JPH032682Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は内燃機関の吸気制御装置に関する。

技術分野 ヘリカル型吸気ポートは通常吸気弁周りに形成
された渦巻部と、この渦巻部に接線状に接続され
かつほぼまつすぐに延びる入口通路部とにより構
成される。このようなヘリカル型吸気ポートを用
いて吸入空気量の少ない機関低速低負荷運転時に
機関燃焼室内に強力な旋回流を発生せしめようと
すると吸気ポート形状が流れ抵抗の大きな形状に
なつてしまうので吸入空気量の多い機関高速高負
荷運転時に充填効率が低下するという問題を生ず
る。このような問題を解決するためにヘリカル型
吸気ポート入口通路部から分岐されてヘリカル型
吸気ポート渦巻部の渦巻終端部に連通する分岐路
をシリンダヘツド内に形成し、分岐路内に夫々ロ
ータリ弁を設けると共に各ロータリ弁の弁軸に取
付けられたアームを共通の連結ロツドにより互に
連結し、この連結ロツドをアクチユエータにより
作動させることによつて機関高速高負荷運転時に
各ロータリ弁を同時に開弁せしめるようにした吸
気制御装置が例えば特開昭57−176320号公報に記
載されているように既に本出願人により提案され
ている。この吸気制御装置を具えた内燃機関では
機関高速高負荷運転時に吸気ポートの入口通路部
内に送り込まれた混合気の一部が分岐路を介して
吸気ポートの渦巻部内に送り込まれるために吸入
空気の流路断面積が増大し、斯くして高い充填効
率を得ることができる。

上述の特開昭57−176320号公報に記載された吸
気制御装置ではアクチユエータが負圧ダイアフラ
ム装置から構成されると共に負圧ダイアフラム装
置のダイアフラムに連結された制御ロツドを具備
し、各ロータリ弁のアーム先端部を互に連結する
連結ロツドの一端部が制御ロツドに連結され、更
に連結ロツドと制御ロツドとが同一軸線上に配置
されている。しかしながら実際には機関の構造
上、制御ロツドと連結ロツドとを同一軸線上に配
置できない場合があり、このような場合には連結
ロツドの一端部を制御ロツドに直接連結すること
はできず、連結ロツドの一端部をリンク部材を介
して制御ロツドに連結しなければならない。この
場合リンク部材の長さを十分に長くすればアクチ
ユエータによつてロータリ弁を良好に回動制御す
ることができる。しかしながら実際には機関の構
造上、リンク部材の長さを十分に長くできない場
合があり、このような場合にはアクチユエータ作
動時におけるリンク部材の揺動角が必然的に大き
くなる。その結果、例えばロータリ弁を開弁する
ために制御ロツドが一方の極端位置に向けて移動
するときに連結ロツドが移動せずにリンク部材だ
けが揺動し、斯くしてロータリ弁を開閉させるこ
とができないという問題を生ずる。また、この場
合リンク部材が過度に揺動してリンク部材と制御
ロツドのなす角が鋭角になると、即ちリンク部材
の先端がアクチユエータ側に寄つてしまうとロー
タリ弁を開弁するために制御ロツドが他方の極端
位置に向けて移動するときにリンク部材と、アー
ムと、連絡ロツドからなるリンク機構がロツクし
てしまうという問題を生ずる。

考案の目的 本考案は連結ロツドと制御ロツドとを連結する
リンク部材の長さを短くしてもリンク部材だけが
揺動するのを阻止できると共にリンク部材が過度
に揺動することによつて上述のリンク機構がロツ
クするのを阻止でき、それによつて常時確実にロ
ータリ弁の開閉制御を行うことのできる吸気制御
装置を提供することにある。

考案の構成 本考案の構成は、各気筒の吸気通路内に夫々流
量制御用ロータリ弁を配置し、各ロータリ弁の弁
軸に固定したアームの先端部を連結ロツドにより
互に連結し、連結ロツドの一端部をリンク部材を
介してアクチユエータの制御ロツドに連結した内
燃機関の吸気制御装置において、連結ロツドが制
御ロツドの軸線から間隔を隔ててほぼ平行に配置
され、連結ロツドの一端部を制御ロツドの軸線上
まで屈曲せしめてこの屈曲端部をリンク部材を介
して制御ロツドに連結し、屈曲端部とリンク部材
間にリンク部材の揺動角を規制する揺動規制装置
を取付け、揺動規制装置をリンク部材に形成され
た平坦面と、この平坦面とわずかな間〓を隔てて
対面配置されかつ屈曲端部側に固定配置された平
坦部とにより構成したことにある。

実施例 第１図および第２図を参照すると、１はシリン
ダブロツク、２はシリンダブロツク１内で往復動
するピストン、３はシリンダブロツク１上に固締
されたシリンダヘツド、４はピストン２とシリン
ダヘツド３間に形成された燃焼室、５は吸気弁、
６はシリンダヘツド３内に形成されたヘリカル型
吸気ポート、７は排気弁、８はシリンダヘツド３
内に形成された排気ポート、９は燃焼室４内に配
置された点火栓、１０は吸気弁５のステム５ａを
案内するステムガイドを夫々示す。第１図並びに
第２図に示されるように吸気ポート６の上壁面１
１上には下方に突出する隔壁１２が一体成形さ
れ、この隔壁１２によつて渦巻部Ｂと、この渦巻
部Ｂに接線状に接続された入口通路部Ａからなる
ヘリカル型吸気ポート６が形成される。この隔壁
１２は入口通路部Ａ内から吸気弁５のステムガイ
ド１０の周囲まで延びており、第２図からわかる
ようにこの隔壁１２の根元部の巾Ｌは入口通路部
Ａからステムガイド１０に近づくにつれて徐々に
広くなる。隔壁１２は吸気ポート６の入口開口６
ａに最も近い側に位置する先端部１３を有し、更
に隔壁１２は第２図においてこの先端部１３から
反時計回りにステムガイド１０まで延びる第１側
壁面１４ａと、先端部１３から時計回りにステム
ガイド１０まで延びる第２側壁面１４ｂとを有す
る。第１側壁面１４ａは先端部１３からステムガ
イド１０の側方を通つて渦巻部Ｂの側壁面１５の
近傍まで延びて渦巻部側壁面１５との間に狭窄部
１６を形成する。次いで第１側壁面１４ａは渦巻
部側壁面１５から徐々に間隔を隔てるように弯曲
しつつステムガイド１０まで延びる。一方、第２
側壁面１４ｂは先端部１３からステムガイド１０
までほぼまつすぐに延びる。

第１図から第９図を参照すると、入口通路部Ａ
の側壁面１７，１８はほぼ垂直配置され、一方、
入口通路部Ａの上壁面１９は渦巻部Ｂに向けて
徐々に下降する。入口通路部Ａの側壁面１７は渦
巻部Ｂの側壁面１５に滑らかに接続され、入口通
路部Ａの上壁面１９は渦巻部Ｂの上壁面２０に滑
らかに接続される。渦巻部Ｂの上壁面２０は渦巻
部Ｂと入口通路部Ａの接続部から狭窄部１６に向
けて下降しつつ徐々に巾を狭め、次いで狭窄部１
６を通過すると徐々に巾を広げる。一方、入口通
路部Ａの下壁面２１は第５図に示すように入口開
口６ａの近傍においてはその全体がほぼ水平をな
しており、側壁面１７に隣接する底壁面部分２１
ａは第８図に示すように渦巻部Ｂに近づくに従つ
て隆起して傾斜面を形成する。この傾斜底壁面部
分２１ａの傾斜角は渦巻部Ｂに近づくにつれて
徐々に大きくなる。

一方、隔壁１２の第１側壁面１４ａはわずかば
かり傾斜した下向きの傾斜面からなり、第２側壁
面１４ｂはほぼ垂直をなす。隔壁１２の底壁面２
２は先端部１３からステムガイド１０に向かうに
従つて入口通路部Ａの上壁面１１との間隔が次第
に大きくなるように入口通路部Ａから渦巻部Ｂに
向けてわずかばかり弯曲しつつ下降する。隔壁１
２の底壁面２２上には第４図のハツチングで示す
領域に底壁面２２から下方に突出するリブ２３が
形成され、このリブ２３の底面および底壁面２２
はわずかばかり弯曲した傾斜面を形成する。

一方、シリンダヘツド３内には渦巻部Ｂの渦巻
終端部Ｃと入口通路部Ａとを連通する分岐路２４
が形成され、この分岐路２４の入口部にロータリ
弁２５が配置される。この分岐路２４は隔壁１２
によつて入口通路部Ａから分離されており、分岐
路２４の下側空間全体が入口通路部Ａに連通して
いる。分岐路２４の上壁面２６はほぼ一様な巾を
有し、渦巻終端部Ｃに向けて徐々に下降して渦巻
部Ｂの上壁面２０に滑らかに接続される。隔壁１
２の第２側壁面１４ｂに対面する分岐路２４の側
壁面２７はほぼ垂直をなし、更にこの側壁面２７
はほぼ入口通路部Ａの側壁面１８の延長上に位置
する。なお、第１図からわかるように隔壁１２上
に形成されたリブ２３はロータリ弁２５の近傍か
ら吸気弁５に向けて延びている。

第１０図に示されるようにロータリ弁２５はロ
ータリ弁ホルダ２８と、ロータリ弁ホルダ２８内
において回転可能に支持された弁軸２９とにより
構成され、このロータリ弁ホルダ２８はシリンダ
ヘツド３に穿設されたねじ孔３０内に螺着され
る。弁軸２９の下端部には薄板状の弁体３１が一
体形成され、第１図に示されるようにこの弁体３
１は分岐路２４の上壁面２６から底壁面２１まで
延びる。一方、弁軸２９の上端部にはアーム３２
が固定される。また、弁軸２９の外周面上にはリ
ング溝３３が形成され、このリング溝３３内には
Ｅ字型位置決めリング３４が嵌込まれる。更にロ
ータリ弁ホルダ２８の上端部にはシール部材３５
が嵌着され、このシール部材３５によつて弁軸２
９のシール作用が行われる。

第１１図を参照すると、各気筒のロータリ弁２
５のアーム３２の先端部は共通の連結ロツド４０
を介して互に連結され、連結ロツド４０の一端部
はリンク部材４１を介してアクチユエータ４２の
制御ロツド４３に連結される。アクチユエータ４
２はダイアフラム４４によつて分離された負圧室
４５と大気圧室４６とを具備し、ダイアフラム４
４に制御ロツド４３が固着される。負圧室４５内
にはダイアフラム押圧用圧縮ばね４７が挿入さ
れ、この負圧室４５は絞り４８および負圧導管４
９を介して吸気マニホルド枝管５０に連結され
る。機関低負荷運転時には負圧室４５内に大きな
負圧が発生し、その結果ダイアフラム４４は圧縮
ばね４７に抗して負圧室４５側に移動する。従つ
てこのとき連結ロツド４０が矢印Ｕ方向に引張ら
れるためにロータリ弁２５は反時計回りに回動
し、ロータリ弁２５が分岐路２４を閉鎖する。一
方、機関高負荷運転時には負圧室４５内の負圧が
小さくなるためにダイアフラム４４は圧縮ばね４
７のばね力により大気圧室４６側に移動する。従
つてこのとき連結ロツド４０が矢印Ｄ方向に押さ
れるためにロータリ弁２５は時計回りに回動し、
ロータリ弁２５が分岐路２４を全開する。

第１１図および第１２図に示されるように連結
ロツド４０の軸線ａと制御ロツド４３の軸線ｂは
互に平行をなしてずれており、連結ロツド４０の
一端部５１は制御ロツド４３の軸線ｂに向けて屈
曲せしめられている。第１１図および第１２図は
ロータリ弁２５が全開位置と閉鎖位置との中間位
置、即ち半開位置にあるときを示しており、この
とき連結ロツド４０の屈曲端部５１は制御ロツド
４３の軸線ｂ上まで延びている。なお、第１３図
に示されるように連結ロツド４０の屈曲端部５１
は偏平状に形成されている。一方、リンク部材４
１には第１のピン５２の上端部が固着され、第１
ピン５２の下端部には制御ロツド４３が枢着され
る。一方、連結ロツド４０の屈曲端部５１には第
２のピン５３の上端部が固着され、第２のピン５
３の中間部にはリンク部材４１が枢着される。第
１２図に示すようにロータリ弁２５が半開位置に
あるときにはリンク部材４１は制御ロツド４３の
軸線ｂ上に位置し、更に第１ピン５２および第２
ピン５３も制御ロツド４３の軸線上に位置する。
第１ピン５２はその中間部に大径部５２ａと小径
部５２ｂを有し、この小径部５２ｂには第１３図
および第１４図に示すように三角形状をなすスト
ツプ部材５４の孔５５が嵌着される。このストツ
プ部材５４はリンク部材４１に強固に固着され、
従つてこのストツプ部材５４をリンク部材４１と
一体形成することもできる。第２ピン５３側に位
置するストツプ部材５４の先端面５６は平坦面に
形成される。一方、第２ピン５３の下端部５７は
拡大せしめられ、この拡大下端部５７にはその外
周面上に平坦部５８を有する。第１３図および第
１４図に示されるようにロータリ弁２５が半開位
置にあるときにはストツプ部材５４の平坦先端面
５６と第２ピン５３の平坦面５８とは互に間隔を
隔てて対面している。第１２図に示す状態から制
御ロツド４３が左方又は右方に移動せしめられる
とリンク部材４１は第１ピン５２を中心として時
計回りに揺動せしめられ、一方このとき第２ピン
５３は回転することなく第１２図において斜め上
方に移動せしめられる。従つてリンク部材４１が
制御ロツド４３の軸線ｂに対して予め定められた
角度だけ揺動するとストツプ部材５４の平坦先端
面５６が第２ピン５３の平坦部５８の端部５９に
当接し、それによつてアーム３２の回転角度が規
制される。このときロータリ弁２５は閉鎖位置又
は全開位置にあり、従つてストツプ部材５４の平
坦先端面５６と第２ピン５３の平坦部５８はリン
ク部材４１の揺動角を規制する、即ちロータリ弁
２５の全開位置と閉鎖位置を規制する揺動規制装
置を構成する。このような揺動規制装置を設ける
ことによつてリンク部材４１は予め定められた角
度範囲でしか揺動することができなくなり、斯く
してアクチユエータ４２の作動時に連結ロツド４
０が移動せずにリンク部材４１のみが回動するこ
とがなく、またリンク部材４１が回動しすぎてア
ーム３２、リンク部材４１および連結ロツド４０
からなるリンク機構がロツクするのを阻止するこ
とができる。また、第１２図に示すように連結ロ
ツド４０と制御ロツド４３の軸線がずれている場
合において連結ロツド４０をまつすぐに延びる棒
材から形成し、このまつすぐに延びる連結ロツド
４０の端部と制御ロツド４３間にリンク部材４１
を設けるとリンク部材４１は制御ロツド４１の軸
線ｂに対して斜めに延びることになる。この場
合、アクチユエータ４２の作動時にリンク部材４
１に作用する第２のピン５３回りのトルクがかな
り大きくなり、斯くしてストツプ部材５４の平坦
先端面５６が第２のピン５３の平坦部５８の端部
５９に当接する際の衝突力および当接している間
の圧接力がかなり大きくなる。その結果、この当
接部が早期に摩耗するばかりでなく、大きな衝突
騒音が発生するという問題を生ずる。これに対し
て本考案では連結ロツド４０に屈曲先端部５１を
設けてこの屈曲先端部５１と制御ロツド４３間に
リンク部材４１を設けているのでアクチユエータ
４２の作動時にリンク部材４１に作用する第２の
ピン５３回りのトルクはかなり小さくなる。その
結果、ストツプ部材５４の平坦先端面５６が第２
のピン５３の平坦部５８の端部５９に当接する際
の衝突力および当接している間の圧接力がかなり
小さくなり、斯くしてこの当接部が早期に摩耗す
るのを阻止することができると共に衝突騒音の発
生を抑制することができる。

上述したように吸入空気量が少ない機関低負荷
運転時にはロータリ弁２５が分岐路２４を閉鎖し
ている。このとき、入口通路部Ａ内に送り込まれ
た混合気のうちの一部は上壁面１９，２０に沿つ
て進み、残りの混合気のうちの一部の混合気はロ
ータリ弁２５に衝突して入口通路部Ａの側壁面１
７の方へ向きを変えた後に渦巻部Ｂの側壁面１５
に沿つて進む。前述したように上壁面１９，２０
の巾は狭窄部１６に近づくに従つて次第に狭くな
るために上壁面１９，２０に沿つて流れる混合気
の流路は次第に狭まり、斯くして上壁面１９，２
０に沿う混合気流は次第に増速される。更に、前
述したように隔壁１２の第１側壁面１４ａは渦巻
部Ｂの側壁面１５の近傍まで延びているので上壁
面１９，２０に沿つて進む混合気流は渦巻部Ｂの
側壁面１５上に押しやられ、次いで側壁面１５に
沿つて進むために渦巻部Ｂ内には強力な旋回流が
発生せしめられる。次いで混合気は旋回しつつ吸
気弁５とその弁座間に形成される間〓を通つて燃
焼室４内に流入して燃焼室４内に強力な旋回流を
発生せしめる。

一方、吸入空気量が多い機関高速高負荷運転時
にはロータリ弁２５が開弁するので入口通路部Ａ
内に送り込まれた混合気は大別すると３つの流れ
に分流される。即ち、第１の流れは隔壁１２の第
１側壁面１４ａと入口通路部Ａの側壁面１７間に
流入し、次いで渦巻部Ｂの上壁面２０に沿つて旋
回しつつ流れる混合気流であり、第２の流れは分
岐路２４を介して渦巻部Ｂ内に流入する混合気流
であり、第３の流れは入口通路部Ａの底壁面２１
に沿つて渦巻部Ｂ内に流入する混合気流である。
分岐路２４の流れ抵抗は第１側壁面１４ａと側壁
面１７間の流れ抵抗に比べて小さく、従つて第２
の混合気流の方が第１の混合気流よりも多くな
る。更に、渦巻部Ｂ内を旋回しつつ流れる第１混
合気流の流れ方向は第２混合気流によつて下向き
に偏向され、斯くして第１混合気流の旋回力が弱
められることになる。このように流れ抵抗の小さ
な分岐路２４からの混合気流が増大し、更に第１
混合気流の流れ方向が下向きに偏向されるので高
い充填効率が得られることになる。また、前述し
たように隔壁１２の底壁面は下向きの傾斜面から
形成されているので第３の混合気流はこの傾斜面
に案内されて流れ方向が下向きに偏向され、斯く
して更に高い充填効率が得られることになる。

考案の効果 連結ロツドと制御ロツドの軸線がずれている場
合であつても連結ロツドが移動せずにリンク部材
のみが揺動するのを阻止することができ、更にリ
ンク部材が過度に揺動してロータリ弁のアーム
と、アームの先端部を互に連結する連結ロツド
と、アクチユエータの制御ロツドに連結ロツドを
連結するリンク部材からなるリンク機構がロツク
するのを阻止することができるので常時ロータリ
弁を確実に開閉制御することができる。また、連
結ロツドの一端部を制御ロツドの軸線上まで屈曲
せしめることによつてアクチユエータが作動せし
められたときにリンク部材に作用するリンク部
材・連結部材連結部回りのトルクを小さくするこ
とができる。その結果、リンク部材に形成された
平坦面と連結ロツドの屈曲端部に設けられた平坦
部とが当接する際の衝突力および当接している間
の圧接力を小さくすることができ、斯くしてこの
当接部が早期に摩耗するのを阻止することができ
ると共に衝突騒音の発生を抑制することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は第２図の−線に沿つてみた本考案
に係る内燃機関の側面断面図、第２図は第１図の
−線に沿つてみた平面断面図、第３図は本考
案によるヘリカル型吸気ポートの形状を図解的に
示す側面図、第４図はヘリカル型吸気ポートの形
状を図解的に示す平面図、第５図は第３図および
第４図の−線に沿つてみた断面図、第６図は
第３図および第４図の−線に沿つてみた断面
図、第７図は第３図および第４図の−線に沿
つてみた断面図、第８図は第３図および第４図の
−線に沿つてみた断面図、第９図は第３図お
よび第４図の−線に沿つてみた断面図、第１
０図はロータリ弁の側面断面図、第１１図は内燃
機関の平面図、第１２図は第１１図の一部拡大平
面図、第１３図は第１２図の−線に沿つ
てみた断面図、第１４図はストツプ部材と第２ピ
ンの斜視図である。 ４……燃焼室、６……ヘリカル型吸気ポート、
１２……隔壁、２４……分岐路、２５……ロータ
リ弁、３２……アーム、４０……連結ロツド、４
１……リンク部材、４２……アクチユエータ、４
３……制御ロツド、５２……第１ピン、５３……
第２ピン、５４……ストツプ部材。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 各気筒の吸気通路内に夫々流量制御用ロータリ
   弁を配置し、各ロータリ弁の弁軸に固定したアー
   ムの先端部を連結ロツドにより互いに連結し、該
   連結ロツドの一端部をリンク部材を介してアクチ
   ユエータの制御ロッドに連結した内燃機関の吸気
   制御装置において、上記連結ロツドが上記制御ロ
   ッドの軸線から間隔を隔ててほぼ平行に配置さ
   れ、該連結ロツドの一端部を制御ロッドの軸線上
   まで屈曲せしめてこの屈曲端部をリンク部材を介
   して制御ロッドに連結し、該屈曲端部とリンク部
   材間に該リンク部材の揺動角を規制する揺動規制
   装置を取付け、該揺動規制装置をリンク部材に形
   成された平坦面と、該平坦面とわずかな間〓を隔
   てて対面配置されかつ屈曲端部側に固定配置され
   た平坦面とより構成した内燃機関の吸気制御装
   置。