JPS6224767Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案はリンク装置に関し、とくに内燃機関の
ヘリカル型吸気ポートのバイパス通路に設けられ
る開閉弁と該開閉弁を開閉するアクチユエータと
の間の連結機構に用いられるヘリカル型吸気ポー
トのバイパスバルブ用リンク装置に関する。

内燃機関の低速低負荷域における燃焼性を改善
するために、吸気ポートに、燃焼室内にスワール
を発生させるヘリカル型吸気ポートが採用される
ことがある。このヘリカル型吸気ポートでは、機
関が高速高負荷域になつて吸入空気量が増してく
ると、吸気ポートを流れる吸気の流れ抵抗が増大
して充填効率が低下するという問題がある。この
問題を解消するために、本出願人により、ヘリカ
ル型吸気ポートにほぼ直線状に延びる入口通路部
とその下流の渦巻部の終端部とをバイパスするバ
イパス通路を設け、該バイパス通路に開閉弁を設
けて、機関の高速高負荷域に開閉弁を開弁してバ
イパス通路を通しても吸気を流し、高速高負荷に
おける充填効率の低下を防止するようにしたヘリ
カル型吸気ポートの流路制御装置が提案されてい
る。たとえば特願昭56−51149号（特開昭57−
165629号公報）および特願昭56−120634号（特開
昭58−23224号公報）。

このヘリカル型吸気ポートの流路制御装置で
は、開閉弁は各気筒のヘリカル型吸気ポートのバ
イパス通路毎に設けられ、これらは１つのアクチ
ユエータによつて同時に作動されかつ制御され
る。各開閉弁とアクチユエータとはリンク装置に
よつて連結されるが、該リンク装置は、機関の配
設上各気筒のバイパスバルブを連結している第一
のリンクとアクチユエータのロツドとが互いに偏
心するので、第一のリンクとアクチユエータロツ
ドとを第二のリンクを介して連結したものから構
成される。このようなリンク装置は複数のリンク
部材の連結体から成るため、各リンク部材が引張
られて直線状に近い状態になつた後にアクチユエ
ータのロツドがリンク部材を押す作動段階になつ
たときは、リンク部材同志の枢支結合点でセルフ
ロツクを起す可能性があり、バルブがたとえば全
閉状態のままロツクするという不具合が生じるお
それがあつた。

また、リンク装置は全体としてガタ等を伴なわ
ずにアクチユエータロツドの動きをバイパスバル
ブに伝えることができるものでなければならな
い。何となれば、作動の精度の高い伝達が行なわ
れなければバルブの開閉角は全開、全閉の位置か
らずれ、全開角度がずれると弁体が流れの抵抗と
なつて機関の出力性能が低下し、かつ全閉角度が
ずれるとスワールの生成が減少されるからであ
る。

本考案は、上記のリンク装置におけるロツクの
発生を防止するとともに、リンク装置による作動
伝達を高精度ならしめ、ひいてはバイパスバルブ
の全開、全閉角度の精度を向上させて、機関の出
力の増大、燃焼特性の効果的な改善をはかること
を目的とするものである。

この目的を達成するために、本考案のヘリカル
型吸気ポートのバイパスバルブ用リンク装置にお
いては、ヘリカル型吸気ポートのバイパス通路に
設けられるバイパスバルブに連結された第一のリ
ンクが、該第一のリンクとは偏位して設けられ
た、該バイパスバルブを開閉するアクチユエータ
のロツドに、第二のリンクを介して連結されてい
る。そして第一のリンクと第二のリンクとの両者
にまたがらせて第二のリンクに回転モーメントを
作用させるスプリングが取付けられている。この
ような構成をとることにより、バイパスバルブと
アクチユエータロツドとを連結するリンク装置の
枢結点には常に回転モーメントが与えられている
ので、枢結点におけるロツクの発生は防止され、
かつガタもスプリングによつて吸収される。ま
た、このガタの除去によつてバイパスバルブの全
開角度および全閉角度の精度向上もはかられ、所
期の目的が達成される。

以下に、本考案のヘリカル型吸気ポートのバイ
パスバルブ用リンク装置の望ましい実施例を図面
を参照して説明する。

まず、リンク装置が適用される内燃機関のヘリ
カル型吸気ポートのバイパスバルブとそのアクチ
ユエータ並びにその関連について説明する。第１
図において、１はシリンダブロツク、２はシリン
ダブロツク１内で往復動するピストン、３はシリ
ンダブロツク１上に固定されたシリンダヘツド、
４は燃焼室、５は吸気弁、６はシリンダヘツド３
内に形成されたヘリカル型吸気ポートである。ヘ
リカル型吸気ポート６は、第２図に示すように、
ほぼ真直に延びる入口通路部６ａとその下流側に
接続する渦巻部６ｂとからなり、入口通路部６ａ
と渦巻部６ｂ終端とはほぼ真直に延びるバイパス
通路７によつて連結されている。バイパス通路７
には開閉弁としてのバイパスバルブ８が装着さ
れ、機関の運転条件に合わせてバイパス通路７を
開閉する。バイパスバルブ８は弁体８ａと軸部８
ｂとから成り、軸部８ｂはリンク装置９を介して
アクチユエータとしてのダイアフラム装置１０に
連結される。

第３図はアクチユエータ１０側の構造を示して
いる。ダイアフラム装置１０はダイアフラム１１
によつて画成された負圧室１２を有しており、該
負圧室１２は負圧制御装置１３を介してスロツト
ル弁下流の吸気マニホルド１４または大気に切換
可能に連通される。負圧制御装置１３は、吸気マ
ニホルド１４に接続する負圧ポート１５と大気に
接続する大気ポート１６とを有しており、それぞ
れ弁体１７、１８によつて開閉される。大気ポー
ト１６側の弁体１８はダイアフラム１９に支持さ
れ、該ダイアフラム１９の一側には負圧室２０が
設けられていて、該負圧室２０はコンパウンド型
気化器２１の１次側の負圧ポート２２および２次
側の負圧ポート２３に連通している。なお、２
４，２５、２６は負圧導管、２７，２８はそれぞ
れ１次側スロツトルバルブおよび２次側スロツト
ルバルブである。これらの機器または部材は、機
関が低速低負荷域のときにバイパスバルブ８がバ
イパス通路７を閉弁し、高速高負荷域のときにバ
イパスバルブ８がバイパス通路７を開弁するよう
に互いに連結されている。

バイパスバルブ８とアクチユエータとしてのダ
イアフラム装置１０を連結するリンク装置９は第
４図ないし第６図に示すようになつている。すな
わち、リンク装置９は、各バイパスバルブ８の軸
部８ｂに取付けられたプレート状のアーム２９の
端部に枢結されたボールジヨイント３０を連結す
る第一のリンク３１と、該第一のリンク３１とダ
イアフラム装置１０のダイアフラム１１に連結さ
れたロツド３２との間に介装される第二のリンク
３３とを有している。ここで、第一のリンク３１
の軸線Ａとロツド３２の軸線Ｂとは、互いに平行
な異なる平面内に設けられるとともに、バルブ開
度の中立状態において互いにＬだけ軸間距離が偏
位されている。そしてバルブ開度が中立状態から
全開（図の矢印Ｘ１方向）か全閉（図の矢印Ｘ２
方向）の何れかに変化していくと、たとえば全閉
の方向に変化していくと軸間距離Ｌ１は前記Ｌよ
り更に増大するようになつている。

第一のリンク３１とバイパスバルブ８の連結
は、第一のリンク３１に球面を有する凹部３４を
設け、かつクリツプ３５を嵌着し、バイパスバル
ブ軸部８ｂに相対回動不能に連結したアーム２９
の端部に取付けたボールジヨイント３０の頭部を
前記凹部３４に嵌入させクリツプ３５で抜止めを
果たすことにより行なわれる。この連結構造によ
つて第一のリンク３１とボールジヨイント３０と
は回動可能に連結される。

また、第一のリンク３１と第二のリンク３３と
は、両者に挿通される第一のピン３６によつてピ
ンまわりに回動自在に連結される。第一のピン３
６は段付きストレートピンからなつており、拡径
部３７とその上下の縮径部３８，３９とを有して
いる。一方の縮径部３８は第一のリンク３１を貫
通して上方に延びており、突出部はかしめられて
いる。他方の縮径部３９は第二のリンク３３を貫
通して延びており、貫通突出部に後で述べるスプ
リング４０が係合している。

さらに第二のリンク３３とダイアフラム装置１
０のロツド３２との連結は、ロツド３２にクリツ
プ４１を固定し、第二のリンク３３に枢結したボ
ールジヨイント４２を抱持させることによつて行
なわれている。

第一のリンク３１と第二のリンク３３との両者
にまたがつて、ばね材から成るスプリング４０が
取付けられている。このスプリング４０は、第６
図に示した例では板スプリングから成つている
が、つぎに述べる板スプリングと同等の機能を果
たすことができれば、コイルスプリングなどの他
のスプリングであつてもよい。

スプリング４０は、断面が横方向にほぼコ字状
で該コ字状の上辺４３の先端から下辺４４に向か
つて少量延びる舌片４５を有する第一の嵌着部４
６と、断面が上下方向にほぼコ字状で該コ字状の
一辺４７が下方に向かつて比較的長く延びる第二
の嵌着部４８と、第一の嵌着部４６と第二の嵌着
部４８とを連絡している連絡部４９とを有してい
る。第一の嵌着部４６の上辺４３と下辺４４には
それぞれ第一のピン３６と係合するためのスリツ
ト５０，５１が形成されている。

スプリング４０は、その第一の嵌着部４６を第
一のピン３６近傍に嵌着させるとともに、第二の
嵌着部４８を第二のリンク３３に嵌着させること
により、第一のリンク３１と第二のリンク３３の
両者にまたがらせて取付けられる。取付時におけ
るスプリング４０の付勢方向は、第４図において
第二のリンク３３にＹ方向の回転モーメントを作
用させる方向であり、すなわち第一のリンク３１
と第二のリンク３３とを第一のピン３６による連
結部において直線化させる方向である。なおスプ
リング４０の取付けにおいては、第一の嵌着部４
６および第二の嵌着部４８を嵌着後、第一のピン
３６の頭部がかしめられ、ピン３６のかしめ後は
スプリング４０は抜外れ不能となる。

つぎに上記装置の作用について説明する。ま
ず、機関の低速低負荷時には、ベンチユリ負圧が
小で負圧制御装置１３は大気ポート１６を閉弁
し、ダイアフラム装置１０の負圧室１２には吸気
マニホルド１４の高負圧が導かれてリンク装置９
をＸ２方向に引き、バイパスバルブ８を閉弁側に
移動させてバイパス通路７を閉弁し、ヘリカル型
吸気ポート６のみに吸気を流して強力な旋回流を
生成せしめ、燃焼室４内のスワールにより燃焼性
を向上させる。また、機関の高速高負荷時には、
負圧制御装置１３は大気ポート１６を開弁し、ダ
イアフラム装置１０の負圧室１２を大気に開放し
てリンク装置９をＸ１方向に押し、バイパスバル
ブ８を開弁側に回動させてバイパス通路７を開弁
し、バイパス通路７にも吸気を流して充填効率を
高め、出力の低下を防止する。このように各バイ
パスバルブ８はアクチユエータとしてのダイアフ
ラム装置１０により１つのリンク装置９を介して
同時に回動される。

第４図はバイパスバルブ８の全開と全閉の中間
の状態にある中立の状態を示しているが、バイパ
スバルブ８の全開と全閉の状態においては、たと
えば全閉の状態においては第７図に示すようにバ
ルブ軸８ｂまわりにアーム２９が回動して、第一
のリンク３１とロツド３２との間の距離は実線で
示した中立の状態における距離Ｌより増大してＬ
１に変わる。これにともなつて、第二のリンク３
３はスプリング４０の回転モーメントの付勢に抗
して第一のリンク３１に対する屈曲角度θを増大
させ、屈曲角度はθ１になる。

すなわち、スプリング４０は、第７図の概略作
用力線図に示すように、第一の嵌着部４６の舌片
４５の端部、第一のピン３６との係合スリツト５
０，５１、第二の嵌着部４８の長片４７におい
て、それぞれＰ，Ｑ，Ｒの力を第一のリンク３１
および第二のリンク３３に及ぼし、第二のリンク
３３にＹ方向の回転モーメントを与えているが、
バイパスバルブ８の開度が中立から全閉になるに
つれて屈曲角度θがθ１に増大して回転モーメン
トＹは増大し、全閉状態においては第４図の中立
の方向に戻そうとする回転モーメントＹは最大に
なつて、第一のピン３６まわりの枢結部にかか
る。

したがつて、リンク装置９には、バルブ全閉時
においても第一のピン３６まわりに中立状態に戻
そうとする、すなわち屈曲角度θ１をθにしよう
とする回転モーメントＹが作用する。これに伴な
いボールジヨイント３０部およびボールジヨイン
ト４２部にも結果的には回転モーメントが付髄的
に作用し、全ての連結部において、回動を阻止し
ようとする摩擦力が働いても、この摩擦力に打ち
勝つ回転モーメントが働いて連結部を回動させ、
リンク装置９にはロツクが生じない。

全開の状態においてもスプリング４０により同
様の作用があり、リンク装置９はロツクしない。

つぎにリンク装置９における遊隙、いわゆるガ
タについてであるが、このガタもスプリング４０
の嵌着によりリンク装置９は常時力を受けること
になるので、自然に吸収され、除去される。しが
たつてアクチユエータロツド３２の作動はリンク
装置９によつてガタなく精確に伝達され、バイパ
スバルブ８の弁体８ａはバイパス通路７で正確に
全開、全閉される。弁体８ａが全開の位置からず
れれば流れの抵抗となつて機関の出力が低下する
が、正確な全開が行なわれることにより出力の増
大がはかられる。また、弁体８ａが全閉の位置か
らずれれば、スワールの生成が減少するが、正確
な全閉が行なわれることにより、燃焼特性の改
善、燃費の改善がはかられる。

以上の通りであるから、本考案のヘリカル型吸
気ポートのバイパスバルブ用リンク装置によると
きは、第一のリンクの軸線とアクチユエータロツ
ドの軸線を偏位させ、スプリングを取付けて第二
のリンクに回転モーメントを作用させたので、リ
ンク装置におけるロツク、とくに全閉時における
ロツクの問題が除去され、かつ遊隙もないのでア
クチユエータの作動を正確にヘリカルバイパスバ
ルブに伝達することができ、これにより機関の出
力増大、燃費の改善等をはかることができるとい
う効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案のヘリカル型吸気ポートのバイ
パスバルブ用リンク装置のバイパスバルブ近傍の
断面図、第２図は第１図のうち吸気ポートのみを
取出して示した概略平面図、第３図は本考案のヘ
リカル型吸気ポートのバイパスバルブ用リンク装
置のアクチユエータ側の系統図、第４図は本考案
のヘリカル型吸気ポートのバイパス用リンク装置
の第一のリンクと第二のリンクとの連結部近傍の
平面図、第５図は第４図の装置の一部を断面にし
て示した側面図、第６図は第４図の装置のスプリ
ングのみを取出して示した拡大斜視図、第７図は
第４図の装置における概略力作用図で実線が中立
の状態、二点鎖線が全閉状態を示す線図、であ
る。 ８……バイパスバルブ、９……リンク装置、１
０……アクチユエータとしてのダイアフラム装
置、２９……アーム、３０……ボールジヨイン
ト、３１……第一のリンク、３２……ロツド、３
３……第二のリンク、３５……クリツプ、３６…
…第一のピン、４０……スプリング、４６……第
一の嵌着部、４８……第二の嵌着部、４９……連
絡部、５０，５１……スリツト、Ａ……第一のリ
ンクの軸線、Ｂ……アクチユエータのロツドの軸
線、Ｌ……第一のリンクの軸線とアクチユエータ
のロツドの軸線とのバルブ中立状態における距
離、Ｌ１……バルブ全閉状態における距離Ｌ、θ
……第一のリンクと第二のリンクとのバルブ中立
状態の傾き角、θ１……第一のリンクと第二のリ
ンクとのバルブ全閉状態の傾き角、Ｘ１，Ｘ２…
…ロツドの押引方向でＸ１がバルブ全開方向、Ｘ
２がバルブ全閉方向、Ｙ……第二のリンクへの回
転モーメント、Ｐ，Ｑ，Ｒ……力の作用線。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 ヘリカル型吸気ポート６のバイパス通路７に設
   けられるバイパスバルブ８に連結された第一のリ
   ンク３１を、該第一のリンク３１の軸線Ａとは偏
   位した前記バイパスバルブを開閉するアクチユエ
   ータ１０のロツド３２に第二のリンク３３を介し
   て連結させたヘリカル型吸気ポートのバイパスバ
   ルブ用リンク装置９において、 第一のリンク３１と第二のリンク３３とにまた
   がらせて第二のリンク３３に回転モーメントを与
   えるスプリング４０を取付けたことを特徴とする ヘリカル型吸気ポートのバイパスバルブ用リンク
   装置。