(57)【要約】【課題】吸気ポートの開口部からシリンダ内に導かれる吸気の流れに変化を与えることができる内燃機関の吸気装置を提供する。【解決手段】内燃機関１の吸気ポート４のシリンダ２側の開口部４ａの周方向に沿うようにして延び、かつ吸気ポート４を開閉する吸気バルブ７が閉弁したときに傘部７ａが隠されるように開口部４ａの開口方向に延びるマスク部１２を備え、そのマスク部１２はコーナー部１５の曲率半径Ｒを変化できるように構成されている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関のシリンダ内にスワール流を形成可能な内燃機関の吸気装置において、
前記内燃機関の吸気ポートのシリンダ側の開口部の周方向に沿うようにして延び、かつ前記吸気ポートを開閉する吸気バルブが閉弁したときに当該吸気バルブの傘部が隠されるように前記開口部の開口方向に延びるマスク部を備え、前記マスク部はその形状が変化できるように構成されていることを特徴とする内燃機関の吸気装置。
【請求項２】
前記マスク部は、前記開口部に続き、かつ前記開口部の幅方向外側に延びる第１の壁部と、前記開口部の開口方向に延びる第２の壁部と、前記第１の壁部と前記第２の壁部とを滑らかに接続するコーナー部とを有し、
前記コーナー部には、前記コーナー部の曲率半径を変更可能な曲率半径変更手段が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の吸気装置。
【請求項３】
前記コーナー部の曲率半径を増加させてスワール比を減少させ、又は前記コーナー部の曲率半径を減少させてスワール比を増加させるように、前記曲率半径変更手段を制御するスワール制御手段を更に備えることを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の吸気装置。
【請求項４】
前記コーナー部の少なくとも一部が弾性体で構成されるとともに、前記曲率半径変更手段として、前記弾性体の背面に隣接して設けられた油圧室と、前記油圧室の油圧を調整可能な油圧調整手段とが設けられていることを特徴とする請求項２又は３に記載の内燃機関の吸気装置。
【請求項５】
前記マスク部は、前記開口部に続き、かつ前記開口部の幅方向外側に延びる第１の壁部と、前記第１の壁部と接続されて前記開口部の開口方向に延びる第２の壁部とを有し、
前記第２の壁部には、その壁面を前記開口部の幅方向内側に突出させることが可能な壁面形状変更手段が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の吸気装置。
【請求項６】
前記第２の壁部の壁面の突出量を減少させてスワール比を減少させ、又は前記第２の壁部の壁面の突出量を増加させてスワール比を増加させるように、壁面形状変更手段を制御するスワール制御手段を更に備えることを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の吸気装置。
【請求項７】
前記第２の壁部の少なくも一部が弾性体で構成されるとともに、前記壁面形状変更手段として、前記弾性体の背面に隣接して設けられた油圧室と、前記油圧室の油圧を調整可能な油圧調整手段とが設けられていることを特徴とする請求項５又は６に記載の内燃機関の吸気装置。
【請求項８】
前記内燃機関の同一のシリンダに設けられて互いに隣り合う二つの吸気ポートと、前記二つの吸気ポートのいずれか一方の吸気ポートに設けられて当該吸気ポートの流量を調整可能なスワール制御バルブと、を有し、
前記スワール制御バルブが設けられた前記吸気ポートの側に前記マスク部が設けられていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の内燃機関の吸気装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関のシリンダ内にスワール流を形成可能な内燃機関の吸気装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
吸気ポートの開口部の周辺に、シリンダ内への吸気の流通を制限するマスク部を設け、このマスク部の高さを吸気バルブの最大リフト量よりも小さく設定することにより、タンブル流を強化した内燃機関の吸気装置がある（特許文献１）。また、マスク部と吸気バルブとの間の間隔を所定の数式で幾何学的に数値限定することにより、低負荷域での十分なスワール生成と高負荷域での充填効率低下の防止との両立を図った吸気装置もある（特許文献２）。
【０００３】
【特許文献１】特開平９−２６４１４９号公報
【特許文献２】特公平６−２９５５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
これらの吸気装置はマスク部の高さやマスク部と吸気バルブとの間隔等のマスク部の形状を設定するものであるが、一旦設定したマスク部の形状を変えることは不可能である。そのため、シリンダ内に導かれる吸気の流れを必要に応じて変化させることができない。
【０００５】
そこで、本発明は、吸気ポートの開口部からシリンダ内に導かれる吸気の流れに変化を与えることができる内燃機関の吸気装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の内燃機関の吸気装置は、内燃機関のシリンダ内にスワール流を形成可能な内燃機関の吸気装置において、前記内燃機関の吸気ポートのシリンダ側の開口部の周方向に沿うようにして延び、かつ前記吸気ポートを開閉する吸気バルブが閉弁したときに当該吸気バルブの傘部が隠されるように前記開口部の開口方向に延びるマスク部を備え、前記マスク部はその形状が変化できるように構成されていることにより、上述した課題を解決する（請求項１）。
【０００７】
この吸気装置によれば、マスク部がその形状を変化できるように構成されているので、、マスク部の形状を適宜に変更することによって、吸気ポートの開口部からシリンダ内に導かれる吸気の流れに変化を与えることができる。これにより、シリンダ内に形成されるスワール流の旋回の強さを示すスワール比を変化させることができるので、内燃機関の運転中にスワール比を調整することが可能になる。
【０００８】
マスク部の形状を変化させる部位に特に制限はないが、例えば、前記マスク部は、前記開口部に続き、かつ前記開口部の幅方向外側に延びる第１の壁部と、前記開口部の開口方向に延びる第２の壁部と、前記第１の壁部と前記第２の壁部とを滑らかに接続するコーナー部とを有し、前記コーナー部には、前記コーナー部の曲率半径を変更可能な曲率半径変更手段が設けられていてもよい（請求項２）。この場合、曲率半径変更手段によってコーナー部の曲率半径を変えることにより、開口部からシリンダ内に導かれる吸気の流れに変化を与えることができる。例えば、前記コーナー部の曲率半径を増加させてスワール比を減少させ、又は前記コーナー部の曲率半径を減少させてスワール比を増加させるように、前記曲率半径変更手段を制御するスワール制御手段を更に備えてもよい（請求項３）。これにより、内燃機関の運転状態に応じてスワール比を減少させたい場合にはコーナー部の曲率半径を増加させ、又はスワール比を増加させたい場合にはコーナー部の曲率半径を減少させることにより内燃機関の運転状態に適したスワール比に調整することができる。
【０００９】
コーナー部の曲率半径を変化させる曲率半径変更手段は、種々の態様で実現できる。例えば、前記コーナー部の少なくとも一部が弾性体で構成されるとともに、前記曲率半径変更手段として、前記弾性体の背面に隣接して設けられた油圧室と、前記油圧室の油圧を調整可能な油圧調整手段とが設けられていてもよい（請求項４）。この場合、油圧室の油圧が変化することによって弾性体に作用する力が変化するので、コーナー部の一部を構成する弾性体が変形する。これにより、その変形量を油圧で調整してコーナー部の曲率半径を変えることができるようになる。
【００１０】
また、マスク部の形状を変化させるための他の態様としては、前記マスク部は、前記開口部に続き、かつ前記開口部の幅方向外側に延びる第１の壁部と、前記第１の壁部と接続されて前記開口部の開口方向に延びる第２の壁部とを有し、前記第２の壁部には、その壁面を前記開口部の幅方向内側に突出させることが可能な壁面形状変更手段が設けられていてもよい（請求項５）。この場合、壁面形状変更手段によって壁面の突出量を変えることにより、開口部からシリンダ内に導かれる吸気の流れに変化を与えることができる。この態様においては、前記第２の壁部の壁面の突出量を減少させてスワール比を減少させ、又は前記第２の壁部の壁面の突出量を増加させてスワール比を増加させるように、壁面形状変更手段を制御するスワール制御手段を更に備えてもよい（請求項６）。これにより、内燃機関の運転状態に応じてスワール比を減少させたい場合には第２の壁部の壁面の突出量を減少させ、又はスワール比を増加させたい場合にはその突出量を増加させることにより内燃機関の運転状態に適したスワール比に調整することができる。第２の壁部の壁面の突出量を変化させる壁面形状変更手段は種々の態様で実現してよい。例えば、前記第２の壁部の少なくも一部が弾性体で構成されるとともに、前記壁面形状変更手段として、前記弾性体の背面に隣接して設けられた油圧室と、前記油圧室の油圧を調整可能な油圧調整手段とが設けられていてもよい（請求項７）。この場合、油圧室の油圧が変化することによって弾性体に作用する力が変化するので、第２の壁部の一部を構成する弾性体が変形する。これによりその変形量を油圧で調整して壁面の突出量を変えることができるようになる。
【００１１】
また、本発明の吸気装置においては、前記内燃機関の同一のシリンダに設けられて互いに隣り合う二つの吸気ポートと、前記二つの吸気ポートのいずれか一方の吸気ポートに設けられて当該吸気ポートの流量を調整可能なスワール制御バルブと、を有し、前記スワール制御バルブが設けられた前記吸気ポートの側に前記マスク部が設けられていてもよい（請求項８）。この態様によれば、スワール制御バルブの開度調整によるスワール比の調整範囲外を補完する調整補完手段としてマスク部を機能させることができる。そのため、例えば、スワール制御バルブの開度が全開状態になりこれ以上スワール比を下げることができない状況であっても、マスク部の形状を変化させることにより、スワール比を更に低下させることが可能になる。また、例えば、スワール制御バルブの開度を絞ることが好ましくない場面でも、スワール制御バルブの開度を保持しつつマスク部の形状を変化させることにより、スワール制御バルブによる絞り損失を伴わずにスワール比を増加させることが可能になる。
【発明の効果】
【００１２】
以上説明したように、本発明によれば、マスク部の形状が変化できるように構成されているので、吸気ポートの開口部からシリンダ内に導かれる吸気の流れに変化を与えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
（第１の形態）
図１は本発明の吸気装置が組み込まれた内燃機関の要部を模式的に示した平面図である。内燃機関１はディーゼルエンジンとして構成されていて、シリンダ２へ吸気を導入するための二つの吸気ポート４、５と、燃焼後の排気をシリンダ２から排出するための二つの排気ポート６、６とを備えている。なお、排気ポート６、６については開口部を想像線で示して形状の図示を省略した。吸気ポート４、５のそれぞれの開口部４ａ、５ａには、吸気バルブ７が一つずつ配置され、各排気ポート６の開口部にも排気バルブ（不図示）が配置されている。吸気ポート４、５及び排気ポート６は内燃機関１のシリンダヘッド８（図２）にそれぞれ形成されている。また、シリンダ２の上部にはシリンダ２内に燃料を噴射する燃料噴射ノズル９が設けられている。燃料噴射ノズル９は図示しないコモンレールに接続されて所定の燃圧で燃料が供給される。シリンダ２内にはピストン（不図示）が往復運動自在に設けられ、図示を省略したが、コネクティングロッドを介してクランク軸に連結されている。
【００１４】
吸気ポート４、５は互いに隣り合うように配置されており、吸気ポート４、５のそれぞれはいわゆるヘリカルポートとして構成されている。吸気ポート４は、開口部４ａの周方向ｓ１に沿って湾曲しながら開口部４ａに続くヘリカル部４ｂと、ヘリカル部４ｂの上流側に接続された導入部４ｃとを備えている。吸気ポート５も同様に、ヘリカル部５ｂ及び導入部５ｃをそれぞれ備えている。開口部４ａ、５ａには吸気バルブ７を着座させるためのバルブシート１０（図３）が嵌め込まれている。これらの吸気ポート４、５は、図１に示す方向に流れるスワール流Ｆｓｗがシリンダ２内に生成されるように配置されている。但し、吸気ポート５の導入部５ｃは、図２に示すように、シリンダ２の上下方向（図１の紙面と垂直方向）に関して上側に位置する上側領域５１と下側に位置する下側領域５２とに区分されてヘリカル部５ｂに接続される接続部５０を有している。接続部５０は上側領域５１の横幅が下側領域５２の横幅よりも狭く、かつヘリカル部５ｂに近付くに従ってこれらの領域の横幅の差が徐々に拡大するように構成されている。この構成により、図１に示すように、上側領域５１に導かれる吸気によりシリンダ２の下側に向かう旋回流Ｆｓを形成するとともに、下側領域５２に導かれる吸気によりシリンダ２の接線方向に向かう接線流Ｆｔを形成することができるので、必要な吸気流量を確保しつつスワール流Ｆｓｗを強化することができる。
【００１５】
図１に示すように、吸気ポート４には、流量を調整できるスワール制御バルブ（ＳＣＶ）１１が設けられている。このＳＣＶ１１の開度を適宜に調整することにより、吸気ポート４及び吸気ポート５のそれぞれに導かれる吸気の配分を調整することができる。例えば、ＳＣＶ１１の開度を絞った場合には、全開とした場合よりも多くの吸気が隣の吸気ポート５に導かれて接線流Ｆｔの強さが増すので、スワール流Ｆｓの旋回の強さを示すスワール比を高めることができる。
【００１６】
図３は図１のIII−III線に沿った断面を拡大した拡大断面図である。本実施形態に係る吸気装置は、シリンダヘッド８に形成されて吸気ポート４の開口部４ａの幅方向外側へ向かう吸気の流れを制限するためのマスク部１２を有している。マスク部１２は、吸気ポート４の開口部４ａの周方向ｓ１（図１）に沿うようにして延び、かつ吸気バルブ７が閉弁したときに吸気バルブ７の傘部７ａが隠されるように開口部４ａの開口方向に延びている。このマスク部１２は開口部４ａの幅方向外側に延びる上壁部（第１の壁部）１３と、開口部４ａの開口方向（シリンダ２の上下方向）に延びる側壁部（第２の壁部）１４と、上壁部１３と側壁部１４とを滑らかに接続するコーナー部１５とを有している。上壁部１３は開口部４ａの幅方向と平行であってもよいし、図３に示すように、開口部４ａの幅方向の外側が内側に対してシリンダ２の下側に傾くように傾斜していてもよい。また、側壁部１４は開口部４ａの開口方向と平行であってもよいし、図３に示すように、開口部４ａの開口方向の下側が上側に対して開口部４ａの幅方向外側に傾くように傾斜していてもよい。
【００１７】
図４にも示すように、コーナー部１５はプレス加工等の加工手段で所定形状に加工された薄板状鉄板等の弾性部材１６を有し、その弾性部材１６は開口部４ａの周方向に沿って延びている。図５は弾性部材１６一部を示した斜視図である。図５に示すように、弾性部材１６はその両端に設けられた折り返し部１６ａ、１６ａと、弾性部材１６の湾曲の外側方向に突出して折り返し部１６ａと平行に延びる突条１６ｂとを有している。図３及び図４に示すように、コーナー部１５には、弾性部材１６の形状を変化させる、即ちコーナー部１５の曲率半径Ｒを変化させるための曲率半径変更機構（曲率半径変更手段）１７が設けられている。曲率半径変更機構１７は、弾性部材１６の湾曲の外側に隣接するようにして、言い換えれば弾性部材１６の背面に隣接するようにして弾性部材１６とシリンダヘッド８との間に形成された油圧室１８と、油圧室１８の油圧を調整する油圧調整機構（油圧調整手段）１９とを備えている。油圧室１８は弾性部材１６に対応した大きさに構成され、開口部４ａの周方向に沿って延びており、弾性部材１６の折り返し部１６ａがシリンダヘッド８に溶接等の接合手段で接合されことにより密封される。油圧調整機構１９は、油タンク３０から油ポンプ３１で汲み上げられた油を油圧室１８へ導くための油路２０と、その油路２０に設けられた油圧調整バルブ２１とを有している。なお、弾性部材１６の突条１６ｂは曲率半径Ｒの増減に伴う寸法差を吸収し、弾性部材１６を曲り易くする機能を有している。
【００１８】
油圧室１８の油圧は、制御装置３５が油圧調整バルブ２１の開度を操作することによって制御される。制御装置３５はマイクロプロセッサ及びこの動作に必要なＲＯＭ、ＲＡＭ等の周辺装置を備えたコンピュータであり、油圧調整バルブ２１の他に、上述したＳＣＶ１１の動作も制御する（図１参照）。制御装置３５には機関回転数に対応した信号を出力する回転数センサ３６及びアクセル開度に応じた信号を出力するアクセル開度センサ３７がそれぞれ接続される。制御装置３５はこれらのセンサ３６、３７からの信号に基づいて、バルブ１１、２１の制御に必要な情報として機関回転数（回転速度）及び負荷をそれぞれ取得する。
【００１９】
なお、曲率半径変更機構１７が使用する油は、内燃機関１の各部の潤滑に供される潤滑油でもよいし、その他専用の油でもよい。潤滑油を使用する場合には、図３に示した油タンク３０として内燃機関１に設けられたオイルパンを、油ポンプ３１として内燃機関１の各部へ潤滑油を供給するためのオイルポンプをそれぞれ使用できるので、部品点数の増加を抑制できる利点がある。また、弾性部材１６は開口部４ａの周方向に沿って一巡する無端状、言い換えればリング状に構成してもよいし、開口部４ａの周方向に関する両端を有する形態に構成してもよい。弾性部材１６をリング状に構成した場合には、油圧室１８も弾性部材１６の形状に対応させてリング状にしてもよい。弾性部材１６を両端を有した形態で構成した場合には、その両端の位置は適宜に設定することができる。
【００２０】
以上の構成により、曲率半径変更機構１７が有している油圧室１８の油圧が上昇すると、図４の破線で示すように、コーナー部１５の曲率半径Ｒが油圧上昇前よりも増加する。言い換えればコーナー部１５の曲がり具合が油圧上昇前よりもなだらかになる。逆に、油圧室１８の油圧が低下すると、コーナー部１５の曲率半径Ｒが油圧低下前よりも減少し、コーナー部１５の曲がり具合が油圧低下前よりも急峻になる。従って、制御装置３５が油圧調整バルブ２１を適宜に操作することにより、コーナー部１５の曲率半径Ｒを自在に設定することができる。
【００２１】
図６は、ＳＣＶ１１の開度（ＳＣＶ開度）の全閉から全開までのスワール比と流量係数の関係を、コーナー部１５の曲率半径Ｒに対応させて示した説明図である。この図において、曲線１０１は曲率半径ＲがＲ１の場合、曲線１０２は曲率半径ＲがＲ２の場合をそれぞれ示している（但し、Ｒ１＜Ｒ２）。各曲線１０１、１０２の両端はＳＣＶ開度が全閉の場合と全開の場合とにそれぞれ対応する。この図から明らかなように、コーナー部１５の曲率半径Ｒが一定の場合、つまり曲線１０１及び曲線１０２のそれぞれを別々に見た場合には、ＳＣＶ開度を閉じ側に設定するほどスワール比が大きくなるが流量係数は低下する関係にある。一方、これらの曲線１０１、１０２を合わせて見ると、曲率半径Ｒが大きい場合は小さい場合と比較して同一の流量係数でスワール比が低下し、逆に、曲率半径Ｒが小さい場合は大きい場合と比較して同一流量係数でスワール比が増加する関係にあることが分かる。これは、曲率半径Ｒが大きい場合は小さい場合に比べて開口部４ａからシリンダ２内に導かれる流れのうち開口部４ａの幅方向外側へ向かう成分が開口部４ａの開口方向に向かう成分に対して相対的に増加するためと考えられる。
【００２２】
以上の関係を利用すれば、コーナー部１５の曲率半径Ｒを変えることで、ＳＣＶ開度が同一でありながらスワール比を変更できる。つまり、ＳＣＶ１１の開度制御とは別にコーナー部１５の曲率半径Ｒを調整することでスワール比を制御することができる。そのため、例えば曲率半径ＲがＲ１の場合に、ＳＣＶ１１の開度が全開状態になりこれ以上スワール比を下げることができない状況であっても、曲率半径ＲをＲ１からＲ２に増加させることにより、スワール比を更に低下させることが可能になる。また、ＳＣＶ１１の開度を絞ることが好ましくない場面でも、ＳＣＶ１１の開度を保持しつつ曲率半径Ｒを低下させることにより、絞り損失を伴わずにスワール比を増加させることが可能になる。このように、本実施形態の吸気装置はＳＣＶ１１によるスワール比の調整を補完する調整補完手段として有効に活用することができる。
【００２３】
次に、制御装置３５が実行する制御ルーチンの一例を説明する。図７はスワール制御ルーチンの手順を示したフローチャートである。このルーチンのプログラムは制御装置３５が内蔵するＲＯＭに格納されており、適切な時期に読み出されて所定間隔で繰り返し実行される。この制御ルーチンは機関回転数が低回転から高回転へ、負荷が低負荷から高負荷へそれぞれ移行する内燃機関１の加速時に好適に実施できる。まず、制御装置３５はステップＳ１で内燃機関１の機関回転数と負荷とをそれぞれ取得する。これらは回転数センサ３６及びアクセル開度センサ３７からの信号に基づいて取得される。次にステップＳ２に進み、ステップＳ１で取得した機関回転数と負荷に対応した目標スワール比を設定する。目標スワール比、即ち最適なスワール比は内燃機関１の運転状態に応じて変化し、内燃機関１が高回転高負荷状態になるほどその値は小さな値に変化する。そこで、目標スワール比の設定は、例えば、図８に示した機関回転数と負荷を変数として目標スワール比を特定するスワールマップを制御装置３５のＲＯＭに記憶させておき、制御装置３５がこのマップを参照することにより実現できる。
【００２４】
次に、ステップＳ３において、制御装置３５は現在設定されているコーナー部１５の曲率半径Ｒの値に対応したスワール比とＳＣＶ開度の関係を特定する。この特定は、例えば図６に示したようなスワール比とＳＣＶ開度の関係を曲率半径Ｒの値毎に対応付けたマップをＲＯＭに記憶させておき、このマップを適宜に参照して実現できる。次いで、ステップＳ４において、ステップＳ３で得たスワール比とＳＣＶ開度の関係を参照し、ステップＳ２で設定した目標スワール比がＳＣＶ開度の調整範囲内で実現できるか否かを判定する。例えば、ＳＣＶ開度を全開位置にした場合に得ることができるスワール比よりも目標スワール比が小さい場合にはステップＳ４で否定判定される。
【００２５】
ステップＳ４でＳＣＶ開度の調整範囲内で目標スワール比を実現できると判定した場合には、現在設定されている曲率半径Ｒの値のままＳＣＶ開度を適切な開度に設定することにより目標スワール比を実現できる。そこで、ステップＳ５に進み、目標スワール比に対応したＳＣＶ開度となるようにＳＣＶ１１の動作を制御して今回のルーチンを終える。一方、ステップＳ４で否定判定された場合には、ステップＳ６に進み、ＳＣＶ開度が全開状態で目標スワール比を実現できる曲率半径Ｒの値を特定する。この場合、例えば図６に示したようなスワール比とＳＣＶ開度の関係を曲率半径Ｒの値毎に対応付けたマップをＲＯＭに記憶させておき、制御装置３５がこのマップを検索することにより適切な曲率半径Ｒの値を特定することができる。次に、ステップＳ７において、制御装置３５はコーナー部１５の曲率半径ＲがステップＳ６で特定した値に設定されるように、油圧調整バルブ２１を操作して油圧室１８の油圧を調整する。そして、今回のルーチンを終了する。
【００２６】
図７の制御によれば、曲率半径Ｒを増加させることにより、ＳＣＶ１１が全開位置にある場合でもスワール比を減少させることができる。これにより制御装置３５が本発明のスワール制御手段として機能する。
【００２７】
（第２の形態）
次に、本発明の第２の形態を図９を参照して説明する。以下の説明においては、第１の形態と共通する構成には図９に同一の符号を付して重複する説明を省略する。また、本形態の基本構成については図１が参照される。図９は第１の形態の図３に対応する。図９に示す形態はマスク部１２の側壁部１４の形状を変化させるものであり、側壁部１４には壁面の形状を変化させるための壁面形状変更機構（壁面形状変更手段）２５が設けられている。この形態の側壁部１４は、プレス加工等の加工手段で所定形状に加工された薄板状鉄板等の弾性部材２６を有し、その弾性部材２６は開口部４ａの周方向に沿って延びている。弾性部材２６は図５の弾性部材１６と同様の構成を有している。即ち、弾性部材２６はその両端に設けられた折り返し部２６ａ、２６ａと、折り返し部２６ａに対して平行に延びる突条２６ｂとを有している。
【００２８】
壁面形状変更機構２５は、弾性部材２６の背面に隣接するようにして弾性部材２６とシリンダヘッド８との間に形成された油圧室２８を有している。油圧室２８は弾性部材２６に対応した大きさに構成され、開口部４ａの周方向に沿って延びている。油圧室２８は弾性部材２６に対応した大きさに構成され、開口部４ａの周方向に沿って延びており、弾性部材２６の折り返し部２６ａがシリンダヘッド８に溶接等の接合手段で接合されことにより密封される。油圧室２８に対する油の供給は第１の形態と同様に油圧調整機構１９にて行われる。油圧室２８の油圧は、第１の形態と同様に、制御装置３５が油圧調整バルブ２１の開度を操作することによって制御される。
【００２９】
以上の構成により、壁面形状変更機構２５が有している油圧室２８の油圧が上昇すると、図９の破線で示すように、側壁部１４の突出量Ｘが油圧上昇前よりも増加する。逆に、油圧室２８の油圧が低下すると、側壁部１４の突出量Ｘが油圧低下前よりも減少する。よって、制御装置３５が油圧調整バルブ２１を適宜に操作することにより、側壁部１４の突出量Ｘを自在に設定することができる。突出量Ｘを増加させた場合には、第１の形態の曲率半径Ｒを減少させた場合と同様の効果を発揮し、突出量Ｘを減少させた場合には、第１の形態の曲率半径Ｒを増加させた場合と同様の効果を発揮する。なお、弾性部材２６の突条２６ｂは突出量Ｘの増減に伴う寸法差を吸収し、弾性部材２６を曲り易くする機能を有している。
【００３０】
つまり、図６の場合と同様に、側壁部１４の突出量Ｘが小さい場合は大きい場合と比較して同一の流量係数でスワール比が低下し、逆に、突出量Ｘが大きい場合は小さい場合と比較して同一流量係数でスワール比が増加する関係になる。これは、突出量Ｘが小さい場合は大きい場合に比べて開口部４ａからシリンダ２内に導かれる流れのうち開口部４ａの幅方向外側へ向かう成分が開口部４ａの開口方向に向かう成分に対して相対的に増加するためと考えられる。従って、第２の形態においても、側壁部１４の突出量Ｘを変えることで、ＳＣＶ開度が同一でありながらスワール比を変更できる。即ち、ＳＣＶ１１の開度制御とは別に側壁部１４の突出量Ｘを調整することでスワール比を制御することができる。そのため、例えば突出量ＸがＸ２の場合に、ＳＣＶ１１の開度が全開状態になりこれ以上スワール比を下げることができない状況であっても、突出量ＸをＸ２からＸ１（但し、Ｘ１＜Ｘ２）に減少させることにより、スワール比を更に低下させることが可能になる。また、ＳＣＶ１１の開度を絞ることが好ましくない場面でも、ＳＣＶ１１の開度を保持しつつ突出量Ｘを増加させることにより、絞り損失を伴わずにスワール比を増加させることが可能になる。なお、突出量Ｘの調整を実現するために制御装置３５が実行する制御ルーチンは、図７に示した第１の形態と同様のルーチンを適用できる。これによって、制御装置３５が本発明のスワール制御手段として機能する。
【００３１】
本発明は以上の実施形態に限定されず、種々の形態で実現してもよい。第１の形態と第２の形態とはそれぞれ単独で実施することが必須ではなく、これらの形態を組み合わせて実施することができる。これにより、コーナー部の曲率半径と第２の壁部の壁面の突出量が操作対象となるので、これらの操作量を適宜に組み合わせることによりスワール比の調整の自由度が向上する。
【００３２】
また、以上の各形態ではＳＣＶ１１を設け、本発明の制御装置をＳＣＶ１１によるスワール比の制御を補完する手段として実施したが、ＳＣＶ１１は必須ではなく、これを有しない形態に本発明の吸気装置を適用することも可能である。この形態においても、コーナー部の曲率半径又は第２の壁部の壁面の突出量を変更することにより、スワール比を変化させることができる。
【００３３】
マスク部を設けた吸気ポートと隣接する吸気ポートの構成は上述した形態に限定されず、この吸気ポートをシリンダの接線方向に向かう接線流を主に生成するストレートポートとして構成してもよいし、マスク部を設けた吸気ポートと同様の構成を有したヘリカルポートとして構成してもよい。これらの形態であってもシリンダ内にスワール流を生成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の吸気装置が組み込まれた内燃機関の要部を模式的に示した平面図。
【図２】図１のII−II線に沿った吸気ポートの断面図。
【図３】図１のIII−III線に沿った断面を拡大した拡大断面図。
【図４】コーナー部周辺の拡大図。
【図５】弾性部材の一部を示す斜視図。
【図６】ＳＣＶ開度の全閉から全開までのスワール比と流量係数の関係をコーナー部の曲率半径Ｒに対応させて示した説明図。
【図７】スワール制御ルーチンの手順を示したフローチャート。
【図８】目標スワール比を設定するために参照されるマップの一例を示した図。
【図９】第２の形態に係る吸気装置が組み込まれた内燃機関の要部を示した図。
【符号の説明】
【００３５】
１  内燃機関
２  シリンダ
４、５  吸気ポート
４ａ  開口部
７  吸気バルブ
７ａ  傘部
１１  スワール制御バルブ
１２  マスク部
１３  上壁部（第１の壁部）
１４  側壁部（第２の壁部）
１５  コーナー部
１６  弾性部材
１７  曲率半径変更機構（曲率半径変更手段）
１８  油圧室
１９  油圧調整機構（油圧調整手段）
２５  壁面形状変更機構（壁面形状変更手段）
２６  弾性部材
３５  制御装置（スワール制御手段）
【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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