(57)【要約】【課題】合成樹脂材で射出成型し得るように構成された吸気マニホルドを備えた内燃機関用吸気装置を提供する。【解決手段】複数の気筒の各燃焼室１９に個々に連結され且つシリンダブロック１３の側方にシリンダ列方向に並設された複数の独立吸気管２５と、該独立吸気管のそれぞれが開口する共通のサージタンク２４とを備えた内燃機関用吸気装置において、前記サージタンクを、少なくともスロットルボディの連結部３０とエンジン側の壁２４ａとを一体成型してなる第１の部分（内側ブロック３１）と、少なくとも反エンジン側の壁の一部２３と独立吸気管の吸気上流側の端部３４とを一体成型してなる第２の部分（中央ブロック３５）とを有するものとする。これにより、独立吸気管のサージタンクとの連結部の構成の自由度をより一層高めた上で合わせ金型を用いた射出成型で吸気マニホールドを形成することができる。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダブロックの側方にシリンダ列方向に並設されて複数の気筒の各燃焼室に個々に連結された複数の独立吸気管と、該独立吸気管のそれぞれが開口する共通のサージタンクとを備えた内燃機関用吸気装置であって、
前記サージタンクは、少なくともスロットルボディの連結部とエンジン側の壁とを一体成型してなる第１の部分と、少なくとも前記独立吸気管の対シリンダヘッド結合端を一体成型してなる第２の部分とを有することを特徴とする内燃機関用吸気装置。
【請求項２】
前記独立吸気管の少なくとも一部に管長が互いに異なる２つの管路を設け、
前記第２の部分は、エンジン側に曲率中心をおく適宜な曲率で湾曲した吸気流線に沿う面で分割された前記独立吸気管の内周側の半部、前記独立吸気管の対シリンダヘッド結合端、及び前記２つの管路のうちの少なくとも１つに設けられた開閉弁の支持部をさらに一体成型してなると共に、
前記独立吸気管の外周側の半部及びサージタンクの反エンジン側の壁の一部を一体成型してなる第３の部分をさらに有することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関用吸気装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関用吸気装置に関するものである。また１つの気筒に２つの吸気管路を並列接続したデュアルポート型吸気マニホルドを含む吸気装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
エンジンの軽量化を推進するために、吸気マニホルドを合成樹脂材で形成する技術は既に知られており、例えば特開２００１−３４２９１８号公報には、吸気流の流線に沿って分岐管を２分割し、サージタンクに連続させた構造が開示されている。
【０００３】
また、エンジンの運転状況に応じて吸気充填効率をより一層最適化するために、サージタンクから分岐された管路長の互いに異なる２つの吸気管路を１つの気筒に並列接続し、負圧応動アクチュエータで開閉駆動されるバタフライ弁によって一方の吸気管路をエンジンの負荷状態に応じて開閉するよう構成したデュアルポート型吸気マニホルドも知られている（実公平３−４１０５６号公報を参照されたい）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−３４２９１８号公報
【特許文献２】
実公平３−４１０５６号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかるに、上記文献１に記載のものは、各気筒に対応する独立吸気管が吸気の流線に沿って２分割されているので、サージタンクと独立吸気管との接続部の構成の自由度が低い。また文献２に記載のデュアルポート型吸気マニホルドを軽量化のために合成樹脂材で形成しようとすると、デュアルポート型吸気マニホルドは、気筒毎に２つの並列管路を形成すると共に、これらの連通状態を切り換えるバタフライ弁などを一方の管路に設けねばならないため、その形態が複雑化しがちであり、金型を用いた合成樹脂材での射出成型は極めて困難であった。
【０００６】
本発明は、このような従来技術の問題点を解消すべく案出されたものであり、その主な目的は、合成樹脂材で射出成型し得るように構成された分割型吸気マニホルドを備えた内燃機関用吸気装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
このような目的を果たすために、本発明においては、複数の気筒の各燃焼室（１９）に個々に連結され且つシリンダブロック（１３）の側方にシリンダ列方向に並設された複数の独立吸気管（２５）と、該独立吸気管のそれぞれが開口する共通のサージタンク（２４）とを備えた内燃機関用吸気装置において、前記サージタンクを、少なくともスロットルボディの連結部（３０）とエンジン側の壁（２４ａ）とを一体成型してなる第１の部分（内側ブロック３１）と、少なくとも前記独立吸気管の対シリンダヘッド結合端（２５ｃ）を一体成型してなる第２の部分（中央ブロック３５）とを有することを特徴とするものとした（請求項１）。
【０００８】
このようにすれば、独立吸気管のサージタンクとの連結部の構成の自由度をより一層高めた上で合わせ金型を用いた射出成型で吸気マニホールドを形成することができる。
【０００９】
特に、前記独立吸気管の少なくとも一部に管長が互いに異なる２つの管路を設け、前記第２の部分に、エンジン側に曲率中心をおく適宜な曲率で湾曲した吸気流線に沿う面（Ｐ）で分割された複数の独立吸気管の内周側の半部（２５ｂ）、独立吸気管の対シリンダヘッド結合端（２５ｃ）、及び２つの管路のうちの少なくとも１つに設けられた開閉弁の支持部（３３）をさらに一体成型すると共に、独立吸気管の外周側の半部（２５ａ）及びサージタンクの反エンジン側の壁の一部（２４ｂ）を一体成型してなる第３の部分（外側ブロック３２）をさらに有するものとすれば（請求項２）、２つの管路を備えた独立吸気管及び開閉弁支持部をも合わせ金型を用いた射出成型で形成することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下に添付の図面を参照して本発明について詳細に説明する。
【００１１】
図１並びに図２は、本発明に基づいて構成された船外機のエンジン回りを示している。この船外機１は、スターンブラケット２を介して船尾板３に取り付けられる公知形式のものであり、そのエンジン４は、水平方向のチルト軸５回りで回動自在なようにスターンブラケット２に連結されたスイベルケース６と実質的に一体をなすマウントケース７上に搭載されている。そしてマウントケース７上に搭載されたエンジン４の略全体は、着脱自在なエンジンカバー８で覆われている。
【００１２】
マウントケース７は、エクステンションケース９の上端に結合され、スクリューに至る駆動軸１０とクランク軸１１とがその内側で連結されている。
【００１３】
エンジン４は、例えば直列４気筒のバーチカルクランク軸エンジンであり、クランクケース１２、シリンダブロック１３、及びシリンダヘッド１４を有しており、航行時にはクランクケース１２側が前方を向くように配置されている。またシリンダヘッド１４には、吸気ポート１５及び排気ポート１６との連通が吸気弁１７及び排気弁１８で断続される燃焼室１９が画成されている（図２）。
【００１４】
クランクケース１２、シリンダブロック１３、及びシリンダヘッド１４の一側面には、吸気装置２０が対向して配設されている。この吸気装置２０は、クランクケース１２の進行方向についての前面に対向配置された吸気消音チャンバ２１及びスロットルボディ２２と、スロットルボディ２２の出口に接続されたエルボ部２３、エルボ部２３から連続的に形成されたサージタンク部２４、及びサージタンク部２４から分岐されて各気筒の吸気ポート１５に個々に連結された独立吸気管部２５からなる吸気マニホルド体２６とからなっている。この吸気装置２０は、サージタンク部２４がクランクケース１２の側面にボルト止めされると共に、独立吸気管部２５の下流側端部がシリンダヘッド１４の側面にボルト止めされることでエンジン４に結合されている。
【００１５】
シリンダブロック１３の側方にシリンダ列方向に並設された独立吸気管部２５の各独立管路には、吸気上流側に位置するサージタンク部２４との接続部において、エンジンに近い側の短管路２７と、エンジンから遠い側の長管路２８との２つの管路が並列に設けられている。これらの２つの管路２７・２８は、その下流側で共通管路Ｃに連結されてシリンダヘッド１４との結合端２５ｃへと延出している。また各短管路２７には、同時に同一方向に作動するバタフライ弁２９が設けられている。
【００１６】
吸気マニホルド体２６は、その中間部に短管路２７と長管路２８とを並列に設けた独立吸気管部２５と中空のサージタンク部２４とを、基本的に２つ割の合わせ金型を用いて成型するために、図３に示したように、３つのブロックで構成されている。即ちこの吸気マニホルド体２６は、図４に併せて示すように、対スロットルボディ結合部３０及びサージタンク部２４のエンジン側の壁２４ａを形成する内側ブロック３１と、エンジン側に曲率中心をおく適宜な曲率で湾曲した吸気流線に沿う面Ｐ１で分割される独立吸気管部２５の外周側の半部２５ａ及びサージタンク２４の反エンジン側の壁２４ｂの一部を形成する外側ブロック３２と、独立吸気管部２５の内周側の半部２５ｂ、独立吸気管部２５の対シリンダヘッド結合端２５ｃ、バタフライ弁支持部３３、短管路２７の上流側開口端３４、及びサージタンク２４の反エンジン側の壁２４ｂに連続するエルボ部２３を形成する中間ブロック３５とからなっている。なお、内側ブロック３１と中間ブロック３５とは、サージタンク部２４のエンジン側の壁２４ａに概ね平行な面Ｐ２に沿って分割される。
【００１７】
これら３つのブロック３１・３２・３５は、それぞれが合成樹脂材の射出成型によって個々に形成された後、例えば振動溶着法によって一体結合されるが、互いの接合面には、図５に示したように、凹部３６と凸部３７とが形成されており、凸部３７が溶融して凹部３６に溶着するように、所定の溶融代３８が凸部３７に設けられている。
【００１８】
４つのバタフライ弁２９は、図６に示したように、それぞれ個別に形成された軸ホルダ３９ａ〜３９ｃにより、その両端４０ａ・４０ｂ並びに中間部４０ｃが支持された共通の軸４０上に設けられている。軸４０の一端４０ｂは、これに対応する軸ホルダ３９ｂに形成された弾発片４１により、がたがなく、且つ円滑に回動可能なように、径方向についての弾発力が加えられている。また外側ブロック３２に一体形成された軸ホルダ３９ａは、軸４０の他端４０ａに微小な隙間を介して対応し、中間部の３つの軸ホルダ３９ｃは、軸４０の中間部４０ｃを極く緩く受容している。
【００１９】
バタフライ弁２９の軸４０の他端４０ａ側（クランク軸方向の上側）には、吸気管負圧で駆動される周知構造のダイヤフラムアクチュエータ４２が連結されている。このダイヤフラムアクチュエータ４２に対する負圧の供給を別途制御信号でオン／オフ駆動される電磁弁４３で断続することにより、４つのバタフライ弁２９が同時に開閉駆動されるようになっている。
【００２０】
ここでダイヤフラムアクチュエータ４２の大気室４４は中間ブロック３５に一体形成されており、部品点数の削減が図られている（図８）。
【００２１】
内側ブロック３１におけるサージタンク部２４と隣接する位置には、図５に示すように、中間ブロック３５におけるバタフライ弁２９の近傍に形成された凹所４５と共働して負圧チャンバ４６を画成する膨出部４６ａが一体形成されている。つまり負圧チャンバ４６は、エンジン側に曲率中心をおいて湾曲した独立吸気管部２５の内周側に配置された短管路２７のさらに内周側におけるバタフライ弁２９の吸気下流側にてバタフライ弁２９に隣接する位置に配置されている。そして負圧チャンバ４６内の気筒列方向中間部には、サージタンク２４内にその底部が連通した筒状孔４７が形成されており、筒状孔４７には、負圧チェック弁４８が装着されている。この負圧チェック弁４８は、比較的軟質なキノコ形の弁部材４９と、弁部材４９を所定範囲に渡って軸方向移動自在に支持し、且つ弁部材４９が当接する弁座５０を備えた弁支持部材５１とからなり、Ｏリングなどのシール部材５２を介して弁支持部材５１が筒状孔４７に嵌着されている。
【００２２】
このようにして、負圧チャンバ４６の大部分、サージタンク２４の大部分、及びこれらの間を連通し且つ負圧チェック弁４８を装着する筒状孔４７が、吸気マニホルド体２６を構成する中間ブロック３５に一体成型されている。これにより、負圧チャンバ４６に吸気管負圧を導くための連結配管を別途設ける必要を無くしている。
【００２３】
この負圧チェック弁４８の作用により、吸気管内の負圧が高まると、弁部材４９が吸気管側に吸引されて弁座５０から離れ、これによって負圧チャンバ４６内が負圧になる。吸気管内の負圧が低下すると、弁部材４９が弁座５０に押し付けられ、負圧チャンバ４６内の負圧が高い状態に保たれる。
【００２４】
負圧チャンバ４６は、間に電磁弁４３を介したゴムチューブ５３によってダイヤフラムアクチュエータ４２の負圧室５４に接続されており、電磁弁４３のオン／オフ作動により、負圧チャンバ４６とダイヤフラムアクチュエータ４２の負圧室５４との間の連通が断続されるようになっている。この電磁弁４３は、図７に示すように、中間ブロック３５の側面におけるダイヤフラムアクチュエータ４２の大気室４４に隣接する位置に一体形成されたステー部５５にねじ手段をもって取り付けられており、負圧チャンバ４６がバタフライ弁支持部３３に近接配置されていることと相俟って、負圧チャンバ４６、電磁弁４３、及びダイヤフラムアクチュエータ４２の負圧室５４間を連結するゴムチューブ５３のより一層の短縮化を実現している。
【００２５】
上記構成により、ダイヤフラムアクチュエータ４２の負圧室５４に縮設された圧縮コイルばね５６の伸長力でダイヤフラム５７が大気室４４側に押し出された状態では、バタフライ弁２９が開き、バタフライ弁２９の直前に位置する開口端３４から共通管路Ｃを経て対シリンダヘッド結合端２５ｃに到る短管路２７が、長管路２８の吸気上流端部と共に連通する状態（高速・高負荷運転領域）となる。また、ダイヤフラムアクチュエータ４２の負圧室５４に負圧を導入することによってダイヤフラム５７を負圧室５４側に引き寄せた状態では、バタフライ弁２９が閉じ（図４に２点鎖線で示した状態）、短管路２７の開口端３４よりも吸気上流側にその開口端２８ａが位置する長管路２８のみが連通する状態（低速・低負荷運転領域）となる。このようにして、エンジン４の運転状態に応じて吸気管路の断面積及び管路長を２段階に切り換えることができるようになっている。
【００２６】
長管通路２８の最上流部と短管通路２７とを隔てる管壁５８の下流側端縁と、サージタンク２４内における短管通路２７の開口端３４とは、図４に示したように、同一平面Ｄ上に置かれている。この平面Ｄは、独立吸気管部２５の対シリンダヘッド結合端２５ｃの軸線と共に金型のパーティング面に直交しており、これにより、中間ブロック３５の型抜きに支障が生じないようにしている。なお、前記した負圧チャンバ４６を形成する凹所４５の軸線並びに負圧チェック弁４８を装着する筒状孔４７の軸線も、中間ブロック３５の型抜きを考慮して共に金型のパーティング面に直交している。
【００２７】
ダイヤフラムアクチュエータ４２の大気室４４の中心軸Ａの向きは、中間ブロック３５の型抜き方向、つまり平面Ｄに平行する方向に対して傾斜しているが（図８参照）、この大気室４４は、別のスライド金型６１を用いて成型される。なお、大気室４４の開口面６２を図８における真上に向け、中心軸Ａを平面Ｄに平行させれば、別のスライド金型６１を廃止することも可能である。
【００２８】
【発明の効果】
以上詳述した通り本発明の請求項１によれば、サージタンクを、少なくともスロットルボディの連結部とエンジン側の壁とを一体成型してなる第１の部分（内側ブロック）と、少なくとも反エンジン側の壁の一部と独立吸気管の吸気上流側の端部とを一体成型してなる第２の部分（中央ブロック）とに分割して吸気マニホルド体を構成するものとしたので、独立吸気管のサージタンクとの連結部の構成の自由度をより一層高めた上で合わせ金型を用いた射出成型で吸気マニホールドを形成することができる。また請求項２の構成によれば、独立吸気管及びバタフライ弁支持部をも合わせ金型を用いた射出成型で形成することができる。従って、本発明により、複雑な形態となりがちなこの種の可変管長式吸気装置の生産性を高める上に多大な効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用された船外機の要部側面図
【図２】本発明が適用された船外機の上面図
【図３】本発明による吸気マニホルド体の分解斜視図
【図４】本発明による吸気マニホルド体の水平断面図
【図５】本発明による吸気マニホルド体の要部水平断面図
【図６】本発明による吸気マニホルド体の要部垂直断面図
【図７】本発明による吸気マニホルド体の要部上面図
【図８】本発明による吸気マニホルド体のダイヤフラムアクチュエータの形成部を一部断面にして示す要部上面図
【符号の説明】
１９  燃焼室
２０  吸気装置
２３  エルボ部
２４  サージタンク
２４ａ  エンジン側の壁
２４ｂ  反エンジン側の壁
２５ａ  外周側半部
２５ｂ  内周側半部
２６  吸気マニホルド体
２７  短管路
２８  長管路
２９  バタフライ弁
３０  対スロットルボディ結合部
３１  内側ブロック
３２  外側ブロック
３３  バタフライ弁支持部
３４  短管路開口端
３５  中央ブロック
【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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