(57)【要約】【課題】スロットル弁の開度が低いときのポンピングロスが低減されて燃費を向上させることができるようにする。【解決手段】スロットル弁１４と吸気弁７との間の吸気通路２４に、一端が大気圧となる大気通路の他端を接続する。この大気通路に吸気弁７が閉じているときに開く制御弁１９を介装した。【選択図】        図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
スロットル弁と吸気弁との間の吸気通路に、一端が大気圧となる大気通路の他端を接続し、この大気通路に吸気弁が閉じているときに開く制御弁を介装したことを特徴とするエンジンの吸気装置。
【請求項２】
請求項１記載のエンジンの吸気装置において、大気通路と制御弁とを多気筒エンジンの気筒毎に設けてなるエンジンの吸気装置。
【請求項３】
請求項２記載のエンジンの吸気装置において、制御弁は、エンジンと同期して回転する弁体を有するロータリーバルブからなり、前記弁体を回転自在に支持するハウジングに各気筒の大気通路が接続され、前記弁体に形成された空気供給用通路が弁体の回転により前記大気通路に選択的に連通することを特徴とするエンジンの吸気装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スロットル弁がシリンダの近傍に位置付けられた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、例えば自動車のエンジンは、複数の気筒に一つのスロットル弁から空気が供給される構造のものが多い（例えば、特許文献１参照）。この種のエンジンの吸気装置は、シリンダ毎の吸気通路が連通されたサージタンクを備えており、このサージタンクの空気入口に設けられたスロットル弁によって吸入空気量を制御するように構成されている。この吸気装置は、スロットル弁と燃焼室との距離が相対的に長くなるために、スロットル操作に対するエンジンの応答性が相対的に低くなる。
【０００３】
一方、エンジンの応答性を向上することができる吸気装置としては、例えば特公平７−６４６４号公報に開示されたものがある。この公報に示された吸気装置は、スロットル弁が多気筒エンジンの気筒毎に設けられ、一つのスロットル弁から複数の気筒に吸気が分配される前記吸気装置に較べると、スロットル弁と燃焼室との間の距離が短くなるように構成されている。また、この吸気装置の気筒毎の吸気通路は、スロットル弁の下流側に開閉弁を有する分岐通路がそれぞれ接続され、これらの分岐通路を介して互いに連通されている。前記開閉弁は、スロットル弁の下流側の吸気負圧が増大することによって開き、前記吸気負圧が低下することによって閉じる構造が採られていた。
なお、本出願人は、本明細書に記載した先行技術文献情報で特定される先行技術文献以外には、本発明に関連する先行技術文献を出願時までに発見するには至らなかった。
【０００４】
【特許文献１】
特公昭６０−４１２１０号公報（第２図）
【０００５】
【特許文献２】
特公平７−６４６４号公報（第１図）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したようにスロットル弁がシリンダの近傍に位置付けられた吸気装置においては、スロットル弁の開度が相対的に小さくなるときに燃費が著しく低下するという問題があった。これは、エンジンの動力の損失、いわゆるポンピングロスが大きくなることが原因であった。この種の吸気装置は、スロットル弁が燃焼室の近傍に位置しているから、スロットル弁と燃焼室との間の吸気通路の容積が相対的に少なくなり、スロットル弁の開度が小さい状態では前記吸気通路内の吸気負圧が過度に大きくなる。
【０００７】
この過大な吸気負圧は、吸気弁が閉じた後にスロットル弁を介して吸気通路内に空気が吸込まれるにもかかわらず、再び吸気弁が開くまで吸気通路内に残存する。このように吸気負圧が残存するのは、スロットル弁の開度が小さいときにはスロットル弁を通って吸気通路内に流入する空気の量が少なくなり、このような小量の空気では前記過大な吸気負圧が消失するには至らないからである。
すなわち、このように吸気通路中に吸気負圧が残存することにより、次の吸入行程で前記吸気負圧からなる吸引力に抗してピストンが下降しなければならないから、上述したようにポンピングロスが大きくなり、燃費が低下することになる。
【０００８】
前記特許文献２に記載されている吸気装置は、スロットル弁の開度が小さいときに各気筒の吸気通路が分岐通路を介して互いに連通されているから、吸気弁が閉じた後に他の気筒（吸入行程にある他の気筒）の吸気通路から吸気負圧が伝播されてしまう。このため、この吸気装置は、スロットル弁の開度が小さいときにはスロットル弁の下流側の吸気負圧が常に大きくなるから、前記ポンピングロスがより一層大きくなるものであった。
【０００９】
なお、この吸気装置においては、各気筒の吸気通路を他の気筒の吸気通路とは隔絶されるように形成し、吸気負圧が他の気筒の吸気通路に伝播されるのを阻止することによって、ポンピングロスが過度に大きくなるのを防ぐことはできる。しかし、この構成を採るに当たって、各気筒の吸入空気量を略等しくするためには、スロットル弁周辺部品の精度をより一層向上させなければならないし、組立時の調整に多大に時間を要するようになる。更に長期にわたって精度を維持することも困難である。
【００１０】
上述したように吸入空気量が気筒毎に異なるようになるのは、各スロットル弁の加工精度・組付精度や、全閉時に吸気通路壁面に接触する部分の摩耗量などがスロットル弁毎に変わってしまうからである。すなわち、スロットル弁の弁体と吸気通路壁面との間のクリアランスや、弁体の角度などが気筒毎に異なるようになり、上述したように吸入空気量にばらつきが生じてしまう。この吸入空気量を全ての気筒において略等しくするためには、スロットル弁や吸気通路形成用の部材を高い精度をもって形成しなければならず、製造コストが著しく高くなってしまう。
【００１１】
本発明はこのような問題点を解消するためになされたもので、スロットル弁の開度が低いときのポンピングロスが低減されて燃費を向上させることができるエンジンの吸気装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するため、本発明に係るエンジンの吸気装置は、スロットル弁と吸気弁との間の吸気通路に、一端が大気圧となる大気通路の他端を接続し、この大気通路に吸気弁が閉じているときに開く制御弁を介装したものである。
本発明によれば、スロットル弁の開度が小さく吸気通路内が負圧になっているときに制御弁が開いて大気通路から吸気通路内へ大気が導入され、吸気通路内の吸気負圧が消失する。このため、次の吸入行程で吸気弁が開いてピストンが下降するときに、シリンダ内に略大気圧の空気が吸入されるから、ポンピングロスを低減することができる。
【００１３】
請求項２に記載した発明に係るエンジンの吸気装置は、請求項１に記載した発明に係るエンジンの吸気装置において、大気通路と制御弁とを多気筒エンジンの気筒毎に設けたものである。
この発明によれば、各気筒において吸入行程の初期に略大気圧の空気が吸気通路内からシリンダ内に吸入される。このときに各気筒のスロットル弁を通る吸気の量は、吸気通路内に吸気負圧が残存する場合に較べると相対的に少なくなる。このため、気筒毎のスロットル弁から吸入される空気量は、全吸入空気量に対する割合が減少するから、スロットル弁や吸気通路形成用部材の加工精度や組付精度を向上させなくても全ての気筒の空燃比を実質的に等しくすることができる。
【００１４】
請求項３に記載した発明に係るエンジンの吸気装置は、請求項２に記載した発明に係るエンジンの吸気装置において、制御弁は、エンジンと同期して回転する弁体を有するロータリーバルブからなり、前記弁体を回転自在に支持するハウジングに各気筒の大気通路が接続され、前記弁体に形成された空気供給用通路が弁体の回転により前記大気通路に選択的に連通するものである。
この発明によれば、一つの制御弁で全ての気筒の大気通路を開閉することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るエンジンの吸気装置の一実施の形態を図１ないし図１１によって詳細に説明する。
図１は本発明に係る吸気装置およびエンジンの一部を示す断面図、図２は図１における制御弁のＩＩ−ＩＩ線断面図、図３は図１における制御弁のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。図４は図２におけるＩＶ−ＩＶ線断面図、図５は図２におけるＶ−Ｖ線断面図、図６は図２におけるＶＩ−ＶＩ線断面図である。図７はスロットル弁を示す図で、同図（ａ）は縦断面図、同図（ｂ）は弁体の外周縁部の一部を拡大して示す断面図、同図（ｃ）は（ａ）図における弁体のＡ矢視図である。図８は本発明に係る吸気装置の構成図、図９は制御弁の開閉時期を示すタイムチャート、図１０は本発明に係る吸気装置を装備したエンジンのシリンダ内のＰ−Ｖ線図、図１１は従来のエンジンのシリンダ内のＰ−Ｖ線図である。
【００１６】
これらの図において、符号１で示すものはこの実施の形態による４気筒エンジンである。２はこのエンジン１のシリンダボディを示し、３はシリンダヘッド、４はヘッドカバー、５はピストン、６は燃焼室、７は吸気弁、８は排気弁、９は吸気カム軸、１０は排気カム軸をそれぞれ示す。
前記シリンダヘッド３は、一側部に各気筒の吸気ポート１１が開口され、この吸気ポート１１の開口部分に本発明に係る吸気装置１２が接続されている。また、このシリンダヘッド３における各気筒の吸気ポート１１と吸気カム軸９との間の部分には、吸気ポート１１内に燃料を供給するインジェクタ１３が装着されている。
【００１７】
前記吸気装置１２は、図１および図８に示すように、シリンダヘッド３に取付けられた気筒毎のスロットル弁１４と、これらのスロットル弁１４の上流側端部にそれぞれジョイント１５を介して接続された吸気管１６と、これらの吸気管１６の上流側端部に接続された一つのサージタンク１７と、このサージタンク１７の上流側端部に接続されたエアクリーナ１８と、図１において前記吸気管１６の上方に位置するように設けられた制御弁１９などによって構成されている。
【００１８】
前記スロットル弁１４は、図７に示すように、バタフライ弁からなり、弁軸２１の軸線が気筒の並設方向と平行になる状態でシリンダヘッド３に取付けられている。各スロットル弁１４の弁軸２１は、全てのスロットル弁１４が連動するように例えばリンク（図示せず）を介して互いに連結されている。
このスロットル弁１４の弁体２２は、図７（ｃ）に示すように、正面視において真円となるように形成され、同図（ａ）に示すように、全閉状態でスロットル弁１４内の吸気通路の中心線Ｃに対して主面（円形の面）が直交するように取付けられている。同図（ｂ）において、Ｒは弁体２２の開閉時の回動半径を示し、ＶＣは弁体２２の厚み方向の中心線、Ｐは弁体２２の回動中心、Ｓは弁体２２の外周縁と吸気通路壁面との間に形成されるクリアランスを示す。
【００１９】
前記スロットル弁１４の下流側の吸気通路２４は、図１中に符号２５〜２８で示すパイプを介して後述する制御弁１９に接続されている。これらのパイプ２５〜２８は、一端（下流端）がシリンダヘッド３における吸気通路２４を挟んで前記インジェクタ１３と対向する部位に取付けられ、他端（上流端）が図８に示すように、制御弁１９の後述する第１〜第４の空気通路２９〜３２に接続されている。このエンジン１の＃１気筒の吸気通路２４は、パイプ２５を介して制御弁１９の第１の空気通路２９に接続され、＃２気筒の吸気通路２４は、パイプ２６を介して制御弁１９の第２の空気通路３０に接続されている。また、＃３気筒の吸気通路２４は、パイプ２７を介して制御弁１９の第３の空気通路３１に接続され、＃４気筒の吸気通路２４は、パイプ２８を介して制御弁１９の第４の空気通路３２に接続されている。
【００２０】
前記制御弁１９は、吸気弁７が閉じているときに各気筒の吸気通路２４に新気を導入するためのもので、図２〜図６に示すように、ハウジング４１の内部に弁体としてのロータ４２が回転自在に設けられたロータリーバルブによって構成されており、ステー４３（図１参照）を介して前記吸気管１６に取付けられている。この実施の形態による制御弁１９は、図１および図６に示すように、第１〜第４の空気通路２９〜３２を流れる吸気の量を制御するために副スロットル弁４４が設けられている。
【００２１】
この制御弁１９の前記ハウジング４１は、軸線方向の両端部に位置するフロントカバー４５およびリヤカバー４６と、これら両カバー４５，４６の間に位置するハウジング本体４７とによって構成されている。前記４本のパイプ２５〜２８は、前記リヤカバー４６に接続されている。
前記ロータ４２は、前記ハウジング本体４７の内部に回転自在に嵌合され、軸線方向の両端部が前記両カバー４５，４６に軸受４８，４９によって回転自在に支持されている。また、ロータ４２におけるフロントカバー４５側の一端部には、フロントカバー４５を貫通してカバー外に突出する軸４２ａが形成されている。この軸４２ａは、図１中に符号５０で示すチェーン式伝動装置を介して吸気カム軸９に連動するように連結されている。この実施の形態では、吸気カム軸９が１回転することによってロータ４２も１回転するように構成されている。
【００２２】
この制御弁１９は、前記パイプ２５〜２８に接続される第１〜第４の空気通路２９〜３２がリヤカバー４６からハウジング本体４７内に延びるように形成され、ロータ４２が１／４回転する毎にこれらの第１〜第４の空気通路２９〜３２のうち何れか一つの空気通路がロータ４２内の空気供給用通路５１に連通されるように構成されている。
前記第１〜第４の空気通路２９〜３２は、図４〜図６に示すように、ロータ４２の周囲となる四箇所に等間隔おいて分配されるように形成されている。また、これらの空気通路２９〜３２は、このエンジン１の点火順序（＃１気筒→＃３気筒→＃４気筒→＃２気筒）に対応させてロータ４２の回転方向（同図において時計方向）に並べられている。図４〜図６においては、最も下に第１の空気通路２９が形成され、ここから時計方向に第３の空気通路３１と、第４の空気通路３２と、第２の空気通路３０とが並べられている。
【００２３】
前記第１の空気通路２９と第４の空気通路３２は、図２に示すように、ハウジング本体４７内をリヤカバー４６側からフロントカバー４５の近傍まで延設されており、延設側端部（内端）がハウジング本体４７の内周面であって前記空気供給用通路５１の一端側の第１ポート５１ａと対応する位置にそれぞれ開口されている。前記第２の空気通路３０と第３の空気通路３１は、図３に示すように、ハウジング本体４７内におけるリヤカバー４６の近傍に形成され、内端がハウジング本体４７の内周面であって前記空気供給用通路５１の他端側の第２ポート５１ｂと対応する位置にそれぞれ開口されている。
【００２４】
ロータ４２の前記空気供給用通路５１は、図２および図３に示すように、ロータ４２の軸心部に軸線方向に沿って延びるように形成され、リヤカバー４６側の開口端がプラグ５２によって閉塞されている。このプラグ５２は、前記空気供給用通路５１内に一端部が嵌合されてロータ４２に固着されており、ロータ４２から突出する他端部がリヤカバー４６の貫通穴４６ａ内に回転自在に挿入されている。この空気供給用通路５１の前記第１ポート５１ａと第２ポート５１ｂは、ロータ４２の回転方向において同一位置に形成されている。このため、空気供給用通路５１は、ロータ４２が回転することによって、第１の空気通路２９→第３の空気通路３１→第４の空気通路３２→第２の空気通路３０という順序で各空気通路に接続される。
【００２５】
このように形成された空気供給用通路５１は、ロータ４２が１／４回転する毎であって、エンジン１の気筒が排出行程から吸入行程に移行するときに、第１〜第４の空気通路２９〜３２のうち前記気筒と対応する空気通路に接続される。詳述すると、この制御弁１９は、各気筒が排出行程の終期に達したときに空気供給用通路５１が第１〜第４の空気通路２９〜３２の何れか一つに接続され（開き）、その後、各気筒が吸入行程に移行してから予め定めた角度だけクランク軸（図示せず）が回転した後に前記接続状態が終了する（閉じる）ように構成されている。
【００２６】
この制御弁１９が上述したように開閉する時期を図９に示す。図９において、Ａは排気弁が開いている時期を示し、Ｂは吸気弁７が開いている時期、Ｃは制御弁１９が開いている時期を示す。また、ＴＤＣは上死点を示し、ＢＤＣは下死点を示す。この実施の形態による制御弁１９は、各気筒が排出行程にあるときであってクランク軸角度が上死点前約６０°のときに開き、吸入行程にあるときであってクランク軸角度が上死点後約６０°のときに閉じるように設定されている。
【００２７】
さらに、前記空気供給用通路５１は、図６に示すように、ロータ４２の軸線方向の中央部で放射状に延びる四つの連通穴５３と、これらの連通穴５３と対向するようにハウジング本体４７の内周面に形成された環状溝５４と、この環状溝５４内とハウジング本体４７外とを連通する貫通穴５５とを介して後述する副スロットル弁４４に接続されている。
【００２８】
副スロットル弁４４は、弁体５６をソレノイド５７により平行移動させることによって開状態と閉状態とが切換えられる構造のものが使用されており、図８に示すように、前記制御弁１９とサージタンク１７の上流側の吸気通路５８とを連通する連通路５９に介装されている。また、この副スロットル弁４４は、前記ソレノイド５７がエンジン１の制御装置（図示せず）に接続され、エンジン１の回転域がアイドリング回転を含む低回転域にあるときに制御弁１９に流入する空気の流量を制御する。詳述すると、エンジン１の回転域が前記低回転域にあるときに、気筒毎のスロットル弁１４は全閉状態とされ、副スロットル弁４４は、開いている時間が例えばデューティ制御によって制御されて空気流量を調節する。エンジン１の回転域が中回転域〜高回転域にあるときは、副スロットル弁４４は全開状態に保持される。
この実施の形態では、副スロットル弁４４が介装された前記連通路５９と、前記制御弁１９内の空気通路（第１〜第４の空気通路２９〜３２と、空気供給用通路５１と、連通穴５３と、環状溝５４と、貫通穴５５）と、前記パイプ２５〜２８などによって、本発明に係る大気通路が構成されている。
【００２９】
上述したように構成された吸気装置１２を装備したエンジン１は、スロットル弁１４の開度が小さいときは、吸入行程が終了して吸気弁７が閉じた後にスロットル弁１４の下流の吸気通路２４内に吸気負圧が残存する。この吸気負圧は、このエンジン１が圧縮行程から爆発行程を経て排出行程に移行するまで吸気通路２４内に暫減しながら存在する。これは、スロットル弁１４の開度が小さいときは、スロットル弁１４の弁体２２と吸気通路２４の壁面との間のクリアランスＳが相対的に狭く、ここを通る空気の量は僅かだからである。
【００３０】
エンジン１が排出行程の終期に達すると、前記制御弁１９の空気供給用通路５１が第１〜第４の空気通路２９〜３２の何れか一つに接続される。例えば＃１気筒が排気行程の終期に達したときは、空気供給用通路５１が第１の空気通路２９に接続される。このように制御弁１９が開くことによって、サージタンク１７の上流側の吸気通路５８が連通路５９および副スロットル弁４４と、制御弁１９と、パイプ２５〜２８とを介して、すなわち大気通路を介して気筒毎の吸気通路２４に連通される。このため、このときは、サージタンク１７の上流側から吸気通路２４内に新気が導入されることによって吸気通路２４内の吸気負圧が消失し、吸気通路２４内が略大気圧になる。
【００３１】
その後、排気行程が終了して吸気行程に移り、吸気弁７が開く。この吸気行程では、ピストン５が下降することにより、前記吸気通路２４内の略大気圧の空気がシリンダ内に吸入される。したがって、このエンジン１は、吸気負圧に抗してピストンが下降する従来のエンジンに較べてポンピングロスが低減される。
そして、クランク軸が更に回転して吸気行程の中期に達すると、制御弁１９が閉じ、吸気通路２４には専らスロットル弁１４を通ってサージタンク１７側から空気が吸込まれるようになる。この結果、この吸気通路２４中に吸気負圧が生じるが、この吸気負圧は、次回の排気行程の終期で制御弁１９が開くことによって消失する。
【００３２】
この実施の形態による吸気装置１２を装備したエンジン１は、シリンダ内の容積と圧力とが図１０に示すように変化する。同図から明らかなように、シリンダ内の圧力は、排出行程から吸入行程に移行するときに殆ど変化することはない。なお、従来の吸気装置を装備したエンジンの場合には、図１１に示すように、排出行程が終了して吸気行程に移行し、吸気弁が開いたときに、吸気通路内の吸気負圧がシリンダ内に伝播されるために、ピストンが略停止している（シリンダ内の容積が殆ど変化していない）にもかかわらずシリンダ内の圧力が大きく低下する。
【００３３】
また、この実施の形態による吸気装置１２を装備したエンジン１は、各気筒において吸入行程の初期に略大気圧の空気を吸気通路２４内からシリンダ内に吸入するから、このときに各気筒のスロットル弁１４を通る吸気の量は、吸気通路２４内に吸気負圧が残存する場合に較べると相対的に少なくなる。この実施の形態では、吸入行程に移行しても制御弁１９が開いており、このときにエンジン１は大気通路からも空気を吸入するから、前記スロットル弁１４を通る吸気の量はより一層少なくなる。
【００３４】
このため、気筒毎のスロットル弁１４から吸入される空気量は、全吸入空気量に対する割合が減少するようになる。したがって、この実施の形態による吸気装置１２を装備することによって、スロットル弁１４の弁体２２や吸気通路２４の壁面の精度を向上させなくても全ての気筒の空燃比を実質的に等しくすることができるようになる。
【００３５】
さらに、この実施の形態による吸気装置１２は、一つの制御弁１９で全ての気筒の大気通路を開閉することができるから、気筒毎に制御弁１９を設ける場合に較べて部品数を低減することができる。
加えて、前記吸気装置１２は、吸気弁７と排気弁８とが同時に開くとき、すなわちバルブオーバーラップ時に排ガスが吸気通路２４内に逆流するようなことがないか、あったとしても僅かであるから、バルブオーバーラップを拡大しても低負荷運転域で燃焼が安定するようになる。このため、このエンジン１は、低負荷運転域での燃焼安定性を向上させながら、高負荷運転域での出力向上を図ることができる。
【００３６】
この実施の形態による吸気装置１２は、スロットル弁１４の弁体２２が真円に形成されているから、弁体２２を簡単に高い精度をもって形成することができる。このため、楕円状を呈するように弁体が形成された従来のスロットル弁に較べて、スロットル弁１４の製造コストを低減することができる。また、この実施の形態によるスロットル弁１４は、主面が真円に形成された弁体２２が吸気通路２４の中心線Ｃに対して直交する状態で全閉になるように構成されているから、各気筒のスロットル弁１４の全閉位置を簡単に一致させることができる。このため、吸入空気量が全ての気筒で略一致するようになるから、気筒毎の空燃比が略等しくなって排ガスの浄化が容易になる。また、このように吸気通路２４の中心線Ｃに対して直交するように弁体２２を装着することによって、この弁体２２が開き始めるときの通路面積の変化が緩やかになるから、吸入空気量をより一層高い精度で制御することができる。
【００３７】
スロットル弁の弁体は、図１２および図１３に示すように、外周縁部が部分的に薄くなるように形成することができる。
図１２および図１３はスロットル弁の他の形成例を示す図で、これらの図において、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は弁体の外周縁部を拡大して示す断面図、（ｃ）は（ａ）図における弁体のＡ矢視図である。これらの図において、前記図１〜図１１によって説明したものと同一もしくは同等の部材については、同一符号を付し詳細な説明を適宜省略する。
【００３８】
図１２および図１３に示す弁体２２は、開閉するときの回動端縁部分が他の部分に較べて薄くなるように形成されている。弁体２２の厚みを薄く形成するに当たっては、図１２に示す弁体２２においては、厚み方向の両側に凹部６１が形成され、図１３に示す弁体２２においては、弁体２２が開くときの回動方向の後側となる一側部に凹部６１が形成されている。
【００３９】
図１２に示すように、弁体２２に凹部６１を形成して回動端部を相対的に薄く形成することによって、弁体２２の回動端側の端縁６２｛図１２（ｂ）参照｝と吸気通路２４の壁面との間のクリアランスＳを相対的に狭く形成することができる。
図１３に示すように、回動方向の後側に凹部６１を形成することにより弁体２２の回動端縁部分を薄く形成することによって、全閉状態から弁体２２が開くときに回動端側の端縁６２｛図１３（ｂ）参照｝が吸気通路２４の壁面に接近することがなく、吸気通路２４の壁面から離間するのみとなるから、前記クリアランスＳをより一層狭く形成することができる。
【００４０】
図１２および図１３に示すように、弁体２２の回動端縁部分側のみを薄く形成し、弁軸２１の近傍の部位を相対的に厚く形成することにより、弁体２２を支持する部位の剛性が低下するのを阻止することができる。これに加えて、この弁体２２は、弁軸２１の軸線方向に移動して外周面が吸気通路２４の壁面に接触するようなことがあったとしても、接触部分の面積が広くなるから、前記接触により磨耗が進むのを遅らせることができる。
【００４１】
さらに、上述した実施の形態では制御弁１９の上流側に副スロットル弁４４を設ける例を示したが、本発明に係る吸気装置１２は、必ずしも前記副スロットル弁４４を設ける必要はない。この構成を採る場合の吸気装置１２の一例を図１４に示す。この構成を採る場合には、制御弁１９の閉じる時期を前記実施の形態の場合より早め、吸気弁７が開く以前に制御弁１９が閉じるように設定することにより、吸入空気量を精度よく制御できるようになる。
【００４２】
また、副スロットル弁４４を設ける場合には、負圧を利用する他の装置｛例えば負圧応動型アクチュエータやブレーキブースターなど｝の負圧取出口を副スロットル弁４４と制御弁１９との間に連通させることができる。さらに、ＰＣＶやＥＧＲ装置（図示せず）のガス導入口を副スロットル弁４４と制御弁１９との間に接続し、各気筒に略均等にガスが吸入されるように構成することもできる。
【００４３】
加えて、制御弁１９が開く時期は、上述した実施の形態に限定されることはなく、吸気弁７が開くより先に制御弁１９が開くように設定すれば適宜変更することができる。また、吸気弁７が閉じた直後に制御弁１９を開くことによって、副スロットル弁４４の下流に相対的に大きな負圧が生じるようになるから、この負圧をブレーキブースターなどの負圧を利用する装置に用いる場合には、充分な吸引力を付与することができる。
【００４４】
本発明に係る吸気装置１２は、大気通路から吸気通路２４内に導入される新気の量が相対的に多くなるように、スロットル弁１４をシリンダヘッド３の吸気ポート１１に可及的近付けて設けることが好ましい。また、気筒毎の吸気通路２４の容積は、１気筒当たりの排気量の約２／３以下が望ましい。
なお、本発明に係る吸気装置は、多気筒エンジンに装備する他に、単気筒エンジンに装着することもでき、吸気スロットルを行う４サイクルエンジンに装備することができる。
【００４５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、制御弁が開くことにより大気通路から吸気通路内に大気が導入され、吸気通路内の吸気負圧が消失するから、次の吸入行程でピストンが下降するときのポンピングロスを低減することができる。したがって、本発明に係る吸気装置を装備することによって、エンジンの燃費や出力を向上させることができる。
【００４６】
請求項２記載の発明によれば、気筒毎のスロットル弁から吸入される空気量は、全吸入空気量に対する割合が減少するから、スロットル弁や吸気通路形成用部材の加工精度や組付精度を向上させなくても全ての気筒の空燃比を実質的に等しくすることができるようになる。したがって、製造コストを低く抑えながら、排ガスが清浄になるエンジンの吸気装置を提供することができる。
【００４７】
請求項３記載の発明によれば、一つの制御弁で全ての気筒の大気通路を開閉することができるから、制御弁を気筒毎に設ける場合に較べて部品数を低減することができ、コストダウンを図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る吸気装置およびエンジンの一部を示す断面図である。
【図２】図１における制御弁のＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【図３】図１における制御弁のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。
【図４】図２におけるＩＶ−ＩＶ線断面図である。
【図５】図２におけるＶ−Ｖ線断面図である。
【図６】図２におけるＶＩ−ＶＩ線断面図である。
【図７】スロットル弁を示す図である。
【図８】本発明に係る吸気装置の構成図である。
【図９】制御弁の開閉時期を示すタイムチャートである。
【図１０】本発明に係る吸気装置を装備したエンジンのシリンダ内のＰ−Ｖ線図である。
【図１１】従来のエンジンのシリンダ内のＰ−Ｖ線図である。
【図１２】スロットル弁の他の形成例を示す図である。
【図１３】スロットル弁の他の形成例を示す図である。
【図１４】制御弁の上流側をサージタンクの上流側に直接接続する他の形態を示す構成図である。
【符号の説明】
１…エンジン、４…スロットル弁、７…吸気弁、１４…スロットル弁、１７…サージタンク、１９…制御弁、２２…弁体、２４…吸気通路、２５〜２８…パイプ、２９…第１の空気通路、３０…第２の空気通路、３１…第３の空気通路、３２…第４の空気通路、４１…ハウジング、４２…ロータ、４４…副スロットル弁、５１…空気供給用通路、５９…連通路。
【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】
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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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