JP6881185B2

JP6881185B2 - インテークマニホールド

Info

Publication number: JP6881185B2
Application number: JP2017183612A
Authority: JP
Inventors: 正人福井; 一貴太田
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2017-09-25
Filing date: 2017-09-25
Publication date: 2021-06-02
Anticipated expiration: 2037-09-25
Also published as: US20190093609A1; JP2019060248A; US10519902B2

Description

本発明はインテークマニホールドに関する。

特許文献１のインテークマニホールドは、Ｖ型の内燃機関における第１バンク側の第１シリンダヘッドと第２バンク側の第２シリンダヘッドとの間に設けられている。また、特許文献１のインテークマニホールドは、吸気流れ方向上流側の上流部と、上流部に対して吸気流れ方向の下流側に連結された下流部とを備えている。上流部には、３つの上流通路が設けられているとともに、各上流通路は、下流側が隔壁により２つに区画されている。また下流部には、区画された各上流通路に対応して、６つの下流通路が設けられている。

特開２０１０−１９６６４６号公報

内燃機関が運転して高熱になって熱膨張した場合、当該内燃機関は、第１シリンダヘッドと第２シリンダヘッドとが互いに離れる方向に変形する。この場合、インテークマニホールドの下流部には相応の応力が作用する。特に、下流部における第１バンク側と第２バンク側との中央部には、第１シリンダヘッド側からの力と第２シリンダヘッド側からの力が集中して作用しやすく、この箇所において破損等が生じるおそれがある。

上記課題を解決するため、本発明は、Ｖ型の内燃機関における第１バンク側の第１シリンダヘッドと第２バンク側の第２シリンダヘッドとの間に設けられ、外部からの吸気を前記第１シリンダヘッドの吸気ポート及び前記第２シリンダヘッドの吸気ポートに供給するインテークマニホールドであって、前記第１シリンダヘッドの吸気ポートに連通されている第１下流通路を有し、前記第１シリンダヘッドに連結されている第１下流部と、前記第２シリンダヘッドの吸気ポートに連通されている第２下流通路を有し、前記第２シリンダヘッドに連結されている第２下流部と、前記第１下流通路に連通する第１上流通路及び前記第２下流通路に連通する第２上流通路を有し、前記第１下流部及び前記第２下流部の吸気流れ方向上流側に連結されている上流部とを備え、前記第１下流部及び前記第２下流部の材質は、いずれも前記上流部の材質よりも剛性が高い。

上記構成によれば、インテークマニホールドは、互いに別体で構成された上流部、第１下流部、第２下流部を連結することで構成されている。このように、インテークマニホールドの下流部を、２つの部材で構成することでシリンダヘッドからの力が各部材に分散して作用しやすく、シリンダヘッドからの力が特定の部材の特定の領域に集中して作用することは抑制できる。さらに、インテークマニホールドの上流部と、第１下流部及び第２下流部を互いに別体で構成したので、各下流部の材質を上流部よりも剛性の高い材質とすることができる。これによりインテークマニホールドからの力によって、各下流部が変形することを抑制できる。

上記構成において、前記第１下流部及び前記第２下流部の材質は、いずれも前記上流部の材質よりも熱伝導率が低いことが好ましい。
上記構成によれば、例えば、内燃機関の始動時において、内燃機関の熱がインテークマニホールドにおける上流部へと伝わりにくい。したがって、内燃機関の始動時において内燃機関の熱がインテークマニホールドの上流部から逃げることを抑制でき、内燃機関の速やかな暖機に寄与できる。

なお、上記構成において、前記第１下流部及び前記第２下流部の材質は鋳鉄であり、前記上流部の材質はアルミニウム合金又は合成樹脂であることが好ましい。

内燃機関の概略構成図。インテークマニホールドの分解斜視図。

以下、本発明のインテークマニホールド３０の実施形態を説明する。先ず、インテークマニホールド３０が搭載される内燃機関１０の構成について説明する。
図１に示すように、内燃機関１０のシリンダブロック１１には、６つの気筒１２（図１では２つのみを図示。）が設けられている。６つの気筒１２のうちの３つの気筒１２は、クランクシャフト２０の回転中心Ｃよりも一方側（図１においては左側）に並設されていて、第１バンク側の気筒１２Ｌを構成している。また、他の３つの気筒１２は、クランクシャフト２０の回転中心Ｃよりも他方側（図１においては右側）に並設されていて、第２バンク側の気筒１２Ｒを構成している。第１バンク側の気筒１２Ｌ及び第２バンク側の気筒１２Ｒは、クランクシャフト２０側に向かうほど互いに近づくように傾斜している。すなわち、内燃機関１０は、Ｖ型の気筒配列を有する６気筒の内燃機関である。

第１バンク側の気筒１２Ｌの内部には、当該気筒１２Ｌ内を往復動作可能にピストン１３Ｌが配置されている。ピストン１３Ｌは、ピストンロッド１４Ｌを介して、クランクシャフト２０のクランクピン２０ａに連結されている。同様に、第２バンク側の気筒１２Ｒの内部には、当該気筒１２Ｒ内を往復動作可能にピストン１３Ｒが配置されている。ピストン１３Ｒは、ピストンロッド１４Ｒを介して、クランクシャフト２０のクランクピン２０ａに連結されている。これら第１バンク側のピストン１３Ｌ及び第２バンク側のピストン１３Ｒが往復動作することにより、クランクシャフト２０が回転中心Ｃを中心として回転する。

シリンダブロック１１の上部には、第１バンク側の気筒１２Ｌに向かい合うようにして第１シリンダヘッド１５Ｌが取り付けられている。第１シリンダヘッド１５Ｌには、第１バンク側の各気筒１２Ｌに吸気を供給するための吸気ポート１６Ｌが設けられている。吸気ポート１６Ｌは、第１バンク側の各気筒１２Ｌに対応して３つ設けられている。また、第１シリンダヘッド１５Ｌには、吸気ポート１６Ｌの気筒１２Ｌ側の開口部を開閉するための吸気弁１７Ｌが設けられている。

第１シリンダヘッド１５Ｌには、第１バンク側の各気筒１２Ｌからの排気を排出するための排気ポート１８Ｌが設けられている。排気ポート１８Ｌは、第１バンク側の各気筒１２Ｌに対応して３つ設けられている。また、第１シリンダヘッド１５Ｌには、排気ポート１８Ｌの気筒１２Ｌ側の開口部を開閉するための排気弁１９Ｌが設けられている。

シリンダブロック１１の上部には、第２バンク側の気筒１２Ｒに向かい合うようにして第２シリンダヘッド１５Ｒが取り付けられている。第２シリンダヘッド１５Ｒには、第２バンク側の各気筒１２Ｒに吸気を供給するための吸気ポート１６Ｒが設けられている。吸気ポート１６Ｒは、第２バンク側の各気筒１２Ｒに対応して３つ設けられている。また、第２シリンダヘッド１５Ｒには、吸気ポート１６Ｒの気筒１２Ｒ側の開口部を開閉するための吸気弁１７Ｒが設けられている。

第２シリンダヘッド１５Ｒには、第２バンク側の各気筒１２Ｒからの排気を排出するための排気ポート１８Ｒが設けられている。排気ポート１８Ｒは、第２バンク側の各気筒１２Ｒに対応して３つ設けられている。また、第２シリンダヘッド１５Ｒには、排気ポート１８Ｒの気筒１２Ｒ側の開口部を開閉するための排気弁１９Ｒが設けられている。

内燃機関１０における第１シリンダヘッド１５Ｌと第２シリンダヘッド１５Ｒとの間には、車両外部からの吸気（外気）を、第１シリンダヘッド１５Ｌの吸気ポート１６Ｌや第２シリンダヘッド１５Ｒの吸気ポート１６Ｒへと導くためのインテークマニホールド３０が設けられている。

次に、インテークマニホールド３０についてより具体的に説明する。
図１及び図２に示すように、インテークマニホールド３０は、吸気の流れ方向における上流側の一部を構成する上流部３１と、その上流部３１の下流側に連結される第１下流部４１Ｌ及び第２下流部４１Ｒとを備えている。なお、以下の説明では、図１及び図２に示すように、上流部３１側を上側、第１下流部４１Ｌや第２下流部４１Ｒ側を下側として説明する。

図２に示すように、上流部３１は、扁平なブロック状の本体部３２を備えている。本体部３２においては、６つの上流通路３３が本体部３２の厚み方向に貫通している。６つの上流通路３３のうちの３つの上流通路３３は、本体部３２の短手方向の一方側に配置されていて、第１上流通路３３Ｌを構成している。これら第１上流通路３３Ｌは、本体部３２の長手方向に並設されている。また、他の３つの上流通路３３は、本体部３２の短手方向の他方側に配置されていて第２上流通路３３Ｒを構成している。これら第２上流通路３３Ｒは、本体部３２の長手方向に並設されている。

本体部３２の厚み方向一方側（吸気流れ方向上流側）の端面には、略板状の上流側フランジ部３４が接続されている。上流側フランジ部３４は、本体部３２の厚み方向一方側の端面の全体に亘って設けられている。また、上流側フランジ部３４の一部分は、本体部３２の外周面よりも外側にまで至っている。上流側フランジ部３４においては、６つの開口部３５が厚み方向に貫通している。各開口部３５の開口形状は、本体部３２における各上流通路３３の通路断面形状と同一になっている。また、各開口部３５の配置は、本体部３２における各上流通路３３の配置と同一になっている。すなわち、本体部３２の各上流通路３３は、上流側フランジ部３４の各開口部３５を介して、上流部３１における吸気流れ方向の上流側に開口している。

上流側フランジ部３４においては、８つのボルト孔３６が厚み方向に貫通している。各ボルト孔３６は、上流側フランジ部３４のうちの本体部３２の外周面よりも外側の部分に位置している。すなわち、各ボルト孔３６は、上流通路３３内には連通していない。これらボルト孔３６には、図示しないボルトが挿通され、当該ボルトによって、上流部３１（インテークマニホールド３０）が、さらに上流側の吸気通路、例えば吸気を一時的に貯めるためのサージタンクなどに連結される。

本体部３２の厚み方向他方側（吸気流れ方向下流側）の端面には、略板状の第１下流側フランジ部３７Ｌ、及び略板状の第２下流側フランジ部３７Ｒが接続されている。第１下流側フランジ部３７Ｌは、本体部３２の短手方向一方側（図２において左上側）に位置しているとともに本体部３２の長手方向に延びている。また、第１下流側フランジ部３７Ｌの一部分は、本体部３２の外周面よりも外側にまで至っている。第１下流側フランジ部３７Ｌにおいては、３つの開口部３８Ｌが厚み方向に貫通している。各開口部３８Ｌの開口形状は、本体部３２における第１上流通路３３Ｌの通路断面形状と同一になっている。また、各開口部３８Ｌの配置は、本体部３２における各第１上流通路３３Ｌの配置と同一になっている。すなわち、本体部３２の各第１上流通路３３Ｌは、第１下流側フランジ部３７Ｌの各開口部３８Ｌを介して、上流部３１における吸気流れ方向の下流側に開口している。第１下流側フランジ部３７Ｌにおいては、４つのボルト孔３９Ｌが厚み方向に貫通している。各ボルト孔３９Ｌは、第１下流側フランジ部３７Ｌのうちの本体部３２の外周面よりも外側の部分に位置している。

第２下流側フランジ部３７Ｒは、本体部３２の短手方向他方側（図２において右下側）に位置しているとともに本体部３２の長手方向に延びている。また、第２下流側フランジ部３７Ｒの一部分は、本体部３２の外周面よりも外側にまで至っている。第２下流側フランジ部３７Ｒにおいては、３つの開口部３８Ｒが厚み方向に貫通している。各開口部３８Ｒの開口形状は、本体部３２における第２上流通路３３Ｒの通路断面形状と同一になっている。また、各開口部３８Ｒの配置は、本体部３２における各第２上流通路３３Ｒの配置と同一になっている。すなわち、本体部３２の各第２上流通路３３Ｒは、第２下流側フランジ部３７Ｒの各開口部３８Ｒを介して、上流部３１における吸気流れ方向の下流側に開口している。第２下流側フランジ部３７Ｒにおいては、４つのボルト孔３９Ｒが厚み方向に貫通している。各ボルト孔３９Ｒは、第２下流側フランジ部３７Ｒのうちの本体部３２の外周面よりも外側の部分に位置している。

インテークマニホールド３０の第１下流部４１Ｌは、略四角筒状の３つの第１筒状体４２Ｌを備えている。各第１筒状体４２Ｌの内部空間は、第１下流通路４９Ｌを構成している。各第１筒状体４２Ｌは、上流部３１における３つの第１上流通路３３Ｌの配置に合わせて並設されている。また、各第１筒状体４２Ｌは、吸気流れ方向の下流側に向かうほど、本体部３２の短手方向外側に向かうように上下方向に対して傾斜している。

各第１筒状体４２Ｌの上端面には、略板状の第１上部フランジ４３Ｌが接続されている。第１上部フランジ４３Ｌは、３つの第１筒状体４２Ｌの上端面を繋ぐように延びている。第１上部フランジ４３Ｌにおいては、３つの開口部４４Ｌが厚み方向に貫通している。各開口部４４Ｌの開口形状は、第１筒状体４２Ｌの通路断面形状と同一になっている。また、各開口部４４Ｌの配置は、各第１筒状体４２Ｌの配置と同一になっている。すなわち、第１下流部４１Ｌの第１下流通路４９Ｌは、第１上部フランジ４３Ｌの開口部４４Ｌを介して本体部３２の第１上流通路３３Ｌに連通している。また、第１上部フランジ４３Ｌにおいては、４つのボルト孔４５Ｌが厚み方向に貫通している。各ボルト孔４５Ｌの位置は、上流部３１における第１下流側フランジ部３７Ｌのボルト孔３９Ｌの位置に対応している。各ボルト孔４５Ｌ及び各ボルト孔３９Ｌに図示しないボルトが挿通されることにより、第１下流部４１Ｌが上流部３１に固定される。すなわち、第１下流部４１Ｌは上流部３１に対して別体で構成され、ボルトによって連結されている。

各第１筒状体４２Ｌの下端面には、略板状の第１下部フランジ４６Ｌが接続されている。第１下部フランジ４６Ｌは、３つの第１筒状体４２Ｌの下端面を繋ぐように延びている。第１下部フランジ４６Ｌにおいては、３つの開口部４７Ｌが厚み方向に貫通している。各開口部４７Ｌの開口形状は、第１筒状体４２Ｌの通路断面形状と同一になっている。また、各開口部４７Ｌの配置は、各第１筒状体４２Ｌの配置と同一になっている。すなわち、第１下流部４１Ｌの第１下流通路４９Ｌは、第１下部フランジ４６Ｌの開口部４７Ｌを介して第１下流部４１Ｌの吸気下流側に開口している。また、第１下部フランジ４６Ｌにおいては、４つのボルト孔４８Ｌが厚み方向に貫通している。各ボルト孔４８Ｌには、図示しないボルトが挿通され、当該ボルトにより第１下流部４１Ｌが第１シリンダヘッド１５Ｌに固定される。すなわち、第２下流部４１Ｒは上流部３１に対して別体で構成され、ボルトによって連結されている。

第１下流部４１Ｌにおける第１上部フランジ４３Ｌと上流部３１における第１下流側フランジ部３７Ｌとの間には、金属製の第１ガスケット５１Ｌが介在している。第１ガスケット５１Ｌは板状であり、平面視すると、第１下流部４１Ｌにおける第１上部フランジ４３Ｌの上端面と略同一の形状になっている。すなわち、第１ガスケット５１Ｌにおいては、３つの開口部５２Ｌが厚み方向に貫通している。各開口部５２Ｌの開口形状及び配置は、第１上部フランジ４３Ｌの開口部４４Ｌの開口形状及び配置と同一になっている。また、第１ガスケット５１Ｌにおいては、４つのボルト孔５３Ｌが厚み方向に貫通している。ボルト孔５３Ｌの配置は、第１上部フランジ４３Ｌのボルト孔４５Ｌの配置と同一になっている。このボルト孔５３Ｌには、上流部３１に第１下流部４１Ｌを固定するための図示しないボルトが挿通されている。

なお、図示は省略するが、第１下流部４１Ｌにおける第１下部フランジ４６Ｌと第１シリンダヘッド１５Ｌとの間にも、上記第１ガスケット５１Ｌと同様な金属製のガスケットが介在されている。

インテークマニホールド３０の第２下流部４１Ｒは、略四角筒状の３つの第２筒状体４２Ｒを備えている。各第２筒状体４２Ｒの内部空間は、第２下流通路４９Ｒを構成している。各第２筒状体４２Ｒは、上流部３１における３つの第２上流通路３３Ｒの配置に合わせて並設されている。また、各第２筒状体４２Ｒは、吸気流れ方向の下流側に向かうほど、本体部３２の短手方向外側に向かうように上下方向に対して傾斜している。

各第２筒状体４２Ｒの上端面には、略板状の第２上部フランジ４３Ｒが接続されている。第２上部フランジ４３Ｒは、３つの第２筒状体４２Ｒの上端面を繋ぐように延びている。第２上部フランジ４３Ｒにおいては、３つの開口部４４Ｒが厚み方向に貫通している。各開口部４４Ｒの開口形状は、第２筒状体４２Ｒの通路断面形状と同一になっている。また、各開口部４４Ｒの配置は、各第２筒状体４２Ｒの配置と同一になっている。すなわち、第２下流部４１Ｒの第２下流通路４９Ｒは、第２上部フランジ４３Ｒの開口部４４Ｒを介して本体部３２の第２上流通路３３Ｒに連通している。また、第２上部フランジ４３Ｒにおいては、４つのボルト孔４５Ｒが厚み方向に貫通している。各ボルト孔４５Ｒの位置は、上流部３１における第２下流側フランジ部３７Ｒのボルト孔３９Ｒの位置に対応している。各ボルト孔４５Ｒ及び各ボルト孔３９Ｒに図示しないボルトが挿通されることにより、第２下流部４１Ｒが上流部３１に固定されている。

各第２筒状体４２Ｒの下端面には、略板状の第２下部フランジ４６Ｒが接続されている。第２下部フランジ４６Ｒは、３つの第２筒状体４２Ｒの下端面を繋ぐように延びている。第２下部フランジ４６Ｒにおいては、３つの開口部４７Ｒが厚み方向に貫通している。各開口部４７Ｒの開口形状は、第２筒状体４２Ｒの通路断面形状と同一になっている。また、各開口部４７Ｒの配置は、各第２筒状体４２Ｒの配置と同一になっている。すなわち、第２下流部４１Ｒの第２下流通路４９Ｒは、第２下部フランジ４６Ｒの開口部４７Ｒを介して第２下流部４１Ｒの吸気下流側に開口している。また、第２下部フランジ４６Ｒにおいては、４つのボルト孔４８Ｒが厚み方向に貫通している。各ボルト孔４８Ｒには、図示しないボルトが挿通され、当該ボルトにより第２下流部４１Ｒが第２シリンダヘッド１５Ｒに固定される。

第２下流部４１Ｒにおける第２上部フランジ４３Ｒと上流部３１における第２下流側フランジ部３７Ｒとの間には、金属製の第２ガスケット５１Ｒが介在している。第２ガスケット５１Ｒは板状であり、平面視すると、第２下流部４１Ｒにおける第２上部フランジ４３Ｒの上端面と略同一の形状になっている。すなわち、第２ガスケット５１Ｒにおいては、３つの開口部５２Ｒが厚み方向に貫通している。各開口部５２Ｒの開口形状及び配置は、第２上部フランジ４３Ｒの開口部４４Ｒの開口形状及び配置と同一になっている。また、第２ガスケット５１Ｒにおいては、４つのボルト孔５３Ｒが厚み方向に貫通している。ボルト孔５３Ｒの配置は、第２上部フランジ４３Ｒのボルト孔４５Ｒの配置と同一になっている。このボルト孔５３Ｒには、上流部３１に第２下流部４１Ｒを固定するための図示しないボルトが挿通されている。

なお、図示は省略するが、第２下流部４１Ｒにおける第２下部フランジ４６Ｒと第２シリンダヘッド１５Ｒとの間にも、上記第２ガスケット５１Ｒと同様な金属製のガスケットが介在されている。

上記のように構成されたインテークマニホールド３０において、上流部３１の材質は、アルミニウム合金である。ここでいうアルミニウム合金とは、アルミニウムを主成分とする合金であって、例えば、耐食アルミニウム、ジュラルミン、超ジュラルミン、超々ジュラルミン等と呼称されるものである。また、第１下流部４１Ｌ及び第２下流部４１Ｒの材質は、いずれも鋳鉄である。ここでいう鋳鉄とは、鉄を主成分とする合金であって炭素含有率が２．１％を越え、ケイ素含有率が１〜３％のものである。これら上流部３１、第１下流部４１Ｌ、及び第２下流部４１Ｒは、いずれも型に溶融金属を充填させる鋳造法で形成されている。

上流部３１を構成するアルミニウム合金のヤング率（縦弾性係数）は、概ね７０ＧＰａ前後である。それに対して、第１下流部４１Ｌ及び第２下流部４１Ｒを構成する鋳鉄のヤング率は、約１５０ＧＰａである。したがって、第１下流部４１Ｌ及び第２下流部４１Ｒの材質は、上流部３１の材質よりも剛性が高い（ヤング率が大きい）。

上流部３１を構成するアルミニウム合金の熱伝導率は、１５０〜２５０Ｗ／ｍＫ程度である。それに対して、第１下流部４１Ｌ及び第２下流部４１Ｒを構成する鋳鉄の熱伝導率は、およそ５０Ｗ／ｍＫである。したがって、第１下流部４１Ｌ及び第２下流部４１Ｒの材質は、上流部３１の材質よりも熱伝導率が低い。

上記実施形態の効果を作用とともに記載する。
内燃機関１０が運転して各気筒１２内で燃料が燃焼されると、それに伴いシリンダブロック１１、第１シリンダヘッド１５Ｌ、及び第２シリンダヘッド１５Ｒが高温になる。すると、内燃機関１０が熱膨張して、第１シリンダヘッド１５Ｌ及び第２シリンダヘッド１５Ｒが互いに離れる方向（図１において左右方向外側）に変形する。その一方で、インテークマニホールド３０の上流側は、シリンダブロック１１の各気筒１２からの距離が遠い上、燃焼前の低温の吸気が流通する。そのため、インテークマニホールド３０の上流部３１は、シリンダブロック１１、第１シリンダヘッド１５Ｌ及び第２シリンダヘッド１５Ｒほどには高温にならない。したがって、上記実施形態では、インテークマニホールド３０における熱膨張の程度よりも、シリンダブロック１１、第１シリンダヘッド１５Ｌ及び第２シリンダヘッド１５Ｒの熱膨張の程度の方が大きくなりがちである。そのため、インテークマニホールド３０における第１下流部４１Ｌ及び第２下流部４１Ｒの下流端には、互いに離れる方向に引っ張られるような力が作用する。また、内燃機関１０が高負荷状態で運転している場合等には、内燃機関１０が相応に振動する。この振動等によっても、下流部の分岐した各下流端に対して互いに離れる方向に引っ張るような力が作用することがある。

ここで、仮に、インテークマニホールド３０の下流部が、第１下流部４１Ｌ及び第２下流部４１Ｒに分割されてなく、一体的に成形されていて第１シリンダヘッド１５Ｌ側と第２シリンダヘッド１５Ｒ側へと二叉に分岐したような形状になっているとする。この場合、上述したように、下流部の分岐した各下流端に対して互いに離れる方向に引っ張るような力が作用すると、下流部における分岐箇所に力が集中して作用し、その分岐箇所において変形や破損が生じるおそれがある。

この点、上記実施形態では、インテークマニホールド３０の下流側は、上流部３１とは別体で構成された第１下流部４１Ｌ及び第２下流部４１Ｒが、上流部３１に連結されることによって構成されており、上述した例のような分岐した箇所がない。そのため、第１下流部４１Ｌ及び第２下流部４１Ｒに対して互いに離れる方向に引っ張るような力が作用しても、その力は、第１下流部４１Ｌや第２下流部４１Ｒに分散して作用し、特定の箇所に集中して作用することは抑制できる。

ところで、インテークマニホールド３０の全体が一体に成形されたものである場合、インテークマニホールド３０の下流側部分の剛性を確保するためには、インテークマニホールド３０の全体を剛性の高い材質で成形することになる。すると、インテークマニホールド３０の重量が重くなって、車両の軽量化という点で好ましくない。

上記実施形態では、インテークマニホールド３０の下流側である第１下流部４１Ｌ及び第２下流部４１Ｒが上流部３１とは別体で構成されているため、これらの材質として剛性の高い材質を選択すれば、インテークマニホールド３０の下流側部分の剛性を確保できる。したがって、インテークマニホールド３０全体を重量の重い材質で形成しなくても、インテークマニホールド３０に必要な剛性を確保できる。

第１シリンダヘッド１５Ｌ及び第２シリンダヘッド１５Ｒに対して互いに離れる方向に引っ張るような力が作用した場合、その力は第１下流部４１Ｌ及び第２下流部４１Ｒを介して上流部３１にも伝わる。したがって、上流部３１には、第１下流側フランジ部３７Ｌ及び第２下流側フランジ部３７Ｒを互いに離れる方向に引っ張るような力が作用する。そして、これらの力が、上流部３１における本体部３２の第１上流通路３３Ｌと第２上流通路３３Ｒとの間の部分に集中して作用することはあり得る。しかしながら、上流部３１は、第１シリンダヘッド１５Ｌ及び第２シリンダヘッド１５Ｒに直接的に連結されてなく、その間に、第１下流部４１Ｌや第２下流部４１Ｒが介在している。したがって、上流部３１が直接的に第１シリンダヘッド１５Ｌ及び第２シリンダヘッド１５Ｒに連結されている場合よりも、内燃機関１０の熱膨張に伴って上流部３１に作用する力を低減できる。

具体的には、内燃機関１０の熱膨張に伴って第１下流部４１Ｌや第２下流部４１Ｒが互いに離間する方向に変形した場合、インテークマニホールド３０は、その変形した分だけ、内燃機関１０の熱膨張に追従したことになる。また、第１下流部４１Ｌと上流部３１との接合面において、第１下流部４１Ｌの第１上部フランジ４３Ｌが上流部３１の第１下流側フランジ部３７Ｌに対して外側にわずかに位置ずれすることもある。インテークマニホールド３０は、その位置ずれした分だけ、内燃機関１０の熱膨張に追従したことになる。このように、インテークマニホールド３０が内燃機関１０の熱膨張に追従して変形したり接合面の位置ずれが生じたりすることで、特にインテークマニホールド３０における上流部３１に対して、内燃機関１０の熱膨張に伴って作用する力を低減できる。その結果、上流部３１における本体部３２の第１上流通路３３Ｌと第２上流通路３３Ｒとの間の部分に力が集中しても、その箇所において破損等が生じる可能性は低い。

ところで、例えば、車外の外気温等によっては、内燃機関１０が運転し始めた始動時に当該内燃機関１０が低温であることもある。この場合、効率的な運転を実現するために、できるだけ早期に内燃機関１０の温度を上昇させる必要がある。上記実施形態では、インテークマニホールド３０のうち、上流部３１の材質は、熱伝導率が高くて放熱性能の良いアルミニウム合金である。それに対して、第１下流部４１Ｌ及び第２下流部４１Ｒの材質は、上流部３１よりも熱伝導率の低い鋳鉄である。そのため、内燃機関１０が運転し始めたときに、例えばシリンダブロック１１等の熱が第１下流部４１Ｌ及び第２下流部４１Ｒを介して上流部３１に伝わり、当該上流部３１によって放熱されてしまうことが抑制される。したがって、上記実施形態では、内燃機関１０の始動時において速やかな暖機が実現できる。

なお、インテークマニホールド３０の第１下流部４１Ｌ及び第２下流部４１Ｒの材質は鋳鉄であり、例えば合成樹脂等に比べれば、ある程度高い熱伝導率を有している。したがって、内燃機関１０が高負荷状態で相応に高温になった場合には、第１下流部４１Ｌ及び第２下流部４１Ｒも高温になる。そして、第１下流部４１Ｌ及び第２下流部４１Ｒからアルミニウム合金製の上流部３１へと熱が伝わって、この上流部３１において積極的に放熱される。このように、内燃機関１０の始動時において速やかな暖機を実現しつつ、内燃機関１０の高負荷状態のときに上流部３１からの放熱を実現するという点で、第１下流部４１Ｌ及び第２下流部４１Ｒが鋳鉄製で、上流部３１がアルミニウム合金製であることは、互いの熱伝導率の組み合わせとして非常に好適である。

上記実施形態は、以下のように変更できる。なお、以下の変更例を必要に応じて適宜組み合わせて適用することも可能である。
・インテークマニホールド３０が適用される内燃機関１０において、気筒１２の数は６つに限らない。第１バンク側の気筒１２Ｌと第２バンク側の気筒１２Ｒとを有するＶ型の内燃機関であれば、例えば気筒１２の数が４つ、８つ、１２つ等であってもよい。なお、内燃機関１０の気筒１２の数を変更した場合、それに合わせて、上流部３１における上流通路３３の数や、第１下流部４１Ｌの第１下流通路４９Ｌ（第１筒状体４２Ｌ）及び第２下流部４１Ｒの第２下流通路４９Ｒ（第１筒状体４２Ｒ）の数を変更すればよい。

・第１下流部４１Ｌ及び第２下流部４１Ｒは、上流部３１に直接的に連結されていなくてもよい。すなわち、第１下流部４１Ｌの第１下流通路４９Ｌと上流部３１の第１上流通路３３Ｌとの連通関係や、第２下流部４１Ｒの第２下流通路４９Ｒと上流部３１の第２上流通路３３Ｒとの連通関係が維持されていれば、第１下流部４１Ｌ及び第２下流部４１Ｒと、上流部３１との間に他の流路構成部材が介在していてもよい。このように、第１下流部４１Ｌ及び第２下流部４１Ｒと、上流部３１との間に他の流路構成部材が介在していても、上流部３１は、第１下流部４１Ｌ及び第２下流部４１Ｒの吸気流れ方向上流側に連結されている。

・インテークマニホールド３０の全体的な形状（外径）は、上記実施形態の例に限らない。内燃機関１０における各気筒１２の配置や傾斜角度（Ｖ字の角度）、第１シリンダヘッド１５Ｌや第２シリンダヘッド１５Ｒの形状等に合わせて適宜変更すればよい。

・第１下流部４１Ｌ及び第２下流部４１Ｒと上流部３１との連結は、ボルトによる固定に限らない。例えば、第１下流部４１Ｌ、第２下流部４１Ｒ、及び上流部３１の材質がいずれも金属であるならば、これらを溶接で連結してもよい。また、第１下流部４１Ｌ及び第２下流部４１Ｒと上流部３１とを接着剤で連結（ろう付け）してもよい。さらに、第１下流部４１Ｌ、第２下流部４１Ｒ、及び上流部３１の材質がいずれも合成樹脂であるならば、これらをレーザ溶着等の溶着で連結してもよい。

・第１下流部４１Ｌ及び第２下流部４１Ｒと上流部３１との連結態様や、これらの材質によっては、第１ガスケット５１Ｌや第２ガスケット５１Ｒの材質を合成樹脂としたり、第１ガスケット５１Ｌ及び第２ガスケット５１Ｒそのものを省略したりすることもできる。

・インテークマニホールド３０において、上流部３１、第１下流部４１Ｌ及び第２下流部４１Ｒの材質は、第１下流部４１Ｌ及び第２下流部４１Ｒの剛性が上流部３１よりも高いのであれば、適宜変更できる。例えば、第１下流部４１Ｌや第２下流部４１Ｒの材質を鋼鉄（鋳鋼）としてもよい。また、上流部３１の材質がアルミニウム合金よりも剛性が低いのであれば、第１下流部４１Ｌ及び第２下流部４１Ｒの材質をアルミニウム合金としてもよい。

・上流部３１、第１下流部４１Ｌ、及び第２下流部４１Ｒの材質を選択するにあたっては、必ずしも第１下流部４１Ｌ及び第２下流部４１Ｒの材質が、上流部３１の材質よりも熱伝導率のものでなくてもよい。例えば、第１下流部４１Ｌ及び第２下流部４１Ｒの材質が鋳鉄やアルミニウム合金であり、上流部３１の材質が合成樹脂であってもよい。この場合の合成樹脂としては、ガラス繊維等の強化材を含有するポリアミド樹脂（ナイロン樹脂）が挙げられる。

・第１下流部４１Ｌ及び第２下流部４１Ｒの材質を、互いに異なる材質とすることも可能である。この場合、第１下流部４１Ｌ及び第２下流部４１Ｒの材質のいずれもが、上流部３１の材質よりも剛性の高い材質であるとよい。

Ｃ…回転中心、１０…内燃機関、１１…シリンダブロック、１２…気筒、１２Ｌ…第１バンク側の気筒、１３Ｌ…第１バンク側のピストン、１４Ｌ…第１バンク側のピストンロッド、１５Ｌ…第１シリンダヘッド、１６Ｌ…第１バンク側の吸気ポート、１７Ｌ…第１バンク側の吸気弁、１８Ｌ…第１バンク側の排気ポート、１９Ｌ…第１バンク側の吸気弁、１２Ｒ…第２バンク側の気筒、１３Ｒ…第２バンク側のピストン、１４Ｒ…第２バンク側のピストンロッド、１５Ｒ…第２シリンダヘッド、１６Ｒ…第２バンク側の吸気ポート、１７Ｒ…第２バンク側の吸気弁、１８Ｒ…第２バンク側の排気ポート、１９Ｒ…第２バンク側の吸気弁、２０…クランクシャフト、２０ａ…クランクピン、３０…インテークマニホールド、３１…上流部、３２…本体部、３３…上流通路、３３Ｌ…第１上流通路、３３Ｒ…第２上流通路、３４…上流側フランジ部、３５…開口部、３６…ボルト孔、３７Ｌ…第１下流側フランジ部、３８Ｌ…開口部、３９Ｌ…ボルト孔、３７Ｒ…第２下流側フランジ部、３８Ｒ…開口部、３９Ｒ…ボルト孔、４１Ｌ…第１下流部、４２Ｌ…第１筒状体、４３Ｌ…第１上部フランジ、４４Ｌ…開口部、４５Ｌ…ボルト孔、４６Ｌ…第１下部フランジ、４７Ｌ…開口部、４８Ｌ…ボルト孔、４９Ｌ…第１下流通路、４１Ｒ…第２下流部、４２Ｒ…第２筒状体、４３Ｒ…第２上部フランジ、４４Ｒ…開口部、４５Ｒ…ボルト孔、４６Ｒ…第２下部フランジ、４７Ｒ…開口部、４８Ｒ…ボルト孔、４９Ｒ…第２下流通路、５１Ｌ…第１ガスケット、５２Ｌ…開口部、５３Ｌ…ボルト孔、５１Ｒ…第２ガスケット、５２Ｒ…開口部、５３Ｒ…ボルト孔。

Claims

Ｖ型の内燃機関における第１バンク側の第１シリンダヘッドと第２バンク側の第２シリンダヘッドとの間に設けられ、外部からの吸気を前記第１シリンダヘッドの吸気ポート及び前記第２シリンダヘッドの吸気ポートに供給するインテークマニホールドであって、
前記第１シリンダヘッドの吸気ポートに連通されている第１下流通路を有し、前記第１シリンダヘッドに連結されている第１下流部と、
前記第２シリンダヘッドの吸気ポートに連通されている第２下流通路を有し、前記第２シリンダヘッドに連結されている第２下流部と、
前記第１下流通路に連通する第１上流通路及び前記第２下流通路に連通する第２上流通路を有し、前記第１下流部及び前記第２下流部の吸気流れ方向上流側に連結されている上流部とを備え、
前記上流部及び前記第１下流部及び前記第２下流部は、互いに別体で構成されており、
前記第１下流部及び前記第２下流部の材質は、いずれも前記上流部の材質よりも剛性が高く、
前記上流部は、第１下流側フランジ部、及び第２下流側フランジ部を有し、
前記第１下流部は、前記第１下流側フランジ部に連結されており、
前記第２下流部は、前記第２下流側フランジ部に連結されている
ことを特徴とするインテークマニホールド。
前記第１下流部及び前記第２下流部の材質は、いずれも前記上流部の材質よりも熱伝導率が低い
ことを特徴とする請求項１に記載のインテークマニホールド。
前記第１下流部及び前記第２下流部の材質は鋳鉄であり、前記上流部の材質はアルミニウム合金又は合成樹脂である
ことを特徴とする請求項１に記載のインテークマニホールド。