JPH1061445A

JPH1061445A - 内燃機関の過給装置

Info

Publication number: JPH1061445A
Application number: JP9033835A
Authority: JP
Inventors: Sadaaki Muramatsu; 完昭村松; Isao Matsumoto; 功松本
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1996-06-14
Filing date: 1997-02-18
Publication date: 1998-03-03
Also published as: US5787852A; DE19724961A1

Abstract

(57)【要約】【課題】吸気系が異常に大型化することなく、極低回
転時から高回転時まで慣性過給を実現可能な内燃機関の
過給装置を提供すること。【解決手段】第１吸気通路部分９が筒状部材の内側に
軸線方向に延在し、第１吸気通路部分の下流側の第２吸
気通路部分１４が筒状部材の外側に軸線方向に隣接配置
された二つの側壁の互いに対向する二つの側面によって
筒状部材の周方向に延在するように形成され、筒状部材
を軸線回りに回動させることによって第１吸気通路部分
と第２吸気通路部分とを連通する開口部が軸線回りに移
動し第２吸気通路部分における有効吸気通路長が変化す
る。一方、側面間隔変化手段が、筒状部材の回動動作に
伴って二つの側壁の互いに対向する二つの側面の間隔を
変化させ、それにより、第２吸気通路部分における有効
吸気通路長が長くなるほど、互いに対向する二つの側面
の間隔は小さくされる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、慣性過給効果を利
用する内燃機関の過給装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】吸気通路長及び吸気管径等を適切に選択
すると、特定機関回転領域において慣性過給が実現さ
れ、吸気充填効率が増加し機関出力が向上することが公
知である。このような慣性過給を各機関回転数において
実現するために、吸気通路長を変化させる種々の提案が
なされている。例えば、実開昭６３−９６２３０号公報
には、円筒状のケース内に配置された円筒状のサージタ
ンクを有し、ケースとサージタンクとによって形成され
る環状空間を吸気通路の一部として使用する吸気装置が
開示されている。

【０００３】この吸気装置において、サージタンクは、
軸線方向に流入した吸気を側壁に形成された開口部から
流出させるものであり、それにより、サージタンクを回
動させることによって、吸気通路として使用する環状空
間の長さが連続的に変化し、低回転時から高回転時まで
慣性過給を実現することが可能となる。

【０００４】この吸気装置によって、比較的広い回転領
域で慣性過給が可能となるが、慣性過給に非常に長い吸
気通路長を必要とする極低回転時まで含めようとする
と、前述の環状空間長さを周方向に長くするためにサー
ジタンクの径を大きくしたり、また、各気筒毎に、軸線
方向に隣接する例えば二つの環状空間を利用して吸気通
路長さを長くすると、サージタンクの軸線方向長さが長
くなり、いずれの場合も吸気系の車両搭載が不可能とな
る。

【０００５】この問題を解決することを意図して、特開
昭６２−２１４２２３号公報には、ケースに対してサー
ジタンクを偏心配置し、サージタンクの開口部近傍にお
ける吸気通路断面積を、吸気通路長が長くなるほど小さ
くすることが開示されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】確かに、吸気通路長を
長くすると同時に吸気通路断面積を一様に小さくすれ
ば、吸気系が大型化することなく極低回転時まで完成過
給を実現することができる。しかしながら、前述の従来
技術において、吸気通路長を長くした時に、サージタン
ク出口部における吸気通路断面積は小さくされるが、下
流にいくに従って吸気通路断面積は徐々に大きくなって
おり、このように、吸気通路における一部の断面積を絞
っただけでは慣性過給を実現することはできない。

【０００７】従って、本発明の目的は、吸気系が大型化
することなく、極低回転時から高回転時まで慣性過給を
実現可能な内燃機関の過給装置を提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の本発明
による内燃機関の過給装置は、筒状部材を有し、吸気系
の一部を成す第１吸気通路部分が前記筒状部材の内側に
軸線方向に延在し、前記第１吸気通路部分の下流側にお
いて前記吸気系の一部を成す第２吸気通路部分が前記筒
状部材の外側に軸線方向に隣接配置された二つの側壁の
互いに対向する二つの側面によって前記筒状部材の周方
向に延在するように形成され、前記筒状部材には前記第
１吸気通路部分と前記第２吸気通路部分とを連通するた
めの開口部が形成され、前記筒状部材を軸線回りに回動
させることによって前記開口部が軸線回りに移動し前記
第２吸気通路部分における有効吸気通路長が変化する内
燃機関の過給装置において、前記筒状部材の回動動作に
伴って前記二つの側壁の互いに対向する二つの側面の間
隔を変化させる側面間隔変化手段を具備し、前記側面間
隔変化手段によって、前記筒状部材の回動動作により前
記第２吸気通路部分における有効吸気通路長が長くなる
ほど、前記互いに対向する二つの側面の間隔は小さくさ
れることを特徴とする。

【０００９】請求項２に記載の本発明による内燃機関の
過給装置は、請求項１に記載の内燃機関の過給装置にお
いて、前記側面間隔変化手段は、前記側壁の少なくとも
一方を前記筒状部材の軸線方向に可動とし、前記筒状部
材の回動動作を前記一方の側壁の軸線方向動作に変換
し、前記筒状部材の回動動作によって前記第２吸気通路
部分における有効吸気通路長が長くなるほど、前記一方
の側壁が他方の側壁に近づき、前記互いに対向する二つ
の側面の間隔を小さくさせることを特徴とする。

【００１０】請求項３に記載の本発明による内燃機関の
過給装置は、請求項１に記載の内燃機関の過給装置にお
いて、前記側面間隔変化手段は、前記二つの側壁におけ
る前記互いに対向する二つの側面を前記筒状部材の回動
軸線に対して螺旋状とし、一方の側壁を前記筒状部材と
共に回動させ、前記筒状部材の回動動作によって前記第
２吸気通路部分における有効吸気通路長が長くなるほ
ど、前記互いに対向する二つの側面の間隔を小さくさせ
ることを特徴とする。

【００１１】

【発明の実施の形態】図１は、本発明による内燃機関の
過給装置の第１実施形態を示す概略断面図である。同図
において、１は四気筒内燃機関本体、２はピストン、３
は燃焼室、４は吸気弁、５は吸気ポート、６は排気弁、
７は吸気通路枝管、８は吸気通路長可変装置をそれぞれ
示している。図２は、吸気通路長可変装置８の断面を示
す図１のＡ−Ａ断面図である。図１及び２を参照する
と、吸気通路長可変装置８は、円筒状の固定のケース１
１と、ケース１１内に同心配置された円筒状の筒状部材
１２を具備している。ケース１１と筒状部材１２との間
の空間は、略Ｃ形状の三つの仕切壁１３によって軸線方
向に四分割されている。分割された四つの空間は、それ
ぞれ、一方の端部において端部壁１５によって閉塞さ
れ、他方の端部において気筒毎の吸気ポート５を介して
各燃焼室３に連通している。

【００１２】筒状部材１２には、前述の四つの空間全て
に開口する細長い開口部１６が形成されている。この開
口部１６は、筒状部材１２への加工を容易にするため
に、単一の開口部としたが、各空間に開口する四つの開
口部としても良い。筒状部材１２は、軸線方向の一端部
において閉塞され、他端部において軸線方向に延在する
接続部１０によって吸気管１７に接続されている。吸気
管１７内にはスロットル弁１８が配置されている。

【００１３】このような構成において、筒状部材１２内
の空間９は、サージタンクとして機能する吸気系の一部
を成す第１吸気通路部分９であり、筒状部材１２の軸線
方向に延在している。また、前述の四つの空間内には、
仕切壁１３と同様な形状の可動側壁２１（詳しくは後述
する）が配置され、図２において各可動側壁２１の左側
の各空間１４は、それぞれ、サージタンク等の吸気系拡
管部の下流側で吸気系の一部を成す第２吸気通路部分１
４として、筒状部材１２の外側に周方向に延在してい
る。筒状部材１２に形成された開口部１６によって第１
吸気通路部分と第２吸気通路部分とは連通されている。
それにより、吸気は、吸気管１７からスロットル弁１８
を介して第１吸気通路部分９に流入し、開口部１６を介
して各第２吸気通路部分１４へ流入し、各吸気通路枝管
７及び各吸気ポート５を介して各気筒へ供給される。

【００１４】筒状部材１２は、閉塞側端部において、駆
動軸１９を介して回動駆動装置２０に接続されている。
筒状部材１２の接続部１０と吸気管１７との接続は、回
動時においてもシール性を保証する構造となっている。
それにより、筒状部材１２は、回動駆動装置２０によっ
て、固定のケース１１及び吸気管１７に対して軸線回り
に回動可能となっている。

【００１５】前述の可動側壁２１は図３にその形状が示
されている。可動側壁２１の外周部には、適当な角度間
隔で三つの第１溝２１ａが形成されている。これらの第
１溝２１ａは、前述の四分割された各空間内においてケ
ース１１の内面１１ａに設けられた三つのガイド２３に
嵌合するものである。これらの三つのガイド２３は、筒
状部材１２の軸線方向に延在するものである。

【００１６】一方、可動側壁２１の内周部には、等角度
間隔で四つの第２溝２１ｂが形成されている。これらの
第２溝２１ｂは、前述の四分割された各空間内において
筒状部材１２の外面１２ａに設けられた四つのスプライ
ン２４に嵌合するものである。これらの四つのスプライ
ン２４は、筒状部材１２の軸線方向に対して螺旋状に延
在するものであり、それにより、各第２溝２１ｂは筒状
部材１２の軸線に対して斜めとされている。また、四つ
のスプライン２４は、筒状部材１２の開口部１６を横断
しないように形成されている。

【００１７】また、可動側壁２１の吸気通路枝管７側端
部には、その幅と等しい幅の膜部材２２の一端部が取り
付けられており、この膜部材２２の他端部は、対応する
可動側壁２１の図２において右側に位置する仕切壁１３
又はケース１１の側壁１１ｂに取り付けられる。この膜
部材２２によって、前述の四分割された空間における可
動側壁２１より右側は、吸気流れが遮断される。この膜
部材２２は、ゴム等の容易に曲がる材質から形成されて
おり、可動側壁の２１の動作に伴って膜部材２２の両端
部が近づく時には容易にＵ字形に変形して、吸気流れの
遮断を維持するものである。

【００１８】機関吸気系の諸元によって特定機関回転数
において吸気充填効率が向上する慣性過給効果を得るこ
とができる。この特定機関回転数Ｎは、次式で示す吸気
系諸元によって表される。Ｎ＝３０Ｃ（Ｓ／Ｌ・Ｖｈ）^1/2／２π ここで、Ｃは音速、Ｓは吸気通路断面積、Ｌは吸気通路
長、Ｖｈはエンジン行程容積である。

【００１９】本実施形態の吸気通路長可変装置８は、回
転センサ等によって検出される機関回転数に基づき、筒
状部材１２を、機関回転数が低い時ほど図１において反
時計方向に回動させ、機関回転数が高い時ほど図１にお
いて時計方向に回動させるようになっている。それによ
り、機関回転数が低い時ほど、筒状部材１２の開口部１
６は、吸気通路枝管７側から離間し、各第２吸気通路部
分１４における有効吸気通路長が長くなる。すなわち、
機関回転数が低い時ほど、吸気系における吸気通路長Ｌ
が長くされる。

【００２０】前述の可動側壁２１は、ケース１１に設け
られたガイド２３によって筒状部材１２の軸線方向には
可動であるが回動しないようになっており、筒状部材１
２の反時計方向の回動に伴うスプライン２４の回動によ
って、図２において回動することなく左方向に徐々に移
動する。この時、前述した四分割された各空間における
可動側壁２１の図２において右側の部分は、前述した膜
部材２２によって閉鎖されているために吸気が通過する
ことはなく、各第２吸気通路部分１４における吸気通路
断面積、すなわち、慣性過給に影響する吸気系拡管部よ
り下流側の吸気通路断面積Ｓが、機関回転数が低い時ほ
ど小さくされる。

【００２１】こうして、本実施形態の吸気通路長可変装
置８は、吸気通路長を長くすると同時に吸気通路断面積
が小さくされるために、単に第２吸気通路部分１４の有
効吸気通路長を変化させるだけの従来に比較して、慣性
過給を実現可能な最大機関回転数を合わせれば、上式か
ら明らかなように、極低回転数まで慣性過給を実現する
ことができる。

【００２２】ところで、上式から明らかなように、所定
機関回転数において慣性過給効果が得られる吸気通路長
Ｌ及び吸気通路断面積Ｓの組み合わせは無数に存在す
る。しかしながら、選択した吸気通路断面積Ｓによって
充填効率に違いが発生する。これは、吸気通路断面積Ｓ
によって通路抵抗に違いが生じるためである。仮に、所
定回転数において慣性過給効果を実現する場合におい
て、吸気通路断面積Ｓを小さく選択し過ぎると、それに
伴い吸気通路長Ｌは非常に短くなり、吸気流速は非常に
速くなるが通路抵抗が大きく、充填効率を十分に高める
ことができない。

【００２３】また、吸気通路断面積Ｓを大きく選択し過
ぎると、それに伴い吸気通路長Ｌは非常に長くなり、吸
気流速は非常に遅くなってやはり充填効率を十分に高め
ることができない。図４は、特定機関回転数における吸
気流速に対する良好充填効率領域面積を示すグラフであ
る。この良好充填効率領域面積とは、特定機関回転にお
いて慣性過給を実現するために吸気通路断面積Ｓ及び吸
気通路長Ｌを適当に選択し、この時に得られる機関回転
数に対する充填効率のグラフにおける所定充填効率以上
の面積であり、言わば選択した吸気通路断面積Ｓ及び吸
気通路長Ｌの効果に相当する値である。選択した種々の
吸気通路断面積Ｓ及び吸気通路長Ｌに対する良好充填効
率面積を吸気流速に基づき整理したグラフが図４であ
り、このグラフから吸気流速を４０〜５０ｍ／ｓの時が
良好充填効率面積が大きくなることがわかる。吸気流速
を支配するのは、吸気通路断面積であり、従って、吸気
流速が４０〜５０ｍ／ｓとなるように吸気通路断面積Ｓ
を選択し、この吸気通路断面積Ｓに合わせて吸気通路長
Ｌを選択するようにすれば、良好な慣性過給効果が得ら
れることがわかる。また、この吸気流速は、各機関回転
数において良好な慣性過給効果を実現することがわかっ
ている。

【００２４】各機関回転数の慣性過給に適した吸気通路
断面積Ｓは、機関回転数が高いほど大きくなる。本実施
形態において、各機関回転数で吸気流速が４０〜５０ｍ
／ｓとなる最適吸気通路断面積Ｓが実現されるように、
可動側壁２１の位置が制御されることが好ましく、この
時、この吸気通路断面積Ｓに対する慣性過給が実現され
る吸気通路長Ｌが実現されるように、前述の第２スプラ
イン２４の形状を選択することが好ましい。

【００２５】前述した実施形態において、各気筒の第２
吸気通路部分１４は互いに近接配置されているために、
吸気通路枝管７を使用して各気筒の吸気ポート５への接
続を可能にしている。従って、吸気ポート５に加えて吸
気通路枝管７は吸気通路断面積を変化させることはでき
ないが、これらの部分の長さは、第２吸気通路部分１４
の長さに比較して非常に短く、第２吸気通路部分による
吸気系の断面積変化に、大きな影響を与えることはな
い。

【００２６】例えば、図５に示すように、筒状部材１
２′を延長して各気筒の第２吸気通路部分１４′を互い
に離間させ、各気筒の吸気ポート間距離に一致させれ
ば、吸気通路枝管７を使用することなく吸気ポート７へ
の接続が可能となる。それにより、断面積が変化しない
部分は吸気ポート７だけとなり、前述の影響をさらに小
さくすることができる。このような構成においては、筒
状部材１２′の開口部１６′は、各第２吸気通路部分１
４′毎に形成され、隣の第２吸気通路部分１４′までの
デッドスペースが存在するために、可動側壁２１の移動
に伴い開口部１６′を閉鎖する遮蔽板２２′を、このデ
ッドスペースを利用して可動側壁２１に取り付けること
ができ、これを前述の実施形態における膜部材２２の代
わりに使用しても良い。

【００２７】また、このような構成において、吸気ポー
ト５における上流側部分を第２吸気通路部分１４と同様
な矩形断面とし、可動側壁２１を下流側に延在させてこ
の上流側部分に挿入するようにすれば、吸気ポート５に
おけるこの上流側部分も断面積が変化し、断面積が変化
しない部分の長さをさらに短縮することができ、前述の
影響をほぼ完全に無くすことができる。

【００２８】図６は、本発明による内燃機関の過給装置
の第２実施形態を示す概略断面図である。図７は、本実
施形態の吸気通路可変装置３８の断面を示す図６のＢ−
Ｂ断面図である。これらの図において、第１実施形態と
同じ部材は同じ参照番号で示されている。以下に、第１
実施形態との違いについてのみ説明する。本実施形態の
吸気通路可変装置３８は、円筒状の固定ケース４１と、
ケース４１内に同心配置された円筒状の筒状部材４２を
具備している。この筒状部材４２は、回転駆動装置２０
の駆動軸１９に、半径方向に延在する接続部材３０によ
って接続され、固定のケース４１に対して軸線回りに回
動可能となっている。スロットル弁１８が配置された吸
気管４７は、回転駆動装置２０とは反対側においてケー
ス４１へ略同心状に接続されている。

【００２９】筒状部材４２は部分的に長手方向に切除さ
れ、筒状部材４２には開口部４９が形成される。筒状部
材４２の外側には、周方向に延在する第１及び第２隔壁
４５，４６が互いに離間して接続されている。これらの
第１隔壁４５と第２隔壁４６との間において、ケース４
１の内側には、周方向に延在する第３隔壁４３が接続さ
れている。図７において、第１隔壁４５の左側面４５ａ
とケース４１内側の左側面４１ａとによって最も軸線方
向回転駆動装置側に位置する第２吸気通路部分４４が形
成され、同様に、第２隔壁の右側面４５ｂと第３隔壁４
３の左側面４３ａとによって、また、第３隔壁４３の右
側面４３ｂと第２隔壁４６の左側面４６ａとによって、
また、第２隔壁４６の右側面４６ｂとケース４１内側の
右側面４１ｂとによって、それぞれ他の第２吸気通路部
分４４が形成される。ケース４１内側の左側面４１ａ
は、筒状部材４２の軸線に対して螺旋状に形成され、第
１隔壁４５の左側面４５ａは、ケース４１内側の左側面
４１ａと略平行に螺旋状に形成されている。

【００３０】図６及び図７は極低回転時を示している。
これらの図において、ケース４１内側の左側面４１ａ及
び第１隔壁４５の左側面４５ａの螺旋形状を説明する。
ケース４１内側の左側面４１ａは、第２吸気通路部分４
４の周方向最上流側端面位置Ｃにおいて最も軸線方向ス
ロットル弁１８側に位置しており、第２吸気通路部分４
４の下流側に向かい徐々に軸線方向回転駆動装置２０側
となり、吸気通路枝管３７との周方向接続位置Ｄにおい
て最も軸線方向回転駆動装置２０側に位置している。ま
た、周方向接続位置Ｄ以降においては、第２吸気通路部
分４４の周方向最上流側端面位置Ｃまで周方向接続位置
Ｄにおける軸線方向位置のままであり、段部によって周
方向上流側端面位置Ｃにおける軸線方向位置に接続され
る。一方、第１隔壁４５の左側面４５ａは、周方向接続
位置Ｄまでケース４１内側の左側面４１ａに略平行であ
るが、周方向接続位置Ｄ以降においては終端部まで徐々
に軸線方向回転駆動装置２０側となる。

【００３１】第１隔壁４５の右側面４５ｂ及び第３隔壁
４３の左側面４３ａは、それぞれ、第１隔壁４５の左側
面４５ａ及びケース４１の左側面４１ａと、ケース４１
の軸線に対する垂直な平面に対して対称に形成されてい
る。また、第３隔壁４３の右側面４３ｂ、第２隔壁４６
の左側面４６ａ、第２隔壁４６の右側面４６ｂ、及びケ
ース４１の右側面４１ｂは、それぞれ、第３隔壁４５の
左側面４３ａ、第１隔壁４５の右側面４５ｂ、第１隔壁
４５の左側面４５ａ、及びケース４１の左側面４１ａ
と、ケース４１の軸線に対する垂直な平面に対して対称
に形成されている。

【００３２】このように構成された本実施形態の吸気通
路長可変装置３８は、図６に示す極低回転時から機関回
転数が高くなるほど、筒状部材４２を図６において時計
方向に回動させるようになっている。それにより、機関
回転数が高くなるほど、筒状部材４２の開口部４９は、
吸気通路枝管３７側へ接近し、各第２吸気通路部分４４
における有効吸気通路長が短くなる。すなわち、機関回
転数が高いほど吸気系のおける吸気通路長Ｌが短くさ
れ、機関回転数が低いほど吸気系のおける吸気通路長Ｌ
が長くされる。

【００３３】このような筒状部材４２の回動に伴って、
例えば、最も軸線方向回転駆動装置側に位置する第２吸
気通路部分４４で説明すれば、ケース４１ａの左側面４
１ａと第１隔壁４５の左側面４５ａとの間の第２吸気通
路部分４４における間隔は、極低回転時が最も小さく、
機関回転数が高くなるほど大きくなる。他の第２吸気通
路部分４４においても同様であり、このように、各第２
吸気通路部分４４の吸気通路断面積、すなわち、慣性過
給に影響する吸気系拡管部より下流側の吸気通路断面積
Ｓが、機関回転数が高い時ほど大きく、機関回転数が低
い時ほど小さくされる。

【００３４】こうして、本実施形態の吸気通路長可変装
置３８は、第１実施形態と同様に、吸気通路長を長くす
ると同時に吸気通路断面積が小さくされるために、吸気
系を異常に大型化することなく、極低回転時から高回転
時まで慣性過給を実現することができる。本実施形態に
おいて、各第２吸気通路部分を形成する二つの側面は略
平行としたが、これは本発明を限定するものではなく、
これら二つの側面を同一方向に傾く螺旋状とすれば、特
に平行とする必要はない。

【００３５】本実施形態において、このような慣性過給
効果を得るためには、吸気がケース４１と筒状部材４２
との間の空間を図６において反時計方向に通過して吸気
通路枝管３７内へ流入することを防止しなければならな
い。以下に、このための構造について説明する。

【００３６】図８は図６のＥ−Ｅ拡大断面図であり、図
９は図８のＦ−Ｆ断面図である。本実施形態における吸
気通路枝管３７は、全気筒一体式で全体的に矩形断面形
状を有しケース４１に一体的に接続されている。吸気通
路枝管３７内の空間は、筒状部材４２の第１及び第２隔
壁４５，４６に接触する二つの仕切壁（第１隔壁４５に
接触するものが３７ａによって示されている）と、ケー
ス４１の第３隔壁４３に接続される仕切壁（図示せず）
とによって四分割されている。第１及び第２隔壁４５，
４６に接触する二つの仕切壁は、第１及び第２隔壁４
５，４６に対して摺動して吸気通路枝管３７内を分離す
るために、第１及び第２隔壁４５，４６の半径と略等し
い曲率半径を有する円弧状端面を有している。

【００３７】吸気通路枝管３７の上側壁３７ｂは、ケー
ス４１内における第２吸気通路部分４４の周方向接続位
置Ｄまで延在しているが、第１及び第２隔壁４５，４６
の回動を可能とする切欠き３７ｃが形成されている。前
述した吸気の反時計方向の通過を防止するためには、こ
の切欠き３７ｃと第１及び第２隔壁４５，４６の両側面
４５ａ，４５ｂ，４６ａ，４６ｂとの間の隙間を閉鎖し
なければならない。図８において、前述の切欠き３７ｃ
は、点線ａ、実線ｂ、及び点線ｃで示されている。ま
た、点線ｄは筒状部材４２の開口部４９における端面を
示し、点線ｅは第２隔壁４５の端面を示している。

【００３８】前述の隙間を閉鎖するために、各側面４５
ａ，４５ｂ，４６ａ，４６ｂに当接する垂直壁５０ａ
と、吸気通路枝管３７の上側壁３７ｂに当接する水平壁
５０ｂとを有する閉鎖部材５０が配置されている。前述
の隙間は、この閉鎖部材５０の水平壁５０ｂによって閉
鎖される。各閉鎖部材５０は、それぞれ、例えば、バネ
部材５１によって第１及び第２隔壁４５，４６の各側面
４５ａ，４５ｂ，４６ａ，４６ｂ方向に押圧されてい
る。それにより、筒状部材４２の回動に伴う第１及び第
２隔壁４５，４６の回動に際して、各側面４５ａ，４５
ｂ，４６ａ，４６ｂの筒状部材軸線方向位置（図８にお
いては上下方向位置）が変化し、前述の隙間の大きさが
変化しても、各閉鎖部材５０は、各側面４５ａ，４５
ｂ，４６ａ，４６ｂの軸線方向位置の変化に追従し、常
時、隙間を閉鎖することが可能となる。閉鎖部材５０の
水平壁５０ｂを吸気通路枝管３７の上側壁３７ｂに常に
密着させると共に、閉鎖部材５０を軸線方向だけ移動さ
せるために、吸気通路枝管３７の上側壁３７ｂには、筒
状部材軸線方向に延在する台形断面の溝７０が形成さ
れ、閉鎖部材５０の水平壁５０ｂには、この溝７０に嵌
合する台形断面の嵌合部７１が形成され、こうしてガイ
ド機構が構成されている。

【００３９】図８は、第２吸気通路部分の有効吸気通路
長さが最も長く、その断面積が最も小さくされた状態を
示しているために、第１及び第２隔壁４５，４６の各側
面は、それぞれが対向するケース４１内側の各側面及び
第３隔壁４３の各側面に対して最も接近している。それ
により、この時においてバネ部材５１は最も圧縮されて
いる。

【００４０】閉鎖部材を第１及び第２隔壁の各側面に常
時当接させる構造は、前述のバネ部材等の付勢手段に限
定されず、例えば、閉鎖部材の垂直壁と各側面とが離間
せずに摺動可能となるように工夫された溝及び嵌合部を
利用するものとしても良い。このような溝及び嵌合部の
一例を以下に説明する。図１０は、図８と同一方向から
見た閉鎖部材５０’を第１隔壁４５’に当接させる別の
構造を示す図である。図１１は、図１０のＧ矢視図であ
る。これらの図において、理解を容易にするために、閉
鎖部材５０’及び第１隔壁４５’以外の部材は全て省略
されている。この閉鎖部材５０’の垂直壁５０ａ’に
は、摺動面の略中央部近傍に軸５２’が固定されてい
る。軸５２’は、垂直壁５０ａ’の摺動面に対して略垂
直とされ、その端部には軸５２’より大きな径を有する
ディスク形状の嵌合部５３’が閉鎖部材５０’の摺動面
と略平行に延在するように固定されている。

【００４１】一方、第１隔壁４５’の摺動面、すなわ
ち、側面４５ａ’には、前述の軸５２’を受け入れる開
口溝５４’が形成され、第１隔壁４５’の内部には、こ
の開口溝５４’に連通して嵌合部５３’を受け入れる内
部溝５５’が形成されている。開口溝５４’の幅は軸５
２’の径よりわずかに大きく、内部溝５５’の幅は嵌合
部５３’の径よりわずかに大きくされている。また、開
口溝５４’及び内部溝５５’は、筒状部材４２と同心状
に形成されている。

【００４２】閉鎖部材５０’の水平壁５０ｂ’と吸気通
路枝管３７の上側壁３７ｂとの間には、前述同様な溝と
嵌合部によるガイド機構が形成されている。このように
して、第１隔壁４５’に対して閉鎖部材５０’を嵌合部
５３’を介して接続すれば、閉鎖部材５０’の水平壁５
０ｂ’を吸気通路枝管３７の上側壁３７ｂに常に密着さ
せると共に、閉鎖部材５０’の垂直壁５０ａ’は、第１
隔壁４５’の側面の軸線方向位置の変化に追従し、常
時、隙間を閉鎖することが可能となる。

【００４３】吸気通路枝管の上側壁と筒状部材との間、
吸気通路枝管の仕切壁と第１及び第２隔壁との間、及び
閉鎖部材の水平壁と吸気通路枝管の上側壁との間等の摺
動部には、気密性を向上させるためにシール材を配置し
ても良い。第１実施形態及び第２実施形態において、第
２吸気通路部分は、吸気通路枝管の上側に延在するよう
にしたが、もちろん、吸気通路枝管の下側に延在させる
ようにしても良い。それにより、内燃機関の下部から吸
気系の上部までの高さが低くなり、車両搭載性が向上す
る。

【００４４】

【発明の効果】このように、本発明による内燃機関の過
給装置によれば、筒状部材を軸線回りに回動させること
によって筒状部材の開口部が軸線回りに移動し第２吸気
通路部分における有効吸気通路長が変化する内燃機関の
過給装置において、筒状部材の回動動作に伴って二つの
側壁の互いに対向する二つの側面の間隔を変化させる側
面間隔変化手段を具備し、側面間隔変化手段によって、
筒状部材の回動動作により第２吸気通路部分における有
効吸気通路長が長くなるほど、互いに対向する二つの側
面の間隔は小さくされるために、有効吸気通路長が長く
なるほど第２吸気通路部分における断面積が小さくさ
れ、非常に長い吸気通路長を必要とすることなく高回転
時から極低回転時まで慣性過給を実現することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による内燃機関の過給装置の第１実施形
態を示す概略断面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。

【図３】可動側壁の斜視図である。

【図４】特定機関回転数における吸気流速に対する良好
充填効率面積を示すグラフである。

【図５】図２とは別の形状の図１のＡ−Ａ断面図であ
る。

【図６】本発明による内燃機関の過給装置の第２実施形
態を示す概略断面図である。

【図７】図６のＢ−Ｂ断面図である。

【図８】図６のＥ−Ｅ拡大断面図である。

【図９】図８のＦ−Ｆ断面図である。

【図１０】図８と同一方向から見た閉鎖部材を第１隔壁
に当接させる別の構造を示す図である。

【図１１】図１０のＧ矢視図である。

【符号の説明】

１…機関本体４…吸気弁５…吸気ポート７，３７…吸気通路枝管８，３８…吸気通路長可変装置９…第１吸気通路部分１２，４２…筒状部材１４，４４…第２吸気通路部分２１…可動側壁２３…ガイド２４…スプライン４３…第３隔壁４５…第１隔壁４６…第２隔壁

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】筒状部材を有し、吸気系の一部を成す第
１吸気通路部分が前記筒状部材の内側に軸線方向に延在
し、前記第１吸気通路部分の下流側において前記吸気系
の一部を成す第２吸気通路部分が前記筒状部材の外側に
軸線方向に隣接配置された二つの側壁の互いに対向する
二つの側面によって前記筒状部材の周方向に延在するよ
うに形成され、前記筒状部材には前記第１吸気通路部分
と前記第２吸気通路部分とを連通するための開口部が形
成され、前記筒状部材を軸線回りに回動させることによ
って前記開口部が軸線回りに移動し前記第２吸気通路部
分における有効吸気通路長が変化する内燃機関の過給装
置において、前記筒状部材の回動動作に伴って前記二つ
の側壁の互いに対向する二つの側面の間隔を変化させる
側面間隔変化手段を具備し、前記側面間隔変化手段によ
って、前記筒状部材の回動動作により前記第２吸気通路
部分における有効吸気通路長が長くなるほど、前記互い
に対向する二つの側面の間隔は小さくされることを特徴
とする内燃機関の過給装置。
【請求項２】前記側面間隔変化手段は、前記側壁の少
なくとも一方を前記筒状部材の軸線方向に可動とし、前
記筒状部材の回動動作を前記一方の側壁の軸線方向動作
に変換し、前記筒状部材の回動動作によって前記第２吸
気通路部分における有効吸気通路長が長くなるほど、前
記一方の側壁が他方の側壁に近づき、前記互いに対向す
る二つの側面の間隔を小さくさせることを特徴とする請
求項１に記載の内燃機関の過給装置。
【請求項３】前記側面間隔変化手段は、前記二つの側
壁における前記互いに対向する二つの側面を前記筒状部
材の回動軸線に対して螺旋状とし、一方の側壁を前記筒
状部材と共に回動させ、前記筒状部材の回動動作によっ
て前記第２吸気通路部分における有効吸気通路長が長く
なるほど、前記互いに対向する二つの側面の間隔を小さ
くさせることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の
過給装置。