(57)【要約】【課題】分割構造の吸気マニホルドにおいて、ヘッド側フランジ自体の剛性と、固定手段によるヘッド側フランジのシリンダヘッドへの接続とにより、スロットル側フランジに接続されるスロットル弁装置に対する振動低減効果の向上を図る。【解決手段】吸気マニホルドＭを構成する２以上の分割体Ｐ１〜Ｐ３のうちの第１分割体Ｐ１に、スロットル弁装置４が接続されるスロットル側フランジ22と、吸気ポート５が設けられたシリンダヘッド２に接続されるヘッド側フランジ40とが一体成形される。分割体Ｐ１には、吸気通路10の入口通路11の少なくとも一部を形成すると共にフランジ22を有する入口部21が一体成形される。フランジ40は、入口部21に一体成形されると共に入口通路11と交差する方向に延びている延長部42を有する。フランジ40をシリンダヘッド２に接続する１対のボルト45１，45２が入口通路11を挟んで配置される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１分割体を含む２以上の分割体が結合されて吸気通路を形成する内燃機関の吸気マニホルドであって、
前記吸気通路の入口通路に吸気を流入させる入口側通路部品が接続される入口側接続部と、前記吸気通路の出口通路からの吸気が流入する吸気ポートが設けられた機関側通路部品に接続される機関側フランジとが、前記第１分割体に一体成形された内燃機関の吸気マニホルドにおいて、
前記第１分割体には、前記入口通路の少なくとも一部を形成すると共に前記入口側接続部を有する入口部が一体成形され、
前記機関側フランジは、前記入口部に一体成形されると共に前記入口通路と交差する方向に延びており、
前記機関側フランジを前記機関側通路部品に接続する１対の固定手段が前記入口通路を挟んで配置されることを特徴とする内燃機関の吸気マニホルド。
【請求項２】
請求項１記載の内燃機関の吸気マニホルドにおいて、
前記第１分割体には、前記内燃機関の機関本体に結合される連結部が一体成形されることを特徴とする内燃機関の吸気マニホルド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関に備えられる吸気マニホルドであって、２以上の分割体が結合されて吸気通路が形成される吸気マニホルドに関する。
【背景技術】
【０００２】
２以上の分割体が結合されて吸気通路を形成する内燃機関の吸気マニホルドにおいて、スロットル弁装置が接続される入口側接続部と内燃機関のシリンダヘッドに接続される機関側フランジとが、同じ分割体に一体成形され、かつ連結部により一体に連結されたものは知られている（例えば特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４−３０８５０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
入口側接続部と機関側フランジとが連結部により連結されることにより、内燃機関の運転による機関振動に起因する入口側接続部の振動が低減され、該入口側接続部に接続される入口側通路部品（例えばスロットル弁装置）の振動が低減される。しかしながら、前記連結部は、入口側接続部において機関側フランジ寄りの部分のみに設けられる。このため、例えばスロットル弁装置がスロットル弁を駆動する電動モータを備える場合のように入口側通路部品の重量が比較的大きい場合や、内燃機関の高出力化により機関振動が増大する場合には、入口側接続部付近の剛性が不足気味になって、十分な振動低減効果が得られないことがある。
【０００４】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、２以上の分割体のうちの同じ分割体に入口側接続部および機関側フランジが一体成形される分割構造の吸気マニホルドにおいて、機関側フランジ自体の剛性と、固定手段による機関側フランジの機関側通路部品への接続とにより、入口側接続部の振動低減、ひいては該入口側接続部に接続される入口側通路部品に対する振動低減効果の向上を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１記載の発明は、第１分割体を含む２以上の分割体が結合されて吸気通路を形成する内燃機関の吸気マニホルドであって、前記吸気通路の入口通路に吸気を流入させる入口側通路部品が接続される入口側接続部と、前記吸気通路の出口通路からの吸気が流入する吸気ポートが設けられた機関側通路部品に接続される機関側フランジとが、前記第１分割体に一体成形された内燃機関の吸気マニホルドにおいて、前記第１分割体には、前記入口通路のすくなくとも一部を形成すると共に前記入口側接続部を有する入口部が一体成形され、前記機関側フランジは、前記入口部に一体成形されると共に前記入口通路と交差する方向に延びており、前記機関側フランジを前記機関側通路部品に接続する１対の固定手段が前記入口通路を挟んで配置される内燃機関の吸気マニホルドである。
請求項２記載の発明は、請求項１記載の内燃機関の吸気マニホルドにおいて、前記第１分割体には、前記内燃機関の機関本体に結合される連結部が一体成形されるものである。
【発明の効果】
【０００６】
請求項１記載の発明によれば、機関側フランジは、入口側接続部を有する入口部に一体成形されることにより、機関側フランジ自体の剛性を利用することで入口部の剛性が高められて、入口側接続部の振動が低減するうえ、機関側フランジが入口通路と交差する方向に延びていて、該機関側フランジを機関側通路部品に接続する１対の固定手段が入口通路を挟んでその両側に配置されるので、入口部の剛性が一層高められて、入力側接続部の振動が一層低減し、入口側通路部品に対する振動低減効果が向上する。
請求項２記載の事項によれば、入口側接続部が一体成形された第１分割体の剛性が、機関本体に結合された連結部により高められるので、入口側接続部の振動が低減し、入口側通路部品に対する振動低減効果が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明の実施形態を図１〜図５を参照して説明する。
図１を参照すると、本発明が適用された吸気マニホルドＭは、車両に搭載される多気筒内燃機関としての直列４気筒内燃機関に備えられる。該内燃機関は、複数である所定数のシリンダ、ここでは４つのシリンダが配列方向Ａに直列に並んだ状態で一体成形されたシリンダブロック１と、該シリンダブロック１の上端部に結合されるシリンダヘッド２と、シリンダブロック１の下端部に結合されるロアブロックと、該ロアブロックの下端部に結合されるオイルパンとから構成される機関本体を備える。シリンダブロック１の下部と前記ロアブロックと前記オイルパンとは、内燃機関のクランク軸が収容されるクランク室を形成するクランクケースを構成する。
【０００８】
内燃機関は、前記各シリンダに往復動可能に嵌合すると共に燃焼室における混合気の燃焼により発生する燃焼ガスの圧力で駆動されて前記クランク軸を回転駆動するピストンと、吸気を前記燃焼室に導く吸気装置と、燃焼ガスを排気ガスとして前記燃焼室から内燃機関の外部に導く排気装置とを備える。ここで、前記燃焼室は、前記各シリンダと該シリンダに嵌合する前記ピストンとシリンダヘッド２とにより形成される空間である。
【０００９】
前記吸気装置は、内燃機関の外部から吸入した空気を清浄にするエアクリーナ３と、エアクリーナ３を流通した空気を含む吸気の流量を制御するスロットル弁を備えるスロットル弁装置４と、スロットル弁装置４により制御された吸気量の吸気を前記各燃焼室に導く吸気マニホルドＭとを備える。吸気マニホルドＭを流通した吸気は、シリンダヘッド２に設けられた吸気ポート５を経て前記各燃焼室に吸入される。
ここで、吸気とは、混合気形成手段としての燃料噴射弁からの燃料が前記吸気装置により形成される吸気通路内で供給される場合における空気または燃料と空気との混合気、そして燃料が前記燃焼室内に直接供給される場合における空気を意味する。
また、前記吸気装置により形成される前記吸気通路は、吸気マニホルドＭにより形成される通路であって前記吸気ポート５に達するまでの下流側吸気通路10と、スロットル弁装置４のボディであるスロットルボディにより形成される吸気道を含むと共に該吸気通路10よりも上流の通路である上流側吸気通路とから構成される。
なお、上流および下流との用語は、吸気の流れに関してのものである。
【００１０】
図１〜図４を参照すると、吸気マニホルドＭは２以上の分割体、この実施形態では３つの分割体である第１〜第３分割体Ｐ１〜Ｐ３が気密に結合されて構成される。３つの分割体Ｐ１〜Ｐ３は、それぞれ合成樹脂で形成された樹脂製の単一の部材であり、第１，第２分割体Ｐ１，Ｐ２の各結合部である縁部Ｐ1a，Ｐ2a同士および第１，第３分割体Ｐ１，Ｐ３の各結合部である縁部Ｐ1ｂ，Ｐ3b同士が、それぞれ結合手段としての熱溶着により結合されて一体化される。それゆえ、吸気マニホルドＭは、第１分割体Ｐ１を含む３つの分割体Ｐ１〜Ｐ３が結合されて構成される分割構造を有する樹脂製吸気マニホルドであり、吸気通路10もこれら３つの分割体Ｐ１〜Ｐ３が互いに結合されて形成される。
【００１１】
吸気マニホルドＭは、前記スロットルボディが接続される入口側接続部としての入口側フランジであるスロットル側フランジ22と、シリンダヘッド２に、２以上の、ここでは６つの固定手段として締結具であるボルト45により接続される出口側接続部としての機関側フランジであるヘッド側フランジ40とを備える。前記スロットル弁を駆動する電動モータが取り付けられた前記スロットルボディは、フランジ22に固定手段としてのボルト（図示されず）により接続されることにより、吸気マニホルドＭに、少なくとも部分的に支持される。
【００１２】
また、吸気通路10は、スロットル弁装置４の前記吸気道からの吸気が流入する入口通路11と、入口通路11の下流に配置されると共に入口通路11および後述する各分岐通路13よりも通路面積が大きい拡大室である集合通路12と、集合通路12から分岐してシリンダヘッド２の各吸気ポート５に集合通路12内の吸気を導く前記所定数である４つの分岐通路13とから構成される。
このため、吸気マニホルドＭは、フランジ22を有すると共に入口通路11の少なくとも一部を形成する入口部21と、入口部21の下流に配置されて集合通路12を形成する集合部24と、フランジ40を有すると共にすべての分岐通路13により構成される分岐通路群を形成する分岐部25とを備える。
【００１３】
そして、前記スロットル弁が配置される前記吸気道から吸気通路10に流入する吸気は、吸気通路10において、入口通路11、集合通路12および各分岐通路13を順次流通した後、各吸気ポート５に流出し、吸気ポート５を経て前記各燃焼室に流入する。
それゆえ、スロットル弁装置４は、吸気マニホルドＭまたは吸気通路10に導かれる吸気が流通する通路である前記吸気道を形成する通路部品であって、入口通路11に吸気を流入させる入口側通路部品である。そして、シリンダヘッド２は、吸気マニホルドＭまたは吸気通路10を流通した吸気が導かれる通路である吸気ポート５を形成する通路部品であって、各分岐通路13の下流端部である出口通路13ｏからの吸気が流入する機関側通路部品である。
【００１４】
第１，第３分割体Ｐ１，Ｐ３が結合されて構成される入口部21は、第１分割体Ｐ１に一体成形されるフランジ22と、フランジ22と集合部24とを接続する管部23とを有する。管部23は、フランジ22に連なると共に第１分割体Ｐ１に一体成形された本体部23ａと、本体部23ａに設けられた開口23ｃ（図４参照）を覆うと共に第３分割体Ｐ３に一体成形されたカバー部23ｂとから構成される。
第１，第２分割体Ｐ１，Ｐ２が結合されて構成される集合部24には、配列方向Ａでの端部24ａに入口部21が配置される。
【００１５】
第１，第３分割体Ｐ１，Ｐ３が結合されて構成される分岐部25は、各分岐通路13を形成する分岐管30が４つ集まって形成される。すべての分岐管30および分岐通路13は、配列方向Ａと同じ配列方向に並んでいる。各分岐管30は、分岐通路13において集合部24に開口する流入通路13ｉを形成する流入管部31と、分岐通路13において吸気ポート５に開口する出口通路13ｏを形成する出口管部33と、分岐通路13において流入通路13ｉと出口通路13ｏとの間の中間通路13ａを形成する中間管部32とを有する。
そして、分岐部25は、一体化された４つの流入管部31を有する流入部26と、一体化された４つの中間管部32を有する中間部27と、出口部28とを有する。出口部28は、フランジ40と、該フランジ40に連なる２つずつの出口管部33が一体化された本体部29とを有する。
【００１６】
流入部26、フランジ40を有する出口部28、および中間部27の内側部分27ａは、第１分割体Ｐ１に一体成形され、中間部27の外側部分27ｂは、第３分割体Ｐ３により形成される。内側部分27ａは、各中間管部32の内側部分32ａを有し、外側部分27ｂは各中間管部32の外側部分32ｂを有する。第各分岐通路13を集合通路12とは反対側から覆う外側部分27ｂと結合される内側部分27ａは、集合通路12と各分岐通路13との仕切壁である。
【００１７】
シリンダヘッド２に対する取付面43を有するフランジ40は、配列方向Ａを長手方向として配列方向Ａにほぼ平行に延びる本体部41と、管部23の本体部23ａに一体成形により接続された状態で配列方向Ａにおいて本体部41の入口部21寄りの部分から入口通路11と交差する方向に、入口通路11の外側を横切るように延びている延長部42とを有する。延長部42は入口通路11と交差する方向、特にこの実施形態では、入口通路11における吸気の流れ方向と略直交する方向に延びている。また、シリンダヘッド２に接続された状態のフランジ40においてシリンダヘッド２に接触する接触面である取付面43は、配列方向Ａにほぼ平行な１つの平面上にある。
管部23と延長部42とは、第１分割体Ｐ１に一体成形された複数の補強リブＲ（図３参照）により連結され、該補強リブＲにより管部23の剛性が高められている。
【００１８】
フランジ40は、該フランジ40をシリンダヘッド２に固定するボルト45の数に対応する数の６つの固定部位としての締結部位44を有する。各ボルト45は、締結部位44に設けられた取付孔44ａに挿通されて、シリンダヘッド２にねじ込まれる。
そして、ボルト45により締め付けられて固定されるそれら締結部位44のうちの少なくとも１対の締結部位44１，44２、したがって該１対の締結部位44１，44２でフランジ40をシリンダヘッド２に締結する少なくとも１対のボルト45１，45２が、取付面43に直交する方向（以下、「直交方向」という。）から見て、入口通路11または管部23を挟んで配置される。
【００１９】
具体的には、一方のボルト45１および締結部位44１は、配列方向Ａでフランジ22に最も近い分岐管30１（または分岐通路13１）と管部23との間であって延長部42の基部42ａに配置され、他方のボルト45２および締結部位44２は、前記直交方向から見て、入口通路11または管部23に対してボルト45１および締結部位44１とは反対側において、延長部42の延長方向で管部23から突出している部分である延長部42の先端部42ｂに配置される。
【００２０】
図１，図５を参照すると、分岐部25には、機関本体としての前記ロアブロックにボルト（図示されず）により結合される支持部材としてのステー53が結合手段としてのボルト54により結合される１以上の、ここでは２つのボス51，52が設けられる。それゆえ、各ボス51，52は、吸気マニホルドＭが、共通のステー53を介して前記ロアブロックに結合される連結部である。
【００２１】
流入部26に設けられると共に第１分割体Ｐ１に一体成形される両ボス51，52は、配列方向Ａにおいて、分岐管30１（または分岐通路13１）と同じ位置に配置されるボス51と、分岐管30１（または分岐通路13１）と該分岐管30１（または分岐通路13１）に隣接する分岐管30２（または分岐通路13２）とに跨って配置されるボス52とから構成される。このため、各ボス51，52は、前記分岐通路群が形成される分岐部25において、配列方向Ａで、分岐部25の中央に対して、さらには吸気マニホルドＭの中央に対して、フランジ22寄りに配置される。
【００２２】
また、両ボス51，52は、吸気マニホルドＭにおいて、各分岐通路13の長手方向での一方の端部である出口部28に設けられるフランジ40に対して、該長手方向での他方の端部である流入部26に設けられるので、これら両端部にそれぞれ配置されるフランジ40および両ボス51，52により、吸気マニホルドＭの全体の剛性が効果的に高められて、フランジ22の振動低減に寄与する。
【００２３】
次に、前述のように構成された実施形態の作用および効果について説明する。
樹脂製の吸気マニホルドＭを構成する２以上の分割体Ｐ１〜Ｐ３のうちの１つの分割体である第１分割体Ｐ１に、スロットル弁装置４が接続されるフランジ22と、吸気ポート５が設けられたシリンダヘッド２に接続されるフランジ40とが一体成形され、さらに、該第１分割体Ｐ１には、吸気通路10の入口通路11を形成すると共にフランジ22を有する入口部21が一体成形され、フランジ40は、入口部21に一体成形されると共に入口通路11と交差する方向に延びており、フランジ40をシリンダヘッド２に接続する１対のボルト45１，45２および締結部位44１，44２が入口通路11を挟んで配置される。これにより、フランジ40は、フランジ22を有する入口部21に一体成形されることから、フランジ40自体の剛性を利用することで入口部21の剛性が高められて、フランジ22の振動が低減するうえ、フランジ40が入口通路11と交差する方向に延びていて、該フランジ40をシリンダヘッド２に接続する１対のボルト45１，45２および締結部位44１，44２が入口通路11を挟んでその両側に配置されるので、入口部21の剛性が一層高められて、フランジ22の振動が一層低減し、スロットル弁装置４に対する振動低減効果が向上する。
【００２４】
第１分割体Ｐ１には、機関本体である前記ロアブロックに結合される２つのボス51，52が一体成形されることにより、フランジ22が一体成形された第１分割体Ｐ１の剛性が、該ロアブロックに結合された各ボス51，52により高められるので、フランジ22の振動が低減し、スロットル弁装置４に対する振動低減効果が向上する。
【００２５】
さらに、各ボス51，52が、配列方向Ａでフランジ22に最も近い分岐管30１（または分岐通路13１）と同じ位置またはその近傍に配置されることにより、各ボス51，52が配列方向Ａで吸気マニホルドＭまたは前記分岐通路群が形成される分岐部25の中央に対して、フランジ22寄りに配置されるので、吸気マニホルドＭおよび分岐部25においてフランジ22の剛性が高められる。この結果、フランジ22の振動が低減し、スロットル弁装置４に対する振動低減効果が一層向上する。
【００２６】
以下、前述した実施形態の一部の構成を変更した実施形態について、変更した構成に関して説明する。
吸気マニホルドは、前記実施形態では３つの分割体Ｐ１〜Ｐ３から構成されたが、２または４など３以外の複数の分割体により構成されてもよい。
ヘッド側フランジ22を有する入口部21が、分岐管30の配列方向Ａで隣接する分岐管30の間に配置されてもよい。この場合には、１対の固定手段は、該配列方向Ａで入口通路11を挟んで配置される。
ヘッド側フランジ22をシリンダヘッド２に接続する固定手段は、ボルト以外のものであってもよい。
スロットル弁装置４は、混合気形成手段でもある気化器であってもよい。また、入口側通路部品は、スロットル弁装置４以外の装置、例えばスロットル弁を備えない通路部品であってもよい。
ボス51，52は、ステー53を介することなく、前記ロアブロックやシリンダブロック１等の機関本体に直接連結されてもよい。
機関側通路部品はシリンダヘッド以外の部材であってもよい。例えば、吸気マニホルドＭは、シリンダヘッド２に直接接続されることなく、シリンダヘッド２とは別個の部材を機関側通路部品として、該機関側通路部品を介してシリンダヘッド２に接続されてもよい。より具体的には、シリンダ毎の吸気ポートが形成されたプレート部材に、各吸気ポートに燃料を噴射する燃料噴射弁が取り付けられたインジェクタベースを、機関側通路部品として、吸気マニホルドＭとシリンダヘッド２との間に介在させてもよい。あるいは、シリンダ毎の吸気ポートと該吸気ポートにＥＧＲガスを分配する通路が形成されたＥＧＲ分配用のプレート部材を、機関側通路部品として、吸気マニホルドＭとシリンダヘッド２との間に介在させてもよい。
多気筒内燃機関は、４以外の複数の気筒を備えるものであってよく、また１つのバンクが複数の気筒から構成されるＶ型または水平対向型の内燃機関であってもよい。
内燃機関は、前記実施形態では車両に使用されるものであったが、鉛直方向を指向するクランク軸を備える船外機等の船舶推進装置に使用されるものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明が適用された吸気マニホルドをヘッド側フランジの取付面に直交する方向から見たときの正面図である。
【図２】図１の吸気マニホルドを取付面に直交する方向で該取付面側から見たときの背面図である。
【図３】図１のＩＩＩ矢視図である。
【図４】図１の吸気マニホルドの分解斜視図である。
【図５】図１のＶ矢視での要部の図である。
【符号の説明】
【００２８】
２…シリンダヘッド、４…スロットル弁装置、10…吸気通路、11…入口通路、21…入口部、22…スロットル側フランジ、40…ヘッド側フランジ、42…延長部、44，44１，44２…締結部位、45，45１，45２…ボルト、51，52…ボス、53…ステー、
Ｍ…吸気マニホルド、Ｐ１〜Ｐ３…分割体。
【図１】
2008297960.tif 000003
【図２】
2008297960.tif 000004
【図３】
2008297960.tif 000005
【図４】
2008297960.tif 000006
【図５】
2008297960.tif 000007