(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関へ供給される空気の吸気流路が接続されるサージタンクを有するインテークマニホールドであって、
前記吸気流路または前記サージタンクに連通し、燃料成分を含有するガスを前記サージタンクに導入するガス導入部と、
前記吸気流路または前記サージタンクのうち前記ガス導入部よりも前記空気の流動方向上流側に連通し、前記サージタンク内の負圧を外部に供給する負圧供給路と、を備え、
前記負圧供給路は、前記負圧供給路の断面積よりも大きい断面積を有する拡張室を介して、前記吸気流路または前記サージタンクに接続されており、
前記拡張室は、前記負圧供給路に連通する第一開口部と、前記吸気流路および前記サージタンクの少なくとも１つに連通する第二開口部と、を有し、
前記第二開口部の開口面積を、前記第一開口部の開口面積よりも大きく設定してあり、
前記第二開口部において、空気の流動方向に直交する方向の開口寸法を、空気の流動方向の開口寸法よりも短く設定してあるインテークマニホールド。
【請求項２】
前記拡張室は、前記第一開口部を有すると共に前記負圧供給路と一体成形される第一ピースと、前記第二開口部を有する第二ピースと、から形成される請求項１に記載のインテークマニホールド。
【請求項３】
前記第二開口部は、空気の流動方向に延在する方向が長手方向であり、空気の流動方向に直交して延在する方向が幅方向である形状であって、
前記幅方向における前記第二開口部の縁部の長さは、空気の流動方向下流側よりも空気の流動方向上流側の方が短い請求項１または２に記載のインテークマニホールド。
【請求項４】
前記拡張室を構成する面のうち空気の流動方向下流側の面は、空気の流動方向上流側に向けて倒伏されている請求項１乃至３のいずれか一項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、内燃機関に用いられるインテークマニホールドに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のインテークマニホールドには、例えばクランクケース内のブローバイガス、キャニスタからのＰＣＶガス、ＥＧＲガス（排気還流ガス）等といったミスト状の油分や水蒸気を含んだガスをサージタンクに導入するためのガス導入部が設けられているとともに、サージタンク内の吸気負圧を外部（例えばブレーキブースタ等）に付与するための負圧供給路が設けられているものがある。このようなインテークマニホールドにおいて、ガス導入部から導入されるガスに含有される燃料成分および水分が負圧供給路に流入し、凍結によって閉塞して負圧供給ポートが詰まる懸念がある。【０００３】
上記懸念を解消するインテークマニホールドとして、空気の主流路に連通する集中ポートを設け、集中ポートは、ミスト状の流体または蒸気を含んだガスを導入するガス導入部（文献では、「ガス導入用ポート」）と、負圧を導入する負圧供給路（文献では、「負圧導入ポート」）と、を備え、ガス導入部と負圧供給路の開口部との間に隔壁部が配設される技術が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。【０００４】
また、サージタンクを構成する壁部内面の適宜位置に隆起して段違いとなる隆起部が設けられ、壁部内面において隆起部以外の適宜位置に水蒸気を含むガスを導入するためのガス導入部（文献では、「ガス導入孔」）を備えると共に、サージタンク内の吸気負圧を外部に取り出すための負圧供給路（文献では、「吸気負圧取出し孔」）を隆起部に接続し、隆起部の立ち上げ面において負圧供給路の開口部より上方に位置する領域に、隆起部上方の壁部内面を伝って落ちてくる水分を受けるとともに負圧供給路から遠ざける位置へ導く案内溝が設けられた技術が開示されている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−２５４１７８号公報
【特許文献２】特開２００７−４０１４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、インテークマニホールドのサージタンク内では、エンジンに接続する複数の気筒へ混合気（空気、ＰＣＶガスおよびＥＧＲガス）を均一に分配する巻き込み流が発生している。【０００７】
特許文献１に記載のインテークマニホールドでは、ガス導入部と負圧供給路の開口部とを隔壁で隔離しているが、ガス導入部と負圧供給路の開口部とが隣接して設けられている。このため、サージタンク内で発生する巻き込み流により、ガス導入部から供給されるガスが負圧供給路に流入しやすい。つまり、巻き込み流によりガスが負圧供給路へ流入し、負圧供給路がガスに含有されるミスト状の流体または蒸気の凍結により詰まる虞がある。【０００８】
また、特許文献２に記載のインテークマニホールドも同様に、隆起部に水滴の負圧供給路への浸入を抑制する案内溝が設けられているが、サージタンク内の巻き込み流により、案内溝に沿って負圧供給路を避けて流通する水滴が拡散する虞がある。従って、拡散した水滴が巻き込み流により負圧供給路に流入しやすく、凍結により負圧供給路が詰まる虞がある。【０００９】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、負圧供給路へのガス導入部から導入されるガスに含有される燃料成分および水分の流入を抑え、負圧供給路の詰まりを抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係るインテークマニホールドの第一特徴構成は、内燃機関へ供給される空気の吸気流路が接続されるサージタンクを有するインテークマニホールドであって、前記吸気流路または前記サージタンクに連通し、燃料成分を含有するガスを前記サージタンクに導入するガス導入部と、前記吸気流路または前記サージタンクのうち前記ガス導入部よりも前記空気の流動方向上流側に連通し、前記サージタンク内の負圧を外部に供給する負圧供給路と、を備え、前記負圧供給路は、前記負圧供給路の断面積よりも大きい断面積を有する拡張室を介して、前記吸気流路または前記サージタンクに接続されており、前記拡張室は、前記負圧供給路に連通する第一開口部と、前記吸気流路および前記サージタンクの少なくとも１つに連通する第二開口部と、を有し、前記第二開口部の開口面積を、前記第一開口部の開口面積よりも大きく設定してあり、前記第二開口部において、空気の流動方向に直交する方向の開口寸法を、空気の流動方向の開口寸法よりも短く設定してある点にある。
【００１１】
本特徴構成によると、負圧供給路がガス導入部より空気の流動方向上流側に設けられているため、ガス導入部から導入されるガスがサージタンク内の巻き込み流の影響を受けて負圧供給路に流入するのを抑制できる。つまり、ガスに含有される燃料成分および水分による負圧供給路の詰まりや、それらの凍結による負圧供給路の閉塞が抑制され、外部に適時負圧を供給できる。負圧供給路は、ガス導入部より空気の流動方向上流に配置されれば良いため、各車両の搭載スペースに合わせて負圧供給路の配置箇所を変更でき、設計自由度が向上する。【００１２】
また、拡張室の断面積は、負圧供給路の断面積よりも大きいので、負圧供給路における負圧による吸引力に比べて、拡張室のサージタンク側の入り口における負圧による吸引力は小さい。よって、拡張室を設けていない場合と比較して、ガスに含有される燃料成分および水分が負圧供給路に流入しにくい。【００１３】
さらに、負圧供給路が断面積の大きい拡張室によって実質的に延長されるので、仮に、燃料成分および水分が拡張室に流入しても、拡張室内の壁面に付着し、負圧供給路への燃料成分および水分の流入を抑制できる。この結果、ガスに含有される燃料成分および水分による負圧供給路の詰まりや、それらの凍結による負圧供給路の閉塞がさらに抑制される。【００１４】
ここで、「外部」とはサージタンク内の負圧が付与されるブレーキブースタ等を指す。【００１６】
例えば、第一開口部の開口面積が第二開口部の開口面積より大きい拡張室を用いた場合、第二開口部の開口面積が小さいため、第二開口部にてガスに含有される燃料成分および水分の付着による詰まりや、閉塞による負圧供給路の凍結が誘発されやすい。【００１７】
しかし、本特徴構成によると、拡張室の第二開口部は、第一開口部より開口面積が大きいため、ガスに含有される燃料成分および水分による第二開口部の詰まりや、それらの凍結による第二開口部の閉塞が生じにくい。また、拡張室を介すことによって第一開口部はガス導入部から離れているため、第一開口部においても、ガスに含有される燃料成分および水分による詰まりや、それらの凍結による第一開口部の閉塞が抑制される。この結果、ガスに含有される燃料成分および水分による負圧供給路の詰まりや、それらの凍結による負圧供給路の閉塞が抑制され、適時外部に負圧を供給できる。
さらに、内燃機関に供給される空気が第二開口部を通過する際には、その空気が拡張室に回り込んで、第二開口部の空気流動方向上流側の縁部で渦流が発生し、その乱流によって気流音が発生する。
本特徴構成であると、第二開口部において、空気の流動方向の開口寸法よりも空気の流動方向に直交する方向の開口寸法が短い。即ち、気流音の発生源となる第二開口部の空気流動方向上流側の縁部の長さが短くなるため、内燃機関に供給される空気が拡張室に回り込むのが低減される。その結果、第二開口部の空気流動方向上流側の縁部で発生する渦流が少なくなり、気流音の発生を抑制できる。
【００１８】
本発明に係るインテークマニホールドの第二特徴構成は、前記拡張室は、前記第一開口部を有すると共に前記負圧供給路と一体成形される第一ピースと、前記第二開口部を有する第二ピースと、から形成される点にある。
【００１９】
本特徴構成によると、拡張室は、第一ピースと第二ピースとの組み合わせにより形成され、簡素な構造でインテークマニホールドに設けられる。つまり、拡張室は、第一ピースと第二ピースとを組み付けることにより容易に負圧供給路から供給する負圧の供給流路を形成できる。【００２０】
また、負圧供給路は第一ピースに設けられるため、第一ピースと第二ピースとで負圧供給路を構成する場合と比べ、第一ピースと第二ピースとの溶着面積が低減され、かつ、負圧供給路における溶着不良は起き得ない。負圧供給路の延在方向を各車両に応じて変更すれば、負圧供給路に連通する負圧供給流路を短縮でき、小型なインテークマニホールドとすることもできる。さらに、第二ピースを各車両に応じて形状変更する必要がないので、車両の種別によらず共通して使用できる。【００２１】
本特徴構成であると、例えば、第一ピースの形状が、第二ピースとの境界となる端部から第一開口部方向に向かうにしたがって幅狭となる形状であって、その第一ピースを射出成型によって成形するような場合においては、金型から第一ピースを容易に取り出すことができる。【００２５】
本発明に係るインテークマニホールドの第三特徴構成は、前記第二開口部は、空気の流動方向に延在する方向が長手方向であり、空気の流動方向に直交して延在する方向が幅方向である形状であって、前記幅方向における前記第二開口部の縁部の長さは、空気の流動方向下流側よりも空気の流動方向上流側の方が短い点にある。
【００２６】
本特徴構成であると、幅方向における第二開口部の縁部の長さが、空気流動方向上流側の方が下流側よりも短い。よって、幅方向における第二開口部の縁部の長さの合計を一定として考えた場合、第二開口部の開口面積を確保しつつも、上流側の方が下流側よりも長い場合と比較して、上流側の縁部における渦流の発生量が少なくなる。従って、気流音の発生をさらに抑制できる。【００２７】
本発明に係るインテークマニホールドの第四特徴構成は、前記拡張室を構成する面のうち空気の流動方向下流側の面は、空気の流動方向上流側に向けて倒伏されている点にある。
【００２８】
本特徴構成のように、拡張室を構成する面のうち空気の流動方向下流側の面が、空気の流動方向上流側に向けて倒伏していると、サージタンク内の負圧が外部に供給されるとき、負圧供給に伴う気流がその面に案内されて吸気流路を流通する空気と円滑に合流する。よって、拡張室内で乱流が生じにくい。この結果、燃料成分および水分が拡張室に引き込まれにくく、負圧供給路への詰まりをより確実に防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本実施形態のインテークマニホールドの正面図である。
【図２】本実施形態のインテークマニホールドの側面図である。
【図３】本実施形態の拡張室の第二開口部の形状を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明に係る実施形態を図面に基づいて説明する。
【００３１】
始めに、図１および図２に基づき全体構成を説明する。本実施形態のインテークマニホールド１は樹脂製であるアッパーピース１ａ、ミドルピース１ｂおよびロアピース１ｃから構成される。アッパーピース１ａにはミドルピース１ｂと溶着する溶着面１０ａと、ミドルピース１ｂにはアッパーピース１ａおよびロアピース１ｃに溶着する溶着面１０ｂおよび１０ｃと、ロアピース１ｃにはミドルピース１ｂと溶着する溶着面１０ｄと、を有する。各溶着面１０ａ〜１０ｄを振動溶着することによりサージタンク２を有するインテークマニホールド１が形成される。
【００３２】
サージタンク２は、スロットルボディ（図示略）から空気が通過する上流吸気流路２１と、上流吸気流路２１からエンジン（図示略）へ混合気が通過する複数の下流吸気流路２２と、が接続されている。尚、混合気には空気のほか後述するＰＣＶガスおよびＥＧＲガスが含まれる。空気、ＰＣＶガスおよびＥＧＲガスを含む混合気を各下流吸気流路２２へ均一かつ同じ濃度で分配するため、混合気の気流がサージタンク２内で渦を巻くような気流（以下、巻き込み流）となるように設計されている。
【００３３】
インテークマニホールド１は、図１および図２に示すごとく、サージタンク２内のバキューム圧（負圧）をバキューム圧アクチュエータ（図示略）およびブレーキブースタ（図示略）に供給するバキューム圧供給路３（負圧供給路）と、ガスをサージタンク２に導入するガス導入部４と、を有する。ガス導入部４は、上流吸気流路２１に連通して燃料成分および水分など液体を含有するＰＣＶガスを導入する第一ガス導入部４１と、サージタンク２に連通して燃料成分および水分など液体を含有するＥＧＲガスを導入する第二ガス導入部４２と、を有する。
【００３４】
尚、サージンタンク２内で発生する巻き込み流により、ＰＣＶガスおよびＥＧＲガスがバキューム圧供給路３へ流入し、バキューム圧をバキューム圧アクチュエータ等に適時供給することが妨げられる懸念がある。上記懸念を解消するべく、バキューム圧供給路３は、上流吸気経路２１のうち、ガス導入部４よりも空気流動方向上流側に連通し、かつ拡張室５を介して上流吸気経路２１へ接続され、サージタンク２内のバキューム圧を供給する。このようにバキューム圧供給路３の上流吸気経路２１への接続箇所を工夫し、また、拡張室５を設けることで、バキューム圧供給路３へのガスの流入を抑制できる。
【００３５】
バキューム圧供給路３は、図２に示すごとく、バキューム圧アクチュエータからバキューム圧供給ポート（図示略）が接続される第一バキューム圧供給路３１と、ブレーキブースタからバキューム圧供給ポートが接続される第二バキューム圧供給路３２と、を有する。
【００３６】
拡張室５は、図１および図２に示すごとく、アッパーピース１ａの溶着面１０ａに設けられる第一拡張室５１と、ミドルピース１ｂの溶着面１０ｂに設けられる第二拡張室５２と、から構成される。第一拡張室５１はバキューム圧供給路３に連通する第一開口部５１ａを有し、第二拡張室５２は上流吸気流路２１に連通する第二開口部５２ａを有する。
【００３７】
また、第一ガス導入部４１も同様に、溶着面１０ａに設けられる第一ガス導入流路４１ａと溶着面１０ｂに設けられる第二ガス導入流路４１ｂとから構成される。
【００３８】
尚、第二ガス導入流路４１ｂと上流吸気流路２１とが連通する第三開口部４１ｃは、第二開口部５２ａよりも空気流動方向下流側に設けられる。このことから、第一ガス導入部４１から導入されるＰＣＶガスのバキューム圧供給路３への流入を抑制できる。
【００３９】
第二開口部５２ａは、バキューム圧供給路３からサージタンク２内のバキューム圧を円滑にバキューム圧アクチュエータ等に供給できるよう、第一開口部５１ａよりも開口面積が大きい。このため、ガスに含有される燃料成分および水分の凍結による第二開口部５２ａの閉塞が抑制され、適時バキューム圧供給路３からサージタンク２内のバキューム圧を供給できる。
【００４０】
また、拡張室５は、バキューム圧供給路３と比べて、バキューム圧の供給流路面積が大きい。即ち、拡張室５の断面積はバキューム圧供給路３の断面積よりも大きい。加えて、拡張室５の形状は第一開口部５１ａから第二開口部５２ａへ向かうにしたがってバキューム圧の供給流路面積が大きくなっている。つまり、サージタンク２に及ぼすバキューム圧をバキューム圧アクチュエータ等へ供給する際の吸引力が小さくなるため、ガスに含有される燃料成分および水分のバキューム圧供給路３への流入を抑制できる。
【００４１】
さらに、拡張室５を構成する面のうち空気の流動方向下流側の面５３は、図１に示すごとく、空気の流動方向上流側に向けて倒伏されている。よって、サージタンク２に及ぼすバキューム圧がバキューム圧アクチュエータに供給されるとき、負圧供給に伴う気流がその面５３に案内されて上流吸気経路２１を流通する空気に円滑に合流する。よって、拡張室５内で乱流が生じにくい。この結果、燃料成分および水分が拡張室５に引き込まれにくく、バキューム圧供給路３への詰まりをより確実に防止できる。
【００４２】
次に、図３に基づき第二開口部５２ａの形状を説明する。
【００４３】
第二開口部５２ａは上流吸気流路２１との境界部に縁部５２０を有する。図３（ａ）に示すごとく、空気流動方向に直交する方向の開口寸法Ｂが空気流動方向の開口寸法Ａより短くなるように第二開口部５２ａを形成する。すなわち、第二開口部５２ａの形状は、空気流動方向に延在する方向が長手方向であり、空気流動方向に直交して延在する方向が幅方向である形状である。上流空気流路２１に空気を流動させる場合、気流音の発生源となる第二開口部５２ａの空気流動方向上流側の縁部５２０を短くして、拡張室５に回り込む空気量が少なくなる。従って、第二開口部５２ａの空気流動方向上流側の縁部５２０で発生する渦流の発生が少なくなり、流動する空気に起因する気流音の発生を抑制できる。
【００４４】
図３（ｂ）、（ｃ）は、図３（ａ）の変形例である。図３（ｂ）では、図３（ａ）に示される第二開口部５２ａの幅方向における縁部５２０において、空気流動方向下流側の縁部５２０ａより空気流動方向上流側の縁部５２０ｂが短く形成されている。また、空気流動方向下流側の縁部５２０ａは曲線を含むよう空気流動方向に直交する方向に延在する。従って、図３（ａ）の場合より空気流動方向下流側の縁部５２０ａが長くなると共に曲線を含んだ形状を有する。そのため、第２開口部５２ａの開口面積を確保できるため、縁部５２０ｂの長さ方向を短くでき、気流音の発生が抑制できる。
【００４５】
また、図３（ｃ）では、図３（ａ）に示される第二開口部５２ａの幅方向における縁部５２０において、空気流動方向下流側の縁部５２０ｃより空気流動方向上流側の縁部５２０ｄが短く形成されている。図３（ａ）より空気流動方向上流側の縁部５２０ｄが短くなることから、第二開口部５２ａの開口面積が縁部５２０ｃから縁部５２０ｄに向かうにしたがって小さくなる。上流空気流路２１に空気を流動させる場合、図３（ａ）と比べ縁部５２０ｄの長さが短いため、流動する空気と縁部５２０ｄとに起因し、空気の乱流による気流音の発生がさらに抑制される。
【００４６】
ここで、第二開口部５２ａは、曲線を含む形状を呈しているがこの構成に限定されない。また、第二開口部５２ａの形状を楕円形状としても良い。
【００４７】
尚、アッパーピース１ａを成形する際、第一拡張室５１およびバキューム圧供給路３は一体成形される。このことから、設計段階でバキューム圧供給路３が第一拡張室５１に連通する箇所を定めることができる。近年、車両に搭載される様々な機能を果たす部品が増加しており、インテークマニホールドを搭載するスペースが限られている。特に、インテークマニホールドに付設されるポートの向きによっては、他の部品に干渉する懸念やインテークマニホールドの規定の大きさを超える懸念が生じる。しかし、本実施形態のインテークマニホールド１では、搭載する車両に応じてバキューム圧供給ポートが接続されるバキューム圧供給路３の向きを変更できる。よって、様々な車両に本実施形態のインテークマニホールド１が搭載可能であり、かつインテークマニホールド１の小型化が図れる。
【００４８】
また、製造工程において、第一拡張室５１に連通するバキューム圧供給路３を中空成形などにより成形する。つまり、アッパーピース１ａを射出成形する際、樹脂を流し込む工程で第一拡張室５１およびバキューム圧供給路３を形成できる。このことから、少ない工程でバキューム圧供給路３の配置箇所、大きさおよび個数を定めることができ、簡素な設計でアッパーピース１ａを成形できる。また、第一ガス導入部４１も上述のように、第一ガス導入流路４１ａと一体成形され、第一ガス導入部４１は中空成形などにより成形される。そして、ＰＣＶガスを導入するＰＣＶガス導入ポートが接続される第一ガス導入部４１の向きを搭載する車両に応じて変更できる。
【００４９】
以上、本実施形態に係るインテークマニホールド１において、バキューム圧供給路３がガス導入部４よりも空気流動方向上流に配置されるため、サージタンク２の巻き込み流によるガスに含有される燃料成分および水分のバキューム圧供給路３への流入を抑制できる。つまり、燃料成分および水分の凍結によるバキューム圧供給路３の詰まり（閉塞）を抑制できる。さらに、バキューム圧供給路３は、拡張室５を介してサージタンク２内のバキューム圧をバキューム圧アクチュエータ等に供給するため、上述した効果を向上できる。
【００５０】
また、拡張室５は、溶着面１０ａと溶着面１０ｂとの溶着により形成されるため、複雑な構造を採用することなくインテークマニホールド１に配設可能となる。
【００５１】
〔別実施形態〕
ガス導入部４の配置箇所および部品点数は上述の実施形態に限定されない。ガス導入部４から導入されるＰＣＶガスやＥＧＲガス等を各下流吸気流路２２へ分配供給できる構成であれば良い。
【００５２】
上述の実施形態においては、バキューム圧供給路３は、上流吸気流路２１に連通するよう構成したが、これに限られるものではない。ガス導入部４よりも上流側に連通する構成であれば、サージタンク２に連通していても良い。ただし、この場合は、バキューム圧供給路３は、サージタンク２のうち上流側から下流側への一方向に空気が流れる部分に連通させる必要がある。
【００５３】
上述の実施形態に係るインテークマニホールド１は、三つのピース１ａ、１ｂおよび１ｃから構成されるが、これに限られるものではない。例えば、インテークマニホールド１は、二つ以下、または四つ以上のピースから構成されていても良い。
【００５４】
上述の実施形態に係るバキューム圧供給路３および拡張室５は、インテークマニホールド１に一体成形されるが、これに限られるものではない。例えば、バキューム圧供給路３および拡張室５は、インテークマニホールド１と別体であっても良い。
【００５５】
上述の実施形態に係るバキューム圧供給路３は、バキューム圧アクチュエータおよびブレーキブースタに負圧を供給するためのバキューム圧供給路３１、３２を有しているが、バキューム圧供給路を少なくとも一つ有していれば良い。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明は、内燃機関へ供給される空気の吸気流路が接続されるサージタンクを有するインテークマニホールドに利用することができる。
【符号の説明】
【００５７】
１        インテークマニホールド
１ａ      アッパーピース（第一ピース）
１ｂ      ミドルピース（第二ピース）
２        サージタンク
２１      上流吸気流路（吸気流路）
３        バキューム圧供給路（負圧供給路）
４        ガス導入部
５        拡張室
５１ａ    第一開口部
５２ａ    第二開口部
５２０、５２０ａ、５２０ｂ、５２０ｃ、５２０ｄ    縁部
５３    空気の流動方向下流側の面
【図１】
0005626597.tif 000002
【図２】
0005626597.tif 000003
【図３】
0005626597.tif 000004