(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
サージタンクに接続され、単一の部材で形成されている気筒分配部と、
前記気筒分配部に、相互に近接して内燃機関の気筒数と同数個または気筒数の１／ｎ個（ｎは整数）形成されている開口部と、
前記開口部に対応して前記気筒分配部に、前記内燃機関の気筒数と同数本または気筒数の１／ｎ本接続されている吸気管と、を備え、
前記内燃機関は３気筒であって、３つの部材から構成されており、
前記気筒分配部および前記吸気管を構成する部材は、前記気筒分配部、第１吸気管のロア側および第２吸気管のロア側が形成されている第１部材と、前記第１吸気管のアッパ側、前記第２吸気管のアッパ側および第３吸気管のロア側が形成されている第２部材と、前記第３吸気管のアッパ側が形成されている第３部材とからなることを特徴とする樹脂製インテークマニホールド。
【請求項２】
前記内燃機関の気筒数と同数本または気筒数の１／ｎ本の吸気管は、長さが相互に同一であることを特徴とする請求項１記載の樹脂製インテークマニホールド。
【請求項３】
前記気筒分配部および前記吸気管を構成する部材は、溶着により接合されていることを特徴とする請求項１又は２記載の樹脂製インテークマニホールド。
【請求項４】
前記気筒分配部および前記吸気管を構成する部材は、ダイスライドインジェクション法で形成されていることを特徴とする請求項３記載の樹脂製インテークマニホールド。
【請求項５】
前記気筒分配部および前記吸気管を構成する部材は、ダイロータリーインジェクション法で形成されていることを特徴とする請求項３記載の樹脂製インテークマニホールド。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関（以下、内燃機関を「エンジン」という。）のインテークマニホールドに関し、特に樹脂製インテークマニホールドに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、インテークマニホールドの軽量化、および断熱性の向上のために金属製インテークマニホールドに代えて樹脂製インテークマニホールドの採用が増大している。また、樹脂製インテークマニホールドを採用することにより、軽量化および断熱性能の向上を図ることができるとともに、設計自由度が向上する。しかし、樹脂製インテークマニホールドは複数の樹脂部材を溶着等により接合しているため、金属製インテークマニホールドと比較してバックファイア等による高圧の発生時における耐圧性能が低いという問題がある。
【０００３】
そこで、耐圧性能を向上させるための技術が特開平１０−２９９５９１号公報に開示されている。特開平１０−２９９５９１号公報に開示されている樹脂製インテークマニホールドによると、吸気管部、接続管部およびサージタンク部を分割した部品で構成し、その分割面においてそれぞれの部品を溶着している。これにより、溶着面積が増大され、溶着部の溶着強度を向上することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開平１０−２９９５９１号公報に開示されている樹脂製インテークマニホールドは、分割面における溶着面積を確保するために分割位置が制限され、樹脂製インテークマニホールドでありながら吸気管および接続管の形状に自由度が低いという問題がある。上記のように分割位置あるいは吸気管および接続管の形状の自由度が低いと、接続管とサージタンクとの接続部分において各接続管同士を接近させること、ならびにサージタンクからエンジンの各気筒への吸気管の長さをそれぞれ同一にすることが困難である。例えば、各気筒へ接続される接続管をそれぞれサージタンクに接続する場合、各接続管ごとにサージタンクとの接続部位、すなわち溶着部位が必要となる。そのため、サージタンクと接続管との接続部位において、接続管をそれぞれ近接して配置することが困難である。
【０００５】
気筒分配部において各接続管同士を接近させることができないと、吸入空気の気筒分配効率が低下するという問題が生じる。また、吸気管の長さが各気筒ごとに異なると、エンジンの吸気効率が低下するという問題がある。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、耐圧性能を低下させることなく、気筒分配効率を向上することができる樹脂製インテークマニホールドを提供することにある。
本発明の他の目的は、吸気効率を向上することができる樹脂製インテークマニホールドを提供することにある。
本発明の他の目的は、製造工数および製造コストを低減することができる樹脂製インテークマニホールドを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１記載の樹脂製インテークマニホールドによると、気筒分配部を単一の部材で形成し、その気筒分配部にエンジンの各気筒へ吸気を分配する吸気管が接続される開口部を形成している。この開口部はエンジンの気筒数と同数個または気筒数の１／ｎ個（ｎは整数。但し気筒数をｎで除した商が整数となるようにｎを設定する。）形成されており、気筒分配部を単一の部材で形成することにより、各開口部は相互に近接して形成することができる。そのため、吸気管の気筒分配部側を近接して配置することができる。また、気筒分配部を単一の部材で形成し、吸気管の気筒分配部側を近接させることにより、樹脂製インテークマニホールドの形状の自由度が向上する。そのため、例えば気筒分配部および吸気管を構成する部材を溶着する場合、十分な溶着面積を確保することができる。したがって、吸気は開口部が近接して形成されている気筒分配部から各気筒へ均等に分配され、耐圧性能が低下することなく吸気の気筒分配効率を向上させることができる。
また、本発明の請求項１記載の樹脂製インテークマニホールドによると、エンジンの気筒数が３気筒である場合、樹脂製インテークマニホールドを構成する部材の数は３つである。例えば、気筒分配部および吸気管を構成する部材の数を増すと、気筒分配部の開口部の位置を接近させることは可能である。しかし、部材の数が増すごとに製造コストが増大する。したがって、エンジンが３気筒の場合に気筒分配部および吸気管を構成する部材の数を３つとすることにより、気筒分配効率の高い樹脂製インテークマニホールドを低コストで製造することができる。
さらにまた、本発明の請求項１記載の樹脂製インテークマニホールドによると、気筒分配部および吸気管を構成する部材は第１部材、第２部材および第３部材の３つの部材から構成されている。エンジンが３気筒の場合、吸気管は第１吸気管、第２吸気管および第３吸気管の３本であり、第１部材は気筒分配部と第１吸気管および第２吸気管のロア側とが一体に形成されている。ここで、ロア側とは吸気管を軸線方向に沿って切断した一方の側の略半管形状の部位である。また、アッパ側とは上述のように吸気管を軸線方向に沿って切断した際の反ロア側の部位である。なお、ロア側およびアッパ側は便宜上の呼称であり、上側および下側という意味に限定するものではない。第２部材は第１吸気管および第２吸気管のアッパ側ならびに第３吸気管のロア側が形成されている。第３部材は第３吸気管のアッパ側が形成されている。第１部材、第２部材および第３部材を上記のように分割することにより、気筒分配部および吸気管を構成する部材の数を３つとすることができる。
【０００８】
本発明の請求項２記載の樹脂製インテークマニホールドによると、開口部に接続される吸気管はサージタンクから気筒までの全長が全て等しくなっている。したがって、吸気効率を向上させることができる。
【００１０】
本発明の請求項３記載の樹脂製インテークマニホールドによると、気筒分配部および吸気管を構成する部材はそれぞれ溶着により接合されている。したがって、気筒分配部および吸気管を容易かつ短時間で接合することができる。
本発明の請求項４または５記載の樹脂製インテークマニホールドによると、気筒分配部および吸気管を構成する部材の溶着はダイスライドインジェクション法またはダイスライドインジェクション法により実施される。そのため、成形型内に射出された樹脂製の部材から直接かつ連続的に樹脂製インテークマニホールドを形成することができる。したがって、樹脂製インテークマニホールドを成形するための工数および製造コストを低減することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を示す一実施例を図面に基づいて説明する。
図１、図２および図３は、本発明の一実施例による樹脂製インテークマニホールドを示している。本実施例による樹脂製インテークマニホールドは、３気筒のエンジンに適用するために３本の吸気管を有している。
【００１２】
樹脂製インテークマニホールド１は、図示しないサージタンクに接続される側の気筒分配部１０、気筒分配部に形成される開口部１１、ならびに各開口部に対応してそれぞれ接続されている吸気管から構成されている。吸気管としては、図示しないエンジンの各気筒に接続される第１吸気管２１、第２吸気管２２および第３吸気管２３の３本の吸気管が設けられる。図３に示すように、気筒分配部１０にはサージタンクに接続するためのサージタンクフランジ２が取り付けられる。また、吸気管の気筒接続側にはエンジンのシリンダヘッドに接続するためのヘッドフランジ３が取り付けられる。各吸気管はヘッドフランジ３を介して、各気筒の吸気ポートに接続されている。サージタンクに蓄えられた吸気は、気筒分配部１０により各気筒の吸気ポートと接続されている第１吸気管２１、第２吸気管２２および第３吸気管２３に分配され、各気筒へ供給される。
【００１３】
図４に示すように樹脂製インテークマニホールド１は第１部材３１、第２部材３２および第３部材３３の３つの部材から構成されている。
第１部材３１には、気筒分配部１０、ならびに第１吸気管２１のロア側２１ａおよび第２吸気管２２のロア側２２ａが形成されている。第２部材３２には、第１吸気管２１のアッパ側２１ｂおよび第２吸気管２２のアッパ側２２ｂ、ならびに第３吸気管２３のロア側２３ａが形成されている。第３部材３３には、第３吸気管２３のアッパ側が形成されている。本明細書中では、吸気管を軸線方向に沿って切断した場合、概略半管形状の一方の部位をアッパ側、ならびに他方の部位をロア側と便宜上呼称しており、上側または下側に限定する意味ではない。
【００１４】
第１部材３１と第２部材３２とが接合されることにより、管形状の第１吸気管２１および第２吸気管２２が形成される。また、この第２部材３２に第３部材３３を接合することにより、管形状の第３吸気管２３が形成される。
これらの第１部材３１、第２部材３２および第３部材３３は、図３に示すようにそれぞれ溶着して接合することにより一体の樹脂製インテークマニホールド１として形成される。第１部材３１、第２部材３２および第３部材３３には、吸気管を構成する管形状部分と各部材を相互に溶着するための溶着部が形成されている。例えば図４に示すように第３部材３３の場合、この溶着部３３ａは管形状部分３３ｂの端部につば状に形成されている。
【００１５】
第１部材３１、第２部材３２および第３部材３３を図４に示すように分割することにより、気筒分配部１０は単一の部材である第１部材３１に形成される。そのため、気筒分配部１０の開口部１１がそれぞれ近接して形成され、第１吸気管２１、第２吸気管２２および第３吸気管２３を気筒分配部１０において相互に近接して配置することができる。また、第１部材３１、第２部材３２および第３部材３３を図４に示すように分割することにより、第１吸気管２１、第２吸気管２２および第３吸気管２３の長さ、すなわち気筒分配部１０からヘッドフランジ３の取り付け部までの長さが同一となる。
【００１６】
図１および図５に示すように、気筒分配部１０には図示しないサージタンクからエンジンの各気筒へ吸気を分配するための開口部１１が形成されている。開口部１１はエンジンの気筒数と同数個が形成されている。すなわち、本実施例では３つの開口部１１が形成されている。
本実施例では、開口部１１はエンジンの気筒数と同数個が気筒分配部１０に形成されている。しかし、例えばエンジンが直列またはＶ型の６気筒などの多気筒の場合、気筒数を整数で除した１／ｎ個（ｎは整数）の開口部を気筒分配部に形成してもよい。この場合、気筒数をｎで除した商が整数となるようにｎを設定する。
【００１７】
図５に示すように気筒分配部１０の開口部１１は、第１吸気管２１、第２吸気管２２および第３吸気管２３の分配部側が近接するように３つの開口部の中心軸が３角形状となるように配置されている。気筒分配部１０には、開口部１１に対応して第１吸気管２１、第２吸気管２２および第３吸気管２３が接続されている。
【００１８】
次に、上記の構成の樹脂製インテークマニホールド１の製造方法について説明する。
図４に示すように樹脂製インテークマニホールド１は、第１部材３１、第２部材３２および第３部材３３から構成されている。３つの部材に分割した第１部材３１、第２部材３２および第３部材３３は、ダイスライドインジェクション法またはダイロータリーインジェクション法により連続して射出成形され接合される。第１部材３１と第２部材３２、第１部材３１と第３部材３３、および第２部材３２と第３部材３３とは、接合部の溝部に注入された溶着樹脂により接合される。例えば、図６および図７に示すように第１部材３１と第２部材３２との接合部３４には、第１部材３１に溝部３１ａならびに第２部材３２に溝部３２ａが形成されている。この溝部３１ａおよび溝部３２ａにより形成される空間部３５に溶着樹脂３６が注入される。そして、この溶着樹脂３６により第１部材３１と第２部材３２とが接合される。
【００１９】
本実施例の樹脂製インテークマニホールド１の場合、図８に示すように第１部材３１と第２部材３２とを接合した後、接合された第１部材３１および第２部材３２に第３部材３３を接合する。そして、接合された第１部材３１、第２部材３２および第３部材３３からなる樹脂製インテークマニホールド１にサージタンクフランジ２およびヘッドフランジ３が溶着される。
【００２０】
樹脂製インテークマニホールド１とサージタンクフランジ２およびヘッドフランジ３とは接合面が平面であるので、ダイスライドインジェクション法またはダイロータリーインジェクション法に限らず、振動溶着法あるいは熱溶着法などが適用可能である。
【００２１】
上述したように、気筒分配部１０の開口部１１をそれぞれ近接して形成することによりエンジンの出力が向上する。例えば、本実施例の樹脂製インテークマニホールド１と従来の樹脂製インテークマニホールドとについて、エンジンの回転数に対する軸トルクの関係を示したものが図９である。ここで、従来の樹脂製インテークマニホールドとは、サージタンクに吸気管が一方向に直列して配置されたものである。図９によると、従来の樹脂製インテークマニホールドを適用したエンジンと比較して、回転域すべてにおいて本実施例の樹脂製インテークマニホールドを適用したエンジンの軸トルクが向上している。すなわち、気筒分配部１０の開口部１１を近接することでエンジンの出力向上の効果が高いことを示している。
【００２２】
以上説明したように、本実施例では気筒分配部１０を第１部材３１に単一の部材として形成することにより、従来の樹脂製インテークマニホールドのように吸気管とサージタンクとを接続するための溶着部位を吸気管ごとにそれぞれ確保する必要がない。そのため、エンジンの各気筒へ連通する開口部１１を気筒分配部１０に相互に近接して形成することができる。また、気筒分配部１０を第１部材３１に単一の部材として形成し、第１吸気管２１、第２吸気管２２および第３吸気管２３の気筒分配部側を近接させることにより樹脂製インテークマニホールド１の形状の自由度が向上する。そのため、第１部材３１、第２部材３２および第３部材３３を溶着する場合、溶着部の確保が容易である。さらに、エンジンが３気筒の場合、樹脂製インテークマニホールド１を構成するための部材は第１部材３１、第２部材３２および第３部材３３の３つである。したがって、溶着部の耐圧性能の低下を防止し、かつ製造コストおよび部品点数が増加することなく吸気の気筒分配効率を向上させることができる。
【００２３】
本実施例では、樹脂製インテークマニホールド１を所定の形状の第１部材３１、第２部材３２および第３部材３３に分割することにより、樹脂製インテークマニホールド１を構成する部材の数を増加させることなく、気筒分配部１０の開口部１１を近接させることができ、かつ第１吸気管２１、第２吸気管２２および第３吸気管２３の長さを同一とすることができる。したがって、気筒分配効率を高めることができるとともに、エンジンの吸気効率を高めることができる。また、樹脂製インテークマニホールド１を所定の形状に分割することにより、樹脂製インテークマニホールド１の形状の自由度を向上させることができる。そのため、この樹脂製インテークマニホールド１をエンジンに組み付ける際の組み付け部周辺のツールクリアランスの確保が容易な形状とすることができる。
【００２４】
本実施例では、樹脂製インテークマニホールド１をダイスライドインジェクション法またはダイロータリーインジェクション法により成形することにより、成形型内の第１部材３１、第２部材３２および第３部材３３から中間部材が介在することなく連続的に樹脂製インテークマニホールド１を形成することができる。したがって、樹脂製インテークマニホールド１の成形工数および製造コストを低減することができる。
【００２５】
以上、本発明の樹脂製インテークマニホールドを３気筒のエンジンに適用した実施例について説明した。本発明では３気筒であることを前提としたが、３気筒以上であってもよい。例えば４気筒の場合、気筒分配部に形成される開口部の中心軸を結ぶ線が四辺形となるように開口部を４つ配置することで、吸気管の気筒分配部側を近接して配置することができる。また、例えば上記の実施例で説明した３気筒のエンジンに適用した樹脂製インテークマニホールドを２つ用いることで、Ｖ型６気筒のエンジンに適用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例による樹脂製インテークマニホールドを気筒分配部側から見た概略斜視図である。
【図２】本発明の一実施例による樹脂製インテークマニホールドを反気筒分配部側から見た概略斜視図である。
【図３】本発明の一実施例による樹脂製インテークマニホールドを反気筒分配部側から見た概略斜視図であって、サージタンクフランジおよびヘッドフランジを取り付けた状態を示す図である。
【図４】本発明の一実施例による樹脂製インテークマニホールドの第１部材、第２部材および第３部材を図２と同一の方向から見た概略斜視図である。
【図５】図３のＶ−Ｖ線を含む開口部の軸に垂直な面で切断し、その切断面をサージタンク側から見た断面図である。
【図６】図３のVI−VI線を含む図５の面と平行な面で切断し、その切断面をサージタンク側から見た断面図である。
【図７】図６の矢印VII部分を拡大した図である。
【図８】本発明の一実施例による樹脂製インテークマニホールドを図２と同一の方向から見た概略斜視図であって、その製造手順を説明するための図である。
【図９】エンジンの回転数に対する軸トルクの関係を示す図であって、本発明の一実施例による樹脂製インテークマニホールドと従来のインテークマニホールドとを比較した図である。
【符号の説明】
１    樹脂製インテークマニホールド
１０    気筒分配部
１１    開口部
２１    第１吸気管
２２    第２吸気管
２３    第３吸気管
３１    第１部材
３２    第２部材
３３    第３部材
【図１】
0004258822.tif 000002
【図２】
0004258822.tif 000003
【図３】
0004258822.tif 000004
【図４】
0004258822.tif 000005
【図５】
0004258822.tif 000006
【図６】
0004258822.tif 000007
【図７】
0004258822.tif 000008
【図８】
0004258822.tif 000009
【図９】
0004258822.tif 000010