JPS58204924A - ヘリカル型吸気ポ−ト - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はヘリカル型吸気ボートに関する。

ヘリカル型吸気ボートは通常吸気弁開りに形成された渦
巻部と、この渦巻部に接線状に接続されかつほぼまっす
ぐに延びる入口通路部とにより構成される。このような
ヘリカル型吸気ボートを用いて吸入空気量の少ない機関
低速低負荷運転時に機関燃焼室内に強力な旋回流を発生
せしめようとすると吸気ボート形状が流れ抵抗の大きな
形状に表ってしまうので吸入空気量の多い機関高速高負
荷運転時に充填効率が低下するという問題を生ずる。こ
のような問題を解決するためにヘリカル型吸気ボート入
口通路部から分岐されてヘリカル型吸気ボート渦巻部の
渦巻終端部に連通ずる分岐路をシリンダヘッド内に形成
し１分岐路内に開閉弁を設けて機関高速高負荷運転時に
開閉弁を開弁するようにしたヘリカル型吸気ボートが本
出願人により既に提案されている。このヘリカル型吸気
ボ−トでは機関高速高負荷運転時にヘリカル型ボート入
口通路部内に送り込まれた吸入空気の一部が分岐路を介
してヘリカル型吸気ボート渦巻部内に送り込まれるため
に吸入空気の流路断面積が増大し、斯くして充填効率を
向−ヒすることができる。

しかしながらこのヘリカル型吸気ボートでは分岐路が入
口通路部から完全に独立した筒状の通路として形成され
ているので分岐路の流れ抵抗が比較的大きく、シかも分
岐路を入口通路部に隣接して形成し力ければならないた
めに入口通路部の断面積が制限を受けるので十分に満足
のいく高い充填効率を得るのが困難となっている。更に
、ヘリカル型吸気ボートはそれ自体の形状が複雑であり
、しかも入口通路部から完全に独立した分岐路を併設し
た場合には吸気ボートの全体構造が極めて複１ 雑となるのでこのような分岐路を具えたヘリカル型吸気
ボートをシリンダヘッド内に形成するのはかなり困難で
ある。　　　　　　′ 本発明は機関高速高負荷運転時に高い充填効率を得るこ
とができると共に製造の容易な新規形状を有するヘリカ
ル型吸気ボートを提供することにある。

以下、添附図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図並びに第２図を参照すると、１はシリンダブロッ
ク、２はシリンダブロック１内で往復動スルピストン、
３はシリンダブロック１上に固締されたシリンダヘッド
、４はピストン２とシリンダヘッド３間に形成された燃
焼室、５は吸気弁。

６はシリンダヘッド３内に形成されたヘリカル型吸気ボ
ート、７は排気弁、８はシリンダヘッド３内に形成され
た排気ボート、９は燃焼室４内に配置された点火栓、１
０は吸気弁５のステム５ａを案内するステムガイドを夫
々示す。第１図並びに第２図に示されるように吸気ボー
ト６の上壁面１１上には下方に突出する隔壁１２が一体
成形され、この隔壁１２によって渦巻部Ｂと、この渦巻
１’１ｌｌ１１ 部Ｂに接線状に接続された入口通路部Ａからなるヘリカ
ル型吸気ボート６が形成される。この隔壁１２は入口通
路部Ａ内から吸気弁５のステムガイド１０の周囲まで延
びておル、第２図かられかるようにこの隔壁１２の根元
部の巾りは入口通路部Ａからステムガイド１０に近づく
につれて徐々に広くなる。隔壁１２は吸気ボート６の入
口開口６ａに最も近い側に位置する先端部１３を有し、
更に隔壁１２は第２図においてこの先端部１３から反時
計回りにステムガイド１０まで延びる第１側壁面１４ａ
と、先端部１３から時計回りにステムガイド１０まで延
びる第２側壁面１４ｂとを有する。第１側壁面１４ａは
先端部１３からステムガイド１０の側方を通って渦巻部
Ｂの側壁面１５の近傍まで延びて渦巻部側壁面１５との
間に狭窄部１６を形成する。次いで第１側壁面１４ａは
渦巻部側壁面１５から徐々に間隔を隔てるように彎曲し
つつステムガイド１０まで延びる。一方、第２側壁面１
４ｂは先端部１３からステムガイド１０までほぼまっす
ぐに延びる。

第１図から嬉９図を参照すると、入口通路部＾の側壁面
１７．１８はほぼ垂直配置され、一方入口通路部Ａの上
壁面１９は渦巻部Ｂに向けて徐々に下降する。入口通路
部Ａの側壁面１７は渦巻部Ｂの側壁面１５に滑らかに接
続され、入口通路部Ａの上壁面１９は渦巻部Ｂの上壁面
２０に滑らかに接続される。渦巻部Ｂの上壁面２０は渦
巻部Ｂと入口通路部への接続部から狭窄部１６に向けて
下降しつつ徐々に巾を狭め１次いで狭窄部１６を通過す
ると徐々に巾を広げる。一方、入口通路部６の下壁面２
１は第５図に示すように入口開口６ａの近傍においては
その全体がほぼ水平をなしており、側壁面１７に隣接す
る底壁面部分２１ａは第８図に示すように渦巻部Ｂに近
づくに従って隆起して傾斜面を形成する。この傾斜底壁
面部分２１ａの傾斜角は渦巻部Ｂに近づくにつれて徐々
に大きくなる。

一部、隔壁１２の第１側隔壁１４ａはわずかげかシ傾斜
した下向きの傾斜面からなり、第２側壁面１４ｂはほぼ
垂直をなす。隔壁１２の底壁面２２は先端部１３からス
テムガイド１０に向うに従って入口通路部６の土壁面１
１との間隔が次第に大きくなるように入口通路部Ａから
渦巻部Ｂに向けてわずかばかり彎曲しつつ下降する。隔
壁１２の底壁面２２上には第４図のハツチングで示す領
域に底壁面２２から下方に突出するリプ２３が形成され
、このリプ２３の底面および底壁面２２Ｖｉわずかばか
り彎曲した傾斜面を形成する。

一方、シリンダヘッド３内には渦巻部Ｂの渦巻終端部Ｃ
と入口通路部Ａとを連通ずる分岐路２４が形成され、こ
の分岐路２４の入口部にロータリ弁２５が配置される。

この分岐路２４は隔壁１２によって入口通路￥１ｆｆｌ
Ａから分離されており、分岐路２４の下側空間全体が入
口通路部Ａに連通している。分岐路２４の上壁面２６は
ほぼ一様な巾を有し、渦巻終端部０に向けて徐々に下降
して渦巻部Ｂの上壁面２０に滑らかに接続される。隔壁
１２の第２側壁面１４ｂに対面する分岐路２４の側壁面
２７はほぼ垂直をなし、更にこの側壁面２７はほぼ人口
通路部Ａの側壁面１８の延長に位□１ｌｌｌ’１ｌｌｌ
’。

置する。なお、第１図かられが石ように隔壁１２上に形
成されたリプ２３はロータリ弁２５の近傍から吸気弁５
に向けて延びている。

第１０図に示されるようにロータリ弁２５はロータリ弁
ホルダ２８と、ロータリ弁ホルダ２Ｂ内において回転可
能に支持された弁軸２９とにより構成され、このロータ
リ弁ホルダ２８はシリンダヘッド３に穿設されたねじ孔
３０内に螺着される。

弁軸２９の下端部には薄板状の弁体３１が一体形成され
、第１図に示されるようにこの弁体３１は分岐路２４の
上壁面２６から底壁面２１まで延びる。一方、弁軸２９
の上端部にはアーム３２が固定される。また１弁軸２９
の外周面上にはリング溝３３が形成され、このリング溝
３３内にはＥ字型位置決めリング３４が嵌込まれる。更
にロータリ弁ホルダ２８の上端部にはシール部材３５が
嵌着され、このシール部材３５によって弁軸２９のシー
ル作用が行なわれる。

第１１図を参照すると、ロータリ弁２５の上端部に固着
されたアーム３２の先端部は負圧ダイア７：ＩＦＡ！ｆ
ｊｉｔ４０ｏハア７．．４□よ□ゎえ制御ロッド４２に
連結ロッド４３を介して連結される。負圧ダイアフラム
装置４０はダイアフラム４１によって大気から隔離され
た負圧室４４を有し、この負圧室４４内にダイアフラム
押圧用圧縮ばね４５が挿入される。シリンダヘッド３に
は１次側気化器４６ｇと２次側気化器４６ｂからなるコ
ンパウンド型気化器４６を具えた吸気マニホルド４７．
が覗付けられ、負圧室４４は負圧導管４８を介して吸気
マニホルド４７内に連結される。この負圧導管４Ｂ内に
は負圧室４４から吸気マニホルド４７内に向けてのみ流
通可能な逆止弁４９が挿入される。更に、負圧室４４は
大気導管５０並びに大気開放制御弁５１を介して大気に
連通ずる。

この大気開放制御弁５１はダイアフラム５２によって隔
成された負圧室５３と大気圧室５４とを有し、更に大気
圧室５４に隣接して弁室５５を有する。この弁室５５は
一方では大気導管５０を介して負圧室４４内に連通し、
他方では弁ボート５６並びにエアフィルタ５７を介して
大気に連通ずる。

弁室５５内には弁ボート５６の開閉制御をする弁体５８
が設けられ、この弁体５８は弁ロッド５９を介してダイ
アフラム５２に連結される。負王室５３内にはダイアフ
ラム押圧用圧縮ばね６０が挿入され、更に負圧室５３は
負圧導管６１を介して１次側気化器４６ａのベンチュリ
部６２に連結される。

気化器４６は通常用いられる気化器であって１次側スロ
ットル弁６３が所定開度以上開弁したときに２次側スロ
ットル弁６４が開弁し、１次側スロットル弁６３が全開
すれば２次側スロットル弁６４も全開する。１次側気化
器４６ｍのベンチュリ部６２に発生する負圧は機関シリ
ンダ内に供給される吸入空気量が増大するほど大きくな
り、従ってベンチュリ部６２に発生する負圧が所定負圧
よりも大きく彦ったときに、即ち機関高速高負荷運転時
に大気開放制御弁５１のダイアフラム５２が圧縮ばね６
０に抗して右方に移動し、その結果弁体５８が弁ボート
５６を開弁して負圧ダイアフラム装置４０の負圧室４４
を大気に開放する。このときダイアフラム４１は圧縮ば
ね４５のばね力により下方に移動し、その結果ロータリ
弁２５が回転せしめられて分岐路２４を全開する。一方
１次側スロットル弁６３の開度が小さいときにはベンチ
ュリ部６２に発生する負圧が小さなために大気開放制御
弁５１のダイアフラム５２は圧縮ばね６０のばね力によ
り左方に移動し、弁体５８が弁ボート５６を閉鎖する。

更にこのように１次側スロットル弁６３の開度が小さい
ときには吸気マニホルド４７内には大きな負圧が発生し
ている。逆止弁４９は吸気マニホルド４７内の負圧ダイ
アフラム装＃４０の負圧室４４内の負圧よりも大きく々
ると開弁じ、吸気マニホルド４７内の負圧が負圧室４４
内の負圧よりも小さくなると閉弁するので大気開放制御
弁５１が閉弁している限シ負圧室４４内の負圧は吸気マ
ニホルド４７内に発生した最大負圧に維持される。負圧
室４４内に負圧が加わるとダイアフラム４１は圧縮ばね
４５に抗して上昇し、その結果ロータリ弁２５ダ回動せ
しめられて分岐路２４が閉鎖される。従って機関低速低
負荷運転時には・−タリ弁２５に１某・て分岐路２４が
閉鎖されることになる。なお、高負荷運転時であっても
機関回転数が低い場合、並びに機関（１１） 回転数が高くても低負荷運転が行なわれている場合には
ベンチュリ部６２に発生する負圧が小さなために大気開
放遮断弁５１は閉鎖され続けている。

従ってこのような低速高負荷運転時並びに高速低負荷運
転時には負圧室４４内の負圧が前述の最大負圧に維持さ
れているのでロータリ弁２５によって分岐路２４が閉鎖
されている。

上述したように吸入空気量が少ない機関低速低負荷運転
時にはロータリ弁２５が分岐路２４を閉鎖している。こ
のとき、入口通路部Ａ内に送り込まれた混合気の一部は
上壁面１９．２０に沿って進み、残りの混合気のうちの
一部の混合気はロータリ弁２５に衝突して入口通路部Ａ
の側壁面１７の方へ向きを変えた後に渦巻部Ｂの側壁面
１５に沿って進む。前述したように上壁面１９．２０の
巾は狭窄部１６に近づくに従って次第に狭くなるために
上壁面１９．２・０に沿って流れる混合気の流路は次第
に狭ばまり１′ｌ□１．斯くして上壁面１９．２０に沿
う混合気流は次第に増速される。更に、前述したように
隔壁１２の第１側壁面１４ａは渦巻部（１２） Ｂの側壁面１５の近傍まで延びているので上壁面１９．
２０に沿って進む混合気流は渦巻部Ｂの側壁面１５上に
押しやられ５次いで側壁面１５に沿って進むために渦巻
部Ｂ内には強力な旋回流が発生せしめられる。次いで混
合気は旋回しつつ吸気弁５とその弁座間に形成される間
隙を通って燃焼室４内に流入して燃焼室４内に強力な旋
回流を発生せしめる。

一部、吸入空気量が多い機関高速高負荷運転時にはロー
タリ弁２５が開弁するので入口通路部Ａ内に送り込まれ
た混合気は大別すると３つの流れに分流される。即ち、
第１の流れは隔壁１２の第１側壁面１４ａと入口通路部
Ａの側壁面１７間に流入し、次いで渦巻部Ａの上壁面２
０に沿って旋回しつつ流れる混合気流でお匂、第２の流
れは分岐路２４を介して渦巻部Ｂ内に流入する混合気流
であり、第３の流れは入口通路部Ａの底壁面２１に沿っ
て渦巻部Ｂ内に流入する混合気流である。

分岐路２４の流れ抵抗は第１側壁面１４ａと側壁面１７
間の流れ抵抗に比べて小さく、従って第２の混合気流の
方が第１の混合気流よりも多く々る。

更に、渦巻部Ｂ内を旋回しつつ流れる第１混合気流の流
れ方向は第２混合気流によって下向きに偏向され、斯く
して第１混合気流の旋回力が弱められることになる。こ
のように流れ抵抗の小さな分岐路２４からの混合気流が
増大し、更に第１混合気流の流れ方向が下向きに偏向さ
れるので高い充填効率が得られることになる。また、前
述したように隔壁２１の底壁面は下向きの傾斜面から形
成されているので第３の混合気流はこの傾斜面に案内さ
れて流れ方向が下向きに偏向され、斯くして更に高い充
填効率が得られることになる。

上述したように隔壁１２の第１側壁面１４ａが渦巻部Ｂ
の側壁面１５の近傍まで延びて狭窄部１６を形成してい
るので機関低速低負荷運転時に強力な旋回流を発生せし
めることができる。また、分岐路２４から狭窄部１６に
至る渦巻部Ｂの上壁面２０の巾が狭窄部１６に向けて徐
々に狭くなるので分岐路１６から流入して渦巻部Ｂの上
壁面２０に沿って狭窄部１６に向う混合気流は狭窄部１
６に近づくに従って下方に押出され、この下方に押出さ
れた混合気流によって上述の第１混合気流の流れ方向が
下向きに偏向されて充填効率が高められる。従って狭窄
部１６が旋回流と充填効率に影響を与えることがわかる
。例えばこの狭窄部１６を入口通路部Ａに近づけすぎる
と旋回流が弱まり、狭窄部１６を分岐路２４に近づけす
ぎると充填効率が低下することが判明している。従って
狭窄部１６は第２図に示されるように吸気弁ステム５ａ
に関して分岐路２４と反対側に設けることが好ましい。

一方、本発明によるヘリカル型吸気ボートは吸気ボート
６の上壁面上に隔艶１２を一体成形すればよいのでヘリ
カル型吸気ボートを容易に製造することができる。

以上述べたように本発明によれば隔壁を渦巻部側壁面の
近傍まで延設することにＩよって機関低速よ。ヶ２□よ
、カニ□ｆｆ１Ｊ’ｉｌ：＃Ｌｊ６，６ｊとができ１機
関高速高負荷運転時における充填効率を高めることがで
きる。

（１５）

【図面の簡単な説明】

第１図は第２図の１−１線に沿ってみた本発明に係る内
燃機関の側面断面図、第２図は第１図の■−■線に沿っ
てみた平面断面図、第３図は本発明によるヘリカル型吸
気ボートΩ形状を図解的に示す側面図、第４図はヘリカ
ル型吸気ボートの形状を図解的に示す平面図、第５図は
第３図および第４図の■−■線に沿ってみた断面図、第
６図は第３図および第４図のＭ−Ｍ線に沿ってみた断面
図、第７図は第３図および第４図の■−■線に沿ってみ
た断面図、第８図は第３図および第４図の■−■線に沿
ってみた断面図、第９図は第３図および第４図のＩＫ−
Ｄ（線に沿ってみた断面図、第１０図はロータリ弁の側
面断面図、第１１図はロータリ弁の駆動制御装置を示す
図である。 ４・・・燃焼室、６・・・ヘリカル型吸気ボート、１２
・・・隔壁、１６・・・狭窄部、２４・・・分岐路。 ・：：１１・・。 ２５・・・ロータリ弁。” （１６） 第１図 第２図 第“〒６，９　り°図 ・狛）穐１・・良ゾ１

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 吸気弁開りに形成された渦巻部と、該渦巻部に接線状に
   接続されかつほぼまっすぐに延びる入口通路部とにより
   構成されたヘリカル型吸気ボートにおいて、上記入口通
   路部から分岐されて上記渦巻部の渦巻終端部に連通する
   分岐路を上記入口通路部に併設し、吸気ボート上壁面か
   ら下方に突出しかつ入口通路部から吸気弁ステム周りま
   で延びる隔壁によって該分岐路が入口通路部から分離さ
   れ、該分岐路の下側空間全体が横断面内において上記入
   日通路部に連通ずると共に該入口通路部と分岐路との通
   路壁を一体的に連結形成し、該分岐路内に開閉弁を設け
   て該開閉弁により分岐路内を流れる吸入空気流を制御し
   、更に上記隔壁の渦巻部側の端部を渦巻部側壁面の近傍
   まで延設して該隔壁端部と渦巻部側壁面間に狭窄部を形
   成すると共に入口通路部から該狭窄部に向けて延びる吸
   気ボート上壁面の巾を狭窄部に近づくにつれて次第に狭
   めるようにしたヘリカル型吸気ボート。