JP2002106428A - エンジンの吸気マニホールド - Google Patents
エンジンの吸気マニホールドInfo
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Abstract
を低減させると共に、シリンダヘッドとヘッド取付フラ
ンジとの組付性を向上させた吸気マニホールドを提供す
ること。 【解決手段】 吸気マニホールド8の取付フランジ13
に、隣接するブランチ開口部13e、13f及び13g
の周囲に位置するように複数のシリンダヘッド取付ボス
28を形成すると共に、隣接するシリンダヘッド取付ボ
ス28の間に位置させて、複数のデリバリパイプ固定用
ボス27を形成した。デリバリパイプ固定用ボス27の
剛性を向上させることができると共に、インジェクタ1
5及びデリバリパイプ17が受ける振動を低減させるこ
とが可能となる。また、シリンダヘッドと取付フランジ
13との間に、冷却水用の開口を塞ぐ面部を一体に形成
したガスケットを装着することにより、吸気マニホール
ドの組付性を向上させる。
Description
複数のシリンダを有するエンジンに適用することができ
るエンジンの吸気マニホールドに関するものである。
焼室に導く吸気マニホールドと燃焼後の排気を外部に排
出するための排気マニホールドが設けられている。そし
て、吸気マニホールドは、排気マニホールドに比べて内
部を通る混合気の温度が高くないので、従来の鋳鉄製の
吸気マニホールドに代えて、合成樹脂で製作された吸気
マニホールドが増えてきている。
ルド8の一部を示すものである。吸気マニホールド8の
ブランチ8aの先端にはヘッド取付フランジ13が接続
されている。このヘッド取付フランジ13は、シリンダ
ヘッド6にボルト14で結合され、図示しない吸気ポー
トに連接するものである。エンジン1が燃料噴射式のも
のである場合、吸気マニホールド8の先端近傍にインジ
ェクタ(燃料噴射器)15が取付られると共に、インジ
ェクタ15の頭部に結合させたデリバリパイプ17をス
テー18を介してボス19で支持している。このボス1
9は、吸気マニホールド8のブランチ8a(他のブラン
チについても同様)のヘッド取付フランジ13から離れ
たところに設けられており、このボス19にボルト20
でステー18の基部を固定している。
と、図13には、3気筒エンジンにおけるシリンダヘッ
ド6から突出して形成したフランジ面21が示されてい
る。3個のフランジ面21にはそれぞれブランチ8aに
連通する開口部21aが形成されている。また、符号2
1bはヘッド取付フランジ13を結合するボルト孔であ
る。ここで、一つのフランジ面21には冷却水用の孔2
1cが開口するように形成されている。この冷却水孔2
1cは、シリンダヘッド6の内部に冷却水通路を加工す
るために形成されたものであり、ヘッド取付フランジ1
3をシリンダヘッド6に取付けた後は閉塞する必要があ
る。
ト22を装着したところを示す。このガスケット22
は、いわゆるOリングタイプと称されるものであり、シ
リンダヘッド6のフランジ面21の開口部21aの周囲
を取り囲むシール部22aを備えている。開口部21a
を取り囲むシール部22aはつなぎ部22bで連結され
ており、ガスケット22の装着作業を容易にしている。
このガスケット22の一部で冷却水用の孔21cに対応
する箇所には、冷却水用の孔21cを取り囲むシール部
22cが一体に形成されている。また、図15は、図1
4に示すガスケット22を、従来のヘッド取付フランジ
13側に装着したところを示すものである。ヘッド取付
フランジ13には、軽量化のための肉抜き部13aが形
成されており、この肉抜き部13aにガスケット22の
つなぎ部22bがヘッド取付フランジ13のフランジ面
から離間した状態で配設されている。(図15のD―D
断面を示す図16を参照)。
ンジを示すものであり、ヘッド取付フランジ13に、肉
抜き部13aを渡架させてブリッジ13bを形成して、
ヘッド取付フランジ13を補強している(図17のE―
E断面を示す図18を参照)。このヘッド取付フランジ
の場合には、図17のE―E断面を示す図18に示すよ
うに、連結リブ13bが突出しているので、ガスケット
22としては、つなぎ部22b(図15参照)が無いも
のを使用することになる。この場合も、一つのガスケッ
ト22には、冷却水用の孔21cを取り囲むシール部2
2cが一体に形成されている。なお、図15及び図17
における符号13cは、ヘッド取付フランジ13をシリ
ンダヘッド6に固定するボルトを挿通する孔である。
ド取付フランジでは、フランジ面21に設けられた冷却
水用の孔21cは、ガスケット22のシール部22cで
周囲を取り囲まれているので(図14参照)、図17の
F―F断面を示す図19に太線矢印で示すように、冷却
水の圧力をヘッド取付フランジ13の端面13dで直接
受けることになる。このため、ヘッド取付フランジ13
を製造するために使用できる材質として耐水性のあるも
のを選定する必要がある。
の振動対策に関する先行技術として特開2000−73
910号公報に開示されたものがあり、吸気マニホール
ドのフランジ部にボスを設け、このボスにインジェクタ
及びデリバリパイプを装着して支持することにより、耐
振性を向上させている。
は、特開2000−46193号公報及び実開平6−3
7656号公報に開示されたものがある。前者のガスケ
ットはゴム弾性体を2枚の取付板で挟持して形成したも
のであり、後者のガスケットはガスケットの全体形状に
工夫をこらして、積み重ねた状態のガスケットの取り出
し時に引っ掛らないようにしている。
動して、その振動加速度はシリンダヘッドから離れるほ
ど増大するので、従来のインジェクタ及びデリバリイパ
イプの取付構造では、さらに別の振動低減機構、例えば
吸気マニホールドの肉厚を厚くするとか、補強部品を追
加する等、別の手段を講ずる必要がある。
はシール部22aが相互に連結しているので、ガスケッ
ト22の取付けが容易である反面、強度的に十分でない
場合がありうるのに対し、図17に示されるヘッド取付
フランジ13はブリッジ13bにより補強され、十分な
強度を有する反面、シール部が相互に独立しているの
で、ガスケット22の取付けに手間がかかり、一長一短
があった。
取付フランジ13では、フランジ面21に設けられた冷
却水用の孔21cは、ガスケット22のシール部22c
で周囲を取り囲まれているだけなので、図19に太線矢
印で示すように、冷却水の水圧をヘッド取付フランジ1
3の端面13dで直接受けることになるため、ヘッド取
付フランジ13を製造するために使用できる材質は、耐
水性のあるものに限られることになる。
であり、耐振動性に優れたインジェクタ及びデリバリパ
イプの取付構造を備えると共に、シリンダヘッドとヘッ
ド取付フランジとの組付性を向上させた吸気マニホール
ドを提供することを目的とするものである。
するための手段として、請求項1に記載した発明におい
ては、シリンダヘッドに設けられた複数の吸気ポートに
連接される複数の開口部を備えると共に、このシリンダ
ヘッドに取付けられるヘッド取付フランジと、このヘッ
ド取付フランジに連接した複数の分岐管が備えられたエ
ンジンの吸気マニホールドにおいて、前記ヘッド取付フ
ランジはデリバリパイプ固定用ボスと、隣接する前記開
口部の間に複数のシリンダヘッド取付ボスとを有し、前
記デリバリパイプ固定用ボスはこの複数のシリンダヘッ
ド取付ボスの間に形成され、前記複数の開口部の間に配
設させたことを特徴とする。
部に形成される部分であって、シリンダヘッドに直接固
定される部分であるシリンダヘッド取付ボスの間にデリ
バリパイプ固定用のボスを形成したので、デリバリパイ
プ固定用ボスの形成部分の剛性が向上し、併せて振動を
低減させることができる。
は、請求項1に記載されたものにおいて、デリバリパイ
プ固定用ボスは、その長手方向をシリンダヘッドに設け
られるシリンダの軸心に対しエンジンから離間するよう
に傾斜させて形成されることを特徴とする。
長手方向をシリンダの軸心に対してエンジンから離間す
るように傾斜させることにより、エンジンの側面からデ
リバリパイプ固定ボスを離間させることができ、シリン
ダヘッドに吸気マニホールドが取付けられた状態であっ
ても、デリバリパイプの脱着を容易に行なうことができ
る。特に、シリンダヘッドの上部が外側に突出している
DOHCエンジンの場合に、この張出し部分を避けるよ
うにデリバリパイプ固定用ボスを形成することができ
る。
は、シリンダヘッドに設けられた吸気ポートに連接され
る開口部を備えるとともに、このシリンダヘッドに取付
けられるヘッド取付フランジと、このヘッド取付フラン
ジに連接した複数の分岐管が備えられたエンジンの吸気
マニホールドにおいて、前記ヘッド取付フランジは、隣
接する前記開口部の間に連結リブとこの連結リブの周囲
に肉抜き部とを備えると共に、前記連結リブに溝を形成
し、該溝に、複数のシール部をつなぎ部で連接したガス
ケットのつなぎ部分を嵌装したことを特徴とする。
た肉抜き部の代替として補強のために形成された連結リ
ブに形成した溝にガスケットのつなぎ部を嵌装させるこ
とにより、ヘッド取付フランジの剛性を維持しながら軽
量化を図ることができると共に、ガスケットのつなぎ部
を位置決めとして用いることができため、組付性を向上
させることが可能となる。
は、シリンダヘッドに冷却水通路と吸気ポートとが設け
られ、該吸気ポートに連接される開口部を備えるととも
に、このシリンダヘッドに取付けられるヘッド取付フラ
ンジと、このヘッド取付フランジに連接した複数の分岐
管が備えられたエンジンの吸気マニホールドにおいて、
前記ヘッド取付フランジは合成樹脂で形成されると共
に、該ヘッド取付フランジは、前記冷却水通路に連通す
る開口部に対応する塞部を備え、該塞部は、冷却水通路
に連通する開口部に当接する面部を備えたガスケットを
介してシリンダヘッドに取付けられることを特徴とす
る。
ッド取付フランジの塞部は、冷却水通路に連通する開口
部に当接する面部を有するガスケットを介してシリンダ
ヘッドに取付けられるので、冷却水開口部を囲うシール
部の剛性を向上させることが可能となると共に、合成樹
脂製のヘッド取付フランジに直接冷却水が接触するのを
防止することができるため、耐水性を有しない材料であ
ってもヘッド取付フランジの材料として選定することが
でき、部品の共通化及びコスト低減を図ることが可能と
なる。
て、本発明の実施の形態に係る吸気マニホールドを用い
る自動車用エンジン1の概要を説明する。図10はエン
ジンの正面を示すもので、図11はその平面を示すもの
である。エンジン1は、クランクケース2を略中央に位
置させて、クランクケース2の上部にはシリンダブロッ
ク4を、下部にはオイルパン5を取付けている。シリン
ダブロック4の上部にはシリンダヘッド6が設けられ、
このシリンダヘッド6の上方にサージタンク7が配置さ
れている。そして、クランクケース2からはクランク軸
3が突出している。
ド8のブランチ8aの上端が結合され、その下端はシリ
ンダヘッド6の一側に接続されている。シリンダヘッド
6の上部に取付けられるシリンダヘッドカバー9とサー
ジタンク7との間にはPCVパイプ10が接続されてい
る。符号11は排気マニホールド、符号12は排気セン
サである。
ホールドを添付した図を用いて説明する。図1はサージ
タンク7、吸気マニホールド8及びヘッド取付フランジ
13を合成樹脂による一体成形で製作したものを示す斜
視図、図2はそれを正面から見た図、図3はその平面図
である。このエンジンの場合は3気筒であり、ヘッド取
付フランジ13には吸気ポートに連接する三つの開口部
13e、13f及び13gが設けられている。ヘッド取
付フランジ13はブランチ8a、8b及び8cを介して
サージタンク7と連結しており、ヘッド取付フランジ1
3の上方にサージタンク7が配設され、サージタンク7
とスロットルボディはシリンダヘッドカバー9と略同じ
高さに位置している。なお、吸気マニホールドは、低温
溶融材中子を使いアルミ鋳造と同様に樹脂成形し、その
後中子のみを溶解するロストコアという手法によりナイ
ロンの一種であるPA6‐GF30という材料を用いて
一体成形される。
にサージタンク7が位置する場合、サージタンク7やス
ロットルボディの荷重を吸気マニホールド8で受けるた
め、サージタンク7とヘッド取付フランジ13とを結合
する部材が吸気マニホールド8の各ブランチ8a、8b
及び8cのみである場合には、支持剛性を高めるべく、
サージタンク7とヘッド取付フランジ13の間に、ヘッ
ド取付フランジ13の長手方向に交差する方向の二対4
枚の板状のリブ23と、ヘッド取付フランジ13の長手
方向に沿う方向の1枚のリブ24を設けて吸気マニホー
ルド全体の補強を図っている。なお、リブ24には工具
を挿入するための工具孔24aが設けられ、一対のリブ
23の間に位置するリブ24には肉抜き用の三つの孔が
前述の工具孔24aの側方に位置させて設けられる。工
具孔24aは左右に位置する一対のリブ23と一対のリ
ブ23との間にあってブランチ8aの湾曲部の側方に位
置するように形成される。図2及び図3に符号25で示
すものはPCVパイプ10を接続するニップルである。
図1及び図2に符号16で示すものは、バキュームホー
スを接続する負圧取出し用パイプである。
を広く形成した台形形状の略直方体形状をしており、そ
の長手方向はヘッド取付フランジ13の長手方向(図示
しないエンジンの長手方向)と同方向を向いている。そ
して下面より広く形成したサージタンク7の上面部に凹
部を設けることにより、サージタンク7の容積を調整
し、サージタンク7の側面部、即ちエンジンの長手方向
の一端側は、図2から明らかなように、下方の端部を上
方の端部よりも他端側に位置させた下方に向けた傾斜面
7aに形成されている。この傾斜面7aには、吸気マニ
ホールド8の各ブランチ8a、8b及び8cの上端が接
続されている。各ブランチ8a、8b及び8cの下端は
ヘッド取付フランジ13の三つの開口部13e、13f
及び13gに接続されている。図1及び図2における符
号7bは、スロットルボディ(図示しない)を取付るた
めの取付フランジであり、また符号7cは混合気を流入
させる開口部である。
ランジ13には、シリンダヘッド6に形成される吸気ポ
ートに連通する三つの開口部13e、13f及び13g
と、図2に示すように各開口部13e、13f及び13
gの上部及び下部にそれぞれ二つずつ形成されて各開口
部13e、13f及び13gのそれぞれの四隅を取り囲
むように設けられるシリンダヘッド取付ボス28と、ス
テー26を介してデリバリパイプ17を固定するデリバ
リパイプ固定用ボス27(図12のステー18及びボス
19にそれぞれ対応)が設けられている。このデリバリ
パイプ固定用ボス27の配設位置は、隣接する気筒の間
の略中心位置で、ヘッド取付フランジ13に設けられた
複数のシリンダヘッド取付ボス28の間に挟まれるよう
なところに配置される。各開口部13e、13f及び1
3gは、ヘッド取付フランジ13の長手方向に長孔に形
成される連通部とこの連通部の中央部を上方に突出させ
て形成される突出部とを有し、この突出部にインジェク
タ15の燃料噴射部が配設される。
に、デリバリパイプ固定用ボス27の中心軸(取付ボル
ト29の中心軸)Gは、シリンダ軸(シリンダヘッド6
とシリンダヘッドカバー9の中心軸)Hに対してデリバ
リパイプ17側に向けてエンジンから離間するように傾
斜させてあり、シリンダヘッド6に吸気マニホールド8
が取付けられた状態でも、デリバリパイプ17の脱着が
容易に行えるようにしてある。このように構成すると、
シリンダヘッド6の上部が外側に張り出すDOHCタイ
プのエンジンに対して、特に有効である。
インジェクタ15とデリバリパイプ17を支持するデリ
バリパイプ固定用ボス27の位置関係を示すものであ
る。図示するように、インジェクタ15の孔中心Kとデ
リバリパイプ固定用ボス27の中心Lとは、近接して配
置されている。
持するデリバリパイプ固定用ボス27を、隣接するシリ
ンダヘッド取付ボス28の間に挟まれるように配置させ
ると共に、剛性が高いヘッド取付フランジ13と一体に
設けることにより、耐振動性で著しく有利になる。そし
て、図5で説明したように、デリバリパイプ17の取付
部とインジェクタ15の取付部とが近接して配置されて
いるので、吸気マニホールド8の寸法公差が減少して、
取付精度を向上させることができる。これは、鋳造より
寸法精度の悪い合成樹脂製吸気マニホールドの反りによ
る寸法変化、ロー付けや溶接接合部分の寸法変化の防止
に有効となる。
る。図6に示すものは本発明に係るガスケット30であ
る。このガスケット30は、いわゆるOリングタイプと
称されるものであり、シリンダヘッド6のフランジ面2
1(図13を参照)の開口部21aの周囲を取り囲むシ
ール部30aを有するものである。また、フランジ面2
1の三つの開口部21aを取り囲むシール部30aをつ
なぎ部30bで連結して、ガスケット30の装着作業を
容易にしている。また、このガスケット30には、シリ
ンダヘッドの冷却水用の孔21cに対応する箇所に、孔
21cを取り囲むシール部30cがガスケット30と一
体に設けられている。さらに、このシール部30cの内
側には、膜状の面部30dが設けられており、シリンダ
ヘッドの冷却水用の孔21c(図13を参照)を閉鎖す
るようにしている。なお、ガスケット30は、冷却水用
の孔21cを塞ぐシール部30cが一体的に設けられる
フランジ面21の開口部21aを取り囲むシール部30
aの上部(ヘッド取付フランジの開口部の突出部に当接
する部分)に取り外し用のつまみ部が形成される。
気マニホールド8のヘッド取付フランジ13に装着した
ところを示している。このヘッド取付フランジ13に
は、各シリンダに対応する三つの開口部13e、13f
及び13gと、複数の肉抜き部13aと、これらの肉抜
き部13aを連結する連結リブ13bが設けられてお
り、また、この連結リブ13bには、図7のB‐B断面
を示す図8に示すように、長手方向に延びる溝13hが
形成されている。この溝13hには、ガスケット30の
つなぎ部分30bが嵌装される。
ット30は、つなぎ部30bがヘッド取付フランジ13
の連結リブ13bの溝13hによって保持され、また、
ガスケット30に、冷却水用の孔21cを取り囲むシー
ル部30cと、このシール部30cの内側に膜状の面部
30dを形成して、シリンダヘッドの冷却水用の孔21
c(図13を参照)を閉鎖するようにしているので、図
7のC―C断面を示す図9の太線矢印で示すように、冷
却水は、ガスケット30の膜状の面部30dによって遮
断されることとなり、ヘッド取付フランジ13の塞部1
3dに直接的に接触することがなくなる。
エンジンの吸気マニホールドであるから、請求項1に記
載した発明によれば、ヘッド取付フランジに形成したシ
リンダヘッド取付ボスの間に、デリバリパイプ固定用ボ
スを形成したので、デリバリパイプ固定用ボスの剛性を
向上させることができると共に、インジェクタ及びデリ
バリパイプが受けるエンジンの振動を低減させることが
可能となる。
果に加え、エンジンの側面からデリバリパイプ固定ボス
を離間させて配置することができるため、シリンダヘッ
ドに吸気マニホールドが取付けられた状態であっても、
デリバリパイプを容易に脱着させることができる。ま
た、シリンダヘッドの上部が外側に突出するDOHCエ
ンジンの場合でも、この張出し部分を避けるようにデリ
バリパイプ固定用ボスを形成することが可能となる。
ば、ヘッド取付フランジの剛性を維持して軽量化を図る
ことができるとともに、ヘッド取付フランジの連結リブ
に形成した溝にガスケットのつなぎ部を嵌装させること
により、ガスケットのつなぎ部を位置決めとして用いる
ことができるため、組付性を向上させることが可能とな
る。
ば、冷却水開口部を囲うシール部の剛性を向上させるこ
とが可能となるとともに、合成樹脂で製作したヘッド取
付フランジに冷却水が直接的に接触するのを防止するこ
とができるので、耐水性を有しない材料であってもヘッ
ド取付フランジの材料として選定することができ、部品
の共通化及びコスト低減を図ることが可能となる。
体を示す斜視図である。
取付フランジに装着したところを示す正面図である。
定構造を一部断面で示した側面図である。
面図である。
のガスケットを装着したところを示す正面図である。
ドのヘッド取付フランジに装着したところを示す正面図
である。
取付フランジにつなぎ部分のないガスケットを装着した
ところを示す正面図である。
る。
Claims (4)
- 【請求項1】 シリンダヘッドに設けられた複数の吸気
ポートに連接される複数の開口部を備えると共に、この
シリンダヘッドに取付けられるヘッド取付フランジと、
このヘッド取付フランジに連接した複数の分岐管が備え
られたエンジンの吸気マニホールドにおいて、前記ヘッ
ド取付フランジはデリバリパイプ固定用ボスと、隣接す
る前記開口部の間に複数のシリンダヘッド取付ボスとを
有し、前記デリバリパイプ固定用ボスはこの複数のシリ
ンダヘッド取付ボスの間に形成され、前記複数の開口部
の間に配設させたことを特徴とするエンジンの吸気マニ
ホールド。 - 【請求項2】 前記デリバリパイプ固定用ボスは、その
長手方向をシリンダヘッドに設けられるシリンダの軸心
に対しエンジンから離間するように傾斜させて形成され
ることを特徴とする請求項1に記載のエンジンの吸気マ
ニホールド。 - 【請求項3】 シリンダヘッドに設けられた吸気ポート
に連接される開口部を備えるとともに、このシリンダヘ
ッドに取付けられるヘッド取付フランジと、このヘッド
取付フランジに連接した複数の分岐管が備えられたエン
ジンの吸気マニホールドにおいて、前記ヘッド取付フラ
ンジは、隣接する前記開口部の間に連結リブとこの連結
リブの周囲に肉抜き部とを備えると共に、前記連結リブ
に溝を形成し、該溝に、複数のシール部をつなぎ部で連
接したガスケットのつなぎ部分を嵌装したことを特徴と
するエンジンの吸気マニホールド。 - 【請求項4】 シリンダヘッドに冷却水通路と吸気ポー
トとが設けられ、該吸気ポートに連接される開口部を備
えるとともに、このシリンダヘッドに取付けられるヘッ
ド取付フランジと、このヘッド取付フランジに連接した
複数の分岐管が備えられたエンジンの吸気マニホールド
において、前記ヘッド取付フランジは合成樹脂で形成さ
れると共に、該ヘッド取付フランジは、前記冷却水通路
に連通する開口部に対応する塞部を備え、該塞部は、冷
却水通路に連通する開口部に当接する面部を備えたガス
ケットを介してシリンダヘッドに取付けられることを特
徴とするエンジンの吸気マニホールド。
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Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US8100108B2 (en) | 2009-05-22 | 2012-01-24 | Ford Global Technologies | Hydraulically operated charge air system for internal combustion engine |
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-
2000
- 2000-09-29 JP JP2000300022A patent/JP3947902B2/ja not_active Expired - Lifetime
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