JP4501852B2 - 吸気装置 - Google Patents

Description

本発明は、エンジンの吸気装置に関する。

従来、エンジンへ吸入される吸気が流れる吸気通路にレゾネータを設け、吸気音の低減およびエンジンの出力向上を図る技術が公知である。また、このようなレゾネータを備える吸気装置の場合、部品点数の低減を図るため、サージタンクとレゾネータとを一体成形することが知られている。しかし、サージタンクとレゾネータとを一体に成形する場合、バックファイアが発生すると、発生した火炎がサージタンクを経由してレゾネータへ伝搬するおそれがある。その結果、吸気装置の耐久性は低下するという問題がある。

そこで、サージタンクとレゾネータとを連通する通路に、この通路を連通状態または非連通状態のいずれかに切り換える切換手段を備える吸気装置が提案されている（特許文献１参照）。特許文献１に開示されている発明では、バックファイアが発生しやすいエンジンの始動時に、通路を非連通状態に切り換えている。これにより、バックファイアによって発生した火炎を通路において遮断し、レゾネータへの伝搬の防止を図っている。

特開２００５−１８８２９２号公報

しかしながら、特許文献１に開示されている発明の場合、火炎の伝搬を確実に防止するために切換手段には高い密閉度が要求される。また、切換手段は、エンジンの始動時とエンジンの定常運転時との間で通路の連通または非連通を切り換える必要がある。そのため、切換手段を駆動する駆動手段、および駆動手段を制御する制御手段を必要とする。これらの結果、構造の複雑化および部品点数の増大を招くという問題がある。

そこで、本発明の目的は、簡単な構造で部品点数の増大を招くことなく、耐久性が向上する吸気装置を提供することにある。

請求項１記載の発明では、サージタンクとレゾネータとの間には、連通管部とは別に連通路を有している。この連通路には、サージタンクとレゾネータとの間を開閉する弁手段が設けられている。バックファイアが発生すると、伝搬する火炎によって閉空間であるレゾネータ内部では圧力が上昇する。そこで、弁手段が連通路を開放することにより、レゾネータ内部の圧力はサージタンク側へ逃がされる。このとき、圧力が上昇したレゾネータ内部の吸気は、スロットルよりもエンジン側に位置するサージタンクに逃がされるに過ぎない。これにより、連通路と弁手段との間には厳密なシール性は要求されない。したがって、簡単な構造で部品点数の増大を招くことなく、耐久性を高めることができる。
また、吸気は、レゾネータからサージタンクへ逃がされるので、外部へ放出されることはない。したがって、エンジンに供給される吸気量の低下を招くことがなく、エンジン性能の低下を招くことはない。

請求項２記載の発明では、弁手段は、サージタンクとレゾネータとの間に圧力差が発生し、レゾネータ側の圧力がサージタンク側よりも所定値以上大きくなると、連通路を開放する。バックファイアが発生すると、伝搬する火炎によって閉空間であるレゾネータ内部では圧力が上昇する。そこで、弁手段が連通路を開放することにより、レゾネータ内部の圧力はサージタンク側へ逃がされる。弁手段は、サージタンクとレゾネータとの間の圧力差によって開閉される。そのため、弁手段は、構成が簡略化され、駆動手段および制御手段を必要としない。したがって、簡単な構造で部品点数の増大を招くことなく、耐久性を高めることができる。

請求項３記載の発明では、弁手段はゴム製である。そのため、弁手段を安価な材料で形成することができる。また、ゴム製の弁手段は、自身の弾性力によって連通路を開閉する。そのため、レゾネータとサージタンクとの間の圧力差が所定値より大きくなると、弁手段は連通路を開放する。一方、圧力差が小さくなると、弁手段は連通路を閉鎖する。これにより、弁手段を制御する複雑な制御手段を必要としない。したがって、安価で簡単な構造によって耐久性を高めることができる。

請求項４記載の発明では、弁手段は連通路を開閉する弁部材と弁部材が連通路を閉鎖する方向へ押し付ける弾性部材とを有している。そのため、弁手段を安価な材料で形成することができるとともに、弁手段が開放する圧力差を精度良く生じさせることができる。弁部材と弾性部材とを有する弁手段は、弾性部材の弾性力によって連通路を開閉する。したがって、連通路を開放するレゾネータとサージタンクとの間の圧力差を、弾性部材の弾性力を調整することで、任意の所定値を設定することができる。

請求項５記載の発明では、サージタンクとレゾネータとを区画する隔壁は連通路を形成している。サージタンクおよびレゾネータを一体に形成する場合、ボディの内部を区画する隔壁によってサージタンクおよびレゾネータが形成される。この隔壁に連通路を形成し弁手段を設けることにより、サージタンクとレゾネータとの間には複雑な形状の連通路を設ける必要はない。したがって、簡単な構造で部品点数の増大を招くことはない。

以下、本発明の一実施形態による吸気装置を図面に基づいて説明する。
図１に示すように、本発明の一実施形態による吸気装置１０は樹脂で一体に成形されている。吸気装置は、図示しないエンジンの吸気系に設置されている。吸気装置１０は、一方の端部が図示しないエアクリーナに連通している。図示しないエアクリーナと吸気装置１０との間には、吸気の流量を調整する図示しないスロットルが設置されている。

吸気装置１０は、樹脂で一体に成形されているボディ１１を備えている。ボディ１１は、サージタンク２１、レゾネータ２２および連通管部２３を一体に形成している。また、ボディ１１には、吸気管部２４が接続している。吸気管部２４は、一方の端部がサージタンク２１に連通し、他方の端部がエンジンの各気筒に連通している。図示しないエアクリーナから吸入された吸気は、図示しないスロットルを経由してサージタンク２１へ流入する。サージタンク２１に流入した吸気は、各吸気管部２４に分配され、エンジンの各気筒へ供給される。

サージタンク２１からは、吸気管部２４に加えて連通管部２３が分岐している。連通管部２３は、一方の端部がサージタンク２１に連通し、他方の端部がレゾネータ２２に連通している。すなわち、連通管部２３は、サージタンク２１とレゾネータ２２とを接続している。
ボディ１１は、内部に隔壁１２を備えている。隔壁１２は、ボディ１１の内部をサージタンク２１とレゾネータ２２とに区画している。これにより、ボディ１１は、内部に隔壁１２により区画されたサージタンク２１とレゾネータ２２とを形成する。隔壁１２は、ボディ１１とともに樹脂で一体に形成されている。

図２に示すように、隔壁１２は連通路１３を形成している。連通路１３は、連通管部２３とは別の経路でサージタンク２１とレゾネータ２２とを連通する。隔壁１２には、連通路１３を開閉する弁手段としてのリリーフ弁３０が設置されている。リリーフ弁３０は、隔壁１２に保持される保持部３１と、連通路１３を開閉する弁体部３２とを有している。本実施形態の場合、リリーフ弁３０はゴムで保持部３１と弁体部３２とが一体に形成されている。

リリーフ弁３０は、図３に示すように隔壁１２に取り付けられるまで弁体部３２がサージタンク２１側に湾曲している。弁体部３２が湾曲したリリーフ弁３０を隔壁１２に取り付けることにより、図２に示すように弁体部３２は自身の弾性力により隔壁１２のサージタンク２１側に密着する。これにより、サージタンク２１とレゾネータ２２との間に連通路１３を形成しても、連通路１３はリリーフ弁３０の弁体部３２によって閉鎖される。弁体部３２が湾曲したリリーフ弁３０を隔壁１２に取り付けることにより、弁体部３２には隔壁１２へ押し付けられる力が加わる。そのため、リリーフ弁３０は、弁体部３２に加わる力が所定値に達するまで連通路１３を開放しない。その結果、リリーフ弁３０は、サージタンク２１とレゾネータ２２との間に圧力差が生じるまで連通路１３を閉鎖する。

このように弁体部３２を湾曲させることにより、図４に示すようにリリーフ弁３０には常に隔壁１２へ押し付けられる方向へ荷重が加わっている。このとき、弁体部３２に加わる荷重はセット荷重と定義する。サージタンク２１に対してレゾネータ２２の圧力が上昇すると、弁体部３２には連通路１３を経由してレゾネータ２２側からサージタンク２１側へ力が加わる。この弁体部３２に加わる力は、弁体部３２を隔壁１２から引き離す方向へ加わる。そのため、レゾネータ２２内部の圧力がサージタンク２１内部の圧力よりも大きくなり、その圧力差が所定値よりも大きくなると、圧力差によって弁体部３２に加わる力はセット荷重よりも大きくなる。その結果、弁体部３２は図２の破線に示すように変形し、リリーフ弁３０は連通路１３を開放する。一方、レゾネータ２２内部の圧力が低下すると、リリーフ弁３０の弁体部３２に隔壁１２から引き離す方向へ加わる力は小さくなる。これにより、バックファイアが消滅すると、弁体部３２は自身の弾性力によって図２の実線に示す位置に復帰し、連通路１３を再び閉鎖する。

リリーフ弁３０のセット荷重は、図４に示すように吸気の圧力変動によって弁体部３２に加わる力よりも大きく設定されている。これにより、サージタンク２１およびレゾネータ２２内部の吸気に圧力変動が生じる場合でも、この圧力変動によって弁体部３２が連通路１３を開放することはない。一方、セット荷重は、サージタンク２１およびレゾネータ２２が耐えうる圧力すなわち最大耐圧時にサージタンク２１およびレゾネータ２２に加わる荷重よりも小さく設定されている。これにより、レゾネータ２２内部の圧力が耐圧以上に上昇する前にリリーフ弁３０３０は連通路１３を開放する。したがって、サージタンク２１およびレゾネータ２２の破損が防止される。

上記の構成により、吸気装置１０は、エンジンでバックファイアが発生し、発生した火炎の伝搬によってレゾネータ２２内部の圧力が上昇すると、リリーフ弁３０が開弁する。これにより、連通路１３が開放され、レゾネータ２２の圧力はサージタンク２１へ逃がされる。したがって、レゾネータ２２内部の異常な圧力上昇を防止することができる。

本発明の一実施形態では、リリーフ弁３０は、ゴム製であり、保持部３１と弁体部３２とからなる簡単な構造である。また、リリーフ弁３０は、サージタンク２１とレゾネータ２２との間の圧力差によって連通路１３を開閉する。そのため、リリーフ弁３０を駆動するための駆動手段および制御手段は不要である。したがって、簡単な構造でレゾネータ２２を含むボディ１０の耐久性を高めることができる。

本発明の一実施形態では、レゾネータ２２内部の圧力が上昇し、リリーフ弁３０が開弁すると、レゾネータ２２からサージタンク２１へ圧力が逃がされる。サージタンク２１は、図示しないスロットルよりもエンジン側に位置する。そのため、レゾネータ２２からサージタンク２１へ圧力を逃がしても、吸気の圧力および流量が低下することはない。また、リリーフ弁３０はレゾネータ２２とサージタンク２１とを連通する連通路１３を開閉する。そのため、弁体部３２には、高いシール性は要求されない。したがって、簡単な構造で耐久性を高めることができるとともに、エンジン性能の低下を招くこともない。

（その他の実施形態）
上述の一実施形態では、ゴム製のリリーフ弁３０自身の弾性によって連通路１３を開閉する構成について説明した。しかし、図５に示すようにリリーフ弁４０を弁部材４１と弾性部材４２とから構成し、弁部材４１に加わる力が弾性部材４２の押し付け力よりも大きくなると、リリーフ弁４０が開弁する構成としてもよい。

上述の一実施形態では、ボディ１１にサージタンク２１とレゾネータ２２とを一体に形成する例について説明した。しかし、サージタンク２１とレゾネータ２２とを別体で構成し、連通管部とは別の連通路でサージタンク２１とレゾネータ２２とを連通し、連通路にリリーフ弁３０を設置する構成としてもよい。
以上のように本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の実施形態に適用可能である。

本発明の一実施形態による吸気装置の概略を示す断面図。 本発明の一実施形態による吸気装置の要部の概略を示す断面図。 本発明の一実施形態による吸気装置のリリーフ弁を示す概略図。 本発明の一実施形態によるリリーフ弁の変位と荷重との関係を示す模式図。 本発明の一実施形態による吸気装置において変形形態の要部を示す断面図。

符号の説明

１０ 吸気装置、１１ ボディ、１２ 隔壁、１３ 連通路、２１ サージタンク、２２ レゾネータ、２３ 連通管部、３０、４０ リリーフ弁（弁手段）、４１ 弁部材、４２ 弾性部材

Claims (5)

1. 連通管部を経由してサージタンクに連通するレゾネータを備える吸気装置であって、
   前記連通管部とは別に前記サージタンクと前記レゾネータとを連通する連通路に設けられ、前記連通路を開閉する弁手段を備える吸気装置。
2. 前記弁手段は、前記レゾネータの圧力が前記サージタンクの圧力より所定値以上大きくなると前記連通路を開放する請求項１記載の吸気装置。
3. 前記弁手段は、ゴム製である請求項１または２記載の吸気装置。
4. 前記弁手段は、前記連通路を開閉する弁部材と、前記弁部材が前記連通路を閉鎖する方向へ押し付ける弾性部材とを有する請求項１または２記載の吸気装置。
5. 前記サージタンクおよび前記レゾネータを一体に形成するボディと、前記ボディと一体に形成され前記ボディの内部を前記サージタンクと前記レゾネータとに区画する隔壁とをさらに備え、
   前記隔壁は前記連通路を形成し、前記弁手段は前記隔壁に設けられている請求項１から４のいずれか一項記載の吸気装置。
   
   
   
   

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