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KR100331454B1 - 다기통 내연기관에 있어서의 관성과급식 흡기매니폴드의 구조및 이 흡기매니폴드에 있어서의 브랜치파이프의 접합방법 - Google Patents

다기통 내연기관에 있어서의 관성과급식 흡기매니폴드의 구조및 이 흡기매니폴드에 있어서의 브랜치파이프의 접합방법 Download PDF

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KR100331454B1
KR100331454B1 KR1019990035803A KR19990035803A KR100331454B1 KR 100331454 B1 KR100331454 B1 KR 100331454B1 KR 1019990035803 A KR1019990035803 A KR 1019990035803A KR 19990035803 A KR19990035803 A KR 19990035803A KR 100331454 B1 KR100331454 B1 KR 100331454B1
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KR
South Korea
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surge tank
common flange
internal combustion
combustion engine
branch pipe
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KR1019990035803A
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English (en)
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KR20000022767A (ko
Inventor
무네토키히로시
키모토요시히로
나카지마미키오
호미노부유키
타카시나류지
미야찌토시키
스가타케하루
Original Assignee
신구 이이치
다이하쓰고교가부시키가이샤
가토 신이치
도요타 지도샤 (주)
이시다 아키라
지피 다이쿄 가부시키가이샤
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Priority claimed from JP24684298A external-priority patent/JP3177499B2/ja
Priority claimed from JP24684698A external-priority patent/JP3618555B2/ja
Priority claimed from JP24684598A external-priority patent/JP2000073891A/ja
Priority claimed from JP24684498A external-priority patent/JP3177501B2/ja
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Abstract

다기통 내연기관(1)에 있어서의 각 기통(A1, A2, A3, A4)마다 독립하는 브랜치파이프(11, 12, 13, 14)와, 이 각 브랜치파이프의 일단을 내연기관에 대해서 접합하기 위한 공통플랜지(15)와, 상기 각 브랜치파이프의 타단이 접속되는 서지탱크(10)로 이루어진 관성과급식 흡기매니폴드에 있어서, 그 소형·경량화를 꾀한다. 상기 공통플랜지(15)와 상기 서지탱크(10)를 서로 근접시켜서 그 양자를 공통플랜지(15)가 서지탱크(10)에 있어서의 한쪽 외측면의 근방을 그 외측면을 따른 방향으로 연장하도록 일체적으로 성형한다.

Description

다기통 내연기관에 있어서의 관성과급식 흡기매니폴드의 구조 및 이 흡기매니폴드에 있어서의 브랜치파이프의 접합방법{INERTIA CHARGE INTAKE MANIFOLD FOR MULTI-CYLINDER INTERNAL COMBUSTION ENGINE AND CONNECTING METHOD FOR BRANCH PIPES OF INTAKE MANIFOLD}
본 발명은 4기통 내연기관 등과 같은 다기통 내연기관에 있어서, 에어크리너로부터의 흡기를 각 기통에 분배하는 흡기매니폴드 중 관성효과에 의한 과급을 꾀하도록 구성한 흡기매니폴드의 구조와, 이 흡기매니폴드에 있어서의 각 브랜치파이프를 접합하는 방법에 관한 것이다.
일반적으로 이러한 종류의 관성과급식 흡기매니폴드는 각 기통마다 독립하는 비교적 긴 브랜치파이프와, 이 각 브랜치파이프의 일단부를 내연기관에 대해서 접합하기 위한 공통플랜지와, 상기 각 브랜치파이프의 타단부를 접속하고 또한 에어크리너로부터의 흡기입구부를 구비한 서지탱크로 이루어고, 종래에서는, 예를 들면, 일본국 실개평 1-99965호 공보 등에 기재되어 있는 바와 같이, 상기 서지탱크를 내연기관에 부착하는 공통플랜지로부터 떨어지도록 배치시켜 설치하고, 이 사이를 각 기통마다의 여러개의 브랜치파이프로 접속한 형태로 해서, 알루미늄 또는 그 합금의 주조로서 제작하고 있는 것은 주지하는 바와 같다.
본 구성의 흡기매니폴드에서는 그 서지탱크에 상당한 중량을 보유한 스로틀 보디 또는 기화기가 부착되어지는 것에 의해, 이 서지탱크를 내연기관에 부착되어지는 공통플랜지에 대해서 떨어지도록 배치시켜 설치할 경우에는 이 서지탱크를 상기 공통플랜지에 대해서 스테이부재를 매개로 해서 일체적으로 결합하거나, 별도의 스테이부재를 매개로 해서 지지하도록 구성하지 않으면 안되기 때문에 흡기매니폴드전체가 서지탱크를 공통플랜지에서 떨어져 있는 것만큼 대형화되며, 상기한 스테이부재를 필요로 하는 것에 덧붙여, 상기 공통플랜지의 두께를 두껍게 하거나, 적절한 리브를 일체적으로 설치해서, 이 공통플랜지를 내연기관에 접합할 때의 밀봉성을 확보하도록 하지 않으면 안되기 때문에, 중량이 증대하게 되며, 특히, 별도의스테이부재를 매개로 해서 지지하는 경우에는, 부품점수의 증대, 및 조립의 번거로움의 증대를 초래한다라는 문제가 있었다.
또한, 종래는, 상기 공통플랜지와 서지탱크와 그 사이를 접속하는 각 브렌치파이프를 갖는 흡기매니폴드의 전체를 알루미늄 또는 그 합금의 주조로 제작하고 있기 때문에, 각 브랜치파이프의 내면에 있어서의 표면이 거칠고, 흡기의 흐름저항이 크다라는 문제도 있었다.
본 발명은 이들 문제를 해소한 관성과급식 흡기매니폴드의 구조를 제공하는 것을 제1의 기술적 과제로 하는 것이며, 또한, 본 발명에 있어서의 제2의 기술적과제는 그 각 브랜치파이프와 서지탱크 또는 공통플랜지에 대해서 접속하는 방법을 제공하는 것에 있다.
상기 제1의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명은,
「다기통 내연기관에 있어서의 각 기통마다 독립하는 브랜치파이프와, 이 각 브랜치파이프의 일단을 내연기관에 접속하기 위한 공통플랜지와 상기 각 브랜치파이프의 타단이 접속되는 서지탱크로 이루어진 흡기매니폴드에 있어서,
상기 공통플랜지와 상기 서지탱크를, 이들을 서로 일체적으로 성형한 열가소성 합성수지제로 하는 한편, 상기 공통플랜지 및 상기 서지탱크에 접합되는 상기 브랜체파이프를 열가소성 합성수지제로 한다.」
라는 구성으로 했다.
또한, 상기한 제2 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명은,
「각 기통마다의 열가소성 경질합성수지제의 브랜치파이프의 일단을 마찬가지로 열가소성 경질합성수지제의 공통플랜지 또는 서지탱크에 대해서 열융착함에있어서,
상기한 각 브랜치파이프의 일단에 그 두께보다 넓은 폭의 선단면을 상기 공통플랜지 또는 서지탱크에 상기 선단면이 밀접하는 접합면을 각각 설치하고, 이 선단면 및 접합면 중 어느 한쪽 또는 양쪽에 통로를 둘러싸도록 링형상으로 형성한 돌기부를 설치하고, 이 링형상 돌기부의 주위에 전열선을 전체둘레를 둘러싸도록 설치하고, 상기 선단면 및 접합면을 서로 누른 상태에서 상기 전열선에 통전한다.」라는 접합방법, 또는
「각 기통마다의 열가소성 경질합성수지제의 브랜치파이프의 일단을 마찬가지로 열가소성 경질합성수지제의 공통플랜지 또는 서지탱크에 대해서 열융착함에 있어서,
상기 각 브랜치파이프의 일단에 공통플랜지 또는 서지탱크에 설치한 장착구멍내에 삽입되는 소켓관부와 공통플랜지 또는 서지탱크의 외측면에 접촉되는 플랜지부를 일체적으로 설치하고, 이 소켓관부를 상기한 장착구멍안에 상기 소켓관부의 외측을 둘러싸도록 형성한 전열선이 소켓관부와 플랜지부와의 코너에 위치하도록 해서 삽입하고, 계속해서 상기 플랜지부가 공통플랜지 또는 서지탱크의 외측면에 접촉하도록 누른 상태에서 상기 전열선에 통전한다.」라는 접합방법을 채용하였다.
이와 같이, 공통플랜지와 서지탱크를 열가소성 경질합성수지제로 해서 그 양자를 일체적으로 결합함으로써 상기 서지탱크를 내연기관에 접합되는 공통플랜지에 대해서 직접적으로 지지할 수 있으므로, 종래와 같이, 서지탱크를 공통플랜지에 대해서 지지하기 위한 스테이부재를 설치하는 것을 생략할 수 있어 흡기매니폴드를소형화할 수 있다.
또한, 상기 공통플랜지 및 서지탱크를 열가소성 경질합성수지제로 하는 것에 덧붙여, 각 브랜치파이프도 열가소성 경질합성수지제로 함으로써, 흡기매니폴드를 대폭 경량화할 수 있는 동시에, 각 브랜치파이프의 내면이 매끄럽게 되므로, 흡기의 흐름저항을 주조제의 흡기매니폴드에 비해 대폭 줄일 수 있다.
이와 같이, 공통플랜지와 서지탱크를 이들을 서로 일체적으로 성형한 열가소성 합성수지로 하는 경우에 있어서, 상기 공통플랜지를 서지탱크에 있어서의 한쪽의 외측면의 근방을 그 외측면을 따른 방향으로 연장하도록 구성함으로써, 양자의 결합면적이 커지므로 결합강도를 높일 수 있다.
그런데, 상기 공통플랜지와 서지탱크와의 사이를 접속하는 각 브랜지파이프를 상기 공통플랜지부 및 서지탱크와 동일하게 열가소성 경질합성수지제로 한 경우에는, 이 각 브랜치파이프는 상기 공통플랜지 및 서지탱크와는 별개의 금형으로 성형해서, 그 양단부를 상기 공통플랜지와 서지탱크에 대해서 접착제 또는 열융착 등으로 고정부착하도록 구성하지 않으면 안된다.
이 경우에 있어서, 본 발명에서는 상기한 바와 같이, 상기 각 브랜치파이프를 열가소성 경질합성수지제로 해서, 그 일단이 옆쪽으로, 그 타단이 윗쪽이 되도록 만곡하고, 이 각 브랜치파이프에 있어서의 옆쪽의 일단을 상기 공통플랜지에 형성한 장착구멍내에, 윗쪽의 타단을 상기 서지탱크의 하면에 형성한 장착구멍내에 각각 끼워 넣는 구성으로 한다.
이것에 의해, 상기 각 브랜치파이프에 있어서의 일단과 타단이란, 그 일단에 있어서의 축선과 타단에 있어서의 축선이 서로 대략 직각이 된 상태로 공통플랜지에 있어서의 장착구멍과 서지탱크의 하면에 있어서의 장착구멍에 동시에 끼워 넣게 되고, 이 양쪽으로의 끼워넣기에 의해, 각 브랜치파이프를 공통플랜지 및 서지탱크에서 빠지는 일이 없도록 지지할 수 있다.
즉, 각 브랜치파이프의 양단을 끼워 넣는 것만으로, 공통플랜지 및서지탱크에 대해서 빠지는 일이 없도록 확실하게 지지할 수 있고, 이 상태에서 그 양단을 공통플랜지와 서지탱크에 접착제 또는 열융착 등으로 고정부착할 수 있으므로, 접착제 또는 열융착 등에 의한 고정부착이 완료되기 까지의 동안에, 각 브랜치파이프를 손으로 지지하거나, 다른 도구를 사용해서 지지하는 것을 필요로 하지 않고, 흡기매니폴드의 조립을 간단하게 할 수 있어 그 제조비용을 대폭 줄일 수 있다.
특히, 상기 각 브랜치파이프의 일단을 공통플랜지에 접속함에 있어서, 이 일단에 소켓관을 일체적으로 설치하고, 이 소켓관을 상기 공통플랜지에 설치한 장착구멍안을 향해 빠지지 않도록 삽입하는 한편, 상기 공통플랜지의 내연기관에 대한 접합면에 링형상의 오목부를 상기 소켓관의 전체둘레를 둘러싸도록 설치하고, 이 오목부내에 링형상의 밀봉체를 상기 밀봉체의 일부가 공통플랜지의 접합면에서 돌출하도록 삽입하는 구성으로 한다.
이렇게 구성함으로써, 각 브랜치파이프의 일부가 공통플랜지의 내부에 박힌 형태로 되므로, 각 브랜치파이프의 공통플랜지에 대한 접속부에 있어서의 강도를 대폭 향상시킬 수 있고, 게다가 상기 공통플랜지를 내연기관에 대해서는 여러개의 볼트로 조여서 연결함에 있어서는, 각 브랜치파이프의 소켓관부의 주위를 둘러싸는 링형상의 밀봉체가 내연기관의 측면에 대해서 밀접하도록 조임부착하는 것만으로양호하며, 종래의 가스킷과 같이 그 전체가 밀접하도록 큰 힘으로 조임부착하는 것을 필요로 하지 않으므로, 상기 공통플랜지의 두께를 두껍게 하지 않고, 소정의 밀봉성을 확보할 수 있다.
한편, 상기 각 브랜치파이프의 일단을 상기 공통플랜지 또는 서지탱크에 대해서 열융착으로 접속함에 있어서는, 상기 각 브랜치파이프의 일단에 그 두께보다 넓은 폭의 선단면을 상기 공통플랜지 또는 서지탱크에 상기 선단면이 밀접하는 접합면을 각각 설치하고, 이 선단면 및 접합면 중 어느 한쪽 또는 양쪽에 통로를 둘러싸도록 링형상으로 형성한 돌기부를 설치하고, 이 링형상돌기부의 주위에 전열선을 전체둘레를 둘러싸도록 설치하고, 상기 선단면 및 접합면을 서로 누른 상태에서 상기 전열선에 통전하는 방법을 채용한다.
브랜치파이프에 있어서의 선단면을 서지탱크 또는 공통플랜지에 있어서의 접합면에 대해서 전열선으로의 통전에 의한 용융으로 열융착함에 있어서, 상기 선단면 및 접합면 중 어느 한쪽 또는 양쪽에 링형상의 돌기부가 설치되어 있지 않을 때에는 용융한 수지의 일부가 각 브랜치파이프의 내측을 향해서 흐르고, 그 내면에서 솟아 올라 이것이 각 브랜치파이프내에 있어서의 흡기의 흐름저항을 증대하게 된다.
이것에 대해서, 본 발명과 같이 상기 전열선으로 용융하는 부분보다 내측에 링형상돌기부를 일체적으로 설치한 경우에는, 이 링형상 돌기부가 먼저 상대에 밀착함으로써 전열선으로의 통전으로 용융한 수지의 일부가 브랜치파이프의 내측을 향해서 흘러들어가는 것을 상기 링형상 돌기부로 확실하게 저지시킬 수 있으므로,그 각 브랜치파이프를 서지탱크 또는 공통플랜지에 대해서 열융착으로 접합하는 것을 각 브랜치파이프의 내면으로의 볼록부를 발생시키지 않고, 나아가서는 흡기의 흐름저항의 증대를 초래하지 않고, 매우 간단하게 행할 수 있는 것이다.
또, 상기 각 브랜치파이프의 일단을 상기 공통플랜지 또는 서지탱크에 대해서 열융착으로 접속함에 있어서는 각 브랜치파이프의 일단에 공통플랜지 또는 서지탱크에 설치한 장착구멍안에 삽입되는 소켓관부와 공통플랜지 또는 서지탱크의 외측면에 접촉되는 플랜지부를 일체적으로 설치하고, 이 소켓관부를 상기 장착구멍내에 상기 소켓관부의 외측을 둘러싸도록 형성한 전열선이 소켓관부와 플랜지부와의 코너에 위치하도록 해서 삽입하고, 계속해서, 상기 플랜지부가 공통플랜지 또는 서지탱크의 외측면에 접촉하도록 누른 상태에서 상기 전열선에 통전하는 방법을 채용한다.
이 접합방법에 의하면, 각 브랜치파이프의 일단부에 일체적으로 설치한 소켓관부를 공통플랜지 또는 서지탱크측에 있어서의 장착구멍안에 삽입한 것으로, 각 브랜치파이프의 일부가 공통플랜지 또는 서지탱크의 내부에 박힌 형태로 되고, 상기 각 브랜치파이프의 공통플랜지 또는 서지탱크에 대한 접합강도를 맞대어서 접합하는 경우와는 비교가 되지 않을 정도로 향상되며, 게다가 상기한 전열선으로의 통전에 의한 열융착은 상기 소켓관부의 외측에서 행해지는 것에 의해, 용융한 수지의 일부가 각 브랜치파이프의 내측에 흘러들어가는 것을 확실하게 저지할 수 있으므로, 각 브랜치파이프를 공통플랜지 또는 서지탱크에 대해서 열융착으로 접합하는 것을 각 브랜치파이프의 내면으로의 볼록부를 발생시키지 않고, 나아가서는 흡기의흐름저항의 증대를 초래하지 않고, 매우 간단하게 행할 수 있는 동시에 그 접합강도를 대폭 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예를 나타낸 평면도이다.
도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선에서 본 측면도이다.
도 3은 도 1의 Ⅲ-Ⅲ선에서 본 주요부분의 확대단면도이다.
도 4는 도 3의 분해한 상태를 나타낸 도이다.
도 5는 도 1의 Ⅴ-Ⅴ선에서 본 주요부분의 확대단면도이다.
도 6은 도 5의 분해한 상태를 나타낸 도이다.
도 7은 브랜치파이프를 서지탱크에 대해서 접합하는 상태를 나타낸 확대단면도이다.
도 8은 도 7의 Ⅷ-Ⅷ선에서 본 단면도이다.
도 9는 브랜치파이프를 서지탱크에 대해서 접합한 상태를 나타낸 확대단면도이다.
도 10은 브랜치파이프를 서지탱크에 대해서 접합하는 경우의 변형예를 나타낸 확대단면도이다.
도 11은 브랜치파이프의 공통플랜지에 대한 접합부를 나타낸 확대단면도이다.
도 12는 도 11의 분해한 상태를 나타낸 도이다.
도 13은 브랜치파이프를 공통플랜지에 대해서 접합하는 상태를 나타낸 확대단면도이다.
도 14는 도 13의 ⅩⅣ-ⅩⅣ선에서 본 단면도이다.
도 15는 브랜치파이프를 공통플랜지에 삽입한 상태를 나타낸 확대단면도이다.
도 16은 브랜치파이프를 공통플랜지에 대해서 접합한 상태를 나타낸 확대단면도이다.
(부호의 설명)
1…내연기관 2…실린더헤드
4,5,6,7…흡기포트 10…서지탱크
11,12,13,14…브랜치파이프 15…공통플랜지
A1,A2,A3,A4…기통
이하, 본 발명의 실시예를 네 개의 기통을 구비한 내연기관에 대한 흡기매니폴드의 경우의 도면에 대해서 설명한다.
이 도면에 있어서 부호 (1)은, 4개의 기통(A1, A2, A3, A4)을 크랭크축의 축선방향(1a)을 따라 직렬로 나열한 4기통 내연기관을 나타낸다. 이 내연기관(1)에 있어서의 실린더헤드(2)의 길이측면(3)에는 상기한 각 기통(A1, A2, A3, A4)으로의 흡기포트(4, 5, 6, 7)가 개방되어 있다.
부호(8)은 상기한 내연기관(1)에 대한 흡기매니폴드를 나타내며, 이 흡기매니폴드(8)는 상면에 윗쪽으로 돌출하는 흡기입구관(9)을 구비한 서지탱크(10)와 긴 4개의 브랜치파이프(11, 12, 13, 14)와 이 각 브랜치파이프(11, 12, 13, 14)의 일단을 상기 내연기관(1)의 실린더헤드(2)의 길이측면(3)에 접합하는 공통플랜지(15)로 이루어지며, 이들 서지탱크(10), 각 브랜치파이프(11, 12, 13, 14), 및 공통플랜지(15)는 모두 폴리아미드수지(나일론) 등의 열가소성 경질합성수지제이다.
그리고, 상기한 공통플랜지(15)와 상기 서지탱크(10)를 서로 근접한 부위에 설치하고, 이 양자를 공통플랜지(15)가 서지탱크(10)의 한 쪽 외측면의 근방을 그 외측면을 따른 방향으로 연장하도록 일제적으로 결합하고, 이 공통플랜지(15)를 상기 실린더헤드(2)의 길이측면(3)에 대해서 각 브랜치파이프(11, 12, 13, 14)를 상기 각 기통(A1, A2, A3, A4)으로의 흡기포트(4, 5, 6, 7)에 연이어 통하도록 여러개의 볼트(16)로 조여서 연결하도록 구성한다.
또, 상기 흡기매니폴드(8)에 있어서의 서지탱크(10)를 평면도인 도 1에 나타내듯이, 각 기통(A1, A2, A3, A4) 중 중앙에 위치하는 제2기통(A2)과 제3기통(A3)사이의 부위에 설치하고, 이 서지탱크(10)의 상면에 있어서의 흡기입구관(9)의 상단에 스로틀밸브(도시하지 않음)를 구비한 스로틀보디(17) 또는 기화기를 부착한다.
그리고 또, 상기 서지탱크(10)의 하면에는 상기 각 브랜치파이프(11, 12, 13, 14)에 대한 4개의 접속부(18, 19, 20, 21)를 대략 4각형의 배열로 설치하는 한편, 상기 각 브랜치파이프(11, 12, 13, 14)를 서로 대략 같은 길이로 맞추고, 크랭크축의 축선방향(1a)에서 본 측면도인 도 2에 나타내듯이, 실린더헤드(2)의 길이측면(3)에 부착한 공통플랜지(15)에서 상기 서지탱크(10)의 상측을 지나 옆으로 연장한 후 상기 서지탱크(10)의 외측에서 아랫쪽으로 만곡해서 다시 상기 서지탱크(10)의 하측에서 윗쪽으로 만곡해서 상기 서지탱크(10) 하면의 각 접속부(18, 19, 20, 21)의 각각에 접속한다.
이 경우에 있어서, 상기 각 브랜치파이프(11, 12, 13, 14)의 일단의 상기 공통플랜지(15)에 대한 접속은, 각 브랜치파이프(11, 12, 13, 14)의 일단에 소켓관부(11a, 12a, 13a, 14a)를 일체적으로 설치하고, 이 각 소켓관부(11a, 12a, 13a, 14a)를 옆쪽으로 해서 공통플랜지(15)에 설치한 장착구멍(15a)안에 끼워 넣어 접착제 또는 열융착 등으로 빠지지 않게 고정부착하는 구성으로 한다.
또, 상기 각 브랜치파이프(11, 12, 13, 14)의 타단의 상기 서지탱크(10)하면의 각 접속부(18, 19, 20, 21)에 대한 접속은, 각 브랜치파이프(11, 12, 13, 14)의 타단부(11b, 12b, 13b, 14b)를 윗쪽으로 해서 상기 각 접속부(18, 19, 20, 21)에 설치한 장착구멍(18a, 19a, 20a, 21a)안에 끼워 넣어 접착제 또는 열융착 등으로 고정부착하는 구성으로 한다.
이렇게 상기 공통플랜지(15)와, 상기 서지탱크(10)를 서로 근접한 부위에 설치하고, 이 양자를 공통플랜지(15)가 서지탱크(10)의 한 쪽 외측면의 근방을 그 외측면을 따른 방향으로 연장하도록 일체적으로 결합하고, 이 공통플랜지(15)를 상기 실린더헤드(2)의 길이측면(3)에 대해서 각 브랜치파이프(11, 12, 13, 14)를 상기 각 기통(A1, A2, A3, A4)으로의 흡기포트(4, 5, 6, 7)에 연이어 통하도록 여러개의 볼트(16)로 조여서 접합함으로써, 상기 서지탱크(10)를 내연기관의 실린더헤드(2)에 대해서 접합되는 공통플랜지(15)에 대해서 직접적으로 지지할 수 있는 한편, 상기 공통플랜지(15)를 서지탱크(10)로 보강할 수 있다.
또, 상기 서지탱크(10), 각 브랜치파이프(11, 12, 13, 14) 및 공통플랜지(15)를 열가소성 경질합성수지제로 함으로써, 흡기매니폴드(8)전체를 보다 경량화할 수 있는 것에 덧붙여, 각 브랜치파이프(11, 12, 13, 14)의 내면이 매끄럽게 되므로 흡기의 흐름저항을 대폭 줄일 수 있다.
그리고 또, 상기한 바와 같이, 공통플랜지(15)와 서지탱크(10)사이를 접속하는 열가소성 경질합성수지제의 각 브랜치파이프(11, 12, 13, 14)는 마찬가지로 열가소성 경질합성수지제의 공통플랜지(15) 및 서지탱크(10)에 대해서 접착제 또는 열융착 등으로 고정부착되지만, 이 고정부착에 있어서는, 상기 고정부착이 완료되기까지의 동안에 각 브랜치파이프(11, 12, 13, 14)가 움직이지 않도록 이것을 적절하게 지지해 둘 필요가 있다.
이 경우에 있어서, 본 발명은 상기한 바와 같이 각 브랜치파이프(11, 12, 13, 14)의 일단의 소켓관부(11a, 12a, 13a, 14a)를 옆쪽으로 해서 공통플랜지(15)에 설치한 장착구멍(15a)안에 끼워 넣는 한편, 각 브랜치파이프(11, 12, 13, 14)의 타단부(11b, 12b, 13b, 14b)를 윗쪽으로 해서 상기 서지탱크(10)하면의 각 접속부(18, 19, 20, 21)에 설치한 장착구멍(18a, 19a, 20a, 21a)안에 끼워 넣도록 구성한 것으로, 이것에 의해 상기 각 브랜치파이프(11, 12, 13, 14)의 일단의 소켓관부(11a, 12a, 13a, 14a)와, 타단부(11b, 12b, 13b, 14b)는 그 각각에 있어서의 축선이 서로 대략 직각으로 된 상태로, 공통플랜지(15)에 있어서의 장착구멍(15a)과, 서지탱크(10)의 하면에 있어서의 장착구멍(18a, 19a, 20a, 21a)에 동시에 끼워 넣게 되어, 이 양쪽으로의 끼워넣기에 의해 각 브랜치파이프(11, 12, 13, 14)를 공통플랜지(15) 및 서지탱크(10)에 대해서 빠지지 않도록 지지할 수 있으므로, 접착제 또는 열융착 등에 의한 고정부착이 완료되기 까지의 동안에 각 브랜치파이프를 손으로 지지하거나, 별도의 도구를 사용해서 지지하는 것을 생략할 수 있다.
이 경우, 도 4 및 도 6에 나타내듯이, 공통플랜지(15)의 장착구멍(15a)에서 서지탱크(10)의 하면의 장착구멍(18a, 19a, 20a, 21a)의 내부바닥면까지의 치수(S1)와, 각 브랜치파이프(11, 12, 13, 14)의 일단의 소켓관부(11a, 12a, 13a, 14a)의 축선에서 타단부(11b, 12b, 13b, 14b)의 단면까지의 치수(S2)의 관계를, S2가 S1보다 약간만 작게 되도록 설정하는 구성으로 하면 각 브랜치파이프(11, 12,13, 14)는 그 탄성력으로 공통플랜지(15) 및 서지탱크(10)를 끼워서 부착하도록 되므로, 상기한 지지를 보다 강하게 할 수 있다.
또, 상기한 각 브랜치파이프(11, 12, 13, 14)를 측면에서 봤을 때에, 실린더헤드(2)의 길이측면(3)에 부착하는 공통플랜지(15)에서 상기 서지탱크(10)의 상측을 지나 옆쪽으로 연장한 후 상기 서지탱크(10)의 외측에서 아랫쪽으로 만곡해서 다시 상기 서지탱크(10)의 하측에서 윗쪽으로 만곡해서, 상기 서지탱크(10)의 하면에 있는 각 접속부(18, 19, 20, 21)의 각각에 접속함으로써, 상기 서지탱크(10)를 실린더헤드(2)의 길이측면(3)에 근접한 부위에 위치한 상태하에서, 각 기통(A1, A2, A3, A4)에 대한 각 브랜치파이프(11, 12, 13, 14)를 상기 서지탱크(10)의 외측을 거의 둘러싸도록 설치할 수 있으므로, 흡기매니폴드(8)전체에 있어서의 높이치수(H), 및 실린더헤드(2)의 길이측면(3)에서 외측면까지의 돌출치수(L) 양쪽이 상기 각 브랜치파이프(11, 12, 13, 14)를 길게 하는 것 때문에 동시에 증대하는 것을 확실히 회피할 수 있다.
그리고, 상기 각 브랜치파이프(11, 12, 13, 14)에 있어서의 타단부(11b, 12b, 13b, 14b)를 상기 서지탱크(10)의 각 접속부(18, 19, 20, 21)의 각각에 대해서 열융착으로 접합함에 있어서는 이하에 서술하는 도 7∼도 10에 나타낸 접합방법이 채용된다.
즉, 상기 각 브랜치파이프(11, 12, 13, 14)의 타단부(11b, 12b, 13b, 14b)에, 그 두께보다 넓은 폭의 선단면(22)을 설치하는 한편, 상기 서지탱크(10)에 있어서의 각 접속부(18, 19, 20, 21)에 상기 각 브랜치 파이프(11, 12, 13, 14)의 타단부(11b, 12b, 13b, 14b)가 끼워지는 장착구멍(18a, 19a, 20a, 21a)을 설치하는 동시에, 각 브랜치파이프(11, 12, 13, 14)의 선단면(22)이 열융착되는 접합면(23)을 설치하고, 다시 이 접합면(23)에 통로를 둘러싸는 링형상의 돌기부(24)를 일체적으로 설치한다.
계속해서, 상기 각 브랜치파이프(11, 12, 13, 14)의 타단부(11b, 12b, 13b, 14b)를 상기 서지탱크(10)의 각 접속부(18, 19, 21, 21)의 장착구멍(18a, 19a, 20a, 21a)안에 선단면(22)과 접합면(23)과의 사이에 상기 링형상 돌기부(24)의 외측에 둘러싸도록 구부러진 전열선(25)을 끼운 상태에서 삽입한 후, 각 브랜치파이프(11, 12, 13, 14)를 서지탱크(10)에 대해서 누르고 이 상태에서 상기 전열선(25)에 통전한다.
이 통전으로 전열선(25)이 발열함으로써, 상기 선단면(22) 및 접합면(23) 중 상기 링형상 돌기부(24)보다 외측의 부분이 용융하고, 상기 전열선(25)이 선단면(22) 및 접합면(23)에 박히면서, 상기 선단면(22)과 접합면(23)이 서로 일체적으로 융착한다.
이 경우에 있어서, 상기 전열선(25)의 내측에는 링형상돌기부(24)가 일체적으로 설치되어 있고, 이 링형상돌기부(24)가 먼저 선단면(22)에 대해서 밀착하게 되므로, 상기 전열선(25)으로의 통전으로 용융한 수지의 일부가 브랜치파이프의 내측을 향해서 흘러들어가는 것을 상기 링형상 돌기부(24)로 확실하게 저지할 수 있고, 바꿔말하면, 상기 열융착에 있어서, 상기 각 브랜치파이프(11, 12, 13, 14)의 내면에 용융수지의 볼록부가 형성되는 것을 확실하게 회피할 수 있다.
또, 상기 링형상 돌기부(24)는 접합면(23)측에 설치하는 대신에, 선단면(22)측에 설치하거나, 또는 선단면(22) 및 접합면(23) 양쪽에 설치해도 된다.
또, 도 10에 나타낸 변형예와 같이, 상기한 링형상 돌기부(24)와, 상기 전열선(25)과의 사이에 연질탄성체제의 밀봉용 링체(26)를 설치하고, 이 링체(26)를 압축하면서 열융착함으로써 접합부에 있어서의 밀봉성을 더욱 향상시킬 수 있는 이점이 있다.
그리고 또, 상기 도 7∼도 10의 접합방법은 각 브랜치파이프(11, 12, 13, 14)를 서지탱크(10)에 대해서 열융착으로 접합하는 경우이지만, 각 브랜치파이프(11, 12, 13, 14)를 공통플랜지(15)에 대해서 열융착으로 접합하는 경우에도 적용할 수 있는 것은 말할 필요도 없다.
다음에, 상기 각 브랜치파이프(11, 12, 13, 14)의 일단을 상기 공통플랜지(15)에 대해서 접합함에 있어서는, 도 11 및 도 12에 나타내듯이 구성한다.
즉, 상기 각 브랜치파이프(11, 12, 13, 14)의 일단에 소켓관부(11a, 12a, 13a, 14a)를 일체적으로 설치하고, 이 소켓관부(11b, 12b, 13b, 14b)를 공통플랜지(15)에 설치한 장착구멍(15a)안에 삽입해서 접착제 또는 열융착 등으로 빠지지 않게 고정부착하는 한편, 상기 공통플랜지(15)에 있어서의 실린더헤드(2)의 길이측면(3)에 대한 접합면(15b)에는 링형상의 오목부(27)를, 상기 각 브랜치파이프(11, 12, 13, 14)의 소켓관부(11a, 12a, 13a, 14a)의 주위를 둘러싸도록 설치하고, 이 오목부(27)안에 고무 등의 연질탄성체의 링형상으로 형성한 밀봉체(28)를, 상기 밀봉체(28)가 상기 공통플랜지(15)의 접합면(15b)에서 적절한 치수만큼 돌출하도록 장전한다.
이렇게, 각 브랜치파이프(11, 12, 13, 14)의 일단에 소켓관부(11a, 12a, 13a, 14a)를 일체적으로 설치하고, 이 소켓관부(11a, 12a, 13a, 14a)를 공통플랜지(15)에 설치한 장착구멍(15a)안에 삽입해서 접착제 또는 열융착 등으로 빠지지 않게 고정부착하는 구성으로 함으로써, 각 브랜치파이프(11, 12, 13, 14)의 일부가 공통플랜지(15)의 내부에 박힌 형태로 되므로, 각 브랜치파이프(11, 12, 13, 14)의 공통플랜지(15)에 대한 접속부에 있어서의 강도를 대폭 향상시키며, 이 접속부에 갈라짐 등의 결함이 발생하는 것을 확실하게 줄일 수 있다.
이 경우에, 상기 각 브랜치파이프(11, 12, 13, 14)의 일단에 플랜지부(11c, 12c, 13c, 14c)를 일체적으로 설치하고, 이 플랜지부(11c, 12c, 13c, 14c)를 공통플랜지(15)의 배면(15c)에 접촉하도록 구성함으로써, 공통플랜지(15)의 부착위치를 정확하게 설정할 수 있음과 아울러, 그 접속부의 강도를 더욱 향상시킬 수 있는 이점이 있다.
또, 상기한 바와 같이, 공통플랜지(15)에 있어서의 실린더헤드(2)의 길이측면(3)에 대한 접합면(15b)에는 링형상의 오목부(27)를 상기 각 브랜치파이프(11, 12, 13, 14)의 소켓관부(11a, 12a, 13a, 14a)의 주위를 둘러싸도록 설치하고, 이 오목부(27)안에 고무 등의 연질탄성체의 링형상으로 형성한 밀봉체(28)를, 상기 밀봉체(28)가 상기 공통플랜지(15)의 접합면(15b)으로부터 적절한 치수만큼 돌출하도록 구성함으로써, 상기 공통플랜지(15)를 내연기관(1)의 실린더헤드(2)에 있어서의 길이측면(3)에 대해서 여러개의 볼트(16)로 조여서 연결함에 있어서는, 각 브랜치파이프(11, 13, 13, 14)의 소켓관부(11a, 12a, 13a, 14a)의 주위를 둘러싸는 링형상의 밀봉체(28)가 길이측면(3)에 대해서 밀접하도록 가볍게 조임부착하는 것만으로 양호하며, 바꿔말하면, 공통플랜지(15)를 가볍게 조임부착하는 것만으로 소정의 밀봉성을 확보할 수 있다.
그리고, 상기한 각 브랜치파이프(11, 12, 13, 14)의 상기 공통플랜지(15)에 대한 접속을 열융착으로 행함에 있어서는, 이하에 서술하는 도 13∼도 16에 나타낸 접합방법을 채용한다.
즉, 상기 각 브랜치파이프(11, 12, 13, 14)의 일단에 상기 공통플랜지(15)에 설치한 장착구멍(15a)안에 삽입되는 소켓관부(11a, 12a, 13a, 14a)와, 공통플랜지(15)의 배면(15c)에 접촉하는 플랜지부(11c, 12c, 13c, 14c)를 일체적으로 설치하고, 소켓관부(11a, 12a, 13a, 14a)를 상기 공통플랜지(15)에 있어서의 장착구멍(15a)안에 삽입할 때, 상기 소켓관부(11a, 12a, 13a, 14a)의 외측을 둘러싸도록 구부러지게 형성한 전열선(29)을 상기 소켓관부(11a, 12a, 13a, 14a)와 플랜지부(11c, 12c, 13c, 14c)의 코너에 위치하도록 한다.
계속해서, 상기 플랜지부(11c, 12c, 13c, 14c)가 공통플랜지(15)의 배면(15c)에 접촉하도록 누른 상태에서 상기 전열선(29)에 통전함으로써, 각 브랜치파이프(11, 12, 13, 14) 및 공통플랜지(15) 중 상기 전열선(29)에 접촉하는 부분이 동시에 용융해서 서로 일체적으로 융착하므로, 각 브랜치파이프(11, 12, 13, 14)를 공통플랜지(15)에 대해서 매우 간단하게 열융착할 수 있다.
이 경우, 각 브랜치파이프(11, 12, 13, 14)의 일단부에 일체적으로 설치한 소켓관부(11a, 12a, 13a, 14a)를 공통플랜지(15)의 장착구멍(15a)안에 삽입함으로써, 각 브랜치파이프의 일부가 공통플랜지(15)의 내부에 박힌 형태로 되므로, 상기 각 브랜치파이프(11, 12, 13, 14)의 공통플랜지(15)에 대한 접합강도를 맞대어서 접합하는 경우와는 비교가 되지 않을 정도로 향상시킬 수 있으며, 또, 상기 전열선(29)으로의 통전에 의한 열융착은 상기 소켓관부(11a, 12a, 13a, 14a)의 외측에서 행해짐으로써, 용융한 수지의 일부가 각 브랜치파이프(11, 12, 13, 14)의 내측으로 흘러들어가는 것을 확실하게 저지할 수 있으므로, 상기 열융착시에 각 브랜치파이프(11, 12, 13, 14)의 내면에, 용융수지의 볼록부가 형성되는 것을 확실하게 막을 수 있다.
또, 상기 도 13∼도 16에 나타낸 접합방법은 각 브랜치파이프(11, 12, 13, 14)를 서지탱크(10)에 대해서 열융착으로 접합하는 경우에도 적용할 수 있는 것은 말할 필요도 없다.
본 발명에 의하면, 서지탱크를 공통플랜지에 대해서 지지하기 위한 스테이부재를 설치하는 것을 생략할 수 있어 흡기매니폴드를 소형화할 수 있고, 흡기의 흐름저항을 주조제의 흡기매니폴드에 비해 대폭 줄일 수 있다.
또한 공통플랜지를 서지탱크에 대해서 일체적으로 결합하는 경우에 있어서 양자의 접합면적이 크게 되므로 결합강도를 높일 수 있다.

Claims (8)

  1. 다기통 내연기관에 있어서의 각 기통마다 독립하는 브랜치파이프와, 이 각 브랜치파이프의 일단을 내연기관에 대해서 접속하기 위한 공통플랜지와, 상기 각 브랜치파이프의 타단이 접속되는 서지탱크로 이루어진 흡기매니폴드에 있어서, 상기 공통플랜지와 상기 서지탱크를, 이들을 서로 일체적으로 성형한 열가소성 합성수지제로 하는 한편, 상기 공통플랜지 및 상기 서지탱크에 접합되는 상기 브랜치파이프를 열가소성 합성수지제로 하는 것을 특징으로 하는 다기통 내연기관에 있어서의 관성과급식 흡기매니폴드의 구조.
  2. 제1항에 있어서, 상기 공통플랜지를 상기 서지탱크에, 상기 공통플랜지가 서지탱크의 한쪽 외측면의 근방을 그 외측면을 따른 방향으로 연장하도록 구성한 것을 특징으로 하는 다기통 내연기관에 있어서의 관성과급식 흡기매니폴드의 구조.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 각 브랜치파이프를 그 일단이 옆쪽으로, 그 타단이 윗쪽이 되도록 만곡하고, 이 각 브랜치파이프에 있어서의 옆쪽의 일단을 상기 공통플랜지에 형성한 장착구멍안에, 윗쪽의 타단을 상기 서지탱크의 하단에 형성된 장착구멍안에 각각 삽입한 것을 특징으로 하는 다기통 내연기관에 있어서의 관성과급식 흡기매니폴드의 구조.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 각 브랜치파이프의 일단에 소켓관을 일체적으로 설치하고, 이 소켓관을, 상기 공통플랜지에 뚫어 형성한 장착구멍안에 빠지지 않도록 삽입하는 한편, 상기 공통플랜지의 내연기관에 대한 접합면에 링형상의 오목부를 상기 소켓관의 전체둘레를 둘러싸도록 설치하고, 이 오목부안에 링형상의 밀봉체를, 상기 밀봉체의 일부가 공통플랜지의 접합면에서 돌출하도록 삽입한 것을 특징으로 하는 다기통 내연기관에 있어서의 관성과급식 흡기매니폴드의 구조.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 각 브랜치파이프의 일단에 상기 공통플랜지의 배면에 접촉하는 플랜지부를 설치한 것을 특징으로 하는 다기통 내연기관에 있어서의 관성과급식 흡기매니폴드의 구조.
  6. 각 기통마다의 열가소성 경질합성수지제의 브랜치파이프의 일단을, 마찬가지로 열가소성 경질합성수지제의 공통플랜지 또는 서지탱크에 대해서 열융착함에 있어서,
    상기한 각 브랜치파이프의 일단에, 그 두께보다 넓은 폭의 선단면을, 상기 공통플랜지 또는 서지탱크에 상기 선단면이 밀접하는 접합면을 각각 설치하고, 이 선단면 및 접합면 중 어느 한쪽 또는 양쪽에 통로를 둘러싸도록 링형상으로 형성한 돌기부를 설치하고, 이 링형상 돌기부의 주위에 전열선을 전체둘레를 둘러싸도록 설치하고, 상기 선단면 및 접합면을 서로 누른 상태에서 상기 전열선에 통전하는 것을 특징으로 하는 다기통 내연기관용 관성과급식 흡기매니폴드에 있어서의 브랜치파이프의 접합방법.
  7. 제6항에 있어서, 링형상 돌기부와 전열선과의 사이에 연질탄성체제의 밀봉용 링체를 장전하고, 이 링체를 압축한 상태에서 상기 전열선에 통전하는 것을 특징으로 하는 다기통 내연기관용 관성과급식 흡기매니폴드에 있어서의 브랜치파이프의 접합방법.
  8. 각 기통마다의 열가소성 경질합성수지제의 브랜치파이프의 일단을 마찬가지로 열가소성 경질합성수지제의 공통플랜지 또는 서지탱크에 대해서 열융착함에 있어서, 상기 각 브랜치파이프의 일단에, 공통플랜지 또는 서지탱크에 뚫어 형성한 장착구멍내에 삽입되는 소켓관부와, 공통플랜지 또는 서지탱크의 외측면에 접촉되는 플랜지부를 일체적으로 설치하고, 이 소켓관부를, 상기한 장착구멍안에 상기 소켓관부의 외측을 둘러싸도록 형성한 전열선이 소켓관부와 플랜지부와의 코너에 위치하도록 해서 삽입하고, 계속해서 상기 플랜지부가 공통플랜지 또는 서지탱크의 외측면에 접촉하도록 누른 상태에서 상기 전열선에 통전하는 것을 특징으로 하는 다기통 내연기관용 관성과급식 흡기매니폴드에 있어서의 브랜치파이프의 접합방법.
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