JP2006046069A - 内燃エンジンのインテークマニホールド - Google Patents

Abstract

【課題】消炎装置の組込性を高めるとともに、小型化及び軽量化を図ることができる内燃エンジンのインテークマニホールドを提供すること。
【解決手段】本体に消炎装置１２を組み込んで成る内燃エンジンのインテークマニホールドにおいて、前記本体を水平面を含む分割面で複数に分割して少なくともベース部材２Ａとカバー部材２Ｂとで構成し、ベース部材２Ａの内部に、その開口部から前記消炎装置１２を組み込み、ベース部材２Ａとこれに接合される前記カバー部材２Ｂとで前記消炎装置１２を挟持してこれを固定する。より具体的には、ベース部材２Ａの長さ方向一端に形成された組付フランジ３の内部に嵌合凹部を形成し、該嵌合凹部に消炎装置１２を嵌め込んでこれを組み込むとともに、カバー部材２Ｂの長さ方向一端に形成された押圧部２ｃによって前記消炎装置１２を押圧してこれを固定する。
【選択図】図６

Description

本発明は、筒状本体に消炎装置を組み込んで成る内燃エンジンのインテークマニホールドに関するものである。

多気筒の４サイクル内燃エンジンの吸気系には、各気筒に吸気を導入するためのインテークマニホールドが設けられるが、特に水上を滑走する水上バイク等のＰＷＣ（Personal Water Craft）や船外機等に搭載される内燃エンジンのインテークマニホールドには、シリンダ燃焼室からのバックファイヤーを防ぐための消炎装置（フレームアレスタ）を組み付けることが義務付けられている。

ところで、従来は図７に示すようにインテークマニホールド１０１を金属鋳物等で一体に構成し、その長さ方向一端に一体に形成された組付フランジ１０３に消炎装置１１２を外側から組み込んでいた。即ち、図８に示すように、インテークマニホールド１０１の組付フランジ１０３に円穴状の嵌合凹部１１３を形成し、この嵌合凹部１１３に円柱状の消炎装置１１２を外側から組み込んでこれを固定していた。

又、図９に示すように、消炎装置２１２を予め組み込んで成る細長い円筒状部材２３０をインテークマニホールド２０１内に片方から差し込む構造も提案されている（特許文献１参照）。

米国特許第６，６０１，５２８号公報

しかしながら、図７及び図８に示すように、インテークマニホールド１０１の組付フランジ１０３に消炎装置１１２を外側から組み込む構造では、組付フランジ１０３の嵌合凹部１１３への消炎装置１１２の突き当て面を確保するために組付部口径（嵌合凹部１１３の内径）φＤが大きくなるとともに、組付フランジ１０３に不図示の吸気絞り弁を組み付けるボルトをねじ込むための複数（図示例では、４つ）のネジ孔１０４を形成するスペースを確保する必要があるために組付フランジ１０３の外径φｄも大きくなり、インテークマニホールド１０１の軽量化及び小型化が困難であるという問題があった。尚、消炎装置１１２はインテークマニホールド１０１の組付フランジ１０３の嵌合凹部１１３に嵌め込まれるため、その外径φＤ０
は組付部口径（嵌合凹部１１３の内径）φＤ以下（φＤ０ ≦φＤ）に設定されている。

又、図９に示す構造では、消炎装置２１２を予め組み込んで成る細長い筒状部材２３０が必要となるため、部品点数が増加し、軽量化及び小型化が困難であるという問題がある。

上記問題を解決するため、インテークマニホールド内にその一端開口部から消炎装置を組み入れることも考えられるが、この場合、消炎装置をインテークマニホールドの開口側の一端（吸気絞り弁が組み付けられる組付フランジの反対側）から長いガイドを用いて消炎装置を組み入れる必要があり、その作業が容易ではないという問題がある。

本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、消炎装置の組込性を高めるとともに、小型化及び軽量化を図ることができる内燃エンジンのインテーク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、請求項１記載の発明は、本体に消炎装置を組み込んで成る内燃エンジンのインテークマニホールドにおいて、前記本体を水平面を含む分割面で複数に分割して少なくともベース部材とカバー部材とで構成し、ベース部材の内部に、その開口部から前記消炎装置を組み込み、ベース部材とこれに接合される前記カバー部材とで前記消炎装置を挟持してこれを固定したことを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記ベース部材の長さ方向一端に形成された組付フランジの内部に嵌合凹部を形成し、該嵌合凹部に前記消炎装置を嵌め込んでこれを組み込むとともに、前記カバー部材の長さ方向一端に形成された押圧部によって前記消炎装置を押圧してこれを固定したことを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項２記載の発明において、前記消炎装置を円柱状に成形し、該消炎装置が嵌合する前記組付フランジの嵌合凹部を円穴状とするとともに、前記カバー部材の押圧部をリング状として該押圧部で前記消炎装置の外周縁部を押圧したことを特徴とする。

請求項４記載の発明は、請求項２又は３記載の発明において、前記ベース部材に形成された前記組付フランジの内径を前記消炎装置の外径よりも小さく設定したことを特徴とする。

請求項５記載の発明は、請求項１〜４の何れかに記載の発明において、前記カバー部材を前記ベース部材に振動溶着にて接合したことを特徴とする。

請求項１記載の発明によれば、インテークマニホールドの本体を水平面を含む分割面で分割して成るベース部材の内部に、その開口部から消炎装置を容易に組み込むことができ、その後、ベース部材にその開口部を覆うように被着されるカバー部材とベース部材とで消炎装置を挟持してこれを固定するようにしたため、消炎装置の組込性が高められる。又、インテークマニホールドの組付フランジに消炎装置を外側から組み込む従来構造のように組付フランジの嵌合凹部への消炎装置の突き当て面を大きく確保する必要がないため、組付フランジの外径を小さく抑えることができ、これによってインテークマニホールドの小型化と軽量化を図ることができる。

請求項２及び３記載の発明によれば、ベース部材の組付フランジの内部に形成された嵌合凹部に消炎装置を嵌め込んでこれをカバー部材の押圧部によって押圧して固定するようにしたため、該消炎装置をインテークマニホールド内で確実に固定することができ、消炎装置の外周部の気密性が高められ、この結果、気密性確保のために消炎装置の外周に従来嵌着されていたパッキン材を省略することができる。

請求項４記載の発明によれば、ベース部材に形成された組付フランジの内径を消炎装置の外径よりも小さく設定したため、組付フランジ及びこれに組み付けられるスロットルボディの外径を小さく抑えることができ、インテークマニホールド及びスロットルボディを含むエンジン吸気系の小型化と軽量化を図ることができる。

請求項５記載の発明によれば、カバー部材を振動溶着にてベース部材に容易且つ確実に接合し、消炎装置を組み入れるためのベース部材の開口部をカバー部材で塞いでインテークマニホールドを構成することができる。

以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

図１は本発明に係るインテークマニホールドの平面図、図２は図１のＡ−Ａ線断面図、図３は図１の矢視Ｂ方向の図、図４は図１の矢視Ｃ方向の図である。

本実施の形態に係るインテークマニホールド１は、ＰＷＣ用の４サイクル４気筒エンジンの吸気系に設けられるものであって、樹脂にて筒状に成形された本体２の長さ方向一端は閉塞され、他端は開口しており、この開口する端部には組付フランジ３が一体に形成され、この組付フランジ３には不図示の吸気絞り弁が組み付けられる。即ち、図３に示すように、組付フランジ３の外周部の４箇所に一体に形成された半円柱状ボス部３ａには金属製のネジ４がインサートされており、不図示のスロットルボディは、これに形成された４つの円孔（図示せず）に挿通する不図示のボルトを組付フランジ３にインサートされた前記ネジ４にネジ込むことによって組付フランジ３に組み付けられる。尚、吸気絞り弁は、不図示のサイレンサに接続されている。

又、インテークマニホールド１の本体２の側部には、エルボ状の４つの吸気管５が長さ方向に一体に並設されており、各吸気管５は、不図示のエンジン本体のシリンダヘッドに形成された各気筒の吸気ポートに接続されている。

そして、各吸気管５には不図示のインジェクタを取り付けるための取付座６がそれぞれ一体に形成されており、各取付座６にはインジェクタを挿入するための挿入孔（図１及び図３参照）７が貫設されている。又、本体２の隣接する吸気管２５の間の２箇所には別の取付座８が一体に形成されており、各取付座８には、不図示の燃料レールを取り付けるためのネジ穴９（図１参照）が形成されている。又、図２〜図４に示すように、本体２の下面の長さ方向２箇所からは取付ブラケット１０が斜め下方に向かって一体に突設されており、各取付ブラケット１０には円孔１１がそれぞれ形成されている。

而して、本実施の形態に係るインテークマニホールド１内には消炎装置１２が組み込まれているが、この消炎装置１２は以下に説明する組込構造によって本体２の内部に組み込まれている。

ここで、消炎装置１２の組込構造を図５及び図６に基づいて説明する。尚、図５はインテークマニホールドの２分割されたベース部材とカバー部材を示す縦断面図、図６は消炎装置の組付要領を示すインテークマニホールドの分解斜視図である。

インテークマニホールド１の本体２は、その一端に形成された組付フランジ３を残して、軸心を通る水平面を含む分割面（図３参照）で上下に２分割されたベース部材２Ａとカバー部材２Ｂとで構成されており、ベース部材２Ａには組付フランジ３が一体に形成されている。又、各吸気管５は上下に分割されており、それぞれの分割片はベース部材２Ａとカバー部材２Ｂにそれぞれ一体に形成されている（図６参照）。

そして、ベース部材２Ａの長さ方向一端に形成された組付フランジ３の内部には円穴状の嵌合凹部１３が形成されており、組付フランジ３の長さ方向内側には、半リング状の嵌合段部２ａが一体に形成されている。又、カバー部材２Ｂの長さ方向一端（ベース部材１Ａの組付フランジ３側の一端）には、ベース部材２Ａの前記嵌合段部２ａの外周面に嵌合する半リング状の嵌合カバー部２ｂが一体に形成され、その長さ方向内側にはリング状の押圧部２ｃが垂直に一体に形成されている。

前記消炎装置１２は、波板状に成形されたステンレスの金属箔を巻き付けてハニカム状の円柱体として構成されており、これはベース部材２Ａ内に、その開口部から組み込まれ、組付フランジ３の内部に形成された前記嵌合凹部１３に嵌め込まれる。

次に、前記カバー部材２Ｂをベース部材２Ａにその開口部を塞ぐように被せ、両部材２Ａ，２Ｂの分割面同士を合わせるとともに、カバー部材２Ｂに形成された嵌合カバー部２ｂをベース部材２Ａに形成された嵌合段部２ａに上から被せて両者を嵌合させる。そして、その状態でベース部材２Ａとカバー部材２Ｂの分割面同士を振動溶着にて接着して両者を一体化すれば、図２に示すように、内部に消炎装置１２を組み込んで成るインテークマニホールド１が得られるが、このとき、消炎装置１２は、その外周縁部がカバー部材２Ｂに形成されたリング状の前記押圧部２ｃによって押圧されるため、嵌合凹部１３内でベース部材２Ａとカバー部材２Ｂによって挟持された状態で固定され、その長さ方向（軸方向）位置が規制される。

以上の要領に従って消炎装置１２がインテークマニホールド１の内部に組み込まれるが、図２に示すように、組付フランジ３の内径φＤは消炎装置１２の外径φｄよりも小さく（φＤ＜φｄ）設定されている。

尚、本実施の形態では、カバー部材２Ｂのベース部材２Ａへの接合手段として振動溶着を採用したが、ボルト接合等、他の任意の接合手段を用いることができる。

而して、不図示のエンジンが始動されると、不図示のエンジンの各気筒に発生する吸気負圧によって新気が不図示の吸気絞り弁によって調量された後、消炎装置１２を通過してインテークマニホールド１内に導入され、該インテークマニホールド１の各吸気管５からエンジンに供給されるが、その途中で不図示のインジェクタから燃料が噴射されることによって所定の空燃比の混合気が形成される。そして、混合気は、エンジンの吸気ポートを経て各気筒に供給され、各気筒のシリンダ燃焼室での燃焼に供される。この場合、シリンダ燃焼室からのバックファイヤーは消炎装置１２によって確実に遮断され、炎が吸気絞り弁まで逆流して種々の不具合が発生することはない。

以上において、本実施の形態では、インテークマニホールド１の本体２を水平面を含む分割面で２分割して成るベース部材２Ａの内部に、その開口部から消炎装置１２を容易に組み込むことができ、その後、ベース部材２Ａにその開口部を覆うように被着されるカバー部材２Ｂに設けられた押圧部２ｃとベース部材２Ａとで消炎装置１２を挟持してこれを固定するようにしたため、消炎装置１２の組込性が高められる。

又、インテークマニホールド１の組付フランジ３に消炎装置１２を外側から組み込む従来構造（図７及び図８参照）のように組付フランジ３の嵌合凹部１３への消炎装置１２の突き当て面を大きく確保する必要がないため、組付フランジ３の外径を小さく抑えることができ、これによってインテークマニホールド１の軽量化と小型化を図ることができる。

更に、本実施の形態では、ベース部材２Ａの組付フランジ３の内部に形成された嵌合凹部１３に消炎装置１２を嵌め込んでこれをカバー部材２Ｂの押圧部２ｃによって押圧して固定するようにしたため、該消炎装置１２をインテークマニホールド１内で確実に固定することができ、消炎装置１２の外周部の気密性が高められ、気密性確保のために消炎装置１２の外周に従来嵌着されていたパッキン材を省略することができる。

又、前述のようにベース部材２Ａに形成された組付フランジ３の内径φＤを消炎装置１２の外径φｄよりも小さく（φＤ＜φｄ）設定したため、組付フランジ３及びこれに組み付けられる吸気絞り弁の外径を小さく抑えることができ、インテークマニホールド１及び吸気絞り弁を含むエンジン吸気系の小型化と軽量化を図ることができる。更に、消炎装置１２の大きさ（外径φｄ）を吸気絞り弁の大きさに関係なく自由に設定することができるため、設計自由度が高められる。

その他、本実施の形態では、カバー部材２Ｂを振動溶着にてベース部材２Ａに容易且つ確実に被着し、消炎装置１２を組み入れるためのベース部材２Ａの開口部をカバー部材２Ｂで塞いでインテークマニホールド１を構成することができる。ここで、消炎装置１２は、メンテナンスフリーの部品であるため、これがインテークマニホールド１内に一旦組み込まれると、その後にインテークマニホールド１を分解して該消炎装置１２を取り出す必要はなく、従って、本実施の形態のようにカバー部材２Ｂを振動溶着にてベース部材２Ａに接着することができる。

尚、本実施の形態では、消炎装置１２を円柱状としたが、その形状は任意であって、四角柱状、三角柱状等、多角柱形状としても良い。又、本実施の形態では、消炎装置１２を吸気の流れに対して直角に配置したが、吸気の流れに対して斜めになるよう傾斜させて設置しても良く、この点においても設計自由度が高められる。

更に、本実施の形態では、カバー部材２Ｂにリング状の押圧部２ｃを形成し、この押圧部２ｃで消炎装置１２の全外周縁部を押圧するようにしたが、消炎装置１２の一部を押圧部によって部分的に押圧するようにしても良い。

又、本実施の形態では、インテークマニホールド１を構成するベース部材２Ａとカバー部材２Ｂを樹脂にて構成したが、これらを金属鋳物等で構成しても良い。何れの場合であっても、ベース部材２Ａの組付フランジ３の内部に嵌合凹部１３を形成する必要があるため、成形後には成形型を軸方向にスライドさせてこれを抜く必要がある。

本発明は、消炎装置の設置が義務付けられている舶用（ＰＷＣ／船外機）多気筒内燃エンジンのインテークマニホールドに対して有用である。

本発明に係るインテークマニホールドの平面図である。 図１のＡ−Ａ線断面図である。 図１の矢視Ｂ方向の図である。 図１の矢視Ｃ方向の図である。 本発明に係るインテークマニホールドの２分割されたベース部材とカバー部材を示す縦断面図である。 本発明に係るインテークマニホールドにおける消炎装置の組付要領を示す分解斜視図である。 従来のインテークマニホールドへの消炎装置の組付要領を示す斜視図である。 従来のインテークマニホールドの消炎装置組付部（組付フランジ部）の部分断面図である。 消炎装置のインテークマニホールドへの組込構造の従来例を示すエンジン吸気系の断面図である。

符号の説明

１ インテークマニホールド
２ 本体
２Ａ ベース部材
２Ｂ カバー部材
２ａ 嵌合段部
２ｂ 嵌合カバー部
２ｃ 押圧部
３ 組付フランジ
４ ネジ
５ 吸気管
１２ 消炎装置
１３ 嵌合凹部

Claims (5)

1. 本体に消炎装置を組み込んで成る内燃エンジンのインテークマニホールドにおいて、
   前記本体を水平面を含む分割面で複数に分割して少なくともベース部材とカバー部材とで構成し、ベース部材の内部に、その開口部から前記消炎装置を組み込み、ベース部材とこれに接合される前記カバー部材とで前記消炎装置を挟持してこれを固定したことを特徴とする内燃エンジンのインテークマニホールド。
2. 前記ベース部材の長さ方向一端に形成された組付フランジの内部に嵌合凹部を形成し、該嵌合凹部に前記消炎装置を嵌め込んでこれを組み込むとともに、前記カバー部材の長さ方向一端に形成された押圧部によって前記消炎装置を押圧してこれを固定したことを特徴とする請求項１記載の内燃エンジンのインテークマニホールド。
3. 前記消炎装置を円柱状に成形し、該消炎装置が嵌合する前記組付フランジの嵌合凹部を円穴状とするとともに、前記カバー部材の押圧部をリング状として該押圧部で前記消炎装置の外周縁部を押圧したことを特徴とする請求項２記載の内燃エンジンのインテークマニホールド。
4. 前記ベース部材に形成された前記組付フランジの内径を前記消炎装置の外径よりも小さく設定したことを特徴とする請求項２又は３記載の内燃エンジンのインテークマニホールド。
5. 前記カバー部材を前記ベース部材に振動溶着にて接合したことを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の内燃エンジンのインテークマニホールド。

Images