(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気ポートに連通する吸気通路を吸気の流れ方向に沿って第１通路と第２通路に仕切る隔壁プレートと、該吸気通路内に配されシャフトに固定された板形状の弁体を有し、該弁体が該シャフトと共に該シャフトの軸周りに回転することで該第１通路の開度が可変となるエンジンの吸気構造であって、
前記第１通路の内壁面であって、前記開度が最小となったとき、前記弁体のうち前記シャフトから離隔する方向の先端部と隙間を維持して対向する対向面と、
前記開度が最小となったときの前記弁体の前記先端部よりも前記吸気ポート側に位置し、前記対向面から前記第２通路側に向けて起立する段差面と、
前記段差面から前記吸気ポート側に向かって延在する延在面と、
前記延在面に形成され、前記段差面から前記吸気ポート側に延在する計測溝と、
を備えることを特徴とするエンジンの吸気構造。
【請求項２】
前記弁体が配された部分の前記吸気通路の内壁面は、前記流れ方向に垂直な断面において、互いに対向する２つの短手部と、該短手部よりも長く延在して互いに対向する２つの長手部を有し、
一方の前記長手部に前記対向面が形成され、
前記段差面は、前記一方の長手部から前記２つの短手部に跨って延在していることを特徴とする請求項１に記載のエンジンの吸気構造。
【請求項３】
前記内壁面のうち、前記２つの短手部に設けられ、前記シャフトが挿通されて該シャフトを軸支する挿通孔をさらに備え、
前記段差面は、前記短手部のうち、前記挿通孔よりも前記一方の長手部側まで延在することを特徴とする請求項２に記載のエンジンの吸気構造。
【請求項４】
前記計測溝は、前記一方の長手部と、一方の前記短手部とにそれぞれ１つずつ設けられることを特徴とする請求項３に記載のエンジンの吸気構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンの吸気通路を仕切る隔壁プレートを備えるエンジンの吸気構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１に記載されたエンジンのように、シリンダ内に流入する吸気にタンブル（縦渦）流を発生させるため、吸気通路を２つの流路（第１通路、第２通路）に仕切る隔壁プレートを設ける技術が開発されている。吸気流量が少ないとき、隔壁プレートで仕切られた第１通路をＴＧＶ（Tumble Generation Valve）で閉じることで、第２通路から燃焼室内に流入する吸気の流速を高め、燃焼室内においてタンブル流を形成する。
【０００３】
また、特許文献１では、第１通路の内壁に段差面が形成された構成が例示されている。ＴＧＶの開度を最小としたとき、ＴＧＶの弁体の先端部分は、この段差面に対して上流側から対向しており、弁体と段差面との隙間が狭いことから吸気の漏出が抑制される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−１０１７７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、ＴＧＶはモータなどのアクチュエータによって駆動されるため、アクチュエータを保護するため、ＴＧＶを閉位置としたときに弁体の先端部が内壁面に衝突しないように、僅かに内壁面から離隔させて隙間を設けている。この隙間が設計範囲に収まっているかを確認するため、シックネスゲージなどを隙間に挿入する。
【０００６】
しかし、上記のように、第１通路の内壁面に段差面を設けると、第１通路を下流側から見たときに、弁体の先端部と内壁面の隙間は隠れてしまう。そのため、シックネスゲージを第１通路に下流側から挿入しても、隙間の計測ができない。例えば、流路形状が曲がっているなどの理由により、第１通路に対して上流側からシックネスゲージを挿入できない場合、この隙間の寸法計測が困難であった。
【０００７】
そこで、本発明は、ＴＧＶの弁体と流路内壁面との隙間の寸法を容易に計測することが可能なエンジンの吸気構造を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、吸気ポートに連通する吸気通路を吸気の流れ方向に沿って第１通路と第２通路に仕切る隔壁プレートと、吸気通路内に配されシャフトに固定された板形状の弁体を有し、弁体がシャフトと共にシャフトの軸周りに回転することで第１通路の開度が可変となる、本発明のエンジンの吸気構造は、第１通路の内壁面であって、開度が最小となったとき、弁体のうちシャフトから離隔する方向の先端部と隙間を維持して対向する対向面と、開度が最小となったときの弁体の先端部よりも吸気ポート側に位置し、対向面から第２通路側に向けて起立する段差面と、段差面から吸気ポート側に向かって延在する延在面と、延在面に形成され、段差面から吸気ポート側に延在する計測溝と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
弁体が配された部分の吸気通路の内壁面は、流れ方向に垂直な断面において、互いに対向する２つの短手部と、短手部よりも長く延在して互いに対向する２つの長手部を有し、一方の長手部に対向面が形成され、段差面は、一方の長手部から２つの短手部に跨って延在していてもよい。
【００１０】
内壁面のうち、２つの短手部に設けられ、シャフトが挿通されてシャフトを軸支する挿通孔をさらに備え、段差面は、短手部のうち、挿通孔よりも一方の長手部側まで延在してもよい。
【００１１】
計測溝は、一方の長手部と、一方の短手部とにそれぞれ１つずつ設けられていてもよい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、ＴＧＶの弁体と流路内壁面との隙間の寸法を容易に計測することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】エンジンの吸気構造を説明するための説明図である。
【図２】ＴＧＶの開閉動作を説明するための説明図である。
【図３】第１通路の内壁面を説明するための説明図である。
【図４】支持部材を他端側から捉えた図である。
【図５】計測溝の形成箇所を説明するための説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、発明の理解を容易にするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。
【００１５】
図１は、エンジンの吸気構造１を説明するための説明図である。図１（ａ）には、吸気通路２に配された隔壁プレート３を正面から捉えた図を示し、図１（ｂ）には、図１（ａ）におけるＩ（ｂ）−Ｉ（ｂ）線断面を示す。
【００１６】
図１に示すように、エンジンの吸気構造１は、吸気通路２、隔壁プレート３、ＴＧＶ（Tumble Generation Valve）４を含んで構成される。吸気通路２は、吸気ポート５に連通する流路である。吸気ポート５は、図１（ｂ）に示す吸気バルブ６によって開閉され、吸気通路２に流入した吸気は、吸気バルブ６が開弁したとき、吸気ポート５から燃焼室７内に導かれる。
【００１７】
隔壁プレート３は、板状の本体部３ａを有する。本体部３ａのうち、本体部３ａの幅方向（図１（ａ）中、上下方向）の両側部にはガイド壁部３ｂが設けられている。ガイド壁部３ｂは、吸気通路２の内壁に形成された窪みに沿って形成され、ガイド壁部３ｂがその窪みに嵌め込まれることで、隔壁プレート３が吸気通路２内に固定される。
【００１８】
そして、隔壁プレート３は、吸気通路２を吸気の流れ方向に沿って、図１（ｂ）における上下方向に区分けして、第１通路２ａと第２通路２ｂを形成する。すなわち、隔壁プレート３によって吸気通路２が第１通路２ａと第２通路２ｂとに仕切られる。
【００１９】
図１（ｂ）に示すように、隔壁プレート３は、吸気通路２のうち、隔壁プレート３が配された部位において、図１（ｂ）中、下側に偏って配されており、隔壁プレート３によって仕切られた上側の第１通路２ａは、下側の第２通路２ｂよりも流路が広くなっている。ＴＧＶ４は、吸気通路２内に配設され、この第１通路２ａを開閉する。
【００２０】
図２は、ＴＧＶ４の開閉動作を説明するための説明図であり、図１（ｂ）中、ＴＧＶ４の近傍を抽出して示す。ただし、図２では、吸気通路２を形成する部材間の境界を明確に示す。図２に示すように、吸気通路２は、吸気マニホールド８と、支持部材９と、シリンダヘッド１０の内部に形成される。
【００２１】
詳細には、吸気マニホールド８の一端８ａと、支持部材９の一端９ａが連結され、吸気マニホールド８内の流路と、支持部材９内の流路が連通する。さらに、支持部材９の他端９ｂとシリンダヘッド１０が連結され、支持部材９内の流路と、シリンダヘッド１０の吸気ポート５が連通する。こうして、吸気マニホールド８、支持部材９、シリンダヘッド１０それぞれの内部の流路によって吸気通路２が形成される。
【００２２】
ＴＧＶ４は、大凡平板形状の弁体４ａ（図１（ａ）参照）と、シャフト４ｂを有している。弁体４ａは、シャフト４ｂに固定されて、吸気通路２のうち、支持部材９内の流路に配されている。シャフト４ｂは、両端が吸気通路２の内壁面２ｃに開口する後述の挿通孔２ｉに軸支されており、後述するモータ４ｆによって回転する（図４参照）。弁体４ａは、シャフト４ｂと共にシャフト４ｂの軸周りに回転し、第１通路２ａの開度が可変となる。
【００２３】
図２（ａ）に示す状態では、ＴＧＶ４の開度が最大となっている。この場合、弁体４ａが隔壁プレート３から上流側に延在する位置関係となっており、隔壁プレート３に加えて、弁体４ａによって吸気通路２が仕切られた部分まで第１通路２ａおよび第２通路２ｂとなる（第１通路２ａおよび第２通路２ｂが延伸する）。
【００２４】
図２（ａ）では、第１通路２ａおよび第２通路２ｂの双方が開いている。そのため、吸気通路２の上流からＴＧＶ４まで流れた吸気は、弁体４ａによって流れが妨げられることなく、第１通路２ａおよび第２通路２ｂの双方を通過して燃焼室７に向かう。
【００２５】
一方、図２（ｂ）に示す閉状態では、ＴＧＶ４の開度が最小となり、ＴＧＶ４の弁体４ａによって第１通路２ａがほとんど閉じられる。また、ＴＧＶ４のうち、図２（ａ）中、下側の端部４ｃは、吸気通路２の内壁面２ｃとの間に隙間を有するとともに、図１（ａ）に示すように、窪み部４ｄが形成されており、この隙間および窪み部４ｄを通って、吸気が第２通路２ｂを通過して燃焼室７に向かう。
【００２６】
エンジン負荷が小さく吸気流量が少量のとき、図２（ｂ）に示すように、第１通路２ａの開度を絞り、吸気のほとんどを、第１通路２ａよりも流路幅の狭い第２通路２ｂ側に通過させる。こうして、エンジンの吸気構造１では、流速を高めた吸気を燃焼室７に流入させることで、燃焼室７内で縦渦流（タンブル流）を形成して燃料の急速燃焼を実現し、燃費改善や燃焼安定性の向上を可能とする。
【００２７】
図３は、第１通路２ａの内壁面２ｃを説明するための説明図であり、図３（ａ）には、図２（ａ）における破線部分を拡大して示し、図３（ｂ）には、図２（ｂ）における破線部分を拡大して示し、図３（ｃ）には、支持部材９の図２（ｂ）におけるＩＩＩ（ｃ）―ＩＩＩ（ｃ）線断面を示す。
【００２８】
図３（ａ）に示すように、第１通路２ａの内壁面２ｃのうちの一部を対向面２ｄと称する。対向面２ｄは、図３（ｂ）に示すように、ＴＧＶ４の開度が最小となったとき、弁体４ａのうちシャフト４ｂから離隔する方向の先端部４ｅと隙間Ｓａを維持して対向する。言い換えれば、弁体４ａのＴＧＶ４の開度を最小とすると、吸気の流れが抑制される側の内壁面２ｃ（対向面２ｄ）と弁体４ａの先端部４ｅとの間に隙間Ｓａが形成されている。
【００２９】
このように、対向面２ｄと弁体４ａの先端部４ｅとの間に隙間Ｓａを設けることで、弁体４ａの先端部４ｅと対向面２ｄとの接触によるモータの故障を回避することが可能となる。
【００３０】
また、内壁面２ｃには、対向面２ｄから図２（ａ）中、下側（第２通路２ｂ側）に向けて起立する段差面２ｅが設けられている。段差面２ｅは、対向面２ｄに対して吸気の流れ方向の下流側に連続して形成される。
【００３１】
そして、弁体４ａの先端部４ｅは、図３（ｂ）に示すように、開度が最小となったときに、段差面２ｅに対して上流側から対向する。すなわち、段差面２ｅは、開度が最小となったときの弁体４ａの先端部４ｅよりも吸気ポート５側（図３（ｂ）中、右側）に位置する。
【００３２】
さらに、内壁面２ｃのうち、段差面２ｅより吸気ポート５側には、延在面２ｆが形成されている。延在面２ｆは、段差面２ｅに連続して形成され、段差面２ｅから吸気ポート５側に向かって延在している。
【００３３】
このように、内壁面２ｃに、対向面２ｄ、段差面２ｅ、延在面２ｆを設けることで、図３（ｂ）に示すように、開度が最小となったときに、対向面２ｄと弁体４ａの先端部４ｅとの隙間Ｓａに加えて、段差面２ｅと弁体４ａの先端部４ｅの隙間も狭くして、第１通路２ａに漏出する吸気の流量を抑制することが可能となる。
【００３４】
ところで、製造時などには、この隙間Ｓａが設計範囲に収まっているかを確認するため、シックネスゲージなどを隙間Ｓａに挿入する。上記のように、吸気マニホールド８と支持部材９、および、支持部材９とシリンダヘッド１０は連結されている（図２参照）。例えば、吸気マニホールド８と支持部材９を溶接などで接合した後、支持部材９とシリンダヘッド１０を連結するといった製造工程が遂行される。
【００３５】
この場合、隙間Ｓａは、溶接の影響で変化することがあるため、隙間Ｓａの計測は、吸気マニホールド８と支持部材９を接合した後、シックネスゲージを第１通路２ａに下流側から挿入して行う必要がある。
【００３６】
しかし、第１通路２ａの内壁面２ｃに段差面２ｅを設けると、第１通路２ａを下流側から見たときに、弁体４ａの先端部４ｅと内壁面２ｃの隙間Ｓａは隠れてしまう。そのため、シックネスゲージを第１通路２ａに下流側から挿入しても、隙間Ｓａの計測が難しい。
【００３７】
そこで、本実施形態では、図３（ａ）〜（ｃ）に示すように、延在面２ｆに計測溝２ｇを設けている。計測溝２ｇは、段差面２ｅから図３（ｃ）中、右側（吸気ポート５側）に、吸気の流れ方向に延在している。
【００３８】
また、計測溝２ｇのうち、段差面２ｅ側の端部２ｈは、対向面２ｄのうち、段差面２ｅとの連続部分と面一となっている。すなわち、計測溝２ｇの段差面２ｅ側の端部２ｈは、対向面２ｄに連続して形成される。そして、計測溝２ｇは、段差面２ｅ側の端部２ｈから図３（ｃ）中、右側（吸気ポート５側）に向かって徐々に浅くなっている。
【００３９】
このように、計測溝２ｇを設けることで、支持部材９がシリンダヘッド１０に取り付けられる前に、ＴＧＶ４の開度を最小とした状態で、支持部材９の下流端（他端９ｂ）側から計測溝２ｇにシックネスゲージを挿通して、隙間Ｓａの大きさを容易に計測することが可能となる。
【００４０】
図４は、支持部材９を他端９ｂ側から捉えた図である。図４に示すように、吸気通路２のうち、支持部材９によって形成される部分（弁体４ａが配される部分）の内壁面２ｃは、吸気の流れ方向に垂直な断面において、大凡、四隅が円弧状となった長方形となっている。
【００４１】
すなわち、吸気通路２の内壁面２ｃは、２つの短手部１１ａ、１１ｂと、２つの長手部１２ａ、１２ｂを有している。２つの短手部１１ａ、１１ｂは、互いに対向し、２つの長手部１２ａ、１２ｂは、互いに対向している。そして、長手部１２ａは、短手部１１ａよりも長く延在している。
【００４２】
支持部材９内には、このような吸気通路２が２つ併設されており、それぞれの吸気通路２が互いに異なるシリンダ（燃焼室７）内に接続される。支持部材９には、内壁面２ｃの２つの短手部１１ａ、１１ｂに開口する挿通孔２ｉが設けられている。挿通孔２ｉは、２つの吸気通路２を貫通しており、挿通孔２ｉにシャフト４ｂが挿通されている。
【００４３】
シャフト４ｂは、図４中、右側に支持部材９から突出しており、突出部分が支持部材９の外側に設けられたモータ４ｆに連結されている。また、各吸気通路２には、ＴＧＶ４の弁体４ａが配されており、１つのシャフト４ｂに２つの弁体４ａが固定されている。そのため、モータ４ｆによってシャフト４ｂが回転すると、２つの弁体４ａが同時に開閉することとなる。
【００４４】
図５は、計測溝２ｇの形成箇所を説明するための説明図であり、図４中、１つの吸気通路２近傍を拡大して示す。段差面２ｅは、図５中、上側の長手部１２ａ（一方の長手部１２ａ）から、左右２つの短手部１１ａ、１１ｂに跨って延在している（図５に、段差面２ｅの延在する範囲を両矢印で示す）。すなわち、段差面２ｅは、第２通路２ｂ側を除いて、第１通路２ａ側の内壁面２ｃに全面に亘って形成されている。
【００４５】
言い換えれば、段差面２ｅは、短手部１１ａにおいて、図５中、上側の長手部１２ａから、挿通孔２ｉよりも図５中、上側（長手部１２ａ側）まで延在する。
【００４６】
そして、計測溝２ｇは、図５中、上側の長手部１２ａと、一方の短手部１１ａとにそれぞれ１つずつ設けられる。シックネスゲージは、この２つの計測溝２ｇから隙間Ｓａ、Ｓｂに挿入される他、短手部１１ａのうち、挿通孔２ｉよりも、図５中、下側の箇所から隙間Ｓｃに挿入され、合計３か所の隙間Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃが計測される。隙間Ｓｃについては、段差面２ｅが設けられた範囲外であることから、計測溝２ｇが形成されておらずとも、隙間Ｓｃの計測が可能となる。
【００４７】
このように、長手部１２ａ、短手部１１ａに１つずつ計測溝２ｇを設けることで、シックネスゲージによって、内壁面２ｃのうち、長手部１２ａ側の弁体４ａの先端部４ｅとの隙間Ｓａ、および、短手部１１ａ側の弁体４ａとの隙間Ｓｂ、Ｓｃを計測できる。その結果、弁体４ａのうち、図５中、上下方向および左右方向の双方の位置ずれ、および、弁体４ａの傾斜による位置ずれを検出することが可能となる。
【００４８】
以上、添付図面を参照しつつ本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されないことは勿論であり、特許請求の範囲に記載された範疇における各種の変更例又は修正例についても、本発明の技術的範囲に属することは言うまでもない。
【００４９】
例えば、上述した実施形態では、吸気通路２の内壁面２ｃが、吸気の流れ方向に垂直な断面において２つの長手部１２ａ、１２ｂおよび２つの短手部１１ａ、１１ｂを有し、段差面２ｅが一方の長手部１２ａから２つの短手部１１ａ、１１ｂに跨って延在する場合について説明した。しかし、吸気通路２の内壁面２ｃは、吸気の流れ方向に垂直な断面においてどのような形状でもよい。また、段差面２ｅは、２つの短手部１１ａ、１１ｂまで延在せずに一方の長手部１２ａにのみ設けられてもよい。ただし、段差面２ｅが一方の長手部１２ａから２つの短手部１１ａ、１１ｂに跨って延在する場合、ＴＧＶ４の開度を最小としたとき、隙間Ｓａ、Ｓｂからの吸気の漏出を一層抑制することが可能となる。
【００５０】
また、上述した実施形態では、段差面２ｅは、２つの短手部１１ａ、１１ｂのうち、挿通孔２ｉよりも一方の長手部１２ａ側まで延在する場合について説明したが、段差面２ｅは、短手部１１ａ、１１ｂのいずれの位置に設けられてもよい。ただし、段差面２ｅが、短手部１１ａ、１１ｂのうち、挿通孔２ｉよりも一方の長手部１２ａ側まで延在する場合、第１通路２ａ側の内壁面２ｃ全面に亘って、段差面２ｅによる吸気漏出の抑制が可能となる。
【００５１】
また、上述した実施形態では、計測溝２ｇは、一方の長手部１２ａと、一方の短手部１１ａにそれぞれ１つずつ設けられる場合について説明したが、計測溝２ｇが１つ、または、３つ以上設けられてもよい。ただし、計測溝２ｇが、一方の長手部１２ａと、一方の短手部１１ａにそれぞれ１つずつ設けられる場合、計測溝２ｇを最小数に抑えつつ、弁体４ａの傾斜方向の位置ずれまで検出することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明は、エンジンの吸気通路を仕切る隔壁プレートを備えるエンジンの吸気構造に利用できる。
【符号の説明】
【００５３】
Ｓａ  隙間
１  吸気構造
２  吸気通路
２ａ  第１通路
２ｂ  第２通路
２ｃ  内壁面
２ｄ  対向面
２ｅ  段差面
２ｆ  延在面
２ｇ  計測溝
２ｈ  端部
２ｉ  挿通孔
３  隔壁プレート
４ａ  弁体
４ｂ  シャフト
４ｅ  先端部
５  吸気ポート
１１ａ  短手部
１２ａ  長手部
【要約】
【課題】ＴＧＶの弁体と流路内壁面との隙間の寸法を容易に計測する。
【解決手段】エンジンの吸気構造は、吸気ポートに連通する吸気通路２を吸気の流れ方向に沿って第１通路２ａと第２通路に仕切る隔壁プレートと、吸気通路２内に配されシャフト４ｂに固定された板形状の弁体４ａを有し、弁体４ａによって第１通路２ａの開度が可変となり、第１通路２ａの内壁面２ｃであって、開度が最小となったとき、弁体４ａのうちシャフト４ｂから離隔する方向の先端部４ｅと隙間Ｓａを維持して対向する対向面２ｄと、開度が最小となったときの弁体４ａの先端部４ｅよりも吸気ポート側に位置し、対向面２ｄから第２通路側に向けて起立する段差面２ｅと、段差面２ｅから吸気ポート側に向かって延在する延在面２ｆと、延在面２ｆに形成され、段差面２ｅから吸気ポート側に延在する計測溝２ｇと、を備える。
【選択図】図３【図１】
0006050873.tif 000002
【図２】
0006050873.tif 000003
【図３】
0006050873.tif 000004
【図４】
0006050873.tif 000005
【図５】
0006050873.tif 000006