JP6236835B2 - 吸気マニホールド - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関の吸気マニホールドに関する。

多気筒内燃機関の吸気通路には、各気筒に吸気を供給するための吸気マニホールドが設けられており、この吸気マニホールドは各気筒に対応して分岐した分岐通路を有している。

また従来、吸気マニホールドの各分岐通路の内部に吸気制御弁が設けられているものがある（例えば特許文献１参照）。こうした従来の吸気マニホールドのマニホールド本体に形成された複数の挿通孔には各分岐通路に共通のシャフトが挿通されており、このシャフトには弁体が設けられている。これら挿通孔は、互いに隣接する分岐通路の間に位置する共通の隔壁に形成された第１挿通孔と、分岐通路の周壁に形成された一対の第２挿通孔とからなる。また、シャフトの一端にはアクチュエータが連結されている。このアクチュエータによってシャフトが回動されることにより吸気制御弁の開度が変更される。こうした吸気マニホールドを備える内燃機関では、機関低回転時に吸気制御弁の開度を変更して流路断面積を小さくすることにより、吸気の流速が高められ、各気筒内にタンブル流を発生させることができる。

実開昭６３―１７１６２３号公報

ところで、発明者は、一対の第２挿通孔に軸受等の軸受を密嵌し、この軸受によってシャフトが回転可能に支持される一方、第１挿通孔にはシャフトが遊嵌される構成を考えた。しかしながらこの場合、一対の第２挿通孔にそれぞれ軸受を密嵌させる際に、各軸受の軸線が互いにずれるおそれがあり、各軸受にシャフトを挿通することが難しくなるといった問題が生じる。

本発明の目的は、簡易な構成の変更を通じてシャフトに対して軸受を容易に外挿することができる吸気マニホールドを提供することにある。

上記目的を達成するための吸気マニホールドは、複数の分岐通路が形成されたマニホールド本体と、マニホールド本体に形成された複数の挿通孔に挿通されたシャフト及びシャフトに設けられた弁体を有する吸気制御弁と、を備える。また、マニホールド本体は互いに隣接する分岐通路の間に位置する共通の隔壁を有し、前記複数の挿通孔は、前記隔壁に形成されてシャフトが遊嵌される第１挿通孔と、分岐通路の周壁に形成され、シャフトを支持する筒状の軸受が密嵌される一対の第２挿通孔と、を有し、シャフトの端部外周面及び分岐通路側の軸受の端部内周面の少なくとも一方にはシャフトを軸受の内部に案内する案内部が形成されており、同案内部は、シャフトを軸受に支持した状態ではシャフト又は軸受に当接せず、シャフトを軸受の内部に案内する状態ではシャフト又は軸受に当接し、マニホールド本体に対してシャフトが組み付けられる姿勢における第１挿通孔の鉛直方向下側の面には、シャフトの軸線方向に直交する方向であり、且つ水平方向に沿った逸脱方向へのシャフトの変位を規制する規制部が形成されており、前記規制部は、前記逸脱方向においてシャフトの中心軸線から離間するほど鉛直方向上方に位置するように傾斜した面によって構成されている。

同構成によれば、第１挿通孔にシャフトが挿通されている状態において、マニホールド本体の周壁の外側から第２挿通孔に軸受が挿通されていくと、シャフトの端部外周面及び分岐通路側の軸受の端部内周面の少なくとも一方に形成された案内部を通じてシャフトが軸受の内部に案内される。

本発明によれば、簡易な構成の変更を通じてシャフトに対して軸受を容易に外挿することができる。

一実施形態の吸気マニホールドの正面図。 同実施形態の吸気マニホールドのフランジを中心とした斜視図。 図２の３−３線に沿った断面図。 図２の４−４線に沿った断面図。 図４の５−５線に沿った断面図。 図４に対応する断面図であって、第１挿通孔にシャフトが挿通され、第２挿通孔にはシャフトが挿通されていない状態を示す断面図。 図６の７−７線に沿った断面図。 軸受の圧入途中における軸受及びシャフトの先端を中心とした断面図。 図８に対応する図であって、変形例における軸受の圧入途中における軸受及びシャフトの先端を中心とした断面図。 図７に対応する図であって、他の変形例における第１挿通孔を中心とした吸気マニホールドの断面図。 図７に対応する図であって、他の変形例における第１挿通孔を中心とした吸気マニホールドの断面図。

以下、図１〜図８を参照して、吸気マニホールドの一実施形態について説明する。
図１及び図２に示すように、吸気マニホールド１０は、水平対向４気筒内燃機関用のものであり、マニホールド本体１２には片側２つ、合計４つの分岐通路１４が形成されている。マニホールド本体１２は、フランジ１６を介してシリンダヘッド５０に組み付けられている。尚、図２においては片側２つの分岐通路１４の先端のみがそれぞれ図示されている。

図４に示すように、マニホールド本体１２は、分岐通路１４の一対の周壁１２ａと、互いに隣接する分岐通路１４の間に位置する共通の隔壁１２ｂとを有している。また、マニホールド本体１２には複数の挿通孔２１、２２が形成されている。隔壁１２ｂには後に詳述する断面多角形状の第１挿通孔２１が形成されている。また各周壁１２ａには断面円形状をなす一対の第２挿通孔２２が形成されており、各第２挿通孔２２には円筒状の軸受４０が圧入、すなわち密嵌されている。各軸受４０及び第１挿通孔２１には、上記片側２つの分岐通路１４の配列方向Ｌに沿って延びる円柱状のシャフト３２が挿通されており、各軸受４０によってシャフト３２が回転可能に支持されている。また、第１挿通孔２１にはシャフト３２が遊嵌されている。

軸受４０の長さは第２挿通孔２２の長さよりも長くされており、第２挿通孔２２に軸受４０が取り付けられた状態において軸受４０の分岐通路１４側の端部は分岐通路１４に突出している。

シャフト３２の長さは一対の第２挿通孔２２間の距離よりも短くされている。シャフト３２の一端にはアクチュエータの出力軸３６が連結されている。
シャフト３２の先端側における周壁１２ａの外側面にはプレート６０がねじ６２により固定されている。このプレート６０によって軸受４０の外側への移動が阻止されている。またシャフト３２の基端側における周壁１２ａの外側面には環状のプレート６４がねじ６２により固定されている。このプレート６４の中心孔にはアクチュエータの出力軸３６が挿通されている。このプレート６４によって軸受４０の外側への移動が阻止されている。

本実施形態のシャフト３２には両端部外周面が先細形状とされたテーパ部３２ａが形成されている。
図３に示すように、各分岐通路１４のシャフト３２には弁体３４が取り付けられており、これらシャフト３２及び弁体３４によって吸気制御弁３０が構成される。

図２及び図３に示すように、アクチュエータによってシャフト３２を回動させると、吸気制御弁３０の開度が変更される。そして、例えば内燃機関の低回転時に弁体３４が図３に二点鎖線にて示す姿勢とされると、分岐通路１４内の区画壁１８によって区画された狭隘通路１９のみが開放される。このため、吸気が狭隘通路１９を通じて吸気ポート５２に流入するようになり、吸気の流速が高められる。従って、内燃機関の低回転時においても各気筒内にタンブル流を発生させることができる。

尚、図４においてはシャフト３２に弁体３４が取り付けられていない状態の吸気マニホールド１０が示されている。マニホールド本体１２に対してシャフト３２が組み付けられた後に、同シャフト３２に弁体３４が組み付けられる。

図４に示すように、マニホールド本体１２に対してシャフト３２を組み付ける際には、フランジ１６を鉛直方向下方に向けた姿勢（以下、単に組み付け姿勢と称する。）でマニホールド本体１２が図示しない作業台の上に載置される。

図５に示すように、この組み付け姿勢における第１挿通孔２１の鉛直方向下側の面には、一対の傾斜面２６が形成されている。一対の傾斜面２６は、シャフト３２の中心軸線Ｃに対して直交する断面形状がＶ字状をなしている。すなわち、一対の傾斜面２６は、シャフト３２の軸線方向、すなわち配列方向Ｌに直交する方向であって水平方向に沿った逸脱方向Ｒにおいて上記中心軸線Ｃから離間するほど鉛直方向上方に位置するように傾斜している。従って、一対の傾斜面２６は上記逸脱方向Ｒへのシャフト３２の変位を規制する規制部として機能する。また、シャフト３２は第１挿通孔２１に遊嵌されており、シャフト３２と傾斜面２６との間には間隙Ｇが形成されている。尚、組み付け姿勢における第１挿通孔２１の鉛直方向上側の面は水平方向に沿った平面とされており、第１挿通孔２１は上下非対称形状とされている。

次に、図４〜図８を参照して、吸気マニホールド１０の組み付け手順、及び吸気マニホールド１０の作用を説明する。
図６に示すように、まず、マニホールド本体１２が上記組み付け姿勢とされて作業台の上に載置される。次に、一方の第２挿通孔２２から第１挿通孔２１にシャフト３２が挿通される。このとき、シャフト３２は自重によって第１挿通孔２１の傾斜面２６に当接しており、上記逸脱方向Ｒの中心に位置している。

次に、マニホールド本体１２の周壁１２ａの外側から各第２挿通孔２２に軸受４０が圧入される。
このとき、図８に示すように、シャフト３２の両端部にはテーパ部３２ａが形成されているため、第２挿通孔２２に軸受４０が圧入されていくと、テーパ部３２ａが軸受４０の端部内周面に当接されながらシャフト３２が軸受４０の内部に徐々に案内される。

また、図７に示すように、第１挿通孔２１の鉛直方向下側の面が一対の傾斜面２６とされているため、同図に実線にて示すように、シャフト３２の両端に対して軸受４０が外挿される際に、これら傾斜面２６によって、シャフト３２が上記逸脱方向Ｒに変位すること、すなわちシャフト３２が上記逸脱方向Ｒの中心位置から逸脱することが規制される。

その結果、図４に示すように、シャフト３２の両端に軸受４０が好適に外挿されることとなる。
その後、マニホールド本体１２の周壁１２ａの外側面にプレート６０、６４が取り付けられるとともに、シャフト３２の基端にアクチュエータの出力軸３６が連結される。更に、シャフト３２に弁体３４が取り付けられる。

以上説明した本実施形態に係る吸気マニホールドによれば、以下に示す効果が得られるようになる。
（１）シャフト３２には両端部外周面が先細形状とされたテーパ部３２ａが形成されている。このため、第１挿通孔２１にシャフト３２が挿通されている状態において、マニホールド本体１２の周壁１２ａの外側から第２挿通孔２２に軸受４０が圧入されていくと、テーパ部３２ａが軸受４０の端部内周面に当接されながらシャフト３２が軸受４０の内部に徐々に案内される。従って、簡易な構成の変更を通じてシャフト３２の両端に軸受４０を容易に外挿することができる。

（２）組み付け姿勢における第１挿通孔２１の鉛直方向下側の面には、上記逸脱方向Ｒへの変位を規制する一対の傾斜面２６が形成されている。こうした構成によれば、シャフト３２の上記逸脱方向Ｒへの変位が規制された状態で第２挿通孔２２に軸受４０が圧入されながら、シャフト３２の両端に軸受４０が容易に外挿される。

尚、本発明に係る吸気マニホールドは、上記実施形態にて例示した構成に限定されるものではなく、これを適宜変更した例えば次のような形態として実施することもできる。
・図９に示すように、分岐通路１４側の軸受１４０の端部内周面を分岐通路１４から離間するほど縮径されたテーパ部１４２とするようにしてもよい。この場合、同図に示すように、シャフト１３２の端部外周面にテーパ部が形成されていなくとも、第２挿通孔２２に軸受１４０が圧入されていくと、シャフト１３２の端部がテーパ部１４２に当接されながら軸受１４０の内部に徐々に案内される。従って、上記実施形態の効果（２）に準じた効果を奏することができる。

・規制部の形状は上記実施形態に限られるものではない。他に例えば、図１０に示すように、断面形状がＵ字状をなす面２２６によって第１挿通孔２２１の規制部を構成することもできる。

・また、図１１に示すように、第１挿通孔３２１の鉛直方向下側の面３２６に凹部３２８を形成し、この凹部３２８の段差によって第１挿通孔３２１の規制部を構成することもできる。

・シャフトを角柱状のものとすることもできる。また、シャフトの長さを一対の第２挿通孔間の距離よりも長くすることもできる。
・本発明は、水平対向４気筒エンジンの吸気マニホールドに限られるものではなく、６気筒エンジンや８気筒エンジン等に対して適用することもできる。また、Ｖ型エンジンや直列エンジンに対して本発明を適用することもできる。

１０…吸気マニホールド、１２、２１２、３１２…マニホールド本体、１２ａ…周壁、１２ｂ、２１２ｂ、３１２ｂ…隔壁、１４…分岐通路、１４ａ…開口、１６…フランジ、１８…区画壁、１９…狭隘通路、２１、２２１、３２１…第１挿通孔、２２…第２挿通孔、２６…傾斜面（規制部）、３０…吸気制御弁、３２、１３２…シャフト、３２ａ…テーパ部（案内部）、３４…弁体、３６…出力軸、４０、１４０…軸受（軸受）、５０…シリンダヘッド、５２…吸気ポート、６０…プレート、６２…ねじ、６４…プレート、１４２…テーパ部、２２６、３２６…面、３２８…凹部。

Claims (5)

1. 複数の分岐通路が形成されたマニホールド本体と、マニホールド本体に形成された複数の挿通孔に挿通されたシャフト及びシャフトに設けられた弁体を有する吸気制御弁と、を備える吸気マニホールドにおいて、
   マニホールド本体は互いに隣接する分岐通路の間に位置する共通の隔壁を有し、
   前記複数の挿通孔は、前記隔壁に形成されてシャフトが遊嵌される第１挿通孔と、分岐通路の周壁に形成され、シャフトを支持する筒状の軸受が密嵌される一対の第２挿通孔と、を有し、
   シャフトの端部外周面及び分岐通路側の軸受の端部内周面の少なくとも一方にはシャフトを軸受の内部に案内する案内部が形成されており、
   同案内部は、シャフトを軸受に支持した状態ではシャフト又は軸受に当接せず、シャフトを軸受の内部に案内する状態ではシャフト又は軸受に当接し、
   マニホールド本体に対してシャフトが組み付けられる姿勢における第１挿通孔の鉛直方向下側の面には、シャフトの軸線方向に直交する方向であり、且つ水平方向に沿った逸脱方向へのシャフトの変位を規制する規制部が形成されており、
   前記規制部は、前記逸脱方向においてシャフトの中心軸線から離間するほど鉛直方向上方に位置するように傾斜した面によって構成されている、
   吸気マニホールド。
2. 前記案内部はシャフトの端部外周面が先細形状とされたテーパ部である、
   請求項１に記載の吸気マニホールド。
3. 前記案内部は分岐通路側の軸受の端部内周面が同分岐通路から離間するほど縮径されたテーパ部である、
   請求項１又は請求項２に記載の吸気マニホールド。
4. 軸受は分岐通路に突出しており、
   シャフトの長さは一対の第２挿通孔間の距離以下とされている、
   請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の吸気マニホールド。
5. 規制部は、シャフトの軸線方向に対して直交する断面形状がＶ字状をなす一対の平面によって構成されている、
   請求項１〜４のいずれか一項に記載の吸気マニホールド。