JP2008298043A - 内燃機関用吸気マニホールド装置 - Google Patents

Abstract

【課題】吸入空気が流通する吸気通路の通路長の切り換えを円滑に行うと共に、通路長切換部の耐久性を向上させる。
【解決手段】吸気マニホールドの内部に設けられた長管吸気通路２８と短管吸気通路２６との接合部位には、通路長の異なる前記長管吸気通路２８と短管吸気通路２６との連通状態を切換自在なバルブ４２を備えた通路長切換部１８が設けられている。このバルブ４２は、プレート状に形成されシャフト４０を介して回動自在に支持されると共に、金属製材料からなるベース体５２と、前記ベース体５２の外部を覆う弾性材料からなるモールド部５４から構成され、前記バルブ４２の重心がシャフト４０の中心と一致するように形成されている。
【選択図】図１

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前記吸気マニホールドの吸気通路を長くすることによってエンジンの出力を変更可能な内燃機関用吸気マニホールド装置が知られている。本出願人は、このような吸気マニホールド装置として、通路長切換部として機能するロータリーバルブを有し、前記ロータリーバルブを回転させることによって吸気マニホールドにおける吸気通路長の切り換えを行う構成を提案している（特許文献１参照）。

このような通路長切換部の構造をより簡素化し、部品点数の削減及び製造コストの低減を図りたいという要請があり、例えば、特許文献２に開示されているように、回転軸に保持されたバタフライ弁を用い、前記バタフライ弁を回動変位させることによって吸気マニホールドの吸気通路の連通状態を切り換えることが想定される。

特開２００３−８３０７２号公報 特開２００２−２３５５４５号公報

上述したように、このようなバタフライ弁によって吸気通路の通路長を自在に切り換える場合には、前記吸気通路に沿って流通する吸入空気が、前記バタフライ弁の表面に沿って流通することとなるため、前記吸入空気の流れを乱すことがないように前記吸気通路に沿った形状とすることが必要とされる。

しかしながら、この場合には、バタフライ弁の断面形状が、回転軸を中心として非対称形状となってしまい、前記バタフライ弁の重心位置と、前記バタフライ弁の回転中心となる回転軸の中心位置とが一致せず、偏心した状態となる。これにより、バタフライ弁を回動変位させた際、回転中心と重心との偏心に伴った振動が生じることとなり、前記バタフライ弁に応力が付与されて耐久性の低下を招くと共に、円滑に回動変位させることが困難となる。

本発明は、前記の課題を考慮してなされたものであり、吸入空気の流通する吸気通路の通路長を通路長切換部によって円滑に切り換えると共に、前記通路長切換部の耐久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チャンバー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チャンバーに連通する短管吸気通路を有する吸気マニホールドと、前記吸気通路に臨む前記吸気マニホールドの内部に設けられ、前記内燃機関の運転状況に応じて前記吸気通路の通路長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、前記長管吸気通路と短管吸気通路との間に設けられ、前記吸気マニホールドに支持された回転軸を介して回動自在に支持された切換弁を備え、
前記切換弁は、前記回転軸に連結されるプレート状の第１部材と、
前記第１部材を囲繞し、前記長管吸気通路及び短管吸気通路に臨むと共に、前記長管吸気通路及び短管吸気通路の通路形状に沿うようにそれぞれ形成された側面を有する第２部材と、
前記第１部材に設けられ、前記回転軸の中心に対する前記第２部材の重心位置の偏心量に基づいて前記第１部材の重心位置を前記中心から偏心させ、前記第１及び第２部材を含めた重心位置が前記中心上となるように調整自在な調整手段と、
を備えることを特徴とする。

本発明によれば、通路長切換部を構成する切換弁を、吸気マニホールドに支持された回転軸に連結された第１部材と、前記第１部材を囲繞する第２部材とから構成し、長管吸気通路及び短管吸気通路に臨む前記第２部材の側面が、前記長管吸気通路及び短管吸気通路の通路形状に沿うように形成され、前記長管吸気通路に臨む一方の側面と、前記短管吸気通路に臨む他方の側面の形状がそれぞれ異なる。そのため、第２部材の重心位置が、切換弁の回転中心となる回転軸の中心に対して偏心している。そして、回転軸の中心に対して偏心した第２部材の重心位置は、第１部材に設けられた調整手段によって前記回転軸の中心に対する前記第２部材の重心位置の偏心量に基づいて前記第１部材の重心位置を前記中心から偏心させることができるため、前記第１及び第２部材を含めた切換弁の重心位置が前記回転軸の中心上となるように調整することができる。

従って、切換弁の回転中心となる回転軸の中心と、前記切換弁の重心位置とを好適に一致させることが可能となり、前記切換弁の回動時において前記回転軸の中心と重心位置との偏心に基づいた振動の発生が防止され、前記振動によって切換弁及び回転軸に付与される応力を減少させることができる。その結果、切換弁を含む通路長切換部に対する負荷が減少し、その耐久性を向上させることができると共に、前記切換弁を円滑に回動変位させて通路切換部を介して吸気通路の通路長を円滑に切り換えることができる。

また、調整手段が、回転軸を中心として第２部材の重心位置とは反対方向に偏心した位置に設けられ、所定重量を有することにより、前記回転軸の中心に対して偏心した第２部材の重心位置に応じて第１部材を含む切換弁全体の重心位置を好適に前記中心上に移動させることができる。

さらに、第２部材の厚さは、チャンバー側となる一端部側が薄く形成され、本体部側となる他端部側が厚く形成されるため、前記他端部側に偏心した第２部材の重心位置に応じて前記調整手段を前記第２部材の一端部側となるように第１部材に対して設けるとよい。

さらにまた、第１部材を、金属製材料から略一定厚さで形成し、第２部材を、弾性材料から形成することにより、前記第１部材に対して調整手段を設けることによって前記第１部材の重心位置を簡便且つ好適に所望の位置へと調整することが可能となる。

本発明によれば、以下の効果が得られる。

すなわち、第１部材に調整手段を設け、回転軸の中心に対して偏心した第２部材の重心位置に基づいて前記調整手段によって前記第１部材の重心位置を前記中心から偏心させ、前記第１及び第２部材を含めた切換弁の重心位置を前記回転軸の中心上となるように調整することができる。その結果、切換弁の回転中心となる回転軸の中心と、前記切換弁の重心位置とを確実且つ好適に一致させることができるため、前記回転軸の中心と重心位置との偏心に基づいた振動の発生が防止され、前記切換弁を含む通路長切換部の耐久性を向上させることができると共に、前記切換弁を含む通路切換部を円滑に作動させて通路長を切り換えることができる。

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。

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２２に設けられている。

この吸気マニホールド装置１０は、図１〜図６に示されるように、複数の分岐管１２を有する吸気マニホールド１４と、前記吸気マニホールド１４の分岐管１２に挿通され、吸入空気が流通する吸気通路１６の通路長を切り換える通路長切換部１８と、前記通路長切換部１８を回動変位させるための駆動部（図示せず）とを有する。

吸気マニホールド１４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１４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チャンバー２０と、前記チャンバー２０とエンジン２２のシリンダヘッド（本体部）２４との間を接続する吸気通路１６とを含む。

この吸気通路１６は、エンジン２２の高速又は高負荷運転時に、チャンバー２０から吸入空気を吸気して前記エンジン２２へと供給する短管吸気通路２６と、前記エンジン２２の低速又は低負荷運転時に、前記チャンバー２０から前記吸入空気を吸気して前記エンジン２２へと供給する長管吸気通路２８と、前記短管吸気通路２６と長管吸気通路２８との接合部位からエンジン２２まで延在する接続通路３０とを有する。

また、吸気マニホールド１４は、エンジン２２のシリンダヘッド２４に接続される取付フランジ３２を備え、前記取付フランジ３２は平面状に形成された取付面を介して前記シリンダヘッド２４に連結される。これにより、取付フランジ３２内を貫通する接続通路３０を通じて吸気マニホールド１４の吸気通路１６とシリンダヘッド２４とが接続され連通することとなる。

短管吸気通路２６は、チャンバー２０の上方に設けられ、取付フランジ３２側に向かって湾曲しながら延在し、その下端部が前記チャンバー２０側に向かって開口している。長管吸気通路２８は、一端部がチャンバー２０の下部側に接続されて開口し、該一端部から他端部側に向かって吸気マニホールド１４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２８の他端部が短管吸気通路２６の上方まで延在し、該他端部が前記短管吸気通路２６に対して所定角度で斜めに交差するように接続される。これにより、短管吸気通路２６と長管吸気通路２８とが連通する。

この短管吸気通路２６は、吸気マニホールド１４の外壁面に沿って湾曲状に形成された長管吸気通路２８に対して内側に設けられているため、その通路長が、長管吸気通路２８の通路長に対して短くなるように設定される。すなわち、エンジン２２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２６を通じて吸入空気がエンジン２２を構成するシリンダヘッド２４へと供給され、前記エンジン２２の低速又は低負荷運転時には、通路長の長い長管吸気通路２８を通じて前記吸入空気がシリンダヘッド２４へと供給される。

この短管吸気通路２６及び長管吸気通路２８は、図示しないエンジン２２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２６及び長管吸気通路２８は、それぞれ独立して並列に形成される。

一方、短管吸気通路２６と長管吸気通路２８との接合部位には、互いに隣接した短管吸気通路２６及び長管吸気通路２８の内壁面同士を接合する接続壁３４が設けられる。この接続壁３４は、前記短管吸気通路２６及び長管吸気通路２８に対して略直交するように接合され、前記接続壁３４の端部には、前記短管吸気通路２６側に設けられ、前記接続壁３４の内壁面から突出した第１シート部３６が設けられると共に、前記長管吸気通路２８側に設けられ、前記接続壁３４の内壁面から突出した第２シート部３８が設けられる。

通路長切換部１８は、短管吸気通路２６と長管吸気通路２８との接合部位に設けられ、図２及び図３に示されるように、吸気マニホールド１４に軸支された長尺のシャフト（回転軸）４０と、前記シャフト４０に保持され、吸気通路１６における吸入空気の流通状態を切り換える複数のバルブ（切換弁）４２とからなる。

シャフト４０は、一定径からなる軸状に形成され、吸気マニホールド１４に支持される複数の軸部４４と、前記軸部４４の間に設けられ、バルブ４２が装着される複数の取付部４６とからなる。この軸部４４は、吸気マニホールド１４において複数の吸気通路１６の間となる部位にそれぞれ回転自在に保持され、その端部には図示しない駆動部が接続される。

取付部４６は、断面矩形状に形成され、バルブ４２の数量に応じた数（例えば、４箇所）だけ設けられている。

また、取付部４６は、シャフト４０の軸線を中心として所定間隔離間した一組の平面部４８を有し、互いに平行に形成された平面部４８の一方にバルブ４２が固定されると共に、前記平面部４８には、シャフト４０の軸線方向に沿って所定間隔離間した一組のねじ孔５０が形成され、前記ねじ孔５０は前記軸線と略直交方向に貫通している。

駆動部は、例えば、通電作用下に回転駆動するステッピングモータからなり、前記駆動部の回転角度は、前記駆動部に対してコントローラ（図示せず）から入力される制御信号に基づいて所望の角度に制御される。そして、軸部４４及び取付部４６を含むシャフト４０は、図示しない駆動部の駆動作用下に所定角度だけ回動変位する。

バルブ４２は、長手方向に沿って厚さが変化するプレート状に形成され、金属製材料からなるベース体（第１部材）５２と、前記ベース体５２の外部を覆うモールド部（第２部材）５４とを含む。

ベース体５２は、図４に示されるように、略一定厚の板材からなるプレート部５６と、前記ベース体５２の一端部側に形成され、板厚の増大した膨出部５８と、長手方向に沿った略中央部に設けられる一組の孔部６０とを有する。この孔部６０は、シャフト４０に形成されたねじ孔５０と同様に幅方向に所定間隔離間して設けられ、前記孔部６０に臨むようにシャフト４０の取付部４６が配置された後、前記孔部６０に挿通されたボルト６２がねじ孔５０に螺合されることによって前記シャフト４０が固定される。

プレート部５６には、長手方向に沿った中央部から一端部側に向かって徐々に所定半径で湾曲した湾曲端６４を備え、前記湾曲端６４の端部が、先端に向かって徐々に薄くなったテーパ状に形成される。

また、湾曲端６４には、前記湾曲端６４の湾曲方向とは反対方向となる側面に膨出部５８が設けられている。この膨出部５８は、プレート部５６の板厚と略同等の厚さだけ湾曲端６４の側面に対して膨出し、その板厚は、ベース体５２の中央部側が最も厚く、前記ベース体５２の一端部側に向かって徐々に薄くなるように設定される。なお、膨出部５８は、プレート部５６及び湾曲端６４に対して若干だけ幅狭に形成されている。

すなわち、ベース体５２は、一定厚からなるプレート部５６に対して膨出部５８を有した一端部側が他端部側と比較して重量が大きくなるように形成され、前記ベース体５２の重心Ｇ１は、シャフト４０の装着される中央部に対して一端部側にオフセットしている。すなわち、膨出部５８は、ベース体５２を構成するプレート部５６に対する配置や形状を自在に変化させることにより前記ベース体５２の重心位置を調整可能な調整手段として機能する。

モールド部５４は、例えば、ゴム等の弾性材料から形成され、前記プレート部５６及び膨出部５８を覆うようにモールド成形によって形成される。

このモールド部５４は、ベース体５２を構成するプレート部５６の一端部側が最も薄くなるように形成され、前記プレート部５６の他端部側に向かって徐々に厚くなるように形成されている。すなわち、モールド部５４を含むバルブ４２は、湾曲端６４を有するベース体５２の一端部側が最も薄く、前記ベース体５２の他端部側が最も厚くなるように形成される。なお、モールド部５４は、ベース体５２の一端部及び他端部に対して前記ベース体５２の長手方向に若干だけ突出するように形成される。

モールド部５４は、シャフト４０の装着されるベース体５２の上面側となる形状が、前記ベース体５２を構成するプレート部５６の断面形状に応じて形成され、その厚さは、前記上面に対して略一定厚さとなるように設定される。すなわち、モールド部５４の上面側は、プレート部５６の断面形状と略同一形状で形成される。換言すれば、モールド部５４は、その一端部側が湾曲端６４部と同様に湾曲状に形成され、他端部側が前記プレート部５６と同様に平面状に形成される。

一方、モールド部５４は、シャフト４０の装着される上面側の反対となる下面側が、ベース体５２の一端部から他端部に向かって湾曲した断面略円弧状に形成される。

このように、モールド部５４は、ベース体５２の湾曲端６４を覆っている一端部側に対して他端部側が厚くなるように形成されているため、前記他端部側の重量が一端部側に対して重くなり、それに伴って、前記モールド部５４の重心Ｇ２は、シャフト４０の装着される中央部から他端部側にオフセットしている。

すなわち、バルブ４２を構成するベース体５２の重心Ｇ１は、膨出部５８を備えることによって前記バルブ４２の中央部に対して一端部側にオフセットし、前記バルブ４２を構成するモールド部５４の重心Ｇ２は、前記バルブ４２の中央部に対して他端部側にオフセットしている。そのため、ベース体５２及びモールド部５４を含むバルブ４２の重心Ｇ３が、前記ベース体５２及びモールド部５４によってバランスして前記バルブ４２の中央部となり、前記バルブ４２の重心Ｇ３を、前記バルブ４２の回転中心となるシャフト４０の中心Ｃと一致させることができる。

換言すれば、上面及び下面で異なる断面形状を有するモールド部５４の重心位置Ｇ２に基づき、ベース体５２における膨出部５８の位置及び厚さ等を設定することにより、前記モールド部５４の重心位置Ｇ２と前記ベース体５２の重心位置Ｇ１とが偏心した状態を好適に相殺させ、前記バルブ４２の重心Ｇ３を前記バルブ４２の回転中心となるシャフト４０の中心Ｃ上へと移動させることができる。

また、モールド部５４は、ベース体５２の孔部６０に臨む部位が外部に露呈するように形成され、シャフト４０の装着される上面側には、前記シャフト４０の取付部４６の形状に対応して略長方形状に窪んだ凹部６６が形成される。一方、シャフト４０の装着される上面と反対となる下面は、孔部６０を中心として前記シャフト４０を固定するボルト６２の形状に応じて円形状に窪んでいる。すなわち、モールド部５４は、ベース体５２の孔部６０に臨む部位がそれぞれ所定深さだけ窪んで形成されている。

そして、モールド部５４の凹部６６にシャフト４０の取付部４６が挿入され、前記孔部６０に挿通されたボルト６２をシャフト４０のねじ孔５０に螺合させることにより、前記シャフト４０の取付部４６に対してバルブ４２が固定される。この場合、取付部４６の厚さは、凹部６６の深さより小さくなるように設定されているため、前記取付部４６が前記凹部６６から突出することがなく好適に収容される。

さらに、バルブ４２は、図５及び図６に示されるように、吸気マニホールド１４の内部において先薄状に形成された一端部が接続壁３４に臨むように配設され、その端部に設けられた第１シート部３６と第２シート部３８との間となるように配置される。このバルブ４２の一端部は、シャフト４０に固定された状態で前記接続壁３４の内壁面に対して若干だけ離間するように配置されると共に、前記バルブ４２が回動変位した際に、第１及び第２シート部３６、３８に当接して変位が規制される。すなわち、バルブ４２は、シャフト４０を中心として第１シート部３６と第２シート部３８との間となる所定角度内において回動自在に設けられている。

さらに、バルブ４２の一端部が、第１及び第２シート部３６、３８に当接することにより、吸気通路１６を構成する短管吸気通路２６と長管吸気通路２８との切り換えが行われる。

一方、バルブ４２の他端部は、接続通路３０側となるように配設され、前記バルブ４２の一端部が第１シート部３６に当接して係止された際、前記他端部が、短管吸気通路２６から延在している接続通路３０の内壁面に当接し、その内壁面に形成された第１溝部６８に係合される。また、バルブ４２の一端部が第２シート部３８に当接して係止された際、前記他端部は、長管吸気通路２８から延在している接続通路３０の内壁面に当接し、その内壁面に形成された第２溝部７０に係合される。この第１及び第２溝部６８、７０は、シャフト４０を中心として第１及び第２シート部３６、３８とそれぞれ対峙する位置に設けられ、接続通路３０の内壁面に対して所定深さで窪んで形成される。

すなわち、バルブ４２が回動変位し、その一端部が第１シート部３６に当接し、他端部が第１溝部６８に係合された状態で長管吸気通路２８と接続通路３０とが連通し、且つ、短管吸気通路２６が遮断された状態となり、チャンバー２０の吸入空気が、前記長管吸気通路２８を通じてエンジン２２へと吸入されることとなる。また、バルブ４２の一端部が第２シート部３８に当接し、他端部が第２溝部７０に係合された状態で短管吸気通路２６と接続通路３０とが連通し、且つ、長管吸気通路２８が遮断された状態となり、チャンバー２０の吸入空気が、前記短管吸気通路２６を通じてエンジン２２へと吸入されることとなる。

この場合、バルブ４２の一端部が、第１シート部３６又は第２シート部３８に当接することによりシールされ、長管吸気通路２８又は短管吸気通路２６とバルブ４２との間からの吸入空気の漏出が防止されると共に、前記バルブ４２の他端部が、第１溝部６８又は第２溝部７０に係合されることによりシールされ、接続通路３０とバルブ４２との間を通じた吸入空気の漏出が防止される。この場合、バルブ４２のモールド部５４は、ゴム等の弾性材料から形成されているため、前記バルブ４２が当接した際の気密性が好適に保持される。

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２２が低速又は低負荷運転時には、図示しないスプリング等の弾発部材の付勢作用下にバルブ４２が反時計回り（矢印Ａ方向）に付勢され、前記バルブ４２の一端部が接続壁３４の第１シート部３６に当接し、前記バルブ４２の他端部が接続通路３０の内壁面に当接して第１溝部６８に係合された状態にある（図５参照）。すなわち、バルブ４２の両端部が、長管吸気通路２８の端部となる第１シート部３６と接続通路３０の内壁面に対してそれぞれシールされた状態となる。

すなわち、通路長切換部１８を構成するバルブ４２によって吸気通路１６を構成する長管吸気通路２８と接続通路３０とが接続されて連通し、チャンバー２０とエンジン２２とが長管吸気通路２８を介して連通した状態となる。この場合、短管吸気通路２６は、その端部がバルブ４２によって閉塞されているため、前記短管吸気通路２６を通じた吸入空気の流通が遮断されている。その結果、チャンバー２０からの吸入空気が、長管吸気通路２８及び接続通路３０を通じてエンジン２２のシリンダヘッド２４へと供給される。

また、この吸入空気は、シャフト４０が装着されているバルブ４２の上面側に沿って流通するため、前記バルブ４２の外部形状をなすモールド部５４の上面形状は、前記長管吸気通路２８の内壁面形状に沿うように予め所望の形状で形成されている。

この際、吸入空気は、チャンバー２０から長管吸気通路２８を経てエンジン２２へと供給されるため、通路長の長い長管吸気通路２８を通じて前記エンジン２２に吸入される吸入空気の流量が少なくなると共に流通時間を要することとなる。

一方、エンジン２２が高速又は高負荷運転時には、アクセル開度等に基づいた制御信号がコントローラ（図示せず）から駆動部へと出力され、前記駆動部が前記とは反対方向に回転駆動することによりシャフト４０を中心としてバルブ４２が時計回り（矢印Ｂ方向）に所定角度だけ回動する。

そして、バルブ４２の一端部が、接続壁３４の第１シート部３６から離間して第２シート部３８に当接すると共に、前記バルブ４２の他端部が接続通路３０の第１溝部６８から離間して第２溝部７０へと係合される。これにより、バルブ４２の両端部が、短管吸気通路２６の端部となる第２シート部３８と接続通路３０に対してそれぞれシールされた状態となる。

すなわち、通路長切換部１８を構成するバルブ４２によって吸気通路１６を構成する短管吸気通路２６と接続通路３０とが接続されて連通し、チャンバー２０とエンジン２２とが短管吸気通路２６を介して連通した状態となる。この場合、長管吸気通路２８は、その端部がバルブ４２によって閉塞されているため、前記長管吸気通路２８を通じた吸入空気の流通が遮断されている。その結果、チャンバー２０からの吸入空気が、短管吸気通路２６及び接続通路３０を通じてエンジン２２のシリンダヘッド２４へと供給される。

また、この吸入空気は、バルブ４２の下面側に沿って流通するため、前記バルブ４２の外部形状をなすモールド部５４の下面形状は、断面略円弧状に形成されて前記短管吸気通路２６の内壁面形状に沿うように予め所望の形状で形成されている。

その結果、吸入空気が、チャンバー２０から吸気通路１６の短管吸気通路２６及び接続通路３０を通じてエンジン２２へと短時間且つ大容量で供給される。

このように、エンジン２２の運転状況に応じた通路長切換部１８の切換作用下に前記エンジン２２に吸入される吸入空気の流量及び流入時間が好適に制御され、それに伴って、前記エンジン２２の出力向上を図ることができる。

以上のように、本実施の形態では、通路長切換部１８を構成するバルブ４２を、金属製材料からなるプレート状のベース体５２と、前記ベース体５２を覆う弾性材料からなるモールド部５４とから構成し、吸気マニホールド１４における短管吸気通路２６と長管吸気通路２８に臨む前記モールド部５４の上面及び下面形状が、前記短管吸気通路２６及び長管吸気通路２８の内壁面に沿うようにそれぞれ形成される。そのため、バルブ４２を構成するモールド部５４の断面形状は、長管吸気通路２８に臨む上面側と、短管吸気通路２６に臨む下面側とでそれぞれ異なり、前記モールド部５４の長手方向に沿った一端部側と他端部側との重量配分が異なることとなる。

このように、バルブ４２を構成するモールド部５４の重心位置Ｇ２が、より厚さの大きな他端部側に偏心している場合でも、前記モールド部５４に覆われるベース体５２の一端部側に、プレート部５６に対して厚さを増大させた膨出部５８を設け、前記ベース体５２の重心位置Ｇ１を意図的に一端部側へと偏心させることにより、前記ベース体５２とモールド部５４とが組み合わされたバルブ４２の重心位置Ｇ３を中央部へと移動させることが可能となる。

そのため、バルブ４２の回転中心となるシャフト４０の中心Ｃと、前記バルブ４２の重心Ｇ３とを確実且つ好適に一致させることが可能となり、前記バルブ４２が回動する際、前記バルブ４２の重心Ｇ３と回転中心Ｃとの偏心に起因した振動の発生が防止され、前記振動によってバルブ４２に付与される応力を減少させることができる。

その結果、バルブ４２の重心Ｇ３を回転中心Ｃとすることにより、前記バルブ４２を円滑に回動させることができると共に、前記バルブ４２におけるシャフト４０の取付部や前記シャフト４０に付与される応力が低減され、それに伴って、前記バルブ４２を含む通路長切換部１８の耐久性を向上させることができる。

また、駆動部に対する負荷が低減されるため、より小さな駆動トルクで駆動させることが可能となり、それに伴って、前記駆動部の小型化を図ることが可能となる。

本発明に係る内燃機関用吸気マニホールド装置は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。

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全体縦断面図である。 図１に示す内燃機関用吸気マニホールド装置を構成する通路長切換部の外観斜視図である。 図２に示す通路長切換部の一部を示す分解斜視図である。 図３の通路長切換部のバルブを構成するベース体を示す外観斜視図である。 図１の内燃機関用吸気マニホールド装置における通路長切換部近傍を示す拡大断面図である。 図５の内燃機関用吸気マニホールド装置において、吸気通路の通路長が通路長切換部によって切り換えられた状態を示す拡大断面図である。

符号の説明

１０…吸気マニホールド装置 １２…分岐管
１４…吸気マニホールド １６…吸気通路
１８…通路長切換部 ２０…チャンバー
２２…エンジン ２６…短管吸気通路
２８…長管吸気通路 ３０…接続通路
３４…接続壁 ３６…第１シート部
３８…第２シート部 ４０…シャフト
４２…バルブ ５２…ベース体
５４…モールド部 ５６…プレート部
５８…膨出部 ６２…ボルト
６８…第１溝部 ７０…第２溝部

Claims (4)

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チャンバー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チャンバーに連通する短管吸気通路を有する吸気マニホールドと、前記吸気通路に臨む前記吸気マニホールドの内部に設けられ、前記内燃機関の運転状況に応じて前記吸気通路の通路長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、前記長管吸気通路と短管吸気通路との間に設けられ、前記吸気マニホールドに支持された回転軸を介して回動自在に支持された切換弁を備え、
   前記切換弁は、前記回転軸に連結されるプレート状の第１部材と、
   前記第１部材を囲繞し、前記長管吸気通路及び短管吸気通路に臨むと共に、前記長管吸気通路及び短管吸気通路の通路形状に沿うようにそれぞれ形成された側面を有する第２部材と、
   前記第１部材に設けられ、前記回転軸の中心に対する前記第２部材の重心位置の偏心量に基づいて前記第１部材の重心位置を前記中心から偏心させ、前記第１及び第２部材を含めた重心位置が前記中心上となるように調整自在な調整手段と、
   を備え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記載の装置において、
   前記調整手段は、前記回転軸を中心として前記第２部材の重心位置とは反対方向に偏心した位置に設けられ、所定重量を有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。
3. 請求項１又は２記載の装置において、
   前記第２部材の厚さは、前記チャンバー側となる一端部が薄く形成され、前記本体部側となる他端部側が厚く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。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の装置において、
   前記第１部材は、金属製材料から略一定厚さで形成され、前記第２部材は、弾性材料から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。

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