(57)【要約】【課題】制御弁を閉じて第１及び第２吸気路により長い吸気管路を構成も，吸気が吸気管路をスムーズに流れて吸気抵抗が少なく，エンジンの低速出力性能の向上を図る。【解決手段】サージ室２と，上流端部３ａ及び下流端部３ｂをサージ室２に開口するの第１吸気路３と，この下流端部３ｂに間隔を開けて対向する上流端部４ａを有する第２吸気路４とで吸気マニフォルドＭを構成し，制御弁７を，第１吸気路３の下流端部３ｂに軸方向摺動自在に嵌合されて第２吸気路４のファンネル状の上流端部４ａ内周面に接する閉じ位置Ａ及び該上流端部４ａから離間する開き位置Ｂ間を移動するスリーブ型の弁体８で構成し，この弁体８の，第２吸気路４の上流端部４ａ内周面に接する部分を弾性シール部材９で構成した。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気入口（１ａ）に連通するサージ室（２）と，このサージ室（２）に上流端部（３ａ）及び下流端部（３ｂ）を該サージ室（２）に開口する第１吸気路（３）と，この第１吸気路（３）の下流端部（３ｂ）に間隔を開けて対向するように上流端部（４ａ）を前記サージ室（２）に開口すると共に下流端部（４ｂ）をエンジン（Ｅ）の吸気ポートに連ねる第２吸気路（４）とで吸気マニフォルド（Ｍ）を構成し，前記サージ室（２）で相対向する前記第１及び第２吸気路（３，４）の対向端部（３ｂ，４ａ）間に，これら対向端部（３ｂ，４ａ）を導通させる閉じ位置（Ａ）及び前記第２吸気路（４）を前記サージ室（２）に開放する開き位置（Ｂ）間を作動する制御弁（７）を設けた，エンジンの吸気制御装置において，
前記第２吸気路（４）の上流端部（４ａ）をファンネル状に形成する一方，前記制御弁（７）を，前記第１吸気路（３）の下流端部（３ｂ）に軸方向摺動自在に嵌合されて前記第２吸気路（４）のファンネル状の上流端部（４ａ）内周面に接する閉じ位置（Ａ）及び該上流端部（４ａ）から離間する開き位置（Ｂ）間を移動するスリーブ型の弁体（８）で構成し，この弁体（８）の，前記第２吸気路（４）のファンネル状の上流端部（４ａ）内周面に接する部分を弾性シール部材（９）で構成したことを特徴とする，エンジンの吸気制御装置。
【請求項２】
請求項１記載のエンジンの吸気制御装置において，
前記シール部材（９）には，前記第２吸気路（４）のファンネル状の上流端部（４ａ）内周面に接する同心円状の複数条の環状リップ（９ａ）を突設したことを特徴とする，エンジンの吸気制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，空気入口に連通するサージ室と，このサージ室に上流端部及び下流端部を開口する第１吸気路と，この第１吸気路の下流端部に間隔を開けて対向するように上流端部を前記サージ室に開口すると共に下流端部をエンジンの吸気ポートに連ねる第２吸気路とで吸気マニフォルドを構成し，前記サージ室で相対向する前記第１及び第２吸気路の対向端部間に，これら対向端部を導通させる閉じ位置及び前記第２吸気路を前記サージ室に開放する開き位置間を作動する制御弁を設けた，エンジンの吸気制御装置の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
かゝるエンジン用吸気制御装置は，特許文献１に開示されているように，既に知られている。
【特許文献１】特許第３７３７０４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
かゝるエンジン用吸気制御装置では，制御弁を閉じれば，第１及び第２吸気路により長い吸気管長を得て，吸気マニフォルド内部が低速運転に適応する低速吸気モードとなり，エンジンの低速出力性能を高めることができ，また制御弁を開けば，第２吸気路により短い吸気管長を得て，吸気マニフォルド内部が高速運転に適応する高速吸気モードとなり，エンジンの高速出力性能を高めることができることができる。
【０００４】
ところで，従来のかゝるエンジンの吸気制御装置では，第１及び第２吸気路の対向端部を共通のバイパスを介してサージ室に連通し，このバイパスに，それを開閉する制御弁を設けているので，制御弁を閉じて，第１及び第２吸気路により長い吸気管長を得る場合には，第１及び第２吸気路を吸気が流れるとき，バイパスの開口部で乱流が発生し，吸気抵抗を増加させることになる。
【０００５】
本発明は，かゝる事情に鑑みてなされたもので，制御弁を閉じて第１及び第２吸気路により長い吸気管長を得る場合でも，吸気が第１及び第２吸気路をスムーズに流れて吸気抵抗が少なく，エンジンの低速出力性能の向上を一層図ることができるようにした，前記エンジンの吸気制御装置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】
【０００６】
上記目的を達成するために，本発明は，空気入口に連通するサージ室と，このサージ室に上流端部及び下流端部を開口する第１吸気路と，この第１吸気路の下流端部に間隔を開けて対向するように上流端部を前記サージ室に開口すると共に下流端部をエンジンの吸気ポートに連ねる第２吸気路とで吸気マニフォルドを構成し，前記サージ室で相対向する前記第１及び第２吸気路の対向端部間に，これら対向端部を導通させる閉じ位置及び前記第２吸気路を前記サージ室に開放する開き位置間を作動する制御弁を設けた，エンジンの吸気制御装置において，前記第２吸気路の上流端部をファンネル状に形成する一方，前記制御弁を，前記第１吸気路の下流端部に軸方向摺動自在に嵌合されて前記第２吸気路のファンネル状の上流端部内周面に接する閉じ位置及び該上流端部から離間する開き位置間を移動するスリーブ型の弁体で構成し，この弁体の，前記第２吸気路のファンネル状の上流端部内周面に接する部分を弾性シール部材で構成したことを第１の特徴とする。
【０００７】
また本発明は，第１の特徴に加えて，前記シール部材には，前記第２吸気路のファンネル状の上流端部内周面に接する同心円状の複数条の環状リップを突設したことを第２の特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の第１の特徴によれば，エンジンの低速運転時，弁体を閉じ位置に保持すると，弁体によって第１及び第２吸気路間は連続した導通状態となり，エンジンの吸気行程では，サージ室に流入した空気は，第１，第２吸気路及び弁体よりなる長い管路を通してエンジンに吸入される。その際，特に，弁体がスリーブ型であるから，第１，第２吸気路及び弁体よりなる長い管路の管壁は，全体が連続的になって吸気の乱流を生じさせず，吸気抵抗の増加を防ぎ，エンジンの低速出力性能の向上を図ることができる。しかも，その際，弁体の弾性シール部材は，第２吸気路のファンネル状の上流端部内周面に自動調心されながら密接することができ，弁体閉鎖部の気密を保持し，サージ室から前記管路への空気の侵入を確実に防ぐことができ，エンジンの低速出力性能の一層の向上に寄与し得る。
【０００９】
またエンジンの高速運転時，弁体を開き位置に作動すると，第２吸気路はサージ室に直接開口することになるから，エンジンの吸気行程では，サージ室に流入した空気が，直ちに管路の短い第２吸気路を通してエンジンに吸入されることで，エンジンの高速出力性能を高めることができる。その際，第２吸気路の入口，上流端はファンネル状をなすので，サージ室から第２吸気路への吸気の流入がスムーズとなり，吸気効率を高め，エンジンの高速出力性能の向上を一層図ることができる。
【００１０】
本発明の第２の特徴によれば，シール部材を第２吸気路のファンネル状の上流端部内周面に当接させる弁体の閉じ位置では，シール部材の，前記上流端部内周面に密接する複数条の環状リップによるラビリンス効果により弁体の閉鎖部の気密を保持し，サージ室から前記管路への空気の侵入を，より確実に防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の実施の形態を，添付図面に示す本発明の実施例に基づいて以下に説明する。
【００１２】
図１は本発明の吸気制御装置を備える吸気マニフォルドの斜視図，図２は図１の２−２線断面図（制御弁の閉じ状態を示す。），図３は制御弁の開き状態を示す，図２との対応図，図４は図２の４−４線断面図，図５図４の５−５線断面図，図６は図４の６−６線断面図，図７は図４の７−７線断面図，図８は図４の８−８線断面図，図９は弁体に付設される弾性シール部材の斜視図である。
【００１３】
先ず，図１〜２において，符号Ｍは４気筒エンジンＥの吸気マニフォルドであって，上端に空気入口１ａを開口した空気導入路１を一端部に備えるサージ室２と，このサージ室２の下側壁の一部を迂回して上流端部３ａ及び下流端部３ｂをサージ室２に開口する並列４本の第１吸気路３と，サージ室２の上側壁を貫通して上流端部４ａを上記第１吸気路３の下流端部３ｂに間隔を開けて対向させる並列４本の第２吸気路４と，これら第２吸気路４の下流端部４ｂを相互に一体に連結する取り付けフランジ５とで構成され，この取り付けフランジ５は，エンジンＥのシリンダヘッドに複数の締結ボルト６により締結される。而して，各第２吸気路４の下流端部４ｂは，エンジンＥの対応する吸気ポート（図示せず）に連通する。前記空気入口１ａには，エンジンＥの吸入空気量を調節するためのスロットルボディ（図示せず）が取り付けられる。
【００１４】
上記吸気マニフォルドＭは，サージ室２の中央の分割面Ｐに沿って上部ブロックＭａと下部ブロックＭｂとに分割される。上部ブロックＭａは，空気導入路１，サージ室２の上半部及び第２吸気路４群を含んでいて合成樹脂製とされ，また下部ブロックＭｂは，サージ室２の下半部及び第１吸気路３群を含んでいて合成樹脂製とされ，これら両ブロックＭａ，Ｍｂは前記分割面Ｐで相互に摩擦溶着される。
【００１５】
サージ室２では，間隔を開けて相対向する第１吸気路３の下流端部３ｂは上向き姿勢をとり，第２吸気路４の上流端部４ａは下向き姿勢をとっていて，両者は互いに間隔を開けて対向配置される。以下，第１吸気路３の下流端部３ｂを第１端部３ｂと呼び，第２吸気路４上流端部４ａを第２端部４ａと呼ぶことにし，それぞれ隣接する２本の第１及び第２端部３ｂ，４ａ；３ｂ，４ａは互いに近接して組をなし，これら２組の第１及び第２端部３ｂ，４ａ；３ｂ，４ａ間は広く開いている。各組の第１及び第２端部３ｂ，４ａ，３ｂ，４ａ間には，その間を導通させたり第２端部４ａをサージ室２に開放したりする制御弁７が設けられる。第１端部３ｂは直線状に形成され，第２端部４ａは，第１端部３ｂと同軸上に並ぶファンネル状に形成される。
【００１６】
上記制御弁７について，図２〜図９により説明する。
【００１７】
図２〜図４において，制御弁７は，各組の第１端部３ｂの外周面に軸方向摺動自在に嵌合する各１対のスリーブ型の弁体８をブリッジ８ｂを介して相互に一体に連結してなる，２連弁体８，８を備え，各弁体８には，前記ファンネル状の第２端部４ａ内周面に密接し得る，ゴム等の弾性材製の弾性シール部材９が付設される。この弾性シール部材９は，図８及び図９に示すように，各組のファンネル状の第２端部４ａ内周面に密接し得る一対のリング部９Ｒを，これらの周壁の一部を融合させるように一体に結合して構成される。この弾性シール部材９の各リング部９Ｒの外端面には，前記ファンネル状の第２端部４ａ内周面に密接し得る同心円状に並ぶ複数条の環状リップ９ａが一体に形成される。
【００１８】
弾性シール部材９が付設される弁体８の上端部外周には，環状の鉤形突壁１０が形成され，この鉤形突壁１０の内側に画成される環状溝１１に，弾性シール部材９に形成された環状突起１２が圧入される。その際，その圧入部には必要に応じて接着剤が塗布される。また弁体８の端部には，環状溝１１に連通する複数の位置決め溝１３が形成され，これら位置決め溝１３には，弾性シール部材９に一体に形成される複数の位置決め突起１４が圧入される。この場合も，その圧入部には必要に応じて接着剤が塗布される。こうして，弾性シール部材９は弁体８に取り付けられる。
【００１９】
而して，弁体８は，弾性シール部材９をファンネル状の第２端部４ａ内周面に密接させて第１及び第２端部３ｂ，４ａ間を導通させる閉じ位置Ａ（図２参照）と，弾性シール部材９を第２端部４ａから離間して第２端部４ａをサージ室２に開放する開き位置Ｂ（図３参照）との間を移動し得るようになっており，各弁体８の開き位置Ｂを規定するために，各弁体８を受け止めるストッパ１５が対応する第１吸気路３の外周に形成される。図示例では，弁体８の開閉方向はやゝ斜めの上下方向になっており，且つその上昇位置が閉じ位置Ａ，下降位置が開き位置Ｂとなっている。
【００２０】
図４，図５及び図８に示すように，各２連弁体８，８の外側面には同軸上に並ぶ円柱状のトラニオン１６が一体に突設される。一方，吸気マニフォルドＭには，トラニオン１６から各弁体８の半径方向にオフセットした位置でレバー軸１８が支持され，このレバー軸１８には，２組の２連弁体８，８の計４本のトラニオン１６に摺動自在に係合する４本のフォーク状の作動レバー１９が一体に形成される。図５より明らかなように，各作動レバー１９において，そのフォーク部を構成する一対のフォークアーム１９ａには，それらの外側部を相互に一体に連結する補強壁１９ｂが形成される。
【００２１】
再び図４及び図５において，前記レバー軸１８は，サージ室２の左右両端壁２ａ，２ｂにそれぞれ支持される第１及び第２外側軸部１８ａ，１８ｂと，サージ室２の内壁に一体に形成されて２組の弁体８間に突入する軸受壁２ｃで支持される中間軸部１８ｃとに分かれており，第１外側軸部１８ａと中間軸部１８ｃ，第２外側軸部１８ｂと中間軸部１８ｃは，それぞれレバー軸１８の軸線Ｙを挟んで前記トラニオン１６と反対側に配置されるバランスウエイト２０を介してそれぞれ一体に連結される。そして第２外側軸部１８ｂには，これを正逆回転駆動するアクチュエータ２１の出力部が連結される。アクチュエータ２１は電動式，電磁式，負圧式等，何れの式のものも使用可能である。
【００２２】
而して，アクチュエータ２１によりレバー軸１８を正転方向に駆動すれば，作動レバー１９及びトラニオン１６を介して弁体８を前記閉じ位置Ａに動かし，またレバー軸１８を逆転方向に駆動すれば，弁体８を前記開き位置Ｂに動かすことができる。その際，レバー軸１８には，作動レバー１９及び弁体８の重量により負荷モーメントが作用する。前記バランスウエイト２０は，上記負荷モーメントに対する略釣り合いモーメントを発生するように，その位置及び重量が設定される。
【００２３】
次に，レバー軸１８の支持構造及びアクチュエータ２１の取り付け構造について説明する。
【００２４】
先ず，図４において，第１外側軸部１８ａには球状端部２５が形成され，この球状端部２５が，サージ室２の左端壁２ａに取り付けられる球状軸受２６に首振り自在に嵌合される。
【００２５】
次に図４及び図６において，サージ室２の右端壁２ｂには，ベアリングホルダ２７が取り付けられる。このベアリングホルダ２７は，上記右端壁２ｂの開口部２８にＯリング２９を介して嵌合される円筒部２７ａと，この円筒部２７ａの外端に一体に形成されるフランジ部２７ｂとで構成され，そのフランジ部２７ｂが上記右端壁２ｂにボルト３０で固着される。円筒部２７ａの内周には，ボールベアリング３１及びシール部材３２が装置され，第２外側軸部１８ｂは，このボールベアリング３１によって回転自在に支承されると共に，シール部材３２に外周面を密接させる。第２外側軸部１８ｂには，上記ボールベアリング３１の外側に隣接してディスタンスカラー３４及び従動ギヤ３３が嵌合されると共に，これらを固定すべくナット３５が螺着される。上記従動ギヤ３３に噛合する出力ピニオン（図示せず）を備えた前記アクチュエータ２１が，前記フランジ部２７ｂと共に前記ボルト３０により前記右端壁２ｂに固着される。
【００２６】
次に図４及び図７において，前記軸受壁２ｃには，中間軸部１８ｃを回転自在に支承する２つ割りの軸受ブッシュ３６と，この軸受ブッシュ３６の外周面に接する２つ割りの，弾性材よりなるクッションリング３７とが軸受ホルダ３７より保持される。この軸受ホルダ３７は合成樹脂製で，それに一体に形成されたリベット３９により前記軸受壁２ｃに固定される。
【００２７】
以上により，レバー軸１８は，球状軸２６，軸受ブッシュ３６及びボールベアリング３１の３点で安定良く支持され，第１，第２外側軸部１８ａ，１８ｂ及び中間軸部１８ｃの同軸性は，球状軸受２６での第１外側軸部１８ａの首振りと，軸受ブッシュ３６外周のクッションリング３７の弾性変形により確保される。
【００２８】
次に，この実施例の作用について説明する。
【００２９】
エンジンＥの低速運転時には，アクチュエータ２１によりレバー軸１８を正転方向に駆動することにより弁体８を図２に示す閉じ位置Ａに保持する。即ち，弁体８は，その弾性シール部材９をファンネル状の第２端部４ａ内周面に密接した状態に保持される。この２連弁体８，８によって第１及び第２吸気路３，４間は連続した導通状態とされるので，エンジンＥの各気筒の吸気行程では，図示しないスロットルボディで流量を制御された空気は，空気入口１ａからサージ室１０に流入すると，第１，第２吸気路３，４及び弁体８よりなる長い管路を通してエンジンＥに供給されることになる。したがって吸気マニフォルドＭの内部は低速運転に適応する低速吸気モードとなり，エンジンＥの低速出力性能を高めることができる。
【００３０】
特に，弁体８がスリーブ型であるから，第１，第２吸気路３，４及び弁体８よりなる長い管路の管壁は，全体が連続的になって吸気の乱流を生じさせず，吸気抵抗の増加を防ぎ，エンジンＥの低速出力性能の向上を図ることができる。
【００３１】
また弁体８の弾性シール部材９は，ファンネル状の第２端部４ａ内周面に自動調心されながら確実に密接することができる。しかも，その際，同心円状の複数条の環状リップ９ａがファンネル状の第２端部４ａに的確に密接するので，複数条の環状リップ９ａによるラビリンス効果により弁体８の閉鎖部の気密を保持し，サージ室２から前記管路への空気の侵入を確実に防ぐことができ，これもエンジンＥの低速出力性能の向上に寄与する。
【００３２】
また各環状リップ９ａは，ファンネル状の第２端部４ａの軸方向に突出していて，ファンネル状第２端部４ａ内周面に斜めに密接するようになっている。このような構成によれば，シールリップをファンネル状第２端部４ａの外側に向けて延出する場合と比較して，各環状リップ９ａとファンネル状第２端部４ａの内周面との接触面積が小となり，各環状リップ９ａのファンネル状第２端部４ａの内周面への張りつきを防ぐ上で有効となる。
【００３３】
さらに環状リップ９ａは，複数条（図示例では各弁体８につき３条宛）設けられており，ファンネル状第２端部４ａの外部から内部に至るまでに，環状リップ９ａとファンネル状第２端部４ａの内周面とで囲まれる環状空間が複数条介在する（図示例では２条の環状空間が介在する。）ことになる。このためラビリンス効果が高まり，シール性能が向上する。尚，３条の環状リップ９ａのうち，最外側に位置する環状リップ９ａは，２連弁体８，８の結合部の外側で連続したリップを形成しており，中間に位置する環状リップ９ａは，２連弁体８．８の結合部で接続して共通リップを形成している。（図８及び図９参照）。
【００３４】
エンジンＥの高速運転時には，アクチュエータ２１によりレバー軸１８を逆転方向に駆動することにより弁体８を図３に示す開き位置Ｂに保持する。即ち，弁体８は，ファンネル状の第２端部４ａから離間した状態に保持される。その結果，第２吸気路４は，第２端部４ａをサージ室２に直接開口させることになるから，エンジンＥの各気筒の吸気行程では，図示しないスロットルボディで流量を制御された空気は，空気入口１ａからサージ室１０に流入すると，直ちに管路が短い第２吸気路４を通してエンジンＥに吸入されることになる。したがって吸気マニフォルドＭの内部は高速運転に適応する高速吸気モードとなり，エンジンＥの高速出力性能を高めることができる。特に，第２吸気路４の入口，即ち第２端部４ａはファンネル状をなしているから，第２吸気路４への吸気の流入がスムーズとなり，吸気効率を高め，エンジンＥの高速出力性能の向上を図ることができる。このように第２吸気路４の入口をファンネル状に形成し得たことは，スリーブ型の弁体８の採用による。
【００３５】
ところで，弁体８の開閉作動は，アクチュエータ２１がレバー軸１８を正転又は逆転させ，作動レバー１９が弁体８のトラニオン１６を弁体８の摺動方向に移動させることにより行われる。その際，レバー軸１８には，作動レバー１９及び弁体８の重量による負荷モーメントが作用するが，レバー軸１８には，上記負荷モーメントに対する釣いモーメントを発生するバランスウエイト２０が設けられるので，アクチュエータ２１は，レバー軸１８を軽快に作動することができ，したがってアクチュエータ２１の小出力化，延いては小型化が可能となる。
【００３６】
しかもレバー軸１８は，サージ室２の左右両側壁２ａ，２ｂと，サージ室２の内壁に一体に形成されて２組の弁体８間に突入する軸受壁２ｃとの３点でそれぞれ支持される第１及び第２外側軸部１８ａ，１８ｂと中間軸部１８ｃと３分割されると共に，これらは前記バランスウエイト２０を介してそれぞれ一体に連結されるので，レバー軸１８の安定した支持を図りつゝ，レバー軸１８の軽量化，延いては制御弁７の軽量化を図ることができる。
【００３７】
さらに上記３点で支持されるレバー軸１８の第１，第２外側軸部１８ａ，１８ｂ及び中間軸部１８ｃの同軸性は，球状軸受２６での第１外側軸部１８ａの首振りと，軸受ブッシュ３６外周のクッションリング３７の弾性変形により確保されるので，レバー軸１８の回転摩擦抵抗の増加を抑えことができ，これもアクチュエータ２１の小出力化，延いては小型化に寄与する。
【００３８】
本発明は上記実施例に限定されるものではなく，その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。例えば，本発明は，上記４気筒以外の多気筒エンジン用にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の吸気制御装置を備える吸気マニフォルドの斜視図。
【図２】図１の２−２線断面図（制御弁の閉じ状態を示す。）。
【図３】制御弁の開き状態を示す，図２との対応図。
【図４】図２の４−４線断面図。
【図５】図４の５−５線断面図。
【図６】図４の６−６線断面図。
【図７】図４の７−７線断面図。
【図８】図４の８−８線断面図。
【図９】弁体に付設される弾性シール部材の斜視図。
【符号の説明】
【００４０】
Ａ・・・・・弁体の開き位置
Ｂ・・・・・弁体の閉じ位置
Ｅ・・・・・エンジン
Ｍ・・・・・吸気マニフォルド
１ａ・・・・空気入口
２・・・・・サージ室
３・・・・・第１吸気路
３ａ・・・・同上流端部
３ｂ・・・・同下流端部
４・・・・・第２吸気路
４ａ・・・・同上流端部
４ｂ・・・・同下流端部
７・・・・・制御弁
８・・・・・弁体
９・・・・・弾性シール部材
９ａ・・・・環状リップ
【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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【図８】
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【図９】
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