JPH0244022Y2 - - 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に
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、各分岐路内に夫々
ロータリ弁を配置し、ロータリ弁の弁軸をシリン
ダヘツドの頂面から上方に突出させて弁軸の突出
先端部にアームを取付け、各ロータリ弁のアーム
を共通の連結ロツドにより互に連結し、シリンダ
ヘツド頂面の外周縁から上方に突出するシリンダ
ヘツド外周壁上に負圧ダイアフラム装置を固定
し、ダイアフラムに連結された制御ロツドをダイ
アフラム装置ハウジングからシリンダヘツド頂面
上に突出させてこの制御ロツドに連結ロツドを連
結し、機関高負荷運転時に負圧ダイアフラム装置
によつて各ロータリ弁を開弁せしめるようにした
吸気制御装置が例えば実願昭56−163722号に記載
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。

しかしながらこの内燃機関ではダイアフラムに
連結された制御弁ロツドがダイアフラム装置ハウ
ジングに形成された円筒孔を貫通してシリンダヘ
ツド頂面上に突出しており、従つてシリンダヘツ
ド頂面上に送り込まれた潤滑油の一部が制御ロツ
ドと円筒孔間の間隙を通つてダイアフラム装置内
に流入する。ところが制御ロツドと円筒孔間の間
隙は極めて小さなためにダイアフラム装置内に流
入した潤滑油は制御ロツドと円筒孔間の間隙を通
つてシリンダヘツド頂面上に戻ることができず、
斯くしてダイアフラム装置内に潤滑油が蓄積して
ダイアフラム装置の正常な作動が妨げられるとい
う問題を生ずる。

考案の目的 本考案はダイアフラム装置を常時正常に作動せ
しめることによつて常時安定した吸入空気制御を
行なえるようにした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、ダイアフラムによつて分離さ
れた大気圧室と負圧室を有する吸入空気流制御用
ダイアフラム装置を大気圧室がシリンダヘツド側
に位置するようにしてシリンダヘツドの外周壁面
上に固定し、大気圧室を画定するダイアフラム装
置ハウジングに大気圧室とシリンダヘツド内部と
を連通する円筒孔を形成し、ダイアフラムに連結
された円筒状のロツドを円筒孔内に密着摺動可能
に挿入すると共に円筒孔を貫通してシリンダヘツ
ド内部まで延設し、大気圧室内にロツドと共軸的
に筒状のベローズを配置してベローズの一端部を
ダイアフラムに密封的に固着すると共にベローズ
の他端部をダイアフラムに対面したダイアフラム
装置ハウジングに密封的に固着し、円筒孔の底壁
面上に円筒孔の全長に亘つて延びる潤滑油流通溝
を形成して潤滑油流通溝によりベローズの内部空
間とシリンダヘツド内部とを連通せしめるように
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に傾斜面からなり、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とを連通する分岐路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図を参照すると各ロータリ弁２５のアー
ム３２は連結ロツド４０によつて互に連結され、
連結ロツド４０の端部はリンク４１を介して負圧
ダイアフラム装置４２の制御ロツド４３に連結さ
れる。ダイアフラム装置４２のハウジング４４に
は制御ロツド４３の周りで外方に突出する突出円
筒部４５を有する。一方、第１１図および第１２
図に示すようにシリンダヘツド３の頂面の外周縁
部には上方に突出するシリンダヘツド外周壁４６
が形成され、シリンダヘツド外周壁４６には孔４
７が穿設される。ダイアフラム装置４２の円筒部
４５は孔４７内に嵌着され、円筒部４５と孔４７
間にはＯリング４８が挿入される。ダイアフラム
装置ハウジング４４内にはダイアフラム４９が配
置され、このダイアフラム４９によつてハウジン
グ４４の内部が負圧室５０と大気圧室５１に分離
される。負圧室５０内にはダイアフラム押圧用圧
縮ばね５２が挿入され、更にこの負圧室５０は絞
り５３および負圧導管５４を介して吸気マニホル
ド枝管５５に連結される。一方、大気圧室５１内
にはゴム材料からなる筒状のベローズ５６が配置
される。このベローズ５６の一端部はダイアフラ
ム４９に密封的に固着され、ベローズ５６の他端
部はハウジング４４の内壁面上に密封的に固着さ
れる。ベローズ５６の内部ではストツプリング５
７が制御ロツド４３に固定され、このストツプリ
ング５７によつて制御ロツド４３の軸方向移動が
規制される。第１１図から第１３図に示すように
ハウジング４４の円筒部４５内には内筒孔５８が
形成される。この内筒孔５８内には円筒状の制御
ロツド４３が密着摺動可能に挿入され、この制御
ロツド４３は内筒孔５８内を貫通する。更に内筒
孔５８の内壁面の上部および下部には内筒孔５８
の全長に亘つてのびる潤滑油流通溝５９，６０が
形成され、ベローズ５６の内部はこれら溝５９，
６０を介してシリンダヘツド３の頂面上に連通す
る。機関低負荷運転時には負圧室５０内に大きな
負圧が加わるためにダイアフラム４９は圧縮ばね
５２に抗して負圧室５０側に移動する。その結果
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、
機関高負荷運転時には負圧室５０内の負圧が小さ
くなるためにダイアフラム４９は圧縮ばね５２の
ばね力によつて大気圧室５１側に移動する。その
結果ロータリ弁２５が時計回りに回動せしめられ
てロータリ弁２５が分岐路２４を全開する。上述
したように機関負荷が小さくなるとダイアフラム
４９が負圧室５０側に移動するのでこのときシリ
ンダヘツド３の頂面に送り込まれた潤滑油の一部
がハウジング４４の円筒部４５に形成された一対
の溝５９，６０を介してベローズ５６内に流入す
る。ところがこの潤滑油は機関負荷が大きくなつ
てダイアフラム４９が大気圧室５１側に移動する
ときに再び溝５９，６０を介してシリンダヘツド
３の頂面上に返戻される。即ち、一対の溝５９，
６０を形成することによつて潤滑油の流路面積が
増大し、しかも制御ロツド４３の下側に一方の溝
６０を形成することによつてベローズ５６の下方
に蓄積した潤滑油が排出しやすくなるのでベロー
ズ５６内に蓄積した潤滑油を良好に排出できるこ
とになる。

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の底壁面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１２の底壁面は下向きに傾斜面から
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 負圧ダイアフラム装置の大気圧室内にベローズ
を配置することによつてシリンダヘツド内から潤
滑油流通溝を介して負圧ダイアフラム装置に向か
う潤滑油はベローズ内に捕獲される。その結果、
多量の潤滑油が負圧ダイアフラム装置の大気圧室
内に蓄積するのを阻止することができるので蓄積
した潤滑油がダイアフラムの作動に影響を与える
のを阻止することができる。また、ベローズの内
部および外部間に圧力差が生じないためにベロー
ズに大きな応力が加わらず、斯くしてベローズの
良好な耐久性を確保することができる。更に円筒
状制御ロツドが円筒孔内に密着摺動可能に挿入さ
れているので制御ロツドが円筒孔に対して傾むく
ことがない。その結果、制御ロツドのストローク
を常時予め定められたストロークに正確に維持す
ることができるので吸入空気流を高精度でもつて
制御することができる。

【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、第１３図は負圧ダイアフラム
装置の斜視図である。 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、４２……負圧ダイアフラム装置、４３……
制御ロツド、４４……ハウジング、５８……内筒
孔、５９，６０……溝。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. ダイアフラムによつて分離された大気圧室と負
   圧室を有する吸入空気流制御用ダイアフラム装置
   を該大気圧室がシリンダヘツド側に位置するよう
   にしてシリンダヘツドの外周壁面上に固定し、上
   記大気圧室を画定するダイアフラム装置ハウジン
   グに該大気圧室とシリンダヘツド内部とを連通す
   る円筒孔を形成し、ダイアフラムに連結された円
   筒状のロツドを該円筒孔内に密着摺動可能に挿入
   すると共に該円筒孔を貫通してシリンダヘツド内
   部まで延設し、上記大気圧室内に該ロツドと共軸
   的に筒状のベローズを配置して該ベローズの一端
   部をダイアフラムに密封的に固着すると共に該ベ
   ローズの他端部をダイアフラムに対面したダイア
   フラム装置ハウジングに密封的に固着し、上記円
   筒孔の底壁面上に円筒孔の全長に亘つて延びる潤
   滑油流通溝を形成して該潤滑油流通溝によりベロ
   ーズの内部空間とシリンダヘツド内部とを連通せ
   しめるようにした内燃機関の吸気制御装置。