JPH08100722A - 内燃機関の吸気管構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は吸気管内に生ずる負圧を蓄えるバキ
ュームチャンバを備える内燃機関の吸気管構造に関し、
負圧導入に関して優れた応答性を有し、構造が簡単な吸
気管構造を実現することを特徴とする。 【構成】 内燃機関の各気筒♯１〜♯６に連通する吸気
枝管１４_-1〜１４_-6に連通してサージタンク１２を設け
る。サージタンク１２に連通して２本のエアコネクタ１
０ａ，１０ｂを設ける。サージタンク１２と、エアコネ
クタ１０ａ，１０ｂとの間に、バキュームチャンバ２４
を設ける。バキュームチャンバ２４の壁面２４ａに、サ
ージタンク１２とバキュームチャンバ２４とを連通する
負圧導入孔２６ａと貫通孔２６ｂとを設け、貫通孔２６
ｂに弾性部材からなる傘状の弁体２６ｂを挿入する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関の吸気管構造
に係り、特に吸気管内に生ずる負圧を蓄えるバキューム
チャンバを備える内燃機関の吸気管構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、車両においては、内燃機関の
吸気管内に発生する吸気負圧を駆動源とする負圧アクチ
ュエータが広く用いられており、例えば特開平３−２８
１９２２号公報には、内燃機関の吸気枝管内に弁機構を
設け、その弁機構をかかる負圧アクチュエータで駆動す
る吸気装置が開示されている。

【０００３】吸気枝管内に弁機構を設け、内燃機関の運
転状態に応じてその弁機構を開閉すると、吸気枝管内に
内燃機関の運転状態に適応して気中共鳴を発生させるこ
とができ、全回転領域において優れた吸気特性が得られ
ることに着目したものである。

【０００４】ところで、かかる負圧アクチュエータを安
定して駆動するためには、内燃機関の運転状態に関わら
ず、常に適当な負圧を蓄えておくことが必要である。吸
気管内の吸気負圧を直接駆動源とすると、内燃機関の運
転状態の変化に伴って負圧アクチュエータの応答性等に
変化が生ずることになるからである。

【０００５】これに対して、上記公報記載の装置は、内
燃機関の吸気枝管と内燃機関本体との間にバキュームチ
ャンバを設けると共に、このバキュームチャンバを、途
中にチェック弁を備える負圧供給ホースを介して吸気枝
管に連通し、更に負圧アクチュエータには、このバキュ
ームチャンバから駆動源たる負圧を供給することとして
いる。

【０００６】ここで、上記チェック弁は、バキュームチ
ャンバから吸気枝管へ向かう空気の流れのみを許容する
一方向弁であり、吸気枝管内の圧力がバキュームチャン
バの内圧に比して低圧である場合にのみ開弁する。

【０００７】このため、吸気枝管内にバキュームチャン
バの内圧より低圧の負圧が生じた場合には、チェック弁
が開弁してその負圧がバキュームチャンバ内に導かれ、
その後吸気枝管内の圧力がバキュームチャンバ内の圧力
に比して高圧となると、チェック弁が閉弁してその負圧
がバキュームチャンバ内に安定に蓄えられることとな
る。

【０００８】また、上記公報記載の装置が備えるバキュ
ームチャンバは、上述の如く吸気枝管と内燃機関本体と
の間に配設されており、バキュームチャンバを設けたこ
とにより搭載スペースが拡大することもない。この意味
で、上記公報記載の装置は、搭載スペース上の不利益を
何ら伴うことなく、常に安定した応答性の下に負圧アク
チュエータを駆動することができるという利点を有して
いることになる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の装
置は、バキュームチャンバと吸気枝管との間を負圧供給
ホースを介して連通し、更にこの負圧供給ホース内にチ
ェック弁を設ける構成である。従って、吸気枝管内に負
圧が生じた後、その負圧がバキュームチャンバに導かれ
るまでには、負圧供給ホース内を負圧が伝搬する時間が
必要とされる。

【００１０】また、負圧供給ホースの途中にチェック弁
を設けるためには、負圧供給ホースの加工等が必要とな
ると共に、チェック弁を構成するために種々の部品が必
要となる。更に、上記の如く負圧供給ホースの途中にチ
ェック弁を設ける場合、吸気枝管からチェック弁に至る
までの経路が、負圧を蓄えるための空間としては無駄な
空間となる。

【００１１】このように、上記従来の装置は、負圧を貯
留する機構の構成が必ずしも簡単でなく、また、吸気枝
管内に吸気負圧が発生した後バキュームチャンバ内に負
圧が導入される際の応答性が必ずしも良好ではないとい
う問題を有するものであった。

【００１２】本発明は、上述の点に鑑みてなされたもの
であり、吸気負圧を貯留するバキュームチャンバを吸気
通路に隣接して設け、負圧供給ホースを用いることなく
吸気通路とバキュームチャンバとを連通することによ
り、上記の課題を解決する内燃機関の吸気管構造を提供
することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記の目的は、内燃機関
の吸気通路と隣接して設けられるバキュームチャンバ
と、該バキュームチャンバの壁面に設けられ、前記吸気
通路との導通を制御するチェック弁とを備える内燃機関
の吸気管構造により達成される。

【００１４】

【作用】本発明において、前記バキュームチャンバは、
内燃機関の吸気通路と隣接して設けられている。そし
て、前記バキュームチャンバは、その壁面に設けられた
前記チェック弁を介して前記吸気通路と連通している。

【００１５】従って、前記吸気通路内に、前記バキュー
ムチャンバの内圧に比して低圧の負圧が発生すると、前
記チェック弁はその負圧に反応して即座に開弁し、速や
かに前記バキュームチャンバ内に負圧が導入されること
になる。このため、本発明における前記バキュームチャ
ンバ内には、優れた応答性の下に吸気負圧が蓄えられる
ことになる。

【００１６】

【実施例】図１及び図２は、それぞれ本発明の一実施例
である内燃機関の吸気管構造の要部の正面断面図（図２
中、Ｉ−Ｉ断面に相当）、及び平面断面図を示す。尚、
本実施例の吸気管構造は、６気筒内燃機関に適用するこ
とを想定して構成されたものである。

【００１７】図１及び図２において、エアコネクタ１０
ａ，１０ｂは、内燃機関の吸気通路において、スロット
ルバルブ（図示せず）等が配設される吸気管（図示せ
ず）と、サージタンク１２とを連通する通路である。本
実施例においては、６気筒内燃機関が備える気筒のう
ち、主に♯１〜♯３気筒に対して空気を供給する通路と
してエアコネクタ１０ａを、主に♯４〜♯６気筒に対し
て空気を供給する通路としてエアコネクタ１０ｂを設け
ている。

【００１８】また、サージタンク１２は、上述したエア
コネクタ１０ａ，１０ｂと、内燃機関の６つの気筒に連
通する吸気枝管１４_-1〜１４_-6とを連通する沈静槽であ
り、♯１〜♯６気筒において順次吸気工程が実行される
に伴って、エアコネクタ１０ａ，１０ｂ等を介して吸入
された空気を、各吸気枝管１４_-1〜１４_-6に分配する。

【００１９】ところで、各吸気枝管１４_-1〜１４_-6の内
部には、各気筒♯１〜♯６において吸気工程が実行され
る周期に応じて吸気負圧が導かれる。この結果、サージ
タンク１２内には、各吸気枝管１４_-1〜１４_-6を介して
異なる時期に負圧が導かれ、負圧の干渉に起因する脈動
が生ずる。

【００２０】この脈動は、更にエアコネクタ１０ａ，１
０ｂ、吸気管等を介してより上流に伝搬され、吸気系全
体に、その諸元に応じた圧力波を発生させる。そして、
この圧力波は、各吸気枝管１４_-1〜１４_-6に吸気負圧が
導かれる周期、すなわち内燃機関の回転数に応じてその
発生周期を変動させる。

【００２１】そして、その圧力波が、各気筒♯１〜♯６
において吸気工程が実行される際に吸気枝管１４_-1〜１
４_-6内に正圧波を導くように発生すると、内燃機関にお
いては高い体積効率の下に吸気が行われることになる。
ここで、内燃機関の吸気系は、その諸元に応じたある機
関回転数に体積効率のピークを有しており、そのピーク
付近では、優れた出力特性を得ることができる。

【００２２】これに対して本実施例の吸気管構造は、吸
気系の諸元を変更することで、複数の機関回転数に対し
て体積効率のピークを発生させ、より広い回転領域にお
いて優れた出力特性を実現し得る機能を備えている。

【００２３】すなわち、本実施例においては、図１及び
図２に示す如くサージタンク１２内の吸気枝管１４_-1〜
１４_-3に開口する空間と、吸気枝管１４_-4〜１４_-6に開
口する空間とが、回転バルブ１６によって区分されてい
る。この場合、回転バルブ１６を閉弁状態とすれば、サ
ージタンク１２が２つの空間に区分され、その結果吸気
枝管１４_-1〜１４_-3と、吸気枝管１４_-4〜１４_-6とが独
立した吸気系を有する状態となり、一方、回転バルブ１
６を開弁状態とすれば、吸気枝管１４_-1〜１４ _-6が共通
の吸気系を有する状態となり、回転バルブ１６の状態に
応じて吸気系の諸元が実質的に変更されることになる。

【００２４】このため、本実施例の吸気管構造によれ
ば、複数の機関回転数に対して吸気時における体積効率
をピークとすることができ、上記の如く、広い回転領域
において内燃機関に優れた出力特性を発揮させることが
可能となる。

【００２５】ところで、上記の如く回転バルブ１６を回
転させるためには、回転バルブ１６を駆動するアクチュ
エータが必要である。ここで、本実施例の吸気管構造
は、このアクチュエータに負圧アクチュエータ１８を用
いている。

【００２６】すなわち、図１及び図２に示す如く、回転
バルブ１６には、回転バルブ１６に固定される部分を長
軸とするＬ字形の回転軸２０が固定され、また回転軸２
０の短軸の先端には、負圧アクチュエータ１８の作動軸
１８ａが連結されている。

【００２７】ここで、負圧アクチュエータ１８は、負圧
供給口１８ｂに供給される負圧を駆動源として作動する
アクチュエータであり、負圧供給口１８ｂに適当な負圧
が供給されると作動軸１８ａを引き上げ、負圧供給口１
８ｂに大気圧が供給されると、作動軸１８ｂを押しさげ
るべく機能する。

【００２８】従って、図１及び図２に示す状態から負圧
供給口１８ｂに適当な負圧を供給すると、負圧アクチュ
エータ１８は、回転バルブ１６を開弁させるべく機能
し、更に回転バルブ１６が開弁した状態において、負圧
供給口１８ｂに大気圧を供給すると、負圧アクチュエー
タ１８は、回転バルブ１６を閉弁させるべく機能するこ
とになる。

【００２９】ここで、本実施例においては、負圧供給口
１８ｂには、負圧制御弁２２を介してバキュームチャン
バ２４が連通されている。この負圧制御弁２２は、負圧
供給口１８ｂを、バキュームチャンバ２４又は大気に選
択的に連通する電磁弁であり、外部から電気信号を供給
することで状態を切り換えることができる。

【００３０】ところで、本実施例の吸気管構造は、上述
したバキュームチャンバ２４を、エアコネクタ１０ａ，
１０ｂとサージタンク１２との間に設け、更にバキュー
ムチャンバ２４とサージタンク１２とを隔成する壁面２
４ａにチェック弁２６を設けた点に特徴を有している。

【００３１】すなわち、バキュームチャンバ２４は、負
圧アクチュエータ１８に対して適宜負圧が供給できるよ
うに、適当に吸気負圧を蓄え得るものであれば足り、こ
の意味では、例えばサージタンク１４等と別体に設け、
サージタンク１２から負圧供給ホース等を介して吸気負
圧の供給を受ける構成とすることも可能である。

【００３２】しかしながら、かかる構成とした場合、負
圧供給ホース内にチェック弁を設ける必要が生じ、その
結果構成が複雑化すると共に、負圧供給ホースの存在に
起因してバキュームチャンバ２４内に負圧が導入される
際の応答性が悪化することは前記した通りである。

【００３３】これに対して、本実施例の吸気管構造にお
いては、上述の如くサージタンク１２に対して２本のエ
アコネクタ１０ａ，１０ｂを連通させており、サージタ
ンク１２とエアコネクタ１０ａ，１０ｂとの間に空間が
形成されている。従って、この空間をバキュームチャン
バ２４として利用すれば、新たにバキュームチャンバ２
４の搭載スペースを設ける必要がなく、省スペース化に
有効である。

【００３４】更に、かかる配置とした場合、バキューム
チャンバ２４は、その壁面２４ａを介してサージタンク
１２と隣接することになり、壁面２４ａに負圧を導く機
構を設けることとすれば、新たに負圧供給ホース等を加
設する必要がないと共に、最短の負圧導入経路が実現で
きることになる。

【００３５】そこで、本実施例においては、上述の如く
サージタンク１２とエアコネクタ１０ａ，１０ｂとの間
にバキュームチャンバ２４を配置し、その壁面２４ａ
に、負圧導入口２６ａと、この負圧導入口２６ａを閉塞
または開放する弁体２４ｂとからなるチェック弁２６を
設けることとした。

【００３６】ここで、弁体２４ｂは、弾性を有する傘状
の部材であり、サージタンク１２内に、バキュームチャ
ンバ２４の内圧より低圧の負圧が生じた場合には、バキ
ュームチャンバ２４からサージタンク１２へ向かう空気
の流れを許容すべく弾性変形する。また、サージタンク
１２内の圧力がバキュームチャンバ２４内の圧力に比し
て高圧である場合には、その差圧に起因して負圧導入孔
２６ａを閉塞すべく弾性変形する。

【００３７】この結果、サージタンク１２内に、バキュ
ームチャンバ２４の内圧より低圧の負圧が発生すると、
その負圧は即座にバキュームチャンバ２４内に導かれ、
更にその後サージタンク１２内の圧力が上昇しても、既
にバキュームチャンバ２４内に導かれた負圧はそのまま
蓄えられることになる。

【００３８】この際、本実施例の構造によれば、バキュ
ームチャンバ２４に負圧を導き、かつ導いた負圧を適切
に蓄えるための機構が、バキュームチャンバ２４の壁面
２４ａに負圧導入孔２６ａと弁体２６ｂ支持用の貫通孔
２６ｃを設け、かつその貫通孔２６ｃに弁体２６ｂの軸
部分を挿入するだけで実現することができる。

【００３９】更に、サージタンク１２内に生ずる負圧の
変動が、直接チェック弁２６に作用し、速やかな開閉弁
を促すため、極めて優れた応答性の下にバキュームチャ
ンバ２４内に負圧を貯留することができる。

【００４０】このため、本実施例によれば、内燃機関の
運転中において極めて安定した負圧をバキュームチャン
バ２４内に蓄え、負圧アクチュエータ１８を安定した応
答性の下に駆動することができる吸気管構造が、簡単な
構成によって実現できることになる。

【００４１】ところで、上記図１及び図２に示す吸気管
構造は、チェック弁２６の弁体２６が直接サージタンク
１２内に露出される構造である。ここで、サージタンク
１２内の圧力と、バキュームチャンバ２４内の圧力との
差は、通常１kg/cm²程度であり、弁体２６ｂの耐久性に
悪影響を与えることはないが、いわゆるバックファイヤ
が生じた場合には、その差圧が１０kg/cm²を超えること
もあり、弁体２６ｂの耐久性上の問題を生ずる。

【００４２】図３及び図４は、かかる弊害を除去すべく
構成された、本発明の他の実施例に相当する吸気管構造
の正面断面図、及び平面断面図である。すなわち、図３
及び図４に示す吸気管構造においては、サージタンク１
２の、バキュームチャンバ２４側側面に保護壁１２ａと
連通孔１２ｂとが設けられている。

【００４３】また、バキュームチャンバ２４の壁面２４
ａには、弁体２６ｂを収納する凹部が設けられており、
かつサージタンク１２とエアコネクタ１０ａ，１０ｂと
は、所定の板厚を有するガスケット２８を介して連結さ
れている。

【００４４】この場合、弁体２６ｂの周囲の空間は、ガ
スケット２８の板厚分だけ連通孔１２ｂを介してサージ
タンク１２内の空間と連通し、また弁体２６ｂとサージ
タンク１２との間には、保護壁１２ａが介在することに
なる。

【００４５】従って、内燃機関の運転状態の変動に伴っ
て、サージタンク１２内に比較的緩やかに生ずる圧力変
動は、連通孔１２ｂを介して保護壁１２ａの裏面に導か
れ、一方、バックファイヤに伴う急激な圧力変動は、連
通孔１２ｂを通過する際に緩和される。

【００４６】この結果、通常の運転に伴ってサージタン
ク１２内の圧力が変動する場合には、その圧力変動に伴
って適切な応答性の下にバキュームチャンバ２４内に負
圧が導かれ、かつその後蓄えられることになり、一方、
サージタンク１２内にバックファイヤに伴う大きな圧力
が発生した場合には、弁体２６ｂがその圧力から的確に
保護されることになる。

【００４７】このように、図３及び図４に示す吸気管構
造によれば、上記図１及び図２に示す吸気管構造と同様
の優れた効果を享受しつつ、バックファイヤに対して優
れた耐久性が確保できることになる。

【００４８】尚、上記図３及び図４に示す吸気管構造
は、サージタンク１２の保護壁１２ａに連通孔１２ｂを
設けて弁体２６ｂ周辺の空間とサージタンク１２内の空
間とを連通する構成としているが、弁体２６ｂを取り巻
いて配設されるガスケット２８の一部に切り欠き部を設
けることとすれば、その切り欠き部が連通孔を構成する
こととなり、保護壁１２ａに連通孔１２ｂを設ける加工
を省略することができる。

【００４９】ところで、上記図１乃至図３に示す弁体２
６ｂは、上述の如くバキュームチャンバ２４の壁面２４
ａに設けた貫通孔２６ｃに弁体２６ｂの軸部分を挿入す
ることで組み付けることとしている。この場合、組み付
け後における弁体２６ｂの脱落は、上記各図に示す如く
軸部分の端部に貫通孔２６ｃより大きなボール部を設け
ることで防止されている。

【００５０】しかしながら、かかる構成とすると、弁体
２６ｂを交換する場合には、弁体２６ｂのボール部をバ
キュームチャンバ２４の内部に脱落させ、そのまま放置
せざるを得ない状況となる。

【００５１】図４は、かかる点を考慮し、弁体２６ｂの
交換を容易ならしめたチェック弁２６の組み付け構造で
ある。すなわち、同図に示すチェック弁２６は、バキュ
ームチャンバ２４の壁面２４ａに対して着脱可能な保持
部材２６ｄに負圧導入孔２６ａ、及び貫通孔２６ｃを設
け、この保持部材２６ｄで弁体２６ｂを保持して壁面２
４ａに組み付ける構造である。

【００５２】かかる構造によれば、弁体２６ｂを交換す
る必要が生じた場合には、先ず保持部材２６ｄを壁面２
４ａから取外し、その後弁体２６ｂを保持部材２６ｄか
ら取り外すこととすれば、交換作業が容易であると共
に、確実にボール部の取り残しが防止できることにな
る。

【００５３】尚、上記図１乃至図３に示す実施例は、エ
アコネクタ１０ａ，１０ｂとサージタンク１２との間に
バキュームチャンバ２４を配置し得る空間が存在するこ
とから、かかる空間をバキュームチャンバ２４として利
用しているが、バキュームチャンバ２４の配置位置はか
かる位置に限定されるものではなく、吸気通路と隣接す
る位置であればよい。

【００５４】尚、上記実施例においては、サージタンク
１２、及びエアコネクタ１０ａ，１０ｂが前記した吸気
通路に相当している。

【００５５】以上、本発明の実施例について説明した
が、この本発明の実施例には特許請求の範囲に記載した
技術的事項以外に次の様な技術的事項の実施態様を有す
るものであることを付記しておく。

【００５６】（１）請求項１記載のバキュームチャンバ
が、複数の吸気通路の間の空間に設けられていることを
特徴とする内燃機関の吸気管構造。

【００５７】 〔発明の詳細な説明〕

【００５８】

【発明の効果】上述の如く、本発明によれば、吸気通路
内にバキュームチャンバの内圧に比して低圧の負圧が発
生した場合に、即座にチェック弁を開弁して、速やかに
その負圧をバキュームチャンバ内に導入することができ
る。このため、本発明によれば、バキュームチャンバ内
に、優れた応答性の下に、極めて安定した負圧を蓄える
ことができる吸気管構造を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である内燃機関の吸気管構造
の正面断面図である。

【図２】本発明の一実施例である内燃機関の吸気管構造
の平面断面図である。

【図３】本発明の他の実施例である内燃機関の吸気管構
造の正面断面図である。

【図４】本発明の他の実施例である内燃機関の吸気管構
造の平面断面図である。

【図５】本実施例の吸気管構造に用いるチェック弁の他
の構成を表す正面断面図である。

【符号の説明】

１０ａ，１０ｂ エアコネクタ １２ サージタンク １４_-1〜１４_-6 吸気枝管 １６ 回転バルブ １８ 負圧アクチュエータ ２４ バキュームチャンバ ２４ａ 壁面 ２６ チェック弁 ２６ａ 負圧導入孔 ２６ｂ 弁体 ２６ｃ 貫通孔 ２８ ガスケット

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関の吸気通路と隣接して設けられ
   るバキュームチャンバと、 該バキュームチャンバの壁面に設けられ、前記吸気通路
   との導通を制御するチェック弁とを備えることを特徴と
   する内燃機関の吸気管構造。