(57)【要約】【課題】  インテークマニホールド及びエンジンヘッドが変形した場合でも、開閉弁のかじり、開閉弁を回動させる際の摺動抵抗や軸受部の磨耗の増大を防ぎ、開閉弁の全閉時のシール性能が良好で、また、エンジンヘッドとカートリッジの接触を防ぎながらカートリッジの保持が可能な内燃機関の吸気装置を提供すること。【解決手段】  内燃機関の吸気装置１は、エンジンヘッド２に取り付けられ吸気通路２１の下流側内壁に受入れ部２２を形成するインテークマニホールド２０と、樹脂製のカートリッジ１１と、カートリッジ１１に内装される開閉弁１２と、開閉弁１２を回動する軸１３とを備え、受入れ部２２に装着した状態で受入れ部２２の内周面２３とカートリッジ１１の外周面１５の間に隙間２４を形成し且つエンジンヘッド２とカートリッジ１１の間に隙間２５を形成する開閉弁機構１０と、開閉弁機構１０とは別体で隙間２５に配設されカートリッジ１１を吸気通路２１の上流側方向に弾性保持する弾性部材３０と、から構成される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンヘッドに取り付けられ吸気通路の下流側内壁に受入れ部を形成するインテークマニホールドと、
樹脂製のカートリッジと該カートリッジに内装される開閉弁と該開閉弁を回動する軸とを備え、前記受入れ部に装着した状態で前記受入れ部の内周面と前記カートリッジの外周面の間に第１隙間を形成し且つ前記エンジンヘッドと前記カートリッジの間に第２隙間を形成する開閉弁機構と、
前記開閉弁機構とは別体で前記第２隙間に配設され、前記カートリッジを前記吸気通路の上流側方向に弾性保持する第１弾性部材と、
から構成される内燃機関の吸気装置。
【請求項２】
前記カートリッジはフランジを備え、前記エンジンヘッドと前記フランジの間に前記第２隙間を形成して、前記第１弾性部材は前記フランジを前記吸気通路の上流側方向に弾性保持する、ことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の吸気装置。
【請求項３】
前記フランジと前記インテークマニホールドの間に前記フランジを前記吸気通路の下流側方向に弾性保持する第２弾性部材を備える、ことを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の吸気装置。
【請求項４】
前記フランジは溝を形成し、前記第１弾性部材及び前記第２弾性部材の少なくともいずれか一つは前記溝に配設される、ことを特徴とする請求項３に記載の内燃機関の吸気装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の吸気装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車用ガソリンエンジンの軽量化ならびに断熱性および設計の自由度向上の観点から、エンジンの吸入空気を各気筒に分配するインテークマニホールドをアルミニウム合金鋳造品などの金属に代えて樹脂製とすることが広く採用されている。しかし、樹脂を用いた場合、成形時の反りや収縮が避けられず金属と比較して形状精度が低下する傾向にある。
【０００３】
インテークマニホールドは、たとえば４気筒エンジンの場合、その本体に４個の吸気通路を持ち、さらに必要に応じて吸気量或いは吸入空気の流速や風向を制御可能な吸気装置を持つ。この吸気装置は、各吸気通路内に一本の軸により開閉される開閉弁を配する構成となっている。開閉弁は、自動車の走行状態に応じた最適のエンジン燃焼状態を得るようアクチュエータによりその開度が制御される。
【０００４】
これに対して特許文献１に記載の内燃機関の吸気装置では、開閉弁機構のカートリッジは受入れ部に所定の隙間をもって挿入され、弾性部材を介して保持することが開示されている。
【特許文献１】特開２００６−２３３９０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の従来技術では、インテークマニホールドが熱膨張、又は吸水による寸法変化等の理由により変形すると、弾性部材を介して制御ユニットのカートリッジを変形させ、発生する応力によりカートリッジに亀裂・割れが生じる恐れがある。カートリッジが変形すると、開閉弁のかじり、軸の軸受部が所望の位置に精度よく一直線に配設されず開閉弁を回動させる際に摺動抵抗や軸受部の磨耗を増大する恐れがある。また、カートリッジと開閉弁のクリアランスを増大すると、開閉弁全閉時のシール性能の悪化を招いてしまう。
【０００６】
また、エンジンヘッドとカートリッジが当接すると、カートリッジに応力が発生して、カートリッジに亀裂・割れが生じる恐れがある。また、エンジンヘッドとカートリッジの間に応力を回避するための隙間を設けると、エンジン稼働中にカートリッジが隙間を動いてしまい、異音の発生及び開閉弁機構の耐久性の低下を招来する虞がある。
【０００７】
本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、インテークマニホールドが変形した場合にも、開閉弁のかじり、開閉弁を回動させる際の摺動抵抗や軸受部の磨耗の増大を防ぎ、開閉弁の全閉時のシール性能が良好で、また、エンジンヘッドとカートリッジの接触を防ぎながらカートリッジの保持が可能な内燃機関の吸気装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、エンジンヘッドに取り付けられ吸気通路の下流側内壁に受入れ部を形成するインテークマニホールドと、樹脂製のカートリッジと該カートリッジに内装される開閉弁と該開閉弁を回動する軸とを備え、前記受入れ部に装着した状態で前記受入れ部の内周面と前記カートリッジの外周面の間に第１隙間を形成し且つ前記エンジンヘッドと前記カートリッジの間に第２隙間を形成する開閉弁機構と、前記開閉弁機構とは別体で前記第２隙間に配設され、前記カートリッジを前記吸気通路の上流側方向に弾性保持する第１弾性部材と、から構成される。
【０００９】
また、請求項２に記載の発明は、前記カートリッジはフランジを備え、前記エンジンヘッドと前記フランジの間に前記第２隙間を形成して、前記第１弾性部材は前記フランジを前記吸気通路の上流側方向に弾性保持する、ことを特徴とする。
【００１０】
また、請求項３に記載の発明は、前記フランジと前記インテークマニホールドの間に前記フランジを前記吸気通路の下流側方向に弾性保持する第２弾性部材を備える、ことを特徴とする。
【００１１】
また、請求項４に記載の発明は、前記フランジは溝を形成し、前記第１弾性部材及び前記第２弾性部材の少なくともいずれか一つは前記溝に配設される、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１に記載の発明では、受入れ部の内周面とカートリッジの外周面の間にインテークマニホールドの変形を許容する第１隙間とエンジンヘッドとカートリッジの間に第２隙間を備える。カートリッジは第１弾性部材により吸気通路の上流側方向に弾性保持されるため、インテークマニホールドの変形は第１隙間で許容されて、カートリッジと開閉弁の間のクリアランス、軸受部に影響を与えない。よって開閉弁のかじり、開閉弁を回動させる際の軸の摺動抵抗や軸受部の磨耗の増大を防ぎ、開閉弁の全閉時に良好なシール性能が得られる。また、エンジンヘッドの変形は第２隙間に設けた第１弾性部材の弾性力により許容されるため、エンジンヘッドとカートリッジが当接することがなく、またカートリッジに過大な応力が作用するのを防ぐことができ、カートリッジに亀裂・割れが生じるのを防止できる。また、カートリッジは第１弾性部材により吸気通路の上流側方向に弾性保持されるため、エンジン稼働中にカートリッジが隙間を動くのを防止して、異音の発生を抑え、開閉弁機構の耐久性の低下を防ぐことができる。
【００１３】
また、請求項２に記載の発明では、カートリッジはフランジを備えるため、第１弾性部材はエンジンヘッドとフランジにより挟持される。このとき第１弾性部材は、弾性力によりフランジを吸気通路の上流側方向に弾性保持する。エンジンヘッドとフランジは当接することがないため、フランジに過大な応力が作用するのを防ぐことができ、フランジに亀裂・割れが生じるのを防止できる。また、フランジは第１弾性部材により吸気通路の上流側方向に弾性保持されるため、エンジン稼働中にフランジが隙間を動くのを防止して、異音の発生を抑え、開閉弁機構の耐久性の低下を防ぐことができる。
【００１４】
また、請求項３に記載の発明では、フランジとインテークマニホールドの間にフランジを吸気通路の下流側方向に第２弾性部材を備えるため、フランジの両面は（吸気通路の下流側・上流側方向）第１弾性部材、第２弾性部材により弾性保持され、エンジンヘッド及びインテークマニホールドが変形しても開閉弁機構への影響は第１弾性部材、第２弾性部材により吸収され、動作不良を防ぐことができる。
【００１５】
また、請求項４に記載の発明では、第１弾性部材及び第２弾性部材の少なくともいずれか一つはフランジに形成した溝に配設されるため、フランジ面上に配置する場合と比較して第１弾性部材又は第２弾性部材の幅方向の変形が溝により規制され、吸気通路の下流側又は上流側方向の弾性力が向上し、効率的に第１弾性部材又は第２弾性部材を圧縮することができる。また、インテークマニホールドとエンジンヘッドを組み付ける際に、フランジ面から第１弾性部材及び第２弾性部材がはみ出すことを防止でき、組み付け不良及びはみ出しによるインテークマニホールドでの吸入空気の流動抵抗の増大を抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明に係る内燃機関の吸気装置を図面に基づいて詳述する。
【００１７】
（第１実施例）
図１は本発明の第１実施例に係る内燃機関の吸気装置１を示す拡大断面図である。吸気装置１は、開閉弁機構１０と、開閉弁機構１０を内装して図示しないボルト等の締結部材でエンジンヘッド２に取り付けられるインテークマニホールド２０と、エンジンヘッド２と開閉弁機構１０の間に配設される弾性部材３０（第１弾性部材）と、から構成される。開閉弁機構１０は、樹脂製のカートリッジ１１と、カートリッジ１１に内装される開閉弁１２と、開閉弁１２を回動する軸１３を備え、カートリッジ１１はフランジ１４を備える。インテークマニホールド２０は、エンジンヘッド２に取り付けられ吸気通路２１の下流側内壁に受入れ部２２を形成する。弾性部材３０は、開閉弁機構１０とは別体でカートリッジ１１のフランジ１４を吸気通路２１の上流側方向に弾性保持する。カートリッジ１１の外周面１５と受入れ部２２の内周面２３の間には約１ｍｍの隙間２４（第１隙間）が形成され、エンジンヘッド２とフランジ１４の間には約３ｍｍの隙間２５（第２隙間）が形成される。
【００１８】
エンジンが稼働するとインテークマニホールド２０の上流側から下流側に向けて燃焼用の空気が流れる。このとき図示しないエンジン制御装置からの信号を受けて、開閉弁機構１０の軸１３が開閉弁１２を回動して、空気の流れを制御する。エンジンの稼働（燃焼）に伴い、インテークマニホールド２０及びエンジンヘッド２は熱膨張等により変形が生ずるが、インテークマニホールド２０の変形は隙間２４により、またエンジンヘッド２の歪みは隙間２５に配設した弾性部材３０により許容され、開閉弁機構１０の変形を防止する。
【００１９】
本発明の第１実施例の内燃機関の吸気装置１では、受入れ部２２の内周面１２とカートリッジ１１の外周面１５の間にインテークマニホールド２０の変形を許容する隙間２４とエンジンヘッド２とカートリッジ１１のフランジ１４の間に隙間２５を備える。フランジ１４は弾性部材３０により吸気通路２１の上流側方向に弾性保持されるため、インテークマニホールド２０の変形は隙間２４で許容されて、カートリッジ１１と開閉弁１２の間のクリアランス１６、軸受部１７に影響を与えない。よって開閉弁１２のかじり、開閉弁１２を回動させる際の軸１３の摺動抵抗や軸受部１７の磨耗の増大を防ぎ、開閉弁１２の全閉時に良好なシール性能が得られる。また、エンジンヘッド２の変形は隙間２５に設けた弾性部材３０の弾性力により許容されるため、エンジンヘッド２とフランジ１４が当接することがなく、またフランジ１４に過大な応力が作用するのを防ぐことができ、フランジ１４に亀裂・割れが生じるのを防止できる。また、フランジ１４は弾性部材３０により吸気通路２１の上流側方向に弾性保持されるため、エンジン稼働中にフランジ１４が隙間２５を動くのを防止して、異音の発生を抑え、開閉弁機構１０の耐久性の低下を防ぐことができる。
【００２０】
（第２実施例）
図２は本発明の第２実施例に係る内燃機関の吸気装置４０を示す拡大断面図である。第１実施例と共通の部位、機能を有するものは同一の符号を付し、主に異なる構成及びその効果について詳述する。
【００２１】
第２実施例に係る内燃機関の吸気装置４０と第１実施例の吸気装置１と異なる構成は、吸気装置４０の開閉弁機構４１のフランジ１４とインテークマニホールド２０の間にフランジ１４を吸気通路２１の下流側方向に弾性保持する弾性部材４２（第２弾性部材）を設けたことである。その他の構成は、第１実施例の開閉弁機構１０と同じである。
【００２２】
吸気装置４０では、第１実施例の効果に加えて、吸気装置４０のフランジ１４は両面（吸気通路２１の下流側・上流側方向）が弾性部材３０、弾性部材４２により弾性保持されるため、エンジンヘッド２及びインテークマニホールド２０が変形しても開閉弁機構への影響は弾性部材３０、弾性部材４２により吸収され、動作不良を防ぐことができる。
【００２３】
（第３実施例）
図３は本発明の第３実施例に係る内燃機関の吸気装置５０を示す拡大断面図である。第１実施例と共通の部位、機能を有するものは同一の符号を付し、主に異なる構成及びその効果について詳述する。
【００２４】
第３実施例に係る内燃機関の吸気装置５０と第１実施例の吸気装置１と異なる構成は、吸気装置５０の開閉弁機構５１のフランジ５２は溝５３を形成し、弾性部材３０は溝５３に配設されることである。その他の構成は、第１実施例の開閉弁機構１０と同じである。
【００２５】
吸気装置５０では、第１実施例の効果に加えて、弾性部材３０は幅方向の変形が溝５３により規制されるため、吸気通路２１の下流側方向への弾性力が向上し、効率的に弾性部材３０を圧縮することができる。また、インテークマニホールド２０とエンジンヘッド２を組み付ける際に、フランジ５３から弾性部材３０がはみ出すことを防止でき、組み付け不良及びはみ出しによるインテークマニホールド２０での吸入空気の流動抵抗の増大を抑えることができる。
【００２６】
本実施例では、弾性部材３０をフランジ５２に設けた溝５３に配設した場合について説明したが、フランジ５２の上流側の面にも溝を設けてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の第１実施例に係る内燃機関の吸気装置を示す拡大断面図である。
【図２】本発明の第２実施例に係る内燃機関の吸気装置を示す拡大断面図である。
【図３】本発明の第３実施例に係る内燃機関の吸気装置を示す拡大断面図である。
【符号の説明】
【００２８】
１  吸気装置
２  エンジンヘッド
１０  開閉弁機構
１１  カートリッジ
１２  開閉弁
１３  軸
１４  フランジ
２０  インテークマニホールド
２１  吸気通路
２２  受入れ部
２３  内周面
２４  隙間（第１隙間）
２５  隙間（第２隙間）
３０  弾性部材（第１弾性部材）
４２  弾性部材（第２弾性部材）
５３  溝
【図１】
2010001855.tif 000003
【図２】
2010001855.tif 000004
【図３】
2010001855.tif 000005