(57)【要約】【課題】吸気管長の切替え時に、異音や磨耗を発生させない内燃機関の吸気管長切替機構を供する。【解決手段】第１固定管11と、第１固定管11に摺動自在に嵌合して同第１固定管11に対して進退して管長を伸縮する可動管31と、可動管31の前進に伴う管長の伸長により同可動管31の一方の開口端部が当接して連通する第２固定管21とを備えて内燃機関の吸気通路が構成され、可動管31の進退に伴う第２固定管21との接離により吸気管長が切替えられるスライド式の吸気管長切替機構10において、第１固定管11側と可動管31側の対向する互いの当接面の少なくとも一方に緩衝材50が配置される内燃機関の吸気管長切替機構。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１固定管と、前記第１固定管に摺動自在に嵌合して同第１固定管に対して進退して管長を伸縮する可動管と、前記可動管の前進に伴う管長の伸長により同可動管の一方の開口端部が当接して連通する第２固定管とを備えて内燃機関の吸気通路が構成され、前記可動管の進退に伴う前記第２固定管との接離により吸気管長が切替えられるスライド式の吸気管長切替機構において、
前記第１固定管側と前記可動管側の対向する互いの当接面の少なくとも一方に緩衝材が配置されることを特徴とする内燃機関の吸気管長切替機構。
【請求項２】
前記緩衝材が前記第１固定管側の当接面にのみ配置されることを特徴とする請求項１記載の内燃機関の吸気管長切替機構。
【請求項３】
前記内燃機関は、多気筒内燃機関であり、
各気筒に前記第１固定管，前記第２固定管，前記可動管の組が１組ずつ設けられ、
複数の前記第１固定管はベースプレートにより一体に結合され、
複数の前記可動管は互いに連結されて一体化されるとともにそれぞれ対応する前記第１固定管に摺動自在に外嵌され、
前記緩衝材は前記ベースプレートの両端に位置する２つの各固定管の周囲の当接面に配置されることを特徴とする請求項２記載の内燃機関の吸気管長切替機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の吸気装置に関し、特に内燃機関の運転状態に応じて吸気管長を切替える吸気管長切替機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の吸気装置において、機関回転数の低回転と高回転に応じて吸気管長を長尺と短尺に切替えることにより、中低速走行時および高速走行時の双方において吸気における慣性過給効果が得られるようにした吸気管長切替機構については、既に提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開平２−２５２９１８号公報
【０００４】
同特許文献１に開示された吸気管長切替機構は、１次側吸気管の端部に延設されたガイドパイプに可動管であるスライダが摺動自在に外嵌され、２次側吸気管の端部にファンネル状のガイドリングが固定されており、スライダの開口端部とガイドリングの開口端部がサージタンク内で対向している。
【０００５】
アクチュエータによりスライダがガイドパイプに対して進退して管長を伸縮し、スライダの前進によりスライダの開口端部がファンネル状のガイドリングに当接すると、１次側吸気管から吸気ポートまで連通して有効吸気管長は長尺となる。
一方、ガイドパイプに対してスライダが後退すると、１次側吸気管と２次側吸気管の連通が解除されて、ガイドリングがサージタンクに開放され、有効吸気管長は２次側吸気管から吸気ポートまでの短尺となる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ファンネル状ガイドリングと当接するスライダの一方の開口端部には、シール機能を備える必要もあって弾性部材が取り付けられるのが通常であり、該弾性部材はスライダの前進による当接に対して緩衝作用も備えている。
しかし、スライダがガイドリングから離れて後退するときには、スライダと１次側吸気管の固定側ストッパ相当部分との間に何ら緩衝材に相当するものが存在しない。
【０００７】
したがって、吸気管長を長尺から短尺に切替えるときに、スライダの衝接により異音や磨耗を生じる可能性がある。
特に、スライダおよびストッパ相当部分に金属材を用いた場合は、異音や磨耗の発生は顕著である。
【０００８】
本発明は、かかる点に鑑みなされたもので、その目的とする処は、吸気管長の切替え時に、異音や磨耗を発生させない内燃機関の吸気管長切替機構を供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、第１固定管と、前記第１固定管に摺動自在に嵌合して同第１固定管に対して進退して管長を伸縮する可動管と、前記可動管の前進に伴う管長の伸長により同可動管の一方の開口端部が当接して連通する第２固定管とを備えて内燃機関の吸気通路が構成され、前記可動管の進退に伴う前記第２固定管との接離により吸気管長が切替えられるスライド式の吸気管長切替機構において、前記第１固定管側と前記可動管側の対向する互いの当接面の少なくとも一方に緩衝材が配置される内燃機関の吸気管長切替機構とした。
【００１０】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の内燃機関の吸気管長切替機構において、前記緩衝材が前記第１固定管側の当接面にのみ配置されることを特徴とする。
【００１１】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の内燃機関の吸気管長切替機構において、前記内燃機関は、多気筒内燃機関であり、各気筒に前記第１固定管，前記第２固定管，前記可動管の組が１組ずつ設けられ、複数の前記第１固定管はベースプレートにより一体に結合され、複数の前記可動管は互いに連結されて一体化されるとともにそれぞれ対応する前記第１固定管に摺動自在に外嵌され、前記緩衝材は前記ベースプレートの両端に位置する２つの各固定管の周囲の当接面に配置されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１記載の内燃機関の吸気管長切替機構によれば、第１固定管側と可動管側の対向する互いの当接面の少なくとも一方に緩衝材が配置されるので、可動管の後退による第１固定管側との当接に際して緩衝材が介在するので、異音や磨耗の発生を防止できる。
なお、可動管の前進による第２固定管との当接には、互いに当接する開口端部の少なくとも一方がシール機能を有して弾性材が用いられているので、緩衝効果がある。
【００１３】
請求項２記載の内燃機関の吸気管長切替機構によれば、前記緩衝材が第１固定管側の当接面にのみ配置されるので、可動管の重量増加を回避でき、可動管の摺動に必要な力を低減し、小さい慣性力で円滑に可動管を進退させることができる。
【００１４】
請求項３記載の内燃機関の吸気管長切替機構によれば、内燃機関が多気筒内燃機関であり、各気筒に第１固定管，第２固定管，可動管の組が１組ずつ設けられ、複数の第１固定管はベースプレートにより一体に結合され、複数の可動管は互いに連結されて一体化されるとともにそれぞれ対応する前記第１固定管に摺動自在に外嵌され、緩衝材はベースプレートの両端に位置する２つの各固定管の周囲の当接面に配置されるので、一体に連結された可動管が後退したとき、両端の可動管はベースプレートとの間で緩衝材により衝撃力が吸収され、その他の内側の可動管は、両端の緩衝材の介在によりベースプレートに直接接触しないので、ベースプレートの全固定管の周囲に緩衝材を配置することなく、異音や磨耗の発生を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明に係る一実施の形態について図１ないし図５に基づいて説明する。
本実施の形態の内燃機関Ｅは、自動車に搭載される４ストロークの直列４気筒内燃機関である。
図１および図２は、内燃機関Ｅのシリンダヘッドの側壁に設けられる吸気装置１の要部を示した斜視図であり、吸気チャンバ３の一部を欠損して内部に構成されたスライド式の吸気管長切替機構10を示している。
【００１６】
吸気チャンバ３は、直方体状の筐体ケース４の下方に開いた開口を底蓋体５が閉塞する構造であり、底蓋体５からは直列に配列された４本の１次側吸気管２が下方に延出しており、同１次側吸気管２は、その両端が吸気チャンバ３内に開口され、吸気チャンバ３は図示されないが、吸気入口を介してスロットルボディを経てエアクリーナに至る。
【００１７】
筐体ケース４の上壁とシリンダヘッドの側壁との間には、４本の２次側吸気管７が並列に一体化された吸気マニホールド７Ｍが介装されており、各２次側吸気管７は、図示されないが、シリンダヘッドの各気筒の吸気ポートに連通する。
【００１８】
底蓋体５は、筐体ケース４との合せ面５ｓの矩形の内側が下方に膨出しており、膨出した底壁には前記１次側吸気管２に連通する延長管２eを介して円筒状の第１固定管11が上方に突出している。
直列に配列された４本の第１固定管11は、その下方基端部が第１ベースプレート12と一体に形成されて互いに連結されている。
この第１ベースプレート12が底蓋体５の４隅にボルト13により締結固定される。
【００１９】
一方、筐体ケース４の上壁には前記２次側吸気管７に連通する円筒状の第２固定管21が下方に突出しており、直列に配列された４本の第２固定管21は一体に連結されている。
４本の第２固定管21の下端にはファンネル状に湾曲開口面を形成したファンネル状端部22が固着されており、この４つのファンネル状端部22はフランジ状に延出した第２ベースプレート23により一体に連結されている。
【００２０】
下側の第１ベースプレート12と上側の第２ベースプレート23は、平行で、両者間に５本のスタッドボルト25が介装されており、吸気チャンバ３内において、下側に直列に配列された４本の第１固定管11と、上側に直列に配列された４本の第２固定管21とが、一定の間隔を存してそれぞれ同軸に位置している。
【００２１】
下側に配列された４本の第１固定管11の各々に、軸方向（上下方向）に摺動自在に可動管13が外嵌され、かかる４本の可動管31は連結部31ｃで互いに連結されて一体化されており、一斉に昇降する。
【００２２】
中央を除く両側の連結部31ｃは側方に膨出して２本のスタッドボルト25によりそれぞれ貫通されて４本の可動管31が常に姿勢を維持して昇降できるようにしている。
可動管31の内周面の下端近傍にシールリング33が嵌着されており、同シールリング33は第１固定管11と摺接して同第１固定管11と可動管31との隙間を塞いでいる。
【００２３】
可動管31は、第１固定管11に対して進退して管長を伸縮する。
すなわち、可動管31は、後退（下降）したとき第１固定管11を全部内側に収め管長を縮小し（図１参照）、前進（上昇）すると第１固定管11から突出して管長を伸長する（図２参照）。
【００２４】
可動管31の上側開口端には弾性部材である環状の弾性シール部材32が嵌着されており、同弾性シール部材32が対向する第２固定管21の下端には前記ファンネル状端部22が設けられている。
したがって、可動管31が前進（上昇）したとき、可動管31の上側開口端の弾性シール部材32が、第２固定管12のファンネル状端部22に当接して、第１固定管11と第２固定管21とを可動管31が連通する（図２、図４参照）。
【００２５】
４本の直列に配列された可動管31の配列方向に指向して４本の可動管31に沿って回転作動軸41が、筐体ケース４の対向する側壁間に架設され回転自在に軸支されている。
回転作動軸41の一方の側壁を貫通した端部は、電動モータ40の出力軸に連動し、電動モータ40の駆動で回転作動軸41が回動する。
【００２６】
直列に連結された４本の可動管31の両端部には突起35，36が突設されている。
そして、回転作動軸41の両端近傍に基端部を固着された揺動アーム42，43の先端の２又に分岐した挟持片が、突起35，36をそれぞれ摺動自在に挟んでいる。
【００２７】
したがって、電動モータ40が駆動して回転作動軸41が回動すると、揺動アーム42，43が一体に上下に揺動して、揺動アーム42，43の挟持片が挟んでいる突起35，36を介して４本の可動管31を上下に昇降することができる。
【００２８】
図３は、５本のスタッドボルト25により互いに平行に連結された下側の第１ベースプレート12と上側の第２ベースプレート23との間を抽出して図示した斜視図である。
同図３は、４本の可動管31が上昇した状態を示しており、両端の第１固定管11，11における第１ベースプレート12に連結する基端部の周囲の第１ベースプレート12の上面に緩衝材50が固定プレート51に挟まれて固着されている。
【００２９】
緩衝材50は、例えば水素添加ニトリルゴム（Ｈ−ＮＢＲ）等の弾性部材からなり、第１固定管11の外周面を半分程取り巻くように半円弧状をなして第１ベースプレート12の上面に配置され、その上に同じような半円弧状の固定プレート51が重ねられ、外方に３箇所突出した緩衝材50の取付部50ａと固定プレート51の取付部51ａおよび第１ベースプレート12を、ボルト13が貫通して吸気チャンバ３の底蓋体５に螺着して締結することで、緩衝材50を固定プレート51が挟みつけ第１ベースプレート12に固定する。
【００３０】
半円弧状の緩衝材50は内周縁が第１固定管11の基端部の外周面に接しているが、半円弧状の固定プレート51の内周縁は、第１固定管11の外周面から一定距離離れて緩衝材50が円弧状に露出しており、この緩衝材50の第１固定管11の周囲の露出部分が、可動管31の下側開口端に互いに対向している（図４参照）。
【００３１】
したがって、電動モータ40の駆動により回転作動軸41が回動して揺動アーム42，43が下方に揺動し４本の可動管31を後退（下降）すると、両端の可動管31，31の下側開口端が第１ベースプレート12に固定された緩衝材50，50に当接し（図５参照）、内側２つの可動管31，31は両端の緩衝材50，50の介在により第１ベースプレート12に直接接触しないので、第１ベースプレート12の４つ全ての第１固定管11の周囲に緩衝材を配置することなく、異音や磨耗の発生を防止することができ、部材を節約できる。
【００３２】
なお、電動モータ40の駆動により回転作動軸41が回動して揺動アーム42，43が上方に揺動し４本の可動管31を前進（上昇）すると、図２および図４に図示するように、４本の可動管31の上側開口端の弾性シール部材32が、第２固定管12のファンネル状端部22に当接するので、弾性シール部材32の弾性による緩衝効果により異音や磨耗の発生は防止されている。
【００３３】
以上のように、本吸気管長切替機構10は、機関回転数が低回転時には４本の可動管31を前進（上昇）させ、４本の可動管31の上側開口端の弾性シール部材32を第２固定管12のファンネル状端部22に当接して、第１固定管11と第２固定管21とを可動管31が連通することで、１次側吸気管から吸気ポートまで連通して有効吸気管長を長尺として低機関回転数における慣性過給効果が得られるようにし、一方で、機関回転数が高回転になると、電動モータ40の駆動により４本の可動管31を後退（下降）させ、第１固定管11と第２固定管21の間の連通が吸気チャンバ３内で開放され、有効吸気管長を２次側吸気管から吸気ポートまでの短尺に切り替え、高機関回転数においても慣性過給効果が得られるようにすることができる。
【００３４】
そして、吸気管長切替時に、電動モータ40の駆動による可動管31の前進による第２固定管21との当接は弾性シール部材32の介在で緩衝されるのはもとより、可動管31の後退による第１固定管11側の第１ベースプレート12との当接は緩衝材50の介在により緩衝され、異音や磨耗の発生を防止できる。
【００３５】
緩衝材50は、第１固定管11側の第１ベースプレート12に固定され、可動管31には取り付けられないので、可動管31の重量増加を回避でき、可動管11の摺動に必要な力を低減し、小さい慣性力で円滑に可動管31を進退させることができる。
したがって、可動管31の当接に伴う衝撃力も小さく、益々異音や磨耗の発生を抑制でき、かつ電動モータも小型軽量のものを使用することができる。
【００３６】
以上の実施の形態では、第１ベースプレート12に緩衝材50を固定プレート51により挟むようにして固定していたが、図６に示すように、４本の第１固定管11のうち両端の第１固定管11，11の周囲において第１ベースプレート12の上面に緩衝材60を焼付けにより固着してもよい。
固定プレートを用いないので、より軽量化が図れる。
なお、図６において、緩衝材60以外は前記実施の形態と同じ部材は同じ符号を用いている。
【００３７】
また、第１固定管11側の第１ベースプレート12に緩衝材を設けるのではなく、図７に示すように、可動管31の下側開口端に緩衝材70を焼き付けなどにより取り付けるようにしてもよい。
その際、４本の可動管31のうち両端の可動管31，31にのみ緩衝材70を取り付けるようにして、可及的に軽量化を図るようにする。
なお、図７において、緩衝材70以外は前記実施の形態と同じ部材は同じ符号を用いている。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の一実施の形態に係る内燃機関のシリンダヘッドの側壁に設けられる吸気装置の吸気チャンバの一部を欠損して内部に構成された吸気管長切替機構を示している斜視図である。
【図２】可動管が前進し上昇した状態を示す同斜視図である。
【図３】可動管が前進し上昇した状態の吸気管長切替機構の斜視図である。
【図４】可動管が前進し上昇した状態の吸気管長切替機構の一部断面図である。
【図５】可動管が後退し下降した状態の吸気管長切替機構の一部断面図である。
【図６】別の実施の形態の吸気管長切替機構の斜視図である。
【図７】また、別の実施の形態の吸気管長切替機構の斜視図である。
【符号の説明】
【００３９】
１…吸気装置、２…１次側吸気管、３…吸気チャンバ、４…筐体ケース、５…底蓋体、７Ｍ…吸気マニホールド、７…２次側吸気管、
10…吸気管長切替機構、11…第１固定管、12…第１ベースプレート、13…ボルト、
21…第２固定管、22…ファンネル状端部、24…第２ベースプレート、25…スタッドボルト、31…可動管、31ｃ…連結部、32…弾性シール部材、33…シールリング、35，36…突起、40…電動モータ、41…回転作動軸、42，43…揺動アーム、
50…緩衝材、51…固定プレート、
60…緩衝材、
70…緩衝材。
【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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【図６】
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【図７】
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