JP5883304B2

JP5883304B2 - インテークマニホールド

Info

Publication number: JP5883304B2
Application number: JP2012024192A
Authority: JP
Inventors: 矢野　健二; 健二矢野
Original assignee: Roki Co Ltd
Current assignee: Roki Co Ltd
Priority date: 2012-02-07
Filing date: 2012-02-07
Publication date: 2016-03-15
Anticipated expiration: 2032-02-07
Also published as: CN103244318A; US8960147B2; CN103244318B; US20130199486A1; JP2013160177A; EP2626544A1

Description

本発明は、内燃機関に外気を導入するために搭載される合成樹脂製のインテークマニホールドに関する。

従来より、合成樹脂製のインテークマニホールドでは、吸気管に管補強用のリブを形成したものが知られている。また、吸気管に別部材を取り付けるためのボスを形成したものが知られている。これらのリブやボスの具体的な形状としては、リブやボスに加わる負荷によって吸気管が損傷することを防止するために種々の形状が知られている。

特開２０１１−１３２８１６号公報

特許文献１に記載されたインテークマニホールドは、複数の吸気管を備える樹脂製のインテークマニホールドであって、前記吸気管に軸方向に沿って延びる管補強用のリブと別部品取付用のボスとを連続状に形成したことを特徴としている。

このように特許文献１に記載されたインテークマニホールドは、吸気管に軸方向に沿って延びる管補強用のリブと別部品取付用のボスとを連続状に形成しているので、管補強用のリブによって吸気管を補強すると共に別部品取付用のボスを補強することができる。よって、別部品取付用のボスに加わる負荷による吸気管の破損を防止することができる。

上述した従来のインテークマニホールドの構成によると、例えば特許文献１に記載されたインテークマニホールドは、吸気管の軸方向に沿って延びる管補強用のリブを設けて吸気管の補強を行っているが、ポート部材やチャンバ部材などを相互に振動溶着によって溶着して一体化しているので、剛性の向上のみならず、ポート部材及びチャンバ部材の溶着面を確保する観点からも各部材を肉厚に形成する必要があり、インテークマニホールドの小型化又は軽量化を図ることが難しいといった問題があった。

また、吸気管は合成樹脂によって湾曲して形成されているので、振動溶着に荷重を加えることによって溶着面の反りが矯正されるが、反りの矯正を溶着面のみで行っているため、溶着面のシール性及び信頼性を確保するために、溶着面を大きく形成する必要があるといった問題もあった。

そこで、本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、インテークマニホールドの小型化又は軽量化に寄与し、溶着面のシール性及び溶着強度の向上を図ることができるインテークマニホールドを提供することを目的とする。

本発明に係るインテークマニホールドは、吐出口及びチャンバ室が形成されたチャンバ部材と、前記吐出口及び前記チャンバ室を連通するように湾曲して形成された通気通路を構成する吸気溝が形成されたポート部材と、前記チャンバ部材と前記ポート部材との溶着面と反対側から前記ポート部材を覆うカバー部材と、を溶着させて形成されたインテークマニホールドであって、前記吸気溝は、前記チャンバ部材と対向する第１の外壁を備え、前記第１の外壁は前記チャンバ部材に向かって前記第１の外壁から突出する第１の補強部を備え、前記第１の補強部は、前記吸気溝の延設方向に沿って延びて形成され、前記チャンバ部材は、前記ポート部材と対向する第２の外壁を備え、前記第２の外壁は、前記第２の外壁から突出すると共に前記第１の補強部に溶着される第２の補強部を備え、前記第１及び第２の補強部は、延設方向と交差する方向に延びる延長部を備えることを特徴とする。

また、本発明に係るインテークマニホールドにおいて、前記延長部は、少なくとも１つ形成されると好適である。

また、本発明に係るインテークマニホールドにおいて、前記延長部は前記補強部の両端部に形成され、断面略Ｈ状に形成されると好適である。

上記発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではなく、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた発明となり得る。

本発明に係るインテークマニホールドは、前記吸気溝の前記チャンバ部材と対向する外壁面には、前記ポート部材及び前記チャンバ部材の少なくとも一方から、他方に向かって突設するとともに、前記吸気溝の延設方向に沿って延びる補強部が形成され、前記補強部は、前記ポート部材及び前記チャンバ部材の他方の外壁面又は前記ポート部材及び前記チャンバ部材の他方から突設する補強部に溶着されるので、補強部によって溶着強度を向上させることができ、ポート部材及びチャンバ部材を薄肉に形成することができる。したがって、インテークマニホールドの小型化又は軽量化を図ることができる。

また、本発明に係るインテークマニホールドは、補強部は、延設方向と交差する方向に延びる延長部を備えているので、溶着強度を確保することができ、溶着面のシール性及び信頼性の向上を図ることができる。

また、本発明に係るインテークマニホールドは、延長部は、少なくとも１つ形成されているので、溶着面の強度確保とインテークマニホールドの軽量化の両立を図ることができる。

また、本発明に係るインテークマニホールドは、延長部は補強部の両端部に形成され、断面略Ｈ状に形成されているので、溶着面の強度確保を図ることができる。

本実施形態に係るインテークマニホールドの構造を説明するための分解図。本実施形態に係るインテークマニホールドのチャンバ部材の構造を説明するための斜視図。本実施形態に係るインテークマニホールドのポート部材の構造を説明するための斜視図。本実施形態に係るインテークマニホールドのチャンバ部材の構造を説明するための斜視図。本実施形態に係るインテークマニホールドの補強部の第１の変形例の構造を説明するための拡大図。本実施形態に係るインテークマニホールドの補強部の第２の変形例の構造を説明するための拡大図。本実施形態に係るインテークマニホールドの補強部の第３の変形例の構造を説明するための拡大図。

以下、本発明を実施するための好適な実施形態について、図面を用いて説明する。なお、以下の実施形態は、各請求項に係る発明を限定するものではなく、また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

図１は、本実施形態に係るインテークマニホールドの構造を説明するための分解図であり、図２は、本実施形態に係るインテークマニホールドのチャンバ部材の構造を説明するための斜視図であり、図３は、本実施形態に係るインテークマニホールドのポート部材の構造を説明するための斜視図であり、図４は、本実施形態に係るインテークマニホールドのチャンバ部材の構造を説明するための斜視図であり、図５は、本実施形態に係るインテークマニホールドの補強部の第１の変形例の構造を説明するための拡大図であり、図６は、本実施形態に係るインテークマニホールドの補強部の第２の変形例の構造を説明するための拡大図であり、図７は、本実施形態に係るインテークマニホールドの補強部の第３の変形例の構造を説明するための拡大図である。

図１に示すように、本実施形態に係るインテークマニホールド１は、吸気流体を導入する吸気口３２を備えたチャンバ室３１と、このチャンバ室３１に導入された吸気流体を内燃機関の各シリンダに分配する通気通路１２を備えている。本実施形態に係るインテークマニホールド１は、シリンダが直線状に４つ配列された所謂直列四気筒の内燃機関に用いられるインテークマニホールドについて説明を行うため、通気通路１２は内燃機関のシリンダと同数に四本形成されている。吸気口３２は、チャンバ室３１の端部に形成されたフランジ３４に開口して形成されており、インテークマニホールド１は、フランジ３４を介して図示しない吸気流体の制御を行うスロットルボディに取り付けられる。また、通気通路１２のチャンバ室３１と連続する一端の反対端は、図示しない内燃機関に取り付けられるフランジ３５が形成されている。

次に、図２を参照して本実施形態に係るインテークマニホールド１の構造について説明を行う。図２に示すように、本実施形態に係るインテークマニホールド１は、吸気溝２１が形成されたポート部材２０と、この吸気溝２１を閉塞して通気通路１２を形成するポートカバー１０と、チャンバ室３１が形成されると共に、内燃機関に吸気流体を導入するための吐出口３６が形成されたチャンバ部材３０とから構成されている。

ポート部材２０は、上側に溶着されるポートカバー１０と下側から溶着されるチャンバ部材３０とに挟まれるように配置され、ポートカバー１０，ポート部材２０及びチャンバ部材３０は、上からこの順に重ね合わせて溶着される。また、ポートカバー１０，ポート部材２０及びチャンバ部材３０は、ポリアミド系樹脂やポリプロピレン系樹脂等の熱可塑性の合成樹脂によって形成されており、各部材の溶着面に振動による摩擦熱を生じさせ、各部材を加圧治具やスライド治具によって加圧しつつ溶着させている。さらに、本実施形態に係るインテークマニホールド１は、通気通路１２の吐出口３６側において、ポートカバー１０，ポート部材２０及びチャンバ部材３０の溶着部が上下方向に重畳するように形成されている。

ポートカバー１０は、吸気溝２１の開口部を閉塞して通気通路１２の上面を構成するように閉塞部１３が形成されている。また、ポートカバー１０の外周縁には、ポート部材２０と溶着するためにフランジ状の溶着面が形成されている。

ポート部材２０は、上述したようにチャンバ室３１と吐出口３６を連通するように上側に湾曲した吸気溝２１が形成されている。また、吸気溝２１の外周縁には、ポートカバー１０と溶着するための溶着面が形成されており、ポート部材２０の下端の外周縁には、チ
ャンバ部材３０と溶着するための第１の溶着面２３が形成されている。

チャンバ部材３０は、チャンバ室３１に連続する吸気口３２と、通気通路１２と連続する吐出口３６が形成されている。吐出口３６は内燃機関の吸気ポートに連続するように取り付けられ吸気口３２から吸気したエアーは、吐出口３６を介して内燃機関に供給される。

次に図３及び４を参照して本実施形態に係るインテークマニホールド１のポート部材２０及びチャンバ部材３０の溶着面の説明を行う。図３に示すように、ポート部材２０の第１の溶着面２３は、チャンバ室３１の外縁部に形成された後述する第２の溶着面３９に溶着可能にチャンバ室３１の外縁部と略同一に形成されている。また、吸気溝２１のチャンバ部材３０と対向する外壁面２２には、チャンバ部材３０に向かって突出する第１の補強部４０ａが吸気溝２１の延設方向に沿って形成されている。

なお、吸気溝２１は、一端側がチャンバ部材３０の吐出口３６と連続する管路２４に接続されており、他端側はチャンバ室３１に開口する導入口２５が形成されている。導入口２５は、チャンバ室３１内の吸気流体を円滑に導入することができるように開口端に向けて拡径された所謂ファンネル形状に形成されている。

図４に示すように、チャンバ部材３０はチャンバ室３１の外縁部に沿って第２の溶着面３９が形成されている。また、ポート部材２０の吸気溝２１の外壁面２２と対向するように板部３７が形成されており、該板部３７には吐出口３６と連続する管路３８が立設して形成されており、該管路３８は、吸気溝２１の一端に形成された管路２４と対応するように形成されている。

また、板部３７からは管路３８と第２の溶着面３９を連絡するように吸気溝２１の延設方向に沿って延びる第２の補強部４０ｂが形成されている。第２の補強部４０ｂはポート部材２０とチャンバ部材３０を組み合わせて溶着した際に第１の補強部４０ａと当接して溶着されるように形成されている。

このように、ポート部材２０とチャンバ部材３０とは、第１の溶着面２３と第２の溶着面３９とが互いに溶着されることによってチャンバ室３１を形成すると共に、第１の補強部４０ａと第２の補強部４０ｂとが互いに溶着されるので、溶着強度を向上させることができる。

以上、説明した本実施形態に係るインテークマニホールド１は、第１の補強部４０ａ及び第２の補強部４０ｂが吸気溝２１の延設方向に沿って延びるように形成された場合について説明したが、補強部は、その延設方向と交差する方向に延びる延長部４１を更に形成しても構わない。

図５から７は、本実施形態に係るインテークマニホールド１の補強部の変形例を示した図である。図５から７に記載されているように、第１の補強部４０ａ及び第２の補強部４０ｂは、その延設方向と交差する方向に延びる延長部４１が形成されている。

延長部４１の数は求められる溶着強度に応じて適宜変更することができ、図５に示すようなＴ字状、図６に示すようなＨ字状、さらに、図７に示すような「王」字状に形成することができる。

このように、本実施形態に係るインテークマニホールド１は、従来、デットスペースとして有効に利用できなかった通気通路の内側に補強部を設けているので、ポート部材２０
とチャンバ部材３０の溶着強度を向上させることができるとともに、溶着強度の向上に伴って、ポート部材２０及びチャンバ部材３０を薄肉に形成することでインテークマニホールド１の小型化に寄与することが可能となる。

また、上述した本実施形態に係るインテークマニホールド１は、ポート部材２０及びチャンバ部材３０の双方から他方に向かってそれぞれ第１の補強部４０ａ，第２の補強部４０ｂを形成した場合について説明したが、ポート部材２０及びチャンバ部材３０のいずれか一方、例えばポート部材２０の吸気溝２１のチャンバ部材３０と対向する外壁面２２から、チャンバ部材３０に向かって突出する第１の補強部４０ａを形成し、チャンバ部材３０の板部３７等に当接させて溶着するように形成しても構わない。

また、上述した本実施形態に係るインテークマニホールド１では、直列四気筒の内燃機関に適用されるインテークマニホールドについて説明したが、内燃機関の形式はこれに限られず例えば、直列六気筒の内燃機関に適用するために、通気通路を６本形成しても構わない。このように、適用される内燃機関の形式に応じて通気通路の形状や数を適宜増減しても構わない。その様な変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれうることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

１インテークマニホールド，１０ポートカバー，１２通気通路，１３閉塞部，２０ポート部材，２１吸気溝，２２外壁面，２３第１の溶着面，２４管路，２５導入口，３０チャンバ部材，３１
チャンバ室，３２吸気口，３４，３５フランジ，３６吐出口，３７外壁面，３８管路，３９第２の溶着面，４０ａ第１の補強部，
４０ｂ第２の補強部，４１延長部。

Claims

吐出口及びチャンバ室が形成されたチャンバ部材と、
前記吐出口及び前記チャンバ室を連通するように湾曲して形成された通気通路を構成する吸気溝が形成されたポート部材と、
前記チャンバ部材と前記ポート部材との溶着面と反対側から前記ポート部材を覆うカバー部材と、を溶着させて形成されたインテークマニホールドであって、
前記吸気溝は、前記チャンバ部材と対向する第１の外壁を備え、前記第１の外壁は前記チャンバ部材に向かって前記第１の外壁から突出する第１の補強部を備え、
前記第１の補強部は、前記吸気溝の延設方向に沿って延びて形成され、
前記チャンバ部材は、前記ポート部材と対向する第２の外壁を備え、前記第２の外壁は、前記第２の外壁から突出すると共に前記第１の補強部に溶着される第２の補強部を備え、
前記第１及び第２の補強部は、延設方向と交差する方向に延びる延長部を備えることを特徴とするインテークマニホールド。
請求項１に記載のインテークマニホールドにおいて、
前記延長部は、少なくとも１つ形成されることを特徴とするインテークマニホールド。
請求項１又は２に記載のインテークマニホールドにおいて、
前記延長部は前記補強部の両端部に形成され、断面略Ｈ状に形成されることを特徴とするインテークマニホールド。