JP2017015020A - エンジンの吸気装置 - Google Patents

Abstract

【課題】シリンダヘッドからの伝熱を阻止する空気層（断熱層）を容易に形成することが可能なエンジンの吸気装置を提供する。【解決手段】シリンダヘッドの吸気通路上流側の開口を形成する外面開口部３１と燃焼室とを連通する吸気ポート３と、外面開口部に挿入されるガイド壁５１、ガイド壁の吸気通路上流側の外周面に設けられるフランジ部５２、および、ガイド壁の外周面に設けられるシール部材設置部５３を含むガイド部５を有する吸気管４１と、シール部材設置部に設置される環状シール部材６と、を備え、外面開口部にガイド部が設置された状態において、ガイド壁の外周面と外面開口部の内周面とは、シール部材設置部に設置された環状シール部材を介して間隙６２を有して対向し、シール部材設置部及び環状シール部材の吸気通路上流側において、外面開口部とガイド部との少なくとも一方に、間隙とシリンダヘッドの外部を連通する連通路７が形成される。【選択図】図２

Description

本開示は、エンジンの吸気装置に関するものであり、特に、インテークマニホールドとシリンダヘッドのシール部分の構造に関する。

特許文献１〜２に開示されるエンジンの吸気装置は、樹脂を材料として形成されたインテークマニホールド（吸気マニホールド）をシリンダヘッドの吸気ポートに挿入して組み付けるように構成されている。特に、特許文献１の吸気ポートは、シリンダヘッドの外表面に開口（吸気導入口）する大径路の全周に段部を形成しながら小径路が連結されており、小径路は燃焼室に開口（吸気弁口）している。そして、大径路よりも外径が小さい断熱スリーブが大径路に挿入されることで、大径路との間で断熱スリーブの外周全体に隙間を形成し、空気層を介在させ、断熱層として機能させている。

特開２００７−５６７９４号公報 特開２００７−１１３４８２号公報

特許文献１が開示する吸気装置では、大径路内に挿入された断熱スリーブのフランジ部は、シリンダヘッドの外面と吸気マニホールドのフランジ部で挟まれて固定されることが記載されている。ところが、この空隙を形成するために、挿入された断熱スリーブがどのように位置決めされるのかの開示はない。このため、例えば、シリンダヘッドの外面と吸気マニホールドのフランジ部とをボルト締めする場合には、断熱スリーブおよび大径路の軸心が中心位置からずれることで空隙が外周全体に形成されないおそれがある。あるいは、断熱スリーブのフランジ部にもボルト穴がある場合であっても、断熱スリーブのボルト穴の位置合わせの作業が生じたり、断熱スリーブのボルト穴の大きさによっては固定位置がずれるおそれがある。これは、断熱スリーブと吸気マニホールドが一体化されている場合であっても、間隙を形成するための位置合わせ作業や位置ずれなどが生じうる。

上述の事情に鑑みて、本発明の少なくとも一実施形態は、シリンダヘッドからの伝熱を阻止する空気層（断熱層）を容易に形成することが可能なエンジンの吸気装置を提供することを目的とする。

（１）本発明の少なくとも一実施形態に係るエンジンの吸気装置は、
シリンダヘッドの内部に形成されて、前記シリンダヘッドの吸気通路上流側の開口を形成する外面開口部と燃焼室とを連通する吸気ポートと、
前記外面開口部に挿入されるガイド壁、前記ガイド壁の前記吸気通路上流側の外周面に設けられるフランジ部、および、前記ガイド壁の外周面に設けられるシール部材設置部を含むガイド部を有する吸気管と、
前記シール部材設置部に設置される環状シール部材と、を備え、
前記外面開口部に前記ガイド部が挿入された設置状態において、
前記ガイド壁の外周面と前記外面開口部の内周面とは、前記シール部材設置部に設置された前記環状シール部材を介して間隙を有して対向し、
前記シール部材設置部及び前記環状シール部材の前記吸気通路上流側において、前記外面開口部と前記ガイド部との少なくとも一方に、前記間隙と前記シリンダヘッドの外部とを連通する連通路が形成される。

上記（１）の構成によれば、吸気管（インテークマニホールド）のシリンダヘッドへの設置（組み付け）は、吸気ポートの外面開口部に吸気管を挿入することで行われる。そして、シリンダヘッドに吸気管が設置された状態（設置状態）では、ガイド部のガイド壁の外周面と吸気ポートの外面開口部の内周面との間には、ガイド部のガイド壁に形成されたシール部材設置部の位置において環状シール部材（例えばＯリングなど）が介在することになる。このように環状シール部材が介在することによって、外面開口部の内部におけるガイド部の位置決めをすることができると共に、シリンダヘッドに形成される外面開口部の内周面と吸気管が有するガイド部のガイド壁との間の間隙（空気層）を容易に形成することができる。これによって、吸気管を通過する吸気がエンジンの熱によって温められることを防止することができ、吸気の充填効率を高めることができる。

また、上記の構成によれば、シリンダヘッドの外部と上記間隙とは、シール部材設置部及び環状シール部材の吸気通路上流側において、外面開口部とガイド部との少なくとも一方に形成される連通路により連通する。これによって、上記間隙内の空気と外部の空気の入れ替えによって放熱を促進できる。また、上記の間隙内の空気がエンジンの温度によって膨張・収縮する場合であっても、間隙内の圧力を一定に保つことができ、シリンダヘッドや吸気管（インテークマニホールド）の破損、変形を防止することができる。

（２）幾つかの実施形態では、上記（１）の構成において、
前記連通路の一端は前記吸気通路の軸より鉛直方向下側に形成されるとともに、前記連通路の他端は前記シリンダヘッドの外部に前記鉛直方向下向きに開口する。
上記（２）の構成によれば、連通路を介して間隙内に侵入する外気に含まれる水分（水蒸気）がエンジンの温度変化によって凝縮し、間隙に水が溜まるような場合であっても、連通路によってこの水（凝縮水）を外部に排出することができる。

（３）幾つかの実施形態では、上記（１）〜（２）の構成において、
前記外面開口部の前記吸気通路上流側の端面と前記フランジ部とが対面する合わせ面のうち、前記外面開口部の合わせ面と前記フランジ部の合わせ面との少なくとも一方に前記連通路が形成される。
上記（３）の構成によれば、連通路を介して間隙内に侵入する外気に含まれる水分（水蒸気）がエンジンの温度変化によって凝縮し、間隙に水が溜まるような場合であっても、連通路を通して外部に排出することができる。また、連通路を、外面開口部の合わせ面とフランジ部の合わせ面との少なくとも一方に形成することによって、所望の通路面積を有する連通路を容易に形成することができる。

（４）幾つかの実施形態では、上記（２）〜（３）の構成において、
弾性部材を、さらに備え、
前記ガイド部は、前記フランジ部と前記シール部材設置部との間の前記ガイド壁の外周面に設けられる前記弾性部材を設置するための弾性部材設置部と、をさらに有し、
前記弾性部材及び前記弾性部材設置部は前記シール部材設置部及び前記環状シール部材の前記吸気通路上流側に配置され、
前記側壁面の鉛直方向の下端を含む下端部には、前記弾性部材設置部と前記シール部材設置部との間において、前記間隙と、前記間隙よりも鉛直方向下方にある前記シリンダヘッドの外面と、のそれぞれに向けて開口する第３連通路が設けられる。
上記（４）の構成によれば、弾性部材と環状シール部材の２か所でガイド壁が位置決めされるので、吸気管（インテークマニホールド）をシリンダヘッドに設置した際の安定性を向上することができる。同時に、第３連通路によって、環状シール部材と弾性部材との間の凝縮水の排水や、間隙内の放熱を促進し、また、その間における間隙内の圧力を一定に保つことができ、シリンダヘッドや吸気管（インテークマニホールド）が破損、変形するのを防止すると共に、凝縮水を排出することもできる。

（５）幾つかの実施形態では、上記（４）の構成において、
前記弾性部材は、前記環状シール部材の断面よりも小径の断面を有する。
上記（５）の構成によれば、ガイド部のガイド壁には、吸気ポートに最も近い側から順にシール部材設置部、弾性部材設置部が設けられている。そして、弾性部材の断面の径は、シール部材設置部に設置される環状シール部材の断面の径よりも小さい。このため、環状シール部材によって吸気通路に対するシールを適切に行いながら、弾性部材によってガイド壁が支持されるので、吸気管（インテークマニホールド）をシリンダヘッドに設置した際の安定性を向上することができる。

（６）幾つかの実施形態では、上記（１）の構成において、
前記外面開口部は、前記ガイド壁に対面するよう構成される側壁面を有し、
前記側壁面の鉛直方向の下端を含む下端部における前記シール部材設置部及び前記環状シール部材の前記吸気通路上流側には、前記シール部材設置部と前記外面開口部の前記合わせ面との間において、前記合わせ面に向かって拡径しながら傾斜する傾斜部が設けられる。
上記（６）の構成によれば、連通路を介して間隙内に侵入する外気に含まれる水分（水蒸気）がエンジンの温度変化によって凝縮し、間隙に水が溜まるような場合であっても、傾斜部により連通路に導くことで、外部に水を排出することができる。

（７）幾つかの実施形態では、上記（１）〜（６）の構成において、
前記吸気管を少なくとも３以上有するインテークマニホールドを、さらに備え、
前記インテークマニホールドの外側に位置する前記吸気管の前記ガイド部に設置される前記環状シール部材の断面の径は、前記インテークマニホールドの中心側に位置する前記吸気管に設置される前記環状シール部材の断面の径よりも大きい。
上記（７）の構成によれば、中心に位置する吸気管によって、インテークマニホールドの中心とシリンダヘッドの中心を合わせることによって、中心の吸気管から遠い吸気管と外面開口部にずれが生じる場合であっても、環状シール部材の断面の径が大きいことによって、そのずれを吸収しながら、適切にシールを行うことができる。

本発明の少なくとも一実施形態によれば、シリンダヘッドからの伝熱を阻止する空気層（断熱層）を容易に形成することが可能なエンジンの吸気装置が提供される。

本発明の一実施形態に係るエンジンの吸気装置を構成するシリンダヘッドを概略的に示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係るエンジンの吸気装置におけるシリンダヘッドと吸気管との接続を模式的に示したものであり、図１〜図２の矢印IVで切断した断面図である。 本発明の一実施形態に係る第１溝部を備えるエンジンの吸気装置におけるシリンダヘッドと吸気管との接続を模式的に示したものであり、図１〜図２の矢印IVで切断した断面図に対応する図である。 本発明の一実施形態に係る第２溝部を備えるエンジンの吸気装置の吸気ポートを、吸気ポートの合わせ面から見た図である。 本発明の一実施形態に係る第２連通路を備えるエンジンの吸気装置におけるシリンダヘッドと吸気管との接続を模式的に示したものであり、図１〜図２の矢印IVで切断した断面図に対応する図である。 本発明の一実施形態に係る弾性部材を備えるエンジンの吸気装置におけるシリンダヘッドと吸気管との接続を模式的に示したものであり、図１〜図２の矢印IVで切断した断面図に対応する図である。 本発明の一実施形態に係る傾斜部を備えるエンジンの吸気装置におけるシリンダヘッドと吸気管との接続を模式的に示したものであり、図１〜図２の矢印IVで切断した断面図に対応する図である。 本発明の一実施形態に係る弾性部材を備えるエンジンの吸気装置におけるシリンダヘッドと偶数本の吸気管とを備えるインテークマニホールドとの接続を模式的に示した図であり、４本の吸気管を備えるインテークマニホールドを例示する図である。

以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。

図１は、本発明の一実施形態に係るエンジンの吸気装置１を構成するシリンダヘッド２を概略的に示す斜視図である。図２〜図７は、本発明の一実施形態に係るエンジンの吸気装置１におけるシリンダヘッド２と吸気管４１との接続を模式的に示した図である。図１〜図７に示されるように、エンジンの吸気装置１（以下、吸気装置１）は、自動車などの車両のエンジン（内燃機関）を構成するシリンダヘッド２に形成される吸気ポート３と、吸気ポート３に連結される吸気管４１と、吸気管４１が有するガイド部５と、ガイド部５に設置される環状シール部材６と、連通路７とを備える。

吸気ポート３は、図１〜図７に示されるように、シリンダヘッド２の内部に形成されて、シリンダヘッド２の吸気通路上流側の開口を形成する外面開口部３１と燃焼室（不図示）とを連通する。すなわち、吸気ポート３は、図１〜図７に示されるように、シリンダヘッド２の吸気通路上流側の開口（以下、外面開口２２）を形成する外面開口部３１（後述）と、この外面開口部３１と燃焼室（不図示）とを連通する筒状のポート内壁面３３を有している。この外面開口部３１は、後述する吸気管４１のガイド部５が設置された際に、ガイド部５と対面する側壁面３１ｓおよび段部３５と、ガイド部５のフランジ部５２（フランジ部５２の対向面５２ｆ）と対面する合わせ面３１ｆとを有している。また、外面開口部３１も筒状の形状を有しており、上記の側壁面３１ｓは外面開口部３１の内周面を形成している。そして、外面開口部３１に吸気管４１が挿入された設置状態において、外気（吸気）は、吸気ポート３を構成する外面開口部３１とポート内壁面３３とをこの順に通って、シリンダヘッド２の燃焼室（図１の紙面奥側）に導かれる。

また、吸気ポート３のポート内壁面３３により形成される通路の断面積は、外面開口部３１により形成される通路の断面積よりも小さく、外面開口部３１の段部３５は、外面開口部３１とポート内壁面３３との境界に形成される。図１〜図７の例示では、外面開口２２から燃焼室側に長さＬ１だけ入った通路内の位置に段部３５が形成されている。この段部３５は、段部３５が設けられた位置において通路の全周に設けられている。すなわち、外面開口部３１の側壁面３１ｓは、外面開口２２から段部３５までの長さＬ１を有しており、外面開口部３１の内周面を形成する。そして、この外面開口部３１の側壁面３１ｓ（内周面）および段部３５をガイドとして、下記に説明する吸気管４１が外面開口部３１に挿入され、設置される。

吸気管４１は、吸気ポート３と共に吸気通路を形成するものである。また、図２〜図７に示されるように、吸気管４１は、シリンダヘッド２の外面開口部３１に挿入される部分となるガイド部５を有する。このガイド部５は、図１〜図７に示されるように、外面開口部３１に挿入されるガイド壁５１と、ガイド壁５１の吸気通路上流側の外周面５１ｃに設けられるフランジ部５２と、ガイド壁５１の外周面５１ｃに設けられるシール部材設置部５３とを備える。

ガイド部５のガイド壁５１は筒状となっており、筒状の内部を吸気が通過する。そして、図２〜図６に示されるように、シリンダヘッド２の外面開口部３１に吸気管４１が挿入されて設置された状態（以下、適宜、設置状態）では、上記のガイド壁５１は外面開口部３１の側壁面３１ｓに対面すると共に、ガイド壁５１の先端部５１ｅ（吸気管４１の燃焼室側の端部）は吸気ポート３の段部３５に対面する。また、図１〜図７の例示では、この設置状態において、ガイド壁５１の内周面５１ｉとポート内壁面３３とは、段部３５において平坦となるように互いに連なることで、吸気通路が形成されている。

ガイド部５のフランジ部５２は、ガイド壁５１の外周面５１ｃに設けられており、ガイド壁５１の外周面５１ｃの法線方向に延びることで、ガイド壁５１から出っ張るように設けられている。図２〜図７の例示では、ガイド壁５１の先端部５１ｅから長さＬ２だけ上流側に離れた位置に、フランジ部５２は設けられている。また、吸気管４１が外面開口部３１に挿入されて設置された設置状態では、フランジ部５２（フランジ部５２の対向面５２ｆ）は、外面開口部３１のシリンダヘッド２の外面２１の一部（合わせ面３１ｆ）と対面するよう構成されている。また、フランジ部５２には、外面開口部３１に挿入された吸気管４１をシリンダヘッド２に固定するためのボルト穴５２ｈを有しており（図１の例示では４か所）、シリンダヘッド２の対応する位置に設けられたボルト穴３９と共に、ボルトによって締結されている（図２〜図６参照）。

なお、図１に示される実施形態では、複数の吸気管４１によってインテークマニホールド４（後述）が形成されており、フランジ部５２は、複数の吸気管４１（図１の例示に対応する場合は３本）に対して板状に形成されている。そして、設置状態において、この板状のフランジ部５２における、シリンダヘッド２の外面開口部３１のそれぞれに対応する位置から、各吸気管４１のガイド壁５１がそれぞれ突出することでフランジ部５２が形成されている。幾つかの実施形態では、フランジ部５２は吸気管４１毎に形成されても良い。

また、ガイド部５のシール部材設置部５３は、ガイド壁５１の外周面５１ｃに設けられる。図２〜図７の例示では、シール部材設置部５３は、ガイド壁５１の一部の周囲を囲むように形成された溝として形成されている。そして、ガイド部５の外周面５１ｃに形成されたシール部材設置部５３には、下記に説明する環状シール部材６が設置される。

環状シール部材６は、シール部材設置部５３に設置される。例えば、環状シール部材６は、環状に形成された弾性体からなるシール部材であっても良く、例えば、断面が円形であり、環型をしたＯリングであっても良い。そして、吸気管４１が外面開口部３１に挿入されて設置された設置状態において、シール部材設置部５３に設置された環状シール部材６は、シール部材設置部５３と外面開口部３１の側壁面３１ｓとの間に介在し、両者によって圧縮された状態となる。これによって、吸気ポート３とガイド部５との間を密封し、吸気通路側（ポート内壁面３３やガイド壁５１の内周面５１ｉ）とシリンダヘッド２の気体または液体の流入流出を防止する。

また、シリンダヘッド２の外面開口部３１に吸気管４１が挿入された設置状態においては、図２〜図７に示されるように、ガイド壁５１の外周面５１ｃと外面開口部３１の内周面（側壁面３１ｓ）とは、シール部材設置部５３に設置された環状シール部材６を介して間隙６２を有して対向する。この間隙６２（最大幅Ｗ）は、ガイド壁５１の外周面５１ｃの全周（シール部材設置部５３の位置を除く）に亘って形成されると共に、ガイド壁５１の全周に間隙６２が形成されるように、シール部材設置部５３に設置された環状シール部材６によって、ガイド部５が外面開口部３１に位置決めされる。

連通路７は、シリンダヘッド２の外部と間隙６２との間を連通する通路である。そして、図２〜図６に示されるように、連通路７は、シール部材設置部５３及び環状シール部材６の吸気通路上流側において、外面開口部３１とガイド部５との少なくとも一方に、間隙６２とシリンダヘッド２の外部とを連通する連通路７が形成される。図２〜図７に示される実施形態では、フランジ部５２の対向面５２ｆ（フランジ部５２の、外面開口部３１の合わせ面３１ｆに合わせられる側の面）と外面開口部３１の合わせ面３１ｆとによって、シリンダヘッド２の外部と間隙６２とを連通する連通路７が形成されている。
以下、この連通路７について詳述する。

図２〜図７に示される実施形態では、吸気装置１は、フランジ部５２と外面開口部３１の合わせ面３１ｆとの間を密封するためのシール部材などを備えておらず、フランジ部５２の対向面５２ｆと外面開口部３１の合わせ面３１ｆとの間には隙間が生じる。そして、幾つかの実施形態では、吸気装置１では、外面開口２２と段部３５との間の距離（長さＬ１）と、ガイド壁５１の先端部５１ｅとフランジ部５２の対向面５２ｆとの間の距離（長さＬ２）とは等しく（Ｌ１＝Ｌ２）、上記の隙間を連通路７として利用することで、通路幅が長さＬ３となる連通路７を備えている（図２参照）。これによって、連通路７を容易に形成することができる。また、他の幾つかの実施形態では、外面開口２２と段部３５との間の距離（長さＬ１）よりも、ガイド壁５１の先端部５１ｅとフランジ部５２の対向面５２ｆとの間の距離（長さＬ２）の方を長くすることで（Ｌ２＞Ｌ１）、フランジ部５２の対向面５２ｆと外面開口部３１の合わせ面３１ｆとの間に積極的に隙間を形成している。これによって、所望の通路幅(長さＬ３)を有する連通路７を確実に形成することができる。

上記の構成によれば、吸気管４１（インテークマニホールド４）のシリンダヘッド２への設置（組み付け）は、吸気ポート３の外面開口部３１に吸気管４１を挿入することで行われる。そして、シリンダヘッド２に吸気管４１が設置された状態（設置状態）では、ガイド部５のガイド壁５１の外周面５１ｃと吸気ポート３の外面開口部３１の内周面（側壁面３１ｓ）との間には、ガイド部５のガイド壁５１に形成されたシール部材設置部５３の位置において環状シール部材６（例えばＯリングなど）が介在することになる。このように環状シール部材６が介在することによって、外面開口部３１の内部におけるガイド部５の位置決めをすることができると共に、シリンダヘッド２に形成される外面開口部３１の内周面と吸気管４１が有するガイド部５のガイド壁５１との間の間隙６２（空気層）を容易に形成することができる。これによって、吸気管４１を通過する吸気がエンジンの熱によって温められることを防止することができ、吸気の充填効率を高めることができる。

また、上記の構成によれば、シリンダヘッド２の外部と上記間隙６２とは、シール部材設置５３部及び環状シール部材６の吸気通路上流側において、外面開口部３１とガイド部５との少なくとも一方に形成される連通路７により連通する。これによって、上記の間隙６２内の空気がエンジンの温度によって膨張・収縮する場合であっても、間隙６２内の圧力を一定に保つことができ、シリンダヘッド２や吸気管４１（インテークマニホールド４）の破損、変形を防止することができる。

また、幾つかの実施形態では、連通路７は、図２〜図７に示されるように、連通路７の一端は吸気通路の軸より鉛直方向下側に形成されるとともに、連通路７の他端はシリンダヘッド２の外部に鉛直方向下向きに開口する。すなわち、ガイド壁５１および外面開口部３１の側壁面３１ｓの間に形成される間隙６２には、連通路７を介して外部からの空気が自由に侵入する。このため、シリンダヘッド２の温度変化によって、間隙６２内の空気に含まれる水分が凝縮し、間隙６２に水（凝縮水）が溜まる可能性がある。そこで、間隙６２と連通する連通路７を間隙６２から鉛直方向下方に向けて形成することで、重力によって間隙６２内の鉛直方向の下方に溜まりやすい凝縮水を、連通路７を通って外部に排出することができる。

上記の構成によれば、連通路７を介して間隙６２内に侵入する外気に含まれる水分（水蒸気）がエンジンの温度変化によって凝縮し、間隙６２に水が溜まるような場合であっても、連通路７によってこの水（凝縮水）を外部に排出することができる。

上述のような鉛直方向に沿って形成される連通路７は、幾つかの実施形態では、図２〜図６に示されるように、外面開口部３１の吸気通路上流側の端面とフランジ部５２とが対面する合わせ面のうち、外面開口部３１の合わせ面（合わせ面３１ｆ）とフランジ部５２の合わせ面（対向面５２ｆ）との少なくとも一方に連通路７が形成されることによって、行っても良い。例えば、図３Ａ〜図３Ｂに示されるように、下記に説明する溝部７２によって、上記の鉛直方向に沿った連通路７を形成しても良い。図３Ａ〜図３Ｂに示される実施形態では、図示されるように、吸気装置１は、シリンダヘッド２の外部と前記間隙６２とに連通する溝部７２をさらに備えており、この溝部７２によって連通路７が形成される。

すなわち、図３Ａに示される実施形態では、溝部７２（連通路７）は、フランジ部５２の鉛直方向の下端５２ｐ（下端面）を含む下端部５２ｂにおいて、外面開口部３１の合わせ面３１ｆに面するように形成された第１溝部７２ａとなっている。このフランジ部５２の下端部５２ｂは、シリンダヘッド２を含むエンジンが車両に搭載された状態において、鉛直方向で最も下側に位置する端部となる部分であり、フランジ部５２の一部分である。そして、第１溝部７２ａは、フランジ部５２の下端５２ｐと、この下端５２ｐの上方に位置する間隙６２を連通するように、フランジ部５２の対向面５２ｆに設けられている。図３Ａの例示では、第１溝部７２ａは、ガイド壁５１からフランジ部５２の下端５２ｐまで、直線状に形成されている。

また、図３Ｂに示される実施形態では、溝部７２（連通路７）は、外面開口部３１の合わせ面３１ｆに形成された第２溝部７２ｂとなっている。この第２溝部７２ｂは、外面開口部３１の側壁面３１ｓの鉛直方向の下端３１ｐ（下端面）を含む下端部３１ｂにおいて、フランジ部５２の対向面５２ｆに面するように形成されている。図３Ｂの例示では、第２溝部７２ｂは、外面開口部３１の側壁面３１ｓから、ガイド部５のフランジ部５２の下端５２ｐが位置する箇所まで延びている。また、図３Ｂの例示では、第２溝部７２ｂは、間隙６２に面する側壁面３１ｓから、その下方に位置するシリンダヘッド２の外面２１まで、直線状に延びている。

また、その他の幾つかの実施形態では、溝部７２（連通路７）は、上述した第１溝部７２ａと第２溝部７２ｂの両方であっても良い。この場合には、第１溝部７２ａと第２溝部７２ｂとが互いに面するように、各々が形成されても良いし、第１溝部７２ａと第２溝部７２ｂとが互いに面しないように、各々がずらされた位置に形成されても良い。
なお、溝部７２によって連通路７を形成する場合には、外面開口２２と段部３５との間の距離（長さＬ１）と、ガイド壁５１の先端部５１ｅとフランジ部５２の対向面５２ｆとの間の距離（長さＬ２）とは、同じであっても（Ｌ２＝Ｌ１）、異なっていても良い（Ｌ２＞Ｌ１）。また、溝部７２（第１溝部７２ａ、第２溝部７２ｂ）は、凝縮水が通過する通路の断面が半円、四角、三角など様々な形状であっても良い。

なお、ガイド部５は樹脂によって成形されても良い。つまり、ガイド部５は樹脂の成形を通して得られた樹脂製の部材であっても良い。これによって、吸気装置１がフランジ部５２に形成される第１溝部７２ａを備える場合には、加工の容易な樹脂製のガイド部５に溝部（第１溝部７２ａ）を形成することで、溝部の形成を容易に行うことができる。また、ガイド部５が樹脂製であることにより、樹脂製のガイド部５を介したエンジンからの伝熱を、金属製のガイド部５と比較して低減することができる。

上記の構成によれば、連通路７を介して間隙６２内に侵入する外気に含まれる水分（水蒸気）がエンジンの温度変化によって凝縮し、間隙６２に水が溜まるような場合であっても、連通路７（溝部７２など）を通して外部に排出することができる。また、連通路７を、外面開口部３１の合わせ面３１ｆとフランジ部５２の合わせ面（対向面５２ｆ）との少なくとも一方に形成することによって、所望の通路面積を有する連通路７を容易に形成することができる。

また、幾つかの実施形態では、図４に示されるように、連通路７は、下記に説明する第２連通路７４を含んでも良く、これによって、間隙６２内の放熱および圧力の適正化や、上述の凝縮水の間隙６２からの排水を図っても良い。具体的には、図４に示されるように、外面開口部３１は、上述したように、ガイド壁５１に間隙６２を挟んで対面するよう構成される側壁面３１ｓを有する。そして、この側壁面３１ｓの鉛直方向の下端３１ｐ（下端面）を含む下端部３１ｂには、フランジ部５２と前記シール部材設置部５３との間における間隙６２と、間隙６２よりも鉛直方向下方にあるシリンダヘッド２の外面２１とのそれぞれに向けて開口する通路である第２連通路７４が設けられる。図４の例示では、第２連通路７４は、環状シール部材６と外面開口部３１の合わせ面３１ｆとの間において、間隙６２から鉛直方向下方に向かってシリンダヘッド２の外面２１まで延びている。

また、他の幾つかの実施形態では、連通路７は、第２連通路７４のみから構成されても良い。例えば、ガイド部５のフランジ部５２に対向面５２ｆと外面開口部３１の合わせ面３１ｆとの間をシールすると共に、第２連通路７４を形成しても良い。なお、幾つかの実施形態では、第２連通路７４は円筒形の形状をしていても良く、他の幾つかの実施形態では、第２連通路７４は、凝縮水が通過する通路の断面が半円、四角、三角など様々な形状であっても良い。

上記の構成によれば、連通路７（第２連通路７４）を介して間隙６２内に侵入する外気に含まれる水分（水蒸気）がエンジンの温度変化によって凝縮し、間隙６２に水が溜まるような場合であっても、第２連通路７４（連通路７）を通して外部に凝縮水を排出することができる。また、第２連通路７４によって、連通路７と同様に、上記間隙内の空気と外部の空気の入れ替えによって放熱を促進できる。また、間隙６２内の圧力を一定に保つこともでき、シリンダヘッド２や吸気管４１（インテークマニホールド４）の破損、変形を防止することもできる。

また、幾つかの実施形態では、図５に示されるように、吸気装置１は、弾性部材８を、さらに備える。また、ガイド部５は、フランジ部５２とシール部材設置部５３との間のガイド壁５１の外周面５１ｃに設けられる弾性部材８を設置するための弾性部材設置部５５と、をさらに有する。そして、弾性部材８及び弾性部材設置部５５はシール部材設置部５３及び環状シール部材６の吸気通路上流側に配置され、外面開口部３１の側壁面３１ｓの鉛直方向の下端３１ｐを含む下端部３１ｂには、弾性部材設置部５５とシール部材設置部５３との間において、間隙６２と、間隙６２よりも鉛直方向下方にあるシリンダヘッド２の外面２１とのそれぞれに向けて開口する第３連通路７６が設けられる。図５の例示では、上記の第３連通路７６の一端は、弾性部材設置部５５とシール部材設置部５３との間において間隙６２に向けて開口すると共に、この開口から鉛直方向下方に向けて第３連通路７６は伸びている。そして、第３連通路７６の他端は、シリンダヘッド２の外面２１に開口することで、上記の間隙６２とシリンダヘッド２の外部とが第３連通路７６によって連通している。なお、弾性部材８は、環状シール部材６と同じ材料で形成されても良く、例えば、Ｏリングであっても良い。

上記の構成によれば、弾性部材８と環状シール部材６の２か所でガイド壁５１が位置決め（支持）されるので、吸気管４１（インテークマニホールド４）をシリンダヘッド２に設置した際の安定性を向上することができる。同時に、第３連通路７６によって、環状シール部材６と弾性部材８との間の凝縮水の排水が可能であると共に、上記間隙内の空気と外部の空気の入れ替えによって放熱を促進できる。また、環状シール部材６と弾性部材８との間における間隙６２内の圧力を一定に保つことができ、シリンダヘッド２や吸気管４１（インテークマニホールド４）が破損、変形するのを防止すると共に、凝縮水を排出することもできる。

また、幾つかの実施形態では、図５に示されるように、弾性部材８は、環状シール部材６の断面よりも小径の断面を有する。図５の例示では、環状シール部材６および弾性部材８の断面は円形であり、環状シール部材６の直径Ｄ１の方が弾性部材８の直径Ｄ２よりも大きい（Ｄ１＞Ｄ２）。また、ガイド壁５１に形成されたシール部材設置部５３および弾性部材設置部５５はガイド壁５１の周囲に設けられた溝であり、上記の直径Ｄ１および直径Ｄ２の大きさに応じて、シール部材設置部５３は、弾性部材設置部５５よりも深い溝となっている。なお、他の幾つかの実施形態では、環状シール部材６および弾性部材８の断面は楕円形など他の形状であっても良く、この形状に応じた各設置部（シール部材設置部５３および弾性部材設置部５５）となっていても良い。

上記の構成によれば、ガイド部５のガイド壁５１には、吸気ポート３に最も近い側から順にシール部材設置部５３、弾性部材設置部５５が設けられている。そして、弾性部材８の断面の径は、シール部材設置部５３に設置される環状シール部材６の断面の径よりも小さい。このため、環状シール部材６によって吸気通路に対するシールを適切に行いながら、弾性部材８によってガイド壁５１が支持されるので、吸気管４１（インテークマニホールド４）をシリンダヘッド２に設置した際の安定性を向上することができる。

次に、間隙６２の凝縮水を排出するための他の実施形態について、図６を用いて説明する。
幾つかの実施形態では、下記に説明する傾斜部３６によって、上述の凝縮水の間隙６２からの排水を図っても良い。具体的には、図６に示されるように、外面開口部３１は、上述したように、ガイド壁５１に対面するよう構成される側壁面３１ｓを有し、この側壁面３１ｓの鉛直方向の下端３１ｐ（下端面）を含む下端部３１ｂにおけるシール部材設置部５３及び環状シール部材６の吸気通路上流側には、シール部材設置部５３と外面開口部３１の合わせ面３１ｆとの間において、前記合わせ面３１ｆに向かって拡径しながら傾斜する傾斜部３６が設けられる。すなわち、外面開口部３１の側壁面３１ｓは、挿入されるガイド壁５１に沿うように段部３５からシリンダヘッド２の外面開口２２（合わせ面３１ｆ）まで延びる部分（図６の例示では、外面開口部３１の上側にある側壁面３１ｓの部分）と、シール部材設置部５３と外面開口部３１の合わせ面３１ｆとの間において、合わせ面３１ｆに向かうに従って、ガイド壁５１から離れるように、外面開口２２まで延びる部分（傾斜部３６）とを備えている。

図６に例示される実施形態では、傾斜部３６は、段部３５から一定の角度を持って外面開口２２まで傾斜している。すなわち、図６の例示では、外面開口部３１の側壁面３１ｓの下端３１ｐの全体に沿って傾斜部３６は設けられている。ただし、この実施形態には限定されず、傾斜部３６は、外面開口部３１の下端３１ｐの一部に設けられても良い。例えば、他の幾つかの実施形態では、外面開口部３１の側壁面３１ｓの下端部３１ｂは、段部３５と、環状シール部材６の段部３５から遠い側の端部との間ではガイド壁５１に並行するように延在し、環状シール部材６の上記の端部よりも外面開口２２の側において傾斜するよう傾斜部３６が形成されても良い。

上記の構成によれば、連通路７を介して間隙６２内に侵入する外気に含まれる水分（水蒸気）がエンジンの温度変化によって凝縮し、間隙６２に水が溜まるような場合であっても、傾斜部３６により連通路７に導くことで、外部に水（凝縮水）を排出することができる。なお、傾斜部３６は、既に説明した、連通路７（図２）、溝部７２（図３Ａ〜図３Ｂ）、第２連通路７４（図４）、第３連通路７６（図５）と組み合わせて形成しても良い。

次に、吸気装置１が、インテークマニホールド４を備える場合について、図７を用いて説明する。
幾つかの実施形態では、図７に示されるように、吸気装置１は、吸気管４１を少なくとも３以上有するインテークマニホールド４を、さらに備える。そして、インテークマニホールド４の外側に位置する吸気管４１のガイド部５に設置される環状シール部材６の断面の径は、インテークマニホールド４の中心側に位置する吸気管４１に設置される環状シール部材６の断面の径よりも大きい。このインテークマニホールド４は、シリンダヘッド２に設けられた複数の燃焼室（各気筒）のそれぞれに吸気を供給するために、集合部４２に複数の吸気管を連結して形成されている。

図７は、本発明の一実施形態に係る偶数本の吸気管４１を備えるインテークマニホールド４の模式図である。図７の例示では、インテークマニホールド４は４本の吸気管４１（４１ａ〜４１ｄ）を有している。そして、インテークマニホールド４は、図７に示されるように、各吸気管４１（４１ａ〜４１ｄ）を、シリンダヘッド２に形成された対応する外面開口部３１（３１ａ〜３１ｄ）に挿入することで、シリンダヘッド２に設置されるよう構成される。また、各吸気管４１（４１ａ〜４１ｄ）の外面開口部３１（３１ａ〜３１ｄ）に挿入される側の端部（下流端）のそれぞれには、環状シール部材６がシール部材設置部５３（５３ａ〜５３ｄ）に設置された状態のガイド部５が設けられている。

この環状シール部材６の断面の径は、インテークマニホールド４の中心側に位置している吸気管４１のものと、外側に位置している吸気管４１のものとで異なっている。幾つかの実施形態では、上記の外側の吸気管４１とは、インテークマニホールド４の両端の吸気管４１（４１ａ、４１ｄ）であり、中心側の吸気管４１は、この両端の吸気管４１（４１ａ、４１ｄ）の間にある吸気管４１（４１ｂ、４１ｃ）とされている。そして、外側の一方に位置する吸気管４１ａの環状シール部材６ａの断面径Ｄａは、中心側に位置する吸気管４１ｂの環状シール部材６ｂの断面径Ｄｂよりも大きくなっている（Ｄａ＞Ｄｂ）。また、外側の他方に位置する吸気管４１ｄの環状シール部材６ｄの断面径Ｄｄは、中心側に位置する吸気管４１ｃの環状シール部材６ｃの断面径Ｄｃよりも大きくなっている（Ｄｄ＞Ｄｃ）。上記のＤａとＤｃは同じであっても、異なっても良い。なお、他の幾つかの実施形態では、インテークマニホールド４が６以上の偶数本の吸気管４１を有する場合には、中心側に位置する吸気管４１は中央の２本の吸気管４１とし、それ以外は外側の吸気管４１としても良い。

上述の通り、図７に示される実施形態では、インテークマニホールド４は偶数本の吸気管４１を備えている。他の幾つかの実施形態では、インテークマニホールド４は奇数本の吸気管４１を備えている。例えば、インテークマニホールド４は３本の吸気管４１（４１ａ〜４１ｃ）を有している場合、中心側に位置する吸気管４１は、３本の吸気管４１の中央の吸気管４１ｂであり、外側に位置する吸気管４１は、この中央の吸気管４１ｂの両隣にある吸気管４１（４１ａと４１ｃ）である。そして、外側の一方に位置する吸気管４１ａの環状シール部材６ａの断面径Ｄａ、および、外側の他方に位置する吸気管４１ｃの環状シール部材６ｃの断面径Ｄｃは、中心側に位置する吸気管４１ｂの環状シール部材６ｂの断面径Ｄｂよりも大きくなっている（Ｄａ＞Ｄｂ、Ｄｃ＞Ｄｂ）。上記のＤａとＤｃは同じであっても異なっても良い。なお、他の幾つかの実施形態では、インテークマニホールド４が５本以上の奇数本の吸気管４１を有する場合には、中心側に位置する吸気管４１は中央の１本の吸気管４１とし、それ以外は外側の吸気管４１としても良い。

一方、環状シール部材６の断面径に対応するように、外面開口部３１（シリンダヘッド２）が有する外面開口２２の大きさ、あるいは、吸気管４１の断面の大きさが設けられている。つまり、インテークマニホールド４が外面開口部３１に挿入されて設置された設置状態では、中心側に位置する吸気管４１のガイド壁５１と外面開口部３１の側壁面３１ｓとの間に形成される間隙６２は、外側に位置する吸気管４１および外面開口部３１の間に形成される間隙６２よりも狭い。そして、この狭い分だけ、吸気管４１と外面開口部３１の中心が一致することになる。このように、中心側でインテークマニホールド４をシリンダヘッド２に位置決めした場合に、製造上の理由等により、外側に位置する吸気管４１の中心および外面開口部３１の中心との間にずれが生じる可能性がある。ところが、設置状態では、外側に位置する吸気管４１と外面開口部３１との間に形成される間隙６２は、中心側に位置する吸気管４１と外面開口部３１との間に形成される間隙６２よりも広く、上記の中心のずれを吸収できる。これと共に、環状シール部材６の断面径もより大きいので、間隙６２を確実にシールすることもできる。

上記の構成によれば、中心に位置する吸気管４１によって、インテークマニホールド４の中心とシリンダヘッド２の中心を合わせることによって、中心の吸気管から遠い吸気管４１の中心と外面開口部３１の中心にずれが生じる場合であっても、環状シール部材６の断面の径が大きいことによって、そのずれを吸収しながら、適切にシールを行うことができる。

本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含む。
例えば、溝部７２、第２連通路７４、傾斜部３６、第３連通路７６の少なくとも１つ以上を組み合わせても良い。具体的には、溝部７２および第２連通路７４によって連通路７を形成しても良い。溝部７２と第３連通路７６とを組み合わせても良い。溝部７２と傾斜部３６とを組み合わせても良い。
第２連通路７４と傾斜部３６との組み合わせ、第２連通路７４と第３連通路７６との組み合わせ、傾斜部３６と第３連通路７６との組み合わせを採用しても良く、これらの組み合わせに溝部７２を加えても良い。その他、溝部７２と第２連通路７４と傾斜部３６と第３連通路７６の組み合わせても良い。

１ エンジンの吸気装置
２ シリンダヘッド
２１ 外面
２２ 外面開口
３ 吸気ポート
３１ 外面開口部
３１ｓ 側壁面
３１ｆ 合わせ面
３１ｐ 側壁面の下端
３１ｂ 下端部
３３ ポート内壁面
３５ 段部
３６ 傾斜部
３９ ボルト穴
４ インテークマニホールド
４１ 吸気管
４２ 集合部
５ ガイド部
５１ ガイド壁
５１ｅ ガイド壁の先端部
５１ｉ 内周面
５１ｃ 外周面
５２ フランジ部
５２ｈ ボルト穴
５２ｆ 対向面
５２ｐ 下端
５２ｂ 下端部
５３ シール部材設置部
５５ 弾性部材設置部
６ 環状シール部材
６２ 間隙
７ 連通路
７２ 溝部
７２ａ 第１溝部（フランジ部）
７２ｂ 第２溝部（外面開口部の合わせ面）
７４ 第２連通路
７６ 第３連通路
８ 弾性部材
Ｗ 幅
Ｌ 長さ
Ｄ 直径

Claims (7)

1. シリンダヘッドの内部に形成されて、前記シリンダヘッドの吸気通路上流側の開口を形成する外面開口部と燃焼室とを連通する吸気ポートと、
   前記外面開口部に挿入されるガイド壁、前記ガイド壁の前記吸気通路上流側の外周面に設けられるフランジ部、および、前記ガイド壁の外周面に設けられるシール部材設置部を含むガイド部を有する吸気管と、
   前記シール部材設置部に設置される環状シール部材と、を備え、
   前記外面開口部に前記ガイド部が挿入された設置状態において、
   前記ガイド壁の外周面と前記外面開口部の内周面とは、前記シール部材設置部に設置された前記環状シール部材を介して間隙を有して対向し、
   前記シール部材設置部及び前記環状シール部材の前記吸気通路上流側において、前記外面開口部と前記ガイド部との少なくとも一方に、前記間隙と前記シリンダヘッドの外部とを連通する連通路が形成されることを特徴とするエンジンの吸気装置。
2. 前記連通路の一端は前記吸気通路の軸より鉛直方向下側に形成されるとともに、前記連通路の他端は前記シリンダヘッドの外部に前記鉛直方向下向きに開口することを特徴とする請求項１に記載のエンジンの吸気装置。
3. 前記外面開口部の前記吸気通路上流側の端面と前記フランジ部とが対面する合わせ面のうち、前記外面開口部の合わせ面と前記フランジ部の合わせ面との少なくとも一方に前記連通路が形成されることを特徴とする請求項１または２に記載のエンジンの吸気装置。
4. 弾性部材を、さらに備え、
   前記ガイド部は、前記フランジ部と前記シール部材設置部との間の前記ガイド壁の外周面に設けられる前記弾性部材を設置するための弾性部材設置部と、をさらに有し、
   前記弾性部材及び前記弾性部材設置部は前記シール部材設置部及び前記環状シール部材の前記吸気通路上流側に配置され、
   前記側壁面の鉛直方向の下端を含む下端部には、前記弾性部材設置部と前記シール部材設置部との間において、前記間隙と、前記間隙よりも鉛直方向下方にある前記シリンダヘッドの外面と、のそれぞれに向けて開口する第２連通路が設けられることを特徴とする請求項２または３に記載のエンジンの吸気装置。
5. 前記弾性部材は、前記環状シール部材の断面よりも小径の断面を有することを特徴とする請求項４に記載のエンジンの吸気装置。
6. 前記外面開口部は、前記ガイド壁に対面するよう構成される側壁面を有し、
   前記側壁面の鉛直方向の下端を含む下端部における前記シール部材設置部及び前記環状シール部材の前記吸気通路上流側には、前記シール部材設置部と前記外面開口部の前記合わせ面との間において、前記合わせ面に向かって拡径しながら傾斜する傾斜部が設けられることを特徴とする請求項１に記載のエンジンの吸気装置。
7. 前記吸気管を少なくとも３以上有するインテークマニホールドを、さらに備え、
   前記インテークマニホールドの外側に位置する前記吸気管の前記ガイド部に設置される前記環状シール部材の断面の径は、前記インテークマニホールドの中心側に位置する前記吸気管に設置される前記環状シール部材の断面の径よりも大きいことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のエンジンの吸気装置。

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