JPH0745853B2 - 吸気マニホルドおよびその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、たとえば自動車用エンジンに用いられる吸
気マニホルドおよびその製造方法に関する。

この明細書において「アルミニウム」という語には純ア
ルミニウムの他にアルミニウム合金も含むものとする。
また、この明細書において「展伸材」とは、押出加工、
衝撃押出加工、鍛造等の塑性加工によって成形された物
品を示すものとする。

従来技術とその問題点 たとえば電子制御式燃料噴射装置を備えた自動車のガソ
リンエンジンに用いられる従来の吸気マニホルドは、全
体が鋳造により製造されたものであった。ところが、鋳
造品の表面は肌荒れしているので、吸気効率向上のため
に空気抵抗を減少させる目的で少なくともその内面を平
滑に仕上げ加工する必要があり、その作業が面倒になる
という問題があった。しかも、吸気マニホルドの内面全
体に仕上げ加工を施すことはその形状からみて不可能で
あり、吸気効率向上のための空気抵抗の減少を充分に図
ることができなかった。また、鋳造品製吸気マニホルド
の場合、鋳造時の湯流れ性に起因してその周壁に肉厚を
ある限度以上小さくすることはできないので重量が大き
くなるという問題があった。

この発明の目的は、上記問題を解決した吸気マニホルド
およびその製造方法を提供することにある。

問題点を解決するための手段 この発明の１つの吸気マニホルドは、一端が開口すると
ともに他端が閉鎖され、かつ周壁に複数の孔が形成され
るとともに各孔の周囲に分岐管接続用外方突出フランジ
が一体的に設けられた主管と、各一端が分岐管接続用外
方突出フランジに嵌め合せ状態で接続された押出パイプ
からなる複数の分岐管とよりなるものである。この発明
の他の１つの吸気マニホルドの製造方法は、主管に複数
の分岐管が接続された吸気マニホルドを製造する方法で
あって、一端が開口するとともに他端が閉鎖され、かつ
周壁に複数の孔が形成されるとともに各孔の周囲に分岐
管接続用外方突出フランジが一体的に形成された主管
と、両端が開口した上記孔と同数の押出パイプ製分岐管
とを用意すること、および分岐管と分岐管接続用外方突
出フランジとを嵌合せ状態で接合することよりなるもの
である。

上記において、主管は、展伸材製主管素材の周壁に複数
の孔を形成し、各孔の周囲に分岐管接続用外方突出フラ
ンジを一体的に形成することにより製造されたものであ
るか、または孔および分岐管接続用外方突出フランジを
含んで全体が鋳造されたものであるのがよい。前者の場
合、分岐管接続用外方突出フランジは、たとえば、主管
の周壁に孔をあけた後この孔の周囲の部分にバーリング
加工を施すこと、または主管の周壁にバルジ加工を施し
て先端が閉鎖された筒状膨出部を形成した後、その先端
閉鎖壁に孔をあけてその周囲にバーリング加工を施すこ
とによりつくるのがよい。また、主管の閉鎖壁内面は凹
球面としておくのがよい。消音効果を得ることができる
からである。

実 施 例 以下、この発明の実施例について図面を参照しながら説
明する。全図面を通じて実質的同一物および同一部分に
は同一符号を付して説明を省略する。

第１図には、この発明の吸気マニホルドの第１の実施例
が示されている。第１図において、吸気マニホルド
（１）は、一端が開口するとともに他端が閉鎖され、か
つ周壁に複数の孔（11）が形成されるとともに各孔（1
1）の周囲に分岐管接続用外方突出フランジ（12）が一
体的に設けられたアルミニウム展伸材からなる主管（1
0）と、各一端が分岐管接続用外方突出フランジ（12）
に嵌め合せ状態で接続されたアルミニウム押出パイプか
らなる複数の分岐管（20）とを備えている。

主管（10）他端の閉鎖壁（13）は外方に突出した半球状
であり、その内面は凹球面となされている。これによっ
て消音効果が期待できる。外方突出フランジ（12）の先
端には拡管部（14）が形成されている。主管（10）の開
口端には、アルミニウム鋳造品からなるスロットルボデ
ィ取付用筒状部材（21）が固定されている。筒状部材
（21）の一端にはフランジ（22）が設けられている。ス
ロットルボディ取付用筒状部材（21）には図示されない
スロットルバルブを内蔵したスロットルボディが取付け
られ、このスロットルボディにエアクリーナからの送気
管が接続されるようになっている。各分岐管（20）の先
端は、１つの装架フランジ（23）にまとめて接続されて
おり、この装架フランジ（23）を介して各分岐管（20）
が図示しないエンジンのシリンダヘッドに接続されるよ
うになっている。装架フランジ（23）はアルミニウム展
伸材およびアルミニウム鋳造品のいずれからなるもので
もよい。装架フランジ（23）は、横長方形状であって４
つの孔（図示略）と、孔の周囲に一体的に設けられた分
岐管接続用筒状突出部（24）とを備えている。突出部
（24）の先端には拡管部（25）が設けられている。ま
た、装架フランジ（23）の各突出部（24）の上方には燃
料噴射装置嵌込み用筒部（26）が一体的に設けられてい
る。そして、分岐管（20）は、突出部（24）先端の拡管
部（25）内に挿入されて、ろう付されている。

次に、このような吸気マニホルドの製造方法について第
２図から第４図を参照して説明する。

まず、一端が開口するとともに他端が閉鎖されたアルミ
ニウム製衝撃押出パイプ（30）と、両端が開口したアル
ミニウム製押出パイプとを用意する。そして、衝撃押出
パイプ（30）から主管（10）を、押出パイプから分岐管
（20）をそれぞれつくる。衝撃押出パイプ（30）は、第
２図（ａ）に示されるように一端が開口しかつ他端が閉
鎖されたものである。このパイプ（30）から主管（10）
をつくるには、まずパイプ（30）の閉鎖壁（31）にプレ
ス加工を施して、同図（ｂ）に示すようにこれを外方に
突出した半球状閉鎖壁（13）とする。次に、同図（ｃ）
に示すように、パイプ（30）周壁における分岐管（20）
が接続される部分にバルジ加工を施して先端が閉鎖され
た筒状膨出部（32）を形成する。つぎに、同図（ｄ）で
示すように、膨出部（32）の先端閉鎖壁（33）における
周縁部を除いた中央部に孔（35）をあける。ついで、同
図（ｅ）に示すように、バーリング加工により壁（33）
における孔（35）の周囲の残存部分を周壁（34）と面一
となるように外方に曲げて膨出部（32）を分岐管接続用
外方突出フランジ（12）とするとともに、周壁に孔（1
1）を形成する。そして、同図（ｆ）に示すように、外
方突出フランジ（12）の先端を拡管して拡管部（14）を
形成する。最後に、拡管部（14）にサイジングツールを
用いてサイジング加工を施して拡管部（14）の横断面の
内外２つの輪郭をいずれも真円とする。こうして主管
（10）をつくる。

主管（10）はまた次の方法によってもパイプ（30）から
つくられる。すなわち、まず上記と同様にして、パイプ
（30）の閉鎖壁（31）を半球状閉鎖壁（13）とした後、
第３図（ａ）に示すように、パイプ（30）周壁における
分岐管（20）が接続されるべき部分に、孔（11）よりも
小さな孔（36）をあける。次に、同図（ｂ）に示すよう
に孔（36）の周囲の部分にバーリング加工を施して該部
分を外に曲げて分岐管接続用外方突出フランジ（12）を
形成するとともに孔（11）を形成する。その後、上記と
同様に拡管部（14）を形成し、最後に拡管部（14）にサ
イジング加工を施す。

主管（10）はまた両端が開口したアルミニウム押出パイ
プからつくることができる。この場合、押出パイプの両
端開口のうち一方の開口をクロージング加工により閉鎖
し、後は上記と同様に製造する。また、押出パイプの一
端に半球状蓋を溶接し、後は上記と同様に製造してもよ
い。

分岐管（20）は、押出パイプをヘアピン状に曲げ、つい
で両端部にサイジングツールを用いてサイジング加工を
施し、両端部の横断面の内外２つの輪郭をいずれも真円
とすることによりつくられる。

このようにして主管（10）および分岐管（20）をつくっ
た後、分岐管（20）の一端部を第４図に示すように外方
突出フランジ（12）先端の拡管部（14）内に挿入し、フ
ランジ（14）と分岐管（20）とをろう付する。主管（1
0）の開口した端部へのスロットルボディ取付用筒状部
材（21）の取付け、および分岐管（20）先端の装架フラ
ンジ（23）への取付けは、フランジ（12）と分岐管（2
0）とのろう付と同時にろう付により行なうのがよい。
こうして、吸気マニホルド（１）が製造される。

上記において、スロットルボディ取付用筒状部材（21）
の主管（10）への取付け、および装架フランジ（23）が
鋳造品である場合の該フランジ（23）への分岐管（20）
の接続は、ろう付によって行なっているが、これに代え
て熱硬化性樹脂を用いた接着によって行なってもよい。
こうすると、筒状部材（21）および装架フランジ（23）
をつくるための鋳物用アルミニウムとして、ろう付には
適さないが、融点が低くかつ鋳造性の優れたコストの安
いものを使用することができる。ろう付の場合には、ろ
う材の融点よりも高い融点を有する鋳物用アルミニウム
を用いる必要があり、このようなものではコストが高く
なるとともに鋳造性が悪くなる。しかも、両者の融点に
は極端な差はないので、ろう付のさいの温度管理が面倒
である。

第５図および第６図には、この発明の吸気マニホルドの
第２の実施例が示されている。第５図および第６図にお
いて、吸気マニホルド（40）の主管（41）は、上面が平
坦となされた横断面半円形のアルミニウム押出パイプ
（42）と、押出パイプ（42）の一端にろう付されてパイ
プ（42）の開口を塞ぐアルミニウム展伸材製蓋（43）と
よりなる。そして、押出パイプ（42）周壁のうちの平坦
部（42a）に８つの孔（11）および分岐管接続用外方突
出フランジ（12）が平面から見て千鳥配置状に形成され
ている。そして、この外方突出フランジ（12）に分岐管
（20）が嵌め合せ状態で接続されている。

このような吸気マニホルド（40）の製造方法は次の通り
である。

まず、第７図に示すような両端が開口した横断面半円形
アルミニウム押出パイプ（42）をつくる。ついで、押出
パイプ（42）の平坦部（42a）に上記第１の実施例の場
合と同様に孔（11）および分岐管接続用外方突出フラン
ジ（12）を形成するとともに拡管部（14）を形成する。
そして、拡管部（14）にサイジングツールを用いてサイ
ジング加工を施して拡管部（14）の横断面の内外２つの
輪郭をいずれも真円とする。その後、アルミニウム押出
パイプを屈曲させて分岐管（20）をつくり、その分岐管
（20）の一端部を外方突出フランジ（12）の拡管部（1
4）内に挿入し、フランジ（12）と分岐管（20）とをろ
う付する。また、これと同時にアルミニウム押出パイプ
（42）の一端に蓋（43）をろう付し、さらにスロットル
ボディ取付用筒状部材（21）および装架フランジ（23）
をろう付する。こうして吸気マニホルド（40）が製造さ
れる。筒状部材（21）の主管（41）への接合、および装
架フランジ（23）への分岐管（20）の接合は、それぞれ
熱硬化性樹脂を用いて行なってもよい。

上記第２の実施例において、主管（41）をつくるのに用
いられるアルミニウム押出パイプとして、第８図に示す
ようなものを用いてもよい。このアルミニウム押出パイ
プ（45）は、横断面略半円形で、その平坦部（45a）
に、その幅方向に所定間隔をおいて長さ方向に伸びる２
つの膨出部（46）が設けられたものである。そして、膨
出部（46）に、上述のようにして孔（11）、分岐管接続
用外方突出フランジ（12）および拡管部（14）を形成す
る。こうすれば、第７図に示すパイプ（42）からつくる
場合に比べて拡管部（14）の長さを長くすることがで
き、その結果分岐管（20）との嵌め合い長さが長くなっ
て、フランジ（12）と分岐管（20）との接合強度を大き
くすることができるからである。

また、上記第２の実施例において、主管（41）の一端は
蓋（43）で閉鎖されているが、これに限定されるもので
はない。たとえば、上記第１の実施例と同様に、一端が
開口しかつ他端が閉鎖された横断面略半円形のアルミニ
ウム衝撃押出パイプを用いて主管を製造するか、または
両端が開口したアルミニウム押出パイプの一端にクロー
ジング加工を施してこの端を閉鎖し、この一端が閉鎖さ
れたパイプを用いて主管を製造するようにしてもよい。

上記２つの実施例においては、主管（10）（41）の分岐
管接続用外方突出フランジ（12）に拡管部（14）が形成
され、分岐管（20）の一端部を拡管部（14）内に嵌め入
れた状態で両者を溶接しているが、これとは逆に分岐管
（20）の一端部に拡管部を形成しておき、この拡管部内
に分岐管接続用外方突出フランジ（12）を嵌め入れた状
態で両者を溶接してもよい。また、分岐管接続用外方突
出フランジ（12）および分岐管（20）のいずれにも拡管
部を設けておかず、いずれか一方の内径を同他方を嵌め
入れることができるような寸法にし両者を嵌め合せるよ
うにしておいてもよい。

また、上記２つの実施例においては、主管（10）（41）
はアルミニウム展伸材からつくられているが、これに限
定されるものではなく、主管（10）（41）は、孔（1
1）、分岐管接続用外方突出フランジ（12）およびスロ
ットルボディ取付用筒状部材（21）を含んだアルミニウ
ム鋳造品からなるものでもよい。

発明の効果 この発明の１つの吸気マニホルドによれば、複数の分岐
管が押出パイプからなるので、従来の全体が鋳造品から
なる吸気マニホルドに比べて、その内面は平滑であり、
空気抵抗が少なくなって吸気効率が向上する。しかも、
従来の鋳造品のように仕上げ加工を必ずしも行なう必要
がない。さらに、従来の鋳造品に比べて軽量化を図るこ
とが可能になる。

また、この発明の他の１つの吸気マニホルドの製造方法
によれば、上述のような優れた効果を奏する吸気マニホ
ルドを簡単に得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の吸気マニホルドの第１の実施例を示
す斜視図、第２図は第１図に示す吸気マニホルドの主管
のつくり方を工程順に示す縦断面図、第３図は第１図に
示す吸気マニホルドの主管の他のつくり方を工程順に示
す縦断面図、第４図は第１図に示す吸気マニホルドの製
造工程における分岐管を分岐管接続用外方突出フランジ
に嵌め入れる前の状態を示す一部切欠き部分平面図、第
５図はこの発明の吸気マニホルドの第２の実施例を示す
一部切欠き平面図、第６図は同じく一部切欠き正面図、
第７図は第５図および第６図に示す吸気マニホルドの主
管をつくる押出パイプを示す横断面図、第８図は第５図
および第６図に示す吸気マニホルドの主管をつくる他の
押出パイプを示す横断面図である。 （１）（40）……吸気マニホルド、（10）（41）……主
管、（11）……孔、（12）……分岐管接続用外方突出フ
ランジ、（20）……分岐管。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大根田 昇 大阪府堺市海山町６丁224番地 昭和アル ミニウム株式会社内 (56)参考文献 特開 昭59−43923（ＪＰ，Ａ) 実開 昭58−114870（ＪＰ，Ｕ)

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】一端が開口するとともに他端が閉鎖され、
   かつ周壁に複数の孔が形成されるとともに各孔の周囲に
   分岐管接続用外方突出フランジが一体的に設けられた主
   管と、各一端が分岐管接続用外方突出フランジに嵌め合
   せ状態で接続された押出パイプからなる複数の分岐管と
   よりなる吸気マニホルド。
2. 【請求項２】主管に複数の分岐管が接続された吸気マニ
   ホルドを製造する方法であって、一端が開口するととも
   に他端が閉鎖され、かつ周壁に複数の孔が形成されると
   ともに各孔の周囲に分岐管接続用外方突出フランジが一
   体的に形成された主管と、両端が開口した上記孔と同数
   の押出パイプ製分岐管とを用意すること、および分岐管
   と分岐管接続用外方突出フランジとを嵌合せ状態で接合
   することよりなる吸気マニホルドの製造方法。