JP5777955B2

JP5777955B2 - 吸気マニホールド

Info

Publication number: JP5777955B2
Application number: JP2011147811A
Authority: JP
Inventors: 猛江川
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2011-07-03
Filing date: 2011-07-03
Publication date: 2015-09-16
Anticipated expiration: 2031-07-03
Also published as: JP2013015056A

Description

本発明は、自動車等のエンジンに付設される樹脂製の吸気マニホールドに係り、詳しくは製造の容易化やシリンダヘッドへの組付作業性の向上等を実現する技術に関する。

自動車用多気筒エンジンでは、シリンダヘッドにおける吸気ポート側壁面に吸気マニホールドを締結し、この吸気マニホールドを介して新気（空気や混合気）を各気筒の燃焼室に送給するものが一般的である。吸気マニホールドは、エアクリーナやスロットルバルブを通過した新気を一時的に貯留する吸気チャンバと、吸気チャンバ内の新気を各気筒の吸気ポートに分配する分岐管とから構成されたものが多い。吸気マニホールドの製造方法としては、アルミニウム合金を素材とするダイキャスト成型が採用されることもあるが（特許文献１参照）、近年では軽量化や低コスト化等を図るべく樹脂を素材とする射出成形が主流となっている（特許文献２参照）。そして、中子を用いない樹脂射出成形の場合、吸気チャンバや各分岐管に中空部（新気の流通部）を形成することが難しいため、分割して成型した複数のパートを振動溶着によって接合して一体化させる方法が採られることがある（特許文献３参照）。
実公平４−５７２１号公報特許３９４７９０１号公報特許３８１７５９８号公報

特許文献３では、分岐管を比較的大きなエンジン側の第１分岐管半部と比較的小さな第２分岐管半部とに分割し、これらを振動溶着によって接合する都合上、製造効率や接合精度を高めるべく、各第２分岐管半部を長手方向中央に設けた架橋部で相互に連結している。しかしながら、吸気マニホールドの形状や分岐管に長さによっては、強度や剛性上の観点から第２分岐管半部の端部に架橋部を設けることが望ましく、この場合には第１分岐管半部に形成された接続フランジと架橋部とが側方視で（シリンダヘッドの接続フランジ締結面に直交する方向から視たときに）重なることがある。接続フランジには、シリンダヘッドへの締結に供される締結部品（ボルトやナット）が複数配置されるため、側方視で締結部品の手前に架橋部が存在した場合、締結工具（ドライブソケット等）を締結部品に係合させることができなくなり、製造ライン等における吸気マニホールドの組付作業が煩雑になる問題があった。

本発明は、このような背景に鑑みなされたもので、製造の容易化やシリンダヘッドへの組付作業性の向上等を実現した吸気マニホールドを提供することを目的とする。

本発明の第１の側面では、多気筒エンジン（１２）に付設される吸気マニホールド（１）であって、シリンダヘッド（１３）に設けられた吸気ポートに対して上方に配置され、新気が導入される吸気チャンバ（２）と、前記吸気チャンバから前記吸気ポートのそれぞれに新気を導く複数の分岐管（３〜５）と、前記複数の分岐管の下流端に設けられるとともに、複数の締結部品（７，８）によってシリンダヘッド（１３）に締結される接続フランジ（６）とを備え、前記複数の分岐管は、気筒列方向から視て前記吸気ポートに至る湾曲形状に形成された部分を有し、前記複数の分岐管の前記下流側の隣接するものどうしが架橋部（３１〜３４）によって相互に連結されており、前記複数の締結部品の少なくとも１つが、前記複数の分岐管の隣接するものどうし間に位置するように前記シリンダヘッドに植設されたスタッドボルト（１４）であり、前記架橋部に、前記スタッドボルトにナット（７）を締め付けるための円柱状のソケット（４１）を支持または前記スタッドボルトに案内する工具ガイド部（３５）が形成され、前記工具ガイド部は、前記ソケットの外形に合わせて上方に凹となった円弧状に形成されている。

また、第２の側面では、前記締結部品が締結工具（４１）によって締結されるボルトあるいはナットであり、前記フランジ側架橋部は、当該締結工具を当該締結部品に案内する工具ガイド部（３５）、または、当該締結部品を締結する際に当該締結工具を支持する工具サポート部を有する。

また、第３の側面では、前記工具ガイド部または前記工具サポート部は、上方に凹となった円弧状を呈する。

また、第４の側面では、前記分岐管は、前記吸気チャンバから前記シリンダヘッドに向かう吸気流を湾曲させる形状となっている。

また、第５の側面では、前記第２分岐管半部は、気筒列方向から視て、略Ｃ字形状または略Ｕ字形状を呈する。

また、第６の側面では、前記吸気チャンバは、前記接続フランジに対して気筒列方向でオフセットしている。

また、第７の側面では、前記吸気チャンバは、前記分岐管の上流側部分と下流側部分との間に配置されている。

本発明によれば、第２分岐管半部の下流端側の反りがフランジ側架橋部によって効果的に防止される一方、締結部品の締付作業や緩め作業がフランジ側架橋部によって阻害されることがない。また、フランジ側架橋部に工具ガイド部や工具サポート部が形成されたものでは、締結工具と締結部品との係合や締結時における締結工具の保持が容易となって作業効率が向上する。また、工具ガイド部や前記工具サポート部が上方に凹となった円弧状を呈するものでは、円柱状の締結工具の案内や保持がより確実に行える。また、分岐管が吸気チャンバからシリンダヘッドに向かう吸気流を湾曲させる形状となっているものでは、各分岐管の全長が長くなるものの、フランジ側架橋部によって相互に連結されることで分岐管の下流端が反り難くなる。また、第２分岐管半部が気筒列方向から視て略Ｃ字形状または略Ｕ字形状を呈するものでは、各分岐管の全長が長くなるものの、フランジ側架橋部によって相互に連結されることで分岐管の下流端が反り難くなる。また、吸気チャンバが接続フランジに対して気筒列方向でオフセットしているものでは、各分岐管の全長が長くなるものの、フランジ側架橋部によって相互に連結されることで分岐管の下流端が反り難くなる。また、吸気チャンバが分岐管の上流側部分と下流側部分との間に配置されているものでは、各分岐管の全長が長くなるものの、フランジ側架橋部によって相互に連結されることで分岐管の下流端が反り難くなる。

実施形態に係る吸気マニホールドの斜視図である。図１中のII矢視図である。実施形態に係る第２分岐管半部の斜視図である。図１中のＩＶ矢視図である。

以下、図面を参照して、本発明を自動車用直列３気筒エンジンの吸気マニホールドに適用した一実施形態を詳細に説明する。なお、各部材の説明にあたっては、図１中に上下・左右・前後を矢印で示し、位置や方向をこれらに沿って表記する。

≪実施形態の構成≫
図１に示すように、本実施形態の吸気マニホールド１は、樹脂を素材とする射出成型品であり、スロットルバルブ１１が左端（上流端）に接続される略円筒状の吸気チャンバ２と、吸気チャンバ２内の新気をエンジン１２の各気筒の吸気ポート（図示せず）に導く第１〜第３分岐管３〜５と、各分岐管３〜５の下流端が接続する接続フランジ６とから構成されている。

図２に示すように、第１〜第３分岐管３〜５は、その上流端が吸気チャンバ２の上部に接続し、接続フランジ６に向けて吸気流を大きく湾曲させる形状となっている。また、吸気チャンバ２は、図１に示すように接続フランジ６に対して気筒列方向で左方にオフセットされるとともに、図２に示すように各分岐管３〜５の上流側部分と下流側部分との間に配置されている。

図１，図２に示すように、第１〜第３分岐管３〜５は、吸気チャンバ２や接続フランジ６に接続して第１〜第３分岐管３〜５の後方部分（エンジン１２寄りの部分）を形成する第１分岐管半部２１〜２３と、第１分岐管半部２１〜２３に振動溶着によって接合されて残部を形成する第２分岐管半部２４〜２６とから構成されている。本実施形態の場合、図２に示すように、第２分岐管半部２４〜２６は、右方視で略Ｃ字形状をなすように湾曲している。なお、本実施形態の場合、吸気チャンバ２についても、図２に示すように、スロットルバルブ１１が接続する第１吸気チャンバ半部２８と、第１吸気チャンバ半部２８に接合されて残部を形成する第２吸気チャンバ半部２９とから構成されている。

図３に示すように、第２分岐管半部２４〜２６は、上流側（吸気チャンバ２側）が比較的大きな第１，第２チャンバ側架橋部３１，３２によって相互に連結され、下流側（接続フランジ６側）が比較的小さな（細い）第１，第２フランジ側架橋部３３，３４によって相互に連結されている。本実施形態の場合、第１〜第３分岐管３〜５が大きく湾曲し、第２分岐管半部２４〜２６が略Ｃ字形状をなすように湾曲し、吸気チャンバ２が接続フランジ６に対して気筒列方向で左方にオフセットし、各分岐管３〜５の上流側部分と下流側部分との間に配置されていることで、第１〜第３分岐管３〜５および第２分岐管半部２４〜２６の全長が長くなる。しかしながら、第１，第２チャンバ側架橋部３１，３２や第１，第２フランジ側架橋部３３，３４が存在することにより、第２分岐管半部２４〜２６の全長にわたって反りが起こりにくくなり、第１分岐管半部２１〜２３と第２分岐管半部２４〜２６との振動溶着が適正かつ良好に行われて製品不良等が殆ど生じなくなる。

図４に示すように、接続フランジ６は、３つのナット７と１本のボルト８とにより、エンジン１２のシリンダヘッド１３に締結されている。第１，第２フランジ側架橋部３３，３４は、シリンダヘッド１３における接続フランジ６の締結面に直交する方向から視た場合、どちらも接続フランジ６とは重なる一方、ナット７やボルト８とは重ならないようになっている。そして、第１フランジ側架橋部３３は、ナット７を締結するドライブソケット４１を案内すべく、上方に凹となった円弧状のソケットガイド部３５を有している。なお、本実施形態のソケットガイド部３５は、締結作業時にドライブソケット４１を支持するソケットサポート部を兼ねている。

≪実施形態の作用≫
エンジン１２の組立ラインにおいて、組立作業者は、以下の手順をもって吸気マニホールド１をシリンダヘッド１３に締結する。すなわち、組立作業者は、先ずシリンダヘッド１３に植設されたスタッドボルト１４に吸気マニホールド１を係合させた後、電動式のナットランナー（ねじ締め装置：図示せず）に装着した円柱状のドライブソケット４１によってナット７やボルト８をねじ込む。しかる後、ドライブソケット４１を装着したトルクレンチ４２により、規定の締付トルクをもってナット７やボルト８を締め付ける。

本実施形態では、第１フランジ側架橋部３３にソケットガイド部３５が設けられているため、組立作業者は、ドライブソケット４１をソケットガイド部３５に沿って押し込むことにより、ナット７にドライブソケット４１を容易に係合させることができる。また、締付作業時においても、ソケットガイド部３５に載せることでドライブソケット４１の傾きが防止されるため、組立作業者は、締付作業を容易かつ確実に行うことができる。

以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明の態様はこれら実施形態に限られるものではない。例えば、上記実施形態は、自動車用の直列３気筒エンジンの吸気マニホールドに本発明を適用したものであるが、本発明は、自動車や産業機械等に用いられる直列４気筒エンジンやＶ型６気筒エンジン等にも当然に適用可能である。また、上記実施形態では円弧状のソケットガイド部をフランジ側架橋部に形成するようにしたが、ソケットガイド部として平板状のものや円筒状のものを採用してもよい。また、上記実施形態では分岐管が第１分岐管半部と第２分岐管半部とに２分割されるものとしたが、３つ以上のパートに分割されてもよい。また、上記実施形態では締結工具としてナットランナーやトルクレンチに装着されるドライブソケットを挙げたが、ボックスエンドレンチ（いわゆる、メガネレンチ）やオープンエンドレンチ（いわゆる、スパナ）等であってもよい。その他、吸気マニホールドや第２分岐管半部の具体的構造や形状、成形方法等についても、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜設定可能である。

１吸気マニホールド
２吸気チャンバ
３〜５分岐管
６接続フランジ
７ナット（締結部品）
８ボルト（締結部品）
１２エンジン
１３シリンダヘッド
２１〜２３第１分岐管半部
２４〜２６第２分岐管半部
３３，３４フランジ側架橋部
３５ソケットガイド部（工具ガイド部）
４１ドライブソケット（締結工具）

Claims

多気筒エンジンに付設される吸気マニホールドであって、
シリンダヘッドに設けられた吸気ポートに対して上方に配置され、新気が導入される吸気チャンバと、
前記吸気チャンバから前記吸気ポートのそれぞれに新気を導く複数の分岐管と、
前記複数の分岐管の下流端に設けられるとともに、複数の締結部品によってシリンダヘッドに締結される接続フランジとを備え、
前記複数の分岐管は、気筒列方向から視て前記吸気ポートに至る湾曲形状に形成された部分を有し、
前記複数の分岐管の前記下流側の隣接するものどうしが架橋部によって相互に連結されており、
前記複数の締結部品の少なくとも１つが、前記複数の分岐管の隣接するものどうし間に位置するように前記シリンダヘッドに植設されたスタッドボルトであり、
前記架橋部に、前記スタッドボルトにナットを締め付けるための円柱状のソケットを支持または前記スタッドボルトに案内する工具ガイド部が形成され、
前記工具ガイド部は、前記ソケットの外形に合わせて上方に凹となった円弧状に形成されていることを特徴とする吸気マニホールド。