JP2024066799A - インテークマニホールド - Google Patents

Abstract

【課題】ＮＶ性能を向上させることの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１０は、サージタンク２１と、同サージタンク２１に各別に接続されて上記サージタンク２１の内部の空気を分配する複数の分岐管２３と、を備える。インテークマニホールド１０はガス導入部２５を有する。ガス導入部２５は、空気以外の導入ガスが内部を通過する構造をなして同導入ガスをサージタンク２１に導入する。ガス導入部２５は、サージタンク２１の外壁と分岐管２３の外壁とを繋ぐ態様で、サージタンク２１および分岐管２３に一体に設けられる。【選択図】図２

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ものである。

内燃機関には、吸気系の一部をなすインテークマニホールドが設けられている（特許文献１参照）。
このインテークマニホールドは、サージタンクと、同サージタンクの内外を連通する空気導入部と、一端がサージタンクに接続された複数の分岐管とを有している。インテークマニホールドの取り付けに際しては、空気導入部は、吸気流れ方向上流側の吸気通路に接続される。また複数の分岐管は内燃機関の各吸気ポートに接続される。こうしたインテークマニホールドによって、吸気通路に吸入される空気が内燃機関の各気筒に分配される。

特開２０１６－１２１５４４号公報

インテークマニホールドは、吸気流れ方向上流側の吸気通路と内燃機関の吸気ポートとを繋ぐように配置される。そうした配置の都合上、インテークマニホールドは、サージタンクと分岐管との間に隙間が空いた構造になってしまう。こうした構造のインテークマニホールドは自身の剛性が低くなり易いため、振動および騒音を抑制する性能（いわゆるＮＶ性能）が低くなり易い。

上記課題を解決するためのインテークマニホールドは、サージタンクと、前記サージタンクに各別に接続されて同サージタンクの内部の空気を分配する複数の分岐管と、を備えるインテークマニホールドにおいて、空気以外の導入ガスが内部を通過する構造をなして前記導入ガスを前記インテークマニホールドの内部における空気が流れる部分に導入するガス導入部を有し、前記ガス導入部は、前記サージタンクの外壁と前記分岐管の外壁とを繋ぐ態様で、前記サージタンクおよび前記分岐管に一体に設けられる。

上記構成によれば、インテークマニホールドの構造を、ガス導入部を介してサージタンクおよび分岐管が互いに支持される構造にすることができる。これにより、そうしたガス導入部が設けられないものと比較して、インテークマニホールドの剛性を高くすることができるため、ＮＶ性能を向上させることができる。

インテークマニホールドの一実施形態の斜視図である。 同インテークマニホールドの側面図である。 同インテークマニホールドの分解側面図である。 同インテークマニホールドの図１の４－４線に沿った側断面図である。 同インテークマニホールドの第一部材および第二部材の側面図である。 同インテークマニホールドの第三部材の側面図である。 変更例のインテークマニホールドの第一部材および第二部材の側面図である。

以下、インテークマニホールドの一実施形態について、図１～図６を参照して説明する。なお、この実施形態では、図２の上下方向をインテークマニホールド１０の上下方向とし、図２の左右方向をインテークマニホールド１０の前後方向とし、図２における紙面に直交する方向をインテークマニホールド１０の左右方向として説明する。

図１～図３に示すように、インテークマニホールド１０は、前後方向に分割された３つの分割体（第一部材１１、第二部材１２、第三部材１３）によって構成されている。これら第一部材１１、第二部材１２、および第三部材１３は、いずれも硬質の合成樹脂材料によって形成されている。インテークマニホールド１０は、第一部材１１、第二部材１２、および第三部材１３が重ねられた状態（図２に示す状態）で、それら部材１１～１３が振動溶着によって互いに固定された構造になっている。

図１～図４に示すように、インテークマニホールド１０は、サージタンク２１と、空気導入部２２と、複数（本実施形態では、２つ）の分岐管２３と、取付フランジ２４と、ガス導入部２５とを有している。

＜サージタンク＞
サージタンク２１は、インテークマニホールド１０の下部を構成している。サージタンク２１は、一時的に空気を貯めておく容積部として機能する。

＜空気導入部＞
図１、図２および図５に示すように、空気導入部２２は、サージタンク２１の内部とインテークマニホールド１０の外部とを連通する通路状をなしている。空気導入部２２は、サージタンク２１の左側に接続されている。空気導入部２２は、インテークマニホールド１０の下部から後方且つ斜め上方に向けて延びている。空気導入部２２の右側部分は、サージタンク２１における左側部分に連通している。空気導入部２２の上部は、内燃機関の吸気通路における吸気流れ方向上流側の部分（詳しくは、スロットル機構）が固定される固定部２２１になっている。インテークマニホールド１０では、空気導入部２２を介して、サージタンク２１の内部に空気が導入される。

空気導入部２２には、センサ通路部２６が設けられている。センサ通路部２６は、空気導入部２２の後方側の壁部（以下、後壁２２Ｒ）から後方に突出する態様で延びている。センサ通路部２６の前端は、空気導入部２２の後壁２２Ｒの内面において開口している。センサ通路部２６の後端は閉じられている。センサ通路部２６には圧力センサ２７が取り付けられる。この圧力センサ２７により、センサ通路部２６の内部圧力が、インテークマニホールド１０の内部圧力として検出される。

＜分岐管＞
図２、および図４～図６に示すように、複数の分岐管２３は、サージタンク２１の下部に各別に接続されている。複数の分岐管２３は、サージタンク２１の内部の空気を分配する分配通路である。各分岐管２３は、インテークマニホールド１０の後方下部から前方上部にかけて、後方に向けて凸状をなす態様で湾曲して延びている。各分岐管２３における基端部２３１側の部分は、サージタンク２１の後方側の壁部（以下、後壁２１Ｒ）と隙間なく一体に形成されている。各分岐管２３の基端部２３１はサージタンク２１の後壁２１Ｒの内面で開口している。各分岐管２３の先端部２３２は外部に向けて開口している。

＜取付フランジ＞
図１、図２および図４に示すように、取付フランジ２４は、各分岐管２３の先端部２３２に一体に設けられている。取付フランジ２４は、２つの分岐管２３の先端部２３２が並ぶ方向において延びている。取付フランジ２４は、上下方向および左右方向に延在する板状をなしている。この取付フランジ２４を内燃機関（図示略）の外壁に固定することにより、インテークマニホールド１０の各分岐管２３が内燃機関の各吸気ポートに接続されるようになっている。

＜ガス導入部＞
図２、および図４～図６に示すように、ガス導入部２５は、内燃機関の排気ガスの一部（いわゆるＥＧＲガス）が内部を通過する構造をなしている。ガス導入部２５は、インテークマニホールド１０の内部における空気が流れる部分（本実施形態では、サージタンク２１）にＥＧＲガスを導入するためのものである。本実施形態では、ＥＧＲガスが、空気以外の導入ガスに相当する。

ガス導入部２５は、サージタンク２１の外壁と各分岐管２３の外壁とを繋ぐ態様で、サージタンク２１および各分岐管２３に一体に設けられている。図２および図４に示すように、以下では、サージタンク２１と複数の分岐管２３との間に挟まれたスペースを「スペースＳ」とする。また、「スペースＳ」のうち、各分岐管２３の延設方向における同分岐管２３とサージタンク２１との接続部分の側の部分（図２における右側部分）を「部分Ｐ」とする。ガス導入部２５は、詳しくは、上記スペースＳのうち、各分岐管２３の延設方向における同分岐管２３とサージタンク２１との接続部分の側の部分Ｐを、隙間なく塞ぐ態様で設けられる。

図２、および図４～図６に示すように、ガス導入部２５は、チャンバ部３１と、ガス導入路３２と、ガス放出路３３とを有している。
＜チャンバ部＞
チャンバ部３１は、ＥＧＲガスが通過する部分のうちの同ＥＧＲガスが流入する膨張室を構成するものである。チャンバ部３１は、サージタンク２１に隣接する態様で、サージタンク２１の上方に設けられている。チャンバ部３１は、サージタンク２１と各分岐管２３の先端部２３２側の部分との間に挟まれる位置に設けられる。本実施形態では、このチャンバ部３１が、上記スペースＳにおける各分岐管２３とサージタンク２１との接続部分の側の部分Ｐ（図２における右側部分）を隙間なく塞ぐ態様で設けられている。

本実施形態では、チャンバ部３１およびサージタンク２１が以下の構造をなしている。
インテークマニホールド１０は、ベース空間部４０を有している。ベース空間部４０の内部は、複数の分岐管２３が接続される容積室を構成している。ベース空間部４０の内部には、上記容積室を２つの部屋に区画する区画壁４１が設けられている。区画壁４１は、左右方向および前後方向に延在する板状をなしている。区画壁４１は、上記容積室を上下方向において、複数の分岐管２３が接続される第一部分と複数の分岐管２３が接続されない第二部分とに区画している。そして、本実施形態では、上記第一部分がサージタンク２１になるとともに、上記第二部分がチャンバ部３１になっている。本実施形態では、サージタンク２１の外面の一部（具体的には、区画壁４１の上面）が、チャンバ部３１の内面の一部を兼ねている。

また、区画壁４１は以下の構造をなしている。
図５に示すように、第二部材１２の内面には、区画壁４１の後方側の部分を構成する第一分割壁１２１が突設されている。また図６に示すように、第三部材１３の内面には、区画壁４１の前方側の部分を構成する第二分割壁１３１が突設されている。そして、図４～図６に示すように、インテークマニホールド１０の製造に際して、第二部材１２と第三部材１３とを互いに固定する場合には、第一分割壁１２１および第二分割壁１３１の突端同士が振動溶着によって接合される。このようにして、第一分割壁１２１および第二分割壁１３１からなる区画壁４１が一体に形成されている。

＜ガス導入路＞
図２および図６に示すように、ガス導入路３２は、インテークマニホールド１０の外部からチャンバ部３１の内部に、ＥＧＲガスを導入するための導入通路である。ガス導入路３２は、チャンバ部３１の左側の壁部（以下、左壁３１Ｌ）に、外方に向けて筒状で突出するように設けられている。空気導入部２２の一端はチャンバ部３１の左壁３１Ｌの内面で開口している。また、空気導入部２２の他端は、ＥＧＲ通路におけるＥＧＲガス流れ方向上流側の部分（詳しくは、ＥＧＲ管）が固定される固定部３２１になっている。

＜ガス放出路＞
図４および図６に示すように、ガス放出路３３は、チャンバ部３１の内部のＥＧＲガスをサージタンク２１の内部に放出するための放出通路である。ガス放出路３３は、区画壁４１に設けられた貫通孔によって構成されている。ガス放出路３３は、サージタンク２１の内部とチャンバ部３１の内部とを連通する態様で上下方向に延びている。ガス放出路３３は、区画壁４１に、左右方向に間隔を置いて２つ設けられている。ガス放出路３３は、２つの分岐管２３の各々の上記サージタンク２１との接続部分の上方にあたる位置に１つずつ設けられている。このように２つのガス放出路３３を配置することにより、各ガス放出路３３を介してチャンバ部３１からサージタンク２１に放出されるＥＧＲガスが、２つの分岐管２３にバランス良く分配される。

＜補強リブ＞
図２および図４に示すように、インテークマニホールド１０には補強リブ５０が設けられている。補強リブ５０は、取付フランジ２４の外壁、分岐管２３の外壁、およびガス導入部２５の外壁に突設される。補強リブ５０は、前後方向および上下方向に延在する板状をなす。補強リブ５０は、取付フランジ２４から分岐管２３の先端部分を経てガス導入部２５まで延びている。補強リブ５０は、２つの分岐管２３に対して１つずつ設けられている。

本実施形態のインテークマニホールド１０では、前記スロットル機構の作動を通じて調量された空気が空気導入部２２を介してサージタンク２１内に導入される。また、サージタンク２１の内部には、ガス導入部２５を介してＥＧＲガスが導入される。そして、サージタンク２１内に導入された空気およびＥＧＲガスは、各分岐管２３を介して内燃機関の各吸気ポートに分配供給される。

＜作用効果＞
以下、本実施形態のインテークマニホールド１０による作用効果について説明する。
（１）インテークマニホールド１０は、サージタンク２１、複数の分岐管２３、およびガス導入部２５を備える。ガス導入部２５は、サージタンク２１の外壁と各分岐管２３の外壁とを繋ぐ態様で、サージタンク２１および各分岐管２３に一体に設けられている。

本実施形態によれば、インテークマニホールド１０の構造を、ガス導入部２５を介してサージタンク２１および分岐管２３が互いに支持される構造にすることができる。そのため、そうしたガス導入部２５が設けられていないものと比較して、インテークマニホールド１０の剛性を高くすることができる。これにより、インテークマニホールド１０の振動を抑えることができるため、同インテークマニホールド１０のＮＶ性能を向上させることができ、ひいてはインテークマニホールド１０が設けられる車両のＮＶ性能を向上させることができる。

（２）ガス導入部２５は、サージタンク２１と複数の分岐管２３との間に挟まれたスペースＳのうち、各分岐管２３の延設方向における同分岐管２３とサージタンク２１との接続部分の側の部分Ｐを、隙間なく塞ぐ態様で設けられている。本実施形態によれば、スペースＳにおける上記部分Ｐにおいて、各分岐管２３とサージタンク２１とガス導入部２５とを隙間なく一体にすることができる。そのため、インテークマニホールド１０の剛性を好適に高くすることができる。

（３）インテークマニホールド１０には補強リブ５０が設けられている。補強リブ５０は、取付フランジ２４の外壁、分岐管２３の外壁、およびガス導入部２５の外壁に突設される。補強リブ５０は、取付フランジ２４から分岐管２３の先端部分を経てガス導入部２５まで延びている。

本実施形態によれば、補強リブ５０を介して、分岐管２３の先端部分とガス導入部２５とを一体にすることができる。これにより、分岐管２３の先端部分を含めて、インテークマニホールド１０全体の剛性を高くすることができる。しかも、分岐管２３の先端部分、すなわち内燃機関の吸気ポートに接続されるために同内燃機関の振動が伝わる部分の剛性を高くすることができる。これにより、インテークマニホールド１０のＮＶ性能を好適に向上させることができる。

（４）ガス導入部２５は、チャンバ部３１を有する。本実施形態によれば、このチャンバ部３１を介して、サージタンク２１の外壁と分岐管２３の外壁とを繋ぐ態様で一体にすることができる。

（５）インテークマニホールド１０は、複数の分岐管２３が接続される容積室を構成するベース空間部４０を有する。ベース空間部４０の内部には区画壁４１が設けられている。区画壁４１は、上記容積室を、複数の分岐管２３が接続される第一部分であるサージタンク２１と、複数の分岐管２３が接続されない第二部分であるチャンバ部３１とに区画している。

本実施形態によれば、インテークマニホールド１０の内部に比較的大きな容積室を形成するとともにこの容積室を２つに区画することで、一方をサージタンク２１にするとともに他方をチャンバ部３１にすることができる。このように一つの容積室を区画壁４１で区画するといった簡素な構造で、インテークマニホールド１０の内部にサージタンク２１とチャンバ部３１とを区画形成することができる。

しかも、ベース空間部４０の外壁における対向配置される部分が、上記区画壁４１を介して互いに支持される構造になる。そのため、インテークマニホールド１０に容積室を構成するベース空間部４０が設けられるとはいえ、同ベース空間部４０の外壁の変形を上記区画壁４１によって抑えることができる。これにより、インテークマニホールド１０の剛性を高くすることができる。

（６）区画壁４１は、サージタンク２１の内部とチャンバ部３１の内部とを連通する貫通孔からなるガス放出路３３を有する。本実施形態によれば、区画壁４１に貫通孔を形成するといった簡素な構造で、チャンバ部３１の内部からサージタンク２１の内部にＥＧＲガスを放出するためのガス放出路３３を配設することができる。

＜変更例＞
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。

・センサ通路部２６および圧力センサ２７を省略することができる。
・補強リブ５０を省略することができる。
・各分岐管２３の外壁とサージタンク２１の外壁とを一体に繋ぐ態様で設けられる部材として、チャンバ部３１を採用することに代えて、チャンバ部３１以外のガス導入部２５の構成部材（例えば、ガス導入路３２）を採用することができる。要は、ガス導入部２５の一部を利用して、各分岐管２３の外壁とサージタンク２１の外壁とを一体に繋ぐことができればよい。

・図７に示すように、各分岐管２３とチャンバ部３１とを仕切る隔壁部６０に、分岐管２３の内部とチャンバ部３１の内部とを連通する連通孔（以下、ガス放出路６３）を設けるようにしてもよい。隔壁部６０は、具体的には、分岐管２３の前方側の壁部に相当する部分であり、且つ、サージタンク２１の後壁２１Ｒに相当する部分である。図７に示す例では、ガス放出路６３は、２つの分岐管２３の各々における隔壁部６０にあたる位置に１つずつ設けられている。上記構成によれば、各分岐管２３とチャンバ部３１とを仕切る隔壁部６０に連通孔を形成するといった簡素な構造で、チャンバ部３１の内部から分岐管２３の内部にＥＧＲガスを放出するためのガス放出路６３を配設することができる。

・インテークマニホールドがチャンバ部３１と空気導入部２２とを仕切る隔壁部を有する場合には、この隔壁部に、チャンバ部３１の内部と空気導入部２２の内部とを連通する連通孔をガス放出路として設けるようにしてもよい。同構成によれば、チャンバ部３１と空気導入部２２とを仕切る隔壁部に連通孔を形成するといった簡素な構造で、チャンバ部３１の内部から空気導入部２２の内部にＥＧＲガスを放出するためのガス放出路を配設することができる。

・ガス放出路３３，６３を、区画壁４１や隔壁部６０に形成された貫通孔によって構成することに限らず、樹脂パイプやゴムパイプなどのパイプ部材によって構成するようにしてもよい。例えば、ガス放出路として、空気導入部２２の外壁とチャンバ部３１の外壁とを接続するパイプ部材を設けることができる。その他、ガス放出路としては、サージタンク２１の外壁とチャンバ部３１の外壁とを接続するパイプ部材を設けたり、各分岐管２３の外壁とチャンバ部３１の外壁とを接続するパイプ部材を設けたりすることができる。

・サージタンク２１と複数の分岐管２３との間に挟まれたスペースＳのうち、各分岐管２３の延設方向における同分岐管２３とサージタンク２１との接続部分の側の部分Ｐに、ガス導入部２５を、部分的に隙間が形成される態様で設けるようにしてもよい。

・ガス導入部としては、内燃機関の燃焼室からクランクケースに漏れた燃焼ガス（いわゆるブローバイガス）を、インテークマニホールド１０の内部における空気が流れる部分に導入するためのものを採用することができる。同構成においては、ブローバイガスが導入ガスに相当する。その他、ガス導入部としては、内燃機関の燃料タンク内の蒸発燃料（いわゆるパージガス）を、インテークマニホールド１０の内部における空気が流れる部分に導入するためのものを採用することができる。同構成においては、パージガスが導入ガスに相当する。

・上記実施形態にかかるインテークマニホールドは、３つ以上の分岐管を有するインテークマニホールドにも適用することができる。

Ｓ スペース
Ｐ 部分
１０ インテークマニホールド
１１ 第一部材
１２ 第二部材
１２１ 第一分割壁
１３ 第三部材
１３１ 第二分割壁
２１ サージタンク
２１Ｒ 後壁
２２ 空気導入路
２２１ 固定部
２２Ｒ 後壁
２３ 分岐管
２３１ 基端部
２４ 取付フランジ
２５ ガス導入部
２６ センサ通路部
２７ 圧力センサ
３１ チャンバ部
３１Ｌ 左壁
３２ ガス導入路
３２１ 固定部
３３ ガス放出路
４０ ベース空間部
４１ 区画壁
５０ 補強リブ
６０ 隔壁部
６３ ガス放出路

Claims (7)

1. サージタンクと、前記サージタンクに各別に接続されて同サージタンクの内部の空気を分配する複数の分岐管と、を備えるインテークマニホールドにおいて、
   空気以外の導入ガスが内部を通過する構造をなして前記導入ガスを前記インテークマニホールドの内部における空気が流れる部分に導入するガス導入部を有し、
   前記ガス導入部は、前記サージタンクの外壁と前記分岐管の外壁とを繋ぐ態様で、前記サージタンクおよび前記分岐管に一体に設けられる
   インテークマニホールド。
2. 前記ガス導入部は、前記サージタンクと前記複数の分岐管との間に挟まれたスペースのうち、前記複数の分岐管の延設方向における同分岐管と前記サージタンクとの接続部分の側の部分を、隙間なく塞ぐ態様で設けられている
   請求項１に記載のインテークマニホールド。
3. 前記分岐管の外壁および前記ガス導入部の外壁に突設されて、前記分岐管の先端部分から前記ガス導入部まで延びる補強リブを有する
   請求項２に記載のインテークマニホールド。
4. 前記ガス導入部は、前記導入ガスが流入する膨張室を構成するチャンバ部を有する
   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。
5. 前記複数の分岐管が接続される容積室を構成するベース空間部と、
   前記ベース空間部の内部に設けられて、前記容積室を、前記複数の分岐管が接続される部分である前記サージタンクと前記複数の分岐管が接続されない部分である前記チャンバ部とに区画する区画壁と、
   を有する請求項４に記載のインテークマニホールド。
6. 前記区画壁は、前記サージタンクの内部と前記チャンバ部の内部とを連通する貫通孔を有する
   請求項５に記載のインテークマニホールド。
7. 前記分岐管と前記チャンバ部とを仕切る隔壁部は、前記分岐管の内部と前記チャンバ部の内部とを連通する連通孔を有する
   請求項４に記載のインテークマニホールド。

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