JP2010071169A - 内燃機関の吸気コレクタ - Google Patents

Abstract

【課題】合成樹脂製の吸気コレクタの天井面の面剛性を高めるとともに、外形寸法に対して内容積を大きく確保できるようにする。
【解決手段】Ｖ型６気筒機関の偏平な箱状をなす吸気コレクタは、ベース部材１とカバー部材２とからなり、両側が各バンクに対応した一対の容積部５，６となり、中央部分が連通部７となる。容積部５，６に対応する上壁部８の両側部分８ａ，８ｂには、外側面にリブ９ａ，９ｂが設けられ、連通部７に対応する中央部分８ｃは、外側に膨出しているとともに、内側面にリブ９ｃが設けられている。連通部７は、吸気が実質的に流れないので、吸気抵抗とならない。エンジンフードの位置で制限される外形寸法に比較して、リブ９ｃを内側面とすることで、内容積が増大する。
【選択図】図２

Description

この発明は、内燃機関の吸気コレクタ、特に、合成樹脂にて成形され、かつ比較的大きな天井面となる壁部を備えた吸気コレクタの改良に関する。

例えば自動車用内燃機関においては、吸気系の容積部となる吸気コレクタとして、近年、主に軽量化のために合成樹脂製の吸気コレクタが用いられる傾向にある。この合成樹脂製の吸気コレクタは、例えば下部側と上部側との２部品程度に分割して成形された上で一体化されているが、一つの壁面が大きなものであると、いわゆる膜振動を生じ、騒音発生源となるとともに、吸気動的効果が低下してしまう。

そのため、合成樹脂製の吸気コレクタにあっては、例えば特許文献１に例示されているように、壁部表面に補強リブを一体に成形し、面剛性を高めることが一般になされている。ここで、仮に吸気コレクタの内側面にリブを設けると、吸気抵抗となってしまうので、特許文献１のように、一般にリブはコレクタの壁部の外側面に設けられている。
特開平１１−３１１１５７号公報

現代の自動車では、エンジンルーム内には余分なスペースは殆どなく、吸気コレクタの高さ寸法は、一般に、エンジンルーム上面を覆うエンジンフードの位置によって制限されてしまう。ここで、吸気コレクタの天井面となる壁部の外側面にリブが突出していると、このリブによって吸気コレクタ全体の実質的な外形寸法が定まるため、天井面となる壁部の位置は相対的に低くなってしまい、結果的に、吸気コレクタの内容積を十分に確保することができない。換言すれば、外側に突出するリブの分だけ吸気コレクタの内容積が小さくなってしまう。

この発明は、天井面となる壁部が連続した一つの板状に成形されてなる合成樹脂製の内燃機関の吸気コレクタにおいて、上記天井面の一部の領域においては上記壁部の外側面に複数のリブが形成され、残部の領域においては上記壁部の内側面に複数のリブが形成されていることを特徴としている。望ましくは、コレクタ内の相対的に吸気流速の高い領域では上記壁部の外側面にリブが形成され、相対的に吸気流速の低い領域では上記壁部の内側面にリブが形成されている。

上記のように天井面の内側面にリブを備えた領域では、壁部を相対的に外側へ膨出して形成することが可能であり、それだけ内容積が拡大する。従って、エンジンフードとの位置関係等を変えることなく、吸気コレクタの十分な内容積を容易に確保することができる。

以下、この発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明する。

図１〜図５に示す実施例は、この発明をＶ型６気筒用の吸気コレクタとして適用したものであって、この吸気コレクタは、Ｖ型内燃機関のＶバンク上面に配置される偏平な箱状をなしている。そして、図２等の断面図に明らかなように、底面を含む下部のベース部材１と、天井面を含む上部のカバー部材２と、がそれぞれ一つの合成樹脂部品として成形されており、両者が接合面３において溶着等の手段により一体に接合されている。

上記ベース部材１の底面をなす底壁部１ａには、管状をなす６本のブランチ４が一体に成形されている。これらのブランチ４は、図２の左側のバンクの気筒（例えば♯１，♯３，♯５気筒）のブランチ４が吸気コレクタの右側空間へ向かって延び、逆に右側のバンクの気筒（例えば♯２，♯４，♯６気筒）のブランチ４が吸気コレクタの左側空間へ向かって延びるように、交互に斜めに配置されている。そして、左側のバンクのブランチ４の先端は、吸気コレクタの右側空間に向かって開口し、右側のバンクのブランチ４の先端は、吸気コレクタの左側空間に向かって開口し、これによって、左右の各々の空間が、各バンク毎に実質的に独立した一対の容積部５，６となっている。これらの一対の容積部５，６は、吸気コレクタの中央部分のブランチ４上方の空間つまり連通部７によって互いに連通している。なお、上記の一対の容積部５，６のそれぞれに対し、図示せぬ吸気入口が設けられており、個々に吸気が導入されている。

一方、カバー部材２においては、天井面となる上壁部８が連続した一つの板状に成形されているが、その面剛性を高めるために、多数のリブ９が一体に形成されている。具体的には、上記容積部５，６に対応する天井面の領域では、上壁部８の外側面に多数のリブ９ａ，９ｂが上方に突出した形に形成されている。これらの多数のリブ９ａ，９ｂは、この実施例では、気筒列と直交する方向に沿って各々延びており、かつ互いに平行である。また、一方の容積部５の上方のリブ９ａと他方の容積部６の上方のリブ９ｂは、互いに一直線上に整列している。これに対し、上記連通部７に対応する天井面の領域では、上壁部８の内側面に多数のリブ９ｃが下方に突出した形に形成されている。この多数のリブ９ｃは、やはり気筒列と直交する方向に沿って各々延びており、かつ互いに平行である。そして、各リブ９ｃは、外側面における隣接する左右のリブ９ａ，９ｂと一直線上に整列している。

ここで、上記上壁部８の内側面にリブ９ｃを備えた領域つまり連通部７に対応する中央部分８ｃは、上記上壁部８の左右両側の部分８ａ，８ｂに比べて相対的に外側へ膨出しており、その上面が上記外側面のリブ９ａ，９ｂの上縁と同じ高さ位置で連続している。逆に、その内側面のリブ９ｃの下縁は、相対的に下方に位置する両側の部分８ａ，８ｂの下面と同じ高さ位置で連続している。

より詳しくは、上壁部８の中央部分８ｃと両側部分８ａ，８ｂとの間には、斜めに傾斜したステップ状部分８ｄ，８ｅが存在するが、各リブ９ａ，９ｂ，９ｃの端部がこのステップ状部分８ｄ，８ｅにそれぞれ接続されており、このステップ状部分８ｄ，８ｅを挟んでリブ９ａ，９ｂ，９ｃが一直線上に連続している。

上記のような構成では、吸気コレクタの中央部分におけるリブ９ｃが上壁部８の内側面に設けられており、これに伴ってその上壁部８の中央部分８ｃが相対的に外側へ膨出して形成されているため、同じ外形寸法の下で、吸気コレクタの内容積がより大きく確保される。あるいは、同じ内容積であれば、底壁部１ａの位置をより上方に設定することが可能となる。そのため、限られたエンジンフードの位置およびエンジンルームのスペースの中で、その設計の自由度が向上する。

ここで、吸気コレクタの中で吸気流速が相対的に高い左右の容積部５，６においては外側面にリブ９ａ，９ｂが位置するので、吸気抵抗の増加を招来することはない。吸気コレクタ内にリブ９ｃが突出している連通部７は、左右の容積部５，６の圧力を均等化するものの、実質的に吸気は殆ど流れないので、吸気抵抗の問題はない。特に、この実施例では、内側面のリブ９ｃは、一対の容積部５，６の間の吸気流動方向（つまり気筒列と直交する方向）に沿って延びているので、その吸気流動に対する吸気抵抗は最小となる。

一方、上壁部８の面剛性は、多数のリブ９によって向上し、その膜振動が抑制される。特に、左右両側の領域のリブ９ａ，９ｂと中央部分のリブ９ｃとが上壁部８のステップ状部分８ｄ，８ｅを介して一体化しており、しかも一直線上に連続しているので、気筒列と直交する方向に沿った曲げに対する剛性が高くなる。また、上壁部８の中央部分８ｃおよびステップ状部分８ｄ，８ｅが、断面台形に膨出した一種の補強ビームとして機能するので、気筒列方向に沿った曲げに対する剛性も高くなり、全体としてより効果的に剛性向上が図れる。

なお、本発明は、上記実施例のＶ型６気筒機関用吸気コレクタに限られず、直列多気筒機関を含む種々の形式の吸気コレクタに適用することができ、例えば、吸気コレクタ内のブランチの開口部や吸気入口の位置などから吸気流速が相対的に高い領域では外側面にリブを設け、吸気流速が相対的に低い領域では内側面にリブを設けることができる。

また、リブの具体的な配置も種々変更が可能であり、例えば、外側面および内側面にそれぞれ格子状のリブを設けたり、外側面と内側面とで異なる方向あるいは異なる間隔等でリブを形成することも可能である。

この発明に係るＶ型６気筒機関用吸気コレクタの斜視図。 図１のＡ−Ａ線に沿った断面図。 図１のＢ−Ｂ線に沿った断面図。 図１のＣ−Ｃ線に沿った断面図。 図１のＤ−Ｄ線に沿った断面図。

符号の説明

１…ベース部材
２…カバー部材
４…ブランチ
５，６…容積部
７…連通部
８…上壁部
９ａ，９ｂ，９ｃ…リブ

Claims (7)

1. 天井面となる壁部が連続した一つの板状に成形されてなる合成樹脂製の内燃機関の吸気コレクタにおいて、
   上記天井面の一部の領域においては上記壁部の外側面に複数のリブが形成され、残部の領域においては上記壁部の内側面に複数のリブが形成されていることを特徴とする内燃機関の吸気コレクタ。
2. 上記内側面にリブを備えた領域では、上記壁部が相対的に外側へ膨出しており、その上面が上記外側面のリブの上縁と同じ高さ位置で連続していることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の吸気コレクタ。
3. 上記外側面のリブと上記内側面のリブとが、互いに同じ方向に延びていることを特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関の吸気コレクタ。
4. 上記外側面のリブと上記内側面のリブとが、一直線上に整列していることを特徴とする請求項３に記載の内燃機関の吸気コレクタ。
5. コレクタ内の相対的に吸気流速の高い領域では上記壁部の外側面にリブが形成され、相対的に吸気流速の低い領域では上記壁部の内側面にリブが形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の内燃機関の吸気コレクタ。
6. Ｖ型内燃機関の吸気コレクタであって、各々のバンクのブランチが開口する一対の容積部がコレクタの両側に位置するとともに、コレクタの中央部分の空間が両容積部を互いに連通する連通部をなし、
   上記容積部に対応する天井面の領域で外側面にリブが形成され、上記連通部に対応する天井面の領域で内側面にリブが形成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の内燃機関の吸気コレクタ。
7. 上記一対の容積部の間の吸気流動方向に沿って上記連通部における内側面のリブが形成されていることを特徴とする請求項６に記載の内燃機関の吸気コレクタ。

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