JP2003515027A - 一体型渦流制御弁 - Google Patents

一体型渦流制御弁

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JP2003515027A JP2001538654A JP2001538654A JP2003515027A JP 2003515027 A JP2003515027 A JP 2003515027A JP 2001538654 A JP2001538654 A JP 2001538654A JP 2001538654 A JP2001538654 A JP 2001538654A JP 2003515027 A JP2003515027 A JP 2003515027A
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Abstract

(57)【要約】 本発明は、内燃機関に取り付けられる渦流制御弁組立体を備えた吸気マニホルドに関する。吸気マニホルド組立体は、エンジンの燃焼室への空気流が通過する複数の吸気通路を有する。空気制御弁組立体は、吸気マニホルド内において、このマニホルドと、エンジンとの間に装着される。空気流制御弁組立体は、吸気通路内の空気流を配向する複数の弁プレートを有する。これらの弁プレートは、吸気通路内に配置され、軸を中心として回転自在に共通のシャフトに装着されている。弁プレートは、開位置と、閉位置との間で回転する。各弁プレートは、閉位置にあっても、吸気弁を介する空気の流れを許容する開口を備えている。この開口は、吸気通路内の空気流を配向するような形状を有する。各弁プレートの開口のサイズと位置は、空気/燃料混合物の効率的燃焼を促進するように所定量の空気が燃焼室内に送り込まれるように設定されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の背景】
本願は、空気流制御弁組立体を備えた吸気マニホルドを開示する。
【0002】 通常、空気は、スロットル本体を通って吸気マニホルドに流入する。一般的に
、スロットル本体は、吸気マニホルドへの吸入空気流を調整する1個のスロット
ル弁を有する。空気は、一旦吸気マニホルドに入ると、複数の空気通路またはラ
ンナーを流れる。空気通路を通過する空気を制御するのは、吸気マニホルドの内
側表面の形状だけである。通常、空気は燃料と混合されて、エンジンの燃焼室内
に噴射される。空気が吸気マニホルドを通って燃焼室に流入する特別な態様は直
接、エンジンの動作効率に影響を与える。これらの理由により、吸気マニホルド
の内側表面は、空気が吸気マニホルドを通って各シリンダへ効率的に流入するよ
うに設計されている。しかしながら、エンジンの動作状態の変動により、空気の
流れ特性をそれに応じて変化させなければならず、各エンジン速度について空気
流条件のバランスをとるため、全てのエンジン動作状態における最適性能が犠牲
にされる。
【0003】 さらに、自動車からの排出基準は、ますます厳しくなっている。排出基準のう
ち特に厳しくなったのは、低温環境でのエンジンの最初の始動に関するものであ
る。エンジンは、最初の始動時及びアイドリング時、空気/燃料混合物の燃焼が
最も非効率的で不完全となるのが普通である。空気/燃料混合物の燃焼が不完全
であると、自動車からの排気ガスの量が増加する。
【0004】 上記理由により、エンジンの可変動作設定を補償し、低いエンジン動作条件の
下で空気/燃料混合物の効率的な燃焼を促進するように、吸気マニホルド内の空
気の流れを配向調整できる装置を提供することが望ましく且つ必要である。
【0005】
【発明の概要】 本発明は、一体的な空気流制御弁組立体を備えた吸気マニホルド組立体を提供
する。
【0006】 吸気マニホルド組立体は、エンジンの燃焼室へ流入する空気が通過する複数の
吸気通路を有する。空気流制御弁組立体は、吸気マニホルド内の、吸気マニホル
ドと、エンジンとの間に装着される。空気流制御弁組立体は、各吸気通路を流れ
るように空気を配向する弁プレートを有する。弁プレートは、吸気通路内に配置
され、軸を中心として回転可能なように共通のシャフトに装着されている。エン
ジンの電子制御ユニットにより制御されるアクチュエータは、このシャフトと、
弁プレートとを、開位置と、閉位置との間で回転させる。各弁プレートは、閉位
置でも吸気弁を空気が通過できるような開口を有する。この開口は、吸気通路を
流れるように空気を配向するような形状を有する。この配向された空気流は、低
エンジン速度において空気/燃料混合物の効率的な燃焼を促進する。さらに、弁
プレートは、高いエンジン速度では、空気流の異なる流れ方向を必要とする開位
置へ回転される。
【0007】 本発明は、従来型の吸気マニホルドの問題点を解消し、各燃焼室へ空気流を配
向する複数の弁プレートを吸気マニホルド内に設けることにより効率的な燃焼を
促進せんとするものである。さらに、本発明は、種々のエンジン動作状態におけ
る空気流の配向調整条件に適応させるように弁プレートの可変的位置決めを可能
にする。
【0008】
【好ましい実施例の詳細な説明】
幾つかの図面を通して同一参照番号が同一または対応部分を指示する添付図面
を参照して、本発明は、内燃機関に取り付ける空気流制御弁組立体12を備えた
吸気マニホルド組立体10を提供する。図1を参照して、吸気マニホルド組立体
10は、エンジンの燃焼室へ流入する空気が通過する複数の吸気通路14を有す
る。空気流制御弁組立体12は、吸気マニホルド組立体10内であって、吸気マ
ニホルド10と、エンジンとの間に装着される。空気流制御弁12は、吸気通路
14を流れる空気を配向する複数の弁プレート16を有する。弁プレート16は
、吸気通路14内に配置され、軸20を中心として回転可能なように共通のシャ
フト18に取り付けられる。弁プレート16は、開位置と、閉位置との間で回転
する。
【0009】 図2を参照して、各弁プレート16は、該弁プレート16が閉位置でも、吸気
通路14を介する空気の流れを許容する開口22を有する。この開口22は、吸
気通路14内の空気の流れを配向するような形状を有する。詳説すると、各弁プ
レート16の開口22のサイズ及び位置は、燃焼室内に所定の量の空気が流入す
るように設定されている。この所定流量の空気は、低エンジン速度での空気/燃
料混合物の効率的な燃焼を促進する。本発明の好ましい実施例は、各燃焼室に必
要とされる適当な空気流を提供するように弁プレートに形成されたほぼ矩形の開
口を有する。
【0010】 図3を参照して、弁プレートはシャフトに固定され、開位置と閉位置との間で
回転する。開口22は、各吸気通路14に配置されている。詳説すると、図示の
ように、開口22はほぼ矩形であり、各弁プレート14の上部コーナーに位置し
ている。開口の形状は、燃焼室内での効率的な燃焼を促進する空気流を提供する
ように選択されるが、本発明の矩形の形状に限定されない。当業者は、開口22
が燃料/空気混合物の効率的な燃焼を促進するのであれば、任意の形状に、また
弁プレート16上の任意の位置に配置できることがわかるであろう。
【0011】 シャフト18は、アクチュエータ24により軸20を中心として回転するよう
に駆動される。エンジンの電子制御ユニット(図示せず)は、アクチュエータ2
4を制御してシャフト18を回転させることにより、弁プレート16をエンジン
の動作状態に応じて所望のように開く。
【0012】 シャフト18は、保持プレート26により軸20を中心として回転可能なよう
に定位置に保持される。保持プレート26と、シャフト18とは、吸気マニホル
ド10の凹部28内に嵌着される。保持プレート26の開口30は、吸気マニホ
ルド10の吸気通路14の輪郭に合致するものであり、吸気マニホルド10を通
って燃焼室に流入する空気流を配向する手助けをする。好ましい実施例において
、保持プレート26の周囲部32は、吸気マニホルド10と同じ形状を有する。
詳説すると、保持プレート26は、吸気マニホルド組立体10に形成された凹部
28に嵌合するような形状を有する。シャフト18は、保持プレート26と、吸
気マニホルド10との間で、軸20を中心として回転自在に固定される。線形軸
受け34は、保持プレート26と、吸気マニホルド10との間に捕捉されたシャ
フト18の装着及び回転を可能にする。
【0013】 シール36は、吸気マニホルド10と、エンジンとの間に配置される。シール
36は、個々の吸気通路14を流れる空気が任意の他の吸気通路14の空気流と
混合しないようにする。シール36はまた、空気流が任意の吸気通路14から大
気中に漏洩しないようにする。
【0014】 吸気マニホルドは、吸気マニホルド10をエンジンに固着するための締着部材
42用の開口40を備えたフランジ38を有する。好ましい実施例において、吸
気マニホルド10は、プラスチック材料で製造される。挿入部材44は、締着部
材42をきつく締め過ぎて吸気マニホルド10が損傷するのを防止するため、各
フランジの開口40内に配置される。
【0015】 図3に示す好ましい実施例において、燃料レール46は、各燃焼室に燃料を供
給するために吸気マニホルド10に固着されている。燃料レールは、燃料を吸気
マニホルド10内に導入する1つの例にすぎない。当業者に知られた任意の装置
を本発明に使用して燃料を燃焼室内に導入できることがわかる。
【0016】 上記説明は例示的であって、重要な仕様を示すものではない。本発明を例示の
目的で説明したが、使用した用語は限定的でなくて記述的なものと理解されたい
。本発明の多数の変形例及び設計変更が、上記の教示に鑑みて可能である。本発
明の好ましい実施例を説明したが、当業者は、本発明の範囲内に、ある特定の変
形例及び設計変更が包含されることがわかるであろう。頭書の特許請求の範囲内
において、本発明は、図示説明したものとは異なる態様で実施できることを理解
されたい。この理由により、特許請求の範囲は、本発明の真の範囲を決定するた
めに検討すべきである。
【図面の簡単な説明】
【図1】 図1は、一体型制御弁を備えた吸気マニホルドの斜視図である。
【図2】 図2は、吸気マニホルド及び一体型流れ制御弁の展開図である。
【図3】 図3は、吸気マニホルド内に配置される弁プレートの破断図である。
【手続補正書】特許協力条約第34条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成13年10月18日(2001.10.18)
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 内燃機関に取り付けられる吸気マニホルド組立体であって、 複数の吸気通路と、 各吸気通路内に配置され、該吸気通路内の空気の流れを配向する弁プレートと
    、 開位置と、閉位置との間で弁プレートを回転させるように固定されたシャフト
    とより成り、 弁プレートは、閉位置において、吸気通路内の空気の流れを配向する開口を備
    えた吸気マニホルド組立体。
  2. 【請求項2】 弁プレートの開口は、空気流をエンジン内へ優先的に送り込
    むような形状を有する請求項1の組立体。
  3. 【請求項3】 エンジンへ流入する空気流の形状を決定するように吸気マニ
    ホルドに固定される保持プレートをさらに備えた請求項2の組立体。
  4. 【請求項4】 保持プレートは吸気通路の輪郭を画定する請求項4の組立体
  5. 【請求項5】 シャフトを回転するように固定されたアクチュエータをさら
    に備えた請求項1の組立体。
  6. 【請求項6】 各吸気通路を流れる空気流を互いに隔離するように保持プレ
    ートに固定したシールをさらに備えた請求項1の組立体。
  7. 【請求項7】 シャフトを空気マニホルド内に支持するように固定される軸
    受けをさらに備えた請求項1の組立体。
  8. 【請求項8】 吸気マニホルドは、プラスチック製で、装着フランジを有し
    、装置フランジは複数の開口を有する請求項1の組立体。
  9. 【請求項9】 装着フランジの開口内に配置される複数の挿入部材と、挿入
    部材を貫通して吸気マニホルドをエンジンに固定する複数の締着部材とをさらに
    有する請求項6の組立体。
  10. 【請求項10】 内燃機関に装置される吸気マニホルドの渦流制御弁組立体
    であって、 複数の吸気通路と、 各吸気通路内に配置され、該吸気通路内の空気の流れを配向する複数の弁プレ
    ートと、 弁プレートを開位置と、閉位置との間で回転させるように固定されたシャフト
    と、 吸気通路を流れる空気流の形状を決定し、シャフトを吸気マニホルドに固定す
    るための保持プレートとより成り、弁プレートは、閉位置において、吸気通路内
    の空気の流れを配向する開口を備えた渦流制御弁組立体。
  11. 【請求項11】 保持部材と、弁プレートとを受容する凹部を備えたフラン
    ジをさらに有する請求項10の組立体。
  12. 【請求項12】 吸気マニホルドと、エンジンとの間に配置されたシールを
    さらに具備し、このシールは各吸気通路を介する空気流を互いに隔離する請求項
    10の組立体。
  13. 【請求項13】 吸気マニホルドはプラスチックにより製造されている請求
    項10の組立体。
  14. 【請求項14】 複数の開口を有する装着フランジと、各開口内の挿入部材
    と、各開口を貫通して吸気マニホルドをエンジンに固定するための締着部材とを
    さらに備えた請求項13の組立体。
JP2001538654A 1999-11-12 2000-11-07 一体型渦流制御弁 Pending JP2003515027A (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US16515599P 1999-11-12 1999-11-12
US60/165,155 1999-11-12
PCT/CA2000/001326 WO2001036796A1 (en) 1999-11-12 2000-11-07 Integrated swirl control valve

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US (1) US6662772B1 (ja)
EP (1) EP1228296A1 (ja)
JP (1) JP2003515027A (ja)
WO (1) WO2001036796A1 (ja)

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