JP5912013B2 - 樹脂製インテークマニホールド - Google Patents

Description

本発明は、自動車等のエンジンに燃焼用の空気を供給するための樹脂製インテークマニホールドに関する。

樹脂製インテークマニホールドは、軽量化や製造コスト削減の観点から従来のアルミニウム合金等の軽合金製に替わって採用されてきている。インテークマニホールドは、スロットルボディから流入した空気の流れの脈動を吸収するサージタンクと、空気をエンジンの複数の気筒に導くための分岐管と、これらをエンジンに取り付けて固定するためのフランジ等を有して構成されている。樹脂製インテークマニホールドは、一般的な製法の１つとして、樹脂を金型成型していくつかの部品を作製し、これを振動溶着して一体化することにより製造されている。少ない部品点数にするほど、金型製作、成型および溶着作業の手間が省け、製造コストを下げることができる。

インテークマニホールドは、狭いスペースに収容する等の事情から構造が複雑化する傾向にある。例えば、比較的大型の4気筒エンジンの自動車では、エンジンとサージタンクとを平行に配置することができるので、分岐管もＬ字状の管を平行に配置でき、インテークマニホールド全体の形状も単純となり、成型も容易で部品点数も少なくできる。

しかしながら、軽自動車や小型車のような車体の小さな車両の場合、サージタンク自体も小さくて済み、収容スペースも狭いので、サージタンクの流出側の面とエンジンの流入側の面が向き合わない捻れた状態になる。そのため、分岐管も捻れた形状となり、インテークマニホールドの形状も複雑化する。また、吸気の際のランブリングノイズと呼ばれる異音を防止するために分岐管どうしの長さを同じしなければならないという制約もあり、金型成型の際の抜け性と振動溶着の際の振動方向との関係で、設計が難しくなっている。例えば、特許文献１では、３本の分岐管のうち２本の分岐管を二重管構造とする設計にしている。

特開２００４−２６３６５１号公報

しかしながら、上述した特許文献１の技術では、分岐管の重なり部分を形成するだけで３つの部品が必要となり、マニホールド全体ではさらに多くの部品が必要になる。したがって、金型製作、成型および溶着作業に手間が掛かり、製造コストを上昇させる。

本発明は、前記事情に鑑みて為されたもので、分岐管が捻れた複雑な形状であっても部品点数を少なく抑えて安価で製造することが可能であるような樹脂製インテークマニホールドを提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、請求項１に記載の樹脂製インテークマニホールドは、吸気の脈動を抑制するサージタンクと、前記サージタンクからエンジンの各気筒へフランジを介して接続する複数の分岐管とを備え、前記複数の分岐管は、それぞれ前記サージタンクから平面視において所定間隔で並列状態で延びる流入部と、該流入部の他端から並列状態で上下方向に延びる中間部と、これら中間部の下端から前記各気筒に延びる流出部とを備え、前記中間部の並列方向は前記フランジの接続面に対し、前記流出部は前記流入部に対して捩れの位置にあり、
平面視において前記エンジンから遠い方の前記流入部の入口が、前記エンジンに近い方の前記流入部の入口よりも下方にあるように、前記流入部の入口どうしを結ぶ方向が水平面に対して傾斜し、
少なくとも、前記サージタンクおよび流入部を形成する上側を含む第１の部品と、前記サージタンクおよび流入部を形成する下側、前記中間部、前記流出部を形成する上側および前記フランジを含む第２の部品と、前記流出部を形成する下側を含む第３の部品とを有することを特徴とする。

請求項１に記載の発明においては、中間部の並列方向が、フランジの接続面に対して傾斜しているので、各分岐管の長さを同じにしながら、成型部品の型抜き方向に分岐管の重複部を無くすことができるので少ない数の成型部品で樹脂製インテークマニホールドを作製することができる。また、フランジの接続が滑らかになり、これに接続される流出部の型抜き性が良くなり、良好な性能の樹脂製インテークマニホールドを提供することができる。

請求項１に記載の発明においては、中間部の並列方向が、フランジの接続面に対して傾斜しているので、各分岐管の長さを同じにしながら、成型部品の型抜き方向に分岐管の重複部を無くすことができるので少ない数の成型部品で樹脂製インテークマニホールドを作製することができる。また、フランジの接続が滑らかになり、これに接続される流出部の型抜き性が良くなり、良好な性能の樹脂製インテークマニホールドを提供することができる。
また、平面視において前記エンジンから遠い方の前記流入部の入口が、前記エンジンに近い方の前記流入部の入口よりも下方にあるように、前記流入部の入口どうしを結ぶ方向が水平面に対して傾斜しているので、分岐管の長さを揃えることが容易になる。
また、第２の部品は、サージタンクおよび分岐管の流入部を形成する下側と、分岐管の中間部と、流出部を形成する上側およびフランジを有する複雑な形状でありながら、一方向から容易に金型で抜くことが可能である。また、分岐管の中間部を第２の部品４２のみで構成することができるので、分岐管を中間部を境に分割し、第１の部品、第２の部品、第３の部品の３つの樹脂部品から構成することができる。第１の部品および第３の部品は第２の部品の中間部の両端で接合されて樹脂インテークマニホールドを形成する。これにより、各分岐管の長さを同じにしながら、少ない数の成型部品で樹脂製インテークマニホールドを作製することができ、製造コストを効果的に抑えることができる。さらに、サージタンクとフランジのいずれへの接続にも角度が付きすぎることがなく、滑らかな管形状とすることができ、特にこれに連絡する曲管部である流入部や流出部の成型において型抜き性が良い金型設計が可能となる。また、分岐管の長さを揃えることも容易になり、良好な性能の樹脂製インテークマニホールドを提供することができる。

請求項２に記載の発明においては、流入部の入口どうしを結ぶ方向をフランジの接続面に対して傾斜させているので、分岐管の長さを揃えることが容易になる。

請求項３に記載の樹脂製インテークマニホールドは、請求項１または２に記載の発明において、前記流入部が接続される前記サージタンクの面が、前記流出部が接続されるエンジンの面に対して傾斜していることを特徴とする。

請求項３に記載の発明においては、流入部が接続されるサージタンクの面が、流出部が接続されるエンジンの面に対して傾斜しているので、これを上方斜めに向けることで、接続に無理が無くなり、滑らかな管形状とすることができるとともに分岐管の長さを揃えることも容易になる。

請求項４に記載の樹脂製インテークマニホールドは、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の発明において、前記中間部の長さを前記気筒までの水平距離が大きいものほど小さくしたことを特徴とする。

請求項４に記載の発明においては、中間部の長さを気筒までの水平距離に応じて調整することで、分岐管の長さを揃えることが容易になる。

本発明によれば、分岐管が捻れた複雑な形状であっても、部品点数を少なく抑えて安価で製造することが可能であり、かつ分岐管の長さを揃えて良好な性能の樹脂製インテークマニホールドを提供することができる。

本発明の実施形態に係る樹脂製インテークマニホールドの全体を示す斜視図である。 図１の樹脂製インテークマニホールドを部品に分解して示す斜視図である。 第２の部品を中間部の軸線方向の一方から見た平面図である。 第２の部品を中間部の軸線方向の他方から見た平面図である。 図１の樹脂製インテークマニホールドをエンジンに取り付けた状態を側面から示す概略図である。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は、この発明の実施形態の樹脂製インテークマニホールドの全体を示す斜視図である。この樹脂製インテークマニホールドは、図示しないスロットルボディから流入する空気の脈動を吸収するサージタンク１０と、空気をエンジン１２（図５参照）の複数の気筒に個別に導くための分岐管１４ａ、１４ｂ、１４ｃと、これらをエンジン１２に取り付けて固定するためのフランジ１６とを有して構成されている。エンジン１２はサージタンク１０より斜め下方にあり、サージタンク１０の吸気の流出方向とエンジン１２への流入方向はほぼ直交している。したがって、分岐管１４ａ、１４ｂ、１４ｃの流入部１８ａ、１８ｂ、１８ｃの流れの向きと流出部２２ａ、２２ｂ、２２ｃの流れの向きとは捻れの位置に来る。

サージタンク１０は箱状の部材で、一つの面に流入する空気の配管を取り付けるためのフランジ取付面１７が設けられ、これと対向する出口側の面に３つの分岐管１４ａ、１４ｂ、１４ｃが開口している。３つの分岐管１４ａ、１４ｂ、１４ｃの他端にはエンジン１２の３つの気筒（図示略）に接続するためのフランジ１６が設けられている。

３本の分岐管１４ａ、１４ｂ、１４ｃはそれぞれサージタンク１０に開口するほぼ水平な流入部１８ａ、１８ｂ、１８ｃと、流入部１８ａ、１８ｂ、１８ｃの先端からほぼ垂直に下降する中間部２０ａ、２０ｂ、２０ｃと、中間部２０ａ、２０ｂ、２０ｃの下端から各気筒に接続される流出部２２ａ、２２ｂ、２２ｃとを備えている。３本の分岐管１４ａ、１４ｂ、１４ｃは全体として等長であり、流入部１８ａ、１８ｂ、１８ｃの長さも互いに等しいが、中間部２０ａ、２０ｂ、２０ｃと流出部２２ａ、２２ｂ、２２ｃは互いに長さが異なる。すなわち、エンジン１２から最も遠い第１の分岐管１４ａは、中間部２０ａが短く、その分流出部２２ａが長い。これに対して、エンジン１２に近い第３の分岐管１４ｃは中間部２０ｃが長く、流出部２２ｃが短い。第２の分岐管１４ｂはこれらの中間の長さである。

この樹脂製インテークマニホールドは、樹脂を金型成型してこの例では図２に示すような３つの部品４０、４２、４４を作製し、これらを振動溶着して一体化することにより製造されている。第１の部品４０は、サージタンク１０および分岐管１４ａ、１４ｂ、１４ｃの流入部１８ａ、１８ｂ、１８ｃを形成する一部部分（上側）を含み、第２の部品４２は、サージタンク１０および分岐管１４ａ、１４ｂ、１４ｃの流入部１８ａ、１８ｂ、１８ｃを形成する一部部分（下側）と、分岐管１４ａ、１４ｂ、１４ｃの中間部２０ａ、２０ｂ、２０ｃと、流出部２２ａ、２２ｂ、２２ｃを形成する一部部分（上側）およびフランジ１６を含み、第３の部品４４は分岐管１４ａ、１４ｂ、１４ｃの流出部２２ａ、２２ｂ、２２ｃを形成する一部部分（下側）を含む。したがって、サージタンク１０および分岐管１４ａ、１４ｂ、１４ｃの流入部１８ａ、１８ｂ、１８ｃは、第１の部品４０と第２の部品４２とを接合することにより形成され、分岐管１４ａ、１４ｂ、１４ｃの流出部２２ａ、２２ｂ、２２ｃは、第２の部品４２と第３の部品４４を接合することにより形成される。分岐管１４ａ、１４ｂ、１４ｃの中間部２０ａ、２０ｂ、２０ｃは、第２の部品４２の１部品のみで形成されている。

フランジ１６は、エンジン１２の各気筒の位置に対応する分岐管１４ａ、１４ｂ、１４ｃの流出口２４が長手方向に等間隔に配置された板状の部材で、エンジン１２に固定するためのボルト孔２６が所定箇所に形成されている。分岐管１４ａ、１４ｂ、１４ｃの流出口２４に対応する箇所には、それぞれ燃料噴射弁２８（図５参照）を流出口２４に対して所定角度傾斜させて取り付けるための燃料噴射弁固定ボス３０が形成されている。フランジ１６には、裏面側（エンジン１２側）にリブ部材が立設されており、また、ボルト孔２６や燃料噴射弁固定ボス３０の周囲も筒状に補強されており、軽量で必要な強度を備えるようになっている。

図３および図４は、分岐管１４ａ、１４ｂ、１４ｃの中間部２０ａ、２０ｂ、２０ｃの軸線方向から見た第２の部品４２の平面図である。３つの分岐管１４ａ、１４ｂ、１４ｃの中間部２０ａ、２０ｂ、２０ｃの並列方向はフランジ１６の接続面に対して傾斜している。すなわち、３つの中間部２０ａ、２０ｂ、２０ｃの軸線を含む面はフランジ１６の面と鋭角の傾斜角度θを持って交差している。流入部１８ａ、１８ｂ、１８ｃの長さは互いに等しく平行なので、流入部１８ａ、１８ｂ、１８ｃの入口どうしを結ぶ方向も同様にフランジ１６の接続面に対して傾斜している。フランジ１６はこの例では長手方向が車体の幅方向であり、したがって、中間部２０ａ、２０ｂ、２０ｃの並列方向は車体の幅方向に対して傾斜している。

このように、中間部２０ａ、２０ｂ、２０ｃの並列方向が、フランジ１６の面に対して傾斜しているので、図３および図４から分かるように、フランジ１６を構成する第２の部品４２において、軸線方向に分岐管１４ａ、１４ｂ、１４ｃの流出部２２ａ、２２ｂ、２２ｃが重なる重複部を作ることなく分岐管１４ａ、１４ｂ、１４ｃの等長化を図ることが可能となる。言い換えると、３つの中間部２０ａ、２０ｂ、２０ｃの軸線を含む面がフランジ１６の面と鋭角の傾斜角度θを持って交差しているので、この軸線方向から見た時に流出部２２ａ、２２ｂ、２２ｃが重なり合うことがなく、この面に平行な分割面を設定すれば、各部品の型抜きができることになる。

このような構成により、第２の部品４２は、サージタンク１０および分岐管１４ａ、１４ｂ、１４ｃの流入部１８ａ、１８ｂ、１８ｃを形成する一部部分（下側）と、分岐管１４ａ、１４ｂ、１４ｃの中間部２０ａ、２０ｂ、２０ｃと、流出部２２ａ、２２ｂ、２２ｃを形成する一部部分（上側）およびフランジ１６を有する複雑な形状でありながら、一方向から容易に金型で抜くことが可能である。また、分岐管１４ａ、１４ｂ、１４ｃの中間部２０ａ、２０ｂ、２０ｃを第２の部品４２のみで構成することができるので、分岐管１４ａ、１４ｂ、１４ｃを中間部２０ａ、２０ｂ、２０ｃを境に分割し、本実施形態では、第１の部品４０、第２の部品４２、第３の部品４４の３つの樹脂部品から構成することができる。第１の部品４０および第３の部品４４は第２の部品４２の中間部２０ａ、２０ｂ、２０ｃの両端で接合されて樹脂インテークマニホールドを形成する。これにより、各分岐管１４ａ、１４ｂ、１４ｃの長さを同じにしながら、少ない数の成型部品で樹脂製インテークマニホールドを作製することができ、製造コストを効果的に抑えることができる。さらに、サージタンク１０とフランジ１６のいずれへの接続にも角度が付きすぎることがなく、滑らかな管形状とすることができ、特にこれに連絡する曲管部である流入部１８ａ、１８ｂ、１８ｃや流出部２２ａ、２２ｂ、２２ｃの成型において型抜き性が良い金型設計が可能となる。また、分岐管１４ａ、１４ｂ、１４ｃの長さを揃えることも容易になり、良好な性能の樹脂製インテークマニホールドを提供することができる。

また、この実施形態では、流入部１８ａ、１８ｂ、１８ｃの入口どうしを結ぶ方向が水平面に対して傾斜して形成されている。すなわち、平面視においてエンジン１２から遠い方の第１の分岐管１４ａの流入部１８ａの入口が、エンジン１２に近い第３の分岐管１４ｃの流入部１８ｃの入口よりも下方にあり、第２の分岐管１８ｂはこれらの中間にある。これにより、平面視における距離を高さ方向で調整することができ、重なり合いを防ぐことがより容易にできる。

さらに、この実施形態では、エンジン１２のフランジ１６への接続面も垂直に対して傾斜しており、これによって２つの接続面の捻れを緩和するので、分岐管１４ａ、１４ｂ、１４ｃの流出部２２ａ、２２ｂ、２２ｃの傾斜を小さくして同様に重なり合いを防ぎ、設計の余地を広げることができる。

１０ サージタンク
１２ エンジン
１４ａ、１４ｂ、１４ｃ 分岐管
１６ フランジ
１８ａ、１８ｂ、１８ｃ 流入部
２０ａ、２０ｂ、２０ｃ 中間部
２２ａ、２２ｂ、２２ｃ 流出部
θ 傾斜角度

Claims (4)

1. 吸気の脈動を抑制するサージタンクと、サージタンクからエンジンの各気筒へフランジを介して接続する複数の分岐管とを備え、
   前記複数の分岐管は、それぞれ前記サージタンクから平面視において所定間隔で並列状態で延びる流入部と、該流入部の他端から並列状態で上下方向に延びる中間部と、これら中間部の下端から前記各気筒に延びる流出部とを備え、
   前記中間部の並列方向は前記フランジの接続面に対して傾斜し、
   前記流出部は前記流入部に対して捩れの位置にあり、
   平面視において前記エンジンから遠い方の前記流入部の入口が、前記エンジンに近い方の前記流入部の入口よりも下方にあるように、前記流入部の入口どうしを結ぶ方向が水平面に対して傾斜し、
   少なくとも、前記サージタンクおよび前記流入部を形成する上側を含む第１の部品と、前記サージタンクおよび前記流入部を形成する下側、前記中間部、前記流出部を形成する上側および前記フランジを含む第２の部品と、前記流出部を形成する下側を含む第３の部品とを有することを特徴とする樹脂製インテークマニホールド。
2. 前記流入部の入口どうしを結ぶ方向が前記フランジの接続面に対して傾斜していることを特徴とする請求項１に記載の樹脂製インテークマニホールド。
3. 前記流入部が接続される前記サージタンクの面が、前記流出部が接続されるエンジンの面に対して傾斜していることを特徴とする請求項１または２に記載の樹脂製インテークマニホールド。
4. 前記中間部の長さを前記気筒までの水平距離が大きいものほど小さくしたことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の樹脂製インテークマニホールド。

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