(57)【要約】【課題】吸気量を調量するように開閉制御される吸気弁がエンジン本体のシリンダヘッドに配設され、シリンダヘッドに設けられる吸気ポートに、スロットル弁を有しない吸気系が接続される可変動弁エンジンにおいて、吸気弁を開閉制御するアクチュエータを冷却して吸気量を精度良く制御可能とする。【解決手段】吸気弁を開閉制御するようにしてエンジン本体２２に配設されるアクチュエータ６０が冷却手段１２４で冷却される。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気量を調量するように開閉制御される吸気弁（３８）がエンジン本体（２２）のシリンダヘッド（３０）に配設され、シリンダヘッド（３０）に設けられる吸気ポート（３３）に、スロットル弁を有しない吸気系（３４）が接続される可変動弁エンジンにおいて、前記吸気弁（３８）を開閉制御するようにして前記エンジン本体（２２）に配設されるアクチュエータ（６０）を冷却する冷却手段（１２４，１２６）を有することを特徴とする可変動弁エンジン。
【請求項２】
前記冷却手段（１２６）が、前記エンジン本体（２２）を搭載した車両の前部に一端を開口して前記アクチュエータ（６０）まで延びるダクトであることを特徴とする請求項１記載の可変動弁エンジン。
【請求項３】
前記冷却手段（１２４）は、前記エンジン本体（２２）を搭載した車両の前方からの走行風を前記アクチュエータ（６０）に直接当てる送風路（１２５）を構成するように前記エンジン本体（２２）の前方に複数の部品（８８，８０，１２０）が配置されて成ることを特徴とする請求項１記載の可変動弁エンジン。
【請求項４】
前記複数の部品は、前記吸気系（３４）の一部を構成する吸気チャンバ（８０）、吸気チャンバ（８０）から吸気ポート（３３）側に延びる吸気管（８８）、ならびに吸気チャンバ（８０）およびエアクリーナ（１１８）間を結ぶ接続ダクト（１２０）であり、車両前方から見たときに前記吸気管（８８）、吸気チャンバ（８０）および接続ダクト（１２０）が、前記アクチュエータ（６０）まで直線的に延びる前記送風路（１２５）を形成するように配置されることを特徴とする請求項３記載の可変動弁エンジン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吸気量を調量するように開閉制御される吸気弁がエンジン本体のシリンダヘッドに配設され、シリンダヘッドに設けられる吸気ポートに、スロットル弁を有しない吸気系が接続される可変動弁エンジンに関する。
【背景技術】
【０００２】
吸気弁を開閉制御することで吸気量を調量することにより、吸気系にスロットル弁を介在させることのないようにした可変動弁エンジンが、特許文献１で既に知られている。
【特許文献１】特許第３４９４０４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記特許文献１で開示されるような可変動弁エンジンにおいて、最も調量が難しいのは低負荷運転のときであり、低負荷運転状態ではエンジン特有のフリクションならびにエンジンの仕事が拮抗するので、吸気量の調量が狂うと拮抗ポイントがずれてエンジン回転数が変動する。このエンジン回転数の変動を回避するためには吸気量を精度良く調量する他ない。一方、吸気弁を開閉制御するアクチュエータは、熱影響を受け易いものであり、吸気量が少ない低負荷領域でも吸気量を精度よく制御するためにはアクチュエータを冷却することが望ましい。
【０００４】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、吸気弁を開閉制御して吸気量を調量することで吸気系にスロットル弁を介在させないようにした上で、吸気弁を開閉制御するアクチュエータを冷却して吸気量を精度良く制御し得るようにした可変動弁エンジンを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、吸気量を調量するように開閉制御される吸気弁がエンジン本体のシリンダヘッドに配設され、シリンダヘッドに設けられる吸気ポートに、スロットル弁を有しない吸気系が接続される可変動弁エンジンにおいて、前記吸気弁を開閉制御するようにして前記エンジン本体に配設されるアクチュエータを冷却する冷却手段を有することを特徴とする。
【０００６】
また請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明の構成に加えて、前記冷却手段が、前記エンジン本体を搭載した車両の前部に一端を開口して前記アクチュエータまで延びるダクトであることを特徴とする。
【０００７】
請求項３記載の発明は、請求項１記載の発明の構成に加えて、前記冷却手段は、前記エンジン本体を搭載した車両の前方からの走行風を前記アクチュエータに直接当てる送風路を構成するように前記エンジン本体の前方に複数の部品が配置されて成ることを特徴とする。
【０００８】
さらに請求項４記載の発明は、請求項３記載の発明の構成に加えて、前記複数の部品は、前記吸気系の一部を構成する吸気チャンバ、吸気チャンバから吸気ポート側に延びる吸気管、ならびに吸気チャンバおよびエアクリーナ間を結ぶ接続ダクトであり、車両前方から見たときに前記吸気管、吸気チャンバおよび接続ダクトが、前記アクチュエータまで直線的に延びる前記送風路を形成するように配置されることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１記載の発明によれば、冷却手段によりアクチュエータが冷却されるので、低負荷運転時にも、アクチュエータが熱影響を受けないようにして吸気量を高精度に制御することができる。
【００１０】
また請求項２記載の発明によれば、ラジエータがエンジン本体の前方にあるときのラジエータからの背風およびエンジン本体からの放射熱等の影響を受けることなく外気によってアクチュエータを効率良く冷却することができる。この際、ダクトの後端開口面積を絞るようにすれば、ノズル効果で冷却効果をより高めることができる。
【００１１】
請求項３記載の発明によれば、エンジン本体の前方に配置される複数の部品を利用してアクチュエータを走行風で冷却するようにし、部品点数の増大を回避しつつアクチュエータを冷却することができる。
【００１２】
さらに請求項４記載の発明によれば、吸気管、吸気チャンバおよび接続ダクトは吸気系を構成するものであり、走行風が当たっても走行風が暖気化することはなく、アクチュエータを効率的に冷却することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態を、添付の図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。
【００１４】
図１〜図１７は本発明の第１実施例を示すものであり、図１は車両搭載状態での可変動弁エンジンの側面図、図２は図１の２矢視図、図３は図１の３矢視図、図４は図３の４−４線矢視図、図５は吸気弁用動弁装置の縦断側面図、図６は吸気弁用動弁装置の分解斜視図、図７はアクチュエータの縦断側面図、図８は吸気チャンバおよび上流側吸気管の平面図、図９は図８の９−９線断面図、図１０は図８の１０−１０線断面図、図１１は図８の１１−１１線断面図、図１２は図１１の１２−１２線矢視方向から見た第２チャンバ半体の平面図、図１３は補強プレートおよび下流側吸気管の平面図、図１４は図１２の１４−１４線拡大断面図、図１５は総排気量に対する吸気チャンバ容積の比率による体積効率の変化を示す図、図１６は総排気量に対する吸気チャンバ容積の比率による空燃比のばらつき度合いを示すグラフ、図１７は総排気量に対する吸気チャンバ容積の比率による吸気音の変化を示す図である。
【００１５】
先ず図１〜図４において、車両の前部には、クランクシャフト２１の軸線Ｃを車両の幅方向に沿わせた複数気筒たとえば４気筒のエンジン本体２２が搭載されており、各気筒は、前記軸線Ｃと平行な気筒配列方向２３に並んでエンジン本体２２に設けられる。このエンジン本体２２の前方には、エンジン本体２２を冷却して昇温した冷却水を冷却するためのラジエータ２４と、車両に装備される空気調和装置のコンデンサ２５とが、前記気筒配列方向２３に並んで配置されており、ラジエータ２４およびコンデンサ２５の後部には、ラジエータファン２６およびコンデンサファン２７が付設される。
【００１６】
前記エンジン本体２２は、前記クランクシャフト２１を回転自在に支承するクランクケース２８と、該クランクケース２８に結合されるシリンダブロック２９と、シリンダブロック２９に結合されるシリンダヘッド３０と、シリンダヘッド３０に結合されるヘッドカバー３１とを備えるものであり、車両の進行方向前方を向いた状態でクランクケース２８の左端には変速機を収納するミッションケース３２が、前記エンジン本体２２の左側方かつ該ミッションケース３２の上方に空きスペースを形成するようにして結合される。
【００１７】
前記シリンダヘッド３０の前方側に臨む一側壁３０ａ（図１参照）には、各気筒毎の吸気ポート３３…が設けられており、それらの吸気ポート３３…に吸気系３４が接続される。また前記シリンダヘッド３０の後方側に臨む他側壁３０ｂ（図１参照）には各気筒毎の排気ポート３５…が設けられており、それらの排気ポート３５…には、遮熱カバー３６で上方から覆われる排気マニホールド３７が接続される。
【００１８】
図５および図６において、シリンダヘッド３０には、各吸気ポート３３…毎に一対の吸気弁３８…が開閉作動作動可能に配設されており、各吸気弁３８…を開閉駆動する吸気側動弁装置３９は、吸気側動弁カム４０を各気筒毎に有する吸気側カムシャフト４１と、吸気側動弁カム４０に従動して揺動するとともに各気筒毎に一対の吸気弁３８…に共通に  連動、連結される吸気側ロッカアーム４２と、吸気弁３８…の作動特性のうち開弁リフト量を連続的に変化させるリフト可変機構４３とを各気筒毎に備える。
【００１９】
シリンダヘッド３０には、各気筒の両側に配置されるようにして上部ホルダ４４…が締結されており、各上部ホルダ４４…と協働して吸気側カムシャフト４１を回転自在に支承するキャップ４５…が上部ホルダ４４…の上面に締結される。
【００２０】
吸気側ロッカアーム４２の一端部には、一対の吸気弁３８…におけるステム３８ａ…の上端に上方から当接するタペットねじ４６…が進退位置を調節可能として螺合される弁連結部４２ａが設けられる。また吸気側ロッカアーム４２の他端部には、第１支持部４２ｂと、第１支持部４２ｂの下方に配置される第２支持部４２ｃとが相互に連なって設けられ、第１および第２支持部４２ｂ，４２ｃは、吸気弁３８…とは反対側に開いた略Ｕ字状に形成される。
【００２１】
吸気側ロッカアーム４２の第１支持部４２ｂには、吸気側カムシャフト４１の吸気側動弁カム４０に転がり接触するローラ４７が第１連結軸４８およびニードルベアリング４９を介して軸支されるものであり、ローラ４７は略Ｕ字状である第１支持部４２ｂに挟まれるように配置される。
【００２２】
リフト可変機構４３は、前記吸気側ロッカアーム４２の第１支持部４２ｂに一端部が回動可能に連結されるとともに他端部が吸気側ロッカシャフト５０で回動可能に支承される第１リンクアーム５１と、前記吸気側ロッカアーム４２の第２支持部４２ｃに一端部が回動可能に連結される第２リンクアーム５２と、第２リンクアーム５２の他端部を回動可能に支承する可動支軸５３と、該可動支軸５３をその軸線と平行な軸線まわりに角変位させることを可能として可動支軸５３に連結されるコントロール軸５４とを備える。
【００２３】
第１リンクアーム５１の一端部は、吸気側ロッカアーム４２の第１支持部４２ｂを両側から挟むように略Ｕ字状に形成されており、ローラ４７を吸気側ロッカアーム４２に軸支する第１連結軸４８を介して第１支持部４２ｂに回動可能に連結される。また第１リンクアーム５１の他端部を回動可能に支承する吸気側ロッカシャフト５０は、前記上部ホルダ４４で支持される。
【００２４】
第１リンクアーム５１の下方に配置される第２リンクアーム５２の一端部は、吸気側ロッカアーム４２の第２支持部４２ｃに挟まれるように配置され、第２連結軸５５を介して第２支持部４２ｃに回動可能に連結される。
【００２５】
ところで、両吸気弁３８…は図示しない弁ばねによって閉弁方向にばね付勢されるものであり、閉弁方向にばね付勢されている両吸気弁３８…を吸気側ロッカアーム４２で開弁方向に駆動しているときに吸気側ロッカアーム４２のローラ４７は、弁ばねのばね付勢力によって吸気側動弁カム４０に接触しているのであるが、吸気弁３８…の閉弁状態では、前記弁ばねのばね付勢力は吸気側ロッカアーム４２に作用することはなく、ローラ４７が吸気側動弁カム４０から離れてしまい、吸気弁３８…の微小開弁時における弁リフト量の制御精度が低下してしまう可能性がある。そこで、弁ばねとは別のロッカアーム付勢ばね５６により、前記ローラ４７を吸気側動弁カム４０に当接させる方向に吸気側ロッカアーム４２が付勢される。
【００２６】
コントロール軸５４は、一列に並ぶ複数気筒に共通な単一のものであり、吸気側ロッカアーム４２の両側に配置されるウエブ５４ａ…と、両ウエブ５４ａ…の基端部外面に直角に連なるジャーナル部５４ｂ…と、両ウエブ５４ａ…間を結ぶ連結部５４ｃ…とを各気筒毎に有して一体のクランク形状に構成され、可動支軸５３は、両ウエブ５４ａ…間を結ぶようにしてコントロール軸５４に連結される。しかも前記ジャーナル部５４ｂ…は、前記上部ホルダ４４…と、各上部ホルダ４４…の下面に締結される下部ホルダ５７…により回動可能に支承される。
【００２７】
ところで吸気弁３８…が閉弁状態にあるときに第２リンクアーム５２を吸気側ロッカアーム４２に連結する第２連結軸５５は、コントロール軸５４のジャーナル部５４ｂ…と同軸上にあり、コントロール軸５４がジャーナル部５４ｂ…の軸線まわりに揺動すると、可動支軸５３はジャーナル部５４ｂ…の軸線を中心とする円弧上を移動することになる。
【００２８】
可動支軸５３が下降する方向にコントロール軸５４が回動し、吸気側カムシャフト４１の吸気側動弁カム４０でローラ４７が押圧されると、吸気側ロッカシャフト５０、第１連結軸４８、第２連結軸５５および可動支軸５３を結ぶ四節リンクが変形して吸気側ロッカアーム４２が下方に揺動し、タペットねじ４６…が吸気弁３８…のステム３８ａ…を押圧し、吸気弁３８…を低リフトで開弁する。
【００２９】
また可動支軸５３が上昇する方向にコントロール軸５４が回動し、吸気側カムシャフト４１の吸気側動弁カム４０でローラ４７が押圧されると、前記四節リンクが変形して吸気側ロッカアーム４２が下方に揺動し、タペットねじ４６…が吸気弁３８…のステム３８ａ…を押圧し、吸気弁３８…が高リフトで開弁する。
【００３０】
図７を併せて参照して、気筒配列方向２３に沿うコントロール軸５４の一端部、すなわちコントロール軸５４が備える複数のジャーナル部５４ｂ…のうち前記気筒配列方向２３に沿う一端側のジャーナル部５４ｂは、エンジン本体２２におけるシリンダヘッド３０の左側端壁外面に取付けられるアクチュエータ６０の収納ボックス６１内に突入される。
【００３１】
アクチュエータ６０は、電動モータ６２と、収納ボックス６１内に突入された前記ジャーナル部５４ｂの一端に電動モータ６２の回転動力を伝達する動力伝達手段６３とを備える。
【００３２】
収納ボックス６１は、シリンダヘッド３０とは反対側を開放した箱形に形成されるケース部６４ａならびに該ケース部６４ａの一側側壁に連なって下方に延びる支持壁部６４ｂを一体に有するボックス主体６４と、ケース部６４ａの一側側壁および支持壁部６４ｂを外側方から覆うようにしてボックス主体６４に締結される椀状のケース６５と、ケース部６４ａの開口端を閉じるようにしてボックス主体６４に締結される蓋部材６６とから成り、ボックス主体６４および蓋部材６６は共締めによりシリンダヘッド３０に取付けられる。
【００３３】
電動モータ６２は、ケース部６４ａの下方に配置されて支持壁部６４ｂに取付けられるものであり、収納ボックス６１内には、電動モータ６２の回転動力をコントロール軸５４の一端部であるジャーナル部５４ｂに伝達するための動力伝達手段６３が収納される。
【００３４】
動力伝達手段６３は、収納ボックス６１内に突入されたジャーナル部５４ｂの一端部にキー６７を介して基端部が固定されるコントロールアーム６８と、ジャーナル部５４ｂの軸線と直交する平面に軸線が配置されるねじ軸６９と、ねじ軸６９に螺合するナット部材７０と、該ナット部材７０にピン７１で一端が連結されるとともに他端が一対のピン７２…を介してコントロールアーム６８に連結される連結リンク７３と、ねじ軸６９および電動モータ６２間に設けられる減速ギヤ機構７４とを備える。
【００３５】
コントロールアーム６８は収納ボックス６１のケース部６４ａに収納されており、電動モータ６２と平行な軸線を有して横方向に延びる軸線を有してケース部６４ａ内に大部分が収納されるねじ軸６９の一端部はケース部６４ａの一側側壁から突出される。
【００３６】
減速ギヤ機構７４は、電動モータ６２の出力軸６２ａおよびねじ軸６９間に設けられてケース６５内に収納されるものであり、出力軸６２ａに固定される駆動ギヤ７５と、該駆動ギヤ７５に噛合してねじ軸６９の一端部に固定される被動ギヤ７６とから成る。
【００３７】
このような吸気側動弁装置３９において、電動モータ６２の作動によって可動支軸５３を無段階に変位させることで吸気弁３８…のリフト量を無段階に変化させることが可能であり、それにより吸気弁３８…で吸気量を調量することを可能とし、吸気系３４にスロットル弁が設けられることが不要となる。
【００３８】
再び図１〜図４において、吸気系３４は、ラジエータファン２６およびコンデンサファン２７と、エンジン本体２２との間に配置されるようにしてシリンダヘッド３０の一側壁３０ａに対向する吸気チャンバ８０を中間部に有するものである。
【００３９】
図８〜図１１において、吸気チャンバ８０は、下方に開いた椀状である第１チャンバ半体８１と、上方に開いた椀状である第２チャンバ半体８２とが相互に結合されて成るものであり、第１および第２チャンバ半体８１，８２は、アルミニウム合金等の軽合金により形成される。
【００４０】
第２チャンバ半体８２が深い椀状に形成されるのに対して、第１チャンバ半体８１は浅い椀状に形成されており、そのような第１および第２チャンバ半体８１，８２の形状の相違により、第１チャンバ半体８１自体の剛性は第２チャンバ半体８２自体の剛性よりも弱くなっている。
【００４１】
しかも第２チャンバ半体８２の底部には、一対の支持脚部８３，８３が下方に延びるようにして一体に突設されており、これらの支持脚部８３…は、クランクケース２８に取付けられるブラケット８４（図４参照）に弾性部材８５…を介して支持される。
【００４２】
吸気チャンバ８０の一部を構成する第１チャンバ半体８１の上面には、シリンダヘッド３０の一側壁３０ａに設けられた吸気ポート３３…に個別に対応した複数（この実施例では４つ）の接続筒部８６…が上方に開放した接続口８７…をそれぞれ形成しつつ上方にわずかに突出するようにして一体に設けられており、吸気チャンバ８０は、エンジン本体２２の気筒配列方向２３に沿って各吸気ポート３３…から一方側（この実施例では車両前方を向いた状態で左側）にずれた位置に各接続口３７…を配置するとともに気筒配列方向２３に沿うエンジン本体２２の一端よりも側方に一端を張り出すように配置される。
【００４３】
この吸気チャンバ８０の容積はエンジンの総排気量に対して所定値以上の比率を有するように設定されるものであり、その設定にあたってはエンジン出力向上、吸気音の消音および空燃比制御性の少なくとも１つが考慮され、たとえば前記エンジン出力向上、吸気音の消音および空燃比制御性の全てを満足するようにして、前記所定値は１．７に設定される。
【００４４】
前記各接続口３７…には、シリンダヘッド３０の吸気ポート３３…側に延びる下流側吸気管８８…の上流端が接続されるものであり、各下流側吸気管８８…は、下方に向けて開いた略Ｕ字状にして同一形状に形成される。しかも各下流側吸気管８８…は、平面視では前記気筒配列方向２３に対して斜めに交差するように配置される。
【００４５】
一方、シリンダヘッド３０の一側壁３０ａ…には各吸気ポート３３…に共通であるフランジ８９が締結されるものであり、各吸気ポート３３…に個別に対応してフランジ８９に結合される接続管９０…に、前記下流側吸気管８８…の下流端がコネクタ９１…を介してそれぞれ接続される。これにより下流側吸気管８８…の下流端は各吸気ポート３３…に個別に接続される。しかも図３で示すように、気筒配列方向２３に沿う前記吸気チャンバ８０の幅Ｄ１は前記フランジの幅Ｄ２よりも大きく設定される。
【００４６】
またシリンダヘッド３０の一側壁３０ａに対向する位置に、吸気チャンバ８０と、気筒配列方向２３に沿って吸気チャンバ８０の他方側に配置される発電機９２とが、気筒配列方向２３に並んで配置されており、前記下流側吸気管８８…は、吸気チャンバ８０側に向かうにつれて前記発電機９２から遠ざかる側に傾斜するように配置されている。
【００４７】
さらに吸気チャンバ８０内には、下流側吸気管８８…の上流端に個別に接続される複数の上流側吸気管９３…が収容されるものであり、それらの上流側吸気管９３…は、下流側吸気管８８…の気筒配列方向２３に対する傾斜方向と鋭角をなして気筒配列方向２３に斜めに交差する平面内で略Ｕ字状に彎曲するように形成される。
【００４８】
図９に特に注目して、第１チャンバ半体８１に設けられる接続筒部８６…内には、上端の接続口８７と、上方に臨む第１段部９４を接続口８７との間に形成して接続口８７よりも小径に形成される小径孔９５と、下方に臨む第２段部９６を小径孔９５の下端との間に形成して小径孔９５よりも大径に形成される第１嵌合孔９７と、第１嵌合孔９７の下端に小径端を連ならせるととも下方に向かうにつれて大径となるテーパ面９８と、テーパ面９８の大径端との間に下方に臨む第３段部９９を形成してテーパ面９８の大径端に連なる第２嵌合孔１００とが同軸にそれぞれ設けられる。
【００４９】
下流側吸気管８８…の上流端は第１段部９４に当接されるまで接続口９７に嵌合された状態で接続筒部９６に全周にわたって溶接される。一方、上流側吸気管９３…の下流端部には、鍔部材１０１が半径方向外方に張り出すようにして溶接されており、上流側吸気管９３…の下流端を第２段部９６に当接するまで第１嵌合孔９７に嵌合したときに前記鍔部材１０１の外周は第２嵌合孔１００に嵌合される。しかも上流側吸気管９３…の下流端外周には前記鍔部材１０１で保持されるＯリング１０２が装着されており、このＯリング１０２が、上流側吸気管９３…の下流端外周およびテーパ面９８間に介装されることで、上流側吸気管９３…の第１チャンバ半体８１への接続部がシールされる。このようにして上流側吸気管９３…の下流端が、第１チャンバ半体８１を介して下流側吸気管８８…の上流端に接続され、下流側吸気管８８…の下流端が吸気ポート３３…に接続されることになる。
【００５０】
第２チャンバ半体８２の外周の複数箇所には、図１２で示すように挿通孔１０５…が設けられており、それらの挿通孔１０５…に挿通されるボルト１０６…が第１チャンバ半体８１に螺合されることで、第１および第２チャンバ半体８１，８２が相互に結合されるのであるが、そのような第１および第２チャンバ半体８１，８２の結合部を補強するための補強プレート１０７が、吸気チャンバ８０内に収容される。
【００５１】
図１３を併せて参照して、上流側吸気管９３…の中間部は、補強プレート１０７を貫通するとともに補強プレート１０７に溶接される。すなわち各上流側吸気管９３…は補強プレート１０７で支持されることになる。しかも前記補強プレート１０７の周縁部は、たとえば第２チャンバ半体８２側に曲がる折り曲げ部１０７ａを形成するようにして屈曲成形される。
【００５２】
補強プレート１０７の周方向複数箇所には、第１チャンバ半体８１の周縁部の複数箇所に設けられる取付け座１０８…に螺合されるボルト１０９…を挿通するための挿通孔１１０…が設けられており、ボルト１０９…を締めつけることにより補強プレート１０７が第１チャンバ半体８１に取付けられる。しかも前記取付け座１０８…および挿通孔１１０…は、第１および第２チャンバ半体８１，８２を相互に締結する複数の締結箇所すなわち第２チャンバ半体８２に設けられている複数の挿通孔１０５…間に配置されており、補強プレート１０７は、第１および第２チャンバ半体８１，８２を相互に締結する複数の締結箇所間で第１チャンバ半体８１に取付けられることになる。
【００５３】
図１４を併せて参照して、第２チャンバ半体８２の内周の周方向複数箇所にはリブ１１１…が一体に設けられており、それらのリブ１１１…は、補強プレート１０７を第１チャンバ半体８１に取りつけるためのボルト１０９…の頭部に近接、対向する柱状の離脱阻止部１１１ａ…と、第２チャンバ半体８２の内周および離脱阻止部１１１ａ…間を結ぶ連結部１１１ｂ…とを一体に備えるものである。
【００５４】
また補強プレート１０７には、上流側吸気管９３…の上流側開口端を臨ませる２つの切欠き部１１２，１１３が設けられており、吸気チャンバ８０内に収容される上流側吸気管９３…の上流端開口部への新気流入阻害を回避する形状に補強プレート１０７が形成される。
【００５５】
再び図１〜図３において、ラジエータファン２６の後方に配置されるエンジン本体２２のシリンダヘッド３０に、吸気弁３８…を開閉制御して吸気量を調量するためのアクチュエータ６０が取付けられるのであるが、ラジエータファン２６およびアクチュエータ６０間に配置される吸気チャンバ８０により、図１の白抜き矢印で示すように、ラジエータファン２６からの温められた背風がアクチュエータ６０に直接当たることが阻止される。
【００５６】
しかもラジエータファン２６およびコンデンサファン２７は、背風を図３の矢印１１４で示すように、左右いずれか一方（この実施例では車両を前方から見たときに左方）に偏向させるように図２の矢印１１５で示す方向に回転方向を定めて配置されており、アクチュエータ６０は、エンジン本体２２のシリンダヘッド３０の左右端壁のうちラジエータファン２６からの背風偏向方向とは反対側の端壁に取付けられている。
【００５７】
ところで、吸気チャンバ８０の第１チャンバ半体８１に一体に設けられる吸気導入筒部１１６には、エアクリーナ１１８に連なる接続ダクト１２０の下流端がコネクタ１２１を介して接続される。またエアクリーナ１１８のクリーナケース１１９には、外部から外気を吸入するための吸気ダクト１２２が一体に設けられるのであるが、吸気ダクト１２２の上流開口端は、前記ラジエータファン２６およびコンデンサファン２７からの背風偏向方向とは反対側でエンジン本体２２の側方（この実施例では車両を前方から見たときにエンジン本体２２の右側方）に配置されている。
【００５８】
さらに前記エアクリーナ１１８は、冷却手段１２４によって冷却されるものであり、この冷却手段１２４は、車両の前方からの走行風をアクチュエータ６０に直接当てる送風路１２５を構成するようにエンジン本体２２の前方に配置される複数の部品が配置されて成るものであり、この実施例では、前記複数の部品は、吸気チャンバ８０、該吸気チャンバ８０からシリンダヘッド３０の吸気ポート３３…側に延びる下流側吸気管８８…のうち車両前方から見たときに最も右側に配置される下流側吸気管８８、ならびに吸気チャンバ８０およびエアクリーナ１１８間を結ぶ接続ダクト１２０であり、車両前方から見たときに前記下流側吸気管８８…、吸気チャンバ８０および接続ダクト１２０が、アクチュエータ６０まで直線的に延びる送風路１２５を形成するように配置される。
【００５９】
次にこの第１実施例の作用について説明すると、吸気系３４の一部を構成する吸気チャンバ８０の容積は、エンジンの総排気量に対する比率が所定値以上となるように設定されるものであり、それにより吸気チャンバ８０の必要最小限の容積を定め、吸気チャンバ８０の容積が必要以上に大きくならないようにして、吸気チャンバ８０を狭いスペースでも容易に設置することができる。
【００６０】
しかも前記所定値は、エンジン出力向上、吸気音の消音および空燃比制御性の少なくとも１つを考慮して設定されるものであり、エンジンの運転に関連する重要要件の少なくとも１つを考慮して設計できるので、吸気チャンバ８０の設計自由度を増大することができる。
【００６１】
さらに前記所定値はエンジン出力向上、吸気音の消音および空燃比制御性の全てを満足するように１．７に設定されており、それにより吸気の動的効果を充分に得るとともに吸気音の放出を抑えることが可能となる。すなわち総排気量に対する吸気チャンバ８０の容積の比率に対してエンジンの体積効率は図１５で示すように変化するものであり、吸気  チャンバ８０の容積が総排気量の１．７倍となるポイントを境に体積効率の勾配が変化しており、吸気チャンバ８０の容積が総排気量の１．７倍未満では吸気チャンバ８０内の圧力が大気圧を維持できなくなり、吸気の動的効果が充分に得られない。
【００６２】
しかも容量を増大することで吸気チャンバ８０内の圧力をほぼ大気圧に維持し、他気筒の脈動の干渉を防止することが可能であり、他気筒の脈動の影響を受けないようにすることで各気筒への吸気量を同一にすることが可能であり、各気筒毎に燃料噴射量を補正する等の複雑な制御をすることなく空燃比の制御性を高めることができる。                      
【００６３】
すなわち吸気チャンバ８０の容積が総排気量の１．７倍未満たとえば１．５倍では吸気チャンバ８０内の圧力が大気圧を維持できなくなって負圧になり、図１６（ａ）で示すように、気筒別の空燃比にばらつきが生じ、空燃比制御にも問題が生じるものであり、それに対し、吸気チャンバ８０の容積が総排気量の１．７倍以上たとえば１．７倍では、吸気チャンバ８０内の圧力が大気圧を維持することができ、図１６（ｂ）で示すように、気筒別の空燃比のばらつきが小さく抑えられ、空燃比制御が容易となる。
【００６４】
また総排気量に対する吸気チャンバ８０の容積の比率に対して放出される吸気音の音圧レベルは図１７で示すように変化するものであり、吸気チャンバ８０の容積が総排気量の１．７倍となるポイントを境に音圧レベルの勾配が変化しており、吸気チャンバ８０の容積が総排気量の１．７倍以上に設定されることにより、吸気音の放出を抑えることが可能となる。
【００６５】
吸気チャンバ８０は、シリンダヘッド３０の各吸気ポート３３…に個別に接続されるべき複数の接続口８７…を上部に有しており、気筒配列方向２３に沿って各吸気ポート３３…から一方側にずれた位置に各接続口８７…を配置するとともに気筒配列方向２３に沿うエンジン本体２２におけるシリンダヘッド３０の一端よりも側方に一端を張り出すようにしてシリンダヘッド３０の一側壁３０ａに対向、配置されている。しかも各接続口８７…から吸気ポート３３…側に延びるようにして同一形状に形成される複数の下流側吸気管８８…が、平面視では気筒配列方向２３に対して斜めに交差するように配置される。
【００６６】
したがって吸気チャンバ８０をエンジン本体２２側に近接させつつ吸気チャンバ８０の容量を増大することが可能である。またエンジン本体２２に近接させることで吸気チャンバ８０の設置スペースを小さく設定可能とした上で、下流側吸気管８８…の管長の設定自由度を増大することが可能であり、吸気管形状の最適化により各気筒の吸気慣性効果を最大限利用可能であり、出力の最大効率を達成することができる。
【００６７】
また各下流側吸気管８８…の下流端が共通に接続されるフランジ８９が各吸気ポート３３…に共通にしてシリンダヘッド３０の一側壁３０ａに締結され、気筒配列方向２３に沿う吸気チャンバ８０の幅Ｄ１がフランジ８９の幅Ｄ２よりも大きく設定されるので、吸気チャンバ８０の容量をより増大することが可能となり、上記効果をより一層高めることができる。
【００６８】
またシリンダヘッド３０の一側壁３０ａに対向する位置に、吸気チャンバ８０と、気筒配列方向２３に沿って吸気チャンバ８０の他方側に配置される発電機９２とが気筒配列方向２３に並ぶようにして配置され、下流側吸気管８８…は、吸気チャンバ８０側に向かうにつれて発電機９２から遠ざかる側に傾斜するように配置されるので、シリンダヘッド３０の一側壁３０ａに対向する位置に発電機９２が配置されるにもかかわらず、よりコンパクトに吸気チャンバ８０および各下流側吸気管８８…を配置することができる。
【００６９】
さらに吸気チャンバ８０内には、下流側吸気管８８…の上流端に個別に接続される複数の上流側吸気管９３…が収容されており、それらの上流側吸気管９３…は、気筒配列方向２３と斜めに交差する平面内で略Ｕ字状に彎曲するように形成されるので、下流側および上流側吸気管８８，９３全体の管長の設計自由度を高めることが可能であり、特に、吸気チャンバ８０内での上流側吸気管９３の管長の設計自由度を高めることができる。
【００７０】
ところで、吸気チャンバ８０は、第１および第２チャンバ半体８１，８２を相互に結合して構成されるものであり、第１および第２チャンバ半体８１，８２の結合部を補強する補強プレート１０７が、第１および第２チャンバ半体８１，８２の結合面の近傍で第１チャンバ半体８１に取付けられるので、補強プレート１０７の両面のシール性を考慮する必要がなく、部品点数を低減することができるとともに両チャンバ半体８１，８２の組付けを容易とすることができる。しかも両チャンバ半体８１，８２間に挟むためのフランジ部を補強プレート１０７に設けることが不要となり、補強プレート１０７の軽量化を図ることができる。
【００７１】
しかも第１チャンバ半体８１自体の剛性は第２チャンバ半体８２自体の剛性よりも弱いものであり、第１および第２チャンバ半体８１，８２のうち、それ自体の剛性が弱い第１チャンバ半体８１に補強プレートが取付けられるので、第１チャンバ半体８１の剛性を高めて、吸気チャンバ８０全体の剛性を高めることができる。また補強プレート１０７の周縁部が折り曲げ部１０７ａを形成するように屈曲成形されているので、補強プレート１０７の剛性を高めることができる。
【００７２】
また第１および第２チャンバ半体８１，８２は複数箇所で相互に締結され、それらの締結箇所間に位置する複数箇所で補強プレート１０７が第１チャンバ半体８２に取付けられるので、吸気チャンバ８０の膜面振動に対する剛性を高めることができる。
【００７３】
さらに補強プレート１０７はボルト１０９…で第１チャンバ半体８１に取付けられるのであるが、各ボルト１０９…に近接対向するリブ１１１…が、第２チャンバ半体８２に設けられるので、第１チャンバ半体８１から補強プレート１０７が脱落することを防止した上で吸気チャンバ８０の膜面振動に対する剛性を高めることができる。
【００７４】
しかも吸気チャンバ８０内に収容される上流側吸気管９３…が補強プレート１０７で支持されており、振動に対する上流側吸気管の耐久性向上を図ることができる。また補強プレート１０７は、上流側吸気管９３…の上流端開口部への新気流入阻害を回避する形状に形成されており、上流側吸気管９３…への新気流入が補強プレート１０７で阻害されることがないようにして、エンジンの出力向上を図ることができる。
【００７５】
ところで上流側吸気管９３…の下流端は、第１チャンバ半体８１を介して下流側吸気管８８…の上流端に接続されるものであり、組立性を高めることが可能となる。すなわち補強プレート１０７を両チャンバ半体８１，８２の結合面間に挟むようにした構造では、吸気チャンバ８０内に収容される上流側吸気管９３…を補強プレート１０７で支持するようにした場合には、吸気チャンバ８０内の上流側吸気管９３…および下流側吸気管８８…の接続部ならびに下流側吸気管８８…の吸気チャンバ８０への接続部のシールを同時に考慮する必要があり、加工および組付けを高精度とする必要があるが、補強プレート１０７を第１チャンバ半体８１に取付けるとともに第１チャンバ半体８１を介して上流側吸気管９３…および下流側吸気管８８…を接続するようにした構成では、第１チャンバ半体８１に上流側吸気管９３…および下流側吸気管８８…と、補強プレート１０７とを組付ければよいので、高精度の加工および組付けが要求されることはなく、組立性を高めることが可能となるのである。
【００７６】
さらに吸気弁３８…を開閉制御して吸気量を調量するので、吸気チャンバ８０を含む吸気系３４にスロットル弁が介在されることはなく、それにより吸気音が外部に放出され易いが、吸気チャンバ８０を補強プレート１０７で補強することで、吸気チャンバ８０の膜面剛性を高めて吸気音の低減を図ることができる。
【００７７】
吸気弁３８…を開閉制御するアクチュエータ６０はエンジン本体２２のシリンダヘッド３０に取付けられており、エンジン本体２２の前方に配置されるラジエータファン２６からの背風は、吸気系３４の一部を構成してラジエータファン２６およびアクチュエータ６０間に配置される吸気チャンバ８０により、アクチュエータ６０に直接当たることが阻止される。これにより、ラジエータファン２６が回転する機会が多いアイドル運転時にも、ラジエータファン２６からの背風による熱影響がアクチュエータ６０に及ばないようにしてアイドル運転を安定化させることができ、しかも吸気チャンバ８０が背風防御手段を兼ねるので、背風防御のための専用部材が不必要であり、部品点数の増大を回避しつつ、構造の簡素化を図ることができる。
【００７８】
またラジエータファン２６は、背風を左右いずれか一方に偏向させるようにしてエンジン本体２２の前方に配置され、アクチュエータ６０が、エンジン本体２２の左右端壁のうちラジエータファン２６からの背風偏向方向とは反対側でシリンダヘッド３０の端壁に取付けられているので、アクチュエータ６０側に向かうラジエータファン２６からの背風量をより少なくし、アイドル運転をより安定化させることができる。
【００７９】
また吸気系３４が上流端に備える吸気ダクト１２２の上流開口端が、ラジエータファン２６からの背風偏向方向とは反対側でエンジン本体２２の側方に配置されるので、吸気ダクト１２２にラジエータファン２６からの背風が極力回り込まないようにして、エンジンの出力向上およびアイドル安定性の両立を図ることができる。
【００８０】
さらに前記アクチュエータ６０は、冷却手段１２４によって冷却されるものであり、この冷却手段１２４は、車両の前方からの走行風をアクチュエータ６０に直接当てる送風路１２５を構成するようにエンジン本体２２の前方に複数の部品が配置されて成るものであり、この実施例では、前記複数の部品が、吸気系３４の一部を構成する吸気チャンバ８０、吸気チャンバ８０から吸気ポート３３側に延びる下流側吸気管８８、ならびに吸気チャンバ８０およびエアクリーナ１１８間を結ぶ接続ダクト１２０であり、車両前方から見たときに下流側吸気管８８、吸気チャンバ８０および接続ダクト１２０が、アクチュエータ６０まで直線的に延びる送風路１２５を形成するように配置される。
【００８１】
したがってエンジン本体２２の前方に配置される複数の部品を利用してアクチュエータ６０を走行風で冷却することができ、部品点数の増大を回避しつつアクチュエータ６０を冷却することができる。しかも下流側吸気管８８、吸気チャンバ８０および接続ダクト１２０は吸気系３４を構成するものであり、走行風が当たっても走行風が暖気化することはなく、アクチュエータ６０を効率的に冷却することができる。
【００８２】
このようにして冷却手段１２４によりアクチュエータ６０が冷却されることにより、低負荷運転時にも、アクチュエータ６０が熱影響を受けないようにして吸気量を高精度に制御することができる。
【００８３】
本発明の他の実施例として、図１および図２において鎖線で示すように、車両の前部に一端を開口してアクチュエータ６０まで延びるダクトを冷却手段１２６として用いるようにしてもよく、このようにすれば、ラジエータファン２６からの背風およびエンジン本体２２からの放射熱等の影響を受けることなく外気によってアクチュエータ６０を効率良く冷却することができる。この際、前記冷却手段１２４はエンジン本体２２または車体に支持されればよく、またダクトの後端開口面積を絞るようにすれば、ノズル効果で冷却効果をより高めることができる。
【００８４】
図１８は本発明の第２実施例を示すものであり、上記第１実施例に対応する部分には同一の参照符号を付して図示するのみで詳細な説明は省略する。
【００８５】
吸気チャンバ８０′は、下方に開いた椀状である第１チャンバ半体８１′と、上方に開いた椀状である第２チャンバ半体８２′とが相互に結合されて成るものであり、この吸気チャンバ８０′内には、第１実施例と同様に、第１チャンバ半体８１′の接続管部８６…、下流側吸気管８８…および接続管９０…（第１実施例参照）を介してシリンダヘッド３０の吸気ポート３３…（第１実施例参照）に連なる上流側吸気管９３…が収容されており、それらの上流側吸気管９３…は第１チャンバ半体８１′に取付けられる補強プレート１０７で支持される。
【００８６】
しかも上流側吸気管９３…の上流端開口部の指向方向が、エアクリーナ１１８（第１実施例参照）に接続されるべく第１および第２チャンバ半体８１′，８２′の一方に設けられる接続管部１１６′の指向方向と異なって設定される。而してこの第２実施例では、上流側吸気管９３…の上流端が斜め上方に指向して開口しているので、第１および第２チャンバ半体８１′，８２′のうち下方の第２チャンバ半体８２′に、斜め下方に向けて指向する接続管部１１６′が設けられる。
【００８７】
この第２実施例によれば、吸気音の低減に寄与することができる。すなわち吸気系がスロットル弁を有しないことに起因して吸気音が吸気系から大気に放出され易いのであるが、吸気チャンバ８０′内での上流側吸気管９３′の上流端開口部の指向方向が、第２チャンバ半体８２′に設けられる接続管部１１６′の指向方向と異なるので、吸気系の上流端であるエアクリーナ１１８側への吸気音の伝播を抑え、吸気音の低減に寄与することができるのである。
【００８８】
以上、本発明の実施例を説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明を逸脱することなく種々の設計変更を行うことが可能である。
【００８９】
たとえば上記実施例では、吸気弁３８のリフト量を連続的に可変とすることで吸気量を調量するようにした可変動弁エンジンについて説明したが、特許文献１（特許第３４９４０４９号公報）で開示されるように、アクチュエータであるソレノイドで開閉駆動される吸気弁の閉弁時期を可変とすることで吸気量を調量するようにした可変動弁エンジンについても本発明を適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】第１実施例における車両搭載状態での可変動弁エンジンの側面図である。
【図２】図１の２矢視図である。
【図３】図１の３矢視図である。
【図４】図３の４−４線矢視図である。
【図５】吸気弁用動弁装置の縦断側面図である。
【図６】吸気弁用動弁装置の分解斜視図である。
【図７】アクチュエータの縦断側面図である。
【図８】吸気チャンバおよび上流側吸気管の平面図である。
【図９】図８の９−９線断面図である。
【図１０】図８の１０−１０線断面図である。
【図１１】図８の１１−１１線断面図である。
【図１２】図１１の１２−１２線矢視方向から見た第２チャンバ半体の平面図である。
【図１３】補強プレートおよび下流側吸気管の平面図である。
【図１４】図１２の１４−１４線拡大断面図である。
【図１５】総排気量に対する吸気チャンバ容積の比率による体積効率の変化を示す図である。
【図１６】総排気量に対する吸気チャンバ容積の比率による空燃比のばらつき度合いを示すグラフである。
【図１７】総排気量に対する吸気チャンバ容積の比率による吸気音の変化を示す図である。
【図１８】第２実施例の吸気チャンバの図１１に対応した断面図である。
【符号の説明】
【００９１】
２２・・・エンジン本体
３０・・・シリンダヘッド
３３・・・吸気ポート
３４・・・吸気系
３８・・・吸気弁
６０・・・アクチュエータ
８０・・・吸気チャンバ
８８・・・吸気管
１１８・・・エアクリーナ
１２０・・・接続ダクト
１２４，１２６・・・冷却手段
１２５・・・送風路
【図１】
2006242013.tif 000003
【図２】
2006242013.tif 000004
【図３】
2006242013.tif 000005
【図４】
2006242013.tif 000006
【図５】
2006242013.tif 000007
【図６】
2006242013.tif 000008
【図７】
2006242013.tif 000009
【図８】
2006242013.tif 000010
【図９】
2006242013.tif 000011
【図１０】
2006242013.tif 000012
【図１１】
2006242013.tif 000013
【図１２】
2006242013.tif 000014
【図１３】
2006242013.tif 000015
【図１４】
2006242013.tif 000016
【図１５】
2006242013.tif 000017
【図１６】
2006242013.tif 000018
【図１７】
2006242013.tif 000019
【図１８】
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