JP6726056B2 - 隔壁プレート - Google Patents

Description

本発明は、エンジンの吸気流路を区分けする隔壁プレートに関する。

従来、特許文献１に記載されたエンジンのように、吸気流路を２つの流路（第１流路、第２流路）に仕切る隔壁プレートが設けられ、吸気流量が少ないとき、隔壁プレートで仕切られた例えば第１流路の開度をＴＧＶ（Tumble Generation Valve）で絞ることで、第２流路から燃焼室内に流入する吸気の流速を高め、燃焼室内において強いタンブル流を形成する技術が開発されている。

このような隔壁プレートを吸気流路に固定するため、吸気流路の内壁に内壁溝を設け、隔壁プレートに内壁溝に嵌合するガイド部を設けることがある。ガイド部は、隔壁プレートの本体（プレート部）のうち、流路の幅方向の両側部に設けられる。

特開２０１４−１０１７７４号公報

上記の隔壁プレートのうち、プレート部を例えば金属で形成し、ガイド部を樹脂で形成する場合がある。この隔壁プレートを製造する場合、金属のプレート部を型に設置し、樹脂を流し込んでガイド部をプレート部の両側部に成型する。しかし、例えば、プレート部とガイド部について、流路の流れ方向の長さを大凡等しくする場合、型に設置されたプレート部のうち、流れ方向に垂直な幅方向の位置決めがなされず、成型後、プレート部に対してガイド部が所期の位置からずれてしまう。

そこで本発明は、このような課題に鑑み、プレート部に対するガイド部の位置ずれを抑制することが可能な隔壁プレートを提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、エンジンの吸気流路に配され、吸気流路を区分けする、本発明の隔壁プレートは、吸気流路の内壁に設けられた内壁溝に嵌合するガイド部と、ガイド部の内部に埋め込まれた側部を有し、切り欠きまたは貫通孔からなる位置決め部が側部に設けられたプレート部と、ガイド部に設けられた複数の肉抜き部と、を備え、ガイド部のうち、位置決め部を露出させる開口部は、複数の肉抜き部のうちの一つに重ねて形成されることを特徴とする。

上記課題を解決するために、エンジンの吸気流路に配され、吸気流路を区分けする、本発明の隔壁プレートは、吸気流路の内壁に設けられた内壁溝に嵌合するガイド部と、ガイド部の内部に埋め込まれた側部を有し、切り欠きまたは貫通孔からなる位置決め部が側部に設けられたプレート部と、を備え、ガイド部のうち、位置決め部を露出させる開口部は、位置決め部から離隔するほど幅広となる穴で構成されることを特徴とする。

本発明によれば、プレート部に対するガイド部の位置ずれを抑制することが可能となる。

隔壁プレートを説明するための説明図である。 ＴＧＶの開閉動作を説明するための説明図である。 図２（ａ）のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。 隔壁プレートを説明するための図である。 ガイド部の成型を説明するための第１の図である。 ガイド部の成型を説明するための第２の図である。 開口部を説明するための図である。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、発明の理解を容易にするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。

図１は、隔壁プレート１を説明するための説明図である。図１（ａ）には、エンジンの吸気流路２に配された隔壁プレート１を正面から捉えた図を示し、図１（ｂ）には、図１（ａ）におけるＩ（ｂ）−Ｉ（ｂ）線断面を示す。

吸気流路２は、燃焼室３に連通する流路であり、吸気流路２のうち、燃焼室３に開口する吸気ポート４は、図１（ｂ）に示す吸気バルブ５によって燃焼室３との連通部分が開閉される。吸気流路２に流入した吸気は、吸気バルブ５が開弁したとき、吸気ポート４から燃焼室３内に導かれる。

隔壁プレート１は、本体である板状のプレート部１ａを有する。プレート部１ａのうち、吸気流路２（プレート部１ａ）の幅方向（図１（ａ）中、上下方向であって、吸気の流れに直交する断面における長手方向）の両側部にはガイド部１ｂが設けられている。隔壁プレート１は、ガイド部１ｂによって吸気流路２の内部に固定される。ガイド部１ｂについては後に詳述する。

そして、隔壁プレート１は、吸気流路２を吸気の流れ方向に沿って区分けして、第１流路２ａと第２流路２ｂを形成する。すなわち、隔壁プレート１によって吸気流路２が第１流路２ａと第２流路２ｂとに仕切られる。

ＴＧＶ６（Tumble Generation Valve）は、吸気流路２内において隔壁プレート１よりも上流側に配設され、この第１流路２ａを開閉する。

図２は、ＴＧＶ６の開閉動作を説明するための説明図であり、図１（ｂ）中、隔壁プレート１およびＴＧＶ６の近傍を抽出して示す。図２に示すように、吸気流路２は、吸気マニホールド７と、支持部材８と、シリンダヘッド９の吸気ポート４によって形成される。

詳細には、吸気マニホールド７の一端７ａと、支持部材８の一端８ａが連結され、吸気マニホールド７内の流路と、支持部材８内の流路が連通する。さらに、支持部材８の他端８ｂとシリンダヘッド９が連結され、支持部材８内の流路と、シリンダヘッド９の吸気ポート４が連通する。こうして、吸気マニホールド７内の流路、支持部材８内の流路、および、吸気ポート４によって吸気流路２が形成される。

隔壁プレート１は、吸気流路２のうち、吸気ポート４の内部に配され、第１流路２ａと、第２流路２ｂとに吸気ポート４を区分けする。ＴＧＶ６は、シャフト６ａおよび弁体部６ｂを含んで構成される。シャフト６ａは、両端が支持部材８の内壁に挿通されるとともに、不図示のモータ装置に連結され、モータ装置の動力を受けて回転する。

弁体部６ｂは、吸気流路２のうちの支持部材８内の流路に、図２中、奥行方向（図１（ａ）中、上下方向）に延在している。また、弁体部６ｂは、図２に示すように、隔壁プレート１よりも第１流路２ａ側に配置されている。弁体部６ｂは、シャフト６ａと共にシャフト６ａの軸周りに回転し、第１流路２ａの開度を可変させる。

図２（ａ）に示す状態では、ＴＧＶ６の開度が最大となっている。この場合、弁体部６ｂが吸気の流れ方向に沿って延在することで、吸気流路２の上流からＴＧＶ６まで流れた吸気は、弁体部６ｂによって流れが妨げられることなく、第１流路２ａおよび第２流路２ｂの双方を通過して燃焼室３に向かう。

一方、図２（ｂ）に示す閉状態では、ＴＧＶ６の開度が最小となり、ＴＧＶ６の弁体部６ｂによって第１流路２ａがほとんど閉じられることから、吸気のほとんどが第２流路２ｂを通過して燃焼室３に向かう。

エンジン負荷が小さく吸気流量が少量のとき、図２（ｂ）に示すように、第１流路２ａの開度を絞り、吸気のほとんどを、第２流路２ｂに通過させる。こうして、流速を高めた吸気を燃焼室３に流入させることで、燃焼室３内で強い縦渦流（タンブル流）を形成させて燃料の急速燃焼を実現し、燃費改善や燃焼安定性の向上を可能とする。

図３は、図２（ａ）のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。図３に示すように、シリンダヘッド９の吸気ポート４の内壁４ａには、内壁溝４ｂが形成される。内壁溝４ｂは、吸気ポート４の幅方向（吸気の流れに直交する断面における長手方向（図３中、左右方向））の両端に位置している。隔壁プレート１のプレート部１ａの側部１ｃには、ガイド部１ｂが固定されており、このガイド部１ｂがそれぞれ内壁溝４ｂに挿通されて嵌合する。こうして、隔壁プレート１が吸気ポート４（吸気流路２）の内部に固定される。

図４は、隔壁プレート１を説明するための図であり、図４（ａ）には、隔壁プレート１の斜視図を示し、図４（ｂ）には、プレート部１ａの斜視図を示す。上記のように、隔壁プレート１は、プレート部１ａとガイド部１ｂで構成される。プレート部１ａは、金属で形成され、ガイド部１ｂは、樹脂で形成される。

また、ガイド部１ｂには、肉抜き部１ｄが形成される。肉抜き部１ｄは、ガイド部１ｂの表面１ｅに設けられた溝（窪み）であり、吸気流路２の流れ方向（図４（ａ）中、矢印方向）に離隔して複数設けられる。肉抜き部１ｄを設けることで、樹脂の容量を抑えて軽量化およびコスト低減が可能となり、樹脂が固化するときの収縮による変形が抑えられる。

隔壁プレート１の製造時、まず、プレート部１ａを形成した後、プレート部１ａの側部１ｃに樹脂をモールドすることでガイド部１ｂを形成する。側部１ｃは、ガイド部１ｂの内部に埋め込まれる。また、プレート部１ａの四隅に形成された切り欠きも、ガイド部１ｂに埋め込まれる。

プレート部１ａとガイド部１ｂは素材が異なることから、プレート部１ａに対してガイド部１ｂが滑らずに固定されるように、図４（ｂ）に示すように、プレート部１ａの側部１ｃに噛込溝１ｆが形成される。

噛込溝１ｆは、側部１ｃから幅方向中心側に向かって窪んだ溝（切り欠き）であり、吸気流路２の流れ方向（図４（ｂ）中、矢印で示す）に離隔して、両側の側部１ｃに複数（ここでは、３つずつ）設けられる。噛込溝１ｆを設けることで、モールド時に樹脂が噛込溝１ｆに入り込んで固化するため、樹脂と噛込溝１ｆが噛み合い、プレート部１ａに対するガイド部１ｂの滑りが回避できる。

また、プレート部１ａの側部１ｃには位置決め部１ｇが形成される。位置決め部１ｇは、大凡半円形状の溝（切り欠き）であり、隣り合う噛込溝１ｆの間に位置する。位置決め部１ｇは、ガイド部１ｂを成型する型にプレート部１ａを設置したときに用いられる。以下、この位置決め部１ｇの機能について説明する。

図５は、ガイド部１ｂの成型を説明するための第１の図である。図５（ａ）には、ガイド部１ｂの型Ａを示し、図５（ｂ）には、型Ａにプレート部１ａを設置した図を示す。また、図６は、ガイド部１ｂの成型を説明するための第２の図である。図６（ａ）〜（ｃ）には、プレート部１ａを挟んで型Ａ、型Ｂを合わせた状態の図５（ｂ）のＶＩ−ＶＩ断面を示す。ただし、図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の順に、製造工程が進んでいる。

ガイド部１ｂは、２つの型Ａ、型Ｂ（図６参照）の間に樹脂を流し込んで成型される。図５（ａ）に示すように、型Ａには、隔壁プレート１の半分の形状に対応する溝（クロスハッチングで示す）が形成される。ここでは、図示を省略するが、型Ｂにも、隔壁プレート１の残り半分の形状に対応する溝が形成される。

まず、図５（ｂ）に示すように、型Ａにプレート部１ａを設置する。このとき、プレート部１ａは、図５（ｂ）中、上下方向については、型Ａの溝によって位置決めされ、移動が規制される。一方、プレート部１ａの側部１ｃは、型Ａの溝から離隔しており、プレート部１ａは、図５（ｂ）中、左右方向には、位置決めがなされずに移動してしまう。

例えば、プレート部１ａが、図５（ｂ）中、破線で示すように、ガイド部１ｂよりも吸気流路２の流れ方向に長く延在している場合、図５（ｂ）において、型Ａの溝のうち、上辺Ａａが、上下方向に突出することで段差Ａｂができる。この段差Ａｂによりプレート部１ａの左右方向の位置決めが可能となる。

しかし、本実施形態では、図２、４に示すように、プレート部１ａのうち吸気の流れの上流側の端面、および、下流側の端面は、ガイド部１ｂに対して突出させず面一としている。ただし、図２に示すように、ガイド部１ｂのうち、吸気の流れの上流側の端面は、ガイド部１ｂの板厚方向に対して傾斜している。この傾斜分だけ、型Ａの溝は、ガイド部１ｂに対応する部分が、プレート部１ａよりも、図５（ｂ）中、上側に突出している。

このように、プレート部１ａをガイド部１ｂに対して突出させず面一とした方が、吸気の流れを乱さず、タンブル流の形成に有利となる。そこで、本実施形態では、プレート部１ａをガイド部１ｂに対して突出させない代わりに、プレート部１ａに位置決め部１ｇを設けている。

まず、図６（ａ）に示すように、間にプレート部１ａを挟んで型Ａ、型Ｂを合わせる。このとき、型Ｂには、位置決め部１ｇに対向する位置に、位置決め孔Ｂａが形成されている。そして、図６（ｂ）に示すように、位置決め孔Ｂａに位置決めピンＣを挿通する。位置決めピンＣは、先端側程、外径が小さくなるテーパ形状となっている。この位置決めピンＣの先端を位置決め部１ｇに挿通する。こうして、プレート部１ａは、図５（ｂ）中、左右方向の位置決めがなされる。また、位置決めピンＣを、予め位置決め孔Ｂａに挿通して型Ｂより突出させておき、プレート部１ａを型Ｂに装着してもよい。この場合、位置決めピンＣの先端と位置決め部１ｇによってプレート部１ａが位置決めされた後、型Ｂに型Ａを合わせる。

このように、間にプレート部１ａを挟んで型Ａ、型Ｂが合わせられ、かつ、位置決めピンＣによってプレート部１ａが位置決めされた状態で、型Ａ、型Ｂの間に樹脂を流し込んで固化させることで、ガイド部１ｂを成型する。このようにして成型されたガイド部１ｂには、位置決め部１ｇを露出させる開口部１ｈ（図７参照）が形成される。

図７は、開口部１ｈを説明するための図であり、図７（ａ）には、隔壁プレート１の正面図を示し、図７（ｂ）には、図７（ａ）のＶＩＩ（ｂ）−ＶＩＩ（ｂ）線断面図を示す。

図７（ａ）、（ｂ）に示すように、開口部１ｈは、ガイド部１ｂの表面１ｅに開口するとともに、ガイド部１ｂの内部に埋め込まれたプレート部１ａの側部１ｃまで延在する穴である。側部１ｃに形成された位置決め部１ｇは、開口部１ｈによって外部に露出している。

また、図７（ｂ）に示すように、開口部１ｈは、位置決め部１ｇから離隔するほど幅広となっている。そのため、ガイド部１ｂの成型時、位置決めピンＣを樹脂から容易に引き抜くことが可能となる。

そして、開口部１ｈは、複数の肉抜き部１ｄのうちの１つに重ねて形成される。すなわち、開口部１ｈは、肉抜き部１ｄとしても機能する。そのため、肉抜き部１ｄと位置を異にして開口部１ｈを形成する場合に比べ、部分的に肉厚が薄くなり過ぎて強度が不足するといった事態を回避しつつ、位置決め部１ｇによってプレート部１ａの位置決めが可能となる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

例えば、上述した実施形態では、位置決め部１ｇは、切り欠きである場合について説明したが、プレート部１ａを板厚方向に貫通する貫通孔を位置決め部１ｇとしてもよい。

また、上述した実施形態では、肉抜き部１ｄを設け、開口部１ｈを肉抜き部１ｄに重ねて形成する場合について説明したが、肉抜き部１ｄは必須の構成ではなく、開口部１ｈは肉抜き部１ｄとは位置を異にして形成してもよい。

また、上述した実施形態では、開口部１ｈは、位置決め部１ｇから離隔するほど幅広となる場合について説明したが、位置決めピンＣが抜ければ、開口部１ｈはどのような形状であってもよい。

本発明は、エンジンの吸気流路を区分けする隔壁プレートに利用できる。

１ 隔壁プレート
１ａ プレート部
１ｂ ガイド部
１ｃ 側部
１ｄ 肉抜き部
１ｇ 位置決め部
１ｈ 開口部
２ 吸気流路
２ａ 第１流路
２ｂ 第２流路
４ａ 内壁
４ｂ 内壁溝

Claims (2)

1. エンジンの吸気流路に配され、該吸気流路を区分けする隔壁プレートであって、
   前記吸気流路の内壁に設けられた内壁溝に嵌合するガイド部と、
   前記ガイド部の内部に埋め込まれた側部を有し、切り欠きまたは貫通孔からなる位置決め部が該側部に設けられたプレート部と、
   前記ガイド部に設けられた複数の肉抜き部と、
   を備え、
   前記ガイド部のうち、前記位置決め部を露出させる開口部は、前記複数の肉抜き部のうちの一つに重ねて形成されることを特徴とする隔壁プレート。
2. エンジンの吸気流路に配され、該吸気流路を区分けする隔壁プレートであって、
   前記吸気流路の内壁に設けられた内壁溝に嵌合するガイド部と、
   前記ガイド部の内部に埋め込まれた側部を有し、切り欠きまたは貫通孔からなる位置決め部が該側部に設けられたプレート部と、
   を備え、
   前記ガイド部のうち、前記位置決め部を露出させる開口部は、該位置決め部から離隔するほど幅広となる穴で構成されることを特徴とする隔壁プレート。

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