JP2011220299A - インテークマニホールド - Google Patents

Abstract

【課題】水の凍結による閉塞を防ぎ、且つ成形型の型抜きの制約を受けずにガスをサージタンクの中央部へ導くことのできるインテークマニホールドを提供する。
【解決手段】インテークマニホールド１は、端部に設けられたガス導入管８と、内部に形成されて、ガス導入管８内から導かれたガスをサージタンク２の中央部に導く独立小部屋９と、「サージタンク２の中央部」と「独立小部屋９の内部」を連通する排出口１０とを備える。ガス導入管８は、内外を連通するものであり、短く設けることができる。このため、ガス導入管８に水がとどまり難くなり、凍結で閉塞されなくなる。また、独立小部屋９は、通路断面積を大きくでき、凍結で閉塞されなくなる。さらに、ガスをサージタンク２の中央部へ導く独立小部屋９は、第１部材と第２部材５を接合して形成されるため、型抜きの制約を受けずに形成することができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、サージタンクの内部にＥＧＲガスあるいはブローバイガスを戻すインテークマニホールドに関する。

（従来技術）
サージタンクの内部にＥＧＲガスあるいはブローバイガスを戻すインテークマニホールドとして、特許文献１に示す技術が知られている。
この特許文献１の技術を、図４を参照して説明する。なお、後述する［発明を実施するための形態］および［実施例］と同一符号は、同一機能物を示すものである。
インテークマニホールドの下部には、サージタンク２が設けられており、このサージタンク２を構成する２つの部材Ｊ１、Ｊ２のうちの一方の部材Ｊ１には、インテークマニホールドの外部よりサージタンク２の内部へＥＧＲガスあるいはブローバイガスを導くガス導入管８が一体成形されている。

このガス導入管８は、エンジンに戻されるＥＧＲガスあるいはブローバイガスが、各気筒に偏りなく供給されるように、サージタンク２の中央部まで伸びて設けられている。
即ち、ガス導入管８は、図４に示すように、外部からサージタンク２の中央部まで伸びて長く設けられている。

一方、ガス導入管８は、上述したように、サージタンク２を成す部材Ｊ１と一体成形されるものであるため、成形型の型抜きのために、少なくともガス導入管８の内径はテーパ形状に設けられる。
ここで、ガス導入管８は、長く設けられるものであるため、長い範囲に亘ってテーパが設けられることになり、結果的にガス導入管８の内径寸法が小さくなってしまう。

このように、従来のガス導入管８は、「長く」、且つ「細い」ものであった。
このため、ＥＧＲガスあるいはブローバイガスに含まれる水分が、ガス導入管８の内部でとどまりやすくなる。そのため、冬期等の寒冷地では、ガス導入管８の内部でとどまった水が凍結し、ガス導入管８が閉塞する懸念があり、ＥＧＲガスあるいはブローバイガスがエンジンに戻されなくなる可能性がある。

他の問題点として、ガス導入管８は、サージタンク２を成す部材Ｊ１と一体成形されるものであるため、「ガス導入管８が伸びる方向」は「成形型の型抜き方向」に限定されてしまい、ガス導入管８を設けるための自由度が小さい。
このため、車両搭載上の制約に対し、ＥＧＲガスあるいはブローバイガスの分配調整の自由度が低くなる可能性があった。

具体的な一例を示すと、車両搭載上の制約により、図４とは異なり、部材Ｊ１の「型抜き方向（図４の上下方向）」に対して「垂直方向（図４の左右方向）へ長く伸びるガス導入管８」が要求されても、従来の技術では部材Ｊ１の「型抜き方向」に対して「垂直方向へ長く伸びるガス導入管８」を設けることは困難である。
その結果、型抜きの制約からガス導入管８の長さが短くなり、サージタンク２の中央部へＥＧＲガスあるいはブローバイガスを導くことができなくなってしまう。

特開２００６−２０７４６９号公報

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、水の凍結による閉塞を防ぎ、且つ成形型の型抜きの制約を受けずにサージタンクの中央部へＥＧＲガスあるいはブローバイガスを導くことのできるインテークマニホールドの提供にある。

〔請求項１の手段〕
請求項１の手段のインテークマニホールドは、このインテークマニホールドを成す複数の部材を接合して形成される独立小部屋によって、インテークマニホールドの端部からサージタンクの中央部へＥＧＲガスあるいはブローバイガスを導くものである。
このため、ガス導入管は、インテークマニホールドの外部と、独立小部屋の内部とを連通すればよく、ガス導入管を短く設けることができる。

（第１の効果）
このように、ガス導入管を短く設けることができるため、ガス導入管の内部に水がとどまり難くなり、ガス導入管が水の凍結で閉塞される不具合が生じない。
また、独立小部屋は、インテークマニホールドを成す複数の部材を接合して形成されるものであるため、独立小部屋の通路断面積を容易に大きくすることができる。このため、独立小部屋が水の凍結で閉塞される不具合を回避することができる。
即ち、外部からサージタンクの中央部へＥＧＲガスあるいはブローバイガスを導くために設けられるガス導入管と独立小部屋の両方において水の凍結による閉塞が回避されるため、水の凍結によってＥＧＲガスあるいはブローバイガスがエンジンに戻されなくなる不具合を防ぐことができる。

（第２の効果）
従来技術と異なり、ガス導入管を短く設けることができるため、成形型の型抜きの制約を受けずにガス導入管を形成することができる。
また、独立小部屋もインテークマニホールドを成す複数の部材を接合して形成されるものであるため、成形型の型抜きの制約を受けずに独立小部屋を形成することができる。
これにより、成形型の型抜きの制約を受けずにサージタンクの中央部へＥＧＲガスあるいはブローバイガスを導くことができ、ＥＧＲガスあるいはブローバイガスの分配調整の自由度を高めることができる。

〔請求項２の手段〕
請求項２の手段のインテークマニホールドにおける独立小部屋は、型抜きのために形成される型抜きテーパを利用して、独立小部屋の内部の水を、排出口へ導くものである。
このように、独立小部屋の内部の水が、型抜きテーパを利用して排出口から排出されるため、独立小部屋の内部に水が溜まることがなく、独立小部屋の内部で水が凍結するのを確実に防ぐことができる。

〔請求項３の手段〕
請求項３の手段のインテークマニホールドは、排出口とは別に、１つあるいは複数のサブ排出口を独立小部屋に設けるものであり、排出口の開口面積より、サブ排出口の開口面積が小さく設けられる。
このように、排出口とは別に、サブ排出口を設けることにより、サージタンクの広い範囲にＥＧＲガスあるいはブローバイガスを排出することができ、サージタンクにおけるＥＧＲガスあるいはブローバイガスの混合性を高めることができる。

〔請求項４の手段〕
請求項４の手段のインテークマニホールドを成す複数の部材は、樹脂製であり、振動溶着により接合されるものである。

第１部材と第２部材の接合部分で分離した状態のインテークマニホールドの説明図である（実施例１）。 図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である（実施例１）。 図２のＢ−Ｂ線に沿う断面図である（実施例１）。 サージタンクの断面図である（従来例）。

図面を参照して［発明を実施するための形態］を説明する。
インテークマニホールド１は、吸気通路の通路断面積が拡大してなるサージタンク２と、このサージタンク２から複数に分岐して、サージタンク２内の吸気をエンジンの各気筒に分配供給する複数の吸気ブランチ３とを備えるものであり、複数の部材４〜６（例えば、複数の樹脂部材）を接合（例えば、振動溶着）して形成される。
インテークマニホールド１は、このインテークマニホールド１の外部からサージタンク２の中央部にＥＧＲガスあるいはブローバイガスを導くガス中央導入手段７を備える。

このガス中央導入手段７は、
（ａ）インテークマニホールド１の端部に設けられて、インテークマニホールド１の外部と内部とを連通し、インテークマニホールド１の外部から内部にＥＧＲガスあるいはブローバイガスを導くガス導入管８と、
（ｂ）インテークマニホールド１を成す複数の部材４〜６の組み合わせによって形成され、ガス導入管８によりインテークマニホールド１の内部に導かれたＥＧＲガスあるいはブローバイガスをサージタンク２の中央部に導く独立小部屋９と、
（ｃ）この独立小部屋９におけるサージタンク２の中央部に設けられ、独立小部屋９の内部とサージタンク２の内部を連通して、独立小部屋９の内部に導入されたＥＧＲガスあるいはブローバイガスをサージタンク２の内部に排出する排出口１０と、
から構成される。

図１〜図３を参照して実施例１のインテークマニホールド１を説明する。なお、以下の実施例において、上記［発明を実施するための形態］と同一符号は、同一機能物を示すものである。
〔エンジンの吸排気装置の概略説明〕
実施例１の特徴技術を説明する前に、エンジンの吸排気装置の概略構成を説明する。
エンジンは、燃料の燃焼によって回転出力を発生する車両駆動用の内燃機関（ガソリンエンジン、ディーゼルエンジン等）であり、吸気を各気筒内に導く吸気通路と、各気筒内で発生した排気ガスを大気中に排出する排気通路とを備える。

吸気通路は、吸気管、インテークマニホールド１および吸気ポートの各内部通路によって構成される。
吸気管は、外気の取入口からインテークマニホールド１まで吸気通路を形成する通路部材であり、その吸気管には、エンジンに吸い込まれる吸気中に含まれる塵や埃を除去するエアクリーナ、気筒内に吸引される吸気流量の調整を行なうスロットルバルブなどが設けられている。
インテークマニホールド１は、吸気管から供給される吸気をエンジンの各気筒内に分配する吸気分配管であり、具体的な構造は後述する。
吸気ポートは、エンジンのシリンダヘッドにおいて気筒毎に形成されて、インテークマニホールド１により分配された吸気を各気筒内に導く。

排気通路は、排気ポート、エキゾーストマニホールドおよび排気管の各内部通路によって構成される。
排気ポートは、吸気ポートと同様、エンジンのシリンダヘッドにおいて気筒毎に形成されて、気筒内で発生した排気ガスをエキゾーストマニホールドへ導く。
エキゾーストマニホールドは、各排気ポートから排出される排気ガスの集合管である。 排気管は、排気ガスを大気に向けて放出する通路部材であり、その排気管には、排気浄化を行なう触媒、あるいは排気ガス中に含まれるパティキュレートを捕集するＤＰＦ（ディーゼル・パティキュレート・フィルタの略）などが設けられる。

エンジンの吸排気システムには、ブローバイガス還元装置が設けられている。ブローバイガス還元装置は、エンジンで発生したブローバイガス（エンジンの燃焼室からクランクケース内に侵入した未燃焼ガスおよび排気ガスの混合ガス）を吸気通路へ戻すブローバイガス配管を備えている。
具体的に、ブローバイガス配管は、ブローバイガスの吸い込み側がエンジンのカムカバーに接続され、吸気側がインテークマニホールド１に接続されるものであり、インテークマニホールド１には、ブローバイガス配管の端部が接続されるガス導入管８が設けられている。
また、ブローバイガス配管の一端、あるいはブローバイガス配管の途中には、カムカバー側からインテークマニホールド１側へのみブローバイガスを流す一方向弁の機能を果たすとともに、絞りの機能を果たすＰＣＶ（パージ・コントロール・バルブの略）が設けられている。

〔実施例１の特徴技術１〕
実施例１のインテークマニホールド１には、このインテークマニホールド１の内部に形成されたサージタンク２内にブローバイガスを戻すガス中央導入手段７が設けられている。
先ず、インテークマニホールド１の構成を説明する。
図１〜図３は、４気筒エンジンに取り付けられるインテークマニホールド１の断面図を示す。
インテークマニホールド１は、吸気管から供給される吸気をエンジンの各気筒内に分配する吸気分配管であり、サージタンク２と４つの吸気ブランチ３とを備える。
サージタンク２は、流量センサの精度に悪影響を与える吸気脈動や吸気干渉を防ぐために形成されるものであり、吸気通路の通路断面積を拡大してなる。
４つの吸気ブランチ３は、サージタンク２から分岐して、サージタンク２内の吸気をエンジンの各気筒に分配供給するものである。具体的に、各吸気ブランチ３は、エンジンの気筒列に沿って並ぶものであり、この実施例ではそれぞれが概ね同様に略Ｃ字形に湾曲して設けられている。

インテークマニホールド１は、第１部材４、第２部材５、第３部材６（この第１〜第３部材４〜６は、複数の部材の一例）を接合することで設けられている。
第１部材４は、エンジンに締結される部材であり、サージタンク２の半分（一方）を形成する。
第２部材５は、第１部材４に接合される部材であり、サージタンク２の半分（他方）を形成するとともに、略Ｃ字形に湾曲した各吸気ブランチ３の半分（一方）を形成する。
第３部材６は、第２部材５に接合される部材であり、略Ｃ字形に湾曲した各吸気ブランチ３の半分（他方）を形成する。

第１〜第３部材４〜６は、いずれも熱可塑性の合成樹脂製であり、例えばガラス繊維を配合したナイロン系の樹脂によって所定形状に射出成形されたものである。
第１部材４と第２部材５との接合部、および第２部材５と第３部材６との接合部には、振動溶着技術により溶着される溶着シール部が設けられている。
そして、振動溶着技術により各溶着シール部を溶着することで、第１〜第３部材４〜６が接合されてインテークマニホールド１が形成される。

インテークマニホールド１には、このインテークマニホールド１の外部からサージタンク２の中央部にブローバイガスを導くガス中央導入手段７が一体的に設けられている。
このガス中央導入手段７は、
（ａ）インテークマニホールド１の端部（図１左端）に設けられて、インテークマニホールド１の外部と内部とを連通し、インテークマニホールド１の外部から内部にブローバイガスを導くガス導入管８と、
（ｂ）インテークマニホールド１を成す複数の部材４〜６（この実施例では第１部材４と第２部材５）の組み合わせによって形成され、ガス導入管８によりインテークマニホールド１の内部に導かれたブローバイガスをサージタンク２の中央部に導く独立小部屋９と、（ｃ）この独立小部屋９におけるサージタンク２の中央部に設けられ、独立小部屋９の内部とサージタンク２の内部を連通して、独立小部屋９の内部に導入されたブローバイガスをサージタンク２の中央部に向けて排出する排出口１０と、
から構成される。

上記各構成を具体的に説明する。
ガス導入管８は、インテークマニホールド１の外部において、上述したブローバイガス配管の端部と接続されて、ブローバイガス配管を介して導かれるブローバイガスをインテークマニホールド１の内部（具体的には、独立小部屋９の内部）に導くものである。
このガス導入管８は、図３に示すように、第２部材５において一体に成形されたものである。ガス導入管８は、インテークマニホールド１の内外を連通し、且つブローバイガス配管を接続する機能があれば良く、軸方向長（パイプの長さ寸法）を短く設けることができる。このため、ガス導入管８の内径は、第２部材５を成形する際に使用される成形型とは別の中子によって形成可能なものである。

独立小部屋９は、ガス導入管８によりインテークマニホールド１の内部に導かれたブローバイガスをサージタンク２の中央部に導くために設けられた通路を成す部屋であり、第１部材４と第２部材５を接合することで形成される。
また、独立小部屋９においてブローバイガスを流す通路断面積は、ガス導入管８の通路断面積の数倍以上（この実施例では、図２に示すように、１０倍以上）に設けられている。

排出口１０は、サージタンク２の中央部において、サージタンク２の内部と独立小部屋９の内部とを連通する開口穴であり、独立小部屋９とサージタンク２とを区画する隔壁に形成される。このように設けることにより、独立小部屋９を介してサージタンク２の中央部に向かって導かれたブローバイガスを、サージタンク２の中央部に向けて排出する。なお、排出口１０（開口穴）の開口面積は、ガス導入管８の通路断面積より十分大きく設けられている。

（実施例１の効果１）
実施例１のインテークマニホールド１は、上述したように、ガス導入管８を短く設けることができる。
また、成形型の型抜きのためにガス導入管８の内径にテーパが形成されても、ガス導入管８が短く設けられるため、テーパによりガス導入管８の内径が細くなるのを抑えることができる。
このように、ガス導入管８が短く、且つ内径が細くなることが抑えられるため、ガス導入管８の内部に水がとどまり難くなり、ガス導入管８の内部が水の凍結で閉塞される不具合が回避される。

一方、ブローバイガスをサージタンク２の中央部へ導く独立小部屋９は、上述したように、第１部材４と第２部材５とを接合して形成されるものであるため、独立小部屋９の通路断面積を容易に大きく設定することができる。このため、独立小部屋９の内部が水の凍結で閉塞される不具合が生じない。
即ち、この実施例１のインテークマニホールド１は、外部からサージタンク２の中央部へブローバイガスを導くために設けられるガス導入管８と独立小部屋９の両方において、水の凍結による閉塞が回避されるため、水の凍結によりブローバイガスがエンジンに戻されなくなる不具合を防ぐことができる。

（実施例１の効果２）
実施例１のインテークマニホールド１は、上述したように、ガス導入管８を短く設けることができるため、中子によってガス導入管８の内径を形成することができる。
一方、独立小部屋９もインテークマニホールド１を成す第１部材４と第２部材５を接合して形成されるものであるため、成形型の型抜きの制約を受けずに独立小部屋９を形成することができる。
これにより、成形型の型抜きの制約を受けずにサージタンク２の中央部へブローバイガスを導くことができ、ブローバイガスの分配調整の自由度を高めることができる。

〔実施例１の特徴技術２〕
ガス導入管８は、上述したように、第２部材５と一体に設けられる。
また、独立小部屋９は、上述したように、第１部材４と第２部材５とを接合して設けられる。
このため、ガス導入管８から独立小部屋９の内部に排出された水は、独立小部屋９の底面α（第２部材５において形成される面）に重力によって導かれる。即ち、独立小部屋９において水が導かれる底面αは、第２部材５に形成される。

一方、独立小部屋９において水が導かれる底面αは、第２部材５の成形時において、型抜きのためにテーパが形成される。
そこで、この実施例１では、型抜きのために形成される型抜きテーパを利用して、独立小部屋９の底面αの水を排出口１０へ導くように設けられている。

具体的にインテークマニホールド１は、図２の上側が天方向、図２の下側が地方向に向いた状態でエンジン（車両）に搭載されるものであり、型抜きのために形成される型抜きテーパを利用して、独立小部屋９の底面αの水を排出口１０へ導くようにしている。
このように、独立小部屋９の底面αの水が、型抜きテーパを利用して排出口１０から排出されるため、独立小部屋９の底面αに水がとどまることがなく、独立小部屋９の内部で水が凍結するのを、より確実に防ぐことができる。

〔実施例１の特徴技術３〕
この実施例１の独立小部屋９には、排出口１０とは別に、サブ排出口１１を設けている。
サブ排出口１１は、排出口１０とは異なる部位で、独立小部屋９とサージタンク２の内部とを連通するものである。具体的に、この実施例のサブ排出口１１は、独立小部屋９におけるガスの流れ方向の途中（ガス導入管８と排出口１０の中間部）において、独立小部屋９とサージタンク２の内部とを連通するものである。そして、このサブ排出口１１の開口面積（開口穴の面積）は、排出口１０の開口面積より小さく設けられる。

このように、排出口１０とは別に、サブ排出口１１を設けることにより、サージタンク２の広い範囲にブローバイガスを排出することができ、サージタンク２におけるブローバイガスの混合性を高めることができる。
なお、この実施例１では、サブ排出口１１を１つ設ける例を示すが、２つ以上設けてガスの混合性を高めても良い。

上記の実施例では、ガス中央導入手段７によってブローバイガスをサージタンク２内に導く例を示したが、ガス中央導入手段７によってＥＧＲガスをサージタンク２内に導くように設けても良い。

１ インテークマニホールド
２ サージタンク
３ 吸気ブランチ
４ 第１部材（複数の部材の１つ）
５ 第２部材（複数の部材の１つ）
６ 第３部材（複数の部材の１つ）
７ ガス中央導入手段
８ ガス導入管
９ 独立小部屋
１０ 排出口
１１ サブ排出口
α 独立小部屋の底面（型抜きテーパが形成される面）

Claims (4)

1. 吸気通路の通路断面積が拡大してなるサージタンク（２）と、
   このサージタンク（２）から複数に分岐して、前記サージタンク（２）内の吸気をエンジンの各気筒に分配供給する複数の吸気ブランチ（３）とを備え、
   複数の部材（４〜６）を接合して形成されるインテークマニホールド（１）において、 このインテークマニホールド（１）は、当該インテークマニホールド（１）の外部から前記サージタンク（２）の中央部にＥＧＲガスあるいはブローバイガスを導くガス中央導入手段（７）を備え、
   このガス中央導入手段（７）は、
   （ａ）前記インテークマニホールド（１）の端部に設けられて、前記インテークマニホールド（１）の外部と内部とを連通し、前記インテークマニホールド（１）の外部から内部にＥＧＲガスあるいはブローバイガスを導くガス導入管（８）と、
   （ｂ）前記インテークマニホールド（１）を成す前記複数の部材（４〜６）の組み合わせによって形成され、前記ガス導入管（８）により前記インテークマニホールド（１）の内部に導かれたＥＧＲガスあるいはブローバイガスを前記サージタンク（２）の中央部に導く独立小部屋（９）と、
   （ｃ）この独立小部屋（９）における前記サージタンク（２）の中央部に設けられ、前記独立小部屋（９）の内部と前記サージタンク（２）の内部を連通して、前記独立小部屋（９）の内部に導入されたＥＧＲガスあるいはブローバイガスを前記サージタンク（２）の内部に排出する排出口（１０）と、
   から構成されることを特徴とするインテークマニホールド。
2. 請求項１に記載のインテークマニホールド（１）において、
   前記独立小部屋（９）は、型抜きのために形成される型抜きテーパを利用して、前記独立小部屋（９）の内部の水を、前記排出口（１０）へ導くことを特徴とするインテークマニホールド。
3. 請求項１または請求項２に記載のインテークマニホールド（１）において、
   前記独立小部屋（９）は、前記排出口（１０）とは別に、前記独立小部屋（９）における前記サージタンク（２）の中央部とは異なる部位と、前記サージタンク（２）の内部を連通して、前記独立小部屋（９）の内部に導入されたＥＧＲガスあるいはブローバイガスを前記サージタンク（２）の内部に排出する１つあるいは複数のサブ排出口（１１）を備え、
   前記排出口（１０）の開口面積より、前記サブ排出口（１１）の開口面積が小さく設けられることを特徴とするインテークマニホールド。
4. 請求項１〜請求項３のいずれかに記載のインテークマニホールド（１）において、
   当該インテークマニホールド（１）を成す前記複数の部材（４〜６）は、樹脂製であり、振動溶着により接合されることを特徴とするインテークマニホールド。

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