(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の燃焼室に空気を導く横断面の開口形状が矩形状の吸気通路を形成する吸気管と、
前記吸気管に管軸方向に直交して設けられる弁軸と、
前記弁軸を回転駆動するアクチュエータと、
前記弁軸に固定され、回動角度に応じて前記吸気通路の開口面積を調節可能な弁体と、
を備え、
前記吸気通路を形成する内壁の一辺側に、管軸方向に沿う吸気通路縦断面形状が前記吸気通路側から見て凹状の円弧面を形成し、
前記吸気通路を形成する内壁の前記一辺に対向する側の一辺側に、管軸方向に吸気通路縦断面形状が前記吸気通路側から見て凹状の段差面を形成し、
前記段差面のうち前記吸気通路側から見て低い位置に前記弁軸を当該段差面と平行に設け、
前記弁体は、前記管軸方向に沿う横断面形状が前記弁軸から当該弁軸とは反対側の先端に向けて拡がる扇形状であり、前記先端に切欠き溝を有し、
前記切欠き溝の底面は、前記吸気通路の上流側の縁が下流側の縁に比べ前記先端から離間する傾斜面であり、
前記弁体の全閉位置から所定の開度まで、前記弁体は、前記先端が前記円弧面に沿って摺動するとともに前記切欠き溝と前記円弧面とによって流通面積が可変の隙間を形成するように回動可能であることを特徴とする内燃機関の吸気装置。
【請求項２】
前記弁体は、開度が全閉角度から前記所定の開度に至るまで前記切欠き溝を通してタンブル流を持続可能に構成されていることを特徴とする請求項１記載の内燃機関の吸気制御装置。
【請求項３】
前記弁体は、前記先端の中央に前記切欠き溝を有することを特徴とする請求項１または２記載の内燃機関の吸気装置。
【請求項４】
前記弁軸は、前記段差面のうち前記吸気通路側から見て低い位置の吸気流れ方向上流側に設けられていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の内燃機関の吸気装置。
【請求項５】
内燃機関の燃焼室に空気を導く横断面の開口形状が矩形状の吸気通路を形成する吸気管と、
前記吸気管に管軸方向に直交して設けられる弁軸と、
前記弁軸を回転駆動するアクチュエータと、
前記弁軸に固定され、回動角度に応じて前記吸気通路の開口面積を調節可能な弁体と、
を備え、
前記吸気通路を形成する内壁の一辺側に、管軸方向に沿う吸気通路縦断面形状が前記吸気通路側から見て凹状の円弧面を形成し、
前記吸気通路を形成する内壁の前記一辺に対向する側の一辺側に、管軸方向に吸気通路縦断面形状が前記吸気通路側から見て凹状の段差面を形成し、
前記段差面のうち前記吸気通路側から見て低い位置に前記弁軸を当該段差面と平行に設け、
前記弁体は、前記弁軸に一辺を固定される矩形平板状の支持部と、前記支持部の前記弁軸と対向する一辺に一体で設けられる本体部とからなり、
前記支持部の対向する一辺は、前記段差面のうち前記吸気通路側から見て低い位置の前記上流側に設けられ、
前記弁体の前記吸気通路の管軸方向に沿う横断面形状において、前記支持部と前記本体部とは前記支持部の対向する一辺で折曲がるＶ字状を呈し、前記本体部は前記管軸方向に沿う横断面形状が前記支持部の対向する一辺から前記弁体の先端に向けて拡がる扇形状であり、前記先端に切欠き溝を有し、
前記弁体の全閉位置から所定の開度までは、前記先端が前記円弧面に沿って摺動するとともに前記切欠き溝と前記円弧面とによって隙間を形成して回動可能であることを特徴とする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】
従来、内燃機関の燃焼室に空気を導入する吸気管内に制御弁を配置し、制御弁の回転角度の調節によって吸気通路の開口断面積を変化させ、燃焼室にタンブル流を形成する吸気装置が知られている。
例えば、特許文献１に開示された吸気装置では、制御弁の先端部に切欠きを設けて吸気通路の開口を絞ることで、全閉状態のときに当該切欠きから燃焼室内に空気を誘導して強いタンブル流を形成するものとしている。しかしながら、先端を切欠かれた制御弁で吸気通路を開閉すると、閉弁状態においては切欠きのみから空気が流れ効果的にタンブル流が形成されるものの、制御弁の半開時には制御弁の先端部と吸気管内壁との間で切欠き以外の部分からも空気が流れるため、強いタンブル流を形成できないおそれがある。
このため、特許文献１に開示された吸気装置によると、制御弁の半開状態でタンブル流を形成するよう吸気管内に仕切り板を設け、吸気通路を分割して空気を案内している。ところが、吸気管内に仕切り板がある場合、全開状態では当該仕切り板が吸気抵抗となり、吸入空気を減少させる要因となる。
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２８３５６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、吸気通路内の吸気抵抗を低減し燃焼室内に形成するタンブル流の強弱を広範囲で制御可能な内燃機関の吸気装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１に記載の発明によると、吸気管は、内燃機関の燃焼室に空気を導く横断面形状が矩形状の吸気通路を形成する。この吸気管の内壁は、吸気通路の管軸方向の縦断面の形状について、一辺側を吸気通路側から見て凹状の円弧面に形成しており、この一辺と対向する側の他の一辺側を吸気通路側から見て凹状の段差面に形成している。この段差面のうち吸気通路側から見て低い位置に、管軸方向に垂直かつ段差面に平行な弁軸を設け、弁軸に固定した弁体を、アクチュエータによって回転駆動するものとしている。
この弁体の管軸方向に沿う横断面の形状は、弁軸から弁体の先端に向かい拡がる扇形状である。さらに、この弁体の先端は切欠き溝を有している。この切欠き溝の底面は、吸気通路の上流側の縁が下流側の縁に比べ弁体の先端から離間するように傾斜している。弁体が全閉位置から所定の開度までの範囲で回動する間は、この切欠き溝と吸気管の円弧面とによって流通面積が可変の隙間が形成される。
【０００６】
このように先端が扇形状に厚みがあり切欠き溝を有する弁体を回動駆動して吸気通路の開口面積を調節する場合、弁体が吸気通路を塞ぐ全閉位置から所定の開度までを回動する間は、弁体の切欠き以外の先端部分を吸気管の円弧面部分との間で摺動させ、切欠きによる開口以外からの空気の漏れを防いで当該開口のみに空気を流すことができる。このため、吸気通路内の吸気抵抗を増大させることなく、吸気管内の吸入空気の流れを広範囲で効率よく燃焼室側へ誘導し、燃焼室内に強弱のタンブル流を形成できる。
また、切欠き溝の底面は傾斜面であるため、弁体の先端のうち吸気通路の下流側の縁が吸気管の円弧面のうち吸気通路の下流側の縁に一致する第１位置から、弁体の先端のうち吸気通路の上流側の縁が吸気管の円弧面のうち吸気通路の下流側の縁に一致する第２位置まで、弁体が回動するに従い、切欠き溝と円弧面とで形成する隙間の流通断面が大きくなる。したがって、弁体の回動位置を前記第１位置から前記第２位置までの間で調整することにより、内燃機関の運転条件に応じてタンブル流の強弱を適切に調節することができる。
【０００７】
請求項２に記載の発明によると、弁体は開度が全閉角度から大きな揺動角度に至るまで切欠き溝を通してタンブル流を持続できるよう構成されている。このため、吸気通路内に別構成を設けることなく、広い開度範囲にわたって燃焼室内に形成するタンブル流の強弱を制御することができる。
【０００８】
請求項３に記載の発明によると、弁体の切欠き溝は弁体先端の中央側を切欠いて形成されるため、全閉状態から所定の回動角度まで、吸気通路の中心部に開口を持たせることができる。これにより、吸入空気の流れを効率よく強めて燃焼室側へ吸入空気を導入するので、絞りによる圧力損失の増大を抑えて燃焼室内のタンブル流の強化を図ることができる。
【０００９】
請求項４に記載の発明によると、吸気通路を形成する内壁に段差面の吸気通路側から見て低い位置の吸気流れ方向上流側に弁軸を設けて弁体を設置するため、吸気通路上流側の空気は、弁体の立ち上がった状態で上流側に面する側面を伝って、効率よく切欠き溝へ導かれる。したがって、吸気抵抗をより小さくして燃焼室内に形成するタンブル流の強弱を制御することができる。
【００１０】
請求項５に記載の発明によると、弁体は弁軸に一辺を固定された矩形の平板状の支持部を有し、支持部の対向する一辺で折れ曲がってＶ字状に延びる本体部が請求項１〜３の弁体に相当する構成を有している。すなわち、本体部は支持部の上流側の一辺から延び断面扇形状に形成され、切欠きを有している。また、当該支持部の上流側の一辺は、閉弁状態で段差面の上流側に位置するよう設けられている。このようなＶ字形状に屈曲した弁体は、全閉時に吸気通路下流側へ傾いた状態であるため、空気の流れを絞ることによる摩擦損失を減らし、切欠き溝への空気の案内がより容易になる。また、切欠きを形成可能な開度範囲が大きくなり、より広範囲で、吸気通路内の吸気抵抗を低減し燃焼室内に形成するタンブル流の強弱を制御することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態による内燃機関の吸気装置を図１〜図５に示す。
まず、内燃機関１の全体構成を図２に基づき説明する。内燃機関１は、エンジン本体２、吸気装置３、排ガス装置４、高圧排ガス再循環装置（高圧ＥＧＲ装置）５、低圧排ガス再循環装置（低圧ＥＧＲ装置）６および電子制御装置（ＥＣＵ）７等を備える。
エンジン本体２は、シリンダ２１およびピストン２２を有する。シリンダ２１とピストン２２との間には燃焼室２３が形成される。
【００１２】
吸気装置３は、吸気通路３１を形成する吸気管３０を有する。吸気装置３は、吸気管３０の吸入口３２から吸気通路３１を通してエンジン本体２の燃焼室２３へ吸入空気を導入する。吸気管３０は、吸気ポートおよびインテークマニホールドを含んで構成される。吸気装置３には、過給機７０、インタークーラ７１、スロットル７２、サージタンク７３、気流制御弁１０および燃料噴射装置（インジェクタ）７４等が設けられる。
排ガス装置４は、排ガス通路４１を形成する排ガス管４０を有する。排ガス装置４は、エンジン本体２から排出される排ガスを排ガス通路４１を通して排ガス管４０の排出口４２へ導く。排ガス装置４には、過給機７０および排ガス浄化部４３等が設けられる。
【００１３】
高圧ＥＧＲ装置５は、高圧ＥＧＲ通路５１を形成する高圧ＥＧＲ通路部材５０と、高圧ＥＧＲ弁５２とを有する。高圧ＥＧＲ通路部材５０は過給機７０の上流側の排ガス管４０とスロットル７２の下流側の吸気管３０とを接続し、排ガス通路４１と吸気通路３１とを高圧ＥＧＲ通路５１が連通する。高圧ＥＧＲ弁５２は、高圧ＥＧＲ通路５１を開閉し、排ガス通路４１から吸気通路３１へ還流する高圧ＥＧＲガスの流量を制御する。
【００１４】
低圧ＥＧＲ装置６は、低圧ＥＧＲ通路６１を形成する低圧ＥＧＲ通路部材６０と、低圧ＥＧＲ弁６２とを有する。低圧ＥＧＲ通路部材６０は排ガス浄化部４３の下流側の排ガス管４０と過給機７０の上流側の吸気管３０とを接続し、排ガス通路４１と吸気通路３１とを低圧ＥＧＲ通路６１が連通する。低圧ＥＧＲ弁６２は、低圧ＥＧＲ通路６１を開閉し、排ガス通路４１から吸気通路３１へ還流する低圧ＥＧＲガスの流量を制御する。
ＥＣＵ７は、図示しないアクセルセンサ、吸気圧センサ、速度センサ、エンジン回転数センサ、冷却水水温センサ等から出力される情報に基づき車両の運転状態を検出し、車両の各部を制御する。
【００１５】
次に、本実施形態の要部である吸気管３０および気流制御弁１０の構成について、図１を用いて詳細に説明する。吸気装置３において、吸気管３０は横断面形状が矩形状の吸気通路３１を内部に形成し、吸気通路３１内に気流制御弁１０を備えている。気流制御弁１０は、吸気管３０内に管軸方向に直交して設けられる弁軸１２と、この弁軸１２に固定される弁体１１とを含んで構成される。
吸気管３０は、図１および図３〜５の左側でエンジン本体２と接続し、吸気通路３１は燃焼室２３と連通する。吸気通路３１を通り燃焼室２３へ導入される吸入空気は、吸気通路３１の右側から左側へ流れる。以下、図１、図３および図４の右側を吸入空気の上流側、左側を下流側と称する。
【００１６】
本実施形態においては、吸気通路３１の横断面矩形の一辺を構成する内壁と、この内壁に対向する他方の内壁は、当該一辺側を第１内壁３３、第１内壁３３に対向する他方側を第２内壁３４として、以下のように構成される。第１内壁３３は、図１の上流側から第１内壁入り口部３３１、円弧凹部３３０、および第１内壁出口部３３２を含む。第２内壁３４は、図１の上流側から第２内壁入口部３４１、段差凹部３５、および第２内壁出口部３４２を含む。
【００１７】
円弧凹部３３０は、第１内壁３３に、吸気通路側から見て凹状に管軸方向縦断面が概ね円弧面であるように形成される。すなわち、円弧凹部３３０は、管軸方向に直交する仮想円筒内壁面状に第１内壁３３を切欠き、当該第１内壁３３を上流側の第１内壁入口部３３１と下流側の第１内壁出口部３３２とに分けている。以下、円弧凹部３３０の第１内壁入口部３３１側の端部を円弧凹部入口端３３３、第１内壁出口部３３２側の端部を円弧凹部出口端３３４とする。
【００１８】
段差凹部３５は、第２内壁３４に、管軸方向縦断面が吸気通路側から見て凹状に低くなる段差面として形成される。図１において、段差凹部３５は、第２内壁３４と平行かつ第２内壁３４より一段低い平面状の段差底面３４０を有する。以下、第２内壁３４の段差凹部３５より上流側を第２内壁入口部３４１とし、第２内壁３４の段差凹部３５より下流側を第２内壁出口部３４２とする。段差凹部３５の管軸方向両端側の壁面については、上流側を段差上端側面３４３、下流側を段差下端側面３４４とする。段差上端側面３４３と段差下端側面３４４とは、互いに対向し段差底面３４０に垂直な平面である。
【００１９】
気流制御弁１０の弁軸１２は、段差凹部３５内の段差上端側面３４３近傍に、吸気管３０の第１内壁３３と第２内壁３４とに隣接し互いに対向する図示しない吸気管内壁側面（以下、第３内壁および第４内壁という）に両端を取付けられ回動自在に設置される。図３に示すとおり、弁体１１の一端部は弁軸１２と一体で揺動するように固定された軸端部１４であり、他端部すなわち弁先側の先端１３は、中央部分に切欠き溝１５が形成され、切欠き溝１５の両側は先端円弧面１３１、１３２に形成されている。先端円弧面１３１および１３２の形状は、吸気管３０の円弧凹部３３０と略同一の曲率を有する円弧形状である。
【００２０】
弁体１１の吸気通路３１管軸方向縦断面の形状、すなわち弁軸１２に垂直な横断面の形状は、軸端部１４から先端１３に向かい拡がる略扇形状である。また、図１に示す弁体１１の吸気通路３１上流側の側面を弁体上側面１１３、下流側の側面を弁体下側面１１４とすると、弁体１１の先端１３を切欠き溝１５が切欠く当該管軸方向縦断面の形状は、軸端部１４から切欠き底面１５０までの弁体上側面１１３側の長さが、弁体下側面１１４側の長さよりも短い三角形状である。切欠き溝１５は、先端１３の中央部分において、弁体上側面１１３側を深く弁体下側面１１４側を浅く切欠き、傾斜した平面の切欠き底面１５０を有する長溝状に形成する。すなわち、「底面」としての切欠き底面１５０は、吸気通路３１の上流側の縁が下流側の縁に比べ先端１３から離間するように傾斜する傾斜面である。切欠き底面１５０の傾斜する方向は、図１に示すように、弁体１１の弁体上側面１１３が円弧凹部出口端３３４の位置に略一致する開度（請求項１記載の「所定の開度」に相当する開度）において、切欠き底面１５０が吸気管３０の管軸方向に略平行となるように設定する。
【００２１】
弁体１１の回転軸方向両端側の側面は、側面１１１が吸気管３０の第３内壁に沿い、側面１１２が第４内壁に沿って吸気管３０内で摺動可能な平面状に形成する。また、切欠き底面１５０の両端側の溝壁面１５１および１５２は、第３内壁および第４内壁に平行に、先端１３の中心から左右対称の位置に形成する。以上のように弁体１１の形状を設定し、弁体１１が図１の開度のとき、吸気管３０の円弧凹部３３０と、切欠き溝１５の溝側面１５１、１５２、および切欠き底面１５０とによって吸気通路３１の開口を形成する。
【００２２】
図４に示す全開状態の図によると、弁体１１の弁体下側面１１４の軸端部１４から先端１３の先端円弧面１３１、１３２までの管軸方向縦断面に沿った長さは、段差底面３４０の管軸方向の長さよりもやや短く、全開時に先端円弧面１３１、１３２が段差下端側面３４４近傍に位置するよう設定されている。また、弁体１１の先端１３側の厚みは、段差凹部３５内に弁体１１が格納される程度に設定されている。このように、本実施形態では、弁体１１の全開状態において、弁体１１を吸気管３０の段差凹部３５側に格納し全開時の吸気通路３１内の凹凸を極力減らすような構成としている。
【００２３】
続いて、本実施形態による内燃機関の吸気装置３における気流制御弁１０の作動について、図２、および図１、４、５に基づき説明する。
図５は、気流制御弁１０が吸気通路３１を閉塞する全閉状態を示す。気流制御弁１０の弁軸１２には、図２に示すアクチュエータ８が接続されている。ＥＣＵ７が内燃機関の回転数および負荷等の条件により気流制御弁１０の最適な回転角度を判断し、アクチュエータ８に制御信号を伝送すると、アクチュエータ８はこの制御信号に基づき弁軸１２を介して気流制御弁１０を回転駆動する。
【００２４】
図５および図１に示すように、弁体１１と吸気管３０の第１内壁３３との間に開口が形成されると、吸気通路３１の吸入空気の流れは、この開口を通過して流速の早い流れとなる。図５から図１までの開度範囲においては、吸入空気は弁体１１の切欠き溝１５から吸気通路３１下流側へ導かれ、図２の吸気管３０と吸気バルブ２６との開口においてシリンダ２１の軸中心近傍から燃焼室２３へ流入する。燃焼室２３へ流入した吸入空気の流れは、シリンダ２１およびピストン２２の壁面に沿って燃焼室２３内で強いタンブル流を形成する。
【００２５】
気流制御弁１０は、図５の全閉位置から図１に示す開度（以下、半開位置とする）に至るまでの回動角度の範囲で、切欠き溝１５を吸気通路３１の開口として上述したタンブル流を燃焼室２３内に形成することができる。ここで、第１実施形態の図１の半開状態と、切欠きのない弁体の先端と吸気管内壁とで隙間を開口する第１比較例の半開状態とを比較すると、吸気通路の開口断面の形状は図６に示すように異なる。すなわち、第１実施形態によると、半開状態での切欠き開口断面の高さＨを大きくし、吸入空気が開口を通過する際の内壁面での摩擦損失を低減できる。また、切欠き溝１５の幅で空気の流れを中心側に絞ることによって、燃焼室２３内でタンブル流の形成を阻害する流れが発生するのを防ぐことができる。この結果、図７に示すとおり、第１比較例の半開状態の場合と比較すると強いタンブル流を形成することができる。
【００２６】
また、第１実施形態では、気流制御弁１０が図５の全閉位置と図１の半開位置との間の大きな揺動角度の範囲で、図６に示す切欠きの開口高さＨを変化させ、内燃機関の運転条件に応じてタンブル流の強弱を適切に調節することができる。ここで、本実施形態での弁体１１と第１内壁３３との間に開口する管軸方向横断面形状における、切欠き底面１５０と第１内壁３３との距離を開口高さＨ１とし、弁体１１の軸端部１４から先端１３へ向かう向きと管軸方向下流の向きとの間の角度を立ち上がり角度θとし、図８を用いて具体的に説明する。
【００２７】
図８は、弁体１１の立ち上がり角度θに対する開口高さＨ１の変化を実線のグラフで示したものである。また、図１２に示す第２比較例と比較して、第１実施形態の弁体の形状による作用効果を説明する。第２比較例は、第１実施形態の吸気管と同一形状に形成された吸気管９０の吸気通路に、先端に切欠きを有する平板状の弁体９１を設けたものである。図８の一点鎖線のグラフは、第２比較例の弁体９１の立ち上がり角度θに対する吸気通路の開口高さＨ２の変化を示している。
【００２８】
第１実施形態の弁体１１の半開状態の立ち上がり角度θをθ１、第２参考例の弁体９１の半開状態の立ち上がり角度θをθ２とすると、弁体１１、９１の中心部分すなわち切欠き部分のみに開口が形成される立ち上がり角度θの範囲は、それぞれ「弁体の中心のみ吸気流入」としてａ１およびａ２に示す範囲である。第１実施形態の弁体１１が半開状態からさらに開弁方向に回動すると、先端１３の先端円弧面１３１および先端円弧面１３２が第１内壁３３から離れることで、切欠き溝１５による開口の周囲に、さらに第１内壁３３側との間で隙間が形成される。このとき、吸気通路３１の開口面積は大きくなるが、切欠き溝１５以外の隙間を通過する吸入空気の流量が相対的に大きくなるためタンブル流の形成は阻害される。この状態を形成する弁体１１、９１の立ち上がり角度θの範囲は、図８に「弁体の中心以外からも吸気流入」として示す範囲ｂ１およびｂ２である。
【００２９】
図８によると、第１実施形態では、弁体１１の切欠き溝１５のみに吸気が流入する開度範囲ａ１で、弁体１１の立ち上がり角度θに応じて開口高さＨ１を広範囲に変化させることができる。一方、第２比較例では弁体９１の切欠きのみに吸気が流入する開度範囲ａ２で開口高さＨ２はほとんど変化しないので、タンブル流を形成する吸気の流れを調節することはできない。このように、本実施形態によると、気流制御弁１０の開度が全閉から半開までの広範囲にわたって、切欠き溝１５部分のみに空気の流れを集中させて下流側へ導入することができる。
【００３０】
また、本実施形態の気流制御弁１０によると、内燃機関の運転条件に応じて吸気通路３１内の吸入空気の流れは以下のように調節可能である。
内燃機関の全負荷時には、気流制御弁１０は図４に示す全開状態となり、段差凹部３４０の位置に格納される。これにより、吸気通路３１の第２内壁３４側の凹凸をなくし吸気抵抗を低減させることができる。
【００３１】
内燃機関の部分負荷時には、気流制御弁１０は図１に示す半開状態となり、切欠き溝１５を形成する切欠き底面１５０が吸気管３０の第１内壁出口部３３２と平行になり、切欠き溝１５による開口面積が最大となる。したがって、気流制御弁１０の絞りによる圧力損失を小さくし、かつ吸気通路３１下流側に形成するタンブル流を強くすることができる。
【００３２】
また、内燃機関の始動時には、気流制御弁１０は図５に示す全閉状態となり、切欠き溝１５によってできる開口が小さくなる。この開口を通じて吸気通路３１下流側へ導入される吸入空気の流速を強め、特に強いタンブル流を形成可能である。これにより、吸気管３０の内壁に付着した燃料の気化促進を図りエミッションの低減および内燃機関の燃費向上を図ることができる。
【００３３】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態による内燃機関の吸気装置を図９および図１０に示す。第１実施形態と実質的に同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
図９に示すとおり、第２実施形態による気流制御弁の弁体８０は、本体部８１が矩形平板状の支持部８４の折曲部８４１から立ち上がるＶ字状に形成されている。吸気通路３１を全閉したとき、支持部８４は段差底面３４０に当接する。支持部８４の折曲部８４１と対向する一辺は弁軸８２に固定される。図９の全閉状態では、折曲部８４１は段差凹部３５の段差上端側面３４３近傍に位置している。本体部８１は、折曲部８４１から吸気通路３１を閉塞するように立ち上がり、その先端８３を吸気管３０の円弧凹部３３０に摺動可能に当接させている。本体部８１の管軸方向縦断面の形状は、折曲部８４１から先端８３に向かい拡がる扇形状であり、先端８３は円弧凹部３３０に沿った曲率に形成されその中央部分に切欠き溝８５を有する。切欠き溝８５の切欠き底面８５０は、図１０に示す弁体８０の半開状態において、吸気管３０の管軸方向に平行となる。このとき、先端８３の弁体上側面８１３側が円弧凹部出口端３３４に位置する。
【００３４】
第２実施形態によると、弁体８０の本体部８１を傾斜させた状態で図９の全閉状態から図１０の半開状態まで切欠き溝８５により吸気通路３１の開口を区画することができる。この傾斜により、図１０に示す吸気通路３１の開口の高さＨ３の弁体８０の開度に応じた変化は緩やかなものとなり、急激な開口断面積変化を緩和することができる。このため、吸気通路３１下流での渦形成を防止し、吸気抵抗を低減して効率よく吸入空気を燃焼室側へ導くことができる。また、弁体８０の全閉位置と半開位置との間での回動角度範囲が大きくなり、切欠き溝８５の開口の高さＨ３をより精密に調整できる。
【００３５】
（他の実施形態）
以上説明した第１および第２実施形態における弁体１１および本体部８１の形状は、弁体上側面１１３、８１３が平面状であり、切欠き溝１５、８５による開口断面の形状が矩形状であったが、本発明の弁体は、吸気通路上流側の側面および切欠き溝を他の形状に形成してもよい。例えば、図１１に示すように弁体の側面に吸気通路上流側から見て切欠き溝に向かい狭まる凹状の円弧面を設け、切欠き溝の開口を先端に向かい狭まる略台形状に形成し、弁体先端の中心部分から吸入空気をより誘導しやすい形状としてもよい。
【００３６】
上述した第１および第２実施形態は、吸気管内で燃料噴射するポート噴射式の内燃機関に適用したが、本発明は、燃焼室内で燃料噴射する直噴式の内燃機関に適用してもよい。
また、上記第１実施形態において、低圧ＥＧＲ装置６および過給機７０、インタークーラ７１等がない内燃機関であってもよい。
以上説明したように、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の実施形態に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の第１実施形態による内燃機関の吸気装置を示す要部断面図。
【図２】本発明の第１実施形態による内燃機関の全体構成図。
【図３】本発明の第１実施形態による気流制御弁を示す斜視図。
【図４】本発明の第１実施形態による内燃機関の吸気装置を示す要部断面図。
【図５】本発明の第１実施形態による内燃機関の吸気装置を示す要部断面図。
【図６】弁体の開度が全閉位置から全開位置までの中間の半開位置にある時、本発明の第１実施形態および第１比較例の吸気通路の開口形状を示す比較図。
【図７】図６の第１実施形態および第１比較例による吸気装置の下流側で形成されるタンブル流の強さを示す比較図。
【図８】本発明の第１実施形態および図１２に示す第２比較例による気流制御弁の吸気管軸からの角度を変化させたときの開口の高さ変化を示す比較図。
【図９】内燃機関の吸気装置の吸入空気の流れを示す比較図。
【図１０】本発明の第２実施形態による内燃機関の吸気装置を示す要部断面図。
【図１１】本発明の第２実施形態による内燃機関の吸気装置を示す要部断面図。
【図１２】第２比較例の吸気通路および弁体を示す断面図。
【符号の説明】
【００３８】
１：内燃機関、２：エンジン本体、３：吸気装置、１０：気流制御弁、１１：弁体、１２：弁軸、１３：先端、１３１、１３２：先端円弧面、１４：軸端部、１５：切欠き溝、１５０：切欠き底面、３０：吸気管、３１：吸気通路、３２：吸入口、３３：第１内壁（内壁の一辺）、３３０：円弧凹部（円弧面）、３４：第２内壁（内壁の一辺に対向する側の一辺）、３５：段差凹部（段差面）
【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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