特開 2022-171220 インテークマニホールド

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022171220

(43)【公開日】2022-11-11

(54)【発明の名称】インテークマニホールド

(51)【国際特許分類】

   F02M 35/10 20060101AFI20221104BHJP

   F02M 35/104 20060101ALI20221104BHJP

【ＦＩ】

F02M35/10 301R

F02M35/104 N

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021077745

(22)【出願日】2021-04-30

(71)【出願人】

【識別番号】000241500

【氏名又は名称】トヨタ紡織株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100105957

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100068755

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 博宣

(72)【発明者】

【氏名】小山 大貴

(72)【発明者】

【氏名】堀向 幸久

(57)【要約】

【課題】サージタンクの外壁に設けられる凹部に起因する強度低下を抑えることのできるインテークマニホールドを提供する。
【解決手段】インテークマニホールド１０は、サージタンク１１と、一端がサージタンク１１に接続されて同サージタンク１１の内部から外部に空気を導出する導出管１３とを有する。サージタンク１１の外壁１１Ａには部分的に凹んだ形状をなす凹部１５が設けられている。サージタンク１１の外壁１１Ａには、同サージタンク１１の外方に向けて突出する形状の補強リブ３０が設けられる。補強リブ３０は、凹部１５の周縁に設けられる態様であり、且つ、凹部１５の少なくとも一部には設けられない態様で、凹部１５の周囲全周にわたって延びている。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

サージタンクと、
一端が前記サージタンクに接続されて同サージタンクの内部から外部に空気を導出する導出管と、
前記サージタンクの外壁に設けられて同外壁が部分的に凹んだ形状をなす凹部と、
前記外壁における前記凹部の周縁に設けられる態様であり、且つ、前記凹部の少なくとも一部には設けられない態様であり、且つ、前記サージタンクの外方に向けて突出する態様で、前記凹部の周囲全周にわたって延びる補強リブと、
を有するインテークマニホールド。

【請求項2】

前記補強リブは、前記凹部の周囲全周を囲む筒状をなす凹部用リブと、前記凹部用リブの周縁において延びる外壁用リブと、を有してなる
請求項１に記載のインテークマニホールド。

【請求項3】

前記補強リブは、前記凹部には設けられていない
請求項１または２に記載のインテークマニホールド。

【請求項4】

前記導出管は、複数設けられており、
前記外壁における前記導出管が二股状をなす二股部分には、前記サージタンクの外方に向けて突出する形状の又部用リブが設けられている
請求項１～３のいずれか一項に記載のインテークマニホールド。

【請求項5】

前記インテークマニホールドは、複数の分割体によって構成されるとともに、前記複数の分割体が重ねられた状態で溶着固定された構造をなしている
請求項１～４のいずれか一項に記載のインテークマニホールド。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、インテークマニホールドに関するものである。

【背景技術】

【0002】

内燃機関には吸気系の一部をなすインテークマニホールドが設けられている（例えば、特許文献１参照）。インテークマニホールドは、吸気系における吸気流れ方向上流側の部分を介して内部に空気が導入されるサージタンクと、一端がサージタンクに接続されるとともに他端が内燃機関の吸気ポートに接続される導出管とを有している。こうしたインテークマニホールドによって、吸気系に吸入される空気が内燃機関の各気筒に供給される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１０－２６５８７１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

駆動源として内燃機関が搭載される車両では、その高機能化に伴って機関室内のスペースに余裕がなくなっている。このことから、機関室にインテークマニホールドを配設する際に、同インテークマニホールドの周辺に設けられる部材を避けるために、サージタンクの外壁を部分的に凹ませることを検討することがある。

【0005】

ここで、内燃機関の運転に際してサージタンクの内部圧力は変動するため、この変動に伴ってサージタンクの外壁は振動（変形）するようになる。したがって、サージタンクの外壁を部分的に凹ませる構成を採用すると、サージタンクの外壁の変形態様は上記凹部が設けられた部分と同凹部が設けられない部分とで異なるため、インテークマニホールドの全体の変形態様が複雑なものになってしまう。これにより、インテークマニホールドの強度低下を招くおそれがある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題を解決するためのインテークマニホールドは、サージタンクと、一端が前記サージタンクに接続されて同サージタンクの内部から外部に空気を導出する導出管と、前記サージタンクの外壁に設けられて同外壁が部分的に凹んだ形状をなす凹部と、前記外壁における前記凹部の周縁に設けられる態様であり、且つ、前記凹部の少なくとも一部には設けられない態様であり、且つ、前記サージタンクの外方に向けて突出する態様で、前記凹部の周囲全周にわたって延びる補強リブと、を有する。

【0007】

上記構成では、サージタンクの外壁に凹部が設けられているとはいえ、同凹部の周囲を囲む形状の補強リブが設けられる。そのため、サージタンクの内圧の変化によって同サージタンクの外壁の凹部が変形した場合であっても、その変形による影響が凹部の周囲にまで及ぶようになることが抑えられる。これにより、サージタンクの外壁における凹部の変形態様とそれ以外の部分の変形態様とを各別に管理することができるため、同サージタンクの外壁全体の変形態様を容易に管理することができる。したがって上記構成によれば、サージタンクの外壁に凹部が設けられるとはいえ、同凹部に起因するインテークマニホールドの強度低下を抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】一実施形態のインテークマニホールドの側面図。

【図2】インテークマニホールドを図１の矢印２方向から見た側面図。

【図3】インテークマニホールドの内部構造を示す略図。

【図4】インテークマニホールドを構成する分割体の一部を拡大して示す斜視図。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、インテークマニホールドの一実施形態について説明する。
図１および図２に示すように、本実施形態のインテークマニホールド１０は、サージタンク１１と、コネクタ１２と、複数（本実施形態では、３本）の導出管１３と、取付フランジ１４とを有している。このインテークマニホールド１０は、一方向（図２の左右方向）において分割された合成樹脂製の複数（本実施形態では４つ）の分割体によって構成されている。インテークマニホールド１０は、それら分割体が重ねられた状態（図２に示す状態）で振動溶着によって互いに固定された構造になっている。

【0010】

サージタンク１１は空気が導入される容積室を構成している。
コネクタ１２は筒状をなすとともに、サージタンク１１の内外を連通する態様で延びている。コネクタ１２の突端部分１２Ａは、インテークマニホールド１０の取り付けに際して内燃機関（図示略）の吸気管に接続される。

【0011】

複数の導出管１３は筒状をなしている。これら導出管１３はサージタンク１１の内部と外部とを連通する態様で同サージタンク１１に接続されている。各導出管１３の一端は、サージタンク１１の内部で開口している。本実施形態では、サージタンク１１の内部において複数の導出管１３の開口部分が一方向（図１の左右方向）に並ぶ態様で、各導出管１３が配置されている。各導出管１３はサージタンク１１の外面に沿って略Ｃ字状で延びている。各導出管１３における上記サージタンク１１に接続された部分と反対側の端部には、上記取付フランジ１４が設けられている。各導出管１３は、取付フランジ１４の接続面１４Ａにおいて各別に開口している。

【0012】

取付フランジ１４は、各導出管１３の開口が並ぶ方向（図１の左右方向）に延びる板状をなしている。この取付フランジ１４を内燃機関の外壁に固定することにより、インテークマニホールド１０の各導出管１３が内燃機関の各吸気ポートに接続されるようになっている。

【0013】

図３に概念的に示すように、インテークマニホールド１０では、吸気通路に吸入された空気がコネクタ１２を介してサージタンク１１内に導入される。そして、サージタンク１１内に導入された空気は、各導出管１３を介して導出されることによって内燃機関の各吸気ポートに分配供給される。

【0014】

図１および図４に示すように、インテークマニホールド１０における上記サージタンク１１の外壁１１Ａにあたる部分には、同サージタンク１１の内方に向けて部分的に凹んだ形状をなす凹部１５が設けられている。凹部１５は、サージタンク１１の外壁１１Ａの一部が滑らかに湾曲する形状に形成されることによって構成されている。サージタンク１１の外壁１１Ａにおける上記凹部１５の外縁は略長穴形状をなしている。

【0015】

凹部１５は、詳しくは、インテークマニホールド１０を構成する４つの分割体のうちの一つ（分割体２０）に設けられている。この分割体２０は、サージタンク１１の外壁１１Ａの一部と、各導出管１３の一端がサージタンク１１に接続される部分の一部とを有している。また、この分割体２０は、隣り合う２本の導出管１３が二股状をなす二股部分２１を有している。

【0016】

本実施形態のインテークマニホールド１０では、凹部１５は、同インテークマニホールド１０と内燃機関との干渉を避けるために利用される。詳しくは、インテークマニホールド１０および内燃機関を車両に取り付けるときに、内燃機関に取り付けられたノックセンサがインテークマニホールド１０の凹部１５内に収まるようになっている。これにより、インテークマニホールド１０および内燃機関は、互いの干渉を避けた状態で取り付けられる。

【0017】

インテークマニホールド１０、詳しくは上記分割体２０におけるサージタンク１１の外壁１１Ａにあたる部分には、同外壁１１Ａの補強のための補強リブ３０が設けられている。この補強リブ３０は、外壁１１Ａの外面から上記サージタンク１１の外方に向けて突出する形状をなしている。補強リブ３０は、凹部用リブ３１と、外壁用リブ３２とを有している。

【0018】

凹部用リブ３１は、凹部１５の外縁に沿って同凹部１５の周囲全周を囲む態様で延びている。凹部用リブ３１は、断面が略長穴形状の筒状をなしている。
外壁用リブ３２は上記凹部用リブ３１の周縁において延びている。外壁用リブ３２は凹部用リブ３１と一体になっている。外壁用リブ３２は、分割体２０におけるサージタンク１１の外壁１１Ａにあたる部分のうちの上記凹部１５を除く部分の略全面に設けられている。外壁用リブ３２は、分割体２０の延在方向における中央部分２２、詳しくは分割体２０を溶着する溶着部分１６から遠い部分においては基本的に断面格子状をなしている。また外壁用リブ３２は、分割体２０の延在方向における端部２３、詳しくは分割体２０の溶着部分１６に隣接する部分においては、その一部が上記中央部分２２において格子状をなす部分に対して斜め方向に延びている。本実施形態では、このようにして分割体２０の端部２３における外壁用リブ３２の延設方向を中央部分２２における外壁用リブ３２に対して傾けている。これにより、分割体２０の端部２３において、外壁用リブ３２の延設方向と溶着部分１６の延びる方向とのなす角度が直角に近づけられている。

【0019】

このように本実施形態では、サージタンク１１の外壁１１Ａに突設される補強リブ３０、詳しくは凹部用リブ３１および外壁用リブ３２によって、凹部１５の周囲が全周にわたって囲まれた構造になっている。

【0020】

インテークマニホールド１０では、分割体２０における凹部１５には補強リブ３０が設けられていない。具体的には、インテークマニホールド１０では、凹部用リブ３１の内周側には補強リブ３０が設けられていない。

【0021】

また、インテークマニホールド１０、詳しくは上記分割体２０における二股部分２１には、サージタンク１１の外方に向けて突出する形状の又部用リブ３３が設けられている。又部用リブ３３は四角筒状をなしている。又部用リブ３３は上記外壁用リブ３２と一体になっている。本実施形態のインテークマニホールド１０では、又部用リブ３３が、上記凹部１５に近い側（図４の左側）の二股部分２１には設けられず、同凹部１５から遠い側（図４の右側）の二股部分２１にのみ設けられている。

【0022】

以下、本実施形態のインテークマニホールド１０による作用効果について説明する。
インテークマニホールド１０における上記サージタンク１１の外壁１１Ａにあたる部分には、凹部１５が設けられている。そして、インテークマニホールド１０では、上記凹部１５には補強リブ３０が設けられていない。

【0023】

こうしたインテークマニホールド１０によれば、凹部１５に補強リブが設けられるものと比較して、凹部１５内における活用可能なスペースを大きくすることができる。そのため、インテークマニホールド１０および内燃機関の配設に際して、内燃機関と一体のノックセンサを収めるためのスペースとして、凹部１５内のスペースを有効に利用することができる。しかも、凹部１５に補強リブが設けられるものと比較して、インテークマニホールド１０を軽量化することもできる。

【0024】

その一方で、本実施形態のインテークマニホールド１０では、凹部１５に補強リブ３０が設けられていないため、凹部１５に補強リブが設けられるものと比較して、前記サージタンク１１の外壁１１Ａの凹部１５にあたる部分が変形し易い構造になる。そのため、内燃機関の運転に際してサージタンク１１の内圧が変動した場合には、その内圧変動に伴う凹部１５の変形量が大きくなるおそれがある。そして、そうした凹部１５の変形がインテークマニホールド１０における溶着部分１６に伝わると、２つの分割体を溶着している一対の溶着面の相対位置をずらす力が作用するようになるおそれがある。この場合には、上記溶着部分１６の強度低下を招くおそれがある。

【0025】

本実施形態のインテークマニホールド１０では、サージタンク１１の外壁１１Ａを補強する補強リブ３０として、凹部１５の周囲全周を囲む筒状をなす凹部用リブ３１と、同凹部用リブ３１の周囲において延びる外壁用リブ３２とが設けられている。これにより、インテークマニホールド１０では、サージタンク１１の外壁１１Ａに凹部１５が設けられているとはいえ、同凹部１５の周囲を囲む形状の補強リブ３０が設けられている。そして、この補強リブ３０によって、サージタンク１１の外壁１１Ａにおける凹部１５の周囲が補強されている。

【0026】

こうした補強リブ３０を設けることにより、サージタンク１１の外壁１１Ａにおける凹部１５の変形態様とそれ以外の部分の変形態様とを各別に管理することができるため、同サージタンク１１の外壁１１Ａ全体の変形態様を容易に管理することができる。具体的には、内燃機関の運転に際してサージタンク１１の外壁１１Ａにおける凹部１５にあたる部分が変形した場合に、その変形による影響が凹部１５の周囲にまで及ぶようになることを抑えることができる。

【0027】

また本実施形態のインテークマニホールド１０の分割体２０では、外壁用リブ３２が、サージタンク１１の外壁１１Ａにおける上記凹部１５にあたる部分以外の部分の略全面に設けられている。言い換えれば、このインテークマニホールド１０の分割体２０は、サージタンク１１の外壁１１Ａにおける凹部１５以外の部分の全体が上記外壁用リブ３２によって補強されている。そのため、サージタンク１１の外壁１１Ａの凹部１５が変形した場合であっても、インテークマニホールド１０を構成する複数の分割体が溶着固定された前記溶着部分１６にまで、同凹部１５の変形による影響が及ぶことを抑えることができる。これにより、上記溶着部分１６、ひいてはインテークマニホールド１０の強度低下を抑えることができる。

【0028】

サージタンク１１の外壁１１Ａにおいて導出管１３が二股状をなす二股部分２１は、同外壁１１Ａの変形に際して応力集中を招き易いため、強度低下を招き易い部分であると云える。この点、本実施形態では、サージタンク１１の外壁１１Ａにおける二股部分２１に、同外壁１１Ａの補強のための又部用リブ３３が設けられている。この又部用リブ３３によって上記二股部分２１が補強されるため、同二股部分２１の強度低下を抑えることができる。これにより、インテークマニホールド１０の強度低下を抑えることができる。

【0029】

なお本実施形態のインテークマニホールド１０は、二股部分２１を２箇所有している。そして、上記又部用リブ３３は、２箇所の二股部分２１のうちの一方のみに設けられている。これは以下の理由による。

【0030】

発明者等は各種の実験やシミュレーションを通じて、内燃機関の運転時に、又部用リブ３３が設けられないインテークマニホールドの二股部分２１において生じる内部応力を測定する実験を行った。その結果、凹部１５に近い側（図４の左側）の二股部分２１では内部応力がさほど大きくならないのに対して、同凹部１５から遠い側（図４の左側）の二股部分２１では内部応力が比較的大きくなることが分かった。

【0031】

この点をふまえて、本実施形態のインテークマニホールド１０では、又部用リブ３３が、上記凹部１５に近い側の二股部分２１には設けられず、同凹部１５から遠い側の二股部分２１にのみ設けられている。このように本実施形態によれば、必要に応じて又部用リブ３３を設けて、上記二股部分２１の強度低下を抑えることができる。

【0032】

以上説明したように、本実施形態によれば、以下に記載する効果が得られる。
（１）サージタンク１１の外壁１１Ａにおける凹部１５の周縁に、同凹部１５には設けられない態様で、上記凹部１５の周囲全周にわたって延びる補強リブ３０を設けるようにした。これにより、サージタンク１１の外壁１１Ａに凹部１５が設けられるとはいえ、同凹部１５に起因するインテークマニホールド１０の強度低下を抑えることができる。

【0033】

（２）補強リブ３０を、凹部１５の周囲全周を囲む筒状の凹部用リブ３１と同凹部用リブ３１の周縁に設けられる外壁用リブ３２とによって構成した。そのため、これら凹部用リブ３１および外壁用リブ３２によって、サージタンク１１の外壁１１Ａにおける凹部１５の周囲を補強することができる。

【0034】

（３）サージタンク１１の外壁１１Ａの凹部１５には補強リブ３０が設けられていない。そのため、インテークマニホールド１０および内燃機関の配設に際して、内燃機関と一体のノックセンサを収めるためのスペースとして、凹部１５内のスペースを有効に利用することができる。しかも、凹部１５に補強リブが設けられるものと比較して、インテークマニホールド１０を軽量化することもできる。

【0035】

（４）サージタンク１１の外壁１１Ａにおける二股部分２１に又部用リブ３３を設けた。これにより、二股部分２１の強度低下を抑えることができ、ひいてはインテークマニホールド１０の強度低下を抑えることができる。

【0036】

（５）サージタンク１１の外壁１１Ａの凹部１５が変形した場合であっても、インテークマニホールド１０における溶着部分１６まで同凹部１５の変形による影響が及ぶことを抑えることができる。そのため、上記溶着部分１６、ひいてはインテークマニホールド１０の強度低下を抑えることができる。

【0037】

なお、上記実施形態は、以下のように変更して実施することができる。上記実施形態および以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。

【0038】

・凹部１５の形状は、外縁が円形をなす形状や同外縁が多角形をなす形状など、任意に変更可能である。インテークマニホールド１０の周辺に設けられる部材（前記ノックセンサや、ハーネスなど）の形状に合わせて、凹部１５の形状を定めるようにすればよい。

【0039】

・外壁用リブ３２の延設形状は、格子状にすることに限らず、例えばハニカム状にするなど、任意に変更することができる。
・分割体２０において、サージタンク１１の外壁１１Ａにおける凹部１５以外の部分の全面に外壁用リブ３２を設けることの他、サージタンク１１の外壁１１Ａにおける凹部１５以外の部分の一部に外壁用リブ３２が設けられない領域を設定するようにしてもよい。

【0040】

・凹部１５の一部に補強のためのリブが設けられない領域が設定されるのであれば、凹部用リブ３１の内縁部分にリブを設けるなど、同凹部１５に補強のためのリブを設けることができる。

【0041】

・外壁用リブ３２の延設形状を凹部１５の周囲全周を囲む形状にしたうえで、凹部用リブ３１を省略することができる。要は、補強リブ３０が凹部１５の周囲全周にわたって延びる構造になるのであれば、同補強リブ３０の延設態様は任意に変更することができる。

【0042】

・又部用リブ３３の形状は、四角筒状に限らず、例えば長穴筒状や断面十字状など、任意に変更することができる。
・又部用リブ３３を、２箇所の二股部分２１の両方に設けるようにしてもよい。

【0043】

・又部用リブ３３を、外壁用リブ３２から離間した位置に設けるようにしてもよい。
・又部用リブ３３を省略することができる。
・上記実施形態にかかるインテークマニホールドは、導出管を１本のみ有するインテークマニホールドや、２本の導出管を有するインテークマニホールド、４本以上の導出管を有するインテークマニホールドにも適用することができる。

【0044】

・上記実施形態にかかるインテークマニホールドは、複数の分割体が溶着以外の方法（例えば、接着）によって接合された構造のインテークマニホールドにも適用することができる。

【符号の説明】

【0045】

１０…インテークマニホールド
１１…サージタンク
１１Ａ…外壁
１３…導出管
１５…凹部
１６…溶着部分
２０…分割体
２１…二股部分
３０…補強リブ
３１…凹部用リブ
３２…外壁用リブ
３３…又部用リブ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】