JP5193754B2 - インテークマニホールド - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関の吸気系に設けられるインテークマニホールドに関する。

一般に、インテークマニホールドは、サージタンク部と、サージタンク部に連通する吸気通路を有する分岐管とを備えており、これらを樹脂材で構成することが知られている。インテークマニホールドを樹脂材で構成する場合には全体を一体成形するのは困難であるため、例えば、特許文献１に開示されているように、アッパー部材とロアー部材とに分割し、これら両部材を接合することが行われている。
特開平９−１７７６２４号公報

ところで、特許文献１のようにインテークマニホールドをアッパー部材とロアー部材とに分割した場合には、分岐管の一部を構成する湾曲した壁部を有する管部が少なくとも一方の部材に形成されることになる。この管部の形状は、吸気通路の形状に対応しており、その吸気通路の形状は、エンジン特性を決定する上で極めて重要であるため、管部の壁部の湾曲度合いは、エンジン特性を優先したものとなる。このようにエンジン特性を優先して管部の壁部を湾曲させると、管部の内面を成形するにあたり、アンダーカット部が形成される場合がある。この場合に、管部の内面を成形する成形型にスライド型構造を設けることで解決することが考えられるが、そのようにした場合には、成形型の構造が複雑化して型費の高騰を招き、ひいては、インテークマニホールドのコストが上昇する。

本発明は斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、成形型を複雑化することなく、インテークマニホールドの構成部材を成形できるようにしてコストの低減を図り、しかも、吸気通路の形状は所望の形状にすることができるようにすることにある。

上記目的を達成するために、第１の発明では、サージタンク部と、該サージタンク部に連通する吸気通路を有する分岐管とを備え、樹脂材からなる第１分割体及び第２分割体を接合してなるインテークマニホールドであって、上記吸気通路は、上流側が上記サージタンク部から離れる方向に延びるように形成されるとともに、吸気流れ方向中間部が最も上記サージタンク部から離れて該中間部よりも下流側が上記サージタンク部に接近するように湾曲した湾曲部分を有しており、上記第１分割体は、上記分岐管の上記湾曲部分を構成する湾曲した壁部を有する管部を備え、該管部には、該管部を成形する成形型の移動方向に延びるアンダーカット回避壁部が設けられ、上記管部内には、上記吸気通路の湾曲部分の壁面を形成する壁面形成部材が上記アンダーカット回避壁部を覆うように挿入されている構成とする。

第２の発明では、第１の発明において、壁面形成部材には、アンダーカット回避壁部に接する支え部が形成されている構成とする。

第３の発明では、第１または２の発明において、第１分割体には、第２分割体に溶着される溶着面が設けられ、壁面形成部材には、上記第１分割体の溶着面と同一面上に位置する溶着面が設けられ、上記壁面形成部材の溶着面は、上記第２分割体に溶着されている構成とする。

第１の発明によれば、第１分割体の湾曲した管部を成形する際に、管部の周壁部に、成形型の移動方向に延びるアンダーカット回避壁部が設けられているので、成形型にスライド型構造を設けることなく管部の内面を成形することができ、型費を低減してインテークマニホールドの低コスト化を図ることができる。また、吸気通路の壁面を形成する壁面形成部材でアンダーカット回避壁部を覆うようにしたことで、吸気通路の形状をアンダーカット回避壁部の影響を受けることなく、所望の形状とすることができる。

第２の発明によれば、壁面形成部材をアンダーカット回避壁部で支えることができるので、壁面形成部材の変形を抑制でき、剛性を向上させることができる。

第３の発明によれば、第１分割体と第２分割体とを溶着するのと同時に、壁面形成部材を第２分割体に溶着することができ、製造工程を簡素化することができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。

図１は、本発明の実施形態に係るインテークマニホールド１を示すものである。インテークマニホールド１は、直列３気筒エンジン（図示せず）の吸気系の一部を構成するものであり、サージタンク部１０と、サータンク部１０に連通する吸気通路Ｒ（図２に示す）を有する第１〜第３分岐管１１〜１３とを備えている。

尚、このインテークマニホールド１は、エンジンの搭載状態に対応して、車両の前後方向に長い形状となっており、この実施形態の説明では、説明の便宜を図るために、車両左側を単に「左」といい、車両右側を単に「右」とい、車両前側を単に「前」といい、車両後側を単に「後」というものとする。

サージタンク部１０は、図２にも示すように、前後方向に長い形状とされている。サージタンク部１０の上壁部は略平坦に形成される一方、下壁部は、前後方向の中央部が最も下に位置するように下方へ湾曲形成されている。また、サージタンク部１０の左壁部及び右壁部は、上下方向に延びている。

図１に示すように、サージタンク部１０の前端部から上記第１〜第３分岐管１１〜１３が延びている。第１分岐管１１は、最も左側に位置しており、図３に示すように、サージタンク部１０から前方へ略水平に延びた後、下方へ大略直角に湾曲して延びるような形状となっている。図１に示すように、第１分岐管１１の下端部には、取付板部１５が形成されている。取付板部１５には、シリンダヘッドに螺合するボルト（図示せず）が挿通するようになっている。

第１分岐管１１の下側（下流側）の周壁部は、その前側部分が前方へ向けて湾曲するように形成される一方、後側部分が上下方向に略平坦に延びている。また、第１分岐管１１の下側の周壁部の左側及び右側は略上下方向に延びている。図４〜図６にも示すように、第１分岐管１１の下側の内部には、詳細は後述するが、吸気通路Ｒの壁面を形成する第１壁面形成部材１６が、周壁部の後側部分を覆うように配設されている。この第１壁面形成部材１６の形状及び周壁部の前側部分の形状により、吸気通路Ｒは、上下方向の中間部が最も前方に位置し、かつ、下端部に近づくほど後側に位置するように湾曲している。この吸気通路Ｒの湾曲形状は、エンジン特性を優先して作られたものである。

図１に示すように、第２分岐管１２は、第１分岐管１１の右側に位置付けられており、第１分岐管１１と同様に形成されている。第２分岐管１２の下側の内部には、図４〜図６に示すように、第２壁面形成部材１７が配設されている。

また、図１に示すように、第３分岐管１３は第２分岐管１２の右側に位置付けられており、第１分岐管１１と同様に構成されている。第３分岐管１３の下側の内部には、図４〜図６に示すよに、第３壁面形成部材１８が配設されている。また、取付板部１５は、第２分岐管１２及び第３分岐管１３の下端部に連なっている。

インテークマニホールド１は、図２にも示すように、上側分割体（第２分割体）２０及び下側分割体（第１分割体）２１を接合してなる。上側分割体２０及び下側分割体２１は、樹脂材を射出成形してなるものである。上側分割体２０は、サージタンク部１０の上壁部、第１〜第３分岐管１１〜１３の上側の壁部が一体化してなるものである。下側分割体２１は、サージタンク部１０の残りの部分、第１〜第３分岐管１１〜１３の残りの部分が一体化してなるものである。

上側分割体２０の周縁部には下側分割体２１に接合される接合面２０ａが設けられている。また、下側分割体２１には、上側分割体２０の接合面２０ａに接合される接合面２１ａが設けられている。上側分割体２０及び下側分割体２１の接合面２０ａ、２１ａは、振動溶着法により溶着されている。尚、上側分割体２０及び下側分割体２１は、振動溶着法以外の溶着法で溶着するようにしてもよい。

図１に示すように、下側分割体２１におけるサージタンク部１０の左壁部に対応する部位には、吸気口２５が形成されている。吸気口２５の周縁部には、図示しないが、スロットル弁を内蔵したスロットルボディが締結されるようになっている。また、図６に示すように、下側分割体２１は、第１〜第３分岐管１１〜１３の下側を構成する第１〜第３管部３１、３２、３３を有している。第１管部３１の前側部分３１ａは、図３にも示すように、上側へ行くほど前方に位置するように湾曲して延びる一方、後側部分３１ｂは、上下方向に延びている。第２及び第３管部３２、３３も同様に形成されている。

図３、図６及び図７に示すように、第１壁面形成部材１６は、吸気通路Ｒの壁面となる板状の壁面部１６ａと、壁面部１６ａの吸気通路Ｒと反対側の面から突出する多数の板状支え部１６ｂ、１６ｂ、…と、支え部１６ｂ、１６ｂ、…を連結する連結板部１６ｃとを備えている。壁面部１６ａは、前側に開放するコ字状をなしており、第１管部３１の後側部分３１ｂ全体を覆うように形成されて上下方向中央部が前方に位置するように湾曲する湾曲板部１６ｄと、湾曲板部１６ｄの左縁部から前方へ向けて突出する左側板部１６ｅと、湾曲板部１６ｄの右縁部から前側へ向けて突出する右側板部１６ｆとを有している。左側板部１６ｅの前縁部は、湾曲板部１６ｄの湾曲形状に対応して湾曲しており、下端に近づくほど後側に位置するように形成されている。右側板部１６ｆの前縁部も同様に湾曲している。

左側板部１６ｅの上縁部には、左側へ延びる溶着面１６ｇが形成されている。この溶着面１６ｇは、図４及び図５に示すように、下側分割体２１の接合面２１ａと同一面上に位置するようになっており、上側分割体２０の溶着面２０ａに溶着されるようになっている。

図７に示すように、支え部１６ｂ、１６ｂ、…は、第１壁面形成部材１６の上部から下部に亘り間隔をあけて配置され、各々が左右方向に延びており、左側板部１６ｅ及び右側板部１６ｆに連なっている。また、連結板部１６ｃは、壁面部１６ａの吸気通路Ｒと反対側の面から突出し、上下方向に延びている。この連結板部１６ｃは、壁面部１６ａの左右方向中央部近傍に位置している。図３に示すように、支え部１６ｂ及び連結板部１６ｃ（図３には図示せず）は、第１管部３１の後側部分３１ｂに当接するようになっている。また、図６に示すように、第１管部３１の内面には、第１壁面形成部材１６の左側板部１６ｅが嵌る段差部３１ｃが形成されている。この段差部３１ｃの形状は、左側板部１６ｅの前縁部の形状に対応している。

第２壁面形成部材１７は、第１壁面形成部材１６と同様に、湾曲板部１７ｄ、左側板部１７ｅ及び右側板部１７ｆからなる壁面部１７ａと、支え部１７ｂと、連結板部（図示せず）とを備えている。左側板部１７ｅの上縁部には、溶着面１７ｇが形成され、また、右側板部１７ｆの上縁部には、溶着面１７ｈが形成されている。図４及び図５に示すように、溶着面１７ｇ、１７ｈは、下側分割体２１の接合面２１ａと同一面上に位置するようになっており、上側分割体２０の溶着面２０ａに溶着されるようになっている。また、図６に示すように、第２管部３２の内面には、第２壁面形成部材１７の左側板部１７ｅ及び右側板部１７ｆがそれぞれ嵌る段差部３２ｃ、３２ｄが形成されている。段差部３２ｃ、３２ｄの形状は、それぞれ、左側板部１７ｅ及び右側板部１７ｆの前縁部の形状に対応している。

第３壁面形成部材１８は、第２壁面形成部材１７と同様に、湾曲板部１８ｄ、左側板部１８ｅ及び右側板部１８ｆからなる壁面部１８ａと、支え部１８ｂと、連結板部（図示せず）とを備えている。左側板部１８ｅの上縁部には、溶着面１８ｇが形成され、また、右側板部１８ｆの上縁部には、溶着面１８ｈが形成されている。図４及び図５に示すように、溶着面１８ｇ、１８ｈは、下側分割体２１の接合面２１ａと同一面上に位置するようになっており、上側分割体２０の溶着面２０ａに溶着されるようになっている。また、図６に示すように、第３管部３３の内面には、第３壁面形成部材１８の左側板部１８ｅ及び右側板部１８ｆがそれぞれ嵌る段差部３３ｃ、３３ｄが形成されている。段差部３３ｃ、３３ｄの形状は、それぞれ、左側板部１８ｅ及び右側板部１８ｆの前縁部の形状に対応している。

次に、上記インテークマニホールド１の製造要領について説明する。まず、上側分割体２０及び下側分割体２１を射出成形機により成形する。下側分割体２１を成形する際には、図３に示すように、第１管部３１の前側部分３１ａが上側へ行くほど前方に位置するように延びており、しかも、後側部分３１ｂは上下方向に延びているので、成形型の移動方向を下側分割体２１の上下方向（図３の上下方向）と一致させることにより、成形型にスライド構造を設けることなく、第１管部３１の内面を成形することができる。第２管部３２及び第３管部３３の内面も同様に成形することができる。つまり、第１〜第３管部３１〜３３の後側部分３１ｂ、３２ｂ、３３ｂが、本発明のアンダーカット回避壁部である。

また、上記上側分割体２０及び下側分割体２１とは別に第１〜第３壁面形成部材１６〜１８も成形しておく。

その後、図６に示すように、第１〜第３壁面形成部材１６〜１８を下側分割体２１の第１〜第３管部３１〜３３にそれぞれ組み付けていく。すなわち、第１壁面形成部材１６を第１管部３１に挿入すると、第１壁面形成部材１６の左側板部１６ｅが第１管部３１の段差部３１ｃに嵌り、このとき、段差部３１ｃの形状が左側板部１６ｅの前縁部に沿う湾曲形状であるため、第１壁面形成部材１６が下方へ脱落することはなく、位置決めされた状態で第１管部３１に保持される。また、第２壁面形成部材１７を第２管部３２に挿入すると、第２壁面形成部材１７の左側板部１７ｅ及び右側板部１７ｆが第２管部３２の段差部３２ｃ、３２ｄにそれぞれ嵌り、第２壁面形成部材１７が位置決めされた状態で第２管部３２に保持される。また、第３壁面形成部材１８を第３管部３３に挿入すると、第３壁面形成部材１８の左側板部１８ｅ及び右側板部１８ｆが第３管部３３の段差部３３ｃ、３３ｄにそれぞれ嵌り、第３壁面形成部材１８が位置決めされた状態で第３管部３３に保持される。

しかる後、下側分割体２１の上側に上側分割体２０を配置し、図示しない振動溶着機を用いて上側分割体２０の溶着面２０ａと下側分割体２１の溶着面２１ａとを振動溶着する。このとき、第１〜第３壁面形成部材１６〜１８の溶着面１６ｇ、１７ｇ、１７ｈ、１８ｇ、１８ｈが下側分割体２１の溶着面２１ａと同一面上に位置しているので、溶着面１６ｇ、１７ｇ、１７ｈ、１８ｇ、１８ｈを上側分割体２０の溶着面２０ａに同時に溶着できる。

上記のようにして得られたインテークマニホールド１は、第１〜第３管部３１〜３３に第１〜第３壁面形成部材１６〜１８が配設されているので、吸気通路Ｒの形状をエンジン特性を優先した湾曲形状にすることができる。これにより、インテークマニホールド１を装着したエンジンの性能を十分に高めることができる。

また、第１〜第３壁面形成部材１６〜１８に支え部１６ｂ〜１８ｂを形成したので、第１〜第３壁面形成部材１６〜１８を支え部１６ｂ〜１８ｂによって第１〜第３管部３１〜３３の内面で支えることができる。また、第１〜第３壁面形成部材１６〜１８の連結板部１６ｃ〜１８ｃも第１〜第３管部３１〜３３の内面に当接するようになっている。これにより、第１〜第３壁面形成部材１６〜１８の変形を抑制でき、剛性を向上させることができる。また、第１〜第３壁面形成部材１６〜１８を設けたことで、第１〜第３管部３１〜３３の一部を２重構造にすることができ、このことによって分岐管１１〜１３の剛性を向上できる。

また、各第１〜第３壁面形成部材１６〜１８に形成する連結板部１６ｃ〜１８ｃの数は、複数であってもよく、複数にすることで、剛性をより一層向上させることができる。

また、上側分割体２０と下側分割体２１とを溶着するのと同時に、第１〜第３壁面形成部材１６〜１８を上側分割体２０に溶着することができ、製造工程を簡素化することができる。

尚、この実施形態では、第１〜第３壁面形成部材１６〜１８を上側分割体２０に溶着するようにしたが、これに限らず、下側分割体２１に溶着するようにしてもよい。また、第１〜第３壁面形成部材１６〜１８の固定方法は溶着に限られるものではなく、接着剤を用いたり、締結部材を用いてもよい。

また、この実施形態では、インテークマニホールド１が直列３気筒エンジン用のものである場合について説明したが、これに限らず、分岐管１１〜１３の形状や数、サージタンク部１０の形状を変更することで、水平対向エンジンやＶ型エンジンにも取り付けることが可能である。

また、この実施形態では、インテークマニホールド１を２つの部材で構成したが、これに限らず、３つ以上の部材で構成してもよい。

以上説明したように、本発明に係るインテークマニホールドは、例えば、自動車に搭載されるエンジンの吸気系に設けることができる。

本発明の実施形態に係るインテークマニホールドの斜視図である。 インテークマニホールドの右側面図である。 第１分岐管の縦断面図である。 下側分割体の前側を上方から見た斜視図である。 図４のV−V線断面図である。 下側分割体の分解斜視図である。 第１壁面形成部材を支え部側から見た図である。

１ インテークマニホールド
１０ サージタンク部
１１〜１３ 第１〜第３分岐管
１６〜１８ 第１〜第３壁面形成部材
１６ｂ、１７ｂ、１８ｂ 支え部
２０ 上側分割体（第２分割体）
２０ａ 溶着面
２１ 下側分割体（第１分割体）
２１ａ 溶着面
３１〜３３ 第１〜第３管部
３１ｂ、３２ｂ、３３ｂ 後側部分（アンダーカット回避壁部）
Ｒ 吸気通路

Claims (3)

1. サージタンク部（１０）と、該サージタンク部（１０）に連通する吸気通路（Ｒ）を有する分岐管（１１〜１３）とを備え、樹脂材からなる第１分割体（２１）及び第２分割体（２０）を接合してなるインテークマニホールド（１）であって、
   上記吸気通路（Ｒ）は、上流側が上記サージタンク部（１０）から離れる方向に延びるように形成されるとともに、吸気流れ方向中間部が最も上記サージタンク部（１０）から離れて該中間部よりも下流側が上記サージタンク部（１０）に接近するように湾曲した湾曲部分を有しており、
   上記第１分割体（２１）は、上記分岐管（１１〜１３）の上記湾曲部分を構成する湾曲した壁部を有する管部（３１〜３３）を備え、該管部（３１〜３３）には、該管部（３１〜３３）を成形する成形型の移動方向に延びるアンダーカット回避壁部（３１ｂ，３２ｂ，３３ｂ）が設けられ、
   上記管部内には、上記吸気通路（Ｒ）の湾曲部分の壁面を形成する壁面形成部材（１６〜１８）が上記アンダーカット回避壁部（３１ｂ，３２ｂ，３３ｂ）を覆うように挿入されていることを特徴とするインテークマニホールド（１）。
2. 請求項１に記載のインテークマニホールド（１）において、
   壁面形成部材（１６〜１８）には、アンダーカット回避壁部（３１ｂ，３２ｂ，３３ｂ）に接する支え部（１６ｂ，１７ｂ，１８ｂ）が形成されていることを特徴とするインテークマニホールド（１）。
3. 請求項１または２に記載のインテークマニホールド（１）において、
   第１分割体（２１）には、第２分割体（２０）に溶着される溶着面（２１ａ）が設けられ、
   壁面形成部材（１６〜１８）には、上記第１分割体（２１）の溶着面（２１ａ）と同一面上に位置する溶着面（１６ｇ，１７ｇ，１８ｇ）が設けられ、
   上記壁面形成部材（１６〜１８）の溶着面（１６ｇ，１７ｇ，１８ｇ）は、上記第２分割体（２０）に溶着されていることを特徴とするインテークマニホールド（１）。

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