JP2010053833A - インテークマニホールド - Google Patents

Abstract

【課題】吸気に混合させるガスが流通するガス通路をインテークマニホールドに設ける場合に、インテークマニホールドをコンパクトにしながら、ガスのの分岐管への分配量を均一化する。
【解決手段】インテークマニホールド１は、吸気が導入される吸気通路Ｒを有するサージタンク部１０と、内燃機関の各気筒に接続される分岐管１１、１３とを備えている。サージタンク部１０の前壁部１０ａには、吸気に混合されるガスが導入されるガス通路Ｓが吸気通路Ｒと区画されて形成されている。ガス通路Ｓは、サージタンク部１０の前壁部１０ａに沿って分岐管１１、１３まで延びている。
【選択図】図２

Description

本発明は、内燃機関の吸気系に設けられるインテークマニホールドに関する。

従来より、例えば、特許文献１に開示されているように、吸気に混合するガスを吸気通路に導入するためのガス通路を備えたインテークマニホールドが知られている。特許文献１のインテークマニホールドには、内燃機関の気筒に接続される分岐管の周壁部から突出するように張り出し部が一体成形されている。この張り出し部は、分岐管の並ぶ方向に延びている。ガス通路は、張り出し部の内部に設けられている。
特開２００６−２４１９９２号公報

ところが、特許文献１のインテークマニホールドでは、ガス通路を設けるために、分岐管から突出する形状の張り出し部を設けるようにしている。従って、張り出し部が突出する分、インテークマニホールドが大型化してしまう。

また、各気筒へのガスの流入量は均一化したいので、ガス通路を各分岐管まで延ばし、ガスをガス通路から分岐管の内部に直接導入するのが好ましい。ところが、特許文献１のように張り出し部にガス通路を設けた場合には、ガス通路を延ばすと張り出し部が大きくなり、インテークマニホールドがより一層大型化してしまう。

本発明は斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ガス通路を有するインテークマニホールドをコンパクトにしながら、ガスの分岐管への分配量を均一化できるようにすることにある。

上記目的を達成するために、第１の発明では、吸気が導入される吸気通路を有するサージタンク部と、該サージタンク部の吸気通路に連通し、内燃機関の各気筒に接続される分岐管とを備えたインテークマニホールドであって、上記サージタンク部には、吸気に混合されるガスが導入されるガス通路が上記吸気通路と区画されて形成され、上記ガス通路は、上記サージタンク部の周壁部に沿って分岐管まで延びている構成とする。

第２の発明では、第１の発明において、サージタンク部は、互いに接合される第１部材と第２部材とを有し、上記第１部材における上記第２部材との接合部には、ガス通路を構成する溝が形成され、該溝の開放部分は、上記第２部材における上記第１部材との接合部により閉塞されている構成とする。

第１の発明によれば、吸気に混合されるガスが導入されるガス通路を、サージタンク部にその周壁部に沿って延びるように形成したので、従来のような張り出し部が不要になり、分岐管まで延びるガス通路を有するインテークマニホールドをコンパクトにすることができる。そして、ガス通路が分岐管まで延びていることによって、ガスを分岐管に直接導入でき、分岐管への分配量を均一化することができる。

第２の発明によれば、サージタンク部が、互いに接合される第１部材と第２部材とを有しており、第１部材の接合部に、ガス通路を構成する溝を形成し、この溝の開放部分を第２部材の接合部により閉塞するようにしたので、第１部材と第２部材とを接合することにより、ガス通路を容易に形成することができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。

図１は、本発明の実施形態に係るインテークマニホールド１を示すものである。インテークマニホールド１は、水平対向４気筒エンジン（図示せず）の吸気系の一部を構成するものであり、マニホールド本体部２と、排気ガスをマニホールド本体部２内の吸気通路Ｒに導入する排気ガス導入部材３とを備えている。マニホールド本体部２は、サージタンク部１０及びサージタンク部１０から分岐する４本の分岐管１１〜１４を有している。本実施形態の排気ガスは、いわゆるＥＧＲガスである。

尚、このインテークマニホールド１は、エンジンの搭載状態に対応して、車両の左右方向に長い形状となっており、この実施形態の説明では、説明の便宜を図るために、車両左側を単に「左」といい、車両右側を単に「右」とい、車両前側を単に「前」といい、車両後側を単に「後」というものとする。

サージタンク部１０は、図２にも示すように、左右方向に長い形状とされている。図１に示すように、サージタンク部１０の左端部から２本の左側分岐管１１、１２が延びており、右端部から２本の右側分岐管１３、１４が延びている。図２及び図３に示すように、左側分岐管１１、１２はサージタンク部１０から左方向へ延びた後、下方へ略９０゜湾曲して延びている。右側分岐管１３、１４は、サージタンク部１０から右方向へ延びた後、下方へ略９０゜湾曲して延びている。図４及び図５に示すように、左側分岐管１１、１２及び右側分岐管１３、１４の下端部には、それぞれ、取付板部１５、１６が形成されている。取付板部１５、１６には、シリンダヘッドに螺合するボルト（図示せず）が挿通するようになっている。サージタンク部１０の内部が吸気通路Ｒとなっている。

図２に示すように、サージタンク部１０の周壁部の一部である上壁部は略平坦に形成される一方、サージタンク部１０の周壁部の一部である下壁部は、左右方向の中央部が最も下に位置するように下方へ湾曲形成されている。また、サージタンク部１０の周壁部の一部である前壁部１０ａ及び後壁部は、上下方向に延びている。

マニホールド本体部２は、上側部材２０、下側部材（第１部材）２１及び前側部材（第２部材）２２の３つの部材を組み合わせて構成されている。上側部材２０は、サージタンク部１０の上壁部、左側分岐管１１、１２の上壁部及び右側分岐管１３、１４の上壁部が一体化してなるものである。下側部材２１は、サージタンク部１０の後壁部、下壁部、左側分岐管１１、１２の残りの部分及び右側分岐管１３、１４の残りの部分が一体化してなるものである。前側部材２２は、サージタンク部１０の前壁部で構成されている。

上記上側部材２０、下側部材２１及び前側部材２２は、樹脂材を射出成形してなるものである。上側部材２０には下側部材２１に接合される接合部２０ａが設けられている。また、下側部材２１には、上側部材２０の接合部２０ａが接合される接合部２１ａが設けられるとともに、前側部材２２が接合される接合部２１ｂ（図３に示す）が設けられている。前側部材２２には、下側部材２１の接合部２１ｂに接合される接合部２２ａ（図６及び図７に示す）が設けられている。上側部材２０及び下側部材２１の接合部２０ａ、２１ａは、振動溶着法により溶着されており、また、下側部材２１及び前側部材２２の接合部２１ｂ、２２ａも同様に溶着されている。尚、上側部材２０、下側部材２１及び前側部材２２は、振動溶着法以外の溶着法で溶着するようにしてもよい。

図１に示すように、サージタンク部１０の後壁部の左右方向中央部近傍には、吸気口２５が形成されている。吸気口２５の周縁部には、図示しないが、スロットル弁を内蔵したスロットルボディが締結されるようになっている。また、サージタンク部１０の後壁部の左下側には、排気ガス導入部材３が差し込まれる差し込み口２６（図６及び図７に示す）が形成されている。差し込み口２６の周縁部には、排気ガス導入部材３が締結固定される取付部２７が形成されている。取付部２７には、前後方向に延びるネジ孔（図示せず）が形成されている。また、取付部２７には、差し込み口２６を囲むように環状に延びるシール部材２８が嵌る溝２９が形成されている。

サージタンク部１０の前壁部の内面には、差し込み口２６に対向するように排気ガスの導入孔３２が形成されている。導入孔３２の周囲には、導入孔３２を囲むように段部３３が形成されている。図２に示すように、サージタンク部１０の前壁部１０ａの下部には、排気ガスを４本の分岐管１１〜１４に分配するためのガス通路Ｓが吸気通路Ｒと区画されて形成されている。ガス通路Ｓは、上流側通路部Ｓ１と、上流側通路部Ｓ１の下流端から左右方向に分岐して延びる左側通路部Ｓ２及び右側通路部Ｓ３とを有している。

このガス通路Ｓは、下側部材２１の接合部２１ａに形成された溝２１ｃ（図３、図６及び図７に示す）と、前側部材２２の接合部２２ａに形成された溝２２ｂ（図６、図７及び図８に示す）とを合わせることによって構成されている。

図６に示すように、上流側通路部Ｓ１の上流端は、サージタンク部１０の前壁部１０ａの左側下部に位置しており、導入孔３２と連通している。上流側通路部Ｓ１は、導入孔３２からサージタンク部１０の下壁部に沿って右側へ向けて左右方向の略中央部まで延びている。

左側通路部Ｓ２は、上流側通路部Ｓ１の下方を、該上流側通路部Ｓ１に沿って左側へ延びている。左側通路部Ｓ２は、導入孔３２よりも左側まで延びた後、上方へ屈曲している。図５に示すように、左側分岐管１１、１２の下壁部には、下方へ膨出する左側膨出部４０が形成されている。左側膨出部４０は、前方の左側分岐管１１に沿って左側へ延びた後、後方の左側分岐管１２まで延びるＬ字状をなすように形成されており、この左側膨出部４０内には、図９にも示すように、左側膨出部４０の形状に対応して左側通路部Ｓ２の下流端部がＬ字状に延びるように形成されている。図４及び図９に示すように、前方の左側分岐管１１の下壁部には、左側膨出部４０内に臨む部位に前側吐出孔１１ａが形成され、後方の左側分岐管１２の下壁部にも同様に後側吐出孔１２ａが形成されている。前側吐出孔１１ａは、後側吐出孔１２ａよりも左に位置している。

左側膨出部４０内には、左側通路部Ｓ２の上流側から流れてきた排気ガスが前側吐出孔１１ａに直接流れて行かないようにするための板４１が設けられている。図８にも示すように、この板４１は、前側部材２２の溝２２ｂの底面に一体成形され、前側吐出孔１１ａの右側を通って後方へ真っ直ぐに延びている。板４１の長さ及び位置は、左側通路部Ｓ２の上流側から流れてきた排気ガスが前側吐出孔１１ａ及び後側吐出孔１２ａに略均等に流れるように設定されている。

図２にも示すように、右側通路部Ｓ３は、サージタンク部１０の下壁部に沿って右側へ延びている。図５に示すように、右側分岐管１３、１４の下壁部には、下方へ膨出する右側膨出部４２が形成されている。右側膨出部４２は左側膨出部４０と同様にＬ字状をなすように形成されており、右側膨出部４２内には、右側膨出部４２の形状に対応して右側通路部Ｓ３の下流端部がＬ字状に延びるように形成されている。図４に示すように、前方の右側分岐管１３の下壁部には、右側膨出部４２内に臨む部位に前側吐出孔１３ａが形成され、後方の右側分岐管１４の下壁部にも同様に後側吐出孔１４ａが形成されている。

右側膨出部４２内には、上記板４１と同様に、右側通路部Ｓ３の上流側から流れてきた排気ガスが前方の吐出孔１３ａに直接流れて行かないようにするための板４３（図８に示す）が設けられている。この板４３も、前側部材２２の溝２２ｂの底面に一体成形されている。

図１０に示すように、ガス導入部材３は、排気ガスが導入される排気ガス流通管５０と、排気ガス流通管５０に設けられた取付用のフランジ５１と、フランジ５１に、排気ガス流通管５０の外面に対向するように設けられた筒部材５２とが一体化されてなるものである。排気ガス流通管５０、フランジ５１及び筒部材５２は、マニホールド本体２を構成する樹脂材よりも耐熱性の高い材料で構成されており、例えば、鋼材等のように３００℃前後の雰囲気下で損傷しない材料からなるものである。

フランジ５１は、排気ガス流通管５０の長手方向中間部から外方へ延びるように形成され、図６及び図７に示すように、マニホールド本体部２の取付部２７に沿うようになっている。フランジ５１には、取付部２７のネジ孔と一致するようにネジ挿通孔５１ａ、５１ａが形成されている。各ネジ挿通孔５１ａに挿通したネジ（図示せず）をネジ孔に螺合させることで、ガス導入部材３がマニホールド本体部２に固定されるようになっている。

排気ガス流通管５０は、円管部材で構成されている。排気ガス流通管５０の基端部はサージタンク部１０から外方へ突出しており、この基端部には、図示しないが排気系から延びる配管が接続されるようになっている。排気ガス流通管５０の先端部は、サージタンク部１０内に位置しており、径方向に潰されて閉塞されている。排気ガス流通管５０のフランジ５１よりも先端側には、外面に開口して軸方向に延びる複数のスリット（ガス噴出口）５０ａ、５０ａが周方向に間隔をあけて形成されている。

筒部材５２は、排気ガス流通管５０を囲む円筒形状とされており、サージタンク部１０内の吸気通路Ｒに臨むように配置されている。筒部材５２の基端部は全周がフランジ５１に気密に接合されている。また、筒部材５２の長さは、フランジ５１を取付部２７に固定した状態で、該筒部材５２の先端部がサージタンク部１０の導入孔３２の周囲の段部３３に嵌るように設定されている。段部３３に嵌った状態では、筒部材５２の先端部が段部３３の内面によってシールされて気密性が確保されるようになっている。

筒部材５２の内径は、排気ガス流通管５０の外径よりも所定寸法だけ大きく設定されている。これにより、排気ガス流通管５０と筒部材５２との間には、排気ガスがスリット５０ａから噴出可能な空間が形成されることになる。また、筒部材５２の外径は、差し込み口２６よりも小さく設定されており、筒部材５２が差し込み口２６の周縁部に接触しないようになっている。

次に、上記のように構成されたインテークマニホールド１がエンジンに組み付けられて該エンジンが運転状態にある場合について説明する。スロットルボディを介して吸気口２５からサージタンク部１０に吸入された吸気は、左右両方向に流れて左側分岐管１１、１２及び右側分岐管１３、１４に流入してエンジンの各気筒に供給される。一方、エンジンの排気系を流れる排気ガスは、配管を介して排気ガス導入部材３の排気ガス流通管５０に流入する。尚、配管を流れる排気ガスの温度が５００℃以上の極めて高温である場合には、配管の途中に小型の熱交換器（クーラー）を取り付けて３００℃程度まで冷却するようにしてもよい。

排気ガス流通管５０に流入した排気ガスは、スリット５０ａから筒部材５２と排気ガス流通管５０との間に噴出する。このとき、筒部材５２はスリット５０ａに対向しているので、スリット５０ａから吹き出した排気ガスは、筒部材５２の内面に衝突する。この筒部材５２は、上述の如く吸気が流れているサージタンク部１０に臨んでいるので、吸気によって冷却されている。よって、大型のクーラーを設けることなく、排気ガスの温度を低下させることが可能になる。筒部材５２内で冷却された後の排気ガスの温度は、筒部材５２の大きさや長さ等で容易に変更することが可能であり、この実施形態では、樹脂材が損傷しない程度の温度（例えば約１５０℃）以下となるように設定されている。

筒部材５２内の排気ガスは、導入孔３２を通ってガス通路Ｓの上流側通路部Ｓ１に導入される。この上流側通路部Ｓ１に導入された排気ガスは、樹脂材が損傷しない温度以下となっているので、マニホールド本体部２の損傷が抑制される。上流側通路Ｓ１を下流側へ流れた排気ガスは、左側通路部Ｓ２及び右側通路部Ｓ３に分流し、各通路部Ｓ２、Ｓ３を下流側へ流れる。左側通路部Ｓ２を流れる排気ガスは、左側膨出部４０内を流れる際に板４１に当たって勢いが弱められ、図９に矢印で示すように、前側吐出孔１１ａ及び後側吐出孔１２ａに略均一に流入して左側分岐管１１、１２内に流れ込む。左側分岐管１１、１２内に流れ込んだ排気ガスは、吸気と一緒に気筒に吸入される。また、右側通路部Ｓ３を流れる排気ガスも同様に右側分岐管１３、１４に流れ込んで気筒に吸入される。

以上説明したように、この実施形態によれば、吸気に混合される排気ガスが導入されるガス通路Ｓを、サージタンク部１０の前壁部１０ａに沿って延びるように形成したので、従来のような張り出し部が不要になり、分岐管１１〜１４まで延びるガス通路Ｓを有するインテークマニホールド１をコンパクトにすることができる。そして、ガス通路Ｓが分岐管１１〜１４まで延びていることによって、排気ガスを分岐管１１〜１４に直接導入でき、分岐管１１〜１４への分配量を均一化することができる。

また、サージタンク部１０が、互いに接合される下側部材２１と前側部材２２とを有しており、下側部材２１の接合部２１ｂに、ガス通路Ｓを構成する溝２１ｃを形成し、この溝２１ｃの開放部分を前側部材２２の接合部２２ａにより閉塞するようにしたので、下側部材２１と前側部材２２とを接合することにより、ガス通路Ｓを容易に形成することができる。

尚、この実施形態では、インテークマニホールド１が水平対向４気筒エンジン用のものである場合について説明したが、これに限らず、分岐管１１〜１４の形状や数、サージタンク部１０の形状を変更することで、直列エンジンやＶ型エンジンにも取り付けることが可能である。

また、排気ガス導入部材３は、高耐熱性の樹脂材で構成するようにしてもよい。

また、この実施形態では、マニホールド本体部２を３つの部材で構成したが、これに限らず、２つの部材で構成してもよいし、４つ以上の部材で構成してもよい。

また、この実施形態では、吸気に混合させるガスをＥＧＲガスとしたが、これに限らず、例えば、燃料タンク内で発生する燃料蒸発ガスやブローバイガス等であってもよい。温度の低いガスを混合させる場合には、排気ガス導入部材３を介さずにガス通路Ｓに直接導入してもよい。

以上説明したように、本発明に係るインテークマニホールドは、例えば、ＥＧＲガス、燃料タンク内で発生する燃料蒸発ガス、ブローバイガス等を各気筒に分配する場合に適している。

本発明の実施形態に係るインテークマニホールドの斜視図である。 インテークマニホールドの正面図である。 前側部材を取り外した状態のインテークマニホールドを前側から見た斜視図である。 上側部材を取り外した状態のインテークマニホールドを上側から見た斜視図である。 前側部材を取り外した状態のインテークマニホールドを前側から見た斜視図である。 図１のVI−VI線における断面図である。 図１のVII−VII線における断面図である。 前側部材を後側から見た斜視図である。 図２のIX−IX線における断面図である。 排気ガス導入部材の斜視図である。

符号の説明

１ インテークマニホールド
１０ サージタンク部
１０ａ サージタンク部の前壁部（周壁部）
１１〜１４ 分岐管
Ｓ ガス通路
Ｒ 吸気通路

Claims (2)

1. 吸気が導入される吸気通路を有するサージタンク部と、該サージタンク部の吸気通路に連通し、内燃機関の各気筒に接続される分岐管とを備えたインテークマニホールドであって、
   上記サージタンク部には、吸気に混合されるガスが導入されるガス通路が上記吸気通路と区画されて形成され、
   上記ガス通路は、上記サージタンク部の周壁部に沿って分岐管まで延び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、
   サージタンク部は、互いに接合される第１部材と第２部材とを有し、
   上記第１部材における上記第２部材との接合部には、ガス通路を構成する溝が形成され、該溝の開放部分は、上記第２部材における上記第１部材との接合部により閉塞されていることを特徴とするインテークマニホールド。

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