JP2514563Y2 - 多気筒内燃機関の吸気装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は多気筒内燃機関の吸気装置に関する。

〔従来の技術〕

各気筒が一対の吸気弁を具備すると共に対をなす吸気
弁に対して共通の吸気ポートがシリンダヘッド内に形成
されており、共通の吸気ポートが吸気弁の近傍において
隔壁により第１ポート部と第２ポート部とに分岐されて
おり、第１ポート部への吸入空気の流入を制御する吸気
制御弁がシリンダヘッドと吸気マニホルド間に挿入され
たアッセンブリボディ内に配置されている多気筒内燃機
関が公知である（特開昭59−192825号公報或いは実開昭
61−5332号公報参照）。

即ち、一対の吸気弁を具備した内燃機関において各吸
気弁に対し夫々完全に独立した吸気ポートを設けると流
路抵抗が大きくなるために機関高速高負荷運転時に高い
充填効率を得るのが困難となる。従って一対の吸気弁を
具備した内燃機関では流路抵抗を小さくするために通
常、上述したように一対の吸気弁に対して共通の吸気ポ
ートを設け、共通の吸気ポートを吸気弁の近傍において
隔壁により第１ポート部と第２ポート部とに分岐するよ
うにしている。

一方、機関低負荷運転時には一方のポート部、例えば
第２ポート部のみから燃焼室内に吸入空気を流入させる
ことによって燃焼室内に強力な旋回流を発生させること
が好ましく、そのために上述の多気筒内燃機関では吸気
制御弁を具えている。

〔考案が解決しようとする課題〕

しかしながら上述の多気筒内燃機関では吸気制御弁の
組付けやすさから各吸気制御弁をシリンダヘッドと吸気
マニホルド間に挿入されたアッセンブリボディ内に配置
している。しかしながらこのようにアッセンブリボディ
内に吸気制御弁を配置すると第１ポート部を吸気制御弁
によって閉鎖することができず、斯くして機関低負荷運
転時にも第１ポート部と第２ポート部の双方から吸入空
気が燃焼室内に流入することになる。その結果、機関低
負荷運転時に燃焼室内に強力な旋回流を発生することが
できないという問題がある。

〔課題を解決するための手段〕

上記問題点を解決するために本考案によれば、各気筒
が一対の吸気弁を具備すると共に対をなす吸気弁に対し
て共通の吸気ポートがシリンダヘッド内に形成されてお
り、共通の吸気ポートが吸気弁の近傍において隔壁によ
り第１ポート部と第２ポート部とに分岐されており、第
１ポート部への吸入空気の流入を制御する吸気制御弁が
シリンダヘッドと吸気マニホル間に挿入されたアッセン
ブリボディ内に配置されている多気筒内燃機関におい
て、アッセンブリボディが各共通の吸気ポート内に夫々
挿入されかつ上述の隔壁と整列する隔壁を形成していな
い挿入部を具備し、各挿入部内に夫々吸気制御弁を配置
している。

〔作用〕

各吸気制御弁によって対応する第１ポート部を閉鎖し
うるようになる。

〔実施例〕

第１図から第７図を参照して第１の実施例について説
明する。

第１図は４気筒内燃機関の平面図である。第１図を参
照すると、１はシリンダヘッド、２から５は第１から第
４気筒、６から９は排気弁、10から13はシリンダヘッド
１内に形成された排気ポートを夫々示す。各気筒２から
５内には第１吸気弁14から17および第２吸気弁18から21
が配置される。第１気筒２および第３気筒４において
は、第１吸気弁14,16および第２吸気弁18,20は同様に配
置され、第２気筒３および第４気筒５においては、第１
気筒２および第３気筒４の第１吸気弁14,16および第２
吸気弁18,20と対称位置に第１吸気弁15,17および第２吸
気弁19,21が配置される。シリンダヘッド１には、各第
１吸気弁14から17に対応して第１ポート部であるストレ
ートポート22から25が形成され、また各第２吸気弁18か
ら21に対応して第２ポート部であるヘリカルポート26か
ら29が形成される。各ストレートポート22から25および
各ヘリカルポート26から29は夫々合流して各共通吸気ポ
ート30から33となる。共通吸気ポート30から33はポート
アッセンブリ34（第２図参照）を介して吸気マニホルド
の各枝管35から38に接続される。

第３図は第１図の一部断面側面図を示す。第１図およ
び第３図を参照すると、ポートアッセンブリ34は各共通
吸気ポート30から33に対応する各挿入部39から42と、各
挿入部39から42が一体に形成されるアッセンブリボディ
43とを具備する。

第４図には吸気マニホルド側からみたアッセンブリボ
ディ43の正面図を示す。第１図から第４図を参照する
と、アッセンブリボディ43には第１から第４吸気孔44か
ら47が形成される。第１吸気孔44および第２吸気孔45は
シリンダヘッド１に向かって互いに離れるように斜めに
形成されている。また、第３吸気孔46は第１吸気孔44と
平行に、第４吸気孔47は第２吸気孔45と平行に夫々形成
されている。挿入部39から42が形成されているアッセン
ブリボディ43の端面43aと反対側の端面43bはガスケット
48を介して吸気マニホルドの各枝管35から38に連結され
る。吸気マニホルド側のアッセンブリボディ端面43b上
における、各吸気孔44から47の開口44aから47aの形状は
ほぼ楕円形状に形成される。一方、挿入部39から42が形
成されている側の端面43a上における各吸気孔44から47
の形状はほぼ長方形状に形成されている。アッセンブリ
ボディ43上部には各吸気孔44から47内に連通する燃料噴
射弁挿入孔49から52が形成される。各燃料噴射弁（図示
せず）は各燃料噴射弁挿入孔49から52内に挿入配置され
る。

第５図には、ポートアッセンブリ34をシリンダヘッド
側からみた図を示す。第１図、第２図、第３図、および
第５図を参照すると、挿入部39から42の外形は直方体状
に形成され、各挿入部39から42内には吸気孔44から47に
夫々連通された各接続ポート53から56が形成される。各
接続ポート53から56の断面は略長方形状であり、各接続
ポート53から56内には各吸気制御弁57から60が配置され
る。各挿入部39から42はアッセンブリボディ43に対して
斜め下方に延びている（第３図参照）。各共通吸気ポー
ト30から33の断面形状は各挿入部39から42の断面形状と
ほぼ同様の長方形状であり、各共通吸気ポート30から33
内に各挿入部39から42が嵌入される。アッセンブリボデ
ィ43に対する各挿入部39から42の傾きはアッセンブリボ
ディ43に対向するシリンダヘッド１の端面1a（第３図）
に対する各共通吸気ポート30から33の傾きに等しいた
め、アッセンブリボディ端面43aとシリンダヘッド端面1
aはガスケット61を介して密着される（第３図参照）。
また、各共通吸気ポート30から33と挿入部39から42との
隙間には耐熱性の優れた液状のガスケット等が充填され
ている。

第３図および第６図は第１図の第４気筒５を示してい
る。第３図および第６図を参照すると、吸気制御弁60は
挿入部42の底壁42aに支持された弁軸62と、弁軸62に例
えばねじ止めされた弁体63とを具備する。弁軸62は挿入
部42の先端開口部近傍に配置される。弁体63は長方形状
であり、弁体63の高さは接続ポート56の高さとほぼ等し
い。弁体63は、弁軸62から弁体63の上流端63bまでの長
さが、弁軸62から弁体63の下流端63aまでの長さの約２
倍となるように弁軸62に取付けられている。第６図にお
いて、吸気制御弁60開弁時（第６図中二点鎖線で示され
る）においては、弁体63は挿入部42の側壁42c,42dと平
行方向位置となり、弁体63の下流端部63aは、挿入部42
から外方に突出してヘリカルポート29とストレートポー
ト25の隔壁64によって係止される。従ってこのときには
吸気はストレートポート25およびスワールポート29から
燃焼室内に流入する。一方、吸気制御弁60閉弁時（第６
図で実線で示される）においては、弁体63の上流端63b
は挿入部42の側壁42dに係合し、下流端部63はスワール
ポート29内に突出する。このためストレートポート25は
閉弁されることとなり、吸気はスワールポート29を介し
て燃焼室内に流入するので燃焼室内に強力なスワールが
発生する。弁体63はスワールポート29に向かって吸気が
スムーズに流れるように傾斜しているため吸入空気の充
填効率を向上せしめることができる。また、弁体63の下
流端部63aがスワールポート29内に突出しているため、
隔壁64と弁体下流端部63aとの間に渦が発生すると共に
スワールポート29の流入口が絞られるため吸気の流速が
増大し、斯くして燃料の霧化を向上せしめることができ
る。

第３図を参照すると弁軸62は挿入部42の底壁42aに形
成された孔を貫通し、ダストシール71を介して底壁42a
に支持され、ジョイント65と共にナット66によって共締
めされる。シリンダヘッド１の共通吸入ポート56の底壁
には、弁軸62およびジョイント65を突出せしめるため切
り欠き部67が形成される（第３図および第６図参照）。

第７図には第５図のポートアッセンブリ34の底面図を
示す。第５図および第７図を参照すると、各ジョイント
65はリンク68に連結されており、リンク68の左端はピン
69によってアクチュエータ70に連結されている。アクチ
ュエータ70はダイヤフラムを内蔵しており吸気マニホル
ドの負圧によってリンク68を第５図中Ｈ方向（開弁方
向）にまたはＣ方向（閉弁方向）に変位せしめる。リン
ク68は第７図に示されるようにジグザグ形状とされ、ジ
ョイント65は互い違いにリンク68に連結される。機関低
負荷時および中負荷時においては、吸気制御弁57から60
は第５図および第７図に示される閉弁位置にある。機関
高負荷運転時にはリンク68はＨ方向に変位し、これによ
り各吸気制御弁57から60は各弁軸62の周りに第７図中矢
印Ｍの方向に回動して開弁位置となる。このようにジグ
ザグ状のリンク68を用いかつジョイント65を互い違いに
リンク68に連結したので単一のリンク68で全ての吸気制
御弁57から60を制御することができる。

従来のように吸気制御弁をシリンダヘッド内の吸気ポ
ート内に取付ける場合、吸気ポートと吸気制御弁との隙
間が大きいとスワールの強さが低下するという問題があ
るので吸気制御弁によるシール性を向上せしめるため
に、吸気ポート内の加工精度を向上せしめる必要がある
がシリンダヘッド内の吸気ポートの加工精度を上げるこ
とは困難である。本実施例ではポートアッセンブリ34の
接続ポート53から56の加工精度を上げる必要があるが、
この加工は比較的容易であるため所望の加工精度を得る
ことができる。また、弁体63は１〜2mm程度の薄肉であ
り、接続ポート53から56内への組み付けに際しては当た
りつけが行なわれる。このため、各弁体63と接続ポート
53から56との隙間を小さくすることができ、これによっ
てより強力なスワール流を得ることができる。

また、吸気制御弁57から60が組み込まれた挿入部39か
ら42を共通吸気ポート30から33内に挿入するものである
ため、吸気制御弁57から60を従来より燃焼室に近い位置
に配置することができ、これによりスワールをさらに強
化できる。

また、本実施例の組み付けにおいては、第３図におい
て弁軸62を挿入部底壁42aの貫通孔から挿入した後、弁
体63を弁軸62にねじ止めし、各挿入部39から42を共通吸
気ポート30から33内に挿入することによって、機関への
吸気制御弁57から60の組み付け作業が完了するため、機
関への吸気制御弁57から60の組み付け作業性を向上せし
めることができる。

第８図から第10図を参照して第２の実施例について説
明する。第２の実施例は、吸気制御弁を駆動するための
リンク系がシリンダヘッドの上方にある点を除いては第
１の実施例とほぼ同様である。なお第１の実施例と同様
な構成要素は同一の符号で示す。

第８図および第９図を参照すると、挿入部42の上壁42
bには貫通孔が形成され、弁軸62がこの挿入孔を貫通す
る。弁軸62上端にはワッシャ80を介して第１リンクアー
ム81の一端が弁軸62と一体回転するように取付けられ
る。第１リンクアーム81の他端は、第10図に示すよう
に、下から順番に第１リンクアーム81、樹脂製カラー8
2、第２リンクアーム83の一端、樹脂製カラー84、およ
びワッシュ85が積み重ねられ、これらにピン86を貫通し
た後ワッシャ85の上にＥリング87を取り付けて抜け止め
される。従って、第１リンクアーム81と第２リンクアー
ム83とは相互に相対的に回転変位可能である。

アッセンブリボディ43にはサブシャフト88が配置され
る。サブシャフト88の下端は軸受89を介してアッセンブ
リボディ43の底壁に支承され、サブシャフト88の上端は
アッセンブリボディ43の頂壁を貫通し、ダストシール90
を介して頂壁に支承されている。弁軸62の軸線とサブシ
ャフト88の軸線は平行であり、これらの軸線を含む平面
は各サブシャフト88の中心点を結ぶ直線Ｌ（第８図）に
垂直である。サブシャフト88の上端には第３リンクアー
ム91の一端およびジョイント65がワッシャ92を介して一
体回転するように取付けられる。第２リンクアーム83の
他端は第10図と同様に樹脂製カラー84を介して第３リン
クアーム91の他端にピン86によって相互に回動可能に連
結される。第１リンクアーム81と第３リンクアーム91は
長さが等しくかつ平行となるように配置される。ジョイ
ント65はリンク68に連結される。第８図は弁体63が閉弁
している状態を示しており、リンクが68矢印Ｈの方向に
変位すると、弁体63は矢印Ｍで示される方向に回動して
開弁状態となる。

本実施例ではリンク機構をシリンダヘッド１の上方に
設けたので、ブローバイガス等による吸気系デポジット
が接続ポート内の底壁に堆積して吸気制御弁の開閉を妨
たげることを防止することができる。

また、ポートアッセンブリを組付け後例えば運搬時
に、リンク系を地面等にぶつけて損傷するおそれもな
い。

第11図には第３の実施例を示す。この実施例では吸気
制御弁はスロットル弁を兼ねている。吸気制御弁を駆動
するためのリンク機構は第２の実施例と同様の４節リン
ク機構である。リンク68は、第１および第２の実施例の
ように負圧作動のアクチュエータ70によって駆動される
のではなく、アクセルペダル100に連結され、アクセル
ペダル100の踏み込み量に応じて駆動変位せしめられ
る。アクセルペダル100を踏み込むと、リンク68は第11
図中Ｈ方向に変位し弁体63は第11図中Ｍ方向に変位して
開度が増大する。弁体63の幅Ｗは、第１および第２の実
施例より大きく、接続ポート56を全閉可能な幅とされて
いる。弁軸62は弁体63の幅Ｗのほぼ真中に位置する。ア
クセルペダル100の踏み込み量が０であるとき、すなわ
ちアイドル運転時においては弁体63は接続ポート56を全
閉せしめる。このとき弁体63の下流端63aは、ヘリカル
ポート29側の挿入部側壁42c内壁に係合し、弁体63の上
流端63bはストレートポート25側の挿入部側壁42d内壁に
係合する。なおアイドル運転時における空気量を調整す
るために、吸気制御弁60をバイパスしてヘリカルポート
29に連通されるバイパス通路（図示せず）が形成されて
いる。ストレートポート25側挿入部側壁42d内壁面上に
は円筒面の一部により形成された弯曲部42eと、この弯
曲部42eに続く突出した平面部42fが形成される。この弯
曲部42eは、弁体上流端63bが弯曲部42eに沿って回動す
るように形成されている。これによりアクセルペダル10
0の踏み込み量の小さい部分負荷時においては、ストレ
ートポート25側は弯曲部42eおよび平面部42fとによって
閉弁状態に維持される。従って部分負荷時においてはヘ
リカルポート29だけから新気が燃焼室内に流入し、斯く
して燃焼室内に強力なスワールを得ることができる。ま
た、弯曲部42eおよび平面部42fを形成することによっ
て、アクセルペダル100を踏み込み始めて弁体63が開弁
し始める際、空気が急激に流入し始めることを防止する
ことができる。これにより、低速走行時においてアクセ
ルペダル100の踏み込み量の調整が困難になることを防
止することができる。

他の挿入部39から41においても挿入部42と同様に形成
されている。

以上のように本実施例においては、吸気制御弁がいわ
ゆる独立スロットル弁としてスロットル弁をも兼ねてお
り、従って吸気制御弁と別にスロットル弁を設ける必要
がない。このため吸気損失の増大を防止することができ
る。

また吸気弁と吸気制御弁（スロットル弁）との間の空
間容積を小さくすることができるため過渡応答性を向上
せしめることができる。

なお、第１リンクアーム81および第３リンクアーム91
の長さおよび取り付け角等を変えることによって、アク
セルペダル100の踏み込み量の変化に対する弁体63の開
度の変化を変更することができ、低速運転時のドライバ
ビリティを向上することができる。

なお、本考案は、１つの吸気弁に対応する単一の吸気
ポートがヘリカルポートとストレートポートに分割され
ている場合にも適用することができる。

〔考案の効果〕

吸気制御弁の機関への取り付け作業性を向上せしめつ
つ機関低負荷運転時に強力な旋回流を発生せしめること
ができる。更にアッセンブリボディの挿入部内に隔壁を
形成しないようにしているのでアッセンブリボディの製
造が容易であるという利点がある。また、もしアッセン
ブリボディの挿入部内に隔壁を形成するとこの隔壁を吸
気ポート内に形成された隔壁と段差ができないように整
列させる必要が生じ、その結果アッセンブリボディの製
造および吸気ポートの成形に対して高い精度が要求され
ることになる。しかしながら本願考案ではアッセンブリ
ボディの挿入部内に隔壁を形成しないようにしているの
でアッセンブリボディの製造および吸気ポートの成形に
対してさほど高い精度が要求されないという利点があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の第１の実施例を適用した４気筒内燃機
関の平面図、第２図はポートアッセンブリの斜視図、第
３図は第１図の内燃機関の一部断面側面図、第４図は第
１図に示されるアッセンブリボディを吸気マニホルド側
からみた正面図、第５図は第１図のポートアッセンブリ
をシリンダヘッド側からみた正面図、第６図は第１図の
第４気筒部の拡大断面図、第７図は第５図の底面図、第
８図は第２の実施例のポートアッセンブリの拡大平面
図、第９図は第８図のポートアッセンブリの側面断面
図、第10図はリンクアームの接続部の拡大断面図、第11
図は第３の実施例のポートアッセンブリの一部断面の拡
大平面図である。 １……シリンダヘッド、22〜25……ストレートポート、
26〜29……ヘリカルポート、34……ポートアッセンブ
リ、39〜42……挿入部、43……アッセンブリボディ、57
〜60……吸気制御弁。

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】各気筒が一対の吸気弁を具備すると共に対
   をなす吸気弁に対して共通の吸気ポートがシリンダヘッ
   ド内に形成されており、該共通の吸気ポートが吸気弁の
   近傍において隔壁により第１ポート部と第２ポート部と
   に分岐されており、該第１ポート部への吸入空気の流入
   を制御する吸気制御弁がシリンダヘッドと吸気マニホル
   ド間に挿入されたアッセンブリボディ内に配置されてい
   る多気筒内燃機関において、上記アッセンブリボディが
   各共通の吸気ポート内に夫々挿入されかつ上記隔壁と整
   列する隔壁を形成していない挿入部を具備し、各挿入部
   内に夫々吸気制御弁を配置した多気筒内燃機関の吸気装
   置。