(57)【要約】【課題】複数の分岐管を有するインテークマニホールドにおいて、その分岐管の配列方向における一端に位置する分岐管から他端に位置する分岐管まで延出する気流制御弁の弁軸を配置した場合に、シリンダヘッドの変形に起因する弁軸の変形を抑制することで、気流制御弁の円滑な開閉動作を維持する。【解決手段】インテークマニホールドの分岐管配列１０の配列方向において、一端に位置する分岐管１０ａから他端に位置する分岐管１０ｃまで延伸して分岐管１０ａ、１０ｂ、１０ｃの内部をそれぞれ複数の通路に区画する区画板２７を分岐管配列１０を貫通するように備える。気流制御弁２３及び弁軸２５は、この区画板２７よりも吸気流上流側に設けられ、この区画板２７により区画される通路の一つを開閉する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの各気筒に連通され気筒の配列方向に所定の間隔を隔てて配設される複数の分岐管と、各分岐管の内部に設けられてそれら分岐管の配列方向に延伸する共通の弁軸の回動によって開閉される気流制御弁とを備え、前記複数の分岐管がシリンダヘッドにそれぞれ取着されるエンジンのインテークマニホールドにおいて、
前記分岐管の配列方向における一端に位置する分岐管から他端に位置する分岐管まで延伸して各分岐管の内部を複数の通路に区画する区画板を備え、前記気流制御弁は前記区画板により区画される通路の一つを開閉する
ことを特徴とするエンジンのインテークマニホールド。
【請求項２】
請求項１に記載のエンジンのインテークマニホールドにおいて、
前記区画板は、前記分岐管よりも剛性の高い材料により形成される
ことを特徴とするエンジンのインテークマニホールド。
【請求項３】
請求項２に記載のエンジンのインテークマニホールドにおいて、
前記分岐管はアルミニウムにより形成されるとともに前記区画板は鉄系材料により形成される
ことを特徴とするエンジンのインテークマニホールド。
【請求項４】
請求項３に記載のエンジンのインテークマニホールドにおいて、
前記区画板は前記分岐管にモールド成形されて同分岐管と一体化される
ことを特徴とするエンジンのインテークマニホールド。
【請求項５】
請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載のエンジンのインテークマニホールドにおいて、
前記エンジンはＶ型の気筒配列を有するものであり、
前記各分岐管及び前記気流制御弁並びに前記区画板はエンジンの各バンクに対応してそれぞれ設けられる
ことを特徴とするエンジン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Ｖ型の気筒配列を有するエンジン等、複数の気筒を有するエンジンに設けられ、分岐管内に気流制御弁を有するエンジンのインテークマニホールドに関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｖ型の気筒配列を有するエンジン等、複数の気筒を有するエンジンにおいては、各気筒の燃焼室にそれぞれ連通する複数の分岐管を有したインテークマニホールドが取着されている。また、このようなインテークマニホールドにおいて、吸気流を偏向させる気流制御弁を分岐管内に設け、これにより燃焼室内にタンブル流やスワール流を形成して、燃焼室内における混合気の燃焼促進を図るようにしたものが知られている（例えば特許文献１参照）。以下、こうしたインテークマニホールド５０の構成について図５を参照して説明する。なお、図５はインテークマニホールド５０の断面構造を示している。
【０００３】
図５に示されるように、インテークマニホールド５０を形成する分岐管５５ａ、５５ｂ、５５ｃ及び５５ｄは、所定間隔を隔てて配列されるとともに、それら分岐管５５ａ〜５５ｄの間には円筒状の接続部５３が形成されている。そして、分岐管の配列方向における一端に位置する分岐管５５ａから他端に位置する分岐管５５ｄにかけて接続部５３を貫通して延伸する共通の弁軸５２が回動可能に取り付けられている。気流制御弁５１は弁軸５２の各分岐管５５ａ〜５５ｄの内部に相当する位置にそれぞれ取り付けられ、弁軸５２によって回動されるようになっている。こうした構成にあって、弁軸５２が回動されて気流制御弁５１により各分岐管５５ａ〜５５ｄの内部が部分的に閉鎖されると各分岐管５５ａ〜５５ｄ内で吸入空気が偏って流れるようになる結果、燃焼室にはタンブル流が形成されるようになる。
【特許文献１】特開２００８−１２８１８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、エンジンの燃焼室には混合気の燃焼により大量の熱が発生する。特に、シリンダヘッドの排気ポート近傍は、吸気ポート近傍よりも高温となり同吸気ポート近傍よりも熱膨張するようになる。その結果、図６に模式的に示すように、シリンダヘッドは湾曲した形状に変形するようになる。そして、このようにシリンダヘッドが変形すると、吸気ポートに固定されているインテークマニホールド５０、ひいてはこのインテークマニホールド５０に取り付けられた弁軸５２が湾曲した形状に変形するようになる。その結果、分岐管５５ａ〜５５ｄや接続部５３と弁軸５２との間に位置ずれが生じるようになり、弁軸５２の回転抵抗が増大して摺動部位に磨耗が生じたり、気流制御弁５１の開閉操作が困難となったりするおそれがある。
【０００５】
この発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、複数の分岐管を有し、それら分岐管の配列方向における一端に位置する分岐管から他端に位置する分岐管まで延伸する気流制御弁の弁軸を備えたインテークマニホールドにおいて、シリンダヘッドの変形に起因する弁軸の変形を抑制して気流制御弁の円滑な開閉動作を維持することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の発明は、エンジンの各気筒に連通され気筒の配列方向に所定の間隔を隔てて配設される複数の分岐管と、各分岐管の内部に設けられてそれら分岐管の配列方向に延伸する共通の弁軸の回動によって開閉される気流制御弁とを備え、前記複数の分岐管がシリンダヘッドにそれぞれ取着されるエンジンのインテークマニホールドにおいて、前記分岐管の配列方向における一端に位置する分岐管から他端に位置する分岐管まで延伸して各分岐管の内部を複数の通路に区画する区画板を備え、前記気流制御弁は前記区画板により区画される通路の一つを開閉することを要旨としている。
【０００７】
同構成によれば、分岐管の配列方向に延伸する区画板を設けることによりインテークマニホールドの剛性が増大し、シリンダヘッドの熱膨張による歪みの発生を同区画板によって抑制することができるようになる。したがって、インテークマニホールド、ひいては気流制御弁の弁軸の変形を抑制することができ、同弁軸の回転抵抗増大を抑えて気流制御弁の円滑な開閉動作を維持することができるようになる。また、各分岐管の間の隙間に区画板の一部が存在するようになるため、インジェクタの作動音等、エンジンの騒音が各分岐管の間の隙間から外部に漏れることを抑制することができるようになる。
【０００８】
またこのように、区画板によって気流制御弁の弁軸の変形を好適に抑制する上では、請求項２に記載されるように、同区画板を分岐管よりも剛性の高い材料により形成するようにすることが望ましい。更にそうした具体例としては、請求項３に記載されるように、分岐管はアルミニウムにより形成されるとともに区画板は鉄系材料により形成される、といった構成を挙げることができる。
【０００９】
またこのように分岐管をアルミニウムにより形成する一方、区画板を鉄系材料により形成する際には、請求項４に記載されるように、区画板を分岐管にモールド成形することによりそれらを一体化する、といった構成を採用するのが望ましい。こうした構成によれば、分岐管と区画板とを容易に一体化することができ、更にインテークマニホールドの高剛性化を図ることができるようになる。
【００１０】
また、請求項５に記載の発明は、請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載のエンジンのインテークマニホールドにおいて、前記エンジンはＶ型の気筒配列を有するものであり、前記各分岐管及び前記気流制御弁並びに前記区画板はエンジンの各バンクに対応してそれぞれ設けられることを要旨としている。
【００１１】
同構成によれば請求項１に準じた効果を奏することができる。すなわち、Ｖ型の気筒配列を有するエンジンにおいて、シリンダヘッドの熱膨張による歪みの発生を分岐管の配列方向に延伸する区画板によって抑制することができる。したがって、インテークマニホールド、ひいては気流制御弁の弁軸の変形を抑制でき、同弁軸の回転抵抗増大を抑えて気流制御弁の円滑な開閉動作を維持することができるようになる。また、各分岐管の間の隙間に区画板の一部が存在するようになるため、インジェクタの作動音等、エンジンの騒音が各分岐管の間の隙間から外部に漏れることを抑制することができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、この発明の一実施の形態について図１〜図４を参照して説明する。図１は本実施の形態におけるインテークマニホールドの断面斜視図である。
同図１に示されるように、このインテークマニホールドは、右バンク用の３つの分岐管１０ａ、１０ｂ、１０ｃが所定間隔を隔てて一列に配列された右バンク用の分岐管配列１０と、左バンク用の３つの分岐管１１ａ、１１ｂ、１１ｃが所定間隔を隔てて一列に配列された左バンク用の分岐管配列１１とを備えている。それら分岐管配列１０，１１の基端にはフランジ２１、２２がそれぞれ形成されている。右バンク用のフランジ２１は右バンクのシリンダヘッド（図示せず）に、左バンク用のフランジ２２は左バンクのシリンダヘッド（図示せず）にそれぞれ取着され、各分岐管１０ａ〜１０ｃ，１１ａ〜１１ｃはそれぞれ対応するバンクの吸気ポートに連通されている。
【００１３】
これら分岐管配列１０、１１は、上流部で合流するとともにサージタンク（図示せず）に接続されている。吸気は、このサージタンクに導入された後、これら分岐管１０ａ〜１０ｃ、１１ａ〜１１ｃを介して吸気ポートへ導入される。なお、このインテークマニホールドは軽量化を目的として、アルミニウムにより形成されている。
【００１４】
図２は、図１で示した一方の分岐管配列１０の拡大断面斜視図である。同図２に示されるように、分岐管配列１０にはその一端に位置する分岐管１０ａから他端に位置する分岐管１０ｃまで延伸して、分岐管１０ａ〜１０ｃの内部を複数の通路に区画する区画板２７がそれら分岐管１０ａ〜１０ｃの下流側部位に取り付けられている。この区画板２７は、後述するように一枚の板から形成され、分岐管１０ａ〜１０ｃの内部通路を２つに分離するよう設けられている。また、区画板２７の上流側には、弁軸２５が分岐管１０ａから分岐管１０ｃまで延伸して、回動可能に取り付けられている。
【００１５】
図３は分岐管配列１０を弁軸２５の延伸方向（図２におけるｂ方向）から見たインテークマニホールドの模式図である。同図３に示されるように、この弁軸２５には、気流制御弁２３が分岐管１０ａ、１０ｂ、１０ｃに対応する位置にそれぞれ片持ち状態で取り付けられている。この弁軸２５は区画板２７の先端付近に位置し、区画板２７にて区画形成される内部通路の一方を開閉可能としている。そして、図３に示す閉弁状態にて、分岐管１０ａ、１０ｂ、１０ｃ内において吸気流を偏向させ、この偏向した吸気流によって燃焼室内にタンブル流を形成させ、燃焼室内における混合気の燃焼を促進するようにしている。なお、この気流制御弁２３の回動位置の調節は、別途設けられたアクチュエータによる弁軸２５の回動を通じて行われる。
【００１６】
図４は分岐管配列１０を弁軸２５の直交方向（図２におけるａ方向）から見た模式図である。同図４に示されるように、分岐管１０ａと分岐管１０ｂの間、及び分岐管１０ｂと分岐管１０ｃの間には円筒状の接続部１２がそれぞれ形成され、これら接続部１２により分岐管１０ａと分岐管１０ｂ、分岐管１０ｂと分岐管１０ｃとがそれぞれ接続されている。弁軸２５は接続部１２及び分岐管１０ａ、１０ｂ、１０ｃ内を貫通するようにして回動可能に取り付けられている。
【００１７】
上述のように、区画板２７は気流制御弁２３の下流部に位置して、分岐管１０ａから分岐管１０ｃまで延伸する一枚の板によって形成されている。そのため、同区画板２７の一部は、接続部１２の下流部において、分岐管１０ａと分岐管１０ｂの間、及び分岐管１０ｂと分岐管１０ｃの間の隙間に設けられるようになる。なお、区画板２７は分岐管配列１０よりも剛性の高い材料、例えば鋼、ステンレス等の鉄系材料により形成されるとともに、モールド成形により分岐管配列１０及び接続部１２と一体に鋳込まれている。
【００１８】
また、区画板２７を分岐管配列１０の一端における分岐管１０ａから他端における分岐管１０ｃまで延伸して設けることによって、分岐管配列１０の剛性を高くすることができる。特に、本実施の形態においては、この区画板２７は分岐管配列１０よりも剛性の高い材料によって形成されるとともに、分岐管配列１０と一体として構成されているため、効果的に分岐管配列１０の剛性を高めることができるようになる。
【００１９】
本実施の形態にかかるインテークマニホールドにおいては、左バンク用の分岐管配列１１も同様の構成を有して、右バンク用の分岐管配列１０と対称の位置に配設されている。そのため、分岐管１０ａと分岐管１０ｂの間、分岐管１０ｂと１０ｃ、分岐管１１ａと分岐管１１ｂの間、及び分岐管１１ｂと分岐管１１ｃの間の隙間にそれぞれ区画板２７が配設されることとなる。従って、バンク内で発生した騒音が各分岐管の間の隙間から外部に漏れることを抑制することができるようになる。
【００２０】
以上説明した本実施の形態によれば、以下の効果が得られる。
（１）同構成によれば、分岐管１０ａ〜１０ｃ、分岐管１１ａ〜１１ｃの配列方向に延伸する区画板２７を設けることによりインテークマニホールドの剛性が増大し、シリンダヘッドの熱膨張による歪みの発生を同区画板２７によって抑制することができるようになる。したがって、インテークマニホールド、ひいては気流制御弁２３の弁軸２５の変形を抑制することができ、弁軸２５の回転抵抗増大や接続部１２の磨耗を抑えて気流制御弁２３の円滑な開閉動作を維持することができるようになる。また、分岐管配列１０、１１の間の隙間に区画板２７の一部が存在するようになるため、インジェクタの作動音等、エンジンの騒音が分岐管配列１０、１１の間の隙間から外部に漏れることを抑制することができるようになる。
【００２１】
（２）区画板２７を分岐管配列１０、１１よりも剛性の高い材料、具体的には分岐管配列１０、１１についてはこれをアルミニウムにより形成する一方、区画板２７を鋼、ステンレス等の鉄系材料により形成するようにしたため、インテークマニホールドの剛性を好適に高めることができ、シリンダヘッドの変形、ひいてはインテークマニホールドや弁軸２５の変形を効果的に抑制することができる。
【００２２】
（３）また、区画板２７をモールド成形により分岐管配列１０、１１に鋳込むようにしたため、各分岐管１０ａ〜１０ｃ、１１ａ〜１１ｃと区画板２７とを容易に一体化することができ、インテークマニホールドの更なる高剛性化を図ることができるようになる。
【００２３】
なお、上記実施形態は、これを適宜変更した以下の形態にて実施することもできる。
・上記実施の形態では、Ｖ型の気筒配列を有するエンジンにおいて、区画板２７を分岐管配列１０、１１内に設けるようにしているが、本実施の形態はこれに限られない。例えば、直列の気筒配列を有するエンジンにおいて、区画板２７を分岐管配列内に設けるようにしてもよい。同構成によっても、インテークマニホールドの剛性を高くし、シリンダヘッドの熱膨張による歪みの発生を抑制することができる。したがって、弁軸の回転抵抗増大や接続部１２の磨耗を抑えて気流制御弁の円滑な開閉動作を維持することができるようになる。
【００２４】
・上記実施の形態では、区画板２７を分岐管配列１０、１１よりも剛性の高い材料により形成するようにしているが、本実施の形態はこれに限られない。例えば、分岐管配列１０、１１と同じ材料により形成してもよい。同構成によっても、上述の効果に準じた効果を奏することができるようになる。また、区画板２７をアルミニウムにより形成するようにしたが、これについても例えば樹脂材料により形成することもできる。
【００２５】
・上記実施の形態では、区画板２７をモールド成形して分岐管配列１０に鋳込むことによりこれらを一体とするようにしているが、本実施の形態はこれに限られない。例えば、区画板２７と分岐管配列を別構造として、後から取り付けるようにしてもよい。同構成によっても、上述の効果に準じた効果を奏することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本実施の形態にかかるインテークマニホールドの断面斜視図。
【図２】本実施の形態にかかるインテークマニホールドの断面斜視図。
【図３】本実施の形態にかかるインテークマニホールドの模式図。
【図４】本実施の形態にかかるインテークマニホールドの模式図。
【図５】従来のインテークマニホールドの断面図。
【図６】シリンダヘッドの変形態様を示す模式図。
【符号の説明】
【００２７】
１０…分岐管配列、１１…分岐管配列、１０ａ、１０ｂ、１０ｃ…分岐管、１１ａ、１１ｂ、１１ｃ…分岐管、１２…接続部、２１…フランジ、２２…フランジ、２３…気流制御弁、２５…弁軸、２７…区画板。
【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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