(57)【要約】【課題】シール部材の弾性力によるフランジ部のクリープ変形を抑制することが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１には、湾曲して延びる吸気管部２の端部にフランジ部４が設けられており、そのフランジ部４におけるシリンダヘッド３側の面４ａには吸気管部２の開口部を囲うようにシール部材が設けられる。そして、フランジ部４がシリンダヘッド３の吸気側に対し複数のボルトで締結されることにより、シリンダヘッド３の吸気ポートに対し吸気管部２の開口部が接続される。また、フランジ部４におけるシリンダヘッド３の吸気側に対するボルトによる締結位置と、そのボルトの隣に位置する別のボルトによる締結位置との間に位置する部分であり、且つ、吸気管部２の湾曲における外周側に位置する部分には、シリンダヘッド３の吸気側に対する接近離間方向の長さを他の部位よりも大きくするリブ１６が形成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
湾曲して延びる吸気管部の端部にフランジ部が設けられており、そのフランジ部におけるシリンダヘッド側の面には前記吸気管部の開口部を囲うようにシール部材が設けられており、前記フランジ部がシリンダヘッドの吸気側に対し複数のボルトで締結されることにより、前記シリンダヘッドの吸気ポートに対し前記吸気管部の前記開口部が接続されるインテークマニホールドにおいて、
前記フランジ部における前記シリンダヘッドの吸気側に対する前記ボルトによる締結位置と、そのボルトの隣に位置する別のボルトによる締結位置との間に位置する部分であり、且つ、前記吸気管部の湾曲における外周側に位置する部分には、前記シリンダヘッドの吸気側に対する接近離間方向の長さを他の部位よりも大きくする高剛性部が形成されていることを特徴とするインテークマニホールド。
【請求項２】
前記高剛性部は、前記シリンダヘッドの吸気側との間に前記シール部材が位置するよう形成されている請求項１に記載のインテークマニホールド。
【請求項３】
前記吸気管部は、その延びる方向において複数に分割された分割素材同士を繋ぐことによって形成されているものであり、
前記高剛性部は、前記フランジ部を備えた前記分割素材と、その分割素材に対し繋がれた隣の分割素材とに亘るように形成されている請求項１又は２に記載のインテークマニホールド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インテークマニホールドに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車等の車両に搭載される内燃機関では、シリンダヘッドの吸気側に繋がるインテークマニホールドが軽量化のために樹脂製とされている。こうしたインテークマニホールドは、特許文献１に示されるように、湾曲して延びる吸気管部と、その吸気管部の端部に設けられているフランジ部と、を備えている。
【０００３】
上記インテークマニホールドをシリンダヘッドの吸気側に取り付ける際には、フランジ部におけるシリンダヘッド側の面に吸気管部の開口部を囲うようにシール部材が設けられる。このようにシール部材が設けられた状態のもと、フランジ部がシリンダヘッドの吸気側に対し複数のボルトで締結される。これにより、インテークマニホールドにおける吸気管部の開口部がシリンダヘッドの吸気ポートに対し接続された状態で、インテークマニホールドがシリンダヘッドの吸気側に取り付けられる。なお、このようにインテークマニホールドがシリンダヘッドの吸気側に取り付けられたときには、吸気管部の開口部とシリンダヘッドの吸気ポートとの接続部分が、上記開口部を囲うように設けられている上記シール部材によってシールされる。
【０００４】
インテークマニホールドのフランジ部におけるシリンダヘッドの吸気側に対する複数のボルトによる締結位置は、（Ａ）ボルトによる締結位置が吸気管部の開口部を挟むようにする、（Ｂ）作業者がボルトの締め付け作業を行うことが可能である、といった（Ａ）及び（Ｂ）の条件を満たすように定められる。なお、上記（Ａ）の条件は、上述したシール部材によるシールの性能を確保するためのものである。また、上記（Ｂ）の条件は、シリンダヘッドの吸気側に対するインテークマニホールドの取り付けを実現可能とするためのものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１６−７０２４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記インテークマニホールドのフランジ部は、シール部材の弾性力によってシリンダヘッドから離れる方向に押される。このため、インテークマニホールドのフランジ部においては、ボルトによる締結位置から離れた部分ほどシール部材の弾性力によってシリンダヘッドから離れる方向にクリープ変形しやすくなる。
【０００７】
更に、こうしたクリープ変形は、フランジ部のうち吸気管部の湾曲における内周側の部分よりも、その湾曲における外周側の部分で生じやすくなる。これは、フランジ部のうち吸気管部の湾曲における内周側の部分は製造工程の関係から厚肉になりやすいとともにインテークマニホールドの他の部位と繋がりやすいため、フランジ部のうち吸気管部の湾曲における外周側の部分では内周側の部分よりも剛性が低下しやすくなることが原因である。
【０００８】
従って、フランジ部におけるボルトの締結位置から離れた部分であって、且つ、吸気管部の湾曲における外周側の部分では、上記クリープ変形が大きくなりやすくなる。その結果、シール部材における上記部分に最も近い部分で、圧縮量が少なくなってシールの性能が低下するおそれがある。
【０００９】
本発明の目的は、シール部材の弾性力によるフランジ部のクリープ変形を抑制することができるインテークマニホールドを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
以下、上記課題を解決するための手段及びその作用効果について記載する。
上記課題を解決するインテークマニホールドには、湾曲して延びる吸気管部の端部にフランジ部が設けられており、そのフランジ部におけるシリンダヘッド側の面には吸気管部の開口部を囲うようにシール部材が設けられている。そして、上記フランジ部がシリンダヘッドの吸気側に対し複数のボルトで締結されることにより、シリンダヘッドの吸気ポートに対し吸気管部の開口部が接続される。また、フランジ部におけるシリンダヘッドの吸気側に対するボルトによる締結位置と、そのボルトの隣に位置する別のボルトによる締結位置との間に位置する部分であり、且つ、吸気管部の湾曲における外周側に位置する部分には、シリンダヘッドの吸気側に対する接近離間方向の長さを他の部位よりも大きくする高剛性部が形成されている。
【００１１】
上記構成によれば、シリンダヘッドの吸気側に取り付けられたインテークマニホールドのフランジ部が、シール部材の弾性力によってシリンダヘッドから離れる方向に押される。このフランジ部においては、ボルトによる締結位置から離れた部分、且つ、吸気管部の湾曲における外周側の部分で、シール部材の弾性力によってシリンダヘッドから離れる方向にクリープ変形しやすくなる。しかし、フランジ部には上記高剛性部が形成されているため、フランジ部における上記部分でのシリンダヘッドから離れる方向についてのクリープ変形が生じることを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】インテークマニホールド全体を示す側面図。
【図２】インテークマニホールドの分割素材を図１の矢印Ａ方向から見た状態を示す側面図。
【図３】フランジ部を備えた分割素材を図２の矢印Ｂ方向から見た状態を示す底面図。
【図４】インテークマニホールドのフランジ部及びその周辺を、図２及び図３の矢印Ｃ−Ｃ方向から見た状態を示す断面図。
【図５】インテークマニホールドの分割素材を分離した状態を示す斜視図。
【図６】リブの構造を示す断面図。
【図７】インテークマニホールドの他の例を示す側面図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、インテークマニホールドの一実施形態について、図１〜図６を参照して説明する。
図１に示すインテークマニホールド１は、軽量化のために樹脂製とされており、且つ、湾曲して延びる吸気管部２を備えている。この吸気管部２は、内燃機関の各気筒に対応するように複数設けられている（図１には一つのみ図示）。そして、吸気管部２の一方の端部には、インテークマニホールド１を内燃機関のシリンダヘッド３に取り付けるためのフランジ部４が設けられている。また、吸気管部２のもう一方の端部は、サージタンク５の出口５ａに接続されている。サージタンク５には、内燃機関の吸気通路におけるインテークマニホールド１よりも上流側の部分に繋がる入口５ｂが形成されている。
【００１４】
インテークマニホールド１は、上述したサージタンク５、各吸気管部２、及びフランジ部４によって形成されている。このインテークマニホールド１では、小型化を実現するため、各吸気管部２がサージタンク５の外側を巻き込むように湾曲している。また、インテークマニホールド１の吸気管部２は、その延びる方向において複数に分割された分割素材６〜１０同士を振動溶着等で互いに繋ぐことによって形成されている。
【００１５】
図２は、図１に示す吸気管部２を形成する各分割素材６〜１０のうち、フランジ部４を備えた分割素材６、及び、その分割素材６に対し繋がれた隣の分割素材７を、図１の矢印Ａ方向から見た状態を模式的に示している。図２から分かるように、内燃機関のシリンダヘッド３に対しインテークマニホールド１が取り付けられた状態では、分割素材６，７等からなる吸気管部２が、内燃機関における各気筒の燃焼室に繋がるよう上記シリンダヘッド３に形成された吸気ポート１１ａ，１１ｂ，１１ｃに対しそれぞれ接続される。
【００１６】
図３は、図２に示すフランジ部４を備えた分割素材６（吸気管部２）を矢印Ｂ方向から見た状態を示している。なお、上記フランジ部４のうち、吸気管部２の湾曲における外周側の部分は図３の上側に位置しており、吸気管部２の湾曲における内周側の部分は図３の下側に位置している。図３から分かるように、フランジ部４におけるシリンダヘッド３側の面４ａには、内燃機関の各気筒に対応する吸気管部２の開口部２ａが開口している。これら開口部２ａは、略四角形状に形成されており、且つ、内燃機関における各気筒の並ぶ方向（図３の左右方向）に並列に位置している。
【００１７】
フランジ部４におけるシリンダヘッド３側の面４ａのうち、吸気管部２の湾曲における外周側（図３の上側）の部分であって、所定の開口部２ａと、その開口部２ａの隣に位置する開口部２ａとの間には、ブローバイガス通路１２等の通路が開口している。このブローバイガス通路１２の開口部１２ａは、吸気管部２の開口部２ａよりも吸気管部２の湾曲における外周側（図３の上側）に位置しており、且つ、内燃機関のシリンダヘッド３に対しインテークマニホールド１が取り付けられたときにはシリンダヘッド３側のブローバイガス通路（図示せず）に対し接続される。
【００１８】
フランジ部４におけるシリンダヘッド３側の面４ａには、各吸気管部２の開口部２ａ及びブローバイガス通路１２の開口部１２ａを囲うようにシール部材１３が設けられている。また、フランジ部４において、吸気管部２の湾曲における外周側（図３の上側）の部分及び内周側の部分（図３の下側）にはそれぞれ、インテークマニホールド１をシリンダヘッド３の吸気側に対し取り付けるためのボルト１４が挿通される挿通孔１５が形成されている。
【００１９】
各挿通孔１５については、フランジ部４における吸気管部２の湾曲における外周側の部分に形成されている挿通孔１５と、フランジ部４における吸気管部２の湾曲における内周側の部分に形成されている挿通孔１５とが、吸気管部２の開口部２ａを対角線上で挟むように位置している。また、各挿通孔１５は、シリンダヘッド３の吸気側に対しインテークマニホールド１を取り付けるためのボルト１４、すなわち挿通孔１５を通したボルト１４を、上記インテークマニホールド１の取り付けのために作業者が締め付けることができるようにも位置している。
【００２０】
インテークマニホールド１をシリンダヘッド３の吸気側に取り付ける際には、フランジ部４におけるシリンダヘッド３側の面４ａに上記シール部材１３が設けられた状態のもと、各挿通孔１５に通されたボルト１４によってフランジ部４がシリンダヘッド３（図２）の吸気側に対し締結される。これにより、インテークマニホールド１がシリンダヘッド３の吸気側に取り付けられる。また、このときには、インテークマニホールド１における各吸気管部２の開口部２ａがシリンダヘッド３の吸気ポート１１ａ，１１ｂ，１１ｃ（図２）に対し接続されるとともに、インテークマニホールド１におけるブローバイガス通路１２の開口部１２ａがシリンダヘッド３側のブローバイガス通路に対し接続される。
【００２１】
インテークマニホールド１がシリンダヘッド３の吸気側に取り付けられたとき、各吸気管部２の開口部２ａ及びブローバイガス通路１２の開口部１２ａを囲むように設けられている上記シール部材１３（図３）は、フランジ部４とシリンダヘッド３との間に挟まれて両者に対し押圧された状態となる。これにより、各吸気管部２の開口部２ａとシリンダヘッド３の吸気ポート１１ａ，１１ｂ，１１ｃとの接続部分、及び、インテークマニホールド１におけるブローバイガス通路１２の開口部１２ａとシリンダヘッド３側のブローバイガス通路との接続部分が、上記シール部材１３によってシールされるようになる。
【００２２】
図４は、図２に示すようにシリンダヘッド３の吸気側に取り付けられたインテークマニホールド１におけるフランジ部４及びその周辺を、図２及び図３の矢印Ｃ−Ｃ方向から見た状態を示している。図４から分かるように、インテークマニホールド１のフランジ部４は、シール部材１３の弾性力によってシリンダヘッド３から離れる方向（図４の上方）に押される。このため、インテークマニホールド１のフランジ部４においては、ボルト１４（図３）による締結位置から離れた部分ほどシール部材１３の弾性力によってシリンダヘッド３から離れる方向にクリープ変形しやすくなる。
【００２３】
更に、こうしたクリープ変形は、フランジ部４のうち吸気管部２の湾曲における内周側（図３の下側）の部分よりも、その湾曲における外周側（図３の上側）の部分で生じやすくなる。これは、フランジ部４のうち吸気管部２の湾曲における内周側の部分は製造工程の関係から厚肉になりやすいとともにインテークマニホールド１の他の部位と繋がりやすいため、フランジ部４のうち吸気管部２の湾曲における外周側の部分では内周側の部分よりも剛性が低下しやすくなることが原因である。
【００２４】
従って、フランジ部４におけるボルト１４の締結位置から離れた部分であって、且つ、吸気管部２の湾曲における外周側の部分では、上記クリープ変形が大きくなりやすくなる。詳しくは、図３に示すフランジ部４における吸気管部２の湾曲における外周側の部分であって、各ボルト１４の締結位置の間に位置する部分のうちブローバイガス通路１２の開口部１２ａの周りの部分（二点鎖線Ｌ１で囲んだ部分）で、上記クリープ変形が大きくなりやすくなる。その結果、シール部材１３における上記部分に最も近い部分で、圧縮量が少なくなってシールの性能が低下するおそれがある。
【００２５】
次に、インテークマニホールド１におけるフランジ部４の上記クリープ変形を抑制するための構造について説明する。
フランジ部４における図３の二点鎖線で囲んだ部分、言い換えれば上記クリープ変形が大きくなりやすい部分には、図４に示すようにリブ１６が形成されている。このリブ１６は、シリンダヘッド３の吸気側との間に上記シール部材１３が位置するよう形成されている。また、上記リブ１６は、図３に示すフランジ部４のシリンダヘッド３に対するボルト１４による締結位置のうち、フランジ部４における吸気管部２の湾曲における外周側（図３の上側）に位置する締結位置同士の中間に位置している。
【００２６】
なお、上記リブ１６は、フランジ部４の同リブ１６が形成された部位におけるシリンダヘッド３の吸気側に対する接近離間方向（図４の上下方向）の長さを、他の部位よりも大きくするためのものであって、そうした役割を担う高剛性部として機能する。ちなみに、フランジ部４の上記クリープ変形については、同クリープ変形が生じる部分の断面二次モーメントが小さいほど大きくなりやすい。このため、上記リブ１６を形成することにより、フランジ部４の同リブ１６が形成された部位におけるシリンダヘッド３の吸気側に対する接近離間方向の長さを長くして上記断面二次モーメントを大きくすれば、フランジ部４の上記クリープ変形を小さく抑えることができる。
【００２７】
次に、上記リブ１６について詳しく説明する。
図４に示すように、リブ１６は、フランジ部４を備えた前記分割素材６と、その分割素材６に対し繋がれた隣の分割素材７とに亘るように形成されている。詳しくは、リブ１６は、フランジ部４（分割素材６）に形成されている突出部１６ａと、分割素材７に形成されている本体部１６ｂと、を備えている。そして、リブ１６は、分割素材６と分割素材７とを振動溶着等によって繋ぐとき、同じく振動溶着等によって突出部１６ａと本体部１６ｂとを繋ぐことによって形成されている。
【００２８】
図５は、分割素材６と分割素材７とを分離した状態を示している。図５に示すように、本体部１６ｂは、分割素材７における吸気管部２を形成するための各側壁１７間に位置している。本体部１６ｂは、隣合う側壁１７同士を繋ぐ接続壁１８に形成されており、それら側壁１７に沿って図５の上下方向に延びている。本体部１６ｂの上端部には、その本体部１６ｂと直交するように同本体部１６ｂの厚さ方向両側に延びて側壁１７に繋がる補強部２２が形成されている。また、本体部１６ｂの下端部には突出部１６ａに対し同本体部１６ｂを振動溶着等によって繋ぐための接続部１９が形成されている。なお、上記突出部１６ａは、フランジ部４における分割素材７側の面であって、上記接続部１９に対応する位置に形成されている。
【００２９】
図６に示すように、接続部１９は、突出部１６ａの周囲を囲むように形成された目隠し部２０と、その目隠し部２０の内側で上記突出部１６ａと接する接触部２１と、を備えている。そして、分割素材６と分割素材７とを振動溶着等によって繋ぐときには、上記接触部２１が上記突出部１６ａと接触した状態となり、両者が振動溶着等によって接続されるようになる。これにより、突出部１６ａと本体部１６ｂとが繋がれてリブ１６が形成される。なお、リブ１６が形成されたとき、突出部１６ａと接触部２１（本体部１６ｂ）との接続部分は、目隠し部２０によって外部から見えないようにされる。
【００３０】
次に、本実施形態のインテークマニホールド１の作用効果について説明する。
（１）インテークマニホールド１のフランジ部４は、シリンダヘッド３の吸気側に対し、シール部材１３を同シリンダヘッド３との間に挟んだ状態で、ボルト１４による締結を通じて取り付けられる。このため、インテークマニホールド１のフランジ部４は、上記シール部材１３の弾性力によってシリンダヘッド３から離れる方向に押される。そして、フランジ部４においては、ボルト１４による締結位置から離れた部分、且つ、吸気管部２の湾曲における外周側の部分で、シール部材１３の弾性力によってシリンダヘッド３から離れる方向にクリープ変形しやすくなる。しかし、フランジ部４には上述したリブ１６が形成されているため、フランジ部４における上記部分でのシリンダヘッド３から離れる方向についてのクリープ変形が生じることを抑制できる。
【００３１】
（２）上記リブ１６は、シリンダヘッド３の吸気側との間にシール部材１３が位置するよう形成されている。言い換えれば、上記リブ１６は、シール部材１３に対応して位置するよう形成されている。このため、フランジ部４においてシール部材１３の弾性力の作用によりクリープ変形しやすい部分に上記リブ１６を位置させることができ、そのリブ１６によって上記クリープ変形を効果的に抑制することができる。
【００３２】
（３）インテークマニホールド１は、吸気管部２を複数に分割された分割素材６〜１０同士を互いに繋ぐことによって形成されている。このため、仮にリブ１６をフランジ部４を備えた分割素材６のみに形成したとすると、分割素材６が吸気管部２の延びる方向について短く形成されている場合、その分割素材６に形成可能なリブ１６のシリンダヘッド３に対する接近離間方向についての長さが短くなる。その結果、リブ１６の形成によるフランジ部４のクリープ変形の抑制効果が小さくなるおそれがある。
【００３３】
しかし、インテークマニホールド１のリブ１６は、フランジ部４を備えた分割素材６と同分割素材６に繋がれる隣の分割素材７とに亘るように形成されている。このため、複数の分割素材６〜１０を繋いでインテークマニホールド１の吸気管部２を形成したとき、それに伴いリブ１６をシリンダヘッド３に対する接近離間方向に長くなるよう形成することが可能となる。従って、リブ１６がシリンダヘッド３に対する接近離間方向に短くなって同リブ１６の形成によるフランジ部４のクリープ変形の抑制効果が小さくなることを抑制できる。
【００３４】
（４）リブ１６の本体部１６ｂの上端部には、その本体部１６ｂと直交するように同本体部１６ｂの厚さ方向両側に延びて側壁１７に繋がる補強部２２が形成されている。このため、リブ１６の剛性を上記補強部２２によってより高めることができ、ひいてはフランジ部４におけるリブ１６が形成されている部分のクリープ変形を、より一層効果的に抑制することができる。
【００３５】
（５）フランジ部４におけるシリンダヘッド３側の面４ａにブローバイガス通路１２が開口しており、同通路１２の開口部１２ａが吸気管部２の開口部２ａよりも吸気管部２の湾曲における外周側に位置している場合、シール部材１３における開口部１２ａの周りの部分が、フランジ部４におけるボルト１４による締結位置から離れやすくなる。このため、フランジ部４における上記開口部２ａの周りの部分（図３の二点鎖線Ｌ１で囲んだ部分）でクリープ変形が生じやすくなるが、その部分に対応して位置するようリブ１６が形成されているため、同リブ１６によって上記クリープ変形を効果的に抑制することができる。
【００３６】
なお、上記実施形態は、例えば以下のように変更することもできる。
・フランジ部４におけるシリンダヘッド３側の面４ａで開口する通路としてブローバイガス通路１２を例示したが、上記面４ａで開口する通路に関してはＥＧＲ通路であってもよい。
【００３７】
・ブローバイガス通路１２やＥＧＲ通路等の通路が形成されていないインテークマニホールドに本発明を適用してもよい。
・リブ１６における本体部１６ｂの補強部２２は、その本体部１６ｂの厚さ方向両側のうちの一方側だけに形成するようにしてもよい。
【００３８】
・リブ１６の本体部１６ｂに必ずしも上記補強部２２を形成する必要はない。
・リブ１６における本体部１６ｂ（接触部２１）と突出部１６ａとを振動溶着以外の方法で接続するようにしてもよい。
【００３９】
・分割素材６〜１０を振動溶着以外の方法で接続するようにしてもよい。
・インテークマニホールド１については、必ずしも分割素材６〜１０同士を互いに繋ぐことによって吸気管部２が形成されるものとする必要はない。例えば、分割素材６と分割素材７とを一体の部材として形成することも可能である。この場合、例えば図７に示すように、上記部材と一体にリブ１６を形成することで同リブ１６を分割しない構成とする。
【００４０】
・リブ１６は、必ずしもシリンダヘッド３の吸気側との間にシール部材１３が位置するよう形成されている必要はない。
・リブ１６は、必ずしもフランジ部４のシリンダヘッド３に対するボルト１４による締結位置同士の中間に位置している必要はない。
【符号の説明】
【００４１】
１…インテークマニホールド、２…吸気管部、２ａ…開口部、３…シリンダヘッド、４…フランジ部、４ａ…面、５…サージタンク、５ａ…出口、５ｂ…入口、６…分割素材、７…分割素材、８…分割素材、９…分割素材、１０…分割素材、１１ａ…吸気ポート、１１ｂ…吸気ポート、１１ｃ…吸気ポート、１２…ブローバイガス通路、１２ａ…開口部、１３…シール部材、１４…ボルト、１５…挿通孔、１６…リブ、１６ａ…突出部、１６ｂ…本体部、１７…側壁、１８…接続壁、１９…接続部、２０…目隠し部、２１…接触部、２２…補強部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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