JP2009074401A - インテークマニホールド - Google Patents

Abstract

【課題】内燃機関の各気筒間の吸気分配性能を向上させ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。
【解決手段】インテークマニホールド１０において、吸気を一時的に溜めるサージタンク２０と、サージタンク２０の長手方向中央より１番気筒側に設けられ、サージタンク２０内に吸気を導入する吸気導入口２５と、サージタンク２０内に各入口２１ａ〜２４ａが並列配置され、吸気導入口２５を介してサージタンク２０内に導入された吸気を各入口２１ａ〜２４ａからエンジンの各気筒に独立して供給する分岐吸気通路２１〜２４と、サージタンク内に２０設けられ、分岐吸気通路２１，２４の入口２１ａ，２４ａのいずれかにサージタンク２０内に導入された吸気が導かれるように、サージタンク２０内の吸気の流れを変える案内壁３１〜３３とを設ける。
【選択図】図２

Description

本発明は、吸気通路に設けられ内燃機関に吸気（吸入空気）を供給するインテークマニホールドに関する。

内燃機関の吸気通路には、内燃機関の各気筒に吸気を分配して供給するためにインテークマニホールドが設けられている。そして、インテークマニホールドのサージタンク内形状は、吸気の流れを阻害するような形状でなく滑らかな形状が良いとされている。サージタンク内における吸気の流れが悪いと、内燃機関の気筒間における吸気の分配性能が悪くなるからである。

そのため、内燃機関の気筒間における吸気の分配性能を向上させる、つまり気筒間における吸気の分配を均等にするための対策が施されたインテークマニホールドが種々提案されている。この種のインテークマニホールドの１つして、例えば、特許文献１に開示されたものがある。ここに開示されているインテークマニホールドは、吸気を外側気筒へ導く案内壁を集合部近傍に形成するとともに、集合部から外側気筒への吸気流れに対向するように吸気を内側気筒へ導くリブを吸気出口の分岐点近傍に形成している。これにより、このインテークマニホールドでは、内側気筒と外側気筒とにおける吸気量のバラツキを抑え、気筒間における吸気の分配性能の向上を図っている。なお、このインテークマニホールドでは、吸気通路からインテークマニホールド内に吸気を導入する吸気導入口は、集合部に設けられている。
実開昭５８−８４３６４号公報

しかしながら、搭載上の制約から、上記したインテークマニホールドのように、吸気導入口（スロットル装置）を集合部、つまりサージタンクの長手方向中央付近に配置することができない場合もある。また、サージタンクの容量を十分に確保することができない場合もある。特に近年、内燃機関の電子制御化が進み、それに伴って内燃機関の周辺に様々な制御機器が配置されているため、インテークマニホールドに対する搭載上の制約が多くなる傾向がある。そのため、上記したように、吸気導入口をサージタンクの長手方向中央付近に配置することができない場合や、サージタンクの容量を十分に確保することができない場合が多くなっている。そして、このような場合には、サージタンク内における吸気の流れが悪くなって気筒間における吸気の分配性能が悪化するという問題があった。

そこで、本発明は上記した問題点を解決するためになされたものであり、内燃機関の各気筒間の吸気分配性能を向上させ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課題とする。

上記問題点を解決するためになされた本発明に係るインテークマニホールドは、内燃機関に吸気を供給するインテークマニホールドにおいて、吸気を一時的に溜めるサージタンクと、前記サージタンクの長手方向中央より内燃機関の外側気筒側に設けられ、前記サージタンク内に吸気を導入する吸気導入口と、前記サージタンク内に各入口が並列配置され、前記吸気導入口を介して前記サージタンク内に導入された吸気を前記各入口から内燃機関の各気筒に独立して供給する分岐吸気通路と、前記サージタンク内に設けられ、前記分岐吸気通路の各入口のいずれかに前記サージタンク内に導入された吸気が導かれるように、前記サージタンク内の吸気の流れを変える案内壁と、を備えていることを特徴とする。

このインテークマニホールドでは、吸気通路から吸気導入口を介してサージタンク内に吸気が導入される。サージタンク内に導入された吸気は、各分岐吸気通路に分配されて内燃機関の各気筒へ供給される。ここで、このインテークマニホールドでは、サージタンクの長手方向中央より内燃機関の外側気筒側に設けられているため、サージタンク内における吸気の流れが良くなく、各気筒に対して吸気を均等に分配して供給することができないおそれがある。

そのため、このインテークマニホールドには、分岐吸気通路の各入口のいずれかにサージタンク内に導入された吸気を導く案内壁をサージタンク内に設けている。このような案内壁を設けることにより、サージタンク内の吸気が流れ込みやすい分岐吸気通路への吸気流量を減らし、サージタンク内の吸気が流れ込みにくい分岐吸気通路への吸気流量を増やすことができる。その結果、各気筒にバラツキなく吸気を供給することができる。これにより、このインテークマニホールドによれば、吸気導入口がサージタンクの長手方向中央付近に配置することができない場合やサージタンクの容量を十分に確保することができない場合に、サージタンク内の吸気の流れが悪化しても、内燃機関の各気筒間の吸気分配性能を向上させることができる。

本発明に係るインテークマニホールドにおいては、前記案内壁は、前記サージタンク内に導入された吸気のうち前記各分岐吸気通路の外壁と前記サージタンクの内壁とにより形成される空間へ流れようとするものの少なくとも一部を、前記吸気導入口の設置側の外側気筒に吸気を供給する分岐吸気通路の入口へ導く第１壁を含むことが望ましい。
なお、吸気導入口の設置側の外側気筒とは、例えば４気筒の場合であれば、１番（または４番）気筒を意味する。

このような第１壁を案内壁が含んでいることにより、吸気導入口が設置された側の外側気筒に吸気を供給する分岐吸気通路の入口に、サージタンク内に導入された吸気のうち各分岐吸気通路の外壁とサージタンクの内壁とにより形成される空間へ流れようとするものの一部を導入することができる。これにより、吸気導入口が設置された側の外側気筒に吸気を供給する分岐吸気通路への吸気流量を増やすことができる。その結果、各気筒にバラツキなく吸気を供給することができ、内燃機関の各気筒間の吸気分配性能を向上させることができる。

本発明に係るインテークマニホールドにおいては、前記案内壁は、前記サージタンク内に導入された吸気のうち前記吸気導入口の設置側の外側気筒および内側気筒に吸気を供給する分岐吸気通路の入口に流れようとするものの少なくとも一部を、前記吸気導入口の設置側とは反対側の外側気筒に吸気を供給する分岐吸気通路の入口へ導く第２壁を含むことが望ましい。
なお、吸気導入口の設置側の外側気筒および内側気筒とは、例えば４気筒の場合であれば、１番（または４番）および２番（または３番）気筒を意味する。また、吸気導入口の設置側とは反対側の外側気筒とは、例えば４気筒の場合であれば、４番（または１番）気筒を意味する。

このような第２壁を案内壁が含んでいることにより、吸気導入口が設置された側とは反対側の外側気筒に吸気を供給する分岐吸気通路の入口に、サージタンク内に導入された吸気のうち吸気導入口が設置された側の外側気筒および内側気筒に吸気を供給する分岐吸気通路の入口に流れ込もうとするものの一部を導入することができる。これにより、吸気導入口が設置された側とは反対側の外側気筒に吸気を供給する分岐吸気通路へ流れ込む吸気量を増やすことができる。その結果、各気筒にバラツキなく吸気を供給することができ、内燃機関の各気筒間の吸気分配性能を向上させることができる。

本発明に係るインテークマニホールドにおいては、前記案内壁は、前記サージタンク内に導入された吸気のうち前記各分岐吸気通路の外壁と前記サージタンクの内壁とにより形成される空間へ流れたものの少なくとも一部を、前記吸気導入口から最も離れたところに配置されている分岐吸気通路の入口へ導く第３壁を含むことが望ましい。

このような第３壁を案内壁が含んでいることにより、吸気導入口から最も離れたところに配置されている分岐吸気通路の入口に、サージタンク内に導入された吸気のうち各分岐吸気通路の外壁とサージタンクの内壁とにより形成される空間へ流れたものの一部を導入することができる。これにより、吸気導入口から最も離れたところに配置されている分岐吸気通路へ流れ込む吸気量を増やすことができる。その結果、各気筒にバラツキなく吸気を供給することができ、内燃機関の各気筒間の吸気分配性能を向上させることができる。

そして、前記吸気導入口の軸線と前記分岐吸気通路の軸線とが上下方向にずれているインテークマニホールドには、案内壁が第１壁あるいは第３壁の少なくとも１つを含んでいることが望ましい。

吸気導入口の軸線と分岐吸気通路の軸線とが上下方向にずれている場合、サージタンク内に導入された吸気のうち各分岐吸気通路の外壁とサージタンクの内壁とにより形成される空間へ流れる吸気量が多くなり、気筒間における吸気量のバラツキが大きくなりやすい。そのため、このようなインテークマニホールドに対して本発明を適用することにより、大きな効果を得ることができる。すなわち、内燃機関の各気筒間の吸気分配性能を大きく向上させることができる。

上記問題点を解決するためになされた本発明に係る別形態のインテークマニホールドは、内燃機関に吸気を供給するインテークマニホールドにおいて、吸気を一時的に溜めるサージタンクと、前記サージタンク内に吸気を導入する吸気導入口と、前記サージタンク内に各入口が並列配置され、前記吸気導入口を介して前記サージタンク内に導入された吸気を前記各入口から内燃機関の各気筒に独立して供給する分岐吸気通路とを備え、外側気筒に吸気を供給する分岐吸気通路の入口面積が、内側気筒に吸気を供給する分岐吸気通路の入口面積よりも大きく設定されていることを特徴とする。
なお、外側気筒とは、例えば４気筒の場合であれば１番・４番気筒を意味し、内側気筒とは、例えば４気筒の場合であれば２番・３番気筒を意味する。

このインテークマニホールドでも、吸気通路から吸気導入口を介してサージタンク内に吸気が導入される。サージタンク内に導入された吸気は、各分岐吸気通路に分配されて内燃機関の各気筒へ供給される。ここで、外側気筒に吸気を供給する分岐吸気通路へ流れ込む吸気量は、内側気筒に吸気を供給する分岐吸気通路へ流れ込む吸気量よりも少なくなる傾向がある。内側気筒に吸気を供給する分岐吸気通路へは、吸気が吸気導入口から直接導入されるが、外側気筒に吸気を供給する分岐吸気通路へは、吸気が吸気導入口から直接導入されるよりもサージタンクの壁面に沿って回り込むようにして導入される割合が多くなるからである。

このため、このインテークマニホールドでは、外側気筒に吸気を供給する分岐吸気通路の入口面積が、内側気筒に吸気を供給する分岐吸気通路の入口面積よりも大きく設定されている。このため、外側気筒に吸気を供給する分岐吸気通路へ流れ込む吸気量を増やすことができる。その結果、各気筒にバラツキなく吸気を供給することができ、内燃機関の各気筒間の吸気分配性能を向上させることができる。

本発明に係るインテークマニホールドにおいては、外側気筒に吸気を供給する分岐吸気通路のうち、前記吸気導入口から離れているものの入口面積が、前記吸気導入口に近いものの入口面積よりも大きく設定されていることが望ましい。

こうすることにより、吸気導入口がサージタンクの長手方向中央付近に配置することができない場合において、最も吸気量が少なくなる外側気筒に吸気を供給する分岐吸気通路（吸気導入口から離れているもの）へ流れ込む吸気量を増やすことができる。その結果、各気筒にバラツキなく吸気を供給することができ、内燃機関の各気筒間の吸気分配性能をより一層向上させることができる。

上記問題点を解決するためになされた本発明に係る別形態のインテークマニホールドは、内燃機関に吸気を供給するインテークマニホールドにおいて、吸気を一時的に溜めるサージタンクと、前記サージタンク内に吸気を導入する吸気導入口と、前記サージタンク内に各入口が並列配置され、前記吸気導入口を介して前記サージタンク内に導入された吸気を前記各入口から内燃機関の各気筒に独立して供給する分岐吸気通路とを備え、隣り合う分岐吸気通路の入口同士のうち、内燃機関の吸気工程が一部重なり合う気筒に吸気を供給する分岐吸気通路の入口同士の間隔が、内燃機関の吸気工程が重なり合うことがない気筒に吸気を供給する分岐吸気通路の入口同士の間隔よりも大きく設定されていることを特徴とする。

このインテークマニホールドでも、吸気通路から吸気導入口を介してサージタンク内に吸気が導入される。サージタンク内に導入された吸気は、各分岐吸気通路に分配されて内燃機関の各気筒へ供給される。ここで、４サイクルの内燃機関では、吸入（吸気）・圧縮・膨張・排気のサイクルがある。このサイクルは各気筒間においてタイミングをずらして行われているが、一時的に重複してしまう（オーバーラップ期間がある）。このため、吸気工程においては、異なる気筒において同時期に吸気バルブが開いている状態（吸気バルブのオーバーラップ）が発生する。この吸気バルブのオーバーラップにより、吸気工程において他の気筒からの吸気干渉が大きいと吸気量が減少してしまう。

このため、このインテークマニホールドでは、隣り合う分岐吸気通路の入口同士のうち、内燃機関の吸気工程が一部重なり合う気筒に吸気を供給する分岐吸気通路の入口同士の間隔が、内燃機関の吸気工程が重なり合うことがない気筒に吸気を供給する分岐吸気通路の入口同士の間隔よりも大きく設定されている。これにより、吸気バルブのオーバーラップが発生する隣接した気筒にそれぞれ吸気を供給する分岐吸気通路の入口間隔（ピッチ距離）が大きくなり、吸気干渉の影響を受けにくくすることができる。このため、吸気干渉による吸気量の減少を防止することができ、吸気干渉を受けていた気筒に吸気を供給する分岐吸気通路へ流れ込む吸気量を増やすことができる。その結果、各気筒にバラツキなく吸気を供給することができ、内燃機関の各気筒間の吸気分配性能を向上させることができる。

本発明に係るインテークマニホールドにおいては、外側気筒に吸気を供給する分岐吸気通路の入口面積が、内側気筒に吸気を供給する分岐吸気通路の入口面積よりも大きく設定されていることが望ましい。

上記したように、外側気筒に吸気を供給する分岐吸気通路へ流れ込む吸気量は、内側気筒に吸気を供給する分岐吸気通路へ流れ込む吸気量よりも少なくなる傾向がある。このため、外側気筒に吸気を供給する分岐吸気通路の入口面積を、内側気筒に吸気を供給する分岐吸気通路の入口面積よりも大きく設定することにより、外側気筒に吸気を供給する分岐吸気通路へ流れ込む吸気量を増やすことができる。これにより、吸気干渉の影響を受けにくくしたことによる吸気量の増加と相まって、外側気筒に吸気を供給する分岐吸気通路へ流れ込む吸気量を更に増やすことができる。その結果、各気筒にバラツキなく吸気を供給することができ、内燃機関の各気筒間の吸気分配性能をより一層向上させることができる。

本発明に係るインテークマニホールドによれば、上記した通り、内燃機関の各気筒間の吸気分配性能を向上させることができる。特に、吸気導入口がサージタンクの長手方向中央付近に配置することができない場合やサージタンクの容量を十分に確保することができない場合に、本発明を適用することにより、内燃機関の各気筒間の吸気分配性能を向上させることができる。

以下、本発明のインテークマニホールドを具体化した最も好適な実施の形態について図面に基づいて詳細に説明する。本実施の形態では、４サイクル４気筒エンジンの吸気系に使用するインテークマニホールドに本発明を適用した場合について説明する。

（第１の実施の形態）
まず、第１の実施の形態について説明する。そこで、第１の実施の形態に係るインテークマニホールドについて、図１〜図３を参照しながら説明する。図１は、第１の実施の形態に係るインテークマニホールドの概略構成を示す側面図である。図２および図３は、第１の実施の形態に係るインテークマニホールドに備わる案内壁の形状を示す図である。

図１に示すインテークマニホールド１０は、樹脂インマニと称される樹脂製のインテークマニホールドであって、４サイクル４気筒エンジンの吸気系部品として、吸気通路内に吸入された空気（吸気）をエンジンの各気筒に供給するものである。このインテークマニホールド１０には、サージタンク２０と、４本の分岐吸気通路２１，２２，２３，２４とが備わっている。

サージタンク２０は、図２に示すように、その内部が大きな中空部になっており、そこに吸気を一時的に溜めることにより、吸気脈動や吸気干渉を防いだり、吸入効率を引き上げたりするものである。分岐吸気通路２１〜２４は、サージタンク２０内に導入された吸気をエンジンの各気筒に供給するものである。本実施の形態では、分岐吸気通路２１がエンジンの１番気筒に吸気を供給し、分岐吸気通路２２がエンジンの２番気筒に吸気を供給し、分岐吸気通路２３がエンジンの３番気筒に吸気を供給し、分岐吸気通路２４がエンジンの４番気筒に吸気を供給するようになっている。

サージタンク２０の側面には、サージタンク２０内に吸気を導入するための吸気導入口２５が形成されている。この吸気導入口２５の先端には、スロットル装置取付フランジ２６が取り付けられている。スロットル装置取付フランジ２６には、吸気量を調節するスロットルバルブを備えたスロットル装置（不図示）が取り付けられる。これにより、スロットル装置によって流量が調節された吸気が、吸気導入口２５を介してサージタンク２０内に導入される。ここで、搭載上の制約からスロットル装置の配置が限定されるため、吸気導入口２５は、サージタンク２０の長手方向中央ではなく、外側気筒（本実施の形態では１番気筒）側にずれて配置されている。

また、サージタンク２０の一端部には、ＥＧＲ導入口２７が形成されている。このＥＧＲ導入口２７の先端にはＥＧＲ管取付フランジ２８が取り付けられている。このＥＧＲ管取付フランジ２８には、排気ガスの一部を排気系から吸気系へ戻す不図示のＥＧＲパイプが取り付けられる。これにより、ＥＧＲがインテークマニホールド１０に戻されるようになっている。

そして、吸気導入口２５が設けられたサージタンク２０の側面とは反対側の側面に、分岐吸気通路２１〜２４が配置されている。すなわち、分岐吸気通路２１〜２４の先端部（入口側）がサージタンク２０内に挿入された状態で、分岐吸気通路２１〜２４とサージタンク２０とが接続されている。分岐通路２１〜２４の入口２１ａ〜２４ａは、サージタンク２０内に横一列（並列）に等間隔（ポート間距離がほぼ等しい）で配置されている。これらの入口２１ａ〜２４ａの開口面積は略同一であり、また、分岐吸気通路２１〜２４の通路長さも略同一である。そして、分岐吸気通路２１〜２４の入口２１ａ〜２４ａは、図３に示すように、その軸線が吸気導入口２５の軸線と上下方向にずれて配置されている。より詳細には、入口２１ａ〜２４ａの軸線が吸気導入口２５の軸線よりも下方に位置するように、分岐通路２１〜２４の入口２１ａ〜２４ａがサージタンク２０内に配置されている。

また、サージタンク２０内には、図２および図３に示すように、３つの案内壁３１，３２，３３が設けられている。これらの案内壁３１〜３３は、インテークマニホールド１０と同じ材質（本実施の形態では合成樹脂）により形成されている。案内壁３１〜３３は、サージタンク２０内における吸気の流れを変えて、分岐吸気通路２１〜２４へ吸気が均等に分配されるようにするためのものである。

第１案内壁３１は平板状の壁であり、図２または図３に示すように、分岐吸気通路２１に取り付けられている。より詳細には、図３に示すように、分岐吸気通路２１の入口２１ａの端部上縁部に、第１案内壁３１が斜め上向きに取り付けられている。この第１案内壁３１は、サージタンク２０内における吸気の流れを変えて、分岐吸気通路２１に流れ込む吸気を増やすためのものである。

第２案内壁３２は平板状の壁であり、図２に示すように、吸気導入口２５の軸線と分岐吸気通路２２の軸線との間に設けられている。より詳細には、図２および図３に示すように、吸気導入口２５からサージタンク２０内に導入される吸気が分岐吸気通路２３，２４の方へ流れるようサージタンク２０の底面に第２案内壁３２が斜めに取り付けられている。この第２案内壁３２は、サージタンク２０内における吸気の流れを変えて、分岐吸気通路２４に流れ込む吸気を増やすためのものである。

第３案内壁３３は、湾曲した（円弧状の）板壁であり、図２または図３に示すように、分岐吸気通路２１〜２４の入口部分の外壁とサージタンク２０の内壁とにより形成されている空間２０ａに設けられている。より詳細には、図２および図３に示すように、第３案内壁３３の両端部が分岐吸気通路２２，２３の入口２２ａ，２３ａの外側端付近に位置するように、第３案内壁３３が分岐吸気通路２２，２３の入口部分上部に取り付けられている。この第３案内壁３３は、サージタンク２０内の空間２０ａにおける吸気の流れを変えて、分岐吸気通路２４に流れ込む吸気を増やすためのものである。

上記した構成を有するインテークマニホールド１０では、不図示のエアクリーナで濾過された吸気が、不図示のスロットル装置を通り、吸気導入口２５からサージタンク２０内に導入される。このとき、サージタンク２０内に導入される吸気の量は、不図示のスロットル装置により調整される。すなわち、スロットル装置に備わるスロットルバルブの開度が制御されて、サージタンク２０内に導入される吸気の量が調整される。そして、サージタンク２０内に導入された吸気は、各分岐吸気通路２１〜２４に分配され、各分岐吸気通路２１〜２４を通ってエンジンの各気筒（１番〜４番気筒）にそれぞれ供給される。

ここで、本実施の形態に係るインテークマニホールド１０においては、吸気導入口２５がサージタンク２０の長手方向中央付近に位置していない。また、サージタンク２０の容量も十分に大きいものではない。これは、インテークマニホールド１０のエンジンルーム内への搭載上の制約から、サージタンク２０の容量をこれ以上大きくすることができないからである。このようにインテークマニホールド１０では、吸気導入口２５がサージタンク２０の長手方向中央付近に配置されていないこと、およびサージタンク２０の容量が十分に大きいものでないことから、各分岐吸気通路２１〜２４への吸気の分配が均等に行えず、吸気分配性能が悪化するおそれがある。

そこで、案内壁３１〜３３を設けていないインテークマニホールド（改善前インテークマニホールド）内の吸気の流れと、本実施の形態に係るインテークマニホールド１０内の吸気の流れとを、各分岐吸気通路（各気筒）ごとにシミュレーションにより解析（ＣＡＥ解析）した。その解析結果を、図４〜図１０に示す。図４〜図７は、案内壁３１〜３３を設けていないインテークマニホールド内の吸気の流れを示す図であり、図４は１番気筒への吸気の流れを示し、図５は２番気筒への吸気の流れを示し、図６は３番気筒への吸気の流れを示し、図７は４番気筒への吸気の流れを示している。図８および図９は、本実施の形態に係るインテークマニホールド１０内の吸気の流れを示す図であり、図８は１番気筒への吸気の流れを示し、図９は４番気筒への吸気の流れを示している。図１０は、各気筒へ流れ込む吸気の流量を示す図である。

まず、図１０から明らかなように、案内壁３１〜３３を設けていない改良前インテークマニホールドにおいては、２番気筒＃２へ供給される吸気の量が最も多く、２番・３番気筒＃２，＃３へ供給される吸気の量に比べると、１番・４番気筒＃１，＃４へ供給される吸気の量が少ないことがわかる。つまり、改善前インテークマニホールドでは、各気筒（各分岐吸気通路）への吸気の分配が均等に行われておらず、吸気分配性能が悪い。このような結果から、各気筒への吸気分配を改善してインテークマニホールドの吸気分配性能を向上させるためには、１番・４番気筒＃１，＃４へ供給される吸気量を増加させれば良いことがわかる。

ここで、改善前インテークマニホールドにおいて、２番・３番気筒＃２，＃３へ供給される吸気量が多くなるのは、図５（ａ），（ｂ）および図６（ａ），（ｂ）から明らかなように、２番・３番気筒＃２，＃３に吸気を供給する分岐吸気通路２２，２３に対しては、サージタンク２０内に導入された吸気のほとんどが、サージタンク２０内の空間２０ａには流れずに、直接、各分岐吸気通路に供給されているからである。そして、２番気筒＃２の吸気量が３番気筒＃３の吸気量よりも多くなっているのは、２番気筒＃２へ吸気を供給する分岐吸気通路２２がサージタンク２０の吸気導入口２５により近いからである。

一方、改善前インテークマニホールドにおいて、１番気筒＃１の吸気量が少なくなっているのは、図４（ａ），（ｂ）からわかるように、吸気導入口２５からサージタンク２０内に導入された吸気が、直接、１番気筒へ吸気を供給する分岐吸気通路２１に流れ込む割合よりも、空間２０ａ内に流れ込んだ後に、サージタンク２０の内壁面に沿って渦を巻くようにして流れ込む割合の方が多いからである。
また、改善前インテークマニホールドにおいて、４番気筒＃４の吸気量が少なくなっているのは、吸気導入口２５から最も離れたところに入口が配置されていることと、図７（ａ），（ｂ）からわかるように、吸気導入口２５からサージタンク２０内に導入された吸気が、空間２０ａ内に流れ込んだ後、サージタンク２０の内壁面に沿って渦を巻くようにして、４番気筒＃４に吸気を供給する分岐吸気通路２４に流れ込むためである。

そこで、本実施の形態に係るインテークマニホールド１０では、上記したように、案内壁３１〜３３をサージタンク２０内に設けることにより、１番・４番気筒（分岐吸気通路２１，２４）へ供給される吸気量を増加させるようにしている。
まず、分岐吸気通路２１（１番気筒）へ供給される吸気量を増やすために、第１案内壁３１を設けている。これにより、図８（ａ），（ｂ）から明らかなように、サージタンク２０内に導入された吸気のうち、サージタンク２０内の空間２０ａに流れようとするものが、第１案内壁３１により、直接、分岐吸気通路２１へ流れ込んでいることがわかる。つまり、第１案内壁３１により、サージタンク２０内に導入され空間２０ａに流れようとする吸気の流れの向きが変えられ、空間２０ａに流れようとする吸気が分岐吸気通路２１へと導かれているのである。その結果、図１０に示すように、分岐吸気通路２１へ流れ込む吸気が増え、１番気筒＃１の吸気量を増加させることができる。

次に、分岐吸気通路２４（４番気筒）へ供給される吸気量を増やすために、第２案内壁３２および第３案内壁３３を設けている。これにより、図９（ａ），（ｂ）から明らかなように、サージタンク２０内に導入された吸気のうち、サージタンク２０内の空間２０ａに流れたものが、第３案内壁３３により、サージタンク２０の内壁面に沿うことなく、分岐吸気通路２４へ流れ込んでいることがわかる。また、第２案内壁３２により、サージタンク２０内に導入された吸気のうち、サージタンク２０内の空間２０ａに流れずに直接、分岐吸気通路２４へ流れ込む流れが形成されていることもわかる。このように、第２案内壁３２および第３案内壁３３により、サージタンク２０内に導入されて分岐吸気通路２４へ流れる吸気の流れが変えられ、吸気導入口２５からサージタンク２０内に流れ込んだ吸気が、分岐吸気通路２４へと積極的に導かれているのである。その結果、図１０に示すように、分岐吸気通路２４へ流れ込む吸気が増え、４番気筒＃４の吸気量を増加させることができる。

このように、本実施の形態に係るインテークマニホールド１０では、上記したように、案内壁３１〜３３をサージタンク２０内に設けたことにより、図１０に示すように、分岐吸気通路２１，２４へ流れ込む吸気を増やし、１番・４番気筒＃１，＃４へ供給される吸気量を増加させる一方、分岐吸気通路２２，２３へ流れ込む吸気を減らし、２番・３番気筒＃２，＃３へ供給される吸気量を減少させることができる。なお、分岐吸気通路２２，２３へ流れ込む吸気が減るのは、第２案内壁３２を設けたことにより、吸気導入口２５から分岐吸気通路２２，２３へ直接流れ込む吸気の流れが変えられたからであると考えられる。その結果、図１０から明らかなように、１〜４番気筒＃１〜＃４へ供給される吸気量がほぼ均等になっている。つまり、インテークマニホールド１０によれば、吸気導入口２５がサージタンク２０の長手方向中央付近に配置されず、サージタンク２０の容量が十分に大きくなくても、吸気分配性能を向上させることができる。

以上、詳細に説明したように本実施の形態に係るインテークマニホールド１０では、サージタンク２０内に第１〜第３案内壁３１〜３３が設けられている。このため、吸気導入口２５がサージタンク２０の長手方向中央付近に配置されず、サージタンク２０の容量が十分に大きくないことから生じる吸気分配性能の悪さが改善される。これにより、インテークマニホールド１０では、サージタンク２０内に導入された吸気が、各分岐吸気通路２１〜２４に対してほぼ均等に分配される。従って、インテークマニホールド１０によれば、吸気導入口２５がサージタンク２０の長手方向中央付近に配置されていなく、サージタンク２０の容量が十分に大きくなくても、吸気分配性能を向上させることができる。

（第２の実施の形態）
次に、第２の実施の形態について説明する。第２の実施の形態は、第１の実施の形態と基本的な構成をほぼ同じくするが、サージタンク内に案内壁は設けられておらず、各分岐吸気通路の入口面積が同一でない点で異なる。このため以下では、第１の実施の形態と共通する構成については図面に同じ符号を付してその説明を適宜省略し、相違する構成を中心に第２の実施の形態に係るインテークマニホールドについて、図１１および図１２を参照しながら説明する。図１１は、第２の実施の形態におけるインテークマニホールドの断面図である。図１２は、気筒へ流れ込む吸気の流量を示す図である。

図１１に示すように、第２の実施の形態に係るインテークマニホールド１０ａでは、分岐吸気通路２１，２４の入口２１ｂ，２４ｂの面積が、分岐吸気通路２２，２３の入口２２ａ，２３ａの面積よりも大きくされている。より詳細には、入口２１ｂ，２４ｂの面積が、分岐吸気通路２２，２３の入口２２ａ，２３ａの面積の約１．２〜約１．５倍程度大きくされている。なお、本字実施の形態では、入口２１ｂ，２４ｂの面積が、入口２２ａ，２３ａの面積の約１．３倍となっている。なお、分岐吸気通路２１，２４の入口２１ｂ，２４ｂの面積は、ほぼ同一である。

ここで上記したように、分岐吸気通路２１，２４へ流れ込む吸気量は、分岐吸気通路２２，２３へ流れ込む吸気量より少なくなる（図１２に示す改善前参照）。これは、図４〜図７に示したように、分岐吸気通路２２，２３へは、吸気が吸気導入口２５から直接導入されるが、分岐吸気通路２１，２４へは、吸気が吸気導入口２５から直接導入されるよりもサージタンク２０の壁面に沿って回り込むようにして導入される割合が多くなるためである。

これに対して、インテークマニホールド１０ａでは、分岐吸気通路２１，２４の入口２１ｂ，２４ｂの面積が、分岐吸気通路２２，２３の入口２２ａ，２３ａの面積よりも大きく（約１．３倍）設定されている。これにより、図１２に示すように、１番、４番気筒＃１，＃４に吸気を供給する分岐吸気通路２１，２４へ流れ込む吸気量を、分岐吸気通路２２，２３へ流れ込む吸気量と同程度まで増やすことができる。
このように、第２の実施の形態に係るインテークマニホールド１０ａによれば、各気筒＃１〜＃４にバラツキなく吸気を供給することができ、エンジンの各気筒間の吸気分配性能を向上させることができる。

なお、第２の実施の形態に係るインテークマニホールド１０ａにおいて、分岐吸気通路２４へ流れ込む吸気量が少ない場合には、分岐吸気通路２４の入口２４ｂの面積を、分岐吸気通路２１の入口２１ｂの面積よりも大きくすればよい。つまり、外側気筒である１番、４番気筒へ吸気を供給する分岐吸気通路２１，２４のうち、吸気導入口２５から離れている分岐吸気通路２４の入口２４ｂの面積を、吸気導入口２５に近い分岐吸気通路２１の入口２１ｂの面積よりも大きく設定すればよい。

こうすることにより、分岐吸気通路２４へ流れ込む吸気量が少ない場合であっても、分岐吸気通路２４へ流れ込む吸気量を、他の分岐吸気通路２１〜２３に流れ込む吸気量と同程度まで確実に増やすことができる。その結果、エンジンの各気筒にバラツキなく吸気を供給することができ、各気筒間の吸気分配性能を確実に向上させることができる。

（第３の実施の形態）
最後に、第３の実施の形態について説明する。第３の実施の形態は、第１の実施の形態と基本的な構成をほぼ同じくするが、サージタンク内に案内壁は設けられておらず、各分岐吸気通路の入口間（ポート間）距離が同一でない点で異なる。このため以下では、第１の実施の形態と共通する構成については図面に同じ符号を付してその説明を適宜省略し、相違する構成を中心に第３の実施の形態に係るインテークマニホールドについて、図１３および図１４を参照しながら説明する。図１３は、第３の実施の形態におけるインテークマニホールドの断面図である。図１４は、エンジンの各気筒における燃焼サイクルを表す図である。

図１３に示すように、第３の実施の形態に係るインテークマニホールド１０ｂでは、分岐吸気通路２１，２２の入口２１ａ，２２ａ間の距離（ポート間距離）および分岐吸気通路２３，２４の入口２３ａ，２４ａ間の距離（ポート間距離）が、分岐吸気通路２２，２３の入口２２ａ，２３ａ間の距離（ポート間距離）よりも大きくなっている。
ここで、点火順が１番、３番、４番、２番気筒の場合、図１４に示すタイミングで各気筒において吸入（吸気）・圧縮・膨張・排気のサイクルが実施される。このとき、吸気工程においては、異なる気筒において同時期に吸気バルブが開いている状態（吸気バルブのオーバーラップ）が発生する。

具体的には、１番気筒＃１の吸気時に、２番気筒＃２の吸気がオーバーラップする。そして、１番気筒と２番気筒は隣り合っているため、吸気バルブのオーバーラップにより、１番気筒＃１における吸気工程では２番気筒＃２からの吸気干渉を大きく受けてしまう。また、４番気筒＃４の吸気時に、３番気筒＃３の吸気がオーバーラップする。そして、４番気筒と３番気筒は隣り合っているため、吸気バルブのオーバーラップにより、４番気筒＃４における吸気工程では３番気筒＃３からの吸気干渉を大きく受けてしまう。このため、１番気筒と４番気筒へ供給される吸気量が少なくなってしまう。

これに対して、２番気筒＃２の吸気時に、４番気筒＃４の吸気がオーバーラップする。しかし、２番気筒と４番気筒との間には３番気筒が存在しており両気筒は離れている。このため、吸気バルブのオーバーラップにより、２番気筒＃２における吸気工程においては４番気筒＃４からの吸気干渉をあまり受けない。また、３番気筒＃３の吸気時に、１番気筒＃１の吸気がオーバーラップする。しかし、３番気筒と１番気筒との間には２番気筒が存在しており両気筒は離れている。このため、吸気バルブのオーバーラップにより、３番気筒＃３における吸気工程においては１番気筒＃１からの吸気干渉をあまり受けない。

そこで、本実施の形態に係るインテークマニホールド１０ｂでは、分岐吸気通路２１，２２の入口２１ａ，２２ａ間の距離（ポート間距離）および分岐吸気通路２３，２４の入口２３ａ，２４ａ間の距離（ポート間距離）を、分岐吸気通路２２，２３の入口２２ａ，２３ａ間の距離（ポート間距離）よりも大きく設定している。つまり、隣り合う分岐吸気通路２１と２２、２２と２３、２３と２４のうち、吸気工程が一部重なり合う気筒に吸気を供給する分岐吸気通路２１，２２の入口２１ａ，２２ａ同士、および分岐吸気通路２３，２４の入口２３ａ，２４ａ同士の間隔を、吸気工程が重なり合うことがない気筒に吸気を供給する分岐吸気通路２２，２３の入口２２ａ，２３ａ同士の間隔よりも大きく設定している。

これにより、インテークマニホールド１０ｂでは、吸気バルブのオーバーラップが発生する隣接した気筒＃１と＃２、および＃３と＃４にそれぞれ吸気を供給する分岐吸気通路２１と２２、および２３と２４の入口間隔（ピッチ距離）が大きくなり、吸気干渉の影響を受けにくくされている。このため、吸気干渉による１番、４番気筒＃１，＃４へ供給される吸気量の減少を防止する、つまり吸気量を増加させることができる。その結果、各気筒＃１〜＃４へ供給される吸気量のバラツキを抑えることができる。
このように、第３の実施の形態に係るインテークマニホールド１０ｂによれば、各気筒＃１〜＃４にバラツキなく吸気を供給することができ、エンジンの各気筒間の吸気分配性能を向上させることができる。

なお、第３の実施の形態に係るインテークマニホールド１０ｂにおいて、分岐吸気通路２４へ流れ込む吸気量が少ない場合には、分岐吸気通路２４の入口２４ａの面積を、分岐吸気通路２１の入口２１ａの面積よりも大きくすればよい。つまり、外側気筒である１番、４番気筒へ吸気を供給する分岐吸気通路２１，２４のうち、吸気導入口２５から離れている分岐吸気通路２４の入口２４ａの面積を、吸気導入口２５に近い分岐吸気通路２１の入口２１ａの面積よりも大きく設定すればよい。

こうすることにより、分岐吸気通路２４へ流れ込む吸気量が少ない場合であっても、吸気干渉の影響を受けにくくしたことによる吸気量の増加と相まって、分岐吸気通路２４へ流れ込む吸気量を更に増やすことができる。その結果、エンジンの各気筒にバラツキなく吸気を供給することができ、各気筒間の吸気分配性能を確実に向上させることができる。

なお、上記した実施の形態は単なる例示にすぎず、本発明を何ら限定するものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能であることはもちろんである。例えば、上記した実施の形態では、４気筒のエンジンに組み付けられるインテークマニホールドに本発明を適用しているが、本発明は、４気筒に限らず、３気筒や６気筒あるいはそれ以上の気筒を有するエンジンに組み付けられるインテークマニホールドにも適用することができる。

また、上記した第１〜第３の実施の形態を、任意に組み合わせることもできる。これにより、相乗的な効果を得ることができる。

第１の実施の形態に係るインテークマニホールドの概略構成を示す側面図である。 サージタンク内における案内壁および各分岐吸気通路の配置関係を示す図である。 図２におけるＡＢＣＤ断面を示す断面図である 案内壁を設けていないインテークマニホールド内の吸気の流れを示す図であり、１番気筒への吸気の流れを示す。 案内壁を設けていないインテークマニホールド内の吸気の流れを示す図であり、２番気筒への吸気の流れを示す。 案内壁を設けていないインテークマニホールド内の吸気の流れを示す図であり、３番気筒への吸気の流れを示す。 案内壁を設けていないインテークマニホールド内の吸気の流れを示す図であり、４番気筒への吸気の流れを示す。 第１の実施の形態に係るインテークマニホールド内の吸気の流れを示す図であり、１番気筒への吸気の流れを示す。 第１の実施の形態に係るインテークマニホールド内の吸気の流れを示す図であり、４番気筒への吸気の流れを示す。 各気筒へ流れ込む吸気の流量を示す図である。 第２の実施の形態に係るインテークマニホールドの概略構成を示す断面図である。 各気筒へ流れ込む吸気の流量を示す図である。 第３の実施の形態に係るインテークマニホールドの概略構成を示す断面図である。 エンジンの各気筒における燃焼サイクルを表す図である。

符号の説明

１０ インテークマニホールド
２０ サージタンク
２０ａ 空間
２１ 分岐吸気通路
２１ａ 入口
２２ 分岐吸気通路
２２ａ 入口
２３ 分岐吸気通路
２３ａ 入口
２４ 分岐吸気通路
２４ａ 入口
２５ 吸気導入口
３１ 第１案内壁
３２ 第２案内壁
３３ 第３案内壁

Claims (9)

1. 内燃機関に吸気を供給するインテークマニホールドにおいて、
   吸気を一時的に溜めるサージタンクと、
   前記サージタンクの長手方向中央より内燃機関の外側気筒側に設けられ、前記サージタンク内に吸気を導入する吸気導入口と、
   前記サージタンク内に各入口が並列配置され、前記吸気導入口を介して前記サージタンク内に導入された吸気を前記各入口から内燃機関の各気筒に独立して供給する分岐吸気通路と、
   前記サージタンク内に設けられ、前記分岐吸気通路の各入口のいずれかに前記サージタンク内に導入された吸気が導かれるように、前記サージタンク内の吸気の流れを変える案内壁と、
   を備えていることを特徴とするインテークマニホールド。
2. 請求項１に記載するインテークマニホールドにおいて、
   前記案内壁は、前記サージタンク内に導入された吸気のうち前記各分岐吸気通路の外壁と前記サージタンクの内壁とにより形成される空間へ流れようとするものの少なくとも一部を、前記吸気導入口の設置側の外側気筒に吸気を供給する分岐吸気通路の入口へ導く第１壁を含む
   ことを特徴とするインテークマニホールド。
3. 請求項１または請求項２に記載するインテークマニホールドにおいて、
   前記案内壁は、前記サージタンク内に導入された吸気のうち前記吸気導入口の設置側の外側気筒および内側気筒に吸気を供給する分岐吸気通路の入口に流れようとするものの少なくとも一部を、前記吸気導入口の設置側とは反対側の外側気筒に吸気を供給する分岐吸気通路の入口へ導く第２壁を含む
   ことを特徴とするインテークマニホールド。
4. 請求項１から請求項３に記載するいずれか１つのインテークマニホールドにおいて、
   前記案内壁は、前記サージタンク内に導入された吸気のうち前記各分岐吸気通路の外壁と前記サージタンクの内壁とにより形成される空間へ流れたものの少なくとも一部を、前記吸気導入口から最も離れたところに配置されている分岐吸気通路の入口へ導く第３壁を含む
   ことを特徴とするインテークマニホールド。
5. 請求項２または請求項４に記載するインテークマニホールドにおいて、
   前記吸気導入口の軸線と前記分岐吸気通路の軸線とが上下方向にずれている
   ことを特徴とするインテークマニホールド。
6. 内燃機関に吸気を供給するインテークマニホールドにおいて、
   吸気を一時的に溜めるサージタンクと、
   前記サージタンク内に吸気を導入する吸気導入口と、
   前記サージタンク内に各入口が並列配置され、前記吸気導入口を介して前記サージタンク内に導入された吸気を前記各入口から内燃機関の各気筒に独立して供給する分岐吸気通路とを備え、
   外側気筒に吸気を供給する分岐吸気通路の入口面積が、内側気筒に吸気を供給する分岐吸気通路の入口面積よりも大きく設定されている
   ことを特徴とするインテークマニホールド。
7. 請求項６に記載するインテークマニホールドにおいて、
   外側気筒に吸気を供給する分岐吸気通路のうち、前記吸気導入口から離れているものの入口面積が、前記吸気導入口に近いものの入口面積よりも大きく設定されている
   ことを特徴とするインテークマニホールド。
8. 内燃機関に吸気を供給するインテークマニホールドにおいて、
   吸気を一時的に溜めるサージタンクと、
   前記サージタンク内に吸気を導入する吸気導入口と、
   前記サージタンク内に各入口が並列配置され、前記吸気導入口を介して前記サージタンク内に導入された吸気を前記各入口から内燃機関の各気筒に独立して供給する分岐吸気通路とを備え、
   隣り合う分岐吸気通路の入口同士のうち、内燃機関の吸気工程が一部重なり合う気筒に吸気を供給する分岐吸気通路の入口同士の間隔が、内燃機関の吸気工程が重なり合うことがない気筒に吸気を供給する分岐吸気通路の入口同士の間隔よりも大きく設定されている
   ことを特徴とするインテークマニホールド。
9. 請求項８に記載するインテークマニホールドにおいて、
   外側気筒に吸気を供給する分岐吸気通路の入口面積が、内側気筒に吸気を供給する分岐吸気通路の入口面積よりも大きく設定されている
   ことを特徴とするインテークマニホールド。

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