JP3674125B2 - 樹脂製インテークマニホールドの締結構造 - Google Patents

樹脂製インテークマニホールドの締結構造 Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、V型エンジンに備えられる樹脂製インテークマニホールドの締結構造の改良に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
V型に対向する左右のバンクを備えるエンジンにあっては、左右バンク間の挟み角度がエンジン運転中の熱膨張によって変化するため、左右バンクの間に接続されるインテークマニホールド(吸気管)に熱応力が働かないようにする必要がある。
【0003】
また、インテークマニホールドを合成樹脂を材質として形成した場合、アルミニウム等を材質とするエンジン本体に対する熱膨張差が大きいため、左右バンクの間に接続されるインテークマニホールドに熱応力が働かないようにする必要がある。
【0004】
これに対処して例えば実開昭64−29258号公報に開示されたものは、インテークマニホールドをV型エンジンの左右バンクの両方に弾性体を介してフローティング締結するようになっている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、エンジンの振動がインテークマニホールドに伝わるため、インテークマニホールドに連結されるスロットルチャンバ等の支持剛性を十分に確保する必要がある。スロットルチャンバに伝えられる振動が大きくなると、アクセルワイヤー等の振幅が大きくなり、アクセルペダルを介して運転者に不快な振動を与えてしまう。
【0006】
しかしながら、樹脂製インテークマニホールドを弾性体を介してフローティング締結する構造にあっては、インテークマニホールドおよびスロットルチャンバ等の支持剛性が不十分であった。
【0007】
また、樹脂製インテークマニホールドをV型エンジンの左右バンクの両方に弾性体を介さずに固定的に締結する構造の場合、インテークマニホールドおよびスロットルチャンバ等の支持剛性を高められる反面、前述したようにインテークマニホールドに働く熱応力が過大になるという問題点が生じた。
【0008】
本発明は上記の問題点を解消し、V型エンジンに対する樹脂製インテークマニホールドの支持剛性を十分に確保することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載の樹脂製インテークマニホールドの締結構造は、
吸気を導くインテークマニホールドを合成樹脂を材質として形成し、
V型に対向する左右のバンクの間にインテークマニホールドを接続し、
インテークマニホールドを左右いずれか一方のバンクの上方にオーバハングさせたV型エンジンにおいて、
前記インテークマニホールドを上方にオーバハングさせた方のバンクに対するインテークマニホールドの下流端をボルトを介して固定的に連結するリジット締結部、他方のバンクに対するインテークマニホールドの下流端弾性体を介して相対変位可能に締結するフローティング連結部とを備える。
【0010】
請求項2に記載の樹脂製インテークマニホールドの締結構造は、請求項1に記載の発明において、
前記インテークマニホールドのバンク上にオーバハングする部位にエンジン本体に対して固定的に連結するリジット連結部を備える。
【0011】
請求項3に記載の樹脂製インテークマニホールドの締結構造は、請求項1または2に記載の発明において、
前記フローティング締結手段として、
エンジン本体に締結されるストッパボルトと、
弾性体とストッパボルトの間に介装されるメタルワッシャと、
ストッパボルトとメタルワッシャの少なくとも一方に摩擦係数を小さくするコーティング処理を施した滑り面とを備える。
【0012】
【作用】
請求項1に記載の樹脂製インテークマニホールドの締結構造において、リジット締結部をインテークマニホールドの下方に位置するバンクを備えることにより、リジット締結部を他方のバンクに備える場合に比べて、リジット締結部をインテークマニホールドがオーバハングする部位を実質的に短くできるため、エンジン本体に対するインテークマニホールドの支持剛性を有効に高められる。
【0013】
こうしてインテークマニホールドはエンジン本体に対する支持剛性を有効に高めることにより、スロットルチャンバ等が固有振動することを抑えられ、アクセルワイヤー等の振幅が小さく保たれ、アクセルペダルに伝わる振動を抑えられ、運転者に不快な振動を与えることを防止できる。
【0014】
インテークマニホールドのエンジン本体に対する組み付けバラツキが生じた場合や、エンジン運転中の熱膨張差や左右バンク間の挟み角度が変化する場合に、フローティング連結部がインテークマニホールドとエンジン本体の相対変位を許容し、インテークマニホールドに生じる熱応力を吸収する。
【0015】
請求項2に記載の樹脂製インテークマニホールドの締結構造において、インテークマニホールドはその下流端とバンク上にオーバハングした部位がそれぞれ固定的に結合されることにより、エンジン本体に対してループ状に連結され、エンジン本体に対する支持剛性を有効に高められる。
【0016】
請求項3に記載の樹脂製インテークマニホールドの締結構造において、インテークマニホールドのエンジン本体に対する組み付けバラツキが生じた場合や、エンジン運転中の熱膨張差や左右バンク間の挟み角度が変化する場合に、フローティング連結部はストッパボルトの径方向に変位してインテークマニホールドとエンジン本体の相対変位を許容し、インテークマニホールドに生じる熱応力を低減する。
【0017】
インテークマニホールドは弾性体の復元力によりエンジン本体に押し付けられるが、滑り面に摩擦係数を小さくするコーティング処理が施されているため、エンジン本体に対するインテークマニホールドの変位を円滑にし、インテークマニホールドのエンジン本体に対する組み付けバラツキや熱膨張差を十分に吸収することができる。
【0018】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
【0019】
図1に示すように、V型6気筒エンジンはV型に傾斜する左右バンクを有し、左右バンクに点火順序の連続しない気筒どうしが並んでいる。
【0020】
シリンダブロック1の上部に左右シリンダヘッド2,3が設けられる。左右シリンダヘッド2,3の内側に形成されたインテークマニホールド6が接続され、外側に形成さた排気ポートに図示しない排気管が接続されている。図中4はロッカカバーであり、シリンダヘッド3上に動弁室を画成する。
【0021】
樹脂製インテークマニホールド6はアッパマニホールド10とロアマニホールド20とに上下で二分割して形成される。アッパマニホールド10とロアマニホールド20は合成樹脂を材質としてそれぞれ成形される。
【0022】
アッパマニホールド10は、ロアマニホールド20を介して左右シリンダヘッド2,3の各吸気ポートに連通するブランチ部11と、各ブランチ部11を集合する1つのコレクタ部12と、コレクタ部12にスロットルチャンバ7からの吸気を導く1つの導入管部13とを有し、これらが合成樹脂を材質として一体形成されている。アッパマニホールド10のコレクタ部12は気筒列方向に延びる。各ブランチ部11はコレクタ部12に直交するように接続している。
【0023】
スロットルチャンバ7には図示しないダクトが接続され、エアクリーナから取り入れられた吸気がダクトを通して導かれる。スロットルチャンバ7には吸気流を絞る図示しないスロットルバルブが収装される。スロットルチャンバ7にはスロットル装置9が連結される。スロットル装置9はアクセルペダルに応動するアクセルワイヤーを介してスロットルバルブを開閉するようになっている。
【0024】
スロットルチャンバ7を経て導かれる吸気は、コレクタ部12から各ブランチ部11に分配され、各ブランチ部11からシリンダヘッド2,3に形成された各吸気ポートを通って各気筒に吸入される。図中8はインジェクタであり、インジェクタ8から各吸気ポートに燃料を噴射するようになっている。
【0025】
アッパーマニホールド10はロアマニホールド20を介して一方のバンク、すなわち図中では右バンクのシリンダヘッド3およびロッカーカバー4上にオーバハングして配置される。
【0026】
ロアマニホールド20と左右シリンダヘッド2,3の間にラバーガスケットが介装される。ラバーガスケットは左右シリンダヘッド2,3とロアマニホールド20に接合して吸気通路を密封する。
【0027】
そして本発明の要旨とするところであるが、図2に示すように、ロアマニホールド20はインテークマニホールド6の下方に位置する右のシリンダヘッド3に対してボルト40を介して固定的に締結されるリジット締結部を備える一方、図3に示すように、ロアマニホールド20は左のシリンダヘッド2に対してラバーワッシャ(弾性体)35を介してストッパボルト30により相対変位可能に締結されるフローティング連結部を備える。図1において、O40はボルト40の中心線であり、O30はストッパボルト30の中心線である。
【0028】
リジット締結部として、ロアマニホールド20にはボルトブッシュ41が溶接により固着される。筒状をしたボルトブッシュ41は、ロアマニホールド20を貫通して設けられる。
【0029】
ボルト40は、そのネジ部44がボルトブッシュ41を貫通してシリンダヘッド3に螺合することによりボルトブッシュ41をシリンダヘッド3に締結する。したがって、ロアマニホールド20はボルト40によりボルトブッシュ41を介して固定的に締結される。
【0030】
シリンダヘッド3にはボルトブッシュ41の下端を着座させる座面42が形成される。ボルトブッシュ41はその上下端部がロアマニホールド20から突出するように形成される。これにより、樹脂製ロアマニホールド20は、ボルト40の座面43とシリンダヘッド3の座面42に接合しない。したがって、ボルト40の軸力が樹脂製ロアマニホールド20に直接作用しない。
【0031】
フローティング連結部として、ストッパボルト30の座面31とロアマニホールド20の間にはメタルワッシャ32を介してラバーワッシャ35が介装される。ラバーワッシャ35はゴムを材質として環状に形成される。
【0032】
ストッパボルト30は、シリンダヘッド2に螺合するネジ部37とシリンダヘッド2に接合する段突き部38を有する。したがって、ストッパボルト30自体は、ネジ部37がシリンダヘッド2に螺合することにより、段突き部38がシリンダヘッド2に接合して固定的に締結される。
【0033】
ストッパボルト30がシリンダヘッド2に締結された状態で、ラバーワッシャ35と図示しないラバーガスケットは所定量だけ圧縮される。ラバーワッシャ35はその弾性復元力により組み付けバラツキや熱膨張差を吸収してロアマニホールド20をラバーガスケットを介してシリンダヘッド2に押し付けて、シール性を確保するようになっている。
【0034】
ロアマニホールド20にはストッパボルト30を貫通させる貫通穴21が形成される。貫通穴21の内径はストッパボルト30の外径より大きく形成され、両者の間に間隙36が設けられる。
【0035】
ラバーワッシャ35はその断面がL字形をした環状に形成される。ロアマニホールド20にはラバーワッシャ35の段突き部を着座させる装着穴22が形成される。これによりラバーワッシャ35は貫通穴21に対して同心に保持される。
【0036】
ロアマニホールド20はラバーワッシャ35の弾性復元力により左のシリンダヘッド2に押し付けられる。間隙36の範囲内でロアマニホールド20がストッパボルト30の径方向に摺動することにより、シリンダヘッド2に対する組み付けバラツキや熱膨張差を吸収するようになっている。
【0037】
円盤状をしたメタルワッシャ32は、ストッパボルト30の座面31に対する接合面にコーティング処理が施され、摩擦係数μを0.1程度に小さくした滑り面33が形成される。メタルワッシャ32の滑り面33がストッパボルト30の座面31に摺接することにより、シリンダヘッド2に対するロアマニホールド20の変位を円滑にし、シリンダヘッド2に対する組み付けバラツキや熱膨張差を十分に吸収することができる。
【0038】
インテークマニホールド6の右バンク上にオーバハングしたコレクタ部12を右のシリンダヘッド3の左側壁に支柱50を介して固定的に結合するリジット連結部が設けられる。したがって、インテークマニホールド6は、シリンダヘッド3に対してその下流端とオーバハングした部位がそれぞれ固定的に結合されることにより、シリンダヘッド3に対してループ状に連結される。
【0039】
支柱50は、その上端部がボルト51を介してコレクタ部12から下方に突出したボス部15に固定的に締結され、その下端部がボルト52を介してシリンダヘッド3から側方に突出したボス部16に固定的に締結される。
【0040】
以上のように構成され、次に作用について説明する。
【0041】
インテークマニホールド6はその下方に位置する右のシリンダヘッド3に対してボルト40を介して固定的に締結されるリジット締結部を備えるため、リジット締結部を左バンクに備える場合に比べて、インテークマニホールド6のオーバハングする部位に対してこのリジット締結部を近づけられ、シリンダヘッド3に対する支持剛性を有効に高められる。
【0042】
インテークマニホールド6はその下流端と右バンク上にオーバハングしたコレクタ部12がそれぞれ固定的に結合されることにより、シリンダヘッド3に対してループ状に連結され、シリンダヘッド3に対する支持剛性を有効に高められる。
【0043】
こうしてインテークマニホールド6はシリンダヘッド3に対する支持剛性を有効に高められることにより、スロットルチャンバ7等が上下方向に固有振動することが抑えられ、アクセルワイヤー等の振幅が小さく保たれ、アクセルペダルに伝わる振動を抑えられ、運転者に不快な振動を与えることを防止できる。
【0044】
インテークマニホールド6のシリンダヘッド2に対する組み付けバラツキが生じた場合や、エンジン運転中の熱膨張差や左右バンク間の挟み角度が変化する場合に、フローティング連結部は間隙36の範囲内でストッパボルト30が径方向に変位し、インテークマニホールド6とシリンダヘッド2の相対変位を許容し、インテークマニホールド6に生じる熱応力を吸収する。
【0045】
ロアマニホールド20は、ラバーワッシャ35の弾性復元力により左シリンダヘッド2に押し付けられるので、左シリンダヘッド2に対する摩擦力が小さく、左シリンダヘッド2に対する摺動を円滑にし、ロアマニホールド20のシリンダヘッド2に対する組み付けバラツキや熱膨張差を十分に吸収することができる。
【0046】
メタルワッシャ32は滑り面33に摩擦係数μを小さくするコーティング処理が施されているため、シリンダヘッド2に対するロアマニホールド20の変位を円滑にし、ロアマニホールド20のシリンダヘッド2に対する組み付けバラツキや熱膨張差を十分に吸収することができる。
【0047】
【発明の効果】
以上説明したように請求項1に記載の樹脂製インテークマニホールドの締結構造は、リジット締結部をインテークマニホールドの下方に位置するバンクを備えることにより、リジット締結部を他方のバンクに備える場合に比べて、エンジン本体に対するインテークマニホールドの支持剛性を有効に高められる。この結果、インテークマニホールドに連結されるスロットルチャンバ等の固有振動が抑えられ、アクセルペダルを介して運転者に不快な振動を与えることを防止できる。
【0048】
請求項2に記載の樹脂製インテークマニホールドの締結構造は、インテークマニホールドの下流端とバンク上にオーバハングした部位がそれぞれ固定的に結合されることにより、インテークマニホールドはエンジン本体に対してループ状に連結され、エンジン本体に対する支持剛性を有効に高められる。
【0049】
請求項3に記載の樹脂製インテークマニホールドの締結構造は、滑り面に摩擦係数を小さくするコーティング処理が施されるため、エンジン本体に対するインテークマニホールドの変位を円滑にし、インテークマニホールドのエンジン本体に対する組み付けバラツキや熱膨張差を十分に吸収することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態を示すエンジンの正面図。
【図2】同じくボルトまわりの断面図。
【図3】同じくストッパボルトまわりの断面図。
【符号の説明】
1 シリンダブロック
2 シリンダヘッド
3 シリンダヘッド
6 インテークマニホールド
7 スロットルチャンバ
10 アッパマニホールド
11 ブランチ部
12 コレクタ部
13 導入管部
20 ロアマニホールド
30 ストッパボルト
32 メタルワッシャ
33 滑り面
35 ラバーワッシャ
36 間隙
40 ボルト
41 ボルトブッシュ
50 支柱
51 ボルト

Claims (3)

  1. 吸気を導くインテークマニホールドを合成樹脂を材質として形成し、
    V型に対向する左右のバンクの間にインテークマニホールドを接続し、
    インテークマニホールドを左右いずれか一方のバンクの上方にオーバハングさせたV型エンジンにおいて、
    前記インテークマニホールドを上方にオーバハングさせた方のバンクに対するインテークマニホールドの下流端をボルトを介して固定的に連結するリジット締結部
    他方のバンクに対するインテークマニホールドの下流端を弾性体を介して相対変位可能に締結するフローティング連結部と
    を備えたことを特徴とする樹脂製インテークマニホールドの締結構造。
  2. 前記インテークマニホールドのバンク上にオーバハングする部位にエンジン本体に対して固定的に連結するリジット連結部を備えたことを特徴とする請求項1に記載の樹脂製インテークマニホールドの締結構造。
  3. 前記フローティング締結手段として、
    エンジン本体に締結されるストッパボルトと、
    弾性体とストッパボルトの間に介装されるメタルワッシャと、
    ストッパボルトとメタルワッシャの少なくとも一方に摩擦係数を小さくするコーティング処理を施した滑り面とを備えたことを特徴とする請求項1または2に記載の樹脂製インテークマニホールドの締結構造。
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