JP2007040142A - インテークマニホルド - Google Patents

Abstract

【課題】インテークマニホルド１１において、サージタンク２２を構成する壁部２４ａの内面を伝って落ちてくる水滴が吸気負圧取出し孔２７の内側開口を塞ぐように凍結する現象を回避できるような構造にするとともに、その構造を比較的簡単に製造可能なものとする。
【解決手段】壁部２４ａの内面の適宜位置に隆起して段違いとなる隆起部２８が設けられ、壁部２４ａの内面において隆起部２８以外の適宜位置に、水蒸気を含むガスを導入するためのガス導入孔２６が、また、隆起部２８に、サージタンク２２内の吸気負圧を外部に取り出すための吸気負圧取出し孔２７が、それぞれ設けられ、隆起部２８の立ち上げ面において吸気負圧取出し孔２７より上方に位置する領域に、隆起部２８上方の壁部２４ａの内面を伝って落ちてくる水分を受けるとともに吸気負圧取出し孔２７から遠ざける位置へ導く案内溝２９が設けられている。
【選択図】図４

Description

本発明は、例えば自動車等の車両に搭載される内燃機関等に用いられるインテークマニホルドに関する。

車載用エンジンには、燃焼室に空気を供給するためのインテークマニホルドが設けられている。このインテークマニホルドには、内燃機関の複数の吸気ポートに連通連結される複数の吸気通路と、この吸気通路の上流側に配置されるとともに外気の吸気経路が連通連結されるサージタンクとを一体化したものがある。

従来のインテークマニホルドには、例えばクランクケース内のブローバイガス、キャニスタからのパージエア、ＥＧＲガス（排気還流ガス）等といったミスト状の油分や水蒸気を含んだガスを導入するためのガス導入孔が設けられているとともに、サージタンク内の吸気負圧を例えばブレーキブースタ等に付与するための吸気負圧取出し孔が設けられている。

ところで、ガス導入孔から導入されるガスに混在する水蒸気を、前記吸気負圧取出し孔の内側開口に付着させにくくするために、ガス導入孔と吸気負圧取出し孔とを比較的離した場所に設置するのが好ましいが、インテークマニホルドの設置状況によっては前記のように設置することが困難な場合もある。

また、ガス導入孔から導入されるガスに混在する水蒸気は、サージタンクを構成する壁部内面に付着して水滴となることがあって、この水滴が壁部内面を伝って前記吸気負圧取出し孔の内側開口に付着すると、凍結して吸気負圧取出し孔の内側開口を塞ぐおそれがある。

このような点を考慮し、例えば特許文献１に示されるように、前記吸気負圧取出し孔の周りに邪魔板を設けたり、例えば特許文献２に示されるように、前記吸気負圧取出し孔の前方に隔壁部を設けたりすることによって、水滴を吸気負圧取出し孔の内側開口に付着させにくくすることが考えられている。
特開２００４−１２４８３１号公報 特開２００３−２５４１７８号公報

上記従来例では、サージタンクを構成する壁部内面に付着する水滴が吸気負圧取出し孔の内側開口に付着して凍結することを防止可能であると考えられるものの、邪魔板や隔壁部を比較的複雑な形状にしているために、型開きを行う際の作業性を考慮して成形金型を設計しなければならず、成形金型の設計が面倒で製造コストが嵩む等、改良の余地がある。

この他、金属製のインテークマニホルドの場合には、前記吸気負圧取出し孔に円筒形パイプを内側開口から突出させる状態で挿通し、水滴を前記円筒形パイプの内側突出端に付着させにくくすることも考えられるが、そもそも重量が重い関係より近年の技術動向に沿わないだけでなく、部品点数ならびに取付工程が増える等、コストが嵩むことが懸念される。

ちなみに、上述したようなインテークマニホルドを低コスト化ならびに軽量化の観点から樹脂で製造する場合には、前記のような円筒形パイプに相当する突出部を形成するにあたって、型開きを行う際の作業性を考慮して成形金型を設計する必要があり、きわめて面倒なものとなり、実用的でないと言える。

本発明は、内燃機関に用いるサージタンク付のインテークマニホルドにおいて、サージタンクを構成する壁部内面を伝って落ちてくる水滴が吸気負圧取出し孔の内側開口を塞ぐように凍結する現象を回避できるような構造とするとともに、その構造を比較的簡単に製造可能なものとすることを目的としている。

本発明は、内燃機関の吸気ポートに連通連結される吸気通路と、この吸気通路の上流側に配置されるとともに外気の吸気経路が連通連結されるサージタンクとを一体化してなるインテークマニホルドであって、前記サージタンクを構成する壁部内面の適宜位置に隆起して段違いとなる隆起部が設けられ、前記壁部内面において前記隆起部以外の適宜位置に、水蒸気を含むガスを導入するためのガス導入孔が、また、前記隆起部に、前記サージタンク内の吸気負圧を外部に取り出すための吸気負圧取出し孔が、それぞれ設けられ、前記隆起部の立ち上げ面において前記吸気負圧取出し孔より上方に位置する領域に、前記隆起部上方の内壁面を伝って落ちてくる水分を受けるとともに前記吸気負圧取出し孔から遠ざける位置へ導く案内溝が設けられていることを特徴としている。

この構成によれば、ガス導入孔が設けられる壁部の内面と吸気負圧取出し孔が設けられる隆起部とが段違いになっているから、前記壁部内面に付着している水滴が当該壁部内面を伝って落ちてきても、この水滴は隆起部の立ち上げ面に落ちるものの、吸気負圧取出し孔の内側開口には到達しにくくなる。しかも、隆起部の立ち上げ面に落ちてきた水滴は、当該立ち上げ面に設けてある案内溝によって隆起部の隆起方向先端側に向かわずに吸気負圧取出し孔から遠ざかる位置に流れるようになる。これらのことによって、吸気負圧取出し孔の内側開口が水分の凍結によって塞がれる現象を回避できるようになる。

しかも、前記壁部内面に段違いとなる隆起部を設けるだけであるから、仮にインテークマニホルドを樹脂成形で製造するような場合には、成形金型を型開きが容易となるような簡素な構造にすることが可能になり、成形金型の製造コストダウンが可能になる。

好ましくは、前記案内溝は、前記隆起部の立ち上げ面における隆起方向先端側に上向きに張り出す堰を設けることに伴い得られるものとすることができる。

この構成によれば、吸気負圧取出し孔の内側開口に水分を寄せ付けないようにするための構造が簡単になり、インテークマニホルドを樹脂成形により製造するような場合に一層有利となる。

好ましくは、前記インテークマニホルドは、アッパーケースとロアーケースとを組み合わせてなるツーピース構造とされ、この両ケースに前記吸気通路と前記サージタンクとが部分的に分配して設けられ、前記ロアーケース側のサージタンクを構成する一壁部に、前記ガス導入孔および吸気負圧取出し孔が並んで配置されたものとすることができる。

この構成は、ガス導入孔が吸気負圧取出し孔の比較的近くに配置される場合の例を特定しており、このような場合にも、上述したような段違い構造によって吸気負圧取出し孔の内側開口に水分を寄せ付けないようにできる。

好ましくは、前記吸気負圧取出し孔と前記ガス導入孔との間に、当該両孔を仕切る隔壁が設けられたものとすることができる。

この構成によれば、ガス導入孔から導入されたガスに含まれる水分が吸気負圧取出し孔に直接的に付着することを回避可能になる。

本発明に係るインテークマニホルドによれば、サージタンク内に存在する水分が吸気負圧取出し孔の内側開口を塞ぐように凍結する現象を回避することが可能になる。しかも、その構造を比較的簡単に製造できるようにしているから、インテークマニホルドを樹脂成形で製造するような場合には、成形金型を型開きが容易となるような簡素な構造にすることが可能になり、成形金型の製造コストダウンが可能になる等、製品価格の低減に貢献できる。

以下、本発明の一実施形態を図１から図６に示して説明する。この実施形態では、インテークマニホルドの使用対象となる内燃機関として例えば車載用の４気筒ガソリンエンジンを例に挙げている。但し、気筒数は限定されるものでなく、また、ディーゼルエンジンであってもよい。

まず、図１に基づいてインテークマニホルドの設置形態を簡単に説明する。図中、１はエンジン、２はシリンダブロック、３はシリンダヘッドである。

シリンダブロック２には、複数（ここでは四つ）のシリンダ４・・・が設けられ、各シリンダ４には、それぞれピストン５・・・が往復移動可能に挿入されている。各シリンダ４において各ピストン５の上端とシリンダヘッド３とで囲む空間が、それぞれ燃焼室６・・・となる。

シリンダヘッド３には、吸気ポート７および排気ポート８が各燃焼室６毎に対応して設けられている。吸気ポート７、排気ポート８における各内側開口（燃焼室６側）は、吸気バルブ９、排気バルブ１０で開閉されるようになっている。

各吸気ポート７には、インテークマニホルド１１が、また、各排気ポート８には、エキゾーストマニホールド１２がそれぞれ取り付けられる。インテークマニホルド１１には、図示していないが、吸気管、アクセルペダルの操作に基づいて開閉されるスロットルボディならびにエアクリーナ等からなる吸気系が取り付けられる。

ここで、本発明に係るインテークマニホルド１１の一実施形態の構成を詳しく説明する。

インテークマニホルド１１は、エンジン１の各吸気ポート７・・・に連通連結される複数（四つ）の吸気通路２１・・・と、この吸気通路２１の上流側に配置されるとともに上述した吸気系の吸気管を介してスロットルボディが連通連結されるサージタンク２２とを一体化した構造である。サージタンク２２は、所定容量の単一空間からなる。

この実施形態では、インテークマニホルド１１は、図２に示すように、アッパーケース２３とロアーケース２４とを組み合わせたツーピース構造になっており、この両ケース２３，２４に吸気通路２１・・・とサージタンク２２とが部分的に分配して設けられている。

なお、アッパーケース２３には、サージタンク２２に外部の空気を導入するための空気導入部２５とガス導入孔２６とが設けられている。

空気導入部２５には、上述した吸気系の吸気管（図示省略）を介してスロットルボディ（図示省略）およびエアクリーナ（図示省略）が取り付けられる。

また、ガス導入孔２６には、図示していないが例えばブローバイガス還流ホース、パージエアホース、排気還流ガスホース等が連通連結され、このガス導入孔２６からサージタンク２２内に例えばクランクケース内のブローバイガス、キャニスタからのパージエア、排気還流ガス等といったミスト状の油分や水蒸気を含んだガスが導入されるようになっている。

さらに、ロアーケース２４は、中空の半円柱形に形成されていて、その半円周部分の内周面に円周方向に沿った四つの吸気通路２１の上流部分が一体的に設けられている。

このロアーケース２４の略平行に対向する二つの側壁部のうちの一方側壁部（サージタンク２２を構成する一壁）２４ａには、厚み方向に貫通する吸気負圧取出し孔２７が設けられている。

この吸気負圧取出し孔２７には、図示していないが例えばブレーキホースを介してブレーキブースタが連通連結され、この吸気負圧取出し孔２７を通じてサージタンク２２と前記ブレーキブースタとが連通連結されるようになっている。

このようなガス導入孔２６と吸気負圧取出し孔２７との位置関係であるが、ガス導入孔２６が設けられるアッパーケース２３の一方側壁部２３ａと、吸気負圧取出し孔２７が設けられるロアーケース２４の一方側壁部２４ａとが一枚に連なるように組み合わされるために、両孔２６，２７が比較的離れているものの、並んだ状態で設けられるようになっている。

このような位置関係の場合、ガス導入孔２６の内側開口と吸気負圧取出し孔２７の内側開口とが面一になっていると、従来例で説明したような不具合が生じるので、以下においてこの実施形態の特徴構成を詳しく説明する。

まず、ロアーケース２４においてサージタンク２２を構成する一方側壁部２４ａの内面の適宜位置に、隆起して段違いとなる隆起部２８が設けられており、この隆起部２８に、吸気負圧取出し孔２７が開口するように設けられている。この隆起部２８は、図４に示すように、壁面視で帯状に形成されており、その上端側が半円形状に形成されている。

その一方で、ガス導入孔２６は、アッパーケース２３においてサージタンク２２を構成する一方側壁部２３ａの内面に設けられているのであるが、この一方側壁部２３ａが上述したロアーケース２４の一方側壁部２４ａの内面と面一になっているために、隆起部２８とは段違いになっている。

このため、ガス導入孔２６の内側開口と吸気負圧取出し孔２７の内側開口とが、段違いとされるようになっている。

しかも、隆起部２８の立ち上げ面において吸気負圧取出し孔２７より上方に位置する領域には、案内溝２９が設けられている。

この案内溝２９は、隆起部２８上方に位置するロアーケース２４の一方側壁部２４ａの内面に付着して当該内面を伝って落ちてくる水分を受けるとともに吸気負圧取出し孔２７から遠ざける位置へ導くものであり、この実施形態では隆起部２８の立ち上げ面における隆起方向先端側に上向きに張り出す堰３０を設けることに伴い得られるものとされている。

具体的に、図４に示すように、隆起部２８の上端が半円形状になっているので、隆起部２８の立ち上げ面についても半円筒形になっており、この立ち上げ面に沿って堰３０が設けられている。そのため、案内溝２９は、逆さＵ字形に屈曲したようになっており、この案内溝２９に落下してきた水分は両端側へ自重にて流れるようになる。

なお、堰３０は、図示例において、隆起部２８の立ち上げ面における隆起方向先端縁に設けているが、この先端縁より隆起部２８付け根側に入り込んだ位置に設けてもよい。

次に、上述したエンジン１では、エンジン１を始動すると、外部の空気が、不図示のエアクリーナおよび吸気管を経て空気導入部２５からインテークマニホルド１１のサージタンク２２内に導入され、吸気通路２１を経てシリンダヘッド３の吸気ポート７から燃焼室６内に導入される。

このような過程で、サージタンク２２内には、ガス導入孔２６から例えばクランクケース（図示省略）内のブローバイガス、キャニスタ（図示省略）からのパージエア、ＥＧＲガス（排気還流ガス）等といったミスト状の油分や水蒸気を含んだガスが導入されるのであるが、これらのガスに含まれる水蒸気は、サージタンク２２を構成するアッパーケース２３やロアーケース２４の内面に付着して水滴となることがある。

特に、アッパーケース２３の一方側壁部２３ａの内面やロアーケース２４の一方側壁部２４ａの内面に付着する水滴についての挙動を説明する。

つまり、これらの水滴が該内面を伝って落ちてきた場合、ガス導入孔２６が設けられる一方側壁部２４ａの内面と吸気負圧取出し孔２７が設けられる隆起部２８とが段違いになっている関係より、前記水滴は隆起部２８の立ち上げ面における案内溝２９で受け止められることになって、吸気負圧取出し孔２７の内側開口には到達しなくなる。

しかも、案内溝２９によって受け止められた水滴は、図５の矢印Ｘで示すように、隆起部２８の隆起方向先端側に向かわずに吸気負圧取出し孔２７から遠ざかる位置へ向けて自重によって流れるようになる。

これらのことによって、吸気負圧取出し孔２７の内側開口が水分の凍結によって塞がれる現象を回避できるようになる。

以上説明したように、本実施の形態によれば、アッパーケース２３の一方側壁部２３ａの内面やロアーケース２４の一方側壁部２４ａの内面に付着している水滴が、当該内面を伝って落ちてきても、この水滴が吸気負圧取出し孔２７の内側開口で凍結する現象を回避できるようになっている。そのため、サージタンク２２内の吸気負圧を吸気負圧取出し孔２７から確実に取り出すことができるので、例えばブレーキブースタの動作安定化を確保することが可能になる。

しかも、一方側壁部２４ａの内面に段違いとなる隆起部２８や堰３０を設けるだけであるから、仮にインテークマニホルド１１を樹脂成形で製造するような場合には、成形金型を型開きが容易となるような簡素な構造にすることが可能になり、成形金型の製造コストダウンが可能になる。

ちなみに、ロアーケース２４は、図示していないが、凹状の受け金型と凸状の押し金型とで形成するが、これらの金型内に設けられる直線形状的な隆起部２８や堰３０を得るための転写パターンと、当該両金型の着脱方向とを平行にするように設計すれば型開きが無理なく行えるようになる。

以下、本発明の他の実施形態を説明する。

（１）上記インテークマニホルド１１の吸気通路２１の数はエンジン１の気筒数と同数であればよく、使用対象となるエンジン１の気筒数に応じて適宜設定される。

（２）図７から図１１に本発明の他の実施形態を示している。この実施形態のインテークマニホルド１１は、ロアーケース２４の略平行に対向する二つの側壁部のうちの一方側壁部（サージタンク２２を構成する一壁）２４ａに、厚み方向に貫通するガス導入孔２６と吸気負圧取出し孔２７とを所定間隔離隔して隣り合わせに並ぶように設けており、吸気負圧取出し孔２７とガス導入孔２６との間に、両孔２６，２７を仕切る隔壁３１を設けている。

この実施形態において、その他の構成は上述した実施形態と同様であるので、その説明を割愛する。

このように、ガス導入孔２６と吸気負圧取出し孔２７とを隣り合わせに近接して設けている場合でも、ガス導入孔２６から導入されたガスに含まれる水分が吸気負圧取出し孔２７に直接的に付着することを回避可能になる。しかも、隔壁３１は、真っ直ぐに張り出しただけの形状であるから、インテークマニホルド１１を樹脂成形で製造するような場合には、成形金型を型開きが容易となるような簡素な構造にすることが可能になり、成形金型の製造コストダウンが可能になる等、製品価格の低減に貢献できる。

本発明に係るインテークマニホルドの一実施形態の設置状態を示す断面図である。 図１のインテークマニホルドの外観を示す斜視図である。 図２のインテークマニホルドを反対側から見て分解した斜視図である。 図１のインテークマニホルド内の要部を拡大して示す斜視図である。 図４の隆起部を正面から見た図である。 図５の（６）−（６）線断面の矢視図である。 本発明に係るインテークマニホルドの他の実施形態の外観を示す斜視図である。 図７のインテークマニホルドを反対側から見て分解した斜視図である。 図７のインテークマニホルド内の要部を拡大して示す斜視図である。 図９の隆起部を正面から見た図である。 図１０の（１１）−（１１）線断面の矢視図である。

符号の説明

１ エンジン
６ 燃焼室
７ 吸気ポート
１１ インテークマニホルド
２１ 吸気通路
２２ サージタンク
２３ アッパーケース
２３ａ アッパーケースの一方側壁部
２４ ロアーケース
２４ａ ロアーケースの一方側壁部
２６ ガス導入孔
２７ 吸気負圧取出し孔
２８ 隆起部
２９ 案内溝
３０ 堰

Claims (4)

1. 内燃機関の吸気ポートに連通連結される吸気通路と、この吸気通路の上流側に配置されるとともに外気の吸気経路が連通連結されるサージタンクとを一体化してなるインテークマニホルドであって、
   前記サージタンクを構成する壁部内面の適宜位置に隆起して段違いとなる隆起部が設けられ、
   前記壁部内面において前記隆起部以外の適宜位置に、水蒸気を含むガスを導入するためのガス導入孔が、また、前記隆起部に、前記サージタンク内の吸気負圧を外部に取り出すための吸気負圧取出し孔が、それぞれ設けられ、
   前記隆起部の立ち上げ面において前記吸気負圧取出し孔より上方に位置する領域に、前記隆起部上方の壁部内面を伝って落ちてくる水分を受けるとともに前記吸気負圧取出し孔から遠ざける位置へ導く案内溝が設けられていることを特徴とするインテークマニホルド。
2. 前記案内溝は、前記隆起部の立ち上げ面における隆起方向先端側に上向きに張り出す堰を設けることに伴い得られるものであることを特徴とする請求項１に記載のインテークマニホルド。
3. アッパーケースとロアーケースとを組み合わせてなるツーピース構造とされ、この両ケースに前記吸気通路と前記サージタンクとが部分的に分配して設けられ、
   前記ロアーケース側のサージタンクを構成する一壁部に、前記ガス導入孔および吸気負圧取出し孔が並んで配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載のインテークマニホルド。
4. 前記吸気負圧取出し孔と前記ガス導入孔との間に、当該両孔を仕切る隔壁が設けられていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のインテークマニホルド。

Images