特許 7124573 吸気マニホールド

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-08-16

(45)【発行日】2022-08-24

(54)【発明の名称】吸気マニホールド

(51)【国際特許分類】

   F02M 35/10 20060101AFI20220817BHJP

【ＦＩ】

F02M35/10 301T

F02M35/10 301M

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2018165841

(22)【出願日】2018-09-05

(65)【公開番号】P2020037918

(43)【公開日】2020-03-12

【審査請求日】2021-04-06

(73)【特許権者】

【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】中川 敏雄

【審査官】津田 真吾

(56)【参考文献】

【文献】特開２００３－２５４１７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－０４０１４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１１／０９２９７２（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ０２Ｍ ３５／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

吸気を導入する吸気導入口を有するサージタンクと、前記サージタンクから分岐して延びるとともに内燃機関の吸気ポートに接続される複数の分岐管とを備える吸気マニホールドにおいて、
開口部が設けられた側壁を有するサージタンク本体部と、
前記サージタンク内にブローバイガスを導入する導入ポート及び前記サージタンク内の負圧を外部に供給する供給ポートを有し、前記サージタンク本体部の前記開口部に対して接合されることで前記サージタンク本体部と共に前記サージタンクを構成するポート部と、を備え、
前記導入ポートの出口部と前記供給ポートの入口部とは前記サージタンク内にて並んで開口しており、
前記導入ポートの前記出口部と前記供給ポートの前記入口部との間には、段差部が設けられており、
前記段差部は、前記出口部と前記入口部との間に介在するベース部と、前記ベース部から前記サージタンクの内側に向かって突出するリブとにより形成されている、
吸気マニホールド。

【請求項2】

前記リブは、前記出口部の周縁に沿って設けられた第１リブと、前記入口部の周縁に沿って設けられた第２リブとを含む、
請求項１に記載の吸気マニホールド。

【請求項3】

前記第１リブと前記第２リブとの間には、前記開口部の周縁部から前記サージタンクの内側に向かって突出する第３リブが形成されており、
前記第３リブの基端には、前記第１リブの先端に向かって延びるとともに前記第３リブと前記第１リブとの間を閉塞する蓋部が形成されている、
請求項２に記載の吸気マニホールド。

【請求項4】

吸気を導入する吸気導入口を有するサージタンクと、前記サージタンクから分岐して延びるとともに内燃機関の吸気ポートに接続される複数の分岐管とを備える吸気マニホールドにおいて、
開口部が設けられた側壁を有するサージタンク本体部と、
前記サージタンク内にブローバイガスを導入する導入ポート及び前記サージタンク内の負圧を外部に供給する供給ポートを有し、前記サージタンク本体部の前記開口部に対して接合されることで前記サージタンク本体部と共に前記サージタンクを構成するポート部と、を備え、
前記導入ポートの出口部と前記供給ポートの入口部とは前記サージタンク内にて並んで開口しており、
前記導入ポートの前記出口部と前記供給ポートの前記入口部との間には、段差部が設けられており、
前記側壁の内面には、前記開口部の周縁部と、前記周縁部の周囲に位置し、前記周縁部よりも前記サージタンクの内側に位置する外周部とが段差を介して設けられている、
吸気マニホールド。

【請求項5】

前記段差部は、前記出口部と前記入口部との間に介在するベース部と、前記ベース部から前記サージタンクの内側に向かって突出するリブとにより形成されている、
請求項４に記載の吸気マニホールド。

【請求項6】

前記リブは、前記出口部の周縁に沿って設けられた第１リブと、前記入口部の周縁に沿って設けられた第２リブとを含む、
請求項５に記載の吸気マニホールド。

【請求項7】

前記第１リブと前記第２リブとの間には、前記開口部の周縁部から前記サージタンクの内側に向かって突出する第３リブが形成されており、
前記第３リブの基端には、前記第１リブの先端に向かって延びるとともに前記第３リブと前記第１リブとの間を閉塞する蓋部が形成されている、
請求項６に記載の吸気マニホールド。

【請求項8】

前記段差は、前記開口部の前記周縁部の全周にわたって設けられている、
請求項４～請求項７のいずれか一項に記載の吸気マニホールド。

【請求項9】

前記開口部は、前記サージタンク本体部の側壁のうち天井部分に設けられている、
請求項４～請求項８のいずれか一項に記載の吸気マニホールド。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、内燃機関の吸気マニホールドに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、車載内燃機関の吸気マニホールドは、吸気を導入する吸気導入口を有するサージタンクと、サージタンクから分岐して延びるとともにシリンダヘッドの各吸気ポートに接続される複数の分岐管とを有している。また、サージタンクには、クランクケース内のブローバイガスを導入する導入ポートや、車両のブレーキブースタなどの負圧駆動式の装置に対して負圧を供給する供給ポートが設けられている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００２－２３５６２０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、特許文献１に記載の吸気マニホールドにおいては、ブローバイガスの導入ポートに近接した位置に、負圧の供給ポートが設けられている。そのため、ブローバイガスに含まれる水分が凝集されることで生じる水滴が、導入ポートからサージタンク内に流入するとともに、サージタンク内の吸気の流れ（動圧）によって負圧の供給ポートに流入するおそれがある。その結果、こうした水分が、供給ポートに接続されるパイプ内において凍結することでパイプが閉塞するなどの問題が生じるおそれがある。

【0005】

本発明の目的は、導入ポートから供給ポートへの水滴の流入を抑制することのできる吸気マニホールドを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記目的を達成するための吸気マニホールドは、吸気を導入する吸気導入口を有するサージタンクと、前記サージタンクから分岐して延びるとともに内燃機関の吸気ポートに接続される複数の分岐管とを備えるものであって、開口部が設けられた側壁を有するサージタンク本体部と、前記サージタンク内にブローバイガスを導入する導入ポート及び前記サージタンク内の負圧を外部に供給する供給ポートを有し、前記サージタンク本体部の前記開口部に対して接合されることで前記サージタンク本体部と共に前記サージタンクを構成するポート部と、を備え、前記導入ポートの出口部と前記供給ポートの入口部とは前記サージタンク内にて並んで開口しており、前記導入ポートの前記出口部と前記供給ポートの前記入口部との間には、段差部が設けられている。

【0007】

同構成によれば、導入ポートの出口部と供給ポートの入口部との間に段差部が設けられているため、導入ポートからサージタンク内に流入した水滴がサージタンクの壁面を伝って供給ポート側に移動しにくくなる。したがって、導入ポートから供給ポートへの水滴の流入を抑制することができる。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、導入ポートから供給ポートへの水滴の流入を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】吸気マニホールドの一実施形態の構成を模式的に示す斜視図。

【図2】同実施形態のサージタンク本体部及びポート部を互いに離間して示す分解斜視図。

【図3】同実施形態のポート部を第２接合部側から視た斜視図。

【図4】同実施形態のサージタンクにおける天井部分の内面を示す斜視図。

【図5】図１の５－５線に沿った断面図。

【図6】第１変更例のサージタンクにおける天井部分の内面を示す斜視図。

【図7】第２変更例のサージタンクにおける天井部分の内面を示す斜視図。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、図１～図５を参照して、吸気マニホールドの一実施形態について説明する。
図１に示すように、本実施形態の吸気マニホールドは、直列４気筒の車載内燃機関に適用されるものであり、耐熱性を有する硬質樹脂材料により形成されている。

【0011】

吸気マニホールドは、吸気を導入する吸気導入口１０aを有するサージタンク１０と、サージタンク１０に接続された複数の分岐管４０（本実施形態では４つ）とを有している。

【0012】

サージタンク１０は、直方体状のサージタンク本体部２０と、サージタンク本体部２０の吸気導入口１０aの開口縁から外周に向かって突出した第１フランジ部２６とを有している。第１フランジ部２６は、吸気管（図示略）に連結されている。これにより、吸気管を流れる吸気が吸気導入口１０ａを通じてサージタンク１０内に供給される。なお、吸気管には、サージタンク１０に供給される吸気の量を調整するスロットルバルブが設けられている。

【0013】

分岐管４０は、サージタンク１０の側壁２１の底部分２１aに接続されている。各分岐管４０は、サージタンク本体部２０の底部分２１aから下方に向かって延びるとともに屈曲して側方に向かって延びている。各分岐管４０の先端には、第２フランジ部４１が設けられている。第２フランジ部４１は、シリンダヘッド（図示略）の壁面に接続される。これにより、吸気マニホールドがシリンダヘッドに組み付けられる。なお、シリンダヘッドには、複数の吸気ポートが形成されている。吸気マニホールドがシリンダヘッドに組み付けられた状態では、各分岐管４０が吸気ポートと連通する。

【0014】

図２に示すように、サージタンク本体部２０には、側壁２１の底部分２１aに対向する天井部分２１ｂに開口部２５が形成されている。開口部２５には、サージタンク本体部２０とは別体にて形成されたポート部３０が接合されている。このように、サージタンク１０は、側壁２１を有するサージタンク本体部２０と、サージタンク本体部２０とは別体にて形成されたポート部３０と、第１フランジ部２６とによって構成されている。

【0015】

以降において、サージタンク本体部２０の軸線方向を軸線方向Ｌと称し、軸線方向Ｌと、底部分２１ａ及び天井部分２１ｂが対向する方向との双方に直交する方向を直交方向Ｗと称する。

【0016】

＜サージタンク本体部２０＞
図２に示すように、側壁２１の開口部２５には、開口２５ａの周縁をなす第１接合部２５ｂが設けられている。開口部２５は、軸線方向Ｌに長い略長方形環状をなしている。

【0017】

図４に示すように、側壁２１の天井部分２１ｂの内面には、開口部２５の開口２５ａの周縁をなす周縁部２２と、周縁部２２の周囲に位置し、周縁部２２よりもサージタンク１０の内側に位置する外周部２３とが、周縁部２２の全周にわたって形成された段差２４を介して設けられている。

【0018】

＜ポート部３０＞
図１～図３に示すように、ポート部３０は、サージタンク本体部２０の開口部２５に接合される略長方形板状のベース部３１と、ベース部３１を上下に貫通して形成された導入ポート３２及び供給ポート３３とを備えている。

【0019】

導入ポート３２及び供給ポート３３は、それぞれベース部３１を上下に貫通するとともにベース部３１の上面から突出しており、直交方向Ｗにおいて第２フランジ部４１側とは反対側に向かって延びている。

【0020】

導入ポート３２の先端部には、内燃機関の運転に伴って発生するブローバイガスをサージタンク１０内に導入する導入パイプ（図示略）が接続される。
供給ポート３３の先端部には、サージタンク１０内の吸気管負圧（以下、負圧）を、負圧駆動式のブレーキブースタに対して供給する供給パイプ（いずれも図示略）が接続される。

【0021】

図３～図５に示すように、導入ポート３２の先端部とは反対側の開口部である出口部３２ａと、供給ポート３３の先端部とは反対側の開口部である入口部３３ａとは、サージタンク１０内にて軸線方向Lに並んで開口している。なお、導入ポート３２においては、ブローバイガスが先端部からサージタンク１０内に流れることから、導入ポート３２の両開口部のうちサージタンク１０内に開口する側を出口部３２ａとして説明する。また、サージタンク１０内の負圧が供給ポート３３を通じてブレーキブースタに供給されることから、供給ポート３３の両開口部のうちサージタンク１０内に開口する側を入口部３３ａとして説明する。

【0022】

ベース部３１の下面には、開口部２５の第１接合部２５ｂに接合される略長方形環状の第２接合部３１ａが突設されている。第１接合部２５ｂと第２接合部３１ａとは、振動溶着によって互いに接合される。

【0023】

導入ポート３２の出口部３２ａと供給ポート３３の入口部３３ａとの間には、ベース部３１の平坦な平坦面３１ｂが介在している。
ベース部３１の平坦面３１ｂには、導入ポート３２の出口部３２ａの周縁に沿って設けられるとともにサージタンク１０の内側に向かって突出した環状の第１リブ３５と、供給ポート３３の入口部３３ａの周縁に沿って設けられるとともにサージタンク１０の内側に向かって突出した環状の第２リブ３６とが形成されている。また、ベース部３１の平坦面３１ｂには、直交方向Ｗにおける第１リブ３５及び第２リブ３６の両端部同士を連結する一対の連結リブ３４が互いに平行をなして突設されている。ベース部３１の平坦面３１ｂと第１リブ３５とにより、段差部３７が構成される。また、ベース部３１の平坦面３１ｂと第２リブ３６とにより、段差部３８が構成される。

【0024】

本実施形態の作用及び効果について説明する。
（１）導入ポート３２の出口部３２ａと供給ポート３３の入口部３３ａとがサージタンク１０内にて並んで開口している。導入ポート３２の出口部３２ａと供給ポート３３の入口部３３ａとの間には、段差部３７，３８が設けられている。

【0025】

こうした構成によれば、導入ポート３２の出口部３２ａと供給ポート３３の入口部３３ａとの間に段差部３７，３８が設けられているため、導入ポート３２からサージタンク１０内に流入した水滴がサージタンク１０の壁面を伝って供給ポート３３側に移動しにくくなる。したがって、導入ポート３２から供給ポート３３への水滴の流入を抑制することができる。

【0026】

（２）段差部３７，３８は、出口部３２ａと入口部３３ａとの間に介在する平坦面３１ｂと、平坦面３１ｂからサージタンク１０の内側に向かって突出する第１リブ３５及び第２リブ３６とにより形成されている。

【0027】

こうした構成によれば、平坦面３１ｂと第１リブ３５及び第２リブ３６とによって段差部３７，３８を容易に具現化できる。
また、上記構成によれば、導入ポート３２の出口部３２ａと供給ポート３３の入口部３３ａとの間には、２つの段差部３７，３８が構成されることとなる。このため、導入ポート３２からサージタンク１０内に流入した水滴がサージタンク１０の壁面を伝って供給ポート３３側に移動しにくくなる。したがって、導入ポート３２から供給ポート３３への水滴の流入を抑制することができる。

【0028】

また、上記構成によれば、第１リブ３５が導入ポート３２の出口部３２ａの周縁に沿って設けられるとともに、第２リブ３６が供給ポート３３の入口部３３ａの周縁に沿って設けられているため、出口部３２ａや入口部３３ａの形状が第１リブ３５及び第２リブ３６によって影響を受けにくくなる。これにより、導入ポート３２の導入性能や供給ポート３３の供給性能が損なわれることを抑制できる。

【0029】

（３）サージタンク１０の側壁２１の天井部分２１ｂの内面には、開口２５ａの周縁部２２と、周縁部２２の周囲に位置し、周縁部２２よりもサージタンク１０の内側に位置する外周部２３とが、段差２４を介して設けられている。

【0030】

こうした構成によれば、サージタンク本体部２０の側壁２１の内面に沿って流れる吸気は、外周部２３から周縁部２２に移動する際に減速されるようになる。すなわち、周縁部２２近傍の吸気の動圧は外周部２３近傍の吸気の動圧よりも小さくなる。これにより、こうした段差２４が設けられていない構成に比べて、導入ポート３２からサージタンク１０内に流入した水滴を供給ポート３３に向けて移動させる力（吸気の動圧）が小さくなる。したがって、導入ポート３２から供給ポート３３への水滴の流入を一層抑制することができる。

【0031】

（４）段差２４は、周縁部２２の全周にわたって設けられている。
こうした構成によれば、周縁部２２の全周にわたって吸気の動圧が小さくなる。これにより、サージタンク１０の形状や吸気導入口１０ａ、分岐管４０の配置に関係なく、導入ポート３２からサージタンク１０内に流入した水滴を供給ポート３３に向けて移動させる力（吸気の動圧）を効果的に小さくすることができる。

【0032】

また例えば、それぞれ樹脂材料からなるサージタンク本体部２０とポート部３０とを振動溶着により接合する場合には、サージタンク本体部２０とポート部３０とを加圧する際の加圧面として周縁部２２を利用することができる。

【0033】

（５）開口部２５は、サージタンク本体部２０の側壁２１のうち天井部分２１ｂに設けられている。
例えば、段差２４が設けられていないサージタンクの天井部分に導入ポート３２が設けられている場合、内燃機関の停止時に、導入ポート３２からサージタンク内に流入した水滴がサージタンクの天井面を伝って吸気導入口１０ａに流入するおそれがある。

【0034】

この点、上記構成によれば、開口２５ａの周縁部２２に付着した水滴は、外周部２３との境界である段差２４の内側にて落下するようになり、段差２４を越えて外周部２３までは移動しにくくなる。したがって、吸気導入口１０ａへの水滴の流入を抑制することができる。

【0035】

本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、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。
・図６に示すように、第１リブ３５のうち段差部３７を構成する部分に、外周部２３よりもサージタンク１０の内側に突出したリブ１３５を設けることもできる。

【0036】

こうした構成によれば、導入ポート３２の出口部３２ａにおいて、水滴がリブ１３５を伝ってリブ１３５の先端まで移動するようになる。リブ１３５の先端側は供給ポート３３の入口部３３ａから離間しているため、リブ１３５を伝って移動した水滴が吸気の動圧によって供給ポート３３に流入することを抑制することができる。

【0037】

・図７に示すように、周縁部２２のうち、第１リブ３５と第２リブ３６との間の部分において、周縁部２２からサージタンク１０の内側に向かって突出する第３リブ５１を設けるようにしてもよい。第３リブ５１の基端には、第１リブ３５の先端に向かって延びるとともに、第３リブ５１と第１リブ３５との間を閉塞する蓋部５２が形成されていることが好ましい。

【0038】

こうした構成によれば、導入ポート３２からサージタンク１０内に流入した水滴が供給ポート３３側へ移動しようとすることを第３リブ５１によって抑制することができる。
また、上記構成によれば、第３リブ５１の基端から第１リブ３５の先端に向かって延びる蓋部５２によって第３リブ５１と第１リブ３５との間が閉塞されている。このため、第１リブ３５と第３リブ５１との間の隙間を通じて供給ポート３３に向かう水滴の移動についても適切に抑制することができる。

【0039】

・サージタンク本体部２０の側壁２１のうち天井部分２１ｂとは異なる部分に開口部２５が設けられ、これにポート部３０が接合されていてもよい。
・サージタンク本体部２０とポート部３０とは、超音波溶着などの振動溶着以外の接合方法により互いに接合されていてもよい。

【0040】

・段差２４は、周縁部２２の全周にわたって設けられていなくてもよい。例えば、周縁部２２のうち軸線方向Ｌにおける吸気導入口１０ａと導入ポート３２の出口部３２ａとの間にのみ設けられていてもよい。

【0041】

・段差２４は省略することもできる。
・第１リブ３５及び第２リブ３６は、サージタンク１０の内側に向かって突出するとともに、先端が屈曲されていてもよい。

【0042】

・第１リブ３５及び第２リブ３６を省略し、ベース部３１の平坦面３１ｂに直交方向Ｗに沿った溝を形成することによって、当該溝と平坦面３１ｂとにより段差部を構成してもよい。

【0043】

・ポート部３０は、複数の供給ポートを有するものであってもよい。この場合であっても、導入ポートと各供給ポートとの間に段差部を設けるようにすればよい。
・供給ポート３３は、ブレーキブースタの負圧室に負圧を供給するものに限定されない。他に例えば、ＥＧＲガスをサージタンク１０内に導入するＥＧＲガスポートなどであってもよい。

【0044】

・本実施形態では、直列４気筒の車載内燃機関に適用される吸気マニホールドについて例示したが、直列３気筒や直列６気筒の車載内燃機関に対して本実施形態の吸気マニホールドと同様な構成を有する吸気マニホールドを適用してもよい。また同様に、Ｖ型内燃機関や水平対向型内燃機関に対しても本発明を適用することもできる。

【符号の説明】

【0045】

１０…サージタンク、１０ａ…吸気導入口、２０…サージタンク本体部、２１…側壁、２１a…底部分、２１ｂ…天井部分、２２…周縁部、２３…外周部、２４…段差、２５…開口部、２５ａ…開口、２５ｂ…第１接合部、２６…第１フランジ部、３０…ポート部、３１…ベース部、３１ａ…第２接合部、３１ｂ…平坦面、３２…導入ポート、３２ａ…出口部、３３…供給ポート、３３ａ…入口部、３４…連結リブ、３５…第１リブ、３６…第２リブ、３７…段差部、３８…段差部、４０…分岐管、４１…第２フランジ部、５１…第３リブ、５２…蓋部、１３５…リブ。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】