(57)【要約】【課題】通路長切換部による吸気通路長の切り換えをより一層迅速且つ円滑に行う。【解決手段】吸気マニホールド１４を構成する吸気通路１６の途中に、通路長を切換自在なバルブ４２を有する通路長切換部１８が設けられ、前記バルブ４２の両端部には、断面略円弧状の円弧部４６ａ、４８ａを有する第１及び第２開口端部４６、４８が形成される。そして、この円弧部４６ａ、４８ａは、バルブ４２の回動中心Ｃとなるシャフト４０の中心に対してオフセットした半径中心Ｃ１、Ｃ２を有し、前記バルブ４２が回動変位する際、前記第１及び第２開口端部４６、４８と、吸気通路１６の端部に設けられた第１及び第２シール部材３６、３８との摺動抵抗を低減させる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関を構成する本体部の各シリンダに独立して接続され、スロットル装置から吸入空気が導入されるチャンバーと連通する吸気通路を有する吸気マニホールドと、前記吸気通路に臨む前記吸気マニホールドの内部に設けられ、前記内燃機関の運転状況に応じて前記吸気通路の通路長を切り換える通路長切換部とを備える内燃機関用吸気マニホールド装置において、
前記通路長切換部は、前記吸気通路を構成し前記チャンバーに接続される第１通路部と、前記吸気通路を構成し前記本体部に接続される第２通路部との間に設けられ、支軸を中心として前記吸気マニホールドに回動自在に設けられた切換弁を備え、
前記切換弁には、所定半径からなる断面円弧状の円弧面を有し、前記円弧面を介して前記第１及び第２通路部の端部に当接自在な当接部を備え、前記円弧面の半径中心が前記切換弁の回動中心に対して偏心していることを特徴とする内燃機関用吸気マニホールド装置。
【請求項２】
請求項１記載の装置において、
前記第１及び第２通路部の端部には、弾性材料から形成され、前記円弧面が当接自在なシール部材が設けられることを特徴とする内燃機関用吸気マニホールド装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の装置において、
前記円弧面の半径中心は、前記切換弁の軸線を中心として前記当接部が前記第１及び第２通路部の端部から離間する際に前記切換弁が回動する方向に所定距離だけ偏心して設定されることを特徴とする内燃機関用吸気マニホールド装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の装置において、
前記当接部は、前記切換弁の軸線方向に沿った両端部にそれぞれ設けられることを特徴とする内燃機関用吸気マニホールド装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関用吸気マニホールド装置に関し、一層詳細には、吸入空気が流通する吸気通路の長さを切換可能な通路長切換部を有する内燃機関用吸気マニホールド装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、自動車等の多気筒エンジンでは、シリンダヘッドの吸気ポートと吸入空気量を調整する絞り弁との間に吸気マニホールドが設けられ、前記吸気マニホールドに吸入された吸入空気を分流させて各吸気ポートへと配分している。
【０００３】
近年、エンジンの高出力化に伴い、高速又は高負荷運転時には吸気マニホールドの吸気通路を短くし、低速又は低負荷運転時には前記吸気マニホールドの吸気通路を長くすることによってエンジンの出力を変更可能な内燃機関用吸気マニホールド装置が知られている。本出願人は、このような吸気マニホールド装置として、通路長切換部として機能するロータリーバルブを有し、前記ロータリーバルブを回転させることによって吸気マニホールドにおける吸気通路長の切り換えを行う構成を提案している（特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−８３０７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、前記の提案に関連してなされたものであり、通路長切換部による吸気通路長の切り換えをより一層円滑に行うことが可能な内燃機関用吸気マニホールド装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記の目的を達成するために、本発明は、内燃機関を構成する本体部の各シリンダに独立して接続され、スロットル装置から吸入空気が導入されるチャンバーと連通する吸気通路を有する吸気マニホールドと、前記吸気通路に臨む前記吸気マニホールドの内部に設けられ、前記内燃機関の運転状況に応じて前記吸気通路の通路長を切り換える通路長切換部とを備える内燃機関用吸気マニホールド装置において、
前記通路長切換部は、前記吸気通路を構成し前記チャンバーに接続される第１通路部と、前記吸気通路を構成し前記本体部に接続される第２通路部との間に設けられ、支軸を中心として前記吸気マニホールドに回動自在に設けられた切換弁を備え、
前記切換弁には、所定半径からなる断面円弧状の円弧面を有し、前記円弧面を介して前記第１及び第２通路部の端部に当接自在な当接部を備え、前記円弧面の半径中心が前記切換弁の回動中心に対して偏心していることを特徴とする。
【０００７】
本発明によれば、通路長切換部を構成する切換弁において、前記切換弁の当接部に所定半径からなる断面円弧状の円弧面を設け、前記円弧面を介して吸気通路を構成する第１及び第２通路部の端部に前記切換弁を当接自在に設けると共に、前記円弧面の半径中心を、吸気マニホールドに支軸で支持された切換弁の回動中心に対して偏心させている。従って、切換弁を回動させて吸気通路の通路長を切り換える際、円弧面の半径中心と回動中心とが偏心しているため、前記円弧面が前記端部に対して離間する場合には、前記円弧面が回動変位に伴って前記端部に対して徐々に離間していくような回動軌跡で変位させ、前記円弧面が前記端部に対して接近する場合には、前記円弧面が前記端部に対して徐々に接近していくような回動軌跡で変位させることができる。
【０００８】
その結果、切換弁の円弧面が、第１及び第２通路部の端部に摺接しながら変位することがないため、前記切換弁と第１及び第２通路部の端部との間に生じる摺動抵抗を低減させることが可能となり、切換弁を含む通路長切換部を円滑に作動させて吸気通路の通路長の切り換えをより一層迅速且つ円滑に行うことができる。
【０００９】
また、第１及び第２通路部の端部に、弾性材料から形成され、円弧面が当接自在なシール部材を設けることにより、前記円弧面を介して切換弁が前記シール部材が当接した際に、吸気通路を構成する第１及び第２通路部内の気密が確実且つ好適に保持される。
【００１０】
さらに、円弧面の半径中心を、切換弁の軸線を中心として当接部が第１及び第２通路部の端部から離間する際に前記切換弁が回動する方向に所定距離だけ偏心させて設定するとよい。これにより、切換弁を回動させた際に、その当接部を前記第１及び第２通路部の端部に対して摺接させることなく好適に変位させることが可能となる。
【００１１】
さらにまた、当接部を、切換弁の軸線方向に沿った両端部にそれぞれ設けると好適である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、以下の効果が得られる。
【００１３】
すなわち、通路長切換部を構成する切換弁に所定半径からなる断面円弧状の円弧面を設け、前記円弧面を介して吸気通路を構成する第１及び第２通路部の端部に当接自在に設けると共に、前記円弧面の半径中心を、吸気マニホールドに支軸で支持された切換弁の回動中心に対して偏心させることにより、切換弁が回動する際、その円弧面が第１及び第２通路部の端部に摺接しながら変位することがなく、前記切換弁を含む通路長切換部を円滑に作動させて吸気通路の通路長の切り換えをより一層迅速且つ円滑に行うことができる。
【００１４】
また、第１及び第２通路部の端部に設けられたシール部材に対する切換弁の摺接範囲を小さくすることができるため、前記シール部材の摩耗を抑制することが可能となり、それに伴って、前記シール部材の耐久性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明に係る内燃機関用吸気マニホールド装置について好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。
【００１６】
図１において、参照符号１０は、本発明の実施の形態に係る内燃機関用吸気マニホールド装置を示す。なお、ここでは、複数のシリンダを有する多気筒エンジンに適用される吸気マニホールド装置について説明する。
【００１７】
内燃機関用吸気マニホールド装置１０（以下、吸気マニホールド装置１０という）は、車両等に搭載される、例えば、４つのシリンダ室を有する４気筒のエンジン２２に設けられている。
【００１８】
この吸気マニホールド装置１０は、図１〜図６に示されるように、複数の分岐管１２を有する吸気マニホールド１４と、前記吸気マニホールド１４の分岐管１２に挿通され、吸入空気が流通する吸気通路１６の長さを切り換える通路長切換部１８と、前記通路長切換部１８を回動変位させるための駆動部（図示せず）とを有する。
【００１９】
吸気マニホールド１４は、例えば、樹脂製材料を射出成形した複数の分割体を溶着又は接着することにより一体的に形成されている。この吸気マニホールド１４は、図示しないスロットル装置の絞り弁を通じて吸入された空気が一時的に溜められるチャンバー２０と、前記チャンバー２０に接続され、前記チャンバー２０からエンジン２２へと前記空気を導く吸気通路１６とを有する。また、吸気マニホールド１４は、エンジン２２のシリンダヘッド２４に接続される取付フランジ２６を備え、前記取付フランジ２６が、その平面状に形成された端面を介して前記シリンダヘッド２４に連結される。
【００２０】
チャンバー２０は、断面略Ｌ字状で吸気マニホールド１４の長手方向に沿って延在し、エンジン２２側に配置されて吸気通路１６の一端部が接続される第１空間部２８と、前記第１空間部２８の下部に対して前記エンジン２２から離間する方向へと延在し、前記吸気通路１６の一部が接続される第２空間部３０とを含む。
【００２１】
吸気通路１６は、分岐管１２の内部に設けられ略一定径からなる管状に形成され、互いに所定間隔離間した分岐管１２の内部に沿うようにそれぞれ設けられる。すなわち、複数の吸気通路１６は、互いに所定間隔離間して略並列に配置される。
【００２２】
この吸気通路１６は、吸気マニホールド１４の長手方向に沿ってチャンバー２０を構成する第１空間部２８及び第２空間部３０の下部側に配置され、吸気マニホールド１４の外壁面に沿って上方に向かうように湾曲する湾曲部（第１通路部）３２と、前記第２空間部３０の上部とエンジン２２とを接続する接続部（第２通路部）３４とを含む。
【００２３】
湾曲部３２は、その一端部が第１空間部２８の下部に接続されると共に、他端部が第２空間部３０の下部に接続され、前記第１空間部２８と第２空間部３０とを連通させている。換言すれば、湾曲部３２は、湾曲することによって第１空間部２８及び第２空間部３０の下部同士を接続している。
【００２４】
また、湾曲部３２の他端部には、チャンバー２０を構成する第２空間部３０の内壁面に対して突出するように第１シール部材３６が設けられる。この第１シール部材３６は、例えば、ゴム等の弾性材料から円筒状に形成され、湾曲部３２に固定される一端部が略平面状に形成されると共に、通路長切換部１８に臨む他端部が、吸気通路１６の軸線に対する直交方向から見て前記第１シール部材３６の一端面側に窪んだ断面略円弧状に形成される。
【００２５】
この第１シール部材３６の高さは、湾曲部３２の他端部に対して第１空間部２８側が低く、第２空間部３０側が高くなるように設定され、前記第１シール部材３６の他端部には、前記第１空間部２８側に断面略円弧状の円弧面３６ａが形成され、第２空間部３０側には、前記円弧面３６ａと隣接し、第１シール部材３６の軸線と略直交方向に延在する平坦面３６ｂが形成される。
【００２６】
接続部３４の一端部は、第２空間部３０の上部に接続され、前記第２空間部３０に臨む湾曲部３２の他端部と同軸上に配置されると共に、その他端部が、前記第２空間部３０から前記エンジン２２側に向かうように湾曲してチャンバー２０の上方に配置される。そして、接続部３４の他端部は、取付フランジ２６を介してエンジン２２を構成するシリンダヘッド２４に接続され、前記接続部３４とシリンダヘッド２４とが連通する。
【００２７】
また、接続部３４の一端部には、湾曲部３２の他端部と同様に第２空間部３０の内壁面に対して突出するように第２シール部材３８が設けられる。この第２シール部材３８は、例えば、ゴム等の弾性材料から第１シール部材３６と略同一形状となる円筒状に形成され、接続部３４に固定される一端部が略平面状に形成されると共に、通路長切換部１８に臨む他端部が、吸気通路１６の軸線に対する直交方向から見て前記第２シール部材３８の一端面側に窪んだ断面略円弧状に形成される。
【００２８】
この第２シール部材３８の高さは、接続部３４の一端部に対して第１空間部２８側が高く、第２空間部３０側が低くなるように設定され、前記第２シール部材３８の他端部には、第２空間部３０側に断面略円弧状の円弧面３８ａが形成され、第１空間部２８側には、前記円弧面３８ａと隣接し、第２シール部材３８の軸線と略直交方向に延在する平坦面３８ｂが形成される。
【００２９】
すなわち、第１及び第２シール部材３６、３８は、通路長切換部１８を構成するシャフト（支軸）４０を中心として対称となるように吸気通路１６に対して配設されている。
【００３０】
このように、吸気通路１６を構成する湾曲部３２及び接続部３４は、チャンバー２０を構成する第２空間部３０を通じて連通し、吸気通路１６の一端部が、湾曲部３２を介して前記チャンバー２０の第１空間部２８に接続され、前記吸気通路１６の他端部が、接続部３４を介してエンジン２２のシリンダヘッド２４に接続される。
【００３１】
通路長切換部１８は、チャンバー２０の内部において吸気通路１６の湾曲部３２と接続部３４との間に設けられ、吸気マニホールド１４に軸支されたシャフト４０と、前記シャフト４０に保持され、吸気通路１６の流通状態を切り換える複数のバルブ（切換弁）４２とからなる。
【００３２】
シャフト４０は、一定径からなる軸状に形成され、複数の吸気通路１６に跨るように前記吸気通路１６の軸線と略直交するように貫通すると共に、前記吸気通路１６を構成する接続部３４及び湾曲部３２の軸線上となるように配置される。
【００３３】
また、シャフト４０は、吸気マニホールド１４に対して回転自在に保持されると共に、前記シャフト４０の端部には図示しない駆動部が接続される。そして、シャフト４０は、駆動部の駆動作用下に約９０°だけ回動変位する。この駆動部は、例えば、通電作用下に回転駆動するステッピングモータからなり、前記駆動部の回転角度は、前記駆動部に対してコントローラ（図示せず）から入力される制御信号に基づいて所望の角度に制御される。
【００３４】
バルブ４２は、略円筒状に形成され、吸気通路１６における湾曲部３２と接続部３４との間に前記吸気通路１６の数（例えば、４本）に応じてそれぞれ配設されている。バルブ４２の略中央部にはシャフト４０が挿通され、複数のバルブ４２が所定間隔離間して並列に配設される（図３参照）。そして、複数のバルブ４２は、シャフト４０を介して吸気通路１６を構成する接続部３４及び湾曲部３２に臨むチャンバー２０内で回転自在に保持される。
【００３５】
このバルブ４２は、軸線方向に沿って貫通した貫通孔４４と、前記貫通孔４４と連通した一端部側に形成され、吸気通路１６を構成する接続部３４に接続自在な第１開口端部（当接部）４６と、前記貫通孔４４と連通した他端部側に形成され、湾曲部３２に接続自在な第２開口端部（当接部）４８とからなる。この貫通孔４４は、バルブ４２の内部を一直線上に貫通すると共に、吸気通路１６の内周径と略同等の内周径に設定される。この第１開口端部４６が、湾曲部３２に装着された第１シール部材３６に当接自在に設けられ、第２開口端部４８が、接続部３４に装着された第２シール部材３８に当接自在に設けられる（図２参照）。
【００３６】
また、バルブ４２の軸線方向に沿った長さは、吸気通路１６の端部に設けられた第１シール部材３６と第２シール部材３８との離間距離と同等に設定されると共に、前記バルブ４２の外周径は、前記離間距離に対して小さく設定される。
【００３７】
さらに、バルブ４２の軸線方向に沿った略中央部には、シャフト４０が前記軸線と略直交方向に挿通され、前記バルブ４２が前記シャフト４０に対して保持される。
【００３８】
第１開口端部４６の端面は、バルブ４２に挿通されたシャフト４０の軸線方向から見て断面略円弧状に形成された円弧部４６ａと、前記円弧部４６ａに隣接し、前記軸線に対して略直交方向に延在する平坦部４６ｂとを備える。詳細には、第１開口端部４６は、シャフト４０から離間する方向に膨出した断面略円弧状に形成される。
【００３９】
この円弧部４６ａは、所定半径Ｒ１で形成され、その半径中心Ｃ１は、シャフト４０の中心Ｃに対して所定距離だけオフセットして設定される。また、シャフト４０の中心Ｃに対する半径中心Ｃ１のオフセット方向は、バルブ４２の軸線を中心として第１開口端部４６が第１シール部材３６から離間する方向（矢印Ｂ方向）に回動する際の回動方向側とに設定される。
【００４０】
そして、バルブ４２の第１開口端部４６が第１シール部材３６に当接する際、その円弧部４６ａが前記第１シール部材３６の円弧面３６ａに当接し、平坦部４６ｂが前記第１シール部材３６の平坦面３６ｂに当接する。すなわち、第１シール部材３６の他端部は、バルブ４２の第１開口端部４６の断面形状に対応した同一断面形状で形成されている。
【００４１】
換言すれば、第１開口端部４６は、バルブ４２が第１シール部材３６に当接する際、円弧部４６ａが第２空間部３０側となり、平坦部４６ｂが第１空間部２８側に配置される。
【００４２】
第２開口端部４８の端面は、第１開口端部４６の端面と同一形状で形成され、バルブ４２に挿通されたシャフト４０の軸線方向から見て断面略円弧状に形成された円弧部４８ａと、前記円弧部４８ａに隣接し、前記軸線に対して略直交方向に延在する平坦部４８ｂとを備える。詳細には、第２開口端部４８は、シャフト４０から離間する方向に膨出した断面略円弧状に形成される。この円弧部４８ａは、所定半径Ｒ２で形成され、その半径中心Ｃ２は、シャフト４０の中心Ｃに対して所定距離だけオフセットして設定される。また、シャフト４０の中心Ｃに対する半径中心Ｃ２のオフセット方向は、バルブ４２の軸線を中心として第２開口端部４８が第２シール部材３８から離間する方向（矢印Ａ方向）に回動する際の回動方向側に設定される。
【００４３】
そして、バルブ４２の第２開口端部４８が第２シール部材３８に当接する際、その円弧部４８ａが前記第２シール部材３８の円弧面３８ａに当接し、平坦部４８ｂが前記第２シール部材３８の平坦面３８ｂに当接する。すなわち、第２シール部材３８の他端部は、バルブ４２の第２開口端部４８の断面形状に対応した同一断面形状で形成されている。
【００４４】
また、第２開口端部４８は、バルブ４２が第２シール部材３８に当接する際、円弧部４８ａが第１空間部２８側に配置されると共に、平坦部４８ｂが第２空間部３０側に配置される。
【００４５】
このように、第１及び第２開口端部４６、４８は、バルブ４２の中央に挿通されたシャフト４０を中心として対称形状となるように形成されている。
【００４６】
そして、バルブ４２がシャフト４０と共に回動し、その第１開口端部４６が第１シール部材３６に当接すると共に、第２開口端部４８が第２シール部材３８に当接することにより、前記バルブ４２の軸線が、前記接続部３４及び湾曲部３２の軸線と同軸上となる。これにより、吸気通路１６を構成する湾曲部３２と接続部３４とがバルブ４２の貫通孔４４を通じて連通した長管吸気通路Ｌが構成される（図１参照）。
【００４７】
この場合、第１開口端部４６が、第１シール部材３６に対応した形状で形成されているため、前記第１シール部材３６に当接して密着することによりシールされ、前記第１開口端部４６と第１シール部材３６との間からの吸入空気の漏出が防止される。また、同様に、第２開口端部４８が、第２シール部材３８に対応した形状で形成されているため、前記第２シール部材３８に当接して密着することによりシールされ、前記第２開口端部４８と第２シール部材３８との間からの吸入空気の漏出が防止される。
【００４８】
一方、シャフト４０の回転作用下に第１開口端部４６が第１空間部２８側に向かい、第２開口端部４８が第２空間部３０側に向かうようにバルブ４２が回動変位し、前記バルブ４２の軸線が接続部３４の軸線と略直交した状態となることにより、湾曲部３２及び接続部３４の端部が開放されて第１及び第２空間部２８、３０を含むチャンバー２０と連通することとなる。これにより、第１及び第２空間部２８、３０に導入された吸入空気が、接続部３４へと直接流通する短管吸気通路Ｓが構成される。この場合、短管吸気通路Ｓの通路長は、吸気マニホールド１４の外壁面に沿って湾曲状に形成された湾曲部３２を含む長管吸気通路Ｌの通路長より短くなる。
【００４９】
すなわち、この吸気マニホールド装置を備えたエンジン２２の高速又は高負荷運転時には、通路長切換部１８を構成するバルブ４２の回動作用下に吸気通路１６の通路長が短くなるように短管吸気通路Ｓへと切り換え、吸入空気をシリンダヘッド２４へと供給すると共に、前記エンジン２２の低速又は低負荷運転時には、前記バルブ４２を回動させて貫通孔４４と湾曲部３２及び接続部３４を連通させることにより、湾曲部３２、接続部３４及びバルブ４２の貫通孔４４を含む通路長の長い長管吸気通路Ｌを通じて前記吸入空気を前記シリンダヘッド２４へと供給する。
【００５０】
本発明の実施の形態に係る内燃機関用吸気マニホールド装置１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその動作並びに作用効果について説明する。
【００５１】
例えば、エンジン２２が低速又は低負荷運転時には、図示しないスプリングの弾発作用下にシャフト４４が付勢されることにより、前記シャフト４４が反時計回り（矢印Ａ方向）に回動し、前記シャフト４０の回動変位に伴ってバルブ４２が反時計回り（矢印Ａ方向）に回動して吸気通路１６を構成する湾曲部３２及び接続部３４と前記バルブ４２とが同軸上となるように配置される。これにより、バルブ４２を構成する第１及び第２開口端部４６、４８が、それぞれ吸気通路１６の接続部３４及び湾曲部３２の端部に装着された第１及び第２シール部材３６、３８に当接してシールされた状態となる。
【００５２】
詳細には、第１及び第２開口端部４６、４８の円弧部４６ａ、４８ａが、第１及び第２シール部材３６、３８の円弧面３６ａ、３８ａに対してそれぞれ当接し、前記第１及び第２開口端部４６、４８の平坦部４６ｂ、４８ｂが、前記第１及び第２シール部材３６、３８の平坦面３６ｂ、３８ｂに対してそれぞれ当接する。
【００５３】
すなわち、通路長切換部１８を構成するバルブ４２によって吸気通路１６の湾曲部３２と接続部３４とが接続されて連通し、チャンバー２０が長管吸気通路Ｌを介してエンジン２２と連通した状態となる。そして、チャンバー２０からエンジン２２への吸入空気の供給が、前記チャンバー２０の第１空間部２８から湾曲部３２及び接続部３４によって構成された長管吸気通路Ｌを通じて行われる。
【００５４】
この場合、吸入空気は、チャンバー２０から長管吸気通路Ｌを構成する湾曲部３２、バルブ４２及び接続部３４を経てエンジン２２へと供給されるため、通路長の長い長管吸気通路Ｌを通じて前記エンジン２２に吸入される単位時間あたりの吸入空気の流量が少なくなる。
【００５５】
また、エンジン２２が高速又は高負荷運転時には、エンジン回転数等に基づいた制御信号がコントローラ（図示せず）から駆動部へと出力され、前記駆動部がスプリング（図示せず）の弾発力に抗して前記とは反対方向に回転駆動することによりシャフト４０を介してバルブ４２が時計回り（矢印Ｂ方向）に所定角度だけ回動する。
【００５６】
そして、バルブ４２の第１及び第２開口端部４６、４８は、該バルブ４２の回動作用下に円弧部４６ａ、４８ａが第１及び第２シール部材３６、３８の円弧面３６ａ、３８ａから離間して平坦面３６ｂ、３８ｂに臨む方向に徐々に変位する（図３参照）。この場合、円弧部４６ａ、４８ａは、その半径中心Ｃ１、Ｃ２がバルブ４２の回動中心Ｃ１となるシャフト４０の中心に対してオフセットするように形成されているため、前記バルブ４２の回動変位に伴って前記円弧部４６ａ、４８ａと円弧面３６ａ、３８ａとの離間距離Ｄ１が徐々に大きくなるように離間していく。換言すれば、バルブ４２の第１及び第２開口端部４６、４８は、該バルブ４２が回動し始めた瞬間から第１及び第２シール部材３６、３８に対して離間し始めて互いの当接状態が解除される。
【００５７】
これにより、シャフト４０を中心としてバルブ４２が回動変位する際、該バルブ４２が第１及び第２シール部材３６、３８に対して摺接しながら変位することがない。
【００５８】
さらに、バルブ４２がシャフト４０を中心として回動することにより、図４に示されるように、第１及び第２シール部材３６、３８に対するバルブ４２の第１及び第２開口端部４６、４８の離間距離Ｄ２がさらに大きくなり（Ｄ１＜Ｄ２）、前記バルブ４２の軸線が吸気通路１６を構成する湾曲部３２及び接続部３４の軸線と略直交し、第１開口端部４６がチャンバー２０の第１空間部２８に臨み、第２開口端部４８が前記チャンバー２０の第２空間部３０に臨んだ状態となる（図５及び図６参照）。
【００５９】
その結果、バルブ４２を通じた湾曲部３２と接続部３４との連通状態が解除され、前記湾曲部３２及び接続部３４からなる長管吸気通路Ｌを通じた吸入空気の流通が停止すると共に、第１及び第２空間部２８、３０を有するチャンバー２０から接続部３４へと吸入空気が流通する。すなわち、第１及び第２空間部２８、３０から吸気通路１６の接続部３４へと吸入空気が直接導入される短管吸気通路Ｓが構成され、前記短管吸気通路Ｓを通じてエンジン２２へと吸入空気が供給される。その結果、吸入空気が、チャンバー２０から吸気通路１６の接続部３４を通じてエンジン２２へと短時間で迅速に供給される。
【００６０】
このように、エンジン２２の運転状況に応じた通路長切換部１８の切換作用下に前記エンジン２２に吸入される吸入空気の流量及び流入時間が好適に制御され、それに伴って、前記エンジン２２の出力向上を図ることができる。
【００６１】
一方、エンジン２２が再び低速又は低負荷運転時となった場合には、駆動部から通路長切換部１８に付勢されていた駆動力が滅勢され、図示しないスプリング等の弾発作用下にバルブ４２が反時計回り（矢印Ａ方向）に付勢される。そして、シャフト４０が所定角度だけ回動し、前記シャフト４０の回動変位に伴ってバルブ４２が反時計回り（矢印Ａ方向）に回動し始める。
【００６２】
そして、バルブ４２の第１及び第２開口端部４６、４８は、第１及び第２空間部２８、３０に対峙した状態（図６参照）から前記バルブ４２の回動作用下に徐々に第１及び第２シール部材３６、３８に接近する方向へと変位し、その円弧部４６ａ、４８ａが第１及び第２シール部材３６、３８の平坦面３６ｂ、３８ｂ側から徐々に接近していく（図４参照）。この第１及び第２開口端部４６、４８が、第１及び第２シール部材３６、３８に対して接近していくことにより、前記第１及び第２開口端部４６、４８の円弧部４６ａ、４８ａと第１及び第２シール部材３６、３８との間の離間距離Ｄ２が小さくなっていく。
【００６３】
このバルブ４２がさらに反時計回り（矢印Ａ方向）に回動し、図３に示されるように、前記円弧部４６ａ、４８ａが円弧面３６ａ、３８ａに臨む位置まで到達した場合においても、第１及び第２開口端部４６、４８と第１及び第２シール部材３６、３８とが未だ接触することがなく、所定間隔の離間距離Ｄ１で互いに離間した状態にある。但し、この離間距離Ｄ１は、バルブ４２の回動変位に伴って徐々に小さくなっている（Ｄ１＜Ｄ２）。
【００６４】
そして、さらにバルブ４２が回動し、その軸線が吸気通路１６を構成する湾曲部３２及び接続部３４と同軸上となった状態で第１及び第２開口端部４６、４８が第１及び第２シール部材３６、３８に対して当接し、前記湾曲部３２と接続部３４とを接続させて連通させる。
【００６５】
すなわち、第１及び第２開口端部４６、４８の円弧部４６ａ、４８ａは、その半径中心Ｃ１、Ｃ２がバルブ４２の回動中心Ｃとなるシャフト４０の中心に対してオフセットするように形成されているため、前記バルブ４２の回動変位に伴って前記円弧部４６ａ、４８ａと円弧面３６ａ、３８ａとの離間距離が徐々に小さくなるように接近していき、バルブ４２の第１及び第２開口端部４６、４８は、該バルブ４２の回動が完了して前記バルブ４２と吸気通路１６とが同軸上となった状態で始めて当接状態となり、前記第１及び第２シール部材３６、３８に密着してシールされる。換言すれば、バルブ４２がシャフト４０を中心として回動変位する際、該バルブ４２が第１及び第２シール部材３６、３８に対して摺接しながら変位することがない。
【００６６】
これにより、バルブ４２を通じて湾曲部３２と接続部３４とが連通した長管吸気通路Ｌが再び構成され、第１及び第２空間部２８、３０を有するチャンバー２０からの吸入空気が湾曲部３２、バルブ４２の貫通孔４４及び接続部３４へと流通してエンジン２２へと供給される。なお、第１及び第２空間部２８、３０から吸気通路１６の接続部３４へと吸入空気が直接導入される短管吸気通路Ｓは、バルブ４２によって遮断されている。
【００６７】
以上のように、本実施の形態では、バルブ４２の両端部に設けられた第１及び第２開口端部４６、４８を構成する円弧部４６ａ、４８ａの半径中心Ｃ１、Ｃ２と、前記バルブ４２の回動中心Ｃとを所定距離だけオフセットさせると共に、前記第１及び第２開口端部４６、４８が当接する第１及び第２シール部材３６、３８の円弧面３６ａ、３８ａを前記円弧部４６ａ、４８ａに対応させて同一半径で形成している。
【００６８】
これにより、例えば、通路長切換部１８を構成するバルブ４２を回動させ、吸気通路１６を長管吸気通路Ｌから短管吸気通路Ｓへと切り換える際、第１及び第２開口端部４６、４８が第１及び第２シール部材３６、３８に当接した状態から前記バルブ４２の回動と共に徐々に離間させることができる。一方、吸気通路１６を短管吸気通路Ｓから長管吸気通路Ｌへと切り換える際には、バルブ４２の回動変位に伴って第１及び第２開口端部４６、４８が、第１及び第２シール部材３６、３８に向かって徐々に接近し、前記第１及び第２シール部材３６、３８に対して完全に対峙した位置で当接させることができる。すなわち、バルブ４２の第１及び第２開口端部４６、４８が、第１及び第２シール部材３６、３８の円弧面３６ａ、３８ａに摺接しながら変位することがない。
【００６９】
その結果、バルブ４２の第１及び第２開口端部４６、４８と第１及び第２シール部材３６、３８との間に生じる摺動抵抗を低減させることができるため、バルブ４２を含む通路長切換部１８を円滑に作動させることができ、それに伴って、前記通路切換部による吸気通路１６の通路長の切り換えを円滑に行うことができる。
【００７０】
これに対して、図７に示されるように、バルブ１００の回動中心Ｃ´と、前記バルブ１００における第１及び第２開口端部１０２、１０４の半径中心Ｃ１´、Ｃ２´とが一致するように構成された通路長切換部１０６を有する比較例に係る吸気マニホールド装置１０８では、前記第１及び第２開口端部１０２、１０４が当接可能な第１及び第２シール部材１１０、１１２の端面１１０ａ、１１２ａも、前記第１及び第２開口端部の断面形状に対応して断面円弧状に形成されている。そのため、バルブ１００が回動する際に、その第１及び第２開口端部１０２、１０４が第１及び第２シール部材１１０、１１２の端面１１０ａ、１１２ａに対して完全に離間した状態となるまでの間、前記第１及び第２開口端部１０２、１０４の一部が、常に第１及び第２シール部材１１０、１１２とが当接した状態のままとなる。
【００７１】
すなわち、バルブ１００は、第１及び第２開口端部１０２、１０４を介して第１及び第２シール部材１１０、１１２に沿って摺動変位することとなる。その結果、バルブ１００が回動変位する際に摺動抵抗が生じ、前記バルブ１００を含む通路長切換部１０６を円滑に作動させることができないと共に、前記第１及び第２シール部材１１０、１１２の摩耗がバルブ１００の摺動によって促進され、その耐久性が低下してしまうことが懸念される。
【００７２】
また、図７に示される通路長切換部１０６を有する吸気マニホールド装置１０８と比較し、第１及び第２シール部材３６、３８に対するバルブ４２の摺接範囲を小さくすることができるため、前記第１及び第２シール部材３６、３８の摩耗を抑制することが可能となり、それに伴って、前記第１及び第２シール部材３６、３８の耐久性を向上させることができる。
【００７３】
さらに、通路長切換部１８を切換動作させるための駆動部への負荷も小さくなるため、前記駆動部の小型化を図ることができて好適である。
【００７４】
さらにまた、第１及び第２シール部材３６、３８の摩耗を抑制可能とすることにより、前記第１及び第２シール部材３６、３８をゴム等の弾性材料から形成することが可能となり、前記第１及び第２シール部材３６、３８に対してバルブ４２を当接させた際の吸気通路１６内の気密をより一層確実に保持することができる。
【００７５】
本発明に係る内燃機関用吸気マニホールド装置は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明の実施の形態に係る内燃機関用吸気マニホールド装置の全体縦断面図である。
【図２】図１の吸気マニホールド装置における通路長切換部近傍を示す拡大断面図である。
【図３】図２に示す通路長切換部を構成するバルブが所定角度だけ回動し、バルブの第１及び第２開口端部が第１及び第２シール部材から離間した状態を示す拡大断面図である。
【図４】図３のバルブがさらに所定角度だけ回動した状態を示す拡大断面図である。
【図５】図１の内燃機関用吸気マニホールド装置において、吸気通路長が切り換えられた状態を示す全体縦断面図である。
【図６】図５の吸気マニホールド装置における通路長切換部近傍を示す拡大断面図である。
【図７】内燃機関用吸気マニホールド装置の比較例を示す拡大断面図である。
【符号の説明】
【００７７】
１０…吸気マニホールド装置          １２…分岐管
１４…吸気マニホールド              １６…吸気通路
１８…通路長切換部                  ２０…チャンバー
２２…エンジン                      ２８…第１空間部
３０…第２空間部                    ３２…湾曲部
３４…接続部                        ３６、１１０…第１シール部材
３６ａ、３８ａ…円弧面              ３６ｂ、３８ｂ…平坦面
３８、１１２…第２シール部材        ４２…バルブ
４６…第１開口端部                  ４６ａ、４８ａ…円弧部
４６ｂ、４８ｂ…平坦部              ４８…第２開口端部
【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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