(57)【要約】【課題】  内燃機関の吸気装置において、分岐通路を長くすることなく、各シリンダ間の空燃比の差を小さくする。【解決手段】  少なくとも３つのシリンダ３を有する内燃機関１の吸気装置２３であって、吸気入口１６に接続される吸気チャンバ３０と、吸気チャンバと上流端４１において接続され、シリンダに連通する吸気ポート６と下流端において接続される複数の分岐通路３１とを有し、分岐通路の上流端のそれぞれは、所定の中心線Ｘを中心とした回転方向に、シリンダの点火順序と同じ順序で配置されている。【選択図】    図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも３つのシリンダを有する内燃機関の吸気装置であって、
吸気入口に接続される吸気チャンバと、
前記吸気チャンバと上流端において接続され、前記シリンダに連通する吸気ポートと下流端において接続される複数の分岐通路とを有し、
前記分岐通路の前記上流端のそれぞれは、所定の中心線を中心とした回転方向に、前記シリンダの点火順序と同じ順序で配置されていることを特徴とする吸気装置。
【請求項２】
前記シリンダのそれぞれにおける前記分岐通路及び前記吸気ポートの合計の長さが、互いに等しく設定されていることを特徴とする請求項１に記載の吸気装置。
【請求項３】
前記分岐通路の長さが互いに等しく設定されていることを特徴とする請求項２に記載の吸気装置。
【請求項４】
前記シリンダは所定のシリンダ列方向に沿って配列された第１〜第４の４つのシリンダを有し、点火順序が第１、第３、第４、第２のシリンダの順番、又は第１、第２、第４、第３のシリンダの順番であり、
前記中心線は、前記シリンダ列方向と直交する平面上であって、前記第２及び第３のシリンダの間の部分を通過するように配置され、
前記第１のシリンダに対応した前記分岐通路の前記上流端は、前記中心線に対して前記シリンダ列方向における前記第１のシリンダ側に配置され、
前記第４のシリンダに対応した前記分岐通路の前記上流端は、前記中心線に対して前記シリンダ列方向に沿った前記第４のシリンダ側に配置され、
前記第２及び第３のシリンダの一方に対応した前記分岐通路の前記上流端は、前記シリンダ列方向及び前記中心線に直交する第１方向において前記中心線に対して一側に配置され、
前記第２及び第３のシリンダの他方に対応した前記分岐通路の前記上流端は、前記中心線に対して前記第１方向における他側に配置されていることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１つの項に記載の吸気装置。
【請求項５】
前記第１及び第４のシリンダに対応した前記分岐通路の前記上流端の横断面は、前記第１方向における長さが前記シリンダ列方向における長さよりも長い楕円形に形成されていることを特徴とする請求項４に記載の吸気装置。
【請求項６】
前記第２のシリンダに対応した前記分岐通路の前記上流端は、前記中心線よりも、前記シリンダ列方向において前記第２のシリンダの直前に点火する前記シリンダに対応した前記分岐通路側にオフセットして配置され、
前記第３のシリンダに対応した前記分岐通路の前記上流端は、前記中心線よりも、前記シリンダ列方向において前記第３のシリンダの直前に点火する前記シリンダに対応した前記分岐通路側にオフセットして配置されていることを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の吸気装置。
【請求項７】
前記吸気チャンバを形成するハウジングの内面であって、前記第１のシリンダに対応した前記分岐通路の前記上流端と、前記第１のシリンダの直前に点火する前記シリンダの前記分岐通路の前記上流端との間の部分には、気体の流れを抑制する第１の障壁が突設され、
前記吸気チャンバを形成するハウジングの内面であって、前記第４のシリンダに対応した前記分岐通路の前記上流端と、前記第４のシリンダの直前に点火する前記シリンダの前記分岐通路の前記上流端との間の部分には、気体の流れを抑制する第２の障壁が突設されていることを特徴とする請求項４〜請求項６のいずれか１つの項に記載の吸気装置。
【請求項８】
前記吸気チャンバを形成するハウジングの内面であって、前記第１のシリンダに対応した前記分岐通路の前記上流端と、前記第１のシリンダの直後に点火する前記シリンダに対応した前記分岐通路の前記上流端との間の部分は、気体の流れを促進するように滑らかな第１の曲面部によって接続され、
前記吸気チャンバを形成するハウジングの内面であって、前記第４のシリンダに対応した前記分岐通路の前記上流端と、前記第４のシリンダの直後に点火する前記シリンダに対応した前記分岐通路の前記上流端との間の部分は、気体の流れを促進するように滑らかな第２の曲面部によって接続されていることを特徴とする請求項４〜請求項７のいずれか１つの項に記載の吸気装置。
【請求項９】
前記吸気チャンバを形成するチャンバ形成部材と、
前記分岐通路のそれぞれを形成する複数の通路形成部材と、
前記チャンバ形成部材及び前記通路形成部材の外面同士を互いに連結し、前記チャンバ形成部材及び前記通路形成部材の外面間に形成される空間を外部に対して閉じた内室に形成する連結壁とを有し、
前記内室が、前記吸気チャンバに連通していることを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれか１つの項に記載の吸気装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は内燃機関の吸気装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
多気筒の内燃機関の吸気系において、吸気入口に接続される吸気チャンバと、吸気チャンバから各シリンダの吸気ポートに対応して分岐した複数の分岐通路とを有する吸気装置（インテークマニホールド）が使用されている。このような吸気装置では、各分岐通路は、シリンダの配列と同様に互いに直列に配列され、吸気チャンバに対して一列に接続されたものが多い。しかしながら、この吸気装置では、配列方向における端側に配置された分岐通路と、中央側に配置された分岐通路とで、他の分岐通路に対する位置関係が異なるため、各シリンダに吸入される吸気量に差が生じ、空燃比に差が生じることがあった。この問題に対して、吸気チャンバの所定の中心線を対称軸とした回転対称位置に各分岐通路を接続し、各分岐通路の相対位置を同様（対称）にしたものがある（例えば、特許文献１〜３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１−２０８５１１号公報
【特許文献２】特開平３−９２５３３号公報
【特許文献３】実開平４−８４７５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、各分岐通路に接続されるシリンダでは、燃焼サイクルの各行程に応じて各分岐通路に与える影響が変化する。また、各シリンダの燃焼サイクルは、点火順序に基づいて所定の位相差が設定されているため、任意の時点における各シリンダの行程は通常、互いに相違する。このため、各シリンダに接続された各分岐通路の特性は、任意の時点において互いに相違する。そのため、上記のように各分岐通路の吸気チャンバへの接続部を互いに対称となる位置に配置しても、ある分岐通路が他の分岐通路から受ける影響には差が生じる。この影響は、アトキンソンサイクルが実行される内燃機関において特に大きくなる。【０００５】
アトキンソンサイクルは、吸気バルブの閉じタイミングを下死点よりも遅らせることによって実効圧縮比を下げるミラーサイクルによって実現できる。この場合、ある１つのシリンダが吸気行程（吸気バルブが開き、ピストンが下降する）のときに、他の１つのシリンダが吹き返し行程（吸気バルブが開いたままピストンが上昇する）となるため、吹き返し行程にあるシリンダから吸気装置にガスが戻り、そのガスの一部が吸気行程にあるシリンダに流れることがある。吸気ポートにおいて燃料噴射を行う場合や吸気行程において筒内に直接に燃料噴射を行う場合、燃料を含む混合気が吹き返し行程にあるシリンダから吸気装置を介して吸気行程にあるシリンダに流れ、空燃比の変動が生じる。特に、吸気ポートにおいて燃料噴射を行う場合は、吸気ポートに付着した燃料が吹き返し流に乗って、他のシリンダに流れるため空燃比の変動が一層大きくなる。【０００６】
クランク角に応じて、吹き返し行程にあるシリンダ及び吸気行程にあるシリンダはそれぞれ交替するため、吹き返し行程にあるシリンダの分岐通路の上流端と吸気行程にあるシリンダの分岐通路と上流端との距離は各上流端の配置によって変化する。そのため、吸気行程にある各シリンダに吹き返しによって流入する混合気量に差が生じ、各シリンダの空燃比に差が生じる。このような空燃比の差を抑制するために、分岐通路の容積を大きくし（分岐通路を長くし）、吹き返される混合気が吸気行程にあるシリンダに到達しないようにする手法がある。しかし、分岐通路の容積が大きくなると、吸気装置よりも上流側に配置されるスロットルバルブやターボチャージャの作動が吸気量の変化として現れるまでの時間が長くなる。すなわち、要求運転条件から決まる要求空気量や要求還流ガス量の応答性が悪化する。また、吸気装置が大型化するという問題がある。【０００７】
本発明は、以上の背景に鑑み、内燃機関の吸気装置において、分岐通路を大型化することなく、各シリンダ間の空燃比の差を小さくすることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明は、少なくとも３つのシリンダ（３）を有する内燃機関（１）の吸気装置（２３）であって、吸気入口（１６）に接続される吸気チャンバ（３０）と、前記吸気チャンバと上流端（４１）において接続され、前記シリンダに連通する吸気ポート（６）と下流端において接続される複数の分岐通路（３１）とを有し、前記分岐通路の前記上流端のそれぞれは、所定の中心線（Ｘ）を中心とした回転方向に、前記シリンダの点火順序と同じ順序で配置されていることを特徴とする。【０００９】
この構成によれば、吸気行程にあるシリンダに対応した分岐通路の周囲には、常に同じ相対位置で各行程にあるシリンダに対応した分岐通路が配置される。例えば、内燃機関がアトキンソンサイクルで作動する場合には、吹き返し行程にあるシリンダに対応した分岐通路の上流端と、吸気行程にあるシリンダに対応した分岐通路の上流端とが、中心線を中心とした回転方向において常に隣り合い、距離が概ね一定となる。そのため、吸気行程にあるシリンダが吹き返しによって受ける影響は、各シリンダにおいて等しくなり、各シリンダにおける空燃比の差が小さくなる。これにより、各分岐通路を大型化しなくても、各シリンダの空燃比の差は小さくなる。【００１０】
上記の発明において、前記シリンダのそれぞれにおける前記分岐通路及び前記吸気ポートの合計の長さが互いに等しく設定されているとよい。【００１１】
この構成によれば、内燃機関がアトキンソンサイクルで作動する場合に、吹き返し行程にあるシリンダから吸気行程にあるシリンダまでの吸気ポート、分岐通路、吸気チャンバ、分岐通路、及び吸気ポートを介した距離が、各シリンダにおいて等しくなり、各シリンダにおける空燃比の差が小さくなる。【００１２】
上記の発明において、前記分岐通路の長さが、互いに等しく設定されているとよい。【００１３】
この構成によれば、各吸気ポートの形状及び長さを互いに同一にすることができるため、構造が簡素になる。【００１４】
上記の発明において、前記シリンダは所定のシリンダ列方向に沿って配列された第１〜第４の４つのシリンダ（３Ａ〜３Ｄ）を有し、点火順序が第１、第３、第４、第２のシリンダの順番、又は第１、第２、第４、第３のシリンダの順番であり、前記中心線は、前記シリンダ列方向と直交する平面上であって、前記第２及び第３のシリンダの間の部分を通過するように配置され、前記第１のシリンダに対応した前記分岐通路（３１Ａ）の前記上流端は、前記中心線に対して前記シリンダ列方向における前記第１のシリンダ側に配置され、前記第４のシリンダに対応した前記分岐通路（３１Ｄ）の前記上流端は、前記中心線に対して前記シリンダ列方向に沿った前記第４のシリンダ側に配置され、前記第２及び第３のシリンダの一方に対応した前記分岐通路（３１Ｂ、３１Ｃ）の前記上流端は、前記シリンダ列方向及び前記中心線に直交する第１方向において前記中心線に対して一側に配置され、前記第２及び第３のシリンダの他方に対応した前記分岐通路の前記上流端は、前記中心線に対して前記第１方向における他側に配置されているとよい。【００１５】
この構成によれば、分岐通路の上流端のそれぞれを、中心線を中心とした回転方向にシリンダの点火順序と同じ順序で配置しつつ、吸気装置を小型に形成することができる。【００１６】
上記の発明において、前記第１及び第４のシリンダに対応した前記分岐通路の前記上流端の横断面は、前記第１方向における長さが前記シリンダ列方向における長さよりも長い楕円形に形成されているとよい。【００１７】
第１及び第４のシリンダに対応した分岐通路は、吸気ポート側の端部から上流端に向けて延びるときに、シリンダ列方向において中央側に進む。そのため、各分岐通路の横断面を通過する吹き返し流は、シリンダ列方向における中央側の速度（密度）が低下し、シリンダ列方向における外側の速度（密度）が増加する。第２及び第３のシリンダに対応した分岐通路も、吸気ポート側の端部から上流端に向けて延びるときに、シリンダ列方向において中央側に進むが、そのシリンダ列方向への長さは第１及び第４のシリンダに対応した分岐通路よりも小さい。そのため、第１及び第４のシリンダに対応した分岐通路の上流端における吹き返し流の分布は、第２及び第３のシリンダに対応した分岐通路の上流端における吹き返し流の分布との間で差を生じる。結果、各シリンダにおいて、吹き返し流が吸気に与える影響に差が生じる。上記の構成によれば、第１及び第４のシリンダに対応した分岐通路のシリンダ列方向における幅が小さくなるため、シリンダ列方向における吹き返し流の分布の差が小さくなる。これにより、第１及び第４のシリンダに対応した分岐通路の上流端の横断面における吹き返し流の速度分布の差が抑制され、各シリンダにおいて吹き返し流が吸気に与える影響の差が小さくなる。【００１８】
上記の発明において、前記第２のシリンダに対応した前記分岐通路の前記上流端は、前記中心線よりも、前記シリンダ列方向において前記第２のシリンダの直前に点火する前記シリンダに対応した前記分岐通路側にオフセットして配置され、前記第３のシリンダに対応した前記分岐通路の前記上流端は、前記中心線よりも、前記シリンダ列方向において前記第３のシリンダの直前に点火する前記シリンダに対応した前記分岐通路側にオフセットして配置されているとよい。【００１９】
第１及び第４のシリンダに対応した吸気ポートは、第２及び第３のシリンダに対応した吸気ポートよりも中心線から離れた位置に配置されているため、第１及び第４のシリンダに対応した分岐通路は第２及び第３のシリンダに対応した分岐通路よりも流路が屈曲し、流路抵抗が大きくなる。そのため、第１及び第４のシリンダに対応した分岐通路を通過する吹き返し流は、第２及び第３のシリンダに対応した分岐通路を通過する吹き返し流よりも弱くなる。そのため、上記のように構成することによって、第１及び第４のシリンダに対応した分岐通路を通過する吹き返し流が、吸気行程にある第２及び第３のシリンダに対応した分岐通路に流れ易くなり、各シリンダにおいて吹き返し流が吸気に与える影響の差が小さくなる。【００２０】
上記の発明において、前記吸気チャンバを形成するハウジングの内面であって、前記第１のシリンダに対応した前記分岐通路の前記上流端と、前記第１のシリンダの直前に点火する前記シリンダの前記分岐通路の前記上流端との間の部分には、気体の流れを抑制する第１の障壁（４０１）が突設され、前記吸気チャンバを形成するハウジングの内面であって、前記第４のシリンダに対応した前記分岐通路の前記上流端と、前記第４のシリンダの直前に点火する前記シリンダの前記分岐通路の前記上流端との間の部分には、気体の流れを抑制する第２の障壁（４０２）が突設されているとよい。【００２１】
この構成によれば、第２及び第３のシリンダに対応した分岐通路を通過する吹き返し流が、吸気行程にある第１及び第４のシリンダに対応した分岐通路に流れ難くなり、各シリンダにおいて吹き返し流が吸気に与える影響の差が小さくなる。【００２２】
上記の発明において、前記吸気チャンバを形成するハウジングの内面であって、前記第１のシリンダに対応した前記分岐通路の前記上流端と、前記第１のシリンダの直後に点火する前記シリンダに対応した前記分岐通路の前記上流端との間の部分は、気体の流れを促進するように滑らかな第１の曲面部（５０１）によって接続され、前記吸気チャンバを形成するハウジングの内面であって、前記第４のシリンダに対応した前記分岐通路の前記上流端と、前記第４のシリンダの直後に点火する前記シリンダに対応した前記分岐通路の前記上流端との間の部分は、気体の流れを促進するように滑らかな第２の曲面部（５０２）によって接続されているとよい。【００２３】
この構成によれば、第１及び第４のシリンダに対応した分岐通路を通過する吹き返し流が、吸気行程にある第２及び第３のシリンダに対応した分岐通路に流れ易くなり、各シリンダにおいて吹き返し流が吸気に与える影響の差が小さくなる。【００２４】
上記の発明において、前記吸気チャンバを形成するチャンバ形成部材（３５）と、前記分岐通路のそれぞれを形成する複数の通路形成部材（３６Ａ〜３６Ｄ）と、前記チャンバ形成部材及び前記通路形成部材の外面同士を互いに連結し、前記チャンバ形成部材及び前記通路形成部材の外面間に形成される空間を外部に対して閉じた内室（７０２）に形成する連結壁（７０１）とを有し、前記内室が前記吸気チャンバに連通しているとよい。【００２５】
この構成によれば、吸気装置の外形が簡素な形状になり、外形の成形が容易になる。吸気装置を外方の任意の方向から見た場合に、チャンバ形成部材及び複数の分岐通路が互いに重なる部分を有し、その重なる部分の間に空間が存在する場合、成形型の構造が複雑になる。この構成によれば、チャンバ形成部材及び複数の分岐通路が連結壁によって互いに連結され、外形が簡素になるため、例えば２分割の金型を用いての成形が可能になる。連結壁によって囲まれた内室は、吸気チャンバに連通するため、吸気チャンバの内面と同様に成形することができる。
【発明の効果】
【００２６】
以上の構成によれば、内燃機関の吸気装置において、分岐通路を大型化することなく、各シリンダ間の空燃比の差を小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】第１実施形態に係る吸気装置を備えた内燃機関の模式図
【図２】第１実施形態に係る吸気装置の斜視図
【図３】第１実施形態に係る吸気装置の斜視図
【図４】図２のIV−IV断面図
【図５】図２のV−V断面図
【図６】第１実施形態に係る内燃機関の燃焼サイクルを示す説明図
【図７】第１実施形態に係る吸気装置の各シリンダにおける空燃比の差を示すグラフ
【図８】第２実施形態に係る吸気装置の断面図
【図９】第３実施形態に係る吸気装置の断面図
【図１０】（Ａ）第４実施形態に係る吸気装置の断面図、（Ｂ）図１０（Ａ）のＢ−Ｂ断面図、（Ｃ）図１０（Ａ）のＣ−Ｃ断面図
【図１１】（Ａ）第５実施形態に係る吸気装置の断面図、（Ｂ）図１１（Ａ）のＢ−Ｂ断面図、（Ｃ）図１１（Ａ）のＣ−Ｃ断面図
【図１２】（Ａ）第６実施形態に係る吸気装置の平面図、（Ｂ）図１２（Ａ）のＢ−Ｂ断面図
【図１３】第７実施形態に係る吸気装置の断面図
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、図面を参照して、本発明を自動車の内燃機関に適用した実施形態について詳細に説明する。
【００２９】
本実施形態に係る内燃機関１は、４ストローク、直列４気筒のレシプロエンジンである。図１に示すように、内燃機関１の本体である機関本体２は、シリンダブロック、シリンダヘッド、オイルパン、及びヘッドカバー等を組み合わせて形成される。機関本体２には、第１〜第４の４つのシリンダ３（３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄ）が形成されている。４つのシリンダ３は、それぞれの軸線であるシリンダ軸線が互いに平行となり、かつ１つの仮想平面上に配置されるように直列に配置されている。各シリンダ３Ａ〜３Ｄの配列方向をシリンダ列方向という。４つのシリンダ３は、シリンダ列方向に沿って一側（図１において左側）から順に第１のシリンダ３Ａ、第２のシリンダ３Ｂ、第３のシリンダ３Ｃ、第４のシリンダ３Ｄとする。以下、説明の便宜上、シリンダ列方向が前後方向に延在しているものとし、シリンダ列方向及びシリンダ軸線方向に直交する方向を左右方向として説明する。
【００３０】
各シリンダ３Ａ〜３Ｄには、ピストン（不図示）が往復動可能に受容され、ピストンの頂面とシリンダ３の端部との間に燃焼室５が形成される。各燃焼室５には、吸気ポート６及び排気ポート７が連通している。吸気ポート６は、各燃焼室５からシリンダ列方向及びシリンダ軸線方向と直交する左右方向における機関本体２の一側の側面に延びて開口し、排気ポート７は、各燃焼室５から左右方向における機関本体２の他側の側面に延びて開口している。吸気ポート６及び排気ポート７のそれぞれは、機関本体２の側面に開口する外端部と、２股に分岐してそれぞれ燃焼室５に連通する内端部とを有する。吸気ポート６及び排気ポート７の外端部は、概ね左右方向と平行に延在している。以下、第１のシリンダ３Ａに対応する構成（例えば、吸気ポート６）には添え字Ａを付し、第２のシリンダ３Ｂに対応する構成には添え字Ｂを付し、第３のシリンダ３Ｃに対応する構成には添え字Ｃを付し、第４のシリンダ３Ｄに対応する構成には添え字Ｄを付す。
【００３１】
第１〜第４の吸気ポート６Ａ〜６Ｄは、長さ及び容積が互いに等しく形成されている。第１〜第４の吸気ポート６Ａ〜６Ｄの長さは、燃焼室５に接続された内端から機関本体２の側面に開口する外端までの距離である。
【００３２】
燃焼室５と吸気ポート６の内端部のそれぞれとの境界部には吸気バルブ１１が設けられ、燃焼室５と排気ポート７の内端部のそれぞれとの境界部には排気バルブ１２が設けられている。吸気バルブ１１及び排気バルブ１２は、公知のポペットバルブであり、各ポート６、７と燃焼室５との連通状態を開及び閉の間で切り換える。
【００３３】
本実施形態に係る内燃機関１では、第１のシリンダ３Ａに受容されたピストンと第４のシリンダ３Ｄに受容されたピストンとが同位相であり、第１のシリンダ３Ａ及び第２のシリンダ３Ｂに受容されたピストンが第１のシリンダ３Ａに受容されたピストンに対して１８０°の位相差を有する。点火順序は、第１のシリンダ３Ａ（０°）、第３のシリンダ３Ｃ（１８０°）、第４のシリンダ３Ｄ（３６０°）、第２のシリンダ３Ｂ（５４０°）となっている。
【００３４】
内燃機関１の吸気系１５は、上流側から順にエアインレット１６（吸気入口）、エアクリーナ１７、ターボチャージャ２０のコンプレッサ２１、吸入空気の冷却装置であるインタークーラー１９、スロットルバルブ１８、吸気装置２３（吸気マニホールド）、吸気ポート６を含む。各吸気ポート６には、図示しない燃料噴射装置が設けられている。空気は、エアインレット１６から取り込まれ、エアクリーナ１７を通過して異物が取り除かれた後、スロットルバルブ１８において流量が調節され、コンプレッサ２１において加圧される。コンプレッサ２１を経た空気は、吸気装置２３において各吸気ポート６に分配され、吸気ポート６において燃料噴射装置から燃料の供給を受け、混合気となる。混合気は、吸気バルブ１１を通過して燃焼室５に流れ、所定のタイミングで燃焼する。
【００３５】
内燃機関１の排気系２４は、上流側から順に排気ポート７、排気マニホールド２５、ターボチャージャ２０のタービン２６、触媒コンバータ２７、消音器２８、排気出口２９を含む。各燃焼室５での燃焼により発生した排ガスは、排気マニホールド２５において集合し、タービン２６においてエネルギーの一部が回収された後、触媒コンバータ２７を経て浄化される。その後、排ガスは消音器２８を通過して排気出口２９から外部に排出される。
【００３６】
図１〜図５に示すように、吸気装置２３は、上流側に配置される吸気チャンバ３０と、吸気チャンバ３０から下流側に延びる第１〜第４の分岐通路３１Ａ〜３１Ｄとを有する。吸気チャンバ３０には、上流側から導入通路３２が連通している。第１の分岐通路３１Ａは第１のシリンダ３Ａに対応した第１の吸気ポート６Ａに連通する。他の番号の分岐通路３１Ｂ〜３１Ｄも同様に、対応する番号のシリンダ３Ｂ〜３Ｄの吸気ポート６Ｂ〜６Ｄに連通する。
【００３７】
導入通路３２、吸気チャンバ３０、及び第１〜第４の分岐通路３１Ａ〜３１Ｄは、外殻をなすハウジング３４の内部に形成される。ハウジング３４は、吸気チャンバ３０を形成するチャンバ部３５と、チャンバ部３５から突出し、分岐通路３１Ａ〜３１Ｄを形成する４つの分岐管部３６Ａ〜３６Ｄと、チャンバ部３５から突出し、導入通路３２を形成する導入管部３７とを有する。ハウジング３４は、例えば樹脂を成形することによって形成されている。
【００３８】
チャンバ部３５は、四角形の底板３５Ａを有する四角錐に形成されている。チャンバ部３５の底板３５Ａに対向する頭頂部には導入管部３７が接続されている。導入管部３７の上流端の外周部には上流側フランジ３９が形成されている。上流側フランジ３９は、スロットルバルブ１８のハウジングに直接、或はスロットルバルブ１８のハウジングに接続された管に接続される。
【００３９】
チャンバ部３５の底板３５Ａには、４つの分岐管部３６Ａ〜３６Ｄの上流端が接続されている。図４に示すように、底板３５Ａの第１〜第４の分岐管部３６Ａ〜３６Ｄに対応する部分には貫通孔である第１〜第４の開口４１Ａ〜４１Ｄが形成されている。吸気チャンバ３０と第１〜第４の分岐通路３１Ａ〜３１Ｄは、第１〜第４の開口４１Ａ〜４１Ｄを介して互いに連通している。第１〜第４の開口４１Ａ〜４１Ｄは、第１〜第４の分岐通路３１Ａ〜３１Ｄの上流端をなす。第１〜第４の開口４１Ａ〜４１Ｄは、それぞれ円形に形成され、半径が互いに等しく設定されている。
【００４０】
底板３５Ａにおいて、第１〜第４の開口４１Ａ〜４１Ｄは中心線Ｘの周りに配置されている。第１〜第４の開口４１Ａ〜４１Ｄは、底板３５Ａと直交する中心線Ｘを中心とした回転方向（図４を基準にすると時計回り方向（右回り））において、第１の開口４１Ａ、第３の開口４１Ｃ、第４の開口４１Ｄ、第２の開口４１Ｂの順序で、等間隔に配置されている。この各開口４１Ａ〜４１Ｄの順序は、各シリンダ３Ａ〜３Ｄの点火順序と同じ順序となっている。換言すると、各開口４１Ａ〜４１Ｄは、対応する番号のシリンダ３Ａ〜３Ｄが点火順序となるように、中心線Ｘを中心とした回転方向に配列されている。
【００４１】
本実施形態では、中心線Ｘはチャンバ部３５の四角錐の垂線と一致するように配置されている。また、導入通路３２は、その軸線が中心線Ｘと一致するように配置されている。他の実施形態では、中心線Ｘはチャンバ部３５の四角錐の垂線と一致しなくてもよく、また導入通路３２は、その軸線が中心線Ｘと一致しなくてもよい。
【００４２】
中心線Ｘは、シリンダ列方向と直交する仮想面上であって、第２及び第３のシリンダ３Ｂ、３Ｃの間の部分を通過するように配置されている。また、中心線Ｘは、各吸気ポート６Ａ〜６Ｄの外端部の延在方向と略平行に配置されている。底板３５Ａは、各吸気ポート６Ａ〜６Ｄの外端部の延在方向と直交するように配置されている。チャンバ部３５は、底板３５Ａの対角位置に位置する一対の角部が中心線Ｘのシリンダ列方向に配置される。シリンダ列方向及び中心線Ｘに直交する方向を第１方向（上下方向）とすると、残りの一対の角部は、中心線Ｘに対して第１方向に配置される。
【００４３】
第１〜第４の開口４１Ａ〜４１Ｄは、四角形に形成された底板３５Ａの各隅部に配置されている。第１の開口４１Ａは、底板３５Ａの、中心線Ｘに対してシリンダ列方向における第１のシリンダ３Ａ側に配置された隅部に配置される。第２の開口４１Ｂは、底板３５Ａの、中心線Ｘに対して第１方向における上方に配置された隅部に配置される。第３の開口４１Ｃは、底板３５Ａの、中心線Ｘに対して第１方向における下方に配置された隅部に配置される。第４の開口４１Ｄは、底板３５Ａの、中心線Ｘに対してシリンダ列方向における第４のシリンダ３Ｄ側に配置された隅部に配置される。
【００４４】
第１の分岐管部３６Ａは、第１の開口４１Ａから、中心線Ｘに対してシリンダ列方向における外方（中心線Ｘから離れる方向であり、第１のシリンダ３Ａ側）に傾斜して延びている。第４の分岐管部３６Ｄは、第４の開口４１Ｄから、中心線Ｘに対してシリンダ列方向における外方（中心線Ｘから離れる方向であり、第４のシリンダ３Ｄ側）に傾斜して延びている。第１の分岐管部３６Ａ及び第４の分岐管部３６Ｄは、シリンダ列方向に直交し、かつ中心線Ｘを含む仮想面に対して対称形に形成されている。
【００４５】
第２の分岐管部３６Ｂは、第２の開口４１Ｂから中心線Ｘと平行に延びた後、第１方向において中心線Ｘ側、かつシリンダ列方向における外方（中心線Ｘから離れる方向であり、第１のシリンダ３Ａ側）に傾斜して延びている。第２の分岐管部３６Ｂの下流端は、第１の分岐管部３６Ａの下流端のシリンダ列方向における内方（中心線Ｘに近付く方向）に配置される。第３の分岐管部３６Ｃは、第３の開口４１Ｃから中心線Ｘと平行に延びた後、第１方向において中心線Ｘ側、かつシリンダ列方向における外方（中心線Ｘから離れる方向であり、第４のシリンダ３Ｄ側）に傾斜して延びている。第３の分岐管部３６Ｃの下流端は、第４の分岐管部３６Ｄの下流端のシリンダ列方向における内方（中心線Ｘに近付く方向）に配置される。
【００４６】
第１〜第４の分岐管部３６Ａ〜３６Ｄの下流端部は、シリンダ列方向において一列に並び、中心線Ｘと平行な方向に向けて開口している。第１〜第４の分岐管部３６Ａ〜３６Ｄの下流端は、シリンダ列方向に沿って第１の分岐管部３６Ａ、第２の分岐管部３６Ｂ、第３の分岐管部３６Ｃ、第４の分岐管部３６Ｄの順番で並んでいる。第１〜第４の分岐管部３６Ａ〜３６Ｄの下流端部は、１つの下流側フランジ４３によって互いに接続されている。
【００４７】
第１〜第４の分岐通路３１Ａ〜３１Ｄは、第１〜第４の分岐管部３６Ａ〜３６Ｄの内部を、それぞれの分岐管部３６Ａ〜３６Ｄに沿って形成されている。第１〜第４の分岐通路３１Ａ〜３１Ｄの各横断面は、円形に形成され、半径が互いに等しく設定されている。第１〜第４の分岐通路３１Ａ〜３１Ｄは、長さ及び容積が互いに等しく形成されている。
【００４８】
下流側フランジ４３は、機関本体２の側面に結合される。これにより、第１の分岐通路３１Ａの下流端が第１の吸気ポート６Ａに接続され、第２の分岐通路３１Ｂの下流端が第２の吸気ポート６Ｂに接続され、第３の分岐通路３１Ｃの下流端が第３の吸気ポート６Ｃに接続され、第４の分岐通路３１Ｄの下流端が第４の吸気ポート６Ｄに接続される。
【００４９】
図６に示すように、内燃機関１の第１〜第４のシリンダ３Ａ〜３Ｄは、アトキンソンサイクル（ミラーサイクル）に基づいて、クランクシャフトが２回転（７２０°回転）する間に、吸気行程、吹き返し行程、圧縮行程、膨張行程、排気行程を順に行う。なお、吹き返し行程は、吸気行程の一部として認識されてもよい。各シリンダ３では、ピストンが下降するときに、吸気バルブ１１が開かれ、かつ排気バルブ１２が閉じられることによって吸気ポート６から混合気が吸入される（吸気行程）。続いて、吸気バルブ１１が開いた状態、及び排気バルブ１２が閉じた状態に維持されたまま、ピストンが下死点から上昇することによって、シリンダ３内に吸入された混合気の一部が吸気ポート６に吹き返される（吹き返し行程）。続いて、吸気バルブ１１が閉じられ、ピストンの上昇に応じてシリンダ３内の混合気が圧縮される（圧縮行程）。その後、ピストンが上死点付近にあるときに、点火装置による火花点火や自己着火によって燃焼し、既燃焼ガス（排気ガス）の発生によってピストンが下降する（膨張行程）。続いて、ピストンが下死点付近に到達したときに排気弁が開かれ、その後のピストンの上昇に応じてシリンダ３内の排気ガスが排気ポート７に排出される（排気行程）。このように、吹き返し行程が設けられることによって圧縮行程が膨張行程に対して短縮され、膨張比が圧縮比に対して大きくなるアトキンソンサイクルが実現される。
【００５０】
第１及び第４のシリンダ３Ａ、３Ｄのピストンは、クランク角が０°及び３６０°のときに上死点にあり、第２及び第３のシリンダ３Ｃのピストンは、クランク角が１８０°及び５４０°のときに上死点にある。点火順序は、第１のシリンダ３Ａ、第３のシリンダ３Ｃ、第４のシリンダ３Ｄ、第２のシリンダ３Ｂの順であり、第１のシリンダ３Ａに対して、第３のシリンダ３Ｃは位相が１８０°遅れており、第４のシリンダ３Ｄは位相が３６０°遅れており、第４のシリンダ３Ｄは位相が５４０°遅れている。
【００５１】
以上の関係から、図６に示すように、第１のシリンダ３Ａが吸気行程のとき第２のシリンダ３Ｂが吹き返し行程となり、第３のシリンダ３Ｃが吸気行程のとき第１のシリンダ３Ａが吹き返し行程となり、第４のシリンダ３Ｄが吸気行程のとき第３のシリンダ３Ｃが吹き返し行程となり、第２のシリンダ３Ｂが吸気行程のとき第４のシリンダ３Ｄが吹き返し行程となる。このように、吸気行程と吹き返し行程とが重なると、吹き返し行程のシリンダ３から吹き返された混合気の一部は、吸気ポート６及び分岐通路３１を通過して吸気チャンバ３０に戻り、吸気行程のシリンダ３に吸い込まれる。
【００５２】
以下、本実施形態に係る吸気装置２３の効果について説明する。吸気装置２３では、第１〜第４の分岐通路３１Ａ〜３１Ｄの吸気チャンバ３０との接続部をなす第１〜第４の開口４１Ａ〜４１Ｄが、中心線Ｘを中心とした回転方向に、第１〜第４のシリンダ３Ａ〜３Ｄの点火順序と同じ順序で配置されている。そのため、吸気行程にあるシリンダ３に対応した開口４１と吹き返し行程にあるシリンダ３に対応した開口４１とが、中心線Ｘを中心とした回転方向において常に隣り合うことになる。これにより、吸気行程にあるシリンダ３がいずれであっても、吸気行程にあるシリンダ３に対応した開口４１と吹き返し行程にあるシリンダ３に対応した開口４１との距離は概ね一定に維持される。そのため、吸気行程にあるシリンダ３が吹き返しによって受ける影響は、各シリンダ３Ａ〜３Ｄにおいて等しくなり、各シリンダ３Ａ〜３Ｄにおける空燃比の差が小さくなる。
【００５３】
本実施形態では、第１〜第４の吸気ポート６Ａ〜６Ｄの長さ及び容積が互いに等しく、第１〜第４の分岐通路３１Ａ〜３１Ｄの長さ及び容積が互いに等しいため、第１〜第４のシリンダ３Ａ〜３Ｄから吸気ポート６Ａ〜６Ｄ及び分岐通路３１Ａ〜３１Ｄを介した吸気チャンバ３０までの距離及び容積が互いに等しくなる。そのため、吸気行程にあるシリンダ３がいずれであっても、吸気行程にあるシリンダ３と吹き返し行程にあるシリンダ３との、吸気ポート６、分岐通路３１、吸気チャンバ３０、分岐通路３１、吸気ポート６を介した距離及び容積が一定となる。そのため、吸気行程にあるシリンダ３が吹き返しによって受ける影響は、各シリンダ３Ａ〜３Ｄにおいて等しくなり、各シリンダ３Ａ〜３Ｄにおける空燃比の差が小さくなる。
【００５４】
図７は、第１実施形態に係る吸気装置２３における各シリンダ３Ａ〜３Ｄの空燃比の差と、比較例に係る吸気装置の空燃比の差とを比較した図である。ここで、各シリンダ３Ａ〜３Ｄの空燃比の差とは、４つのシリンダ３Ａ〜３Ｄの内で空燃比が最大となるシリンダの空燃比と、空燃比が最小となるシリンダの空燃比との差である。比較例に係る吸気装置は、分岐通路の上流端が吸気チャンバに接続する位置が異なるのみで、他の構成は第１実施形態に係る吸気装置２３と同様である。比較例に係る吸気装置では、第１分岐通路の上流端が第１実施形態に係る吸気装置２３の第１の開口４１Ａに対応した位置に接続され、第２分岐通路の上流端が第１実施形態に係る吸気装置２３の第２の開口４１Ｂに対応した位置に接続され、第３分岐通路の上流端が第１実施形態に係る吸気装置２３の第４の開口４１Ｄに対応した位置に接続され、第４分岐通路の上流端が第１実施形態に係る吸気装置２３の第３の開口４１Ｃに対応した位置に接続されている。すなわち、比較例に係る吸気装置では、分岐通路の上流端のそれぞれは、中心線Ｘを中心とした回転方向に、シリンダ３の点火順序（第１、第３、第４、第２）と同じ順序で配置されておらず、シリンダ３の配列順序（第１、第２、第３、第４）と同じ順序で配置されている。なお、比較例に係る吸気装置は、各分岐通路の長さは互いに等しく設定されている。また、比較例に係る吸気装置が使用される内燃機関１も点火順序は第１のシリンダ３Ａ、第３のシリンダ３Ｃ、第４のシリンダ３Ｄ、第２のシリンダ３Ｂの順となっている。
【００５５】
比較例に係る吸気装置では、吸気行程にあるシリンダ３が交替すると、吸気行程にあるシリンダ３に対応した分岐通路３１の上流端と吹き返し行程にあるシリンダ３に対応した分岐通路３１の上流端との距離が変化する。例えば、第１のシリンダ３Ａが吸気行程にあるとき、第２のシリンダ３Ｂが吹き返し行程にあり、第１の分岐通路３１Ａの上流端と第２の分岐通路３１Ｂの上流端とは中心線Ｘを中心とした回転方向において互いに隣り合う。一方、第３のシリンダ３Ｃが吸気行程にあるとき、第１のシリンダ３Ａが吹き返し行程にあり、第１の分岐通路３１Ａの上流端と第３の分岐通路３１Ｃの上流端とは中心線Ｘを中心とした回転方向において互いに隣り合わない。そのため、吸気行程にあるシリンダ３と吹き返し行程にあるシリンダ３との、吸気ポート６、分岐通路、吸気チャンバ３０、分岐通路、吸気ポート６を介した距離が、吸気行程にあるシリンダ３が交替すると変化する。
【００５６】
本実施形態に係る吸気装置２３は、吸気行程にあるシリンダ３がいずれであっても、吸気行程にあるシリンダ３と吹き返し行程にあるシリンダ３との、吸気ポート６、分岐通路３１、吸気チャンバ３０、分岐通路３１、吸気ポート６を介した距離が一定となるため、図７に示すように比較例に係る吸気装置よりも、各シリンダ３Ａ〜３Ｄにおける空燃比の差が小さくなる。なお、比較例に係る吸気装置も各分岐通路の容積（長さ）を大きくする（１つのシリンダの容積に対する１つの分岐通路の容積を大きくする）ことによって、各シリンダ３Ａ〜３Ｄにおける空燃比の差を小さくすることができる。この現象は、分岐通路が長くなることによって、吹き返された混合気が吸気行程にあるシリンダ３に到達し難くなることに起因する。図７に示すように、本実施形態に係る吸気装置２３は、分岐通路３１の容積（長さ）を大きくしなくても各シリンダ３Ａ〜３Ｄにおける空燃比の差を小さくすることができるため、吸気装置２３の小型化が図れる。また、本実施形態に係る吸気装置２３は、分岐通路３１の容積（長さ）を小さくすることができるため、スロットルバルブ１８やターボチャージャ２０の作動が吸気量の変化として現れるまでの時間を短くすることができる。
【００５７】
次に、第１実施形態に係る吸気装置２３の一部を変更した第２〜第６実施形態について説明する。
【００５８】
上記の第１実施形態に係る吸気装置２３では、各分岐通路３１が、下流端に対して上流端がシリンダ列方向における内側（中心線Ｘ側）にオフセット（偏倚）している。そのため、各分岐通路３１の任意の横断面を通過する吹き返し流は、シリンダ列方向における外側において速度（密度）が高く、内側において速度（密度）が低くなる。すなわち、各分岐通路３１の任意の横断面を通過する吹き返し流は、分岐通路３１の形状に起因して、シリンダ列方向において速度差（密度差）を有する。第１及び第４の分岐通路３１Ａ、３１Ｄにおける下流端に対する上流端のシリンダ列方向における内側へのオフセット量（分岐通路３１Ａ、３１Ｄのシリンダ列方向における長さ）は、第２及び第３の分岐通路３１Ｂ、３１Ｃにおける下流端に対する上流端のシリンダ列方向における中央側へのオフセット量よりも大きいため、第２及び第３の分岐通路３１Ｂ、３１Ｃよりも第１及び第４の分岐通路３１Ａ、３１Ｄの方が吹き返し流のシリンダ列方向において速度差（密度差）が大きくなる。この速度差が大きいと、第２又は第３の開口４１Ｂ、４１Ｃから第１又は第４の開口４１Ａ、４１Ｄに吹き返し流が流れるときの距離よりも、第１又は第４の開口４１Ａ、４１Ｄから第２又は第３の開口４１Ｂ、４１Ｃに吹き返し流が流れるときの距離の方が長くなり、吹き返し流が流れ難くなる。詳細には、第１の開口４１Ａから第３の開口４１Ｃへの流れ、及び第４の開口４１Ｄから第２の開口４１Ｂへの流れは、第３の開口４１Ｃから第４の開口４１Ｄへの流れ、第２の開口４１Ｂから第１の開口４１Ａへの流れよりも流れ難くなる。
【００５９】
第２〜第５実施形態に係る吸気装置２００、３００、４００、５００は、第１実施形態に係る吸気装置２３の一部を変更することによって、上記の分岐通路３１における吹き返し流のシリンダ列方向における速度差に起因する各シリンダ３Ａ〜３Ｄの空燃比の差を一層小さくすることを目的としている。以下の第２〜第５実施形態に係る説明では、第１実施形態と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略し、相違する構成のみについて説明する。
【００６０】
図８に示すように、第２実施形態に係る吸気装置２００では、第１実施形態に係る吸気装置２３と比較して、第２の開口４１Ｂがシリンダ列方向において中心線Ｘに対して第４の開口４１Ｄ側にオフセットし、第３の開口４１Ｃがシリンダ列方向において中心線Ｘに対して第１の開口４１Ａ側にオフセットしている。これにより、第１の開口４１Ａと第３の開口４１Ｃとの距離が第１の開口４１Ａと第２の開口４１Ｂとの距離より小さくなり、第２の開口４１Ｂと第４の開口４１Ｄとの距離が第３の開口４１Ｃと第４の開口４１Ｄとの距離よりも小さくなる。また、本実施形態では、第１の開口４１Ａと第３の開口４１Ｃとの距離と第２の開口４１Ｂと第４の開口４１Ｄとの距離とが等しく設定され、第１の開口４１Ａと第２の開口４１Ｂとの距離と第３の開口４１Ｃと第４の開口４１Ｄとの距離とが等しく設定されている。本実施形態では、底板３５Ａが長方形であり、第１の開口４１Ａ及び第２の開口４１Ｂが長辺の一方に沿って配置され、第３の開口４１Ｃ及び第４の開口４１Ｄが長辺の他方に沿って配置される。
【００６１】
第２実施形態に係る吸気装置２００では、第１実施形態に係る吸気装置２３と比較して、第１の開口４１Ａから第３の開口４１Ｃへの流れ、及び第４の開口４１Ｄから第２の開口４１Ｂへの流れが促進され、第３の開口４１Ｃから第４の開口４１Ｄへの流れ、第２の開口４１Ｂから第１の開口４１Ａへの流れが抑制されている。これにより、第１実施形態に係る吸気装置２３において生じる各シリンダ３Ａ〜３Ｄにおける空燃比の差を更に小さくすることができる。
【００６２】
図９に示すように、第３実施形態に係る吸気装置３００では、第１〜第４の分岐通路３１Ａ〜３１Ｄ、及び第１〜第４の開口４１Ａ〜４１Ｄの横断面が、第１方向における長さがシリンダ列方向における長さよりも長い楕円形に形成されている。
【００６３】
第３実施形態に係る吸気装置３００では、第１実施形態に係る吸気装置２３と比較して、第１〜第４の分岐通路３１Ａ〜３１Ｄ、及び第１〜第４の開口４１Ａ〜４１Ｄの横断面のシリンダ列方向における幅が小さくなるため、第１〜第４の開口４１Ａ〜４１Ｄにおける吹き返し流のシリンダ列方向の速度差（密度差）が小さくなる。これにより、吹き返し流が、第２又は第３の開口４１Ｂ、４１Ｃから第１又は第４の開口４１Ａ、４１Ｄに流れるときの距離と、第１又は第４の開口４１Ａ、４１Ｄから第２又は第３の開口４１Ｂ、４１Ｃに流れるときの距離との差が小さくなる。これにより、第３実施形態に係る吸気装置３００は、第１実施形態に係る吸気装置２３において生じる各シリンダ３Ａ〜３Ｄにおける空燃比の差を更に小さくすることができる。
【００６４】
図１０（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、第４実施形態に係る吸気装置４００では、底板３５Ａの内面（吸気チャンバ３０側の面）であって、第１の開口４１Ａと第２の開口４１Ｂとの間の部分に第１の障壁４０１が突設され、第３の開口４１Ｃと第４の開口４１Ｄとの間の部分に第２の障壁４０２が突設されている。第１の障壁４０１は、第１の開口４１Ａが設けられた部分と第２の開口４１Ｂが設けられた部分を区画するように底板３５Ａの縁部から中心線Ｘに向けて延在している。同様に、第２の障壁４０２は、第３の開口４１Ｃが設けられた部分と第４の開口４１Ｄが設けられた部分を区画するように底板３５Ａの縁部から中心線Ｘに向けて延在している。
【００６５】
第４実施形態に係る吸気装置４００では、第１実施形態に係る吸気装置２３と比較して、第１の障壁４０１によって第２の開口４１Ｂから第１の開口４１Ａに向う吹き返し流が抑制され、第２の障壁４０２によって第３の開口４１Ｃから第４の開口４１Ｄに向う吹き返し流が抑制される。これにより、第４実施形態に係る吸気装置４００は、第１実施形態に係る吸気装置２３において生じる各シリンダ３Ａ〜３Ｄにおける空燃比の差を更に小さくすることができる。
【００６６】
図１１（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、第５実施形態に係る吸気装置５００では、底板３５Ａの内面（吸気チャンバ３０側の面）であって、第１の開口４１Ａと第３の開口４１Ｃとの間の部分に第１の曲面部５０１が形成され、第３の開口４１Ｃと第４の開口４１Ｄとの間の部分に第２の曲面部５０２が形成されている。第１の曲面部５０１は、第１の開口４１Ａの縁部と第３の開口４１Ｃの縁部とを滑らかに接続するように形成されている。換言すると、第１の曲面部５０１は、底板３５Ａの内面と第１の分岐管部３６Ａの内面とによって形成される角部（第１の開口４１Ａの縁部）、及び底板３５Ａの内面と第２の分岐管部３６Ｂの内面とによって形成される角部（第２の開口４１Ｂの縁部）を面取りするものである。同様に、第２の曲面部５０２は、第３の開口４１Ｃの縁部と第４の開口４１Ｄの縁部とを滑らかに接続するように形成されている。第１及び第２の曲面部５０１、５０２の断面の外形は、半円等の弧状に形成されている。
【００６７】
第５実施形態に係る吸気装置５００では、第１実施形態に係る吸気装置２３と比較して、第１の曲面部５０１によって第１の開口４１Ａから第３の開口４１Ｃに向う吹き返し流が促進され、第２の曲面部５０２によって第４の開口４１Ｄから第２の開口４１Ｂに向う吹き返し流が促進される。これにより、第５実施形態に係る吸気装置５００は、第１実施形態に係る吸気装置２３において生じる各シリンダ３Ａ〜３Ｄにおける空燃比の差を更に小さくすることができる。
【００６８】
第６実施形態に係る吸気装置６００は、第１実施形態に係る吸気装置２３と比較して第１〜第４の開口４１Ａ〜４１Ｄの配置が異なる。図１２（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、第６実施形態に係る吸気装置６００では、第１の開口４１Ａは、中心線Ｘに対してシリンダ列方向における第１のシリンダ３Ａ側、かつ第１方向における上方に配置されている。第２の開口４１Ｂは、中心線Ｘに対してシリンダ列方向における第４のシリンダ３Ｄ側、かつ第１方向における上方に配置され、第１の開口４１Ａに対してシリンダ列方向における第４のシリンダ３Ｄ側に配置されている。第３の開口４１Ｃは、中心線Ｘに対してシリンダ列方向における第１のシリンダ３Ａ側、かつ第１方向における下方に配置され、第１の開口４１Ａに対して第１方向における下方に配置されている。第４の開口４１Ｄは、中心線Ｘに対してシリンダ列方向における第４のシリンダ３Ｄ側、かつ第１方向における下方に配置され、第３の開口４１Ｃに対してシリンダ列方向における第４のシリンダ３Ｄ側に配置されている。
【００６９】
第６実施形態に係る吸気装置６００では、第２の開口４１Ｂ及び第３の開口４１Ｃの中心線Ｘに対するシリンダ列方向へのオフセット量が第１の開口４１Ａ及び第４の開口４１Ｄの中心線Ｘに対するシリンダ列方向へのオフセット量と等しくなる。そのため、第６実施形態に係る吸気装置６００では、第１実施形態に係る吸気装置２３と比較して、第２の分岐通路３１Ｂ及び第３の分岐通路３１Ｃのシリンダ列方向への長さと、第１の分岐通路３１Ａ及び第４の分岐通路３１Ｄのシリンダ列方向への長さとの差が小さくなる。
【００７０】
第７実施形態に係る吸気装置７００は、第１実施形態に係る吸気装置２３の製造性を高めたものである。第１実施形態に係る吸気装置２３は、第１方向（上下方向）において、第２の分岐管部３６Ｂと第３の分岐管部３６Ｃとが互いに重なり、両者間に空隙を有し、シリンダ列方向において、第１〜第４の分岐管部３６Ａ〜３６Ｄがそれぞれ互いに重なり、各分岐管部３６Ａ〜３６Ｄ間に空隙を有する。そのため、吸気装置２３の外形を２分割の金型を用いて成形することができない。第７実施形態に係る吸気装置７００は、吸気装置２３の外形を２分割の金型を用いて成形できるようにするものである。
【００７１】
図１３に示すように、第７実施形態に係る吸気装置７００では、第１〜第４の分岐管部３６Ａ〜３６Ｄの外面、及びチャンバ部３５の外面は連結壁７０１によって互いに結合されている。第１〜第４の分岐管部３６Ａ〜３６Ｄの外面、チャンバ部３５の外面、及び連結壁７０１は、吸気装置７００の外部に対して閉じられた内室７０２を形成する。内室７０２は、底板３５Ａの中央部に形成された貫通孔７０３を介して、吸気チャンバ３０と連通している。このように構成することによって、吸気装置２３の外形の成形が容易になり、例えば２分割の金型を用いての成形が可能になる。内室７０２は、一端において吸気チャンバ３０に連通しているが、他の部分が閉じられているため、吸気チャンバ３０側から内室７０２への吸気の流入はほとんどなく、各分岐通路３１に流れる吸気に影響を与えない。
【００７２】
以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されることなく幅広く変形実施することができる。上記実施形態では、４気筒の内燃機関１に対応した吸気装置２３、２００、３００、４００、５００、６００の例を示したが、吸気装置２３、２００、３００、４００、５００、６００は３気筒以上の内燃機関１にも適用することができる。
【００７３】
また、上記の第１〜第５実施形態に係る吸気装置２３、２００、３００、４００、５００の特徴的な構成は、互いに組み合わせてもよい。吸気装置２３は、第２実施形態に係る第２及び第３の開口４１Ｃを中心線Ｘに対してシリンダ列方向にオフセットさせる構成、第３実施形態に係る各分岐通路３１及び開口４１の横断面を楕円形にする構成、第４実施形態に係る第１及び第２の障壁４０１、４０２を設ける構成、第５実施形態に係る第１及び第２の曲面部５０１、５０２を設ける構成の少なくとも２つを有してもよい。
【００７４】
上記の実施形態では、各シリンダ３の点火順序が第１、第３、第４、第２の場合について説明したが、点火順序は第１、第２、第４、第３の順番であってもよい。この場合も、上記の実施形態と同様に、第１〜第４の分岐通路３１Ａ〜３１Ｄの上流端（第１〜第４の開口４１Ａ〜４１Ｄ）のそれぞれは、中心線Ｘを中心とした回転方向に、第１〜第４のシリンダ３Ａ〜３Ｄの点火順序と同じ順序で配置され、同様の効果を奏する。
【００７５】
なお、上記の実施形態における各分岐管部３６Ａ、３６Ｂ、３６Ｃ、３６Ｄの形状及びレイアウトは例示であり、記載した例に限定されるものではない。例えば、第１実施形態では、第２の分岐管部３６Ｂ及び第３の分岐管部３６Ｃは、第２の開口４１Ｂ及び第３の開口４１Ｃから中心線Ｘと平行に延びる部分を有するが、この構成は必須でなく、他の形状に置換することができる。
【００７６】
また、吸気系１５の構成は、図１に限定されるものではない。例えば、排気ガスを吸気系１５に還流する排気還流通路が吸気系１５に設けられてもよい。この場合、排気還流通路は、例えば排気マニホールド２５と吸気装置２３の吸気チャンバ３０とを接続するように設けられてもよい。また、吸気装置２３に還流する排気を冷却するための冷却装置が設けられてもよい。また、インタークーラー１９は吸気装置２３に内蔵されてもよい。
【符号の説明】
【００７７】
１...内燃機関、２...機関本体、３Ａ〜３Ｄ...第１〜第４のシリンダ、６Ａ〜６Ｄ...第１〜第４の吸気ポート、１５...吸気系、１６...エアインレット（吸気入口）、２３、２００、３００、４００、５００、６００、７００...吸気装置、３０...吸気チャンバ、３１Ａ〜３１Ｄ...第１〜第４の分岐通路、３２...導入通路、３４...ハウジング、３５...チャンバ部、３５Ａ...底板、３６Ａ〜３６Ｄ...第１〜第４の分岐管部、３７...導入管部、４１Ａ〜４１Ｄ...第１〜第４の開口、４０１...第１の障壁、４０２...第２の障壁、５０１...第１の曲面部、５０２...第２の曲面部、７０１...連結壁、７０２...内室、７０３...貫通孔、Ｘ...中心線
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【手続補正書】
【提出日】平成27年11月2日(2015.11.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定のシリンダ列方向に沿って順に配列された第１〜第４の４つのシリンダを有する内燃機関の吸気装置であって、
四角形の底板を有する四角錐に形成され、頭頂部において吸気入口に接続される吸気チャンバと、
前記吸気チャンバの前記底板と上流端において接続され、前記第１〜第４のシリンダに連通する吸気ポートと下流端において接続される第１〜第４の分岐通路とを有し、
前記分岐通路の前記上流端のそれぞれは、所定の中心線を中心とした回転方向に、前記シリンダの点火順序と同じ順序で配置され、
点火順序が第１、第３、第４、第２のシリンダの順番、又は第１、第２、第４、第３のシリンダの順番であり、
前記中心線は、前記シリンダ列方向と直交する平面上であって、前記第２及び第３のシリンダの間の部分を通過するように配置され、
前記底板は、対角位置に位置する一対の角部が前記中心線の前記シリンダ列方向に配置され、残りの一対の角部が前記シリンダ列方向及び前記中心線に直交する第１方向に配置され、
前記第１のシリンダに連通する前記第１の分岐通路の前記上流端は、前記底板における前記中心線に対して前記シリンダ列方向における前記第１のシリンダ側に配置された隅部に配置され、
前記第４のシリンダに連通する前記第４の分岐通路の前記上流端は、前記底板における前記中心線に対して前記シリンダ列方向に沿った前記第４のシリンダ側に配置された隅部に配置され、
前記第２のシリンダに連通する前記第２の分岐通路の前記上流端は、前記底板における前記中心線に対して前記第１方向における一側に配置された隅部に配置され、
前記第３のシリンダに連通する前記第３の分岐通路の前記上流端は、前記底板における前記中心線に対して前記第１方向における他側に配置された隅部に配置されていることを特徴とする吸気装置。
【請求項２】
前記第１の分岐通路及び前記第４の分岐通路は、前記シリンダ列方向に直交し、かつ中心線Ｘを含む仮想面に対して対称形に形成され、前記底板から中心線Ｘに対して前記シリンダ列方向における外方に傾斜して延びていることを特徴とする請求項１に記載の吸気装置。
【請求項３】
前記第１及び第４のシリンダに対応した前記分岐通路の前記上流端の横断面は、前記第１方向における長さが前記シリンダ列方向における長さよりも長い楕円形に形成されていることを特徴とする請求項２に記載の吸気装置。
【請求項４】
前記第２のシリンダに対応した前記分岐通路の前記上流端は、前記中心線よりも、前記シリンダ列方向において前記第２のシリンダの直前に点火する前記シリンダに対応した前記分岐通路側にオフセットして配置され、
前記第３のシリンダに対応した前記分岐通路の前記上流端は、前記中心線よりも、前記シリンダ列方向において前記第３のシリンダの直前に点火する前記シリンダに対応した前記分岐通路側にオフセットして配置されていることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の吸気装置。
【請求項５】
前記底板の内面であって、前記第１のシリンダに対応した前記分岐通路の前記上流端と、前記第１のシリンダの直前に点火する前記シリンダの前記分岐通路の前記上流端との間の部分には、気体の流れを抑制する第１の障壁が突設され、
前記底板の内面であって、前記第４のシリンダに対応した前記分岐通路の前記上流端と、前記第４のシリンダの直前に点火する前記シリンダの前記分岐通路の前記上流端との間の部分には、気体の流れを抑制する第２の障壁が突設されていることを特徴とする請求項２〜請求項４のいずれか１つの項に記載の吸気装置。
【請求項６】
前記底板の内面であって、前記第１のシリンダに対応した前記分岐通路の前記上流端と、前記第１のシリンダの直後に点火する前記シリンダに対応した前記分岐通路の前記上流端との間の部分は、気体の流れを促進するように滑らかな第１の曲面部によって接続され、
前記底板の内面であって、前記第４のシリンダに対応した前記分岐通路の前記上流端と、前記第４のシリンダの直後に点火する前記シリンダに対応した前記分岐通路の前記上流端との間の部分は、気体の流れを促進するように滑らかな第２の曲面部によって接続されていることを特徴とする請求項２〜請求項５のいずれか１つの項に記載の吸気装置。
【請求項７】
前記シリンダのそれぞれにおける前記分岐通路及び前記吸気ポートの合計の長さが、互いに等しく設定されていることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか１つの項に記載の吸気装置。
【請求項８】
前記分岐通路の長さが互いに等しく設定されていることを特徴とする請求項７に記載の吸気装置。
【請求項９】
前記吸気チャンバを形成するチャンバ形成部材と、
前記分岐通路のそれぞれを形成する複数の通路形成部材と、
前記チャンバ形成部材及び前記通路形成部材の外面同士を互いに連結し、前記チャンバ形成部材及び前記通路形成部材の外面間に形成される空間を外部に対して閉じた内室に形成する連結壁とを有し、
前記内室が、前記吸気チャンバに連通していることを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれか１つの項に記載の吸気装置。
【国際調査報告】
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