JP2002371929A - 吸気装置 - Google Patents

吸気装置

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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】低コストで品質の良い、製作容易な吸気装置 【解決手段】本発明は、燃焼空気を内燃機関に導く吸気
装置に関する。該吸気装置は、２つの互いに気密に接合
された半殻体（１０、１１）からなり、これら半殻体は
空気受留部（１３）、吸気通路（１４）、およびシリン
ダヘッドフランジ（１５）を構成する。該シリンダヘッ
ドフランジ（１５）では各吸気通路（１４）にインサー
ト（２０）が取付けられ、インサートは流れを２つの流
路断面部（２１、２２）に向けて分ける隔壁（２３）を
備えている。第１の流路断面部（２１）には開閉可能な
板弁（２４）が設けられ、これにより内燃機関に設けら
れた燃焼室への空気充填ね影響が及ぼされる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、請求項１に記載の
上位概念による吸気装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】DE 199 41 179 により、吸気分岐通路が
接続された貯蔵タンクを有する内燃機関の吸気装置が知
られている。これら吸気分岐通路は前記貯蔵タンクと反
対側の端部で二股分岐部に接続し、該二股分岐通路は一
体として吸気分岐通路をなしている。二股分岐部は前記
吸気分岐通路の断面を２つの別々の流路断面に分割す
る。二股分岐通路は中間フランジに接続されてシリンダ
ヘッドに直に連結されている。該中間フランジ内で前記
流路分割はそのまま続く。内燃機関の燃焼室で一定の旋
回流を生じさせるために、二股分岐通路のうち１つの通
路に板弁が配設されている。該板弁が通路を閉じると、
空気は閉じられていないもう１つの通路のみを通って燃
焼室に流入し、旋回流が発生する。板弁が閉じられた場
合は空気は両通路を通って燃焼室に流入し、別の旋回流
が生じる。
【０００３】この構成の不利な点は、吸気分岐通路に二
股分岐通路を設けた吸気装置の製作が複雑になることで
ある。これら吸気分岐管の製作には二股分岐通路を形成
するために高価な中子および複雑なハーフシェル鋳造方
式が必要であり、高価となる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、比較
的低コストで品質もよい、製作容易な吸気装置を提供す
ることである。この課題は請求項１に記載の特徴により
解決される。
【０００５】
【発明を解決するための手段】本発明による内燃機関用
吸気装置は、空気受留部、吸気通路、およびシリンダヘ
ッドフランジからなる。この吸気装置は、例えば特に中
子溶解法あるいはアルミニューム圧力鋳造で製作される
一体構造、あるいは数部品からなる組立て式に構成され
る。前記空気受留部は一方側が内燃機関周囲の大気に連
通し、他方側は吸気通路に連通する。空気受留部と大気
の間には種々の構造体、例えばエアフィルタや構成部品
の冷却などに用いられる種々の構造体が配設される。空
気受留部から延びる吸気通路はシリンダヘッドフランジ
に連結され、該吸気通路を通って空気が空気受留部から
内燃機関に導入される。各吸気通路は、燃焼のために導
入された空気を必要とする内燃機関の各燃焼室に割当て
られる。シリンダヘッドフランジは内燃機関のシリンダ
ヘッド部に特にねじにより取付けられる。シリンダヘッ
ドフランジ部には吸気通路を第１の流路断面部と第２の
流路断面部に分け手段が配設される。この吸気通路を第
１の流路断面部と第２の流路断面部に分割する手段によ
り、前記空気受留部から吸気通路を通って内燃機関に流
れる空気が２つの流れに分けられる。これら流路断面部
の断面形状は任意に、例えば長方形あるいは長円形にし
てよい。
【０００６】前記第１の流路断面部は閉鎖部材により開
閉可能に構成される。該閉鎖部材は、例えばシリンダヘ
ッドフランジ或はシリンダヘッドに配設され、前記第１
の流路断面部につなげられる。閉鎖部材は、例えば板弁
あるいは回転スライド弁にすることができる。
【０００７】前記閉鎖部材が第１の流路断面部を閉鎖し
ている場合は、第２の流路断面部から流入する空気のみ
が燃焼室に導入される。閉鎖部材が開いている場合は、
空気受留部からの空気は両流路断面部から燃焼室に流入
し、空気は燃焼室を異なった様態で充填する。吸気通路
を２つの互いに隔離した流路断面部に分ける手段はイン
サートに形成され、該インサートは前記シリンダヘッド
フランジのインサート挿入部に装着され、インサートの
全高がインサート挿入部に完全に囲まれる。このインサ
ートの外形形状は随意でよく、例えば長方形でもよい。
該インサートは前記第１の流路断面部を第２の流路断面
部から隔てる隔壁を備えている。該隔壁は少なくともイ
ンサートの周囲と同じ高さを有する。インサートは各吸
気通路に別々に設けられる。
【０００８】吸気装置を内燃機関に組付ける前にインサ
ートはインサート挿入部に挿入される。インサートを固
定するために特に固定部材は必要でないが、特別な場合
には例えばねじを用いてインサートをインサート挿入部
に固定してもよい。吸気装置はそのシリンダヘッドフラ
ンジでシリンダヘッドに中間部材なしに直に気密に固定
され、その際勿論シリンダヘッドフランジとシリンダヘ
ッドの間にパッキンを用いることができる。例えばシリ
ンダヘッドフランジとシリンダヘッドの間にフランジの
ような中間部材を挟む必要がないので、固定部材を短く
することができ、組付けが簡単になる。シリンダヘッド
フランジはその端部においても吸気通路との間において
もシリンダヘッドと気密に結合されているので、インサ
ートはインサート挿入部に対してシールされなくてもよ
く、インサートはインサート挿入部に平らに置くだけで
十分である。他の実施例として、シール片をインサート
に配備してインサート挿入部に置くか、あるいは圧入し
てもよい。インサートとインサート挿入部の間に少々の
空気流が存在するかしないかは吸気装置の機能にとって
大して問題ではない。
【０００９】本発明の他の変形例では、少なくとも２つ
の気密に結合された半殻体で、空気受留部、吸気通路、
およびシリンダヘッドフランジを構成する。半殻体は、
好ましくは熱可塑性合成樹脂で製作するのがよく、グラ
スファイバー強化の合成樹脂は高い負荷に曝すことがで
きる。半殻体は、特別な実施例では、例えばねじ留め或
は挟み留めにより機械的に気密結合される。他の実施例
では、半殻体は例えば接着或は溶着により結合される。
該第１の半殻体は吸気装置の上側部をなし、該第１の半
殻体によって空気受留部の上側および吸気通路の上側が
形成される。第２の半殻体は吸気装置の下側部をなし、
該第２の半殻体によって空気受留部の下側、吸気通路の
下側、およびシリンダヘッドフランジが形成される。２
つの半殻体構造とすることによって吸気装置が簡単に低
コストで品質もよく製作できる。両半殻体とも、全輪郭
が簡単な中子使用のもとで型抜きが行われるので、同様
に簡単に製作できる。
【００１０】本発明によるさらに他の実施例では、前記
隔壁はインサートを越えて吸気通路まで突出する。この
突出部で空気流は吸気通路において既に分流され、早期
によりよい分流が達成される。第２の半殻体は製作と型
抜きの簡単さを保持したまま構造を変更できる。
【００１１】前記隔壁は流れに向かって流れに対して最
適なように断面が縮小するように形成するのが有利であ
る。この断面の縮小により、空気流が２つの分流に緩や
かに分かれる。分流による空気流の乱れが非常に小さく
なって流れは最適化され、内燃機関にできるだけ多くの
空気が供給される。
【００１２】本発明のさらに他の実施形態では前記閉鎖
部材をインサートに配設する。該閉鎖部材は、例えば回
転スライド弁に形成されて内燃機関への組み付け前に第
１の流路断面部に最適に適合するように調整され、それ
により最適に閉鎖することができる。
【００１３】本発明のさらに他の実施例では、閉鎖部材
は中央部を軸に取付けられた板弁とされる。この場合、
全ての吸気通路の閉鎖部材は１つの軸に配設され、全閉
鎖部材の位置は同時に変えられる。これにより、全部の
燃焼室の作動条件が適合し、不均一な負荷配分にならな
いことが保証される。
【００１４】本発明のさらに他の実施例では、各吸気通
路の各閉鎖部材はそれぞれ軸を有し、これら各軸は１つ
の作動部材に連結される。各軸の長さは第１の流路断面
部よりも少しだけ長く、全部の軸の軸端が１つの作動部
材に連結される。したがって、全ての閉鎖部材が同期し
て動かされ、全ての燃焼室が同じ条件になる。
【００１５】前記インサートは長方形に形成し、流路断
面部は円形に形成するのが有利である。そうすると、第
１および第２の流路断面部は円形に形成され、インサー
トは流路断面部の直径よりも少しだけ大きいインサート
挿入部を要するのみである。さらに、円形の閉鎖部材で
第１の流路断面部を有利に閉鎖することができて、気密
性がよく、したがってよりよい分流が達成される。
【００１６】本発明の有利な実施形態では、インサート
は閉鎖部材と一緒に組立噴入鋳造技術で製作される。先
ず、隔壁を有するインサートの外枠が熱可塑性合成樹脂
で作製される。冷却して固まった外枠に弁体が噴入され
るが、その際に外枠が噴入される弁体の鋳型になる。弁
体は外枠にぴったり合致して隙間はなくなる。弁体が冷
却すると合成樹脂はいくらか収縮し、弁体は動けるよう
になる。第１の例では噴入以前に外枠に組み込まれた金
属製の軸に鋳掛けられる。第２の例では軸は弁体と一体
に作製され、弁体と軸は１つの工程で製作される。そし
て、軸部は弁体に作り込まれ、該軸部は外枠に軸受けさ
れる。軸部は、上述したように軸の材料が縮むことによ
り可動となる。組立噴入鋳造により、漏れの少ない、簡
単なインサートの製作が実現できる。
【００１７】上記およびその他の本発明の好ましい特徴
が、請求項、また明細書及び図面から案出され、個々の
特徴がそれ自身あるいは多くは本発明の実施形態を組合
せた形態でおよび他の分野で実現される有利かつそれ自
身保護され得る実施形態を示すことができ、それらに対
して茲に保護を要請するものである。
【００１８】
【発明の実施の形態】図１には内燃機関用の吸気装置が
斜視図で示されている。該吸気装置は下半殻体１０と上
半殻体１１よりなる。両半殻体１０、１１はグラスファ
イバー強化ポリアミド製であり、周囲を溶着接合部１２
で互いに気密に溶着されている。両半殻体１０、１１は
一体となって吸気受留器１３と吸気通路１４を構成し、
該吸気通路１４は長く延びる形状に作られた吸気受留器
からシリンダヘッドフランジ１５まで延びる。これら吸
気通路の間には同様にこれら吸気通路を長手方向に互い
に気密に隔てさせる溶着接合部１２が設けてある。前記
シリンダヘッドフランジ１５は下半殻体１０のみに形成
されている。両半殻体１０、１１はプラスチック噴入鋳
造法で製作され、噴入鋳造された両下半殻体１０、１１
は型抜きが抜き勾配なしに、したがって苦労なしに行わ
れるように設計される。
【００１９】空気受留部１３は空気が大気中から吸気装
置に吸入される入口１６に連通される。空気を直に内燃
機関に吸入するのは不利であるので、該入口はフランジ
１７を介して図示しない空気導管に連結することができ
る。該空気導管（不図示）の前記フランジ１７への固定
のために等間隔に明けられたフランジボルト穴１８が設
けられ、これらの穴１８に図示しないボルトが挿入され
図示しないナットで固定することができる。あるいは別
の方法として、自身でねじを切っていくボルトを使用し
てもよい。または押しボルトをねじ穴にねじ込んで固定
してもよい。その際はナットが必要なくなる。
【００２０】前記シリンダヘッドフランジ１５は、穴１
９有しており該穴を貫通する図示しない固定手段によっ
て図示しないシリンダヘッドに固定することができる。
この際にも先に述べた代替締付け方法を採用することが
できる。シリンダヘッドフランジ１５には各吸入通路１
４毎にインサート２０が装着されている。該インサート
２０は長円形をなしていて、その周囲がシリンダヘッド
フランジで囲まれている。インサート２０には第１の流
路断面部２１と第２の流路断面部２２が設けられてい
る。これら円形の両流路断面部２１、２２は、隔壁２３
によって互いに隔てられている。第１の流路断面部２１
には板弁２４が流路を閉鎖できるように設けられてい
る。該板弁２４の中央部には軸２５が設けられている。
該軸２５は前記インサート２０から突出してシリンダヘ
ッドフランジ１５を抜け出し、作動部材２６に連結され
る。
【００２１】図２には、インサート２０が作動部材２６
と共に板弁２４が流路断面部を閉鎖した状態で斜視図で
示されている。図１に対応する部分は同じ符号を付して
ある。インサート２０はプラスチック製で組立射出成型
技術によって製作される。軸２５はインサートの外側で
レバー２７に固着されている。該レバー２７は板バー２
８と共に作動部材２６を構成する。そして、レバー２７
は、板バー２８の動きがレバー２７および板弁２４が回
転運動に変換されるように板バーに連結される。板バー
２８が矢印方向あるいは反対方向に動くと板弁２４の位
置が変化する。図示のインサート２０では板弁２４は閉
鎖位置に位置している。板バーが矢印方向に動くと板弁
２４は開く方向に動く。板バーがどれだけ動くかによっ
て板弁２４が流路２１を全開にするか部分的に開くかが
決まる。全開した板弁２４およ軸２５はそのまま流路２
１に留まる。本実施例では、全てのインサートの軸２５
は前記板バー２８に連結されていて、全ての板弁２４は
同期して動くことができる。そして、各インサートの板
弁２４は全ての板弁２４が同じ角度となるように板バー
２８に対して調整される。そうすることにより、全ての
板弁２４は同時に閉じ或は開く。各インサートの板弁２
４は互いに結合しないで別々の運動をするようにするこ
ともできる。
【００２２】図３には、図１における吸気装置のA-A線
に沿う断面図が示されている。図１に対応する部分は同
じ符号が付してある。断面A-Aはインサート２０および
それを囲むシリンダヘッドフランジ１５の中央に沿う断
面である。この図では上半殻体を下半殻体に接合する溶
着接合部１２が明瞭に認められる。該溶着接合部１２は
例えば振動溶着により生じたものであり、その際、勿論
接合面（不図示）はあらかじめ溶けるように備えておく
ことができる。
【００２３】インサート２０はシリンダヘッドフランジ
１５に設けられたインサート挿入部２９で受けられる。
インサート挿入部２９は、インサート２０がシリンダヘ
ッドフランジ１５と共に内燃機関に接面する側で終わ
り、そこより突出しないように形成されている。内燃機
関と反対側には隔壁２３が吸気通路１４まで突出し、空
気流を分ける。該隔壁２３は空気の流れとは反対方向に
縮小する断面を有し、それにより流れを乱さずに２つの
流れに分ける。
【００２４】板弁２４の閉鎖時は、空気は閉鎖されてい
ない第２の流路断面部２２のみを矢印方向に流れる。第
１の流路断面部１を開放するには板弁２４を鎖線の方向
に回転する。板弁２４が開いた状態（鎖線で示されてい
る）では第１の流路断面部２１もまた空気をエンジンの
方に流過させる。そして空気流は吸気通路１４から鎖線
矢印のように分れて流れる。
【００２５】シリンダヘッドフランジ１５は内燃機関の
シリンダヘッド３２（概略図示）に気密に取付けられ
る。気密結合のためにシール部材３３が設けられ、該シ
ール部材３３はインサート２０を直接に囲んで核インサ
ート２０をシリンダヘッド３２に対してシールする。他
の方法として、各流路断面部２１、２２に該断面部を取
り巻くシール部材３３を備え、両シール部材が互いに結
合されるようにしてもよい。
【００２６】図４は吸気装置の概略を示す。図１に対応
する部分には同じ符号が付してある。吸気装置はボルト
３４によって内燃機関３５のシリンダヘッド３２に取付
けられる。吸気装置の入口側ではフランジ１７に吸気導
管３６が接合されている。該吸気導管３６内を、空気が
外部から吸気装置に導かれる。
【図面の簡単な説明】
本発明のさらなる詳細は、実施例の概略を示す以下の図
面に記載される。
【図１】 吸気装置の斜視図である。
【図２】 インサートの斜視図である。
【図３】 図１の吸気装置の断面図である。
【図４】 吸気装置装置の概略図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 インゴ コッホ ドイツ連邦共和国、ルードヴィッヒスブル グ 71634 シュトラッセンエッカー 64 Ｆターム(参考） 3G031 AA28 AB02 AC01 BA07 BA14 BB09 DA32 DA36 EA02 HA10

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】空気受留部（１３）と、吸気通路（１４）
    とシリンダヘッドフランジ（１５）とを備え、 前記空気受留部（１３）は一方側が内燃機関を取り囲む
    大気に、他方側が吸気通路（１４）に連通し、 これら吸気通路（１４）は前記シリンダヘッドフランジ
    （１５）に連結され、各吸気通路（１４）に内燃機関の
    １つの燃焼室が割当てられ、 シリンダヘッドフランジ（１５）は内燃機関に取付けら
    れ、 シリンダヘッドフランジ（１５）の部分に吸気通路（１
    ４）を第１の流路断面部（２１）と第２の流路断面部
    （２２）に分割する手段が設けられ、 前記第１の流路断面部（２１）には流路を開閉可能な閉
    鎖部材が設けられた内燃機関の吸気装置において、 吸気通路（１４）をインサート（２０）によって２つの
    互いに分離した第１流路断面部（２１）と第２流路断面
    部（２２）に分ける手段を設け、該インサート（２０）
    は前記シリンダヘッドフランジ（１５）のインサート挿
    入部（２９）に取付けられ、該インサートは前記第１流
    路断面部（２１）を第２流路断面部（２２）から分かつ
    隔壁（２３）を備えたことを特徴とする吸気装置。
  2. 【請求項２】２つの互いに気密に接合された半殻体体
    （１０，１１）が前記空気受留部（１３）、吸気通路
    （１４）、およびシリンダヘッドフランジ（１５）を構
    成することを特徴とする請求項１記載の吸気装置。
  3. 【請求項３】前記隔壁（２３）は前記吸気通路（１４）
    まで突出していることを特徴とする請求項１或は２に記
    載の吸気装置。
  4. 【請求項４】前記隔壁２３は流れに向かって断面を縮小
    して流に対して最適に形成されていることを特徴とする
    前記請求項のいずれか１項に記載の吸気装置。
  5. 【請求項５】前記インサート（２０）に閉鎖部材が設け
    られていることをことを特徴とする請求項６記載の吸気
    装置。
  6. 【請求項６】前記閉鎖部材は軸（２５）に設けられた板
    弁体（２４）であることを特徴とする請求項５記載の吸
    気装置。
  7. 【請求項７】各吸気通路（１４）のインサート（２０）
    の軸（２５）は１つの作動部材（２６）に連結されてい
    ることを特徴とする請求項６記載の吸気装置。
  8. 【請求項８】前記インサート（２０）は長円形に形成さ
    れ、流路断面部（２１、２２）は円形に形成されている
    ことを特徴とする請求項４記載の吸気装置。
  9. 【請求項９】前記インサートは組立噴入鋳造技術で製作
    されたものであることをことを特徴とする請求項６記載
    の吸気装置。
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