JP2020183718A - Intake manifold of on-vehicle internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車載内燃機関の吸気マニホールドに関する。 The present invention relates to an intake manifold of an in-vehicle internal combustion engine.
特許文献１には、サージタンクと、サージタンクから分岐して延在し、シリンダヘッドの吸気ポートに接続される複数の分岐管とを備える車載内燃機関の吸気マニホールドが開示されている。 Patent Document 1 discloses an intake manifold of an in-vehicle internal combustion engine including a surge tank and a plurality of branch pipes branching from and extending from the surge tank and connected to an intake port of a cylinder head.
同文献１に記載の吸気ホールドの分岐管は、サージタンクから延在する本体と、本体の下流端に溶着される末端管とを備えている。末端管の下流側の端部には、外周側に突出するフランジが設けられている。吸気マニホールドは、フランジを介してシリンダヘッドに締結される。 The intake hold branch pipe described in Document 1 includes a main body extending from the surge tank and a terminal pipe welded to the downstream end of the main body. A flange projecting to the outer peripheral side is provided at the downstream end of the end tube. The intake manifold is fastened to the cylinder head via a flange.
ところで、従来の吸気マニホールドにおいては、車両の衝突に伴って分岐管に外力が作用した場合、フランジと、分岐管におけるフランジよりも上流側の部分との境界部分に応力集中が生じやすい。そのため、上記境界部分を起点として分岐管が変形するなどの問題が生じるおそれがある。 By the way, in the conventional intake manifold, when an external force acts on the branch pipe due to a vehicle collision, stress concentration tends to occur at the boundary portion between the flange and the portion of the branch pipe on the upstream side of the flange. Therefore, there is a possibility that a problem such as deformation of the branch pipe may occur starting from the boundary portion.
本発明の目的は、フランジと、分岐管におけるフランジよりも上流側の部分との境界部分への応力集中を抑制することができる車載内燃機関の吸気マニホールドを提供することにある。 An object of the present invention is to provide an intake manifold of an in-vehicle internal combustion engine capable of suppressing stress concentration at a boundary portion between a flange and a portion of the branch pipe on the upstream side of the flange.
上記目的を達成するための車載内燃機関の吸気マニホールドは、サージタンクと、前記サージタンクから分岐して延在する複数の分岐管と、を備え、吸気流れ方向の上流側及び下流側を上流側及び下流側とするとき、前記分岐管の下流側の端部には、外周側に突出するフランジが設けられており、前記分岐管には、前記フランジの外周面から前記分岐管における前記フランジよりも上流側の部分の外周面まで連続して延在するリブが設けられている。 The intake manifold of the vehicle-mounted internal combustion engine for achieving the above object includes a surge tank and a plurality of branch pipes branching and extending from the surge tank, and the upstream side and the downstream side in the intake flow direction are upstream sides. And on the downstream side, a flange protruding toward the outer peripheral side is provided at the downstream end of the branch pipe, and the branch pipe is provided from the outer peripheral surface of the flange to the flange in the branch pipe. There are also ribs that extend continuously to the outer peripheral surface of the upstream portion.
同構成によれば、分岐管に設けられたリブが、フランジの外周面から分岐管におけるフランジよりも上流側の部分の外周面まで連続して延在しているため、車両の衝突に伴って分岐管に外力が作用した場合に、当該外力がリブを介してフランジに伝達されやすくなる。このため、フランジと、分岐管におけるフランジよりも上流側の部分との境界部分に作用する外力が低減される。したがって、上記境界部分における応力集中を抑制することができる。 According to the same configuration, the ribs provided on the branch pipe continuously extend from the outer peripheral surface of the flange to the outer peripheral surface of the portion of the branch pipe on the upstream side of the flange, so that the ribs are continuously extended in the event of a vehicle collision. When an external force acts on the branch pipe, the external force is easily transmitted to the flange via the rib. Therefore, the external force acting on the boundary portion between the flange and the portion of the branch pipe on the upstream side of the flange is reduced. Therefore, stress concentration at the boundary portion can be suppressed.
本発明によれば、フランジと、分岐管におけるフランジよりも上流側の部分との境界部分における応力集中を抑制できる。 According to the present invention, stress concentration at the boundary between the flange and the portion of the branch pipe on the upstream side of the flange can be suppressed.
以下、図１〜図３を参照して、一実施形態について説明する。
図１に示すように、本実施形態の吸気マニホールド１０は、水平対向型４気筒の車載内燃機関に適用されるものであり、耐熱性を有する樹脂材料により形成されている。
Hereinafter, one embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 3.
As shown in FIG. 1, the intake manifold 10 of the present embodiment is applied to a horizontally opposed 4-cylinder in-vehicle internal combustion engine, and is made of a heat-resistant resin material.
吸気マニホールド１０は、吸気を導入する吸気導入口２１を有するサージタンク２０と、サージタンク２０から分岐して延在する複数（本実施形態では４つ）の分岐管３０とを備えている。 The intake manifold 10 includes a surge tank 20 having an intake intake port 21 for introducing intake air, and a plurality of (four in this embodiment) branch pipes 30 branching from and extending from the surge tank 20.
なお、以降において、車幅方向を車幅方向Ｘと称し、車両の前後方向を前後方向Ｙと称する。また、吸気流れ方向の上流側及び下流側を単に上流側及び下流側と称する。
吸気マニホールド１０は、サージタンク２０の吸気導入口２１が前後方向Ｙの後側に向けて開口する姿勢で車両に搭載されている。
Hereinafter, the vehicle width direction will be referred to as the vehicle width direction X, and the front-rear direction of the vehicle will be referred to as the front-rear direction Y. Further, the upstream side and the downstream side in the intake flow direction are simply referred to as the upstream side and the downstream side.
The intake manifold 10 is mounted on the vehicle in a posture in which the intake inlet 21 of the surge tank 20 opens toward the rear side in the front-rear direction Y.
サージタンク２０の吸気導入口２１は、スロットルボディ（図示略）に連結されている。これにより、吸気が吸気導入口２１を通じてサージタンク２０内に供給され、各分岐管３０に分岐される。 The intake inlet 21 of the surge tank 20 is connected to a throttle body (not shown). As a result, the intake air is supplied into the surge tank 20 through the intake air inlet 21, and is branched into each branch pipe 30.
分岐管３０は、サージタンク２０の車幅方向Ｘの両側から２つずつ延在するとともに、シリンダヘッド１００の吸気ポート（図示略）に接続されている。車幅方向Ｘの両側における２つの分岐管３０は、前後方向Ｙに互いに間隔をおいて配置されている。 Two branch pipes 30 extend from both sides of the surge tank 20 in the vehicle width direction X, and are connected to an intake port (not shown) of the cylinder head 100. The two branch pipes 30 on both sides of the vehicle width direction X are arranged at intervals in the front-rear direction Y.
各分岐管３０は、サージタンク２０内の吸気が導入される導入部３１と、導入部３１の下流端に連結され、シリンダヘッド１００に固定される連結部３３とを有している。
各導入部３１の下流端には、外周側に向けて突出する環状の溶着部３２が形成されている。各導入部３１と、各連結部３３とは、各溶着部３２において溶着されることにより連結されている。
Each branch pipe 30 has an introduction portion 31 into which the intake air in the surge tank 20 is introduced, and a connecting portion 33 connected to the downstream end of the introduction portion 31 and fixed to the cylinder head 100.
At the downstream end of each introduction portion 31, an annular welded portion 32 projecting toward the outer peripheral side is formed. Each introduction portion 31 and each connecting portion 33 are connected by being welded at each welding portion 32.
車幅方向Ｘの両側における２つの連結部３３の下流側の端部には、外周側に突出する共通のフランジ３４が設けられている。
図１〜図３に示すように、各フランジ３４の前端及び後端には、ボルト９０（図２及び図３参照）が挿通される挿通孔３４ａがそれぞれ形成されている。また、各フランジ３４の車幅方向Ｘの外側であって、前後方向Ｙにおける各連結部３３同士の間の部分には、ボルト９０が挿通される挿通孔３４ｂが形成されている。図１では、各ボルト９０の図示を省略している。
A common flange 34 projecting to the outer peripheral side is provided at the downstream end of the two connecting portions 33 on both sides in the vehicle width direction X.
As shown in FIGS. 1 to 3, insertion holes 34a through which bolts 90 (see FIGS. 2 and 3) are inserted are formed at the front end and the rear end of each flange 34, respectively. Further, an insertion hole 34b through which the bolt 90 is inserted is formed in a portion of each flange 34 outside the vehicle width direction X and between the connecting portions 33 in the front-rear direction Y. In FIG. 1, each bolt 90 is not shown.
各挿通孔３４ａに挿通された各ボルト９０がシリンダヘッド１００に螺合されることで、吸気マニホールド１０がシリンダヘッド１００に固定されている。
図２及び図３に示すように、各連結部３３の外周面には、当該外周面を囲むように外周側に突出した複数の横リブ３５が連結部３３の延在方向に互いに間隔をおいて形成されている。
The intake manifold 10 is fixed to the cylinder head 100 by screwing each bolt 90 inserted into each insertion hole 34a into the cylinder head 100.
As shown in FIGS. 2 and 3, on the outer peripheral surface of each connecting portion 33, a plurality of lateral ribs 35 protruding toward the outer peripheral side so as to surround the outer peripheral surface are spaced apart from each other in the extending direction of the connecting portion 33. Is formed.
また、各連結部３３の外周面には、上記延在方向に沿って延在する複数の縦リブ３６が互いに間隔をおいて形成されている。前後方向Ｙの後側の連結部３３における縦リブ３６は、当該連結部３３の外周面のうち、車幅方向Ｘの両側及び前後方向Ｙの後側に形成されている。また、前後方向Ｙの前側の連結部３３における縦リブ３６は、当該連結部３３の外周面のうち、車幅方向Ｘの両側及び前後方向Ｙの前側に形成されている。 Further, on the outer peripheral surface of each connecting portion 33, a plurality of vertical ribs 36 extending along the extending direction are formed at intervals from each other. The vertical ribs 36 in the connecting portion 33 on the rear side in the front-rear direction Y are formed on both sides of the vehicle width direction X and on the rear side in the front-rear direction Y on the outer peripheral surface of the connecting portion 33. Further, the vertical ribs 36 in the connecting portion 33 on the front side in the front-rear direction Y are formed on both sides of the vehicle width direction X and on the front side in the front-rear direction Y on the outer peripheral surface of the connecting portion 33.
分岐管３０における前後方向Ｙの後側に位置する２つの縦リブ３６、及び前後方向Ｙの前側に位置する２つの縦リブ３６は、フランジ３４の外周面まで連続して延在している。換言すると、同縦リブ３６は、フランジ３４の外周面から分岐管３０におけるフランジ３４よりも上流側の連結部３３の外周面まで連続して延在している。なお、同縦リブ３６のうちフランジ３４の外周面に形成されている部分は、フランジ３４の厚さ方向の全体にわたって延在している。 The two vertical ribs 36 located on the rear side of the front-rear direction Y and the two vertical ribs 36 located on the front side in the front-rear direction Y of the branch pipe 30 extend continuously to the outer peripheral surface of the flange 34. In other words, the vertical rib 36 continuously extends from the outer peripheral surface of the flange 34 to the outer peripheral surface of the connecting portion 33 on the upstream side of the flange 34 in the branch pipe 30. The portion of the vertical rib 36 formed on the outer peripheral surface of the flange 34 extends over the entire thickness direction of the flange 34.
以降において、各縦リブ３６のうち、連結部３３の外周面からフランジ３４の外周面まで連続して延在しているものを第１リブ３６ａと称し、連結部３３の外周面にのみ延在しているものを第２リブ３６ｂと称する。なお、第１リブ３６ａが本発明に係るリブに相当する。 Hereinafter, among the vertical ribs 36, those extending continuously from the outer peripheral surface of the connecting portion 33 to the outer peripheral surface of the flange 34 are referred to as the first rib 36a, and extend only to the outer peripheral surface of the connecting portion 33. The one that is used is referred to as a second rib 36b. The first rib 36a corresponds to the rib according to the present invention.
前後方向Ｙの後側に位置する各第１リブ３６ａは、前後方向Ｙの後側に位置する挿通孔３４ａに対して、各第２リブ３６ｂよりも近い位置に設けられている。また、前後方向Ｙの前側に位置する各第１リブ３６ａは、前後方向Ｙの前側に位置する挿通孔３４ａに対して、各第２リブ３６ｂよりも近い位置に設けられている。 The first ribs 36a located on the rear side in the front-rear direction Y are provided closer to the insertion holes 34a located on the rear side in the front-rear direction Y than the second ribs 36b. Further, each first rib 36a located on the front side in the front-rear direction Y is provided at a position closer to each second rib 36b with respect to the insertion hole 34a located on the front side in the front-rear direction Y.
本実施形態の作用について説明する。
図２及び図３に示すように、各第１リブ３６ａがフランジ３４の外周面から連結部３３の外周面まで連続して延在しているため、車両の衝突に伴って各分岐管３０に外力が作用した場合に、当該外力が各第１リブ３６ａを介して各フランジ３４に伝達されやすくなる。このため、各フランジ３４と、各分岐管３０におけるフランジ３４よりも上流側の部分との境界部分に作用する外力が低減される。
The operation of this embodiment will be described.
As shown in FIGS. 2 and 3, since each first rib 36a continuously extends from the outer peripheral surface of the flange 34 to the outer peripheral surface of the connecting portion 33, the branch pipe 30 is connected to each branch pipe 30 in the event of a vehicle collision. When an external force acts, the external force is easily transmitted to each flange 34 via each first rib 36a. Therefore, the external force acting on the boundary portion between each flange 34 and the portion upstream of the flange 34 in each branch pipe 30 is reduced.
本実施形態の効果について説明する。
（１）各分岐管３０の下流側の端部には、外周側に突出するフランジ３４が設けられており、各分岐管３０には、フランジ３４の外周面から分岐管３０におけるフランジ３４よりも上流側の部分の外周面まで連続して延在する第１リブ３６ａが設けられている。
The effect of this embodiment will be described.
(1) A flange 34 projecting to the outer peripheral side is provided at the downstream end of each branch pipe 30, and each branch pipe 30 is more than a flange 34 in the branch pipe 30 from the outer peripheral surface of the flange 34. A first rib 36a that continuously extends to the outer peripheral surface of the upstream portion is provided.
こうした構成によれば、上記作用を奏することから、各フランジ３４と、各分岐管３０におけるフランジ３４よりも上流側の部分との境界部分における応力集中を抑制することができる。 According to such a configuration, since the above-mentioned action is exhibited, stress concentration at the boundary portion between each flange 34 and the portion upstream of the flange 34 in each branch pipe 30 can be suppressed.
（２）各第１リブ３６ａは、各フランジ３４の前端及び後端に設けられている。
こうした構成によれば、車両の正面衝突や後方衝突に伴って前後方向Ｙの前方または後方から各分岐管３０に外力が作用した場合に、当該外力が各第１リブ３６ａを介してフランジ３４に伝達されやすくなり、上記境界部分における応力集中を抑制することができる。
(2) Each first rib 36a is provided at the front end and the rear end of each flange 34.
According to such a configuration, when an external force acts on each branch pipe 30 from the front or the rear in the front-rear direction Y due to a head-on collision or a rear-end collision of the vehicle, the external force is applied to the flange 34 via the first rib 36a. It becomes easy to be transmitted, and stress concentration at the boundary portion can be suppressed.
（３）２つの分岐管３０が前後方向Ｙに間隔をおいて配置されており、当該分岐管３０の各々は共通のフランジ３４を有している。
複数の分岐管３０が前後方向Ｙに間隔をおいて配置される構成において、分岐管３０毎にフランジが独立して設けられる場合には、当該フランジのそれぞれの前端及び後端に第１リブ３６ａを設ける必要がある。
(3) Two branch pipes 30 are arranged at intervals in the front-rear direction Y, and each of the branch pipes 30 has a common flange 34.
In a configuration in which a plurality of branch pipes 30 are arranged at intervals in the front-rear direction Y, when flanges are independently provided for each branch pipe 30, the first rib 36a is provided at the front end and the rear end of the flanges, respectively. It is necessary to provide.
この点、上記構成によれば、共通のフランジ３４の前端及び後端に第１リブ３６ａを設ければよいため、上記境界部分における応力集中を抑制しつつ、第１リブ３６ａの追加に伴う重量増加などを抑制できる。 In this regard, according to the above configuration, since the first rib 36a may be provided at the front end and the rear end of the common flange 34, the weight associated with the addition of the first rib 36a is suppressed while suppressing the stress concentration at the boundary portion. The increase can be suppressed.
また、上記構成によれば、２つの分岐管３０の下流側の端部が共通のフランジ３４に連結されるため、各分岐管３０及び各フランジ３４の全体の剛性を高めることができる。
（４）各フランジ３４の前端及び後端には、ボルト９０が挿通される挿通孔３４ａが形成されている。
Further, according to the above configuration, since the downstream ends of the two branch pipes 30 are connected to the common flange 34, the overall rigidity of each branch pipe 30 and each flange 34 can be increased.
(4) An insertion hole 34a through which a bolt 90 is inserted is formed at the front end and the rear end of each flange 34.
各フランジ３４のうち挿通孔３４ａの近傍部分には、ボルト９０による締結力が強く作用するため、挿通孔３４ａから離れた部分と比較して外力に対して変形しにくい。
上記構成によれば、各第１リブ３６ａが、各挿通孔３４ａに近い位置に設けられているため、各分岐管３０に外力が作用した場合に、当該外力がフランジ３４のうち各挿通孔３４ａの近傍部分に伝達されやすくなる。したがって、上記境界部分における応力集中を一層抑制することができる。
Since the fastening force of the bolt 90 acts strongly on the portion of each flange 34 in the vicinity of the insertion hole 34a, it is less likely to be deformed by an external force as compared with the portion away from the insertion hole 34a.
According to the above configuration, since each first rib 36a is provided at a position close to each insertion hole 34a, when an external force acts on each branch pipe 30, the external force is applied to each insertion hole 34a of the flange 34. It is easy to be transmitted to the vicinity of. Therefore, the stress concentration at the boundary portion can be further suppressed.
本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・図４に示すように、本実施形態の第１リブ３６ａに代えて、各フランジ３４の車幅方向Ｘの外側に第１リブ１３６ａを形成するようにしてもよい。この場合、車両の側方からの衝突に対して、各フランジ３４と、各分岐管３０におけるフランジ３４よりも上流側の部分との境界部分に作用する外力が低減される。したがって、上記境界部分における応力集中を抑制することができる。また、本実施形態の第１リブ３６ａに加えて、上記第１リブ１３６ａを形成するようにしてもよい。
This embodiment can be modified and implemented as follows. The present embodiment and the following modified examples can be implemented in combination with each other within a technically consistent range.
-As shown in FIG. 4, instead of the first rib 36a of the present embodiment, the first rib 136a may be formed on the outer side of each flange 34 in the vehicle width direction X. In this case, the external force acting on the boundary portion between each flange 34 and the portion upstream of the flange 34 in each branch pipe 30 is reduced in response to a collision from the side of the vehicle. Therefore, stress concentration at the boundary portion can be suppressed. Further, in addition to the first rib 36a of the present embodiment, the first rib 136a may be formed.
・本実施形態のフランジ３４は、２つの連結部３３に共通して設けられるものであったが、フランジは分岐管３０毎に設けられるものであってもよい。
・第１リブ３６ａは、フランジ３４の前端のみ、または後端のみに設けられるものであってもよい。
-The flange 34 of the present embodiment is provided in common to the two connecting portions 33, but the flange may be provided for each branch pipe 30.
The first rib 36a may be provided only at the front end or the rear end of the flange 34.
・第１リブ３６ａ及び第２リブ３６ｂの数、形状、位置は適宜変更することができる。
・第１リブ３６ａのうちフランジ３４の外周面に形成されている部分は、フランジ３４の厚さ方向の途中まで延在するものであってもよい。
-The number, shape, and position of the first rib 36a and the second rib 36b can be changed as appropriate.
The portion of the first rib 36a formed on the outer peripheral surface of the flange 34 may extend halfway in the thickness direction of the flange 34.
・本発明は、導入部３１と、連結部３３とが一体に構成される分岐管を有する吸気マニホールドに対して適用することもできる。
・複数の分岐管の並び方向が車幅方向Ｘに一致するように車両に搭載された吸気マニホールドに対しても本発明を適用することができる。この場合、第１リブ３６ａは、車幅方向Ｘにおける少なくとも一方側に設けるようにすればよい。
-The present invention can also be applied to an intake manifold having a branch pipe in which the introduction portion 31 and the connecting portion 33 are integrally formed.
-The present invention can also be applied to an intake manifold mounted on a vehicle so that the arrangement direction of a plurality of branch pipes coincides with the vehicle width direction X. In this case, the first rib 36a may be provided on at least one side in the vehicle width direction X.
・本発明は、Ｖ型内燃機関や直列型内燃機関の吸気マニホールドに対して適用することもできる。 -The present invention can also be applied to an intake manifold of a V-type internal combustion engine or a series-type internal combustion engine.
１０…吸気マニホールド、２０…サージタンク、２１…吸気導入口、３０…分岐管、３１…導入部、３２…溶着部、３３…連結部、３４…フランジ、３４ａ，３４ｂ…挿通孔、３５…横リブ、３６…縦リブ、３６ａ，１３６ａ…第１リブ、３６ｂ…第２リブ、９０…ボルト、１００…シリンダヘッド。 10 ... Intake manifold, 20 ... Surge tank, 21 ... Intake inlet, 30 ... Branch pipe, 31 ... Introductory part, 32 ... Welding part, 33 ... Connecting part, 34 ... Flange, 34a, 34b ... Insertion hole, 35 ... Horizontal Ribs, 36 ... Vertical ribs, 36a, 136a ... First ribs, 36b ... Second ribs, 90 ... Bolts, 100 ... Cylinder heads.
Claims (4)
吸気流れ方向の上流側及び下流側を上流側及び下流側とするとき、
前記分岐管の下流側の端部には、外周側に突出するフランジが設けられており、
前記分岐管には、前記フランジの外周面から前記分岐管における前記フランジよりも上流側の部分の外周面まで連続して延在するリブが設けられている、
車載内燃機関の吸気マニホールド。 In the intake manifold of an in-vehicle internal combustion engine including a surge tank and a plurality of branch pipes branching from and extending from the surge tank.
When the upstream side and downstream side in the intake flow direction are the upstream side and the downstream side,
A flange that projects to the outer peripheral side is provided at the downstream end of the branch pipe.
The branch pipe is provided with ribs that continuously extend from the outer peripheral surface of the flange to the outer peripheral surface of a portion of the branch pipe upstream of the flange.
Intake manifold for in-vehicle internal combustion engine.
前記リブは、前記フランジの前端及び後端の少なくとも一方に設けられている、
請求項１に記載の車載内燃機関の吸気マニホールド。 When the front-rear direction of the vehicle is the front-rear direction
The ribs are provided on at least one of the front end and the rear end of the flange.
The intake manifold of the vehicle-mounted internal combustion engine according to claim 1.
当該分岐管の各々は共通の前記フランジを有しており、
前記リブは、前記フランジの前端及び後端の少なくとも一方に設けられている、
請求項２に記載の車載内燃機関の吸気マニホールド。 A plurality of the branch pipes are arranged at intervals in the front-rear direction.
Each of the branch pipes has the common flange and
The ribs are provided on at least one of the front end and the rear end of the flange.
The intake manifold of the vehicle-mounted internal combustion engine according to claim 2.
請求項３に記載の車載内燃機関の吸気マニホールド。 An insertion hole through which a bolt is inserted is formed at the front end or the rear end of the flange provided with the rib.
The intake manifold of the vehicle-mounted internal combustion engine according to claim 3.
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