JP4950976B2 - 多気筒内燃機関の吸気装置 - Google Patents

Description

本発明は、吸入空気を複数のシリンダに導くための吸気集合室および該吸気集合室から分岐する複数の吸気分岐通路が設けられた多気筒内燃機関の吸気装置に関し、詳細には、吸気集合通路に連通するレゾネータ室が設けられた吸気装置に関する。

内燃機関の吸気装置において、吸入空気の脈動圧に基づく共鳴を利用するレゾネータは、特定の機関回転速度付近における体積効率を向上させて機関トルクを増大させるため、または、特定周波数付近における吸気騒音の低減のために設けられる。
このようなレゾネータとして、吸入空気が流入する吸気導入通路31を有する吸気集合室と、複数のシリンダにそれぞれ形成された燃焼空間と吸気集合室とをそれぞれ連通させる複数の吸気分岐通路とが設けられた多気筒内燃機関の吸気装置において、レゾネータのレゾネータ室が連通路を通じて吸気集合室に連通するものが知られている。（例えば、特許文献１参照）
特開２００３−７４４２８号公報

吸気装置の吸気集合室に開口する複数の吸気分岐通路の入口が配列方向に並んで配置され、該吸気集合室にレゾネータ室に通通する連通路が開口する多気筒内燃機関においては、レゾネータによる共鳴が発生する運転領域（以下、「共鳴運転領域」という。）以外の運転領域で、空気導入通路から吸気集合室に流入した吸入空気の一部が、連通路に局部的に流入すること、または連通路を通じてレゾネータ室に流入することがある。そのような場合には、吸気集合室から各吸気分岐通路に向かう吸入空気の流れに乱れが発生して、機関トルクが低下する。
そこで、レゾネータの連通路が吸気集合室に開口することに起因する吸気集合室での吸入空気の流れの前述の乱れの発生を抑制するために、複数の吸気分岐通路の入口の配列方向での連通路の開口位置を、該吸気集合室を形成する集合室壁において、所定方向で、吸気導入通路が設けられる端壁とは反対側の端壁付近にすることが考えられる。しかしながら、この場合には、レゾネータ室の配置の自由度が小さくなるうえ、吸入空気の流量（以下、「吸気量」という。）が多く、かつ機関回転速度が高い運転領域である最大出力運転領域付近で、空気導入通路から吸気集合室に流入した吸入空気の慣性が大きいことに起因して、該吸入空気の一部が集合室壁の前記反対側の端壁に当たって偏向され、該偏向された吸入空気の一部が連通路に局部的に入り込むことや、連通路を通じてレゾネータ室にまで流入することがある。このように連通路があるために、吸気集合室から吸気分岐通路に流入する吸入空気の流れに乱れが発生して、吸気分岐通路に流入する吸入空気の流量が減少し、体積効率が低下するので、最大出力運転領域付近での機関トルクが低下し、したがって機関出力が低下する。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、請求項１〜５記載の発明は、多気筒内燃機関の吸気装置において、レゾネータ室と吸気集合室とを連通させる連通路に起因する吸気集合室内での吸入空気の流れの乱れの発生を抑制することにより、体積効率の向上を図ること、および、レゾネータ室が設けられるレゾネータの配置の自由度を大きくすることを目的とする。

請求項１記載の発明は、吸入空気が流入する吸気導入通路を有する吸気集合室と、複数である所定数のシリンダにそれぞれ形成された前記所定数の燃焼空間と前記吸気集合室とをそれぞれ連通させる前記所定数の吸気分岐通路と、前記吸気集合室に連通路を通じて連通するレゾネータ室とが設けられた多気筒内燃機関の吸気装置において、前記各吸気分岐通路は、前記吸気集合室に開口する入口を有し、前記各入口は、前記各吸気分岐通路を形成する通路壁の上流端通路壁により形成され、前記所定数の入口は配列方向に並んで配置され、前記吸気集合室を形成する集合室壁は、前記配列方向に直交する直交平面上の第１方向で離隔すると共に前記第１方向で対向する第１側壁および第２側壁を有し、かつ前記配列方向で対向する第１端壁および第２端壁を有し、前記上流端通路壁が、前記吸気集合室内において、前記第１方向で前記第１側壁から前記第２側壁に向かって突出していると共に、前記配列方向に並んで配置され、前記連通路の、前記吸気集合室に開口する連通口は、前記第１方向で前記各入口よりも前記第１側壁寄りに位置し、前記集合室壁は、前記第１側壁と前記第２側壁との間で前記配列方向に延びる整流壁を備え、前記整流壁に、前記各入口が、前記第１方向で前記第２側壁に向かって開口し、前記第１端壁に吸気導入通路が形成され、前記吸気導入通路から流入した吸入空気は、前記吸気集合室内において前記第２端壁に向かって前記配列方向に流れると共に、前記整流壁により、前記第１方向で前記各入口よりも前記第２側壁寄りを流れるように案内された後に前記各入口に流入することを特徴とする多気筒内燃機関の吸気装置である。
請求項２記載の発明は、請求項１記載の多気筒内燃機関の吸気装置において、前記吸気導入通路は、前記配列方向に延びており、前記直交平面での前記吸気導入通路の通路断面を前記配列方向に平行に延長した仮想延長通路は、前記第１方向で、前記各入口よりも前記第２側壁寄りに位置することを特徴とする。
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の多気筒内燃機関の吸気装置において、前記連通路は、前記吸気集合室に常時連通する第１連通路と、機関運転状態に応じて開閉される開閉弁が設けられた第２連通路であり、前記連通口は、前記第１連通路の第１連通口と、前記第２連通路の第２連通口であり、前記配列方向で、前記第２連通口は前記第１連通口よりも前記吸気導入通路から遠い位置にあることを特徴とする。
請求項４記載の発明は、請求項１から３のいずれか１項記載の多気筒内燃機関の吸気装置において、前記各上流端通路壁は管状の壁であり、前記直交平面上で前記第１方向に直交する第２方向から見て、前記連通口の過半は、少なくとも１つの前記上流端通路壁と重なる位置にあるか、または前記配列方向で隣接する前記上流端通路壁同士の間に位置することを特徴とする。
請求項５記載の発明は、請求項１から４のいずれか１項記載の多気筒内燃機関の吸気装置において、前記吸気集合室と前記レゾネータ室とを仕切りかつ前記連通路を有する底壁が設けられ、前記整流壁は、前記底壁との間に空隙を形成し、前記吸気集合室は、前記吸気導入通路からの吸入空気が流入する主室と、前記空隙を形成する前記整流壁により前記主室から部分的に仕切られる副室とから構成され、前記主室と前記副室との間では、前記空隙を通じて前記吸気導入通路から前記主室に流入した吸入空気の出入りが可能であり、 前記主室には、前記各吸気分岐通路の入口が開口し、前記副室には、前記連通路の連通口が開口することを特徴とする。

請求項１記載の発明によれば、吸気集合室内で配列方向に並んで配置された各吸気分岐通路の入口は、第１方向で集合室壁の第１側壁から集合室壁の第２側壁に向かって突出する上流端通路壁により形成されるので、第１方向で対向する第１，第２側壁の間で、第１側壁から第２側壁に向かって離隔した位置にある。そして、各入口に対して、吸気導入通路から流入した吸入空気は、第１方向で入口よりも第２側壁寄りを入口の配列方向に流れる一方で、吸気集合室とレゾネータ室とを連通する連通路の、吸気集合室での連通口は、第１方向で各入口よりも第１側壁寄りに位置するので、共鳴運転領域以外での運転領域において吸入空気の一部が連通口を通じてレゾネータ室に流入することが抑制される。この結果、吸気集合室に開口する連通口に起因する吸気集合室での吸入空気の流れの乱れの発生が抑制されることにより、吸入空気が吸気集合室から各吸気分岐通路に円滑に流入するので、体積効率が向上して、機関トルクが増加し、ひいては機関出力が増加する。
また、吸気集合室での連通口の開口位置は、第１方向で各入口よりも第１側壁寄りである条件で、配列方向の任意の位置に設定できる。この結果、吸気集合室において、配列方向での連通口の配置の自由度が大きくなり、ひいては連通路およびレゾネータ室の配置の自由度が大きくなるので、レゾネータの配置の自由度が大きくなる。
また、吸気集合室内で吸気導入通路から流入した吸入空気は、各入口が開口している整流壁により案内されて第２側壁寄りを流れるので、連通口による吸入空気の流れの乱れの発生が一層抑制されて、体積効率が向上する。
請求項２記載の事項によれば、仮想延長通路Ｈが、第１方向で各入口よりも第２側壁寄りに位置するので、吸気集合室内で吸気導入通路から流入した吸入空気が大きな偏向を伴うことなく第２側壁寄りを流れる。この結果、吸気集合室内での吸入空気の流量損失が減少して、体積効率が向上し、したがって機関トルクが増加する。
請求項３記載の事項によれば、吸気集合室に開口する第１，第２連通口のうちで、開閉弁により開閉される第２連通路が有する第２連通口は、配列方向で、常時連通している第１連通路が有する第１連通口よりも吸気導入通路から遠い位置にあるので、開閉弁が配列方向で第２連通口よりも吸気導入通路から遠方に位置する入口に流入する吸入空気の流れを乱すことが抑制される。この結果、開閉弁が設けられた連通路が開口する吸気集合室において、所定数の吸気分岐通路のうちで、開閉弁に起因して発生する吸入空気の流れの乱れにより、吸気集合室から吸気分岐通路に流入する吸入空気の流量が低下する吸気分岐通路の数を少なくすることができるので、体積効率が向上する。
請求項４記載の事項によれば、吸気集合室に開口する連通口の過半が、第１方向で入口よりも第１側壁寄りに位置するので、連通口に起因する吸入空気の流れの乱れを抑制することができて、体積効率が向上する。
請求項５記載の発明によれば、吸気集合室が仕切壁により仕切られて形成された主室および副室において、吸気集合室に開口する各吸気分岐通路の入口は、吸気導入通路からの吸入空気が流入する主室に開口する一方、吸気集合室とレゾネータ室とを連通する連通路の、吸気集合室での連通口は、仕切壁により形成された空隙を通じて吸気導入通路から主室に流入した吸入空気の出入りが可能な副室に開口するので、主室と副室との間に位置する仕切壁により、共鳴運転領域以外での運転領域において吸入空気の一部が連通口を通じてレゾネータ室に流入することが抑制される。この結果、吸気集合室に開口する連通口に起因する吸気集合室での吸入空気の流れの乱れの発生が抑制されることにより、吸入空気が吸気集合室から各吸気分岐通路に円滑に流入するので、体積効率が向上して、機関トルクが増加し、ひいては機関出力が増加する。
また、吸気集合室での連通口の開口位置は、副室が形成されている範囲で任意の位置に設定できる。この結果、吸気集合室において、連通口の配置の自由度が大きくなり、ひいては連通路およびレゾネータ室の配置の自由度が大きくなるので、レゾネータの配置の自由度が大きくなる。

以下、本発明の実施形態を図１〜図４を参照して説明する。
図１を参照すると、本発明が適用された吸気装置10は、車両に搭載される多気筒内燃機関Ｅに備えられる。火花点火式の４ストローク内燃機関である内燃機関Ｅは、複数である所定数のシリンダＣ、この実施形態では４つのシリンダＣを有するシリンダブロック１と該シリンダブロック１に結合されたシリンダヘッド２とから構成される機関本体を備え、吸気装置10はシリンダヘッド２に接続される。各シリンダＣにはピストンが往復運動可能に嵌合し、該各ピストンは、前記機関本体に回転可能に支持されたクランク軸に、コンロッドを介して連結される。

各シリンダＣおよびシリンダヘッド２は、シリンダヘッド２と前記ピストンとの間に、吸気装置10により形成される吸気通路（以下、単に「吸気通路」という。）を通じて導かれる吸入空気と燃料供給手段である燃料噴射弁により供給される燃料とが混合して形成された混合気が燃焼する燃焼空間３を形成する。各燃焼空間３で発生した燃焼ガスは、前記ピストンを駆動した後、排気ガスとして、シリンダヘッド２に形成された排気ポート５を経て該シリンダヘッド２に接続された排気装置の排気通路を通じて内燃機関Ｅの外部に排出される。そして、この燃焼ガスにより駆動されて往復運動する前記ピストンは前記クランク軸を回転駆動する。

外気を吸入空気として取り入れる吸気装置10は、吸入空気を清浄にする濾過部材が配置されたエアクリーナ室11ａを形成するエアクリーナ11と、上流端部12ａでエアクリーナ11に接続管を介して接続されると共に下流端部であるフランジ部12ｂでシリンダヘッド２に接続される吸気マニホルド12とを備える。
なお、上流および下流は、特に断らない限り、吸入空気の流れに関してのものである。

併せて図２，図３を参照するとアルミニウム合金製の吸気マニホルド12は、エアクリーナ11からの吸入空気が流入する吸気集合室30を形成する吸気集合部20と、吸気集合室30と前記所定数のシリンダＣにそれぞれ形成された該所定数としての４つの燃焼空間３とをシリンダヘッド２に形成された吸気ポート４を介して連通する該所定数としての４つの吸気分岐通路50を形成する吸気分岐部40と、レゾネータ室62および該レゾネータ室62と吸気集合室30とを連通させる連通路67，68が設けられたレゾネータ60とを備える。レゾネータ室62は、連通路67，68を通じて吸気集合室30に連通する。

このため、吸気装置10において、吸入空気は、エアクリーナ室11ａを流れて吸気集合室30に導かれ、吸気集合室30から、各吸気分岐通路50を流れて各シリンダＣの燃焼空間３に吸入される。したがって、吸気通路は、エアクリーナ室11ａ、吸気集合室30および４つの吸気分岐通路50により構成される。

吸気集合部20は、吸気集合室30を形成する集合室壁21および後述する整流壁28を有する。後述する配列方向Ａ０でもある長手方向Ａ３に細長い空間である吸気集合室30は、吸気集合室30においてエアクリーナ11からの吸入空気が流入する吸気導入通路31と、吸気導入通路31を通った吸入空気が流入すると共に各吸気分岐通路50が開口する拡大室32とを有する。配列方向Ａ０および長手方向Ａ３は、吸気集合室30の吸気導入通路31での吸入空気の主流の流れ方向または該吸気導入通路31が延びている方向にほぼ一致する。
拡大室32は、配列方向Ａ０に長細い空間であると共に、その大部分において配列方向Ａ０に直交する直交平面Ｐ（図１には、直交平面Ｐの一例が示されている。）での断面積が、吸気導入通路31の通路面積および各吸気分岐通路50の通路面積よりも大きい。
配列方向Ａ０で拡大室32に連なる吸気導入通路31は、配列方向Ａ０でエアクリーナ11からの吸入空気を拡大室32に導く。

集合室壁21は、配列方向Ａ０で互いに対向する第１端壁22および第２端壁23と、直交平面Ｐ上での第１方向Ａ１で互いに対向する第１側壁24および第２側壁25と、直交平面Ｐ上で第１方向Ａ１に直交する第２方向を上下方向Ａ２としたときに該上下方向Ａ２で互いに対向する第１壁としての底壁26および第２壁としての天井壁27と、を有する。
第１端壁22の一部は、吸気導入通路31を形成する管状の吸気導入壁22ａである。そして、拡大室32は、吸気導入壁22ａ以外の第１端壁22、第１，第２側壁24，25、底壁26および天井壁27によりに形成される。

なお、この実施形態では、図２，図３に示されるように、上下方向Ａ２は、ほぼ鉛直方向に一致し、配列方向Ａ０はほぼ水平方向に一致する。しかしながら、上下方向Ａ２は、ほぼ鉛直方向であることに限定されない。

図１〜図４を参照すると、拡大室32は、吸気導入通路31からの吸入空気が流入する主室32ａと、上下方向Ａ２での空隙33を形成する仕切壁としての整流壁28により、主室32ａから部分的に仕切られる副室32ｂとから構成される。主室32ａおよび副室32ｂは、拡大室32が、第１，第２側壁24，25の間において整流壁28により第１方向Ａ１で仕切られることにより形成され、いずれも配列方向Ａ０に長細い空間である。
主室32ａと副室32ｂとの間では、空隙33を通じて吸気導入通路31から主室32ａに流入した吸入空気の出入りが可能である。

主室32ａは、第１方向Ａ１で整流壁28と第２側壁25との間、上下方向Ａ２で天井壁27と底壁26との間、配列方向Ａ０で第１端壁22と第２端壁23との間で、第２側壁25、天井壁27、第１，第２端壁22，23および整流壁28により形成される。
副室32ｂは、第１方向Ａ１で整流壁28と第１側壁24との間、上下方向Ａ２で後述する上流端管壁43および連結壁27ａと底壁26との間、配列方向Ａ０で第１端壁22と第２端壁23との間で、第１側壁24、各上流端管壁43、連結壁27ａ、第１，第２端壁22，23および整流壁28により形成される。

吸気分岐部40は、４つの分岐管41により構成される。上流端部で第１側壁24に連結されると共に下流端部でフランジ部12ｂに連結されて該フランジ部12ｂと一体化された各分岐管41は、各吸気分岐通路50を形成する。各分岐管41の管壁は、吸気集合室30からの吸入空気が流入する吸気分岐通路50の通路壁42である。
各吸気分岐通路50の通路壁42は、吸気分岐通路50の入口50ｉを有する上流端通路53を形成する上流端通路壁としての上流端管壁43を有する。吸気分岐部40の前記上流端部を構成する管状の各上流端管壁43は、第１側壁24に配置されて、吸気集合室30内において第１方向Ａ１で第１側壁24から第２側壁25に向かって突出している。別の例として、各上流端管壁43は、上方に向かって傾斜した状態で、第１方向Ａ１で第２側壁25に向かって突出していてもよい。
この実施形態において、配列方向Ａ０で隣接する上流端管壁43同士を連結する連結壁27ａは、天井壁27の一部である。

すべての入口50ｉは、配列方向Ａ０に並んで配置されて拡大室32の主室32ａに開口している。そして、すべての上流端管壁43、および、すべての上流端通路53は、拡大室32内で配列方向Ａ０に並んで配置される。この配列方向Ａ０は、各吸気分岐通路50の配置や各シリンダＣの配置に応じて予め設定された所定の方向である。
さらに、前記所定数の分岐管41および吸気分岐通路50は、この配列方向Ａ０に並んで配置されている。そして、この実施形態では、この配列方向Ａ０は、長手方向Ａ３に一致し、さらに配列方向Ａ０および長手方向Ａ３はシリンダブロック１における前記所定数のシリンダＣの配列方向に一致する。

また、各上流端管壁43および各上流端通路53の上流側部分は、整流壁28から、第１方向Ａ１に沿ってほぼ平行に、かつ直線状に延びている。
各上流端管壁43は入口50ｉを形成するエアファンネル部43ａを有し、各入口50ｉは、整流壁28において第１方向Ａ１で第２側壁25に対向する壁面28ｅに開口する。該壁面28ｅは、平坦な面、すなわちほぼ平面と、僅かに、かつ滑らかに湾曲した面とにより構成される。上流端通路53は、上流に向かって、または第１方向Ａ１で第２側壁25に向かって湾曲して拡開するエアファンネル部43ａにより形成される入口通路としてのエアファンネル通路53を有する。エアファンネル通路53では、上流に向かって通路面積が連続的に増加する。

図２〜図４を参照すると、集合室壁21に一体成形されて設けられると共に、第１方向Ａ１で第１，第２側壁24，25の間に位置する整流壁28は、上下方向Ａ２に沿って天井壁27から底壁26に向かって延びている板状の垂下壁である。配列方向Ａ０での端部28ｃを有する整流壁28は、拡大室32内において第１方向Ａ１での吸気導入通路31のほぼ中央に位置する部分28ａ（図２，図４参照）から配列方向Ａ０で吸気導入通路31に向かうにつれて、第１方向Ａ１で第１側壁24寄りに緩やかに湾曲しながら第１端部22に連なる。
各エアファンネル部43ａは、配列方向Ａ０に一列に並んだ状態で、整流壁28に一体成形されて設けられる。

整流壁28は、配列方向Ａ０での端部28ｃと第２端壁23との間に配列方向Ａ０での空隙34を形成して、該端壁23から離隔している。また、整流壁28は、上下方向Ａ２での先端部である下端部28ｂと底壁26との間に、上下方向Ａ２での空隙33を、配列方向Ａ０での整流壁28のほぼ全長、および配列方向Ａ０でのすべての入口50ｉの配置範囲のほぼ全体に渡って形成して、底壁26から離隔している。

上下方向Ａ２での整流壁28の幅Ｗ１、および、上下方向Ａ２での下端部28ｂと各連通路67，68の連通口67ａ，68ａとの空隙33の幅Ｗ２は、レゾネータ60による共鳴の阻害を防止し、かつ連通口67ａ，68ａに起因する拡大室32内の吸入空気の流れの乱れを減少させる観点から設定される。この実施形態では、幅Ｗ１は、各入口50ｉの径よりも大きい。また、上下方向Ａ２での下端部28ｂでの位置は、空隙33が、上下方向Ａ２での各入口50ｉと各連通口67ａ，68ａの間隔Ｗ３のほぼ１／２となる位置である。

さらに、直交平面Ｐでの吸気導入通路31の通路断面を配列方向Ａ０に平行に延長した仮想延長通路Ｈにおいて、直交平面上での、または配列方向Ａ０から見たときの該仮想延長通路Ｈの少なくとも一部、好ましくはほぼ半分以上は、第１方向Ａ１で、各入口50ｉよりも第２側壁25寄りに位置する。
なお、この明細書および特許請求の範囲において、仮想延長通路Ｈとは、直交平面Ｐでの吸気導入通路31の通路断面を配列方向Ａ０に平行に延長したときの仮想の通路である。そして、直交平面Ｐでの前記通路断面は、吸気導入通路31において、配列方向Ａ０に延びている部分であって、少なくとも、最小の通路面積を有する部分を含む部分であればよく、例えば、吸気導入通路31の入口50ｉが直交平面Ｐ上にある場合は、該入口31ａを前記通路断面とすることでもよい。そして、この実施形態では、仮想延長通路Ｈは、該入口31ａを前記通路断面としている。なお、図２では、図示の便宜上、二点鎖線で示される仮想延長通路Ｈは、入口31ａから間隔をおいて示されている。

そして、整流壁28は、吸気導入通路31から流入した吸入空気の主流が、第２端壁23に向かって拡大室32の主室32ａ内を配列方向Ａ０に、しかも第１方向Ａ１で各入口50ｉよりも第２側壁25寄りを流れること、つまり第１方向Ａ１で各入口50ｉと第２側壁25との間を流れることを可能とする。
このため、整流壁28により、吸気導入通路31から拡大室32に流入した吸入空気は、拡大室32内において、主に主室32ａ内を、第１方向Ａ１での該第２側壁25と整流壁28と間を含めて第１方向Ａ１で各入口50ｉよりも第２側壁25寄りを配列方向Ａ０に流れた後に各入口50ｉに流入して、各吸気分岐通路50を通って対応する燃焼空間３に吸入される。

そして、仮想延長通路Ｈにおいて第２側壁25寄りに位置する割合が多くなるほど、吸気導入通路31から主室32ａに流入する過程で、吸入空気の流れの偏向が小さくなって、圧力損失による流量損失が少なくなり、さらに連通口67ａ，68ａに起因する吸入空気の流れの乱れも一層抑制される。

図２，図３を参照すると、レゾネータ60は、上下方向Ａ２で、仕切壁としての底壁26を挟んで拡大室32の主室32ａおよび副室32ｂとは反対側に配置されたレゾネータ室62を形成するレゾネータ室壁61と、レゾネータ室62を拡大室32の副室32ｂと連通させる１以上の連通路、この実施形態では複数としての２つの第１，第２連通路67，68をそれぞれ形成する２つの第１，第２連通管65，66と、１つの連通路68に配置されて内燃機関Ｅの機関運転状態としての機関回転速度に応じて該連通路68を開閉する開閉弁70とを備える。底壁26はレゾネータ室壁61の一部であり、レゾネータ室壁61はアルミニウム合金製の単一の部材である。また、各連通管65，66は、レゾネータ室壁61と一体成形されて設けられる。

図４を併せて参照すると、第１連通路67は、第１集合室側連通口67ａと第１レゾネータ室側連通口67ｂとを有し、第２連通路68は、第２集合室側連通口68ａと第２レゾネータ室側連通口68ｂとを有する。レゾネータ室壁61において底壁26により構成される第１壁としての上壁に開口する第１，第２連通口67ａ，68ａは、上下方向Ａ２で上流端管壁43または上流端通路53に向かって副室32ｂに開口する。

第１連通路67は、吸気集合室30に常時連通する常時連通型の連通路であり、第２連通路68は、機関運転状態に応じて開閉される開閉弁70が設けられた開閉弁付き連通路である。第１連通路67は、第２連通路68の通路面積よりも小さい通路面積を有し、第１連通路67は、高速回転用の連通路である第２連通路68の通路長よりも長い通路長を有する低速回転用の連通路である。

第１連通路67は、第１連通口67ａから、上下方向Ａ２でレゾネータ室62内をレゾネータ室壁61の底壁61ｂに向かって延びると共に配列方向Ａ０で第２連通口68ｂに向かって傾斜した後、配列方向Ａ０に平行に延びている屈曲した通路である。上下方向Ａ２にほぼ平行に直線状に延びている第２連通路68には、円板状の弁体71および弁軸72を有するバタフライ弁からなる開閉弁70が設けられる。開閉弁70は、制御装置により制御されるアクチュエータ75により駆動されて、全閉状態および全開状態に制御される。

開閉弁70は、その弁軸72が配列方向Ａ０にほぼ平行に延びていて、回動中心線Ｌが配列方向Ａ０にほぼ平行な弁である。吸気集合室30内で、全開状態にある開閉弁70に起因する吸入空気の流れの乱れの発生を抑制するために、連通路68から拡大室32内または副室32ｂ内に突出した開閉弁70の弁体71は、弁体71が配列方向Ａ０に平行になるように、したがって吸入空気の流れにほぼ平行になるように配置される。

そして、開閉弁70が全閉状態となって第２連通路68が閉塞されて、レゾネータ室62と拡大室32の副室32ｂとが非連通状態にあるとき、第１連通路67とレゾネータ室62とにより、内燃機関Ｅの第１機関回転速度域の第１共鳴運転領域において、共鳴が生じて、共鳴過給により体積効率が向上する。そして、内燃機関Ｅの機関回転速度が第１機関回転速度域よりも高い第２機関回転速度域である第２共鳴運転領域とき、開閉弁70が全開状態となって、第２連通路68を通じて拡大室32の副室32ｂとレゾネータ室62とが連通する。このため、第１，第２連通路67，68とレゾネータ室62とにより、共鳴が生じて、共鳴過給により体積効率が向上する。開閉弁70は、前記第２機関回転速度域のみで開弁して全開状態になり、前記第２機関回転速度域以外の機関回転速度域では全閉状態になって、弁体71が連通路78内に収容されて、副室32ｂ内に突出しない。

各連通口67ａ，68ａは、第１方向Ａ１で、少なくとも一部が、好ましくは過半が、さらに好ましくは、図４に示されるように、全体またはほぼ全体が、整流壁28および入口50ｉよりも第１側壁24寄りに位置する。
配列方向Ａ０（または長手方向Ａ３）で、第２連通口68ａは、第１連通口67ａよりも吸気導入通路31から遠い位置にある。具体的には、前記所定数の入口50ｉまたは上流端管壁43、または、該所定数の入口50ｉまたは上流端管壁43の、配列方向Ａ０での配置範囲を、近接範囲および遠方範囲に配列方向Ａ０で二等分したとき、第１連通口67ａは配列方向Ａ０で吸気導入通路31に近い近接範囲に位置し、第２連通口68ａは配列方向Ａ０で吸気導入通路31から近接範囲よりも遠い遠方範囲に位置する。

具体的には、第１連通路67の連通口67ａは、上下方向Ａ２から見て、前記近接範囲に位置する複数の上流端管壁43のうちで吸気導入通路31から最も近い上流端管壁43Ａの少なくとも一部と重なる位置にある。また、第２連通路68の連通口68ａは、上下方向Ａ２から見て、前記遠方範囲に位置する複数の上流端管壁43のうちで吸気導入通路31から最も遠方の上流端管壁43Ｂの少なくとも一部と重なる位置にある。
そして、この実施形態では、上下方向Ａ２から見て、連通口67ａの過半が上流端管壁43Ａと重なり、連通口68ａの過半が上流端管壁43Ｂと重なる。

次に、前述のように構成された実施形態の作用および効果について説明する。
吸入空気が流入する吸気導入通路31を有すると共に吸気集合室30と所定数の燃焼空間３とをそれぞれ連通させる所定数の吸気分岐通路50が設けられた多気筒内燃機関Ｅの吸気装置10において、各吸気分岐通路50は、通路壁42により形成されると共に、吸気集合室30の拡大室32に開口する入口50ｉを有し、各入口50ｉは、通路壁42の上流端管壁43により形成され、前記所定数の入口50ｉは、拡大室32内で配列方向Ａ０に並んで配置され、吸気集合室30を形成する集合室壁21は、配列方向Ａ０に直交する直交平面Ｐ上の第１方向Ａ１で離隔すると共に第１方向Ａ１で対向する第１側壁24および第２側壁25を有し、所定数の上流端管壁43が、拡大室32内において、第１方向Ａ１で第１側壁24から第２側壁25に向かって突出していると共に、配列方向Ａ０に並んで配置され、所定数の入口50ｉは、第１方向Ａ１で第２側壁25に向かって開口し、各連通路67，68の、拡大室32に開口する連通口67ａ，68ａは、第１方向Ａ１で各入口50ｉよりも第１側壁24寄りに位置し、吸気導入通路31から流入した吸入空気は、拡大室32内において第１方向Ａ１で各入口50ｉよりも第２側壁25寄りを配列方向Ａ０に流れた後に各入口50ｉに流入する。
この構造により、吸気集合室30の拡大室32内で配列方向Ａ０に並んで配置された各吸気分岐通路50の入口50ｉは、第１方向Ａ１で集合室壁21の第１側壁24から集合室壁21の第２側壁25に向かって突出する上流端管壁43により形成されるので、第１方向Ａ１で対向する第１，第２側壁24，25の間で、第１側壁24から第２側壁25に向かって離隔した位置にある。そして、各入口50ｉに対して、吸気導入通路31から拡大室32内に流入した吸入空気は、第１方向Ａ１で入口50ｉよりも第２側壁25寄りを入口50ｉの配列方向Ａ０に流れる一方で、拡大室32とレゾネータ室62とを連通する各連通路67，68の連通口67ａ，68ａは、第１方向Ａ１で各入口50ｉよりも第１側壁24寄りに位置するので、レゾネータ60による共鳴が生じる共鳴運転領域以外での運転領域において吸入空気の一部が各連通口67ａ，68ａを通じてレゾネータ室62に流入することが抑制される。この結果、拡大室32に開口する各連通口67ａ，68ａに起因する拡大室32での吸入空気の流れの乱れの発生が抑制されることにより、吸入空気が拡大室32から各吸気分岐通路50に円滑に流入するので、体積効率が向上して、機関トルクが増加し、ひいては機関出力が増加する。
また、拡大室32での各連通口67ａ，68ａの開口位置は、第１方向Ａ１で各入口50ｉよりも第１側壁24，25寄りである条件で、配列方向Ａ０の任意の位置に設定できる。この結果、拡大室32において、配列方向Ａ０での各連通口67ａ，68ａの配置の自由度が大きくなり、ひいては連通路67，68およびレゾネータ室62の配置の自由度が大きくなるので、レゾネータ60の配置の自由度が大きくなる。

吸気導入通路31は、配列方向Ａ０に延びており、直交平面Ｐでの吸気導入通路31の通路断面を配列方向Ａ０に平行に延長した仮想延長通路Ｈは、第１方向Ａ１で、各入口50ｉよりも第２側壁25寄りに位置することにより、吸気集合室30内で吸気導入通路31から流入した吸入空気が大きな偏向を伴うことなく第２側壁25寄りを流れる。この結果、吸気集合室30内での吸入空気の流量損失が減少して、体積効率が向上し、したがって機関トルクが増加する。

集合室壁21は、配列方向Ａ０（または長手方向Ａ３）で対向する第１端壁22および第２端壁23を有し、第１端壁22は吸気導入通路31を形成し、集合室壁21は、吸気導入通路31から流入した吸入空気が、第１方向Ａ１で第２側壁25との間で第２端壁23に向かって配列方向Ａ０に流れるように案内する整流壁28を有し、整流壁28に、各吸気分岐通路50の入口50ｉが開口することにより、吸気集合室30内で吸気導入通路31から拡大室32に流入した吸入空気は、各入口50ｉが開口している整流壁28により案内されて第２側壁25寄りを流れるので、各連通口67ａ，68ａによる吸入空気の流れの乱れの発生が一層抑制されて、体積効率が向上する。

拡大室32とレゾネータ室62とを連通させる複数の連通路67，68は、吸気集合室30に常時連通する第１連通路67と、機関運転状態に応じて開閉される開閉弁70が設けられた第２連通路68であり、配列方向Ａ０で、第２連通路68の第２連通口68ａは第１連通路67の第１連通口67ａよりも吸気導入通路31から遠い位置にあることにより、吸気集合室30に開口する第１，第２連通口67ａ，68ａのうちで、開閉弁70により開閉される第２連通路68が有する第２連通口68ａは、配列方向Ａ０で、常時連通している第１連通路67が有する第１連通口67ａよりも吸気導入通路31から遠い位置にあるので、開閉弁70が全開状態または開弁状態になったときに、拡大室32内に突出する開閉弁70が配列方向Ａ０で第２連通口68ａよりも吸気導入通路31から遠方に位置する入口50ｉに流入する吸入空気の流れを乱すことが抑制される。この結果、開閉弁70が設けられた連通路68が開口する拡大室32において、所定数の吸気分岐通路50のうちで、開弁状態にある開閉弁70に起因して発生する吸入空気の流れの乱れにより、吸気集合室30から吸気分岐通路50に流入する吸入空気の流量が低下する吸気分岐通路50の数を少なくすることができるので、体積効率が向上する。

直交平面Ｐ上で第１方向Ａ１に直交する上下方向Ａ２から見て、各連通口67ａ，68ａの過半は、少なくとも１つの上流端管壁43Ａ，43Ｂと重なる位置にあることにより、吸気集合室30に開口する連通口67ａ，68ａの過半が、第１方向Ａ１で入口50ｉよりも第１側壁24寄りに位置するので、各連通口67ａ，68ａに起因する吸入空気の流れの乱れを抑制することができて、体積効率が向上する。

吸気集合室30は、吸気導入通路31からの吸入空気が流入する主室32ａと、空隙33を形成する仕切壁としての整流壁28により主室32ａから部分的に仕切られる副室32ｂとから構成され、主室32ａと副室32ｂとの間では、空隙33を通じて吸気導入通路31から主室32ａに流入した吸入空気の出入りが可能であり、主室32ａには、各吸気分岐通路50の入口50ｉが開口し、副室32ｂには、各連通路67，68の連通口67ａ，68ａが開口する。
この構造により、吸気集合室30が整流壁28により仕切られて形成された主室32ａおよび副室32ｂにおいて、吸気集合室30に開口する各吸気分岐通路50の入口50ｉは、吸気導入通路31からの吸入空気が流入する主室32ａに開口する一方、吸気集合室30とレゾネータ室62とを連通する各連通路67，68の、拡大室32での連通口67ａ，68ａは、整流壁28により形成された空隙33を通じて吸気導入通路31から主室32ａに流入した吸入空気の出入りが可能な副室32ｂに開口するので、主室32ａと副室32ｂとの間に位置する整流壁28により、共鳴運転領域以外での運転領域において吸入空気の一部が各連通口67ａ，68ａを通じてレゾネータ室62に流入することが抑制される。この結果、吸気集合室30の拡大室32に開口する各連通口67ａ，68ａに起因する拡大室32での吸入空気の流れの乱れの発生が抑制されることにより、吸入空気が吸気集合室30から各吸気分岐通路50に円滑に流入するので、体積効率が向上して、機関トルクが増加し、ひいては機関出力が増加する。
また、吸気集合室30での各連通口67ａ，68ａの開口位置は、副室32ｂが形成されている範囲で任意の位置に設定できる。この結果、吸気集合室30において、連通口67ａ，68ａの配置の自由度が大きくなり、ひいては連通路67，68およびレゾネータ室62の配置の自由度が大きくなるので、レゾネータ60の配置の自由度が大きくなる。

以下、前述した実施形態の一部が変更された形態について、変更された部分を中心に説明する。
前記所定数の燃焼空間３のうちの少なくとも１つの燃焼空間３に連通する吸気分岐通路は、複数であってもよく、その場合には、内燃機関には、少なくとも前記所定数の吸気分岐通路が設けられることになる。
上下方向Ａ２から見て、各連通口67ａ，68ａは、該連通口67ａ，68ａの一部、またはほぼ全体が、配列方向Ａ０で隣接する上流端管壁43同士の間に位置していてもよい。また、上下方向Ａ２から見て、レゾネータ室62と吸気集合室30とを連通する連通路68の、副室32ｂまたは拡大室32での連通口68ａは、所定数の上流端管壁43のうちで、配列方向Ａ０で吸気導入通路31から最も遠方に位置する上流端管壁43Ｂよりも遠方寄りで、連通口68ａの一部または過半が該上流端管壁43Ｂと重なる位置にあってもよい。そして、これらいずれの場合にも、これら連通口67ａ，68ａに起因して、拡大室32の主室32ａ内での吸入空気の流れの乱れの発生が抑制されて、体積効率が向上する。
仮想延長通路Ｈの全体が、第１方向Ａ１で各入口50ｉよりも第２側壁25りに位置してもよく、これによれば、第２側壁25寄りに偏向されることが殆どないので圧力損失による吸気量損失が少なくなり、さらに吸入空気の流れの乱れの発生も一層抑制される。
レゾネータは、吸気騒音を低減するためのものであってもよい。
内燃機関Ｅは、全運転領域に渡って吸気量の制御をするスロットル弁を備えていない内燃機関、例えばディーゼル機関や機関運転状態に応じてリフト量が制御される吸気弁により全運転領域に渡って吸気量が制御される火花点火式内燃機関であってもよい。
内燃機関は、前記実施形態では車両に使用されるものであったが、鉛直方向を指向するクランク軸を備える船外機等の船舶推進装置に使用されるものであってもよい。

本発明が適用された吸気装置を備える内燃機関の概略図であり、上下方向から見た図である。 図１の主にＩＩ−ＩＩ線、および第２連通口については配列方向での中心を通る平面での断面図であり、配列方向に直交する平面での断面を、配列方向から見た図である。 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図であり、第１方向から見た図である。 図３のＩＶ−ＩＶ線断面図であり、上下方向から見た図である。

符号の説明

３…燃焼空間、10…吸気装置、22，23…端壁、24，25…側壁、28…整流壁、30…吸気集合室、31…吸気導入通路、32…拡大室、32ａ…主室、32ｂ…副室、43…上流端管壁、50…吸気分岐通路、53…上流端通路、60…レゾネータ、62…レゾネータ室、…、67，68…連通路、67ａ，68ａ…連通口、70…開閉弁、
Ｅ…内燃機関、Ｃ…シリンダ、Ａ０…配列方向、Ａ１…第１方向、Ａ２…上下方向、Ｐ…直交平面幅、Ｈ…仮想延長通路。

Claims (5)

1. 吸入空気が流入する吸気導入通路（31）を有する吸気集合室（30）と、複数である所定数のシリンダ（Ｃ）にそれぞれ形成された前記所定数の燃焼空間（３）と前記吸気集合室（30）とをそれぞれ連通させる前記所定数の吸気分岐通路（50）と、前記吸気集合室（30）に連通路（67，68）を通じて連通するレゾネータ室（62）とが設けられた多気筒内燃機関の吸気装置において、
   前記各吸気分岐通路（50）は、前記吸気集合室（30）に開口する入口（50ｉ）を有し、前記各入口（50ｉ）は、前記各吸気分岐通路（50）を形成する通路壁（42）の上流端通路壁（43）により形成され、前記所定数の入口（50ｉ）は配列方向（Ａ０）に並んで配置され、
   前記吸気集合室（30）を形成する集合室壁（21）は、前記配列方向（Ａ０）に直交する直交平面（Ｐ）上の第１方向（Ａ１）で離隔すると共に前記第１方向（Ａ１）で対向する第１側壁（24）および第２側壁（25）を有し、かつ前記配列方向（Ａ０）で対向する第１端壁（22）および第２端壁（23）を有し、
   前記上流端通路壁（43）が、前記吸気集合室（30）内において、前記第１方向（Ａ１）で前記第１側壁（24）から前記第２側壁（25）に向かって突出していると共に、前記配列方向（Ａ０）に並んで配置され、
   前記連通路（67，68）の、前記吸気集合室（30）に開口する連通口（67ａ，68ａ）は、前記第１方向（Ａ１）で前記各入口（50ｉ）よりも前記第１側壁（24）寄りに位置し、
   前記集合室壁（21）は、前記第１側壁（24）と前記第２側壁（25）との間で前記配列方向（Ａ０）に延びる整流壁（28）を備え、前記整流壁（28）に、前記各入口（50i）が、前記第１方向（Ａ１）で前記第２側壁（25）に向かって開口し、
   前記第１端壁（22）に吸気導入通路（31）が形成され、
   前記吸気導入通路（31）から流入した吸入空気は、前記吸気集合室（30）内において前記第２端壁（23）に向かって前記配列方向（Ａ０）に流れると共に、前記整流壁（28）により、前記第１方向（Ａ１）で前記各入口（50i）よりも前記第２側壁(25)寄りを流れるように案内された後に前記各入口（50i）に流入する
   ことを特徴とする多気筒内燃機関の吸気装置。
2. 前記吸気導入通路（31）は、前記配列方向（Ａ０）に延びており、前記直交平面（Ｐ）での前記吸気導入通路（31）の通路断面を前記配列方向（Ａ０）に平行に延長した仮想延長通路（Ｈ）は、前記第１方向（Ａ１）で、前記各入口（50ｉ）よりも前記第２側壁（25）寄りに位置することを特徴とする請求項１記載の多気筒内燃機関の吸気装置。
3. 前記連通路（67，68）は、前記吸気集合室（30）に常時連通する第１連通路（67）と、機関運転状態に応じて開閉される開閉弁（70）が設けられた第２連通路（68）であり、
   前記連通口（67ａ，68ａ）は、前記第１連通路（67）の第１連通口（67ａ）と、前記第２連通路（68）の第２連通口（68ａ）であり、
   前記配列方向（Ａ０）で、前記第２連通口（68ａ）は前記第１連通口（67ａ）よりも前記吸気導入通路（31）から遠い位置にあることを特徴とする請求項１または２記載の多気筒内燃機関の吸気装置。
4. 前記各上流端通路壁（43）は管状の壁であり、
   前記直交平面（Ｐ）上で前記第１方向（Ａ１）に直交する第２方向（Ａ２）から見て、前記連通口（67ａ，68ａ）の過半は、少なくとも１つの前記上流端通路壁（43Ａ，43Ｂ）と重なる位置にあるか、または前記配列方向（Ａ０）で隣接する前記上流端通路壁（43）同士の間に位置することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の多気筒内燃機関の吸気装置。
5. 前記吸気集合室（30）と前記レゾネータ室（62）とを仕切りかつ前記連通路（67，68）を有する底壁（26）が設けられ、
   前記整流壁（28）は、前記底壁（26）との間に空隙（33）を形成し、
   前記吸気集合室（30）は、前記吸気導入通路（31）からの吸入空気が流入する主室（32ａ）と、前記空隙（33）を形成する前記整流壁（28）により前記主室（32ａ）から部分的に仕切られる副室（32ｂ）とから構成され、前記主室（32ａ）と前記副室（32ｂ）との間では、前記空隙（33）を通じて前記吸気導入通路（31）から前記主室（32ａ）に流入した吸入空気の出入りが可能であり、
   前記主室（32ａ）には、前記各吸気分岐通路（50）の入口（50ｉ）が開口し、
   前記副室（32ｂ）には、前記連通路（67，68）の連通口（67ａ，68ａ）が開口することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項記載の多気筒内燃機関の吸気装置。

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