JP2011064150A - Intake manifold device for internal combustion engine - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To easily vary flow rate characteristics of intake air and increase degree of freedom in design. <P>SOLUTION: An intake passage 24 through which intake air to be supplied to a cylinder head 26 of an engine 22 flows is disposed inside of an intake manifold 12 and a passage length change over part 14 which can freely change over passage length is disposed in a middle of the intake passage 24. A valve 16 composing the passage length change over part 14 is rotated by a drive part 18 and intake air is supplied to the engine 22 through a long pipe intake passage 34 in low speed or light load operation of the engine 22. Intake air flows to the engine 22 with communication to a short intake passage 32 provided through the valve 16 in high speed or heavy load operation of the engine 22. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

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 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).

特開２００３−８３０７２号公報JP 2003-83072 A

本発明は、前記の提案に関連してなされたものであり、吸入空気の流量特性を簡便に変更可能であり、しかも、設計の自由度を向上させる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-mentioned proposal. An intake manifold device for an internal combustion engine that can easily change the flow rate characteristics of intake air and that can improve the degree of design freedom is provided. The purpose is to provide.

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長管吸気通路と前記長管吸気通路から分岐して該チャンバーに連通する短管吸気通路とを有する吸気マニホールドと、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長管吸気通路又は前記短管吸気通路と前記チャンバーとの連通状態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、前記長管吸気通路と前記短管吸気通路との間に設けられ、前記吸気マニホールドに支持された回転軸を介して回動自在に支持された切換弁を備え、前記切換弁は、中空筒状に形成され、前記吸入空気が流通可能な孔部と、前記孔部に臨む内周面に形成され、前記内周面に対して膨出すると共に、前記孔部を通じて前記短管吸気通路を連通させる際に、前記短管吸気通路の一部として機能するガイド部とを有することを特徴とする。 In order to achieve the above object, the present invention provides a long-pipe 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 having a short pipe intake passage branched from the pipe intake passage and communicating with the chamber; and the long pipe intake passage or the short pipe provided inside the intake manifold, depending on the operating condition of the internal combustion engine In an intake manifold device for an internal combustion engine comprising a passage length switching unit that switches a communication state between the intake passage and the chamber,
The passage length switching unit includes a switching valve that is provided between the long pipe intake passage and the short pipe intake passage and is rotatably supported via a rotation shaft supported by the intake manifold, The switching valve is formed in a hollow cylindrical shape, and is formed in a hole portion through which the intake air can flow and an inner peripheral surface facing the hole portion, and swells with respect to the inner peripheral surface, and through the hole portion. When the short pipe intake passage is communicated, a guide portion that functions as a part of the short pipe intake passage is provided.

本発明によれば、通路長切換部が、吸気マニホールドにおいて吸入空気が流通する長管吸気通路と短管吸気通路との間に設けられ、回転軸を介して回動する切換弁によって前記長管吸気通路及び前記短管吸気通路の連通状態をそれぞれ切り換えている。そして、中空筒状に形成された切換弁には、開口した孔部に臨むようにガイド部が内周面に対して膨出して形成されている。   According to the present invention, the passage length switching portion is provided between the long pipe intake passage and the short pipe intake passage through which the intake air flows in the intake manifold, and the long pipe is turned by the switching valve that rotates via the rotating shaft. The communication states of the intake passage and the short pipe intake passage are respectively switched. And the switching part formed in the hollow cylinder shape is formed with the guide part bulging with respect to the inner peripheral surface so as to face the opened hole.

従って、孔部を通じて短管吸気通路を連通状態とし、チャンバーから内燃機関へと吸入空気を流通させる際、前記吸入空気をガイド部に沿わせるように流通させることができる。すなわち、切換弁において吸入空気の流通する孔部の開口面積や吸気通路の長さをガイド部によって自在に調整することができる。その結果、吸気マニホールドにおける短管吸気通路の形状を変更することなく、ガイド部を有する切換部を所望の形状とし交換することによって、短管吸気通路を流通する吸入空気の流量特性を簡便に変更することが可能となる。   Accordingly, when the short pipe intake passage is in communication with the hole and the intake air is circulated from the chamber to the internal combustion engine, the intake air can be circulated along the guide portion. That is, the opening area of the hole portion through which the intake air flows and the length of the intake passage can be freely adjusted by the guide portion in the switching valve. As a result, without changing the shape of the short pipe intake passage in the intake manifold, the flow characteristic of the intake air flowing through the short pipe intake passage can be easily changed by replacing the switching portion having the guide portion with a desired shape. It becomes possible to do.

また、切換弁にガイド部を設けているため、吸気マニホールド側にガイド部を設ける必要がなく、それに伴って、前記切換弁の孔部が着座する吸気マニホールドのシート部近傍に無駄なスペースが生じることがないため、短管吸気通路の連通が遮断された長管吸気通路の連通状態において生じる吸入空気の流路抵抗が軽減され、内燃機関の出力向上を図ることができる。   Further, since the guide portion is provided in the switching valve, it is not necessary to provide a guide portion on the intake manifold side, and accordingly, a useless space is generated in the vicinity of the seat portion of the intake manifold on which the hole portion of the switching valve is seated. Therefore, the flow resistance of the intake air generated in the communication state of the long pipe intake passage where the communication of the short pipe intake passage is blocked is reduced, and the output of the internal combustion engine can be improved.

さらに、吸気マニホールドの吸気通路内にガイド部を設けた場合と比較し、通路長切換部にガイド部を設けることによって前記吸気マニホールドの形状を簡素化することが可能となり、それに伴って、前記吸気マニホールドを製造する際の型割りやレイアウトの自由度を向上させることができる。   Furthermore, compared with the case where the guide portion is provided in the intake passage of the intake manifold, the shape of the intake manifold can be simplified by providing the guide portion in the passage length switching portion. The degree of freedom of mold division and layout when manufacturing the manifold can be improved.

さらにまた、ガイド部を、孔部から離間する方向に向かって徐々に肉厚となるように形成することにより、吸入空気を前記ガイド部の表面に沿ってより一層円滑に流通させることが可能となり、前記吸入空気の流通効率をさらに高めることができる。   Furthermore, by forming the guide portion so that it gradually becomes thicker in the direction away from the hole portion, it becomes possible to more smoothly circulate the intake air along the surface of the guide portion. The distribution efficiency of the intake air can be further increased.

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おいて、開口した孔部に臨み、内周面に対して膨出するようにガイド部を設けることにより、前記孔部を通じて短管吸気通路を連通状態として吸入空気を流通させる際、前記吸入空気をガイド部によって導いて流通させることができるため、前記吸気マニホールド側にガイド部を設ける必要がなく、前記吸気マニホールドの形状を簡素化することが可能となり、それに伴って、前記吸気マニホールドを製造する際の型割りやレイアウトの自由度を向上させることができる。   That is, in the switching valve constituting the passage length switching portion, the short pipe intake passage is brought into a communication state through the hole portion by providing the guide portion so as to face the opened hole portion and bulge with respect to the inner peripheral surface. When the intake air is circulated, the intake air can be guided and circulated by the guide portion, so there is no need to provide a guide portion on the intake manifold side, and the shape of the intake manifold can be simplified. Accordingly, the degree of freedom of mold division and layout when manufacturing the intake manifold can be improved.

また、吸気マニホールドにおいて、切換弁の孔部が着座する吸気マニホールドのシート部近傍に無駄なスペースが生じることがないため、短管吸気通路の連通が遮断された長管吸気通路の連通状態において生じる吸入空気の流路抵抗が軽減され、内燃機関の出力向上を図ることができる。また、ガイド部を所望の形状とした切換部へと交換することによって、孔部の開口面積の大きさや吸入空気の流通経路の長さを自在に調整することができるため、短管吸気通路を流通する吸入空気の流量特性を簡便に変更することができる。   Further, in the intake manifold, there is no useless space in the vicinity of the seat portion of the intake manifold on which the hole of the switching valve is seated, so that the short pipe intake passage is disconnected and the long pipe intake passage is in a connected state. The flow resistance of the intake air is reduced, and the output of the internal combustion engine can be improved. In addition, by replacing the guide portion with a switching portion having a desired shape, the size of the opening area of the hole and the length of the flow path of the intake air can be freely adjusted. The flow rate characteristics of the flowing intake air can be easily changed.

本実施の形態に係る内燃機関用吸気マニホールド装置の分解全体斜視図である。1 is an exploded overall perspective view of an intake manifold device for an internal combustion engine according to the present embodiment. 図１に示す内燃機関用吸気マニホールド装置の一部省略縦断面図である。FIG. 2 is a partially omitted vertical sectional view of the intake manifold device for an internal combustion engine shown in FIG. 1. 図２における通路長切換部近傍を示す拡大断面図である。It is an expanded sectional view which shows the passage length switching part vicinity in FIG. 図２において通路長切換部が回転し、短管吸気通路が連通した状態から長管吸気通路が連通した状態へと切り換えられた縦断面図である。FIG. 3 is a longitudinal sectional view in which a passage length switching portion is rotated in FIG. 2 and is switched from a state where a short pipe intake passage is communicated to a state where a long pipe intake passage is communicated.

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。   In FIG. 1, reference numeral 10 indicates an intake manifold device for an internal combustion engine according to an embodiment of the present invention.

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（内燃機関）２２に設けられている。   An intake manifold device 10 for an internal combustion engine (hereinafter referred to as an intake manifold device 10) is provided in, for example, a four-cylinder engine (internal combustion engine) 22 having four cylinder chambers mounted on a vehicle or the like.

この吸気マニホールド装置１０は、図１〜図３に示されるように、吸気マニホールド１２と、前記吸気マニホールド１２に挿通され、吸入空気が流通する前記吸気マニホールド１２内の通路長さを切り換える通路長切換部１４と、前記通路長切換部１４のバルブ（切換弁）１６を回動させる駆動部１８とを有する。   As shown in FIGS. 1 to 3, the intake manifold device 10 includes an intake manifold 12 and a passage length switch that is inserted into the intake manifold 12 and switches the passage length in the intake manifold 12 through which intake air flows. And a drive unit 18 that rotates the valve (switching valve) 16 of the passage length switching unit 14.

吸気マニホールド１２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１２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２４とを有する。また、吸気マニホールド１２は、エンジン２２のシリンダヘッド２６に接続される取付フランジ２８を備え、前記取付フランジ２８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２６に連結される。なお、チャンバー２０は、吸気マニホールド１２における略中央部且つ取付フランジ２８の下方となるように配置される。   The intake manifold 12 is integrally formed, for example, by welding or bonding a plurality of divided bodies obtained by injection molding of a resin material. The intake manifold 12 includes a chamber 20 that temporarily stores air sucked through a throttle valve of a throttle device (not shown), and an intake passage 24 that is connected to the chamber 20 and guides the air from the chamber 20 to the engine 22. And have. The intake manifold 12 includes a mounting flange 28 connected to the cylinder head 26 of the engine 22, and the mounting flange 28 is coupled to the cylinder head 26 via an end face formed in a planar shape. The chamber 20 is disposed so as to be approximately at the center of the intake manifold 12 and below the mounting flange 28.

吸気通路２４は、分岐管３０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３０の内部に沿うようにそれぞれ設けられる。この吸気通路２４は、図示しないエンジン２２の高速又は高負荷運転時に、チャンバー２０から吸入空気を吸気する短管吸気通路３２と、前記エンジン２２の低速又は低負荷運転時に、前記チャンバー２０から前記吸入空気を吸気する長管吸気通路３４とを有する。   The intake passage 24 is provided in the branch pipe 30 and is formed in a tubular shape having a substantially constant diameter, and is provided along the inside of the branch pipe 30 spaced from each other by a predetermined distance. The intake passage 24 includes a short pipe intake passage 32 that sucks intake air from the chamber 20 during high-speed or high-load operation of the engine 22 (not shown), and the intake passage 24 from the chamber 20 during low-speed or low-load operation of the engine 22. And a long pipe intake passage 34 for taking in air.

短管吸気通路３２は、チャンバー２０の側方に設けられ、略水平方向に向かって直線状に延在している。一方、長管吸気通路３４は、その一端部がチャンバー２０の下方に接続され、前記一端部から他端部側に向かって吸気マニホールド１２の外壁面に沿って湾曲しながら延在する。詳細には、長管吸気通路３４は、一端部側から下方に向かって延在した後、円弧状に湾曲して上方に向かって延在してシリンダヘッド２６に接続される。また、長管吸気通路３４の途中には、短管吸気通路３２の他端部が略直交するように接続され、その接続部位には、通路長切換部１４を構成するバルブ１６が当接可能なシート部３６が形成される。このように、短管吸気通路３２と長管吸気通路３４とが接続されることによって互いに連通する。   The short pipe intake passage 32 is provided on the side of the chamber 20 and extends linearly in a substantially horizontal direction. On the other hand, one end of the long pipe intake passage 34 is connected to the lower side of the chamber 20 and extends while curving along the outer wall surface of the intake manifold 12 from the one end toward the other end. Specifically, the long pipe intake passage 34 extends downward from one end side, then curves in an arc shape, extends upward, and is connected to the cylinder head 26. Further, the other end of the short pipe intake passage 32 is connected in the middle of the long pipe intake passage 34 so as to be substantially orthogonal, and the valve 16 constituting the passage length switching section 14 can contact the connection portion. A sheet portion 36 is formed. As described above, the short pipe intake passage 32 and the long pipe intake passage 34 are connected to communicate with each other.

この短管吸気通路３２の通路長は、吸気マニホールド１２の外壁面に沿って湾曲状に形成された長管吸気通路３４の通路長より短くなるように設定される。すなわち、エンジン２２の高速又は高負荷運転時には、通路長の短い短管吸気通路３２を通じて吸入空気がチャンバー２０からシリンダヘッド２６へと供給され、前記エンジン２２の低速又は低負荷運転時に、通路長の長い長管吸気通路３４を通じて前記吸入空気が前記チャンバー２０からシリンダヘッド２６へと供給される。   The length of the short pipe intake passage 32 is set to be shorter than the length of the long pipe intake passage 34 formed in a curved shape along the outer wall surface of the intake manifold 12. That is, when the engine 22 is operating at high speed or high load, intake air is supplied from the chamber 20 to the cylinder head 26 through the short pipe intake passage 32 having a short passage length, and when the engine 22 is operating at low speed or low load, the passage length is reduced. The intake air is supplied from the chamber 20 to the cylinder head 26 through a long long pipe intake passage 34.

この短管吸気通路３２及び長管吸気通路３４は、図示しないエンジン２２のシリンダ数（例えば、４つ）に応じてそれぞれ４本ずつ設けられ、前記短管吸気通路３２及び長管吸気通路３４は、それぞれ独立して並列に形成される。   Each of the short pipe intake passage 32 and the long pipe intake passage 34 is provided according to the number of cylinders (for example, four) of the engine 22 (not shown). Are formed independently in parallel.

さらに、吸気マニホールド１２には、短管吸気通路３２内に設けられ、前記短管吸気通路３２の軸線方向と略直交した保持孔３８が形成される。この保持孔３８は、断面円形状に形成されて４本の短管吸気通路３２を貫通するように形成されると共に、長管吸気通路３４の側面に臨むように形成される。   Further, the intake manifold 12 is provided with a holding hole 38 provided in the short pipe intake passage 32 and substantially orthogonal to the axial direction of the short pipe intake passage 32. The holding hole 38 is formed in a circular shape in cross section and is formed so as to penetrate the four short pipe intake passages 32, and is formed so as to face the side surface of the long pipe intake passage 34.

通路長切換部１４は、吸気マニホールド１２における保持孔３８内に設けられ、前記保持孔３８の軸線上に軸支されるシャフト４０と、樹脂製材料からなり前記シャフト４０と共に回動し、吸気通路２４の流通状態を切り換えるバルブ１６と、前記バルブ１６の外周面に装着され、吸気マニホールド１２の内壁面に対して当接する一対のシール体４２ａ、４２ｂとからなる。   The passage length switching portion 14 is provided in a holding hole 38 in the intake manifold 12 and is rotated together with the shaft 40 made of a resin material and a shaft 40 that is pivotally supported on the axis of the holding hole 38. 24 includes a valve 16 that switches the flow state of the valve 24 and a pair of seal bodies 42 a and 42 b that are attached to the outer peripheral surface of the valve 16 and abut against the inner wall surface of the intake manifold 12.

バルブ１６は、断面半円状で軸線方向に沿って所定長さで形成され、前記軸線に沿った一端部及び他端部に設けられた一組の端壁部４４と、一方の端壁部４４と他方の端壁部４４との間に設けられた中央壁部４６とを有し、断面半円状に形成された端壁部４４及び中央壁部４６の中央部に、シャフト４０が貫通して固定される。   The valve 16 has a semicircular cross section and is formed with a predetermined length along the axial direction. The end wall 44 is provided at one end and the other end along the axis, and one end wall. 44 and a central wall portion 46 provided between the other end wall portion 44, and the shaft 40 penetrates the central portion of the end wall portion 44 and the central wall portion 46 formed in a semicircular cross section. Fixed.

この中央壁部４６は、バルブ１６の軸線方向に沿った略中央部に設けられ、一組の端壁部４４に対してそれぞれ等間隔離間して設けられている。   The central wall portion 46 is provided at a substantially central portion along the axial direction of the bulb 16, and is provided at regular intervals from the pair of end wall portions 44.

また、バルブ１６には、一方の端壁部４４と中央壁部４６との間に、前記バルブ１６の軸線方向に沿った接合壁４８が設けられると共に、前記中央壁部４６と他方の端壁部４４との間にも同様に、接合壁４８が形成される。すなわち、接合壁４８は、中央壁部４６と端壁部４４との間を接合するように設けられている。
接合壁４８は、所定幅寸法からなる略矩形状に形成され、且つ断面円弧状に形成されて端壁部４４及び中央壁部４６の外周部位を接合するように設けられる。そして、バルブ１６の回動作用下に接合壁４８が短管吸気通路３２と長管吸気通路３４との接合部位に臨み、前記短管吸気通路３２と長管吸気通路３４との連通を遮断可能に設けられる。この際、接合壁４８は、吸気通路２４の内壁面に沿うように配置されるため、該吸気通路２４に沿って流通する吸入空気の流路抵抗となることがなく、しかも、該吸入空気を吸気通路２４の上流側から下流側へと円滑に導くことができる。すなわち、バルブ１６を、該バルブ１６の接合壁４８が吸気通路２４を構成する長管吸気通路３４の内壁面に近接するように配置することによって、吸入空気の流通効率を向上させることができる。 The valve 16 is provided with a joining wall 48 along the axial direction of the valve 16 between one end wall portion 44 and the central wall portion 46, and the central wall portion 46 and the other end wall. Similarly, a bonding wall 48 is formed between the portion 44 and the portion 44. That is, the joint wall 48 is provided so as to join between the central wall portion 46 and the end wall portion 44.
The joining wall 48 is formed in a substantially rectangular shape having a predetermined width dimension, and is formed in a circular arc shape in cross section so as to join the outer peripheral portions of the end wall portion 44 and the central wall portion 46. Then, the joint wall 48 faces the joint portion between the short pipe intake passage 32 and the long pipe intake passage 34 under the rotating action of the valve 16, and the communication between the short pipe intake passage 32 and the long pipe intake passage 34 can be cut off. Is provided. At this time, since the joining wall 48 is disposed along the inner wall surface of the intake passage 24, there is no flow resistance of the intake air flowing along the intake passage 24, and the intake air is The intake passage 24 can be smoothly guided from the upstream side to the downstream side. That is, by arranging the valve 16 so that the joint wall 48 of the valve 16 is close to the inner wall surface of the long-pipe intake passage 34 constituting the intake passage 24, the intake air flow efficiency can be improved.

さらに、バルブ１６の接合壁４８には、略矩形状に開口した開口部（孔部）５０が設けられ、前記開口部５０は、バルブ１６の軸線方向に沿って所定間隔離間して４個設けられる。この開口部５０は、バルブ１６の外周側と中空状の内周側とを連通するように開口している。   Furthermore, the joint wall 48 of the valve 16 is provided with openings (holes) 50 that are opened in a substantially rectangular shape, and four openings 50 are provided at predetermined intervals along the axial direction of the valve 16. It is done. The opening 50 opens so that the outer peripheral side of the valve 16 communicates with the hollow inner peripheral side.

一方、接合壁４８の内周面には、開口部５０に臨み、半径内方向に膨出して短管吸気通路３２から長管吸気通路３４へと流通する吸入空気を導くためのファンネル部（ガイド部）５２が形成される。このファンネル部５２は、バルブ１６と共に一体成形され、開口部５０から離間する方向に向かって徐々に肉厚となるように膨出すると共に、前記開口部５０が長管吸気通路３４に臨んだ短管吸気通路３２と前記長管吸気通路３４との連通状態において、吸気マニホールド１２のシート部３６に対して緩やかに繋がるような断面円弧状に形成される。また、ファンネル部５２は、略矩形状に開口した開口部５０の周りを囲むように環状に形成されている。   On the other hand, a funnel portion (guide) for guiding the intake air that faces the opening 50 and bulges radially inward and flows from the short pipe intake passage 32 to the long pipe intake passage 34 on the inner peripheral surface of the joining wall 48. Part) 52 is formed. The funnel portion 52 is integrally formed with the valve 16 and bulges out gradually in a direction away from the opening 50, and the opening 50 faces the short pipe intake passage 34. When the pipe intake passage 32 and the long pipe intake passage 34 are in communication with each other, the pipe intake passage 32 is formed in a circular arc shape so as to be gently connected to the seat portion 36 of the intake manifold 12. The funnel portion 52 is formed in an annular shape so as to surround the opening 50 that is opened in a substantially rectangular shape.

すなわち、ファンネル部５２は、短管吸気通路３２を流通する吸入空気をバルブ１６の内部を通じて長管吸気通路３４へと円滑に導くための導入手段として機能する。   That is, the funnel portion 52 functions as an introduction means for smoothly guiding the intake air flowing through the short pipe intake passage 32 to the long pipe intake passage 34 through the inside of the valve 16.

なお、ファンネル部５２は、上述したようにバルブ１６の接合壁４８に一体成形される場合に限定されるものではなく、例えば、ファンネル部を別体から構成し、接合壁４８の内周面に装着するようにしてもよい。この場合、吸気マニホールド１２のシート部３６の形状に対応させてファンネル部５２を容易に設けることが可能となり、単一のバルブ１６で複数の吸気マニホールド１２に対応させることが可能となる。   The funnel portion 52 is not limited to the case where the funnel portion 52 is integrally formed with the joining wall 48 of the valve 16 as described above. For example, the funnel portion is formed separately and is formed on the inner peripheral surface of the joining wall 48. You may make it wear. In this case, the funnel portion 52 can be easily provided in correspondence with the shape of the seat portion 36 of the intake manifold 12, and a single valve 16 can correspond to a plurality of intake manifolds 12.

シール体４２ａ、４２ｂは、樹脂製材料から形成されたバルブ１６の外周面に設けられた装着溝５３に対してそれぞれ装着される。   The seal bodies 42a and 42b are respectively mounted on mounting grooves 53 provided on the outer peripheral surface of the valve 16 formed from a resin material.

このシール体４２ａ、４２ｂは、断面Ｃ字状に形成され、互いに所定間隔離間して設けられた３本のメインフレーム５４と、前記メインフレーム５４同士を接合する接合フレーム５６とから格子状に構成される。そして、一方のシール体４２ａがバルブ１６の一端部側に装着され、他方のシール体４２ｂが他端部側に装着されるように一対で構成される。なお、シール体４２ａ、４２ｂは、装着溝５３に装着された際、バルブ１６の外周面に対して半径外方向に若干だけ突出するように設けられる。   The seal bodies 42a and 42b are formed in a lattice shape from three main frames 54 formed in a C-shaped cross section and spaced apart from each other by a predetermined distance, and a joining frame 56 for joining the main frames 54 together. Is done. One seal body 42a is mounted on one end side of the valve 16, and the other seal body 42b is mounted on the other end side. The seal bodies 42a and 42b are provided so as to protrude slightly outward in the radial direction with respect to the outer peripheral surface of the valve 16 when mounted in the mounting groove 53.

また、バルブ１６が吸気マニホールド１２の保持孔３８に収容された際、その外周面に設けられたシール体４２ａ、４２ｂが保持孔３８の内周面に対して摺接可能に設けられる。これにより、バルブ１６の外周面と保持孔３８との間を通じた吸入空気の漏出がシール体４２ａ、４２ｂによって防止される。   Further, when the valve 16 is accommodated in the holding hole 38 of the intake manifold 12, seal bodies 42 a and 42 b provided on the outer peripheral surface thereof are provided so as to be slidable with respect to the inner peripheral surface of the holding hole 38. Thereby, the leakage of the intake air through the space between the outer peripheral surface of the valve 16 and the holding hole 38 is prevented by the seal bodies 42a and 42b.

一方、シャフト４０の端部には、吸気マニホールド１２との間にスプリング（図示せず）が介装され、前記スプリングの弾発作用下に前記シャフト４０が回動することによってバルブ１６の接合壁４８がシート部３６に着座した全閉状態となる。   On the other hand, a spring (not shown) is interposed between the end of the shaft 40 and the intake manifold 12, and the shaft 40 rotates under the spring action of the spring, so that the connecting wall of the valve 16. 48 is in a fully closed state seated on the seat portion 36.

駆動部１８は、パイロット圧力により作動するダイヤフラム機構５８と、通路長切換部１４を構成するレバー６０と前記ダイヤフラム機構５８とを接続するアーム部材６２とを含む。アーム部材６２の端部には、連結ピン６４を介してレバー６０が接続される。このダイヤフラム機構５８は、エンジン２２に吸気される吸入負圧をパイロット圧として作動し、前記ダイヤフラム機構５８の作動によりアーム部材６２及びレバー６０が連動して変位することにより、通路長切換部１４を構成するシャフト４０が回動する。   The drive unit 18 includes a diaphragm mechanism 58 that is operated by pilot pressure, a lever 60 that constitutes the passage length switching unit 14, and an arm member 62 that connects the diaphragm mechanism 58. A lever 60 is connected to the end of the arm member 62 via a connecting pin 64. The diaphragm mechanism 58 operates with the intake negative pressure sucked into the engine 22 as a pilot pressure, and the operation of the diaphragm mechanism 58 causes the arm member 62 and the lever 60 to be displaced in conjunction with each other. The constituting shaft 40 rotates.

すなわち、この吸気マニホールド装置１０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１４を構成するバルブ１６の回動作用下に開口部５０を通じて吸気通路２４の通路長が短くなるように短管吸気通路３２へと切り換え、吸入空気をシリンダヘッド２６に供給すると共に、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１６を回動させて接合壁４８によってシート部３６を閉塞することにより短管吸気通路３２と長管吸気通路３４との連通を遮断し、通路長の長い長管吸気通路３４を通じて前記吸入空気を前記シリンダヘッド２６へと供給する。   That is, when the engine 22 including the intake manifold device 10 is operated at a high speed or a high load, the passage length of the intake passage 24 is shortened through the opening 50 under the rotating action of the valve 16 constituting the passage length switching unit 14. In addition to switching to the short pipe intake passage 32, the intake air is supplied to the cylinder head 26, and at the time of low speed or low load operation of the engine 22, the valve 16 is rotated to close the seat portion 36 by the joining wall 48. Thus, the communication between the short pipe intake passage 32 and the long pipe intake passage 34 is blocked, and the intake air is supplied to the cylinder head 26 through the long pipe intake passage 34 having a long passage length.

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 intake manifold device 10 for an internal combustion engine according to the embodiment of the present invention is basically configured as described above. Next, the operation and effects thereof will be described.

例えば、エンジン２２が低速又は低負荷運転時には、図２及び図３に示されるように、スプリングの弾発作用下にシャフト４０を介してバルブ１６が時計回り（矢印Ａ方向）に回動し、初期位置となるシート部３６を閉塞した全閉状態に戻される。すなわち、短管吸気通路３２が、通路長切換部１４のバルブ１６によって閉塞され、チャンバー２０と前記短管吸気通路３２との連通が遮断されるため、エンジン２２のシリンダヘッド２６への吸気が、チャンバー２０から長管吸気通路３４のみを通じて行われ、通路長の長い長管吸気通路３４を通じて前記エンジン２２に吸入される吸入空気の流量が少なくなる。   For example, when the engine 22 is operating at low speed or low load, as shown in FIGS. 2 and 3, the valve 16 rotates clockwise (in the direction of arrow A) through the shaft 40 under the spring action of the spring, The seat portion 36 that is the initial position is returned to the fully closed state. That is, the short pipe intake passage 32 is closed by the valve 16 of the passage length switching unit 14, and the communication between the chamber 20 and the short pipe intake passage 32 is cut off, so that the intake air to the cylinder head 26 of the engine 22 is The flow of the intake air that is taken from the chamber 20 only through the long pipe intake passage 34 and is taken into the engine 22 through the long pipe intake passage 34 having a long passage length is reduced.

一方、エンジン２２が高速又は高負荷運転の際には、図１に示すダイヤフラム機構５８の駆動作用下にバルブ１６がシャフト４０を介して反時計回り（矢印Ｂ方向）に回動することにより開口部５０がシート部３６に臨み、短管吸気通路３２が完全に連通した状態となるため、吸入空気がチャンバー２０から前記短管吸気通路３２へと流通して前記エンジン２２へと吸入される。この際、短管吸気通路３２からバルブ１６内へと導入された吸入空気が、前記バルブ１６の内周面に形成されたファンネル部５２によって開口部５０へと円滑に導かれ、長管吸気通路３４の途中に合流してエンジン２２へと供給される。すなわち、エンジン２２に対して短時間で大容量の吸入空気が吸入される。   On the other hand, when the engine 22 is operating at high speed or high load, the valve 16 is rotated counterclockwise (in the direction of arrow B) via the shaft 40 under the driving action of the diaphragm mechanism 58 shown in FIG. Since the portion 50 faces the seat portion 36 and the short pipe intake passage 32 is in a completely connected state, the intake air flows from the chamber 20 to the short pipe intake passage 32 and is sucked into the engine 22. At this time, the intake air introduced into the valve 16 from the short pipe intake passage 32 is smoothly guided to the opening 50 by the funnel portion 52 formed on the inner peripheral surface of the valve 16, and the long pipe intake passage is formed. In the middle of 34, it merges and is supplied to the engine 22. That is, a large volume of intake air is sucked into the engine 22 in a short time.

このように、エンジン２２の運転状況に応じて制御される通路長切換部１４のバルブ１６の切換作用下に、前記エンジン２２のシリンダヘッド２６に吸入される吸入空気の慣性エネルギ、吸気抵抗が好適に制御されて前記エンジン２２の出力向上を図ることができる。   As described above, the inertia energy and intake resistance of the intake air sucked into the cylinder head 26 of the engine 22 under the switching action of the valve 16 of the passage length switching unit 14 controlled according to the operating state of the engine 22 are preferable. Thus, the output of the engine 22 can be improved.

以上のように、本実施の形態では、長管吸気通路３４と短管吸気通路３２との連通状態を切換可能な通路長切換部１４において、バルブ１６の開口部５０に臨む内周面にファンネル部５２を設けることにより、前記開口部５０を通じてチャンバー２０からエンジン２２へと吸入空気を流通させる短管吸気通路３２の連通状態において、その開口面積や吸気管長を調整することができる。その結果、吸気マニホールド１２における吸気通路２４の形状を変更することなく、ファンネル部５２を有するバルブ１６を任意の形状とすることによって短管吸気通路３２を流通する吸入空気の流量特性を簡便に調整することが可能となる。   As described above, in the present embodiment, in the passage length switching unit 14 capable of switching the communication state between the long pipe intake passage 34 and the short pipe intake passage 32, the funnel is formed on the inner peripheral surface facing the opening 50 of the valve 16. By providing the portion 52, the opening area and the intake pipe length can be adjusted in the communication state of the short pipe intake passage 32 through which intake air flows from the chamber 20 to the engine 22 through the opening 50. As a result, the flow rate characteristics of the intake air flowing through the short pipe intake passage 32 can be easily adjusted by changing the shape of the intake passage 24 in the intake manifold 12 to any shape of the valve 16 having the funnel portion 52. It becomes possible to do.

また、バルブ１６にファンネル部５２を設けることによって、吸気マニホールド１２におけるシート部３６近傍に無駄なスペースが生じることがなく、バルブ１６によってシート部３６の閉塞された長管吸気通路３４の連通状態において生じる吸入空気の流路抵抗を低減して効率的に流通させることができる。その結果、エンジン２２へと流入する吸入空気の流量が増大し、それに伴って、エンジン２２の出力性能を向上させることが可能となる。   Further, by providing the funnel portion 52 in the valve 16, there is no useless space in the vicinity of the seat portion 36 in the intake manifold 12, and in the communication state of the long pipe intake passage 34 in which the seat portion 36 is closed by the valve 16. The flow path resistance of the generated intake air can be reduced and distributed efficiently. As a result, the flow rate of the intake air flowing into the engine 22 increases, and accordingly, the output performance of the engine 22 can be improved.

さらに、形状の異なるファンネル部５２を有した別の通路長切換部１４へと交換することにより、吸気マニホールド１２における吸気通路２４の形状を変更することなく、前記通路長切換部１４によって吸気通路２４の長さを調整することが可能となる。   Further, by replacing with another passage length switching unit 14 having a funnel portion 52 having a different shape, the intake passage 24 is changed by the passage length switching unit 14 without changing the shape of the intake passage 24 in the intake manifold 12. It becomes possible to adjust the length.

さらにまた、例えば、吸気マニホールド１２の吸気通路２４内にファンネル部５２を設けた場合と比較し、通路長切換部１４を構成するバルブ１６に前記ファンネル部５２を設けることにより、相対的に前記吸気マニホールド１２の形状を簡素化することが可能となり、それに伴って、前記吸気マニホールド１２を製造する際の型割りやレイアウトの自由度を向上させることができる。   Furthermore, for example, as compared with the case where the funnel portion 52 is provided in the intake passage 24 of the intake manifold 12, the funnel portion 52 is provided in the valve 16 constituting the passage length switching portion 14, so that the intake air is relatively The shape of the manifold 12 can be simplified, and accordingly, the degree of freedom of mold division and layout when manufacturing the intake manifold 12 can be improved.

なお、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。   Note that 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…吸気マニホールド
１４…通路長切換部 １６…バルブ
１８…駆動部 ２０…チャンバー
２２…エンジン ２４…吸気通路
３０…分岐管 ３２…短管吸気通路
３４…長管吸気通路 ３６…シート部
３８…保持孔 ４０…シャフト
４２ａ、４２ｂ…シール体 ５０…開口部
５２…ファンネル部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Intake manifold apparatus 12 ... Intake manifold 14 ... Passage length switching part 16 ... Valve 18 ... Drive part 20 ... Chamber 22 ... Engine 24 ... Intake passage 30 ... Branch pipe 32 ... Short pipe intake passage 34 ... Long pipe intake passage 36 ... Sheet part 38 ... Holding hole 40 ... Shafts 42a, 42b ... Sealing body 50 ... Opening 52 ... Funnel part

Claims (2)

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長管吸気通路と前記長管吸気通路から分岐して該チャンバーに連通する短管吸気通路とを有する吸気マニホールドと、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長管吸気通路又は前記短管吸気通路と前記チャンバーとの連通状態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、前記長管吸気通路と前記短管吸気通路との間に設けられ、前記吸気マニホールドに支持された回転軸を介して回動自在に支持された切換弁を備え、前記切換弁は、中空筒状に形成され、前記吸入空気が流通可能な孔部と、前記孔部に臨む内周面に形成され、前記内周面に対して膨出すると共に、前記孔部を通じて前記短管吸気通路を連通させる際に、前記短管吸気通路の一部として機能するガイド部とを有することを特徴とする内燃機関用吸気マニホールド装置。 A long pipe intake passage that is independently connected to each cylinder of the main body constituting the internal combustion engine and communicates with a chamber into which intake air is introduced from a throttle device, and a short pipe that branches from the long pipe intake passage and communicates with the chamber. An intake manifold having a pipe intake passage, and a passage length that is provided inside the intake manifold and switches a communication state between the long pipe intake passage or the short pipe intake passage and the chamber in accordance with an operating state of the internal combustion engine. In an intake manifold device for an internal combustion engine comprising a switching unit,
The passage length switching unit includes a switching valve that is provided between the long pipe intake passage and the short pipe intake passage and is rotatably supported via a rotation shaft supported by the intake manifold, The switching valve is formed in a hollow cylindrical shape, and is formed in a hole portion through which the intake air can flow and an inner peripheral surface facing the hole portion, and swells with respect to the inner peripheral surface, and through the hole portion. An intake manifold device for an internal combustion engine, comprising: a guide portion that functions as a part of the short pipe intake passage when the short pipe intake passage is communicated. 請求項１記載の装置において、
前記ガイド部は、前記孔部から離間する方向に向かって徐々に肉厚となるように形成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 of claim 1.
The intake manifold device for an internal combustion engine, wherein the guide portion is formed so as to gradually become thicker in a direction away from the hole portion.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014163366A (en) * 2013-02-28 2014-09-08 Mahle Filter Systems Japan Corp Air intake device of internal combustion engine

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