(57)【要約】【課題】内燃機関の運転にともなう振動に起因する吸気装置の振動を抑制する。【解決手段】吸入空気を一時的に貯留するサージタンク３３と、同サージタンク３３から分岐してシリンダヘッド３０に形成される各気筒の吸気ポートに接続されるインテークマニホールド３２とを備える内燃機関の吸気装置３４は４つの合成樹脂製部品３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄで構成される。これら部品３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄのうち内燃機関の運転にともなって同内燃機関が振動する際の振動軸寄りの第１部品３４ａは、他の部位よりも密度の高い材料によって形成される高密度部である。また、同振動軸から反対よりの第４部品３４ｄは他の部位よりも密度の低い低密度部である。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸入空気を一時的に貯留するサージタンクと、同サージタンクから分岐してシリンダヘッドに形成される各気筒の吸気ポートに接続されるインテークマニホールドとを備える内燃機関の吸気装置において、
前記内燃機関の運転にともなって同内燃機関が振動する際の振動軸寄りの部位は、他の部位よりも密度の高い材料によって形成される高密度部である
ことを特徴とする内燃機関の吸気装置。
【請求項２】
吸入空気を一時的に貯留するサージタンクと、同サージタンクから分岐してシリンダヘッドに形成される各気筒の吸気ポートに接続されるインテークマニホールドとを備える内燃機関の吸気装置において、
前記内燃機関の運転にともなって同内燃機関が振動する際の振動軸から反対寄りの部位は、他の部位よりも密度の低い材料によって形成される低密度部である
ことを特徴とする内燃機関の吸気装置。
【請求項３】
請求項１に記載の内燃機関の吸気装置において、
前記振動軸から反対寄りの部位は、他の部位よりも密度の低い材料によって形成される低密度部である
ことを特徴とする内燃機関の吸気装置。
【請求項４】
請求項１又は３に記載の内燃機関の吸気装置において、
前記吸気装置は複数の部品から構成されるものであって、前記高密度部は最も前記振動軸寄りの部品である
ことを特徴とする内燃機関の吸気装置。
【請求項５】
請求項２又は３に記載の内燃機関の吸気装置において、
前記吸気装置は複数の部品から構成されるものであって、前記低密度部は前記振動軸から最も反対寄りの部品である
ことを特徴とする内燃機関の吸気装置。
【請求項６】
請求項３に記載の内燃機関の吸気装置において、
前記吸気装置は複数の部品から構成されるものであって、前記高密度部は最も前記振動軸寄りの部品であるとともに、前記低密度部は前記振動軸から最も反対寄りの部品である
ことを特徴とする内燃機関の吸気装置。
【請求項７】
請求項４〜６のいずれか一項に記載の内燃機関の吸気装置において、
前記部品のうち、前記振動軸寄りの部位ほど密度の高い材料によって形成されるとともに、前記振動軸から反対寄りの部位ほど密度の低い材料によって形成される
ことを特徴とする内燃機関の吸気装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吸入空気を貯留するサージタンクと、同サージタンクに貯留された空気をシリンダヘッドの吸気ポートに導くインテークマニホールドとを備える吸気装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車載内燃機関において燃料の燃焼に用いられる空気は、車両の前方に設けられた吸気口から取り込まれると、吸気装置を介して燃焼室へと導かれる。
この吸気装置には、吸入された空気を一時的に貯留するサージタンクと、同サージタンクから内燃機関の気筒数に応じて分岐するとともに、貯留された空気を気筒の吸気ポートへと導くインテークマニホールドとが設けられている（例えば特許文献１）。
【特許文献１】特開２００５−２０７３４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、内燃機関の運転時には、シリンダブロックのシリンダに沿ってピストンが往復運動し、これに連動してピストンとクランクシャフトとを連結するコネクティングロッドが運動することにより、クランクシャフトが回転運動する。その結果、これら往復運動や回転運動に伴ってシリンダブロック及びシリンダヘッドが振動するようになる。ここで、シリンダヘッドと、吸気装置に設けられたインテークマニホールドの下流開口部のそれぞれとは、吸気ポートを介して締結されているため、吸気装置も振動するようになる。例えば、クランクシャフトの回転運動に伴って吸気装置が回転振動する場合、クランクシャフトの回転軸上に存在する回転中心と、吸気装置の重心とは一致していない場合が多い。その結果、回転中心から離れた位置に重心がある吸気装置が回転振動し、騒音を発する原因となることがある。
【０００４】
この発明は、こうした従来の実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、内燃機関の運転にともなう振動に起因する吸気装置の振動を抑制することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項１に記載の発明は、吸入空気を一時的に貯留するサージタンクと、同サージタンクから分岐してシリンダヘッドに形成される各気筒の吸気ポートに接続されるインテークマニホールドとを備える内燃機関の吸気装置において、前記内燃機関の運転にともなって同内燃機関が振動する際の振動軸寄りの部位は、他の部位よりも密度の高い材料によって形成される高密度部であることをその要旨とする。
【０００６】
上記構成によれば、吸気装置のうち、内燃機関が振動する際の振動軸寄りの部位は、他の部位よりも密度の高い材料によって形成される高密度部となるようにしている。したがって、吸気装置の重心が同振動軸寄りに位置するようになる、すなわち重心が振動の中心に近付くようになる。その結果、吸気装置の重心が振動の中心からずれた状態での振動の強度を抑制することが可能となるため、吸気装置の振動及び騒音を抑制することができる。
【０００７】
また、請求項２に記載の発明によるように、吸気装置のうち振動軸から反対寄りの部位を密度の低い材料によって形成される低密度部とすることによっても、吸気装置の重心を振動軸寄りとすることができるため、同様の効果を得ることが可能である。
【０００８】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記振動軸から反対寄りの部位は、他の部位よりも密度の低い材料によって形成される低密度部であることをその要旨とする。
【０００９】
上記構成によれば、吸気装置のうち内燃機関の振動軸寄りの部位を他の部位よりも密度の高い高密度部とするとともに、振動軸から反対寄りの部位を他の部位よりも密度の低い低密度部としている。したがって、吸気装置の重心をより内燃機関の振動軸寄りとすることができるため、内燃機関の運転に伴う吸気装置の振動を抑制する効果を大きくすることが可能である。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、請求項１又は３に記載の発明において、前記吸気装置は複数の部品から構成されるものであって、前記高密度部は最も前記振動軸寄りの部品であることをその要旨とする。
【００１１】
請求項５に記載の発明は、請求項２又は３に記載の発明において、前記吸気装置は複数の部品から構成されるものであって、前記低密度部位は前記振動軸から最も反対寄りの部品であることをその要旨とする。
【００１２】
請求項６に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、前記吸気装置は複数の部品から構成されるものであって、前記高密度部は最も前記振動軸寄りの部品であるとともに、前記低密度部位は前記振動軸から最も反対寄りの部品であることをその要旨とする。
【００１３】
複数の部品から構成される吸気装置においては、請求項４に記載のように、それら部品のうち最も内燃機関の振動軸寄りの部品を高密度部とすること、請求項５に記載のように、部品のうち内燃機関の振動軸から最も反対寄りの部品を低密度部とすること、あるいは請求項６に記載のように、その両方を採用することによって、吸気装置の重心を振動軸寄りとすることができる。
【００１４】
請求項７に記載の発明は、請求項４〜６のいずれか一項に記載の発明において、前記部品のうち、前記振動軸寄りの部位ほど密度の高い材料によって形成されるとともに、前記振動軸から反対寄りの部位ほど密度の低い材料によって形成されることをその要旨とする。
【００１５】
上記構成のように、１つの部品内において、内燃機関の振動軸寄りの部位ほど密度を高くし、振動軸から反対寄りの部位ほど密度を低くするといった密度勾配を形成することによって、より適切に吸気装置の重心位置を設定することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、この発明における吸気装置の一実施形態について、図１及び図２を参照して説明する。
図１は本実施形態の吸気装置が採用される直列４気筒の車載内燃機関において、その一気筒についての一部断面構造を示している。
【００１７】
同図１に示されるように、内燃機関１０のシリンダブロック２０に設けられたシリンダ２１には、同機関の運転時にこれに沿って往復運動するピストン２２が設けられている。このピストン２２にはコネクティングロッド２３が接続されているとともに、このコネクティングロッド２３によってピストン２２とクランクシャフト２４とが連結されている。また、シリンダブロック２０の上部に設けられたシリンダヘッド３０に形成されている吸気ポート３１には、インテークマニホールド３２とサージタンク３３とを備える吸気装置３４が、インテークマニホールド３２の一端において接続されている。
【００１８】
内燃機関１０の運転時には、車両の前方に開口した吸気口（図示略）とそれに連通する吸気管（図示略）とを介して、空気がサージタンク３３に導入される。吸入空気は一時的にこのサージタンク３３に貯留された後、インテークマニホールド３２を介して各気筒へ供給され、燃料の燃焼に用いられる。
【００１９】
燃料の燃焼時に発生する燃焼ガスによってシリンダ２１内のピストン２２が押し下げられると、コネクティングロッド２３が押し下げられるとともに回転運動し、それにともなってクランクシャフト２４も回転運動する。すると、押し下げられたピストン２２はシリンダ２１に沿って押し上げられるため、ピストン２２はシリンダ２１に沿って往復運動することとなる。
【００２０】
このようにクランクシャフト２４が回転運動すると、それを支持しているシリンダブロック２０やシリンダブロック２０と締結されているシリンダヘッド３０等が回転振動するようになる。すると、このシリンダヘッド３０と、吸気装置３４に設けられたインテークマニホールド３２の下流開口部のそれぞれとは、吸気ポート３１を介して締結されているため、吸気装置３４も回転振動するようになる。なお、本実施形態においては、クランクシャフト２４の回転軸と内燃機関１０の振動軸とが一致する構成となっている。ここで、クランクシャフト２４の回転軸上に存在する回転中心と吸気装置３４の重心とが一致しておらず、加えて回転中心と重心とが離間する程度が大きいほど吸気装置３４における回転振動の強度が上昇し、この振動に起因して発生する騒音も大きくなる傾向にある。
【００２１】
そこで本実施形態においては、吸気装置３４のうち、シリンダブロック２０及びシリンダヘッド３０が振動する際の振動軸寄りの部位、すなわちクランクシャフト２４の回転軸寄りの部位は、他の部位よりも密度の高い材料によって形成される高密度部となるようにしている。このことによって、吸気装置３４の重心が同回転軸寄りに位置するようにしている、すなわち重心が回転中心に近付くようにしている。
【００２２】
次に、本実施形態における吸気装置の構成について、図２を参照して説明する。なお図２は、吸気装置の断面構造を示している。
同図２に示されるように、吸気装置３４は、内燃機関１０の振動軸寄り、すなわちクランクシャフト２４の回転軸寄りの部位から、第１部品３４ａ、第２部品３４ｂ、第３部品３４ｃ、及び第４部品３４ｄによって構成されている。これら４つの部品３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄは合成樹脂によって形成されるとともに、それぞれの部品３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄ同士が振動溶着されることによって、吸気装置３４に設けられるインテークマニホールド３２とサージタンク３３とが一体に成形されている。
【００２３】
そして、これら部品３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄのうち、最も内燃機関１０の振動軸寄りである第１部品３４ａは、粉末ガラスや金属粉等を混合した密度の高い合成樹脂によって形成された高密度部である。また、振動軸から最も反対寄りである第４部品３４ｄは、合成樹脂中に多数の気泡が混入された発泡樹脂によって形成されている。したがって、第４部品は、粉末ガラスや金属等の密度の高い物質が混入された第１部品はもとより、それらの混入されていない第２部品３４ｂや第３部品３４ｃよりも密度が低い低密度部となる。
【００２４】
さらに、第１部品３４ａを形成する合成樹脂に混入される粉末ガラスや金属粉は、第１部品３４ａのうちでも振動軸寄りの部位ほど多く分布するようにしているとともに、第４部品３４ｄを形成する発泡樹脂に混入される気泡は、同第４部品３４ｄのうちでも振動軸から反対よりの部位ほど多く分布するようにしている。また、第２部品３４ｂ及び第３部品３４ｃにおいては、振動軸から反対寄りの部位ほど混入させる空気量を多くするように
している。このように、単一の部品３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄ内においても、振動軸寄りの部位ほど、それを形成する合成樹脂の密度の高い高密度部とし、且つ振動軸から反対寄りの部位ほど密度の低い低密度部となるような密度勾配を設けている。
【００２５】
以上説明した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。
（１）本実施形態によれば、吸気装置３４のうち内燃機関１０の振動軸寄りの部位を他の部位よりも密度の高い高密度部とするとともに、振動軸から反対寄りの部位を他の部位よりも密度の低い低密度部としている。したがって、吸気装置３４の重心が同振動軸寄りに位置するようになる、すなわち重心が振動の中心に近付くようになる。その結果、吸気装置３４の重心が振動の中心からずれた状態での振動の強度を抑制することが可能となるため、吸気装置３４の振動及び騒音を抑制することができる。
【００２６】
（２）具体的には、４つの部品３４ａ、３４ｂ，３４ｃ，３４ｄから構成される吸気装置３４において、これら部品のうち最も内燃機関１０の振動軸寄りの部品である第１部品３４ａを、粉末ガラスや金属粉等が混入された密度の高い合成樹脂によって形成される高密度部とすること、及び内燃機関１０の振動軸から最も反対寄りの部品である第４部品３４ｄを多数の気泡が混入された発泡樹脂によって形成される低密度部とすることによって、吸気装置３４の重心を振動軸寄りとすることができる。
【００２７】
（３）１つの部品内において、例えば、第１部品３４ａにおいては混入される粉末ガラスや金属粉の分布を偏らせることや、第４部品３４ｄにおいては混入される気泡の分布を偏らせることで、内燃機関１０の振動軸寄りの部位ほど密度を高くし、且つ振動軸から反対寄りの部位ほど密度を低くするといった密度勾配を形成することによって、より適切に吸気装置３４の重心位置を設定することが可能となる。
【００２８】
なお、上記実施形態は、これを適宜変更した以下の形態にて実施することもできる。
・本実施形態においては、インテークマニホールド３２及びサージタンク３３を備える吸気装置３４は、４つの部品３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄによって構成されるようにしているが、部品数はこれに限らず適宜変更可能である。
【００２９】
・インテークマニホールド３２とサージタンク３３とは、一体に成形されていなくともよい。例えば、インテークマニホールド３２とサージタンク３３とが別の部品によって構成され、それらがボルトによって接続されているような構成であってもよい。
【００３０】
・本実施形態においては、最も内燃機関１０の振動軸寄りの部品である第１部品３４ａを密度の高い合成樹脂によって形成される高密度部とし、振動軸から最も反対寄りの部品である第４部品３４ｄを密度の低い合成樹脂によって形成される低密度部としている。これに限らず、最も振動軸寄りである第１部品３４ａを密度の高い合成樹脂によって形成される高密度部とするのみ、若しくは振動軸から最も反対寄りの第４部品３４ｄを密度の低い合成樹脂によって形成される低密度部とするのみであっても、吸気装置３４の重心を内燃機関１０の振動軸に近付けることは可能である。したがって、これらの場合であっても上記（２）に準ずる効果を得ることができる。
【００３１】
・本実施形態においては、単一の部品３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄ内において、振動軸寄りの部位ほど、それを形成する合成樹脂の密度の高い高密度部とし、且つ振動軸から反対寄りの部位ほど密度の低い低密度部となるような密度勾配を設けている。しかし、このように部品内で密度勾配を設ける構成を一部の部品にのみ適用してもよい。
【００３２】
・単一部品３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄ内の合成樹脂の密度を均一とし、単一部品３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄ内において高密度部及び低密度部を設けない場合であっ
ても、上記（１）及び（２）に準ずる効果を得ることができる。
【００３３】
・本実施形態においては、部品３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄ間によって形成する合成樹脂の密度に差を設けるようにしている。これに限らず、部品３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄを形成する材料の密度を同様にして肉厚を変える、すなわち、第１部品３４ａの肉厚を他の部品よりも厚くし、第４部品３４ｄの肉厚を他の部品よりも薄くすることによって、吸気装置３４の重心を内燃機関１０の振動軸寄りとするようにしてもよい。これによっても、上記に準ずる効果を得ることができる。
【００３４】
・４つの部品３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄは全て合成樹脂によって形成されるようにしているが、部品によって形成する材料を変更してもよい。例えば、最も回転軸寄りの第１部品３４ａをアルミニウム等の金属製とし、その他の部品３４ｂ，３４ｃ，３４ｄを合成樹脂製としてもよい。このことにより、上記（２）の効果をさらに顕著なものとすることができる。
【００３５】
・本実施形態においては、クランクシャフト２４の回転軸とシリンダブロック２０やシリンダヘッド３０を含む内燃機関１０の振動軸とが一致する構成としている。これに限らず、内燃機関の支持構造や内燃機関の重心位置等によっては、内燃機関の回転振動における振動軸がクランクシャフト２４の回転軸と一致せず、それと平行する位置に振動軸が位置することがある。この場合であっても、本実施形態と同様にして吸気装置の重心を振動軸に近付けることによって、上記に準ずる効果を得ることができる。
【００３６】
・本実施形態においては、内燃機関１０の回転振動における振動軸、すなわちクランクシャフト２４の回転軸に、吸気装置３４の重心を近づけることによって、クランクシャフト２４の回転運動に起因する吸気装置３４の回転振動を抑制するようにした。これに限らず、例えば、ピストン２２の往復運動に起因する振動の振動軸に吸気装置３４の重心を近づけるようにすれば、こうした振動に起因する吸気装置３４の振動を抑制することも可能である。
【００３７】
・本発明が適用される吸気装置３４は、直列４気筒の内燃機関１０に採用されているものに限らない。例えば、直列６気筒の内燃機関やＶ型６気筒の内燃機関の各バンクに採用される吸気装置であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】この発明の一実施形態における吸気装置および同吸気装置が適用される内燃機関の一部断面構造を示す部分断面図。
【図２】同実施形態の吸気装置の断面構造を示す断面図。
【符号の説明】
【００３９】
１０…内燃機関、２０…シリンダブロック、２１…シリンダ、２２…ピストン、２３…コネクティングロッド、２４…クランクシャフト、３０…シリンダヘッド、３１…吸気ポート、３２…インテークマニホールド、３３…サージタンク、３４…吸気装置、３４ａ…第１部品、３４ｂ…第２部品、３４ｃ…第３部品、３４ｄ…第４部品。
【図１】
2009162136.tif 000003
【図２】
2009162136.tif 000004