JPS6224766Y2 - - 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
トの開閉弁制御用リンク装置に関する。

内燃機関の低速低負荷領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
決するために、本出願人により、ヘリカル型吸気
ポートのほぼ直線上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、高速高負荷域における
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。例
えば、特願昭56−51149号（特開昭57−165629号
公報）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、この場合、このリンク装置
は、製造コスト、組付精度、組付作業性、作動の
円滑さおよび確実性を考慮して、これら種々の条
件を満足するものが用いられらければならない。

すなわち、本出願人により、棒状リンクに取付
けられたクリツプによりバルブ側に装着したボー
ルジヨイントを嵌着する形式のリンク装置が提案
されている（実願昭56−163724号、実開昭58−
84419号公報）が、ボールジヨイントはコスト的
に高価なものとなるのでボールジヨイントを用い
ないリンク装置の開発が望まれる。また、ヘリカ
ル型吸気ポートの開閉弁では全開時の小角のバル
ブ開度の違いでも抵抗になつて大きく性能が落ち
るため、バルブ開き角の精度を向上できるリンク
装置でなければならない。また、組付性もワンタ
ツチでできるような簡単なものが望まれる。さら
に、リンク装置における回動自在の連結部は、作
動の円滑性上低フリクシヨンで回動できるもので
ある必要がある。

本考案は、これら製造コスト、組付精度、組付
作業性、作動の円滑性の何れの条件をも満足する
ヘリカル型吸気ポートの開閉弁制御用リンク装置
を提供することを目的とする。

この目的を達成するために、本考案のリンク装
置においては、パイプの壁に軸方向に間隔をおい
て穴を穿設するとともに穴の対向壁部にパイプの
半径方向外方に向かつて縮径するテーパ面を形成
したリンクと、頭部を弾頭型に形成するとともに
頭部の下部に円周状に延びる溝を設けた弾頭型ジ
ヨイントとが備えられており、弾頭型ジヨイント
を溝にＣリング型スプリングを装着した状態でリ
ンク穴内に挿入してジヨイント頭部をリンクテー
パ面に押しつけかつＣリング型スプリングをリン
クパイプ内で拡開せしめることにより、前記弾頭
型ジヨイントの抜外れを抑制してリンクに連結さ
れている。そして、このリンク装置は内燃機関の
ヘリカル型吸気ポートのバイパス通路の開閉弁制
御用リンク機構に適用され、弾頭型ジヨイントが
ジヨイント下部に一体的に形成した小径のピン部
で回動自在に開閉弁側に連結され、リンクが開閉
弁を開閉するアクチユエータ側に連結される。

このような構成を有するリンク装置において
は、ボールジヨイントが廃止されていてコストが
低減されており、リンクにテーパ面から成るセン
タリング機構を設けたことにより弾頭型ジヨイン
トのリンクの取付けが自動的に位置出しされてピ
ツチ精度の向上ひいてはバルブ開き角、閉じ角の
精度が向上される。また、Ｃリング型スプリング
による嵌着方式の採用によつて組付けが単純化さ
れ、小径のピン部による低フリクシヨン化によつ
てリンク機構の作動が保証され、これらにより所
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開閉
弁制御用リンク装置の望ましい実施例を図面を参
照しながら説明する。

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開閉弁とそのアクチユエータ
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。なお図示は省略したが燃
焼室には排気ポートが開口し、かつ点火栓が配設
されている。

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
の渦巻部６ｂとから成つている。入口通路部６ａ
のヘリカル形状の内周側壁面は下側にいくに従つ
てポート幅が拡がるように傾斜されており、上部
の流れを外周側壁面に沿わせて強力な旋回流を燃
焼室４内に発生せしめ得るようになつている。

ヘリカル型吸気ポート６の入口通路部６ａと渦
巻部６ｂの終端部とは直線状に延びるバイパス通
路７により連通されており、該バイパス通路７は
シリンダヘツド３内に形成されている。バイパス
通路７には、開閉弁としてのロータリ弁８がバイ
パス通路７を開閉自在に装着されている。ロータ
リ弁８は後で詳述するリンク装置９を介してアク
チユエータに連結されている。

アクチユエータは、第３図に示すように、ダイ
アフラム装置１０からなり、ダイアフラム装置１
０は負圧制御装置１１によつてその作動を制御さ
れる。このうちダイアフラム装置１０はダイアフ
ラム１２によつて大気から隔離された負圧室１３
を有しており、負圧室１３内にダイアフラム押圧
用圧縮ばね１４が挿入されている。リンク装置９
はダイアフラム装置１０から突出する制御ロツド
１５に連結される。

負圧室１３は負圧制御装置１１を介して吸気マ
ニホルド１６または大気に連通可能となつてい
る。すなわち、負圧室１３は一方では負圧導管１
７、負圧制御装置１１の負圧ポート１８、逆止弁
１９および負圧導管２０を介して吸気マニホルド
１６に接続され、他方では大気ポート２１、大気
開放弁２２の大気圧室２３、大気通路２４および
エアフイルタ２５を介して大気に接続される。大
気開放弁２２はダイアフラム２６と、ダイアフラ
ム２６によつて大気圧室２３から隔離された負圧
室２７と、ダイアフラム２６に固定されて大気ポ
ート２１の開閉制御する弁体２８と、ダイアフラ
ム押圧用圧縮ばね２９とを有し、負圧室２７はコ
ンパウンド気化器３０の１次側気化器３０ａのベ
ンチユリ部に開口する負圧ポート３１と２次側気
化器３０ｂのベンチユリ部に開口する負圧ポート
３２に負圧導管３３を介して接続されている。

つぎに、上記の開閉弁としてのロータリ弁８と
アクチユエータとしてのダイアフラム装置１０と
を連結するリンク装置９について説明する。

リンク装置９は、第４図および第５図に示すよ
うに、パイプ状のリンク３４と、該リンクにＣリ
ング型スプリング３７により抜外れを防止されて
嵌着される弾頭型ジヨイント３５と、該ジヨイン
ト３５を開閉弁側のプレート３６に連結するスナ
ツプスプリング３８を有している。そして、リン
ク３４の一端がダイアフラム装置１０の制御ロツ
ド１５にピン結合され、プレート３６がロータリ
弁８の弁軸８ｂに相対回転不能に連結される。な
お、ロータリ弁８は薄い羽根状の弁体８ａと弁体
に一体的に結合された弁軸８ｂとを具備してお
り、弁軸８ｂは第１図に示すように開閉弁挿入孔
３９に嵌着された案内スリーブ４０により回転可
能に支承されている。弁軸８ｂは案内スリーブ４
０の頂面から上方に突出しており、この突出部に
プレート３６がたとえば三ケ月状穴の係合等によ
り相対回転不能に連結される。

リンク３４は、直線状に延びるパイプ材から成
り、パイプの壁には間隔をおいて穴４１が穿設さ
れている。穴４１の間隔は多気筒エンジンの各気
筒のバイパス通路７の間隔に合わせられており、
バイパス通路７の数だけの穴４１が設けられてい
る。穴４１の径は弾頭型ジヨイント３５を嵌入さ
せ得る径であり、穴４１の端面はジヨイント３５
を穴４１内に挿入し易いように、外側に向かつて
拡開するテーパ状に形成されている。また、穴４
１に対向するリンク壁部には、穴４１と同芯状
に、リンク３４のパイプの半径方向外方に向かつ
て縮径するテーパ面４２が形成されている。テー
パ面４２はリンク３４の長手方向に穴４１の数だ
け設けられ、テーパ面４２の中心の間隔は正確に
精度が出されている。

弾頭型ジヨイント３５は先細りになり先端が球
面状に丸められた頭部４３を有している。頭部４
３の下部には円筒状の胴部４４が接続されてい
て、この胴部４４に円周状に延びる環状の溝４５
が形成されている。胴部４４の下部は鍔状に一担
拡がりその下部には胴部４４に比べて小径のピン
部４６が下方に向かつて延びている。このピン部
４６の下端部近傍にはスナツプスプリング係合用
の溝４７が形成されている。

弾頭型ジヨイント３５は、そのピン部４６をロ
ータリ弁８に装着されたプレート３６の一端に設
けられている穴４８に挿通し、挿通端にスナツプ
スプリング３８を嵌着することにより抜外れ不能
にかつピン部４６の軸芯まわりに回転可能に連結
される。スナツプスプリング３８はまた弾頭型ジ
ヨイント３５とプレート３６間の圧接摩擦抵抗を
適宜に調整している。なお、弾頭型ジヨイント３
５の抜止めは、スナツプスプリング３８以外の手
段によつてもよく、たとえば第６図に示すように
ピン部４６の挿通端をかしめて抜止め手段４９を
構成したものによつてもよい。

弾頭型ジヨイント３５のリンク３４への連結
は、弾頭型ジヨイント３５の溝４５にＣリング型
スプリング３７を嵌着した状態でジヨイント３５
を頭部４３からリンク３４の穴４１内に挿入し、
頭部４３をリンクテーパ面４２に押しつけながら
センタリングさせ、かつＣリング型スプリングを
リンク３４のパイプ内に挿入後スプリングバツク
させて拡開せしめ、抜外れしないようにすること
により行なわれる。弾頭型ジヨイント３５のリン
ク３４への嵌着により、リンク装置９の連結は完
成され、アクチユエータのダイアフラム装置１０
とロータリ弁８はリンク装置９を介して連結され
る。

上記の構成を有する装置の作動について説明す
る。まず、機関の作動についてであるが、機関の
低速低負荷時には１次側スロツトル弁５０の開度
が小で負圧導管３３に加わる負圧が小となるた
め、大気開放弁２２のダイアフラム２６は圧縮ば
ね２９のばね力により移動して弁体２８が大気ポ
ート２１を閉じる。このとき吸気マニホルド１６
内には大きな負圧が発生しているので、逆止弁１
９は開弁し、ダイアフラム装置１０の負圧室１３
の負圧は吸気マニホルド１６内に発生する最大負
圧に維持される。負圧室１３に負圧が加わるとダ
イアフラム１２は圧縮ばね１４に抗して負圧室１
３側に移動する。ダイアフラム１２の動きは制御
ロツド１５を介してリンク装置９のリンク３４に
伝えられ、リンク３４は該リンク３４に抱持され
ている気筒数だけの弾頭型ジヨイント３５に動き
を伝える。弾頭型ジヨイント３５がリンク３４の
長手方向に移動されるとプレート３６はロータリ
弁８の弁軸８ｂを中心にして回動し、弁軸８ｂが
案内スリーブ４０内に回動して、弁体８ａはバイ
パス通路７を閉じる。

バイパス通路７がロータリ弁８にて閉じられる
と、吸気はヘリカル型吸気ポート６のみを通つて
燃焼室４内に流れる。このとき混合気は入口通路
部６ａを通るときに主として外周側壁面に沿わさ
れ、渦巻部６ｂを通るときに強力な旋回流を生ぜ
しめられて、燃焼室４内に強力なスワールが生成
する。このスワールの生成により、燃焼の改善、
ノツキングの抑制がはかられ、ひいては燃費の改
善、出力性能の向上が可能となる。

一方、機関の高速高負荷時には、１次側スロツ
トル弁５０、２次側スロツトル弁５１がともに開
弁し、両負圧ポート３１，３２に加わる負圧が大
となつて、大気開放弁２２のダイアフラム２６が
圧縮ばね２９に抗して移動して弁体２８が大気ポ
ート２１を開弁し、ダイアフラム装置１０の負圧
室１３を大気に開放する。このためダイアフラム
装置１０のダイアフラム１２は圧縮ばね１４の力
で負圧室１３と反対の方向に移動し、リンク装置
９を介して前記機関の低速低負荷時のときの反対
方向の動きをロータリ弁８に伝え、ロータリ弁８
を回動させてバイパス通路７を開く。このため、
吸気はヘリカル型吸気ポート６とバイパス通路７
の両ポートを通つて燃焼室４に流入する。この場
合、吸気量が増えるとヘリカル型吸気ポート６を
流れる吸気の流れ抵抗は旋回流の抵抗によつて増
大するが、バイパス通路７はストレート状である
ため旋回流による流れ抵抗の増大はなく、バイパ
ス通路７を流れる吸気量が増えるので、充填効率
の低下は抑制され、高速高負荷時の出力性能の低
下は防止される。

つぎにリンク装置９に作用効果についてさらに
詳述する。本考案のリンク装置では、連結部にボ
ールジヨイントは用いられておらず、弾頭型ジヨ
イント３５とパイプ状のリンク３４との連結構造
からなる。一方の弾頭型ジヨイント３５は機械加
工から容易に形成され得るし、リンク３４はパイ
プの穴開けおよびテーパ面加工により容易に形成
されるので、ボールジヨイントを用いる場合に比
べてコストは低減される。

また、リンク３４への弾頭型ジヨイント３５の
連結の位置精度はテーパ面４２のピツチ精度によ
つて決まるが、これは機械加工によつて高精度に
形成され、かつ弾頭型ジヨイント３５はテーパ面
４２に自動センタリングされて係合するので、精
度の高い位置決めが行なわれる。このため、ロー
タリ弁８のバルブ開き角、閉じ角も精度が向上
し、バルブ全開時における流路抵抗の増加が抑制
されて、出力性能は良好に保たれる。また、バル
ブ全閉時の遮断効果も良くなつてスワールの生成
を良好ならしめる。

さらに、リンク３４と弾頭型ジヨイント３５と
の連結は弾頭型ジヨイント３５の溝４５にＣリン
グ型スプリング３７を嵌着してリンク３４の穴４
１に押し込むだけで良い。すなわち、弾頭型ジヨ
イント３５を押し込むとＣリング型スプリング３
７は穴４１の斜面によつて自動的に縮径して穴４
１を通過しパイプ状リンク３４内に入るとスプリ
ングバツクで拡開して抜外れしなくなるので、ワ
ンタツチの取付けが可能であり、その組付けの作
業性は単純であり、簡単化される。

また、リンク３４、弾頭型ジヨイント３５とプ
レート３６との回動は、ピン部４６の外周とプレ
ート３６の穴４８およびリンク３４と弾頭型ジヨ
イント３５との間で行なわれるが、ピン部４６が
小径のため、すなわちボールジヨイント等に比べ
てピン３７は小径のためこの部位の摩擦力によつ
て自由な回動が阻止されることはなく、円滑に回
動し、リンク９の動きを円滑ならしめる。すなわ
ち、ピン部４６の摺動の低フリクシヨン化によつ
て作動が円滑化され、リンク装置９の作動の信頼
性が向上される。

以上の通りであるから、本考案のヘリカル型吸
気ポートの開閉弁制御用リンク装置によるとき
は、コスト低減、製作精度の向上、組付性の向
上、リンクとしての作動の円滑化等の種々の効果
が得られるとともに、このリンク装置を内燃機関
のヘリカル型吸気ポートのバイパス通路の開閉弁
とそのアクチユエータとしてのダイアフラム装置
との間のリンク装置に適用することにより、機関
の運転状態に応じての開閉弁の開閉を高精度にか
つ円滑に行なうことができ、ひいては出力性能を
向上させ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開閉
弁制御用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通路近傍の断面図、
第２図は第１図のヘリカル型吸気ポートおよびバ
イパス通路のみを取出して示した平面図、第３図
は本考案のヘリカル型吸気ポートの開閉弁制御用
リンク装置が適用される内燃機関のバイパス通路
開閉弁の開閉用アクチユエータおよびその近傍の
系統図、第４図は本考案のリンク装置の斜視図、
第５図は第４図のリンク装置の拡大断面図、第６
図は本考案の別の実施例に係るリンク装置の拡大
断面図、である。 ６……ヘリカル型吸気ポート、７……バイパス
通路、８……開閉弁としてのロータリ弁、９……
リンク装置、１０……アクチユエータとしてのダ
イアフラム装置、３４……リンク、３５……弾頭
型ジヨイント、３６……プレート、３７……Ｃリ
ング型スプリング、３８……スナツプリング、４
１……穴、４２……テーパ面、４３……頭部、４
５……溝、４６……ピン部。

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の開
   閉弁８と該開閉弁を開閉させるアクチユエータ１
   ０とを連結するリンク装置９において、 パイプの壁に軸方向に間隔をおいて穴４１を穿
   設し、該穴の対向壁部にパイプの半径方向外方に
   向かつて縮径するテーパ面４２を形成したリンク
   ３４をアクチユエータ１０側に取付け、 頭部４３を弾頭型に形成しその下部に円周状に
   延びる溝４５を設けた弾頭型ジヨイント３５を開
   閉弁８側に取付け、該弾頭型ジヨイント３５を溝
   ４５にＣリング型スプリング３７を装着した状態
   でリンクの穴４１内に挿入してジヨイント頭部４
   ３をリンクのテーパ面４２に押しつけ、かつＣリ
   ング型スプリング３７をリンク３４のパイプ内で
   拡開せしめて、前記弾頭型ジヨイント３５を前記
   リンク３４に連結したことを特徴とする、 ヘリカル型吸気ポートの開閉弁制御用リンク装
   置。