吸気ポート２１は、第１導出抑制部４８ａに対応する第１ポート抑制部２１ａと、第２導出抑制部４８ｂに対応する第２ポート抑制部２１ｂと、を有している。第１ポート抑制部２１ａおよび第２ポート抑制部２１ｂは、第４中心線Ａ４に向かって突出している。第２ポート抑制部２１ｂは、第４中心線Ａ４を挟んで第２ポート抑制部２１ｂの反対側に配置されている。第１ポート抑制部２１ａおよび第２ポート抑制部２１ｂは渦流Ｓ１、Ｓ２の消滅を抑制するポート抑制部の一例である。

図４に示すように、第１ポート抑制部２１ａおよび第２ポート抑制部２１ｂは、根元部分から先端部にかけて徐々に細くなるように形成されている。具体的には、第１ポート抑制部２１ａは、１対の曲面Ｔ９、Ｔ１０を有しており、第２ポート抑制部２１ｂは、１対の曲面Ｔ１１、Ｔ１２を有している。例えば、曲面Ｔ９、Ｔ１１は概ね渦流Ｓ１の流線に沿って形成されており、曲面Ｔ１０、Ｔ１２は概ね渦流Ｓ２の流線に沿って形成されている。第４中心線Ａ４に沿った方向から見た場合に、第１ポート抑制部２１ａの先端部は曲面Ｔ９、Ｔ１０により鋭角に形成されており、第２ポート抑制部２１ｂの先端部は曲面Ｔ１１、Ｔ１２により鋭角に形成されている。
第１ポート抑制部２１ａおよび第２ポート抑制部２１ｂは、導出部４８と吸気ポート２１との境界Ｂ３から燃焼室３３側へ延びている。より詳細には、流路Ｐ７は、導出部４８の流路Ｐ５、Ｐ６に対応する流路Ｐ８、Ｐ９から構成されている。流路Ｐ８、Ｐ９は、燃焼室３３の入口の手前まで、流路Ｐ５、Ｐ６と同様に、第４中心線Ａ４付近で互いにつながっているが、途中から分岐して２つの独立した流路を形成している。このため、第１ポート抑制部２１ａおよび第２ポート抑制部２１ｂは、境界Ｂ３から流路Ｐ８、Ｐ９が分岐する部分まで第４中心線Ａ４に沿って形成されている。

これらの構成により、導出部４８から吸気ポート２１へ流れ込む１対の渦流Ｓ１、Ｓ２が流路Ｐ８、Ｐ９を介して燃焼室３３へ導かれる。
なお、ここでは吸気ブランチ管４２を例に抑制部について説明したが、このインテークマニホールド４では、吸気ブランチ管４２以外の吸気ブランチ管も渦流Ｓ１、Ｓ２の消滅を抑制する部分を有している。
＜吸入空気の流れ＞
このインテークマニホールド４における吸入空気の流れについて説明する。
このインテークマニホールド４では、吸気コレクタ４１から吸気ブランチ管４２〜４５に吸入空気が流れ込む。例えば、吸気ブランチ管４２に流れ込んだ吸入空気は、導入部４６の流路Ｐ１、湾曲部４７の流路Ｐ２および導出部４８の流路Ｐ３を順次流れる。導入部４６から湾曲部４７へ吸入空気が流れ込むと、吸入空気が湾曲部４７に沿って流れる。このとき、第２中心線Ａ２の半径方向内側と半径方向外側とで吸入空気の流速の差が生じ、半径方向内側と外側とで圧力差が生じる。この結果、湾曲部４７において１対の渦流Ｓ１、Ｓ２が発生する。

この渦流Ｓ１、Ｓ２は、互いに逆回転しながら第２中心線Ａ２に沿って導出部４８側へ流れる。この渦流Ｓ１、Ｓ２の流れを第２中心線Ａ２に沿った方向から平面的に見た場合、図３に示すように、渦流Ｓ１、Ｓ２は、第２中心線Ａ２の半径方向内側において互いに向かい合うように流れた後に、第１湾曲抑制部４７ａに沿って第２中心線Ａ２に向かって流れる。このとき、第１湾曲抑制部４７ａが第２中心線Ａ２に向かって突出しており、第１湾曲抑制部４７ａにより１対の曲面Ｔ１、Ｔ２が形成されている。このため、図３に示すように、渦流Ｓ１、Ｓ２は互いに衝突することなく、第２中心線Ａ２周辺を通過し、第２湾曲抑制部４７ｂ側へ流れ込む。
図３に示すように、渦流Ｓ１、Ｓ２は第２湾曲抑制部４７ｂにより形成された１対の曲面Ｔ３、Ｔ４に沿って互いに離れるように流れる。このとき、第２湾曲抑制部４７ｂの先端部が鋭角に形成されているため、渦流Ｓ１、Ｓ２が第２湾曲抑制部４７ｂの先端部に衝突するのを抑制できる。渦流Ｓ１は流路Ｐ１を旋回しながら流れ、渦流Ｓ２は流路Ｐ２を旋回しながら流れる。

このように、まず湾曲部４７では、渦流Ｓ１、Ｓ２が発生するとともに、第１湾曲抑制部４７ａおよび第２湾曲抑制部４７ｂにより、渦流Ｓ１、Ｓ２が衝突して渦流Ｓ１、Ｓ２が消滅するのを抑制できる。湾曲部４７では渦流Ｓ１、Ｓ２の状態が保持され、渦流Ｓ１、Ｓ２が導出部４８に流れ込む。
また、湾曲部４７と同様に、導出部４８では、第１導出抑制部４８ａおよび第２導出抑制部４８ｂにより渦流Ｓ１、Ｓ２が互いに衝突することなく旋回を続けながら第３中心線Ａ３に沿って流れる。このため、導出部４８において渦流Ｓ１、Ｓ２が消滅するのを抑制することができる。こうして、湾曲部４７において発生した渦流Ｓ１、Ｓ２は、導出部４８の流路Ｐ５、Ｐ６により吸気ポート２１へ導かれる。
さらに、導出部４８と同様に、渦流Ｓ１、Ｓ２が吸気ポート２１に流れ込むと、吸気ポート２１の第１ポート抑制部２１ａおよび第２ポート抑制部２１ｂにより、渦流Ｓ１、Ｓ２の状態が保持される。渦流Ｓ１は流路Ｐ５とつながっている流路Ｐ８へ流れ込む。渦流Ｓ２は流路Ｐ６とつながっている流路Ｐ９へ流れ込む。

図４に示すように、導出部４８と同様に、吸気ポート２１では、渦流Ｓ１、Ｓ２は第１ポート抑制部２１ａおよび第２ポート抑制部２１ｂに沿って旋回する。これにより、導出部４８と同様に渦流Ｓ１、Ｓ２の消滅が抑制される。
吸気ポート２１の流路Ｐ８、Ｐ９は、途中で分割されているため、渦流Ｓ１は流路Ｐ８を介して、渦流Ｓ２は流路Ｐ９を介して、それぞれ別ルートで燃焼室３３に流れ込む。このとき、渦流Ｓ１、Ｓ２の状態が湾曲部４７から吸気ポート２１まで保持されるため、燃焼室３３には渦状の吸入空気が流れ込む。これにより、燃焼室３３内の燃焼ガスが撹拌され、良好な燃焼状態を得ることができる。
＜特徴＞
インテークマニホールド４の特徴は以下の通りである。

（１）
このインテークマニホールド４では、導出部４８が第１導出抑制部４８ａを有しているため、渦流Ｓ１、Ｓ２が互いに衝突することを防止でき、湾曲部４７で発生する１対の渦流Ｓ１、Ｓ２が導出部４８で消滅するのを抑制できる。このため、渦流Ｓ１、Ｓ２の状態が保持されて、すなわち吸入空気の流れが乱れた状態で、導出部４８から吸気ポート２１へ吸入空気が流れ込む。これにより、燃焼室３３の燃焼ガスの撹拌が促進され、良好な燃焼状態を得ることができる。すなわち、このインテークマニホールド４では、湾曲部４７で発生する渦流Ｓ１、Ｓ２を有効利用することで、内燃機関１の性能を高めることができる。
（２）
このインテークマニホールド４では、導出部４８において、渦流Ｓ１、Ｓ２が互いに向かい合って流れる領域に、第１導出抑制部４８ａが第３中心線Ａ３へ向かって突出するように配置されている。さらに、第１導出抑制部４８ａが渦流Ｓ１、Ｓ２に沿って形成される１対の曲面Ｔ５、Ｔ６を有している。このため、渦流Ｓ１、Ｓ２が曲面Ｔ５、Ｔ６に沿って滑らかに流れ、渦流Ｓ１、Ｓ２の剥離を抑制することができる。これにより、このインテークマニホールド４では、渦流Ｓ１、Ｓ２の剥離による圧力損失を低減でき、内燃機関１の性能をさらに高めることができる。

また、第１導出抑制部４８ａの先端部が曲面Ｔ５、Ｔ６により鋭角に形成されているため、第１導出抑制部４８ａの先端部周辺で渦流Ｓ１、Ｓ２が剥離するのをさらに抑制できる。これにより、渦流Ｓ１、Ｓ２の剥離による圧力損失をより低減できる。
なお、第１導出抑制部４８ａの先端部は、鋭くとがっていてもよく、渦流Ｓ１、Ｓ２の剥離を抑制できる程度に丸みを帯びていてもよい。
（３）
このインテークマニホールド４では、導出部４８が第２導出抑制部４８ｂをさらに有している。第２導出抑制部４８ｂは、第３中心線Ａ３を挟んで第１導出抑制部４８ａの反対側に配置され、第３中心線Ａ３に向かって突出している。さらに、第２導出抑制部４８ｂが渦流Ｓ１、Ｓ２に沿って形成される曲面Ｔ７、Ｔ８を有している。このため、１対の渦流Ｓ１、Ｓ２は、第１導出抑制部４８ａに沿って第３中心線Ａ３に向かって流れた後に、第２導出抑制部４８ｂの曲面Ｔ７、Ｔ８に沿って流れる。この結果、渦流Ｓ１、Ｓ２は、滑らかに方向を変えながら第１導出抑制部４８ａまで流れる。このように、このインテークマニホールド４では、第２導出抑制部４８ｂにより１対の渦流Ｓ１、Ｓ２の流れをより円滑にすることができ、１対の渦流Ｓ１、Ｓ２の消滅をさらに抑制できる。

また、第２導出抑制部４８ｂの先端部が曲面Ｔ７、Ｔ８により鋭角に形成されているため、第２導出抑制部４８ｂの先端部に渦流Ｓ１、Ｓ２が衝突するのを抑制できる。このため、渦流Ｓ１、Ｓ２の流れがより滑らかになり、渦流Ｓ１、Ｓ２の消滅を抑制する効果が高まる。
なお、第２導出抑制部４８ｂの先端部は、鋭くとがっていてもよく、渦流Ｓ１、Ｓ２との衝突を抑制できる程度に丸みを帯びていてもよい。
（４）
このインテークマニホールド４では、第１導出抑制部４８ａおよび第２導出抑制部４８ｂが、境界Ｂ２から境界Ｂ３まで第３中心線Ａ３に沿って延びており、連続的に形成されている。このため、湾曲部４７から流れ込んだ渦流Ｓ１、Ｓ２の状態が吸気ポート２１まで保持されやすくなり、渦流Ｓ１、Ｓ２が消滅するのをさらに抑制することができる。

（５）
このインテークマニホールド４では、湾曲部４７が第１湾曲抑制部４７ａおよび第２湾曲抑制部４７ｂを有しているため、湾曲部４７において発生した渦流Ｓ１、Ｓ２が湾曲部４７の流路Ｐ２で消滅するのを抑制できる。
また、第１湾曲抑制部４７ａおよび第２湾曲抑制部４７ｂにより渦流Ｓ１、Ｓ２の剥離を抑制できるため、渦流Ｓ１、Ｓ２の剥離による圧力損失を低減できる。
さらに、このインテークマニホールド４では、第１湾曲抑制部４７ａが渦流Ｓ１、Ｓ２に沿って形成される１対の曲面Ｔ１、Ｔ２を有している。このため、渦流Ｓ１、Ｓ２が曲面Ｔ１、Ｔ２に沿って滑らかに流れ、渦流Ｓ１、Ｓ２の剥離を抑制することができる。これにより、このインテークマニホールド４では、渦流Ｓ１、Ｓ２の剥離による圧力損失を低減でき、内燃機関１の性能をさらに高めることができる。

第１湾曲抑制部４７ａの先端部が曲面Ｔ１、Ｔ２により鋭角に形成されているため、第１湾曲抑制部４７ａの先端部周辺で渦流Ｓ１、Ｓ２が剥離するのをさらに抑制できる。これにより、渦流Ｓ１、Ｓ２の剥離による圧力損失をより低減できる。
第２湾曲抑制部４７ｂが渦流Ｓ１、Ｓ２に沿って形成される１対の曲面Ｔ３、Ｔ４を有しているため、渦流Ｓ１、Ｓ２が曲面Ｔ３、Ｔ４に沿って滑らかに流れる。これにより、渦流Ｓ１、Ｓ２の消滅を抑制する効果が高まる。
また、第２湾曲抑制部４７ｂの先端部が曲面Ｔ３、Ｔ４により鋭角に形成されているため、第２湾曲抑制部４７ｂの先端部に渦流Ｓ１、Ｓ２が衝突するのを抑制できる。このため、渦流Ｓ１、Ｓ２の流れがより滑らかになり、渦流Ｓ１、Ｓ２の消滅を抑制する効果が高まる。

なお、第１湾曲抑制部４７ａの先端部は、鋭くとがっていてもよく、渦流Ｓ１、Ｓ２の剥離を抑制できる程度に丸みを帯びていてもよい。また、第２湾曲抑制部４７ｂの先端部は、鋭くとがっていてもよく、渦流Ｓ１、Ｓ２との衝突を抑制できる程度に丸みを帯びていてもよい。
（６）
このインテークマニホールド４では、第１湾曲抑制部４７ａおよび第２湾曲抑制部４７ｂが境界Ｂ１から境界Ｂ２まで第２中心線Ａ２に沿って延びており、連続的に形成されている。このため、渦流Ｓ１、Ｓ２の状態が吸気ポート２１まで保持されやすくなり、渦流Ｓ１、Ｓ２が消滅するのをさらに抑制することができる。
（７）
このインテークマニホールド４では、第１湾曲抑制部４７ａおよび第２湾曲抑制部４７ｂの上流側端部に第１傾斜部４７ｅおよび第２傾斜部４７ｆが形成されている。このため、第１湾曲抑制部４７ａおよび第２湾曲抑制部４７ｂの端部に吸入空気が衝突して圧力損失が増大するのを抑制することができる。

（８）
このインテークマニホールド４では、湾曲部４７が第１湾曲凹部４７ｃおよび第２湾曲凹部４７ｄを有しているため、第１湾曲抑制部４７ａおよび第２湾曲抑制部４７ｂにより湾曲部４７の重量が増大するのを抑制できる。
また、導出部４８が第１導出凹部４８ｃおよび第２導出凹部４８ｄを有しているため、第１導出抑制部４８ａおよび第２導出抑制部４８ｂにより導出部４８の重量が増大するのを抑制できる。
（９）
このように、このインテークマニホールド４では、第１湾曲抑制部４７ａ、第２湾曲抑制部４７ｂ、第１導出抑制部４８ａおよび第２導出抑制部４８ｂにより湾曲部４７で発生した渦流Ｓ１、Ｓ２の消滅が抑制される。この結果、燃焼室３３の燃焼ガスの撹拌が促進され、良好な燃焼状態を得ることができる。これにより、このインテークマニホールド４では、内燃機関１の性能を高めることができる。

（１０）
さらに、この内燃機関１では、導出部４８と同様に、シリンダヘッド２の吸気ポート２１が第１ポート抑制部２１ａおよび第２ポート抑制部２１ｂを有している。このため、導出部４８から吸気ポート２１に流れ込む渦流Ｓ１、Ｓ２が吸気ポート２１で消滅するのを抑制できる。これにより、渦流Ｓ１、Ｓ２が吸気ポート２１で消滅するのを抑制することができ、燃焼室３３内の燃焼ガスの撹拌をさらに促進することができる。すなわち、さらに内燃機関１の性能を高めることができる。
第１ポート抑制部２１ａが渦流Ｓ１、Ｓ２に沿って形成される１対の曲面Ｔ９、Ｔ１０を有している。このため、渦流Ｓ１、Ｓ２が曲面Ｔ１、Ｔ２に沿って滑らかに流れ、渦流Ｓ１、Ｓ２の剥離を抑制することができる。これにより、渦流Ｓ１、Ｓ２の剥離による圧力損失を低減でき、内燃機関１の性能をさらに高めることができる。

第１ポート抑制部２１ａの先端部が曲面Ｔ９、Ｔ１０により鋭角に形成されているため、第１ポート抑制部２１ａの先端部周辺で渦流Ｓ１、Ｓ２が剥離するのをさらに抑制できる。これにより、渦流Ｓ１、Ｓ２の剥離による圧力損失をより低減できる。
第２ポート抑制部２１ｂが渦流Ｓ１、Ｓ２に沿って形成される１対の曲面Ｔ１１、Ｔ１２を有しているため、渦流Ｓ１、Ｓ２が曲面Ｔ１１、Ｔ１２に沿って滑らかに流れる。これにより、渦流Ｓ１、Ｓ２の消滅を抑制する効果が高まる。
第２ポート抑制部２１ｂの先端部が曲面Ｔ１１、Ｔ１２により鋭角に形成されているため、第２ポート抑制部２１ｂの先端部に渦流Ｓ１、Ｓ２が衝突するのを抑制できる。このため、渦流Ｓ１、Ｓ２の流れがより滑らかになり、渦流Ｓ１、Ｓ２の消滅を抑制する効果が高まる。

なお、第１ポート抑制部２１ａの先端部は、鋭くとがっていてもよく、渦流Ｓ１、Ｓ２の剥離を抑制できる程度に丸みを帯びていてもよい。第２ポート抑制部２１ｂの先端部は、鋭くとがっていてもよく、渦流Ｓ１、Ｓ２との衝突を抑制できる程度に丸みを帯びていてもよい。
＜他の実施形態＞
本発明の具体的な構成は、前述の実施形態に限られるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更および修正が可能である。
（Ａ）
湾曲部４７には、湾曲抑制部として第１湾曲抑制部４７ａおよび第２湾曲抑制部４７ｂが設けられている。導出部４８には、導出抑制部として第１導出抑制部４８ａおよび第２導出抑制部４８ｂが設けられている。吸気ポート２１には、ポート抑制部として第１ポート抑制部２１ａおよび第２ポート抑制部２１ｂが設けられている。

しかし、少なくとも導出部４８に第１導出抑制部４８ａが設けられていれば、渦流Ｓ１、Ｓ２の消滅を抑制する効果が得られる。他の抑制部が設けられていることで、渦流Ｓ１、Ｓ２の消滅を抑制する効果をさらに高めることができる。
（Ｂ）
前述の実施形態では、湾曲部４７が第１湾曲凹部４７ｃおよび第２湾曲凹部４７ｄを有しており、導出部４８が第１導出凹部４８ｃおよび第２導出凹部４８ｄを有している。しかし、湾曲部４７および導出部４８がこれらの凹部を有していない場合も考えられる。例えば図５に示す湾曲部１４７は、第２中心線Ａ１２に向かって突出する第１湾曲抑制部１４７ａおよび第２湾曲抑制部１４７ｂを有している。第１湾曲凹部４７ｃおよび第２湾曲凹部４７ｄに対応する部分は、平面１４７ｃおよび１４７ｄが形成されている。この場合、湾曲部１４７の重量が増大するが、湾曲部１４７の強度が高まる。

（Ｃ）
前述の実施形態では、湾曲部４７および導出部４８の断面形状が概ね楕円形である。しかし、湾曲部４７および導出部４８の断面形状が概ね円形である場合も考えられる。例えば図６に示す導出部２４８は、第３中心線Ａ２３に向かって突出する第１導出抑制部２４８ａおよび第２導出抑制部２４８ｂを有しているが、断面形状が概ね円形である。このため、流路Ｐ２５、Ｐ２６の断面形状は概ね楕円形となっている。この場合でも、流路Ｐ２５、Ｐ２６における渦流Ｓ１、Ｓ２の流れが円滑になるため、渦流Ｓ１、Ｓ２が消滅するのを抑制することができる。これは、吸気ポート２１についても同様である。
（Ｄ）
前述の実施形態では、第１湾曲抑制部４７ａ、第２湾曲抑制部４７ｂ、第１導出抑制部４８ａおよび第２導出抑制部４８ｂが境界Ｂ１から境界Ｂ３まで連続的に形成されている。しかし、インテークマニホールド４では、導出部４８の少なくとも一部に第１導出抑制部４８ａが形成されていれば、渦流Ｓ１、Ｓ２の消滅を抑制することができる。

例えば、第１湾曲抑制部４７ａおよび第２湾曲抑制部４７ｂが湾曲部４７の途中から形成されている場合、あるいは湾曲部４７が第１湾曲抑制部４７ａおよび第２湾曲抑制部４７ｂを有していない場合なども考えられる。この場合でも、導出部４８が第１導出抑制部４８ａを有していれば、湾曲部４７で発生した渦流Ｓ１、Ｓ２が導出部４８で消滅するのを抑制できる。
また、第１導出抑制部４８ａおよび第２導出抑制部４８ｂが境界Ｂ２から導出部４８の途中まで形成されている場合であって吸気ポート２１が第１ポート抑制部２１ａおよび第２ポート抑制部２１ｂを有していない場合も考えられる。この場合でも、導出部４８が第１導出抑制部４８ａを有していれば、渦流Ｓ１、Ｓ２の消滅を抑制することができる。
なお、湾曲部４７が第１湾曲抑制部４７ａおよび第２湾曲抑制部４７ｂを有していない場合に、第１導出抑制部４８ａの上流側端部あるいは第２導出抑制部４８ｂの上流側先端が第１傾斜部４７ｅおよび第２傾斜部４７ｆのように傾斜していてもよい。この場合、第１導出抑制部４８ａの上流側端部が下流側へいくにしたがって導出外周部５４に近づくように（より詳細には、第３中心線Ａ３に近づくように）形成されている。第２導出抑制部４８ｂの上流側端部が下流側へいくにしたがって導出内周部５３に近づくように（より詳細には、第３中心線Ａ３に近づくように）形成されている。これにより、第１導出抑制部４８ａおよび第２導出抑制部４８ｂの上流側端部に吸入空気が衝突するのを抑制でき、圧力損失の増大を防止できる。

（Ｅ）
なお、前述の実施形態では、樹脂製のインテークマニホールド４を例に説明しているが、インテークマニホールド４の材質は樹脂に限定されない。例えば、インテークマニホールドホール４は鋳物や管材などの金属製であってもよい。

本発明に係るインテークマニホールドでは、湾曲部で発生する渦流を有効利用することにより、内燃機関の性能を高めることができる。このため、本発明は内燃機関に関する分野において有用である。

インテークマニホールド４およびその周辺の内燃機関１の部分断面図 吸気ブランチ管４２およびその周辺の部分断面図 図２のIII−III断面図 図２のIV−IV断面図 湾曲部の断面図（他の実施形態） 導出部の断面図（他の実施形態）

符号の説明

１ 内燃機関
２ シリンダヘッド
２１ 吸気ポート
２１ａ 第１ポート抑制部（ポート抑制部）
２１ｂ 第２ポート抑制部（ポート抑制部）
３ シリンダブロック
４ インテークマニホールド
４１ 吸気コレクタ
４２ 吸気ブランチ管
４６ 導入部
４７ 湾曲部
４７ａ 第１湾曲抑制部（湾曲抑制部）
４７ｂ 第２湾曲抑制部（湾曲抑制部）
４７ｃ 第１湾曲凹部
４７ｄ 第２湾曲凹部
４７ｅ 第１傾斜部
４７ｆ 第２傾斜部
４８ 導出部
４８ａ 第１導出抑制部（導出抑制部、第１抑制部）
４８ｂ 第２導出抑制部（導出抑制部、第２抑制部）
４８ｃ 第１導出凹部（導出凹部）
４８ｄ 第２導出凹部
５１ 湾曲内周部
５２ 湾曲外周部
５３ 導出内周部
５４ 導出外周部
Ａ１ 第１中心線
Ａ２ 第２中心線（中心線）
Ａ３ 第３中心線
Ａ４ 第４中心線
Ｐ１〜Ｐ９ 流路
Ｓ１、Ｓ２ 渦流
Ｔ１〜Ｔ１２ 曲面

Claims (11)

1. 吸入空気が流れ込む導入部と、
   前記導入部の下流側に接続されて湾曲し、発生する１対の渦流の消滅を抑制するための湾曲抑制部を有する湾曲部と、
   前記湾曲部とシリンダヘッドの吸気ポートとを接続し、前記湾曲部で発生する前記１対の渦流の消滅を抑制するための導出抑制部を有する導出部と、を備え、
   前記湾曲部は、前記吸入空気の流路に沿った中心線の半径方向内側に配置された湾曲内周部と、前記中心線の半径方向外側に配置された湾曲外周部と、を有し、
   前記湾曲抑制部は、前記湾曲内周部及び前記湾曲外周部の少なくとも一方から前記中心線に向かって突出する第１湾曲抑制部を有し、
   前記導出部は、前記中心線の半径方向内側に配置された導出内周部と、前記中心線の半径方向外側に配置された導出外周部と、を有し、
   前記導出抑制部は、前記導出内周部及び前記導出外周部の少なくも一方から前記中心線に向かって突出する第１導出抑制部を有する、
   インテークマニホールド。
2. 前記導出抑制部は、前記湾曲部と前記導出部との境界から下流側へ延びている、
   請求項１に記載のインテークマニホールド。
3. 前記導出抑制部は、前記湾曲部と前記導出部との境界から前記導出部と前記シリンダヘッドとの境界まで連続的に形成されている、
   請求項２に記載のインテークマニホールド。
4. 前記第１湾曲抑制部は、前記湾曲内周部から前記湾曲外周部に向かって突出し、
   前記第１導出抑制部は、前記導出内周部から前記導出外周部に向かって突出している、
   請求項１から３のいずれかに記載のインテークマニホールド。
5. 前記湾曲抑制部は更に、前記湾曲外周部から前記湾曲内周部に向かって突出する第２湾曲抑制部を有し、
   前記導出抑制部は更に、前記導出外周部から前記導出内周部に向かって突出する第２導出抑制部を有する、
   請求項１から４のいずれかに記載のインテークマニホールド。
6. 前記湾曲抑制部は、前記湾曲部と前記導出部との境界から上流側へ延びている、
   請求項１から５のいずれかに記載のインテークマニホールド。
7. 前記湾曲抑制部は、前記導出部と前記湾曲部との境界から前記湾曲部と前記導入部との境界まで連続的に形成されている、
   請求項６に記載のインテークマニホールド。
8. 前記導出部は、前記第１導出抑制部を挟んで前記中心線の反対側に配置され、前記導出内周部又は前記導出外周部に向かって窪んだ導出凹部を更に有している、
   請求項１から７のいずれかに記載のインテークマニホールド。
9. 前記導出抑制部は、前記１対の渦流に沿うように形成される１対の曲面を有している、
   請求項１から８のいずれかに記載のインテークマニホールド。
10. 前記湾曲抑制部の上流側端部は、下流側へいくにしたがって前記湾曲外周部又は前記湾曲内周部へ近づくように傾斜している、
    請求項１から９のいずれかに記載のインテークマニホールド。
11. 請求項１〜１０のいずれかに記載のインテークマニホールドと、
    前記インテークマニホールドが接続される前記吸気ポートを有する前記シリンダヘッドと、を備え、
    前記吸気ポートは、前記１対の渦流の消滅を抑制するためのポート抑制部を有し、
    前記吸気ポートは、前記吸入空気の流路に沿った中心線の半径方向内側に配置されたポート内周部と、前記中心線の半径方向外側に配置されたポート外周部と、を有し、
    前記ポート抑制部は、前記ポート内周部及び前記ポート外周部の少なくとも一方から前記中心線に向かって突出する形状を有する、
    内燃機関。
    

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