JP4814158B2 - Intake manifold device for internal combustion engine - Google Patents
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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 the 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).
このような通路長切換部の構造をより簡素化し、部品点数の削減及び製造コストの低減を図りたいという要請があり、例えば、特許文献2に開示されているように、回転軸に保持されたバタフライ弁を用い、前記バタフライ弁を回動変位させることによって吸気マニホールドの吸気通路の連通状態を切り換えることが想定される。 There is a demand for further simplifying the structure of such a passage length switching unit and reducing the number of parts and the manufacturing cost. For example, as disclosed in Patent Document 2, the shaft is held on a rotating shaft. It is assumed that the communication state of the intake passage of the intake manifold is switched by using a butterfly valve and rotating the butterfly valve.
上述したように、このようなバタフライ弁によって吸気通路の通路長を自在に切り換える場合には、前記吸気通路に沿って流通する吸入空気が、前記バタフライ弁の表面に沿って流通することとなるため、前記吸入空気の流れを乱すことがないように前記吸気通路に沿った形状とすることが必要とされる。 As described above, when the passage length of the intake passage is freely switched by such a butterfly valve, the intake air that circulates along the intake passage circulates along the surface of the butterfly valve. It is necessary to make the shape along the intake passage so as not to disturb the flow of the intake air.
しかしながら、この場合には、バタフライ弁の断面形状が、回転軸を中心として非対称形状となってしまい、前記バタフライ弁の重心位置と、前記バタフライ弁の回転中心となる回転軸の中心位置とが一致せず、偏心した状態となる。これにより、バタフライ弁を回動変位させた際、回転中心と重心との偏心に伴った振動が生じることとなり、前記バタフライ弁に応力が付与されて耐久性の低下を招くと共に、円滑に回動変位させることが困難となる。 However, in this case, the cross-sectional shape of the butterfly valve is asymmetric with respect to the rotation axis, and the center of gravity position of the butterfly valve coincides with the center position of the rotation axis serving as the rotation center of the butterfly valve. Without being eccentric. As a result, when the butterfly valve is rotationally displaced, vibration accompanying eccentricity between the center of rotation and the center of gravity is generated, stress is applied to the butterfly valve, resulting in a decrease in durability and smooth rotation. It becomes difficult to displace.
本発明は、前記の課題を考慮してなされたものであり、吸入空気の流通する吸気通路の通路長を通路長切換部によって円滑に切り換えると共に、前記通路長切換部の耐久性の向上を図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 view of the above-described problems, and smoothly switches the length of the intake passage through which intake air flows through the passage length switching section and improves the durability of the passage length switching section. An object of the present invention is to provide an intake manifold device for an internal combustion engine.
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を有する吸気マニホールドと、前記吸気通路に臨む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吸気通路の通路長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、前記回転軸に連結されるプレート状の第1部材と、
前記第1部材を囲繞し、前記長管吸気通路及び短管吸気通路に臨むと共に、前記長管吸気通路及び短管吸気通路の通路形状に沿うようにそれぞれ形成された側面を有する第2部材と、
前記第1部材に設けられ、前記回転軸の中心に対する前記第2部材の重心位置の偏心量に基づいて前記第1部材の重心位置を前記中心から偏心させ、前記第1及び第2部材を含めた重心位置が前記中心上となるように調整自在な調整手段と、
を備え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 that branches off from the pipe intake passage and communicates with the chamber; and an intake manifold provided inside the intake manifold facing the intake passage, and adapted to the intake passage according to the operating condition of the internal combustion engine In an intake manifold device for an internal combustion engine comprising a passage length switching unit for switching the length,
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 includes a plate-shaped first member connected to the rotating shaft;
A second member surrounding the first member, facing the long pipe intake passage and the short pipe intake passage, and having side surfaces formed respectively along the passage shapes of the long pipe intake passage and the short pipe intake passage; ,
The first member is provided on the first member, and the center of gravity of the first member is decentered from the center based on the amount of eccentricity of the center of gravity of the second member with respect to the center of the rotating shaft, and includes the first and second members. Adjusting means adjustable so that the center of gravity position is on the center;
It is characterized by providing.
本発明によれば、通路長切換部を構成する切換弁を、吸気マニホールドに支持された回転軸に連結された第1部材と、前記第1部材を囲繞する第2部材とから構成し、長管吸気通路及び短管吸気通路に臨む前記第2部材の側面が、前記長管吸気通路及び短管吸気通路の通路形状に沿うように形成され、前記長管吸気通路に臨む一方の側面と、前記短管吸気通路に臨む他方の側面の形状がそれぞれ異なる。そのため、第2部材の重心位置が、切換弁の回転中心となる回転軸の中心に対して偏心している。そして、回転軸の中心に対して偏心した第2部材の重心位置は、第1部材に設けられた調整手段によって前記回転軸の中心に対する前記第2部材の重心位置の偏心量に基づいて前記第1部材の重心位置を前記中心から偏心させることができるため、前記第1及び第2部材を含めた切換弁の重心位置が前記回転軸の中心上となるように調整することができる。 According to the present invention, the switching valve constituting the passage length switching unit is constituted by the first member connected to the rotating shaft supported by the intake manifold and the second member surrounding the first member, A side surface of the second member facing the pipe intake passage and the short pipe intake passage is formed so as to follow the shape of the long pipe intake passage and the short pipe intake passage, and one side surface facing the long pipe intake passage; The shapes of the other side faces facing the short pipe intake passage are different. For this reason, the position of the center of gravity of the second member is eccentric with respect to the center of the rotation shaft that is the rotation center of the switching valve. The center-of-gravity position of the second member that is eccentric with respect to the center of the rotating shaft is determined based on the amount of eccentricity of the center-of-gravity position of the second member with respect to the center of the rotating shaft by the adjusting means provided on the first member. Since the center of gravity of one member can be decentered from the center, the center of gravity of the switching valve including the first and second members can be adjusted to be on the center of the rotating shaft.
従って、切換弁の回転中心となる回転軸の中心と、前記切換弁の重心位置とを好適に一致させることが可能となり、前記切換弁の回動時において前記回転軸の中心と重心位置との偏心に基づいた振動の発生が防止され、前記振動によって切換弁及び回転軸に付与される応力を減少させることができる。その結果、切換弁を含む通路長切換部に対する負荷が減少し、その耐久性を向上させることができると共に、前記切換弁を円滑に回動変位させて通路切換部を介して吸気通路の通路長を円滑に切り換えることができる。 Accordingly, the center of the rotation shaft that is the rotation center of the switching valve can be suitably matched with the center of gravity position of the switching valve, and the center of the rotation shaft and the center of gravity position can be adjusted when the switching valve rotates. Generation of vibration based on eccentricity is prevented, and stress applied to the switching valve and the rotating shaft by the vibration can be reduced. As a result, the load on the passage length switching unit including the switching valve is reduced, and the durability thereof can be improved. The switching valve is smoothly rotated and displaced, and the passage length of the intake passage is passed through the passage switching unit. Can be switched smoothly.
また、調整手段が、回転軸を中心として第2部材の重心位置とは反対方向に偏心した位置に設けられ、所定重量を有することにより、前記回転軸の中心に対して偏心した第2部材の重心位置に応じて第1部材を含む切換弁全体の重心位置を好適に前記中心上に移動させることができる。 Further, the adjusting means is provided at a position decentered in the direction opposite to the center of gravity of the second member around the rotation axis, and has a predetermined weight, whereby the second member decentered with respect to the center of the rotation axis. The center-of-gravity position of the entire switching valve including the first member can be suitably moved on the center according to the center-of-gravity position.
さらに、第2部材の厚さは、チャンバー側となる一端部側が薄く形成され、本体部側となる他端部側が厚く形成されるため、前記他端部側に偏心した第2部材の重心位置に応じて前記調整手段を前記第2部材の一端部側となるように第1部材に対して設けるとよい。 Furthermore, the thickness of the second member is such that the one end side that is the chamber side is formed thin and the other end side that is the main body side is formed thick, so that the center of gravity of the second member that is eccentric to the other end side is formed. Accordingly, the adjusting means may be provided on the first member so as to be on the one end side of the second member.
さらにまた、第1部材を、金属製材料で形成し、第2部材を、弾性材料から形成することにより、前記第1部材に対して調整手段を設けることによって前記第1部材の重心位置を簡便且つ好適に所望の位置へと調整することが可能となる。 Furthermore, the first member, formed of a metal timber charges, the second member, by forming an elastic material, conveniently a center of gravity of the first member by providing the adjusting means relative to said first member And it becomes possible to adjust to a desired position suitably.
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、第1部材に調整手段を設け、回転軸の中心に対して偏心した第2部材の重心位置に基づいて前記調整手段によって前記第1部材の重心位置を前記中心から偏心させ、前記第1及び第2部材を含めた切換弁の重心位置を前記回転軸の中心上となるように調整することができる。その結果、切換弁の回転中心となる回転軸の中心と、前記切換弁の重心位置とを確実且つ好適に一致させることができるため、前記回転軸の中心と重心位置との偏心に基づいた振動の発生が防止され、前記切換弁を含む通路長切換部の耐久性を向上させることができると共に、前記切換弁を含む通路切換部を円滑に作動させて通路長を切り換えることができる。 That is, the first member is provided with adjusting means, and based on the position of the center of gravity of the second member eccentric with respect to the center of the rotating shaft, the adjusting means causes the center of gravity of the first member to be eccentric from the center, and the first member And the gravity center position of the switching valve including the second member can be adjusted to be on the center of the rotating shaft. As a result, the center of the rotation shaft that is the rotation center of the switching valve and the center of gravity of the switching valve can be reliably and preferably matched, so that vibration based on the eccentricity between the center of the rotation shaft and the center of gravity is achieved. Can be prevented, the durability of the passage length switching unit including the switching valve can be improved, and the passage length can be switched by smoothly operating the passage switching unit including the switching valve.
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,
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22に設けられている。
An
この吸気マニホールド装置10は、図1〜図6に示されるように、複数の分岐管12を有する吸気マニホールド14と、前記吸気マニホールド14の分岐管12に挿通され、吸入空気が流通する吸気通路16の通路長を切り換える通路長切換部18と、前記通路長切換部18を回動変位させるための駆動部(図示せず)とを有する。
1 to 6, the
吸気マニホールド14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14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とエンジン22のシリンダヘッド(本体部)24との間を接続する吸気通路16とを含む。
The
この吸気通路16は、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して前記エンジン22へと供給する短管吸気通路26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して前記エンジン22へと供給する長管吸気通路28と、前記短管吸気通路26と長管吸気通路28との接合部位からエンジン22まで延在する接続通路30とを有する。
The
また、吸気マニホールド14は、エンジン22のシリンダヘッド24に接続される取付フランジ32を備え、前記取付フランジ32は平面状に形成された取付面を介して前記シリンダヘッド24に連結される。これにより、取付フランジ32内を貫通する接続通路30を通じて吸気マニホールド14の吸気通路16とシリンダヘッド24とが接続され連通することとなる。
The
短管吸気通路26は、チャンバー20の上方に設けられ、取付フランジ32側に向かって湾曲しながら延在し、その下端部が前記チャンバー20側に向かって開口している。長管吸気通路28は、一端部がチャンバー20の下部側に接続されて開口し、該一端部から他端部側に向かって吸気マニホールド14の外壁面に沿って湾曲しながら延在する。そして、長管吸気通路28の他端部が短管吸気通路26の上方まで延在し、該他端部が前記短管吸気通路26に対して所定角度で斜めに交差するように接続される。これにより、短管吸気通路26と長管吸気通路28とが連通する。
The short
この短管吸気通路26は、吸気マニホールド14の外壁面に沿って湾曲状に形成された長管吸気通路28に対して内側に設けられているため、その通路長が、長管吸気通路28の通路長に対して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26を通じて吸入空気がエンジン22を構成するシリンダヘッド24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は、通路長の長い長管吸気通路28を通じて前記吸入空気がシリンダヘッド24へと供給される。
The short
この短管吸気通路26及び長管吸気通路28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26及び長管吸気通路28は、それぞれ独立して並列に形成される。
Each of the short
一方、短管吸気通路26と長管吸気通路28との接合部位には、互いに隣接した短管吸気通路26及び長管吸気通路28の内壁面同士を接合する接続壁34が設けられる。この接続壁34は、前記短管吸気通路26及び長管吸気通路28に対して略直交するように接合され、前記接続壁34の端部には、前記短管吸気通路26側に設けられ、前記接続壁34の内壁面から突出した第1シート部36が設けられると共に、前記長管吸気通路28側に設けられ、前記接続壁34の内壁面から突出した第2シート部38が設けられる。
On the other hand, a connecting
通路長切換部18は、短管吸気通路26と長管吸気通路28との接合部位に設けられ、図2及び図3に示されるように、吸気マニホールド14に軸支された長尺のシャフト(回転軸)40と、前記シャフト40に保持され、吸気通路16における吸入空気の流通状態を切り換える複数のバルブ(切換弁)42とからなる。
The passage
シャフト40は、一定径からなる軸状に形成され、吸気マニホールド14に支持される複数の軸部44と、前記軸部44の間に設けられ、バルブ42が装着される複数の取付部46とからなる。この軸部44は、吸気マニホールド14において複数の吸気通路16の間となる部位にそれぞれ回転自在に保持され、その端部には図示しない駆動部が接続される。
The
取付部46は、断面矩形状に形成され、バルブ42の数量に応じた数(例えば、4箇所)だけ設けられている。
The
また、取付部46は、シャフト40の軸線を中心として所定間隔離間した一組の平面部48を有し、互いに平行に形成された平面部48の一方にバルブ42が固定されると共に、前記平面部48には、シャフト40の軸線方向に沿って所定間隔離間した一組のねじ孔50が形成され、前記ねじ孔50は前記軸線と略直交方向に貫通している。
The mounting
駆動部は、例えば、通電作用下に回転駆動するステッピングモータからなり、前記駆動部の回転角度は、前記駆動部に対してコントローラ(図示せず)から入力される制御信号に基づいて所望の角度に制御される。そして、軸部44及び取付部46を含むシャフト40は、図示しない駆動部の駆動作用下に所定角度だけ回動変位する。
The drive unit includes, for example, a stepping motor that is driven to rotate under energization. The rotation angle of the drive unit is a desired angle based on a control signal input from a controller (not shown) to the drive unit. Controlled. The
バルブ42は、長手方向に沿って厚さが変化するプレート状に形成され、金属製材料からなるベース体(第1部材)52と、前記ベース体52の外部を覆うモールド部(第2部材)54とを含む。
The
ベース体52は、図4に示されるように、略一定厚の板材からなるプレート部56と、前記ベース体52の一端部側に形成され、板厚の増大した膨出部58と、長手方向に沿った略中央部に設けられる一組の孔部60とを有する。この孔部60は、シャフト40に形成されたねじ孔50と同様に幅方向に所定間隔離間して設けられ、前記孔部60に臨むようにシャフト40の取付部46が配置された後、前記孔部60に挿通されたボルト62がねじ孔50に螺合されることによって前記シャフト40が固定される。
As shown in FIG. 4, the
プレート部56には、長手方向に沿った中央部から一端部側に向かって徐々に所定半径で湾曲した湾曲端64を備え、前記湾曲端64の端部が、先端に向かって徐々に薄くなったテーパ状に形成される。
The
また、湾曲端64には、前記湾曲端64の湾曲方向とは反対方向となる側面に膨出部58が設けられている。この膨出部58は、プレート部56の板厚と略同等の厚さだけ湾曲端64の側面に対して膨出し、その板厚は、ベース体52の中央部側が最も厚く、前記ベース体52の一端部側に向かって徐々に薄くなるように設定される。なお、膨出部58は、プレート部56及び湾曲端64に対して若干だけ幅狭に形成されている。
Further, the
すなわち、ベース体52は、一定厚からなるプレート部56に対して膨出部58を有した一端部側が他端部側と比較して重量が大きくなるように形成され、前記ベース体52の重心G1は、シャフト40の装着される中央部に対して一端部側にオフセットしている。すなわち、膨出部58は、ベース体52を構成するプレート部56に対する配置や形状を自在に変化させることにより前記ベース体52の重心位置を調整可能な調整手段として機能する。
That is, the
モールド部54は、例えば、ゴム等の弾性材料から形成され、前記プレート部56及び膨出部58を覆うようにモールド成形によって形成される。
The
このモールド部54は、ベース体52を構成するプレート部56の一端部側が最も薄くなるように形成され、前記プレート部56の他端部側に向かって徐々に厚くなるように形成されている。すなわち、モールド部54を含むバルブ42は、湾曲端64を有するベース体52の一端部側が最も薄く、前記ベース体52の他端部側が最も厚くなるように形成される。なお、モールド部54は、ベース体52の一端部及び他端部に対して前記ベース体52の長手方向に若干だけ突出するように形成される。
The
モールド部54は、シャフト40の装着されるベース体52の上面側となる形状が、前記ベース体52を構成するプレート部56の断面形状に応じて形成され、その厚さは、前記上面に対して略一定厚さとなるように設定される。すなわち、モールド部54の上面側は、プレート部56の断面形状と略同一形状で形成される。換言すれば、モールド部54は、その一端部側が湾曲端64部と同様に湾曲状に形成され、他端部側が前記プレート部56と同様に平面状に形成される。
The shape of the
一方、モールド部54は、シャフト40の装着される上面側の反対となる下面側が、ベース体52の一端部から他端部に向かって湾曲した断面略円弧状に形成される。
On the other hand, the
このように、モールド部54は、ベース体52の湾曲端64を覆っている一端部側に対して他端部側が厚くなるように形成されているため、前記他端部側の重量が一端部側に対して重くなり、それに伴って、前記モールド部54の重心G2は、シャフト40の装着される中央部から他端部側にオフセットしている。
Thus, since the
すなわち、バルブ42を構成するベース体52の重心G1は、膨出部58を備えることによって前記バルブ42の中央部に対して一端部側にオフセットし、前記バルブ42を構成するモールド部54の重心G2は、前記バルブ42の中央部に対して他端部側にオフセットしている。そのため、ベース体52及びモールド部54を含むバルブ42の重心G3が、前記ベース体52及びモールド部54によってバランスして前記バルブ42の中央部となり、前記バルブ42の重心G3を、前記バルブ42の回転中心となるシャフト40の中心Cと一致させることができる。
That is, the center of gravity G1 of the
換言すれば、上面及び下面で異なる断面形状を有するモールド部54の重心位置G2に基づき、ベース体52における膨出部58の位置及び厚さ等を設定することにより、前記モールド部54の重心位置G2と前記ベース体52の重心位置G1とが偏心した状態を好適に相殺させ、前記バルブ42の重心G3を前記バルブ42の回転中心となるシャフト40の中心C上へと移動させることができる。
In other words, by setting the position and thickness of the bulging
また、モールド部54は、ベース体52の孔部60に臨む部位が外部に露呈するように形成され、シャフト40の装着される上面側には、前記シャフト40の取付部46の形状に対応して略長方形状に窪んだ凹部66が形成される。一方、シャフト40の装着される上面と反対となる下面は、孔部60を中心として前記シャフト40を固定するボルト62の形状に応じて円形状に窪んでいる。すなわち、モールド部54は、ベース体52の孔部60に臨む部位がそれぞれ所定深さだけ窪んで形成されている。
Further, the
そして、モールド部54の凹部66にシャフト40の取付部46が挿入され、前記孔部60に挿通されたボルト62をシャフト40のねじ孔50に螺合させることにより、前記シャフト40の取付部46に対してバルブ42が固定される。この場合、取付部46の厚さは、凹部66の深さより小さくなるように設定されているため、前記取付部46が前記凹部66から突出することがなく好適に収容される。
Then, the mounting
さらに、バルブ42は、図5及び図6に示されるように、吸気マニホールド14の内部において先薄状に形成された一端部が接続壁34に臨むように配設され、その端部に設けられた第1シート部36と第2シート部38との間となるように配置される。このバルブ42の一端部は、シャフト40に固定された状態で前記接続壁34の内壁面に対して若干だけ離間するように配置されると共に、前記バルブ42が回動変位した際に、第1及び第2シート部36、38に当接して変位が規制される。すなわち、バルブ42は、シャフト40を中心として第1シート部36と第2シート部38との間となる所定角度内において回動自在に設けられている。
Further, as shown in FIGS. 5 and 6, the
さらに、バルブ42の一端部が、第1及び第2シート部36、38に当接することにより、吸気通路16を構成する短管吸気通路26と長管吸気通路28との切り換えが行われる。
Further, the one end of the
一方、バルブ42の他端部は、接続通路30側となるように配設され、前記バルブ42の一端部が第1シート部36に当接して係止された際、前記他端部が、短管吸気通路26から延在している接続通路30の内壁面に当接し、その内壁面に形成された第1溝部68に係合される。また、バルブ42の一端部が第2シート部38に当接して係止された際、前記他端部は、長管吸気通路28から延在している接続通路30の内壁面に当接し、その内壁面に形成された第2溝部70に係合される。この第1及び第2溝部68、70は、シャフト40を中心として第1及び第2シート部36、38とそれぞれ対峙する位置に設けられ、接続通路30の内壁面に対して所定深さで窪んで形成される。
On the other hand, the other end portion of the
すなわち、バルブ42が回動変位し、その一端部が第1シート部36に当接し、他端部が第1溝部68に係合された状態で長管吸気通路28と接続通路30とが連通し、且つ、短管吸気通路26が遮断された状態となり、チャンバー20の吸入空気が、前記長管吸気通路28を通じてエンジン22へと吸入されることとなる。また、バルブ42の一端部が第2シート部38に当接し、他端部が第2溝部70に係合された状態で短管吸気通路26と接続通路30とが連通し、且つ、長管吸気通路28が遮断された状態となり、チャンバー20の吸入空気が、前記短管吸気通路26を通じてエンジン22へと吸入されることとなる。
That is, the long
この場合、バルブ42の一端部が、第1シート部36又は第2シート部38に当接することによりシールされ、長管吸気通路28又は短管吸気通路26とバルブ42との間からの吸入空気の漏出が防止されると共に、前記バルブ42の他端部が、第1溝部68又は第2溝部70に係合されることによりシールされ、接続通路30とバルブ42との間を通じた吸入空気の漏出が防止される。この場合、バルブ42のモールド部54は、ゴム等の弾性材料から形成されているため、前記バルブ42が当接した際の気密性が好適に保持される。
In this case, one end portion of the
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
例えば、エンジン22が低速又は低負荷運転時には、図示しないスプリング等の弾発部材の付勢作用下にバルブ42が反時計回り(矢印A方向)に付勢され、前記バルブ42の一端部が接続壁34の第1シート部36に当接し、前記バルブ42の他端部が接続通路30の内壁面に当接して第1溝部68に係合された状態にある(図5参照)。すなわち、バルブ42の両端部が、長管吸気通路28の端部となる第1シート部36と接続通路30の内壁面に対してそれぞれシールされた状態となる。
For example, when the
すなわち、通路長切換部18を構成するバルブ42によって吸気通路16を構成する長管吸気通路28と接続通路30とが接続されて連通し、チャンバー20とエンジン22とが長管吸気通路28を介して連通した状態となる。この場合、短管吸気通路26は、その端部がバルブ42によって閉塞されているため、前記短管吸気通路26を通じた吸入空気の流通が遮断されている。その結果、チャンバー20からの吸入空気が、長管吸気通路28及び接続通路30を通じてエンジン22のシリンダヘッド24へと供給される。
That is, the long
また、この吸入空気は、シャフト40が装着されているバルブ42の上面側に沿って流通するため、前記バルブ42の外部形状をなすモールド部54の上面形状は、前記長管吸気通路28の内壁面形状に沿うように予め所望の形状で形成されている。
Further, since this intake air flows along the upper surface side of the
この際、吸入空気は、チャンバー20から長管吸気通路28を経てエンジン22へと供給されるため、通路長の長い長管吸気通路28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と共に流通時間を要することとなる。
At this time, since the intake air is supplied from the
一方、エンジン22が高速又は高負荷運転時には、アクセル開度等に基づいた制御信号がコントローラ(図示せず)から駆動部へと出力され、前記駆動部が前記とは反対方向に回転駆動することによりシャフト40を中心としてバルブ42が時計回り(矢印B方向)に所定角度だけ回動する。
On the other hand, when the
そして、バルブ42の一端部が、接続壁34の第1シート部36から離間して第2シート部38に当接すると共に、前記バルブ42の他端部が接続通路30の第1溝部68から離間して第2溝部70へと係合される。これにより、バルブ42の両端部が、短管吸気通路26の端部となる第2シート部38と接続通路30に対してそれぞれシールされた状態となる。
One end portion of the
すなわち、通路長切換部18を構成するバルブ42によって吸気通路16を構成する短管吸気通路26と接続通路30とが接続されて連通し、チャンバー20とエンジン22とが短管吸気通路26を介して連通した状態となる。この場合、長管吸気通路28は、その端部がバルブ42によって閉塞されているため、前記長管吸気通路28を通じた吸入空気の流通が遮断されている。その結果、チャンバー20からの吸入空気が、短管吸気通路26及び接続通路30を通じてエンジン22のシリンダヘッド24へと供給される。
That is, the short
また、この吸入空気は、バルブ42の下面側に沿って流通するため、前記バルブ42の外部形状をなすモールド部54の下面形状は、断面略円弧状に形成されて前記短管吸気通路26の内壁面形状に沿うように予め所望の形状で形成されている。
Further, since this intake air flows along the lower surface side of the
その結果、吸入空気が、チャンバー20から吸気通路16の短管吸気通路26及び接続通路30を通じてエンジン22へと短時間且つ大容量で供給される。
As a result, the intake air is supplied from the
このように、エンジン22の運転状況に応じた通路長切換部18の切換作用下に前記エンジン22に吸入される吸入空気の流量及び流入時間が好適に制御され、それに伴って、前記エンジン22の出力向上を図ることができる。
Thus, the flow rate and the inflow time of the intake air sucked into the
以上のように、本実施の形態では、通路長切換部18を構成するバルブ42を、金属製材料からなるプレート状のベース体52と、前記ベース体52を覆う弾性材料からなるモールド部54とから構成し、吸気マニホールド14における短管吸気通路26と長管吸気通路28に臨む前記モールド部54の上面及び下面形状が、前記短管吸気通路26及び長管吸気通路28の内壁面に沿うようにそれぞれ形成される。そのため、バルブ42を構成するモールド部54の断面形状は、長管吸気通路28に臨む上面側と、短管吸気通路26に臨む下面側とでそれぞれ異なり、前記モールド部54の長手方向に沿った一端部側と他端部側との重量配分が異なることとなる。
As described above, in the present embodiment, the
このように、バルブ42を構成するモールド部54の重心位置G2が、より厚さの大きな他端部側に偏心している場合でも、前記モールド部54に覆われるベース体52の一端部側に、プレート部56に対して厚さを増大させた膨出部58を設け、前記ベース体52の重心位置G1を意図的に一端部側へと偏心させることにより、前記ベース体52とモールド部54とが組み合わされたバルブ42の重心位置G3を中央部へと移動させることが可能となる。
Thus, even when the center of gravity G2 of the
そのため、バルブ42の回転中心となるシャフト40の中心Cと、前記バルブ42の重心G3とを確実且つ好適に一致させることが可能となり、前記バルブ42が回動する際、前記バルブ42の重心G3と回転中心Cとの偏心に起因した振動の発生が防止され、前記振動によってバルブ42に付与される応力を減少させることができる。
Therefore, the center C of the
その結果、バルブ42の重心G3を回転中心Cとすることにより、前記バルブ42を円滑に回動させることができると共に、前記バルブ42におけるシャフト40の取付部や前記シャフト40に付与される応力が低減され、それに伴って、前記バルブ42を含む通路長切換部18の耐久性を向上させることができる。
As a result, by setting the center of gravity G3 of the
また、駆動部に対する負荷が低減されるため、より小さな駆動トルクで駆動させることが可能となり、それに伴って、前記駆動部の小型化を図ることが可能となる。 Further, since the load on the driving unit is reduced, it is possible to drive with a smaller driving torque, and accordingly, the driving unit can be downsized.
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。 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…分岐管
14…吸気マニホールド 16…吸気通路
18…通路長切換部 20…チャンバー
22…エンジン 26…短管吸気通路
28…長管吸気通路 30…接続通路
34…接続壁 36…第1シート部
38…第2シート部 40…シャフト
42…バルブ 52…ベース体
54…モールド部 56…プレート部
58…膨出部 62…ボルト
68…第1溝部 70…第2溝部
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記通路長切換部は、前記長管吸気通路と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、前記回転軸に連結されるプレート状の第1部材と、
前記第1部材を囲繞し、前記長管吸気通路及び短管吸気通路に臨むと共に、前記長管吸気通路及び短管吸気通路の通路形状に沿うようにそれぞれ形成された側面を有する第2部材と、
前記第1部材に設けられ、前記回転軸の中心に対する前記第2部材の重心位置の偏心量に基づいて前記第1部材の重心位置を前記中心から偏心させ、前記第1及び第2部材を含めた重心位置が前記中心上となるように調整自在な調整手段と、
を備え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 internal combustion engine comprising: an intake manifold having a pipe intake passage; and a passage length switching portion that is provided inside the intake manifold facing the intake passage and switches a passage length of the intake passage according to an operating state of the internal combustion engine In the intake manifold system,
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 includes a plate-shaped first member connected to the rotating shaft;
A second member surrounding the first member, facing the long pipe intake passage and the short pipe intake passage, and having side surfaces formed respectively along the passage shapes of the long pipe intake passage and the short pipe intake passage; ,
The first member is provided on the first member, and the center of gravity of the first member is decentered from the center based on the amount of eccentricity of the center of gravity of the second member with respect to the center of the rotating shaft, and includes the first and second members. Adjusting means adjustable so that the center of gravity position is on the center;
An intake manifold device for an internal combustion engine.
前記調整手段は、前記回転軸を中心として前記第2部材の重心位置とは反対方向に偏心した位置に設けられ、所定重量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。 The apparatus of claim 1.
The intake manifold device for an internal combustion engine, wherein the adjusting means is provided at a position decentered in a direction opposite to the center of gravity of the second member around the rotation shaft and has a predetermined weight.
前記第2部材の厚さは、前記チャンバー側となる一端部が薄く形成され、前記本体部側となる他端部側が厚く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 according to claim 1 or 2,
The intake manifold device for an internal combustion engine, wherein the second member is formed such that one end portion on the chamber side is thin and the other end portion on the main body side is thick.
前記第1部材は、金属製材料から形成され、前記第2部材は、弾性材料から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 device according to any one of claims 1 to 3,
Wherein the first member is made whether we form a metallic material, said second member is an internal combustion engine air intake manifold apparatus characterized by being formed from a resilient material.
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