(57)【要約】      （修正有）【課題】構成の簡略化及び省スペース化を実現でき、且つ、出力及び燃費の向上が可能な内燃機関の吸気制御装置を提供する。【解決手段】吸気制御装置は、シリンダの各々に連結され、軸方向が平行に配置された、少なくとも２つの吸気管と、吸気管中に各々設けられ、吸気管の軸方向に対して垂直な軸まわりに回転して、シリンダへの吸気量を調整する複数の吸気制御弁と、直線形状を有し、吸気管の軸方向に直交する方向に延在して配置され、且つ、少なくとも１つの吸気制御弁が接続され、接続された吸気制御弁を動作させる複数の弁軸と、当該弁軸に駆動力を伝達する駆動手段とを備え、複数の弁軸は、吸気管の軸方向と垂直な断面における上部及び下部に配置され、開弁期間が重複しない又は同一の前記吸気制御弁は同一の前記弁軸に接続される。この構成で、全ての吸気管のデッドボリュームが同一となり、デッドボリュームを同一にすることで、サイズが縮小する。【選択図】図１
2006207454.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関内のシリンダの各々に連結され、軸方向が平行になるように配置された、少なくとも２つの吸気管と、
前記吸気管中に各々設けられ、前記吸気管の軸方向に対して垂直な軸まわりに回転して、前記シリンダに導入する吸気量を調整する複数の吸気制御弁と、
直線形状を有し、前記吸気管の軸方向に対して直交する方向に延在して配置されており、且つ、少なくとも１つの前記吸気制御弁が接続され、接続された吸気制御弁を動作させる複数の弁軸と、
前記弁軸に連結され、当該弁軸に駆動力を伝達する駆動手段と、を備え、
前記複数の弁軸は、前記吸気管の軸方向と垂直な断面における上部及び下部に配置されており、
開弁期間が重複しない又は同一の前記吸気制御弁は、同一の前記弁軸に接続されていることを特徴とする内燃機関の吸気制御装置。
【請求項２】
前記複数の弁軸の各々は、当該弁軸に接続された前記吸気制御弁が設けられている前記吸気管の内部を通過すると共に、当該弁軸に接続されていない前記吸気制御弁が設けられている前記吸気管の外部を通過することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の吸気制御装置。
【請求項３】
前記吸気制御弁は、全開時に、前記吸気管に設けられた収納部に収納されることを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関の吸気制御装置。
【請求項４】
前記開弁期間が重複しない又は同一の前記吸気制御弁は、ピストンが上死点及び下死点に位置するタイミングが一致するシリンダに接続された前記吸気管に設けられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の内燃機関の吸気制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の吸気制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、内燃機関内の複数のシリンダ（気筒）に連結された吸気管中に吸気制御弁を設け、これらの吸気制御弁の開閉を制御して各シリンダに供給する吸気量を調節することによって、出力及び燃費の向上が図られている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、直列４気筒エンジンにおいて、２つの吸気制御弁を用いて１本の吸気管を概ね半分になるように分割し、これらの吸気制御弁を２本の弁軸によって動作させる吸気制御装置が記載されている。また、特許文献２には、直列４気筒エンジンにおいて、吸気制御弁に接続された中空の弁軸（いわゆる中空シャフト）と、当該弁軸の中空部分に設けられた弁軸とを用いて、２つの吸気制御弁を１本の弁軸に接続することによって、２本の弁軸で４つの吸気制御弁を制御する技術が記載されている。更に、特許文献３には、吸気管に配設された吸気制御弁において、同位相で制御可能な吸気制御弁を１本の弁軸を用いて１つのアクチュエータで駆動させることによって、アクチュエータの数を減らすことを可能にした技術が記載されている。
【０００４】
【特許文献１】特許２６７３１７６号公報
【特許文献２】特開平３−２０２６２６号公報
【特許文献３】特開平７−７１２７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載された吸気制御装置では、１本の吸気管に２つの吸気制御弁が設けられているため、その制御や構造が複雑になってしまっていた。また、特許文献２に記載された吸気制御装置では、中空シャフトを用いているために構造が複雑になると共に、中空シャフト内にゴミなどが入り２本の弁軸が一体となって動いてしまう場合があった。
【０００６】
更に、特許文献３に記載された吸気制御装置では、２つの吸気管を組みにして１本の弁軸によって同時に制御することによって構成の簡便化及び省スペース化を実現しているが、例えば直列４気筒エンジンに対して適用する場合、組みにする吸気管を隣に配置させるために吸気管を変形させて迂回させる必要があり、吸気制御弁とシリンダまでの容積（以下、この容積を「デッドボリューム」と呼ぶ。）が吸気管ごとに異なっていた。そのため、各シリンダ間においてトルク変動や燃費にばらつきが生じると共に、デッドボリュームのサイズが結果的に大きくなってしまうことから、内燃機関の出力性能や燃費が低下してしまうという問題があった。
【０００７】
本発明は、このような問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、構成の簡略化及び省スペース化を実現でき、且つ、吸気制御弁とシリンダまでの容積を各吸気管で同一にすることによって出力及び燃費の向上を図ることが可能な内燃機関の吸気制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の１つの観点では、内燃機関の吸気制御装置は、内燃機関内のシリンダの各々に連結され、軸方向が平行になるように配置された、少なくとも２つの吸気管と、前記吸気管中に各々設けられ、前記吸気管の軸方向に対して垂直な軸まわりに回転して、前記シリンダに導入する吸気量を調整する複数の吸気制御弁と、直線形状を有し、前記吸気管の軸方向に対して直交する方向に延在して配置されており、且つ、少なくとも１つの前記吸気制御弁が接続され、接続された吸気制御弁を動作させる複数の弁軸と、前記弁軸に連結され、当該弁軸に駆動力を伝達する駆動手段と、を備え、前記複数の弁軸は、前記吸気管の軸方向と垂直な断面における上部及び下部に配置され、開弁期間が重複しない又は同一の前記吸気制御弁は同一の前記弁軸に接続されている。
【０００９】
上記の内燃機関の吸気制御装置は、内燃機関内のシリンダに連結された吸気管内を通過する吸気量を、吸気制御弁の開閉を制御することによって調整する装置である。吸気管は、複数のシリンダの各々に連結されており、各々の軸方向が平行となるように配置されている。これらの吸気管には、吸気管の軸方向に回転することによって、シリンダに導入する吸気量を調節可能な吸気制御弁が設けられている。また、吸気制御弁は、弁軸に接続されており、アクチュエータなどの駆動手段によって弁軸まわりに回転させられる。この場合、吸気制御装置は、複数の弁軸を有し、１つの弁軸には、少なくとも１つの吸気制御弁が接続されている。また、開弁期間が重複しない又は開弁期間が同一の前記吸気制御弁は、同一の前記弁軸に接続されている。即ち、複数の吸気管内に横一列に並んだ複数の吸気制御弁について、開弁期間が重複しない又は同一の吸気制御弁を同一の弁軸で連結する。このように、複数の吸気制御弁を１つの弁軸に接続し、同時に動作させることにより、装置の構成が簡略化すると共に、吸気制御弁を駆動するアクチュエータの個数を削減することができる。
【００１０】
更に、複数の弁軸は、直線形状を有し、吸気管の軸方向において吸気管の軸方向に対して直交して延在するように配置されていると共に、前記吸気管の軸方向と垂直な断面における上部及び下部に配置されている。よって、吸気制御弁を吸気管の軸方向において同一箇所に配置しているが、弁軸を吸気管の上部と下部に配置することによってずらしているので、複数の弁軸は互いに重ならない。このように弁軸を構成することによって、同時に動作させるべき吸気制御弁が設けられた吸気管を隣接させる必要がないため、吸気管を迂回させるために変形しなくてもよい。したがって、吸気制御弁からシリンダまでの吸気管の形状が概ね直線形状となり、全ての吸気管においてデッドボリュームが同一となる。よって、上記の吸気制御装置によれば、吸気管のデッドボリュームが同一となるため、シリンダごとのトルク変動や空燃比が同一となる。更に、デッドボリュームを同一にするように構成することにより、吸気制御弁を同時に動作させるために吸気管を迂回させないため、結果的に、デッドボリュームのサイズが小さくなる。したがって、上記の吸気制御装置によれば、内燃機関の出力性能及び燃費が向上する。
【００１１】
上記の内燃機関の吸気制御装置の一態様では、前記複数の弁軸の各々は、当該弁軸に接続された前記吸気制御弁が設けられている前記吸気管の内部を通過すると共に、当該弁軸に接続されていない前記吸気制御弁が設けられている前記吸気管の外部を通過する。
【００１２】
この態様では、各弁軸は、その弁軸に接続されている吸気制御弁が設けられている吸気管の内部を通過し、その弁軸に接続されていない吸気制御弁が設けられている吸気管の外部を通過する。これにより、離れて配置された吸気管内に設けられた吸気制御弁を、簡便な構成によって、同時に動作させることができる。
【００１３】
上記の内燃機関の吸気制御装置において好適には、前記吸気制御弁は、全開時に、前記吸気管に設けられた収納部に収納される。これにより、吸気制御弁が全開になったときに、吸気制御弁が収納部に完全に収納されるので、吸気管の通路が一直線になるため、吸気管中を吸気が通過しやすくなる。
【００１４】
更に、好適には、前記開弁期間が重複しない又は同一の前記吸気制御弁は、ピストンが上死点及び下死点に位置するタイミングが一致するシリンダに接続された前記吸気管に設けることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施の形態について説明する。
【００１６】
［内燃機関の構成］
まず、本発明の実施例に係る吸気制御装置が適用された、内燃機関の全体構成について説明する。図１は、本発明が適用された内燃機関２０の概略構成を模式的に示している。
【００１７】
図１では、いわゆる直列４気筒タイプの内燃機関２０を示している。内燃機関２０は、主に、４つのシリンダ（気筒）１ａ〜１ｄと、吸気管２と、スロットル弁３と、スロットル用アクチュエータ４と、サージタンク５と、吸気管（「吸気枝管」、「吸気ポート」などとも呼ばれる。）６ａ〜６ｄと、吸気制御弁７ａ〜７ｄと、弁軸８ａ、８ｂと、アクチュエータ９ａ、９ｂと、を備えている。なお、本実施例に係る吸気制御装置３０は、主に、吸気管６ａ〜６ｄと、吸気制御弁７ａ〜７ｄと、弁軸８ａ、８ｂと、アクチュエータ９ａ、９ｂなどにより構成される。
【００１８】
なお、図１では、観察方向においては、弁軸８ａと弁軸８ｂの配置位置が重なると共に、アクチュエータ９ａとアクチュエータ９ｂの配置位置が重なるため、それぞれ片方のみを図示している。
【００１９】
内燃機関２０には、例えば、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどを用いることができる。内燃機関２０は、主に、シリンダ１ａ〜１ｄ内の混合気を爆発させて動力を発生する装置である。
【００２０】
内燃機関２０には、矢印Ｆ１で示すように吸気管２から吸気（空気）が供給される。吸気管２中には、スロットル弁３が設けられており、スロットル弁３は吸気管２を通過する吸気の流量を調整する。スロットル弁３は、スロットル用アクチュエータ４によってその開度が制御され、スロットル用アクチュエータ４は図示しないＥＣＵ（Engine Control Unit）から供給される制御信号によって制御される。
【００２１】
サージタンク５は、吸気管２中に設けられており、吸気管２中の吸気を貯蔵している。詳しくは、サージタンク５は、各シリンダ１ａ〜１ｄが必要とする吸気をある程度貯蔵しておけるように構成されている。
【００２２】
吸気管６ａ〜６ｄは、サージタンク５に接続されており、矢印Ｆ２ａ〜Ｆ２ｄで示すようにサージタンク５内の吸気が供給される。吸気管６ａ〜６ｄは、それぞれシリンダ１ａ〜１ｄが連結されており、シリンダ１ａ〜１ｄに吸気を供給する。また、吸気管６ａ〜６ｄは、各々の軸方向が平行となるように配置されている。
【００２３】
上記の吸気管６ａ〜６ｄ中には、それぞれ吸気制御弁７ａ〜７ｄが設けられている。吸気制御弁７ａ〜７ｄは、開閉することによって、吸気管６ａ〜６ｄを通過する吸気の量を調整する装置である。具体的には、吸気制御弁７ａ〜７ｄは、吸気管６ａ〜６ｄの軸上において同一箇所に配置されている。また、吸気制御弁７ａ、７ｄは弁軸８ａに接続されており、吸気制御弁７ｂ、７ｃは弁軸８ｂに接続されている。即ち、離れて位置する吸気管６ａ、６ｄに設けられた吸気制御弁７ａ、７ｄが弁軸８ａによって組みにされており、隣接する吸気管６ｂ、６ｃに設けられた吸気制御弁７ｂ、７ｃが弁軸８ｂによって組みにされている。
【００２４】
弁軸８ａ、８ｂは、略直線形状を有しており、吸気管６ａ〜６ｄの軸上において同一箇所に設けられている。詳しくは、弁軸８ａ、８ｂは、吸気管６ａ〜６ｄの軸方向に対して直交するように配置されると共に、この軸方向に対して垂直な切断線に沿った、吸気管６ａ〜６ｄの同一の断面を通過する。具体的には、弁軸８ａは吸気管６ａ〜６ｄの上部に配置されており、弁軸８ｂは吸気管６ａ〜６ｄの下部に配置されている。よって、吸気の流れ方向に対して垂直な方向から内燃機関１を観察すると、弁軸８ａ、８ｂは互いに重なり合う。
【００２５】
これらの弁軸８ａ、８ｂの端部には、それぞれアクチュエータ９ａ、９ｂが連結されている。よって、弁軸８ａはアクチュエータ９ａによって駆動され、弁軸８ｂはアクチュエータ９ｂによって駆動される。したがって、吸気制御弁７ａ、７ｄはアクチュエータ９ａの駆動により同時に開弁又は閉弁動作し、吸気制御弁７ｂ、７ｃはアクチュエータ９ｂの駆動により同時に開弁又は閉弁動作する。なお、上記のアクチュエータ９ａ、９ｂも、図示しないＥＣＵなどによって制御される。
【００２６】
［吸気制御装置の構成］
次に、本実施例に係る吸気制御装置３０の詳細について、図２〜図４を用いて説明する。
【００２７】
図２は、吸気制御弁７ａ〜７ｄ及び弁軸８ａ、８ｂの斜視図を示す。図２（ａ）は、吸気制御弁７ａ、７ｄ、及び弁軸８ａの斜視図を示し、図２（ｂ）は、吸気制御弁７ｂ、７ｃ、及び弁軸８ｂの斜視図を示す。図２により、弁軸８ａの回転軸線方向に観察すると、吸気制御弁７ａ、７ｄは完全に重なり合い、弁軸８ｂの回転軸線方向に観察すると、吸気制御弁７ｂ、７ｃは完全に重なり合う。
【００２８】
図３は、図１中の切断線Ａ−Ａ’に沿った吸気制御装置３０の断面図を示す。なお、図３においては、吸気制御弁７ａ〜７ｄは、断面図ではなく、図１中の矢印Ｃ方向から観察した図を示している。また、図３は吸気制御弁７ａ〜７ｄが開弁途中又は閉弁途中にあるときの図を示している。
【００２９】
図３に示すように、吸気制御弁７ａ〜７ｄは略矩形の板状部材で構成されており、吸気管６ａ〜６ｄの軸上において同一箇所に配置されている。また、吸気制御弁７ａ、７ｄには弁軸８ａが接続されており、吸気制御弁７ｂ、７ｃには弁軸８ｂが接続されている。更に、弁軸８ａにはアクチュエータ９ａが連結されており、弁軸８ｂにはアクチュエータ９ｂが連結されている。即ち、弁軸８ａによって吸気制御弁７ａ、７ｄを組みにすると共に、弁軸８ｂによって吸気制御弁７ｂ、７ｃを組みにしている。この場合、吸気制御弁７ａ、７ｄは弁軸８ａに対して同位相で接続されており、吸気制御弁７ｂ、７ｃは弁軸８ｂに対して同位相で接続されている。よって、吸気制御弁７ａ、７ｄはアクチュエータ９ａの駆動によって同時に開弁又は閉弁動作し、吸気制御弁７ｂ、７ｃはアクチュエータ９ｂの駆動によって同時に開弁又は閉弁動作する。
【００３０】
このように吸気制御弁７ａ〜７ｄを組み合わせているのは、直列４気筒の内燃機関である本例の場合、一般的に、シリンダ１ａ〜１ｄの点火順序は１ａ→１ｃ→１ｄ→１ｂ、或いは１ａ→１ｂ→１ｄ→１ｃであるため、シリンダ１ａ及びシリンダ１ｄ内の図示しないピストンが上死点及び下死点に位置するタイミングが一致すると共に、シリンダ１ｂ及びシリンダ１ｃ内の図示しないピストンが上死点及び下死点に位置するタイミングが一致するので、図示しないインテークバルブ（インレットバルブ）の開弁期間が重複しないと共に、吸気制御弁７ａ〜７ｄの開弁タイミングがインテークバルブの開弁時期とほぼ同一となるからである。即ち、同一の弁軸８ａ、８ｂに組み合わされる吸気制御弁７ａ〜７ｄは、吸気制御弁７ａ〜７ｄの開弁期間が重複しないもの又は開弁期間が同一のもので組み合わせることができる。この場合、吸気制御弁７ａを開けると吸気制御弁７ｄも同時に開くが、どちらか一方のインテークバルブは閉じられているため問題とならない。
【００３１】
また、弁軸８ａは吸気管６ａ〜６ｄの上部に設けられており、弁軸８ｂは吸気管６ａ〜６ｄの下部に設けられている。詳しくは、弁軸８ａは吸気管６ａ、６ｄの内部を通過し、吸気管６ｂ、６ｃの外部を通過することによって、吸気制御弁７ａ、７ｄを動作させる。また、弁軸８ｂは吸気管６ｂ、６ｃの内部を通過し、吸気管６ａ、６ｄの外部を通過することによって、吸気制御弁７ｂ、７ｃを動作させる。したがって、吸気制御弁７ａ〜７ｄを吸気管６ａ〜６ｄの軸上において同一箇所に配置しているが、弁軸８ａ、８ｂを吸気管６ａ〜６ｄの上部と下部に配置することによってずらしているので、弁軸８ａと弁軸８ｂは重ならない。よって、弁軸８ａ、８ｂを駆動するアクチュエータ９ａ、９ｂが干渉することはない。
【００３２】
このように弁軸８ａ、８ｂを構成することによって、同時に動作させる吸気制御弁が設けられた吸気管を隣接させる（例えば、吸気管６ａ、６ｄを隣接させ、吸気管６ｂ、６ｃを隣接させる）必要がないため、吸気管６ａ〜６ｄを迂回させるために変形しなくてもよい。したがって、吸気制御弁７ａ〜７ｄからシリンダ１ａ〜１ｄまでの吸気管６ａ〜６ｄの形状が概ね直線形状となり、吸気制御弁７ａ〜７ｄからシリンダ１ａ〜１ｄまでの吸気管６ａ〜６ｄの長さ及び容積が同一になる、言い換えるとデッドボリュームが同一となる。
【００３３】
以上により、本実施例に係る吸気制御装置３０によれば、吸気管６ａ〜６ｄのデッドボリュームが同一となるため、シリンダ１ａ〜１ｄごとのトルク変動や空燃比が同一となる。更に、デッドボリュームを同一にするように構成することにより、吸気制御弁７ａ〜７ｄを組みにするために吸気管６ａ〜６ｄを迂回させる必要が無くなり、結果的に、デッドボリュームのサイズが小さくなる。これにより、本実施例に係る吸気制御装置３０によれば、内燃機関２０の出力性能及び燃費が向上する。
【００３４】
次に、吸気制御弁７ａ〜７ｄの具体的な構成について、図４を用いて説明する。
【００３５】
図４は、吸気制御弁７ａ、７ｂなどの断面図を示しており、吸気制御弁７ａ、７ｂが開弁途中又は閉弁途中にあるときの図を示している。具体的には、図４（ａ）は、図３中の切断線Ｂ１−Ｂ１’に沿った吸気管６ａ、吸気制御弁７ａ、及び弁軸８ａ、８ｂの断面図を示し、図４（ｂ）は、図３中の切断線Ｂ２−Ｂ２’に沿った吸気管６ｂ、吸気制御弁７ｂ、及び弁軸８ａ、８ｂの断面図を示している。また、図４（ａ）及び（ｂ）において、図中の左側はサージタンク５側を示し、右側がシリンダ１ａ、１ｂ側を示しており、吸気Ｆ２ａ、Ｆ２ｂは左から右に流れていく。
【００３６】
図４に示すように、吸気制御弁７ａ、７ｂは、いわゆるフラップ式に構成されており、それぞれ弁軸８ａ、８ｂを中心として矢印Ｄ１、Ｄ２方向に回転する。これにより、吸気制御弁７ａ、７ｂは、吸気管６ａ、６ｂを通過する吸気量を調整する。また、吸気制御弁７ａ、７ｂは、全開時に、吸気管６ａ、６ｂ中の破線で示す位置に設けられた収納部１０ａ、１０ｂに収納されるように構成されている。更に、収納部１０ａ、１０ｂには、弁軸８ａ、８ｂも収納されている。このように、吸気管６ａ、６ｂに収納部１０ａ、１０ｂを設けることにより、吸気制御弁７ａ、７ｂが全開になったときに、吸気制御弁７ａ、７ｂが収納部１０ａ、１０ｂに完全に収納されるので、吸気管６ａ、６ｂの通路が一直線になるため、吸気が通過しやすくなる。
【００３７】
なお、本実施例においては、吸気制御弁７ａが開であるときは吸気制御弁７ｂは閉（即ち、吸気制御弁７ｂは収納部１０ｂ内に収納されている）となっており、吸気制御弁７ｂが開であるときは吸気制御弁７ａは閉（即ち、吸気制御弁７ａは収納部１０ａ内に収納されている）となっている。また、図４においては、吸気制御弁７ａ、７ｂのみについて示しているが、吸気制御弁７ｃは図４（ｂ）に示した吸気制御弁７ｂと同様の構成を有し、吸気制御弁７ｄは図４（ａ）に示した吸気制御弁７ａと同様の構成を有している。即ち、吸気管６ｃ、６ｄにも、同様の収納部が設けられている。
【００３８】
なお、上記の吸気制御装置３０では、弁軸８ａを吸気制御弁７ａ〜７ｄの上部に配置し、弁軸８ｂを吸気制御弁７ａ〜７ｄの下部に配置しているが、その代わりに、弁軸８ａを吸気制御弁７ａ〜７ｄの下部に配置し、弁軸８ｂを吸気制御弁７ａ〜７ｄの上部に配置してもよい。
【００３９】
また、本発明においては、吸気制御弁７ａ〜７ｄを略矩形の板状部材によって構成することに限定はされず、例えば、吸気制御弁７ａ〜７ｄを略円板形状の板状部材によって構成してもよい。
【００４０】
［変形例］
次に、上記した吸気制御装置の変形例について説明する。
【００４１】
（第１の変形例）
上記のように、吸気制御弁７ａ〜７ｄ及び弁軸８ａ、８ｂを、吸気管６ａ〜６ｄの軸上において同一位置に配置したことにより、吸気制御装置３０がコンパクトに構成されることから、内燃機関２０の設計の自由度が増す。例えば、吸気制御装置３０ではアクチュエータ９ａ、９ｂは上下に並列して配置させているが、これに限定されることはなく、アクチュエータ９ａ、９ｂの配置位置を自由に変更することができる。第１の変形例に係る吸気制御装置では、吸気制御装置がコンパクトに構成されることによって生じたスペースを利用して、アクチュエータ９ａ、９ｂの配置位置を変更している。
【００４２】
図５は、第１の変形例に係る吸気制御装置３０ａ、３０ｂの概略構成を示している。変形例に係る吸気制御装置３０ａ、３０ｂは、上記した吸気制御装置３０とは、アクチュエータ９ａ、９ｂの配置位置のみが異なる。よって、吸気制御装置３０と同一の構成要素については同一の符号を付し、その説明は省略する。
【００４３】
図５（ａ）は、吸気制御装置３０ａが有する吸気制御弁７ａ〜７ｄ、弁軸８ａ、８ｂ、及びアクチュエータ９ａ、９ｂを、図１中の矢印Ｃ方向から観察した図である。図５（ａ）に示すように、吸気制御装置３０ａにおいては、アクチュエータ９ａは弁軸８ａの左側の端部に連結されているが、アクチュエータ９ｂは弁軸８ｂの右側の端部に連結されている。つまり、アクチュエータ９ａ、９ｂが弁軸８ａ、８ｂに連結されている位置が異なる。このように、アクチュエータ９ａ、９ｂを弁軸８ａ、８ｂに連結させる位置を変えることにより、アクチュエータ９ａの下部にスペースができると共に、アクチュエータ９ｂの上部にスペースができる。アクチュエータ９ａ、９ｂの配置位置を変更して、このようなスペースを形成することにより、内燃機関２０における他の構成要素をこのスペースに配置することが可能となる。
【００４４】
図５（ｂ）は、吸気制御装置３０ｂの概略構成を示しており、図１中の矢印Ｃ方向から観察した図である。吸気制御装置３０ｂは、吸気制御弁７ａ〜７ｄと、弁軸８ａａ、８ｂａと、アクチュエータ９ａ、９ｂと、シャフト１８ａ、１８ｂとを備えている。吸気制御装置３０ｂにおいては、図５（ｂ）に示すように、弁軸８ａａ、８ｂａは中央付近にシャフト１８ａ、１８ｂが接続されており、これらのシャフト１８ａ、１８ｂにアクチュエータ９ａ、９ｂが連結されている。また、アクチュエータ９ａ、９ｂは、弁軸８ａａ、８ｂａの上部及び下部、即ち吸気制御弁７ａ〜７ｄの上部及び下部に配置されている。この場合、弁軸８ａａ、８ｂａとシャフト１８ａ、１８ｂは、図示しないギヤなどを介して接続されており、アクチュエータ９ａ、９ｂによってシャフト１８ａ、１８ｂに伝達されたトルクが、弁軸８ａａ、８ｂａに伝達されるように構成されている。このようにアクチュエータ９ａ、９ｂを上下に配置することにより、吸気制御弁７ａ〜７ｄの両脇にスペースが形成されるため、内燃機関２０における他の構成要素をこのスペースに配置することが可能となる。
【００４５】
（第２の変形例）
本発明は、直列４気筒の内燃機関２０への適用に限定はされず、例えば直列６気筒の内燃機関などの複数のシリンダを有する内燃機関に対して適用することができる。ここでは、直列６気筒の内燃機関に適用された、第２の変形例に係る吸気制御装置について具体的に説明する。
【００４６】
図６は、第２の変形例に係る吸気制御装置３１が適用された内燃機関２１の概略構成を示した図である。内燃機関２１は、いわゆる直列６気筒タイプのエンジンである。なお、上記した内燃機関２０と同一の構成要素については同一の符号を付し、その説明は省略する。
【００４７】
内燃機関２１は、主に、６つのシリンダ１１ａ〜１１ｆと、吸気管２と、スロットル弁３と、スロットル用アクチュエータ４と、サージタンク５と、吸気管１２ａ〜１２ｆと、吸気制御弁１３ａ〜１３ｆと、弁軸１４ａ、１４ｂと、アクチュエータ１５ａ、１５ｂと、を備えている。また、吸気制御装置３１は、吸気管１２ａ〜１２ｆと、吸気制御弁１３ａ〜１３ｆと、弁軸１４ａ、１４ｂと、アクチュエータ１５ａ、１５ｂと、を備えている。なお、内燃機関２１においては、シリンダ１１ａ〜１１ｆが、１１ａ→１１ｂ→１１ｄ→１１ｆ→１１ｅ→１１ｃの順で点火されるものとする。
【００４８】
６つのシリンダ１１ａ〜１１ｆには、吸気管１２ａ〜１２ｆが連結されており、吸気管１２ａ〜１２ｆには、吸気制御弁１３ａ〜１３ｆが設けられている。吸気管１２ａ〜１２ｆは、各々の軸方向が平行となるように配置されている。吸気制御弁１３ａ〜１３ｆは、吸気管１２ａ〜１２ｆの軸上において同一箇所に配置されている。また、吸気制御弁１３ａ、１３ｄ、１３ｅは弁軸１４ａに接続されており、吸気制御弁１３ｂ、１３ｃ、１３ｆは弁軸１４ｂに接続されている。
【００４９】
吸気制御弁１３ａ、１３ｄ、１３ｅは弁軸１４ａの回転中心に対して同一の角度となるように接続されており、吸気制御弁１３ａ、１３ｄ、１３ｅは弁軸１４ｂの回転中心に対して同一の角度となるように設けられて接続されている。即ち、吸気制御弁１３ａ、１３ｄ、１３ｅは弁軸１４ａに対して同位相で接続されており、吸気制御弁１３ａ、１３ｄ、１３ｅは弁軸１４ｂに対して同位相で接続されている。また、弁軸１４ａ、１４ｂも、吸気管１２ａ〜１２ｆの軸上において同一箇所に設けられている。即ち、弁軸１４ａ、１４ｂは、吸気管１２ａ〜１２ｆの軸方向に対して直交するように配置されると共に、この軸方向に対して垂直な切断線に沿った、吸気管１２ａ〜１２ｆの同一の断面を通過する。更に、弁軸１４ａ、１４ｂの端部には、それぞれアクチュエータ１５ａ、１５ｂが連結されている。
【００５０】
吸気制御装置３１において、このように吸気制御弁１３ａ〜１３ｆを組み合わせているのは、シリンダ１１ａ〜１１ｆの点火順序が１１ａ→１１ｂ→１１ｄ→１１ｆ→１１ｅ→１１ｃであるため、シリンダ１１ａ〜１１ｆに設けられた図示しないインテークバルブの開弁期間が重複しない（言い換えると、シリンダ１１ａ〜１１ｆの吸入期間が重複しない）組み合わせは、シリンダ１１ａとシリンダ１１ｄとシリンダ１１ｅの組み合わせと、シリンダ１１ｂとシリンダ１１ｃとシリンダ１１ｆの組み合わせとなるからである。
【００５１】
図７は、図６中の切断線Ｄ−Ｄ’に沿った吸気制御装置３１の断面図を示す。なお、図７は、吸気制御弁１３ａ〜１３ｆは、断面図ではなく、吸気の流れ方向から観察した図を示す。また、図３は、吸気制御弁１３ａ〜１３ｆが開弁途中又は閉弁途中にあるときの図を示している。
【００５２】
図７に示すように、弁軸１４ａは吸気管１２ａ〜１２ｆの上部に設けられており、弁軸１４ｂは吸気管１２ａ〜１２ｆの下部に設けられている。詳しくは、弁軸１４ａは、吸気管１２ａ、１２ｄ、１２ｅの内部を通過し、吸気管１２ｂ、１２ｃ、１２ｆの外部を通過することによって、吸気制御弁１３ａ、１３ｄ、１３ｅを動作させる。また、弁軸１４ｂは、吸気管１２ｂ、１２ｃ、１２ｆの内部を通過し、吸気管１２ａ、１２ｄ、１２ｅの外部を通過することによって、吸気制御弁１３ｂ、１３ｃ、１３ｆを動作させる。したがって、吸気制御弁１３ａ〜１３ｆを吸気管１２ａ〜１２ｆの軸上において同一箇所に配置しているが、弁軸１４ａ、１４ｂを吸気管１２ａ〜１２ｆの上部と下部に配置することによってずらしているので、弁軸１４ａと弁軸１４ｂは重ならない。
【００５３】
以上のように弁軸１４ａ、１４ｂを構成することによって、吸気制御弁１３ａ〜１３ｆからシリンダ１１ａ〜１１ｆまでの吸気管１２ａ〜１２ｆの形状が概ね直線形状となり、吸気制御弁１３ａ〜１３ｆからシリンダ１１ａ〜１１ｆまでの吸気管１２ａ〜１２ｆの距離及び容積が同一になる、言い換えるとデッドボリュームが同一となる。これにより、シリンダ１１ａ〜１１ｆごとのトルク変動や空燃比が同一となる。更に、デッドボリュームを同一にするように構成することにより、結果的に、デッドボリュームのサイズが小さくなる。これにより、本実施例に係る吸気制御装置３１によれば、内燃機関２１の出力性能及び燃費が向上する。
【００５４】
更に、本発明は、直列４気筒の内燃機関２０及び直列６気筒の内燃機関２１への適用に限定はされず、左右のバンクに４つずつシリンダが設けられたＶ型８気筒の内燃機関に対しても適用することができる。この場合には、左右のバンクの夫々に対して、吸気制御装置３０を適用することができる。即ち、前述した直列４気筒タイプの内燃機関２０に適用された吸気制御装置３０を左右のバンクの各々に設けることによって、Ｖ型８気筒の内燃機関の各シリンダに供給する吸気量を制御する。これによっても、デッドボリュームが各シリンダ間で同一になると共に、デッドボリュームのサイズが小さくなるため、内燃機関の出力性能及び燃費が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の実施例に係る吸気制御装置が適用された内燃機関の概略構成を示す図である。
【図２】吸気制御弁と弁軸の斜視図を示す図である。
【図３】図１中の切断線Ａ−Ａ’に沿った吸気制御装置の断面図を示す。
【図４】図２中の切断線Ｂ１−Ｂ１’及びＢ２−Ｂ２’に沿った吸気制御装置の断面図を示す。
【図５】第１の変形例に係る吸気制御装置の概略構成図を示す図である。
【図６】第２の変形例に係る吸気制御装置が適用された内燃機関の概略構成を示す図である。
【図７】図６中の切断線Ｄ−Ｄ’に沿った吸気制御装置の断面図を示す。
【符号の説明】
【００５６】
１ａ〜１ｄ  シリンダ
３  スロットル弁
５  サージタンク
６ａ〜６ｄ  吸気管
７ａ〜７ｄ  吸気制御弁
８ａ、８ｂ  弁軸
９ａ、９ｂ  アクチュエータ
２０  内燃機関
３０  吸気制御装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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