JP2003035228A - エンジンの吸気装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 吸気通路の軽量化と燃料通路における車両衝
突等のエンジンルーム内への衝撃からの保護の両立、お
よび保護部材の簡略化、軽量化、取付け作業性の向上を
目的とする。 【解決手段】 衝突等による吸気通路の損傷よって吸気
通路の移動が燃料通路に達する前に燃料通路保護部材で
止めることにより、燃料通路を保護する。板状の保護部
材の側面に衝撃力が作用するため、保護部材の軽量化お
よび簡単な構造で保護部材の剛性を確保する。また、既
存の固定手段により固定するため、保護部材取付け用の
固定部材および固定箇所が削減できるため、低コスト化
および作業性の向上を図ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車のエンジン
の燃料系装置を保護する構造を有する吸気装置に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、自動車の燃費等の問題から、車両
重量の軽量化のため、車両部品の材質を変えて軽量化を
図っている。その中、エンジンに吸気を供給する通路で
ある吸気マニホールド（以後インテークマニホールドと
記載。）を合成樹脂にて形成されたものが提案されてい
る。

【０００３】上記合成樹脂製インテークマニホールドを
採用した技術において、エンジンの振動の伝わりの遮断
およびインテークマニホールドへの熱応力を防止する技
術を記載した公報に特開平９-１８９２７２号公報があ
る。

【０００４】樹脂製のインテークマニホールドは、剛性
が低いため、固有振動数が低く低い振動数によって共振
が起きてしまい、この振動がスロットルボディのアクセ
ルワイヤーに伝播し、アクセルペダルを介し運転者に不
快な振動を伝えてしまうという問題があった。

【０００５】Ｖ型のエンジンにおいて、左右のバンクの
間にインテークマニホールドを配置し、片側のバンクの
上に張り出したインテークマニホールド側面からエンジ
ンのシリンダヘッドにかけてリジット連結部である支柱
を設けて剛性をあげることにより、樹脂製のインテーク
マニホールドの固有振動数を上げて、インテークマニホ
ールド自身が共振することを防止でき、振動による運転
者の不快感を解消することが出来る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記公報に
開示された吸気装置では、片側のバンクの上に張り出し
たインテークマニホールド側面からエンジンのシリンダ
ヘッドにかけてリジット連結部である支柱を設けるた
め、衝突等によりインテークマニホールド側面から衝撃
が加えたれた場合、インテークマニホールドがバンクの
内側に移動する方向の力が加わる。大きな衝撃が加えら
れた場合、インテークマニホールドの脆弱部、特に接続
部において損傷が起きやすく、接続部の部品の離脱や変
形等により近辺の部品であるデリバリパイプまたはイン
ジェクタ等に接触し損傷する恐れがある。

【０００７】また、複数の部材にまたがって支柱を連結
固定するために、取付け作業性が悪く、そしてブラケッ
トを取り付けるための部材を設置する必要となるためコ
ストが上がってしまい、また、複数のブラケット及び新
たな固定部材が必要なため部品数も増えてしまう。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項１のエンジンの吸気装置において、エンジン
の燃料噴射装置に燃料を導く燃料系の部品とエンジンに
吸気を導く樹脂製の吸気通路と前記燃料系の部品を保護
するための保護部材を有し、前記保護部材は、前記吸気
通路の樹脂部の固定部を補強し、かつ前記固定部を補強
することによりせん断方向に損傷する前記吸気通路の脆
弱部と前記吸気通路が損傷するせん断方向に位置する前
記燃料系の部品との間に配置されることにより、比較的
脆弱な部分であるフランジ部の強度を向上させ、せん断
方向への損傷を起こさせ、吸気通路の脆弱部のせん断方
向に設置された保護部材により損傷を受けることでき、
簡素な構成で燃料系の部品を保護することができる。

【０００９】請求項２の吸気装置において、保護部材
を、吸気通路固定手段を用いて、一体的に固定すること
ことにより、保護部材設置用の部品が増えないため部品
数を最小限に抑えることができる。

【００１０】請求項３のエンジンの吸気装置において、
樹脂製の吸気通路の結合部はフランジ状の形状であり、
保護部材が板状の形状であり、保護部材は、吸気通路の
フランジ部の上面に吸気通路の固定部をまたがるように
配置し、吸気通路と共に固定することにより、保護部材
は、一枚の板により形成することができ、部品の簡略化
および取付け作業性が向上する。

【００１１】請求項４のエンジンの吸気装置において、
保護部材に付属部品を接続または搭載することにより、
部品の共有化が図れ、コスト削減となる。

【００１２】

【発明の実施の形態】図１に示すＶ型のエンジン本体１
は、左右各列３つずつ（合計６つ）の気筒を有し、クラ
ンク軸が車体幅方向に沿うように車体に搭載され、エン
ジン本体１の左右の各バンク上にはシリンダヘッド２が
設置されている。

【００１３】シリンダヘッド２に吸気を供給するインテ
ークマニホールドは、上下の2分割されており、下部イ
ンテークマニホールド３は、スチール製（鉄板）であ
り、各シリンダヘッド２の間に配置され、シリンダヘッ
ド２を介して各気筒に燃料を供給するための連通路が設
けられ、この連通路の連通口が下部インテークマニホー
ルド３の両側にそれぞれ３つずつ設けられ、上部インテ
ークマニホールド４は、図示しないエアクリーナ、スロ
ットルボディ等に連結され、吸気脈動の防止等の機能を
有する任意の容積を有するサージタンク５の下流側に樹
脂で一体形成される。そして、ガスケット６を介してこ
の下部インテークマニホールド３と上部インテークマニ
ホールド４は結合されている。

【００１４】また、下部インテークマニホールド３に
は、各気筒に燃料を供給するために、シリンダヘッド２
の各気筒への連通路に燃料を噴射するインジェクタ７を
設置するための連通孔が左右各列に３つずつ設けられ、
合計６個のインジェクタ７が下部インテークマニホール
ド３に配置される。

【００１５】インジェクタ７に燃料を供給する手段とし
てデリバリパイプ８を用いる。デリバリパイプ８は、円
筒形状のパイプにより構成され、図示しない燃料ポンプ
に連通し、下部インテークマニホールド３の左右に設け
られたそれぞれ３つのインジェクタ７の上部に配置し、
左右それぞれのデリバリパイプ８は燃料連絡管９により
連通され、それぞれのインジェクタ７に燃料を供給され
る。

【００１６】図１または２に示すように、本実施例のエ
ンジン及び吸気系の通路は、クランク軸が車体幅方向に
沿ってエンジン本体１が車体に搭載されているため、下
部インテークマニホールド３とサージタンク５の連結部
とデリバリパイプ８を結んだ直線の方向と車両進行方向
は一致する。

【００１７】図３および４に示すように、上部インテー
クマニホールド４は、フランジ部１０が形成され、フラ
ンジ部１０には貫通孔１２が上部インテークマニホール
ド４のクランク軸方向の両端からデリバリパイプ８側の
フランジ部１０および上部インテークマニホールド４の
間に設けられ、下部インテークマニホールド３にはフラ
ンジ部１０の貫通孔１２に対応する位置にボルト穴１１
を設けられ、この部分により連結部を構成している。

【００１８】図５に示すように、樹脂製の上部インテー
クマニホールド４の貫通孔１２は、上部インテークマニ
ホールド４と下部インテークマニホールド３の固定部と
なり、剛性の耐久性が必要であるため、貫通孔１２に金
属製のカラー１３が挿入される。

【００１９】図６に示すように、保護部材として、フラ
ンジ部１０を一体的に覆う板状のガセット１４を用い
る。ガセット１４の素材としてガセット４が固定される
フランジ部１０よりも剛性が同等もしくは高い素材が好
ましく、本実施例ではアルミ製のものを使用する。

【００２０】ガセット１４には、下部インテークマニホ
ールド３のボルト穴１１とフランジ部１０の貫通孔１２
のうち上部インテークマニホールド４のクランク軸方向
の両端からデリバリパイプ８側のフランジ部１０にかけ
て設けられた貫通孔１２に対応するガセット１４の貫通
孔１５が設けられる。

【００２１】上部インテークマニホールド４と下部イン
テークマニホールド３の連結部であるフランジ部１０の
上面にガセット４をフランジ部１０の貫通孔１２を覆う
ように一体的に配置する。上部インテークマニホールド
４と下部インテークマニホールド３の連結用のボルト１
６は、下部インマニのフランジ部９に固定されたスタッ
ドボルトである。そのボルト１６に、ガセット１４、上
部マニホールドのフランジ部１０の貫通孔１２，１５を
通して挿入され、ナットにより締結されることにより、
フランジ部１０は、ガゼット１４と下部インテークマニ
ホールド４に挟み込んで連結固定される。

【００２２】また、ガセット１４の幅は、サージタンク
５締結部を覆い、かつ上部インテークマニホールド４と
フランジ部１０との境であり上部インテークマニホール
ド４の表面の曲率が急激に変化する部分（以下、上部イ
ンテークマニホールド脆弱部１８と記載）とガセット１
４の間に隙間が生じる程度の幅である。

【００２３】まず、車両衝突時における、本実施例と同
じ構成のサージタンク５にガセット１４を設置しない吸
気装置の損傷について比較のために説明する。

【００２４】車両進行中の衝突等により、車両進行方向
からエンジン搭載スペースへ衝撃が加わることで、エン
ジン本体１に衝撃が伝わり、エンジン本体１からサージ
タンク５までの全体が移動する。これにより、エンジン
本体１よりも車両進行方向において後方に位置するサー
ジタンク５は、車室とエンジンが搭載されたエンジンル
ームを仕切る壁に衝突し、サージタンク５が車両前方に
衝撃が加わることにより、吸気通路内で最も弱い下部イ
ンテークマニホールド３とサージタンク５の連結部に車
両前方の衝撃力が作用する。

【００２５】図１２に示すように、上記衝撃力により、
フランジ部１０の締結部１７は損傷し、中でも両端の締
結部においては、下部インテークマニホールド３が離
脱、および下部インテークマニホールド３とサージタン
ク５の連結部が変形及び離脱してしまい、その結果、サ
ージタンク５の上部インテークマニホールド４がデリバ
リパイプ８に接触してしまう恐れがある。

【００２６】一方、上記サージタンク５の両端の締結部
１７を覆うようにガセット４を設置した場合には、図１
３に示すように、フランジ部１０の締結部１７は損傷せ
ず、上部インテークマニホールド脆弱部１８において損
傷が起き、上部インテークマニホールド４がサージタン
ク５のフランジ部９から変形及び離脱し、車両前方に移
動することによりデリバリパイプ８に接触してしまう恐
れがある。

【００２７】次に、本実施例のガセット１４を設置した
吸気装置の衝突時の損傷による衝撃からデリバリパイプ
８を保護するしくみについて説明する。

【００２８】本実施例のガセット１４を設置した吸気装
置は、ガセット４をサージタンク５の締結部１７を覆う
ように設置し、かつ上部インテークマニホールド脆弱部
１８とガセット１４の間に隙間を設ける。フランジ部１
０の両端の締結部１７を覆うようにガセット４を設置し
た吸気装置と同様に、上部インテークマニホールド脆弱
部１８の変形および損傷することにより、上部インテー
クマニホールド４が車両前方に移動する。

【００２９】上部インテークマニホールド４は、車両前
方に上部インテークマニホールド脆弱部１８とガセット
１４の間に隙間分だけ移動し、その後図１４に示すよう
に、板状のガセット１４の側面に衝突する。

【００３０】上部インテークマニホールド脆弱部１８と
ガセット１４の隙間により、サージタンク５に作用する
衝撃力による上部インテークマニホールド４の移動を許
容し、また、上部インテークマニホールド脆弱部１８の
損傷及びガセット１４により、衝撃力を吸収することが
できるため、ガセット１４にて上部インテークマニホー
ルド４の移動を確実に阻止し、上部インテークマニホー
ルド４の移動する延長線上に位置するデリバリパイプ８
を保護することができる。

【００３１】上記のとおり、ガセット１４は、吸気通路
の比較的脆弱なフランジ部１０を補強することで損傷さ
せず、ガセット１４によって損傷が起きてもデイバリパ
イプ８が保護される上部インテークマニホールド脆弱部
１８を損傷させることにより、確実にデイバリパイプ８
を保護することができる。

【００３２】また、上部インテークマニホールド４が板
状のガセット１４の側面に衝突するため、ガセット１４
自体にはせん断力として作用する。板状の保護部材にお
いて、せん断力に対する剛性は、曲げ方向の力に対する
剛性よりも大きいため、ガセット１４は軽量かつ簡単な
構造のものでも十分な剛性を確保することができる。

【００３３】また、吸気装置に他部品を配置する場合の
取付け箇所として、ガセット１４を兼用することで、既
存の部品の形状等を変更することなく設置することがで
きる。

【００３４】例えば、図７に示すように、吸気装置に設
置する部品の例として、サージタンク５の内部を２分割
する隔壁にバルブを設け、このバルブをエンジン回転速
度およびスロットル開度に応じて開閉することにより、
実質的な吸気管長を２段階に制御を行う吸気制御バルブ
を作動させるアクチュエータを制御するためのバルブ
（ＶＳＶ１９…vacuum switching valve）等がある。

【００３５】これらの部品を設置するためのブラケット
をガセット１４にて兼ねることができるため、設置箇所
であるサージタンク５のフランジ部９の形状を変更する
ことなく、汎用性に優れている。

【００３６】また、吸気装置に他部品を設置する場合の
取付け箇所として、ガセット１４を兼用することで、新
たに設置箇所を設ける必要がなくなる。

【００３７】他の吸気装置に設置する部品の例として、
図８に示すように、アースケーブル２０を接続してアー
スの機能を兼用することができる。

【００３８】樹脂製のサージタンク５でかつ金属製のガ
セット１４を用いない場合、樹脂部の固定部に挟み込ん
でボルト１６によって締結する方法では、ボルト１６の
みの通電となり、アースを行う能力的に不十分であるた
め、他の金属部品にアースを行う箇所を設ける必要があ
った。

【００３９】しかし、本実施例のように樹脂製のサージ
タンク５に金属製のガセット１４をアースし、サージタ
ンク５の貫通孔１２に金属製のカラー１３を挿入するた
め、アースケーブル端末２１は金属部（ガセット１４）
にアースする面積を十分に確保でき、また、金属製のカ
ラー１３により、ガセット１４から金属製の下部インテ
ークマニホールド３への通電能力を向上させ、アースを
行う能力を十分に確保できため、サージタンク５の接続
部を兼用することができる。

【００４０】また、同様に、図９に示すような自動車の
点火系などが原因で生じるラジオノイズを低減させるラ
ジオノイズコンデンサー２２を設置してもよい。

【００４１】本発明において、吸気通路に作用する衝撃
力の方向は、車両の進行方向に限らない。例えば、図２
のエンジンルームと車室内を仕切っているエンジンルー
ム壁２３の上方に位置し、傾斜しているエンジンルーム
上壁部２４にぶつかることにより下部インテークマニホ
ールド３が下方に潜り込み、結合部分にせん断力が作用
する場合においても、有効である。

【００４２】他の実施例として、図１０に示すように、
下部インテークマニホールド３が、シリンダヘッド２よ
りも上方に位置し、シリンダヘッド２にインジェクタ７
を設置するＶ型のエンジンにおいても、シリンダヘッド
２と下部インテークマニホールド３の結合部にガセット
１４を設けることにより、同様の効果をもたらす。

【００４３】また、Ｖ型のエンジンのみならず直列のエ
ンジンでも、燃料通路付近の損傷部分（例えば、吸気通
路の結合部）にガセット１４を設けてもよい。

【００４４】本発明では、吸気通路の軽量化と衝突時等
の燃料漏れ防止を両立を図る上で、エンジンの吸気通路
に保護部材を設けることにより、吸気マニホールド自体
の変形及び損傷する場合においても燃料装置を保護する
ことができる。

【００４５】また、損傷部分と保護部材の間に隙間を設
けることにより、衝突等による衝撃による損傷部品の移
動を許容することができるため、衝撃力を緩和すること
ができる。

【００４６】保護部材を吸気通路とエンジンの結合手段
により結合するため、保護部材の固定のための部品点数
を削減することができる。

【００４７】また、保護部材を設置することにより固定
箇所が増加することがないため、作業性を向上させるこ
とができる。

【００４８】吸気通路とエンジンの連結部を板状の保護
部材によって覆うことにより、衝撃力を板状の保護部材
の側面にて受けるため、保護部材の十分な剛性力を確保
し、保護部材の簡略化を可能にするとともに作業性を向
上させる。

【００４９】さらに、吸気通路周辺に設置する部品の設
置箇所として、保護部材を兼用することにより、既存の
部品を設置可能な形状への変更をする必要がなく、優れ
た汎用性が得られる。

【００５０】吸気通路が樹脂製であり、保護部材が金属
製であるエンジンの吸気装置において、金属部への接続
が必要な部品が接続することができ、部品の共有化が可
能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例であるＶ型エンジンの斜視図

【図２】本発明の一実施例であるＶ型エンジン横断面図

【図３】インテークマニホールド、サージタンクの分解
図

【図４】サージタンクの詳細図

【図５】インテークマニホールド・サージタンクの締結
部の断面図

【図６】ガセット搭載サージタンク図

【図７】ＶＳＶ搭載図

【図８】アースケーブル接続図

【図９】ラジオノイズコンデンサー接続図

【図１０】他の実施例としてのＶ型エンジンを示す図

【図１１】上下インテークマニホールド連結部の周辺の
説明図

【図１２】図１１における衝突時の損傷部の説明図

【図１３】ガセットをフランジ部の締結部の両端に設け
た場合の上下インテークマニホールドの連結部における
衝突時の損傷部の説明図

【図１４】本発明における、ガセットをフランジ部の締
結部に一体的に設けた場合の上下インテークマニホール
ド連結部のおける衝突時の損傷部の説明図

【符号の説明】

１ エンジン本体 ２ シリンダヘッド ３ 下部インテークマニホールド ４ 上部インテークマニホールド ５ サージタンク ６ ガスケット ７ インジェクタ ８ デリバリパイプ ９ 燃料連通管 １０ フランジ部 １１ インテークマニホールドのフランジ部のボルト穴 １２ サージタンクのフランジ部の貫通孔 １３ カラー １４ ガセット １５ ガセットの貫通孔 １６ ボルト １７ 締結部 １８ 上部インテークマニホールド脆弱部 １９ ＶＳＶ ２０ アースケーブル ２１ アースケーブル端末 ２２ ラジオノイズコンデンサー ２３ エンジンルーム壁 ２４ エンジンルーム上壁部 ２５ アクチュエータ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジンの燃料噴射装置に燃料を導く燃
   料系の部品とエンジンに吸気を導く樹脂製の吸気通路と
   前記燃料系の部品を保護するための保護部材を有し、前
   記保護部材は、前記吸気通路の樹脂部の固定部を補強
   し、かつ前記固定部を補強することによりせん断方向に
   損傷する前記吸気通路の脆弱部と前記吸気通路が損傷す
   るせん断方向に位置する前記燃料系の部品との間に配置
   されることを特徴とするエンジンの吸気装置。
2. 【請求項２】 請求項１のエンジンの吸気装置におい
   て、前記保護部材を、前記吸気通路固定手段を用いて、
   一体的に固定することを特徴とするエンジンの吸気装
   置。
3. 【請求項３】 請求項１のエンジンの吸気装置におい
   て、前記樹脂製の吸気通路の結合部はフランジ状の形状
   であり、前記保護部材が板状の形状であり、前記保護部
   材は、前記吸気通路のフランジ部の上面に前記吸気通路
   の固定部をまたがるように配置し、前記吸気通路と共に
   固定することを特徴とするエンジンの吸気装置。
4. 【請求項４】 請求項１乃至３のエンジンの吸気装置に
   おいて、前記保護部材に付属部品を接続または搭載した
   エンジンの吸気装置。