(57)【要約】【課題】サージタンクが小型化された内燃機関の吸気装置を提供する。【解決手段】サージタンク１３と、サージタンク１３内を上方部分１３ａと下方部分１３ｂとに区画すると共に、上方部分１３ａと下方部分１３ｂとを連通する開口部２０を有する隔壁１９と、開口部２０を開閉する開閉機構４０とを備えた内燃機関の吸気装置１０であって、開閉機構４０は、折り畳まれた状態で開口部２０を開放し、展開した状態で開口部２０を閉鎖する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
サージタンクと、前記サージタンク内を複数の分室に区画すると共に、前記分室を連通する開口部を有する隔壁と、前記開口部を開閉する開閉機構とを備えた内燃機関の吸気装置であって、
前記開閉機構は、折り畳まれた状態で前記開口部を開放し、展開した状態で前記開口部を閉鎖する、ことを特徴とする内燃機関の吸気装置。
【請求項２】
前記開閉機構は、前記折り畳み状態及び展開状態を形成可能に連結された複数の板状部材を含む、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】
前記開閉機構は、回動自在に支持された第１板状部材と、一端を前記第１板状部材と枢動自在に連結され他端をスライド可能に支持され前記第１板状部材の回動により前記他端がスライドする第２板状部材とを含む、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４】
前記開閉機構は、前記隔壁によって区分けされた第１及び第２分室のいずれか一方に設けられている、ことを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の内燃機関の吸気装置。
【請求項５】
前記サージタンクに連結された吸気枝管から近い順に前記開口部が形成され、前記開閉機構が設けられている、ことを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の内燃機関の吸気装置。
【請求項６】
前記サージタンクは、前記隔壁によって上方分室と下方分室とに区画される、ことを特徴とする請求項１乃至５の何れか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】
一般的に内燃機関の吸気装置には、サージタンクが設けられている（特許文献１乃至５参照）。このようなサージタンクは、その内部を隔壁により複数の分室に区画されて、隔壁に形成された開口部をバタフライ式の弁体を備えたものが知られている。弁体によって開口部を開閉することにより、有効吸気管長を可変することができる。
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−２５２４８２号公報
【特許文献２】特開２００５−２８２４１０号公報
【特許文献３】特開２００４−１９７６５６号公報
【特許文献４】特開２００５−３２５６９６号公報
【特許文献５】特開２００７−１６７５５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、このようなバタフライ式の弁体により開口部を開閉する場合には、弁体の開度によって、吸気への抵抗が大きくなる場合がある。また、弁体が開口部を開放する際において、弁体とサージタンクとの干渉を防ぐためには、サージタンクの容量を大きくする必要がある。サージタンクの容量が大きいと、エンジンルームの大きさを小型化することができない。
【０００５】
したがって本発明の目的は、サージタンクが小型化された内燃機関の吸気装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的は、サージタンクと、前記サージタンク内を複数の分室に区画すると共に、前記分室を連通する開口部を有する隔壁と、前記開口部を開閉する開閉機構とを備えた内燃機関の吸気装置であって、前記開閉機構は、折り畳まれた状態で前記開口部を開放し、展開した状態で前記開口部を閉鎖する、ことを特徴とする内燃機関の吸気装置によって達成できる。
開閉機構は、折り畳み可能に形成されているので、サージタンクを小型化することができる。
【０００７】
上記構成において、前記開閉機構は、前記折り畳み状態及び展開状態を形成可能に連結された複数の板状部材を含む、構成を採用できる。
この構成により、開閉機構は折り畳み可能に形成される。
【０００８】
上記構成において、前記開閉機構は、回動自在に支持された第１板状部材と、一端を前記第１板状部材と枢動自在に連結され他端をスライド可能に支持され前記第１板状部材の回動により前記他端がスライドする第２板状部材とを含む、構成を採用できる。
この構成により、開閉機構は折り畳み可能に形成される。
【０００９】
上記構成において、前記開閉機構は、前記隔壁によって区分けされた第１及び第２分室のいずれか一方に設けられている、構成を採用できる。
この構成により、第１及び第２分室のうち、開閉機構が設けられていない他方を小型化することができるので、サージタンクの小型化を図ることができる。
【００１０】
上記構成において、前記サージタンクに連結された吸気枝管から近い順に前記開口部が形成され、前記開閉機構が設けられている、構成を採用できる。
開閉機構は、折り畳み状態から展開状態に移行可能に形成されているので、吸気枝管に近い位置に開口部を形成することができる。これにより、エンジンの出力性能が向上する。
【００１１】
上記構成において、前記サージタンクは、前記隔壁によって上方分室と下方分室とに区画される、構成を採用できる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、サージタンクが小型化された内燃機関の吸気装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照して本発明に係る内燃機関の吸気装置の一実施形態について説明する。図１は、内燃機関の吸気装置の部分平面図である。図２は、吸気装置のサージタンクの内部構成を模式的に示した断面図である。
本実施例に係る内燃機関の吸気装置は、Ｖ型６気筒エンジンに搭載されている。なお、本発明の吸気装置１０を利用可能なエンジンは上記Ｖ型６気筒エンジンに限られず、それぞれ複数の気筒から構成される二つの気筒列を備える多気筒エンジン（例えば、Ｖ型８気筒エンジン、水平対向型６気筒エンジン等）であれば如何なるエンジンにも使用することができる。
【００１４】
尚、本明細書においては、車両の前方、すなわち車両の前進方向を「前方」（図１において方向Ｆ）として、車両の後方、すなわち車両の後退方向を「後方」（図１において方向Ｒ）として説明する。また、車両の鉛直方向上向きの方向を「上方」として、車両の鉛直方向下向きの方向を「下方」として説明する。
【００１５】
吸気装置１０は、エアクリーナ（不図示）、吸気管１２、サージタンク１３および複数の吸気枝管１４２〜１４６を有し、吸気はこれらを通ってエンジンの各吸気ポート内に流入する。吸気管１２にはスロットル弁１５が設けられる。
【００１６】
図１に示すように、吸気管１２はスロットル弁１５の下流の吸気管分岐部１６において上方分岐管１７および下方分岐管１８の二つの分岐管に分岐する。上方分岐管１７は、下方分岐管１８の上方に位置する。サージタンク１３はその内部空間は、図２に示すように、隔壁１９によって上方部分（上方分室）１３ａと下方部分（下方分室）１３ｂとの二つの部分に区画されている。上方部分１３ａは下方部分１３ｂの上方に位置する。上方部分１３ａには上方分岐管１７が連結され、下方部分１３ｂには下方分岐管１８が連結されている。本実施形態では上方部分１３ａと下方部分１３ｂとは別体として形成されるのではなく、一体的に形成される。尚、上方部分１３ａと下方部分１３ｂとを別体として形成し、その後これらを連結することでサージタンク１３を形成してもよい。また、サージタンク１３は、エンジン３のシリンダヘッドのヘッドカバー３３、３４よりも上方に位置している。
【００１７】
サージタンク１３の上方部分１３ａと下方部分１３ｂとの間の隔壁１９には開口部２０が設けられており、よってこの開口部２０を介して上方部分１３ａと下方部分１３ｂとは連通している。サージタンク１３内の下方部分１３ｂには、開口部２０を開閉するための開閉機構４０が設けられている。開閉機構４０によって開口部２０が開放されている場合は、上方部分１３ａと下方部分１３ｂとは連通し、開口部２０が閉鎖されているときには上方部分１３ａと下方部分１３ｂとは通じていない。開閉機構４０は、不図示のＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）によってその動作が制御される。開閉機構４０の詳細については、後述する。
【００１８】
図１に示すように、上方部分１３ａおよび下方部分１３ｂにはそれぞれ三本ずつの吸気枝管１４１〜１４６が連結されている。上方部分１３ａに連結された吸気枝管１４１、１４３、１４５はシリンダヘッドに設けられた吸気ポートを介して第一気筒列の気筒（不図示）にそれぞれ連通され、下方部分１３ｂに連結された吸気枝管１４２、１４４、１４６はシリンダヘッドに設けられた吸気ポートを介して第一気筒列３１とは別の気筒列の気筒にそれぞれ連通される。サージタンク１３に連結された吸気枝管１４２等から近い順に開口部２０が形成され、開閉機構４０が設けられている。
【００１９】
開閉機構４０は、適切に開閉されることにより、吸気経路（吸気枝管１４、サージタンク１３、吸気管１２等を含む経路）内の圧力変動を有効利用してエンジンの燃焼室への吸気効率を高めることができる。具体的には、吸気枝管１４において起こる脈動効果（慣性過給効果）、又は吸気枝管から吸気管分岐部までの経路において起こる脈動効果（共鳴過給効果）を利用することにより、吸気効率を高めることができる。尚、共鳴過給の起こる機関回転数は慣性過給の起こる機関回転数よりも低いものとなる。
【００２０】
慣性過給効果および共鳴過給効果の大きさはサージタンク内で発生する脈動の大きさの影響を受ける。すなわち、サージタンクの容積が大きいほど、またサージタンクと連通する気筒数が多いほどサージタンク内で発生する脈動は弱まり、よって慣性過給効果が強まるが共鳴過給効果は弱まる。本実施形態では、開閉機構４０が開口部２０を開放することにより上方部分１３ａと下方部分１３ｂとが連通してこれら両部分が一つのサージタンクとして機能する。したがって、この場合、慣性過給効果が強まる。逆に開閉機構４０が開口部２０を閉弁することにより上方部分１３ａと下方部分１３ｂとは分離され、これら部分は別個のサージタンクとして機能する。この場合、共鳴過給効果が強まる。従って、機関回転数が所定回転よりも高い場合には、慣性過給効果が強まるように開閉機構４０が開口部２０を開放する。機関回転数が所定回転よりも低い場合には、共鳴過給効果が強まるように開閉機構４０が開口部２０を閉鎖する。これにより吸入効率を高めることができる。
【００２１】
次に、開閉機構４０について詳細に説明する。図３は、開閉機構４０の模式的な斜視図である。図３に示すように、開閉機構４０は、ステップモータ４１、第１板状部材４２、連結プレート４３、第２板状部材４４などから構成される。ステップモータ４１は、開閉機構４０の駆動源である。ステップモータ４１は、ＥＣＵからの指令に応じて、所定の範囲を回動する。
【００２２】
第１板状部材４２は、矩形状に形成されており、ステップモータ４１の出力軸は第１板状部材４２の一端に固定されている。第１板状部材４２は、この一端を支点として回動可能に支持されている。
【００２３】
連結プレート４３は、第１板状部材４２の他端と、連結プレート４３の一端とを連結している。連結プレート４３は、第１板状部材４２及び第２板状部材４４を折り畳み及び展開可能に連結している。連結プレート４３は、第１板状部材４２及び第２板状部材４４の両側部に連結されている。
【００２４】
第２板状部材４４は、矩形状に形成され、上述したように一端に連結プレート４３が取り付けられており、他端にはピン４４ａが形成されている。ピン４４ａは、第２板状部材４４の両側部の他端から横方向に突出している。ピン４４ａは、サージタンク１３内に設けられた一対のレール部２４にスライド可能に係合している。これにより、第２板状部材４４の他端は、スライド可能に支持されている。
【００２５】
レール部２４は、開口部２０の周辺の隔壁１９に、開口部２０の対向する２辺に沿うように平行に配置されている。レール部２４は、下方部分１３ｂ側の隔壁１９に固定されている。レール部２４には、ピン４４ａとスライド可能に係合する溝部が形成されている。
【００２６】
次に、開閉機構４０の動作について、図２を参照して説明する。図２（ａ）は、折り畳み状態での開閉機構４０を示しており、図２（ｂ）は、折り畳み状態から展開状態への移行中での開閉機構４０を示しており、図２（ｃ）は、展開状態での開閉機構４０を示した図である。
【００２７】
図２（ａ）の状態においては、開閉機構４０は、開口部２０から退避した位置で折り畳まれた状態となっており、開口部２０は開放された状態となっている。図２（ａ）の状態から、ステップモータ４１が、図２において時計方向に回動することにより、第１板状部材４２は、一端部を支点として時計方向に回動する。これにより、図２（ｂ）に示すように、第１板状部材４２の他端が、開口部２０側に押出される。これに伴って、ピン４４ａが、レール部２４に沿って左方向へとスライドする。従って、第２板状部材４４自体も左方向へと押出される。
【００２８】
更に、ステップモータ４１が回動すると、第１板状部材４２及び第２板状部材４４は、隔壁１９と略平行となり、図２（ｃ）に示すように、開閉機構４０は展開した状態となる。これにより、第１板状部材４２及び第２板状部材４４は、開口部２０を閉鎖する。図２（ｃ）に示した状態から、ステップモータ４１が反時計方向に回転することにより、開閉機構４０は、展開状態から折り畳み状態へと戻る。
【００２９】
次に、従来の吸気装置の問題点について説明する。図４は、従来の吸気装置の部分平面図である。従来の吸気装置１０ｘは、本発明に係る吸気装置１０とは異なり、バタフライ式の開閉弁２１ｘによって開口部２０ｘを開閉する。本発明に係る吸気装置と同様に、開閉弁２１ｘが機関回転数に応じて開口部２０ｘを開閉することにより、慣性過給効果又は共鳴過給効果によって吸入効率を高める構成となっている。
【００３０】
図５は、従来の吸気装置のサージタンクの内部構成を模式的に示した断面図である。図５（ａ）は、開閉弁２１ｘが開口部２０ｘを閉じている状態を示している。図５（ａ）に示すように、開閉弁２１ｘは、その中心部に支軸が形成されて折り、開口部２０ｘを含む平面内にこの支軸が配設されている。開閉弁２１ｘが開口部２０ｘを閉鎖する状態においては、開閉弁２１ｘは、隔壁１９ｘと略平行となるように位置付けられる。
【００３１】
図５（ａ）に示した状態から、開閉弁２１ｘが時計方向に回動することにより、図５（ｂ）に示すように、開口部２０ｘが開放される。但し、開閉弁２１ｘの支軸は、開口部２０ｘの中心に位置している。このため、開閉弁２１ｘが開口部２０ｘを開いた場合であっても、本発明の開閉機構４０と比較し、開口断面積が小さい。従って、期間回転数が所定の値よりも大きい場合に、慣性過給効果を強く作用させることが困難となる恐れがある。
【００３２】
また、図５（ｂ）に示した状態から、開閉弁２１ｘが更に時計方向に回動した場合には、開閉弁２１ｘは、図５（ｃ）に示すように略垂直状態となる。開閉弁２１ｘが略垂直状態となると、上方部分１３ａの上部内壁面と開閉弁２１ｘの一端との隙間が小さくなり、吸気に対して大きな抵抗となる。下方部分１３ｂの下部内壁面と開閉弁２１ｘの他端との隙間についても同様である。また、このような抵抗を抑制するためには、サージタンク１３ｘの鉛直方向の厚みを大きくする必要があるが、サージタンク１３ｘの厚みを大きくするとことにより、サージタンク１３ｘが大型化するという問題点がある。
【００３３】
しかしながら、本発明に係る吸気装置１０の開閉機構４０は、図２に示したように、折り畳み可能に形成されているため、開口部２０を大きく開放することができ、期間回転数が所定回転数よりも大きい場合に、慣性過給効果を強く作用させることができる。これにより、吸入効率を高めることができ、エンジンの出力性能が向上する。
【００３４】
また、開閉機構４０は、図２（ａ）に示したように、折り畳まれた状態で下方部分１３ｂ内の、吸気枝管１４２〜１４６から離れた側のサージタンク１３の内側壁と隔壁１９との下方との間に収納されるので、吸気に対して大きな抵抗を与えることがない。従って、慣性過給効果を強く作用させることができる。
【００３５】
また、開閉機構４０が折り畳み可能に形成されていることにより、従来の開閉弁２１ｘを採用したサージタンク１３ｘと比較し、鉛直方向の厚みを薄くすることができる。これにより、本発明に係る吸気装置１０のサージタンク１３は、小型化を図ることができる。
【００３６】
次に、サージタンク１３と、サージタンク１３ｘとの水平方向の大きさについて説明する。図６は、本発明に係る吸気装置１０のサージタンク１３と、従来の吸気装置１０ｘとサージタンク１３ｘとの比較図である。
【００３７】
図６に示すように、サージタンク１３は、サージタンク１３ｘよりも水平方向の大きさが小さく形成されている。この理由は、開閉機構４０がコンパクトに折り畳まれるので、開閉弁２１ｘを用いた場合の吸気への抵抗を考慮して、サージタンク１３の容量を大きくする必要がないからである。従って、サージタンク１３は、サージタンク１３ｘよりも容量を小さくした場合であっても、慣性過給効果を強く作用させることができる。このような理由により、サージタンク１３は、水平方向の大きさについても小さくすることができる。また、サージタンク１３の容量を小さくすることができるので、開口部２０が閉鎖された場合に、共鳴過給効果を強く作用させることができる。これにより、機関回転数が所定の回転数よりも小さい場合に、吸気効率を高めることができる。これにより、エンジンの出力性能が向上する。
【００３８】
また、図１、図２及び図６に示すように、本発明に係る吸気装置１０における開口部２０の位置は、従来の吸気装置１０ｘでの開口部２０ｘの位置よりも、吸気枝管１４２等に近い位置に形成することができる。これは、開閉機構４０が、折り畳まれた状態から伸長するように展開可能に形成されているからである。これにより、開口部２０が開閉機構４０から離れた位置に形成されていた場合であっても、開閉機構４０が展開することにより、開口部２０を閉鎖することができる。また、開口部２０を吸気枝管１４２等に近い位置に形成することにより、開口部２０が開放された場合での、慣性過給効果を強く作用させることができ、エンジンの出力性能が向上する。
【００３９】
以上本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【００４０】
上記実施例においては、開閉機構４０は、２枚の板状部材から構成されるが、このような構成に限定されず、３枚以上の板状部材を連結した構成であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】内燃機関の吸気装置の部分平面図である。
【図２】吸気装置のサージタンクの内部構成を模式的に示した断面図である。
【図３】開閉機構の模式的な斜視図である。
【図４】従来の吸気装置の部分平面図である。
【図５】従来の吸気装置のサージタンクの内部構成を模式的に示した断面図である。
【図６】本発明に係る吸気装置のサージタンクと、従来の吸気装置とサージタンクとの比較図である。
【符号の説明】
【００４２】
１０  吸気装置
１３  サージタンク
１３ａ  上方部分
１３ｂ  下方部分
１９  隔壁
２０  開口部
２４  レール部
４０  開閉機構
４１  ステップモータ
４２  第１板状部材
４３  連結プレート
４４  第２板状部材
【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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