(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
多気筒内燃機関の各気筒とサージタンクとを連通する等長の吸気多岐管が平行に配列されるとともに前記サージタンクの上流部の側壁に吸気を吸入する各気筒共通の吸入口が形成され、前記多岐管と前記サージタンクとの各接続口が下流側に順次並んで配置された多気筒内燃機関の吸気系構造において、
前記サージタンク内に配置されて吸気の流通可能な流通口の形成された複数の遮断板と、前記複数の遮断板を相対移動させることにより前記接続口に対向する複数の流通口を流通状態とする第１の流通状態と前記接続口の配置方向における中間部分に位置する前記各接続口について共通の流通口を流通状態とする第２の流通状態との間で前記流通口の流通状態を変化させて前記各接続口から前記吸入口までの距離の偏差を可変とする駆動機構とを備え、
前記駆動機構は、機関回転数が高回転であるときには前記流通口の流通状態を前記第１の流通状態として前記接続口から前記吸入口に至る各距離の偏差を大きくする一方、機関回転数が低回転であるときには前記流通口の流通状態を前記第２の流通状態として前記接続口から前記吸入口に至る各距離の偏差を小さくする
ことを特徴とする多気筒内燃機関の吸気系構造。
【請求項２】
請求項１において、
前記複数の遮断板は略等しい大きさに形成されて互いに平行に配置されるとともに、同複数の遮断板における前記流通口の形成位置は各遮断板で異なる
ことを特徴とする多気筒内燃機関の吸気系構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は多気筒内燃機関における吸気系構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
多気筒内燃機関の吸気系はエアクリーナ上流の空気取り入れ口からエンジンの吸気ポートまで吸気を流入させるものであり、通常、空気取り入れ口、エアクリーナ、吸気量を調整するスロットル弁を備えたスロットルボデー、吸気脈動を抑制するサージタンク、吸気を各気筒に分配する吸気多岐管等の吸気系構成部材を吸気通路で連結することにより構成されている。これら各吸気系構成部材は内燃機関や車体に固定されているため、これらを連結する吸気通路の長さは通常一定となる。
【０００３】
また、直列多気筒内燃機関の吸気系では、車両に搭載する際の制約等により、サージタンクの上流側の側壁に吸気が流入する吸入口が形成されるとともに、該サージタンクの側壁に各気筒につながる吸気多岐管の吸込口を下流側に順次並ぶように開口させた構成を採用する場合が多い（例えば特許文献１）。ここで、特に低中負荷時においては、吸気脈動の干渉による不快な音色の発生を抑制し、つまりは吸気の爆発非整数次成分（ハーフ次数成分）を低減しスムースな音色を作ることが望ましい。そのためには、サージタンクにおける各吸込口から各気筒の吸気ポートまでの吸気多岐管の長さを気筒間で一致させるとともに、さらにサージタンクの吸入口を各気筒の吸気ポートから同吸入口までの距離が等しくなる位置に設ける必要がある。
【特許文献１】特開平９−８８７４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１のような構造を有する吸気系では、吸気多岐管は等長に形成されていても、サージタンクと多岐管との各接続口（各吸込口）の開口位置によって、サージタンクの吸入口から各気筒の吸気ポートまでの距離にばらつきが生じる。このため、サージタンク内において吸気多岐管から生じる各脈動の伝播経路に差が生じることとなり、結果として上述のような音色作りの実現が困難となっている。
【０００５】
この発明は、上記実情に鑑みてなされたものでありその目的は、吸気脈動の干渉により生じる音響の特性を向上させることを可能とする直列多気筒内燃機関の吸気系構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項１に記載の発明は、多気筒内燃機関の各気筒とサージタンクとを連通する等長の吸気多岐管が平行に配列されるとともに前記サージタンクの上流部の側壁に吸気を吸入する各気筒共通の吸入口が形成され、前記多岐管と前記サージタンクとの各接続口が下流側に順次並んで配置された多気筒内燃機関の吸気系構造において、前記サージタンク内に配置されて吸気の流通可能な流通口の形成された複数の遮断板と、前記複数の遮断板を相対移動させることにより前記接続口に対向する複数の流通口を流通状態とする第１の流通状態と前記接続口の配置方向における中間部分に位置する前記各接続口について共通の流通口を流通状態とする第２の流通状態との間で前記流通口の流通状態を変化させて前記各接続口から前記吸入口までの距離の偏差を可変とする駆動機構とを備え、前記駆動機構は、機関回転数が高回転であるときには前記流通口の流通状態を前記第１の流通状態として前記接続口から前記吸入口に至る各距離の偏差を大きくする一方、機関回転数が低回転であるときには前記流通口の流通状態を前記第２の流通状態として前記接続口から前記吸入口に至る各距離の偏差を小さくすることをその要旨とする。
【０００７】
上記構成によれば、前記サージタンク内に配置されて吸気の流通可能な流通口の形成された複数の遮断板を備えるため、同流通口を通じて吸気が流通するとともに吸気脈動が伝播される。そして、前記複数の遮断板を相対移動させることにより上記第１の流通状態と上記第２の流通状態との間で前記流通口の流通状態を変化させて前記多岐管と前記サージタンクとの各接続口から前記吸入口までの距離の偏差を可変とする駆動機構を備えるため、前記多岐管と前記サージタンクとの各接続口から同吸入口までの距離の偏差を小さくすることにより、爆発非整数次成分を低減してスムースな音色を作ることができる。その結果、例えば内燃機関の運転状態に応じて複数の遮断板を相対移動させることにより、吸気脈動の干渉により生じる音響の特性を向上させることができる。
【０００８】
具体的には、請求項２に記載されるように、前記複数の遮断板は略等しい大きさに形成されて互いに平行に配置されるとともに、同複数の遮断板における前記流通口の形成位置は各遮断板で異なるといった構成を採用することにより、前記サージタンクとの各接続口から前記吸入口までの距離の偏差を容易に可変とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
（第１の実施形態）
以下、この発明にかかる多気筒内燃機関の吸気系を、直列４気筒エンジンのサージタンクに具体化した第１の実施形態について、図１〜図５を参照して説明する。
【００１６】
図１は本実施形態におけるサージタンク２０の斜視図を示している。図１において、サージタンク２０は長手方向に垂直な外形断面が半円状をなす上部タンク２０ａ及び下部タンク２０ｂをそれぞれ上下に有している。そして、同図の下方に開口部を有する上部タンク２０ａの周縁部と同図の上方に開口部を有する下部タンク２０ｂの周縁部とが接合されることによって、長手方向に垂直な外形断面が円形状をなすサージタンク２０が形成されている。また、サージタンク２０の側壁のうちで吸気流れの上流部となる側壁（同図の右側の円形状の側壁）には、吸気を吸入する円筒状の吸入管２２が該側壁と略垂直に接続されている。ここで、本実施形態における吸気系にあっては、上述の従来の吸気系と同様に、上流から吸気取り入れ口、エアクリーナ、吸気量を調整するスロットル弁を備えたスロットルボデー（全て図示なし）、そして吸入管２２の順に接続されている。
【００１７】
図１におけるサージタンク２０の長手方向に伸びる側壁には、互いに等長の吸気単管３１〜３４が上記吸入管２２と略垂直になるように平行に配列されて接続されている。すなわち、吸気単管３１〜３４とサージタンク２０との各接続口が下流側に順次並んで配置されている。サージタンク２０との接続側を吸気単管３１〜３４の基端として、同吸気単管３１〜３４の先端は、シリンダヘッド（図示なし）の側面に配設された吸気ポート板３５の接続口３６ａ〜３９ａにそれぞれ接続されている。さらに、この各接続口３６ａ〜３９ａを介して、吸気単管３１〜３４の各先端とシリンダヘッド内に配設された吸気ポート３６〜３９とがそれぞれ接続される。そして、吸気ポート３６〜３９は各気筒の燃焼室（図示なし）に連通されている。なお、吸気単管３１〜３４を総じて上記吸気多岐管とする。
【００１８】
上記構成により、吸気取り入れ口から取り込まれた吸入空気は、エアクリーナ、スロットルボデーの順に通過した後、吸入管２２を通じてサージタンク２０内に吸入される。そして、サージタンク２０内に吸入された空気は吸気単管３１〜３４にそれぞれ送られ、各吸気ポート３６〜３９を通過して燃料噴射弁（図示せず）から噴射された燃料と混合されて各気筒の燃焼室に吸入される。
【００１９】
次に、図２〜図４を参照しながら、本実施形態におけるサージタンク２０の内部構造について、詳しく説明する。
図２はサージタンク２０の断面図を示している。同図２に示されるように、サージタンク２０の長手方向に伸びる側壁２５（同図の上方側壁）には、前述の吸気単管３１〜３４がほぼ等間隔で平行に接続されているとともに、該サージタンク２０内に開口するように各吸気単管３１〜３４の上記基端側の接続口３１ａ〜３４ａがそれぞれ形成されている。また、サージタンク２０の上流部側壁２６（同図の右方向の側壁）にあって、各接続口３１ａ〜３４ａから最も遠い位置には、上述の吸入管２２が接続されているとともに、同吸入管２２とサージタンク２０とを連通するように吸入口２２ａが形成されている。
【００２０】
ところで、本実施形態におけるサージタンク２０にあっては、上述した従来のごとく、吸気単管３１〜３４が互いに等長に形成されていても、サージタンク２０と吸気単管３１〜３４との各接続口３１ａ〜３４ａの開口位置によって、サージタンク２０の吸入口２２ａから各気筒の吸気ポート３６〜３９までの距離にばらつきが生じる。すなわち、気筒間で比較して、接続口３１ａ（同図の左端）は吸入口２２ａから最も離間する位置に形成されているため、同吸入口２２ａから該接続口３１ａを介して連通される吸気ポート３６までの距離は最も大きくなる。対して、接続口３４ａ（同図の右端）は吸入口２２ａに最も近接する位置に形成されているため、同吸入口２２ａから該接続口３４ａを介して連通される吸気ポート３９までの距離は最も小さくなる。このように、気筒間での上記距離の差により、サージタンク２０内において吸気単管３１〜３４から生じる各脈動の伝播経路にも差が生じることとなる。したがって、例えば低中負荷時においては、吸気脈動の干渉によって爆発非整数次成分が増大し、結果として上述のような音色作りの実現が困難となるおそれがある。
【００２１】
そこで、本実施形態にかかるサージタンク２０では、上記構造に加えて、以下に説明する駆動機構をさらに備えることにより、上述のような気筒間の脈動の伝播経路差を小さくしている。
【００２２】
同図２において、サージタンク２０内の空間の中間部には、略等しい大きさに形成された第１遮断板４１及び第２遮断板４２が互いに平行に配置されている。詳しくは、第２遮断板４２が吸気単管３１〜３４の接続口３１ａ〜３４ａの各開口面と平行になるように配置されているとともに、その両端部がサージタンク２０内の側壁に固定されている。また、この第２遮断板４２の下流側（同図の上側）の面上には第１遮断板４１が摺動可能に配置されている。なお、本実施形態においては、この第１遮断板４１の駆動機構に制御装置（図示なし）が接続され、同制御装置には内燃機関のクランク角シャフトの回転位相を検出するクランク角センサが接続されている。
【００２３】
次に、図３を併せて参照して第１遮断板４１および第２遮断板４２の構造について説明する。図３は、吸気単管３１〜３４の接続方向（図２の上方向）から見た第１遮断板４１および第２遮断板４２の構造を示す正面図である。
【００２４】
まず、第１遮断板４１について説明する。図３に示されるように、第１遮断板４１には吸気の流通可能な流通口４１ａ〜４１ｄが形成されている。そして、各吸気単管３１〜３４から生じた吸気脈動はこれら流通口４１ａ〜４１ｄを通じて伝搬される。また、この流通口４１ａ〜４１ｄは、各々３つずつの同形状の孔よりなっている。ここで、本実施形態の第１遮断板４１にあって、流通口４１ａ，４１ｃ，４１ｄはほぼ等しい大きさの円形状の孔をなしているのに対し、流通口４１ｂのみは楕円形状の孔をなしている。この流通口４１ｂの大きさとしては、図３の縦方向においては他の流通口４１ａ，４１ｃ，４１ｄとほぼ等しく、同図の横方向においては他の流通口４１ａ，４１ｃ，４１ｄよりも所定長さ大きく設定してある。この所定長さについては後述することとする。
【００２５】
次に第２遮断板４２について説明する。図３に示されるように、第２遮断板４２にも、上記第１遮断板４１と同様に、吸気の流通可能な流通口４２ａ〜４２ｅが形成されている。そして、各吸気単管３１〜３４から生じた吸気脈動はこれら流通口４２ａ〜４２ｅを通じて伝搬される。また、流通口４２ａ〜４２ｅは、各々３つずつの同形状の孔よりなっているとともに、流通口４２ａ〜４２ｅは全てほぼ等しい大きさの円形状の孔をなしている。加えて、図２に示されるように、流通口４２ａ，４２ｂ，４２ｄ，４２ｅは、吸気単管３１〜３４とサージタンク２０との各接続口３１ａ〜３４ａに対向する位置に形成されている。詳しくは、同図の左から順に、流通口４２ａは接続口３１ａに、流通口４２ｂは接続口３２ａに、流通口４２ｄは接続口３３ａに、そして流通口４２ｅは接続口３４ａにそれぞれ対向するように形成されている。さらに、図３に示されるように、流通口４２ｃは同図の横方向において上記流通口４２ｂと上記流通口４２ｄとの中間位置に形成されている。また、上記第１遮断板４１の流通口４１ａ，４１ｃ，４１ｄと第２遮断板４２の流通口４２ａ，４２ｄ，４２ｅとはそれぞれ等しい大きさで形成されるとともに、図２，３に示す第１遮断板４１および第２遮断板４２の相対位置においてはそれらの流通口が一致するように配置されている。
【００２６】
ここで、本実施形態では、上述の基本的な構成はそのままで、上記第２遮断板４２の吸気下流側の面に沿って上記第１遮断板４１を摺動させることによって、上記クランク角センサから検出されたエンジンの回転数（高回転または低回転）に適した吸気脈動の経路差を実現するようにしている。以下に、高回転時、低回転時のそれぞれの第１遮断板４１と第２遮断板４２の組み合わせの様子について説明する。
【００２７】
まず高回転時について、図２および図３を参照に説明する。図２に示されるように、高回転時における第１遮断板４１は、同図のその左端部とサージタンク２０の同図の左側の側壁とが接するように配設されている。また、第１遮断板４１の各流通口４１ａ〜４１ｄについては、同図の左から順に、流通口４１ａは接続口３１ａに、流通口４１ｂの一部は接続口３２ａに、流通口４１ｃは接続口３３ａに、そして流通口４１ｄは接続口３４ａにそれぞれ対向する位置に形成されている。ここで、流通口４１ｂは、同図におけるその左端部分が第２遮断板４２の流通口４２ｂと重なっているとともに、右端部分が第２遮断板４２の流通口４２ｃと重なっている。すなわち、図３に示すように、第１遮断板４１の流通口４１ａ〜４１ｄと第２遮断板４２の流通口４２ａ〜４２ｅにおいては、流通口４１ａと流通口４２ａ、流通口４１ｂと流通口４２ｂ、流通口４１ｂと流通口４２ｃ、流通口４１ｃと流通口４２ｄ、そして流通口４１ｄと流通口４２ｅといった組み合わせで重なっている。なお、第１遮断板４１の流通口４１ｂについて、上記所定長さとは第２遮断板４２の流通口４２ｂ，４２ｃと重なりうるように設定された長さである。すなわち、同図の横方向において、接続口３２ａの中心から接続口３３ａの中心までの距離の略半分の長さに設定してある。
【００２８】
つづいて、高回転時における吸気脈動の伝播する様子について説明する。図２においては、第１遮断板４１の流通口４１ａ〜４１ｄおよび第２遮断板４２の流通口４２ａ〜４２ｅを吸気脈動が流通する様子を矢印で示している。同図に示されるように、各吸気単管３１〜３４から伝播された吸気脈動は、主にその各接続口３１ａ〜３４ａと対向する位置にある第１遮断板４１の各流通口４１ａ〜４１ｄおよび第２遮断板４２の各流通口４２ａ，４２ｂ，４２ｄ，４２ｅを流通して、吸入口２２ａ方向にそれぞれ伝播される。それに加えて、各接続口３１ａ〜３４ａと対向していない第１遮断板４１の流通口４１ｂおよび第２遮断板４２の流通口４２ｃを介しても、吸気脈動は伝播される。ここで、前述の通り、第２遮断板４２の流通口４２ｃは、第２遮断板４２の流通口４２ｂと流通口４２ｄとの中間に位置しているため、流通口４２ｂと流通口４２ｄにそれぞれ対向する位置に接続される吸気単管３２と吸気単管３３から主に、該流通口４２ｃへと吸気脈動が伝播することとなる。結果として、各吸気単管３１〜３４から生じた吸気脈動は、第１遮断板４１の各流通口４１ａ〜４１ｄと第２遮断板４２の各流通口４２ａ〜４２ｅとをそれぞれ介して吸入口２２ａまで伝播されることとなる。その結果、流通する第１遮断板４１の流通口４１ａ〜４１ｄおよび第２遮断板４２の流通口４２ａ〜４２ｅの位置に伴って、吸入口２２ａまでの各脈動の経路も不揃いとなる。
【００２９】
次に、低回転時における第１遮断板４１と第２遮断板４２の組み合わせの様子について、上述の高回転時の場合との相違点を中心に、図４および図５を参照して説明する。図４は低回転時におけるサージタンク２０の断面図を、図５は図４の上方向（吸気単管３１〜３４の接続方向）から見た低回転時における第１遮断板４１および第２遮断板４２の相対位置をそれぞれ示している。図４に示されるとおり、低回転時における第１遮断板４１は、同図のその右端がサージタンク２０の上流部側壁２６に接するように配設されている。また、上述の通り、第２遮断板４２はその両端部がサージタンク２０内の側壁に固定されているため、流通口４２ａ〜４２ｅの位置も高回転時と低回転時とで変わらない。すなわち、第１遮断板４１が摺動されたことによって、同第１遮断板４１の各流通口４１ａ〜４１ｄと第２遮断板４２の各流通口４２ａ〜４２ｅとの重なり方が高回転時から変化している。
【００３０】
具体的には、図５に示されるように、第１遮断板４１の流通口４１ａ〜４１ｄと第２遮断板４２の流通口４２ａ〜４２ｅとの組み合わせにおいて、同図の左から流通口４１ａと流通口４２ａ、流通口４１ｂと流通口４２ｂ、流通口４１ｃと４２ｄ、そして流通口４１ｄと流通口４２ｅとがそれぞれ重なり合わないようになる。これにより、第１遮断板４１の流通口４１ａ，４１ｃ，４１ｄは第２遮断板４２により閉口され、第２遮断板４２の流通口４２ａ，４２ｂ，４２ｄ，４２ｅは第１遮断板４１により閉口される。ただし、高回転時から低回転時に切り替わる際、図５における第１遮断板４１の流通口４１ｂの右端部分は、第２遮断板４２の流通口４２ｃの開口位置から同図の右方向にずれつつも、該流通口４１ｂ自体は流通口４２ｃと連通されたままの状態となる。これは、上述の通り、第１遮断板４１の流通口４１ｂは第２遮断板４２の流通口４２ｂおよび流通口４２ｃと重なりうる大きさに設定されているためである。
【００３１】
つづいて、低回転時における吸気脈動の伝播する様子について説明する。低回転時においては、上述の構成により、図４の矢印で示されるように、吸気脈動は第１遮断板４１の流通口４１ｂおよび第２遮断板４２の流通口４２ｃのみを流通する。前述の通り、この流通口４２ｃは、接続口３２ａと接続口３３ａとの中間位置に形成されているが、言い換えると、接続口３１ａと接続口３４ａとの中間に位置しているともいえる。すなわち、各気筒の吸気ポート３６〜３９（図１）から吸入口２２ａまでの距離については、吸気単管３２と吸気単管３３とをそれぞれ介した上記距離が略等しく、吸気単管３１と吸気単管３４とをそれぞれ介した上記距離が略等しくなる。したがって、吸気単管３２と吸気単管３３からそれぞれ生じた吸気脈動はほぼ同形となり、吸気単管３１と吸気単管３４からそれぞれ生じた吸気脈動はほぼ同形となる。また、吸気単管３１と吸気単管３２とをそれぞれ介した上記距離の差、及び吸気単管３３と吸気単管３４とをそれぞれ介した上記距離の差も高回転時よりも小さくなる。結果として、吸入口２２ａまでの気筒間の吸気脈動の経路差は小さくなる。
【００３２】
以上説明した第１の実施形態によれば、以下の作用効果を奏することができる。
（１）サージタンク２０内に形成された第１遮断板４１および第２遮断板４２において、エンジン回転数に応じて第１遮断板４１を第２遮断板４２に沿って摺動させ、第１遮断板４１に形成される流通口４１ａ〜４１ｄと、第２遮断板４２に形成される流通口４２ａ〜４２ｅとを流通する脈動の流通状態を可変とした。したがって、吸気単管３１〜３４とサージタンク２０との各接続口３１ａ〜３４ａから吸入口２２ａまでの距離の偏差を可変とすることにより、吸気脈動の干渉により生じる音響の特性を向上させることができる。
【００３３】
（２）エンジン回転数が高回転時においては、第１遮断板４１の流通口４１ａ〜４１ｄと第２遮断板４２の流通口４２ａ〜４２ｅとがそれぞれ重なって吸気を連通させた。また、各吸気単管３１〜３４から生じた吸気脈動は、該各吸気単管３１〜３４とサージタンク２０との接続口３１ａ〜３４ａに対向する位置に設定される流通口４１ａ〜４１ｄおよび流通口４２ａ〜４２ｅを流通するとした。したがって、サージタンク２０との各接続口３１ａ〜３４ａから吸入口２２ａまでの距離の偏差を大きくすることにより、爆発非整数次成分が生じ、スポーティな音の吸気音を作る事ができる。
【００３４】
（３）エンジン回転数が低回転時においては、第１遮断板の流通口４１ｂと第２遮断板４２の流通口４２ｃのみ重なるとし、各吸気単管３１〜３４から生じた吸気脈動は流通口４１ｂおよび流通口４２ｃを流通するとした。したがって、サージタンク２０との各接続口３１ａ〜３４ａから吸入口２２ａまでの距離の偏差を小さくすることにより、爆発非整数次成分を低減させ、スムースな音の吸気音を作る事ができる。
【００３５】
（第２の実施形態）
この発明にかかる多気筒内燃機関の吸気系を、直列４気筒エンジンのサージタンクに具体化した第２の実施形態について、以下に図６および図７を参照して説明する。なお、上述の第１の実施形態にかかる多気筒内燃機関の吸気系の構成と同様である箇所については、その説明を省略する。
【００３６】
図６は本実施形態におけるサージタンク１２０の斜視図を示している。同図に示されるように、サージタンク１２０は長手方向に垂直な外形断面が矩形状をなす上部タンク１２０ａ及び下部タンク１２０ｂをそれぞれ上下に有している。さらに、図６の下方に開口部を有する上部タンク１２０ａの周縁部と同図の上方に開口部を有する下部タンク１２０ｂの周縁部とが接合されることによって、長手方向に垂直な外形断面が正方形状をなすサージタンク１２０が形成されている。また、サージタンク１２０の側壁のうちで吸気流れの上流部となる側壁（同図の右側の正方形状の側壁）には、吸気を吸入する円筒状の吸入管１２２が該端面と略垂直に接続されている。
【００３７】
次に、図７を参照しながら、本実施形態におけるサージタンク１２０の内部構造について詳しく説明する。
図７は本実施形態におけるサージタンク１２０の断面図を示す。同図７に示されるように、サージタンク１２０の長手方向に伸びる側壁１２５には、吸気単管３１〜３４がほぼ等間隔で平行に接続されているとともに、同吸気単管３１〜３４の各先端３１ｂ〜３４ｂが該サージタンク１２０内に突出して配設されている。また、サージタンク１２０の上流部側壁１２６（同図の右方向の側壁）にあって、サージタンク１２０の側壁１２５における該サージタンク１２０と吸気単管３１〜３４との接続部分に最も近接する位置には、吸入管１２２が接続されているとともに、同吸入管１２２とサージタンク１２０内とを連通させるように吸入口１２２ａが形成されている。換言すれば、吸気単管３１〜３４のサージタンク１２０内での突出長さが長くなるほど同吸気単管３１〜３４の各先端３１ｂ〜３４ｂと吸入口１２２ａとの距離が遠くなる位置に同吸入口１２２ａが形成されている。
【００３８】
ここで、本実施形態におけるサージタンク１２０にあっては、吸気単管３１〜３４のサージタンク１２０内での突出長さ（側壁１２５と各吸気単管３１〜３４との接続部分から同各吸気単管３１〜３４の各先端３１ｂ〜３４ｂまでの長さ）が、吸入口１２２ａに近接するほど長くなるようにしている。具体的には、吸気単管３１〜３４は、サージタンク１２０の側壁１２５の壁面に対して所定角度傾いて接続されている。この所定角度については後述することとする。
【００３９】
次に、本実施形態における吸気脈動の伝播する様子について説明する。図７における矢印は、各吸気単管３１〜３４から生じた吸気脈動が吸入口１２２ａまで伝播する経路を示している。同図に示されるように、吸気単管３１〜３４において、例えばサージタンク１２０内での突出長さが最も短い吸気単管３１（同図の左端）から生じた吸気脈動は、同吸気単管３１の先端３１ｂからサージタンク１２０内へと伝播された後、サージタンク１２０の側壁１２５に沿うように吸入口１２２ａへと伝播していく。この吸気単管３１から吸気単管３４へと、そのサージタンク１２０内での突出長さが長くなるにつれて、生じる吸気脈動はサージタンク１２０の側壁１２５から離間した位置を伝播するようになる。すなわち、例えばサージタンク１２０内での突出長さが最も長い吸気単管３４から生じる吸気脈動は、同吸気単管３４の先端３４ｂを介してサージタンク１２０内へと伝播された後、同吸気単管３４に沿うように吸入口１２２ａへと伝播していく。ここで、吸気単管３１〜３４の各先端３１ｂ〜３４ｂから吸入口１２２ａまでの各距離に関して、図７において本実施形態のように吸気単管３１〜３４を傾けることなくサージタンクと垂直に接続させてサージタンク１２０のほぼ中央まで吸気単管３１〜３４を突出させた場合（以下、従来とする）においては、吸入口から最も離間した位置に接続された吸気単管の上記距離が最も長く、吸入口に最も近接する位置に接続された吸気単管の上記距離が最も短い。この従来の場合と本実施形態とを比較すると、本実施形態における吸気単管３１の上記距離は従来よりも短く、吸気単管３４の上記距離は従来よりも長くなっている。すなわち、従来の場合と比較して、吸気単管３１〜３４の上記距離の気筒間における差は小さくなるため、各吸気単管３１〜３４から生じた吸気脈動の吸入口１２２ａまでの伝播経路差も小さくなる。なお、本実施形態における上記所定角度の大きさは、気筒間における吸気脈動の経路差ができるだけ小さくなるような値に設定してある。また、この値は実験によって算出された実験値である。
【００４０】
以上説明した第２の実施形態によれば、以下の作用効果を奏することができる。
（４）吸気単管３１〜３４の長さは等長で維持しつつ、吸気単管３１〜３４のサージタンク１２０内での突出長さを同サージタンク１２０に対する接続位置に応じた長さにそれぞれ設定することができる。したがって、気筒間における吸気脈動の伝播経路差を小さくし、吸気脈動の干渉により生じる音響の特性を向上させることを可能とする。
【００４１】
（第３の実施形態）
以下、この発明にかかる多気筒内燃機関の吸気系を、直列４気筒エンジンのサージタンクに具体化した第３の実施形態について、図８および図９を参照して説明する。なお、上述の第１、第２の実施形態にかかる多気筒内燃機関の吸気系の構成と同様である箇所については、その説明を省略する。
【００４２】
図８は本実施形態におけるサージタンク２２０の断面図を示す。同図８に示されるように、サージタンク２２０の長手方向に伸びる側壁２２５（同図の上方側壁）には、吸気単管３１〜３４（同図にて断面は図示せず）がほぼ等間隔で平行に接続されているとともに、同吸気単管３１〜３４の先端３１ｂ〜３４ｂがサージタンク２２０内に突出して配設されている。ここで、各吸気単管３１〜３４のサージタンク２２０内での突出長さ（同図における側壁２２５から各先端３１ｂ〜３４ｂまでの長さ）は、気筒間で等長とする。また、サージタンク２２０の上流部側壁２２６（同図の右方向の側壁）にあって吸気単管３１〜３４とサージタンク２２０との接続口に最も近接する位置には、吸入管２２２が接続されているとともに、同吸入管２２２とサージタンク２２０内とを連通させるように吸入口２２２ａが形成されている。
【００４３】
ここで、本実施形態においては、上述の構成に加えてサージタンク２２０内に上記突出長さを調整する駆動機構をさらに備えている。この駆動機構について、次に詳しく説明する。
【００４４】
図８に示されるように、サージタンク２２０内には、一方端部（同図の左端）がサージタンク２２０の側壁に回転可能に軸支される仕切り板５２（同図にて断面を図示）が備えられている。同仕切り板５２は上記端部に駆動連結されるモータ５１により上記端部を中心にその回転が操作され、該モータ５１はその駆動回路を介して制御装置（図示なし）と接続されている。なお、本実施形態における制御装置には、内燃機関のクランク角シャフトの回転位相を検出するクランク角センサが接続され、同クランク角センサから検出されたエンジン回転数（高回転、低回転）に応じてモータ５１を操作し、仕切り板５２の回転角度を制御している。また、仕切り板５２には図８における横方向において、ほぼ等間隔に形成される貫通口５２ａ〜５２ｄを有する。この貫通口５２ａ〜５２ｄは互いにほぼ等しい大きさの楕円形状をなしているとともに、その大きさは、吸気単管３１〜３４の先端３１ｂ〜３４ｂの開口面よりも所定面積大きく設定してある。この所定面積については、後述することとする。
【００４５】
次に、仕切り板５２の回転する様子について具体的な説明をする。
まずエンジン回転数が高回転時の場合について、図８を参照にして説明する。同図８に示すように、高回転時においては、仕切り板５２は吸気単管３１〜３４の先端３１ｂ〜３４ｂの開口面とほぼ一致して平行となるように配設される。また、該仕切り板５２の貫通口５２ａ〜５２ｄには、吸気単管３１〜３４の先端３１ｂ〜３４ｂが挿通されている。この貫通口５２ａ〜５２ｄと先端３１ｂ〜３４ｂとの挿通される組み合わせとしては、同図の左から貫通口５２ａに先端３１ｂが、貫通口５２ｂに先端３２ｂが、貫通口５２ｃに先端３３ｂが、そして貫通口５２ｄに先端３４ｂがそれぞれ挿通されている。
【００４６】
次に、高回転時の吸気脈動の伝播する様子について説明する。各吸気単管３１〜３４から生じる吸気脈動は、図８における仕切り板５２の下側の面に沿うように同図の右方向に伝播していき、吸入口２２２ａまで到達する。詳しくは、例えば、吸気単管３１（同図の左端）から生じる吸気脈動は、該吸気単管３１の先端３１ｂおよび仕切り板５２の貫通口５２ａを介してサージタンク２２０内へと伝播する。その後、該吸気脈動は同図における仕切り板５２の下側の面に沿うように同図の右方向へと進んでいく。そして、該吸気脈動は、サージタンク２２０の上流部側壁２２６側の仕切り板５２の端部まで到達した後、サージタンク２２０の吸入口２２２ａまで伝播される。こうした吸気脈動の経路に関しては、上記仕切り板５２の右側の端部からサージタンク２２０の吸入口２２２ａまでは気筒間で脈動経路差はほぼ生じないが、仕切り板５２の各貫通口５２ａ〜５２ｄから上記右側の端部までの距離の差に伴って生じることとなる。例えば、仕切り板５２の上記右側の端部から最も離間した位置に形成された貫通口５２ａに挿通された吸気単管３１は、吸入口２２２ａまでの脈動経路が吸気単管３１〜３４の中で最も長い。対して、仕切り板５２の上記端部に最も近接した位置に形成された貫通口５２ｄに挿通された吸気単管３４は、吸入口２２２ａまでの脈動経路が吸気単管３１〜３４の中で最も短い。このように、高回転時においては、吸気単管３１〜３４から生じる各脈動経路の長短に伴い、気筒間で脈動経路差が生じることとなる。
【００４７】
かわって、エンジン回転数が低回転時の場合について、図９を参照にして説明する。低回転時のサージタンク２２０内の状態は、上述の高回転時の状態（図８）からサージタンク２２０の側壁２２５に近づく方向へ、仕切り板５２をその一方端部（図８の左端）を中心に所定角度回転させた状態（図９）である。同図９に示されるように、各吸気単管３１〜３４は仕切り板５２の各貫通口５２ａ〜５２ｄをそれぞれ貫通しているとともに、該吸気単管３１〜３４における各先端３１ｂ〜３４ｂから仕切り板５２に接する部分までの距離は、吸気単管３１〜３４のうちで吸入口２２２ａに近接する吸気単管ほど長くなっている。ここで、上記吸気単管３１〜３４の仕切り板５２に交差する部分とは、同仕切り板５２に形成される各貫通口５２ａ〜５２ｄに貫通する部分のことを示す。例えば、吸入口２２２ａから最も離間する吸気単管３１（同図の左端）にあっては、その先端３１ｂからの上記距離は最も短いが、吸入口２２２ａに最も近接する吸気単管３４（同図の右端）にあっては、その先端３４ｂからの上記距離は最も長い。なお、本実施形態における上記所定角度については、後述することとする。
【００４８】
次に、低回転時の吸気脈動の伝播する様子について説明する。低回転時の脈動は、各吸気単管３１〜３４から各先端３１ｂ〜３４ｂを介してサージタンク２２０内に伝播した後、仕切り板５２にぶつかることなく吸入口２２２ａまでほぼ直進して伝播する。すなわち、低回転時においては、各吸気単管３１〜３４の各先端３１ｂ〜３４ｂから吸入口２２２ａまでの各々の最短の距離を吸気脈動は辿ることとなる。ここで、低回転時（図９）において各吸気単管３１〜３４から生じる吸気脈動の各経路は、上述の高回転時（図８）における各経路と比較して、それぞれに短くなっている。また、脈動が生じる吸気単管３１〜３４の形成位置が吸入口２２２ａから離間しているほどに、生じる脈動の経路は高回転時より短くなる。逆にいうと、吸気単管３１〜３４の形成位置が吸入口２２２ａに近接しているほど、生じる脈動の経路は高回転時との差が小さくなる。したがって、低回転時における気筒間の経路差は高回転時よりも小さくなる。なお、本実施形態における上記所定面積として、仕切り板５２を上述のようにその一端を中心に回転する際に、同仕切り板５２と各吸気単管３１〜３４とが接触しないように貫通口５２ａ〜５２ｄの面積が設定されている。また、本実施形態における上記所定角度とは、高回転時と比較して、各吸気単管３１〜３４から生じる吸気脈動の経路差が十分に小さくなることが見込まれる仕切り板５２の回転角度である。上記所定面積および所定角度は、実験値によってあらかじめ算出されている。
【００４９】
以上説明した第３の実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。
（５）高回転時において、仕切り板５２を吸気単管３１〜３４の先端３１ｂ〜３４ｂの開口面と平行になるようにし、仕切り板５２の貫通口５２ａ〜５２ｄに該先端３１ｂ〜３４ｂを挿通させるようにした。したがって、吸気単管３１〜３４の長さは等長で維持しつつ、各先端３１ｂ〜３４ｂからサージタンク２２０の吸入口２２２ａまでの吸気流通距離の偏差が大きくなることで、爆発非整数次成分が生じ、スポーティな音色を作ることができる。
【００５０】
（６）低回転時において、仕切り板５２をその一端を中心に回動させ、サージタンク２２０内での吸気単管３１〜３４の各先端３１ｂ〜３４ｂから仕切り板５２との接する部分までの長さを、吸入口２２２ａに近接するほど長くなるようにした。したがって、吸気単管３１〜３４の長さは等長で維持しつつ、同吸気単管３１〜３４の突出する各先端３１ｂ〜３４ｂからサージタンク２２０の吸入口２２２ａまでの吸気流通距離の偏差を小さくすることにより、爆発非整数次成分を低減してスムースな音色を作ることができる。
【００５１】
尚、上記実施形態は、これを適宜変更した以下の形態にて実施することもできる。
・上記第２の実施形態においては、サージタンク１２０の上流部側壁１２６にあって、サージタンク１２０の側壁１２５における該サージタンク１２０と吸気単管３１〜３４との接続部分に最も近接する位置、換言すれば吸気単管３１〜３４のサージタンク１２０内での突出長さが長くなるほど同吸気単管３１〜３４の各先端と吸入口１２２ａとの距離が遠くなる位置に、吸入口１２２ａを形成する構成を採用した。しかし、サージタンクの上流部側壁にあって、側壁におけるサージタンクと吸気単管との接続部分から最も離間する位置、換言すれば吸気単管のサージタンク内での突出長さが長くなるほど同吸気単管の各先端と吸入口との距離が近くなる位置に吸入口を形成する構成であってもよい。この構成を有するサージタンクについて、具体的には、図１０に示すように、サージタンク３２０の上流部側壁３２６（同図の右側）にあって、側壁３２５（同図の上側）における該サージタンク３２０と吸気単管３１〜３４との接続部分から最も離間した位置に、吸入口３２２ａを設けている。さらに、上記第２の実施形態とは反対に、吸気単管３１〜３４のうち吸入口３２２ａに近接するものほど、そのサージタンク３２０内での突出長さが短くなるように、各吸気単管３１〜３４は所定角度傾いた状態でサージタンク３２０に接続されている。なお、本形態における突出長さとは、各先端３１ｂ〜３４ｂからサージタンク３２０の側壁３２５における該サージタンク３２０との接続部分までの各吸気単管３１〜３４の長さのことを示す。また、本形態における所定角度の大きさは、気筒間における吸気脈動の経路差ができるだけ小さくなるような値に設定してあり、その値は実験によって導き出された実験値を採用している。このような構成を有したサージタンク３２０においても、図１０にて矢印で示されるように、各吸気単管３１〜３４から生じる吸気脈動の経路差は気筒間で小さくなるため、上記第２の実施形態と同様の効果が期待できる。
【００５２】
・上記第３の実施形態において、仕切り板５２をサージタンク２２０内で回動させるようにしたが、サージタンク内で上下に移動させるようにしてもよい。具体的には、サージタンクの側面に沿ってエンジン回転数に応じて制御されるねじ部を配設し、そのねじ部の歯すじと噛み合う歯車部を仕切り板の端部に備えさせるようにして、ねじ部と歯車部との噛み合いにより、仕切り板を上下に移動可能に支持するようにしてもよい。
【００５３】
・上記第１の実施形態においては、高回転時においては第１遮断板４１をサージタンク２０内の図２の左側の側壁に、低回転時においては第１遮断板４１をサージタンク内の上流部側壁２６（図４の右側の側壁）にそれぞれ接するようにしたが、第１遮断板および第２遮断板は必ずしもサージタンクの側壁に接する必要はない。
【００５４】
・上記第１の実施形態においては、両端がサージタンク２０内に固定された第２遮断板４２に沿って第１遮断板４１のみを摺動させるようにしたが、反対に第１遮断板を固定して第２遮断板のみを移動させるようにしてもよいし、第２遮断板も固定せずに第１遮断板と第２遮断板の双方を移動させるようにしてもよい。
【００５５】
・上記第１の実施形態においては、サージタンク２０の側壁２５に各吸気単管３１〜３４の一端の接続口３１ａ〜３４ａが該サージタンク２０内に開口するようにそれぞれ形成されていたが、各吸気単管はサージタンク内に突出して同サージタンクと接続されるようにしてもよい。
【００５６】
・上記第１の実施形態において、第１遮断板４１には各々３つずつの孔より構成される流通口４１ａ〜４１ｄが、第２遮断板４２には各々３つずつの孔より構成される流通口４２ａ〜４２ｅがそれぞれ形成されていたが、その各流通口を構成する孔の数は限定しない。また、第１遮断板および第２遮断板に形成される流通口の位置についても、吸気脈動の態様に伴って適宜変更可能である。
【００５７】
・上記第１の実施形態においては、第１遮断板４１の流通口４１ａ，４１ｃ，４１ｄがほぼ等しい大きさの円形であり、流通口４１ｂのみ楕円形をなしていたが、その形状は限定しない。要するに、流通口４１ｂが先の第１の実施形態における所定長さを有してさえいればよい。同様に、第２遮断板４２の流通口４２ａ〜４２ｅの形状も、円形に限定しない。
【００５８】
・上記第１の実施形態においては、サージタンク２０内に第１遮断板４１及び第２遮断板４２の２枚の遮断板を配置していたが、その他複数枚の遮断板が配置されていてもよい。
【００５９】
・上記第１の実施形態においては、図１に示されるようにサージタンク２０はその外形断面が円形状をなしていたが、図６に示されるような正方形状であっても、矩形状であってもよい。
【００６０】
・上記第３の実施形態においては、仕切り板５２は円形状をなす貫通口５２ａ〜５２ｄが形成されるとしたが、その形状は限定しない。要するに、エンジン回転数に応じて仕切り板が回動する際に、同仕切り板と吸気単管とが接触することのないような形状を有していればよい。
【００６１】
・上記第１および第３の実施形態においては、駆動機構の操作をクランク角センサから検出されたエンジン回転数に応じて制御するようにしていたが、例えば、車両のアクセルペダルの操作量を検出するアクセルセンサ等、その他の機関の運転状態を検出するセンサの検出値に応じて制御してもよい。
【００６２】
・上記第１〜第３の実施形態においては、直列４気筒エンジンに採用されたサージタンクの構造を示したが、本発明は４気筒エンジンに限らず、他の直列多気筒エンジンやＶ型エンジンにも採用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】この発明にかかる多気筒内燃機関の吸気系をサージタンクに具体化した第１の実施形態を示す斜視図。
【図２】同実施形態にかかるサージタンクの断面図。
【図３】同実施形態にかかるサージタンク内に配置される遮断板の組み合わせ構造を示す正面図。
【図４】同実施形態にかかるサージタンクの断面図。
【図５】同実施形態にかかるサージタンク内に配置される遮断板の組み合わせ構造を示す正面図。
【図６】この発明にかかる多気筒内燃機の吸気系をサージタンクに具体化した第２の実施形態を示す斜視図。
【図７】同実施形態にかかるサージタンクの断面図。
【図８】この発明にかかる多気筒内燃機関の吸気系をサージタンクに具体化した第３の実施形態を示す断面図。
【図９】同実施形態にかかるサージタンクの断面図。
【図１０】この発明にかかるサージタンク構造の変形例を示す断面図。
【符号の説明】
【００６４】
２０，１２０，２２０，３２０…サージタンク、２０ａ，１２０ａ，２２０ａ，３２０ａ…上部タンク、２０ｂ，１２０ｂ，２２０ｂ，３２０ｂ…下部タンク、２２，１２２，２２２，３２２…吸入管、２２ａ，１２２ａ，２２２ａ，３２２ａ…吸入口、２５，１２５，２２５，３２５…側壁、２６，１２６，２２６，３２６…上流部側壁、３１，３２，３３，３４…吸気単管、３１ａ，３２ａ，３３ａ，３４ａ…接続口、３１ｂ，３２ｂ，３３ｂ，３４ｂ…先端、３５…吸気ポート板、３６，３７，３８，３９…吸気ポート、３６ａ，３７ａ，３８ａ，３９ａ…接続口、４１…第１遮断板、４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄ…流通口、４２…第２遮断板、４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄ，４２ｅ…流通口、５１…モータ、５２…仕切り板、５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５２ｄ…貫通口。
【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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