JP6437358B2

JP6437358B2 - 吸気マニホールド装置

Info

Publication number: JP6437358B2
Application number: JP2015059378A
Authority: JP
Inventors: 貴康諏訪間; 勇人小林
Original assignee: Keihin Corp
Current assignee: Keihin Corp
Priority date: 2015-03-23
Filing date: 2015-03-23
Publication date: 2018-12-12
Anticipated expiration: 2035-03-23
Also published as: JP2016176460A; WO2016152401A1

Description

本発明は、内燃機関の複数のシリンダ室にガスを導く吸気マニホールドと、吸気マニホールドに内蔵されてガスを冷却する熱交換器と、を備えた吸気マニホールド装置に関する。

従来、過給器により圧縮されたガスを吸気マニホールドに内蔵された熱交換器により冷却して複数のシリンダ室に導く吸気マニホールド装置が利用されている。この種の吸気マニホールド装置として、例えば、特許文献１の図６等には、単一部材で構成された吸気マニホールドが開示されている。

特開２０１２−２２５３１１号公報

ところで、上述した吸気マニホールド装置では、吸気マニホールドにおける熱交換器の上流側のガス温度は、熱交換器の下流側のガス温度よりも高くなる。そのため、例えば、吸気マニホールドを単一の樹脂材料により構成する場合、上流側のガス温度に適用可能な耐熱性の比較的高い樹脂材料を用いる必要があり、材料コストが高騰化するという課題がある。

本発明は、このような課題を考慮してなされたものであり、材料コストの低廉化を図ることができる吸気マニホールド装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る吸気マニホールド装置は、内燃機関の複数のシリンダ室にガスを導く吸気マニホールドと、前記吸気マニホールドに内蔵されて前記ガスを冷却する熱交換器と、を備えた吸気マニホールド装置であって、前記吸気マニホールドは、前記熱交換器の上流側に位置して第１樹脂材料で構成された第１部位と、前記熱交換器の下流側に位置して前記第１樹脂材料よりも耐熱性の低い第２樹脂材料で構成された第２部位と、を有し、前記熱交換器は、金属材料で構成されており、前記ガスが流通する熱交換器本体と、前記熱交換器本体の外側面から前記熱交換器本体の前記ガスの流通方向と直交する方向に突出した突出部と、を有し、前記突出部には、樹脂部材がアウトサート成形され、前記第１部位及び前記第２部位は、前記熱交換器の側方で前記樹脂部材にそれぞれ溶着されていることを特徴とする。

このような構成によれば、第１樹脂材料よりも耐熱性の低い第２樹脂材料により第２部位を構成しているので、吸気マニホールド全体を第１樹脂材料で構成する場合と比較して、吸気マニホールド装置の材料コストの低廉化を図ることができる。また、熱交換器を吸気マニホールド内に容易に配設させることができる。さらに、熱交換器を吸気マニホールドに対して容易且つ確実に固定することができる。またさらに、熱交換器と吸気マニホールドとの間の隙間（バイパス流路）のガスの流通を突出部により抑制することができるので、熱交換器によるガスの冷却効率を向上させることができる。

上記の吸気マニホールド装置において、前記第１部位及び前記第２部位は、前記熱交換器を挟んで互いに離間していてもよい。

本発明によれば、第１樹脂材料よりも耐熱性の低い第２樹脂材料により第２部位を構成しているので、吸気マニホールド装置の材料コストの低廉化を図ることができる。

本発明の第１実施形態に係る吸気マニホールド装置の一部縦断面図である。図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。本発明の第２実施形態に係る吸気マニホールド装置の一部縦断面図である。図３のＩＶ−ＩＶ線に沿った断面図である。

以下、本発明に係る吸気マニホールド装置について好適な実施形態を挙げ、添付の図面を参照しながら説明する。

本発明に係る吸気マニホールド装置は、車両等に搭載される多気筒の内燃機関に適用されるものであって、過給器により圧縮されたガスを冷却して複数のシリンダ室に導く。この吸気マニホールド装置に導かれるガスは、内燃機関の吸気通路から導かれる気体であって、内燃機関の排気ガスと空気とが混合された気体であってもよいし、排気ガスを含まない空気であってもよい。

（第１実施形態）
図１に示すように、本実施形態に係る吸気マニホールド装置１０Ａは、吸気マニホールド１２と、吸気マニホールド１２内に内蔵された熱交換器（インタークーラ）１４と、吸気マニホールド１２と熱交換器１４との間に介設された防振部材１６とを備えている。吸気マニホールド１２は、熱交換器１４の上流側に位置する第１部位１８と、熱交換器１４の下流側に位置する第２部位２０とを備えている。

第１部位１８は、第１樹脂材料により構成されており、図示しない吸気通路に接続される管状の導入部２２と、導入部２２から導かれたガスを冷却する熱交換器１４の上流側を収容する第１ハウジング２４とを有している。第１ハウジング２４の下流側（第２部位２０側）の端部には、環状の第１フランジ部２６が設けられている（図２参照）。第１フランジ部２６には、防振部材１６が配設される環状凹部２８が形成されている。

第１ハウジング２４のうち熱交換器１４の上流側には、導入部２２から導かれたガスを熱交換器１４に導くための上流側空間３０が形成されている。すなわち、第１部位１８には、過給器により圧縮された比較的高温のガスが流通する。

第２部位２０は、第１樹脂材料よりも耐熱性の低い第２樹脂材料により構成さており、熱交換器１４の下流側を収容する第２ハウジング３２と、熱交換器１４により冷却されたガスを複数のシリンダ室に導く複数の分岐管３４とを有している。なお、各分岐管３４の先端部には、図示しないシリンダヘッドに接続される接続フランジ３５が設けられている。

第２ハウジング３２の上流側（第１部位１８側）の端部には、第１フランジ部２６に対して溶着される環状の第２フランジ部３６が設けられている。第２ハウジング３２のうち熱交換器１４の下流側には、熱交換器１４により冷却されたガスを一時的に溜める下流側空間３８が形成されている。すなわち、第２部位２０には、熱交換器１４により冷却された比較的低温のガスが流通する。

このような吸気マニホールド１２において、第１樹脂材料及び第２樹脂材料としては、例えば、ナイロン６（登録商標）、ガラス繊維入りナイロン６、ナイロン６６（登録商標）、及びガラス繊維入りナイロン６６等が挙げられる。

そして、例えば、第１樹脂材料としてガラス繊維入りナイロン６６又はナイロン６６（ガラス繊維が含まれていないナイロン６６）が用いられる場合、第２樹脂材料として、第１樹脂材料よりも耐熱性の低い樹脂材料が選定される。すなわち、第２樹脂材料として、ガラス繊維入りナイロン６又はナイロン６（ガラス繊維が含まれていないナイロン６）が用いられる。

図１及び図２に示すように、熱交換器１４は、アルミニウム等の金属材料で構成されており、ガスが流通する直方体形状の熱交換器本体４０と、熱交換器本体４０の外側面からガスの流通方向と直交する方向に突出した環状の突出部４２とを有している。

詳細な図示は省略するが、熱交換器本体４０には、ガスが流通するガス流路と、ガスを冷却する冷媒が流通する冷媒流路とが形成されている。なお、熱交換器本体４０においてガスとの熱交換によって熱せられた冷媒は、図示しない冷媒循環通路に導出され、別の熱交換器により放熱（冷却）された後、熱交換器本体４０の冷媒流路に導入される。

突出部４２は、熱交換器本体４０におけるガスの流通方向の略中央に位置し、第１フランジ部２６に形成された環状凹部２８まで延在して防振部材１６を介して第１部位１８及び第２部位２０に挟持されている。換言すれば、第１フランジ部２６及び第２フランジ部３６は、熱交換器１４の側方（熱交換器１４のガスの流通方向の略中央）で互いに溶着されている。これにより、熱交換器１４を吸気マニホールド１２内に容易に配設させることができる。

防振部材１６は、例えば、ゴム等で構成された弾性部材であって、突出部４２の外表面の全体を覆うように少なくとも一部が環状に設けられている。防振部材１６は、熱交換器本体４０と第１ハウジング２４との間、環状凹部２８、及び熱交換器本体４０と第２ハウジング３２との間に介設されている。これにより、熱交換器１４は、吸気マニホールド１２に対して確実に位置決め固定される。また、熱交換器本体４０へのガスの流通により熱交換器１４が振動することを抑制することができる。

本実施形態に係る吸気マニホールド装置１０Ａは、基本的には以上のように構成されるものであり、次に、吸気マニホールド装置１０Ａの作用効果について説明する。

本実施形態において、熱交換器１４を吸気マニホールド１２に組み付ける場合、例えば、突出部４２に防振部材１６が設けられた熱交換器１４を第１ハウジング２４内に挿入する。このとき、防振部材１６を第１部位１８の環状凹部２８に位置させる。

そして、第２フランジ部３６が第１フランジ部２６に接触するように第２部位２０を第１部位１８に対して取り付け、第１フランジ部２６及び第２フランジ部３６を互いに振動溶着（接合）させる。このとき、防振部材１６が第１フランジ部２６及び熱交換器本体４０の間と第２フランジ部３６及び熱交換器本体４０の間に介在しているため、熱交換器本体４０が吸気マニホールド１２に対して当たることを抑制することができる。

そして、第１フランジ部２６及び第２フランジ部３６の溶着が完了すると、突出部４２が防振部材１６を介して第１フランジ部２６及び第２フランジ部３６に挟持され、熱交換器１４が吸気マニホールド１２内に位置決め固定されるに至る。

本実施形態によれば、吸気マニホールド１２が、熱交換器１４の上流側に位置して第１樹脂材料で構成された第１部位１８と、熱交換器１４の下流側に位置して第１樹脂材料よりも耐熱性の低い第２樹脂材料で構成された第２部位２０とを有している。すなわち、比較的コストの高い第１樹脂部材により吸気マニホールド１２の全体を構成する必要がないため、吸気マニホールド装置１０Ａの材料コストの低廉化を図ることができる。

また、熱交換器１４の突出部４２を第１フランジ部２６及び第２フランジ部３６で挟持した状態で第１フランジ部２６及び第２フランジ部３６を互いに溶着しているので、熱交換器１４を吸気マニホールド１２に対して容易且つ確実に固定することができる。

さらに、突出部４２及び防振部材１６により熱交換器本体４０と吸気マニホールド１２の間の隙間（バイパス流路４４）のガスの流通が阻止（抑制）されるので、熱交換器本体４０にガスを効率的に流通させることができる。これにより、熱交換器１４によるガスの冷却効率を向上させることができる。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態に係る吸気マニホールド装置１０Ｂについて説明する。なお、第２実施形態に係る吸気マニホールド装置１０Ｂにおいて、第１実施形態に係る吸気マニホールド装置１０Ａと同一の構成要素には同一の参照符号を付し、詳細な説明は省略する。

図３及び図４に示すように、本実施形態に係る吸気マニホールド装置１０Ｂでは、吸気マニホールド５０を構成する第１部位５２の第１フランジ部５４と第２部位５６の第２フランジ部５８との間に環状の樹脂部材６０が介設されている。樹脂部材６０は、熱交換器１４の突出部４２にアウトサート成形されており、第１フランジ部５４及び第２フランジ部５８の両方に対して振動溶着されている。

このような構成によれば、熱交換器１４を吸気マニホールド５０に対して容易且つ確実に固定することができる。また、突出部４２によりバイパス流路４４のガスの流通が阻止されるので、熱交換器本体４０にガスを効率的に流通させることができる。これにより、熱交換器１４によるガスの冷却効率を向上させることができる。

上述した実施形態は、上記の構成に限定されない。例えば、吸気マニホールド装置１０Ａ、１０Ｂにおいて、第１フランジ部５４及び第２フランジ部５８は、熱交換器１４の下流側に位置していてもよい。

１０Ａ、１０Ｂ…吸気マニホールド装置
１２、５０…吸気マニホールド１４…熱交換器
１８、５２…第１部位２０、５６…第２部位

Claims

内燃機関の複数のシリンダ室にガスを導く吸気マニホールドと、前記吸気マニホールドに内蔵されて前記ガスを冷却する熱交換器と、を備えた吸気マニホールド装置であって、
前記吸気マニホールドは、
前記熱交換器の上流側に位置して第１樹脂材料で構成された第１部位と、
前記熱交換器の下流側に位置して前記第１樹脂材料よりも耐熱性の低い第２樹脂材料で構成された第２部位と、を有し、
前記熱交換器は、金属材料で構成されており、
前記ガスが流通する熱交換器本体と、
前記熱交換器本体の外側面から前記熱交換器本体の前記ガスの流通方向と直交する方向に突出した突出部と、を有し、
前記突出部には、樹脂部材がアウトサート成形され、
前記第１部位及び前記第２部位は、前記熱交換器の側方で前記樹脂部材にそれぞれ溶着されていることを特徴とする吸気マニホールド装置。
請求項１記載の吸気マニホールド装置において、
前記第１部位及び前記第２部位は、前記熱交換器を挟んで互いに離間していることを特徴とする吸気マニホールド装置。