(57)【要約】【課題】  吸気通路の内周面の近傍で燃焼空気を流れ易くすることにより、エンジンの吸気充填効率を向上させる。【解決手段】  本発明に係るエンジンの吸気装置は、エンジンの各々の気筒に燃焼空気を供給するためのエンジンの吸気装置であって、エンジンの各々の気筒と連通する通路であり、燃焼空気が流される吸気通路２４と、吸気通路２４の内周面に形成されており、その内周面の近くを流れる燃焼空気の境界層Ｅの流れを乱流にするための多数の窪み２４ｄとを有することを特徴とする。【選択図】      図１
2007278080.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの各々の気筒に燃焼空気を供給するためのエンジンの吸気装置であって、
前記エンジンの各々の気筒と連通する通路であり、前記燃焼空気が流される吸気通路と、
前記吸気通路の内周面に形成されており、その内周面の近くを流れる前記燃焼空気の境界層の流れを乱流にするための多数の窪みと、
を有することを特徴とするエンジンの吸気装置。
【請求項２】
請求項１に記載されたエンジンの吸気装置であって、
燃焼空気の流速が最も速くなる部分の吸気通路の内周面に多数の窪みが形成されていることを特徴とするエンジンの吸気装置。
【請求項３】
請求項２に記載されたエンジンの吸気装置であって、
吸気通路の一部であるインテークマニホールドの出口部内周面に多数の窪みが形成されていることを特徴とするエンジンの吸気装置。
【請求項４】
請求項１に記載されたエンジンの吸気装置であって、
吸気通路の一部であるスロットルバルブ装置のダクト部内周面に多数の窪みが形成されていることを特徴とするエンジンの吸気装置。
【請求項５】
請求項４に記載されたエンジンの吸気装置であって、
スロットルバルブ装置のボア部のバルブシール面には前記窪みが形成されていないことを特徴とするエンジンの吸気装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれかに記載されたエンジンの吸気装置であって、
多数の窪みは、吸気通路の内周面を型で成形する際に、その内周面と共に成形される構成であることを特徴とするエンジンの吸気装置。
【請求項７】
請求項１から請求項５のいずれかに記載されたエンジンの吸気装置であって、
多数の窪みは、吸気通路の内周面に前記多数の窪みを備える表皮を接合することにより形成されていることを特徴とする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、エンジンの各々の気筒に燃焼空気を供給するためのエンジンの吸気装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンの吸気装置における吸気通路の内周面は、一般的に、面粗度が向上するように平滑に形成されている。しかし、吸気通路の内周面が平滑であると、吸気通路の内周面の近くを流れる燃焼空気の薄い層である境界層Ｅ（図９（Ａ）参照）が層流となり、吸気通路の内周面からの燃焼空気の剥離が生じて空気抵抗が大きくなる。これにより、図９（Ａ）に示すように、吸気通路の内周面の近傍を流れる燃焼空気の流速が、中央部分を流れる燃焼空気の流速よりも大幅に低下する。即ち、吸気通路の内周面の近傍では、燃焼空気が流れ難くなる。
図９（Ｂ）は、吸気通路１００の内周面１０２に螺旋状の溝１０３を形成し、螺旋状の溝１０３に沿って燃焼空気を旋回させながら流せるようにしたものである。これによって、螺旋状の溝１０３がない場合と比較して、吸気通路１００内を燃焼空気が流れ易くなり、エンジンの吸気充填効率が向上する（特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開平８−２８２８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、吸気通路１００の内周面１０２に螺旋状の溝１０３を形成した場合でも、吸気通路１００の内周面１０２の近くを流れる燃焼空気の境界層Ｅは層流となるため、空気抵抗を低下させることは難しい。したがって、螺旋状の溝１０３を形成しても吸気通路１００の内周面１０２の近傍では燃焼空気が流れ難くなり、希望する程度にまでエンジンの吸気充填効率を向上させるのは難しい。
【０００５】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、本発明の技術的課題は、吸気通路の内周面の近傍で燃焼空気を流れ易くすることにより、エンジンの吸気充填効率を向上させることである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記した課題は、各請求項の発明によって解決される。
請求項１の発明は、エンジンの各々の気筒に燃焼空気を供給するためのエンジンの吸気装置であって、前記エンジンの各々の気筒と連通する通路であり、前記燃焼空気が流される吸気通路と、前記吸気通路の内周面に形成されており、その内周面の近くを流れる前記燃焼空気の境界層の流れを乱流にするための多数の窪みとを有することを特徴とする。
【０００７】
本発明によると、吸気通路の内周面に形成された多数の窪みにより、その内周面の近くを流れる燃焼空気の境界層の流れが乱流となる。このため、吸気通路の内周面から燃焼空気が剥離し難くなって空気抵抗が軽減され、吸気通路の内周面の近傍で燃焼空気が流れ易くなる。即ち、吸気通路の内周面の近傍を流れる燃焼空気の流速が比較的速くなり、吸気通路の中央部分と内周面の近傍との燃焼空気の流速差が従来よりも小さくなる（図１（Ｂ）参照）。したがって、吸気通路の内周面の近傍で燃焼空気が流れ易くなる分だけ、エンジンの吸気充填効率が向上する。
【０００８】
請求項２の発明によると、燃焼空気の流速が最も速くなる部分の吸気通路の内周面に多数の窪みが形成されていることを特徴とする。
請求項３の発明によると、吸気通路の一部であるインテークマニホールドの出口部内周面に多数の窪みが形成されていることを特徴とする。
このように、燃焼空気の流速が速く、最も圧損が大きくなる部位で、燃焼空気が比較的流れ易くなるため、効率的に吸気充填効率を向上させることができる。
請求項４の発明によると、吸気通路の一部であるスロットルバルブ装置のダクト部内周面に多数の窪みが形成されていることを特徴とする。
請求項５の発明によると、スロットルバルブ装置のボア部のバルブシール面には前記窪みが形成されていないこと特徴とする。
【０００９】
請求項６の発明によると、多数の窪みは、吸気通路の内周面を型で成形する際に、その内周面と共に成形されるように構成されていることを特徴とする。
このように、吸気通路の内周面と多数の窪みとが型により同時に成形されるため、多数の窪みを容易に低コストで形成できるようになる。
請求項７の発明によると、多数の窪みは、吸気通路の内周面に前記多数の窪みを備える表皮を接合することにより形成されていることを特徴とする。
このため、吸気通路の成形後であっても、その吸気通路の内周面に多数の窪みを形成できるようになる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によると、吸気通路の内周面の近傍で燃焼空気が流れ易くなる分だけ、エンジンの吸気充填効率が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
［実施形態１］
以下、図１〜図８に基づいて本発明の実施形態１に係るエンジンの吸気装置の説明を行う。ここで、図１は本実施形態に係るエンジンの吸気装置における吸気通路の模式縦断面図である。図２、図３はエンジンの吸気装置におけるインテークマニホールドを前方から見た斜視図、及び後方から見た斜視図、図４、図５はインテークマニホールドの横断面図である。また、図６はエンジンの吸気装置の全体模式図、図７は吸気通路の製作方法の変更例を表す斜視図、図８はエンジンの吸気装置におけるスロットルバルブの縦断面図である。
【００１２】
＜エンジンの吸気装置１０の概要について＞
先ず、図６に基づいて、エンジンの吸気装置１０の概要について説明する。
エンジンの吸気装置１０は、エンジン１の各々の気筒（図示省略）に燃焼空気（以下、空気という）を供給するための装置であり、図６に示すように、吸気通路である吸気管１２を備えている。吸気管１２には、上流側から順番にエアクリーナ１４、流量計１５、スロットルバルブ装置１７が取付けられており、そのスロットルバルブ装置１７の弁体１７ｖが自動車の運転室内に設置されたアクセルペタル（図示省略）の動作と連動するように構成されている。さらに、吸気管１２はスロットルバルブ装置１７の下流側にインテークマニホールド２０を備えており、そのインテークマニホールド２０により分配された空気がエンジンの各々の気筒に供給される。
【００１３】
＜インテークマニホールド２０について＞
インテークマニホールド２０は、エンジンの低回転領域と高回転領域とで後記する分岐通路２４の通気部分の長さを変えられるように構成されており、図２に示すように、スロットルバルブ装置１７が取付けられる入り側フランジ２１ｆを備えている。ここで、インテークマニホールド２０の幅方向をＸ方向、長手方向をＹ方向、高さ方向をＺ方向として図示する。
入り側フランジ２１ｆは、入口短管２１の先端に設けられており、その入口短管２１がインテークマニホールド２０の内部中央に形成されたサージタンク室２３（図４、図５参照）と連通している。このため、スロットルバルブ装置１７を通過した空気が入口短管２１を通ってサージタンク室２３内に流入するようになる。
【００１４】
サージタンク室２３は、インテークマニホールド２０の長手方向（図においてＹ方向）に延びるように形成されている。そして、サージタンク室２３の周囲に、そのサージタンク室２３内の空気をエンジン１の各々の気筒に導く複数本（図では４本）の分岐通路２４が、図２、図３等に示すように、横並び状態（Ｙ方向に並んだ状態）で略渦巻き状に形成されている。
分岐通路２４の上流端には、図４、図５に示すように、サージタンク室２３内で開口する拡開入口部２４ｅが形成されており、その分岐通路２４の下流端にはエンジン１側に接続される出口部２４ｐが形成されている。そして、前記分岐通路２４の途中位置２４ｃに、図４に示すように、その分岐通路２４とサージタンク室２３とを連通させる連絡通路２８が接続されている。
また、各々の分岐通路２４の内周面には、略球面状の窪みである多数のディンプル２４ｄがほぼ等しい面密度で形成されている。
【００１５】
連絡通路２８は、分岐通路２４と同様にＹ方向に並んだ状態で形成されており、各々の連絡通路２８に吸気切替えバルブ３０の弁体３１が装着されている。吸気切替えバルブ３０は、エンジンの低回転領域で連絡通路２８を閉鎖し、高回転領域で連絡通路２８を開放する多連バルブである。
吸気切替えバルブ３０がエンジンの低回転領域で連絡通路２８を閉鎖すると（図４等参照）、スロットルバルブ装置１７から入口短管２１を介してサージタンク室２３内に流入した空気は、各々の分岐通路２４の拡開入口部２４ｅからその分岐通路２４内を通って出口部２４ｐからエンジン１の各々の気筒に供給される。即ち、分岐通路２４の通気部分の長さ寸法が大きくなり、エンジン１の低回転領域で吸気慣性効果が良好に得られるようになる。ここで、吸気慣性効果とは、吸気開始時に管内に発生した負圧が圧力波となって開口端（サージタンク側）まで伝播し、反転して正圧波となってエンジン１の吸気弁端に戻る際に、その正圧波により空気を気筒内に押し込む働きをいう。
また、吸気切替えバルブ３０がエンジンの高回転領域で連絡通路２８を開放すると、サージタンク室２３内に流入した空気は、各々の連絡通路２８から各々の分岐通路２４の途中位置２４ｃに流入し、その途中位置２４ｃから分岐通路２４内を通って出口部２４ｐからエンジン１の各々の気筒に供給される。即ち、分岐通路２４の通気部分の長さ寸法が小さくなり、エンジン１の高回転領域で吸気慣性効果が良好に得られるようになる。
即ち、インテークマニホールド２０の分岐通路２４、及び連絡通路２８が本発明の吸気通路に相当する。
【００１６】
＜インテークマニホールド２０の製造について＞
次に、インテークマニホールド２０の製造について簡単に説明する。
インテークマニホールド２０は、図５に示すように、複数（図では４セット）の樹脂製のインテークマニホールド分割片２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄが相互に溶着されることにより成形される。
ここで、第１のインテークマニホールド分割片２０ａは、樹脂の射出成形品であり、サージタンク室２３の略左半分と、連絡通路２８の吸気切替えバルブ３０装着部分と、分岐通路２４の一部（短管部２４ｓ）とから構成されている。
第２のインテークマニホールド分割片２０ｂと、第３のインテークマニホールド分割片２０ｃとは、同じく樹脂の射出成形品であり、前記短管部２４ｓより下流側の分岐通路２４を構成する分割片である。そして、第２のインテークマニホールド分割片２０ｂが分岐通路２４の内周側、第３のインテークマニホールド分割片２０ｃが分岐通路２４の外周側を構成している。
第４のインテークマニホールド分割片２０ｄは、同じく樹脂の射出成形品であり、前記短管部２４ｓより上流側の分岐通路２４と、サージタンク室２３の略右半分とから構成されている。
このように、インテークマニホールド分割片２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄは、樹脂の射出成形品であるため、分岐通路２４の内周面に多数のディンプル２４ｄを容易に高精度で形成できるようになる。
【００１７】
＜本実施形態に係るエンジンの吸気装置１０の長所について＞
本実施形態に係るエンジンの吸気装置１０によると、空気の流速が速くなるインテークマニホールド２０の分岐通路２４の内周面に多数のディンプル２４ｄが形成されている（図１（Ａ）、図４、図５参照）。これにより、図１（Ｂ）に示すように、分岐通路２４の内周面の近くを流れる空気の境界層Ｅの流れが乱流となる。このため、分岐通路２４の内周面から空気が剥離し難く、空気抵抗が軽減されて、分岐通路２４の内周面の近傍で空気が流れ易くなる。即ち、分岐通路２４の内周面の近傍を流れる空気の流速が比較的速くなり、分岐通路２４の中央部分と内周面の近傍との空気の流速差が従来よりも小さくなる。したがって、分岐通路２４の内周面の近傍で燃焼空気が流れ易くなる分だけ、エンジンの吸気充填効率が向上する。
また、インテークマニホールド２０は樹脂の射出成形品であり、分岐通路２４の内周面に形成されている多数のディンプル２４ｄはインテークマニホールド２０の成形時に形成される。このため、多数のディンプル２４ｄを容易に精度良く形成できるようになる。
【００１８】
＜変更例＞
ここで、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更が可能である。例えば、本実施形態では、インテークマニホールド２０が樹脂の射出成形品である場合について例示したが、例えば、分割式の金属製インテークマニホールドから構成することも可能である。この場合、図７（Ａ）（Ｃ）に示すように、板素材をプレス加工してインテークマニホールド分割片２０ｓを成形する際に、同時に多数のディンプル２４ｄを形成するのが好ましい。また、インテークマニホールド分割片２０ｓを成形した後であっても、例えば、図７（Ｂ）に示すように、ディンプル２４ｄが形成された表皮Ｓｕをインテークマニホールド分割片２０ｓに貼着することも可能である。
さらに、本実施形態では、インテークマニホールド２０の分岐通路２４における内周面の全体にほぼ均等な面密度でディンプル２４ｄを形成する例を示したが、空気の流速が最も速くなる分岐通路２４の出口部２４ｐの内周面にのみディンプル２４ｄを形成することも可能である。このように、燃焼空気の流速が速く、最も圧損が大きくなる部位で空気が流れ易くなるため、効率的に吸気充填効率を向上させることができる。
また、インテークマニホールド２０の分岐通路２４等以外にも、例えば、図８に示すように、スロットルバルブ装置１７のダクト部１７ｂ，１７ｃの内周面にディンプル１７ｆ，１７ｇを形成することも可能である。この場合、図示するように、ダクト部１７ｂ，１７ｃの内周面を軸方向両端側に向かって拡開するテーパ面とすることで、抜き型によりダクト部１７ｂ，１７ｃの内周面とディンプル１７ｆ、１７ｇとを同時に成形することが可能になる。また、スロットルバルブ装置１７のボア部１７ｄにおけるバルブシール面１７ｅは弁体１７ｖとのシール面であり、ディンプルを形成すると漏れが発生する。このため、バルブシール面１７ｅにはディンプルを形成しない。なお、ボア部１７ｄにおけるバルブシール面１７ｅ以外の部位にはディンプルを形成しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本実施形態に係るエンジンの吸気装置における吸気通路の模式縦断面図（Ａ図）、及び吸気通路内の空気の流速分布を表す模式図（Ｂ図）である。
【図２】エンジンの吸気装置におけるインテークマニホールドを前方から見た斜視図である。
【図３】エンジンの吸気装置におけるインテークマニホールドを後方から見た斜視図である。
【図４】インテークマニホールドの横断面図である。
【図５】インテークマニホールドの横断面図である。
【図６】エンジンの吸気装置の全体模式図である。
【図７】吸気通路の製作方法の変更例を表す斜視図（Ａ図、Ｂ図、Ｃ図）である。
【図８】エンジンの吸気装置におけるスロットルバルブの縦断面図である。
【図９】従来のエンジンの吸気装置における吸気通路の模式縦断面図（Ａ図、Ｂ図）である。
【符号の説明】
【００２０】
１        エンジン
１７      スロットルバルブ装置
１７ｂ    ダクト部（吸気通路）
１７ｃ    ダクト部（吸気通路）
１７ｆ    ディンプル（窪み）
１７ｇ    ディンプル（窪み）
１７ｄ    ボア部（吸気通路）
１７ｅ    バルブシール面
２０      インテークマニホールド
２４      分岐通路（吸気通路）
２４ｐ    出口部
２４ｄ    ディンプル（窪み）
２８      連絡通路（吸気通路）
Ｓｕ      表皮
【図１】
2007278080.tif 000003
【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】
2007278080.tif 000009
【図８】
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【図９】
2007278080.tif 000011