(57)【要約】  【課題】  吸気マニホールドの吸気音特性の向上を図る。  【解決手段】  吸気コレクタ２と吸気導入管３との接続部分となる吸気導入管開口部６は、吸気コレクタ２の長手方向に沿った位置で、吸気コレクタ２の長手方向の一端側の分岐管４ａとこの分岐管４ａに隣接する分岐管４ｂとの間の位置し、かつ吸気コレクタ２の長手方向の他端側の分岐管４ｄを指向するよう形成されている。これによって、吸気音特性が向上する。  【選択図】  図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気導入管が連結された吸気コレクタと、吸気コレクタから各気筒の吸気導入口に吸気を導入する複数の分岐管と、を備えた吸気マニホールドを有し、各分岐管は同一方向から吸気コレクタに連結され、各分岐管と吸気コレクタとの連結部分は吸気コレクタの長手方向に沿って配置されている内燃機関の吸気構造において、
吸気コレクタと吸気導入管との接続部分となる吸気導入管開口部は、吸気コレクタの長手方向の一端側の分岐管とこの分岐管に隣接する分岐管との間の位置し、かつ吸気コレクタの長手方向の他端側の分岐管を指向するよう形成されていることを特徴とする内燃機関の吸気構造。
【請求項２】
内燃機関は複数気筒かならなる少なくとも１つ以上の気筒群から構成されたものであって、各気筒群毎に吸気コレクタ、気筒群内の気筒数に等しい複数の分岐管及び吸気導入管を備えた吸気マニホールドを有していることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の吸気構造。
【請求項３】
気筒群は、４つの気筒より構成されていることを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の吸気構造。
【請求項４】
気筒群は、３つの気筒より構成されていることを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の吸気構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の吸気構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数気筒を有する内燃機関の場合、各気筒の吸気管の通路は同じ長さに近いほど、気筒間の吸気堆積効率のバラツキが小さく、出力向上や振動低減等を図ることができると共に、各気筒からの吸気によって発せられる音の波形（高さ、位相）が均等になり澄んだ音色にすることができる。
【０００３】
特許文献１には、機関本体の気筒列方向一端部側に配置した上流側吸気管の側にサージタンクを偏在させて配設すると共に、吸気マニホールドの各ブランチの上流端をサージタンク内の吸気上流側から下流側に行くにしたがって機関本体に近づくように形成されたものが開示されている。
【特許文献１】特開平８−１０５３５９号公報（第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この特許文献１に開示されるような構成においては、サージタンクの容量が十分に大きいと仮定すると、内燃機関の出力的な観点では、各ブランチの上流端を開放端と見なせるので、吸気の等分配化が図られるものの、各気筒の実質的な吸気通路長さには、ブランチの上流端からスロットルチャンバーが連結されるサージタンクの一方の端部壁までの距離も含まれるため、各気筒からの吸気によって発せらる吸気音の波形（高さ、位相）を均等にしたり、吸気音を澄んだ音色にするのが難しいという問題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
そこで、本発明における内燃機関の吸気構造は、吸気コレクタと、吸気コレクタから各気筒の吸気導入口に吸気を導入する複数の分岐管と、を備えた吸気マニホールドを有し、吸気コレクタと吸気導入管との接続部分となる吸気導入管開口部は、吸気コレクタの長手方向の一端側の分岐管とこの分岐管に隣接する分岐管との間の位置し、かつ吸気コレクタの長手方向の他端側の分岐管を指向するよう形成されていることを特徴としている。これによって、各気筒の実質的な吸気通路長さの差が小さくなると共に、吸気導入管開口部を、吸気導入管開口部から離れた分岐管に指向させることによって、吸気の曲がりによる通気抵抗が吸気導入管開口部に近接する分岐管ほど大きくなる。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、各気筒の実質的な吸気通路長さは等長ではないもの、各気筒からの吸気の圧力波は、各気筒の実質的な吸気通路長さが等長である場合の各気筒からの吸気の圧力波に近づけることができ、各気筒の実質的な吸気通路長さが等長化された場合と同様の効果を得ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、本実施形態が適用される内燃機関は、直列４気筒エンジンである。
【０００８】
図１〜図４に示すように、樹脂等からなる吸気マニホールド１は、エンジン８の気筒列方向に沿って細長い吸気コレクタ２と、吸気コレクタ２に連結された吸気導入管３及び吸気コレクタ２に連結された４つの分岐管４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄと、から大略構成されている。分岐管４ａは♯１気筒に、分岐管４ｂは♯２気筒に、分岐管４ｃは♯３気筒に、分岐管４ｄは♯４気筒に、それぞれ吸気を供給している。
【０００９】
吸気導入管３は、吸気コレクタ２内に吸気を導入するものであって、分岐管４が接続された吸気コレクタの側面と対向する側面で、かつ吸気コレクタ２の長手方向の一端側（図１における左側）で、吸気コレクタ２に連結されている。
【００１０】
各分岐管４ａ，〜，４ｄは、それぞれ対応する各気筒の吸気導入口（図示せず）に吸気コレクタ２内の吸気を導入するものであって、それぞれその一端部が同一方向から吸気コレクタ２に連結されている。各分岐管４ａ，〜，４ｄが連結される吸気コレクタ２の一側面Ｆ（図２及び図３を参照）は、エンジン８の上下方向（図３における上下方向）に略沿って延在するよう形成されている。また、各分岐管４ａ，〜，４ｄは、エンジン８の側方に開口する吸気導入口からエンジン８上方に向かって全体が略Ｕ字形状に湾曲するよう形成され、吸気コレクタ２がエンジン８上方に位置するようになっている。尚、各分岐管４ａ，〜，４ｄの他端部は、フランジ５によって互いに連結されている。
【００１１】
また、吸気導入管３と吸気コレクタ２との接続部分である吸気導入管開口部５は、図４及び図５に示すように、吸気コレクタ２の長手方向に沿った位置で、一端側分岐管である分岐管４ａと、分岐管４ａに隣接した分岐管４ｂとの間に位置している。詳述すれば、吸気導入管開口部６は、吸気コレクタ２の長手方向に沿った位置が、分岐管４ａと吸気コレクタ２との接続部分である分岐管開口７ａと、分岐管４ｂと吸気コレクタ２との接続部分である分岐管開口部７ｂとの間に位置するよう形成されている。尚、図５は、吸気導入管３、吸気コレクタ２及び各分岐管４ａ，〜，４ｄからなる構成を模式的に示した平面図に相当するものである。
【００１２】
さらに、吸気導入管開口部６は、吸気コレクタ２の他端側（図１における右側）に最も近接する他端側分岐管である分岐管４ｄを指向するよう形成されている。詳述すれば、吸気導入管開口部６は、図５中に矢示するように、分岐管４の軸線に対して斜めであって、分岐管４ｄと吸気コレクタ２との接続部分である分岐管開口部７ｄを指向するよう形成されている。尚、７ｃは、分岐管４ｃと吸気コレクタ２との接続部分となる分岐管開口部である。
【００１３】
このような本実施形態の吸気マニホールド１においては、吸気コレクタ２の長手方向で吸気コレクタ２との接続部分が吸気導入管開口部６から離れた分岐管が接続された気筒ほど実質的な吸気通路長さが長くなってしまうものの、吸気コレクタ２の長手方向に沿った分岐管４ａと分岐管４ｂとの間の位置で吸気導入管３を吸気コレクタに接続することで、図６（ａ）に示すように、各気筒間の実質的な吸気通路長さの差を小さくすることができる。
【００１４】
また、吸気導入管開口部６は、吸気コレクタ２の長手方向でこの吸気導入管開口部６から最も離れた分岐管４ｄを指向しているので、吸気コレクタ長手方向に沿った位置で吸気導入管開口部６に近接する分岐管４に吸気導入管開口部６から流れ込む吸気ほど大きく曲がり込むことなり、この曲がりによる吸気の圧力損失（曲がり損失）は吸気導入管開口部６に近接する分岐管４ほど相対的に大きくなる。
【００１５】
また、吸気導入管開口部６から離れた位置で吸気コレクタ２に接続された分岐管４ほど、吸気コレクタ２との接続部分から吸気導入管開口部６までの距離が長くなり、この距離の長さによる吸気の圧力損失（長さ損失）は吸気導入管開口部６から離れた分岐管４ほど相対的に大きくなる。
【００１６】
つまり、本実施形態の吸気マニホールド１においては、各気筒の実質的な吸気通路長さは等長にはならないものの、上述した曲がり損失と長さ損失の働きにより、各気筒からの圧力波のピーク値、すなわち空気圧力のピーク値は、図６（ｂ）に示すように、各々の値が微妙に異なり、かつ気筒間の圧力ピーク値の差は小さくすることができる。そのため、各気筒の実質的な吸気通路長さが等しい場合（後述する図１１参照）と同等のものとなり、吸気音を澄んだ音色にすることができる。
【００１７】
そして、各気筒の実質的な吸気通路長さの差を小さくすることができるので、図７に示すように、気筒の吸気通路長さの不揃いによって生じる吸気音（音圧）を効果的に低減することができる。また、本実施形態における吸気マニホールド１では、エンジン回転数の上昇にしたがって、音圧が大きくなっているので、運転者に違和感を与えることもない。尚、図７において、実線は本実施形態の吸気マニホールドにおける吸気音測定結果であり、点線は図８に示す比較例の吸気マニホールドＡ（後述）における吸気音測定結果である。
【００１８】
ここで、吸気マニホールドＡは、上述した本実施形態における吸気マニホールド１において、吸気コレクタ２に対する吸気導入管３の連結位置のみが異なるものであって、図８に示すように、吸気導入管１３が吸気コレクタ１１の一端部に連結され、各分岐管１０ａ，〜１０ｄが吸気コレクタ１１の一側面に連結されている一般的な構造である。そのため、この吸気マニホールドＡにおいては、図９に示すように、各気筒の実質的な吸気通路長さが不等長になっていると共に、気筒からの圧力波のピーク値も、各気筒間で不均一となっている。
【００１９】
さらに、図７からも明らかなように、吸気マニホールドＡでは、エンジン回転数の対して音圧が変動しており、本実施形態における吸気マニホールド１とは異なり、運転者に違和感を与える虞がある。
【００２０】
また、図１０に示す吸気マニホールドＢのように、各分岐管２０を３次元的に独立させると、各分岐管開口部から吸気導入管開口部までの実質的な距離は略等しくなり、図１１（ａ）に示すように、各気筒の実質的な吸気通路長さを略等しくすることが可能となり、図１１（ｂ）に示すように、気筒からの圧力波も各気筒間で均一にすることが可能であるが、構造が複雑になり工法が限られ（型成形ができない）、生産性悪化、コストアップ及び重量の増加等の問題が生じると共に、吸気導入管２３、吸気コレクタ２１及び各分岐管２０により構成される吸気マニホールドＢが大きくなってしまい車両等への搭載性が悪化してしまう。
【００２１】
これに対して、本実施形態においては、各分岐管４ａ，〜，４ｄを吸気コレクタ２の長手方向に一列に配列することが可能であり、吸気マニホールドＢ（図１０を参照）とは異なり、吸気マニホールドＡ（図８を参照）と同じ工法、すなわち型成形による生産が可能になり、生産性が犠牲になることもない。
【００２２】
また、図１２に示す吸気マニホールドＣのように、吸気コレクタ３１の長手方向の中央付近で吸気導入管３３を吸気コレクタ３１に連結し、吸気導入管３３が連結された面に対向する反対側の面に各分岐管３０，…，３０を連結する場合には、図１３（ａ）に示すように、各気筒の実質的な吸気通路長さの差を小さくする（等長に近づける）ことは可能になるが、吸気導入管３３、吸気コレクタ３１及び各分岐管３０より構成される吸気マニホールドＣの幅（図８における上下方向の寸法）が相対的に大きくなってしまい車両等への搭載性が悪化してしまう。また、図１３（ｂ）に示すように、各気筒からの圧力波のピーク値が、２種類の値にまとめられるので吸気音が濁ってしまい、本実施形態に吸気マニホールド１のように吸気音を澄んだ音色にすることはできない。
【００２３】
これに対して、本実施形態においては、吸気マニホールドＣ（図１２を参照）のように吸気マニホールド１の幅を大きくとる必要がないので、車両への搭載性が犠牲になることもない。
【００２４】
また、本発明の吸気構造は、上述した実施形態に限定されるものではなく、吸気コレクタの一端側に位置する吸気導入管開口部が、吸気コレクタの最も他端側で吸気コレクタに連結される分岐管と吸気コレクタとの接続部分を指向し、かつ吸気コレクタの長手方向で、吸気コレクタの一端側に最も近接した一端側分岐管開口部と、この一端側分岐管開口部に隣接する分岐管開口部との間に位置していれば、図１４に示すように、前述の図１〜図３における上下方向の上方から吸気コレクタ２に吸気導入管３を連結するようにしてもよい。すなわち、吸気導入管３は、吸気コレクタ２に対して、図１〜図３における上下方向や、水平方向からも連結可能である。
【００２５】
また、本発明に係る吸気構造は、４気筒直列エンジンにのみ適用されるものではなく、少なくとも１つ以上の気筒群から構成されたもの内燃機関で、各気筒群毎に吸気マニホールドを有しているものに適用可能である。具体的には、４気筒毎に吸気マニホールドを備えた４の倍数気筒エンジン（８気筒、１２気筒、…）や、３筒毎に吸気マニホールドを備えた３の倍数気筒エンジン（３気筒、６気筒、９気筒、…）、５筒毎に吸気マニホールドを備えた５の倍数気筒エンジン（５気筒、１０気筒、…）に対しても適用可能である。
【００２６】
この場合、３の倍数気筒エンジン及び５の倍数気筒エンジンは、４の倍数気筒エンジンに比べて、吸気音低減の効果が少ないものの、上述した吸気マニホールドＡに比べれば吸気音低減の効果を得ることができる。
【００２７】
そして、上述した実施形態においては、吸気コレクタの一端側に位置する吸気導入管開口部が、吸気コレクタの最も他端側で吸気コレクタに連結される分岐管と吸気コレクタとの接続部分を指向し、かつ吸気コレクタの長手方向で、吸気コレクタの一端側に最も近接した一端側分岐管開口部と、この一端側分岐管開口部に隣接する分岐管開口部との間に位置しているが、４気筒以上の直列エンジン（例えば、６気筒や８気筒）においては、吸気導入管開口部が、吸気コレクタの長手方向の他端側の分岐管（例えば、吸気コレクタの他端側に２番目に近接する分岐管）を指向し、かつ吸気コレクタの長手方向の一端側の分岐管とこの分岐管に隣接する分岐管との間（例えば、吸気コレクタの一端側に２番目に近接する分岐管と３番目に近接する分岐管との間）の位置するよう形成してもよい。
【００２８】
上記実施形態から把握し得る本発明の技術的思想について、その効果とともに列記する。
【００２９】
（１）  内燃機関の吸気構造は、吸気導入管が連結された吸気コレクタと、吸気コレクタから各気筒の吸気導入口に吸気を導入する複数の分岐管と、を備えた吸気マニホールドを有し、各分岐管は同一方向から吸気コレクタに連結され、各分岐管と吸気コレクタとの連結部分は吸気コレクタの長手方向に沿って配置されたものであって、吸気コレクタと吸気導入管との接続部分となる吸気導入管開口部は、吸気コレクタの長手方向の一端側の分岐管とこの分岐管に隣接する分岐管との間の位置し、かつ吸気コレクタの長手方向の他端側の分岐管を指向するよう形成されている。これによって、各気筒の実質的な吸気通路長さは等長ではないもの、各気筒からの吸気の圧力波は、各気筒の実質的な吸気通路長さが等長である場合の各気筒からの吸気の圧力波に近づけることができ、各気筒の実質的な吸気通路長さが等長化された場合と同様の効果を得ることが可能となる。
【００３０】
（２）  上記（１）に記載の内燃機関の吸気構造において、内燃機関は複数気筒かならなる少なくとも１つ以上の気筒群から構成されたものであって、各気筒群毎に吸気コレクタ、気筒群内の気筒数に等しい複数の分岐管及び吸気導入管を備えた吸気マニホールドを有している。
【００３１】
（３）  上記（２）に記載の内燃機関の吸気構造は、より具体的には、気筒群が、４つの気筒より構成されている。
【００３２】
（４）  上記（２）に記載の内燃機関の吸気構造は、より具体的には、気筒群が、３つの気筒より構成されている。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明に係る内燃機関の吸気構造の正面図。
【図２】本発明に係る内燃機関の吸気構造の背面図。
【図３】本発明に係る内燃機関の吸気構造の左側面図。
【図４】本発明に係る内燃機関の吸気構造を平面視した模式図。
【図５】本発明に係る内燃機関の吸気構造を模式的に示した説明図。
【図６】本実施形態における吸気マニホールドにおける各気筒毎の吸気通路長さ及び圧力波のピーク値を示す説明図。
【図７】本発明に係る内燃機関の吸気構造における吸気音特性と、従来の吸気構造の吸気音特性を比較した説明図。
【図８】比較例としての吸気マニホールドＡを示す説明図。
【図９】比較例としての吸気マニホールドＡにおける各気筒毎の吸気通路長さ及び圧力波のピーク値を示す説明図。
【図１０】比較例としての吸気マニホールドＢを示す説明図。
【図１１】比較例としての吸気マニホールドＢにおける各気筒毎の吸気通路長さ及び圧力波のピーク値を示す説明図。
【図１２】比較例としての吸気マニホールドＣを示す説明図。
【図１３】比較例としての吸気マニホールドＣにおける各気筒毎の吸気通路長さ及び圧力波のピーク値を示す説明図。
【図１４】本発明に係る内燃機関の吸気構造の他の実施形態を示す説明図。
【符号の説明】
【００３４】
１…吸気マニホールド
２…吸気コレクタ
３…吸気導入管
４…分岐管
【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７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
2005113852.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
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