(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気受留部（１３）と、吸気通路（１４）とシリンダヘッドフランジ（１５）とを備え、
前記空気受留部（１３）は一方側が内燃機関を取り囲む大気に、他方側が吸気通路（１４）に連通し、
これら吸気通路（１４）は前記シリンダヘッドフランジ（１５）に連結され、各吸気通路（１４）に内燃機関の１つの燃焼室が割当てられ、
シリンダヘッドフランジ（１５）は内燃機関に取付けられ、
シリンダヘッドフランジ（１５）の部分に吸気通路（１４）を第１の流路断面部（２１）と第２の流路断面部（２２）に分割する手段が設けられ、
前記第１の流路断面部（２１）には流路を開閉可能な閉鎖部材が設けられた内燃機関の吸気装置において、
吸気通路（１４）をインサート（２０）によって２つの互いに分離した第１流路断面部（２１）と第２流路断面部（２２）に分ける手段を設け、該インサート（２０）は前記シリンダヘッドフランジ（１５）部のインサート挿入部（２９）に取付けられ、該インサート挿入部（２９）は前記シリンダヘッドフランジ（１５）部に凹設されて、取り付けられるインサート（２０）がシリンダヘッドフランジ（１５）と共に内燃機関に接面するような深さに形成され、前記インサートは長円形または長方形をなし、該長円形または長方形の長手方向両側に前記第１流路断面部（２１）と第２流路断面部（２２）を設け、該長円形または長方形の長手方向中央部に短手方向に前記第１流路断面部（２１）を第２流路断面部（２２）から分かつ隔壁（２３）を備え、
該隔壁（２３）は空気の流れとは反対方向に縮小するようにインサートの長手方向に山形の断面を有して、前記インサート挿入部（２９）の深さよりも前記吸気通路（１４）の内部まで突出するように形成されるとともに、前記隔壁（２３）の突出頂部に至る隔壁の両側壁部をそれぞれ貫通するように前記第１流路断面部（２１）と第２流路断面部（２２）が形成され、
さらに、前記インサート（２０）には閉鎖部材が設けられて、該閉鎖部材は軸（２５）に設けられた板弁体（２４）からなり、各吸気通路（１４）のインサート（２０）の前記軸（２５）は１つの作動部材（２６）に連結されていることを特徴とする吸気装置。
【請求項２】
２つの互いに気密に接合された半殻体体（１０，１１）が前記空気受留部（１３）、吸気通路（１４）、およびシリンダヘッドフランジ（１５）を構成することを特徴とする請求項１記載の吸気装置。
【請求項３】
前記インサート（２０）は組立噴入鋳造技術で製作されたものであることを特徴とする請求項１記載の吸気装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、請求項１に記載の上位概念による吸気装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
DE 199 41 179 により、吸気分岐通路が接続された貯蔵タンクを有する内燃機関の吸気装置が知られている。これら吸気分岐通路は前記貯蔵タンクと反対側の端部で二股分岐部に接続し、該二股分岐通路は一体として吸気分岐通路をなしている。二股分岐部は前記吸気分岐通路の断面を２つの別々の流路断面に分割する。二股分岐通路は中間フランジに接続されてシリンダヘッドに直に連結されている。該中間フランジ内で前記流路分割はそのまま続く。内燃機関の燃焼室で一定の旋回流を生じさせるために、二股分岐通路のうち１つの通路に板弁が配設されている。該板弁が通路を閉じると、空気は閉じられていないもう１つの通路のみを通って燃焼室に流入し、旋回流が発生する。板弁が閉じられた場合は空気は両通路を通って燃焼室に流入し、別の旋回流が生じる。
【０００３】
この構成の不利な点は、吸気分岐通路に二股分岐通路を設けた吸気装置の製作が複雑になることである。これら吸気分岐管の製作には二股分岐通路を形成するために高価な中子および複雑なハーフシェル鋳造方式が必要であり、高価となる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、比較的低コストで品質もよい、製作容易な吸気装置を提供することである。この課題は請求項１に記載の特徴により解決される。
【０００５】
【発明を解決するための手段】
本発明による内燃機関用吸気装置は、空気受留部、吸気通路、およびシリンダヘッドフランジからなる。この吸気装置は、例えば特に中子溶解法あるいはアルミニューム圧力鋳造で製作される一体構造、あるいは数部品からなる組立て式に構成される。前記空気受留部は一方側が内燃機関周囲の大気に連通し、他方側は吸気通路に連通する。空気受留部と大気の間には種々の構造体、例えばエアフィルタや構成部品の冷却などに用いられる種々の構造体が配設される。空気受留部から延びる吸気通路はシリンダヘッドフランジに連結され、該吸気通路を通って空気が空気受留部から内燃機関に導入される。各吸気通路は、燃焼のために導入された空気を必要とする内燃機関の各燃焼室に割当てられる。シリンダヘッドフランジは内燃機関のシリンダヘッド部に特にねじにより取付けられる。シリンダヘッドフランジ部には吸気通路を第１の流路断面部と第２の流路断面部に分け手段が配設される。この吸気通路を第１の流路断面部と第２の流路断面部に分割する手段により、前記空気受留部から吸気通路を通って内燃機関に流れる空気が２つの流れに分けられる。これら流路断面部の断面形状は任意に、例えば長方形あるいは長円形にしてよい。
【０００６】
前記第１の流路断面部は閉鎖部材により開閉可能に構成される。該閉鎖部材は、例えばシリンダヘッドフランジ或はシリンダヘッドに配設され、前記第１の流路断面部につなげられる。閉鎖部材は、例えば板弁あるいは回転スライド弁にすることができる。
【０００７】
前記閉鎖部材が第１の流路断面部を閉鎖している場合は、第２の流路断面部から流入する空気のみが燃焼室に導入される。閉鎖部材が開いている場合は、空気受留部からの空気は両流路断面部から燃焼室に流入し、空気は燃焼室を異なった様態で充填する。吸気通路を２つの互いに隔離した流路断面部に分ける手段はインサートに形成され、該インサートは前記シリンダヘッドフランジのインサート挿入部に装着され、インサートの全高がインサート挿入部に完全に囲まれる。このインサートの外形形状は随意でよく、例えば長方形でもよい。該インサートは前記第１の流路断面部を第２の流路断面部から隔てる隔壁を備えている。インサートは各吸気通路に別々に設けられる。
【０００８】
吸気装置を内燃機関に組付ける前にインサートはインサート挿入部に挿入される。インサートを固定するために特に固定部材は必要でないが、特別な場合には例えばねじを用いてインサートをインサート挿入部に固定してもよい。吸気装置はそのシリンダヘッドフランジでシリンダヘッドに中間部材なしに直に気密に固定され、その際勿論シリンダヘッドフランジとシリンダヘッドの間にパッキンを用いることができる。例えばシリンダヘッドフランジとシリンダヘッドの間にフランジのような中間部材を挟む必要がないので、固定部材を短くすることができ、組付けが簡単になる。シリンダヘッドフランジはその端部においても吸気通路との間においてもシリンダヘッドと気密に結合されているので、インサートはインサート挿入部に対してシールされなくてもよく、インサートはインサート挿入部に平らに置くだけで十分である。他の実施例として、シール片をインサートに配備してインサート挿入部に置くか、あるいは圧入してもよい。インサートとインサート挿入部の間に少々の空気流が存在するかしないかは吸気装置の機能にとって大して問題ではない。
【０００９】
本発明の他の変形例では、少なくとも２つの気密に結合された半殻体で、空気受留部、吸気通路、およびシリンダヘッドフランジを構成する。半殻体は、好ましくは熱可塑性合成樹脂で製作するのがよく、グラスファイバー強化の合成樹脂は高い負荷に曝すことができる。半殻体は、特別な実施例では、例えばねじ留め或は挟み留めにより機械的に気密結合される。他の実施例では、半殻体は例えば接着或は溶着により結合される。該第１の半殻体は吸気装置の上側部をなし、該第１の半殻体によって空気受留部の上側および吸気通路の上側が形成される。第２の半殻体は吸気装置の下側部をなし、該第２の半殻体によって空気受留部の下側、吸気通路の下側、およびシリンダヘッドフランジが形成される。２つの半殻体構造とすることによって吸気装置が簡単に低コストで品質もよく製作できる。両半殻体とも、全輪郭が簡単な中子使用のもとで型抜きが行われるので、同様に簡単に製作できる。
【００１０】
本発明では、前記隔壁はインサートを越えて吸気通路まで突出する。この突出部で空気流は吸気通路において既に分流され、早期によりよい分流が達成される。第２の半殻体は製作と型抜きの簡単さを保持したまま構造を変更できる。
【００１１】
前記隔壁は流れに向かって流れに対して最適なように断面が縮小するように形成するのが有利である。この断面の縮小により、空気流が２つの分流に緩やかに分かれる。分流による空気流の乱れが非常に小さくなって流れは最適化され、内燃機関にできるだけ多くの空気が供給される。
【００１２】
本発明では、前記閉鎖部材をインサートに配設する。該閉鎖部材は、例えば回転スライド弁に形成されて内燃機関への組み付け前に第１の流路断面部に最適に適合するように調整され、それにより最適に閉鎖することができる。
【００１３】
本発明では、閉鎖部材は中央部を軸に取付けられた板弁とされる。この場合、全ての吸気通路の閉鎖部材は１つの軸に配設され、全閉鎖部材の位置は同時に変えられる。これにより、全部の燃焼室の作動条件が適合し、不均一な負荷配分にならないことが保証される。
【００１４】
さらに、本発明では、各吸気通路の各閉鎖部材はそれぞれ軸を有し、これら各軸は１つの作動部材に連結される。各軸の長さは第１の流路断面部よりも少しだけ長く、全部の軸の軸端が１つの作動部材に連結される。したがって、全ての閉鎖部材が同期して動かされ、全ての燃焼室が同じ条件になる。
【００１５】
前記インサートは長方形に形成し、流路断面部は円形に形成するのが有利である。そうすると、第１および第２の流路断面部は円形に形成され、インサートは流路断面部の直径よりも少しだけ大きいインサート挿入部を要するのみである。さらに、円形の閉鎖部材で第１の流路断面部を有利に閉鎖することができて、気密性がよく、したがってよりよい分流が達成される。
【００１６】
本発明の有利な実施形態では、インサートは閉鎖部材と一緒に組立噴入鋳造技術で製作される。先ず、隔壁を有するインサートの外枠が熱可塑性合成樹脂で作製される。冷却して固まった外枠に弁体が噴入されるが、その際に外枠が噴入される弁体の鋳型になる。弁体は外枠にぴったり合致して隙間はなくなる。弁体が冷却すると合成樹脂はいくらか収縮し、弁体は動けるようになる。第１の例では噴入以前に外枠に組み込まれた金属製の軸に鋳掛けられる。第２の例では軸は弁体と一体に作製され、弁体と軸は１つの工程で製作される。そして、軸部は弁体に作り込まれ、該軸部は外枠に軸受けされる。軸部は、上述したように軸の材料が縮むことにより可動となる。組立噴入鋳造により、漏れの少ない、簡単なインサートの製作が実現できる。
【００１７】
上記およびその他の本発明の好ましい特徴が、請求項、また明細書及び図面から案出され、個々の特徴がそれ自身あるいは多くは本発明の実施形態を組合せた形態でおよび他の分野で実現される有利かつそれ自身保護され得る実施形態を示すことができ、それらに対して茲に保護を要請するものである。
【００１８】
【発明の実施の形態】
図１には内燃機関用の吸気装置が斜視図で示されている。該吸気装置は下半殻体１０と上半殻体１１よりなる。両半殻体１０、１１はグラスファイバー強化ポリアミド製であり、周囲を溶着接合部１２で互いに気密に溶着されている。両半殻体１０、１１は一体となって吸気受留器１３と吸気通路１４を構成し、該吸気通路１４は長く延びる形状に作られた吸気受留器からシリンダヘッドフランジ１５まで延びる。これら吸気通路の間には同様にこれら吸気通路を長手方向に互いに気密に隔てさせる溶着接合部１２が設けてある。前記シリンダヘッドフランジ１５は下半殻体１０のみに形成されている。両半殻体１０、１１はプラスチック噴入鋳造法で製作され、噴入鋳造された両下半殻体１０、１１は型抜きが抜き勾配なしに、したがって苦労なしに行われるように設計される。
【００１９】
空気受留部１３は空気が大気中から吸気装置に吸入される入口１６に連通される。空気を直に内燃機関に吸入するのは不利であるので、該入口はフランジ１７を介して図示しない空気導管に連結することができる。該空気導管（不図示）の前記フランジ１７への固定のために等間隔に明けられたフランジボルト穴１８が設けられ、これらの穴１８に図示しないボルトが挿入され図示しないナットで固定することができる。あるいは別の方法として、自身でねじを切っていくボルトを使用してもよい。または押しボルトをねじ穴にねじ込んで固定してもよい。その際はナットが必要なくなる。
【００２０】
前記シリンダヘッドフランジ１５は、穴１９有しており該穴を貫通する図示しない固定手段によって図示しないシリンダヘッドに固定することができる。この際にも先に述べた代替締付け方法を採用することができる。シリンダヘッドフランジ１５には各吸入通路１４毎にインサート２０が装着されている。該インサート２０は長円形をなしていて、その周囲がシリンダヘッドフランジで囲まれている。インサート２０には第１の流路断面部２１と第２の流路断面部２２が設けられている。これら円形の両流路断面部２１、２２は、隔壁２３によって互いに隔てられている。第１の流路断面部２１には板弁２４が流路を閉鎖できるように設けられている。該板弁２４の中央部には軸２５が設けられている。該軸２５は前記インサート２０から突出してシリンダヘッドフランジ１５を抜け出し、作動部材２６に連結される。
【００２１】
図２には、インサート２０が作動部材２６と共に板弁２４が流路断面部を閉鎖した状態で斜視図で示されている。図１に対応する部分は同じ符号を付してある。インサート２０はプラスチック製で組立射出成型技術によって製作される。軸２５はインサートの外側でレバー２７に固着されている。該レバー２７は板バー２８と共に作動部材２６を構成する。そして、レバー２７は、板バー２８の動きがレバー２７および板弁２４が回転運動に変換されるように板バーに連結される。板バー２８が矢印方向あるいは反対方向に動くと板弁２４の位置が変化する。図示のインサート２０では板弁２４は閉鎖位置に位置している。板バーが矢印方向に動くと板弁２４は開く方向に動く。板バーがどれだけ動くかによって板弁２４が流路２１を全開にするか部分的に開くかが決まる。全開した板弁２４およ軸２５はそのまま流路２１に留まる。本実施例では、全てのインサートの軸２５は前記板バー２８に連結されていて、全ての板弁２４は同期して動くことができる。そして、各インサートの板弁２４は全ての板弁２４が同じ角度となるように板バー２８に対して調整される。そうすることにより、全ての板弁２４は同時に閉じ或は開く。各インサートの板弁２４は互いに結合しないで別々の運動をするようにすることもできる。
【００２２】
図３には、図１における吸気装置のA-A線に沿う断面図が示されている。図１に対応する部分は同じ符号が付してある。断面A-Aはインサート２０およびそれを囲むシリンダヘッドフランジ１５の中央に沿う断面である。この図では上半殻体を下半殻体に接合する溶着接合部１２が明瞭に認められる。該溶着接合部１２は例えば振動溶着により生じたものであり、その際、勿論接合面（不図示）はあらかじめ溶けるように備えておくことができる。
【００２３】
インサート２０はシリンダヘッドフランジ１５に設けられたインサート挿入部２９で受けられる。インサート挿入部２９は、インサート２０がシリンダヘッドフランジ１５と共に内燃機関に接面する側で終わり、そこより突出しないように形成されている。内燃機関と反対側には隔壁２３が吸気通路１４まで突出し、空気流を分ける。該隔壁２３は空気の流れとは反対方向に縮小する断面を有し、それにより流れを乱さずに２つの流れに分ける。
【００２４】
板弁２４の閉鎖時は、空気は閉鎖されていない第２の流路断面部２２のみを矢印方向に流れる。第１の流路断面部１を開放するには板弁２４を鎖線の方向に回転する。板弁２４が開いた状態（鎖線で示されている）では第１の流路断面部２１もまた空気をエンジンの方に流過させる。そして空気流は吸気通路１４から鎖線矢印のように分れて流れる。
【００２５】
シリンダヘッドフランジ１５は内燃機関のシリンダヘッド３２（概略図示）に気密に取付けられる。気密結合のためにシール部材３３が設けられ、該シール部材３３はインサート２０を直接に囲んで核インサート２０をシリンダヘッド３２に対してシールする。他の方法として、各流路断面部２１、２２に該断面部を取り巻くシール部材３３を備え、両シール部材が互いに結合されるようにしてもよい。
【００２６】
図４は吸気装置の概略を示す。図１に対応する部分には同じ符号が付してある。吸気装置はボルト３４によって内燃機関３５のシリンダヘッド３２に取付けられる。吸気装置の入口側ではフランジ１７に吸気導管３６が接合されている。該吸気導管３６内を、空気が外部から吸気装置に導かれる。
【図面の簡単な説明】
本発明のさらなる詳細は、実施例の概略を示す以下の図面に記載される。
【図１】    吸気装置の斜視図である。
【図２】    インサートの斜視図である。
【図３】    図１の吸気装置の断面図である。
【図４】    吸気装置の概略図である。
【図１】
0004307010.tif 000002
【図２】
0004307010.tif 000003
【図３】
0004307010.tif 000004
【図４】
0004307010.tif 000005