(57)【要約】【課題】インジェクタの応答性を悪化させずに、インジェクタによる燃料の噴射位置をシリンダへ容易に近づけ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】本発明の吸気装置は、燃料を噴射するインジェクタ５６と、内燃機関１のシリンダに開口する吸気通路３と、インジェクタ５６が吸気通路５の内部に収められた状態で、かつ吸気通路５の中心線ＣＬ１上に配置されるようにしてインジェクタ５６を支持する仕切り部材５５と、を備えている。仕切り部材５５は吸気通路５の長手方向に延びてシリンダ２の上下方向に関して吸気通路５を二つの領域５Ａ、５Ｂに区分する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料を噴射するインジェクタと、内燃機関のシリンダに開口する吸気通路と、前記インジェクタが前記吸気通路の内部に収められた状態で前記インジェクタを支持する支持手段と、を備えることを特徴とする内燃機関の吸気装置。
【請求項２】
前記支持手段は、前記インジェクタが前記吸気通路の中心線上に配置されるようにして前記インジェクタを支持す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】
前記支持手段として、前記吸気通路の長手方向に延びて前記シリンダの上下方向に関して前記吸気通路を二つの領域に区分する仕切り部材が設けられるとともに、
前記仕切り部材にて区分された前記二つの領域のうち、下側の領域への吸気の流入の制限とその解除を切替可能な弁手段を備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関の吸気装置。
【請求項４】
前記仕切り部材は、前記シリンダに近い側の前記仕切り部材の端部の位置よりも前記インジェクタによる燃料の噴射位置が前記シリンダに近くなるように、前記インジェクタを支持することを特徴とする請求項３に記載の内燃機関の吸気装置。
【請求項５】
前記仕切り部材には、前記インジェクタに燃料を供給するための燃料供給通路が形成されていることを特徴とする請求項３又は４に記載の内燃機関の吸気装置。
【請求項６】
前記仕切り部材には、電気配線が埋め込まれるとともに、前記インジェクタと前記電気配線とを接続する電気コネクタが設けられていることを特徴とする請求項３〜５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、内燃機関の吸気装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関のシリンダ内に燃料を供給するインジェクタは、噴孔が形成されたノズルを吸気ポート内に臨ませるようにして、シリンダヘッドに形成された吸気ポートの上方に配置される。吸気効率等の性能向上のため、シリンダの半径方向に対する吸気ポートの角度（吸気ポート角）をできるだけ大きくすることが要請されている。また、吸気ポートの内壁への燃料付着防止の観点から、燃料の噴射位置をシリンダにできる限り近づけることが望ましい。
【０００３】
ところが、近年、可変動弁機構を採用するなどの動弁系の高機能化に伴い、吸気ポートの上方の横幅の増加、即ち、吸気ポートの上方が吸気ポートの上流側へ張り出す傾向にある。そのため、インジェクタを搭載するスペースを考慮しつつ、必要な吸気ポート角を確保するには、インジェクタの搭載位置を吸気ポートの上流側へ後退させることが余儀なくされて、噴射ノズルをシリンダへ近づけることが困難な状況となる。その結果、吸気ポートへの燃料付着を防止する観点からインジェクタによる燃料噴霧の広がり角度を抑えることになり、燃料噴霧の微粒化が悪化する。そこで、インジェクタの噴射ノズルを延長して、その先端をシリンダへ近づけるようにした吸気装置がある（例えば、特許文献１）。その他、本発明に関連する先行技術文献として、特許文献２〜５が存在する。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２０２０３３号公報
【特許文献２】特開２００４−３０８４６９号公報
【特許文献３】特開２００４−３０８４７０号公報
【特許文献４】特開２００４−３０８４７３号公報
【特許文献５】特許第２６８２６９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
インジェクタの噴射ノズルを延長した場合には、インジェクタの全長が長くなるし、噴射ノズルを開閉するための可動部材の質量が増加してインジェクタの応答性が低下するおそれがある。
【０００６】
そこで、本発明は、インジェクタの応答性を悪化させずに、インジェクタによる燃料の噴射位置をシリンダへ容易に近づけ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】
【０００７】
本発明の内燃機関の吸気装置は、燃料を噴射するインジェクタと、内燃機関のシリンダに開口する吸気通路と、前記インジェクタが前記吸気通路の内部に収められた状態で前記インジェクタを支持する支持手段と、を備えることにより、上述した課題を解決する（請求項１）。
【０００８】
この吸気装置によれば、インジェクタが吸気通路の内部に収められているので、従来のようにインジェクタの搭載位置を気にせずに、しかもインジェクタの全長を延長することなく燃料の噴射位置をシリンダへ容易に近づけることができる。そのため、インジェクタが噴射する燃料噴霧の広がり角度を大きくすることができ、燃料噴霧の微粒化を容易に実現できる。さらに、吸気ポートの上方にインジェクタを配置する従来の態様と比べて吸気ポート角を大きくできるので、内燃機関の性能向上を図ることができる。
【０００９】
本発明の吸気装置においては、前記支持手段は、前記インジェクタが前記吸気通路の中心線上に配置されるようにして前記インジェクタを支持してもよい（請求項２）。この態様によれば、吸気通路の内壁への燃料付着を抑えながら、インジェクタによる燃料噴霧の広がり角度を更に広げることが可能となる。
【００１０】
また、本発明の吸気装置においては、前記支持手段として、前記吸気通路の長手方向に延びて前記シリンダの上下方向に関して前記吸気通路を二つの領域に区分する仕切り部材が設けられるとともに、前記仕切り部材にて区分された前記二つの領域のうち、下側の領域への吸気の流入の制限とその解除を切替可能な弁手段を備えていてもよい（請求項３）。この態様によれば、吸気通路を上下方向に二つの領域に区分する仕切り部材をインジェクタの支持手段として利用できる。しかも、下側の領域への吸気の流入を弁手段で制限することによってシリンダ内にタンブル流を効果的に生成することが可能となる。
【００１１】
この態様においては、前記仕切り部材は、前記シリンダに近い側の前記仕切り部材の端部の位置よりも前記インジェクタによる燃料の噴射位置が前記シリンダに近くなるように、前記インジェクタを支持してもよい（請求項４）。本発明の場合、従来技術と違い、インジェクタにより噴射される燃料が仕切り部材に干渉することはないので、仕切り部材を可能な限りシリンダ側へ延ばすことができる。そのため、タンブル流をより効果的に生成することができるようになる。
【００１２】
また、前記仕切り部材には、前記インジェクタに燃料を供給するための燃料供給通路が形成されていてもよい（請求項５）。この場合、インジェクタに燃料を供給する燃料供給管等の燃料供給手段を、仕切り部材の別部材として設ける必要がないので、部品点数を削減できる。また、前記仕切り部材には、電気配線が埋め込まれるとともに、前記インジェクタと前記電気配線とを接続する電気コネクタが設けられていてもよい（請求項６）。この場合、電気配線の取り回しを簡素化することができる。
【発明の効果】
【００１３】
以上説明したように、本発明によれば、インジェクタが吸気通路の内部に収められた状態で支持されているので、インジェクタの応答性を悪化させずに、インジェクタによる燃料の噴射位置を容易にシリンダへ近づけることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１は本発明の吸気装置が組み込まれた内燃機関の吸気系の要部断面を模式的に示した断面模式図、図２は図１のＡ方向から見た図、図３は図１のＢ方向から見た図である。図１に示すように、内燃機関１は火花点火式のレシプロ型４気筒の内燃機関として構成されていて、シリンダヘッド３とシリンダブロック４とが組み合わされて形成される４つのシリンダ２（図では一のみを示す）を有している。吸気通路５は一端が各シリンダ２に開口するとともに他端が大気に開口する。吸気通路５はシリンダヘッド３に形成された吸気ポート５１と、シリンダ２毎に分岐されて吸気を各気筒に分配する吸気マニホルド５２と、吸気ポート５１と吸気マニホルド５２との間に配置されて吸気通路３に燃料を供給する燃料供給ユニット５３とを含む。
【００１５】
図２に示すように、吸気ポート５１は主流部５１ａと、この主流部５１ａから分岐してシリンダ２に接続される分岐部５１ｂ、５１ｂとを有しており、これらの分岐部５１ｂのそれぞれには、吸気バルブ６（図１）が一つずつ設けられている。図１に示すように、各吸気バルブ６は周知の可変動弁機構７にて開閉駆動される。可変動弁機構７の詳細は省略するが、可変動弁機構７は吸気バルブ６の開弁及び閉弁タイミングを変更できるように構成され、吸気ポート５１の上方に位置するようにシリンダヘッド３に搭載されている。
【００１６】
吸気マニホルド５２には、燃料供給ユニット５３にて区分された二つの領域５Ａ、５Ｂのうち、シリンダ２の上下方向に関する下側の領域５Ｂへの吸気の流入の制限及びその解除を切り替え可能な弁手段としてのタンブル制御弁８が設けられている。タンブル制御弁８は図１の実線で示した制限位置と破線で示した解除位置との間で駆動できるように構成されており、制限位置は下側の領域５Ｂへの吸気の流入を制限する一方で、上側の領域５Ａへの吸気の流入を促進する。タンブル制御弁８が制限位置に切替えられることにより、上方へ偏った流れが吸気通路５内に形成されるので、シリンダ２に縦方向に旋回するタンブル流Ｆｔを生成できる。
【００１７】
図１〜図３に示すように、燃料供給ユニット５３は、シリンダ２の上下方向に関して吸気通路５を二つの領域５Ａ、５Ｂに区分するための仕切り部材５５を有した本体５４と、仕切り部材５５に取付けられたインジェクタ５６とを備えている。本体５４は樹脂材料で構成され、射出成形により製作される。仕切り部材５５は吸気通路５の長手方向に延びた板状の部材である。図４にも示すように、仕切り部材５５はインジェクタ５６を支持できる支持部５７を有しており、その支持部５７にはインジェクタ５６を挿入可能な大きさの取付け穴５７ａが形成されている。支持部５７及び取付け穴５７ａはインジェクタ５６を取付け穴５７ａに挿入したときに吸気通路５の中心線ＣＬ１とインジェクタ５６の中心線ＣＬ２とが略一致するように構成されている。これにより、インジェクタ５６は、吸気通路５の内部に収められ、かつ吸気通路５の中心線ＣＬ１上に配置されるように仕切り部材５５にて支持される。こうして仕切り部材５５は本発明の支持手段として機能する。
【００１８】
仕切り部材５５には吸気通路５を横断する方向に延びる燃料供給通路９が形成されるとともに、インジェクタ５６へ電力を供給するための電気配線１０が埋め込まれている。燃料供給通路９の形成と電気配線１０の埋め込みは、本体５４の成形と同時に行われる。図２に示すように、燃料供給通路９はその中間位置で分岐された分岐部９ａを有し、その分岐部９ａは仕切り部材５５の取付け穴５７ａに連通している。インジェクタ５６がＯリング等のシール部材１１を介在させた状態で分岐部９ａに嵌め込まれることにより、インジェクタ５６には燃料供給通路９から燃料が供給される。仕切り部材５５には電気配線１０とインジェクタ５６とを接続するための電気コネクタ１２が設けられており、電気コネクタ１２はインジェクタ５６が取付け穴５７ａに挿入されたときにインジェクタ５６に設けられた電極１５（図１）と接続されるように構成されている。
【００１９】
インジェクタ５６は一般的に使用されるインジェクタよりも若干小径（直径８〜１０ｍｍ）であることを除き、周知のものと同様の内部構造を有していて電気的に駆動される。インジェクタ５６は、本体５６ａと、本体５６ａの先端に設けられて燃料噴霧１００を所定の広がり角度β、γで、吸気ポート５１の分岐部５１ｂ、５１ｂのそれぞれに向けて噴射可能なノズル部５６ｂとを有している。図５は図２のＣ−Ｃ線に沿った断面を拡大した拡大断面図である。なお、図５ではインジェクタ５６の内部構造の図示を省略した。この図に示すように、インジェクタ５６は、仕切り部材５５に取付けられた際の中心線ＣＬ２回りの回り止め及び取付け穴５７ａからの抜け止めのため、クランプ１３を受入れるくびれ部１４が本体５６ａとノズル部５６ｂとの境界付近に形成されている。クランプ１３は直線部１３ａ、１３ａとこれらを接続する湾曲部１３ｂとを有したＵ字状の部材であり、直線部１３ａ、１３ａはくびれ部１４に形成された同幅部１４ａを挟み込んだ状態で、仕切り部材５５に形成された孔（不図示）に挿入される。クランプ１３には仕切り部材５５から容易に脱落しないように直線部１３ａ、１３ａのそれぞれの先端部に抜け止め手段１３ｃが設けられており、抜け止め手段１３ｃは仕切り部材５５からクランプ１３を引き抜く方向のクランプ１３の動きを制限する。以上により、インジェクタ５６はクランプ１３によって中心線ＣＬ２回りの回り止め及び取付け穴５７ａからの抜け止めがされた状態で、仕切り部材５５に固定される。この形態の仕切り部材５５は、図１及び図２に示すように、シリンダ２に近い側の端部５５ａの位置よりもインジェクタによる燃料の噴射位置（ノズル部５６ｂの先端）がシリンダ２に近くなるように、インジェクタ５６を支持している。このため、インジェクタ５６により噴射される燃料が仕切り部材５５に干渉することがないので、仕切り部材５５を可能な限りシリンダ２側へ延ばすことができ、タンブル流をより効果的に生成することができるようになる。
【００２０】
以上の吸気装置によれば、インジェクタ５６が吸気通路５の内部に収められているので、燃料の噴射位置をシリンダへ容易に近づけることができる。言い換えれば、インジェクタ５６による燃料の噴射位置から吸気バルブ６までの距離Ｌ（図１）を短縮できる。これにより、インジェクタ５６が噴射する燃料噴霧１００の広がり角度β、γを大きくすることができ、燃料噴霧の微粒化を容易に実現できる。特に、インジェクタ５６が吸気通路５の中心線ＣＬ１上に配置されているので、吸気通路５の内壁への燃料付着を抑えながら、広がり角度β、γを更に広げることが可能となる。また、以上の吸気装置は、インジェクタ５６が吸気通路５の内部に収められていて、インジェクタ５６の搭載位置を吸気ポート５１の上方に確保する必要がないので、吸気ポート角を大きくできる。これにより、内燃機関１の性能向上を図ることもできる。
【００２１】
また、仕切り部材５５には、インジェクタ５６に燃料を供給するための燃料供給通路９が形成されているので、インジェクタ５６に燃料を供給する燃料供給管等の燃料供給手段を、仕切り部材５５の別部材として設ける必要がなく、部品点数を削減できる。また、仕切り部材５５には、電気配線１０が埋め込まれ、かつこの電気配線１０とインジェクタ５６とを接続する電気コネクタ１２が設けられているので、インジェクタ５６に対する電気配線の取り回しが簡素化される。更に、燃料供給ユニット５３がシリンダヘッド３と別部品であるので、吸気ポート５１を燃料供給ユニット５３の長さ相当分短縮できる。特に、燃料供給ユニット５３はその本体５４が樹脂材料で構成されていて、樹脂材料はシリンダヘッド３を構成する金属材料（例えばアルミ合金）よりも熱伝導率が低いので、吸気ポート５１の一部を燃料供給ユニット５３に置き換えることにより、吸気温度の低減が期待でき内燃機関１の性能向上に有利である。
【００２２】
以上、本発明の好ましい形態について説明したが、本発明は以上の形態に限定されず本発明の要旨の範囲内で種々の形態にて実施することができる。本発明の支持手段は、吸気通路を区分する仕切り部材としても機能する形態であることが必須ではなく、インジェクタを吸気通路の内部に収めるようにして支持できる形態であれば如何なる構成でもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の吸気装置が組み込まれた内燃機関の吸気系の要部断面を模式的に示した断面模式図。
【図２】図１のＡ方向から見た図。
【図３】図１のＢ方向から見た図。
【図４】仕切り部材の外観を示した斜視図。
【図５】図２のＣ−Ｃ線に沿った断面を拡大した拡大断面図。
【符号の説明】
【００２４】
１  内燃機関
２  シリンダ
５  吸気通路
５Ａ、５Ｂ  仕切り部材で区分された領域
８  タンブル制御弁（弁手段）
９  燃料供給通路
１０  電気配線
１２  電気コネクタ
５５  仕切り部材（支持手段）
５５ａ  端部
５６  インジェクタ
１００  燃料噴霧
ＣＬ１  吸気通路の中心線
【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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