JPH0526261Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、回転速度に応じて吸気管の実質上の
長さを変更して、低速から高速に至るまで吸気慣
性効果が適切に作用するようにした内燃機関の改
良に関する。

（従来の技術） 内燃機関の回転速度に応じて吸気慣性作用を調
整するために、長吸気管と短吸気管を設け短吸気
管にバイパス弁を設けて高速化に従つてバイパス
弁を漸次開放して吸気路長を実質上漸次短くする
ようにしたものは従来知られており、例えば特開
昭61−4823号公報に記載されている。

（考案が解決しようとする問題点） 前記公報に記載されたバイパス弁は、その開度
を電磁絞り弁で制御される負圧作動器やパルスモ
ータ等によつて制御するため、機構が複雑でコス
ト高になる難点があると共に、バイパス弁の弁軸
の振動を阻止する手段が設けてないため、該弁の
弁板に衝突する吸気によつて弁軸が振動し、弁軸
支持穴の内面と衝突して騒音を発生するおそれが
ある。

（問題点を解決するための手段） 本考案は、バイパス弁を全閉、中間開度、全開
の３位置に制御することにより制御機構の簡素化
を図り、かつ弁軸を弾性材を介して支持すること
により振動騒音の発生を防止するようにしたもの
で、その手段は、長吸気管と短吸気管とを有する
吸気マニホルドの短吸気管に該短吸気管を開閉す
るバイパス弁を設けた内燃機関において、バイパ
ス弁の弁軸を吸気管に設けた支持穴に弾性支持リ
ングを介して気密かつ回転自在に支承し、該弁軸
に連結したレバーに負圧作動器のダイヤフラムを
結合し、該ダイヤフラムに対向して該ダイヤフラ
ムを移動ストロークの中間位置で停止できるスト
ツパを設け、前記ダイヤフラム及びストツパを操
作してバイパス弁を機関の低速時に全閉し、中速
時に半開し、高速時に全開するようにし、且つ前
記弾性支持リングの内周部を外向きに湾曲して先
細のリツプを形成し、該リツプのみが弁軸に嵌合
するようにしたことを特徴とする。

（作用） 前記の構成により、低速時はバイパス弁は閉鎖
して長吸気管から吸気する。中速時は中央制御装
置により負圧作動器に負圧を導入してダイヤフラ
ムがストツパに当接するまで作動してバイパス弁
を半開にする。高速時はストツパの操作部に負圧
を導入してストツパを後退させ、これにより負圧
作動器のダイヤフラムを更に後退させてバイパス
弁を全開し、実質上短吸気管のみから吸気する。
ところで、機関の中、低速運転時は吸気負圧及び
その変動量が大きくなり、特に中速運転時はバイ
パス弁が吸気流に対して平行又は直角になる全開
又は全閉状態と異り吸気流に対して中途半端に傾
いた半開状態になるため、負圧変動により弁軸が
振動し易くなる。

然し、本考案では、弾性支持リングをそのリツ
プのみで弁軸に嵌合させているため、リツプを吸
気路側に吸引する方向に吸気負圧が作用し、吸気
負圧が増加する中、低速運転時はリツプが吸気路
側に吸引されて弁軸に圧縮状態で密着し、気密性
が増して吸気路への外気の侵入が防止されると共
に、弁軸の支持力が増して、バイパス弁の半開状
態で生じ易い弁軸の振動が抑制され、支持穴内面
への弁軸の衝突による騒音の発生が防止される。

この場合、弾性支持リングが常に圧縮状態で弁
軸に密着していると、摩擦によつて弁軸の回動負
荷が増し、加速操作で高速運転領域に入つたとき
のバイパス弁の全開への切換に応答遅れを生ずる
が、本考案によれば、加速時は吸気負圧の低下に
よつてリツプの圧縮が緩和され、摩擦が少なくな
つて弁軸を軽く回動できるようになり、バイパス
弁が加速時に応答性良く全開状態に切換えられ、
ドライバビリテイも向上する。

（実施例） 以下、本考案の実施例を図面によつて説明す
る。図示の内燃機関は、Ｖ型６気筒で両側のシリ
ンダ列の中間に吸気マニホルドを備え、該吸気マ
ニホルドは中央の吸気分配室から６個の湾曲した
吸気管を経て両側の各シリンダに吸気を分配する
形式のものであり、各吸気管は、吸気分配室に開
口する長吸気管と短吸気管をもち、短吸気管に
は、これを開閉して吸気室と連通又は遮断するた
めのバイパス弁が設けてある。

第１図において、内燃機関１は、左右のシリン
ダ列２ａ，２ｂ、吸気管として吸気マニホルド
３、クランク軸４をもち、各シリンダ列２ａ，２
ｂは、シリンダ５を装着したシリンダブロツク
６、シリンダヘツド７、カムカバ８、排気マニホ
ルド９を備える。

シリンダヘツド７は、カム１０ａ，１０ｂをも
つカム軸１０、ロツカ軸１１を支承し、吸気弁１
２、排気弁１３を案内する。吸気弁１２は、カム
１０ａロツカアーム１４で作動し、排気弁１３
は、カム１０ｂ、ロツカアーム１５、プツシユロ
ツド１６、ロツカアーム１７で作動し、ロツカア
ーム１４，１５の一端にはラツシユアジヤスタ１
８，１９が当接している。シリンダヘツド７の内
方側面には吸気ポート２０、吸気マニホルド３を
接続するためのフランジ２１が形成してあり、シ
リンダ５の内部のピストン２２に対向する位置に
点火栓２３を装着し、排気マニホルド９にはO₂
センサ２４，２４を装着している。また吸気ポー
ト２０を指向して燃料噴射弁２５を設ける。

吸気マニホルド３は第２図、第３図からも明ら
かなように上側部分３０、下側部分３１、中間部
分３２を重ねて形成し、上側部分３０には、左方
のシリンダ列２ａに至る３本の吸気路３３ａと右
方のシリンダ列に至る３本の吸気路３３ｂを逆Ｕ
字形に、かつ立上り部を広くして設け、該立上り
部を隔壁３４で２分して高速用流路３５と低速用
流路３６を分岐させる。

下側部分３１には、全吸気管に吸気を分配する
大容積の吸気分配室３７と、該吸気分配室３７の
下方を囲む６個の下方流路３８と、前記高速用流
路に連通する流入口３９及び該流入口３９から遠
い方の側面に開口する流入口４０とを備え、更に
下方流路３８の下面に温水ライザ４１を設ける。
吸気分配室３７にはスロツトルボデイ４２から外
気を吸入する。

中間部分３２には隔壁４３で仕切られた流路４
４と弁室４５があり、弁室４５を貫通する弁軸４
６及びこれに固着した弁板によりバイパス弁４７
を構成する。

以上において、バイパス弁４７を閉じると、流
入口４０から下方流路３８、流路４４、低速用流
路３６を通る長吸気管が形成されて低速用吸気Ａ
が流通し、バイパス弁４７を開くと、流入口３９
から高速用流路３５を通る短吸気管が形成される
ため、吸気Ａの流れは実質上停止し高速用吸気Ｂ
が流通する。

以上、吸気路３３ｂに流入する右回りの吸気に
ついて説明したが、吸気路３３ａに対してはこれ
と逆方向の流路が形成されており、したがつて、
弁軸４８をもつバイパス弁４９もバイパス弁４７
と対称位置にあり、流路各部も対称的に形成して
ある。流路各部の構造は前記のものと同一あるか
ら説明は省略し図面に符号のみを記載する。

弁軸４６，４８の一端にはレバー５０，５１が
固着してあり、両レバーはリンク５２によつて連
動するようになつており、第４図に示すようにレ
バー５０，５１は中間部分３２の軸受部５４，５
５に巻回した戻しばね５６，５７によつてバイパ
ス弁４７，４９を閉じる方向に加圧している。

弁軸４６，４８の一端は前記軸受部５４，５５
に支承し他端は軸受部５８，５９で支承している
が、これらの軸受部には弾性支持リング６０を介
装して弁軸の振動による騒音の発生を防止すると
共に弁軸の振動を抑制し、更に軸クリアランスか
らの吸気の漏洩を防止している。

弾性支持リング６０は、第５図、第６図に示す
ように、断面Ｌ形の金属リング６１に焼付けによ
り接着したゴムリング６２からなり、金属リング
６１は、ゴムリング６２を補強してその形状を維
持させると共に、支持穴６４に嵌着して定位置と
気密を保持する。ゴムリング６２の内周部は外方
に向けて曲がると共に薄くなつてリツプ６３を形
成している。

このリツプ６３は弁軸４６，４８に気密に接触
して吸気路へ外気が漏洩するのを防止すると共に
弁軸４６，４８の振動を減衰しかつ該弁軸が振動
により軸受穴６５に衝突して騒音の発生するのを
防止する。

バイパス弁が全開する高速運転時は、外気と吸
気路の圧力差が小さく、リツプ６３は第６図ａの
ように先端で接触するだけでも充分に気密を保持
することができ、接触部の摩擦も少ないので弁軸
を軽く動かすことができ、またバイパス弁に加わ
る負圧も小さいため該弁の振動も小さく、この振
動に対してリツプ６３の先端部で充分に緩衝作用
を奏することができる。バイパス弁を半開又は全
閉にする中、低速運転時は、外気と吸気路の差圧
は大きくなり、弁に作用する負圧及びその変動量
も大きくなるが、該差圧によりリツプ６３は第６
図ｂのように吸気路側に吸引されて圧縮状態で弁
軸４６，４８に密着し、気密性及び弾性支持力を
自動的に増加する。これによつて吸気路へ外気が
流入する現象を防止すると共に、負圧の変動によ
るバイパス弁４７，４９の振動を緩衝してその振
幅を小さくし、弁軸４６，４８が軸受穴６５面に
衝突して騒音を発生するのを防止する。

バイパス弁４７，４９の開度の制御は、機関速
度を中央制御装置によつて検出して行ない、弁駆
動力は吸気路の負圧を利用する。第１図におい
て、一方のレバー５１に負圧作動器７０のロツド
７１を連結してリンク５２を介して両バイパス弁
４７，４９を同時に駆動する。

負圧作動器７０は、ステイ７２によつて機関上
に支持され、ケース７３を隔壁７４で２分して各
室にダイヤフラム７５，７６を取付け、下方のダ
イヤフラム７５にはロツド７１を連結し、上方の
ダイヤフラム７６にストツパ７７を連結して隔壁
７４を気密に貫通させ、該ストツパの長さは、両
ダイヤフラム下降時にロツド７１の上端とストツ
パ７７の下端が一定の間隔を保つ長さとする。各
ダイヤフラムの上面に働く負圧を導入するため、
ケースに接続管７８，７９を接続するが、ダイヤ
フラム下面は大気に連通する。

第７図に示すように各ダイヤフラムの上面にば
ね８０，８１を作用させると共に、接続管７８，
７９によつて中央制御装置ECU８２で制御され
る電磁弁SOLA８３，SOLB８４を介して負圧源
P_B８５に接続している。各電磁弁８３，８４は、
負圧導入口８７，８８、大気に連通するフイルタ
８９，９０を有し、電磁弁作動時は弁体９１，９
２を上昇させてダイヤフラム７５，７６の上面を
負圧源８５に接続し、非作動時は大気に開放す
る。

負圧作動器７０は、第８図ａ，ｂ，ｃに示すと
おりの３種の作動位置をとるように制御される。
SOLA，Ｂの作動により負圧導入口８７，８８を
開いて負圧源８５に接続すると、同図ａに示すよ
うに両ダイヤフラム７５，７６は上昇し、ロツド
７１は最上位に上昇して戻しばね５６，５７より
バイパス弁４７，４９を全閉し、長吸気路を形成
する。

SOLBを大気に開放してSOLAのみを作動する
と、同図ｂのようにダイヤフラム７５は上昇する
が、ストツパ７７はばね８１で押し下げられ、ロ
ツド７１は中間位置まで下降しバイパス弁４７，
４９を半開状態にし低速用流路３５と高速用流路
３６の両方に吸気を流通させる。

SOLA，SOLBを共に非作動にして各ダイヤフ
ラム上面を大気に連通すると、同図ｃに示すよう
に各ダイヤフラム７５，７６はばね８０，８１で
押されて下降した状態になり、ロツド７１により
バイパス弁４７，４９を全開状態とし、したがつ
て高速用流路３５は全開となり、吸気は実質的に
この流路３５を通過する。

内燃機関で発生するトルクＴと回転速度Neの
関係は第９図のとおりで、長吸気管を使用したと
きの特性は曲線Ｌであり、短吸気管を使用したと
きの特性は曲線Ｓである。そして、両曲線Ｌ，Ｓ
の比較的低トルクの速度ａ，ｂの間を第８図ｂの
ように制御して半開状態とすることにより、曲線
Ｍを得ることができ、低速から高速に至るまで高
トルクを発生することができる。同図上方の線図
はSOLA，Ｂの作動状態を示すものである。

この負圧作動器７０は、以上のとおりの簡単な
構成によりバイパス弁を低速、中速、高速の３位
置に確実に保持することができ、機関に所期のト
ルク特性を維持させることができる。

（考案の効果） 本考案は、バイパス弁の弁軸を弾性支持リング
のリツプのみを嵌合させて支持したから、吸気路
への外気の侵入を防止すると共に、バイパス弁の
半開状態で生じ易い弁軸の振動を抑制して、支持
穴内面への弁軸の衝突による騒音の発生を防止で
き、而も加速時は弁軸の回動負荷が軽減されてバ
イパス弁が応答性良く全開状態に切換えられ、ド
ライバビリテイが向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の吸気装置を備えた内燃機関の
縦断面図、第２図は要部の分解斜面図、第３図は
第１図の−線断面図、第４図は中間部分の平
面図、第５図は軸受部の断面図、第６図ａ，ｂは
弾性支持リングの作用説明図、第７図は負圧作動
器の制御系統図、第８図は負圧作動器の作用説明
図、第９図は機関の出力特性図である。 ４６，４８……弁軸、４７，４９……バイパス
弁、６０……弾性支持リング、６１……金属リン
グ、６３……リツプ、７０……負圧作動器、７
５，７６……ダイヤフラム、７７……ストツパ。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 長吸気管と短吸気管とを有する吸気マニホル
   ドの短吸気管に該短吸気管を開閉するバイパス
   弁を設けた内燃機関において、バイパス弁の弁
   軸を吸気管に設けた支持穴に弾性支持リングを
   介して気密かつ回転自在に支承し、該弁軸に連
   結したレバーに負圧作動器のダイヤフラムを結
   合し、該ダイヤフラムに対向して該ダイヤフラ
   ムを移動ストロークの中間位置で停止できるス
   トツパを設け、前記ダイヤフラム及びストツパ
   を操作してバイパス弁を機関の低速時に全閉
   し、中速時に半開し、高速時に全開するように
   し、且つ前記弾性支持リングの内周部を外向き
   に湾曲して先細のリツプを形成し、該リツプの
   みが弁軸に嵌合するようにしたことを特徴とす
   る、内燃機関の吸気装置。 (2) 弾性支持リングの外周部に金属リングを焼付
   けて一体とし、該金属リングを吸気管の支持穴
   に圧入したことを特徴とする、実用新案登録請
   求の範囲第１項記載の内燃機関の吸気装置。