JPS6226589Y2 - - 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常時閉鎖型開閉弁を設け
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、添附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
がわずかに湾曲した入口通路部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内には夫々開口弁を構成するロ
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。開閉弁挿入孔
１７内にはロータリ弁ホルダ２１が嵌着され、こ
のロータリ弁ホルダ２１の外周面と開閉弁挿入孔
１７内には例えばＯリングからなるシール部材１
９が挿入される。第１３図に示されるように各ロ
ータリ弁ホルダ２１は取付け基板２０に形成され
た開孔２０ａ内に嵌着固定され、この取付け基板
２０はシリンダヘツド３に固定されたシリンダヘ
ツドボルト２２の頭部にボルト２３によつて固定
される。しかしながらこの取付け基板２０を直接
シリンダヘツド３に固定することもできる。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２
１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Ｅ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の頂面と係合
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１９，３４に
より外気から完全に隔離される。第１３図に示さ
れるように各アーム２７の先端部には夫々ピン３
６が取付けられる。これらの各ピン３６はそれら
の下端部をかしめることによつてアーム２７の先
端部に固定される。ピン３６の上端部には小径部
３７が形成され、この小径部内に各アーム２７の
先端部を互に連結する連結ロツド３８が回動可能
に取付けられる。なお、連結ロツド３８上方のピ
ン３６上には第１１図に示すようなＥ字型リング
３９が取付けられ、このＥ字型リング３９によつ
て連結ロツド３８の脱落が阻止される。なお、Ｅ
字型リング３９を用いる代りに第１４図に示すよ
うに連結ロツド３８上方のピン３６上にワツシヤ
３９′を嵌着し、ピン３６の上端部をかしめるこ
とによりワツシヤ３９′をピン３６に固定するこ
ともできる。

第１２図を参照すると、各ロータリ弁１８のア
ーム２７を互に連結する連結ロツド３８の端部は
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の先端部に連結され
る。負圧ダイアフラム装置４０はダイアフラム４
１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。シリンダヘツド３には１
次側気化器４６ａと２次側気化器４６ｂからなる
コンパウンド型気化器４６を具えた吸気マニホル
ド４７が取付けられ、負圧室４４は負圧導管４８
を介して吸気マニホルド４７内に連結される。こ
の負圧導管４８内には負圧室４４から吸気マニホ
ルド４７内に向けてのみ流通可能な逆止弁４９が
挿入される。更に、負圧室４４は大気導管５０並
びに大気開放制御弁５１を介して大気に連通す
る。この大気開放制御弁５１はダイアフラム５２
によつて隔成された負圧室５３と大気圧室５４と
を有し、更に大気圧室５４に隣接して弁室５５を
有する。この弁室５５は一方では大気導管５０を
介して負圧室４４内に連通し、他方では弁ポート
５６並びにエアフイルタ５７を介して大気に連通
する。弁室５５内には弁ポート５６の開閉制御を
する弁体５８が設けられ、この弁体５８は弁ロツ
ド５９を介してダイアフラム５２に連結される。
負圧室５３内にはダイアフラム押圧用圧縮ばね６
０が挿入され、更に負圧室５３は負圧導管６１を
介して１次側気化器４６ａのベンチユリ部６２に
連結される。

気化器４６は通常用いられる気化器であつて、
１次側スロツトル弁６３が所定開度以上開弁した
ときに２次側スロツトル弁６４が開弁し、１次側
スロツトル弁６３が全開すれば２次側スロツトル
弁６４も全開する。１次側気化器４６ａのベンチ
ユリ部６２に発生する負圧は機関シリンダ内に供
給される吸入空気量が増大するほど大きくなり、
従つてベンチユリ部６２に発生する負圧が所定負
圧よりも大きくなつたときに、即ち機関高速高負
荷運転時に大気開放制御弁５１のダイアフラム５
２が圧縮ばね６０に抗して右方に移動し、その結
果弁体５８が弁ポート５６を開弁して負圧ダイア
フラム装置４０の負圧室４４を大気に開放する。
このときダイアフラム４１は圧縮ばね４５のばね
力により下方に移動し、その結果ロータリ弁１８
が回転せしめられて分岐路１４を全開する。一
方、１次側スロツトル弁６３の開度が小さいとき
にはベンチユリ部６２に発生する負圧が小さなた
めに大気開放制御弁５１のダイアフラム５２は圧
縮ばね６０のばね力により左方に移動し、弁体５
８が弁ポート５６を閉鎖する。更にこのように１
次側スロツトル弁６３の開度が小さいときには吸
気マニホルド４７内には大きな負圧が発生してい
る。逆止弁４９は吸気マニホルド４７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４７
内の負圧が負圧室４４内の負圧よりも小さくなる
と閉弁するので大気開放制御弁５１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４７
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。従つ
て機関低速低負荷運転時にはロータリ弁１８によ
つて分岐路１４が閉鎖されることになる。なお、
高負荷運転時であつても機関回転数が低い場合、
並びに機関回転数が高くても低負荷運転が行なわ
れている場合にはベンチユリ部６２に発生する負
圧が小さなために大気開放制御弁５１は閉鎖され
続けている。従つてこのような低速高負荷運転時
並びに高速低負荷運転時には負圧室４４内の負圧
が前述の最大負圧に維持されているのでロータリ
弁１８によつて分岐路１４が閉鎖されている。

上述したように吸気空気量が少ない機関低速低
負荷運転時にはロータリ弁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、吸入空気量が多
い機関高速高負荷運転時にはロータリ弁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１４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
端面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、斯くして高速高負荷運転時にお
ける充填効率を更に高めることができる。

各ロータリ弁１８をシリンダヘツド３に組込む
にはまず始めに各ロータリ弁ホルダ２１を取付け
基板２０に固定し、次いで連結ロツド３８を各ア
ーム２７の先端部に取付けられたピン３６に嵌着
してロータリ弁ホルダ２１と連結ロツド３８とを
取付け基板２０上に一体的に取付け、次いで各ロ
ータリ弁ホルダ２１を対応する開閉弁挿入孔１７
内に嵌込んでこれらロータリ弁ホルダ２１を取付
け基板２０と共に押下げ、次いで各ロータリ弁ホ
ルダ２１が対応する開閉弁挿入孔１７内に完全に
挿入された後に取付け基板２０をボルト２３によ
つてシリンダヘツド３に固締する。

このように本考案によればロータリ弁ホルダを
取付け基板上に一体的に取付けることによつてロ
ータリ弁ホルダをシリンダヘツドに取付ける前に
各ロータリ弁弁体の全閉位置並びに全開位置が互
に同期するように容易に調節できるためにロータ
リ弁弁体の全閉位置並びに全開位置を正確に位置
決めでき、更にロータリ弁ホルダをシリンダヘツ
ドに組付ける作業が極めて容易となる。

【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、第１３図は第１２図のXII
−XII線に沿つてみた側面断面図、第１４図は第１
３図の一部の別の実施例を示す側面断面図であ
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、２０……
取付け基板、２１……ロータリ弁ホルダ、２５…
…弁軸、２６……弁体。

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
   ツド内に形成すると共に該分岐路を横切つて延び
   る開閉弁挿入孔をシリンダヘツド内に形成し、各
   開閉弁挿入孔に挿入すべき複数個のロータリ弁ホ
   ルダを共通の取付け基板に固着し、該取付け基板
   をシリンダヘツドに固締して対応する開閉弁挿入
   孔内に挿入された各ロータリ弁ホルダを取付け基
   盤により保持するようにしたヘリカル型吸気ポー
   トの流路制御装置。