JPH062548A - 可変吸気管装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 複数本の吸気管２０の中間にサージタンク４
０が接続され、そのサージタンク４０内の空気室を複数
の個室５４に仕切る仕切り壁５０が弁体７０で開閉させ
られることによって有効吸気管長さが可変の吸気管装置
において、サージタンク４０の小形・軽量化を図る。 【構成】 弁体７０を平板状としてサージタンク４０内
における吸気流に沿って配設し、かつ、その吸気流方向
に対してほぼ直角な方向に変位させられることによっ
て、各仕切り壁５０の連通穴６０を閉じる状態と開く状
態とに切り換えられるものとする。これにより、弁体７
０をサージタンク４０内における吸気流路から避けて配
置しなくても吸気抵抗がそれほど増加せずに済み、サー
ジタンク４０内に余分な空間を設けずに済むこととなっ
て、サージタンク４０の小形・軽量化が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複数気筒の内燃機関に
接続されて使用される可変吸気管装置に関するものであ
り、特に、それを小形・軽量化する技術に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】上記可変吸気管装置の一方式に次のよう
なものがある。それは、(a) 内燃機関の各気筒の燃焼室
から互いに独立して延びる複数本の下流側吸気管と、
(b) それら下流側吸気管の先端にそれらを跨いで接続さ
れたサージタンクと、(c) そのサージタンクを大気側に
連通させる上流側吸気管と、(d) 前記サージタンク内に
そこにおける吸気流の方向にほぼ平行に延びる状態で設
けられ、サージタンク内部を複数の個室に仕切る少なく
とも１枚の仕切り壁と、(e) 各々それら各仕切り壁を貫
通し、各仕切り壁を隔てて互いに隣接する２個の個室を
互いに連通させる少なくとも１個の連通穴と、(f) 各々
それら各連通穴を閉じて前記互いに隣接する２個の個室
を互いに遮断する閉状態と、各連通穴を開いて前記互い
に隣接する２個の個室を互いに連通させる開状態とに切
り換えられる少なくとも１個の弁体とを含む可変吸気管
装置である。

【０００３】この方式の可変吸気管装置の一従来例が実
開昭５８−１１６７２６号公報に記載されている。これ
は、前記上流側吸気管の先端にそれらを跨いで別のサ
ージタンク（以下、これを第１のサージタンクというの
に対し、先のサージタンクを第２のサージタンクとい
う）が接続されて、内燃機関の各気筒が下流側吸気管，
第２のサージタンク，上流側吸気管および第１のサージ
タンクを順に経て大気に連通させられるとともに、前
記弁体が板状を成し、かつ閉状態で第２のサージタンク
内における吸気流方向に平行に延びるバタフライ式とさ
れた可変吸気管装置である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】この従来の可変吸気管
装置においては、上述のように、弁体がバタフライ式と
されていて、弁体が開いている状態では、弁体が第２の
サージタンク内における吸気流方向に対して傾斜する状
態となる。そのため、弁体が開状態にあるときに、第２
のサージタンク内における吸気流路上に弁体が位置する
と、その弁体が吸気を妨げて吸気抵抗を増加させてしま
う。したがって、第２のサージタンク内において、空気
が開状態にある弁体を確実に避けて流れるように弁体を
設計することが不可欠である。

【０００５】しかし、このように設計するためには、第
２のサージタンク内における複数本の吸気流路相互の間
にやや広い隙間を設け、その隙間内に弁体を配置しなけ
ればならない。すなわち、吸気流路の位置と弁体の位置
とが吸気流に対して直角な方向においてオーバラップし
ないように第２のサージタンクを設計しなければならな
いのであり、そのため、第２のサージタンクが吸気流方
向に対して直角な方向に大形化してしまい、さらにそれ
に伴って重量が増加してしまうという問題があった。ま
た、第２のサージタンク内における複数本の吸気流路を
互いにやや離して配置するために、それに接続される吸
気管も互いに離して配置せざるを得ず、このことによ
り、可変吸気管装置全体が大形化してしまうという問題
もある。特に、可変吸気管装置が車両用のものである場
合のように、それの搭載スペースについての制約も重量
についての制約も厳しい場合には、それらの問題は重大
である。

【０００６】このような事情に基づき、本発明は、弁体
の作動態様を適切化することにより、上記の問題を解決
することを課題としてなされたものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明は、複数気筒の内燃機関に接続されて使用さ
れ、(a) 内燃機関の各気筒の燃焼室から互いに独立して
延びる複数本の下流側吸気管と、(b) それら下流側吸気
管の上流側に設けられ、それらの上流側先端部が接続さ
れたサージタンクと、(c) そのサージタンクの上流側に
設けられ、下流側先端部がそのサージタンクに接続され
た上流側吸気管と、(d) サージタンク内部において、吸
気流に沿った方向に形成され、そのサージタンク内部を
複数の個室に仕切る少なくとも１枚の仕切り壁と、(e)
各々それら各仕切り壁に設けられ、各仕切り壁を隔てて
互いに隣接する２個の個室を互いに連通させる少なくと
も１個の連通穴と、(f) それら各連通穴を閉じて前記互
いに隣接する２個の個室を互いに遮断する閉状態と、各
連通穴を開いて前記互いに隣接する２個の個室を互いに
連通させる開状態とに切り換えられる少なくとも１個の
弁体とを含む可変吸気管装置において、各弁体を平板状
に形成して、サージタンク内部における吸気流の方向に
その各弁体の面の向きを沿わせて配設するとともに、前
記吸気流の方向に対してほぼ直角方向に各弁体を変位さ
せることによって、開状態と閉状態とに切り換えること
を特徴とする。

【０００８】

【作用】本発明に係る可変吸気管装置においては、サー
ジタンク内部において、各弁体が平板状を成し、そのサ
ージタンク内部における吸気流に沿った方向に延び、か
つ、その面にほぼ直角な方向、すなわち吸気流に対して
ほぼ直角な方向に変位させられることによって開状態と
閉状態とに切り換えられるものとされている。

【０００９】したがって、弁体が開状態となったとき
に、たとえサージタンク内においてその弁体が吸気流路
上に位置することとなっても、弁体は吸気流方向にほぼ
平行に置かれることとなるため、吸気抵抗をそれほど増
加させるには至らない。その結果、前述の従来装置のよ
うに、サージタンク内において、空気が開状態にある弁
体を確実に避けて流れるように弁体を設計することが不
要となり、互いに隣接した２個の吸気流路の間に特に広
い隙間を設けなくても弁体を支障なく配置することが可
能となる。

【００１０】

【発明の効果】そのため、本発明によれば、弁体の存在
にもかかわらずサージタンクの小形・軽量化を容易に行
い得るという効果が得られる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明のいくつかの実施例であって、
車両用の内燃機関に接続されて使用される可変吸気管装
置を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本実施例で
ある可変吸気管装置は内燃機関に接続された状態で説明
する。

【００１２】まず、第１の実施例を図１に基づいて説明
する。

【００１３】図において符号１０は直列４気筒の内燃機
関を示しており、この内燃機関１０の各気筒の燃焼室に
本実施例である可変吸気管装置が接続されている。この
可変吸気管装置は、各々、各燃焼室から互いに独立して
延びる４本の吸気管２０を備えている。

【００１４】それら吸気管２０の上流側先端部には第１
のサージタンク３０が接続されている。この第１のサー
ジタンク３０は真っ直ぐに延びる容器状を成しており、
４本の吸気管２０のそれぞれに接続されている。この第
１のサージタンク３０には空気流入部３２が設けられて
おり、そこにバタフライ式のスロットルバルブ３４が配
置されている。

【００１５】４本の吸気管２０の中間に第２のサージタ
ンク４０が設けられている。この第２のサージタンク４
０も真っ直ぐに延びる容器状を成しており、各吸気管２
０にほぼ直角となる姿勢で吸気管２０の途中に設けられ
ている。この第２のサージタンク４０により各吸気管２
０が、第１のサージタンク３０の側の上流側吸気管４４
と、内燃機関１０の側の下流側吸気管４６とに分割され
ている。

【００１６】第２のサージタンク４０の内壁面に３枚の
仕切り壁５０が互いに平行に、かつ、その第２のサージ
タンク４０の軸線に沿って取り付けられており、これに
より、第２のサージタンク４０内の空気室が、内燃機関
１０の気筒数と同数の個室５４に仕切られている。各個
室５４は、互いに対応する２本の上流側吸気管４４およ
び下流側吸気管４６を互いに連通させる。

【００１７】各仕切り壁５０には円形の連通穴６０が貫
通させられている。各連通穴６０は、仕切り壁５０によ
り互いに仕切られる２個の個室（以下、単に互いに隣接
する２個の個室という）５４を互いに連通させる。ま
た、それら３個の連通穴６０は第２のサージタンク４０
の軸線に沿って配置されている。

【００１８】各連通穴６０の近傍位置には各弁体７０
が、各連通穴６０に対する密着・離間が可能な状態で配
設されている。各弁体７０は各連通穴６０より大径の円
形を成し、各連通穴６０の円周縁を弁座として各仕切り
壁５０に密着することにより、各連通穴６０を閉塞す
る。

【００１９】３個の弁体７０はそれらに共通の１本のシ
ャフト７４に取り付けられている。このシャフト７４は
それの軸線方向に移動可能に第２のサージタンク４０に
取り付けられている。したがって、このシャフト７４が
変位させられれば、それに伴って３個の弁体７０が一体
的に変位する。シャフト７４が図示の原位置にある状態
では、３個の弁体７０がいずれも各連通穴６０を閉塞せ
ず、互いに隣接する２個の個室５４を互いに連通させ
る。この状態からシャフト７４が図において上方に変位
させられれば、３個の弁体７０が一斉に変位して各連通
穴６０に密着し、互いに隣接する２個の個室５４を互い
に遮断する。

【００２０】このようなシャフト７４の変位は、第２の
サージタンク４０の外壁面に取り付けられたアクチュエ
ータ７８により実現される。アクチュエータ７８は例え
ば電動モータ，バキューム源を駆動源として構成され
る。

【００２１】このアクチュエータ７８は図示しない可変
吸気制御装置に接続されている。可変吸気制御装置は、
内燃機関１０の回転速度が遅い状態では、アクチュエー
タ７８に各弁体７０を一斉に閉状態とする旨を指令し、
これにより第２のサージタンク４０が実質的に無効とさ
れて（第２のサージタンク４０が容積部として機能しな
いようにされて）、有効吸気管長さが内燃機関１０と第
１のサージタンク３０とを連結する吸気管の長さとな
る。これに対して、内燃機関１０の回転速度が速い状態
では、アクチュエータ７８に各弁体７０を一斉に開状態
とする旨を指令し、これにより第２のサージタンク４０
が実質的に有効とされて（第２のサージタンク４０が容
積部として機能するようにされて）、有効吸気管長さが
内燃機関１０と第２のサージタンク４０とを連結する吸
気管の長さとなる。すなわち、内燃機関１０の回転速度
が遅い状態では有効吸気管長さが長くされ、一方、回転
速度が速い状態では短くされることにより、回転速度全
域において十分に高い体積効率が実現されるようになっ
ているのである。

【００２２】以上の説明から明らかなように、本実施例
においては、第２のサージタンク４０内において、各弁
体７０が平板状を成して吸気流に沿った方向に延び、か
つ、その吸気流方向にほぼ直角な方向に変位させられる
ことによって開状態と閉状態とに切り換えられるものと
されているため、弁体７０が開状態となったときに、た
とえその弁体７０が吸気流路上に位置することとなって
も、弁体７０は吸気流方向に平行に置かれにすぎず、吸
気抵抗をそれほど増加させるには至らない。その結果、
第２のサージタンク４０内において３個の弁体７０、ひ
いては３枚の仕切り壁５０を互いに詰めて配置すること
が可能となり、第２のサージタンク４０の小形・軽量化
が可能となるという効果が得られる。

【００２３】さらに、本実施例においては、弁体７０の
存在のために吸気管２０同士の間隔を特に広げることも
不要となるため、可変吸気管装置全体の小形化も可能と
なり、車両への搭載性が向上するという効果も得られ
る。

【００２４】また、本実施例においては次のような特有
の効果も得られる。すなわち、本実施例においては、複
数の弁体７０がそれらに共通のシャフト７４とアクチュ
エータ７８とによって変位させられるようになっている
ため、弁体７０を変位させるための構造が簡単かつ小形
で済み、弁体７０の変位に必要なコストアップを小さく
抑えることができるという特有の効果が得られるのであ
る。もっとも、各弁体７０ごとにシャフト７４とアクチ
ュエータ７８とをそれぞれ設け、各弁体７０を互いに独
立に変位可能として本発明を実施することは可能であ
る。

【００２５】次に第２の実施例を図２に基づいて説明す
る。なお、本実施例は先の実施例と共通する部分が多
く、異なるのは「弁体」に関する部分のみであるため、
共通する部分については先の実施例と同一の符号を付す
ことによって文章による説明を省略し、異なる部分につ
いてのみ詳細に説明する。

【００２６】本実施例においては、弁体９０が４個設け
られている。それら弁体９０のうちの３個は、シャフト
７４を図において上方に変位させると一斉に各連通穴６
０を閉じるように取り付けられ、残りの１個のものは、
シャフト７４を図において下方に変位させるとそれのみ
が連通穴６０を閉じるように取り付けられている。つま
り、本実施例においては、いずれの連通穴６０も開く開
状態と、いずれの連通穴６０も閉じる第１の閉状態と、
中央の連通穴６０のみが閉じる第２の閉状態とに切り換
えられるようになっているのである。

【００２７】この第２の閉状態においては、中央の仕切
り壁５４が弁体９０で閉じられることによって半分に仕
切られた第２のサージタンク４０内の各個室５４がそれ
ぞれ容積部として機能し、このときの有効吸気管長さは
下流側吸気管４６の長さとなる。しかしながら、この個
室５４はその容積自体が十分には大きくないために通路
としても機能する。このサージタンク４０の個室５４が
通路として機能する場合には、第１の閉状態と同様に有
効吸気管長さは吸気管２０の長さとなる。すなわち、第
２の閉状態は、開状態の作用と第１の閉状態の作用とが
同時に行われる中間的な状態なのであり、中程度の回転
速度域において高い体積効率を実現するための状態なの
である。

【００２８】次に第３および第４の実施例を図３および
図４に基づいてそれぞれ説明する。なお、それら実施例
は先の実施例と共通する部分が多く、異なるのは「上流
側吸気管」に関する部分のみであるため、共通する部分
については先の実施例と同一の符号を付すことによって
文章による説明を省略し、異なる部分についてのみ詳細
に説明する。

【００２９】第３の実施例においては、図３に示すよう
に、第２のサージタンク４０から延びて大気側に連通す
る上流側吸気管１００が、第２のサージタンク４０の各
個室５４から互いに独立して延びた後に１本に集合する
形態とされている。そして、その集合部１０４の上流に
スロットルバルブ１０６が配置され、また、上流側吸気
管１００の先端にはエアフィルタ１１０が設けられてい
る。

【００３０】一方、第４の実施例においては、図４に示
すように、上流側吸気管１２０が、第２のサージタンク
４０の各個室５４から互いに独立して延びる４本の吸気
管１２２により構成されており、それら各吸気管１２２
の途中にスロットルバルブ１２６が配置されている。そ
れら吸気管１２２の先端には共通のエアフィルタ１３０
が設けられている。

【００３１】次に第５の実施例を図５に基づいて説明す
る。

【００３２】本実施例においては、可変吸気管装置が、
内燃機関１０の各燃焼室から互いに独立して延びる４本
の下流側吸気管２００と、それらの上流側先端部が接続
されたサージタンク２０２と、それを大気側に連通させ
る上流側吸気管２０４とを含むように構成されている。

【００３３】サージタンク２０２内の空気室は、先の実
施例とは異なり、１枚の仕切り壁２１０により２個の個
室２１２に仕切られている。仕切り壁２１０には連通穴
２１４が貫通させられ、その近傍に板状の弁体２１６が
配置されている。なお、この弁体２１６の作動に係る構
成については先の実施例と同じであるため、説明を省略
する。

【００３４】一方、上流側吸気管２０４は、サージタン
ク２０２の各個室２１２から互いに独立して延びた後に
１本に集合する形態とされており、その集合した１本の
吸気管２２０の途中にスロットルバルブ２２２が配置さ
れている。その吸気管２２０の先端にはエアフィルタ２
２４が設けられている。

【００３５】そして、本実施例においては、内燃機関１
０の回転速度が遅い状態では、弁体２１６が閉状態とさ
れ、これによりサージタンク２０２の容積部としての効
果が弱まり、一方、内燃機関１０の回転速度が速い状態
では、弁体２１６が開状態とされ、これによりサージタ
ンク２０２が容積部として有効に機能する。

【００３６】以上、本発明のいくつかの実施例を図面に
基づいて詳細に説明したが、これらの他にも特許請求の
範囲を逸脱することなく、当業者に知識に基づいて種々
の変形，改良を施した態様で本発明を実施することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例である可変吸気管装置を
示す正面断面図である。

【図２】本発明の第２の実施例である可変吸気管装置を
示す正面断面図である。

【図３】本発明の第３の実施例である可変吸気管装置を
示す正面断面図である。

【図４】本発明の第４の実施例である可変吸気管装置を
示す正面断面図である。

【図５】本発明の第５の実施例である可変吸気管装置を
示す正面断面図である。

【符号の説明】

１０ 内燃機関 ２０ 吸気管 ３０ 第１のサージタンク ３２ スロットルバルブ ４０ 第２のサージタンク ４４ 上流側吸気管 ４６ 下流側吸気管 ５４ 個室 ６０ 連通穴 ７０ 弁体 ７４ シャフト ７８ アクチュエータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 亀山 聡史 愛知県刈谷市豊田町１丁目１番地 豊田紡 織株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数気筒の内燃機関に接続されて使用さ
   れ、 (a) 前記内燃機関の各気筒の燃焼室から互いに独立して
   延びる複数本の下流側吸気管と、 (b) それら下流側吸気管の上流側に設けられ、それらの
   上流側先端部が接続されたサージタンクと、 (c) そのサージタンクの上流側に設けられ、下流側先端
   部がそのサージタンクに接続された上流側吸気管と、 (d) 前記サージタンク内部において、吸気流に沿った方
   向に形成され、そのサージタンク内部を複数の個室に仕
   切る少なくとも１枚の仕切り壁と、 (e) 各々それら各仕切り壁に設けられ、各仕切り壁を隔
   てて互いに隣接する２個の個室を互いに連通させる少な
   くとも１個の連通穴と、 (f) それら各連通穴を閉じて前記互いに隣接する２個の
   個室を互いに遮断する閉状態と、各連通穴を開いて前記
   互いに隣接する２個の個室を互いに連通させる開状態と
   に切り換えられる少なくとも１個の弁体とを含む可変吸
   気管装置において、 前記各弁体を平板状に形成して、前記サージタンク内部
   における吸気流の方向にその各弁体の面の方向を沿わせ
   て配設するとともに、前記吸気流の方向に対してほぼ直
   角方向に前記各弁体を変位させることによって、前記開
   状態と前記閉状態とに切り換えることを特徴とする可変
   吸気管装置。