JP2005002945A - 内燃機関用吸気装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】合成樹脂材で射出成型し得るように構成された吸気マニホルドを備えた内燃機関用吸気装置を提供する。
【解決手段】複数の気筒の各燃焼室19に個々に連結され且つシリンダブロック13の側方にシリンダ列方向に並設された複数の独立吸気管25と、該独立吸気管のそれぞれが開口する共通のサージタンク24とを備えた内燃機関用吸気装置において、前記サージタンクを、少なくともスロットルボディの連結部30とエンジン側の壁24aとを一体成型してなる第1の部分(内側ブロック31)と、少なくとも反エンジン側の壁の一部23と独立吸気管の吸気上流側の端部34とを一体成型してなる第2の部分(中央ブロック35)とを有するものとする。これにより、独立吸気管のサージタンクとの連結部の構成の自由度をより一層高めた上で合わせ金型を用いた射出成型で吸気マニホールドを形成することができる。
【選択図】 図3

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関用吸気装置に関するものである。また1つの気筒に2つの吸気管路を並列接続したデュアルポート型吸気マニホルドを含む吸気装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
エンジンの軽量化を推進するために、吸気マニホルドを合成樹脂材で形成する技術は既に知られており、例えば特開2001−342918号公報には、吸気流の流線に沿って分岐管を2分割し、サージタンクに連続させた構造が開示されている。
【0003】
また、エンジンの運転状況に応じて吸気充填効率をより一層最適化するために、サージタンクから分岐された管路長の互いに異なる2つの吸気管路を1つの気筒に並列接続し、負圧応動アクチュエータで開閉駆動されるバタフライ弁によって一方の吸気管路をエンジンの負荷状態に応じて開閉するよう構成したデュアルポート型吸気マニホルドも知られている(実公平3−41056号公報を参照されたい)。
【0004】
【特許文献1】
特開2001−342918号公報
【特許文献2】
実公平3−41056号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかるに、上記文献1に記載のものは、各気筒に対応する独立吸気管が吸気の流線に沿って2分割されているので、サージタンクと独立吸気管との接続部の構成の自由度が低い。また文献2に記載のデュアルポート型吸気マニホルドを軽量化のために合成樹脂材で形成しようとすると、デュアルポート型吸気マニホルドは、気筒毎に2つの並列管路を形成すると共に、これらの連通状態を切り換えるバタフライ弁などを一方の管路に設けねばならないため、その形態が複雑化しがちであり、金型を用いた合成樹脂材での射出成型は極めて困難であった。
【0006】
本発明は、このような従来技術の問題点を解消すべく案出されたものであり、その主な目的は、合成樹脂材で射出成型し得るように構成された分割型吸気マニホルドを備えた内燃機関用吸気装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
このような目的を果たすために、本発明においては、複数の気筒の各燃焼室(19)に個々に連結され且つシリンダブロック(13)の側方にシリンダ列方向に並設された複数の独立吸気管(25)と、該独立吸気管のそれぞれが開口する共通のサージタンク(24)とを備えた内燃機関用吸気装置において、前記サージタンクを、少なくともスロットルボディの連結部(30)とエンジン側の壁(24a)とを一体成型してなる第1の部分(内側ブロック31)と、少なくとも前記独立吸気管の対シリンダヘッド結合端(25c)を一体成型してなる第2の部分(中央ブロック35)とを有することを特徴とするものとした(請求項1)。
【0008】
このようにすれば、独立吸気管のサージタンクとの連結部の構成の自由度をより一層高めた上で合わせ金型を用いた射出成型で吸気マニホールドを形成することができる。
【0009】
特に、前記独立吸気管の少なくとも一部に管長が互いに異なる2つの管路を設け、前記第2の部分に、エンジン側に曲率中心をおく適宜な曲率で湾曲した吸気流線に沿う面(P)で分割された複数の独立吸気管の内周側の半部(25b)、独立吸気管の対シリンダヘッド結合端(25c)、及び2つの管路のうちの少なくとも1つに設けられた開閉弁の支持部(33)をさらに一体成型すると共に、独立吸気管の外周側の半部(25a)及びサージタンクの反エンジン側の壁の一部(24b)を一体成型してなる第3の部分(外側ブロック32)をさらに有するものとすれば(請求項2)、2つの管路を備えた独立吸気管及び開閉弁支持部をも合わせ金型を用いた射出成型で形成することができる。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下に添付の図面を参照して本発明について詳細に説明する。
【0011】
図1並びに図2は、本発明に基づいて構成された船外機のエンジン回りを示している。この船外機1は、スターンブラケット2を介して船尾板3に取り付けられる公知形式のものであり、そのエンジン4は、水平方向のチルト軸5回りで回動自在なようにスターンブラケット2に連結されたスイベルケース6と実質的に一体をなすマウントケース7上に搭載されている。そしてマウントケース7上に搭載されたエンジン4の略全体は、着脱自在なエンジンカバー8で覆われている。
【0012】
マウントケース7は、エクステンションケース9の上端に結合され、スクリューに至る駆動軸10とクランク軸11とがその内側で連結されている。
【0013】
エンジン4は、例えば直列4気筒のバーチカルクランク軸エンジンであり、クランクケース12、シリンダブロック13、及びシリンダヘッド14を有しており、航行時にはクランクケース12側が前方を向くように配置されている。またシリンダヘッド14には、吸気ポート15及び排気ポート16との連通が吸気弁17及び排気弁18で断続される燃焼室19が画成されている(図2)。
【0014】
クランクケース12、シリンダブロック13、及びシリンダヘッド14の一側面には、吸気装置20が対向して配設されている。この吸気装置20は、クランクケース12の進行方向についての前面に対向配置された吸気消音チャンバ21及びスロットルボディ22と、スロットルボディ22の出口に接続されたエルボ部23、エルボ部23から連続的に形成されたサージタンク部24、及びサージタンク部24から分岐されて各気筒の吸気ポート15に個々に連結された独立吸気管部25からなる吸気マニホルド体26とからなっている。この吸気装置20は、サージタンク部24がクランクケース12の側面にボルト止めされると共に、独立吸気管部25の下流側端部がシリンダヘッド14の側面にボルト止めされることでエンジン4に結合されている。
【0015】
シリンダブロック13の側方にシリンダ列方向に並設された独立吸気管部25の各独立管路には、吸気上流側に位置するサージタンク部24との接続部において、エンジンに近い側の短管路27と、エンジンから遠い側の長管路28との2つの管路が並列に設けられている。これらの2つの管路27・28は、その下流側で共通管路Cに連結されてシリンダヘッド14との結合端25cへと延出している。また各短管路27には、同時に同一方向に作動するバタフライ弁29が設けられている。
【0016】
吸気マニホルド体26は、その中間部に短管路27と長管路28とを並列に設けた独立吸気管部25と中空のサージタンク部24とを、基本的に2つ割の合わせ金型を用いて成型するために、図3に示したように、3つのブロックで構成されている。即ちこの吸気マニホルド体26は、図4に併せて示すように、対スロットルボディ結合部30及びサージタンク部24のエンジン側の壁24aを形成する内側ブロック31と、エンジン側に曲率中心をおく適宜な曲率で湾曲した吸気流線に沿う面P1で分割される独立吸気管部25の外周側の半部25a及びサージタンク24の反エンジン側の壁24bの一部を形成する外側ブロック32と、独立吸気管部25の内周側の半部25b、独立吸気管部25の対シリンダヘッド結合端25c、バタフライ弁支持部33、短管路27の上流側開口端34、及びサージタンク24の反エンジン側の壁24bに連続するエルボ部23を形成する中間ブロック35とからなっている。なお、内側ブロック31と中間ブロック35とは、サージタンク部24のエンジン側の壁24aに概ね平行な面P2に沿って分割される。
【0017】
これら3つのブロック31・32・35は、それぞれが合成樹脂材の射出成型によって個々に形成された後、例えば振動溶着法によって一体結合されるが、互いの接合面には、図5に示したように、凹部36と凸部37とが形成されており、凸部37が溶融して凹部36に溶着するように、所定の溶融代38が凸部37に設けられている。
【0018】
4つのバタフライ弁29は、図6に示したように、それぞれ個別に形成された軸ホルダ39a〜39cにより、その両端40a・40b並びに中間部40cが支持された共通の軸40上に設けられている。軸40の一端40bは、これに対応する軸ホルダ39bに形成された弾発片41により、がたがなく、且つ円滑に回動可能なように、径方向についての弾発力が加えられている。また外側ブロック32に一体形成された軸ホルダ39aは、軸40の他端40aに微小な隙間を介して対応し、中間部の3つの軸ホルダ39cは、軸40の中間部40cを極く緩く受容している。
【0019】
バタフライ弁29の軸40の他端40a側(クランク軸方向の上側)には、吸気管負圧で駆動される周知構造のダイヤフラムアクチュエータ42が連結されている。このダイヤフラムアクチュエータ42に対する負圧の供給を別途制御信号でオン/オフ駆動される電磁弁43で断続することにより、4つのバタフライ弁29が同時に開閉駆動されるようになっている。
【0020】
ここでダイヤフラムアクチュエータ42の大気室44は中間ブロック35に一体形成されており、部品点数の削減が図られている(図8)。
【0021】
内側ブロック31におけるサージタンク部24と隣接する位置には、図5に示すように、中間ブロック35におけるバタフライ弁29の近傍に形成された凹所45と共働して負圧チャンバ46を画成する膨出部46aが一体形成されている。つまり負圧チャンバ46は、エンジン側に曲率中心をおいて湾曲した独立吸気管部25の内周側に配置された短管路27のさらに内周側におけるバタフライ弁29の吸気下流側にてバタフライ弁29に隣接する位置に配置されている。そして負圧チャンバ46内の気筒列方向中間部には、サージタンク24内にその底部が連通した筒状孔47が形成されており、筒状孔47には、負圧チェック弁48が装着されている。この負圧チェック弁48は、比較的軟質なキノコ形の弁部材49と、弁部材49を所定範囲に渡って軸方向移動自在に支持し、且つ弁部材49が当接する弁座50を備えた弁支持部材51とからなり、Oリングなどのシール部材52を介して弁支持部材51が筒状孔47に嵌着されている。
【0022】
このようにして、負圧チャンバ46の大部分、サージタンク24の大部分、及びこれらの間を連通し且つ負圧チェック弁48を装着する筒状孔47が、吸気マニホルド体26を構成する中間ブロック35に一体成型されている。これにより、負圧チャンバ46に吸気管負圧を導くための連結配管を別途設ける必要を無くしている。
【0023】
この負圧チェック弁48の作用により、吸気管内の負圧が高まると、弁部材49が吸気管側に吸引されて弁座50から離れ、これによって負圧チャンバ46内が負圧になる。吸気管内の負圧が低下すると、弁部材49が弁座50に押し付けられ、負圧チャンバ46内の負圧が高い状態に保たれる。
【0024】
負圧チャンバ46は、間に電磁弁43を介したゴムチューブ53によってダイヤフラムアクチュエータ42の負圧室54に接続されており、電磁弁43のオン/オフ作動により、負圧チャンバ46とダイヤフラムアクチュエータ42の負圧室54との間の連通が断続されるようになっている。この電磁弁43は、図7に示すように、中間ブロック35の側面におけるダイヤフラムアクチュエータ42の大気室44に隣接する位置に一体形成されたステー部55にねじ手段をもって取り付けられており、負圧チャンバ46がバタフライ弁支持部33に近接配置されていることと相俟って、負圧チャンバ46、電磁弁43、及びダイヤフラムアクチュエータ42の負圧室54間を連結するゴムチューブ53のより一層の短縮化を実現している。
【0025】
上記構成により、ダイヤフラムアクチュエータ42の負圧室54に縮設された圧縮コイルばね56の伸長力でダイヤフラム57が大気室44側に押し出された状態では、バタフライ弁29が開き、バタフライ弁29の直前に位置する開口端34から共通管路Cを経て対シリンダヘッド結合端25cに到る短管路27が、長管路28の吸気上流端部と共に連通する状態(高速・高負荷運転領域)となる。また、ダイヤフラムアクチュエータ42の負圧室54に負圧を導入することによってダイヤフラム57を負圧室54側に引き寄せた状態では、バタフライ弁29が閉じ(図4に2点鎖線で示した状態)、短管路27の開口端34よりも吸気上流側にその開口端28aが位置する長管路28のみが連通する状態(低速・低負荷運転領域)となる。このようにして、エンジン4の運転状態に応じて吸気管路の断面積及び管路長を2段階に切り換えることができるようになっている。
【0026】
長管通路28の最上流部と短管通路27とを隔てる管壁58の下流側端縁と、サージタンク24内における短管通路27の開口端34とは、図4に示したように、同一平面D上に置かれている。この平面Dは、独立吸気管部25の対シリンダヘッド結合端25cの軸線と共に金型のパーティング面に直交しており、これにより、中間ブロック35の型抜きに支障が生じないようにしている。なお、前記した負圧チャンバ46を形成する凹所45の軸線並びに負圧チェック弁48を装着する筒状孔47の軸線も、中間ブロック35の型抜きを考慮して共に金型のパーティング面に直交している。
【0027】
ダイヤフラムアクチュエータ42の大気室44の中心軸Aの向きは、中間ブロック35の型抜き方向、つまり平面Dに平行する方向に対して傾斜しているが(図8参照)、この大気室44は、別のスライド金型61を用いて成型される。なお、大気室44の開口面62を図8における真上に向け、中心軸Aを平面Dに平行させれば、別のスライド金型61を廃止することも可能である。
【0028】
【発明の効果】
以上詳述した通り本発明の請求項1によれば、サージタンクを、少なくともスロットルボディの連結部とエンジン側の壁とを一体成型してなる第1の部分(内側ブロック)と、少なくとも反エンジン側の壁の一部と独立吸気管の吸気上流側の端部とを一体成型してなる第2の部分(中央ブロック)とに分割して吸気マニホルド体を構成するものとしたので、独立吸気管のサージタンクとの連結部の構成の自由度をより一層高めた上で合わせ金型を用いた射出成型で吸気マニホールドを形成することができる。また請求項2の構成によれば、独立吸気管及びバタフライ弁支持部をも合わせ金型を用いた射出成型で形成することができる。従って、本発明により、複雑な形態となりがちなこの種の可変管長式吸気装置の生産性を高める上に多大な効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明が適用された船外機の要部側面図
【図2】本発明が適用された船外機の上面図
【図3】本発明による吸気マニホルド体の分解斜視図
【図4】本発明による吸気マニホルド体の水平断面図
【図5】本発明による吸気マニホルド体の要部水平断面図
【図6】本発明による吸気マニホルド体の要部垂直断面図
【図7】本発明による吸気マニホルド体の要部上面図
【図8】本発明による吸気マニホルド体のダイヤフラムアクチュエータの形成部を一部断面にして示す要部上面図
【符号の説明】
19 燃焼室
20 吸気装置
23 エルボ部
24 サージタンク
24a エンジン側の壁
24b 反エンジン側の壁
25a 外周側半部
25b 内周側半部
26 吸気マニホルド体
27 短管路
28 長管路
29 バタフライ弁
30 対スロットルボディ結合部
31 内側ブロック
32 外側ブロック
33 バタフライ弁支持部
34 短管路開口端
35 中央ブロック

Claims (2)

  1. シリンダブロックの側方にシリンダ列方向に並設されて複数の気筒の各燃焼室に個々に連結された複数の独立吸気管と、該独立吸気管のそれぞれが開口する共通のサージタンクとを備えた内燃機関用吸気装置であって、
    前記サージタンクは、少なくともスロットルボディの連結部とエンジン側の壁とを一体成型してなる第1の部分と、少なくとも前記独立吸気管の対シリンダヘッド結合端を一体成型してなる第2の部分とを有することを特徴とする内燃機関用吸気装置。
  2. 前記独立吸気管の少なくとも一部に管長が互いに異なる2つの管路を設け、
    前記第2の部分は、エンジン側に曲率中心をおく適宜な曲率で湾曲した吸気流線に沿う面で分割された前記独立吸気管の内周側の半部、前記独立吸気管の対シリンダヘッド結合端、及び前記2つの管路のうちの少なくとも1つに設けられた開閉弁の支持部をさらに一体成型してなると共に、
    前記独立吸気管の外周側の半部及びサージタンクの反エンジン側の壁の一部を一体成型してなる第3の部分をさらに有することを特徴とする請求項1に記載の内燃機関用吸気装置。
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