JP2009287542A - エンジンの吸気装置 - Google Patents

Abstract

【課題】吸気の通気抵抗の増大を抑制することができる吸気装置を提供する。
【解決手段】エンジン運転状態に応じた吸気動的効果を利用するエンジン１００の吸気装置において、円筒状の枠体２２と、枠体２２の内側に回転自在に収納される円筒部材であって内周壁に沿ってギア部２１Ｃが設けられるとともに外周壁２１Ｂによって枠体２２の内壁２２Ａとの間に気筒と連通する吸気通路２３Ｒ、２３Ｌを画成する回転筒２１を、枠体２２の軸心方向沿って気筒毎に配置し、回転筒２１内を流れる吸気が回転筒２１の開口部２１Ａから吸気通路２３Ｒ、２３Ｌに流れるように構成される筒状体３０と、筒状体３０の内部に軸心方向に沿って延設され、ギア部２１Ｃに噛合する駆動ギア２５Ｒ、２５Ｌが設けられる駆動軸２４Ｒ、２４Ｌと、を備え、駆動軸２４Ｒ、２４Ｌを回転駆動させて回転筒２１の回転角度を制御することで、吸気通路２３Ｒ、２３Ｌの通路長さを変更する。
【選択図】図２

Description

本発明は、エンジンに吸気を供給する吸気装置に関する。

従来から、吸気の動的効果を利用することで吸気充填効率を改善し、出力トルクを向上させるエンジンの吸気装置が広く知られている（例えば特許文献１）。

特許文献１に記載の吸気装置は、吸気マニホールド内に回転筒を設け、その回転筒を回転させることで、吸気マニホールド内の吸気通路の通路長さを変更する。これにより、低エンジン回転速度域から高エンジン回転速度域において吸気の動的効果を利用することができ、幅広いエンジン運転領域で吸気の充填効率を向上させることができる。
独国特許出願公開第１０１３５６１９号明細書

ところで、特許文献１に記載の吸気装置は、回転筒の軸心にシャフトを備え、このシャフトを回転させることでリンク部材を介して回転筒が回転するように構成される。このように吸気が流れやすい回転筒軸心にシャフトを配置すると、回転筒内を流れる吸気の通気抵抗が増大するという問題がある。

そこで、本発明は、このような問題点に着目してなされたものであり、吸気の通気抵抗の増大を抑制することができる吸気装置を提供することを目的とする。

本発明は以下のような解決手段によって前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために本発明の実施形態に対応する符号を付するが、これに限定されるものではない。

本発明は、吸気通路（２３Ｒ、２３Ｌ）の通路長さを変更することでエンジン運転状態に応じた吸気動的効果を利用するエンジン（１００）の吸気装置において、円筒状の枠体（２２）と、枠体（２２）の内側に回転自在に収納される円筒部材であって内周壁に沿ってギア部（２１Ｃ）が設けられるとともに外周壁（２１Ｂ）によって枠体（２２）の内壁（２２Ａ）との間に気筒と連通する吸気通路（２３Ｒ、２３Ｌ）を画成する回転筒（２１）を、枠体（２２）の軸心方向沿って気筒毎に配置し、回転筒（２１）内を流れる吸気が回転筒（２１）の開口部（２１Ａ）から吸気通路（２３Ｒ、２３Ｌ）に流れるように構成される筒状体（３０）と、筒状体（３０）の内部に軸心方向に沿って延設され、ギア部（２１Ｃ）に噛合する駆動ギア（２５Ｒ、２５Ｌ）が設けられる駆動軸（２４Ｒ、２４Ｌ）と、を備え、駆動軸（２４Ｒ、２４Ｌ）を回転駆動させて回転筒（２１）の回転角度を制御することで、吸気通路（２３Ｒ、２３Ｌ）の通路長さを変更することを特徴とする。

本発明によれば、回転筒内周壁に形成されたギア部に噛合する駆動ギアを備えた駆動軸を介して回転筒を回転させるので、回転筒を回転させるシャフトを回転筒軸心に配置する従来手法と比較して、回転筒内を流れる吸気の通気抵抗の悪化を抑制することができる。

（第１実施形態）
以下、図１から図３を参照して、本発明の第１の実施形態について説明する。

図１は、エンジン１００の概略構成図である。

エンジン１００は、Ｖ型６気筒エンジンであって、図１に示すようにシリンダヘッド１及びシリンダブロック２を備える。

シリンダヘッド１及びシリンダブロック２は、それぞれ複数の気筒からなる左右のバンク、すなわち右バンク１０Ｒ及び左バンク１０Ｌを有する。右バンク１０Ｒは、第１気筒＃１、第３気筒＃３及び第５気筒＃５の３つの気筒を直列に有する。また、左バンク１０Ｌは、第２気筒＃２、第４気筒＃４及び第６気筒＃６の３つの気筒を直列に有する。

右バンク側のシリンダヘッド１には、吸気を気筒＃１、＃３、＃５に流す吸気ポート１１Ｒが気筒毎に形成される。吸気ポート１１Ｒには、ピストン位置に応じて吸気ポート１１Ｒを開閉する吸気弁１２Ｒが設けられる。

左バンク側のシリンダヘッド１には、吸気を気筒＃２、＃４、＃６に流す吸気ポート１１Ｌが気筒毎に形成される。吸気ポート１１Ｌには、ピストン位置に応じて吸気ポート１１Ｌを開閉する吸気弁１２Ｌが設けられる。

右バンク１０Ｒと左バンク１０Ｌとの間には、円筒状の吸気マニホールド２０が配置される。吸気マニホールド２０には、３本の右側吸気管１３Ｒと３本の左側吸気管１３Ｌとが接続する。吸気マニホールド２０は、これら吸気管１３Ｒ、１３Ｌを介して各吸気ポート１１Ｒ、１１Ｌに連通し、外部から取り込んだ吸気を各気筒＃１〜＃６に分配する。この吸気マニホールド２０は、エンジン回転速度に応じて吸気マニホールド内の吸気通路の通路長さを変更するように構成される。

図２を参照して、吸気マニホールド２０の詳細について説明する。図２（Ａ）は、右側吸気通路２３Ｒが形成される位置における、吸気マニホールド２０の軸心に直交する方向の断面図である。図２（Ｂ）は、左側吸気通路２３Ｌが形成される位置における、吸気マニホールド２０の軸心に直交する方向の断面図である。図２（Ｃ）は、吸気マニホールド２０の軸心方向の一部断面を示す図である。

図２（Ａ）及び図２（Ｂ）に示すように、吸気マニホールド２０は、円筒状容器として形成される外枠２２の内側に、回転筒２１を同軸に備える。回転筒２１は、環状に形成され、円周方向の一部に開口部２１Ａを有する。回転筒２１は、外枠２２に対して回転可能に配置される。

図２（Ｃ）に示すように、回転筒２１は、気筒毎に設けられ、外枠２２の軸心方向に沿って筒状体３０を構成するように直列に配置される。この筒状体３０の内側が、いわゆるサージタンクの役割を果たす。

各回転筒２１の外周壁２１Ｂと外枠２２の内壁２２Ａとによって、右バンク側の気筒＃１、＃３、＃５にそれぞれ連通する右側吸気通路２３Ｒ及び左バンク側の気筒＃２、＃４、＃６にそれぞれ連通する左側吸気通路２３Ｌが形成される。図２（Ｃ）の図中左側から、第１気筒＃１に連通する右側吸気通路２３Ｒ、第２気筒＃２に連通する左側吸気通路２３Ｌ、第３気筒＃１に連通する右側吸気通路２３Ｒというように、右側吸気通路２３Ｒと左側吸気通路２３Ｌとが軸心方向に沿って交互に形成される。

右側吸気通路２３Ｒは、図２（Ａ）に示すように、吸気マニホールド２０の軸心に対して湾曲し、吸気流れ方向が反時計回りとなる通路として構成される。したがって、外枠２２の一方の端面中心に設けられた貫通孔２２Ｂを介して回転筒２１の内部に流入した吸気は、回転筒２１の開口部２１Ａから右側吸気通路２３Ｒに流れ込み、右バンク側の気筒に供給される。

左側吸気通路２３Ｌは、図２（Ｂ）に示すように、吸気マニホールド２０の軸心に対して湾曲し、吸気流れ方向が時計回りとなる通路として構成される。したがって、回転筒２１の内部に流入した吸気は、回転筒２１の開口部２１Ａから左側吸気通路２３Ｌに流れ込み、左バンク側の気筒に供給される。

回転筒２１は、図２（Ｃ）に示すように軸心方向の両端部に、内周壁に沿って形成されるラックギア２１Ｃを備える。複数配置される回転筒２１のうち、右側吸気通路２３Ｒを画成する回転筒２１のラックギア２１Ｃは、右側駆動軸２４Ｒに形成されたピニオンギア２５Ｒと噛合する。右側駆動軸２４Ｒは、軸心方向に延設される。右側駆動軸２４Ｒは、図２（Ａ）及び図２（Ｂ）に示すように、回転筒２１の内周壁近傍であって、回転筒２１が回転しても開口部２１Ａと重ならない位置（回転筒２１の回転角度範囲を超えた位置）である領域Ａ内に配置される。右側駆動軸２４Ｒが回転アクチュエータ等によって回転駆動されると、右側吸気通路２３Ｒを画成する３つの回転筒２１が同一位相で同期して回転する。

一方、左側吸気通路２３Ｌを画成する回転筒２１のラックギア２１Ｃは、左側駆動軸２４Ｌに設けられたピニオンギア２５Ｌと噛合する。左側駆動軸２４Ｌは、軸心方向に延設される。左側駆動軸２４Ｌも右側駆動軸２４Ｒと同様に内周壁近傍であって領域Ａ内に配置することが好ましいが、レイアウト的に配置が困難である場合には、図２（Ａ）に示すように、右側吸気通路２３Ｒの通路長さが最も長くなる時の回転筒２１の開口部２１Ａの位置と重なるように配置する。左側駆動軸２４Ｌが回転アクチュエータ等によって回転駆動されると、左側吸気通路２３Ｌを画成する３つの回転筒２１が同一位相で同期して回転する。

上記のように構成される吸気マニホールド２０では、筒状体３０を構成する回転筒２１を回転させ、外枠２２に対する回転筒２１の開口部２１Ａの回転角度を変化させることで、右側吸気通路２３Ｒ、左側吸気通路２３Ｌの通路長さを変更する。

図３は、エンジン回転速度と回転筒２１の回転角度との関係を説明する図である。図３（Ａ）及び図３（Ｂ）は、低エンジン回転速度の場合を示す。図３（Ｃ）及び図３（Ｄ）は中エンジン回転速度の場合を示し、図３（Ｅ）及び図３（Ｆ）は高エンジン回転速度の場合を示す。

エンジン１００が低エンジン回転速度領域で運転している場合には、図３（Ａ）及び図３（Ｂ）に示す通り、右側吸気通路２３Ｒ及び左側吸気通路２３Ｌの通路長さが最も長くなるように回転筒２１の回転角度を制御する。このように右側吸気通路２３Ｒ及び左側吸気通路２３Ｌの通路長さを最長とすることで、低エンジン回転速度領域において吸気の慣性効果を得ることができる。

エンジン１００が中エンジン回転速度領域で運転している場合には、図３（Ｃ）に示すように、右側吸気通路２３Ｒを画成する回転筒２１を図３（Ａ）の状態から反時計回りに回転させ、右側吸気通路２３Ｒの通路長さを短くする。また、図３（Ｄ）に示すように、左側吸気通路２３Ｌを画成する回転筒２１を図３（Ｂ）の状態から時計回りに回転させ、左側吸気通路２３Ｌの通路長さを短くする。このように右側吸気通路２３Ｒ及び左側吸気通路２３Ｌの通路長さを低エンジン回転速度時の通路長さよりも短くすることで、中エンジン回転速度領域において吸気の慣性効果を得ることができる。

エンジン１００が高エンジン回転速度領域で運転している場合には、図３（Ｅ）及び図３（Ｆ）に示すように、右側吸気通路２３Ｒ及び左側吸気通路２３Ｌの通路長さが最も短くなるよう回転筒２１の回転角度を制御する。このように右側吸気通路２３Ｒ及び左側吸気通路２３Ｌの通路長さを最短とすることで、高エンジン回転速度領域において吸気の慣性効果を得ることができる。

図３（Ａ）〜図３（Ｆ）では、エンジン１００が運転されるエンジン回転速度領域を３つに分けて説明したが、実際にはエンジン回転速度に応じて回転筒２１の回転角度は制御され、右側吸気通路２３Ｒ、左側吸気通路２３Ｌの通路長さは連続的に変更される。こうして本実施形態のエンジン１００では、全エンジン回転速度領域において吸気の慣性効果を利用できる。

以上により、第１実施形態の吸気マニホールド２０では、下記の効果を得ることができる。

吸気マニホールド２０は、回転筒２１の回転角度を制御することで、右側吸気通路２３Ｒ、左側吸気通路２３Ｌの通路長さをエンジン回転速度に応じて連続的に変更する。右側吸気通路２３Ｒを画成する回転筒２１のラックギア２１Ｃは、回転筒２１の内周壁近傍において軸心方向に延設された右側駆動軸２４Ｒに形成されたピニオンギア２５Ｒと噛合する。また、左側吸気通路２３Ｌを画成する回転筒２１のラックギア２１Ｃは、回転筒２１の内周壁近傍において軸心方向に延設された左側駆動軸２４Ｌに形成されたピニオンギア２５Ｒと噛合する。このように吸気マニホールド２０では、回転筒２１の内周壁近傍に設けた右側駆動軸２４Ｒ及び左側駆動軸２４Ｌを介して回転筒２１を回転制御するので、回転筒を回転させるシャフトを回転筒軸心に配置する従来手法と比較して、回転筒２１の内部を流れる吸気の通気抵抗の悪化を抑制することができる。

また、右側駆動軸２４Ｒは、回転筒２１が回転しても開口部２１Ａと重ならない位置である領域Ａ内に配置されるので、開口部２１Ａから流出する吸気の通気抵抗を増加させることがない。

左側駆動軸２４Ｌは、右側吸気通路２３Ｒの通路長さが最も長くなる時の回転筒２１の開口部２１Ａの位置と重なるように配置される。吸気通路長さが最長となる低エンジン回転速度域においては、吸気の通気抵抗が悪化してもその影響は小さいので、上記のように左側駆動軸２４Ｌを配置した場合であっても通気抵抗の悪化に起因する吸気充填効率の低下を最小限に抑制できる。

（第２実施形態）
図４を参照して、第２実施形態の吸気マニホールド２０について説明する。図４は、第２実施形態の吸気マニホールド２０の軸心方向の断面図であって、第１実施形態の図２（Ｃ）に置き換わるものである。

第２実施形態の吸気マニホールド２０は、第１実施形態とほぼ同様の構成であるが、回転筒２１を回転駆動する構成において一部相違する。つまり、回転筒２１の軸心方向中央の内周壁にラックギア２１Ｃを形成するようにしたもので、以下にその相違点を中心に説明する。

図４に示すように、吸気マニホールド２０では、回転筒２１の軸心方向中央の内周壁にのみラックギア２１Ｃが形成される。そのため、右側吸気通路２３Ｒを画成する回転筒２１のラックギア２１Ｃと噛合するピニオンギア２５Ｒの数は、第１実施形態よりも少なくなる。つまり、第１実施形態では１つの回転筒に２つのラックギアを形成するので右側駆動軸上に６個のピニオンギアが設けられるが、本実施形態の吸気マニホールド２０は回転筒２１の１箇所のみにラックギア２１Ｃを形成する構成であるので、右側駆動軸２４Ｒに設けられるピニオンギア２５Ｒの数は３個となる。

なお、左側駆動軸２４Ｌについても右側駆動軸２４Ｒと同様に構成され、左側駆動軸２４Ｌに設けられるピニオンギア２５Ｌの数は３個となる。

以上により、第２実施形態の吸気マニホールド２０では、下記の効果を得ることができる。

吸気マニホールド２０では、回転筒２１の軸心方向中央の内周壁にのみラックギア２１Ｃを形成するようにしたので、右側駆動軸２４Ｒ及び左側駆動軸２４Ｌに形成されるピニオンギア２５Ｒ、２５Ｌの数を、第１実施形態よりも少なくすることができる。これにより、回転筒２１や駆動軸２４Ｒ、２４Ｌの製造コストを低減することが可能となる。

（第３実施形態）
図５から図８を参照して、第３実施形態の吸気マニホールド２０について説明する。

第３実施形態の吸気マニホールド２０は、第１実施形態とほぼ同様の構成であるが、外枠２２の内側に配置される筒状体３０の構成において一部相違する。つまり、筒状体３０を二重管構造とするようにしたもので、以下にその相違点を中心に説明する。

図５は、第３実施形態の吸気マニホールド２０の概略構成図である。図５（Ａ）は、筒状体３０を構成する内筒４０と外筒５０とを示す斜視図である。図５（Ｂ）は、吸気マニホールド２０の軸心方向の断面図である。

図５（Ａ）に示すように、吸気マニホールド２０の筒状体３０は、外筒５０の内側に内筒４０が配置される二重管構造として構成される。

内筒４０は、右側吸気通路２３Ｒを画成する３つの回転筒２１を連結部４１によって連結した円筒部材として構成される。内筒４０は、外筒５０内に収納された時に外筒５０の３つの回転筒２１が配置される位置に、周方向に隙間４２を形成する。内筒４０の端部は開口端４３であって、この開口端４３の内周壁に沿ってラックギア２１Ｃが形成される。

外筒５０は、左側吸気通路２３Ｌを画成する３つの回転筒２１を連結部５１によって連結した円筒部材として構成される。外筒５０の内径は、内筒４０の外径よりも僅かに大きく設定される。外筒５０は、内筒４０を収納した時に内筒４０の３つの回転筒２１が配置される位置に、周方向に隙間５２を形成する。外筒５０の端部は開口端５３であって、この開口端５３の内周壁に沿ってラックギア２１Ｃが形成される。

図５（Ｂ）に示すように、外枠２２の内部に外筒５０が回転可能に収納され、この外筒５０の内部に内筒４０が回転可能に収納される。外枠２２、内筒４０及び外筒５０は、それぞれ同軸に配置される。

吸気マニホールド２０内に形成される右側吸気通路２３Ｒは、内筒４０の回転筒２１の外周壁と外枠２２の内壁２２Ａとによって画成される。したがって、外枠２２の貫通孔２２Ｂから内筒４０内に流入した吸気は、内筒４０の回転筒２１の開口部２１Ａから、外筒５０の隙間５２を介して右側吸気通路２３Ｒに流れ込み、右バンク側の気筒に供給される。

また、左側吸気通路２３Ｌは、内筒４０の隙間４２を覆うように配置される外筒５０の回転筒２１の外周壁と外枠２２の内壁２２Ａとによって画成される。したがって、外枠２２の貫通孔２２Ｂから内筒４０内に流入した吸気は、内筒４０の隙間４２を通り、外筒５０の回転筒２１の開口部２１Ａから左側吸気通路２３Ｌに流れ込み、左バンク側の気筒に供給される。

図６は、右側吸気通路２３Ｒの通路断面積と左側吸気通路２３Ｌの通路断面積との関係を説明する図である。

図６に示すように、吸気マニホールド２０は、外枠２２に外筒５０が当接し、その外筒５０に内筒４０が当接するように構成される。そのため、吸気マニホールド内に形成される右側吸気通路２３Ｒの通路高さＨ₁は、外筒５０の板厚分だけ左側吸気通路２３Ｌの通路高さＨ₂よりも高くなる。これにより右側吸気通路２３Ｒ及び左側吸気通路２３Ｌの通路断面積が異なると、吸気の慣性効果が得られるエンジン運転領域が左右の吸気通路２３Ｒ、２３Ｌで異なってしまう。そこで、吸気マニホールド２０では、右側吸気通路２３Ｒの通路幅Ｗ１を、左側吸気通路２３Ｌの通路幅Ｗ２よりも狭く設定して、右側吸気通路２３Ｒの通路断面積と左側吸気通路２３Ｌの通路断面積とを同じに設定する。これにより、慣性効果が得られるエンジン運転領域が左右の吸気通路２３Ｒ、２３Ｌにおいて同一となる。

図７を参照して、内筒４０を回転駆動する内筒用駆動軸４４と外筒５０を回転駆動する外筒用駆動軸５４とについて説明する。

内筒用駆動軸４４は、外枠２２の一方の端面を貫通し、先端にピニオンギア４５を形成する。ピニオンギア４５は、内筒４０の一方の開口端４３のラックギア２１Ｃに噛合する。内筒用駆動軸４４が回転アクチュエータ等によって回転駆動されると、内筒４０が回転する。内筒４０の３つの回転筒２１は、連結部４１によって連結されているので、同一位相で同期して回転する。

外筒用駆動軸５４は、外枠２２の一方の端面を貫通し、先端にピニオンギア５５を形成する。ピニオンギア５５は、外筒５０の一方の開口端５３のラックギア２１Ｃに噛合する。外筒用駆動軸５４が回転アクチュエータ等によって回転駆動されると、外筒５０が回転する。外筒５０の３つの回転筒２１は、連結部５１によって連結されているので、同一位相で同期して回転する。なお、外筒用駆動軸５４は、内筒用駆動軸４４が回転駆動される方向と異なる方向に回転駆動される。

吸気マニホールド２０では、第１実施形態の図３において説明したように、エンジン回転速度に応じて内筒４０及び外筒５０の回転角度を制御することで、右側吸気通路２３Ｒ、左側吸気通路２３Ｌの通路長さを連続的に変更する。このように内筒４０及び外筒５０を回転制御すると、エンジン運転状態によっては、内筒４０の連結部４１が外筒５０の回転筒２１の開口部２１Ａと重なったり、外筒５０の連結部５１が内筒４０の回転筒２１の開口部２１Ａと重なったりして、吸気の通気抵抗が増加してしまう。

そこで、吸気マニホールド２０では、内筒４０の連結部４１が、外筒５０の回転筒２１の開口部２１Ａと重なっても吸気の通気抵抗の増加を出来る限り抑制するため、連結部４１の軸心方向に直交する断面を図８（Ａ）に示すように円形状に形成したり、図８（Ｂ）に示すように吸気の流れ方向に沿って断面積が小さくなる雫状に形成したりする。外筒５０の連結部５１についても、内筒４０の連結部４１と同様に形成する。

なお、内筒４０の連結部４１は、左側吸気通路２３Ｌの通路長さが最も短くなる時（高エンジン回転速度時）に、外筒５０の回転筒２１の開口部２１Ａの位置と重ならないように配置される。また、外筒５０の連結部５１は、右側吸気通路２３Ｒの通路長さが最も短くなる時（高エンジン回転速度時）に、内筒４０の回転筒２１の開口部２１Ａの位置と重ならないように配置される。

以上により、第３実施形態の吸気マニホールド２０では、下記の効果を得ることができる。

吸気マニホールド２０は、内筒４０の一方の開口端４３のラックギア２１Ｃに内筒用駆動軸４４のピニオンギア４５を噛合させ、外筒５０の一方の開口端５３のラックギア２１Ｃに外筒用駆動軸５４のピニオンギア５５を噛合させる。そして、内筒用駆動軸４４を回転駆動させることで内筒４０を回転させ、外筒用駆動軸５４を回転駆動させることで外筒５０を回転させる。これにより吸気マニホールド２０は、回転筒を回転させるシャフトを回転筒軸心に配置する従来手法と比較して、回転筒２１の内部を流れる吸気の通気抵抗の悪化を抑制することができる。

内筒４０の連結部４１及び外筒５０の連結部５１は、高エンジン回転速度時における回転筒２１の開口部２１Ａの位置と重ならないように配置されるので、通気抵抗の悪化に起因する吸気充填効率の低下を最小限に抑制できる。

また、吸気マニホールド２０では、連結部４１、５１の軸心方向断面を円形状や雫形状に形成するので、低・中エンジン回転速度時に回転筒２１の開口部２１Ａと重なっても吸気の通気抵抗の増加を可能限り抑制することができる。

（第４実施形態）
図９を参照して、第４実施形態の吸気マニホールド２０について説明する。

第４実施形態の吸気マニホールド２０は、第３実施形態とほぼ同様の構成であるが、内筒４０及び外筒５０を回転駆動する構成において一部相違する。つまり、内筒用駆動軸４４を回転駆動することで、内筒４０と外筒５０の両方を回転させるように構成したもので、以下にその相違点を中心に説明する。

図９（Ａ）は、内筒４０と外筒５０を回転させる回転駆動部分の斜視図である。図９（Ｂ）は、回転駆動部分の軸方向の断面図である。

図９（Ｂ）に示すように、吸気マニホールド２０の内筒４０は一端が閉塞され、端部４６の中心に内筒用駆動軸４４が形成される。内筒用駆動軸４４には、ピニオンギア４５が形成される。

外筒５０も一端が閉塞され、端部５６の中心に内筒用駆動軸を挿通するように外筒用駆動軸５４が形成される。外筒用駆動軸５４は、内筒用駆動軸４４を軸方向に挿通するように管状に構成される。外筒用駆動軸５４には、ピニオンギア５５が形成される。

内筒用駆動軸４４のピニオンギア４５は、第１ギア６１に噛合する。第１ギア６１は、第２ギア６２の小径ギア６２Ａに噛合する。第２ギア６２は、小径ギア６２Ａと大径ギア６２Ｂを同軸に形成する。第２ギア６２の大径ギア６２Ｂは、外筒用駆動軸５４のピニオンギア５５に噛合する。

このように構成される吸気マニホールド２０では、図９（Ａ）に示すように、内筒用駆動軸４４を矢印Ｂの方向に回転駆動すると、内筒４０が矢印Ｂの方向に回転するとともに、外筒５０が矢印Ｃの方向に回転する。

以上により、第４実施形態の吸気マニホールド２０では、下記の効果を得ることができる。

吸気マニホールド２０では、内筒用駆動軸４４を回転駆動することで、内筒４０と外筒５０の両方を回転させるように構成したので、内筒用駆動軸４４を回転させる回転アクチュエータのみを配置すればよく、第３実施形態と比較して、製造コストを低減することが可能となる。

なお、本発明は上記の実施形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。

第１実施形態及び第２実施形態では、本発明をＶ型エンジンに適用した場合を説明したが、本発明の思想は直列エンジンにも適用することができる。直列エンジンの場合においても、吸気マニホールド２０の外枠２２の内側に、気筒数と同数の回転筒２１が配置される。なお、Ｖ型エンジンでは右側吸気通路２３Ｒを画成する回転筒２１を回転させる方向と左側吸気通路２３Ｌを画成する回転筒２１を回転させる方向が異なるが、直列エンジンでは全ての回転筒２１が同方向に同期して回転するように構成される。

エンジンの概略構成図である。 吸気マニホールドの概略構成図である。 エンジン回転速度と回転筒の開口部の回転角度との関係を説明する図である。 第２実施形態の吸気マニホールドの概略構成図である。 第３実施形態の吸気マニホールドの概略構成図である。 右側吸気通路の通路断面積と左側吸気通路の通路断面積との関係を説明する図である。 内筒と外筒とを回転させる回転駆動部分について説明する図である。 連結部の断面形状を示す図である。 第４実施形態の吸気マニホールドの概略構成図である。

符号の説明

１００ エンジン
１０Ｌ 左バンク
１０Ｒ 右バンク
２０ 吸気マニホールド
２１ 回転筒
２１Ａ 開口部
２１Ｂ 外周壁
２１Ｃ ラックギア（ギア部）
２２ 外枠
２３Ｌ 左側吸気通路
２３Ｒ 右側吸気通路
２４Ｌ 左側駆動軸
２４Ｒ 右側駆動軸
２５Ｒ、２５Ｌ、４５、５５ ピニオンギア（駆動ギア）
３０ 筒状体
４０ 内筒
４１ 連結部
４２ 隙間
４３ 開口端
４４ 内筒用駆動軸
５０ 外筒
５１ 連結部
５２ 隙間
５３ 開口端
５４ 外筒用駆動軸
６１ 第１ギア（ギア機構）
６２ 第２ギア（ギア機構）

Claims (13)

1. 吸気通路の通路長さを変更することでエンジン運転状態に応じた吸気動的効果を利用するエンジンの吸気装置において、
   円筒状の枠体と、
   前記枠体の内側に回転自在に収納される円筒部材であって内周壁に沿ってギア部が設けられるとともに外周壁によって前記枠体の内壁との間に気筒と連通する吸気通路を画成する回転筒を、前記枠体の軸心方向沿って気筒毎に配置し、前記回転筒内を流れる吸気が前記回転筒の開口部から前記吸気通路に流れるように構成される筒状体と、
   前記筒状体の内部に軸心方向に沿って延設され、前記ギア部に噛合する駆動ギアが設けられる駆動軸と、を備え、
   前記駆動軸を回転駆動させて前記回転筒の回転角度を制御することで、前記吸気通路の通路長さを変更することを特徴とするエンジンの吸気装置。
2. 前記駆動軸は、前記回転筒の回転角度範囲を超えた位置に配置される、
   ことを特徴とする請求項１に記載の吸気装置。
3. 前記駆動軸は、前記吸気通路の通路長さが最長となる時の前記回転筒の回転角度において前記開口部と重なるように配置される、
   ことを特徴とする請求項１に記載のエンジンの吸気装置。
4. 前記ギア部は、前記回転筒の両端の内周壁に沿って形成される、
   ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１つに記載のエンジンの吸気装置。
5. 前記ギア部は、前記回転筒の軸心方向中央の内周壁に沿って形成される、
   ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１つに記載のエンジンの吸気装置。
6. 前記エンジンは、２つのバンクに複数の気筒を配設するエンジンであって、
   前記駆動軸は、一方のバンク側の気筒と連通する吸気通路を画成する回転筒を回転させる第１駆動軸と、他方のバンク側の気筒と連通する吸気通路を画成する回転筒を回転させる第２駆動軸とを備え、吸気通路長さ変更時の前記第１駆動軸と前記第２駆動軸の回転方向が逆方向となるように構成される、
   ことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１つに記載のエンジンの吸気装置。
7. ２つのバンクにそれぞれ複数の気筒を配設し、吸気通路の通路長さを変更することでエンジン運転状態に応じた吸気動的効果を利用するエンジンの吸気装置において、
   円筒状の枠体と、
   前記枠体の内側に回転自在に収納される円筒部材であって外周壁によって前記枠体の内壁との間に一方のバンク側の気筒と連通する第１吸気通路を画成する第１回転筒を、前記枠体の軸心方向に沿って第１連結部を介して連結する外筒と、前記外筒の内側に回転自在に収納される円筒部材であって外周壁によって前記枠体の内壁との間に他方のバンク側の気筒と連通する第２吸気通路を画成する第２回転筒を、前記枠体の軸心方向に沿って第２連結部を介して連結する内筒と、を備え、前記内筒内を流れる吸気が前記第１吸気通路及び前記第２吸気通路に流れるように構成される筒状体と、
   前記筒状体の端部側から前記外筒及び前記内筒を回転駆動させることで、前記第１吸気通路及び前記第２吸気通路の通路長さを変更する回転駆動部と、
   を備えることを特徴とするエンジンの吸気装置。
8. 前記回転駆動部は、吸気通路長さ変更時における、前記内筒と前記外筒の回転方向が逆方向となるように構成される、
   ことを特徴とする請求項７に記載のエンジンの吸気装置。
9. 前記外筒は、一方の開口端部の内周壁に沿って第１ギア部を形成し、
   前記内筒は、一方の開口端部の内周壁に沿って第２ギア部を形成し、
   前記回転駆動部は、前記筒状体の軸心方向に延設され、前記第１ギア部に噛合する駆動ギアが設けられる外筒用駆動軸と、前記筒状体の軸心方向に延設され、前記第２ギア部に噛合する駆動ギアが設けられる内筒用駆動軸とを備える、
   ことを特徴とする請求項８に記載のエンジンの吸気装置。
10. 前記外筒及び前記内筒は、一方の端部に閉塞端面を形成し、
    前記回転駆動部は、
    前記内筒の閉塞端面中心から前記外筒の閉塞端面を貫通するように突出形成される内筒用駆動軸と、前記内筒用駆動軸を挿通するように前記外筒の閉塞端面から突出形成される外筒用駆動軸と、前記内筒用駆動軸と前記外筒用駆動軸の回転方向が逆方向となるように前記内筒用駆動軸の回転駆動力を前記外筒用駆動軸に伝達するギア機構と、を備える、
    ことを特徴とする請求項８に記載のエンジンの吸気装置。
11. 前記第１連結部は、前記第２吸気通路の通路長さが最長となる時の前記内筒の回転角度において前記第２回転筒の開口部と重なるように配置され、
    前記第２連結部は、前記第１吸気通路の通路長さが最長となる時の前記外筒の回転角度において前記第１回転筒の開口部と重なるように配置される、
    ことを特徴とする請求項７から請求項１０のいずれか１つに記載のエンジンの吸気装置。
12. 前記第１連結部及び前記第２連結部は、軸心方向に直交する断面が円形状に形成される、
    ことを特徴とする請求項７から請求項１１のいずれか１つに記載のエンジンの吸気装置。
13. 前記第１連結部及び前記第２連結部は、軸心方向に直交する断面が吸気流れ方向に小さくなるような雫状に形成される、
    ことを特徴とする請求項７から請求項１１のいずれか１つに記載のエンジンの吸気装置。

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