JP2007255331A - 内燃機関用吸気マニホールド装置 - Google Patents

Abstract

【課題】吸気マニホールドに対する通路長切換部の組付性を向上させ、且つ、前記通路長切換部に装着されるシール体の組付性及び製造性の向上を図る。
【解決手段】吸気マニホールド１２に装着される通路長切換部１４は、該吸気マニホールド１２に挿通され、短管吸気通路２２と連通する連通口５６ａ〜５６ｄを有するバルブボディ３４と、該連通口５６ａ〜５６ｄを開閉させ、前記短管吸気通路２２と前記連通口５６ａ〜５６ｄとの連通状態を切り換える切換弁１６と、前記バルブボディ３４に装着されるシール体４０ａ、４０ｂとからなり、前記バルブボディ３４が、前記吸気マニホールド１２への挿入方向に沿って徐々に幅狭となるテーパ状に形成される。
【選択図】図４

Description

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、吸入空気が流通する吸気通路の長さを切換可能な通路長切換部を有する内燃機関用吸気マニホールド装置に関する。

従来から、自動車等の多気筒エンジンでは、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との間に吸気マニホールドが設けられ、前記吸気マニホールドに吸入された吸入空気を分流させて各吸気ポートへと配分している。

近年、エンジンの高出力化に伴い、高速又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、低速又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部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（例えば、特許文献１参照）。

この通路長切換部は、吸気マニホールドに挿通される保持体と、該保持体に回動自在に支持され、吸気通路を切り換える回転弁が装着された軸とから構成される。この保持体を、吸気マニホールドに対して嵌合させた際に、鋳造によって形成される吸気マニホールドと前記保持体との間に隙間が生じることが懸念される。この場合、吸気マニホールドにおける吸気管と保持体との間にシール部材を設け、前記吸気マニホールドと保持体の間の気密を保持することが考えられるが、各吸気管にそれぞれシール部材が必要となるため、その部品点数が増大すると共に組付性が低下してしまう。また、保持体を吸気マニホールドに挿通させる際に、シール部材が抵抗となってしまい、さらなる組付性の低下が懸念される。

そこで、本出願人は、吸気マニホールドと接合部の気密性を十分に確保可能な通路長切換部を有する内燃機関用吸気マニホールド装置を提案している（特許文献２参照）。この通路長切換部では、吸気マニホールドと、該吸気マニホールドに挿通される保持体との間にシール体を設けることにより、前記吸気マニホールドと保持体との間における気密を保持可能とし、前記シール体を一体構造とすることにより、該シール体が装着された保持体の吸気マニホールドに対する組付性を確保している。

特表平８−５００４１１号公報 特開２００２−３４９３７８号公報

本発明は、前記の提案に関連してなされたものであり、吸気マニホールドに対する通路長切換部の組付性をより一層向上させ、且つ、前記通路長切換部に装着されるシール体の組付性及び製造性の向上を図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。

前記の目的を達成するために、本発明は、内燃機関を構成する本体部の各シリンダに独立して接続され、スロットル装置から吸入空気が導入されるサージタンクと連通する長管吸気通路と前記長管吸気通路から分岐して該サージタンクに連通する短管吸気通路とを有する吸気マニホールドと、
前記吸気マニホールドの開口部に挿通され、前記内燃機関の運転状況に応じて前記長管吸気通路又は前記短管吸気通路と前記サージタンクとの連通状態を切り換える通路長切換部とを備える内燃機関用吸気マニホールド装置において、
前記通路長切換部は、前記短管吸気通路と連通する連通口を有する保持体と、
前記保持体に設けられ、前記連通口を開閉することにより前記短管吸気通路の連通状態を切り換える切換弁と、
前記保持体において少なくとも前記サージタンクに臨む面に装着されるシール体と、
を備え、
前記保持体は、該保持体が前記吸気マニホールドに挿通された際に、前記開口部側となる一端部側から他端部側に向かって徐々に幅狭となるテーパ状に形成されることを特徴とする。

本発明によれば、吸気マニホールドに挿通される通路長切換部は、短管吸気通路に臨む連通口を有する保持体と、前記連通口を開閉させる切換弁と、前記保持体に装着されるシール体とを備え、前記保持体を前記吸気マニホールドに挿通した際に、開口部側となる一端部側から他端部側に向かって徐々に幅狭となるようにテーパ状に形成している。また、保持体に対して少なくともサージタンクに臨む面にシール体を設け、前記サージタンクから短管吸気通路へと流通する吸入空気の漏出を防止している。

従って、保持体を吸気マニホールドの開口部から挿通させる際、該保持体が前記開口部から離間する方向に向かって徐々に幅狭状に形成されているため、前記吸気マニホールドに対する挿入性を良好とすることができ、前記保持体を含む通路長切換部の吸気マニホールドに対する組付性を向上させることができる。

また、シール体を、サージタンク側に臨む面に設けることにより、バルブボディと吸気マニホールドとの間における気密が十分に確保され、且つ、保持体の周面を囲繞するようにシール体が設けられた場合と比較し、前記保持体を吸気マニホールドに挿入する際の前記シール体と前記吸気マニホールドとの間の接触抵抗が軽減されるため、前記通路長切換部の組付性を向上させることができる。

さらに、シール体は、保持体において少なくともサージタンクに臨む面に装着されればよいため、その構造を簡素化することが可能となり、それに伴って、前記シール体の製造性を向上させることができ、且つ、前記保持体に対する組付性も向上させることが可能となる。

さらにまた、シール体が、連通口を囲繞するように保持体に対して装着されることにより、前記連通口を通じて短管吸気通路内を流通する吸入空気の漏出が前記シール体によって確実に防止される。

またさらに、シール体は、保持体に装着された際に短管吸気通路に対して略平行となる第１シール部と、
前記第１シール部に対して略直交し、サージタンク側に設けられる第２シール部と、
を備え、
前記第１シール部が、前記保持体を挟んで対向するように一組設けられ、前記一組の第１シール部を前記第２シール部によって互いに連結させるとよい。

これにより、第１シール部を、吸気マニホールドにおける短管吸気通路と略平行な内壁面に当接させると共に、第２シール部をサージタンク側となる内壁面に当接させることができるため、前記シール体が装着された保持体と吸気マニホールドとの間の吸入空気の漏出が確実に防止される。また、一組の第１シール部を第２シール部を介して連結するという簡素な構造としているため、シール体の製造性を良好とすることができる。

また、第１シール部に保持体側に向かって突出した爪部を有し、前記爪部を前記保持体に形成された装着溝に対して係合させることにより、前記第１シール部を含むシール体を、前記保持体に対して確実に装着することができるため、前記シール体の脱落を防止することができると共に、前記シール体を前記保持体に対して簡便に装着することが可能となる。

また、第２シール部は、保持体側に向かって突出した突出部を有し、前記突出部を介して前記第２シール部を前記保持体の装着溝に対して当接させるとよい。これにより、第２シール部が突出部を介して装着溝から所定間隔離間した状態で保持されるため、該第２シール部を含むシール体に対して吸気マニホールド側から荷重が付与された場合に、前記第２シール部が該第２シール部と装着溝との間の空間内で変形して好適に吸収し、前記第２シール部を常に吸気マニホールドに対して密着させてシールを行うことができる。

さらに、シール体を、保持体におけるサージタンクに臨む第１面と、該第１面に対して前記保持体を挟んで反対側となる第２面に対してそれぞれ装着することにより、吸気マニホールドの内壁面に対して前記第１及び第２面を確実に当接させてシールすることができるため、前記吸気マニホールドと保持体との間における吸入空気の漏出をより一層確実に阻止することができ、且つ、隣接する短管吸気通路の間における吸入空気の流通も確実に阻止することができる。

本発明によれば、以下の効果が得られる。

すなわち、通路長切換部を構成する保持体が、吸気マニホールドの開口部から離間する方向に向かって徐々に幅狭となるようにテーパ状に形成されているため、前記吸気マニホールドに対する挿入性が良好となり、吸気マニホールドに対する通路長切換部の組付性を向上させることができる。

また、シール体を、サージタンク側に臨む面のみに設けることにより、前記保持体を吸気マニホールドに挿入する際の接触抵抗が軽減され、前記通路長切換部の組付性がさらに向上すると共に、前記シール体の構造を簡素化して製造性を向上させ、且つ、前記保持体に対する前記シール体の組付性を向上させることができる。

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。

図１において、参照符号１０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を示す。なお、ここでは、複数のシリンダを有する多気筒エンジンに適用される吸気マニホールド装置について説明する。

内燃機関用吸気マニホールド装置１０（以下、吸気マニホールド装置１０という）は、車両等に搭載される、例えば、４つのシリンダ室を有する４気筒のエンジンに設けられている。

この吸気マニホールド装置１０は、図１及び図２に示されるように、吸気マニホールド１２と、該吸気マニホールド１２に挿通され、該吸気マニホールド１２内を流通する吸入空気の通路長さを切り換える通路長切換部１４と、該通路長切換部１４の切換弁１６を回動させる駆動部１８とを有する。

吸気マニホールド１２は、例えば、樹脂製材料を射出成形した複数の分割体を溶着又は接着することにより一体的に形成されている。この吸気マニホールド１２は、図示しないスロットル装置の絞り弁を通じて吸入された空気が一時的に溜められるサージタンク２０と、図示しないエンジンの高速又は高負荷運転時に、前記サージタンク２０から吸入空気を吸気する短管吸気通路２２と、前記エンジンの低速又は低負荷運転時に、前記サージタンク２０から前記吸入空気を吸気する長管吸気通路２４とを有する。

また、吸気マニホールド１２は、図示しないエンジンのシリンダヘッド（本体部）２６（図２参照）に接続されるフランジ部２８を備え、前記フランジ部２８は、その略鉛直面を介して前記シリンダヘッド２６に連結される。

短管吸気通路２２は、サージタンク２０の上方に設けられ、略鉛直上方向に向かって直線状に延在すると共に、その下端部が前記サージタンク２０側に向かって開口している。長管吸気通路２４は、一端部がサージタンク２０側に開口し、該一端部から他端部側に向かって吸気マニホールド１２の外壁面に沿って湾曲しながら延在する。そして、長管吸気通路２４の他端部が短管吸気通路２２の上方まで延在し、該他端部には前記短管吸気通路２２が略直交するように接続される。これにより、前記短管吸気通路２２と長管吸気通路２４とが連通する。

この短管吸気通路２２の通路長は、吸気マニホールド１２の外壁面に沿って湾曲状に形成された長管吸気通路２４の通路長より短くなるように設定される。すなわち、エンジンの高速又は高負荷運転時には、通路長の短い短管吸気通路２２を通じて吸入空気がシリンダヘッド２６へと供給され、前記エンジンの低速又は低負荷運転時に、通路長の長い長管吸気通路２４を通じて前記吸入空気がシリンダヘッド２６へと供給される。

この短管吸気通路２２及び長管吸気通路２４は、図示しないエンジンのシリンダ数（例えば、４つ）に応じてそれぞれ４本ずつ設けられ、前記短管吸気通路２２及び長管吸気通路２４は、それぞれ独立して並列に形成される。

さらに、吸気マニホールド１２には、図３及び図４に示されるように、短管吸気通路２２の軸線方向と略直交し、且つ、４本の短管吸気通路２２を略直交方向に貫通するように保持孔３０ａ〜３０ｆが形成される。

この保持孔３０ａ〜３０ｆは、吸気マニホールド１２の一側面１２ａに対して断面略長方形状に開口し（図１及び図２参照）、該保持孔３０ａ〜３０ｆには吸気マニホールド１２の外部から通路長切換部１４が挿入される。詳細には、保持孔３０ａ〜３０ｆの断面形状は、短管吸気通路２２の軸線と略直交する略水平方向（幅方向）に幅広状に形成され、前記短管吸気通路２２の軸線方向となる略鉛直方向（厚さ方向）に幅狭状に形成される。

吸気マニホールド１２の内部には、保持孔３０ａ〜３０ｆと一直線上に設けられ、複数の短管吸気通路２２に臨むように拡幅部３２ａ〜３２ｄが形成される。この拡幅部３２ａ〜３２ｄは、短管吸気通路２２の軸線と略直交するように拡幅し、前記保持孔３０ａ〜３０ｆに挿入された通路長切換部１４のバルブボディ（保持体）３４が保持される。すなわち、後述するバルブボディ３４の幅寸法Ｗ（図４参照）が、短管吸気通路２２の通路径より大きいため、前記バルブボディ３４の幅形状に対応するように短管吸気通路２２の内壁面を拡幅させている（図２参照）。

この拡幅部３２ａ〜３２ｄは、バルブボディ３４の両側部を保持するようにそれぞれ断面略コ字状に形成され、複数の保持孔３０ａ〜３０ｆの間となる位置にそれぞれ形成されている。そして、前記拡幅部３２ａ〜３２ｄと保持孔３０ａ〜３０ｆによって通路長切換部１４のバルブボディ３４が吸気マニホールド１２の内部に保持される。

また、図６及び図７に示されるように、保持孔３０ａ〜３０ｆ及び拡幅部３２ａ〜３２ｄの幅寸法Ｗ及び高さ寸法Ｈは、通路長切換部１４が挿入される吸気マニホールド１２の一側面１２ａ側から他側面１２ｂ側に向かって徐々に小さくなるように形成される。詳細には、保持孔３０ａ〜３０ｆ及び拡幅部３２ａ〜３２ｄは、吸気マニホールド１２の一側面１２ａ側から他側面１２ｂ側に向かって徐々に幅狭となるように所定角度で傾斜したテーパ状に形成される。

さらに、吸気マニホールド１２の一側面１２ａには、図１及び図４に示されるように、保持孔３０ａ〜３０ｆの近傍に通路長切換部１４が固定される一組のボルト孔３６が設けられている。

通路長切換部１４は、図３〜図５に示されるように、樹脂製材料からなるバルブボディ３４と、該バルブボディ３４に対して回動自在に設けられる切換弁１６を有する弁機構部３８と、前記バルブボディ３４に装着され、吸気マニホールド１２との間に挟持されるシール体４０ａ、４０ｂとからなる。

バルブボディ３４は、吸気マニホールド１２の保持孔３０ａ〜３０ｆ及び拡幅部３２ａ〜３２ｄに対応した断面略長方形状に形成され、該バルブボディ３４の断面形状は、保持孔３０ａ〜３０ｆに挿入された際に短管吸気通路２２の軸線と略直交する幅寸法Ｗが、前記短管吸気通路２２の軸線方向となる厚さ寸法Ｔに対して大きく形成される。

また、バルブボディ３４は、軸線方向に沿って所定長さを有する角柱状に形成され、その一端部３４ａには、前記軸線と略直交方向に幅広状となる取付フランジ４２が設けられる。そして、バルブボディ３４を含む通路長切換部１４が、吸気マニホールド１２の保持孔３０ａ〜３０ｆに挿入された際、取付フランジ４２が一組のボルト４４を介して吸気マニホールド１２のボルト孔３６に固定される。これにより、通路長切換部１４が吸気マニホールド１２の保持孔３０ａ〜３０ｆに挿入された状態で固定される。

バルブボディ３４の他端部３４ｂには、該バルブボディ３４の軸線上となる位置に弁機構部３８のシャフト４６を支持する支持部４８が設けられ、該支持部４８にはシャフト４６が挿入される支持穴５０が形成される。この支持部４８は、バルブボディ３４の他端部３４ｂから所定長だけ突出し、吸気マニホールド１２の保持孔３０ｆに臨むように形成された凹部５２に係合される。これにより、バルブボディ３４を保持孔３０ａ〜３０ｆに挿入した際、支持部４８と凹部５２との係合作用下に前記バルブボディ３４を含む通路長切換部１４が吸気マニホールド１２に対して位置決めされる。なお、支持部４８には、外部に露呈する部位に有底筒状のカバー部材５４が装着されている。

また、バルブボディ３４は、該バルブボディ３４の軸線と略直交し、且つ、吸気マニホールド１２に装着された際に略水平方向となる幅寸法Ｗ（図４参照）が、その一端部３４ａ側から支持部４８を有する他端部３４ｂ側（矢印Ａ方向）に向かって徐々に先細となるテーパ状に形成される。さらに、バルブボディ３４の軸線と略直交し、且つ、吸気マニホールド１２に装着された際に略水平方向となるバルブボディ３４の厚さ寸法Ｔ（図３参照）も同様に、該バルブボディ３４の一端部３４ａ側から他端部３４ｂ側（矢印Ａ方向）に向かって徐々に先細となるテーパ状に形成されている。

このように、バルブボディ３４は、その幅寸法Ｗ及び厚さ寸法Ｔが一端部３４ａ側から他端部３４ｂ側（矢印Ａ方向）に向かって徐々に小さくなるように、微小角度で傾斜した先細状に形成される。また、吸気マニホールド１２の保持孔３０ａ〜３０ｆ及び拡幅部３２ａ〜３２ｄは、前記バルブボディ３４のテーパ形状に対応して幅寸法Ｗ及び高さ寸法Ｈ（図３及び図４参照）が徐々に小さくなるように形成される。

例えば、図６に示される保持孔３０ａに保持されたバルブボディ３４の一端部３４ａ側の断面形状と、図７に示される保持孔３０ｅに保持された該バルブボディ３４の他端部３４ｂ側の断面形状とを比較してみると、図７に示す他端部３４ｂ側の幅寸法Ｗ及び厚さ寸法Ｔが共に、図６に示す前記一端部３４ａ側の幅寸法Ｗ及び厚さ寸法Ｔより小さくなっていることが諒解される。

換言すれば、バルブボディ３４は、吸気マニホールド１２に対する挿入方向（矢印Ａ方向）に沿ってテーパ状に形成され、前記吸気マニホールド１２の一側面１２ａ側となるバルブボディ３４の一端部３４ａ側が最も幅広且つ厚さが厚く形成され、前記吸気マニホールド１２の他側面１２ｂ側となる他端部３４ｂ側が最も幅狭且つ厚さが薄く形成される。

バルブボディ３４には、軸線方向に沿って所定間隔離間した４つの連通口５６ａ〜５６ｄが設けられ、前記連通口５６ａ〜５６ｄは断面略矩形状に開口し、該軸線と略直交する方向に貫通している。この連通口５６ａ〜５６ｄは、略同一形状に形成され、該バルブボディ３４を吸気マニホールド１２に装着した際に、それぞれ短管吸気通路２２に臨み、該短管吸気通路２２と連通する。そして、バルブボディ３４には、バルブボディ３４の軸線方向に沿ったシャフト孔５８が形成され、前記シャフト孔５８は、複数の連通口５６ａ〜５６ｄの間を貫通するように一直線上に形成される。この複数のシャフト孔５８には、弁機構部３８を構成するシャフト４６が前記バルブボディ３４の一端部３４ａ側から挿通され、前記シャフト４６の端部が支持穴５０に支持される。これにより、シャフト４６がシャフト孔５８及び支持穴５０を介して回動自在に支持される。

一方、バルブボディ３４には、軸線方向に沿って延在する一組の第１装着溝６０ａ、６０ｂと、該第１装着溝６０ａ、６０ｂと略直交し、一方の第１装着溝６０ａと他方の第１装着溝６０ｂとの間を接続する複数の第２装着溝６２ａ〜６２ｆとを備える。この第２装着溝６２ａ〜６２ｆは、バルブボディ３４の一端部３４ａ側から他端部３４ｂ側（矢印Ａ方向）に向かって第２装着溝６２ａから第２装着溝６２ｆの順番で並列に設けられる。

この第１及び第２装着溝６０ａ、６０ｂ、６２ａ〜６２ｆは、バルブボディ３４の側面に対して所定深さだけ窪んで形成され、該第１及び第２装着溝６０ａ、６０ｂ、６２ａ〜６２ｃに対して一方のシール体４０ａが装着され、前記第１及び第２装着溝６０ａ、６０ｂ、６２ｄ〜６２ｆに対して他方のシール体４０ｂが装着される。

この第１装着溝６０ａ、６０ｂの深さは、バルブボディ３４の両側面が他端部３４ｂ側に向かって微小角度で傾斜したテーパ状に形成されているため、該バルブボディ３４の一端部３４ａ側から他端部３４ｂ側（矢印Ａ方向）に向かって徐々に浅くなる。

また、第２装着溝６２ａ〜６２ｆも同様に、該バルブボディ３４の一端部３４ａ側となる第２装着溝６２ａの深さが最も深く形成され、他端部３４ｂ側となる第２装着溝６２ｆの深さが最も浅くなる。すなわち、バルブボディ３４の軸線方向に沿って第１及び第２装着溝６０ａ、６０ｂ、６２ａ〜６２ｆに深さ寸法の差が生じる。この場合、バルブボディ３４のテーパ角度を微小とし、前記バルブボディ３４における第１及び第２装着溝６０ａ、６０ｂ、６２ａ〜６２ｆの深さ寸法の差を抑制することにより、該第１及び第２装着溝６０ａ、６０ｂ、６２ａ〜６２ｆに対して装着される一組のシール体４０ａ、４０ｂを共用することができる。

詳細には、バルブボディ３４の他端部３４ｂ側における第１及び第２装着溝６０ａ、６０ｂ、６２ｆの深さ寸法が、所定深さ以上確保できるように前記バルブボディ３４のテーパ角度を設定するとよい。

第１装着溝６０ａ、６０ｂは、バルブボディ３４を吸気マニホールド１２の保持孔３０ａ〜３０ｆに装着した際、吸気マニホールド１２の拡幅部３２ａ〜３２ｄと対向するバルブボディ３４の両側面にそれぞれ形成され、第２装着溝６２ａ〜６２ｆは、サージタンク２０側となる側面に形成されている。すなわち、第１及び第２装着溝６０ａ、６０ｂ、６２ａ〜６２ｆは、それぞれ連通口５６ａ〜５６ｄの周囲を囲むように設けられている。

弁機構部３８は、バルブボディ３４のシャフト孔５８に挿通され、回動自在に支持されるシャフト４６と、前記シャフト４６に装着され、前記バルブボディ３４の連通口５６ａ〜５６ｄにそれぞれ配設される切換弁１６と、前記シャフト４６を支持する軸受６４と、前記シャフト４６に対して駆動部１８からの駆動力を伝達する伝達機構６６とからなる。

シャフト４６は、バルブボディ３４のシャフト孔５８に対して挿通され、その一端部が支持穴５０に支持されると共に、他端部がバルブボディ３４の一端部３４ａより突出して伝達機構６６が接続される。また、シャフト４６の他端部は、バルブボディ３４に圧入された軸受６４によって回動自在に支持される。

切換弁１６は、略矩形状のプレートからなり、図示しないボルトを介してシャフト４６に連結されると共に、該シャフト４６によって連通口５６ａ〜５６ｄの内部で回動自在に設けられる。なお、切換弁１６の断面積は、連通口５６ａ〜５６ｄの開口面積と略同等に形成される。これにより、切換弁１６の回動作用下に連通口５６ａ〜５６ｄが閉塞可能となり、該連通口５６ａ〜５６ｄによる短管吸気通路２２の連通を遮断することができる。

伝達機構６６は、バルブボディ３４の一端部３４ａに嵌合されるカラー６８と、該カラー６８に装着されるシャフトシール７０と、シャフト４６の他端部に装着される連結部材７２と、前記カラー６８と連結部材７２との間に介装されるスプリング７４と、前記連結部材７２を中心として半径外方向に延在するレバー７６と、該レバー７６の端部に設けられる連結ピン７８とからなる。

シャフトシール７０は、カラー６８の略中央部に設けられ、該カラー６８に挿通されたシャフト４６の外周面を囲繞することにより塵埃等が外部からバルブボディ３４内へと進入することが防止される。

レバー７６は、連結部材７２を介してシャフト４６と連結され、該シャフト４６及び連結部材７２を中心として前記レバー７６が一定的に回動変位すると共に、該レバー７６の端部に装着された連結ピン７８を介して駆動部１８に連結されている。

スプリング７４は、その弾発力が連結部材７２を介してシャフト４６へと付勢され、該シャフト４６が常に時計回り（図２中、矢印Ｃ方向）に付勢される。これにより、切換弁１６が回動変位して連通口５６ａ〜５６ｄを閉塞した全閉状態となる。換言すれば、この切換弁１６による全閉状態が弁機構部３８における初期位置となる。

シール体４０ａ、４０ｂは、樹脂製材料からフレーム状に形成され、バルブボディ３４の第１及び第２装着溝６０ａ、６０ｂ、６２ａ〜６２ｆに対して装着される。このシール体４０ａ、４０ｂは、その一方となるシール体４０ａがバルブボディ３４の一端部３４ａ側に装着され、他方のシール体４０ｂが他端部３４ｂ側に装着されるように一組で構成されている。

なお、シール体４０ａ、４０ｂは、上述したバルブボディ３４に対して一組設けられる場合に限定されず、前記バルブボディ３４に対して単一のシール体を装着するようにしてもよい。これにより、通路長切換部１４における部品点数の削減を図ることができると共に、バルブボディ３４に対する組付性を向上させることが可能となる。

シール体４０ａ、４０ｂは、バルブボディ３４の第１装着溝６０ａ、６０ｂに装着される一組の第１フレーム（第１シール部）８０ａ、８０ｂと、一組の第１フレーム８０ａ、８０ｂの間に設けられ、該第１フレーム８０ａ、８０ｂ同士を接続すると共に、前記バルブボディ３４の第２装着溝６２ａ〜６２ｆに装着される第２フレーム（第２シール部）８２ａ〜８２ｃとから構成され、前記第２フレーム８２ａ〜８２ｃは、第２装着溝６２ａ〜６２ｆ側に向かって突出した複数のリブ（突出部）８４を備える。

すなわち、シール体４０ａ、４０ｂは、第１及び第２フレーム８０ａ、８０ｂ、８２ａ〜８２ｃによって囲まれるように構成され、第１及び第２装着溝６０ａ、６０ｂ、６２ａ〜６２ｆにそれぞれ装着されることにより、連通口５６ａ〜５６ｄを囲むように該バルブボディ３４に対して装着される。

なお、第１及び第２装着溝６０ａ、６０ｂ、６２ａ〜６２ｆは、シール体４０ａ、４０ｂを構成する第１及び第２フレーム８０ａ、８０ｂ、８２ａ〜８２ｃの形状に対応した形状で形成される。

第１フレーム８０ａ、８０ｂには、第２フレーム８２ａ〜８２ｃと略平行に形成され、バルブボディ３４側に向かって突出した爪部８６を有し、該爪部８６が第１装着溝６０ａ、６０ｂに係合される。これにより、第１フレーム８０ａ、８０ｂを含むシール体４０ａ、４０ｂが、バルブボディ３４に対して確実に装着され脱落が防止される。

また、爪部８６は、第１装着溝６０ａ、６０ｂに対向する傾斜面８６ａを有し、該傾斜面８６ａは、第２フレーム８２ａ〜８２ｃから離間する方向に向かって第１フレーム８０ａ、８０ｂ側へと傾斜している。これにより、シール体４０ａ、４０ｂをバルブボディ３４に対して装着する際に、爪部８６が傾斜面８６ａを有しているため、前記バルブボディ３４との接触抵抗が低減され、前記シール体４０ａ、４０ｂの組付性を向上させることができる。

なお、爪部８６は、第１フレーム８０ａ、８０ｂの両方にそれぞれ形成される場合に限定されず、前記第１フレーム８０ａ、８０ｂのうちのいずれか一方のみに設けると共に、前記爪部８６の有無に応じて第１装着溝６０ａ、６０ｂの形状を変更するようにしてもよい。これにより、第１フレーム８０ａ、８０ｂを含むシール体４０ａ、４０ｂを第１装着溝６０ａ、６０ｂに対して装着する際に、その組み付けに方向性が生じるため、前記シール体４０ａ、４０ｂの組み付け方向が必ず一方向となるように統一することができる。そのため、バルブボディ３４に対するシール体４０ａ、４０ｂの誤組付を防止することができる。

第２フレーム８２ａ〜８２ｃは、リブ８４を介して第２装着溝６２ａ〜６２ｆに当接しているため、前記第２フレーム８２ａ〜８２ｃと第２装着溝６２ａ〜６２ｆとが所定間隔離間している。これにより、第２フレーム８２ａ〜８２ｃに対して吸気マニホールド１２からバルブボディ３４側へと荷重が付与された場合でも、前記第２フレーム８２ａ〜８２ｃと第２装着溝６２ａ〜６２ｆとの間のクリアランスを利用して該第２フレーム８２ａ〜８２ｃが変形する。これにより、第２フレーム８２ａ〜８２ｃで前記荷重を好適に吸収して該第２フレーム８２ａ〜８２ｃを吸気マニホールド１２に対して密着させることができる。

また、シール体４０ａ、４０ｂの装着されたバルブボディ３４が吸気マニホールド１２に装着された際、一組の第１フレーム８０ａ、８０ｂが、それぞれ拡幅部３２ａ〜３２ｄに当接すると共に、第２フレーム８２ａ〜８２ｃが、複数の短管吸気通路２２の間となる管壁８８に当接している。これにより、短管吸気通路２２におけるサージタンク２０側の気密が保持され、前記吸気マニホールド１２とバルブボディ３４との間を通じた吸入空気の漏出を確実に阻止することができ、且つ、隣接する短管吸気通路２２の間の吸入空気の流通も阻止することができる。

駆動部１８は、パイロット圧力により作動するダイヤフラム機構９０と、通路長切換部１４を構成するレバー７６と該ダイヤフラム機構９０とを接続するアーム部材９２とを含む。前記アーム部材９２の端部には、連結ピン７８の球状部７８ａが軸支され、該連結ピン７８を介してアーム部材９２とレバー７６とが接続される。このダイヤフラム機構９０は、エンジン（図示せず）に吸気される吸入負圧をパイロット圧として作動し、該ダイヤフラム機構９０の作動によりアーム部材９２、レバー７６が連動して変位することにより、弁機構部３８を構成するシャフト４６及び切換弁１６が回動変位する。

すなわち、エンジンが低速又は低負荷運転時には、スプリング７４の弾発力によりレバー７６、シャフト４６を介して切換弁１６が時計回り（図２中、矢印Ｃ方向）に回動して連通口５６ａ〜５６ｄが閉塞された全閉状態となり、短管吸気通路２２と連通口５６ａ〜５６ｄとの連通が遮断される。

このため、サージタンク２０の吸入空気が、長管吸気通路２４を通じてエンジンへと吸入されることとなる。また、エンジンが高速又は高負荷運転の際には、駆動部１８を構成するダイヤフラム機構９０により切換弁１６がスプリング７４の弾発力に抗して反時計回り（図２中、矢印Ｄ方向）に回動し、該切換弁１６による連通口５６ａ〜５６ｄの閉塞状態が解除されて全開となる。これにより、短管吸気通路２２と連通口５６ａ〜５６ｄとが連通し、サージタンク２０から短管吸気通路２２を通じて吸入空気がエンジンへと吸入される。

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、次にその動作並びに作用効果について説明する。

例えば、エンジンが低速又は低負荷運転時には、スプリング７４の弾発作用下に連結部材７２及びシャフト４６を介して切換弁１６が初期位置となる該連通口５６ａ〜５６ｄを閉塞した全閉状態に戻される。これにより、短管吸気通路２２が、通路長切換部１４により閉塞され、サージタンク２０と前記短管吸気通路２２との連通が遮断されるため、エンジンのシリンダヘッド２６への吸気が、サージタンク２０から長管吸気通路２４のみを通じて行われ、通路長の長い長管吸気通路２４を通じて前記エンジンに吸入される吸入空気の流量が少なくなる。

次に、エンジンが中速域においては、駆動部１８を構成するダイヤフラム機構９０の駆動作用下により切換弁１６が全閉状態から反時計回り（矢印Ｄ方向）に所定角度だけ回動変位して連通口５６ａ〜５６ｄを略半開状態とし、短管吸気通路２２が前記連通口５６ａ〜５６ｄを通じてサージタンク２０と若干だけ連通した状態になる。そのため、吸入空気の一部が、サージタンク２０から連通口５６ａ〜５６ｄを通じて短管吸気通路２２へと流通してエンジンへと吸入されると共に、前記吸入空気の残りが長管吸気通路２４を通じて前記エンジンへと吸入される。

一方、エンジンが高速又は高負荷運転の際には、ダイヤフラム機構９０の駆動作用下に切換弁１６がシャフト４６を介してさらに反時計回り（矢印Ｄ方向）に回動することにより連通口５６ａ〜５６ｄが全開し、前記連通口５６ａ〜５６ｄを介して短管吸気通路２２が完全に連通した状態となるため、吸入空気がサージタンク２０から前記短管吸気通路２２へと流通して前記エンジンに吸入される。これにより、エンジンに対して短時間で大容量の吸入空気が吸入される。

このように、エンジンの運転状況に応じて制御される通路長切換部１４の切換弁１６の切換作用下に、前記エンジンのシリンダヘッド２６に吸入される吸入空気の慣性エネルギ、吸気抵抗が好適に制御されて前記エンジンの出力向上を図ることができる。

また、上述した本発明に係る吸気マニホールド装置１０では、サージタンク２０と対向するバルブボディ３４の一側面のみにシール体４０ａ、４０ｂを設ける場合について説明したが、これに限定されるものではない。

図８に示されるように、例えば、短管吸気通路２２に臨むバルブボディ１００の両側面に対してそれぞれ第１装着溝１０２、１０４及び第２装着溝１０６、１０８を形成し、該第１及び第２装着溝１０２、１０４、１０６、１０８に対して一組のシール体１１０ａ、１１０ｂを設けるようにしてもよい。

このように、短管吸気通路２２に臨むバルブボディ１００の両側面に対してそれぞれシール体１１０ａ、１１０ｂを設けることにより、吸気マニホールド１２の保持孔３０ａ〜３０ｆ及び拡幅部３２ａ〜３２ｄに対して前記シール体１１０ａ、１１０ｂを一層好適に当接させてシールすることができる。そのため、前記吸気マニホールド１２とバルブボディ１００との間における吸入空気の漏出をより一層確実に阻止することができ、且つ、隣接する短管吸気通路２２の間の吸入空気の流通を確実に阻止することができる。

すなわち、吸気マニホールド装置１０内における吸入空気の漏出を確実に阻止し、予め設定された所望の吸入空気量をより高精度にエンジンに吸入させることが可能となる。

以上のように、本実施の形態では、通路長切換部１４を構成するバルブボディ３４は、その一端部３４ａから他端部３４ｂに向かって徐々に幅狭且つ厚さが薄くなるテーパ状に形成され、前記バルブボディ３４が挿入される吸気マニホールド１２の保持孔３０ａ〜３０ｆも同様に、該バルブボディ３４が挿入される一側面１２ａ側から他側面１２ｂ側に向かって徐々に幅狭且つ高さ寸法が小さくなるように形成されている。これにより、バルブボディ３４を吸気マニホールド１２の一側面１２ａ側から挿入する際に、前記保持孔３０ａ〜３０ｆが挿入方向（矢印Ａ方向）に沿って徐々に先細状となるため、その挿入性を良好とすることができ、前記バルブボディ３４を含む通路長切換部１４の吸気マニホールド１２に対する組付性を向上させることができる。

また、バルブボディ３４を含む通路長切換部１４を吸気マニホールド１２から取り外す際にも、保持孔３０ａ〜３０ｆがバルブボディ３４の取り外し方向（図３及び図４中、矢印Ｂ方向）に徐々に拡幅するように形成されているため、この取り外し作業を容易に行うことができ、通路長切換部１４のメンテナンス性を向上させることが可能である。

さらに、保持体の周面を囲繞するようにシール体が設けられた従来の通路長切換部と比較し、本発明では、シール体４０ａ、４０ｂを、サージタンク２０と対向するバルブボディ３４の一側面のみに設ける構成としているため、保持体の周面を囲繞するようにシール体が設けられた従来の通路長切換部と比較し、前記バルブボディ３４を吸気マニホールド１２に挿入する際の前記シール体４０ａ、４０ｂと吸気マニホールド１２との接触が低減され、その接触抵抗が軽減されることにより前記通路長切換部１４の組付性を良好とすることができる。また、通路長切換部１４を組み付ける際のシール体４０ａ、４０ｂへの負荷も小さくなり、その耐久性の向上を図ることができる。

さらに、シール体４０ａ、４０ｂをバルブボディ３４の一側面のみに設ける構成とすることにより、保持体の周面に環状のシール体を装着していた従来の通路長切換部と比較し、前記シール体４０ａ、４０ｂの組付作業性を大幅に向上させることができると共に、前記シール体４０ａ、４０ｂの構造を簡素化することができるため、その製造コストを削減させることも可能となる。

またさらに、バルブボディ３４を断面略長方形状とすることにより、吸気マニホールド１２の保持孔３０ａ〜３０ｆに挿入した際に、該バルブボディ３４が前記保持孔３０ａ〜３０ｆに対して確実に位置決めされるため、円筒状の保持体を有する従来の通路長切換部と比較し、前記バルブボディ３４を装着するだけで該バルブボディ３４の連通口５６ａ〜５６ｄと短管吸気通路２２とを簡便に一致させて連通させることができる。

また、バルブボディ１００に対して短管吸気通路２２と対向する両側面にそれぞれシール体１１０ａ、１１０ｂを設けることにより、並列に設けられた複数の短管吸気通路２２間における吸入空気の漏出を防止することができ、予め設定された所望の吸入空気量をより高精度にエンジンに吸入させることが可能となる。

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分解全体斜視図である。 図１に示す内燃機関用吸気マニホールド装置の一部省略縦断面図である。 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図である。 図２のＩＶ−ＩＶ線に沿った断面図である。 通路長切換部を構成するバルブボディとシール体とを示す分解斜視図である。 図４のＶＩ−ＶＩ線に沿った断面図である。 図４のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿った断面図である。 短管吸気通路に臨む一組のシール体がバルブボディに対して設けられた変形例に係る吸気マニホールド装置の断面図である。

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…通路長切換部
１６…切換弁 １８…駆動部
２０…サージタンク ２２…短管吸気通路
２４…長管吸気通路 ３０ａ〜３０ｆ…保持孔
３２ａ〜３２ｄ…拡幅部 ３４、１００…バルブボディ
３８…弁機構部
４０ａ、４０ｂ、１１０ａ、１１０ｂ…シール体
４６…シャフト ５６ａ〜５６ｄ…連通口
６０ａ、６０ｂ、１０２、１０４…第１装着溝
６２ａ〜６２ｆ、１０６、１０８…第２装着溝
６６…伝達機構 ７４…スプリング
７８…連結ピン ８０ａ、８０ｂ…第１フレーム
８２ａ〜８２ｃ…第２フレーム ９０…ダイヤフラム機構

Claims (6)

1. 内燃機関を構成する本体部の各シリンダに独立して接続され、スロットル装置から吸入空気が導入されるサージタンクと連通する長管吸気通路と前記長管吸気通路から分岐して該サージタンクに連通する短管吸気通路とを有する吸気マニホールドと、
   前記吸気マニホールドの開口部に挿通され、前記内燃機関の運転状況に応じて前記長管吸気通路又は前記短管吸気通路と前記サージタンクとの連通状態を切り換える通路長切換部とを備える内燃機関用吸気マニホールド装置において、
   前記通路長切換部は、前記短管吸気通路と連通する連通口を有する保持体と、
   前記保持体に設けられ、前記連通口を開閉することにより前記短管吸気通路の連通状態を切り換える切換弁と、
   前記保持体において少なくとも前記サージタンクに臨む面に装着されるシール体と、
   を備え、
   前記保持体は、該保持体が前記吸気マニホールドに挿通された際に、前記開口部側となる一端部側から他端部側に向かって徐々に幅狭となるテーパ状に形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。
2. 請求項１記載の吸気マニホールド装置において、
   前記シール体は、前記連通口を囲繞するように前記保持体に装着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１又は２記載の吸気マニホールド装置において、
   前記シール体は、該保持体に装着された際に前記短管吸気通路に対して略平行となる第１シール部と、
   前記第１シール部に対して略直交し、前記サージタンク側に設けられる第２シール部と、
   を備え、
   前記第１シール部は、前記保持体を挟んで対向するように一組設けられ、前記一組の第１シール部が前記第２シール部によって互いに連結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３記載の吸気マニホールド装置において、
   前記第１シール部には、前記保持体側に向かって突出した爪部を有し、前記爪部が前記保持体に形成された装着溝に対して係合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。
5. 請求項３記載の吸気マニホールド装置において、
   前記第２シール部には、前記保持体側に向かって突出した突出部を有し、前記突出部を介して前記第２シール部が前記保持体の装着溝に対して当接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。
6. 請求項１又は２記載の吸気マニホールド装置において、
   前記シール体が、前記保持体におけるサージタンクに臨む第１面と、該第１面に対して前記保持体を挟んで反対側となる第２面に対してそれぞれ装着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。
   
   

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