JP3894619B2 - 内燃機関用合成樹脂製吸気マニホールド - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、組み立てが簡単でコンパクトな内燃機関合成樹脂製吸気マニホールドを提供しようとするものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、自動車のエンジンの出力特性に関する要求は、最高出力を重視する高回転高出力型から実用性を重視する低中回転高トルク型に移行しつつある。前記低中回転高トルク型の場合、エンジンの吸気効率を上げるためには吸気マニホールドのポート（吸気管）を長くすることが好ましい。しかしながら、前記ポートを長くすると広いエンジンスペースが必要となるため、必然的に車室の居住空間が狭められる問題がある。充分な車室の居住空間を確保ししかも限られたエンジンスペースに前記ポートの長い吸気マニホールドを収納しようとすると、ポートを複雑に曲がりくねった形状としなければならなかった。また、吸気マニホールドに接続されるレゾネータの収容スペースがエンジンスペース内に少なくなって、十分な効果を発揮する容量を持たせることができなくなるおそれもあった。
【０００３】
ところで、近年、自動車の軽量化を目的として、この吸気マニホールドに合成樹脂の射出成形品を用いることがある。しかるに、前記したような複雑に屈曲したポートを有する吸気マニホールドの場合では、射出成形可能な形状に細かく分割して成形しなければならない。そのため、その後のマニホールドの組み立て作業が非常に煩雑となって効率的でない問題があった。また、接合部分が増えるため、使用するボルトやガスケットなどが増えコスト高になるだけでなく、吸気マニホールドそのものの重量が増し運搬や保管、車体への取付けに不便を生じる問題もある。さらに、接合部分の密封性が不十分となるおそれもある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はこのような問題点に鑑みて提案されたものであって、ポート長の長い吸気マニホールドを複雑に屈曲させることなくコンパクトに形成することができ、しかも成形および組み立ても容易な内燃機関用合成樹脂製吸気マニホールドを提供しようとするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
すなわち、この発明は、第一外側半体と第二外側半体が中間体を挟んで合体接合され、前記第二外側半体に形成された吸気孔から第二外側半体と中間体間の気体通路を介して中間体と第一外側半体間へ導いた気体を、前記中間体と第二外側半体間に形成された複数の分岐管を通して第一外側半体の出口孔から排出するようにした内燃機関用合成樹脂製吸気マニホールドであって、前記第一外側半体には気体用凹部と複数の出口孔を備え、前記中間体には気体用凹部をレゾネータ用空間と分配用空間とに仕切る仕切板と、前記レゾネータ用空間を第二外側半体と中間体間の気体通路に連通させるレゾネータ用筒部と、前記分配用空間を気体通路に連通させる分配空間用開口と、前記出口孔に合わせて形成された出口側開口と、該出口側開口と対をなすとともに前記分配用空間と通じるように形成された吸気側開口と、前記対をなす出口側開口と吸気側開口間に第二外側半体へ向けて略弓形状に膨出形成された複数の分岐管用管壁半体部とを備え、前記第二外側半体にはマニホールドの内外を通じる吸気孔と、該吸気孔に通じる気体通路を前記中間体との間で形成する気体通路用壁部と、前記中間体の分岐管用管壁半体部に被さって出口側開口と吸気側開口間を連通する複数の分岐管を形成する分岐管用管壁半体部とを備えることを特徴とする内燃機関用合成樹脂製吸気マニホールドに係る。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下添付の図面に従ってこの発明を詳細に説明する。なお、以下の説明において述べる上下の位置関係は、添付図面上の関係であって、必ずしも使用状態における上下を述べるものではない。
図１はこの発明の内燃機関用合成樹脂製吸気マニホールドの断面図、図２は前記合成樹脂製吸気マニホールドを他の位置で切断した断面図、図３は第一外側半体の一例を示す図とそのＡ−Ａ断面図とＢ−Ｂ断面図とを並べて示す図、図４は図１の要部を示す断面図、図５は中間体の一例を示す図とそのＣ−Ｃ断面図を並べて示す図、図６は前記中間体を裏側から見た図とそのＤ−Ｄ断面図を並べて示す図、図７は図１の他の要部を示す断面図、図８は第二外側半体の一例を示す図とそのＥ−Ｅ断面図とＦ−Ｆ断面図とを並べて示す図である。
【０００７】
図１および図２に示すように、この発明の内燃機関用合成樹脂製吸気マニホールド１０は、合成樹脂の射出成形品よりなる第一外側半体１１と中間体２１と第二外側半体３１とからなり、前記第一外側半体１１と第二外側半体３１とが中間体２１を挟んで合体接合されている。前記合成樹脂製吸気マニホールド１０は、図１および図２の矢印に示すように、第二外側半体３１の吸気孔３２から気体通路Ｃを介して分配用空間Ｂに導かれた気体を、分岐管Ｄを経て出口孔１２から排出する。本発明の合成樹脂製吸気マニホールド１０は、ポートがレゾネータ用空間Ａを囲むように配されているので、ポートの長さを長くしてもマニホールド１０そのものの大きさは極めてコンパクトである。なお、本発明の説明では、気体通路Ｃから気体用凹部１３を経て分岐管Ｄの出口孔１２に至るまでをポート（吸気管）とした。
このマニホールド１０の成形に好適な合成樹脂として特に限定はないが、耐熱性を有する公知の繊維強化プラスチックなどが好ましい。本例では、第一外側半体１１と第二外側半体３１にはガラス繊維を３５重量％添加したナイロンを、また中間体２１にはガラス繊維を１５重量％添加したナイロンを用いている。
【０００８】
前記第一外側半体１１は気体用凹部１３と複数の出口孔１２を備えている。図３に示すように、気体用凹部１３は、前記第一外側半体１１の略下半分に形成されている。出口孔１２は前記気体用凹部１３の上側に外向きに筒状に突出して複数形成される。本例では四つとした。符号１２ａは前記出口孔１２の外側に設けられたエンジン取付用フランジである。また、前記第一外側半体１１の外周部には接合用フランジ１５が形成されている。この接合用フランジ１５は、後で述べる第二外側半体３１とで中間体２１を確実に挟持して合体接合できるようにするためのもので、接合面の内周縁側に中間体挟持面１６が形成されている。中間体挟持面１６は、図４から理解されるように、周囲の接合用フランジ１５よりも薄肉の段状に形成され、中間体２１の外周部分２１ａをその薄肉部分に嵌めて挟むことができるようにしたものである。そのため、この中間体挟持面１６の段状の深さは、挟持する中間体２１の厚みの略半分とするのがよい。
【０００９】
中間体２１は、図５および図６に示すように、略平板状の本体２２に、仕切板２３とレゾネータ用筒部２４と分配空間用開口２５と出口側開口２６と吸気側開口２７と分岐管用管壁半体部２８とを備えている。
本体２２は、その外形状が前記第一外側半体１１の外周形状と略同じに形成されており、第一外側半体１１側となる面に仕切板２３が形成されている。仕切板２３は、前記第一外側半体１１と中間体２１を組み合わせた際に、図１から理解されるように、前記気体用凹部１３の内壁に当接する長さに形成されており、当該気体用凹部１３をレゾネータ用空間Ａと分配用空間Ｂとに仕切る。また、レゾネータ用筒部２４は、前記レゾネータ用空間Ａを、第二外側半体３１と中間体２１とで形成される気体通路Ｃに連通させるためのもので、前記レゾネータ用空間Ａに突出して設けられている。なお、本例では、図１に一点鎖線で囲んだ円内を拡大して示す図７から理解されるように、気体用凹部１３の内壁に溝１９を設けておき、組み立ての際に前記仕切板２３の先端が嵌着されるようにして、レゾネータ用空間Ａと分配用空間Ｂとの区画を確実にしている。
【００１０】
さらに、分配空間用開口２５は、第一外側半体１１側に形成される分配用空間Ｂと第二外側半体３１側に形成される気体通路Ｃとを連通させるためのもので、前記レゾネータ用筒部２４の下側に設けられる。出口側開口２６は、前記第一外側半体の出口孔１２と対応して設けられて、内燃機関用合成樹脂製マニホールド１０の分岐管Ｄを外部に開口させる。また、吸気側開口２７は、前記本体２２の下方に出口側開口２６と対をなして設けられ、前記分配用空間Ｂと分岐管Ｄとを通じている。分岐管用管壁半体部２８は、次に述べる第二外側半体３１との間で分岐管Ｄを形成するためのもので、図のように、出口側開口２６と吸気側開口２７との間に第二外側半体３１の方へ膨出した形状に形成されている。この分岐管用管壁半体部２８は、湾曲する一の分岐管Ｄを長さ方向に沿って分割した際の内側管壁部分を構成している。本実施例では分岐管用管壁半体部２８を四つ設けて分岐管Ｄを四本形成している。隣接する分岐管用管壁半体部２８の間には管壁間部２８ａが設けられている。この管壁間部２８ａは一の分岐管Ｄと隣接する分岐管Ｄとの間を構成する部分で、各半体１１，３１および中間体２１の合着の際に、第二外側半体３１の分岐間用間壁半体部３４の管壁間部３４ａと密着して接合され、所定本数の分岐管Ｄを区画形成する。
なお、図のように、吸気側開口２７の上側縁部２７ａが第一外側半体１１側に屈曲し延長した形状となっている。
【００１１】
第二外側半体３１は、吸気孔３２と気体通路用壁部３３と分岐管用管壁半体部３４とを備えており、前記中間体２１を挟んで第一外側半体１１と合体接合されている。第二外側半体３１の外周部には前記第一外側半体１１と同様に、接合用フランジ３５が設けられる。符号３６は中間体挟持面である。なお、この中間体挟持面３６の深さも前記中間体挟持面１６と同様に中間体２１の厚みの略半分として、前記接合用フランジ１５，３５間に中間体２１周縁を挟んだ時に当該中間体２１を確実に保持し、しかも接合用フランジ１５，３５同士も確実に接合できるようにする。
吸気孔３２は、マニホールド１０の内外を連通させる孔で、気体通路用壁部３３の上方に設けられる。気体通路用壁部３３は、前記吸気孔３２に通じる気体通路Ｃを中間体２１との間に形成するためのもので、外側にスロットルボディＳなどが取り付けられる。
分岐管用管壁半体部３４は、分岐管Ｄをその長さ方向に沿って分割した際の管の外側の管壁部分を構成するもので、前記中間体２１の四つの分岐管用管壁半体部２８に対応する位置に設けられ、当該分岐管用管壁半体部２８に被さって分岐管Ｄを構成する。本実施例では前記分岐管用管壁半体部２８に合わせて四つの分岐管用管壁半体部３４が設けられる。前記したように、符号３４ａは管壁間部で、中間体２１の分岐管用管壁半体部２８の管壁間部２８ａと接合される。この分岐管用管壁半体部２８，３４によって形成される分岐管Ｄは、中間体２１の出口側開口２６と吸気側開口２７間を連通する。
【００１２】
このような構成よりなる第一外側半体１１と中間体２１と第二外側半体３１は、吸気マニホールドの組立時、図４に示すように、中間体２１の外周部分２１ａを中間体挟持面１６，３６に挟んで第一外側半体２１と第二外側半体３１が溶着により合体接合される。そして、外周の接合用フランジ１５，３５および管壁間部２８ａ，３４ａとを接合し適当な方法で溶着して一体化することにより、合成樹脂製吸気マニホールド１０となる。得られた合成樹脂製吸気マニホールド１０は、気体用凹部１３の内部が仕切板２３によって仕切られたレゾネータ用空間Ａおよび、該レゾネータ用空間Ａと気体通路Ｃ途中とを連通するレゾネータ用筒部２４を有するため、気体通路Ｃ通過中の吸気気体に対して吸音作用を発揮する。従って、吸気マニホールド外にレゾネータを設ける必要がなくなり、経済的であるのみならず、吸気マニホールドの設置されるエンジンスペースを広く使えるようになる。しかも、中間体２１がレゾネータの壁部とポートの管壁とを兼ねているので、ポートはレゾネータの回りを囲んで設けられた形となり、マニホールド自体は極めてコンパクトなままで、低中回転高トルク運転に好適な長いポート長を確保することができる。なお、前記レゾネータ用筒部２４の内径、長さ等の設定を変化させることにより、所望の周波数に対応することもできる。
【００１３】
さらに、前記マニホールド１０を構成する第一外側半体１１と中間体２１と第二外側半体３１は、分岐管Ｄを中間体２１と第二外側半体３１とで管の長さ方向に沿った二分割としているので、射出成形による経済的かつ効率的な生産が可能である。また、その組み立ての際の接合部分が少ないので、組み立て作業が簡単であるだけでなく、接合に必要な他の部品等が少なくて済み、吸気マニホールドの軽量化が達成でき、しかも製造コストの軽減にも極めて有効である。
【００１４】
【発明の効果】
以上図示し説明したように、本発明の内燃機関用合成樹脂製吸気マニホールドによれば、長いポート長を有するコンパクトな吸気マニホールドを得ることができる。しかもレゾネータ部を内部に有するため、レゾネータをマニホールドに接続して設ける必要がなく、経済的であるのみならず、エンジンスペース内で嵩張ることがない。また、この内燃機関用合成樹脂製吸気マニホールドは、成形および組み立てが容易で作業性に優れ極めて経済的でありしかも、密封性にも優れている。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の内燃機関用合成樹脂製吸気マニホールドの断面図である。
【図２】前記合成樹脂製吸気マニホールドを他の位置で切断した断面図である。
【図３】第一外側半体の一例を示す図とそのＡ−Ａ断面図とＢ−Ｂ断面図とを並べて示す図である。
【図４】図１の要部を示す断面図である。
【図５】中間体の一例を示す図とそのＣ−Ｃ断面図を並べて示す図である。
【図６】前記中間体を裏側から見た図とそのＤ−Ｄ断面図とを並べて示す図である。
【図７】図１の他の要部を示す断面図である。
【図８】第二外側半体の一例を示す図とそのＥ−Ｅ断面図とＦ−Ｆ断面図とを並べて示す図である。
【符号の説明】
１０ 内燃機関用合成樹脂製吸気マニホールド
１１ 第一外側半体
１２ 出口孔
１３ 気体用凹部
１５，３５ 接合用フランジ
１６，３６ 中間体挟持面
２１ 中間体
２３ 仕切板
２４ レゾネータ用筒部
２５ 分配空間用開口
２６ 出口側開口
２７ 吸気側開口
２８ 分岐管用管壁半体部
３１ 第二外側半体
３２ 吸気孔
３３ 気体通路用壁部
３４ 分岐管用管壁半体部
Ａ レゾネータ用空間
Ｂ 分配用空間
Ｃ 気体通路
Ｄ 分岐管

Claims (2)

1. 第一外側半体１１と第二外側半体３１が中間体２１を挟んで合体接合され、前記第二外側半体に形成された吸気孔３２から第二外側半体と中間体間の気体通路Ｃを介して中間体と第一外側半体間へ導いた気体を、前記中間体と第二外側半体間に形成された複数の分岐管Ｄを通して第一外側半体の出口孔１２から排出するようにした内燃機関用合成樹脂製吸気マニホールドであって、
   前記第一外側半体１１には気体用凹部１３と複数の出口孔１２を備え、
   前記中間体２１には気体用凹部をレゾネータ用空間Ａと分配用空間Ｂとに仕切る仕切板２３と、前記レゾネータ用空間を第二外側半体と中間体間の気体通路Ｃに連通させるレゾネータ用筒部２４と、前記分配用空間を気体通路に連通させる分配空間用開口２５と、前記出口孔に合わせて形成された出口側開口２６と、該出口側開口と対をなすとともに前記分配用空間と通じるように形成された吸気側開口２７と、前記対をなす出口側開口と吸気側開口間に第二外側半体へ向けて略弓形状に膨出形成された複数の分岐管用管壁半体部２８とを備え、
   前記第二外側半体３１にはマニホールドの内外を通じる吸気孔３２と、該吸気孔に通じる気体通路を前記中間体との間で形成する気体通路用壁部３３と、前記中間体の分岐管用管壁半体部に被さって出口側開口と吸気側開口間を連通する複数の分岐管Ｄを形成する分岐管用管壁半体部３４とを備えることを特徴とする内燃機関用合成樹脂製吸気マニホールド。
2. 請求項１において、第一外側半体と第二外側半体の外周に接合用フランジ部１５，１６を有するとともに、該両フランジ部の接合面の内周縁側に薄肉の段状からなる中間体挟持面１６，３６を有し、該挟持面外周側で前記両フランジ部が接合していることを特徴とする内燃機関用合成樹脂製吸気マニホールド。

Images