WO2018003168A1 - エンジンの吸気通路構造 - Google Patents

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WO2018003168A1
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intake
heat insulating
insulating member
bulging portion
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PCT/JP2017/007166
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嘉晃 石浦
小島　光高
村田　真一
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三菱自動車工業株式会社
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    • F02M53/04—Injectors with heating, cooling, or thermally-insulating means
    • F02M53/046—Injectors with heating, cooling, or thermally-insulating means with thermally-insulating means

Definitions

  • the present invention relates to an intake passage structure of an engine that enables good combustion in a combustion chamber.
  • the intake air supplied into the combustion chamber of the engine is drawn into the combustion chamber through an intake passage in the intake manifold (hereinafter referred to as an in-manifold passage) and an intake passage provided in the cylinder head (hereinafter referred to as an intake port). Be done.
  • the intake manifold and the cylinder head are heated by the heat transmitted from the combustion chamber, the intake air tends to rise in temperature by receiving heat from the inner manifold passage and the inner surface of the intake port.
  • the weld line is generated when the diverted resin flows around the obstacles and merges, particularly when the diverted resin is produced so as to avoid the obstacles in the space in the mold. Since the leading portion of the resin flowing in the mold forms the coldest and solidifies first, the coolable leading portions merge and become integrated.
  • the weld line can be visually recognized as a thin line in appearance on the surface of the molded product, and may also cause a ridge or a groove along the weld line.
  • the position which faces the injection gate which is an injection port of resin can also be visually recognized as a convex part and outline which form a plane view circular etc. on the appearance from the surface of a cast.
  • the unevenness of the inner surface of the heat insulating member may inhibit the flow of intake air. For this reason, there is a demand to avoid the occurrence of irregularities that impede the flow of intake air as much as possible.
  • the conventional injection gate is provided in the middle of the flow direction of the flow path of the intake port in the flow direction.
  • the injection gate is formed of a through hole extending upward from the lower surface of the cylinder head and leading to a space in the intake port.
  • the resin injected into the intake port is divided into the flow toward the upstream side and the flow toward the downstream side, and then each flow is reversed and any part in the middle of the flow direction Will join one another. For this reason, there is a tendency that ridges and grooves extending in a direction intersecting the flow direction in the intake port are formed as weld lines. A weld line in the direction intersecting the flow direction is not preferable because it tends to cause resistance that impedes the flow of intake air.
  • an object of the present invention is to suppress the generation of a weld line that inhibits the flow of intake air in a heat insulating member formed by injection molding in the intake port.
  • the present invention provides an intake port provided in a cylinder head of an engine and connected to a combustion chamber to form an intake passage, and a heat insulating member disposed along the inner surface of the intake port.
  • An intake passage of an engine including: an upstream end surface of the heat insulating member, and a radial outer surface of the upstream end surface bulging outward in the radial direction to increase a thickness of the heat insulating member; Adopted the structure.
  • the thickest portion may employ a configuration disposed on the upstream end surface of the heat insulating member.
  • the thickness of the bulging portion can be increased from the downstream side of the intake port toward the thickest portion of the upstream end surface.
  • an injection connection portion facing the injection gate for injecting the resin constituting the heat insulating member into the intake port can be formed on the upstream end surface of the bulging portion.
  • an intake manifold is provided that is connected to the cylinder head to form an intake passage with the intake port, and a flange portion connected to the intake port is provided at the downstream end of the intake manifold.
  • the flange portion may have a bulging flange portion corresponding to the upstream end surface of the bulging portion at a position facing the bulging portion.
  • downstream end of the intake manifold and the upstream end of the intake port can adopt a configuration in which a seal surface is formed between the flange portion and the cylinder head.
  • the bulging portion may be provided on the lower surface side of the intake port.
  • the said bulging part can employ
  • the upstream end portion of the heat insulating member disposed along the inner surface of the intake port includes the upstream end surface, and the radial outer surface bulges radially outward, and the thickness of the heat insulating member increases. Since the bulging portion is provided, if this thick bulging portion is used as an inlet for the material of the heat insulating member, a weld line that inhibits the flow of intake air is generated in the heat insulating member in the air intake port. It can be suppressed.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of the vicinity of the connection point between the intake port and the in-manifold passage, showing the embodiment of the present invention. It is sectional drawing at the time of mold installation which shows embodiment of this invention. It is a longitudinal cross-sectional view which shows the state which arrange
  • FIG. 1A is a cross-sectional view showing the vicinity of a combustion chamber 3 and a cylinder head 1 of an engine according to this embodiment and a part of an intake manifold 30 connected to the cylinder head 1.
  • FIG. 1B is a cross-sectional view showing a method of manufacturing the heat insulating member 20 made of resin in the intake port.
  • a piston is accommodated in a cylinder of the engine.
  • the combustion chamber 3 is formed by the upper surface, the inner peripheral surface of the cylinder, the upper surface of the piston, and the like.
  • an intake port 5 for feeding intake air into the combustion chamber 3
  • an exhaust port drawn out from the combustion chamber 3 a fuel injection device for injecting fuel into the combustion chamber 3 and the intake port 5 (Injector) 10 and the like are provided.
  • An intake valve hole 4 which is an opening of the intake port 5 to the combustion chamber 3 is opened and closed by the intake valve 2.
  • the exhaust valve hole which is the opening to the combustion chamber 3 of the exhaust port, is also opened and closed by the exhaust valve.
  • An intake manifold 30 is connected to the cylinder head 1 provided with the intake port 5.
  • in-manifold passage 31 that constitutes an intake passage together with intake port 5 is provided.
  • the intake manifold passage 31 and the intake port 5 constitute a part of the intake passage for supplying the combustion chamber 3 with the intake air introduced from the outside air through an air cleaner or the like.
  • the cylinder head 1 is made of metal (made of aluminum), and the intake manifold 30 is made of resin.
  • the intake manifold 30 there may also be employed one made of metal such as casting.
  • the sectional shape of the intake port 5 is such that the maximum diameter in the vertical direction connecting the upper surface side and the lower surface side of the passage is near the connecting portion to the upstream in-manifold passage 31 from the maximum diameter in the width direction orthogonal thereto It also has a so-called oblong oval shape set to a small size. Further, also in the sectional shape of the in-manifold passage 31, the maximum diameter in the vertical direction connecting the upper surface side and the lower surface side of the passage in the vicinity of the connection portion to the intake port 5 is greater than the maximum diameter in the width direction orthogonal thereto. It has a horizontally long oval shape set to a small size.
  • annular seal groove is formed on the in-manifold end face 32a, and an annular packing 33 is accommodated in the seal groove.
  • the airtightness is enhanced by pressing the packing 33 against the upstream end surface 6 of the intake port 5.
  • a heat insulating member 20 is disposed on the inner surface of the intake port 5.
  • the heat insulating member 20 is formed along the entire inner surface of the intake port 5 with a predetermined thickness, and the shape thereof corresponds to the cylindrical inner surface portion 13 of the intake port 5 in the upstream region near the intake manifold 30. It has a cylindrical shape.
  • the cylindrical portion of the heat insulating member 20 is referred to as a cylindrical portion 23.
  • an attachment hole 11 to which the fuel injection device 10 is attached is opened on the upper surface in the intake port 5.
  • the inner surface of the intake port 5 constitutes a downward concave mounting hole peripheral portion 12 provided with the upstream side inclined surface 12a and the downstream side inclined surface 12b.
  • the mounting hole 11 opens in the upstream side inclined surface 12 a facing the intake valve hole 4 side.
  • the heat insulating member 20 is formed with a predetermined thickness along the entire inner surface of the intake port 5 also in the vicinity of the mounting hole peripheral portion 12.
  • the vicinity of the mounting hole peripheral portion 12 in the heat insulating member 20 is referred to as a mounting hole peripheral covering portion 22.
  • the heat insulating member 20 is provided at its upstream end with a bulging portion 24 whose thickness increases in a direction away from the central portion of the flow passage cross section of the intake port 5. That is, the upstream end portion of the heat insulating member 20 has a radially outer surface bulging outward in the radial direction, and forms a bulging portion 24 in which the thickness of the heat insulating member 20 is increased.
  • the bulging portion 24 is provided at the upstream end of the heat insulating member 20 including at least the upstream end surface thereof. Further, the thickest portion of the bulging portion 24 with the largest thickness is disposed at any position in the range from the upstream end surface to the downstream end surface of the heat insulating member 20.
  • the thickest portion is disposed on the upstream end surface of the heat insulating member 20.
  • the thickness of the bulging portion 24 is set so as to increase from the downstream side of the intake port 5 toward the thickest portion of the upstream end surface.
  • the thickest part is a place other than the upstream end face of the bulging part 24, for example, any place between the upstream end and the downstream end of the bulging part 24. It can also be in a position mode.
  • the thickness of the bulging portion 24 gradually increases from the downstream end of the bulging portion 24 toward the thickest portion, and gradually from the thickest portion toward the upstream end of the bulging portion 24 It can be set to be smaller.
  • the central portion of the flow passage cross section of the intake port 5 is a portion corresponding to the center line c in the space through which the intake air in the intake port 5 passes, as in the flow passage cross section shown in FIGS. 3A and 3B.
  • the center line c is the center in the vertical direction of the space through which the intake passes, and the center in the width direction orthogonal thereto.
  • the inner surface of the upstream end portion of the intake port 5 is provided with a bulging portion forming concave portion 14 in which the bulging portion 24 enters.
  • the bulging portion forming concave portion 14 is located on the upstream side of the cylindrical inner surface portion 13 of the intake port 5, and in the direction away from the central portion of the flow passage cross section of the intake port 5 with respect to the cylindrical inner surface portion 13, That is, it is recessed downward. Further, the bulging portion forming concave portion 14 is opened so as to face the upstream end surface 6 of the intake port 5.
  • the inner surface of the bulging portion forming concave portion 14 gradually approaches the central portion of the flow passage cross section of the intake port 5 as it goes from the upstream end surface 6 of the intake port 5 to the attachment portion to the downstream cylindrical inner surface portion 13. It is a shape. Therefore, the contact surface 24b between the bulging portion 24 and the bulging portion forming recess 14 gradually approaches the central portion of the flow passage cross section of the intake port 5 as it goes from the upstream side to the downstream side of the intake port 5 There is.
  • the contact surface 24b between the bulging portion 24 and the bulging portion forming recess 14 is a cross section along the flow direction (the direction of the center line c) connecting the upstream side and the downstream side of the intake port 5
  • they are inclined in a circular arc, but they may be inclined in a straight line, for example.
  • the bulging portion 24 and the bulging portion forming concave portion 14 corresponding thereto are provided at one place on the lower surface side of the intake port 5, but the bulging portion 24 and the bulging portion forming concave portion 14 A plurality of locations may be provided along the periphery of the road cross section.
  • the upstream end surface 24 a of the bulging portion 24 is a flange provided at the downstream end of the in-in manifold passage 31. It is in surface contact with the in-manifold end face 32 a which is the downstream side end face of the portion 32.
  • the flange portion 32 of the intake manifold 30 is provided with a bulging flange portion 32 b corresponding to the upstream end surface 24 a of the bulging portion 24 at a position facing the bulging portion 24 of the heat insulating member 20.
  • the end surface of the bulging flange portion 32 b is in surface contact with the upstream end surface 24 a of the bulging portion 24 and the end surface of the intake port 5.
  • the downstream end of the intake manifold 30 and the upstream end of the intake port 5 form a seal surface between the flange portion 32 and the cylinder head 1.
  • the heat insulating member 20 is formed by injection molding of resin. At the time of the injection molding, a mold 40 is inserted into the intake port 5.
  • the mold 40 has a cylindrical portion 41 facing the cylindrical inner surface portion 13 or the bulging portion 14 which is the upstream side region of the intake port 5, and a mounting hole peripheral portion 12 which is the downstream side region. It has the division parts 42, 43 and 44 which face near.
  • the cylindrical portion 41 of the mold 40 has a cylindrical shape, and is shaped so as to face the cylindrical inner surface portion 13 of the intake port 5 with a predetermined gap. For the bulging portion 14, a gap larger than the gap with respect to the cylindrical inner surface portion 13 is set in the cylindrical portion 41.
  • the cylindrical portion 41 can be inserted into and removed from the intake port 5 from an opening on the upstream side of the intake port 5.
  • the divided portions 42, 43 and 44 of the mold 40 conform to the shape in the vicinity of the mounting hole peripheral portion 12, and have a shape facing the inner surface of the intake port 5 with a predetermined gap therebetween.
  • the divided portions 42, 43, and 44 are a plurality of members divided so as to be able to be inserted into and taken out of the intake port 5 from the side of the combustion chamber 3 which is an opening on the downstream side of the intake port 5, After being inserted into the port 5, it can be assembled into a predetermined shape. Further, after curing of the resin, the resin can be taken out from the intake valve hole 4 by dividing.
  • An upstream end of the form 40 is an upstream flange 45 in surface contact with the upstream end face 6 of the intake port 5.
  • the upstream flange portion 45 is provided with an injection gate 46 penetrating the upstream flange portion 45 in the thickness direction.
  • the injection gate 46 is opened to the bulging portion forming concave portion 14 in the mold space formed between the inner surface of the intake port 5 and the outer surface of the mold 40.
  • the area of the upstream end surface 24 a of the bulging portion 24 is set larger than the cross-sectional area of the injection gate 46 through which the injected resin passes, and the height (vertical length) and the lateral width of the bulging portion 24
  • the length in the width direction is set larger than the diameter of the injection gate 46 having a circular cross section.
  • the injection port of the injection (injection machine) A is inserted in the injection gate 46, and the inner surface of the intake port 5 and the mold
  • the mold space between the frame 40 and the outer surface of the frame 40 is filled with the resin injected from the injection (injection machine) A.
  • the heat insulating member 20 is fixed to the inner surface of the intake port 5 when the mold 40 is removed.
  • the finished state of the heat insulating member 20 is shown in FIG. 2B.
  • the heat insulating member 20 is configured such that the upstream end surface 24 a of the bulging portion 24 is an injection connection portion facing the injection gate 46 for injecting the resin constituting the heat insulating member 20 into the intake port 5, A weld line w extending along the direction connecting the upstream side and the downstream side of the intake port 5 is provided.
  • the upstream end surface of the bulging portion 24 of the heat insulating member 20 is an injection connection portion facing the injection gate 46, and the resin injected from the injection A penetrates into the mold space through the injection gate 46.
  • the resin moves from the upstream side to the downstream side and joins on the opposite side of the injection connection portion across the central portion of the flow passage cross section of the intake port 5 to form a weld line w.
  • an injection connection portion is formed on the upstream end surface of the bulging portion 24.
  • the weld line w is generated when the melted materials collide with each other during molding of the resin, and the collided materials cool and solidify before completely melting each other.
  • the weld line w is opposed to the bulging portion 24 which is the injection connection portion across the central portion of the flow passage cross section of the intake port 5 (at the upper portion in the figure In the reference B shown in the figure, it will occur along the center line c direction of the intake port 5. That is, the weld line w is substantially parallel to the center line c of the intake port 5.
  • the injection gate 46 can be provided on the mold 40 by making the upstream end face 24 a of the bulging portion 24 provided on the heat insulating member 20 an injection connection portion, and as in the prior art, There is no need to provide an injection gate. Therefore, the members of the cylinder head 1 can be simplified and the strength thereof can be enhanced.
  • the upstream end face 24a of the bulging portion 24 provided in the heat insulating member 20 is an injection connection portion, so that the seal plug filling the injection gate 46 after the resin is cured can be unnecessary.
  • the injection gate 46 does not affect the intake flow in the intake port 5.
  • the weld line w is generated along the direction of the center line c of the intake port 5, the unevenness accompanied by the weld line w does not inhibit the flow of intake air.
  • the thick bulging portion 24 as the injection connection portion, the anchor effect of the heat insulating member 20 can be expected, and the adhesion between the resin heat insulating member 20 and the metal intake port 5 is enhanced. Thus, it is possible to prevent the positional deviation caused by the external force or the like or the contraction due to the secular change or the like.
  • the bulging portion 24 is provided to include the upstream end surface of the heat insulating member 20, and the thickest portion of the bulging portion 24 which has the largest thickness is the position of the upstream end surface of the heat insulating member 20.
  • the heat insulating member 20 can be formed without obstructing the flow of the resin in the mold 40.
  • the thickest part of the bulging part 24 is not limited to the upstream end face of the heat insulating member 20, and if it is disposed at any position between the upstream end face and the downstream end face of the heat insulating member 20, the heat insulating member It is possible to exert the effect of preventing the removal from the 20 intake ports 5 and the effect of improving the heat insulation performance of the intake air.
  • the fixation between the cylinder head 1 and the intake manifold 30 can be made stronger. That is, the outer shape of the contact portion between the upstream end surface 6 of the intake port 5 and the flange portion 32 of the in-manifold passage 31 becomes larger due to the bulging portion 24 and the bulging portion forming concave portion 14, and the contact area between each other It is because it becomes large.
  • the upstream end surface 24a of the bulging portion 24 abuts on the end surface 32a of the bulging flange portion 32b formed in a part of the flange portion 32 of the in-manifold passage 31, and the movement to the upstream side is restrained. There is.
  • the bulging flange portion 32 b is provided at a position corresponding to the upstream end surface 24 a of the bulging portion 24 so as to cover the upstream end surface 24 a.
  • FIGS. 4A-4C Another embodiment is shown in FIGS. 4A-4C.
  • the bulging portion 24 and the bulging portion forming recess 14 corresponding to the bulging portion 24 are provided at a plurality of locations along the periphery of the flow passage cross section of the intake port 5.
  • the bulging portion 24 and the bulging portion forming concave portion 14 are provided at the upper and lower opposing positions across the central portion of the flow passage cross section of the intake port 5.
  • the injection gate 46 is provided so as to face the upper and lower bulging portion forming recesses 14 respectively.
  • the injection gate 46 By providing the injection gate 46 at a position opposite to the center of the flow passage cross section of the intake port 5, it is possible to make the filling degree of the resin, the thickness uniform and shorten the molding time, as a result, the heat insulating member The adhesion between the resin 20 and the metal of the inner surface of the intake port 5 can be improved. Furthermore, by providing the injection gate 46 vertically, the weld lines w are respectively generated on the left and right sides of the central portion of the flow passage cross section of the intake port 5. For this reason, the unevenness
  • the bulging portion 24 and the bulging portion forming concave portion 14 are provided at opposite positions on the left and right sides of the central portion of the flow passage cross section of the intake port 5.
  • the injection gate 46 is provided facing each of the left and right bulging portion forming recesses 14.
  • the weld lines w are respectively generated above and below the central portion of the flow passage cross section of the intake port 5. As described above, when the bulging portion 24 and the bulging portion forming concave portion 14 are on the left and right of the intake port 5, it is possible to expect the effect of increasing the margin for securing the space for arranging the fuel injection device 10.
  • the bulging portion 24 and the bulging portion forming concave portion 14 are respectively provided at upper and lower opposing positions and left and right opposing positions with the central portion of the flow passage cross section of the intake port 5 interposed therebetween.
  • the injection gate 46 is provided so as to face the upper, lower, left and right bulging portion forming recesses 14 respectively.
  • the weld line w is generated at the four corners of the upper left, upper right, upper left, lower left, and lower right of the center of the flow passage cross section of the intake port 5, respectively. It will be.
  • the injection gate 46 on the left, right, upper and lower sides, it is possible to make the filling degree and thickness of the resin uniform and shorten the molding time as in the above-mentioned case. Since the total amount of resin can be reduced, the effect of reducing the cross-sectional size of the injection gate 46 can be expected.
  • Reference Signs List 1 cylinder head 2 intake valve 3 combustion chamber 4 intake valve hole 5 intake port 6 upstream end surface 7 valve insertion hole 10 fuel injection device 11 mounting hole 12 mounting hole peripheral portion 13 cylindrical inner surface portion 14 bulging portion forming recess heat insulation Member 22 mounting hole peripheral covering portion 23 cylindrical portion 24 bulging portion 30 intake manifold 31 inner manifold passage 32 flange portion 32a end surface (in-man end surface) 33 packing 40 type frame 41 cylindrical part 42, 43, 44 divided part 45 upstream side flange part 46 injection gate w weld line

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Abstract

エンジンのシリンダヘッド（１）内に設けられ燃焼室（３）に接続されて吸気通路を形成する吸気ポート（５）と、吸気ポート（５）の内面に沿って配置される断熱部材（２０）と、断熱部材（２０）の上流側端面を含んで設けられ、その上流側端面において径方向外面が径方向外側に膨出し断熱部材（２０）の肉厚が増加する膨出部（２４）とを備えるエンジンの吸気通路構造とした。膨出部（２４）の肉厚は、吸気ポート（５）の下流側から上流側に向かうにつれて大きくなる。また、膨出部（２４）の上流側端面に、断熱部材（２０）を構成する樹脂を吸気ポート（５）内に注入するためのインジェクションゲート（４６）に臨むインジェクション接続部を形成する。

Description

エンジンの吸気通路構造
　この発明は、燃焼室内での良好な燃焼を可能とするエンジンの吸気通路構造に関する。
　エンジンの燃焼室内に供給される吸気は、インテークマニホールド内の吸気通路（以下、インマニ内通路と称する。）と、シリンダヘッドに設けられる吸気通路（以下、吸気ポートと称する。）を通じて燃焼室内に吸引される。
　インテークマニホールドやシリンダヘッドは、燃焼室から伝わる熱によって加熱されるため、吸気は、インマニ内通路や吸気ポートの内面から熱を受けることで温度上昇する傾向がある。
　特に、高圧縮比のエンジンでは、吸気の温度が上昇すると、低圧縮比のエンジンよりもノッキングが生じやすくなり、このような場合、例えば、点火時期を遅角する等して、ノッキングに対応する必要がある。点火時期の遅角は、燃費の向上を阻害してしまうので、吸気の温度上昇はできる限り抑制することが望ましい。
　そこで、吸気の温度上昇を抑制するため、金属製の吸気ポートの内面に、樹脂等の熱伝達率の低い材料を密着させて吸気用の断熱部材とする技術が提案されている（下記特許文献１参照）。
特開平７－２５９６４２号公報
　一般に、型枠内への樹脂の射出成形で部材を製作する際、何らかのウェルドラインが発生してしまう場合が多い。これは、樹脂の射出成形によって、吸気ポートの内面に断熱部材を成形する際においても同様である。
　ウェルドラインは、特に、型枠内の空間において障害物を避けるように樹脂の分流が生じた場合、その分流した樹脂が障害物を回り込んで合流したところで発生する。型枠内を流れる樹脂の先頭部分は最も冷めやすく最初に固化するので、その冷めやすい先頭部分同士が合流して一体化するからである。
　ウェルドラインは、成型品の表面においてその外観上細い線として視認でき、また、そのウェルドラインに沿って凸条や凹溝を生じさせる場合もある。なお、樹脂の注入口であるインジェクションゲートに臨む位置も、成型品の表面において、その外観上平面視円形等を成す凸部や輪郭線として視認できる。
　特に、吸気ポート内の断熱部材では、断熱部材の内面の凹凸は吸気の流れを阻害する場合がある。このため、吸気の流れを阻害するような凹凸の発生は、できる限り避けたいという要請がある。
　ところで、従来のインジェクションゲートは、吸気ポートの流路の流れ方向に沿って、その流れ方向中ほどに設けられている。インジェクションゲートは、シリンダヘッドの下面から上方へ向かって伸びて、吸気ポート内の空間へ通じる貫通孔で構成される。
　このインジェクションゲートの位置では、吸気ポート内に射出された樹脂が、上流側に向かう流れと下流側に向かう流れとに別れ、その後、それぞれの流れが反転して流れ方向中ほどのいずれかの部分で互いに合流することとなる。このため、ウェルドラインとして、吸気ポート内の流れ方向に交差する方向に伸びる凸条や凹溝が形成されてしまう傾向がある。流れ方向に交差する方向のウェルドラインは、吸気の流れを阻害する抵抗を生じやすいので好ましくない。
　そこで、この発明の課題は、吸気ポート内に射出成形によって形成される断熱部材において、吸気の流れを阻害するようなウェルドラインの発生を抑制することである。
　上記の課題を解決するために、この発明は、エンジンのシリンダヘッド内に設けられ燃焼室に接続されて吸気通路を形成する吸気ポートと、前記吸気ポートの内面に沿って配置される断熱部材と、前記断熱部材の上流側端面を含んで設けられ、前記上流側端面において径方向外面が前記径方向外側に膨出し前記断熱部材の肉厚が増加する膨出部と、を備えるエンジンの吸気通路構造を採用した。
　ここで、前記断熱部材の膨出部のうち最も肉厚が大きくなる最厚部は、前記断熱部材の上流側端面から下流側端面の範囲に配置される構成を採用することができる。
　前記最厚部は、前記断熱部材の上流側端面に配置される構成を採用することができる。
　このとき、前記膨出部の前記肉厚は、前記吸気ポートの下流側から前記上流側端面の前記最厚部に向かうにつれて大きくなる構成を採用することができる。
　これらの各態様において、前記膨出部の上流側端面に、前記断熱部材を構成する樹脂を前記吸気ポート内に注入するためのインジェクションゲートに臨むインジェクション接続部を形成する構成を採用することができる。
　また、これらの各態様において、前記シリンダヘッドに接続されて前記吸気ポートとともに吸気通路を形成するインテークマニホールドを備え、前記インテークマニホールドの下流側端部には前記吸気ポートと接続するフランジ部が設けられ、前記フランジ部は前記膨出部と対向する位置に前記膨出部の上流側端面に対応する膨出フランジ部を備える構成を採用することができる。
　このとき、前記インテークマニホールドの下流側端部と前記吸気ポートの上流側端部とは、前記フランジ部と前記シリンダヘッドの間にシール面を形成する構成を採用することができる。
　これらの各態様において、前記膨出部は、前記吸気ポートの下面側に設けられる構成を採用することができる。
　また、これらの各態様において、前記膨出部は、前記吸気ポートの流路断面の中心部を挟んで対向する位置に設けられる構成を採用することができる。
　この発明は、吸気ポートの内面に沿って配置される断熱部材の上流側端部に、その上流側端面を含んで設けられ径方向外面が径方向外側に膨出し断熱部材の肉厚が増加する膨出部を設けたので、この肉厚な膨出部を断熱部材の素材の注入口とすれば、吸気ポート内の断熱部材に、吸気の流れを阻害するようなウェルドラインが発生することを抑制することができる。
この発明の実施形態を示す吸気ポートとインマニ内通路との接続箇所付近の断面図である。 この発明の実施形態を示す型枠設置時の断面図である。 吸気ポート内に型枠を配置し樹脂を射出するインジェクションを配置した状態を示す縦断面図である。 充填した樹脂によって断熱部材が成型された状態を示す縦断面図である。 吸気ポートの断面図である。 吸気ポートとインマニ内通路との接続した後の縦断面図である。 他の実施形態の吸気ポートの断面図である。 他の実施形態の吸気ポートの断面図である。 他の実施形態の吸気ポートの断面図である。
　この発明の実施形態を、図面に基づいて説明する。図１Ａは、この実施形態のエンジンの燃焼室３とシリンダヘッド１付近、及び、そのシリンダヘッド１に接続されるインテークマニホールド３０の一部を示す断面図である。図１Ｂはその吸気ポート内に、樹脂からなる断熱部材２０を成型する際の製造方法を示す断面図である。
　エンジンのシリンダ内にはピストンが収容されている。シリンダの上面、内周面、及び、ピストンの上面等により燃焼室３が形成されている。燃焼室３の上部のシリンダヘッド１には、燃焼室３内に吸気を送り込む吸気ポート５、燃焼室３から引き出された排気ポート、燃焼室３や吸気ポート５内へ燃料を噴射する燃料噴射装置（インジェクタ）１０等を備えている。
　吸気ポート５の燃焼室３への開口部である吸気弁孔４は、吸気バルブ２によって開閉される。また、同様に、排気ポートの燃焼室３への開口部である排気弁孔も、排気バルブによって開閉される。
　これらの図面では、この発明に直接関係する吸気側の部材や手段を中心に示し、他の部材等については図示省略している。また、図面では、一つのシリンダのみを示しているが、エンジンは単気筒であってもよいし、複数のシリンダを備えた多気筒であってもよい。
　吸気ポート５を備えるシリンダヘッド１には、インテークマニホールド３０が接続される。インテークマニホールド３０内には、吸気ポート５とともに吸気通路を構成するインマニ内通路３１が設けられている。インマニ内通路３１と吸気ポート５とで、エアクリーナ等を通じて外気から導入された吸気を、燃焼室３へ供給する吸気通路の一部を構成している。
　この実施形態では、シリンダヘッド１は金属製（アルミ製）、インテークマニホールド３０は樹脂製である。インテークマニホールド３０としては、他にも鋳物等の金属製のものを採用する場合もある。
　吸気ポート５の断面形状は、上流寄りのインマニ内通路３１への接続部付近において、通路の上面側と下面側とを結ぶ上下方向への最大径が、それに直交する幅方向への最大径よりも小さく設定された、いわゆる横長のオーバル形状となっている。また、インマニ内通路３１の断面形状も、吸気ポート５への接続部付近において、通路の上面側と下面側とを結ぶ上下方向への最大径が、それに直交する幅方向への最大径よりも小さく設定された、横長のオーバル形状となっている。
　シリンダヘッド１へのインテークマニホールド３０の固定は、シリンダヘッド１側から立ち上がるボルトを、インテークマニホールド３０のインマニ内通路３１の下流側端部に設けたフランジ部３２の孔に挿通し、ナット等で締め付けることにより行われる。この締め付けにより、吸気ポート５の上流側端面６と、インマニ内通路３１の下流側端面であるインマニ端面３２ａとが面接触し、吸気ポート５とインマニ内通路３１が気密に接続される。
　このとき、インマニ端面３２ａには環状のシール溝が形成されており、そのシール溝内に環状のパッキン３３が収納されている。パッキン３３が吸気ポート５の上流側端面６に押しつけられることにより、その気密性が高められている。
　吸気ポート５の内面には断熱部材２０が配置される。断熱部材２０は、吸気ポート５の内面全周に沿って所定の厚みで形成され、その形状は、インテークマニホールド３０に近い上流側の領域では、吸気ポート５の筒状内面部１３に対応して筒状を成すものとなっている。断熱部材２０におけるこの筒状を成す部分を、筒状部２３と称する。
　また、燃料室３に近い下流側の領域では、吸気ポート５内の上面に、燃料噴射装置１０が取り付けられる取付孔１１が開口している。取付孔１１付近は、吸気ポート５の内面が、上流側傾斜面１２ａと下流側傾斜面１２ｂとを備えた下向き凹状の取付孔周辺部１２を構成している。取付孔１１は、吸気弁孔４側に向く上流側傾斜面１２ａに開口している。断熱部材２０は、この取付孔周辺部１２付近においても、吸気ポート５の内面全周に沿って所定の厚みで形成されている。断熱部材２０におけるこの取付孔周辺部１２付近を、取付孔周辺被覆部２２と称する。
　断熱部材２０は、その上流側端部に、吸気ポート５の流路断面の中心部から外側へ遠ざかる方向に肉厚が増加する膨出部２４を備える。すなわち、断熱部材２０の上流側端部は、その径方向外面が径方向外側に膨出し断熱部材２０の肉厚が増加する膨出部２４となっている。
　膨出部２４は、断熱部材２０の上流側端部において、少なくともその上流側端面を含んで設けられる。また、膨出部２４のうち最も肉厚が大きくなる最厚部は、断熱部材２０の上流側端面から下流側端面の範囲のいずれかの箇所に配置される。
　この実施形態では、最厚部は、断熱部材２０の上流側端面に配置されている。そして、膨出部２４の肉厚は、吸気ポート５の下流側から上流側端面の最厚部に向かうにつれて大きくなるように設定されている。
　なお、膨出部２４の変形例としては、最厚部が膨出部２４の上流側端面以外の場所、例えば、膨出部２４の上流側端と下流側端の間のいずれかの場所に位置する態様とすることもできる。この場合、膨出部２４の肉厚は、膨出部２４の下流側端から最厚部に向かうにつれて徐々に大きくなり、その最厚部から膨出部２４の上流側端に向かうにつれて徐々に小さくなる設定とすることができる。
　ここで、吸気ポート５の流路断面の中心部とは、図３Ａ、図３Ｂに示す流路断面のように、吸気ポート５内の吸気が通過する空間における中心線ｃに相当する部分である。中心線ｃは、吸気が通過する空間の上下方向の中心で、且つ、それに直交する幅方向の中心である。
　また、この膨出部２４に対応して、吸気ポート５の上流側端部の内面に、膨出部２４が入り込む膨出部形成用凹部１４を備える。
　膨出部形成用凹部１４は、吸気ポート５の筒状内面部１３の上流側に位置し、筒状内面部１３に対して、吸気ポート５の流路断面の中心部から外側へ遠ざかる方向、すなわち、下側に凹んでいる。また、膨出部形成用凹部１４は、吸気ポート５の上流側端面６に臨んで開口している。
　膨出部形成用凹部１４の内面は、吸気ポート５の上流側端面６から下流側の筒状内面部１３への取付部に向かうにつれて、徐々に吸気ポート５の流路断面の中心部に近づく形状である。このため、膨出部２４と膨出部形成用凹部１４との接触面２４ｂは、吸気ポート５の上流側から下流側に向かうにつれて、徐々に吸気ポート５の流路断面の中心部に近づいている。
　ここで、この実施形態では、膨出部２４と膨出部形成用凹部１４との接触面２４ｂを、吸気ポート５の上流側と下流側を結ぶ流れ方向（前記中心線ｃ方向）に沿う断面において、円弧状に傾斜するものとしているが、これを、例えば、直線状に傾斜するものとしてもよい。
　この実施形態では、膨出部２４及びそれに対応する膨出部形成用凹部１４を、吸気ポート５の下面側に１箇所としているが、膨出部２４と膨出部形成用凹部１４は、流路断面の周囲に沿って複数箇所設けてもよい。
　シリンダヘッド１にインテークマニホールド３０が接続され、吸気ポート５とインマニ内通路３１とが連通した状態で、膨出部２４の上流側端面２４ａは、インマニ内通路３１の下流側端部に設けたフランジ部３２の下流側端面であるインマニ端面３２ａに面接触している。
　また、インテークマニホールド３０のフランジ部３２は、断熱部材２０の膨出部２４と対向する位置に、膨出部２４の上流側端面２４ａに対応する膨出フランジ部３２ｂを備える。膨出フランジ部３２ｂの端面は、膨出部２４の上流側端面２４ａと吸気ポート５の端面に面接触する。これにより、インテークマニホールド３０の下流側端部と、吸気ポート５の上流側端部とは、フランジ部３２とシリンダヘッド１との間にシール面を形成している。
　断熱部材２０は、樹脂の射出成形によって形成される。この射出成形の際、吸気ポート５内には型枠４０が挿入される。
　型枠４０は、図１Ｂに示すように、吸気ポート５の上流側領域である筒状内面部１３や膨出部１４に対面する筒状部４１と、下流側領域である取付孔周辺部１２付近に対面する分割部４２，４３，４４とを備える。
　型枠４０の筒状部４１は筒状を成し、吸気ポート５の筒状内面部１３に対して所定の隙間を介して対向する形状となっている。膨出部１４に対しては、筒状部４１は、筒状内面部１３に対する隙間よりも大きい隙間が設定されている。筒状部４１は、吸気ポート５の上流側の開口から、その吸気ポート５内への挿入及び取り出しが可能である。
　型枠４０の分割部４２，４３，４４は、取付孔周辺部１２付近の形状に合致し、且つ、吸気ポート５の内面に対して所定の隙間を介して対向する形状となっている。分割部４２，４３，４４は、吸気ポート５の下流側の開口である燃焼室３側から、その吸気ポート５内への挿入及び取り出しが可能となるよう分割された複数の部材であり、吸気ポート５内に挿入された後、所定の形状に組立できるようになっている。また、樹脂の硬化後は、分割することにより、吸気弁孔４から取り出し可能となっている。
　型枠４０の上流側の端部は、吸気ポート５の上流側端面６に面接触する上流側フランジ部４５となっている。上流側フランジ部４５には、その上流側フランジ部４５を厚さ方向に貫通するインジェクションゲート４６が設けられている。インジェクションゲート４６は、吸気ポート５の内面と型枠４０の外面との間に形成された型枠空間のうち、膨出部形成用凹部１４に開口している。ここで、膨出部２４の上流側端面２４ａの面積は、射出された樹脂が通過するインジェクションゲート４６の断面積よりも大きく設定され、膨出部２４の高さ（上下方向長さ）や横幅（幅方向長さ）は、いずれも断面円形のインジェクションゲート４６の直径よりも大きく設定されている。
　図１Ｂ及び図２Ａに示すように、吸気ポート５内に型枠４０を挿入して固定した後、インジェクションゲート４６にインジェクション（射出機）Ａの射出口を挿入し、吸気ポート５の内面と型枠４０の外面との間の型枠空間にインジェクション（射出機）Ａから射出した樹脂を充填する。樹脂が硬化した後、型枠４０を取り外せば、断熱部材２０が吸気ポート５の内面に固着した状態に仕上がるようになっている。
　断熱部材２０の仕上がり状態を、図２Ｂに示す。このように、膨出部２４の上流側端面２４ａを、断熱部材２０を構成する樹脂を吸気ポート５内に注入するためのインジェクションゲート４６に臨むインジェクション接続部としたことにより、断熱部材２０は、吸気ポート５の上流側と下流側を結ぶ方向に沿って伸びるウェルドラインｗを備えるものとなる。
　すなわち、断熱部材２０の膨出部２４の上流側端面は、インジェクションゲート４６に臨むインジェクション接続部となっており、インジェクションＡから射出された樹脂はインジェクションゲート４６を通って型枠空間内に侵入し、その樹脂は、上流側から下流側へ向かって移動しつつ、吸気ポート５の流路断面の中心部を挟んでインジェクション接続部の反対側で合流しウェルドラインｗを形成する。また、膨出部２４の上流側端面には、インジェクション接続部が形成される。
　ウェルドラインｗは、樹脂を成形する際に溶融した材料同士がぶつかる際に、そのぶつかった材料同士が互いに完全に溶融する前に冷えて固化してしまうために生じるものである。ここでは、ウェルドラインｗは、図３Ａに示すように、インジェクション接続部である膨出部２４に対して、吸気ポート５の流路断面の中心部を挟んで対向する位置（図中の上部に示す符号Ｂ参照）に、吸気ポート５の中心線ｃ方向に沿って生じることになる。すなわち、ウェルドラインｗは、吸気ポート５の中心線ｃ方向に対して概ね平行に生じる。
　この発明では、断熱部材２０に設けた膨出部２４の上流側端面２４ａをインジェクション接続部としたことにより、インジェクションゲート４６は型枠４０に設けることができ、従来のように、シリンダヘッド１にインジェクションゲートを設ける必要がない。このため、シリンダヘッド１の部材を簡素化でき、また、その強度を高めることができる。
　また、この発明では、断熱部材２０に設けた膨出部２４の上流側端面２４ａをインジェクション接続部としたことにより、樹脂が硬化した後にインジェクションゲート４６を埋めるシールプラグを不要とできる。また、インジェクションゲート４６が、吸気ポート５内の吸気流れに影響することもない。
　さらに、ウェルドラインｗが、吸気ポート５の中心線ｃ方向に沿って生じるので、そのウェルドラインｗが伴う凹凸が、吸気の流れを阻害することはない。
　加えて、インジェクション接続部として肉厚な膨出部２４を設定することで、断熱部材２０のアンカー効果を期待でき、樹脂製の断熱部材２０と金属製の吸気ポート５との密着性を高めることで、外力等による両者の位置ずれや経年変化による収縮等に伴う位置ずれを防止することができる。
　また、膨出部２４を断熱部材２０の上流側端面を含んで設けるようにし、膨出部２４のうち最も肉厚が大きくなる最厚部を、断熱部材２０の上流側端面の位置としたことにより、型枠４０内における樹脂の流れを阻害することなく、断熱部材２０を形成することができる。なお、膨出部２４の最厚部は、断熱部材２０の上流側端面には限定されず、断熱部材２０の上流側端面と下流側端面の間のいずれかの位置に配置すれば、断熱部材２０の吸気ポート５からの抜け止め効果と吸気の断熱性能向上の効果を発揮することができる。
　また、膨出部２４とそれに対応する膨出部形成用凹部１４を備えたことにより、シリンダヘッド１とインテークマニホールド３０との固定をより強固なものとできる。すなわち、膨出部２４と膨出部形成用凹部１４によって、吸気ポート５の上流側端面６とインマニ内通路３１のフランジ部３２との接触部の外形が大きくなり、また、互いの接触面積が大きくなるからである。なお、膨出部２４の上流側端面２４ａは、インマニ内通路３１のフランジ部３２の一部に形成された膨出フランジ部３２ｂの端面３２ａに当接し、その上流側への移動が拘束されている。膨出フランジ部３２ｂは、膨出部２４の上流側端面２４ａに対応する位置に、その上流側端面２４ａを覆うように設けられる。
　他の実施形態を図４Ａ～図４Ｃに示す。これらの実施形態では、膨出部２４及びそれに対応する膨出部形成用凹部１４を、吸気ポート５の流路断面の周囲に沿って複数箇所設けている。
　図４Ａでは、膨出部２４及び膨出部形成用凹部１４は、吸気ポート５の流路断面の中心部を挟んで、上方と下方の対向する位置に設けられている。インジェクションゲート４６は、この上下両方の膨出部形成用凹部１４に臨んでそれぞれ設けられる。
　インジェクションゲート４６を吸気ポート５の流路断面の中心部を挟んで対向する位置に設けることで、樹脂の充填度合い、厚みの均一化や成形時間の短縮を図ることができ、その結果、断熱部材２０の樹脂と吸気ポート５内面の金属との密着性の向上を図ることができる。さらに、インジェクションゲート４６を上下に設けることで、ウェルドラインｗは、吸気ポート５の流路断面の中心部を挟んで左右にそれぞれ生じる。このため、吸気ポート５内における上面付近、下面付近の凹凸を極力減らすことができ、燃焼室３内における吸気のタンブル流を阻害しないという効果も期待できる。
　なお、隣り合う気筒の吸気ポート５間の距離が近い場合は、このように、膨出部２４及び膨出部形成用凹部１４を、吸気ポート５の上方や下方に設けることが、スペース確保の点やメンテナンス上有利である。
　図４Ｂでは、膨出部２４及び膨出部形成用凹部１４は、吸気ポート５の流路断面の中心部を挟んで、左右の対向する位置に設けられている。インジェクションゲート４６は、この左右両方の膨出部形成用凹部１４に臨んでそれぞれ設けられる。
　また、インジェクションゲート４６を左右に設けることで、ウェルドラインｗは、吸気ポート５の流路断面の中心部を挟んで上下にそれぞれ生じることになる。このように、膨出部２４及び膨出部形成用凹部１４が吸気ポート５の左右にあれば、燃料噴射装置１０を配置するためのスペース確保の余裕度が高くなるという効果が期待できる。
　図４Ｃは、膨出部２４及び膨出部形成用凹部１４は、吸気ポート５の流路断面の中心部を挟んで、上下の対向する位置及び左右の対向する位置にそれぞれ設けられている。インジェクションゲート４６は、この上下左右の膨出部形成用凹部１４に臨んでそれぞれ設けられる。
　インジェクションゲート４６を左右上下に設けることで、ウェルドラインｗは、吸気ポート５の流路断面の中心部を挟んで、左斜め上方、右斜め上方、左斜め下方、右斜め下方の四隅にそれぞれ生じることになる。このように、インジェクションゲート４６を左右上下に設けることで、前述の場合と同様、樹脂の充填度合い、厚みの均一化や成形時間の短縮を図ることができるほか、一つのインジェクションゲート４６から射出する樹脂の総量を少なくできるので、インジェクションゲート４６の断面サイズを縮小できる効果が期待できる。
１　シリンダヘッド
２　吸気バルブ
３　燃焼室
４　吸気弁孔
５　吸気ポート
６　上流側端面
７　バルブ挿通孔
１０　燃料噴射装置
１１　取付孔
１２　取付孔周辺部
１３　筒状内面部
１４　膨出部形成用凹部
２０　断熱部材
２２　取付孔周辺被覆部
２３　筒状部
２４　膨出部
３０　インテークマニホールド
３１　インマニ内通路
３２　フランジ部
３２ａ　端面（インマニ端面）
３３　パッキン
４０　型枠
４１　筒状部
４２，４３，４４　分割部
４５　上流側フランジ部
４６　インジェクションゲート
ｗ　ウェルドライン

Claims (9)

  1. 　エンジンのシリンダヘッド内に設けられ燃焼室に接続されて吸気通路を形成する吸気ポートと、
    　前記吸気ポートの内面に沿って配置される断熱部材と、
    　前記断熱部材の上流側端面を含んで設けられ、前記上流側端面において径方向外面が前記径方向外側に膨出し前記断熱部材の肉厚が増加する膨出部と、
    を備えるエンジンの吸気通路構造。
  2. 　前記断熱部材の膨出部のうち最も肉厚が大きくなる最厚部は、前記断熱部材の上流側端面から下流側端面の範囲に配置される
    請求項１に記載のエンジンの吸気通路構造。
  3. 　前記最厚部は、前記断熱部材の上流側端面に配置される
    請求項２に記載のエンジンの吸気通路構造。
  4. 　前記膨出部の前記肉厚は、前記吸気ポートの下流側から前記上流側端面の前記最厚部に向かうにつれて大きくなる
    請求項３に記載のエンジンの吸気通路構造。
  5. 　前記膨出部の上流側端面に、前記断熱部材を構成する樹脂を前記吸気ポート内に注入するためのインジェクションゲートに臨むインジェクション接続部を形成する
    請求項１～４の何れか１項に記載のエンジンの吸気通路構造。
  6. 　前記シリンダヘッドに接続されて前記吸気ポートとともに吸気通路を形成するインテークマニホールドを備え、
    　前記インテークマニホールドの下流側端部には前記吸気ポートと接続するフランジ部が設けられ、
    　前記フランジ部は前記膨出部と対向する位置に前記膨出部の上流側端面に対応する膨出フランジ部を備える
    請求項１～５の何れか１項に記載のエンジンの吸気通路構造。
  7. 　前記インテークマニホールドの下流側端部と前記吸気ポートの上流側端部とは、前記フランジ部と前記シリンダヘッドの間にシール面を形成する
    請求項６に記載のエンジンの吸気通路構造。
  8. 　前記膨出部は、前記吸気ポートの下面側に設けられる
    請求項１～７の何れか１項に記載のエンジンの吸気通路構造。
  9. 　前記膨出部は、前記吸気ポートの流路断面の中心部を挟んで対向する位置に設けられる請求項１～８の何れか１項に記載のエンジンの吸気通路構造。
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