JP5791259B2 - 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、このサージタンクから延び出した複数の出口管とを備え、燃料タンクでの蒸発燃料のほか、燃料を含んで還流対象となるＥＧＲガス、ブローバイガスなどの二次添加ガスをインテークマニホールド内に吸入するための配管を接続する二次添加ガス用接続パイプを設けたインテークマニホールドに関する。

インテークマニホールドは、これら還流経路を複合して取り入れており、各気筒への均等な還流のために、サージタンクを始めとする各分岐管に共通な吸気通路に各還流系を接続している。例えば下記の特許文献１、２は、ＥＧＲガスとブローバイガスとの還流系を装備したインテークマニホールドを開示している。ＥＧＲガスのインテークマニホールド内への流入口は一般に、特許文献２が開示するように、ブローバイガスのインテークマニホールド内への流入口よりも上流側、つまりスロットルボディ側に設けられる。

特許文献１は、スロットルボディが接続される入口を持ったサージタンクの入口管に、二次添加ガス用接続パイプとしてのＥＧＲガス還流系と、ブローバイガス還流系とを接続している。因みにＥＧＲガスの流入口は、ブローバイガスの流入口よりも上流に位置している。

特許文献２は、二次添加ガス用接続パイプとしてのＥＧＲガス還流系と、ブローバイガス還流系とを、インテークマニホールドの上流側と下流側とに接続している。流入口が他より下流側となるブローバイガス還流系は、インテークマニホールドの内部に突出させた上で、その突出端部の総開口面積を直断面積よりも大きくしている。これにより、上流側に還流されるＥＧＲガス中の不純物が付着しても吸気流によって払い落しやすいし、少々堆積しても詰まりにくく、ブローバイガスの流入に支障をきたさない。

特開２００２−１０６４２９号公報 実開昭５８−３３７１３号公報

ところで、二次添加ガス還流系、例えばブローバイガス還流系の流入口をＥＧＲガスの流入口の下流とする関係を、インテークマニホールドの小型化上各出口管に共通なサージタンクにおいて満足するには、サージタンクからエンジン側に出口管が延び出す底部の近傍に位置する傾向が強くなる。一方、サージタンクに供給された吸気エアは、サージタンク内で膨張しながらサージタンクの底部に向かって流れ、各出口管へと流入する。

この際吸気は前記膨張のため、底部に近くなるほど飽和蒸気圧が低下する上、サージタンク内面に接触して随伴している水やオイルが結露しやすい。この結露域よりも下流側に設けられたブローバイガス還流系などの流入口には、サージタンクの内面に結露して下流や下方に伝う水やオイルが入り込むことがある。このような水やオイルの浸入は、流入口がサージタンクの内面に平面的に開口している場合に起こりやすく、インテークマニホールドが大気圧やそれ以上に過給されるフルスロットル側運転時には、インテークマニホールドの内圧によって、流入口に水やオイルが押し込まれることがある。

流入口に入り込んだ水やオイルは還流対象源にまで達することもあり、従ってブローバイガス還流系では、ヘッドカバーに異物が混入する恐れがある。また、流入口に入り込んだ水やオイルは、低温下で放置されると凍結のおそれがある。

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、ブローバイガス還流系の流入口がサージタンクの入口管内面に平面的に開口しているため、水やオイルを吸い込む恐れがある。しかし、これを防止する手段は講じられていない。また、共通吸気通路の平面壁から還流系を接続する接続パイプを突設しているため、樹脂製のインテークマニホールドでは特に、応力が集中しやすい突出基部の強度が不足する恐れがある。

特許文献２が開示するインテークマニホールドの吸気系内に突出している還流系の接続パイプにあっては、内面を伝う水やオイルが吸い込まれる恐れは低い。しかし、接続パイプの吸気系壁貫通部でのロウ付け等が必要でコスト高になる。また、インテークマニホールド内に突出した接続パイプは、インテークマニホールド内部の吸気の流れを乱す恐れがある。

本発明は、このような問題に鑑み、水やオイルが二次添加ガス用接続パイプに吸い込まれることを防止すると共に、サージタンクの、二次添加ガス系を接続するパイプのサージタンクからの突出基部の強度を向上させた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、スロットルボディが接続される入り口を通じて吸気エアが供給されるサージタンクと、このサージタンクから延び出した複数の出口管とを備え、サージタンクの側部壁の下流側寄りに二次添加ガス用接続パイプを設けた樹脂製インテークマニホールドにおいて、サージタンク内面の二次添加ガス用接続パイプの開口の上流側に、上流側からの吸気エアを前記開口から離れて通過させて、吸気エアに随伴する水、オイルが二次添加ガス用接続パイプに入り込むのを防止する張り出し部と、張り出し部の先端に前記開口を覆わないように下向きの水切りリブとを形成したことを特徴としている。

このような構成では、サージタンク内で膨張しながらサージタンクに接続された出口管に向かって流れる吸気エアは、二次添加ガス用接続パイプの開口に向かう気流域では、開口の上部にある張り出し部に案内または邪魔されて、上記開口から離れた位置を通過する。従って、吸気エアに随伴する水、オイルはもとより、吸気エアの膨張によって、サージタンク内面に結露した水やオイルがあっても、張り出し部下端からサージタンクに接続された出口管に向けて開口から離れた位置を滴下するので、二次添加ガス用接続パイプに入り込むことが防止される。

上記において、さらに、張り出し部は、サージタンク外面の凹形状をなして形成され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、サージタンク外面に凹形状をなす張り出し部が作るボックス形態によって面剛性が向上し、サージタンクの接続パイプの突設部分が補強される。接続パイプの突設部分の面剛性の向上に伴い、二次添加ガス用接続パイプが折れにくくなる。

本発明のインテークマニホールドによれば、吸気エアに随伴する水、オイルが二次添加ガス用接続パイプに入り込むことが防止され、ヘッドカバーへの異物混入が防止される。凹部は、二次添加ガス用接続パイプの開口から離れる側に向けてサージタンク内面を張り出させることで形成されるので、成形や構造を複雑化することはなく低コストである。

また、凹部は、水、オイルの侵入を防止したい特定の二次添加ガス用ホースを組付ける際の位置決め基準としても利用できる。また、パイプを側部壁に設けることで、衝突時にパイプが周辺部品に突き刺さり、ガス漏れ等が発生するおそれがない。

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のアッパー部材のサージタンクの側方視図。 図２の線分Ａ−Ａにおける断面図。

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３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、スロットルボディ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から延び出した複数の出口管３とを備えている。特に、サージタンク２には、図示しない燃料タンクでの蒸発燃料、燃料を含むＥＧＲガス、ブローバイガスなどの少なくとも１つを還流対象である二次添加ガスとして、図示しないエンジンの吸気側に放出して燃焼させパージなどするための、図示しない二次添加用配管を接続する二次添加用パイプ４および二次添加ガス用接続パイプ１４を設けている。図２に示すように、二次添加ガス用接続パイプ１４は、サージタンク２の側部壁の下流側寄りに設けられている。

なお、本明細書中でサージタンクの側周壁とは、サージタンクに流入する吸気の流れに略直角方向に存在するサージタンクの外壁を言う。また、サージタンク入り口から出口管へ向かう吸気の流れを平面視できる視点方向を「サージタンクの側方」と呼び、サージタンクの側方にある側周壁を「側部壁」と呼ぶ。サージタンクの側方とは、本明細書では、例えば図２を見る視点の方向をいう。さらに、サージタンクに接続された出口管に対向する側周壁を「背部壁」と呼ぶ。

また、本明細書を通じて、「上流側」および「下流側」は、吸気の流れに沿った流れ方向で、サージタンクの入り口に近い方を上流側とよび、サージタンクに接続された出口管に近い方を下流側と呼ぶ。

二次添加用パイプ４、二次添加ガス用接続パイプ１４は、サージタンク２から突出させて設けることにより二次添加用配管の接続が容易になる。また二次添加用パイプ４、二次添加ガス用接続パイプ１４がサージタンク２内に単独に突出しないことによって、サージタンク２内での吸気の流れを乱さず入り口１を通じた各出口管３への吸気が図れる。この吸気を制御するのにスロットルボディ内にスロットルバルブが設けられ、所定の範囲で開閉される。因みにアイドリング時にスロットルバルブは閉じられ、最小限の吸気が図られる。

二次添加用配管をサージタンク２の側方から接続するには、各気筒への二次添加ガスの添加量、放出量のばらつき、空燃比のばらつきを防ぐために、二次添加用パイプ４および二次添加ガス用接続パイプ１４がサージタンク２内に開口するそれぞれの開口が、サージタンク２の各出口管３の延び出し口３ａの配列域に対し極端に片寄らないようにする必要がある。

これに対応するために、本実施の形態のインテークマニホールド１００は、二次添加用パイプ４および二次添加ガス用接続パイプ１４を、サージタンク２の反出口管側、反エンジン側となる背部壁２ａに沿ってサージタンク２の側方、つまり各出口管３の配列方向、図示しないエンジンの気筒の配列方向、に突出させている。

このように、二次添加用パイプ４および二次添加ガス用接続パイプ１４がサージタンク２からサージタンク２の側方に突出していることにより、図示しない二次添加用配管をサージタンク２の側方から接続することができる。また、二次添加用パイプ４および二次添加ガス用接続パイプ１４の突出がサージタンク２における背部壁２ａに沿った側方への突出であることにより、インテークマニホールド１００のサージタンク２からエンジン方向へのパイプ長さのかさ張りは勿論、サージタンク２内の吸気の流れを乱すほどの内部突出も生じない。

図３は、インテークマニホールド１００のサージタンク２における二次添加ガス用接続パイプ１４の突設部分の縦断面図である。この縦断面図は、サージタンク２の上流側から下流側に切断した断面である。より具体的にはサージタンク２の側方視である図２のＡ−Ａ断面である。

サージタンク２の側部壁４０は、図３に示すように、ほぼ平面状に延びる側壁４０ａを備えると共に、二次添加ガス用接続パイプ１４の開口１４ａの上流側に、サージタンク２の内部に向けて突出する張り出し部４０ｂが形成されている。側壁４０ａと張り出し部４０ｂとで、サージタンク２の外面においてボックス形態をなす凹部４０ｄが形成される。張り出し部４０ｂの、サージタンク２の内部に向かう先端には、下向きの水切りリブ４０ｃが形成されている。

入り口１から供給された吸気エアは、サージタンク２内で膨張しながらサージタンク２に接続された出口管３に向かって流れる。吸気エアはサージタンク２の、側壁４０ａに沿って流れ、上記張り出し部４０ｂに案内または邪魔されて、二次添加ガス用接続パイプ１４の開口１４ａから離れた位置を通過する。吸気エアに随伴する水、オイルはもとより、吸気エアの膨張によって側壁４０ａ内面に結露した水やオイルがあっても、張り出し部４０ｂの下端から、二次添加ガス用接続パイプ１４の開口１４ａから離れた位置でサージタンク２の下流側に向けて滴下する。従って、水やオイルが二次添加ガス用接続パイプ１４に入り込むことが防止される。

また、張り出し部４０ｂの先端に下向きの水切りリブ４０ｃを形成したため、水やオイルは、その粘度・表面張力に関わらず、開口１４ａ側に回り込むことを阻止されて、サージタンク２の下流側に向けて確実に滴下するので、二次添加ガス用接続パイプ１４への侵入が確実に防止される。

なお、上記のように結露した水やオイルを、二次添加ガス用接続パイプ１４の開口１４ａに入り込まないように滴下させるためには、滴下する方向に開口１４ａが配置されないように、インテークマニホールド１００を重力方向に対して配置しなければならないのは言うまでもない。

上述の通り、吸気エアを案内する側壁４０ａと張り出し部４０ｂとは、サージタンク２の外面においてボックス形態の凹部４０ｄを形成する。これにより、サージタンク２外面の、二次添加ガス用接続パイプ１４を突設した部分が補強される。二次添加ガス用接続パイプ１４を設けた部分の面剛性の向上に併せ、二次添加ガス用接続パイプ１４の突出基部まわりにサージタンク２の側部壁４０の外面から立ち上がった補強リブ３４は、凹部４０ｄで補強された面域において、二次添加ガス用接続パイプ１４の突出基部を有効に補強する。従って、二次添加ガス用接続パイプ１４が周辺壁の歪みを伴い傾いたり、折れたりしにくくなる。

なお、このような二次添加ガス用接続パイプ１４の水・オイル侵入防止構造、補強構造は、他の位置の同様の接続パイプにも有効なのは勿論である。しかし、水・オイルの侵入は、吸気の膨張により飽和蒸気圧が低下しやすい、サージタンク２の延び出し口３ａの配列域両側に対応する、サージタンク２の両側部壁４０において特に問題となる。したがって、サージタンク２内で吸気が膨張し飽和蒸気圧が低下する付近、すなわちサージタンク２の側部壁４０の下流側寄りに本発明の張り出し部４０ｂを備えた二次添加ガス用接続パイプ１４を形成するのが好適である。

凹部４０ｄは、サージタンク２の側部壁４０を二次添加ガス用接続パイプ１４の開口１４ａから離れる側に向けてサージタンク２の内面を張り出させるのと同時に形成されるので、成形や構造を複雑化することはなく低コストである。また凹部４０ｄは、二次添加ガス用接続パイプ１４を組付ける際の位置決め基準としても利用できる。

また、二次添加ガス用接続パイプ１４がその開口１４ａにて図１、図３に示すようにサージタンク２内に開口するのに、各出口管３の延び出し口３ａの配列域に対しサージタンク２の背部壁２ａで延び出し口３ａの配列方向における好適位置を選択できる。

これにより、二次添加ガス用接続パイプ１４の開口１４ａが、背部壁２ａにおける延び出し口３ａの配列方向における均等な二次添加に有利な位置に開口してサージタンク２を挟んで各出口管３の延び出し口３ａに対向する。そのため、二次添加ガスを広いサージタンク２内にいち早く十分に拡散させながら各出口管３の延び出し口３ａに均等に配分することができ、各気筒での二次添加ガスの放出量、空燃比を均等化することができる。従って、気筒間での空燃比のばらつきに起因する排気エミッションの悪化やサージ等による走行性の悪化が解消される。

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の出口管３側の端部と各出口管３の延び出し口３ａから出口３ｂまでとを、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の双方を型成形しやすくなる。アッパー部材１１はロア部材１２に比し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。

このような型成形において、サージタンク２の側方に突出して設ける二次添加ガス用接続パイプ１４は、左右の型の開き方向に向いて開口しているので、左右に開く型による成形によって難なく型成形される。このことは、サージタンク２の二次添加ガス用接続パイプ１４と同じ側に突出させた図１に示すブレーキパイプ１３及び、反対側に突出させた図１に示す二次添加用パイプ４も同様である。

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、水やオイルが二次添加ガス用接続パイプに吸い込まれることを防止すると共に、サージタンクの、二次添加ガス用接続パイプの接続箇所の強度を向上させるのに実用される。

１ 入り口
２ サージタンク
２ａ 背部壁
３ 出口管
３ａ 延び出し口
３ｂ 出口
４ 二次添加用パイプ
１４ 二次添加ガス用接続パイプ
１４ａ 開口
４０ 側部壁
４０ａ 側壁
４０ｂ 張り出し部
４０ｃ 水切りリブ
４０ｄ 凹部
１００ インテークマニホールド

Claims (2)

1. スロットルボディが接続される入り口を通じて吸気エアが供給されるサージタンクと、このサージタンクから延び出した複数の出口管とを備え、サージタンクの側部壁の下流側寄りに二次添加ガス用接続パイプを設けた樹脂製インテークマニホールドにおいて、
   サージタンク内面の二次添加ガス用接続パイプの開口の上流側に、上流側からの吸気エアを前記開口から離れる側に案内し吸気エアに随伴する水、オイルが二次添加ガス用接続パイプに入り込むのを防止する張り出し部と、張り出し部の先端に前記開口を覆わないように下向きの水切りリブとを形成したことを特徴とする樹脂製インテークマニホールド。
2. 張り出し部は、サージタンク外面の凹形状をなして形成されている請求項１に記載の樹脂製インテークマニホールド。