JP2010196678A

JP2010196678A - コレクタタンク構造

Info

Publication number: JP2010196678A
Application number: JP2009045491A
Authority: JP
Inventors: Osamu Oki; 修大木
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2009-02-27
Filing date: 2009-02-27
Publication date: 2010-09-09

Abstract

【課題】ブランチパイプの曲率半径を小さくすることなく容積室を大容量化することができるインテークマニホールド構造を提供する。
【解決手段】Ｖ型エンジンの左右バンク間に配置されるコレクタタンクの構造であって、シリンダヘッド当接部分１０ａに形成されたボルト孔１２を挿通する取付ボルトによってシリンダヘッドへ固定されるロアボディ１０と、ロアボディ１０に固定されるアッパボディ２０と、ロアボディ内に形成されシリンダヘッドに開口するとともにアッパボディ２０に向けて延設されるブランチ通路１１，２１とを備え、ボルト孔１２は、ロアボディ内に形成された一方のバンクにおけるブランチ通路間に位置すると共に、ブランチ通路１１，２１に接続しアッパボディ内を略水平に通るように形成される他方のバンクからのブランチ通路１１，２１は一方のバンクにおけるボルト孔１２の上方まで延設される。
【選択図】図１

Description

この発明は、インテークマニホールドをコレクタタンク内に配置するコレクタタンクの構造に関する。

Ｖ型エンジンではコレクタタンクを左右バンクの間に配置すると共に、一方のバンクからインテークマニホールドが延設されて、他方のバンクに向けてコレクタタンク内にて開口するようになっている。例えば、６気筒エンジンでは、一方のバンクから３本のインテークマニホールドが他方のバンクへと延設されて、コレクタタンク内の他方のバンクへと開口することになる。そして、一方のバンクにおける３本のインテークマニホールドの空間は、他方のバンクから延設されるインテークマニホールドが利用することで省スペース化を実現している。

このようなＶ型エンジン用のインテークマニホールド内蔵のコレクタタンクは、たとえば特許文献１に開示されている。特許文献１のインテークマニホールド内蔵コレクタタンクは、上下に二分割可能な二体構造品である。インテークマニホールドは一方のバンクから延設され、バンク間に配置されるアッパボディに接続される（以降、アッパボディとバンク間のインテークマニホールドをブランチパイプと言う）。そして、インテークマニホールドはアッパボディ内を略水平に通過し、他方のバンク側でロアボディ方向に屈曲し開口される。ロアボディ内ではこのアッパボディ内でロアボディ側に開口したインテークマニホールドを延長し、コレクタタンク内に開口する出口パイプが設けられる。

このインテークマニホールド内蔵コレクタタンクをエンジン本体に装着するときは、はじめにアッパボディにロアボディを取り付けてアッセンブリー状態にする。そしてアッパボディから両側に延びるブランチパイプに形成されているフランジをボルトでエンジン本体に固定していた。

特開２０００−２７４３２１号公報

エンジンによっては、コレクタ容量は大きく、また、インテークマニホールドは長くかつ曲率の大きな形状が求められる。しかしながら、ブランチパイプのフランジをシリンダヘッドにボルト締めするタイプでは、ボルト締めの作業用空間を上方に設けなければならなず、ここの空間を利用してコレクタやインテークマニホールドを拡張することはできない。つまり、特許文献１のようにコレクタタンクは、ブランチパイプのフランジより内側に構成され、コレクタタンク内のインテークマニホールドは長さをとるために小さな曲率となってしまい通気抵抗が悪化することによりエンジンに求められる性能を満足できない可能性があった。

本発明は、このような従来の問題点に着目してなされたものであり、インテークマニホールドの曲率半径を小さくすることなく容積室を大容量化することができるコレクタタンク構造を提供することを目的とする。

本発明は以下のような解決手段によって前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために本発明の実施形態に対応する符号を付するが、これに限定されるものではない。

本発明は、Ｖ型エンジンの左右バンク間に配置されるコレクタタンクの構造であって、シリンダヘッド当接部分(１０ａ)に形成されたボルト孔(１２)を挿通する取付ボルトによってシリンダヘッドへ固定されるロアボディ(１０)と、前記ロアボディ(１０)に固定されるアッパボディ(２０)と、ロアボディ内に形成されシリンダヘッドに開口するとともにアッパボディ(２０)に向けて延設されるブランチ通路(１１，２１)とを備え、前記ボルト孔(１２)は、前記ロアボディ内に形成された一方のバンクにおける前記ブランチ通路間に位置すると共に、前記ブランチ通路(１１，２１)に接続しアッパボディ内を略水平に通るように形成される他方のバンクからのブランチ通路(１１，２１)は前記一方のバンクにおけるボルト孔(１２)の上方まで延設されることを特徴とする。

本発明によれば、シリンダヘッドへ固定されるロアボディと、ロアボディに固定されるアッパボディと、を含む構造とした。このようにすることで、ロアボディの内部にブランチ通路部を形成できるようになる。するとブランチ通路の経路とは関係なく、容積室を大形化できるようになった。またブランチ通路のカーブ(曲率半径)を大きくすることもできる。このためエンジンの出力を向上できるのである。

本発明によるコレクタタンク構造の一実施形態を示す図である。本発明によるコレクタタンク構造による効果を説明する図である。

以下では図面等を参照して本発明を実施するための最良の形態について説明する。

図１は本発明によるコレクタタンク構造の一実施形態を示す図である。図１(Ａ−１)はクランク軸方向から見た断面図であり図１(Ｃ)のＡ１−Ａ１断面図である。図１(Ａ−２)はクランク軸方向から見た断面図であり図１(Ｃ)のＡ２−Ａ２断面図である。図１(Ｂ)は側断面図であり図１(Ａ−２)のＢ−Ｂ断面図である。図１(Ｃ)はコレクタタンクのロアボディの平面図である。

コレクタタンク１は、Ｖ型エンジンの左右バンク間に配置される吸気通路部材である。コレクタタンク１は、ロアボディ１０と、アッパボディ２０と、を含む。すなわちコレクタタンク１は、二体構造体である。

ロアボディ１０は、エンジン本体に近い側の部材である。ロアボディ１０は、シリンダヘッド(不図示)に固定される。ロアボディ１０の内側には、エンジン本体の各気筒のインテークポートに応じてブランチ通路部１１が設けられる。またロアボディ１０の中心側には、吸気スロットルを介して流入してきた空気を貯留する容積室３０が形成されている。すなわちブランチ通路部１１の壁面が、インテークマニホールドの内部を、ブランチ通路１１と容積室３０とに区画する。

また本実施形態のコレクタタンク１は、Ｖ型６気筒エンジンに使用される。そこで本実施形態のロアボディ１０には、各気筒のインテークポートに応じた６本のブランチ通路部１１が形成されている。ブランチ通路部１１は、シリンダヘッド当接面１０ａに開口する。

ブランチ通路部１１の中心軸線は、シリンダヘッド当接面１０ａの法線方向に対して傾斜する。すなわち本実施形態の図１(Ｂ)を見ると、ブランチ通路部１１は下部が上部よりも右側にシフトした様子が分かる。また図１(Ｃ)を見ると、左側のブランチ通路部１１は下部(紙面奥側)よりも上部(紙面手前側)が下側にシフトした様子が分かり、右側のブランチ通路部１１は下部(紙面奥側)よりも上部(紙面手前側)が上側にシフトした様子が分かる。

また図１(Ｃ)に示されるように、隣り合うブランチ通路部１１の間には、ロアボディ１０をシリンダーヘッドに螺設するためのボルト５０が通るボルト孔１２が形成されている。すなわちボルト孔１２は、隣り合うブランチ通路部１１の間であってシリンダヘッド当接面１０ａに到達するように形成されている。なお図１(Ａ−１)，図１(Ａ−２)，図１(Ｂ)にはボルト５０を示したが、図１(Ｃ)ではボルト孔１２が分かりやすいようにボルト５０を省略した。

ロアボディ１０をシリンダーヘッドにボルト締めするときには、まずはじめにロアボディ１０をシリンダーヘッドに載置する。このときロアボディ１０の周縁フランジ１０ｂは、できるだけエンジン本体から離れて高い位置にあることが望ましい。なぜならばエンジン本体の近傍には多くの他部品(たとえば可変動弁機構)が存在しており干渉する可能性があるからである。

次にボルト孔１２にボルト５０を通す。

そしてこのボルト５０に棒状のボックスレンチ(インパクトレンチ)を当ててボルト５０を締める。このときブランチ通路部１１の延設方向とレンチ差し込み方向とが平行ではなく交叉するので、ブランチ通路部１１が長すぎるとボックスレンチ(インパクトレンチ)に干渉してしまう。そこでブランチ通路部１１の長さは、無用に長くはなく、ボルト５０に当てられたボックスレンチ(インパクトレンチ)と所定クリアランス(０ｍｍ以上であればよい)が確保可能な長さにしてある。

次にアッパボディ２０をロアボディ１０に載置して周縁部分を締結して固定する。

このように、ロアボディ周縁フランジ面(ロアボディ１０の周縁とアッパボディ２０の周縁との分割面)は、できるだけエンジン本体から離れて高い位置にあることが望ましい。その一方でブランチ通路部１１の長さは、無用に長くはなく、ボルト５０に当てられたボックスレンチ(インパクトレンチ)と所定クリアランスを確保する必要があり、ロアボディ１０のブランチ通路部１１とアッパボディ２０のブランチ通路部２１との分割面はエンジン本体に近づけたい。したがってアッパボディ２０のブランチ通路端２１ａよりも下側(エンジン本体に近い側)に分割面を形成することが望ましい。そのためロアボディ周縁フランジ面(ロアボディ１０の周縁とアッパボディ２０の周縁との分割面)は、ロアボディ１０のブランチ通路部１１とアッパボディ２０のブランチ通路部２１との分割面よりもエンジン本体から離れた位置にしたのである。すなわちロアボディ周縁フランジ面(ロアボディ１０の周縁とアッパボディ２０の周縁との分割面)と、ロアボディ１０のブランチ通路部１１とアッパボディ２０のブランチ通路部２１との分割面と、に段差を付けたのである。

アッパボディ２０は、ロアボディ１０にボルト締めされて固定される。アッパボディ２０の外周には、周縁フランジ２０ｂが形成される。この周縁フランジ２０ｂがロアボディ周縁フランジ１０ｂに当接する。周縁フランジ２０ｂにボルトが通されてロアボディ周縁フランジ１０ｂに締結される。アッパボディ２０は、ロアボディブランチ通路部１１にそれぞれ対応するブランチ通路部２１が形成される。すなわちブランチ通路部２１の一端がロアボディブランチ通路部１１に連続する。ブランチ通路部２１の他端は容積室３０に開口する。

このような構成になっているので、容積室３０に流れ込んだ空気は、アッパボディブランチ通路部２１→ロアボディブランチ通路部１１と流れて、インテークポートからエンジン本体に流入する。

図２は本発明によるインテークマニホールド内蔵のコレクタタンク構造による効果を説明する図であり、図２(Ａ)はブランチ通路部の曲率半径の大きさを変えたことによる効果を示し、図２(Ｂ)は容積室の大きさを変えたことによる効果を示す。

図２(Ａ)の実線は本実施形態である。図２(Ａ)の一点鎖線は、特許文献１と同様の小さな曲率半径の比較形態である。図２(Ａ)を見ると、本実施形態のようにブランチ通路部の曲率半径を大きくすることで、特に高エンジン回転速度域において出力トルクが向上することがわかる。すなわち本実施形態のように曲率半径を大きくすることで、吸気抵抗が低減されて出力トルクが向上するのである。

図２(Ｂ)の実線は本実施形態であり、容積室の容量は１０リットルである。図２(Ｂ)の一点鎖線は、特許文献１と同様の容積室の容量の比較形態であり、容積室の容量は４リットルである。

図２(Ｂ)を見ると、比較形態のように容積室の容量が小さい場合は、特に高エンジン回転速度域において充填効率が低下してしまうことがわかる。これに対して本実施形態のように容積室の容量が大きい場合は、高エンジン回転速度域における充填効率の低下を防止できることが分かる。したがって高出力が得られるのである。

従来のようにブランチ通路がコレクタタンクの外部に形成されている場合は、ブランチパイプの経路に規制されてしまって容積室を大容量化することが困難であった。容積室を大容量化するために、ブランチ通路の経路をできる限り外側となるようにすると、ブランチ通路のカーブ(曲率半径)が小さくなってしまって空気の流通抵抗が大きくなってしまう。

本実施形態では、ロアボディ１０の内部に、シリンダヘッド当接面１０ａに開口するブランチ通路部１１を形成した。そしてブランチ通路部１１の長さを、無用に長くするのではなく、ロアボディ１０をシリンダーヘッドにボルト締めするときに使用する工具とのクリアランスが確保可能な長さにした。そしてロアボディ１０のブランチ通路部１１に連続するブランチ通路部２１が形成されたアッパボディ２０を、ロアボディ１０にボルト締めする。このような構造にすることで、ブランチ通路はコレクタタンクの内部に形成されることとなる。そしてこのような構造にすると、ブランチ通路の経路とは関係なく、容積室を大形化できるようになった。またブランチ通路のカーブ(曲率半径)を大きくすることもできる。このため図２に示されているように充填効率がアップし、出力トルクが向上したのである。

またボルト孔１２を、隣り合うブランチ通路部１１の間に形成した。ブランチ通路部１１は、シリンダヘッド当接面に立設するので、ブランチ通路部１１の間の領域は剛性が高い。そのため他の部分にボルト孔１２を形成する場合に比べて、ブランチ通路部１１の間にボルト孔１２を形成した方が、肉厚を薄くすることができる。肉厚を薄くできれば、それだけ容積室を大容量化できるのである。

以上説明した実施形態に限定されることなく、その技術的思想の範囲内において種々の変形や変更が可能であり、それらも本発明の技術的範囲に含まれることが明白である。

１コレクタタンク
１０ロアボディ
１０ａシリンダヘッド当接面
１０ｂロアボディ周縁フランジ
１１ブランチ通路部
１２ボルト孔
２０アッパボディ
２０ｂアッパボディ周縁フランジ
２１ブランチ通路
３０容積室
５０ボルト

Claims

Ｖ型エンジンの左右バンク間に配置されるコレクタタンクの構造であって、
シリンダヘッド当接部分に形成されたボルト孔を挿通する取付ボルトによってシリンダヘッドへ固定されるロアボディと、
前記ロアボディに固定されるアッパボディと、
ロアボディ内に形成されシリンダヘッドに開口するとともにアッパボディに向けて延設されるブランチ通路とを備え、
前記ボルト孔は、前記ロアボディ内に形成された一方のバンクにおける前記ブランチ通路間に位置すると共に、前記ブランチ通路に接続しアッパボディ内を略水平に通るように形成される他方のバンクからのブランチ通路は前記一方のバンクにおけるボルト孔の上方まで延設される、
ことを特徴とするインテークマニホールド構造。
前記ロアボディのブランチ通路部と前記アッパボディのブランチ通路部との分割面は、前記ロアボディの周縁と前記アッパボディの周縁との分割面よりもエンジン本体から離れた位置に形成される、
ことを特徴とする請求項１に記載のインテークマニホールド構造。