JP4498590B2 - インテークマニホールドのホース接続構造 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば自動車用エンジンの吸気系統に用いられる樹脂製のインテークマニホールドに関し、特にエンジンを冷却する冷却水用ホースをインテークマニホールドに接続するインテークマニホールドのホース接続構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車用エンジン等の内燃機関には、外部からの吸入空気を内燃機関の燃焼室に吸込むための吸気系統が設けられる。この吸気系統の一部を構成するインテークマニホールドは、スロットル装置とエンジンのシリンダヘッドとの間に取り付けられる。
【０００３】
シリンダヘッドに接続されるインテークマニホールドのフランジには、エンジンを冷却する冷却水を循環させるための冷却水通路が形成されることがある。図１１は、フランジ１に形成された冷却水通路２を示す。フランジ１には、冷却水をエンジンのウォータジャケットに導くホース接続口３が一体に成形される。このホース接続口３には、クランプ４によってホース５が連結されている。
【０００４】
ホース接続口３は、略円筒状に形成され、その内部に冷却水用の通路が形成されている。ホース接続口３の内径は、冷却水を循環する量によって定められるが、例えばφ８〜φ２０ｍｍ程度に設定される。このホース接続口３は、ホースを確実に留めることができるようにフランジ１の上面から最低でも２０〜２５ｍｍ程度突出している。ホース接続口３の基部は、強度を上げるために円弧状にすそが広げられている。また、ホース接続口３の基部には、周方向に均等間隔を開けて複数のリブ６が取り付けられる。ホース接続口３の上端近傍は、ホースの抜けを防止できるようにその外形が若干広げられている。
【０００５】
ホース５は、ホース接続口３の外周に、その先端がリブ６に当接するまで嵌め込まれ、そして、クランプ４によってホース接続口３に固定される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来例において、ホース接続口３は、インテークマニホールドのフランジ１と一体に成形される。フランジの材質には、６−６ナイロン、Ｇ（ガラス）３０％あるいは６ナイロン、Ｇ（ガラス）３０％等が用いられる。ホース接続口３の材質もこれらの材質と一致する。一般に、インテークマニホールドは、２つの分割体を射出成形等した後、振動溶着することで製造される。製法面から考えると、フランジの材質には６ナイロン、Ｇ（ガラス）３０％を用いるのが望ましい。
【０００７】
しかし、上述のように、ホース接続口３内には冷却水が循環する。冷却水としてロングライフクーラント（ＬＬＣ）を使用すると、樹脂によっては耐久性が充分でない場合があり、ホース接続口３の材質に耐冷却水性を有する材質を選ぶ必要がある。このため、フランジひいてはインテークマニホールドの材質に６ナイロン、Ｇ（ガラス）３０％等を用いることができないという問題がある。
【０００８】
また、ホース接続口３は、限られたエンジンルーム内でフランジ１の上方に突出するので、寸法的な制約が生じてしまうこともある。
【０００９】
さらに、ホースをホース接続口に固定するためにクランプが必要となり、部品点数、工数がかかるという問題もある。
【００１０】
そこで、本発明は、耐冷却水性を考慮することなく、インテークマニホールドの製法に合わせて、インテークマニホールドの材質を自由に選定することができるインテークマニホールドのホース接続構造を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
以下、本発明について説明する。上記課題を解決するために、本発明者は、冷却水が通過するホース接続口のみを、耐冷却水性を有する材質で製造できるように、ホース接続口をインテークマニホールドとは別体で形成し、また、フランジにホースを流れる冷却水が接触しないように、ホース連結体のみにホースに連通する冷却水の通路を形成した。なお、本発明の理解を容易にするために添付図面の参照番号を括弧書きにて付記しているが、それにより本発明が図示の形態に限定されるものでない。
【００１２】
請求項１の発明は、エンジンに取り付けられるインテークマニホールドのフランジ（１４）に、ホース（１６）を接続するインテークマニホールドのホース接続構造において、前記フランジ（１４）に、その壁面に段差（２１）が付けられた穴（２５）を形成し、前記段差（２１）に嵌まり込むホース連結体（１７）を前記フランジ（１４）と別体で形成し、前記フランジ（１４）にホース（１６）を流れる流体が接触しないように、前記ホース連結体（１７）にホース（１６）に連通する通路（２０）を形成し、前記フランジ（１４）をエンジンの取付面に取り付けることによって、エンジンの取付面とフランジ（１４）の段差（２１）との間に前記ホース連結体（１７）を挟み、前記フランジ（１４）の穴（２５）の壁面に更にホース用段差（２２）を形成し、前記ホース（１６）に、前記ホース用段差（２２）に嵌まり込む径拡大部（１６ａ）を形成し、前記フランジ（１４）をエンジンの取付面に取り付けることによって、前記ホース連結体（１７）と前記ホース用段差（２２）との間に前記ホース（１６）の前記径拡大部（１６ａ）を挟むことを特徴とするインテークマニホールドのホース接続構造により、上述した課題を解決した。
【００１３】
この発明によれば、ホース及びホース連結体のみを冷却水が通過し、インテークマニホールドのフランジには冷却水が接触しない。このため、インテークマニホールドの材質には、耐冷却水性を考慮する必要がなく、インテークマニホールドの製法に合わせた自由な材質、例えば６ナイロンＧ３０％を選定することができる。また、ホース連結体は、インテークマニホールドをエンジンの取付面に取り付けることによってインテークマニホールドのフランジに固定されるので、製造工数も増えることがない。
【００１５】
さらに、この発明によれば、インテークマニホールドをエンジンの取付面に取り付けることによって、ホースがホース連結体に固定されるので、別途ホースを固定するクランプを設ける必要がなくなる。また、従来のホース接続口のように、ホースを固定するためのホース接続口がフランジの上方に突出することがなくなり、フランジ上方のホース及びホース接続口の取付スペースが集約できる。
【００１６】
また、請求項２の発明は、請求項１に記載のインテークマニホールドのホース接続構造において、前記ホース連結体（１７）に、前記フランジ（１４）と係合し、前記フランジ（１４）から前記ホース連結体（１７）が脱落するのを防止する抜け止め部（１７ｃ）を設けることを特徴とする。
【００１７】
この発明によれば、フランジからホース及びホース連結体が脱落するのが防止され、インテークマニホールドをエンジンの取付面に取り付ける際の作業が容易になる。
【００１８】
また、請求項３の発明は、エンジンに取り付けられるインテークマニホールドのフランジ（１４）に、ホース（１６）を接続するインテークマニホールドのホース接続構造において、前記フランジ（１４）に、その壁面に段差（２１）が付けられた穴（２５）を形成し、前記段差（２１）に嵌まり込むホース連結体（１７）を前記フランジ（１４）と別体で形成し、前記フランジ（１４）にホース（１６）を流れる流体が接触しないように、前記ホース連結体（１７）にホース（１６）に連通する通路（２０）を形成し、前記フランジ（１４）をエンジンの取付面に取り付けることによって、エンジンの取付面とフランジ（１４）の段差（２１）との間に前記ホース連結体（１７）を挟み、前記ホース連結体（３１）を、前記ホース（３０）の端に一体に成形することを特徴とするインテークマニホールドのホース接続構造により、上述した課題を解決した。ここで、一体とは、ホース連結体を、ホースと同一の材料で且つホースと同一の射出成形等の工程で形成することをいう。
【００１９】
この発明によれば、部品点数、工数を削減することができる。
【００２０】
また、請求項４の発明は、請求項３に記載のインテークマニホールドのホース接続構造において、エンジンの取付面と前記段差（２１）との間における、前記ホース連結体（３１）に、前記ホース連結体（３１）よりも硬質の硬質部材（３８）を装入することを特徴とする。ここで、硬質部材には、鉄板等の金属板を用いることができる。
【００２１】
この発明によれば、ホース連結体の強度を上げることができ、この結果、ホース連結体とエンジンの取付面との間のシール性が向上する。
【００２２】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明におけるインテークマニホールドのホース接続構造が適用されるインテークマニホールド１１の斜視図を示す。このインテークマニホールド１１は、スロットル装置と、エンジンのシリンダヘッドとの間に設けられ、外気を吸入空気としてエンジンの各燃焼室に吸気する。
【００２３】
インテークマニホールド１１は、上下に２分割された分割体１１ａ，１１ｂからなる。これらの分割体１１ａ，１１ｂは、いずれも樹脂材料を射出成形することにより製造される。
【００２４】
そして、これらの分割体１１ａ，１１ｂを振動溶着又は型内で射出融着することでインテークマニホールド１１が製造される。溶着法としては、各分割体１１ａ，１１ｂを溶着治具で挟み、分割体１１ａ，１１ｂの接合面に適度な摩擦力を発生させた状態で溶着治具を振動させ、各分割体１１ａ，１１ｂの接合面近傍の樹脂を摩擦熱により溶融させる振動溶着法等が適用される。型内で射出融着する方法には、ＤＳＩ，ＤＲＩ等が適用される。各分割体１１ａ，１１ｂの材質には、いずれも合成樹脂、例えば６ナイロン、Ｇ（ガラス）３０％が用いられる。
【００２５】
インテークマニホールド１１は、スロットル装置に連通するように側部が開口した筒状のコレクタ部１２と、該コレクタ部１２の他端側から複数に分岐した３個のマニホールド部１３…と、マニホールド部１３…の先端に設けられ、エンジンのシリンダヘッドに取り付けられるフランジ１４とから構成されている。フランジ１４は、略長方形状をなし、その下端面がエンジンのシリンダヘッドの取付面に取り付けられる。フランジ１４には、インテークマニホールド１１をエンジンに取り付けるための複数のボルト挿通孔１５…が形成されている。インテークマニホールド１１のフランジ１４をエンジンのシリンダヘッドに取り付けることにより、各マニホールド部１３…がシリンダヘッドに形成された吸気ポートに接続される。コレクタ部１２に導入された外気は、マニホールド部１３…を通じて吸気ポートに導入され、吸気バルブが開弁した際に吸気ポートから燃焼室に取り込まれる。
【００２６】
フランジ１４の一端には、エンジンの燃焼室を冷却する冷却水を循環させるためのホース１６が接続される。以下ホース１６の接続構造について詳述する。
【００２７】
図２ないし図５は、ホース１６をインテークマニホールド１１のフランジ１４に接続する、インテークマニホールド１１のホース接続構造を示す。図２はホース接続構造の分解斜視図を示し、図３は平面図を示し、図４は底面図を示し、図５は図３のＡ−Ａ線断面図を示す。ホース接続構造は、図２に示すように、ホース１６と、ホース１６の端部をフランジに結合するホース連結体１７と、ホース連結体１７に介装され、エンジンの取付面との密着性を高めるシール部材１８とを有する。
【００２８】
ホース１６は、ゴム材を射出成形して製造される。ホース１６の材質には、耐冷却水性を有する材質が選択される。ホース１６の端には、外径を拡大した径拡大部１６ａが同一の工程及び同一の材料で一体に成形される。この径拡大部１６ａは、後述するフランジ１４のホース用段差に係合する。
【００２９】
ホース連結体１７は、平面略三角形状をなす板状の本体１７ａと、本体１７ａの上面に設けられる円筒部１７ｂと、本体１７ａの下面に設けられた環状の突起１７ｄと、本体１７ａの側面に設けられる抜け止め部１７ｃと、この環状の突起１７ｄの外周に嵌められるシール部材１８とから構成される。このホース連結体１７は、フランジ１４とは別体で形成され、フランジ１４から着脱自在にされている。円筒部１７ｂ及び本体１７ａには、冷却水がフランジ１４に接触しないように、冷却水通路２０が形成されている。
【００３０】
図５に示すように、本体１７ａは、フランジ１４に形成されたホース連結体用段差２１に係合する。円筒部１７ｂは、ホース１６の径拡大部１６ａの内周に嵌め込まれる。この円筒部１７ｂは、ホース１６の内周との係合をより確実にするように、その上部の径が僅かに広げられている。
【００３１】
抜け止め部１７ｃは、略Ｕ字形状をなし、本体１７ａの側面から一端下方に延び、その後上方に延びる。抜け止め部１７ｃの先端には、フランジ１４に形成した切欠き２３に係合する係合爪２４が形成される（図５参照）。抜け止め部１７ｃをＵ字状に形成することによって、弾性力が生じ、係合爪２４が切欠き２３に係合する。これにより、ホース１６及びホース連結体１７がフランジ１４から脱落するのを防止できる。したがって、インテークマニホールド１１をエンジンの取付面に取り付ける際の作業が容易になる。
【００３２】
シール部材１８は、本体１７ａに形成された突起１７ｄの形状に合わせて略三角形状に形成される（図４参照）。シール部材１８の下端は、フランジ１４の下面よりも下方に突出している。シール部材１８を設けることによって、フランジ１４をエンジンの取付面に取り付けた際に、冷却水通路がシールされる。
【００３３】
図５に示すように、フランジ１４には、その壁面に２段の段差を付けた穴２５が形成される。フランジ１４の下面側から一段目のホース連結体用段差２１は、ホース連結体１７が嵌まり込むように、その平面形状がホース連結体１７に合わせられる。二段目のホース用段差２２は、ホース１６に形成した径拡大部１６ａが嵌まり込むように、その平面形状がホース連結体１７に合わせられる。そして、フランジ１４をエンジンの取付面に取り付けることによって、ホース連結体１７がエンジンの取付面とフランジのホース連結体用段差２１との間に挟まれ、また、ホース１６の径拡大部１６ａがホース連結体１７とホース用段差２２との間に挟まれる。
【００３４】
ホース連結体１７には、フランジ１４に冷却水が接触しないように、冷却水通路２０が形成されている。また、ホース連結体１７は、フランジ１４とは別体で形成されている。そして、冷却水は、ホース１６及びホース連結体１７のみを通過し、フランジ１４には接触しない。このため、フランジ１４の材質には、耐冷却水性を考慮する必要がなく、インテークマニホールド１１の製法に合わせた自由な材質、例えば６ナイロンＧ３０％を選定することができる。また、インテークマニホールド１１をエンジンの取付面に取り付けることによって、ホース１６及びホース連結体１７がフランジ１４に固定されるので、製造工数も増えることがない。
【００３５】
図６は、抜け止め部の他の例を示す。図６中（Ａ）に示すように、抜け止め部２８をＵ字状に形成することなく、直線状に形成してもよい。そして、係合爪２９をフランジ１４の下部に設けた切欠き３０に係合させてもよい。また、図６中（Ｂ）に示すように、本体１７ａの外周を上側の抜け止め部とし、フランジ１４に形成した溝３４に本体１７ａの外周を嵌め込むようにしてもよい。さらに、図６中（Ｃ）に示すように、抜け止め部２８に係合爪等を設けることなく、フランジ１４の下側に突起４１を形成し、この突起４１に抜け止め部２８の下端を係合させてもよい。さらに、図６中（Ｄ）に示すように、突起４１の表面は丸い形状に形成されてもよい。
【００３６】
図７は、抜け止め部を設けない例のホース接続構造を示す。この図に示すように、ホース連結体１７には抜け止め部１７ｃを設けない場合も採用しうる。
【００３７】
図８は、本発明のホース接続構造の他の実施形態を示す。この実施形態において、ホース連結体３１は、ホース３０の端に一体に形成されている。ここで、一体とは、ホース連結体３１を、ホース３０と同一の材料で且つホース３０と同一の射出成形等の工程で形成することをいう。この実施形態においても、フランジ１４には２段のホース用段差２２及びホース連結体用段差２１が形成される。また、ホース３０にはホース用段差２２に嵌まり込む径拡大部３０ａが形成され、ホース連結体３１はホース連結体用段差２１に嵌まり込んでいる。さらに、シール部材３２もホース連結体３１の下面に一体に成形されている。フランジ１４をエンジンの取付面に取り付けることによって、ホース３０の径拡大部３０ａ及びホース連結体３１がエンジンの取付面と２段の段差との間に挟まれる。また、ホース連結体３１は、フランジ１４に形成した突起４１によって抜け止めされている。
【００３８】
図８中（Ａ）は、ホース連結体３１を上記別体で成形したホース連結体１７と形状を一致させた例を示す。この例において、ホース連結体３１の内側には、段差３３が付けられている。
【００３９】
図８中（Ｂ）は、ホース連結体３１の強度を上げ、より確実にシールできるようにした例を示す。この例では、ホース連結体３１の内側には段差が付けられていない。そして、ホース連結体３１の内側の肉厚が厚くなっている。
【００４０】
図８中（Ｃ）及び（Ｄ）は、エンジンの取付面とホース連結体用段差２１との間における、ホース連結体３１にホース連結体３１よりも硬質の硬質部材としての鉄板３８を装入した例を示す。鉄板３８は、薄板の略円環状に形成され、ホース連結体３１にインサートされている。図中（Ｃ）におけるホース連結体３１の形状は（Ａ）の例と同一である。図中（Ｄ）におけるホース連結体３１の形状は（Ｂ）の例と同一である。この例によれば、ホース連結体３１の強度を上げることができ、この結果、ホース連結体３１とエンジンの取付面との間のシール性が向上する。
【００４１】
図９は、本発明のホース接続構造の更に他の実施形態を示す。この実施形態においても、ホース連結体３１は、ホース３０の端に一体に形成されている。フランジ１４にはホース連結体用段差２１のみが形成される。ホース３０には上述のようなホース用段差２２が形成されることなく、この部分はストレートに形成される。ホース連結体３１はホース連結体用段差２１に嵌まり込んでいる。シール部材３２もホース連結体３１の下面に一体に成形されている。フランジ１４をエンジンの取付面に取り付けることによって、ホース連結体３１がエンジンの取付面とフランジ１４の段差との間に挟まれる。また、ホース連結体３１は、フランジ１４に形成した突起４１によって抜け止めされている。
【００４２】
図９中（Ａ）及び（Ｃ）には、フランジの上面には、ホース３０が曲がるのを防止するために、肉盛り４２が形成されている。図９中（Ｂ）及び（Ｄ）には、肉盛り４２が形成されていない。
【００４３】
図９中（Ｃ）及び（Ｄ）は、ホース連結体３１に鉄板３８を装入している。
【００４４】
図１０は、本発明のインテークマニホールドのホース取付構造の、更に他の実施形態を示す。この実施形態において、ホース３５には、通常のホースが使用される。ホース３５は、クランプ３６によってホース連結体３７に固定される。
【００４５】
フランジ１４には、壁面に段差が付けられた穴が形成される。円筒部３７ｂは、ホース３５を連結できるようにフランジ１４の上面から突出している。ホース連結体３７は、フランジ１４とは別体で形成され、フランジ１４から着脱自在にされている。ホース連結体３７は、板状の本体３７ａと、本体３７ａの上面に設けられる円筒部３７ｂと、本体３７ａの下面に設けられた環状の突起３７ｃと、環状の突起３７ｃの外周に嵌められるシール部材３７ｄとから構成される。円筒部３７ｂ及び本体３７ａには、冷却水がフランジ１４に接触しないように、冷却水の通路が形成される。そして、フランジを１４エンジンの取付面に取り付けることによって、ホース連結体３７がエンジンの取付面とフランジ１４のホース連結体用段差２１との間に挟まれ、ホース連結体３７がフランジに固定される。また、ホース連結体３７の円筒部３７ｂの外周にホース３５を嵌め込み、クランプ３６でホース３５をホース連結体３６に固定している。この実施形態でも、ホース３５及びホース連結体３７のみを冷却水が通過し、冷却水がフランジ１４に接触しない。このため、インテークマニホールドの材質には、耐冷却水性を考慮する必要がなく、インテークマニホールドの製法に合わせた自由な材質を選択することができる。
【００４６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、インテークマニホールドのフランジに、その壁面に段差が付けられた穴を形成し、この段差に係合する拡大部が形成されるホース連結体をフランジと別体で形成し、ホース連結体にホースに連通する通路を形成し、インテークマニホールドを前記エンジンの取付面に取り付けることによって、ホース連結体をエンジンの取付面とフランジの段差との間に挟むようにした。ホース及びホース連結体のみを冷却水が通過し、インテークマニホールドのフランジには冷却水が接触しないので、インテークマニホールドの材質には、耐冷却水性を考慮する必要がなく、インテークマニホールドの製法に合わせた自由な材質を選定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態におけるインテークマニホールドのホース接続構造を適用したインテークマニホールドを示す斜視図。
【図２】上記ホース接続構造の分解斜視図。
【図３】上記ホース接続構造の平面図。
【図４】上記ホース接続構造の底面図。
【図５】図３のＡ−Ａ線断面図。
【図６】抜け止め部の他の例を示す断面図
【図７】上記ホース接続構造の他の実施形態を示す断面図。
【図８】上記ホース接続構造の更に他の実施形態を示す断面図（図中（Ａ）、（Ｂ）は硬質部材を装入していない例を示し、図中（Ｃ）、（Ｄ）は硬質部材を装入した例を示す）。
【図９】上記ホース接続構造の更に他の実施形態を示す断面図（図中（Ａ）、（Ｂ）は硬質部材を装入していない例を示し、図中（Ｃ）、（Ｄ）は硬質部材を装入した例を示す）。
【図１０】上記ホース接続構造の更に他の例を示す断面図。
【図１１】従来のホース接続構造を示す断面図。
【符号の説明】
１４ フランジ
１６，３０ ホース
１６ａ 径拡大部
１７，３１ ホース連結体
１７ｃ 抜け止め部
２０ 冷却水通路（通路）
２１ ホース連結体用段差
２２ ホース用段差
２５ 穴
３８ 鉄板（硬質部材）

Claims (4)

1. エンジンに取り付けられるインテークマニホールドのフランジに、ホースを接続するインテークマニホールドのホース接続構造において、
   前記フランジに、その壁面に段差が付けられた穴を形成し、
   前記段差に嵌まり込むホース連結体を前記フランジと別体で形成し、
   前記フランジにホースを流れる流体が接触しないように、前記ホース連結体にホースに連通する通路を形成し、
   前記フランジをエンジンの取付面に取り付けることによって、エンジンの取付面と前記フランジの段差との間に前記ホース連結体を挟み、
   前記フランジの穴の壁面に更にホース用段差を形成し、
   前記ホースに、前記ホース用段差に嵌まり込む径拡大部を形成し、
   前記フランジをエンジンの取付面に取り付けることによって、前記ホース連結体と前記ホース用段差との間に前記ホースの前記径拡大部を挟む
   ことを特徴とするインテークマニホールドのホース接続構造。
2. 前記ホース連結体に、前記フランジと係合し、前記フランジから前記ホース連結体が脱落するのを防止する抜け止め部を設けることを特徴とする請求項１に記載のインテークマニホールドのホース接続構造。
3. エンジンに取り付けられるインテークマニホールドのフランジに、ホースを接続するインテークマニホールドのホース接続構造において、
   前記フランジに、その壁面に段差が付けられた穴を形成し、
   前記段差に嵌まり込むホース連結体を前記フランジと別体で形成し、
   前記フランジにホースを流れる流体が接触しないように、前記ホース連結体にホースに連通する通路を形成し、
   前記フランジをエンジンの取付面に取り付けることによって、エンジンの取付面と前記フランジの段差との間に前記ホース連結体を挟み、
   前記ホース連結体を、前記ホースの端に一体に成形する
   ことを特徴とするインテークマニホールドのホース接続構造。
4. 前記エンジンの取付面と前記段差との間における、前記ホース連結体に、前記ホース連結体よりも硬質の硬質部材を装入することを特徴とする請求項３に記載のインテークマニホールドのホース接続構造。

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