内燃机的进气装置的制作方法

1.本发明涉及一种内燃机的进气装置，尤其，涉及一种具备设于进气通道的进气流控制阀的内燃机的进气装置。


背景技术：

2.以往，已知有具备设于进气通道的进气流控制阀的内燃机的进气装置(例如参照专利文献1)。
3.上述专利文献1公开了一种进气控制装置，其具备设于与燃烧室连通的进气通道的进气控制阀(进气流控制阀)。进气控制阀包含转动轴，并构成为在进气通道中可相对于转动轴转动。进气控制装置构成为：在使进气控制阀转动而形成使进气通道被进气控制阀最大程度堵塞的状态时，在进气控制阀的转动方向的一方侧产生涡流(swirl flow)。当从该状态开始向打开方向转动进气控制阀时，进气控制装置在进气控制阀的转动方向的一方侧产生涡流以及滚流(tumble flow)。专利文献
4.专利文献1：日本特开2004
‑
92487号公报


技术实现要素：

5.然而，在上述专利文献1记载的进气装置中，由于在进气控制阀的转动方向的一方侧产生涡流以及滚流两方，在进气控制阀的转动方向的一方侧，涡流以及滚流会相互影响，从而存在无法产生纯粹的涡流以及滚流的问题。
6.本发明是为了解决上述课题而完成的，本发明的一个目的在于，提供一种能够产生纯粹的涡流以及滚流的内燃机的进气装置。
7.为了达到上述目的，本发明的第一技术方案中的内燃机的进气装置具备：进气通道、进气流控制阀以及收容部，上述进气通道与内燃机的燃烧室连通，并向燃烧室供给进气；上述进气流控制阀包含转动轴，以相对于转动轴可转动的方式设于进气通道，并对进气的流动进行控制；上述收容部设于进气通道，并收容进气流控制阀，在进气通道的内表面与进气流控制阀之间或在进气流控制阀设有涡流开口以及滚流开口，上述涡流开口设于进气流控制阀的转动方向的一方侧，并在燃烧室内产生涡流；上述滚流开口设于进气流控制阀的转动方向的另一方侧，并在燃烧室内产生滚流，进气装置构成为通过使进气流控制阀转动，可切换在进气流控制阀的转动方向的一方侧打开涡流开口的涡流状态、和在进气流控制阀的转动方向的另一方侧打开滚流开口的滚流状态。
8.在本发明的第一技术方案的内燃机的进气装置中，如上所述，通过在进气流控制阀的转动方向的一方侧以及另一方侧分别设置涡流开口以及滚流开口，并使进气流控制阀转动，能够切换在进气流控制阀的转动方向的一方侧打开涡流开口的涡流状态、和在进气流控制阀的转动方向的另一方侧打开滚流开口的滚流状态。由此，与在进气流控制阀的转动方向的同一方侧中产生涡流(横向涡旋)以及滚流(纵向涡旋)这两方的现有技术不同，能
够在进气流控制阀的转动方向的不同侧中分别独立产生涡流和滚流。即，与在涡流和滚流相互影响的邻近位置产生涡流和滚流这两方的现有技术不同，能够在相互分离的位置分别独立地产生涡流和滚流。其结果为，能够产生纯粹的涡流以及滚流。
9.在上述第一技术方案所涉及的内燃机的进气装置中，优选地，涡流开口具有形成为相对于中心线而非对称的形状，滚流开口具有形成为相对于中心线而对称的形状，上述中心线为转动轴的轴向上的、沿与进气流控制阀的转动轴正交的方向延伸的中心线。
10.如果这样构成，则通过使进气经过非对称形状的涡流开口，能够使进气在燃烧室内有效地横向旋转，因此，能够产生更加纯粹的涡流。此外，通过使进气经过对称形状的滚流开口，能够使进气在燃烧室内有效地纵向旋转，因此，能够产生更加纯粹的滚流。
11.在这种情况下，优选地，涡流开口为贯通孔，上述贯通孔在进气流控制阀的转动方向的一方侧中靠近转动轴的轴向的一侧而设于进气流控制阀，滚流开口为在进气流控制阀的转动方向的另一方侧中设于进气流控制阀上设有的缺口与进气通道的内表面之间的空隙。
12.如果这样构成，则能够由进气流控制阀来形成涡流开口的整个边缘(周围)，与由缺口来形成非对称形状的涡流开口的情况相比，能够确保进气流控制阀的机械强度。此外，通过利用设于进气流控制阀的缺口与进气通道的内表面之间的空隙来形成对称形状的滚流开口，能够使进气在更靠近进气通道的内表面的位置通过。其结果为，能够使进气在燃烧室内有效地纵向旋转，从而产生更加纯粹的滚流。
13.在上述第一技术方案所涉及的内燃机的进气装置中，优选地，收容部包含凹状的一方收容部和凹状的另一方收容部，上述一方收容部设于进气通道的内表面中的进气流控制阀的转动路径的一方侧，上述另一方收容部设于进气通道的内表面中的进气流控制阀的转动路径的另一方侧。
14.如果这样构成，通过改变一方收容部以及另一方收容部对进气流控制阀的收容量(收容的程度)，能够在进气流控制阀的转动方向的一方侧以及另一方侧中自由地改变涡流开口以及滚流开口的大小。其结果为，能够自由地改变涡流以及滚流的强弱。
15.在这种情况下，优选地，进气流控制阀进一步包含可转动地被支承于转动轴并且开闭进气通道的阀芯，一方收容部构成为可收容阀芯的整体，另一方收容部构成为可部分地收容阀芯。
16.如果这样构成，能够在一方收容部收容阀芯的整体，因此，可形成阀芯不会妨碍进气的流动的状态。此外，通过将另一方收容部构成为可部分地收容阀芯的结构，能够使另一方收容部形成为相对于一方收容部较小，因此，能够抑制另一方收容部扰乱进气的流动。
17.在上述第一技术方案所涉及的内燃机的进气装置中，优选地，进气流控制阀进一步包含可转动地被支承于转动轴并且开闭进气通道的阀芯，阀芯构成为可移动至转动轴的上游侧以及下游侧，在阀芯位于转动轴的下游侧的情况下，涡流开口以及滚流开口中的一方设于转动轴的下游侧，在阀芯位于转动轴的上游侧的情况下，涡流开口以及滚流开口中的另一方设于转动轴的上游侧。
18.如果这样构成，则通过从进气流控制阀被收容于收容部的状态开始使进气流控制阀向转动方向的一方侧以及另一方侧转动，能够切换涡流状态以及滚流状态，因此，能够从进气流控制阀被收容于收容部的状态立即切换为涡流状态以及滚流状态中的任一状态。
19.在上述第一技术方案所涉及的内燃机的进气装置中，优选地，进气流控制阀包含全闭部，上述全闭部设于涡流开口与滚流开口之间，并使进气通道完全关闭。
20.如果这样构成，可根据运转状况，通过全闭部切断通过进气通道的进气。
21.本发明的第二技术方案中的内燃机的进气装置具备：进气通道、进气流控制阀以及收容部，上述进气通道与内燃机的燃烧室连通，并向燃烧室供给进气；上述进气流控制阀包含转动轴，以相对于转动轴可转动的方式设于进气通道，并对进气的流动进行控制；上述收容部设于进气通道，并收容进气流控制阀，在进气通道的内表面与进气流控制阀之间或在进气流控制阀设有第1进气流产生开口以及第2进气流产生开口，上述第1进气流产生开口设于进气流控制阀的转动方向的一方侧，并在燃烧室内产生第1进气流；上述第2进气流产生开口设于进气流控制阀的转动方向的另一方侧，并在燃烧室内产生第2进气流，进气装置构成为通过使进气流控制阀转动，可切换在进气流控制阀的转动方向的一方侧打开第1进气流产生开口并使第2进气流产生开口完全关闭的第1进气流状态和在进气流控制阀的转动方向的另一方侧使第1进气流产生开口完全关闭并打开第2进气流产生开口的第2进气流状态。
22.在本发明的第二技术方案的内燃机的进气装置中，通过以上述方式构成，与上述第一技术方案的内燃机的进气装置相同，能够提供一种可产生纯粹的涡流(横向涡旋)以及滚流(纵向涡旋)的内燃机的进气装置。
23.在上述第一以及第二技术方案的内燃机的进气装置中，也可考虑如下的结构。
24.(附记项1)即，在上述进气流控制阀包含全闭部的结构的内燃机的进气装置中，构成为在与利用节流阀使进气通道完全关闭的时刻相同的时刻，利用全闭部使进气通道完全关闭。
25.如果这样构成，在与将节流阀设为完全关闭的时刻相同的时刻，能够利用全闭部切断通过进气通道的进气，因此，能够改善利用节流阀减少进气时的响应滞后。
26.(附记项2)在上述第一以及第二技术方案的内燃机的进气装置中，构成为通过使进气流控制阀转动，可切换涡流状态、滚流状态、和同时打开涡流开口以及滚流开口这两方的涡流滚流状态。
27.如果这样构成，不仅能够产生纯粹的涡流以及纯粹的滚流，还能够同时产生涡流以及滚流这两方，因此，能够根据各种运转状况更加灵活地控制进气的流动。
28.(附记项3)在上述涡流开口以及滚流开口分别具有形成为相对于转动轴的轴向上的、沿与进气流控制阀的转动轴正交的方向延伸的中心线而非对称以及对称的形状的结构的内燃机的进气装置中，涡流开口为在进气流控制阀的转动方向的一方侧中靠近转动轴的轴向上的一侧而设置的空隙以及贯通孔中的至少一方，上述空隙设于进气流控制阀上设有的缺口与进气通道的内表面之间，上述贯通孔设于进气流控制阀上。
29.如果这样构成，可通过各种形状形成涡流开口，因此，能够以配合各种类型的内燃机而产生最合适的涡流的方式将涡流开口设于进气控制阀。
30.(附记项4)在上述涡流开口以及滚流开口分别具有形成为相对于转动轴的轴向上的、沿与进
气流控制阀的转动轴正交的方向延伸的中心线而非对称以及对称的形状的结构的内燃机的进气装置中，滚流开口为在进气流控制阀的转动方向的另一方侧中设于进气流控制阀上设有的缺口与进气通道的内表面之间的空隙、设于进气流控制阀的贯通孔、以及设于进气流控制阀的端面与进气通道的内表面之间的空隙中的至少一个。
31.如果这样构成，可通过各种形状形成滚流开口，因此，能够以配合各种类型的内燃机而产生最合适的滚流的方式将滚流开口设于进气控制阀。
32.(附记项5)在上述第一以及第二技术方案的内燃机的进气装置中，在进气通道的两侧设有一对进气流控制阀的转动轴，进气流控制阀进一步包含开闭进气通道的阀芯、和将阀芯与一对转动轴连接的一对连接部，收容部构成为可收容阀芯的整体。
33.如果这样构成，能够将阀芯的整体收容于收容部，因此，能够形成阀芯不会妨碍进气的流动的状态。此外，通过利用连接部连接转动轴和阀芯，能够将阀芯沿着位于与转动轴正交的方向的进气通道的内表面配置。
34.(附记项6)在这种情况下，进气装置进一步具有一对连接部收容部，上述一对连接部收容部设于进气通道，并收容进气流控制阀的一对连接部。
35.如果这样构成，能够将连接部收容于连接部收容部，因此，能够抑制连接部妨碍进气的流动。
36.(附记项7)在上述进气流控制阀包含阀芯与一对连接部的结构的内燃机的进气装置中，阀芯具有从转动轴的轴向观察时由以转动轴的转动轴线为中心的凸状且圆弧状的弯曲面形成的外表面、和从轴向观察时由连接外表面的两端的直线状的平坦面形成的内表面，收容部具有从轴向观察时沿着外表面延伸的凹状且圆弧状的内表面。
37.如果这样构成，能够将阀芯(大致)无空隙地收容于收容部，因此，能够防止进气流入阀芯与收容部之间。即，在将阀芯收容于收容部的状态下，能够防止扰乱进气。
38.(附记项8)在这种情况下，在阀芯的整体被收容于收容部的状态下，阀芯的内表面配置于相比进气通道的内表面更加凹陷的位置。
39.如果这样构成，在阀芯的整体被收容于收容部的状态下，能够防止阀芯向进气通道内突出，因此，能够防止阀芯扰乱进气。
附图说明
40.图1为表示具备第一(二、三)实施方式的进气装置的发动机的概略结构的立体图。图2为具备第一实施方式的进气装置的发动机的剖视图、以及从进气流动方向的下游侧展示进气流控制阀的剖视图。图3为表示第一实施方式的进气装置的进气流控制阀的立体图。图4为表示第一实施方式的进气装置的滚流状态的进气流控制阀的图、沿着图3的iv
‑
iv线的位置的剖视图、以及从进气流动方向的下游侧展示进气流控制阀的剖视图。图5为表示第一实施方式的进气装置的涡流滚流状态的进气流控制阀的图、沿图3
的v
‑
v线的位置的剖视图、以及从进气流动方向的下游侧展示进气流控制阀的剖视图。图6为表示第一实施方式的进气装置的进气流控制阀的致动器的侧视图。图7为表示第一实施方式的进气装置的进气流控制阀的致动器的立体图。图8为表示第一实施方式的进气装置的将进气流控制阀的阀芯整体收容于收容部的状态的剖视图、沿图3的viii
‑
viii线的位置的剖视图。图9为表示第二实施方式的进气装置的滚流状态的进气流控制阀的图、沿图3的ix
‑
ix线的位置的剖视图。图10为表示第二实施方式的进气装置的涡流状态的进气流控制阀的图、沿图3的x
‑
x线的位置的剖视图。图11为表示第三实施方式的进气装置的全闭状态的进气流控制阀的图、沿图3的xi
‑
xi线的位置的剖视图。图12为从进气流动方向的下游侧展示变形例的各种进气流控制阀的图。
具体实施方式
41.下面，基于附图对实施方式进行说明。
42.[第一实施方式]
[0043]
参照图1～图8，对第一实施方式所涉及的发动机100(本发明的技术方案中的“内燃机”的一个例子)的进气装置101的结构进行说明。
[0044]
(发动机的结构)如图1所示，第一实施方式的车辆(汽车)用的发动机100具备发动机主体10和进气装置101。
[0045]
发动机主体10包含气缸体10a、紧固于气缸体10a的上表面(z1方向侧)的缸盖10b、紧固于气缸体10a的下表面(z2方向侧)的曲轴箱10c、和覆盖并紧固于缸盖10b的上部的盖罩10d。
[0046]
发动机100为直列多(4)缸型，其构成为通过使活塞p各自在沿上下方向延伸的多个(4个)气缸11内往复移动，连续地反复进行吸入、压缩、膨胀(燃烧)、排气的一个循环，使曲轴12旋转。应予说明，气缸11的排列方向为曲轴12的延伸方向。
[0047]
在此，在各图中，用x方向表示多个气缸11的排列方向(气缸排列方向)，用z方向(将上方作为z1方向、下方作为z2方向)表示上下方向，并用y方向表示与x方向以及z方向正交的方向。此外，在各图中，用r方向表示后述的进气装置101的进气流控制阀3的转动方向，用r1方向表示r方向的一个方向，并用r2方向表示r方向的另一个方向。此外，在下文中，当记为“上游侧”以及“下游侧”时，分别是指进气流动方向的上游侧以及下游侧。
[0048]
如图2所示，在缸盖10b内组装有周期性开闭的进气阀13a以及排气阀13b。此外，缸盖10b具有燃烧室14、将进气送入燃烧室14的进气口15a、和排出燃烧废气(burned gas)的排气口15b。应予说明，在缸盖10b中，对应于气缸体10a的多个气缸11(参照图1)中的各个气缸而配置有进气口15a、燃烧室14以及排气口15b。进气口15a从缸盖10b的侧面朝向燃烧室14一边向斜下方弯曲一边延伸。
[0049]
(进气装置的结构)如图2所示，进气装置101具备缓冲罐(surge tank)2a(参照图1)、多根(4根)进气
管2b(参照图1)、设于多根(4根)进气管2b中的各进气管的进气流控制阀3、和使多个(4个)进气流控制阀3同时转动的致动器4(参照图1)。此外，进气装置101具备与发动机100的燃烧室14连通并向燃烧室14供给进气的进气通道5、和设于进气通道5并收容进气流控制阀3的收容部6。
[0050]
此外，在进气装置101设有在燃烧室14内产生涡流(本发明的技术方案中的“第1进气流”的一个例子)的涡流开口7(本发明的技术方案中的“第1进气流产生开口”的一个例子)、和在燃烧室14内产生滚流(本发明的技术方案中的“第2进气流”的一个例子)的滚流开口8(本发明的技术方案中的“第2进气流产生开口”的一个例子)。
[0051]
如图3所示，多个(4个)进气流控制阀3各自包含设于x方向两侧的转动轴32，并通过转动轴32相互连接。进气流控制阀3以可相对于转动轴32转动的方式设于进气通道5。转动轴32在进气通道(参照图2)5的纵剖面的与x方向正交的方向(大致z方向)上，配置于进气通道5的大致中间位置。
[0052]
如图2以及图4所示，进气装置101构成为：可通过涡流开口7以及滚流开口8，产生涡流和滚流这两方。应予说明，涡流开口7设于进气流控制阀3的转动方向的一方侧(r1方向侧)。滚流开口8设于进气流控制阀3的转动方向的另一方侧(r2方向侧)。
[0053]
进气装置101构成为：通过使进气流控制阀3转动，可切换涡流状态(本发明的技术方案中的“第1进气流状态”的一个例子)、滚流状态(本发明的技术方案中的“第2进气流状态”的一个例子)、和涡流滚流状态(参照图5)这三种开口状态，其中，上述涡流状态为在进气流控制阀3的转动方向的一方侧(r1方向侧)打开涡流开口7的状态，上述滚流状态为在进气流控制阀3的转动方向的另一方侧(r2方向侧)打开滚流开口8的状态，上述涡流滚流状态为同时打开涡流开口7以及滚流开口8这两方的状态。详细情况将在后文中叙述。
[0054]
<缓冲罐以及进气管的结构>如图1所示，缓冲罐2a配置于多根进气管2b的上游侧，具有通过暂时贮存进气而使将流入多根进气管2b的进气平均化的功能。
[0055]
多根(4根)进气管2b构成为以包围缓冲罐2a的方式弯曲而向下游侧延伸，并且，向燃烧室14供给来自缓冲罐2a的进气。多根(4根)进气管2b在x方向上排成一列。
[0056]
<进气流控制阀的结构>如图2所示的进气流控制阀3在各个进气通道5(进气管2b)各设有一个。多个进气流控制阀3具有彼此相同的形状。进气流控制阀3构成为对进气通道5中的进气的流动进行控制。其结果为，进气流控制阀3构成为使燃烧室14内产生涡流以及滚流。总之，进气流控制阀3为兼具滚流控制阀(tcv，tumble control valve)以及涡流控制阀(scv，swirl control valve)的功能的阀。
[0057]
进气流控制阀3包含阀芯31、设于阀芯31(进气通道5)的x方向两侧的一对转动轴32、和设于阀芯31的x方向两侧的一对连接部33(参照图3)。
[0058]
阀芯31构成为通过连接部33可转动地被支承于转动轴32，并且通过转动对进气通道5进行开闭。阀芯31具有外表面31a和内表面31b。从转动轴32的轴向(x方向)观察，外表面31a由以转动轴32的转动轴线α为中心的凸状且圆弧状的弯曲面形成。从转动轴32的轴向(x方向)观察，内表面31b由连接外表面31a的两端的直线状的平坦面形成。
[0059]
在阀芯31整体被收容于收容部6(一方收容部61)的状态下，阀芯31的内表面31b配
置于相比进气通道5的内表面更加凹陷的位置(参照图8)。即，阀芯31的内表面31b构成为：在阀芯31整体被收容于收容部6(一方收容部61)的状态下，不会妨碍进气通道5内的进气的流动。
[0060]
在阀芯31中，在进气流控制阀3的转动方向的一方侧(r1方向侧)设有形成涡流开口7的贯通孔31c。此外，在阀芯31中，在进气流控制阀3的转动方向的另一方侧(r2方向侧)设有用于形成滚流开口8的缺口31d。
[0061]
一对连接部33将阀芯31和一对转动轴32连接。一对连接部33配置于进气通道5的x方向的两侧。连接部33大体形成为在与x方向正交的方向上延伸的三角状(扇形状)的板状。
[0062]
在进气通道5中，收容一对连接部33的一对连接部收容部51被设于x方向的两侧。一对连接部收容部51为向x1方向以及x2方向凹陷的凹形状部分。一对连接部33构成为：通过被一对连接部收容部51收容，而不会妨碍进气通道5内的进气的流动。应予说明，一对连接部33总是被收容(配置)于一对连接部收容部51中。
[0063]
<致动器的结构>如图1、图6以及图7所示，在多个(4个)进气流控制阀3的转动轴32的一端部(x2方向的端部)设有一个致动器4。致动器4构成为使多个(4个)进气流控制阀3同时转动。致动器4包含向转动轴32(多个进气流控制阀3)施加转矩的驱动部4a(参照图1)、和规定进气流控制阀3在转动方向上的转动范围的转动限制部4b(参照图6以及图7)。
[0064]
转动限制部4b包含与转动轴32一起转动的转动部41、抵接于转动部41而限制转动部41的转动的限位部42。
[0065]
限位部42具有设于转动部41的转动方向的一方侧(r1方向侧)的一方侧限位面42a、和设于转动部41的转动方向的另一方侧(r2方向侧)的另一方侧限位面42b。
[0066]
当转动部41向r1方向转动至与一方侧限位面42a抵接的位置时(大体是进气流控制阀3向上方侧转动而发生移动时)，进气流控制阀3的后述的阀芯31整体被收容于收容部6(后述的一方收容部61)(参照图8)。此外，当转动部41向r2方向转动至与另一方侧限位面42b抵接的位置时(大体是进气流控制阀3向下方侧转动而发生移动时)，进气流控制阀3的阀芯31的一部分被收容于收容部6(后述的另一方收容部62)。
[0067]
<进气通道的结构>如图2所述，进气通道5为设于进气管2b内的进气所流动的通道。进气通道5的纵剖面大体形成为以x方向作为长边方向、以与x方向正交的方向(大致z方向)作为短边方向的带圆度的矩形形状。
[0068]
<收容部的结构>收容部6设于进气通道5，并收容进气流控制阀3。收容部6包含上方侧(z1方向侧)的一方收容部61和下方侧(z2方向侧)的另一方收容部62。
[0069]
一方收容部61设于进气通道5的内表面中的进气流控制阀的转动路径的一方侧(r1方向侧)。一方收容部61形成为朝向上方(z1方向)而成为凹状。一方收容部61构成为可收容进气流控制阀3的阀芯31整体(参照图8)。此外，从转动轴32的轴向(x方向)观察，一方收容部61具有凹状且圆弧状的内表面61a。
[0070]
在进气流控制阀3(阀芯31)被收容于一方收容部61的状态下，阀芯31的弯曲的外表面31a配置为大致没有空隙地接近一方收容部61的内表面61a。应予说明，阀芯31不接触
一方收容部61的内表面61a，因而不会妨碍进气流控制阀3(阀芯31)的转动。
[0071]
另一方收容部62设于进气通道5的内表面中的进气流控制阀的转动路径的另一方侧(r2方向侧)。另一方收容部62形成为朝向下方(z2方向)而成为凹状。另一方收容部62构成为可部分收容进气流控制阀3的阀芯31。此外，从转动轴32的轴向(x方向)观察，另一方收容部62具有比一方收容部61更小的凹状且圆弧状的内表面62a。详细而言，另一方收容部62形成为具有与一方收容部61的下游侧的大约一半相对应的大小的圆弧状。
[0072]
在进气流控制阀3(阀芯31)被收容于另一方收容部62的状态下，阀芯31的弯曲的外表面31a配置为大致没有空隙地接近另一方收容部62的内表面62a。应予说明，阀芯31不接触另一方收容部62的内表面62a，因而不会妨碍进气流控制阀3(阀芯31)的转动。
[0073]
<涡流开口的结构>如图2所示的涡流开口7具有形成为相对于中心线β而非对称的形状，上述中心线β为转动轴32的轴向上的、沿与进气流控制阀3的转动轴32正交的方向延伸的中心线。详细而言，涡流开口7由贯通孔31c形成，该贯通孔31c在进气流控制阀3的转动方向的一方侧(r1方向侧)，靠近转动轴32的轴向(x方向)上的一侧而设于进气流控制阀3(阀芯31)。涡流开口7(贯通孔31c)在与转动轴32的转动轴线α正交的方向上延伸，并贯穿阀芯31。从进气流动方向观察，涡流开口7(贯通孔31c)大体形成为矩形形状。
[0074]
<滚流开口的结构>如图4所示的滚流开口8具有形成为相对于中心线β而对称的形状，上述中心线β为转动轴32的轴向上的、沿与进气流控制阀3的转动轴32正交的方向延伸的中心线。详细而言，滚流开口8由在进气流控制阀3的转动方向的另一方侧(r2方向侧)中设于缺口31d与进气通道5的内表面之间的空隙形成，其中该缺口31d设于进气流控制阀3(阀芯31)上。从进气流动方向观察，滚流开口8大体形成为矩形形状。滚流开口8形成为相比涡流开口7在x方向上的长度更大(较宽)。
[0075]
<涡流状态、滚流状态与涡流滚流状态的切换>接着，对涡流状态、滚流状态与涡流滚流状态的切换进行说明。通过指定的控制部所进行的控制来驱动致动器4，从而进行涡流状态、滚流状态与涡流滚流状态的切换。指定的控制部可为未图示的ecu(engine control unit，发动机控制单元)，也可为设于进气装置101的专用的控制部。
[0076]
首先，对图2所示的涡流状态进行说明。在进气装置101中，通过使进气流控制阀3向转动方向的另一方侧(r2方向侧)转动，解除涡流开口7被一方收容部61(上方侧的收容部6)堵塞的状态，由此形成涡流状态。涡流开口7形成于进气流控制阀3的转动方向的一方侧(r1方向侧)(上方侧)。涡流开口7在致动器4的转动部41抵接于另一方侧限位面42b的位置处变为最大。此外，通过从转动部41抵接于另一方侧限位面42b的位置(向下方侧转动的极限位置)开始使进气流控制阀3向转动方向的一方侧(r1方向侧)转动，涡流开口7渐渐变小。
[0077]
然后，在进气装置101中，通过从涡流状态开始使进气流控制阀3进一步向转动方向的一方侧(r1方向侧)转动，解除滚流开口8被另一方收容部62(下方侧的收容部6)堵塞的状态，由此形成图5所示的涡流滚流状态。滚流开口8形成于进气流控制阀3的转动方向的另一方侧(r2方向侧)(下方侧)。即，滚流开口8在进气流控制阀3的转动方向(r方向)上独立形成于与涡流开口7相反的一侧的不同位置(分离的位置)。
[0078]
然后，在进气装置101中，通过从涡流滚流状态开始使进气流控制阀3进一步向转动方向的一方侧(r1方向侧)转动，使涡流开口7被一方收容部61(上方侧的收容部6)堵塞，由此形成图4所示的滚流状态。
[0079]
然后，在进气装置101中，通过从滚流状态开始使进气流控制阀3进一步向转动方向的一方侧(r1方向侧)转动，形成图8所示的将进气流控制阀3的阀芯31整体收容于一方收容部61(上方侧的收容部6)的状态。即，进气装置101变为在燃烧室14内既不产生涡流也不产生滚流的状态。应予说明，进气装置101构成为在进气流控制阀3的阀芯31位于转动轴32的下游侧的状态下切换涡流状态和滚流状态。
[0080]
进气装置101构成为根据运转条件而切换涡流状态和滚流状态。例如，进气装置101构成为在发动机100启动时产生较强的涡流。此外，进气装置101构成为在空转(idling)时或稳定运转时，根据发动机100的转速、负载来控制滚流的强弱，以提高燃料效率。此外，进气装置101构成为在加速时或高速行驶时，收容进气流控制阀3，使进气通道5完全打开，以增大吸入空气量而拉动输出(转矩)。此外，进气装置101构成为在从稳定运转状态向加速状态过渡时，产生较弱的涡流，以减少pm(粒子状物质)，。
[0081]
(第一实施方式的效果)在第一实施方式中，能够得到如下的效果。
[0082]
在第一实施方式中，如上所述，通过在进气流控制阀3的转动方向的一方侧以及另一方侧分别设置涡流开口7以及滚流开口8，并使进气流控制阀3转动，能够切换在进气流控制阀3的转动方向的一方侧打开涡流开口7的涡流状态、和在进气流控制阀3的转动方向的另一方侧打开滚流开口8的滚流状态。由此，与在进气流控制阀3的转动方向的同一侧产生涡流(横向涡旋)以及滚流(纵向涡旋)这两方的现有技术不同，能够在进气流控制阀3的转动方向的不同侧中分别产生涡流和滚流。即，与在涡流和滚流相互影响的邻近位置产生涡流和滚流这两方的现有技术不同，能够在相互分离的位置分别独立产生涡流和滚流。其结果为，能够产生纯粹的涡流以及滚流。
[0083]
在第一实施方式中，如上所述，涡流开口7以及滚流开口8分别具有形成为相对于中心线β而非对称以及对称的形状，该中心线β为转动轴32的轴向上的、沿与进气流控制阀3的转动轴32正交的方向延伸的中心线。由此，通过使进气经过非对称形状的涡流开口7，能够使进气在燃烧室14内有效地横向旋转，因此，能够产生更加纯粹的涡流。此外，通过使进气经过对称形状的滚流开口8，能够使进气在燃烧室14内有效地纵向旋转，因此，能够产生更加纯粹的滚流。
[0084]
在第一实施方式中，如上所述，涡流开口7为在进气流控制阀3的转动方向的一方侧中靠近转动轴32的轴向上的一侧的而设于进气流控制阀3的贯通孔31c，滚流开口8为在进气流控制阀3的转动方向的另一方侧中设于缺口31d与进气通道5的内表面之间的空隙，其中该缺口31d设于进气流控制阀3上。由此，能够通过进气流控制阀3来形成涡流开口7的整个边缘(周围)，因此，与通过缺口31d来形成非对称形状的涡流开口7的情况相比，能够确保进气流控制阀3的机械强度。此外，通过利用设于进气流控制阀3的缺口31d与进气通道5的内表面之间的空隙来形成对称形状的滚流开口8，能够使进气在更靠近进气通道5的内表面的位置通过。其结果为，能够使进气在燃烧室14内有效地纵向旋转，从而产生更加纯粹的滚流。
[0085]
在第一实施方式中，如上所述，收容部6包含凹状的一方收容部61和凹状的另一方收容部62，上述一方收容部61设于进气通道5的内表面中的进气流控制阀3的转动路径的一方侧，上述另一方收容部62设于进气通道5的内表面中的进气流控制阀3的转动路径的另一方侧。由此，通过改变一方收容部61以及另一方收容部62对进气流控制阀3的收容量(收容的程度)，能够在进气流控制阀3的转动方向的一方侧以及另一方侧中自由地改变涡流开口7以及滚流开口8的大小。其结果为，能够自由地改变涡流以及滚流的强弱。
[0086]
在第一实施方式中，如上所述，进气流控制阀3进一步包含可转动地被支承于转动轴32并开闭进气通道5的阀芯31，一方收容部61构成为可收容阀芯31整体，另一方收容部62构成为可部分地收容阀芯31。由此，由于能够将阀芯31整体收容于一方收容部61，因此可形成阀芯31不会妨碍进气的流动的状态。此外，通过使另一方收容部62构成为可部分地收容阀芯31的结构，能够将另一方收容部62形成为相对于一方收容部61较小，因此，能够抑制另一方收容部62扰乱进气的流动。
[0087]
在第一实施方式中，如上所述，通过使进气流控制阀3转动，可切换涡流状态、滚流状态、和同时打开涡流开口7以及滚流开口8这两方的涡流滚流状态。由此，不仅能够产生纯粹的涡流以及纯粹的滚流，还能够同时产生涡流以及滚流，因此，能够根据各种运转状况更加灵活地控制进气的流动。
[0088]
在第一实施方式中，如上所述，在进气通道5的两侧设有一对进气流控制阀3的转动轴32，进气流控制阀3还包含开闭进气通道5的阀芯31、和将阀芯31与一对转动轴32连接的一对连接部，收容部6可收容阀芯31整体。由此，由于能够将阀芯31整体收容于收容部6，因此可形成阀芯31不会妨碍进气的流动的状态。此外，通过利用连接部连接转动轴32与阀芯31，能够将阀芯31沿着位于与转动轴32正交的方向上的进气通道5的内表面配置。
[0089]
在第一实施方式中，如上所述，进一步具备设于进气通道5且收容进气流控制阀3的一对连接部的一对连接部收容部。由此，能够将连接部收容于连接部收容部，因此，能够抑制连接部妨碍进气的流动。
[0090]
在第一实施方式中，如上所述，阀芯31具有从转动轴32的轴向观察时由以转动轴32的转动轴线α为中心的凸状且圆弧状的弯曲面形成的外表面、和从轴向观察时由连接外表面的两端的直线状的平坦面形成的内表面，收容部6具有从轴向观察时沿着外表面延伸的凹状且圆弧状的内表面。由此，能够将阀芯31(大致)无空隙地收容于收容部6，因此，能够防止进气流入阀芯31与收容部6之间。即，在将阀芯31收容于收容部6的状态下能够防止进气被扰乱。
[0091]
在第一实施方式中，如上所述，在阀芯31整体被收容于收容部6的状态下，阀芯31的内表面配置于相比进气通道5的内表面更加凹陷的位置。由此，在阀芯31整体被收容于收容部6的状态下，能够防止阀芯31向进气通道5内突出，因此，能够防止阀芯31扰乱进气。
[0092]
[第二实施方式]参照图1、图9以及图10，对第二实施方式进行说明。该第二实施方式与在进气流控制阀3的阀芯31位于转动轴32的下游侧的状态下切换涡流状态和滚流状态的上述第一实施方式不同，对在进气流控制阀3的阀芯31位于转动轴32的上游侧的状态和位于下游侧的状态下切换涡流状态和滚流状态的例子进行说明。应予说明，在图中，对于与上述第一实施方式相同的结构，标记相同的符号进行图示。
[0093]
如图9以及图10所示，第二实施方式的进气装置201具备使多个(4个)进气流控制阀3同时转动的致动器204(图1参照)、和设于进气通道5且收容进气流控制阀3的收容部206。此外，在进气装置201中，设有在燃烧室14内产生涡流的涡流开口207(本发明的技术方案中的“第1进气流产生开口”的一个例子)、和在燃烧室14内产生滚流的滚流开口208(本发明的技术方案中的“第2进气流产生开口”的一个例子)。
[0094]
相比上述第一实施方式的致动器4，致动器204构成为能够在进气流控制阀3的转动方向的一方侧(r1方向侧)使进气流控制阀3在更大范围内转动。即，进气流控制阀3的阀芯31构成为不仅可移动至转动轴32的下游侧，也可移动至转动轴32的上游侧。
[0095]
具体而言，如图10所示，致动器204构成为能够使进气流控制阀3在进气流控制阀3的转动方向的一方侧(r1方向侧)转动至进气流控制阀3的阀芯31(阀芯31的r1方向侧的端部)与进气通道5的下方侧的内表面大致接触的位置。当阀芯31位于转动轴32的上游侧时，涡流开口207设于转动轴32的上游侧。
[0096]
此外，如图9所示，致动器204构成为能够使进气流控制阀3在进气流控制阀3的转动方向的另一方侧(r2方向侧)转动至进气流控制阀3的阀芯31(阀芯31的r2方向侧的端部)与进气通道5的下方侧的内表面大致接触的位置。当阀芯31位于转动轴32的下游侧时，滚流开口208设于转动轴32的下游侧。
[0097]
收容部206由一方收容部(与第一实施方式的一方收容部61的结构相同)构成。应予说明，收容部206不包含相当于第一实施方式的另一方收容部62的结构。
[0098]
第二实施方式的其他结构与上述第一实施方式相同。
[0099]
(第二实施方式的效果)在第二实施方式中，能够得到如下的效果。
[0100]
在第二实施方式中，与上述第一实施方式相同，通过在进气流控制阀3的转动方向的一方侧以及另一方侧分别设置涡流开口207以及滚流开口208，并使进气流控制阀3转动，可切换在进气流控制阀3的转动方向的一方侧打开涡流开口207的涡流状态、和在进气流控制阀3的转动方向的另一方侧打开滚流开口208的滚流状态。由此，能够产生纯粹的涡流以及滚流。
[0101]
在第二实施方式中，如上所述，进气流控制阀3还包含可转动地被支承于转动轴32并且开闭进气通道5的阀芯31，阀芯31构成为能够在转动轴32的上游侧以及下游侧移动，在阀芯31位于转动轴32的下游侧的情况下，涡流开口207以及滚流开口208中的一方设于转动轴32的下游侧，在阀芯31位于转动轴32的上游侧的情况下，涡流开口207以及滚流开口208中的另一方设于转动轴32的上游侧。由此，通过从进气流控制阀3被收容于收容部206的状态开始使进气流控制阀3向转动方向的一方侧以及另一方侧转动，能够切换涡流状态以及滚流状态，因此，能够从进气流控制阀3被收容于收容部206的状态开始立即切换至涡流状态以及滚流状态中的任一状态。
[0102]
第二实施方式的其他效果与上述第一实施方式相同。
[0103]
[第三实施方式]参照图11，对第三实施方式进行说明。该第三实施方式与上述第一实施方式不同，对可通过进气流控制阀303使进气通道5完全关闭的例子进行说明。应予说明，在图中，对与上述第一实施方式相同的结构，标记相同的符号进行图示。
[0104]
如图11所示，第三实施方式的进气装置301具备包含阀芯331的进气流控制阀303。
[0105]
进气流控制阀303包含使进气通道5完全关闭的全闭部331a。全闭部331a在进气流控制阀303的转动方向(r方向)上设于涡流开口7(参照图2)与滚流开口8(参照图4)之间。即，全闭部331a在进气流控制阀303的转动方向(r方向)上设于形成涡流开口7的贯通孔31c与形成滚流开口8的缺口31d之间。应予说明，全闭部331a为阀芯331的一部分。
[0106]
进气装置301构成为通过使进气流控制阀303转动，在与利用节流阀s使进气通道5完全关闭的时刻(timing)相同的时刻，利用全闭部331a使进气通道5完全关闭。
[0107]
第三实施方式的其他结构与上述第一实施方式相同。
[0108]
(第三实施方式的效果)在第三实施方式中，能够得到如下的效果。
[0109]
在第三实施方式中，与上述第一实施方式相同，通过在进气流控制阀303的转动方向的一方侧以及另一方侧分别设置涡流开口7以及滚流开口8，并使进气流控制阀303转动，可切换在进气流控制阀303的转动方向的一方侧打开涡流开口7的涡流状态、和在进气流控制阀303的转动方向的另一方侧打开滚流开口8的滚流状态。由此，能够产生纯粹的涡流以及滚流。
[0110]
在第三实施方式中，如上所述，进气流控制阀303包含设于涡流开口7与滚流开口8之间并且使进气通道5完全关闭的全闭部331a。由此，可根据运转状况，利用全闭部331a切断通过进气通道5的进气。
[0111]
在第三实施方式中，如上所述，在与利用节流阀使进气通道5完全关闭的时刻相同的时刻，利用全闭部331a使进气通道5完全关闭。由此，能够在与使节流阀完全关闭的时刻相同的时刻，利用全闭部331a切断通过进气通道5的进气，因此，可改善通过节流阀减少进气时的响应滞后。
[0112]
第三实施方式的其他效果与上述第一实施方式相同。
[0113]
[变形例]应认为今次公开的实施方式在所有方面均为例示，而不存在任何限制。本发明的范围由权利要求书而非上述实施方式的说明来表示，并进一步包含与权利要求书等同的含义及范围内的所有变更(变形例)。
[0114]
例如，在上述第一～第三实施方式中，示出了由贯通孔形成涡流开口的例子，但本发明不限于此。在本发明中，也可如图12(a)所示的进气流控制阀403a般，在进气流控制阀403a设置缺口400a，并在缺口400a与进气通道的内表面(未图示)之间形成涡流开口407a。
[0115]
此外，在上述第一～第三实施方式中，示出了由一个缺口来形成滚流开口的例子，但本发明不限于此。在本发明中，也可如图12(b)所示的进气流控制阀403b般，在进气流控制阀403b设置一对缺口400b，由一对缺口400b来形成滚流开口408b。此外，也可如图12(c)所示的进气流控制阀403c般，在进气流控制阀403c设置梳齿状的缺口400c，由梳齿状的缺口400c来形成滚流开口408c。
[0116]
此外，在上述第一～第三实施方式中，示出了由缺口来形成滚流开口的例子，但本发明不限于此。在本发明中，也可如图12(d)所示的进气流控制阀403d般，在进气流控制阀403d设置贯通孔400d，由贯通孔400d来形成滚流开口408d。
[0117]
此外，在上述第一～第三实施方式中，示出了由具有在x方向以及z方向上延伸的
边缘的贯通孔来形成涡流开口的例子，但本发明不限于此。在本发明中，也可如图12(e)所示的进气流控制阀403e般，在进气流控制阀403e设置具有相对于x方向以及z方向倾斜的边缘的缺口400e，由缺口400e来形成涡流开口407e。应予说明，也可以同样的方式形成滚流开口。
[0118]
此外，在上述第一～第三实施方式中，示出了在进气流控制阀的转动方向的一方侧设置涡流开口，在另一方侧设置滚流开口的例子，但本发明不限于此。在本发明中，也可如图12(f)所示的进气流控制阀403f般，在进气流控制阀403f的转动方向的一方侧设置滚流开口408f，并在另一方侧也设置滚流开口409f。
[0119]
此外，在上述第一～第三实施方式中，示出了将进气通道的纵剖面形成为矩形形状的例子，但本发明不限于此。在本发明中，也可将进气通道的纵剖面形成为跑道形状等矩形形状以外的形状。
[0120]
此外，在上述第一～第三实施方式中，示出了发动机为直列4气缸的发动机的例子，但本发明不限于此。在本发明中，发动机也可为单气缸的发动机，也可为2、3或5气缸以上的发动机。
[0121]
此外，在上述第一～第三实施方式中，示出了在靠近燃烧室的一侧形成滚流开口，并在远离燃烧室的一侧形成涡流开口的例子，但本发明不限于此。在本发明中，也可在靠近燃烧室的一侧形成涡流开口，并在远离燃烧室的一侧形成滚流开口。
[0122]
此外，在上述第一～第三实施方式中，示出了在进气通道的纵剖面的与x方向(转动轴的延伸方向)正交的方向(大致z方向)上，将转动轴配置于进气通道的大致中间位置的例子，但本发明不限于此。在本发明中，也可在进气通道的纵剖面的与x方向(转动轴的延伸方向)正交的方向(大致z方向)上，将转动轴配置于从进气通道的大致中间位置偏向一侧的位置。
[0123]
此外，在上述第一～第三实施方式中，示出了在远离燃烧室的一侧(进气通道的z1方向侧)设置收容阀芯整体的收容部的例子，但本发明不限于此。在本发明中，也可在靠近燃烧室的一侧(进气通道的z2方向侧)设置收容阀芯整体的收容部。
[0124]
此外，在上述第一～第三实施方式中，示出了通过一个致动器使多个进气流控制阀一体转动的例子，但本发明不限于此。在本发明中，也可通过多个致动器使多个进气流控制阀各自转动。符号说明
[0125]
3、303、403a、403b、403c、403d、403e、403f 进气流控制阀5 进气通道6、206 收容部7、207、407a、407e 涡流开口(第1进气流产生开口)8、208、408b、408c、408d、408f、409f 滚流开口(第2进气流产生开口)14 燃烧室31、331 阀芯31c 贯通孔31d、400b、400c 缺口32 转动轴
61 一方收容部62 另一方收容部100 发动机(内燃机)101、201、301 进气装置331a 全闭部β 中心线