JP2020133574A - インテークマニホールド - Google Patents

Abstract

【課題】吸気がサージタンクから分岐管へ流れる際の圧力損失を低減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１１は、一方向に延びるサージタンク１２と、サージタンク１２における長手方向Ｘの一端側に接続されて吸気をサージタンク１２内に導入する導入管１３と、長手方向Ｘに並び且つ長手方向Ｘと直交する方向に延びるようにサージタンク１２に接続された複数の分岐管１４とを備える。導入管１３は、長手方向Ｘに対して斜めになるように分岐管１４側とは反対側に延びており、サージタンク１２内の第１面２２における最も導入管１３側に位置する第１分岐管１７と導入管１３との間の位置には、導入管１３からサージタンク１２内に導入される吸気をサージタンク１２内における第２面２３側に導く壁部２１が突出するように設けられている。【選択図】図１

Description

本発明は、内燃機関のインテークマニホールドに関する。

従来、この種のインテークマニホールドとして、例えば特許文献１に示すものが知られている。こうしたインテークマニホールドは、一方向に延びるサージタンクと、サージタンクにおける長手方向の一端部とスロットル装置とを接続する接続管（導入管）と、サージタンクの長手方向に並び且つサージタンクの長手方向と直交する方向に延びるようにサージタンクに設けられた複数の吸気管（分岐管）とを備えている。そして、吸気は、スロットル装置から、接続管、サージタンク、複数の吸気管を経てエンジンにおける複数の吸気ポートに供給される。

特開２００９−１９１６３２号公報

ところで、上述のようなインテークマニホールドでは、接続管からサージタンクに対して吸気が流れ込む方向と、複数の吸気管の延びる方向とが略直交しているため、吸気がサージタンクから吸気管へ流れる際の圧力損失が大きくなってしまうという問題がある。

本発明は、このような従来技術に存在する問題点に着目してなされた。その目的は、吸気がサージタンクから分岐管へ流れる際の圧力損失を低減できるインテークマニホールドを提供することにある。

以下、上記課題を解決するための手段及びその作用効果について記載する。
上記課題を解決するインテークマニホールドは、一方向に延びるサージタンクと、前記サージタンクにおける長手方向の一端側に接続され、スロットル装置側から供給される吸気を前記サージタンク内に導入する導入管と、前記長手方向に並び且つ前記長手方向と交差する方向に延びるように前記サージタンクに接続され、前記サージタンク内の前記吸気を分配する複数の分岐管とを備え、前記導入管は、前記長手方向に延びるかまたは前記長手方向に対して斜めになるように前記分岐管側とは反対側に延びており、前記サージタンク内の前記分岐管側の面における最も前記導入管側に位置する前記分岐管と前記導入管との間の位置または前記導入管内の前記サージタンク側の端部における前記分岐管側の面には、前記導入管から前記サージタンク内に導入される前記吸気を前記サージタンク内における前記分岐管側とは反対側に導く壁部が突出するように設けられていることを要旨とする。

この構成によれば、サージタンク内に導入される吸気を壁部によってサージタンク内における分岐管側とは反対側に導くことができる。このため、サージタンク内から分岐管内に進入する吸気の流れ方向と分岐管の延びる方向とのなす角度を小さくすることができる。したがって、吸気がサージタンクから分岐管へ流れる際の圧力損失を低減できる。

本発明によれば、吸気がサージタンクから分岐管へ流れる際の圧力損失を低減できる。

一実施形態のインテークマニホールドの側断面模式図。 図１の２−２線矢視断面拡大図。 壁部の斜視図。 実施例における分岐管毎の圧力損失と比較例における分岐管毎の圧力損失とを比較したグラフ。 変更例のインテークマニホールドの要部を示す断面図。 変更例のインテークマニホールドの要部を示す断面図。 変更例のインテークマニホールドの要部を示す断面図。

以下、インテークマニホールドの一実施形態を図面に従って説明する。
図１に示すように、内燃機関のインテークマニホールド１１は、一方向に延びる略直方体状をなす中空のサージタンク１２と、サージタンク１２における長手方向Ｘの一端面に接続された導入管１３と、長手方向Ｘに並び且つ長手方向Ｘと直交（交差）する方向である直交方向Ｚに延びるようにサージタンク１２に接続された複数（本例では４つ）の分岐管１４とを備えている。サージタンク１２、導入管１３、及び各分岐管１４は、一体形成され、互いに連通している。

導入管１３は、長手方向Ｘに対して斜めになるように分岐管１４側とは反対側に延びており、スロットル装置１５側から供給される吸気をサージタンク１２内に導入する。すなわち、導入管１３は、サージタンク１２とスロットル装置１５とを連結している。スロットル装置１５は、導入管１３へ供給される吸気量を調整するスロットルバルブ１６を有している。

４つの分岐管１４は、サージタンク１２における導入管１３が接続された面と隣接する面に接続されている。４つの分岐管１４は、サージタンク１２の長手方向Ｘに等間隔で並んでおり、一端側がサージタンク１２に接続されるとともに他端側が内燃機関の４つの吸気ポート（図示略）にそれぞれ接続されている。

したがって、スロットル装置１５側から供給される吸気は、導入管１３、サージタンク１２、各分岐管１４を介して内燃機関の各吸気ポート（図示略）に供給される。この場合、４つの分岐管１４は、サージタンク１２内の吸気を４つの吸気ポート（図示略）に分配する。なお、４つの分岐管１４は、吸気の上流側となる導入管１３側から順に、第１分岐管１７、第２分岐管１８、第３分岐管１９、第４分岐管２０とされている。

図１及び図２に示すように、サージタンク１２内の分岐管１４側の面における最も導入管１３側に位置する分岐管１４である第１分岐管１７と導入管１３との間の位置には、導入管１３からサージタンク１２内に導入される吸気をサージタンク１２内における分岐管１４側とは反対側に導く壁部２１が突出するように設けられている。

サージタンク１２内において、壁部２１が設けられた面は第１面２２とされ、第１面２２と対向する面は第２面２３とされ、第１面２２と第２面２３との間にあって長手方向Ｘと直交方向Ｚ（分岐管１４の延びる方向）との両方と直交する幅方向Ｙで対向する二つの面は共に第３面２４とされ、導入管１３が接続された面と対向する面は第４面２５とされている。

壁部２１は、サージタンク１２内の幅方向Ｙの一杯まで延びている。すなわち、壁部２１は、二つの第３面２４同士を連結するように延びており、先端面２６が第２面２３と対向している。壁部２１における分岐管１４側の面である下流面２７は、第４面２５と対向している。壁部２１における導入管１３との対向面である上流面２８は、サージタンク１２内の第１面２２に対して傾斜している。

すなわち、壁部２１の上流面２８は、サージタンク１２の長手方向Ｘにおいて導入管１３から遠ざかるほど第１面２２からの突出高さが高くなるように傾斜している。この場合、上流面２８の第１面２２に対する傾斜角度は、３０〜６０度程度に設定することが好ましい。

図３に示すように、壁部２１の上流面２８は、幅方向Ｙの中央部が最も窪むように円弧状に湾曲している。すなわち、上流面２８は、幅方向Ｙに延びる円弧に沿うように湾曲している。この場合、上流面２８は、Ｒ２００以上の円弧に沿うように湾曲していることが好ましい。

次に、インテークマニホールド１１の作用について説明する。
図１に示すように、スロットル装置１５側から導入管１３に供給された吸気は、サージタンク１２に流れ込む。このとき、導入管１３は特にサージタンク１２の長手方向Ｘに対して斜めになるように分岐管１４側とは反対側に延びているため、導入管１３からサージタンク１２内に流れ込む吸気は分岐管１４側に偏り易くなる。分岐管１４側に偏りながらサージタンク１２内に流れた吸気は、壁部２１の上流面２８によって分岐管１４側とは反対側の第２面２３側に導かれる。このとき、上流面２８は幅方向Ｙの中央部が最も窪むように円弧状に湾曲しているため、上流面２８上を流れる吸気の流れは湾曲した上流面２８によって整えられる。

引き続き、壁部２１の上流面２８によって第２面２３側に導かれた吸気は、第２面２３に沿ってサージタンク１２内の奥に向かって流れた後、第４面２５に当たってＵターンするように流れる向きを変える。引き続き、吸気は、サージタンク１２内における第２面２３側寄りの位置で旋回されることによって流れの偏りが解消されながら、第１〜第４分岐管１７〜２０にそれぞれ流れ込む。

このとき、吸気は、その流れがほぼ均一になった状態で第１〜第４分岐管１７〜２０にそれぞれ流れ込むため、第１〜第４分岐管１７〜２０の間での吸気の流入量のバラツキが抑制される。すなわち、サージタンク１２内の吸気が第１〜第４分岐管１７〜２０に対してほぼ均等に分配される。

さらにこのとき、第１〜第４分岐管１７〜２０に向かって流れる吸気の向きと第１〜第４分岐管１７〜２０の延びる方向とのなす角度が小さく抑えられるので、吸気がサージタンク１２内から第１〜第４分岐管１７〜２０内へそれぞれ流れる際の圧力損失が低減される。そして、サージタンク１２内から第１〜第４分岐管１７〜２０へ流れ込んだ吸気は、速やかに内燃機関の各吸気ポート（図示略）に供給される。

次に、実施例及び比較例について説明する。
（実施例）
上記実施形態のインテークマニホールド１１を実施例とした。

（比較例）
上記実施形態のインテークマニホールド１１から壁部２１を省略したインテークマニホールドを比較例とした。

＜圧力損失の測定＞
上記した実施例及び比較例において、吸気がサージタンク１２内から第１〜第４分岐管１７〜２０内へそれぞれ流れる際の圧力損失を測定して比較した。結果を図４のグラフに示す。図４では、無色の棒グラフが比較例を示し、網掛けの棒グラフが実施例を示している。

図４のグラフから、第１〜第４分岐管１７〜２０の全てにおいて、実施例の方が比較例に比べて圧力損失が低くなっていることが分かる。また、第１〜第４分岐管１７〜２０の全てにおいて、実施例の方が比較例に比べて圧力損失のバラツキが小さくなっていることが分かる。

以上詳述した実施形態によれば、次のような効果が発揮される。
（１）インテークマニホールド１１において、サージタンク１２内の第１面２２における第１分岐管１７と導入管１３との間の位置には、導入管１３からサージタンク１２内に導入される吸気をサージタンク１２内における第２面２３側に導く壁部２１が突出するように設けられている。この構成によれば、サージタンク１２内に導入される吸気を壁部２１によってサージタンク１２内における分岐管１４側とは反対側の第２面２３側に導くことができる。このため、サージタンク１２内から分岐管１４内に進入する吸気の流れ方向と分岐管１４の延びる方向とのなす角度を小さくすることができる。したがって、吸気がサージタンク１２から分岐管１４へ流れる際の圧力損失を低減できる。因みに、上述の比較例のインテークマニホールドのように壁部２１が存在しないと、サージタンク１２内から分岐管１４内に進入する吸気の流れ方向と分岐管１４の延びる方向とのなす角度は直角に近い大きな角度となってしまう。この結果、吸気がサージタンク１２から分岐管１４へ流れる際の圧力損失が大きくなる。

（２）インテークマニホールド１１において、導入管１３は長手方向Ｘに対して斜めになるように分岐管１４側とは反対側に延びており、壁部２１は、サージタンク１２内の第１面２２における第１分岐管１７と導入管１３との間の位置に配置されている。この構成によれば、サージタンク１２内における導入管１３からの吸気が多く流れる位置に壁部２１が配置されているので、サージタンク１２内に導入される吸気を壁部２１によってサージタンク１２内における分岐管１４側とは反対側の第２面２３側に効果的に導くことができる。

（３）インテークマニホールド１１において、壁部２１における導入管１３との対向面である上流面２８は、導入管１３から遠ざかるほどサージタンク１２内の第１面２２からの突出高さが高くなるように傾斜している。この構成によれば、導入管１３からの吸気を上流面２８に沿って円滑に流すことができる。

（４）インテークマニホールド１１において、壁部２１の上流面２８は、幅方向Ｙの中央部が最も窪むように円弧状に湾曲している。この構成によれば、上流面２８に沿う吸気の流れを整えることができる。

（変更例）
なお、上記実施形態は次のように変更してもよい。
・図５に示すように、壁部２１は、導入管１３内のサージタンク１２側の端部における分岐管１４側の面に配置してもよい。

・図６に示すように、壁部２１の上流面２８は、導入管１３から遠ざかるほどサージタンク１２内の第１面２２からの突出高さが高くなるように湾曲していてもよい。
・図７に示すように、導入管１３は、サージタンク１２の長手方向Ｘに真っ直ぐに延びていてもよい。

・壁部２１における上流面２８は、必ずしも湾曲している必要はない。すなわち、上流面２８は、平面であってもよい。
・壁部２１における上流面２８は必ずしも斜面である必要はない。すなわち、上流面２８は、サージタンク１２内の第１面２２に対して垂直な面であってもよい。

・分岐管１４の数は、複数であれば適宜変更してもよい。

１１…インテークマニホールド、１２…サージタンク、１３…導入管、１４…分岐管、１５…スロットル装置、２１…壁部、２８…対向面としての上流面、Ｘ…長手方向、Ｙ…幅方向。

Claims (4)

1. 一方向に延びるサージタンクと、
   前記サージタンクにおける長手方向の一端側に接続され、スロットル装置側から供給される吸気を前記サージタンク内に導入する導入管と、
   前記長手方向に並び且つ前記長手方向と交差する方向に延びるように前記サージタンクに接続され、前記サージタンク内の前記吸気を分配する複数の分岐管とを備え、
   前記導入管は、前記長手方向に延びるかまたは前記長手方向に対して斜めになるように前記分岐管側とは反対側に延びており、
   前記サージタンク内の前記分岐管側の面における最も前記導入管側に位置する前記分岐管と前記導入管との間の位置または前記導入管内の前記サージタンク側の端部における前記分岐管側の面には、前記導入管から前記サージタンク内に導入される前記吸気を前記サージタンク内における前記分岐管側とは反対側に導く壁部が突出するように設けられていることを特徴とするインテークマニホールド。
2. 前記導入管は、前記長手方向に対して斜めになるように前記分岐管側とは反対側に延びており、
   前記壁部は、前記サージタンク内の前記分岐管側の面における最も前記導入管側に位置する前記分岐管と前記導入管との間の位置に配置されていることを特徴とする請求項１に記載のインテークマニホールド。
3. 前記壁部における前記導入管との対向面は、前記導入管から遠ざかるほど前記サージタンク内の前記分岐管側の面からの高さが高くなるように傾斜または湾曲していることを特徴とする請求項２に記載のインテークマニホールド。
4. 前記対向面は、幅方向の中央部が最も窪むように円弧状に湾曲していることを特徴とする請求項３に記載のインテークマニホールド。