JPS63255514A - 内燃機関用吸気装置 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、内燃機関の燃焼室に連絡され、内燃機関の回
転数（単位時間あたりの回転数）に応じて燃焼室の体積
効率を向上さセる吸気装置に関する。

［従来の技術］ 上記のごとき内燃機関用吸気装置は、特開昭６１−４８
２１号および実開昭６０−８１１７号に開示されている
。この従来のものは、内燃機関の吸気管の上流端に、そ
れぞれ良さの異なる複数の吸入ポートを設け、その吸入
ポートと吸気管の上流との間に流路切換弁を備え、その
流路切換弁を操作することにより、内燃機関の回転数が
少ない低回転域（３゜０００回転以下）では比較的長い
吸入ポートを吸気管に連通させて内燃機関へ至る吸気流
路長を長くし、内燃機関の回転数が多い高回転域（３，
０００回転以上）では比較的短い吸入ポー１へを吸気管
に連通さけて吸気流路長を短くしている。そして、比較
的長い吸入ポートを経て吸気を内燃機関へ導入すること
により、低回転域で体積効率のピークが得られ、比較的
短い吸入ポートを経て吸気を内燃機関へ導入することに
より、高回転域で体積効率のピークが得られるようにな
っている。

上記のごとき内燃機関用吸気装置にあっては、低回転域
あるいは高回転域において、互いにずれた複数の体積効
率を得ようとすれば、そのピークの数に対応した数の、
それぞれ長さが異なる比較的長い吸入ポートが必要とな
る。

この複数の吸入ポートを吸気管へ接続する場合、例えば
第１６図に示すように、流路切換弁１００は、複数の吸
入ポート１０１と接続される複数の流入口１０２、吸気
管に直接、あるいは吸気管と連結管を介して接続される
流出口１０３を備えた弁ケース１０４と、弁ケース１０
４内を回動して、複数の吸気ポートのうち少なくとも１
つを選択的に吸気管の上流に連通させる板形状の弁体１
０５とからなる。

［発明が解決しようとする問題点］ しかるに、上記に示す流路切換弁１００は、例えば、弁
体１０５が図中実線Ａの位置から図中破線Ｂの位置に移
動する、あるいは図中破線Ｂの位置から図中実線Ａの位
置に移動する際、一時的に全ての流入口１０２が開［１
し、全ての吸入ポート１０１が吸気管の上流に連通づる
。全ての吸入ポート１０１が吸気管の上流に連通すると
、吸入ポート１０１の吸気流路の流れ断面積が大きくな
り、吸気流路の長さを短くしたのと実質的に同じとなる
。このため、流路切換弁１００の弁体１０５を回動する
都度に、吸気流路の長さを短くしたのと実質的に同じと
なって、特に低回転域の体積効率が劣化する問題点を備
えている。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は
、流路切換弁の弁体の回動時に、１３ける体積効率の一
時的な低下を防止することのできる内燃機関用吸気装置
を提供することにある。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は上記目的を達成するために、複数の吸入ボー１
〜と、内部に円筒形の室を備えるとともに、該室内に開
口し、前記複数の吸入ポートと接続される複数の流入口
、および前記室内に開口し、内燃機関の吸気管に接続さ
れる流出口をυ１１えた弁ケースと、前記室内で回動可
能に配設されるとともに、外面が前記室の内面に摺接し
て、前記複数の流入口のうち少なくとも１つを塞ぐこと
が可能に設けられ、前記複数の流入口のうち少なくと４
：）１つを前記流出口に連通さゼる弁体とを包含した流
路切換弁と、該流路切換弁の前記弁体を駆動する駆動装
置と、前記内燃機関の回転数を検出し、その回転数に応
じた信号を発する回転数検出手段と、該回転数検出手段
からの信号に応じて前記駆動装置を制御する制御装置と
を備える技術的手段を採用する。

し作用］ −４一 本発明は、内燃ｔｉ関の回転数検出手段からの信号に応
答して駆動装置に制御信号を送り、制御装置が、その制
御信号に従って弁体を駆動する。駆動された弁体は、弁
ケースの円筒形室内で回動し、内燃機関の回転数に応じ
て、複数の流入口のうち少なくとも１つを選択開口し、
流出口に連通させる。

流入口は、室内に開口して備えられているため、弁体の
外面が室内面を摺接して回動することにより、選択開口
された流入口以外の流入口は、弁体によって塞がれる。

また、弁体が弁ケースの室内を回動−する際にも、今ま
で選択していた流入口以外の流入口で、且つ、新たに選
択する流入口以外の流入口は、弁体によって絶えず塞が
れる。

［発明の効果］ 本発明によれば、弁体が回動して流入口を選択開閉する
際、弁体が回動する都度、一時的に、すべての流入口が
開口されることがなくなる。この結果、弁体の回動時に
、内燃機関の体積効率の低下を防止することができる。

［実施例］ 次に、本発明の内燃機関用吸気装置を図面に示す一実施
例に基づき説明する。

第１図は本発明の内燃機関用吸気装置が組込まれた内燃
機関を概略的に示した図である。

内燃機関１の吸気管２に接続された可撓性の接続管３の
上流端に、ザージタンク４が設けられ、その上流に、ス
ロットルバルブを備えたスロワ１〜ルボデイ５が配設さ
れている。スロットルボディ５の上流端は、可撓性の接
続管６を介して流路切換弁７に接続されている。

この流路切換弁７は、第６図ないし第８図に示すように
、樹脂製の弁ケース８と蓋８ａと弁体９とからなる。こ
の弁ケース８は、内部に円筒形の室１０を備えた円筒形
状を早し、その周囲に、１つの流出口１１と、この流出
口１１と対向した位置で、周り向に順に並んだ３つの流
入口（第１流入口１２、第２流入口１３、第３流入口１
４）とを備える。なお、第７図および第８図は、上記Ｍ
８ａを取り外した状態を示す。

流出口１１の外周には、可撓性の接続管６に接続される
流出用７ランジ１５が設【ノられている。また、第１流
入口１２、第２流入口１３、第３流入口１４の外周にも
、第１流入用７ランジ１６、第２流入用フランジ１７、
第３流入用フランジ１８が設けられている。

第１流入用フランジ１Ｇ、第２流入用フランジ１７、第
３流入用フランジ１８には、それぞれ第１吸入ポー１−
１９、第２吸入ポート２０、第３吸入ポート２１が接続
されている。なお、本実施例Ｃは、第１吸入ポート１９
、第２吸入ポート２０、第３吸入ポート２１はそれぞれ
同じ長さを右し、且つ同一断面積を有しているものとす
る。

第１吸入ポート１９、第２吸入ポート２０．第３吸入ポ
ート２１の各上流端は、内燃機関１の燃焼室に供給する
空気を濾過するためのエアクリーナ２２に接続されてい
る。またエアクリーナ２２の上流口には空気供給管２３
が接続されている。

流路切換弁１の弁体９は、第６図ないし第８図に示すご
とく、円筒形を複数に分割したような断面扇状を呈し、
その外周面が前記室１０の内周面に摺接している。また
弁体９は、ベアリング等を介して弁ケース８に回動自在
に支持された駆動軸２４に固定され、駆動軸２４を中心
に回動可能に設けられている。なお、駆動軸２４の一方
の端部には、第９図に丞すように、外周に螺子部２５が
切られた平板部２６が設けられている。

弁体９の外周面と室１０の内周面との摺接面は、第１流
入口１２、第２流入口１３、第３流入口１４のすべてを
閉鎖できるほどの大きさではなく、少なくとも第１流入
口１２、第３流入口１４のうち１つを開口し、流出口１
１に連通されるように設けられている。

弁体９が固定された駆動軸２４は、第８図に示ずごとく
、弁ケース８の一方の端面に取付けられた本発明の駆動
装置であるザーボモータ、あるいはステッピングモータ
等によりなる電動モータ２７によって回動駆動される。

なお、電動モータ２７の出力軸２８の端部（図示しない
）は、駆動軸２４の平板部２６同様、平板状に設けられ
ている。

この電動モータ２７の出力軸２８と駆動軸２４とは、連
結金具２９によって連結される。連結金具２９は、第８
図ないし第１０図に示すように、１字形の第１プレート
３０と、この第１プレート３０の一方の辺に、他方の辺
と平行となるように固定された第２プレート３１とから
なる。第１プレート３０には、駆動軸２４の平板部２６
を挿通ずる第１艮穴３２が設けられるとともに、第２プ
レーし・３１には、出力軸２８の端部を挿通する第２長
穴３３が設けられている。そして、第１長穴３２に平板
部２６を挿通してボルト３４を締結し、第２長穴３３に
出力軸２８を挿通しＣボルト３５を締結することにより
、電動モータ２１の出力軸２８ど駆動軸２４どが連結さ
れる。

電動モータ２７は、電子制御式の制御装置３６によって
制御される。制御装置３６は、内燃機関１に取付けられ
、内燃機関１の回転数に応じた信号を発する回転数検出
手段３７からの信号に応じて電動［−タ２７を制御する
。

上記制御装置の作動を、第１１図に承りフローチャート
に基つき説明する。

始めに、ステップＳ１において、回転数検出手段３７に
より検出した内燃機関１の回転数Ｎｅが、第１設定値の
回転故旧（例えば１　、５００回転）より大きいか否か
の判断を行う。この判断結果がＮＯの場合は、ステップ
Ｓ２において、第１流入口１２のみが開口するように電
動モータ２７を制御し、その後リターンする。

ステップＳ１の判断結果がＹＥＳの場合は、ステップＳ
３において、内燃機関１の回転数Ｎｅが、第２設定値の
回転数Ｎ２（例えば２，０００回転）より大きいか否か
の判断を行う。この判断結果がＮＯの場合は、ステップ
Ｓ４において、第１流入口１２と第２流入口１３が開口
するように電動モータ２７を制御し、その後リターンす
る。

ステップＳ３の判断結果がＹＥＳの場合は、ステップＳ
５において、第１流入口１２、第２流入口１３および第
３流入口１４の全てが開口するように電動モータ２７を
制御し、その後リターンする。

次に本実施例の内燃機関用吸気装置の作動を、第２図な
いし第５図を用いて説明する。

なお第５図は、内燃機関１の回転数に対する体積効率特
性を示Ｊグラフで、図中実線Ａは、第１吸入ポート１９
のみが間口した場合の内燃機関１の回転数と体積効率と
の関係を示し、破線Ｂは、第１吸入ポート１９と第２吸
入ポート２０とを開口した場合の内燃機関１の回転数と
体積効率との関係を示し、一点鎖線Ｃは、第１吸入ボー
１−１９、第２吸入ポート２０および第３吸入ポート２
１のすべてを開口した場合の内燃機関１の回転数と体積
効率との関係を示す。

イ）内燃機関１０回転数Ｎｃを、回転数検出手段３７に
より検出し、流路切換弁７の切換え基準となる第１設定
値の回転故旧と比較して、内燃機関１の回転数Ｎｅが、
第１設定値の回φλ数旧にり小さい場合（Ｎｅ＜８１）
は、制御装置３６より送られた制御信号に従って電動モ
ータ２Ｉを制御し、連結金具２９、駆動軸２４を介して
弁体９を駆動し、流路切換弁７の第２流入口１３および
第３流入口１４の両方を閉じ、第１流入口１２のみが開
口する（第２図参照）。

これにより、第１吸入ポート１９のみが、内燃機関１の
燃焼室に連絡され、吸気通路の開放端、即ち空気供給管
２３での圧力波の反射による慣性効果によって、第５図
の実線Ａに示されるように、低回転域で、体積効率にピ
ークＰ１が得られ、低回転域における体積効率が向上す
る。

口）内燃機関１の回転数Ｈｅを、流路切換弁７の切換え
基準となる第２設定値の回転数Ｎ２と比較して、内燃機
関１の回転数Ｎａが、第２設定値の回転数Ｎ２より小さ
い場合（Ｎ１≦Ｎｅ　＜　８２　）は、電動モータ２７
が弁体９を駆動して、第３流入口１４のみを閉じ、第１
流入口１２ど第２流入口１３の両方が開口される（第３
図参照）。

これにより、第１吸入ポート１９と第２吸入ポート２０
が、内燃機関１の燃焼室に連絡され、第１吸入ボー１へ
１９のみが、内燃機関１の燃焼室に連絡された場合に較
べ、内燃機関１への吸気流路の長さが短くなったのと同
じ効果が生じ、第５図の破線Ｂに丞されるように、体積
効率のピークＰ１に対し高回転数側にずれた体積効率の
ピークＰ２が得られ、中回転域における体積効率が向上
する。

−１２＝ ハ）内燃機関１の回転数Ｎｅを、流路切換弁７の切換え
基準となる第２設定値の回転数Ｎ２と比較して、内燃機
関１の回転数ＮＯが流路切換弁７の切換え基準となる第
２設定値の回転数Ｎ２よりも大ぎくなる場合（８２≦Ｎ
ｅ）は、電動モータ２７が弁体９を駆動して、第１流入
口１２、第２流入口１３ｄ３よび第３流入口１４のすべ
てが開口される（第４図参照）。

これにより、第１吸入ポート１９、第２吸入ポート２０
および第３吸入ポート２１が、内燃機関１の燃焼室に連
絡され、第１吸入ポート１９と第２吸入ポート２０が、
内燃機関１の燃焼室に連絡された場合に較べ、内燃機関
１への吸気流路の長さが短くなったのと同じ効果が生じ
、第５図の一点鎖線Ｃに示されるように、体積効率のピ
ークＰ２に対し高回転数側にずれた体積効率のピークＰ
３が得られ、高回転域における体積効率が向上する。

上記に示すように、本発明によれば、流路切換弁７の弁
体９を駆動することで、３木の吸入ポート（第１吸入ポ
ート１９、第２吸入ポート２０、第３吸入ポート２１）
を選択開閉して、内燃機関１の低回転数域から高回数域
に負って、ピークＰ１、ピークＰ２およびピークＰ３と
高い体積効率を得ることができる。また従来のように、
複数の比較的長い吸入ボー１〜を備えなくとも複数の体
積効率ピークを得ることができるため、吸気装置の構造
が簡素化されるとともに、その吸気装置の取扱い、Ｊ３
よび吸気装置の取付りを容易にすることが可能で・ある
。

第１２図および第１３図（こ本発明の第２実施例を示す
。

本実施例は、略円筒形状の弁ケース８の一方の面に流出
口１１を設け、他方の面に第１流入口１２、第２流入１
１３、および第３流入口１４を、それぞれ隣接して設け
たもので、弁体９は、弁り一−ス８の室１０内を摺接す
る略円筒状に設けられるとともに、一方の端面から他方
の端面に貫通し、第１流入口１２、第２流入口１３、あ
るいは第３流入口１４のうち１つを流出口１１に連通ず
る空気流通路３８が設けられている。なお、本実施例の
場合、各流入口（第１流入口１２、第２流入口１３、第
３流入口１４）に連絡される各吸入ポート（第１吸入ポ
ート１９、第２吸入ボー１〜２０、第３吸入ポート２１
）の長さをそれぞれ異にし、第１吸入ポート１９を一番
長くし、第３吸入ポート２１を一番短クシである。これ
により、内燃機関１の低回転域で一番長い第１吸入ポー
ト１９を、中回転域で第２吸入ポート２０を、高回転域
で一番短い第３吸入ポート・２１を選択して切換えるこ
とで、内燃機関１の低回転域から高回転域に亘って高い
体積効率を得ることができる。

なお、弁体９は、弁ケース８の端面に取付けられた電動
モータ２７によって回転駆動される。

第１４図および第１５図に本発明の第３実施例を示す。

本実施例は、弁体９を２分割し、その中央を空気流通路
３９としたもので、内燃機関１の回転数に応じて弁体９
を駆動して選択した１つの流入口を、空気流通路３９を
介して流出口１１に連通させるものである。なお本実施
例の場合も、第２実施例の場合同様に、各流入口（第１
流入口１２、第２流入口１３、第３流入口１４）に連絡
される各吸入ポート（第１吸入ポート１９、第２吸入ポ
ート２０、第３吸入ポート２１）の長さをそれぞれ異に
し、第１吸入ポート１９を一番長くし、第３吸入ポート
２１を一番短くして用いる。

なお、駆動装置として電動モータを示したが、他に、角
圧アクチュエータ、油圧アクチュエータなど他の駆動ア
クチュエータを用いてもよい。

吸入ポートを３本とした揚台を示したが、４本以上有し
ていてもよい。この場合には、体積効率のピークの数が
増え、内燃機関の低回転数域から高回転数域に口って、
より滑らかな体積効率特性を得ることができる。

また、エアクリーナの上流口に接続される空気供給管を
１本としたが、複数本でもよい。

さらに、各吸入ポートの内径を順次変えたり、良さを順
次変えることによっても、上記実施例と同様の効果が生
じることはいうまでもない。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第１１図は本発明の第１実施例を示し、第
１図は内燃機関用吸気装置が組込まれた内燃機関を概略
的に示した図、第２図、第３図、および第４図は内燃機
関用吸気装置の作動説明図、第５図は内燃機関の回転数
と体積効率の関係を示すグラフ、第６図は流路切換弁の
斜視図、第７図は流路切換弁の平面図、第８図は流路切
換弁と駆動装置どの組付図、第９図は流路切換弁の駆動
軸の螺子部の斜視図、第１０図は連結金具の斜視図、第
１１図は制御装置の作動を示すフローブヤート、第１２
図および第１３図は本発明の第２実施例を示し、第１２
図は流路切換弁および吸入ポートの側面断面図、第１３
図は第１２図に示Ｊ△−Ａに沿う断面図、第１４図およ
び第１５図は本発明の第３実施例を示し、第１４１４は
流路切換弁の４１面図、第１５図番ま第１４図に示す流
路切換弁の側面断面図、第１６図は従来の流路切換弁お
よび吸入ポートの側面断面図である。 図中　１・・・内燃機関　２・・・吸気管　７・・・流
路切換づ↑　８・・・弁ケース　９・・・弁体　１０・
・・室　１１・・・流出口　１２・・・第１流入口　１
３・・・第２流入口　１４・・・第３流入口　１９・・
・第１吸入ポート　２０・・・第２吸入ボー１−２１・
・・第３吸入ポート　２１・・・駆動装置　３６・・・
制御装置　３７・・・回転数検出手段 ＝　１９　− 第２図 第３図 第４図 内燃機関の回転速度（ＮＯ） 第６［２１ 第７図 第８図 第９図 第１０図 第１２図 第１３図 第１４図 第１５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）（ａ）複数の吸入ポートと、 （ｂ）内部に円筒形の室を備えるとともに、該室内に開
   口し、前記複数の吸入ポートと接続される複数の流入口
   、および前記室内に開口し、内燃機関の吸気管に接続さ
   れる流出口を備えた弁ケースと、前記室内で回動可能に
   配設されるとともに、外面が前記室の内面に摺接して、
   前記複数の流入口のうち少なくとも１つを塞ぐことが可
   能に設けられ、前記複数の流入口のうち少なくとも１つ
   を前記流出口に連通させる弁体とを包含した流路切換弁
   と、 （ｃ）該流路切換弁の前記弁体を駆動する駆動装置と、 （ｄ）前記内燃機関の回転数を検出し、その回転数に応
   じた信号を発する回転数検出手段と、（ｅ）該回転数検
   出手段からの信号に応じて前記駆動装置を制御する制御
   装置と を備えた内燃機関用吸気装置。 ２）前記複数の流入口および前記流出口は、前記室の周
   面に設けられたことを特徴とする特許請求の範囲第１項
   に記載の内燃機関用吸気装置。