(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の吸気通路に形成され、該吸気通路の内面よりも外側へ張り出した収容部と、
前記吸気通路内に配置された吸気流制御弁本体と、
前記収容部内に配置され、前記吸気流制御弁本体を揺動可能に支持する軸部と、
前記収容部内面と前記軸部との間の隙間を覆う被覆部材と、
を具備し、
前記被覆部材は、前記吸気流制御弁本体の揺動とともに弾性変形可能な弾性材からなり、
前記被覆部材の上流側端部が前記吸気通路内面に固定される一方、下流側端部が前記吸気流制御弁本体に固定されずに前記吸気流制御弁本体上まで延在している
ことを特徴とする内燃機関の吸気装置。
【請求項２】
請求項１に記載された内燃機関の吸気装置であって、
前記被覆部材は、吸気上流側の前記吸気通路内面と前記吸気流制御弁本体上とにわたって配置された板状体からなる
ことを特徴とする内燃機関の吸気装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載された内燃機関の吸気装置であって、
前記軸部に、前記吸気流制御弁本体の一端側が固定される
ことを特徴とする内燃機関の吸気装置。
【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する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車のエンジンなどの内燃機関においては、内燃機関の燃焼室内へ案内される吸入空気のタンブル流やスワール流を発生させるために、吸気管内に吸気流制御弁が設けられている。吸気流制御弁はシャフトに固定されており、シャフトの回転に伴い揺動するようになっている。
【０００３】
吸気流制御弁とシャフトとの取付構造や作動機構は、種々のものが提供されている。その一例として、シャフトが吸気管の径方向中央部に配置され、このシャフトに吸気流制御弁の幅中央部が固定された構成がある。ところが、このような構成においては、シャフトが吸気管の中央に配置されているため、シャフト自体が吸気流動を阻害してしまう。
【０００４】
吸気流動の阻害を回避し得る装置として、例えば特許文献１に記載の内燃機関の吸気装置がある。この内燃機関の吸気装置は、吸気通路に形成され、ガイド溝を有す格納部と、一端部側がガイド溝に沿って移動可能な吸気制御弁と、吸気制御弁の他端部側に揺動自在に連結した仕切り板と、仕切り板に連結されたシャフト部材とを具備している。ここで、内燃機関が高負荷となる場合には、シャフト部材を収縮して仕切り板および吸気制御弁を格納部に格納して、吸入空気の流量の低下を抑制するようにしている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−７０８７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載される内燃機関の吸気装置においては、吸気制御弁および仕切り板の位置を制御するシャフト部材が吸気通路の底部を貫通して配置されているため、この構造が複雑であり、製造コストを増大させてしまう。さらに、シャフト部材と格納部との間は、構造上、隙間が存在するはずであるが、この隙間を閉塞することについて何ら考慮されていない。そのため、吸気制御弁の開時においては、上流からの吸気流がこの隙間を通って下流へと至ることとなり、タンブル流やスワール流を効果的に発生させているとはいい難い。
【０００７】
そこで、本発明は、前述した問題に鑑み提案されたもので、簡易な構造にて、吸気制御弁の全開時における吸気流量の低下を抑制することができると共に、吸気制御弁の閉時にはタンブル流やスワール流といった吸気流を効果的に発生させることができる内燃機関の吸気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】
【０００８】
上述した課題を解決する本発明に係る内燃機関の吸気装置は、内燃機関の吸気通路に形成され、該吸気通路の内面よりも外側へ張り出した収容部と、前記吸気通路内に配置された吸気流制御弁本体と、前記収容部内に配置され、前記吸気流制御弁本体を揺動可能に支持する軸部と、前記収容部内面と前記軸部との間の隙間を覆う被覆部材と、を具備し、前記被覆部材が、前記吸気流制御弁本体の揺動とともに弾性変形可能な弾性材からなり、前記被覆部材の上流側端部が前記吸気通路内面に固定される一方、下流側端部が前記吸気流制御弁本体に固定されずに前記吸気流制御弁本体上まで延在していることを特徴とする。
本発明に係る内燃機関の吸気装置によれば、被覆部材により収容部内面と軸部との間の隙間が覆われるので、吸気流制御弁本体の閉時には内燃機関の燃焼室内にてタンブル流やスワール流といった吸気流を効果的に発生させることができる。
本発明に係る内燃機関の吸気装置によれば、被覆部材が吸気流制御弁本体の揺動に追従するので、収容部内面と軸部との間の隙間を効果的に塞ぐことができる。
【００１０】
本発明に係る内燃機関の吸気装置は、上述した内燃機関の吸気装置であって、前記被覆部材が、吸気上流側の前記吸気通路内面と前記吸気流制御弁本体上とにわたって配置された板状体からなることを特徴とする。
本発明に係る内燃機関の吸気装置によれば、吸気流制御弁本体の全開時には、被覆部材が吸気管内部に突出せずに配置されるため、吸気流の阻害が生じない。
【００１１】
本発明に係る内燃機関の吸気装置は、上述した内燃機関の吸気装置であって、前記軸部に、前記吸気流制御弁本体の一端側が固定されることを特徴とする。
本発明に係る内燃機関の吸気装置によれば、吸気流制御弁本体の揺動のための空間、すなわち吸気流制御弁本体が揺動したときに該吸気流制御弁本体の端部と収容部内面との接触を回避するための空間を収容部内に設ける必要が無くなる。さらに、軸部を収容部の内面近傍に配置することができる。よって、収容部の容積を極力小さくして、収容部自体の省スペース化を図ることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、簡易な構造にて、吸気流制御弁本体の全開時における吸気流量の低下を抑制することができると共に、吸気流制御弁本体の閉時には内燃機関の燃焼室内にてタンブル流やスワール流といった吸気流を効果的に発生させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下に、本発明に係る内燃機関の吸気装置を実施するための最良の形態を実施例に基づき具体的に説明する。
【実施例１】
【００１４】
図１〜図３は、本発明の第１の実施例に係る内燃機関の吸気装置を概略的に示す図である。図１（ａ）は吸気装置が閉状態の場合の内燃機関の燃焼室付近の構造を示す断面図であり、図１（ｂ）は同閉状態の場合の吸気装置を吸気流上流側から見た断面図である。図２（ａ）は吸気装置が開状態の場合の内燃機関の燃焼室付近の構造を示す断面図であり、図２（ｂ）は同開状態の場合の吸気装置を吸気流上流側から見た断面図である。図３は吸気装置のプレートを外し、吸気装置が閉状態の場合の内燃機関の燃焼室付近の構造を示す断面図である。なお、図１（ａ）中および図２（ａ）中における矢印線は吸入空気の流れを示すものである。
【００１５】
本発明の第１の実施例に係る内燃機関の吸気装置は、図１，２に示すように、車両に搭載されるエンジン（火花点火式ガソリンエンジン）１１の近傍に設けられる。このエンジン１１ではシリンダブロック１２上にシリンダヘッド１３が締結される。このシリンダブロック１２のシリンダ内には、ピストン１４が上下動自在に挿入される。なお、図ではシリンダ及びピストン１４は１つのみ描かれているが、エンジン１１が４気筒エンジンの場合は、シリンダブロック１２に４つのシリンダが直列に形成され、各シリンダにそれぞれピストンが挿入される。シリンダブロック１２の下部にはクランクシャフト（図示せず）が回転自在に支持され、このクランクシャフトと各ピストン１４とがコネクティングロッド１５によりそれぞれ連結される。
【００１６】
シリンダブロック１２とシリンダヘッド１３とピストン１４によって燃焼室１６が構成される。シリンダヘッド１３には、吸気ポート１７および排気ポート１８が形成されている。これら吸気ポート１７および排気ポート１８は、燃焼室１６内に連通される。吸気ポート１７、排気ポート１８の開口端は、吸気バルブ１９、排気バルブ２０により開閉が行われる。
【００１７】
吸気ポート１７にはインテークマニホールド２１を介して吸気管（図示せず）が連結され、排気ポート１８にはエキゾーストマニホールド２２を介して排気管（図示せず）が連結される。インテークマニホールド２１のポート寄りの下部には、内面２１ａよりも外側へ張り出した（外側へ向けて膨出して突起状をなす）収容部２３が形成される。この箇所に収容部２３を設けることで、シリンダヘッド１３に設ける場合と比較して容易であり製造コストの増加を抑制することができる。吸気管およびインテークマニホールド２１ならびに吸気ポート１７からなる吸気通路を通って燃焼室１６内に吸入空気４０が案内される。
【００１８】
収容部２３内には、吸気流制御弁（本実施例ではタンブルコントロールバルブ：以下ＴＣＶと呼ぶ）２４が設けられる。ＴＣＶ２４は、インテークマニホールド２１内の通路の下部を閉塞可能な板状のバルブ本体２５と、このバルブ本体２５を揺動可能に支持する軸部２６とを有する。軸部２６は、収容部２３内で、左右方向（図１（ｂ）の左右方向）に沿って配置されている。軸部２６には、バルブ本体２５の一端部２５ａ側が固定されている。バルブ本体２５は、閉位置（図１参照）と開位置（図２参照）との間で、軸部２６の回動に伴って揺動する。バルブ本体２５が閉位置にあるときは、インテークマニホールド２１内の通路の下部が閉塞され、上部が開放された状態となる（図１（ｂ）参照）。この開放された上部を吸入空気４０が通過することで、燃焼室１６内にはタンブル流が生成される。
【００１９】
なお、ＴＣＶ２４は、エンジンの電子制御ユニットであるＥＣＵ３１に接続されており、このＥＣＵ３１によりバルブ開度が制御されるようになっている。ＥＣＵ３１は、ＴＣＶ２４の作動制御のほか、シリンダヘッド１３に装着された点火プラグ２８による点火時期など、エンジンの総合的な制御を行う。
【００２０】
バルブ本体２５の一端部２５ａ側が軸部２６に固定され、且つ、軸部２６が収容部２３内に配置されることで、バルブ本体２５の揺動のための空間、すなわち、バルブ本体２５が揺動したときにバルブ本体２５の自由端部（反軸部側端部）と収容部２３の内面２３ａとの接触を回避するための空間を収容部２３内に設ける必要が無くなる。さらに、軸部２６を収容部２３の内面２３ａ近傍に配置することができる。よって、収容部２３の容積を極力小さくして、収容部２３自体の省スペース化を図ることができる。
【００２１】
ＴＣＶ２４の吸気流上流側には、プレート（被覆部材）２７が取り付けられている。このプレート２７は、弾性材（例えばステンレスや樹脂など）からなる板状体である。プレート２７は、インテークマニホールド２１の内面２１ａとバルブ本体２５上とにわたって配置されている。プレート２７の上流側端部（固定端）２７ａは、インテークマニホールド２１の内面２１ａに固定されている。一方、プレート２７の下流側端部（自由端）２７ｂは、バルブ本体２５上まで延在しているが、バルブ本体２５には固定されていない。このプレート２７により、収容部２３の内面２３ａと軸部２６との間の隙間３５が覆われる。
【００２２】
ＴＣＶ２４が図２に示す全開状態から図１に示す閉状態へと作動するとき、バルブ本体２５は軸部２６の回動により閉方向に揺動し、吸気通路（インテークマニホールド２１内部）の下部を塞ぐ。このとき、プレート２７は、固定端２７ａを支点として、自由端２７ｂ側がバルブ本体２５の動作に追従して弾性変形する。より詳しくは、バルブ本体２５が閉方向に揺動するとき、プレート２７は、その自由端２７ｂ側がバルブ本体２５の表面を滑りつつ弾性変形する。このようなＴＣＶ２４の作動中、バルブ本体２５の表面にはプレート２７が弾性によって押し付けられるので、バルブ本体２５とプレート２７との間にはほとんど隙間が生じない。
【００２３】
そして、収容部２３の内面２３ａと軸部２６との間の隙間３５は、プレート２７で常時塞がれた状態にあり、プレート２７の上流側からの吸気流が隙間３５を通過することはない。すなわち、上流側から隙間３５を通って収容部２３内へ入り込む、図３に示すような吸気流は、プレート２７によって阻止される。これにより、バルブ本体２５上方を通過する吸気流がより強化されると共に、タンブル流の生成に悪影響を与え得る気流（隙間３５を通過する気流）が阻止されるので、燃焼室１６内で効果的にタンブル流を生成させることができる。
【００２４】
続いて、ＴＣＶ２４が図１に示す閉状態から図２に示す全開状態へと作動するとき、バルブ本体２５は軸部２６の回動により開方向に揺動し、吸気通路（インテークマニホールド２１内部）を開放する。このとき、プレート２７は、固定端２７ａを支点として、自由端２７ｂ側がバルブ本体２５の動作に追従して弾性変形する。より詳しくは、バルブ本体２５が開方向に揺動するとき、プレート２７は、その自由端２７ｂ側がバルブ本体２５の表面を滑りつつ弾性変形する。このようなＴＣＶ２４の作動中、バルブ本体２５の表面にはプレート２７が弾性によって押し付けられるので、バルブ本体２５とプレート２７との間にはほとんど隙間が生じない。
【００２５】
そして、収容部２３の内面２３ａと軸部２６との間の隙間３５は、プレート２７で常時塞がれた状態にあり、プレート２７の上流側からの吸気流が隙間３５を通過することはない。さらに、バルブ本体２５および軸部２６は収容部２３内に格納される上に、プレート２７がインテークマニホールド２１の内面２１ａに沿って配置されるため、収容部２３近傍にて面一な状態となって、インテークマニホールド２１内で吸気流を阻害する阻害物が無くなり、吸入空気４０がインテークマニホールド２１の上流側からプレート２７およびバルブ本体２５上を滑らかに通過して燃焼室１６内に案内される。よって、バルブ本体２５の全開時における吸気流量の低下を抑制することができる。
【００２６】
上述した収容部２３は、インテークマニホールド２１における、燃焼室１６の側壁をなすシリンダヘッド１３の延長側に形成される。これにより、バルブ本体２５によりインテークマニホールド２１を閉塞した場合に、燃焼室１６にてタンブル流をより確実に発生させることができる。
【００２７】
なお、上記では、エンジン１１の燃焼室１６内にてタンブル流を効果的に生成するＴＣＶ２４を具備する内燃機関の吸気装置を用いて説明したが、このＴＣＶ２４のバルブ本体２５の形状を変えて、内燃機関の燃焼室にてスワール流を効果的に生成するスワールコントロールバルブを具備する内燃機関の吸気装置としても良い。このような内燃機関の吸気装置であっても、上述した内燃機関の吸気装置と同様、簡易な構造にて、スワールコントロールバルブのバルブ本体の全開時における吸気流量の低下を抑制することができると共に、前記バルブ本体の閉時にはエンジンの燃焼室内にてスワール流などの吸気流を効果的に発生させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の第１の実施例に係る内燃機関の吸気装置が開状態の場合を概略的に示す図である。
【図２】本発明の第１の実施例に係る内燃機関の吸気装置が閉状態の場合を概略的に示す図である。
【図３】本発明の第１の実施例に係る内燃機関の吸気装置のプレートを外し、吸気装置が閉状態の場合を概略的に示す図である。
【符号の説明】
【００２９】
１１    エンジン
１２    シリンダブロック
１３    シリンダヘッド
１４    ピストン
１５    コネクティングロッド
１６    燃焼室
１７    吸気ポート
１８    排気ポート
１９    吸気バルブ
２０    排気バルブ
２１    インテークマニホールド
２２    エキゾーストマニホールド
２３    収容部
２４    吸気流制御弁（ＴＣＶ）
２５    バルブ本体
２６    軸部
２７    プレート
２８    点火プラグ
３１    電子制御ユニット
３５    隙間
４０    吸入空気
【図１】
0004735609.tif 000002
【図２】
0004735609.tif 000003
【図３】
0004735609.tif 000004