JP2008002340A - 内燃機関の吸気装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 内燃機関の吸気装置の部品点数の削減を図る。
【解決手段】 ハウジング１０内部を仕切る隔壁９によって、ハウジング１０内に負圧が蓄圧されるバキュームタンク７と吸気通路１に接続されたレゾネータ８とが画成されている。そして、隔壁９にバキュームタンク７側からレゾネータ８側への流体の流れのみを許容する一方向弁１１が設けられている。これによって、レゾネータ８から一方向弁１１を介して直接バキュームタンク７に負圧が導入されるため、負圧導入専用のチューブ等の部材を用いることなくバキュームタンク７に負圧を導入することができる。そのため、部品点数が相対的に削減されることになり、吸気装置全体のレイアウトの自由度を向上させることができると共に、コストの低減を図ることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、本発明は内燃機関の吸気装置に関する。

特許文献１には、エンジン本体の各吸気ポートに接続する複数のブランチ部と、これらの各ブランチ部を集合するコレクタ部とを有するインテークマニホールドにおいて、上記各ブランチ部を湾曲させ、この湾曲したブランチ部の内側に箱形をしたバキュームタンク部を設けたものが開示されている。

この特許文献１においては、上記バキュームタンク部が負圧導入通路を介してブランチ部に連通している。そして、この負圧導入通路には、上記ブランチ部に生じる吸入負圧が上記バキュームタンク部の圧力よりも低くなると開弁し、吸入負圧が上記負圧導入通路を介して上記バキュームタンク部に導かれるように一方向弁が途中に配置されている。つまり、この特許文献１においては、上記バキュームタンク部に負圧を供給するための負圧導入用の通路を、上記インテークマニホールドの外側に設定する必要がある。
特開平９−１３３０５６号公報

しかしながら、近年、エンジンルーム内の部品密度が高くなってきており、エンジンルーム内のレイアウトが複雑になってきているため、上記バキュームタンク部に負圧を供給するための負圧導入用の通路が上記インテークマニホールドの外側に設定されると、レイアウトの自由度が低くなってしまうという問題がある。また、上記負圧導入通路には、一方向弁が途中に配置された構成となっているので、相対的に部品点数が増加してしまう虞がある。

そこで、本発明の請求項１の内燃機関の吸気装置は、ハウジング内部を仕切る隔壁によって、上記ハウジング内に負圧が蓄圧されるバキュームタンクと内燃機関の吸気通路に接続されたレゾネータとが画成され、上記隔壁に上記バキュームタンク側から上記レゾネータ側への流体の流れのみを許容する一方向弁が設けられていることを特徴としている。すなわち、レゾネータの外壁の一部とバキュームタンクの外壁の一部とを共用させ、この共用部分である隔壁に一方向弁を設けることで、バキュームタンクとレゾネータとがチューブ等の部材を用いることなく連通可能となっている。

本発明の請求項２は、上記請求項１に記載の内燃機関の吸気装置において、上記ハウジングは、スロットル弁の吸気下流側に位置する上記内燃機関の吸気コレクタに隣接し、上記レゾネータは上記吸気コレクタに接続されていることを特徴としている。

また、本発明の請求項３は、上記請求項２に記載の内燃機関の吸気装置において、上記バキュームタンクに蓄圧された負圧を駆動源とするアクチュエータが上記ハウジングに隣接するよう配置されていることを特徴としている。

本発明によれば、レゾネータから一方向弁を介して直接バキュームタンクに負圧が導入されるため、負圧導入専用のチューブ等の部材を用いることなく上記バキュームタンクに負圧を導入することができる。そのため、部品点数が相対的に削減されることになり、吸気装置全体のレイアウトの自由度を向上させることができると共に、コストの低減を図ることができる
また、アクチュエータをハウジングに隣接するよう配置すれば、バキュームタンクからアクチュエータへの負圧の供給経路長さを相対的に短く設定することができ、上記アクチュエータの負圧による作動応答性を向上させることができる。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

図１は、本発明に係る内燃機関の吸気装置の全体のシステム構成を模式的に示した説明図である。

吸気通路１は、吸気取り入れ口２から取り入れられた空気を各気筒の燃焼室（図示せず）に供給するものであって、エアクリーナ３、スロットル弁４、吸気コレクタ５を含む構成である。吸気取り入れ口２から取り入れられた空気は、エアクリーナ３、スロットル弁４を経て、吸気コレクタ５に導入された後に吸気コレクタ５から各ブランチ管６によって各気筒の燃焼室（図示せず）に供給されている。尚、図１中の３ａは、エアクリーナ３のフィルタエレメントであり、このフィルタエレメント３ａを境に、吸気取り入れ口２側がいわゆるダストサイドとなり、エンジン側がいわゆるクリーンサイドとなっている。

そして、吸気コレクタ５には、バキュームタンク７用の空間（バキュームタンク７）とレゾネータ８用の空間（レゾネータ８）とが隔壁９により互いに隣接するように内部に画成された箱形状の樹脂材料からなるハウジング１０が接続されている。ここで、レゾネータ８は、吸気コレクタ５に連通している。

つまり、このハウジング１０内には、内部を仕切る隔壁９によって、吸入負圧が蓄圧されるバキュームタンク７と、吸気コレクタ５に接続されたレゾネータ８とが一体に形成されている。

隔壁９には、バキュームタンク７側からレゾネータ８側への空気の流れのみを許容する一方向弁１１が設けられている。

換言すれば、吸気コレクタ５に接続されたレゾネータ８にバキュームタンク７を一体に形成し、レゾネータ８の外壁の一部と、バキュームタンク７の外壁の一部とを共用させ、この共用部分である隔壁９にバキュームタンク７側からレゾネータ８側への空気の流れのみを許容する一方向弁１１が設けられている。

この第１実施形態においては、バキュームタンク７に蓄圧された負圧を用いて、各ブランチ管６に配置されたスワールコントロールバルブ１２（以下、ＳＣＶと略す）の開閉が制御されている。

ＳＣＶ１２は、バキュームタンク７から導入された負圧を駆動源とするアクチュエータ１３によって開閉駆動するものである。アクチュエータ１３には、ソレノイドバルブ１４を介してバキュームタンク７から負圧が導入されている。ここで、１５はソレノイドバルブ１４とアクチュエータ１３とを連結する第１ホース、１６はソレノイドバルブ１４とスロットバルブ４の上流側（吸気取り入れ口２側）の位置の吸気通路１とを連結する第２ホース、１７はソレノイドバルブ１４とバキュームタンク７とを連結する第３ホースである。尚、これら第１〜第３ホース１５，１６，１７は、合成ゴム等の可撓性の材料からなっている。

ソレノイドバルブ１４は、図示せぬエンジンコントロールユニットによって制御されるものであって、ＳＣＶ１２を閉弁方向に動かす際には、バキュームタンク７の負圧がアクチュエータ１３に供給されるよう、第１ホース１５と第３ホース１７とが連通するように切り換えらえる。ＳＣＶ１２を開弁方向に動かす際には、アクチュエータ１３に大気圧が供給されるよう、第１ホース１５と第２ホース１６とが連通するようにソレノイドバルブ１４は切り換えられる。ＳＣＶ１２の弁開度を保持する際には、第１ホース１５、第２ホース１６、第３ホース１７が互いに連通しないようにソレノイドバルブ１４は切り換えられる。

図２及び図３に示すように、ハウジング１０は、上下一対のハウジング部材１０ａ，１０ｂを振動溶着等により接合することで形成され、全体が直方体形状を呈している。これらハウジング部材１０ａ，１０ｂは、内部が隔壁９によって２つの空間に仕切られている箱状部材を、隔壁９に直交する平面で分割することで得られる形状を呈した２つの部材であり、図３における下側のハウジング部材１０ｂには、吸気コレクタ５に接続される円筒状の首部１８が一体に形成されている。つまり、ハウジング１０内に形成されたレゾネータ８は、いわゆるヘルムホルツ型のレゾネータである。

隔壁９に設けられた一方向弁１１は、合成ゴム等の弾性材料からなり、隔壁９に形成された主貫通穴１９に圧入されている。詳述すると、一方向弁１１は、図４に示すように、主貫通穴１１に圧入される棒状の軸部２０と、軸部２０の長手方向の略中間位置の外周面から突出する環状の突起部２１と、軸部２０の一端に接続され、軸部２０の一端側に向かって凸となる皿形状の傘部２２と、を有している。そして、一方向弁１１は、一方向弁１１の他端側をレゾネータ８側から主貫通穴１９に圧入し、突起部２１を隔壁９のバキュームタンク７側の壁面に係合させることで固定されている。また、一方向弁１１は、突起部２１により主貫通穴１９からの脱落が防止されている。

一方向弁１１が主貫通穴１９に圧入固定されると、傘部２２は、その外周縁が全周に亙って隔壁９のレゾネータ８側の弁座となる壁面に密着する。そして、吸気コレクタ５内の負圧が、バキュームタンク７内の負圧よりも大きくなると、傘部２２が吸気コレクタ５内の負圧により外周縁が壁面より浮き上がり密着状態から開放状態となり、傘部２２の外周縁の内側となる位置の隔壁９に貫通形成された複数の連通穴２３によりバキュームタンク７側とレゾネータ８側とが連通する。つまり、連通穴２３を介して、バキュームタンク７内の空気が吸気コレクタ５側に吸い込まれ、バキュームタンク７に負圧が蓄圧される。バキュームタンク７内の負圧が吸気コレクタ５内の負圧よりも大きくなると、傘部２２が開放状態からもとの状態（図４の状態）に戻り、各連通穴２３が傘部２２によって覆われてバキュームタンク７側からレゾネータ８側への空気の流れが閉止される。つまり、一方向弁１１は、レゾネータ８とバキュームタンク７との間に位置して、バキュームタンク７に負圧を蓄圧する方向の空気の流れのみを許容している。

このように構成された第１実施形態においては、バキュームタンク７とレゾネータ８とが隔壁９を介して隣接し、かつ隔壁９にバキュームタンク７の負圧を蓄圧する方向の空気の流れのみを許容する一方向弁１１が設けられているため、バキュームタンク７に負圧を導入するために吸気通路１とバキュームタンク７とを接続する負圧導入専用のチューブ等の部材を用いる必要がなくなり、相対的に部品点数を削減することができ、吸気装置全体のレイアウトの自由度を向上させることができると共に、コストの低減を図ることができる。

また、レゾネータ８とバキュームタンク７とを仕切る隔壁９に、一方向弁１１が設けられているので、負圧導入専用のチューブ等の負圧導入通路に介装される一方向弁に比べて、一方向弁の構成要素を削減することができる。すなわち、負圧導入通路に上述ような一方向弁１１を介装する場合には、一方向弁１１のみを負圧導入通路に介装しても、バキュームタンク７に負圧を蓄圧する方向の空気の流れのみを許容するような構成とはならず、少なくとも一方向弁１１以外に一方向弁１１を固定するハウジング等の部材が別途必要となる。

次に、図５〜図７を用いて、本発明の第２実施形態について説明する。尚、上述した第１実施形態と同一の構成要素に対しては同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

この第２実施形態における内燃機関の吸気装置は、上述した第１実施形態における内燃機関の吸気装置と略同一構成となっているが、図５に示すように、バキュームタンク７から供給される負圧を駆動源とするアクチュエータ１３により、ハウジング３０内に形成されたレゾネータ８用の空間（レゾネータ８）と吸気コレクタ５とを連通させる首部３１内に配置されたレゾネータ切換弁３２の開閉が制御されている。このレゾネータ切換弁３２は、レゾネータ８の共鳴周波数となるような運転状態のときに開弁するように制御される。

ここで、アクチュエータ１３には、図示せぬエンジンコントロールユニットによって制御されるソレノイドバルブ１４を介してバキュームタンク７から負圧が導入されている。ソレノイドバルブ１４は、ハウジング３０の外壁のうちバキュームタンク７の外壁となる部分に直接取り付けられている。つまり、この第２実施形態における内燃機関の吸気装置は、上述した第１実施形態における内燃機関の吸気装置おける第３ホース１７が省略された構成となっている。

第２実施形態におけるソレノイドバルブ１４は、レゾネータ切換弁３２を開弁方向に動かす際には、バキュームタンク７の負圧がアクチュエータ１３に供給されるよう、第１ホース１５とバキュームタンク７とが連通するように切り換えられる。レゾネータ切換弁３２を閉弁方向に動かす際には、アクチュエータ１３に大気圧が供給されるよう、第１ホース１５と第２ホース１６とが連通するようにソレノイドバルブ１４は切り換えられる。レゾネータ切換弁３２の弁開度を保持する際には、バキュームタンク７、第１ホース１５、第２ホース１６が互いに連通しないようにソレノイドバルブ１４は切り換えられる。

そして、この第２実施形態においては、アクチュエータ１３により駆動するレゾネータ切換弁３２が首部３１内に配置されるため、図６に示すように、アクチュエータ１３が首部３１に隣接して配置されている。

また、この第２実施形態におけるハウジング３０は、上述した第１実施形態のハウジング１０と略同一構成であるが、ハウジング３０内に形成されたレゾネータ８用の空間と吸気コレクタ５とを連通させる首部３１が、上下一対のハウジング部材３０ａ，３０ｂの双方によって構成されている。すなわち、首部３１は、図７に示すように、下方（図７における上下方向下側）のハウジング部材３０ｂの断面略コ字形の下方首部３１ｂと、上方（図７における上下方向上側）のハウジング部材３０ａの平板状の上方首部３１ａとによって構成されている。これら上下一対のハウジング部材３０ａ，３０ｂは、振動溶着等により互いに接合される。尚、図７中の３３は、アクチュエータ１３により制御されるレゾネータ切換弁３２の回転軸が挿入される貫通穴である。

このような第２実施形態においては、上述した第１実施形態の作用効果に加え、アクチュエータ１３がバキュームタンク７に相対的に近接して配置されるので、バキュームタンク７からアクチュエータ１３への負圧の供給経路長さ（第１ホース１５の長さ）を相対的に短く設定することができ、アクチュエータ１３の負圧による作動応答性を向上させることができる。

また、ソレノイドバルブ１４をハウジング１０の外壁に直接取り付ける構成としたため、ソレノイドバルブ１４とバキュームタンク７とを接続するホース（第３ホース１７）やソレノイドバルブ１４をエンジンルーム内に支持する部材を省略することができ、さらなる部品点数の削減を実現することができる。

尚、ハウジング１０，３０内に形成されるバキュームタンク７は一つに限定されるものではなく、ハウジング１０，３０内に複数のバキュームタンク７を形成することも可能である。但し、この場合には、ハウジング１０，３０内に形成されたバキュームタンク７の数と同数の一方向弁１１が必要となる。

また、上述した各実施形態においては、スロットル弁４の下流側のレゾネータ８に対してバキュームタンク７を一体に設けた構成となっているが、スロットル弁４の上流側のレゾネータに対してバキュームタンク７を一体に設けるようにすることも可能である。

そして、上述した各実施形態においては、バキュームタンク７がヘルムホルツ型のレゾネータ８と組み合わされているが、いわゆるサイドブランチ型のレゾネータと組み合わせることも可能である。すわわちサイドブランチ型のレゾネータにバキュームタンクを一体に形成するようにしてもよい。

本発明に係る内燃機関の吸気装置の第１実施形態における全体のシステム構成を模式的に示した説明図。 本発明の第１実施形態における内燃機関の吸気装置の要部斜視図。 第１実施形態におけるハウジングの分解斜視図。 隔壁に取り付けられた状態の一方向弁の断面図。 本発明に係る内燃機関の吸気装置の第２実施形態における全体のシステム構成を模式的に示した説明図。 本発明の第２実施形態における内燃機関の吸気装置の要部斜視図。 第２実施形態におけるハウジングの分解斜視図。

符号の説明

１…吸気通路
４…スロットル弁
７…バキュームタンク
８…レゾネータ
９…隔壁
１０…ハウジング
１１…一方向弁

Claims (3)

1. ハウジング内部を仕切る隔壁によって、上記ハウジング内に負圧が蓄圧されるバキュームタンクと内燃機関の吸気通路に接続されたレゾネータとが画成され、上記隔壁に上記バキュームタンク側から上記レゾネータ側への流体の流れのみを許容する一方向弁が設けられていることを特徴とする内燃機関の吸気装置。
2. 上記ハウジングは、スロットル弁の吸気下流側に位置する上記内燃機関の吸気コレクタに隣接し、上記レゾネータは上記吸気コレクタに接続されていることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の吸気装置。
3. 上記バキュームタンクに蓄圧された負圧を駆動源とするアクチュエータが上記ハウジングに隣接するよう配置されていることを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の吸気装置。

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