JP6483760B2 - 吸気マニホールド - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関の吸気マニホールドに関する。

車両衝突時の燃料配管の保護を目的として、吸気マニホールドを燃料配管の前方に配置した内燃機関が公知である（例えば、特許文献１）。特許文献１の内燃機関では、車両衝突時に、吸気マニホールドの前部が変形することによって、衝突時の荷重を吸収する。一方、吸気マニホールドの後部は変形せず、燃料配管が保護される。

特開２０１６−１０２４３０号公報

しかしながら、衝突時に加わる荷重が大きくなると、吸気マニホールド全体が変形する虞がある。このとき、変形した吸気マニホールドや、吸気マニホールドに結合されたスロットルバルブ等が燃料配管に衝突し、燃料配管を損傷するという問題があった。

本発明は、このような背景を鑑みてなされたもので、車両衝突時に、燃料配管を保護できる吸気マニホールドを提供することを課題とする。

本発明によれば、シリンダヘッド（３）の前側又は後側の側壁に締結された複数の分岐管（１２）と、前記分岐管のそれぞれに接続された主管（１１）と、複数の前記分岐管の上面に前記シリンダヘッド側において結合され、ブローバイガス通路（２８）を形成するカバー本体（２１）、及び前記カバー本体から上方に突出する突出部（２２）を備えたカバー部材（１３）とを有し、前記突出部は前記分岐管の前記シリンダヘッド側の端部の上方に配置された燃料配管（１０）よりも前記側壁から前後に離れ、且つ前面視において前記燃料配管の一部と重なる位置に配置された吸気マニホールド（８）によって解決される。

この構成によれば、吸気マニホールドが変形した場合でも、突出部は分岐管のシリンダヘッド側において設けられているため、吸気マニホールドの変形によって、突出部とシリンダヘッドとの相対的な位置は変化し難い。吸気マニホールドの変形によって、変形した吸気マニホールドがシリンダヘッドに向かって前方又は後方に移動した場合でも、変形した吸気マニホールドは突出部に衝突する。よって、吸気マニホールドと燃料配管との衝突を避けることができるため、燃料配管が保護される。

また、本発明の一側面によれば、前記突出部が、前記シリンダヘッドに向かって上方に傾斜する傾斜面（３２、３３）を有するとよい。

この構成によれば、変形した吸気マニホールドは突出部に衝突した後、傾斜面に沿って上方に移動する。そのため、変形した吸気マニホールドが燃料配管に衝突し難くなる。

また、本発明の一側面によれば、前記傾斜面は、前記傾斜面を前記シリンダヘッドの側に外挿した面よりも前記燃料配管が下方となるように傾斜しているとよい。

この構成によれば、変形した吸気マニホールドは突出部に衝突した後、傾斜面に沿って燃料配管の上方に移動する。そのため、変形した吸気マニホールドが燃料配管に衝突し難くなる。

また、本発明の一側面によれば、前記突出部の横断面が、前記シリンダヘッドから離れる側に凸となるアーチ状の部分を含むとよい。

この構成によれば、シリンダヘッドの側に向く荷重に対する突出部の剛性が向上する。よって、変形した吸気マニホールドが突出部に衝突したときに、突出部が変形し難くなる。

また、本発明の一側面によれば、前記突出部の基部に、前後方向に横切る通孔（３６）が設けられているとよい。

この構成によれば、突出部に雨水等が付着した場合でも、通孔を通って雨水等が排出されるため、突出部の腐食が防止できる。

また、本発明の一側面によれば、前記分岐管の上面はそれぞれ互いに連続して共通のカバー取付面（１９）を形成し、前記カバー本体の下面には、前記カバー取付面に当接するカバー締結面（２５）が形成され、前記カバー取付面及び前記カバー締結面の少なくとも一方に、前記分岐管それぞれの内部に繋がる前記ブローバイガス通路を画定するための溝（２７）が形成されているとよい。

この構成によれば、ブローバイガス通路を容易に形成することができる。

また、本発明の一側面によれば、前記分岐管がそれぞれ側面視で下向きに凸に湾曲し、前記主管は、前記分岐管それぞれに接続すると共に、スロットルバルブ（７）に接続するサージタンク（１５）を含み、前記スロットルバルブは、前面視で前記突出部の少なくとも一部と重なる位置に配置されるとよい。

この構成によれば、突出部によってスロットルバルブと燃料配管との衝突が防止され、燃料配管が保護される。

このように本発明によれば、車両衝突時に、燃料配管を保護できる吸気マニホールドを提供することができる。

本発明に係る吸気マニホールドが締結された内燃機関が載置されたエンジンルームの側面図 本発明に係る吸気マニホールドの斜視図 通路形成部材の上面図 通路形成部材の後面図 通路形成部材の側面図

以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係る吸気マニホールドについて説明する。ここでは、本発明が車体の前部にエンジンルームが設けられる車両に適用された実施例について説明する。以下では、車体の前後方向を基準として、前後左右を定める。

図１に示されるように、内燃機関１は、複数のシリンダが形成されたシリンダブロック２と、シリンダブロック２の上部に設けられたシリンダヘッド３と、シリンダヘッド３の上部に設けられたヘッドカバー４とを有する。内燃機関１は、シリンダが概ね車幅方向に並び、前側が排気側、後側が吸気側となるようにエンジンルーム５内に横置きされている。内燃機関１は、後方に傾斜した姿勢で車体に搭載されている。内燃機関１の後方には、エンジンルーム５と車室とを区画するダッシュボード６が設けられている。

シリンダヘッド３の下面には、シリンダと協働して燃焼室を形成する燃焼室凹部が設けられている。シリンダヘッド３には、各燃焼室凹部から後方に延び、シリンダヘッド３の後面に開口した吸気ポートと、各燃焼室凹部からから前方に延び、シリンダヘッド３の前面に開口した排気ポートとが形成されている。

シリンダヘッド３の後面には、燃焼室に吸気を供給するための吸気装置が取り付けられている。吸気装置は、上流側から、空気取入口、エアクリーナ、過給機、インタークーラー、スロットルバルブ７、及び吸気マニホールド８を記載の順に有し、吸気マニホールド８において各吸気ポートに接続している。

シリンダヘッド３の前面には、燃焼室から排気を排出するための排気装置が取り付けられている。排気装置は、上流側から、排気マニホールド、三元触媒、及びマフラー等を有し、排気マニホールドにおいて各排気ポートに接続している。

内燃機関１は、燃料タンクと、燃料タンク内の燃料を圧送する燃料ポンプと、燃料を移送するための燃料配管と、燃料配管に接続され、各吸気ポートに燃料を噴射するインジェクタ９とを含む。インジェクタ９はシリンダヘッド３の後面において、吸気ポートの上方から挿入され、吸気ポート内に達している。燃料配管は、その下流端に、インジェクタ９に燃料を分配するデリバリパイプ１０を含んでいる。デリバリパイプ１０は、吸気ポートの上方において、左右に直線的に延びるように配設され、各インジェクタ９を接続している。

吸気マニホールド８は、上流側から順に、主管１１と、主管１１から延びる複数の分岐管１２と、複数の分岐管１２の上面に結合されたカバー部材１３とを備えている。本実施形態では、吸気マニホールド８は４つの分岐管１２を備えている。

図２に示されるように、主管１１は、上流側から、接続管１４と、接続管１４に結合したサージタンク１５とを有する。サージタンク１５は左右に延びる略回転楕円形状を有し、その内部には吸気の流量の変化を緩和させるためのチャンバが形成されている。図１に示されるように、サージタンク１５は、ダッシュボード６とシリンダブロック２との間において、ダッシュボード６及びシリンダブロック２から離れて配置されている。接続管１４はサージタンク１５の前上面に結合し、上方に延びている。接続管１４の上端にはフランジが設けられている。フランジには前方に向かって下方に傾斜するバルブ取付面１６が形成されている。スロットルバルブ７は、バルブ取付面１６において、接続管１４に締結されている。

サージタンク１５の前下面には、各分岐管１２の上流端が結合している。各分岐管１２はサージタンク１５から前下方に延び、前上方に向かって屈曲して、シリンダヘッド３の後面に達し、側面視で下向きに凸に湾曲した形状をなしている。各分岐管１２の下流端は、一つの締結フランジ１７に結合している。締結フランジ１７がシリンダヘッド３の後面に締結されることによって、吸気マニホールド８はシリンダヘッド３に取り付けられている。図２に示されるように、左右両端に位置する分岐管１２にはそれぞれ、その上面において、前後に延びるリブ１８が形成されている。

図１に示されるように、各分岐管１２の上面は、シリンダヘッド３側の部分において、互いに連続して、共通のカバー取付面１９を形成している。本実施形態では、４つの分岐管１２全ての上面が連続し、カバー取付面１９を形成している。カバー取付面１９は前方に向かって上方に傾斜している。分岐管１２には、カバー取付面１９から各分岐管１２の内部に連通する分岐管側通路２０（図３参照）が形成されている。

カバー部材１３は、図２に示されるように、板状のカバー本体２１と、カバー本体２１の表面から突出する突出部２２とを備えている。カバー本体２１は左右に延び、左右両端からそれぞれ前方に延出した形状を有している。カバー本体２１の表面には所定の部材を締結するためのボス２３が複数形成されている。

カバー本体２１には、ブローバイガスが導入される導入口２４が形成されている。導入口２４は、シリンダブロック２の下部内側に形成されたクランク室に配管等によって接続されている。クランク室と導入口２４との間には、ブローバイガス中のオイルを分離するオイルセパレータや、ブローバイガスの流量を調節するＰＣＶバルブ等が設けられるとよい。

カバー本体２１の裏面にはカバー締結面２５が形成されている。カバー本体２１は、カバー締結面２５とカバー取付面１９とが当接するように、分岐管１２に締結されている。カバー部材１３には、図４に示されるように、導入口２４からカバー締結面２５に連通するカバー側通路２６が形成されている。図３に示されるように、カバー本体２１の裏面には、カバー側通路２６と分岐管側通路２０とを接続するカバー溝２７が形成されている。カバー側通路２６、カバー溝２７、分岐管側通路２０によって、ブローバイガスを分岐管１２に分配するブローバイガス通路２８が画定されている。カバー溝２７は、ブローバイガスを概ね均等に分岐管１２に分配するため、トーナメント分岐形状をなしている。

図１に示されるように、突出部２２はカバー本体２１から突出する側壁２９と、側壁２９の突端に設けられた上壁３０とを有する。

側壁２９は板状をなし、カバー本体２１の左右方向における略中央から、カバー本体２１に対して垂直に突出している。側壁２９は、図３に示されるように、その左部分を構成する第１側壁３１と、その右部分を構成する第２側壁３２とを有している。第１側壁３１の右縁は第２側壁３２の左縁に連続している。第１側壁３１の横断面（突出部２２の突出方向に直交する方向の断面）は、後方に凸なアーチ状をなしている。第２側壁３２の横断面は、右後方に凸なアーチ状をなしている。第１側壁３１は第２側壁３２に比べて緩やかに突出している。第１側壁３１の後方への突出端は、第２側壁３２よりも後方に位置している。第１側壁３１の左端、及び第２側壁３２の右端はそれぞれ前後に延びている。

上壁３０は、第１側壁３１及び第２側壁３２の上端に接続され、第１側壁３１及び第２側壁３２の上端を閉じている。上壁３０には、第１側壁３１の上方に位置する第１傾斜面３３と、第２側壁３２の上方に位置する第２傾斜面３４とが形成されている。図１に示されるように、第１傾斜面３３及び第２傾斜面３４は共に、鉛直方向に対して前傾している。図５に示されるように、第１傾斜面３３とカバー本体２１とのなす角度は、第２傾斜面３４とカバー本体２１とのなす角度よりも大きい。図４に示されるように、第１傾斜面３３と第２傾斜面３４との間には、稜線３５が形成されている。上壁３０の剛性は稜線３５によって高められている。図１に示されるように、カバー部材１３が取り付けられたときには、第１傾斜面３３を前方に外挿した面（一点鎖線）、及び第２傾斜面３４を前方に外挿した面（二点鎖線）は、共に、デリバリパイプ１０の上方に位置している。

図４に示されるように、第１側壁３１の基部には、前後に横切って貫通する貫通孔３６が設けられている。貫通孔３６は第１側壁３１のカバー本体２１側の端部に設けられている。貫通孔３６は後方に向かって下方に傾斜している。

第１側壁３１及び第２側壁３２は左右方向において、左から２番目及び３番目に位置する分岐管１２の略中央に位置している。図１に示されるように、第１側壁３１及び第２側壁３２は、前面視でスロットルバルブ７と少なくとも一部と重なる位置に配置され、側面視でインジェクタ９及びデリバリパイプ１０の後方に位置している。

次に、このように構成された吸気マニホールド８の効果について説明する。車両前突時には、内燃機関１が後方に移動し、吸気マニホールド８がダッシュボード６に衝突する場合がある。吸気マニホールド８がダッシュボード６に衝突すると、吸気マニホールド８の分岐管１２に荷重が加わり、分岐管１２が変形することがある。

分岐管１２が変形するとき、前後方向における略中央において大きく変形すると予想される。特に、分岐管１２は前後方向における略中央で下方に湾曲するように形成されているため、分岐管１２はその湾曲した部分において変形し易い。カバー本体２１が分岐管１２のシリンダヘッド３側、すなわち、シリンダヘッド３に締結されている部分に近い側において結合しているため、分岐管１２の変形によって、カバー本体２１のシリンダヘッド３に対する位置は変化し難い。したがって、分岐管１２が変形した場合であっても、突出部２２のデリバリパイプ１０に対する相対的な位置が変化し難い。更に、カバー本体２１が分岐管１２のシリンダヘッド３側の端部に締結されることによって、分岐管１２のシリンダヘッド３側の端部の剛性が高められている。そのため、分岐管１２が変形した場合であっても、分岐管１２のシリンダヘッド３側の端部が変形せず、突出部２２のデリバリパイプ１０に対する相対的な位置がより変化し難い。

分岐管１２が変形し、変形した分岐管１２やスロットルバルブ７がシリンダヘッド３側に移動した場合であっても、突出部２２のデリバリパイプ１０に対する相対的な位置が変化しないため、変形した分岐管１２やスロットルバルブ７は突出部２２に衝突し、デリバリパイプ１０への移動が阻止される。そのため、デリバリパイプ１０が保護される。

また、分岐管１２の変形によって、スロットルバルブ７がシリンダヘッド３の側に水平に移動する場合がある。第１側壁３１及び第２側壁３２は、前面視でスロットルバルブ７と少なくとも一部と重なる位置に配置されているため、スロットルバルブ７は第１側壁３１及び第２側壁３２に衝突する。第１側壁３１及び第２側壁３２の横断面がシリンダヘッド３から離れる側（後方）に凸なアーチ状をなしているため、後方からの荷重に対する剛性が高い。そのため、スロットルバルブ７が第１側壁３１及び第２側壁３２に衝突した場合でも、第１側壁３１及び第２側壁３２は変形し難く、デリバリパイプ１０への移動を阻止することができる。

変形した吸気マニホールド８やスロットルバルブ７がシリンダヘッド３側に移動し、突出部２２に衝突したときには、変形した吸気マニホールド８やスロットルバルブ７は、突出部２２に形成された第１傾斜面３３又は第２傾斜面３４に沿って、デリバリパイプ１０の上方に移動する。そのため、変形した吸気マニホールド８やスロットルバルブ７とデリバリパイプ１０の衝突を避けることができる。稜線３５が形成されることによって、突出部２２の上壁３０の剛性が高められているため、変形した吸気マニホールド８やスロットルバルブ７が第１傾斜面３３及び第２傾斜面３４に沿って移動するときに、上壁３０が変形し難い。

突出部２２に貫通孔３６が形成されているため、突出部２２の前面に雨水等が付着した場合でも、雨水等は貫通孔３６を通って排出される。よって、雨水等による突出部２２の腐食が防止される。カバー部材１３が取り付けられているときには、貫通孔３６は下方に傾斜しているため、雨水等が排出され易い。また、貫通孔３６は突出部２２の基端側に形成されているため、カバー本体２１と突出部２２との間の雨水等が排出され易い。

カバー取付面１９にカバー部材１３を締結することによって、ブローバイガス通路２８を形成することができるため、ブローバイガス通路２８の形成が容易である。

以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されることなく幅広く変形実施することができる。本実施形態では、本発明をシリンダヘッド３の後面に締結された吸気マニホールド８に適用した例について記載したが、吸気マニホールド８はシリンダヘッド３の前側又は後側の側壁に締結されていればよく、本発明をシリンダヘッド３の前面に締結された吸気マニホールド８に適用してもよい。また、内燃機関１の前後を車体に対して逆に配置してもよい。

上記実施形態では、全ての分岐管１２の下流端の上面が連続して、共通のカバー取付面１９が形成されていたが、一部の分岐管１２によって、カバー取付面１９が形成されていてもよい。また、カバー締結面２５に代えて、カバー取付面１９に溝が形成されて、ブローバイガス通路２８が形成されていてもよい。

上記実施形態では、スロットルバルブ７やサージタンク１５はシリンダヘッド３の後方に位置していたが、スロットルバルブ７やサージタンク１５の位置には限定されない。スロットルバルブ７やサージタンク１５は、上下方向に燃料配管より上方に配置されていてもよく、突出部２２によって変形した吸気マニホールド８がデリバリパイプ１０に衝突することが防止される。

上記実施形態では一例として本発明を内燃機関１が車体前部に搭載される車両に適用しているが、内燃機関１が車体後部に搭載される車両に適用することも可能である。この他、各部材や部位の具体的構成や配置、数量、角度など、本発明の趣旨を逸脱しない範囲であれば適宜変更可能である。一方、上記実施形態に示した吸気マニホールド８の各構成要素は必ずしも全てが必須ではなく、適宜選択することができる。

３ ：シリンダヘッド
７ ：スロットルバルブ
８ ：吸気マニホールド
１０ ：デリバリパイプ（燃料配管）
１１ ：主管
１２ ：分岐管
１３ ：カバー部材
１５ ：サージタンク
１９ ：カバー取付面
２１ ：カバー本体
２２ ：突出部
２５ ：カバー締結面
２７ ：カバー溝
２８ ：ブローバイガス通路
３３ ：第１傾斜面
３４ ：第２傾斜面
３６ ：貫通孔（通孔）

Claims (7)

1. シリンダヘッドの前側又は後側の側壁に締結された複数の分岐管と、
   前記分岐管のそれぞれに接続された主管と、
   複数の前記分岐管の上面に前記シリンダヘッド側において結合され、ブローバイガス通路を形成するカバー本体、及び前記カバー本体から上方に突出する突出部を備えたカバー部材とを有し、
   前記突出部は前記分岐管の前記シリンダヘッド側の端部の上方に配置された燃料配管よりも前記側壁から前後に離れ、且つ前面視において前記燃料配管の一部と重なる位置に配置されることを特徴とする吸気マニホールド。
2. 前記突出部が、前記シリンダヘッドに向かって上方に傾斜する傾斜面を有することを特徴とする請求項１に記載の吸気マニホールド。
3. 前記傾斜面は、前記傾斜面を前記シリンダヘッドの側に外挿した面よりも前記燃料配管が下方となるように傾斜していることを特徴とする請求項２に記載の吸気マニホールド。
4. 前記突出部の横断面が、前記シリンダヘッドから離れる側に凸となるアーチ状の部分を含むことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１つの項に記載の吸気マニホールド。
5. 前記突出部の基部に、前後方向に横切る通孔が設けられていることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１つの項に記載の吸気マニホールド。
6. 前記分岐管の上面はそれぞれ互いに連続して共通のカバー取付面を形成し、
   前記カバー本体の下面には、前記カバー取付面に当接するカバー締結面が形成され、
   前記カバー取付面及び前記カバー締結面の少なくとも一方に、前記分岐管それぞれの内部に繋がる前記ブローバイガス通路を画定するための溝が形成されていることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１つの項に記載の吸気マニホールド。
7. 前記分岐管がそれぞれ側面視で下向きに凸に湾曲し、
   前記主管は、前記分岐管それぞれに接続すると共に、スロットルバルブに接続するサージタンクを含み、
   前記スロットルバルブは、前面視で前記突出部の少なくとも一部と重なる位置に配置されることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか１つの項に記載の吸気マニホールド。

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