JP2008274912A - 吸気装置 - Google Patents

Abstract

【課題】吸気装置１において、マニホールド本体２の近傍に大空間を確保できなくても、負圧タンク４とマニホールド本体２とを一体に成形することで部品点数を削減する。
【解決手段】吸気装置１は、負圧アクチュエータ５に供給される負圧を蓄圧する負圧タンク４が左側、右側タンク２６、２７に分割され、左側、右側タンク２６、２７は連通路２８により圧力が均等化されている（連通路２８は、マニホールド本体２の壁部の内で最も耐圧強度が弱い一端壁部３３の溶着部に設けられる）。これにより、マニホールド本体２の近傍にまとまった大空間を確保できなくても、負圧タンク４をマニホールド本体２の左右に小容量の左側、右側タンク２６、２７として分割することで、負圧タンク４とマニホールド本体２とを一体に成形することが可能になる。このため、負圧タンク４とマニホールド本体２とを一体に成形することで部品点数を削減することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、エンジンに吸気を供給する吸気装置に関する。

従来から、上記の吸気装置は、エンジンの運転状態に応じた吸気を供給するため、マニホールド本体の内部に弁体を備え、この弁体によりマニホールド本体の内部で流路切替を行っている。

そして、この弁体は、吸気によりマニホールド本体の内部に生じる負圧を駆動源として回動する。すなわち、吸気装置は、吸気により生じる負圧を蓄圧する負圧タンクをマニホールド本体とは別に備える。そして、負圧タンクに蓄圧された負圧により弁体のアクチュエータが作動して駆動力を発生するとともに、このアクチュエータの駆動力により弁体が回動して流路切替が行われる。

ところで、このように流路切替が行われる吸気装置では、負圧タンクをマニホールド本体に近接配置し、負圧タンクとマニホールド本体とを一体に成形することで部品点数の削減が図られている（例えば、特許文献１参照）。しかし、マニホールド本体の近傍に負圧タンクを近接配置するための空間が確保できない場合、空間が確保できる位置まで負圧タンクをマニホールド本体から離間しなければならないので、負圧タンクとマニホールド本体との一体成形が困難になる。

このため、負圧タンクとマニホールド本体と別体化せざるを得ず、負圧タンクとマニホールド本体とを一体に成形することにより部品点数を削減することは極めて困難である。
特開２００５−１１３９１１号公報

本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、吸気装置において、マニホールド本体の近傍に充分な空間を確保できなくても、負圧タンクとマニホールド本体とを一体に成形することにより部品点数を削減できるようにすることにある。

〔請求項１の手段〕
請求項１に記載の吸気装置は、エンジンのシリンダヘッドに接続され、シリンダに吸気を分配するマニホールド本体と、少なくともマニホールド本体の左右に分割されて形成され、マニホールド本体の内部に生じる負圧を蓄圧する複数の負圧タンクと、複数の負圧タンクに蓄圧された負圧により作動する負圧アクチュエータと、複数の負圧タンクの内で、マニホールド本体の左側に形成される左側タンクとマニホールド本体の右側に形成される右側タンクとを連通する連通路とを備える。

また、マニホールド本体は、複数のパーツを積み重ねるとともに隣り合う２つのパーツ同士を溶着することで設けられ、連通路は、パーツ同士の溶着部に設けられる。そして、連通路が設けられる溶着部は、パーツ同士の溶着により形成されるマニホールド本体の壁部の内で最も耐圧強度が弱い壁部に含まれている。

これにより、マニホールド本体の近傍にまとまった大空間を確保できなくても、マニホールド本体の左右に小空間を確保することで、左右に分割された小容量の負圧タンクとマニホールド本体とを一体に成形することが可能になる。このため、負圧タンクとマニホールド本体とを一体に成形することにより部品点数を削減することができる。

さらに、連通路をパーツ同士の溶着部に設け、連通路が設けられる溶着部をマニホールド本体の壁部の内で最も耐圧強度が弱い壁部に含めることで、吸気装置全体の耐圧性を高めることができる。

ここで、パーツ同士の溶着部とは、マニホールド本体や負圧タンクの壁部の一部分であって、一方のパーツの溶着片と他方のパーツの溶着片とを当接させて溶融接合することで形成される接合界面を含む部分である。そして、パーツ同士の溶着部に連通路を設ける場合、両方のパーツにそれぞれ少なくとも２本の溶着片を設けておき、一方のパーツの２本の溶着片と、他方のパーツの２本の溶着片とを当接させて溶融接合し、２箇所の溶融接合により形成される空洞を連通路とする。

このように、連通路が設けられる溶着部では２箇所で溶融接合が行われるのに対し、連通路が設けられない溶着部では１箇所のみで溶融接合が行われる。これにより、連通路が設けられる溶着部は、連通路が設けられない溶着部よりも接合界面の面積（接合面積）が広くなり接合強度が高くなる。このため、連通路が設けられる溶着部をマニホールド本体の壁部の内で最も耐圧強度が弱い壁部に含めることで、吸気装置全体の耐圧性を高めることができる。

さらに、連通路が設けられる溶着部をマニホールド本体の壁部の内で最も耐圧強度が弱い壁部に含めることで、吸気装置全体の耐圧性を容易に操作することができる。すなわち、吸気装置全体の耐圧性は、マニホールド本体の壁部の内で最も耐圧強度が弱い壁部の耐圧性により定まる。そこで、連通路が設けられる溶着部をマニホールド本体の壁部の内で最も耐圧強度が弱い壁部に含めれば、連通路が設けられる溶着部においてのみ接合面積を可変することで、吸気装置全体の耐圧性を容易に操作できる。

〔請求項２の手段〕
請求項２に記載の吸気装置によれば、最も耐圧強度が弱い壁部は、マニホールド本体の軸方向端部である。
マニホールド本体の軸方向端部は、広い面積でマニホールド本体内外の圧力を受けるため耐圧強度が弱い。よって、このように受圧面積が広い壁部に、連通路が設けられる溶着部を含めることで、確実に吸気装置全体の耐圧性を高めることができる。

〔請求項３の手段〕
請求項３に記載の吸気装置によれば、エンジンは、軸方向に隣り合うシリンダが交互に左右に振り分けられて設けられるＶ型である。
Ｖ型のエンジンに吸気装置を装着する場合、負圧タンクをマニホールド本体に近接配置するためのまとまった空間の確保が特に困難である。このため、Ｖ型のエンジン用の吸気装置に請求項１または請求項２の構成を適用すれば、負圧タンクとマニホールド本体とを一体に成形することにより部品点数を削減する効果を極めて顕著に得ることができる。

最良の形態の吸気装置は、エンジンのシリンダヘッドに接続され、シリンダに吸気を分配するマニホールド本体と、少なくともマニホールド本体の左右に分割されて形成され、マニホールド本体の内部に生じる負圧を蓄圧する複数の負圧タンクと、複数の負圧タンクに蓄圧された負圧により作動する負圧アクチュエータと、複数の負圧タンクの内で、マニホールド本体の左側に形成される左側タンクとマニホールド本体の右側に形成される右側タンクとを連通する連通路とを備える。

また、マニホールド本体は、複数のパーツを積み重ねるとともに隣り合う２つのパーツ同士を溶着することで設けられ、連通路は、パーツ同士の溶着部に設けられる。そして、連通路が設けられる溶着部は、パーツ同士の溶着により形成されるマニホールド本体の壁部の内で最も耐圧強度が弱い壁部に含まれている。
さらに、最も耐圧強度が弱い壁部は、マニホールド本体の軸方向端部であり、エンジンは、軸方向に隣り合うシリンダが交互に左右に振り分けられて設けられるＶ型である。

〔実施例１の構成〕
実施例１の吸気装置１の構成を、図１ないし図４を用いて説明する。
吸気装置１は、エンジン（図示せず）に吸気を供給するものであり、例えば、軸方向に隣り合う８つのシリンダ（図示せず）が交互に左右に振り分けられて設けられるＶ型８気筒のエンジンに装着される。また、吸気装置１は、エンジンの運転状態に応じた吸気を供給するため、マニホールド本体２の内部に弁体３を備え、吸気により生じる負圧を利用して弁体３を駆動することでマニホールド本体２の内部の流路切替を行う。

すなわち、この吸気装置１は、エンジンのシリンダヘッド（図示せず）に接続され、シリンダに吸気を分配するマニホールド本体２と、マニホールド本体２の内部に配されて回動する弁体３と、吸気により生じる負圧を蓄圧する負圧タンク４と、負圧タンク４に蓄圧された負圧により作動して弁体３を回動するための駆動力を発生する負圧アクチュエータ５とを備える。

マニホールド本体２は、熱可塑性樹脂を素材とする４つのパーツ８〜１１を積み重ねるとともに隣り合うパーツ８とパーツ９、パーツ９とパーツ１０、およびパーツ１０とパーツ１１とを溶着することで設けられる。このマニホールド本体２には外周に沿うようにシリンダへの吸気ポート１３が設けられ、吸気ポート１３の下流端をなすシリンダヘッドへの接続端１４は、交互に左右に振り分けられている。

また、吸気ポート１３の上流端は２箇所でサージタンク１５に開口し、一方の上流端（以下、開口端１６とする）はサージタンク１５の下部に開口し、他方の上流端（以下、開口端１７とする）はサージタンク１５の上部に開口する。なお、開口端１６、１７も交互に左右に振り分けられている（以下の説明では、接続端１４が左に振り分けられた４つの吸気ポート１３を左側ポート１８とし、接続端１４が右に振り分けられた４つの吸気ポート１３を右側ポート１９とする）。

また、マニホールド本体２は、軸方向の一端側に負圧アクチュエータ５が装着されるとともに、他端側にスロットル接続部２２が設けられている。そして、スロットル接続部２２からサージタンク１５に吸入された吸気は、開口端１６、１７のいずれか一方から左側、右側ポート１８、１９に吸入され、接続端１４からシリンダに吸入される。

弁体３は、左側、右側ポート１８、１９の各々４つずつの開口端１７をサージタンク１５に対して開閉するように、左右に４個ずつ振り分けられて配される。また、左右４個ずつの弁体３に、各々、１本の回動軸２３が配され、この左右の回動軸２３が負圧アクチュエータ５から駆動力を与えられて回動することで弁体３が回動し、開口端１７が開閉される。

そして、開口端１７が閉鎖されると、サージタンク１５の吸気は、開口端１６のみから左側、右側ポート１８、１９に吸入されてシリンダに供給される。また、開口端１７が開放されると、サージタンク１５の吸気は、主に開口端１７から左側、右側ポート１８、１９に吸入されてシリンダに供給される。すなわち、開口端１７が開放されると、吸気は、左側、右側ポート１８、１９を大幅にバイパスしてシリンダに供給される。

負圧タンク４は、マニホールド本体２の形成と同時に４つのパーツ８〜１１を積み重ねて溶着することで設けられ、マニホールド本体２と一体のインテークマニホールドとして設けられる。そして、負圧タンク４への負圧の蓄圧は、サージタンク１５と負圧タンク４との間を開閉する逆止弁２４を介して行われる。すなわち、逆止弁２４は、サージタンク１５に負圧が生じたときにのみ開弁するように組み込まれ、開弁してサージタンク１５の負圧を負圧タンク４に蓄圧させる。

また、負圧タンク４は、マニホールド本体２の左右に分割されて形成され、マニホールド本体２の左側に形成される左側タンク２６とマニホールド本体２の右側に形成される右側タンク２７とは、後記する連通路２８により連通している（なお、図１および図２では、左側、右側タンク２６、２７および連通路２８をハッチングにより明示した）。

ここで、左側タンク２６は、図１に示すように、軸方向に隣り合う右側ポート１９の間に生じる３つの小空間を、左側、右側ポート１８、１９の左側外周に生じる空間で連結するように設けられている。また、右側タンク２７は、軸方向に隣り合う左側ポート１８の間に生じる３つの小空間および最も一端側に設けられる左側ポート１８の一端側に生じる１つの小空間（すなわち、合わせて４つの小空間）を、左側、右側ポート１８、１９の右側外周に生じる空間で連結するように設けられている。

負圧アクチュエータ５は、ダイヤフラム（図示せず）の弾性変形により、所定のリンク機構３０を介して弁体３の回動軸２３を駆動するものである。すなわち、負圧アクチュエータ５は、ダイヤフラムにより圧力室（図示せず）を形成し、圧力室には電磁三方弁３１の動作に応じて負圧タンク４の負圧または大気圧が選択的に供給される。そして、圧力室の圧力に応じてダイヤフラムが弾性変形して、弁体３の回動軸２３が回動し開口端１７が開閉される。

連通路２８は、左側タンク２６と右側タンク２７とを連通するものであり、左側、右側タンク２６、２７の圧力を均等にする機能を有する。連通路２８は、パーツ１０とパーツ１１との溶着部に設けられている。ここで、溶着部とは、マニホールド本体２や負圧タンク４の壁部の一部分であって、例えば、パーツ１０とパーツ１１との溶着部の場合、パーツ１０の溶着片とパーツ１１の溶着片とを当接させて溶融接合することで形成される接合界面を含む部分である。なお、溶着片同士の溶融接合は、例えば、振動溶着により行われる。

そして、連通路２８は、マニホールド本体２の軸方向一端側の壁部（以下、一端壁部３３とする）に設けられている。すなわち、パーツ１０、１１の溶着片の内で軸方向一端側に設けられるもの（つまり、一端壁部３３の形成に用いられる溶着片）は、図５、図６に示すように部分的に２列に平行して設けられている（以下、パーツ１０、１１の軸方向一端側で２列に平行して設けられた溶着片を２列平行片３４と呼ぶ）。そして、パーツ１０の２列平行片３４とパーツ１１の２列平行片３４とを当接させて溶融接合し、２列の溶融接合により形成される空洞を連通路２８とする（図７参照）。

〔実施例１の効果〕
実施例１の吸気装置１は、負圧アクチュエータ５に供給される負圧を蓄圧する負圧タンク４が左側、右側タンク２６、２７に分割され、左側、右側タンク２６、２７は連通路２８により圧力が均等化されている。そして、連通路２８は、マニホールド本体２の壁部の内で最も耐圧強度が弱い一端壁部３３の溶着部において、パーツ１０、１１の２列平行片３４を当接させて溶融接合することで設けられる。
これにより、マニホールド本体２の近傍にまとまった大空間を確保できなくても、負圧タンク４をマニホールド本体２の左右に小容量の左側、右側タンク２６、２７として分割することで、負圧タンク４とマニホールド本体２とを一体に成形することが可能になる。このため、負圧タンク４とマニホールド本体２とを一体に成形することにより部品点数を削減することができる。

さらに、連通路２８をマニホールド本体２の壁部の内で最も耐圧強度が弱い一端壁部３３に設けることで、吸気装置１全体の耐圧性を高めることができる。
すなわち、連通路２８が設けられる溶着部は、２列平行片３４同士が溶融接合しているため、１列に溶融接合される溶着部（つまり、連通路２８が設けられない溶着部）よりも接合面積が広くなり接合強度が高くなる。このため、マニホールド本体２の壁部の内で最も耐圧強度が弱い一端壁部３３の溶着部に連通路２８を設けることで、吸気装置１全体の耐圧性を高めることができる。

さらに、最も耐圧強度が弱い一端壁部３３の溶着部に連通路２８を設けることで、吸気装置１全体の耐圧性を容易に操作することができる。すなわち、吸気装置１全体の耐圧性は、マニホールド本体２の壁部の内で最も耐圧強度が弱い一端壁部３３の耐圧性により定まる。そこで、一端壁部３３の溶着部に連通路２８を設ければ、連通路２８をなす２列平行片３４同士の接合面積を可変することで、吸気装置１全体の耐圧性を容易に操作できる。

また、吸気装置１により吸気が供給されるエンジンは、Ｖ型エンジンである。
Ｖ型エンジンの場合、負圧タンク４をマニホールド本体２に近接配置するためのまとまった空間の確保が特に困難である。このため、Ｖ型エンジンへの吸気の供給に吸気装置１を適用すれば、負圧タンク４とマニホールド本体２とを一体に成形することにより部品点数を削減する効果を極めて顕著に得ることができる。

〔変形例〕
実施例１の吸気装置１は、Ｖ型エンジンに吸気を供給するものであったが、水平対向型エンジンに吸気装置１を装着することもできる。

吸気装置の平面図である。 吸気装置の正面図である。 図１のＡ−Ａ断面図である。 図１のＢ−Ｂ断面図である。 連通路を形成する上側のパーツの下面図である。 連通路を形成する下側のパーツの平面図である。 （ａ）は図１のＣ−Ｃ断面の一端側の部分断面図であり、（ｂ）は（ａ）の一部を拡大して示す拡大図である。

符号の説明

１ 吸気装置
２ マニホールド本体
４ 負圧タンク
５ 負圧アクチュエータ
８〜１１ パーツ
２６ 左側タンク
２７ 右側タンク
２８ 連通路
３３ 一端壁部（マニホールド本体の軸方向端部）

Claims (3)

1. エンジンのシリンダヘッドに接続され、シリンダに吸気を分配するマニホールド本体と、
   少なくとも前記マニホールド本体の左右に分割されて形成され、前記マニホールド本体の内部に生じる負圧を蓄圧する複数の負圧タンクと、
   前記複数の負圧タンクに蓄圧された負圧により作動する負圧アクチュエータと、
   前記複数の負圧タンクの内で、前記マニホールド本体の左側に形成される左側タンクと、前記マニホールド本体の右側に形成される右側タンクとを連通する連通路とを備え、
   前記マニホールド本体は、複数のパーツを積み重ねるとともに隣り合う２つの前記パーツ同士を溶着することで設けられ、
   前記連通路は、前記パーツ同士の溶着部に設けられ、
   前記連通路が設けられる前記溶着部は、前記パーツ同士の溶着により形成される前記マニホールド本体の壁部の内で最も耐圧強度が弱い壁部に含まれていることを特徴とする吸気装置。
2. 請求項１に記載の吸気装置において、
   前記最も耐圧強度が弱い壁部は、前記マニホールド本体の軸方向端部であることを特徴とする吸気装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の吸気装置において、
   前記エンジンは、軸方向に隣り合うシリンダが交互に左右に振り分けられて設けられるＶ型であることを特徴とする吸気装置。

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