JP4844485B2 - 内燃機関の吸気装置 - Google Patents

Description

本発明は、インテークマニホールド内に配置された吸気流切替バルブを備え、吸気流切替バルブを開閉することによって燃焼室内に形成される気流を切替える内燃機関の吸気装置に関する。

〔従来の技術〕
従来から、インテークマニホールドの吸気流路内に吸気流切替バルブを配置し、この吸気流切替バルブを開閉することによって燃焼室内に形成される気流を切替える内燃機関の吸気装置が公知である。このような吸気装置には、内燃機関（以下、エンジンと呼ぶ）の燃焼速度を速めて燃焼効率を向上させるために、燃焼室内に形成される気流にスワールやタンブルなどの渦流を生じさせるものがある。燃焼室に供給する気流に渦流、特に、タンブル流を生じさせるには、吸気流切替バルブの弁体の上方に主開口部を設けて、弁体を開閉して気流を切替える内燃機関の吸気装置が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に開示される内燃機関の吸気装置は、吸気流切替バルブの弁体の上方の一部を切り欠いて主開口部を設け、弁体が全閉したときに弁体と吸気流路との間に主通路を形成し、主通路を流通する主通路空気を燃焼室内に供給して、導入される気流にタンブル流を生じさせ、エンジンの燃焼効率を向上させるものである。また、このタンブル流を生じさせる主通路を流通する主通路空気の一部が逆流して生じる巻き戻り空気を防ぐために、弁体の所定の位置に穴や切り欠きを設けて副開口部を形成し、弁体が全閉したときにこの副開口部を空気が流通する副通路となし、副通路を流通する副通路空気によって、吸気流切替バルブの下流側近傍における巻き戻り空気を打ち消すように構成されている。

つまり、主開口部ならびに副開口部が弁体に同体的に形成され、弁体をインテークマニホールドの吸気経路の中に直交して配設して、弁体が全閉することにより、タンブル流を形成する主通路を流通する主通路空気と、巻き戻り空気を打ち消す副通路を流通する副通路空気を発生させている。

〔従来技術の不具合〕
一般に、吸気流切替バルブは、例えば、エンジンが冷えており、また、吸入空気流量が少ないときに、吸気流切替バルブを全閉にして、強いタンブル流を発生させ、燃焼室内での燃焼を改善し、そして、エンジンが暖まって、多量の吸入空気流量（吸気量）が必要となるときには全開にして燃焼室に対してタンブル流の導入を止め、吸気量を流通させるよう作動させる。このとき、吸気流切替バルブの全閉時に、主通路空気によるタンブル流の巻き戻り空気が生じ、この巻き戻り空気を副通路空気によって押し戻すように作用して打ち消し、巻き戻り空気による燃料の上流側への移動を防止する。従って、吸気流切替バルブの近傍に燃料が溜まる事態を引き起こすことがなく、溜まった燃料が一気に燃焼室に流れ込む不具合を生じることもない。

しかし、エンジンの運転中には、吸気流切替バルブは常に稼動され、弁体は、常に吸気経路の空気流れに曝されることとなる。よって、吸気流切替バルブの上流側の空気流れにはオイルや排気ガス等のカーボン等の汚損微粒子が含まれており、流れとともに弁体に付着する。特に、汚損微粒子は流れのよどみ部分が生じやすい穴や切り欠きにて形成される副開口部に付着し、経時的に副開口部を塞いで、副通路空気を減少させ、タンブル流の巻き戻り空気を打ち消す効果を低下させ、信頼性を悪化させるという問題がある。

また、弁体に設ける主開口部および副開口部には、エンジンのバックファイヤや吸気脈動による圧力変動が作用して、主開口部および副開口部を構成する切り欠きもしくは穴形状に対して機械的な応力集中が発生して耐久性を低下させる懸念がある。このため、弁体の板厚のアップや高強度材の採用では、重量が重く、コスト高となる問題がある。

また、主開口部および副開口部を形成する切り欠きもしくは穴加工の加工精度、並びに、加工された弁体をハウジング内に均等隙間で組付ける組付精度とともに高精度が要求され、加工、組付工数が掛かって、高コストとなる懸念がある。
特開２００３−２９３７７５号公報

そこで、本発明の課題は、内燃機関のインテークマニホールド内に配置した吸気流切替バルブを開閉することによって燃焼室内に供給される気流にタンブル流を生じさせる内燃機関の吸気装置において、経時的に副通路を塞ぐことなく、打ち消し効果を持続させ信頼性を向上するとともに、低コストで耐久性の向上を図った吸気装置を提供することにある。

［請求項１の手段］
請求項１に記載の手段によれば、インテークマニホールドの複数の吸気流路の内壁面に沿う略角筒状のハウジングと、ハウジングの左右側壁の間に架設される弁軸と、弁軸に配設され吸気流路を開閉する弁体とを備える内燃機関の吸気装置において、弁体が全閉したときに弁体とハウジングとの間に、タンブル流を発生するための主通路を形成し、ハウジングに弁体の上流側と弁体の下流側とを連通する副通路を形成し、副通路は、ハウジングの左右側壁の外壁面に、少なくとも１本ずつ、主通路を流通する主通路空気の流れ方向と略平行に配設され、かつ、副通路は、弁体の上流側で主通路空気の流れ方向に略直交して開口し、さらに、副通路は、弁体の下流側で主通路空気の流れ方向に開口したことを特徴としている。

これにより、副通路を流通する副通路空気は、まず、吸気流路を流れる空気流れの一部が略直角に偏向して副通路の流入開口部から流入し、そして、副通路内をさらに略直角に曲がって、主通路空気と略平行に所定の方向に流れる。従って、空気流れに汚損微粒子が含まれていても、大きくて重い汚損微粒子は慣性効果により、主通路空気とともに浮遊または捕集されて減少し、副通路空気には殆ど汚損微粒子は含まれず、含まれるとしても、小さくて軽い汚損微粒子のみが流れとともに僅かに含まれることとなる。従って、汚損微粒子の侵入の抑制と副通路への付着の抑制が可能となり、副通路が塞がれることを防止する。よって、常に（経時的に）、所定の副通路空気が得られ、巻き戻し空気の打ち消し効果の持続が可能となり、信頼性も向上する。

また、副通路はハウジング側に設けられ、しかも、凹溝状の副開口部を形成するのみでハウジングとインテークマニホールドとを当接させて副通路を形成する構成であるため、加工、組付けが容易であり、また、高精度は不要となるため低コストが可能となる。さらに、弁体には穴加工や切り欠き加工を高精度に加工する必要がなくなるので、耐久性がアップできコストを低下させることもできる。
また、副通路は、ハウジングの弁軸が架設される左右側壁の外壁面に形成されることを特徴としている。
これにより、簡単な構造の凹溝状の副開口部を、加工が容易なハウジングの外壁面に形成し、ハウジングとインテークマニホールドとを当接させるのみで副通路を構成できるので、加工、組付けが容易であり、また、高精度は不要となるため低コストが可能となる。さらに、弁体には穴加工や切り欠き加工を高精度に加工する必要がなくなるので、耐久性がアップできコストを低下させることもできる。

［請求項２の手段］
請求項２に記載の手段によれば、副通路は、副通路を流通する副通路空気の流れが略直角に折れ曲がる通路構造を、少なくとも１箇所設け、折れ曲がる前の副通路空気の流れ方向前方に汚れ溜り部を設けたことを特徴としている。
これにより、含まれるとしても、小さくて軽い汚損微粒子のみが流れとともに僅かに含まれる副通路空気は、略直角に曲げられる際に、小さくて軽い汚損微粒子は、さらに流れ方向前方の汚れ溜り部にトラップされやすくなる。従って、経時的に所定の汚れ溜り部に付着、捕集され、副通路が塞がれることを防止する。よって、常に、所定の副通路空気が得られ、巻き戻し空気の打ち消し効果の持続が可能となり、信頼性も向上する。

［請求項３の手段］
請求項３に記載の手段によれば、副通路は、ハウジングの左右側壁の内部に形成され、主通路空気の流れ方向と略平行に配設された連通孔であることを特徴としている。
これにより、簡単な孔加工による副通路の製作が可能となり、また、ハウジングをインテークマニホールドに挿入し、組付けする際に、組付け歪みが生じても、副通路は剛性が維持できて副通路を狭めることなく、一様な副通路断面積を確保して副通路空気を流通し易くできる。

この発明の最良の実施形態を、図に示す実施例１〜実施例３とともに説明する。ただし、実施例１、２は、本発明が適用された例を示すものであり、実施例３は、本発明が適用されていない参考例を示すものである。

〔実施例１の構成〕
図１は、実施例１における内燃機関の吸気装置を示す概略断面図である。図２は、図１に示すインテークマニホールドに配設する吸気流切替バルブ式の吸気装置を示す組付け分解斜視図である。
本実施例に示す吸気装置１は、例えば、内燃機関であるガソリン多気筒エンジン（以下、エンジンと呼ぶ）２のインテークマニホールド８の各吸気流路１４内に取付けられた吸気流切替バルブ４を開閉することによってエンジン２の各気筒の燃焼室５へ供給する空気にタンブル流を導入するために適用される。

吸気ポート１２は、エンジン２におけるシリンダヘッド１１に形成されており、吸気管３は、エンジン２における吸気ポート１２と、インテークマニホールド８の各吸気流路１４とを接続している。また、吸気管３には、電磁式のインジェクタ９が設けられており、インジェクタ９には、図示しない燃料タンクから燃料が供給され、インジェクタ９は供給された燃料を吸気ポート１２に向けて噴射する。

また、エンジン２の各気筒において、シリンダ１０内には、図１に示す上下方向へ往復移動するピストン１３が設けられている。ピストン１３の上方には、シリンダ１０とシリンダヘッド１１によって区画された燃焼室５が形成されている。この燃焼室５の上部には、図示しない点火プラグが配置されるとともに、燃焼室５は、開閉可能な吸気バルブ１５と排気バルブ１６を介して、それぞれ吸気管３と排気管７に接続されている。

吸気管３に接続するインテークマニホールド８の吸気流路１４内に配置された吸気流切替バルブ４は、図２に示すように、ハウジング２０と、ハウジング２０に架設される弁軸（シャフト）２１と、軸受（ベアリング）２３と、シャフト２１に配設されて回動可能に開閉する弁体２２とからなり、バタフライ弁構造を有する。

ハウジング２０は、インテークマニホールド８の各吸気流路１４の構造壁の内壁面に沿う略角筒状の構造壁を備え、その軸方向に所定の長さを有し、それぞれの軸方向端面は軸方向と直角を形成する上流側端面および下流側端面を有する。

弁体２２は、ハウジング２０の内側に配設されて、シャフト２１を介して回動可能に開閉し、４隅にＲ部を有する薄板状の略矩形形状をなし、その上方中央部が切り欠かれて主開口部２５が形成されている。この主開口部２５の両端部に隔壁２４が設けられており、隔壁２４の間に主開口部２５が形成された状態となっている。

弁体２２が全閉したときに、弁体２２に形成されたこの主開口部２５とハウジング２０とによって囲まれた主通路Ｓが形成される。この主通路Ｓを、弁体２２の上流側の吸気流路１４内の空気流れ（以下、主流と呼ぶ）が流通するとき、通路面積が狭められるため、縮流して勢いを増して流通し、タンブル流を発生して燃焼室５へ導入させることができる。また、弁体２２が全開したときは、タンブル流の生成を止めて、吸気流路１４を流れる多量の空気を流通させることができる。なお、主通路Ｓを流通して流れる空気を主通路空気と呼称し、この主通路空気は、後記するように、弁体２２が主流に略直交して全閉することから、主流の流れ方向と同方向に主通路Ｓを流通するものである。

また、シャフト２１は、図２に示すように、矩形状のハウジング２０の左右側壁の略中央位置に、左右側壁間に架設して吸気流路１４を流れる主流に直交する方向に延設される。従って、上方先端部に主開口部２５を有する弁体２２は、吸気流路１４を流れる主流方向に対向して、主流方向に直交するシャフト２１を中心とした軸方向に回動し、全開から全閉まで揺動する。なお、吸気流切替バルブ４は、上記のように、全閉することにより燃焼室５へタンブル流を導入させるものであるため、両持ち式のバタフライ弁に限ることなく、片持ち式のスイング弁等であってもよい。吸気流切替バルブ４を構成する弁体２２の上方先端部に主開口部２５が形成される構造であれば特に限定するものではない。

そして、エンジン２の吸気ポート数に見合う複数個（本実施例では４個）の吸気流切替バルブ４を、インテークマニホールド８の各吸気流路１４内にそれぞれ挿入し、吸気流路１４を流れる主流に直交する方向に延設されたシャフト２１を互いに連結して回転駆動するところの断面が四角形状のピンロッド２７と、このピンロッド２７を回転駆動し、弁体２２を開弁方向、および閉弁方向に揺動駆動するアクチュエータ２８とを設けて吸気装置１が構成される。なお、アクチュエータ２８の起動は、図示しないエンジン制御のＥＣＵ等の指令によってなされ、吸気流切替バルブ４の開閉によって燃焼室内に形成される気流が切替えられる。

本実施例では、燃焼室５にタンブル流を導入する主通路空気の一部が途中逆流して生じる巻き戻り空気を打ち消して、弁体２２の下流側近傍における燃料の液溜りを防止する副通路空気が流通する副通路Ｆを、従来例のように弁体２２に同体的に設けるのではなく、弁体２２とは別体のハウジング２０またはインテークマニホールド８側に設けたことが特徴である。以下、図３に従って詳細を説明する。

図３は、インテークマニホールドに配設した吸気流切替バルブを示すものであり、（ａ）は正面断面図であり、（ｂ）は側面断面図であり、（ｃ）は平面断面図である。
吸気流切替バルブ４は、図３（ａ）に示すように、ハウジング２０と、ハウジング２０に架設されるシャフト２１と、シャフト２１に配設され、ベアリング２３を介して開閉する弁体２２とからなり、弁体２２の上方先端部に主開口部２５が形成されたバタフライ弁構造を有する。

ここで、略矩形状の弁体２２を収容するハウジング２０は、僅かの均等隙間を維持して、その内周面が同様に略矩形状に形成されている。また、外周面もインテークマニホールド８に挿入して組付けたとき、歪むことなく所定の均等隙間を維持するように強固な４つの構造壁からなる、軸方向の断面が略矩形状である。

そして、このハウジング２０の左右側壁の外壁面に所定の幅と深さを有した凹溝状の副開口部３０が設けられている。また、図３（ｂ）に示すように、副開口部３０は、その長手方向が主通路空気の流れ方向と略平行にハウジング２０の上流側端面から下流側端面に連通して形成されている。

さらに、図３（ｃ）に示すように、副開口部３０は、その長手方向の上流側端面では直角に折れ曲がり、折れ曲がった副開口部３０がハウジング２０の内壁面に面して開口し、流入開口部３１を形成している。また、その長手方向の下流側端面では、副開口部３０は、端面にて折れ曲がることなく、主通路空気の流れ方向と同方向に開口し、流出開口部３５を形成している。

そして、この凹溝状の副開口部３０が外壁面に形成されたハウジング２０をインテークマニホールド８に挿入して組付けるのみで、インテークマニホールド８の内壁面とハウジング２０の外壁面とを当接させ、副開口部３０に空間を形成して、これを空気の流通する副通路Ｆとなしている。

以上の構成により、本実施例の吸気装置１は、吸気流切替バルブ４において、主開口部２５を設けた弁体２２とは別体のハウジング２０に副開口部３０を設け、ハウジング２０をインテークマニホールド８に挿入し、組付けることにより空気が流通する副通路Ｆを形成している。また、副通路Ｆに空気が流入する流入開口部３１をハウジング２０の内壁面に面して、吸気流路１４を流れる主流方向と略直交する方向に副通路空気を導入するように開口している。さらに、副通路空気が流出する流出開口部３５を、副通路空気が主通路空気の流れ方向と同方向に向うように開口して、主通路空気の弁体２２の下流側に発生する巻き戻り空気を打ち消している。

〔実施例１の作用〕
上記構成になる吸気装置１の作用について図１、２を用いて説明する。
エンジン２の始動により、吸気流路１４の内部に空気流れ（主流）が発生する。このとき、エンジン２が冷えており、また、吸気量が少ない場合などには、エンジン制御のＥＣＵ等からの指令によってアクチュエータ２８が起動し、吸気流切替バルブ４が閉じられる。吸気流切替バルブ４が閉じられると、吸気流切替バルブ４の弁体２２の上方に形成される主通路Ｓを流通する主通路空気が勢いよく流れ、燃焼室５内にタンブル流が導入される。

このとき、吸気管３内では主通路空気の一部が逆流して、巻き戻り空気が生じる。この巻き戻り空気は、吸気管３の内側壁に沿う巻き戻り空気が支配的であるため、ハウジング２０の左右側壁に設けた副通路Ｆを流通する副通路空気によって効果的に押し戻される。

また、副通路空気は、吸気流切替バルブ４の上流の吸気流路１４を流れる主流の一部が略直角に偏向して副通路Ｆの流入開口部３１に導入するバイパス流れとして流通する（図３（ｃ）参照）。従って、吸気流路１４を流れる主流に、汚損微粒子が含まれていても、大きくて重い汚損微粒子は慣性効果で吸気流路１４を流れる主通路空気とともに浮遊もしくは捕集されて減少し、副通路空気には殆ど汚損微粒子は含まれず、含まれるとしても、小さくて軽い汚損微粒子のみが僅かに含まれて流れることとなる。従って、副通路Ｆは塞がることは少なく、副通路空気は、常に、所定量流通する。

そして、エンジン２の暖機が終了し、エンジン２が暖まった運転時や、また、吸入空気量が多い走行時など、タンブル流を生じさせることが要求されないときには、吸気流切替バルブ４を開いて、燃焼室５に対してタンブル流の導入を止め、また、多量の吸入空気を導入させる。

〔実施例１の効果〕
本実施例の吸気装置１は、吸気流切替バルブ４において、主開口部２５を設けた弁体２２とは別体のハウジング２０に副開口部３０を設け、副開口部３０は、ハウジング２０の左右側壁の外壁面の略中央位置に、シャフト２１を中心として上方および下方に、主通路空気の流れ方向と略平行に長手方向をハウジング両端面まで延設され、さらに、上流側端面では直角に折れ曲げられ、ハウジング２０をインテークマニホールド８に挿入し、組付けることにより、副開口部３０を空気が流通する副通路Ｆとなしている。そして、副通路Ｆに流通する副通路空気の流入開口部３１をハウジング２０の内壁面に面して開口し、副通路空気が流通する流出開口部３５を主通路空気の流れ方向と同じ方向に向けて開口して、巻き戻り空気を打ち消している。

これにより、副通路Ｆを流通する副通路空気は、まず、吸気流路１４を流れる空気流れの一部が略直角に偏向して副通路の流入開口部３１に流入し、そして、副通路Ｆ内をさらに略直角に曲がって、主通路空気と略平行に所定の方向に流れる。従って、空気流れに汚損微粒子が含まれていても、大きくて重い汚損微粒子は慣性効果により、主通路空気とともに浮遊または捕集されて減少し、副通路空気には殆ど汚損微粒子は含まれず、含まれるとしても、小さくて軽い汚損微粒子のみが僅かに含まれることとなる。従って、汚損微粒子の侵入の抑制と副通路Ｆへの付着の抑制が可能となり、副通路Ｆが塞がれることを防止する。よって、常に（経時的に）、所定の副通路空気が得られ、巻き戻し空気の打ち消し効果の持続が可能となり、信頼性も向上する。

また、副通路Ｆはハウジング２０に設けられており、しかも、凹溝状の副開口部３０を形成するのみでハウジング２０とインテークマニホールド８とを当接して組付けて形成されるため、加工、組付けが容易であり、また、高精度は不要となるため低コストが可能となる。さらに、弁体２２には穴加工や切り欠き加工を高精度に加工する必要がなくなるので、耐久性がアップできコストを低下させることもできる。

〔変形例１〕
実施例１では、副通路Ｆはハウジング２０の左右側壁の外壁面に、シャフト２１を中心として上方および下方に、主通路Ｓを流通する主通路空気の流れ方向と略平行に長手方向をハウジング２０の両端面まで延設され、さらに、上流側端面では直角に折れ曲がり、折れ曲がった副通路Ｆの流入開口部３１がハウジング２０の内壁面に面して開口される構造である。しかし、ハウジング２０の左右側壁の内部を主通路空気の流れ方向と略平行に長手方向をハウジング２０の両端面まで貫通する連通孔３２であって、ハウジング２０の上流側端面に設けた直角に折れ曲がった副開口部３０と連通する副通路構造であってもよい（図４（ｂ）参照）。

これにより、簡単な孔加工による副通路Ｆの製作が可能となり、また、ハウジング２０をインテークマニホールド８に挿入、組付けする際に、組付け歪みが生じたときでも、副通路Ｆを狭めることなく、一様な副通路断面積を確保して副通路空気を流通し易くできる。なお、連通孔３２は丸孔としたが、これに限定することなく、例えば、成形によるハウジング製作の場合には、楕円状あるいは矩形状であってもよい。

〔変形例２〕
実施例１では、副通路Ｆは、ハウジング２０の左右側壁の外壁面に、ハウジング両端部まで延設されている。しかし、副通路Ｆは、ハウジング２０の左右側壁の内壁面に、主通路Ｓを流通する主通路空気の流れ方向と略平行にハウジング２０の両端面まで延設され、弁体２２の上流側では、シャフト２１の中心より離れた所定位置にて閉塞され、閉塞された所定位置と弁体２２が全閉したときの弁体位置との間に区画される副通路Ｆの開口部を流入開口部３１となし、主通路空気の流れ方向に対して略直交する向きに開口して、副通路空気を導入する副通路構造であってもよい（図４（ｃ）参照）。これにより、副通路Ｆの製作が簡素化できるとともに、実施例１と同様な作用・効果を奏する。

〔他の変形例〕
なお、実施例１では、ハウジング２０の左右側壁に架設されるシャフト２１を中心として上方および下方に対称的にそれぞれ１本ずつ、計２本の副通路Ｆを形成したが、これに限ることなく、上方もしくは下方の少なくとも一方に、１本の副通路Ｆが形成されていてもよい。つまり、副通路Ｆの本数は、この副通路Ｆを流通する副通路空気が、主通路空気によって弁体２２の下流側に発生する巻き戻り空気を打ち消すに十分な流量を有することより設定され（通常、主通路空気の流量は副通路空気の流量より格段に多い）、所定の流量と流れ方向を維持できれば、何本であってもよいし、１本であってもよい。

また、本実施例では、主通路空気の一部が逆流して生じる巻き戻り空気が、吸気管３内で主通路Ｓが形成される上方から下方に向かうよりも、上方から内壁に沿って逆流する場合の方が支配的であるとの理由から、効果的な打ち消しを得るために、副通路Ｆをシャフト２１の中心寄りの対称位置に形成したが、これに限ることなく、逆流して生じる巻き戻り空気の巻き戻りパターンに対応して、副通路Ｆの配設位置を変更することもできる。

また、同様に、副通路Ｆをシャフト２１の中心寄りの対称位置に必ずしも形成する必要はなく、例えば、片持ち式のスイング弁等の場合には、シャフト２１の中心寄り位置より、シャフト２１を架設する左右側壁の中心寄りの略中央位置に配設することが好ましい。

また、本実施例では、凹溝状の副開口部３０の断面形状は矩形状を採用したが、所定の幅と深さは、上記するように、打ち消すに十分な流量が得られれば設定は任意であり、また、矩形状に限ることなく、半円形または三角形であってもよい。凹溝状の副開口部３０の加工が容易であって、また、組付けたとき組付け歪みが生じた場合でも通路が狭められない形状であれば、特に限定するものではない。

なお、副通路Ｆをハウジング２０の上流側端面まで延設させて、上流側端面にて直角に折り曲げたのは、副通路Ｆの流入開口部３１をハウジング２０の内壁面に面して、吸気流路１４を流れる主流方向と略直交する方向に空気を導入するためであるが、これに限らず、インテークマニホールド８の上流側端部に、吸気流路１４を流れる主流方向と略直交する方向に所定の幅と深さの副開口部３０を形成して、ハウジング２０の上流側端面と当接させて副通路Ｆを構成してもよい（図４（ａ）参照）。これにより、吸気流路１４を流れる主流方向と略直交する方向に開口して、副通路空気を導入する流入開口部３１が簡単に形成できる。

〔実施例２の構成〕
本発明の実施例２を図５に示す。図５は、吸気流切替御バルブの要部を示すものであり、（ａ）は平面断面図であり、（ｂ）は側面断面図である。実施例１と実質的に同一構成部分に同一符号を付して、詳細な説明は省略する。

実施例１の吸気装置１は、吸気流切替バルブ４において、主開口部２５を設けた弁体２２とは別体のハウジング２０の左右側壁の中心寄りの略中央位置に、主通路空気の流れ方向と略平行に、両端面まで延設する副通路Ｆを設け、副通路Ｆの上流側端面は折れ曲がって流入開口部３１をハウジング２０の内壁面に面するように開口して、副通路空気を流通させている。これにより、主流の一部を略直角に偏向させ、流れに含まれる大きくて、重い汚損微粒子を慣性効果によって減少させたバイパス流れを副通路空気となして、巻き戻し空気を押し戻している。

本実施例では、大きくて重い汚損微粒子は慣性効果により、主通路空気とともに浮遊または捕集されて減少し、殆ど汚損微粒子は含まれず、含まれるとしても、小さくて軽い汚損微粒子のみが僅かに含まれることとなる副通路空気を、さらに、副通路Ｆ内で略直角に曲げて、折れ曲がる前の副通路空気の流れ方向前方に凹部を有する汚れ溜り部３３を設けた通路構造となして流通させることを特徴としている。

本実施例では、図５（ａ）に示すように、副通路Ｆの上流側に配置され、流入開口部３１を吸気流路１４内の内壁面に面するように略直角に曲げて配置する副開口部３０の反流入開口部側に凹部を形成して汚れ溜り部３３を設けている。凹部は、副開口部３０の断面形状をそのまま流れの前方に延在させて形成し、その深さは流れがよどみを生じて、少なくとも逆流しない程度の奥行き（容積）が確保されたものである。

また、図５（ｂ）に示すように、ハウジング２０の左右側壁に配置され、各側壁の上流側端面から下流側端面まで延設して主流と略平行に副通路空気を流通する副通路Ｆは、略直角に折れ曲がり、折れ曲がる前の副通路空気の流れ方向前方に凹部を有する汚れ溜り部３３を設ける通路構造を、上流側から下流側の間に２箇所設けて、直列（シリーズ）に配設している。

本実施例で採用した折れ曲がり通路構造は、副通路空気の流れに沿って２回折れ曲がり通路構造を形成しているが、これに限ることなく、１回の折れ曲がり通路構造でもよく、または３回以上の折れ曲がり通路構造であってもよい。つまり、何回折れ曲がった通路構造であっても、折れ曲がり通路構造を流通する副通路空気が下流側の流出開口部３５から主通路空気と同方向（平行）に流出するのであれば、回数に限ることなく、また、何回か折れ曲がった後、２本の副通路Ｆが下流側にて１本に合流して流出開口部３５を構成する折れ曲がり通路構造であってもよい。

これにより、所謂迷路構造化を促進でき、副通路空気を略直角に折れ曲げることにより、慣性減少効果を効かせて、積極的に汚れ溜り部３３に捕集（トラップ）することができる。トラップする汚損微粒子は経時的には増加するものの、凹部が深く十分な奥行き（容積）の汚れ溜り部３３であれば、副通路Ｆが汚損微粒子のトラップにより塞がれることはない。従って、経時的に巻き戻し空気を押し戻す効果は持続させることが可能である。

〔実施例３の構成〕
本発明の実施例３を図６に示す。図６は、吸気流切替バルブの要部を示すものであり、（ａ）は正面断面図であり、（ｂ）は平面断面図である。実施例１と実質的に同一構成部分に同一符号を付して、詳細な説明は省略する。

実施例１の吸気装置１は、主通路空気の流れ方向と略平行に両端部まで延設する副通路Ｆをハウジング２０の左右側壁に設け、上流側端面では副通路Ｆが折れ曲がってハウジング２０の内壁面に面するように開口して、流入開口部３１を形成しているが、本実施例では、この副通路Ｆを、インテークマニホールド８の、シャフト２１を架設する左右側壁の内壁面に、主通路空気の流れ方向と略平行に、それぞれの側壁の両端部まで延設し、上流側は略直角に折れ曲がってインテークマニホールド８の内壁面に面するように開口して、流入開口部３１を形成し、下流側は主通路空気の流れ方向と同方向に向けて開口して、流出開口部３５を形成して、副通路空気を常に巻き戻り空気を打ち消すように流通させたことが特徴である。

実施例１と異なるのはこのことのみで、他の構成ならびに副開口部３０の構成も実施例１と変わるところはない。副開口部３０は、ハウジング２０をインテークマニホールド８に挿入して組付けることにより、互いの当接面間の空間を副通路Ｆとして構成するので、副開口部３０はインテークマニホールド８側にあっても、ハウジング２０側にあっても同様に作用し、副通路空気を流通させるのに変わるところはない。従って、実施例１と同様な作用・効果を奏する。

また、インテークマニホールド８の内壁面に凹溝状の副開口部３０を加工するのは、外壁面に凹溝状の副開口部３０を加工するよりやや困難であるが、通常、インテークマニホールド８は鋳物または樹脂成形で製作するので、凹溝状の副開口部３０の一体成形は容易である。これにより、インテークマニホールド８は高剛性が保たれ、従って、吸気流切替バルブ４の組付けに際し、インテークマニホールド８には組付け歪みは生じにくく、副通路Ｆを狭めることもなく、所定の副通路空気を流通しやすい。

なお、副開口部３０の断面形状は、矩形状に限ることなく、半円形または三角形であってもよく、また、インテークマニホールド８が鋳物または樹脂成形で製作される場合は、インテークマニホールド８の側壁の内壁面に限ることなく、内壁面の内部に貫通する連通孔を形成し、これにより副通路Ｆを構成しても、同様な効果を得ることができる。このとき、連通孔は丸孔に限ることなく、楕円あるいは矩形であってもよい。

内燃機関の吸気装置を示す概略断面図である（実施例１）。 インテークマニホールドに配設する吸気流切替バルブ式の吸気装置を示す組付け分解斜視図である（実施例１）。 インテークマニホールドに組付けた吸気流切替バルブを示すものであり、（ａ）は正面断面図であり、（ｂ）は側面断面図であり、（ｃ）は平面断面図である（実施例１）。 （ａ）は副開口部をインテークマニホールドに配設した平面断面図であり、（ｂ）は副開口部をハウジング側壁の内部に配設した平面断面図であり、（ｃ）は副開口部をハウジング側壁の内壁面に配設した平面断面図である（実施例１の変形例） インテークマニホールドに組付けた吸気流切替バルブを示すものであり、（ａ）は平面断面図であり、（ｂ）は側面断面図である（実施例２）。 インテークマニホールドに組付けた吸気流切替バルブを示すものであり、（ａ）は正面断面図であり、（ｂ）は平面断面図である（実施例３）。

符号の説明

１ 吸気装置
２ エンジン（内燃機関）
８ インテークマニホールド
１４ 吸気流路
２０ ハウジング
２１ シャフト（弁軸）
２２ 弁体
３２ 連通孔
３３ 汚れ溜り部
Ｓ 主通路
Ｆ 副通路

Claims (3)

1. インテークマニホールドの複数の吸気流路の内壁面に沿う略角筒状のハウジングと、該ハウジングの左右側壁の間に架設される弁軸と、該弁軸に配設され前記吸気流路を開閉する弁体とを備える内燃機関の吸気装置において、
   前記弁体が全閉したときに前記弁体と前記ハウジングとの間に、タンブル流を発生するための主通路を形成し、
   前記ハウジングに前記弁体の上流側と前記弁体の下流側とを連通する副通路を形成し、
   前記副通路は、前記ハウジングの前記左右側壁の外壁面に、少なくとも１本ずつ、前記主通路を流通する主通路空気の流れ方向と略平行に配設され、
   かつ、前記副通路は、前記弁体の上流側で前記主通路空気の流れ方向に略直交して開口し、
   さらに、前記副通路は、前記弁体の下流側で前記主通路空気の流れ方向に開口したことを特徴とする内燃機関の吸気装置。
2. 請求項１に記載の内燃機関の吸気装置において、
   前記副通路は、前記副通路を流通する副通路空気の流れが略直角に折れ曲がる通路構造を、少なくとも１箇所設け、
   折れ曲がる前の前記副通路空気の流れ方向前方に汚れ溜り部を設けたことを特徴とする内燃機関の吸気装置。
3. インテークマニホールドの複数の吸気流路の内壁面に沿う略角筒状のハウジングと、該ハウジングの左右側壁の間に架設される弁軸と、該弁軸に配設され前記吸気流路を開閉する弁体とを備える内燃機関の吸気装置において、
   前記弁体が全閉したときに前記弁体と前記ハウジングとの間に、タンブル流を発生するための主通路を形成し、
   前記ハウジングに前記弁体の上流側と前記弁体の下流側とを連通する副通路を形成し、
   前記副通路は、前記ハウジングの前記左右側壁の内部に、少なくとも１本ずつ、前記主通路を流通する主通路空気の流れ方向と略平行に配設された連通孔であり、
   かつ、前記副通路は、前記弁体の上流側で前記主通路空気の流れ方向に略直交して開口し、
   さらに、前記副通路は、前記弁体の下流側で前記主通路空気の流れ方向に開口したことを特徴とする内燃機関の吸気装置。

Images