JP6879068B2 - インテークマニホールド - Google Patents

Description

本発明は、インテークマニホールドに関し、さらに詳しくは、水平対向エンジンの上部に配置されるインテークマニホールドに関する。

従来のインテークマニホールドとして、空気取入口を有するサージタンクと、サージタンクに一端側が接続されるとともに、エンジンの各吸気ポートに他端側が接続される複数の吸気管と、を備えるものが一般に知られている。このインテークマニホールドでは、排気ガス中のＮＯｘ低減や燃費向上のために排気ガスの一部を導入して吸気とともにエンジンの各燃焼室へ送る排気再循環（Exhaust Gas Recirculation）システムが採用されている。例えば、排気ガスが流れる配管の一端側をサージタンクに接続して、サージタンク内に排気ガスを導入する技術が提案されている。しかし、この提案技術では、排気ガスの導入量が多くなると、エンジンの各気筒間の空燃比（Ａ／Ｆ）のバラツキが大きくなり、エンジン性能の低下につながる。

そこで、上記問題を解決する技術として、各吸気管へ排気ガスを直接的に分配する技術が提案されている（例えば、特許文献１、２参照）。この特許文献１には、インテークマニホールドを構成するアッパ部材とロア部材との間に板状の隔壁を設け、隔壁とロア部材との間に各吸気管へ排気ガスを導入するガス導入口を形成する技術が記載されている。また、上記特許文献２には、各吸気管のエンジンを覆う表面側と反対側となる表面側にガス分配通路部を設け、ガス分配通路部により各吸気管へ排ガスを直接的に分配する技術が記載されている。

特開２０１４−１１８９２６号公報 特開２０１６−０９８７４５号公報

上記特許文献１に記載された技術では、ガス導入口は、隔壁とロア部材との２部品の間で形成されているので、２部品の組付けのバラツキによりガス導入口の寸法の精度管理が難しい。そして、各吸気管でガス導入口の寸法に差が出ることで、エンジンの各気筒の空燃比のバラツキが大きくなる。

また、上記特許文献２に記載された技術では、各吸気管のエンジンを覆う表面側と反対側となる表面側にガス分配通路部を設けているため、この技術を水平対向エンジンの上部に配置されるインテークマニホールドに適用すると、ガス分配通路部が複数の吸気管の上面側に配置されることとなる。しかしながら、エンジンコンパーメント内でインテークマニホールドの上面側には部品の搭載スペースを確保し難く、特許文献２の技術を実質的に適用できない。

本発明は、上記現状に鑑みてなされたものであり、各吸気管への排気ガスの分配のバラツキを抑制できるとともに、水平対向エンジンが搭載されたエンジンコンパーメント内に好適に配置す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を目的とする。

上記問題を解決するために、請求項１に記載の発明は、水平対向エンジンの上部に配置されるインテークマニホールドであって、空気取入口を有するサージタンクと、前記サージタンクに一端側が接続されて前記サージタンクの両側方に延びるとともに、前記水平対向エンジンの各吸気ポートに他端側が接続される左右の吸気管と、を備え、前記サージタンクの下面側と前記左右の吸気管の下面側とにわたって、前記左右の吸気管のそれぞれに排気ガスを分配するためのガス分配通路部が設けられており、前記ガス分配通路部には、排気ガスの取込口と、前記排気ガスの取込口に連なるガス分配通路と、が形成されており、前記左右の吸気管のそれぞれには、前記吸気管の内部と前記ガス分配通路とを連通する連通穴が形成されていることを要旨とするインテークマニホールド。
請求項２に記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記ガス分配通路部は、前記インテークマニホールドの下面側に一体に形成される通路体と、前記通路体と接合されて前記通路体との間で前記ガス分配通路を形成するカバー体と、を備えることを要旨とする。
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の発明において、前記ガス分配通路は、下流側に向かって上り勾配状に形成されており、前記連通穴は、前記吸気管の内部と前記ガス分配通路の最上部とを連通していることを要旨とする。
請求項４に記載の発明は、請求項３記載の発明において、前記ガス分配通路の最下部は、前記サージタンクの下面側に配置されており、前記排気ガスの取込口は、前記ガス分配通路の最下部に連なるように配置されていることを要旨とする。

本発明のインテークマニホールドによると、空気取入口を有するサージタンクと、サージタンクに一端側が接続されてサージタンクの両側方に延びるとともに、水平対向エンジンの各吸気ポートに他端側が接続される左右の吸気管と、を備える。そして、サージタンクの下面側と左右の吸気管の下面側とにわたって、左右の吸気管のそれぞれに排気ガスを分配するためのガス分配通路部が設けられており、ガス分配通路部には、排気ガスの取込口と、排気ガスの取込口に連なるガス分配通路と、が形成されており、左右の吸気管のそれぞれには、吸気管の内部とガス分配通路とを連通する連通穴が形成されている。これにより、取込口からガス分配通路に取り込まれる排気ガスは、ガス分配通路を上流側に向かって流れて連通穴を通過して各吸気管に直接的に分配される。このように、各吸気管に形成された高精度の連通穴を介してガス分配通路から各吸気管に排気ガスが分配されるため、各吸気管への排気ガスの分配のバラツキが抑制される。その結果、水平対向エンジンの各気筒での空燃比のバラツキが抑制される。また、ガス分配通路部は、サージタンク及び左右の吸気管の各下面側に配置されるため、水平対向エンジンが搭載されたエンジンコンパーメント内にインテークマニホールドを好適に配置することができる。さらに、ガス分配通路部が補強リブとして機能して、サージタンクの耐圧強度が向上される。
また、前記ガス分配通路部が、通路体と、カバー体と、を備える場合は、インテークマニホールドの下面側に一体に形成される通路体とカバー体との間にガス分配通路が形成される。これにより、部品点数を低減しつつガス分配通路を形成できるとともに、通路体により補強リブ機能が更に高められる。
また、前記ガス分配通路が、下流側に向かって上り勾配状に形成されており、前記連通穴が、前記吸気管の内部と前記ガス分配通路の最上部とを連通している場合は、ガス分配通路内で排気ガス中の水分が凝縮して凝縮水が発生しても、その凝縮水がガス分配通路を下方に流れて最下部から排出される。よって、ガス分配通路内での凝縮水の滞留が抑制されて、一度に多量の凝縮水が吸気管内に流れることが抑制される。
さらに、前記ガス分配通路の最下部が、前記サージタンクの下面側に配置されており、前記排気ガスの取込口が、前記ガス分配通路の最下部に連なるように配置されている場合は、ガス分配通路において排気ガスの取込口から各連通穴までの距離を略同じに設定することができる。そのため、各吸気管への排気ガスの分配のバラツキが更に抑制される。

本発明について、本発明による典型的な実施形態の非限定的な例を挙げ、言及された複数の図面を参照しつつ以下の詳細な記述にて更に説明するが、同様の参照符号は図面のいくつかの図を通して同様の部品を示す。
実施例に係るインテークマニホールド（ガス分配通路部の分解状体）の斜視図である。 上記インテークマニホールドの下面図である。 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面拡大図である。 上記インテークマニホールドの正面図であり、（ａ）は組付状態を示し、（ｂ）は分解状態を示す。

ここで示される事項は例示的なものおよび本発明の実施形態を例示的に説明するためのものであり、本発明の原理と概念的な特徴とを最も有効に且つ難なく理解できる説明であると思われるものを提供する目的で述べたものである。この点で、本発明の根本的な理解のために必要である程度以上に本発明の構造的な詳細を示すことを意図してはおらず、図面と合わせた説明によって本発明の幾つかの形態が実際にどのように具現化されるかを当業者に明らかにするものである。

本実施形態に係るインテークマニホールドは、水平対向エンジン（２）の上部に配置されるインテークマニホールド（１）であって、空気取入口（４）を有するサージタンク（５）と、サージタンクに一端側が接続されてサージタンクの両側方に延びるとともに、水平対向エンジンの各吸気ポートに他端側が接続される左右の吸気管（７ａ、７ｂ）と、を備える（例えば、図１等参照）。そして、サージタンク（５）の下面側と左右の吸気管（７ａ、７ｂ）の下面側とにわたって、左右の吸気管のそれぞれに排気ガスを分配するためのガス分配通路部（１７）が設けられており、ガス分配通路部には、排気ガスの取込口（２０）と、排気ガスの取込口に連なるガス分配通路（１８）と、が形成されており、左右の吸気管（７ａ、７ｂ）のそれぞれには、吸気管の内部とガス分配通路（１８）とを連通する連通穴（２５）が形成されている（例えば、図２及び図３等参照）。

本実施形態に係るインテークマニホールドとしては、例えば、ガス分配通路部（１７）は、インテークマニホールド（１）の下面側に一体に形成される通路体（２１）と、通路体と接合されて通路体との間でガス分配通路（１８）を形成するカバー体（２２）と、を備える形態（例えば、図４等参照）が挙げられる。この場合、例えば、上記通路体（２１）は、隣接する吸気管（７ａ、７ｂ）の隙間を塞ぐように配置されていることができる（例えば、図２等参照）。これにより、補強リブ機能が更に高められる

本実施形態に係るインテークマニホールドとしては、例えば、上記ガス分配通路（１８）は、下流側に向かって上り勾配状に形成されており、連通穴（２５）は、吸気管（７ａ、７ｂ）の内部とガス分配通路の最上部（１８ａ）とを連通している形態（例えば、図３等参照）が挙げられる。なお、上記「上り勾配状」とは、下り勾配の通路部分を備えない限りにおいて、上り勾配の通路のみを備える形態の他に、上り勾配の通路部分に加えて略水平の通路部分を備える形態も含むものとする。

本実施形態に係るインテークマニホールドとしては、例えば、上記ガス分配通路（１８）の最下部（１８ｂ）は、サージタンク（５）の下面側に配置されており、排気ガスの取込口（２０）は、ガス分配通路の最下部に連なるように配置されている形態（例えば、図３等参照）が挙げられる。

なお、上記実施形態で記載した各構成の括弧内の符号は、後述する実施例に記載の具体的構成との対応関係を示すものである。

以下、図面を用いて実施例により本発明を具体的に説明する。なお、図中における車両幅方向Ｐや「上側」及び「下側」は、インテークマニホールドをエンジンコンパーメント内に配置した状態での各方向を示す。

（１）インテークマニホールドの構成
本実施例に係るインテークマニホールド１は、水平対向エンジン２（以下、単に「エンジン２」とも記載する。）の上部に配置される（図４参照）。この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、空気取入口４を有するサージタンク５と、サージタンク５の両側面に一端側が接続されてサージタンク５の両側方（具体的に、車両幅方向Ｐ）に延びるとともに、エンジン２の各吸気ポート（図示省略）に他端側が接続される左右の吸気管７ａ、７ｂと、を備えている。この空気取入口４には、エアクリーナ（図示省略）を通過した空気（吸気）が取り入れられる。また、吸気管７ａ、７ｂは、エンジン２の左右両側の各一対の燃焼室と対応するように、左右各一対ずつ設けられている。また、吸気管７ａ、７ｂの先端側は、下方（即ち、エンジン２側）に向かって湾曲している。さらに、吸気管７ａ、７ｂの先端側には、エンジン２側にボルト止め等により締結されるフランジ１３が設けられている（図４参照）。

上記インテークマニホールド１は、耐熱性に優れるポリアミド樹脂等の合成樹脂により形成されている。このインテークマニホールド１は、図４に示すように、その上面側を形成する上部形成体１１と、その下面側を形成する下部形成体１２と、を振動溶着等により接合して構成されている。これら上部形成体１１及び下部形成体１２のそれぞれは、インテークマニホールド１を上下に２つに切断した半割状に形成されている。

図１〜図３に示すように、上記サージタンク５のエンジン３を覆う下面側と左右の吸気管７ａ、７ｂのエンジン２を覆う下面側とに沿って、左右の吸気管７ａ、７ｂのそれぞれに排気ガス（「ＥＧＲガス」とも称される。）を分配するためのガス分配通路部１７が設けられている。このガス分配通路部１７には、排気ガスの取込口２０と、排気ガスの取込口２０に連なるガス分配通路１８と、が形成されている。この取込口２０には、排気ガスを供給するための配管２７の一端側が接続されている（図３参照）。

上記左右の吸気管７ａ、７ｂのそれぞれには、吸気管７ａ、７ｂの内部とガス分配通路１８とを連通する連通穴２５が貫通して形成されている。この連通穴２５は、ガス分配通路１８を流れる排気ガスを各吸気管７ａ、７ｂ内に導入させるガス導入口として機能する。さらに、連通穴２５は、下部形成体１２（具体的に、後述の通路体２１）の各吸気管７ａ、７ｂの下面側を形成する部分に形成されている。

上記ガス分配通路部１７は、インテークマニホールドの下面側（具体的に、下部形成体１２）に一体に形成される通路体２１と、通路体２１と接合されて通路体２１との間でガス分配通路１８を形成するカバー体２２と、を備えている。この通路体２１は、下面側を開口したトレイ状に形成されている。また、通路体２１は、隣接する吸気管７ａ（７ｂ）の隙間を塞ぐように配置されている。また、カバー体２２は、上面側を開口したトレイ状に形成されている。さらに、カバー体２２は、耐熱性に優れるポリアミド樹脂等の合成樹脂により形成されている。そして、通路体２１とカバー体２２とは、振動溶着等により接合されている。

上記ガス分配通路１８は、図３に示すように、下流側に向かって上り勾配状に形成されている。このガス分配通路１８は、上り勾配の通路部分１９ａ（垂直の通路部分も含む。）と水平の通路部分１９ｂとを備えている。この上り勾配の通路部分１９ａは、湾曲状に延びている。そして、連通穴２５は、吸気管７ａ、７ｂの内部とガス分配通路１８の最上部１８ａとを連通している。また、ガス分配通路１８の最下部１８ｂは、サージタンク５の下面側の車両幅方向Ｐの中央部に配置されている（図２参照）。そして、上記排気ガスの取込口２０は、ガス分配通路１８の最下部１８ｂに連なるように配置されている。さらに、ガス分配通路１８は、各吸気管７ａ、７ｂの連通穴２５に応じて排気ガスの取込口２０から分岐している。具体的に、ガス分配通路１８は、排気ガスの取込口２０から左右に分岐し、その分岐端側が更に二股状に分岐している。

（２）インテークマニホールドの作用
次に、上記構成のインテークマニホールド１の作用について説明する。図２及び図３に示すように、エンジン２の排気経路から取込口２０を介してガス分配通路１８の最下部１８ｂに取り込まれた排気ガス（図中に破線矢印で示す。）は、ガス分配通路１８を上流側（即ち、最上部１８ａ）に向かって流れて連通穴２５を通過して各吸気管内７ａ、７ｂに分配される。そして、各吸気管７ａ、７ｂ内に分配された排気ガスは、サージタンク５から各吸気管内７ａ、７ｂに供給される空気（図中に２点鎖線矢印で示す。）とともに、エンジン２の各吸気ポートへ送られる。このとき、ガス分配通路１８内で排気ガス中の水分が凝縮して凝縮水が発生しても、その凝縮水（図３中に一点鎖線矢印で示す）は、ガス分配通路１８内を下方（即ち、最下部１８ｂ）に向かって流れて配管２７側に排出される。

（３）実施例の効果
本実施例のインテークマニホールド１によると、空気取入口４を有するサージタンク５と、サージタンク５に一端側が接続されてサージタンク５の両側方に延びるとともに、水平対向エンジン２の各吸気ポートに他端側が接続される左右の吸気管７ａ、７ｂと、を備える。そして、サージタンク５の下面側と左右の吸気管７ａ、７ｂの下面側とにわたって、左右の吸気管７ａ、７ｂのそれぞれに排気ガスを分配するためのガス分配通路部１７が設けられており、ガス分配通路部１７には、排気ガスの取込口２０と、排気ガスの取込口２０に連なるガス分配通路１８と、が形成されており、左右の吸気管７ａ、７ｂのそれぞれには、吸気管７ａ、７ｂの内部とガス分配通路１８とを連通する連通穴２５が形成されている。これにより、ガス分配通路１８に供給される排気ガスは、ガス分配通路１８を上流側に向かって流れて連通穴２５を通過して各吸気管７ａ、７ｂに直接的に分配される。このように、各吸気管７ａ、７ｂに形成された高精度の連通穴２５を介してガス分配通路１８から各吸気管７ａ、７ｂに排気ガスが分配されるため、各吸気管７ａ、７ｂへの排気ガスの分配のバラツキが抑制される。その結果、水平対向エンジン２の各気筒での空燃比のバラツキが抑制される。また、ガス分配通路部１７は、サージタンク５及び左右の吸気管７ａ、７ｂの各下面側に配置されるため、水平対向エンジン２が搭載されたエンジンコンパーメント内にインテークマニホールド１を好適に配置することができる。さらに、ガス分配通路部１７が補強リブとして機能して、サージタンク５の耐圧強度が向上される。例えば、バックファイアが発生したとしても、バックファイア発生時の内圧によるサージタンク５の変形が抑制される。

また、本実施例では、ガス分配通路部１７は、通路体２１と、カバー体２２と、を備える。これにより、インテークマニホールド１の下面側に一体に形成される通路体２１とカバー体２２との間にガス分配通路１８が形成される。よって、部品点数を低減しつつガス分配通路１８を形成できるとともに、通路体２１により補強リブ機能が更に高められる。特に、本実施例では、通路体２１は、隣接する吸気管７ａ（７ｂ）の隙間を塞ぐように配置されている。これにより、補強リブ機能が更に高められる。

また、本実施例では、ガス分配通路１８は、下流側に向かって上り勾配状に形成されており、連通穴２５は、吸気管７ａ、７ｂの内部とガス分配通路１８の最上部１８ａとを連通している。これにより、ガス分配通路１８内で排気ガス中の水分が凝縮して凝縮水が発生しても、その凝縮水がガス分配通路１８を下方に流れて最下部１８ｂから排出される。よって、ガス分配通路１８内での凝縮水の滞留が抑制されて、一度に多量の凝縮水が吸気管７ａ、７ｂ内に流れることが抑制される。

さらに、本実施例では、ガス分配通路１８の最下部１８ｂは、サージタンク５の下面側に配置されており、排気ガスの取込口２０は、ガス分配通路１８の最下部１８ｂに連なるように配置されている。これにより、ガス分配通路１８において排気ガスの取込口２０から各連通穴２５までの距離を略同じに設定することができる。そのため、各吸気管７ａ、７ｂへの排気ガスの分配のバラツキが更に抑制される。

尚、本発明においては、上記実施例に限られず、目的、用途に応じて本発明の範囲内で種々変更した実施例とすることができる。すなわち、上記実施例では、排気ガスの取込口２０から左右に分岐し、その分岐端側が更に分岐して各吸気管７ａ、７ｂに延びるガス分配通路１８を例示したが、これに限定されず、例えば、排気ガスの取込口２０から各吸気管７ａ、７ｂに向かって放射状に分岐するガス分配通路としてもよい。

また、上記実施例では、下部形成体１２に一体に形成された通路体２１と、通路体２１と接合されるカバー体２２と、を備えるガス分配通路部１７を例示したが、これに限定されず、例えば、下部形成体１２と別物である一対の半割部品からなるガス分配通路部を下部形成体１２に後付けしたり、下部形成体１２と別物であるパイプ状のガス分配通路部を下部成形体１２に後付けしたりしてもよい。

また、上記実施例では、通路体２１及びカバー体２２のそれぞれがトレイ状に形成される形態を例示したが、これに限定されず、例えば、通路体２１及びカバー体２２のうちの一方がトレイ状に形成され、他方が板状に形成される形態としてもよい。

また、上記実施例では、振動溶着により接合される上部形成体１１、下部形成体１２及びカバー体２２を例示したが、これに限定されず、例えば、レーザ溶着、超音波溶着、熱溶着、誘導溶着、接着等により接合される上部形成体１１、下部形成体１２及びカバー体２２としてもよい。

また、上記実施例では、サージタンク５の左右両側に並設される２つの吸気管７ａ（７ｂ）を備えるインテークマニホールド１を例示したが、これに限定されず、例えば、サージタンク５の左右両側に並設される３つ以上の吸気管を備えるインテークマニホールドとしてもよい。なお、上記吸気管７ａ、７ｂの形状、本数等は、エンジン２の形態等に応じて適宜選択される。

さらに、上記実施例では、合成樹脂製のインテークマニホールド１やカバー体２２を例示したが、これに限定されず、例えば、アルミニウム等の金属製のインテークマニホールドやカバー体としてもよい。

前述の例は単に説明を目的とするものでしかなく、本発明を限定するものと解釈されるものではない。本発明を典型的な実施形態の例を挙げて説明したが、本発明の記述および図示において使用された文言は、限定的な文言ではなく説明的および例示的なものであると理解される。ここで詳述したように、その形態において本発明の範囲または精神から逸脱することなく、添付の特許請求の範囲内で変更が可能である。ここでは、本発明の詳述に特定の構造、材料および実施例を参照したが、本発明をここにおける開示事項に限定することを意図するものではなく、むしろ、本発明は添付の特許請求の範囲内における、機能的に同等の構造、方法、使用の全てに及ぶものとする。

本発明は上記で詳述した実施形態に限定されず、本発明の請求項に示した範囲で様々な変形または変更が可能である。

本発明は、乗用車、バス、トラック等の車両などで使用される水平対向エンジンへ空気を送り込むインテークマニホールドに関する技術として広く利用される。

１；インテークマニホールド、２；水平対向エンジン、４；空気取入口、５；サージタンク、７ａ、７ｂ；吸気管、１１；上部形成体、１２；下部形成体、１７；ガス分配通路部、１８；ガス分配通路、１８ａ；ガス分配通路の最上部、１８ｂ；ガス分配通路の最下部、２０；排気ガスの取込口、２１；通路体、２２；カバー体、２５；連通穴、２７；配管。

Claims (4)

1. 水平対向エンジンの上部に配置されるインテークマニホールドであって、
   空気取入口を有するサージタンクと、
   前記サージタンクに一端側が接続されて前記サージタンクの両側方に延びるとともに、前記水平対向エンジンの各吸気ポートに他端側が接続される左右の吸気管と、を備え、
   前記サージタンクの下面側と前記左右の吸気管の下面側とにわたって、前記左右の吸気管のそれぞれに排気ガスを分配するためのガス分配通路部が設けられており、
   前記ガス分配通路部には、排気ガスの取込口と、前記排気ガスの取込口に連なるガス分配通路と、が形成されており、
   前記左右の吸気管のそれぞれには、前記吸気管の内部と前記ガス分配通路とを連通する連通穴が形成されており、
   前記サージタンク及び前記左右の吸気管は、該サージタンク及び該左右の吸気管の上面側を形成する上部形成体と、該サージタンク及び該左右の吸気管の下面側を形成する下部形成体と、を上下方向に接合して構成されており、
   前記ガス分配通路部は、前記下部形成体の下面側に一体に形成され且つ下面側を開口したトレイ状に形成された通路体と、前記通路体との間で前記ガス分配通路を形成するカバー体と、を上下方向に接合して構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。
2. 前記ガス分配通路は、下流側に向かって上り勾配状に形成されており、
   前記連通穴は、前記吸気管の内部と前記ガス分配通路の最上部とを連通している請求項１に記載のインテークマニホールド。
3. 前記ガス分配通路の最下部は、前記サージタンクの下面側に配置されており、
   前記排気ガスの取込口は、前記ガス分配通路の最下部に連なるように配置されている請求項２に記載のインテークマニホールド。
4. 前記ガス分配通路は、その最下部から前記サージタンクの両側方に分岐し、その各分岐端側が更に二股状に分岐している請求項３に記載のインテークマニホールド。

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