JP4577493B2 - エンジンの可変吸気装置 - Google Patents

Description

本発明は、可変吸気装置に関し、殊に、エンジンの各気筒に接続した吸気マニホルドに送る吸気を一旦保持するサージタンクの内部隔壁に設けられた可変吸気バルブを開閉制御することで有効気管長さを可変としたエンジンの可変吸気装置に関するものである。

従来より、エンジンのトルクを向上させる手段の一つとしてエンジンの吸気脈動を利用する技術が知られており、実開昭６３−１５６４２１号公報や特開平１０−２９９４９３号公報に記載され、図４に示すようにサージタンク１Ｃ内部に隔壁３０Ｂを設けて吸気タイミングが連続しない気筒ごとに二つのグループに分けて吸気を分配し、この隔壁３０Ｂに配置した可変吸気バルブ２２（パワーバルブ）を所定の制御手段で開閉制御することにより、有効吸気管長さを変更可能としたエンジンの可変吸気装置が知られている。

例えば、Ｖ型エンジン用の可変吸気装置においては、図５（Ａ）に示すように、中低速域条件において可変吸気バルブ２２が閉じている時の有効吸気管長さＬＬは、吸気管９の枝別れ点９ａから下端部９ｂまで含めた長さとなる。これに対し、図５（Ｂ）に示すように高速域条件において可変吸気バルブ２２を開いた時の有効気管長さＬＨを下端部９ｂのみとして極めて短くすることができることから、可変吸気バルブ２２の開閉制御により有効吸気管長さを容易に変更することができる。

このサージタンク１Ｂの隔壁３０Ａに配置される可変吸気バルブ２２は、これが設けられたバルブユニット２Ｂを隔壁３０Ａ側端部からＵ時形に切り欠かれてなる取付部３０ａに、サージタンク１Ｂのケーシング１０側壁の開口部１０ａから挿入されて設けられるようになっている。そして、バルブユニット２Ｂは図６（Ａ）に示すように、その挿入板２１Ｂの略中央に設けた円形の連通孔２１ｂを開閉するように円盤状の弁体２１ｃが軸支されて、所謂パワーバルブとして機能する可変吸気バルブ２２を構成する。

前記バルブユニット２Ｂの挿入板２１Ｂ外周部には、隔壁３０Ａの取付部３０ａとの密着性を確保するためのＵ字状のシール部材２５Ｂが取り付けられる。シール部材２５Ｂは、図６（Ｂ）の断面図に示すように内周面に挿入板２１Ｂの外周面から突出したフランジ２１ｄを嵌合するための嵌合溝２５ｄが設けられ、その外周面にフランジ状の固定凸部２５ｃが設けられてなる断面略方形で弾性ゴムからなる部材である。そして、その固定凸部２５ｃは隔壁３０Ａの取付部３０ａ内周面中央から内周に沿って設けられた固定溝３０ｂに挿入されるようになっている。

このシール部材２５Ｂを介装してバルブユニット２Ｂを隔壁３０Ａの取付部３０ａに挿入して取付けることで、二つの気室３１，３２間の独立性（気密性）を保ちながらサージタンク１Ｂに可変吸気バルブ２２を配設することができるため、比較的容易に可変吸気装置を作成することができる。また、バルブユニット２Ｂの取り外しが簡単であるため、可変吸気バルブ２２のメンテナンスは容易なものとなる。

しかし、バルブユニット２Ｂをサージタンク１Ｂに装着する際、挿入板２１Ｂにシール部材２５Ｂを取り付けた状態にして挿入するため、このとき挿入板２１Ｂを上下左右にこじる動きがあるとシール部材２５Ｂは挿入板２１Ｂから容易に外れてしまい、取り付け作業が面倒なものとなる。また、シール部材２５Ｂが一部外れたままで装着した場合は隔壁３０Ａによる気密性が確保できなくなって、可変吸気装置が所望の機能を発揮できないものとなってしまう。

この問題に対し、特開２００３―３８５３号公報には、サージタンクおよびバルブユニットの挿入板をそれぞれ樹脂で成型して、隔壁の取付部と挿入板との接点を接着剤またはレーザ等を用いて接着することで可変吸気装置を作成する技術が提示されている。これにより、バルブユニットの挿入板が確実に隔壁に取り付けられて、気密性を確実なものとすることができる。しかしながら、この場合、取り付け時に接着作業が必要となって作業の手間が増す結果となり、さらに接着後にバルブユニットをサージタンクから外すことが困難となるため、そのメンテナンス作業も面倒なものとなってしまう。
実開昭６３−１５６４２１号公報 特開平１０−２９９４９３号公報 特開２００３―３８５３号公報

本発明は、上記のような問題点を解決しようとするものであり、バルブユニットのサージタンクへの装着時において、挿入板に取り付けたシール部材が容易に外れないようにして、確実かつ容易に装着できるようにすることを課題とする。

そこで、本発明は、サージタンク内部が隔壁で区画されて２つの気筒のグループに吸気を分配する二つの気室を有するとともに、開閉弁を有するバルブユニットの挿入板を隔壁開口部に挿入して固定することにより二つの気室間の連通を開閉する可変吸気バルブが配設され、所定の制御手段でこれを開閉制御することにより有効気管長さを変更可能としたエンジンの可変吸気装置において、挿入板の上下面に外縁から所定間隔を有して外周に沿う上下一対の係合溝が穿設され、その外周部に対応した形状のシール部材の内周面に設けられた嵌合溝の両側壁に先端が対向する一対の係合鈎が突設されており、挿入板外周部を嵌合溝に嵌合させることでこの係合鈎が係合溝に係合して、挿入板外周部にシール部材が固定されるものとした。

これにより、挿入板外周部にシール部材を取り付けた状態でサージタンクに挿入して隔壁開口部に固定する際に、挿入板からシール部材が容易に外れなくなるため、確実且つ容易にバルブユニットをサージタンクに装着できるようになる。

また、この隔壁の取付部内周面に内周方向に沿う固定溝を設けるとともに、シール部材の外周面に、外周に沿って突設されこの固定溝に挿入されることでバルブユニット装着時に挿入板と隔壁とを面一状態で密着・固定させるフランジ状の固定凸部を設ければ、さらに挿入板の固定状態が安定するとともに上下気室間の気密性をより確実なものとすることができる。

さらに、このシール部材における固定凸部の基端側の厚さを中央部分よりも薄くしてその先端側に力を加えることで容易に上下に揺動するものとすれば、挿入板にシール部材を装着した状態で隔壁取付部に挿入する際、取付部の固定溝に固定凸部先端が挿入された状態で挿入板を上下にこじる動作を加えても、固定凸部が上下に揺動することでシール部材が挿入板から外れる心配を更に少ないものとすることもできる。

本発明によると、バルブユニットのサージタンクへの装着時に挿入板に取り付けたシール部材が容易に外れないものとなり、その装着を確実かつ容易なものとすることができるものである。

図面を参照して本発明における第一の実施の形態を説明すると、図１は本実施の形態の可変吸気装置を構成するバルブユニット２Ａを備えたサージタンク１Ａの分解斜視図を示しており、ケーシング１０は輪郭を波線で表して内部を透視した状態で示している。尚、可変吸気装置の基本的な構成・作用は上述した従来のものと同様であるのでその説明は省略し、本発明の特徴部分のみ詳しく説明するものとする。

バルブユニット２Ａは、所定のアクチュエータ２７にリンク機構で連結された可変吸気バルブ２２を備えており、アクチュエータ２７は図示しない制御装置に接続されて駆動を制御されて可変吸気バルブ２２を開閉するようになっている。可変吸気バルブ２２はＵ字状の挿入板２１Ａの略中央位置に配置されており、挿入板２１Ａをサージタンク１Ａのケーシング１０側面に開口した開口部１０ａから挿入して、シール部材２５Ａを介装しながら隔壁３０Ａの取付部３０ａに挿入・固定することで、二つの気室３１，３２間の連通を開閉できるようになっている。そして、この挿入板２１Ａの周縁部の形状およびシール部材２５Ａの形状に本実施の形態における特徴があるものである。

図２（Ａ）は、バルブユニット２Ａの詳細を示す平面図であり、図２（Ｂ）はシール部材２５Ａを装着した挿入板２１Ａおよびこれを取付ける隔壁３０Ａの取付部３０ａの縦断面図（可変吸気バルブ部分は省略）である。図に示すように、挿入板２１Ａの外周に沿う一対の係合溝２１１，２１２が上下両面に穿設されており、これに対応する形状の上下一対の係合鈎２５１，２５２がシール部材２５Ａの内周面に設けられた嵌合溝２５ａの両側壁先端側から対向して突設されている。また、シール部材２５Ａの外周面からはフランジ状の固定凸部２５ｃが全外周に亘って突設されており、その先端を隔壁３０Ａの取付部３０ａ内周に設けた固定溝３０ｂに挿入するようになっている。

シール部材２５Ａはゴム製であって弾性を有しているため、係合鈎２５１，２５２を係合溝２１１，２１２に係合させて挿入板２１Ａ外周に装着することは比較的容易である。そして、シール部材２５Ａを挿入板２１Ａ外周部に装着した状態で隔壁３０Ａの取付部３０ａに挿入して固定するとき、挿入板２１Ａを上下にこじる動きがあっても、シール部材２５Ａはしっかりと挿入板２１Ａ外周部に固定されているため、容易に外れることがないものとなる。また、容易に外れることがないことからバルブユニット２Ａのサージタンク１Ａへの装着作業が極めて容易なものとなる。

図３（Ｂ）および（Ｃ）は、本発明の第一の実施の形態である図２（Ｂ）における挿入板２１Ａとシール部材２５Ａとの組み合わせとは構成が異なる、本発明の第二の実施の形態および第三の実施の形態を示すものであり、それぞれバルブユニットの挿入板にシール部材を装着した先端部分の縦断面図を示している。図３（Ａ）は図２（Ｂ）の挿入板２１Ａの外周面中央部を突出させて角部を設けた挿入板２１Ｃと、この形状に合わせて密着する形状のシール部材２５Ｃとしたものであり、シール部材２５Ｃが上下方向のずれに対して更にしっかりと固定されるようにした実施の形態を示している。

図３（Ｂ）は、図３（Ａ）におけるシール部材２５Ｃの固定凸部２５ｃにおけるフランジの基端部分の厚さを縮小して先端側が上下に容易に揺動可能とした実施の形態のシール部材２５Ｄを示している。このような構成とすることで、取付部３０ａへの挿入時に固定凸部２５ｄ先端が固定溝３０ｂに挿入された状態で挿入板２１Ｃを上下に動かしても固定凸部２５ｄ先端側が揺動することでその力を吸収することができるため、一層上下方向のずれに強いものとなる。

尚、図３の（Ｃ）は、図６（Ｂ）に示す従来の挿入板２１Ｂとシール部材２５Ｂの組み合わせにおいて、シール部材２５Ｂの固定凸部２５ｃを図３（Ｂ）の固定凸部２５ｄと同様の形状にしたシール部材２５Ｅを示している。このようにすることでも、シール部材２５Ｅの外れにくさを向上させることができるが、図３（Ｂ）のものに比べると、挿入板２１Ｂに対するシール部材２５Ｅの固定力が弱いため外れにくさはやや劣る。

以上述べたように、サージタンクに装着するバルブユニットの挿入板とシール部材との間に係合構造を設けた本発明によると、挿入板を隔壁の取付部に取付ける際に上下左右にこじる動きがあってもシール部材が外れる心配を最小限とすることができ、またこれにより装着作業が極めて容易なものとなる。

本発明の第一の実施の形態を示す分解斜視図。 （Ａ）は図１のバルブユニットの詳細を示す平面図、（Ｂ）はその挿入板外周部とシール部材との係合構造の詳細を示す縦断面図。 （Ａ）は本発明の第二の実施の形態を示す縦断面図、（Ｂ）は本発明の第三の実施の形態を示す縦断面図、（Ｃ）は従来例に（Ｂ）の固定凸部を設けた場合を示す縦断面図。 可変吸気装置を配置した従来の吸気システムの配置図。 （Ａ）および（Ｂ）は、可変吸気装置の作用を説明するための斜視図。 （Ａ）は、図５のバルブユニットの詳細を示す平面図、（Ｂ）はその挿入板外周部分とシール部材との係合構造の詳細を示す縦断面図。

符号の説明

１Ａ サージタンク、 ２Ａ バルブユニット、 ９ 吸気管、 ９ａ 分岐部、 ９ｂ 末端部、 １０ａ 開口部、 ２１Ａ，２１Ｂ 挿入板、 ２２ 可変吸気バルブ、 ２５Ａ，２５Ｃ，２５Ｄ シール部材、 ２５ａ 嵌合溝、 ２５ｃ，２５ｄ 固定凸部、 ３０Ａ 隔壁、 ３０ａ 取付部、 ３０ｂ 固定溝、 ３１，３２ 気室、 ２１１，２１２ 係合溝、 ２５１，２５２ 係合鈎

Claims (1)

1. サージタンク内部が隔壁で区画されて２つの気筒のグループに吸気を分配する二つの気室を有するとともに、開閉弁を有するバルブユニットの挿入板を前記隔壁開口部に挿入して固定することにより前記二つの気室間の連通を開閉する可変吸気バルブが配設され、所定の制御手段で前記可変吸気バルブを開閉制御することにより有効気管長さを変更可能としたエンジンの可変吸気装置において、前記隔壁の取付部内周面に内周方向に沿う固定溝が設けられ、前記挿入板の外周部に取り付けられたシール部材の外周面に、外周に沿って突設され前記固定溝に挿入されることで前記バルブユニットの前記サージタンクへの装着時に前記挿入板と前記隔壁とを密着・固定させる基端側の厚さが中央部分よりも薄く形成されたフランジ状の固定凸部が設けられている、
   ことを特徴とするエンジンの可変吸気装置。

Images