(57)【要約】【課題】  ドライバが走行中に車室内で耳にする音を好ましいものにする音作りに貢献する吸気装置を提供する。【解決手段】  吸気マニホールド１１は、アルミニウム製の第１分割ケース部品１８と樹脂製の第２及び第３の分割ケース部品１９、２０とで構成されている。第１分割ケース部品１８は、シリンダヘッド６ａの吸気ポートに連なる下流側分岐管を構成し、第２分割ケース部品１９は上流側分岐管を構成し、第３分割ケース部品２０はサージタンク部２１を構成する。サージタンク部２１のシリンダブロック６ｂと対向する平坦な主要壁面２０ｃは実質的に均一な壁厚を備えている。主要壁面２０ｃは吸気脈動により膜振動し音を発生する。この放射音は、第１分割ケース部品１８に形成された上下に貫通する放射音通過孔３５を通じてエンジンルーム４内に放出される。【選択図】  図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の前部のエンジンルームに設けられた多気筒エンジンの一側に、該エンジンの各気筒に連なる複数の分岐管の少なくとも一部と、該複数の分岐管の上流端が集合したサージタンク部とが樹脂で作られた吸気マニホールドを備えた車両用エンジンの吸気装置において、
前記サージタンク部の内部に略扁平な吸気拡大室を形成する複数の壁面のうち相対的に広い面積を備えた平坦な主要壁面が他の壁面に比べて低剛性に作られ、該平坦な主要壁面が、吸気脈動により膜振動する振動面を構成することを特徴とする車両用エンジンの吸気装置。
【請求項２】
前記平坦な主要壁面が補強リブ無しの壁面で構成され、前記吸気マニホールドの他の壁面には補強リブが分散して配置されていることを特徴とする請求項１に記載の車両用エンジンの吸気装置。
【請求項３】
前記吸気マニホールドが少なくとも３つの分割ケース部品を接合することにより作られており、
前記吸気マニホールドの各分岐管が前記エンジンから一旦遠ざかった後に下方に向けて湾曲して延びる形状を有し、該分岐管の下端部と前記エンジンとの間に前記サージタンク部が配設されて、該サージタンク部の前記平坦な主要壁面が前記エンジンの側面に対向して位置し、該平坦な主要壁面が一つの前記分割ケース部品により形成されていることを特徴とする請求項２に記載の車両用エンジンの吸気装置。
【請求項４】
車両の前部のエンジンルームに設けられた多気筒エンジンの一側に、該エンジンのシリンダヘッドの各吸気ポートに連なる複数の分岐管の少なくとも一部と、該複数の分岐管が集合したサージタンク部とが樹脂で作られた吸気マニホールドを備えた車両用エンジンの吸気装置において、
前記複数の分岐管が前記シリンダヘッドから一旦遠のいた後に下方に向けて湾曲する形状を有し、該分岐管と前記エンジンのシリンダブロックとの間に配設されたサージタンク部の平坦な主要壁面が前記シリンダブロックの側面と対向して配設され、
前記複数の分岐管の互いに隣接する分岐管の間に上下に貫通した放射音通過孔が形成され、
前記エンジン及び吸気マニホールドの上方に配設されたエンジンカバーが前記放射音通過孔に対応する部分を切り欠いた形状を有し、
前記サージタンク部の平坦な主要壁面が、前記吸気マニホールドの他の壁面に比べて低剛性に設定されて吸気脈動により膜振動する振動面を構成していることと特徴とする車両用エンジンの吸気装置。
【請求項５】
前記平坦な主要壁面が補強リブ無しの壁面で構成され、前記吸気マニホールドの他の壁面には補強リブが分散して配置されていることを特徴とする請求項４に記載の車両用エンジンの吸気装置。
【請求項６】
前記吸気マニホールドが少なくとも３つの分割ケース部品を接合することにより作られており、
前記平坦な主要壁面が一つの前記分割ケース部品により形成されていることを特徴とする請求項５に記載の車両用エンジンの吸気装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用エンジンの吸気装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車を運転するドライバの楽しみの一つに、走行時に車室内に侵入する音がある。例えば、アクセルペダルの踏み込みに応じて盛り上がるエンジン音は、これが不快な音でない限り、ドライバにとって好ましいものとなる。このことから、自動車を運転しているときにドライバが耳にする音の善し悪しは自動車の商品性を左右する大きな要素となっている。このため、車室内の音作りのために、例えば車室内に音源を用意することも検討されている。
【０００３】
ところで、エンジンの吸気マニホールドは、従来一般的には鋳物で作られていたが、特許文献１は、吸気マニホールドを樹脂化することを提案している。特許文献１に開示の吸気マニホールドを説明すると、この吸気マニホールドは上下に３つに分割した構造を有し、吸気マニホールドの各分岐管は、シリンダヘッドの各吸気ポートから一旦遠のいた後に下方に延びる形状を有する。吸気マニホールドはサージタンク部を有し、サージタンク部は、シリンダブロックと気筒配列方向に並んだ分岐管との間に配設されている。吸気マニホールドは、その外壁面に設けたリブによって補強されている。
【特許文献１】特開２００２−８９３８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本願発明者は、樹脂製の吸気マニホールドのサージタンク部に着目し、このサージタンク部は広がりを備えた壁面を備えていることから、このサージタンク部の壁面を音源の一つとして利用する本発明を案出するに至ったものである。
【０００５】
すなわち、本発明の目的は、ドライバが走行中に車室内で耳にする音を好ましいものにする音作りに貢献することのできる車両用エンジンの吸気装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
かかる技術的課題は、第１の観点による本発明によれば、
車両の前部のエンジンルームに設けられた多気筒エンジンの一側に、該エンジンの各気筒に連なる複数の分岐管の少なくとも一部と、該複数の分岐管の上流端が集合したサージタンク部とが樹脂で作られた吸気マニホールドを備えた車両用エンジンの吸気装置において、
前記サージタンク部の内部に略扁平な吸気拡大室を形成する複数の壁面のうち相対的に広い面積を備えた平坦な主要壁面が他の壁面に比べて低剛性に作られ、該平坦な主要壁面が、吸気脈動により膜振動する振動面を構成することを特徴とする車両用エンジンの吸気装置を提供することにより達成される。
【０００７】
すなわち、本発明の第１の観点によれば、例えば別途エンジンルーム内に音源を設けることなく、吸気マニホールドのサージタンク部の上記平坦な主要壁面が吸気脈動により振動させることで、これを付加的な音源として車室内の音作りを行うことができる。
【０００８】
他の観点による本発明によれば、上記の技術的課題は、
車両の前部のエンジンルームに設けられた多気筒エンジンの一側に、該エンジンのシリンダヘッドの各吸気ポートに連なる複数の分岐管の少なくとも一部と、該複数の分岐管が集合したサージタンク部とが樹脂で作られた吸気マニホールドを備えた車両用エンジンの吸気装置において、
前記複数の分岐管が前記シリンダヘッドから一旦遠のいた後に下方に向けて湾曲する形状を有し、該分岐管と前記エンジンのシリンダブロックとの間に配設されたサージタンク部の平坦な主要壁面が前記シリンダブロックの側面と対向して配設され、
前記複数の分岐管の互いに隣接する分岐管の間に上下に貫通した放射音通過孔が形成され、
前記エンジン及び吸気マニホールドの上方に配設されたエンジンカバーが前記放射音通過孔に対応する部分を切り欠いた形状を有し、
前記サージタンク部の平坦な主要壁面が、前記吸気マニホールドの他の壁面に比べて低剛性に設定されて吸気脈動により膜振動する振動面を構成していることと特徴とする車両用エンジンの吸気装置を提供することにより達成される。
【０００９】
この第２の観点による本発明によれば、上記の第１の観点による発明と同様に、吸気マニホールドのサージタンク部の上記平坦な主要壁面が吸気脈動により振動させることで、これを付加的な音源として車室内の音作りを行うことができる。また、分岐管が湾曲しており、この湾曲管とシリンダブロックとの間にサージタンク部を配設したことから、エンジン全体の高さを抑えることができ、更にエンジン及び吸気マニホールドの上方をエンジンカバーで覆っているため、エンジン及び吸気マニホールドの上部の見栄えを好ましいものとすることができるだけでなく、吸気脈動によりサージタンク部で発生した音を放射音通過孔を通じてエンジンルーム内に放出させることができるため、この放射音を効果的に車室内に作用させることができる。
【００１０】
本発明の好ましい実施の形態では、平坦な主要壁面が補強リブ無しの壁面で構成されており、吸気マニホールドの他の壁面には補強リブが分散して配置されている。これにより、吸気マニホールドの枝管などの剛性を補強リブによって確保することができ、他方、補強リブ無しの平坦な主要壁面を吸気脈動により効果的に膜振動させることができる。
【００１１】
また、好ましい実施の形態では、前記平坦な主要壁面が一つの分割ケース部品により形成されている。平坦な主要壁面を複数の分割ケース部品で構成した場合には、平坦な主要壁面の膜振動により発生する音の音質や強さなどの設計が難しくなるが、平坦な主要壁面が一つの分割ケース部品により形成することにより、平坦な主要壁面の膜振動により発生する音の音質や強さなどの設計が容易となる。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１、２の発明にあっては、エンジンルーム内に特別な音源を設けることなく、サージタンク部の平坦な主要壁面を吸気脈動により振動させることで発生する音を車室内の音作りに利用することができる。請求項３の発明にあっては、平坦な主要壁面の膜振動により発生する音の音質や強さなどの設計が容易となる。
【００１３】
請求項４、５の発明にあっては、エンジン全体の高さを抑えることができ、更にエンジン及び吸気マニホールドの上方を覆うエンジンカバーでエンジン及び吸気マニホールドの上部の見栄えを好ましいものとすることができるだけでなく、吸気脈動によりサージタンク部で発生した音を放射音通過孔を通じてエンジンルーム内に放出させることができるため、この放射音を効果的に車室内に作用させることができる。請求項６の発明にあっては、請求項４及び５の効果に加えて、平坦な主要壁面の膜振動により発生する音の音質や強さなどの設計が容易となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下に、添付の図面に基づいて本発明の好ましい実施例を説明する。
【００１５】
図１は、自動車の前部に設けられたエンジンルームを上方から見た図である。自動車１は、その前部に、車室２の前方にダッシュパネル３によって仕切られたエンジンルーム４を有する。エンジンルーム４の下方には、車体前後方向に延びる左右のフロントサイドフレーム５Ｒ、５Ｌが配設され、この左右のフロントサイドフレーム５Ｒ、５Ｌにエンジン６がマウントされている。図１の参照符号７Ｒ、７Ｌは左右の前輪を示す。
【００１６】
エンジン６は直列４気筒エンジンであり、気筒配列方向を車体前後方向に向けた縦置き形式でエンジンルーム４に配設されている。エンジン６の一側には排気マニホールド１０が取り付けられ、エンジン６の他側には吸気マニホールド１１が取り付けられている。なお、吸気マニホールド１１の車両前方側には、図示しないが、オルタネータ、パワーステアリング用ポンプ、空調用コンプレッサなどの補機類が互いに接近して配設される。
【００１７】
吸気マニホールド１１は吸気管１２を介してエアクリーナ１３に連結され、エアクリーナ１３は、エンジンルーム４の前端に配設されている。エンジン６の各気筒に対する新気の供給は、従来と同様に、エアクリーナ１３で物理濾過した後に吸気管１２、吸気マニホールド１１を通じて各気筒に供給される。なお、図１の参照符号１４はバッテリを示す。
【００１８】
図２は、エンジン６を吸気マニホールド１１側から見た斜視図であり、図３は、エンジン６を吸気マニホールド１１側から見た側面図である。図２、図３は、エンジン６の上方にエンジンカバー１５を設置した状態で図示してある。他方、図１では、エンジンカバー１５を取り外した状態で図示してある。また、図４は吸気マニホールド１１の平面図であり、図５は、吸気マニホールド１１の斜視図である。図６は、吸気マニホールド１１の縦断面図である。
【００１９】
特に図４〜図６を参照して、吸気マニホールド１１は４つの部品１８〜２０、３２を組み合わせることにより構成されている。第１の分割ケース部品１８は、シリンダヘッド６ａの４つの吸気ポートに連通する第１〜第４の下流側分岐管１８ａ〜１８ｄ（図５）を備えたアルミニウムなどの金属部品である。
【００２０】
第２の分割ケース部品１９は、上記の下流側分岐管１８ａ〜１８ｄに夫々連なる第１〜第４の上流側分岐管１９ａ〜１９ｄの主要部分を備えた樹脂製部品である。第３の分割ケース部品２０は、上記の上流側分岐管１９ａ〜１９ｄが集合した比較的扁平な吸気拡大室を形成するサージタンク部２１を備えた樹脂製部品である。第４の分割ケース部品３２は、第２の分割ケース部品１９と第３の分割ケース部品２０との間でサージタンク部２１を形成すると共に後述する短縮独立通路２２ａ〜２２ｄ（図６）を形成する樹脂製の部品である。樹脂製の第２〜第４の分割ケース部品１９、２０、３２は、例えば振動溶着により接合される。
【００２１】
吸気マニホールド１１の上流側分岐管１９ａ〜１９ｄ、下流側分岐管１８ａ〜１８ｄ、サージタンク部２１の配置関係は、図６から最も良く理解できるように、下流側分岐管１８ａ〜１８ｄがエンジン６のシリンダヘッド６ａから斜め上方に向けて遠ざかる形状を有する。この下流側分岐管１８ａ〜１８ｄに連なる上流側分岐管１９ａ〜１９ｄは、その下流端から下方に湾曲して延びる形状を有し、この上流側分岐管１９ａ〜１９ｄとシリンダブロック６ｂとの間にサージタンク部２１が位置している。
【００２２】
なお、上流側分岐管１９ａ〜１９ｄは、夫々、その途中にサージタンク部２１に連なる短縮独立通路２２ａ〜２２ｄを有し、この短縮独立通路２２ａ〜２２ｄには吸気通路長切替えバルブ２３が設けられており、この吸気通路長切替えバルブ２３はエンジン回転数などのパラメータによって開閉される。すなわち、吸気マニホールド１１は、サージタンク部２１から各気筒の吸気ポートまでの吸気通路の全長を２段階に変化させることができるようになっている。
【００２３】
このような吸気マニホールド１１の管路構成を採用することにより、吸気マニホールド１１を含むエンジン全体の高さを抑えつつ、低回転領域と高回転領域とに適した吸気管長さを実現することができる。
【００２４】
上流側分岐管１９ａ〜１９ｄを構成する第２分割ケース部品１９は、図３、図４などから分かるように、分散配置された複数のリブ２４によって補強されている。また、第２分割ケース部品１９には、気筒配列方向一端部にスロットルボディ２５が装着され、このスロットルボディ２５に、エンジン出力を制御するためのスロットル弁２５ａ（図３）が開閉可能に設けられている。スロットルボディ２５から吸気マニホールド１１に流入した新気はサージタンク部２１に誘導される。なお、図２、図３に見られる参照符号２６の部材はエンジンオイルフィルタである。
【００２５】
図７は、第３の分割ケース部品２０の斜視図である。第３分割ケース部品２０は、第４分割ケース部品３２と対面する周囲フランジ２０ａと、この周囲フランジ２０ａからボックス状にエンジン６側に向けて突出した本体部分２０ｂとを有し、本体部分２０ｂと周囲フランジ２０ａとの境は、複数のリブ２４によって補強されている。他方、本体部分２０ｂの縦壁面は、補強リブ無しの実質的に均一の壁厚の比較的低剛性の壁面で構成されており、特に、仮想線で示すサージタンク部２１の主要壁面２０ｃは平坦である。主要壁面２０ｃは、特定の周波数（例えば５００Ｈｚ）で大きな膜振動を発生するように、壁厚などを設定するのがよい。また、この主要壁面２０ｃの振動面を拡大するのに、周囲フランジ２０ａから延びる側壁面と主要壁面２０ｃとの間のコーナの曲率を小さくするのがよい。なお、図７の参照符号２０ｄ、２０ｅは、平坦な主要壁面２０ｃの横隣り及び上方に設けられた、エンジン側面側の構造物との干渉を避けるための凹所を示し、参照符号２０ｆは、サージタンク部２１の上流の通路部にＥＧＲガスを供給するパイプ（図示せず）を装着するためのフランジ部を示す。
【００２６】
このように第３の分割ケース部品２０の一部である主要壁面２０ｃだけで振動面を構成してあるため、例えばこれを複数の分割ケース部品で振動面を構成する場合に比べて、発生する音質や大きく振動する周波数領域の設定などが容易である。
【００２７】
第３の分割ケース部品２０は一体成形された下方に延びるステー３０を備えている。ステー３０は、３本の縦リブ３０ａと１本の水平リブ３０ｂとを交差させた形状を有し、３本の縦リブ３０ａの上端は本体部分２０ｂの下端部を補強するリブを構成している。このステー３０には、下端にボルト挿通孔３１が形成されている。吸気マニホールド１１は、第１分割ケース部品１９が複数のボルトを使ってシリンダヘッド６ａに締結されるが、これに加えて、吸気マニホールド１１の下端から下方に延びるステー３０の下端がシリンダブロック６ｂに対して鉛直方向に延びるボルトＢによって締結される。
【００２８】
ステー３０のボルト挿通孔３１は、吸気マニホールド１１にスロットルボディ２５を装着した状態で吸気マニホールド１１の重心位置にほぼ整合した位置に設けられており、これにより吸気マニホールド１１の支持安定性の確保がなされている。
【００２９】
吸気マニホールド１１のサージタンク部２１は、図８〜図１０から理解できるように、第３分割ケース部品２０の本体部分２０ｂにおける縦壁、特に平坦な主要壁面２０ｃが吸気脈動によって膜振動し、これによる放射音を車室２内の音作りに利用することができる。
【００３０】
サージタンク部２１の放射音が車室２に効果的に伝わるように、好ましくは、第１分割ケース部品１８の第１〜第４の下流側分岐管１８ａ〜１８ｄ間に比較的大きな放射音通過孔３５を設けるのがよい。実施例では、第１と第２の下流側分岐管１８ａ、１８ｂ間と、第３と第４の下流側分岐管１８ｃ、１８ｄ間に上下に貫通した放射音通過孔３５が形成されている（図２）。
【００３１】
また、エンジンカバー１５でエンジン６及び吸気マニホールド１１の上方域を覆う場合には、実施例のように、エンジンカバー１５のカバー本体１５ａでシリンダヘッド６ａの上方域を覆い、吸気マニホールド１１の上方は、放射音通過孔３５、３５の上方域を欠落した形状の突出部分１５ｂで覆うのがよい。この突出部分１５ｂの下方の吸気マニホールド１１の領域には、吸気通路長切り替えバルブ２３を駆動するための負圧アクチュエータに対する負圧の供給を制御するソレノイド（図示せず）が設けられている。
【００３２】
これによれば、エンジンカバー１５によってエンジン６及び吸気マニホールド１１の上部の見栄えを良くすることができるだけでなく、吸気脈動により吸気マニホールド１１で発生した放射音を放射音通過孔３５を通じて速やかにエンジンルーム４内に放出させ、これにより効果的に車室２内の音作りに作用させることができる。
【００３３】
エンジンカバー１５の突出部分１５ｂは、吸気マニホールド１１の上方に間隔を隔てて位置させるのがよく、これによりサージタンク部２１で発生した音が吸気マニホールド１１とエンジンカバー１５の突出部分１５ｂとの隙間を通ってエンジンルーム４内に速やかに放出させることができる。この構造は、吸気マニホールド１１の車両前方側を補機類で塞がれたエンジンでは有効な構造である。
【００３４】
エンジンカバー１５の下面に遮音材３６を添設する場合には、カバー本体１５ａだけに遮音材３６を設け、突出部分１５ｂから遮音材３６を省くのがよい。また、吸気マニホールド１１の上方域に位置する突出部分１５ｂはメッシュ状の多孔構造であるのがよく、これによりサージタンク部２１で発生した放射音が突出部分１５ｂの数多くの孔を通じて円滑にエンジンルーム４内に放出させることができる（図１０）。
【００３５】
なお、上記の実施例では、エンジンルーム４内にエンジン６を、いわゆる縦置きに配置したものについて説明したが、本発明はこれに限定されることなく、クランク軸を車幅方向に向けた横置きのエンジンに対しても本発明を適用し得ることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】車両の前部のエンジンルームを上方から見た図である。
【図２】吸気マニホールド側からエンジンを見た斜視図である。
【図３】吸気マニホールド側から見たエンジンの側面図である。
【図４】分割構造の吸気マニホールドの平面図である。
【図５】図４の吸気マニホールドの斜視図である。
【図６】図４の吸気マニホールドの縦断面図である。
【図７】分割構造の吸気マニホールドのサージタンク部を形成するための第３分割ケース部品の斜視図である。
【図８】図２のVIII−VIII線に沿った断面図である。
【図９】図２のIX−IX線に沿った断面図である。
【図１０】図３のＸ−Ｘ線に沿った断面図である。
【符号の説明】
【００３７】
４    エンジンルーム
６    ４気筒直列エンジン
６ａ    シリンダヘッド
６ｂ    シリンダブロック
１１    吸気マニホールド
１５    エンジンカバー
１８    第１の分割ケース部品
１９    第２の分割ケース部品
２０    第３の分割ケース部品
２１    サージタンク部
２４    補強リブ
２５    スロットルボディ
３５    第１分割ケース部品の貫通孔（放射音通過孔）
３６    遮音材
【図１】
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【図２】
2006090210.tif 000004
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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