JP2007024038A - 特に内燃機関用の吸気モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】構造が簡単で多様に形成できる内燃機関用吸気モジュールを提供する。
【解決手段】吸気モジュール1は一般に複数の吸気通路2、3、4、5を有し、これらの通路には吸気管流入孔21、22；31、32；41、42；51、52が形成される。２つの吸気管流入孔が１つの吸気通路に属し、したがってエンジンの運転モードに応じて吸気通路の第１の吸気管流入孔21、31、41、51の断面積は一定とし、第２の吸気管流入孔22、32、42、52の断面積を可変とすることができる。そのため、前記吸気通路が内部に形成されたハウジング6内に前記吸気通路自体を一定の部分で分割する隔壁部材23、33、43、53が嵌着され、該隔壁部材に前記第２の吸気管流入孔の断面積を可変とする可動部材7が設けられていることが特に有利である。
【選択図】図１

Description

本発明は吸気モジュールに関し、特に請求項１に記載の上位概念による型の内燃機関用吸気モジュールに関する。

少なくとも一つの吸気通路を含む内燃機関用吸気モジュールがＤＥ１９５０３７７１Ａ１に開示されている。この吸気通路は２つの吸気管流入孔を有し、これらの流入孔はフランジ構成部材に互いに隣接して設けられている。これらの吸気管流入孔のうち、一方はその断面積が不変であり、他方には回転すべり弁が配置されて該回転すべり弁によってその流入孔断面積が可変であるように構成されている。

このような吸気モジュールは信頼性が高く、吸気管流入孔断面積の一部分のみが利用される運転状態のときに他の部分が流れに対して抵抗になるのが避けられて燃料消費の低減が得られる。吸気管流入孔断面積の拡大を要する運転状態のときには制御可能な回転すべり弁により吸気管流入孔断面積が最適に調節される。
ＤＥ １９５ ０３ ７７１ Ａ１

本発明の課題は、構造が簡単で多様に形成できる吸気モジュールを提供することである。

この課題は請求項１記載の特徴により解決される。

本発明の吸気モジュールの利点は、隔壁部材が別体として構成されていることであり、該隔壁部材が好ましくはフラップ弁として形成される可動部材を取り付けた後に吸気モジュールの対応する吸気通路に嵌着されることである。このようにして、内部に吸気通路が形成されたハウジングは簡単に形成することができ、特に前記可動部材の軸受に関してそうである、というのは、該軸受は同様にハウジング内部の隔壁部材に設けられるからである。したがって、隔壁部材、フラップ弁、あるいは軸受を、ハウジング自体の変更を要することなく容易に変更することができる。

フラップ弁は好ましくは片方側が一つの軸線回りに揺動可能に軸受される。この軸受には好ましくは隔壁部材の軸受穴に軸受支持される軸受軸が用いられる。該軸受軸は好ましくはフラップ弁と一体に形成され、軸受摩擦を低減するために軸受ブッシュを装着することができる。このような軸受ブッシュには通常滑り性のよい材料が用いられる。フラップ弁の両軸受軸並びに隔壁部材の両軸受穴はそれぞれ異なる直径とするのがよい。これにより、直径の大きい方の軸受軸の正面側に別の部材を嵌着できる穴を設けて該別部材を嵌入し、該別部材は直接にあるいは間接に作動装置に連結することができる。

さらに、フラップ弁は２つの位置に取らせることができるようにし、第２の吸気管流入孔は、フラップ弁が第１の位置にあるときは完全に開かれ、第２に位置にあるときは完全に閉鎖されるようにするのが有利である。その際、フラップ弁はそれが第１の位置にあるときはフラップ弁全体が隔壁部材の形状範囲内にあるように形成するのがよい。これにより、この第１の位置のときにフラップ弁により流れの抵抗が生じることがなくなる。

改変された一実施例では、フラップ弁端部の揺動軸が第２の吸気管流入孔において流れの方向に見て後方側に設けられる。この場合、隔壁部材にはフラップ弁の揺動軸より流れ方向前方側にフラップ弁の形状に少なくとも略一致する開口部を設け、フラップ弁が第１の位置にあるときは該開口部がフラップ弁により閉鎖されるようにするのがよい。このような実施例では、フラップ弁が第２の吸気管流入孔において第２の位置にあるときに、フラップ弁に当たる吸気流は隔壁部材の前記開口部を通って第１の吸気管流入孔に導かれる。

他の実施例では、フラップ弁端部の揺動軸が第２の吸気管流入孔において流れの方向に見て前方側に設けられる。この場合は隔壁部材の長さを短くすることができる。そのほか、吸気モジュール内のフラップ弁全てを同時に作動できる作動棒を設けるのがよい。そうすると、該作動棒を長手方向に移動させる調整駆動装置を一つ設けるのみでよい。前記作動棒の長手方向の運動をフラップ弁軸受部での揺動運動に変換するために、各フラップ弁の軸受軸にレバーを取付け、該レバーの自由端を前記作動棒に連結する必要がある。

隔壁部材を吸気通路に配置し固定する特に有利で簡単な方法は、吸気通路に溝を設け、該溝に前記隔壁部材の側端縁を嵌着することである。該隔壁部材の側端縁は側枠部材として形成し、該側枠部材の幅は隔壁の厚さよりも小さくするのがよい。このように形成すると、側枠部材に軸受のための十分なスペースを確保することができるとともに、隔壁部材自体の材料使用量を最小にすることができる。目的にかなう一実施例において、これらの両側枠部材は一つの隔壁部材について互いに異なる長さとすることができ、その際、隔壁の流れ方向前方側の端縁は隔壁の幅に亘って傾斜するように形成される。これに対する代替実施例として、両側枠部材は同じ長さとし、隔壁の流れ方向前方側の端縁は隔壁の幅に亘って凹み形状をなすように形成される。フラップ弁は吸気通路並びに吸気管流入孔の形状に適合する形状に形成することができる。それ故、フラップ弁はフラップ弁体を有して該弁体の揺動軸と反対側の端縁の側方側には丸みを付けるのが好ましいのである。

本発明の吸気モジュールの実施例は以下に図面を参照にしてさらに詳細に説明される。

図１は吸気モジュール１を示し、ハウジング６内には吸気通路２、３、４、５が設けられている。該ハウジング６は上側殻部材３９と下側殻部材４０からなる。該下側殻部材４０の下側には吸気モジュール１を内燃機関のシリンダヘッドに取り付けるフランジ４４が形成されている。

前記下側殻部材４０内に延びる吸気通路２の部分に該給気通路２のこの部分を第１の吸気管流入孔２１と第２の吸気管流入孔２２に分ける隔壁部材２３が配設されている。同様に吸気通路２には第１の吸気管流入孔３１と第２の吸気管流入孔３２が隔壁部材３３によって形成されている。吸気通路４および５についても同様で、それぞれ隔壁部材４３、５３が組み込まれている。吸気通路２、３、４、５のそれぞれの壁には吸気通路の長手方向に延びる溝３５が設けられ、これらの溝にはそれぞれ隔壁部材２３、３３、４３、５３の端縁が嵌め込まれている。このような溝３５を設けることにより、隔壁部材２３、３３、４３、５３の位置決めが正確にできるとともに、これらの隔壁部材を下方から、すなわちフランジ４４側から容易に取り付けることができる。隔壁部材２３、３３、４３、５３のそれぞれは、実施例では揺動可能なフラップ弁８に形成された可動部材７を具えている。該揺動可能なフラップ弁８はその下端部に後で詳細に説明する軸受部が設けられている。フラップ弁８は、それらの第１の位置では隔壁部材２３、３３、４３、５３と一直線上に並んで隔壁部材に形成された開口部１４が閉じられるように配置される。これにより、吸気管流入孔２１と２２、３１と３２、４１と４１、および５１と５２はそれぞれ同じ流入孔断面積となる。図１に示されたフラップ弁８の第２の位置では、これらのフラップ弁はそれぞれ第２の吸気管流入孔２２、３２、４２、５２を閉鎖し、隔壁部材２３、３３、４３、５３の開口部１４は開放される。これにより、それぞれの吸気通路２、３、４、５に吸入される空気流は全てそれぞれの第１の吸気管流入孔２１、３１、４１、５１を通って導かれる。流れ方向前方側の端縁は符号３０で示される。

図２は吸気通路２の下側部分の断面をそこに配置された隔壁部材２３およびフラップ弁８とともに示す。同図から、下側殻部材４０には吸気通路２の壁に互いに向き合う二つの溝が設けられ、該溝に隔壁部材２３の側端縁が嵌っているのが分かる。隔壁部材２３には軸受軸１０、１１を受けるための軸受穴１２，１３が設けられており、明らかに軸受軸１０が軸受軸１１よりも小さいことが分かる。このように軸受軸１１の直径をより大きくすることにより、該軸の端面の孔を設け、該孔に別の軸受部材の端面に形成された四角部４８が嵌るようにすることが可能となる。この別の軸受部材は、支持軸受け４５の構成部材であり、後でさらに詳しく説明する作動棒１５に連結された作動レバー４６と一体に形成されている。フラップ弁８は作動棒１５の移動により揺動できる。図２からは、さらにフラップ弁８は揺動軸Ａと反対側の縁が丸み２６を付けられていることが分かる。隔壁部材２３の流れ方向前方側の端縁３０は図２においては傾斜状に形成されている、すなわち隔壁部材の両側端縁は互いに長さが異なっている。

図３はそれぞれフラップ弁を備えた四つの隔壁部材２３、３３、４３、５３並びにこれらのフラップ弁８を揺動させるための作動装置の斜視図を示す。該作動装置は作動棒１５を含み、該作動棒は直線移動可能でありそれぞれの作動レバー４６を介してそれぞれのフラップ弁８に連結されている。前記作動棒１５の移動は、本実施例では負圧箱として形成された調節駆動装置５０によって行われる。さらに図３から分かるように前記作動レバー４６の近くに支持軸受け４５が設けられており、該支持軸受け４５は図２ではハウジングの下側殻部材に配置されている。隔壁部材２３、３３、４３、５３はそれぞれ側枠部材２８、２９を有し、側枠部材２８は側枠部材２９よりも幾分短く形成されている。このことからも隔壁部材の流れ方向前方側端縁が側枠部材２９から側枠部材２８に向って少し傾くことになる。

図４は側枠部材２８、２９を具えた隔壁部材２３の前面図である。流れが接触することになる前方端縁３０は、側枠部材２９から側枠部材２８に向かって幾分傾斜している。側枠部材側２８および２９には図６で明らかなように軸受け軸１０および１１の受け部が設けられている。図６からはフラップ弁８が作動する際の摩擦を低減するために軸受ブッシュ２５および２７が取付けられていることが同様に明らかである。フラップ弁８は、図４および６から明らかなように、揺動軸Ａと反対側の縁が丸み２６を付けられている。

図５は図４におけるＶ−Ｖ断面を示す。図５からフラップ弁８は隔壁部材２３の中央部で軸受されており、フラップ弁８の第１の位置では該フラップ弁８は隔壁部材２３と一直線に並ぶ。これにより、該弁は隔壁部材２３の上部の開口部１４を閉鎖する。図５および６から、そのほか側枠部材２８および２９の幅Ｂは隔壁部材の厚さＤよりも大きいことが明らかである。これにより、側枠部材２８および２９には軸受穴１２および１３を設けるための十分な場所を確保しながら隔壁部材２３はできるだけ材料を節約するように形成することができる。図７は図４対応する斜視図であり、図４乃至６と同じ構成部材には同じ符号が付してある。

図８は図１に示した吸気モジュール１の変形例を示す。ハウジング６は、同じように上側殻部材３９および下側殻部材４０並びにそれらの内部に形成された吸気通路２３、３３、４３、５３からなる構成である。変更されたのは隔壁部材２３、３３、４３、５３とそれらに配設された可動部材をなすフラップ弁９の形状である。同図から明らかなように、隔壁部材２３のフラップ弁９の揺動軸受４９下側の部分は非常に薄く形成されており、その結果フラップ弁９が第１に位置にあるとき、すなわち第２の吸気管流入孔２２が完全に開かれたときに流れの抵抗が生じない。そのほか、隔壁部材２３、３３、４３、５３はより短くなっており、このことはフラップ弁９を下向きとしたことにより可能となった。つまり、この実施形態では前記揺動軸受４９はフラップ弁の上端部に設けられている。図８に示した吸気モジュール１の可動部材７の作動方法は先に示した実施例において説明した方法と同様である。

図９は図８における隔壁部材２３の前面図を示し、図１０には図９のＸ−Ｘ断面が示してある。これらの図から明らかなように、隔壁部材２３は側枠部材３６および３７を含み、これら側枠部材の上端は同じ高さにある。側枠部材３６と３７の上端間には隔壁部材前方側端縁３８が凹状をなすように形成されている。隔壁部材２３の下側部分の厚さは、フラップ弁９が隔壁部材２３に密着している場合に第２の吸気管流入孔の断面積が揺動軸受４９の流れ方向前方側におけるそれよりも小さくならないような寸法にされる。

図１１および１２には隔壁部材２３がそれに取り付けられたフラップ弁９とともに展開図および斜視図で示してある。この実施例においても、軸受軸１０および１１が先に示した実施例の場合と同様に形成されているので、軸受ブッシュ２５および２７を設けることができる。

複数の吸気通路を具えた吸気モジュールの部分断面図である。 吸気通路における隔壁部材およびフラップ弁の該隔壁部材に沿う面での断面図である。 フラップ弁を具えた隔壁部材および吸気モジュールの作動装置の斜視図である。 フラップ弁を具えた隔壁部材の前面図である。 図４におけるＶ−Ｖ断面図である。 フラップ弁を具えた隔壁部材の展開図である。 図４に対応する斜視図である。 図１に対する他の実施例である。 図８の吸気モジュールの隔壁部材とフラップ弁の前面図である。 図９におけるＸ−Ｘ断面図である。 フラップ弁を具えた隔壁部材の展開図である。 図９に対応する斜視図である。

Claims (16)

1. 少なくとも２つの吸気管流入孔（２１、２２；３１，３２；４１，４２；５１，５２）を有する少なくとも一つの吸気通路（２、３、４、５）を具え、それらのうち第１の吸気管流入孔（２１、３１、４１、５１）は基本的に一定の断面積で内燃機関に通じ、前記吸気通路（２、３、４、５）の第２の吸気管流入孔（２２、３２、４２、５２）はその流れの断面積が可変である特に内燃機関用の吸気モジュール（１）であって、前記吸気通路（２、３、４、５）が内部に形成されたハウジング（６）内に前記吸気通路（２、３、４、５）自体を一定の部分で分割する隔壁部材（２３、３３、４３、５３）が嵌着され、該隔壁部材（２３、３３、４３、５３）に前記第２の吸気管流入孔（２２、３２、４２、５２）の断面積を可変とする可動部材（７）が設けられていることを特徴とする吸気モジュール。
2. 前記可動部材（７）はフラップ弁（８，９）として形成され、その一端側が軸線（Ａ）の回りに揺動可能に支持されていることを特徴とする請求項１記載の吸気モジュール。
3. 前記フラップ弁（８，９）は軸受軸（１０、１１）を介して前記隔壁部材（２３、３３、４３、５３）の軸受穴（１２、１３）に軸受されていることを特徴とする請求項２記載の吸気モジュール。
4. 前記フラップ弁（８，９）に形成された両軸受軸（１０、１１）並びに前記隔壁部材（２３、３３、４３、５３）の両軸受穴はそれぞれ互いに直径が異なることを特徴とする請求項３記載の吸気モジュール。
5. 前記フラップ弁（８，９）は２つの位置を取らせることができ、該フラップ弁（８，９）の第１の位置では前記第２の吸気管流入孔（２２、３２、４２、５２）は全開となり第２の位置では全閉となることを特徴とする請求項２乃至４のいずれか１項に記載の吸気モジュール。
6. 前記フラップ弁（８，９）は全体がその第１の位置では前記隔壁部材（２３，３３、４３、５３）の形状範囲内にあることを特徴とする請求項５記載の吸気モジュール。
7. 前記揺動軸線（Ａ）は前記フラップ弁（８）の端部を通り、該端部は前記第２の吸気管流入孔（２２、３２、４２、５２）において流れの後方側にあることを特徴とする請求項２乃至６のいずれか１項に記載の吸気モジュール。
8. 前記隔壁部材（２３、３３、４３、５３）には前記フラップ弁（８）の揺動軸線（Ａ）の流れの前方側に該フラップ弁（８）の形状に少なくとも略一致する開口部（１４）が設けられ、該開口部（１４）は前記フラップ弁（８）の第１の位置では該フラップ弁（８）により閉鎖されることを特徴とする請求項７記載の吸気モジュール。
9. 前記揺動軸線（Ａ）は前記フラップ弁（９）の端部を通り、該端部は前記第２の吸気管流入孔（２２、３２、４２、５２）において流れの前方側にあることを特徴とする請求項２乃至６のいずれか１項に記載の吸気モジュール。
10. 前記フラップ弁（８，９）の全てを同時に作動させる作動棒（１５）が設けられていることを特徴とする請求項２乃至９のいずれか１項に記載の吸気モジュール。
11. 各フラップ弁（８，９）軸受軸（１１）にはレバー（１６）が取り付けられ、該レバー（１６）の自由端が前記作動棒（１５）に連結されていることを特徴とする請求項３乃至１０のいずれか１項に記載の吸気モジュール。
12. 前記吸気通路（２、３、４、５）には溝（３５）が設けられ、これらの溝に前記隔壁部材（２３、３３、４３、５３）の側端縁（１７，１８）が嵌着されていることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の吸気モジュール。
13. 前記隔壁部材（２３、３３、４３、５３）の側端縁（１７，１８）は側枠部材（２８、２９；３６、３７）として形成され、それらの幅（Ｂ）は前記隔壁部材（２３、３３、４３、５３）の厚さ（Ｄ）よりも小さいことを特徴とする請求項１２記載の吸気モジュール。
14. 前記隔壁部材（２３、３３、４３、５３）の両側枠部材（２８、２９）は長さが異なり、該隔壁部材（２３、３３、４３、５３）の流れ方向前方側の端縁３０は該隔壁部材（２３、３３、４３、５３）の幅（Ｂ）に亘って傾斜していることを特徴とする請求項１３記載の吸気モジュール。
15. 前記両側枠部材（３６、３７）は長さが等しく、前記隔壁部材（２３、３３、４３、５３）の流れ方向前方側の端縁３８は該隔壁部材（２３、３３、４３、５３）の幅（Ｂ）に亘って凹状に形成されていることを特徴とする請求項１３記載の吸気モジュール。
16. 前記フラップ弁（８，９）は、その前記揺動軸（Ａ）と反対側の縁の側方側に丸み（２６）を付けてあることを特徴とする請求項２乃至１５のいずれか１項に記載の吸気モジュール。

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