(57)【要約】【課題】全回転域において吸気慣性効果を有効に利用してエンジンの高出力化を図りつつ、小型・コンパクト化及び耐振性と信頼性の向上を図ることができる吸気管長可変装置を提供すること。【解決手段】エンジンの気筒に接続された吸気管２の長さを変化させるエンジンの吸気管長可変装置において、前記吸気管２を固定管２Ａと該固定管２Ａの内周に移動可能に嵌合する可動管２Ｂで構成するとともに、前記固定管２Ａの中間高さ位置に開口部２ａを形成し、前記可動管２Ｂを少なくともエンジン回転数に応じて移動させて前記開口部２ａを開閉する。又、前記固定管２Ａに形成された開口部２ａを前記可動管２Ｂが全閉しているときの吸気管２の長さと内径を低回転域において吸気効率が最大となる値に設定する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの気筒に接続された吸気管の長さを変化させるエンジンの吸気管長可変装置において、
前記吸気管を固定管と該固定管の内周に移動可能に嵌合する可動管で構成するとともに、前記固定管の中間高さ位置に開口部を形成し、前記可動管を少なくともエンジン回転数に応じて移動させて前記開口部を開閉することを特徴とするエンジンの吸気管長可変装置。
【請求項２】
前記固定管に形成された開口部を前記可動管が全閉しているときの吸気管の長さと内径を低回転域において吸気効率が最大となる値に設定したことを特徴とする請求項１記載のエンジンの吸気管長可変装置。
【請求項３】
前記開口部を前記固定管の周方向に複数形成したことを特徴とする請求項１又は２記載のエンジンの吸気管長可変装置。
【請求項４】
前記可動管を移動させる移動機構と、エンジン回転数を検出する回転センサと、前記回転センサの検出信号に基づいて前記移動機構を駆動制御して前記固定管の開口部を開閉するコントローラを設けたことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載のエンジンの吸気管長可変装置。
【請求項５】
前記可動管の位置を検出する位置センサを設け、該位置センサに前記回転センサの検出信号に基づいて前記コントローラが前記固定管の開口部の開度をエンジン回転数に応じて制御するようにしたことを特徴とする請求項４記載のエンジンの吸気管長可変装置。
【請求項６】
前記可動管をスロットルバルブの開閉動作に連動して移動させる移動機構を設けたことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載のエンジンの吸気管長可変装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吸気管の長さをエンジン回転数に応じて最適に調整するようにしたエンジンの吸気管長可変装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、特に大型の自動二輪車には高性能化が要求されつつあり、その一環としてエンジンの高出力化が要求されてきている。
【０００３】
ところで、エンジンの高出力化を実現する一手段として吸気慣性効果を利用することは一般に良く知られているが、吸気の圧力波は吸気管内を音速で伝播するため、エンジン回転数に応じて吸気管の長さを変えなければ全回転域において吸気慣性効果を有効に利用することができない。
【０００４】
そこで、特許文献１には、吸気管の外周に可動管を摺動可能に嵌合し、該可動管をエンジン回転数に応じて摺動させて可動管を含む吸気管全体の長さを変えるようにした吸気管長可変装置が提案され、特許文献２には、主吸気管と副吸気管を互いに離間して配置するとともに、副吸気管の外周に連結吸気管を摺動可能に外嵌し、エンジン回転数に応じて連結吸気管を摺動させてこれを主吸気管に対して接離させることによって吸気管長を変化させる吸気装置が提案されている。
【０００５】
又、特許文献３には、吸気管を固定管と該固定管に対して移動可能な可動管とに２分割し、前記可動管をエンジン回転数に応じて前記固定管に接離させて吸気管の長さを低回転域と高回転域とで変えるようにした吸気管長可変装置が提案されている。
【特許文献１】特開平５−２７２３４０号公報
【特許文献２】特開昭６２−０５１７２２号公報
【特許文献３】特許第２７７９１９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、吸気量、つまり吸気管に吸引される空気量はエンジン回転数の増加と共に増加するが、特許文献１〜３において提案されている吸気管長可変装置では、エンジン回転数とは無関係に、高回転域においても吸気管の開口面積は一定であるため、高回転域において吸入空気量が不足する可能性がある。
【０００７】
従って、本発明の第１の目的とする処は、全回転域において吸気慣性効果を有効に利用してエンジンの高出力化を図りつつ、高回転域での吸入空気量を増やしてエンジンの安定した運転を実現することができる吸気管長可変装置を提供することにある。
【０００８】
又、特許文献１〜３において提案されている吸気管長可変装置では、比較的大きな可動管をエンジン回転数に応じて移動させるため、該可動管の移動ストローク分だけ吸気管の長さが長くなって該吸気管を吸気ボックス内にコンパクトに収納することができないという問題がある。
【０００９】
更に、比較的大きな可動管がエンジン振動によって共振し、吸気管長さ可変装置の耐振性と信頼性が問題となることもある。
【００１０】
従って、本発明の第２の目的とする処は、全回転域において吸気慣性効果を有効に利用してエンジンの高出力化を図りつつ、小型・コンパクト化及び耐振性と信頼性の向上を図ることができる吸気管長可変装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、エンジンの気筒に接続された吸気管の長さを変化させるエンジンの吸気管長可変装置において、前記吸気管を固定管と該固定管の内周に移動可能に嵌合する可動管で構成するとともに、前記固定管の中間高さ位置に開口部を形成し、前記可動管を少なくともエンジン回転数に応じて移動させて前記開口部を開閉することを特徴とする。
【００１２】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記固定管に形成された開口部を前記可動管が全閉しているときの吸気管の長さと内径を低回転域において吸気効率が最大となる値に設定したことを特徴とする。
【００１３】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の発明において、前記開口部を前記固定管の周方向に複数形成したことを特徴とする。
【００１４】
請求項４記載の発明は、請求項１〜３の何れかに記載の発明において、前記可動管を移動させる移動機構と、エンジン回転数を検出する回転センサと、前記回転センサの検出信号に基づいて前記移動機構を駆動制御して前記固定管の開口部を開閉するコントローラを設けたことを特徴とする。
【００１５】
請求項５記載の発明は、請求項４記載の発明において、前記可動管の位置を検出する位置センサを設け、該位置センサに前記回転センサの検出信号に基づいて前記コントローラが前記固定管の開口部の開度をエンジン回転数に応じて制御するようにしたことを特徴とする。
【００１６】
請求項６記載の発明は、請求項１〜３の何れかに記載の発明において、前記可動管をスロットルバルブの開閉動作に連動して移動させる移動機構を設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１記載の発明によれば、吸気管の固定管に形成された開口部を少なくともエンジン回転数に応じて可動管で開閉するようにしたため、吸気管の実質的な長さをエンジン回転数に応じた最適な値（吸気慣性効果が得られる長さ）に設定することができ、エンジンの全回転域において吸気慣性効果を利用して吸気効率を高め、エンジン出力の向上を図ることができる。
【００１８】
又、高回転域においては開口部を開けて吸気管の実質的な長さが短く設定されるが、この高回転域においては開口部からも空気が吸気管内に流入するため、高回転域での吸入空気量を増やしてエンジンの安定した運転を実現することができる。
【００１９】
更に、可動管は固定管の内周にガイドされつつ安定して移動するため、エンジン振動による可動管の共振が防がれて当該吸気管長可変装置の耐振性と信頼性が高められる。
【００２０】
請求項２記載の発明によれば、固定管に形成された開口部を可動管が全閉しているときの吸気管の長さと内径を低回転域において吸気効率が最大となる値に設定したため、低回転域において吸気慣性効果を有効に利用してエンジン出力の向上を図ることができる。
【００２１】
請求項３記載の発明によれば、開口部を固定管の周方向全周ではなく部分的に複数形成したため、固定管に必要な強度と剛性を確保することができる。
【００２２】
請求項４記載の発明によれば、移動機構は、回転センサによって検出されるエンジン回転数に応じてコントローラによってその駆動が制御され、エンジン回転数に応じて可動管を移動させて固定管の開口部を開閉するため、エンジンの全回転域においてエンジン出力が高められるとともに、高回転域での吸入空気量が増えてエンジンの安定した運転が可能となる。
【００２３】
請求項５記載の発明は、位置センサによって可動管の位置を検出することによって、固定管の開口部の開度を少なくともエンジン回転数に応じて制御することができるため、エンジンの全回転域において吸気管の実質的な長さを吸気慣性効果が得られる最適な長さに調整することができる。
【００２４】
請求項６記載の発明によれば、可動管をスロットルバルブの開閉動作に連動して移動させるようにしたため、スロットルバルブの開度、つまりエンジン回転数に応じて固定管の開口部の開度を簡単な構成で制御することができ、エンジンの全回転域においてエンジン出力の向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００２６】
＜実施の形態１＞
図１は本発明の実施の形態１に係る吸気管長可変装置を備えたエンジン吸気系の側断面図、図２は吸気管長可変装置の構成を示す平面図、図３は吸気管長可変装置の低回転域での動作を示す図２のＡ−Ａ線断面図、図４は吸気管長可変装置の高回転域での動作を示す図２のＡ−Ａ線断面図である。
【００２７】
図１において、１は吸気ボックスであって、この吸気ボックス１内には、不図示のエンジンの気筒に接続された吸気管２が収納されている。そして、吸気ボックス１の上部にはエアクリーナ３が設けられている。
【００２８】
上記吸気管２は、図３及び図４に示すように、固定管２Ａと該固定管２Ａの内周に移動可能に嵌合する可動管２Ｂとで構成されており、固定管２Ａの中間高さ位置（吸気管２の実質的な長さが高回転域において有効な吸気慣性効果が得られる長さとなる高さ位置）には矩形状の開口部２ａが周方向に複数形成されている。ここで、上記可動管２Ｂは、ベルマウス状の開口部２ｂを有しており、図１に示すように、この開口部２ｂが吸気ボックス１内に開口している。そして、可動管２Ｂは、後述のようにエンジン回転数に応じて固定管２Ａの内周にガイドされつつ上下動して固定管２Ａの前記開口部２ａを開閉する。尚、本実施の形態では、固定管２Ａを一体に構成したが、開口部２ａを有する部分を別体に構成してこれを他の部分に結合するようにしても良い。
【００２９】
ところで、図２〜図４に示すように、固定管２Ａの内部にはスロットルバルブ４が開閉可能に設けられており、固定管２Ａの側部には、図１及び図２に示すように、吸気管２内の前記スロットルバルブ４の近傍に所定量の燃料を適当なタイミングで噴射するためのインジェクタ５が取り付けられている。ここで、図１及び図２に示すように、スロットルバルブ４の弁軸４ａの吸気管２から突出する端部にはスロットルレバー６が取り付けられており、このスロットルレバー６には不図示のスロットルワイヤーの一端が連結されている。
【００３０】
而して、本発明に係る吸気管長可変装置は、エンジン回転数に応じて吸気管２の可動管２Ｂを固定管２Ａの内周に沿って上下に摺動させて固定管２Ａの開口部２ａを開閉するものであって、図２に示すように、可動管２Ｂを摺動させる移動機構を構成するモータ７と、可動管２Ｂの位置を検出する位置センサ８と、エンジン回転数を検出する回転センサ９と、前記位置センサ８と前記回転センサ９の検出信号に基づいて前記モータ７を駆動制御して固定管２Ａの前記開口部２ａの開度を調整するコントローラ１０を含んで構成されている。尚、モータ７としてはサーボモータ等が使用され、該モータ７と位置センサ８及び回転センサ９は、前記コントローラ１０に電気的に接続されている。
【００３１】
以下、本発明に係る吸気管長可変装置の構成の詳細について説明する。
【００３２】
図１及び図２に示すように、前記モータ７の出力軸（モータ軸）７ａの端部にはセクタギヤ１１が結着されており、モータ７の上方には回転軸１２がモータ軸７ａと平行に配されている。そして、回転軸１２には左右一対のレバー１３の各一端が結着されており、これらのレバー１３の他端（自由端）は、可動管２Ｂ左右に突設された一対のピン１４に係合している。
【００３３】
又、上記回転軸１２の一端にはセクタギヤ１５が結着されており、同回転軸１２の他端には当該回転軸１２及びレバー１３の回動量、つまり可動管２Ｂの摺動量（固定管２Ａの開口部２ａの開度）を検出するためのポテンショメータ等の前記位置センサ８が取り付けられている。そして、セクタギヤ１５は、モータ軸７ａに結着された前記セクタギヤ１１に噛合している。
【００３４】
次に、以上のように構成された本発明に係る吸気管長可変装置の作用について説明する。
【００３５】
不図示のエンジンが始動されると、該エンジンの気筒内に発生する吸気負圧に引かれて空気が図１に示すエアクリーナ３を通過して浄化された後に吸気ボックス１内に導入され、吸気ボックス１内に開口する吸気管２に空気が吸引される。そして、吸気管２に吸引された空気にはインジェクタ５から適量の燃料が適当なタイミングで噴射されることによって所望の空燃比（Ａ／Ｆ）の混合気が形成され、この混合気はシリンダ燃焼室での燃焼に供される。
【００３６】
ところで、エンジンの回転数は回転センサ９によって検出され、その検出信号はコントローラ１０に入力される。すると、コントローラ１０は、そのときのエンジン回転数に応じてモータ７を駆動制御して可動管２Ｂを固定管２Ａの内周に沿って上下に摺動させることによって固定管２Ａの開口部２ａを開閉する。
【００３７】
具体的には、スロットルバルブ４の開度が小さく、エンジン回転数が低い低回転域においては、図３に示すように、可動管２Ｂは下限位置にあって固定管２Ａに着座し、固定管２Ａの開口部２ａを全閉している。
【００３８】
従って、低回転域においては、空気は図３に矢印にて示すように可動管２Ｂの上端開口部２ｂからのみ吸引されるが、本実施の形態では、固定管２Ａに形成された開口部２ａが可動管２Ｂによって全閉されているときの吸気管２の長さと内径は低回転域において吸気効率が最大となる値に設定されているため、吸気慣性効果によって混合気のシリンダへの充填効率が高められ、低回転域においてエンジン出力が高められる。即ち、吸気管２内を音速で伝播する吸気負圧波が吸気管２の開口端で反射し、この反射した吸気負圧波が吸気行程にあるシリンダに到達することによって、シリンダへの混合気の流入量が増えて充填効率が高められ、エンジン出力が高められる。
【００３９】
その後、スロットル操作によってスロットルバルブ４が開けられ、エンジン回転数が増大して高回転域に移行すると、そのときのエンジン回転数が回転センサ９によって検出されてコントローラ１０に入力され、コントローラ１０は、モータ７を駆動制御して可動管２Ｂを図４に示すように固定管２Ａの内周に沿って上限位置まで上方へ摺動させて固定管２Ａの開口部２ａを全開する。
【００４０】
即ち、モータ７が駆動されてモータ軸７ａが所定量だけ回転すると、その回転はセクタギヤ１１，１５を経て回転軸１２に伝達され、この回転軸１２とこれに結着された左右のレバー１３が回転する。このとき、左右のレバー１３は、回転軸１２を中心として上方へと回動するため、その端部にピン１４を介して係合する可動管２Ｂが前述のように固定管２Ａの内周に沿って上限位置まで上方へ摺動して固定管２Ａの開口部２ａを全開する。
【００４１】
而して、上述のように固定管２Ａの開口部２ａが全開されると、空気は図４に矢印にて示すように可動管２Ｂの上端開口部２ｂと固定管２Ａの開口部２ａの双方から同時に吸気管２内に流入する。このように高回転域において固定管２Ａの開口部２ａが全開されると、吸気負圧波が開口部２ａで反射してエンジンのシリンダに戻るため、吸気管２の長さが実質的に短くなり、高回転域においても有効に吸気慣性効果が得られ、混合気の充填効率が高められてエンジン出力が高められる。
【００４２】
又、高回転域においては、空気が可動管２Ｂの上端開口部２ｂと固定管２Ａの開口部２ａの双方から同時に吸気管２内に流入するため、低回転域よりも多くの吸入空気量を必要とする高回転域において必要十分な空気量が得られ、エンジンの安定した運転が可能となる。そして、本実施の形態では、可動管２Ｂは固定管２Ａの内周にガイドされつつ安定して移動するため、そのガタツキが防がれ、エンジン振動による可動管２Ｂの共振が防がれて当該吸気管長可変装置の耐振性と信頼性が高められる。
【００４３】
他方、エンジン回転数が低回転域と高回転域の中間の値を示す中回転域においては、コントローラ１０は、固定管２Ａの開口部２ａの開度をエンジン回転数に応じた値に設定する。
【００４４】
即ち、コントローラ１０は、回転センサ９によって検出されたエンジン回転数に応じて固定管２Ａの開口部２ａの開度を求め、その開度となるようモータ７を駆動制御する。すると、前述と同様にモータ７の出力軸７ａの回転がセクタギヤ１１，１５を経て回転軸１２に伝達され、該回転軸１２とこれに結着された左右のレバー１３が回動し、可動管２Ｂが固定管２Ａの内周に沿って上方へと摺動して固定管２Ａの開口部２ａを開くが、そのときの開口部２ａの開度は、位置センサ８によって回転軸１２の回転量が検出されることによって検出され、その検出結果がコントローラ１０にフィードバックされる。
【００４５】
以上のようにして、中回転域においては、固定管２Ａの開口部２ａの開度がエンジン回転数に応じた値に設定されるため、吸気管２の実質的な長さもエンジン回転数に応じて調整されることとなる。この結果、吸気管２の実質的な長さがそのときのエンジン回転数に応じて最適に（つまり、吸気慣性効果が得られる長さに）設定され、吸気慣性効果によって混合気の充填効率が高められて中回転域においてもエンジン出力の向上が図られるとともに、必要十分な吸入空気量が得られる。
【００４６】
以上の結果、本実施の形態では、エンジンの全回転域において吸気慣性効果を有効に利用してエンジン出力を高めることができるとともに、必要十分な吸入空気量を確保することができる。
【００４７】
尚、本実施の形態では、固定管２Ａの開口部２ａの開度を検出する位置センサ８を設け、中回転域においては固定管２Ａの開口部２ａの開度をエンジン回転数に応じて調整する構成を採用したが、固定管２Ａの開口部２ａを低・中回転域では全閉し、高回転域では全開するようにしても良い。
【００４８】
＜実施の形態２＞
次に、本発明の実施の形態２を図５〜図１１に基づいて説明する。
【００４９】
図５は本発明の実施の形態２に係る吸気管長可変装置の低回転域での動作を示す断面図、図６は図５のＢ−Ｂ線断面図、図７は図５のＣ−Ｃ線断面図、図８は図７のＤ部拡大詳細断面図、図９は図８のＥ−Ｅ線断面、図１０は図７の矢視Ｆ方向の図、図１１は同吸気管長可変装置の高回転域での動作を示す断面図であり、これらの図においては図１〜図４に示したものと同一要素には同一符号を付しており、以下、それらについての再度の説明は省略する。
【００５０】
本実施の形態は、本発明を４気筒エンジンに対して適用したものであって、４気筒エンジンには各気筒に連なる４つの吸気管２が並設されており、各吸気管２は実施の形態１と同様に構成されている。
【００５１】
而して、本実施の形態では、各吸気管２の可動管２Ｂがエンジン回転数によって固定管２Ａの内周に沿って同時に移動せしめられ、各固定管２Ａにそれぞれ形成された開口部２ａが可動管２Ｂによって同時に開閉される。
【００５２】
即ち、図５に示すように、隣接する２つの吸気管２の可動管２Ｂ同士がピン１６によって連結されており、各ピン１６にはレバー１７の一端（自由端）が係合している。又、図７に示すように、不図示のモータによって回転駆動されるセクタギヤ１８にはギヤ１９が噛合しており、このギヤ１９の回転軸２０にはアーム２１が結着されている。そして、アーム２１の先端には、図５に示すように４つの吸気管２の並設方向中央に垂直に配されたロッド２２の下端が連結されている（図７及び図１０参照）。
【００５３】
上記ロッド２２の上端部には別のアーム２３の一端が連結されており、このアーム２３の他端は、図５に示すように水平に配された回転軸２４に結着されている。そして、回転軸２４の軸方向両端には前記レバー１７の各他端が結着されている。尚、図８に示すように、ロッド２２はスプリング２５によってストッパ３３を介して常時上方に付勢されている。
【００５４】
而して、エンジン回転数が低い低回転域においては、図５に示すように、４つの吸気管の各可動管２Ｂは下限位置にあって固定管２Ａにそれぞれ着座し、固定管２Ａの開口部２ａをそれぞれ全閉している。
【００５５】
従って、低回転域においては、空気は図５に矢印にて示すように各可動管２Ｂの上端開口部２ｂからのみ吸引されるが、本実施の形態においても、固定管２Ａに形成された開口部２ａが可動管２Ｂによって全閉されているときの吸気管２の長さと内径は低回転域において吸気効率が最大となる値に設定されているため、吸気慣性効果によって混合気のシリンダへの充填効率が高められ、低回転域においてエンジン出力が高められる。
【００５６】
その後、エンジン回転数が増大して高回転域に移行すると、不図示のモータによってセクタギヤ１８が図７の矢印方向（反時計方向）に回転される。すると、このセクタギヤ１８に噛合するギヤ１９と回転軸２０が矢印方向（時計方向）に回動するため、アーム２１が回転軸２０を中心として同方向に回動して下動させる。
【００５７】
上述のようにロッド２２が下動すると、アーム２３と回転軸２４が図７の矢印方向（反時計方向）に回動するため、回転軸２４に結着されたレバー１７が回転軸２４を中心として図６の矢印方向（時計方向）に実線位置から鎖線位置まで回動するため、図１１に示すように、４つの吸気管２の可動管２Ｂが各固定管２Ａの内周に沿って同時に上方へと摺動し、各固定管２Ａの開口部２ａを同時に開く。
【００５８】
而して、上述のように全ての吸気管２において固定管２Ａの開口部２ａが同時に全開されると、空気は図１１に矢印にて示すように各可動管２Ｂの上端開口部２ｂと各固定管２Ａの開口部２ａの双方から同時に吸気管２内に流入するため、実施の形態１と同様に。このように高回転域において全ての固定管２Ａの開口部２ａが全開されると、吸気負圧波が各吸気管２の長さが実質的に短くなり、高回転域においても有効に吸気慣性効果が得られ、混合気の充填効率が高められてエンジン出力が高められる。
【００５９】
以上の結果、本実施の形態においても、エンジンの全回転域において吸気慣性効果を有効に利用してエンジン出力を高めることができるとともに、必要十分な吸入空気量を確保することができる。
【００６０】
＜実施の形態３＞
次に、本発明の実施の形態３を図１２〜図１４に基づいて説明する。
【００６１】
図１２は本発明の実施の形態３に係る吸気管長可変機構の低回転域での動作を示す縦断面図、図１３は図１２のＧ−Ｇ線断面図、図１４は同吸気管長可変機構の高回転域での動作を示す縦断面図であり、これらの図においては図５〜図１１に示したものと同一要素には同一符号を付しており、以下、それらについての再度の説明は省略する。
【００６２】
前記実施の形態１，２では、吸気管２の可動管２Ｂの外周部の２点を支持して該可動管２Ｂを持ち上げる構成を採用したが、本実施の形態では、可動管２Ｂの内部を支持して該可動管２Ｂを持ち上げる構成を採用している。
【００６３】
即ち、本実施の形態では、図１３に示すように、可動管２Ｂの内部に中心を通る横軸２６を架設するとともに、可動管２Ｂの側部に上下方向に長いスリット状の孔２ｃを形成し、この孔２ｃにレバー１７を通してその先端（自由端）を前記横軸２６に係合させている。
【００６４】
而して、エンジン回転数が低い低回転域においては、図１２及び図１３に示すように、吸気管２の可動管２Ｂは下限位置にあって固定管２Ａに着座し、固定管２Ａの開口部２ａを全閉している。従って、低回転域においては、空気は図１２に矢印にて示すように可動管２Ｂの上端開口部２ｂからのみ吸引されるが、本実施の形態においても、固定管２Ａに形成された開口部２ａが可動管２Ｂによって全閉されているときの吸気管２の長さと内径は低回転域において吸気効率が最大となる値に設定されているため、吸気慣性効果によって混合気のシリンダへの充填効率が高められ、低回転域においてエンジン出力が高められる。
【００６５】
その後、エンジン回転数が増大して高回転域に移行すると、前記実施の形態２と同様にロッド２２が下動するため、アーム２３と回転軸２４が図１２の矢印方向（時計方向）に回動する。このため、回転軸２４に結着されたレバー１７が回転軸２４を中心として図１２の矢印方向（時計方向）に回動し、図１４に示すように吸気管２の可動管２Ｂを上方へと持ち上げる。この結果、固定管２Ａの開口部２ａが可動管２ｂによって全開される。
【００６６】
而して、上述のように吸気管２において固定管２Ａの開口部２ａが全開されると、空気は図１４に矢印にて示すように可動管２Ｂの上端開口部２ｂと固定管２Ａの開口部２ａの双方から同時に吸気管２内に流入するため、実施の形態１，２と同様に吸気管２の長さが実質的に短くなり、高回転域においても有効に吸気慣性効果が得られ、混合気の充填効率が高められてエンジン出力が高められる。
【００６７】
以上の結果、本実施の形態においても、エンジンの全回転域において吸気慣性効果を有効に利用してエンジン出力を高めることができるとともに、必要十分な吸入空気量を確保することができる。
【００６８】
＜実施の形態４＞
次に、本発明の実施の形態４を図１５〜図１７に基づいて説明する。
【００６９】
図１５は本発明の実施の形態４に係る吸気管長可変機構の構成と動作を示す縦断面図、図１６は図１５のＨ−Ｈ線断面図、図１７は図１６のＩ−Ｉ線拡大断面図であり、これらの図においては図１２〜図１４に示したものと同一要素には同一符号を付しており、以下、それらについての再度の説明は省略する。
【００７０】
本実施の形態においても、前記実施の形態３と同様に、可動管２Ｂの内部を支持して該可動管２Ｂを持ち上げる構成を採用しているが、本実施の形態では、吸気管２の上方から可動管２Ｂを吊り上げる構成を採用したことを特徴としている。
【００７１】
即ち、本実施の形態では、図１５に示すように、吸気管２の上方にレバー１７を配置し、該レバー１７から下方へ垂直に垂れ下がるロッド２７を吸気管２内に上方から挿入し、該ロッド２７の下端を可動管２Ｂの内部に架設された横軸２６に係合させている（図１５及び図１７参照）。
【００７２】
ここで、ロッド２７の下端の可動管２Ｂの横軸２６への係合構造と係合方法を図１６及び図１７に基づいて説明する。
【００７３】
図１６に示すように、可動管２Ｂの内部に架設された横軸２６の中央部分には大小異径の軸部２６ａ，２６ｂが形成されており、大径側の軸部２６ａの端部外周には半円状の凸部２６ａ−１が一体に突設されている。
【００７４】
他方、ロッド２７の下端部の切欠き円状の係合部２７ａの内周部には半円状の凹部２７ａ−１が形成されている。
【００７５】
而して、ロッド２７の下端部を可動管２Ｂの横軸２６に係合させるには、先ず、ロッド２７の下端部の係合部２７ａを可動管２Ｂの横軸２１６の小径側の軸部２６ｂに係合させ、図１７に鎖線にて示すように、ロッド２７を傾けて、その係合部２７ａの内周に形成された凹部２７ａ−１を横軸２６の大径側の端部２６ａ外周に突設された凸部２６ａ−１に合わせ、その状態のままロッド２７を横軸２６に沿って図１３の左方へスライドさせ、その係合部２７ａを横軸２６の大径側の軸部２６ａに係合させる。そして、最後にロッド２７を図１４に実線にて示すように鉛直に立てると、該ロッド２７の凹部２７ａ−１と横軸２６の凸部２６ａ−１の周方向の位置が異なるため、ロッド２７の係合部２７ａの横軸２６の大径側の軸部２６ａからの抜けが凸部２６ａ−１によって防がれ、ロッド２７の下端部が可動管２Ｂの横軸２６に軸方向移動が規制された状態で係合される。
【００７６】
而して、エンジン回転数が低い低回転域においては、図１５に実線示すように、吸気管２の可動管２Ｂは下限位置にあって固定管２Ａに着座し、固定管２Ａの開口部２ａを全閉している。従って、低回転域においては、空気は可動管２Ｂの上端開口部２ｂからのみ吸引されるが、本実施の形態においても、固定管２Ａに形成された開口部２ａが可動管２Ｂによって全閉されているときの吸気管２の長さと内径は低回転域において吸気効率が最大となる値に設定されているため、吸気慣性効果によって混合気のシリンダへの充填効率が高められ、低回転域においてエンジン出力が高められる。
【００７７】
その後、エンジン回転数が増大して高回転域に移行すると、前記実施の形態２，３と同様にロッド２２がスプリング２５の付勢力に抗して下動するため、アーム２３と回転軸２４が図１５の矢印方向（時計方向）に回動する。このため、回転軸２４に結着されたレバー１７が回転軸２４を中心として図１５の矢印方向（時計方向）に回動してロッド２７を持ち上げるため、図１５に鎖線にて示すように吸気管２の可動管２Ｂがロッド２７によって上方へと吊り上げられ。この結果、固定管２Ａの開口部２ａが可動管２Ｂによって全開される。
【００７８】
而して、上述のように吸気管２において固定管２Ａの開口部２ａが全開されると、空気は可動管２Ｂの上端開口部２ｂと固定管２Ａの開口部２ａの双方から同時に吸気管２内に流入するため、実施の形態１〜３と同様に吸気管２の長さが実質的に短くなり、高回転域においても有効に吸気慣性効果が得られ、混合気の充填効率が高められてエンジン出力が高められる。
【００７９】
以上の結果、本実施の形態においても、エンジンの全回転域において吸気慣性効果を有効に利用してエンジン出力を高めることができるとともに、必要十分な吸入空気量を確保することができる。
【００８０】
＜実施の形態５＞
次に、本発明の実施の形態５を図１８に基づいて説明する。
【００８１】
図１８は本発明の実施の形態５に係る吸気管長可変機構を備えたエンジン吸気系の側断面図であり、本図に図１に示したものと同一要素には同一符号を付しており、以下、それらについての再度の説明は省略する。
【００８２】
本実施の形態は、吸気管２の可動管２Ｂをスロットルバルブ４の開閉動作に連動して移動させるよう構成したことを特徴としている。
【００８３】
即ち、吸気ボックス１内に固定されたブラケット２８には左右一対のレバー１３の各一端が軸２９によって上下回動可能に軸支されており、これらのレバー１３の他端（自由端）は、可動管２Ｂの左右に突設された一対のピン１４に係合している。尚、レバー１３は、これとブラケット２８間に介装されたリターンスプリング３０によって軸２９を中心として図１５の時計方向（スロットルバルブ４の閉じ方向）に付勢されている。
【００８４】
又、スロットルバルブ４の弁軸４ａにはアーム３１の一端が連結されており、該アームの他端と前記レバー１３の軸方向中間部とはロッド３２によって連結されている。尚、レバー１３とロッド３２及びアーム３１はリンク機構を構成しており、このリンク機構によって吸気管２の可動管２Ｂがスロットルバルブ４の開閉動作に連動して上下に摺動し、固定管２Ａの開口部２ａを開閉する。
【００８５】
即ち、エンジン回転数が低い低回転域においては、図１８に実線にて示すように、吸気管２の可動管２Ｂは下限位置にあって固定管２Ａに着座し、固定管２Ａの開口部２ａを全閉している。
【００８６】
その後、スロットルバルブ４を図１８の「開」方向に回してこれを開くと、エンジン回転数が増大するとともに、アーム３１が矢印方向（時計方向）に回動してロッド３２を押し上げるため、レバー１３が軸２９を中心として矢印（反時計方向）に回動して吸気管２の可動管２Ｂを鎖線にて示すように上方へ摺動させる。このように可動管２Ｂが上方へ摺動すると、該可動管２Ｂによって閉じられていた固定管２Ａの開口部２ａが開けられ、その開度はスロットルバルブ４の開度、つまりエンジン回転数に比例する。
【００８７】
以上のように、本実施の形態では、吸気管２の可動管２Ｂをスロットルバルブ４の開閉動作に連動して移動させるようにしたため、スロットルバルブ４の開度、つまりエンジン回転数に応じて固定管２Ａの開口部２ａの開度を簡単な機械的な構成で制御することができ、エンジンの全回転域においてエンジン出力の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】本発明の実施の形態１に係る吸気管長可変装置を備えたエンジン吸気系の側断面図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る吸気管長可変装置の構成を示す平面図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る吸気管長可変装置の低回転域での動作を示す図２のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係る吸気管長可変装置の高回転域での動作を示す図２のＡ−Ａ線断面図である。
【図５】本発明の実施の形態２に係る吸気管長可変装置の低回転域での動作を示す断面図である。
【図６】図５のＢ−Ｂ線断面図である。
【図７】図５のＣ−Ｃ線断面図である。
【図８】図７のＤ部拡大詳細断面図である。
【図９】図８のＥ−Ｅ線断面である。
【図１０】図７の矢視Ｆ方向の図である。
【図１１】本発明の実施の形態２に係る吸気管長可変装置の高回転域での動作を示す断面図である。
【図１２】本発明の実施の形態３に係る吸気管長可変機構の低回転域での動作を示す縦断面図である。
【図１３】図１２のＧ−Ｇ線断面図である。
【図１４】本発明の実施の形態３に係る吸気管長可変機構の高回転域での動作を示す縦断面図である。
【図１５】本発明の実施の形態４に係る吸気管長可変機構の構成と動作を示す縦断面図である。
【図１６】図１５のＨ−Ｈ線断面図である。
【図１７】図１６のＩ−Ｉ線拡大断面図である。
【図１８】本発明の実施の形態５に係る吸気管長可変装置を備えたエンジン吸気系の側断面図である。
【符号の説明】
【００８９】
１              吸気ボックス
２              吸気管
２Ａ            固定管
２Ｂ            可動管
２ａ            固定管の開口部
２ｂ            可動管の開口部
２ｃ            可動管の孔
３              エアクリーナ
４              スロットルバルブ
４ａ            スロットルバルブの弁軸
５              インジェクタ
６              スロットルレバー
７              モータ
７ａ            モータの出力軸（モータ軸）
８              位置センサ
９              回転センサ
１０            コントローラ
１１            セクタギヤ
１２            回転軸
１３            レバー
１４            ピン
１５            セクタギヤ
１６            ピン
１７            レバー
１８            セクタギヤ
１９            ギヤ
２０            回転軸
２１            アーム
２２            ロッド
２３            アーム
２４            回転軸
２５            スプリング
２６            可動管の横軸
２６ａ，２６ｂ  横軸の軸部
２６ａ−１      横軸の凸部
２７            ロッド
２７ａ          ロッドの係合部
２７ａ−１      ロッドの凹部
２８            ブラケット
２９            軸
３０            リターンスプリング
３１            アーム
３２            ロッド
３３            ストッパ
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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