JP4507687B2 - インテークマニホールド - Google Patents

Description

本発明は、インテークマニホールドに関し、特に合成樹脂製のインテークマニホールドに関する。

従来から、インテークマニホールドにおいて、軽量化と低コスト化を図るために合成樹脂成形品により構成したものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

この特許文献１に開示されているインテークマニホールドにおいては、エンジンの吸気口の下方近傍に配置されたサージタンクの下面に、各ポートの一端部がそれぞれ接続されると共に、各ポートはそれぞれサージタンクを巻き込むように屈曲して形成され、各ポートの他端部はそれぞれサージタンクの上側に配置されている。そして、この各ポートの他端部がエンジン接続用の吸気フランジにそれぞれ接続される構成である。したがって、エンジンとサージタンクを結ぶ各ポートの長さが長く確保されるため、エンジンの性能が向上し、しかも、エンジンルームの限られたスペース内における各ポートの取り廻し性（コンパクト性）が向上している。

また、サージタンクの上面に突設されたスロットル開口部が、吸気フランジの近傍において、隣り合うポートの間（各ポートへの均等分配の必要性により、配列方向中央の２本のポート間）から上方に突出して配置されているため、エンジンルーム内において吸気系を容易に設定することが可能である。

しかしながら、この特許文献１に開示されているインテークマニホールドにおいては、上述した如く、各ポートがサージタンクを巻き込むように屈曲して形成された複雑な形状であるため、各ポートやサージタンク等は個別成形せざるをえず、部品点数及び製造工数が増大するという問題がある。

しかも、これらの構成部材は、溶着等で接合される構成であるため、製品自体の剛性が悪化するという問題もある（特に、吸気フランジと各ポートの接合部分の強度の確保は難しい）。

さらに、サージタンクの上面に突設されたスロットル開口部が、吸気フランジの近傍において隣り合うポートの間に配置される構成であるため、この隣り合うポートがスロットル開口部の周辺で部分的に大きく屈曲しており、吸気圧損の増加や吸気の乱れを招くという問題もある。

なお、関連する特許文献としては、特許文献２がある。
特開平１１−１０７８７０号公報 特開２０００−７３８８９号公報

本発明は、上記事実を考慮して、ポートの無理な屈曲による吸気圧損の増加や吸気の乱れを招くことがなく、しかも、部品点数が少なくコンパクトで高剛性なインテークマニホールドを得ることが目的である。

上記目的を達成するために、請求項１記載の発明に係るインテークマニホールドは、エンジンのシリンダヘッドに取り付けられると共に前記シリンダヘッドに設けられた複数の吸気口に対向する位置にそれぞれ吸気孔が形成された取付フランジと、上面にスロットル開口部を有し、上部を前記取付フランジの前記複数の吸気孔と同等高さに配置され、且つ、複数の吸気孔の配列方向に沿った最外側の前記吸気孔の近くに配置されたサージタンクと、各一端部がそれぞれ前記取付フランジの前記各吸気孔に接続されると共に前記エンジンから離れる方向に延設される上方部位と、前記上方部位からそれぞれ下方に向かって屈曲した中間部位と、前記中間部位から前記サージタンク下面へ至る下方部位とが連続形成される複数の筒状ポートと、を有し、前記複数の筒状ポートは、前記取付フランジと、前記取付フランジに一体成形されて前記上方部位の上側半分を構成する複数のポート上部外側半割体と、前記配列方向に沿った最外側の前記ポート上部外側半割体に一体成形されて前記サージタンクの上部を構成するサージタンク上部分割体と、を備える上部構成部材と、前記上方部位の下側半分を構成する複数のポート上部内側半割体と、前記中間部位と、前記下方部位の上側半分を構成する複数のポート下部内側半割体と、前記配列方向に沿った最外側の前記ポート上部内側半割体に一体成形されて前記サージタンクの下部を構成するサージタンク下部分割体と、を備える中間部構成部材と、前記各筒状ポートの前記下方部位の下側半分を構成する複数のポート下部外側半割体をなす下部構成部材と、に分割して成形されると共に、前記上部構成部材、前記中間部構成部材、及び前記下部構成部材が互いに接合固定されることで形成され、且つ、前記各筒状ポートの前記上方部位の筒軸方向と前記下方部位の筒軸方向とが上方側から見て交差していると共に、前記各筒状ポートの前記上方部位が互いに同等高さに配置され、前記各筒状ポートの前記下方部位が互いに同等高さに配置されている、ことを特徴としている。

請求項１に記載のインテークマニホールドでは、サージタンクは、その上部を取付フランジと同等高さに配置され、且つ、配列方向に沿った最外側の吸気孔の近くに配置されている。そして、取付フランジの各吸気孔にそれぞれ各一端部が接続された複数の筒状ポートは、エンジンから離れる方向に延設される上方部位と、この上方部位からそれぞれ下方に向かって屈曲した中間部位と、この中間部位からサージタンク下面へ至る下方部位とが連続形成されている。

したがって、各筒状ポートは無理な屈曲部を設ける必要がなく、各筒状ポートの長さを長く確保しつつ、インテークマニホールド自体をコンパクトに形成することができる。しかも、サージタンクが配列方向に沿った最外側の吸気孔の近くに配置されているため、サージタンクが各筒状ポートの配列の邪魔になることがなく、上述したように、各筒状ポートに無理な屈曲が生ずることがない。これにより、吸気圧損の増加および吸気の乱れを招くことが防止される。

さらに、本インテークマニホールドは合成樹脂製であり、取付フランジと複数のポート上部外側半割体とサージタンク上部分割体とが一体に成形された上部構成部材と、複数のポート上部内側半割体と筒状ポートの中間部位と複数のポート下部内側半割体とサージタンク下部分割体とが一体に成形された中間部構成部材と、複数のポート下部外側半割体を一体に成形した下部構成部材と、に分割して成形されると共に、これら上部構成部材、中間部構成部材、及び下部構成部材が互いに接合固定されることで形成されたものである。したがって、少ない部品点数で製品自体の剛性、特に、サージタンクの剛性および取付フランジと各筒状ポートとの接続部分の剛性が確保される。

このように、請求項１記載のインテークマニホールドでは、ポートの無理な屈曲による吸気圧損の増加や吸気の乱れを招くことがなく、しかも、部品点数が少なくコンパクトで高剛性である。

以上説明したように、本発明のインテークマニホールドによれば、ポートの無理な屈曲による吸気圧損の増加や吸気の乱れを招くことがなく、しかも、部品点数が少なくコンパクトで高剛性である。

図２には、本発明の実施の形態に係るインテークマニホールド１０が正面図により示されている。また、図３には、本発明の実施の形態に係るインテークマニホールド１０が上面図により示されている。さらに、図４には、本発明の実施の形態に係るインテークマニホールド１０が側面図により示されている。

なお、以下の説明において方向性を示す上下方向とは、本インテークマニホールド１０が図示しないエンジンに取り付けられた状態における方向を示すものである。

図２乃至図４に示す如く、インテークマニホールド１０は、取付フランジ１２と、サージタンク１４と、複数本（本実施の形態では、エンジンが３気筒であるため、３本）の筒状ポート２０、３０、４０と、を備えている。なお、これら取付フランジ１２、サージタンク１４、各ポート２０、３０、４０は、何れもナイロン等の硬質合成樹脂製である。

取付フランジ１２には、複数の取付ボルト孔１３が形成されている。この取付ボルト孔１３には図示しない取付ボルトが貫通され、この取付ボルトが図示しないエンジンのシリンダヘッドの側面に締結されることで、取付フランジ１２がエンジンのシリンダヘッドの側面に取付けられるようになっている。

また、この取付フランジ１２には、シリンダヘッドに設けられた図示しない複数の吸気口に対向する位置に、それぞれ吸気孔１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃが形成されている（図３参照）。各吸気孔１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃには、各ポート２０、３０、４０の各一端がそれぞれ接続されており、各ポート２０、３０、４０は、それぞれエンジン（取付フランジ１２）から離れる方向に向かって上方部位「Ｕ」が延設されると共に、各中間部がそれぞれ下方に向かって滑らかに屈曲して、それぞれ第１屈曲部２０Ａ、３０Ａ、４０Ａが形成されている。

なお、図３に示す如く、各ポート２０、３０、４０の取付フランジ１２から各第１屈曲部２０Ａ、３０Ａ、４０Ａまでの距離は、それぞれ異なっており、図３においては、右側のポート４０Ａから左側のポート２０Ａにかけて、段階的に長さが長くなるように設定されている。

そして、各第１屈曲部２０Ａ、３０Ａ、４０Ａの下方において、各ポート２０、３０、４０の各中間部は、ポート２０の近くに設けられたサージタンク１４側へ向かって、それぞれ滑らかに屈曲して第２屈曲部２０Ｂ、３０Ｂ、４０Ｂが形成されている。この場合、第１屈曲部２０Ａと第２屈曲部２０Ｂの間、第１屈曲部３０Ａと第２屈曲部３０Ｂの間、及び第１屈曲部４０Ａと第２屈曲部４０Ｂの間が中間部位「Ｍ」とされている。そして、各第２屈曲部２０Ｂ、３０Ｂ、４０Ｂから下方部位「Ｌ」とされてサージタンク１４側へ向かった各ポート２０、３０、４０は、それぞれ各他端部がサージタンク１４の下面に接続されている。

サージタンク１４は、上面にスロットル開口部１６が形成された略有底円筒形状であり、上部の外周がポート２０と一体に形成されている。サージタンク１４は、図４に示す如く、その上部を取付フランジ１２の各吸気孔１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃと同等高さに配置され、且つ、図３に示す如く、配列方向に沿った最外側（図３では、左側）の吸気孔１２Ａの近くに配置されている。なお、この配列方向とは、各吸気孔１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃの配列方向（矢印Ｄ方向）であり、図１乃至図３では、図示状態での各水平方向となっている。

ここで、本実施の形態に係るインテークマニホールド１０は、図１に示す如く、独立した３つの硬質合成樹脂製の部材である上部構成部材１０Ａ、中間部構成部材１０Ｂ、及び下部構成部材１０Ｃが、溶着等によって互いに接合固定されて形成されたものである。

上部構成部材１０Ａは、インテークマニホールド１０の上側の部位を構成しており、取付フランジ１２を有している。

この取付フランジ１２には、各ポート２０、３０、４０の上方部位「Ｕ」（取付フランジ１２から各第１屈曲部２０Ａ、３０Ａ、４０Ａまでの部位）の上側半分を構成する複数の半円筒状のポート上部外側半割体２１、３１、４１が、一体に成形されている。

また、配列方向に沿った最外側のポート上部外側半割体２１には、ポート上部外側半割体３１、４１とは反対側において、サージタンク１４の上部を構成するサージタンク上部分割体１４Ａが、一体に成形されている。

すなわち、上部構成部材１０Ａは、取付フランジ１２と、ポート上部外側半割体２１、３１、４１と、サージタンク上部分割体１４Ａとが、硬質合成樹脂材料によって一体に成形されたものである。

一方、中間部構成部材１０Ｂは、インテークマニホールド１０の中間の部位を構成しており、上述した上部構成部材１０Ａのポート上部外側半割体２１、３１、４１に対応して、各ポート２０、３０、４０の上方部位「Ｕ」の下側半分を構成する複数の半円筒状のポート上部内側半割体２２、３２、４２を有している。図４に示される如く、ポート上部内側半割体２２は、取付フランジ１２とは接しておらず、ポート２０の取付フランジ１２への接続部は筒状となっている。これは、ポート３０、４０も同様である。

配列方向に沿った最外側のポート上部内側半割体２２には、ポート上部内側半割体３２、４２とは反対側において、サージタンク１４の下部を構成するサージタンク下部分割体１４Ｂが、一体に成形されている。

さらに、このサージタンク下部分割体１４Ｂの下面には、各ポート２０、３０、４０の下方部位「Ｌ」の上側半分を構成する複数の半円筒状のポート下部内側半割体２４、３４、４４の先端が一体に成形されている。

そして、上述したポート上部内側半割体２２、３２、４２と、ポート下部内側半割体２４、３４、４４との間には、中間部位「Ｍ」を構成する円筒状の連結部２３、３３、４３が設けられており、ポート上部内側半割体２２、３２、４２と、ポート下部内側半割体２４、３４、４４とが、連結部２３、３３、４３を介して一体に成形された構成である。

すなわち、中間部構成部材１０Ｂは、ポート上部内側半割体２２、３２、４２と、連結部２３、３３、４３と、ポート下部内側半割体２４、３４、４４と、サージタンク下部分割体１４Ｂとが、硬質合成樹脂材料によって一体に成形されたものである。

また一方、下部構成部材１０Ｃは、インテークマニホールド１０の下側の部位を構成しており、上述した中間部構成部材１０Ｂのポート下部内側半割体２４、３４、４４に対応して、各ポート２０、３０、４０の下方部位「Ｌ」の下側半分を構成する複数の半円筒状のポート下部外側半割体２５、３５、４５が互いに一体形成されている。図４に示される如く、ポート下部外側半割体２５、３５、４５は、サージタンク下部分割体１４Ｂとは接しておらず、ポート下部内側半割体２４、３４、４４のサージタンク下部分割体１４Ｂへの接続部は筒状とされていおり、図３に示される如く、これらのポート下部内側半割体２４、３４、４４が別個にサージタンク下部分割体１４Ｂの底面へと連通されている。

すなわち、下部構成部材１０Ｃは、ポート下部外側半割体２５、３５、４５が、硬質合成樹脂材料によって一体に成形されたものである。

これら上部構成部材１０Ａ、中間部構成部材１０Ｂ、及び下部構成部材１０Ｃの互いに対向する端縁部は、それぞれ外側に向かって延設されてフランジ接合面１８を形成している。そして、上部構成部材１０Ａ、中間部構成部材１０Ｂ、及び下部構成部材１０Ｃが、それぞれの接合面１８を互いに当接させて溶着等により接合固定されることで、インテークマニホールド１０が形成される構成である。

なお、各ポート２０、３０、４０の上方部位「Ｕ」（取付フランジ１２から各第１屈曲部２０Ａ、３０Ａ、４０Ａまでの部位）の筒軸方向は、図３のＸ軸（各吸気孔１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃの配列方向に平行な軸）に略直交し、互いに平行状態で且つ互いに同等高さに配列されている。また、各ポート２０、３０、４０の下方部位「Ｌ」の筒軸方向は、図３のＹ軸（Ｘ軸に対して所定角度傾斜した軸）に略直交し、互いに平行状態で且つ互いに同等高さに配列されている。したがって、成形型製作時における各ポート２０、３０、４０の型割面の設定が容易であり、複雑に屈曲した各ポート２０、３０、４０を容易に成形し、容易に接合することができる。

また、上記第１屈曲部２０Ａ、３０Ａ、４０Ａ及び第２屈曲部２０Ｂ、３０Ｂ、４０Ｂの設定位置は、ポート２０、３０、４０の設計上の都合に応じて、ポート筒軸方向へ移動させる設計変更が可能である。

次に、本発明の実施の形態の作用について説明する。

上記構成のインテークマニホールド１０では、サージタンク１４は、上部を取付フランジ１２の複数の吸気孔１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃと同等高さに配置され、且つ、配列方向に沿った最外側（図３では、左側）の吸気孔１２Ａの近くに配置されている。そして、取付フランジ１２の各吸気孔１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃにそれぞれ各一端部が接続された複数のポート２０、３０、４０は、エンジンから離れる方向に延設される上方部位「Ｕ」と、この上方部位「Ｕ」からそれぞれ下方に向かって屈曲した中間部位「Ｍ」と、この中間部位「Ｍ」からサージタンク１４の下面へ至る下方部位「Ｌ」とが連続形成されている。

したがって、各ポート２０、３０、４０は無理な屈曲部を設ける必要がなく、各ポート２０、３０、４０の長さを長く確保しつつ、インテークマニホールド１０自体をコンパクトに形成することができる。

しかも、サージタンク１４が、配列方向（図１乃至図３の矢印Ｄ方向）に沿った最外側の吸気孔１２Ａの近くに配置されているため、サージタンク１４が各ポート２０、３０、４０の配列の邪魔になることがなく、上述したように各ポート２０、３０、４０に無理な屈曲が生ずることがない。これにより、吸気圧損の増加および吸気の乱れを招くことが防止される。

さらに、本インテークマニホールド１０は、それぞれ硬質合成樹脂材料によって、上部構成部材１０Ａ、中間部構成部材１０Ｂ、及び下部構成部材１０Ｃに分割して成形されると共に、これら上部構成部材１０Ａ、中間部構成部材１０Ｂ、及び下部構成部材１０Ｃが、各接合面１８を互いに当接させて接合固定されることで形成されたものである。したがって、少ない部品点数で容易に構成することができる。

また、上部構成部材１０Ａにおいて、取付フランジ１２と各ポート上部外側半割体２１、３１、４１とサージタンク上部分割体１４Ａとが一体に成形されており、中間部構成部材１０Ｂにおいて、各ポート上部内側半割体２２、３２、４２と連結部２３、３３、４３と各ポート下部内側半割体２４、３４、４４とサージタンク下部分割体１４Ｂとが一体に成形されているため、製品自体の剛性（特に、サージタンク１４の剛性および取付フランジ１２と各ポート２０、３０、４０との接続部分の剛性）が確保される。

しかも、これら上部構成部材１０Ａ、中間部構成部材１０Ｂ、及び下部構成部材１０Ｃにおいては、円筒状の各ポート２０、３０、４０が半円筒状の半割体として成形される構成であり、また、サージタンク１４も、サージタンク上部分割体１４Ａとサージタンク下部分割体１４Ｂとに分割して成形される構成であるため、少ない金型で容易に樹脂成形することが可能であり、低コスト化を図ることができる。

なお、各ポート２０、３０、４０の筒軸方向に沿った半割り位置は、必ずしも正確に半円筒状位置で分割しなくても、成形工程が可能な範囲で調節した別位置へ設計変更できるのは当然である。

このように、上記構成のインテークマニホールド１０では、ポート２０、３０、４０の無理な屈曲による吸気圧損の増加や吸気の乱れを招くことがなく、しかも、部品点数が少なくコンパクトで高剛性である。

本発明の実施の形態に係るインテークマニホールドを示す斜視図である。 本発明の実施の形態に係るインテークマニホールドを示す正面図である。 本発明の実施の形態に係るインテークマニホールドを示す上面図である。 本発明の実施の形態に係るインテークマニホールドを示す側面図である。

符号の説明

１０ インテークマニホールド
１０Ａ 上部構成部材
１０Ｂ 中間部構成部材
１０Ｃ 下部構成部材
１２ 取付フランジ
１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ 吸気孔
１４ サージタンク
１４Ａ サージタンク上部分割体
１４Ｂ サージタンク下部分割体
１６ スロットル開口部
２０、３０、４０ 筒状ポート
２１、３１、４１ ポート上部外側半割体
２２、３２、４２ ポート上部内側半割体
２４、３４、４４ ポート下部内側半割体
２５、３５、４５ ポート下部外側半割体
Ｕ 上方部位
Ｍ 中間部位
Ｌ 下方部位

Claims (1)

1. エンジンのシリンダヘッドに取り付けられると共に前記シリンダヘッドに設けられた複数の吸気口に対向する位置にそれぞれ吸気孔が形成された取付フランジと、
   上面にスロットル開口部を有し、上部を前記取付フランジの前記複数の吸気孔と同等高さに配置され、且つ、複数の吸気孔の配列方向に沿った最外側の前記吸気孔の近くに配置されたサージタンクと、
   各一端部がそれぞれ前記取付フランジの前記各吸気孔に接続されると共に前記エンジンから離れる方向に延設される上方部位と、前記上方部位からそれぞれ下方に向かって屈曲した中間部位と、前記中間部位から前記サージタンク下面へ至る下方部位とが連続形成される複数の筒状ポートと、
   を有し、前記複数の筒状ポートは、
   前記取付フランジと、前記取付フランジに一体成形されて前記上方部位の上側半分を構成する複数のポート上部外側半割体と、前記配列方向に沿った最外側の前記ポート上部外側半割体に一体成形されて前記サージタンクの上部を構成するサージタンク上部分割体と、を備える上部構成部材と、
   前記上方部位の下側半分を構成する複数のポート上部内側半割体と、前記中間部位と、前記下方部位の上側半分を構成する複数のポート下部内側半割体と、前記配列方向に沿った最外側の前記ポート上部内側半割体に一体成形されて前記サージタンクの下部を構成するサージタンク下部分割体と、を備える中間部構成部材と、
   前記各筒状ポートの前記下方部位の下側半分を構成する複数のポート下部外側半割体をなす下部構成部材と、
   に分割して成形されると共に、前記上部構成部材、前記中間部構成部材、及び前記下部構成部材が互いに接合固定されることで形成され、
   且つ、前記各筒状ポートの前記上方部位の筒軸方向と前記下方部位の筒軸方向とが上方側から見て交差していると共に、前記各筒状ポートの前記上方部位が互いに同等高さに配置され、前記各筒状ポートの前記下方部位が互いに同等高さに配置されている、
   ことを特徴とするインテークマニホールド。

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