JP5065217B2 - 内燃機関のサージタンク及びインテークマニホールド - Google Patents

Description

この発明は、エアクリーナから吸気を導入するための吸気導入口を有する第１部材と、各吸気管へ吸気を供給するための吸気供給口を有する第２部材とを接合して形成される内燃機関のサージタンク、及び、同サージタンクを備えたインテークマニホールドに関するものである。

従来、この種の技術としては、例えば特許文献１に開示されるサージタンクの構成がある。この技術は、図８に示すように、サージタンク５０の壁面の内側に別部材からなるチャンバ５１を固定するとともにその周縁に絞り通路５２を形成し、このチャンバ５１内の空間に圧力センサ５３の圧力検出口５４を臨ませたものである。このような構成では、チャンバ５１により、圧力センサ５３の検出に吸気経路内の圧力変動の及ぼす影響が低減されるようになっている。

また、特許文献２に開示されるサージタンクの構成は、図９に示すように、サージタンク６０を形成するために上側シェル６１及び下側シェル６２のそれぞれに互いに径の異なる導圧管６３，６４を一体形成し、上側シェル６１の導圧管６３内に吸気圧センサ６５の検出部６５ａを鉛直方向に挿入したものである。そして、両導圧管６３，６４の先端部同士を互いに嵌め合わせて両者間に絞り通路６６を形成し、この絞り通路６６を介して吸気圧センサ６５が吸気圧を検出する。このような絞り通路６６により、吸気圧センサ６５が圧力変動の影響を受けないようにしている。

なお、この特許文献２に限らず、吸気圧センサ６５は、その検出方向が鉛直方向となるように設置される必要がある。
実開昭６３−１９０５３９号公報 特開平９−６８０６６号公報

ところで、上記特許文献１に記載の構成では、サージタンク５０内に別部材からなるチャンバ５１を組み付けなければならないため、部品点数や組立工数の増加を招く問題がある。また、上記特許文献２に記載の構成は、吸気圧センサ６５が鉛直方向を向く必要があることから、導圧管６３，６４を同方向に延びるものとすることが必要となる。そして、成形時の型抜きの関係から、上側シェル６１及び下側シェル６２も、導圧管６３，６４の延長方向である鉛直方向に接合される。このため、この特許文献２においては、圧力センサ６５の装着方向を上側シェル６１及び下側シェル６２の開口面と直交する方向にする必要がある。

また、特許文献１，２において、サージタンクの内側に開口するパージガス導入部を設けた場合、その導入部の存在により、サージタンク内に圧力変動が生じたり、パージガスが各吸気管に対して均等に吸入されなかったりするおそれがある。このような場合は、内燃機関の各燃焼室の空燃比を一定に保持できずにトルク変動を生じるおそれがある。

この発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目してなされたものである。その目的とするところは、２つの部材を略水平方向に接合して構成される内燃機関のサージタンクにおいて、部品点数や組立工数を増加させることなく圧力センサを組み込むことができ、さらに、パージガス導入部が設けられた構成であっても、それによる悪影響を排除できる内燃機関のサージタンク、及び、同サージタンクを備えたインテークマニホールドを提供することにある。

上記の目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、エアクリーナから吸気を導入するための吸気導入口を備えた合成樹脂製の第１部材と、各吸気管へ吸気を供給するための吸気供給口を備えた合成樹脂製の第２部材とをそれらの開口部周縁の接合面において接合して構成された内燃機関のサージタンクであって、タンク内部の圧力を検出するための圧力センサを前記開口部の開口面に沿う方向から第１部材の端部に装着し、前記吸気導入口及び吸気供給口と前記圧力センサとの間の位置において前記第１部材内にはその開口部に向かって延出する第１隔壁を形成するとともに、前記吸気導入口及び吸気供給口と前記第１隔壁との間の位置において前記第２部材には、その開口部に向かって延出する第２隔壁を形成し、両隔壁をラップさせてそれらの間にエア通路を形成し、前記吸気導入口及び吸気供給口に対して前記エア通路を介して連通する部屋内に前記圧力センサの検出部を臨ませるように構成したことを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、前記第２部材における前記部屋の壁部には、内燃機関からのパージガスを導入するためのパージガス導入部を、前記第２隔壁に指向するように設け、
前記圧力センサの検出部を前記第１隔壁の付け根部に配置したことを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、前記第１隔壁及び第２隔壁の少なくとも一方を、前記第２部材または第１部材の内側まで突出させたことを特徴とする。
請求項４に記載の発明は、前記タンク内部の負圧を外部に対して供給するための負圧供給部を前記パージガス導入部と反対側の端壁に設けたことを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか一項に記載のサージタンクを備えたことを特徴とする。
（作用）
この発明においては、第１隔壁及び第２隔壁がそれぞれ第１部材及び第２部材の開口部に向かって延出される構成であるため、圧力センサの装着方向が開口面に沿う方向であっても型抜きに問題はなく、従って、第１部材と第２部材との接合方向を略水平方向にすることができる。さらに、合成樹脂製の第１部材及び第２部材に一体形成された第１隔壁及び第２隔壁によりエア通路を介して吸気導入口及び吸気供給口側へ連通する部屋が形成され、この部屋内の吸気圧が圧力センサにより検出される。従って、圧力センサにより検出される吸気圧は、エア通路の作用により変動が低減された検出値となる。さらに、サージタンクにパージガスの導入部を設けたとしても、その導入部を隔壁で区画された部屋内に位置させることにより、導入部の存在による悪影響が低減され、良好な燃焼効率が維持される。

また、パージガス導入部から部屋内に導入されたパージガスは、第１隔壁の先端側を通過して第２隔壁に当たって拡がった後、エア通路に沿って案内されることで吸気導入口側へ流出する。そして、パージガスは、吸気導入口から導入される吸気と均一に混合されることで、各吸気供給口に対し均等に分配される。従って、内燃機関の各燃焼室へのパージガスの供給量が均等化されるため、供給量の不均等に基づく燃焼室間の燃焼特性のばらつきが抑制される。

また、パージガス導入部から部屋に導入されて第２隔壁に当たった後に部屋側へ戻ろうとしたパージガスの一部は、第２部材の内側を区画する第１隔壁に当たって部屋側への移動が規制され、エア通路へ案内される。従って、部屋内へのパージガスの流入が低減されるため、部屋内における吸気圧の変動が有効に抑制される。

この発明によれば、２つの部材を略水平方向に接合して構成できるとともに、部品点数や組立工数を増加させることがなく、しかも、良好な燃焼効率を維持することができるという効果を発揮する。

次に、この発明を具体化した一実施形態について、図１〜図７に従って説明する。
図１及び図２に示すように、インテークマニホールド１０は、図示しないスロットル弁を介して上流側のエアクリーナに接続されるサージタンク１１と、このサージタンク１１に接続された複数の吸気管１２と、各吸気管１２を内燃機関Ｅｇのシリンダブロックに接続するためのフランジ部１３とを備えている。なお、複数の吸気管１２は、サージタンク１１側において一体化されている。このインテークマニホールド１０は、合成樹脂製の４つの成形部材、すなわち、マニホールド本体１４、タンクカバー１５、吸気管ハウジング１６及びガス導入室ハウジング１７を一体化して構成されている。図３に示すように、サージタンク１１は、第１部材としてのタンクカバー１５と、第２部材としてのマニホールド本体１４とを図３の上下方向の面内に位置する開口部１４ａ，１５ａの外周の接合面３０において振動溶着して一体形成されている。

図３、図４、図５及び図６に示すように、タンクカバー１５は、エアクリーナから吸気を導入するための吸気導入口１８を備えている。一方、図３、図４、図５及び図７に示すように、マニホールド本体１４は、各吸気管１２へ吸気を供給するための複数の吸気供給口２３を備えている。

図３、図４及び図５に示すように、タンクカバー１５の内壁には、吸気導入口１８及び吸気供給口２３群とタンク端壁との間に位置する第１隔壁１９が、マニホールド本体１４の内側まで延出するように形成されている。また、吸気導入口１８及び吸気供給口２３群と第１隔壁１９との間において、マニホールド本体１４には、第２隔壁２４がタンクカバー１５の開口部１５ａの位置まで延出して形成されている。そして、第１隔壁１９及び第２隔壁２４は、前記開口部１４ａ，１５ａの開口面に対して直交する方向に突出して、相互に平行になっている。また、第１隔壁１９及び第２隔壁２４は、それらの先端縁が、前記開口面と平行な方向から見てラップしている。さらに、互いに重なり合った両隔壁１９，２４の間には、エア通路２５が形成されている。従って、サージタンク１１内の端部には、両隔壁１９，２４により、吸気導入口１８及び吸気供給口２３に対してエア通路２５を介して連通する部屋２６が形成されている。なお、図３及び図６に示すように、前記第１隔壁１９のマニホールド本体１４側の部分は、マニホールド本体１４との干渉を回避するために、切欠き１９ａが形成されてやや幅狭とされている。

図２に示すように、前記部屋２６と対応する位置において、第１隔壁１９の上部側には凹部３１が形成され、その底壁には透孔３２が形成されている。また、同底壁からは、透孔３２に連なるとともに第１隔壁１９の付け根部付近に位置する筒部３３が部屋２６に向かって下方へ突出している。部屋２６内における筒部３３の外周面３３ａは、開口部１５ａの方向に対してアンダーカットが形成されていない形状となっており、型抜きに支障をきたさないようになっている。凹部３１の底壁の上面には、圧力センサ２０の本体部２０ａが搭載されている。この圧力センサ２０の検出部２０ｂは、筒部３３内を通って部屋２６に臨んでいる。前記透孔３２は、本体部２０ａにより閉鎖されている。

また、図４及び図５に示すように、マニホールド本体１４の端壁の下部において部屋２６と対応する壁部には、図示しない燃料タンクからパージガスをサージタンク１１内に導入するためのパージガス導入部としてのパージガス導入管２７が形成されている。パージガス導入管２７は、第２隔壁２４の付け根部付近を指向する。そして、前記タンクカバー１５において、第１隔壁１９は、パージガス導入管２７と第２隔壁２４との間に位置する。

また、図５に示すように、パージガス導入管２７に対してほぼ対角の位置においてタンクカバー１５の端壁には、図示しないブレーキブースタにサージタンク１１内の負圧を供給するための負圧供給部としての負圧供給管２１が形成されている。負圧供給管２１のタンクカバー１５内における開口部の周囲には囲い２２が形成されている。

さて、マニホールド本体１４及びタンクカバー１５の成形に際しては、第１隔壁１９及び第２隔壁２４が開口部１４ａ，１５ａの開口方向に向かっているとともに、筒部３３の外周面３３ａにはアンダーカットが形成されていないため、それらのマニホールド本体１４及びタンクカバー１５の開口部１４ａ，１５ａの開口方向は型抜き方向となる。なお、凹部３１の外側面側及び筒部３３の内側の型抜き方向は上方となる。このように、圧力センサ２０が上下方向に装着される構成であっても、問題なく型抜きできる。

上記組立後のサージタンク１１において、吸気導入口１８からサージタンク１１内に導入された吸気は、吸気供給口２３及び各吸気管１２を通じて内燃機関Ｅｇの燃焼室に吸入される。また、サージタンク１１の部屋２６に導入されたパージガスは、第１隔壁１９の先端側を通過して第２隔壁２４に当たって拡がった後、エア通路２５に沿って案内されて吸気導入口１８側へ流出する。そして、パージガスは、吸気導入口１８から導入される吸気と混合されることで、各吸気供給口２３に対して略均等に分配される。従って、内燃機関Ｅｇの各燃焼室に対するパージガスの供給量が均等化される。

なお、パージガス導入管２７から部屋２６に導入されたパージガスは、第２隔壁２４に当たった後、その一部が部屋２６側へ戻ろうとする。この一部のパージガスは、マニホールド本体１４の内側を区画する第１隔壁１９に当たって部屋２６側への戻り移動が規制され、エア通路２５に沿って吸気導入口１８側へ案内される。従って、パージガスは、適切に吸気供給口２３側に導かれる。

サージタンク１１内の圧力は、内燃機関Ｅｇの運転状態に応じて変動する。これに対し、この実施形態において、部屋２６は、第１隔壁１９及び第２隔壁２４により吸気導入口１８及び吸気供給口２３側の空間と隔てられている。従って、圧力センサ２０により検出される吸気圧は、吸気圧の変動が低減されて平均値に近い検出値となる。また、内燃機関から吸気管を通じてサージタンク１１内に流入するオイルミスト、すす、スラッジ等の汚損物は、重なり合う両隔壁１９，２４により部屋２６への侵入が制限される。従って、圧力センサ２０の検出部２０ｂに、汚損物が付着しにくくなる。

この実施形態によれば、以下の各効果を得ることができる。
（１）第１隔壁１９及び第２隔壁２４をマニホールド本体１４及びタンクカバー１５の開口部１４ａ，１５ａに向かって延出し、圧力センサ２０の検出部２０ｂが挿入された筒部３３をアンダーカットが形成されない形状とした。このため、圧力センサ２０が開口部１４ａ，１５ａの開口面と平行に装着される構成であっても、マニホールド本体１４及びタンクカバー１５の成形が可能となる。

（２）タンクカバー１５に一体形成した第１隔壁１９と、マニホールド本体１４に一体形成した第２隔壁２４とにより、エア通路２５を通じて吸気導入口１８及び吸気供給口２３側へ連通する部屋２６を形成し、この部屋２６内の吸気圧を圧力センサ２０により検出するようにした。従って、特許文献１とは異なり、圧力センサ２０を覆う別体のカバーが不要となるため、部品点数や組立工数を増加させることなく、圧力センサ２０の周囲における吸気圧の変動を抑制することができる。加えて、圧力センサ２０の検出部２０ｂに対する汚損物の付着を抑制し、汚損物による悪影響を抑制することができる。

（３）パージガス導入管２７を、マニホールド本体１４の部屋２６側において第２隔壁２４の付け根部を指向するように設けた。加えて、圧力センサ２０の検出部２０ｂを第１隔壁１９の付け根部に配置した。パージガス導入管２７が第１隔壁１９及び第２隔壁２４により区画された部屋２６に対して開口しているため、特許文献２とは異なり、パージガス導入管２７が存在する悪影響、すなわち、パージガスが吸気管１２に直接吸引されることによる不均一燃焼等を抑制できる。従って、パージガス供給量の不均等に起因する燃焼室間の燃焼特性のばらつきを抑制することができる。

（４）第１隔壁１９を、マニホールド本体１４の内側が区画されるようにマニホールド本体１４側へ突出させた。従って、第１隔壁１９と第２隔壁２４との間のエア通路２５を長くできるため、部屋２６内における吸気圧の変動を有効に抑制することができる。

なお、この実施形態は、次のように変更して具体化することも可能である。
・図４に二点鎖線で示すように、第２隔壁２４を、タンクカバー１５の内側まで突出させること。あるいは、第１隔壁１９を、タンクカバー１５の接合面までの高さとすること。

・吸気供給口２３群及び吸気導入口１８と圧力センサ２０との間の隔壁を３枚以上とし、それらの隔壁間に蛇行通路を形成すること。
・この発明を、吸気管とは別体とされたサージタンクに具体化すること。

一実施形態のインテークマニホールドを示す側面図。 同じく正面図。 同じく縦断面図。 図２におけるａ−ａ線断面図。 図２におけるｂ−ｂ線断面図。 マニホールド本体を示す正面図。 タンクカバーを示す正面図。 従来のサージタンクを示す断面図。 従来のサージタンクにおける吸気圧センサの取付部を示す断面図。

符号の説明

１０…インテークマニホールド、１１…サージタンク、１２…吸気管、１４…第２部材としてのマニホールド本体、１４ａ…開口部、１５…第１部材としてのタンクカバー、１５ａ…開口部、１８…吸気導入口、１９…第１隔壁、２０…圧力センサ、２０ｂ…検出部、２１…負圧供給部としての負圧供給管、２３…吸気供給口、２４…第２隔壁、２５…エア通路、２６…部屋、２７…パージガス導入部としてのパージガス導入管、３０…接合面、Ｅｇ…内燃機関。

Claims (5)

1. エアクリーナから吸気を導入するための吸気導入口を備えた合成樹脂製の第１部材と、各吸気管へ吸気を供給するための吸気供給口を備えた合成樹脂製の第２部材とをそれらの開口部周縁の接合面において接合して構成された内燃機関のサージタンクであって、
   タンク内部の圧力を検出するための圧力センサを前記開口部の開口面に沿う方向から第１部材の端部に装着し、前記吸気導入口及び吸気供給口と前記圧力センサとの間の位置において前記第１部材内にはその開口部に向かって延出する第１隔壁を形成するとともに、前記吸気導入口及び吸気供給口と前記第１隔壁との間の位置において前記第２部材には、その開口部に向かって延出する第２隔壁を形成し、両隔壁をラップさせてそれらの間にエア通路を形成し、前記吸気導入口及び吸気供給口に対して前記エア通路を介して連通する部屋内に前記圧力センサの検出部を臨ませるように構成したことを特徴とする内燃機関のサージタンク。
2. 前記第２部材における前記部屋の壁部には、内燃機関からのパージガスを導入するためのパージガス導入部を、前記第２隔壁に指向するように設け、
   前記圧力センサの検出部を前記第１隔壁の付け根部に配置したことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関のサージタンク。
3. 前記第１隔壁及び第２隔壁の少なくとも一方を、前記第２部材または第１部材の内側まで突出させたことを特徴とする請求項２に記載の内燃機関のサージタンク。
4. 前記タンク内部の負圧を外部に対して供給するための負圧供給部を前記パージガス導入部と反対側の端壁に設けたことを特徴とする請求項２または３に記載の内燃機関のサージタンク。
5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載のサージタンクを備えたことを特徴とする内燃機関のインテークマニホールド。

Images