JP2011102575A - 内燃機関の吸気装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 エンジンのシリンダヘッドの吸気ポート内における直進的な流れ（偏流）の拡散を抑制し、且つ偏流の流速を減速させないようにすることを課題とする。
【解決手段】 シリンダヘッドの吸気ポートに吸入空気を吹き出すハウジング２のブロック１２の対向壁には、ロータリバルブのバルブプレート６の曲面部１８の凸曲面形状に沿った円弧状の対向面５１が形成されている。また、ブロック１２の突出壁４４には、ダクト１のダクト突出部１５に接触するように、空気流路１４の空気流方向の上流側に向けて突出する突出部４５が設置されている。これにより、上部開口部１６から空気流路１４内に流入した吸入空気の直進的な流れ（偏流）の拡散を抑制でき、且つ偏流の流速が減速しない。よって、シリンダヘッドの吸気ポート内に直進的な流れ（偏流）を効率的に発生させることができる。すなわち、偏流発生効果を得ることができる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、内燃機関の燃焼室内において吸気渦流を発生させる内燃機関の吸気装置に関するもので、特に内燃機関の吸気ポート内に直進的な流れ（偏流）を発生させる内燃機関の吸気装置に係わる。

［先行の技術］
従来より、ロータリバルブの外側にハウジングの円弧状曲壁を設ける構造を備えた流体流量制御弁が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
ここで、特許文献１に記載の流体流量制御弁を、内燃機関の燃焼室に連通する吸気通路内において吸入空気流を片寄せして、内燃機関の燃焼室内において縦方向の吸気渦流を発生させるタンブル流制御弁（ＴＣＶ）として使用した場合、ハウジングの円弧状曲壁の内周面とロータリバルブの円弧状弁体の外周面との間に形成される隙間が大きいと、ロータリバルブの全閉時における空気の洩れ流量が大きくなる。しかも、ロータリバルブの円弧状弁体の全周囲から吸入空気が拡散してしまうため、ＴＣＶに要求される吸入空気を吸気通路内において片寄せすることで、内燃機関の吸気ポートの高さ方向の上方側に偏った直進的な流れ（偏流）を発生させる機能が低下するという問題が生じる。

そこで、内燃機関の吸気ポートの高さ方向の上方側に偏った直進的な流れ（偏流）を効率的に発生させることで、内燃機関のシリンダ（燃焼室）内で高タンブルを発生させるという目的で、既に特願２００９−０９２２８０号（平成２１年４月６日出願）を出願している。
この出願におけるバルブユニット（空気流制御弁）は、図１７および図１８に示したように、内燃機関の吸気ポートに結合されるハウジング１０１と、このハウジング１０１の内に挿入されて保持されるダクト１０２と、このダクト１０２の上流側端部をハウジング１０１の上流側端面に固定すると共に、ダクト１０２の上流側端面を覆うカバー１０３と、ハウジング１０１に回転自在に支持されるバルブシャフト１０４と、バルブシャフト１０４を中心にして回転方向に往復移動するコの字状のロータリバルブ（ブランコ式のロータリバルブ）とを備えている。

また、ロータリバルブは、バルブシャフト１０４に結合される一対の結合部１０５、これらの各結合部１０５からバルブシャフト１０４の半径方向の外方側に延長された一対のサイドプレート１０６、およびダクト１０２の下流端面（円弧状の曲線部）に沿うように、バルブシャフト１０４を中心にして回転方向に往復移動して空気流路１１１、１１２の開口面積を変更するバルブプレート１０７等を有している。
サイドプレート１０６は、ダクト１０２の外側面との間に隙間を隔てて対向して配置される。
バルブプレート１０７は、ロータリバルブの全閉時に、ダクト１０２の下流端面および空気流路１１１の空気出口との間に隙間を隔てて対向して配置される。また、バルブプレート１０７は、ロータリバルブの全閉時にダクト１０２のダクト上壁部側の下流側端面に形成される庇状のダクト突起部１１３の流路壁面との間に、内燃機関の吸気ポートの高さ方向の上方側に偏った直進的な流れ（偏流）を発生させる開口部１１４を形成している。

［先行の技術の不具合］
ところが、図１７および図１８に示したバルブユニットは、ハウジング１０１の内部に挿入されるダクト１０２を、ロータリバルブが取り囲んでおり、ロータリバルブの周りに隙間を設ける構造をとっている。
そして、ロータリバルブの周りの隙間、例えばダクト１０２の外側面とロータリバルブのサイドプレート１０６の対向面との間に形成される隙間が、ハウジング１０１の内部空間に対して開放されている。これにより、ロータリバルブの周りの隙間からトップクリアランス１２１またはサイドクリアランス１２２へ洩れ出した洩れ空気は、トップクリアランス１２１またはサイドクリアランス１２２を通って空気流路１１２に流れ込む。

これは、内燃機関の吸気ポートおよび空気流路１１２の高さ方向の上方側に偏った直進的な流れ（偏流）を発生させることで、内燃機関のシリンダ（燃焼室）内で高タンブルを発生させるという目的に対して、ロータリバルブの周りに隙間を設けたために、洩れ空気の流路はその隙間分だけ拡大することになり、ロータリバルブの全閉時に開口部１１４から空気流路１１２に流出した直進的な流れ（偏流）が、トップクリアランス１２１またはサイドクリアランス１２２から空気流路１１２に流れ込む洩れ空気の影響を受けて拡散したり、また、偏流の流速が減速したりする。
したがって、図１７および図１８に示したバルブユニットにおいては、本来の目的である偏流発生効果を効果的に得ることができない。

特公平４−７８８７４号公報

本発明の目的は、内燃機関の吸気ポート内に直進的な流れ（偏流）を効率的に発生させることのできる内燃機関の吸気装置を提供することにある。また、内燃機関の吸気ポート内における直進的な流れ（偏流）の拡散を抑制し、且つ偏流の流速を減速させないようにすることのできる内燃機関の吸気装置を提供することにある。

請求項１に記載の発明によれば、ダクトの下流端とロータリバルブとの間には、ロータリバルブの全閉時に、内燃機関の吸気ポート内に偏流（例えば内燃機関の吸気ポートの高さ方向または幅方向の一方側に偏った直進的な流れ）を発生させる開口部が形成されている。また、ロータリバルブは、バルブプレートを有している。このバルブプレートは、ダクトの外側を、ダクトの下流端に沿うように、回転軸を中心にして回転方向に往復移動することで、ハウジング（ダクト）の内部に直列的に設置された２つの第１、第２空気流路の開口面積を変更する。そして、バルブプレートは、回転軸を中心とする円弧状の曲面部を有している。

また、ハウジングは、第２空気流路を挟んで対向して配置される（一対の）対向壁を有している。この対向壁は、ロータリバルブの移動軌跡またはダクトの下流端よりも空気流方向の下流側に設置されている。そして、対向壁は、ロータリバルブの曲面部の形状に沿った円弧状の対向面（段差面）を有している。
なお、ロータリバルブの曲面部の形状に沿った円弧状の対向面とは、ロータリバルブの曲面部の曲がり方向の外側の壁面形状に沿った円弧状の対向面のことである。また、曲面部の曲がり方向の外側の壁面形状は、回転軸の径方向の外側に向けて凸となる凸曲面状である。

これによって、ロータリバルブの全閉時に、開口部からハウジングの対向壁間に形成される第２空気流路内に流入した空気の主流以外の空気の流れの発生を抑制することができる。
これにより、ダクト内に形成される第１空気流路から開口部を通過してハウジング内に形成される第２空気流路に流入した空気の直進的な流れ（偏流）が拡散したり、偏流の流速が減速したりする不具合の発生を抑制できる。したがって、内燃機関の吸気ポート内における直進的な流れ（偏流）の拡散を抑制でき、且つ偏流の流速を減速させないようにすることができるので、内燃機関の吸気ポート内に直進的な流れ（偏流）を効率的に発生させることができる。すなわち、偏流発生効果を得ることができる。

請求項２に記載の発明によれば、ダクトの下流端とロータリバルブとの間に形成される開口部は、ダクト内に形成される第１空気流路の高さ方向または幅方向の一方側で開口するように設けられている。
これにより、ロータリバルブの全閉時に第１空気流路から開口部を通過して第２空気流路へ流出した空気は、内燃機関の吸気ポートに流れ込む。このとき、例えば内燃機関の吸気ポート内においては、吸気ポートの高さ方向または幅方向の一方側に偏った直進的な流れ（偏流）が発生する。つまり開口部から第２空気流路を経て内燃機関の吸気ポートに向かう空気を効率的に内燃機関の吸気ポートの高さ方向または幅方向の一方側に集めることができるので、内燃機関の吸気ポート内に直進的な流れ（偏流）を効率的に発生させることができる。そして、この直進的な流れ（偏流）が内燃機関の吸気ポートを経由して内燃機関の燃焼室内に流れ込むと、内燃機関の燃焼室内に発生する旋回流（例えばタンブル流またはスワール流）が強化される。

請求項３に記載の発明によれば、ハウジングは、ダクトの下流端との間に流路（洩れ空気の流路）を形成する流路壁面を有している。
なお、ハウジングの流路壁面は、開口部を通過した空気の主流の軸線方向（空気の主流の流れのベクトル）に対して緩やかに近づくように、滑らかに傾斜している。あるいは滑らかに湾曲している。
これにより、ダクトの外側面とハウジングの内側面との間に形成される空間内に洩れ出た空気が、開口部を通過する空気の主流の軸線方向の流れ（空気の主流の流れのベクトル）を、限りなく空気の主流の軸線方向（例えば第２空気流路の高さ方向に対して直交する水平向きのベクトル）にすることで、開口部を通過する空気の主流が拡散する不具合の発生を抑制することができる。

請求項４に記載の発明によれば、ハウジングは、開口部近傍のダクトの下流端に接触するように、第２空気流路の空気流方向の上流側に向けて突出する突出部を有している。
これにより、ダクトの外側面とハウジングの内側面との間に形成される空間内に洩れ出た空気が、第２空気流路側に流れ込み難くなる。したがって、洩れ空気の影響を受け難くなるので、ロータリバルブの全閉時に開口部から第２空気流路内に流出した空気が拡散されたり、また、偏流の流速が減速されたりする不具合の発生を抑制することができる。

請求項５に記載の発明によれば、ハウジングは、突出部よりも外側に、内燃機関の吸気ポート側に窪んだ凹部を有している。
これにより、ダクトの外側面とハウジングの内側面との間に形成される空間内に洩れ出た空気が、第２空気流路側に流れ込み難くなる。したがって、洩れ空気の影響を受け難くなるので、ロータリバルブの全閉時に開口部から第２空気流路内に流出した空気が拡散されたり、また、偏流の流速が減速されたりする不具合の発生を抑制することができる。

請求項６に記載の発明によれば、ハウジングは、開口部近傍のダクトの下流端との間に形成される流路を、屈曲した形状または窪んだ溝形状を有する迷路構造としている。
これにより、ダクトの外側面とハウジングの内側面との間に形成される空間内に洩れ出た空気が、第２空気流路側に流れ込み難くなる。したがって、洩れ空気の影響を受け難くなるので、ロータリバルブの全閉時に開口部から第２空気流路内に流出した空気が拡散されたり、また、偏流の流速が減速されたりする不具合の発生を抑制することができる。

請求項７に記載の発明によれば、ハウジングは、バルブプレートの曲面部との間に形成される流路を、屈曲した形状または窪んだ溝形状を有する迷路構造としている。
請求項８に記載の発明によれば、曲面部の曲がり方向の内側の壁面は、ロータリバルブの全閉時に、ダクト（の下流端）との間に第１隙間を隔てて対向するように設けられている。また、曲面部の曲がり方向の外側の壁面は、ロータリバルブの全閉時に、ハウジングの対向壁（の対向面）との間に第２隙間を隔てて対向するように設けられている。

請求項９に記載の発明によれば、ロータリバルブは、回転軸に結合する結合部、およびこの結合部から前記回転軸の径方向の外方側に延長された一対のサイドプレートを有している。そして、一対のサイドプレートは、ロータリバルブの全閉時に、第１隙間の側方開口を覆うように配置されている。
なお、曲面部の曲がり方向の内側の壁面（凹曲面）を、バルブプレートの板厚方向の一端面に設けても良い。また、曲面部の曲がり方向の外側の壁面（凸曲面）を、バルブプレートの板厚方向の他端面に設けても良い。

請求項１０に記載の発明によれば、一対のサイドプレートは、ダクトの外側面との間に第３隙間を隔てて対向するように設けられている。
なお、ダクトの下流端に、曲面部の曲がり方向の内側の壁面形状に沿った円弧状の曲線部を設けても良い。この曲線部を、曲面部の曲がり方向の内側の壁面との間に第１隙間を隔てて対向するように配置しても良い。

（ａ）は（ｂ）のＡ−Ａ断面図で、（ｂ）はバルブユニット（ＴＣＶ）を示した正面図である（実施例１）。 （ａ）は図１（ｂ）のＢ−Ｂ断面図で、（ｂ）は（ａ）の拡大図である（実施例１）。 （ａ）は（ｂ）のＣ−Ｃ断面図で、（ｂ）はハウジングを示した正面図で、（ｃ）は（ｂ）のＤ−Ｄ断面図である（実施例１）。 （ａ）はバルブユニット（ＴＣＶ）を示した断面図で、（ｂ）は（ａ）の拡大図である（実施例２）。 ハウジングを示した断面図である（実施例２）。 （ａ）はバルブユニット（ＴＣＶ）を示した断面図で、（ｂ）は（ａ）の拡大図である（実施例３）。 ハウジングを示した断面図である（実施例３）。 （ａ）はバルブユニット（ＴＣＶ）を示した断面図で、（ｂ）は（ａ）の拡大図である（実施例４）。 ハウジングを示した断面図である（実施例４）。 （ａ）はバルブユニット（ＴＣＶ）を示した断面図で、（ｂ）はバルブユニット（ＴＣＶ）を示した正面図で、（ｃ）はバルブユニット（ＴＣＶ）を示した断面図である（実施例５）。 （ａ）は（ｂ）のＥ−Ｅ断面図で、（ｂ）はハウジングを示した正面図で、（ｃ）は（ｂ）のＦ−Ｆ断面図である（実施例５）。 （ａ）は（ｂ）のＧ−Ｇ断面図で、（ｂ）はバルブユニット（ＴＣＶ）を示した正面図である（実施例６）。 （ａ）は図１２（ｂ）のＨ−Ｈ断面図である（実施例６）。 （ａ）はハウジングを示した正面図で、（ｂ）は（ａ）のＩ−Ｉ断面図である（実施例６）。 バルブユニット（ＴＣＶ）を示した断面図である（実施例７）。 ハウジングを示した断面図である（実施例７）。 （ａ）はロータリバルブの全開位置を示した説明図で、（ｂ）はロータリバルブの全閉位置を示した説明図である（先行の技術）。 （ａ）、（ｂ）はロータリバルブの全閉時にダクトの下流端との間に形成される開口部を示した説明図である（先行の技術）。

以下、本発明の実施の形態を、図面に基づいて詳細に説明する。
本発明は、内燃機関の吸気ポート内に直進的な流れ（偏流）を効率的に発生させるという目的、および内燃機関の吸気ポート内における直進的な流れ（偏流）の拡散を抑制し、且つ偏流の流速を減速させないようにするという目的を、ロータリバルブの移動軌跡またはダクトの下流端よりも空気流方向の下流側に、第２空気流路を挟んで対向して配置される（一対の）対向壁を設け、この対向壁に、ロータリバルブの曲面部の形状に沿った円弧状の対向面（段差面）を設けることで実現した。

［実施例１の構成］
図１ないし図３は本発明の実施例１を示したもので、図１はバルブユニット（ＴＣＶ）を示した図で、図２はハウジングを示した図である。

本実施例の内燃機関の吸気装置は、複数の気筒を有する内燃機関（エンジン）の吸気管（吸気ダクト）内に格納される吸気流制御弁（タンブル流制御弁：ＴＣＶ）として使用される複数のバルブユニットを備えている。
このバルブユニットは、スロットルボディまたはサージタンクから吸入空気が流入する合成樹脂製のダクト１と、このダクト１の周囲を取り囲むように設置された合成樹脂製のハウジング２と、このハウジング２に回転自在に支持される回転軸（金属製のシャフト３）と、このシャフト３の周囲を被覆する樹脂成形部（合成樹脂製のシャフト４）にインサート成形されて結合（支持固定）される２つの結合部５を有し、シャフト３、４を中心にして回転方向に往復移動（回動）する金属製のロータリバルブとを備えている。

ここで、ロータリバルブは、ハウジング２の内部空間内に回転自在（揺動自在）に収容されており、エンジンの各気筒毎の燃焼室内において縦方向の旋回流（吸気渦流、タンブル流）を発生させるコの字状の空気流制御バルブ（ブランコ式のロータリバルブ）である。このロータリバルブは、エンジンの各気筒毎の燃焼室に連通する空気流路の開口面積を変更するバルブプレート６、およびこのバルブプレート６の両端部からシャフト３、４に向けて延長された一対のサイドプレート７等を有している。
なお、ハウジング２は、ダクト１の周囲を周方向に取り囲むように設置されたブロック（隔壁体）１１、およびこのブロック１１の下流端よりも空気流方向の下流側（吸気ポート側）へ向けて延長されたブロック（ノズル）１２等を有している。

そして、内燃機関の吸気装置は、１組のダクト１およびロータリバルブ（バルブプレート６および一対のサイドプレート７）をハウジング２の内部に、シャフト３の軸線方向（回転軸方向）に一定の間隔で並列的に複数配置した多連一体型の吸気通路開閉装置（バルブ開閉装置）である。
エンジンは、複数の気筒（第１〜第４気筒）を有し、第１〜第４気筒が気筒配列方向に直列に配置されたシリンダブロックと、複数の吸気ポート（インテークポート）および複数の排気ポート（エキゾーストポート）を有するシリンダヘッドとを備えている。
エンジンの各気筒毎の燃焼室に独立して接続される複数の吸気ポートは、ポペット型の吸気バルブ（インテークバルブ）によって開閉される。また、エンジンの各気筒毎の燃焼室に独立して接続される複数の排気ポートは、ポペット型の排気バルブ（エキゾーストバルブ）によって開閉される。

エンジンのシリンダヘッドは、ハウジング２を締結ボルトを用いて締結固定するための結合端面（締結面）を有している。また、シリンダヘッドには、先端部が各気筒毎の燃焼室内に露出するようにスパークプラグが取り付けられている。そして、シリンダヘッドには、各吸気ポート内に最適なタイミングで燃料を噴射するインジェクタ（電磁式燃料噴射弁）が取り付けられている。
また、エンジンのシリンダヘッドには、エンジンの各気筒毎の燃焼室内に吸入空気を導入するための吸気管（吸気ダクト）と、エンジンの各気筒毎の燃焼室より流出する排気ガスを排気浄化装置を経由して外部に排出するための排気管（排気ダクト）とが接続されている。

吸気ダクトの内部には、エアクリーナで濾過された清浄な外気を、電子スロットル装置のスロットルボディ、サージタンク、インテークマニホールド、ダクト１およびハウジング２を経由して、エンジンの各気筒毎の燃焼室に導入するための吸気通路が形成されている。また、吸気ダクトは、エアクリーナケース、エアクリーナホース（またはインテークパイプ）、スロットルボディ、サージタンク、インテークマニホールド（ダクト１およびハウジング２）等を有している。
また、エンジンのシリンダブロックの内部には、気筒配列方向に４つの燃焼室が形成されている。また、シリンダブロックの各気筒の内部に形成されるシリンダボア内には、連接棒を介して、クランクシャフトに連結されたピストンがその摺動方向に摺動自在に支持されている。

バルブユニットは、自動車等の車両のエンジンルームに設置されて、エンジンの各気筒毎の燃焼室に連通する複数の空気流路１３、１４の通路断面積を絞ることで、エンジンの各気筒毎の燃焼室内において縦方向の旋回流（吸気渦流、タンブル流）を発生させる吸気渦流発生装置（空気流制御弁、タンブル流制御弁：ＴＣＶ）を構成している。このバルブユニットは、スロットルボディ内にスロットルバルブを有する電子スロットル装置と共に、エンジンの吸気系統に組み込まれている。

空気流路１３は、ダクト１の内部空間に形成されている。この空気流路１３は、インテークマニホールドの複数の吸気分岐管内に形成される各分岐吸気通路から流入した吸入空気を空気流路１４へ導く吸気通路（中継流路）を構成する。
空気流路１４は、ハウジング２の内部空間に形成されている。この空気流路１４は、空気流路１３から流出した吸入空気をエンジンの各気筒毎の吸気ポートへ吹き出す吸気通路（吹出流路）を構成する。
各空気流路１３、１４は、シリンダヘッドの各吸気ポートを介して、エンジンの各気筒毎の燃焼室に互いに独立して接続されている。

ダクト１は、合成樹脂によって一体的に形成されて、ハウジング２とは別体部品で構成されている。このダクト１は、空気流路１３の周囲を周方向に取り囲むように設置されて、ダクト周方向に延びる角筒状の周壁部である。また、ダクト１は、ハウジング２の内部に挿入されて保持されている。
ダクト１は、ロータリバルブの内側（バルブプレート６とサイドプレート７とで囲まれた空間）に設置されている。また、ダクト１は、空気流路１３の空気流方向に対して直交する水平方向の両側に一対のダクト左右壁部を有している。また、ダクト１は、空気流路１３の空気流方向に対して直交する車両上下方向の両側に一対のダクト上下壁部を有している。

ダクト１は、空気流路１３の空気流方向の両側（上流端、下流端）で開口し、ロータリバルブの内側（バルブプレート６とサイドプレート７とで囲まれた空間）を通り抜けるように、空気流路１３の空気流方向の上流側（空気入口）から空気流路１３の空気流方向の下流側（空気出口）に向けてストレートに延長されている。
ダクト１の空気流方向の下流端のダクト上壁部側には、ダクト１の下流端面から空気流方向の下流側に向けて突出するように庇状（コの字状）のダクト突出部１５が形成されている。このダクト突出部１５の内側面は、ロータリバルブ（バルブプレート６）との間に上部開口部１６を形成する。なお、ダクト１のダクト上壁部側のダクト突出部１５を、ロータリバルブの全閉位置を規制する全閉ストッパとしての機能を有するように構成しても良い。

ダクト１の空気流方向の下流端（開口周縁）、特にダクト左右壁部の下流端面には、シャフト３、４を中心とする曲率半径を有する円弧状の曲線部１７が設けられている。曲線部１７は、ロータリバルブのバルブプレート６の曲面部１８の曲がり方向の内側の壁面形状に沿った円弧状の湾曲部であり、ダクト左右壁部の下流端面の下端部（ダクト下壁部側端部）から滑らかに円弧状に湾曲する湾曲部である。この曲線部１７は、ロータリバルブの全閉時に、ロータリバルブのバルブプレート６の曲面部１８に対して対向配置される。なお、曲線部１７の曲がり方向の外側の壁面（凸曲面）と曲面部１８の曲がり方向の内側の壁面（凹曲面）との間には、第１隙間（クリアランス）が形成されている。
また、ダクト１の空気流方向の上流端には、ハウジング２の各結合端面にスクリュー等により締結固定される結合フランジ部（図示せず）が形成されている。

ハウジング２は、インテークマニホールドの一部（下流側部）を構成する部品で、インテークマニホールドの上流側部とシリンダヘッドの結合端面との間に挟み込まれて結合されている。このハウジング２は、複数のバルブユニットに共通使用されている。また、ハウジング２には、シャフト３を介して、複数のロータリバルブ（バルブプレート６および一対のサイドプレート７）を開閉駆動するアクチュエータが搭載されている。このアクチュエータは、電力の供給を受けると駆動力（駆動トルク）を発生するモータ、およびこのモータの駆動トルクをシャフト３に伝達する動力伝達機構（例えば歯車減速機構）等を有している。

ハウジング２は、合成樹脂によって一体的に形成されて、複数の内部空間（気筒数分だけ区画された複数の格納室）を有している。このハウジング２は、合成樹脂により一体的に形成された角筒状のブロック１１、１２により構成されている。
ハウジング２のブロック１１は、このブロック１１と比べて厚肉化されたブロック１２の上流端よりも空気流方向の上流側に設けられている。
ここで、ロータリバルブの全閉時には、ダクト１のダクト上壁部の外側面（上端面）とハウジング２のブロック１１の上壁部の内側面との間にトップクリアランス２１が形成される。また、ロータリバルブの全閉時には、ダクト１のダクト左右壁部の外側面（両側面）またはロータリバルブのサイドプレート７の外側面とハウジング２のブロック１１の左右壁部の内側面との間にサイドクリアランス２２が形成される。

ブロック１１は、ダクト１の外側面との間に角筒状空間を有している。
この角筒状空間のうちシャフト３と平行な軸方向の両側（ダクト１の軸方向の両側面よりも外側（側方））に形成される両サイド空間には、ロータリバルブ（サイドプレート７）が回転方向に往復移動自在に収容されている。
また、角筒状空間のうちダクト１よりも車両上下方向（図示上下方向、重力方向）の下方側の底側空間には、ロータリバルブの全開時にロータリバルブ（サイドプレート７、バルブプレート６）が収納されるバルブ収納凹部３１が形成されている。このバルブ収納凹部３１は、ダクト１の内部に形成される空気流路１３の空気出口近傍（ダクト１の下流端近傍）で空気流路１４と連通するように開口している。
ハウジング２の空気流方向の上流端、つまりブロック１１の上流端には、ダクト１の結合フランジの各結合端面に気密的に結合（締結固定）される結合端面（締結面）を有している。また、ブロック１１は、複数の内部空間のうちの隣設する２つの内部空間を区画する隔壁部３２毎に、複数のロータリバルブの各シャフト３、４が挿通するシャフト貫通孔３３を有している。

ハウジング２のブロック１２は、ブロック１１と一体部品で構成されている。また、ハウジング２の空気流方向の下流端、つまりブロック１２の下流端には、シリンダヘッドの結合端面に気密的に結合（締結固定）される結合端面（締結面）を有している。また、ブロック１２の開口端縁部の端面（空気流路１４の空気出口の周囲を角環状に取り囲む結合端面）には、シリンダヘッドの結合端面とハウジング２の結合端面との間に形成される隙間を密閉する角環状のガスケット（図示せず）を収納する複数個（気筒数分）の角環状凹溝（図示せず）が形成されている。
なお、ハウジング２のブロック１２の詳細は後述する。

本実施例のシャフト３、４は、ダクト１のダクト上壁部の外側面よりも外側、つまりシャフト３と平行な軸方向に延びるシャフト収納凹部３４内を通り抜けるように配置されている。
シャフト３は、その回転軸方向に垂直な断面が多角形状（例えば四角形状）に形成された多角断面シャフト（角形鋼製シャフト、金属シャフト）であって、金属材料によって一体的に形成されている。このシャフト３は、各シャフト４の内部にインサート成形されている。そして、シャフト３の回転軸方向の一端部は、シャフト４の図示左端面よりも図示左側に突出している。また、シャフト３の回転軸方向の他端部は、シャフト４の図示右端面よりも図示右側に突出している。
なお、シャフト３の片側の端部は、ハウジング２のブロック１１から外部に突き出しており、モータや動力伝達機構（歯車減速機構）により構成されるアクチュエータと連結している。これにより、電動アクチュエータは、シャフト３、４を介して、複数のロータリバルブの開度（ＴＣＶのバルブ開度）を一括変更することが可能となる。

シャフト４は、複数のロータリバルブ毎に対応して設置されて、シャフト３の周囲を周方向に取り囲むように形成された円筒状の樹脂シャフト（合成樹脂製の樹脂成形部）である。このシャフト４は、複数のロータリバルブの各結合部５をそれぞれ結合（インサート成形により支持固定）するバルブ保持部を有している。すなわち、アクチュエータに連結されるシャフト３は、シャフト４を介して、複数のロータリバルブを支持固定することが可能となる。これにより、複数のロータリバルブの開度（ＴＣＶのバルブ開度）が１本のシャフト３により一括変更することが可能となる。
ここで、複数のロータリバルブを駆動するモータは、エンジン制御ユニット（ＥＣＵ）によって電子制御されるモータ駆動回路を介して、自動車等の車両に搭載されたバッテリに電気的に接続されている。

複数のロータリバルブは、ハウジング２の内部空間内に回転自在（揺動自在）に収容されており、エンジンの各気筒毎の燃焼室内において縦方向の旋回流（吸気渦流、タンブル流）を発生させるコの字状の空気流制御バルブ（ブランコ式のロータリバルブ）である。これらのロータリバルブは、合成樹脂により所定の形状に一体的に形成されている。
複数のロータリバルブは、エンジンの通常運転時に、アクチュエータ、特にモータの駆動トルクを利用して全開される。つまり複数のロータリバルブの開度（ＴＣＶのバルブ開度）が、全開開度の状態（全開位置）となるように制御（全開方向に駆動）される。
なお、複数のロータリバルブの全開位置とは、ダクト１の内部に形成される空気流路１３を全開した全開開度の状態（全開姿勢、収納姿勢）のことである。また、アクチュエータに内蔵されたスプリング等の付勢力によって全てのロータリバルブが全開位置となるように開弁作動方向に付勢しても良い。

複数のロータリバルブは、エンジン始動時またはアイドル運転時に、アクチュエータ、特にモータの駆動トルクを利用して全閉される。つまり複数のロータリバルブの開度（ＴＣＶのバルブ開度）が、全閉開度の状態（全閉位置）となるように制御（全閉方向に駆動）される。
なお、複数のロータリバルブの全閉位置とは、ダクト１の内部に形成される空気流路１３を全閉した全閉開度の状態（全閉姿勢、対向姿勢）のことである。また、アクチュエータに内蔵されたスプリング等の付勢力によって全てのロータリバルブが全閉位置となるように閉弁作動方向に付勢しても良い。

また、ロータリバルブは、エンジン停止時にモータへの電力の供給が停止されると、スプリング等の付勢力によって全開位置（または全開位置より僅かに閉じた中間開度の状態（中間位置））に戻される。
ここで、本実施例のロータリバルブ（サイドプレート７、バルブプレート６）は、ロータリバルブの全開時にダクト１の下流端および空気流路１３の空気出口との間に第１隙間（クリアランス）を隔てて対向して配置される全閉位置（対向姿勢、全閉状態）から外れて、つまり空気流路１３を開放してバルブ収納凹部３１に収納される収納姿勢（収納状態）となる。

複数のロータリバルブは、全開位置から全閉位置に至るまでの全バルブ作動範囲にて回転角度（バルブ開度）が変更される。特にロータリバルブのバルブプレート６の回転角度（バルブ開度）が、全開位置から全閉位置に至るまでの全バルブ作動範囲にて変更されることで、ダクト１、ブロック１１に対して相対回転して空気流路１３を開閉する。つまり、ダクト１の内部に形成される空気流路１３、１４の開口面積（通路断面積）を変更することができる。なお、本実施例のロータリバルブは、空気流路１３、１４を全開する全開位置と、空気流路１３、１４を全閉する全閉位置との２位置を切り替える２位置切替弁を構成している。

２つの結合部５は、シャフト３の周囲を取り囲む金属製のリングプレートよりなり、シャフト４の各バルブ保持部にインサート成形により支持固定されている。各結合部５には、シャフト３が嵌合する四角孔（嵌合孔）が形成されている。ここで、シャフト３、４および結合部５は、ダクト１の下流端よりも空気流方向の上流側（ダクト１の上流端側）に配置されている。

バルブプレート６は、一対のサイドプレート７の自由端部（シャフト側に対して逆側端部）同士を繋ぐ連結部である。このバルブプレート６は、ダクト１よりも外側をダクト１のダクト左右壁部の下流端面に沿うように、シャフト３、４を中心にして回転方向に往復移動することで、空気流路１３、１４の開口面積を変更するバルブ本体（ロータリバルブの弁体）を構成している。また、バルブプレート６は、ロータリバルブの全閉時に、ダクト１の下流端面および空気流路１３の空気出口との間に第１隙間（クリアランス）を隔てて対向して配置される。これにより、バルブプレート６と空気流路１３の空気出口とが重なる面積に応じて、ダクト１の内部に形成される空気流路１３の開口面積が変更される。

バルブプレート６は、ロータリバルブの全閉時に、ダクト１のダクト左右壁部の下流端面に形成される曲線部１７および空気流路１３の空気出口との間に第１隙間（クリアランス）を隔てて対向して配置される円弧状の曲面部（円弧部）１８を有している。この曲面部１８は、シャフト３、４を中心とする曲率半径を有する湾曲部である。そして、曲面部１８の内側面、つまり曲面部１８の対向面には、曲線部１７の凸曲面に倣うように湾曲した凹曲面が形成されている。
そして、曲面部１８の曲がり方向の内側の壁面は、バルブプレート６の板厚方向の一端面に設けられている。また、曲面部１８の曲がり方向の外側の壁面は、バルブプレート６の板厚方向の他端面に設けられている。

曲面部１８の曲がり方向の内側の壁面は、ロータリバルブの全閉時に、ダクト１の下流端（曲線部１７）との間に第１隙間（クリアランス）を隔てて対向するように設けられている。また、曲面部１８の曲がり方向の外側の壁面は、ロータリバルブの全閉時に、ブロック１２の対向壁４１との間に第２隙間（クリアランス）を隔てて対向するように設けられている。また、曲面部１８の曲がり方向の外側の壁面形状は、シャフト３、４の径方向の外側に向けて凸となる凸曲面状である。
また、バルブプレート６の曲面部１８の先端部は、ロータリバルブの全閉時にダクト１のダクト上壁部側の下流端面に形成される庇状（コの字状）のダクト突出部１５の通路壁面（天壁面）との間に上部開口部（絞り部）１６を形成している。この上部開口部１６は、空気流路１３の高さ方向の一方側で開口するように設けられている。

ここで、ダクト１のダクト突出部１５とバルブプレート６の曲面部１８との間に形成される上部開口部１６は、ダクト１の内部に形成される空気流路１３の通路断面積（開口面積）を所定値以下となるように絞ることで、エンジンの各気筒毎の燃焼室内にガス流動（旋回流、タンブル流）を発生させる機能を有している。なお、上部開口部１６の開口面積を小さくする程、エンジンの各気筒毎の燃焼室内に発生する旋回流（タンブル流）を強化することができる。また、バルブプレート６の曲面部１８の先端を、ロータリバルブの全閉時にダクト１のダクト突出部１５に係止される全閉ストッパ部としての機能を有するように構成しても良い。

一対のサイドプレート７は、結合部５からシャフト３の半径方向の外方側（自由端部側、先端側）に向けて真っ直ぐに延長されている。
サイドプレート７は、シャフト３に平行な軸方向距離を隔てて対向して配置される対向部（ロータリバルブの対向部）である。このサイドプレート７は、シャフト３に結合する結合部５からシャフト３の半径方向の外方側（自由端部側）に延長されて形成されている。
サイドプレート７は、ロータリバルブのバルブプレート６が全開状態（収納姿勢）から全閉状態（対向姿勢）に至るまでの全バルブ作動範囲に渡って、ハウジング２の内部空間の両壁面とダクト１のダクト左右壁部の外側面との間に形成される両サイド空間内に収容されている。また、サイドプレート７は、常に、ダクト１のダクト左右壁部の外側面との間に第３隙間（クリアランス）を隔てて対向して配置される。

サイドプレート７は、バルブプレート６の回転軸方向（シャフト３に平行な軸方向）の両端をシャフト側（結合部側）に略直角に折り曲げて形成されている。なお、サイドプレート７は、バルブプレート６の外側面から、隙間の２倍以上のサイズ分だけシャフト側に向けて延長された立ち壁（フランジ）を有していれば良い。これにより、サイドプレート７は、ロータリバルブの全閉時に、ダクト１の下流端面および空気流路１３の空気出口とロータリバルブのバルブプレート６との間に形成される第１隙間の側方開口全体を覆うことができる。
なお、第１隙間の側方開口は、シャフト３と平行な軸方向の両側で開口している。

次に、本実施例のハウジング２のブロック１２の詳細を図１ないし図３に基づいて簡単に説明する。
ハウジング２のブロック１２は、ブロック１１の下流端に連続して接続されており、ブロック１１の下流端から空気流方向の下流側に向けて延長されている。このブロック１２は、空気流路１４の周囲を取り囲むように設置されて、ダクト１内に形成される空気流路１３から流入した吸入空気をシリンダヘッドの各吸気ポートに向けて吹き出すノズルとしての機能を有している。また、ブロック１２は、空気流路１４を挟んで対向して配置される対向壁（両側壁、左右側壁）４１、空気流路１４の高さ方向の一方側（上方側）に配置される上部壁４２、および空気流路１４の高さ方向の他方側（下方側）に配置される下部壁４３等を有している。

対向壁４１は、ダクト１の下流端（曲線部１７）およびロータリバルブのバルブプレート６の移動軌跡よりも空気流方向の下流側に設置されている。この対向壁４１は、バルブプレート６の曲面部１８の曲がり方向の外側の壁面（凸曲面）形状に沿った円弧状の対向面（対向壁面）５１を有している。この対向面５１は、シャフト３、４を中心とする曲率半径を有し、ロータリバルブの全閉時に、バルブプレート６の曲面部１８の曲がり方向の外側の壁面（凸曲面）との間に第２隙間を隔てて対向して配置されている。
また、対向壁４１は、ブロック１２内に形成される空気流路１４の幅方向の両側の流路壁面から空気流路１４の中心軸線側に向かって突出している。
なお、対向壁４１の曲がり方向の内側の壁面（凹曲面）と曲面部１８の曲がり方向の外側の壁面（凸曲面）との間には、第２隙間が形成されている。

上部壁４２は、ブロック１１の上部壁の内側面の位置から高さ方向の下方に向けて突出する突出壁４４を有している。この突出壁４４は、ダクト１のダクト突出部１５（開口部近傍のダクト１の下流端）に接触（密着）するように、空気流路１４の空気流方向の上流側に向けて突出するエッジ部（突出部）４５を有している。また、突出壁４４は、突出部４５が、ダクト１のダクト突出部１５との間に形成される流路（隙間）４６を狭くすることで、ダクト１の外側面とブロック１１の内側面との間に形成される角筒状空間内に洩れ出た空気が流路４６を通って空気流路１４に流れ込むのを抑制することができる。

また、突出壁４４は、空気流路１４の高さ方向の一方側（上方側）に設置されている。また、突出壁４４の下端面（流路壁面）と下部壁４３の上端面（流路壁面）との間の高さ方向の寸法は、空気流路１３、１４の高さ方向の寸法と略同一となるように設定されている。また、突出壁４４は、対向壁４１の対向面５１と同様に、バルブプレート６の曲面部１８の曲がり方向の外側の壁面（凸曲面）形状に沿った円弧状の先端面（対向面）５２を有している。
下部壁４３は、ブロック１２の上部壁４２よりも肉厚が厚くなっている。この下部壁４３の上端面（底面）とブロック１１の下部壁４３の上端面（底面）との間には、段差４７が設けられている。また、下部壁４３の段差４７から空気流路１４の入口部（稜線４８）に至るまでの間には、バルブプレート６の曲面部１８の曲がり方向の外側の壁面（凸曲面）形状に沿った円弧状の底面（対向面）５３が形成されている。

［実施例１の作用］
次に、本実施例の内燃機関の吸気装置、特にバルブユニットの作用を図１ないし図３に基づいて簡単に説明する。

ＥＣＵは、イグニッションスイッチがオン（ＩＧ・ＯＮ）されると、電子スロットル装置のモータを通電制御すると共に、点火装置（イグニッションコイル、スパークプラグ等）および燃料噴射装置（電動フューエルポンプ、インジェクタ等）を駆動する。これにより、エンジンが運転される。このとき、エンジンの特定気筒が排気行程から、吸気バルブが開弁し、ピストンが下降する吸気行程に移行すると、ピストンの下降に従って当該気筒の燃焼室内の負圧（大気圧よりも低い圧力）が大きくなり、開弁している吸気ポートから燃焼室に混合気が吸い込まれる。

また、ＥＣＵは、エンジンが冷えており、吸入空気量が少なくても良い時、つまりエンジン始動時またはアイドル運転時に、シャフト３を介して複数のロータリバルブを駆動するモータへの供給電力を制御（例えばモータを通電）する。このとき、モータの駆動トルクを利用して複数のロータリバルブが閉弁作動方向に駆動されるため、複数のロータリバルブの各バルブプレート６が閉じられる。つまりバルブプレート６が、ダクト１の下流端面および空気流路１３の空気出口との間に第１隙間を隔てて対向して配置される全閉姿勢（全閉状態）となるように制御される。

この場合、ダクト１内に形成される空気流路１３の空気出口から流出した吸入空気の殆どは、バルブプレート６の曲面部１８の凹曲面に沿うように流れて、ダクト１のダクト上壁部側の下流端面に形成される庇状のダクト突出部１５の通路壁面とバルブプレート６の曲面部１８との間に形成される上部開口部１６を通過する。そして、上部開口部１６を通過した吸入空気は、ハウジング２のブロック１２内に形成される空気流路１４の空気出口から、シリンダヘッドの吸気ポートの上層部内に導入され、吸気ポートの上層部の天壁面に沿って流れる。そして、吸気ポートの上層部の天壁面に沿って流れる空気流は、吸気ポートの吸気弁口（ポート開口部）から燃焼室内に供給される。このとき、エンジンの各気筒毎の燃焼室内において旋回流（タンブル流）が発生するため、エンジン始動時またはアイドル運転時における燃焼室内での燃焼効率が向上し、燃費やエミッション（例えばＨＣ低減効果）等が改善される。

一方、ＥＣＵは、エンジンが温まっており、吸入空気量が多く必要な時、つまりエンジンの通常運転時に、シャフト３を介して複数のロータリバルブを駆動するモータへの供給電力を制御（例えばモータを通電）する。このとき、モータの駆動トルクを利用して複数のロータリバルブが開弁作動方向に駆動されるため、複数のロータリバルブの各バルブプレート６が開かれる。つまりバルブプレート６が、ダクト１の下流端面および空気流路１３の空気出口との間に第１隙間（クリアランス）を隔てて対向して配置される全閉姿勢（全閉状態）から外れて、つまり空気流路１３を開放してハウジング２のブロック底壁部とダクト１のダクト下壁部との間に形成されるバルブ収納凹部３１内に収納される収納姿勢（収納状態、全開状態）となるように制御される。

この場合、ダクト１内に形成される空気流路１３からブロック１２内に形成される空気流路１４に流入する空気流は、空気流路１３、１４をストレートに通過して、ブロック１２の空気流路１４の空気出口からシリンダヘッドの吸気ポート内に導入される。そして、吸気ポートを通過した空気流は、吸気ポートの吸気弁口（ポート開口部）から燃焼室内に供給される。このとき、エンジンの各気筒毎の燃焼室内において縦方向の旋回流（タンブル流）は発生しない。

ここで、本実施例のバルブユニットは、ロータリバルブの全開時に空気流路１３、１４よりも外側（車両上下方向の下方側）に形成されるバルブ収納凹部３１内にバルブプレート６が収容されるように構成されている。また、ダクト１および空気流路１３がロータリバルブの内側（バルブプレート６とサイドプレート７とで囲まれた空間）を通り抜けるように設置されている。つまり、ハウジング２の空気流路（空気流路１３、１４）よりも外側（水平方向の両側および車両上下方向の下方側）にロータリバルブが配置されている。

これによって、ロータリバルブの全開時に、空気流路１３、１４に流入した空気流は、ロータリバルブのバルブプレート６およびサイドプレート７に邪魔されることなく、空気流路１３、１４をストレートに通過する。すなわち、ダクト１の内部に形成される空気流路１３内に流入した空気流は、空気流路１３、１４を真っ直ぐに流れて、空気流路１４の空気出口（ブロック１２の下流端）からシリンダヘッドの吸気ポートを経てエンジンの各気筒毎の燃焼室に導入される。これにより、ロータリバルブの全開時に空気流路１３、１４を通過する吸入空気の吸気抵抗を低減させることができる。

［実施例１の効果］
以上のように、本実施例のバルブユニットは、ダクト１の下流端（ダクト左右壁部）に、シャフト３、４を中心とする曲率半径を有する曲線部１７が設置されている。
また、ダクト１の曲線部１７の曲がり方向の外側の壁面（凸曲面）は、ロータリバルブの全閉時に、ロータリバルブのバルブプレート６の曲面部１８の曲がり方向の内側の壁面（凹曲面）との間に第１隙間を隔てて対向して配置されている。
また、第１隙間の側方開口は、ロータリバルブのサイドプレート７により覆われている。
これにより、ロータリバルブの全閉時において、ロータリバルブのバルブプレート６の全周囲からの吸入空気の洩れの拡散を抑制することができる。

また、ダクト１の下流端から流入した吸入空気をエンジンの各気筒毎の吸気ポートへ吹き出す角筒状のブロック１２には、空気流路１４を挟んで対向する一対の対向壁４１が設置されている。この対向壁４１は、ロータリバルブのバルブプレート６の曲面部１８の曲がり方向の外側の壁面（凸曲面）形状に沿った円弧状の対向面５１を有している。
また、一対の対向壁４１の各対向面５１は、ロータリバルブの全閉時に、ロータリバルブのバルブプレート６の曲面部１８の曲がり方向の外側の壁面（凸曲面）との間に第２隙間を隔てて対向して配置されている。
これにより、先行の技術と比べて第２隙間が狭くなっているので、ロータリバルブの周囲の第１、第３隙間からダクト１の外側面とブロック１１の内側面との間に形成される角筒状空間、特にサイドクリアランス２２に洩れ出た空気が、第２隙間を通り抜け難くなっており、サイドクリアランス２２に洩れ出た空気が空気流路１４側に流れ込み難くなっている。

また、ブロック１２の突出壁４４には、ダクト１のダクト突出部１５（開口部近傍のダクト１の下流端）に接触（密着）するように、空気流路１４の空気流方向の上流側に向けて突出する突出部４５が設置されている。この突出部４５は、ダクト１のダクト上壁部側のダクト突出部１５との間に形成される流路幅を狭くしている。
これにより、先行の技術と比べて流路４６が狭くなっているので、ロータリバルブの周囲の第１、第３隙間からダクト１の外側面とブロック１１の内側面との間に形成される角筒状空間、特にトップクリアランス２１に洩れ出た洩れ空気が、流路４６を通り抜け難くなっており、トップクリアランス２１に洩れ出た洩れ空気が空気流路１４側に流れ込み難くなっている。

これによって、ロータリバルブの全閉時に、上部開口部１６からブロック１２の対向壁間に形成される空気流路１４内に流入した吸入空気の主流以外の空気の流れの発生を抑制することができる。
したがって、ロータリバルブの全閉時に、上部開口部１６から空気流路１４に流入する吸入空気の主流が洩れ空気の影響を受け難くなるので、上部開口部１６から空気流路１４内に流入した吸入空気の直進的な流れ（偏流）の拡散を抑制することができ、且つ偏流の流速を減速させないようにすることができる。
これにより、シリンダヘッドの吸気ポート内に直進的な流れ（偏流）を効率的に発生させることができる。すなわち、偏流発生効果を得ることができる。

以上のことから、ロータリバルブの全閉時に、空気流路１３から上部開口部１６を通過して空気流路１４へ流出した吸入空気は、シリンダヘッドの吸気ポートに流れ込む。このとき、シリンダヘッドの吸気ポート内においては、吸気ポートの高さ方向の一方側（上層部側）に偏った直進的な流れ（偏流）が発生する。つまり上部開口部１６から空気流路１４を経てシリンダヘッドの吸気ポートに向かう吸入空気を効率的に吸気ポートの高さ方向の一方側（上層部側）に集めることができるので、シリンダヘッドの吸気ポート内に直進的な流れ（偏流）を効率的に発生させることができる。そして、この直進的な流れ（偏流）が吸気ポートを経由してエンジンの各気筒毎の燃焼室内に流れ込むと、エンジンの各気筒毎の燃焼室内に発生する旋回流（タンブル流）が強化される。
したがって、本実施例のバルブユニットにおいては、エンジンの各気筒毎の燃焼室内に発生する旋回流（タンブル流）を強化させることができるので、高タンブルを発生させることができる。

図４および図５は本発明の実施例２を示したもので、図４はバルブユニット（ＴＣＶ）を示した図で、図５はハウジングを示した図である。

本実施例のバルブユニットにおいては、ハウジング２の内部空間にダクト１が挿入されて保持されている。
ハウジング２は、ダクト１の周囲を周方向に取り囲むように設置された角筒状のブロック１１、およびこのブロック１１の下流端よりも空気流方向の下流側（吸気ポート側）へ向けて延長された角筒状のブロック１２等を有している。
また、ブロック１２の上部壁４２には、ダクト１のダクト突出部１５（開口部近傍のダクト１の下流端）に接触（密着）するように、空気流路１４の空気流方向の上流側に向けて突出する突出壁（突出部）４９が設置されている。
なお、本実施例では、突出壁４９の先端を、開口部近傍のダクト１の下流端（ダクト１のダクト上壁部側のダクト突出部１５）に密着させている。また、突出壁４９の先端面（対向面）は、空気流路１４の吸気主流の軸線方向（空気流方向）に対して直交する垂直面５０となっている。
以上のように、コの字状のロータリバルブを備えたバルブユニット（ＴＣＶ）においては、実施例１と同様な効果を達成することができる。

図６および図７は本発明の実施例３を示したもので、図６はバルブユニット（ＴＣＶ）を示した図で、図７はハウジングを示した図である。

本実施例のバルブユニットにおいては、ハウジング２の内部空間にダクト１が挿入されて保持されている。
ハウジング２は、ダクト１の周囲を周方向に取り囲むように設置された角筒状のブロック１１、およびこのブロック１１の下流端よりも空気流方向の下流側（吸気ポート側）へ向けて延長された角筒状のブロック１２等を有している。
また、ブロック１２の上部壁４２には、ブロック１２の上部壁４２の壁面から高さ方向の下方に向けて突出する突出壁４４が設置されている。この突出壁４４は、ダクト１のダクト突出部１５（開口部近傍のダクト１の下流端）に接触（密着）するように、空気流路１４の空気流方向の上流側に向けて突出する突出部６１を有している。

また、ブロック１２の突出壁４４には、突出部６１よりも外側（空気流路１４の高さ方向の上方側）に、シリンダヘッドの吸気ポート側に窪んだ凹部６２が形成されている。この凹部６２は、ブロック１２の上部壁４２の対向面（角筒状空間の臨む内側面）の幅方向全体に渡って設けられている。
これにより、ダクト１の外側面とブロック１１の内側面との間に形成される角筒状空間、特にトップクリアランス２１に洩れ出た洩れ空気が凹部６２に流入する。このため、トップクリアランス２１に洩れ出た洩れ空気が空気流路１４側に流れ込み難くなる。

したがって、上部開口部１６から空気流路１４に流入する吸入空気の主流が洩れ空気の影響を受け難くなるので、上部開口部１６から空気流路１４内に流入した吸入空気の直進的な流れ（偏流）の拡散を抑制することができ、且つ偏流の流速を減速させないようにすることができる。
これにより、シリンダヘッドの吸気ポート内に直進的な流れ（偏流）を効率的に発生させることができる。すなわち、偏流発生効果を得ることができる。
以上のように、コの字状のロータリバルブを備えたバルブユニット（ＴＣＶ）においては、実施例１及び２と同様な効果を達成することができる。

図８および図９は本発明の実施例４を示したもので、図８はバルブユニット（ＴＣＶ）を示した図で、図９はハウジングを示した図である。

本実施例のバルブユニットにおいては、ハウジング２のブロック１の内部空間にダクト２が挿入されて保持されている。
ハウジング２は、ダクト１の周囲を周方向に取り囲むように設置された角筒状のブロック１１、およびこのブロック１１の下流端よりも空気流方向の下流側（吸気ポート側）へ向けて延長された角筒状のブロック１２等を有している。
また、ブロック１２の上部壁４２には、ブロック１２の上部壁４２の壁面から高さ方向の下方に向けて突出する突出壁４４が設置されている。この突出壁４４は、屈曲した形状を有する流路６３によって迷路構造の隙間を形成している。

流路６３は、突出壁４４の対向面から空気流路１４の空気流方向の上流側に向けて突出する三角形状の突出部６４と、ダクト１のダクト突出部１５の端面（開口部近傍のダクト１の下流端）に形成されるＶ字溝６５との間に形成される。
また、ブロック１２の突出壁４４は、突出部６４よりも外側（空気流路１４の高さ方向の上方側）に、シリンダヘッドの吸気ポート側に窪んだ凹部６６を有している。
これにより、ダクト１の外側面とブロック１１の内側面との間に形成される角筒状空間、特にトップクリアランス２１に洩れ出た洩れ空気が凹部６６に流入する。また、屈曲した形状を有する流路６３によって迷路構造の隙間（洩れ空気の流路）が形成されているので、トップクリアランス２１に洩れ出た洩れ空気が流路６３を通り抜け難くなっている。このため、トップクリアランス２１に洩れ出た洩れ空気が空気流路１４側に流れ込み難くなる。

したがって、上部開口部１６から第２空気流路１４に流入する吸入空気の主流が洩れ空気の影響を受け難くなるので、上部開口部１６から第２空気流路１４内に流入した吸入空気の直進的な流れ（偏流）の拡散を抑制することができ、且つ偏流の流速を減速させないようにすることができる。
これにより、シリンダヘッドの吸気ポート内に直進的な流れ（偏流）を効率的に発生させることができる。すなわち、偏流発生効果を得ることができる。
以上のように、コの字状のロータリバルブを備えたバルブユニット（ＴＣＶ）においては、実施例１〜３と同様な効果を達成することができる。

図１０および図１１は本発明の実施例５を示したもので、図１０はバルブユニット（ＴＣＶ）を示した図で、図１１はハウジングを示した図である。

本実施例のバルブユニットにおいては、ハウジング２の内部空間にダクト１が挿入されて保持されている。
ハウジング２は、ダクト１の周囲を周方向に取り囲むように設置された角筒状のブロック１１、およびこのブロック１１の下流端よりも空気流方向の下流側（吸気ポート側）へ向けて延長された角筒状のブロック１２等を有している。
ブロック１２は、対向壁４１、上部壁４２および下部壁４３等を有している。
また、ブロック１２の対向壁４１の対向面５１およびブロック１２の下部壁４３の対向面５３には、窪んだ溝形状を有する溝部６７によってバルブプレート６の曲面部１８の曲がり方向の外側の壁面（凸曲面）との間に迷路構造の隙間（洩れ空気の流路）が形成されている。溝部６７は、バルブプレート６の曲面部１８の曲がり方向の外側の壁面（凸曲面）の幅方向の両端縁に対向する位置に設けられている。

これにより、溝部６７によってバルブプレート６の曲面部１８の曲がり方向の外側の壁面（凸曲面）との間に迷路構造の隙間（洩れ空気の流路）が形成されているので、サイドクリアランス２２に洩れ出た洩れ空気が、第２隙間を通り抜け難くなっている。このため、サイドクリアランス２２に洩れ出た洩れ空気が空気流路１４側に流れ込み難くなる。
これによって、ロータリバルブの全閉時に、上部開口部１６からブロック１２の対向壁間に形成される空気流路１４内に流入した吸入空気の主流以外の空気の流れの発生を抑制することができる。
これにより、シリンダヘッドの吸気ポート内に直進的な流れ（偏流）を効率的に発生させることができる。すなわち、偏流発生効果を得ることができる。
以上のように、コの字状のロータリバルブを備えたバルブユニット（ＴＣＶ）においては、実施例１〜４の効果を向上することができる。

図１２ないし図１４は本発明の実施例６を示したもので、図１２および図１３はバルブユニット（ＴＣＶ）を示した図で、図１４はハウジングを示した図である。

本実施例のバルブユニットにおいては、ハウジング２の内部空間にダクト１が挿入されて保持されている。
ハウジング２は、ダクト１の周囲を周方向に取り囲むように設置された角筒状のブロック１１、およびこのブロック１１の下流端よりも空気流方向の下流側（吸気ポート側）へ向けて延長された角筒状のブロック１２等を有している。
ブロック１２は、対向壁４１、上部壁４２および下部壁４３等を有している。

ここで、上部壁４２には、ロータリバルブの全閉時に、上部開口部１６を通過した吸気主流（吸入空気の主流）の軸線方向（吸気主流の流れ方向：図示白抜き矢印方向）に対して緩やかに近づくように、滑らかに傾斜する流路壁面７１が設けられている。上部壁４２の流路壁面７１は、ダクト１の下流端よりも空気流方向の下流側に設置されて、ダクト１のダクト突出部１５のダクト上部壁（ダクト１の下流端）との間に、洩れ空気の流路７２を形成する。
これにより、ダクト１の外側面とブロック１１の内側面との間に形成される角筒状空間、特にトップクリアランス２１に洩れ出た洩れ空気が、上部開口部１６を通過して空気流路１４を通り抜ける吸気主流に合流する際に、吸気主流の流れ方向のベクトルを、限りなく水平向きのベクトルにする。

ここで、先行の技術では、トップクリアランス１２１から洩れ空気の流路を通って空気流路に流れ込む洩れ空気の流れ方向のベクトルが、水平向きのベクトルに対して直交する下向きのベクトルであり、開口部から空気流路内に流入した吸入空気の直進的な流れ（偏流）を拡散させてしまい、タンブルを弱めてしまう不具合があるのに対して、本実施例は、上部開口部１６を通過して空気流路１４を通り抜ける吸気主流の流れ方向のベクトルが、トップクリアランス２１から洩れ空気の流路７２を通って空気流路１４に流入した洩れ空気を利用して、限りなく水平向きのベクトルになるので、タンブル低下を抑制する効果を得ることができる。
なお、トップクリアランス２１から洩れ空気の流路７２を通って空気流路１４に流入する洩れ空気は、洩れ空気の流路７２を通過する際に、流路壁面７１および上部壁４２の流路壁面（下端面）に沿うように流れる。このとき、上部開口部１６を通過して空気流路１４を通り抜ける吸気主流は、流路壁面７１および上部壁４２の流路壁面（下端面）に沿うように流れる洩れ空気に誘われて、より空気流路１４の高さ方向の一方側（上方側）を通ってシリンダヘッドの吸気ポートの上層部側に向けて吹き出す。
以上のように、コの字状のロータリバルブを備えたバルブユニット（ＴＣＶ）においては、実施例１〜５の効果に加えて、エンジンの各気筒毎の燃焼室内に発生する旋回流（タンブル流）をより強化させることができるので、高タンブルを発生させることができる。

図１５および図１６は本発明の実施例７を示したもので、図１５はバルブユニット（ＴＣＶ）を示した図で、図１６はハウジングを示した図である。

本実施例のバルブユニットにおいては、ハウジング２の内部空間にダクト１が挿入されて保持されている。
ハウジング２は、ダクト１の周囲を周方向に取り囲むように設置された角筒状のブロック１１、およびこのブロック１１の下流端よりも空気流方向の下流側（吸気ポート側）へ向けて延長された角筒状のブロック１２等を有している。
ブロック１２は、対向壁４１、上部壁４２および下部壁４３等を有している。

ここで、上部壁４２には、ロータリバルブの全閉時に、上部開口部１６を通過した吸気主流（吸入空気の主流）の軸線方向（吸気主流の流れ方向：図示白抜き矢印方向）に対して緩やかに近づくように、滑らかに湾曲する流路壁面７３が設けられている。上部壁４２の流路壁面７３は、ダクト１の下流端よりも空気流方向の下流側に設置されて、ダクト１のダクト突出部１５のダクト上部壁（ダクト１の下流端）との間に、洩れ空気の流路７４を形成する。
これにより、ダクト１の外側面とブロック１１の内側面との間に形成される角筒状空間、特にトップクリアランス２１に洩れ出た洩れ空気が、上部開口部１６を通過して空気流路１４を通り抜ける吸気主流に合流する際に、吸気主流の流れ方向のベクトルを、限りなく水平向きのベクトルにする。
以上のように、コの字状のロータリバルブを備えたバルブユニット（ＴＣＶ）においては、実施例６と同様な効果を達成することができる。

［変形例］
本実施例では、本発明の内燃機関の吸気装置を、エンジンの各気筒毎の燃焼室内にて混合気の燃焼を促進させるための縦方向の旋回流（タンブル流）の生成が可能となるように構成したが、本発明の内燃機関の吸気装置を、エンジンの各気筒毎の燃焼室内にて混合気の燃焼を促進させるための横方向の旋回流（スワール流）の生成が可能となるように構成しても良い。また、本発明の内燃機関の吸気装置を、エンジンの燃焼を促進させるためのスキッシュ渦の生成が可能となるように構成しても良い。

本実施例では、シャフト３、４を介してロータリバルブを駆動するアクチュエータを、モータおよび動力伝達機構（例えば歯車減速機構等）によって構成したが、ロータリバルブを駆動するアクチュエータを、電磁式または電動式負圧制御弁を備えた負圧作動式アクチュエータによって構成しても良い。
また、複数のロータリバルブの回転軸を個別のアクチュエータで駆動しても良い。
また、内燃機関として、多気筒エンジンだけでなく、単気筒エンジンを用いても良い。 また、ロータリバルブを支持固定する回転軸を、１本の金属シャフトまたは合成樹脂シャフトにより構成しても良い。

本実施例では、ハウジング２を樹脂材料により一体的に形成しているが、ハウジング２を２つのブロックに分割して、樹脂材料または金属材料により一体的に形成しても良い。また、対向壁４１、上部壁４２および下部壁４３等を有するブロック１２をシリンダヘッドに一体的に形成しても良い。
本実施例では、ダクト１を樹脂材料により一体的に形成しているが、ダクト１を金属材料により一体的に形成しても良い。
本実施例では、コの字状のロータリバルブを金属材料により一体的に形成しているが、コの字状のロータリバルブを樹脂材料により一体的に形成しても良い。
本実施例では、上部開口部１６を、空気流路１３の高さ方向の片側（上方側）に設けたが、内燃機関の吸気ポート内に偏流を発生させることで内燃機関の燃焼室内において旋回流を発生させる開口部を、空気流路１３の幅方向の片側（一方側）に設けても良い。また、バルブプレート６の上端縁を一部切り欠くことで、内燃機関の吸気ポート内に偏流を発生させる開口部を形成しても良い。
本実施例では、ハウジング２のブロック１１の上流側開口端を、ダクト１の結合フランジで気密的に閉鎖（閉塞）しているが、ハウジング２のブロック１１の上流側開口端を、ダクト１の上流側端部に結合するカバーによって気密的に閉塞しても良い。

１ ダクト
２ ハウジング
３ シャフト（回転軸、金属シャフト）
４ シャフト（回転軸、合成樹脂シャフト、樹脂成形部）
６ ロータリバルブのバルブプレート（バルブ本体）
７ ロータリバルブのサイドプレート
１１ ハウジングのブロック（隔壁体）
１２ ハウジングのブロック（ノズル）
１３ 空気流路（第１空気流路）
１４ 空気流路（第２空気流路）
１６ 上部開口部
１７ ダクトの曲線部
１８ ロータリバルブのバルブプレートの曲面部
２１ トップクリアランス
２２ サイドクリアランス
４１ ハウジングの対向壁
４２ ハウジングの上部壁
４３ ハウジングの下部壁
４４ ハウジングの突出壁
４５ ハウジングの突出壁の突出部
５１ ハウジングの対向壁の対向面

Claims (10)

1. （ａ）内燃機関の燃焼室へ空気を供給する第１空気流路が形成されたダクトと、
   （ｂ）このダクトの周囲を取り囲むように設置されて、前記第１空気流路と前記内燃機関の吸気ポートとを連通する第２空気流路が形成されたハウジングと、
   （ｃ）このハウジングに回転自在に支持される回転軸と、
   （ｄ）この回転軸を中心にして回転方向に往復移動するコの字状のロータリバルブと、 （ｅ）前記ダクトの下流端と前記ロータリバルブとの間に形成されて、前記ロータリバルブの全閉時に、前記内燃機関の吸気ポート内に偏流を発生させる開口部と
   を備えた内燃機関の吸気装置において、
   前記ロータリバルブは、前記ダクトの外側を、前記ダクトの下流端に沿うように、前記回転軸を中心にして回転方向に往復移動して前記第１、第２空気流路の開口面積を変更するバルブプレートを有し、
   前記バルブプレートは、前記回転軸を中心とする円弧状の曲面部を有し、
   前記ハウジングは、前記ロータリバルブの移動軌跡よりも空気流方向の下流側に、前記第２空気流路を挟んで対向して配置される対向壁を有し、
   前記対向壁は、前記曲面部の形状に沿った円弧状の対向面を有していることを特徴とする内燃機関の吸気装置。
2. 請求項１に記載の内燃機関の吸気装置において、
   前記開口部は、前記第１空気流路の高さ方向または幅方向の一方側で開口するように設けられていることを特徴とする内燃機関の吸気装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の内燃機関の吸気装置において、
   前記ハウジングは、前記ダクトの下流端との間に流路を形成する流路壁面を有していることを特徴とする内燃機関の吸気装置。
4. 請求項１または請求項２に記載の内燃機関の吸気装置において、
   前記ハウジングは、前記開口部近傍の前記ダクトの下流端に接触するように、前記第２空気流路の空気流方向の上流側に向けて突出する突出部を有していることを特徴とする内燃機関の吸気装置。
5. 請求項４に記載の内燃機関の吸気装置において、
   前記ハウジングは、前記突出部よりも外側に、前記内燃機関の吸気ポート側に窪んだ凹部を有していることを特徴とする内燃機関の吸気装置。
6. 請求項１または請求項２に記載の内燃機関の吸気装置において、
   前記ハウジングは、前記開口部近傍の前記ダクトの下流端との間に形成される流路を、屈曲した形状または窪んだ溝形状を有する迷路構造としていることを特徴とする内燃機関の吸気装置。
7. 請求項１ないし請求項６のうちのいずれか１つに記載の内燃機関の吸気装置において、 前記ハウジングは、前記曲面部との間に形成される流路を、屈曲した形状または窪んだ溝形状を有する迷路構造としていることを特徴とする内燃機関の吸気装置。
8. 請求項１ないし請求項７のうちのいずれか１つに記載の内燃機関の吸気装置において、 前記曲面部の曲がり方向の内側の壁面は、前記ロータリバルブの全閉時に、前記ダクトとの間に第１隙間を隔てて対向するように設けられており、
   前記曲面部の曲がり方向の外側の壁面は、前記ロータリバルブの全閉時に、前記対向壁との間に第２隙間を隔てて対向するように設けられていることを特徴とする内燃機関の吸気装置。
9. 請求項８に記載の内燃機関の吸気装置において、
   前記ロータリバルブは、前記回転軸に結合する結合部、およびこの結合部から前記回転軸の径方向の外方側に延長された一対のサイドプレートを有し、
   前記一対のサイドプレートは、前記ロータリバルブの全閉時に、前記第１隙間の側方開口を覆うように配置されていることを特徴とする内燃機関の吸気装置。
10. 請求項９に記載の内燃機関の吸気装置において、
    前記一対のサイドプレートは、前記ダクトの外側面との間に第３隙間を隔てて対向するように設けられていることを特徴とする内燃機関の吸気装置。

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