JP2011074862A - インテークマニホールド - Google Patents

Abstract

【課題】インテークマニホールドにおいて、チャンバへの空気供給方向の最も上流側に配置される吸気管の吸気効率を向上させる。
【解決手段】空気供給方向において、最も上流側に位置するチャンバの壁部３ａと吸気管４ｂとの間に、空気供給方向に沿う空気案内壁５を備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、インテークマニホールドに関するものである。

インテークマニホールドは、例えば、レシプロエンジンが備える複数のシリンダヘッドに対して、空気を分岐して供給する流路配管であり、一方向から空気が供給されるチャンバと、チャンバに対して接続される複数の吸気管とを備えている。
このインテークマニホールドでは集合管を介してチャンバに供給された空気が各吸気管に分岐して流れ込み、これによって各シリンダヘッドに対して空気が供給される。

特開２００７−２１１６２５号公報

ところで、このようなインテークマニホールドでは、吸気管は、チャンバへの空気供給方向に配列され、当該空気供給方向に直交する方向からチャンバに対して接続されている。そして、上記空気供給方向における最も上流側に位置する吸気管は、チャンバの最も上流端に接続されている。

このような構成を有するインテークマニホールドにおいては、上述の最も上流側に位置する吸気管に流れ込む空気は、チャンバに供給された直後に略直角に曲がって吸気管に流れ込む必要がある。この結果、空気供給方向において最も上流側に配置される吸気管は、他の吸気管と比較して、吸気損失が大きく吸気効率の悪いものとなる。

本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、インテークマニホールドにおいて、チャンバへの空気供給方向の最も上流側に配置される吸気管の吸気効率を向上させることを目的とする。

本発明は、上記課題を解決するための手段として、以下の構成を採用する。
第１の発明は、一方向から空気が供給されるチャンバと、該チャンバにおける空気供給方向に配列されて上記チャンバに接続する複数の吸気管とを備えるインテークマニホールドであって、上記空気供給方向において、最も上流側に位置する上記チャンバの壁部と上記吸気管との間に、上記空気供給方向に沿う空気案内壁を備えるという構成を採用する。
第２の発明は、上記第１の発明において、上記空気案内壁が、上記吸気管に向かって湾曲する湾曲壁であるという構成を採用する。
第３の発明は、上記第２の発明において、全ての上記吸気管の入口開口周りにファンネル部が形成され、上記湾曲壁が上記ファンネル部の一部であるという構成を採用する。
第４の発明は、上記第１〜第３いずれかの発明において、上記吸気管が上記空気供給方向に対して直交する方向から上記チャンバと接続されているという構成を採用する。
第５の発明は、上記第１〜第４いずれかの発明において、樹脂によって形成されているという構成を採用する。

本発明によれば、チャンバに供給された空気は、直後に急激に進行方向を変えることなく、一旦、空気案内壁に沿って流れ、その後、最も上流側に位置する吸気管に流れ込むこととなる。そして、チャンバ内が大容積であることから、チャンバ内に流れ込んだ空気は、チャンバへの供給位置から離れるほど流速が低下する。つまり、本発明によれば、チャンバに供給された空気が空気案内壁に沿って流れるに連れて流速が低下し、チャンバに接続された吸気管に流れ込みやすい状態となる。このため、従来のインテークマニホールドと比較し、いわゆるオーバーランが小さくなり、最も上流側に位置する吸気管の吸気損失を低減させることができる。
したがって、本発明によれば、チャンバへの空気供給方向の最も上流側に配置される吸気管の吸気効率を向上させることが可能となる。

本発明の一実施形態におけるインテークマニホールドの概略構成を示す正面図である。 本発明の一実施形態におけるインテークマニホールドの最も上流側に配置される吸気管を含む断面図である。

以下、図面を参照して、本発明に係るインテークマニホールドの一実施形態について説明する。なお、以下の図面において、各部材を認識可能な大きさとするために、各部材の縮尺を適宜変更している。

図１は、本実施形態のインテークマニホールド１の概略構成を示す正面図である。また、図２は、本実施形態のインテークマニホールド１の最も上流側に配置される吸気管４ｂを含む断面図である。

本実施形態のインテークマニホールド１は、スロットル装置と内燃機関との間に配置されており、スロットル装置から供給される空気を内燃機関が備える複数のシリンダヘッドに対して分岐して供給するものである。そして、本実施形態のインテークマニホールド１は、樹脂によって形成されている。
そして、図１に示すように、インテークマニホールド１は、集合管２と、チャンバ３と、吸気管４とを備えている。

集合管２は、フランジ部２ａを介してスロットル装置と接続されており、スロットル装置から吐出された空気を本実施形態のインテークマニホールド１の内部に取り込むための流路である。
そして、集合管２は、チャンバ３に対して側方から接続されており、チャンバ３に対して、側方（一方向）から空気を供給する。

チャンバ３は、集合管２を介して空気が供給されることによって、図１に示す空気供給方向Ｌから空気が供給されるものであり、各吸気管４に分岐される空気を一旦貯留する大容積の部屋である。

吸気管４は、フランジ部４ａを介して内燃機関と接続されており、内燃機関が備えるシリンダヘッドに対して空気を供給するものである。そして、吸気管４は、内燃機関が備えるシリンダヘッドの数だけ複数設けられており、図１に示すように、チャンバ３に対して空気供給方向Ｌに配列されて接続されている。

また、各吸気管４は、空気供給方向Ｌに対して直交する方向からチャンバ３に接続されている。
このように各吸気管４がチャンバ３に対して空気供給方向Ｌと直交する方向から接続された形状を採用することによって、チャンバ３及び吸気管４を射出成形する場合に、単純な形状の型を用いて安価にチャンバ３及び吸気管４を製造することが可能となる。

そして、本実施形態のインテークマニホールド１においては、図２に示すように、空気供給方向Ｌにおいて、最も上流側に位置するチャンバ３の壁部３ａと、同じく最も上流側に位置する吸気管４ｂとの間に、空気供給方向に沿う空気案内壁５が設けられている。
なお、図１に示すように、本実施形態のインテークマニホールド１では、チャンバの天井部４ｃの一部が空気案内壁５とされている。

また、本実施形態のインテークマニホールド１においては、図２に示すように、チャンバ３において、各吸気管４の入口開口周りにファンネル部６が設けられている。
このファンネル部６は、チャンバ３の天井部４ｃの一部から構成されており、各吸気管４の入口開口を囲って、吸気管４に滑らかに接続する漏斗形状の湾曲壁とされている。

なお、上述の空気案内壁５は、ファンネル部６の一部によって構成されている。つまり、本実施形態のインテークマニホールド１においては、空気案内壁５が吸気管４ｂに向かって湾曲する湾曲壁によって構成され、この湾曲壁がファンネル部６の一部とされている。なお、図２に示すように、空気案内壁５を構成する湾曲壁は、チャンバ３の内側に向かって凸となるように湾曲している。

そして、本実施形態においては、全てのファンネル部６の曲率半径が同一とされている。つまり、ファンネル部６を構成する湾曲壁が、同様の曲率半径で湾曲されている。この曲率半径は、例えば流体解析によって求められる吸気管４の吸気効率に基づいて設定されている。

なお、ファンネル部６は、その周囲に対して滑らかに接続されていることが好ましいことから、断面形状が上記曲率半径の円の９０度の分の円弧であることが好ましい。このため、図２に示すように、最も上流側の吸気管４ｂのチャンバ３の壁部３ａからのオフセット量ｄを上記曲率半径以上とし、空気案内壁５を少なくとも空気供給方向Ｌに上記曲率半径以上の距離確保することが好ましい。

このように構成された本実施形態のインテークマニホールド１においては、スロットル装置から集合管２に空気が供給されると、集合管２に供給された空気は、空気供給方向Ｌからチャンバ３に供給される。
そして、チャンバ３に供給された空気が各吸気管４に分岐され、さらには吸気管４を介して内燃機関のシリンダヘッドに供給される。

以上のような本実施形態のインテークマニホールド１によれば、チャンバ３に供給された空気は、直後に急激に進行方向を変えることなく、一旦、空気案内壁５に沿って流れ、その後、最も上流側に位置する吸気管４ｂに流れ込むこととなる。そして、チャンバ３内が大容積であることから、チャンバ３内に流れ込んだ空気は、チャンバ３への供給位置（集合管２の接続位置）から離れるほど流速が低下する。つまり、本実施形態のインテークマニホールド１によれば、チャンバ３に供給された空気が空気案内壁５に沿って流れるに連れて流速が低下し、チャンバ３に接続された吸気管４ｂに流れ込みやすい状態となる。このため、従来のインテークマニホールドと比較し、いわゆるオーバーランが小さくなり、最も上流側に位置する吸気管４ｂの吸気損失を低減させることができる。
したがって、本実施形態のインテークマニホールド１よれば、チャンバ３への空気供給方向の最も上流側に配置される吸気管４ｂの吸気効率を向上させることが可能となる。

また、本実施形態のインテークマニホールド１においては、空気案内壁５は、吸気管４ｂに向かって湾曲する湾曲壁から構成されている。
このため、チャンバ３内の空気の進行方向を徐々に吸気管４ｂに向かう方向に変更することが可能となり、空気流の剥離を抑制し、より吸気効率を高めることが可能となる。

また、本実施形態のインテークマニホールド１においては、図１及び図２に示すように、集合管２の吸気管４ｂ側の端がファンネル部６のチャンバ３側の端と同じ高さ位置（図１における紙面上下方向）に配置されている。
このため、集合管２からチャンバ３に供給される空気が、ファンネル部６側寄りに供給される。よって、空気流が空気案内壁５から剥離することをより効果的に抑制することができ、より吸気効率を高めることが可能となる。
なお、必ずしも集合管２の吸気管４ｂ側の端がファンネル部６のチャンバ３側の端と同じ高さ位置に配置されている必要はなく、集合管２とファンネル部６と上記高さ方向に大きくズレて配置されても良い。

また、本実施形態のインテークマニホールド１においては、全ての吸気管４の入口開口周りにファンネル部６が形成されている。このため、全ての吸気管４における吸気効率を高めることが可能となる。
さらに、本実施形態のインテークマニホールド１においては、最も上流側の吸気管４ｂの入口開口周りに形成されたファンネル部６の一部が空気案内壁５として機能する。このため、別体で空気案内壁５を設けることなく吸気管４ｂの吸気効率を向上させることが可能となる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されないことは言うまでもない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。

例えば、上記実施形態においては、空気案内壁５が吸気管４ｂに向けて湾曲している構成について説明した。
しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、空気案内壁５が空気供給方向に沿う平らな形状を有していても良い。また、空気案内壁５が平らな部位と湾曲する部位との両方を有する形状を有していても良い。

また、上記実施形態においては、空気案内壁５がファンネル部６の一部である構成について説明した。
しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、空気案内壁を別体で備える構成を採用することも可能である。

また、上記実施形態においては、全てのファンネル部６が同一の曲率半径で湾曲されている構成について説明した。
しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、吸気管４ごとにファンネル部６の曲率半径を変更しても良い。
例えば、上述のように、最も上流側の吸気管４ｂの吸気効率をより積極的に向上させるために、吸気管４ｂの入口開口周りに形成されるファンネル部６（空気案内壁５を含む）の曲率半径を他のファンネル部６よりも大きくしても良い。

また、上記実施形態においては、ファンネル部６の断面形状が、設定された曲率半径の円の９０度の分の円弧である構成について説明した。
しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、ファンネル部６の断面形状が設定された曲率半径の円の９０度の分の円弧に満たない形状であっても良い。
このような場合であっても、ファンネル部６を設けない場合よりは吸気効率の向上を図ることができる。

また、上記実施形態においては、吸気管４が３つである構成について説明した。
しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、吸気管４が２つあるいは４つ以上であっても良い。

なお、上記実施形態においては、インテークマニホールド１が樹脂によって形成されている構成について説明した。
しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、金属によって形成されるインテークマニホールドに適用することも可能である。

１……インテークマニホールド、２……集合管、３……チャンバ、３ａ……壁部、４……吸気管、４ｂ……吸気管、５……空気案内壁、６……ファンネル部、Ｌ……空気供給方向

Claims (5)

1. 一方向から空気が供給されるチャンバと、該チャンバにおける空気供給方向に配列されて前記チャンバに接続する複数の吸気管とを備えるインテークマニホールドであって、
   前記空気供給方向において、最も上流側に位置する前記チャンバの壁部と前記吸気管との間に、前記空気供給方向に沿う空気案内壁を備えることを特徴とするインテークマニホールド。
2. 前記空気案内壁は、前記吸気管に向かって湾曲する湾曲壁であることを特徴とする請求項１記載のインテークマニホールド。
3. 全ての前記吸気管の入口開口周りにファンネル部が形成され、前記湾曲壁が前記ファンネル部の一部であることを特徴とする請求項２記載のインテークマニホールド。
4. 前記吸気管が前記空気供給方向に対して直交する方向から前記チャンバと接続されていることを特徴とする請求項１〜３いずれかに記載のインテークマニホールド。
5. 樹脂によって形成されていることを特徴とする請求項１〜４いずれかに記載のインテークマニホールド。

Images