JP2009264366A - 自動車の吸気マニホルド - Google Patents
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Abstract
【課題】ランナー径とジップ径を同時に連続的に変更させることにより、エンジンの全運転領域でエンジンの性能を向上させることのできる自動車の吸気マニホルドを提供する。
【解決手段】本発明は、スロットルボディーから流入する吸気を安定化させるタンクと、前記タンクから分岐される複数のジップチューブと、前記ジップチューブと連結され、エンジンの各気筒別シリンダーと個別に連通される複数のランナーと、前記ジップチューブ及び前記ランナーの一側に設けられ、エンジンの運転領域に従いジップ径とランナー径を連続的に変更させるための可変手段とを含むことを特徴とする。
可変手段によりジップ径とランナー径がエンジンの全運転領域で連続的に変更できるため、エンジン性能を向上させることができる。
【選択図】図３
【解決手段】本発明は、スロットルボディーから流入する吸気を安定化させるタンクと、前記タンクから分岐される複数のジップチューブと、前記ジップチューブと連結され、エンジンの各気筒別シリンダーと個別に連通される複数のランナーと、前記ジップチューブ及び前記ランナーの一側に設けられ、エンジンの運転領域に従いジップ径とランナー径を連続的に変更させるための可変手段とを含むことを特徴とする。
可変手段によりジップ径とランナー径がエンジンの全運転領域で連続的に変更できるため、エンジン性能を向上させることができる。
【選択図】図３
Description
本発明は自動車の吸気マニホルドに係り、より詳しくは、ランナー径とジップ径を同時に連続的に変更させることによりエンジンの全運転領域でエンジン性能を向上させることのできる自動車の吸気マニホルドに関する。
自動車の吸気マニホルドは吸気を燃焼室へ供給するための管である。最近吸気マニホルドには低い回転数（ｒｐｍ）のときは吸気の移動距離を長くしてその移動通路を狭くし、高い回転数のときは吸気の移動距離を短くしてその移動通路を広くする可変吸気システム（ＶＩＳ：Variable Intake System）が適用されている。
吸入空気量は吸気脈動（負荷）を利用して増加させることができるが、吸気管の長さと直径の影響を受ける。高速領域では長さが短く、直径の大きい管が抵抗が少ないため有利であり、低中速領域では長さが長く、直径の小さい管が吸気脈動を十分利用することができるので有利である。
したがって、吸気管を２つに分離し、負圧やステップモーター等を利用してバルブを開閉させれば、各エンジンの回転数に適する最適の制御が可能となり体積効率が増加する。
吸入空気量は吸気脈動（負荷）を利用して増加させることができるが、吸気管の長さと直径の影響を受ける。高速領域では長さが短く、直径の大きい管が抵抗が少ないため有利であり、低中速領域では長さが長く、直径の小さい管が吸気脈動を十分利用することができるので有利である。
したがって、吸気管を２つに分離し、負圧やステップモーター等を利用してバルブを開閉させれば、各エンジンの回転数に適する最適の制御が可能となり体積効率が増加する。
これに対する従来例を図１０に示す。
図１０は、従来のバンク分離型吸気マニホルド１００を一部切断して示した斜視図である。従来の吸気マニホルド１００は、スロットルボディーと連結されるジップチューブ（zip tube）１１０と、ジップチューブ１１０と連通され二分割されたバンク１２２が形成されるプレナムチェンバー１２０と、プレナムチェンバー１２０と連通され各気筒別燃焼室に吸気を供給する複数のランナー１３０とを含む。
プレナムチェンバー１２０には可変吸気システムバルブ（VIS VALVE）１２５が設けられているが、約４０００ｒｐｍ以下ではこの可変吸気システムバルブ１２５を閉鎖することによりバンク１２２を分離させて吸気脈動を生かし、４０００ｒｐｍ以上ではこの可変吸気システムバルブ１２５を開放することにより吸気脈動を十分利用して多量の吸気が燃焼室へ供給できる。
図１０は、従来のバンク分離型吸気マニホルド１００を一部切断して示した斜視図である。従来の吸気マニホルド１００は、スロットルボディーと連結されるジップチューブ（zip tube）１１０と、ジップチューブ１１０と連通され二分割されたバンク１２２が形成されるプレナムチェンバー１２０と、プレナムチェンバー１２０と連通され各気筒別燃焼室に吸気を供給する複数のランナー１３０とを含む。
プレナムチェンバー１２０には可変吸気システムバルブ（VIS VALVE）１２５が設けられているが、約４０００ｒｐｍ以下ではこの可変吸気システムバルブ１２５を閉鎖することによりバンク１２２を分離させて吸気脈動を生かし、４０００ｒｐｍ以上ではこの可変吸気システムバルブ１２５を開放することにより吸気脈動を十分利用して多量の吸気が燃焼室へ供給できる。
即ち、可変吸気システムバルブ１２５を適用することにより、バンク１２２間の干渉効果を除去するか最大化し、３０００ｒｐｍ領域で発生するトルクバレー（Torque Valley）を防止することができる。
しかし、従来の吸気マニホルド１００では、低中速領域と高速領域の２つの領域に分けて可変吸気システムバルブ１２５を開閉させるため、エンジンの全運転領域の吸気脈動を十分利用することができないため、エンジン性能の最適化には限界があった。
このような問題点を解決するため、本願の発明者たちはランナーの直径（以下、ランナー径と記す）とジップの直径（以下、ジップ径と記す）を同時に連続的に変更させることにより、エンジンの全運転領域で吸気脈動を十分利用してエンジンの性能を向上させることのできる吸気マニホルドを発明するに至った。
特表２００８−５０３６７９号公報
しかし、従来の吸気マニホルド１００では、低中速領域と高速領域の２つの領域に分けて可変吸気システムバルブ１２５を開閉させるため、エンジンの全運転領域の吸気脈動を十分利用することができないため、エンジン性能の最適化には限界があった。
このような問題点を解決するため、本願の発明者たちはランナーの直径（以下、ランナー径と記す）とジップの直径（以下、ジップ径と記す）を同時に連続的に変更させることにより、エンジンの全運転領域で吸気脈動を十分利用してエンジンの性能を向上させることのできる吸気マニホルドを発明するに至った。
本発明の目的は、ランナー径とジップ径を同時に連続的に変更させることにより、エンジンの全運転領域でエンジンの性能を向上させることのできる自動車の吸気マニホルドを提供することにある。
本発明は、自動車の吸気マニホルドにおいて、スロットルボディーから流入する吸気を安定化させるタンクと、前記タンクから分岐される複数のジップチューブと、前記ジップチューブと連結され、エンジンの各気筒別シリンダーと個別に連通される複数のランナーと、前記ジップチューブ及び前記ランナーの一側に設けられ、エンジンの運転領域に従いジップ径とランナー径を連続的に変更させるための可変手段とを含むことを特徴とする。
前記タンクはセンタータンク及びメインタンクからなり、前記ジップチューブは前記センタータンクと前記メインタンクとの間に位置することを特徴とする。
前記ジップチューブは前記センタータンクの左右にそれぞれ分岐される左側ジップチューブ及び右側ジップチューブからなり、前記メインタンクは前記左側ジップチューブと前記右側ジップチューブの下端にそれぞれ連結される左側メインタンク及び右側メインタンクからなり、前記ランナーは前記左側メインタンクの下端に連結される左側ランナーと、前記右側メインタンクの下端に連結される右側ランナーとからなることを特徴とする。
前記可変手段は前記センタータンクと前記ジップチューブに亘って設けられジップ径を変更させるためのジップバルブと、前記ランナーに設けられランナー径を変更させるためのランナーバルブと、前記ジップバルブ及び前記ランナーバルブを駆動させる駆動部とを含むことを特徴とする。
前記ジップバルブは前記センタータンクに支持されるジップ回転軸と、前記ジップ回転軸を中心に上下方向に回転可能に設けられ、左側ジップ径と右側ジップ径を可変させるための左側ジップバルブ及び右側ジップバルブとからなることを特徴とする。
前記ジップバルブは板状でなり、両側の端部が下向きに折曲形成されていることを特徴とする。
前記ランナーバルブは、前記左側ランナー及び前記右側ランナーが交差する位置に設けられるランナー回転軸と、前記ランナー回転軸を中心に上下方向に回転可能に設けられ左側ランナー径と右側ランナー径を変更させるための左側ランナーバルブ及び右側ランナーバルブとからなり、、前記ランナー回転軸はオイルミストホールが形成されるよう中空に製作され、ＰＣＶ（Positive Crankcase Ventilation）バルブから供給されるオイルミストにより潤滑されることを特徴とする。
前記駆動部は、前記ジップバルブ及び前記左側ランナーバルブと接触可能に左側カム軸と一体回転する左側カムと、前記ジップバルブ及び前記右側ランナーバルブと接触可能に右側カム軸と一体回転する右側カムと、前記左側カムの両側ノーズが前記ジップバルブ及び前記左側ランナーバルブと接触するよう弾性支持する左側復元部材と、前記右側カムの両側ノーズが前記ジップバルブ及び前記右側ランナーバルブと接触するよう弾性支持する右側復元部材とからなることを特徴とする。
前記左側カム軸及び前記右側カム軸には左側カムスプロケット及び右側カムスプロケットがそれぞれ結合され、前記左側カムスプロケット及び前記右側カムスプロケットの間には互いに噛み合うリバースギアが噛み合わされており、前記左側カム軸と前記右側カム軸の何れかに１つのモーターが結合されることを特徴とする。
本発明によれば、可変手段によりジップ径とランナー径が、エンジンの運転領域に従い連続的に変更可能であるため、全運転領域でエンジン性能が向上する。
また、バンク分離により３０００ｒｐｍ領域のトルクバレーが除去され、低中速性能がより向上する。
さらに、回転軸にＰＣＶバルブを結合させＰＣＶバルブへ流入したオイルミストを利用して回転軸を潤滑することにより別の潤滑装置が不要となるため、コストが低減できる効果がある。
また、バンク分離により３０００ｒｐｍ領域のトルクバレーが除去され、低中速性能がより向上する。
さらに、回転軸にＰＣＶバルブを結合させＰＣＶバルブへ流入したオイルミストを利用して回転軸を潤滑することにより別の潤滑装置が不要となるため、コストが低減できる効果がある。
以下、図を参照して本発明に係る自動車の吸気マニホルドを詳しく説明する。
説明は代表して第１の実施形態で行ない、その他の実施形態に関しては第１の実施形態と異なる点のみ説明する。
説明は代表して第１の実施形態で行ない、その他の実施形態に関しては第１の実施形態と異なる点のみ説明する。
図１（ａ）は本発明の第１の実施形態に係る自動車の吸気マニホルドを示した側面図であり、（ｂ）は（ａ）の平面図である。
本発明の第１の実施形態に係る自動車の吸気マニホルド１は、タンク１０、３３、３７と、タンク１０、３３、３７から分岐される複数のジップチューブ（zip tube）２０、２５と、複数のジップチューブ２０、２５とそれぞれ連結されエンジンの各気筒別シリンダーと個別的に連通される複数のランナー（runner）３０、３５と、エンジンの運転領域に従いジップ径とランナー径を連続的に変更させるための可変手段５０を含んで構成される。
タンクは、スロットルボディーと連結されるセンタータンク１０と、メインタンク３３、３７とからなり、ジップチューブ２０、２５はセンタータンク１０とメインタンク３３、３７との間に位置する。
本発明の第１の実施形態に係る自動車の吸気マニホルド１は、タンク１０、３３、３７と、タンク１０、３３、３７から分岐される複数のジップチューブ（zip tube）２０、２５と、複数のジップチューブ２０、２５とそれぞれ連結されエンジンの各気筒別シリンダーと個別的に連通される複数のランナー（runner）３０、３５と、エンジンの運転領域に従いジップ径とランナー径を連続的に変更させるための可変手段５０を含んで構成される。
タンクは、スロットルボディーと連結されるセンタータンク１０と、メインタンク３３、３７とからなり、ジップチューブ２０、２５はセンタータンク１０とメインタンク３３、３７との間に位置する。
センタータンク１０は、スロットルボディーから流入する吸気が通過しながら安定する１つの長い通路である。
ジップチューブは、センタータンク１０から左側に分岐する左側ジップチューブ２０と、センタータンク１０から右側に分岐する右側ジップチューブ２５とからなる。左側ジップチューブ２０と右側ジップチューブ２５の各個数はシリンダーの個数と一致するように形成されなければならないのは勿論である。ここで、後述するジップバルブ６０が作動する領域のジップチューブ２０、２５の断面は、ジップバルブ６０が作動するとき干渉を受けないよう四角形に製作される。
ジップチューブは、センタータンク１０から左側に分岐する左側ジップチューブ２０と、センタータンク１０から右側に分岐する右側ジップチューブ２５とからなる。左側ジップチューブ２０と右側ジップチューブ２５の各個数はシリンダーの個数と一致するように形成されなければならないのは勿論である。ここで、後述するジップバルブ６０が作動する領域のジップチューブ２０、２５の断面は、ジップバルブ６０が作動するとき干渉を受けないよう四角形に製作される。
メインタンクは、左側ジップチューブ２０の下端と後述する左側ランナー３０の上端とに連結される左側メインタンク３３と、右側ジップチューブ２５の下端と後述する右側ランナー３５の上端とに連結される右側メインタンク３７とからなる。
左側メインタンク３３は、分岐された複数の左側ランナー３０へ流入する吸気が混合され安定化するよう１つの長い通路で製作され、左側メインタンク３３から左側ランナー３０を分岐して形成される。
右側メインタンク３７は、分岐された複数の右側ランナー３５へ流入する吸気が混合され安定化するよう１つの長い通路で製作され、右側メインタンク３７から右側ランナー３５を分岐して形成される。
左側メインタンク３３は、分岐された複数の左側ランナー３０へ流入する吸気が混合され安定化するよう１つの長い通路で製作され、左側メインタンク３３から左側ランナー３０を分岐して形成される。
右側メインタンク３７は、分岐された複数の右側ランナー３５へ流入する吸気が混合され安定化するよう１つの長い通路で製作され、右側メインタンク３７から右側ランナー３５を分岐して形成される。
ランナーは、左側メインタンク３３の下端に連結され左側ジップチューブ２０の下側に配置される左側ランナー３０と、右側メインタンク３７の下端に連結され右側ジップチューブ２５の下側に配置される右側ランナー３５とからなる。後述するランナーバルブ７０（図２を参照）が作動する領域のランナー３０、３５の断面は、ランナーバルブ７０が作動するとき干渉を受けないよう四角形に製作される。
気筒数と同一数の左側ランナー３０は、左側メインタンク３３から分岐して形成され、各気筒へ吸気を供給する機能を果たす。このとき、左側ランナー３０は左側ジップチューブ２０の下部に配置されるよう左側メインタンク３３から内側へ水平に延長されたあと、下向きに折り曲げられる形状を有する。
気筒数と同一数の左側ランナー３０は、左側メインタンク３３から分岐して形成され、各気筒へ吸気を供給する機能を果たす。このとき、左側ランナー３０は左側ジップチューブ２０の下部に配置されるよう左側メインタンク３３から内側へ水平に延長されたあと、下向きに折り曲げられる形状を有する。
気筒数と同一数の右側ランナー３５は、右側メインタンク３７から分岐して形成され、各気筒へ吸気を供給する機能を果たす。このとき、右側ランナー３５は右側ジップチューブ２５の下部に配置されるよう右側メインタンク３７から内側へ水平に延長されたあと、左側ランナー３０と交差するよう下向きに折り曲げられる形状を有する。
可変手段５０は、ジップチューブ２０、２５及びランナー３０、３５の一側に設けられジップ径とランナー径を連続的に変更させるための装置であって、図２に示す通り、ジップ径を変更するためのジップバルブ６０と、ランナー径を変更するためのランナーバルブ７０と、ジップバルブ６０及びランナーバルブ７０を駆動するための駆動部８０とに大きく区分される。
可変手段５０は、ジップチューブ２０、２５及びランナー３０、３５の一側に設けられジップ径とランナー径を連続的に変更させるための装置であって、図２に示す通り、ジップ径を変更するためのジップバルブ６０と、ランナー径を変更するためのランナーバルブ７０と、ジップバルブ６０及びランナーバルブ７０を駆動するための駆動部８０とに大きく区分される。
ジップバルブ６０は、センタータンク１０に支持されるジップ回転軸６１と、ジップ回転軸６１を中心に上下方向に回転可能に設けられ左側ジップ径を変更させる左側ジップバルブ６２と、ジップ回転軸６１に対し上下方向に回転可能に設けられ右側ジップ径を変更させる右側ジップバルブ６３とからなる。
ランナーバルブ７０は、左側ランナー３０と右側ランナー３５が交差する位置に設けられるランナー回転軸７２と、ランナー回転軸７２を中心に上下方向に回転可能に設けられ左側ランナー径を変更させる左側ランナーバルブ７５と、ランナー回転軸７２を中心に上下方向に回転可能に設けられ右側ランナー径を変更させる右側ランナーバルブ７６とからなる。
ランナーバルブ７０は、左側ランナー３０と右側ランナー３５が交差する位置に設けられるランナー回転軸７２と、ランナー回転軸７２を中心に上下方向に回転可能に設けられ左側ランナー径を変更させる左側ランナーバルブ７５と、ランナー回転軸７２を中心に上下方向に回転可能に設けられ右側ランナー径を変更させる右側ランナーバルブ７６とからなる。
ジップバルブ６０及びランナーバルブ７０は駆動部８０により駆動されジップ径及びランナー径をそれぞれ変更させるが、駆動部８０は左側ジップバルブ６２及び左側ランナーバルブ７５を駆動する左側カム８１と、右側ジップバルブ６３及び右側ランナーバルブ７６を駆動する右側カム８２と、左側カム８１の両側ノーズ（Ａ、Ａ「 、図３を参照）が左側ジップバルブ６２及び左側ランナーバルブ７５にそれぞれ接触するよう弾性支持する左側復元部材８７と、右側カム８２の両側ノーズ（Ｂ、Ｂ「 ）が右側ジップバルブ６３及び右側ランナーバルブ７６にそれぞれ接触するよう弾性支持する右側復元部材８８とからなる。
左側カム８１は、左側ジップバルブ６２と左側ランナーバルブ７５との間に位置し、左側カム軸８１と一体で回転する。左側カム８１の回転角に沿って左側ジップバルブ６２と左側ランナーバルブ７５が各回転軸６１、７２を中心に回転することにより、左側ジップ径と左側ランナー径が連続的に変更可能となる。
右側カム８２は、右側ジップバルブ６３と右側ランナーバルブ７６との間に位置し、右側カム軸８４と一体で回転する。右側カム８２の回転角に沿って右側ジップバルブ６３と右側ランナーバルブ７６が各回転軸６１、７２を中心に回転することにより、右側ジップ径と右側ランナー径が連続的に変更可能なる。
右側カム８２は、右側ジップバルブ６３と右側ランナーバルブ７６との間に位置し、右側カム軸８４と一体で回転する。右側カム８２の回転角に沿って右側ジップバルブ６３と右側ランナーバルブ７６が各回転軸６１、７２を中心に回転することにより、右側ジップ径と右側ランナー径が連続的に変更可能なる。
左側カム軸８３と右側カム軸８４は１つのモーター９０で駆動されるが、このために左側カム軸８３には左側カムスプロケット８５が結合されており、右側カム軸８４には右側カムスプロケット８６が結合されており、左側カムスプロケット８５及び右側カムスプロケット８６の間には互いに噛み合うリバースギア８５ａ、８６ａが噛み合わされている。即ち、左側カムスプロケット８５、右側カムスプロケット８６、リバースギア８５ａ、８６ａが互いに噛み合わされているため、１つのモーター９０を利用して各カム軸８３、８４を駆動することができる利点がある。
一方、ランナー回転軸７２には左側ランナーバルブ７５と右側ランナーバルブ７６が回転するとき発生する摩擦力を低減させるためＰＣＶバルブ７３が結合されている。このため、ランナー回転軸７２は複数のオイルミストホール７２ａが形成できるよう中空に製作されるが、ＰＣＶバルブ７３に渡ってくるオイルミストがオイルミストホール７２ａに落ちることにより、ランナー回転軸７２と各ランナーバルブ７５、７６の摩擦部分が潤滑される。
以下、本発明の第１の実施形態に係る自動車の吸気マニホルド１の作動原理を、図１（ａ）、図３及び図４を参照して説明する。
先ず、エンジンが低速領域運転の場合、左側カム８１及び右側カム８２の状態は図３の通りとなる。即ち、左側カム８１と右側カム８２がモーター９０により９０度回転した状態となることにより、左側カム８１の両側ノーズ（Ａ、Ａ「 ）が左側ジップバルブ６２と左側ランナーバルブ７５に最大限それぞれ接触しており、右側カム８２の両側ノーズ（Ｂ、Ｂ「 ）が右側ジップバルブ６３と右側ランナーバルブ７６に最大限それぞれ接触している。その結果、ジップバルブ６０とランナーバルブ７０がカム８１、８２により最大限加圧されジップ径とランナー径が最大限狭くなった状態となることにより、吸気の流速が増加し燃料の霧化が促されて触媒容量が低減できる効果がある。
先ず、エンジンが低速領域運転の場合、左側カム８１及び右側カム８２の状態は図３の通りとなる。即ち、左側カム８１と右側カム８２がモーター９０により９０度回転した状態となることにより、左側カム８１の両側ノーズ（Ａ、Ａ「 ）が左側ジップバルブ６２と左側ランナーバルブ７５に最大限それぞれ接触しており、右側カム８２の両側ノーズ（Ｂ、Ｂ「 ）が右側ジップバルブ６３と右側ランナーバルブ７６に最大限それぞれ接触している。その結果、ジップバルブ６０とランナーバルブ７０がカム８１、８２により最大限加圧されジップ径とランナー径が最大限狭くなった状態となることにより、吸気の流速が増加し燃料の霧化が促されて触媒容量が低減できる効果がある。
一方、エンジンが低速領域運転から中速領域運転に変化すれば、ＥＣＵはモーター９０を駆動させて左側カム８１と右側カム８２の回転角を変更させ、その結果、図４の状態となる。即ち、左側カム８１と右側カム８２がモーター９０により図３の状態から一方向に４５度回転した状態となり、低速状態に比べて左側ジップバルブ及び右側ジップバルブ６２、６３はジップ回転軸６１を中心に下向きに回転し、左側ランナーバルブ及び右側ランナーバルブ７５、７６はランナー回転軸７２を中心に上向きに回転する。エンジンが中速領域で運転されると、低速領域運転に比べてジップ径とランナー径が増大し、吸気が燃焼室に十分供給される。
次に、エンジンが中速領域運転から高速領域運転に変化すれば、ＥＣＵはモーター９０を駆動させて左側カム８１と右側カム８２の回転角が０度になるようにし、図１（ａ）の状態になる。即ち、左側カム８１と右側カム８２がモーター９０により図４から一方向に４５度回転した状態になり、中速状態に比べて左側ジップバルブ及び右側ジップバルブ６２、６３はジップ回転軸６１を中心に最大限下向きに回転し、左側ランナーバルブ及び右側ランナーバルブ７５、７６はランナー回転軸７２を中心に最大限上向きに回転する。エンジンが高速領域で運転されると、ジップ径とランナー径が最大限増大し、吸気抵抗が最小になるため高速性能が向上する。
図５〜図８は、本発明の第２の実施形態の吸気マニホルド２０１を示す図であって、第１の実施形態の吸気マニホルド１と他の構成は同一であるが、可変手段２５０の構造が異なる。
即ち、第１の実施形態の可変手段５０では左側ジップバルブ６２と右側ジップバルブ６３がジップ回転軸６１を中心に回転するよう構成されている反面、第２の実施形態の可変手段２５０では第１の実施形態におけるジップ回転軸６１が除かれ、ジップバルブ２６０が板状でセンタータンク１０を横切って設けられる。
ここで、第２の実施形態におけるジップバルブ２６０は下部面が開放された構造であって、板状で両側の端部が下向きに折り曲げられて断面はコの字形状にされる。
即ち、第１の実施形態の可変手段５０では左側ジップバルブ６２と右側ジップバルブ６３がジップ回転軸６１を中心に回転するよう構成されている反面、第２の実施形態の可変手段２５０では第１の実施形態におけるジップ回転軸６１が除かれ、ジップバルブ２６０が板状でセンタータンク１０を横切って設けられる。
ここで、第２の実施形態におけるジップバルブ２６０は下部面が開放された構造であって、板状で両側の端部が下向きに折り曲げられて断面はコの字形状にされる。
一方、ランナーバルブ２７０は第１の実施形態の場合と構造が同一である。即ち、左側ランナー３０及び右側ランナー３５が交差する位置に設けられるランナー回転軸２７２と、ランナー回転軸２７２を中心に上下方向に回転可能に設けられ、左側ランナー径と右側ランナー径をそれぞれ変更させる左側ランナーバルブ２７５及び右側ランナーバルブ２７６とからなる。
ランナー回転軸２７２には左側ランナーバルブ２７５と右側ランナーバルブ２７６が回転するとき発生する摩擦力を低減させるためＰＣＶバルブ７３が結合されている。このため、ランナー回転軸２７２は複数のオイルミストホール２７２ａが形成されるよう中空に製作されるが、ＰＣＶバルブ７３に渡ってくるオイルミストがオイルミストホール２７２ａに落ちることにより、ランナー回転軸２７２と左側ランナーバルブ及び右側ランナーバルブ２７５、２７６の摩擦部位が潤滑される。
なお、ジップバルブ２６０とランナーバルブ２７０が駆動部８０により駆動されるのは第１の実施形態と同一であるため、これに関する説明は省略する。
ランナー回転軸２７２には左側ランナーバルブ２７５と右側ランナーバルブ２７６が回転するとき発生する摩擦力を低減させるためＰＣＶバルブ７３が結合されている。このため、ランナー回転軸２７２は複数のオイルミストホール２７２ａが形成されるよう中空に製作されるが、ＰＣＶバルブ７３に渡ってくるオイルミストがオイルミストホール２７２ａに落ちることにより、ランナー回転軸２７２と左側ランナーバルブ及び右側ランナーバルブ２７５、２７６の摩擦部位が潤滑される。
なお、ジップバルブ２６０とランナーバルブ２７０が駆動部８０により駆動されるのは第１の実施形態と同一であるため、これに関する説明は省略する。
図５はエンジンが高速運転時の可変手段２５０の作動状態を示した図、図７はエンジンが低速運転時の可変手段２５０の作動状態を示した側面図、図８はエンジンが中速運転時の可変手段２５０の作動状態を示した側面図である。それぞれの場合のジップ径及びランナー径の可変原理は第１の実施形態と同一であるので省略する。
一方、本実施形態ではカム８１、８２が図９の（ａ）のような形状になっている。即ち、カム軸８３、８４がカム８１、８２の中央に配置されることによりカム８１、８２の両側ノーズ（Ａ、Ａ「 ）（Ｂ、Ｂ「 ）がジップバルブ６０、２６０とランナーバルブ７０、２７０を同一比率で加圧し、ジップ径とランナー径が同一比率で変更するようになっている。
一方、本実施形態ではカム８１、８２が図９の（ａ）のような形状になっている。即ち、カム軸８３、８４がカム８１、８２の中央に配置されることによりカム８１、８２の両側ノーズ（Ａ、Ａ「 ）（Ｂ、Ｂ「 ）がジップバルブ６０、２６０とランナーバルブ７０、２７０を同一比率で加圧し、ジップ径とランナー径が同一比率で変更するようになっている。
しかし、前記例に限定されず、図９の（ｂ）及び（ｃ）に示す通り、カムのプロファイルを変更することもできる。
即ち、図９の（ｂ）の場合は、図９の（ａ）と異なり、カム軸３８３、３８４がカム３８１、３８２の中央から下方に偏向して配置されることにより、カム３８１、３８２の上部ノーズ（Ｃ、Ｄ）とカムの下部ノーズ（Ｃ「 、Ｄ「 ）がそれぞれジップバルブ６０、２６０とランナーバルブ７０、２７０を加圧する程度が異なる。換言すれば、カム軸３８３、３８４から上部ノーズ（Ｃ、Ｄ）までの距離がカム軸３８３、３８４から下部ノーズ（Ｃ「 、Ｄ「 ）までの距離に比べて長いため、ジップ径がランナー径よりさらに大きく変更されるのである。
即ち、図９の（ｂ）の場合は、図９の（ａ）と異なり、カム軸３８３、３８４がカム３８１、３８２の中央から下方に偏向して配置されることにより、カム３８１、３８２の上部ノーズ（Ｃ、Ｄ）とカムの下部ノーズ（Ｃ「 、Ｄ「 ）がそれぞれジップバルブ６０、２６０とランナーバルブ７０、２７０を加圧する程度が異なる。換言すれば、カム軸３８３、３８４から上部ノーズ（Ｃ、Ｄ）までの距離がカム軸３８３、３８４から下部ノーズ（Ｃ「 、Ｄ「 ）までの距離に比べて長いため、ジップ径がランナー径よりさらに大きく変更されるのである。
一方、図９の（ｃ）の場合は、図９の（ａ）と異なり、カム軸４８３、４８４がカム４８１、４８２の中央から上方に偏向して配置されることにより、カム４８１、４８２の上部ノーズ（Ｅ、Ｆ）とカムの下部ノーズ（Ｅ「 、Ｆ「 ）がそれぞれジップバルブ６０、２６０とランナーバルブ７０、２７０を加圧する程度が異なる。換言すれば、カム軸４８３、４８４から下部ノーズ（Ｅ「 、Ｆ「 ）までの距離がカム軸４８３、４８４から上部ノーズ（Ｅ、Ｆ）までの距離に比べて長いため、ランナー径がジップ径よりさらに大きく変更されるのである。
このように、本発明によれば、可変手段５０、２５０により、ジップ径とランナー径がエンジンの運転領域に従い連続的に変更できるので、エンジン性能を全運転領域で向上させることができる。
前述の実施形態において、バンクが２つの場合を例として説明したが、単一バンクの場合にも適用されるのは勿論である。
このように、本発明によれば、可変手段５０、２５０により、ジップ径とランナー径がエンジンの運転領域に従い連続的に変更できるので、エンジン性能を全運転領域で向上させることができる。
前述の実施形態において、バンクが２つの場合を例として説明したが、単一バンクの場合にも適用されるのは勿論である。
前記実施形態では６気筒に適用される吸気マニホルドについて説明したが、本発明の吸気マニホルドはこれに限定されず、４気筒、８気筒等にも適用できるのは勿論である。
また、前記実施形態において、左側復元部材及び右側復元部材がコイルバネからなっているが、これに限定されず、板バネなど弾性力を与えることのできるものであれば何れのものでもよい。
また、前記実施形態において、モーターが左側カム軸に結合されているが、左側カム軸の代わりに右側カム軸に結合することもできるのは勿論である。
本発明におけるカムのプロファイルは、図９に示したカムの仕様に限定されず、必要に応じて変更できるのは勿論である。
また、前記実施形態において、左側復元部材及び右側復元部材がコイルバネからなっているが、これに限定されず、板バネなど弾性力を与えることのできるものであれば何れのものでもよい。
また、前記実施形態において、モーターが左側カム軸に結合されているが、左側カム軸の代わりに右側カム軸に結合することもできるのは勿論である。
本発明におけるカムのプロファイルは、図９に示したカムの仕様に限定されず、必要に応じて変更できるのは勿論である。
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されず、本発明の属する技術範囲を逸脱しない範囲での全ての変更が含まれる。
１、２０１ 吸気マニホルド
２０ 左側ジップチューブ
２５ 右側ジップチューブ
３０ 左側ランナー
３３ 左側メインタンク
３５ 右側ランナー
３７ 右側メインタンク
５０、２５０ 可変手段
６０、２６０ ジップバルブ
７０、２７０ ランナーバルブ
８０ 駆動部
８１ 左側カム
８２ 右側カム
８５ 左側カムスプロケット
８６ 右側カムスプロケット
８７ 左側復元部材
８８ 右側復元部材
９０ モーター
２０ 左側ジップチューブ
２５ 右側ジップチューブ
３０ 左側ランナー
３３ 左側メインタンク
３５ 右側ランナー
３７ 右側メインタンク
５０、２５０ 可変手段
６０、２６０ ジップバルブ
７０、２７０ ランナーバルブ
８０ 駆動部
８１ 左側カム
８２ 右側カム
８５ 左側カムスプロケット
８６ 右側カムスプロケット
８７ 左側復元部材
８８ 右側復元部材
９０ モーター
Claims (10)
- スロットルボディーから流入する吸気を安定化させるタンクと、
前記タンクから分岐される複数のジップチューブと、
前記ジップチューブと連結され、エンジンの各気筒別シリンダーと個別に連通される複数のランナーと、
前記ジップチューブ及び前記ランナーの一側に設けられ、エンジンの運転領域に従いジップ径とランナー径を連続的に変更させるための可変手段と
を含むことを特徴とする自動車の吸気マニホルド。 - 前記タンクは、センタータンク及びメインタンクからなり、
前記ジップチューブは、前記センタータンクと前記メインタンクとの間に位置することを特徴とする請求項１に記載の自動車の吸気マニホルド。 - 前記ジップチューブは、前記センタータンクの左右にそれぞれ分岐される左側ジップチューブ及び右側ジップチューブからなり、
前記メインタンクは、前記左側ジップチューブと前記右側ジップチューブの下端にそれぞれ連結される左側メインタンク及び右側メインタンクからなり、
前記ランナーは、前記左側メインタンクの下端に連結される左側ランナーと、前記右側メインタンクの下端に連結される右側ランナーと、からなることを特徴とする請求項２に記載の自動車の吸気マニホルド。 - 前記可変手段は、
前記センタータンクと前記ジップチューブに亘って設けられジップ径を変更させるためのジップバルブと、
前記ランナーに設けられランナー径を変更させるためのランナーバルブと、
前記ジップバルブ及び前記ランナーバルブを駆動させる駆動部と、
を含むことを特徴とする請求項３に記載の自動車の吸気マニホルド。 - 前記ジップバルブは、
前記センタータンクに支持されるジップ回転軸と、
前記ジップ回転軸を中心に上下方向に回転可能に設けられ、左側ジップ径と右側ジップ径を変更するための左側ジップバルブ及び右側ジップバルブと、からなることを特徴とする請求項４に記載の自動車の吸気マニホルド。 - 前記ジップバルブは板状で、両側の端部が下向きに折曲形成されていることを特徴とする請求項４に記載の自動車の吸気マニホルド。
- 前記ランナーバルブは、
前記左側ランナー及び前記右側ランナーが交差する位置に設けられるランナー回転軸と、
前記ランナー回転軸を中心に上下方向に回転可能に設けられ、左側ランナー径と右側ランナー径を変更するための左側ランナーバルブ及び右側ランナーバルブとからなることを特徴とする請求項４に記載の自動車の吸気マニホルド。 - 前記駆動部は、
前記ジップバルブ及び前記左側ランナーバルブと接触可能に左側カム軸と一体に回転する左側カムと、
前記ジップバルブ及び前記右側ランナーバルブと接触可能に右側カム軸と一体に回転する右側カムと、
前記左側カムの両側ノーズが前記ジップバルブ及び前記左側ランナーバルブと接触するよう弾性支持する左側復元部材と、
前記右側カムの両側ノーズが前記ジップバルブ及び前記右側ランナーバルブと接触するよう弾性支持する右側復元部材と、
を含むことを特徴とする請求項７に記載の自動車の吸気マニホルド。 - 前記左側カム軸及び前記右側カム軸には左側カムスプロケット及び右側カムスプロケットがそれぞれ結合され、前記左側カムスプロケット及び前記右側カムスプロケットの間には互いに噛み合うリバースギアが噛み合わされており、前記左側カム軸と前記右側カム軸の何れかに１つのモーターが結合されることを特徴とする請求項８に記載の自動車の吸気マニホルド。
- 前記ランナー回転軸は、オイルミストホールが形成されるよう中空に製作され、ＰＣＶバルブから供給されるオイルミストにより潤滑されることを特徴とする請求項７に記載の自動車の吸気マニホルド。
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