JP2004270571A - エンジンの吸気マニホールド - Google Patents
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Abstract
【解決手段】吸気ブランチ管を含んで構成されるエンジンの吸気マニホールドであって、吸気ブランチ管の下流側の内部に吸気制御弁を取り付けるための取付ブロック18が挿入され、吸気ブランチ管を流れる吸気に二次添加ガスを供給するガス通路の一部である第4通路部11bが吸気ブランチ管の凹部11aと取付ブロック18との嵌合面に形成される。
【選択図】 図6
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、吸気ブランチ管を含んで構成されるエンジンの吸気マニホールド、特に、吸気制御弁を取り付けるための取付ブロックが吸気ブランチ管の下流側の内部に挿入されるエンジンの吸気マニホールドに関する。
【0002】
【従来の技術】
ブローバイガスやEGRガスなどの二次添加ガスをエンジンの吸気に環流する場合、一般に、吸気マニホールドのコレクタから導入することが行われているが、多気筒エンジンであると、各気筒に二次添加ガスを均一に分配することが難しく、また、二次添加ガスを導入する位置が各気筒から遠く離れていることから二次添加ガスの制御応答性を上げることも難しい。
【0003】
そのため、特許文献1及び2に示されるように、吸気マニホールドの吸気ブランチ管の下流側位置から、各気筒ごとに二次添加ガスを導入する試みがなされている。つまり、特許文献1には、吸気マニホールドをエンジン本体に取り付けるための取付フランジに、ブローバイガスを各気筒ごとに供給するためのガス通路を形成する構成が示されている。特許文献2には、吸気マニホールドとエンジンとの間にスペーサを介在させて、このスペーサにEGRガスを各気筒ごとに供給するためのガス通路を形成する構成が示されている。
【0004】
【特許文献1】
実開平5−30412号公報(第7−8頁、第3図)
【0005】
【特許文献2】
特開2000−8968号公報(第4−5頁、第6−7図)
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、吸気マニホールドの下流側に吸気制御弁を配置して、燃焼室内に流入する吸気に強いガス流動を付与する場合、吸気制御弁の上流側から二次添加ガスを導入すると、吸気制御弁が二次添加ガスに汚染されて吸気制御弁の動作不良を来たす恐れがある。従って、吸気制御弁の下流側から二次添加ガスを導入することが望ましく、特許文献1及び2のように、吸気マニホールドの取付フランジや、吸気マニホールドとエンジン本体との間に介装されるスペーサに二次添加ガスを供給するガス通路を形成することが考えられるが、その場合、二次添加ガスを各気筒に分配するようにトーナメント式にガス通路を構成する必要があるため、取付フランジやスペーサを上下方向において拡大せざるを得ず、また、取付フランジやスペーサの大型化に伴って、エンジン本体側の合わせ面も大型化せざるを得ず、そのため、小型化・軽量化に不利である。また、取付フランジの合わせ面を広く形成する必要があるため、エンジン本体の合わせ面も広く肉厚に形成しなければならず、引け巣が生じやすくなる等、エンジン本体の鋳造性も悪い。
【0007】
本発明の目的は、吸気ブランチ管の下流側の内部に吸気制御弁を取り付けるための取付ブロックが挿入される吸気マニホールドであって、吸気マニホールドのエンジン本体への取付フランジを大型化することなく、取付ブロックの下流側から二次添加ガスを導くことができる吸気マニホールドを提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るエンジンの吸気マニホールドは、吸気ブランチ管を含んで構成され、吸気ブランチ管の下流側の内部に吸気制御弁を取り付けるための取付ブロックが挿入され、吸気ブランチ管を流れる吸気に二次添加ガスを供給するガス通路の少なくとも一部が吸気ブランチ管と取付ブロックとの嵌合面に形成される。
【0009】
【発明の効果】
本発明によれば、吸気ブランチ管の下流側の内部に吸気制御弁を取り付けるための取付ブロックが挿入される場合に、吸気ブランチ管を流れる吸気に二次添加ガスを供給するガス通路の少なくとも一部を吸気ブランチ管と取付ブロックとの嵌合面に形成するので、吸気マニホールドのエンジン本体への取付フランジの大型化を抑えつつ、二次添加ガスを吸気制御弁の下流側に導くことができる。
【0010】
【発明の実施の形態】
(1)第1実施形態
(1−1)構造
図1は、第1実施形態に係る多気筒エンジンの吸気マニホールド1を構成する吸気ブランチ管6の下流側の側面図である。図2は、図1のII−IIにおける断面図である。図3は容積部14の構成例であり、図4は容積部14のその他の構成例である。図5は、吸気ブランチ管6の内面に溝11bを形成した場合に、取付フランジ8を下流側から見た図であり、図6は、図5において取付ブロック18を挿入した図である。図7は、吸気ブランチ管6の内面に溝を形成しない場合に、取付フランジ8を下流側から見た図であり、図8は、図7において取付ブロック18を挿入した図である。
【0011】
吸気マニホールド1は、樹脂で形成され、コレクタ5と、コレクタ5から分岐する複数の吸気ブランチ管6からなる吸気ブランチ部とを含み、吸気ブランチ管6の空気の流通方向に沿って分割された本体分割部1a及び1bから構成されている。吸気ブランチ管6は、吸気の流通方向に沿って湾曲して形成されており、エンジン本体7に装着された状態では、下流側から上流側に向けて上方に湾曲している。本体分割部1aは、コレクタ5の一部を構成する半円筒状の吸気通路形成部2aと、吸気ブランチ部6の一部を構成する複数の半円筒状の吸気通路形成部3aと、吸気通路形成部3aから半径方向外方に突出して形成されたフランジ部4aとから形成されている。本体分割部1bは、コレクタ5の一部を構成する半円筒状の吸気通路形成部2bと、吸気ブランチ管6の一部を構成する複数の半円筒状の吸気通路形成部3bとから形成されており、吸気通路形成部3bは、エンジン本体への取付フランジ8と一体に形成された円筒部3cと、円筒部3cから上流側に向かって連続的に形成された半円筒状の半円筒部3dとからなる。また、吸気通路形成部2b、半円筒部3d及び円筒部3cから半径方向外方に突出してフランジ部4bが形成されている。このような本体分割部1a及び1bは、フランジ部4a及び4bが合わせ部として互いに密着して、コレクタ5及び吸気ブランチ管6を形成している。
【0012】
また、各フランジ部4a及び4bの合わせ面に沿って、ブローバイガスを流通するためのガス通路の一部である第1通路部9aが形成されている。本実施形態では二次添加ガスはブローバイガスであるがEGRガス等でもよい。第1通路部9aは、吸気ブランチ管6ごとに形成され、吸気マニホールド1がエンジン本体7に取り付けられた状態で、上流側から下流側に向かって下方に傾斜している。図2(a)は、フランジ部4a,4bを振動融着、熱板融着、超音波融着等で融着した場合であり、図2(b)は、ガスケット13を介して固定した場合である。図2では、各フランジ4a及び4bの両方の溝により第1通路部9aを形成しているが、フランジ4a又は4bのいずれか一方に溝を形成して第1通路部9aを形成しても良い。
【0013】
本体分割部1aの吸気ブランチ管6が略垂直に伸びる部分には、図3に示すように、容積部14が設けられており、容積部14は導入孔10aを介して第1通路部9aに連絡されている。容積部14は、枠部15と、枠部15の開口側に装着される蓋部16とにより構成されている。枠部15は、本体分割部1aの外面に各吸気ブランチ管6を横断するように形成される。蓋16は、蓋本体16aと、導入部16bとを有しており、導入部16b及び蓋本体16aを貫通する導入孔16cが形成されている。枠部15に蓋16が装着された状態で、枠部15に囲まれる空間15aが容積室15aを形成する。ブローバイガスは、導入孔16cから一旦、容積室15aに導入され、容積室15aから導入孔10aを介して第1通路部9aに導入される。
【0014】
なお、枠部15により空間15aを形成する代わりに、図4に示すように蓋部16に凹部16dを形成しても良い。この場合、本体分割部1aの外面に平坦な基礎部17を形成し、基礎部17の端面に導入孔10aを開口させる。蓋部16は、基礎部17に装着される側に凹部16dが形成されており、凹部16dは導入孔16cに連通している。蓋部16が基礎部17に装着された状態で、凹部16dが基礎部17とともに容積室15aを形成する。
【0015】
取付フランジ8は、図1に示すように、円筒部3cの外面において上流側に拡大して形成されており、この拡大部分とフランジ部4bとの間には肉厚部3fが形成されている。肉厚部3fの厚さは、吸気通路形成部3bの外面を基準にして、取付フランジ8及びフランジ部4bよりも薄く形成されている。また、肉厚部3fには第1通路部9aの下流に連続して、第2通路部9bが下流側に向かって形成されている。取付フランジ8の拡張された部分には各気筒の吸気ブランチ管6を貫いてシャフト挿入口8aが形成されており、シャフト挿入口8aにシャフト22が挿入されて吸気制御弁が装着される。また、取付フランジ8の拡張された部分には、第2通路部9bを凹部11aに連絡する第3通路部8bが形成されている。第3通路部8bは、取付フランジ8の拡張部分の外面から内面に貫通するように加工により形成される。第3通路部8bの外面の開口部には、盲プラグや栓を挿入するための挿入口8cが形成されており、第3通路部8bを加工により形成した後、蓋の接着、盲プラグ又は栓の圧入によって閉塞される。
【0016】
吸気ブランチ管6の下流側端面には、図5に示すように、凹部11aが吸気通路11の下流側に連続して吸気通路11の径よりも大きく形成されている。凹部11aは、断面視略八角形状であり、その一辺には吸気の流通方向に沿って溝11bが形成されている。凹部11aに取付ブロック18が挿入されると、図6に示すように、溝11bは取付ブロック18の外面とともに第4通路部11bを構成する。また、取付ブロック18は内部に吸気通路18aを有しており、取付ブロック18が凹部11aに装着された状態で、吸気通路18aが吸気通路11に連通する。また、取付ブロック18の下流側端面には溝18bが形成されており、溝18bとエンジン本体7の端面とにより第5通路部18bを構成し、第5通路部18bが第4通路部11bと吸気通路18aとを連絡する。取付フランジ8の下流側端面には、凹部11aの開口の周囲に沿ってガスケット装着溝21が設けられるが、ガスケット装着溝21は溝11b付近で溝11bを避けるように広がって形成されている。
【0017】
なお、上記では、吸気ブランチ管6の凹部11aの内面に形成された溝11bにより第4通路部11bを形成したが、取付ブロック18の外面に溝18cを形成しても良い。図7に示すように、凹部11aの内周面には溝11bを形成せず、ガスケット装着溝21を凹部11aの開口部の周囲に沿って形成する。また、図8に示すように、吸気制御弁の取付ブロック18の外面には吸気の流れに沿って溝18bに連続する溝18cを形成する。取付ブロック18が凹部11aに嵌合された状態では、取付ブロック18の外面の溝18cが凹部11aの内面と共に第4通路部18cを構成する。この場合、凹部11aの内側に第4通路部18cを形成することにより、ガスケット装着溝21を凹部11aの開口の周囲から外方に拡大することなく形成できる。この結果、ガスケットがシールする範囲が小さくなり、シール性が向上する。
【0018】
また、吸気ブランチ管6の凹部11aの内面に溝11bを形成し、取付ブロック18の外面に溝18cを形成して、溝11b及び溝18cにより第4通路部18cを構成しても良い。
【0019】
以上のように構成された吸気マニホールド1では、ブローバイガスは、導入孔16cから容積室15a又は16dに導入され、導入孔10aを介して、第1通路部9aに導入される。さらにブローバイガスは、第2通路部9bを介して下流側に導かれ、第3通路部8bを通って、凹部11aと取付ブロック18との嵌合面に形成された第4通路部11b又は18cに供給され、取付ブロック18の下流側端面において第5通路部18bから吸気通路18aに供給される。
【0020】
(1−2)作用効果
この吸気マニホールド1では、吸気ブランチ管6の下流側の内部に吸気制御弁を取り付けるための取付ブロック18が挿入される場合に、吸気ブランチ管6を流れる吸気にブローバイガスを供給するガス通路の一部(第4通路部11b)を吸気ブランチ管6と取付ブロック18との嵌合面に形成するので、取付フランジ8の大型化を抑えつつ、ブローバイガスを吸気制御弁の下流側に導くことができる。
【0021】
また、吸気ブランチ管6の外面から内面に貫通して第3通路部8bを形成することにより、第4通路部11bが第2通路部9bに連絡されるので、簡単な加工で第4通路部11bまでブローバイガスを導くことができる。
【0022】
また、取付ブロック18と凹部11aとの嵌合面を利用して第4通路部11bを形成するので、第4通路部11bの開口を凹部11aに隣接して形成でき、ガスケットがシールする範囲が拡大するのを抑制できる。
【0023】
また、この吸気マニホールド1では、吸気ブランチ管6の略垂直に伸びる部分に容積部14を形成するため、容積室の上下方向の長さを大きく形成することができ、水平方向に大型化することなく、容積室の容積を大きく取れる。また、円筒状に形成された吸気ブランチ管の間の無駄空間を有効に利用して容積室の容積を大きく確保できる。この結果、ブローバイガスを導入孔10aから吸入する際に生じる吸入脈動を低減することができ、ブローバイガスの各気筒へ分配を安定して行うことができる。また、ブローバイガスは導入孔16cから導入孔10aに上から下に導入されるため、容積室に凝縮水が溜まるのを防止できる。また、枠部15又は基礎部17は樹脂成形により本体分割部1a及び1bと同時に形成されるため、製造工程が簡易である。
【0024】
(2)第2実施形態
(2−1)構造
図9は、第2実施形態に係る吸気マニホールド1の下流側の側面図である。図10は、取付フランジ8を下流側から見た図である。図11は、第3通路部9bへのインサート23の挿入を説明する図である。
【0025】
本実施形態では、図9に示すように、第2通路部9bを取付フランジ8の下流側端面からフランジ部4bまで貫通するように加工する。この場合、図10に示すように、第2通路部9bがガスケット装着溝21の外側に開口するため、第2通路部9bの下流側の開口に蓋を接着又は盲プラグ、ボール等を圧入又は接着して閉塞する。
【0026】
また、第2通路部9bの下流側の開口を閉鎖する代わりに、第3通路部8bに図11に示すようなインサート23を圧入又は接着しても良い。インサート23は、同図に示すように断面視C字状の中空部材であり、外周壁23aの周方向の一部に軸方向に沿ってスリット23bが形成されている。このインサート23は、軸方向の一端が閉塞されており、他端が開放されている。このインサート23を矢印の方向に第3通路部8bに挿入すると、外周壁23aにより第2通路部9bの下流側が遮断され、閉塞端で第3通路部8bの外方側開口が閉塞される。また、スリット23b及び内部空間を介して第2通路部9bが第4通路部11bと連通する。ブローバイガスは、第2通路部9bからインサート23のスリット23bを通り内部空間を経て開放端から第4通路部11bに導かれ、第5通路部18bから吸気通路18に供給される。
【0027】
(2−2)作用効果
この吸気マニホールド1では、第2通路部9bを取付フランジ8の下流側端面からフランジ部4bまで貫通させて加工により形成する場合でも、第2通路部9bから、凹部11aと取付ブロック18との嵌合面に形成された第4通路部11bにブローバイガスを導くことができる。
【0028】
また、インサート23を第3通路部8bに挿入する場合は、第2通路部9bの下流側及び第3通路部8bの外面側開口を同時に塞ぐことができ、製造工程が簡易である。
【0029】
(3)その他の実施形態
(A)図12は、本発明のその他の実施形態に係る吸気マニホールド1の側面図である。図13は、取付フランジ8を下流側から見た図である。
【0030】
この吸気マニホールド1では、凹部11aにおいて溝11b(第4通路部11b)が図13に示すように下方側に形成されており、溝11b(第4通路部11b)に対応して溝18b(第5通路部18b)も下方側に形成されている。また、フランジ4a及び4bの合わせ面に形成された第1通路部9aの下流側が凹部11aに向って延び、第4通路部11bに連絡されている。第1通路部9aの上流側では、吸気ブランチ管6ごとに導入部10が形成されており、導入部10には第1通路部11bの上流側に連絡される導入孔10aが形成されている。ブローバイガスは、導入孔10aから導入され、第1通路部9aを通って下流側に導かれ、第4通路部11bから第5通路部18bを介して吸気通路18aに供給される。
【0031】
なお、取付ブロック18の外面に溝18cを形成して第4通路部18cを形成する場合も、上記同様に、第1通路部9aを第4通路部18cに連絡するように構成できる。また、第1通路部9aの上流側に導入部10を設ける代わりに、第1実施形態と同様の容積部14を設けても良い。
【0032】
この吸気マニホールド1では、フランジ部4a及び4bの合わせ面に形成された第1通路部9aから、凹部11aと取付ブロック18との嵌合面に形成された第4通路部11bに直接ブローバイガスを導入できるため、第4通路部11bにブローバイガスを導くための加工を省略できる。
(B)図14は、上記吸気マニホールド1の分割部と型割の関係を示したものである。吸気マニホールド1は、同図に示す分割位置において、本体分割部1a及び1bとに分割して、本体分割部1a及び1bをそれぞれ樹脂成形する。各本体分割部1a及び1bの樹脂成形では、同図に示すような位置で型割りを行う。各本体分割部1a及び1bの組み立ては、フランジ部4a及び4bを振動融着、熱板融着、超音波融着等で融着して密着させることにより行う。また、吸気マニホールド1をアルミで形成し、アルミダイキャスト工法で鋳造する場合には、互いにボルトで固定しても良い。
【0033】
本体分割部1a及び1bを上記のように樹脂成形又はアルミダイキャスト工法で鋳造すれば、フランジ部4a及び4bの合わせ面に第1通路部9aを同時に形成でき、ガス通路の形成が容易である。
(C)また、図15に示すように、隣接する吸気ブランチ管6の間のフランジ部4a及び4bを一体に形成し、第1通路部9aから両側の吸気ブランチ管6の第4通路部11bにブローバイガスを供給するようにしても良い。
【0034】
この場合、隣接する吸気ブランチ管6に共通の第1通路部9aを用いて両側の第4通路部11bにブローバイガスを供給できるので、吸気ブランチ管6ごとにフランジ部4a及び4bを幅広く形成して第1通路部11bを形成する場合に比較して、吸気マニホールド1を小型化できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1実施形態に係る多気筒エンジンの吸気マニホールド1を構成する吸気ブランチ管6の下流側の側面図。
【図2】図1のII−IIにおける断面図。
【図3】容積部14の構成例。
【図4】容積部14のその他の構成例。
【図5】吸気ブランチ管6の内面に溝11bを形成した場合に、取付フランジ8を下流側から見た図。
【図6】図5において取付ブロック18を挿入した図。
【図7】吸気ブランチ管6の内面に溝を形成しない場合に、取付フランジ8を下流側から見た図。
【図8】図7において取付ブロック18を挿入した図。
【図9】第2実施形態に係る吸気マニホールド1の下流側の側面図。
【図10】取付フランジ8を下流側から見た図。
【図11】第3通路部9bへのインサート23の挿入を説明する図。
【図12】その他の実施形態に係る吸気マニホールド1の側面図。
【図13】取付フランジ8を下流側から見た図。
【図14】吸気マニホールド1の分割部と型割の関係を示す図。
【図15】隣接する吸気ブランチ部6間のフランジ部4a,4bを一体に形成する場合の吸気マニホールド1の正面図。
【符号の説明】
1 吸気マニホールド
1a,1b 本体分割部
2a,2b,3a,3b 吸気通路形成部
4a,4b フランジ部
5 コレクタ
6 吸気ブランチ部
7 エンジン本体
8 取付フランジ
8a,8b 取付フランジ部
9 ガス通路
10,10a 導入部,導入孔
11 吸気通路
13 ガスケット
14 容積室
15 枠部
16 蓋
17 基礎部
18 取付ブロック
19 ガス分配管
21 ガスケット装着溝
22 シャフト
23 インサート
Claims (10)
- 吸気ブランチ管を含んで構成されるエンジンの吸気マニホールドであって、
吸気ブランチ管の下流側の内部に吸気制御弁を取り付けるための取付ブロックが挿入され、吸気ブランチ管を流れる吸気に二次添加ガスを供給するガス通路の少なくとも一部が吸気ブランチ管と取付ブロックとの嵌合面に形成される、
エンジンの吸気マニホールド。 - ガス通路は、吸気ブランチ管と取付ブロックとの嵌合面に、取付ブロックの下流側端面まで連続して形成され、取付ブロックの下流側端面位置で吸気ブランチ管を流れる吸気に二次添加ガスを供給する、
請求項1に記載のエンジンの吸気マニホールド。 - ガス通路は、吸気ブランチ管の内面に形成される溝と、取付ブロックの外面とによって形成される、請求項1又は2に記載のエンジンの吸気マニホールド。
- ガス通路は、取付ブロックの外面に形成される溝と、吸気ブランチ管の内面とによって形成される、請求項1又は2に記載のエンジンの吸気マニホールド。
- 吸気ブランチ管は、第1本体分割部と第2本体分割部とが吸気の流通方向に沿った合わせ部において密着されて形成され、
ガス通路の少なくとも一部が第1本体分割部と第2本体分割部との合わせ部に沿って形成される、請求項1から4のいずれかに記載のエンジンの吸気マニホールド。 - 吸気ブランチ管は、エンジン本体に取り付けられた状態で、吸気の流通方向の下流側から上流側に向けて上方に湾曲していると共に、吸気の流通方向の下流側から上流側に向けて上方に湾曲する第1本体分割部と第2本体分割部との合わせ部に沿って、ガス通路の少なくとも一部が形成される、請求項5に記載のエンジンの吸気マニホールド。
- 第1本体分割部は、エンジン本体への取付フランジと一体に形成された円筒部と該円筒部から上流側に向かって連続的に形成された半円筒状の半円筒部から形成される吸気通路形成部と、該吸気通路形成部から半径方向外方に突出して形成されたフランジ部とを有し、
第2本体分割部は、半円筒状の半円筒部から形成される吸気通路形成部と、該吸気通路形成部から半径方向外方に突出して形成されたフランジ部とを有し、
第1及び第2本体分割部のフランジ部が合わせ部として互いに密着して吸気ブランチ管を形成する、
請求項5又は6に記載のエンジンの吸気マニホールド。 - 吸気マニホールドは複数の吸気ブランチ管を含んで構成され、複数の吸気ブランチ管を横断するように二次添加ガスが導入される容積室が形成され、容積室からの二次添加ガスがガス通路に供給される、
請求項1から7のいずれかに記載のエンジンの吸気マニホールド。 - 容積室は、吸気ブランチ管に形成される枠部と、枠部に装着される蓋部とによって形成される、請求項8に記載のエンジンの吸気マニホールド。
- 容積室は、吸気ブランチ管に形成される基礎部と、基礎部に装着され内部が凹状の蓋部とによって形成される、請求項8に記載のエンジンの吸気マニホールド。
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