JP2005016349A - 吸気管 - Google Patents
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Abstract
【課題】従来の内燃機関の吸気装置の吸気管は、全ての用途に対応することは困難であったので、吸気管を製作するために、複数種類の仕様が発生することで生産工数が大となっていた。また、振動低減のために隣接する気筒の吸気管と一体形状にしているので、複数種類の吸気管を製作するための金型が必要であった。
【解決手段】エンジン1のシリンダヘッド2の吸気ポートに接続する吸気管10において、吸気管10を基部体11と先端入口体12とより構成し、該基部体11と先端入口体12との間に長さ調節機構16を設け、前記基部体11と先端入口体12との間に、長さ調節位置表示部13を設ける。
【選択図】 図2
【解決手段】エンジン1のシリンダヘッド2の吸気ポートに接続する吸気管10において、吸気管10を基部体11と先端入口体12とより構成し、該基部体11と先端入口体12との間に長さ調節機構16を設け、前記基部体11と先端入口体12との間に、長さ調節位置表示部13を設ける。
【選択図】 図2
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の燃焼室に吸入空気を導くための吸気装置に関し、また内燃機関の運転状態に合わせて吸気管長を変更可能とする吸気装置の技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、ピストン式のエンジンでは、各気筒で吸入、圧縮、膨張、排気の行程が繰り返し行われ、これに伴ってエンジンの吸気弁が頻繁に開閉されるため、吸気管内に吸気の脈動が発生する。
【0003】
一般的に、吸気管を介して吸入された空気は、吸気ポートに到達し、吸気バルブが開弁した際にシリンダとピストンによって区画形成された燃焼室内へ導入される。ここで、吸気管内を流れる吸入空気は、空気密度が粗の部分と密の部分とを有する粗密波(脈動流)であることが知られている。
【0004】
従って、吸入空気速度が最大となる時期(吸気バルブが開弁する直前)に、吸入空気のうち高密度な部分を吸入ポートに到達させることができれば、吸気慣性効果が最大となり、体積効率を向上させることができる。すなわち、燃焼室における燃焼効率を向上させることが可能となり、結果としてエンジン出力特性を向上させることができる。
【0005】
ここで、吸気管長と吸気管内における脈動流(吸入空気)との間には、吸気管長が長くなれば長い波長の脈動流と共鳴し、吸気管長が短くなれば短い波長の脈動流と共鳴することが知られている。そして、エンジン回転数と吸気管内における脈動流の周期と間には、エンジン回転数が高くなれば脈動流の周期が短くなり、エンジン回転数が低くなれば脈動流の周期が長くなる関係があることが知られている。
【0006】
ところが、吸気管は、その管長が定まっているので、特定のエンジン回転数では吸気慣性効果を得られても、その他のエンジン回転数領域では吸気慣性効果を得られないこととなる。また、脈動効果を利用し、性能を最大限引き出しているため、更なる性能改善が困難であった。従って、一般的な車両では、主に常用域である低・中回転数領域において有効な吸気慣性効果を得ることができるように吸気管長が決定されていた。
【0007】
その一方で、高出力特性が求められる車両では、高出力特性を得るために高回転数領域においても有効な吸気慣性効果を得る必要があった。そこで、等長な吸気管内に切換バルブを備え、このバルブを開閉切換することによって高回転数域では実質的に吸気管長を短くして、高回転数域においても有効な吸気慣性効果を得ることのできる技術は公知となっている。
【0008】
【特許文献1】
特開平10−246114号公報
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の内燃機関の吸気装置の吸気管は、全ての用途に対応することは困難であったので、十分に性能を引き出すことができなかった。また、複数の仕様が発生することで、生産工数が大となっていた。
そして、上述した脈動を利用する吸気管は、前記脈動により生ずる振動により、吸気管が破損する等のトラブルが発生していた。また、振動低減のためにとなりの気筒の吸気管と一体形状にしているので、4気筒用や6気筒用等、気筒数が異なる毎に吸気管を製作するための金型が必要であった。
このような点から、更なる性能改善が困難であり、性能のばらつきが多い等の不具合があった。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【0011】
即ち、請求項1においては、エンジンのシリンダヘッドの吸気ポートに接続する吸気管において、吸気管を基部体と先端入口体より構成し、該基部体と先端入口体との間に長さ調節機構を設けることを特徴とする吸気管として構成したものである。
【0012】
請求項2においては、前記基部体と先端入口体との間に、長さ調節位置表示部を設けることを特徴とする請求項1に記載の吸気管として構成したものである。
【0013】
請求項3においては、前記基部体と先端入口体との間に、封止機構を設けることを特徴とする請求項1に記載の吸気管として構成したものである。
【0014】
請求項4においては、前記吸気管を気筒毎に独立して配置することを特徴とする請求項1に記載の吸気管として構成したものである。
【0015】
請求項5においては、エンジン本体に前記吸気管を支持する吸気管支持部を設け、該吸気管支持部を角度調節可能に構成することを特徴とする請求項1に記載の吸気管として構成したものである。
【0016】
請求項6においては、前記先端入口体の吸入口の内径を他の部分より小さく構成して絞る構造とすることを特徴とする請求項1に記載の吸気管として構成したものである。
【0017】
請求項7においては、前記先端入口体の吸入部を吸入口端から徐々に内径を小さくしたテーパ状に構成することを特徴とする請求項1に記載の吸気管として構成したものである。
【0018】
請求項8においては、前記先端入口体の吸入端を拡開するとともに、吸入端縁を断面視U字状に形成することを特徴とする請求項1に記載の吸気管として構成したものである。
【発明の実施の形態】
次に、発明の実施の形態を説明する。
図1は本発明の一実施例に係る吸入装置を具備するエンジンの全体図、図2は吸気管の斜視図、図3は吸気管の基部体の側面図、図4は吸気管の吸入部から見た一部断面図、図5(a)は吸気管支持部の斜視図、図5(b)は吸気管支持部の側面図、図6は吸気管の先端入口体を示す一部断面図である。
【0019】
先ず、本発明の実施の形態に係るエンジンの全体構成について図1を用いて説明する。
内燃機関としてのエンジン1は、複数のシリンダを有するシリンダブロック3と、該シリンダブロック3の上部に配設されたシリンダヘッド2を備えている。該シリンダヘッド2の吸気ポート(または吸気マニホールド)に接続されている吸気装置である吸気管10について以下に説明する。なお、本実施例の内燃機関は、一気筒当たり一つのシリンダを有しており、本実施例では4気筒エンジンに本発明の吸気管10がそれぞれの気筒に接続されており、吸気管10を4本並列に配設している。
つまり、該吸気管10は、エンジンの構造に合わせて、気筒毎に独立して配置され、接続されている一つのシリンダへのみへ空気を送り込む構造となっている。このように、気筒毎に独立して配置することにより、後述する長さ調節機構により各吸気管毎に長さ調節ができ、各気筒毎に僅かに異なる吸気特性に合わせることができるのである。
【0020】
図2に示すように、本発明の吸気管10は、エンジン1と接続される基部体11と、空気を吸入する先端入口体12とから構成されている。該吸気管10は、パイプ状として合成樹脂やゴム等により構成されている。
図2〜図4に示すように、該基部体11の一端にはシリンダヘッド2への取付部22が形成され、他端は長さ調節機構16の一部を構成し、中途部は前記吸気入口の方向を略下方に向けるため、または、変更するために湾曲部が形成されている。そして、強度を増すために、図3、図4に示すように外周面の長手方向にリブ11c・11cが形成されている。但し、該リブ11cの形状や数は限定するものではない。
【0021】
前記取付部22はフランジ部22aとボス部22bからなり、フランジ部22aは基部体11の一端部の外周に縁部を形成して、シリンダヘッド2の取付面と形状を合わせて、パッキン等を介して漏れ等がないように密着できるようにしている。ボス部22bは上下または左右の両側または両方または、適宜間隔を開けて設けられ、ボルトやねじ等で基部体11をシリンダヘッドに固定できるようにしている。
該ボス部22bはフランジ部22aの上面より基部体11の外周面に沿って長手方向に延設され、ボルトを支持する部分ができるだけ長くするようにして、支持剛性が高くなるようにしている。該ボス部22bは図2のごとくボルト挿入孔を形成しても、図3に示すボス部22b’のように、挿入孔の途中部は中空として軽量化を図ることもでき、図4のボス部22b’’のごとく外側を開放する切欠状に構成することも可能である。
【0022】
次に、長さ調節機構16について説明する。図2に示すように、該長さ調節機構16は、前記基部体11と先端入口体12との間に配設しており、基部体11の先端側と先端入口体12の基部側を伸縮自在に嵌合して構成している。本実施例では、基部体11の伸縮部11aの内径が先端入口体12の伸縮部12aの外径と略一致するように構成している。つまり、基部体11の伸縮部11aの径は先端入口体12の伸縮部12aの径よりも太い構造として、基部体11の伸縮部11aに先端入口体12の伸縮部12aを挿入して伸縮自在として、容易に長さを調節できる構造としている。但し、先端入口体12の伸縮部12aを伸縮部11aより太くする構成とすることもできる。
上記長さ調節機構16を設けることによって、吸気管の長さをエンジンの種類、仕様、用途、回転数等に合わせて、最適な長さに調節することが可能となり、振動を低減したり、吸気効率を向上したりできる。よって、エンジン性能を向上できるのである。
【0023】
そして、前述した構成により伸縮した場合に、その伸縮した長さが容易に判るように長さ調節位置表示部13が設けられている。即ち、図3に示すように、長さ調節位置表示部13は、先端入口体12の伸縮部12aの外周に設けている。但し、エンジン本体側に先端入口体12の伸縮方向に沿ってスケール等により構成した長さ調節位置表示部13を設ける構成とすることもできる。
該長さ調節位置表示部13は、先端入口体12の伸縮部12aの外周面に、予め測定または実験等をして最も効率が良くなる値が、目盛または矢印または回転数等により印刷または削る等の加工により形成している。または、調整した位置が判るように目盛等が形成されている。
このように長さ調節位置表示部13を設けることにより、作業や用途別に回転数を変更したときに、吸気管10の長さを調整する場合の目安となり、長さ変更が容易、かつ、確実にでき、また組み立て時には、仕様毎に長さ調節が容易にできるのである。
【0024】
そして、封止機構17が前記長さ調節機構16の部分に設けられている。即ち、図4に示すように、前記吸気管10の基部体11の伸縮部11aの内面にはリング状の凹部を形成して、該凹部にOリング等のシール部材を嵌合して封止機構17を構成している。但し、シール部材の嵌合部は、先端入口体12の伸縮部12aの外周に設けることも可能である。また、本実施例ではシール材を二つ設けているがその数は限定するものではない。このように封止機構17を設けることによって、気密性を確保し、空気が漏れることがなく、性能にばらつきがなく、容易に長さ調整できて、吸気性能が向上できる。
【0025】
また、前記吸気管10を支持固定するために、吸気管支持部50が前記長さ調節機構16の部分、または、先端入口体12を支持固定するように構成しており、エンジン本体に取り付けられている。即ち、図5に示すように、吸気管支持部50は、エンジン1に固定する基台51と連結リンク52と管取付体53よりなり、基台51はフランジ部51aより支持脚51bを立設し、該支持脚先端に回転支持部51cが形成されている。該フランジ部51aがエンジンの本体、つまり、シリンダブロックの側面にボルト等により固定される。前記回転支持部51cはボス状に構成され、連結リンク52の一端に形成した回転支持部52aとボルト等により回転可能に取り付けられる。
【0026】
該回転支持部51c・52aは側面視で略同じ円盤状に構成され、中心にボルト挿入孔を開口して、一方のボルト挿入孔に雌ネジを形成して、任意の角度に調整した後に締付け固定できるように構成している。
また、連結リンク52の他端、及び、管取付体53の基部側に、前記回転支持部51c・52aと略同じ構成とした回転支持部52b・53aがそれぞれ形成され、該回転支持部52b・53aをボルトにより任意の角度に調整した後に締付け固定できるようにしている。
管取付体53は二つの挟持体53b・53cを対向させて吸気管10を挟持してボルト54により固定する構成としており、該挟持体53b・53cの合わせ面側には、吸気管10の外形形状に合わせた凹部53d・53dが形成され、前記ボルト54を挿入するためのボルト孔が穿設されている。
【0027】
このようにして、吸気管支持部50は2関節を有する位置調節機構(長さや高さや角度)を介してエンジン本体に吸気管10を支持するようにしている。このように構成することで、吸気管10の振動を抑えることのできる最適な角度に調整して支持することができ、他の機器と干渉しないように吸気管10の位置を調整できるのである。また、吸入口の方向も所望の方向に向けることもできるのである。更に、吸気管10の長さを調節した後に伸縮しないように固定する作用も有している。なお、吸気管支持部50は本実施例では多関節リンク型に構成しているが、シリンダ状の伸縮式やターンバックル式等に構成することもでき、位置調節機構の構成は限定するものではない。また、本実施例では二つの吸気管10・10を同時に固定する構成としているが、一つを固定する構成であっても、3つ以上同時に固定する構成であってもよい。
【0028】
また、前記伸縮部11aには、隣接する吸気管10を連結するための結合部11b・11bが形成されている。該結合部11bは舌片状に構成して、伸縮部の側面から隣接する吸気管10が配設される側方に突出している。該結合部11bには連結して固定するために、図2に示すように、ボルト孔または嵌入するために、図3、図4に示すように、凹部が形成されている。そして、左右の連結部11b・11bは長手方向(上下方向)に位置をずらせて配置し、対角方向に配設するとともに、厚さ方向(前後方向)にもずらせて配置している。このように構成することで、複数本の吸気管10・10・・・を斜め下方向に傾斜させた状態で、平行に連結した場合には、隣接する連結部11b・11b同士の連結位置が合致して、容易に連結固定することができるのである。更に複数の吸気管10・10・・・を一体的に連結することで、剛性もアップすることができるのである。
【0029】
次に、吸気管10の先端入口体12の構成について、図6を用いて説明する。該先端入口体12は、吸気管10がエンジン1と接続されていない側、すなわち開放側に位置しており、伸縮部12aと吸入部14とから構成されている。前記吸入部14は、テーパ部14aと吸入口端14bと吸入口カバー19とから構成され、該テーパ部14aは、管の内径を吸入口端14bから徐々に小さくして円錐状のテーパ形状として絞るように構成しており、最も径が小さい部分は他の部分、つまり、伸縮部12aの径より小さく構成している。こうして、吸入した空気をより速く送り込むことができる。
先端入口体12の先端部分に形成された吸入口端14bは、伸縮部12aの管径よりも大きく構成して、先端側に広げた構造、即ち拡開するとともに、吸入口端14bの縁は断面視U字状に形成している。
このように断面視U字状に構成することにより、吸入口端から入り込む空気が側方からも回り込むように吸入できるようになる。
前記吸入口カバー19は、空気を吸入しやすく、ゴミ等を吸入しないように、メッシュ等により半球体形状に構成されている。
【0030】
上記のように、管の内径を他の部分よりも小さく構成して絞る構造、即ち絞り部や、吸入口を徐々に細くする構造や、回り込み構造を設けることにより、吸入した空気の乱流が発生し難くなり、吸入空気量が増加する。また、エンジンのトルクアップが図れ、燃焼効率を向上させることで、黒煙等の排気ガスの排出を低減することができるのである。
【0031】
【発明の効果】
本発明は、以上のように構成したので、以下に示すような効果を奏する。
【0032】
即ち、請求項1に示す如く、エンジンのシリンダヘッドの吸気ポートに接続する吸気管において、吸気管を基部体と先端入口体より構成し、該基部体と先端入口体との間に長さ調節機構を設けたので、吸気管の長さをエンジンの種類、仕様、用途、回転数等に合わせて、最適な長さに調節することが可能となり、振動を低減したり、吸気効率を向上したりできる。よって、エンジン性能を向上できる。
【0033】
請求項2に示す如く、前記基部体と先端入口体との間に、長さ調節位置表示部を設けたので、用途別に回転数を変更する場合に、目安となり、長さ変更が容易確実にできる。また、組み立て時に仕様毎に長さ調節が容易にできる。
【0034】
請求項3に示す如く、前記基部体と先端入口体との間に、封止機構を設けたので、基部体と先端入口体との間の気密性を確保して空気が漏れることがなく、性能にばらつきがなく、容易に長さ調整ができて、吸気性能を向上できる。
【0035】
請求項4に示す如く、前記吸気管を気筒毎に独立して配置したので、各吸気管ごとに長さ調節ができて、気筒毎に僅かに異なる吸気特性に合わせることができる。また、取り付け部材等との組み合わせにより、異なる気筒数のエンジンに容易に対応できる。
【0036】
請求項5に示す如く、エンジン本体に前記吸気管を支持する吸気管支持部を設け、該吸気管支持部を角度調節可能に構成したので、吸気管の振動を抑える最適の角度に調整して支持できる。また、他の機器と干渉しないように、吸気管の位置を調整できる。
【0037】
請求項6に示す如く、前記先端入口体の吸入口の内径を他の部分より小さく構成して絞る構造としたので、絞り部における吸入空気流量がアップすることにより、エンジンのトルクをアップでき、燃焼を向上させて黒煙等の排ガスの排出を低減できる。
【0038】
請求項7に示す如く、前記先端入口体の吸入部を吸入口端から徐々に内径を小さくしたテーパ状に構成したので、吸入口が徐々に細くなるので、乱流が発生し難く、吸入空気量がアップして、エンジンのトルクをアップすることができる。
【0039】
請求項8に示す如く、前記先端入口体の吸入端を拡開するとともに、吸入端縁を断面視U字状に形成したので、吸入端から入り込む空気が側方からも回り込んで吸入できるようになり、吸入空気流量がアップして、エンジンのトルクをアップすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係る吸入装置を具備するエンジンの全体的な構成を示した全体図。
【図2】吸気管の斜視図。
【図3】吸気管の基部体の側面図。
【図4】吸気管の吸入部から見た一部断面図。
【図5】(a)吸気管支持部の斜視図、(b)吸気管支持部の側面図。
【図6】吸気管の先端入口体を示す一部断面図。
【符号の説明】
10 吸気管
11 基部体
12 先端入口体
13 長さ調節位置表示部
14 吸入部
14b 吸入口端
16 長さ調節機構
17 封止機構
18 吸入口
20 吸入縁端
50 吸気管支持部
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の燃焼室に吸入空気を導くための吸気装置に関し、また内燃機関の運転状態に合わせて吸気管長を変更可能とする吸気装置の技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、ピストン式のエンジンでは、各気筒で吸入、圧縮、膨張、排気の行程が繰り返し行われ、これに伴ってエンジンの吸気弁が頻繁に開閉されるため、吸気管内に吸気の脈動が発生する。
【0003】
一般的に、吸気管を介して吸入された空気は、吸気ポートに到達し、吸気バルブが開弁した際にシリンダとピストンによって区画形成された燃焼室内へ導入される。ここで、吸気管内を流れる吸入空気は、空気密度が粗の部分と密の部分とを有する粗密波(脈動流)であることが知られている。
【0004】
従って、吸入空気速度が最大となる時期(吸気バルブが開弁する直前)に、吸入空気のうち高密度な部分を吸入ポートに到達させることができれば、吸気慣性効果が最大となり、体積効率を向上させることができる。すなわち、燃焼室における燃焼効率を向上させることが可能となり、結果としてエンジン出力特性を向上させることができる。
【0005】
ここで、吸気管長と吸気管内における脈動流(吸入空気)との間には、吸気管長が長くなれば長い波長の脈動流と共鳴し、吸気管長が短くなれば短い波長の脈動流と共鳴することが知られている。そして、エンジン回転数と吸気管内における脈動流の周期と間には、エンジン回転数が高くなれば脈動流の周期が短くなり、エンジン回転数が低くなれば脈動流の周期が長くなる関係があることが知られている。
【0006】
ところが、吸気管は、その管長が定まっているので、特定のエンジン回転数では吸気慣性効果を得られても、その他のエンジン回転数領域では吸気慣性効果を得られないこととなる。また、脈動効果を利用し、性能を最大限引き出しているため、更なる性能改善が困難であった。従って、一般的な車両では、主に常用域である低・中回転数領域において有効な吸気慣性効果を得ることができるように吸気管長が決定されていた。
【0007】
その一方で、高出力特性が求められる車両では、高出力特性を得るために高回転数領域においても有効な吸気慣性効果を得る必要があった。そこで、等長な吸気管内に切換バルブを備え、このバルブを開閉切換することによって高回転数域では実質的に吸気管長を短くして、高回転数域においても有効な吸気慣性効果を得ることのできる技術は公知となっている。
【0008】
【特許文献1】
特開平10−246114号公報
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の内燃機関の吸気装置の吸気管は、全ての用途に対応することは困難であったので、十分に性能を引き出すことができなかった。また、複数の仕様が発生することで、生産工数が大となっていた。
そして、上述した脈動を利用する吸気管は、前記脈動により生ずる振動により、吸気管が破損する等のトラブルが発生していた。また、振動低減のためにとなりの気筒の吸気管と一体形状にしているので、4気筒用や6気筒用等、気筒数が異なる毎に吸気管を製作するための金型が必要であった。
このような点から、更なる性能改善が困難であり、性能のばらつきが多い等の不具合があった。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【0011】
即ち、請求項1においては、エンジンのシリンダヘッドの吸気ポートに接続する吸気管において、吸気管を基部体と先端入口体より構成し、該基部体と先端入口体との間に長さ調節機構を設けることを特徴とする吸気管として構成したものである。
【0012】
請求項2においては、前記基部体と先端入口体との間に、長さ調節位置表示部を設けることを特徴とする請求項1に記載の吸気管として構成したものである。
【0013】
請求項3においては、前記基部体と先端入口体との間に、封止機構を設けることを特徴とする請求項1に記載の吸気管として構成したものである。
【0014】
請求項4においては、前記吸気管を気筒毎に独立して配置することを特徴とする請求項1に記載の吸気管として構成したものである。
【0015】
請求項5においては、エンジン本体に前記吸気管を支持する吸気管支持部を設け、該吸気管支持部を角度調節可能に構成することを特徴とする請求項1に記載の吸気管として構成したものである。
【0016】
請求項6においては、前記先端入口体の吸入口の内径を他の部分より小さく構成して絞る構造とすることを特徴とする請求項1に記載の吸気管として構成したものである。
【0017】
請求項7においては、前記先端入口体の吸入部を吸入口端から徐々に内径を小さくしたテーパ状に構成することを特徴とする請求項1に記載の吸気管として構成したものである。
【0018】
請求項8においては、前記先端入口体の吸入端を拡開するとともに、吸入端縁を断面視U字状に形成することを特徴とする請求項1に記載の吸気管として構成したものである。
【発明の実施の形態】
次に、発明の実施の形態を説明する。
図1は本発明の一実施例に係る吸入装置を具備するエンジンの全体図、図2は吸気管の斜視図、図3は吸気管の基部体の側面図、図4は吸気管の吸入部から見た一部断面図、図5(a)は吸気管支持部の斜視図、図5(b)は吸気管支持部の側面図、図6は吸気管の先端入口体を示す一部断面図である。
【0019】
先ず、本発明の実施の形態に係るエンジンの全体構成について図1を用いて説明する。
内燃機関としてのエンジン1は、複数のシリンダを有するシリンダブロック3と、該シリンダブロック3の上部に配設されたシリンダヘッド2を備えている。該シリンダヘッド2の吸気ポート(または吸気マニホールド)に接続されている吸気装置である吸気管10について以下に説明する。なお、本実施例の内燃機関は、一気筒当たり一つのシリンダを有しており、本実施例では4気筒エンジンに本発明の吸気管10がそれぞれの気筒に接続されており、吸気管10を4本並列に配設している。
つまり、該吸気管10は、エンジンの構造に合わせて、気筒毎に独立して配置され、接続されている一つのシリンダへのみへ空気を送り込む構造となっている。このように、気筒毎に独立して配置することにより、後述する長さ調節機構により各吸気管毎に長さ調節ができ、各気筒毎に僅かに異なる吸気特性に合わせることができるのである。
【0020】
図2に示すように、本発明の吸気管10は、エンジン1と接続される基部体11と、空気を吸入する先端入口体12とから構成されている。該吸気管10は、パイプ状として合成樹脂やゴム等により構成されている。
図2〜図4に示すように、該基部体11の一端にはシリンダヘッド2への取付部22が形成され、他端は長さ調節機構16の一部を構成し、中途部は前記吸気入口の方向を略下方に向けるため、または、変更するために湾曲部が形成されている。そして、強度を増すために、図3、図4に示すように外周面の長手方向にリブ11c・11cが形成されている。但し、該リブ11cの形状や数は限定するものではない。
【0021】
前記取付部22はフランジ部22aとボス部22bからなり、フランジ部22aは基部体11の一端部の外周に縁部を形成して、シリンダヘッド2の取付面と形状を合わせて、パッキン等を介して漏れ等がないように密着できるようにしている。ボス部22bは上下または左右の両側または両方または、適宜間隔を開けて設けられ、ボルトやねじ等で基部体11をシリンダヘッドに固定できるようにしている。
該ボス部22bはフランジ部22aの上面より基部体11の外周面に沿って長手方向に延設され、ボルトを支持する部分ができるだけ長くするようにして、支持剛性が高くなるようにしている。該ボス部22bは図2のごとくボルト挿入孔を形成しても、図3に示すボス部22b’のように、挿入孔の途中部は中空として軽量化を図ることもでき、図4のボス部22b’’のごとく外側を開放する切欠状に構成することも可能である。
【0022】
次に、長さ調節機構16について説明する。図2に示すように、該長さ調節機構16は、前記基部体11と先端入口体12との間に配設しており、基部体11の先端側と先端入口体12の基部側を伸縮自在に嵌合して構成している。本実施例では、基部体11の伸縮部11aの内径が先端入口体12の伸縮部12aの外径と略一致するように構成している。つまり、基部体11の伸縮部11aの径は先端入口体12の伸縮部12aの径よりも太い構造として、基部体11の伸縮部11aに先端入口体12の伸縮部12aを挿入して伸縮自在として、容易に長さを調節できる構造としている。但し、先端入口体12の伸縮部12aを伸縮部11aより太くする構成とすることもできる。
上記長さ調節機構16を設けることによって、吸気管の長さをエンジンの種類、仕様、用途、回転数等に合わせて、最適な長さに調節することが可能となり、振動を低減したり、吸気効率を向上したりできる。よって、エンジン性能を向上できるのである。
【0023】
そして、前述した構成により伸縮した場合に、その伸縮した長さが容易に判るように長さ調節位置表示部13が設けられている。即ち、図3に示すように、長さ調節位置表示部13は、先端入口体12の伸縮部12aの外周に設けている。但し、エンジン本体側に先端入口体12の伸縮方向に沿ってスケール等により構成した長さ調節位置表示部13を設ける構成とすることもできる。
該長さ調節位置表示部13は、先端入口体12の伸縮部12aの外周面に、予め測定または実験等をして最も効率が良くなる値が、目盛または矢印または回転数等により印刷または削る等の加工により形成している。または、調整した位置が判るように目盛等が形成されている。
このように長さ調節位置表示部13を設けることにより、作業や用途別に回転数を変更したときに、吸気管10の長さを調整する場合の目安となり、長さ変更が容易、かつ、確実にでき、また組み立て時には、仕様毎に長さ調節が容易にできるのである。
【0024】
そして、封止機構17が前記長さ調節機構16の部分に設けられている。即ち、図4に示すように、前記吸気管10の基部体11の伸縮部11aの内面にはリング状の凹部を形成して、該凹部にOリング等のシール部材を嵌合して封止機構17を構成している。但し、シール部材の嵌合部は、先端入口体12の伸縮部12aの外周に設けることも可能である。また、本実施例ではシール材を二つ設けているがその数は限定するものではない。このように封止機構17を設けることによって、気密性を確保し、空気が漏れることがなく、性能にばらつきがなく、容易に長さ調整できて、吸気性能が向上できる。
【0025】
また、前記吸気管10を支持固定するために、吸気管支持部50が前記長さ調節機構16の部分、または、先端入口体12を支持固定するように構成しており、エンジン本体に取り付けられている。即ち、図5に示すように、吸気管支持部50は、エンジン1に固定する基台51と連結リンク52と管取付体53よりなり、基台51はフランジ部51aより支持脚51bを立設し、該支持脚先端に回転支持部51cが形成されている。該フランジ部51aがエンジンの本体、つまり、シリンダブロックの側面にボルト等により固定される。前記回転支持部51cはボス状に構成され、連結リンク52の一端に形成した回転支持部52aとボルト等により回転可能に取り付けられる。
【0026】
該回転支持部51c・52aは側面視で略同じ円盤状に構成され、中心にボルト挿入孔を開口して、一方のボルト挿入孔に雌ネジを形成して、任意の角度に調整した後に締付け固定できるように構成している。
また、連結リンク52の他端、及び、管取付体53の基部側に、前記回転支持部51c・52aと略同じ構成とした回転支持部52b・53aがそれぞれ形成され、該回転支持部52b・53aをボルトにより任意の角度に調整した後に締付け固定できるようにしている。
管取付体53は二つの挟持体53b・53cを対向させて吸気管10を挟持してボルト54により固定する構成としており、該挟持体53b・53cの合わせ面側には、吸気管10の外形形状に合わせた凹部53d・53dが形成され、前記ボルト54を挿入するためのボルト孔が穿設されている。
【0027】
このようにして、吸気管支持部50は2関節を有する位置調節機構(長さや高さや角度)を介してエンジン本体に吸気管10を支持するようにしている。このように構成することで、吸気管10の振動を抑えることのできる最適な角度に調整して支持することができ、他の機器と干渉しないように吸気管10の位置を調整できるのである。また、吸入口の方向も所望の方向に向けることもできるのである。更に、吸気管10の長さを調節した後に伸縮しないように固定する作用も有している。なお、吸気管支持部50は本実施例では多関節リンク型に構成しているが、シリンダ状の伸縮式やターンバックル式等に構成することもでき、位置調節機構の構成は限定するものではない。また、本実施例では二つの吸気管10・10を同時に固定する構成としているが、一つを固定する構成であっても、3つ以上同時に固定する構成であってもよい。
【0028】
また、前記伸縮部11aには、隣接する吸気管10を連結するための結合部11b・11bが形成されている。該結合部11bは舌片状に構成して、伸縮部の側面から隣接する吸気管10が配設される側方に突出している。該結合部11bには連結して固定するために、図2に示すように、ボルト孔または嵌入するために、図3、図4に示すように、凹部が形成されている。そして、左右の連結部11b・11bは長手方向(上下方向)に位置をずらせて配置し、対角方向に配設するとともに、厚さ方向(前後方向)にもずらせて配置している。このように構成することで、複数本の吸気管10・10・・・を斜め下方向に傾斜させた状態で、平行に連結した場合には、隣接する連結部11b・11b同士の連結位置が合致して、容易に連結固定することができるのである。更に複数の吸気管10・10・・・を一体的に連結することで、剛性もアップすることができるのである。
【0029】
次に、吸気管10の先端入口体12の構成について、図6を用いて説明する。該先端入口体12は、吸気管10がエンジン1と接続されていない側、すなわち開放側に位置しており、伸縮部12aと吸入部14とから構成されている。前記吸入部14は、テーパ部14aと吸入口端14bと吸入口カバー19とから構成され、該テーパ部14aは、管の内径を吸入口端14bから徐々に小さくして円錐状のテーパ形状として絞るように構成しており、最も径が小さい部分は他の部分、つまり、伸縮部12aの径より小さく構成している。こうして、吸入した空気をより速く送り込むことができる。
先端入口体12の先端部分に形成された吸入口端14bは、伸縮部12aの管径よりも大きく構成して、先端側に広げた構造、即ち拡開するとともに、吸入口端14bの縁は断面視U字状に形成している。
このように断面視U字状に構成することにより、吸入口端から入り込む空気が側方からも回り込むように吸入できるようになる。
前記吸入口カバー19は、空気を吸入しやすく、ゴミ等を吸入しないように、メッシュ等により半球体形状に構成されている。
【0030】
上記のように、管の内径を他の部分よりも小さく構成して絞る構造、即ち絞り部や、吸入口を徐々に細くする構造や、回り込み構造を設けることにより、吸入した空気の乱流が発生し難くなり、吸入空気量が増加する。また、エンジンのトルクアップが図れ、燃焼効率を向上させることで、黒煙等の排気ガスの排出を低減することができるのである。
【0031】
【発明の効果】
本発明は、以上のように構成したので、以下に示すような効果を奏する。
【0032】
即ち、請求項1に示す如く、エンジンのシリンダヘッドの吸気ポートに接続する吸気管において、吸気管を基部体と先端入口体より構成し、該基部体と先端入口体との間に長さ調節機構を設けたので、吸気管の長さをエンジンの種類、仕様、用途、回転数等に合わせて、最適な長さに調節することが可能となり、振動を低減したり、吸気効率を向上したりできる。よって、エンジン性能を向上できる。
【0033】
請求項2に示す如く、前記基部体と先端入口体との間に、長さ調節位置表示部を設けたので、用途別に回転数を変更する場合に、目安となり、長さ変更が容易確実にできる。また、組み立て時に仕様毎に長さ調節が容易にできる。
【0034】
請求項3に示す如く、前記基部体と先端入口体との間に、封止機構を設けたので、基部体と先端入口体との間の気密性を確保して空気が漏れることがなく、性能にばらつきがなく、容易に長さ調整ができて、吸気性能を向上できる。
【0035】
請求項4に示す如く、前記吸気管を気筒毎に独立して配置したので、各吸気管ごとに長さ調節ができて、気筒毎に僅かに異なる吸気特性に合わせることができる。また、取り付け部材等との組み合わせにより、異なる気筒数のエンジンに容易に対応できる。
【0036】
請求項5に示す如く、エンジン本体に前記吸気管を支持する吸気管支持部を設け、該吸気管支持部を角度調節可能に構成したので、吸気管の振動を抑える最適の角度に調整して支持できる。また、他の機器と干渉しないように、吸気管の位置を調整できる。
【0037】
請求項6に示す如く、前記先端入口体の吸入口の内径を他の部分より小さく構成して絞る構造としたので、絞り部における吸入空気流量がアップすることにより、エンジンのトルクをアップでき、燃焼を向上させて黒煙等の排ガスの排出を低減できる。
【0038】
請求項7に示す如く、前記先端入口体の吸入部を吸入口端から徐々に内径を小さくしたテーパ状に構成したので、吸入口が徐々に細くなるので、乱流が発生し難く、吸入空気量がアップして、エンジンのトルクをアップすることができる。
【0039】
請求項8に示す如く、前記先端入口体の吸入端を拡開するとともに、吸入端縁を断面視U字状に形成したので、吸入端から入り込む空気が側方からも回り込んで吸入できるようになり、吸入空気流量がアップして、エンジンのトルクをアップすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係る吸入装置を具備するエンジンの全体的な構成を示した全体図。
【図2】吸気管の斜視図。
【図3】吸気管の基部体の側面図。
【図4】吸気管の吸入部から見た一部断面図。
【図5】(a)吸気管支持部の斜視図、(b)吸気管支持部の側面図。
【図6】吸気管の先端入口体を示す一部断面図。
【符号の説明】
10 吸気管
11 基部体
12 先端入口体
13 長さ調節位置表示部
14 吸入部
14b 吸入口端
16 長さ調節機構
17 封止機構
18 吸入口
20 吸入縁端
50 吸気管支持部
Claims (8)
- エンジンのシリンダヘッドの吸気ポートに接続する吸気管において、吸気管を基部体と先端入口体とより構成し、該基部体と先端入口体との間に長さ調節機構を設けることを特徴とする吸気管。
- 前記基部体と先端入口体との間に、長さ調節位置表示部を設けることを特徴とする請求項1に記載の吸気管。
- 前記基部体と先端入口体との間に、封止機構を設けることを特徴とする請求項1に記載の吸気管。
- 前記吸気管を気筒毎に独立して配置することを特徴とする請求項1に記載の吸気管。
- 前記エンジン本体に前記吸気管を支持する吸気管支持部を設け、該吸気管支持部を角度調節可能に構成することを特徴とする請求項1に記載の吸気管。
- 前記先端入口体の吸入口の内径を他の部分より小さく構成して絞る構造とすることを特徴とする請求項1に記載の吸気管。
- 前記先端入口体の吸入部を吸入口端から徐々に内径を小さくしたテーパ状に構成することを特徴とする請求項1に記載の吸気管。
- 前記先端入口体の吸入端を拡開するとともに、吸入端縁を断面視U字状に形成することを特徴とする請求項1に記載の吸気管。
Priority Applications (1)
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JP2003179740A JP2005016349A (ja) | 2003-06-24 | 2003-06-24 | 吸気管 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2014047731A (ja) * | 2012-08-31 | 2014-03-17 | Yanmar Co Ltd | エンジン |
JP2017008781A (ja) * | 2015-06-19 | 2017-01-12 | 富士重工業株式会社 | 内燃機関 |
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2003
- 2003-06-24 JP JP2003179740A patent/JP2005016349A/ja active Pending
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