JP3362216B2 - 吸気マニホルド - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】この発明は、たとえば自動車
用エンジンに用いられる吸気マニホルドに関する。 【０００２】この明細書において、「アルミニウム」と
いう語には、純アルミニウムの他にアルミニウム合金を
含むものとする。 【０００３】 【従来の技術】自動車用エンジンに用いられる吸気マニ
ホルドとして、従来、吸気入口および複数の吸気出口を
有するアルミニウム製プレナムチャンバと、プレナムチ
ャンバの各吸気出口に接続された複数のアルミニウム製
分岐管と、プレナムチャンバに通じさせられたアルミニ
ウム製レゾネータタンクとを備えており、プレナムチャ
ンバとレゾネータタンクとが一体に鋳造され、プレナム
チャンバおよびレゾネータタンクの鋳造時に両者を通じ
させる連通路が形成された吸気マニホルドが知られてい
る（特開平９−２６４１４２号公報参照）。そして、レ
ゾネータタンクにより、エンジンのトルク特性が向上さ
せられるようになっている。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
吸気マニホルドでは、プレナムチャンバとレゾネータタ
ンクとが一体に鋳造され、プレナムチャンバおよびレゾ
ネータタンクの鋳造時に両者を通じさせる連通路が同時
に形成されているので、レゾネータタンクの容量、連通
路の断面積および同長さの寸法精度は低く、これらをエ
ンジンのトルク特性向上のために設計された適正値にす
ることが困難である。しかも、プレナムチャンバおよび
レゾネータタンクを鋳造した後、レゾネータタンクの容
量、連通路の断面積および同長さを、上記適正値に修正
することもできない。また、一般に、鋳物では試作型と
量産型とで製作方法が変更になると同一仕様に出来上が
らず、試作時のセッティングが量産時には適合しないと
いう問題がある。 【０００５】この発明の目的は、上記問題を解決し、レ
ゾネータタンクの容量、プレナムチャンバとレゾネータ
タンクとを連通させる通路の断面積および同長さをエン
ジンのトルク特性向上のために設計された適正値にする
ことが容易であるとともに、試作時および量産時に同一
仕様に製作することのできる吸気マニホルドを提供する
ことにある。 【０００６】 【課題を解決するための手段と発明の効果】この発明に
よる吸気マニホルドは、鋳物により一体に形成されてい
るプレナムチャンバおよびレゾネータタンクと、プレナ
ムチャンバとレゾネータタンクとを通じさせる金属展伸
材製連通管とを備えており、プレナムチャンバが、一端
が開口して吸気入口となされるとともに他端が閉鎖され
た筒状であり、プレナムチャンバの他端閉鎖壁に連通管
を接続する接続口が形成され、レゾネータタンクが、プ
レナムチャンバの一端側開口から他端側閉鎖壁に延びる
側壁の一部を介して形成され、レゾネータタンクとプレ
ナムチャンバが長手方向に並設されているとともに、そ
のプレナムチャンバ他端側の閉鎖壁に連通管差込孔が貫
通状に形成され、連通管がＵ字状であってその一端がプ
レナムチャンバの接続口に接続され、同他端部がレゾネ
ータタンクの連通管差込孔を通してレゾネータタンク内
に所定長さ差込まれた状態でレゾネータタンクに接続さ
れているものである。 【０００７】この発明の吸気マニホルドによれば、プレ
ナムチャンバとレゾネータタンクとを通じさせる連通管
が金属展伸材製であるから、連通管の寸法精度を向上さ
せることができ、連通管の断面積および同長さを、エン
ジンのトルク特性向上のために設計された適正値にする
ことが容易になる。また、連通管のレゾネータタンク側
端部がレゾネータタンク内に所定長さ差込まれた状態で
レゾネータタンクに接続されているので、連通管のレゾ
ネータタンク内への差込み長さを調整することによって
レゾネータタンクの容量を、エンジンのトルク特性向上
のために設計された適正値にすることができる。しか
も、製作されたレゾネータタンクの容量が適正値になっ
ていない場合であっても、連通管のレゾネータタンク内
への差込み長さを調整することにより、連通管の長さを
適正値にした状態でレゾネータタンクの容量を適正値に
修正することができる。ここで、レゾネータタンクの容
量とは、レゾネータタンクの容積から、連通管のレゾネ
ータタンク内に差し込まれた部分がしめる容積を減じた
量である。さらに、連通管のレゾネータタンク側端部が
レゾネータタンク内に所定長さ差込まれた状態でレゾネ
ータタンクに接続されているので、連通管のレゾネータ
タンク側端部の開口が、圧力波の最も高いレゾネータタ
ンクの長さ方向の中央部に近い箇所に位置することにな
り、その結果エンジンのトルク特性向上効果が優れたも
のになる。 【０００８】また、この発明の吸気マニホルドにおいて
は、プレナムチャンバとレゾネータタンクとが鋳物によ
り一体に形成されている。 【０００９】したがって、レゾネータタンクを鋳造する
ことに起因してその容量の寸法精度が低く、これをエン
ジンのトルク特性向上のために設計された適正値にする
ことができなかったとしても、寸法精度良く形成された
連通管のレゾネータタンク内への差込み長さを調整する
ことによって、レゾネータタンクの容量を容易に適正値
に修正することができる。しかも、レゾネータタンク
を、その容量が適正値よりも大きくなるように鋳造すれ
ば、これの鋳造後にレゾネータタンクの容量を適正値に
修正することができる。 【００１０】また、この発明の吸気マニホルドにおいて
は、プレナムチャンバが、一端が開口して吸気入口とな
されるとともに他端が閉鎖された筒状であり、プレナム
チャンバの他端閉鎖壁に連通管を接続する接続口が形成
され、レゾネータタンクが、プレナムチャンバの一端側
開口から他端側閉鎖壁に延びる側壁の一部を介して形成
され、レゾネータタンクとプレナムチャンバが長手方向
に並設されているとともに、そのプレナムチャンバ他端
側の閉鎖壁に連通管差込孔が貫通状に形成され、連通管
がＵ字状であってその一端がプレナムチャンバの接続口
に接続され、同他端部がレゾネータタンクの連通管差込
孔を通してレゾネータタンク内に所定長さ差込まれた状
態でレゾネータタンクに接続されている。 【００１１】したがって、連通管の両端部を同方向から
プレナムチャンバの接続口およびレゾネータタンクの差
込孔に挿入することができ、組み合わせ作業が簡単にな
る。しかも、エンジンのトルク特性向上効果が優れたも
のになる。すなわち、連通管の他端部がレゾネータタン
クの連通管差込孔を通してレゾネータタンク内に所定長
さ差込まれた状態でレゾネータタンクに接続されている
ので、連通管の他端開口が、圧力波の最も高いレゾネー
タタンクの長さ方向の中央部に近い箇所に位置すること
になるとともに、連通管がＵ字状で１箇所で曲げられて
いるだけであるので、圧力波の損失が少なくなり、その
結果エンジンのトルク特性向上効果が優れたものにな
る。 【００１２】 【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を、
図面を参照して説明する。この実施形態は、この発明に
よる吸気マニホルドを、ＥＧＲシステムを備えた自動車
用４気筒エンジンに適用したものである。 【００１３】なお、以下の説明において、図１の左側を
前、これと反対側を後といい、図２の上下、左右をそれ
ぞれ上下、左右というものとする。 【００１４】図１〜図４において、吸気マニホルドは、
吸気入口(2) およびエンジンの気筒数と同数、ここでは
４つの吸気出口(3) を有するアルミニウム鋳物製プレナ
ムチャンバ(1) と、プレナムチャンバ(1) の吸気出口
(3) と同数の吸気通過口(5) を有するアルミニウム鋳物
製のシリンダヘッドへの取付用フランジ(4) と、一端が
プレナムチャンバ(1) の各吸気出口(3) に接続されると
ともに他端が取付用フランジ(4) の各吸気通過口(5) に
接続されているアルミニウム展伸材製分岐管(6)と、プ
レナムチャンバ(1) に通じさせられたアルミニウム鋳物
製レゾネータタンク(7) とを備えている。 【００１５】プレナムチャンバ(1)は前端が開口すると
ともに後端が閉鎖された前後方向に長い筒状であり、そ
の前端開口が吸気入口(2)となされている。プレナムチ
ャンバ(1)の吸気入口(2)の周囲には外向きフランジ(8)
が一体に形成され、この外向きフランジ(8)にスロット
ルバルブを内蔵したスロットルボディ（図示略）が取付
けられ、このスロットルボディにエアクリーナからの送
気管が接続されるようになっている。プレナムチャンバ
(1)の周壁における前端の所定長さ部分は円筒状であっ
てその横断面形状は円形であり、この円筒状部(1a)より
も後側の部分では右斜め下方に膨出させられて横断面略
半長円形となされ、その膨出端は右斜め下方を向いた平
坦壁(1b)となっている（図５〜図７参照）。プレナムチ
ャンバ(1)の周壁の平坦壁(1b)に、その長さ方向に所定
間隔をおいて４つの横断面円形の吸気出口(3)が一直線
上に位置するように形成されている。プレナムチャンバ
(1)の平坦壁(1b)外面における吸気出口(3)の周囲の部分
に短円筒部(1c)が一体に形成され、隣り合う短円筒部(1
c)どうしが連結用厚肉部(1d)によって連結されている。
図１および図５に示すように、プレナムチャンバ(1)の
非円筒状部における前端部の内面下側部分に上方に突出
した突起(9)が一体に形成され、プレナムチャンバ(1)に
その外面から突起(9)の先端まで伸びる排気ガス注入口
(10)が形成されている。排気ガス注入口(10)の内周面は
円筒面となされており、その中心線は上下方向を向いて
いる。また、プレナムチャンバ(1)の外面における排気
ガス注入口(10)の周囲の部分に短円筒状排気ガス導入管
差込部(11)が一体に形成されている。 【００１６】シリンダヘッドへの取付用フランジ(4) は
前後方向に長い垂直板状であり、その左側面がエンジン
のシリンダヘッドに取付けられるようになっている。取
付用フランジ(4) の右側面に、その長さ方向に所定間隔
をおいて右斜め上方に突出した４つの突起(12)が一体に
形成され、取付用フランジ(4) にその左側面から各突起
(12)の先端まで伸びる吸気通過口(5) が形成されてい
る。吸気通過口(5) は取付用フランジ(4) の左側面（シ
リンダヘッド側）から右斜め上方を向いている（図７参
照）。また、吸気通過口(5) の断面形状は取付用フラン
ジ(4) の長さ方向、すなわち前後方向に長い長円形状で
ある（図８および図９参照）。取付用フランジ(4) にお
ける各吸気通過口(5) の上側の部分に燃料噴射装置取付
口(13)が形成されている。 【００１７】また、シリンダヘッドへの取付用フランジ
(4) の前端部とプレナムチャンバ(1) の外向きフランジ
(8) の下縁部は、略Ｌ字状振動防止部材(14)により一体
に連結されている。振動防止部材(14)における取付用フ
ランジ(4) から右向きに伸びた部分の下縁部に、１つの
排気ガス通過口(15a) を有しかつエンジンから排気ガス
を戻す排気ガス還流管（図示略）を接続するフランジ(1
5)が一体に形成されている。また、振動防止部材(14)に
おけるプレナムチャンバ(1) の外向きフランジ(8) から
下向きに伸びた部分の右側縁部に、２つの排気ガス通過
口(16a) を有するＥＧＲバルブ取付用ブラケット(16)が
右方突出状に一体に形成されており、このブラケット(1
6)の前面にプレナムチャンバ(1) 内への排気ガスの流入
量を制御するＥＧＲバルブ(17)が取付けられる。フラン
ジ(15)の排気ガス通過口(15a) とＥＧＲバルブ取付用ブ
ラケット(16)の一方の排気ガス通過口(16a) とはアルミ
ニウム製中継管(18)で接続され、ＥＧＲバルブ取付用ブ
ラケット(16)の他方の排気ガス通過口(16a) とプレナム
チャンバ(1) の排気ガス注入口(10)とはアルミニウム製
排気ガス導入管(19)で接続されている。排気ガス導入管
(19)の一端部はプレナムチャンバ(1) の短円筒部(11)に
差込まれている。排気ガス導入管(19)の一端部の開口の
内径は排気ガス注入口(10)の内径よりも大きくなってい
る。また、排気ガス導入管(19)の一端部の開口の中心は
排気ガス注入口(10)の中心と一致している。中継管(18)
および排気ガス導入管(19)は、それぞれ押出形材等の展
伸材から形成されている。 【００１８】分岐管(6) は、横断面円形のアルミニウム
押出形材等のアルミニウム展伸材製パイプを、その長さ
方向に間隔をおいた複数箇所、ここでは２箇所で屈曲さ
れることにより形成されており、左斜め上方に向かって
開いたＵ字状部分(6a)と、Ｕ字状部分(6a)の下側直線部
の先端に連なって左方に向かって下方に屈曲した円弧状
部分(6b)とからなる。分岐管(6) のＵ字状部分(6a)の上
側直線部におけるプレナムチャンバ(1) 側端部に、所定
長さを有しかつプレナムチャンバ(1) 側に向かって徐々
に拡がった拡管部(20)が形成されており、拡管部(20)の
先端部がプレナムチャンバ(1) の吸気出口(3) に接続さ
れている。また、分岐管(6) のＵ字状部分(6a)の下側直
線部から円弧状部分(6b)の先端に向けて徐々に偏平状に
変形させられており、円弧状部分(6b)の先端開口は、取
付用フランジ(4) の吸気通過口(5) に合わせて前後方向
に長い長円形状となされている（図８および図９参
照）。分岐管(6) は、アルミニウム展伸材製パイプを所
定形状に曲げた後、プレナムチャンバ(1) 側端部を拡管
して拡管部(20)を形成するとともに、取付用フランジ
(4) 側端部をプレスにより偏平状に変形させることによ
って製作される。 【００１９】レゾネータタンク(7) は、前後方向に長い
箱状であり、前後両端部に相対向する壁(7a)(7b)を有し
ている（図１０参照）。また、レゾネータタンク(7)
は、分岐管(6) のＵ字状部分(6a)の上下の直線部間に配
されかつプレナムチャンバ(1)と一体に鋳造されてい
る。レゾネータタンク(7) の前後の中間部に下方膨出部
(21)が形成されている。この下方膨出部(21)は、レゾネ
ータタンク(7) 内で発生した結露水を溜めておくための
ものであり、これによりエンジンへの結露水の侵入が防
止される。レゾネータタンク(7) の左側面と取付用フラ
ンジ(4) の上縁部とは、前後方向に間隔をおいた２箇所
で振動防止部材(22)により一体に連結されている。 【００２０】レゾネータタンク(7) は、次のようにして
アルミニウム押出形材等の展伸材製Ｕ字状連通管(23)を
介してプレナムチャンバ(1) に通じさせられている。す
なわち、図１０に示すように、レゾネータタンク(7) の
後壁(7b)に連通管差込み孔(24)が貫通状に形成されると
ともに、プレナムチャンバ(1) の後端閉鎖壁に連通管接
続口(25)が形成されている。連通管(23)の一端部は、レ
ゾネータタンク(7) の連通管差込み孔(24)を通してその
内部に所定長さ差し込まれた状態で後壁(7b)に接合され
ることによりレゾネータタンク(7) に接続されている。
また、連通管(23)の他端部は、プレナムチャンバ(1) の
接続口(25)に接続されている。ここで、レゾネータタン
ク(7) は、公知のように、エンジンのトルク特性を向上
させるため、すなわちトルク曲線に下向きの凹みが現れ
るのを防止するために設けられるものである。そして、
連通管(23)の全長をＬ、連通管(23)の断面積をＳ、およ
びレゾネータタンク(7) の容積から連通管(23)のレゾネ
ータタンク(7) 内に差込まれた部分がしめる容積を減じ
たレゾネータタンク(7) 容量をＶとすると、レゾネータ
タンク(7) におけるエンジンのトルク特性の向上効果
は、Ｓ／（Ｌ×Ｖ）の式で表される値と相関関係にある
ことは判明しているので、これに基いて連通管(23)の全
長Ｌ、連通管(23)の断面積Ｓ、およびレゾネータタンク
(7) の容量Ｖが決められている。 【００２１】吸気マニホルドは、次のようにして製造さ
れる。 【００２２】まず、プレナムチャンバ(1) 、取付用フラ
ンジ(4) 、レゾネータタンク(7) 、振動防止部材(14)(2
2)、フランジ(15)およびＥＧＲ取付用ブラケット(16)を
アルミニウムにより一体に鋳造する。ついで、分岐管
(6) 、中継管(18)、排気ガス導入管(19)および連通管(2
3)をアルミニウム展伸材製パイプから形成し、これらを
所定の状態にセットする。すなわち、分岐管(6) の一端
部をプレナムチャンバ(1) の吸気出口(3) に、同他端部
を取付用フランジ(4) の吸気通過口(5) にそれぞれ差込
み、中継管(18)の一端部をフランジ(15)の吸気通過口(1
5a) に、同他端部をＥＧＲバルブ取付用ブラケット(16)
の一方の吸気通過口(16a) にそれぞれ差込み、排気ガス
導入管(19)の一端部をＥＧＲバルブ取付用ブラケット(1
6)の他方の吸気通過口(16a) に、同他端部を差込部(11)
にそれぞれ差込み、さらに連通管(23)の一端部を差込み
孔(24)を通してレゾネータタンク(7) 内に所定長さ差込
むとともに同他端部をプレナムチャンバ(1) の接続口(2
5)に差込む。このとき、連通管(23)の一端部のレゾネー
タタンク(7) 内への差込み長さは、レゾネータタンク
(7) 容量が適正値となるように、鋳造されたレゾネータ
タンク(7) の実際の容積に基いて決定する。その後、プ
レナムチャンバ(1) と分岐管(6) 、取付用フランジ(4)
と分岐管(6) 、フランジ(15)と中継管(18)、ＥＧＲ取付
用ブラケット(16)と中継管(18)、ＥＧＲ取付用ブラケッ
ト(16)と排気ガス導入管(19)、プレナムチャンバ(1) と
排気ガス導入管(19)、プレナムチャンバ(1) と連通管(2
3)、およびレゾネータタンク(7) と連通管(23)を同時に
ろう付する。こうして、吸気マニホルドが製造される。 【００２３】上記実施形態においては、４気筒エンジン
に用いられる吸気マニホルドについて説明したが、この
発明はその他の多気筒エンジンにも用いることが可能で
あり、この場合プレナムチャンバの吸気出口、取付用フ
ランジの吸気通過口、分岐管の数はエンジンの気筒数に
合わせて適宜変更される。

【図面の簡単な説明】 【図１】この発明の吸気マニホルドの実施形態を示す一
部切欠き平面図である。 【図２】同じく正面図である。 【図３】同じく一部切欠き背面図である。 【図４】同じく一部切欠き右側面図である。 【図５】図１のＶ−Ｖ線断面図である。 【図６】図４のVI−VI線断面図である。 【図７】図４のVII−VII線断面図である。 【図８】図７のVIII−VIII線断面図である。 【図９】図７のIX−IX線断面図である。 【図１０】図７のＸ−Ｘ線断面図である。 【符号の説明】 (1)：プレナムチャンバ (2)：吸気入口 (7)：レゾネータタンク (7a)：前壁 (7b)：後壁 (23)：連通管 (24)：連通管差込孔 (25)：連通管接続口

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 橋本 一彦 広島県安芸郡府中町新地３番１号 マツ ダ株式会社内 (72)発明者 北山 二夫 堺市海山町６丁224番地 昭和アルミニ ウム株式会社内 (56)参考文献 特開 平９−264142（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−28379（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−193548（ＪＰ，Ａ) 実開 平１−166228（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭59−68130（ＪＰ，Ｕ) 実開 平２−99225（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F02M 35/10 F02B 27/00 F02M 35/104

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 鋳物により一体に形成されているプレナ
   ムチャンバおよびレゾネータタンクと、プレナムチャン
   バとレゾネータタンクとを通じさせる金属展伸材製連通
   管とを備えており、プレナムチャンバが、一端が開口し
   て吸気入口となされるとともに他端が閉鎖された筒状で
   あり、プレナムチャンバの他端閉鎖壁に連通管を接続す
   る接続口が形成され、レゾネータタンクが、プレナムチ
   ャンバの一端側開口から他端側閉鎖壁に延びる側壁の一
   部を介して形成され、レゾネータタンクとプレナムチャ
   ンバが長手方向に並設されているとともに、そのプレナ
   ムチャンバ他端側の閉鎖壁に連通管差込孔が貫通状に形
   成され、連通管がＵ字状であってその一端がプレナムチ
   ャンバの接続口に接続され、同他端部がレゾネータタン
   クの連通管差込孔を通してレゾネータタンク内に所定長
   さ差込まれた状態でレゾネータタンクに接続されている
   吸気マニホルド。