JP2020169641A - Ｖ型内燃機関の可変吸気装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ファンネルの短縮状態の長さを短くし内燃機関の高回転時の吸気効率を向上させるＶ型内燃機関の可変吸気装置を提供する。【解決手段】第１バンクBfの第１ファンネル50f,150f,151fと、第２バンクBrの第２ファンネル50r,150r,151rと、管長を変更するアクチュエータ80とを有し、第１ファンネル50f,150f,151fは第１固定ファンネル51fと第１可動ファンネル52fを有し、第２ファンネル50r,150r,151rは第２固定ファンネル51rと第２可動ファンネル52rとを有し、第１固定ファンネル51fおよび第２固定ファンネル51rはファンネル中心軸線Cf,Crが傾斜して配置され、ファンネル中心軸線Cf,Crに沿い第１可動ファンネル52fおよび第２可動ファンネル52rを移動させてファンネルの短縮状態の長さを短くし内燃機関の高回転時の吸気効率を向上させる。【選択図】図６

Description

本発明は、Ｖ型内燃機関の可変吸気装置に関する。

従来技術として、第１バンクと第２バンクを備えたＶ型内燃機関に吸気を供給するエアクリーナ内の吸気ファンネルのファンネル長を、アクチュエータにより可変とする可変吸気装置が開示されている（特許文献１参照）。それぞれのファンネルは、固定ファンネルと移動ファンネルを備え、固定ファンネルに対して移動ファンネルを移動することにより、吸気ファンネルのファンネル長を可変としている。

上記従来の構造において、第１バンク用と第２バンク用のそれぞれの可変ファンネルは１つのアクチュエータで移動され、その移動する移動方向は平行であった。それぞれの可変ファンネルの移動方向を平行とするためには、固定ファンネル同士もそれらの軸線を平行とする必要がある。そのため固定ファンネルにある程度の長さが必要とされ、ファンネルの長さを短縮することが制限されており、高回転時の吸気効率に影響して出力が上がりにくいという課題がある。

特開２００８−１２８１５３号公報

そこで、本発明は上記課題を解決するための構造であって、ファンネルの短縮状態における長さを短くし、内燃機関の高回転時の吸気効率を向上させることが可能なＶ型内燃機関の可変吸気装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係るＶ型内燃機関の可変吸気装置は、内燃機関の複数の気筒が互いに反対方向に傾く第１バンク側と第２バンク側に分かれクランク軸方向視でＶ字状に配置されてＶバンクが構成され、
前記第１バンクに吸気を導く第１ファンネルと、
前記第２バンクに吸気を導く第２ファンネルと、
前記第１ファンネルおよび前記第２ファンネルの管長を変更するアクチュエータと、を有し、
前記第１ファンネルは、第１固定ファンネルと、前記アクチュエータの動力で駆動される第１可動ファンネルを有し、
前記第２ファンネルは、第２固定ファンネルと、前記アクチュエータの動力で駆動される第２可動ファンネルとを有するＶ型内燃機関の可変吸気装置において、
前記第１固定ファンネルおよび前記第２固定ファンネルは、前記第１バンクおよび前記第２バンクに向かうようそれぞれのファンネル中心軸線が傾斜して配置され、
それぞれの前記ファンネル中心軸線に沿う方向に、前記第１可動ファンネルおよび前記第２可動ファンネルが移動することを特徴とする。

前記構成によれば、それぞれのバンクに対して短い経路で吸気を導くことができるようにファンネル中心軸線が傾斜して設けられた第１固定ファンネルおよび第２固定ファンネルに対し、それぞれのファンネル中心軸線に沿って移動する第１可動ファンネルおよび第２可動ファンネルを設けることで、必要以上にファンネルの管長を延ばすことなく可変吸気装置を搭載することができる。これによりエンジン高回転時の吸気効率を向上させながら、ファンネル長の選択範囲をより大きくし、様々な機関回転数で適切なファンネル長を確保できる。

前記構成において、前記内燃機関のクランク軸方向視において、前記第１固定ファンネルおよび前記第２固定ファンネルのうち少なくとも一方を、前記第１バンクおよび前記第２バンクに対し上方から接する直線より下方に位置することもできる。

前記構成によれば、より固定ファンネルを短くすることができる。

前記構成において、前記第１固定ファンネルの下流側に配置された第１バタフライ弁の回動中心、および前記第２固定ファンネルの下流側に配置された第２バタフライ弁の回動中心を、前記直線より下方に位置させてもよい。

前記構成によれば、バタフライ弁を吸気ポートに近い位置に配置でき、応答性が向上する。

前記構成において、前記第１固定ファンネルの下流側に配置された第１下流側燃料噴射装置、および前記第２固定ファンネルの下流側に配置された第２下流側燃料噴射装置を、前記直線より下方に配置することもできる。

前記構成によれば、燃料噴射装置を吸気ポートに近い位置に配置でき、応答性が向上する。

前記構成において、前記アクチュエータの動力で駆動され、前記第１可動ファンネルおよび前記第２可動ファンネルを移動させる単一の第１アームと、
前記第１アームが摺動して前記第１アームの直線方向の移動をガイドするガイド軸と、を備え、
前記第１アームは、前記第１バンクの側に延びる第１バンク側アーム部と、前記第２バンクの側に延びる第２バンク側アーム部と、前記ガイド軸が挿通されるガイド軸挿通孔と、を有し、
前記第１バンク側アーム部と、前記第２バンク側アーム部は、所定の長さの第１嵌合部を有し、
前記第１可動ファンネルは、前記第１バンク側アーム部の前記第１嵌合部に嵌合して摺動移動する第１被嵌合部を有し
前記第２可動ファンネルは、前記第２バンク側アーム部の前記第１嵌合部に嵌合して摺動移動する第１被嵌合部を有してもよい。

前記構成によれば、アクチュエータの動力により移動される単一の第１アームにより、第１アームの嵌合部と第１ファンネルおよび第２ファンネルに設けられた第１被嵌合部とが摺動しつつ、第１可動ファンネルおよび第２可動ファンネルを同時に移動させることができる。

前記構成において、単一の前記アクチュエータにより回動駆動される第２アームを備え、
前記第１アームは、所定の長さを有する第２嵌合部を有し、
前記第２アームは、前記第１アームの第２嵌合部に嵌合する第２被嵌合部を有するようにしてもよい。

前記構成によれば、第２アームに設けられた第２被嵌合部が第１アームの第２嵌合部に対し摺動移動することで、単一のアクチュエータにより第１アームを移動することができる。第１アームの第２嵌合部に嵌合する第２被嵌合部を有しているので、第２アーム、単一のアクチュエータにより第１アームを移動することができる。

前記構成において、前記第１可動ファンネルおよび前記第２可動ファンネルが、移動方向に互いに摺動し収納可能な複数の円筒状のファンネル部材を有してもよい。

前記構成によれば、可動ファンネルは移動方向に摺動して収納可能な複数のファンネル部材を有しているので、可動ファンネルのファンネル部材を収納することで、ファンネル長をより短くすることができる。

前記構成において、前記内燃機関のクランク軸方向視において、前記第１可動ファンネルおよび前記第２可動ファンネルに挟まれる位置に前記アクチュエータを配置し、前記第１固定ファンネルの下流側に配置された第１バタフライ弁および前記第２固定ファンネルの下流側に配置された第２バタフライ弁を回動させるバタフライ弁駆動モータを、前記アクチュエータの下方に配置することもできる。

スロットルバイワイヤーをＶ型内燃機関に用いる場合、複数のバタフライ駆動用モータを用いたり、リダクションギアを用いる関係上、バタフライ弁を駆動させる装置全体が大型化する傾向にある。前記構成によれば、第１ファンネル中心軸線と、第２ファンネル中心軸線を、それぞれ前記第１バンクおよび前記第２バンクに向かうようにハ字状とし、その間であってアクチュエータの下方にバタフライ弁駆動モータを配置するので、スペースを有効利用してコンパクトなレイアウトとすることができる。

本発明は、ファンネルの短縮状態における長さを短くし、内燃機関の高回転時の吸気効率を向上させながら、ファンネル長の選択範囲をより大きくし、様々な機関回転数で適切なファンネル長を確保できる。

本発明の第一の実施の形態に係るＶ型内燃機関の可変吸気装置を搭載した自動二輪車の全体側面図である。 可変吸気装置周辺の内燃機関の右側面図である。 内燃機関の第１バンクのスロットルボディ周辺の縦断面図である。 可変吸気装置の右側面図である。 可変吸気装置を左後方から視た斜視図である。 図２の可変吸気装置をVI-VIで切断した断面図である。 第１アームの斜視図である。 図６のVIII-VIII矢視要部拡大断面図である。 ファンネルをファンネル中心軸線に沿って切断した要部断面図である。 可動ファンネルを可動ファンネル案内軸に沿って切断した断面図である。 本発明の第二の実施の形態に係るＶ型内燃機関の可変吸気装置を左後方から視た斜視図である。 図１１の可変吸気装置をファンネル中心軸線に沿って切断した要部拡大断面図である。

以下、本発明に係る第一の実施の形態について図１ないし図１０に基づいて説明する。
本実施の形態に係るＶ型内燃機関の可変吸気装置30が適用されたＶ型内燃機関20は、自動二輪車１に搭載される前後Ｖ型の４気筒４ストロークサイクル内燃機関である。

該Ｖ型内燃機関20が搭載された自動二輪車１の全体側面図を、図１に示す。
なお、本明細書の説明において、前後左右の向きは、自動二輪車１の直進方向を前方とする通常の基準に従うものとし、図面において、ＦＲは前方を，ＲＲは後方を、ＬＨは左方を，ＲＨは右方を示すものとする。Ｖ型内燃機関20は、実際には可変吸気装置30は、全ての第１ファンネル50ｆ，第２ファンネル50ｒにおいて、第１可動ファンネル52ｆ，第２可動ファンネル52ｒは、第１固定ファンネル51ｆと第１延長ファンネル59ｆとの間，第２固定ファンネル51ｒと第２延長ファンネル59ｒとの間を、それぞれ同じ割合で移動する。
それぞれ第１延長ファンネル59ｆ，第２延長ファンネル59ｒに当接するまで上方に移動された状態であるが、第１ファンネル50ｆ，第２ファンネル50ｒの移動を理解しやすくするために、一部のファンネル50ｆ，50ｒは、可動ファンネルが52ｆ，52ｒが下方へ移動された状態で示されている。

自動二輪車１の車体フレームは、前部のヘッドパイプ２から左右に分岐して後方へ左右一対のメインフレーム３，３がやや斜め下向き延出するとともに、左右メインフレーム３，３の前部からそれぞれ下方へダウンフレーム４が延出している。
メインフレーム３は後方へ延出する傾斜部３ａが車体中央より若干後方寄りで下方へ屈曲して鉛直部であるセンタフレーム部３ｂを構成しており、このメインフレーム３の傾斜部３ａから後方へシートフレーム５が若干斜め上向きに延出している。

左右対をなすメインフレーム３，３とダウンフレーム４との間で、かつ前後方向はダウンフレーム４とセンタフレーム部３ｂとの間の空間に、Ｖ型内燃機関20がメインフレーム３，３とダウンフレーム４に懸架されて搭載されている。
そして、前輪７を下端に軸支するフロントフォーク８が、ヘッドパイプ２に軸支されてハンドルバー９によって転舵自在に設けられている。

一方、車体フレームの中央のセンタフレーム部３ｂに架設されたピボット軸10に、前端を軸支されてスイングアーム11が後方に延び、その後端に後輪12が軸支されている。
一対のメインフレーム３の上に燃料タンク13が架設され、同燃料タンク13の後方にシートフレーム５に支持されてシート14が配設されている。

Ｖ型内燃機関20は、クランク軸21を車幅方向（左右方向）に指向させて横置きに搭載されている。Ｖ型内燃機関20の４気筒のうち２気筒を前方に傾けた第１バンクＢｆとし、２気筒を後方に傾け第２バンクＢｒとしている。第１バンクＢｆと第２バンクＢｒが互いに９０度より若干小さいＶバンク角をなして両者間にバンク空間Ｓを形成して前後Ｖ型バンクを構成している。

第１バンクＢｆの車幅方向に直列に配列された２気筒と第２バンクＢｒの車幅方向に直列に配列された２気筒とは、互いに車幅方向に若干ずれている。第１バンクＢｆに対して第２バンクＢｒが左方にオフセットしている。

クランク軸21を車幅方向に指向させて軸支するクランクケース22から斜め前後上方に、第１シリンダ23ｆと第２シリンダ23ｒが２本ずつ延出して形成され、第１シリンダ23ｆと第２シリンダ23ｒのそれぞれの上に第１シリンダヘッド24ｆと第２シリンダヘッド24ｒが重ねられて一体に締結され、さらに第１シリンダヘッド24ｆと第２シリンダヘッド24ｒのそれぞれの上に第１シリンダヘッドカバー25ｆと第２シリンダヘッドカバー25ｒが被せられている。

図２も参照して、第１シリンダヘッド24ｆと第２シリンダヘッド24ｒのそれぞれからＶバンクの内側のバンク空間Ｓに、第１吸気通路31Ｆと第２吸気通路31Ｒが上方に向かって延出している。

図１に示されるように、第１シリンダヘッド24ｆから前方に延出した第１排気通路28Ｆは、下方に屈曲してクランクケース22を下方に回り込んで後方に向かい、後輪12の手前を上方に屈曲して斜め後方に延びており、第２シリンダヘッド24ｒから後方に延出した第２排気通路28Ｒは、そのまま後方に向かい、第１排気通路28Ｆとともに斜め後方に延びている。

第１吸気通路31Ｆの通路中心軸線Ｃｐｆの上流側は、直線状をなして斜め後上方に指向して後方に若干傾き、第２吸気通路31Ｒの通路中心軸線Ｃｐｒの上流側は、直線状をなして斜め前上方に指向して前方に若干傾いている。

図３は、第１バンクＢｆの第１スロットルボディ33ｆ近傍の断面図を示している。第１吸気通路31Ｆは、第１シリンダヘッド24ｆの燃焼室から延びる吸気ポートの吸気管部32ｆがバンク空間Ｓに向けて形成されている（図２も参照）。同吸気管部32ｆに、第１スロットルボディ33ｆが連結している。第１スロットルボディ33ｆの上流端に第１ファンネルとしての第１ファンネル50ｆが設けられている。

図２も参照して、同様に第２吸気通路31Ｒは、第２シリンダヘッド24ｒの燃焼室から延びる吸気ポートの吸気管部32ｒがバンク空間Ｓに突出し、同吸気管部32ｒに第２スロットルボディ33ｒが連結している。第２スロットルボディ33ｒの上流端に吸気口部材である第２ファンネル50ｒが設けられている。

図１に示されるように、第１ファンネル50ｆおよび第２ファンネル50ｒは、燃料タンク13の下面に形成された凹部に設けられたエアクリーナ15のクリーンサイド内に下方から挿入されている。第１ファンネル50ｆと第２ファンネル50ｒは、エアクリーナ15のクリーンサイド内に開口している。

図４は図２の可変吸気装置30を示した図である。図４に示されるように、第１ファンネル50ｆは、第１固定ファンネル51ｆと、後述するアクチュエータ80の動力で駆動される第１可動ファンネル52ｆと、第１可動ファンネル52ｆの上流側に配設された第１延長ファンネル59ｆを備えている。上流側から、第１延長ファンネル59ｆ、第１可動ファンネル52ｆ、第１固定ファンネル51ｆの順に配置されて構成されている。

第１固定ファンネル51ｆは筒状に形成されており、図４に示されるように、第１スロットルボディ33ｆの上流側に接続されている。

第１可動ファンネル52ｆは、互いに摺動可能な複数の円筒状のファンネル部材を備えている。図４に示されるように、筒状の第１上流側ファンネル部材54ｆと、第１下流側ファンネル部材53ｆを備えている。

図９に示されるように、第１上流側ファンネル部材54ｆは、筒状部54ａｆと、筒状部54ａｆの上端に設けられた鍔状部54ｂｆを有している。図８に示されるように、鍔状部54ｂｆからは、所定の位置から下方に向かって第１被嵌合部54ｃｆを支持する支持片54ｄｆが鍔状部54ｂｆと一体に形成されている。支持片54ｄｆには第１可動ファンネル52ｆの径方向外方に向かって第１被嵌合部54ｃｆが突設されている。第１被嵌合部54ｃｆは後述する第１アーム60（図８も参照）の第１バンク側アーム部61に設けられた第１嵌合部62のスライド溝62ａと嵌合するようになっている。

第１下流側ファンネル部材53ｆは、外筒部53ａｆと内筒部53ｂｆとの２重の筒状部にされている。外筒部53ａｆと内筒部53ｂｆとは、底部53ｃｆにより繋がれており、内部はガイド凹部53ｄｆとなっている。ガイド凹部53ｄｆには、第１上流側ファンネル部材54ｆの筒状部54ａｆが摺動して収納されるようになっている。

図９に示されるように、第１固定ファンネル51ｆは、外筒部51ａｆと内筒部51ｂｆとの２重の筒状部にされている。外筒部51ａｆと内筒部51ｂｆとは、底部51ｃｆにより繋がれており、内部は、ガイド凹部51ｄｆとなっている。ガイド凹部51ｄｆは、第１下流側ファンネル部材53ｆの外筒部53ａｆ、内筒部53ｂｆおよび底部53ｃｆからなる壁部が摺動して収納されるようになっている。

図５および図６に示されるように、第１固定ファンネル51ｆには、周囲に第１可動ファンネル52ｆの移動を案内する可動ファンネル案内軸56ｆが３本立設されている。可動ファンネル案内軸56ｆは、図４に示されるように、第１ファンネル中心軸線Ｃｆと平行になるように設けられており、第１可動ファンネル52ｆが、第１ファンネル中心軸線Ｃｆに沿うように案内する。第１ファンネル中心軸線Ｃｆと第２ファンネル中心軸線Ｃｒは、下方ほどお互いが遠ざかるよう、ハ字状に傾斜を持っている。

第１固定ファンネル51ｆの前方内側と後方外側には、第１固定ファンネル51ｆの外筒部51ａｆから径方向外側に突出して、図１０に示されるような可動ファンネル案内軸56ｆが立設されるバネ受け部51ｅｆが形成されている。第１下流側ファンネル部材53ｆにもバネ受け部53ｅｆが設けられている。バネ受け部51ｅｆとバネ受け部53ｅｆの間には、バネ55ｆが押し縮められた状態で収容されており、第１下流側ファンネル部材53ｆは、第１固定ファンネル51ｆから遠ざかる方向に常時付勢されている。

図５に示されるように、第１固定ファンネル51ｆの前方外側には、第１固定ファンネル51ｆの外筒部51ａｆから径方向外側に突出して、可動ファンネル案内軸56ｆが立設される案内軸支持部51ｇｆが形成されている。第１上流側ファンネル部材54ｆには、可動ファンネル案内軸56ｆが摺動自在に挿通される案内部54ｇｆが設けられており、第１上流側ファンネル部材54ｆは、可動ファンネル案内軸56ｆにより案内されて移動する。

第１延長ファンネル59ｆは、第１可動ファンネル52ｆの上流側に配置された筒状の部材である。図９に示されるように、第１可動ファンネル52ｆが最大管長に延ばされると、第１延長ファンネル59ｆの下流側は、第１上流側ファンネル部材54ｆの上流側と接続され、第１ファンネル50ｆは、最大管長となる。

以上、第１バンクＢｆに設けられた第１ファンネル50ｆについて述べたが、第２バンクＢｒに設けられた第２ファンネル50ｒも同様な構成となっている。第１ファンネル50ｆについては、各部品、構成等に添え字ｆを付して説明したが、第２ファンネル50ｒについての同様な部品、構成は、明細書等において添え字ｒを付して表している。

図２および図４に示されるように、第１固定ファンネル51ｆおよび第２固定ファンネル51ｒは、第１バンクＢｆおよび第２バンクＢｒに向かうようそれぞれ第１ファンネル中心軸線Ｃｆ、第２ファンネル中心軸線Ｃｒが傾斜して配置されている。それぞれの第１ファンネル中心軸線Ｃｆ、第２ファンネル中心軸線Ｃｒに沿う方向に、第１可動ファンネル52ｆおよび第２可動ファンネル52ｒが移動されるようになっている。

図２に示されるように、Ｖ型内燃機関20のクランク軸方向視において、第１固定ファンネル51ｆおよび第２固定ファンネル51ｒは、第１バンクＢｆおよび第２バンクＢｒに対し上方から接する直線Ｌより下方に位置するように設けられている。実施例では、第１バンクＢｆおよび第２バンクＢｒのそれぞれのシリンダヘッドカバー25ｆ，25ｒに上方から接しているが、これに限らず、シリンダヘッド等の第１バンクＢｆおよび第２バンクＢｒを構成する部品に、上方から接している直線でもよい。

図２および図３に示されるように、第１スロットルボディ33ｆおよび第２スロットルボディ33ｒには、吸気通路の開度（スロットル開度）を制御する第１バタフライ弁40ｆ、第２バタフライ弁40ｒが、それぞれ第１バタフライ弁軸41ｆ、第２バタフライ弁軸41ｒにより回動可能に支持されている。バタフライ弁40ｆ，40ｒの回動により吸気通路の吸入空気量が調整される。

自動二輪車１は、スロットルバイワイヤー方式を採用しており、図２に示されるように、スロットルバイワイヤー用モータとしてのバタフライ弁駆動モータ45を備えている。バタフライ弁駆動モータ45は、エアクリーナ15内下方に（図１参照）、第１バンクＢｆおよび第２バンクＢｒの間の谷間に配置されている。

バタフライ弁駆動モータ45は、駆動力を図視されないリダクションギアにより伝達し、リンクアーム46を介して第１バタフライ弁軸41ｆを回動し、第１バタフライ弁40ｆを開閉する。不図示の他のバタフライ弁駆動モータにより、同様に第２バタフライ弁40ｒが開閉される。

クランク軸方向視で、バタフライ弁駆動モータ45の上方で、第１可動ファンネル52ｆおよび第２可動ファンネル52ｒに挟まれる位置に、第１可動ファンネル52ｆおよび第２可動ファンネル52ｒを移動させるアクチュエータ80が配置されている。

スロットルバイワイヤーをＶ型内燃機関20に用いる場合、複数のバタフライ駆動用モータを用いたりリダクションギアを用いる関係上、バタフライ弁を駆動させる装置全体が大型化する傾向にある。本実施の形態の可変吸気装置30では、第１ファンネル中心軸線Ｃｆと、第２ファンネル中心軸線Ｃｒを、それぞれ第１バンクＢｆおよび第２バンクＢｒに向かうようにハ字状とすることで、バタフライ弁駆動モータ45を前記したように配置できるので、スペースを有効利用してコンパクトなレイアウトとすることができる。

図２に示されるように、第１固定ファンネル51ｆの下流側に配置された第１バタフライ弁40ｆの回動中心40ｃｆ、および第２固定ファンネル51ｒの下流側に配置された第２バタフライ弁40ｒの回動中心40ｃｒは、第１バンクＢｆおよび第２バンクＢｒに対し上方から接する直線Ｌより下方に位置するように配置されている。

Ｖ型内燃機関20は、図２に示されるように、燃料噴射装置として、１つの気筒ごとに、上流側に配置された上流側燃料噴射弁42と下流側に配置された下流側燃料噴射弁43の２つを備えている。

図２に示されるように、上流側には、第１ファンネル50ｆ、第２ファンネル50ｒの上流側のそれぞれに、第１上流側燃料噴射弁42ｆ，第２上流側燃料噴射弁42ｒが設けられている。

図２および図３に示されるように、下流側には、第１スロットルボディ33ｆのバタフライ弁40ｆより下流側部分に下流から嵌挿された第１下流側燃料噴射弁43ｆが設けられている。第１下流側燃料噴射弁43ｆにより、第１バタフライ弁40ｆより下流の吸気通路に燃料を噴射できるようになっている。

同様に、第２スロットルボディ33ｒの第２バタフライ弁40ｒより下流側部分に、下流から第２下流側燃料噴射弁43ｒが嵌挿されており、第２バタフライ弁40ｒより下流の吸気通路に燃料を噴射できるようになっている。

図２に示されるように、第１下流側燃料噴射弁43ｆおよび第２下流側燃料噴射弁43ｒはその全てが、直線Ｌより下方に配置されている。

次に、第１可動ファンネル52ｆおよび第２可動ファンネル52ｒを、それぞれ第１ファンネル中心軸線Ｃｆ、第２ファンネル中心軸線Ｃｒに沿う方向に移動させる構造について説明する。

第１ファンネル50ｆ，第２ファンネル50ｒにおいて、第１可動ファンネル52ｆ，第２可動ファンネル52ｒは、第１固定ファンネル51ｆと第１延長ファンネル59ｆとの間，第２固定ファンネル51ｒと第２延長ファンネル59ｒとの間を、それぞれ同じ割合で移動する。しかし、図面においては、第１ファンネル50ｆ，第２ファンネル50ｒの移動状態を理解しやすくするために、第１可動ファンネル52ｆ、第２可動ファンネル52ｒは、異なった割合で移動された状態で示しているものもある。

例えば、図５において、前方左側の第１ファンネル50ｆは、第１可動ファンネル52ｆが第１延長ファンネル59ｆに当接するまで上方に移動されてファンネル長が最長となった状態を示している。一方、同じ図５において、後方左側の第２ファンネル50ｒは、第２可動ファンネル52ｒが、第２固定ファンネル51ｒ内に収納されてファンネル長が最短となった状態を示している。しかし、実際には、全ての第１ファンネル50ｆおよび第２ファンネル50ｒは、同時にファンネル長が最短となり、同時にファンネル長が最長となる。

可変吸気装置30は、図６ないし図８に示されるように、第１可動ファンネル52ｆおよび第２可動ファンネル52ｒを移動させるための動力を供給するアクチュエータ80、アクチュエータ80により回動される第２アーム70、第２アーム70により直線方向に移動される単一の第１アーム60、および第１アーム60の直線方向の移動をガイドするガイド軸69を備えている。

図６に示されるように、アクチュエータ80は、左側の第１ファンネル50ｆおよび第２ファンネル50ｒの間に位置して配設されている。アクチュエータ80は、図８に示されるように、本体部81と、本体部81に対して回転する回動軸82を備えている。本体部81には、図７に示されるように、上部の左右両側から前方に向かって一対の上部支持腕83が、下部の左右両側から前方に向かって一対の下部支持腕84が延出して設けられている（図８参照）。上部支持腕83および下部支持腕84により、ガイド軸69の上端69ａおよび下端69ｂがそれぞれ支持される。

図６および図７に示されるように、第１バンクＢｆの側に延びる第１バンク側アーム部61と、第２バンクＢｒの側に延びる第２バンク側アーム部63と、ガイド軸69が挿通されるガイド軸挿通孔65aが形成された一対のガイド部65を備えている。一対のガイド部65は連結部66により連結されており、第１バンク側アーム部61と、第２バンク側アーム部63とは一体に移動される。

図７および図８に示されるように、第１バンク側アーム部61の先端には、第１嵌合部62が設けられている。第１嵌合部62は、先端が二股に形成された所定長さのスライド溝62ａとなっている。スライド溝62ａに、後述する第１上流側ファンネル部材54ｆに設けられた第１被嵌合部54ｃｆが嵌合され、第１被嵌合部54ｃｆは、スライド溝62ａの中を摺動して移動することができるようになっている。第２バンク側アーム部63の先端にも、同様な第１嵌合部64とスライド溝64ａが設けられており、後述する第２上流側ファンネル部材54ｒに設けられた第１被嵌合部54ｃｒが嵌合され、第１被嵌合部54ｃｒは、スライド溝64ａの中を摺動して移動することができるようになっている。

図６ないし図８に示されるように、第１アーム60は、第２バンク側アーム部63の左側に隣接したガイド部65寄りに、第２アーム70の第２被嵌合部71と嵌合する第２嵌合部67が設けられている。図６に示されるように、第２アーム70は、第２嵌合部67の左に隣接して配置されている。

第２嵌合部67には、図６および図８に示されるように、第２アーム側に開放した所定長さの横長溝のスライド溝67ａが形成されている。第２アーム70には、第１アーム60のスライド溝67ａ側に突出した円柱形状の第２被嵌合部71が形成され、第２嵌合部67のスライド溝67ａに摺動可能に嵌合している。

図６に示されるように、第２アーム70は、一端側70ａはアクチュエータ80の回動軸82に一体に回転されるように取り付けられており（図８も参照）、他端側70ｂに第２被嵌合部71が形成されている。

可変吸気装置30は、前記したように構成されているので、以下のように第１ファンネル50ｆおよび第２ファンネル50ｒのファンネル長を変えることができる。
図８に示されるように、アクチュエータ80を駆動させて、第２アーム70の他端側70ｂを上昇させるように回動させると（実線の矢印で示す）、第２被嵌合部71がスライド溝67ａの中を後方に向かってスライドしつつ、第１アーム60はガイド軸69に沿って上方へ移動する。それとともに、第１バンク側アーム部61の第１嵌合部62も上方へ移動する。第１嵌合部62に嵌合した第１被嵌合部54ｃｆは、スライド溝62ａの内部を後方へ摺動しつつ移動する。第２バンク側アーム部63も、同様に第１嵌合部64は上方へ移動し、第１嵌合部64に嵌合した第１被嵌合部（不図示）は、第１嵌合部64のスライド溝（不図示）の内部を前方へ摺動しつつ移動する。

第１可動ファンネル52ｆおよび第２可動ファンネル52ｒは可動ファンネル案内軸56ｆ、56ｒに案内されて、それぞれのファンネル中心軸線Ｃｆ、Ｃｒに沿うように上方に向かって移動され、第１ファンネル50ｆおよび第２ファンネル50ｒのファンネル長は長くなる。

また、アクチュエータ80を逆方向に駆動させて、第２アーム70の他端側70ｂを下降させるように回動させると（破線の矢印で示す）、第２被嵌合部71がスライド溝67ａの中を前方に向かってスライドしつつ、第１アーム60はガイド軸69に沿って下方へ移動する。それとともに、第１バンク側アーム部61の第１嵌合部62も下方へ移動する。第１嵌合部62に嵌合した第１被嵌合部54ｃｆは、スライド溝62ａの内部を前方へ摺動しつつ移動する。第２バンク側アーム部63も、同様に第１嵌合部64は下方へ移動し、第１嵌合部64に嵌合した第１被嵌合部は、第１嵌合部64のスライド溝の内部を後方へ摺動しつつ移動する。

アクチュエータ80を逆方向に駆動させて、第２アーム70の他端側70ｂを下降させると、第１上流側ファンネル部材54ｆ、第１下流側ファンネル部材53ｆは摺動移動して、第１固定ファンネル51ｆのガイド凹部51ｄｆ内に収納されて、ファンネル長は短くされる。

前記したように可変吸気装置30は構成されているので、単一のアクチュエータ80および単一の第１アーム60を用いても、それぞれ異なる方向のファンネル中心軸線Ｃｆ、Ｃｒに沿うように第１バンクＢｆに設けられた第１可動ファンネル52ｆ、および第２バンクＢｒに設けられた第２可動ファンネル52ｒを移動させて、ファンネル全体の管長を変更することができる。

本発明の一実施の形態のＶ型内燃機関20の可変吸気装置30は、下記のような構成を具備している。可変吸気装置30は、Ｖ型内燃機関20の複数の気筒が互いに反対方向に傾く前側の第１バンクＢｆ側と後側の第２バンクＢｒ側に分かれクランク軸21方向視でＶ字状に配置されてＶバンクが構成されている。可変吸気装置30は、第１バンクＢｆに吸気を導く第１ファンネル50ｆと、第２バンクＢｒに吸気を導く第２ファンネル50ｒと、第１ファンネル50ｆおよび第２ファンネル50ｒの管長を変更するアクチュエータ80とを有している。また、第１ファンネル50ｆは、第１固定ファンネル51ｆと、アクチュエータ80の動力で駆動される第１可動ファンネル52ｆを有し、第２ファンネル50ｒは、第２固定ファンネル51ｒと、アクチュエータ80の動力で駆動される第２可動ファンネル52ｒとを有している。さらに、第１固定ファンネル51ｆおよび第２固定ファンネル51ｒは、第１バンクＢｆおよび第２バンクＢｒに向かうようそれぞれのファンネル中心軸線Ｃｆ，Ｃｒが傾斜して配置されている。第１可動ファンネル52ｆおよび第２可動ファンネル52ｒはファンネル中心軸線Ｃｆ，Ｃｒに沿う方向に、アクチュエータ80により移動される。

前記したように構成されているので、それぞれのバンクＢｆ，Ｂｒに対して短い経路で吸気を導くことができるようにファンネル中心軸線Ｃｆ，Ｃｒが傾斜して設けられた第１固定ファンネル51ｆおよび第２固定ファンネル51ｒに対し、それぞれのファンネル中心軸線に沿って移動する第１可動ファンネル52ｆおよび第２可動ファンネル52ｒを設けることで、必要以上にファンネルの管長を延ばすことなく可変吸気装置30を搭載することができる。これによりエンジン高回転時の吸気効率を向上させながら、ファンネル長の選択範囲をより大きくし、様々な機関回転数で適切なファンネル長を確保できる。

またＶ型内燃機関20のクランク軸方向視において、第１固定ファンネル51ｆおよび第２固定ファンネル51ｒのうち少なくとも一方は、第１バンクＢｆおよび第２バンクＢｒに対し上方から接する直線Ｌより下方に位置するよう配置されている。前記構成によれば、より第１固定ファンネル51ｆおよび第２固定ファンネル51ｒの管長を短くすることができる。

さらに、第１固定ファンネル51ｆの下流側に配置された第１バタフライ弁40ｆの回動中心40ｃｆ、および第２固定ファンネル51ｒの下流側に配置された第２バタフライ弁40ｒの回動中心40ｃｒは、直線Ｌより下方に位置されているので、バタフライ弁を吸気ポートに近い位置に配置でき、応答性が向上する。

また、第１固定ファンネル51ｆの下流側に配置された第１下流側燃料噴射弁43ｆ、および第２固定ファンネル51ｒの下流側に配置された第２下流側燃料噴射弁43ｒは、直線Ｌより下方に配置されているので、第１下流側燃料噴射弁43ｆおよび第２下流側燃料噴射弁43ｒを吸気ポートに近い位置に配置でき、応答性が向上する。

さらにまた、可変吸気装置30は、アクチュエータ80の動力で駆動され、第１可動ファンネル52ｆおよび第２可動ファンネル52ｒを移動させる単一の第１アーム60と、第１アーム60が摺動して第１アームの直線方向の移動をガイドするガイド軸69とを備えている。第１アーム60は、第１バンクＢｆの側に延びる第１バンク側アーム部61と、第２バンクＢｒの側に延びる第２バンク側アーム部63と、前記ガイド軸69が挿通されるガイド軸挿通孔65ａとを有している。第１バンク側アーム部61と、第２バンク側アーム部63は、所定の長さの第１嵌合部62,64を有している。第１可動ファンネル52ｆは、第１バンク側アーム部61の第１嵌合部62に嵌合して摺動移動する第１被嵌合部54cｆを有している。第２可動ファンネル52ｒは、第２バンク側アーム部63の第１嵌合部64に嵌合して摺動移動する第１被嵌合部54ｃｒを有している。
このように構成されているので、アクチュエータ80の動力により単一の第１アーム60が、ガイド軸69に沿って移動され、第１アーム60の第１嵌合部62，64に嵌合された第１被嵌合部54ｃｆ，54ｃｒが第１嵌合部62，64内を摺動して、第１可動ファンネル52ｆおよび第２可動ファンネル52ｒを同時に移動させることができる。

また、単一のアクチュエータ80により回動駆動される第２アーム70を備え、第１アーム60は、所定の長さを有する第２嵌合部67に形成されたスライド溝67ａを有し、第２アーム70は、第１アーム60の第２嵌合部67に嵌合する第２被嵌合部71を有しているので、第２アーム70に設けられた第２被嵌合部71が第１アーム60の第２嵌合部67に対し摺動移動することで、単一のアクチュエータ80により第１アーム60を移動することができる。

第１可動ファンネル52ｆおよび前記第２可動ファンネル52ｒは、移動方向に互いに摺動し収納可能な複数の円筒状の上流側ファンネル部材54ｆ，54ｒ、下流側ファンネル部材53ｆ，53ｒを有するので、上流側ファンネル部材54ｆ，54ｒを下流側ファンネル部材53ｆ，53ｒに収納することで、ファンネル長をより短くすることができる。

さらに、Ｖ型内燃機関20のクランク軸方向視において、第１可動ファンネル52ｆおよび第２可動ファンネル52ｒに挟まれる位置にアクチュエータ80が配置され、第１固定ファンネル51ｆの下流側に配置された第１バタフライ弁40ｆおよび第２固定ファンネル51ｒの下流側に配置された第２バタフライ弁40ｒを回動させるバタフライ弁駆動モータ45が、アクチュエータ80の下方に配置されている。

スロットルバイワイヤーをＶ型内燃機関20に用いる場合、複数のバタフライ駆動用モータを用いたりリダクションギアを用いる関係上、バタフライ弁を駆動させる装置全体が大型化する傾向にある。前記構成によれば、第１ファンネル中心軸線Ｃｆと、第２ファンネル中心軸線Ｃｒを、それぞれ第１バンクＢｆおよび第２バンクＢｒに向かうようにハ字状とし、その間であってアクチュエータ80の下方にバタフライ弁駆動モータ45を配置するので、スペースを有効利用してコンパクトなレイアウトとすることができる。

次に、第二の実施の形態のＶ型内燃機関の可変吸気装置130について、図１１および図１２に基づいて説明する。

図１１に示されるように、第二の実施の形態の可変吸気装置130は、第一の実施の形態の可変吸気装置30のファンネル50と異なるファンネル150，151を備えている。可変吸気装置130は、第１バンクＢｆに吸気を導く第１ファンネルとして、前左側にファンネル150ｆ、前右側にファンネル151ｆを具備し、第２バンクＢｒに吸気を導く第２ファンネルとして、後右側にファンネル150ｒ、後左側にファンネル151ｒを具備している。
他の構成は、第一の実施の形態の可変吸気装置30と同じ構成となっており、同じ構成は同じ符号により説明する。また以後の変吸気装置130の説明では、第１バンク側に設けられたものに付す符号ｆ、および第２バンク側に設けられた各部品に付す符号ｒを省略して説明する。

図１２に示されるように、第二の実施の形態のファンネル150，151は、第一の実施の形態のファンネル50が具備している固定ファンネル51、可動ファンネル52、下流側ファンネル部材53、上流側ファンネル部材54、バネ55と同じものを具備している。

図１２に示されるように、第二の実施の形態のファンネル150は、可動ファンネル52と接続される延長ファンネル159として、管長の長い長延長ファンネル160を具備している。また、第二の実施の形態のファンネル151は、可動ファンネル52と接続される延長ファンネル159として、長延長ファンネル160の管長よりも短い短延長ファンネル161を具備している。

図１１を参照して、可変吸気装置130の前左側および後右側には、長延長ファンネル160が配設されている。可変吸気装置130の前右側および後左側には、短延長ファンネル161が配設されている。

図１１および図１２に示されるように、ファンネル151の短延長ファンネル161の上流側には、上段固定ファンネル162が設けられている。一方、ファンネル150の長延長ファンネル160の上流側には、上段固定ファンネル162は設けられていない。上段固定ファンネル162は、上部が折り返された管状に形成された筒状部材である。
上段固定ファンネル162は、管の中心軸線が、ファンネル中心軸線Ｃｆ，Ｃｒと略一致するように配置されている。また上段固定ファンネル162は、短延長ファンネル161の上流端と、上段固定ファンネル162の下流端とが所定間隔をもつように、短延長ファンネル161から離間されて配置されている。

図１２に示されるように、長延長ファンネル160および短延長ファンネル161は、その下端部の位置が、可動ファンネル52が最大長に延ばされると、長延長ファンネル160の下流端および短延長ファンネル161の下流端は、可動ファンネル52の上流端と接続される位置関係に配置されている。

さらに、長延長ファンネル160および上段固定ファンネル162には、それぞれの上流端より下流側に位置して、上流側燃料噴射弁42が配設されている。その下端が上段固定ファンネル162の上流端より下流側に位置して取り付けられている。

第２の実施の形態の可変吸気装置130は、前記したように構成されているので、以下のような効果を奏する。上流側燃料噴射弁42は、その下端が上段固定ファンネル162の上流端より下流側に位置するように設けられている。これにより、上流側燃料噴射弁42から噴射される燃料が、効率的に吸気通路に導入される。

上段固定ファンネル162の下流端と、短延長ファンネル161の上流端とは離間されているので、上段固定ファンネル162と短延長ファンネル161の間隙からも吸気を導入することができる。上段固定ファンネル162を設けることで、中低速域のトルクが向上するとともに、エンジン回転数に対してスムースなトルク特性を実現できる。

以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明の態様が上記実施形態に限定されず、本発明の要旨の範囲で、多様な態様で実施されるものを含むことは勿論である。

Ｂｆ…第１バンク、Ｂｒ…第２バンク、Ｃｆ…第１ファンネル中心軸線、Ｃｒ…第２ファンネル中心軸線、
20…Ｖ型内燃機関、21…クランク軸、40ｆ…第１バタフライ弁、40ｒ…第２バタフライ弁、45…バタフライ弁駆動モータ、
50ｆ…第１ファンネル、50ｒ…第２ファンネル、51ｆ…第１固定ファンネル、51ｒ…第２固定ファンネル、52ｆ…第１可動ファンネル、52ｒ…第２可動ファンネル、53ｆ…第１下流側ファンネル部材、53ｒ…第２下流側ファンネル部材、54ｃｆ…第１被嵌合部、54ｃｒ…第１被嵌合部、54ｆ…第１上流側ファンネル部材、54ｒ…第２上流側ファンネル部材、
60…第１アーム、61…第１バンク側アーム部、62…第１嵌合部、63…第２バンク側アーム部、64…第１嵌合部、65ａ…ガイド軸挿通孔、67…第２嵌合部、
70…第２アーム、71…第２被嵌合部、
80…アクチュエータ、
130…可変吸気装置、150ｆ…第１ファンネル、150ｒ…第２ファンネル、151ｆ…第１ファンネル、151ｒ…第２ファンネル、159…延長ファンネル、160…長延長ファンネル、161…短延長ファンネル、162…上段固定ファンネル。

Claims (8)

1. 内燃機関(20)の複数の気筒が互いに反対方向に傾く第１バンク(Bf)側と第２バンク(Br)側に分かれクランク軸方向視でＶ字状に配置されてＶバンクが構成され、
   前記第１バンク(Bf)に吸気を導く第１ファンネル(50f,150f,151f)と、
   前記第２バンク(Br)に吸気を導く第２ファンネル(50r,150r,151r)と、
   前記第１ファンネル(50f,150f,151f)および前記第２ファンネル(50r,150r,151r)の管長を変更するアクチュエータ(80)と、を有し、
   前記第１ファンネル(50f,150f,151f)は、第１固定ファンネル(51f)と、前記アクチュエータ(80)の動力で駆動される第１可動ファンネル(52f)を有し、
   前記第２ファンネル(50r,150r,151r)は、第２固定ファンネル(51r)と、前記アクチュエータ(80)の動力で駆動される第２可動ファンネル(52r)とを有するＶ型内燃機関の可変吸気装置において、
   前記第１固定ファンネル(51f)および前記第２固定ファンネル(51r)は、前記第１バンク(Bf)および前記第２バンク(Br)に向かうようそれぞれのファンネル中心軸線(Cf,Cr)が傾斜して配置され、
   前記それぞれのファンネル中心軸線(Cf,Cr)に沿う方向に、前記第１可動ファンネル(52f)および前記第２可動ファンネル(52r)が移動することを特徴とするＶ型内燃機関の可変吸気装置。
2. 前記内燃機関(20)のクランク軸(21)方向視において、前記第１固定ファンネル(51f)および前記第２固定ファンネル(51r)のうち少なくとも一方は、前記第１バンク(Bf)および前記第２バンク(Br)に対し上方から接する直線(L)より下方に位置することを特徴とする請求項１に記載のＶ型内燃機関の可変吸気装置。
3. 前記第１固定ファンネル(51f)の下流側に配置された第１バタフライ弁(40f)の回動中心(40cf)、および前記第２固定ファンネル(51r)の下流側に配置された第２バタフライ弁(40r)の回動中心(40cr)は、前記直線(L)より下方に位置することを特徴とする請求項２に記載のＶ型内燃機関の可変吸気装置。
4. 前記第１固定ファンネル(51f)の下流側に配置された第１下流側燃料噴射装置(43f)、および前記第２固定ファンネル(51r)の下流側に配置された第２下流側燃料噴射装置(43r)は、前記直線(L)より下方に配置されることを特徴とする請求項２または請求項３に記載のＶ型内燃機関の可変吸気装置。
5. 前記アクチュエータ(80)の動力で駆動され、前記第１可動ファンネル(52f)および前記第２可動ファンネル(52r)を移動させる単一の第１アーム(60)と、
   前記第１アーム(60)が摺動して前記第１アーム(60)の直線方向の移動をガイドするガイド軸(69)と、を備え、
   前記第１アーム(60)は、前記第１バンク(Bf)の側に延びる第１バンク側アーム部(61)と、前記第２バンク(Br)の側に延びる第２バンク側アーム部(63)と、前記ガイド軸(69)が挿通されるガイド軸挿通孔(65a)と、を有し、
   前記第１バンク側アーム部(61)と、前記第２バンク側アーム部(63)は、所定の長さの第１嵌合部(62,64)を有し、
   前記第１可動ファンネル(52f)に、前記第１バンク側アーム部(61)の前記第１嵌合部(62)に嵌合して摺動移動する第１被嵌合部(54cf)を有し、
   前記第２可動ファンネル(52r)に、前記第２バンク側アーム部(63)の前記第１嵌合部(64)に嵌合して摺動移動する第１被嵌合部(54cr)を有することを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載のＶ型内燃機関の可変吸気装置。
   
6. 単一の前記アクチュエータ(80)により回動駆動される第２アーム(70)を備え、
   前記第１アーム(60)は、所定の長さを有する第２嵌合部(67)を有し、
   前記第２アーム(70)は、前記第１アーム(60)の第２嵌合部(67)に嵌合する第２被嵌合部(71)を有することを特徴とする請求項５に記載のＶ型内燃機関の可変吸気装置。
7. 前記第１可動ファンネル(52f)および前記第２可動ファンネル(52r)は、移動方向に互いに摺動し収納可能な複数の筒状のファンネル部材(53f,54f,53r,54r)を有することを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれかに記載のＶ型内燃機関の可変吸気装置。
8. 前記内燃機関(20)のクランク軸(21)方向視において、前記第１可動ファンネル(52f)および前記第２可動ファンネル(52r)に挟まれる位置に前記アクチュエータ(80)が配置され、
   前記第１固定ファンネル(51f)の下流側に配置された第１バタフライ弁(40f)および前記第２固定ファンネル(51r)の下流側に配置された第２バタフライ弁(40r)を回動させるバタフライ弁駆動モータ(45)が、前記アクチュエータ(80)の下方に配置されることを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれかに記載のＶ型内燃機関の可変吸気装置。

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