JPS6338336Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案はヘリカル型吸気ポートの流路制御装置
に関する。

ヘリカル型吸気ポートは通常吸気弁周りに形成
された渦巻部と、この渦巻部に接線状に接続され
かつほぼまつ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ポートを用
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
すると吸気ポート形状が流れ抵抗の大きな形状に
なつ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があ
る。このような問題を解決するためにヘリカル型
吸気ポート入口通路部から分岐されてヘリカル型
吸気ポート渦巻部の渦巻終端部に連通する分岐路
をシリンダヘツド内に形成し、分岐路内にアクチ
ユエータによつて作動される開閉弁を設けて機関
吸入空気量が所定量よりも大きくなつたときにア
クチユエータを作動させて開閉弁を開弁するよう
にしたヘリカル型吸気ポート流路制御装置が本出
願人により既に提案されている。このヘリカル型
吸気ポートでは機関吸入空気量の多い機関高速高
負荷運転時にヘリカル型吸気ポート入口通路部内
に送り込まれた吸入空気の一部が分岐路を介して
ヘリカル型吸気ポート渦巻部内に送り込まれるた
めに吸入空気流に対する流れ抵抗が低下し、斯く
して高い充填効率を得ることができる。しかしな
がらこの流路制御装置は基本作動原理を示してい
るにすぎず、従つてこの流路制御装置を実用化す
るには組立工数、製造の容易さ、確実な作動、製
造コストの面で種々の問題が残されている。

本考案は本願出願人により既に提案されている
上述の基本作動原理を実用化するのに適した構造
を有するヘリカル型吸気ポート流路制御装置を提
供することにある。

以下、添付図面を参照して本考案を詳細に説明
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はピストン２とシリン
ダヘツド３間に形成された燃焼室、５は吸気弁、
６はシリンダブヘツド３内に形成されたヘリカル
型吸気ポート、７は排気弁、８はシリンダヘツド
３内に形成された排気ポートを夫々示す。なお、
図には示さないが燃焼室４内に点火栓が配置され
る。

第３図から第５図に第２図のヘリカル型吸気ポ
ート６の形状を図解的に示す。このヘリカル型吸
気ポート６は第４図に示されるように流路軸線ａ
がわずかに彎曲した入口通路部Ａと、吸気弁５の
弁軸周りに形成された渦巻部Ｂとにより構成さ
れ、入口通路部Ａは渦巻部Ｂに接線状に接続され
る。第３図、第４図並びに第７図に示されるよう
に入口通路部Ａの渦巻軸線ｂに近い側の側壁面９
の上方側壁面９ａは下方を向いた傾斜面に形成さ
れ、この傾斜面９ａの巾は渦巻部Ｂに近づくに従
つて広くなり、入口通路部Ａと渦巻部Ｂとの接続
部においては第７図に示されるように側壁面９の
全体が下方に向いた傾斜面９ａに形成される。側
壁面９の上半分は吸気弁ガイド１０（第２図）周
りの吸気ポート上壁面上に形成された円筒状突起
１１の周壁面に滑らかに接続され、一方側壁面９
の下半分は渦巻部Ｂの渦巻終端部Ｃにおいて渦巻
部Ｂの側壁面１２に接続される。なお、渦巻部Ｂ
の上壁面１３は渦巻終端部Ｃにおいて下向きの急
傾斜壁Ｄに接続される。

一方、第１図から第５図に示されるようにシリ
ンダヘツド３内には入口通路部Ａから分岐された
ほぼ一様断面の分岐路１４が形成され、この分岐
路１４は渦巻終端部Ｃに接続される。分岐路１４
の入口開口１５は入口通路部Ａの入口開口近傍に
おいて側壁面９上に形成され、分岐路１４の出口
開口１６は渦巻終端部Ｃにおいて側壁面１２の上
端部に形成される。この出口開口１６の上端縁は
渦巻部Ｂの上壁面１３にほぼ面一に連結され、更
にこの出口開口１６は渦巻部Ｂの上壁面１３に沿
つて渦巻方向に旋回する旋回流に対向するように
形成される。シリンダヘツド３内には分岐路１４
を貫通して延びる開閉弁挿入孔１７が穿設され、
この開閉弁挿入孔１７内には夫々開閉弁を構成す
るロータリ弁１８が挿入される。第９図を参照す
ると、開閉弁挿入孔１７はシリンダヘツド３内に
上方からドリルにより穿設された一様直径の円筒
孔からなり、この開閉弁挿入孔１７は分岐路１４
の下壁面を越えたところまで延びる。従つて分岐
路１４の下壁面上には開閉弁挿入孔１７によつて
削成された凹溝１９が形成される。また、開閉弁
挿入孔１７の上端部には内ねじ山２０が螺設さ
れ、この内ねじ山２０にロータリ弁ホルダ２１が
螺着される。ロータリ弁ホルダ２１はその外周壁
面上に外周フランジ２２を有し、この外周フラン
ジ２２とシリンダヘツド３間にシール部材２３が
挿入される。一方、ロータリ弁ホルダ２１内には
貫通孔２４が穿設され、この貫通孔２４内にロー
タリ弁１８の弁軸２５が回転可能に挿入される。
弁軸２５の下端部には薄板状の弁体２６が固着さ
れ、弁軸２５の上端部にはアーム２７がワツシヤ
２８を介してボルト２９により固締される。ロー
タリ弁ホルダ２１の上端面とほぼ同じ高さ位置に
ある弁軸２５の外周壁面上にはリング溝３０が形
成され、このリング溝３０内には第１１図に示す
ようなＣ字形の位置決めリング３１が嵌着され
る。この位置決めリング３１はロータリ弁ホルダ
２１の上端面内縁に形成された円錐面３２と係合
して弁体２６を予め定められた位置に位置決めす
る。一方、ロータリ弁ホルダ２１の上端部には補
強枠３３により包囲されたシール部材３４が嵌着
され、シール部材３４のシール部３４ａはシール
部材３４の外周面上に挿入された弾性リング３５
によつて弁軸２５の外周面上に圧接せしめられ
る。従つて分岐路１４はシール部材２３，３４に
より外気から完全に隔離される。

第１２図を参照すると、ロータリ弁１８の上端
部にボルト２９によつて固着されたアーム２７の
先端部は負圧ダイアフラム装置４０のダイアフラ
ム４１に固着された制御ロツド４２に連結ロツド
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によつて大気から隔離さ
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。負圧
室４４は導管４６を介して大気連通制御弁４７の
弁室４８に連結される。弁室４８は一方では弁室
４８から吸気マニホルド内に向けてのみ流通可能
な逆止弁５０を介して吸気マニホルドに連結さ
れ、他方では大気連通ポート５１並びにエアフイ
ルタ５２を介して大気に連通する。大気連通ポー
ト５１は圧縮ばね５３によりばね付勢された遮断
弁５４により閉鎖され、遮断弁５４には弁ロツド
５５が一体形成される。弁ロツド５５の先端部は
回動軸５６回りを回動するレバー５７の長穴５８
内に遊びをもつて嵌着され、一方このレバー５７
はアクセルペダル５９に連結されてアクセルペダ
ル５９が踏込まれるとそれに伴なつて矢印Ｆ方向
に回動する。アクセルペダル５９の踏込み量が少
ないときには第１２図に示されるように遮断弁５
４が大気連通ポート５１を閉鎖しており、アクセ
ルペダル５９の踏込み量が所定量以上になると弁
ロツド５５がレバー５７によつて右方に引張られ
るために遮断弁５４が大気連通ポート５１を開口
し、斯くして負圧室４４内は大気圧となる。その
結果、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、斯くしてロータリ弁１８が
回動せしめられて分岐路１４を全開する。一方、
アクセルペダル５９の踏込み量が少ないときには
遮断弁５４が大気連通ポート５１を閉鎖してい
る。このとき逆止弁５０は吸気マニホルド４９内
の負圧が負圧ダイアフラム装置４０の負圧室４４
内の負圧よりも大きくなると開弁し、吸気マニホ
ルド４９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遮断弁５４が閉弁してい
る限り負圧室４４内の負圧は吸気マニホルド４９
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１８が
回動せしめられて分岐路１４が閉鎖される。

上述したようにアクセルペダル５９の踏込み量
が少ないとき、即ち機関負荷が小さいときにはロ
ータリ弁１８が分岐路１４を遮断している。この
とき入口通路部Ａ内に送り込まれた混合気は渦巻
部Ｂの上壁面１３に沿つて旋回しつつ渦巻部Ｂ内
を下降し、次いで旋回しつつ燃焼室４内に流入す
るので燃焼室４内には強力な旋回流が発生せしめ
られる。一方、アクセルペダル５９の踏込み量が
多いとき、即ち機関負荷が大きなときにはロータ
リ弁１８が開弁するので入口通路部Ａ内に送り込
まれた混合気の一部が流れ抵抗の小さな分岐路１
４を介して渦巻部Ｂ内に送り込まれる。前述した
ように分岐路１４の出口開口１６の上端縁は渦巻
部Ｂの上壁面１３にほぼ面一に連結されているの
で分岐路１４から流出した混合気は渦巻部Ｂの上
壁面１３に沿つて旋回する全混合気流と正面衝突
して渦巻部Ｂの上壁面１３に沿う全混合気流を減
速せしめる。即ち、渦巻部Ｂ内に発生する旋回流
のうちで渦巻部Ｂの上壁面１３に沿う旋回流が最
も強力であり、この強力な旋回力をもつ全混合気
流が減速せしめられる。このように機関高速高負
荷運転時にはロータリ弁１８が開弁することによ
つて全体の流路面積が増大するばかりでなく強力
な旋回力をもつ全混合気流が減速せしめられるこ
とにより旋回流が大巾に弱められるので高い充填
効率を確保することができる。また上述したよう
に傾斜面９ａを設けることによつて入口通路部Ａ
に送り込まれた混合気の一部は下向きの力を与え
られ、その結果この混合気は旋回することなく入
口通路部Ａの下壁面に沿つて渦巻部Ｂ内に流入す
るために流入抵抗は小さくなり、斯くして高負荷
運転時における充填効率を更に高めることができ
る。

以上述べたように本考案では負圧ダイアフラム
装置の負圧室を逆止弁を介して吸気通路内に連結
することによつて吸気通路内に発生する負圧が小
さくなつたとしても負圧室内に加わつた大きな負
圧をそのまま維持することができる。云いかえる
と本考案では負圧室内に大きな負圧を加え続ける
ために負圧タンクを必要としないのでそれだけ構
造を簡素化することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る内燃機関の平面図、第２
図は第１図の−線に沿つてみた断面図、第３
図はヘリカル型吸気ポートの形状を示す斜視図、
第４図は第３図の平面図、第５図は第３図の分岐
路に沿つて切断した側面断面図、第６図は第４図
の−線に沿つてみた断面図、第７図は第４図
の−線に沿つてみた断面図、第８図は第４図
の−線に沿つてみた断面図、第９図はロータ
リ弁の側面断面図、第１０図は第９図の側面図、
第１１図は位置決めリングの平面図、第１２図は
流路制御装置の全体図である。 ５……吸気弁、６……ヘリカル型吸気ポート、
１４……分岐路、１８……ロータリ弁、４０……
負圧ダイアフラム装置、４４……負圧室、４７…
…大気連通制御弁、５０……逆止弁、５９……ア
クセルペダル。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 吸気弁周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つすぐに延びる入口
   通路部とにより構成されたヘリカル型吸気ポート
   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シリンダヘ
   ツド内に形成して該分岐路内に負圧ダイアフラム
   装置によつて作動される開閉弁を設け、該負圧ダ
   イアフラム装置の負圧室を負圧タンクを介在させ
   ることなく負圧導管を介して気化器スロツトル弁
   後流の吸気通路内に連結すると共に該負圧導管内
   に該負圧室から吸気通路内へのみ流通可能な逆止
   弁を挿着してスロツトル弁開度が小さなときに上
   記負圧室内に負圧を蓄積することにより上記開閉
   弁を閉弁状態に保持し、アクセルペダルの踏込み
   動作に応動する大気連通制御弁を上記負圧導管内
   に設けてアクセルペダルが所定量以上踏込まれた
   とき上記負圧室を該負圧導管を介して大気に連通
   し、上記開閉弁を開弁するようにしたヘリカル型
   吸気ポートの流路制御装置。