JP2009156126A - Intake manifold device for internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
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。 The present invention relates to an intake manifold device for an internal combustion engine, and more particularly to an intake manifold device for an internal combustion engine having a passage length switching portion capable of switching the length of an intake passage through which intake air flows.
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。 2. Description of the Related Art Conventionally, in a multi-cylinder engine such as an automobile, an intake manifold is provided between an intake port of a cylinder head and a throttle valve that adjusts an intake air amount, and the intake air sucked into the intake manifold is divided to each intake air. Distribution to ports.
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)。 In recent years, with higher engine output, an internal combustion engine that can change the engine output by shortening the intake passage of the intake manifold at high speed or high load operation and lengthening the intake passage of the intake manifold at low speed or low load operation An intake manifold device for an engine is known. The present applicant has proposed a configuration in which such an intake manifold device has a rotary valve that functions as a passage length switching portion, and switches the intake passage length in the intake manifold by rotating the rotary valve. (See Patent Document 1).
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。 The present invention has been made in connection with the above proposal, and an object thereof is to provide an intake manifold device for an internal combustion engine that can further smoothly switch the intake passage length by the passage length switching section. To do.
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。
In order to achieve the above object, the present invention provides an intake manifold having an intake passage that is independently connected to each cylinder of a main body constituting an internal combustion engine and communicates with a chamber into which intake air is introduced from a throttle device. An intake manifold device for an internal combustion engine, provided with a passage length switching unit that is provided inside the intake manifold facing the intake passage and switches a passage length of the intake passage according to an operating state of the internal combustion engine.
The passage length switching portion is provided between a first passage portion constituting the intake passage and connected to the chamber, and a second passage portion constituting the intake passage and connected to the main body portion. A switching valve provided rotatably on the intake manifold around an axis;
The switching valve has a circular arc surface with a circular arc section having a predetermined radius, and includes a contact portion that can freely contact the end portions of the first and second passage portions via the circular arc surface. The radius center of the surface is eccentric with respect to the rotation center of the switching valve.
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。 According to the present invention, in the switching valve constituting the passage length switching portion, the contact portion of the switching valve is provided with an arc surface having an arc cross section having a predetermined radius, and the intake passage is configured via the arc surface. The switching valve is provided at the end portions of the first and second passage portions so as to be able to come into contact with each other, and the radius center of the circular arc surface is decentered with respect to the rotation center of the switching valve supported by a support shaft on the intake manifold. Yes. Therefore, when the switching valve is rotated to switch the passage length of the intake passage, the radius center and the rotation center of the arc surface are eccentric, so when the arc surface is separated from the end portion, When the arc surface is displaced along a rotation trajectory that gradually moves away from the end portion with the rotation displacement, and the arc surface approaches the end portion, the arc surface Can be displaced along a turning trajectory that gradually approaches the end.
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。 As a result, the arc surface of the switching valve does not displace while slidingly contacting the end portions of the first and second passage portions, and thus occurs between the switching valve and the end portions of the first and second passage portions. The sliding resistance can be reduced, and the passage length switching portion including the switching valve can be smoothly operated to switch the passage length of the intake passage more quickly and smoothly.
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。 Further, by providing a seal member formed of an elastic material at the end portions of the first and second passage portions so that the arc surface can come into contact with each other, the switching valve contacts the seal member via the arc surface. At this time, the airtightness in the first and second passage portions constituting the intake passage is reliably and suitably maintained.
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。 Further, the radius center of the circular arc surface is decentered by a predetermined distance in a direction in which the switching valve rotates when the contact portion is separated from the end portions of the first and second passage portions around the axis of the switching valve. It is good to set. As a result, when the switching valve is rotated, it is possible to suitably displace the abutting portion without sliding against the end portions of the first and second passage portions.
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。 Furthermore, it is preferable that the contact portions are provided at both end portions along the axial direction of the switching valve.
本発明によれば、以下の効果が得られる。 According to the present invention, the following effects can be obtained.
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。 In other words, the switching valve constituting the passage length switching portion is provided with an arc surface having an arc cross section having a predetermined radius, and can be brought into contact with the end portions of the first and second passage portions constituting the intake passage via the arc surface. When the switching valve is rotated, the arc surface is first and the arc surface is decentered with respect to the rotation center of the switching valve supported by the intake manifold on the support shaft. Without being displaced while slidingly contacting the end of the second passage portion, the passage length switching portion including the switching valve can be smoothly operated to switch the passage length of the intake passage more quickly and smoothly. .
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。 Moreover, since the sliding contact range of the switching valve with respect to the seal member provided at the end of the first and second passage portions can be reduced, it is possible to suppress wear of the seal member, and accordingly The durability of the seal member can be improved.
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。 A preferred embodiment of an intake manifold device for an internal combustion engine according to the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings.
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。
In FIG. 1,
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。
An
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。
1 to 6, the
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。
The
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。
The
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。
The
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。
The
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。
The
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。
A
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。
The height of the
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。
One end portion of the
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。
In addition, a
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。
The height of the
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。
That is, the first and
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。
As described above, the
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。
The passage
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。
The
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。
The
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。
The
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)。
The
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。
The length of the
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。
Further, a
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。
An end surface of the first opening
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。
The
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。
When the first opening
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。
In other words, when the
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。
The end face of the second
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。
When the second opening
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。
Further, when the
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。
As described above, the first and second
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)。
Then, the
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。
In this case, since the first opening
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。
On the other hand, under the rotating action of the
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。
That is, when the
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。
The
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。
For example, when the
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。
Specifically, the
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。
That is, the
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。
In this case, since the intake air is supplied from the
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。
In addition, when the
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。
The first and second
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。
As a result, when the
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)。
Further, as the
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。
As a result, the communication state between the
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。
Thus, the flow rate and the inflow time of the intake air sucked into the
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。
On the other hand, when the
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。
Then, the first and second
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)。
Even when the
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。
Further, the
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。
That is, the
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。
Thereby, the long-pipe intake passage L in which the
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。
As described above, in the present embodiment, the radial centers C1 and C2 of the
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。
Thereby, for example, when the
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。
As a result, the sliding resistance generated between the first and second
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。
On the other hand, as shown in FIG. 7, the rotation center C ′ of the
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。
That is, the
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。
Further, as compared with the intake manifold device 108 having the passage
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。
Furthermore, since the load on the drive unit for switching the path
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。
Furthermore, by making it possible to suppress wear of the first and
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。 The intake manifold device for an internal combustion engine according to the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it is needless to say that various configurations can be adopted without departing from the gist of the present invention.
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
DESCRIPTION OF
Claims (4)
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。 An intake manifold that is independently connected to each cylinder of the main body constituting the internal combustion engine and has an intake passage communicating with a chamber into which intake air is introduced from a throttle device, and provided inside the intake manifold facing the intake passage An intake manifold device for an internal combustion engine comprising a passage length switching unit that switches a passage length of the intake passage according to an operating state of the internal combustion engine,
The passage length switching portion is provided between a first passage portion constituting the intake passage and connected to the chamber, and a second passage portion constituting the intake passage and connected to the main body portion. A switching valve provided rotatably on the intake manifold around an axis;
The switching valve has a circular arc surface with a circular arc section having a predetermined radius, and includes a contact portion that can freely contact the end portions of the first and second passage portions via the circular arc surface. An intake manifold device for an internal combustion engine, wherein a radius center of a surface is eccentric with respect to a rotation center of the switching valve.
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。 The apparatus of claim 1.
An intake manifold device for an internal combustion engine, characterized in that end portions of the first and second passage portions are provided with a seal member made of an elastic material and capable of abutting against the arc surface.
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。 The apparatus according to claim 1 or 2,
The center of the radius of the arcuate surface is deviated by a predetermined distance in the direction in which the switching valve rotates when the abutting portion is separated from the ends of the first and second passage portions around the axis of the switching valve. An intake manifold device for an internal combustion engine, characterized by being set with heart.
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。 The device according to any one of claims 1 to 3,
The intake manifold device for an internal combustion engine, wherein the contact portions are provided at both end portions along the axial direction of the switching valve.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007334006A JP2009156126A (en) | 2007-12-26 | 2007-12-26 | Intake manifold device for internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011106406A (en) * | 2009-11-19 | 2011-06-02 | Aisin Seiki Co Ltd | Intake device for internal combustion engine |
-
2007
- 2007-12-26 JP JP2007334006A patent/JP2009156126A/en not_active Withdrawn
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