JP7226148B2 - 吸気マニホールド - Google Patents

Description

本発明は、内部を流れる吸気の状態を検出するためのガスセンサが設置された吸気マニホールドに関する。

エンジンの吸気マニホールドとして、吸気の温度や圧力、湿度などを検出するガスセンサが設置されたものがある。ガスセンサは、感応部を内部に突き出した状態で吸気マニホールドに設置されている。そして、従来、特許文献１には、吸気マニホールドの内壁における感応部よりも吸気流れ方向上流側の部分に、吸気通路内で発生した凝縮水がガスセンサの感応部に付着することを抑制する遮水カバーが立設された吸気マニホールドが記載されている。

特開２０１３－０５３５９３号公報

感応部への凝縮水の付着抑制効果を高めるには、遮水カバーを大型化する必要があるが、そうした場合には、感応部に吸気が当たり難くなり、ガスセンサの検出感度が低下する。

上記課題を解決する吸気マニホールドは、エンジンの吸気系に設置されるものであって、当該吸気マニホールドの内部に感応部が露出した状態で設置されたガスセンサと、当該吸気マニホールドの内壁における感応部の周囲の部分に立設された遮水壁と、遮水壁における感応部の吸気流れ方向上流側の部分を貫通する孔であって、上記感応部への吸気の導入経路として途中に屈曲を有したクランク形状の経路を形成する導風孔と、を備えている。

上記吸気マニホールドでは、感応部を囲むように遮水壁が設けられている。その一方で、遮水壁における感応部の吸気流れ方向上流側の部分には導風孔が設けられている。そのため、感応部に当たる吸気の多くは、導風孔を通ることになる。しかも、導風孔が形成する感応部への吸気の導入経路は、途中に屈曲を有したクランク形状の経路とされており、吸気中の凝縮水の多くは、導風孔の途中で吸気から分離される。よって、こうした導風孔を通じて、凝縮水が分離された状態の吸気を、ガスセンサの検出感度の確保に必要な分、感応部に当てることが可能となる。したがって、上記吸気マニホールドによれば、吸気マニホールドに設置されるガスセンサの検知感度の確保と、同ガスセンサの感応部への凝縮水の付着抑制と、を両立可能となる。

吸気マニホールドの一実施形態の平面図。 同吸気マニホールドの正面図。 同吸気マニホールドに設置されたガスセンサの感応部及びその周辺部の断面図。 図３の４－４線に沿った断面図。

以下、吸気マニホールドの一実施形態を、図１～図４を参照して詳細に説明する。なお、本実施形態の吸気マニホールドは、直列４気筒のエンジンに適用されるものとなっている。

図１及び図２に示すように、本実施形態の吸気マニホールド１０は、スロットルボディを通過した吸気が流入する吸気流入口１１を備えている。吸気マニホールド１０は、吸気流入口１１から流入した吸気を４つの気筒に分配するための分岐管として構成されており、各気筒の吸気ポートにそれぞれ接続される４つの吸気流出口１２を備えている。また、吸気マニホールド１０には、内部を流れる吸気の温度である吸気温度、及び内部の圧力であるインマニ圧を検出するガスセンサ２０が設置されている。

図３に示すように、ガスセンサ２０は、吸気温度及びインマニ圧を感知するための略円筒形状の感応部２１有している。そして、ガスセンサ２０は、吸気マニホールド１０の内部に感応部２１を露出した状態で設置されている。なお、ガスセンサ２０は、感応部２１の先端側が吸気流れ方向上流側に突き出すように設置されている。

吸気マニホールド１０の内壁１３における感応部２１の周囲の部分には、遮水壁１４が立設されている。遮水壁１４は、感応部２１の吸気流れ方向上流側に位置する前壁１４Ａと、前壁１４Ａの両側からそれぞれ吸気流れ方向下流側に延びる２つの側壁１４Ｂ、１４Ｃの３つの平板状の壁により構成されている。なお、以下の説明では、これらの前壁１４Ａ、及び側壁１４Ｂ、１４Ｃにあって、感応部２１に面する側の壁面を内壁面、その反対側の壁面を外壁面と記載する。

図４に示すように、遮水壁１４における感応部２１の吸気上流側の部分には、遮水壁１４を貫通するスリット状の孔である導風孔１５が設けられている。なお、導風孔１５は、遮水壁１４における前壁１４Ａから側壁１４Ｂへと繋がる角部に形成されている。こうした導風孔１５は、感応部２１への吸気の導入経路を形成する。

図４に示すように、導風孔１５が設けられた部分の前壁１４Ａの内壁面、及び側壁１４Ｂの内壁面にはそれぞれリブ１６，１７が立設されている。これらのリブ１６，１７により、導風孔１５が形成する上記吸気の導入経路の形状は、途中にほぼ直角に屈曲した部分を有したクランク形状とされている。

続いて、上記のように構成された本実施形態の吸気マニホールド１０の作用を説明する。
エンジンに組み付けられた状態の吸気マニホールド１０には、吸気通路における吸気マニホールド１０よりも上流側の部分で発生した凝縮水を含む吸気が流入することがある。こうした凝縮水がガスセンサ２０の感応部２１に付着すると、熱衝撃によりガスセンサ２０の耐久性が低下することがある。感応部２１の周囲に立設された遮水壁１４は、感応部２１への凝縮水の付着を抑制するための壁として機能する。

一方、ガスセンサ２０による吸気温度やインマニ圧の検出感度を確保するには、ある程度の吸気が感応部２１に当たることが必要となる。本実施形態では、遮水壁１４に設けられた導風孔１５を通じて、ガスセンサ２０の検出感度の確保に必要な量の吸気を感応部２１に当てるようにしている。

なお、導風孔１５に流入する吸気にも凝縮水が含まれていることがある。これに対して、本実施形態では、導風孔１５を通じた感応部２１への吸気の導入経路は、途中で屈曲したクランク形状とされている。そのため、吸気と共に導風孔１５に流入した凝縮水の多くは、導風孔１５の途中で吸気から分離され、感応部２１には付着しないようになる。なお、図４には、導風孔１５を通って感応部２１に当たる吸気の流れが、点線矢印で示されている。

以上の本実施形態の吸気マニホールド１０によれば、以下の効果を奏することができる。すなわち、本実施形態では、感応部２１を囲む遮水壁１４に、感応部２１への吸気の導入経路となる導風孔１５を設けることで、ガスセンサ２０の検知感度の確保に必要な量の吸気を感応部２１に当てるようにしている。その一方で、導風孔１５が形成する吸気の導入経路の形状を、途中に屈曲を有したクランク形状とすることで、感応部２１に当たる吸気から凝縮水を分離している。そのため、ガスセンサ２０の検知感度の確保と、感応部２１の凝縮水付着の抑制と、を両立できる。

本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・上記実施形態の吸気マニホールド１０には、感応部２１の三方をそれぞれ覆う前壁１４Ａ、及び側壁１４Ｂ、１４Ｃの３つの壁により構成された遮水壁１４が設けられていた。少なくとも感応部２１の吸気流れ方向上流側を覆うものであれば、遮水壁１４の形状は適宜に変更してもよい。

・吸気マニホールド１０におけるガスセンサ２０の設置位置等は、適宜に変更してもよい。
・ガスセンサ２０として、吸気温度のみを検出するセンサやインマニ圧のみを検出するセンサを採用してもよい。また、吸気の湿度を検出するセンサをガスセンサ２０として採用してもよい。そうした場合にも、上記実施形態における感応部２１の遮水構造、すなわち、センサの感応部を囲む遮水壁１４と、その遮水壁１４に設けられてクランク形状の吸気の導入経路を形成する導風孔１５と、を設ければ、ガスセンサの検知感度を確保しつつその感応部への凝縮水の付着を抑制することが可能である。

・本実施形態の吸気マニホールド１０を、直列４気筒以外の気筒配列のエンジン用に構成してもよい。

１０…吸気マニホールド、１１…吸気流入口、１２…吸気流出口、１３…内壁、１４…遮水壁（１４Ａ…前壁、１４Ｂ、１４Ｃ…側壁）、１５…導風孔、１６，１７…リブ、２０…ガスセンサ、２１…感応部。

Claims (1)

1. エンジンの吸気系に設置される吸気マニホールドであって、
   当該吸気マニホールドの内部に感応部が露出した状態で設置されたガスセンサと、
   当該吸気マニホールドの内壁における前記感応部の周囲の部分に立設された遮水壁と、
   前記遮水壁における前記感応部の吸気流れ方向上流側の部分を貫通する孔であって、前記感応部への吸気の導入経路として途中に屈曲を有したクランク形状の経路を形成する導風孔と、
   を備え、
   前記遮水壁で囲まれる空間は、前記導風孔に対して吸気流れ方向下流側で前記遮水壁の外部に連通している吸気マニホールド。

Images