JP2014084776A - 内燃機関の吸気装置 - Google Patents

Abstract

【課題】共鳴過給効果を得ながら、スロットルバルブのパーシャル域においても、各気筒に空気を均等に分配することが可能な内燃機関の吸気装置を提供する。
【解決手段】この内燃機関の吸気装置１００は、スロットル３０の下流に位置する共鳴管１と、共鳴管１のスロットル３０側の端部１ｂにおいて、スロットルバルブ３１の回転軸３１ａと直交する方向に沿って延びることにより共鳴管１内を第１共鳴管１１と第２共鳴管１２とに区画するとともに、下流に向かって区画する方向が変更されるように設けられた壁部３と、第１共鳴管１１の下流に位置する第１サージタンク２１および第２共鳴管１２の下流に位置する第２サージタンク２２と、第１サージタンク２１の下流に位置する第１吸気ポート５ａおよび第２サージタンク２２の下流に位置する第２吸気ポート５ｂとを備えている。
【選択図】図２

Description

本発明は、内燃機関の吸気装置に関する。

従来、共鳴管を備えた内燃機関の吸気装置が知られている（たとえば、特許文献１参照）。

上記特許文献１には、スロットルの下流に位置する上流側吸気管（共鳴管）と、上流側吸気管を全域にわたって上側吸気管と下側吸気管とに区画する水平方向に延びる隔壁と、互いに上下方向に隣接して配置され、上側吸気管の下流に位置する上側コレクタ（第１サージタンク）および下側吸気管の下流に位置する下側コレクタ（第２サージタンク）とを備えた内燃機関の吸気装置が開示されている。この吸気装置では、上記のように、上流側吸気管およびコレクタ（サージタンク）をそれぞれ２つずつ設けてスロットル下流の吸気経路を２つに分けることによって、各吸気経路に発生する吸気脈動を利用した共鳴過給効果を得ている。また、上記特許文献１には、スロットルのスロットルバルブは開示されていないが、一般的に、スロットルバルブの回転軸は、回転軸受けに水分やオイルが溜まるのを抑制するために水平方向に配置される場合が多く、上記特許文献１の構成においても、上流側吸気管の上流に設けられたスロットルバルブの回転軸は、水平方向に配置されていると考えられる。すなわち、上流側吸気管を全域にわたって上側吸気管と下側吸気管とに区画する隔壁と、スロットルバルブの回転軸とは、共に水平方向に配置されていると考えられる。

特開２００６−３７７６６号公報

しかしながら、上記特許文献１の内燃機関の吸気装置において、上流側吸気管を全域にわたって上側吸気管と下側吸気管とに区画する隔壁と、スロットルバルブの回転軸とが、共に水平方向に配置されている場合には、上側吸気管にはスロットルバルブの上側を通過した空気が流入し、下側吸気管にはスロットルバルブの下側を通過した空気が流入する。このため、スロットルバルブの上側を通過する空気量と下側を通過する空気量とが互いに異なるパーシャル域（スロットルバルブが半開きになる状態）において、上側吸気管に流入する空気量と下側吸気管に流入する空気量とが互いに異なり、その結果、スロットルバルブを通過した空気を上側コレクタおよび下側コレクタの下流に位置する各気筒に均等に分配することができないという問題点がある。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、共鳴過給効果を得ながら、スロットルバルブのパーシャル域においても、各気筒に空気を均等に分配することが可能な内燃機関の吸気装置を提供することである。

上記目的を達成するために、この発明の一の局面における内燃機関の吸気装置は、スロットルの下流に位置する共鳴管と、共鳴管のスロットル側の端部において、スロットルのスロットルバルブの回転軸と直交する方向に沿って延びることにより共鳴管内を第１共鳴管と第２共鳴管とに区画するとともに、下流に向かって区画する方向が変更されるように設けられた壁部と、第１共鳴管の下流に位置する第１サージタンクおよび第２共鳴管の下流に位置する第２サージタンクと、第１サージタンクの下流に位置する第１吸気ポートおよび第２サージタンクの下流に位置する第２吸気ポートとを備えている。ここで、本発明において、スロットルバルブの回転軸と直交する方向とは、スロットルバルブの回転軸と９０度で交差する方向に限らず、スロットルバルブの回転軸と９０度前後の角度で交差する実質的に直交する方向も含む広い概念である。また、共鳴管のスロットル側の端部とは、共鳴管のスロットル側の端縁に限らず、共鳴管のスロットル側の端縁近傍を含む広い概念である。

この発明の一の局面による内燃機関の吸気装置では、上記のように、共鳴管のスロットル側の端部において、スロットルのスロットルバルブの回転軸と直交する方向に沿って延びることにより共鳴管内を第１共鳴管と第２共鳴管とに区画するように壁部を設けることによって、スロットルバルブ（弁体）の一方側を通過した空気が壁部により第１共鳴管および第２共鳴管の両方に均等に分割されるとともに、スロットルバルブ（弁体）の他方側を通過した空気も壁部により第１共鳴管および第２共鳴管の両方に均等に分割される。これにより、スロットルバルブの一方側を通過する空気量と他方側を通過する空気量とが互いに異なるパーシャル域（スロットルバルブが半開きになる状態）においても、スロットルバルブを通過した空気を第１共鳴管および第２共鳴管の両方に均等に流入させることができるので、スロットルバルブを通過した空気を第１サージタンクおよび第２サージタンクの下流に位置する各気筒に均等に分配することができる。また、共鳴管内を第１共鳴管と第２共鳴管とに区画するように設けられた壁部と、第１共鳴管の下流に位置する第１サージタンクおよび第２共鳴管の下流に位置する第２サージタンクと、第１サージタンクの下流に位置する第１吸気ポートおよび第２サージタンクの下流に位置する第２吸気ポートとを設けることによって、スロットル下流の吸気経路を２つに分けることができるので、各吸気経路に発生する吸気脈動を利用して共鳴過給効果を得ることができる。したがって、この内燃機関の吸気装置では、共鳴過給効果を得ながら、スロットルバルブのパーシャル域においても、各気筒に空気を均等に分配することができる。また、下流に向かって区画する方向が変更されるように壁部を構成することによって、第１共鳴管の下流に位置する第１サージタンクと第２共鳴管の下流に位置する第２サージタンクとの区画方向が、共鳴管のスロットル側の端部において共鳴管内を壁部により区画する方向（壁部の延びる方向）と異なる場合でも、容易に、第１共鳴管および第２共鳴管をそれぞれ第１サージタンクおよび第２サージタンクに接続することができる。

上記一の局面による内燃機関の吸気装置において、好ましくは、壁部は、スロットル側から下流に向かって連続的になめらかに区画する方向が変更されている。このように構成すれば、第１共鳴管および第２共鳴管の各々の流路の相対位置を下流に向かって連続的になめらかに変化させることができるので、スロットルバルブを通過した空気を第１共鳴管および第２共鳴管を介して第１サージタンクおよび第２サージタンクにスムーズに導くことができる。

上記一の局面による内燃機関の吸気装置において、好ましくは、第１サージタンクおよび第２サージタンクは、上下方向にオーバーラップするように配置されており、壁部は、共鳴管のスロットル側の端部において、スロットルバルブの回転軸と直交する方向に沿って延びることにより共鳴管内を区画するとともに、下流に向かって区画する方向が変更され、かつ、共鳴管の第１サージタンクおよび第２サージタンク側の端部において、共鳴管内を上下方向と直交する方向に沿って延びることにより区画するように設けられている。このように構成すれば、平面視で、第１サージタンクおよび第２サージタンクの両方の配置スペースが大きくなるのを抑制することができるとともに、スロットルバルブを通過した空気を、第１共鳴管および第２共鳴管を介して上下方向にオーバーラップするように配置された第１サージタンクおよび第２サージタンクに均等に流入させて各気筒に均等に分配することができる。なお、共鳴管の第１サージタンクおよび第２サージタンク側の端部とは、共鳴管の第１サージタンクおよび第２サージタンク側の端縁に限らず、共鳴管の第１サージタンクおよび第２サージタンク側の端縁近傍を含む広い概念である。

この場合、好ましくは、第１吸気ポートおよび第２吸気ポートは、それぞれ、Ｖ型多気筒エンジンの第１バンクおよび第２バンクに接続され、第１サージタンクおよび第２サージタンクは、第１バンクまたは第２バンクのうちの一方の上方において、上下方向にオーバーラップするように配置されており、壁部は、共鳴管のスロットル側の端部において、スロットルバルブの回転軸と直交する方向に沿って延びることにより共鳴管内を区画するとともに、下流に向かって区画する方向が変更され、かつ、共鳴管の第１サージタンクおよび第２サージタンク側の端部において、共鳴管内を上下方向と直交する水平方向に沿って延びることにより区画するように設けられている。このように構成すれば、第１サージタンクおよび第２サージタンクが上下方向にオーバーラップするように配置された構成において、平面視でＶ型多気筒エンジンの第１バンクおよび第２バンクの間に第１サージタンクおよび第２サージタンクを設ける場合とは異なり、第１バンクおよび第２バンクのそれぞれに向かって延びる第１吸気ポートおよび第２吸気ポートの曲げ半径が過度に小さくなるのを抑制しながら、第１吸気ポートおよび第２吸気ポートの慣性過給に必要な長さを確保することができる。これにより、吸気ポートの曲げ半径が小さいことに起因する圧力損失を低減して効率よく各気筒に空気を導くことができるので、Ｖ型多気筒エンジンにおいて慣性過給効果を効果的に得ることができる。

上記一の局面による内燃機関の吸気装置において、好ましくは、共鳴管は、第１樹脂部材および第２樹脂部材から外周部の少なくとも一部が構成されるとともに、壁部は、第１樹脂部材と第２樹脂部材とにより挟み込まれる第３樹脂部材により構成され、第１樹脂部材、第２樹脂部材および第３樹脂部材が一体的に接合されている。このように構成すれば、第１樹脂部材、第２樹脂部材および第３樹脂部材の３つの樹脂部材により、部材点数が過度に多くなるのを抑制しながら、第１共鳴管と第２共鳴管との区画方向が下流に向かって変更される共鳴管を容易に形成することができる。

この場合、好ましくは、第３樹脂部材は、共鳴管のスロットル側の端部において、鉛直方向に沿って延びる区画部分を有するとともに、下流に向かって区画部分の延びる方向が変更され、かつ、共鳴管の第１サージタンクおよび第２サージタンク側の端部において、水平方向に沿って延びる区画部分を有するように形成されている。このように構成すれば、第３樹脂部材により、共鳴管のスロットル側の端部から共鳴管の第１サージタンクおよび第２サージタンク側の端部に向かって鉛直方向から水平方向に共鳴管内の区画方向を変更する壁部を容易に形成することができる。

上記一の局面による内燃機関の吸気装置において、好ましくは、第１共鳴管と第２共鳴管とが壁部により区画された部分の上流側の端部近傍に設けられ、第１共鳴管に外部ガスを導入する第１導入口と、第２共鳴管に外部ガスを導入する第２導入口とを含む外部ガス導入口をさらに備える。このように構成すれば、第１導入口および第２導入口を介して、それぞれ、第１共鳴管および第２共鳴管に直接的に外部ガスを導入することができるので、容易に、第１共鳴管と第２共鳴管とで導入される外部ガス量にばらつきが生じるのを抑制することができる。また、第１導入口および第２導入口を介して、それぞれ、第１共鳴管および第２共鳴管の上流に外部ガスが導入されるので、空気が共鳴管内を下流に向かって流れる過程で空気と外部ガスとがより混合され易くなり、その結果、各気筒に空気と外部ガスとを均等に分配することができる。

なお、本出願では、上記一の局面による内燃機関の吸気装置とは別に、以下のような他の構成も考えられる。

（付記項１）
すなわち、本出願の他の構成による内燃機関の吸気装置は、スロットルの下流に位置する共鳴管と、共鳴管のスロットル側の端部において、鉛直方向に沿って延びることにより共鳴管内を第１共鳴管と第２共鳴管とに区画するとともに、下流に向かって区画する方向が変化され、共鳴管の下流側の端部において、共鳴管内を水平方向に沿って延びることにより区画するように設けられた壁部と、上下方向にオーバーラップするように配置され、第１共鳴管の下流に位置する第１サージタンクおよび第２共鳴管の下流に位置する第２サージタンクと、第１サージタンクの下流に位置する第１吸気ポートおよび第２サージタンクの下流に位置する第２吸気ポートとを備えている。このように構成すれば、スロットルバルブの回転軸が水平方向に配置されている場合、スロットルバルブ（弁体）の上側を通過した空気が鉛直方向に沿って延びる壁部により第１共鳴管および第２共鳴管の両方に均等に分割されるとともに、スロットルバルブ（弁体）の下側を通過した空気も鉛直方向に沿って延びる壁部により第１共鳴管および第２共鳴管の両方に均等に分割される。これにより、スロットルバルブの上側を通過する空気量と下側を通過する空気量とが互いに異なるパーシャル域（スロットルバルブが半開きになる状態）においても、スロットルバルブを通過した空気を第１共鳴管および第２共鳴管の両方に均等に流入させることができるので、スロットルバルブを通過した空気を第１サージタンクおよび第２サージタンクの下流に位置する各気筒に均等に分配することができる。また、共鳴管内を第１共鳴管と第２共鳴管とに区画するように設けられた壁部と、第１共鳴管の下流に位置する第１サージタンクおよび第２共鳴管の下流に位置する第２サージタンクと、第１サージタンクの下流に位置する第１吸気ポートおよび第２サージタンクの下流に位置する第２吸気ポートとを設けることによって、スロットル下流の吸気経路を２つに分けることができるので、各吸気経路に発生する吸気脈動を利用して共鳴過給効果を得ることができる。

したがって、この他の構成による内燃機関の吸気装置では、共鳴過給効果を得ながら、スロットルバルブのパーシャル域においても、各気筒に空気を均等に分配することができる。また、下流に向かって区画する方向が変化され、共鳴管の下流側の端部において、共鳴管内を水平方向に沿って延びることにより区画するように壁部を構成することによって、容易に、第１共鳴管および第２共鳴管をそれぞれ上下方向にオーバーラップするように配置された第１サージタンクおよび第２サージタンクに接続することができる。また、第１サージタンクおよび第２サージタンクを上下方向にオーバーラップするように配置することによって、平面視で、第１サージタンクおよび第２サージタンクの両方の配置スペースが大きくなるのを抑制することができるので、エンジン周りに第１サージタンクおよび第２サージタンクの配置スペースを大きく確保する必要がない。このため、第１バンクおよび第２バンクを有することにより平面視で大型化し易いＶ型多気筒エンジンに適用する場合に特に有効である。

本発明によれば、上記のように、共鳴過給効果を得ながら、スロットルバルブのパーシャル域においても、各気筒に空気を均等に分配することができる。

本発明の一実施形態による内燃機関の吸気装置の配置位置を示した概略図である。 本発明の一実施形態による内燃機関の吸気装置の構成を示した平面図である。 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面部分を含む部分断面図である。 本発明の一実施形態による内燃機関の吸気装置の共鳴管を示した概略図である。 図２のＶ−Ｖ線に沿った断面部分を含む部分断面図である。 本発明の一実施形態による内燃機関の吸気装置における共鳴管のスロットル側端部近傍を示した斜視図である。 図２のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿った共鳴管の上流断面を示した断面図である。 図２のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿った共鳴管の上流と下流との中間に位置する中間断面を示した断面図である。 図２のＩＸ−ＩＸ線に沿った共鳴管の下流断面を示した断面図である。 本発明の一実施形態の変形例による内燃機関の吸気装置における図２のＸ−Ｘ線に沿った共鳴管の上流断面を示した断面図である。 本発明の一実施形態の変形例による内燃機関の吸気装置における図２のＸＩ−ＸＩ線に沿った共鳴管の中間断面を示した断面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

図１〜図９を参照して、本発明の一実施形態による内燃機関の吸気装置１００の構成について説明する。

本発明の一実施形態による内燃機関の吸気装置１００は、自動車用のＶ型６気筒エンジン１０（図２および図３参照）の吸気装置である。また、吸気装置１００は、図１に示すように、エアクリーナ２０およびスロットル３０を介して到達する吸気が流入されるように構成されている。また、吸気装置１００は、Ｖ型６気筒エンジン１０の上流側に設けられており、吸気をＶ型６気筒エンジン１０の各気筒に導くように構成されている。また、吸気装置１００には、再循環される排気ガス（ＥＧＲ（Ｅｘｈａｕｓｔ Ｇａｓ Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）ガス）が戻されるように構成されている。また、Ｖ型６気筒エンジン１０の下流側には、排気マニホールド（エキゾーストマニホールド）４０が設けられている。なお、Ｖ型６気筒エンジン１０は、本発明の「Ｖ型多気筒エンジン」の一例である。

Ｖ型６気筒エンジン１０は、図２および図３に示すように、鉛直方向に対して一方方向（Ｘ２方向）に傾斜するように設けられた第１バンク１０１および鉛直方向に対して他方方向（Ｘ１方向）に傾斜するように設けられた第２バンク１０２を備えている。また、第１バンク１０１および第２バンク１０２は、上部側が互いに離間する方向に傾斜することによりＶ字形状を形成している。また、第１バンク１０１および第２バンク１０２には、それぞれ、エンジンヘッド（シリンダヘッド）１０ａとヘッドカバー１０ｂとが設けられている。ヘッドカバー１０ｂは、エンジンヘッド１０ａの上部に取り付けられている。また、図３に示すように、２つのエンジンヘッド１０ａの下部には、２つのエンジンヘッド１０ａを連結するように１つのエンジンブロック（シリンダブロック）１０ｃが設けられている。

また、第１バンク１０１は、後述する３本の第１吸気ポート５ａの各々に対応する位置に設けられた３つの気筒１０１ａを含み、第２バンク１０２は、後述する３本の第２吸気ポート５ｂの各々に対応する位置に設けられた３つの気筒１０２ａを含んでいる。また、第１バンク１０１の３つの気筒１０１ａは、互いに点火時期が連続しないＮｏ．１、Ｎｏ．３およびＮｏ．５からなる気筒群であり、第２バンク１０２の３つの気筒１０２ａは、互いに点火時期が連続しないＮｏ．２、Ｎｏ．４およびＮｏ．６からなる気筒群である。

スロットル３０には、図１および図２に示すように、スロットルバルブ３１が設けられており、スロットルバルブ３１の回転軸３１ａは、水平方向に延びるように設けられている。すなわち、スロットルバルブ３１は、水平方向に配置された回転軸３１ａを回動中心として上下方向（鉛直方向）に回動するように構成されている。

吸気装置１００は、図２に示すように、スロットル３０の下流に位置する共鳴管１と、共鳴管１の下流に位置するサージタンク２とを備えている。共鳴管１は、図２および図４に示すように、円筒形状に形成されており、共鳴管１の内部１ａに設けられた壁部３により内部１ａが第１共鳴管１１および第２共鳴管１２の２つの流路に区画されている。サージタンク２は、図２および図３に示すように、平面視で第１バンク１０１に重なるように第１バンク１０１の上方に配置されている。すなわち、サージタンク２は、フードライン（ボンネットの内面）１１０（図３参照）と第１バンク１０１との間のスペースに配置されている。また、サージタンク２は、図３および図５に示すように、水平方向に延びる隔壁４により内部２ａが上側の第１サージタンク２１および下側の第２サージタンク２２に区画されている。すなわち、第１サージタンク２１および第２サージタンク２２は、上下方向（Ｚ方向）にオーバーラップするように配置されている。また、第１サージタンク２１および第２サージタンク２２は、それぞれ、第１共鳴管１１および第２共鳴管１２の下流に設けられている。

また、サージタンク２の隔壁４には、図３に示すように、可変バルブ７を設けるための開口４ａが形成されている。開口４ａは、共鳴管１が設けられる側とは反対側（Ｙ２方向側）の端部近傍に設けられている。可変バルブ７は、水平方向に配置された回転軸７ａを回動中心として上下方向（鉛直方向）に回動することにより、第１サージタンク２１および第２サージタンク２２を互いに連通または分離するように構成されている。すなわち、第１サージタンク２１および第２サージタンク２２は、可変バルブ７が閉じられることにより互いに分離され、可変バルブ７が開かれることにより互いに連通される。第１サージタンク２１および第２サージタンク２２は、互いに分離されている場合には、別個のサージタンクとして機能し、連通されている場合には、１つのサージタンクとして機能する。

また、図２および図３に示すように、第１サージタンク２１の下流には３本の第１吸気ポート５ａが設けられ、第２サージタンク２２の下流には３本の第２吸気ポート５ｂが設けられている。３本の第１吸気ポート５ａは、第１バンク１０１のエンジンヘッド１０ａの各気筒１０１ａ（図３参照）に対応する位置に接続され、３本の第２吸気ポート５ｂは、第２バンク１０２のエンジンヘッド１０ａの各気筒１０２ａ（図３参照）に対応する位置に接続されている。

本実施形態の吸気装置１００では、上記の構成により、スロットル３０より下流において、第１共鳴管１１、第１サージタンク２１および３本の第１吸気ポート５ａからなる吸気経路と、第２共鳴管１２、第２サージタンク２２および３本の第２吸気ポート５ｂからなる吸気経路との２つの吸気経路が形成されており、各吸気経路に発生する吸気脈動を利用して共鳴過給効果を得ることが可能である。詳細には、吸気装置１００は、共鳴過給効果を得たいエンジン回転域（たとえば、中回転域）では、可変バルブ７を閉じて第１サージタンク２１および第２サージタンク２２を互いに別個のサージタンクとして機能させ、慣性過給効果を得たいエンジン回転域（たとえば、低回転域および高回転域）では、可変バルブ７を開いて第１サージタンク２１および第２サージタンク２２を１つのサージタンクとして機能させるように構成されている。

次に、上記共鳴管１構造の詳細について説明する。

共鳴管１の内部１ａの壁部３は、図２および図４に示すように、共鳴管１のスロットル３０側の端部１ｂ近傍（スロットル３０側の端部１ｂよりも少し下流側の領域）から共鳴管１のサージタンク２（第１サージタンク２１および第２サージタンク２２）側の端部１ｃまで連続的に設けられている。これにより、共鳴管１の内部１ａは、共鳴管１のスロットル３０側の端部１ｂ近傍から共鳴管１のサージタンク２側の端部１ｃまで第１共鳴管１１と第２共鳴管１２とに区画されている。また、壁部３は、下流に向かって（スロットル３０側からサージタンク２側に向かって）共鳴管１の内部１ａを第１共鳴管１１と第２共鳴管１２とに区画する方向が変更されるように形成されている。

具体的には、壁部３は、図４および図７に示すように、共鳴管１のスロットル３０側の端部１ｂ近傍において、共鳴管１の管軸方向から見て、スロットルバルブ３１の水平方向（Ｙ方向）に延びる回転軸３１ａと直交する鉛直方向に沿って延びることにより、共鳴管１の内部１ａを第１共鳴管１１と第２共鳴管１２とに区画するように構成されている。また、壁部３は、図４および図９に示すように、共鳴管１のサージタンク２側の端部１ｃにおいて、共鳴管１の管軸方向から見て、上下方向（Ｚ方向）と直交する方向（水平方向）に沿って延びることにより共鳴管１の内部１ａを上側の第１共鳴管１１と下側の第２共鳴管１２とに区画するように構成されている。また、壁部３は、図４に示すように、スロットル３０側から下流に向かって連続的になめらかに区画する方向が変更されている。すなわち、壁部３は、下流に向かって徐々に捩られるように、共鳴管１の管軸方向から見た場合の傾斜角度が変化するように構成されている。また、壁部３は、スロットル３０側の端部３ａからサージタンク２側の端部３ｂまで全域にわたって徐々に区画する方向が変更するように構成されている。また、壁部３のスロットル３０側の端部３ａの位置は、壁部３とスロットルバルブ３１とが干渉しない範囲でスロットルバルブ３１の近傍の位置に設定されている。

上記のような構成により、第１共鳴管１１および第２共鳴管１２は、図７に示すように、共鳴管１のスロットル３０側の端部１ｂ近傍において水平方向に隣接し、相対位置が下流に向かって連続的になめらかに変化することにより、図９に示すように、共鳴管１のサージタンク２側の端部１ｃにおいて鉛直方向（上下方向）に隣接する。

また、図２、図４、図６および図７に示すように、第１共鳴管１１と第２共鳴管１２とが壁部３により区画された部分の上流側の端部近傍には、第１共鳴管１１にＥＧＲガスを導入する第１導入口１３ａと、第２共鳴管１２にＥＧＲガスを導入する第２導入口１３ｂとを含む外部ガス導入口１３が設けられている。また、図２、図６および図７に示すように、共鳴管１の上部の外部ガス導入口１３に対応する位置には、樹脂製の外部ガス導入部６が設けられている。外部ガス導入部６は、たとえば、振動溶着や一体成型により共鳴管１（後述のアッパーピース１４）の上部に取り付けられている。また、外部ガス導入部６は、１つの経路で到達するＥＧＲガスを第１導入口１３ａ側および第２導入口１３ｂ側の２つの経路に分割するために設けられている。具体的には、外部ガス導入部６は、図６および図７に示すように、１つの流路６１から二股に分かれた流路６１ａおよび６１ｂを有するとともに、一方の流路６１ａが第１導入口１３ａに接続され、他方の流路６１ｂが第２導入口１３ｂに接続されるように構成されている。これにより、外部ガス導入部６に１つの経路で到達するＥＧＲガスを第１共鳴管１１および第２共鳴管１２のそれぞれに均等に分配することが可能である。

また、第１導入口１３ａおよび第２導入口１３ｂは、それぞれ、第１共鳴管１１および第２共鳴管１２における壁部３の端部３ａ近傍に設けられている。また、第１導入口１３ａおよび第２導入口１３ｂは、平面視で、壁部３を挟むようにして吸気の流通方向に直交する方向（Ｙ方向）に互いに隣接して配置されている。また、第１導入口１３ａおよび第２導入口１３ｂは、第１導入口１３ａおよび第２導入口１３ｂの一方の導入口近傍の空気（ＥＧＲガス）が壁部３のスロットル３０側の端部３ａを迂回して他方の導入口に到達する距離と、第１導入口１３ａおよび第２導入口１３ｂの一方の導入口近傍の空気（ＥＧＲガス）が二股に分かれた流路６１ａおよび６１ｂを経由して他方の導入口に到達する距離とが略等しくなるような位置に配置されている。流路６１ａおよび６１ｂは、下部が鉛直方向（Ｚ方向）に延びるように形成されており、ＥＧＲガスを第１共鳴管１１および第２共鳴管１２を流れる空気流に対して上方から直交する方向に導入するように設けられている。

また、共鳴管１は、図６〜図９に示すように、樹脂からなるアッパーピース１４およびロアピース１５から外周部の少なくとも一部が構成されている。また、壁部３は、アッパーピース１４とロアピース１５とにより挟み込まれる樹脂からなるミドルピース１６により構成されている。すなわち、ミドルピース１６は、壁部３を構成する区画部分１６１と、共鳴管１の管部分を構成する管構成部分１６２とを含んでいる。また、ミドルピース１６の区画部分１６１は、共鳴管１のスロットル３０側の端部１ｂ近傍において、図７に示すように、鉛直方向（Ｚ方向）に沿って延びるとともに、図８に示すように、下流に向かって区画部分１６１の延びる方向が変更され、かつ、共鳴管１のサージタンク２側の端部１ｃにおいて、図９に示すように、水平方向に沿って延びるように形成されている。なお、アッパーピース１４は、本発明の「第１樹脂部材」の一例であり、ロアピース１５は、本発明の「第２樹脂部材」の一例である。また、ミドルピース１６は、本発明の「第３樹脂部材」の一例である。

アッパーピース１４、ロアピース１５およびミドルピース１６は、共に、熱可塑性の合成樹脂（たとえば、ガラス繊維を含むナイロン系の樹脂）からなり、互いに振動溶着により一体的に接合されている。詳細には、アッパーピース１４は、両端部に端部溶着部１４ａおよび１４ｂを含み、ロアピース１５は、両端部に端部溶着部１５ａおよび１５ｂを含む。また、ミドルピース１６の管構成部分１６２は、両端部に端部溶着部１６２ａおよび１６２ｂを含むとともに、アッパーピース１４の端部溶着部１４ｂおよびロアピース１５の端部溶着部１５ｂのそれぞれに対応する溶着部１６２ｃおよび１６２ｄを含む。そして、アッパーピース１４の端部溶着部１４ａおよび１４ｂは、それぞれ、溶着面が水平に配置された状態でミドルピース１６の管構成部分１６２の端部溶着部１６２ａおよび溶着部１６２ｃに溶着されることにより、アッパーピース１４およびミドルピース１６が一体的に接合される。また、ロアピース１５の端部溶着部１５ａおよび１５ｂは、それぞれ、溶着面が水平に配置された状態でミドルピース１６の管構成部分１６２の端部溶着部１６２ｂおよび溶着部１６２ｄに溶着されることにより、ロアピース１５およびミドルピース１６が一体的に接合される。

上記のように、ミドルピース１６に、両端部の端部溶着部１６２ａおよび１６２ｂに加えて、溶着部１６２ｃおよび１６２ｄをさらに設けることによって、図１０および図１１に示す後述の変形例による構成とは異なり、アッパーピース１４およびロアピース１５と、ミドルピース１６との重なり部分を小さくすることができるので、共鳴管１の内部１ａの大きさを維持した状態で共鳴管１の外形を小さくすることができる。

また、壁部３が鉛直方向（Ｚ方向）に延びた状態および鉛直方向に対して傾斜した状態の区間において、図７および図８に示すように、共鳴管１の外周部の上部は、アッパーピース１４およびミドルピース１６により構成され、共鳴管１の外周部の下部は、ロアピース１５およびミドルピース１６により構成されている。また、この区間において、第１共鳴管１１の外面１１ａは、アッパーピース１４、ロアピース１５およびミドルピース１６により構成され、第１共鳴管１１の内面１１ｂは、アッパーピース１４およびミドルピース１６により構成されている。また、この区間において、第２共鳴管１２の外面１２ａは、アッパーピース１４、ロアピース１５およびミドルピース１６により構成され、第２共鳴管１２の内面１２ｂは、ロアピース１５およびミドルピース１６により構成されている。

また、壁部３が水平方向（Ｙ方向）に延びた位置では、図９に示すように、共鳴管１の外周部の上部は、アッパーピース１４により構成され、共鳴管１の外周部の下部は、ロアピース１５により構成されている。また、この位置において、第１共鳴管１１の外面１１ａは、アッパーピース１４により構成され、第１共鳴管１１の内面１１ｂは、アッパーピース１４およびミドルピース１６により構成されている。また、この位置において、第２共鳴管１２の外面１２ａは、ロアピース１５により構成され、第２共鳴管１２の内面１２ｂは、ロアピース１５およびミドルピース１６により構成されている。

本実施形態では、上記のように、共鳴管１のスロットル３０側の端部１ｂにおいて、スロットル３０のスロットルバルブ３１の回転軸３１ａと直交する方向（鉛直方向）に沿って延びることにより共鳴管１内を第１共鳴管１１と第２共鳴管１２とに区画するように壁部３を設けることによって、スロットルバルブ３１（弁体）の一方側を通過した空気（吸気）が壁部３により第１共鳴管１１および第２共鳴管１２の両方に均等に分割されるとともに、スロットルバルブ３１（弁体）の他方側を通過した空気も壁部３により第１共鳴管１１および第２共鳴管１２の両方に均等に分割される。これにより、スロットルバルブ３１の一方側を通過する空気（吸気）量と他方側を通過する空気量とが互いに異なるパーシャル域（スロットルバルブ３１が半開きになる状態）においても、スロットルバルブ３１を通過した空気（吸気）を第１共鳴管１１および第２共鳴管１２の両方に均等に流入させることができるので、スロットルバルブ３１を通過した空気を第１サージタンク２１および第２サージタンク２２の下流に位置する各気筒１０１ａ、１０２ａに均等に分配することができる。

また、共鳴管１内を第１共鳴管１１と第２共鳴管１２とに区画するように設けられた壁部３と、第１共鳴管１１の下流に位置する第１サージタンク２１および第２共鳴管１２の下流に位置する第２サージタンク２２と、第１サージタンク２１の下流に位置する第１吸気ポート５ａおよび第２サージタンク２２の下流に位置する第２吸気ポート５ｂとを設けることによって、スロットル３０下流の吸気経路を２つに分けることができるので、各吸気経路に発生する吸気脈動を利用して共鳴過給効果を得ることができる。したがって、この内燃機関の吸気装置１００では、共鳴過給効果を得ながら、スロットルバルブ３１のパーシャル域においても、各気筒１０１ａ、１０２ａに空気を均等に分配することができる。

また、下流に向かって区画する方向が変更されるように壁部３を構成することによって、第１共鳴管１１の下流に位置する第１サージタンク２１と第２共鳴管１２の下流に位置する第２サージタンク２２との区画方向が、共鳴管１のスロットル３０側の端部１ｂにおいて共鳴管１内を壁部３により区画する方向（壁部３の延びる方向）と異なる場合でも、容易に、第１共鳴管１１および第２共鳴管１２をそれぞれ第１サージタンク２１および第２サージタンク２２に接続することができる。

また、本実施形態では、上記のように、壁部３を、スロットル３０側から下流に向かって連続的になめらかに区画する方向が変更されるように構成する。これにより、第１共鳴管１１および第２共鳴管１２の各々の流路の相対位置を下流に向かって連続的になめらかに変化させることができるので、スロットルバルブ３１を通過した空気を第１共鳴管１１および第２共鳴管１２を介して第１サージタンク２１および第２サージタンク２２にスムーズに導くことができる。

また、本実施形態では、上記のように、第１サージタンク２１および第２サージタンク２２を上下方向にオーバーラップするように配置し、共鳴管１のスロットル３０側の端部１ｂにおいて、スロットルバルブ３１の回転軸３１ａと直交する方向（鉛直方向）に沿って延びることにより共鳴管１内を区画するとともに、下流に向かって区画する方向が変更され、かつ、共鳴管１の第１サージタンク２１および第２サージタンク２２側の端部１ｃにおいて、共鳴管１内を上下方向と直交する方向に沿って延びることにより区画するように壁部３を設ける。これにより、平面視で、第１サージタンク２１および第２サージタンク２２の両方の配置スペースが大きくなるのを抑制することができるとともに、スロットルバルブ３１を通過した空気を、第１共鳴管１１および第２共鳴管１２を介して上下方向にオーバーラップするように配置された第１サージタンク２１および第２サージタンク２２に均等に流入させて各気筒１０１ａ、１０２ａに均等に分配することができる。

また、本実施形態では、上記のように、第１サージタンク２１および第２サージタンク２２を、Ｖ型６気筒エンジン１０の第１バンク１０１の上方において、上下方向にオーバーラップするように配置し、共鳴管１のスロットル３０側の端部１ｂにおいて、スロットルバルブ３１の回転軸３１ａと直交する方向に沿って延びることにより共鳴管１内を区画するように壁部３を設ける。さらに、壁部３を、下流に向かって区画する方向が変更され、かつ、共鳴管１の第１サージタンク２１および第２サージタンク２２側の端部１ｃにおいて、共鳴管１内を上下方向と直交する水平方向に沿って延びることにより区画するように構成する。これにより、第１サージタンク２１および第２サージタンク２２が上下方向にオーバーラップするように配置された構成において、平面視でＶ型６気筒エンジン１０の第１バンク１０１および第２バンク１０２の間に第１サージタンク２１および第２サージタンク２２を設ける場合とは異なり、第１バンク１０１および第２バンク１０２のそれぞれに向かって延びる第１吸気ポート５ａおよび第２吸気ポート５ｂの曲げ半径が過度に小さくなるのを抑制しながら、第１吸気ポート５ａおよび第２吸気ポート５ｂの慣性過給に必要な長さを確保することができる。その結果、吸気ポート５ａ、５ｂの曲げ半径が小さいことに起因する圧力損失を低減して効率よく各気筒１０１ａ、１０２ａに空気を導くことができるので、Ｖ型６気筒エンジン１０において慣性過給効果を効果的に得ることができる。

また、本実施形態では、上記のように、アッパーピース１４およびロアピース１５により共鳴管１の外周部の少なくとも一部を構成する。また、アッパーピース１４とロアピース１５とにより挟み込まれるミドルピース１６により壁部３を構成し、アッパーピース１４、ロアピース１５およびミドルピース１６を一体的に接合する。これにより、アッパーピース１４、ロアピース１５およびミドルピース１６の３ピースにより、部材点数が過度に多くなるのを抑制しながら、第１共鳴管１１と第２共鳴管１２との区画方向が下流に向かって変更される共鳴管１を容易に形成することができる。

また、本実施形態では、上記のように、共鳴管１のスロットル３０側の端部１ｂにおいて、鉛直方向に沿って延びる区画部分１６１を有するとともに、下流に向かって区画部分１６１の延びる方向が変更され、かつ、共鳴管１の第１サージタンク２１および第２サージタンク２２側の端部１ｃにおいて、水平方向に沿って延びる区画部分１６１を有するようにミドルピース１６を形成する。これにより、ミドルピース１６により、共鳴管１のスロットル３０側の端部１ｂから共鳴管１の第１サージタンク２１および第２サージタンク２２側の端部１ｃに向かって鉛直方向から水平方向に共鳴管１内の区画方向を変更する壁部３を容易に形成することができる。

また、本実施形態では、上記のように、第１共鳴管１１と第２共鳴管１２とが壁部３により区画された部分の上流側の端部近傍に、第１共鳴管１１にＥＧＲガスを導入する第１導入口１３ａと、第２共鳴管１２にＥＧＲガスを導入する第２導入口１３ｂとを含む外部ガス導入口１３を設ける。これにより、第１導入口１３ａおよび第２導入口１３ｂを介して、それぞれ、第１共鳴管１１および第２共鳴管１２に直接的にＥＧＲガスを導入することができるので、容易に、第１共鳴管１１と第２共鳴管１２とで導入されるＥＧＲガス量にばらつきが生じるのを抑制することができる。また、第１導入口１３ａおよび第２導入口１３ｂを介して、それぞれ、第１共鳴管１１および第２共鳴管１２の上流にＥＧＲガスが導入されるので、空気（吸気）が共鳴管１内を下流に向かって流れる過程で空気とＥＧＲガスとがより混合され易くなり、その結果、各気筒１０１ａ、１０２ａに空気とＥＧＲガスとを均等に分配することができる。

なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

たとえば、上記実施形態では、本発明の内燃機関の吸気装置を、自動車用のＶ型６気筒エンジンに適用する例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明の内燃機関の吸気装置を、自動車用のエンジン以外のエンジンに適用してもよいし、たとえば、Ｖ型６気筒以外のＶ型多気筒エンジンや直列エンジン等に本発明の内燃機関の吸気装置を適用してもよい。

また、上記実施形態では、スロットルバルブの回転軸が水平方向に配置された例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、スロットルバルブの回転軸が水平方向以外の方向に配置された構成であってもよい。この場合には、壁部は、スロットル側の端部において、スロットルバルブの水平方向以外の方向に配置された回転軸と直交する方向（鉛直方向以外の方向）に沿って延びることにより共鳴管内を区画する。

また、上記実施形態では、第１サージタンクおよび第２サージタンクが上下方向（鉛直方向）にオーバーラップするように配置された例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、第１サージタンクおよび第２サージタンクが水平方向に並列（隣接）して配置された構成であってもよいし、鉛直方向および水平方向以外の方向に並列（隣接）して配置された構成であってもよい。この場合、壁部は、第１サージタンクおよび第２サージタンク側の端部において、第１サージタンクおよび第２サージタンクが並列（隣接）する方向と直交する方向（水平方向以外の方向）に沿って延びることにより共鳴管内を区画する。

また、上記実施形態では、アッパーピース（第１樹脂部材）、ロアピース（第２樹脂部材）およびミドルピース（第３樹脂部材）を、振動溶着により一体的に接合する例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、たとえば、ＤＳＩ（Ｄｉｅ Ｓｌｉｄｅ Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ）工法など、振動溶着以外の工法により、第１樹脂部材、第２樹脂部材および第３樹脂部材を互いに一体的に接合してもよい。

また、上記実施形態では、ミドルピース１６（第３樹脂部材）に、両端部の端部溶着部１６２ａおよび１６２ｂに加えて、溶着部１６２ｃおよび１６２ｄをさらに設ける例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、図１０および図１１に示す変形例のように、区画部分２１６１と管構成部分２１６２とを有するミドルピース２１６（第３樹脂部材）に、管構成部分２１６２の両端部の端部溶着部２１６２ａおよび２１６２ｂと別個に溶着部１６２ｃおよび１６２ｄ（図７〜図９参照）を設けない構成であってもよい。

この場合、アッパーピース２１４の端部溶着部２１４ａおよび２１４ｂが、それぞれ、ミドルピース２１６の管構成部分２１６２の端部溶着部２１６２ａおよび２１６２ｂに溶着されることにより、アッパーピース２１４およびミドルピース２１６が一体的に接合される。また、ロアピース２１５の端部溶着部２１５ａおよび２１５ｂが、それぞれ、ミドルピース２１６の管構成部分２１６２の端部溶着部２１６２ｂおよび２１６２ａに溶着されることにより、ロアピース２１５およびミドルピース２１６が一体的に接合される。このように構成すれば、アッパーピース２１４、ロアピース２１５およびミドルピース２１６の溶着部分を、共鳴管１の水平方向の両端部のみに集約することができる。なお、アッパーピース２１４は、本発明の「第１樹脂部材」の一例であり、ロアピース２１５は、本発明の「第２樹脂部材」の一例である。また、ミドルピース２１６は、本発明の「第３樹脂部材」の一例である。

また、上記実施形態では、本発明の外部ガスの一例として、ＥＧＲガスを示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、たとえば、ブローバイガスやエバポレーションガスなど、ＥＧＲガス以外の外部ガスであってもよい。また、第１共鳴管および第２共鳴管には、１種類の外部ガスを導入する構成に限らず、複数種類の外部ガスを導入する構成であってもよい。

また、上記実施形態では、第１サージタンクおよび第２サージタンクを第１バンクの上方に配置する例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、第１サージタンクおよび第２サージタンクを、第２バンクの上方において、上下方向にオーバーラップするように配置してもよい。

１ 共鳴管
１ｂ 端部
１ｃ 端部
３ 壁部
５ａ 第１吸気ポート
５ｂ 第２吸気ポート
１０ Ｖ型６気筒エンジン（Ｖ型多気筒エンジン）
１１ 第１共鳴管
１２ 第２共鳴管
１３ 外部ガス導入口
１３ａ 第１導入口
１３ｂ 第２導入口
１４、２１４ アッパーピース（第１樹脂部材）
１５、２１５ ロアピース（第２樹脂部材）
１６、２１６ ミドルピース（第３樹脂部材）
２１ 第１サージタンク
２２ 第２サージタンク
３０ スロットル
３１ スロットルバルブ
３１ａ 回転軸
１００ 内燃機関の吸気装置
１０１ 第１バンク
１０２ 第２バンク
１６１、２１６１ 区画部分
１６２、２１６２ 管構成部分

Claims (7)

1. スロットルの下流に位置する共鳴管と、
   前記共鳴管の前記スロットル側の端部において、前記スロットルのスロットルバルブの回転軸と直交する方向に沿って延びることにより前記共鳴管内を第１共鳴管と第２共鳴管とに区画するとともに、下流に向かって区画する方向が変更されるように設けられた壁部と、
   前記第１共鳴管の下流に位置する第１サージタンクおよび前記第２共鳴管の下流に位置する第２サージタンクと、
   前記第１サージタンクの下流に位置する第１吸気ポートおよび前記第２サージタンクの下流に位置する第２吸気ポートと、を備えた、内燃機関の吸気装置。
2. 前記壁部は、前記スロットル側から下流に向かって連続的になめらかに区画する方向が変更されている、請求項１に記載の内燃機関の吸気装置。
3. 前記第１サージタンクおよび前記第２サージタンクは、上下方向にオーバーラップするように配置されており、
   前記壁部は、前記共鳴管の前記スロットル側の端部において、前記スロットルバルブの回転軸と直交する方向に沿って延びることにより前記共鳴管内を区画するとともに、下流に向かって区画する方向が変更され、かつ、前記共鳴管の前記第１サージタンクおよび前記第２サージタンク側の端部において、前記共鳴管内を上下方向と直交する方向に沿って延びることにより区画するように設けられている、請求項１または２に記載の内燃機関の吸気装置。
4. 前記第１吸気ポートおよび前記第２吸気ポートは、それぞれ、Ｖ型多気筒エンジンの第１バンクおよび第２バンクに接続され、
   前記第１サージタンクおよび前記第２サージタンクは、前記第１バンクまたは前記第２バンクのうちの一方の上方において、上下方向にオーバーラップするように配置されており、
   前記壁部は、前記共鳴管の前記スロットル側の端部において、前記スロットルバルブの回転軸と直交する方向に沿って延びることにより前記共鳴管内を区画するとともに、下流に向かって区画する方向が変更され、かつ、前記共鳴管の前記第１サージタンクおよび前記第２サージタンク側の端部において、前記共鳴管内を上下方向と直交する水平方向に沿って延びることにより区画するように設けられている、請求項３に記載の内燃機関の吸気装置。
5. 前記共鳴管は、第１樹脂部材および第２樹脂部材から外周部の少なくとも一部が構成されるとともに、前記壁部は、前記第１樹脂部材と前記第２樹脂部材とにより挟み込まれる第３樹脂部材により構成され、
   前記第１樹脂部材、前記第２樹脂部材および前記第３樹脂部材が一体的に接合されている、請求項１〜４のいずれか１項に記載の内燃機関の吸気装置。
6. 前記第３樹脂部材は、前記共鳴管の前記スロットル側の端部において、鉛直方向に沿って延びる区画部分を有するとともに、下流に向かって区画部分の延びる方向が変更され、かつ、前記共鳴管の前記第１サージタンクおよび前記第２サージタンク側の端部において、水平方向に沿って延びる区画部分を有するように形成されている、請求項５に記載の内燃機関の吸気装置。
7. 前記第１共鳴管と前記第２共鳴管とが前記壁部により区画された部分の上流側の端部近傍に設けられ、前記第１共鳴管に外部ガスを導入する第１導入口と、前記第２共鳴管に外部ガスを導入する第２導入口とを含む外部ガス導入口をさらに備える、請求項１〜６のいずれか１項に記載の内燃機関の吸気装置。

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