JP2016156350A - インテークマニホールドの吸気構造 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の吸気管に対して導入される空気量が異なることとなくバランスよく空気を導入させる。【解決手段】スロットルボディ１２と、シリンダヘッド内に連通する開口が設けられたサージタンク１０と、スロットルボディ１２とサージタンク１０とを繋ぐ屈曲又は湾曲した流路１４ｘを有する中継ジョイント１４を備えた、インテークマニホールドの吸気構造。即ち、スロットルボディからサージタンクへの流路の開口部とサージタンクからインテークマニホールドへの開口部が直交する。【選択図】図４

Description

本発明は、自動車等の輸送機器の内燃機関におけるシリンダヘッドに装着されるインテークマニホールドの吸気構造に関する。

図６は自動車のガソリンエンジン（以下、エンジンと称す）近傍の構成を模式的に示す斜視図である（例えば特許文献１を参照）。

図６に示すように、エンジン１００の吸気側には、吸気ダクトから吸入された空気の脈動を抑えて、各気筒へ分配して供給するインテークマニホールド１１０が配設されている。インテークマニホールド１１０の上流側には、無負荷運転時のエンジン回転数を所定回転数になるよう空気量を制御するＩＳＣバルブ１２０が配設される。ＩＳＣバルブ１２０に流れる空気は、空気を導く吸入導入管１２０ａと、インテークマニホールド１１０へ空気を導く排出導入管１２０ｂ等を介してメイン空気通路１３０をバイパスさせて、インテークマニホールド１１０内に供給する。

スロットルボディ１４０は、インテークマニホールド１１０内に空気を送り込むメイン吸気通路の開口面積を、図示しない開閉弁を用いて調整する。また、インテークマニホールド１１０の上流部にはインジェクタ１５０が取り付けられている。

特開平１１−２２６００号公報

しかしながら、上記従来のインテークマニホールド１１０には、以下のような課題があった。すなわち、図６に示すインテークマニホールド１１０は、湾曲した複数の吸気管１１０ａ〜１１０ｄを介することでスロットルボディ１４０及びサージタンク１６０がエンジン１００よりも上方に配置される構成を有するが、図７に模式的に示すように、サージタンク１６０においてスロットルボディ１４０に対して吸気管１１０ａ〜１１０ｄは縦列配置されているため、スロットルボディ１４０からの気流Ａに対して近接する吸気管１１０ｂ及び１１０ｃと、気流Ａに対して離隔する吸気管１１０ａ及び１１０ｄとでは、導入される空気量が異なることとなる。これはエンジン１００の各気筒における吸気量にばらつきを生じさせることとなっていた。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、複数の吸気管に対してバランスよく空気を導入させることが可能なインテークマニホールドの吸気構造を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明の第１の側面は、スロットルボディと、シリンダヘッド内に連通する開口が設けられたサージタンクと、前記スロットルボディと前記サージタンクとを繋ぐ屈曲又は湾曲した第１の吸気管を備えた、インテークマニホールドの吸気構造である。

なお、本発明は他の側面として、前記サージタンクにおける前記開口が形成する流路と、前記スロットルボディが形成する流路とは略平行であって、それぞれの流路を流れる空気流の向きが異なっているものとしてもよい。

更に、本発明は他の側面として、前記サージタンクの前記開口と前記シリンダヘッドとを接続する、前記サージタンクの表面に沿って渦巻き状に形成された第２の吸気管を備えたものとしてもよい。

以上のような本発明は、複数の吸気管に対してバランスよく空気を導入させることが可能になるという効果を奏する。

本発明の実施の形態に係るインテークマニホールドの吸気構造の構成を示す正面図 本発明の実施の形態に係るインテークマニホールドの吸気構造の構成を示す平面図 本発明の実施の形態に係るインテークマニホールドの吸気構造の構成を示す側面図 本発明の実施の形態に係るインテークマニホールドの吸気構造の構成を示す断面図 本発明の実施の形態に係るインテークマニホールドの吸気構造の構成を示す断面図 従来のガソリンエンジン近傍の構成を示す斜視図 従来のインテークマニホールド近傍の構成を模式的に示す断面図

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明の実施の形態に係るインテークマニホールドの吸気構造の構成を示す正面図であり、図２は同平面図、図３は同側面図である。また、図４は図３のＢ−Ｂ直線による断面図であって図２の平面図における内部構造を示す。更に、図５は図２のＡ−Ａ直線による断面図であって、図３の側面図における内部構造を示す。

各図に示すように、インテークマニホールドの吸気構造１は、サージタンク１０、インテークマニホールドの本体部分となる、サージタンク１０に接続された複数の吸気管１１、サージタンク１０に図示しない吸気ダクトからの空気を導入させるスロットルボディ１２、複数の吸気管１１の一方の開放端を固定するとともに図示しないエンジンに装着されるフランジ１３、及びサージタンク１０とスロットルボディ１２とを接続する中継ジョイント１４を主要な構成として備える。

スロットルボディ１２は、吸気ダクトに接続される開口１２ａが設けられるとともに、特に図４に示すように、開口１２ａから中継ジョイント１４内へ連通する流路１２ｘ内に、流路１２ｘの開口面積を調整するスロットルバルブ１２ｂが設けられている。

また、サージタンク１０は、円筒形状の外形を有し、一対の底面の一方が中継ジョイント１４に接続されるととともに、特に図４に示すように、後述する中継ジョイント１４の開口１４ａと連通する内部空間１０ｘを有する。更に、サージタンク１０の内周面の一部は、複数の吸気管１１に連通するとともに吸気管１１の他方の開放端である開口１１ａとして開口されており、サージタンク１０の高さは、縦列配置された開口１１ａのレイアウトにより規定されている。さらに、開口１１ａはスロットルボディ１２の開口１２ａと平行な面上であって、吸気管１１がスロットルボディ１２の流路１２ｘの延伸方向と逆向きに延伸するようにレイアウトされている。

次に、中継ジョイント１４は、サージタンク１０とスロットルボディ１２との間に配置され、サージタンク１０の内部空間１０ｘとスロットルボディ１２の開口１２ａとを連通させる手段である。すなわち、図４に示すように、スロットルボディ１２の開口１２ａのなす面と、中継ジョイント１４の開口１４ａが隣接するサージタンク１０の底面とは直交しており、中継ジョイント１４は、上記の各面のレイアウトに対応して、直角に屈曲した流路１４ｘを内部に形成している。

次に、吸気管１１は、図３及び図５に示すように、サージタンク１０の外周面を略一巻きする渦巻き状の外形を有し、サージタンク１０内に開口された開口１１ａ及びフランジ１３上に開口された開口１３ａを両端とする流路１１ｘを形成する。

以上の構成において、スロットルボディ１２は本発明のスロットルボディに相当し、サージタンク１０は本発明のサージタンクに相当する。更に、中継ジョイント１４は本発明の第１の吸気管に相当する。更に、複数の吸気管１１は本発明の第２の吸気管に相当する。

このような構成を有する本実施の形態のインテークマニホールドの吸気構造１は、スロットルボディ１２の吸気側である開口１２ａとサージタンク１０の内部空間１０ｘとを繋ぐ流路が、中継ジョイント１４の流路１４ｘを介することにより略直交して形成されるとともに、吸気管１１がスロットルボディ１２の流路１２ｘの延伸方向と逆向きに延伸するようレイアウトされており、更に、吸気管１１によりサージタンク１０の外周面を略一巻きする渦巻き状の流路１１ｘが形成されていることを特徴とする。

すなわち、図４の断面図に示すように、上記特徴を備えたインテークマニホールドの吸気構造１においては、吸気ダクトから導入された空気は、図中経路Ｄ１を参照して、開口１２ａからスロットルボディ１２に導入され、スロットルバルブ１２ｂで流量を調整された後に、中継ジョイント１４の流路１４ｘ内で直角に向きを曲げられた後に、サージタンク１０の内部空間１０ｘに導かれる。

更に、内部空間１０ｘ内において、サージタンク１０の内壁の形状に沿って流れる空気は、図中経路Ｄ２を参照して、最終的に開口１１ａを介して、吸気管１１の流路１１ｘに導かれ、図５の断面図に示すように、図中経路Ｄ３を参照して、サージタンク１０の外周に沿って略一周した後、フランジ１３上の開口１３ａから図示しないエンジンのシリンダヘッド側へ導かれる。

以上の空気の経路において、サージタンク１０に導かれる空気流は、経路Ｄ１において中継ジョイント１４内で直交する向きに方向を変えられる。更に、サージタンク１０の内部空間において、空気流は経路Ｄ１からＤ２への遷移として示すように、更に直交する向きに方向を変えられる。すなわち、スロットルボディ１２から導入された空気流は、サージタンク１０内にて導入した方向とは反転した方向に沿って開口１１ａから吐出されることとなる。

これにより、サージタンク１０内の開口１１ａ毎の流速のばらつきが抑制される。

更に、開口１１ａを経由した空気流は、渦巻き状の流路１１ｘ内の経路Ｄ３を経由することにより減衰し、更に流速のばらつきが抑制され、開口１３ａから吐出される時点で平均化される。

したがって、複数の吸気管１１に対してバランスよく空気を導入させることが可能となる。

更に、本実施の形態のインテークマニホールドの吸気構造１は、特に図１〜図３に示すように、スロットルボディ１２の開口１２ａと吸気管１１の開口が位置するフランジ１３とが平行面上に位置することにより、スロットルボディ１２が装着対象となるエンジンに対して対向して配置されることになる。これによりインテークマニホールド本体としての吸気管１１の脱着が容易となり、組立時やメンテナンス時の作業性を向上させることが可能となる。

このように、本実施の形態のインテークマニホールドの吸気構造によれば、スロットルボディ１２からの空気流を略直交させる中継ジョイント１４、空気流をスロットルボディ１２への導入方向と反対方向に吸気管１１へと導く開口１１ａが形成されたサージタンク１０、及びサージタンク１０の外周に沿った渦巻き状の流路１１ｘが形成された吸気管１１を備えたことにより、複数の吸気管に対してバランスよく空気を導入させることが可能になるという効果を奏する。

しかしながら、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではない。上記の説明においては、スロットルボディ１２、サージタンク１０及び吸気管１１の組合せによる構成としたが、本発明は少なくともスロットルボディとサージタンクとを繋ぐ第１の吸気管としての中継ジョイント１４においてスロットルボディ１２からの空気流が方向を変え、勢いが減殺された状態でサージタンク１０内に導入されればよい。

したがって、本発明はサージタンク１０内における開口１４ａ、又は吸気管１１の形状によって限定されるものではなく、これら構成は任意の態様をとることができる。更に、サージタンク１０の形状は円筒形状であるとしたが、角筒状、六面体等任意の形状を取るようにしてもよい。

更に、中継ジョイント１４において流路１４ｘは略直交した態様であるとしたが、スロットルボディ１２からの空気流の方向を変えることができれば、任意の角度で屈曲又は湾曲した態様であるとしてもよい。更に、スロットルボディ１２と中継ジョイントは一体化した構成として、本発明の第１の吸気管を構成するものとしてもよい。

更に、上記の説明においては、本発明は自動車において実施するものとして説明を行ったが、本発明は、自動車の他、二輪車、列車、船舶その他の任意の輸送機器において実施してもよい。更に、ガソリンエンジンの他、ディーゼルエンジン等の内燃機関に適用してもよい。

以上のように、本発明は、インテークマニホールドの吸気構造であって、スロットルボディと、シリンダヘッド内に連通する開口が設けられたサージタンクと、前記スロットルボディと前記サージタンクとを繋ぐ屈曲又は湾曲した第１の吸気管を備えたものであればよく、その他の具体的な目的、用途、構成によって限定されるものではない。

したがって、本発明は、その要旨を逸脱しない範囲内であれば、以上説明したものを含め、上記実施の形態に種々の変更を加えたものとして実施してもよい。

以上のような本発明は、複数の吸気管に対してバランスよく空気を導入させることが可能になるという効果を有し、例えば自動車のエンジンの吸気構造への適用において有用である。

１ インテークマニホールドの吸気構造
１０ サージタンク
１１ａ、１２ａ、１３ａ、１４ａ 開口
１０ｘ 内部空間
１１ 吸気管
１１ｘ、１２ｘ、１４ｘ 流路
１２ スロットルボディ
１２ｂ スロットルバルブ
１３ フランジ
１４ 中継ジョイント

Claims (1)

1. スロットルボディと、
   シリンダヘッド内に連通する開口が設けられたサージタンクと、
   前記スロットルボディと前記サージタンクとを繋ぐ屈曲又は湾曲した第１の吸気管を備えた、
   インテークマニホールドの吸気構造。

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