(57)【要約】【課題】  吸気管内に分割部材を備えた内燃機関の吸気管構造において、吸気管、および、分割部材の熱膨張による劣化を抑制する。【解決手段】  吸気管１２０と、矩形平板１２４ａとの間に、板バネ１２４ｂを備えるようにする。吸気管１２０、および、分割部材１２４が熱膨張によって変形したときには、板バネ１２４ｂによって、変形による応力を吸収する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気管と、該吸気管内に配置され、該吸気管内を複数の通路に分割する分割部材とを有する内燃機関の吸気管構造であって、
前記吸気管と、前記分割部材との間の少なくとも一部に、前記吸気管内の所定の位置に、前記分割部材を維持するための弾性体を備える、
吸気管構造。
【請求項２】
吸気管と、該吸気管内に配置され、該吸気管内を複数の通路に分割する分割部材とを有する内燃機関の吸気管構造であって、
前記分割部材は、熱膨張を吸収するように弾性変形可能な部材である、
吸気管構造。
【請求項３】
請求項２記載の吸気管構造であって、
前記分割部材は、曲げ応力によって変形した状態で、前記吸気管に嵌合されている、
吸気管構造。
【請求項４】
請求項１または２記載の吸気管構造であって、
前記吸気管は、前記分割部材を嵌合するための溝を備える、
吸気管構造。
【請求項５】
吸気管と、該吸気管内に配置され、該吸気管内を複数の通路に分割する分割部材とを有する内燃機関の吸気管構造であって、
前記分割部材は、前記吸気管の内壁を押圧するための弾性体を備える、
吸気管構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の吸気管構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関では、負荷に応じて安定した燃焼を実現するために、燃焼室内にタンブル流や、スワール流を発生させている。このような燃焼室内におけるガスの流れを制御するために、近年では、吸気管内に、吸気通路を分割するための仕切板（分割部材）を備えた吸気管構造が提案されている（例えば、下記特許文献参照）。この吸気管構造においては、通常、分割部材は、シリンダヘッドに鋳込まれる。
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−１２４８３６号公報
【特許文献２】特開２００３−２３９７５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記技術では、内燃機関の運転時に、吸気管、および、分割部材が、熱膨張によって変形し、劣化する場合があった。
【０００５】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、吸気管内に分割部材を備えた内燃機関の吸気管構造において、吸気管、および、分割部材の熱膨張による劣化を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述の課題の少なくとも一部を解決するため、本発明では、内燃機関の吸気管構造に以下の構成を採用した。
本発明の第１の吸気管構造は、
吸気管と、該吸気管内に配置され、該吸気管内を複数の通路に分割する分割部材とを有する内燃機関の吸気管構造であって、
前記吸気管と、前記分割部材との間の少なくとも一部に、前記吸気管内の所定の位置に、前記分割部材を維持するための弾性体を備えることを要旨とする。
【０００７】
本発明によって、内燃機関の運転時に、吸気管、および、分割部材が熱膨張によって変形しても、その変形による応力を弾性体によって吸収することができる。したがって、吸気管、および、分割部材の熱膨張による劣化を抑制することができる。また、弾性体を変形させた状態で設置すれば、その反発力によって、分割部材を吸気管に固定し、分割部材のガタツキを抑制することもできる。
【０００８】
本発明の第２の吸気管構造は、
吸気管と、該吸気管内に配置され、該吸気管内を複数の通路に分割する分割部材とを有する内燃機関の吸気管構造であって、
前記分割部材は、熱膨張を吸収するように弾性変形可能な部材であることを要旨とする。
【０００９】
こうすることによって、内燃機関の運転時に、吸気管、および、分割部材が熱膨張によって変形しても、その変形による応力を弾性変形可能な分割部材によって吸収することができる。したがって、吸気管、および、分割部材の熱膨張による劣化を抑制することができる。
【００１０】
上記吸気管構造において、
前記分割部材は、曲げ応力によって変形した状態で、前記吸気管に嵌合されているようにしてもよい。
【００１１】
こうすることによって、分割部材には常に反発力が生じているので、この反発力によって、分割部材を吸気管に固定し、分割部材のガタツキを抑制することができる。
【００１２】
本発明の第１または第２の吸気管構造において、
前記吸気管は、前記分割部材を嵌合するための溝を備えるようにしてもよい。
【００１３】
こうすることによって、吸気管に分割部材を設置する際の位置決めを容易に行うことができる。
【００１４】
本発明の第３の吸気管構造は、
吸気管と、該吸気管内に配置され、該吸気管内を複数の通路に分割する分割部材とを有する内燃機関の吸気管構造であって、
前記分割部材は、前記吸気管の内壁を押圧するための弾性体を備えることを要旨とする。
【００１５】
こうすることによって、内燃機関の運転時に、吸気管、および、分割部材が熱膨張によって変形しても、その変形による応力を、分割部材が備える弾性体によって吸収することができる。したがって、吸気管、および、分割部材の熱膨張による劣化を抑制することができる。
【００１６】
本発明は、上述した種々の特徴を、適宜、組み合わせたりして構成することができる。また、本発明は、上述の吸気管構造としての構成の他、上述の吸気管構造を備える吸気装置や、内燃機関の発明として構成することもできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について、実施例に基づき以下の順序で説明する。
Ａ．エンジンの構成：
Ｂ．吸気管構造（第１実施例）：
Ｃ．第２実施例：
Ｄ．第３実施例：
Ｅ．変形例：
【００１８】
Ａ．エンジンの構成：
図１は、本発明の吸気管構造を適用した一実施例としてのエンジン１００の概略構成を示す説明図である。本実施例では、図示および説明の便宜上、１つのシリンダ１０２についてのみ示した。
【００１９】
燃焼室１１０のヘッド部分には、燃焼室１１０に空気を吸入するための吸気管１２０と、燃焼室１１０からの燃焼ガスを排気するための排気管１３０とが接続されている。そして、燃焼室１１０と吸気管１２０との接続部分、燃焼室１１０と排気管１３０との接続部分には、それぞれ吸気弁１４０、および、排気弁１５０が設けられている。吸気弁１４０、および、排気弁１５０は、図示しないアクチュエータによって開閉駆動する。アクチュエータとしては、例えば、カムや、電磁アクチュエータを用いることができる。なお、本実施例では、吸気管１２０、吸気弁１４０、排気管１３０、排気弁１５０は、それぞれ１つずつ示したが、任意に設定可能である。
【００２０】
吸気管１２０には、吸気管１２０内を２つの通路に分割する分割部材１２４が設けられている。分割部材１２４の材質は、吸気管１２０の材質と異なる材質が選択されている。分割部材１２４によって分割された一方の通路には、気流制御弁１２６が設けられており、気流制御弁１２６の開閉状態を制御することによって、燃焼室１１０内に発生する気流を制御することができる。なお、吸気管１２０の分割部材１２４の上流には、燃焼室１１０への吸入空気量を絞るためのスロットル弁１２２が設けられている。また、後に示すように、吸気管１２０の断面形状は、ほぼ円形である。
【００２１】
Ｂ．吸気管構造（第１実施例）：
図２は、第１実施例の吸気管構造を示す説明図である。ここで、吸気管構造とは、吸気管１２０内に分割部材１２４を設置した構造を意味している。後述する他の実施例においても同様である。図２（ａ）に、分割部材１２４の斜視図を示し、図２（ｂ）には、図１における吸気管１２０のＡ−Ａ断面図を示した。
【００２２】
図２（ａ）に示したように、分割部材１２４は、短手方向の長さがＷの矩形平板１２４ａの一方の面の両長辺に沿って、波形の板バネ１２４ｂ、１２４ｃが接合されている。本実施例では、板バネ１２４ｂ、１２４ｃは、矩形平板１２４ａに溶接によって接合されているものとした。ロウ付けなど他の方法によって接合するものとしてもよい。なお、分割部材１２４の短手方向の長さＷは、吸気管１２０の内径よりも大きい。
【００２３】
また、図２（ｂ）に示したように、吸気管１２０の内壁には、分割部材１２４を嵌合するための溝１２０ａ、１２０ｂが設けられている。この溝１２０ａ、１２０ｂは、例えば、吸気管１２０を鋳造するときに鋳型によって形成するようにしてもよいし、溝１２０ａ、１２０ｂのない吸気管１２０を鋳造した後に、加工して形成するようにしてもよい。そして、分割部材１２４は、波形の板バネ１２４ｂ、１２４ｃの各頂部、および、板バネ１２４ｂ、１２４ｃが接合された面と反対側の面の両長辺部分が、溝１２０ａ、１２０ｂの側面部に当接するように、嵌合される。
【００２４】
なお、分割部材１２４を吸気管１２０の溝１２０ａ、１２０ｂに嵌合したとき、板バネ１２４ｂ、１２４ｃは変形しており、溝１２０ａ、１２０ｂの側面部には、図２（ｂ）に矢印で示したように、板バネ１２４ｂ、１２４ｃの反発力が作用している。そして、この反発力によって、分割部材１２４を吸気管１２０に固定し、分割部材１２４のガタツキを抑制している。
【００２５】
以上説明した第１実施例の吸気管構造によれば、エンジン１００の運転時に、吸気管１２０、および、分割部材１２４が熱膨張によって変形しても、その変形による応力を板バネ１２４ｂ、１２４ｃによって吸収することができる。したがって、吸気管１２０、および、分割部材１２４の熱膨張による劣化を抑制することができる。また、吸気管１２０には、溝１２０ａ、１２０ｂが設けられているので、吸気管１２０に分割部材１２４を設置する際の位置決めを容易に行うことができる。
【００２６】
Ｃ．第２実施例：
図３は、第２実施例の吸気管構造を示す説明図である。図３（ａ）に、分割部材１２４Ａの斜視図を示し、図３（ｂ）には、図１における吸気管１２０のＡ−Ａ断面図を示した。
【００２７】
図３（ａ）に示したように、分割部材１２４Ａは、短手方向の長さがＷの矩形平板１２４ｄである。この矩形平板１２４ｄは、弾性変形可能な部材によって形成されている。
【００２８】
また、図３（ｂ）に示したように、吸気管１２０の内壁には、分割部材１２４Ａを嵌合するための溝１２０ｃ、１２０ｄが設けられている。この溝１２０ｃ、１２０ｄは、吸気管１２０の断面において半径方向から斜めにずれた方向に形成されており、分割部材１２４Ａは、変形させた状態で、溝１２０ｃ、１２０ｄに嵌合される。したがって、溝１２０ｃ、１２０ｄの側面部には、矩形平板１２４ｄの反発力が作用しており、この反発力によって、分割部材１２４を吸気管１２０に固定し、分割部材１２４のガタツキを抑制している。
【００２９】
以上説明した第２実施例の吸気管構造によれば、エンジン１００の運転時に、吸気管１２０、および、分割部材１２４Ａが熱膨張によって変形しても、その変形による応力を１２４Ａ自体によって吸収することができる。したがって、吸気管１２０、および、分割部材１２４Ａの熱膨張による劣化を抑制することができる。また、吸気管１２０には、溝１２０ｃ、１２０ｄが設けられているので、吸気管１２０に分割部材１２４Ａを設置する際の位置決めを容易に行うことができる。
【００３０】
Ｄ．第３実施例：
図４は、第３実施例の吸気管構造を示す説明図である。図４（ａ）に、分割部材１２４Ｂの斜視図を示し、図４（ｂ）には、図１における吸気管１２０のＡ−Ａ断面図を示した。
【００３１】
図４（ａ）に示したように、分割部材１２４Ｂは、短手方向の長さがＷ１の矩形平板１２４ｅの両面のほぼ四隅に、４つの鉤形の板バネ１２４ｆが、矩形平板１２４ｅの長辺からはみ出すように接合されている。本実施例では、板バネ１２４ｆは、矩形平板１２４ｅに、リベット１２４ｇによって接合されているものとした。溶接や、ロウ付けなど他の方法によって接合するものとしてもよい。なお、矩形平板１２４ｅの短手方向の長さＷ１は、吸気管１２０の内径よりも小さい。また、分割部材１２４Ｂの短手方向の長さＷ２は、吸気管１２０の内径とほぼ同じである。
【００３２】
また、図４（ｂ）に示したように、分割部材１２４Ｂは、板バネ１２４ｆが吸気管１２０の内壁に沿って変形した状態で、吸気管１２０に設置される。したがって、吸気管１２０には、図４（ｂ）中に矢印で示したように、板バネ１２４ｆが吸気管１２０の内壁を押圧する反発力が作用している。そして、この反発力によって、分割部材１２４Ｂを吸気管１２０に固定し、分割部材１２４Ｂのガタツキを抑制している。
【００３３】
以上説明した第３実施例の吸気管構造によれば、エンジン１００の運転時に、吸気管１２０、および、分割部材１２４Ｂが熱膨張によって変形しても、その変形による応力を板バネ１２４ｆによって吸収することができる。したがって、吸気管１２０、および、分割部材１２４Ｂの熱膨張による劣化を抑制することができる。
【００３４】
Ｅ．変形例：
以上、本発明のいくつかの実施の形態について説明したが、本発明はこのような実施の形態になんら限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内において種々なる態様での実施が可能である。例えば、以下のような変形例が可能である。
【００３５】
Ｅ１．変形例１：
図５は、変形例としての吸気管構造を示す説明図である。図５（ａ）に、分割部材１２４Ｃの斜視図を示し、図５（ｂ）には、図１における吸気管１２０のＡ−Ａ断面図を示した。
【００３６】
図５（ａ）に示したように、分割部材１２４Ｃは、矩形方向の長さがＷ３の矩形平板１２４ｈのほぼ四隅に、４つの支持部材１２４ｉが設置されている。この支持部材１２４ｉの内部には、支持部材１２４ｉが矩形平板１２４ｈの短手方向に移動可能なように、複数のコイルバネ１２４ｊが設置されている（図５（ｂ）参照）。なお、矩形平板１２４ｈの短手方向の長さＷ３は、吸気管１２０の内径よりも小さい。また、分割部材１２４Ｃの短手方向の長さＷ４は、吸気管１２０の内径よりも大きい。
【００３７】
また、図５（ｂ）に示したように、吸気管１２０の内壁には、分割部材１２４Ｃを嵌合するための溝１２０ｅ、１２０ｆが設けられている。そして、分割部材１２４Ｃは、吸気管１２０の支持部材１２４ｉの一部が、吸気管１２０の内壁と溝１２０ｅ、１２０ｆとによって構成される頂部１２０ｅ１、１２０ｅ２、１２０ｆ１、１２０ｆ２に当接するように、嵌合される。
【００３８】
なお、分割部材１２４Ｃを吸気管１２０の溝１２０ｅ、１２０ｆに嵌合したとき、コイルバネ１２４ｊは変形しており、吸気管１２０と支持部材１２４ｉとの当接部には、コイルバネ１２４ｊの反発力が作用している。そして、この反発力によって、分割部材１２４Ｃを吸気管１２０に固定し、分割部材１２４Ｃのガタツキを抑制している。
【００３９】
以上説明した変形例の吸気管構造によっても、エンジン１００の運転時に、吸気管１２０、および、分割部材１２４Ｃが熱膨張によって変形しても、その変形による応力をコイルバネ１２４ｊによって吸収することができる。したがって、吸気管１２０、および、分割部材１２４Ｃの熱膨張による劣化を抑制することができる。
【００４０】
Ｅ２．変形例２：
上記第１実施例では、波形の板バネ１２４ｂ、１２４ｃを矩形平板１２４ａの一方の面にのみ接合するものとしたが、両面に接合するようにしてもよい。また、矩形平板１２４ａの側面に接合するようにしてもよい。吸気管１２０と、矩形平板１２４ａとの間の少なくとも一部に弾性体を備えるようにすればよい。
【００４１】
Ｅ３．変形例３：
上記第２実施例では、吸気管１２０の内壁に溝１２０ｃ、１２０ｄを設けるものとしたが、これらを設けなくてもよい。ただし、溝１２０ｃ、１２０ｄを設けて、矩形平板１２４ｄを嵌合するようにすれば、先述したように、吸気管１２０に分割部材１２４Ａを設置する際の位置決めを容易に行うことができるという利点あがる。
【００４２】
Ｅ４．変形例４：
上記第３実施例では、矩形平板１２４ｅの短手方向の長さＷ１は、吸気管１２０の内径よりも小さいものとしたが、吸気管１２０の内径よりも大きくしてもよい。この場合には、第１実施例、および、第２実施例と同様に、吸気管１２０に１２４ｅを嵌合するための溝を設けるようにすればよい。
【００４３】
Ｅ５．変形例５：
上記第３実施例、および、変形例１では、板バネ１２４ｆや、支持部材１２４ｉの数を４つとしたが、任意に設定可能である。
【００４４】
Ｅ６．変形例６：
上記実施例１，３、および、変形例１では、分割部材の矩形平板の長辺部に、弾性体として、板バネや、コイルバネを備えるものとしたが、これに限られない。分割部材が短手方向に伸縮可能なように、矩形部材の内部に弾性体を備えるようにしてもよい。
【００４５】
Ｅ７．変形例７：
上記実施例では、１つの吸気管１２０に設置される分割部材の数は１つであるものとしたが、複数であってもよい。また、上記実施例では、分割部材によって吸気管１２０を２つの通路に分割するものとしたが、３つ以上の通路に分割するものとしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の吸気管構造を適用した一実施例としてのエンジン１００の概略構成を示す説明図である。
【図２】第１実施例の吸気管構造を示す説明図である。
【図３】第２実施例の吸気管構造を示す説明図である。
【図４】第３実施例の吸気管構造を示す説明図である。
【図５】変形例としての吸気管構造を示す説明図である。
【符号の説明】
【００４７】
１００...エンジン
１０２...シリンダ
１１０...燃焼室
１２０...吸気管
１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃ、１２０ｄ、１２０ｅ、１２０ｆ...溝
１２２...スロットル弁
１２４、１２４Ａ、１２４Ｂ、１２４Ｃ...分割部材
１２４ａ、１２４ｄ、１２４ｅ、１２４ｈ...矩形平板
１２４ｂ、１２４ｃ、１２４ｆ...板バネ
１２４ｇ...リベット
１２４ｉ...支持部材
１２４ｊ...コイルバネ
１２６...気流制御弁
１３０...排気管
１４０...吸気弁
１５０...排気弁
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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