JP2021116741A - Air inlet pipe connecting structure of internal combustion engine and intake manifold - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ガスケットを介して内燃機関に吸気管を接続する内燃機関の吸気管接続構造および吸気管を備えるインテークマニホールドに関するものである。 The present invention relates to an intake pipe connecting structure of an internal combustion engine that connects an intake pipe to the internal combustion engine via a gasket, and an intake manifold including an intake pipe.
内燃機関にはインテークマニホールド、詳しくは吸気管の接続端がボルトによって締結固定されている。これにより、内燃機関の吸気ポートにインテークマニホールドの吸気管が接続されている。 The intake manifold, specifically the connection end of the intake pipe, is fastened and fixed to the internal combustion engine with bolts. As a result, the intake pipe of the intake manifold is connected to the intake port of the internal combustion engine.
また内燃機関と吸気管との間には、内燃機関の吸気ポートと吸気管とからなる吸気通路の周囲を囲む態様で、弾性材料からなるガスケットが圧縮状態で介設されている。このガスケットにより、内燃機関と吸気管との接続部分における上記吸気通路の内外がシールされている。 Further, between the internal combustion engine and the intake pipe, a gasket made of an elastic material is interposed in a compressed state so as to surround the periphery of the intake passage including the intake port and the intake pipe of the internal combustion engine. The gasket seals the inside and outside of the intake passage at the connection portion between the internal combustion engine and the intake pipe.
近年、合成樹脂製のインテークマニホールドが実用されている(例えば特許文献1参照)。 In recent years, intake manifolds made of synthetic resin have been put into practical use (see, for example, Patent Document 1).
上記インテークマニホールドの吸気管は内燃機関に締結固定されているため、同吸気管の接続端は高い面圧(荷重)が作用した状態になっている。また、内燃機関は運転時において高温になるため、内燃機関に接続される吸気管の接続端も同内燃機関からの伝熱によって高温になる。このように吸気管の接続端は、高温になるとともに高荷重が作用する環境下、すなわちクリープ変形が生じやすい環境下に配置されている。 Since the intake pipe of the intake manifold is fastened and fixed to the internal combustion engine, the connection end of the intake pipe is in a state where a high surface pressure (load) is applied. Further, since the internal combustion engine becomes hot during operation, the connection end of the intake pipe connected to the internal combustion engine also becomes hot due to heat transfer from the internal combustion engine. As described above, the connection end of the intake pipe is arranged in an environment in which a high load acts as the temperature rises, that is, in an environment in which creep deformation is likely to occur.
合成樹脂製のインテークマニホールドは、金属製のインテークマニホールドと比較して、クリープ変形が生じ易い。そうした合成樹脂製のインテークマニホールドを用いると、吸気管の接続端が高温下で高荷重が作用した状態になることにより、同吸気管の接続端にクリープ変形が生じるおそれがある。そして、この場合には、内燃機関と吸気管の接続端との隙間が部分的に大きくなる等して、同隙間についてのガスケットによるシール性能の低下を招くおそれがある。 The intake manifold made of synthetic resin is more likely to undergo creep deformation than the intake manifold made of metal. When such an intake manifold made of synthetic resin is used, the connection end of the intake pipe is in a state where a high load is applied at a high temperature, so that the connection end of the intake pipe may be creep-deformed. In this case, the gap between the internal combustion engine and the connection end of the intake pipe may be partially increased, and the sealing performance of the gasket in the gap may be deteriorated.
こうしたシール性能の低下を抑えるためには、合成樹脂製のインテークマニホールドを用いる場合に、ガスケットと吸気管の接続端との接触面圧を予め高くしておくことが考えられる。これにより、クリープ変形の発生に起因して上記接触面圧が低下した場合であっても、同接触面圧の絶対値が所定レベルを下回ることを抑えることが可能になる。ただし、この場合には、上記接触面圧が高くなる分だけ、ガスケットから吸気管の接続端に付与される荷重が高くなるため、これがクリープ変形における変形量を大きくするように作用してしまう。こうしたことから、ガスケットと吸気管の接続端との接触面圧を予め高くしておく構成は、シール性能の向上を図るうえでは、有効な手立てにはなり得ないと云える。 In order to suppress such deterioration of sealing performance, it is conceivable to increase the contact surface pressure between the gasket and the connection end of the intake pipe in advance when using the intake manifold made of synthetic resin. As a result, even when the contact surface pressure decreases due to the occurrence of creep deformation, it is possible to prevent the absolute value of the contact surface pressure from falling below a predetermined level. However, in this case, the load applied from the gasket to the connection end of the intake pipe increases as the contact surface pressure increases, which acts to increase the amount of deformation in creep deformation. Therefore, it can be said that a configuration in which the contact surface pressure between the gasket and the connection end of the intake pipe is increased in advance cannot be an effective means for improving the sealing performance.
本発明は、そうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、内燃機関と吸気管との接続部分のシール性能を好適に向上させることのできる内燃機関の吸気管接続構造、およびインテークマニホールドを提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is an intake pipe connection structure of an internal combustion engine capable of suitably improving the sealing performance of a connection portion between the internal combustion engine and the intake pipe, and an intake manifold. Is to provide.
上記課題を解決するための内燃機関の吸気管接続構造は、内燃機関の吸気ポートに吸気管を接続する態様で前記内燃機関に前記吸気管の接続端がねじ締結固定されてなるとともに、前記内燃機関と前記吸気管の接続端との間に、前記吸気ポートと前記吸気管とからなる吸気通路の周囲を囲む態様で、弾性材料からなるガスケットが圧縮状態で介設されてなる内燃機関の吸気管接続構造において、前記吸気管の接続端の各部のうち、剛性の高い高剛性部の少なくとも一部をなす小圧縮部においては、前記高剛性部よりも剛性の低い低剛性部と比較して、前記ガスケットの圧縮度合いが小さくなっている。 The intake pipe connection structure of the internal combustion engine for solving the above problems is such that the intake pipe is connected to the intake port of the internal combustion engine, and the connection end of the intake pipe is screwed and fixed to the internal combustion engine, and the internal combustion is fixed. The intake air of an internal combustion engine formed by interposing a gasket made of an elastic material in a compressed state between the engine and the connection end of the intake pipe so as to surround the intake passage including the intake port and the intake pipe. In the pipe connection structure, among the parts of the connection end of the intake pipe, the small compression part forming at least a part of the high-rigidity high-rigidity part is compared with the low-rigidity part having a lower rigidity than the high-rigidity part. , The degree of compression of the gasket is small.
上記構成によれば、吸気管の接続端の各部のうちの、剛性が低いためにクリープ変形のおそれがある低剛性部においては、ガスケットの圧縮度合いを大きくして同ガスケットとの接触面圧を予め高くしておくことによって、クリープ変形に起因してシール性能が所定レベルを下回ることを抑えることができる。 According to the above configuration, in each part of the connection end of the intake pipe, in the low-rigidity part where there is a risk of creep deformation due to low rigidity, the degree of compression of the gasket is increased to increase the contact surface pressure with the gasket. By setting it high in advance, it is possible to prevent the sealing performance from falling below a predetermined level due to creep deformation.
しかも、吸気管の接続端の各部のうちの、剛性が高いためにクリープ変形が生じ難い高剛性部(詳しくは、小圧縮部)においては、ガスケットの圧縮度合いを小さくして同ガスケットとの接触面圧を低くすることができる。これにより、吸気管の接続端の各部におけるガスケットの圧縮度合いを上記低剛性部の圧縮度合いに合わせて均一にする場合と比較して、ガスケットから吸気管の接続端に付与される力の総量を少なくすることができるため、同吸気管の接続端のクリープ変形量を小さくすることができる。 Moreover, in the high-rigidity part (specifically, the small compression part) where creep deformation is unlikely to occur due to the high rigidity of each part of the connection end of the intake pipe, the degree of compression of the gasket is reduced to make contact with the gasket. The surface pressure can be lowered. As a result, the total amount of force applied from the gasket to the connection end of the intake pipe is increased as compared with the case where the degree of compression of the gasket at each portion of the connection end of the intake pipe is made uniform according to the degree of compression of the low-rigidity portion. Since it can be reduced, the amount of creep deformation at the connection end of the intake pipe can be reduced.
このように上記構成によれば、吸気管の接続端の各部の剛性に応じて、ガスケットの圧縮度合いに分布を持たせることによって、内燃機関と吸気管との接続部分のシール性能を好適に向上させることができる。 As described above, according to the above configuration, the sealing performance of the connecting portion between the internal combustion engine and the intake pipe is suitably improved by giving a distribution in the degree of compression of the gasket according to the rigidity of each portion of the connecting end of the intake pipe. Can be made to.
上記課題を解決するためのインテークマニホールドは、吸気管を有し、前記吸気管と内燃機関との間に弾性材料からなるガスケットを介設した状態で、前記吸気管の接続端が前記内燃機関にねじ締結固定される構造をなすインテークマニホールドにおいて、前記吸気管の接続端には前記ガスケットが嵌まる溝が設けられており、前記吸気管の接続端の各部のうち、剛性の高い高剛性部の少なくとも一部をなす小圧縮部においては、前記高剛性部よりも剛性の低い低剛性部と比較して、前記溝の深さが深くなっている。 The intake manifold for solving the above problems has an intake pipe, and a gasket made of an elastic material is interposed between the intake pipe and the internal combustion engine, and the connection end of the intake pipe is connected to the internal combustion engine. In the intake manifold having a structure of being screwed and fixed, a groove into which the gasket is fitted is provided at the connection end of the intake pipe, and among the respective parts of the connection end of the intake pipe, a highly rigid portion having high rigidity. In the small compression portion forming at least a part thereof, the depth of the groove is deeper than that of the low-rigidity portion having lower rigidity than the high-rigidity portion.
上記構成によれば、吸気管の接続端の各部のうちの、剛性が低いためにクリープ変形のおそれがある低剛性部においては、ガスケットの介設部分における内燃機関と吸気管の接続端(詳しくは、溝の底)との間隔を短くすることができる。これにより、低剛性部においては、インテークマニホールドが内燃機関に固定された固定状態におけるガスケットの圧縮度合いを大きくして同ガスケットとの接触面圧を予め高くしておくことができるため、クリープ変形に起因してシール性能が所定レベルを下回ることを抑えることができる。 According to the above configuration, among the parts of the connection end of the intake pipe, in the low-rigidity part where there is a risk of creep deformation due to low rigidity, the connection end between the internal combustion engine and the intake pipe at the intermediate portion of the gasket (details). Can shorten the distance from the bottom of the groove). As a result, in the low-rigidity portion, the degree of compression of the gasket in the fixed state in which the intake manifold is fixed to the internal combustion engine can be increased and the contact surface pressure with the gasket can be increased in advance, resulting in creep deformation. As a result, it is possible to prevent the sealing performance from falling below a predetermined level.
しかも、吸気管の接続端の各部のうちの、剛性が高くクリープ変形が生じ難い高剛性部(詳しくは、小圧縮部)においては、上記間隔を長くすることができるため、上記固定状態におけるガスケットの圧縮度合いを小さくして同ガスケットとの接触面圧を低くすることができる。これにより、吸気管の接続端の各部におけるガスケットの圧縮度合いを上記低剛性部の圧縮度合いに合わせて均一にする場合と比較して、ガスケットから吸気管の接続端に付与される力の総量を少なくすることができるため、同吸気管の接続端のクリープ変形量を小さくすることができる。 Moreover, since the interval can be lengthened in the high-rigidity portion (specifically, the small compression portion) that has high rigidity and is unlikely to cause creep deformation among the respective portions of the connection end of the intake pipe, the gasket in the fixed state is provided. The degree of compression of the gasket can be reduced to reduce the contact surface pressure with the gasket. As a result, the total amount of force applied from the gasket to the connection end of the intake pipe is increased as compared with the case where the degree of compression of the gasket at each portion of the connection end of the intake pipe is made uniform according to the degree of compression of the low-rigidity portion. Since it can be reduced, the amount of creep deformation at the connection end of the intake pipe can be reduced.
このように上記構成によれば、吸気管の接続端の各部の剛性に応じて、ガスケットの圧縮度合いに分布を持たせることができるため、内燃機関と吸気管との接続部分のシール性能を好適に向上させることができる。 As described above, according to the above configuration, the degree of compression of the gasket can be distributed according to the rigidity of each portion of the connection end of the intake pipe, so that the sealing performance of the connection portion between the internal combustion engine and the intake pipe is preferable. Can be improved.
以下、内燃機関の吸気管接続構造およびインテークマニホールドの一実施形態について説明する。
図1および図2に示すように、インテークマニホールド20は、容積室としてのサージタンク21と、同サージタンク21に空気を導入する導入口22と、サージタンク21から内燃機関30の各気筒31に空気を分配する複数の吸気管23と、各吸気管23の内燃機関30への取り付けに用いる取付フランジ24とを有している。インテークマニホールド20は硬質の合成樹脂材料によって形成されている。
Hereinafter, an intake pipe connection structure of an internal combustion engine and an embodiment of an intake manifold will be described.
As shown in FIGS. 1 and 2, the
図2に示すように、インテークマニホールド20は3気筒の内燃機関30に取り付けられるものであり、3本の吸気管23を有している。図1に示すように、各吸気管23は、内燃機関30の気筒並び方向(以下、所定方向D)において並ぶ態様で、サージタンク21の外側を巻き込むように湾曲して延びている。
As shown in FIG. 2, the
図1〜図3に示すように、各吸気管23の一端(詳しくは、吸気流れ方向上流側の端部)はサージタンク21に接続されている。各吸気管23は、筒状をなす主管壁部25と、同主管壁部25の内部を2本の分岐通路26に分岐する分岐壁部27とを有している。吸気管23は、上記分岐壁部27によって、吸気流れ方向下流側(図2の左側)の部分が2本の分岐通路26に分岐された構造になっている。
As shown in FIGS. 1 to 3, one end of each intake pipe 23 (specifically, the end on the upstream side in the intake flow direction) is connected to the
上記取付フランジ24は、各吸気管23の下流側の端部に設けられている。取付フランジ24は3本の吸気管23の端部を一体に連結している。
取付フランジ24の内燃機関30側の端面24Aにおいては、3つの気筒31に対応する3組の分岐通路26が所定方向Dにおいて間隔を置いて並ぶ態様で開口している。また取付フランジ24の端面24Aにおいては、同一の気筒31に対応する2本の分岐通路26が、分岐壁部27を間に挟んだ状態で所定方向Dにおいて並ぶ態様で開口している。
The mounting
In the
図3に示すように、内燃機関30にインテークマニホールド20を取り付ける際には、弾性材料(例えば、シリコンゴム)からなるガスケット40を間に挟んだ状態で、取付フランジ24が内燃機関30に固定される。なお本実施形態では、取付フランジ24が、吸気管23の接続端、主管壁部25の接続端、および分岐壁部27の接続端を含んでいる。
As shown in FIG. 3, when the
図3および図4に示すように、取付フランジ24の端面24Aには、上記ガスケット40が嵌まる溝50が形成されている。この溝50は同一幅で延設されている。また溝50は、主管壁部25の端部にあたる部分に沿って同主管壁部25の周囲全周に渡って環状(詳しくは、角が丸められた四角環状)で延びる外周溝部51と、分岐壁部27の端部にあたる部分において上記外周溝部51の対向する部分同士を繋ぐ態様で延びる分岐溝部52とを有している。取付フランジ24の端面24Aには、外周溝部51および分岐溝部52からなる溝50が、3本の吸気管23に対応する3箇所にそれぞれ設けられている。
As shown in FIGS. 3 and 4, a
図4および図5に示すように、外周溝部51は一定の深さで延設されている。また図4および図6に示すように、分岐溝部52の深さは上記外周溝部51の深さよりも深くなっている。分岐溝部52は、外周溝部51との境界における底面に段差が形成されない形状であって、外周溝部51に近づくに連れて徐々に浅くなる形状に形成されている。本実施形態では、外周溝部51の深さや分岐溝部52の深さが、非弾性変形状態のガスケット40の締結固定方向における厚さよりも短くなっている。
As shown in FIGS. 4 and 5, the outer
図3および図4に示すように、取付フランジ24には、所定方向Dにおける両端(2箇所)と隣合う吸気管23の間にあたる部分(2箇所)との4箇所に、貫通孔53が形成されている。これら貫通孔53は、取付フランジ24の厚さ方向において断面円形状で延びている。各貫通孔53には、インテークマニホールド20を内燃機関30に取り付ける際に締結固定用のボルト32(図3参照)が挿通される。なお本実施形態では、貫通孔53が締結固定部に相当する。
As shown in FIGS. 3 and 4, through
貫通孔53は、各主管壁部25(詳しくは、同一気筒31に対応する2本の分岐通路26)を間に挟むようになる位置に設けられている。詳しくは、同一の主管壁部25に対応する一対の貫通孔53のうちの一方は取付フランジ24における上記吸気管23の曲げ方向内側(図4の下側)の端部に設けられており、他方は吸気管23の曲げ方向外側(図4の上側)の端部に設けられている。
The through
図3に示すように、ガスケット40は、外周溝部51に嵌まる環状の外周シール部41と分岐溝部52に嵌まる態様で上記外周シール部41の対向する部分同士を繋ぐ形状の分岐シール部42とからなるシール部43を3つ有している。ガスケット40は3つのシール部43が間隔を置いて並ぶ構造をなしており、隣合うシール部43の間にはそれらの外周シール部41同士を繋ぐ形状の連結部44が設けられている。非弾性変形状態のガスケット40では、各部の締結固定方向における厚さが同一になっている。ガスケット40の側面には、延伸方向に間隔を置いて並ぶ態様で凸部45が形成されている。ガスケット40を取付フランジ24の溝50に嵌めた際には、各凸部45の先端が同溝50の内面に当接するようになっている。
As shown in FIG. 3, the
内燃機関30のシリンダヘッド33には、3つの吸気ポート34が設けられている。各吸気ポート34は2本の分岐ポート35を有している。図2に示すように、本実施形態の内燃機関30は、一つの気筒31に2本の分岐ポート35が接続される構造になっている。そして、吸入空気量の少ない内燃機関30の低負荷運転時においては、図示しない開閉バルブを閉じて一方の分岐ポート35を塞ぐことにより、気筒31に流入する空気の流速が高められるようになっている。
The
図3に示すように、シリンダヘッド33のインテークマニホールド20側の側面33Aにおいては、3つの気筒31に対応する3組の分岐ポート35が所定方向Dにおいて間隔を置いて並ぶ態様で開口している。またシリンダヘッド33の側面33Aにおいては、同一の気筒31に対応する2本の分岐ポート35が、所定方向Dに間隔を置いて並ぶ態様で開口している。
As shown in FIG. 3, on the
シリンダヘッド33の側面33Aには、3つの吸気ポート34を所定方向Dにおいて挟む部分(2箇所)と隣合う吸気ポート34の間にあたる部分(2箇所)との4箇所に雌ねじ36が形成されている。これら雌ねじ36には、内燃機関30にインテークマニホールド20を取り付ける際に締結固定用のボルト32が嵌められる。
On the
本実施形態では、シリンダヘッド33の側面33Aにインテークマニホールド20の取付フランジ24の端面24Aを合わせた場合に、各貫通孔53と各雌ねじ36とが連通するとともに各分岐通路26と各分岐ポート35とが連通するように、それら貫通孔53、雌ねじ36、分岐通路26、および分岐ポート35が配設されている。
In the present embodiment, when the
内燃機関30へのインテークマニホールド20の取り付けは以下のように行われる。
先ず、インテークマニホールド20の取付フランジ24の溝50にガスケット40が嵌められる。そして、その状態で、シリンダヘッド33の側面33Aにインテークマニホールド20の取付フランジ24の端面24Aが合わせられる。その後、締結固定用のボルト32が、インテークマニホールド20の取付フランジ24の貫通孔53に挿通されるとともに、シリンダヘッド33の雌ねじ36に嵌められる。これにより、6本の分岐ポート35と6本の分岐通路26とが各別に連通する態様で、内燃機関30にインテークマニホールド20がねじ締結固定される。
The
First, the
また、ガスケット40の外周シール部41が、吸気ポート34と吸気管23とからなる吸気通路の周囲を囲む態様で、シリンダヘッド33の側面33Aと取付フランジ24の端面24Aとの間に圧縮状態で介設される。さらに、ガスケット40の分岐シール部42が、分岐ポート35と分岐通路26とからなる一対の分岐通路の間を仕切る態様で、シリンダヘッド33の側面33Aと取付フランジ24の端面24Aとの間に圧縮状態で介設される。本実施形態では、このガスケット40により、内燃機関30とインテークマニホールド20との接続部分における上記吸気通路の内外がシールされる。
Further, the outer
以下、本実施形態による作用について説明する。
図7に示すように、インテークマニホールド20では、取付フランジ24の各部のうち、吸気管23の接続端を間に挟んで内燃機関30に締結固定される一対の締結固定部(具体的には、貫通孔53)を繋ぐ線分L上に配置される部分において、最も剛性が高くなる。そして、上記線分Lから離れるに連れて取付フランジ24の剛性は低くなる。
Hereinafter, the operation according to the present embodiment will be described.
As shown in FIG. 7, in the
このことから、取付フランジ24における吸気管23の接続端にあたる部分の中でも、上記線分Lから最も離れた部分、詳しくは所定方向Dの両端における貫通孔53が設けられていない側の部分(低剛性部55)の剛性が最も低くなると云える。本実施形態のインテークマニホールド20では、こうした低剛性部55においてクリープ変形が生じ易いと云える。
For this reason, among the portions of the mounting
本実施形態では、発明者等による各種の実験やシミュレーションの結果をもとに、低剛性部55における溝50の深さ、詳しくは同溝50における低剛性部55に配置される部分を含む外周溝部51の深さとして、適当な長さが定められている。具体的には、外周溝部51の深さは、クリープ変形の発生に伴ってガスケット40とインテークマニホールド20の取付フランジ24との接触部分における接触面圧が低下した場合であっても同接触面圧が適正なシール性能が保持される所定レベルを下回ることのないように定められている。
In the present embodiment, based on the results of various experiments and simulations by the inventor and the like, the depth of the
本実施形態によれば、上記低剛性部55およびその周辺においては、溝50の深さを適度に浅くすることによって、同溝50の底面とシリンダヘッド33の側面33Aとの間隔を予め短くしておくことができる。これにより、図8に示すように、ガスケット40の外周シール部41の圧縮度合いを適度に大きくして同外周シール部41と取付フランジ24との接触部分における面圧を予め高くしておくことができる。そのため、クリープ変形に起因して上記間隔が拡大した場合であっても、上記接触部分における面圧、ひいてはガスケット40によるシール性能が所定レベルを下回ることが抑えられるようになる。
According to the present embodiment, in the low-
一方、図7に示すように、取付フランジ24における吸気管23の接続端にあたる部分のうち、上記低剛性部55以外の部分は、同低剛性部55よりも剛性が高い高剛性部になっている。そして、そうした高剛性部の一部をなす分岐壁部27の接続端にあたる部分(小圧縮部56)は、主管壁部25の内部に配置されていることもあって剛性が高く、クリープ変形が生じ難い。そのため、小圧縮部56においては、クリープ変形に伴う上記接触面圧の低下を招き難く、溝50(詳しくは、分岐溝部52)を深くしてガスケット40の圧縮度合いを小さくすることが可能であると云える。
On the other hand, as shown in FIG. 7, among the portions of the mounting
この点をふまえて、本実施形態のインテークマニホールド20では、取付フランジ24における分岐壁部27の接続端にあたる部分(小圧縮部56)に形成される分岐溝部52の深さが、外周溝部51の深さよりも深くなっている。これにより、図8に示すように、分岐溝部52の底面とシリンダヘッド33の側面33Aとの間隔が、外周溝部51の底面とシリンダヘッド33の側面33Aとの間隔よりも長くなっている。そのため、ガスケット40の分岐シール部42の圧縮度合いを適度に小さくして、同分岐シール部42と取付フランジ24との接触部分における面圧を適度に低くすることができる。
Based on this point, in the
したがって、剛性が高いためにクリープ変形が生じ難い高剛性部(詳しくは、小圧縮部56)においては、ガスケット40の圧縮度合いを小さくして、同ガスケット40との接触面圧を低くすることができる。これにより、ガスケット40の各部における圧縮度合いを上記低剛性部55におけるガスケット40の圧縮度合いに合わせて均一にする場合と比較して、ガスケット40から取付フランジ24に付与される力の総量を少なくすることができる。上記力の総量が大きくなるほど、クリープ変形における変形量は大きくなる。本実施形態のインテークマニホールド20によれば、そうした力の総量を少なくすることができるため、取付フランジ24のクリープ変形量を小さくすることができる。したがって、クリープ変形に伴うシール性能の低下を抑えることができる。
Therefore, in the high-rigidity portion (specifically, the small compression portion 56) where creep deformation is unlikely to occur due to the high rigidity, the degree of compression of the
なお、小圧縮部56は剛性が高くクリープ変形し難い部分であるため、上述のようにクリープ変形が生じていない初期状態における上記接触面圧を低くしても、クリープ変形の発生に伴って上記接触面圧の絶対値が所定レベルを下回ることが抑えられる。こうしたことからも、本実施形態のインテークマニホールド20によれば、クリープ変形に伴うシール性能の低下を抑えることができる。
Since the
このように本実施形態によれば、取付フランジ24の各部の剛性に応じて、ガスケット40の圧縮度合い、ひいては上記接触面圧に分布を持たせることによって、内燃機関30とインテークマニホールド20との接続部分のシール性能を好適に向上させることができる。
As described above, according to the present embodiment, the
以上説明したように、本実施形態によれば、以下に記載する効果が得られる。
(1)取付フランジ24における吸気管23の接続端にあたる部分の各部のうち、剛性の高い高剛性部の一部をなす小圧縮部56においては、高剛性部よりも剛性の低い低剛性部55と比較して、ガスケット40の圧縮度合いを小さくした。そのため、内燃機関30とインテークマニホールド20との接続部分のシール性能を好適に向上させることができる。
As described above, according to the present embodiment, the effects described below can be obtained.
(1) Of the portions of the mounting
(2)小圧縮部56においては、低剛性部55と比較して、ガスケット40の介設部分における内燃機関30と取付フランジ24との間隔が長くなっている。これにより、小圧縮部56に配置されるガスケット40の分岐シール部42の圧縮度合いを、低剛性部55に配置されるガスケット40の外周シール部41の圧縮度合いと比較して、小さくすることができる。
(2) In the
(3)取付フランジ24における吸気管23の接続端にあたる部分に、ガスケット40が嵌まる溝50として、分岐溝部52および外周溝部51を形成した。そして、低剛性部55に形成される外周溝部51の深さと比較して、小圧縮部56に形成される分岐溝部52の深さを深くした。これにより、ガスケット40の介設部分の各部における内燃機関30と取付フランジ24との間隔のうち、小圧縮部56における同間隔を、低剛性部55における同間隔よりも長くすることができる。
(3) A
(4)小圧縮部56に形成される分岐溝部52の底は、それ以外の部分に形成される外周溝部51との境界において、同外周溝部51に近づくに連れて分岐溝部52の深さが徐々に浅くなる形状をなしている。これにより、分岐溝部52と外周溝部51との境界に段差が形成されなくすることができる。そのため、内燃機関30へのインテークマニホールド20の締結固定に際してガスケット40が溝50の底に押し付けられた状態になるとはいえ、同ガスケット40の上記境界にあたる部分に応力が集中して作用することが抑えられるようになる。したがって、ガスケット40の信頼性の向上を図ることができる。
(4) The bottom of the
なお、上記実施形態は、以下のように変更して実施することができる。上記実施形態および以下の変更例は、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。 The above embodiment can be modified and implemented as follows. The above embodiment and the following modified examples can be implemented in combination with each other within a technically consistent range.
・外周溝部51と比較して、分岐溝部52の全体を深くすることに限らず、分岐溝部52の一部のみを深くするようにしてもよい。例えば分岐溝部52の延設方向(図4の上下方向)における中間部分を両端部分よりも深くしたり、分岐溝部52の延設幅方向(図4の左右方向)における中央部分を両側部分よりも深くしたりすることができる。こうした構成によっても、取付フランジ24の吸気管23の接続端にあたる部分のうち、高剛性部の少なくとも一部において、低剛性部55と比較して、ガスケット40の圧縮度合いを小さくすることができる。
-Compared to the outer
・インテークマニホールド20の取付フランジ24の端面24Aに形成される分岐溝部52の深さを外周溝部51の深さよりも深くすることに代えて、あるいは合わせて、図9および図10に一例を示すように、シリンダヘッド33の側面33Aにおける上記分岐溝部52に対向する部分に対向溝37を形成するようにしてもよい。図9および図10に示す例では、取付フランジ24の端面24Aに形成される分岐溝部52の深さと外周溝部51の深さとが同一になっており、シリンダヘッド33の側面33Aには対向溝37が形成されている。こうした構成によっても、図10に示すように、ガスケット40の介設部分の各部における内燃機関30および取付フランジ24の間隔のうち、対向溝37が形成された上記分岐溝部52に対応する部分の同間隔を、外周溝部51に対応する部分の同間隔よりも大きくすることができる。
Instead of making the depth of the
・インテークマニホールド20の取付フランジ24の端面24Aに形成される分岐溝部52の深さを外周溝部51の深さよりも深くすることに代えて、あるいは合わせて、非弾性変形状態のガスケット40の分岐シール部42の締結固定方向における厚さを、非弾性変形状態の外周シール部41の締結固定方向における厚さよりも薄くしてもよい。こうした構成によっても、ガスケット40の各部における圧縮度合いを調節することができる。なお、こうしたガスケットを溝50(具体的には、外周溝部51および分岐溝部52)の深さが均一なインテークマニホールドに適用した場合には、外周溝部51に嵌まる外周シール部41の圧縮度合いと比較して、分岐溝部52に嵌まる分岐シール部42の圧縮度合いを小さくすることができる。
Instead of making the depth of the
・ガスケット40の圧縮度合いを低剛性部55と比較して小さくする部分である小圧縮部としては、分岐溝部52の全体を含む範囲を設定することに限らず、分岐溝部52の一部のみを含む範囲を設定したり、外周溝部51の一部を含む範囲を設定したりするなど、任意の範囲を設定することができる。
The small compression portion, which is a portion that reduces the degree of compression of the
・上記実施形態にかかる内燃機関の吸気管接続構造やインテークマニホールドは、各吸気管が分岐されていない構造の内燃機関にも適用することができる。同構成においては、吸気管の接続端の各部のうち、剛性の高い高剛性部の少なくとも一部をなす小圧縮部において、高剛性部よりも剛性の低い低剛性部と比較して、ガスケットの圧縮度合いを小さくすればよい。こうした構成によれば、吸気管の接続端の各部の剛性に応じて、ガスケットの圧縮度合いに分布を持たせることによって、内燃機関と吸気管との接続部分のシール性能を好適に向上させることができる。 -The intake pipe connection structure and the intake manifold of the internal combustion engine according to the above embodiment can be applied to an internal combustion engine having a structure in which each intake pipe is not branched. In the same configuration, among the parts of the connection end of the intake pipe, the small compression part that forms at least a part of the high-rigidity high-rigidity part of the gasket is compared with the low-rigidity part that is less rigid than the high-rigidity part. The degree of compression may be reduced. According to such a configuration, the sealing performance of the connecting portion between the internal combustion engine and the intake pipe can be suitably improved by giving a distribution in the degree of compression of the gasket according to the rigidity of each part of the connecting end of the intake pipe. can.
上記構成の一例を図11〜図13に示す。なお図11〜図13において、上記実施形態(図1〜図8参照)と同様の構成については同一の符号、もしくは対応する符号を付して示しており、以下でのそれら構成についての重複する説明は省略する。 An example of the above configuration is shown in FIGS. 11 to 13. Note that, in FIGS. 11 to 13, the same configurations as those in the above embodiments (see FIGS. 1 to 8) are shown with the same reference numerals or corresponding reference numerals, and the configurations thereof are duplicated below. The description is omitted.
図11に示すように、インテークマニホールド60の各吸気管63は、筒状の主管壁部65を有する一方で、分岐壁部27(図4参照)を有していない。また、取付フランジ64は、外周溝部71を有する一方で、分岐溝部52(図4参照)を有していない。なおインテークマニホールド60に設けられるガスケット(図示略)は、外周シール部41および連結部44を有する一方で、分岐シール部42を有していない。
As shown in FIG. 11, each
通常、インテークマニホールド60においては、吸気管63の曲げ方向内側の部分にはサージタンクの外壁や補強リブなどといった壁部が多数配置されるのに対し、吸気管63の曲げ方向外側の部分には上記壁部が殆ど配置されない。そのため、吸気管63の端部に設けられた取付フランジ64の剛性は、吸気管63の曲げ方向外側(図11の上側)にあたる部分よりも同曲げ方向内側(図11の下側)にあたる部分のほうが高くなる。
Normally, in the
上記インテークマニホールド60では、取付フランジ64における曲げ方向外側の部分が低剛性部75にされる一方で、同取付フランジ64における低剛性部75以外の部分が低剛性部75よりも剛性の高い高剛性部にされている。また、高剛性部のうちの曲げ方向内側にあたる部分が小圧縮部76にされている。そして、図11および図12に示すように、外周溝部71の各部のうち、上記小圧縮部76に配置される内側部分71Aの深さが、それ以外の部分である外側部分71Bの深さよりも深くなっている。これにより、図13に示すように、外周溝部71の内側部分71Aの底面とシリンダヘッド33の側面33Aとの間隔が、外側部分71Bの底面とシリンダヘッド33の側面33Aとの間隔よりも長くなっている。
In the
上記構成によれば、低剛性部75およびその周辺においては、外周溝部71の深さを適度に浅くすることによって、同外周溝部71の底面とシリンダヘッド33の側面33Aとの間隔を予め短くしておくことができる。これにより、ガスケット40の圧縮度合いを適度に大きくして同ガスケット40と取付フランジ64との接触部分における面圧を予め高くしておくことができる。そのため、クリープ変形に起因して上記間隔が拡大した場合であっても、上記接触部分における面圧、ひいてはガスケット40によるシール性能が所定レベルを下回ることを抑えることができる。
According to the above configuration, in the low-
しかも、剛性が高いためにクリープ変形が生じ難い高剛性部(詳しくは、小圧縮部76)においては、ガスケット40の圧縮度合いを小さくして、同ガスケット40との接触面圧を低くすることができる。これにより、ガスケット40の各部における圧縮度合いを上記低剛性部75におけるガスケット40の圧縮度合いに合わせて均一にする場合と比較して、ガスケット40から取付フランジ64に付与される力の総量を少なくすることができる。したがって、取付フランジ64のクリープ変形量を小さくすることができ、クリープ変形に伴うシール性能の低下を抑えることができる。
Moreover, in the high-rigidity portion (specifically, the small compression portion 76) where creep deformation is unlikely to occur due to the high rigidity, the degree of compression of the
・上記実施形態にかかる内燃機関の吸気管接続構造やインテークマニホールドは、単気筒の内燃機関や2気筒の内燃機関、4気筒以上の内燃機関についての吸気管接続構造やインテークマニホールドにも適用することができる。 -The intake pipe connection structure and intake manifold of the internal combustion engine according to the above embodiment shall also be applied to the intake pipe connection structure and intake manifold of a single-cylinder internal combustion engine, a two-cylinder internal combustion engine, and an internal combustion engine of four or more cylinders. Can be done.
20,60…インテークマニホールド
23,63…吸気管
24,64…取付フランジ
25,65…主管壁部
26…分岐通路
27…分岐壁部
30…内燃機関
32…ボルト
34…吸気ポート
36…雌ねじ
37…対向溝
40…ガスケット
41…外周シール部
42…分岐シール部
50…溝
51,71…外周溝部
71A…内側部分
71B…外側部分
52…分岐溝部
53…貫通孔
55,75…低剛性部
56、76…小圧縮部
20, 60 ... Intake manifolds 23, 63 ...
Claims (8)
前記吸気管の接続端の各部のうち、剛性の高い高剛性部の少なくとも一部をなす小圧縮部においては、前記高剛性部よりも剛性の低い低剛性部と比較して、前記ガスケットの圧縮度合いが小さくなっている
ことを特徴とする内燃機関の吸気管接続構造。 The connection end of the intake pipe is screwed and fixed to the internal combustion engine in a manner in which the intake pipe is connected to the intake port of the internal combustion engine, and the intake port is connected between the internal combustion engine and the connection end of the intake pipe. In the intake pipe connection structure of an internal combustion engine in which a gasket made of an elastic material is interposed in a compressed state in a manner surrounding the intake passage composed of the intake pipe and the intake pipe.
Of the respective parts of the connection end of the intake pipe, the small compression part forming at least a part of the high-rigidity high-rigidity part compresses the gasket as compared with the low-rigidity part having a lower rigidity than the high-rigidity part. The intake pipe connection structure of an internal combustion engine, which is characterized by a small degree.
請求項1に記載の内燃機関の吸気管接続構造。 The internal combustion engine according to claim 1, wherein in the small compression portion, the distance between the internal combustion engine and the connection end of the intake pipe in the intermediate portion of the gasket is longer than that in the low rigidity portion. Intake pipe connection structure.
前記小圧縮部においては、前記低剛性部と比較して、前記溝が深くなっている
請求項2に記載の内燃機関の吸気管接続構造。 The connection end of the intake pipe has a groove into which the gasket fits.
The intake pipe connection structure of an internal combustion engine according to claim 2, wherein the small compression portion has a deeper groove as compared with the low rigidity portion.
請求項3に記載の内燃機関の吸気管接続構造。 The internal combustion engine according to claim 3, wherein the bottom of the groove has a shape in which the depth of the groove gradually becomes shallower as it approaches the same portion at the boundary between the small compression portion and the other portion. Intake pipe connection structure.
前記ガスケットは、前記主管壁部の接続端に沿って全周に渡って延びる外周シール部と、前記分岐壁部の接続端に沿って延びる分岐シール部と、を有し、
前記小圧縮部は前記分岐壁部の接続端である
請求項1〜4のいずれか一項に記載の内燃機関の吸気管接続構造。 The intake pipe has a tubular main pipe wall portion, a branch wall portion that branches the inside of the main pipe wall portion into two passages, and a connection end of the intake pipe at a position sandwiching the branch wall portion between them. It has a pair of fastening and fixing portions for screwing and fixing to the internal combustion engine.
The gasket has an outer peripheral seal portion extending along the entire circumference along the connection end of the main pipe wall portion, and a branch seal portion extending along the connection end of the branch wall portion.
The intake pipe connection structure of an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 4, wherein the small compression portion is a connection end of the branch wall portion.
前記吸気管の接続端には前記ガスケットが嵌まる溝が設けられており、
前記吸気管の接続端の各部のうち、剛性の高い高剛性部の少なくとも一部をなす小圧縮部においては、前記高剛性部よりも剛性の低い低剛性部と比較して、前記溝の深さが深くなっている
ことを特徴とするインテークマニホールド。 In an intake manifold having an intake pipe and having a structure in which a connecting end of the intake pipe is screwed and fixed to the internal combustion engine with a gasket made of an elastic material interposed between the intake pipe and the internal combustion engine. ,
A groove into which the gasket is fitted is provided at the connection end of the intake pipe.
Of the respective parts of the connection end of the intake pipe, the small compression part forming at least a part of the high-rigidity high-rigidity part has a depth of the groove as compared with the low-rigidity part having a lower rigidity than the high-rigidity part. Intake manifold characterized by a deeper rigidity.
請求項6に記載のインテークマニホールド。 The intake manifold according to claim 6, wherein the bottom of the groove has a shape in which the depth of the groove gradually becomes shallower as it approaches the same portion at the boundary between the small compression portion and the other portion. ..
前記溝は、前記主管壁部の接続端において全周に渡って延びる外周溝部と、前記分岐壁部の接続端において延びる分岐溝部と、を有し、
前記小圧縮部は、前記分岐壁部の接続端である
請求項6または7に記載のインテークマニホールド。 The intake pipe has a tubular main pipe wall portion, a branch wall portion that branches the inside of the main pipe wall portion into two passages, and a connection end of the intake pipe at a position sandwiching the branch wall portion between them. It has a pair of fastening and fixing portions for screwing and fixing to the internal combustion engine.
The groove has an outer peripheral groove portion extending over the entire circumference at the connection end of the main pipe wall portion, and a branch groove portion extending at the connection end of the branch wall portion.
The intake manifold according to claim 6 or 7, wherein the small compression portion is a connection end of the branch wall portion.
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