JP2022044940A - Intake manifold - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、インテークマニホールドに関する。 The present invention relates to an intake manifold.
特許文献1には、内燃機関に組付けられたインテークマニホールドが開示されている。内燃機関及びインテークマニホールドは、車両のエンジンルーム内に配置されている。インテークマニホールドは、エンジンルーム内の空気を内燃機関へ導入する吸気通路の一部を構成している。また、エンジンルーム内には、内燃機関へ燃料を供給するための燃料配管が設けられている。燃料配管は、インテークマニホールドに近接した位置に設けられている。燃料配管には、内燃機関に組付けられた燃料噴射弁が連結されている。燃料配管に供給された燃料は、燃料噴射弁を介して内燃機関の内部に噴射される。
ところで、車両の衝突時には、エンジンルーム内において近接して配置されているインテークマニホールドと燃料配管とが干渉する虞がある。特許文献1に記載のインテークマニホールドでは、こうした点について考慮されていないことから、改善の余地がある。なお、こうした課題は、燃料配管に限らず、エンジンルーム内においてインテークマニホールドに近接して配置される他の部品に対しても共通する。
By the way, in the event of a vehicle collision, there is a risk that the intake manifolds and fuel pipes arranged close to each other in the engine room will interfere with each other. Since the intake manifold described in
本発明の目的は、車両の衝突時に、他の部品への干渉を抑制できるインテーク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 capable of suppressing interference with other parts in the event of a vehicle collision.
上記課題を解決するためのインテークマニホールドは、吸気導入口を有するサージタンクと、前記サージタンクから該サージタンクの外周に沿って湾曲して延びる複数の分岐管と、前記分岐管の端部に連結されたフランジとを備えるインテークマニホールドであって、前記分岐管の外周部には、高剛性部と、該高剛性部に連結されていて前記高剛性部よりも剛性の低い低剛性部とによって構成された脆弱部が設けられている。 The intake manifold for solving the above problems is connected to a surge tank having an intake inlet, a plurality of branch pipes curved and extending from the surge tank along the outer periphery of the surge tank, and an end portion of the branch pipe. The intake manifold is provided with a flange, and the outer peripheral portion of the branch pipe is composed of a high-rigidity portion and a low-rigidity portion connected to the high-rigidity portion and having a lower rigidity than the high-rigidity portion. The vulnerable part is provided.
上記構成では、インテークマニホールドに荷重が作用したときに、分岐管の外周部に設けられた脆弱部に応力を集中させることができる。そのため、車両の衝突に伴い作用する荷重は、インテークマニホールドが脆弱部を起点として変形することで吸収される。したがって、上記構成によれば、インテークマニホールド全体が荷重の作用方向へ移動することを抑えることが可能になり、車両の衝突時に他の部品へ干渉することを抑制できる。 In the above configuration, when a load is applied to the intake manifold, the stress can be concentrated on the fragile portion provided on the outer peripheral portion of the branch pipe. Therefore, the load acting due to the collision of the vehicle is absorbed by the intake manifold deforming from the fragile portion as the starting point. Therefore, according to the above configuration, it is possible to suppress the movement of the entire intake manifold in the direction of action of the load, and it is possible to suppress interference with other parts when the vehicle collides.
インテークマニホールドの一実施形態について、図1~図7を参照して説明する。
図1に示すように、車両のエンジンルーム100内には、内燃機関110が搭載されている。内燃機関110のシリンダヘッド111には、インテークマニホールド1が組付けられている。インテークマニホールド1は、例えば樹脂によって構成されており、内燃機関110に対して車両前方に設けられている。
An embodiment of the intake manifold will be described with reference to FIGS. 1 to 7.
As shown in FIG. 1, an
エンジンルーム100内には、インテークマニホールド1よりも車両前方に配置されたラジエータ120や、インテークマニホールド1よりも車両上方に配置された燃料配管130などが設けられている。
In the
図1及び図2に示すように、インテークマニホールド1は、4つの分割体から構成されている。すなわち、車両前方に設けられた第1分割体10と、第1分割体10よりも車両後方に設けられた第2分割体20を有している。第2分割体20よりも車両後方には第3分割体30及び第4分割体40が設けられている。第3分割体30及び第4分割体40は、上下方向に並んで設けられている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
図3に示すように、第4分割体40は、第2分割体20の車両下方に接合されている。第2分割体20及び第4分割体40は互いに接合されることにより、サージタンク50を構成している。なお、接合の方法としては、例えば振動溶着などの公知の方法を採用できる。サージタンク50は、吸気導入口51を有している。図4に示すように、吸気導入口51は、インテークマニホールド1における側部に設けられており、図示しないスロットルバルブを通過した吸気が導入される。吸気導入口51は、第2分割体20のみによって構成されている。
As shown in FIG. 3, the fourth divided
図3及び図4に示すように、インテークマニホールド1は、サージタンク50から該サージタンク50の外周に沿って湾曲して延びる複数の分岐管60を備えている。本実施形態では、分岐管60を4つ備えている。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
図3に示すように、第2分割体20及び第4分割体40は、分岐管60の一部を構成している。分岐管60のうち、第2分割体20と第4分割体40とによって構成されている部分を上流側端部61という。上流側端部61は、サージタンク50の下端部から該サージタンク50に沿って車両前方に湾曲して延びている。上流側端部61には、第2分割体20のみによって構成されている上流側接続部62が繋がっている。
As shown in FIG. 3, the second divided
第2分割体20の車両前側には第1分割体10が接合されている。第1分割体10と第2分割体20とによって分岐管60の一部が構成されている。分岐管60のうち、第1分割体10と第2分割体20とによって構成されている部分を中間部63という。中間部63は、上流側接続部62に繋がっていて、サージタンク50の車両前側の部分を覆うように湾曲した形状を有している。すなわち、中間部63は、上流側接続部62に接続されている下端部が車両前方側に延びているとともに、上端部が後車両後方側に延びるように湾曲している。中間部63には、第2分割体20のみによって構成されている下流側接続部64が繋がっている。また、インテークマニホールド1では、第1分割体10及び第2分割体20が接合されることで、分岐管60の内部にEGRガスを導入するためのEGRガス導入部70が構成されている。
The
図4に示すように、EGRガス導入部70は、ガス導入口71と、該ガス導入口71に繋がっているEGRガス通路72とを含む。EGRガス通路72は、ガス導入口71から一方側(図4の右側)へ延びる第1側部通路73、及びガス導入口71から他方側(図4の左側)へ延びる第2側部通路74からなる。第1側部通路73には、分岐管60のうち上記一方側に設けられた2つの分岐管60へEGRガスを導入するための2つの第1分配通路73Aが連結されている。第2側部通路74には、分岐管60のうち上記他方側に設けられた2つの分岐管60へEGRガスを導入するための2つの第2分配通路74Aが連結されている。図3に示すように、EGRガス通路72は、閉断面構造に構成されている。
As shown in FIG. 4, the EGR
図3に示すように、第2分割体20の車両後側には第3分割体30が接合されている。上述したように、第4分割体40も第2分割体20の車両後側に接合されていることから、第3分割体30と第4分割体40とは第2分割体20に対して同じ方向から接合されている。第3分割体30は、第2分割体20の車両下方に接合されている。第2分割体20と第3分割体30とによって分岐管60の一部が構成されている。分岐管60のうち、第2分割体20と第3分割体30とによって構成されている部分を下流側端部65という。なお、上述したEGRガス通路72は、下流側端部65に連通している。下流側端部65は、下流側接続部64に繋がっていて、サージタンク50の上方において車両後方へ湾曲して延びている。
As shown in FIG. 3, the third divided
また、図5に示すように、第2分割体20を第3分割体30及び第4分割体40が接合される車両後方からみたときに、第3分割体30と第4分割体40とは重ならないように配置されている。本実施形態では、図3に示すように、第2分割体20と第3分割体30との接合面、第2分割体20と第4分割体40との接合面は互いに平行に形成されている。そして、図5に示すように、接合面と直交する方向である車両後方からみたときに、第3分割体30は第4分割体40に対して上側に位置しており、互いに重ならないように配置されている。
Further, as shown in FIG. 5, when the second divided
このように、分岐管60は、第1分割体10、第2分割体20、第3分割体30、及び第4分割体40によって構成されており、上流側端部61、上流側接続部62、中間部63、下流側接続部64、及び下流側端部65が順に配置されている。なお、分岐管60において、サージタンク50側に位置する壁部を内周部、サージタンク50から離間する側に位置する壁部を外周部という。すなわち、分岐管60の内周部は、第2分割体20によって構成されており、分岐管60の外周部は、第1分割体10、第3分割体30、及び第4分割体40によって構成されている。
As described above, the
インテークマニホールド1には、分岐管60の端部に連結されたフランジ80を備えている。フランジ80は、第3分割体30によって構成されており、分岐管60の下流側端部65に連結されている。すなわち、第3分割体30は、分岐管60の下流側端部65を構成する部分と、フランジ80を構成する部分とを含んで一体に成形されている。
The
図2及び図5に示すように、フランジ80には、分岐管60と連通する複数の導出口81が設けられている。導出口81の周囲には、複数のボルト挿通孔82が設けられている。ボルト挿通孔82に挿通されたボルトを内燃機関110のシリンダヘッド111に締結することで、インテークマニホールド1が内燃機関110に組付けられる。シリンダヘッド111には、各導出口81に対応して開口した吸気ポートが設けられており、インテークマニホールド1の吸気導入口51からサージタンク50に導入された吸気は、分岐管60及びフランジ80を通じてシリンダヘッド111の吸気ポートへ供給される。このように、インテークマニホールド1は、内燃機関110へ吸気を導入する吸気通路の一部を構成している。
As shown in FIGS. 2 and 5, the
なお、図6に示すように、第1分割体10は、略一定の板厚で構成されている薄肉部11と、薄肉部11の吸気下流側に接続されていて、該薄肉部11よりも板厚が厚く構成されている厚肉部12を含む。また、第1分割体10は、厚肉部12の吸気下流側に接続されて第2分割体20と接合される接合片部13と、接合片部13の吸気下流側に接続されてEGRガス導入部70を構成するEGR構成部14とを含む。厚肉部12は薄肉部11よりも板厚が厚いことから、厚肉部12は剛性の高い高剛性部として機能し、薄肉部11は厚肉部12よりも剛性の低い低剛性部として機能する。厚肉部12は、薄肉部11に対して吸気下流側、すなわち内燃機関110側(図6の左側)に位置している。そのため、インテークマニホールド1を内燃機関110側に付勢するような外力が作用したときには、薄肉部11が厚肉部12側に付勢されることとなる。低剛性である薄肉部11が高剛性である厚肉部12側に付勢される場合、これら薄肉部11及び厚肉部12の境界部分に応力が集中しやすくなる。そのため、薄肉部11及び厚肉部12の境界部分がインテークマニホールド1における脆弱部90として機能する。このように、脆弱部90は、高剛性部である厚肉部12と、低剛性部である薄肉部11とによって構成されているとともに、第1分割体10に設けられていることから分岐管60の外周部に位置している。なお、EGR構成部14は、上述したように閉断面構造を構成しているため、厚肉部12に比して剛性が高くなっている。そして、厚肉部12が接合片部13を介して剛性の高いEGR構成部14に連結されていることで、薄肉部11が付勢されたときに薄肉部11と厚肉部12との境界部分に一層応力が集中しやすくなっている。
As shown in FIG. 6, the first divided
また、厚肉部12は薄肉部11に対して板厚が厚く成形されているが、厚肉部12は薄肉部11に対して外周側に突出した形状に形成されており、薄肉部11において吸気通路を構成している第1通路面11Aと、厚肉部12において吸気通路を構成している第2通路面12Aとが滑らかに繋がっている。すなわち、第1通路面11Aと第2通路面12Aは、その間に吸気の流れを部分的に乱すほどの凹凸が設けられておらず、連続した湾曲面を形成している。
Further, the
また、インテークマニホールド1では、第2分割体20と第3分割体30との接合部95が、分岐管60において脆弱部90と対向する位置に設けられている。すなわち、第2分割体20と第3分割体30との接合部95は、分岐管60における中間部63とフランジ80との間に設けられていて、脆弱部90に近接した位置に配置されている。
Further, in the
次に、本実施形態の作用及び効果について説明する。
(1)本実施形態では、分岐管60の外周部に、高剛性部である厚肉部12と、厚肉部12に連結されていて該厚肉部12よりも剛性の低い低剛性部である薄肉部11とによって構成された脆弱部90が設けられている。
Next, the operation and effect of this embodiment will be described.
(1) In the present embodiment, a
図7に示すように、車両が前方衝突を起こしたときには、インテークマニホールド1よりも車両前方側の部品(例えばラジエータ120)がインテークマニホールド1に干渉することがある。こうした場合、インテークマニホールド1はラジエータ120によって車両後方へ押されることとなることから、インテークマニホールド1には車両後方へ向けた荷重が作用する。本実施形態では、インテークマニホールド1に荷重が作用したときに、分岐管60の外周部に設けられた脆弱部90に応力を集中させることができる。そのため、車両の衝突に伴い作用する荷重は、インテークマニホールド1が分岐管60の脆弱部90を起点として変形することで吸収される。したがって、車両衝突時に作用する荷重によってインテークマニホールド1全体が荷重の作用方向(車両後方)へ移動することを抑えることが可能になり、車両の衝突時に燃料配管130等の他の部品へ干渉することを抑制できる。
As shown in FIG. 7, when a vehicle causes a forward collision, a component (for example, radiator 120) on the front side of the vehicle from the
(2)本実施形態では、第2分割体20と前記第3分割体30との接合部95を、分岐管60において脆弱部90と対向する位置に設けるようにしている。インテークマニホールド1を複数の分割体で構成する場合、各分割体の接合部95は他の部分に比して剛性が低くなる傾向がある。第2分割体20と第3分割体30とにおける接合部95を脆弱部90と対向させて設けることで、インテークマニホールド1において脆弱部90と近接した位置において変形を生じ易くすることができる。したがって、他の部品への干渉を一層抑制することが可能になる。
(2) In the present embodiment, the
なお、本実施形態では、図7に示すように、車両衝突時の荷重が作用したときに、脆弱部90及び接合部95が変形することで、図7の二点鎖線で示す位置でインテークマニホールド1の分岐管60を破断しやすくできる。接合部95は、分岐管60における中間部63とフランジ80との間に設けられており、フランジ80よりも下方に位置している。そのため、分岐管60は、フランジ80よりも下方の部分で破断されることとなる。破断された部分は、フランジ80との干渉により、該フランジ80を超えて上方へ移動しにくくなる。そのため、例えば燃料配管130等のようなフランジ80よりも上方に設けられている他の部品への干渉を適切に抑制することが可能になる。
In this embodiment, as shown in FIG. 7, when a load at the time of a vehicle collision is applied, the
(3)本実施形態では、第2分割体20を第3分割体30及び第4分割体40が接合される方向からみたときに、第3分割体30と第4分割体40とは重ならないように配置している。そのため、第3分割体30及び第4分割体40を第2分割体20へ接合するときに、第3分割体30及び第4分割体40が互いに干渉し難くなる。こうした配置とすることで、第2分割体20に対して第3分割体30を接合する工程と、第4分割体40を接合する工程とを同時に行うことが可能になる。したがって、インテークマニホールド1において接合工程に係る時間を短縮することに貢献できる。
(3) In the present embodiment, when the second divided
(4)本実施形態では、薄肉部11と厚肉部12とは、分岐管60内において吸気が流れる吸気通路を構成する第1通路面11A及び第2通路面12Aが滑らかに繋がっている。そのため、薄肉部11と厚肉部12とによって脆弱部90を構成した場合であっても、吸気通路側の通路面は滑らかに形成される。したがって、脆弱部90を設けることに起因した吸気圧損の増加を抑えることができる。
(4) In the present embodiment, the thin-
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。
・上記実施形態では、薄肉部11と厚肉部12とは、第1通路面11A及び第2通路面12Aが滑らかに繋がっていたが、こうした構成は省略が可能である。例えば、分岐管60の変形方向をある程度規定するために、第1通路面11Aを第2通路面12Aよりも内周側、すなわち吸気通路内へ突出させて、これら第1通路面11A及び第2通路面12Aを段差を介して繋げる構成としてもよい。こうした構成であっても、上記(1)と同様の効果を得ることは可能である。
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.
-In the above embodiment, the thin-
・上記実施形態では、第2分割体20を第3分割体30及び第4分割体40が接合される方向からみたときに、第3分割体30と第4分割体40とは重ならないように配置した。こうした構成に変えて、第2分割体20を第3分割体30及び第4分割体40が接合される方向からみたときに、第3分割体30と第4分割体40との一部が重なるように配置してもよい。
-In the above embodiment, when the second divided
・上記実施形態では、第2分割体20と第3分割体30との接合部95を、分岐管60において脆弱部90と対向する位置に設けるようにしたが、こうした構成は適宜変更が可能である。例えば、インテークマニホールド1を分割する態様として、第2分割体20と第4分割体40との接合部を分岐管60において脆弱部90と対向する位置に設けることができる場合がある。こうした構成では、第2分割体20と第4分割体40との接合部を分岐管60において脆弱部90と対向する位置に設けるようにしてもよい。また、各分割体の接合部を、分岐管60において脆弱部90と対向する位置に設けないようにしてもよい。
-In the above embodiment, the
・上記実施形態では、第1分割体10において厚肉部12を接合片部13に連結させて、EGRガス導入部70に近接した位置に脆弱部90を形成するようにした。第1分割体10における脆弱部90の位置は適宜変更が可能である。例えば、第1分割体10において、上端部と下端部との間であって、最も車両前側に位置する部分に脆弱部90を設けてもよい。
In the above embodiment, the
・上記実施形態において、脆弱部90の外周面にリブ及びスリットを設けることも可能である。すなわち、図8に示すように、第1分割体10には、厚肉部12及び薄肉部11の外周面を繋ぐように立設されたリブ98を形成する。リブ98には、上端部から切り欠かれた形状のスリット99が設けられている。こうした構成によれば、車両衝突時の荷重によって、スリット99を起点としたせん断破壊が生じ易くなることから、インテークマニホールド1の分岐管60を一層変形させやすくできる。
-In the above embodiment, it is also possible to provide ribs and slits on the outer peripheral surface of the
・脆弱部90を厚肉部12と薄肉部11とによって構成したが、こうした構成は適宜変更が可能である。例えば、剛性の高い素材から構成されている高剛性部と、該高剛性部に連結されていて高剛性部よりも剛性の低い素材から構成されている低剛性部とによって脆弱部90を構成してもよい。この構成では、高剛性部と低剛性部との板厚を同じにすることが可能である。また、高剛性部と低剛性部とを同じ板厚の壁部を屈曲させてL字状に形成することで構成してもよい。この構成では、屈曲した壁部のうち、荷重の作用方向において断面二次モーメントの大きい壁部を内燃機関側に配置して高剛性部とするとともに、荷重の作用方向において断面二次モーメントの小さい壁部を内燃機関から離間する側に配置して低剛性部とすればよい。
The
・上記実施形態では、インテークマニホールド1を複数の分割体によって構成したが、こうした構成は必須ではない。すなわち、上記実施形態において、第1分割体10、第2分割体20、第3分割体30、及び第4分割体40の少なくとも2つを一体に成形するようにしてもよい。
-In the above embodiment, the
・上記実施形態では、内燃機関110に対して車両前方に配置されるインテークマニホールド1を例に説明した。インテークマニホールドの配置はこれに限らない。例えば、内燃機関110に対して車両後方に配置されるインテークマニホールドや、車両側方に配置されるインテークマニホールドにおいても上記実施形態と同様の構成を適用することは可能である。
-In the above embodiment, the
1…インテークマニホールド
10…第1分割体
11…薄肉部(低剛性部)
11A…第1通路面
12…厚肉部(高剛性部)
12A…第2通路面
13…接合片部
14…EGR構成部
20…第2分割体
30…第3分割体
40…第4分割体
50…サージタンク
51…吸気導入口
60…分岐管
61…上流側端部
62…上流側接続部
63…中間部
64…下流側接続部
65…下流側端部
70…EGRガス導入部
71…ガス導入口
72…EGRガス通路
73…第1側部通路
73A…第1分配通路
74…第2側部通路
74A…第2分配通路
80…フランジ
81…導出口
82…ボルト挿通孔
90…脆弱部
95…接合部
98…リブ
99…スリット
100…エンジンルーム
110…内燃機関
111…シリンダヘッド
120…ラジエータ
130…燃料配管
1 ...
11A ...
12A ...
Claims (4)
前記サージタンクから該サージタンクの外周に沿って湾曲して延びる複数の分岐管と、
前記分岐管の端部に連結されたフランジとを備えるインテークマニホールドであって、
前記分岐管の外周部には、高剛性部と、該高剛性部に連結されていて前記高剛性部よりも剛性の低い低剛性部とによって構成された脆弱部が設けられている
インテークマニホールド。 A surge tank with an intake inlet and
A plurality of branch pipes extending from the surge tank in a curved manner along the outer circumference of the surge tank.
An intake manifold provided with a flange connected to the end of the branch pipe.
An intake manifold provided with a fragile portion formed by a high-rigidity portion and a low-rigidity portion connected to the high-rigidity portion and having a lower rigidity than the high-rigidity portion on the outer peripheral portion of the branch pipe.
前記第2分割体と前記第3分割体との接合部は、前記分岐管において前記脆弱部と対向する位置に設けられている
請求項1に記載のインテークマニホールド。 The branch pipe is joined to the first divided body constituting the outer peripheral portion, the second divided body joined to the first divided body to form the inner peripheral portion of the branch pipe, and the second divided body. It is composed of a plurality of divided bodies including the third divided body.
The intake manifold according to claim 1, wherein the joint portion between the second divided body and the third divided body is provided at a position facing the fragile portion in the branch pipe.
前記第2分割体を前記第3分割体及び前記第4分割体が接合される方向からみたときに、前記第3分割体と前記第4分割体とは重ならないように配置されている
請求項2に記載のインテークマニホールド。 It has a fourth divided body joined from the same direction as the third divided body is joined to the second divided body.
Claim that the second divided body is arranged so as not to overlap the third divided body and the fourth divided body when viewed from the direction in which the third divided body and the fourth divided body are joined. 2. The intake manifold according to 2.
請求項1~3のいずれか一項に記載のインテークマニホールド。 The intake manifold according to any one of claims 1 to 3, wherein the low-rigidity portion and the high-rigidity portion are smoothly connected to a passage surface constituting an intake passage through which intake air flows in the branch pipe.
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