(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気通路のスロットルバルブよりも下流側が仕切り板によって複数の通路に仕切られ、それら仕切られた複数の通路のうちの少なくとも１つに同通路を開閉することでポート面積を可変とするポート面積可変バルブが設けられた車載エンジンの吸気装置において、
前記スロットルバルブと前記仕切り板との間に、スロットルバルブの開閉端側で長い整流長をもち、吸気通路の軸心に近づくほど短くなる整流長をもって、同スロットルバルブにより調量される吸入空気の前記仕切り板端面への当接を規制する整流手段を設けた
ことを特徴とする車載エンジンの吸気装置。
【請求項２】
前記整流手段が板状の整流板からなる
請求項１に記載の車載エンジンの吸気装置。
【請求項３】
前記整流板は、前記仕切り板との対向面間の距離が前記吸気通路の内壁面から軸心に近づくにつれて大きく形成されてなる
請求項２に記載の車載エンジンの吸気装置。
【請求項４】
前記整流板は、その板厚が前記スロットルバルブ側で薄く、前記仕切り板側で厚く形成されてなる
請求項２または３に記載の車載エンジンの吸気装置。
【請求項５】
吸気通路にスロットルバルブを備える車載エンジンの吸気装置において、
前記スロットルバルブの下流側にスロットルバルブの両開閉端にわたって整流長の異なる複数の整流板を設けることにより、スロットルバルブの開閉端側で長い整流長をもち、吸気通路の軸心に近づくほど短くなる整流長をもって、同スロットルバルブにより調量される吸入空気を整流する整流手段を構成した
ことを特徴とする車載エンジンの吸気装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車載エンジンの吸気装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
通常、車載エンジンの吸気通路には、吸気装置の一部としてスロットルバルブとサージタンクとが設けられている。
【０００３】
また、このような吸気装置には、これらスロットルバルブとサージタンクとの間の通路（ポート）内にポート面積可変機構が設けられることがある。
このポート面積可変機構は、例えば、上記通路内を２分するように吸入空気の流れ方向に沿って配設される仕切り板と、同仕切り板によって２分された一方の通路に配設されるポート面積可変バルブと、同ポート面積可変バルブを開閉するアクチュエータ等を備えて構成される。
【０００４】
このポート面積可変バルブは、エンジンの低速及び中速域では、上記仕切り板によって２分された一方の通路が閉口されるように、一方、エンジンの高速域では、同通路が開口されるように開閉制御される。
【０００５】
このようにポート面積可変バルブの開閉を行うことで、エンジンの低・中速域と高速域とで吸入空気の流通する上記通路の面積を変更し、特にエンジンの低・中速域におけるトルク特性の向上を図るようにしている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、こうしたポート面積可変機構を有する車載エンジンの吸気装置にあっては、上記通路内に多量の吸入空気が送り込まれるようなことがあると異音が発生することがある。特に、加速要求等に伴って上記スロットルバルブが急に開かれるような場合には、車両から発せられるエンジン音等が相対的に小さい状態にあるため、乗員にとっては、上記異音による不快感が無視できないものとなる。
【０００７】
そこで、こうした異音の発生を抑制するために、上記仕切り板とスロットルバルブとの間に、例えば、特開平９―２２２０２１号公報にみられるような整流板を設けることが考えられる。図７及び図８に、同公報に記載の整流板の構造を示す。
【０００８】
まず、図７に示されるように、この整流板１００は、吸気通路の途中に設けられて全開状態にあるスワールコントロールバルブ１０１の端部に配設されている。また、同図７の８―８線部に沿った断面図である図８に示されるように、同整流板１００のスワールコントロールバルブ１０１と対向する側の端部は、スワールコントロールバルブ１０１の外縁に沿うかたちで僅かに離間している。
【０００９】
しかし、このような整流板１００を単に上記ポート面積可変機構を搭載するエンジンの吸気装置に採用すると、整流板１００の吸入空気の流れ方向の幅が長い場合には、これが抵抗となって、上記ポート面積可変バルブが閉じられている際のエンジン性能の低下を招き、逆に、同幅が短い場合には、整流効果が薄れて、上述した異音の発生を十分に抑制することができなくなるといった懸念が新たに生じる。
【００１０】
なお、上記ポート面積可変機構が搭載されたエンジンの吸気装置に限らず、同機構の搭載されないエンジンの吸気装置にあっても、上記スロットルバルブの下流にこうした整流板が設けられる場合には、こうした実情も概ね共通したものとなっている。
【００１１】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、エンジン性能の低下を招くことなく異音の発生を的確に抑制することのできる車載エンジンの吸気装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
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以下に記載する。
請求項１に記載の発明は、吸気通路のスロットルバルブよりも下流側が仕切り板によって複数の通路に仕切られ、それら仕切られた複数の通路のうちの少なくとも１つに同通路を開閉することでポート面積を可変とするポート面積可変バルブが設けられた車載エンジンの吸気装置において、前記スロットルバルブと前記仕切り板との間に、スロットルバルブの開閉端側で長い整流長をもち、吸気通路の軸心に近づくほど短くなる整流長をもって、同スロットルバルブにより調量される吸入空気の前記仕切り板端面への当接を規制する整流手段を設けたことを要旨とする。
【００１３】
上記構成によれば、例えばスロットルバルブが急に開かれて、多量の吸入空気がスロットルバルブの開閉端と吸気通路の内壁面との間の２つの間隙を通過しても、この吸入空気の気流が仕切り板の端面に当接することは、上記整流手段によって規制される。この際、同整流手段はスロットルバルブの開閉端側で長い整流長をもつため、スロットルバルブが急に開かれることでその開閉端側で多量の吸入空気が通過しても、整流手段による整流効果が薄れることがなく、仕切り板を設けたことに起因する前述した異音の発生が的確に抑制されるようになる。一方、同整流手段は吸気通路の軸心に近づくほど短くなる整流長をもつため、例えばスロットルバルブの全開時等、吸気通路の軸心近傍で多量の吸入空気が通過しても、整流手段が抵抗になることがなく、整流手段を設けたことに起因するエンジン性能の低下を招くこともない。なお、この整流手段を、特に音の透過性の高い樹脂製の吸気管を備えるエンジンの吸気装置に設けるようにすれば、得られる効果はより大きくなる。
【００１４】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の車載エンジンの吸気装置において、前記整流手段が板状の整流板からなることを要旨とする。
上記構成によれば、整流手段を簡易に構成することができるようになる。
【００１５】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の車載エンジンの吸気装置において、前記整流板は、前記仕切り板との対向面間の距離が前記吸気通路の内壁面から軸心に近づくにつれて大きく形成されてなることを要旨とする。
【００１６】
ここで、ポート面積可変バルブが閉じられた状態で、吸入空気がスロットルバルブを通過する場合、整流板を介してポート面積可変バルブのある側の一方の通路に流れた吸入空気は、整流板と仕切り板との間隙を通って他方の通路に流れるようになる。その際、例えばスロットルバルブが急に開かれて多量の吸入空気が通過する場合には、上記整流板と仕切り板との間隙を通過する吸入空気の量は、吸気通路の内壁面から軸心に近づくほど多くなる。
【００１７】
この点、上記構成によれば、吸入空気が整流板と仕切り板との間隙を通過しやすくなり、エンジン性能の低下を好適に抑制することができるようになる。
請求項４に記載の発明は、請求項２または３のいづれか一項に記載の車載エンジンの吸気装置において、前記整流板は、その板厚が前記スロットルバルブ側で薄く、前記仕切り板側で厚く形成されてなることを要旨とする。
【００１８】
上記構成によれば、整流板を介して一方の通路に流れた吸入空気の気流と他方の通路に流れた吸入空気の気流とが整流板よりも下流側で衝突するのを抑制することができる。このため、これら２つの気流が衝突することに起因する新たな異音の発生を抑制することができるようになる。
【００１９】
請求項５に記載の発明は、吸気通路にスロットルバルブを備える車載エンジンの吸気装置において、前記スロットルバルブの下流側にスロットルバルブの両開閉端にわたって整流長の異なる複数の整流板を設けることにより、スロットルバルブの開閉端側で長い整流長をもち、吸気通路の軸心に近づくほど短くなる整流長をもって、同スロットルバルブにより調量される吸入空気を整流する整流手段を構成したことを要旨とする。
【００２０】
上記構成によれば、例えばスロットルバルブが急に開かれて、多量の吸入空気がスロットルバルブの開閉端と吸気通路の内壁面との間の２つの間隙を通過しても、各間隙を通過した吸入空気の気流同士がスロットルバルブよりも下流側で衝突することは、上記整流手段を構成する複数の整流板によって規制される。この際、同整流手段はスロットルバルブの開閉端側で長い整流長をもつため、スロットルバルブが急に開かれることでその開閉端側で多量の吸入空気が通過しても、整流手段による整流効果が薄れることがなく、上記気流同士がスロットルバルブよりも下流側で衝突することに起因する異音の発生が的確に抑制されるようになる。一方、同整流手段は吸気通路の軸心に近づくほど短くなる整流長をもつため、例えばスロットルバルブの全開時等、吸気通路の軸心近傍で多量の吸入空気が通過しても、整流手段が抵抗になることがなく、整流手段を設けたことに起因するエンジン性能の低下を招くこともない。なお、この整流手段も、特に音の透過性の高い樹脂製の吸気管を備えるエンジンの吸気装置に設けるようにすれば、得られる効果はより大きくなる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の車載エンジンの吸気装置を具体化した一実施の形態について、図１〜図３を参照して説明する。
【００２２】
この吸気装置は、図１に示されるように、樹脂製の管からなる吸気通路１１と、同吸気通路１１の下流に接続されるサージタンク１２等とを備えて構成される。
【００２３】
吸気通路１１の途中には、サージタンク１２への吸入空気量を調整するスロットルバルブ１３が配設されるとともに、同スロットルバルブ１３とサージタンク１２との間には、ポート面積可変機構２０が配設されている。
【００２４】
このような構成により、吸気通路１１内を通過する吸入空気は、エンジンの運転状態に基づいて制御されるスロットルバルブ１３の開度に応じて、サージタンク１２への流量が調整される。そして、同サージタンク１２に送り込まれた吸入空気は、吸気マニホールド１４を介してエンジンの図示しない燃焼室へと送り込まれる。
【００２５】
また、ポート面積可変機構２０は、図１の２―２線部に沿った断面図である図２に示されるように、吸気通路１１におけるスロットルバルブ１３とサージタンク１２との間の一部を２通路に区画する仕切り板２１と、この区画された２通路の一方に設けられるポート面積可変バルブ２２と、同ポート面積可変バルブ２２を開閉させる図示しないアクチュエータとを備えている。
【００２６】
ここで、ポート面積可変バルブ２２は常開弁であり、例えば、エンジンの回転速度が３０００ｒｐｍ以下、且つスロットルバルブ１３の開度が３０度以上の条件が満たされると、同ポート面積可変バルブ２２が閉弁される。なお、この条件は任意に設定可能である。
【００２７】
このような態様で開閉されるポート面積可変バルブ２２を備えたポート面積可変機構２０により、エンジンの低速及び中速域では、ポート面積、すなわち、吸気通路１１における吸入空気の流路面積を小さくし、一方、エンジンの高速域では、上記ポート面積を通常の大きさとなるようにしている。こうすることで、特にエンジンの低速及び中速域でのトルク特性の向上を図るようにしていることは前述の通りである。
【００２８】
ここで、本実施の形態では、仕切り板２１とスロットルバルブ１３との間に板状の整流板２５が設けられている。
図１の２―２線部に沿った断面構造として図２に示されるように、この整流板２５は、仕切り板２１をスロットルバルブ１３側に延長した平面上に形成され、スロットルバルブ１３を通過した吸入空気が仕切り板２１の端面に当接するのを規制するように作用する。
【００２９】
また、この整流板２５は、断面ほぼ二等辺三角形状を有し、その板厚Ｌ１がスロットルバルブ１３側で薄く、一方、仕切り板２１側へ向かうほど厚く形成されている。このため、整流板２５を介して上記２通路に仕切られた吸気通路１１の一方の通路に流れた吸入空気の気流と他方の通路に流れた吸入空気の気流とが整流板２５よりも下流側で衝突するのを抑制することもできる。この結果、これら２つの気流が衝突することに起因する新たな異音の発生を抑制することができるようにもなる。
【００３０】
また、図２の３―３線部に沿った断面構造を図３に示すように、同整流板２５は、スロットルバルブ１３の開閉端で最も長い整流長Ｌ３をもち、吸気通路１１の軸心に近づくほど徐々に短くなって同軸心で最も短い整流長Ｌ２をもつように、その上流側及び下流側端面が滑らかな曲線状に形成されている。このため、スロットルバルブ１３が急に開かれ、その開閉端側で多量の吸入空気が通過しても、整流板２５による整流効果が働き、仕切り板２１を設けたことに起因する異音の発生は的確に抑制されるようになる。一方、例えばスロットルバルブ１３の全開時等、吸気通路１１の軸心近傍で多量の吸入空気が通過する場合には、整流板２５による整流効果が薄れるとはいえ、これが抵抗にもなり難く、同整流板２５を設けたことに起因するエンジン性能の低下を招くこともない。なお、スロットルバルブ１３の全開時等、吸気通路１１の軸心近傍で多量の吸入空気が通過する場合には、車両から発せられるエンジン音等が相対的に大きい状態にあるため、たとえ上記異音が発生したとしても、これが乗員に不快感を与える要因にはなり難い。
【００３１】
また同図３に示されるように、整流板２５は、その仕切り板２１との対向面間が、吸気通路１１の内壁面で最も短い距離Ｌ５をもち、同内壁面から軸心に近づくにつれて徐々に大きくなって同軸心で最も長い距離Ｌ４をもつように形成されている。
【００３２】
ちなみに、ポート面積可変バルブ２２が閉じられた状態で、吸入空気がスロットルバルブ１３を通過する場合、整流板２５を介してポート面積可変バルブ２２のある側の一方の通路に流れた吸入空気は、整流板２５と仕切り板２１との間隙を通って他方の通路に流れるようになる。その際、例えばスロットルバルブ１３が急に開かれて多量の吸入空気が通過する場合には、整流板２５と仕切り板２１との間隙を通過する吸入空気の量は、吸気通路１１の内壁面から軸心に近づくほど多くなる。この点、整流板２５の上記形状によれば、このような吸入空気が整流板２５と仕切り板２１との間隙を通過しやすくなり、この点でもエンジン性能の低下を好適に抑制することができるようになる。
【００３３】
以上詳述したように、この実施の形態にかかる車載エンジンの吸気装置によれば、以下に示すような優れた効果が得られるようになる。
（１）整流板２５の整流長をスロットルバルブ１３の開閉端で最も長い整流長Ｌ３をもち、吸気通路の軸心側に近づくほど短くなって同軸心で最も短い整流長Ｌ２をもつように設けたため、スロットルバルブ１３が急に開かれたとしても十分な整流効果が働き、仕切り板２１を設けたことによる異音の発生を的確に抑制することができる。また、スロットルバルブ１３の全開時等、吸気通路１１の軸心近傍で多量の吸入空気が通過しても、整流板２５が抵抗になることがなく、同整流板２５を設けたことに起因するエンジン性能の低下を招くこともない。
【００３４】
（２）整流板２５を板状としたため、これを簡易に構成することができる。
（３）整流板２５の仕切り板２１との対向面間の距離を吸気通路１１の開閉端側で最も短い距離Ｌ５をもち、軸心側に近づくほど長くなって同軸心で最も長い距離Ｌ４をもつように設けたため、ポート面積可変バルブ２２が閉じられている際にスロットルバルブ１３を通過した吸入空気が整流板２５と仕切り板２１との間隙を通過しやすくなり、これによってもエンジン性能の低下を好適に抑制することができるようになる。
【００３５】
（４）整流板２５の板厚をスロットルバルブ１３側で薄く、仕切り板２１側で厚くなる断面ほぼ二等辺三角形状に形成したため、整流板２５を通過した吸入空気の気流が同整流板２５よりも下流側で衝突することに起因する新たな異音の発生を抑制することができるようになる。
【００３６】
（５）吸気通路１１が特に音の透過性の高い樹脂製の吸気管からなる場合であっても、異音の発生を的確に抑制することができるようになる。
なお、上記実施の形態は、例えば、以下のようにその構成を適宜変更することもできる。
【００３７】
・上記実施の形態では、樹脂製の管からなる吸気通路１１を備えた吸気装置の例を示したが、この管の材料は任意であり、例えば、アルミニウム製の管からなる吸気通路を備える構成としてもよい。
【００３８】
・上記実施の形態では、整流板２５の断面形状を図２に示した態様でほぼ二等辺三角形を有するようにしたが、この断面形状はこの形状には限定されない。これを例えば、図２に対応する図として整流板の断面構造を図４に示すように、整流板２６の一方の側面を切り落とした形状としてもよいし（図４（ａ））、整流板２７の下流側の一部の板厚を仕切り板２１に近づくほど薄くするようにしてもよい（図４（ｂ））。要は、吸気通路１１を流通する吸入空気の仕切り板２１への当接を規制するかたちで整流板が設けられる形状であればよい。
【００３９】
・上記実施の形態では、整流板２５の整流長を図３に示した態様で吸気通路１１の軸心から遠ざかるにつれて滑らかな曲線状に大きくなるようにしたが、これには限定されない。これを例えば、図５に示されるように、整流板２８をスロットルバルブ１３の開閉端側で長い整流長Ｌ３′をもち、吸気通路１１の軸心に近づくほど短くなって同軸心で最も短い整流長Ｌ２′をもって階段状に形成するようにしてもよい。
【００４０】
・また、上記実施の形態では、整流板２５の仕切り板２１との対向面間の距離Ｌ４、Ｌ５を図３に示した態様で吸気通路１１の軸心から内壁面に向かうにつれて徐々に大きくなるようにしたが、これには限定されない。これを例えば、同じく図５に示されるように、整流板２８と仕切り板２１の対向面間の距離を吸気通路１１の内壁面側で最も短い距離Ｌ５′をもち、軸心に近づくほど長くなって同軸心で最も長い距離Ｌ４′をもつように階段状に形成するようにしてもよい。
【００４１】
・上記実施の形態では、整流手段として板状の整流板２５を用いる構成としたが、この整流手段は板状である必要もなく、同整流手段としては任意の形状、構造のものを採用することができる。
【００４２】
・上記実施の形態では、ポート面積可変機構２０を備える吸気装置にこの発明を適用した例を示したが、本発明は、ポート面積可変機構を備えない吸気装置、例えば、仕切り板を備えるがポート面積可変バルブを備えない吸気装置や、仕切り板及びポート面積可変バルブの双方を備えない吸気装置等にも適用することはできる。このような吸気装置の場合にも、例えば、吸気通路の断面図を別途図６に示すように、吸気通路１１のスロットルバルブ１３よりも下流に複数の整流板２９を設け、その整流長Ｌ６を、スロットルバルブ１３の開閉端側で長く、吸気通路１１の軸心に近づくほど短く設定することで、エンジン性能の低下を招くことなく、多量の吸入空気がスロットルバルブ１３の開閉端と吸気通路１１の内壁面との間の２つの間隙を通過しても、各間隙を通過した吸入空気の気流同士がスロットルバルブ１３よりも下流側で衝突することに起因する異音の発生を的確に抑制することはできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の吸気装置の一実施の形態についてその外観を示す正面図。
【図２】図１の２―２線部に沿った断面図。
【図３】図２の３―３線部に沿った断面図。
【図４】本発明の吸気装置の他の実施の形態を示す断面図。
【図５】本発明の吸気装置の他の実施の形態を示す断面図。
【図６】本発明の吸気装置の他の実施の形態を示す断面図。
【図７】従来の整流板の一例を示す断面図。
【図８】図７の８―８線部に沿った断面図。
【符号の説明】
１１…吸気通路、１２…サージタンク、１３…スロットルバルブ、１４…吸気マニホールド、２０…ポート面積可変機構、２１…仕切り板、２２…ポート面積可変バルブ、２５、２８、２９…整流板。
【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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