(57)【要約】【課題】吸気マニホールド装置において、吸気マニホールドに対する熱交換器の組付性を向上させつつ確実且つ安定的に保持する。【解決手段】吸気マニホールド１２の内壁面には、溝部３０を中央に有した第１凸部２８が形成され、溝部３０にはインタークーラ１４の外側面に形成された第２凸部４４がシール部材４６と共に挿入される。シール部材４６の外側面には、凹部４８の内壁面と略平行に形成された平坦部５０と、該平坦部５０から離間する方向に向かって膨出した複数の圧入部５２とを有し、前記シール部材４６を第２凸部４４と共に溝部３０へと挿入する際、圧入部５２のみが前記溝部３０へと摺接して圧入され、平坦部５０が前記溝部３０へと接触することがない。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の複数のシリンダ室に空気を導く吸気マニホールドと、該吸気マニホールドに内蔵され前記空気を冷却する熱交換器とを有した吸気マニホールド装置において、
前記熱交換器に臨む前記吸気マニホールドの内面に形成される第１凸部と、
前記吸気マニホールドの内面に対向する前記熱交換器の外面に形成される第２凸部と、
前記第１凸部又は前記第２凸部のいずれか一方に形成される溝部と、
前記溝部を有していない前記第１凸部又は前記第２凸部のいずれか一方を覆うように設けられ、前記溝部へと挿入されるシール部材と、
を備え、
前記シール部材は、前記第１凸部又は前記第２凸部の先端を覆う断面有底状に形成され、前記溝部に臨む外面には、前記シール部材の延在方向と直交する厚さ寸法が前記溝部の厚さ寸法に対して大きな圧入部が形成され、前記圧入部が前記延在方向に沿って複数設けられることを特徴とする吸気マニホールド装置。
【請求項２】
請求項１記載の吸気マニホールド装置において、
前記シール部材には、前記溝部よりも厚さ寸法の小さな非圧入部が設けられ、該非圧入部が前記圧入部の間となるように配置されることを特徴とする吸気マニホールド装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の吸気マニホールド装置において、
前記圧入部は、前記溝部に対する前記第１凸部又は前記第２凸部の挿入方向から見て断面半円状に形成されることを特徴とする吸気マニホールド装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気を冷却するための熱交換器が内蔵された吸気マニホールド装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、吸気マニホールドの内部に通過する空気を冷却するためのインタークーラが収納された吸気マニホールド装置が知られている。
【０００３】
このような吸気マニホールド装置は、例えば、特許文献１に開示されるように、所定容積を有し吸気導入口と複数の分岐通路との間となるコレクタ部を有し、前記コレクタ部にインタークーラが収納されている。このコレクタ部を含むマニホールドの内壁面には溝部が形成され、インタークーラの外側面に形成された鍔部がパッキンと共に挿入されることで前記吸気マニホールドに対して前記インタークーラが保持される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−２２５３１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した吸気マニホールド装置では、インタークーラの鍔部を吸気マニホールドの溝部へと挿入して組み付ける際、鍔部を覆うようにパッキンが設けられているため、該パッキンを含む鍔部を溝部へと挿入する際の荷重が大きくなり、弾性材料からなるパッキンが損傷してしまうことが懸念される。
【０００６】
そこで上述した課題を解決するために、吸気マニホールドの溝部に対するパッキンの締め代を小さくして挿入性を向上させることが考えられるが、この場合には、吸気マニホールドに対するインタークーラの保持性が低下してしまうと共に、長年の使用によってパッキンの弾性力が低下した場合にも締め代が不足して保持性の低下を招くという問題が生じる。
【０００７】
本発明は、前記の課題を考慮してなされたものであり、吸気マニホールドに対する熱交換器の組付性を向上させつつ確実且つ安定的に保持することが可能な吸気マニホールド装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記の目的を達成するために、本発明は、内燃機関の複数のシリンダ室に空気を導く吸気マニホールドと、吸気マニホールドに内蔵され空気を冷却する熱交換器とを有した吸気マニホールド装置において、
熱交換器に臨む吸気マニホールドの内面に形成される第１凸部と、
吸気マニホールドの内面に対向する熱交換器の外面に形成される第２凸部と、
第１凸部又は第２凸部のいずれか一方に形成される溝部と、
溝部を有していない第１凸部又は第２凸部のいずれか一方を覆うように設けられ、溝部へと挿入されるシール部材と、
を備え、
シール部材は、第１凸部又は第２凸部の先端を覆う断面有底状に形成され、溝部に臨む外面には、シール部材の延在方向と直交する厚さ寸法が溝部の厚さ寸法に対して大きな圧入部が形成され、圧入部が延在方向に沿って複数設けられることを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、吸気マニホールドの内部に空気を冷却する熱交換器の収納された吸気マニホールド装置において、吸気マニホールドの内面に形成される第１凸部と、熱交換器の外面に形成される第２凸部のいずれか一方を覆うようにシール部材が設けられ、シール部材が、第１凸部又は第２凸部の先端を覆うように断面有底状に形成され、その溝部に臨む外面にシール部材の延在方向と直交する厚さ寸法が溝部の厚さ寸法に対して大きな圧入部が複数設けられている。そして、シール部材の装着された第１凸部又は第２凸部が溝部へと挿入される際、複数の圧入部のみが溝部に対して摺接するように圧入される。
【００１０】
従って、シール部材の延在方向に沿って全面的に溝部に接触させ圧入していた従来の吸気マニホールド装置と比較し、シール部材を部分的に溝部へと圧入することで挿入時における荷重を大幅に低減できると共に、複数の圧入部によって第１凸部又は第２凸部を溝部に対して確実且つ安定的に保持することが可能となる。
【００１１】
その結果、吸気マニホールドと熱交換器とを組み付ける際の組付性を向上させつつ、吸気マニホールドと熱交換器とを確実且つ安定的に保持することができる。
【００１２】
また、シール部材に、溝部よりも厚さ寸法の小さな非圧入部を設け、非圧入部を圧入部の間となるように配置するとよい。
【００１３】
さらに、圧入部を、溝部に対する第１凸部又は第２凸部の挿入方向から見て断面半円状に形成するとよい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、以下の効果が得られる。
【００１５】
すなわち、吸気マニホールドの内面に形成される第１凸部と、熱交換器の外面に形成される第２凸部のいずれか一方を覆うようにシール部材を設け、シール部材を、第１凸部又は第２凸部の先端を覆うように断面有底状に形成し、溝部に臨む外面にシール部材の延在方向と直交する厚さ寸法が溝部の厚さ寸法に対して大きな圧入部を複数設けることにより、シール部材の装着された第１凸部又は第２凸部を溝部へと挿入する際、複数の圧入部のみが溝部へと摺接して圧入されることとなる。その結果、シール部材の延在方向に沿って全面的に溝部へと接触させ圧入していた従来の吸気マニホールド装置と比較し、圧入部のみを圧入することで挿入時における荷重を大幅に低減し、吸気マニホールドと熱交換器との組付性を向上させることが可能となる。また、複数の圧入部によって第１凸部又は第２凸部を溝部に対して確実に保持することで、吸気マニホールドと熱交換器とを確実且つ安定的に保持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施の形態に係る吸気マニホールド装置の全体断面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図及びシール部材の拡大断面図である。
【図３】図３Ａは、図２のＩＩＩＡ−ＩＩＩＡ線に沿った第１及び第２凸部の断面図であり、図３Ｂは、図２のＩＩＩＢ−ＩＩＩＢ線に沿った第１及び第２凸部の断面図である。
【図４】図４Ａ〜図４Ｃは、インタークーラの第２凸部を吸気マニホールドの第１凸部へと組み付ける際の組み付け工程を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明に係る吸気マニホールド装置について好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。図１において、参照符号１０は、本発明の実施の形態に係る吸気マニホールド装置を示す。
【００１８】
この吸気マニホールド装置１０は、車両等に搭載される多気筒の内燃機関に適用されるものであって、図示しない過給器により圧縮された空気を冷却して複数のシリンダ室に導く。
【００１９】
吸気マニホールド装置１０は、図１及び図２に示されるように、例えば、樹脂製材料によって一体的に射出成形された吸気マニホールド１２と、該吸気マニホールド１２に内蔵されたインタークーラ（熱交換器）１４とから構成される。
【００２０】
吸気マニホールド１２は、図示しない吸気通路に接続される管状の導入部１６と、該導入部１６から導かれた空気を冷却するインタークーラ１４を収容するハウジング１８と、前記インタークーラ１４によって冷却された空気を図示しない内燃機関の各シリンダ室に導く導出部２０とを有している。
【００２１】
ハウジング１８は、導入部１６の延在方向となる幅方向（図２中、矢印Ａ方向）に沿って延在し、図１に示されるように、その端部に開口した開口部２２が形成されると共に、該開口部２２は平板状のカバー２４が装着され、複数の取付ボルト２６で固定されることで閉塞される。この開口部２２を通じてハウジング１８の内部にインタークーラ１４が挿入される。
【００２２】
また、図１〜図３Ｂに示されるように、インタークーラ１４に臨むハウジング１８の内壁面（内面）には、該インタークーラ１４側に向かって突出した第１凸部２８が形成され、該第１凸部２８の中央には、該インタークーラ１４から離間する方向に窪んだ溝部３０が形成される。すなわち、第１凸部２８は、中央部に溝部３０を有しインタークーラ１４側に向かって開口した断面Ｕ字状に形成される。
【００２３】
また、第１凸部２８の端部には、図３Ａ及び図３Ｂに示されるように、溝部３０に臨む中央部近傍にインタークーラ１４側に向かって徐々に拡がるように傾斜した一対の面取部３２が形成されている。
【００２４】
さらに、ハウジング１８の内部には、図１及び図２に示されるように、インタークーラ１４よりも上流側（矢印Ｂ１方向）となる位置に導入部１６から導入された空気を前記インタークーラ１４へと導くための上流側空間３４が形成されている。一方、インタークーラ１４よりも下流側（矢印Ｂ２方向）には、該インタークーラ１４により冷却された空気を一時的に溜める下流側空間３６が形成されている。すなわち、インタークーラ１４には、上流側空間３４から下流側空間３６に向かうように空気が流通する。
【００２５】
導出部２０は、ハウジング１８から開口部２２とは反対側に向かって直線状に延出した４本の分岐管３８ａ〜３８ｄと、該分岐管３８ａ〜３８ｄの先端に設けられたフランジ部４０とを有し、前記分岐管３８ａ〜３８ｄは、導入部１６の延在方向（図２中、矢印Ａ方向）に沿って等間隔離間して並んでおり、各分岐管３８ａ〜３８ｄの内孔が下流側空間３６と連通している。フランジ部４０は、図示しない固定ボルトを介して図示しない内燃機関のシリンダヘッドへと固定される。
【００２６】
インタークーラ１４は、例えば、アルミニウム等の金属製材料から形成され、ハウジング１８の長手方向に延在した直方体形状の外形を有し、冷却水の流通する複数の冷却水流路（図示せず）を有して空気の通過する熱交換部４２を備える。
【００２７】
そして、インタークーラ１４の熱交換部４２において冷却水との熱交換によって冷却された空気は、下流側となる下流側空間３６へと供給される。
【００２８】
また、インタークーラ１４の外側面（外面）には、ハウジング１８側に向かって突出した第２凸部４４がそれぞれ設けられる。この第２凸部４４は薄板状に形成され、その外側を覆うようにシール部材４６が設けられると共に、該シール部材４６と共に第１凸部２８の溝部３０へと挿入される。
【００２９】
このシール部材４６は、図３Ａ及び図３Ｂに示されるように、例えば、ゴム等の弾性材料から断面Ｕ字状に形成され、インタークーラ１４における第２凸部４４の長手方向に沿った長さと略同一長さで形成されると共に、その内側に形成された凹部４８に前記第２凸部４４が挿入される。
【００３０】
また、シール部材４６の外側面（外面）は、図２〜図３Ｂに示されるように、凹部４８の内壁面と略平行に形成された平坦部（非圧入部）５０と、該平坦部５０から離間する方向に向かって膨出した複数の圧入部５２とを有する。
【００３１】
この圧入部５２は、例えば、シール部材４６の長手方向（図２中、矢印Ａ方向）と直交する方向から見て断面半円状に形成され、該長手方向に沿って互いに等間隔離間するように複数設けられると共に、凹部４８を挟んだ一方の外側面４６ａと他方の外側面４６ｂにそれぞれ設けられる。すなわち、圧入部５２は、一方及び他方の外側面４６ａ、４６ｂに対して対称となるように配置される。
【００３２】
さらに、シール部材４６が第２凸部４４に対して装着された際の厚さ寸法は、図３Ａに示されるように、一方の平坦部５０から他方の平坦部５０までの厚さＤ１が溝部３０の厚さ寸法ｄより小さく設定され（Ｄ１＜ｄ）、図３Ｂに示されるように、一方の圧入部５２から他方の圧入部５２までの厚さＤ２が前記溝部３０の厚さ寸法ｄよりも大きくなるように設定される（Ｄ２＞ｄ）。
【００３３】
そして、第２凸部４４は、その外側にシール部材４６が装着され覆われた状態で、ハウジング１８における第１凸部２８の溝部３０へと挿入されることで、前記ハウジング１８に対して所定位置で位置決めされ固定される。
【００３４】
本発明の実施の形態に係る吸気マニホールド装置１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にインタークーラ１４の第２凸部４４を吸気マニホールド１２の第１凸部２８に対して組み付ける場合について図４Ａ〜図４Ｃを参照しながら説明する。なお、図４Ａ〜図４Ｃは、シール部材４６における圧入部５２を示す断面図である。
【００３５】
先ず、図４Ａに示されるように、インタークーラ１４の第２凸部４４に対して凹部４８を介してシール部材４６をかぶせるように装着する。これにより、シール部材４６の凹部４８は、その先端部が第２凸部４４の先端に対して圧入された状態となり、開口部側が前記第２凸部４４に対して厚さ方向（矢印Ｃ方向）に若干だけ離間しそれぞれ隙間を有した状態となる。そのため、シール部材４６を凹部４８の開口部から第２凸部４４へと挿入する際の挿入性（組み付け性）を向上させることができると共に、先端部が圧入されることで確実に位置決めされた状態で保持される。
【００３６】
次に、上述したようにシール部材４６の装着された第２凸部４４を、図４Ｂに示されるように、その先端側から吸気マニホールド１２における第１凸部２８の溝部３０へと挿入していく。これにより、第２凸部４４がシール部材４６を介して第１凸部２８に好適に位置決めされると共に、前記シール部材４６の圧入部５２が面取部３２に当たった状態で溝部３０側（矢印Ｅ方向）へと押圧されていくことで厚さ方向内側へと徐々に圧縮されながら挿入されていく。一方、シール部材４６の平坦部５０は、溝部３０よりも厚さ寸法が小さく形成されているため、該溝部３０に接触することなく若干の隙間を有した状態で挿入されていく（図３Ａ参照）。
【００３７】
すなわち、シール部材４６は、図４Ｂに示されるように、複数の圧入部５２が溝部３０に摺接しながら挿入され、図３Ａに示されるように、平坦部５０が前記溝部３０と非接触な状態で挿入されることで、溝部３０を有した第１凸部２８に対して部分的に圧入された状態となる。
【００３８】
そのため、シール部材４６が溝部３０に対して全面的に摺接しながら挿入される場合と比較して挿入抵抗が大幅に低減される。
【００３９】
そして、図４Ｃに示されるように、さらにシール部材４６の装着された第２凸部４４を第１凸部２８側（矢印Ｅ方向）に向かって挿入することで、シール部材４６の圧入部５２が圧縮され弾性変形しながら溝部３０内へと圧入されると同時に、第２凸部４４側に向かって厚さ方向内側へと押圧されることで前記第２凸部４４に対して凹部４８の内壁面が密着する。
【００４０】
これにより、シール部材４６の圧入部５２が第１凸部２８の溝部３０へと密着し、凹部４８の開口部が第２凸部４４と密着した状態となるため、第２凸部４４がシール部材４６を介して第１凸部２８の溝部３０へと確実に保持され、それに伴って、インタークーラ１４が吸気マニホールド１２のハウジング１８に対して確実に保持されると共に、前記インタークーラ１４と前記ハウジング１８との間を通じた空気の漏れが防止される。
【００４１】
このように、第２凸部４４に装着されるシール部材４６を、弾性材料から形成し、第１凸部２８における溝部３０へと摺接する複数の圧入部５２と、該溝部３０へと接触せず前記圧入部５２の間に設けられる平坦部５０とから構成することで、前記シール部材４６を前記第２凸部４４と共に前記溝部３０へと挿入する際、圧入部５２のみを押し潰しながら挿入することで部分的に圧入させることが可能となる。
【００４２】
その結果、従来技術に係る吸気マニホールド装置のように、シール部材を溝部に対して全面的に接触させていた場合と比較し、その挿入時における荷重を大幅に低減することができるため、組み付け性を向上できると共に複数の圧入部５２によって第１凸部２８と第２凸部４４との保持状態を確実且つ安定的に維持することが可能となる。
【００４３】
また、シール部材４６の凹部４８は、その開口部側が厚さ方向外側に向かって拡がるように形成されているため、前記凹部４８に対してインタークーラ１４の第２凸部４４を挿入する際の挿入性を高めることができる。
【００４４】
さらに、第１凸部２８において溝部３０の開口部位に面取部３２を設けることにより、前記面取部３２にシール部材４６の先端を当接させ押し込んでいくことにより、該シール部材４６を含む第２凸部４４を容易に溝部３０へと挿入することができると共に、前記第２凸部４４を前記第１凸部２８に対して中心が一致するように挿入することができる。
【００４５】
さらにまた、シール部材４６は、上述したようにインタークーラ１４側となる第２凸部４４に設けられる場合に限定されるものではなく、吸気マニホールド１２側となる第１凸部２８を覆うように設け、第２凸部４４側に溝部を形成して挿入するようにしてもよい。すなわち、第１凸部２８又は第２凸部４４のいずれか一方にシール部材４６を設け、相対する相手側に溝部３０を設けて挿入可能な構成とすればよい。
【００４６】
またさらに、圧入部５２を断面半円状に形成することで、シール部材４６を溝部３０へと挿入する際の接触面積を減少させ摺動抵抗を低減することで組み付け性をさらに向上させることができる。
【００４７】
次に、上述したようにハウジング１８の内部にインタークーラ１４の収納された吸気マニホールド装置１０の動作について簡単に説明する。
【００４８】
図示しない空気導入部から吸気マニホールド装置１０を構成する吸気マニホールド１２の導入部１６を通じてハウジング１８の上流側空間３４へと空気が導入され、下流側に配置されたインタークーラ１４の熱交換部４２を通過することで、冷却水流路（図示せず）を循環する冷却水との間で熱交換がなされ、冷却された空気が下流側空間３６へと流れた後に複数の分岐管３８ａ〜３８ｄへと分配され内燃機関（図示せず）へと供給される。
【００４９】
この際、インタークーラ１４を通過せずにハウジング１８と前記インタークーラ１４との隙間へ空気の一部が流入した場合でも、第１凸部２８と第２凸部４４との間に設けられたシール部材４６によって下流側への流通を抑止することができる。
【００５０】
また、シール部材４６は、インタークーラ１４における３つの外側面に形成された第２凸部４４にそれぞれ装着されるようにしてもよい。
【００５１】
なお、本発明に係る吸気マニホールド装置は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。
【符号の説明】
【００５２】
１０…吸気マニホールド装置          １２…吸気マニホールド
１４…インタークーラ                １６…導入部
１８…ハウジング                    ２０…導出部
２８…第１凸部                      ３０…溝部
３２…面取部                        ４４…第２凸部
４６…シール部材                    ４８…凹部
５０…平坦部                        ５２…圧入部
【図１】
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【図２】
2018053799.tif 000004
【図３】
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【図４】
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