JP2018053810A - 吸気マニホールド装置 - Google Patents

Abstract

【課題】吸気マニホールド装置において、冷却されていない空気の下流側への流通を確実に防止することで熱交換器における空気の冷却効率を向上させる。【解決手段】吸気マニホールド装置１０を構成する吸気マニホールド１２には、ハウジング１８の内部にインタークーラ１４が収納されると共に、前記吸気マニホールド１２において、下流側空間３２に臨むハウジング１８の内壁面１８ｂには、インタークーラ１４の幅方向両端部及び隙間Ｓを覆うように張り出し部４０ａ、４０ｂが設けられる。そして、インタークーラ１４を通過した空気の一部が、張り出し部４０ａ、４０ｂによってハウジング１８とインタークーラ１４との間の隙間Ｓへと導かれて逆流することで、該隙間Ｓを通じた上流側からの空気（温風）の流通が防止される。【選択図】図２

Description

本発明は、空気を冷却するための熱交換器が内蔵された吸気マニホールド装置に関する。

従来から、吸気マニホールドの内部に通過する空気を冷却するためのインタークーラが収納された吸気マニホールド装置が知られている。

このような吸気マニホールド装置は、例えば、特許文献１に開示されるように、所定容積を有し吸気導入口と複数の分岐通路との間となるコレクタ部を有し、前記コレクタ部にインタークーラが収納されている。このコレクタ部を含むマニホールドは樹脂製材料から形成され、内部を通過する高温の空気によって生じる熱収縮等を考慮し、インタークーラの熱交換部とコレクタ部の内壁面との間には所定間隔の隙間が設けられると共に、この隙間を通じた高温の空気の下流側への流通を抑制するための複数のリブが設けられている。

特許第５８６６０１１号公報

上述したような吸気マニホールド装置では、吸気導入口から内部へと導入された空気の一部が、インタークーラを通過せずに隙間を通じて下流側へと流れ、複数の分岐通路から内燃機関へと導入されてしまうことがあり、コレクタ部の壁面に複数のリブを設けることで、冷却されていない空気が隙間を通じて下流側へ流入することを抑制しているが、その流入を完全に阻止することが困難である。

本発明は、前記の課題を考慮してなされたものであり、冷却されていない空気の下流側への流通を確実に防止することで熱交換器における空気の冷却効率を向上させることが可能な吸気マニホールド装置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、内燃機関の複数のシリンダ室に空気を導く吸気マニホールドと、吸気マニホールドに内蔵され空気を冷却する熱交換器とを有した吸気マニホールド装置において、
吸気マニホールドの内部には、熱交換器の下流側となる空間において、熱交換器との間に形成された隙間に臨む張り出し部が設けられ、熱交換器を通過した空気の一部が張り出し部によって隙間側へと導かれることを特徴とする。

本発明によれば、吸気マニホールドの内部に空気を冷却する熱交換器の収納された吸気マニホールド装置において、熱交換器の下流側となる空間に、熱交換器と吸気マニホールドとの間に形成された隙間に臨む張り出し部が設けられ、熱交換器を通過した空気の一部が張り出し部によって隙間側へと導かれる。

従って、熱交換器を通過せずに冷却されていない空気（温風）が熱交換器の上流側から隙間へと流入した場合でも、張り出し部によって熱交換器の下流側から隙間側へと導かれた冷却された空気（冷風）と当たることで堰き止められ下流側への流入が阻止される。その結果、熱交換器の下流側へ冷却されていない高温の空気が流れ込むことが防止されることで、熱交換器による空気の冷却効率を高めることができる。

また、張り出し部を、吸気マニホールドの内壁面から突出するように一体的に形成するとよい。

さらに、張り出し部は、隙間から最も離間した先端部を熱交換器側に接近させて設けることにより、熱交換器を通過した空気を隙間側へと効率的に導くことができる。

本発明によれば、以下の効果が得られる。

すなわち、吸気マニホールドに収納された熱交換器の下流側となる空間に、熱交換器と吸気マニホールドとの間に形成された隙間に臨むように張り出し部を設け、熱交換器を通過した空気の一部を張り出し部によって隙間側へと導くことにより、熱交換器を通過せずに隙間へと流入した高温の空気が、張り出し部によって熱交換器の下流側から隙間側へと導かれた冷却された空気（冷風）によって堰き止められ下流側へ流入することが阻止される。その結果、熱交換器の下流側へ冷却されていない高温の空気が流れ込むことが防止され、熱交換器による空気の冷却効率を高めることができる。

本発明の実施の形態に係る吸気マニホールド装置の全体断面図である。 図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。 図２の吸気マニホールド装置における一方の張り出し部近傍を示す拡大断面図である。

本発明に係る吸気マニホールド装置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吸気マニホールド装置を示す。

この吸気マニホールド装置１０は、車両等に搭載される多気筒の内燃機関に適用されるものであって、図示しない過給器により圧縮された空気を冷却して複数のシリンダ室に導く。

吸気マニホールド装置１０は、図１及び図２に示されるように、例えば、樹脂製材料によって一体的に射出成形された吸気マニホールド１２と、該吸気マニホールド１２に内蔵されたインタークーラ（熱交換器）１４とから構成される。

吸気マニホールド１２は、図示しない吸気通路に接続される管状の導入部１６と、前記導入部１６から導かれた空気を冷却するインタークーラ１４を収容するハウジング１８と、前記インタークーラ１４によって冷却された空気を図示しない内燃機関の各シリンダ室に導く導出部２０とを有している。

ハウジング１８は、導入部１６の延在方向となる幅方向（図２中、矢印Ａ方向）に沿って延在し、図１に示されるように、その端部に開口した開口部２２が形成されると共に、該開口部２２には平板状のカバー２４が装着され閉塞される。この開口部２２を通じてハウジング１８の内部にインタークーラ１４が挿入される。

また、図１に示されるように、インタークーラ１４に臨み、開口部２２と対向するハウジング１８の内壁面１８ａには、該インタークーラ１４側に向かって突出した第１凸部２６が形成され、該第１凸部２６の中央には、該インタークーラ１４から離間する方向に窪んだ溝部２８が形成される。すなわち、第１凸部２６は、中央部に溝部２８を有した断面Ｕ字状に形成される。

一方、図２に示されるように、ハウジング１８の内部には、インタークーラ１４よりも上流側（矢印Ｂ１方向）となる位置に導入部１６から導入された空気を前記インタークーラ１４へと導くための上流側空間３０が形成されている。一方、インタークーラ１４よりも下流側（矢印Ｂ２方向）には、該インタークーラ１４により冷却された空気を一時的に溜める下流側空間（空間）３２が形成されている。すなわち、インタークーラ１４には、上流側空間３０から下流側空間３２に向かうように空気が流通する。

また、図２に示されるように、インタークーラ１４の幅方向端部に臨むハウジング１８の内壁面１８ｂには、下流側空間３２において幅方向内側へと突出した一組の張り出し部４０ａ、４０ｂが形成される。この内壁面１８ｂは、インタークーラ１４の幅方向端部に対してそれぞれ略平行となるように設けられる。

この張り出し部４０ａ、４０ｂは、ハウジング１８の内壁面１８ｂからインタークーラ１４側（矢印Ｂ１方向）に向かって斜め方向に延在すると共に、インタークーラ１４の幅方向に沿った両端部を覆うようにそれぞれ設けられる。また、張り出し部４０ａ、４０ｂは、インタークーラ１４に臨む内壁には、断面円弧状の湾曲面４２が形成される。すなわち、張り出し部４０ａ、４０ｂは、ハウジング１８の幅方向（矢印Ａ方向）において幅方向内側、且つ、上流側（矢印Ｂ１方向）に向かうように所定長さだけ突出して形成される。

導出部２０は、ハウジング１８から開口部２２とは反対側に向かって直線状に延出した４本の分岐管３４ａ〜３４ｄと、該分岐管３４ａ〜３４ｄの先端に設けられたフランジ部３６とを有し、前記分岐管３４ａ〜３４ｄは、導入部１６の延在方向（図２中、矢印Ａ方向）に沿って等間隔離間して並んでおり、各分岐管３４ａ〜３４ｄの内孔が下流側空間３２と連通している。フランジ部３６は、図示しない固定ボルトを介して図示しない内燃機関のシリンダヘッドへと固定される。

インタークーラ１４は、例えば、アルミニウム等の金属製材料から形成され、ハウジング１８の長手方向に延在した直方体形状の外形を有し、冷却水の流通する複数の冷却水流路（図示せず）を有して空気の通過する熱交換部４４を備える。そして、インタークーラ１４の熱交換部４４において冷却水との熱交換によって冷却された空気は、下流側となる下流側空間３２へと供給される。

また、インタークーラ１４の外側面には、図１に示されるように、ハウジング１８の内壁面１８ａ側に向かって突出した第２凸部４６が設けられ、該第２凸部４６は、ハウジング１８における第１凸部２６の溝部２８へと挿入されることで、前記ハウジング１８に対して所定位置で位置決めされ、該インタークーラ１４がカバー２４によって押えられることでハウジング１８に対して固定される。

そして、図２に示されるように、インタークーラ１４の外側面とハウジング１８の内壁面１８ｂとの間には所定間隔の隙間Ｓが設けられる。この隙間Ｓは、吸気マニホールド１２が樹脂製材料から形成され、その熱収縮等によって変形した場合のインタークーラ１４との干渉を回避する目的で設けられている。

本発明の実施の形態に係る吸気マニホールド装置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、吸気マニホールド装置１０を構成する吸気マニホールド１２の導入部１６を通じてハウジング１８の上流側空間３０へと空気が導入され、下流側に配置されたインタークーラ１４の熱交換部４４を通過することで、冷却水流路（図示せず）を循環する冷却水との間で熱交換がなされ、冷却された空気が下流側空間３２へと流れた後に複数の分岐管３４ａ〜３４ｄへと分配され内燃機関（図示せず）へと供給される。

この際、図２及び図３に示されるように、上流側空間３０における空気の一部、すなわち、温風ＨＡ（図３参照）が、インタークーラ１４を通過せずにハウジング１８と前記インタークーラ１４との隙間Ｓへ流入するが、前記インタークーラ１４を通過した空気の一部、すなわち、冷風ＣＡ（図３参照）が張り出し部４０ａ、４０ｂに当たることでハウジング１８の内壁面１８ｂに沿って隙間Ｓ側へと逆流するように導かれ、前記隙間Ｓを通じた空気の流れ（温風ＨＡ）と当たることで堰き止める。

換言すれば、上流側空間３０から隙間Ｓへと流入する温風ＨＡの流量に対し、張り出し部４０ａ、４０ｂによって下流側空間３２から隙間Ｓへと導く冷風ＣＡの流量の方を大きくすることで、前記上流側空間３０から隙間Ｓを通じた温風ＨＡの流入が確実に防止される。

その結果、インタークーラ１４を通過せずに高温のままである空気（温風）が隙間Ｓを通じて下流側空間３２へと流入しまうことが阻止される。

また、張り出し部４０ａ、４０ｂの形状を適宜設定することで、隙間Ｓ側へ逆流させる空気の流量を制御できるため、例えば、前記隙間Ｓの大きさや上流側から隙間Ｓへと流入する空気の流量に対応させることが可能となる。

以上のように、本実施の形態では、吸気マニホールド装置１０を構成する吸気マニホールド１２の下流側空間３２において、且つ、インタークーラ１４の幅方向端部及び隙間Ｓに臨むように張り出し部４０ａ、４０ｂをハウジング１８の内壁面１８ｂに設け、該張り出し部４０ａ、４０ｂの先端をインタークーラ１４側（矢印Ｂ１方向）に接近させるように傾斜させて形成する。

これにより、上流側空間３０からインタークーラ１４を通過して冷却された空気の一部が、下流側空間３２において張り出し部４０ａ、４０ｂに当たることで幅方向端部に設けられたインタークーラ１４とハウジング１８との間の隙間Ｓへと導かれる。

その結果、インタークーラ１４を通過せずに冷却されていない空気（温風）が隙間Ｓに流入した際、前記インタークーラ１４を通過して冷却された空気の一部（冷風）を張り出し部４０ａ、４０ｂによって隙間Ｓへと逆流するように導くことで、温風に対して当てて堰き止めることができる。その結果、隙間Ｓを通じて下流側空間３２に高温の空気が流れ込むことが防止され、インタークーラ１４による空気の冷却効率を高めることができる。

また、張り出し部４０ａ、４０ｂは、上述したようにハウジング１８の内壁面１８ｂに一体的に形成される場合に限定されるものではなく、例えば、別体として前記内壁面１８ｂに対して固定するようにしてもよい。

なお、本発明に係る吸気マニホールド装置は、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…吸気マニホールド装置 １２…吸気マニホールド
１４…インタークーラ １６…導入部
１８…ハウジング ２０…導出部
３０…上流側空間 ３２…下流側空間
３４ａ〜３４ｄ…分岐管 ４０ａ、４０ｂ…張り出し部
４２…湾曲面 ４４…熱交換部

Claims (3)

1. 内燃機関の複数のシリンダ室に空気を導く吸気マニホールドと、該吸気マニホールドに内蔵され前記空気を冷却する熱交換器とを有した吸気マニホールド装置において、
   前記吸気マニホールドの内部には、前記熱交換器の下流側となる空間において、前記熱交換器との間に形成された隙間に臨む張り出し部が設けられ、前記熱交換器を通過した空気の一部が前記張り出し部によって前記隙間側へと導かれることを特徴とする吸気マニホールド装置。
2. 請求項１記載の吸気マニホールド装置において、
   前記張り出し部は、前記吸気マニホールドの内壁面から突出するように一体的に形成されることを特徴とする吸気マニホールド装置。
3. 請求項１又は２記載の吸気マニホールド装置において、
   前記張り出し部は、前記隙間から最も離間した先端部が前記熱交換器側に接近して設けられることを特徴とする吸気マニホールド装置。

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