JPH06193527A - 内燃機関の吸気装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 シリンダヘッド２から吸気コレクタ５への振
動伝達とりわけ１ｋＨｚ以上の領域の伝達を抑制し、吸
気コレクタ５からの放射騒音を低減する。 【構成】 吸気コレクタ５と吸気マニホルド６とは別体
に鋳造されており、両者の接合部には弾性シール部材１
８が介装されている。吸気マニホルド６先端とシリンダ
ヘッド２との間の接合部にも弾性シール部材１５が介装
されている。吸気コレクタ５は、吸気マニホルド６を介
してシリンダヘッド２に弾性支持されており、他のステ
ー等では支持されていない。吸気マニホルド６は、両弾
性シール部材１５，１８の間で中間質量体として作用
し、その共振周波数以上の領域で吸気コレクタ５への振
動伝達が抑制される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、吸気コレクタと吸気
マニホルドとを別部材とした内燃機関の吸気装置の改良
に関する。

【０００２】

【従来の技術】燃料噴射式ガソリン機関のような内燃機
関においては、吸気装置として比較的大きな容積の吸気
コレクタを備えたものが用いられることが多い。そし
て、実開昭６０−４５８６４号公報等に示されているよ
うに、吸気コレクタと吸気マニホルドとが別部材として
鋳造される場合があるが、これらの吸気コレクタと吸気
マニホルドとは一般に板状のガスケットを介して複数の
ボルトにより剛的に結合固定されており、また吸気マニ
ホルドとシリンダヘッドとの間においても同様に板状の
ガスケットを介して複数のボルトにより剛的に結合固定
されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の吸気装置においては、シリンダヘッド側の振
動が吸気マニホルドを介して空胴状の吸気コレクタへ伝
達されてしまうため、吸気コレクタにおいて大きな放射
音が発生する、という問題がある。

【０００４】尚、シリンダヘッドと吸気マニホルドとの
間のガスケットを弾性部材とするなどシリンダヘッドか
ら吸気コレクタへ至る吸気系の途中に弾性部材を介装し
て振動伝達を抑制する試みもなされているが、吸気系の
支持強度やシール性の確保などの点から弾性部材のばね
定数を極端に小さくすることができないので、機関の放
射音として問題となる１ｋＨｚ以上の周波数領域の振動
伝達低減を十分に達成することは困難である。

【０００５】

【課題を解決するための手段】そこで、この発明は、吸
気マニホルドを振動系における中間質量体として利用
し、吸気コレクタへの振動伝達の低減を図った。すなわ
ち、この発明に係る内燃機関の吸気装置は、シリンダヘ
ッドに一端が取り付けられた複数のブランチ部からなる
吸気マニホルドと、この吸気マニホルドの他端に取り付
けられ、かつ該吸気マニホルドによって支持された吸気
コレクタと、上記シリンダヘッドと上記吸気マニホルド
との接合部に介装された第１弾性シール部材と、上記シ
リンダヘッドと上記吸気マニホルドとを連結するボルト
に設けられ、上記第１弾性シール部材との間で吸気マニ
ホルドを弾性支持する第１弾性部材と、上記吸気マニホ
ルドと上記吸気コレクタとの接合部に介装された第２弾
性シール部材と、上記吸気マニホルドと上記吸気コレク
タとを連結するボルトに設けられ、上記第２弾性シール
部材との間で吸気コレクタを弾性支持する第２弾性部材
と、を備えて構成されている。

【０００６】

【作用】上記構成では、吸気コレクタがシリンダヘッド
に対し一対の弾性シール部材を介して弾性支持される形
となり、かつばねに相当する一対の弾性シール部材の間
に、中間質量体に相当する吸気マニホルドが位置してい
る。そのため、中間質量体の共振周波数以上の周波数領
域で、シリンダヘッドから吸気コレクタへの振動伝達が
低減する。

【０００７】

【実施例】以下、この発明の一実施例を図面に基づいて
詳細に説明する。

【０００８】図１〜図３は、本発明をＶ型６気筒内燃機
関の吸気装置に適用した一実施例を示している。図２に
示すように、シリンダブロック１の左右のバンクにそれ
ぞれシリンダヘッド２が載置固定されており、かつその
上面にシリンダヘッドカバー３が取り付けられている。
吸気ポート４（図１参照）は、各シリンダヘッド２のＶ
バンク内側に配置されており、吸気装置を構成する吸気
コレクタ５および吸気マニホルド６がＶバンク間に設け
られている。

【０００９】吸気コレクタ５は、気筒列方向に沿って細
長い箱状をなすもので、図３に示すように、下面が開口
したカバー部５Ａと、該カバー部５Ａの下面開口を覆う
ベース部５Ｂとからなり、両者が周縁の複数のボルト８
でもって一体に結合されている。また、この吸気コレク
タ５の内部は、左右のバンクにそれぞれ対応した一対の
容積室に仕切られている。そして、各容積室に連通する
ように、吸気コレクタ５側面に二股状に分岐した吸気導
入管９が設けられ、その集合部にはスロットルチャンバ
１０が取り付けられている。尚、上記吸気導入管９は上
記カバー部５Ａと一体に鋳造されている。上記スロット
ルチャンバ１０の入口側は、合成樹脂製のエアダクト１
１を介して図示せぬエアクリーナに接続されているが、
吸気コレクタ５の弾性支持状態を阻害しないように、エ
アダクト１１中間部には可撓性を有する蛇腹部１１ａが
設けられている。

【００１０】上記の吸気コレクタ５下面とシリンダヘッ
ド２の吸気ポート４とを接続する吸気マニホルド６は、
各気筒に対応する６本のブランチ部１２が一体に鋳造さ
れたもので、吸気コレクタ５に取り付けられるコレクタ
側フランジ１３が左右バンクで共通となっており、各ブ
ランチ部１２の基端がこのコレクタ側フランジ１３に接
続されている。また、３本づつに左右に分かれた各ブラ
ンチ部１２の先端には、ヘッド側フランジ１４が接続さ
れている。このヘッド側フランジ１４は、左右バンクの
各３気筒について一体となっている。

【００１１】上記吸気マニホルド６とシリンダヘッド２
との接合部つまり上記ヘッド側フランジ１４とシリンダ
ヘッド２側の座面との間には、ＮＢＲ等のゴム材料をガ
スケット状に成形した第１弾性シール部材１５が介装さ
れている。そして、ヘッド側フランジ１４を貫通する複
数のボルト１６によって互いに結合されているが、ボル
ト１６の頭部と上記ヘッド側フランジ１４との間には、
弾性を有する第１弾性部材となるゴムブッシュ１７がそ
れぞれ介装されており、上記第１弾性シール部材１５と
の間で吸気マニホルド６をシリンダヘッド２に対し弾性
支持している。

【００１２】吸気マニホルド６と吸気コレクタ５との接
合部つまり上記コレクタ側フランジ１３とベース部５Ｂ
下面の座面との間には、やはりＮＢＲ等のゴム材料をガ
スケット状に成形した第２弾性シール部材１８が介装さ
れている。また上記ベース部５Ｂとコレクタ側フランジ
１３とは、吸気コレクタ５内部においてベース部５Ｂを
貫通しかつコレクタ側フランジ１３に螺合する複数のボ
ルト１９でもって互いに結合されている。このボルト１
９の頭部とベース部７との間には、弾性を有する第２弾
性部材となるゴムブッシュ２０がそれぞれ介装されてお
り、上記第２弾性シール部材１８との間で吸気コレクタ
５を弾性支持している。上記吸気コレクタ５は他にステ
ー等では支持されておらず、吸気マニホルド６によって
シリンダヘッド２に支持されている。

【００１３】尚、ボルト１９を吸気マニホルド６側から
ベース部５Ｂに螺合させ、ボルト１９の頭部とコレクタ
側フランジ１３との間に、ゴムブッシュ２０を介装させ
てもよい。

【００１４】また各弾性シール部材１５，１８のばね定
数をｋ₁，ｋ₂、中間質量体となる吸気マニホルド６の質
量をＭとしたときに、次式の関係を満たすように各部の
寸法等が設定されている。

【００１５】

【数１】

【００１６】つまり、両弾性シール部材１５，１８の間
に弾性支持された吸気マニホルド６の共振周波数が８０
０Ｈｚ以下となっている。

【００１７】そして、吸気コレクタ５の質量ｍと上記吸
気マニホルド６の質量Ｍとの質量比μ（＝Ｍ／ｍ）が、
０．５程度となっている。

【００１８】図４は、上記実施例の構成におけるシリン
ダヘッド２から吸気コレクタ５への振動伝達率の特性を
示している。また比較例として、上記実施例と同様の構
成で質量比μを０．２とした場合の特性を破線で示し
た。更に従来例として、吸気マニホルドとシリンダヘッ
ドとの間のガスケットを弾性部材とした場合の特性を一
点鎖線で示した。

【００１９】この特性図に明らかなように、単に吸気マ
ニホルドとシリンダヘッドとの間に弾性部材を介装した
としても、支持強度等の点から弾性部材のばね定数を過
度に低くすることができないため、放射音として問題と
なる１ｋＨｚ以上の領域で十分な防振性能を得ることが
できない。これに対し、中間質量体として吸気マニホル
ド６を利用した上記実施例では、８００Ｈｚ以下に設定
された共振周波数よりも高周波側の領域において、中間
質量体となる吸気マニホルド６がシリンダヘッド２の振
動と逆相に振動することにより、振動伝達率が大きく低
減する。また、μ＝０．２とした比較例との比較から明
らかなように、上記実施例では吸気マニホルド６を中間
質量体として利用することにより質量比μを十分に大き
く確保できるため、一層低周波数領域から振動伝達率を
低減できるとともに、高周波側での効果が大きくなる。
尚、質量比μとしては、０．５〜１程度が望ましい。

【００２０】また上記構成では、中間質量体となる吸気
マニホルド６の質量Ｍが大きなものとなるので、前述し
た式から明らかなように、各弾性シール部材１５，１８
のばね定数ｋ₁，ｋ₂を過度に小さくしなくても共振周波
数が８００Ｈｚ以下に低下する。従って、各弾性シール
部材１５，１８を介した吸気マニホルド６や吸気コレク
タ５の支持強度が高くなり、前述したように他のステー
等を用いずに弾性支持状態とすることが可能になるとと
もに、シール性の低下や耐久性低下を防止できる。

【００２１】次に、図５，図６は、この発明の異なる実
施例を示している。

【００２２】Ｖ型内燃機関においては、５００〜８００
Ｈｚ程度の周波数範囲で図６に示すように、左右のバン
クが左右に開閉振動する形の振動モードが存在し、加速
時の騒音悪化の一因となっている。

【００２３】図５は、このような振動モードを同時に抑
制しようとした実施例の構成を示しており、吸気マニホ
ルド６が左右のバンク毎に別部材となっている。つま
り、一方のバンクの３本のブランチ部１２によって一方
の吸気マニホルド６Ａが構成され、他方のバンクの３本
のブランチ部１２によって他方の吸気マニホルド６Ｂが
構成されている。各３本のブランチ部１２は、先端のヘ
ッド側フランジ１４において一体に連結されており、コ
レクタ側フランジ１３Ａ，１３Ｂは各ブランチ部１２毎
に独立している。そして、このコレクタ側フランジ１３
Ａ，１３Ｂと吸気コレクタ５との接合部に介装される第
２弾性シール部材１８は、各バンクに対応して左右の３
気筒分づつ一対の弾性シール部材１８Ａ，１８Ｂに分割
されている。

【００２４】また、シリンダヘッド２と吸気コレクタ５
との間に弾性支持された各吸気マニホルド６Ａ，６Ｂの
共振周波数が上述したバンク開閉振動モードの固有周波
数（例えば５００〜８００Ｈｚ）と略一致するように、
各部の寸法等が設定されている。

【００２５】従って上記実施例の構成では、バンク開閉
振動に対し吸気マニホルド６Ａ，６Ｂがダイナミックダ
ンパとして作用し、この振動レベルが低減する。また、
これと同時に、前述した実施例と同様の作用により、シ
リンダヘッド２から吸気コレクタ５へ伝わる１ｋＨｚ以
上の領域の振動伝達を低減できる。

【００２６】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、この発明
に係る内燃機関の吸気装置によれば、吸気コレクタとシ
リンダヘッドとの間に位置する吸気マニホルドを中間質
量体として利用することにより、弾性部材のばね定数を
過度に低下させずに機関騒音として問題となる１ｋＨｚ
以上の領域での振動伝達を抑制できる。従って、吸気コ
レクタから生じる放射音を低減できる。特に、重量部品
である吸気マニホルドを中間質量体として利用すること
により、吸気コレクタに対する質量比を大きく確保で
き、一層優れた防振性能が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係る吸気装置の一実施例を示す断面
図。

【図２】この吸気装置を備えたＶ型内燃機関の正面図。

【図３】この吸気装置の分解斜視図。

【図４】この実施例における振動伝達率を従来のものと
比較して示す特性図。

【図５】この発明に係る吸気装置の異なる実施例を示す
分解斜視図。

【図６】Ｖ型内燃機関のバンク開閉振動モードを示す説
明図。

【符号の説明】

２…シリンダヘッド ５…吸気コレクタ ６…吸気マニホルド １５…第１弾性シール部材 １６…ボルト １７…ゴムブッシュ（第１弾性部材） １８…第２弾性シール部材 １９…ボルト ２０…ゴムブッシュ（第２弾性部材）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シリンダヘッドに一端が取り付けられた
   複数のブランチ部からなる吸気マニホルドと、この吸気
   マニホルドの他端に取り付けられ、かつ該吸気マニホル
   ドによって支持された吸気コレクタと、上記シリンダヘ
   ッドと上記吸気マニホルドとの接合部に介装された第１
   弾性シール部材と、上記シリンダヘッドと上記吸気マニ
   ホルドとを連結するボルトに設けられ、上記第１弾性シ
   ール部材との間で吸気マニホルドを弾性支持する第１弾
   性部材と、上記吸気マニホルドと上記吸気コレクタとの
   接合部に介装された第２弾性シール部材と、上記吸気マ
   ニホルドと上記吸気コレクタとを連結するボルトに設け
   られ、上記第２弾性シール部材との間で吸気コレクタを
   弾性支持する第２弾性部材と、を備えてなる内燃機関の
   吸気装置。