(57)【要約】【課題】  エンジンの可変吸気装置において、仕切り部材が内部通路を閉塞する時、閉塞姿勢角度に多少のバラツキが生じても、内部通路壁面と仕切り部材の外周縁との隙間から漏れる空気量を一定に保つこと。【解決手段】  吸気管２１の内部通路２２内に回動可能に配置され、内部通路２２を流れる吸気の通過面積を変化させる気流制御バルブ３０を有する可変吸気装置２０において、内部通路２２の壁面２２ａに、気流制御バルブ３０が回動する軌跡Ｔと所定の距離を保つ円弧面部２３を設けた。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
管状体の内部通路内に回動可能に配置され、前記内部通路を流れる流体の通過面積を変化させる仕切り部材を有する可変吸気装置において、
前記内部通路の壁面は、前記仕切り部材が回動する軌跡と所定の距離を保つ壁面を有することを特徴とする可変吸気装置。
【請求項２】
前記壁面は円弧面部から構成されることを特徴とする請求項１に記載の可変吸気装置。
【請求項３】
前記仕切り部材の外周縁は、前記内部通路の前記円弧面部と略同一の曲率を有する円弧状断面から形成されることを特徴とする請求項２に記載の可変吸気装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、内燃機関の可変吸気装置に関するものである。特に、管状体の内部通路内に配置される吸気制御バルブを有する内燃機関の可変吸気装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、内燃機関の燃焼室内での燃焼状態を制御するため、燃焼室に通じる吸気管の内部通路に、該内部通路を開閉するためのバタフライ型の楕円形弁体（仕切り部材）が設けられる可変吸気装置がある。この可変吸気装置は、弁体が内部通路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、内部通路の開閉を行う。この可変吸気装置は、弁体が閉塞姿勢にあるとき、即ち内部通路が閉じられたとき、弁体に設けられた開口部を通して所定量の空気が流通される。一方、開口部を除く弁体の部分は、内部通路内壁と弁体との外周縁との隙間から漏れる空気量を減少するため、該隙間を極小距離に保つようにしている。しかし、装置の製造誤差や組付け誤差などにより、弁体の閉塞時の回転方向の閉塞姿勢角度にバラツキが生じ、該隙間が増大し、該隙間から漏れる空気量が増加する（例えば、特許文献１の図６参照。）。
【０００３】
一方、内燃機関の空気量調整装置として、スロットル装置がある。この装置は、調整される空気の流量が略円形弁体（スロットルプレート）の開度と比例関係になるように、スロットルプレートの周縁部と対向するスロットルボア面がスロットルプレートの領域において球冠状を呈している。この球冠状のスロットルボア面は、スロットルプレートの閉塞される位置からスロットルプレートの旋回角度が増加するに伴って、スロットルプレートが旋回する軌跡からの距離が徐々に拡がる構造を有する。しかし、この構造では、スロットルプレートの閉塞時の回転方向の閉塞姿勢角度にバラツキが生じた場合、スロットルボア面とスロットルプレートの周縁部との隙間が増大し、該隙間から漏れる空気量が増加する（例えば、特許文献２の図６参照。）。
【特許文献１】特開２００２−３０９９４５号公報
【特許文献２】特開２００２−１３８８６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
そこで本発明は、エンジンの可変吸気装置において、仕切り部材が内部通路を閉塞する時、閉塞姿勢角度に多少のバラツキが生じても、内部通路内壁と仕切り部材の外周縁との隙間から漏れる空気量を一定に保つことを技術的課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、請求項１の発明にて講じた技術的手段は、管状体の内部通路内に回動可能に配置され、前記内部通路を流れる流体の通過面積を変化させる仕切り部材を有する可変吸気装置において、前記内部通路の壁面は、前記仕切り部材が回動する軌跡と所定の距離を保つ壁面を有することである。
【０００６】
上記手段によれば、内部通路の内壁は、仕切り部材が回動する軌跡と所定の距離を一定に保つ壁面を有することにより、仕切り部材が内部通路を閉塞する時、内部通路内壁と仕切り部材の外周縁との隙間が仕切り部材の製造誤差及び組付け誤差による閉塞姿勢角度のバラツキの影響を受けず変化しない。このため、仕切り部材が内部通路を閉塞する時、弁体に設けた開口部で生ずる空気の流速が目標通りのものになる。
【０００７】
上記課題を解決するために、請求項２の発明にて講じた技術的手段は、前記壁面は円弧面から構成されることである。
【０００８】
上記手段によれば、壁面は円弧面部から構成されることにより、仕切り部材が内部通路を閉塞する時、内部通路内壁と仕切り部材の外周縁との隙間が該円弧面部内では所定の距離が保たれ、閉塞時、該隙間からの漏れ量を一定に保つことができる。
【０００９】
上記課題を解決するために、請求項３の発明にて講じた技術的手段は、前記仕切り部材の外周縁は、前記内部通路の前記円弧面部と略同一の曲率を有する円弧状断面から形成されることである。
【００１０】
上記手段によれば、仕切り部材の外周縁は、内部通路の円弧面と略同一の曲率を有する円弧状断面から形成されることにより、仕切り部材が内部通路を閉塞する時、内部通路内壁と仕切り部材の外周縁との隙間が該円弧内では所定の距離が保たれ、閉塞時、該隙間からの漏れ量を一定に保つことができる。
【発明の効果】
【００１１】
本願発明によれば、内部通路の内壁は、仕切り部材が回動する軌跡と所定の距離を一定に保つ壁面を有することにより、仕切り部材が内部通路を閉塞する時、内部通路内壁と仕切り部材の外周縁との隙間が仕切り部材の製造誤差及び組付け誤差による閉塞姿勢角度のバラツキの影響を受けにくく、隙間から漏れる空気量を一定に保つことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の第１の実施の形態について、図１乃至図５を用いて説明する。図１はエンジンヘッド１０に組み付けられる可変吸気装置２０の概略構成図を示す。可変吸気装置２０は、エンジンヘッド１０に設けられたエンジンバルブ１１により開閉される燃焼室１２に連通される内部通路２２を有する吸気管（管状体）２１を有する。内部通路２２内には、内部通路２２を流れる空気（流体）の通過面積Ａを変化させる気流制御バルブ（仕切り部材）３０が配置されている。可変吸気装置２０は、駆動手段５０により気流制御バルブ３０を回動自在に操作することで通過面積Ａを変化させる。可変吸気装置２０は、通過面積Ａを変化させ、気流制御バルブ３０の上流（図１の右方向）から下流（図１の左方向）にある燃焼室１２へ流動する吸気の流速を調整する。図２に示すように、気流制御バルブ３０は、閉塞時上流側から見た正面形状は図２の上側、下側に直線部を有する略矩形の板状部材から構成されている。なお、気流制御バルブ３０の正面形状は、その外周縁３１ａの回動する軌跡が内部通路２２の壁面を構成する内壁２２ａと所定の距離を一定に保つ形状であれば、その形状は問わない。気流制御バルブ３０は、バルブ部３１とバルブ部３１に一体に構成されてエンジンヘッド１０に配置される図示しないカム軸に平行なシャフト部３２とから構成されている。シャフト部３２は、隣接する気流制御バルブ３０のシャフト部３２又は気流制御バルブ３０を回動させる駆動手段５０に連結される。駆動手段５０からの回動駆動力は、シャフト部３２を介してバルブ部３１に伝達され、更に、隣接する気流制御バルブ３０に伝達される。シャフト部３２は内部通路２２の上下略中央に配置されている。
【００１３】
図３、４に示すように、内部通路２２の内壁２２ａの下側であって、気流制御バルブ３０の上流側に気流制御バルブ３０の閉塞姿勢角を中心に約±１５°回動する範囲は、気流制御バルブ３０が回動する軌跡Ｔと所定の距離を一定に保つ円弧面部２３である。円弧面部２３は、図３、図４中の破線で示す気流制御バルブ３０の回動軌跡Ｔと所定の距離を一定に保つ断面形状を有し、気流制御バルブ３０のシャフト部３２の軸方向に延在する帯状曲面である。これにより、気流制御バルブ３０が内部通路２２を閉塞する時、内部通路２２の内壁２２ａと気流制御バルブ３０の外周縁３１ａとの隙間Ｓがバルブ部３１の製造誤差及びシャフト部３２への組付け誤差等による閉塞姿勢角度のバラツキの影響を受けず所定の距離を一定に保つことができる。内部通路２２の内壁２２ａは、その断面積が気流制御バルブ３０の下流側で縮径され、エンジンヘッド１０に設けられた図示しない開口部に滑らかに接続される。
【００１４】
図４に示すように、バルブ部３１は、シャフト部３２に垂直な断面の外周縁３１ａが、内部通路２２の円弧面部２３と略同一の曲率を有する円弧状断面から形成される。これにより、気流制御バルブ３０が内部通路２２を閉塞する時、内部通路２２の内壁２２ａと気流制御バルブ３０の外周縁３１ａとの隙間Ｓが所定の距離を一定に保つことができ、閉塞時の隙間Ｓからの漏れ量を一定に保つことができる。
【００１５】
以上のように構成した本実施の形態の吸気装置２０の作用を説明する。
【００１６】
エンジンの運転状況に応じて、例えばアイドル時の吸気流量が少ない場合、排気ガスの改善及び燃費向上のため、燃焼室１２内に流入する吸気に渦流が必要となる。この渦流が必要になると、気流制御バルブ３０は駆動手段５０により回動されて内部通路２２を閉塞する。このとき、吸気は、図１又は図３に示すバルブ部３１と内部通路２２の内壁２２ａとの間に形成される開口部Ｃ、或いは図５に示すバルブ部３１の開口部３１ｃを通して燃焼室１２へ向かって流れ、燃焼室１２内で渦流が発生する。ところで、気流制御バルブ３０が内部通路２２を閉塞する時、内部通路２２の内壁２２ａと気流制御バルブ３０の外周縁３１ａとの隙間Ｓから気流制御バルブ３０の下流に空気が漏れると、開口部Ｃ又は開口部３１ｃを通過する空気量が減少する。このため、吸気装置２０は、所望の流速を確保できず、燃焼室１２内に渦流を十分に発生させることができない。しかし、気流制御バルブ３０が回動する軌跡Ｔと所定の距離を一定に保つ円弧面部２３が内壁面２２ａに形成されるため、隙間Ｓは、所定の距離を一定に保つことができ、開口部Ｃ或いは開口部３１ｃで生じる流速を一定に保ち、燃焼室１２で発生させる渦流の減少を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１の実施の形態における可変吸気装置の概略構成図である。
【図２】気流制御バルブ３０の閉塞時における図１のＢ−Ｂ断面図である。
【図３】気流制御バルブ３０の概略拡大図である。
【図４】気流制御バルブ３０の全閉時における円弧面部２３周りの要部拡大図である。
【図５】気流制御バルブ３０に開口部３１ｃを設けた場合の閉塞時における図１のＢ−Ｂ断面図である。
【符号の説明】
【００１８】
２０・・・可変吸気装置
２１・・・吸気管（管状体）
２２・・・内部通路
２２ａ・・・壁面（内壁）
２３・・・円弧面部
３０・・・気流制御バルブ（仕切り部材）
３１ａ・・・外周縁
Ｔ・・・軌跡
【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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