(57)【要約】      （修正有）【課題】ブレーキブースタ等の負圧源の獲得手段として専用のエゼクタ装置を用意せねばならないため重量が増大したり取付け場所の調整に手間がかかるという問題を改善する。【解決手段】エゼクタ装置は、サージタンク一体型吸気マニホールド１の１つの枝管２ｂを蓋部材１３で覆うことによって形成している。すなわち、蓋部材１３は、１つの枝管２ｂとその左右の谷部６を覆っており、枝管２ｂと蓋部材１３との間の部分が絞り部１５になっており、この部分に負圧取り出し口１８が形成されている。一方の拡張部１６には吸気入口１９が形成されており、他方の拡張部１７の谷部に吸気出口２１が貫通している。サージタンク一体型吸気マニホールド１を利用してエゼクタ装置を形成しているため、コンパクトであると共に、１本のホースを不要にできる。【選択図】図３
2019027377.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気系部材の外面に蓋部材を取り付けることにより、通路が狭まった絞り部を有するエゼクタ室を形成しており、
前記蓋部材のうち前記絞り部を挟んで一方の部位に、当該蓋部材よりも上流側から吸気を取り込む吸気入口が設けられて、前記蓋部材のうち前記絞り部の箇所に負圧取り出し口が設けられている一方、
前記吸気系部材のうち前記絞り部を挟んで他方の部位でかつ前記蓋部材で覆われた部位に、吸気を吸気系部材の内部に逃がす吸気出口が設けられている、
内燃機関。
【請求項２】
前記吸気系部材の吸気出口には、前記蓋部材を設けない場合に使用する負圧取り出し用の継手が接続可能になっている、
請求項１に記載した内燃機関。
【請求項３】
前記吸気系部材は、複数本の吸気分配用枝管を有するサージタンク一体型吸気マニホールドであって、
前記蓋部材は１本の枝管の一部を横切る姿勢に配置されており、前記枝管を挟んだ両側の谷部でエゼクタ室の容積が大きくなって、前記１本の枝管の頂面部に前記絞り部が位置している、
請求項１又は２に記載した内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、吸気の流れを使用したエゼクタ装置によって負圧を取り出すようにした内燃機関に関するものであり、特に、負圧で駆動されるブレーキブースタを備えた車両の内燃機関を好適な対象にしている。
【背景技術】
【０００２】
車両のブレーキはマスターシリンダから圧送される油圧で駆動されているが、ペダルの踏み込み力のみでは必要な圧力を得ることができないため、ブレーキブースタによってペダルの踏み込み力を増幅してマスターシリンダに伝えている。そして、ブレーキブースタは、一般に、負圧によってピストンが駆動されるようになっており、負圧源として吸気が使用されている。
【０００３】
ところが、近年の車両は、過給やリーン化によって吸気系から負圧を直接取り出すことができにくくなっている。そこで、吸気をエゼクタ室に通して負圧を取り出すことが考えられており、その例が特許文献１に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１８７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１は、吸気の流れを利用して負圧を取り出すものであり、吸気が正圧であっても負圧を取り出すことができるため、ブレーキブースタの駆動を確実化できるが、専用のエゼクタ装置を用意せねばならないため、重量が増大して燃費にとってマイナス要因になる問題や、エゼクタ装置の取付け場所を選定するのに他の部材は調整が必要になって設計に手間がかかる等の問題があった。
【０００６】
エゼクタ装置を吸気系から離れた箇所に設けると、吸気が流れる管路（パイプ、チューブ）も長くなるため、重量増大やコストアップの問題が一層顕著に現れることになる。更に、エゼクタ装置と吸気系とをパイプ（管路）で接続すると、圧損によってエゼクタ効果が低下することも懸念される。
【０００７】
本願発明はこのような現状に鑑み成されたものであり、吸気の流れを利用して負圧を取り出すことは特許文献１と共通しつつも、コンパクト化するなど、改良した形態にして提供せんとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本願発明は様々な構成を含んでおり、その典型を請求項で特定している。請求項１の発明では、吸気系部材の外面に蓋部材を取り付けることにより、通路が狭まった絞り部を有するエゼクタ室を形成しており、
前記蓋部材のうち前記絞り部を挟んで一方の部位に、当該蓋部材よりも上流側から吸気を取り込む吸気入口が設けられて、前記蓋部材のうち前記絞り部の箇所に負圧取り出し口が設けられている一方、
前記吸気系部材のうち前記絞り部を挟んで他方の部位でかつ前記蓋部材で覆われた部位に、吸気を吸気系部材の内部に逃がす吸気出口が設けられている。
【０００９】
請求項２の発明は、請求項１において、前記吸気系部材の吸気出口には、前記蓋部材を設けない場合に使用する負圧取り出し用の継手が接続可能になっている。
【００１０】
請求項３の発明は、請求項１又は２において、前記吸気系部材として、複数本の吸気分配用枝管を有するサージタンク一体型吸気マニホールドを使用しており、前記蓋部材は１本の枝管の一部を横切る姿勢に配置されており、前記枝管を挟んだ両側の谷部でエゼクタ室の容積が大きくなって、前記１本の枝管の頂面部に前記絞り部が位置している。
【００１１】
エゼクタ室から取り出された負圧は、様々に使用できる。例えば、特許文献１と同様にブレーキブースタの駆動源として使用できるし、燃料キャニスタの吸引やブローバイガスの吸引などにも使用できる。
【発明の効果】
【００１２】
本願発明では、吸気系部材をエゼクタ装置の一部に兼用するものであるため、コンパクト化して重量を軽減できる。また、エゼクタ室に取り込まれた吸気は吸気系部材に設けた吸気出口から吸気系にダイレクトに戻るため、吸気を吸気系に戻すためのパイプやホース等の管路は不要であり、このことと、前記した吸気系部材がエゼクタ装置の一部に兼用されることとが相まって、重量を抑制して燃費の向上に貢献できる。
【００１３】
また、エゼクタ装置は吸気系部材に一体化されているため、他の部材のレイアウトに影響を与えるようなことは皆無であり、このため、配置位置に関する設計の手間を省くことができる。更に、エゼクタ室は吸気系部材に一体化されているため、設置スペースは僅かであり、他の部材に影響されることなく配置できる。
【００１４】
更に、吸気は吸気出口から吸気系部材の内部にダイレクトに戻るため、圧損を著しく低減して、高いエゼクタ効果を得ることができる。その結果、負圧の取り出しを確実化できる。
【００１５】
内燃機関が過給機を備えていない場合など、内燃機関の種類によってエゼクタ装置が必要ない場合もある。この場合、内燃機関の種類に応じて吸気系部材を用意しておくと、製造に手間がかかったり、保管・管理に手間がかかったりする問題がある。
【００１６】
これに対して請求項２の構成を採用すると、エゼクタ装置が不要の場合は、蓋部材を取付けずに排気出口穴に継手を接続したら足りるため、吸気系部材は、エゼクタ装置を設ける場合と設けない場合とで共通化できる。このため、仕様が異なる内燃機関で吸気系部材を共用し、全体としてコスト抑制に貢献できる。
【００１７】
なお、蓋部材のうち絞り部を挟んで吸気入口と反対側に位置した（吸気出口の側に位置した）部位に他の負圧取り出し口を設けておいて、エゼクタ室が不要な内燃機関の場合は、吸気入口とエゼクタ式負圧取り出し口とをプラグで塞いでおくことも可能である。このように他の負圧取り出し口を設けておくと、機関の運転状態に応じてエゼクタ機能を選択的に使用することも可能で、使用価値を一層向上できる。
【００１８】
エゼクタ室は様々な構造を採用できるが、請求項３では、枝管の丸みのあるプロフィールを利用してエゼクタ室の絞り部を形成できる。このため、吸気系部材が厚くなることを防止して、コンパクト化・軽量化を一層促進できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本願発明を適用したサージタンク一体型吸気マニホールドの側面図（カム軸と直交した横方向から見た側面図）である（蓋部材は一点鎖線で表示している。）。
【図２】図１のII-II 視断面図である。
【図３】（Ａ）は蓋部材を取り付けた状態での図１の要部拡大図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ視断面図である。
【図４】負圧をブレーキブースタの駆動源に適用したときの概念図である。
【図５】エゼクタ機能が不要な場合の対応を示す図である。
【図６】エゼクタ室の別例を示す図である。
【図７】エゼクタ室の別例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
(1).第１実施形態の構成
次に、本願発明の実施形態を図面に基づいて説明する。まず、図１〜３に示す第１実施形態を説明する。本実施形態は、サージタンク一体型吸気マニホールド１に適用している。
【００２１】
本実施形態の内燃機関は車両用で４気筒であり、そこで、サージタンク一体型吸気マニホールド１は、第１〜第４の４つの枝管２ａ〜２ｄと、これらが連通した１つのタンク３とを備えている。タンク３のうち第１枝管２ａの外側の一端部にスロットルボデー締結部４を一体に設け、このスロットルボデー締結部４にスロットルバルブ５を固定している。隣り合った枝管２ａ〜２ｄの間の部分は谷部６になっている。
【００２２】
図２から理解できるように、サージタンク一体型吸気マニホールド１は、全体として湯たんぽを膨らましたような形態になっており、各枝管２ａ〜２ｄは、タンク３からいったん下に向かい、それから手前、上、後ろという順でぐるりと回って、終端部７は略水平状になっている。終端部７は、シリンダヘッド８の吸気ポート９に接続される。
【００２３】
以下では、方向を特定するため前後・左右・上下の方向を使用するが、左右方向は枝管２ａ〜２ｄの並び方向（カム軸の軸線方向）、前後方向はカム軸及び気筒軸線と直交した水平方向、上下は鉛直方向（正確には気筒軸線方向）として定義している（これらの方向は、は気筒を鉛直姿勢にした縦型エンジンを前提にしている。）。
【００２４】
サージタンク一体型吸気マニホールド１は、図２に示すように、前後に重ねて溶着された第１〜第３のシェル状パーツ１０，１１，１２によって中空構造に形成されている。３つのパーツ１０，１１，１２がその縁部において接合されている。
態に形成されている。
【００２５】
図３（Ａ）に示すように、枝管２ａ〜２ｄは、間隔を広げながら上向きに延びている。従って、上部においては、谷部６はある程度の広さになっている。そして、第２枝管２ｂとその左右両側の谷部６を覆うようにして、左右長手の蓋部材１３が、サージタンク一体型吸気マニホールド１の前面（外面）に重ねて溶着されており、蓋部材１３とサージタンク一体型吸気マニホールド１との間にエゼクタ室１４が形成されている。
【００２６】
図３（Ｂ）に示すように、蓋部材１３の前面は概ね平坦状になっており、左右の壁部１３ａがサージタンク一体型吸気マニホールド１の谷部６に当接して溶着されている。従って、第２枝管２ｂの前面（頂面）の箇所が、断面積が小さくなった絞り部１５になっている。更に正確に述べると、絞り部１５を挟んだ左右両側の部位（谷部６の部位）は、絞り部１５に比べて容積が大きい拡張部１６，１７になっている。便宜的に、第１枝管２ａに近い側の拡張部を第１拡張部１６と呼び、第３枝管２ｃに近い側の拡張部を第２拡張部１７と呼ぶこととする。
【００２７】
蓋部材１３のうち、絞り部１５の箇所には、筒状の第１負圧取り出し口１８を設けており、蓋部材１３のうち第１拡張部１６に対応した箇所には筒状の吸気入口１９を設けており、更に、蓋部材１３のうち第２拡張部１７に対応した箇所には筒状の第２負圧取り出し口２０を設けている。そして、第２拡張部１７の箇所の谷部に、エゼクタ室１４とタンク３とを連通させる吸気出口（連通穴）２１を空けている（図２では、一点鎖線の線で吸気出口２１の位置を表示している。）。なお、吸気入口１９と吸気出口２１及び第２負圧取り出し口２０とは、図とは左右逆の関係に設定することも可能である。
【００２８】
吸気入口１９は、吸気系のうちスロットルバルブ５よりも上流側に接続されている。従って、吸気は、エゼクタ室１４を第１拡張部１６→絞り部１５→第２拡張部１７の順に流れて、吸気出口２１からタンク３の内部に逃がされるが、第１負圧取り出し口１８が絞り部１５に向かって開口しているため、エゼクタ効果により、第１負圧取り出し口１８には、外部から内部に向けて空気を吸引しようとする負圧が発生する。この負圧を利用して、各種の部材を作動させることができる。図２において、黒抜き矢印は吸気の流れ方向を示し、白抜き矢印は負圧の吸引方向を示している。
【００２９】
(2).ブレーキ装置への適用例
図４では、上記した実施形態のエゼクタ装置をブレーキブースタの駆動に適用した例を示している。この点を説明する。
【００３０】
車両には運転手が足で踏むブレーキペダル２４を設けており、ブレーキペダル２４に、これに連動して前後動するブレーキロッド２５が連結されている。ブレーキロッド２５の前進力は、ブレーキブースタ２６によって増幅される。
【００３１】
ブレーキブースタ２６は、ブレーキロッド２５が貫通した増幅室２７及び制御室２８を備えており、増幅室２７にはパワーピストン２９がスライド自在に嵌まって、制御室２８には制御用バルブプランジャ３０がスライド自在に嵌まっている。
【００３２】
ブレーキロッド２５の先端は、マスターシリンダ３１に内蔵したメインピストン３２に当接している。マスターシリンダ３１と油圧駆動式パッド装置３３とは、油圧管路３４で接続されており、メインピストン３２が前進すると油圧が油圧駆動式パッド装置３３に作動して、車輪Ｗが制動される。
【００３３】
増幅室２７及び制御室２８は、第１負圧導入通路３５を介して蓋部材１３の第１負圧取り出し口１８と接続されており、また、増幅室２７及び制御室２８は、第２負圧導入通路３６を介して蓋部材１３の第２負圧取り出し口２０とも接続されている。両導入通路３５，３６には、逆流防止用の逆止弁３７を挿入している。
【００３４】
蓋部材１３の吸気入口１９は、圧送通路３８を介してスロットルバルブ５よりも上流側の吸気系に接続されており、圧送通路３８に、ＥＣＵ（エンジン・コントロール・ユニット、図示せず））で制御される制御弁３９を設けている。制御弁３９は、吸気系に設けた圧力センサに関連して、エゼクタ装置による負圧の取り出しと、第２負圧取り出し口２０によるダイレクトな負圧の取り出しとを切り換えたり、流量を制御して、両者の負圧の取り出し量を制御したりすることができる。つまり、第２負圧取り出し口２０からの負圧の取り出しを主としつつ、不足分を第１負圧取り出し口１８からの取り出しで補うことができる（逆も可能である。）。
【００３５】
エゼクタ装置は、サージタンク一体型吸気マニホールド１に蓋部材１３を溶着することによって形成されているため、コンパクトであると共に、取り付けの手間も必要ない。また、エゼクタ室１４から出た吸気は吸気出口２１からタンク３に戻るため、ホースは不要であってそれだけ重量とコストとを低減できるのみならず、圧損も無くしてエゼクタ効果の向上にも貢献できる。
【００３６】
また、実施形態では、第２枝管２ｂの湾曲した断面形状を利用し絞り部１５を形成しているため、サージタンク一体型吸気マニホールド１に特別の加工は不要であり、それだけ製造コストを抑制することができる。なお、図４において符号４０はエアクリーナを示し、符号４１は機関本体を示している。
【００３７】
(3).他の実施形態
次に、図５〜７に示す使用例・別例を説明する。図５（Ａ）は、第１実施形態においてエゼクタ機能を必要としない場合の対応を表示したものであり、この場合の対応として、第１負圧取り出し口１８と吸気入口１９とをプラグ４２で塞いでいる。
【００３８】
図５（Ｂ）では、サージタンク一体型吸気マニホールド１を、蓋部材１３を取り付ける態様と取り付けない態様とに併用できるようになっており、蓋部材１３を取付けない場合は、吸気出口２１に、ホースを接続するための継手４３を強制嵌合等によって嵌め込み装着している。継手４３は、サージタンク一体型吸気マニホールド１の谷部６に溶着してもよい。
【００３９】
図６に示す例では、絞り部１５のくびれ具合を大きくするため、枝管２と蓋部材１３とに突部４４を形成している。すなわち、蓋部材１３と枝管２との間の間隔の変化を大きくするために、相対向する突部４４を形成している。
【００４０】
他方、図７では、枝管２と蓋部材１３との間の通路の幅を狭めることにより、絞り部１５の絞り度合いを大きくしている。これら図６，７の態様では、絞り部１５での吸気の流速が速くなるため、エゼクタ効果を高くして強い負圧を形成できると云える。
【００４１】
本願発明は、上記の実施形態の他にも様々に具体化できる。例えば、エゼクタ室は必ずしも吸気マニホールドの枝管に形成する必要はない。例えばサージタンクと吸気マニホールドとが分離している場合、サージタンクの外面に設けることも可能である。負圧を様々な用途に使用できることは、既に述べたとおりである。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本願発明は、実際に内燃機関に具体化できる。従って、産業上利用できる。
【符号の説明】
【００４３】
１  サージタンク一体型吸気マニホールド
２，２ａ〜２ｄ  枝管
３  タンク
４  スロットルボデー
５  スロットルバルブ
６  谷部
１３  エゼクタ装置を構成する蓋部材
１４  エゼクタ室
１５  絞り部
１６  第１拡張部
１７  第２拡張部
１８  第１負圧取り出し口
１９  吸気入口
２０  第２負圧取り出し口
２１  吸気出口（連通穴）
２４  ブレーキペダル
２６  ブレーキブースタ
３９  流量制御弁
【図１】
2019027377.tif 000003
【図２】
2019027377.tif 000004
【図３】
2019027377.tif 000005
【図４】
2019027377.tif 000006
【図５】
2019027377.tif 000007
【図６】
2019027377.tif 000008
【図７】
2019027377.tif 000009