JP5700402B2 - 樹脂製インテークマニホールド - Google Patents

Description

本発明は、スロットルボディが接続される入り口から吸気が供給されるサージタンクと、このサージタンクの底部からエンジン側に延び出した複数の出口管とを備えたインテークマニホールドに関する。

このようなインテークマニホールドは、例えば下記の特許文献１〜３等に開示されている。

特許文献１は、偏平なサージタンクを備え、このサージタンクの上部にある入口管に対し片寄った底部や側部から出口管がエンジン側に延び出したインテークマニホールドを開示している。また、延び出し口と出口との間でＵ字状に湾曲した出口管を開示しており、両口間距離を大きくしないで出口管長を長くして、吸気特性を高めるのに有利になっている。

特許文献２は、横長なサージタンク対応のコレクタを備え、このコレクタの長手方向中央の上部に入口を設け、長手方向一側面から左右に２つずつ分岐しエンジン側に延びた出口管が、偏平な略Ｚ型に屈曲して延び出すように設けられたインテークマニホールドを開示している。

また、特許文献３は、長手方向一端の入口にスロットルが接続されたコレクタを備え、このコレクタの長手方向一側面から長手方向に分岐してエンジン側に延びた出口管を形成したインテークマニホールドを開示している。

特開２００２−１３８９１３号公報 特開平１１−０９３７８６号公報 特開平７−０９１３２９号公報

特許文献１が開示するインテークマニホールドにおいては、上部の入口管からサージタンクに導入された吸気は、一旦サージタンクの下部に衝突し、その後少なくとも、向きをほぼ直角に変えて出口管に流れ込む。そのため、吸気抵抗が高く流速も落ちるので、出口管に対して吸気が入り込みにくい。

特許文献２が開示するインテークマニホールドにおいては、上部の入口からコレクタに導入された吸気は、一旦コレクタの下部に衝突した後、長手方向へ直角に広がりながら、側方へ向きをほぼ直角に変えて各出口管に流れ込む。このため、吸気抵抗が高く流速も落ちるので、出口管に対して吸気が入り込みにくい。また、コレクタと出口管間の直交する部分で吸気流れが阻害されて速度がより低下し、吸気効率が一層低下する。

特許文献３が開示するインテークマニホールドでは、吸気は入口からコレクタ内に長手方向にスムーズに導入されるが、各出口管へは向きをほぼ直角に変えて流れ込むため吸気抵抗が高く流速が落ちる上、コレクタとエンジンとの間で吸気の流れがほぼ１８０°変化することによる吸気抵抗も併せ、吸気効率が低下する。また、入口から各出口管の延び出し口までの距離が異なるので、吸気率を同等にするのは難しい。

本発明は、このような問題に鑑み、コンパクト化に有利な屈曲形態を採用しながら、構造を複雑化させることなく、吸気効率の向上が図れるインテークマニホールドを提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、本発明のインテークマニホールドは、エンジン側部に配置されるスロットルボディが接続される入り口から吸気が供給されるサージタンクと、このサージタンクの底部からエンジン側に延び出し上向き湾曲部を経てサージタンクと対向するように立ち上がった複数の出口管とを備えた、エンジン側部に配置されるインテークマニホールドであって、入り口域の出口管側となる内側内壁に、スロットルバルブの開閉側からの吸気を受け入れ、反出口管側となる外側内壁側に誘導する吸気誘導面を形成し、前記出口管の延び出し口は前記サージタンクの前記吸気誘導面側に設けられたことを特徴としている。

このような構成では、スロットルバルブの開閉度合いに関わらず、スロットルバルブの開閉側の吸気は、サージタンクの入り口域の出口管側となる内側内壁側に導入され、吸気誘導面に沿って反出口管側となる外側内壁側へ斜め下向きの方向成分を有するように誘導される。この流れは、広いサージタンク内で膨張するため、外側内壁、および底部壁に対して斜め方向に広がりながら、内側内壁の底部から延び出る出口管にスムーズに流入させられる。そのため、出口管の湾曲立ち上がりが急であっても流れを損なわず出口に向かわせられる。

上記において、さらに、スロットルバルブの開き側が、吸気誘導面側に位置しているものとすることができる。

このような構成では、上記に加え、さらに、スロットルバルブが閉じられるアイドリング時には、スロットルバルブの吸気誘導面の側から吸気が流入し、吸気誘導面に沿ってサージタンクの底部に向けて流れ込む。これによって、アイドリング時の吸気効率が向上する。

本発明のインテークマニホールドによれば、スロットルバルブから流入した吸気が、流れを阻害されることなく出口管にスムーズに流れ込み、吸気の量、流速が低下することがないので、吸気効率が向上する。

本発明の実施の形態に係るインテークマニホールドの１つの例をアッパー部材とロア部材に分離して示す斜視図。 同インテークマニホールドをサージタンクと出口管の方向で断面して見た断面図。

本実施の形態に係るインテークマニホールドの具体例について、図１〜図２を参照しながら説明し、本発明の理解に供する。

図１、図２に示す例での本実施の形態のインテークマニホールド１００は、図２に示すようにスロットルボディ２０が接続される入り口１から吸気が供給されるサージタンク２と、このサージタンク２からエンジン側に延び出した複数の出口管３とを備えている。各出口管３は上向き湾曲部３ｃを経て、サージタンク２と対向するように立ち上がる。インテークマニホールド１００は全体として、ほぼＶ字状ないしはＵ字状の屈曲形態をなしている。

複数の出口管３は、図１に示すように、サージタンク２の底部から上向き湾曲部３ｃを経てエンジン側にやや放射状に広がり、かつエンジンに向かって左右方向に均等に分岐して延び出し、サージタンク２と対向するように立ち上がっている。各出口管３は、その立ち上がり端に、エンジン側へ開口して各気筒の吸気口に接続される出口３ｂを有している。これにより、インテークマニホールド１００はエンジンを車両走行方向に対して横置きにした際に、車体の前後方向にコンパクトな形態をなし、車体の特に前後方向に狭いスペースに搭載するのによく適合する。なお、エンジンを車両走行方向に対して横置きとは、クランク軸を走行方向に対して略直角に載置する方向をいう。

入り口１からサージタンク２内に供給される吸気を制御するために、スロットルボディ２０内にはスロットルバルブ２０ａが設けられ、図示の場合図２に矢印で示す範囲で開閉される。因みにアイドリング時にスロットルバルブ２０ａは閉じられ最小限の吸気が図られる。

ここで、スロットルボディ２０からサージタンク２へ向かう方向にスロットルバルブ２０ａが開く側を「スロットルバルブの開閉側」と呼ぶ。吸気はスロットルバルブ２０ａの開閉側からサージタンク２内にスムーズに流れ込む。しかし、その反対側は吸気が流れてくる方向にスロットルバルブ２０ａが開くので、吸気の流れは乱される。特に、スロットルバルブ２０ａの開度が狭い場合は、吸気はスロットルバルブ２０ａの開閉側を主として流れる。

サージタンク２の入り口域の、出口管３側となる内側内壁２ｇには、スロットルバルブ２０ａの開閉側からの吸気を受け入れ、反出口管側となる外側内壁２ａ側に誘導する湾曲面を有する吸気誘導面２ｈが形成されている。本実施の形態において、スロットルバルブ２０ａの開閉側が、吸気誘導面２ｈ側に位置している。

吸気誘導面２ｈは、サージタンク２内の内側内壁２ｇが、外側内壁２ａ側に向かって迫ることで形成される。すなわち、サージタンク２の外側内壁２ａは略平坦でよい。したがって、吸気誘導面２ｈが形成されている区間は、サージタンク２の内側内壁２ｇと、外側内壁２ａとの間の距離が、サージタンク２の入り口１から底部に向かって短くなる。なお、吸気誘導面２ｈは、サージタンク２の入り口１から出口管３の延び出し口３ａまでの間に形成されていればよく、サージタンク２の内側内壁２ｇの全面に形成されていなくてもよい。

また、吸気誘導面２ｈの傾斜角度は、特に限定されず、スロットルボディ２０の容積やエンジン排気量、またサージタンク２に連結されている出口管３の本数で変化し、適宜設計によって決められる。また、吸気誘導面２ｈは単独の傾斜面で形成される必要はなく、複数の傾斜面や曲面で形成されていてもよい。

サージタンク２内に供給された吸気は、図２に矢印で示すように、サージタンク２の底部に向かって流れ込む。スロットルバルブ２０ａの開閉度合いに関わらず、スロットルバルブ２０ａの開閉側から流れ込んだ吸気は、破線の矢印で示すように、入り口域の出口管３側となる内側内壁２ｇ側に導入され、吸気誘導面２ｈに沿って反出口管側となる外側内壁２ａ側へ斜め下向きの方向成分を有して流れる。

スロットルバルブ２０ａの開閉側から流れ込んだ吸気は、スロットルバルブ２０ａの開度がアイドリング時状態に近いほど、つまり開度が小さいほど主流となる。スロットルバルブ２０ａの開閉側の反対側は、吸気の流れの上流に向かってスロットルバルブ２０ａが開くので、吸気の流れが乱れ、流量は少なくなるからである。この主流は、広いサージタンク２内で膨張しながら流れるため、外側内壁２ａ、底部壁２ｆに対して斜め成分を有し、広がりながら流れる。そのため、出口管３にスムーズに流入させられ、出口管３の湾曲立ち上がりが急であっても流れを損なわず出口３ｂに向かわせられる。

吸気をこのように流すために、サージタンク２の底部壁２ｆは、サージタンク２の外側内壁２ａから連続的に曲線を描き、出口管３の延び出し口３ａに連結するように形成されるのが好ましい。外側内壁２ａに当たった吸気が緩やかに流れの方向を出口管３に向けることができるようにするためである。

スロットルバルブ２０ａの開度が大きくなり、また全開となって実線の矢印で示すように、多くの吸気が合流しても、スロットルバルブ２０ａの開閉側からの吸気は、吸気誘導面２ｈによって、サージタンク２の外側内壁２ａ側に流れ、サージタンク２内の吸気全体を外側内壁２ａ側に押しやる。そのため、吸気全体としてサージタンク２の底部壁２ｆに直接衝突することなく外側内壁２ａに沿って、底部壁２ｆから延び出し口３ａを通り出口管３へのスムーズな流れが確保される。

上述の通り、吸気は、特許文献１、２に記載のもののようにサージタンク２の下端に直接衝突することなく、その延び出し口３ａから出口管３にスムーズに流入させられ、流れを乱されることなく出口３ｂに向かわせられる。したがって、吸気の流れが乱されることがなく、吸気の流速が低下することがないので、吸気効率が向上する。

また、インテークマニホールド１００は、特許文献２、３に記載のもののようにコレクタと出口管間の角度や、出口管の曲げ角が、吸気の流れを阻害せず、吸気の流速を低下させることがないので、吸気効率が向上する。その上、コンパクトな形態でありながら、サージタンク２において吸気が膨張し、複数の出口管３に均等に流れ込む。

さらに、本実施の形態において、スロットルバルブ２０ａの開閉側が、吸気誘導面２ｈ側に位置している。アイドリング時、つまりスロットルバルブ２０ａが閉じられた状態で供給された吸気は、吸気誘導面２ｈに沿って反出口管側となる外側内壁２ａ側へ斜め下向きの方向成分を有して流れる。これによって、アイドリング時の吸気効率が向上する。

また、このような形態のインテークマニホールド１００は、図１、図２に示すようにサージタンク２の底部と各出口管３の延び出し口３ａから出口３ｂまでとを、図２に示す割線６で上下に２分割することにより、２分割したアッパー部材１１およびロア部材１２によって、容易に型成形できる。アッパー部材１１はロア部材１２に比べ形態が複雑になるが、図１に矢印で示すように概ね左右に開く成形型と、上下に開く成形型とによって型成形することができる。

また、本発明のインテークマニホールド１００は、上記のようにサージタンク２から延び出し口３ａに続く出口管３と、吸気の流れを乱さない形状を得るために、インテークマニホールド１００全体としての強度より、吸気の流れを優先して形成される。そこで、インテークマニホールド１００全体としての強度を確保するために、サージタンク２と出口管３の間に補強リブ３１と、縦向きリブ３２を形成している。また、これらのリブには、さらに強度を高めるために、梁状補強リブ３１ａおよび３２ａをアッパー部材１１側に成形する。

また、出口管３同士の間の強度を確保するためには、横向き補強リブ３３をロア部材１２側に形成する。これらの補強リブを形成しても、アッパー部材１１およびロア部材１２は、左右および上下に開く型によって、型成形することができる。

なお、本実施の形態のインテークマニホールド１００は、その材質を特に問うものではないが、図示例では樹脂製としてある。具体的には、ＰＡ６ＧＦ３０（ポリアミド６＋ガラス３０％入り）を採用している。これにより、必要な強度、耐熱性が得られる。

本発明は、コンパクト化に有利な屈曲形態を採用しながら、インテークマニホールドの構造を複雑化させることなく、吸気効率の向上を図るのに実用される。

１ 入り口
２ サージタンク
２ａ 外側内壁
２ｆ 底部壁
２ｇ 内側内壁
２ｈ 吸気誘導面
３ 出口管
３ａ 延び出し口
３ｂ 出口
３ｃ 上向き湾曲部
２０ スロットルボディ
２０ａ スロットルバルブ
１００ インテークマニホールド

Claims (2)

1. エンジン側部に配置されるスロットルボディが接続される入り口から吸気が供給されるサージタンクと、このサージタンクの底部からエンジン側に延び出し上向き湾曲部を経てサージタンクと対向するように立ち上がった複数の出口管とを備えた、エンジン側部に配置されるインテークマニホールドであって、
   入り口域の出口管側となる内側内壁に、スロットルバルブの開閉側からの吸気を受け入れ、反出口管側となる外側内壁側に誘導する吸気誘導面を形成し、前記出口管の延び出し口は前記サージタンクの前記吸気誘導面側に設けられたことを特徴とするインテークマニホールド。
2. スロットルバルブの開き側が、前記吸気誘導面側に位置す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。