JP2013209964A - 車両用内燃機関の吸気装置 - Google Patents

Abstract

【課題】シリンダヘッドと、シリンダヘッドの後方に配置される吸気量制御手段とが、厚肉部ならびに厚肉部よりも外径を小さくした薄肉部が相互間に段部を形成しつつ一体にかつ同軸に連設されて成る樹脂製のインレットパイプを介して接続される車両用内燃機関の吸気装置において、剛性を確保しつつインレットパイプの軽量化を可能とする。
【解決手段】インレットパイプ４８がその中心軸線Ｃを直線状とするように形成され、段部５３が、中心軸線Ｃと斜めに交差する仮想平面ＰＬ１に沿うように形成される。
【選択図】 図３

Description

本発明は、車体フレームに搭載される機関本体のシリンダヘッドと、該シリンダヘッドの後方に配置される吸気量制御手段とが、厚肉部ならびに該厚肉部よりも外径を小さくした薄肉部が相互間に段部を形成しつつ一体にかつ同軸に連設されて成る樹脂製のインレットパイプを介して接続される車両用内燃機関の吸気装置に関する。

厚肉部および薄肉部が段部を相互間に形成して一体に連設されて成る樹脂製のインレットパイプで、シリンダヘッドと、該シリンダヘッドの上方に配置されるスロットルボディとの間を接続するようにした自動二輪車用内燃機関の吸気装置が、特許文献１で知られている。

特開２０１０−１７４８３７号公報

上記特許文献１で開示されたものでは、インレットパイプが円弧状に湾曲して形成されており、シリンダヘッド側に配置される厚肉部ならびにスロットルボディ側に配置される薄肉部間の段部が、インレットパイプの中心線と直角に交差する平面に沿うように形成されている。このため段部に応力集中が生じ易く、相応の強度を確保するために軽量化のための薄肉化には限度がある。

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、剛性を確保しつつインレットパイプの軽量化を可能とした車両用内燃機関の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、本発明は、車体フレームに搭載される機関本体のシリンダヘッドと、該シリンダヘッドの後方に配置される吸気量制御手段とが、厚肉部ならびに該厚肉部よりも外径を小さくした薄肉部が相互間に段部を形成しつつ一体にかつ同軸に連設されて成る樹脂製のインレットパイプを介して接続される車両用内燃機関の吸気装置において、前記インレットパイプがその中心軸線を直線状とするように形成され、前記段部が、前記中心軸線と斜めに交差する仮想平面に沿うように形成されることを第１の特徴とする。

また本発明は、第１の特徴の構成に加えて、前記段部が、前記シリンダヘッドへの前記インレットパイプの接続状態で後上がりに傾斜して形成されることを第２の特徴とする。

本発明は、第２の特徴の構成に加えて、前記インレットパイプが、前記厚肉部を前記シリンダヘッド側に配置するようにして前記シリンダヘッドおよび前記吸気量制御手段間を接続し、前記厚肉部に取付けられる燃料噴射弁を挿入するための弁挿入孔が前記厚肉部に設けられることを第３の特徴とする。

本発明は、第３の特徴の構成に加えて、前記燃料噴射弁は、その中心軸線が前記インレットパイプの中心軸線となす角度を、前記段部および前記インレットパイプの中心軸線がなす角度よりも小さくして、前記厚肉部の上部に取付けられることを第４の特徴とする。

さらに本発明は、第３または第４の特徴の構成に加えて、前記インレットパイプの両端部に取付けフランジ部がそれぞれ設けられ、前記両取付けフランジ部のうち前記シリンダヘッドに締結される取付けフランジ部に前端が連設されるようにして前記厚肉部の外周から突出するリブが、側面視で前記インレットパイプの中心軸線よりも上方で前記段部まで後方に直線状に延びるようにして前記インレットパイプに一体に形成されることを第５の特徴とする。

なお実施の形態のスロットルボディ４７が本発明の吸気量制御手段に対応する。

本発明の第１の特徴によれば、インレットパイプを、厚肉部および薄肉部が一体にかつ同軸に連設されて成る直線状のものとすることで、一部が薄肉化されることによる軽量化を達成しつつ、インレットパイプの中心軸線と斜めに交差する仮想平面に沿うように形成することで、段部は、前記仮想平面に沿う方向から見て長円形状に形成されることになり、その長円の長軸方向での剛性を確保することができる。

また本発明の第２の特徴によれば、インレットパイプをシリンダヘッドに接続した状態では、段部が後上がりに傾斜しているので、前記仮想平面に沿う方向から見て長円形状となる段部の長軸方向が、吸気量制御手段の重力方向に抗する方向となり、吸気量制御手段の支持剛性をインレットパイプで確保することができる。

本発明の第３の特徴によれば、シリンダヘッド側に配置されるインレットパイプの厚肉部に燃料噴射弁が取付けられるようにして燃料噴射弁取付け部の剛性を確保することができる。

本発明の第４の特徴によれば、段部が後上がりに傾斜していることで厚肉部の上部の軸方向長さは下部に比べて長くなっており、その厚肉部の上部に、段部よりも小さな傾斜角度をインレットパイプの中心軸線との間に形成するようにして燃料噴射弁が取付けられるので、燃料噴射弁のインレットパイプへの挿入部を厚肉部で囲むことで噴射燃料に対する断熱効果を高めることができ、特に寒冷地で噴射燃料がインレットパイプの内面に当たって液化するのを抑制することができる。

さらに本発明の第５の特徴によれば、シリンダヘッドに締結される取付けフランジ部に前端が連設されるとともに段部まで後方に直線状に延びるリブが厚肉部の外周から突出するようにしてインレットパイプに一体に形成され、そのリブが、側面視でインレットパイプの中心軸線よりも上方に配置されので、インレットパイプを上方に凸に曲げようとする吸気量制御手段側の重力に抗する剛性ならびに燃料噴射弁取付け部付近の剛性を厚肉部の上部側で確保することができる。

自動二輪車の左側面図である。 機関本体および吸気装置の一部を示す樹断面図である。 インレットパイプの左側面図である。 図３の４矢視図である。

本発明の実施の形態について添付の図面を参照しながら説明すると、先ず図１において、車両である自動二輪車の車体フレームＦは、前輪ＷＦを下端部で軸支するフロントフォーク１４を操向可能に支承するヘッドパイプ１５と、該ヘッドパイプ１５からわずかに後下がりに延びる左右一対のメインフレーム１６…と、それらのメインフレーム１６…の後端部から下方に延びるピボットフレーム１７…と、前記メインフレーム１６…よりも急角度に傾斜して前記ヘッドパイプ１５から後下がりに延びる単一のダウンフレーム１８と、前記ピボットフレーム１７…の下部から後上がりに延びる左右一対のリヤフレーム１９…と、前記メインフレーム１６の後端および前記リヤフレーム１９…の中間部間を連結する連結フレーム２０…とを備え、前記メインフレーム１６および前記ピボットフレーム１７は、単一のパイプを屈曲成形することで一体に連なるように形成される。

前記車体フレームＦには、内燃機関Ｅの機関本体２２が、前記ピボットフレーム１７…の下部、ならびに前記ダウンフレーム１８の下部で支持されるようにして搭載される。また機関本体２２の上方で前記車体フレームＦにおけるメインフレーム１６…には燃料タンク２３が搭載され、その燃料タンク２３の後方には、前記車体フレームＦにおけるリヤパイプ１９…で支持されるようにしてタンデム型の乗車用シート２４が配置される。

前記機関本体２２は、車幅方向に沿う軸線を有するクランクシャフト２５を回転自在に支承するクランクケース２６と、該クランクケース２６の前側上部に結合されて前上がりに傾斜しつつ上方に立ち上がるシリンダブロック２７と、該シリンダブロック２７の上端に結合されるシリンダヘッド２８と、該シリンダヘッド２８の上端に結合されるヘッドカバー２９とを備える。

また前記クランクケース２６には、後方に延びるミッションケース３０が連設されており、このミッションケース３０には、前記クランクシャフト２５からの回転動力を変速するための変速機（図示せず）が収容され、ミッションケース３０には出力軸３１が回転自在に支承される。

前記車体フレームＦのピボットフレーム１７…の下部には、後端で後輪ＷＲを軸支するスイングアーム３２の前端が支軸３３を介して揺動可能に支承されており、車体フレームＦのリヤパイプ１９および前記スイングアーム３２の後部間にはリヤクッションユニット３４が設けられる。

前記後輪ＷＲには前記出力軸３１から回転動力が伝達されるものであり、出力軸３１のミッションケース３０からの突出端部に固着された駆動スプロケット３５と、前記後輪ＷＲの車軸に設けられた被動スプロケット３６とに、無端状のチェーン３７が巻き掛けられる。

シリンダヘッド２８の前部側面には排気装置３９が接続されており、この排気装置３９は、前記シリンダヘッド２８の前部側面から下方に延びる排気管４０と、機関本体２２の下方に配置されて前記排気管４０の下流端に接続される触媒コンバータ４１と、該触媒コンバータ４１の下流端に接続されて後輪ＷＲの右側に配置される排気マフラー４２とを備える。

図２を併せて参照して、前記シリンダヘッド２８の後部側面には吸気装置４４が接続されており、この吸気装置４４は、前記ピボットフレーム１７…の後方かつ乗車用シート２４の前部下方に配置されるエアクリーナ４５を上流端として前後方向に延びて前記シリンダヘッド２８の後部側面に接続されるものであり、前記エアクリーナ４５と、該エアクリーナ４５に接続されるコネクティングチューブ４６と、該コネクティングチューブ４６の下流端に上流端が接続されるスロットルボディ４７と、該スロットルボディ４７および前記シリンダヘッド２８間を結ぶインレットパイプ４８とを備える。

前記スロットルボディ４７は、前記エアクリーナ４５から導かれる空気を流通させる吸気路４９を有するとともに、その吸気路４９を流通する空気量を制御するスロットル弁５０を有するものであり、機関本体２２に供給される空気量を制御する空気量制御手段としての機能を果たす。

前記インレットパイプ４８は、前記スロットルボディ４７の下流端と、前記シリンダヘッド２８の後部側壁に設けられる吸気接続管部２８ａとを接続するものであり、ポリフェニレンサルファイド等の樹脂から成り、前記スロットルボディ４７の吸気路４９と、前記吸気接続管部２８ａ内の吸気ポート５１とを連通させる吸気路５２がインレットパイプ４８内に形成される。

図３および図４を併せて参照して、前記インレットパイプ４８は、厚肉部４８ａと、該厚肉部４８ａよりも外径を小さくした薄肉部４８ｂとが相互間に段部５３を形成しつつ一体にかつ同軸に連設されて成り、その中心軸線Ｃが直線状となるように形成される。

前記段部５３は、インレットパイプ４８を前記シリンダヘッド２８に接続した状態では、後上がりに傾斜して形成されるものであり、前記中心軸線Ｃと角度αをなして斜めに交差する仮想平面ＰＬ１に沿うように形成される。

ところで前記インレットパイプ４８は、前記厚肉部４８ａを前記シリンダヘッド２８側に配置するようにして前記シリンダヘッド２８および前記スロットルボディ４７間を接続するものであり、このインレットパイプ４８の両端部には、取付けフランジ部４８ｃ，４８ｄがそれぞれ設けられ、一方の取付けフランジ部４８ｃが前記スロットルボディ４７の下流端のフランジ部４７ａに締結され、他方の取付けフランジ部４８ｄが、前記シリンダヘッド２８の吸気接続管部２８ａに設けられるフランジ部２８ｂに締結される。

前記厚肉部４８ａには、燃料噴射弁５５が取付けられるものであり、前記厚肉部４８ａの上部には、後下がりに傾斜して前記インレットパイプ４８の中心軸線Ｃと斜めに交差する第２の仮想平面ＰＬ２に沿う弁取付け座５６が形成され、この弁取付け座５６に外端を開口するとともに内端を吸気路５２の内面に開口させる挿入孔５７が前記厚肉部４８ａの上部に設けられる。また前記弁取付け座５５に面一に連なって外側方に突出する弁取付けフランジ部４８ｅが前記厚肉部４８ａに設けられており、この弁取付けフランジ部４８ｅには弁取付け座５６に燃料噴射弁５５を取付けるボルトを挿通させる挿通孔５８が設けられる。

前記燃料噴射弁５５は、そのの先端部を前記弁挿入孔５７に挿入するようにして前記弁取付け座５６に取付けられるものであり、前記弁挿入孔５７の中心軸線すなわち前記燃料噴射弁５５の中心軸線ＣＩは、前記インレットパイプ４８の中心軸線Ｃとの間に角度βを形成するように傾斜して設定されており、その角度βは、前記段部５３が前記インレットパイプ４８の中心軸線Ｃとなす角度αよりも小さい。

前記インレットパイプ４８の両端部にそれぞれ設けられる取付けフランジ部４８ｃ，４８ｄのうち前記シリンダヘッド２８に締結される取付けフランジ部４８ｄに前端が連設されるようにして前記厚肉部４８ａの外周から突出する左右一対のリブ４８ｆ，４８ｆが、側面視で前記インレットパイプ４８の中心軸線Ｃよりも上方で前記段部５３まで後方に直線状に延びるようにして前記インレットパイプ４８に一体に形成される。

次にこの実施の形態の作用について説明すると、厚肉部４８ａと、厚肉部４８ａよりも外径を小さくした薄肉部４８ｂとが相互間に段部５３を形成しつつ一体にかつ同軸に連設されて成る樹脂製のインレットパイプ４８が、その中心軸線Ｃを直線状とするように形成され、前記段部５３が、前記中心軸線Ｃと斜めに交差する仮想平面ＰＬに沿うように形成されるので、一部が薄肉化されることによるインレットパイプ４８の軽量化を達成することができる。またインレットパイプ４８の中心軸線Ｃと斜めに交差する仮想平面ＰＬＩに沿うように形成することで、段部５３は、前記仮想平面ＰＬに直交する方向から見て長円形状に形成されることになり、その長円の長軸方向でのインレットパイプ４８の剛性を確保することができる。

また段部５３が、シリンダヘッド２８へのインレットパイプ４８の接続状態で後上がりに傾斜して形成されるので、前記仮想平面ＰＬに直交する方向から見て長円形状となる段部５３の長軸方向が、スロットルボディ４７の重力方向に抗する方向となり、スロットルボディ４７の支持剛性をインレットパイプ４８で確保することができる。

またインレットパイプ４８が、その厚肉部４８ａをシリンダヘッド２８側に配置するようにしてシリンダヘッド２８およびスロットルボディ４７間を接続し、厚肉部４８ａに取付けられる燃料噴射弁５５を挿入するための弁挿入孔５７が厚肉部４８ａに設けられるので、燃料噴射弁５５の取付け部の剛性を確保することができる。

ところで前記段部５３が後上がりに傾斜していることで厚肉部４８ａの上部の軸方向長さは下部に比べて長くなっており、その厚肉部４８ａの上部に、燃料噴射弁５５の中心軸線ＣＩがインレットパイプ４８の中心軸線Ｃとなす角度βを、段部５３およびインレットパイプ４８の中心軸線Ｃがなす角度αよりも小さくして燃料噴射弁５５が取付けられるので、燃料噴射弁５５のインレットパイプ４４への挿入部を厚肉部４８ａで囲むことで噴射燃料に対する断熱効果を高めることができ、特に寒冷地で噴射燃料がインレットパイプ４８の内面に当たって液化するのを抑制することができる。

さらにインレットパイプ４８の両端部に設けられる取付けフランジ部４８ｃ，４８ｄのうちシリンダヘッド２８に締結される取付けフランジ部４８ｄに前端が連設されるようにして厚肉部４８ａの外周から突出するリブ４８ｆ，４８ｆが、側面視でインレットパイプ４８の中心軸線Ｃよりも上方で前記段部５３まで後方に直線状に延びるようにして前記インレットパイプ４８に一体に形成されるので、インレットパイプ４８を上方に凸に曲げようとするスロットルボディ４７側の重力に抗する剛性ならびに燃料噴射弁５５の取付け部付近の剛性を厚肉部４８ａの上部側で確保することができる。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明を逸脱することなく種々の設計変更を行うことが可能である。

たとえば上記実施の形態では吸気量制御手段としてスロットルボディ４７を用いた場合について説明したが、気化器を吸気量制御手段として用いる場合にも本発明を適用することができる。

２２・・・機関本体
２８・・・シリンダヘッド
４４・・・吸気装置
４７・・・吸気量制御手段であるスロットルボディ
４８・・・インレットパイプ
４８ａ・・・厚肉部
４８ｂ・・・薄肉部
４８ｃ，４８ｄ・・・取付けフランジ部
４８ｆ・・・リブ
５３・・・段部
５５・・・燃料噴射弁
５７・・・弁挿入孔
Ｃ・・・インレットパイプの中心軸線
ＣＩ・・・燃料噴射弁の中心軸線
Ｆ・・・車体フレーム
ＰＬ１・・・仮想平面
α・・・段部およびインレットパイプの中心軸線がなす角度
β・・・燃料噴射弁の中心軸線がインレットパイプの中心軸線となす角度

Claims (5)

1. 車体フレーム（Ｆ）に搭載される機関本体（２２）のシリンダヘッド（２８）と、該シリンダヘッド（２８）の後方に配置される吸気量制御手段（４７）とが、厚肉部（４８ａ）ならびに該厚肉部（４８ａ）よりも外径を小さくした薄肉部（４８ｂ）が相互間に段部（５３）を形成しつつ一体にかつ同軸に連設されて成る樹脂製のインレットパイプ（４８）を介して接続される車両用内燃機関の吸気装置において、前記インレットパイプ（４８）がその中心軸線（Ｃ）を直線状とするように形成され、前記段部（５３）が、前記中心軸線（Ｃ）と斜めに交差する仮想平面（ＰＬ１）に沿うように形成されることを特徴とする車両用内燃機関の吸気装置。
2. 前記段部（５３）が、前記シリンダヘッド（２８）への前記インレットパイプ（４８）の接続状態で後上がりに傾斜して形成されることを特徴とする請求項１記載の車両用内燃機関の吸気装置。
3. 前記インレットパイプ（４８）が、前記厚肉部（４８ａ）を前記シリンダヘッド（２８）側に配置するようにして前記シリンダヘッド（２８）および前記吸気量制御手段（４７）間を接続し、前記厚肉部（４８ａ）に取付けられる燃料噴射弁（５５）を挿入するための弁挿入孔（５７）が前記厚肉部（４８ａ）に設けられることを特徴とする請求項２記載の車両用内燃機関の吸気装置。
4. 前記燃料噴射弁（５５）は、その中心軸線（ＣＩ）が前記インレットパイプ（４８）の中心軸線（Ｃ）となす角度（β）を、前記段部（５３）および前記インレットパイプ（４８）の中心軸線（Ｃ）がなす角度（α）よりも小さくして、前記厚肉部（４８ａ）の上部に取付けられることを特徴とする請求項３記載の車両用内燃機関の吸気装置。
5. 前記インレットパイプ（４８）の両端部に取付けフランジ部（４８ｃ，４８ｄ）がそれぞれ設けられ、前記両取付けフランジ部（４８ｃ，４８ｄ）のうち前記シリンダヘッド（２８）に締結される取付けフランジ部（４８ｄ）に前端が連設されるようにして前記厚肉部（４８ａ）の外周から突出するリブ（４８ｆ）が、側面視で前記インレットパイプ（４８）の中心軸線（Ｃ）よりも上方で前記段部（５３）まで後方に直線状に延びるようにして前記インレットパイプ（４８）に一体に形成されることを特徴とする請求項３または４記載の車両用内燃機関の吸気装置。

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