JP4837646B2

JP4837646B2 - エンジン用吸気マニフォルド

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Publication number: JP4837646B2
Application number: JP2007262236A
Authority: JP
Inventors: 昭二郎福田; 貴浩平
Original assignee: Honda Motor Co Ltd; Keihin Corp
Current assignee: Honda Motor Co Ltd; Keihin Corp
Priority date: 2007-10-05
Filing date: 2007-10-05
Publication date: 2011-12-14
Anticipated expiration: 2027-10-05
Also published as: US20090133658A1; CN101403356B; JP2009091952A; US8176889B2; CN101403356A

Description

本発明は，一側壁に並列する複数本の吸気分配管を備えると共に，これら吸気分配管の配列方向に沿う一端壁に吸気入口管を備え，内部には吸気入口管と吸気分配管との間を連通するサージ室を備え，さらに吸気入口管の，サージ室への開口端から吸気分配管の配列方向に延びてサージ室の中間部に達していて，吸気入口管からサージ室に導入された空気を一旦，サージ室の中央部まで誘導する吸気案内壁を一体に備えるエンジン用吸気マニフォルドの改良に関する。

かゝるエンジン用吸気マニフォルドは，例えば特許文献１に開示されているように，既に知られている。
特開２００２−３６１７４５号公報

従来のかゝるエンジン用吸気マニフォルドにおいては，前記吸気案内壁を比較的厚肉に形成して剛性を高め，サージ室の吸気脈動を受けても振動しないようにしている。しかしながら，エンジンの軽量化を少しでも促進するために，この吸気案内壁の薄肉化の要求があり，それを単に薄肉すれば，吸気案内壁は，その剛性を低下させて振動騒音を発生することになる。

本発明は，かゝる事情に鑑みてなされたもので，吸気案内壁の薄肉化と剛性確保の両方を満足させ，しかもサージ室の中央部への空気の誘導をスムーズにさせてエンジンの吸気抵抗の低減をも図ることができるようにしたエンジン用吸気マニフォルドを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために，本発明は，一側壁に並列する複数本の吸気分配管を備えると共に，これら吸気分配管の配列方向に沿う一端壁に吸気入口管を備え，内部には吸気入口管と吸気分配管との間を連通するサージ室を備え，さらに吸気入口管の，サージ室への開口端から吸気分配管の配列方向に延びてサージ室の中間部に達していて，吸気入口管からサージ室に導入された空気を一旦，サージ室の中央部まで誘導する吸気案内壁を一体に備えるエンジン用吸気マニフォルドにおいて，前記吸気案内壁の，吸気入口管の内面に連なる一側面を平滑面に形成する一方，吸気分配管側の他側面に，該吸気案内壁の高さ方向に延びる複数のリブを残して複数の肉抜き凹部を設けたことを第１の特徴とする。

また本発明は，第１の特徴に加えて，該吸気マニフォルドを，少なくとも複数の吸気分配管及びサージ室の一半部を有する合成樹脂製の第１マニフォルド半体と，少なくともサージ室の他半部を有する合成樹脂製の第２マニフォルド半体とを相互に溶着して構成し，前記吸気案内壁の一半部を第１マニフォルド半体に，またその他半部を第２マニフォルド半体にそれぞれ一体に形成すると共に，この両半部の対向する接合面を相互に溶着したことを第２の特徴とする。

さらに本発明は，第２の特徴に加えて，前記吸気案内壁の前記一半部及び他半部の少なくとも一方に前記複数の肉抜き凹部を，それらの端部が両半部の接合面の手前で終わるように形成したことを第３の特徴とする。

本発明の第１の特徴によれば，吸気入口管に流入した空気を，吸気入口管の内面に連なる吸気案内壁の一側の平滑面によりスムーズに誘導させることにより，圧力損失することなくサージ室の中央部に到達させるでき，したがって吸気入口管と，並列する複数の吸気分配管との各間の距離の長短に拘らず，上記空気を，サージ室の中央部から複数の吸気分配管に略均等に分配することができ，エンジン出力の向上に寄与し得ると共に，吸気の乱流に伴なう吸気騒音の発生を効果的に防ぐことができる。しかも，吸気案内壁の他側面に形成された複数の肉抜き凹部により吸気案内壁の薄肉化が図られると共に，複数のリブにより吸気案内壁剛性の強化を図り，サージ室での吸気圧力の脈動に起因する吸気案内壁の振動騒音の発生を防ぐことができる。かくして，吸気案内壁に良好な吸気案内機能を発揮させつゝ，吸気案内壁の薄肉化と剛性確保の両方を満足させることができる。また吸気案内壁の薄肉化は素材の使用量の減少をもたらし，製造コストの低減に寄与し得る。

本発明の第２の特徴によれば，第１及び第２マニフォルド半体相互の溶着と同時に吸気案内壁の一半部及び他半部相互の溶着を可能して，強固な吸気案内壁を構成すると共に，これにより吸気マニフォルドの剛性強化を図ることができる。

本発明の第３の特徴によれば，吸気案内壁の一半部及び他半部の溶着面積の，肉抜き凹部による減少を回避して，両半部相互の溶着強度を高めることができる。

本発明の実施の形態を，添付図面に示す本発明の実施例に基づいて以下に説明する。

図１は本発明の実施例に係るエンジン用吸気マニフォルドの平面図，図２は同吸気マニフォルドの左側面図，図３は同吸気マニフォルドの底面図，図４は同吸気マニフォルドの第１マニフォルド半体を内側から見た平面図，図５は同吸気マニフォルドの第２マニフォルド半体を内側から見た平面図，図６は図５の要部を破断して示した平面図，図７は図３の７−７線断面図，図８は図３の８−８線断面図，図９は図３の９−９線断面図，図１０は図９の１０矢視図，図１１は図３の１１−１１線断面図，図１２は図３の１２−１２線断面図である。

先ず，図１〜図３において，符号Ｍは自動車に搭載される４気筒エンジンＥ用の吸気マニフォルドを示す。この吸気マニフォルドＭは，図１で左右方向を長手方向とする箱形をなしており，その長手方向に沿う一側壁には並列する４本の吸気分配管１，１…が形成され，これら吸気分配管１，１…の下流端には，これらを相互に一体に連結する共通の取り付けフランジ２が一体に形成される。この取り付けフランジ４は，エンジンＥに複数のボルトにより結合されるようになっている。

また吸気マニフォルドＭの，４本の吸気分配管１，１…の配列方向に沿う一端壁には吸気入口管３が一体に形成され，この吸気入口管３の上流には方形の取り付けフランジ４が一体に形成される。この取り付けフランジ４にはスロットルボディＴが複数のボルトにより取り付けられるようになっている。

さらに吸気マニフォルドＭの内部は，図４〜図９に示すように，吸気入口管３と４本の吸気分配管１，１…との間を連通するサージ室５になっており，このサージ室５には，吸気入口管３のサージ室５への開口端の，吸気分配管１，１…側の端縁から吸気分配管１，１…の配列方向に延びてサージ室５の略中央部に達する吸気案内壁６が配設される。この吸気案内壁６は，図４〜図６に明示するように，サージ室５内方に向うにつれて吸気分配管１，１…から離れるよう吸気入口管３の軸線Ｘに対して僅かに傾斜している。また吸気案内壁６の，吸気分配管１，１…と反対側の一側面は，吸気入口管３の内周面に連なる平滑面６ａに形成される。

而して，エンジンの吸気作用に伴ない吸気入口管３に流入した空気は，図４及び図６に矢印Ｄ１で示すように，吸気入口管３の内面に連なる吸気案内壁６の平滑面６ａによりスムーズに誘導されることにより，圧力損失することなくサージ室５の中央部に到達することができる。したがって，吸気入口管３と，並列する４本の吸気分配管１，１…との各間の距離の長短に拘らず，上記空気は，図４及び図６に矢印Ｄ２で示すように，サージ室５の中央部から４本の吸気分配管１，１…へと略均等に分配されることになり，エンジンＥの各気筒の吸気効率を高め，エンジン出力の向上に寄与し得ると共に，吸気の乱流に伴なう吸気騒音の発生を効果的に防ぐことができる。

また図６及び図９及び図１０に示すように，吸気案内壁６の，吸気分配管１，１…側の他側面６ｂには，相互に間隔を置いて平行に並ぶ上下方向の複数のリブ７，７…を残して，複数の肉抜き凹部８，８…が形成される。吸気案内壁６の，吸気入口管３側の端部には，吸気案内壁６と直交するように延びる補強壁９が一体に連設される。

而して，複数の肉抜き凹部８，８…により吸気案内壁６の薄肉化が図られると共に，複数のリブ７，７…により吸気案内壁６剛性の強化を図ることができ，サージ室５での吸気圧力の脈動に起因する吸気案内壁６の振動騒音の発生を防ぐことができる。しかも吸気案内壁６の吸気分配管１，１…側の他側面６ｂは，空気流の誘導には殆ど関与しないから，その他側面６ｂに形成されたリブ７，７…及び肉抜き凹部８，８…は殆ど吸気抵抗とはならない。かくして，吸気案内壁６に良好な吸気案内機能を発揮させつゝ，吸気案内壁の薄肉化と剛性確保の両方を満足させることができる。また吸気案内壁の薄肉化は，吸気マニフォルドＭの素材即ち合成樹脂の使用量の減少をもたらし，製造コストの低減に寄与し得る。

図４〜図９に示すように，吸気マニフォルドＭの内部には，さらに，サージ室５に連通路１２を介して連通するレゾネータ室１０が設けられる。このレゾネータ室１０は，前記４本の吸気分配管１，１…の相互間に画成される三つのレゾネータ小室１０ｂ〜１０ｄと，吸気分配管１，１…群の両外側部に形成される二つのレゾネータ小室１０ａ，１０ｅと，合計五つのレゾネータ小室１０ａ〜１０ｅを相互に連通する偏平な連通室１１とよりなっており，一方の外側のレゾネータ小室１０ａが前記連通路１２を介してサージ室５の中央部に連通される。その際，各レゾネータ小室１０ａ〜１０ｅは，その容積を極力大きく確保すべく，隣接する吸気分配管１，１…の下面より下方へ突出するようにして形成される。こうして構成されるレゾネータ室１０は，サージ室５に発生する吸気騒音の所定の周波数帯域での消音を可能にすると共に，エンジンのトルク増加に寄与する。

同じく図４〜図９において，上記吸気マニフォルドＭは，それぞれ合成樹脂をもって個別に成形される下部の第１マニフォルド半体ＭＡと上部の第２マニフォルド半体ＭＢとで構成され，この両マニフォルド半体ＭＡ，ＭＢは，それらの互いに対向する接合面１５Ａ，１５Ｂを振動摩擦溶着することにより接合されるようになっている。

その第１マニフォルド半体ＭＡには，取り付けフランジ２と，吸気入口管３の一半部３Ａと，サージ室５の一半部５Ａと，吸気案内壁６の一半部６Ａと，吸気分配管１，１…群と，取り付けフランジ２と，レゾネータ小室１０ａ〜１０ｅ群と，連通路１２の一半部となる浅い第１凹溝１２Ａとが備えられる。一方，第２マニフォルド半体ＭＢには，吸気入口管３の他半部３Ｂと，サージ室５の他半部５Ｂと，吸気案内壁６の他半部６Ｂと，連通室１１と，連通路１２の他半部となる深い第２凹溝１２Ｂと，補強壁９の他半部９Ｂとが備えられる。

第１マニフォルド半体ＭＡの下面には，サージ室５，４本の吸気分配管１，１…及び中間の３つレゾネータ小室１０ｂ〜１０ｄに囲まれる３つの凹部１３ａ〜１３c が形成され，そのうちの吸気入口管３側で隣接する２つの凹部１３ａ，１３ｂの天井壁は，これら凹部１３ａ，１３ｂに隣接する２本の吸気分配管１，１の管壁に連続して平坦壁１６を構成し，この平坦壁１６に前記浅い凹溝１２Ａが形成される。

吸気案内壁６の一半部６Ａは高さが低く形成され，同他半部６Ｂは高さが高く形成され，その他半部６Ｂに前記複数のリブ７，７…及び肉抜き凹部８，８…が設けられ，これら肉抜き凹部８，８…の下端は，該他半部６Ｂの下端面，即ち接合面１５Ｂの手前で終わっている（特に図９，図１０参照）。したがって，第１及び第２マニフォルド半体ＭＡ，ＭＢ相互の溶着と同時に吸気案内壁６の一半部６Ａ及び他半部６Ｂ相互の溶着を可能して，強固な吸気案内壁６を構成し得ると共に，これにより吸気マニフォルドＭの剛性強化を図ることができ，しかも吸気案内壁６の一半部６Ａ及び他半部６Ｂの溶着面積の，肉抜き凹部８，８…による減少を回避して，両半部６Ａ，６Ｂ相互の溶着強度を高めることができる。

第１及び第２マニフォルド半体ＭＡ，ＭＢの互いに対向する接合面１５Ａ，１５Ｂには，それぞれ吸気入口管３の一部と，サージ室５及びレゾネータ室１０全体を囲繞する無端状の第１溶着ビード２０Ａ，２０Ｂと，この第１溶着ビード２０Ａ，２０Ｂからレゾネータ室１０及び連通路１２の一側壁に沿って延びる有端の第２溶着ビード２１Ａ，２１Ｂと，第１溶着ビード２１Ａ，２１Ｂから連通路１２の他側壁に沿って延びる有端の第３溶着ビード２２Ａ，２２Ｂと，この第３溶着ビード２２Ａ，２２Ｂの，第１溶着ビード２１Ａ，２１Ｂとの近接部から補強壁９及び吸気案内壁６に沿って延びる有端の第４ビード部２３Ａ，２３Ｂとが形成される。

また第２マニフォルド半体ＭＢの接合面１５Ｂには，第１〜第４溶着ビード２０Ｂ〜２３Ｂの幅方向両側に溝２４，２４を挟んで起立する一対の規制壁２５，２５（図７参照）が形成される。

図４及び図５において，第１及び第２マニフォルド半体ＭＡ，ＭＢの第２〜第４溶着ビード２１Ａ〜２３Ａ；２１Ｂ〜２３Ｂの端部２１Ａｅ〜２３Ａｅ；２１Ｂｅ〜２３Ｂｅの横幅は，他の主要部の横幅より広く設定される。

また第１マニフォルド半体ＭＡの前記３つの凹部１３ａ〜１３ｃのうち，前記平坦壁１６の形成に関わらない一つの凹部１３ａの天井壁１６の上面は，第１マニフォルド半体ＭＡ側の接合面に連続しており，この凹部１３ａの天井壁１６の上面に，有端の第２溶着ビード２１Ａの中間部と協働して閉じたロ字状の溶着ビードを構成する補強溶着ビード２７Ａが形成される。これに対応して，第２マニフォルド半体ＭＢの接合面１５Ｂにも補強溶着ビード２７Ｂが形成されると共に，これを囲むように前記規制壁の２５の一部が延長される。

図８及び図１１に示すように，第１及び第２マニフォルド半体ＭＡ，ＭＢの接合面１５Ａ，１５Ｂの溶着に当たっては，第１マニフォルド半体ＭＡを，その接合面１５Ａを上向きにして支持台３０上に載置し，その接合面１５Ａの溶着ビード２０Ａ〜２２Ａ，２７Ａに，第２マニフォルド半体ＭＢの接合面１５Ｂの溶着ビード２０Ｂ〜２２Ｂ，２７Ｂを重ね合わせ，この第２マニフォルド半体ＭＢを上方から押させる押え振動治具３１を，吸気マニフォルドＭの長手方向に沿って振動させる。

その際，支持台３０は，第１マニフォルド半体ＭＡの下面周囲を支承する通常のバックアップ部を備える他に，特に，略中央部に３つのバックアップ突起３０ａ〜３０ｃを備えており，これらバックアップ突起３０ａ〜３０ｃは，第１マニフォルド半体ＭＡ下面の，サージ室５，４本の吸気分配管１，１…及び中間の３つレゾネータ小室１０ｂ〜１０ｄに囲まれて形成された前記３つの凹部１３ａ〜１３ｃに嵌合して，それらの天井面に当接するようになっている。したがって，押え振動治具３１により第２マニフォルド半体ＭＢを上方から押さえて振動させたとき，第１及び第２マニフォルド半体ＭＡ，ＭＢの中央部の撓みを支持台３０のバックアップ突起３０ａ〜３０ｃにより防ぐことができるため，吸気マニフォルドＭ周囲の第１溶着ビード２０Ａ，２０Ｂ相互間は勿論，中程の第２〜第４溶着ビード２１Ａ〜２２Ａ；２１Ｂ〜２２Ｂ相互間に均等に摩擦熱を発生させて，両者間を確実に溶着することができる。その溶着代は，第２マニフォルド半体ＭＢの規制壁２５が第１マニフォルド半体ＭＡの接合面１５Ａに当接することにより規制され，またその溶着に伴ない発生するバリは，規制壁２５と各溶着ビード間の溝２４に収容される。

このように，第１マニフォルド半体ＭＡ下面の，サージ室５，４本の吸気分配管１，１…及び中間の３つレゾネータ小室１０ｂ〜１０ｄに囲まれて形成された３つの凹部１３ａ〜１３ｃを，支持台３０のバックアップ凸部３０ａ〜３０ｃの嵌合用凹部に利用するので，第１マニフォルド半体ＭＡの中央部に，バックアップ凸部３０ａ〜３０ｃの嵌合のための専用の凹部を形成する必要がなく，したがって第１マニフォルド半体ＭＡの本来の構造及び形状を変更することなく，支持台３０による第１マニフォルド半体ＭＡの略中央部の支承を強固に行うことができて，両マニフォルド半体ＭＡ，ＭＢ間に良好な溶着部を形成することができる。図示例の場合，特に，バックアップ突起３０ａ〜３０ｃが嵌合する凹部１３ａ〜１３ｃは，第１マニフォルド半体ＭＡの第２及び第３溶着ビード２１Ａ，２２Ａの略直下に位置することになるから，その第２及び第３溶着ビード第２及び第３溶着ビード２１Ａ，２２Ａ周辺部の撓みを強固に抑え，上下の第２及び第３溶着ビード２１Ａ，２２Ａ〜２１Ｂ，２２Ｂ相互の溶着を，より確実に行うことができる。

また第１及び第２マニフォルド半体ＭＡ，ＭＢの第２〜第４溶着ビード２１Ａ〜２３Ａ；２１Ｂ〜２３Ｂにおいて，それらの端部端部２１Ａｅ〜２３Ａｅ；２１Ｂｅ〜２３Ｂｅの横幅は，他の主要部の横幅より広く設定されるので，第２〜第４溶着ビード２１Ａ〜２３Ａ；２１Ｂ〜２３Ｂの各端部２１Ａｅ〜２３Ａｅ；２１Ｂｅ〜２３Ｂｅでは，溶着面積が拡張して，その溶着強度を高めることができる。

而して，吸気マニフォルドＭの使用状態では，エンジンＥの振動等により，特に，有端の第２〜第４溶着ビード２１Ａ〜２３Ａ；２１Ｂ〜２３Ｂの各端部の溶着部に集中応力が発生する傾向があるが，その集中応力による，第２〜第４溶着ビード２１Ａ〜２３Ａ；２１Ｂ〜２３Ｂの各端部の溶着部の剥離を確実に防ぐことができる。

さらに，有端の第２〜第４溶着ビード２１Ａ〜２３Ａ；２１Ｂ〜２３Ｂのうち，最も長い第２溶着ビード２１Ａ，２１Ｂの中間部には，第２溶着ビード２１Ａ，２１Ｂと協働して閉じたロ字状の溶着ビードを構成する補強溶着ビード２７Ａ，２７Ｂが連設されるので，補強溶着ビード２７Ａ，２７Ｂ相互の溶着により，第２溶着ビード２１Ａ，２１Ｂの中間部相互の溶着強度が増強されることになり，第２溶着ビード２１Ａ，２１Ｂの中間部の溶着部の，振動による剥離をも確実に防ぐことができる。

しかも，第１マニフォルド半体ＭＡ側の補強溶着ビード２７Ａは，一部のバックアップ突起３０ｃが嵌合する凹部１３ｃの天井壁１４を利用して，その上面に形成されるので，バックアップ突起３０ｃが嵌合する凹部１３ｃは，補強溶着ビード２７Ａの略直下に位置することになるから，その補強溶着ビード２７Ａ周りの撓みを強固に抑え，上下の補強溶着ビード２７Ａ，２７Ｂ相互の溶着を，より確実に行うことができる。

図５及び図１２に示すように，第２マニフォルド半体ＭＢには，サージ室５の，吸気入口管３から離れた角部に，吸気入口管３から離れた最外側の吸気分配管１への空気の流れをスムーズに誘導する断面円弧状の案内壁３３が設けられる。

本発明は上記実施例に限定されるものではなく，その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。例えば，本発明は，上記４気筒以外の多気筒エンジン用にも適用することができる。また吸気案内壁６の一半部６Ａ及び他半部６Ｂを略同じ高さに形成して，その両者の他側面６ｂにリブ７及び肉抜き凹部８を形成することもできる。

本発明の実施例に係るエンジン用吸気マニフォルドの平面図。同吸気マニフォルドの左側面図。同吸気マニフォルドの底面図。同吸気マニフォルドの第１マニフォルド半体を内側から見た平面図。同吸気マニフォルドの第２マニフォルド半体を内側から見た平面図。図５の要部を破断して示した平面図。図３の７−７線断面図。図３の８−８線断面図。図９の１０矢視図。弁体に付設される弾性シール部材の斜視図。図３の１１−１１線断面図。図３の１２−１２線断面図。

符号の説明

Ｍ・・・・・吸気マニフォルド
ＭＡ・・・・第１マニフォルド半体
ＭＢ・・・・第２マニフォルド半体
１・・・・・吸気分配管
３・・・・・吸気入口管
５・・・・・サージ室
５Ａ・・・・サージ室の一半部
５Ｂ・・・・サージ室の他半部
６・・・・・吸気案内壁
６Ａ・・・・吸気案内壁の一半部
６Ｂ・・・・吸気案内壁の他半部
７・・・・・リブ
８・・・・・肉抜き凹部１５Ａ・・・第１マニフォルド半体側の接合面
１５Ｂ・・・第２マニフォルド半体側の接合面

Claims

一側壁に並列する複数本の吸気分配管（１）を備えると共に，これら吸気分配管（１）の配列方向に沿う一端壁に吸気入口管（３）を備え，内部には吸気入口管（３）と吸気分配管（１）との間を連通するサージ室（５）を備え，さらに吸気入口管（３）の，サージ室（５）への開口端から吸気分配管（１）の配列方向に延びてサージ室（５）の中間部に達していて，吸気入口管（３）からサージ室（５）に導入された空気を一旦，サージ室（５）の中央部まで誘導する吸気案内壁（６）を一体に備えるエンジン用吸気マニフォルドにおいて，
前記吸気案内壁（６）の，吸気入口管（３）の内面に連なる一側面を平滑面（６ａ）に形成する一方，吸気分配管（３）側の他側面（６ｂ）に，該吸気案内壁（６）の高さ方向に延びる複数のリブ（７）を残して複数の肉抜き凹部（８）を設けたことを特徴とするエンジン用吸気マニフォルド。
請求項１記載のエンジン用吸気マニフォルドにおいて，
該吸気マニフォルド（Ｍ）を，少なくとも複数の吸気分配管（１）及びサージ室（５）の一半部（５Ａ）を有する合成樹脂製の第１マニフォルド半体（ＭＡ）と，少なくともサージ室（５）の他半部（５Ｂ）を有する合成樹脂製の第２マニフォルド半体（ＭＢ）とを相互に溶着して構成し，前記吸気案内壁（６）の一半部（６Ａ）を第１マニフォルド半体（ＭＡ）に，またその他半部（６Ｂ）を第２マニフォルド半体（ＭＢ）にそれぞれ一体に形成すると共に，この両半部（６Ａ，６Ｂ）の対向する接合面（１５Ａ，１５Ｂ）を相互に溶着したことを特徴とするエンジン用吸気マニフォルド。
請求項２記載のエンジン用吸気マニフォルドにおいて，
前記吸気案内壁（６）の前記一半部（６Ａ）及び他半部（６Ｂ）の少なくとも一方に前記複数の肉抜き凹部（８）を，それらの端部が両半部（６Ａ，６Ｂ）の接合面（１５Ａ，１５Ｂ）の手前で終わるように形成したことを特徴とするエンジン用吸気マニフォルド。