JP3624490B2

JP3624490B2 - 内燃機関の吸気装置

Info

Publication number: JP3624490B2
Application number: JP28225995A
Authority: JP
Inventors: 藤篤史伊
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd; Aisin Corp
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 1995-10-30
Filing date: 1995-10-30
Publication date: 2005-03-02
Anticipated expiration: 2015-10-30
Also published as: JPH09125970A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の吸気装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の内燃機関の吸気装置としては、実開昭６１−１３２４３７号公報に示されるものが知られている。このものは、吸気制御弁を挿入するための挿入部をその長手方向中央部にもち、吸気制御弁により第１サージタンクと第２サージタンクとに分割されるサージタンクを有し、吸気制御弁の全開時に第１サージタンク内部室及び第２サージタンク内部室間を連通させ、全閉時に両者間の連通を遮断させるものである。このものでは、内燃機関の運転状態に応じて吸気制御弁を開閉制御することにより、吸気通路の等価管長を変化させ、それにより吸気慣性効果を利用して内燃機関の全回転数領域に渡って高い充填効率を確保している。
【０００３】
ところで、上記したサージタンクをもつ吸気装置は、鋳造により一体成形されるのが一般的であるが、軽量化を図るために樹脂製の吸気装置を製造することが望まれる。この樹脂製の吸気装置の製造方法としては、溶融中子を使用する方法や振動溶着による方法が考えられるが、設備コスト，製造時間等を考慮すると、振動溶着による方法が望ましい。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、上記した吸気装置を振動溶着で製造する場合、２つの分割体を振動させて溶着する必要があることから、吸気制御弁を挿入するためにサージタンクに設ける挿入部に分割ラインが生じることとなる。そのため、挿入部に段差や溶着バリが発生することは避けられず、その段差や溶着バリの影響で、挿入部及び吸気制御弁間全体に渡ってシール部材を配設したとしても、挿入部及びシール部材間に隙間が生じることとなり、充分にシールできない。従って、吸気制御弁の全閉時に一方のサージタンク内部室内の空気が他方のサージタンク内部室内に漏れて吸気慣性効果が弱まって充填効率を確保できない恐れがある。
【０００５】
また、吸気制御弁及び挿入部間全体のシール性を確保するために、挿入部に生じた溶着バリを取り除く必要があり、製造工数がかかる。
【０００６】
ここで、実開平６−７３３６８号公報には、振動溶着により２つの分割体を結合する内燃機関の吸気装置が開示されているが、吸気制御弁及びそれを挿入する挿入部の開示はない。このものは、サージタンクの一部及び吸気管の一部を一体的にもつ第１分割体と、サージタンクの残部及び吸気管の残部を一体的にもつ第２分割体とからなり、一方の分割体に相手部材と結合するためのフランジ部の全体を一体的に設けたものである。このものでは、一方の分割体にフランジ部全体を一体的に設けることにより、フランジ部に分割ライン（分割面）を存在させないようにし、フランジ部及び相手部材間のシール性を確保している。
【０００７】
ところで、実開昭６１−１３２４３７号のものと実開平６−７３３６８号公報のものとを組み合わせて吸気制御弁及びそれを挿入する挿入部をもつ振動溶着により製造される内燃機関の吸気装置を提供するも考えられるが、この場合、一方の分割体に挿入部全体を一体的に設け、他方の分割体に挿入部を挿入するための貫通穴を設ける構成となる。ところが、この構成では、振動溶着ができなくなる。
【０００８】
故に、本発明は、振動溶着を確実に行うことができ、吸気制御弁を受ける受部の内面に分割ラインが存在しないようにすることを、その技術的課題とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記技術的課題を解決するために本発明において講じた技術的手段は、内燃機関の運転状態に応じて開閉制御される吸気制御弁の外面を受け且つ吸気制御弁に対応する形状の受部をその内部にもつサージタンクを有する内燃機関の吸気装置であって、受部全体を含むサージタンクの一部を一体的に有する樹脂製の第１分割体と、サージタンクの残部を一体的に有し、振動溶着により第１分割体と結合された樹脂製の第２分割体とを備え、受部に、第１及び第２分割体間の分割ラインに連続する外面を設け、第２分割体に、受部の外面に対応する形状の内壁を一体的に設け、第１及び第２分割体の振動溶着時と同時に内壁を受部の外面と振動溶着により結合したことである。
【００１０】
上記技術的手段によれば、第１分割体に吸気制御弁の受部全体を一体的に設けたので、受部の内面に分割ラインは存在しない。結果、受部の内面に段差が生じることはなくなると共に、２つの分割体を振動溶着して結合する際に、受部の内面に溶着バリが発生することはない。従って、受部及び吸気制御弁間全体に渡ってシール部材を密着させることができ、受部及び吸気制御弁間のシール性を充分に確保できる。よって、吸気制御弁で区画されるサージタンクの両内部室間のシール性を確保できる。
【００１１】
また、受部の内面に生じた溶着バリを取り除く作業が減り、その分製造工数の短縮化を図ることができる。
【００１２】
また、受部に、第１及び第２分割体間の分割ラインに連続する外面を設け、第２分割体に、受部の外面に対応する形状の内壁を一体的に設けたので、受部の外面を内壁に確実に振動溶着することができる。更に、受部の外面を内壁に振動溶着することにより、受部の外面及び内壁間のシール性も充分に確保でき、結果、吸気制御弁で区画されるサージタンクの両内部室間のシール性を一層確保できる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
【００１４】
図１に示すように、本実施形態に係る内燃機関の吸気装置１は、その一端が多気筒エンジン（ここでは６気筒）２に接続され、他端がエアクリーナー３に接続されている。吸気装置１は、エアクリーナー３に接続された単一の吸気管１１と、吸気管１１から分岐した第１及び第２吸気管１２，１３と、第１及び第２吸気管１２，１３に接続されたサージタンク１４と、サージタンク１４及びエンジン２間を結ぶ第１〜第６吸気枝管１５，１６，１７，１８，１９，２０とを備えている。
【００１５】
吸気管１１内には、アクセルペダル（図示せず）に連動して作動するスロットル弁４が配設されている。サージタンク１４内には、その長手方向中央部にて吸気制御弁５が配設され、この吸気制御弁５によりサージタンク１４は第１サージタンク内部室１４１及び第２サージタンク内部室１４２に２分割されている。第１〜第３吸気枝管１５〜１７は、その一端が第１サージタンク内部室１４１に接続され、他端が互いに吸気行程が重なり合わないエンジン２の第１〜第３の気筒（図示せず）に夫々接続されている。又、第４〜第６吸気枝管１８〜２０は、その一端が第２サージタンク内部室１４２に接続され、他端が互いに吸気行程が重なり合わないエンジン２の第４〜第６の気筒（図示せず）に夫々接続されている。尚、６は排気管である。
【００１６】
吸気制御弁５は、エンジン２の運転状態に応じて開閉制御され、エンジン２の高負荷低速運転時に閉弁し、高負荷高速運転時に開弁するものである。吸気制御弁５は、その閉弁時には第１及び第２サージタンク内部室１４１，１４２間の連通を遮断し、その開弁時には両者間を連通させる。具体的には、吸気制御弁５の閉弁時には、第１及び第２吸気管１２，１３の分岐部が吸気脈動による気柱振動の節となり、吸気脈動の振動数は比較的低くなる。従って、このときエンジン回転数が低いときに吸気慣性効果により充填効率が高められ、軸トルクが大きくなる。一方、吸気制御弁５の開弁時には、各吸気枝管１５〜２０の開口端が吸気脈動による気柱振動の節となり、吸気脈動の振動数が高くなる。従って、このときエンジン回転数が高いときに吸気慣性効果により充填効率が高められ、軸トルクが大きくなる。
【００１７】
以下、図２〜図６を用いて吸気装置１及び吸気制御弁５の具体的構成について説明する。
【００１８】
図２及び図３に示すように、吸気装置１の主部（図１の点線部間の部分）１ａは、振動溶着により一体的に成形されたものである。吸気装置１の主部１ａは、樹脂製のロアピース（第１分割体）２１及び樹脂製のアッパーピース（第２分割体）２２から構成され、図４に示すように、ロアピース２１の溶着面２１ａとアッパーピース２２の溶着面２２ａとを重ね合わせて振動溶着させることにより形成される。
【００１９】
図４から明らかなように、ロアピース２１は、第１及び第２吸気管１２，１３の一部、サージタンク１４の一部、並びに第１〜第６吸気枝管１５〜２０の上流側部分（以下第１〜第６吸気枝管上流部と称する）１５ａ，１６ａ，１７ａ，１８ａ，１９ａ，２０ａの一部を一体的に有している。また、ロアピース２１は、第１及び第２吸気管１２，１３の分岐部を吸気管１１に気密的に結合するためのフランジ部２３の全体並びに第１〜第６吸気枝管上流部１５ａ〜２０ａを第１〜第６吸気枝管１５〜２０の下流側部分（以下第１〜第６吸気枝管下流部と称する）１５ｂ，１６ｂ，１７ｂ，１８ｂ，１９ｂ，２０ｂに気密的に結合するためのフランジ部２４の全体も一体的に有している。つまり、ロアピース２１の両端に位置するフランジ部２３及びフランジ部２４には、分割ラインはないので、各結合部におけるシール性を確保できる。一方、アッパーピース２２は、第１及び第２吸気管１２，１３の残部、サージタンク１４の残部、並びに第１〜第６吸気枝管上流部１５ａ，１６ａ，１７ａ，１８ａ，１９ａ，２０ａの残部を一体的に有している。
【００２０】
ロアピース２１には、サージタンク１４の長手方向中央部に対応する部分に吸気制御弁５を挿入するための挿入部（受部）２５全体が一体的に設けられている。この挿入部２５は、弁挿入穴２５１ａをもつフランジ部２５１と、第１壁部２５２と、第２壁部２５３とを備えている。フランジ部２５１は、ロアピース２１に吸気制御弁５を結合するためのものである。第１壁部２５２は、ブリッジ状を呈しており、ロアピース２１の分割ラインである溶着面２１ａに連続している。
【００２１】
具体的には、第１壁部２５２は、サージタンク１４の分割ラインに連続している。つまり、第１壁部２５２の外面全体は溶着面となり、第１壁部２５２にはそれを分割する分割ラインは存在しない。第２壁部２５３は、フランジ部２５１及び第１壁部２５２の一端を連結しており、ロアピース２１の内面から図４上方向に突出している。第１及び第２壁部２５２，２５３は、サージタンク１４を区画しており、第１壁部２５２の内面は、第２壁部２５３の内面と協働して吸気制御弁５を収納する弁収納空間を形成している。即ち、この第１及び第２壁部２５２，２５３は、吸気制御弁５の外面を受け、その形状に対応する形状になっている。
【００２２】
第２壁部２５３の内面全体には、吸気制御弁５をガイドするためのガイドレール２５３ａが一体的に設けられている。又、図６に示すように、第１壁部２５２の内面の一部分にも、吸気制御弁５をガイドするためのガイドレール２５２ａが一体的に設けられている。尚、第１壁部２５２の内面全体にガイドレール２５２ａを設けても良い。
【００２３】
尚、ロアピース２１に挿入部２５を一体的に設けた例について述べたが、アッパーピース２２に挿入部２５を一体的に設けても良い。
【００２４】
アッパーピース２２の内面には、第１壁部２５２の外面全体を包囲する溶着部（内壁）２６が一体的に設けられ、ロアケース２１及びアッパケース２２の振動溶着時に同時に溶着部２６は第１壁部２５２と重ね合わされて振動溶着により結合される。つまり、第１壁部２５２の外面及び溶着部２６は、振動溶着時に所定の圧力が作用するような形状になっている。振動溶着前においては、図７に示すように、第１壁部２５２の外面には、全体に渡ってリブ２５２ａ及び２つの凹部２５２ｂ，２５２ｂが形成され、リブ２５２ａは２つの凹部２５２ｂ，２５２ｂ間に位置している。又、溶着部２６には、リブ２５２ａに対向する位置に全体に渡って幅の広い第１リブ２６ａが形成され、その両側に所定の距離だけおいて全体に渡って２つの幅の狭い第２リブ２６ｂ，２６ｂが形成されている。第１及び第２リブ２６ａ，２６ｂにより、２つの凹部２６ｃ，２６ｃが形成される。これらの凹部２６ｃ及び第１壁部２５２の凹部２５２ｂは密閉され、それらの中に振動溶着時のバリが溜められる。ここで、第１壁部２５２及び溶着部２６は、振動溶着後でも、図６に示す如く、凹部の深さが変わるだけで、溶着前の形状を略維持している。尚、ロアピース２１の全溶着面２１ａの構成は図６及び図７に示す第１壁部２５２の構成と同一であり、アッパーピース２２の全溶着面２１ａの構成は図６及び図７に示す溶着部２６の構成と同一である。
【００２５】
図４に示すように、吸気制御弁５は、成形後の吸気装置１の主部１ａの挿入穴２５１ａを介して挿入され、フランジ部２５１にボルト絞めされる。吸気制御弁５は、円形状の貫通孔５１１をもつホルダ５１と、回転軸５２と、バタフライ弁体５３と、フランジ部５４とを備えている。ホルダ５１には、その挿入時に第１及び第２壁部２５２，２５３に対向する外面に、リング溝５１２が形成され、このリング溝５１２内には、シールリング２７が配設される。つまり、図３に示すように、吸気制御弁５を吸気装置１に挿入した際には、ホルダ５１の外面がシールリング２７を介して第１及び第２壁部２５２，２５３に密着することとなる。
【００２６】
回転軸５２は、ホルダ５１に回転自在に支持され、駆動部材（図示せず）に連結されている。弁体５３は、貫通孔５１１の径と略同一の径をもつ円盤であり、回転軸５２に固定されている。弁体５３は、その開弁時に貫通孔５１１を開放し、閉弁時に貫通孔５１１を気密的に塞ぐものである。フランジ部５４は、ホルダ５１と一体的に設けられている。フランジ部５４には、ホルダ５１との結合部を囲むようにリング溝５４１が形成され、図３及び図５に示すように、ロアピース２１のフランジ部５２１にも、リング溝５４１と対応する位置に同形状のリング溝５２１ｂが形成され、これらのリング溝５４１，５２１ｂ内にはシールリング２８が配設される。フランジ部５４は、シールリング２８を介して挿入部２５のフランジ部２５１に重ね合わされてボルト絞めされる。これにより、吸気装置１のフランジ２５１及び吸気制御弁５のフランジ部５４間のシール性が確保される。
【００２７】
以上示したように、本実施の形態では、ロアピース２１に吸気制御弁５用の挿入壁２５２，２５３全体を一体的に設けたので、挿入壁２５２，２５３に分割ラインは存在しない。結果、挿入壁２５２，２５３に段差が生じることはなくなると共に、２つのピース２１，２２を振動溶着して結合する際に、挿入壁２５２，２５３の内面に溶着バリが発生することはない。従って、挿入壁２５２及び吸気制御弁５のホルダ５１間全体に渡ってシールリング２７を密着させることができ、挿入壁２５２及び吸気制御弁２５３間のシール性を充分に確保できる。これにより、吸気制御弁５で区画されるサージタンク１４の一方の内部室１４１（又は１４２）の空気が他方の内部室１４２（又は１４１）に漏れるのを極力回避でき、吸気制御弁５の全閉時に両内部室間の空気の漏れにより吸気慣性効果が弱まるのを回避でき、充填効率を確実に確保できる。
【００２８】
【発明の効果】
本発明によれば、第１分割体に吸気制御弁の受部全体を一体的に設けたので、受部の内面に分割ラインは存在しない。結果、受部の内面に段差が生じることはなくなると共に、２つの分割体を振動溶着して結合する際に、受部の内面に溶着バリが発生することはない。従って、受部及び吸気制御弁間全体に渡ってシール部材を密着させることができ、受部及び吸気制御弁間のシール性を充分に確保できる。よって、吸気制御弁で区画されるサージタンクの両内部室間のシール性を確保できる。
【００２９】
また、受部の内面に生じた溶着バリを取り除く作業が減り、その分製造工数の短縮化を図ることができる。
【００３０】
また、受部に、第１及び第２分割体間の分割ラインに連続する外面を設け、第２分割体に、受部の外面に対応する形状の内壁を一体的に設けたので、受部の外面を内壁に確実に振動溶着することができる。更に、受部の外面を内壁に振動溶着することにより、受部の外面及び内壁間のシール性も充分に確保でき、結果、吸気制御弁で区画されるサージタンクの両内部室間のシール性を一層確保できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る内燃機関の吸気装置の概略を示す模式図である。
【図２】本実施形態に係る内燃機関の吸気装置の側面図である。
【図３】図２のＡ視図である。
【図４】本実施形態に係る内燃機関の吸気装置の分解斜視図である。
【図５】吸気制御弁を搭載した場合における図２のＢ−Ｂ断面図である。
【図６】図５のＣ−Ｃ断面図である。
【図７】振動溶着前の第１壁部の溶着面及び溶着部の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
１内燃機関の吸気装置
１４サージタンク
１４１第１サージタンク内部室
１４２第２サージタンク内部室
２１ロアピース（第１分割体）
２２アッパーピース（第２分割体）
２５挿入部（受部）
２５２第１壁部
５吸気制御弁

Claims

内燃機関の運転状態に応じて開閉制御される吸気制御弁の外面を受け且つ前記吸気制御弁に対応する形状の受部をその内部にもつサージタンクを有する内燃機関の吸気装置であって、
前記受部の全体を含む前記サージタンクの一部を一体的に有する樹脂製の第１分割体と、前記サージタンクの残部を一体的に有し、振動溶着により前記第１分割体と結合された樹脂製の第２分割体とを備え、
前記受部は、前記第１及び第２分割体間の分割ラインに連続する外面をもち、前記第２分割体は、前記受部の外面に対応する形状の内壁を一体的に有し、前記第１及び第２分割体の振動溶着時と同時に前記内壁は前記受部の外面と振動溶着により結合されていることを特徴とする内燃機関の吸気装置。