JP7027862B2

JP7027862B2 - 吸気管の接続構造

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Publication number: JP7027862B2
Application number: JP2017240030A
Authority: JP
Inventors: 拓馬山口
Original assignee: Toyota Boshoku Corp
Current assignee: Toyota Boshoku Corp
Priority date: 2017-12-14
Filing date: 2017-12-14
Publication date: 2022-03-02
Anticipated expiration: 2037-12-14
Also published as: CN110017227B; US10533526B2; DE102018131298A1; US20190186444A1; JP2019105265A; CN110017227A; DE102018131298B4

Description

本発明は、吸気管の接続構造に関し、さらに詳しくは、エンジンヘッドに対する吸気管の接続構造に関する。

従来の吸気管の接続構造として、エンジンヘッドに対する吸気管の接続構造が一般に知られている（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１には、エンジンヘッドには、吸気通路を軸方向に沿って仕切る隔壁部材が差し込まれており、隔壁部材は、吸気通路を仕切る金属製の隔壁プレートと、隔壁プレートの両側に設けられる樹脂製の差込部と、を備え、差込部をエンジンヘッドの吸気通路の内壁に形成された凹部に吸気通路の軸方向から差し込むことで、隔壁部材をエンジンヘッドと吸気管との間で保持する技術が記載されている（特許文献１の段落〔００１５〕参照）。この技術によると、吸気管内のバルブにより隔壁部材で仕切られた一方の吸気通路の開度を小さくすることで、エンジンの燃焼室内で燃費向上等のためのタンブル流が発生される。

特開２０１７－１５０３６６号公報

しかし、特許文献１に記載された技術では、隔壁部材は、ボルト等によるリジッド締結を用いずに、エンジンヘッドへの差し込みによりエンジンヘッドと吸気管との間に保持されているので、エンジンの脈動により隔壁部材（特に、樹脂製の差込部）がエンジンヘッドに対して摺動してしまう。そのため、隔壁部材が摩耗してその摩耗粉による燃焼への悪影響が懸念される。

本発明は、上記現状に鑑みてなされたものであり、エンジンの脈動によるエンジンヘッドに対する隔壁部材の摺動を抑制できる吸気管の接続構造を提供することを目的とする。

上記問題を解決するために、請求項１に記載の発明は、エンジンヘッドに対する吸気管の接続構造であって、前記エンジンヘッドには、吸気通路を軸方向に沿って仕切る隔壁部材が差し込まれており、前記エンジンヘッドと前記吸気管との間には、両者の間をシールする枠状の弾性ガスケットが設けられており、前記吸気管の接続端側には、前記隔壁部材を差込み方向に押圧する弾性体が設けられていることを要旨とする。
請求項２に記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記弾性体は、前記弾性ガスケットの内側に一体に形成されていることを要旨とする。
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の発明において、前記吸気管の接続端側には、前記吸気管の軸方向に凹む肉盗み部が設けられており、前記肉盗み部の内壁には、該肉盗み部内に挿入される前記弾性体の挿入側を支持する段差が設けられていることを要旨とする。
請求項４に記載の発明は、請求項３記載の発明において、前記弾性体は、平面視で長尺状に形成されており、前記段差は、前記弾性体の長尺方向の中央側を支持する中央側段差と、前記弾性体の長尺方向の端側を支持する端側段差と、を備えることを要旨とする。
請求項５に記載の発明は、請求項３又は４に記載の発明において、前記弾性体は、前記肉盗み部内に挿入されて前記段差で支持される本体と、前記本体の前記エンジンヘッドを向く側に突設されて前記隔壁部材を押圧する押圧部と、前記本体から前記肉盗み部への挿入方向に向かって延びて前記段差の側面に当接する当接部と、を備えることを要旨とする。

本発明の吸気管の接続構造によると、エンジンヘッドには、吸気通路を軸方向に沿って仕切る隔壁部材が差し込まれており、エンジンヘッドと吸気管との間には、両者の間をシールする枠状の弾性ガスケットが設けられており、吸気管の接続端側には、隔壁部材を差込み方向に押圧する弾性体が設けられている。これにより、弾性体により隔壁部材が差込み方向に押圧されるため、エンジンの脈動によるエンジンヘッドに対する隔壁部材の摺動が抑制される。
また、前記弾性体が、前記弾性ガスケットの内側に一体に形成されている場合は、弾性体及び弾性ガスケットを一体物として容易に取り扱うことができる。
また、前記吸気管の接続端側に、肉盗み部が設けられており、前記肉盗み部の内壁に、該肉盗み部内に挿入される前記弾性体の挿入側を支持する段差が設けられている場合は、段差の支持により弾性体の肉盗み部への挿入側への移動が規制される。そのため、肉盗み部を利用して弾性体の支持構造を設定できるとともに、肉盗み部により吸気管の肉厚が大きくならず、成形不良やサイクルタイムの長期化が抑制される。
また、前記弾性体が、平面視で長尺状に形成されており、前記段差が、中央側段差と端側段差とを備える場合は、中央側段差により弾性体の長尺方向の中央側が支持されるとともに、端側段差により弾性体の長尺方向の端側が支持される。よって、弾性体が経年劣化しても段差により弾性体が安定的に支持され、長期間にわたって弾性体で隔壁部材を効果的に押圧できる。
さらに、前記弾性体が、本体、押圧部及び当接部を備える場合は、当接部が本体を支持する段差の側面に当接した状態で、押圧部により隔壁部材が差込み方向に押圧される。よって、弾性体が経年劣化しても段差により弾性体が安定的に支持され、長期間にわたって弾性体で隔壁部材を効果的に押圧できる。

本発明について、本発明による典型的な実施形態の非限定的な例を挙げ、言及された複数の図面を参照しつつ以下の詳細な記述にて更に説明するが、同様の参照符号は図面のいくつかの図を通して同様の部品を示す。
実施例に係る吸気管の接続構造の縦断面図である。図１のＩＩ－ＩＩ線断面拡大図である。図１のＩＩＩ－ＩＩＩ線断面拡大図であり、（ａ）は弾性ガスケットを備える状態を示し、（ｂ）は弾性ガスケットを取り外した状態を示す。上記弾性ガスケットの斜視図である。図４のＶ矢視の要部拡大図である。実施例に係る隔壁部材の斜視図である。他の形態に係る吸気管の接続構造を説明するための説明図であり、（ａ）は弾性ガスケットと別体である弾性体を備える形態を示し、（ｂ）は吸気管に肉盗み部が形成されない形態を示す。更なる他の形態に係る吸気管の接続構造を説明するための説明図である。

ここで示される事項は例示的なものおよび本発明の実施形態を例示的に説明するためのものであり、本発明の原理と概念的な特徴とを最も有効に且つ難なく理解できる説明であると思われるものを提供する目的で述べたものである。この点で、本発明の根本的な理解のために必要である程度以上に本発明の構造的な詳細を示すことを意図してはおらず、図面と合わせた説明によって本発明の幾つかの形態が実際にどのように具現化されるかを当業者に明らかにするものである。

本実施形態に係る吸気管の接続構造は、エンジンヘッド（２）に対する吸気管（１）の接続構造であって、エンジンヘッドには、吸気通路（３）を軸方向に沿って仕切る隔壁部材（５）が差し込まれており、エンジンヘッドと吸気管との間には、両者の間をシールする枠状の弾性ガスケット（１７）が設けられており、吸気管の接続端側（１ａ）には、隔壁部材を差込み方向に押圧する弾性体（２１）が設けられている（例えば、図１及び図２等参照）。なお、上記吸気管は、通常、エンジンの燃焼室に吸気を送るための管である。

本実施形態に係る吸気管の接続構造としては、例えば、上記弾性体（２１）は、弾性ガスケット（１７）の内側に一体に形成されている形態（例えば、図４等参照）が挙げられる。

本実施形態に係る吸気管の接続構造としては、例えば、上記吸気管（１）の接続端側（１ａ）には、吸気管の軸方向に凹む肉盗み部（１１）が設けられており、肉盗み部の内壁には、肉盗み部内に挿入される弾性体（２１）の挿入側を支持する段差（１２）が設けられている形態（例えば、図２及び図３等参照）が挙げられる。

上述の形態の場合、例えば、上記弾性体（２１）は、平面視で長尺状に形成されており、段差（１２）は、弾性体の長尺方向の中央側を支持する中央側段差（１２ａ）と、弾性体の長尺方向の端側を支持する端側段差（１２ｂ）と、を備えることができる（例えば、図３等参照）。

上述の形態の場合、例えば、上記弾性体（２１）は、肉盗み部（１１）内に挿入されて段差（１２）で支持される本体（２４）と、本体のエンジンヘッド（２）を向く側に突設されて隔壁部材（５）を押圧する押圧部（２５）と、本体から肉盗み部（１１）への挿入方向に向かって延びて段差（１２）の側面に当接する当接部（２６）と、を備えることができる（例えば、図２及び図４等参照）。

本実施形態に係る吸気管の接続構造としては、例えば、上記隔壁部材（５）は、吸気通路（３）を仕切る隔壁プレート（５ａ）と、隔壁プレートの両側に設けられてエンジンヘッド（２）の吸気通路の内壁に形成された凹部（６）に吸気通路の軸方向から差し込まれる差込部（５ｂ）と、を備え、弾性体（２１）は、差込部（６ｂ）を差込み方向に押圧する形態（例えば、図２及び図７等参照）が挙げられる。

なお、上記実施形態で記載した各構成の括弧内の符号は、後述する実施例に記載の具体的構成との対応関係を示すものである。

以下、図面を用いて実施例により本発明を具体的に説明する。なお、本実施例では、本発明に係る「吸気管」として、エンジンヘッド（「シリンダヘッド」とも称される。）２の吸気通路３に接続される吸気マニホールドの吸気管１を例示する（図１参照）。

（１）吸気管の接続構造
本実施例に係る吸気管１の接続構造では、図１に示すように、エンジンヘッド２には、吸気通路３を軸方向に沿って２つの吸気通路３ａ、３ｂに仕切る隔壁部材５が吸気通路３の軸方向の外方から差し込まれている。この隔壁部材５は、吸気通路３を仕切る金属製の隔壁プレート５ａと、隔壁プレート５ａの両側に設けられてエンジンヘッド２の吸気通路３の内壁に形成された凹部６に吸気通路の軸方向の外方から差し込まれる樹脂製の一対の差込部５ｂ、５ｂと、を備えている（図７参照）。この隔壁プレート５ａは、エンジンヘッド２の吸気通路３と吸気管１の吸気通路９とにわたって延びている。また、各差込部５ｂは、一端側がエンジンヘッド２の端面に露出している。さらに、吸気管１内には、隔壁部材５で仕切られる一方の吸気通路３ａの開度を変更するためのバルブ８が回動可能に設けられている。

上記吸気管１の接続端側１ａの後述の弾性ガスケット１７の内側には、図２及び図３に示すように、吸気管１の軸方向に凹む一対の肉盗み部１１が設けられている。これら各肉盗み部１１は、エンジンヘッド２に差し込まれた隔壁部材５の差込部５ｂに対応する位置に配置されている。言い替えると、各肉盗み部１１は、差込部５ｂを押圧する後述の押圧部２１が挿入可能な位置に配置されている。

上記肉盗み部１１の内壁には、肉盗み部１１内に挿入される後述の弾性体２１の挿入側の面を支持する段差１２が設けられている。この段差１２は、弾性体２１の長尺方向の中央側を支持する中央側段差１２ａと、弾性体２１の長尺方向の端側を支持する一対の端側段差１２ｂ、１２ｂと、を備えている。これら各段差１２ａ、１２ｂは、肉盗み部１１の内壁において吸気管１の軸芯寄り側の内側壁１４に設けられている一方、内側壁と対向する外側壁１５には設けられていない。さらに、各段差１２ａ、１２ｂの下端側は、肉盗み部１１の底面まで延びている。なお、上記吸気管１の接続端側１ａは、フランジ状に形成されている（図１参照）

上記エンジンヘッド２と吸気管１との間には、図１～図３に示すように、両者２、１の間をシールするゴム製（又はエラストマ製）で枠状の弾性ガスケット１７が設けられている（図４参照）。この弾性ガスケット１７は、隔壁部材５を囲むように配置されている。また、弾性ガスケット１７は、エンジンヘッド２及び吸気管３の各接続端側に形成された装着溝１８、１９内に装着されている。なお、上記弾性ガスケット１７は、エンジンの気筒数に応じて複数が一体に形成されている。

上記吸気管１の接続端側１ａの弾性ガスケット１７の内側には、図２～図４に示すように、隔壁部材５の差込部５ｂを差込み方向に押圧する弾性体２１が設けられている。この弾性体２１は、弾性ガスケット１７の内周側に連絡部２２を介して一体に形成されている。また、弾性体２１は、平面視で長尺状に形成されている。さらに、弾性体２１は、肉盗み部１１内に挿入されて各段差１２ａ、１２ｂで支持される本体２４と、本体２４のエンジンヘッド２を向く端面上に突設されて隔壁部材５の差込部５ｂを押圧する押圧部２５と、本体２４から肉盗み部１１への挿入方向に向かって延びて中央側段差１２ａの側面に当接する当接部２６と、を備えている。この本体２４は、肉盗み部１１内に圧入可能な形状に形成されている。また、当接部２６は、中央側段差１２ａの側面に当接する当接板２６ａと、当接板２６ａの両側に設けられて中央側段差１２ａを側方から挟む一対の柱２６ｂ、２６ｂと、を備えている（図５参照）。

（２）吸気管の接続構造の作用
次に、上記構成の吸気管１の接続構造の作用について説明する。図１に示すように、開放状態のバルブ８（図中に仮想線で示す。）により一方の吸気通路３ａの開度が最大とされると、吸気管１を流れる吸気は、各吸気通路３ａ、３ｂを流れてエンジンの燃焼室に送られる。一方、閉鎖状態のバルブ８（図中に実線で示す。）により一方の吸気通路３ａの開度が最小とされると、吸気管１を流れる吸気は、一方の吸気通路３ａを殆ど流れることなく、他方の吸気通路３ｂを流れてエンジンの燃焼室に送られる。そして、燃焼室内では、流速が高められた吸気が送られることから、タンブル流が発生して燃料の急速燃焼が実現される。

ここで、上記吸気管１の接続構造では、弾性ガスケット１７によりエンジンヘッド２と吸気管１との間がシールされた状態で、弾性体２１の面圧により隔壁部材５の一対の差込部５ｂ、５ｂが差込み方向（即ち、吸気の流れの下流方向）に押圧されている。そのため、エンジンの脈動により差込部５ｂが凹部６内を摺動（振動）することが抑制される。

（３）実施例の効果
本実施例の吸気管１の接続構造によると、エンジンヘッド２には、吸気通路３を軸方向に沿って仕切る隔壁部材５が差し込まれており、エンジンヘッド２と吸気管１との間には、両者２、１の間をシールする枠状の弾性ガスケット１７が設けられており、吸気管１の接続端側１ａには、隔壁部材５を差込み方向に押圧する弾性体２１が設けられている。これにより、弾性体２１により隔壁部材５が差込み方向に押圧されるため、エンジンの脈動によるエンジンヘッド２に対する隔壁部材５の摺動が抑制される。

また、本実施例では、弾性体２１は、弾性ガスケット１７の内側に一体に形成されている。これにより、弾性体２１及び弾性ガスケット１７を一体物として容易に取り扱うことができる。

また、本実施例では、吸気管１の接続端側１ａには、肉盗み部１１が設けられており、肉盗み部１１の内壁には、肉盗み部１１内に挿入される弾性体２１の挿入側を支持する段差１２が設けられている。これにより、段差１２の支持により弾性体２１の肉盗み部１１の挿入側への移動（即ち、落ち込み）が規制される。そのため、肉盗み部１１を利用して弾性体２１の支持構造を設定できるとともに、肉盗み部１１により吸気管１の肉厚が大きくならず、成形不良やサイクルタイムの長期化が抑制される。

また、本実施例では、弾性体２１は、平面視で長尺状に形成されており、段差１２は、中央側段差１２ａと端側段差１２ｂとを備える。これにより、中央側段差１２ａにより弾性体２１の長尺方向の中央側が支持されるとともに、端側段差１２ｂにより弾性体２１の長尺方向の端側が支持される。よって、弾性体２１が経年劣化しても段差１２により弾性体２１が安定的に支持され、長期間にわたって弾性体２１で隔壁部材５を効果的に押圧できる。

さらに、本実施例では、弾性体２１は、本体２４、押圧部２５及び当接部２６を備える。これにより、当接部２６が本体２４を支持する段差１２の側面に当接した状態で、押圧部２５により隔壁部材５が差込み方向に押圧される。よって、弾性体２１が経年劣化しても段差１２により弾性体２１が安定的に支持され、長期間にわたって弾性体２１で隔壁部材５を効果的に押圧できる。

尚、本発明においては、上記実施例に限られず、目的、用途に応じて本発明の範囲内で種々変更した実施例とすることができる。すなわち、上記実施例では、弾性ガスケット１７の内側に一体に設けられる弾性体２１を例示したが、これに限定されず、例えば、図７（ａ）に示すように、弾性ガスケット１７と別体で設けられる弾性体２１としてもよい。

また、上記実施例では、肉盗み部１１を利用して弾性体２１の支持構造（即ち、段差１２）を設定するようにしたが、これに限定されず、例えば、図７（ｂ）に示すように、吸気管１の接続端側１ａに、肉盗み部１１を設けずに、弾性体２１の底側を支持する凹部２９を設けるようにしてもよい。

さらに、上記実施例では、肉盗み部１１の内側壁１４に設けられる段差１２を例示したが、これに限定されず、例えば、図７（ａ）に示すように、肉盗み部１１の内側壁１４及び外側壁１５に設けられる段差１２としてもよい。また、例えば、図８に示すように、肉盗み部１１の内側壁１４と外側壁１５との間に架け渡される段差リブ３０としてもよい。

前述の例は単に説明を目的とするものでしかなく、本発明を限定するものと解釈されるものではない。本発明を典型的な実施形態の例を挙げて説明したが、本発明の記述および図示において使用された文言は、限定的な文言ではなく説明的および例示的なものであると理解される。ここで詳述したように、その形態において本発明の範囲または精神から逸脱することなく、添付の特許請求の範囲内で変更が可能である。ここでは、本発明の詳述に特定の構造、材料および実施例を参照したが、本発明をここにおける開示事項に限定することを意図するものではなく、むしろ、本発明は添付の特許請求の範囲内における、機能的に同等の構造、方法、使用の全てに及ぶものとする。

本発明は上記で詳述した実施形態に限定されず、本発明の請求項に示した範囲で様々な変形または変更が可能である。

本発明は、乗用車、バス、トラック等の車両などで使用されるエンジンヘッドに対する吸気管の接続構造に関する技術として広く利用される。

１；吸気管、１ａ；吸気管の接続端側、２；エンジンヘッド、３；吸気通路、５；隔壁部材、１１；肉盗み部、１２；段差、１２ａ；中央側段差、１２ｂ；端側段差、１７；弾性ガスケット、２１；弾性体、２４；本体、２５；押圧部、２６；当接部。

Claims

エンジンヘッドに対する吸気管の接続構造であって、
前記エンジンヘッドには、吸気通路を軸方向に沿って仕切る隔壁部材が差し込まれており、
前記エンジンヘッドと前記吸気管との間には、両者の間をシールする枠状の弾性ガスケットが設けられており、
前記吸気管の接続端側には、前記隔壁部材を差込み方向に押圧する弾性体が設けられており、
前記弾性体は、前記弾性ガスケットの内側に一体に形成されていることを特徴とする吸気管の接続構造。
エンジンヘッドに対する吸気管の接続構造であって、
前記エンジンヘッドには、吸気通路を軸方向に沿って仕切る隔壁部材が差し込まれており、
前記エンジンヘッドと前記吸気管との間には、両者の間をシールする枠状の弾性ガスケットが設けられており、
前記吸気管の接続端側には、前記隔壁部材を差込み方向に押圧する弾性体が設けられており、
前記吸気管の接続端側には、前記吸気管の軸方向に凹む肉盗み部が設けられており、
前記肉盗み部の内壁には、該肉盗み部内に挿入される前記弾性体の挿入側を支持する段差が設けられていることを特徴とする吸気管の接続構造。
前記弾性体は、前記弾性ガスケットの内側に一体に形成されている請求項２記載の吸気管の接続構造。
前記弾性体は、平面視で長尺状に形成されており、
前記段差は、前記弾性体の長尺方向の中央側を支持する中央側段差と、前記弾性体の長尺方向の端側を支持する端側段差と、を備える請求項２又は３記載の吸気管の接続構造。
前記弾性体は、前記肉盗み部内に挿入されて前記段差で支持される本体と、前記本体の前記エンジンヘッドを向く側に突設されて前記隔壁部材を押圧する押圧部と、前記本体から前記肉盗み部への挿入方向に向かって延びて前記段差の側面に当接する当接部と、を備える請求項２乃至４のいずれか一項に記載の吸気管の接続構造。