(57)【要約】【課題】吸気ラナーの長さの可変範囲を十分に確保すると同時に、サージタンク及び吸気マニホールドのサイズをコンパクトにする連続可変吸気システムを提供する。【解決手段】本発明は、流入口が形成され、外周面にエンジンの燃焼室に通じる流出口が形成された吸気ハウジングと；中空に形成されて前記吸気ハウジング内に回転可能に備えられ、外周面に流出口が形成された内側ロータと；前記吸気ハウジング内で前記内側ロータと吸気ハウジングとの間に流路を形成するように位置し、外周面に流出口が形成された外側ロータと；前記吸気ハウジング及び外側ロータの内側にそれぞれ備えられて円周方向に螺旋形吸気流路をそれぞれ形成するバッフルと；前記内側ロータ及び外側ロータから前記外側ロータ及び吸気ハウジング内側にそれぞれ突出して前記バッフルの間から円周方向への流路を遮断する内側ロータガイド及び外側ロータガイドと；を含んで構成される。【選択図】図５
2005083372.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一側面に吸気が流入する流入口が形成され、外周面にエンジンの燃焼室に通じる流出口が形成された吸気ハウジングと；
中空に形成されて前記吸気ハウジング内に回転可能に備えられ、外周面に吸気が排出される流出口が形成された内側ロータと；
前記吸気ハウジング内で前記内側ロータと吸気ハウジングとの間に円周方向に吸気流路を形成するように位置され、外周面に吸気が排出される流出口が形成された外側ロータと；
前記吸気ハウジング及び外側ロータの内側にそれぞれ備えられて円周方向に螺旋形吸気流路をそれぞれ形成するバッフルと；
前記内側ロータ及び外側ロータから前記外側ロータ及び吸気ハウジング内側にそれぞれ突出して前記バッフルの間から円周方向への流路を遮断する内側ロータガイド及び外側ロータガイドと；
前記内側ロータから外側ロータに連結されて回転力を伝達する回転力伝達手段と；
を含むことを特徴とする連続可変吸気システム。
【請求項２】
前記吸気ハウジングの流出口には、固定ラナーが連結されてエンジン燃焼室に吸気を提供するように構成されたことを特徴とする請求項１に記載の連続可変吸気システム。
【請求項３】
前記外側ロータ及び吸気ハウジングには、前記内側ロータ及び外側ロータの回転範囲を制限するストッパがそれぞれ備えられたことを特徴とする請求項１に記載の連続可変吸気システム。
【請求項４】
前記内側ロータは、前記吸気ハウジングの流入口方向側が開放された構造に形成されたことを特徴とする請求項１に記載の連続可変吸気システム。
【請求項５】
前記内側ロータは吸気ハウジング内に連結されたモータのシャフトに固定されて回転することを特徴とする請求項１に記載の連続可変吸気システム。
【請求項６】
前記回転力伝達手段は、前記内側ロータを回転させる軸から前記外側ロータに連結された弾性部材であることを特徴とする請求項１に記載の連続可変吸気システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、連続可変吸気システムに関し、より詳しくは、２重ロータの構造を利用してエンジンの回転速度及び負荷に応じた最適な吸気ラナーの長さにすることによりエンジン性能を向上する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
可変吸気システムはエンジンの運転状態に応じて、燃焼室に吸気を供給する吸気ラナーの長さを可変にし、低速低負荷時には吸気ラナーを長くして吸入慣性力を増加させて吸気効率を増加させ、高速高負荷時には吸気ラナーを短くして吸入抵抗の減少によって吸気効率を増加させる。
【０００３】
一般に、上記のように吸気ラナーを可変にするためには、サージタンク及び吸気マニホールドのサイズを大きくしなければならないが、エンジンルームレイアウトという面では、これらのサージタンク及び吸気マニホールドの外形サイズは出来る限りコンパクトなサイズにする必要がある。
エンジンルームのレイアウトに影響しないような可変吸気システムとしては、吸気流路の一部に開閉弁を設ける方法がある（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−２７６３８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、吸気ラナーの長さの可変範囲を大きく確保し、且つ、サージタンク及び吸気マニホールドのサイズをコンパクトにできる構造を実現することによって、エンジンの運転状態に応じて最適の吸気ラナーを提供すると同時に、エンジンルームレイアウトを容易にした連続可変吸気システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記のような目的を達成するための本発明は、一側面に吸気が流入する流入口が形成され、外周面にエンジンの燃焼室に通じる流出口が形成された吸気ハウジングと；中空に形成されて前記吸気ハウジング内に回転可能に備えられ、外周面に空気が排出される流出口が形成された内側ロータと；前記吸気ハウジング内で前記内側ロータと吸気ハウジングとの間に円周方向に吸気流路を形成するように位置され、外周面に吸気が排出される流出口が形成された外側ロータと；前記吸気ハウジング及び外側ロータの内側にそれぞれ備えられて円周方向に螺旋形吸気流路をそれぞれ形成するバッフルと；前記内側ロータ及び外側ロータから前記外側ロータ及び吸気ハウジング内側にそれぞれ突出して前記バッフルの間から円周方向への流路を遮断する内側ロータガイド及び外側ロータガイドと；前記内側ロータから外側ロータに連結されて回転力を伝達する回転力伝達手段と；を含んで構成されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明は、外側ロータ内部に内側ロータを設けて吸気ラナーの長さの可変範囲を増大できるように構成することによって、エンジンの速度別または負荷別の最適の吸入流路ラナーの長さを実現して、エンジン性能を向上させることができる利点がある。
さらに、本発明は２重ロータ構造を構成し、内側ロータの体積を減らしてサージタンク体積を減らす構造を実現することにより、同一吸気ラナー可変範囲を提供する他の吸気システムに比べて吸気システムのサイズ縮小と、これに伴う軽量化を実現して、原価を低減することができ、また、エンジンルームのレイアウトの自由度を増すことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明の実施例を図面を用いて詳述する。
図１ないし図３に示すように、本発明による連続可変吸気システムは、吸気ハウジング５０内に２重流路を形成するように内側ロータ６０と外側ロータ７０とが備えられ、吸気ハウジング５０、内側、外側ロータ６０、７０にはそれぞれ吸気が流入排出されるように流入口５１、６１及び流出口５２、６２、７２が形成される。
【０００８】
吸気ハウジング５０は、一側面に吸気が流入する流入口５１が形成され、外周面に複数の流出口５２が並んで形成される。この流出口５２にはエンジン燃焼室に吸気を供給するように固定ラナー５３が連結される。そして吸気ハウジング５０の内周面には外側ロータ７０の外周面方向に螺旋形バッフル７５が備えられる。
【０００９】
内側ロータ６０は、サージタンク機能を有するように中空に形成されて吸気ハウジング５０内に回転可能に備えられ、外周面に吸気が排出される流出口６２が形成される。この内側ロータ６０は吸気ハウジング５０の流入口５１方向側に開放された状態の流入口６１が形成される。
このような内側ロータ６０は、吸気ハウジング５０内に連結されたモータのシャフト５５に固定されて回転する。
【００１０】
外側ロータ７０は、吸気ハウジング５０内で内側ロータ６０と吸気ハウジング５０との間に円周方向に空気流路を形成するように位置され、外周面に空気が排出される流出口７２が形成される。そして外側ロータ７０の内周面には内側ロータ６０の外周面方向に螺旋形バッフル６５が備えられる。
【００１１】
このような内側ロータ６０及び外側ロータ７０の外周面には、図５に示すように外側ロータ７０及び吸気ハウジング５０の内周面方向にそれぞれ突出して螺旋形バッフル６５、７５の間で円周方向への流路を遮断するように内側及び外側ロータガイド６６、７６が形成される。
【００１２】
さらに、外側ロータ７０及び吸気ハウジング５０の内周面または側面には、内側ロータ６０及び外側ロータ７０の回転範囲を制限するストッパ７９、５９がそれぞれ備えられる。
【００１３】
一方、内側ロータ６０から外側ロータ７０の間には内側ロータの回転力を外側ロータに一定回転範囲で回転力を伝達するように回転力伝達手段が備えられる。ここで回転力伝達手段は、内側ロータ６０を回転させるシャフト５５から外側ロータ７０に連結された弾性部材８０からなる。弾性部材８０はゴム部材またはコイルスプリングなどでからなることが好ましい。
【００１４】
即ち、２つのロータ６０、７０の回転は、内側ロータ６０に直結されたモータシャフト５５により駆動されるが、内側ロータ６０と外側ロータ７０とは弾性部材８０によって連結されており、回転量が小さい時には内側ロータ６０と外側ロータ７０とが一体に回転して、図５のように外側ロータ７０がストッパ５９に係止されれば内側ロータ６０だけが回転するように構成される。
【００１５】
上記のような構造を有する本発明に係る連続可変吸気システムは、吸気ラナーの長さの可変範囲が非常に大きいだけでなく、図３に示すように、外側ロータ７０によって実現される可変ラナーの断面積と内側ロータ６０によって実現される可変ラナーの断面積を異なるように設定することができる。
【００１６】
一般に図３に示すように外側ラナーの曲率半径（Ｒ１）が内側ラナーの曲率半径（Ｒ２）より大きくなるため、外側ラナーを高速用、内側ラナーを低速用として使用するのが有利である。
【００１７】
従って外側ラナーの高さＨ１を内側ラナーの高さＨ２より大きくし、高速では内側、外側ロータ６０、７０を一体で回転させて大きい可変ラナーの断面積を確保し、長さを可変させることが有利である。一方、低速では外側ラナーの長さを最大化させた状態で内側ロータ６０を更に回転させて小さな断面積の内側可変ラナーを実現することが好ましい。
【００１８】
その一例として、エンジンルームレイアウト上、設置可能な吸気システムの最大直径を２００ｍｍ、最大長さを５００ｍｍ、高出力エンジンのためにＨ１＝Ｈ２＝４０ｍｍ、各壁厚さを３ｍｍと仮定すれば、Ｒ１＝７７ｍｍ、Ｒ２＝３４ｍｍとなる。内側、外側ラナーの回転可能範囲を２６０度と仮定すれば、内側、外側ラナーの可変長さはそれぞれ３５０ｍｍと１５４ｍｍとなって十分な可変長さを確保することができる。
【００１９】
次に、本発明に係る連続可変吸気システムの動作を説明する。
図３は、ラナーの長さが最小である形態を表すものであって、内側、外側ロータ６０、７０の流出口６２、７２が固定ラナー５３の入口に直接連通するように位置することによって、中心部のサージタンク（Ｓ）から固定ラナー５３に最短流路が形成される。
【００２０】
図４は、内側、外側ロータ６０、７０が図３の状態から時計方向に一体で回転して吸気ハウジング５０と外側ロータ７０との間に可変ラナーが形成された形態である。
図５は、図４の状態から内側ロータ６０だけが時計方向に回転して外側ロータ７０と内側ロータ６０との間に第２の可変ラナーが形成されて最大のラナーの長さが形成された形態である。
【００２１】
ここで吸気ハウジング５０の内側にはストッパ５９が設けられているため、外側ロータ７０が時計方向に回転した後、図４での位置以上に回転することができなくなり、同様に外側ロータ７０の内側にはストッパ７９が設けられているため、内側ロータ６０が外側ロータに対し相対的に時計方向に回転した後、図５に示される位置以上に回転することができなくなる。
【００２２】
上記においては、動作説明の便宜上図３を基本位置として内側、外側ロータ６０、７０の回転、内側ロータ６０だけの回転として２重可変ラナーの長さ変化を説明した。
しかし、実際エンジンでは図５のような最大ラナー長さ状態を基本状態とし、図５の状態から前記内側ロータ６０を反時計方向に回転させて図４のような状態でラナーの長さを縮小し、図４の状態から内外側ロータ６０、７０を回転させ図３の状態にラナーの長さを縮小して制御することが有利であろう。
【００２３】
排気量が小さなエンジンの場合には必要吸気管断面積は小さいが、必要長さは長い。このような場合に低中速と高速の吸気条件をすべて満足させるためにはラナーの長さの可変範囲を大きくする必要があるが、本発明による吸気システムは外側ロータ７０の内側に内側ロータ６０を結合することによってラナーの長さの可変範囲を大きくすることが可能であるので、上記のように小さな排気量のエンジンで必要とする吸気条件も満たすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明による連続可変吸気システムが示された斜視図である。
【図２】本発明による連続可変吸気システムが示された縦断図面である。
【図３】本発明の連続可変吸気システムにおいて最小ラナーの長さを形成した状態図である。
【図４】本発明の連続可変吸気システムにおいて内・外側ロータの同時回転状態図である。
【図５】本発明の連続可変吸気システムにおいて最大ラナーの長さを形成した状態図である。
【符号の説明】
【００２５】
５０    吸気ハウジング
５１    流入口
５２    流出口
５３    固定ラナー
５５    シャフト
５９    ストッパ
６０    内側ラナー
６１    流入口
６２    流出口
６５    バッフル
６６    ロータガイド
７０    内側ラナー
７２    流出口
７５    バッフル
７６    ロータガイド
７９    ストッパ
８０    弾性部材
【図１】
2005083372.tif 000003
【図２】
2005083372.tif 000004
【図３】
2005083372.tif 000005
【図４】
2005083372.tif 000006
【図５】
2005083372.tif 000007