JP5641853B2 - 樹脂製インテークマニホールド - Google Patents

Description

本発明は、スロットルボディが接続される入り口からサージタンクを経て複数に分岐した出口管まで連続し、各出口管がサージタンクの底部から延び出してサージタンクに対向するように立ち上がり、サージタンクおよび出口管部でアッパー部材およびロア部材とに上下に２分割した樹脂製インテークマニホールドに関する。

樹脂製インテークマニホールドは下記の特許文献１〜３等に開示され、近年、軽量化、製造コストの低下、省燃費などを意図して実用されている。また、特許文献１〜３には樹脂製インテークマニホールドの成形性の面で複数に分割して成形する技術が開示されている。

特許文献１は、各出口管がサージタンクの底部から延び出してサージタンクに対向するように立ち上がり、サージタンクおよび出口管部でアッパー部材およびロア部材とに上下に２分割した樹脂製インテークマニホールドを開示している。

特許文献２、３は、補強のためにリブを形成した樹脂製インテークマニホールドを開示している。特許文献２は、板状部で繋がった複数の出口管を長手方向に２分割したうちの、縦に長い出口管通路を持った第２分割ケース部品において、隣接の出口管どうしを板状部の背部側で長手方向の複数個所にて横方向に連結する背部補強リブを開示している。

特許文献３では、隣り合う出口管どうしを相互に連結する連結部材が一体成形されているものが開示されている。この構成で、各出口管はこの連結部材によって補強され、成形後の冷却による熱収縮に伴う変形の防止を図り、その端末側での位置精度を確保することができる。また、隣り合う出口管どうしが連結されているので、入口管を支点とした片持ち構造である各出口管の剛性を高めることができ、ひいてはインテークマニホールド全体としての強度・剛性も向上させることができるとされている。

特開２００２−１３８９１３号公報 特開２００６−９０２１０号公報 特開平１０−１８９２４号公報

ところで、特許文献１が開示する樹脂製インテークマニホールドは、サージタンクと出口管とが対向し合うので、この対向し合う前後方向のコンパクト化に好適であるが、複数の出口管は、サージタンクとはそれからの延び出し部で繋がるだけで、各出口管どうしもその延び出し部間と接続フランジを持った出口部間以外は離れている。このため、エンジンや車体走行時の振動や揺れの影響で損傷しやすい。従って、特許文献２、３が開示するようなリブによる補強技術の採用が必要である。

しかし、特許文献２に記載の背部補強リブは、図２、図３、図４、図６に符号２４を付して示されており、図３、図６に見られるように出口管どうしを一体化している板状部に向け下向きに傾斜して、図３で認められるように出口管背部および板状部に繋がっている。このため、これら背部補強リブ、板状部、出口管背部間は、上向きに開放した凹部を多く形成している。このような凹部は、エンジンルーム内に種々な理由で時として侵入する雨水や洗浄水などが及ぶと水溜まり部となる。

また、特許文献３の図１８に開示される出口管の出口端を除くほぼ全長間を連結する板状リブも、この板状リブが出口管のサージタンクからの延び出し側へ下向きに傾斜するような設置条件では、出口管との間で時として侵入する水の水溜まり部となる。

これらの水溜まり部に水が溜まると、インテークマニホールドを形成している樹脂材を劣化させる。樹脂材の劣化は強度低下を招き補強リブによる補強がかえって強度低下の原因になる。

本発明は、このような問題に鑑み、コンパクト化に有利な屈曲形態を、比較的大きなボリュームのアッパー部材と、小さなボリュームのロア部材の２分割で構成され、耐久性、成形性、低コスト性を満足できる樹脂製インテークマニホールドを提供することを主たる目的とし、アッパー、ロア両部材側の横向きの補強リブを上下に重ねて双方の補強、成形性向上に有利としながら、水溜まりができずに排水できるようにすることをさらなる目的としている。

上記課題を解決するために、本発明の樹脂製インテークマニホールドは、スロットルボディが接続される入り口からサージタンクを経て複数に分岐した出口管まで連続し、各出口管がサージタンクから延び出してサージタンクと対向するように立ち上がり、サージタンクおよび出口管でアッパー部材およびロア部材とに上下に２分割した樹脂製インテークマニホールドにおいて、アッパー部材側に、複数の出口管にわたって入り口と各出口管との間を繋ぐ横向き補強リブを形成し、ロア部材側に、各出口管下部の相互を横向きに繋ぐ横向き補強リブを形成し、アッパー部材側およびロア部材側それぞれの横向き補強リブは水を伝い落す伝い落し縁を有し、これら伝い落し縁側は、上下方向の隙間を有して前後方向に重なったことを特徴とする。

このような構成では、アッパー部材側は、各出口管上部のサージタンク上部からの延び出し口部で繋がった屈曲形態をなしているところ、サージタンク上部と各出口管上部とが、横向きリブによって複数の出口管にわたって入り口と各出口管との間で一体に繋がれているので、サージタンク上部と複数の出口管との繋がり部を起点に離接方向に振動したり揺れたりすることに対する強度と剛性および、複数の出口管どうしが、それらの配列方向に振動したり揺れたりすることに対する強度と剛性の双方を高められる。

また、ロア部材もその複数の出口管下部の相互を、アッパー部材側の横向き補強リブと一部上下に重なる横向き補強リブで繋ぐので、出口管上下部双方の互いのほぼ共通域から協働して各出口管を補強することができる。

さらに、横向き補強リブどうしの一部重なり部は、各横向き補強リブの水を伝い落す伝い落し縁であり、上下に隙間を有していることにより、双方の間に水溜まりとなるような上向きの凹部を形成することなく、上側となる横向き補強リブ上に受ける水は下側の横向き補強リブを介して、下側となる横向き補強リブ上に受ける水は直接に、各出口管間の非補強部間に伝い落して排水することができる。

また上記において、さらに、前記アッパー部材に形成された横向き補強リブは、その平面上にサージタンクの入り口から各出口管に個別に繋がる梁状補強リブが一体に形成されたものとすることができる。

このような構成では、上記に加え、さらに、横向き補強リブのサージタンクと各出口管との間で突っ張り、または引っ張り作用をする際の座屈強度、引っ張り強度を梁状補強リブによってさらに高められる。

本発明の樹脂製インテークマニホールドによれば、アッパー部材のサージタンク上部と各出口管上部とが、複数の出口管にわたって入り口と各出口管との間で横向きリブにより一体に繋ぐだけで、サージタンク上部と複数の出口管との繋がり部分を起点に離接方向に振動したり揺れたりすることに対する強度と剛性および、複数の出口管どうしがそれらの配列方向に振動したり揺れたりすることに対する強度と剛性の双方を、高められるので、エンジンの振動や、車体走行中の振動、加減速負荷、遠心負荷などの影響で損傷するのを防止することができる。

また、上記に加え、さらに、ロア部材の複数の出口管下部の相互を、アッパー部材側の横向き補強リブと一部上下に重なる横向き補強リブで繋いで、出口管上下部双方のほぼ共通域から協働して各出口管を補強して強度および剛性をさらに高められる。

また、横向き補強リブどうしの、水の伝い落し縁側での上下に隙間を有した一部重なり構造を有するので、上側となる横向き補強リブ上に受ける水は下側の横向き補強リブを介して排水され、また下側となる横向き補強リブ上に受ける水は直接に、各出口管間の非補強部間に伝い落して排水させられるので、水が溜まって樹脂材料を劣化させ、寿命が低下するのを回避することができる。

また、上記のように本発明の樹脂製インテークマニホールドは、補強リブを含め上部に水が溜まることがないので、リブ上の水がオーバーフローしてエンジン側に流れ出し、エンジンに水をかけることがない。特に近年軽量化のために多用されているアルミ製のシリンダヘッドの場合は、水がかからない若しくは水が滞留しないことで腐食を回避できるという効果を奏する。

また、サージタンクから各出口管までは、吸気の層流化の観点から、一定の長さを必要とする。従って、サージタンク上部の反エンジン側となる背部壁の割線縁がインジェクション成形時の注入位置に選択された場合は、注入された樹脂はサージタンクから各出口管まで長い距離を流れなければならない。しかし、サージタンク上部と各出口管上部とを繋ぐ補強リブの部分が樹脂流れの近道となり、樹脂流れの遅れによる成形不良を回避し、高い成形性を確保することができる。

以上のように本発明の樹脂製インテークマニホールドは、高い剛性および強度と、耐久性を有するインテークマニホールドを樹脂によって実現することができるので、コストの低減に大きく寄与するという効果を奏する。

本発明の実施の形態に係る樹脂製インテークマニホールドの１つの例をアッパー部材とロア部材に分離して示す斜視図である。 同インテークマニホールドのアッパー部材の側面図である。 同インテークマニホールドのアッパー部材の背面図である。 同インテークマニホールドの前後方向に断面して見た断面図である。 同インテークマニホールドのアッパー部材およびロア部材の各横向き補強リブ（図１の符号３１と３３）が上下に重なった部分を示す断面図である。

本実施の形態に係る樹脂製インテークマニホールドの具体例について、図１〜図５を参照しながら説明し、本発明の理解に供する。

図１、図４に示す例での本実施の形態の樹脂製インテークマニホールド１００は、図４に示すようにスロットルボディ２０が接続される入り口１からサージタンク２を経て複数に分岐した出口管３まで連続し、各出口管３がサージタンク２から延び出してサージタンク２と対向するように立ち上がったほぼＶ字状ないしはＵ字状の屈曲形態をなしている。また、サージタンク２および出口管３でアッパー部材１１およびロア部材１２とに上下に２分割している。

本実施の形態の樹脂製インテークマニホールド１００は、例えば、樹脂材料ＰＡ６ＧＦ３０（ポリアミド６＋ガラス３０％入り）を採用する。これにより、必要な強度、耐熱性が得られる。しかし、樹脂材料は上記の材料に限られることはない。

ところで、このような樹脂製インテークマニホールド１００の屈曲形態では、既述したように、サージタンク２と出口管３とが対向し合うので、この対向し合う前後方向のコンパクト化に好適であるが、複数の出口管３は、サージタンク２とはそれからの延び出し口３ａで繋がるだけで、各出口管３どうしもその延び出し口３ａ間と共通の接続フランジ３ｃを持った出口３ｂ部間以外は離れたままである。このため、エンジンや車体走行時の振動や揺れの影響で損傷しやすい。

そこで、本実施の形態の樹脂製インテークマニホールド１００は、図１、図４に示すように、アッパー部材１１側を、各出口管上部３０１ａとサージタンク上部２０１ａが延び出し口３ａで繋がった屈曲形態とし、さらに、入り口１と各出口管３との間を一体につなぐ略水平の横向き補強リブ３１を配置している。

このように、屈曲形態をなして繋がったアッパー部材１１のサージタンク上部２０１ａと各出口管上部３０１ａとが、複数の出口管３、実質には出口管上部３０１ａにわたって入り口１と各出口管上部３０１ａとの間で横向き補強リブ３１により一体に繋がれるので、接合一体化されたロア部材１２を伴い、サージタンク２と複数の出口管３との延び出し口３ａでの繋がり部を起点に離接方向に振動したり揺れたりすることに対する強度と剛性および、複数の出口管３どうしがそれらの配列方向に振動したり揺れたりすることに対する強度と剛性の双方を高められる。その結果、エンジンの振動や、車体走行中の振動、加減速負荷、遠心負荷などの影響で損傷するのを防止することができ、耐久性が向上する。

また、アッパー部材１１をインジェクション成形するのに、各出口管３の出口３ｂがある共通の接続フランジ３ｃとの間の樹脂注入の流れ方向、注入する樹脂ボリューム上ほぼ中央となるサージタンク２の背部壁２ａの割線縁２ｄを注入位置に選択した場合、各出口管３の吸気の層流化に必要な長さを確保するのに、出口３ｂへの樹脂の注入経路がサージタンク２の入り口１に比して遠くなっても、サージタンク２からの延び出し部分を経由した正規の樹脂流れに加え、サージタンク２の入り口１から横向き補強リブ３１を通じた各出口管３の出口３ｂ側への樹脂流れが得られる。これによって、成形性が向上し、二次注入工程等を採用せずに歩留まり良く成形でき、製品コストが低減する。

本実施の形態では、さらに、図１、図５に示すように、ロア部材１２側に、各出口管下部３０１ｂの相互を横向きに繋ぐ横向き補強リブ３３を形成する。このように、ロア部材１２もその複数の出口管下部３０１ｂの相互を、アッパー部材１１側の横向き補強リブ３１と一部上下に重なる横向き補強リブ３３で繋ぐので、出口管上下部３０１ａ、３０１ｂ双方の互いのほぼ共通域から協働して各出口管３を補強することができる。

また、これらの横向き補強リブ３１および３３は、インテークマニホールド上に落下した水を排水する構造を構成する。すなわち、アッパー部材１１には、伝い落し縁３１ｂが形成され、またロア部材１２には、伝い落し縁３３ｂが形成され、それぞれの伝い落し縁は、上下方向の隙間３４を有して前後方向に重なったものとしている。

より詳細には、図１に示された横向き補強リブ３１、３３どうしの一部重なり部は、図５に示すように各横向き補強リブ３１、３３の水を伝い落す、伝い落し縁３１ｂ、３３ｂが、上下に隙間３４を有してなるもので、双方の間に水溜まりとなるような上向きの凹部を形成することがない。従って、図５に二点鎖線の矢印で示すように、上側となる横向き補強リブ３１上に受ける水は、その伝い落し縁３１ｂから下側の横向き補強リブ３３を介して、また下側となる横向き補強リブ３３上に受ける水はその伝い落し縁３３ｂから直接に、各出口管３間の図１、図５に示す非補強部間３５に伝い落して排水することができる。

このように、ロア部材１２の複数の出口管下部３０１ｂの相互を、アッパー部材１１側の横向き補強リブ３１と一部上下に重なる横向き補強リブ３３で繋いで、出口管上下部３０１ａ、３０１ｂ双方のほぼ共通域から協働して各出口管３を補強して強度および剛性をさらに高められる。また、横向き補強リブ３１、３３どうしの、水の伝い落し縁３１ｂ、３３ｂ側での上下に隙間３４を有した一部重なり構造上、横向き補強リブ３１、３３のいずれが受ける水でも、各横向き補強リブ３１、３３上からの隙間３４および伝い落し縁３１ｂ、３３ｂ、非補強部間３５を通じた経路で排水させられるので、水が溜まって樹脂材料を劣化させ、寿命が低下するのを回避することができる。

また、このようにインテークマニホールド上面には、複数の横向き補強リブが存在するにもかかわらず、補強リブを含め水が溜まることがない。また、インテークマニホールド上に落ちた水は図５に示したように、必ずエンジンから遠ざかる方向に落下する。したがって、リブ上の水がオーバーフローしてエンジン側に流れ出し、エンジンに水をかけることはない。この事は、シリンダヘッド上面に水がかかる若しくは水が滞留することが極めて少ないことを意味する。特に近年軽量化のためにアルミ製のシリンダヘッドが多用されているが、アルミ製のシリンダヘッドは腐食しやすいので、本発明のインテークマニホールドのように、水がかからない若しくは水が滞留しないことは、腐食を回避できるという大きな効果を奏する。

このような伝い落し縁３１ｂ、３３ｂは、横向き補強リブ３１、３３の上面が伝い落し縁３１ｂ、３３ｂに向け、傾斜、湾曲のいずれか、または双方による水流れ勾配を持つようにすれば形成できる。しかし、伝い落し縁３１ｂ、３３ｂに向け水平な横向き補強リブ３１、３３でも、車体走行中の振動や、遠心により、また加速や減速により生じる慣性を利用して受けている水を伝い落せる。従って、各横向き補強リブ３１、３３において、水流れ勾配は必ずしも付与しなくてもよい。

図５に図示した一例では、各出口管３の出口３ｂに共通な接続フランジ３ｃがエンジンに接続されるように鉛直な接続面３ｅに対し、上側の横向き補強リブ３１はその伝い落し縁３１ｂに向け下向きに傾斜し、サージタンク２と各出口管３間での突っ張りや引っ張りに有効なものとし、下側の横向き補強リブ３３はその伝い落し縁３３ｂに向け下向きに湾曲したものとして、出口管３に必要な湾曲形状に沿えるようにしている。

ここで、上側の横向き補強リブ３１は、さらに、その平面上、図示例では上面にサージタンク２の入り口１から各出口管３に個別に繋がるような梁状補強リブ３１ａが一体に形成されたものとしている（図１参照）。この結果、横向き補強リブ３１のサージタンク２と各出口管３との間で突っ張り、または引っ張り作用をする際の座屈強度、引っ張り強度を梁状補強リブ３１ａによってさらに高められ、耐久性が向上する。

同時に、梁状補強リブ３１ａによってサージタンク２側から各出口管３側への樹脂流れを促進する通路断面積を各出口管３にほぼ共通して増大させられ、アッパー部材１１の成形性がさらに向上する。

特に、ボリュームの大きな接続フランジ３ｃに樹脂が流れる際には、大きなボリュームを有する接続フランジ１ａから、横向き補強リブ３１と梁状補強リブ３１ａという断面積の大きな通路が確保されるので、スムーズな樹脂流れを得る事ができる。

本発明は、コンパクト化に有利であるが、強度、剛性に欠ける屈曲形態樹脂製インテークマニホールドを最小分割のもとに、ボリュームが大きく形態が複雑になるアッパー部材側において、強度、剛性を高めるのに併せ、サージタンク側から距離が遠くなる各出口管の出口側への樹脂流れを促進する補強リブ構造に実用される。

１ 入り口
２ サージタンク
２ｄ 割線縁
３ 出口管
３ａ 延び出し口
３ａ１ 上部延び出し口
３ａ２ 下部延び出し口
３ｂ 出口
３ｅ 接続面
１１ アッパー部材
１２ ロア部材
２０ スロットルボディ
３１、３３ 横向き補強リブ
３１ａ、３１ｃ 梁状補強リブ
３１ｂ、３３ｂ 伝い落し縁
３２ 縦向き補強リブ
３２ａ 梁状補強リブ
３４ 隙間
３５ 非補強部間
１００ 樹脂製インテークマニホールド
２０１ａ サージタンク上部
３０１ａ 出口管上部
３０１ｂ 出口管下部

Claims (2)

1. スロットルボディが接続される入り口からサージタンクを経て複数に分岐した出口管まで連続し、各出口管がサージタンクから延び出してサージタンクと対向するように立ち上がり、サージタンクおよび出口管でアッパー部材およびロア部材とに上下に２分割した樹脂製インテークマニホールドにおいて、
   アッパー部材側に、複数の出口管にわたって入り口と各出口管との間を繋ぐ横向き補強リブを形成し、
   ロア部材側に、各出口管下部の相互を横向きに繋ぐ横向き補強リブを形成し
   アッパー部材側およびロア部材側それぞれの横向き補強リブは水を伝い落す伝い落し縁を有し、
   これら伝い落し縁側は、上下方向の隙間を有して前後方向に重なったものとした樹脂製インテークマニホールド。
2. 前記アッパー部材に形成された横向き補強リブは、その平面域にサージタンクの入り口から各出口管に個別に繋がる梁状補強リブが一体に形成されている請求項１に記載された樹脂製インテークマニホールド。