(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダヘッドに設けられた吸気ポートを区分けする隔壁部と、
上流側の開口から流れ方向に沿って前記吸気ポートに形成されたガイド溝に挿入され、前記隔壁部を該吸気ポートに保持するスティック部と、
前記シリンダヘッドに連結される連結部材の前記ガイド溝と対向する位置に設けられたプレート部と、
を備え、
前記スティック部および前記プレート部の少なくとも一方は強磁性体でなり、
前記隔壁部は、前記スティック部および前記プレート部の間に作用する磁力によって前記吸気ポート内で保持されることを特徴とするエンジン。
【請求項２】
前記スティック部および前記プレート部の一方は強磁性体でなり、該スティック部および該プレート部の他方は常磁性体でなり、
前記スティック部は、
前記プレート部との間で作用する引力によって該プレート部に当接されることを特徴とする請求項１に記載のエンジン。
【請求項３】
前記ガイド溝の下流側に強磁性体でなる第２プレート部をさらに備え、
前記スティック部および前記プレート部は強磁性体でなり、
前記スティック部は、
前記スティック部との間で作用する斥力によって前記プレート部および前記第２プレート部との間で保持されることを特徴とする請求項１に記載のエンジン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吸気ポートを仕切る隔壁部が設けられたエンジンに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、燃焼室内でタンブル（縦渦）流を発生させるため、吸気ポートを２つの流路（第１流路、第２流路）に仕切る隔壁部が設けられたエンジンが開発されている。隔壁部は、吸気ポートの内壁面に吸気の流れ方向に沿って形成されたガイド溝に上流側から差し込まれることで吸気ポート内で保持される（例えば、特許文献１）。
【０００３】
このエンジンでは、負荷が低く吸気流量が少ないとき、隔壁部で仕切られた第１流路の開度をＴＧＶ（Tumble Generation Valve）によって絞ることで、第２流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生成することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３６９４９６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、吸気ポートの上流側の開口には、インテークマニホールド等の連結部材が当接されるため、隔壁部におけるガイド溝に挿入される部分がガイド溝よりも長いと、吸気ポートと連結部材とに隙間が形成されてしまう。そのため、隔壁部が挿入されるガイド溝は、流れ方向の長さが、隔壁部におけるガイド溝に挿入される部分の流れ方向の長さよりも長く形成されている。
【０００６】
このように構成されるエンジンでは、吸気の脈動やエンジンの振動により、隔壁部が吸気ポート内で流れ方向に移動し、吸気ポートおよび連結部材と隔壁部とが衝突して摩耗または損傷してしまうといった問題があった。
【０００７】
そこで本発明は、このような課題に鑑み、吸気ポートおよび連結部材と隔壁部との衝突を抑制することが可能なエンジン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、本発明のエンジンは、シリンダヘッドに設けられた吸気ポートを区分けする隔壁部と、上流側の開口から流れ方向に沿って前記吸気ポートに形成されたガイド溝に挿入され、前記隔壁部を該吸気ポートに保持するスティック部と、前記シリンダヘッドに連結される連結部材の前記ガイド溝と対向する位置に設けられたプレート部と、を備え、前記スティック部および前記プレート部の少なくとも一方は強磁性体でなり、前記隔壁部は、前記スティック部および前記プレート部の間に作用する磁力によって前記吸気ポート内で保持される。
【０００９】
また、前記スティック部および前記プレート部の一方は強磁性体でなり、該スティック部および該プレート部の他方は常磁性体でなり、前記スティック部は、前記プレート部との間で作用する引力によって該プレート部に当接されるとよい。
【００１０】
また、前記ガイド溝の下流側に強磁性体でなる第２プレート部をさらに備え、前記スティック部および前記プレート部は強磁性体でなり、前記スティック部は、前記スティック部との間で作用する斥力によって前記プレート部および前記第２プレート部との間で保持されるとよい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、吸気ポートおよび連結部材と隔壁部との衝突を抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】エンジンの構成を説明する図である。
【図２】隔壁部の保持構造を説明する図である。
【図３】他の実施形態における隔壁部の保持構造を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
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。
【００１４】
図１は、エンジン１の構成を説明する図である。図１に示すように、エンジン１は、シリンダブロック２と、シリンダブロック２と一体形成されたクランクケース３と、シリンダブロック２の上部に固定されたシリンダヘッド４とが設けられている。
【００１５】
シリンダブロック２には、シリンダボア５が形成されており、シリンダボア５には、ピストン６が摺動自在にコンロッド１０に支持される。そして、エンジン１では、シリンダヘッド４と、シリンダボア５と、ピストン６の上面とによって囲まれた空間が燃焼室７として形成される。
【００１６】
また、エンジン１では、クランクケース３によって形成されたクランク室８内に、クランクシャフト９が回転自在に支持される。コンロッド１０は、クランクシャフト９に回転自在に支持される。これにより、ピストン６は、コンロッド１０を介してクランクシャフト９に連結される。
【００１７】
シリンダヘッド４には、吸気ポート１１および排気ポート１２が燃焼室７に連通するように形成される。吸気ポート１１は、インテークマニホールド１８に臨む吸気の上流側に１つの開口が形成されるとともに、燃焼室７に臨む下流側に２つの開口が形成されており、上流から下流に向かう途中で流路が２つに分岐される。
【００１８】
排気ポート１２は、燃焼室７に臨む排気の上流側に２つの開口が形成されるとともに、エキゾーストマニホールド２０に臨む下流側に１つの開口が形成されており、上流から下流に向かう途中で流路が１つに統合される。
【００１９】
吸気ポート１１と燃焼室７との間には、吸気バルブ１３の先端が位置し、排気ポート１２と燃焼室７との間には、排気バルブ１４の先端が位置している。そして、シリンダヘッド４およびヘッドカバー（不図示）に囲まれたカム室内には、カム１５ａが固定された吸気カムシャフト１５、および、カム１６ａが固定された排気カムシャフト１６が設けられている。吸気カムシャフト１５および排気カムシャフト１６は、タイミングチェーンを介してクランクシャフト９に連結されており、クランクシャフト９の回転に伴って回転する。
【００２０】
カム１５ａは、吸気バルブ１３の他端が当接されており、吸気カムシャフト１５によって回転されることで吸気バルブ１３を図１中、上下方向に移動させる。これにより、吸気バルブ１３は、吸気ポート１１と燃焼室７との間を開閉する。カム１６ａは、排気バルブ１４の他端が当接されており、排気カムシャフト１６によって回転されることで排気バルブ１４を図１中、上下方向に移動させる。これにより、排気バルブ１４は、排気ポート１２と燃焼室７との間を開閉する。
【００２１】
シリンダヘッド４には、先端が燃焼室７内に位置するように不図示の点火プラグが設けられており、吸気ポート１１を介して燃焼室７に流入した空気と燃料との混合気が、所定のタイミングで点火プラグに点火されて燃焼される。かかる燃焼により、ピストン６がシリンダボア５内で往復運動を行い、その往復運動が、コンロッド１０を通じてクランクシャフト９の回転運動に変換される。
【００２２】
エンジン１では、シリンダヘッド４の外壁面のうち、吸気ポート１１に臨む位置にインテークマニホールド１８（連結部材）が連結される。インテークマニホールド１８の内部には、吸気が導かれる吸気流路１９が形成されており、吸気流路１９と吸気ポート１１が連通される。つまり、インテークマニホールド１８は、吸気ポート１１に吸気流路１９が連通されるようにシリンダヘッド４に連結される。
【００２３】
また、エンジン１では、シリンダヘッド４の外壁面のうち、排気ポート１２に臨む位置にエキゾーストマニホールド２０が連結される。エキゾーストマニホールド２０の内部には、排気が導かれる排気流路２１が形成されており、排気ポート１２と排気流路２１が連通される。つまり、エキゾーストマニホールド２０は、排気ポート１２に排気流路２１が連通されるようにシリンダヘッド４に連結される。
【００２４】
吸気ポート１１の内部には、隔壁部２２が配設される。隔壁部２２は、詳しくは後述するように、吸気ポート１１に形成されたガイド溝１１ａ（図２参照）にスティック部２３とともに挿入され、スティック部２３がインテークマニホールド１８に鋳込みされたプレート部２４に当接した状態で吸気ポート１１に対して保持される。
【００２５】
そして、隔壁部２２は、吸気流路１９から吸気ポート１１にかけて、吸気の流れ方向に沿って延在することで、吸気流路１９および吸気ポート１１のそれぞれ一部を、図１における上下方向に区分けして、第１流路２５と第２流路２６を形成させる。すなわち、吸気流路１９および吸気ポート１１のそれぞれ一部は、隔壁部２２によって第１流路２５と第２流路２６とに仕切られる。
【００２６】
また、隔壁部２２は、吸気流路１９や吸気ポート１１の中心よりも、図１中、下側に偏って配されており、隔壁部２２によって仕切られ、上側の第１流路２５は、下側の第２流路２６よりも流路が広くなっている。ＴＧＶ（Tumble Generation Valve：バルブ）２７は、吸気流路１９のうち、隔壁部２２より上流側に配設され、第１流路２５の開度を可変する。
【００２７】
図１に示すように、ＴＧＶ２７の開度が最小となり、ＴＧＶ２７によって第１流路２５がほとんど閉じられると、吸気流路１９に導かれた吸気は、第２流路２６を通過して燃焼室７に導かれる。
【００２８】
エンジン１では、負荷が小さく吸気流量が少ない場合、第１流路２５の開度を絞り、吸気のほとんどを第２流路２６に通過させる。こうして、エンジン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内において図中矢印線で示すタンブル流を生成させ、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。
【００２９】
図２は、隔壁部２２の保持構造を説明する図である。図２（ａ）は、隔壁部２２を第１流路２５側からみた図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）におけるＸ−Ｘ断面図であり、図２（ｃ）は、図２（ａ）におけるＹ−Ｙ断面図である。なお、図２（ａ）では、シリンダヘッド４およびインテークマニホールド１８を断面で示す。
【００３０】
図２（ａ）および図２（ｂ）に示すように、シリンダヘッド４には、インテークマニホールド１８が連結（当接）する当接面４ａから流れ方向の下流側に向かって、吸気ポート１１における幅方向の両側に、断面が略半円形状のガイド溝１１ａが形成される。なお、幅方向は、隔壁部２２が延在する方向のうち、流れ方向に直交する方向である。
【００３１】
隔壁部２２は、非磁性体の金属板でなり、本体部２２ａおよび突出部２２ｂが一体形成されている。本体部２２ａは、吸気ポート１１および吸気流路１９と幅方向の長さが略同一である。突出部２２ｂは、本体部２２ａの幅方向の両端であって流れ方向の略中央に設けられており、流れ方向の長さがガイド溝１１ａよりも短く、かつ、幅方向の長さがガイド溝１１ａよりも短く形成されている。
【００３２】
スティック部２３は、強磁性体の樹脂（例えば、ＰＡ６やＰＰＳ等のフェライト系プラスチックマグネットコンパウンド）でなり、隔壁部２２の突出部２２ｂを覆うように、ガイド溝１１ａの形状に合わせて断面が略半円形状に形成されている。
【００３３】
また、スティック部２３は、流れ方向の長さが、ガイド溝１１ａの流れ方向の長さよりも若干短く形成されている。これにより、スティック部２３がガイド溝１１ａに挿入された際に、製造上のばらつき等によって当接面４ａよりもインテークマニホールド１８側に突出してしまうことを防止している。
【００３４】
また、スティック部２３は、圧入またはインサート成形によって隔壁部２２に対して固定されている。そして、隔壁部２２は、スティック部２３とともに一体的にガイド溝１１ａに挿入される。
【００３５】
図２（ａ）および図２（ｃ）に示すように、インテークマニホールド１８には、シリンダヘッド４と連結（当接）する当接面１８ａと面一となり、かつ、スティック部２３（ガイド溝１１ａ）と対向する位置に（幅方向の両側に）、常磁性体の金属片でなるプレート部２４がインサート成形によって固定されている。
【００３６】
このような構成でなるエンジン１では、シリンダヘッド４のガイド溝１１ａに隔壁部２２（スティック部２３を含む）が挿入された後、シリンダヘッド４に対してインテークマニホールド１８が連結される。
【００３７】
このとき、スティック部２３とプレート部２４との間に作用する引力（磁力）によって、プレート部２４にスティック部２３が引きつけられ、プレート部２４にスティック部２３が当接した状態でこれらの引力（磁力）によって、隔壁部２２が吸気ポート１１内で保持される。
【００３８】
したがって、エンジン１では、吸気の脈動やエンジン１の振動によって隔壁部２２に流れ方向の力が加えられたとしても、プレート部２４およびスティック部２３の引力（磁力）によって、隔壁部２２が流れ方向に移動することを抑制、防止することができる。
【００３９】
また、隔壁部２２の流れ方向の移動を抑制、防止することで、シリンダヘッド４およびインテークマニホールド１８に隔壁部２２が衝突することを抑制、防止することができ、隔壁部２２やスティック部２３の劣化や損傷も抑制、防止することができる。
【００４０】
さらに、隔壁部２２の流れ方向の移動を抑制、防止するためにガスケットを配設する場合にはブローバイガスや温度変化によってガスケットが劣化する懸念がある一方で、エンジン１では、スティック部２３およびプレート部２４がブローバイガスや温度変化により劣化することもない。
【００４１】
さらに、スティック部２３とプレート部２４とが引力（磁力）によって当接しているので、吸気ポート１１から隔壁部２２を取り外す際に、スティック部２３とプレート部２４とを容易に引き離すことができる。
【００４２】
以上、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説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００４３】
例えば、上述した実施形態では、隔壁部２２とスティック部２３とが別体で構成されているようにしたが、隔壁部２２とスティック部２３とが一体形成されていてもよい。この場合、少なくともスティック部２３が強磁性体であればよい。
【００４４】
また、上述した実施形態では、スティック部２３が強磁性体でなり、プレート部２４が常磁性体でなるようにした。しかしながら、これに限らず、スティック部２３およびプレート部２４の一方が強磁性体でなり、スティック部２３およびプレート部２４の他方が常磁性体でなるようにしてもよい。
【００４５】
また、スティック部２３およびプレート部２４の双方が強磁性体でなり、スティック部２３がガイド溝１１ａに挿入され、シリンダヘッド４に対してインテークマニホールド１８が連結された際に、スティック部２３およびプレート部２４に引力が作用するようにしてもよい。
【００４６】
また、上述した実施形態では、インテークマニホールド１８がシリンダヘッド４に連結され、プレート部２４がインテークマニホールド１８に設けられるようにした。しかしながら、これに限らず、吸気流路が形成された他の連結部材と、シリンダヘッド４とが、吸気流路と吸気ポート１１とが連通するように連結され、プレート部２４が他の連結部材に設けられるようにしてもよい。
【００４７】
また、上述した実施形態では、引力（磁力）によりスティック部２３をプレート部２４に当接させることで、隔壁部２２の移動を抑制、防止するようにしたが、これに限らず、磁力によってスティック部２３（隔壁部２２）が他の部材に衝突しないように保持されていればよい。
【００４８】
図３は、他の実施形態における隔壁部２２の保持構造を説明する図である。図３に示すように、例えば、スティック部２３およびプレート部２４がともに強磁性体でなるとともに、ガイド溝１１ａの下流側であって、スティック部２３と対向する位置に強磁性体でなる第２プレート部１００を設ける。そして、斥力によりスティック部２３をプレート部２４および第２プレート部１００の間で保持するようにしてもよい。これにより、隔壁部２２が移動したとしても、斥力によりシリンダヘッド４およびインテークマニホールド１８に衝突することを抑制、防止することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明は、吸気ポートを仕切る隔壁部が設けられたエンジンに利用できる。
【符号の説明】
【００５０】
１  エンジン
４  シリンダヘッド
１１  吸気ポート
１３  吸気バルブ
２２  隔壁部
２３  スティック部
２４  プレート部
１００  第２プレート部
【図１】
0006577881.tif 000002
【図２】
0006577881.tif 000003
【図３】
0006577881.tif 000004