JP6715687B2 - インテークマニホールド - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関に外気を導入するために搭載される樹脂製のインテークマニホールドに関する。

従来から、内燃機関によって外部から吸気される空気をエアクリーナによって濾過した後、内燃機関の各気筒に分配供給するインテークマニホールドが知られている（特許文献１参照）。

特許文献１に示すインテークマニホールドは、エアクリーナにて濾過された空気をチャンバを介して内燃機関の各気筒に分配供給する。

ところで、特許文献１のインテークマニホールドは、チャンバの長さ方向に、内燃機関の各気筒に供給される各空気供給口が設けられ、チャンバの一端側に空気流入口が設けられているため、空気流入口に近い空気供給口ほど吸入されやすくなり、これにより各気筒それぞれの吸入空気量に差が生じる。

また、上述したような各気筒に吸入される空気量に差が生じる点を考慮して、チャンバの中央に空気流入口を設けてその両側に均等に各気筒を配列し、各気筒に吸入される空気量の分配性を考慮したものが知られている（特許文献２参照）。

特開２０１３−１６０１７７号公報 特開２００５−４８７３５号公報

ところで、従来のインテークマニホールドの構成によると、レイアウト上の問題から、吸気口はチャンバの側方側に配置する必要性があり、大幅に形状や大きさを変更することなく、吸気口とチャンバとを連絡する連絡通路をチャンバの中央に設けて、特許文献２に示すようにチャンバの中央に空気流入口を設けることが困難であった。

また、従来のインテークマニホールドは、樹脂成形によって形成された複数の部材を熱溶着して構成されているが、樹脂成形では、製品に厚みを有するものほどヒケを生じやすく、そのヒケの発生を防止すべく、厚みを有する部分には、意図的に肉盗みと称される凹部を形成し、この凹部近傍の領域はデッドスペースとなっていた。

そこで、本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、大幅な変更をすることなく、内燃機関の各気筒に対する吸入流体の分配性の向上を図れるインテークマニホールドを提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明は次のような構成を採用する。なお、本発明の理解を容易にするため図面の参照符号を括弧書きで付するが、本発明はこれに限定されるものではない。

本発明に係るインテークマニホールドは、ベース部材（２）、空洞部（５０）を有するポート部材、ポートカバー部材（５）が互いに溶着されることによって、外部の空気を吸気する吸気口（２１）と、前記吸気口と空洞部を含んで形成される連絡通路（２５）を介して連絡するチャンバ室（１０）と、前記チャンバ室から分岐する分岐通路（３５）を介して連絡する複数の吐出口（２７）と、が形成される樹脂製のインテークマニホールド（１）であって、前記連絡通路は、前記空洞部を含んで形成され、前記連絡通路には、前記空洞部を遮蔽し、前記連絡通路の壁面として機能する遮蔽部材（６０）が設けられていることを特徴とする。

また、本発明に係るインテークマニホールドにおいて、前記空洞部は、チャンバ室と連絡通路が連絡する部分に形成され、前記遮蔽部材は、開口端に向けて拡径されるように湾曲状に形成され、その表面が平滑に形成されていることを特徴とする。

また、本発明に係るインテークマニホールドにおいて、前記連絡通路と分岐通路は、前記ポート部材の異なる平面上に形成され、前記空洞部は前記連絡通路が形成される前記ポート部材の一方の面に形成されていることを特徴とする。

また、本発明に係るインテークマニホールドにおいて、前記連絡通路と分岐通路は、前記ポート部材の異なる平面上に形成され、前記空洞部は前記分岐通路が形成される前記ポート部材の他方の面に形成されていることを特徴とする。

また、本発明に係るインテークマニホールドにおいて、前記遮蔽部材は、前記ポート部材と前記ベース部材の間、又は前記ポート部材と前記ポートカバー部材の間に挟み込むようにして設けられていることを特徴とする。

また、本発明に係るインテークマニホールドにおいて、前記ベース部材には、前記遮蔽部材を位置決めするための位置決め部（７０）が形成され、前記遮蔽部材の一部が前記位置決め部に嵌合されることを特徴とする。

本発明に係るインテークマニホールドは、射出成型上の都合により空洞部５０を有している部分が有効に利用できなかったインテークマニホールドにおいて、その空洞部５０を有している部分に連絡通路２５を設け、空洞部５０を遮蔽部材６０により遮蔽することで、吸気流体をチャンバ室１０の中央から導入可能となり、内燃機関の各気筒に対する吸気流体の分配性の向上を図れる。

また、従来のインテークマニホールドの構成において、デッドスペースに連絡通路２５を設けているため、大幅な変更や大型化を図ることなく、インテークマニホールドを製造することが可能である。

第１の実施形態に係るインテークマニホールドの外観を示す模式図である。 第１の実施形態に係るインテークマニホールドの構造を説明するための分解図を示す模式図である。 連絡通路の一例を示す模式図である。 ポート部材の底面図である。 ポート部材の平面図である。 空洞部の一例を示す模式図である。 空洞部に遮蔽部材を取り付ける一例を示す模式図である。 遮蔽部材の外観例を示す模式図である。 遮蔽部材の組付状態を示し、図９（ａ）は前後方向の断面を示す模式図、図９（ｂ）は左右方向の断面を示す模式図である。 遮蔽部材の組付状態を示し、図１０（ａ）は図９のＸ部分の拡大図、図１０（ｂ）は図１０（ａ）のＹ部分を拡大したものであって溶着前の各部材の配置状態を示す模式図である。 第２の実施形態におけるインテークマニホールドの遮蔽部材の組付状態を示す模式図である。

以下、本発明を実施するための好適な実施形態について、図面を用いて説明する。なお、以下の実施形態は、各請求項に係る発明を限定するものではなく、また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

まず、図１〜図１０を用いて第１の実施形態のインテークマニホールドについて説明する。

図１は本実施形態に係るインテークマニホールドの外観を示す模式図であり、図２は本実施形態に係るインテークマニホールドの構造を説明するための分解図を示す模式図であり、図３は連絡通路の一例を示す模式図、図４はポート部材の底面図、図５はポート部材の平面図、図６は空洞部の一例を示す模式図、図７は空洞部に遮蔽部材を取り付ける一例を示す模式図、図８は遮蔽部材の外観例を示す模式図、図９は遮蔽部材の組付状態を示し、図９（ａ）は前後方向の断面を示す模式図、図９（ｂ）は左右方向の断面を示す模式図、図１０は遮蔽部材の組付状態を示し図１０（ａ）は、図９のＸ部分の拡大図、図１０（ｂ）は図１０（ａ）のＹ部分を拡大したものであって溶着前の各部材の配置状態を示す模式図である。

インテークマニホールド１は、図１及び図２に示すように、例えば、ベース部材２と、ベース部材２の上部を覆うようにして設けられるカバー部材５と、を備え、カバー部材５は、ポート部材６と、このポート部材６上に配置されるポートカバー部材７に分割されて形成されている。

ポート部材６は、上側に配置されるポートカバー部材７と、下側に配置されるベース部材２との間に配置され、例えば、ポート部材６とポートカバー部材７を溶着した後、ベース部材２を溶着して組み付けられる。すなわち、本実施形態のインテークマニホールド１は、例えば、３つの部材２、６、７に分割されて形成され、各部材２、６、７が互いに組み付けられ溶着されることによって一体化されている。

また、ベース部材２、ポート部材６、及びポートカバー部材７は、ポリアミド系樹脂やポリプロピレン系樹脂等の熱可塑性の合成樹脂によって形成されており、各部材２、６、７の溶着面に振動による摩擦熱を生じさせ、各部材２、６、７を加圧治具やスライド治具によって加圧しつつ溶着させている。さらに、本実施形態に係るインテークマニホールド１は、後述する分岐通路３５の吐出口２７側において、ベース部材２、ポート部材６、及びポートカバー部材７の溶着部が上下方向に重畳するように形成されている。

図１及び図３に示すように、インテークマニホールド１の内部にはチャンバ室１０が形成されている。このチャンバ室１０は、図３に示すように、吸気流体を導入する吸気口２１と連絡通路２５を介して接続され、吸気口２１から導入される吸気流体が連絡通路２５を介してチャンバ室１０に導入される。また、チャンバ室１０は、図１及び図２に示すように、内燃機関の各シリンダに接続される複数の吐出口２７と分岐通路３５を介して接続され、チャンバ室１０に導入された吸気流体が各分岐通路３５に分配され、分配された吸気流体が各吐出口２７に吐出される。

なお、本実施形態に係るインテークマニホールド１は、シリンダが直線状に４つ配列された所謂直列四気筒の内燃機関に用いられるインテークマニホールドについて説明を行うため、分岐通路３５は内燃機関のシリンダと同数に四本形成されている。

吸気口２１は、図１乃至図３に示すように、チャンバ室１０の側方端部に突出して形成されたフランジ２３に開口して形成されている。なお、インテークマニホールド１は、フランジ２３を介して図示しない吸気流体の制御を行うスロットルボディに取り付けられる。

連絡通路２５は、図３に示すように、インテークマニホールド１の内部に直線状に延びる直線部２５ａと、チャンバ室１０の中央部に連絡するために屈曲して形成される屈曲部２５ｂと、を有して形成されている。

また、分岐通路３５は、図１及び図２に示すように、インテークマニホールド１の上部周囲を回り込むようにして列状に並設されており、その下流側には各吐出口２７が取り付けられる。

吸気口２１と、吐出口２７は、図２及び図３に示すように、ベース部材２に形成され、このベース部材２には、吸気口２１から導入される吸気流体をチャンバ室１０に導入する連絡通路２５の下部を構成する内壁２ａと、チャンバ室１０の下部を構成する内壁２ｂが形成されている。

一方、ポート部材６の下面には、図４に示すように、前記連絡通路２５の上部を構成する内壁６ａと、チャンバ室１０の上部を構成する内壁６ｂが形成されており、ベース部材２とポート部材６が溶着により一体化されることにより、円筒状の連絡通路２５と所定の空間を有するチャンバ室１０が形成される。

また、図２及び図５に示すように、ポート部材６の上面及びポートカバー部材７の下面には、分岐通路３５の一部を形成する列状に並設された溝３５ａ、３５ｂが上側に湾曲して形成されており、ポート部材６とポートカバー部材７が溶着により一体化されることにより、円筒状の分岐通路３５が形成される。

また、図４及び図５に示すように、ポート部材６には、分岐通路３５とチャンバ室１０を連絡する開口３５ｃと、分岐通路３５と吐出口２７を連絡する開口３５ｄが形成されており、この開口３５ｃを介して、チャンバ室１０に導入された吸気流体が各分岐通路３５に分配されるとともに、開口３５ｄを介して、各分岐通路３５に分配された吸気流体が各吐出口２７へと吐出される。

このようにインテークマニホールド１は、連絡通路２５と分岐通路３５がポート部材６の異なる平面上に直交するようにして形成され、外部の空気を吸気する吸気口２１が連絡通路２５を介してチャンバ室１０と連絡され、チャンバ室１０は、分岐通路３５を介して複数の吐出口２７と連絡される。したがって、吸気口２１から導入された空気は、連絡通路２５を介してチャンバ室１０に導入され、そのチャンバ室１０で各分岐通路３５に分配されて各吐出口２７へと排出され、内燃機関の各シリンダに分配される。また、図３に示すように、連絡通路２５はチャンバ室１０の略中央部に連絡されており、チャンバ室１０から分岐する分岐通路３５は、図５に示すように、連絡通路２５の出口を中心としてその両側にほぼ均等に配置されているため、分岐通路３５への吸入空気の分配性を容易に向上させることができる。

また、図４及び図６に示すように、ポート部材６の下面には、射出成型時に生じるヒケの発生を防止するための空洞部５０が形成されている。この空洞部５０は、連絡通路２５の一部に露出して形成され、吸気口２１から流入する吸気流体の流路上に開口５１を有する。したがって、吸気流体は、その一部が空洞部５０に流れ込むため、連絡通路２５内における吸気流体の流れが阻害される。

本実施形態では、この空洞部５０は、連絡通路２５の屈曲部２５ｂとチャンバ室１０とが連絡する部分に形成されており、その空洞部５０には補強用のリブ５４が設けられ、空洞部５０の内部は複数の室内に区分けされている。

また、本実施形態のインテークマニホールド１は、図７に示すように、この空洞部５０の開口５１を遮蔽する遮蔽部材６０が設けられている。この遮蔽部材６０は、図７及び図８に示すように、開口５１を塞ぐための基体６１と、この基体６１の両側端部に立設され、開口５１を遮蔽するようにしてこの基体６１を取り付けるための取付体６３、６３と、を備える。

この遮蔽部材６０の表面は、図７に示すように、平滑に形成され、連絡通路２５の壁面として機能する。また、遮蔽部材６０は、基体６１の中央部が連絡通路２５の内側に突出し、取付体６３の中央部が内側に突出するように湾曲状に形成され開口端に向けて拡径されているため、連絡通路２５内を通過する吸気流体を整流するととともに、チャンバ室１０に排出される吸気流体がチャンバ室１０の中央部に滞ることなくその周囲へと整流される。

なお、連絡通路２５とチャンバ室１０の連絡口は、連絡通路２５内の吸気流体をチャンバ室１０内に円滑に導入することができるように開口端に向けて拡径された所謂ファンネル形状に形成されている。

この遮蔽部材６０は、図９に示すように、ベース部材２に位置決めされた上で、ポート部材６とベース部材２の間に挟み込まれて取り付けられる。

ベース部材２には、図１０（ａ）に示すように、遮蔽部材６０の位置決め用の凹部７０（本願の位置決め部）が形成され、遮蔽部材６０の外周端部が、圧入等によってこの凹部７０に嵌合されて位置決めされるとともに、溶着時における遮蔽部材６０の位置ずれが防止される。なお、この凹部７０は、遮蔽部材６０の外周端部すべてに対応して形成されても良いし、その一部に対応して形成されてもよい。

また、インテークマニホールド１を製造する際には、まず、ベース部材２の凹部７０に遮蔽部材の外周端部が圧入等の手段によって位置決めされて取り付けられ、その後、図１０（ａ）に示すように、ポート部材６の溶着面７４に、ベース部材２の溶着面７２と遮蔽部材６０の溶着面７３を接触させて溶着させ各部材２、６、６０が一体化される。

また、ポート部材６とベース部材２の溶着強度を遮蔽部材６０とポート部材６の溶着強度よりも高く設定する必要がある点や各部材２、６、６０の製造誤差を考慮して、図１０（ｂ）に示すように、溶着前のポート部材６とベース部材２の組み付け時に、ポート部材６の溶着面７４と遮蔽部材６０の溶着面７３との間に隙間が形成されるように、遮蔽部材６０の形状が適宜設計される。

このようにすれば、各部材２、６、６０に多少の製造誤差が生じても、ポート部材６とベース部材２が、ポート部材６と遮蔽部材６０よりも先に溶着されるように設定できるため、溶け代の管理を容易に行うことができる。

このように、本実施形態に係るインテークマニホールド１は、射出成型上の都合により空洞部５０を有している部分が有効に利用できなかったインテークマニホールド１において、その空洞部を有している部分に連絡通路２５を設け、空洞部５０を遮蔽部材６０により遮蔽することで、吸気流体をチャンバ室１０の中央から導入可能となり、内燃機関の各気筒に対する吸気流体の分配性の向上を図ることが可能である。

また、従来のインテークマニホールド１のデッドスペースに連絡通路２５を設けているため、大幅な変更や大型化を図ることなく、インテークマニホールド１を製造することが可能である。

次に、第２の実施形態のインテークマニホールド１Ａについて図１１を用いて説明する。なお、図１１において、図９と共通する部分には同一符号を付し、それらの詳細な説明は省略する。

本実施形態は、空洞部５０Ａがポート部材６の上面に有しており、この空洞部５０Ａに取り付けられる遮蔽部材６０Ａの取付位置が異なる点で上記実施形態と異なる。

すなわち、本実施形態のインテークマニホールド１Ａは、分岐通路３５の一部に空洞部５０Ａの開口５１Ａが露出して形成されている。そして、この分岐通路３５には、空洞部５０Ａを遮蔽し、分岐通路３５の壁面として機能する遮蔽部材６０Ａが設けられている。

また、空洞部５０Ａは、例えば、ポート部材６の上面に形成された分岐通路３５の一部を形成する列状に並設された溝３５ａ、３５ａ、３５ａ、３５ａのうち、内側の２つの溝３５ａ、３５ａの一部に形成され、空洞部５０Ａの開口５１Ａは、分岐通路３５の一部に露出して形成されている。

また、この開口５１Ａには、遮蔽部材６０Ａが取り付けられる。この遮蔽部材６０は、図９に示すように、ベース部材２に位置決めされた上で、ポート部材６とポートカバー部材７の間に挟み込まれて取り付けられる。

このように、本実施形態に係るインテークマニホールド１Ａは、空洞部５０Ａを有している部分に分岐通路３５を設け、空洞部５０Ａを遮蔽部材６０Ａにより遮蔽することで、チャンバ室１０から分岐通路３５に分配された吸気流体が空洞部５０Ａに流入することにより分岐通路３５内における吸気流体の流れが阻害されることを防止できるとともに、吸気流体をチャンバ室１０の中央から導入可能となり、内燃機関の各気筒に対する吸気流体の分配性の向上を図ることが可能である。

また、従来のインテークマニホールド１のデッドスペースに連絡通路２５を設けているため、大幅な変更や大型化を図ることなく、吸気流体をチャンバ室１０の中央から導入可能なインテークマニホールド１を容易に製造することが可能である。

また、上述した本実施形態に係るインテークマニホールド１は、ポート部材６とポートカバー部材７に分割してカバー部材５を構成しているが、ベース部材２のように１つの部材で構成されても良く、さらに、ベース部材２もカバー部材５同様に分割して構成される形態としても構わない。

また、上述した本実施形態に係るインテークマニホールド１では、直列四気筒の内燃機関に適用されるインテークマニホールドについて説明したが、内燃機関の形式はこれに限られず例えば、直列六気筒の内燃機関に適用するために、通気通路を６本形成しても構わない。このように、適用される内燃機関の形式に応じて通気通路の形状や数を適宜増減しても構わない。その様な変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれうることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

１、１Ａ インテークマニホールド
２ ベース部材
６ ポート部材
６ａ 内壁
７ ポートカバー部材
１０ チャンバ室
２１ 吸気口
２７ 吐出口
２５ 連絡通路
３５ 分岐通路
３５ａ、３５ｂ 溝
５０、５０Ａ 空洞部
６０、６０Ａ 遮蔽部材
６１ 基体
６３ 取付体
７２、７３、７４ 溶着面

Claims (6)

1. ベース部材、空洞部を有するポート部材、ポートカバー部材が互いに溶着されることによって、外部の空気を吸気する吸気口と、前記吸気口と連絡通路を介して連絡するチャンバ室と、前記チャンバ室から分岐する分岐通路を介して連絡する複数の吐出口と、が形成される樹脂製のインテークマニホールドであって、
   前記連絡通路は、前記空洞部を含んで形成され、
   前記連絡通路には、前記空洞部を遮蔽し、前記連絡通路の壁面として機能する遮蔽部材が設けられていることを特徴とするインテークマニホールド。
2. 請求項１に記載のインテークマニホールドにおいて、
   前記空洞部は、チャンバ室と連絡通路が連絡する部分に形成され、前記遮蔽部材は、開口端に向けて拡径されるように湾曲状に形成され、その表面が平滑に形成されていることを特徴とするインテークマニホールド。
3. 請求項１又は請求項２に記載のインテークマニホールドにおいて、
   前記連絡通路と分岐通路は、前記ポート部材の異なる平面上に形成され、前記空洞部は前記連絡通路が形成される前記ポート部材の一方の面に形成されていることを特徴とするインテークマニホールド。
4. 請求項１又は請求項２に記載のインテークマニホールドにおいて、
   前記連絡通路と分岐通路は、前記ポート部材の異なる平面上に形成され、前記空洞部は前記分岐通路が形成される前記ポート部材の他方の面に形成されていることを特徴とするインテークマニホールド。
5. 請求項３又は請求項４に記載のインテークマニホールドにおいて、
   前記遮蔽部材は、前記ポート部材と前記ベース部材の間、又は前記ポート部材と前記ポートカバー部材の間に挟み込むようにして設けられていることを特徴とするインテークマニホールド
6. 請求項１乃至５のいずれか一項に記載のインテークマニホールドにおいて、
   前記ベース部材には、前記遮蔽部材を位置決めするための位置決め部が形成され、前記遮蔽部材の一部が前記位置決め部に嵌合されることを特徴とするインテークマニホールド。

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