JP2018150817A - 内燃機関の吸気構造 - Google Patents

Abstract

【課題】吸気制御装置と仕切板部を備えたインレットパイプとの接続部の応力集中を緩和し、タンブル渦流を強化できる内燃機関の吸気構造。【解決手段】吸気ポート42にインレットパイプ６が接続されて連続した吸気通路80が構成され、吸気通路は、タンブル過流Ｔを発生するための副通路80Ｂと、それを除く主通路80Ａとに仕切板部85で仕切られ、インレットパイプ６の上流側に、吸気通路に連続する吸気路70を有し吸気制御弁71が設けられた吸気制御装置７が接続された内燃機関30の吸気構造において、インレットパイプの上流端筒部6ａに筒状インシュレータ100が接続され、筒状インシュレータと吸気制御装置が、サブインレットパイプ65を介して接続され、筒状インシュレータは、サブインレットパイプとインレットパイプの外周を覆う筒状部100ａ,100ｂを連続して備え、サブインレットパイプは吸気通路を有するとともに仕切板部が設けられた。【選択図】図４

Description

本発明は、吸気制御装置とインレットパイプの接続を改良した内燃機関の吸気構造に関する。

タンブル渦流の強化のために吸気通路に仕切板部を設けたインレットパイプを介して、吸気制御装置としての気化器を接続した内燃機関が、例えば下記特許文献１に示されている。
そのように吸気制御装置をインレットパイプと接続させる場合は、接続部の応力集中を緩和するために、インレットパイプの素材を変えたり、厚さを厚くするなどの形状を変えることが考えられる。しかしながら、剛性の高い素材に変更したり、厚さを厚くすると部材コストが上がってしまう。

そこで、吸気制御装置とインレットパイプとの間にインシュレータを介在させ、吸気制御装置とインレットパイプの接続部の応力集中を緩和することが考えられる。
しかしながら、タンブル渦流を強化するためにインレットパイプの吸気通路に仕切板部が設けられた吸気構造では、吸気制御装置とインレットパイプの接続部にインシュレータを介在させると、仕切板部が形成される範囲が小さくなり、仕切板部と吸気制御装置の吸気制御弁との距離が増加し、タンブル渦流の強化を阻害するおそれがある。

特開２０１６−１８３６３９号公報（図１、図２）

本発明は、上記従来技術に鑑みてなされたものであり、吸気制御装置と、タンブル渦流強化のため吸気通路に仕切板部が設けられたインレットパイプとが接続する内燃機関の吸気構造において、吸気制御装置とインレットパイプとの接続部の応力集中を緩和するとともに、タンブル渦流を効率よく強化できる内燃機関の吸気構造を提供することを課題とする。

上記の課題を解決するために、本発明は、燃焼室(36)を有する内燃機関(30,30′)が、シリンダブロック(31)とシリンダヘッド(32)を備え、同シリンダヘッド(32)に吸気ポート(42)と排気ポート(43)が設けられ、前記吸気ポートにインレットパイプが接続されて連続した吸気通路が構成され、前記吸気通路は、通った吸気が前記燃焼室内でタンブル過流を発生するように構成された副通路と、同副通路を除く主通路とに、仕切板部で吸気流れ方向に沿って分割して仕切られ、前記インレットパイプの上流側に、前記吸気通路に連続する吸気路を有し吸気制御弁が設けられた吸気制御装置が接続された内燃機関の吸気構造において、
前記インレットパイプの上流端筒部に筒状インシュレータが接続され、同筒状インシュレータと前記吸気制御装置が、サブインレットパイプを介して接続され、前記筒状インシュレータは、前記サブインレットパイプと前記インレットパイプの外周を覆う筒状部を連続して備え、前記サブインレットパイプは前記吸気通路を有するとともに前記仕切板部が設けられたことを特徴とする内燃機関の吸気構造である。

上記構成によれば、吸気制御装置と、インレットパイプの上流端筒部に接続された筒状インシュレータとの間に、サブインレットパイプが配置されたことで、筒状インシュレータによって吸気制御装置の吸気路と吸気通路との接続部構成部材への応力集中を緩和することができるとともに、筒状インシュレータの筒状部により、サブインレットパイプとインレットパイプを外周から嵌めて、連続する筒状部で接続することができるので、サブイレットパイプとインレットパイプが安定して接続される。
また、サブインレットパイプの仕切板部によって、吸気制御弁と仕切板部との距離を短くすることができ、内燃機関低負荷時の吸気制御弁から副通路への吸入空気流れが確保され、タンブル過流を強化することができる。

前記構成において、
前記吸気通路には、前記主通路と前記副通路を連通する連通部が設けられ、同連通部は、前記筒状インシュレータに設けられてもよい。
内燃機関低負荷時に吸気制御弁の開弁側から流れる空気によって吸気制御弁の下流に負圧が発生するため、主通路を仕切板部の下流端から逆流した空気が吸気制御弁まで至り、燃料が逆流する可能性があるが、
その構成によれば主通路と副通路を連通する連通部を設けたことにより、主通路の逆流が、副通路から連通部を通り主通路に流入する吸気と仕切板の下流端から逆流する空気とを合流したものとなる。
そのことにより、主通路に逆流する空気全体を少なくすることができ、燃焼室に流入する空気量が安定させることができる。
また、連通部が筒状インシュレータに形成されたため、インレットパイプまたはサブインレットパイプの途中に連通部を設ける場合に比べ、仕切板部の構造を簡易にすることができる。

前記構成において、
前記筒状インシュレータは、前記筒状部で覆われた前記サブインレットパイプの下流端と前記インレットパイプの上流端との間に前記吸気通路の内壁面をなす環状小径部を備え、前記サブインレットパイプの下流端の内径は、前記筒状インシュレータの環状小径部の上流端の内径より小さく、前記筒状インシュレータの環状小径部の下流端の内径は、前記インレットパイプの上流端の内径より小さく構成してもよい。
その構成によれば、
吸気空気の流れに従って吸気通路の内壁面の接合部における上流側の内径が、下流側の内径より小さく、接合部は下流側に向かって内径が段差形状に拡大して形成されたため、吸気通路を流れる吸入空気の流れに吸気通路の内壁面が干渉することを抑制でき、燃料液溜まりの発生を防止することができる。
そして、組み付け誤差が生じる場合であっても、段差が形成されていることにより、組み付け誤差を吸収することができる。

本発明の内燃機関の吸気構造によれば、
吸気制御装置と、インレットパイプの上流端筒部に接続された筒状インシュレータとの間に、サブインレットパイプが配置されたことで、筒状インシュレータによって吸気制御装置の吸気路と吸気通路との接続部構成部材への応力集中を緩和することができるとともに、筒状インシュレータの筒状部により、サブインレットパイプとインレットパイプを外周から嵌めて、連続する筒状部で接続することができるので、サブイレットパイプとインレットパイプが安定して接続される。
また、サブインレットパイプの仕切板部によって、吸気制御弁と仕切板部との距離を短くすることができ、内燃機関低負荷時の吸気制御弁から副通路への吸入空気流れが確保され、タンブル過流を強化することができる。

本発明の内燃機関の吸気構造の実施形態を備えたパワーユニットを搭載した自動二輪車の右側面図である。 車体カバーを外した図１の自動二輪車の後部右側面である。 図２のパワーユニットの前部、すなわち内燃機関の部分の、図２に示すと同じ配向による側面断面図であり、実施形態１を示す。 図３の内燃機関の要部拡大図である。 図４の筒状インシュレータ周辺の拡大図である。 本発明の実施形態２の内燃機関の吸気構造を備えたパワーユニットの前部、すなわち内燃機関の部分の、図２に示すと同じ配向による側面断面図である。 本発明に係る内燃機関の吸気構造を備えた実施形態３の車載用のパワーユニットの、一部断面とする右側面図である。

図１から図５に基づき、本発明の内燃機関の吸気構造の実施形態１につき説明する。
なお、本明細書の説明および特許請求の範囲における前後左右上下等の向きは、本実施形態に係る内燃機関の吸気装置を備えたパワーユニットを、車両に搭載した状態での車両の向きに従うものとする。本実施形態において車両は小型車両であり、具体的には自動二輪車である。
ただし、気化器７またはスロットルボディ107（本発明における「吸気制御装置」）の吸気路70、および吸気通路80に関しては、仕切板部85で吸気流れ方向に沿って分割して仕切られた上側の主通路80Ａ側を「上」側、下側の副通路80Ｂ側を「下」側として記載する。
また、図中矢印ＦＲは車両前方を、ＬＨは車両左方を、ＲＨは車両右方を、ＵＰは車両上方を、それぞれ示す。

図１に、本実施形態の内燃機関からなるパワーユニットを搭載したスクータ型自動二輪車（以下、単に「自動二輪車」という。）１の右側面を示す。
自動二輪車１は、車体前部１Ａと車体後部１Ｂとが、低いフロア部１Ｃを介して連結されており、車体の骨格をなす車体フレーム２は、概ねダウンチューブ21とメインパイプ22（図２参照）とからなる。
すなわち車体前部１Ａのヘッドパイプ20からダウンチューブ21が下方へ延出し、ダウンチューブ21は下端で水平に屈曲してフロア部１Ｃの下方を後方へ延び、図２に示されるようにその後端において車幅方向に配設された連結フレーム23を介して、左右一対のメインパイプ22が連結され、メインパイプ22は連結フレーム23から斜め後方に立ち上がって、途中、傾斜をゆるめるように屈曲して後方に延びている。

メインパイプ22により乗員シート11等が支持され、その下方は車体カバー12で覆われている。
一方、車体前部１Ａにおいては、ヘッドパイプ20に軸支されて上方にハンドル13が設けられ、下方にフロントフォーク14が延びてその下端に前輪15が軸支されている。

図２に、車体カバー12を外した自動二輪車１の後部右側面を示すように、メインパイプ22の傾斜部の下端付近にブラケット24が突設され、ブラケット24にリンク部材25を介してパワーユニット３が揺動可能に連結支持されている。
パワーユニット３は、その前部が単気筒４ストロークサイクルの空冷式内燃機関（以下、単に「内燃機関」という。）30であり、クランクケース部50ａを構成するパワーユニットケース50の前部に、クランク軸51を車幅方向に配して回転自在に軸支し、シリンダ軸Ｘを略水平に近い状態にまで大きく前傾した姿勢にあって、パワーユニットケース50の下端から前方に突出したハンガアーム52の端部が、メインパイプ22のブラケット24に取付けられたリンク部材25を介して連結されている。

パワーユニット３には、クランクケース部50ａを構成するパワーユニットケース50の前部に略水平に大きく前傾して内燃機関30を構成するシリンダブロック31、シリンダヘッド32、シリンダヘッドカバー33が順次積み上げられるように締結されるほか、クランクケース部50ａから左側後方にかけてベルト式無段変速機等を備えた動力伝動ケース部55が一体に延在し、その後部にパワーユニット３の出力軸である後車軸56が設けられ、後輪16が取り付けられている。
なお、パワーユニット３の後部の動力伝動ケース部55と、メインパイプ22の後部との間には図示しないリヤクッションが介装されている。

図２に示されるように、パワーユニット３の上部では、内燃機関30の大きく前傾したシリンダヘッド32の上部からインレットパイプ６が延出して後方に湾曲し、インレットパイプ６の吸気流れ上流側に接続された気化器（本発明における「吸気制御装置」）７がシリンダブロック31の上方に位置し、気化器７にコネクティングチューブ37を介して図示しないエアクリーナ装置が動力伝動ケース部55の上方に配設されている。
一方、シリンダヘッド32の下部から下方に延出した排気管38は、後方へ屈曲し右側に偏って後方に延びて後輪16の右側のマフラ39に接続される。

図３は、パワーユニット３の前部、すなわち内燃機関30の部分の、図２に示すと同じ配向による側面断面図である。内燃機関30は、シリンダブロック31のシリンダボア31ａ内を往復動するピストン34とクランク軸51のクランクピン51ａとをコネクティングロッド35が連結している。
シリンダブロック31のシリンダボア31ａ内を摺動自在に嵌合されるピストン34の頂面34ａと、頂面34ａが対向するシリンダヘッド32の燃焼室天井面32ａとの間には燃焼室36が構成される。

本実施形態において内燃機関30は、ＳＯＨＣ型式の２バルブシステムを採用しており、シリンダヘッド32に動弁機構９が設けられている。
動弁機構９を覆うように、シリンダヘッド32にはシリンダヘッドカバー33が重ねられて被せられる。
シリンダヘッドカバー33内の動弁機構９に動力伝達を行うため、図示しない無端状のカムチェーンが、クランクケース50ａ、シリンダブロック31、シリンダヘッド32のクランク軸51方向の一方側に設けられた図示しないカムチェーン室を通って、カム軸91とクランク軸51との間に架設され、カム軸91はクランク軸51に同期して１／２の回転速度で回転する。
なお、シリンダヘッド32において前記カムチェーン室と反対側（クランク軸51方向の他方側）から燃焼室36内に向かって図示しない点火プラグが嵌挿されている。

図３に示すように、シリンダ軸Ｘを略水平に近く大きく前傾したシリンダヘッド32においては、燃焼室天井面32ａに開口した吸気弁口40と排気弁口41からは、各々吸気ポート42と排気ポート43が互いに上下に離れる方向に湾曲しながら延出して形成される。
吸気ポート42の上流端
は、シリンダヘッド32の上方に向けてインレットパイプ６と接続して、連続した吸気通路80が構成され、インレットパイプ６の上流側に、筒状インシュレータ100とサブインレットパイプ65を介して気化器７が接続される。
排気ポート43の下流端は、シリンダヘッド32の下方に向けて排気管38に連結される。

シリンダヘッド32における吸気ポート42の湾曲外壁部に一体に円筒状の吸気弁ガイド44が嵌着され、吸気弁ガイド44に摺動可能に支持された吸気弁46が、吸気ポート42の燃焼室36に臨む吸気弁口40を開閉する。
また、シリンダヘッド32における排気ポート43の湾曲外壁部に一体に嵌着された排気弁ガイド45に摺動可能に支持された排気弁47が、排気ポート43の燃焼室36に臨む排気弁口41を開閉する。

吸気弁46および排気弁47はその傘部46ａ、47ａが、いずれも燃焼室36に臨む吸気弁口40、排気弁口41を閉じるように、弁ばね48により上方に付勢されているが、カム軸91の吸気カム92、排気カム93に当接揺動する吸気ロッカアーム94、排気ロッカアーム95によって、吸気弁46、排気弁47のステムエンド46ｂ、47ｂが押し下げられて、所定のタイミングで吸気弁46、排気弁47が開弁し、吸気ポート42と燃焼室36、また、排気ポート43と燃焼室36が連通し、所定のタイミングの吸気、排気がなされる。

以上のような本実施形態の内燃機関30において、燃焼室36でのより好ましい燃焼を得るために燃焼室36において燃料・空気混合気のタンブル渦流Ｔ、すなわち縦回転を与えるための吸気通路80が形成されている。
すなわち、気化器７の吸気路70の下流側に連続する吸気通路80は、吸気ポート42へと続けて仕切板部85によって吸気流れ方向に沿って分割して仕切られ、気化器７の開閉弁（本発明における「吸気制御弁」）71の閉弁時の下端71ａに近い下側の通路でありタンブル流路となる副通路80Ｂと、副通路80Ｂを除く上側の通路である主流路とに仕切られている。
吸気通路80は、気化器７の吸気流れ下流側に接続するサブインレットパイプ65、筒状インシュレータ100、インレットパイプ６、シリンダヘッド32の吸気ポート42を通して形成される。

本実施形態において気化器７の吸気路70は、上流側がコネクティングチューブ37に接続し、下流端70ａは、サブインレットパイプ65の吸気通路80の上流側開口80ａに接続されており、その途中にベンチュリー部72のベンチュリーピストンで形成される開閉弁71が設けられる。気化器７は、開閉弁71の上流側にスロットルバルブ73が設けられて、負圧作動型気化器を構成しているが、それ自体は広く公知のものなので説明は省略する。

図３の要部拡大図である図４に示されるように、開閉弁71は吸気路70の下端に押し付けられて吸気路70を閉じるが、開閉弁71が開かれるとベンチュリー部72から燃料が吸い出され吸入空気との混合気となって、気化器７の下流側の吸気路70からサブインレットパイプ65へ、すなわち吸気通路80へと送られる。
内燃機関の低負荷時に吸気通路80内に流入する吸入空気と燃料との混合気（以下、単に「吸入空気」という。）は、開度の小さい開閉弁71の下端71ａと吸気路70の底部70ｂとの間から底部70ｂに沿って流れ出て、吸気通路80に至る特性がある。したがって、内燃機関の低負荷時に吸気通路80内に流入する吸入空気は、主に吸気路70の底部70ｂに連なる側の副通路80Ｂを流れて燃焼室36に至るため、低負荷時のタンブル渦流Ｔが強化される。

すなわち、図４に示されるように、仕切板部85の下流側端部85ｂ、すなわちシリンダヘッド32の吸気ポート42内に位置する下流側端部85ｂは、シリンダヘッド32においてシリンダブロック31側に向けて屈曲して一体に形成され、副通路80Ｂの終端80Ｂｂは、シリンダヘッド32の燃焼室天井面32ａを指向するように形成されている。
そのため、副通路80Ｂを流れる吸入空気を、図４中小矢印が示すように、吸気弁46の傘部46ａの上方を通過させたうえで、シリンダボア31ａ内に流入させことができるため、燃焼室36内においてタンブル渦流Ｔが発生しやすくすることができる

図４に示されるように、本実施形態では、インレットパイプ６は吸気ポートインシュレータ60を介して吸気ポート42の上流側に接続され、インレットパイプ６の上流側に筒状インシュレータ100が接続され、筒状インシュレータ100と気化器７が、サブインレットパイプ65を介して接続されている。
また、サブインレットパイプ65には、前述のようにインレットパイプ６、吸気ポート42に連なる吸気通路80が設けられるとともに、吸気通路80を吸気流れ方向に沿って上下に仕切る仕切板部85が設けられている。

従来行われたように気化器７の吸気路70の下流端側を同体で突設された接続部として形成してインレットパイプ６を直接その突設された接続部に取付けるのではなく、本実施形態では、上記のように、気化器７の吸気路70の下流端には別体のサブインレットパイプ65を取付け、サブインレットパイプ65とインレットパイプ６とを、別体の筒状インシュレータ100を介して接続している。サブインレットパイプ65はその上流側端部65ａが気化器７に直接ボルト等で締結固定される。
筒状インシュレータ100は硬質ゴム類、樹脂等の硬質弾性体で形成される。

そのように、気化器７と、インレットパイプ６との間にサブインレットパイプ65と、筒状インシュレータ100を配置したことで、筒状インシュレータ100によって気化器７の吸気路70とインレットパイプ６の吸気通路80との接続部構成部材、すなわち気化器出口部７ｂとインレットパイプ６の上流端筒部６ａへの応力集中を緩和することができる。
また、気化器７に前記の突設された接続部を設けず直接取付けられたサブインレットパイプ65の仕切板部85によって、開閉弁71と仕切板部85との距離を短くすることができ、内燃機関低負荷時の開閉弁71から副通路80Ｂへの吸入空気流れが確保され、タンブル過流Ｔを強化することができる

図４の筒状インシュレータ100周辺の拡大図である図５に示されるように、筒状インシュレータ100は、サブインレットパイプ65の下流端筒部65ｂの外周を覆う筒状部100ａと、インレットパイプ６の上流端筒部６ａの外周を覆う筒状部100ｂとが連続して形成され、両筒状部100ａ、100ｂの間の連続部100ｃの内周に突設形成された環状小径部101を有している。
サブインレットパイプ65の下流端筒部65ｂとインレットパイプ６の上流端筒部６ａとは、互いにその先端を環状小径部101に突き当てるようにして、筒状インシュレータ100の各筒状部100ａ、100ｂ内に嵌合されている。
すなわち、サブインレットパイプ65の内周面65ｃと、筒状インシュレータ100の環状小径部101の内周面101ｃと、インレットパイプ６の内周面６ｃとは、連続した吸気通路80の内壁面80ｃを形成する。

そのように、筒状インシュレータ100の筒状部101ａ、101ｂにより、サブインレットパイプ65とインレットパイプ６を外周から嵌めて、連続する筒状部101ａ、101ｂで接続することができるので、サブイレットパイプ65とインレットパイプ６が安定して接続される。
なお、サブインレットパイプ65の下流端筒部65ｂに対し筒状インシュレータ100の筒状部101ａは、また、インレットパイプ６の上流端筒部６ａに対し筒状インシュレータ100の筒状部100ｂは、それぞれ外周側から固定バンド105で締結固定されるが、さらに、焼き付け固定されることが好ましい。

また、図５に示されるように、サブインレットパイプ65の下流端65ｄの内径ｄ１は、筒状インシュレータ100の環状小径部101の上流端101ａの内径ｄ２より小さく、環状小径部101の下流端101ｂの内径ｄ３は、インレットパイプ６の上流端６ａaの内径ｄ４より小さく形成されている。
すなわち、吸気空気の流れ方向Ｆに従って吸気通路80の接合部80ｂにおける上流側の内径ｄ１、ｄ３が、それぞれ下流側の内径ｄ２、ｄ４より小さく、接合部80ｂは下流側に向かって内径が段差形状に拡大して形成されている。

そのため、吸気通路80を流れる吸入空気の流れに吸気通路80の内壁面80ｃが干渉することを抑制でき、燃料液溜まりの発生を防止することができる。そして、組み付け誤差が生じる場合であっても、段差が形成されていることにより、組み付け誤差を吸収することができる。

また、図４、図５に示されるように、吸気通路80を主通路80Ａと副通路80Ｂとに仕切る仕切板部85は、サブインレットパイプ65にもインレットパイプ６にも設けられているが、それらを連結する筒状インシュレータ100において、サブインレットパイプ65の下流端65ｄとインレットパイプ６の上流端６ａaの間の、環状小径部101が位置する吸気通路80においては仕切板部85が設けられておらず、筒状インシュレータ100において主通路80Ａと副通路80Ｂを連通する連通部102が形成される。

内燃機関低負荷時に気化器７の開弁側から流れる空気によって開閉弁71の下流に負圧が発生するため、主通路80Ａを仕切板部85の下流端、すなわち本実施形態では吸気ポート42内の下流側端部85ｂから逆流した空気（図４、図５中、黒太矢印参照）が開閉弁71まで至り、燃料が逆流する可能性がある。

しかし、筒状インシュレータ100の吸気通路80に、主通路80Ａと副通路80Ｂを連通する連通部102が設けられたことにより、主通路80Ａの逆流が、副通路80Ｂから連通部102を通り主通路80Ａに流入する吸気と仕切板部85の下流側端部85ｂから逆流する空気（図４、図５中、白太矢印参照）とを合流したものとなる。
これにより、主通路80Ａに逆流する空気全体を少なくすることができ、燃焼室36に流入する空気量が安定させることができる。
また、連通部102が筒状インシュレータ100に形成されたため、インレットパイプ６またはサブインレットパイプ65の途中に連通部102を設ける場合に比べ、仕切板部85の構造を簡易にすることができる。

次に、図６に基づき、本発明の実施形態２に係る内燃機関の吸気構造を説明する。図６は、本発明の実施形態２の内燃機関の吸気構造を備えたパワーユニット３の前部、すなわち内燃機関30の部分の、図２に示すと同じ配向による側面断面図である。
本実施形態２の内燃機関30は、吸気制御装置としてスロットルボディ107を備え、スロットルボディ107は吸気制御弁としてスロットル弁171Ａとその下流側のタンブル弁171Ｂを有している。
また、インレットパイプ６は、実施形態１と同様に、仕切板部85で吸気流れ方向に沿って分割して仕切られた上側の主通路80Ａと、下側の副通路80Ｂに仕切られた吸気通路80が備えられ、主通路80Ａには燃料噴射弁110が設けられている。

したがって、本実施形態２は、吸気制御装置として実施形態１の気化器７に代え、スロットルボディ107を備え、インレットパイプ６に燃料噴射弁110が備えられた以外、実施形態１と同様の構成、構造を備えており、その他の構成については図６において同じ符号を付し説明を省略、あるいは簡略とする。
また、図１、図２は符号７を符号107に読み替えて、本実施形態２においても同様に参照するものとする。

本実施形態２においても内燃機関30の燃焼室36において燃料・空気混合気のタンブル渦流Ｔ、すなわち縦回転を与えるための吸気構造が構成されている
すなわち、内燃機関30の吸気ポート42の上流端には、吸気ポートインシュレ−タ60を介してインレットパイプ６が接続して、連続した吸気通路80が構成され、インレットパイプ６の上流側に、スロットルボディ（本発明における「吸気制御装置」）107が接続される。
スロットルボディ107は、吸気通路80に連続する吸気路70を有し、その上流側は、コネクティングチューブ37を介して、図示しないエアクリーナに接続している。

スロットルボディ107は、吸気路70を開閉し得るバタフライ式のスロットル弁（本発明における「吸気制御弁」）171Ａを備え、吸気路70の流れ方向Ｆにおいてスロットル弁171Ａの下流側には、バタフライ式のタンブル弁（本発明における「吸気制御弁」）171Ｂを備えており、スロットル弁171Ａとタンブル弁171Ｂの組み合わせが、本発明の吸気制御弁を構成する。

スロットル弁171Ａは、図６図示において反時計回りに開弁方向に回転可能となっており、かつ復帰ばねにより閉弁方向に時計回りに付勢されている。
タンブル弁171Ｂは、図６図示において反時計回りに開弁方向に回転可能となっており、かつ復帰ばねにより時計回りに閉弁方向に付勢されている。
タンブル弁板171Ｂには下側に切欠き部175が形成されており、タンブル弁閉止位置において、吸気路70にタンブル弁閉止時開通部170ａを形成する。

本実施形態においても、スロットルボディ107の吸気路70の下流端には同体で突設された接続部を設けず、別体のサブインレットパイプ65が取付け固定され、サブインレットパイプ65とインレットパイプ６とを、別体の筒状インシュレータ100を介して接続している。
サブインレットパイプ65から筒状インシュレータ100、インレットパイプ６を通じて実施形態１と同様に吸気通路80が形成され、吸気通路80は仕切板部85によって上側の主通路80Ａと下側の副通路80Ｂに仕切られている。

したがって、スロットルボディ107の吸気路70の下流側に接続するサブインレットパイプ65の吸気通路80の下側の副通路80Ｂは、吸気路70のタンブル弁閉止時開通部170ａの下流側に位置して開口し、上側の主通路80Ａは、タンブル弁171Ｂの上半部の下流側に位置して開口する。
なお、インレットパイプ６には、上側の主通路80Ａに上方外部から貫通して、吸気弁口40に向けて燃料を噴射供給するように配置された燃料噴射弁110が取り付けられる。

スロットル弁171Ａが徐開位置にあるときは、吸気路70を流れる吸気流は、タンブル弁171Ｂの切欠き部175によるタンブル弁閉止時開通部170ａを通過して下側の副通路80Ｂを流れて燃焼室36に向かう。
これにより、燃焼室36内に流入する吸気流速を高めることができて、燃焼室36で発生する吸気のタンブル渦流Ｔ（縦渦流）を強めることができる。
なお、本実施形態で記載する「徐開」とは、スロットル弁全閉時から内燃機関低負荷時における所定開度までのことであり、内燃機関が低負荷であれば、内燃機関の特性により任意に設定することができる。本実施形態では、スロットル弁全閉時から開度２０度までの領域を想定しているが、その開度に限定されることはない。
一方、高負荷時で、スロットル弁171Ａが全開し、タンブル弁171Ｂも全開位置にあるときは、吸気路70を流れる吸気流は、スロットル弁171Ａとタンブル弁171Ｂに邪魔されることなく、十分な吸気量が主通路80Ａにも流れて燃焼室36に向かう。

スロットルボディ107と吸気ポート42との間を接続するサブインレットパイプ65と筒状インシュレータ100とインレットパイプ６との接続構造は、実施形態１と同様であり、その構造による特徴、作用効果の同様であって、繰り返し説明を省略する。

そのように、スロットルボディ107と、インレットパイプ６との間に、サブインレットパイプ65と筒状インシュレータ100を配置したことで、筒状インシュレータ100によってスロットルボディ107の吸気路70とインレットパイプ６の吸気通路80との接続部構成部材、すなわちスロットルボディ出口部107ｂとインレットパイプ６の上流端筒部６ａへの応力集中を緩和することができる。
また、スロットルボディ107に直接取付けられたサブインレットパイプ65の仕切板部85によって、吸気制御弁としてのタンブル弁171Ｂと仕切板部85との距離を短くすることができ、内燃機関低負荷時のタンブル弁171Ｂから副通路80Ｂへの吸入空気流れが確保され、タンブル過流Ｔを強化することができる

以上、本発明に係る内燃機関の吸気構造を、スイングユニットをなすパワーユニット３に適用された場合を、実施形態１、２として説明したが、本発明に係る内燃機関の吸気構造は、そのようなシリンダ軸Ｘが略水平に近く前傾したパワーユニット３に適用を限定されるものではなく、他の様式のパワーユニットにも適用されるものである。
例えば、図７に示されるようなシリンダ軸Ｘの立ち上がった内燃機関、所謂縦型の内燃機関30′を備えた車載用のパワーユニット３′においても本発明に係る内燃機関の吸気構造は全く同様な効果を奏して適用される。
それを、実施形態３として以下説明する。
図７は、本発明に係る内燃機関の吸気装置を備えた実施形態３の車載用のパワーユニットの、一部断面とする右側面図である。

図７に示される実施形態３のパワーユニット３′は、図７に図示される姿勢で自動二輪車の車体フレームに固定搭載されるが、パワーユニットケース50′の前部に、シリンダブロック31、シリンダヘッド32、シリンダヘッドカバー33が、順次積み重ねるように上方に向けてやや前傾して締結され、車幅方向にクランク軸51を配向した内燃機関30′が構成されている。
パワーユニットケース50′の後部には、クランク軸51と平行なメイン軸58ａ′、カウンタ軸58ｂ′を有するギヤ変速装置58′が備えられ、カウンタ軸58ｂ′が出力軸となっている。

シリンダヘッド32の前方に排気ポート43が開口し、図示しない排気管に接続している。 後方には吸気ポート42が開口し、後方に向けて、すなわち吸気の流れの上流側に向けてインレットパイプ６が接続し、さらに実施形態１の筒状インシュレータ100、サブインレットパイプ65、吸気制御装置としての気化器７が順次接続し、あるいは、実施形態２の筒状インシュレータ100、サブインレットパイプ65、吸気制御装置としてのスロットルボディ107が順次接続し、その上流側にコネクティングチューブ37と図示しないエアクリーナ装置が接続している。

なお、図７においては、吸気制御装置として、実施形態２のスロットルボディ107が図示され、インレットパイプ６に燃料噴射弁110が取付けられているが、実施形態３としては、代えて実施形態１に即して吸気制御装置として気化器７を備え、燃料噴射弁110を備えないものであってもよい。
サブインレットパイプ65、インレットパイプ６、吸気ポート42には、実施形態１、実施形態２と同様に仕切板部85が設けられ、サブインレットパイプ65と筒状インシュレータ100とインレットパイプ６は同様の接続構造を有し、同様の吸気通路80が構成されている。
したがって、実施形態３においても、実施形態１あるいは実施形態２と同様の本発明の内燃機関の吸気構造が備えられ、同様の作用効果を奏することができる。

以上、本発明の実施形態１、２および実施形態３を説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能であり、本発明の要旨の範囲で、車両、内燃機関等が、多様な態様で実施されるものを含むことは勿論である。
例えば、実施形態では、燃焼室にタンブル渦流を発生させる吸気構造であるが、燃焼室にスワール流を発生させる吸気構造に応用してもよい。
なお、説明の便宜上、図示の実施形態の左右配置のものについて説明したが、左右配置の異なるものであっても、発明の要旨の範囲であれば本発明に含まれる。

１…自動二輪車、２…車体フレーム、３、３′…パワーユニット、６…インレットパイプ、６ａ…上流端筒部、６ａa…上流端、６ｃ…内周面、７…気化器（本発明における「吸気制御装置」）、７ｂ…気化器出口部、30、30′…内燃機関、31…シリンダブロック、31ａ…シリンダボア、32…シリンダヘッド、32ａ…燃焼室天井面、34…ピストン、34ａ…頂面、36…燃焼室、40…吸気弁口、41…排気弁口、42…吸気ポート、43…排気ポート、46…吸気弁、46ａ…傘部、50、50′…パワーユニットケース、50ａ…クランクケース部、51…クランク軸、65…サブインレットパイプ、65ａ…上流側端部、65ｂ…下流端筒部、65ｃ…内周面、65ｄ…下流端、70…吸気路、70ａ…下流端、70ｂ…底部、71…開閉弁（本発明における「吸気制御弁」）、71ａ…下端、80…吸気通路、80ａ…上流側開口、80ｂ…接合部、80ｃ…内壁面、80Ａ…主通路、80Ｂ…副通路、80Ｂｂ…終端、85…仕切板部、85ａ…上流側端部、85ｂ…下流側端部、100…筒状インシュレータ、100ａ…筒状部、100ｂ…筒状部、100ｃ…連続部、101…環状小径部、101ａ…上流端、101ｂ…下流端、101ｃ…内周面、102…連通部、107…スロットルボディ（本発明における「吸気制御装置」）、107ｂ…スロットルボディ出口部、110…燃料噴射弁、171Ａ…スロットル弁（本発明における「吸気制御弁」）、171Ｂ…タンブル弁（本発明における「吸気制御弁」）、Ｘ…シリンダ軸、Ｔ…タンブル渦流

Claims (3)

1. 燃焼室(36)を有する内燃機関(30,30′)が、シリンダブロック(31)とシリンダヘッド(32)を備え、同シリンダヘッド(32)に吸気ポート(42)と排気ポート(43)が設けられ、
   前記吸気ポート(42)にインレットパイプ(６)が接続されて連続した吸気通路(80)が構成され、
   前記吸気通路(80)は、通った吸気が前記燃焼室(36)内でタンブル過流(Ｔ)を発生するように構成された副通路(80Ｂ)と、同副通路(80Ｂ)を除く主通路(80Ａ)とに、仕切板部(85)で吸気流れ方向に沿って分割して仕切られ、
   前記インレットパイプ(６)の上流側に、前記吸気通路(80)に連続する吸気路(70)を有し吸気制御弁(71,171Ａと171Ｂ)が設けられた吸気制御装置(７,107)が接続された内燃機関(30,30′)の吸気構造において、
   前記インレットパイプ(６)の上流端筒部(6ａ)に筒状インシュレータ(100)が接続され、同筒状インシュレータ(100)と前記吸気制御装置(７,107)が、サブインレットパイプ(65)を介して接続され、
   前記筒状インシュレータ(100)は、前記サブインレットパイプ(65)と前記インレットパイプ(６)の外周を覆う筒状部(100ａ,100ｂ)を連続して備え、
   前記サブインレットパイプ(65)は前記吸気通路(80)を有するとともに前記仕切板部(85)が設けられたことを特徴とする内燃機関の吸気構造。
2. 前記吸気通路(80)には、前記主通路(80Ａ)と前記副通路(80Ｂ)を連通する連通部(102)が設けられ、同連通部(102)は、前記筒状インシュレータ(100)に設けられたことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の吸気構造。
3. 前記筒状インシュレータ(100)は、前記筒状部(100ａ,100ｂ)で覆われた前記サブインレットパイプ(65)の下流端(65ｄ)と前記インレットパイプ(６)の上流端(６ａa)との間に前記吸気通路(80)の内壁面(80ｃ)をなす環状小径部(101)を備え、前記サブインレットパイプ(65)の下流端(65ｄ)の内径は、前記筒状インシュレータ(100)の環状小径部(101)の上流端(101ａ)の内径より小さく、前記筒状インシュレータ(100)の環状小径部(101)の下流端(101ｂ)の内径は、前記インレットパイプ(６)の上流端(６ａa)の内径より小さいことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の内燃機関の吸気構造。

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