(57)【要約】      （修正有）【課題】内燃機関の充填効率を向上させる可変吸気通路を提供する。【解決手段】内燃機関の吸気通路１１にあるスロットルバルブ２より上流において、吸気制御ボックス３と、その入口に吸気制御用バルブ４を備え、吸気制御ボックスの断面積は、吸気通路１１の断面積より８倍から１０倍で、総排気量の１２０％から２００％の容量の円筒状、又は、直方体状であり、吸気制御用バルブは、ＥＣＵ、又は、ダンパーにより開閉を制御されて吸気通路１０との隙間を制御し、吸気制御ボックスの入り口の吸気の流速と慣性を、出口に比べて高めることにより、吸気制御ボックスにおいて逆止弁効果を発生させることにより充填効率を改善させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の吸気通路（１１）にあるスロットルバルブ（２）より上流において、吸気制御ボックス（３）と、その入口に吸気制御用バルブ（４）を備え、前記吸気制御ボックス（３）の断面積は、前記吸気通路（１１）の断面積より８倍から１０倍で、総排気量の１２０％から２００％の容量の円筒状、又は、直方体状であり、前記吸気制御用バルブ（４）は、ＥＣＵ、又は、ダンパーにより開閉を制御されて吸気通路（１０）との隙間を制御し、前記スロットルバルブ（２）が開弁されると、大気圧領域から負圧領域へ流通する吸気を、前記吸気制御用バルブ（４）と前記吸気通路（１０）との隙間により制御することで、前記吸気制御ボックス（３）の入り口の吸気の流速と慣性を、出口に比べて高めることにより、吸気制御ボックス（３）において逆止弁効果を発生させることを特徴とする可変吸気通路。
【請求項２】
前記吸気制御用バルブ（４）は、前記ＥＣＵからの信号に応じて前記吸気制御用バルブ（４）の開閉を制御されることにより、シリンダーの充填効率の制御が可能となることを特徴とする請求項１に記載の可変吸気通路。
【請求項３】
前記吸気制御用バルブ（４）は、前記ＥＣＵからのエンジン回転数に比例して開き、回転数がゼロのとき、前記吸気制御用バルブ（４）を閉じ、回転数が最大のとき前記吸気制御用バルブ（４）を全開することにより、シリンダーの充填効率の制御が可能となることを特徴とする請求項２に記載の可変吸気通路。
【請求項４】
前記吸気制御用バルブ（４）は、弁体と弁棒とからなり、前記弁体は前記弁棒に支持固定され、前記弁棒を回転の軸とし、閉止位置において前記吸気通路（１０）を斜めに閉止し、前記弁棒には、端部に前記ダンパーを備え、前記吸気制御用バルブ（４）の閉止位置における前記ダンパーの減衰力は、大気圧領域から負圧領域へ流通する吸気の押す押圧に抗することが可能となる設定とされ、さらに、その前記ダンパーの減衰力は、前記吸気制御用バルブ（４）の開弁に従い減少し、閉止位置に比べ、全開位置において８０％から１２０％の減衰力となるように設定され、大気圧領域から負圧領域へ流通する吸気の押す押圧により、受動的に開閉される前記吸気制御用バルブ（４）を、前記ダンパーにより制御することで、前記吸気制御用バルブ（４）と、前記吸気通路（１０）との隙間を制御することを特徴とする請求項１に記載の可変吸気通路。
【請求項５】
前記吸気制御用バルブ（４）は、前記吸気制御用バルブ（４）が閉止位置において、前記吸気通路（１０）との隙間を常に確保可能なように制御し、吸気の流速と慣性が小さいエンジンのアイドリング回転時において吸気の流通を確保したことを特徴とする請求項１に記載の可変吸気通路。
【請求項６】
前記吸気制御用バルブ（４）に前記ダンパーを設けた構成において、前記ダンパーと連結する前記弁棒、又は、前記吸気通路（１０）の内部にストッパーを設置することで、閉止位置において、前記吸気通路（１０）との隙間を常に確保することにより、エンジンがアイドリング回転を維持しうる吸気の流通を確保することが可能となることを特徴とする請求項４に記載の可変吸気通路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の吸気通路において、吸気通路を可変とする吸気通路の構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関に望まれる燃費向上と、ＣＯ２の排出量の削減を可能にするため、いくつかの方法がとられている。一般に内燃機関の回転数は、低回転から高回転と広範囲に渡り変化するため、回転数に応じてシリンダーの充填効率が最大となるように吸気通路を構成する必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許公開２００９−２７０４８３号公報
【特許文献２】特許公開平９−２６４１４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許公開２００９−２７０４８３号公報では、吸気の逆流を抑制するため、吸気通路の途中にスロットルバルブ及び吸気開閉弁を設け、吸気の逆流を感知するエアフローメーターにより、吸気バルブからの吸気の逆流がスロットルバルブの下流側に設けた吸気開閉弁に到達する期間吸気開閉弁を閉止し、他の期間に吸気開閉弁を開放する間欠閉止制御を実行する構造となっているが、吸気開閉弁が頻繁に開閉することにおいての耐久性と、開閉時期の正確さの確保という課題がある。
【０００５】
また、特許公開平９−２６４１４４号公報では、吸気の流速を速め充填効率を向上する方法として、スロットルバルブの下流側のサージタンク内に固定して設けられた円錐凸部と、モーターやアクチュエーターにより移動可能なスライド管により、低いエンジン回転数のときは、スライド管の移動により通路断面積を小さくして流速を速めると共に、通路長さを長くして吸気の慣性を高め、回転数が上がるとスライド管を移動させることで通路断面積を広げ、通路長さを短く変化させる構造となっているが、吸入工程でピストンが下死点に近づくに従って減速し、下死点において速度はゼロとなるため、シリンダーへ流通する吸気も同じように減速し、下死点において流速はゼロとなり、次に、圧縮工程で吸気バルブが閉弁されるまでのあいだに、ピストンの上昇により、シリンダーから押し出される吸気は逆流することにより、通路の断面積を小さく、通路長さを長くしても吸気の充填効率を向上させる効果は小さいという課題がある。
【０００６】
また、アトキンソンサイクルでは、吸気バルブが下死点で閉弁されずに、圧縮工程で閉弁される遅閉じにより、流通する吸気の流速と慣性を利用してシリンダーの充填効率を高めようとするものであるが、吸入工程でピストンが下死点に近づくに従い減速し、下死点において速度はゼロとなるため、シリンダーへ流通する吸気も同じように減速し、下死点において流速はゼロとなり、次に、圧縮工程で吸気バルブが閉弁されるまでのあいだに、ピストンの上昇により、シリンダーから押し出される吸気は逆流し、シリンダーの充填効率は下がってしまう。特に発進加速時や、登坂時における速度維持のため、スロットルバルブが大きく、速く開弁されるほど、吸気が逆流してシリンダーの充填効率が下がり、トルク不足からエンジン回転数の上昇は遅れ、流通する吸気の流速と慣性は高められにくいという悪循環により、燃料の消費が増えてしまうという課題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載された発明において、内燃機関の吸気通路（１１）にあるスロットルバルブ（２）より上流において、吸気制御ボックス（３）と、その入口に吸気制御用バルブ（４）を備え、前記吸気制御ボックス（３）の断面積は、前記吸気通路（１１）の断面積より８倍から１０倍で、総排気量の１２０％から２００％の容量の円筒状、又は、直方体状であり、前記吸気制御用バルブ（４）は、ＥＣＵ、又は、ダンパーにより開閉を制御されて吸気通路（１０）との隙間を制御し、前記スロットルバルブ（２）が開弁されると、大気圧領域から負圧領域へ流通する吸気を、前記吸気制御用バルブ（４）と前記吸気通路（１０）との隙間により制御することで、前記吸気制御ボックス（３）の入り口の吸気の流速と慣性を、出口に比べて高めることにより、吸気制御ボックス（３）において逆止弁効果を発生させることを特徴とする。
【０００８】
請求項２に記載された発明は、請求項１に記載されたものにおいて、前記吸気制御用バルブ（４）は、前記ＥＣＵからの信号に応じて前記吸気制御用バルブ（４）の開閉を制御されることにより、シリンダーの充填効率の制御が可能となることを特徴とする。
【０００９】
請求項３に記載された発明は、請求項２に記載されたものにおいて、前記吸気制御用バルブ（４）は、前記ＥＣＵからのエンジン回転数に比例して開き、回転数がゼロのとき、前記吸気制御用バルブ（４）を閉じ、回転数が最大のとき前記吸気制御用バルブ（４）を全開することにより、シリンダーの充填効率の制御が可能となることを特徴とする。
【００１０】
請求項４に記載された発明は、請求項１に記載されたものにおいて、前記吸気制御用バルブ（４）は、弁体と弁棒とからなり、前記弁体は前記弁棒に支持固定され、前記弁棒を回転の軸とし、閉止位置において前記吸気通路（１０）を斜めに閉止し、前記弁棒には、端部に前記ダンパーを備え、前記吸気制御用バルブ（４）の閉止位置における前記ダンパーの減衰力は、大気圧領域から負圧領域へ流通する吸気の押す押圧に抗することが可能となる設定とされ、さらに、その前記ダンパーの減衰力は、前記吸気制御用バルブ（４）の開弁に従い減少し、閉止位置に比べ、全開位置において８０％から１２０％の減衰力となるように設定され、大気圧領域から負圧領域へ流通する吸気の押す押圧により、受動的に開閉される前記吸気制御用バルブ（４）を、前記ダンパーにより制御することで、前記吸気制御用バルブ（４）と、前記吸気通路（１０）との隙間を制御することを特徴とする。
【００１１】
請求項５に記載された発明は、請求項１に記載されたものにおいて、前記吸気制御用バルブ（４）は、前記吸気制御用バルブ（４）が閉止位置において、前記吸気通路（１０）との隙間を常に確保可能なように制御し、吸気の流速と慣性が小さいエンジンのアイドリング回転時において吸気の流通を確保したことを特徴とする。
【００１２】
請求項６に記載された発明は、請求項４に記載されたものにおいて、前記吸気制御用バルブ（４）に前記ダンパーを設けた構成において、前記ダンパーと連結する前記弁棒、又は、前記吸気通路（１０）の内部にストッパーを設置することで、閉止位置において、前記吸気通路（１０）との隙間を常に確保することにより、エンジンがアイドリング回転を維持しうる吸気の流通を確保することが可能となることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１に記載した発明によれば、内燃機関の吸気通路（１１）にあるスロットルバルブ（２）より上流において、吸気制御ボックス（３）と、その入口に吸気制御用バルブ（４）を備え、前記吸気制御ボックス（３）の断面積は、前記吸気通路（１１）の断面積より８倍から１０倍で、総排気量の１２０％から２００％の容量の円筒状、又は、直方体状であり、前記吸気制御用バルブ（４）は、ＥＣＵ、又は、ダンパーにより開閉を制御されて吸気通路（１０）との隙間を制御し、前記スロットルバルブ（２）が開弁されると、大気圧領域から負圧領域へ流通する吸気を、前記吸気制御用バルブ（４）と前記吸気通路（１０）との隙間により制御することで、前記吸気制御ボックス（３）の入り口の吸気の流速と慣性を、出口に比べて高めることにより、吸気制御ボックス（３）において逆止弁効果を発生させることが可能となる効果がある。
【００１４】
請求項２に記載した発明によれば、前記吸気制御用バルブ（４）は、前記ＥＣＵからの信号に応じて前記吸気制御用バルブ（４）の開閉を制御されることにより、シリンダーの充填効率の制御が可能となる効果がある。
【００１５】
請求項３に記載した発明によれば、前記吸気制御用バルブ（４）は、前記ＥＣＵからのエンジン回転数に比例して開き、回転数がゼロのとき、前記吸気制御用バルブ（４）を閉じ、回転数が最大のとき前記吸気制御用バルブ（４）を全開することにより、シリンダーの充填効率の制御が可能となる効果がある。
【００１６】
請求項４に記載した発明によれば、前記吸気制御用バルブ（４）は、弁体と弁棒とからなり、前記弁体は前記弁棒に支持固定され、前記弁棒を回転の軸とし、閉止位置において前記吸気通路（１０）を斜めに閉止し、前記弁棒には、端部に前記ダンパーを備え、前記吸気制御用バルブ（４）の閉止位置における前記ダンパーの減衰力は、大気圧領域から負圧領域へ流通する吸気の押す押圧に抗することが可能となる設定とされ、さらに、その前記ダンパーの減衰力は、前記吸気制御用バルブ（４）の開弁に従い減少し、閉止位置に比べ、全開位置において８０％から１２０％の減衰力となるように設定され、大気圧領域から負圧領域へ流通する吸気の押す押圧により、受動的に開閉される前記吸気制御用バルブ（４）を、前記ダンパーにより制御することで、前記吸気制御用バルブ（４）と、前記吸気通路（１０）との隙間を制御可能とすることにより、安価、かつ、容易に設置することが可能となる効果がある。
【００１７】
請求項５に記載した発明によれば、前記吸気制御用バルブ（４）は、前記吸気制御用バルブ（４）が閉止位置において、前記吸気通路（１０）との隙間を常に確保可能なように制御し、吸気の流速と慣性が小さいエンジンのアイドリング回転時において吸気の流通を確保することが可能となることにより、安価、かつ、容易に設置することが可能となる効果がある。
【００１８】
請求項６に記載した発明によれば、前記吸気制御用バルブ（４）に前記ダンパーを設けた構成において、前記ダンパーと連結する前記弁棒、又は、前記吸気通路（１０）の内部にストッパーを設置することで、閉止位置において、前記吸気通路（１０）との隙間を常に確保することにより、エンジンがアイドリング回転を維持しうる吸気の流通を確保することが可能となる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施の形態とスロットルバルブ閉弁時を示す概略図である。
【図２】従来の吸気制御用バルブを設けない構成のスロットルバルブ閉弁時を示す概略図である。
【図３】従来の吸気制御用バルブを設けない構成のスロットルバルブ開弁時を示す概略図である。
【図４】本発明のスロットルバルブ開弁時を示す概略図である。
【図５】本発明の吸気制御ボックスを流通する吸気量の少ないときを示す概略図である。
【図６】本発明の吸気制御ボックスを流通する吸気量の最大のときを示す概略図である。
【図７】本発明の吸入工程を示す概略図である。
【図８】本発明のピストンが下死点のときを示す概略図である。
【図９】本発明の圧縮工程の吸気バルブの遅閉じを示す概略図である。
【図１０】本発明の圧縮工程の吸気バルブ閉弁時を示す概略図である。
【図１１】本発明の吸気制御ボックスの無い構成を示す概略図である。
【図１２】本発明の図１のＡ‐Ａ線に沿った吸気通路の斜視図である。
【図１３】本発明のダンパーを設置する構成を示す図で、(ａ)は図１のＡ‐Ａ線に沿った断面図で、（ｂ）は(ａ)の側面図である。
【図１４】本発明のばねを設置する構成を示す図で、(ａ)は図１のＡ‐Ａ線に沿った断面図で、（ｂ）は(ａ)の側面図である。
【図１５】本発明のストッパーを設置する構成を示す図で、(ａ)は図１のＡ‐Ａ線に沿った断面図で、（ｂ）は(ａ)の側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
次に、本発明の実施の形態と原理について図面と共に説明する。
図１は、本発明の実施の形態とスロットルバルブ２閉弁時を示す概略図で、図２は、従来の吸気制御用バルブ４を設けない構成のスロットルバルブ２閉弁時を示す概略図で、図３は、従来の吸気制御用バルブ４を設けない構成のスロットルバルブ２開弁時を示す概略図で、図４は、本発明のスロットルバルブ２開弁時を示す概略図である。また、図１、図２、図３、図４で示す２点鎖線は負圧領域を示し、図１、および、図４から図１１で示す吸気制御用バルブ４は、図１２から図１５で示す弁棒１３と弁体１４により構成されるものである。
本発明の特徴は、本発明の図１に示す概略図において、スロットルバルブ２より上流に吸気制御ボックス３と、その入り口に吸気制御用バルブ４が設置される構成にある。吸気制御ボックス３は、既存で設置されるエアークリーナーボックス、又は、吸気制御ボックス３の断面積は、吸気通路１１の断面積より８倍から１０倍で、総排気量の１２０％から２００％の容量の円筒状、又は、直方体状で構成されている。また、吸気制御用バルブ４は開閉して吸気通路１０との隙間を制御する。
図１、図２で示すように、大気圧領域と負圧領域は図１、図２のどちらの構成においても、吸気通路１１の途中に設置されたスロットルバルブ２により隔てられているが、図２で示す従来の吸気制御用バルブ４を設けない構成において、図３で示すように、スロットルバルブ２が開弁されて吸気通路１１との隙間は拡大されると、大気圧領域から負圧領域へ流通する吸気量は増加することにより、エンジンの回転数は上昇することになるが、発進加速時や、登坂時の速度維持のためにスロットルバルブ２が大きく、速く開弁されるほど、大気圧領域から負圧領域へ流通する吸気量は、エンジンが吸入する吸気量以上に多量で、また、勢いよくサージタンク１へ流通することにより、負圧領域であったサージタンク１は瞬時に大気圧領域とされ、サージタンク１へ勢いよく流通した多量な吸気が行き場を失うことにより反射され、拡大されたスロットルバルブ２と吸気通路１１との隙間を開口部５まで容易に逆流することによりシリンダー８の充填効率は低下する。
【００２１】
次に、本発明の図１で示す構成において、図４で示すように、スロットルバルブ２が開弁されて吸気通路１１との隙間は拡大されると、大気圧領域と負圧領域は、吸気制御ボックス３の入り口に設置された吸気制御用バルブ４により隔てられることになり、その吸気制御用バルブ４は、大気圧領域から負圧領域へ流通する吸気量を、エンジンが吸入する吸気量となるように吸気制御用バルブ４と吸気通路１０との隙間を制御することが可能となる。そのため、大気圧領域と負圧領域の圧力差は継続され、さらに、吸気制御用バルブ４と吸気通路１０との隙間を流通する吸気の流速と慣性は高められることになる。また、気体は圧力が下がると流通が容易となる性質があることから、負圧領域となる吸気制御用バルブ４より下流における吸気の流通は大気圧領域に比べ容易となる。その結果、吸気制御ボックス３の入り口において流速と慣性を高められた吸気は、圧力が低いことで吸気の流通が容易な負圧領域をシリンダー８へ流通することでシリンダー８の充填効率は向上し、また、吸気制御ボックス３の入り口を流通する吸気の流速と慣性は、断面積の大きい吸気制御ボックス３の出口を流通する吸気の流速と慣性に比べて高くなることで、吸気制御ボックス３において逆止弁効果を発生させ、大気圧領域と負圧領域の圧力差は継続されることで、逆止弁効果を継続させることが可能となる。
【００２２】
次に、図５、図６において吸気制御ボックス３を流通する吸気量と吸気制御用バルブ４について説明する。
図５は、本発明の吸気制御ボックス３を流通する吸気量の少ないときを示す概略図で、図６は、本発明の吸気制御ボックス３を流通する吸気量の最大のときを示す概略図である。また、図５、図６の白い矢印は吸気の流通を示すものである。
図５で示すように、エンジンの回転数が低く、エンジンが吸入する吸気量が少ないときにおいて、吸気制御ボックス３の入り口に設置された吸気制御用バルブ４は、エンジンが吸入する吸気量にあわせて吸気通路１０との隙間を小さく制御し、また、図６で示すように、エンジンの回転数が最高回転数で、エンジンの吸入する吸気量が最大のときにおいて、吸気通路１０との隙間を最大となるように制御する。このように、吸気制御ボックス３の入り口に設置された吸気制御用バルブ４は、エンジンの回転数により変化する吸気量にあわせて、吸気通路１０との隙間を制御する。
【００２３】
次に、図７、図８、図９、図１０において、エンジンの吸入工程から圧縮工程におけるピストン７の移動と吸気の流通を説明する。
図７は、本発明の吸入工程を示す概略図で、図８は、本発明のピストン７が下死点のときを示す概略図で、図９は、本発明の圧縮工程の吸気バルブ６の遅閉じを示す概略図で、図１０は、本発明の圧縮工程の吸気バルブ６閉弁時を示す概略図である。また、図７、図８、図９、図１０の白い矢印は吸気の流通を示し、斜線の矢印は吸気の逆流を示し、２点鎖線は負圧領域を示すものである。
本発明の図７で示すように、吸入工程で吸気バルブ６が開弁されて、ピストン７が上死点から下死点まで下降するとき、吸気制御用バルブ４と吸気通路１０との隙間を大気圧領域から負圧領域へ流通する吸気の流速と慣性は高められ、圧力が低いことにより、吸気の流通が容易となる負圧領域をシリンダー８へ流通するようすを示し、次に、本発明の図８で示すように、ピストン７が上死点から下死点へ下降する後半においてピストン７の速度は減速し、下死点において速度はゼロとなることにより、シリンダー８へ流通する吸気の流速も減速し、下死点において流速はゼロとなるが、吸気制御ボックス３の入り口において流速と慣性を高められた吸気の大気圧領域から負圧領域への流通は停止することなく継続され、次に、本発明の図９で示すように、圧縮工程で吸気バルブ６が閉弁されるまでのあいだに、ピストン７の上昇によりシリンダー８から押し出される吸気は、吸気制御ボックス３において発生する逆止弁効果により抑制され、次に、本発明の図１０で示すように、圧縮工程で吸気バルブ６が閉弁されると、吸気制御ボックス３の入り口において流速と慣性を高められた吸気は行き場を失うが、流速と慣性を高められた吸気の持つ運動エネルギーは、大きな容量に構成されている吸気制御ボックス３の内部の圧力を高める圧力エネルギーとなり、再び図７で示すように、吸入工程で吸気バルブ６が開弁されて、ピストン７が上死点から下死点まで下降するときにおいて、吸気制御ボックス３の内部の圧力がシリンダー８への吸気の流通を促進させることでシリンダー８の充填効率は向上し、多気筒なエンジンの構成において、サージタンク１により連通するシリンダー８の充填効率を向上させることが可能となる。
【００２４】
次に、図１１において吸気制御ボックス３の有無による相違を説明する。
図１１は、本発明の吸気制御ボックスの無い構成を示す概略図である。また、図１１の白い矢印は吸気の流通を示し、斜線の矢印は吸気の逆流を示し、２点鎖線で示す白い矢印、斜線の矢印、吸気制御ボックスは、説明を容易にするための想像線で、その他の２点鎖線は負圧領域を示すものである。
図１１で示すように、本発明の吸気制御ボックス３の無い構成の吸気通路１１の容量、および、形状において、圧縮工程で吸気バルブ６が閉弁されるまでのあいだに、ピストン７の上昇により、シリンダー８から押し出される吸気を抑制する逆止弁効果は、本発明の吸気制御ボックス３と同等な効果は得られないことを示すものである。
【００２５】
次に、図１２において、図示しないＥＣＵからの信号を利用したサーボモーター、又は、ステッピングモーター１２による吸気制御用バルブ４の制御を説明する。
図１２は、本発明の図１のＡ‐Ａ線に沿った吸気通路の斜視図である。また、図中で示す２点鎖線の矢印は、吸気制御用バルブ４の動作方向を示すものである。
本発明の図１２で示すように、吸気通路１０の外部側面に、図示しないＥＣＵからのエンジン回転数、車速、サージタンク１内の負圧、スロットルバルブ２の開度の信号を利用して吸気制御用バルブ４を制御するサーボモーター、又は、ステッピングモーター１２を設置する。サーボモーター、又は、ステッピングモーター１２には回転軸となる弁棒１３が接続され、その弁棒１３は、吸気通路１０の内部において弁体１４を支持固定して、吸気制御用バルブ４を構成しており、その吸気制御用バルブ４が閉止位置から９０度回転することで、吸気制御用バルブ４と吸気通路１０との隙間は最大となる。制御の一例として、図示しないＥＣＵからのエンジン回転数の信号を利用して、サーボモーター、又は、ステッピングモーター１２で制御される吸気制御用バルブ４により、エンジン回転数がゼロのときにおいて、吸気通路１０を閉止する閉止位置から、最高回転数のときにおいて、閉止位置から９０度回転して吸気通路１０との隙間が最大となる全開位置までを、回転数にあわせた開度と、エンジン回転数の変化速度にあわせた開閉速度で吸気通路１０との隙間を制御することにより、エンジンが吸入する吸気量を常に大気圧領域から負圧領域へ流通させることが可能となる回転数比例制御方式がある。
【００２６】
また、回転数比例制御方式以外の制御方式として、図示しないＥＣＵからのエンジン回転数、車速、サージタンク１内の負圧、スロットルバルブ２の開度の信号を利用して、サーボモーター、又は、ステッピングモーター１２により、運転の操作や車両の状況に応じて、吸気制御用バルブ４の開度、および、開閉速度を制御し、大気圧領域から負圧領域へ流通する吸気量を変化させることにより、シリンダー８の充填効率の制御が可能となる可変制御方式がある。たとえば、図示しないＥＣＵからの車速信号を利用して、サーボモーター、又は、ステッピングモーター１２で制御される吸気制御用バルブ４により、発進加速時において車速がゼロから時速２０キロメートルまでのあいだにおいて、大気圧領域から負圧領域へ流通する吸気量を、エンジンが吸入する吸気量に比べて少なくするため、吸気制御用バルブ４と吸気通路１０との隙間を１０％から３０％小さく制御することにより、シリンダー８の充填効率を低下させ、エンジンの出力トルクを緩やかに発生させることで最適な発進加速が可能となり、また、車速が時速２０キロメートル以上において、エンジンの吸入する吸気量が大気圧領域から負圧領域へ流通できるように、吸気制御用バルブ４と吸気通路１０との隙間を制御することにより、シリンダー８の充填効率を向上させることが可能となる。また、図示しないＥＣＵからのサージタンク１内の負圧の信号を利用して、サーボモーター、又は、ステッピングモーター１２で制御される吸気制御用バルブ４により、大気圧領域から負圧領域へ流通する吸気量を制御することでサージタンク１内の負圧の値を制御することが可能となる。
【００２７】
次に、図１３において、ＥＣＵからの信号を利用せずに流通する吸気の押圧により、受動的に開閉される吸気制御用バルブ４を、ダンパー１５により制御する実施例を説明する。
図１３は、本発明のダンパー１５を設置する構成を示す図で、(ａ)は図１のＡ‐Ａ線に沿った断面図で、（ｂ）は(ａ)の側面図である。また、図中で示す２点鎖線の矢印は、吸気制御用バルブ４の閉止位置からの動作方向を示すものである。
本発明の図１３の（ｂ）で示すように、吸気制御用バルブ４は閉止位置において５度から４５度のあいだの角度で吸気通路１０を斜めに閉止し、吸気制御用バルブ４と吸気通路１０との隙間が、最大となる全開位置まで開弁可能となるように設置されていて、スロットルバルブ２が開弁されると、閉止位置において斜めに設置された吸気制御用バルブ４は、大気圧領域から負圧領域へ流通する吸気の押す押圧により、閉止位置から２点鎖線の矢印で示される開弁方向へと受動的に開弁される。その吸気制御用バルブ４の開閉を図１３で示すダンパー１５により制御する方法として、弁体１４を支持固定した弁棒１３を吸気通路１０の外部において９０度曲げ、その弁棒１３の端部と、吸気通路１０の外部側面に固定されたダンパー１５の端部を、連結板１６により連結する。ダンパー１５の減衰力は、吸気制御用バルブ４の閉止位置において、大気圧領域から負圧領域へ流通する吸気の、吸気制御用バルブ４を開弁方向へ押す押圧に抗することが可能となるような設定とされ、さらに、吸気制御用バルブ４の閉止位置の減衰力に比べ、全開位置の減衰力が、８０％から１２０％の間に設定され、また、吸気制御用バルブ４の閉弁速度は、流通する吸気の押圧の減少と、ダンパー１５による閉弁方向への減衰力により制御される。その結果、エンジンのアイドリング回転時に流通する吸気の流速と慣性は小さく、吸気制御用バルブ４を押す押圧も小さいため、吸気制御用バルブ４は閉止位置であるが、スロットルバルブ２が開弁されると、大気圧領域から負圧領域へ流通する吸気の押す押圧により、受動的に開弁される吸気制御用バルブ４が連結されたダンパー１５により制御されることで、吸気制御用バルブ４と吸気通路１０との隙間を緩やかに拡大させることが可能となり、大気圧領域から負圧領域へ流通する吸気量を制御することが可能となる。
【００２８】
次に、図１４において、ＥＣＵからの信号を利用せずに流通する吸気の押圧により、受動的に開閉される吸気制御用バルブ４を、ばね１７により制御する実施例を説明する。
図１４は、本発明のばね１７を設置する構成を示す図で、(ａ)は図１のＡ‐Ａ線に沿った断面図で、（ｂ）は(ａ)の側面図である。また、図中で示す２点鎖線の矢印は吸気制御用バルブ４の閉止位置からの動作方向を示すものである。
本発明の図１４の（ｂ）で示すように、吸気制御用バルブ４は閉止位置において５度から４５度のあいだの角度で吸気通路１０を斜めに閉止し、吸気制御用バルブ４と吸気通路１０との隙間が、最大となる全開位置まで開弁可能となるように設置されていて、スロットルバルブ２が開弁されると、閉止位置において斜めに設置された吸気制御用バルブ４は、大気圧領域から負圧領域へ流通する吸気の押す押圧により、閉止位置から２点鎖線の矢印で示される開弁方向へと受動的に開弁される。その吸気制御用バルブ４の開閉を図１４で示すばね１７により制御する方法として、弁体１４を支持固定した弁棒１３を吸気通路１０の外部において９０度曲げ、その弁棒１３の端部に設けられた取り付け穴と、吸気通路１０の外部側面に設けられた取り付け穴に、ばね１７の両端をそれぞれ取り付ける。ばね１７の弾性力は、吸気制御用バルブ４を閉弁方向へ付勢し、大気圧領域から負圧領域へ流通する吸気の、吸気制御用バルブ４を開弁方向へ押す押圧に抗することが可能となるような設定とされ、さらに、吸気制御用バルブ４の閉止位置で付勢されるばね１７の弾性力に比べ、全開位置で付勢されるばね１７の弾性力が、８０％から１２０％の間に設定されることが可能となるように、吸気制御用バルブ４の閉止位置において、図１４の（ｂ）の側面図で示すばね１７と弁棒１３のあいだの角度が、吸気制御用バルブ４の開弁に従い減少するように構成し、全開位置の角度の大きさにより付勢される弾性力は調整可能となり、また、吸気制御用バルブ４の閉弁速度は、流通する吸気の押圧の減少と、ばね１７により付勢される弾性力により制御される。その結果、エンジンのアイドリング回転時に流通する吸気の流速と慣性は小さく、吸気制御用バルブ４を押す押圧も小さいため、吸気制御用バルブ４は閉止位置であるが、スロットルバルブ２が開弁されると、大気圧領域から負圧領域へ流通する吸気の押す押圧により、受動的に開弁される吸気制御用バルブ４が取り付けられたばね１７により制御されることで、吸気制御用バルブ４と吸気通路１０との隙間を緩やかに拡大させることが可能となり、大気圧領域から負圧領域へ流通する吸気量を制御することが可能となる。
【００２９】
次に、図１５においてストッパー１９、ストッパー２０について説明する。
図１５は、本発明のストッパー１９、ストッパー２０を設置する構成を示す図で、(ａ)は図１のＡ‐Ａ線に沿った断面図で、（ｂ）は(ａ)の側面図である。また、図中で示す２点鎖線の矢印は、吸気制御用バルブ４の閉止位置からの動作方向を示すものである。
本発明の図１３、図１４で示すように、流通する吸気の押す押圧により、受動的に開閉される吸気制御用バルブ４が、機械的にダンパー１５、ばね１７により制御される構成において、エンジンのアイドリング回転時に流通する吸気の流速と慣性は小さく、吸気制御用バルブ４を押す押圧も小さいため、吸気制御用バルブ４が閉止位置にあるとき、図１３の（ａ）で示すように、吸気制御用バルブ４と吸気通路１０との隙間を、確保可能な形状の弁体１４を設置する方法、また、図１４の（ａ）で示すように、弁体１４に連通孔１８を設けることで、吸気の流通を確保する方法、また、本発明の図１５で示すように、弁棒１３にストッパー１９を設置することで、吸気制御用バルブ４と吸気通路１０との隙間を確保する方法、また、吸気通路１０の内部にストッパー２０を設置することで、吸気制御用バルブ４と吸気通路１０との隙間を確保する方法により、エンジンがアイドリング回転で吸入する吸気量の流通を常に確保することにより、エンジンがアイドリング回転を維持することが可能となる。また、弁体１４は、設置する吸気通路１０の形状にあわせた形状で設置される。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
簡単な構成と、既存の部品を流用することにより、安価、かつ、容易に設置することが可能となり、また、充填効率の改善による燃費の改善により、環境対策への貢献が期待される。
【符号の説明】
【００３１】
１    サージタンク
２    スロットルバルブ
３    吸気制御ボックス
４    吸気制御用バルブ
５    開口部
６    吸気バルブ
７    ピストン
８    シリンダー
９    インテークマニホールド
１０  吸気通路
１１  吸気通路
１２  サーボモーター、又は、ステッピングモーター
１３  弁棒
１４  弁体
１５  ダンパー
１６  連結板
１７  ばね
１８  連通孔
１９  ストッパー
２０  ストッパー
【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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