JP2012207650A

JP2012207650A - 内燃機関用吸気マニホールド

Info

Publication number: JP2012207650A
Application number: JP2011076122A
Authority: JP
Inventors: Shojiro Fukuda; 昭二郎福田; Kentaro Yamazaki; 健太郎山崎
Original assignee: Keihin Corp
Current assignee: Keihin Corp
Priority date: 2011-03-30
Filing date: 2011-03-30
Publication date: 2012-10-25

Abstract

【課題】内燃機関用吸気マニホールドにおいて、カバー部材の変形を防止しつつ軽量化を図る。
【解決手段】吸気マニホールド１０は、複数の第１〜第４分岐管１２、１４、１６、１８と、該第１〜第４分岐管１２、１４、１６、１８の一端部がそれぞれ接続されるサージタンク２０とを有したマニホールド本体２８と、前記サージタンク２０を覆うように装着されるカバー部材２６とを備え、前記マニホールド本体２８の接合面と前記カバー部材２６の第１及び第２接合面３４、３８とが当接して溶着される。このカバー部材２６とサージタンク２０との第１及び第２接合面３４、３８は、その先端Ｐ１と後端Ｐ２とを一直線で結ぶ仮想線Ｌを設定した際に、前記仮想線Ｌに対してサージタンク２０側に配置された第１及び第２接合面３４、３８と該仮想線Ｌとで囲まれる面積Ｓ１が、前記仮想線Ｌに対してカバー部材２６側に配置された第１及び第２接合面３４、３８と該仮想線Ｌとで囲まれる面積Ｓ２に対して大きくなるように設定される。
【選択図】図３

Description

本発明は、内燃機関に対して空気を供給するための複数の分岐管を有した内燃機関用吸気マニホールドに関する。

本出願人は、車両に搭載される内燃機関に接続され、該内燃機関の各シリンダ室に対して空気を供給可能な吸気マニホールドを提案している（特許文献１参照）。この吸気マニホールドは、内燃機関の各シリンダに接続される複数の分岐管と、各分岐管が接続され空気の供給されるサージタンクと、該サージタンクの上部を覆うカバー部とを備え、前記分岐管及びサージタンクが一体的に形成された本体部に対して前記カバー部が振動溶着等によって一体的に接合される。

特開２００８−２２３７３８号公報

本発明は、前記の提案に関連してなされたものであり、カバー部材の変形を防止しつつ軽量化を図ることが可能な内燃機関用吸気マニホールドを提供することを目的とする。

前記の目的を達成するために、本発明は、内燃機関の各シリンダに対して接続される複数の分岐管と、前記分岐管が接続されスロットル装置から空気の導入されるサージタンクとを有するマニホールド本体と、前記マニホールド本体の開口部を覆うカバー部材とを備え、前記マニホールド本体及び前記カバー部材の接合面同士が接合された内燃機関用吸気マニホールドにおいて、
前記分岐管の延在方向に沿った断面において、前記マニホールド本体と前記カバー部材との接合面が、該接合面の一端と他端とを一直線に結ぶ線分と該線分に対して前記マニホールド本体側となる接合面とでなす第１面積が、前記線分と該線分に対して前記カバー部材側となる接合面とでなす第２面積に対して大きく設定されることを特徴とする。

本発明によれば、内燃機関用吸気マニホールドを構成する分岐管の延在方向に沿った断面において、マニホールド本体と前記カバー部材との接合面が、該接合面の一端と他端とを一直線に結ぶ線分と該線分に対して前記マニホールド本体側となる接合面とでなす第１面積を、前記線分と該線分に対して前記カバー部材側となる接合面とでなす第２面積に対して大きく設定することにより、前記線分付近における前記カバー部材の剛性をあげることができ、前記カバー部材の一端及び他端に対してマニホールド本体から離間する方向に付勢される応力を抑制することができる。

従って、カバー部材の変形を防止することができ、しかも、該カバー部材の変形を防止するために新たなリブやビード等を追加する必要がなく、前記カバー部材の重量増加及び吸気マニホールドの材料増加を回避することができる。その結果、カバー部材を含む吸気マニホールドの軽量化を図りつつ、該カバー部材の変形を防止することが可能となる。

本発明によれば、以下の効果が得られる。

すなわち、内燃機関用吸気マニホールドを構成する分岐管の延在方向に沿った断面において、マニホールド本体と前記カバー部材との接合面が、該接合面の一端と他端とを一直線に結ぶ線分と該線分に対して前記マニホールド本体側となる接合面とでなす第１面積が、前記線分と該線分に対して前記カバー部材側となる接合面とでなす第２面積に対して大きく設定することにより、前記線分付近における前記カバー部材の剛性をあげることができ、前記カバー部材の一端及び他端を、マニホールド本体から離間する方向に付勢する応力を抑制することができる。その結果、カバー部材の変形を防止するために新たなリブやビード等を追加する必要がなく、前記カバー部材を含む吸気マニホールドの軽量化を図りつつ、該カバー部材の変形を防止することができる。

本発明の実施の形態に係る内燃機関用吸気マニホールドの外観斜視図である。図１に示す吸気マニホールドからカバー部材を取り外した状態の正面図である。図１に示す内燃機関用吸気マニホールドの側面図である。

本発明に係る内燃機関用吸気マニホールドについて好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。

図１において、参照符号１０は、本発明の実施の形態に係る内燃機関用吸気マニホールドを示す。

この内燃機関用吸気マニホールド１０（以下、吸気マニホールド１０という）は、車両等に搭載される、例えば、４つのシリンダ室を有する４気筒の内燃機関に設けられている。

この吸気マニホールド１０は、図１及び図２に示されるように、複数の第１〜第４分岐管１２、１４、１６、１８と、該第１〜第４分岐管１２、１４、１６、１８の一端部がそれぞれ接続されるサージタンク２０と、前記サージタンク２０の長手方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に沿った一端部に設けられる吸入接続部２２と、前記サージタンク２０と並列に設けられるレゾナンスチャンバー２４と、前記サージタンク２０を覆うように装着されるカバー部材２６とを含む。

なお、吸気マニホールド１０は、第１〜第４分岐管１２、１４、１６、１８、レゾナンスチャンバー２４及びサージタンク２０が、例えば、樹脂製材料から一体的に形成されたマニホールド本体２８を構成し、該マニホールド本体２８に対してカバー部材２６が装着される。

第１〜第４分岐管１２、１４、１６、１８は、サージタンク２０の長手方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に沿って互いに等間隔離間して配置され、その一端部がサージタンク２０に接続されて開口し、他端部が、図示しない内燃機関のシリンダヘッドに接続されている。なお、サージタンク２０において最も吸入接続部２２側（矢印Ａ方向側）に第１分岐管１２が接続され、該吸入接続部２２から離間する方向（矢印Ｂ方向）に向かって第２分岐管１４、第３分岐管１６及び第４分岐管１８の順番で配置されている。

サージタンク２０は、所定容積を有した略長方形状のタンクであり、吸入接続部２２から供給される空気が、前記サージタンク２０を通じて第１〜第４分岐管１２、１４、１６、１８へとそれぞれ分配される。

吸入接続部２２は、サージタンク２０の側方、すなわち、前記サージタンク２０の長手方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に開口するように設けられ、例えば、前記サージタンク２０へ供給される空気の供給量を調整するためのスロットルボディ（図示せず）が装着される。そして、図示しないエアクリーナを通過した空気が、スロットルボディによって流量調整された後、吸入接続部２２を経てサージタンク２０へと供給される。

レゾナンスチャンバー２４は、内燃機関の駆動作用下に生じる特定の周波数域で共振し、内燃機関の出力向上（例えば、トルク増加）等を目的として設けられる。このレゾナンスチャンバー２４は、サージタンク２０と同様に長手方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に沿って所定長さを有し、内部に空気を滞留させることが可能な空間部を有する。

また、レゾナンスチャンバー２４には、その略中央とサージタンク２０の一端部側（矢印Ａ方向）の内壁面とを接続する連通路３２が形成され、例えば、内燃機関の駆動作用下に生じる圧力振動に起因し、特定の周波数域において前記レゾナンスチャンバー２４内の空気が連通路３２を通じてサージタンク２０側へと供給される。

カバー部材２６は、図３に示されるように、サージタンク２０及びレゾナンスチャンバー２４の上部を覆うように設けられ、前記サージタンク２０側の端部に形成された第１接合面３４と該端部の周縁部に沿って形成された第１リブ３６とが、前記サージタンク２０において前記カバー部材２６側の端部に形成された第２接合面３８と該端部の周縁部に沿って形成された第２リブ４０に対して当接した状態で、両者を相対的に略水平方向に振動させ溶着させる振動溶着で接合される。

また、カバー部材２６は、吸気マニホールド１０を吸入接続部２２とは反対側（図１中、矢印Ｃ方向）から見た断面において、マニホールド本体２８から離間する方向（矢印Ｄ方向）に向かって所定半径で断面円弧状に膨出した断面形状で形成され、一方、サージタンク２０は、前記カバー部材２６から離間する方向（矢印Ｅ方向）に向かって所定半径で断面円弧状に膨出した断面形状を有する。

すなわち、カバー部材２６及びサージタンク２０は、第１及び第２接合面３４、３８、第１及び第２リブ３６、４０を境界として互いに接合し、且つ、前記第１及び第２接合面３４、３８に対して離間する方向に膨出した断面円弧状に形成される。

さらに、カバー部材２６の第１接合面３４は、吸気マニホールド１０を吸入接続部２２とは反対側（図１中、矢印Ｃ方向）から見た断面において、第１〜第４分岐管１２、１４、１６、１８とは反対側となる一端部（先端Ｐ１）が、マニホールド本体２８及びカバー部材２６の高さ方向（矢印Ｄ、Ｅ方向）において、中央より前記マニホールド本体２８側（矢印Ｅ方向）に位置し、該一端部から前記第１〜第４分岐管１２、１４、１６、１８側に向かって所定長さだけ水平方向に直線状に延在した後に、上方（矢印Ｄ方向）に向かって所定角度で傾斜して前記第１〜第４分岐管１２、１４、１６、１８とサージタンク２０との接合部位近傍まで延在する。

また、上述したカバー部材２６と接合されるサージタンク２０の第２接合面３８も、同様に、該吸気マニホールド１０を吸入接続部２２とは反対側（図１中、矢印Ｃ方向）から見た断面において、前記カバー部材２６の第１接合面３４に対応した同一形状で形成される。

そして、カバー部材２６とサージタンク２０との接合部位には、それぞれ側方に突出するように第１及び第２リブ３６、４０が設けられ、前記カバー部材２６及びサージタンク２０の外壁面に沿って延在している。すなわち、カバー部材２６の第１接合面３４は、該カバー部材２６の端面と第１リブ３６を含めたものであり、サージタンク２０の第２接合面３８は、該サージタンク２０の端面と第２リブ４０を含めたものである。

換言すれば、カバー部材２６及びサージタンク２０の第１及び第２接合面３４、３８は、第１〜第４分岐管１２、１４、１６、１８とは反対側となる先端Ｐ１から、前記第１〜第４分岐管１２、１４、１６、１８側となる後端Ｐ２に向かってカバー部材２６側（矢印Ｄ方向）に向かって段階的に接近するように形成される。

また、この第１及び第２リブ３６、４０を含むカバー部材２６及びサージタンク２０の第１及び第２接合面３４、３８は、該第１及び第２接合面３４、３８の先端Ｐ１と後端Ｐ２とを一直線で結ぶ仮想線（線分）Ｌを設定した際に、前記仮想線Ｌに対してサージタンク２０側（矢印Ｅ方向）に配置された第１及び第２接合面３４、３８と該仮想線Ｌとで囲まれる面積（第１面積）Ｓ１が、前記仮想線Ｌに対してカバー部材２６側（矢印Ｄ方向）に配置された第１及び第２接合面３４、３８と該仮想線Ｌとで囲まれる面積（第２面積）Ｓ２に対して大きくなるように設定される（Ｓ１＞Ｓ２）。

本発明の実施の形態に係る内燃機関用吸気マニホールド１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその動作並びに作用効果について説明する。

先ず、内燃機関における各シリンダ室の吸気作用に伴って吸入接続部２２からサージタンク２０へと空気が流入し、前記サージタンク２０内において第１〜第４分岐管１２、１４、１６、１８へとそれぞれ分配されて供給される。この際、吸入接続部２２が、サージタンク２０の長手方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に沿って開口し、且つ、第１分岐管１２の近傍となる前記サージタンク２０の一端部側（矢印Ａ方向）に設けられているため、前記吸入接続部２２から供給される空気は、該吸入接続部２２から最も離れた第４分岐管１８に最も多く供給され、該吸入接続部２２に接近するにつれて、第３分岐管１６、第２分岐管１４、第１分岐管１２の順番で供給量が減少していく。

一方、サージタンク２０に供給された空気の一部が、連通路３２を通じてレゾナンスチャンバー２４内に導入されて貯えられる。そして、第１〜第４分岐管１２、１４、１６、１８へと供給された空気が、内燃機関のシリンダヘッドを通じて各シリンダ内へと順次供給される。

以上のように、本実施の形態では、マニホールド本体２８を覆うカバー部材２６が、吸気マニホールド１０の吸入接続部２２側と反対側（図１中、矢印Ｃ方向）から見た際に、前記マニホールド本体２８から離間する方向（矢印Ｄ方向）に向かって断面円弧状に膨出するように形成された場合、前記カバー部材２６とサージタンク２０との第１及び第２接合面３４、３８を、第１〜第４分岐管１２、１４、１６、１８とは反対側となる先端Ｐ１から前記第１〜第４分岐管１２、１４、１６、１８側となる後端Ｐ２に向かってカバー部材２６側へと段階的に接近するように設定し、しかも、先端Ｐ１と後端Ｐ２とを結ぶ仮想線Ｌを設定した際に、前記仮想線Ｌに対してサージタンク２０側に配置された第１及び第２接合面３４、３８と該仮想線Ｌとで囲まれる面積Ｓ１が、前記仮想線Ｌに対してカバー部材２６側に配置された第１及び第２接合面３４、３８と該仮想線Ｌとで囲まれる面積Ｓ２に対して大きくなるように設定している。

そのため、仮想線Ｌ付近におけるカバー部材２６の剛性をあげることができ、断面円弧状に形成されたカバー部材２６が、第１及び第２接合面３４、３８の先端Ｐ１及び後端Ｐ２がマニホールド本体２８から離間する方向に付勢される応力を抑制することができる。その結果、カバー部材２６とマニホールド本体２８とが接合する第１及び第２接合面３４、３８の断面形状を適切に設定することによって、前記カバー部材２６の変形を防止することができ、しかも、該カバー部材２６の変形を防止するために、該カバー部材２６に対して新たなリブやビード等を設ける必要がなく、該リブ等を追加した際に懸念されるカバー部材２６の重量増加及び吸気マニホールド１０の材料増加を回避することができる。すなわち、カバー部材２６を含む吸気マニホールド１０の軽量化を図りつつ、該カバー部材２６の変形を防止することが可能となる。

なお、マニホールド本体２８は、第１〜第４分岐管１２、１４、１６、１８が、図示しない内燃機関のシリンダヘッドに対して連結されており、さらにはスロットルボディ（図示しない）に連結されているため、サージタンク２０はカバー部材２６と比較して変形が少ない。

なお、本発明に係る内燃機関用吸気マニホールドは、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。

１０…内燃機関用吸気マニホールド１２…第１分岐管
１４…第２分岐管１６…第３分岐管
１８…第４分岐管２０…サージタンク
２２…吸入接続部２４…レゾナンスチャンバー
２６…カバー部材２８…マニホールド本体
３２…連通路３４…第１接合面
３６…第１リブ３８…第２接合面
４０…第２リブ

Claims

内燃機関の各シリンダに対して接続される複数の分岐管と、前記分岐管が接続されスロットル装置から空気の導入されるサージタンクとを有するマニホールド本体と、前記マニホールド本体の開口部を覆うカバー部材とを備え、前記マニホールド本体及び前記カバー部材の接合面同士が接合された内燃機関用吸気マニホールドにおいて、
前記分岐管の延在方向に沿った断面において、前記マニホールド本体と前記カバー部材との接合面が、該接合面の一端と他端とを一直線に結ぶ線分と該線分に対して前記マニホールド本体側となる接合面とでなす第１面積が、前記線分と該線分に対して前記カバー部材側となる接合面とでなす第２面積に対して大きく設定されることを特徴とする内燃機関用吸気マニホールド。