JPH0642353A - 可変吸気装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 内燃機関に直接または間接に接続される１本
の吸気通路を含む可変吸気装置において、その吸気通路
を容量部を用いて分岐させ、かつ、吸気通路と各容量部
との間に弁を設けて有効吸気長さを可変にすることによ
り、吸気に係る通路全体の長さの短縮化を図る。 【構成】 内燃機関１０の各気筒から延びる４本の吸気
管１４の先端にサージタンク１６を接続し、そこから１
本の吸気ダクト２０を延び出させ、その先端に、濾材３
２と容量室３４とを有する第１容量部２４を設ける。さ
らに、その吸気ダクト２０の途中に、各々、濾材５０と
２個の容量室５４，６２と弁６０とを有する第２および
第３容量部４０，４２をそれぞれ接続し、各弁６０を適
宜開閉することにより、有効吸気長さを内燃機関１０の
回転速度との関係において適正に制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は内燃機関に接続されて使
用される可変吸気装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】上記可変吸気装置の一従来例が実開昭６
１−９９６３４号公報に記載されている。これは、(a)
複数の気筒を持つ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吸気管と、(b) それら吸気管の
先端にそれらを跨いで接続された１個のサージタンク
と、(c) そのサージタンクから延びる、互いに長さが異
なる２本の吸気ダクトと、(d) それら吸気ダクトの先端
にそれらを跨いで接続された１個の濾材と、(e) ２本の
吸気ダクトのいずれかを択一的に濾材に連通させる１個
の弁とを含む可変吸気装置である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】この従来装置において
弁を内燃機関の回転数との関係において適正に制御すれ
ば、有効吸気長さが内燃機関の回転数との関係において
常に十分に適正となり、内燃機関の回転数全域において
十分な慣性過給効果を得ることができる。

【０００４】しかし、この従来装置には次のような問題
がある。すなわち、この装置は、有効吸気長さが可変で
ない通常の吸気装置に対して吸気ダクトが余分に必要と
なるため、吸気装置全体が大形化し、それに伴って重量
が増加するという問題があるのである。

【０００５】この事情に鑑み、本発明は、可変吸気装置
の小形化を課題としてなされたものである。

【０００６】

【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、内燃機関に接続されて使用される可変吸気
装置において、内燃機関に直接または間接に接続された
一本の吸気通路には大気に開口した開放端と連通する開
口が複数設けられ、前記開口のうち少なくとも一つの開
口もしくはその近傍には前記内燃機関の回転数によって
開閉制御される弁が設けられるとともに、前記開放端と
開口との間には濾材が設けられていることを特徴とす
る。

【０００７】なお、ここにおいて「吸気通路が内燃機関
に直接または間接に接続される」とは、例えば、吸気通
路が内燃機関の気筒数と同数設けられて各吸気通路が直
接各気筒の燃焼室に接続されることや、少なくとも１個
の気筒を持つ内燃機関の各気筒の燃焼室から互い独立し
て延びる複数本の吸気管の先端にそれらを跨いで接続さ
れたサージタンクに接続されることにより、内燃機関の
燃焼室に間接に接続されることを意味する。

【０００８】

【作用】本発明に係る可変吸気装置においては、本来の
吸気通路に別の吸気通路が並列に接続されることによっ
て有効吸気長さが可変とされているのではなく、その本
来の吸気通路から少なくとも１本の通路が分岐させら
れ、かつ、吸気通路と各分岐通路との間に弁が設けられ
ることによって有効吸気長さが可変とされている。各分
岐通路が弁により吸気通路に連通させられる際には、各
分岐通路は吸気通路の一部を利用して１本の吸気通路と
して機能するため、前述の従来装置のように複数の吸気
通路を並列して設ける必要がなく、可変吸気装置全体と
しては小型化する。

【０００９】

【発明の効果】このように、本発明によれば、有効吸気
長さを可変にするために複数の吸気通路を並設する必要
がなく、吸気通路の一本化により可変吸気装置の小形化
を図ることができ、また、小形化によりエンジンルーム
内への搭載性も向上する。

【００１０】

【実施例】以下、本発明のいくつかの実施例を図面に基
づいて詳細に説明する。なお、各実施例である可変吸気
装置はいずれも、内燃機関に接続された状態で説明す
る。

【００１１】図１に本発明の一実施例が記載されてい
る。図において符号１０が車両用の直列４気筒の内燃機
関を示しており、この内燃機関１０の燃焼室に本実施例
である可変吸気装置が接続されている。

【００１２】この可変吸気装置は、内燃機関１０の各気
筒の燃焼室から互いに独立して延びる４本の吸気管１４
を備えており、それら吸気管１４の先端にはそれらを跨
いで１個のサージタンク１６が接続されている。このサ
ージタンク１６から１本の吸気ダクト２０が延びてい
て、その吸気ダクト２０内の、サージタンク１６との接
続位置にバタフライ式のスロットルバルブ２２が配置さ
れている。

【００１３】吸気ダクト２０の先端には第１容量部２４
が接続されている。この第１容量部２４は、吸気ダクト
２０より流路面積が大きい容器状のハウジング３０を備
えている。このハウジング３０の開放端３１は濾材３２
で閉塞され、これにより容量室３４が形成されている。
ハウジング３０の底部に吸気ダクト２０の開口３６が設
けられ、これにより容量室３４が常時吸気ダクト２０に
連通させられている。

【００１４】吸気ダクト２０の途中の二箇所にそれぞ
れ、第２容量部４０と第３容量部４２とが接続されてい
る。以下、それら容量部４０，４２の構成を説明する
が、それらは互いに構成が共通するため、第２容量部４
０のみを代表的に説明する。

【００１５】吸気ダクト２０の途中に接続された第２容
量部４０は、吸気ダクト２０の長手方向とは異なった方
向に延び出した筒状のハウジング４８を備えている。こ
のハウジング４８の内部は隔壁５２によって２つの空間
に仕切られ、この２つの空間のうち上流側に位置する空
間は、その一端が隔壁５２に開口し、その他端が吸気ダ
クト２０に開口する連通管５６を介して吸気ダクト２０
の内部と連通している。すなわち、連通管５６の他端は
吸気ダクト２０の管壁に設けられた開口５７の部分で吸
気ダクト２０と接続している。このハウジング４８にお
いて、大気に開口している部分である開放端６８の近郷
には濾材５０が配設されて、この開放端６８を閉塞する
とともに濾材５０の下流側表面，隔壁５２，ハウジング
４８によって囲まれる容量室５４が形成されている。

【００１６】連通管５６内にはバタフライ式の弁６０が
配置されている。この弁６０は、内燃機関の回転数に応
じて吸気ダクト２０を容量室５４に連通させる状態と容
量室５４から遮断する状態とに切り換えるものである。

【００１７】隔壁５２によって仕切られたハウジング４
８の空間のうち、下流側に位置する空間、すなわち別の
容量室６２は、ハウジング４８，隔壁５２および吸気ダ
クト２０の管壁によって取り囲まれた空間であり、吸気
ダクト２０の管壁から突出形成されている連通管６６に
よって常時吸気ダクト２０の内部と連通している。この
容量室６２は、その構造上ヘルムホルツ型の消音器とし
て機能する。

【００１８】以上のように構成された可変吸気装置にお
いては、内燃機関１０の回転数が低い領域では、第２容
量部４０の弁６０も第３容量部４２の弁６０も閉状態と
され、これにより、吸気ダクト２０の実質的な長さが図
１において「Ｌ」で表されるものとなる。これに対し
て、内燃機関１０の回転数が中程度の領域では、第２容
量部４０の弁６０が開状態とされる一方、第３容量部４
２の弁６０が閉状態とされ、これにより、連通管５６の
長さまで含めた吸気ダクト２０の実質的な長さが図にお
いて「ｍ_a ＋ｍ_b （＝Ｍ）」で表されるものとされる。
また、内燃機関１０の回転数が高い状態では、第２容量
部４０の弁６０が閉状態とされる一方、第３容量部４２
の弁６０が開状態とされ、これにより、連通管５６の長
さまで含めた吸気ダクト２０の実質的な長さが図におい
て「ｎ_a ＋ｎ_b （＝Ｎ）」で表されるものとされる。し
たがって、図２にグラフで表されるように、この可変吸
気装置を用いれば、内燃機関１０の回転数のほぼ全域に
おいて十分な慣性過給効果が得られて十分に高い体積効
率が実現されることになる。

【００１９】以上の説明から明らかなように、本実施例
においては、従来例のように別の吸気ダクトを追加する
ことなく有効吸気長さが可変とされるため、装置全体が
小形化されて装置の車両搭載性が向上するという効果が
得られる。

【００２０】さらに、本実施例においては、第２および
第３容量部４０，４２が容量室５４に加えて容量室６２
をも有するものとされていて、ヘルフホルツ型消音器で
ある容量室６２によって吸気騒音が低減させられるた
め、吸気騒音が効果的に低減させられるという特有の効
果も得られる。

【００２１】なお付言すれば、本実施例においては、バ
タフライ式の弁６０により、吸気ダクト２０全体を容量
室５４に連通させる状態とその容量室５４から遮断する
状態とに切り換えられるものとされていたが、このよう
にすることは本発明を実施する上で不可欠なことではな
く、例えば、図３に示すように、例えば揺動式の弁８０
により、吸気ダクト２０全体を容量室５４から遮断する
状態（図において破線で示す状態）と、吸気ダクト２０
のうち連通管５６よりサージタンク１６の側（以下、単
に下流側という）の部分のみを容量室５４と連通せし
め、連通管５６より第１容量部２４の側（以下、単に上
流側という）の部分を容量室５４から遮断する状態（図
において実線で示す状態）とに切り換えられるものとす
ることもできる。すなわち、図１に示すように、例え
ば、第２容量部４０の弁６０のみが開いている状態で第
１および第２容量部２４，４０の双方から空気が吸入さ
れるようにするのではなく、第２容量部４０のみから空
気が吸入されるようにすることもできるのである。

【００２２】さらに付言すれば、本実施例においては、
吸気ダクト２０の内部と容量室５４とを連通する連通管
５６がハウジング４８の内部に形成されているが、例え
ば、図４に示すように、連通管９４をハウジング４８の
外部に設けてもよい。すなわち、ハウジング４８とは別
体に設けた連通管９４の一端を容量室５４に開口させ、
他の一端を吸気ダクト２０に開口させて、容量室５４と
吸気ダクト２０の内部とを連通させるものである。この
ような構造にすることによって、容量室５４と容量室６
２とを同軸的かつ直列的に重ねて形成することができ
る。また、この時弁９６は、連通管９４の内部に配置さ
れ、内燃機関の回転数に応じて容量室５４と吸気ダクト
２０との間を遮断もしくは連通せしめる。

【００２３】別の実施例を図５に基づいて説明する。な
お、本実施例は図１の実施例と共通する部分が多いた
め、異なる部分についてのみ詳細に説明し、共通の部分
については同一の符号を付することによって文章による
説明を省略する。

【００２４】本実施例である可変吸気装置も、先の実施
例と同様に、４本の吸気管１４，サージタンク１６，吸
気ダクト２０，第１〜第３容量部２４，１００，１０２
を含むように構成されているが、先の実施例とは異な
り、第２および第３容量部１００，１０２が、前記容量
室６２を有しないものとされている。

【００２５】第２および第３容量部１００，１０２のそ
れぞれの容量室５４は、先の実施例におけるように連通
管５６を介して吸気ダクト２０に連通させられているの
ではなく、吸気ダクト２０の管壁に設けられた開口１０
４により直接吸気ダクト２０に連通させられている。そ
して、各容量部１００，１０２の開口１０４内にそれぞ
れバタフライ式の弁１０６が配置されている。

【００２６】以上の説明から明らかなように、本実施例
においては、先の実施例と同様に、従来例のように別の
吸気ダクトを追加することなく有効吸気長さが可変とさ
れているため、装置全体が小形化されて装置の車両搭載
性が向上するという効果が得られる。

【００２７】さらに別の実施例を図６に基づいて説明す
る。

【００２８】本実施例である可変吸気装置も、先の二実
施例と同様に、４本の吸気管１４，サージタンク１６，
吸気ダクト２０，容量部１２０を備えているが、この容
量部１２０の構成が先の二実施例とは異なる。

【００２９】具体的には、容量部１２０は、吸気ダクト
２０の上流側先端から下流側にかけて、その管壁に設け
られた断面長円状の筒状ハウジング１２６によって郭成
される。このハウジング１２６は、吸気ダクト２０の長
手方向に対して垂直な方向に延び出しており、大気と面
している開放端１２９には、ハウジング１２６と同じ断
面形状呈する濾材１２８が設けられ、これにより開放端
１２９が閉塞されている。このハウジング１２６の内部
において、濾材１２８の下流側には隔壁１３０が設けら
れ、これにより、この隔壁１３０，ハウジング１２６，
濾材１２８で取り囲まれた容量室１３２が濾材１２８の
下流側に形成されている。容量室１３２と吸気ダクト２
０との間には、それらの一端が容量室１３２に開口し、
その他端が吸気ダクト２０の内部に開口する３本の連通
管１３３，１３４，１３６が設けられている。すなわ
ち、連通管１３３，１３４，１３６は吸気ダクト２０の
管壁に設けられた開口１７０，１７１，１７２のそれぞ
れにおいて吸気ダクト２０と連結している。また、連通
管１３３は吸気ダクト２０の先端に、連通管１３４はそ
れより下流側の位置に、通管１３６はさらに下流側の位
置にそれぞれ配置されていて、それぞれ、吸気ダクト２
０と容量室１３２とを互いに連通させる。ただし、連通
管１３３は他の連通管１３４，１３６より流路面積が大
きくされている。

【００３０】それら連通管１３３，１３４，１３６のう
ち下流側の２個の連通管１３４，１３６の内部にはそれ
ぞれ、弁１４０が配置されている。各弁１４０は、容量
室１３２から連通管１３４もしくは連通管１３６を通過
して内燃機関の燃焼室まで到達する吸気通路を、それぞ
れ連通状態もしくは遮断状態に切り換えることができ
る。

【００３１】また、本実施例においては、ハウジング１
２６内の空間のうち隔壁１３０と吸気ダクト２０との間
の部分にはまた、３個の容量室１５０，１５２，１５４
も形成されている。それら容量室１５０，１５２，１５
４はいずれも、ヘルムホルツ型の消音器として機能する
ようにされていて、各容量室１５０，１５２，１５４は
各連通管１６０，１６２，１６４により常時吸気ダクト
２０に連通させられている。

【００３２】したがって、本実施例においては、吸気騒
音が各容量室１５０，１５２，１５４によっても低減さ
せられるという効果が得られる。

【００３３】さらに、本実施例においては、容量部が１
つであり、容量部を個別に構成する場合に比べて、装置
全体が小形化されて装置の車両搭載性が向上するととも
に、装置全体が軽量化されるという特有の効果も得られ
る。

【００３４】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、当業者の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】本発明の一実施例である可変吸気装置を示す部
分正面断面図である。

【図２】上記可変吸気装置の性能を説明するためのグラ
フである。

【図３】図１における弁６０の別の態様を説明するため
の図である。

【図４】図１における第２および第３容量部４０，４２
の別の態様を説明するための図である。

【図５】本発明の別の実施例である可変吸気装置を示す
部分正面断面図である。

【図６】本発明のさらに別の実施例である可変吸気装置
を示す部分正面断面図である。

【符号の説明】

１０ 内燃機関 １４ 吸気管 １６ サージタンク ２０ 吸気ダクト ２４，１２０ 第１容量部 ３１，６８，１２９ 開放端 ３２ 濾材 ４６，５７，１７０，１７１，１７２ 開口 ４０，１００，１２２ 第２容量部 ４２，１０２，１２４ 第３容量部 ４８，９０，１２６ ハウジング ５０，１２８ 濾材 ５２，１３０ 隔壁 ５４，１３２ 容量室 ６０，８０，９６，１０６，１４０ 弁 ６２ 容量室

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 長坂 恵伸 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】 内燃機関に直接または間接に接続された
   一本の吸気通路には大気に開口した開放端と連通する開
   口が複数設けられ、前記開口のうち少なくとも一つの開
   口もしくはその近傍には前記内燃機関の回転数によって
   開閉制御される弁が設けられるとともに、前記開放端と
   開口との間には濾材が設けられていることを特徴とする
   可変吸気装置。