(57)【要約】【課題】主通路と副通路を含む複数の吸気通路の合流部に設けられた可変吸気バルブを開けたとき副通路から主通路に流れ込む気流を剥離、偏流させることにより、タンブル制御バルブを廃止することができ、タンブル制御バルブの廃止に伴い部品点数を低減し、大型化を抑制することができるインテークマニホールドを提供する。【解決手段】主通路１６ｄと副通路１７ｄを含む複数の吸気通路の合流部１８に可変吸気バルブ２１を設け、可変吸気バルブ２１の制御により複数の吸気通路を連通、遮断することによって吸気通路長を変更することが可能なインテークマニホールド１３において、エンジン１１側の主通路１６ｄと副通路１７ｄの接続部１９を角形状としたことを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
主通路と副通路を含む複数の吸気通路の合流部に可変吸気バルブを設け、可変吸気バルブの制御により複数の吸気通路を連通、遮断することによって吸気通路長を変更することが可能なインテークマニホールドにおいて、エンジン側の主通路と副通路の接続部を角形状としたことを特徴とするインテークマニホールド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の燃焼室内に空気を導入するインテークマニホールドに関し、特に簡単な構造でタンブル流を発生させながら内燃機関の燃焼室内に空気を導入するインテークマニホールドに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、内燃機関の燃焼室内に空気がタンブル流を形成されながらインテークマニホールドから導入されると、ガソリンの燃焼効率が向上することが知られている。従来のインテークマニホールドとして、図５に示すものが提案されている。この従来のインテークマニホールド４０は、タンブル流発生と吸気通路長の制御の両方を実現する場合、タンブル制御バルブ４１と、可変吸気バルブ４２と、これらの両方を駆動するアクチュエータ４３、４４などの稼働部分を持つ必要があった。このため、タンブル制御バルブ４１と、可変吸気バルブ４２と、これらの両方のアクチュエータ４３、４４などの稼働部分を設置するためのスペースと、タンブル制御バルブ４１と可変吸気バルブ４２を制御する制御装置を設置するスペースが必要である。これらの搭載スペースが限られたエンジンルーム内に必要となり、エンジン以外の装置の大型化、コスト増大を招く問題点がある。
【０００３】
また、特許文献１には、シリンダヘッドと吸気マニホールドとの間に遮蔽部を有するガスケットを介装し、吸気流を遮蔽部によって上方に偏向することで強いタンブル流を形成するエンジンの吸気装置が開示されている。また、特許文献２には、２つの副吸気通路の交差部に切替弁が設けられ、エンジンの運転状態に応じて３段階に吸気通路長を変化させることが可能なエンジン用可変吸気装置が開示されている。
【０００４】
特許文献１に記載された吸気装置は、タンブル流を形成するために遮蔽部を有するガスケットを必要とするため装置全体の大型化、コスト増大を招く問題点がある。また、特許文献２に記載された吸気装置も、切替弁を作動するために２つのアクチュエータとその制御装置を必要とし、このため装置全体の大型化、コスト増大を招く問題点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−１７９４１７号公報
【特許文献２】特開２００２−３１７６３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
以上のように、従来のインテークマニホールドにおいては、吸気装置全体の大型化、コスト増大を招くという問題があった。
【０００７】
本発明は、タンブル制御バルブを廃止し、タンブル制御バルブの廃止に伴い部品点数を低減し、大型化を抑制することができる簡単な構造を有するインテークマニホールドを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係るインテークマニホールドは、主通路と副通路を含む複数の吸気通路の合流部に可変吸気バルブを設け、可変吸気バルブの制御により複数の吸気通路を連通、遮断することによって吸気通路長を変更することが可能なインテークマニホールドにおいて、エンジン側の主通路と副通路の接続部を角形状としたことを特徴とする。
【０００９】
この構成により、簡単な構造で、タンブル制御バルブを廃止し、タンブル制御バルブの廃止に伴い部品点数を低減し、大型化を抑制することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、タンブル制御バルブを廃止し、タンブル制御バルブの廃止に伴い部品点数を低減し、大型化を抑制することができる簡単な構造を有するインテークマニホールドを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るインテークマニホールドの横断面図である。
【図２】可変吸気バルブの近傍のインテークマニホールドの拡大横断面図である。
【図３】図１のIII―III線から見たインテークマニホールドの平面図である。
【図４】本発明の第２の実施形態に係るインテークマニホールドの横断面図である。
【図５】従来のインテークマニホールドの横断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態に係るインテークマニホールドについて、図面を参照して説明する。
【００１３】
図１は、本発明の第１の実施形態に係るインテークマニホールドの横断面図である。
【００１４】
まず、本発明の第１の実施形態に係るインテークマニホールドの構成について説明する。
【００１５】
図１において、１１は、吸入空気を導入するインレットポート１１ａを有するエンジン、１２は、吸入空気の圧力脈動を低減するサージタンクのアウトレットポートである。１３は、エンジン１１とアウトレットポート１２との間に設けられたインテークマニホールドである。インテークマニホールド１３は、エンジン１１に連結されるエンジン側端部１３ａと、アウトレットポート１２に連結するアウトレットポート側端部１３ｂとを有する。インテークマニホールド１３は、エンジン側端部１３ａにインテークマニホールドヘッドフランジ１４を有し、このインテークマニホールドヘッドフランジ１４を介して図示していない複数のボルトによりインテークマニホールド１３がエンジン１１に固定されている。
【００１６】
インテークマニホールド１３は、アウトレットポート１２からエンジン１１に向かって延在する仕切り壁１５によって主管１６と副管１７に分けられている。主管１６および副管１７は、その内部にそれぞれ主通路１６ｄおよび副通路１７ｄを有する。
【００１７】
主通路１６ｄおよび副通路１７ｄは、それぞれ異なる長さを有しており、本実施形態においては、副通路１７ｄは、主通路１６ｄより短く形成されている。副通路１７ｄのエンジン側端部１７ａは、インテークマニホールドヘッドフランジ１４の近傍で主通路１６ｄに直交して開口するよう副管１７が主管１６に連結されている。主通路１６ｄの軸線は、副通路１７ｄの軸線と副通路１７ｄのエンジン側端部１７ａ付近で直交している。このように、副通路１７ｄのエンジン側端部１７ａと、副通路１７ｄのエンジン側端部１７ａに連結した主通路１６ｄの一部は、本発明における主通路１６ｄと副通路１７ｄの合流部１８を構成している。
【００１８】
副通路１７ｄのエンジン側端部１７ａは、図２、３に示すように、副通路１７ｄの軸線と直交する切断面ではほぼ円形をしている。このエンジン側端部１７ａは、エンジン１１に近い端縁１７ａａとエンジン１１に遠い端縁１７ａｂを有する。エンジン１１に近い端縁１７ａａは、主通路１６ｄの接続面１６ａに連結されている。図１、２に示すように、副通路１７ｄのエンジン１１に近い端縁１７ａａと主通路１６ｄの接続面１６ａは、直角を含む角形状となっている。副通路１７ｄのエンジン１１に近い端縁１７ａａと主通路１６ｄの接続面１６ａは、本発明における主通路１６ｄと副通路１７ｄの接続部１９を構成している。
【００１９】
主通路１６ｄと副通路１７ｄの合流部１８には可変吸気バルブ２１が設けられる。この実施例では、図１に示すように、可変吸気バルブ２１は、合流部１８のうちでも副通路１７ｄのエンジン側端部１７ａの近傍に設けられている。ここでいう近傍とは、可変吸気バルブ２１がその回転軸２１ａと主通路１６ｄの接続面１６ａとの距離Ｓをもって副通路１７ｄ内に配置されていることをいう。
【００２０】
可変吸気バルブ２１は、その端部で回転軸を介してインテークマニホールド１３の壁部に回転軸２１ａの回りに回転可能に支持され、アクチュエータ２２により回動するようになっている。可変吸気バルブ２１は、アクチュエータ２２の作動によって実線の位置と仮想線の位置との間で回動することができるようになっている。可変吸気バルブ２１が実線の位置と仮想線の位置との間で回動するようアクチュエータ２２を制御することにより副通路１７ｄを連通、遮断することによって主通路１６ｄと副通路１７ｄの両方を空気流が流れる状態と主通路１６ｄのみ空気流が流れる状態とを作ることができる。このようにして、インテークマニホールド１３の吸気通路長を変更して、エンジン１１を高速運転状態および低速運転状態で運転できるようになっている。アクチュエータ２２は、図示していない従来から公知の制御装置によって制御されるので、ここでは詳細な説明は省略する。
【００２１】
このように、本発明の第１の実施形態においては、主通路１６ｄと副通路１７ｄの接続部１９が直角を含む角形状となっているために、可変吸気バルブ２１を開放したとき、副通路１７ｄから主通路１６ｄに流れ込む気流が剥離、偏流されるタンブル流となる。エンジン１１に近い端縁１７ａａが副通路１７ｄからの吸気流れを剥離させる形状としたことで、従来エンジン１１のインレットポート１１ａと副通路１７ｄのエンジン側端部１７ａとの間に設けられたタンブル制御バルブを廃止することができる。タンブル制御バルブの廃止に伴い部品点数を低減し、大型化を抑制することができる。
【００２２】
なお、本発明においては、主通路１６ｄと副通路１７ｄの接続部１９に形成された角形状は、吸気流れを剥離、偏流、乱流させてタンブル流を起生するためのものであるので、直角以外如何なる形状、例えば鋭角でもよい。また、主通路１６ｄと副通路１７ｄの接続部１９を突起状に形成してもよい。要するに、従来のインテークマニホールドにおいては、主通路１６ｄと副通路１７ｄの接続部１９をＲ形状、すなわち、丸みを持たせて吸気流れを層流になるようにしていたが、本発明においては、逆に主通路１６ｄと副通路１７ｄの接続部１９を角形状して、この接続部１９でタンブル流を起生させるようにして、従来必要であったタンブル制御バルブを廃止するようにしたものである。
【００２３】
次に、本発明の第１の実施形態に係るインテークマニホールドの作用について説明する。
【００２４】
まず、エンジン１１の高速運転時には、可変吸気バルブ２１が開放されている。この状態においては、空気流は主通路１６ｄと副通路１７ｄの両方を流れ、インレットポート１１ａを通してエンジン１１に導入される。このため、エンジン１１に近い端縁１７ａａ、すなわち、主通路１６ｄと副通路１７ｄの接続部１９が直角を含む角形状をしているので、副通路１７ｄから主通路１６ｄに流れ込む気流が剥離、偏流されてタンブル流を形成する。このため、従来エンジン１１のインレットポート１１ａと副通路１７ｄのエンジン側端部１７ａとの間に設けられたタンブル制御バルブを廃止することができる。この結果、タンブル制御バルブの廃止に伴い部品点数を低減し、大型化を抑制することができる。
【００２５】
次に、エンジン１１の低速運転時には、可変吸気バルブ２１が閉止されている。この状態においては、空気流は主通路１６ｄのみに流れ、インレットポート１１ａを通してエンジン１１に導入される。このとき、可変吸気バルブ２１がその回転軸２１ａと主通路１６ｄの接続面１６ａとの距離Ｓをもって配置されているので、主通路１６ｄ内を流れる空気流は、主通路１６ｄと副通路１７ｄの角形状の接続部１９に衝突して気流が剥離、偏流されてタンブル流を形成する。このように、エンジン１１の低速運転時は前述の低速運転時と同様に気流が剥離、偏流されてタンブル流が発生される。
【００２６】
なお、本発明の第１の実施形態に係るインテークマニホールドにおいて、エンジン１１の低速運転時にもタンブル流を形成しているが、主通路１６ｄ内を流れる空気流が、角形状の主通路１６ｄと副通路１７ｄの接続部１９に衝突しないようにしてタンブル流を形成してもよい。すなわち、角形状の主通路１６ｄと副通路１７ｄの接続部１９を除去するために、可変吸気バルブ２１が閉止されたとき、その外面が主通路１６ｄの外面と同一面となるよう可変吸気バルブ２１を配置することによりタンブル流を形成しないようにしてもよい。
【００２７】
なお、本発明の第１の実施形態に係るインテークマニホールドにおいては、可変吸気バルブ２１がその回転軸２１ａの中心と主通路１６ｄの接続面１６ａとの距離Ｓをもって副通路１７ｄ内に配置された場合について説明したが、本発明においては、第２の実施形態に係るインテークマニホールドのように可変吸気バルブを配置してもよい。
【００２８】
図４は、本発明の第２の実施形態に係るインテークマニホールドの横断面図である。
【００２９】
なお、本発明の第２の実施形態において、本発明の第１の実施形態の構成部品と同じ構成部品については、同じ参照番号を付けてそれらの説明を省略し、異なる構成部品についてのみ異なる参照番号を付けて以下説明する。
【００３０】
図４に示すように、主通路１６ｄと副通路１７ｄの合流部１８には可変吸気バルブ３１が設けられる。可変吸気バルブ３１は、主通路１６ｄと副通路１７ｄの合流部１８のうちでもエンジン側端部１７ａのエンジン１１に遠い端縁１７ａｂの近傍に設けられている。可変吸気バルブ３１は、その端部で回転軸３１ａを介してインテークマニホールド１３の壁部に回転可能に支持され、アクチュエータ３２により回動するようになっている。可変吸気バルブ３１は、アクチュエータ３２の作動によって実線の位置と仮想線の位置との間で回動することができるようになっている。
【００３１】
このように可変吸気バルブ２１は、片持ち（フラップタイプ）弁で構成されている。アクチュエータ３２は、図示していない従来から公知の制御装置によって制御されているので、ここでは詳細な説明は省略する。
【００３２】
第２の実施形態に係るインテークマニホールド１３においても、副通路１７ｄのエンジン側端部１７ａは、副通路１７ｄの軸線と直交する切断面ではほぼ円形をしている。円形のエンジン側端部１７ａは、エンジン１１に近い端縁１７ａａとエンジン１１に遠い端縁１７ａｂを有し、主通路１６ｄと副通路１７ｄの接続部１９は角形状となっている。このように、主通路１６ｄと副通路１７ｄの接続部１９は角形状となっているために、可変吸気バルブ２１が副通路１７ｄを開放したとき、副通路１７ｄから主通路１６ｄに流れ込む気流が剥離、偏流される。このように、図４に示す本発明の第２の実施形態に係るインテークマニホールド１３においても、主通路１６ｄと副通路１７ｄの接続部１９が直角を含む角形状となっている。
【００３３】
次に、本発明の第２の実施形態に係るインテークマニホールドの作用について説明する。
【００３４】
まず、エンジン１１の高速運転時には、可変吸気バルブ３１が実線の位置に回動している。このため、主通路１６ｄは閉止され、副通路１７ｄは開放されている。この状態においては、空気流は副通路１７ｄのみ流れ、インレットポート１１ａを通してエンジン１１に導入される。このため、エンジン１１に近い端縁１７ａａ、すなわち、主通路１６ｄと副通路１７ｄの接続部１９が副通路１７ｄからの吸気流れを剥離させる角形状としたことで、タンブル制御バルブを廃止することができる。簡単な構造で、タンブル制御バルブの廃止に伴い部品点数を低減し、大型化を抑制することができる。
【００３５】
次に、エンジン１１の低速運転時には、可変吸気バルブ３１が仮想線の位置に回動している。このため、主通路１６ｄは開放され、副通路１７ｄは閉止されている。この状態においては、空気流は主通路１６ｄのみ流れ、インレットポート１１ａを通してエンジン１１に導入される。この状態においても、エンジン１１に近い端縁１７ａａ、すなわち、主通路１６ｄと副通路１７ｄの接続部１９が副通路１７ｄからの吸気流れを剥離させる角形状としたことで、タンブル制御バルブを廃止することができる。
【００３６】
このため、簡単な構造で、タンブル制御バルブの廃止に伴い部品点数を低減し、大型化を抑制することができる。このため、副通路１７ｄから主通路１６ｄに流れ込む気流が剥離、偏流されてタンブル流を形成する。この結果、本発明の第２の実施形態に係るインテークマニホールド１３においても、従来必要であったタンブル制御バルブを廃止することができ、タンブル制御バルブの廃止に伴い部品点数を低減し、大型化を抑制することができる。
【００３７】
なお、第１および第２の実施形態に係るインテークマニホールド１３における主通路１６ｄと副通路１７ｄの接続部１９の角形状は、剥離、偏流された気流により形成されるタンブル流を考慮して設計上で設定される。
【００３８】
このように、主通路１６ｄと副通路１７ｄの接続部１９が角形状となっているため、副通路１７ｄから主通路１６ｄに流れ込む気流が剥離、偏流されてタンブル流を形成する。この結果、従来必要であったタンブル制御バルブを廃止することができ、タンブル制御バルブの廃止に伴い部品点数を低減し、大型化を抑制することができる。
【００３９】
なお、前述した本発明の第１、第２の実施形態に係るインテークマニホールド１３においては、吸気通路として主通路１６ｄと副通路１７ｄを設けた場合について説明したが、本発明は、必要に応じこれらの主通路１６ｄと副通路１７ｄ以外に吸気通路を設けてもよい。また、前述した本発明の第１、第２の実施形態に係るインテークマニホールド１３においては、主通路１６ｄと副通路１７ｄからエンジン１１に空気が流入する場合について説明したが、本発明は、空気の外に空気とガソリンの混合気が流入してもよいことは言うまでもない。
【００４０】
なお、前述した本発明の第１、第２の実施形態に係るインテークマニホールド１３においては、副通路１７ｄのエンジン側端部１７ａは、副通路１７ｄの軸線と直交する円形の切断面の外、四角形、矩形、楕円形など如何なる形状のものも含むものである。
【００４１】
以上のように、本発明は、主通路と副通路を含む複数の吸気通路の合流部に可変吸気バルブを設け、可変吸気バルブの制御により複数の吸気通路を連通、遮断することによって吸気通路長を変更することが可能なインテークマニホールドにおいて、エンジン側の主通路と副通路の接続部を副通路からの吸気流れを剥離させる角形状としたので、簡単な構造で、タンブル制御バルブを廃止することができ、タンブル制御バルブの廃止に伴い部品点数を低減し、大型化を抑制することができるという作用効果を奏するものであり、インテークマニホールドとして有用である。
【符号の説明】
【００４２】
１１  エンジン
１１ａ  エンジンのインレットポート
１２  アウトレットポート
１３  インテークマニホールド
１３ａ  エンジン側端部
１３ｂ  アウトレットポート側端部
１４  インテークマニホールドヘッドフランジ
１５  仕切り壁
１６  主管
１６ａ  主通路の接続面
１６ｄ  主通路
１７  副管
１７ａ  エンジン側端部
１７ａａ  エンジンに近い端縁
１７ａｂ  エンジンに遠い端縁
１７ｄ  副通路
１８  合流部
１９  接続部
２１  可変吸気バルブ
２１ａ  可変吸気バルブの回転軸
２２  アクチュエータ
３１  可変吸気バルブ
３１ａ  可変吸気バルブの回転軸
３２  アクチュエータ
【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】
2011220281.tif 000007