(57)【要約】【課題】  空気配管内の空気流速を制限するために空気配管内を通過する空気の流れと交差する傾斜姿勢と空気の流れと並行した並行姿勢との間で姿勢変更可能な仕切り部材を有する流速調節装置において、空気配管内に仕切り部材等の部材が実質的に存在しない開放状態を実現可能で、且つ、特別なアクチュエータを必要としない流速調節装置を提供する。【解決手段】  仕切り部材６が、空気配管３ａ内を通過する空気の力によって傾斜姿勢から並行姿勢に回動操作され、空気配管３ａの周壁側に移動操作されるように構成した。【選択図】        図１
2005240598.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気配管内の空気流速を調節するために前記空気配管内を通過する空気の流れと交差する傾斜姿勢と空気の流れと並行した並行姿勢との間で姿勢変更可能な仕切り部材を有する流速調節装置であって、
前記仕切り部材が、前記空気配管内を通過する空気の力によって前記傾斜姿勢から前記並行姿勢に回動操作され、前記空気配管の周壁側に移動操作されるように構成されている流速調節装置。
【請求項２】
前記仕切り部材が、前記空気配管内を通過する空気の流速の増加に応じて、前記空気配管内を通過する空気の流れと交差する傾斜姿勢から空気の流れと並行した並行姿勢に回動軸芯周りで回動操作され、引き続き、前記空気配管内の初期位置から前記空気配管の周壁側に位置する退避位置まで前記回動軸芯と共にスライド移動操作されるように構成されている請求項１に記載の流速調節装置。
【請求項３】
前記仕切り部材を前記傾斜姿勢に付勢する付勢手段が設けられており、空気の流れ方向に関して前記回動軸芯より下流側の風圧面積が上流側の風圧面積より大きくなるように設定されている請求項２に記載の流速調節装置。
【請求項４】
前記仕切り部材は前記空気配管内を通過する空気から揚力を受ける翼断面形状を有し、前記揚力に基づいて前記スライド移動が実現される請求項２または３に記載の流速調節装置。
【請求項５】
前記スライド移動に際して前記仕切り部材を前記並行姿勢に保持する角度保持機構が設けられている請求項２から４のいずれか一項に記載の流速調節装置。
【請求項６】
前記仕切り部材を前記空気配管の周壁側に保持する位置保持機構が設けられている請求項２から５のいずれか一項に記載の流速調節装置。
【請求項７】
前記仕切り部材の前記周壁側への前記移動操作が前記回動操作と同時に行われるように構成されている請求項１に記載の流速調節装置。
【請求項８】
前記仕切り部材を前記傾斜姿勢に付勢する付勢手段が設けられており、前記仕切り部材の回動軸芯は、空気の流れ方向に沿った視点から見て前記回動軸芯より前記周壁側への移動方向側の風圧面積が、前記回動軸芯より前記移動方向と反対側の風圧面積より大きくなるように設定されている請求項７に記載の流速調節装置。
【請求項９】
前記仕切り部材は前記空気配管内を通過する空気から揚力を受ける翼断面形状を有し、前記揚力に基づいて前記仕切り部材が前記周壁側に回動操作され且つ前記周壁側に保持される請求項７または８に記載の流速調節装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気配管内の空気流速を調節するために前記空気配管内を通過する空気の流れと交差する傾斜姿勢と空気の流れと並行した並行姿勢との間で姿勢変更可能な仕切り部材を有する流速調節装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の流速調節装置としては、本発明に関連する先行技術文献情報として下記に示す特許文献１がある。
この特許文献１に記された流速調節装置は、内燃機関の燃焼室に通じる吸気マニホールドの内部通路を開閉するためのバタフライ型の円形弁体が仕切り部材として備えられている。この弁体は吸気マニホールド断面内の中心付近に設けられた軸芯周りで回動することで、吸気マニホールドの通路を閉塞したり開放したりすることができ、これによって燃焼室内での燃焼状態が制御される。また、弁体は電気制御装置に接続されたバルブアクチュエータによって回転駆動される構成となっている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−１６９５２４号公報（段落番号００２０〜００２５、図１、図１２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の従来技術による流速調節装置では、仕切り部材（弁体）は、開放姿勢においても吸気マニホールド内の中心付近に残存しているために、燃焼室内に流れ込む空気の流れに対して障害となっている。また、上記の従来技術における流速調節装置の仕切り部材（弁体）は、電気制御装置に接続されたアクチュエータによって駆動される必要があり、内燃機関の軽量化や簡素化を阻害する要因の一つになっている。
したがって本発明の目的は、前述した従来技術の有する欠点に鑑み、吸気マニホールド（空気配管）内に仕切り部材等の部材が実質的に存在しない開放状態を実現可能で、且つ、特別なアクチュエータを必要としない流速調節装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の第１の特徴構成は、空気配管内の空気流速を調節するために前記空気配管内を通過する空気の流れと交差する傾斜姿勢と空気の流れと並行した並行姿勢との間で姿勢変更可能な仕切り部材を有する流速調節装置であって、前記仕切り部材が、前記空気配管内を通過する空気の力によって前記傾斜姿勢から前記並行姿勢に回動操作され、前記空気配管の周壁側に移動操作されるように構成されている点にある。
したがって、本発明の第１の特徴構成による流速調節装置では、仕切り部材が例えば内燃機関の燃焼室の負圧などによって自然に発生する空気の力によって傾斜姿勢から並行姿勢に回動し、空気配管の周壁側に移動するので、特別なアクチュエータを設けることなく仕切り部材を姿勢変更させることができ、しかも、仕切り部材は空気配管の周壁側に移動するので、空気配管内に仕切り部材等の部材が実質的に存在しない開放状態が実現される。
【０００６】
より具体的には、前記仕切り部材が、前記空気配管内を通過する空気の流速の増加に応じて、前記空気配管内を通過する空気の流れと交差する傾斜姿勢から空気の流れと並行した並行姿勢に回動軸芯周りで回動操作され、引き続き、前記空気配管内の初期位置から前記空気配管の周壁側に位置する退避位置まで前記回動軸芯と共にスライド移動操作される構成としても良い。このような構成にすれば、仕切り部材は流速の増加に応じて第１ステップとして傾斜姿勢から流れに対して並行姿勢に回動する。この段階では仕切り部材自身は未だ空気配管内の中心付近の初期位置に存在する。そして、第２ステップとして、仕切り部材は空気配管内の初期位置から空気配管の周壁側に位置する退避位置までスライド移動し、最終的に空気配管内に仕切り部材等の部材が実質的に存在しない開放状態が実現される。
【０００７】
特に、内燃機関の始動時など前記空気管内を流通する空気量が少ない時には、前記仕切り部材を前記傾斜姿勢に付勢する付勢手段が設けられており、空気の流れ方向に関して前記回動軸芯より下流側の風圧面積が上流側の風圧面積より大きくなるように設定されている構成とすることが可能である（尚、本明細書中では、前記仕切り部材において、空気の流れによる圧力（動圧）を受ける幾何学的な面積を風圧面積と呼ぶ）。このように構成すれば、内燃機関のアイドリング時など、空気の流速が小さく、同時に吸気量も少なくて済む時には、仕切り部材に作用する風圧が非常に小さいので、仕切り部材は付勢手段によって空気の主な流れ方向から傾斜した傾斜姿勢が現出されている。そして、空気の流速が或る程度まで大きくなると、仕切り部材は、回動軸芯の前後における風圧面積の差異に基づいて回動軸芯より下流側の部位に対してより強く働く風圧によって、仕切り部材の前後端を周壁から引き離し該前後端を流れに平行とする方向の回動トルクが仕切り部材に作用するので、仕切り部材は付勢手段の付勢力に抗して空気の流れと並行した並行姿勢に向かって回動操作され始める。空気の流速がさらに大きくなると、仕切り部材は空気の流れと並行した並行姿勢となり、空気の流速が或る範囲にある間は仕切り部材はこの並行姿勢で保持される。これは、この並行姿勢が、仕切り部材に作用する空気抵抗が最も小さく、安定した状態であるからである。
【０００８】
さらに、前記仕切り部材は前記空気配管内を通過する空気から揚力を受ける翼断面形状を有し、前記揚力に基づいて前記スライド移動が実現される構成とすることが可能である。同時に、前記仕切り部材を前記初期位置に位置させるよう付勢する付勢手段を設けることが可能である。このように構成すれば、空気の流速が或る程度までであれば、仕切り部材は付勢手段によって初期位置に保持されているが、空気の流速が更に大きくなると、仕切り部材は空力学的に安定した並行姿勢を維持したまま、揚力に基づき付勢手段の付勢力に抗して初期位置から空気配管の周壁側の退避位置にスライド移動される。
【０００９】
特に、前記スライド移動に際して前記仕切り部材を前記並行姿勢に機械的に保持する角度保持機構を設けることが可能である。このように構成すれば、スライド移動の途中の段階およびスライド移動を完了した段階において、仕切り部材が空気配管内を通過する空気の脈動などによって回動或いは振動することを抑制することができる。
【００１０】
さらに、前記仕切り部材を前記空気配管の周壁側に保持する位置保持機構を設けることが可能である。このように構成すれば、仕切り部材が空気配管の周壁側により確実に保持されるので、仕切り部材が空気配管内を通過する空気流の脈動などによって振動することを抑制することができる。
【００１１】
或いは、より具体的には、前記仕切り部材の前記周壁側への前記移動操作が前記回動操作と同時に行われるように構成することが可能である。このように構成すれば、仕切り部材は流速の増加に応じて実質的に回動操作のみの１ステップで空気配管の周壁側に退避した退避位置に切り換えられ、空気配管内に仕切り部材等の部材が実質的に存在しない開放状態が実現される。
【００１２】
特に、前記仕切り部材を前記傾斜姿勢に付勢する付勢手段が設けられており、前記仕切り部材の回動軸芯は、空気の流れ方向に沿った視点から見て前記回動軸芯より前記周壁側への移動方向側の風圧面積が、前記回動軸芯より前記移動方向と反対側の風圧面積より大きくなるように設定されている構成とすることが可能である。このように構成すれば、内燃機関のアイドリング時など、空気の流速が小さく、同時に吸気量も少なくて済む時には、仕切り部材に作用する風圧が非常に小さいので仕切り部材は付勢手段によって傾斜姿勢に保持されており、空気の流速が大きくなると、風圧面と回動軸芯の位置関係により、回動軸芯に回動トルクが生じる。この時、回動軸芯が上記構成（配置）にあることにより、前記回動トルクの総和が反時計周りに作用するので、仕切り部材は、前記付勢手段による付勢力に抗して、空気の流れと並行し且つ空気配管の周壁側に退避した退避位置に向けて回動軸芯周りで回動操作される。
【００１３】
さらに、前記仕切り部材は前記空気配管内を通過する空気から揚力を受ける翼断面形状を有し、前記揚力に基づいて前記仕切り部材が前記周壁側に回動操作され且つ前記周壁側に保持される構成とすることが可能である。このように構成すれば、仕切り部材は空気から受ける揚力によってより効果的に周壁側に向けて回動操作される。また、一旦周壁側に到達した後には、仕切り部材は空気から受ける揚力によって周壁側により確実に保持されるので、仕切り部材が空気配管内を通過する空気流の脈動などによって振動することを抑制することができる。
【００１４】
本発明によるその他の特徴および利点は、以下図面を用いた実施形態の説明により明らかになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
（第１実施形態）
本発明の一つの好適な実施形態について図面に基づいて解説する。尚、第１実施形態の仕切り部材は、流速の増加に応じて第１ステップとして先ず並行姿勢に回動し、次に、第２ステップとして、空気配管の周壁側に退避した退避位置にスライド移動することで、最終的に、空気配管内に仕切り部材等の部材が実質的に存在しない開放状態を実現するものである。
【００１６】
図１は内燃機関１のシリンダ２内に空気を供給するインテークマニホールド３（空気配管の一例）の付近を示す。
シリンダ２内に設けられたピストンが下降するとシリンダ２内に負圧が発生し、この負圧の働きで空気（外気）がインテークマニホールド３の内部通路３ａから開放中のエンジンヘッドバルブ４を経てシリンダ２内に供給される。
インテークマニホールド３の内部通路３ａにはエンジン回転数に応じて空気の流速を制限するための流速調節装置５Ａが設けられている。図１（イ）に示すように、流速調節装置５Ａは、内部通路３ａを実質的に遮断可能な板状の仕切り部材６からなる。図２から図４に示すように、仕切り部材６の左右端部からはそれぞれ円柱状の軸部材７が突出しており、軸部材７は円の一部を直線によって切り取った断面形状を有する。すなわち、軸部材７の外周は円弧状部と円弧状部の両端を接続する直線部とからなる。
【００１７】
また、インテークマニホールド３の内部通路３ａには軸部材７を受け入れる溝部８が形成されている。溝部８は、下端８ａと下端８ａの上方で且つ下端８ａから若干下流側に変位した上端８ｂとを有する内部通路３ａの軸芯に対して傾斜した直線状の長孔からなる。また、前記長孔を構成する下流側の直線部には、軸部材７の角度姿勢を規制する肩部８Ｃが形成されている。但し、下端８ａにおける軸部材７の回動が許されるように、肩部８Ｃは溝部８の下端８ａより若干上方に下方終端を有する。
仕切り部材６の軸部材７は、ピストンの下降に基づく空気の流れに関して軸部材７（軸部材７の軸芯は仕切り部材６の回動軸芯と一致する）より下流側の風圧面積が軸部材７より上流側の風圧面積より大きく、且つ、軸部材７が仕切り部材６の重心Ｇよりも下流側に位置するように配置されている。また、図１（ロ）と図１（ハ）に良く示されるように、仕切り部材６は内部通路３ａを通過する空気から上向きの揚力を受ける翼状の断面形状（以降、翼断面形状と称する）を有する。尚、本明細書中において、風圧面積は前記仕切り部材において、空気の流れによる圧力（動圧）を受ける幾何学的な面積を意味する。
【００１８】
そこで、エンジン停止中やアイドリング中などの内部通路３ａにおける空気流速がゼロ又は非常に小さい時には、図１（イ）及び図２に示すように、仕切り部材６の軸部材７は自重によって溝部８の下端８ａ（初期位置）にあり、同時に、仕切り部材６の重心Ｇの位置が軸部材７より上流側に変位しているために、この軸部材７から変位した重心Ｇに作用する回動トルクにより、仕切り部材６の前端が内部通路３ａの下面に接触または最も近接した閉塞姿勢（傾斜姿勢の一例）を取っている。このように、アイドリング時等には、仕切り部材６を傾斜姿勢に維持して、内部通路３ａを閉じる必要があるが、本実施形態では、その付勢手段として重力を用いる。この時、仕切り部材６は水平から例えば約４５°だけ傾いている。そして、この閉塞姿勢における仕切り部材６は、内部通路３ａを或る程度閉塞することで、インテークマニホールド３を介してシリンダ２内に流入する吸気速度を速め、シリンダ２内に縦渦を形成することによって燃焼状態を改善する役目を果たす。また、閉塞姿勢において傾斜した仕切り部材６の上端と内部通路３ａの上壁面との間に存在する空隙部Ｓ１は、アイドリング中に必要な少量の空気をシリンダ２内に供給し、且つ流路断面積を減ずることで流速を速める働きをする。ところで、前述したように、仕切り部材６の軸部材７は、軸部材７より下流側の風圧面積が上流側の風圧面積より大きくなるように配置されている。
【００１９】
したがって、エンジン回転数が高まり、内部通路３ａにおける空気流速が次第に増加すると、軸部材７より下流側の風圧面積が上流側の風圧面積より大きいために、軸部材７より下流側の部位が上流側の部位よりも大きな風圧を受け、この風圧の差によって仕切り部材６を反時計回りに回動操作する回動トルクが発生し、軸部材７から変位した重心Ｇに作用する時計回りの回動トルクよりもこの風圧による反時計回りの回動トルクが大きくなった時に、仕切り部材６に加えられる回動トルクの総和が反時計回りとなるため、軸部材７が溝部８の下端８ａで反時計方向に回動し、図１（ロ）及び図３に示すように、仕切り部材６は先ずその断面形状が空気の流れに沿った姿勢で空気の流通を許すが仕切り部材６自身が未だ内部通路３ａの中心付近（初期位置）に存在する中間開放姿勢（並行姿勢の一例）に軸部材７を回動軸芯として回動操作される。
尚、仕切り部材６の回動操作は、軸部材７の外周の一部に設けた前記直線部（角度保持機構の一例）が肩部８Ｃ（角度保持機構の一例）と接当することによって所定の位置で規制されるため、仕切り部材６の前端が水平姿勢よりも上方まで引き上げられることはない。ただし、風圧面積の大きな軸部材７よりも下流側の部位が軸部材７の後方で空気の流れと並行となるので、このような角度保持機構が設けられていなくても、仕切り部材６はほぼ水平姿勢に安定保持される傾向を有する。
【００２０】
そして、エンジン回転数がさらに高まり、内部通路３ａにおける空気流速がさらに増加すると、仕切り部材６はその翼断面形状に基づいて空気から上向きの揚力を受けるために、軸部材７が溝部８内を斜め上方に摺動移動することによって、図１（ハ）及び図４に示すように、初期位置から内部通路３ａの上方の周壁側に退避した完全開放姿勢（退避位置の一例）にスライド移動操作される。
仕切り部材６が周壁側に移動したあとは、インテークマニホールド３の壁面内に埋没している軸部材７も含めて内部通路３ａの中央付近に存在しないため、最大の空気流速を確保できる。
尚、軸部材７が溝部８内をスライド移動する際、肩部８Ｃと軸部材７の間に設けられた前記角度保持機構の作用によって、仕切り部材６は水平姿勢（並行姿勢）に保持されている。
また、溝部８が、上方の部位ほど下流側に位置する、全体として空気の流れ方向に対して傾斜した形状を有するのは、仕切り部材６の完全開放姿勢への移動を容易にするためである。
【００２１】
内部通路３ａの上面には仕切り部材６を受け入れるための凹部３ｂ（位置保持機構の一例）が設けられている。凹部３ｂは仕切り部材６がより上方の位置まで退避可能にすることによって仕切り部材６が完全開放姿勢（退避位置）を取っている際の内部通路３ａの開放された断面積を出来るだけ大きく確保する役目を果たすが、同時に、退避位置にある仕切り部材６と内部通路３ａの上面との間に少量の空気が流通可能な間隙Ｓ２を確保することによって、仕切り部材６の下方を通過する空気の流れと仕切り部材６の上方を通過する空気の流れとの相互作用によって仕切り部材６に対する揚力を発生させ、その結果として仕切り部材６を退避位置に保持する位置保持機構の役目をも果たす。前記位置保持機構は、特に仕切り部材６が内部通路３ａを通過する空気流の脈動などによって回動或いは振動することを抑制する機能を果たす。
【００２２】
尚、仕切り部材６を退避位置に保持するための位置保持機構としては、上記の空力学的な構成のみに頼ることも可能であるが、他に、図１に例示されるように、仕切り部材６を磁性金属で形成し、内部通路３ａの上面に電磁石９ａを設置することで、仕切り部材６の全部あるいは一部を電磁石９ａの磁力によって退避位置に保持する構成を併用することもできる。また、内部通路３ａの下面にも電磁石９ｂを設置することで、仕切り部材６を電磁石９ｂの磁力によってより確実に閉塞姿勢に保持するように構成することもできる。電磁石９ａ及び電磁石９ｂは各々仕切り部材６の姿勢切り換えタイミングと同期した形で制御装置によって励磁される。尚、位置保持機構として電磁石９ａのみを用い、揚力発生用の凹部３ｂを省略することも可能である。但し、この場合でも仕切り部材６を内部通路３ａの本来の通風領域から完全に退避させるために受け入れる凹部は必要である。さらに、位置保持機構としては、内部通路３ａの所定箇所を負圧タンクと配管で接続することで仕切り部材６の前端や後端を負圧によって引き寄せる構成としても良い。
【００２３】
図１（ハ）及び図４の状態から、エンジン回転数が次第に低下すると、内部通路３ａにおける空気流速が低下して、仕切り部材６が受ける風圧及び風圧によって発生する揚力が減少するため、仕切り部材６は自重の作用で溝部８内を並行姿勢のまま退避位置から下方に摺動移動して、遂には図１（ロ）及び図３に示すように溝部８の下端８ａ（初期位置）に到達し、エンジン回転数がさらに低下して内部通路３ａにおける空気流速がさらに低下すると、最終的に仕切り部材６は軸部材７から変位した重心Ｇに作用する回動トルクで軸部材７を回動軸芯として時計方向に回動して、最終的に図１（イ）及び図２に示す閉鎖姿勢に切り替わる。
【００２４】
尚、仕切り部材６を退避位置まで案内する溝部は、図５に示すような肩部の省略された単純で加工が容易な長孔形状とすることも可能である。すなわち、仕切り部材６は、内部通路３ａを流れる空気の流速が一定の値を超えていれば、水平な姿勢が最も安定する翼断面形状を有するので、必ずしも上述のような角度保持機構が設けられていなくても、内部通路３ａを流れる空気の作用によって所定の流速に並行な開放姿勢に保持されるし、この並行な姿勢を保持したままで退避位置まで移動可能である。
また、内部通路３ａの断面形状は図１から図４の実施形態のような横長の長円形に限らず、図６に示すような円形であっても良い。図６において、閉鎖姿勢における仕切り部材６が実線で、完全開放姿勢（退避位置）における仕切り部材６が二点鎖線で示されている。
【００２５】
（第２実施形態）
本発明のもう一つの好適な実施形態である第２実施形態について図面に基づいて解説する。第２実施形態の仕切り部材は、流速の増加に応じて回動操作のみの１ステップで空気配管の周壁側に退避した退避位置に切り換えられる、言い換えれば、空気の力によって傾斜姿勢から並行姿勢への回動操作と空気配管の周壁側への移動操作とが同時に行われ、空気配管内に仕切り部材等の部材が実質的に存在しない開放状態を実現するものである。
【００２６】
図７に示された流速調節装置５Ｂは、内部通路３ａを実質的に遮断可能な例えば半円筒状の仕切り部材１６からなる。仕切り部材１６の左右端部からはそれぞれ円柱状の軸部材１７が突出しており、これらの軸部材１７は、図８及び図９に示すように、インテークマニホールド３の内部通路３ａに形成された一対の孔１８内に回転自在に支持されている。この一対の孔１８は第１実施形態における溝部８のような長孔状ではないので、軸部材１７は孔１８内での回動を許されるのみであり、内部通路３ａ内で移動することはない。
仕切り部材１６を構成する半円筒の中で左右の中心を含む円周に沿った長さに関して約５０％を占める作用部１６ａは、第１実施形態における仕切り部材６と同様の、内部通路３ａを通過する所定流速の空気から上向きの揚力を受ける翼断面形状を有する。そして、作用部１６ａの両端からは単純な矩形の断面を有する被支持部１６ｂが延出し、この被支持部１６ｂの先端に軸部材１７が取り付けられている。第１実施形態と異なり、軸部材１７は仕切り部材１６の作用部１６ａから空気の流れに関して下流側に離間した位置にある。
【００２７】
軸部材１７（軸部材１７の軸芯は仕切り部材１６の回動軸芯と一致する）は仕切り部材１６の重心Ｇ´よりも十分に下流側に変位した位置に配置されている。従って、エンジン停止中やアイドリング中などの内部通路３ａにおける空気流速が非常に小さい又はゼロの時には、仕切り部材１６の重心Ｇ´の位置が軸部材１７より上流側に変位しているために、軸部材１７から変位した重心Ｇ′に作用する回動トルクにより、図７（イ）及び図９（イ）に示すように、仕切り部材１６の前端が内部通路３ａの下面に接触または最も近接した閉鎖姿勢（傾斜姿勢の一例）を取っている。すなわち、ここでは仕切り部材１６を傾斜姿勢に維持しようとする付勢手段として重力を用いている。そのために、重心Ｇ′を軸部材１７から変位させている。この閉鎖姿勢における仕切り部材１６は水平から例えば約３０°〜７０°だけ傾いている。そして、内部通路３ａを或る程度閉塞することで、インテークマニホールド３を介してシリンダ２内に流入する吸気速度を速め、シリンダ２内に縦渦を形成することによって燃焼状態を改善することに寄与する。また、仕切り部材１６の後端の左右の中心付近には切り欠き１６Ｃが形成されており、この切り欠き１６Ｃは、閉鎖姿勢において傾斜した仕切り部材１６の上端と内部通路３ａの上壁面との間に、アイドリング中に必要な少量の空気をシリンダ２内に供給するための空隙部Ｓ１′を形成する。
【００２８】
ところで、仕切り部材１６が閉塞姿勢にある状態で、内部通路３ａの上流側から或いは空気の流れに沿った視点から見ると、軸部材１７は仕切り部材１６の幾何学的な上下の中心よりも十分に下方に位置する。すなわち、仕切り部材１６の上流側を向いた面に当たる流速によって得られる風圧面積は、軸部材１７（回動軸芯と一致する）より上方側の風圧面積が下方側の風圧面積より十分に大きい。言い換えれば、軸部材１７より内部通路３ａの上壁側への移動方向の風圧面積が、軸部材１７より前記移動方向と反対側の風圧面積より大きい。したがって、エンジン回転数が高まり、内部通路３ａにおける空気流速が増加すると、軸部材１７より上方側の部位が下方側の部位よりも大きな風圧を受け、この風圧の差によって仕切り部材１６を反時計回りに回動操作する回動トルクが徐々に大きくなり、軸部材１７から変位した重心Ｇ′に作用する回動トルクよりも、この風圧による反時計回りの回動トルクが大きくなった時に、軸部材１７が孔１８内で反時計方向に回動し始め、仕切り部材１６の前端が内部通路３ａの下面から上方に離間する（図７（イ）参照）。最終的に、図７（ロ）及び図９（ロ）に示すように、仕切り部材１６はその断面形状が空気の流れに並行し、且つ、内部通路３ａの上壁面側に寄った退避位置にまで軸部材１７を回動軸芯として回動操作され、速い空気流速が維持される間は、この退避位置に安定的に保持される。その結果、仕切り部材１６の主要部分が、インテークマニホールド３の壁面内に埋没している軸部材１７も含めて内部通路３ａの中央付近に介在しない状態が得られるため、最大の空気流速を確保できる。
【００２９】
内部通路３ａの上面には仕切り部材１６の主要部（作用部１６ａを含む）を受け入れるための凹部３ｂ（位置保持機構の一例）が設けられている。凹部３ｂは仕切り部材１６がより上方の位置まで退避可能にすることによって仕切り部材１６が退避位置にある時の内部通路３ａの開放された断面積を出来るだけ大きく確保する役目を果たすが、同時に、退避位置にある仕切り部材１６と内部通路３ａの上面との間に少量の空気が流通可能な間隙Ｓ２′を確保することによって、仕切り部材１６の下方を通過する空気の流れと仕切り部材１６の上方を通過する空気の流れとの相互作用によって仕切り部材１６に対する揚力を発生させ、その結果として仕切り部材１６を退避位置に保持する位置保持機構の役目をも果たす。前記位置保持機構は、特に仕切り部材１６が内部通路３ａを通過する空気流の脈動などによって回動或いは振動することを阻止する機能を果たす。
【００３０】
尚、仕切り部材１６を退避位置に保持するための位置保持機構としては、上記の空力学的な構成のみに頼ることも可能であるが、他に、図７に例示するように、仕切り部材１６の全部あるいは一部を磁性金属で形成し、内部通路３ａの上面に電磁石９ａを設置することで、仕切り部材１６を電磁石９ａの磁力によって退避位置に保持する構成を併用することもできる。また、内部通路３ａの下面にも電磁石９ｂを設置することで、仕切り部材１６を電磁石９ｂの磁力によってより確実に閉鎖姿勢に保持するように構成することもできる。尚、保持機構として電磁石９ａのみを用い、揚力発生用の凹部３ｂを省略することも可能である。但し、仕切り部材１６の作用部１６ａを内部通路３ａの本来の通風領域から完全に退避させるために受け入れる凹部は必要である。
図７（ロ）及び図９（ロ）の状態から、エンジン回転数が次第に低下すると、内部通路３ａにおける空気流速が低下して、仕切り部材１６が受ける風圧が減少するため、軸部材１７から変位した重心に作用する回動トルクによって次第に時計方向に回動し、最終的に仕切り部材１６は図７（イ）及び図９（イ）に示す当初の閉塞姿勢に切り替わる。
【００３１】
閉塞姿勢における仕切り部材１６の位置決めは、仕切り部材１６の前端の内部通路３ａの下面との接当によって実現し、退避位置における仕切り部材１６の位置決めは、大きな流速で流れる空気の流れに対して仕切り部材１６が空力学的に取る自然な並行姿勢によって実現することが可能であるが、軸部材１７と孔部１８との間に図１０（イ）または図１０（ロ）に例示されるような角度規制機構を設けることで、軸部材１７の回動可能範囲を機械的に図の矢印の範囲に制限することで実現することも可能である。
図１０（イ）の例では、軸部材２７は円の一部を直線で切り取った断面形状を有し、孔部２８にはこの軸部材２７の直線的に延びた被接当面２７ａを受け止める一対の規制面２８ａ，２８ｂが形成されている。第１の規制面２８ａは被接当面２７ａとの接当によって閉鎖姿勢における仕切り部材１６の位置決めを行い、第２の規制面２８ｂは被接当面２７ａとの接当によって退避位置における仕切り部材１６の位置決めを行う。
図１０（ロ）の例では、軸部材３７は円の一部を楔状に切り取った断面形状を有し、これによって互いに対向する一対の被接当面３７ａ，３７ｂが形成されている。孔部３８にはこの軸部材３７に形成された一対の被接当面３７ａ，３７ｂを受け止める楔状のストッパ３８Ｄが形成されている。ストッパ３８Ｄには２つの規制面３８ａ，３８ｂが形成されている。第１の規制面３８ａは第１の被接当面３７ａとの接当によって閉鎖姿勢における仕切り部材１６の位置決めを行い、第２の規制面３８ｂは第２の被接当面３７ａとの接当によって退避位置における仕切り部材１６の位置決めを行う。
【００３２】
また、内部通路３ａの断面形状は図７から図９の実施形態のように横長の長円形に限らず、図１１に示すような円形であっても良い。図１１（イ）は概して楕円形の形状をした仕切り部材１６が円形の内部通路３ａを閉鎖した閉鎖姿勢を取っている状態を示し、図１１（イ）は仕切り部材１６の作用部１６ａが円形の内部通路３ａの中心部から周壁側に退避した退避位置にある状態を示す。
【００３３】
ところで、第２実施形態としては、ピストンの下降に基づく空気の流れに関して、軸部材１７が仕切り部材１６の作用部１６ａから下流側に離間した位置にある形態を解説したが、これとは逆に、軸部材１７が仕切り部材１６の作用部１６ａから上流側に離間した位置にある形態も実施可能である。
【００３４】
〔別実施形態〕
＜１＞図１にも例示されるように、インテークマニホールドの内部通路３ａは、一般に側面視で上が突出した湾曲形状を有するため、内部通路３ａの幾何学的な上下の中心より上方領域における流速が下方領域における流速を上回る傾向がある。従って、このような傾向が強い場合には、例えば第１実施形態において、仕切り部材の回動軸芯を仕切り部材の幾何学的な中心付近に配置しても、言い換えれば、回動軸芯の前後で仕切り部材の幾何学的面積が同等となるように設定しても、回動軸芯より下流側に作用する風圧面積が回動軸芯より上流側に作用する風圧面積よりも大きくなるので、仕切り部材が並行姿勢に向けて回動操作される構成が可能である。第２実施形態についても同様の議論ができ、仕切り部材の回動軸芯を空気の流れ方向に沿った視点から見て仕切り部材の幾何学的な上下の中心付近に配置しても、回動軸芯より周壁（内部通路の上面）側への移動方向側の風圧面積が、回動軸芯より前記移動方向と反対側の風圧面積より大きくなるので、仕切り部材が退避位置に向けて回動操作される構成が可能である。
【００３５】
＜２＞内部通路３ａ内における仕切り部材の風圧による退避位置への変位の方向は必ずしも上方向きである必要はなく、下方に位置する周壁に向けて退避する構成とすることも可能である。この場合、風圧が小さいときに仕切り部材を傾斜姿勢に付勢する付勢手段、或いは、仕切り部材を初期位置に位置するように付勢する付勢手段として、磁石或いはバネなどからなる付勢手段を設けておけば良い。
【００３６】
＜３＞仕切り部材の回動軸芯は必ずしも上記の実施形態で例として解説したような水平に延びる軸芯である必要はなく、例えば垂直に延びる軸芯であっても良い。この場合、仕切り部材を空気配管内を通過する空気の流れと交差する傾斜姿勢に付勢する付勢手段、或いは、仕切り部材を初期位置に位置するように付勢する付勢手段として、仕切り部材の自重ではなく空気配管内に設けた磁石或いはバネなどを用いれば良い。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】第１実施形態による流速調節装置をインテークマニホールドと共に示す側面図
【図２】閉鎖姿勢における図１の流速調節装置を示す説明図
【図３】中間開放姿勢における図１の流速調節装置を示す説明図
【図４】完全開放姿勢における図１の流速調節装置を示す説明図
【図５】溝部の変形例を示す要部拡大図
【図６】円形の内部通路に設けられた第１実施形態による流速調節装置を示す正面図
【図７】第２実施形態による流速調節装置をインテークマニホールドと共に示す側面図
【図８】図７の流速調節装置の仕切り部材の動きを示す側面図
【図９】閉鎖姿勢と退避位置における仕切り部材を示す正面図
【図１０】軸部材と孔部との間に設けた角度規制機構を示す要部拡大図
【図１１】円形の内部通路に設けられた第２実施形態による流速調節装置を示す正面図
【符号の説明】
【００３８】
１  内燃機関
３  インテークマニホールド（空気配管）
３ａ  内部通路
３ｂ  凹部（位置保持機構）
４  エンジンヘッドバルブ
５Ａ，５Ｂ  流速調節装置
６，１６  仕切り部材
７，１７  軸部材（回動軸芯）
８  溝部
８Ｃ  肩部（角度保持機構）
９  電磁石（位置保持機構）
１８  孔部
【図１】
2005240598.tif 000003
【図２】
2005240598.tif 000004
【図３】
2005240598.tif 000005
【図４】
2005240598.tif 000006
【図５】
2005240598.tif 000007
【図６】
2005240598.tif 000008
【図７】
2005240598.tif 000009
【図８】
2005240598.tif 000010
【図９】
2005240598.tif 000011
【図１０】
2005240598.tif 000012
【図１１】
2005240598.tif 000013