JPS58204932A - ヘリカル型吸気ポ−ト - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はヘリカル型吸気ボートに関する。

ヘリカル型吸気ボートは通常吸気弁１１ｉｌ、ｂ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
ぼまりすぐに延びる人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ボ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倖内に強力な旋回
流を発生せしめようとすると吸気ボート形状が流れ抵抗
の大きな形状になっ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
ボート入口通路部から分岐されてヘリカル型吸気ボート
渦巻部の渦巻終端部に連通ずる分岐路をシリンダヘッド
内に形成し、分岐路内に開閉弁を設けて機関高速高負荷
運転時に開閉弁を開弁するようにしたヘリカル型吸気ボ
ートが本出願人によυ既に提案されている。このヘリカ
ル型吸気ボートでは機関高速高負荷運転時にヘリカル型
吸気ボート人口通路部内に送シ込まれた吸入空気の一部
が分岐路を介してヘリカル型吸気ボート渦巻部内に送り
込まれるために吸入空気の流路断面積が増大し、斯くし
て充填効率を向上することができる。しかしながらこの
ヘリカル型吸気ボートでは分岐路が人口通路部から完全
に穂立した筒状の通路として形成されているので分岐路
の流れ抵抗が比較的大きく、しかも分岐路を入口通路部
に隣接して形成しなければならないために入口通路部の
断面積が制限を受けるので十分に満足のいく高い充填効
率を得るのが困餐となっている。更に、ヘリカル型吸気
ボートはそれ自体の形状が複雑であり、しかも入口通路
部から完全に独立した分岐路を併設した場合には吸気ボ
ートの全体構造が極めて複雑となるのでこのような分岐
路を具えたヘリカル型吸気ボートをシリンダヘッド内に
形成するのはかな１）。

す■″ｒ、Ｓ、Ｌ・　　　　　　　　　　　、１本発明
は機関高速高負荷迎転吟に高い充填効率を得ることがで
きると共に製造の容易な新規形状を有するヘリカル型吸
気ボートを提倶することにある。

以下、添付図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図並びに第２図を参照すると、１はシリンダブロッ
ク、２はシリンダブロック１内で往復動するピストン、
３はシリンダブロック１上に固締されたシリンダヘッド
、４はピストン２とシリンダヘッド３間に形成された燃
焼室、５は吸気弁、６はシリンダヘッド３内に形成され
たヘリカル型吸気ボート、７は排気弁、８はシリンダヘ
ッド３内に形成された排気ボート、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
れるように吸気ボート６の上壁面１１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によって渦
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ボー、ドロが形成される。

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ＩＭ囲まで延びており、第２図かられかるよ
うにこの隔壁１２の根元部の巾りは人口通路部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は吸気ボート６の入口開口６１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１５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１
０の側方を通って渦巻部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＄１側Ｗ１面１４ｍは渦巻部側壁面１５から徐々に
間隔を隔てるように彎曲しつつステムガイド１０まで延
びる。一方、第２（ｌｉｆｔ壁面１４ｂは先端部１５か
らステムガイド１０までほぼまっすぐに延びる。第２図
かられかるように隔壁１２の先端部１３は円弧状をなし
ておシ、更に先端部１６から側壁面１７に至る距離り、
け先端部１３から＠壁面１８に至る距１１１ｔＬ２にほ
ぼ等しくなっている。即ち、先端部１３１ｊ：ｇ＆気ボ
ート乙の軸線に対して直角の横断面内において側壁ＷＪ
１７．１８のほぼ中央部に位置する。

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
！１１而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Ｉ１１而１５に滑
らかに接続され、人口通路部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ｓＡ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１６
を通過すると徐々に巾を広ける。一方、人口通路部６の
下壁面２１は＃！５図に示すように入口開口６１の近傍
においてはその全体がほぼ水平をなしておシ、側壁面１
７に隣接する底壁面部分２１＆は第８図に示すように渦
巻部Ｂに近づくに従って***して傾斜面を形成する。こ
の傾斜底壁面部分２１＆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１４ｍはわずかばかシ傾斜
した下向きの傾斜面からなり、第２０１壁而１４ｂはほ
ぼ垂直をなす。隔壁１２の底壁面２２は先端部１３から
ステムガイド１０に向うに従って人口通路部６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彎曲しつつ下降する。

隔壁１２の底壁面２２上には４４図のハツチングで示す
領域にＪｍｌｔ面２２から下方に突出するり７２３が形
成され、このリフ２３の底面および底壁面２２はわずか
ばかり彎曲した傾斜面を形成する。

一方、シリンダヘッドｓ内には渦巻部Ｂの渦巻終端部Ｃ
と人口通路部Ａとを連通ずる分岐路２４が形成され、こ
の分岐路２４の人口部にロータリ弁２５が配前される。

この分岐路２４は隔＠１２によって人口通路部Ａから分
補されており、分岐路２４の下側空間全体が人口通路部
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に向けて轡々に下降し１渦巻
部Ｂの上壁面２０に滑らかに接続される。隔壁１２の第
２側壁而１４ｂに対面する分岐路２４の側啼面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図かられ
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はシリンダヘッド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３１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５′５が形成され、このリング
溝５５内にはＥ字型位置決めリンフ５４が嵌込まれる。

更にロータリ弁ホルダ２８の７上端部にはシール部材６
５が嵌着され、このシール部材３５によって弁軸２９の
シール作用が行なわれる。

第１１図を参照すると、ロータリ弁２５の上端部に固着
されたアーム３２の先端部は負圧ダイアフラム装置４０
のダイアフラム４１に固着された制御ロッド４２に連結
ロッド４３を介して連結される。負圧ダイアフラム装置
４０はダイアフラム４１によって大気から隔離された負
圧室４４を有し、この負圧室４４内にダイアフラム押圧
用圧縮ばね４５が挿入される。シリンダヘッド３には１
次側気化器４６ａと２次側気化器４６ｂからなるコンパ
ウンド型ブ１化器４６を具えた吸気マニホルド４７が取
付けられ、負圧室４４は負圧導管４８を介して吸気マニ
ホルド４７内に連結される。この負圧導管４８内には負
圧室４４から吸気マニホルド４フ内に向けてのみ流通可
能な逆止弁４９が挿入される。更に、負圧室４４は大気
導管５０並びに大気開放制御弁５１を介して大気に連通
ずる。

この大気開放制御弁５１はダイアフラム５２によって隔
成された負圧室５５と大気圧室５４とを有し、更に大気
圧室５４に隣接して弁室５５を有する。この弁室５５け
一方では大気導管５０を介して負圧室４４内に連通し、
他方では弁ボート５６並びにエアフィルタ５７を介して
大気に連通ずる。

弁室５５内には弁ボート５６の開閉制′ｍをする弁体５
８が設けられ、この弁体５８は弁ロッド５９を介してダ
イアフラム５２に連結される。負圧室５５内にはダイア
フラム押圧用圧縮はね６０が挿入され、更に負圧室５５
は負圧導管６１を介して１次側気化’４４６　ｍのベン
チュリ部６２に連結される。

気化器４６は通常用いられる気化器であって１次側スロ
ットル弁６３が所定開度以上開弁し九ときに２次側スロ
ットル弁６４が開弁し、１次側スロットル弁６３が全開
すれば２次側スロットル弁６４も全開する。１次側気化
器４６ａのベンチエリ部６２に発生する負圧は機関シリ
ンダ内に供給される吸入空気量が増大するはど大きくな
り、従ってベンゾ異り部６２に発生する負圧が所定負圧
よりも大きくなったときに、即ち機関尚連高貴荷押転時
に大気開放制御弁５１のダイアフラム５２が圧縮ばね６
０に抗して右方に移動し、その結果弁体５８が弁ボート
５６を開弁して負圧ダイアフラム装置４０の負圧室４４
を大気に開放する。このときダイアフラム４１は圧縮は
ね４５のばね力により下方に移動し、その結果ロータリ
弁２５が同転せしめられて分岐路２４を全開する。一方
１次側スロットル弁６′５の開度が小さいときにはペン
ｆユリ部６２に発生する負圧が小さなために大気開放制
御弁５１のダイアフラム５２は圧縮ばね６０のはね力に
よシ左方に移動し、弁体５８が弁ポートシを閉鎖する。

更にこのように１次側スロットル弁６３の開度が小さい
ときには吸気マニホルド４７内には大きな負圧が発生し
ている。逆止弁４９は吸気マニホルド４７内の負圧が負
圧タイアフラム装置４０の前圧室４４内の負圧よりも大
きくなると開弁じ、吸気マニホルド４７内の負圧が負圧
室４４内の負圧よυも小さくなると閉弁するので大気開
放制御弁５１が閉弁している限シ負圧室４４、。０よよ
え〜＝オ＃１”４７’・、１１＾１ア、。力負圧に維持
される。負圧室４４内に負圧が加わるとダイアフラム４
１は圧縮ばね４５に抗して上昇し、その結果ロータリ弁
２５が回動せしめられて分岐路２４が閉鎖される。従っ
て機関低速低負荷運転時にはロータリ弁２５によって分
岐路２４が閉鎖されることになる。なお、高負荷運転時
であっても機関回転数が低い場合、並びに機関回１転数
が高くても低負荷運転が行なわれている場合にはベンｆ
エリ部６２に発生する負圧が小さなために大気開放遮断
弁５１は閉鎖され続けている。従ってこのような低速高
負荷揮転時並びに高速低負荷運転時には負圧室４４内の
負圧が前述の最大負圧に維持されているのでロータリ弁
２５によって分岐路２４が閉鎖されている。

上述したように吸入空気量が少ない機関低速低負荷運転
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内に送シ込まれた混合気の一部は
上壁面１９．２０に沿って進み、讐りの混合−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に沿って進む。前述したように上Ｗｉ面１９．２０
の巾は狭窄部１６に近づくに従って次第に狭くなるため
に上壁面１９．２０に沿って流れる混合気の流路は次第
に狭けまり、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１４１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１９．２０に沿って進む混合気流は
渦巻部Ｂの側壁面１５上に押しやられ、次いで側壁面１
５に沿っ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って燃焼室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５コ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１４ｍと入口通路部
Ａの側壁面１７間に流入し、次いで渦巻部Ａの上壁面２
０に沿っ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υ、第３の流れは入口通路部Ａの底壁面２１に沿っ
て渦巻部Ｂ内に流入する混合気流である。

ところで人口通路部Ａ内に供給された混合気流は隔壁１
２の先端部１３によって第１混合気流と第２混合気流に
振分けられるので第１混合気流と第２混合気流の流量は
隔壁１２の先端部１５の位置の影響を大きく受ける。即
ち、先端部１３を側壁面１Ｂに近づけすぎると分岐路２
４の流れ抵抗が極度に増大するので分岐路２４内を流れ
る混合気の流量は大巾に減少し、斯くして充填効率が低
下する。また、先端部１３を側＠１而１７に近づけずき
ると隔＠１２の第１側壁面１４ｂと側壁面１７間の流れ
抵抗が極度に増大するために第１混合気流の流Ｊ１が大
巾に減少し、斯くして充填効率が低下する。従って燃焼
室４内に供′＃＠される全混合気流の流量を増大せしめ
るには第１混合気流或いは第２混合気流が極度に減少す
るのを阻止する必要がある。杢発明では上述したように
隔壁１２の先端部１５が側ｔＩｆｆｉ面１７．１８のほ
ぼ中央部に配置されているので第１混合気流および第２
混合気流の受ける流れ抵抗は比較的小さく、斯くして第
１混合気流および第２混合気流の和が最大となるために
商い充填効率を得ることができる。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６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。

第１２図から第１９図に別の実施例を示す。なお、第１
２図から第１９図において第１図から第９図と同様な構
成要素は同一の符号で示す。この実施例では入口通路部
ＡＯ上＠１面１９と下ａ１面２１は渦巻部Ｂに向けて傾
斜しており、またＹｊＳ壁１２の第１側壁而１４１は先
端部１３からステムガイド１０の側方を通って渦巻部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。更に、隔［１２の第２側壁面
１４ｂは先端部１３からステムガイド１０に向けて始め
は第１側壁面１４ａとの間隔が増大するように、次いで
第１側壁面１４＆との間隔がほぼ一様となるように延び
る。次いでこの第２側壁面１４ｂはステムガイド１０の
外周に沿って延びて狭窄部１６に達する。また、隔Ｗｔ
１２の底壁面２２は、隔壁１２の先端部１５からステム
ガイド１０の近傍まで延びる第１底壁面部分２２ａと、
ステムガイド１０の周りに位置する第２底壁面部分２２
ｂからなる。第１底！１面部分２２ｍは上壁面１９とほ
ぼ平行をなして底壁面２１の近くまで延びる。一方、上
壁面１９から測った第２底壁向部分２２ｂの高さは第１
底壁面部分２２ｍの高さよりも低く、この第２底壁面部
分２２ｂからステムガイド１０が下方に向けて突出する
。更に、分岐路２４の出口近傍の渦巻部Ｂの側！１而面
分１５ａはわずかに傾斜した下向きの傾斜面に形成され
、隔壁１２の第２側Ｗ１面１４ｂはこの傾斜側壁面部分
１５ｍに向けて張シ出している。この実施例においても
第１５図に示されるように隔壁１２の先□ ４Ｎ１５　かｂ＠’＆１ｍ１７Ｅｌ距１ｉｌｌＬ、が先
端部１３から側壁面１Ｂに至る距ＩＩＩＬ２　にほぼ等
しく、従って機関高速高負荷運転時に第１混合気流と第
２混合気流の和が最大となるので高い充填効率を得るこ
とかでをる。

また、本発明によるヘリカル型吸気ボートは吸気ボート
６の上壁面上に隔壁１２を一体成形すれはよいのでヘリ
カル型吸気ボートを容易に製造することができる。

以上述べたように本発明によれば機関低速低負荷運転時
には分岐路を遮断して多量の混合気を渦巻部の上壁面に
沿って流すことにより強力な旋回流を燃焼室内に発生せ
しめることができる。一方、機関高速高負荷運転時には
分岐路が開口され、このとき第１混合気流と第２混合気
流の流量の和が最大となるように＠壁が配置されている
ので高い充填効率を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は第２図のＩ−Ｉ線に沿ってみた本発明に係る内
燃機関の側面断面図、第２図は第１図の■−■線に沿っ
てみた平面断面図、第６図は本発明によるヘリカル型吸
気ボートの形状を図解的に示す側面図、第４図はヘリカ
ル型吸気ボートの形状を図解的に示す平面図、第５図は
第６図お工び第４図の■−■線に沿ってみた断面図、第
６図は第３図および＃！４図のＶＩ−ＶＩ線に沿ってみ
た断面図、第７図は第３図および第４図の■−■線に沿
ってみた断面図、第８図は第３図および第４図の■１−
■線に沿ってみた断面図、第９図は第３図および第４図
のＩＸ−ＩＸ線に沿ってみた断面図、第１０図はロータ
リ弁の１１１１１　ｍ断面図、第１１図はロータリ弁の
駆動制御装置を示す図、第１２図は第１５図の刈−刈線
に沿ってみた別の実施例の側面断面図、第１３図は第１
２図のＸＩ　−Ｘ１ｌｌ線に沿ってみた平面断面図、第
１４図は第１２図のヘリカル型吸気ボートの形状を図解
的に示す側面図、第１５図は第１４図の平面図、第１６
図は第１４図の園−ｘｖｉｓに沿ってみた断面図、第１
７図は第１４図のｘｖｎ　−ＸＶｌＩ線に沿ってみた断
面図、第１８　図Ｂ第１４　図（Ｄ　ｘｖｎｌ　−ＸＶ
ＩＩＩ　ＭＫ沿ッｌミ＊’ｌＲ面図、第１９図は第１４
図の照−ｘｔｘ　、ｗｔに沿ってみた断面図である。 ４・・・燃焼室、６・・・ヘリカル型吸気ボート、１２
・・・隔壁、２４・・・分岐路・２５・・・ロークリ弁
。 第１図 第２図 第５図 第７図 第９図 第８図 第１０図 第１５図 ＋４ｃ）　　　　　　２５　　　　１８第１６図　　　
　　第１７図 第１８図　　　　　　第１９図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 吸気弁開りに形成された渦巻部と、該渦巻部に接線状に
   接続略れかつほぼまっすぐに延びる人口通路部とにより
   構成されたヘリカル型吸気ボートにおいて、上記人口通
   路部から分岐されて上記渦巻部の渦巻終端部に連通ずる
   分岐路を上記入口通路部に併設し、吸気ボート上壁面か
   ら下方に突出しかつ入口通路部から吸気弁ステムＩ＃υ
   まで延びる隔壁によって該分岐路が入口通路部から分−
   され、該分岐路の下側空間全体が横断面内において上記
   入口通路部に連通ずると共に核人口通路部と分岐路との
   通路壁を一体的に連帖形成し、該分岐路内に開閉弁を設
   けて核間閉弁により分岐路内を流れる吸入空気流を制御
   し、更に吸気ボート軸線に対して直角の横断面内におい
   て吸気ボートを画定する吸気ボート両側壁面のほぼ中央
   部に上記隔壁の最上流端を配蓋したヘリカル型吸気ボー
   ト。