(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気集合室と該吸気集合室に上流端部にて接続される複数の吸気通路とを有する吸気マニホルドが、分割された構成部材から構成される多気筒内燃機関の吸気装置において、
前記構成部材は、アウタ部材と、該アウタ部材の内側に配置されるインナ部材とを含み、前記吸気集合室および前記各吸気通路は、それぞれ、前記アウタ部材と前記インナ部材とにより形成され、前記インナ部材には、ＥＧＲガスを前記吸気集合室内に流出させる出口部を有するＥＧＲガス通路が形成されるＥＧＲガス通路形成部が一体成形され、
前記インナ部材は、前記上流端部を形成するファンネル部を有し、前記ＥＧＲガス通路形成部は前記上流端部の背後に位置して、前記ＥＧＲガス通路形成部の周壁が前記ファンネル部を構成する
ことを特徴とする多気筒内燃機関の吸気装置。
【請求項２】
前記吸気マニホルドは機関本体に着脱自在に結合され、前記アウタ部材の外側に、前記ＥＧＲガス通路形成部に接続される排気導入管が着脱自在に結合され、該排気導入管は、その結合部にて、前記機関本体に着脱自在に結合されると共にＥＧＲガスの流量を制御するＥＧＲ制御弁に連通し、前記排気導入管の出口管が、前記アウタ部材に形成された開口部から挿入されて、前記ＥＧＲガス通路形成部に嵌合されることにより、前記出口管と前記ＥＧＲガス通路形成部とが接続されることを特徴とする請求項１記載の多気筒内燃機関の吸気装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、多気筒内燃機関において、分割された構成部材から構成される吸気マニホルドを備える吸気装置に関し、詳細には、ＥＧＲガスを導入するための通路が設けられる吸気マニホルドに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、内燃機関において、排気ガス浄化や燃費改善のために、排気系から取り出した排気ガスを吸気系に還流させる排気ガス還流（ＥＧＲ）が行われており、この還流される排気ガス（ＥＧＲガス）を吸気系に導入するための種々の技術が提案されている。例えば、特開平７−１０２９７９号公報には、Ｖ型６気筒内燃機関において、分割された構成部材から構成されると共に、該構成部材にＥＧＲ通路が設けられた吸気マニホルドが開示されている。この吸気マニホルドは、ロアブロックと中間ブロックとアッパーブロックとが順に重ねられて構成され、中間ブロックとアッパーブロックとにより２つのサージタンクが形成され、各サージタンクに接続される３つの分岐管がロアブロックと中間ブロックとにより形成される。そして、ロアブロックと中間ブロックとは分岐管の中心線に沿って分割され、これにより、各ブロックをダイカストで形成することができる。また、ＥＧＲ通路は、中間ブロックおよびアッパーブロックの各接合面に形成されて、中間ブロックに形成されたガス吹出口にて各サージタンクに連通し、ＥＧＲガスは各サージタンクに均等に分配される。
【０００３】
また、特開平１０−１３１８１３号公報に開示された４気筒エンジンの吸気マニホルドは、サージタンクと４本の分岐部とが一体的に形成されており、サージタンクには、スロットルボディが取り付けられた端部とは反対側の端部に、ＥＧＲバルブをサージタンクに取り付けるためのスペーサが取り付けられ、該スペーサにガス分配管が固定される。ガス分配管は、サージタンクの砂抜き孔から挿入されて、サージタンク内で各分岐部の分岐近傍に位置し、各気筒にＥＧＲガスを均等に分配するように、各気筒に対応して４つのガス吹出口が形成される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前者の従来技術では、ＥＧＲ通路が両ブロックの接合面に形成されることから、カーボンなどの付着物が付着するＥＧＲ通路の清掃をするには、吸気マニホルドの分解を要し、清掃が容易でない難点がある。さらに、ガス吹出口は、ＥＧＲ通路が形成された外壁の近傍に開口するため、サージタンク内でのガス吹出口の形成位置は極めて限られたものとなって、各気筒へのＥＧＲガス量を均等化する観点からのガス吹出口の配置の自由度が小さいものとなっていた。
【０００５】
一方、後者の従来技術では、ガス分配管がサージタンク内で各分岐部の分岐近傍に位置し、ガス吹出口が各気筒に対応して設けられることから、各気筒へのＥＧＲガス量の均一化の点では好ましいと考えられるが、部品点数が増える難点があり、さらにガス分配管が各分岐管への吸気の円滑な流れを阻害する虞がある。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、多気筒内燃機関の吸気装置において、部品点数を増加させることなく吸気集合室内でのＥＧＲガスの出口部の配置の自由度を大きくし、しかも分割構造を有する吸気マニホルドの剛性を高くすることを目的とする。本発明は、さらに、ＥＧＲガス通路が吸気集合室内に形成されることによる吸気の流れの阻害を抑制することを目的とする。また、請求項２記載の発明は、さらに、ＥＧＲガス通路が形成される吸気マニホルドのメンテンナン性を向上させることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
請求項１記載の発明は、吸気集合室と該吸気集合室に上流端部にて接続される複数の吸気通路とを有する吸気マニホルドが、分割された構成部材から構成される多気筒内燃機関の吸気装置において、前記構成部材は、アウタ部材と、該アウタ部材の内側に配置されるインナ部材とを含み、前記吸気集合室および前記各吸気通路は、それぞれ、前記アウタ部材と前記インナ部材とにより形成され、前記インナ部材には、ＥＧＲガスを前記吸気集合室内に流出させる出口部を有するＥＧＲガス通路が形成されるＥＧＲガス通路形成部が一体成形され、前記インナ部材は、前記上流端部を形成するファンネル部を有し、前記ＥＧＲガス通路形成部は前記上流端部の背後に位置して、前記ＥＧＲガス通路形成部の周壁が前記ファンネル部を構成することを特徴とする多気筒内燃機関の吸気装置である。
【０００８】
この請求項１記載の発明によれば、次の効果が奏される。すなわち、吸気集合室内にＥＧＲガスを流出させるための通路形成部が、吸気マニホルドの構成部材であって、吸気集合室および吸気通路を形成するインナ部材に一体成形されることにより、部品点数を増加させることなく吸気集合室内にＥＧＲガス通路を形成することができるうえ、インナ部材自体の剛性を高めることができるので、アウタ部材およびインナ部材から構成される分割構造を有する吸気マニホルドの剛性を高めることができる。さらに、インナ部材は、アウタ部材の内側に配置されて、アウタ部材と共同して吸気集合室および吸気通路を形成することにより、インナ部材に形成される通路形成部に形成されるＥＧＲガス通路の出口部を、吸気集合室内において、吸気集合室の外方室壁を形成するアウタ部材から離隔した位置に設けることができるので、出口部の配置の自由度を大きくすることができて、例えば各シリンダに供給されるＥＧＲガス量を均一化する観点から適切な位置に出口部を配置できる。
【００１０】
さらに、請求項１記載の発明によれば、次の効果が奏される。すなわち、吸気通路の上流端部がファンネル部により形成され、ＥＧＲガス通路形成部が上流端部の背後にあって、その周壁が上流端部を形成するファンネル部を構成することにより、ＥＧＲガス通路形成部が吸気通路に流入する吸気の流れを阻害することを極力抑えることができて、吸気抵抗増大による吸気量の減少を抑制して、機関出力を向上させることができる。
【００１１】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の多気筒内燃機関の吸気装置において、前記吸気マニホルドは機関本体に着脱自在に結合され、前記アウタ部材の外側に、前記ＥＧＲガス通路形成部に接続される排気導入管が着脱自在に結合され、該排気導入管は、その結合部にて、前記機関本体に着脱自在に結合されると共にＥＧＲガスの流量を制御するＥＧＲ制御弁に連通し、前記排気導入管の出口管が、前記アウタ部材に形成された開口部から挿入されて、前記ＥＧＲガス通路形成部に嵌合されることにより、前記出口管と前記ＥＧＲガス通路形成部とが接続されるものである。
【００１２】
この請求項２記載の発明によれば、引用された請求項記載の発明の効果に加えて、次の効果が奏される。すなわち、吸気マニホルドは機関本体に着脱自在に結合され、アウタ部材の外側に着脱自在に結合される導入管部材は、その結合部にて、機関本体に着脱自在とされると共にＥＧＲ制御弁に連通することにより、吸気マニホルドは、機関本体から吸気マニホルドおよび導入管部材を取り外すことで、機関本体から容易に取り外すことができ、さらに導入管部材をアウタ部材から取り外すことにより、通路形成部に嵌合している導入管部材を通路形成部から容易に取り外すことができるうえ、ＥＧＲガス通路に付着したカーボンなどの付着物による汚れの程度を調べるための点検や付着物を除くための清掃は、吸気マニホルドを分解することなく、開口部を通じて行うことができるので、インナ部材にＥＧＲガス通路形成部が形成されることで、吸気集合室内にＥＧＲガス通路が形成された吸気マニホルドのメンテナンス性が向上する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図１〜図６を参照して説明する。
図１を参照すると、本発明の吸気装置が適用される多気筒内燃機関Ｅは、図示されないクランク軸の回転軸線が車両の前後方向を指向するように、車体前部に搭載される縦置きＶ型８気筒内燃機関である。内燃機関Ｅは、８つのシリンダ２が、軸方向Ａ（前記クランク軸の回転軸線の方向。図２参照）に、左右に交互に４つずつ並設されて形成される左右１対のシリンダ列CL，CRがＶ字をなすシリンダブロック１と、左右のシリンダ列CL，CRにそれぞれ結合された左右１対のシリンダヘッド３と、両シリンダヘッド３にそれぞれ結合されて、シリンダヘッド３との間に動弁装置を収納する動弁室を形成する左右１対のヘッドカバー４とを備える。そして、左右のシリンダ列CL，CR、シリンダヘッド３およびヘッドカバー４によりＶ字をなす左右１対のバンクBL，BRが形成され、シリンダブロック１およびシリンダヘッド３は機関本体を構成する。
【００１４】
なお、この実施例において、「軸方向」とは、特に断らない限り、内燃機関Ｅのクランク軸の回転軸線の方向を意味し、「上下」および「左右」とは、特に断らない限り、内燃機関Ｅを前記軸方向Ａから見て、アウタ部材M1の分割面を水平面としたときの図である図１における「上下」および「左右」をそれぞれ意味するものとする。それゆえ、内燃機関Ｅが前記車両に搭載された状態で、該車両を基準とした「上下」および「左右」は、実施例における「上下」および「左右」とそれぞれ一致する。また、左右のバンクBL，BRの構造は基本的に同一であるので、以下では、主として、左バンクBLのものについて説明し、右バンクBRで対応する部分には、同一の符号を付した。
【００１５】
各シリンダ２のシリンダ孔2aに往復動自在に嵌合されたピストン５が、コンロッドを介してシリンダブロック１に回転自在に支持された前記クランク軸を回転駆動する。シリンダヘッド３には、シリンダ２毎に、シリンダ孔2aに対向する位置に形成された凹部からなる燃焼室６と、燃焼室６に開口する１対の吸気弁口7aを有する吸気ポート７と、燃焼室６に開口する１対の排気弁口8aを有する排気ポート８とが形成され、さらに前記動弁装置により前記クランク軸に同期して駆動されて、両吸気弁口7aおよび両排気弁口8aをそれぞれ所定のタイミングで開閉する１対の吸気弁９および１対の排気弁10が設けられる。
【００１６】
さらに、各吸気ポート７は、左右のバンクBL，BRの間に形成された空間Ｓ側のシリンダヘッド３の側面に１つの開口部7bを有する。そして、該空間Ｓに配置されてシリンダヘッド３に結合される吸気マニホルドＭは、スロットル弁11により流量制御された吸気が流入すると共に吸気弁９の開閉に起因する吸気の圧力変動を抑制する大きさの容積を有する吸気集合室20と、上流端部21aで吸気集合室20に接続される一方、下流端部21bで吸気ポート７の開口部7bに接続される８つの吸気通路21とを有する。軸方向Ａに並設されるこれら吸気通路21は、左バンクBLの吸気ポート７に接続される４つの左バンク側吸気通路21Lと、右バンクBRの吸気ポート７に接続される４つの右バンク側吸気通路21Rとからなり、左バンク側吸気通路21Lと右バンク側吸気通路21Rとが軸方向Ａに１通路ずつ交互に並んで配置され、さらに８つの吸気通路21が、後述する連通路46を挟んで軸方向Ａに二分される（図２参照）。一方、各バンクBL，BRにおいて、各排気ポート８は空間Ｓ側とは反対側のシリンダヘッド３の側面に１つの開口部を有し、それら開口部に排気マニホルド（図示されず）の８つの排気通路がそれぞれ接続される。
【００１７】
各吸気通路21は、該吸気通路21に設けられた吸気制御弁24が機関回転速度に応じて開閉されることにより切り換えられる長尺吸気通路22と短尺吸気通路23とから構成される。長尺吸気通路22は、機関回転速度が所定値以下の低速回転域で内燃機関Ｅが運転されるときに、吸気ポート７への吸気供給通路となり、該低速回転域での慣性過給効果を効果的に発揮する吸気通路長に設定される。短尺吸気通路23は、機関回転速度が前記所定値を越える高速回転域で内燃機関Ｅが運転されるときに、吸気ポート７への吸気供給通路となり、該高速回転域での慣性過給効果を効果的に発揮する吸気通路長に設定されて、長尺吸気通路22よりも短い吸気通路長を有する。吸気集合室20には、各長尺吸気通路22の上流端部22aと、前記低速回転域で全閉となり、前記高速回転域で全開となる吸気制御弁24が設けられる短尺吸気通路23の上流端部23aとが、共に接続される。
【００１８】
図２，図３を併せて参照すると、吸気マニホルドＭは、合成樹脂を成形材料とした射出成形により、またはアルミニウムやマグネシウムなどの軽金属またはその合金を成形材料としたダイカストにより成形された本体を備え、該本体は、分割された構成部材から構成される多分割構造を有する。具体的には、前記本体は、上下に分割されたアウタ部材M1と、アウタ部材M1の内側に配置されると共に上下に分割されたインナ部材M2とから構成される。それゆえ、吸気マニホルドＭは、吸気集合室20および吸気通路21を形成する前記本体と、該本体に結合される後述する各種部材とにより構成される。
【００１９】
アウタ部材M1は、水平な分割面D1（図１参照）により、下部アウタ部材30と上部アウタ部材40とに上下に２分割される。そして、下部アウタ部材30と上部アウタ部材40とは複数のボルト（図示されず）により着脱自在に結合され、下部アウタ部材30は複数のボルト（図示されず）によりシリンダヘッド３に結合されて、吸気マニホルドＭがシリンダヘッド３に着脱自在に結合される。一方、インナ部材M2は、分割面D1と同一平面上にある分割面D2（図１参照）により、１対の下部インナ部材50と、１対の上部インナ部材60とに上下に２分割される。
【００２０】
下部アウタ部材30は、軸方向Ａでの両端部壁31，32と、下方に凸となるように湾曲する周壁33とを有し、これら壁31〜33の一部を通路壁として吸気通路21の一部である第１通路P1と、これら壁31〜33の一部を下方の外方室壁として吸気集合室20とが形成される。具体的には、周壁33の左右の側部には、それぞれ、内方に膨出して形成されると共に下部インナ部材50が嵌合される５つの取付座35が、軸方向Ａに間隔をおいて、下部アウタ部材30の底部から分割面D1に至る範囲で形成される。各取付座35の前記底部寄りは、長尺吸気通路22の上流端部22aを形成すべくフレア状に湾曲した湾曲部35bとなっている。そして、下部アウタ部材30の前記左右の側部寄りにおいて、軸方向Ａで隣接する取付座35の間、および取付座35と端部壁31または端部壁32との間で、周壁33の一部を外方壁34として形成される溝36により、軸方向Ａから見てＪ字状に湾曲する第１通路P1の外側部分が形成される。
【００２１】
下部アウタ部材30の前記左右の側部には、吸気ポート７に接続されると共に吸気通路21の一部である第３通路P3が形成され、さらに吸気ポート７毎に、１対の吸気弁口7aに向けて燃料を噴射する燃料噴射弁14が取り付けられる。また、端部壁32には、左右方向に長い長孔からなる開口部37aを形成する筒状の取付部37が、軸方向Ａに延びて下部アウタ部材30の外側に形成され、開口部37aに挿入される１対の出口管70bを有する排気導入管70が、３本のボルトF1（図５参照）により、該取付部37に着脱自在に結合される。この排気導入管70は、排気ポート８および前記排気マニホルドを含む排気系から取り出された排気ガスを、ＥＧＲガス（還流排気ガス）として吸気系に還流させて排気ガス還流（ＥＧＲ）を行うために、ＥＧＲ制御弁75（図５参照）により流量制御された後のＥＧＲガスを吸気集合室20内に導くものである。この排気導入管70の詳細は後述する。
【００２２】
図４を併せて参照すると、下部アウタ部材30に収納される同一仕様に設計された両下部インナ部材50は、下部アウタ部材30の内側に、軸方向Ａと直交する方向である左右方向に並んで、しかも下部アウタ部材30（したがって吸気マニホルドＭ）の左右方向での中央に位置する中心面CP1を挟んで、下部アウタ部材30の平面視である分割面D1から見たときの中心点CT（中心面CP1と、軸方向Ａと直交すると共に下部アウタ部材30および上部アウタ部材40の軸方向Ａでの中央に位置する中心面CP2との交線と、分割面D1を含む平面との交点）に対して点対称に配置されて、下部アウタ部材30に結合される。
【００２３】
吸気集合室20と吸気通路21とを仕切る仕切部材である各下部インナ部材50は、板状の吸気通路形成部51と円管状の通路形成部52とが一体成形されたものである（図３参照）。吸気通路形成部51は、第１通路P1の通路壁となる内方壁53および平板状の仕切壁54を形成し、内方壁53を挟んで軸方向Ａで隣接する１対の仕切壁54の間に形成される４つの溝55により、第１通路P1の内側部分が形成される。
【００２４】
そして、下部アウタ部材30と各下部インナ部材50とが相互に嵌合部H1で嵌合することにより、吸気集合室20および第１通路P1が形成される。嵌合部H1は、下部アウタ部材30に形成された第１段部と、該第１段部に嵌合する各仕切壁54の先端部54aとから構成される。前記第１段部は、各取付座35の溝36に臨む周縁部に形成された段部35a（図３参照）と、各端部壁31，32の内側に形成された段部31a，32a（図２，図３参照）とからなる。これにより、各第１通路P1における下部アウタ部材30と下部インナ部材50との、第１通路P1に沿うと共に、軸方向Ａから見て吸気通路21（長尺吸気通路22）の中心線Ｎに沿った分割面V1（図１参照）が、嵌合部H1の合わせ面により構成される。それゆえ、分割面V1では、端部壁31，32および取付座35と、仕切壁34とが面接触するため、吸気の漏れが抑制されて、気密性が確保される。
【００２５】
図２、図４を参照すると、１対の円管状の通路形成部52は、軸方向Ａに延びる軸線を有すると共に、下部アウタ部材30の左右方向での中央寄りに位置して、中心面CP2を挟んで軸方向Ａに二分される。そして、各通路形成部52には、両端が開口する通路56が形成される。円形の通路断面を有する通路56は、端部壁31，32寄りに下部アウタ部材30から吸気集合室20の内方に離隔して位置する端部開口部56aと、吸気集合室20の中央部20aに位置する中央開口部56bとを有し、しかも端部開口部56aから中央開口部56bに向かって先細となる孔から構成される。したがって、中央開口部56bも、下部アウタ部材30から吸気集合室20の内方に離隔した位置にある。さらに、各通路形成部52は、吸気集合室20に開放する２つの第１通路P1の上流端部22aの背後に位置して（図１参照）、上流端部22aおよびその近傍の第１通路P1の部分の内方壁53に連なる壁をも形成し、通路形成部52の円筒壁からなる周壁52cが上流端部22aを形成する上方ファンネル部57aを構成し、軸方向Ａで対向する一対の仕切壁54のフレア状の湾曲部54bおよび取付座35の湾曲部35bが側方ファンネル部57bを構成する（図２参照）。
【００２６】
図１〜図３を参照すると、上部アウタ部材40は、軸方向Ａでの外側端部壁41，42、後述する吸気流入部45から流入した吸気を吸気集合室20の軸方向Ａおよび左右方向での中央部20aに導くための連通路46を挟んで対向する１対の内側端部壁43と、上方に凸となるように湾曲する周壁44とを有し、これら壁41〜44の一部を通路壁として吸気通路21の一部である第２通路P2と、周壁44の一部により吸気流入部45とが形成される。具体的には、図２に示されるように、周壁44の軸方向Ａでの中央部には、中心面CP2を通ると共に該中心面CP2に沿って流入通路45aを形成する吸気流入部45が形成される。そして、吸気流入部45の左右方向の一方である右方に設けられて、図１，図２に示されるように、流入通路45aの入口部45a1を形成する接続部45bには、アルミニウム合金製のスロットルベース12が結合され、さらにスロットルベース12に、スロットル弁11が装着されたスロットルボディ13が結合される。これにより、吸気導入部材としてのスロットルベース12およびスロットルボディ13と、吸気マニホルドＭとを備える吸気装置が構成される。
【００２７】
さらに、図２，図３を参照すると、周壁44には、軸方向Ａに面する側壁47aを有する仕切壁47が形成され、軸方向Ａで隣接する仕切壁47の間、および仕切壁47と外側端部壁41，42または内側端部壁43との間で、周壁44の一部を外方壁48として形成される溝49により、軸方向Ａから見て上方に凸となるように湾曲する第２通路P2の外側部分が形成される。
【００２８】
また、上部アウタ部材40の外側端部壁41には、吸気制御弁24を駆動する負圧式アクチュエータ91が取り付けられるブラケット90が結合される。アクチュエータ91は、ダイヤフラムに連結されるロッド92により、吸気集合室20内に配置されたリンク・レバー機構93を介して、後述する弁ユニット95のボディ97に回動自在に支持された２本の作動軸94を回動させ、各作動軸94に４つずつ固定された吸気制御弁24の全てを、機関回転速度に応じて同時に開閉駆動する。
【００２９】
上部アウタ部材40に収納される同一仕様に設計された両上部インナ部材60は、上部アウタ部材40の内側に、軸方向Ａに並んで（図２参照）、図示されないが、中心面CP2を挟んで、上部アウタ部材40の平面視である分割面D1から見たときの中心点（中心点CTと一致する点であり、中心面CP1と中心面CP2との交線と、分割面D1を含む平面との交点）に対して点対称に配置されて、上部アウタ部材40に結合される。
【００３０】
各上部インナ部材60は板状の吸気通路形成部61と弁ユニット95の収納部62とを有する。吸気通路形成部61は、第２通路P2の通路壁となる内方壁63および平板状の仕切壁64を形成し、内方壁63を挟んで軸方向Ａで隣接する１対の仕切壁64の間に形成される４つの溝65により、第２通路P2の内側部分が形成される。さらに、内方壁63の一部には、円形の開口部を有して後述するエアファンネル96が接続される接続部66（図１も参照）が形成される。また、上部インナ部材60は吸気集合室20の上方の外方室壁をも形成する。
【００３１】
そして、上部アウタ部材40と各上部インナ部材60とが相互に嵌合部H2で嵌合することにより、第２通路P2が形成される。上部アウタ部材40と各上部インナ部材60との嵌合部H2は、上部アウタ部材40に形成された第２段部および溝部Ｔと、該第２段部および溝部Ｔに嵌合する仕切壁64の先端部64aとから構成される。そして、前記第２段部は、上部アウタ部材40の外側端部壁41，42および内側端部壁43の段部41a，42a，43aと仕切壁47の段部47a1（図１参照）とから構成される。ここで、段部41a，42a，43aは、端部壁41，42，43を軸方向Ａで外方に膨出させることで形成される段状の膨出部41b，42b，43bによりそれぞれ形成され、仕切壁47の段部47a1は、側壁47aを軸方向Ａで外方に膨出させることで形成される段状の膨出部47bにより形成される。これにより、各第２通路P2における上部アウタ部材40と上部インナ部材60との、第２通路P2に沿った分割面V2が、嵌合部H2の合わせ面により構成される。それゆえ、分割面V2では、外側端部壁41，42、内側端部壁43および仕切壁47と、仕切壁64とが面接触するため、吸気の漏れが抑制されて、気密性が確保される。
【００３２】
さらに、上部インナ部材60の下部の内部に形成される収納部62には、弁ユニット95が収納される。弁ユニット95は、短尺吸気通路23の吸気集合室20への上流端部23aを形成して、吸気集合室20と第２通路P2とを連通させる８つのエアファンネル96が一体成形されたボディ97と、該各エアファンネル96内に装着された吸気制御弁24とが一体化されて構成される。各エアファンネル96は、該エアファンネル96の接続部66寄りの端部の内周壁面96aのみが二点鎖線で示される図４に示されるように、軸方向Ａで交互に配置される左バンク側の短尺吸気通路23および右バンク側の短尺吸気通路23に対応して、軸方向Ａにおいて、中心面CP1を挟んで左方側および右方側に交互に配置されて、上部インナ部材60の接続部66に接続される。それゆえ、弁ユニット95は、前記本体と共に、吸気マニホルドＭを構成する部材である。
【００３３】
このようにして、長尺吸気通路22が第１〜第３通路P1〜P3から形成され、短尺吸気通路23がエアファンネル96、第２通路P2の一部および第３通路P3から形成され、また吸気集合室20が、主として、下部アウタ部材30と１対の下部インナ部材50とから形成される。したがって、短尺吸気通路23は、エアファンネル96の下流側で長尺吸気通路22に合流する。そして、長尺吸気通路22および短尺吸気通路23は、吸気集合室20の上方を覆っている。さらに、長尺吸気通路22の上流端部22aは吸気集合室20の下部で、左方または右方に向けて開口し、短尺吸気通路23の上流端部23aは、吸気集合室20の上部で、下方に向けて開口する。そして、それら上流端部22a，23aは、図４に示されるように、中央面CP2を含む吸気集合室20の中央部20aにより、軸方向Ａに二分されて配置される。
【００３４】
ところで、図２，図４，図５を参照すると、下部アウタ部材30の取付部37に結合される排気導入管70は、前記機関本体への結合部としてのフランジ71と、該フランジ71が設けられた入口管70aと、１対の直管状の出口管70bとが一体成形された部材であり、その内部には、図２，図４に示されるように、後述するように下部インナ部材50の通路形成部52により形成されるＥＧＲガス通路形成部73のＥＧＲガス通路74にＥＧＲガスを供給するためのガス通路72が形成される。ガス通路72の入口部72aはフランジ71の合わせ面に開口し、ガス通路72の出口部72bは各出口管70bに形成されて、ＥＧＲガス通路形成部73に形成される入口部74aに接続される。
【００３５】
そして、前述のように開口部37aから吸気集合室20内に挿入された両出口管70bは、端部壁32寄りの左右１対の通路形成部52の端部壁32寄りの端部52aの内側に嵌合されて接続され、その後、排気導入管70が取付部37にボルトF1により固定される。これにより、吸気集合室20内において、１対の端部開口部56aと対応する１対の出口部72bとが接続され、排気導入管70から流入したＥＧＲガスが、通路56を流れて中央開口部56bから吸気集合室20の中央部20aに流出する。それゆえ、排気導入管70と接続される通路形成部52はＥＧＲガス通路形成部73を形成し、その通路56、端部開口部56aおよび中央開口部56bは、吸気集合室20内でのＥＧＲガス通路74、入口部74aおよび出口部74bをそれぞれ形成する。そして、ＥＧＲガスは、連通路46から吸気集合室20内に下方に向かって流入する吸気の主流とほぼ直交する方向で吸気集合室20内へ流出すると共に、ＥＧＲガス通路74を流れる際、ＥＧＲガス通路74が入口部74aから出口部74bに向かって先細となることから、その流出速度が大きくされる。
【００３６】
さらに、ＥＧＲガス通路74の全体は、軸方向Ａで開口部37aと対向しており、図６に示されるように、下部アウタ部材30の端部壁32を軸方向Ａで吸気マニホルドＭの外側から見たとき、ＥＧＲガス通路74の全体が開口部37aに臨むように、ＥＧＲガス通路形成部73が下部インナ部材50に形成される。このため、下部アウタ部材30から排気導入管70を取り外すことにより、開口部37aを通じて、ＥＧＲガス通路74に付着するカーボンなどの付着物による汚れの程度を調べるための点検をしたり、付着物の清掃を行うことができる。それゆえ、開口部37aは、ＥＧＲガス通路74の点検用および清掃用の開口部を兼ねるものである。
【００３７】
図５を参照すると、排気導入管70は、そのフランジ71にて、ボス部Ｇにおいてボルト（図示されず）によりシリンダブロック１およびシリンダヘッド３に固定される管ユニット80に着脱自在に結合される。すなわち、冷却水通路83およびガス通路84とが隔壁80aを介して並んで形成された管ユニット80には、結合部としての２つのフランジ81，82が一体成形されており、両フランジ81，82に、排気導入管70のフランジ71およびＥＧＲ制御弁75のフランジ76が、スタッドボルトF2，F3によりそれぞれ結合されることで、排気導入管70およびＥＧＲ制御弁75が管ユニット80を介して前記機関本体に結合される。
【００３８】
そして、管ユニット80の冷却水通路83は、シリンダヘッド３を冷却した後の冷却水を、車両用空調装置のヒータコアに供給する冷却水供給通路の一部を構成するもので、連通孔85を介してシリンダヘッド３に設けられた冷却水ジャケットに連通する。また、ガス通路84は、前記排気系から取り出されたＥＧＲガスをＥＧＲ制御弁75に供給するもので、その入口部84aで、前記排気系に連通するＥＧＲガス取出管のガス通路（図示されず）に接続され、フランジ82に開口する出口部（図示されず）で、ＥＧＲ制御弁75の流入通路に接続される。そして、ガス通路84が冷却水通路83に沿って延びていることで、隔壁80aを通じての熱交換により、ＥＧＲガスが冷却水通路83を流れる冷却水により冷却される。さらに、管ユニット80には、フランジ82に開口する入口部（図示されず）およびフランジ81に開口する出口部86bを有する連通路86が形成され、連通路86を介してＥＧＲ制御弁75により流量制御されたＥＧＲガスが排気導入管70のガス通路72に導かれる。
【００３９】
ＥＧＲ制御弁75は、図示されない制御装置からの駆動信号により、内燃機関Ｅの回転速度や負荷などの機関運転状態に応じてＥＧＲガス量を制御する。そして、流量制御されたＥＧＲガスが流れる流出通路は、フランジ82にて連通路86の前記入口部に接続される。
【００４０】
次に、前述のように構成された実施例の作用および効果について説明する。
内燃機関Ｅが運転されると、スロットル弁11により流量制御された吸気が、吸気流入部45の流入通路45aから連通路46を下降して吸気集合室20に流入する。そして、内燃機関Ｅが前記低速回転域で運転されているときは、吸気制御弁24は全閉状態になり、吸気集合室20に流入した吸気は、長尺吸気通路22を通って各吸気ポート７に至り、さらに燃料噴射弁14から供給された燃料と共に燃焼室６に供給される。このとき、吸気は、この機関運転域で効果的な慣性過給効果が得られる吸気通路長を有する長尺吸気通路22を通って燃焼室６に供給されるため、高い体積効率の下で高トルクが得られる。また、内燃機関Ｅが前記高速回転域で運転されているときは、吸気制御弁24は全開状態になり、吸気集合室20に流入した吸気は、通気抵抗の少ない短尺吸気通路23を通って各吸気ポート７に至り、さらに燃料噴射弁14から供給された燃料と共に燃焼室６に供給される。このときも、吸気は、この機関運転域で効果的な慣性過給効果が得られる吸気通路長を有する短尺吸気通路23を通って燃焼室６に供給されるため、高い体積効率の下で高トルクが得られる。
【００４１】
また、排気系から取り出されたＥＧＲガスは、管ユニット80にて冷却水により冷却されてＥＧＲ制御弁75に流入し、ＥＧＲ制御弁75により機関運転状態に応じて流量制御された後、連通路86を経て排気導入管70のガス通路72に流入し、ガス通路72の１対の出口部72bから、１対の下部インナ部材50にそれぞれ形成された１対のＥＧＲガス通路形成部73のＥＧＲガス通路74に流入する。ＥＧＲガスは、先細とされたＥＧＲガス通路74を通って加速され、吸気集合室20の中央部20aに開放する１対の出口部74bから流出して、連通路46を経て吸気集合室20内に流入する吸気と混合する。そして、吸気集合室20内でＥＧＲガスとの混合が促進された状態の吸気が、上流端部22a，23aから長尺吸気通路22または短尺吸気通路23を通り、吸気ポート７を経て燃焼室６に供給される。
【００４２】
ここで、上下に分割された下部および上部アウタ部材30，40からなるアウタ部材M1の内側に、上下に分割された下部および上部インナ部材50，60からなるインナ部材M2が配置されて構成される吸気マニホルドＭにおいて、吸気集合室20内にＥＧＲガスを流出させるためのＥＧＲガス通路形成部73が、吸気マニホルドＭの構成部材であって、吸気集合室20および吸気通路21の第１通路P1を形成する下部インナ部材50に一体成形されることにより、部品点数を増加させることなく吸気集合室20内にＥＧＲガス通路74を形成することができるうえ、下部インナ部材50自体の剛性を高めることができるので、アウタ部材M1およびインナ部材M2から構成される分割構造を有する吸気マニホルドＭの剛性を高めることができる。さらに、下部インナ部材50は、下部アウタ部材30の内側に配置されて、下部アウタ部材30と共同して吸気集合室20および第１通路P1を形成することにより、下部インナ部材50に形成されるＥＧＲガス通路形成部73に形成されるＥＧＲガス通路74の出口部74bを、吸気集合室20内において、吸気集合室20の前記外方室壁を形成する下部アウタ部材30から離隔した位置に設けることができるので、出口部74bの配置の自由度を大きくすることができて、例えば各燃焼室６に供給されるＥＧＲガス量を均等化する観点から適切な位置に出口部74bを配置できる。
【００４３】
さらに、ＥＧＲガス通路74の出口部74bは、吸気通路21の、吸気集合室20に接続される上流端部21aである長尺吸気通路22および短尺吸気通路23の上流端部22a，23aを、吸気集合室20内において軸方向Ａに二分する吸気集合室20の中央部20aにＥＧＲガスを流出させるので、吸気通路21を通って各燃焼室６に供給されるＥＧＲガス量をほぼ均等にすることができる。しかも、ＥＧＲガスは、連通路46から吸気集合室20内に下方に向かって流入する吸気の主流とほぼ直交する方向で吸気集合室20内へ流出すること、および入口部74aから出口部74bに向かって先細となるＥＧＲガス通路74により流出速度が大きくされることから、吸気の主流が各吸気通路21の上流端部21aに達する前に、吸気集合室20の中央部20aでＥＧＲガスと吸気との混合が促進されるので、この点でも各燃焼室６への均等なＥＧＲガス量の供給に寄与できる。
【００４４】
ＥＧＲガス通路形成部73は、中心面CP2を挟んで左右方向に並んで位置する１対の下部インナ部材50に形成されることにより、一方のＥＧＲガス通路74が付着物により閉塞されたとしても、他方のＥＧＲガス通路74からＥＧＲガスを供給できるので、ＥＧＲによる排気ガス浄化や燃費改善の効果を維持できる。また、ＥＧＲガス通路形成部73が形成される１対の下部インナ部材50が同一仕様に設計されることにより、下部インナ部材50の共通化ができるので、製造装置の簡素化や量産効果により、吸気集合室20内にＥＧＲガス通路形成部73を備えた吸気マニホルドＭのコスト削減が可能となると共に、部材の交換や費用などの点でメンテナンスにおいても有利である。
【００４５】
長尺吸気通路22の上流端部22aが、吸気集合室20内の吸気を圧力損失が少ない状態で長尺吸気通路22に流入させるためのファンネル部57a，57bにより形成され、ＥＧＲガス通路形成部73が上流端部22aの背後にあって、その周壁52cがファンネル部57aを構成することにより、ＥＧＲガス通路形成部73が長尺吸気通路22に流入する吸気の流れを阻害することを極力抑えることができて、吸気抵抗増大による吸気量の減少を抑制して、機関出力を向上させることができる。
【００４６】
吸気マニホルドＭはシリンダヘッド３に着脱自在に結合され、下部アウタ部材30の外側に着脱自在に結合される排気導入管70は、フランジ71にて、管ユニット80を介してシリンダヘッド３に着脱自在とされると共にＥＧＲ制御弁75に連通することにより、吸気マニホルドＭは、シリンダヘッド３から吸気マニホルドＭおよび排気導入管70を取り外すことで、シリンダヘッド３から容易に取り外すことができ、さらに排気導入管70を下部アウタ部材30の取付部37から取り外すことにより、ＥＧＲガス通路形成部73に嵌合している排気導入管70をＥＧＲガス通路形成部73から容易に取り外すことができるうえ、ＥＧＲガス通路74に付着したカーボンなどの付着物による汚れの程度などを調べるための点検や付着物を除くための清掃は、吸気マニホルドＭを分解することなく、開口部37aを通じて行うことができるので、下部インナ部材50にＥＧＲガス通路形成部73が形成されることで、吸気集合室20内にＥＧＲガス通路74が形成された吸気マニホルドＭのメンテナンス性が向上する。
【００４７】
しかも、下部アウタ部材30の端部壁32を軸方向Ａで吸気マニホルドＭの外側から見たとき、ＥＧＲガス通路74の全体が開口部37aに臨むように、ＥＧＲガス通路形成部73が下部インナ部材50に形成されることにより、開口部37aを通じての前記点検や清掃が一層容易になる。
【００４８】
以下、前述した実施例の一部の構成を変更した実施例について、変更した構成に関して説明する。
排気導入管70およびＥＧＲ制御弁75は、前記実施例では、管ユニット80を介してシリンダブロック１およびシリンダヘッド３に間接的に結合されたが、管ユニット80などの中間部材を介することなく、シリンダヘッド３またはシリンダブロック１に直接的に結合されてもよい。そして、この明細書において、「結合する」とは、間接的な結合および直接的な結合を意味する。
【００４９】
前記実施例では、吸気集合室20を形成する下部インナ部材は、１対の下部インナ部材50であったが、単一の下部インナ部材であってもよい。また、出口管70bおよびＥＧＲガス通路形成部73は、それぞれ１つであってもよい。さらに、吸気集合室20と共に下部アウタ部材30および下部インナ部材50により形成される吸気通路21の第１通路P1は、吸気通路21の中心線に沿う分割面を有するものであったが、例えば、第１通路P1は、該第１通路P1が部分的に管状のアウタ部材M1およびインナ部材M2により形成される場合のように、中心線と交差する分割面を有するものであってもよい。
【００５０】
前記実施例では、ＥＧＲガス通路74全体が開口部37aに臨むようにされたが、前記実施例に比べて点検や清掃の容易性は低下するものの、ＥＧＲガス通路74の入口部74aが、開口部37aと対向して、軸方向Ａから見て開口部37aに臨むようにされていてもよい。また、内燃機関Ｅは、８気筒以外のＶ型内燃機関であってもよく、またＶ型以外に配列された多気筒内燃機関であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例である多気筒内燃機関の吸気装置の断面図であり、図４のＩ−Ｉ線に対応する断面での断面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【図３】図１の吸気装置の吸気マニホルドの概略分解斜視図である。
【図４】図１の吸気マニホルドの下部アウタ部材に下部インナ部材を組み付けたときの、上方から見た平面図である。
【図５】図１の吸気マニホルドを軸方向から見たときの、排気導入管とＥＧＲ制御弁との位置関係を示す要部側面図である。
【図６】図１と吸気マニホルドを軸方向から見たときの、排気導入管の取付部の開口部とＥＧＲガス通路形成部との位置関係を示す要部側面図である。
【符号の説明】
１…シリンダブロック、２…シリンダ、３…シリンダヘッド、４…ヘッドカバー、５…ピストン、６…燃焼室、７…吸気ポート、８…排気ポート、９…吸気弁、10…排気弁、11…スロットル弁、12…スロットルベース、13…スロットルボディ、14…燃料噴射弁、
20…吸気集合室、20a…中央部、21…吸気通路、21a…上流端部、22…長尺吸気通路、23…短尺吸気通路、24…吸気制御弁、
30…下部アウタ部材、31，32…端部壁、33…周壁、34…外方壁、35…取付座、36…溝、37…取付部、37a…開口部、
40…上部アウタ部材、41〜43…端部壁、44…周壁、45…吸気流入部、46…連通路、47…仕切壁、48…外方壁、
50…下部インナ部材、51…吸気通路形成部、52…通路形成部、53…内方壁、54…仕切壁、55…溝、56…通路、57a，57b…ファンネル部、
60…上部インナ部材、61…吸気通路形成部、62…収納部、63…内方壁、64…仕切壁、65…溝、66…接続部、
70…排気導入管、70b…出口管、71…フランジ、72…ガス通路、73…ＥＧＲガス通路形成部、74…ＥＧＲガス通路、74b…出口部、75…ＥＧＲ制御弁、
80…管ユニット、81，82…フランジ、83…冷却水通路、84…ガス通路、85…連通孔、86…連通路、
90…ブラケット、91…アクチュエータ、92…ロッド、93…リンク・レバー機構、94…作動軸、95…弁ユニット、96…エアファンネル、97…ボディ、
Ｅ…内燃機関、CL，CR…シリンダ列、BL，BR…バンク、Ａ…軸方向、Ｓ…空間、Ｍ…吸気マニホルド、M1…アウタ部材、M2…インナ部材、D1，D2…分割面、P1〜P3…通路、F1〜F3…ボルト、CP1，CP2…中心面、CT…中心点、H1，H2…嵌合部、Ｔ…溝部、Ｇ…ボス部。
【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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