JP6166978B2

JP6166978B2 - 内燃機関用吸気マニホールド

Info

Publication number: JP6166978B2
Application number: JP2013156874A
Authority: JP
Inventors: 高橋　健二; 健二高橋; 尭尚夏目; 喜路久岡田; 征広山田; 達也森本
Original assignee: Honda Motor Co Ltd; Keihin Corp
Current assignee: Honda Motor Co Ltd; Keihin Corp
Priority date: 2013-07-29
Filing date: 2013-07-29
Publication date: 2017-07-19
Anticipated expiration: 2033-07-29
Also published as: JP2015025437A

Description

本発明は、内燃機関に対して空気を供給するための分岐管を有した内燃機関用吸気マニホールドに関する。

従来から、自動車等の多気筒エンジンでは、シリンダヘッドの吸気ポートと吸入空気量を調整するスロットルボディとの間に内燃機関用吸気マニホールドが設けられ、前記内燃機関用吸気マニホールドに吸入された吸入空気を複数の分岐管によって分流させ各吸気ポートへと配分している。このような吸気マニホールドには、複数の分岐管が出口フランジ部を介してシリンダヘッドへと固定されると共に、該分岐管の延在方向と直交するように設けられたフランジ部にスロットルボディが設けられている。そして、スロットルボディの絞り弁を回動させ、内部を通過する空気の流量を調整した後、複数の分岐管を通じて各吸気ポートへとそれぞれ供給している。

一般的に、上述したようなスロットルボディは、絞り弁を駆動させるためのモータを有しているため比較的重量が大きく、一方、吸気マニホールドは樹脂製材料から形成されているため、例えば、内燃機関からの振動が吸気マニホールドへと伝達された際、重量物であるスロットルボディの装着されたフランジ部が揺動し、それに伴って、該フランジ部近傍に変形が生じることで疲労が発生して耐久性が低下してしまうことがある。

このような変形に起因した耐久性の低下を防止するために、特許文献１に開示された吸気マニホールドでは、内燃機関のシリンダヘッドと吸気マニホールドのサージタンクとを接続するように２枚の支持板を設けると共に、フランジ部と前記シリンダヘッドとを別の補強板で接続することで、前記サージタンク及びフランジ部の振動によるねじれを抑制する構成としている。

特開平９−２０３３５８号公報

しかしながら、上述した特許文献１に係る吸気マニホールドでは、支持板や補強板を設けることで部品点数が増加し、それに伴って、重量の増加を招くことと共に組付工数が増加してしまうという問題がある。

本発明は、前記の課題を考慮してなされたものであり、部品点数及び重量の増加を招くことなく、吸気通路の変形を抑制して耐久性の向上を図ることが可能な内燃機関用吸気マニホールドを提供することを目的とする。

前記の目的を達成するために、本発明は、複数の分岐管と、分岐管の一端部がそれぞれ接続されるサージタンクと、サージタンクに接続されスロットルボディから送出される空気の導入される吸気通路と、分岐管を内燃機関のシリンダヘッドに取付けるための取付フランジと、吸気通路の端部に設けられスロットルボディの締結される第１フランジとを有した樹脂製材料から形成される内燃機関用吸気マニホールドにおいて、
第１フランジにおけるスロットルボディの取付面と略直交する取付面を有し、吸気通路と一体的に形成され内燃機関のシリンダヘッドに固定される第２フランジと、
を有し、
第２フランジは、排気ガスを供給する吸入接続部のフランジであり、
さらに、第１フランジと第２フランジとを接続し、第１及び第２フランジと一体的に形成される補強手段と、
を備えることを特徴とする。

本発明によれば、樹脂製材料から形成された内燃機関用吸気マニホールドにおいて、吸気通路の端部に形成されスロットルボディの締結される第１フランジと、第１フランジにおけるスロットルボディの取付面と略直交する取付面を有した第２フランジとを備え、第２フランジが内燃機関のシリンダヘッドに固定されると共に、第１フランジとの間に設けられた補強手段によって一体的に接続される。

従って、補強手段によって第２フランジと接続することで、スロットルボディの締結される第１フランジの剛性を向上させることができるため、内燃機関の振動によって重量物であるスロットルボディが揺動してしまうことが防止されると共に、揺動に起因した第１フランジ及び第１フランジに接続された吸気通路の変形が防止される。その結果、吸気通路のねじれが防止され変形に伴う疲労を低減できるため、樹脂製材料からなる吸気マニホールドの耐久性向上を図ることができる。また、従来技術に係る吸気マニホールドのように、変形を防止するための支持板や補強板を設ける必要がないため、支持板等を設けた場合に懸念される部品点数の増加に起因した重量の増加や組み付け工数の増加を招くことなく耐久性の向上を図ることが可能となる。

さらに、補強手段は、第１フランジから第２フランジに向かって延在し、第１フランジと第２フランジとを互いに接合する連結リブとすることにより、吸気通路と一体的に形成された連結リブによって第１フランジと第２フランジとを確実に接続し、第１フランジの変形を防止することが可能となる。

さらにまた、第１フランジには、スロットルボディを取り付けるための締結部を複数設け、連結リブを、締結部から第２フランジに向かって延在させることにより、連結リブを第１フランジにおける締結部以外に接続する場合と比較し、スロットルボディの揺動をより一層抑制することが可能となる。

またさらに、連結リブを複数設け、第１フランジの取付面と第２フランジの取付面の両方に交わる平板状に形成し、且つ、連結リブ同士を互いに平行に設けることにより、複数の連結リブが協同して第２フランジに装着されたスロットルボディの揺動を抑制できるため、単一の連結リブを設ける場合と比較し、より一層揺動を低減して吸気マニホールドの変形並びに耐久性の低下を防止できる。

また、連結リブは、延在方向に沿って徐々に幅寸法が変化するように形成するとよい。

本発明によれば、以下の効果が得られる。

すなわち、吸気通路の端部に設けられスロットルボディの締結される第１フランジの取付面と略直交するように第２フランジが設けられ、第２フランジが内燃機関のシリンダヘッドに固定されると共に、第１フランジとの間に設けられた補強手段によって一体的に接続されることにより、第１フランジの剛性を向上させることができるため、内燃機関の振動によって重量物であるスロットルボディが揺動してしまうことが防止され、第１フランジ及び第１フランジに接続された吸気通路の変形が防止される。その結果、吸気通路のねじれを防止して変形に伴う疲労が低減されるため、樹脂製材料からなる吸気マニホールドの耐久性向上を図ることができる。また、従来技術に係る吸気マニホールドのように、変形を防止するための支持板や補強板を設ける必要がないため、支持板等を設けた場合に懸念される部品点数の増加に起因した重量の増加や組み付け工数の増加を招くことなく好適である。

本発明の実施の形態に係る内燃機関用吸気マニホールドの全体平面図である。図１の内燃機関用吸気マニホールドにおける第１及び第２吸入接続部近傍を示す拡大斜視図である。図２の第１及び第２吸入接続部近傍を示す拡大平面図である。図１の第１吸入接続部を構成するフランジ部の正面図である。

本発明に係る内燃機関用吸気マニホールドについて好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。図１において、参照符号１０は、本発明の実施の形態に係る内燃機関用吸気マニホールドを示す。

この内燃機関用吸気マニホールド１０（以下、吸気マニホールド１０という）は、車両等に搭載される、例えば、４つのシリンダ室を有する４気筒の内燃機関に用いられる。

この吸気マニホールド１０は、図１に示されるように、例えば、熱可塑性樹脂から形成され、複数の分岐管１２と、該分岐管１２の一端部がそれぞれ接続されるサージタンク１４と、前記サージタンク１４の略中央部に接続される導入管１６と、該導入管１６の一端部に設けられる第１吸入接続部１８と、前記第１吸入接続部１８と前記サージタンク１４との間に設けられ排気ガスを供給する第２吸入接続部２０と、前記第１吸入接続部１８と前記第２吸入接続部２０との間に設けられる補強手段２２とを含む。

分岐管１２は、サージタンク１４の長手方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に所定幅で形成され、前記サージタンク１４に接続される一端部から内燃機関のシリンダヘッドに接続する他端部に向かって断面湾曲形状に形成される。この分岐管１２は、その一端部がサージタンク１４に接続され、その延在方向に沿って複数の分岐通路が内部に形成されると共に、他端部には、図示しない内燃機関のシリンダヘッドに取り付けられる取付フランジ２４が形成される。

取付フランジ２４には、サージタンク１４の長手方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に沿って一体的に形成され、その端面には各分岐通路と連通した導出ポート２６がそれぞれ形成される。また、取付フランジ２４には、導出ポート２６の外側及び隣接する導出ポート２６の間にそれぞれ締結孔２８が形成され、該締結孔２８に挿通されたボルトが図示しないシリンダヘッドに螺合されることで取付フランジ２４を介して分岐管１２の他端部が固定される。なお、複数の分岐管１２は、サージタンク１４の長手方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に沿って互いに等間隔離間して形成される。

第１吸入接続部１８は、サージタンク１４の側方、すなわち、前記サージタンク１４の長手方向に沿った一端部側（矢印Ａ方向）に設けられ、例えば、図２及び図４に示されるように、略矩形状に形成されスロットルボディ３０と接続される第１フランジ部（第１フランジ）３２を有する。この第１フランジ部３２は、例えば、所定厚さを有したプレート状で、サージタンク１４の長手方向と直交するように形成され、複数の締結ボルト（図示せず）を介してスロットルボディ３０が装着される。

また、第１フランジ部３２の中央部には、スロットルボディ３０の装着される第１取付面３４に断面円形状の第１吸気口３６が開口し、前記第１フランジ部３２の厚さ方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に沿って貫通し、サージタンク１４に接続された導入管１６と前記第１吸気口３６とが連通すると共に、図４に示されるように、該第１フランジ部３２の四隅には、断面矩形状で外方向に突出した４つの第１〜第４ナット収納部（締結部）３８、４０、４２、４４が形成され、その内部にはナット部材４６がそれぞれ設けられる。このナット部材４６は、樹脂製材料から形成された吸気マニホールド１０より剛性の高い材料、例えば、金属製材料から形成される。

そして、第１フランジ部３２には、その第１取付面３４にスロットルボディ３０のハウジング（図示せず）を当接させた状態で、該ハウジングに挿通された４本の締結ボルトがそれぞれナット部材４６に対して螺合されることで前記スロットルボディ３０が固定される。なお、このスロットルボディ３０は、金属製材料から形成されたハウジングの内部に回動自在なスロットル弁を有している。

そして、図示しない吸気ダクトから取り込まれた外気又は内気がスロットルボディ３０のハウジング内を通過する際、スロットル弁によってその流量が調整された後、吸気マニホールド１０における第１フランジ部３２の第１吸気口３６から導入管１６を通じてサージタンク１４へと供給され、複数の分岐管１２へとそれぞれ分配される。

第２吸入接続部２０は、図１〜図３に示されるように、第１吸入接続部１８とサージタンク１４との間に配置され、且つ、前記第１吸入接続部１８と略直交するように設けられた第２フランジ部（第２フランジ）４８を有する。この第２フランジ部４８は、例えば、取付フランジ２４と略平行に形成され、その中央部に第２吸気口５０が開口した断面略菱形状に形成されると共に、その両端部となる第１及び第２取付部４８ａ、４８ｂの孔部に挿通されたボルトによってシリンダヘッドへと固定される。すなわち、第２吸入接続部２０は、取付フランジ２４と隣接し、共にシリンダヘッドへと固定される。

そして、第２吸気口５０は、第１吸気口３６とサージタンク１４とを接続する導入管１６の途中に接続される。

また、第２フランジ部４８は、その第２取付面５２がシリンダヘッドに固定されることで、第２吸気口５０がＥＧＲ供給通路（図示せず）に接続され連通する。そして、第２吸入接続部２０における第２フランジ部４８がＥＧＲ供給通路に接続されることで、内燃機関で排気された排気ガスが第２吸気口５０へと供給され、導入管１６を通じて空気と共にサージタンク１４へと導入される。

一方、第１吸入接続部１８と第２吸入接続部２０との間には、スロットルボディ３０の装着された第１フランジ部３２の揺動を抑制する補強手段２２が設けられ、前記補強手段２２は、第１フランジ部３２と第２フランジ部４８とを接続する第１〜第３連結リブ５４ａ、５４ｂ、５６、５８からなる。この第１〜第３連結リブ５４ａ、５４ｂ、５６、５８は、サージタンク１４及び取付フランジ２４の長手方向（矢印Ａ、Ｂ方向）と略平行に形成され、一定厚さで形成された板状に形成される。また、第１〜第３連結リブ５４ａ、５４ｂ、５６、５８は、第１及び第２フランジ部３２、４８を含む吸気マニホールド１０と樹脂製材料によって一体成形されている。

第１連結リブ５４ａ、５４ｂは、互いに所定間隔離間して一組設けられ、その一端部が第２吸気口５０と略一直線状に配置された第１ナット収納部３８の端部に接続され、他端部が第２フランジ部４８に接続されている。そして、第１連結リブ５４ａ、５４ｂは、図２に示されるように、第２フランジ部４８の第２取付面５２と平行な方向（矢印Ｃ方向）から見て、第１フランジ部３２から第２フランジ部４８に向かって徐々に幅狭状となるように形成される。

第２連結リブ５６は、第１連結リブ５４ａ、５４ｂと略平行に形成され、該第１連結リブ５４ａ、５４ｂに対してサージタンク１４側となる位置に設けられ、その一端部が第１フランジ部３２における第２ナット収納部４０の背面側に接続され、他端部が第２フランジ部４８の第１取付部４８ａ近傍に接続される。そして、第２連結リブ５６は、図２に示されるように、第２フランジ部４８の第２取付面５２と平行な方向（矢印Ｃ方向）から見て、第１フランジ部３２から第２フランジ部４８に向かって徐々に拡幅するように形成される。

第３連結リブ５８は、第１及び第２連結リブ５４ａ、５４ｂ、５６と略平行に形成され、該第１連結リブ５４ａ、５４ｂに対して取付フランジ２４側となる位置に設けられ、その一端部が第１フランジ部３２における第３ナット収納部４２の背面側に接続され、他端部が第２フランジ部４８の第２取付部４８ｂ近傍に接続される。そして、第３連結リブ５８は、図２に示されるように、第２フランジ部４８の第２取付面５２と平行な方向（矢印Ｃ方向）から見て、第１フランジ部３２から第２フランジ部４８に向かって徐々に拡幅するように形成される。

すなわち、第１〜第３連結リブ５４ａ、５４ｂ、５６、５８は、互いに所定間隔離間して平行に設けられ、第１フランジ部３２における第１〜第３ナット収納部３８、４０、４２と第２フランジ部４８とを接続しているため、前記第１フランジ部３２と前記第２フランジ部４８との間における剛性が前記第１〜第３連結リブ５４ａ、５４ｂ、５６、５８によって向上する。

上述した実施の形態では、補強手段２２が、４枚の第１〜第３連結リブ５４ａ、５４ｂ、５６、５８から構成される場合について説明したが、これに限定されるものではなく、第１フランジ部３２における第１〜第４ナット収納部３８、４０、４２、４４と第２フランジ部４８とを接続するものであれば、４枚以上から構成されるようにしてもよい。

以上のように、本実施の形態では、吸気マニホールド１０において、スロットルボディ３０の装着される第１吸入接続部１８と、シリンダヘッドに締結されＥＧＲ供給通路に接続される第２吸入接続部２０との間に補強手段２２を設け、前記補強手段２２を、樹脂製材料から一定的に形成され、第１フランジ部３２における第１〜第３ナット収納部３８、４０、４２と第２フランジ部４８とを接続する第１〜第３連結リブ５４ａ、５４ｂ、５６、５８から構成している。

これにより、第１フランジ部３２を、内燃機関のシリンダヘッドに締結された第２フランジ部４８に対して第１〜第３連結リブ５４ａ、５４ｂ、５６、５８によって一体的に接続することで、該第１フランジ部３２の剛性を向上させることができる。

その結果、内燃機関からの振動によって重量物であるスロットルボディ３０が揺動してしまうことが防止されると共に、該揺動に起因した第１フランジ部３２及び該第１フランジ部３２に接続された導入管１６の変形が防止される。その結果、導入管１６における吸気通路のねじれが防止され、その疲労を低減できるため、樹脂製材料からなる吸気マニホールド１０の耐久性向上を図ることができる。

また、吸気マニホールド１０に対して変形を防止する支持板や補強板を設ける必要がないため、該支持板等を新たに追加した場合に懸念される部品点数の増加に起因した重量の増加や組み付け工数の増加を招くことがなく好適である。

さらに、第１〜第３連結リブ５４ａ、５４ｂ、５６、５８は、第１フランジ部３２においてスロットルボディ３０の締結されるナット部材４６の収納される第１〜第３ナット収納部３８、４０、４２と第２フランジ部４８とをそれぞれ接続しているため、前記第１フランジ部３２の締結部以外と接続される場合と比較し、より強固に第１フランジ部３２と第２フランジ部４８とを接続することができ、前記スロットルボディ３０の揺動をより一層抑制することが可能となる。

さらにまた、第１〜第３連結リブ５４ａ、５４ｂ、５６、５８は、平板状に形成され、且つ、互いに略平行となるように形成されているため、前記第１〜第３連結リブ５４ａ、５４ｂ、５６、５８が協同して第２フランジ部４８に装着されたスロットルボディ３０の揺動を抑制できるため、単一の連結リブを設ける場合と比較し、より一層揺動を低減して吸気マニホールドの変形並びに耐久性の低下を防止できる。

また、上述した本実施の形態に係る吸気マニホールド１０では、第２フランジ部４８がシリンダヘッドに直接固定される場合について説明しているが、これに限定されるものではなく、例えば、パイプ等の別部材を介して前記シリンダヘッドに間接的に接続されるようにしてもよい。

なお、本発明に係る内燃機関用吸気マニホールドは、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。

１０…内燃機関用吸気マニホールド１２…分岐管
１４…サージタンク１６…導入管
１８…第１吸入接続部２０…第２吸入接続部
２２…補強手段２４…取付フランジ
３０…スロットルボディ３２…第１フランジ部
３４…第１取付面４６…ナット部材
４８…第２フランジ部５２…第２取付面
５４ａ、５４ｂ…第１連結リブ５６…第２連結リブ
５８…第３連結リブ

Claims

複数の分岐管と、該分岐管の一端部がそれぞれ接続されるサージタンクと、前記サージタンクに接続されスロットルボディから送出される空気の導入される吸気通路と、前記分岐管を内燃機関のシリンダヘッドに取付けるための取付フランジと、前記吸気通路の端部に設けられ前記スロットルボディの締結される第１フランジとを有した樹脂製材料から形成される内燃機関用吸気マニホールドにおいて、
前記第１フランジにおける前記スロットルボディの取付面と略直交する取付面を有し、前記吸気通路と一体的に形成され内燃機関のシリンダヘッドに固定される第２フランジと、
を有し、
前記第２フランジは、排気ガスを供給する吸入接続部のフランジであり、
さらに、前記第１フランジと前記第２フランジとを接続し、前記第１及び第２フランジと一体的に形成される補強手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関用吸気マニホールド。
請求項１記載の内燃機関用吸気マニホールドにおいて、
前記補強手段は、前記第１フランジから前記第２フランジに向かって延在し、該第１フランジと前記第２フランジとを互いに接合する連結リブであることを特徴とする内燃機関用吸気マニホールド。
請求項２記載の内燃機関用吸気マニホールドにおいて、
前記第１フランジには、前記スロットルボディを取り付けるための締結部が複数設けられ、前記連結リブは、前記締結部から前記第２フランジに向かって延在することを特徴とする内燃機関用吸気マニホールド。
請求項２又は３記載の内燃機関用吸気マニホールドにおいて、
前記連結リブは複数設けられ、前記第１フランジの取付面と前記第２フランジの取付面の両方に交わる平板状に形成され、且つ、前記連結リブ同士が互いに平行に設けられることを特徴とする内燃機関用吸気マニホールド。
請求項２〜４のいずれか１項に記載の内燃機関用吸気マニホールドにおいて、
前記連結リブは、延在方向に沿って徐々に幅寸法が変化するように形成されることを特徴とする内燃機関用吸気マニホールド。
請求項４記載の内燃機関用吸気マニホールドにおいて、
前記連結リブは第１及び第２リブから構成され、前記第１リブ及び前記第２リブがそれぞれ前記第１フランジ及び第２フランジの取付面に対して直交すると共に、前記第１リブが、前記第２フランジに向かって徐々に幅広状となり、前記第２リブは、前記第１リブとは反対に前記第１フランジに向かって徐々に幅広状となることを特徴とする内燃機関用吸気マニホールド。