(57)【要約】【課題】簡単な構成でエンジンの吸気慣性効果と加速応答性との両立を図る多気筒エンジンの吸気装置を提供する。【解決手段】サージタンク４の吸気下流であって、低速用独立吸気通路１０と高速用独立吸気通路１１とからなる独立吸気通路５の途中にスロットル弁装置７を配置する。スロット部弁装置には弁体８が回動可能に配設されており、弁体８の内部には弁体８の下位同軸方向に沿って隣接して、弁体内低速用通路２１と弁体内高速通路とが形成される。これにより、弁体８が所定開度以下の時には低速用独立吸気通路１０のみによる吸気供給が行われ、所定開度以上の時には低速用独立吸気通路１０と高速用独立吸気通路１１とによる吸気供給が行われる。【選択図】　図２
2004124739.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多気筒エンジンの全気筒の燃焼室に吸気を供給する共通吸気通路と、
該共通吸気通路から分岐して各気筒の燃焼室に吸気を供給する複数の独立吸気通路と、
各独立吸気通路に設けられ、回動軸方向から見て円形となる弁体の内部に、吸気通路の一部となる空間部を形成し、該燃焼室内へ供給される吸入空気量を線形的に調整可能なロータリー型のスロットル弁とを備えた多気筒エンジンの吸気通路において、
各独立吸気通路は、上記スロットル弁への吸気の供給が複数の通路により行われるように複数の分岐吸気通路から構成されるとともに、
上記スロットル弁は、該スロットル弁の回動によって、一部の分岐吸気通路による上記燃焼室内への吸気の供給を行うとともに、残りの分岐吸気通路による該燃焼室内への吸気の供給を実質的に閉塞する第１の状態と、全ての分岐吸気通路による該燃焼室内への吸気を行う第２の状態とが設定可能となるよう形成されることを特徴とする多気筒エンジンの吸気装置。
【請求項２】
上記スロットル弁の弁体内部に、上記一部の分岐吸気通路と上記燃焼室とを連通させる第１弁体内吸気通路と、上記残りの分岐吸気通路と燃焼室とを連通させる第２弁体内吸気通路とが形成されていることを特徴とする請求項１記載の多気筒エンジンの吸気装置。
【請求項３】
上記スロットル弁は、その回動軸が、エンジンのクランク軸と略平行となるよう配置され、第１弁体内吸気通路と、第２弁体内吸気通路とは該回動軸に沿って隣接するとともに、それぞれの弁体内吸気通路の開口部より下流側の独立吸気通路は、エンジンの上下方向の上側から見てシリンダボアの接線方向に指向するよう形成されることを特徴とする請求項２記載の多気筒エンジンの吸気装置。
【請求項４】
上記スロットル弁の第１弁体内吸気通路と第２弁体内吸気通路とは、スロットル弁の回動軸に沿って隣接するよう形成されるとともに、スロットル弁の回動に伴い第１の状態から第２の状態に移行する場合には、第１弁体内吸気通路と第１弁体内吸気通路より下流の独立吸気通路との連通が全開であり、第２弁体内吸気通路と第２弁体内吸気通路より下流の独立吸気通路との連通が全閉となる状態から、第２弁体内吸気通路と、第２弁体内吸気通路より下流の独立吸気通路との連通開度が徐々に増大することで第２の状態に移行するよう構成されることを特徴とする請求項２記載の多気筒エンジンの吸気装置。
【請求項５】
多気筒エンジンの全気筒の燃焼室に吸気を供給する共通吸気通路と、
該共通吸気通路から分岐して各気筒の燃焼室に吸気を供給する独立吸気通路と、各独立吸気通路に設けられ、回動軸方向から見て円形となる弁体の内部に、吸気通路の一部となる空間部を形成し、該燃焼室内へ供給される吸入空気量を線形的に変化可能なロータリー型のスロットル弁とを備えた多気筒エンジンの吸気通路において、
各独立吸気通路は、上記スロットル弁への吸気の供給を行う低速用分岐通路と高速用分岐通路とから構成され、
上記スロットル弁の弁体内部には、低速用分岐通路と燃焼室とを連通させる弁体内低速用通路と、高速用分岐通路と燃焼室とを連通させる弁体内高速用通路とが形成されるとともに、
エンジンの運転状態に基づいて、エンジン回転数が低回転時には低速用分岐通路と弁体内低速用通路とを連通させ、高回転時には高速用分岐通路と弁体内高速用通路とを連通させるよう上記スロットル弁の開度を制御する制御手段を備え、上記弁体内低速用通路は、高回転時では、低速用分岐通路との連通が全開状態となるよう形成されることを特徴とする多気筒エンジンの吸気装置。
【請求項６】
弁体内低速用通路は、スロットル弁の回動軸に対し略平行であって弁体内部で互いに対向配置された内壁面により形成されるとともに、該内壁面の吸気流方向における中心部分が、該内壁面の吸気上流端部と吸気下流端部とに対し、該回動軸の軸心方向に向かって凸状に湾曲するよう形成されることを特徴とする請求項５記載の多気筒エンジンの吸気通路。
【請求項７】
上記共通吸気通路と上記独立吸気通路との接続部分に、容積室を構成したことを特徴とする請求項１、及び請求項５記載の多気筒エンジンの吸気通路
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、多気筒エンジンの吸気装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、エンジンの各気筒の独立吸気通路に、例えば乗員の要求に応じて吸入空気量を線形的に変化するスロットル弁を配置するいわゆる多連スロットル弁によって、加速応答性を向上させることが知られている。
また、吸気通路の燃焼室に対して近接した位置にスロットル弁を配置するものにおいて、スロットル弁を円筒形状の回動可能な弁体としその内部に吸気通路を形成したロータリー型とする技術も公知である。（例えば、特開２００１−７３８１３号公報参照）このようなスロットル弁においては、加速応答性をより向上するため、スロットル弁をできる限りエンジンに近接した吸気通路下流側に位置したいという要求がある。これは、スロットル弁下流の吸気通路容積を減少でき、加速応答性を向上できるからである。
また、サージタンクから吸気を燃焼室に供給する吸気通路を低速用通路と高速用通路とから構成すると共に、該両通路合流部に切換弁を設け、該切換弁によって吸気通路長をエンジン回転数に応じて切換え、吸気行程中のピストンの下降によって生じる圧力変化の振動数（エンジン回転数に関連する値）と吸気通路長・シリンダ容積とで決まる吸気系の固有振動数とを同調させることで得られるいわゆる吸気慣性効果によって吸気体積効率を向上して高出力化を図ることが知られている。（例えば、特公平５−７８６５１号公報参照）
【特許文献１】
特開２００１−７３８１３号公報
【特許文献２】
特公平５−７８６５１号公報
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、吸気慣性効果を利用したエンジンに、燃焼室に近接配置したスロットル弁を適用した場合、吸気慣性効果を制御する切換弁とスロットル弁との少なくとも２つの弁が、燃焼室側、つまりエンジン本体６ａ側に近づけて配置されることとなり、吸気装置のレイアウト上非常に煩雑な構造になるといった問題がある。
【０００４】
本発明は、以上のような課題に勘案してなされたもので、その目的は、簡単な構成で吸気慣性効果と加速応答性との両立を図る多気筒エンジンの吸気装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するために、本発明の請求項１記載の発明においては、多気筒エンジンの全気筒の燃焼室に吸気を供給する共通吸気通路と、該共通吸気通路から分岐して各気筒の燃焼室に吸気を供給する複数の独立吸気通路と、各独立吸気通路に設けられ、回動軸方向から見て円形となる弁体の内部に、吸気通路の一部となる空間部を形成し、該燃焼室内へ供給される吸入空気量を線形的に変化可能なロータリー型のスロットル弁とを備えた多気筒エンジンの吸気通路において、　　各独立吸気通路は、上記スロットル弁への吸気の供給が複数の通路により行われるように複数の分岐吸気通路から構成されるとともに、上記スロットル弁は、該スロットル弁の回動によって、一部の分岐吸気通路による上記燃焼室内への吸気の供給を実質的に閉塞し、残りの分岐吸気通路による該燃焼室内への吸気の供給を行う第１の状態と、全ての分岐吸気通路による該燃焼室内への吸気を行う第２の状態とが設定可能となるよう形成されることを特徴としている。
このような構成により、吸気慣性効果の機能とスロットル弁機能とを有する弁をエンジンの燃焼室の比較的近傍に配置することができ、簡単な構成で吸気慣性効果と加速応答性との両立が図れる。
【０００６】
請求項２記載の発明は、請求項１において、上記スロットル弁の弁体内部に、上記一部の分岐吸気通路と上記燃焼室とを連通させる第１弁体内吸気通路と、上記残りの分岐吸気通路と燃焼室とを連通させる第２弁体内吸気通路とが形成されていることを特徴としている。
このような構成により、請求項１記載の発明と同様に、簡単な構成で吸気慣性効果と加速応答性との両立が図れる。
【０００７】
請求項３記載の発明は、請求項２において、上記スロットル弁は、その回動軸が、エンジンのクランク軸と略平行となるよう配置され、第１弁体内吸気通路と、第２弁体内吸気通路とは該回動軸に沿って隣接するとともに、それぞれの弁体内吸気通路の開口部より下流側の独立吸気通路は、エンジンの上下方向（ピストンの往復動方向）の上側から見てシリンダボアの接線方向に指向するよう形成されることを特徴としている。
このような構成により、第１弁体内吸気通路及び第２弁体内吸気通路から燃焼室内に供給された吸気は、燃焼室内で強力なスワールを生成することとなり、燃焼性の向上が図れる。
【０００８】
請求項４記載の発明は、請求項２において、上記スロットル弁の第１弁体内吸気通路と第２弁体内吸気通路とは、スロットル弁の回動軸に沿って隣接するよう形成されるとともに、スロットル弁の回動に伴い第１の状態から第２の状態に移行する場合には、第１弁体内吸気通路と第１弁体内吸気通路より下流の独立吸気通路との連通が全開であり、第２弁体内吸気通路と第２弁体内吸気通路より下流の独立吸気通路との連通が全閉となる状態から、第２弁体内吸気通路と、第２弁体内吸気通路より下流の独立吸気通路との連通開度が徐々に増大することで第２の状態に移行するよう構成されることを特徴としている。
このような構成により、スロットル弁の回動に伴う第１の状態から第２の状態への移行に際し、吸入空気量は徐々に増大するため、線形的な吸入空気量の調整が図れる。
【０００９】
請求項５記載の発明は、多気筒エンジンの全気筒の燃焼室に吸気を供給する共通吸気通路と、該共通吸気通路から分岐して各気筒の燃焼室に吸気を供給する独立吸気通路と、各独立吸気通路に設けられ、回動軸方向から見て円形となる弁体の内部に、吸気通路の一部となる空間部を形成し、該燃焼室内へ供給される吸入空気量を線形的に変化可能なロータリー型のスロットル弁とを備えた多気筒エンジンの吸気通路において、
各独立吸気通路は、上記スロットル弁への吸気の供給を行う低速用分岐通路と高速用分岐通路とから構成され、上記スロットル弁の弁体内部には、低速用分岐通路と燃焼室とを連通させる弁体内低速用通路と、高速用分岐通路と燃焼室とを連通させる弁体内高速用通路とが形成されるとともに、エンジンの運転状態に基づいて、エンジン回転数が低回転時には低速用分岐通路と弁体内低速用通路とを連通させ、高回転時には高速用分岐通路と弁体内高速用通路とを連通させるよう上記スロットル弁の開度を制御する制御手段を備え、上記弁体内低速用通路は、高回転時では、低速用分岐通路との連通が全開状態となるよう形成されることを特徴としている。
このような構成により、低速用分岐通路と高速用分岐通路とにより簡単な構成で低回転から高回転の広いエンジン回転領域における吸気慣性効果と加速応答性との両立が図れる。
【００１０】
請求項６記載の発明は、請求項５において、弁体内低速用通路は、スロットル弁の回動軸に対し略平行であって弁体内部で互いに対向配置された内壁面により形成されるとともに、該内壁面の吸気流方向における中心部分が、該内壁面の吸気上流端部と吸気下流端部とに対し、該回動軸の軸心方向に向かって凸状に湾曲するよう形成されることを特徴としている。
このような構成により、弁体内低速用通路内を流通する吸気の吸気抵抗低減が図れる。
【００１１】
請求項７記載の発明は、請求項１、及び５において、上記共通吸気通路と上記独立吸気通路との接続部分に容積室を構成したことを特徴としている。
このような構成により、複数の分岐吸気通路による吸気慣性効果の確実な向上が図れる。
【００１２】
【発明の効果】
本発明により、吸気慣性効果の機能とスロットル弁機能とを有する弁をエンジンの燃焼室の比較的近傍に配置することができ、簡単な構成で吸気慣性効果と加速応答性とを両立できる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１５】
図１から図１１は、本発明の実施形態に関する４気筒エンジンの吸気装置を示している。
図１は、４気筒エンジンの吸気装置１を示す全体構成図であり、吸気装置１は、大気から吸気を取り込むダクト２と、ダクト２に接続され吸気中の埃等を除去するエアクリーナ３と、エアクリーナ３からスロットル弁を介さずに吸気導入させるサージタンク４と、サージタンク４からエンジン本体６ａの各気筒に吸気を供給する各気筒毎形成された独立吸気通路５とを備えている。
全ての独立吸気通路５においては、サージタンク４から燃焼室６までの途中に、横長形状のロータリー型のスロットル弁装置７が、エンジンのクランク軸（図示せず）方向に沿って平行に、つまり各独立吸気通路５に対して略直角となるように配置されている。このスロットル弁装置７は、全独立吸気通路５に亘ってクランク軸方向に沿って延設されるものである。スロットル弁装置７の内部には、外形である横長形状と略平行で全独立吸気通路５に亘って形成された円筒状の空間が位置している。この空間内にこの空間形状と略同形状の弁体８が回動可能に嵌挿され、弁体８の一方側端部には、弁体８を回動駆動するためのアクチュエータ９が取り付けられている。尚、この空間内への弁体８の組付けは、スロットル弁装置７の長手方向の一方側の空間開放部分７ａから弁体８を挿入して行われるので、スロットル弁装置７自体の部品点数が少なく、４気筒全ての吸気を調整する弁体８の取付けが略１つの少ない工程でできるので、組付け作業性向上が図れる構成となっている。
サージタンク４とサージタンク４からスロットル弁装置７に延設する独立吸気通路５の上流側通路とは一体成形されるとともに、スロットル弁装置７の外形部分はスロットル弁装置７からエンジン本体６ａまで延設される独立吸気通路５の下流側通路と一体形成されており、これによって本実施形態の吸気装置１全体の部品点数を少なくでき、組付け作業性が向上できる。
【００１６】
後述するが、全ての独立吸気通路５はサージタンク４から燃焼室６までに亘って、低速用独立吸気通路１０と高速用独立吸気通路１１とが、エンジンのクランク軸方向に沿った方向で隣接するよう隔壁により分岐されている。
【００１７】
図２は、本発明の吸気装置１の内、所定の一気筒の独立吸気通路５において、特に低速用独立吸気通路１０断面をエンジンのクランク軸方向から見た図であり、弁体８が、低速用独立吸気通路１０と高速用独立吸気通路１１とをそれぞれ全開にしている状態を示している。
また、図３は、弁体８の開度が全開状態にある時の図２のＡ−Ａ断面をエンジン本体６ａ上下方向の上側から見た概略図である。
これらの図によれば、サージタンク４はスロットル弁装置７よりエンジン本体６ａの上下方向の下側に位置し、このサージタンク４に接続された独立吸気通路５のスロットル弁上流側通路部１２は、サージタンク４からエンジン本体６ａ上下方向の上方向に向かって延設した後、エンジン本体６ａに向かってＵ字状に湾曲する。また、スロットル弁上流側通路部１２の内部には、上流側低速用分岐通路１３と上流側高速用分岐通路１４とが、隔壁１５ａにより区画されてクランク軸方向に沿った方向に隣接するよう形成されている。
【００１８】
このスロットル弁上流側通路部１２のエンジン本体６ａ側の端部にはスロットル弁装置７が組付け固定されている。
スロットル弁装置７のスロットル弁上流側通路部１２と接触する部分には、スロットル内上流側低速用分岐通路１６とスロットル内上流側高速用分岐通路１８とが隔壁１５ｂにより区画されてクランク軸方向に沿った方向に隣接配置されており、その下流側にはクランク軸方向に略平行に延び、弁体８を装着する円筒形状の空間が形成されている。また、スロットル内上流側低速用分岐通路１６は、スロットル弁上流側通路部１２の上流側低速用分岐通路１３と連通することでサージタンク４から弁体８に亘って延設される上流側低速用分岐独立吸気通路１７を形成するとともに、スロットル内上流側高速用分岐通路１８は、スロットル弁上流側通路部１２の上流側高速用分岐通路１４と連通することでサージタンク４から弁体８に亘って延設される上流側高速用分岐独立吸気通路１９を形成している。
【００１９】
弁体８は、円形外筒状で、空間内に該空間の長手方向に沿って、クランク軸方向と略平行な回動軸（図示せず）を中心として回動可能であり、空間を形成する空間内壁面２０と弁体８の外周面８ａとは吸気漏れが実質的になく、且つ摺動可能に形成される。
弁体８の内部には、弁体内低速用通路２１と弁体内高速用通路２２とが隔壁１５ｂにより区画されて回動軸方向に沿った方向に隣接するよう形成されるとともに、弁体内低速用通路２１は、スロットル内上流側低速用分岐通路１６に対応し、弁体内高速用通路２２は、スロットル内上流側高速用分岐通路１８に対応する位置に配設されている。
【００２０】
スロットル弁装置７の弁体８下流側には、スロットル弁下流側部位２３が形成されて、その下流側はシリンダヘッド２４の吸気ポート部分に接続して固定されており、スロットル弁下流側部位２３の内部には、弁体内低速用通路２１に対応する下流側低速用分岐通路２６と弁体内高速用通路２２に対応する下流側高速用分岐通路２７とが隔壁１５ｄにより区画されて回動軸方向に沿った方向に隣接配置されている。
シリンダヘッド２４の吸気ポート部分は、スロットル弁下流側部位２３の下流側低速用分岐通路２６と下流側高速用分岐通路２７とのそれぞれに対応するように、低速用吸気ポート２８と、高速用吸気ポート２９とが隔壁１５ｅにより区画されて形成され、その吸気下流側にはそれぞれ吸気弁３０が配置されている。各吸気弁３０はエンジンが吸気行程にある時に低速用吸気ポート２８と燃焼室６とを連通するともに、高速用吸気ポート２９と燃焼室６とを連通するよう駆動されるものである。
尚、シリンダブロック２５のシリンダボア２５ａ内にエンジン本体６ａの上下方向に沿って往復動するピストン（図示せず）が配置され、ピストンとシリンダボア２５ａとの内壁により燃焼室６が形成される。また、シリンダブロック２５とシリンダヘッド２４とによりエンジン本体６ａは構成されている。
低速用吸気ポート２８のエンジン本体６ａの上下方向の上側には吸気に対して燃料を噴射するための燃料噴射弁３１が配置され、燃料噴射弁３１から噴射された燃料を低速用吸気ポート２８に導入するための導入口３２が形成されている。
【００２１】
尚、図３は特に弁体８の弁体内低速用通路２１と弁体内高速用通路２２とが、双方とも全開状態の時の図を示している。
図３によれば、上流側低速用分岐通路１３とスロットル内上流側低速分岐通路と弁体内低速用通路２１と下流側低速用分岐通路２６と低速用吸気ポート２８とにより低速用独立吸気通路１０が形成され、上流側高速用分岐通路１４とスロットル内上流側高速分岐通路と弁体内高速用通路２２と下流側高速用分岐通路２７と高速用吸気ポート２９とにより高速用独立吸気通路１１が形成されている。
サージタンク４から流出される吸気は、これらの低速用独立吸気通路１０と高速用独立吸気通路１１とを介して燃焼室６内に供給されることとなる。
【００２２】
また、弁体内低速用通路２１と下流側低速用分岐通路２６とを連通する連通口と、低速用独立吸気通路１０の弁体８下流側の部位とは、エンジン本体６ａ上下方向の上側から見て円形のシリンダボア２５ａの接線方向に指向するよう延設して燃焼室６に接続しており、これにより低速用独立吸気通路１０のみから燃焼室６内に吸気が流入する場合には、燃焼室６内に強力な横方向旋回流（スワール流）が生成されることとなり、燃焼性の向上が図れる。
同様に、弁体内高速用通路２２と下流側高速用分岐通路２７とを連通する連通口と、高速用独立吸気通路１１の弁体８下流側とについても、エンジン本体６ａ上下方向の上側から見てシリンダボア２５ａの接線方向に指向するよう延設して燃焼室６に接続しているが、高速用独立吸気通路１１から燃焼室６内に流入する吸気は、上記の横方向旋回流を打ち消すようにその接続が成されている。つまり、エンジン本体６ａの上側から見て、シリンダボア２５ａの中心点を通り独立吸気通路の延設方向に平行な線（図示せず）に対して対象に低速用独立吸気通路１０の吸気弁３０と高速用独立吸気通路１１の吸気弁３０とが配設される。これにより低速用独立吸気通路１０と高速用独立吸気通路１１とから燃焼室６内に吸気が流入する場合には、燃焼室６内での乱流強化が図られ、燃焼性が向上できる。また、低速用独立吸気通路１０、高速用独立吸気通路１１のいずれも、エンジン本体６ａの上下方向の上側から見て直線状に形成されているため、吸気抵抗を低減できる。
【００２３】
次に弁体８について詳細に説明する。
図２に示すように、弁体内低速用通路２１は、弁体８の回動軸の軸心（図示せず）に対して略対象で互いに対向配置された第１低速用内壁面３３及び第２低速用内壁面３４と、隔壁１５ｃと、側壁３５とにより形成される。
第１低速用内壁面３３の上流端と、第２低速用内壁面３４下流端とは、弁体８の回動により、第１低速用内壁面３３がスロットル内上流側低速用分岐通路１６の下流端（図２においては、スロットル内上流側低速用分岐通路１６のエンジン本体６ａ上下方向の下面における下流端）と面一に接触する時には、第２低速用内壁面３４は、下流側低速用分岐通路２６の上流端（図２においては、下流側低速用分岐通路２６のエンジン本体６ａ上下方向の上面における上流端）と面一に接触する。また、この状態において、第１低速用内壁面３３の下流端は、弁体内低速用通路２１の下流側開口が全開を維持できるように、下流側低速用分岐通路２６の上流端（図２においては、下流側低速用分岐通路２６のエンジン本体６ａ上下方向の下面における上流端）とは接触せず、空間内壁面２０（図２においては、空間内壁面２０の下面）と接触する。また、同様な状態で、第２低速用内壁面３４の下流端は、弁体内低速用通路２１の上流側の開口が全開を維持できるように、スロットル内上流側低速用分岐通路１６の下流端（図２においては、スロットル内上流側低速用分岐通路１６のエンジン本体６ａ上下方向の上面における下流端）とは接触せず、空間内壁面２０（図２においては、空間内壁面２０の上面）と接触する。
【００２４】
また、第１低速用内壁面３３と第２低速用内壁面３４とは、共に吸気流方向の中心部分３３ａ、３４ａが、それぞれの上流端及び下流端よりも弁体８の回動軸の軸心方向に向かって凸状に湾曲するよう形成されている。これは、弁体８の開度が、例えば図２に示すような低速用吸気通路の全開状態では、スロットル内上流側低速用分岐通路１６の特にエンジン本体６ａ方向の下面から流入した吸気が、第１低速用内壁面３３の湾曲面に沿って下流側低速用分岐通路２６に流入し易くするためであり、これに吸気抵抗が低減できる効果を奏す。
尚、図２の弁体８内に示した破線は、弁体内高速用通路２２の内壁面３７、３８の位置を示すものであり、この点は後述する。
【００２５】
図４は、弁体８の開度が、図２の状態の時における弁体内高速用通路２２について示すスロットル弁装置７の図である。
弁体内高速用通路２２は、弁体８の回動軸の軸心方向に指向して互いに対向配置された第１高速用内壁面３７及び第２高速用内壁面３８と、隔壁１５ｃと、側壁３６とにより形成される。
図４に示すように、第１高速用内壁面３７の上流端が、スロットル内上流側高速用分岐通路１８の下流端（図４においては、スロットル内上流側高速用分岐通路１８のエンジン本体６ａ上下方向の下面における下流端）と面一となるよう接触する時には、第２高速用内壁面３８の上流端と、スロットル内上流側高速用分岐通路１８の下流端（図４においては、スロットル内上流側高速用分岐通路１８のエンジン本体６ａ上下方向の上面における下流端）が面一に接触する。また、この状態では、第１高速用内壁面３７の下流端が、下流側高速用分岐通路２７の上流端（図４においては、下流側高速用分岐通路２７のエンジン本体６ａ上下方向の下面における上流端）と面一となるよう接触するとともに、第２高速用内壁面３８の下流端が、下流側高速用分岐通路２７の上流端（図４においては、下流側高速用分岐通路２７のエンジン本体６ａ上下方向の上面における上流端）と面一に接触している。
このように、弁体８においては、弁体内高速用通路２２自体の上流端、下流端のそれぞれの開口面積は、弁体内低速用通路２１自体の上流端、下流端のそれぞれの開口面積よりも小さく形成されているため、弁体内高速用通路２２が全開状態にある時は、弁体内低速用通路２１も全開状態とすることがでる。そして、同時にこの時の吸気抵抗の増大を抑制できる。
【００２６】
図５は、スロットル弁装置７の弁体８のみを示した斜視図で、弁体８の弁体内低速用通路２１の開度が全開状態で、弁体内高速用通路２２の開度が一部開成した状態である時を示している。
図５に示すように、弁体内低速用通路２１の隔壁１５ｃと側壁３５と、それぞれに接触するスロットル内上流側低速用分岐通路１６の隔壁１５ｂと側壁とは面一であり、同様に、弁体内低速用通路２１の隔壁１５ｃと側壁３５とそれぞれに対応する下流側低速用分岐通路２６の隔壁１５ｄと側壁、弁体内高速用通路２２の隔壁１５ｃと側壁３６とそれぞれに対応するスロットル内上流側高速用分岐通路１８の隔壁１５ｂと側壁、及び弁体内高速用通路２２の隔壁１５ｂと側壁３６とそれぞれに対応する下流側高速用分岐通路２７の隔壁１５ｄと側壁とは、それぞれ面一に接触している。
【００２７】
次に、スロットル弁装置７の弁体８の回動動作について説明する。
図２では、エンジンの運転状態が全負荷状態の時で、弁体８の弁体内低速用通路２１と弁体内高速用通路２２との双方が全開となる開度状態を示したが、図６は、エンジンが停止状態の時において、弁体内低速用通路２１と弁体内高速用通路２２との双方が全閉状態の時を示している。
図６では、弁体内低速用通路２１は、その通路の長手方向がエンジン本体６ａの上下方向に略沿った状態となるよう位置し、スロットル内上流側低速用分岐通路１６の下流端が、弁体８の外周面に遮断されている。この時は、下流側低速用分岐通路２６の上流端も、弁体８の外周面８ａに覆われて遮断されている。
また、この状態において、図６において点線は、第１高速用壁面と第２高速用壁面とによる弁体内高速用通路２２を示しており、その通路長手方向がエンジン本体６ａの上下方向に略沿った状態となるよう位置し、スロットル内上流側高速用分岐通路１８の下流端が、弁体８の外周面８ａに覆われた状態となって遮断されている。この時は、下流側高速用分岐通路２７の上流端も、弁体８の外周面８ａに覆われた状態となって遮断されている。
【００２８】
図７は、弁体８が図６の状態から紙面上反時計周り（弁体内低速用通路２１の上流側開口部が図６の状態よりもエンジン本体６ａ上下方向の更に上側に位置する方向）に回動した状態を示すものである。この時エンジンの運転状態は極低回転及び軽低負荷状態にある。
図７に示すように、スロットル内上流側低速用分岐通路１６と弁体内低速用通路２１とは、スロットル内上流側低速用分岐通路１６のエンジン本体６ａ上下方向の下面の下流端付近に形成される開口部で連通する一方、下流側低速用分岐通路２６と弁体内低速用通路２１とは、下流側低速用分岐通路２６のエンジン本体６ａ上下方向の上面の上流端付近に形成される開口部で連通している。これらの開口部により吸気は弁体内低速用通路２１を通過して燃焼室６に供給される。吸入空気量は、これらの開口部の開口面積により決定されるが、図７の状態では開口面積が小さく、吸入空気量は少ない状態である。
尚、図７において図６同様に点線で示される弁体内高速用通路２２は、依然全閉状態である。
【００２９】
図８は、弁体８が図７の状態から紙面上反時計周りに更に回動し、弁体内低速用通路２１の開口状態が略全開となった状態を示すものである。この時エンジンの運転状態は、所定の低回転及び低負荷状態である。
図８に示すようにスロットル内上流側低速用分岐通路１６のエンジン本体６ａの上下方向上面の下流端と弁体内低速用通路２１の第２低速用内壁面３４の上流端とは面一に接触するとともに、スロットル内上流側低速用分岐通路１６と弁体内低速用通路２１との開口は全開状態となる。一方、下流側低速用分岐通路２６のエンジン本体６ａの上下方向下面の上流端と弁体内高速用通路２２の第２低速用内壁面３４の下流端とは面一に接触するとともに、下流側低速用分岐通路２６と弁体内低速用通路２１との開口も、全開状態となる。
この状態において、第１低速用内壁面３３、第２低速用内壁面３４は、湾曲しているため、吸気抵抗を低減できる。
尚、図８において点線で示される弁体内高速用通路２２は、依然全閉状態であるが、弁体８の開度が反時計周りに若干の角度回動すれば、弁体内高速用通路２２とスロットル内上流側高速用分岐通路１８とが連通し、同時に弁体内高速用通路２２と下流側高速用分岐通路２７も連通する。
【００３０】
図９は、弁体８が、図８の状態から紙面上反時計周りに更に回動し、弁体内低速用通路２１の開口状態が全開状態に維持され、弁体内高速用通路２２が半開となっている状態を示すものであり、この時エンジンの運転状態は、高回転、又は高負荷状態（高回転及び高負荷状態も含む）である。
図９に示すように弁体内低速用通路２１とスロットル内上流側低速用分岐通路１６との連通は全開であり、弁体内低速用通路２１と下流側低速用分岐通路２６との連通も全開となっている。
図９において点線で示す弁体内高速用通路２２については、スロットル内上流側高速用分岐通路１８のエンジン本体６ａの上下方向下面の下流端と、第２高速用内壁面３８の上流端とが離間して開口部が形成されている。また、下流側高速用分岐通路２７のエンジン本体６ａの上下方向上面の上流端と、第１高速用内壁面３７の下流端とが離間し開口部が形成されている。これらの開口部により吸気は燃焼室６内に供給される。吸入空気量は、これらの開口部の開口面積と、弁体内低速用通路２１の全開状態における開口面積との合計により決定される。
【００３１】
次に、本実施形態におけるスロットル弁装置７の弁体８の開度と吸気通過量との関係を説明する。
本実施形態におけるスロットル弁装置７の弁体８の開度と吸気通過量との関係は、サージタンク４からスロットル弁装置７へ供給される吸入空気量が一定の場合、図１０に示すような特性となっている。弁体８の開度が上述の図８に示すような位置にある状態が、図１０において弁体８の開度がＡの時に相当する。図１０に示すように弁体８の開度が開度Ａからの増大に伴って、弁体内低速用通路２１が全開で弁体内高速用通路２２が全閉となる状態から、弁体内低速用通路２１が全開を維持したまま弁体内高速用通路２２が全閉から開口状態に移行した時であっても、吸気通過量は線形に変化する。このような線形の変化は、逆に弁体８の開度が開度Ａより大きい状態から開度Ａより小さい状態に移行した時も同様に得られる。
【００３２】
図１１は、スロットル弁装置７の弁体８を制御するための制御ブロック図を示している。制御ユニット１００は、アクセルペダル（図示せず）のアクセル開度を検出する開度センサ１０１とエンジン回転数を検出する回転数センサ１０２とから夫々の出力信号を入力し、アクセル開度から負荷を算出するとともに、予め記憶されたエンジン回転数と負荷とに応じて設定された開度マップに基づいて弁体８の回動角度、つまり開度を算出する。アクチュエータ９は、制御ユニット１００からの出力信号を受けて算出した開度となるよう弁体８を調整する。
【００３３】
次に、本実施形態の動作について説明する。
エンジンが運転停止状態の時は、アクチュエータ９はスロットル弁装置７の弁体８の開度を図６に示すような位置に制御して、スロットル上流側低速用分岐通路と下流側低速用分岐通路２６との連通を遮断するとともに、スロットル内上流側高速用分岐通路１８と下流側高速用分岐通路２７との連通を実施的に遮断する。これにより燃焼室６内への吸気供給は行われない状態となる。
【００３４】
エンジン回転数が所定回転以下で且つエンジン負荷が所定負荷以下となる運転状態（低回転・低負荷状態）では、例えば弁体８を図７や図８に示すような開度に制御して、スロットル内上流側低速用分岐通路１６と下流側低速用分岐通路２６とを連通状態とするとともに、スロットル内上流側高速用分岐通路１８と下流側高速用分岐通路２７との連通を実施的に遮断する。
これにより、吸気はサージタンク４から、実質的に低速用独立吸気通路１０を介してのみ燃焼室６内に供給されることとなり、予め設定された低速用独立吸気通路１０の通路長又は通路断面積に基づく低回転時に対応する吸気慣性効果が得られるので、低回転域での燃焼室６内に供給される吸気の充填量を増量できる。また、この時は、燃焼室６内に生成されるスワール流も強化されるため、吸入空気量が少ない状態であっても吸気流速を高めて燃料と空気との混合性を高めることができ、燃焼性が向上する。
尚、この低回転・低負荷状態における吸入空気量の調整は、弁体８の開度を制御すればよく、アクセル開度による乗員の出力要求に応じた吸入空気量制御が可能となる。
【００３５】
エンジン回転数が所定回転以上の高回転状態、あるいはエンジン負荷が所定負荷以上の高負荷状態（高回転及び高負荷状態も含む）では、例えば弁体８を図９や図２に示すような開度に制御して、スロットル内上流側低速用分岐通路１６と下流側低速用分岐通路２６とを全開状態に維持するとともに、スロットル内上流側高速用分岐通路１８と下流側高速用分岐通路２７との連通の開口面積を制御する。
これにより、吸気はサージタンク４から、低速用独立吸気通路１０と高速用独立吸気通路１１とを介して燃焼室６内に供給されることとなり、実質的に、予め設定された低速用独立吸気通路１０と高速用独立吸気通路１１とを合わせた吸気通路の通路長又は通路断面積に基づく高回転時に対応する吸気慣性効果が得られるので、高回転域における吸気の充填量を増量できる。
尚、この状態での吸入空気量の調整も、弁体８の開度を制御すればよく、アクセル開度による乗員の出力要求に応じた吸入空気量制御が可能となる。
【００３６】
次に、本実施形態の効果を以下に述べる。
本実施形態においては、多気筒エンジンで、全ての気筒に対応して設けられる独立吸気通路６は、低速用独立吸気通路１０と高速用独立吸気通路１１とに分岐している。この各通路の途中に、夫々の通路の連通状態を調整可能なロータリー型のスロットル弁装置７を設け、このスロットル弁装置７により低回転時は低速用独立吸気通路１０のみによる燃焼室６内への吸気供給を行うとともに、高回転時は低速用独立吸気通路１０と高速用独立吸気通路１１とよる燃焼室６内への吸気供給を行っており、これによりスロットル弁と吸気慣性効果の切換え弁との２つの機能を備えたスロットル弁装置７を簡単な構成で提供できる。また、レイアウト性が良く、スロットル弁装置７をエンジン本体６ａに近接配置できるためスロットル弁装置７と燃焼室６との離間距離を短くでき、吸気供給の応答性も向上できる。
また、スロットル弁装置７は、エンジン本体６ａの長手方向（クランク軸方向）に略平行で全気筒の弁として共通化して利用できることから、全体構造も簡略化でき、レイアウト性を更に向上できる。
【００３７】
また、このようなエンジン本体６ａの長手方向と平行なスロットル弁装置７から、燃焼に向けて略直角に独立吸気通路５が延設するとともに、低速用独立吸気通路１０は、スロットル弁装置７の弁体８の開口部を含め、シリンダボア２５ａの接線方向に沿うよう指向させたので、低回転時のスワール流を強化できる。
また、燃料噴射弁３１は低速用独立吸気通路１０のみに配設したので全運転状態の時において燃料供給が可能となる。
【００３８】
また、本実施形態では、図７や図９に示すように、下流側低速用分岐通路２６及び低速用吸気ポート２８と、下流側高速用分岐通路２７及び高速用吸気ポート２９とを、それぞれ燃焼室６の斜め上方側から燃焼室６に向けて傾斜して延設させて、吸気弁３０の近傍で下方に向けて湾曲させるとともに、弁体８の回動方向を紙面上反時計周りとし、弁体内低速用通路２１の開口、あるいは弁体内高速用通路２２の開口を、回動に伴って徐々にエンジン本体６ａの上下方向上側から開口させるよう構成させている。これにより、これらの開口から流出される吸気は、下流側低速用分岐通路２６及び低速用吸気ポート２８の上壁面や、下流側高速用分岐通路２７及び高速用吸気ポート２９の上壁面に沿って流れ、それぞれ吸気弁３０近傍の湾曲部分で湾曲されて燃焼室６内に流入することになる。したがって、燃焼室６内に供給される吸気は、強力な縦方向旋回流（タンブル流）も生成することになり、弁体内低速用通路２１や弁体内高速用通路２２の開口面積が半開状態以下の時は、燃料と空気の混合性が高まり燃焼性向上が図れる。
【００３９】
（他の実施形態）
本発明の他の実施形態について以下に述べる。
本実施形態においては、スロットル弁上流側通路部１２の通路管内部に隔壁を設け、上流側高速用分岐通路１４と上流側低速用分岐通路１３とを形成したが、上流側高速用分岐通路１４と上流側低速用分岐通路１３とを、外見的に独立した別々の管路としてもよい。
また、本実施形態のスロットル弁装置７の弁体８において、各内壁面３３、３４、３７、３８より弁体８の外周側は肉厚部としたが、弁体８の外周表面から内壁面方向に向けて部分的に切欠くことで、弁体８自体の軽量化が図れるとともに、スロットル弁装置７の弁体８を保持する外周面８ａと弁体８を保持する空間内壁面２０との摺動抵抗も低減でき、より応答性よく弁体８の制御が可能となる。
【００４０】
また、本実施形態では、エンジンの運転状態が低回転且つ低負荷時に低速用吸気通路による吸気供給を行わせ、それ以外の領域では低速用吸気通路と高速用吸気通路とによる吸気供給を行わせるよう構成したが、エンジンの運転状態が所定回転数以下の低回転時は高負荷であっても低速用吸気通路による吸気供給を行わせるよう制御して吸気慣性効果により吸気充填量を高めてもよい。
【００４１】
また、本実施形態では、下流側低速用分岐通路２６及び下流側高速用分岐通路２７と、低速用吸気ポート２８及び高速用吸気ポート２９とを隔壁１５ｄ、１５ｅにより分岐させたが、吸気弁３０近傍以外の隔壁１５ｄ、１５ｅを取り除いて、所謂コモンポートとしてもよいし、下流側低速用分岐通路２６と下流側高速用分岐通路２７とを隔てる隔壁１５ｄは残して、吸気ポートの隔壁の内、吸気弁３０近傍以外の隔壁１５ｅを取り除いてもよい。
【００４２】
また、本実施形態では、サージタンク４に一体形成させたスロットル弁上流側通路部１２と、スロットル弁下流側部位２３が一体形成されたスロットル弁装置７とを分割しているため、個々の部品の生産性向上、及び部品の一体化による組付性向上が図れたり、更にスロットル弁装置７の部分だけを他の機種のエンジンに転用するなどの共通化が図れるが、これらのサージタンク４とスロットル弁上流通路部とスロットル弁装置７とを一体成形してもよく、これによっても部品点数低減、及び組付性向上が図れる。またこのような一体成形部品をエンジン本体６ａに組付けるよりも前に、弁体８をスロットル弁装置７に装着しておいても、組付後に弁体８をスロットル弁装置７に装着してもどちらでも組付け性を向上できる。
【００４３】
また、本実施形態では、弁体８内を弁体内低速用通路２１と弁体内高速用通路２２とに区画したが、例えば、弁体８内を１つの吸気通路とするとともに、少なくとも弁体８下流の下流側低速用分岐通路２６と下流側高速用分岐通路２７との隔壁１５ｄをなくして１つの通路（コモンポート）とし、弁体８より上流側の上流側低速用分岐独立吸気通路１７と上流側高速用分岐独立吸気通路１９とを隔壁１５ａと、隔壁１５ｂにより区画された状態で、回動軸方向に対して垂直な面上に隣接するよう配置させて弁体８に指向させ、弁体８内の吸気通路と連通するようにしてもよい。
この場合、弁体８の回動により低回転時には上流側低速用分岐独立吸気通路１７のみと弁体内吸気通路とが連通し、高回転時には弁体内吸気通路に対し上流側低速用分岐独立吸気通路１７と上流側高速用分岐独立吸気通路１９との双方が連通することで、本実施形態と同様に、簡単な構成で吸気慣性効果と吸気の応答性とを向上した吸気装置１を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のエンジンの吸気装置１を示す全体構成図。
【図２】エンジンの吸気装置１の一部をエンジンクランク軸方向から見た断面図。
【図３】図２のＡ−Ａ断面を上から見たときの概略図。
【図４】スロットル弁装置７の一部をクランク軸方向から見た断面図。
【図５】スロットル弁装置７の弁体８の一部を示す斜視図。
【図６】スロットル弁装置７の一部をクランク軸方向から見た断面図。
【図７】スロットル弁装置７の一部をクランク軸方向から見た断面図。
【図８】スロットル弁装置７の一部をクランク軸方向から見た断面図。
【図９】スロットル弁装置７の一部をクランク軸方向から見た断面図。
【図１０】弁体８開度と吸気通過量との特性図
【図１１】制御ブロック図
【符号の説明】
４：サージタンク
７：スロットル弁装置
８：弁体
１７：上流側低速用分岐独立吸気通路
１９：上流側高速用分岐独立吸気通路
２１：弁体内低速用通路
２２：弁体内高速用通路
２６：下流側低速用分岐通路
２７：下流側高速用分岐通路
【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】
2004124739.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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