JP6232753B2 - 吸気マニホールド - Google Patents

Description

この発明は、車両に対して横置き搭載、すなわちクランクシャフトが車幅方向に向くように搭載される内燃エンジンに用いられる吸気マニホールドに関する。

特許文献１の吸気マニホールドは、３つの分割体（車両後方側（エンジン側）の第１分割体、中央の第２分割体、車両前方側の第３分割体）で構成される。第１分割体の剛性は、他の分割体の剛性よりも高い。また第２分割体には、リブ構造が形成されている。特許文献１は、このような構造であるので、車両前後方向の外部荷重が加わったときに、リブ構造が突っ張り要素となって応力集中点が生じ、この応力集中点が起点となって、第２分割体及び第３分割体が破壊する、としている。このように、第２分割体及び第３分割体が破壊することで、クラッシュストローク（クラッシャブルゾーン）が確保される。

特開２０１０−２８５９１６号公報

しかしながら、前述した特許文献１の構造では、リブ構造の方向と外部荷重の方向とが一致すればリブ構造が突っ張り要素となって応力集中点が生じるものの、一致しない場合には応力集中点が生じない可能性があり、そのような場合には車両前方側の分割体を効果的にクラッシュさせられないおそれがある。

本発明は、このような従来の問題点に着目してなされた。本発明の目的は、さまざまな方向からの外部荷重に対して、吸気マニホールドの車両前方側が破壊されることで、確実にクラッシュストローク（クラッシャブルゾーン）が確保できる吸気マニホールドを提供することである。

本発明は以下のような解決手段によって前記課題を解決する。

本発明による吸気マニホールドのひとつの実施形態は、車両に対して横置き搭載される内燃エンジンに用いられ、エンジン本体よりも車両前方に位置する。そして、車両前方側の前側半割体と、前記前側半割体の裏側に位置して前側半割体に一体化される後側半割体と、を含む。さらに、前記前側半割体の板厚は前記後側半割体の板厚よりも薄い、又は、前記前側半割体は前記後側半割体よりも脆弱な材料で形成される、又は、前記前側半割体には脆弱部が形成されるが前記後側半割体には脆弱部が形成されず、前記後側半割体の車両前後方向の前端位置は、前記吸気マニホールドを除いて前記エンジン本体に取り付けられる部品の車両前後方向の前端位置と略等しい、ことを特徴とする。

この態様によれば、外部荷重が加わったときに、吸気マニホールドの前側半割体が容易に破壊されることとなり、確実にクラッシュストローク（クラッシャブルゾーン）が確保される。

本発明の実施形態、本発明の利点は、添付された図面とともに以下に詳細に説明される。

図１は、本発明による吸気マニホールドの実施形態を示す図である。 図２は、吸気マニホールドの斜視図である。 図３は、吸気マニホールドの一部分を拡大した図である。 図４は、可変圧縮比エンジンについて説明する図である。

図１は、本発明による吸気マニホールドの実施形態を示す図である。

この図１は、本発明による吸気マニホールドを用いる内燃エンジンが車載された状態を側方から示す。紙面左が車両の前方になる。

吸気マニホールド１００は、車両に対して横置き搭載、すなわちクランクシャフト３２が車幅方向に向くように搭載される内燃エンジンに用いられる。吸気マニホールド１００は、エンジン本体１０よりも車両前方に位置する。吸気マニホールド１００は、前側半割体１１０と、後側半割体１２０と、を含む。前側半割体１１０は、車両前方側に位置する構造体である。後側半割体１２０は、前側半割体１１０の裏側に位置して前側半割体１１０に一体化される構造体である。後側半割体１２０の車両最前方に位置する箇所は、破線で示されるように、吸気マニホールドを除いてエンジン本体１０に取り付けられる部品の車両最前方位置と略等しくなっている。なお図１の内燃エンジン１は、クランクシャフト３２とピストン３３とを２つのリンク(ロアーリンク１１、アッパーリンク１２)で連結し、圧縮比を変更可能な可変圧縮比エンジンを例示しているが、これには限られない。クランクシャフトとピストンとをひとつのリンク（コネクティングロッド）で連結するコンベンショナルな内燃エンジンであってもよい。

図２は、吸気マニホールドの斜視図である。

吸気マニホールド１００は、前側半割体１１０と、後側半割体１２０と、を含む。後側半割体１２０は、前側半割体１１０の裏側に位置して前側半割体１１０に一体化されている。なお本実施形態の吸気マニホールド１００は、吸気管（ブランチパイプ）が３本であり、直列３気筒エンジンに適用されるものであるが、これには限定されない。

図３は吸気マニホールドの一部分を拡大した図面であり、図３(Ａ)は図２のIIIＡ−IIIＡで切った吸気マニホールドの斜視図、図３(Ｂ)は吸気マニホールド１００の前側半割体１１０の一部分を拡大した断面図である。

図３(Ｂ)から明らかなように、吸気マニホールド１００の前側半割体１１０の前面には、脆弱部としてのノッチ１１１が形成されている。一方、後側半割体１２０にはノッチ（脆弱部）が形成されていない。このノッチ１１１は、吸気マニホールドを構成する吸気管の吸気の流れ方向と平行に形成される。またこのノッチ１１１は、吸気管の幅方向中央に形成した。

このような構造であるので、前側半割体１１０は、後側半割体１２０よりも脆弱である。したがって吸気マニホールドに外部荷重が加わったときに、このノッチ１１１が起点となって前側半割体１１０が破壊して、クラッシュストローク（クラッシャブルゾーン）が確保される。

上述した特許文献１の構造では、リブ構造の方向と外部荷重の方向とが一致すればリブ構造が突っ張り要素となって応力集中点が生じるものの、一致しない場合には応力集中点が生じない可能性があり、そのような場合には車両前方側の分割体を効果的にクラッシュさせられないおそれがある。

しかしながら、本実施形態のように、前側半割体１１０の前面にノッチ１１１を形成しておくので、さまざまな方向から外部荷重が加わっても、ノッチ１１１を起点として前側半割体１１０が破壊されるので、確実にクラッシュストローク（クラッシャブルゾーン）が確保されるのである。その一方で後側半割体１２０にはノッチが形成されていないので、強度が高く、たとえば、エンジン本体１０と吸気マニホールド(後側半割体１２０)との間に配設されるもの（たとえば燃料配管）を保護できるのである。すなわち、本実施形態によれば、エンジン本体１０と吸気マニホールド(後側半割体１２０)との間に配設される燃料配管などを保護しつつ、クラッシャブルゾーンを大きくできるのである。

また本実施形態では、脆弱部をノッチ１１１で形成した。このようにすれば、容易に脆弱部を設けることができる。

さらに、本実施形態では、ノッチ１１１を、吸気マニホールド１００を構成する吸気管の吸気の流れ方向と平行に形成した。またノッチ１１１を、吸気管の幅方向中央に形成した。このようにしたので、ノッチ１１１を長く形成することができ、吸気マニホールド１００にさまざまな方向から外部荷重が加わっても、ノッチ１１１を起点として前側半割体１１０が破壊されやすくなるのである。

なお、前側半割体１１０の前面にノッチ１１１を形成するのに代えて、前側半割体１１０の板厚を後側半割体１２０の板厚よりも薄くしてもよい。このようにしても、外部荷重が加わったときに、前側半割体１１０が容易に破壊されることとなり、確実にクラッシュストローク（クラッシャブルゾーン）が確保される。

また、前側半割体１１０を後側半割体１２０よりも脆弱な材料で形成してもよい。これは、たとえば脆弱な多孔質材料を用いることが例示される。このようにしても、外部荷重が加わったときに、前側半割体１１０が容易に破壊されることとなり、確実にクラッシュストローク（クラッシャブルゾーン）が確保される。

なお前側半割体１１０を脆弱にする各手法を適宜組み合わせてもよい。

上述したように、後側半割体１２０の車両最前方に位置する箇所は、吸気マニホールド１００を除いてエンジン本体１０に取り付けられる部品の車両最前方位置と略等しくなっている。この「吸気マニホールドを除いてエンジン本体１０に取り付けられる部品」としては、たとえば、エンジン本体が可変圧縮比エンジンである場合に、圧縮比を調整するアクチュエーターが一例として挙げられる。

そこで、次に図４を参照して、可変圧縮比エンジンの一例について説明する。

図４に示されるように、可変圧縮比エンジン１は、クランクシャフト３２とピストン３３とを２つのリンク(ロアーリンク１１、アッパーリンク１２)で連結するとともに、コントロールリンク１３でロアーリンク１１の移動を規制して機械圧縮比を変更する。

コントロールリンク１３は、連結ピン２４を介してコントロールシャフト２５に連結する。コントロールリンク１３は、この連結ピン２４を中心として揺動する。連結ピン２４は、コントロールシャフト２５に対して偏心する。コントロールシャフト２５にはギヤが形成されており、そのギヤがアクチュエーター５１の回転軸５２に設けられたピニオン５３に噛合する。アクチュエーター５１によってコントロールシャフト２５が回転させられ、連結ピン２４が移動する。可変圧縮比エンジン１は、コントロールシャフト２５を回転して連結ピン２４の位置を変更することで、上死点でのピストンの位置が変わり圧縮比を調整できる。

コントローラー７０はアクチュエーター５１を制御してコントロールシャフト２５を回転させて圧縮比を変更する。コントローラー７０は燃料噴射弁４１の燃料噴射を制御する。なお本実施形態の可変圧縮比エンジン１では、燃料噴射弁４１は燃焼室に直接燃料を噴射する。またコントローラー７０はシリンダーヘッドに設けられた点火プラグ４２の点火時期を制御する。コントローラー７０は中央演算装置(ＣＰＵ)、読み出し専用メモリ(ＲＯＭ)、ランダムアクセスメモリ(ＲＡＭ)及び入出力インタフェース(Ｉ／Ｏインタフェース)を備えたマイクロコンピュータで構成される。コントローラー７０を複数のマイクロコンピューターで構成してもよい。

このような可変圧縮比エンジンにおいて、圧縮比を調整するアクチュエーターの車両最前方位置を、後側半割体１２０の車両最前方に位置する箇所と略等しくすることで、確実にクラッシュストローク（クラッシャブルゾーン）を確保できるのである。後側半割体１２０の前端位置を後退させるほどクラッシャブルゾーンは大きくなるが、他の部品(たとえば、圧縮比を調整するアクチュエーター)の前端位置よりも後退させても意味がない。クラッシュは他の部品の前端位置で止まってしまうからである。したがって、後側半割体１２０の車両最前方に位置する箇所が、他の部品の前端位置と揃えることが最も合理的である。

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。

たとえば、上記実施形態は、適宜組み合わせ可能である。

また、内燃エンジンは、上記では、可変圧縮比エンジンを例示しているが、それには限られずコンベンショナルなエンジンであってもよいことは勿論である。また「吸気マニホールドを除いてエンジン本体１０に取り付けられる部品」として、圧縮比を調整するアクチュエーターを挙げたが、それは一例に過ぎず、他の部品であってもよいことも勿論である。

１ 内燃エンジン（可変圧縮比エンジン）
１０ エンジン本体
３２ クランクシャフト
１００ 吸気マニホールド
１１０ 前側半割体
１１１ ノッチ
１２０ 後側半割体

Claims (6)

1. 車両に対して横置き搭載される内燃エンジンに用いられ、エンジン本体よりも車両前方に位置する吸気マニホールドであって、
   車両前方側の前側半割体と、
   前記前側半割体の裏側に位置して前記前側半割体に一体化される後側半割体と、
   を含み、
   前記前側半割体の板厚は前記後側半割体の板厚よりも薄い、又は、前記前側半割体は前記後側半割体よりも脆弱な材料で形成される、又は、前記前側半割体には脆弱部が形成されるが前記後側半割体には脆弱部が形成されず、
   前記後側半割体の車両前後方向の前端位置は、前記吸気マニホールドを除いて前記エンジン本体に取り付けられる部品の車両前後方向の前端位置と略等しい、
   吸気マニホールド。
2. 請求項１に記載の吸気マニホールドにおいて、
   前記脆弱部は、ノッチで形成される、
   吸気マニホールド。
3. 請求項２に記載の吸気マニホールドにおいて、
   前記ノッチは、前記吸気マニホールドを構成する吸気管の吸気の流れ方向と平行に形成される、
   吸気マニホールド。
4. 請求項２又は請求項３に記載の吸気マニホールドにおいて、
   前記ノッチは、前記吸気マニホールドを構成する吸気管の幅方向中央に形成される、
   吸気マニホールド。
5. 請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の吸気マニホールドにおいて、
   前記エンジン本体に取り付けられる部品は、可変圧縮比機構のアクチュエーターである、
   吸気マニホールド。
6. 請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の吸気マニホールドにおいて、
   前記前側半割体は、前記後側半割体よりも脆弱な多孔質材料で形成される、
   吸気マニホールド。

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