JP2007009884A - 合成樹脂製の吸気マニフォルド - Google Patents

Abstract

【課題】取り付けフランジ部によるタンク部の支持剛性高く，エンジンの運転中，タンク部の振動を効果的に抑制し得る合成樹脂製の吸気マニフォルドを提供する。
【解決手段】多気筒エンジンＥに複数の締結部材２により締結され，エンジンＥの吸気ポートに連なる複数の空気出口８を有する取り付けフランジ部１と，締結部材２の装着経路を避けるように取り付けフランジ部１から離間して配置されタンク部５と，このタンク部５及び取り付けフランジ部１間に連結される管路部６とからなり，取り付けフランジ部１及びタンク部５間に，その両端部同士を一体に連結する架橋部４，１３を設けた，合成樹脂製の吸気マニフォルドにおいて，取り付けフランジ部１及びタンク部５の一方の端部同士を一体に連結する一方の架橋部４を，大気をタンク部５内のサージ室１０に導入する導入路９を有する短管部４で構成した。
【選択図】 図７

Description

本発明は，多気筒エンジンに複数の締結部材により締結され，エンジンの吸気ポートに連なる複数の空気出口を有する取り付けフランジ部と，前記締結部材の装着経路を避けるように前記取り付けフランジ部から離間して配置され，大気を導入するサージ室を有するタンク部と，このタンク部及び前記取り付けフランジ部間に連結され，前記サージ室及び空気出口間を連通する複数の吸気路を有する管路部とからなり，前記取り付けフランジ部及びタンク部間には，その両端部同士を一体に連結する架橋部を設けた，合成樹脂製の吸気マニフォルドの改良に関する。

かゝる吸気マニフォルドは，特許文献１に開示されているように既に知られている。
特開２０００−１７９４１９号公報

特許文献１に開示される合成樹脂製の吸気マニフォルドでは，取り付けフランジ部及びタンク部間の架橋部を単純な平板壁で構成しているが，その架橋部は，タンク部の上方から発生した音が一側方から外部に直接漏れ出るのを防ぐためのもので，取り付けフランジ部によるタンク部の支持剛性を強化するためのものではない。したがって，こうしたものでは，取り付けフランジ部によるタンク部の支持剛性が不足するため，エンジンの運転中，タンク部が振動して騒音が発生し易くなるのみならず，各部の耐久性の低下を招く虞がある。

本発明は，かゝる事情に鑑みてなされたもので，取り付けフランジ部によるタンク部の支持剛性高く，エンジンの運転中，タンク部の振動を効果的に抑制し得るようにした，合成樹脂製の吸気マニフォルドを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために，本発明は，多気筒エンジンに複数の締結部材により締結され，エンジンの吸気ポートに連なる複数の空気出口を有する取り付けフランジ部と，前記締結部材の装着経路を避けるように前記取り付けフランジ部から離間して配置され，大気を導入するサージ室を有するタンク部と，このタンク部及び前記取り付けフランジ部間に連結され，前記サージ室及び空気出口間を連通する複数の吸気路を有する管路部とからなり，前記取り付けフランジ部及びタンク部間には，その両端部同士を一体に連結する架橋部を設けた，合成樹脂製の吸気マニフォルドにおいて，前記取り付けフランジ部及びタンク部の一方の端部同士を一体に連結する一方の架橋部を，大気を前記サージ室に導入する導入路を有する短管部で構成したことを第１の特徴とする。

尚，前記締結部材は，後述する本発明の実施例中の締結ボルト２に対応する。

また本発明は，第１の特徴に加えて，前記取り付けフランジ部及びタンク部の他方の端部同士を一体に連結する他方の架橋部を，断面コ字状に形成したことを第２の特徴とする。

本発明の第１の特徴によれば，一方の架橋部は，大気をサージ室に導入するための導入路を有する高剛性の短管部で構成されるので，取り付けフランジ部のエンジンへの取り付け状態では，取り付けフランジ部はタンク部を強固に支持することができる。したがって，エンジンの運転中，タンク部の振動をよく防いで騒音の発生抑制すると共に，振動による各部の耐久性の低下を防ぐことができ，しかも短管部が架橋部を兼ねることで構造の簡素化を図ることができる。また短管部は，断面積が比較的大きいため，吸気マニフォルドＭのインジェクション成形時には，溶融樹脂が取り付けフランジ部から短管部及び他方の架橋部を通してタンク部に流れ込むことになり，成形性を向上させることができる。

本発明の第２の特徴によれば，他方の架橋部の剛性を効果的に高めて，短管部の剛性と釣り合わせることができるので，取り付けフランジ部によるタンク部の支持を一層強固なものとすることができる。

本発明の実施の形態を，添付図面に示す本発明の実施例に基づいて以下に説明する。

図１は本発明の実施例に係る吸気制御装置をエンジンへの取り付け状態で示す側面図，図２は図１の２−２線断面図，図３は図１の３矢視図，図４は図１の４−４線断面図，図５は図２の５−５線断面図（低速吸気モードの吸気マニフォルド内部を示す。），図６は高速吸気モードの吸気マニフォルド内部を示す，図５との対応図，図７は吸気マニフォルドの第１ブロックの内側面，図８は吸気マニフォルドの第２ブロックの内側面，図９は図７の９−９線断面図，図１０は吸気マニフォルド内に設置されるバタフライ型開閉弁の底面図，図１１は同開閉弁の側面図である。

先ず，図１〜図３において，エンジンＥのシリンダヘッドＥｈに合成樹脂製の吸気マニフォルドＭが取り付けられる。この吸気マニフォルドＭは，図示例では４気筒エンジン用であり，エンジンＥのシリンダヘッドＥｈに複数の締結ボルト２，２…により締結される取り付けフランジ部１と，この取り付けフランジ部１の一端部の外側方にそれと角度をなして（図示例では略直角に）配置され，スロットルボディＴが取り付けられる小フランジ部３と，この小フランジ部３から下方に延びる短管部４と，この短管部４の下端部に連結されるタンク部５と，このタンク部５の下部から延出し且つタンク部５の背面に沿って上方に延びて取り付けフランジ部１に連結されると共に，相互に連結される４本の管路部６，６…とを備えており，タンク部５及び管路部６，６…は，それらの間の境界壁を共有している。上記タンク部５は，前記締結ボルト２，２…の装着経路を避けて，取り付けフランジ部１の下方に配置される。

図１〜図５に示すように，小フランジ部３の端面には，スロットルボディＴの吸気道に連なる空気入口７が，また取り付けフランジ部１の端面には，シリンダヘッドＥｈの４本の吸気ポートにそれぞれ連なる４つの空気出口８，８…がそれぞれ開口する。短管部４には，空気入口７に一端を連ねる導入路９が形成され，タンク部５には，導入路９の他端に連なる大容積のサージ室１０が形成され，管路部６，６…には，サージ室１０を空気出口８，８…に連通させる第１吸気路１１，１１…が形成される。

またタンク部５には，サージ室１０を第１吸気路１１，１１…の途中に連通させて，第１吸気路１１，１１…の下流側部分を，それ自身の下流側部分とする４本の第２吸気路１２，１２…が形成される。したがって，第２吸気路１２，１２…は，サージ室１０から空気出口８，８…に至る流路長が，第１吸気路１１，１１…の流路長より短くなっている。

上記構成の吸気マニフォルドＭの形成を容易にすべく，吸気マニフォルドＭは，図８及び図９に示す少なくとも二つのブロック，即ち第１及び第２Ｍ１，Ｍ２に分けられて，それぞれ合成樹脂によりインジェクション成形される。その際，第１ブロックＭ１には，取り付けフランジ部１，短管部４の一半部，タンク部５の一半部及び管路部６，６…の入口部が形成される。第２ブロックＭ２には，小フランジ部３，短管部４の他半部，タンク部５の他半部及び管路部６，６…の残りの主要部が形成される。そして両ブロックＭ１，Ｍ２は，それらの分割面Ｍ１ａ，Ｍ２ａで相互に振動溶着される。その際，第２ブロックＭ２の管路部６，６…は，それらの上端部が第１ブロックＭ１の取り付けフランジ部１に溶着されるのであるが，これら管路部６，６…は，前記締結ボルト２，２…の装着経路を避けて配置されている。

ところで，図７に示すように，取り付けフランジ部１とタンク部５とは，これらの一端部側に配置される短管部４を介して相互に連結されるので，タンク部５は，取り付けフランジ部１から大きくオーバハングすることになるので，第１ブロックＭ１において，短管部４と反対側で取り付けフランジ部１及びタンク部５間を連結する一対の架橋部１３が一体に形成される（図５，図７及び図９参照）。この架橋部１３は，その曲げ剛性を極力高めるべく，断面形状がコ字状になっている。而して，短管部４も取り付けフランジ部１及びタンク部５間の一端部同士を一体に連結する架橋部を兼ねることになる。

図４，図５及び図８に示すように，第２ブロックＭ２において，タンク部５の内壁には，第２吸気路１２，１２…の入口を一斉に開閉するバタフライ型の開閉弁Ｖが設置される。この開閉弁Ｖは，第２吸気路１２，１２…の入口に配置される共通の弁ケース１５を備える。この弁ケース１５は，アルミニューム等の軽合金を素材とした鋳造製であり，第２吸気路１２，１２…の入口に連なるように，第２吸気路１２，１２…の配列方向に一列に並ぶ四つの楕円状の弁孔１６，１６…を有しており，これら弁孔１６，１６…を横断するように配置される一本の弁軸１７が弁ケース１５に回転自在に支承される。したがって，弁ケース１５の端壁，並びに各弁孔１６，１６…間の隔壁には弁軸１７を支承する軸受孔１８，１８…が形成されている。

弁軸１７には，各弁孔１６，１６…において楕円状の複数の弁板１９，１９…がビス２３，２３により固着され，弁軸１７の往復回動により弁板１９，１９…が対応する弁孔１６，１６…を開閉するようになっている。こうして構成される開閉弁Ｖは，吸気マニフォルドＭとは別個に組み立てられるものである。

図４に明示するように，第２ブロックＭ２には，第２吸気路１２，１２…の配列方向に沿う両側に配置されて第２ブロックＭ２の内方に突出する一対の支持ボス２０，２０が一体に形成されており，各支持ボス２０，２０は，その中心部を貫通するボルト孔２０ａ，２０ａを有する。

一方，弁ケース１５の，弁軸１７の軸線方向に沿う長手方向両端部の一側面には，上記支持ボス２０，２０と端面同士を当接させる一対の連結ボス２１，２１が一体に形成され，各連結ボス２１，２１は，その中心部に前記ボルト孔２０ａ，２０ａと合致する袋状のねじ孔２１ａ，２１ａを有する。そして，第２ブロックＭ２の外方からボルト孔２０ａ，２０ａに挿通した締結ボルト２２，２２をねじ孔２１ａ，２１ａに螺合緊締することにより，弁ケース１５は第２ブロックＭ２の内壁に締結される。

図１０及び図１１に明示するように，弁ケース１５の両外側面には，弁軸１７の軸方向に延びて一対の連結ボス２１，２１間に亙る複数条の縦リブ２４，２４…と，これら縦リブ２４，２４…と交差する複数条の横リブ２５，２５…とが一体に形成され，これらリブ２４，２４…；２５，２５…によって，弁ケース１５の，一対の連結ボス２１，２１間での剛性が強化され，その剛性は，第２ブロックＭ２の，一対の支持ボス２０，２０間での剛性より大とされる。

再び図１及び図４において，第２ブロックＭ２の一端壁には，開閉弁Ｖの，タンク部５内への挿入を可能にする挿入口２７が開口しており，この挿入口２７を閉じる蓋体２８が複数のボルト２９，２９…で第２ブロックＭ２に締結される。蓋体２８は，弁軸１７の一端部に連結してそれを回転作動する，減速機構付きの電動モータ３０が付設される。

次に，この実施例の作用について説明する。

エンジンＥの低速運転時には，電動モータ３０により開閉弁Ｖが閉弁状態に保持される。即ち，弁板１９，１９…により弁孔１６，１６…を閉じて第２吸気路１２，１２…の入口を閉鎖する。その結果，エンジンＥの各気筒の吸気行程では，スロットルボディＴで流量を制御された空気は，導入路９を経てサージ室１０に流入すると，流路長が長い第１吸気路１１，１１…を通してエンジンＥに供給されることになる。したがって吸気マニフォルドＭの内部は低速運転に適応する低速吸気モードとなり，エンジンＥの低速出力性能を高めることができる。またエンジンＥの高速運転時には，電動モータ３０により開閉弁Ｖが開弁状態に切り換えられ，弁板１９，１９…により弁孔１６，１６…を開いて，第２吸気路１２，１２…を導通通態にする。その結果，エンジンＥの各気筒の吸気行程では，スロットルボディＴで流量を制御された空気は，導入路９を経てサージ室１０に流入すると，主として流路長が短い第２吸気路１２，１２…を通してエンジンＥに供給されることになる。したがって吸気マニフォルドＭの内部は高速運転に適応する高速吸気モードとなり，エンジンＥの高速出力性能を高めることができる。

このようなエンジン用吸気制御装置の組み立てに当たっては，吸気マニフォルドＭ及び開閉弁Ｖをそれぞれ別工程で組み立てた後，開閉弁Ｖを吸気マニフォルドＭの挿入口２７からタンク部５内に収め，吸気マニフォルドＭの外側から，支持ボス２０，２０のボルト孔２０ａ，２０ａに挿通した締結ボルト２２，２２を，弁ケース１５の連結ボス２１，２１のねじ孔２１ａ，２１ａに螺合緊締し，次いで蓋体２８を吸気マニフォルドＭに接合して挿入口を閉鎖すると共に，弁軸１７を蓋体２８上の電動モータ３０に連結して組み立てを完了する。このように，吸気マニフォルドＭ及び開閉弁Ｖの並行組み立てを行うことで，装置の組立性は著しく向上する。

しかも，弁ケース１５の締結ボルト２２，２２による吸気マニフォルドＭへの締結箇所は，弁ケース１５の両端部の二箇所であるから，これら締結箇所に邪魔されることなく四つの弁孔１６，１６…を相互に近接配置することが可能となり，弁ケース１５，延いては吸気マニフォルドＭのコンパクト化を図ることができる。

また弁ケース１５には，弁軸１７の軸方向に延びて一対の連結ボス２１，２１間に亙る複数条の縦リブ２４，２４…と，これら縦リブ２４，２４…と交差する複数条の横リブ２５，２５…とを一体に形成して，弁ケース１５の，一対の連結ボス２１，２１間での剛性を，吸気マニフォルドＭの，一対の支持ボス２０，２０間での剛性より大としてあるから，支持ボス２０，２０及び連結ボス２１，２１間の締結ボルト２２，２２による締結時，両ボス２０，２１の突き合わせ面の平行度等につき，多少の製作誤差があっても，締結力により吸気マニフォルドＭ側に歪みが生じることになり，したがって弁ケース１５には殆ど歪みが発生せず，軸受孔１８，１８…の変形や軸受孔１８，１８…相互の位置ずれを防ぐことができるので，弁軸１７と軸受孔１８，１８…の内周面との摩擦抵抗の増加が回避させ，電動モータ３０による弁軸１７のスムーズな回転作動を常に確保することができる。

またサージ室１０を形成するタンク部５は，エンジンＥのシリンダヘッドＥｈに複数の締結ボルト２，２…により締結される取り付けフランジ部１に対し，上記締結ボルト２，２…の装着経路を避けて取り付けフランジ部１の下方に配置されるので，このタンク部５に邪魔されることなく，取り付けフランジ部１をシリンダヘッドＥｈに容易に取り付けることができる。しかも取り付けフランジ部１及びタンク部５には，その両者２，５の両端部同士を連結する架橋部４，１３が一体に形成され，特に，一方の架橋部４は，スロットルボディＴからタンク部５内のサージ室１０に空気を導入するための導入路９を形成する高剛性の短管部４で構成されるので，取り付けフランジ部１のシリンダヘッドＥｈへの取り付け状態では，取り付けフランジ部１は，架橋部４，１３を介してタンク部５を強固に支持することができる。したがって，エンジンＥの運転中，タンク部５の振動をよく防いで，騒音の発生抑制すると共に，振動による各部の耐久性の低下を防ぐことができ，しかも短管部４が架橋部を兼ねることで構造の簡素化をもたらすことになる。

また他方の架橋部１３は，断面コ字状のものを一対並べて構成されるので，その剛性を短管部４の剛性と釣り合わせることができ，取り付けフランジ部１によるタンク部５の支持を一層強固なものとすることができる。

そして，このような短管部４及び架橋部１３は，断面積が比較的大きいため，吸気マニフォルドＭのインジェクション成形時には，溶融樹脂が取り付けフランジ部１から短管部４及び架橋部１３を通してタンク部５全体に流れ込むことになり，成形性を向上させることができる。

本発明は上記実施例に限定されるものではなく，その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。例えば，本発明は，上記４気筒以外の多気筒エンジン用にも適用することができる。

本発明の実施例に係る吸気制御装置をエンジンへの取り付け状態で示す側面図。 図１の２−２線断面図。 図１の３矢視図。 図１の４−４線断面図。 図２の５−５線断面図（低速吸気モードの吸気マニフォルド内部を示す。）。 高速吸気モードの吸気マニフォルド内部を示す，図５との対応図。 吸気マニフォルドの第１ブロックの内側面。 吸気マニフォルドの第２ブロックの内側面。 図７の９−９線断面図。 吸気マニフォルド内に設置されるバタフライ型開閉弁の底面図。 同開閉弁の側面図。

符号の説明

Ｅ・・・・・エンジン
Ｍ・・・・・吸気マニフォルド
１・・・・・取り付けフランジ部
４・・・・・短管部兼架橋部
５・・・・・タンク部
６・・・・・管路部
８・・・・・空気出口
９・・・・・導入路
１０・・・・サージ室
１３・・・・架橋部

Claims (2)

1. 多気筒エンジン（Ｅ）に複数の締結部材（２）により締結され，エンジン（Ｅ）の吸気ポートに連なる複数の空気出口（８）を有する取り付けフランジ部（１）と，前記締結部材（２）の装着経路を避けるように前記取り付けフランジ部（１）から離間して配置され，大気を導入するサージ室（１０）を有するタンク部（５）と，このタンク部（５）及び前記取り付けフランジ部（１）間に連結され，前記サージ室（１０）及び空気出口（８）間を連通する複数の吸気路（１１）を有する管路部（６）とからなり，前記取り付けフランジ部（１）及びタンク部（５）間に，その両端部同士を一体に連結する架橋部（４，１３）を設けた，合成樹脂製の吸気マニフォルドにおいて，
   前記取り付けフランジ部（１）及びタンク部（５）の一方の端部同士を一体に連結する一方の架橋部（４）を，大気を前記サージ室（１０）に導入する導入路（９）を有する短管部（４）で構成したことを特徴とする，合成樹脂製の吸気マニフォルド。
2. 請求項１記載の合成樹脂製の吸気マニフォルドにおいて，
   前記取り付けフランジ部（１）及びタンク部（５）の他方の端部同士を一体に連結する他方の架橋部（１３）を，断面コ字状に形成したことを特徴とする，合成樹脂製の吸気マニフォルド。
   

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