(57)【要約】  多気筒内燃エンジンのシリンダヘッドの各吸気ポートにそれぞれ嵌合する複数のスリーブ本体と、複数のスリーブ本体の一端に設けられた共通のベースとを備えたスリーブ構造体をシリンダヘッドに固定することで、スリーブ本体のシリンダヘッドへの固定作業の手間が軽減される。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
多気筒内燃エンジンのシリンダヘッドの各吸気ポートにそれぞれ嵌合する複数のスリーブ本体と、複数のスリーブ本体の一端に設けられた共通のベースとを備えたスリーブ構造体がシリンダヘッドに固定される、多気筒内燃エンジンの吸気通路構造。
【請求項２】
スリーブ本体とベースはシリンダヘッドより熱伝導率の低い樹脂で構成される、請求項１の多気筒内燃エンジンの吸気通路構造。
【請求項３】
スリーブ本体とベースとはあらかじめ一体成型されている、請求項１または２の多気筒内燃エンジンの吸気通路構造。
【請求項４】
スリーブ本体はあらかじめベースに補助ボルトで固定されている、請求項１または２の多気筒内燃エンジンの吸気通路構造。
【請求項５】
ベースとシリンダヘッドとの間に位置決め機構を設けた、請求項１から４のいずれかの多気筒内燃エンジンの吸気通路構造。
【請求項６】
位置決め機構はベースに形成された突起と、シリンダヘッドに形成された、突起に係合する係合孔で構成される、請求項５の多気筒内燃エンジンの吸気通路構造。
【請求項７】
スリーブ構造体はベースを貫通するボルトによりシリンダヘッドに固定され、ベースはボルト孔を有し、ボルト孔に嵌合するカラーを介してボルトを貫通させるよう構成された、請求項１から６のいずれかの多気筒内燃エンジンの吸気通路構造。
【請求項８】
スリーブ構造体を介して吸気マニホールドがシリンダヘッドに固定され、ベースは樹脂で構成され、カラーは吸気マニホールドに相対してベースの外側に露出するフランジ部を備えるとともに、ベースのフランジ部に相対する位置に環状突起を形成した、請求項７の多気筒内燃エンジンの吸気通路構造。
【請求項９】
吸気マニホールドはベースに接合するフランジ状の接合部を備え、接合部にはボルトの貫通孔が形成され、貫通孔には一端をフランジ部に接し、もう一端をボルトの頭部に接する別のカラーが挿入される、請求項８の多気筒内燃エンジンの吸気通路構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、多気筒内燃エンジンの吸気通路構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃エンジンの吸入空気の温度上昇を抑制するために、シリンダヘッドの吸気ポートと吸気マニホールドの各枝管とをそれぞれ断熱性の樹脂スリーブを介して接続することが知られている。【０００３】
こうした吸気ポートへの吸気マニホールドの枝管との接続に関して、日本国特許庁が２００７年に公開したＪＰ２００７−０５６７９４Ａは断熱スリーブと吸気ポートの壁面との間にスペースを空けることで、吸気ポートの壁面の温度が吸気に伝わりにくくすることを提案している。【０００４】
日本国特許庁が２００９年に発行したＪＰ２００９−０５２４９１Ａはさらに、断熱スリーブの壁面に貫通孔を形成することで外側のスペースに溜まった燃料を断熱スリーブの内側へと排出することを提案している。
【発明の概要】
【０００５】
スリーブをシリンダヘッドに固定する作業は、気筒数と同じ数のスリーブを容易して、スリーブをシリンダヘッドの吸気ポートに順次固定することによって行われるが、吸気ポートごとに個別にスリーブを装着するので作業に手間がかかる。
【０００６】
この発明の目的は、スリーブをシリンダヘッドに固定する固定作業の手間を軽減することである。
【０００７】
この発明の実施形態は、各吸気ポートにそれぞれ嵌合する複数のスリーブ本体と、複数のスリーブ本体の一端に設けられた共通のベースとを備えたスリーブ構造体をシリンダヘッドに固定することで、以上の目的を達成する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】ＦＩＧ．１はこの発明の第１の実施形態による内燃エンジン要部の斜視図である。
【図２】ＦＩＧ．２はこの発明の第１の実施形態によるスリーブ構造体の概略斜視図である。
【図３】ＦＩＧ．３はこの発明の第１の実施形態によるスリーブ構造体を固定したシリンダヘッドの平面図である。
【図４】ＦＩＧ．４はＦＩＧ．３のＩＶ―ＩＶ線に沿って切り取ったシリンダヘッドの横断面図である。
【図５】ＦＩＧ．５はこの発明の第１の実施形態によるスリーブ構造体を介して吸気マニホールドを接続した多気筒内燃エンジンの平面図である。
【図６】ＦＩＧ．６はＦＩＧ．５のＶＩ―ＶＩ線に沿って切り取ったシリンダヘッド、スリーブ構造体、及び吸気マニホールドの要部横断面図である。
【図７Ａ】ＦＩＧ．７Ａは、この発明の第１の実施形態による環状突起の形成状況を示すスリーブ構造体要部の概略縦断面図である。
【図７Ｂ】ＦＩＧ．７Ｂは、ＦＩＧ．７Ａに類似するが、環状突起が押しつぶされた状態を示す。
【図８】ＦＩＧ．８はスリーブ本体のフランジへの固定に関するこの発明の第２の実施形態によるスリーブ構造体の正面図である。
【図９】ＦＩＧ．９はこの発明の第２の実施形態によるスリーブ構造体要部の縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図面のＦＩＧＳ．１−６及びＦＩＧＳ．７Ａと７Ｂを参照してこの発明の第１の実施形態を説明する。
【００１０】
ＦＩＧ．１を参照すると、多気筒内燃エンジンのシリンダヘッド１には吸気マニホールド２が固定される。吸気マニホールド２はエンジンの気筒数に等しい枝管を備える。各枝管はシリンダヘッド１の各吸気ポートにそれぞれ連通する。
【００１１】
この実施形態において、内燃エンジンは４気筒であり、吸気マニホールド２は対応して４本の枝管を備える。吸気マニホールド２はスリーブ構造体３を介してシリンダヘッド１に固定される。シリンダヘッド１は金属製とし、吸気マニホールド２は熱伝導率の低い樹脂製とする。
【００１２】
ＦＩＧ．２を参照すると、スリーブ構造体３は吸気ポートの内周に嵌合する４本のスリーブ本体３Ａと、スリーブ本体３Ａの一端に設けられた共通のベース３Ｂとを備える。スリーブ本体３Ａとベース３Ｂは熱伝導率の低い樹脂を用いて、例えば射出成形により予め一体に形成される。図はスリーブ構造体３の形状を簡略化した形で示している。
【００１３】
ベース３Ｂはシリンダヘッド１に接合するのに適したフランジ状に形成され、シリンダヘッド１に固定するための５個のボルト孔１１を有する。また、ベース３Ｂの両端には、シリンダヘッド１への位置決めのための突起７が形成される。突起７はベース３Ｂからスリーブ本体３Ａと同方向に突出する。
【００１４】
ＦＩＧ．３を参照すると、スリーブ構造体３は、スリーブ本体３Ａが各吸気ポートに嵌合し、ベース３Ｂがシリンダヘッド１に当接した状態でシリンダヘッド１に装着される。
【００１５】
ＦＩＧ．４を参照すると、スリーブ構造体３をシリンダヘッド１に挿入する際はベース３Ｂの両端の突起７をシリンダヘッド１の対応する位置に予め形成された位置決め孔６に挿入する。これにより、各スリーブ本体３Ａが各吸気ポートにスムーズに侵入し、スリーブ構造体３をシリンダヘッド１へ容易に装着することができる。好ましくは、突起７に加わる横断方向の力がベース３Ｂに伝わるのを遮断すべく、環状溝状の応力逃し部８が突起７の基部の周囲のベース３Ｂに形成される。
【００１６】
ＦＩＧ．５を参照すると、スリーブ構造体３をシリンダヘッド１に装着した後、吸気マニホールド２をスリーブ構造体３とともに、ボルト４でシリンダヘッド１に固定する。そのために、吸気マニホールド２の枝管の開口部にも共通のフランジ状の接合部２Ａが形成される。
【００１７】
このようにして、吸気マニホールド２の枝管とスリーブ構造体３のスリーブ本体３Ａとシリンダヘッド１の吸気ポートによって多気筒内燃エンジンの吸気通路構造が構成される。
【００１８】
次にＦＩＧ．６を参照して、吸気マニホールド２とスリーブ構造体３をボルト４でシリンダヘッド１に固定するための好ましい構造を説明する。
【００１９】
ここでは、スリーブ構造体３のベース３Ｂに形成するボルト孔１１の径をあらかじめボルト４の径より大きく形成し、ボルト孔１１の内側に予めカラー１０を挿入する。カラー１０はボルト４の外径にほぼ等しい内径を有する。吸気マニホールド２の枝管の出口の周囲の接合部２Ａにもボルト孔１１と同様のボルト孔１４が形成される。ボルト孔１４には別のカラー９が挿入される。カラー９と１０は金属製とする。
【００２０】
カラー１０の軸方向の一端はカラー９に当接する。カラー１０のこの当接部位にはあらかじめ一体にフランジ部１０Ａが形成される。
【００２１】
ＦＩＧ．７Ａを参照すると、カラー１０Ａに当接するスリーブ構造体３のベース３Ｂのボルト孔１１の周囲には予め環状突起１２が形成される。カラー１０はフランジ部１０Ａを環状突起１２に当接した状態でボルト孔１１に挿入される。
【００２２】
再びＦＩＧ．６を参照すると、ボルト孔１１にカラー１０を挿入し、ボルト孔１４にカラー９を挿入した状態で、ボルト４をカラー９と１０の内側に挿入し、シリンダヘッド１に形成したボルト孔にボルト４の先端を螺合させて締め付ける。この締付け力はボルト４の頭部４Ａからカラー９を介してカラー１０のフランジ部１０Ａに押圧力を及ぼす。その結果、ＦＩＧ．７Ｂに示すように樹脂による環状突起１２が押しつぶされる。
【００２３】
このように、環状突起１２を押しつぶした状態で、ボルト４をシリンダヘッド１に締め付けることは、内燃エンジンの運転に伴うベース３Ｂのクリープ縮みを補償し、ボルト４の緩みを防止する効果をもたらす。
【００２４】
以上のように、この吸気通路構造は、多気筒内燃エンジンのシリンダヘッド１の各吸気ポートにそれぞれ嵌合する複数のスリーブ本体３Ａと、複数のスリーブ本体３Ａの一端に設けられた共通のフランジ状のベース３Ｂとを備えたスリーブ構造体３をシリンダヘッド１に固定している。そのため、吸気ポートごとに個別にスリーブ本体３Ａを固定するのではなく、全気筒のスリーブ本体３Ａを備えたスリーブ構造体３をシリンダヘッド１に固定するので、スリーブ本体３Ａのシリンダヘッド１への固定作業の手間を低減できる。
【００２５】
また、スリーブ本体３Ａとベース３Ｂとをシリンダヘッド１より熱伝導率の低い樹脂で構成したので、吸気温度の過度の上昇を防止することができる。
【００２６】
この吸気通路構造は、スリーブ本体３Ａとベース３Ｂとをあらかじめ一体成型するので、内燃エンジンの部品数を減らすことができ、内燃エンジンの組み立て工数を減らすことができる。
【００２７】
この吸気通路構造は、ベース３Ｂとシリンダヘッド１との間に突起７と位置決め孔６による位置決め機構を備えているので、スリーブ構造体３をシリンダヘッド１に容易かつ正確に装着することができる。
【００２８】
位置決め機構は樹脂製のベース３Ｂに形成した突起７を、金属製のシリンダヘッド１に形成した位置決め孔６に侵入させる構造となっている。このように、加工の容易な樹脂製のベース３Ｂに突起７を形成することで、位置決め機構を設けるための加工作業を容易に行なうことができる。
【００２９】
この吸気通路構造は、ベース３Ｂにボルト孔１１を形成し、ボルト孔１４に嵌合するカラー１０を介してボルト４を貫通させている。そのため、ボルト４の締付け力が樹脂製のスリーブ構造体３に直接作用するのを防止することができる。
【００３０】
さらにこの吸気通路構造は、カラー１０に吸気マニホールド２に相対してベース３Ｂの外側に露出するフランジ部１０Ａを設け、ベース３Ｂのフランジ部１０Ａに相対する位置に環状突起１２を形成している。そのため、ボルト４をシリンダヘッド１に締め付けると、ボルト４の締付け力でカラー１０が環状突起１２を押しつぶすことになり、押しつぶされた環状突起１２がスリーブ構造体３のクリープ縮みを補償し、ボルト４の緩みを防止するうえで好ましい効果をもたらす。
【００３１】
この吸気通路構造においては、吸気マニホールド２にベース３Ｂに接合するフランジ状の接合部２Ａを設け、接合部２Ａにボルト４の貫通孔１４を形成し、貫通孔１４に一端を接合部２Ａに接し、もう一端をボルト４の頭部４Ａに接する別のカラー９を挿入している。そのため、簡易な構造でボルト４の締結力をカラー１０へと伝達することができる。
【００３２】
以上の実施形態では、スリーブ本体３Ａとベース３Ｂとを例えば射出成形により一体に形成している。しかしながら、スリーブ本体３Ａとベース３Ｂとの一体化は必ずしも射出成型による必要はない。
【００３３】
ＦＩＧＳ．８と９を参照して、射出成形によらずにスリーブ本体３Ａとベース３Ｂを一体化する、この発明の第２の実施形態を説明する。
【００３４】
この実施形態においてスリーブ本体３Ａとベース３Ｂとは別体に形成される。スリーブ本体３Ａにはタブ３Ｃが１８０度間隔で２箇所に予め形成される。
【００３５】
ＦＩＧ。８を参照すると、タブ３Ｃとベース３Ｂには補助ボルト１５の補助貫通孔１６が形成される。吸気マニホールド２の接合部２Ａには補助ボルト１５に螺合するねじ孔が形成される。
【００３６】
ＦＩＧ．９を参照すると、補助ボルト１５をタブ３Ｃとベース３Ｂの補助貫通孔１６に貫通させ、吸気マニホールド２の接合部２Ａのねじ孔に螺合させて締め付けることで、スリーブ本体３Ａとベース３Ｂとが一体化され、さらにスリーブ構造体３と吸気マニホールド２も一体化される。この状態で、スリーブ本体３Ａを各吸気ポートに挿入し、第１の実施形態と同様に貫通孔１４とボルト孔１１にボルト４を貫通させてシリンダヘッド１に螺合させて締め付ければ、吸気マニホールド２のシリンダヘッド１への固定が完了する。
【００３７】
この実施形態によれば、第１の実施形態と比べて補助ボルト１５が新たに必要になるものの、スリーブ本体３Ａとベース３Ｂとを個別に成型することが可能となり、成型の形状が単純になるため、成型作業が容易になる。
【００３８】
スリーブ本体３Ａとベース３Ｂとの一体化に関しては、第２の実施形態と同様に別体に形成し、それらを接着剤で一体化することも可能である。この発明はスリーブ本体３Ａとベース３Ｂとの一体化の手段には依存しない。要はシリンダヘッド１に吸気マニホールド２を固定する際に、スリーブ本体３Ａとベース３Ｂとがスリーブ構造体３として一体化されていれば良い。
【００３９】
また、前記した実施形態では、全気筒分を一つのスリーブ構造体で構成したが、複数のスリーブ構造体、すなわち例えば２気筒分のスリーブ構造体を２基用いるといった構成でも構わない。
【００４０】
以上、この発明を特定の実施例を通じて説明してきたが、この発明は上記の各実施例に限定されるものではない。当業者にとっては、クレームの技術範囲でこれらの実施例にさまざまな修正あるいは変更を加えることが可能である。
【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７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【図９】
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【手続補正書】
【提出日】平成29年11月29日(2017.11.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多気筒内燃エンジンのシリンダヘッドの各吸気ポートにそれぞれ挿入されて嵌合により装着される樹脂製の複数のスリーブ本体と、複数のスリーブ本体の一端に設けられた共通の樹脂製のベースとを備えたスリーブ構造体がシリンダヘッドに固定される、多気筒内燃エンジンの吸気通路構造。
【請求項２】
スリーブ本体とベースは樹脂により成型され、シリンダヘッドより低い熱伝導率を示す、請求項１の多気筒内燃エンジンの吸気通路構造。
【請求項３】
スリーブ本体とベースとはあらかじめ一体成型されている、請求項１または２の多気筒内燃エンジンの吸気通路構造。
【請求項４】
スリーブ本体はあらかじめベースに補助ボルトで固定されている、請求項１または２の多気筒内燃エンジンの吸気通路構造。
【請求項５】
ベースとシリンダヘッドとの間に位置決め機構を設けた、請求項１から４のいずれかの多気筒内燃エンジンの吸気通路構造。
【請求項６】
位置決め機構はベースに形成された突起と、シリンダヘッドに形成された、突起に係合する係合孔で構成される、請求項５の多気筒内燃エンジンの吸気通路構造。
【請求項７】
スリーブ構造体はベースを貫通するボルトによりシリンダヘッドに固定され、ベースはボルト孔を有し、ボルト孔に嵌合するカラーを介してボルトを貫通させるよう構成された、請求項１から６をいずれかの多気筒内燃エンジンの吸気通路構造。
【請求項８】
スリーブ構造体を介して吸気マニホールドがシリンダヘッドに固定され、ベースは樹脂で構成され、カラーは吸気マニホールドに相対してベースの外側に露出するフランジ部を備えるとともに、ベースのフランジ部に相対する位置に環状突起を形成した、請求項７の多気筒内燃エンジンの吸気通路構造。
【請求項９】
吸気マニホールドはベースに接合するフランジ状の接合部を備え、接合部にはボルトの貫通孔が形成され、貫通孔には一端をフランジ部に接し、もう一端をボルトの頭部に接する別のカラーが挿入される、請求項８の多気筒内燃エンジンの吸気通路構造。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
スリーブをシリンダヘッドに固定する作業は、気筒数と同じ数のスリーブを用意して、スリーブをシリンダヘッドの吸気ポートに順次固定することによって行われるが、吸気ポートごとに個別にスリーブを装着するので作業に手間がかかる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
この発明の実施形態は、多気筒内燃エンジンのシリンダヘッドの各吸気ポートにそれぞれ挿入されて嵌合により装着される樹脂製の複数のスリーブ本体と、複数のスリーブ本体の一端に設けられた共通の樹脂製のベースとを備えたスリーブ構造体をシリンダヘッドに固定することで、以上の目的を達成する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２９】
この吸気通路構造は、ベース３Ｂにボルト孔１１を形成し、ボルト孔１１に嵌合するカラー１０を介してボルト４を貫通させている。そのため、ボルト４の締付け力が樹脂製のスリーブ構造体３に直接作用するのを防止することができる。
【国際調査報告】
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