JP2014173578A - 吸気装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】第1ガスを複数の吸気通路に導くトーナメント形状のガス通路を設けた場合でも、搭載性が低下するのを抑制することが可能な吸気装置を提供する。
【解決手段】この吸気装置100は、EGRガスを含む吸気をエンジン10の各気筒に分配供給する4つの吸気通路2と、4つの吸気通路2の外側に設けられ、EGRガスを導入するガス導入口62と、4つの吸気通路2の外側に設けられ、3つの部材が積層された状態で積層方向に向かって階層的に分岐するトーナメント形状に形成されることにより、ガス導入口62から導入されたEGRガスを4つの吸気通路2に導く第1ガス通路3とを備える。
【選択図】図3

Description

本発明は、吸気装置に関する。
従来、吸気をエンジンの各気筒に分配供給する複数の吸気通路を備える吸気装置が知られている(たとえば、特許文献1参照)。
上記特許文献1には、PCVガス(ブローバイガス)を含む吸気をエンジンの4つの気筒に分配供給する4つの分岐管(吸気通路)と、4つの分岐管の外側に設けられ、PCVガスを導入する1つのガス導入口と、4つの分岐管の外側に向かって突出する張り出し部に設けられ、ガス導入口から導入されたPCVガスを4つの分岐管に導くガス通路とを備えた吸気マニホールド(吸気装置)が開示されている。この吸気マニホールドのガス通路は、張り出し部を構成する2つの部材が積層された積層部分に形成され、2つの部材の積層部分において積層方向と直交する方向に向かって階層的に分岐するトーナメント形状を有している。
特許第4452201号公報
しかしながら、上記特許文献1の吸気マニホールド(吸気装置)では、ガス通路が、張り出し部の2つの部材の積層部分において積層方向と直交する方向に向かって階層的に分岐するトーナメント形状に形成されるので、張り出し部の積層部分の積層方向と直交する方向(積層部分に沿った方向)においてガス通路を形成するためのスペースが大きくなるという不都合がある。このため、張り出し部の張り出し量が大きくなって吸気マニホールドの搭載性が低下するという問題点がある。
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の1つの目的は、第1ガスを複数の吸気通路に導くトーナメント形状のガス通路を設けた場合でも、搭載性が低下するのを抑制することが可能な吸気装置を提供することである。
上記目的を達成するために、この発明の一の局面における吸気装置は、第1ガスを含む吸気をエンジンの各気筒に分配供給する複数の吸気通路と、複数の吸気通路の外側に設けられ、第1ガスを導入する第1ガス導入口と、複数の吸気通路の外側に設けられ、複数の部材が積層された状態で積層方向に向かって階層的に分岐するトーナメント形状に形成されることにより、第1ガス導入口から導入された第1ガスを複数の吸気通路に導く第1ガストーナメント通路とを備える。なお、本出願において、積層方向に向かって階層的に分岐するトーナメント形状とは、積層された複数の部材の互いに異なる積層部分において階層的に分岐するトーナメント形状に限らず、積層された2つの部材の積層部分で分岐された後、2つの部材のうちの一方の部材の内部でさらに分岐されるようなトーナメント形状を含む広い概念である。
この発明の一の局面による吸気装置では、上記のように、複数の部材が積層された状態で積層方向に向かって階層的に分岐するトーナメント形状に形成されることにより、第1ガス導入口から導入された第1ガスを複数の吸気通路に導く第1ガストーナメント通路を設けることによって、2つの部材が積層された1つの積層部分において、ガス通路を積層方向と直交する方向(積層部分に沿った方向)に向かって階層的に分岐するトーナメント形状に形成する場合と異なり、1つの積層部分においてガス通路(第1ガストーナメント通路)を形成するためのスペースが大きくなるのを抑制することができる。これにより、ガス通路(第1ガストーナメント通路)を設ける部分(部材)が積層部分に沿った方向に過度に張り出すのを抑制することができるので、その分、吸気装置の小型化を図ることができる。その結果、第1ガスを複数の吸気通路に導くトーナメント形状のガス通路(第1ガストーナメント通路)を設けた場合でも、吸気装置の搭載性が低下するのを抑制することができる。
上記一の局面による吸気装置において、好ましくは、複数の部材は、吸気通路を構成する部材を含む3つ以上の部材を含み、第1ガストーナメント通路は、吸気通路を構成する部材を含む3つ以上の部材が積層された状態で積層方向に向かって階層的に分岐するように形成されている。このように構成すれば、吸気通路を構成する部材を含む3つ以上の部材により、積層方向の厚みが大きくなるので、第1ガストーナメント通路を容易に積層方向に延びるように形成することができる。その結果、第1ガストーナメント通路が積層部分に沿った方向に過度に張り出すのをより抑制することができるので、吸気装置のさらなる小型化を図ることができる。
この場合、好ましくは、複数の部材は、吸気通路を構成する部材を含む互いに接合された3つの部材を含み、第1ガストーナメント通路は、3つの部材の接合面が積層された状態で積層方向に向かって階層的に分岐するように形成されている。このように構成すれば、第1ガストーナメント通路を形成するための部材が増加するのを抑制しながら、第1ガストーナメント通路が積層部分に沿った方向に過度に張り出すのを抑制することができる。
上記複数の部材が吸気通路を構成する部材を含む互いに接合された3つの部材を含む構成において、好ましくは、3つの部材は、吸気通路を構成し、第1ガストーナメント通路は、吸気通路を構成する3つの部材の接合面が積層された状態で積層方向に向かって階層的に分岐するように形成されている。このように構成すれば、吸気通路を構成する3つの部材を流用して第1ガストーナメント通路を積層方向に向かって形成することができるので、第1ガストーナメント通路が積層部分に沿った方向に過度に張り出すのを抑制しながら、第1ガストーナメント通路を形成するための専用部材を設ける必要性をなくすことができる。その結果、吸気装置の小型化を図りながら、第1ガストーナメント通路を形成することに起因して部材点数が増加するのを抑制することができる。
上記一の局面による吸気装置において、好ましくは、複数の部材は、樹脂製であり、第1ガストーナメント通路は、樹脂製の複数の部材を積層した状態で互いに接合することにより形成されている。このように構成すれば、振動溶着などにより容易に接合可能な樹脂製の複数の部材を用いて、容易に、第1ガストーナメント通路を複数の部材の積層方向に向かって階層的に分岐するように形成することができる。
上記一の局面による吸気装置において、好ましくは、複数の吸気通路の各々の出口側に設けられ、第1ガストーナメント通路と複数の吸気通路とをそれぞれ接続する複数の第1吸気通路接続部をさらに備える。このように構成すれば、第1ガスが第1吸気通路接続部を介して吸気通路の出口側の位置で吸気通路に導入されるので、吸気通路の下流に位置するエンジン(シリンダヘッド)により近い位置で第1ガスを導入することができる。その結果、吸気通路における第1ガスの流通経路が短くなるので、第1ガスに対するエンジンの応答性を向上させることができる。
上記一の局面による吸気装置において、好ましくは、複数の吸気通路の外側に設けられ、第1ガスとは異なる第2ガスを導入する第2ガス導入口と、複数の吸気通路の外側に第1ガストーナメント通路とは別個に設けられ、第2ガス導入口から導入された第2ガスを、複数の吸気通路または複数の吸気通路の上流側に位置するサージタンクに導く第2ガス通路とをさらに備える。このように構成すれば、トーナメント形状の第1ガストーナメント通路により、吸気装置の搭載性が低下するのを抑制しながら、第1ガスを複数の吸気通路に均等に導入することができるとともに、第1ガスとは異なる第2ガスを複数の吸気通路またはサージタンクにおいて吸気に導入することができる。
この場合、好ましくは、第2ガス通路は、第2ガス導入口から下流側に向かって分岐された状態で、第2ガス導入口から導入された第2ガスを複数の吸気通路またはサージタンクに導くように構成されている。このように構成すれば、吸気通路またはサージタンクに第2ガスを1箇所から導入する場合とは異なり、下流側に向かって分岐された第2ガス通路により、第2ガスを複数の位置に分散した状態で吸気に導入することができるので、第2ガスの分配性を向上させることができる。
上記第2ガス通路を備えた構成において、好ましくは、第2ガス通路は、第1ガストーナメント通路を形成する複数の部材のうちの少なくとも2つの部材が積層されることにより形成されている。このように構成すれば、第1ガストーナメント通路を形成する少なくとも2つの部材を流用して第2ガス通路を形成することができるので、部品点数の増加を抑制することができる。
上記第2ガス通路を備えた構成において、好ましくは、第2ガス通路は、第2ガス導入口から下流側に向かって階層的に分岐するようにトーナメント形状に形成されることにより、第2ガス導入口から導入された第2ガスを複数の吸気通路に導く第2ガストーナメント通路を含む。このように構成すれば、第1ガスのみならず、第2ガスについても、トーナメント形状の第2ガストーナメント通路により、複数の吸気通路に均等に導入することができるので、第1ガスおよび第2ガスの両方の分配性を向上させることができる。
上記第2ガス通路が第2ガストーナメント通路を含む構成において、好ましくは、第1ガストーナメント通路の複数の吸気通路の各々に対応する位置に設けられ、第1ガストーナメント通路と複数の吸気通路とをそれぞれ接続する複数の第1吸気通路接続部と、第1吸気通路接続部とは異なる位置で、かつ、第2ガストーナメント通路の複数の吸気通路の各々に対応する位置に設けられ、第2ガストーナメント通路と複数の吸気通路とをそれぞれ接続する複数の第2吸気通路接続部とをさらに備える。このように構成すれば、第1ガスおよび第2ガスがそれぞれ第1吸気通路接続部および第2吸気通路接続部を介して吸気通路の互いに異なる位置に導入されるので、第1ガスおよび第2ガスが吸気通路内で互いに高濃度のまま(吸気により希釈されていない状態のまま)接触するのを抑制することができる。その結果、第1ガスおよび第2ガスが高濃度のまま接触することに起因してデポジット(たとえば、ブローバイガスとEGRガスとの接触によるデポジット)と呼ばれる付着物が堆積するのを抑制することができる。
上記第2ガス通路を備えた構成において、好ましくは、第1ガスおよび第2ガスは、それぞれ、ブローバイガス、燃料タンク内で発生する蒸発燃料ガス、および、再循環される排気ガスの3つのガスのうちから選択された異なる2つのガスである。このように構成すれば、第1ガストーナメント通路を設けた場合でも、吸気装置の搭載性が低下するのを抑制しながら、ブローバイガス、蒸発燃料ガスおよび排気ガスの3つのガスのうちから選択された互いに異なる2つのガスを吸気に導入することができる。
なお、本出願では、上記一の局面による吸気装置とは別に、以下のような他の構成も考えられる。
(付記項1)
すなわち、本出願の他の構成による吸気装置は、第1ガスを含む吸気をエンジンの各気筒に分配供給する複数の吸気通路と、複数の吸気通路の外側に設けられ、第1ガスを導入する第1ガス導入口と、複数の吸気通路の外側に設けられ、第2ガスを導入する第2ガス導入口と、複数の吸気通路の外側に設けられ、第1ガス導入口から導入された第1ガスを複数の吸気通路に導く第1ガス通路と、複数の吸気通路の外側に第1ガス通路とは別個に設けられ、第2ガス導入口から導入された第2ガスを複数の吸気通路または複数の吸気通路の上流側に位置するサージタンクに導く第2ガス通路とを備える。このように構成すれば、互いに別個に設けられた第1ガス通路および第2ガス通路により、異なる2つのガス(第1ガスおよび第2ガス)をそれぞれのガスの特性に適した互いに異なる位置で導入することができるので、第1ガスおよび第2ガスにより、エンジン性能を効果的に向上させることができる。
(付記項2)
上記他の構成による吸気装置において、好ましくは、第1ガス通路および第2ガス通路のうちの少なくとも第1ガス通路は、下流側に向かって階層的に分岐するトーナメント通路を含む。このように構成すれば、トーナメント通路により、少なくとも第1ガスを複数の吸気通路に均等に導入することができるので、第1ガスにより、より効果的にエンジン性能を向上させることができる。
上記一の局面による発明によれば、上記のように、第1ガスを複数の吸気通路に導くトーナメント形状のガス通路(第1ガストーナメント通路)を設けた場合でも、吸気装置の搭載性が低下するのを抑制することができる。
本発明の第1および第2実施形態による吸気装置の配置位置を示した概略図である。 本発明の第1実施形態による吸気装置の構成を示した図である。 本発明の第1実施形態による吸気装置におけるEGRガスの流通経路を示した分解斜視図である。 本発明の第1実施形態による吸気装置におけるブローバイガスの流通経路を示した分解斜視図である。 本発明の第1実施形態による吸気装置の上部部材を第1カバー部材側から見た平面図である。 本発明の第1実施形態による吸気装置の中間部材を上部部材側から見た平面図である。 本発明の第1実施形態による吸気装置の第1カバー部材を第2カバー部材側から見た平面図である。 本発明の第1実施形態による吸気装置の第1カバー部材を上部部材側から見た平面図である。 本発明の第1実施形態による吸気装置の第2カバー部材を第1カバー部材側から見た平面図である。 本発明の第1実施形態による吸気装置における第1ガス通路の積層方向に沿った断面図である。 本発明の第2実施形態による吸気装置の構成を示した図である。 本発明の第2実施形態による吸気装置の第1ガス通路および第2ガス通路の平面形状を示した概略図である。 本発明の第2実施形態による吸気装置の第1ガス通路および第2ガス通路の周辺を示した分解斜視図である。 本発明の第2実施形態による吸気装置の第1ガス通路および第2ガス通路の積層方向における形状(側面形状)を示した概略図である。 本発明の第2実施形態による吸気装置の上部部材(上部ガス通路部)を中間部材側から見た平面図である。 本発明の第2実施形態による吸気装置の中間部材(中間ガス通路部)を上部部材側から見た平面図である。 本発明の第2実施形態による吸気装置の中間部材(中間ガス通路部)を下部部材側から見た平面図である。 本発明の第2実施形態による吸気装置の下部部材(下部ガス通路部)を中間部材側から見た平面図である。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
(第1実施形態)
図1〜図10を参照して、本発明の第1実施形態による吸気装置100の構成について説明する。
本発明の第1実施形態による吸気装置100は、図1に示すように、自動車用の4気筒のエンジン10の吸気装置である。また、吸気装置100は、エアクリーナ20およびスロットルバルブ30を介して到達する吸気が流入されるように構成されている。また、吸気装置100は、エンジン10のシリンダヘッド10aの上流側に設けられており、吸気をエンジン10の各気筒に導くように構成されている。エンジン10のシリンダヘッド10aの上部には、ヘッドカバー10bが設けられるとともに、シリンダヘッド10aの下部には、クランクケース10cが設けられている。また、シリンダヘッド10aの下流側には、排気マニホールド(エキゾーストマニホールド)40が設けられている。
また、第1実施形態の構成では、吸気装置100には、エンジン10の燃焼室からクランクケース10cに漏れ出したブローバイガス(PCV(Positive Crankcase Ventilation)ガス)がクランクケース10cから戻されるように構成されている。さらに、吸気装置100には、再循環される排気ガス(EGR(Exhaust Gas Recirculation)ガス)が供給されるように構成されている。そして、吸気装置100は、EGRガスおよびブローバイガスを吸気に混入させて各気筒に導くように構成されている。以下、本発明の第1実施形態による吸気装置100の詳細な構成について説明する。
吸気装置100は、図2〜図4に示すように、サージタンク1と、サージタンク1の下流に位置する4つの吸気通路2とを備えている。また、構造的には、吸気装置100は、サージタンク1と4つの吸気通路2とを一体的に含む吸気装置本体101を含んでいる。吸気装置本体101は、図3および図4に示すように、上部部材101a、中間部材101bおよび下部部材101cを含み、これら3つの部材は、振動溶着により互いに積層された状態で一体的に接合されている。サージタンク1は、中間部材101bおよび下部部材101cにより構成されているとともに、4つの吸気通路2は、上部部材101aおよび中間部材101bにより構成されている。
サージタンク1には、エアクリーナ20およびスロットルバルブ30を介して供給される吸気をサージタンク1に導く吸入孔11が設けられている。4つ吸気通路2は、一方端部がシリンダヘッド10aに接続されるとともに、他方端部がサージタンク1に接続されている。また、4つの吸気通路2は、EGRガスおよびブローバイガスを含む吸気をエンジン10の各気筒に分配供給するように構成されている。
ここで、第1実施形態では、吸気装置100は、エンジン10に供給される吸気にEGRガスおよびブローバイガスをそれぞれ導入する第1ガス通路3および第2ガス通路4を備えている。吸気装置本体101の上部部材101aには、図3および図4に示すように、第1ガス通路3および第2ガス通路4を形成する第1カバー部材5が積層されるとともに、第1カバー部材5の上側には、第1ガス通路3を形成する第2カバー部材6が積層されている。第1カバー部材5および上部部材101aは、振動溶着により互いに積層された状態で一体的に接合されているとともに、第1カバー部材5および第2カバー部材6は、振動溶着により互いに積層された状態で一体的に接合されている。すなわち、第1ガス通路3および第2ガス通路4は、4つの吸気通路2の外側において、上部部材101a、第1カバー部材5および第2カバー部材6を積層した状態で互いに接合することにより形成されている。なお、第1ガス通路3は、本発明の「第1ガストーナメント通路」の一例である。
上部部材101aの4つの吸気通路2の外側には、図3〜図5に示すように、第1ガス通路3および第2ガス通路4を構成するガス通路部7が設けられている。ガス通路部7は、4つの吸気通路2が隣接する方向(図5に示すX方向)に延びる2つの第1溝部71と、2つの第1溝部71の間に配置され、略Y字形状を有する第2溝部72とを含んでいる。第2溝部72は、X方向に延びるように形成されている。また、第1溝部71および第2溝部72は、互いに独立した状態で設けられている。すなわち、第1溝部71および第2溝部72は、互いに接続されていない。
2つの第1溝部71の各々の両端部には、それぞれ、吸気通路2の外側から内部に通じる4つの貫通孔711が形成されている。具体的には、X方向の一方側(図5に示すX1方向側)に位置する第1溝部71は、4つの吸気通路2のうちの一方側に位置する2つの吸気通路2に跨って配置されており、両端部の2つの貫通孔711が一方側に位置する2つの吸気通路2のそれぞれに接続されている。これと同様に、X方向の他方側(図5に示すX2方向側)に位置する第1溝部71は、4つの吸気通路2のうちの他方側に位置する2つの吸気通路2に跨って配置されており、両端部の2つの貫通孔711が他方側に位置する2つの吸気通路2のそれぞれに接続されている。4つの貫通孔711は、EGRガス用の第1ガス通路3と4つの吸気通路2とをそれぞれ接続する接続部として機能する。また、4つの貫通孔711は、それぞれ、第1ガス通路3の4つの吸気通路2の各々に対応する位置で、かつ、対応する吸気通路2の出口21側の位置に設けられている。なお、貫通孔711は、本発明の「第1吸気通路接続部」の一例である。
第2溝部72のX方向の両端部には、それぞれ、上面側(第1カバー部材5側)から下面側(中間部材101b側)に向かって貫通する貫通孔721が形成されている。2つの貫通孔721は、それぞれ、X方向の一方側(X1方向側)に位置する2つの吸気通路2の間の位置、および、X方向の他方側(X2方向側)に位置する2つの吸気通路2の間の位置に配置されている。また、図3、図4および図6に示すように、中間部材101bの2つの貫通孔721に対応する位置には、上部部材101a側から下部部材101c側に向かって貫通する2つの貫通孔722が形成されている。下部部材101cの2つの貫通孔722に対応する位置には、図3および図4に示すように、2つの突出部101dが設けられており、サージタンク1が突出するように形成されている。2つの貫通孔722は、サージタンク1の2つの突出部101dに対応する位置に接続されている。すなわち、第2溝部72は、上部部材101aの2つの貫通孔721および中間部材101bの2つの貫通孔722を介してサージタンク1に接続されている。
第1カバー部材5の第2カバー部材6側には、図3、図4および図7に示すように、X方向に延びる第1溝部51が形成されている。第1カバー部材5の上部部材101a側には、図8に示すように、X方向に延びる2つの第2溝部52が形成されているとともに、2つの第2溝部52の間に略Y字形状を有する第3溝部53が形成されている。2つの第2溝部52は、上部部材101aの2つの第1溝部71に対応する位置でかつ対応する形状に形成されているとともに、略Y字形状の第3溝部53は、上部部材101aの第2溝部72に対応する位置でかつ対応する形状に形成されている。また、第1カバー部材5の第2溝部52と対応する上部部材101aの第1溝部71とにより、第1ガス通路3の下流分岐部31を構成している。また、第1カバー部材5の略Y字形状の第3溝部53と対応する上部部材101aの第2溝部72とにより、第2ガス通路4の分岐部41を構成している。すなわち、第1ガス通路3の下流分岐部31および第2ガス通路4の分岐部41は、共に、上部部材101aと第1カバー部材5との間の積層部分に設けられている。また、第1カバー部材5は、図3、図4、図7および図8に示すように、ブローバイガスを第2ガス通路4に導入するためのガス導入口54を含んでいる。ガス導入口54は、第3溝部53に接続されている。第1溝部51のX方向の両端部には、それぞれ、貫通孔511が形成されている。2つの貫通孔511は、それぞれ、X1方向側の第2溝部52およびX2方向側の第2溝部52に接続されている。なお、ガス導入口54は、本発明の「第2ガス導入口」の一例である。
第2カバー部材6の第1カバー部材5側には、図9に示すように、X方向に延びる溝部61が形成されている。溝部61は、第1カバー部材5の第1溝部51に対応する位置でかつ対応する形状に形成されている。第2カバー部材6の溝部61と第1カバー部材5の第1溝部51とにより、第1ガス通路3の上流分岐部32を構成している。すなわち、第1ガス通路3の上流分岐部32は、第1カバー部材5と第2カバー部材6との間の積層部分に設けられている。また、第2カバー部材6は、図2〜図4および図9に示すように、EGRガスを第1ガス通路3に導入するためのガス導入口62を含んでいる。ガス導入口62は、溝部61に接続されている。なお、ガス導入口62は、本発明の「第1ガス導入口」の一例である。
上記の構成により、第1ガス通路3は、図3および図10に示すように、3つの部材(上部部材101a、第1カバー部材5および第2カバー部材6)の接合面が積層された状態で積層方向(Z方向)に向かって階層的に分岐するトーナメント形状に形成されることにより、EGRガスを4つの吸気通路2に導くように構成されている。すなわち、第1ガス通路3は、第2カバー部材6のガス導入口62近傍の導入部33から下流側に向かって、第1カバー部材5と第2カバー部材6との間の積層部分に位置する上流分岐部32により2つに分岐されるとともに、上部部材101aと第1カバー部材5との間の積層部分に位置する2つの下流分岐部31により4つに分岐されている。換言すれば、ガス導入口62から導入されたEGRガスは、第1ガス通路3の導入部33を通過した後、上流分岐部32により二手に分配される。そして、二手に分配されたEGRガスは、2つの下流分岐部31により、それぞれ、二手に分配されて4つの吸気通路2に導かれる。
また、第2ガス通路4は、図4に示すように、第1ガス通路3を形成する上部部材101aおよび第1カバー部材5を含む3つの部材(上部部材101a、第1カバー部材5および中間部材101b)が積層されることにより形成されている。第2ガス通路4は、ガス導入口54から下流側に向かって分岐された状態で、ブローバイガスをサージタンク1に導くように構成されている。すなわち、第2ガス通路4は、第1カバー部材5のガス導入口54近傍の導入部42から下流側に向かって、上部部材101aと第1カバー部材5との間の積層部分に位置する分岐部41により2つに分岐されている。換言すれば、ガス導入口54から導入されたブローバイガスは、第2ガス通路4の導入部42を通過した後、分岐部41により二手に分配された状態で、上部部材101aの2つの貫通孔721および中間部材101bの2つの貫通孔722を介してサージタンク1に導かれる。
第1実施形態では、上記のように、3つの部材(上部部材101a、第1カバー部材5および第2カバー部材6)が積層された状態で積層方向(Z方向)に向かって階層的に分岐するトーナメント形状に形成されることにより、ガス導入口62から導入されたEGRガスを4つの吸気通路2に導く第1ガス通路3を設けることによって、2つの部材が積層された1つの積層部分において、ガス通路を積層方向と直交する方向(積層部分に沿った方向)に向かって階層的に分岐するトーナメント形状に形成する場合と異なり、1つの積層部分においてガス通路(第1ガス通路3)を形成するためのスペースが大きくなるのを抑制することができる。これにより、ガス通路(第1ガス通路3)を設ける部分(第1カバー部材5、第2カバー部材6およびガス通路部7)が積層部分に沿った方向に過度に張り出すのを抑制することができるので、その分、吸気装置の小型化を図ることができる。その結果、EGRガスを4つの吸気通路2に導くトーナメント形状のガス通路(第1ガス通路3)を設けた場合でも、吸気装置100の搭載性が低下するのを抑制することができる。
また、第1実施形態では、上記のように、第1ガス通路3を、吸気通路2を構成する上部部材101aを含む3つの部材(上部部材101a、第1カバー部材5および第2カバー部材6)が積層された状態で積層方向に向かって階層的に分岐するように形成する。これにより、吸気通路2を構成する部材を含む3つの部材により、積層方向の厚みが大きくなるので、第1ガス通路3を容易に積層方向に延びるように形成することができる。その結果、第1ガス通路3が積層部分に沿った方向に過度に張り出すのをより抑制することができるので、吸気装置100のさらなる小型化を図ることができる。また、3つの部材により第1ガス通路3が形成されるので、第1ガス通路3を形成するための部材が増加するのを抑制しながら、第1ガス通路3が積層部分に沿った方向に過度に張り出すのを抑制することができる。
また、第1実施形態では、上記のように、第1ガス通路3を、樹脂製の3つの部材(上部部材101a、第1カバー部材5および第2カバー部材6)を積層した状態で互いに接合することにより形成する。これにより、振動溶着などにより容易に接合可能な樹脂製の3つの部材を用いて、容易に、第1ガス通路3を3つの部材の積層方向に向かって階層的に分岐するように形成することができる。
また、第1実施形態では、上記のように、4つの吸気通路2の各々の出口21側に設けられ、第1ガス通路3と4つの吸気通路2とをそれぞれ接続する4つの貫通孔711を設ける。これにより、EGRガスが貫通孔711を介して吸気通路2の出口21側の位置で吸気通路2に導入されるので、吸気通路2の下流に位置するエンジン10(シリンダヘッド10a)により近い位置でEGRガスを導入することができる。その結果、吸気通路2におけるEGRガスの流通経路が短くなるので、EGRガスに対するエンジン10の応答性を向上させることができる。
また、第1実施形態では、上記のように、4つの吸気通路2の外側に第1ガス通路3とは別個に、ガス導入口54から導入されたブローバイガスを、4つの吸気通路2の上流側に位置するサージタンク1に導く第2ガス通路4を設ける。これにより、トーナメント形状の第1ガス通路3により、吸気装置100の搭載性が低下するのを抑制しながら、EGRガスを4つの吸気通路2に均等に導入することができるとともに、EGRガスとは異なるブローバイガスをサージタンク1において吸気に導入することができる。
また、第1実施形態では、上記のように、第2ガス通路4を、ガス導入口54から下流側に向かって分岐された状態で、ガス導入口54から導入されたブローバイガスをサージタンク1に導くように構成する。これにより、サージタンク1にブローバイガスを1箇所から導入する場合とは異なり、下流側に向かって分岐された第2ガス通路4により、ブローバイガスを複数の位置に分散した状態で吸気に導入することができるので、ブローバイガスの分配性を向上させることができる。
また、第1実施形態では、上記のように、第1ガス通路3を形成する3つの部材のうち、上部部材101aおよび第1カバー部材5を積層することにより第2ガス通路4を形成する。これにより、第1ガス通路3を形成する2つの部材を流用して第2ガス通路4を形成することができるので、部品点数の増加を抑制することができる。
(第2実施形態)
次に、図1および図11〜図18を参照して、本発明の第2実施形態による吸気装置200について説明する。この第2実施形態では、第2ガス通路4によりブローバイガスをサージタンク1に導く上記第1実施形態と異なり、第1ガス通路203および第2ガス通路204により、それぞれブローバイガスおよびEGRガスを4つの吸気通路202に導く構成について説明する。なお、第1ガス通路203は、本発明の「第1ガストーナメント通路」の一例であり、第2ガス通路204は、本発明の「第2ガストーナメント通路」の一例である。
本発明の第2実施形態による吸気装置200は、図11および図12に示すように、サージタンク201と、サージタンク201の下流に位置する4つの吸気通路202とを備えている。また、構造的には、吸気装置200は、サージタンク201と4つの吸気通路202とを一体的に含む吸気装置本体210を含んでいる。吸気装置本体210は、図11および図13に示すように、上部部材210a、中間部材210bおよび下部部材210cを含み、これら3つの部材は、振動溶着により互いに積層された状態で一体的に接合されている。サージタンク201は、中間部材210bおよび下部部材210cの2つの部材により構成されているとともに、4つの吸気通路202は、上部部材210a、中間部材210bおよび下部部材210cの3つの部材により構成されている。
サージタンク201には、エアクリーナ20およびスロットルバルブ30を介して供給される吸気をサージタンク201に導く吸入孔211が設けられている。4つ吸気通路202は、一方端部がシリンダヘッド10aに接続されるとともに、他方端部がサージタンク201に接続されている。また、4つの吸気通路202は、EGRガスおよびブローバイガスを含む吸気をエンジン10の各気筒に分配供給するように構成されている。
ここで、第2実施形態では、吸気装置200は、図12〜図14に示すように、エンジン10に供給される吸気にブローバイガスおよびEGRガスをそれぞれ導入する第1ガス通路203および第2ガス通路204を備えている。第1ガス通路203および第2ガス通路204は、4つの吸気通路202の外側において、上部部材210a、中間部材210bおよび下部部材210cを積層した状態で互いに接合することにより形成されている。
上部部材210aの4つの吸気通路202の外側には、図11〜図15に示すように、第1ガス通路203および第2ガス通路204を構成する上部ガス通路部205が外側に突出するように設けられている。上部ガス通路部205の後述する中間ガス通路部206側(図12に示すZ2方向側)には、図15に示すように、4つの吸気通路202が隣接する方向(X方向)に広がるように略V字形状を有する溝部251が形成されている。また、上部ガス通路部205は、図11、図12および図13〜図15に示すように、ブローバイガスを第1ガス通路203に導入するためのガス導入口252を含んでいる。ガス導入口252は、溝部251に接続されている。また、上部ガス通路部205の略V字形状の溝部251に挟まれた位置には、EGRガスを第2ガス通路204に導入するためのガス導入口253が設けられている。ガス導入口253は、上部ガス通路部205を上下方向(上部部材210a、中間部材210bおよび下部部材210cの積層方向(図13に示すZ方向))に貫通するように形成されている。なお、ガス導入口253は、本発明の「第2ガス導入口」の一例であり、ガス導入口252は、本発明の「第1ガス導入口」の一例である。
中間部材210bの4つの吸気通路202の外側には、図13、図14、図16および図17に示すように、第1ガス通路203および第2ガス通路204を構成する中間ガス通路部206が外側に突出するように設けられている。中間ガス通路部206の上部ガス通路部205側(図12に示すZ1方向側)には、図13、図14および図16に示すように、X方向に広がるように略V字形状を有する第1溝部261が形成されている。また、中間ガス通路部206は、第2ガス通路204を構成する貫通孔262が設けられている。第1溝部261は、上部ガス通路部205の溝部251に対応する位置でかつ対応する形状に形成されているとともに、貫通孔262は、上部ガス通路部205のガス導入口253に対応する位置でかつ対応する形状に形成されている。また、上部ガス通路部205の溝部251と中間ガス通路部206の第1溝部261とにより、第1ガス通路203の上流分岐部231を構成している。すなわち、第1ガス通路203の上流分岐部231は、上部部材210aの上部ガス通路部205と中間部材210bの中間ガス通路部206との間の積層部分に設けられている。また、上部ガス通路部205のガス導入口253と中間ガス通路部206の貫通孔262とにより、第2ガス通路204の積層方向(Z方向)に延びる導入部241を構成している。
中間ガス通路部206の後述する下部ガス通路部207側(図13に示すZ2方向側)には、図17に示すように、X方向に広がるように階層的に分岐するトーナメント形状の第2溝部263が形成されている。第2溝部263は、貫通孔262に接続されている。また、第2溝部263の下流側の端部には、4つの吸気通路202にそれぞれ接続された4つの接続溝264が形成されている。
また、中間部材210bの内部には、図14および図16に示すように、略V字形状の第1溝部261の両端部(下流側の2つの端部)のそれぞれからX方向に広がるように形成された横孔部265が設けられている。2つの横孔部265は、略V字形状の第1溝部261の下流側の2つの端部にそれぞれ接続されている。2つの横孔部265の両端部には、それぞれ、積層方向(Z方向)に延びる縦孔部266が形成されている。すなわち、横孔部265は、上部ガス通路部205の溝部251と中間ガス通路部206の第1溝部261とにより構成された上流分岐部231により分岐された第1ガス通路203を、両端部の2つの縦孔部266に向かってさらに分岐する第1ガス通路203の下流分岐部232を構成している。4つの縦孔部266は、それぞれ、横孔部265から中間ガス通路部206の後述する下部ガス通路部207側(図12に示すZ2方向側)に貫通している。
下部部材210cの4つの吸気通路202の外側には、図13、図14および図18に示すように、第1ガス通路203および第2ガス通路204を構成する下部ガス通路部207が外側に突出するように設けられている。下部ガス通路部207の中間ガス通路部206側(図13に示すZ1方向側)には、X方向に広がるように階層的に分岐するトーナメント形状の溝部271が形成されている。また、溝部271の下流側の端部には、4つの吸気通路202にそれぞれ接続された4つの接続溝272が形成されている。溝部271は、中間ガス通路部206の第2溝部263に対応する位置でかつ対応する形状に形成されているとともに、4つの接続溝272は、それぞれ、中間ガス通路部206の4つの接続溝264に対応する位置でかつ対応する形状に形成されている。また、中間ガス通路部206の第2溝部263と下部ガス通路部207の溝部271とにより、第2ガス通路204のトーナメント形状の分岐部242を構成している。すなわち、第2ガス通路204のトーナメント形状の分岐部242は、中間部材210bの中間ガス通路部206と下部部材210cの下部ガス通路部207との間の積層部分に設けられている。また、中間ガス通路部206の4つの接続溝264と下部ガス通路部207の4つの接続溝272とにより、第2ガス通路204と4つの吸気通路202とをそれぞれ接続する4つの接続部243を構成している。4つの接続部243は、第2ガス通路204の4つの吸気通路202の各々に対応する位置で、かつ、対応する吸気通路202の出口221近傍に設けられている。なお、接続部243は、本発明の「第2吸気通路接続部」の一例である。
下部部材210cの縦孔部266に対応する位置には、下部部材210cの中間部材210b側(図12に示すZ1方向側)から4つの吸気通路202の側部に通じる4つの貫通孔273が形成されている。4つの貫通孔273の吸気通路202側の端部は、第1ガス通路203と4つの吸気通路202とをそれぞれ接続する4つの接続部233を構成している。4つの接続部233は、第1ガス通路203の4つの吸気通路202の各々に対応する位置で、かつ、対応する吸気通路202の出口221近傍に設けられている。また、図13および図14に示すように、第1ガス通路203の4つの接続部233は、第2ガス通路204の4つの接続部243とは異なる位置に設けられている。具体的には、ブローバイガス用の第1ガス通路203の4つの接続部233は、EGRガス用の第2ガス通路204の4つの接続部243よりも下流側(出口221側)に配置されている。なお、接続部233は、本発明の「第1吸気通路接続部」の一例である。
上記の構成により、ブローバイガス用の第1ガス通路203は、図13および図14に示すように、3つの部材(上部部材210a、中間部材210bおよび下部部材210c)の接合面が積層された状態で積層方向(Z方向)に向かって階層的に分岐するトーナメント形状に形成されることにより、ブローバイガスを4つの吸気通路202に導くように構成されている。すなわち、第1ガス通路203は、上部部材210aの上部ガス通路部205に設けられたガス導入口252近傍の導入部234(図14参照)から下流側に向かって、上部部材210aと中間部材210bとの間の積層部分に位置する上流分岐部231により2つに分岐されるとともに、中間部材210bの内部に設けられた2つの下流分岐部232により4つに分岐されている。換言すれば、ガス導入口252から導入されたブローバイガスは、第1ガス通路203の導入部234を通過した後、上流分岐部231により二手に分配される。そして、二手に分配されたブローバイガスは、2つの下流分岐部232により、それぞれ、二手に分配されて4つの吸気通路202に導かれる。
また、EGRガス用の第2ガス通路204は、図13および図14に示すように、第1ガス通路203を形成する3つの部材(上部部材210a、中間部材210bおよび下部部材210c)が積層されることにより形成されている。第2ガス通路204は、ガス導入口253から下流側に向かって階層的に分岐するようにトーナメント形状に形成されることにより、EGRガスを4つの吸気通路202のそれぞれに導くように構成されている。すなわち、第2ガス通路204は、導入部241(上部ガス通路部205のガス導入口253および中間ガス通路部206の貫通孔262)から下流側に向かって、中間部材210bの中間ガス通路部206と下部部材210cの下部ガス通路部207との間の積層部分に位置するトーナメント形状の分岐部242により4つに分岐されている。換言すれば、ガス導入口253から導入されたEGRガスは、上部ガス通路部205および中間ガス通路部206の導入部241を通過した後、トーナメント形状の分岐部242により分配された状態で、4つの接続部243を介して4つの吸気通路202に導かれる。
なお、第2実施形態のその他の構成は、上記第1実施形態と同様である。
第2実施形態では、上記のように、第1ガス通路203を、吸気通路202を構成する3つの部材(上部部材210a、中間部材210bおよび下部部材210c)の接合面が積層された状態で積層方向(Z方向)に向かって階層的に分岐するように形成する。これにより、吸気通路202を構成する3つの部材を流用して第1ガス通路203を積層方向に向かって形成することができるので、第1ガス通路203が積層部分に沿った方向に過度に張り出すのを抑制しながら、第1ガス通路203を形成するための専用部材を設ける必要性をなくすことができる。その結果、吸気装置200の小型化を図りながら、第1ガス通路203を形成することに起因して部材点数が増加するのを抑制することができる。
また、第2実施形態では、上記のように、ガス導入口253から下流側に向かって階層的に分岐するようにトーナメント形状に形成されることにより、ガス導入口253から導入されたEGRガスを4つの吸気通路202に導く第2ガス通路204を設ける。これにより、ブローバイガスのみならず、EGRガスについても、トーナメント形状の第2ガス通路204により、4つの吸気通路202に均等に導入することができるので、ブローバイガスおよびEGRガスの両方の分配性を向上させることができる。
また、第2実施形態では、上記のように、第1ガス通路203と4つの吸気通路202とをそれぞれ接続する4つの接続部233と、接続部233とは異なる位置で、かつ、第2ガス通路204の4つの吸気通路202の各々に対応する位置に、第2ガス通路204と4つの吸気通路202とをそれぞれ接続する4つの接続部243とを設ける。これにより、ブローバイガスおよびEGRガスがそれぞれ接続部233および接続部243を介して吸気通路202の互いに異なる位置に導入されるので、ブローバイガスおよびEGRガスが吸気通路202内で互いに高濃度のまま(吸気により希釈されていない状態のまま)接触するのを抑制することができる。その結果、ブローバイガスおよびEGRガスが高濃度のまま接触することに起因してデポジットと呼ばれる付着物が堆積するのを抑制することができる。また、EGRガス用の第2ガス通路204の4つの接続部243を、ブローバイガス用の第1ガス通路203の4つの接続部233よりも上流側に配置することによって、EGRガス用の接続部243近傍においてEGRガスおよびブローバイガスが互いに高濃度のまま接触するのをより抑制することができるので、EGRガス用の接続部243にデポジットが堆積するのをより抑制することができる。その結果、EGRガスの導入量をより精度よく調整することができる。
また、第2実施形態の構成でも、上記第1実施形態と同様に、3つの部材(上部部材210a、中間部材210bおよび下部部材210c)が積層された状態で積層方向(Z方向)に向かって階層的に分岐するトーナメント形状に形成されることにより、ガス導入口252から導入されたブローバイガスを4つの吸気通路202に導く第1ガス通路203を設けることによって、1つの積層部分においてガス通路(第1ガス通路203)を形成するためのスペースが大きくなるのを抑制することができるので、ブローバイガスを4つの吸気通路202に導くトーナメント形状のガス通路(第1ガス通路203)を設けた場合でも、吸気装置200の搭載性が低下するのを抑制することができる。
なお、第2実施形態のその他の効果は、上記第1実施形態と同様である。
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
たとえば、上記第1および第2実施形態では、本発明の吸気装置を、自動車用のエンジンに適用する例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明の吸気装置を、自動車用のエンジン以外のエンジンに適用してもよい。
また、上記第1実施形態(第2実施形態)では、本発明の第1ガスおよび第2ガスの一例として、それぞれ、EGRガス(ブローバイガス)およびブローバイガス(EGRガス)を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、第1ガスおよび第2ガスが、ブローバイガス、蒸発燃料ガスおよびEGRガスの3つのガスのうちから選択された互いに異なる2つのガスであればよく、第1ガスがEGRガス(ブローバイガス)であり、第2ガスがブローバイガス(EGRガス)である組み合わせ以外の組み合わせであってもよい。また、第1ガスおよび第2ガスが、それぞれ、ブローバイガス、蒸発燃料ガスおよびEGRガス以外の外部ガスであってもよい。
また、上記第1および第2実施形態では、吸気装置に、4気筒のエンジンに対応するように4つの吸気通路を設ける例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、エンジンの気筒数に対応する個数であれば、4つ以外の複数の吸気通路を吸気装置に設けてもよい。
また、上記第1および第2実施形態では、吸気通路を構成する部材を含む3つの部材が積層された状態で積層方向に向かって階層的に分岐するように第1ガス通路(第1ガストーナメント通路)を形成する例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、4つ以上の部材が積層された状態で積層方向に向かって階層的に分岐するように第1ガストーナメント通路を形成してもよいし、2つの部材が積層された状態で積層方向に向かって階層的に分岐するように第1ガストーナメント通路を形成してもよい。
また、上記第1および第2実施形態では、トーナメント形状の第1ガス通路(第1ガストーナメント通路)に加えて、第2ガス通路を設ける例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、第2ガス通路を設けることなく、第1ガストーナメント通路のみ設ける構成であってもよい。また、本発明では、第1ガストーナメント通路と同様に、第2ガス通路(第2ガストーナメント通路)を、複数の部材が積層された状態で積層方向に向かって階層的に分岐するトーナメント形状に形成されることにより、第2ガス導入口から導入された第2ガスを複数の吸気通路に導くように構成してもよい。
また、上記第1および第2実施形態では、第1ガス通路を形成する複数の部材を、振動溶着により互いに一体的に接合する例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、たとえば、DSI(Die Slide Injection)工法など、第1ガス通路を形成する複数の部材を、振動溶着以外の工法により互いに一体的に接合してもよい。
1、201 サージタンク
2、202 吸気通路
3、203 第1ガス通路(第1ガストーナメント通路)
4 第2ガス通路
5 第1カバー部材
6 第2カバー部材
10 エンジン
21、221 出口
54、253 ガス導入口(第2ガス導入口)
62、252 ガス導入口(第1ガス導入口)
100、200 吸気装置
100a、210a 上部部材
100b、210b 中間部材
100c、210c 下部部材
204 第2ガス通路(第2ガストーナメント通路)
243 接続部(第2吸気通路接続部)
233 接続部(第1吸気通路接続部)
711 貫通孔(第1吸気通路接続部)

Claims (12)

  1. 第1ガスを含む吸気をエンジンの各気筒に分配供給する複数の吸気通路と、
    前記複数の吸気通路の外側に設けられ、前記第1ガスを導入する第1ガス導入口と、
    前記複数の吸気通路の外側に設けられ、複数の部材が積層された状態で積層方向に向かって階層的に分岐するトーナメント形状に形成されることにより、前記第1ガス導入口から導入された前記第1ガスを前記複数の吸気通路に導く第1ガストーナメント通路と、を備える、吸気装置。
  2. 前記複数の部材は、前記吸気通路を構成する部材を含む3つ以上の部材を含み、
    前記第1ガストーナメント通路は、前記吸気通路を構成する部材を含む3つ以上の部材が積層された状態で積層方向に向かって階層的に分岐するように形成されている、請求項1に記載の吸気装置。
  3. 前記複数の部材は、前記吸気通路を構成する部材を含む互いに接合された3つの部材を含み、
    前記第1ガストーナメント通路は、前記3つの部材の接合面が積層された状態で積層方向に向かって階層的に分岐するように形成されている、請求項2に記載の吸気装置。
  4. 前記3つの部材は、前記吸気通路を構成し、
    前記第1ガストーナメント通路は、前記吸気通路を構成する前記3つの部材の接合面が積層された状態で積層方向に向かって階層的に分岐するように形成されている、請求項3に記載の吸気装置。
  5. 前記複数の部材は、樹脂製であり、
    前記第1ガストーナメント通路は、樹脂製の前記複数の部材を積層した状態で互いに接合することにより形成されている、請求項1〜4のいずれか1項に記載の吸気装置。
  6. 前記複数の吸気通路の各々の出口側に設けられ、前記第1ガストーナメント通路と前記複数の吸気通路とをそれぞれ接続する複数の第1吸気通路接続部をさらに備える、請求項1〜5のいずれか1項に記載の吸気装置。
  7. 前記複数の吸気通路の外側に設けられ、前記第1ガスとは異なる第2ガスを導入する第2ガス導入口と、
    前記複数の吸気通路の外側に前記第1ガストーナメント通路とは別個に設けられ、前記第2ガス導入口から導入された前記第2ガスを、前記複数の吸気通路または前記複数の吸気通路の上流側に位置するサージタンクに導く第2ガス通路とをさらに備える、請求項1〜6のいずれか1項に記載の吸気装置。
  8. 前記第2ガス通路は、前記第2ガス導入口から下流側に向かって分岐された状態で、前記第2ガス導入口から導入された前記第2ガスを前記複数の吸気通路または前記サージタンクに導くように構成されている、請求項7に記載の吸気装置。
  9. 前記第2ガス通路は、前記第1ガストーナメント通路を形成する前記複数の部材のうちの少なくとも2つの部材が積層されることにより形成されている、請求項7または8に記載の吸気装置。
  10. 前記第2ガス通路は、前記第2ガス導入口から下流側に向かって階層的に分岐するようにトーナメント形状に形成されることにより、前記第2ガス導入口から導入された前記第2ガスを前記複数の吸気通路に導く第2ガストーナメント通路を含む、請求項7〜9のいずれか1項に記載の吸気装置。
  11. 前記第1ガストーナメント通路の前記複数の吸気通路の各々に対応する位置に設けられ、前記第1ガストーナメント通路と前記複数の吸気通路とをそれぞれ接続する複数の第1吸気通路接続部と、
    前記第1吸気通路接続部とは異なる位置で、かつ、前記第2ガストーナメント通路の前記複数の吸気通路の各々に対応する位置に設けられ、前記第2ガストーナメント通路と前記複数の吸気通路とをそれぞれ接続する複数の第2吸気通路接続部とをさらに備える、請求項10に記載の吸気装置。
  12. 前記第1ガスおよび前記第2ガスは、それぞれ、ブローバイガス、燃料タンク内で発生する蒸発燃料ガス、および、再循環される排気ガスの3つのガスのうちから選択された異なる2つのガスである、請求項7〜11のいずれか1項に記載の吸気装置。
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