专利名称：内燃发动机的吸气装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种汽车用内燃发动机等的吸气装置，特别涉及一种将空气滤净器入口侧的有效通路截面积对应吸入空气的流量进行切换的吸气装置。
背景技术：
在汽车用内燃发动机等的内燃发动机中，已知的是，作为吸气系统的吸气入口，如果向外部开口的吸气风道的通路截面积大，则向外部泄漏的吸气噪音大，另一方面，如果通路的截面过小，当吸入空气流量大时，通气阻力大，吸气效率降低。因此，先前以来，提出多种使空气滤净器的入口侧的有效通路截面积对应吸入空气流量进行变化的技术。例如，在专利文献I中，公开有作为吸气风道，并列设置第I吸气通路和第2吸气通路，在其中之一的第2吸气通路，设置有通过弹簧或铅垂等的施力单元向关闭方向施力的风门状的阀的构成。该阀，通过由阀前后的压力差对该阀向打开方向作用的力和由弹簧等施力单元向关闭方向的施力的平衡，进行开闭动作，在吸入空气流量较少的内燃发动机的低速转动域中关闭，在吸入空气流量较多的高速转动域中自然打开。由此，有效通路截面积在两阶段中切换。也就是说，形成不使用控制装置或致动器、风门状的阀对应吸气流自然地进行开闭的构成。(现有技术文献)(专利文献)专利文献1:日本特开2000-54924号公报
发明内容
(发明要解决的问题)如上所述，在通过由吸气气流产生的施力而将风门状阀推开的现有的构成中存在如下问题:由于在内燃发动机的低转速时通过弹簧等施力单元保持全闭状态，因此由于内燃发动机的吸气的脉动或车辆行驶振动等，处于全闭位置的风门状阀振动。尤其是，当发动机转速处于阀开始进行打开动作的设定转速附近时，对应吸气脉动等阀反复进行微小的开闭，由于吸气通路内壁面与阀前端的冲撞而产生异响。而且，在上述专利文献I中，为了抑制这样的振动，也公开了通过永磁铁保持处于全闭位置的阀体的实施例，但是在这种将永磁铁的磁力附加于弹簧施力的构成中，阀过度难以打开，在期望的设定转速下难以顺畅地进行打开动作。(解决技术问题的技术方案)在本发明中，在内燃发动机的空气滤净器的吸气入口侧具有两个吸气通路，在其中一个吸气通路，设置对应吸气流而打开的风门机构，上述风门机构具备:主风门，以开闭上述吸气通路的方式，形成以一端的转动中心为中心能够转动地被支撑的板状；缓冲风门，被设置为相对于上述主风门以上述转动中心为中心形成规定的角度，形成与上述主风门一体地转动的板状；缓冲室，以沿着伴随上述主风门的打开动作的上述缓冲风门的转动轨迹的方式，凹设于上述吸气通路的外壁的一部分，并且与该缓冲风门之间形成缓冲空间；施力单元，将上述主风门向闭合方向施力。上述缓冲室中，上述缓冲风门的周缘通过微小的间隙接近内壁面，上述缓冲空间实质上形成密闭空间，在上述主风门大于规定开度时开放上述缓冲空间的连通路设置于上述内壁面。如上所述的构成中，主风门与缓冲风门成为一体，对应吸气流进行转动。在吸入空气流量少的发动机低速范围内，通过弹簧或铅垂等形成的施力单元的施力，主风门为全闭位置，将其中之一的吸气通路堵塞。此时，由于吸气的脉动或车辆行驶振动等主风门将要发生振动的话，与该主风门一体的缓冲风门也会在缓冲室内发生振动。在主风门的全闭位置附近，缓冲风门的周缘通过微小的间隙接近缓冲室的内壁面，缓冲空间实质上形成密闭空间，缓冲风门的振动甚至主风门的振动被抑制。也就是说，由缓冲风门以及缓冲室构成一种空气压缓冲，全闭位置附近的主风门的振动甚至异响的发生被抑制。另一方面，如果吸入空气流量增加到规定水平，抵抗由弹簧等的施力单元的施力，主风门开始打开。这时，由缓冲风门以及缓冲室形成的缓冲，到规定开度为止，作为缓冲只给与微小的阻力，如果超过规定开度，缓冲风门到达缓冲室内壁面的连通路，通过连通路缓冲空间进行开放，作为缓冲的阻力丧失。从而，主风门与缓冲风门一起迅速地转动到全开位置。在一个具体的方式中，与上述缓冲风门的前端缘对向的上述缓冲室的周向内壁面为，从上述主风门的全闭位置到上述规定开度所对应的角度范围内，通过微小间隙接近上述缓冲风门的前端缘。并且在大于上述规定开度的角度范围内，以离开上述缓冲风门的前端缘的方式位于向外周侧后退的位置，由此构成上述连通路。也就是说，在主风门的全闭位置附近，缓冲风门的前端缘接近缓冲室的周向的内壁面，实质上将缓冲空间保持为密闭空间，如果超过规定开度，在与缓冲风门的前端缘之间产生大的间隙，缓冲空间被开放。在另一个优选的方式中，上述主风门在全开位置时，上述主风门堵塞对于上述缓冲室的上述吸气通路的开口部。也就是说，主风门在全开位置与吸气流的方向实质上平行，沿吸气通路的壁面将缓冲室的开口部堵塞。从而不阻碍流经吸气通路内的吸气流。(发明的效果)本发明涉及的内燃发动机的吸气装置中，能够使空气滤净器的吸气入口侧的有效通路截面积的大小变化，能够兼顾在发动机低速范围的吸气噪音的减低和在发动机高速范围的吸气效率的确保。并且，主风门处在全闭位置附近时，通过缓冲作用能够有效地抑制吸气脉动等造成的主风门的振动。另外吸入空气流量增加，主风门打开时，在规定开度缓冲作用丧失，主风门迅速打开。从而，能够防止由于主风门的振动造成的异响的发生，另一方面，在吸入空气流量增加时，能够避免伴随风门机构的打开动作的延迟的加速性能的恶化。
图1为本发明涉及的吸气装置整体的构成说明图。图2为表示风门机构的一实施例的副风道的一部分切去截面图。图3为从正面观察风门机构的副风道的截面图。图4为以单体表示风门阀的立体图。
图5为从外侧观察缓冲箱部的立体图。图6为风门阀打开动作时的说明图。图7为风门阀在全开位置时的说明图。符号说明4.空气滤净器6.主风道7.副风道8.风门机构11.缓冲室13.风门阀15.主风门16.缓冲风门23.螺旋弹簧31.缓冲空间33.连通路
具体实施例方式以下，基于附图详细地说明本发明的一实施例。图1为，概略的示出内燃发动机I的吸气装置整体构成的构成说明图，例如与由汽油发动机形成的内燃发动机I的吸气收集器(未图示)连接的吸气通路2，具备节流阀3，并且前端连接空气滤净器4。该空气滤净器4通过内部的空气滤净器滤芯5被划分为所谓的灰尘侧和洁净侧，成为吸气入口的主风道6与副风道7连接于上述灰尘侧。该主风道6以及副风道7相互并列设置，各自的前端作为外气取入口向外部开口。并且，其中之一，例如在副风道7，设置有对该副风道7进行开闭的风门机构8。基本上,在吸入空气流量少的发动机低速范围,通过关闭该风门机构8,减低向外部泄漏的吸气噪音，在吸入空气流量多的发动机高速范围，通过打开该风门机构8确保必要的通路截面积。图2是为了示出上述风门机构8的细节，切去副风道7的一部分表示的侧面图，图3示出了在设置有上述风门机构8的部分的副风道7的截面。如图3所示，副风道7具有由左右一对的侧壁7a、7a以及上部壁7b、底部壁7c构成的矩形状的通路截面形状，并且，在上部壁7b的上面，鼓出形成有在内侧构成缓冲室11 (参照图2)的缓冲箱部12。并且，在该缓冲箱部12的位置，如图2所示，配置有构成风门机构8的风门阀13。在图2中，与图1相同，图左方为吸气取入口侧，图右方为空气滤净器4侧，吸气向图右方进行流动。另外，在搭载于车辆中的状态下风门机构8不一定为图2、图3所示的姿态，在以下的说明中，为了使理解变得容易，以图2的姿态为基准使用上/下、左/右、顺时针方向、逆时针方向这些表示位置关系的用语。如图2以及图4所示，风门阀13，包含形成矩形的板状的主风门15和同样形成矩形的板状的缓冲风门16，这两个风门15、16以形成V字形的方式在各自的一端部相互连接的同时，在两风门15、16之间，连结二者的一对侧壁17设置为三角形。在成为V字的顶点的两风门16的连接部的两侧，成为该风门阀13的转动中心的转动轴部18分别向侧方突出设置，在这些转动轴部18的前端，连接有臂19的基端。这一对的臂19，与主风门15的侧缘15b平行的延伸，而且在前端，分别突出设有销20。上述转动轴部18，在副风门7的上部壁7b附近的位置，分别转动自由地嵌合于设置于左右一对的侧壁7a的轴承孔21 (参照图3)。因此，风门阀13，作为一个整体，以转动轴部18为中心能够转动地被支撑。另外，上述臂19位于副风门7的侧壁7a的外侧，在其前端的销20与副风门7的侧壁7a上的销22之间，配设有成为施力单元的拉伸型的螺旋弹簧23。该螺旋弹簧23，沿着副风道7的长度方向配设，随着主风门15的开度的增加而伸长。从而，通过该螺旋弹簧23的拉伸力，风门阀13整体沿图2的顺时针方向即主风门15的闭合方向被施力。另外，作为施力单元，也能够使用螺旋弹簧以外的弹性部材或由铅垂产生的重力。上述主风门15，对应副风道7的矩形的通路截面形状形成矩形的板状，如图2所示，在其闭合位置，从转动轴部18向吸气流的下游侧斜向延伸。另外，上述缓冲风门16位于主风门15的上方，形成与主风门15同样的矩形的板状。在一个实施例中，缓冲风门16的宽度与主风门的宽度相等，并且到前端缘16a的长度，比到主风门15的前端缘15a的长度略短。但是，本发明并不限定于这样的尺寸关系，缓冲风门16的形状或尺寸是任意的。上述主风门15与上述缓冲风门16之间的角度，也就是V字形的顶角，对应在全闭位置的主风门15的倾斜角度进行设定，主风门15处于全闭位置时，以缓冲风门16与副风道7的上部壁7b或者底部壁7c平行的方式，设置该角度。另外，上述风门阀13，如图4所示的整体由合成树脂材料一体化成形。通过在副风道7的上方鼓出形成的缓冲箱部12，形成从吸气通路侧观察成为凹陷形状的缓冲室11。该缓冲室11，在风门阀13向打开方向转动时为了容许缓冲风门16的进入，形成沿缓冲风门16的转动轨迹的形状。更具体的是，缓冲室11具有:形成沿缓冲风门16的左右的侧缘16b (参照图4)的转动轨迹的平面的左右一对的侧方的内壁面Ilb ;形成沿缓冲风门16的前端缘16a的转动轨迹的圆弧面的周向的内壁面Ila ;形成以对应缓冲风门13的顶角的倾斜角倾斜的平面的顶侧的内壁面11c，顶侧的内壁面Ilc与缓冲风门16之间的空间为缓冲空间31。另外，如上所述从副风道7内的吸气通路侧观察凹设的缓冲室11，通过矩形的开口部32与副风道7内的吸气通路连通，该开口部32，如图2所示，主风门15处于全闭位置时，通过缓冲风门16实质上被堵塞。上述缓冲风门16的侧缘16b与缓冲室11的侧方的内壁面Ilb之间，以及缓冲风门16的前端缘16a与缓冲风门16的周向的内壁面Ila之间，仅存在微小的间隙，从而，缓冲空间31实质上形成密闭空间。这里，相对于缓冲风门16的前端缘16a通过微小间隙而对向的缓冲室11的周向的内壁面11a，从上述开口部32向上方只在比较小的角度范围内设置，在比这更上方处，作为扩径内壁面lld，设置于对于缓冲风门16的前端缘16a的转动轨迹向外周侧后退的位置。也就是说，扩径内壁面lld，与缓冲风门16的前端缘16a的转动轨迹分开足够大，根据上述，开放缓冲空间31的连通路33在缓冲风门16的整个宽度上形成。另外，虽然在图示例中扩径内壁面Ild也形成了圆弧面，但是因为该部分远离缓冲风门16的前端缘16a，所以它的形状为任意。接近缓冲风门16的前端缘16a的内壁面Ila和与上述前端缘16a相对间隔较大的扩径内壁面Ild之间的边界的位置，与抑制由吸气动脉等造成的主风门15的振动或者晃动所需要的至主风门15的规定开度为止的角度范围相对应。例如，设定在大约10° 20°的角度范围，当然，也不限定于此。在如上所述的构成中，内燃发动机I的吸入空气流量少于规定水平的发动机低速范围内，缓冲风门16整体通过螺旋弹簧23的拉伸力向图2的顺时针方向被施力，主风门15保持如图2所示的全闭位置。这时，缓冲风门16位于缓冲室11的开口部32，缓冲空间31保持为实质上的密闭空间。从而，如果由于吸气动脉或车辆行驶振动等主风门15转动，缓冲风门16要随之移动，此时，因为需要缓冲空间31内的空气通过主风门15周围的微小间隙进行流动，对于缓冲风门16的动作获得缓冲作用。因此，不仅在全闭位置附近的主风门15的振动或者晃动，甚至由于与壁面冲撞造成的异响的发生也被抑制。另一方面，如果吸入空气流量增加到规定水平，由于吸气流的施力主风门15抵抗着螺旋弹簧23的拉伸力开始打开。这时，由缓冲风门16以及缓冲室11形成的缓冲，缓冲风门16的前端缘16a通过缓冲室11的内壁面Ila到规定开度为止，作为缓冲给与微小的阻力，超过规定开度，缓冲风门16的前端缘16a到达扩径内壁面Ild的位置，如图6箭头S所示，空气通过扩径内壁面Ild形成的连通路33从缓冲空间31逃逸。也就是说缓冲空间31被开放，作为缓冲的阻力丧失。从而，主风门15与缓冲风门16—起迅速地转动到全开位置。因此，例如，从空闲状态加速内燃发动机I的时候，回应吸入空气流量的增加，主风门15迅速的打开到全开位置，能够确实的避免伴随其打开动作的延迟的加速性能的恶化。图7，示出了上述主风门15处于开放副风道7的全开位置的状态，在该全开状态下，缓冲风门16与缓冲室11的顶侧的内壁面Ilc邻接的同时，主风门15堵塞缓冲室11的开口部32。在图示例中，由于主风门15比缓冲风门16略长，主风门15的前端缘15a形成与开口部32的开口缘重叠的状态，该部分也发挥挡块的机能。像这样主风门15堵塞开口部32，并且主风门15位于沿着副风道7的上部壁7b的位置，与吸气流平行，因此副风道7内的吸气的流动变的顺畅，吸气阻力的增加较少。以上，对本发明的一实施例进行了说明，本发明不限于上述实施例，可以有各种的变更。例如，上述实施例中，通过扩径内壁面Ild构成涵盖缓冲风门16的整个宽度的连通路33，例如也可以作成仅对应缓冲风门16的前端缘16a的宽度的一部分的凹槽状的连通路，此外，也可以在与缓冲风门16的侧缘16b对向的缓冲室11的侧方的内壁面Ilb上形成连通路。
权利要求
1.一种内燃发动机的吸气装置，在内燃发动机的空气滤净器的吸气入口侧具有两个吸气通路，在其中一个吸气通路，设置对应吸气流而打开的风门机构，上述内燃发动机的吸气装置的特征在于， 上述风门机构具备: 主风门，以开闭上述吸气通路的方式，形成以一端的转动中心为中心能够转动地被支撑的板状； 缓冲风门，被设置为相对于上述主风门以上述转动中心为中心形成规定的角度，形成与上述主风门一体地转动的板状； 缓冲室，以沿着伴随上述主风门的打开动作的上述缓冲风门的转动轨迹的方式，凹设于上述吸气通路的外壁的一部分，并且与该缓冲风门之间形成缓冲空间； 施力单元,将上述主风门向闭合方向施力； 上述缓冲室中，上述缓冲风门的周缘通过微小的间隙接近内壁面，上述缓冲空间实质上形成密闭空间，在上述主风门大于规定开度时开放上述缓冲空间的连通路设置于上述内壁面。
2.根据权利要求1所述的内燃发动机的吸气装置，其特征在于，与上述缓冲风门的前端缘对向的上述缓冲室的周向内壁面为，从上述主风门的全闭位置到上述规定开度所对应的角度范围内，通过微小间隙接近上述缓冲风门的前端缘，并且在大于上述规定开度的角度范围内，以离开上述缓冲风门的前端缘的方式位于向外周侧后退的位置，由此构成上述连通路。
3.根据权利要求1或2所述的内燃发动机的吸气装置，其特征在于，上述主风门在全开位置时，上述主风门堵塞对于上述缓冲室的上述吸气通路的开口部。
全文摘要
本发明涉及一种内燃发动机的吸气装置，在抑制由开闭副风道的主风门的吸气动脉等造成的振动的同时，能够在吸入空气流量增加时迅速地全开。主风门，作为风门阀一体地具备缓冲风门，对应于缓冲风门，缓冲室凹设于副风道的上壁部。缓冲室形成沿缓冲风门的转动轨迹的形状，在与缓冲风门的周缘之间具有微小的间隙，内部的缓冲空间实质上形成密闭空间。缓冲风门的前端缘所对向的周向的内壁面，在大于规定开度的范围内，作为扩径内壁面后退，由此构成连通路。在主风门的全闭位置附近得到缓冲作用，抑制主风门的振动，如果超过规定开度，则缓冲作用丧失。
文档编号F02M35/14GK103161623SQ20121053925
公开日2013年6月19日 申请日期2012年12月13日 优先权日2011年12月16日
发明者安田裕史 申请人:株式会社马勒滤清系统