JP2013177869A - インテークマニホールド - Google Patents

Abstract

【課題】吸気によるオイルの吸い上げ性を向上することのできるインテークマニホールドを提供する。
【解決手段】インテークマニホールド１０は、サージタンク１２と、サージタンク１２から分岐されかつサージタンク１２を上下方向に取り巻く渦巻状の複数の分岐通路１４とを備える。エンジン１６に対する搭載状態における分岐通路１４の最下部より上流側の通路部３０の通路断面積を、上流側から最下部に向かって徐々に小さくし、下流側の通路部３２の下部領域３２ａの曲率半径Ｒ２を、上流側の通路部３０の曲率半径Ｒ１に比べて大きくする。
【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。

インテークマニホールドの従来例（例えば、特許文献１参照）を述べる。図７はインテークマニホールドを示す側断面図である。
図７に示すように、インテークマニホールド１００は、サージタンク１０２と、サージタンク１０２から分岐されかつサージタンク１０２を上下方向に取り巻く渦巻状の複数の分岐通路１０４とを備えている。図７において、複数の分岐通路１０４は紙面表裏方向に並んでいるため、そのうちの１本が示されている。インテークマニホールド１００は、内燃機関いわゆるエンジン１０６に対する搭載状態において、図７の上下方向が天地方向に向いた状態になる。一般的に、インテークマニホールド１００は、エンジン１０６（詳しくはエンジンヘッドの吸気ポート）に対して分岐通路１０４の出口１０４ａが斜め下方に向いた状態で搭載されることが多い。また、エンジン１０６に対するインテークマニホールド１００の搭載状態における分岐通路１０４の最下部より上流側（サージタンク１０２側）の通路部１０８、及び、その最下部から最上部に至る下流側の通路部１０９の下部領域が、ほとんど同じ通路断面積でかつほとんど同じ曲率半径１００ｒで形成されていた。また、下流側の通路部１０９の上下方向の中央部には、直線状のストレート部１１０が形成されていた。また、分岐通路１０４の通路断面は、全長にわたって円形状に形成されていた。

特開２０１０−１５１０６２号公報

エンジン１０６の運転後の停止時には、インテークマニホールド１００の分岐通路１０４の最下部に、ブローバイガス中に含まれるエンジンオイル（以下、「オイル」という）１１２が溜まる。その溜まったオイル１１２は、エンジン１０６の再始動時の吸気の流れによってエンジン１０６へ吸い出される。しかし、従来例では、分岐通路１０４の最下部より上流側の通路部１０８、及び、下流側の通路部１０９の下部領域が、ほとんど同じ通路断面積でかつほとんど同じ曲率半径１００ｒで形成されていたため、分岐通路１０４の最下部での吸気の流速を高めることができなかった。このため、吸気によって分岐通路１０４の最下部のオイル１１２が下流側へ吸い上げられにくく、そのオイル１１２の吸い上げ性が低いという問題があった。このため、分岐通路１０４の最下部に溜まったオイル１１２が消失するのに長い時間を要した。また、下流側の通路部１０９の下部領域の中央部にストレート部１１０が形成されていることも、吸気によるオイル１１２の吸い上げの妨げになっていた。

本発明が解決しようとする課題は、吸気によるオイルの吸い上げ性を向上することのできるインテークマニホールドを提供することにある。

前記課題は、特許請求の範囲に記載された構成を要旨とするインテークマニホールドにより解決することができる。
請求項１に記載されたインテークマニホールドによると、サージタンクと、サージタンクから分岐されかつ該サージタンクを上下方向に取り巻く渦巻状の複数の分岐通路とを備えるインテークマニホールドであって、エンジンに対する搭載状態における分岐通路の最下部より上流側の通路部の通路断面積を、上流側から最下部に向かって徐々に小さくし、分岐通路の最下部から下流側の折り返し通路部分の曲率半径を、上流側の通路部の曲率半径に比べて大きくしたものである。この構成によると、分岐通路の最下部より上流側の通路部の通路断面積を、上流側から最下部に向かって徐々に小さくしたことによって、分岐通路の最下部において吸気の流速を高めることができる。さらに、分岐通路の最下部から下流側の折り返し通路部分の曲率半径を、上流側の通路部の曲率半径に比べて大きくしたことによって、吸気によって分岐通路の最下部のオイルを折り返し通路部分へ流れやすくすることができる。したがって、吸気によるオイルの吸い上げ性を向上することができる。なお、本明細書でいう「徐々に」には、連続的な変化、及び、段階的な変化のうちの少なくとも一方の変化のことをいう。

請求項２に記載されたインテークマニホールドによると、分岐通路の最下部から最上部に至る下流側の通路部を、ストレート部のない連続的な湾曲状に形成したものである。したがって、ストレート部による吸気によるオイルの吸い上げの妨げがなくなるので、吸気によるオイルの吸い上げ性を一層向上することができる。

請求項３に記載されたインテークマニホールドによると、分岐通路の最下部から最上部に至る下流側の通路部の通路断面を、該通路部の両側壁面の間の幅方向の寸法に比べて該通路部の内周側壁面と外周側壁面との間の径方向の寸法を小さくする扁平形状とし、下流側の通路部の内周側壁面と外周側壁面との間の径方向の寸法を、上流側から下流側に向かって徐々に小さくしたものである。したがって、分岐通路の最下部から最上部に至る下流側の通路部における吸気の流速を徐々に高めることができる。また、分岐通路の下流側の通路部の通路断面を扁平形状とし、かつ、下流側の通路部の径方向の寸法を上流側から下流側に向かって徐々に小さくすることによって、インテークマニホールドをコンパクト化することができる。

一実施形態にかかるインテークマニホールドを示す正面図である。 図１のII−II線矢視断面図である。 分岐通路の通路断面図である。 分岐通路の下流側の通路部の断面位置を示す説明図である。 分岐通路の下流側の通路部の断面位置と径方向の寸法との関係を示す特性線図である。 分岐通路の下流側の通路部の断面位置と幅方向の寸法との関係を示す特性線図である。 従来例にかかるインテークマニホールドを示す側断面図である。

以下、本発明を実施するための形態について図面を用いて説明する。本実施形態では、車両用４気筒エンジンに搭載されるインテークマニホールドを例示する。図１はインテークマニホールドを示す正面図、図２は図１のII−II線矢視断面図、図３は分岐通路の通路断面図である。なお、インテークマニホールドの上下左右については図１を基準として定めることにする。また、図１はインテークマニホールドをエンジン側に対して反対側から見た図である。また、図１及び図２におけるインテークマニホールドの上下方向は、エンジンに対する搭載状態での天地方向に対応している。また、本実施形態では、インテークマニホールドの後側（図２において右側）にエンジンが配置される。

図２に示すように、インテークマニホールド１０は、サージタンク１２と、サージタンク１２から分岐されかつサージタンク１２を上下方向に取り巻く渦巻状の複数（本実施形態では４本）の分岐通路１４とを備える。複数の分岐通路１４は、左右方向（図２において紙面表裏方向）に並んでいる。インテークマニホールド１０は、内燃機関いわゆるエンジン１６に対する搭載状態において、図１及び図２の上下方向が天地方向に向いた状態になる。また、分岐通路１４は、サージタンク１２の後下方（図２において右下方）からサージタンク１２を右回り方向に巻回している。また、分岐通路１４の出口１８は、斜め下方（図２において右下方）に向いている。また、複数の分岐通路１４の出口１８側の周囲には、エンジン側取付フランジ２０が形成されている。エンジン側取付フランジ２０には、複数の分岐通路１４の出口１８が横並び状に開口されている。エンジン側取付フランジ２０が前記エンジン１６のエンジンヘッドに接続されることにより、分岐通路１４がエンジンヘッドの吸気ポートに連通される。

図１に示すように、前記インテークマニホールド１０の左側部には、スロットル装置用取付フランジ２２、ＥＧＲガス用管継手２４、ブローバイガス用管継手２６等が設けられている。スロットル装置用取付フランジ２２にスロットル装置２８が接続されることにより、スロットル装置２８の吸気通路（図示省略）が前記サージタンク１２（図２参照）と連通される。また、ＥＧＲガス用管継手２４にＥＧＲパイプ（図示省略）が接続されることにより、ＥＧＲパイプがサージタンク１２と連通される。また、ブローバイガス用管継手２６にブローバイガス還元用パイプ（図示省略）が接続されることにより、ブローバイガス還元用パイプがサージタンク１２と連通される。また、インテークマニホールド１０の上側部の中央部には、負圧パイプ用管継手２９が設けられている。負圧パイプ用管継手２９には、サージタンク１２の負圧をブレーキブースター（図示省略）に導入する負圧パイプ（図示省略）が接続される。なお、本実施形態のインテークマニホールドの基本的構成は、例えば特開２００９−２０９７６２に記載されたものと同様であるから、基本的構成にかかる説明は省略する。

次に、前記エンジン１６に対するインテークマニホールド１０の搭載状態を基に分岐通路１４を説明する（図２参照）。なお、図１に示すように、複数の分岐通路１４は、インテークマニホールド１０の下端部において左右方向に隣り合う分岐通路１４の間隔が狭く、上端部において左右方向に所定間隔で拡げられているものの、実質的にほとんど同一構成であるため、そのうちの１つ（図１において左から２本目）の分岐通路１４について説明し、残りの３本の分岐通路１４の説明については省略する。

図２に示すように、前記分岐通路１４は、前記サージタンク１２側から分岐通路１４の最下部に至る上流側の通路部３０と、上流側の通路部３０の下流端すなわち分岐通路１４の最下部から最上部に至る下流側の通路部３２と、下流側の通路部３２の下流端すなわち分岐通路１４の最上部から出口１８に至る出口通路部３４とを備えている。上流側の通路部３０は、湾曲状に形成されている。また、下流側の通路部３２は、ストレート部のない連続的な湾曲状に形成されている。また、出口通路部３４は、ストレート状に形成されている。これらの通路部３０，３２，３４はなだらかに連続している。なお、本明細書でいう「分岐通路の最下部」には、最下端部及び最下端部付近が含まれる。また、本明細書でいう「分岐通路の最上部」には、最上端部及び最上端部付近が含まれる。また、上流側の通路部３０は本明細書でいう「分岐通路の最下部より上流側の通路部」に相当する。また、下流側の通路部３２における上下方向の下半部を下部領域３２ａといい、その上半部を上部領域３２ｂという。また、下流側の通路部３２の下部領域３２ａは本明細書でいう「分岐通路の最下部から下流側の折り返し通路部分」に相当する。

図３に示すように、前記分岐通路１４の断面形状は、四角形状で、四隅が曲面で面取りされている。詳しくは、分岐通路１４は、渦巻状の径方向（図３においていて上下方向）に平行をなす内周側壁面４０と外周側壁面４１と、渦巻状の径方向に直交する方向すなわち幅方向（図３において左右方向）に平行をなす左側壁面４２と右側壁面４３とを有する。また、分岐通路１４の四隅における壁面相互は、曲面４４〜４７を介してなだらかに連続されている。また、外周側の左右の両曲面４６，４７は、内周側の左右の両曲面４４，４５の曲率半径に比べて大きい曲率半径で形成されている。また、分岐通路１４の断面形状は左右線対称状に形成されている。また、分岐通路１４の通路断面は、両側壁面４２，４３の間の幅方向の寸法Ｗに比べて内周側壁面４０と外周側壁面４１との間の径方向の寸法Ｓを小さくする扁平形状に形成されている。また、本実施形態では、分岐通路１４の通路断面が全長にわたって扁平形状の通路断面で形成されている。なお、図２及び図３中の符号、Ｌは分岐通路１４の中心線を示している。また、図３は図４における分岐通路の断面位置Ｇにおける通路断面図に相当する。

前記上流側の通路部３０（図２参照）の通路断面積は、上流側（サージタンク１２側）から最下部に向かって徐々に小さくなっている。また、図２に示すように、前記下流側の通路部３２の下部領域３２ａの曲率半径Ｒ２は、上流側の通路部３０の曲率半径Ｒ１に比べて大きくなっている。また、下流側の通路部３２の径方向の寸法Ｓ（図３参照）は、上流側から下流側に向かって徐々に小さくなっている。また、下流側の通路部３２の幅方向の寸法Ｗ（図３参照）は、上流側から下流側に向かって徐々に小さくなっている。

次に、前記下流側の通路部３２の通路断面について詳しく説明する。図４は分岐通路の下流側の通路部の断面位置を示す説明図、図５は分岐通路の下流側の通路部の断面位置と径方向の寸法との関係を示す特性線図、図６は同じく断面位置と幅方向の寸法との関係を示す特性線図である。
図４に示すように、分岐通路１４の下流側の通路部３２において、中心線Ｌ上に、下流側から上流側に向かって任意の間隔で断面位置Ａ〜Ｈが設定されている。こららの断面位置Ａ−Ｈにおける径方向の寸法Ｓの変化が図５に特性線Ｌ１で示されており、同じく幅方向の寸法Ｗの変化が図６に特性線Ｌ２で示されている。

図５の特性線Ｌ１からわかるように、径方向の寸法Ｓは、吸気の流れ方向において、断面位置Ｈから断面位置Ｇ付近までは連続的に小さくなり、断面位置Ｇ付近から断面位置Ｃ付近まではほぼ一定で、断面位置Ｃ付近から断面位置Ａまで連続的に小さくなっている。すなわち、径方向の寸法Ｓは、断面位置Ｈ側から断面位置Ａ側に向かって連続的な変化及び段階的な変化をもって徐々に小さくなるように設定されている。

図６からわかるように、幅方向の寸法Ｗは、吸気の流れ方向において、断面位置Ｈから断面位置Ｇ付近までは連続的に小さくなり、断面位置Ｇ付近から断面位置Ｅ付近まではほぼ一定で、断面位置Ｅ付近から断面位置Ｂ付近までは連続的に小さくなり、断面位置Ｂ付近から断面位置Ａまでほぼ一定である。すなわち、幅方向の寸法Ｗは、断面位置Ｈ側から断面位置Ａに向かって連続的な変化及び段階的な変化をもって徐々に小さくなるように設定されている。

前記したインテークマニホールド１０によると、分岐通路１４の最下部より上流側の通路部３０の通路断面積を、上流側から最下部に向かって徐々に小さくしたことによって、分岐通路１４の最下部において吸気の流速を高めることができる。さらに、下流側の通路部３２の下部領域３２ａの曲率半径Ｒ２を、上流側の通路部３０の曲率半径Ｒ１に比べて大きくしたことによって、吸気によって分岐通路１４の最下部のオイル５０（図２参照）を下流側の通路部３２の下部領域３２ａへ流れやすくすることができる。したがって、エンジン１６の再始動時における吸気によるオイル５０の吸い上げ性を向上することができる。ひいては、分岐通路１４の最下部に溜まったオイル５０を早期に消失させることができる。

また、分岐通路１４の下流側の通路部３２を、ストレート部のない連続的な湾曲状に形成したものである。したがって、ストレート部による吸気によるオイル５０の吸い上げの妨げがなくなるので、吸気によるオイル５０の吸い上げ性を一層向上することができる。

また、分岐通路１４の最下部から最上部に至る下流側の通路部３２の通路断面を、該通路部の両側壁面４２，４３の間の幅方向の寸法Ｗ（図３参照）に比べて該通路部の内周側壁面４０と外周側壁面４１との間の径方向の寸法Ｓ（図３参照）を小さくする扁平形状とし、下流側の通路部３２の内周側壁面４０と外周側壁面４１との間の径方向の寸法Ｓを、上流側から下流側に向かって徐々に小さくしたものである。したがって、分岐通路１４の最下部から最上部に至る下流側の通路部３２における吸気の流速を徐々に高めることができる。また、分岐通路１４の下流側の通路部３２の通路断面を扁平形状とし、かつ、下流側の通路部３２の径方向の寸法Ｓを上流側から下流側に向かって徐々に小さくすることによって、インテークマニホールド１０をコンパクト化することができる。

本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更が可能である。例えば、本発明は、前記実施形態で例示した４気筒エンジン以外の多気筒エンジン用のインテークマニホールド１０としても適用することができる。

１０…インテークマニホールド
１２…サージタンク
１４…分岐通路
１６…エンジン
３０…上流側の通路部
３２…下流側の通路部
３２ａ…下部領域（折り返し通路部分）
３２ｂ…上部領域
４０…内周側壁面
４１…外周側壁面
４２…左側壁面
４３…右側壁面
５０…オイル

Claims (3)

1. サージタンクと、
   前記サージタンクから分岐されかつ該サージタンクを上下方向に取り巻く渦巻状の複数の分岐通路と
   を備えるインテークマニホールドであって、
   エンジンに対する搭載状態における前記分岐通路の最下部より上流側の通路部の通路断面積を、上流側から最下部に向かって徐々に小さくし、
   前記分岐通路の最下部から下流側の折り返し通路部分の曲率半径を、前記上流側の通路部の曲率半径に比べて大きくした
   ことを特徴とするインテークマニホールド。
2. 請求項１に記載のインテークマニホールドであって、
   前記分岐通路の最下部から最上部に至る下流側の通路部を、ストレート部のない連続的な湾曲状に形成したことを特徴とするインテークマニホールド。
3. 請求項１又は２に記載のインテークマニホールドであって、
   前記分岐通路の最下部から最上部に至る下流側の通路部の通路断面を、該通路部の両側壁面の間の幅方向の寸法に比べて該通路部の内周側壁面と外周側壁面との間の径方向の寸法を小さくする扁平形状とし、
   前記下流側の通路部の内周側壁面と外周側壁面との間の径方向の寸法を、上流側から下流側に向かって徐々に小さくした
   ことを特徴とするインテークマニホールド。
   

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