JPH0143472Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は内燃機関の吸気制御装置に関する。

従来技術 ヘリカル型吸気ポートは通常吸気弁周りに形成
された渦巻部と、この渦巻部に接線状に接続され
かつほぼまつすぐに延びる入口通路部とにより構
成される。このようなヘリカル型吸気ポートを用
いて吸入空気量の少ない機関低速低負荷運転時に
機関燃焼室内に強力な旋回流を発生せしめようと
すると吸気ポート形状が流れ抵抗の大きな形状に
なつてしまうので吸入空気量の多い機関高速高負
荷運転時に充填効率が低下するという問題を生ず
る。このような問題を解決するためにヘリカル型
吸気ポート入口通路部から分岐されてヘリカル型
吸気ポート渦巻部の渦巻終端部に連通する分岐路
をシリンダヘツド内に形成し、分岐路内に夫々ロ
ータリ弁を設けると共に各ロータリ弁の弁軸に取
付けられたアームを共通の連結ロツドにより互に
連結し、この連結ロツドをアクチユエータにより
作動させることによつて機関高速高負荷運転時に
各ロータリ弁を同時に開弁せしめるようにした吸
気制御装置が例えば特開昭57−176320号公報に記
載されているように既に本出願人により提案され
ている。この吸気制御装置を具えた内燃機関では
機関高速高負荷運転時に吸気ポートの入口通路部
内に送り込まれた混合気の一部が分岐路を介して
吸気ポートの渦巻部内に送り込まれるために吸入
空気の流路断面積が増大し、斯くして高い充填効
率を得ることができる。

この内燃機関では各気筒の吸気ポートの渦巻部
の渦巻方向が全て同じであり、従つて各ロータリ
弁の弁軸に取付けられたアームの先端部を一本の
共通連結ロツドにより互に連結することによつて
各ロータリ弁を同時に開閉制御することができ
る。しかしながら場合によつては各気筒の吸気ポ
ートをそれらの渦巻部の渦巻方向が互に反対向き
となるように配置しなければならない場合があ
り、このような場合にはロータリ弁の回動すべき
方向が互に逆向きとなるためにもはや一本の共通
連結ロツドを各アームの先端部に単に枢着するこ
とによつてはロータリ弁を同時に制御することは
困難である。

考案の目的 本考案は各気筒の吸気ポートの渦巻部の渦巻方
向が異なる場合において全ロータリ弁を同時に開
閉制御することができる構造の簡単な吸気制御装
置を提供することにある。

考案の構成 本考案の構成は、吸気弁周りに形成された渦巻
部と、渦巻部に接線状に接続されかつほぼまつす
ぐに延びる入口通路部と、入口通路部から分岐さ
れて渦巻部の渦巻終端部に連通する分岐部とによ
り構成されたヘリカル型吸気ポートを具備し、分
岐路内に分岐路の開閉制御をするロータリ弁を配
置すると共にロータリ弁の弁軸に取付けたアーム
の先端部をアクチユエータに連結し、少なくとも
一対の気筒の渦巻部の渦巻方向が互に逆向きであ
る内燃機関において、一対の気筒に設けられたロ
ータリ弁のアームが各ロータリ弁を結ぶ線に関し
て互に反対向きに延びるように配置され、ロータ
リ弁を結ぶ線の両側に互にほぼ平行に延びる第１
連結ロツドと第２連結ロツドを配置し、第１連結
ロツドの中間部を一方のアームの先端部に枢着す
ると共に第２連結ロツドの一端部を他方のアーム
の先端部に枢着し、更に第１連結ロツドの一端部
をアクチユエータに連結し、第１連結ロツドの他
端部をピンと長穴からなる遊合連結機構を介して
第２連結ロツドの他端部に連結したことにある。

実施例 第１図および第２図を参照すると、１はシリン
ダブロツク、２はシリンダブロツク１内で往復動
するピストン、３はシリンダブロツク１上に固締
されたシリンダヘツド、４はピストン２とシリン
ダヘツド３間に形成された燃焼室、５は吸気弁、
６はシリンダヘツド３内に形成されたヘリカル型
吸気ポート、７は排気弁、８はシリンダヘツド３
内に形成された排気ポート、９は燃焼室４内に配
置された点火栓、１０は吸気弁５のステム５ａを
案内するステムガイドを夫々示す。第１図並びに
第２図に示されるように吸気ポート６の上壁面１
１上には下方に突出する隔壁１２が一体成形さ
れ、この隔壁１２によつて渦巻部Ｂと、この渦巻
部Ｂに接線状に接続された入口通路部Ａからなる
ヘリカル型吸気ポート６が形成される。この隔壁
１２は入口通路部Ａ内から吸気弁５のステムガイ
ド１０の周囲まで延びており、第２図からわかる
ようにこの隔壁１２の根元部の巾Ｌは入口通路部
Ａからステムガイド１０に近づくにつれて徐々に
広くなる。隔壁１２は吸気ポート６の入口開口６
ａに最も近い側に位置する先端部１３を有し、更
に隔壁１２は第２図においてこの先端部１３から
反時計回りにステムガイド１０まで延びる第１側
壁面１４ａと、先端部１３から時計回りにステム
ガイド１０まで延びる第２側壁面１４ｂとを有す
る。第１側壁面１４ａは先端部１３からステムガ
イド１０の側方を通つて渦巻部Ｂの側壁面１５の
近傍まで延びて渦巻部側壁面１５との間に狭窄部
１６を形成する。次いで第１側壁面１４ａは渦巻
部側壁面１５から徐々に間隔を隔てるように弯曲
しつつステムガイド１０まで延びる。一方、第２
側壁面１４ｂは先端部１３からステムガイド１０
までほぼまつすぐに延びる。

第１図から第９図を参照すると、入口通路部Ａ
の側壁面１７，１８はほぼ垂直配置され、一方、
入口通路部Ａの上壁面１９は渦巻部Ｂに向けて
徐々に下降する。入口通路部Ａの側壁面１７は渦
巻部Ｂの側壁面１５に滑らかに接続され、入口通
路部Ａの上壁面１９は渦巻部Ｂの上壁面２０に滑
らかに接続される。渦巻部Ｂの上壁面２０は渦巻
部Ｂと入口通路部Ａの接続部から狭窄部１６に向
けて下降しつつ徐々に巾を狭め、次いで狭窄部１
６を通過すると徐々に巾を広げる。一方、入口通
路部Ａの下壁面２１は第５図に示すように入口開
口６ａの近傍においてはその全体がほぼ水平をな
しており、側壁面１７に隣接する底壁面部分２１
ａは第８図に示すように渦巻部Ｂに近づくに従つ
て***して傾斜面を形成する。この傾斜底壁面部
分２１ａの傾斜角は渦巻部Ｂに近づくにつれて
徐々に大きくなる。

一方、隔壁１２の第１側壁面１４ａはわずかば
かり傾斜した下向きの傾斜面からなり、第２側壁
面１４ｂはほぼ垂直をなす。隔壁１２の底壁面２
２は先端部１３からステムガイド１０に向かうに
従つて入口通路部Ａの上壁面１１との間隔が次第
に大きくなるように入口通路部Ａから渦巻部Ｂに
向けてわずかばかり弯曲しつつ下降する。隔壁１
２の底壁面２２上には第４図のハツチングで示す
領域に底壁面２２から下方に突出するリブ２３が
形成され、このリブ２３の底面および底壁面２２
はわずかばかり弯曲した傾斜面を形成する。

一方、シリンダヘツド３内には渦巻部Ｂの渦巻
終端部Ｃと入口通路部Ａとを連結する分岐路２４
が形成され、この分岐路２４の入口部にロータリ
弁２５が配置される。この分岐路２４は隔壁１２
によつて入口通路部Ａから分離されており、分岐
路２４の下側空間全体が入口通路部Ａに連通して
いる。分岐路２４の上壁面２６はほぼ一様な巾を
有し、渦巻終端部Ｃに向けて徐々に下降して渦巻
部Ｂの上壁面２０に滑らかに接続される。隔壁１
２の第２側壁面１４ｂに対面する分岐路２４の側
壁面２７はほぼ垂直をなし、更にこの側壁面２７
はほぼ入口通路部Ａの側壁面１８の延長上に位置
する。なお、第１図からわかるように隔壁１２上
に形成されたリブ２３はロータリ弁２５の近傍か
ら吸気弁５に向けて延びている。

第１０図に示されるようにロータリ弁２５はロ
ータリ弁ホルダ２８と、ロータリ弁ホルダ２８内
において回転可能に支持された弁軸２９とにより
構成され、このロータリ弁ホルダ弁２８はシリン
ダヘツド３に穿設されたねじ孔３０内に螺着され
る。弁軸２９の下端部には薄板状の弁体３１が一
体形成され、第１図に示されるようにこの弁体３
１は分岐路２４の上壁面２６から底壁面２１まで
延びる。一方、弁軸２９の上端部にはアーム３２
が固定される。また、弁軸２９の外周面上にはリ
ング溝３３が形成され、このリング溝３３内には
Ｅ字型位置決めリング３４が嵌込まれる。更にロ
ータリ弁ホルダ２８の上端部にはシール部材３５
が嵌着され、このシール部材３５によつて弁軸２
９のシール作用が行われる。

第１１図を参照すると、内燃機関は直列配置さ
れた４つの気筒、即ち１番気筒、２番気筒、
３番気筒および４番気筒を有し、各気筒の吸
気ポート６は夫々対応する吸気マニホルド枝管４
０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄに連結される。第
１１図からわかるようにこの実施例では１番気筒
と２番気筒の渦巻部Ｂの渦巻方向が３番気筒
と４番気筒の渦巻部Ｂの渦巻方向と逆向きに
なつており、従つて１番気筒と２番気筒のロ
ータリ弁２５の回動すべき方向と３番気筒と４
番気筒のロータリ弁２５の回動すべき方向は逆
向きになる。各気筒のロータリ弁２５は一直線上
に配置され、１番気筒と２番気筒のロータリ
弁２５のアーム３２は全ロータリ弁の回転軸線を
結ぶ線に関して３番気筒と４番気筒のロータ
リ弁２５のアーム３２と反対側に延びている。１
番気筒および２番気筒のアーム３２の先端部
は第１連結ロツド４１に枢着され、３番気筒お
よび４番気筒のアーム３２の先端部は第２連結
ロツド４２に枢着される。従つて第１連結ロツド
４１と第２連結ロツド４２は全ロータリ弁２５を
結ぶ線の両側に互に平行をなして配置される。第
１連結ロツド４１の一端部はリンク４３を介して
アクチユエータ４４の制御ロツド４５に連結され
る。アクチユエータ４４はダイアフラム４６によ
つて分離された負圧室４７と大気圧室４８を有
し、ダイアフラム４６には制御ロツド４５が固着
される。負圧室４７内にはダイアフラム押圧用圧
縮ばね４９が挿入され、この負圧室４７は絞り５
０および負圧導管５１を介して吸気マニホルド枝
管４０ａに連結される。一方、第１連結ロツド４
１の他端部は遊合連結機構５２を介して第２連結
ロツド４２に連結される。第１１図および第１２
図に示すように第２連結ロツド４２の端部には平
板部５３が一体的に形成され、遊合連結機構５２
は平板部５３上に形成されかつ第２連結ロツド４
２に対して直角方向に延びる長穴５４と、第１連
結ロツド４１の端部に固着されかつ長穴５４内に
嵌合するピン５５とにより構成される。第１２図
に示されるようにピン５５は長穴５４内に嵌合す
る小径部５６を有し、ピン５５の上端部にはワツ
シヤ５７およびスナツプリング５８が取付けられ
る。

機関低負荷運転時には負圧室４７内に大きな負
圧が発生するためにダイアフラム４６は圧縮ばね
４９に抗して負圧室４７側に移動し、その結果１
番気筒と２番気筒のロータリ弁２５が反時計
回りに回動せしめられてロータリ弁２５が分岐路
２４を閉鎖する。一方、このとき遊合連結機構５
２のピン５５が長穴５４内を摺動しつつ第２連結
ロツド４２が第１連結ロツド４１によつて引張ら
れるために３番気筒と４番気筒のロータリ弁
２５は時計回りに回動せしめられ、その結果ロー
タリ弁２５が分岐路２４を閉鎖する。一方、機関
高負荷運転時には負圧室４７内の負圧が小さくな
るためにダイアフラム４６は圧縮ばね４９のばね
力により大気圧室４８側に移動する。その結果、
１番気筒と２番気筒のロータリ弁２５が時計
回りに回動して対応する分岐路２４が開口せしめ
られ、３番気筒と４番気筒のロータリ弁２５
が反時計回りに回動して対応する分岐路２４が開
口せしめられる。このように第１連結ロツド４１
と第２連結ロツド４２とを簡単な構造を有する遊
合連結機構５２を介して互に連結することによつ
て１番気筒と２番気筒のロータリ弁２５を３
番気筒と４番気筒のロータリ弁２５と逆向き
に回動せしめることができる。

上述したように吸入空気量が少ない機関低負荷
運転時にはロータリ弁２５が分岐路２４を閉鎖し
ている。このとき、入口通路部Ａ内に送り込まれ
た混合気の一部は上壁面１９，２０に沿つて進
み、残りの混合気のうちの一部の混合気はロータ
リ弁２５に衝突して入口通路部Ａの側壁面１７の
方へ向きを変えた後に渦巻部Ｂの側壁面１５に沿
つて進む。前述したように上壁面１９，２０の巾
は狭窄部１６に近づくに従つて次第に狭くなるた
めに上壁面１９，２０に沿つて流れる混合気の流
路は次第に狭まり、斯くして上壁面１９，２０に
沿う混合気流は次第に増速される。更に、前述し
たように隔壁１２の第１側壁面１４ａは渦巻部Ｂ
の側壁面１５の近傍まで延びているので上壁面１
９，２０に沿つて進む混合気流は渦巻部Ｂの側壁
面１５上に押しやられ、次いで側壁面１５に沿つ
て進むために渦巻部Ｂ内には強力な旋回流が発生
せしめられる。次いで混合気は旋回しつつ吸気弁
５とその弁座間に形成される間隙を通つて燃焼室
４内に流入して燃焼室４内に強力な旋回流を発生
せしめる。

一方、吸入空気量が多い機関高速高負荷運転時
にはロータリ弁２５が開弁するので入口通路部Ａ
内に送り込まれた混合気は大別すると３つの流れ
に分流される。即ち、第１の流れは隔壁１２の第
１側壁面１４ａと入口通路部Ａの側壁面１７間に
流入し、次いで渦巻部Ｂの上壁面２０に沿つて旋
回しつつ流れる混合気流であり、第２の流れは分
岐路２４を介して渦巻部Ｂ内に流入する混合気流
であり、第３の流れは入口通路部Ａの底壁剖２１
に沿つて渦巻部Ｂ内に流入する混合気流である。
分岐路２４の流れ抵抗は第１側壁面１４ａと側壁
面１７間の流れ抵抗に比べて小さく、従つて第２
の混合気流の方が第１の混合気流よりも多くな
る。更に、渦巻部Ｂ内を旋回しつつ流れる第１混
合気流の流れ方向は第２混合気流によつて下向き
に偏向され、斯くして第１混合気流の旋回力が弱
められることになる。このように流れ抵抗の小さ
な分岐路２４からの混合気流が増大し、更に第１
混合気流の流れ方向が下向きに偏向されるので高
い充填効率が得られることになる。また、前述し
たように隔壁２１の底壁面は下向きの傾斜面から
形成されているので第３の混合気流はこの傾斜面
に案内されて流れ方向が下向きに偏向され、斯く
して更に高い充填効率が得られることになる。

考案の効果 各気筒における吸気ポートの渦巻部の渦巻方向
が互に逆向きになつている場合であつても１個の
アクチユエータと構造の簡単な遊合連結機構を用
いてロータリ弁を逆向きに同時に回動せしめるこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は第２図の−線に沿つてみた本考案
に係る内燃機関の側面断面図、第２図は第１図の
−線に沿つてみた平面断面図、第３図は本考
案によるヘリカル型吸気ポートの形状を図解的に
示す側面図、第４図はヘリカル型吸気ポートの形
状を図解的に示す平面図、第５図は第３図および
第４図の−線に沿つてみた断面図、第６図は
第３図および第４図の−線に沿つてみた断面
図、第７図は第３図および第４図の−線に沿
つてみた断面図、第８図は第３図および第４図の
−線に沿つてみた断面図、第９図は第３図お
よび第４図の−線に沿つてみた断面図、第１
０図はロータリ弁の側面断面図、第１１図は内燃
機関の平面図、第１２図は第１１図のXII−XII線に
沿つてみた断面図である。 ４……燃焼室、６……ヘリカル型吸気ポート、
１２……隔壁、２４……分岐路、２５……ロータ
リ弁、３２……アーム、４１……第１連結ロツ
ド、４２……第２連結ロツド、４４……アクチユ
エータ、５２……遊合連結機構。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 吸気弁周りに形成された渦巻部と、該渦巻部に
   接線状に接続されかつほぼまつすぐに延びる入口
   通路部と、該入口通路部から分岐されて該渦巻部
   の渦巻終端部に連通する分岐路とにより構成され
   たヘリカル型吸気ポートを具備し、該分岐路内に
   分岐路の開閉制御をするロータリ弁を配置すると
   共に該ロータリ弁の弁軸に取付けたアームの先端
   部をアクチユエータに連結し、少なくとも一対の
   気筒の該過巻部の渦巻方向が互に逆向きである内
   燃機関において、上記一対の気筒に設けられたロ
   ータリ弁のアームが各ロータリ弁を結ぶ線に関し
   て互に反対向きに延びるように配置され、上記ロ
   ータリ弁を結ぶ線の両側に互にほぼ平行に延びる
   第１連結ロツドと第２連結ロツドを配置し、該第
   １連結ロツドの中間部を一方のアームの先端部に
   枢着すると共に該第２連結ロツドの一端部を他方
   のアームの先端部に枢着し、更に第１連結ロツド
   の一端部をアクチユエータに連結し、第１連結ロ
   ツドの他端部をピンと長穴からなる遊合連結機構
   を介して第２連結ロツドの他端部に連結した内燃
   機関の吸気制御装置。