JP2002349378A - 内燃機関用吸気マニホールド装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】長管吸気通路または短管吸気通路に切り換える
通路長切換機構をカセット状にして吸気マニホールドに
着脱自在に構成する。 【解決手段】吸気マニホールド１２に挿通して取着され
る保持体３０には、該吸気マニホールド１２に形成され
た短管吸気通路２４に嵌着される開口部３２が設けられ
る。保持体３０には軸受４４、４６を介して軸４２が軸
支される。軸４２には開口部３２を開閉する吸気制御弁
１６が装着され、該軸４２に連結される駆動源１８によ
り該吸気制御弁１６を回動させて該開口部３２を開き、
短管吸気通路２４と開口部３２とが連通する。一方、ば
ね部材６２の弾発力により吸気制御弁１６を初期位置に
戻して開口部３２が閉塞され、短管吸気通路２４と開口
部３２との連通が遮断される。通路長切換機構１４には
シール構造体６４が装着されて該通路長切換機構１４と
吸気マニホールド１２との気密性が保持される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】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、吸気通路の長さ
を切り換える通路長切換機構を有する内燃機関用吸気マ
ニホールド装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】エンジンの吸気装置を構成する吸気マニ
ホールドは、一般に、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を有する気化器またはスロッ
トル装置との間に配置され、エンジンの燃焼に必要な空
気量を吸入ポートに分配供給する機能を有する。

【０００３】近年、エンジンの高出力化に伴い、高速ま
た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、低速または低負荷運転時には該吸気マニホールド
の吸気通路を長くする通路長切換機構を有する内燃機関
用吸気マニホールド装置が提案されている（特表平８−
５００４１１号、以下、引用例という）。

【０００４】前記引用例に係る内燃機関用吸気マニホー
ルド装置によれば、通路長切換機構は、基本的には鋳造
成形されたアルミ合金製の吸気マニホールドに挿通され
る保持体と、前記保持体に回動自在に支持され吸気通路
を切り換えるバタフライを取着した支持軸とから構成さ
れている。この場合、吸気マニホールド装置内の気密性
を保つため保持体と吸気マニホールドとは隙間がないよ
うに嵌合されている。このため、保持体を吸気マニホー
ルドに挿通する際の組み付け作業が煩雑になり労力と時
間を要した。また、吸気マニホールドと保持体との接合
面は精密に仕上げなければならないため、製造コストが
高騰するという不具合があった。

【０００５】一方、内燃機関用吸気マニホールド装置
は、軽量化、生産性向上およびコスト低減の観点から樹
脂製の吸気マニホールドが使用されている。前記吸気マ
ニホールドは、一般的に複数の分割体を溶着または接着
することにより形成されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする問題】しかしながら、樹脂製
の吸気マニホールドは、成形時および経年時に生じた歪
みや収縮等により成形加工後に寸法誤差が生じ易いとい
う不具合があった。このため、当該樹脂製の吸気マニホ
ールドと保持体との気密性が経年変化により劣化してし
まうことが懸念される。

【０００７】本発明は、上記の課題を解決するためにな
されたもので、吸気通路の長さを切り換える通路長切換
機構をカセット状にして吸気マニホールドに着脱可能に
するとともに、該通路長切換機構と該吸気マニホールド
と接合部の気密性を十分に確保す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。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記の課題を解決するた
めに、本発明は、クランク軸の軸線方向に配列された複
数のシリンダに配設する内燃機関用吸気マニホールド装
置であって、前記各シリンダの吸気ポートに独立して接
続されるとともに、スロットル装置に接続されたサージ
タンクに連通する長管吸気通路と、前記長管吸気通路よ
り分岐し前記サージタンクに連通する短管吸気通路とを
備える吸気マニホールドと、前記吸気マニホールドに挿
通されエンジンの出力に対応して前記長管吸気通路また
は前記短管吸気通路に切り換える通路長切換機構と、を
備えた内燃機関用吸気マニホールド装置において、前記
吸気マニホールドと前記通路長切換機構との気密性を保
持するシール構造体を該吸気マニホールドまたは該通路
長切換機構に装着することを特徴とする。

【０００９】本発明によれば、吸気マニホールドまたは
通路長切換機構にシール構造体を装着することにより、
該通路長切換機構を該吸気マニホールドに挿通した際に
通路長切換機構と吸気マニホールドとの気密性が確保さ
れ、前記通路長切換機構と前記吸気マニホールドとの接
合部の隙間からの空気漏れを阻止することができる。

【００１０】さらに、吸気マニホールドおよび通路長切
換機構を個別に組み立てることができ、組立作業が簡素
化される。よって、内燃機関用吸気マニホールド装置の
生産性が向上する。

【００１１】この場合、前記通路長切換機構は、前記短
管吸気通路に連通する開口部を形成する保持体と、前記
保持体に回動自在に支持された軸部材に固着され且つ前
記開口部を開閉する前記サージタンクと前記短管吸気通
路とを連通遮断する吸気制御弁とから構成される。

【００１２】このため、通路長切換機構は吸気マニホー
ルドに挿通される前に単体で性能検査、管理が可能にな
り、性能および品質が向上する。また、保守点検が容易
になり、保守点検作業時間を短縮することができる。

【００１３】さらに、通路長切換機構をカセット状にし
て吸気マニホールドに着脱可能に構成したので、吸気マ
ニホールドのレイアウトおよび吸気マニホールドの分割
形態に自由度が得られる。このため、内燃機関用吸気マ
ニホールド装置全体のコンパクト化が達成される。

【００１４】この場合、前記シール構造体は、複数の環
状シール部材と、前記環状シール部材に接合し且つ互い
に対向して軸線方向に延在する単一または複数よりなる
一組の軸状シール部材とから構成されると、吸気マニホ
ールドと通路長切換機構との接合部の隙間からの空気漏
れを確実に阻止することができる。これにより、低速お
よび低負荷運転時のように、微小な吸気量が要求される
際に、高精度の制御が可能になる。

【００１５】さらに、この場合、前記環状および軸状シ
ール部材が一体成形されると、シール構造体のシール性
能が向上するので好適である。

【００１６】また、この場合、前記環状および軸状シー
ル部材は、横断面方向の軸線が前記保持体に設けられた
溝の縁部よりも内側に位置すると、前記シール構造体が
前記吸気マニホールドまたは前記通路長切換機構に設け
られた溝に確実に嵌着され、該吸気マニホールドと該通
路長切換機構との接合部の気密性がより一層向上する。

【００１７】

【発明の実施の形態】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。

【００１８】図１乃至図９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（以下、吸気マニホ
ールド装置という）１０の構成を示す。吸気マニホール
ド装置１０は、図１に示されるように、基本的には吸気
マニホールド１２と、前記吸気マニホールド１２に挿通
され該吸気マニホールド１２内に形成される吸気通路を
切り換える通路長切換機構１４と、前記通路長切換機構
１４の吸気制御弁１６（図２参照）を回動させる駆動源
１８とを有する。

【００１９】吸気マニホールド１２は、ナイロン等の樹
脂材料を射出成形した複数の分割体（図示しない）を溶
着または接着することにより形成されている。この場
合、前記吸気マニホールド１２には、図２に示すよう
に、スロットル装置の絞り弁により吸入量が調整された
空気を一時的に貯蔵するサージタンク２０と、エンジン
の低速または低負荷運転時に、前記サージタンク２０よ
り吸気する長管吸気通路２２と、エンジンの高速または
高負荷運転時に、前記サージタンク２０より吸気する短
管吸気通路２４とを有する。前記長管吸気通路２２およ
び短管吸気通路２４が合流する吸気通路に連通するフラ
ンジ部２６は、エンジンのシリンダヘッドに接続されて
いる。従って、エンジンのシリンダ数が、例えば、４本
の場合には、４本の長管吸気通路２２および短管吸気通
路２４が独立して並列に形成される。なお、図１中、参
照符号２８は吸気マニホールド１２に設けられた開口孔
を示し、該開口孔２８に通路長切換機構１４が挿通され
る。

【００２０】図３、図４は通路長切換機構１４の構成を
示す。樹脂製の保持体３０には、短管吸気通路２４に連
通する断面略矩形状の開口部３２が軸心方向に等間隔で
複数個、例えば、４個形成され、且つ該保持体３０の一
端部には吸気マニホールド１２に係合される環状の切欠
部３４が設けられ、他端部には該吸気マニホールド１２
にねじ部材３６を介して取着されるフランジ部３８が形
成される。よって、前記保持体３０が吸気マニホールド
１２の開口孔２８に挿通された際に該保持体３０が短管
吸気通路２４の拡大部４０に嵌着される。これにより、
前記保持体３０の開口部３２が前記短管吸気通路２４に
連通される。

【００２１】前記切欠部３４およびフランジ部３８の軸
心部には、軸（軸部材）４２を回動自在に支持する軸受
４４、４６が圧入されている。軸４２には、軸心方向に
等間隔で開口部３２に挿通される吸気制御弁１６が固着
されるとともに、該軸４２の一端部がセットカラー４８
および座金５０を介してねじ部材５２により保持体３０
の一側部に係止され、他側部が該軸４２の駆動源１８に
連接するレバー５４に係止されている。

【００２２】図４に示されるように、フランジ部３８の
軸心近傍に圧入されたセットカラー５６には、軸受４６
に侵入する塵埃を阻止するシール部材５８が装着されて
いる。レバー５４に隣接して軸４２に固着されたセット
カラー６０と前記フランジ部３８に固着されたセットカ
ラー５６との間には、ばね部材６２が軸４２の一端部を
囲繞して装着されている。前記ばね部材６２は、駆動源
１８の作用下により開口部３２を開成する吸気制御弁１
６を初期位置に戻す機能を有する。この初期位置によっ
て、サージタンク２０と短管吸気通路２４との連通が遮
断される。

【００２３】保持体３０の外周面に装着される断面略円
形状の弾性体のシール構造体６４は、図６に示されるよ
うに、一組の軸状シール部材６６、６８と、第１乃至第
５の環状シール部材７０、７２、７４、７６および７８
とから構成される。前記軸状シール部材６６、６８は、
保持体３０の外周面の軸心方向に刻設された１組の溝８
０、８０（図４参照）に装着される。さらに、図５に示
されるように、前記第１乃至第５の環状シール部材７
０、７２、７４、７６および７８は、保持体３０の軸心
方向と直交方向の開口部３２の両内側面に沿って保持体
３０の外周面に設けられた第１乃至第５の環状溝８２、
８４、８６、８８および９０に装着される。この場合、
シール構造体６４は、図６に示されるように、一組の軸
状シール部材６６、６８と、第１乃至第５の環状シール
部材７０、７２、７４、７６および７８とは相互に接合
され、且つ一体的に成形される。

【００２４】なお、図７に示されるように、前記シール
構造体６４は、一組の棒状シール部材６６、６８と第１
乃至第５の環状シール部材７０、７２、７４、７６およ
び７８とが相互に接着または溶着されてもよく、また、
該一組の軸状シール部材６６、６８を複数個、例えば、
均等に４分割して、該第１乃至第５の環状のシール部材
７０、７２、７４、７６および７８と相互に接着または
溶着されてもよい。

【００２５】さらに、シール構造体６４、例えば、一組
の軸状シール部６６、６８は、図８に示されるように、
溝８０に嵌着された際に、該軸状シール部材６６、６８
の横断面方向の仮想軸線８１が溝８０の縁部よりも内側
に位置する。この場合、軸状シール部材６６、６８は大
部分が溝８０に嵌着されているので保持体３０から離脱
しない。

【００２６】このため、シール構造体６４を損傷するこ
となく容易に通路長切換機構１４が吸気マニホールド１
２に挿通される。

【００２７】なお、前記シール構造体６４は、図９に示
されるように、吸気マニホールド１２の開口孔２８の内
周面に刻設する溝９２に装着してもよい。

【００２８】また、図３に示されるように、前記駆動源
１８は、ダイアフラム機構９４と、一端部が該ダイヤフ
ラム機構９４に接続され他端部がレバー５４に固着され
たピン９６に係合される連結部材９８から構成される。
前記ダイヤフラム機構９４は、エンジンに吸気される吸
入負圧により作動し、該ダイヤフラム機構９４の作用下
に連結部材９８、レバー５４を介して軸４２が回動して
吸気制御弁１６が短管吸気通路２４を開成することによ
って、該短管吸気通路２４がサージタンク２０と連通
し、サージタンク２０内の空気が短管吸気通路２４を介
してキャブレタに吸入される。すなわち、エンジンが低
速または低負荷運転時には、ばね部材６２の弾発力によ
りレバー５４、軸４２を介して吸気制御弁１６の回動に
より通路長切換機構１４の開口部３２は全閉し、短管吸
気通路２４と開口部３２との連通が遮断される。このた
め、エンジンによるシリンダヘッドへの吸気は、サージ
タンク２０、長管吸気通路２２より行われる。また、エ
ンジンが高速または高負荷運転の際には、ダイヤフラム
機構９４の作用下に吸気制御弁１６の回動により開口部
３２が全開し、短管吸気通路２４よりシリンダヘッドへ
の吸気が行われる。

【００２９】本発明の実施の形態に係る吸気マニホール
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、次にその作用効果について説明する。

【００３０】エンジンが低速または低負荷運転時には、
ばね部材６２の弾発力により、レバー５４、軸４２を介
して吸気制御弁１６が初期位置に戻され開口部３２を全
閉する。このため、短管吸気通路２４は閉塞され、サー
ジタンク２０と短管吸気通路２４との連通が遮断され
る。この結果、エンジンのシリンダヘッドへの吸気は長
管吸気通路２２より行われ、小容量の吸気が行われる。

【００３１】エンジンが中速域においては、ダイヤフラ
ム機構９４の作用下により吸気制御弁１６が開口部３２
を略半開状態にして短管吸気通路２４が該開口部３２を
介してサージタンク２０と連通状態になり、吸気の一部
はサージタンク２０から開口部３２を経て短管吸気通路
２４より行われる。

【００３２】また、エンジンが高速または高負荷運転の
際には、ダイヤフラム機構９４の作用下により吸気制御
弁１６が開口部３２を全開し、シリンダヘッドへの吸引
は短管吸気通路２４より行われる。このため、短時間に
大容量の吸気作用が行われる。

【００３３】このように、エンジンの運転状況に応じて
制御される吸気制御弁１６の作用下に、シリンダヘッド
に吸気される慣性エネルギ、吸気抵抗が好適に制御され
ることとなりエンジンの出力向上が図られる。

【００３４】本実施の形態に係る吸気マニホールド装置
１０によれば、吸気マニホールド１２と通路長切換機構
１４との間にシール構造体６４を装着することにより、
該吸気マニホールド１２と該通路長切換機構１４との接
合部の気密性が確保され、吸気マニホールド１２と通路
長切換機構１４との隙間からの空気漏れを阻止する。

【００３５】特に、樹脂製の吸気マニホールド１２が外
力、劣化等により変形にしてもシール構造体６４の弾性
力により吸気マニホールド１２と通路長切換機構１４と
の隙間からの空気漏れも阻止して、吸気マニホールド装
置１０自体の劣化を阻止することができる。

【００３６】また、通路長切換機構１４をカセット状に
して吸気マニホールド１２に挿通するように構成したの
で、吸気マニホールド装置１０のレイアウトおよび吸気
マニホールド１２の分割形態に自由度が得られ、成形加
工が容易になり、生産性が向上する。また、通路長切換
機構１４をカセット状に構成することにより、該通路長
切換機構１４の保守点検が容易になり、保守点検作業時
間を短縮することができる。

【００３７】

【発明の効果】本発明によれば、吸気マニホールドまた
は通路長切換機構にシール構造体を装着することによ
り、通路長切換機構を吸気マニホールドに挿通した際に
接合部の気密性が確保され、前記通路長切換機構と前記
吸気マニホールドとの隙間からの空気漏れを阻止するこ
とができる。

【００３８】さらに、吸気マニホールドおよび通路長切
換機構を個別に組み立てることができるため、組立作業
が簡素化される。よって、内燃機関用吸気マニホールド
装置の生産性が向上する。

【００３９】また、通路長切換機構は吸気マニホールド
に挿通される前に単体で性能検査、管理が可能となり、
良品としての歩留まりが向上するため、保守点検が容易
になり、保守点検作業時間を短縮することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係る内燃機関用吸気マニ
ホールド装置の吸気マニホールド、通路長切換機構、駆
動源の位置関係を示す説明図である。

【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。

【図３】図１の通路長切換機構と駆動源とを連結した説
明図である。

【図４】図３のＩＶ−ＩＶ線に沿った縦断面説明図であ
る。

【図５】図３のＶ−Ｖ線に沿った横断面説明図である。

【図６】図４のシール部材の斜視説明図である。

【図７】図６のシール部材の分解斜視説明図である。

【図８】図４のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿った横断面図
である。

【図９】図６のシール構造体を吸気マニホールドに装着
した説明図である。

【符号の説明】

１０…内燃機関用吸気マニホールド装置 １２…吸気マ
ニホールド １４…通路長切換機構 １６…吸気制
御弁 １８…駆動源 ２０…サージ
タンク ２２…長管吸気通路 ２４…短管吸
気通路 ２６、３８…フランジ部 ２８…開口孔 ３０…保持体 ３２…開口部 ３４…切欠部 ３６…ねじ部
材 ４０…拡大部 ４２…軸 ４４、４６…軸受 ４８、５６、
６０…セットカラー ５４…レバー ５８…シール
部材 ６２…ばね部材 ６４…シール
構造体 ６６、６８…軸状シール部材 ７０、７２、７４、７６、７８…環状シール部材 ８０、９２…溝 ８２、８４、８６、８８、９０…環状溝 ９４…ダイア
フラム機構 ９８…連結部材

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】クランク軸の軸線方向に配列された複数の
   シリンダに配設する内燃機関用吸気マニホールド装置で
   あって、 前記各シリンダの吸気ポートに独立して接続されるとと
   もに、スロットル装置に接続されたサージタンクに連通
   する長管吸気通路と、前記長管吸気通路より分岐し前記
   サージタンクに連通する短管吸気通路とを備える吸気マ
   ニホールドと、 前記吸気マニホールドに挿通されエンジンの出力に対応
   して前記長管吸気通路または前記短管吸気通路に切り換
   える通路長切換機構とを備えた内燃機関用吸気マニホー
   ルド装置において、 前記吸気マニホールドと前記通路長切換機構との気密性
   を保持するシール構造体を該吸気マニホールドまたは該
   通路長切換機構に装着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。
2. 【請求項２】請求項１記載の内燃機関用吸気マニホール
   ド装置において、 前記通路長切換機構は、前記短管吸気通路に連通する開
   口部を形成する保持体と、前記保持体に回動自在に支持
   された軸部材に固着され且つ前記開口部を開閉する前記
   サージタンクと前記短管吸気通路とを連通遮断する吸気
   制御弁とから構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。
3. 【請求項３】請求項１または２記載の内燃機関用吸気マ
   ニホールド装置において、 前記シール構造体は、複数の環状シール部材と、前記環
   状シール部材に接合し且つ互いに対向して軸線方向に延
   在する単一または複数よりなる一組の軸状シール部材と
   から構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。
4. 【請求項４】請求項３記載の内燃機関用吸気マニホール
   ド装置において、 前記環状および軸状シール部材が一体成形されているこ
   とを特徴とする内燃機関用吸気マニホールド装置。
5. 【請求項５】請求項４記載の内燃機関用吸気マニホール
   ド装置において、 前記環状および軸状シール部材は、横断面方向の軸線が
   前記保持体に設けられた溝の縁部よりも内側に位置する
   ことを特徴とする内燃機関用吸気マニホールド装置。