JP2022127379A - エンジンの吸排気構造 - Google Patents

Abstract

【課題】エンジン等の小型化を図りつつ、エンジンへの吸入空気量を増加させる。【解決手段】エンジンの前シリンダヘッド８において、吸気ポートに吸気通路部材を接続し、吸気ポートの入口部と排気ポートの出口部とを接続する接続通路４２を設け、排気ポートに排気通路４５を接続する。また、接続通路４２を開閉する接続通路開閉バルブ４７と、排気通路４５を開閉する排気通路開閉バルブ５１と、これらのバルブを駆動するバルブ駆動機構５５を設ける。前シリンダヘッド８のカムシャフトは、吸気行程において吸気ポートおよび排気ポートを開き、排気行程において吸気ポートを閉じかつ排気ポートを開くように吸気バルブおよび排気バルブを駆動する。バルブ駆動機構５５は、吸気行程において接続通路４２を開きかつ排気通路４５を閉じ、排気行程において接続通路４２を閉じかつ排気通路４５を開くようにバルブ４７、５１を駆動する。【選択図】図５

Description

本発明は、エンジンの燃焼室への空気の供給および燃焼室からの排気ガスの排出を行うエンジンの吸排気構造に関する。

エンジンの出力を向上させるために、エンジンの燃焼室への吸入空気量を増加させることが求められる。この吸入空気量を増加させる方法として、過給機を用いて吸入空気を圧縮する方法、ラムエア流量を増加させて吸気効率を高める方法等が知られている。下記の特許文献１には、過給機付きエンジンを備えた自動二輪車が記載されている。

特開平２－１６３３０号公報

しかしながら、過給機を用いる方法によれば、エンジンの吸気経路の途中にコンプレッサを設けることにより、エンジンが大型化する場合がある。また、ラムエア流量を増加させる方法によれば、例えば開口面積が大きく、直線状に伸長したエアインテークダクトの採用により、エンジンが搭載された車両等が大型化する場合がある。

本発明は例えば上述したような問題に鑑みなされたものであり、本発明の課題は、エンジンの小型化、またはエンジンが搭載された車両等の小型化を図りつつ、エンジンへの吸入空気量を増加させることができるエンジンの吸排気構造を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のエンジンの吸排気構造は、エンジンのシリンダヘッドと、前記シリンダヘッドに設けられ、前記エンジンの燃焼室に接続された吸気ポートと、前記シリンダヘッドに設けられ、前記燃焼室に接続された排気ポートと、前記シリンダヘッドに設けられ、前記吸気ポートを開閉する吸気バルブおよび前記排気ポートを開閉する排気バルブを駆動するカムシャフトと、前記吸気ポートに接続され、燃料燃焼用の空気を前記吸気ポートに供給する第１の吸気通路と、前記排気ポートに接続され、燃料燃焼用の空気を前記排気ポートに供給する第２の吸気通路と、前記排気ポートにおいて、当該排気ポートと前記第２の吸気通路との接続位置よりも前記エンジンの排気ガスの排出方向において下流側の部分と、前記排気ガスを前記エンジン外へ排出するための排気管との間に接続され、前記燃焼室内から前記排気ポートを介して排出された前記排気ガスを前記排気管に送る排気通路と、前記第２の吸気通路を開閉する第１のバルブと、前記排気通路を開閉する第２のバルブと、前記エンジンの外側に設けられ、前記カムシャフトの回転を前記第１のバルブおよび前記第２のバルブに伝達することにより前記第１のバルブおよび前記第２のバルブを駆動するバルブ駆動機構とを備え、前記カムシャフトは、前記エンジンの吸気行程において前記吸気ポートおよび前記排気ポートを開き、前記エンジンの排気行程において前記吸気ポートを閉じかつ前記排気ポートを開くように前記吸気バルブおよび排気バルブを駆動し、前記バルブ駆動機構は、前記エンジンの吸気行程において前記第２の吸気通路を開きかつ前記排気通路を閉じ、前記エンジンの排気行程において前記第２の吸気通路を閉じかつ前記排気通路を開くように前記第１のバルブおよび前記第２のバルブを駆動することを特徴とする。

本発明によれば、エンジンの小型化、またはエンジンが搭載された車両等の小型化を図りつつ、エンジンへの吸入空気量を増加させることができる。

本発明の実施例のエンジンの吸排気構造が適用された鞍乗型車両の車体フレーム、エンジン、ラジエータおよび第１の吸排気構造等を前方から見た状態を示す外観図である。 図１中の車体フレーム、エンジン、ラジエータおよび第１の吸排気構造等を左方から見た状態を示す外観図である。 図２中の前シリンダ、前シリンダヘッド、前シリンダヘッドカバー、接続通路、排気通路およびバルブ駆動機構等を示す外観図である。 図３中の切断線ＩＶ－ＩＶに沿って切断された前シリンダヘッド、接続通路、排気通路およびバルブ駆動機構等を図３における左上方から見た状態を示す断面図である。 本発明の実施例の第１の吸排気構造を示す斜視図である。 本発明の実施例における吸気ポートおよびその周辺部分を示す斜視図である。 本発明の実施例の第１の吸排気構造における接続通路開閉バルブ、排気通路開閉バルブおよびバルブ駆動機構を示す説明図である。 本発明の実施例の第１の吸排気構造の動作を示す説明図である。 本発明の実施例の第１の吸排気構造において、カーボン排出用の溝が追加された排気通路開閉バルブを示す説明図である。

本発明の実施形態のエンジンの吸排気構造は、エンジン（内燃機関）のシリンダヘッドと、シリンダヘッドに設けられ、エンジンの燃焼室に接続された吸気ポートと、シリンダヘッドに設けられ、エンジンの燃焼室に接続された排気ポートと、シリンダヘッドに設けられ、吸気ポートを開閉する吸気バルブおよび排気ポートを開閉する排気バルブを駆動するカムシャフトとを備えている。本実施形態のエンジンの吸排気構造におけるカムシャフトは、エンジンの吸気行程において吸気ポートおよび排気ポートを開き、エンジンの排気行程において吸気ポートを閉じかつ排気ポートを開くように吸気バルブおよび排気バルブを駆動する。

さらに、本実施形態のエンジンの吸排気構造は、第１の吸気通路と、第２の吸気通路と、排気通路とを備えている。第１の吸気通路は、吸気ポートに接続され、燃料燃焼用の空気を吸気ポートに供給する通路である。第２の吸気通路は、排気ポートに接続され、燃料燃焼用の空気を排気ポートに供給する通路である。排気通路は、排気ポートにおいて、当該排気ポートと第２の吸気通路との接続位置よりもエンジンの排気ガスの排出方向において下流側の部分と、排気ガスをエンジン外へ排出するための排気管との間に接続され、燃焼室内から排気ポートを介して排出された排気ガスを排気管に送る通路である。

さらに、本実施形態のエンジンの吸排気構造は、第２の吸気通路を開閉する第１のバルブと、排気通路を開閉する第２のバルブと、エンジンの外側に設けられ、カムシャフトの回転を第１のバルブおよび第２のバルブに伝達することにより第１のバルブおよび第２のバルブを駆動するバルブ駆動機構とを備えている。バルブ駆動機構は、エンジンの吸気行程において第２の吸気通路を開きかつ排気通路を閉じ、エンジンの排気行程において第２の吸気通路を閉じかつ排気通路を開くように第１のバルブおよび前記第２のバルブを駆動する。

本実施形態のエンジンの吸排気構造において、エンジンの吸気行程の間には、吸気ポートおよび排気ポートが開き、第２の吸気通路が開き、かつ排気通路が閉じる。したがって、エンジンの吸気行程の間には、燃料燃焼用の空気が第１の吸気通路および吸気ポートを通って燃焼室内に流入し、これと同時に、燃料燃焼用の空気が第２の吸気通路および排気ポートを通って燃焼室内に流入する。

一方、エンジンの排気行程の間には、吸気ポートが閉じ、排気ポートが開き、第２の吸気通路が閉じ、かつ排気通路が開く。したがって、エンジンの排気行程の間には、排気ガスが燃焼室内から排気ポートおよび排気通路を通って排気管へ排出される。エンジンの排気行程の間には第２の吸気通路が閉じるので、排気ガスが第２の吸気通路を介して燃料燃焼用の空気の供給経路の上流側（例えば、スロトッルボディまたはエアクリーナ等）へ流れることが防止される。

このように、本実施形態のエンジンの吸排気構造によれば、吸気ポートおよび排気ポートの双方を介して燃料燃焼用の空気を燃焼室へ供給するので、燃焼室への吸入空気量を増加させることができ、エンジンの出力を向上させることができる。また、本実施形態によれば、エンジンの吸気経路の途中に過給機のコンプレッサを設けることなく、燃焼室への吸入空気量を増加させることができるので、エンジンの小型化を図ることができる。また、本実施形態によれば、ラムエア流量を増加させるための大型のエアインテークダクトを車両等に取り付けることなく、燃焼室への吸入空気量を増加させることができるので、車両等の小型化を図ることができる。

また、本実施形態のエンジンの吸排気構造においては、バルブ駆動機構がエンジンの外側に設けられているので、バルブ駆動機構をエンジンの内部に設ける場合と比較して、エンジンを小型化することができる。また、本実施形態の吸排気構造においては、カムシャフトの回転を第１のバルブおよび第２のバルブに伝達することにより第１のバルブおよび第２のバルブを駆動するので、吸排気構造の各構成要素をシリンダヘッドの近傍にコンパクトに集約することができ、よって、エンジンおよび車両等の一層の小型化を図ることができる。

図面を用いて、本発明のエンジンの吸排気構造の実施例について説明する。以下の説明では、本発明のエンジンの吸排気構造の実施例として、鞍乗型車両に搭載されたエンジンの吸排気構造を例にあげる。また、鞍乗型車両、エンジンおよび吸排気構造について上（Ｕｄ）、下（Ｄｄ）、前（Ｆｄ）、後（Ｂｄ）、左（Ｌｄ）および右（Ｒｄ）の方向を述べる際には、各図中の右下に描いた矢印に従う。

（鞍乗型車両）
図１は鞍乗型車両１の車体フレーム２、エンジン５、前排気管１３、ラジエータ１６および第１の吸排気構造４１等を前方から見た状態を示している。図２は、これら車体フレーム２、エンジン５、前排気管１３、ラジエータ１６および第１の吸排気構造４１等を左方から見た状態を示している。

図１に示すように、車体フレーム２は、鞍乗型車両１の前上部に配置されたヘッドパイプ３と、ヘッドパイプ３から左方および右方にそれぞれ拡開しつつ後方に伸長した２本のメインフレーム４とを備えている。

図２に示すように、本実施例のエンジン５は水冷式・４サイクル・Ｖ型２気筒・ＤＯＨＣ（ダブルオーバーヘッドカム）・４バルブのエンジンである。エンジン５は横置きであり、鞍乗型車両１に、エンジン５のクランクシャフトの伸長方向が鞍乗型車両１の左右方向となるように設けられている。また、エンジン５は２本のメインフレーム４に懸架され、支持されている。また、エンジン５は、クランクケース６、前シリンダ７、前シリンダヘッド８、前シリンダヘッドカバー９、後シリンダ１０、後シリンダヘッド１１、および後シリンダヘッドカバー１２を備えている。

前シリンダ７、前シリンダヘッド８および前シリンダヘッドカバー９は、クランクケース６の前上部に配置され、前傾している。具体的には、前シリンダ７はクランクケース６の前上部に取り付けられている。前シリンダヘッド８は前シリンダ７の前上方に位置し、前シリンダ７に取り付けられている。前シリンダヘッドカバー９は前シリンダヘッド８の前上方に位置し、前シリンダヘッド８に取り付けられている。以下、前シリンダ７、前シリンダヘッド８および前シリンダヘッドカバー９からなる構造体を「前シリンダユニット」という。

後シリンダ１０、後シリンダヘッド１１および後シリンダヘッドカバー１２は、クランクケース６の後上部に配置され、後傾している。具体的には、後シリンダ１０はクランクケース６の後上部に取り付けられている。後シリンダヘッド１１は後シリンダ１０の後上方に位置し、後シリンダ１０に取り付けられている。後シリンダヘッドカバー１２は後シリンダヘッド１１の後上方に位置し、後シリンダヘッド１１に取り付けられている。以下、後シリンダ１０、後シリンダヘッド１１および後シリンダヘッドカバー１２からなる構造体を「後シリンダユニット」という。

前排気管１３および後排気管１４はそれぞれ、エンジン５の排気ガスをエンジン５の外部へ排出するための管である。前排気管１３は、前シリンダ７内に設けられたピストンと前シリンダヘッド８との間に形成される第１の燃焼室内からの排気ガスを排出する。後排気管１４は、後シリンダ１０内に設けられたピストンと後シリンダヘッド１１との間に形成される第２の燃焼室内からの排気ガスを排出する。図２中の矢印Ａ、Ｂは排気ガスの排出方向を示している。

前排気管１３の上流側端部（排気ガスの排出方向Ａにおいて上流側の端部）は、前シリンダヘッド８に形成された排気ポート２５（図４参照）に排気通路４５を介して接続されている。図２に示すように、前排気管１３は、排気通路４５の下流側端部からクランクケース６の前方を下方へ伸長し、その後、エンジン５の左部の下方を後方へ伸長している。また、図１に示すように、前排気管１３は、排気通路４５の下流側端部から右方に傾斜しつつ下方へ伸長し、その後、曲がり部１３Ａにおいて左方に曲がり、エンジン５の左部の下方に至っている。

後排気管１４の上流側端部（排気ガスの排出方向Ｂにおいて上流側の端部）は、後シリンダヘッド１１に形成された排気ポートに排気通路を介して接続されている。後排気管１４は、排気通路の下流側端部から、図２に示すようにクランクケース６の後方を下方へ伸長し、エンジン５の下方に至っている。

排気チャンバ１５はエンジン５の後下方に配置されている。前排気管１３の下流側端部および後排気管１４の下流側端部は排気チャンバ１５の流入口１５Ａに接続されている。また、図示を省略しているが、排気チャンバ１５の流出口１５Ｂにはサイレンサが接続されている。

ラジエータ１６は、エンジン５を冷却する冷却液を冷却する装置である。ラジエータ１６は、２本のメインフレーム４の前部の下方、かつ前シリンダヘッドカバー９の前部の上方に配置され、２本のメインフレーム４の前部および前シリンダヘッドカバー９の前部にブラケット１７を介して支持されている。

なお、鞍乗型車両１は特許請求の範囲における車両の具体例である。前シリンダヘッド８は特許請求の範囲におけるシリンダヘッドの具体例である。前排気管１３は特許請求の範囲における排気管の具体例である。

（シリンダヘッド）
図３は、図２中の前シリンダ７、前シリンダヘッド８、前シリンダヘッドカバー９、接続通路４２、排気通路４５およびバルブ駆動機構５５等を示している。図４は、図３中の切断線ＩＶ－ＩＶに沿って切断された前シリンダヘッド８、接続通路４２、排気通路４５およびバルブ駆動機構５５等の断面を図３における左上方から見た状態を示している。図５は前シリンダヘッド８、吸気バルブ駆動用カムシャフト２８、排気バルブ駆動用カムシャフト２９、接続通路４２、排気通路４５およびバルブ駆動機構５５等を示している。図６は吸気ポート２１およびその周辺部分を示している。なお、図６においては、吸気バルブ駆動用カムシャフト２８を図示していない。

前シリンダヘッド８は例えばアルミニウム合金等の金属材料により形成されている。また、前シリンダヘッド８は、図３に示すように、軸線Ｚを有する柱状に形成されている。前シリンダヘッド８において、軸線Ｚ方向において前シリンダ７に近い側を基端側といい、軸線Ｚ方向において前シリンダ７から遠い側を先端側というとすると、前シリンダヘッド８は、その先端側が基端側よりも前方に位置するように傾斜（前傾）している。

前シリンダヘッド８の後部の左右方向中央部には、図６に示すように、吸気ポート２１が設けられている。吸気ポート２１は、鞍乗型車両１の外部から取り込んだ燃料燃焼用の空気を上記第１の燃焼室内へ流入させる通路であり、上記第１の燃焼室に接続されている。なお、燃料燃焼用の空気には混合気が含まれる。図４に示すように、吸気ポート２１は、燃料燃焼用の空気が流入する１つの入口部２１Ａと、入口部２１Ａに流入した空気を分流させて上記第１の燃焼室内へ流入させる２つの出口部２１Ｂとを有している。吸気ポート２１の入口部２１Ａは前シリンダヘッド８の後面に開口している。吸気ポート２１の各出口部２１Ｂは上記第１の燃焼室内に開口している。

また、図６に示すように、吸気ポート２１の入口部２１Ａの端部には吸気通路部材取付部２１Ｃが形成され、吸気通路部材取付部２１Ｃには、図３に示すように、吸気通路部材２２が取り付けられている。吸気通路部材２２は、鞍乗型車両１の外部から取り込んだ燃料燃焼用の空気を吸気ポート２１に供給する吸気通路として機能する部材であり、例えば、スロットルボディ、またはスロットルボディと吸気ポートとを接続するパイプ等である。なお、吸気通路部材２２は特許請求の範囲における第１の吸気通路の具体例である。

前シリンダヘッド８の前部の左右方向中央部には排気ポート２５が設けられている。排気ポート２５は、排気ガスを上記第１の燃焼室内から上記第１の燃焼室外へ排出する通路であり、上記第１の燃焼室に接続されている。図４に示すように、排気ポート２５は、上記第１の燃焼室内の排気ガスが流入する２つの入口部２５Ａと、２つの入口部２５Ａに流入した排気ガスを合流させて排気通路４５へ流入させる１つの出口部２５Ｂとを有している。排気ポート２５の各入口部２５Ａは上記第１の燃焼室内に開口している。排気ポート２５の出口部２５Ｂは排気通路４５に接続されている。

また、前シリンダヘッド８の外周側部分には、図４に示すように、前シリンダヘッド８を前シリンダ７またはクランクケース６に固定するための固定部材がそれぞれ挿入される複数の挿入穴２７が形成されている。固定部材は例えばボルトであり、挿入穴２７の個数は例えば４つである。４つの挿入穴２７は、前シリンダヘッド８の軸線Ｚを中心とする円Ｃ上に例えば９０度間隔に配置されている。前シリンダヘッド８をその先端側から見たときに、円Ｃは、上記第１の燃焼室の周囲に位置し、また、前シリンダ７の周壁部とほぼ重なり合っている。例えば、前シリンダ７の周壁部には、４つの挿入穴２７にそれぞれ対応する４つのねじ穴が形成され、前シリンダヘッド８は、４本のボルトを、４つの挿入穴２７に挿入し、前シリンダ７の４つのねじ穴に締着することにより、前シリンダ７に固定されている。あるいは、前シリンダ７の周壁部には、４つの挿入穴２７にそれぞれ対応する４つの貫通穴が形成され、クランクケース６には、４つの貫通穴にそれぞれ対応する４つのねじ穴が形成され、前シリンダヘッド８は、４本のボルトを、４つの挿入穴２７および前シリンダ７の４つの貫通穴に順次挿入し、クランクケース６の４つのねじ穴に締着することにより、クランクケース６に固定されている。

また、図５に示すように、前シリンダヘッド８の先端側の後部には、吸気ポート２１の２つの出口部２１Ｂを開閉する２つの吸気バルブ、およびこれら吸気バルブを駆動する吸気バルブ駆動用カムシャフト２８が設けられている。吸気バルブ駆動用カムシャフト２８は左右方向に伸長している。また、吸気バルブ駆動用カムシャフト２８は、２つの吸気バルブの開閉動作を制御するための２つのカム２８Ａを有している。各カム２８Ａのプロファイルは、一般的なエンジンと同様に、吸気行程において各吸気バルブにより吸気ポート２１を開き、圧縮行程、膨張行程および排気行程において各吸気バルブにより吸気ポート２１を閉じるように設定されている。なお、２つの吸気バルブ、および吸気バルブ駆動用カムシャフト２８を前シリンダヘッド８に回転可能に支持する構造の図示は省略している。

また、前シリンダヘッド８の先端側の前部には、排気ポート２５の２つの入口部２５Ａを開閉する２つの排気バルブ、およびこれら排気バルブを駆動する排気バルブ駆動用カムシャフト２９が設けられている。排気バルブ駆動用カムシャフト２９は左右方向に伸長している。また、排気バルブ駆動用カムシャフト２９は、２つの排気バルブの開閉動作を制御するための２つのカム２９Ａを有している。各カム２９Ａのプロファイルは、一般的なエンジンとは異なり、排気行程から吸気行程に亘って各排気バルブにより排気ポート２５を開き、圧縮行程および膨張行程において各排気バルブにより排気ポート２５を閉じるように設定されている。なお、２つの排気バルブ、および排気バルブ駆動用カムシャフト２９を前シリンダヘッド８に回転可能に支持する構造の図示は省略している。また、吸気バルブ駆動用カムシャフト２８および排気バルブ駆動用カムシャフト２９は特許請求の範囲におけるカムシャフトの具体例である。

また、エンジン５は、クランクシャフトの回転を利用して２本のカムシャフト２８、２９を駆動するカムシャフト駆動機構（図示せず）を備えている。本実施例においては、カムシャフト駆動機構としてタイミングチェーンまたはタイミングベルトが用いられている。また、前シリンダヘッド８の右部には、図４に示すように、このカムシャフト駆動機構を収容するカムシャフト駆動機構収容室３１が設けられている。カムシャフト駆動機構収容室３１は、前シリンダヘッド８において、４つの挿入穴２７の外側（円Ｃの外側）に配置されている。

一方、後シリンダヘッド１１は、概ね、前シリンダヘッド８と点対称の構造および形状を有している。すなわち、後シリンダヘッド１１は後傾しており、後シリンダヘッド１１の前部には、上記第２の燃焼室に接続された吸気ポート、当該吸気ポートを開閉する２つの吸気バルブ、および各吸気バルブを駆動する吸気バルブ駆動用カムシャフトが設けられている。また、吸気ポートの入口側の端部には吸気通路部材が取り付けられている。また、後シリンダヘッド１１の後部には、上記第２の燃焼室に接続された排気ポート、当該排気ポートを開閉する２つの排気バルブ、および各排気バルブを駆動する排気バルブ駆動用カムシャフトが設けられている。また、後シリンダヘッド１１の外周側部分には、当該後シリンダヘッド１１を後シリンダ１０またはクランクケース６に固定するための固定部材がそれぞれ挿入される例えば４つの挿入穴が形成されている。また、後シリンダヘッド１１の左部にはカムシャフト駆動機構を収容するカムシャフト駆動機構収容室が設けられている。

（エンジンの吸排気構造）
エンジン５は２つの吸排気構造を備えている。第１の吸排気構造４１は前シリンダユニットに設けられ、第２の吸排気構造は後シリンダユニットに設けられている。第１の吸排気構造４１および第２の吸排気構造は互いに向きが異なるものの、それらの構造および形状は互いに同じである。したがって、以下、第１の吸排気構造４１について詳細に説明し、第２の吸排気構造については簡略化して説明する。

第１の吸排気構造４１は、図４および図５に示すように、前シリンダヘッド８、並びに前シリンダヘッド８に設けられた吸気ポート２１、排気ポート２５、吸気バルブ駆動用カムシャフト２８、排気バルブ駆動用カムシャフト２９、吸気通路部材２２、接続通路４２、排気通路４５、接続通路開閉バルブ４７、排気通路開閉バルブ５１およびバルブ駆動機構５５を備えている。なお、接続通路４２は特許請求の範囲における第２の吸気通路の具体例であり、接続通路開閉バルブ４７は特許請求の範囲における第１のバルブの具体例であり、排気通路開閉バルブ５１は特許請求の範囲における第２のバルブの具体例である。

接続通路４２は、上記第１の燃焼室の外側に設けられ、吸気ポート２１の入口部２１Ａと排気ポート２５の出口部２５Ｂとの間を接続し、吸気ポート２１に供給する燃料燃焼用の空気の一部を排気ポート２５に供給する通路である。接続通路４２は、鞍乗型車両１の外部から取り込んだ燃料燃焼用の空気を排気ポート２５に供給する吸気通路として機能する。接続通路４２は、図４に示すように、前シリンダヘッド８において、４つの挿入穴２７の外側（円Ｃの外側）に配置されている。また、接続通路４２は、前シリンダヘッド８において、カムシャフト駆動機構収容室３１が設けられている側の反対側、すなわち、前シリンダヘッド８の左側に配置されている。

また、接続通路４２は前シリンダヘッド８に一体形成されている。接続通路４２は、その全周が前シリンダヘッド８と同じ材料により包囲された管状またはトンネル状に形成されている。また、接続通路４２は、前シリンダヘッド８の左側を上記第１の燃焼室を迂回するように概ね円弧状またはコ字状に伸長している。また、接続通路４２の一端部には流入口４２Ａ（図６参照）が形成され、接続通路４２の他端部には流出口４２Ｂが形成されている。

空気の供給方向において接続通路４２の上流側は吸気ポート２１の途中に接続されている。具体的には、接続通路４２の流入口４２Ａは、図６に示すように、吸気ポート２１の入口部２１Ａの内部の周面の一部に開口している。接続通路４２の流入口４２Ａは吸気ポート２１が２つの出口部２１Ｂに分岐する部分に配置されている。

また、空気の供給方向において接続通路４２の下流側は排気ポート２５の途中に接続されている。具体的には、接続通路４２の流出口４２Ｂは、図４に示すように、排気ポート２５の出口部２５Ｂの途中に接続されている。また、接続通路４２の流出口４２Ｂは、排気ポート２５において２つの入口部２５Ａが合流する合流部２５Ｃに接続されている。

また、接続通路４２は前シリンダヘッド８の軸線Ｚの伸長方向に直交する方向に伸長している。具体的には、接続通路４２は、前シリンダヘッド８の後側を前シリンダヘッド８の左右方向のほぼ中央部から左方に伸長し、その後湾曲し、前シリンダヘッド８の左側を前シリンダヘッド８の後側から前側に向かって下方に傾斜しつつ前方に伸長し、その後湾曲し、前シリンダヘッド８の前側を前シリンダヘッド８の左側から右方に伸長している。

また、接続通路４２の伸長方向の中間部、具体的には、接続通路４２において、前シリンダヘッド８の左側を下方に傾斜しつつ前方に伸長している部分には、接続通路開閉バルブ４７を収容するための接続通路開閉バルブ収容部４３が形成されている。接続通路開閉バルブ収容部４３は、図５に示すように、左右方向に伸長し、右端部が閉塞された筒状に形成されている。また、図４に示すように、接続通路開閉バルブ収容部４３の左端部には、接続通路開閉バルブ４７を装着するための装着穴４３Ａが形成されている。また、接続通路開閉バルブ収容部４３の周壁の後上部および前下部には、接続通路４２において接続通路開閉バルブ収容部４３よりも上流側の部分と接続通路開閉バルブ収容部４３よりも下流側の部分とを接続して連通させる接続穴４３Ｂがそれぞれ形成されている。

排気通路４５は、図１に示すように、排気ポート２５と前排気管１３との間に接続され、上記第１の燃焼室内から排気ポート２５を介して排出された排気ガスを前排気管１３に送る通路である。排気通路４５は、前シリンダヘッド８の前部の左右方向中央部に配置されている。図４に示すように、排気通路４５は管状に形成され、排気ポート２５と一体化している。排気ガスの排出方向において排気通路４５の上流側（流入口）は排気ポート２５の出口部２５Ｂと連通している。また、排気通路４５は、排気ポート２５において、当該排気ポート２５と接続通路４２との接続位置よりも排気ガスの排出方向において下流側の部分に接続されている。また、図３に示すように、排気通路４５は、前シリンダヘッド８の軸線Ｚと直交する方向、具体的には、下方に傾斜しつつ前方に直線状に伸長している。また、排気ガスの排出方向において排気通路４５の下流側の端部（流出口）には排気管取付部４５Ａが形成され、排気管取付部４５Ａには前排気管１３が取り付けられている。

また、排気通路４５の伸長方向の中間部には、排気通路開閉バルブ５１を収容するための排気通路開閉バルブ収容部４６が形成されている。排気通路開閉バルブ収容部４６は、図５に示すように、左右方向に伸長し、右端部が閉塞された筒状に形成されている。また、図４に示すように、排気通路開閉バルブ収容部４６の左端部には、排気通路開閉バルブ５１を装着するための装着穴４６Ａが形成されている。また、排気通路開閉バルブ収容部４６の周壁の後上部および前下部には、排気通路４５において排気通路開閉バルブ収容部４６よりも上流側の部分と排気通路開閉バルブ収容部４６よりも下流側の部分とを接続して連通させる接続穴４６Ｂがそれぞれ形成されている。

図７は、接続通路開閉バルブ４７、排気通路開閉バルブ５１およびバルブ駆動機構５５を示している。接続通路開閉バルブ４７は、接続通路４２を開閉するバルブである。図４および図７に示すように、接続通路開閉バルブ４７は回転体４８およびバルブシャフト５０を備えている。接続通路開閉バルブ４７は、回転体４８を一方向に連続的に回転させることによって接続通路４２を開閉する連続回転式バルブである。

回転体４８はその外形が円柱状に形成されている。回転体４８は、接続通路開閉バルブ収容部４３の装着穴４３Ａから接続通路開閉バルブ収容部４３内に装着されることにより、接続通路４２内に配置されている。また、図４に示すように、回転体４８はその軸線Ｐが左右方向となるように接続通路開閉バルブ収容部４３内に装着され、接続通路４２内において、軸線Ｐを中心として回転することができる。

また、回転体４８には、回転体４８をその径方向に貫通する連通穴４９が形成されている。連通穴４９は、前シリンダユニットの吸気行程の間に、接続通路４２において回転体４８よりも上流側の部分と回転体４８よりも下流側の部分とを連通させて、接続通路４２を開くための穴である。なお、回転体４８は特許請求の範囲における第１の回転体の具体例であり、連通穴４９は特許請求の範囲における第１の連通穴の具体例である。

バルブシャフト５０は左右方向に伸長し、回転体４８と同軸に配置され、バルブシャフト５０の右端側は回転体４８の左端部に固定されている。

排気通路開閉バルブ５１は排気通路４５を開閉するバルブである。図４および図７に示すように、排気通路開閉バルブ５１は回転体５２およびバルブシャフト５４を備えている。排気通路開閉バルブ５１は、回転体５２を一方向に連続的に回転させることによって排気通路４５を開閉する連続回転式バルブである。

回転体５２はその外形が円柱状に形成されている。回転体５２は、排気通路開閉バルブ収容部４６の装着穴４６Ａから排気通路開閉バルブ収容部４６内に装着されることにより、排気通路４５内に配置されている。また、図４に示すように、回転体５２はその軸線Ｑが左右方向となるように排気通路開閉バルブ収容部４６内に装着され、排気通路４５内において、軸線Ｑを中心として回転することができる。

また、回転体５２には、回転体５２をその径方向に貫通する連通穴５３が形成されている。連通穴５３は、前シリンダユニットの排気行程の間に、排気通路４５において回転体５２よりも上流側の部分と回転体５２よりも下流側の部分とを連通させて、排気通路４５を開くための穴である。なお、回転体５２は特許請求の範囲における第２の回転体の具体例であり、連通穴５３は特許請求の範囲における第２の連通穴の具体例である。

バルブシャフト５４は左右方向に伸長し、回転体５２と同軸に配置され、バルブシャフト５４の右端側は回転体５２の左端部に固定されている。

また、本実施例においては、図４に示すように、接続通路開閉バルブ収容部４３の装着穴４３Ａと排気通路開閉バルブ収容部４６の装着穴４６Ａとが左右方向において同じ位置となるように、接続通路開閉バルブ収容部４３および排気通路開閉バルブ収容部４６のそれぞれの左右方向の長さが設定されている。また、本実施例においては、接続通路開閉バルブ４７の回転体４８の左端部と排気通路開閉バルブ５１の回転体５２の左端部とが左右方向において同じ位置となるように、接続通路開閉バルブ４７の回転体４８および排気通路開閉バルブ５１の回転体５２のそれぞれの左右方向の長さが設定されている。

また、本実施例においては、図３に示すように、鞍乗型車両１の側面視において、接続通路開閉バルブ４７は排気バルブ駆動用カムシャフト２９の後方に配置され、排気通路開閉バルブ５１は排気バルブ駆動用カムシャフト２９の下方に配置されている。

バルブ駆動機構５５は接続通路開閉バルブ４７および排気通路開閉バルブ５１を駆動する機構である。バルブ駆動機構５５は、前シリンダヘッド８の吸気行程においては接続通路４２を開き、かつ排気通路４５を閉じ、前シリンダヘッド８の排気行程においては接続通路４２を閉じ、かつ排気通路４５を開くように接続通路開閉バルブ４７および排気通路開閉バルブ５１を駆動する。また、バルブ駆動機構５５は、排気バルブ駆動用カムシャフト２９の回転を接続通路開閉バルブ４７および排気通路開閉バルブ５１に伝達することにより接続通路開閉バルブ４７および排気通路開閉バルブ５１をそれぞれ駆動する。また、バルブ駆動機構５５は乾式のベルト駆動方式を採用している。バルブ駆動機構５５は、駆動プーリ５６、第１の従動プーリ５７、第２の従動プーリ５８およびベルト５９を備えている。

また、バルブ駆動機構５５は、図２に示すように、エンジン５の外側に設けられている。すなわち、バルブ駆動機構５５が設けられている場所は、クランクケース６の内部ではなく、前シリンダ７の内部でもなく、前シリンダヘッド８の内部でもなく、前シリンダヘッドカバー９の内部でもなく、これらの外部である。また、バルブ駆動機構５５は、図５に示すように、前シリンダヘッド８においてカムシャフト駆動機構収容室３１が設けられている側の反対側の部分の側方、すなわち、前シリンダヘッド８の左方に配置されている。また、図１に示すように、前排気管１３において、その上流側端部から曲がり部１３Ａにかけての上流側部分１３Ｂは、鞍乗型車両１の前面視において、排気通路４５の下流側端部から右方に傾斜しつつ下方へ伸長している。バルブ駆動機構５５は、前シリンダヘッド８の側方であって、排気通路４５の下流側端部から前排気管１３の上流側部分１３Ｂが伸長する方向と左右反対の方向、すなわち、前シリンダヘッド８の左方に配置されている。また、バルブ駆動機構５５は接続通路４２の左方に配置されている。また、図２に示すように、バルブ駆動機構５５はラジエータ１６の下方に配置されている。また、バルブ駆動機構５５はラジエータ１６の前面よりも後方に配置されている。

バルブ駆動機構５５において、駆動プーリ５６は、前シリンダヘッド８の外側において、排気バルブ駆動用カムシャフト２９の左端部に接続されている。すなわち、前シリンダヘッド８の左前部には切欠き部８Ａが形成されている。また、前シリンダヘッドカバー９の左前部において、前シリンダヘッド８の切欠き部８Ａに対応する箇所にも切欠き部が形成されている。前シリンダヘッド８に前シリンダヘッドカバー９が取り付けられたとき、前シリンダヘッド８の切欠き部８Ａと前シリンダヘッドカバー９の切欠き部とにより穴が形成される。排気バルブ駆動用カムシャフト２９の左端部は、前シリンダヘッド８の切欠き部８Ａおよび前シリンダヘッドカバー９の切欠き部により形成された穴を介して前シリンダヘッド８から左方に突出している。駆動プーリ５６は、排気バルブ駆動用カムシャフト２９において前シリンダヘッドカバー９から左方に突出した左端部に接続され、固定されている。

また、第１の従動プーリ５７は接続通路開閉バルブ４７のバルブシャフト５０の左端部に接続され、固定されている。また、第２の従動プーリ５８は排気通路開閉バルブ５１のバルブシャフト５４の左端部に接続され、固定されている。

ベルト５９は、駆動プーリ５６、第１の従動プーリ５７および第２の従動プーリ５８に掛け渡されている。ベルト５９は乾式ベルトであり、例えば、ゴム、樹脂または金属により形成されている。また、ベルト５９の内向きの面および各プーリ５６～５８の外周面のそれぞれに歯を設け、ベルト５９の歯と各プーリ５６～５８の歯とを噛み合わせるようにしてもよい。

図３に示すように、鞍乗型車両１の側面視において、第１の従動プーリ５７の回転中心Ｅおよび第２の従動プーリ５８の回転中心Ｆはいずれも排気バルブ駆動用カムシャフト２９の回転中心Ｄよりも後方に位置している。

また、本実施例においては、駆動プーリ５６、第１の従動プーリ５７および第２の従動プーリ５８のそれぞれの直径はそれぞれ互いに等しい。それゆえ、排気バルブ駆動用カムシャフト２９が１回転すると、接続通路開閉バルブ４７の回転体４８および排気通路開閉バルブ５１の回転体５２がそれぞれ１回転する。

また、接続通路開閉バルブ４７の回転体４８の接続通路開閉バルブ収容部４３に対する取付角度は、前シリンダユニットの吸気行程の間に、接続通路４２において回転体４８よりも上流側の部分と回転体４８よりも下流側の部分とが連通穴４９を介して連通し、前シリンダユニットの排気行程の間に、接続通路４２において回転体４８よりも上流側の部分と回転体４８よりも下流側の部分とが回転体４８により遮断されるように設定されている。例えば、接続通路開閉バルブ４７の回転体４８の接続通路開閉バルブ収容部４３に対する取付角度は、前シリンダユニットの吸気行程の期間の開始時から当該吸気行程の期間のほぼ半分が経過したときに、接続通路開閉バルブ４７の連通穴４９の伸長方向が接続通路４２の伸長方向とほぼ一致し、前シリンダユニットの排気行程の期間の開始時から当該排気行程の期間のほぼ半分が経過したときに、接続通路開閉バルブ４７の連通穴４９の伸長方向が接続通路４２の伸長方向とほぼ直交するように設定されている。

また、排気通路開閉バルブ５１の回転体５２の排気通路開閉バルブ収容部４６に対する取付角度は、前シリンダユニットの吸気行程の間に、排気通路４５において回転体５２よりも上流側の部分と回転体５２よりも下流側の部分とが回転体５２により遮断され、前シリンダユニットの排気行程の間に、排気通路４５において回転体５２よりも上流側の部分と回転体５２よりも下流側の部分とが連通穴５３を介して連通するように設定されている。例えば、排気通路開閉バルブ５１の回転体５２の排気通路開閉バルブ収容部４６に対する取付角度は、前シリンダユニットの吸気行程の期間の開始時から当該吸気行程の期間のほぼ半分が経過したときに、排気通路開閉バルブ５１の連通穴５３の伸長方向が排気通路４５の伸長方向とほぼ直交し、前シリンダユニットの排気行程の期間の開始時から当該排気行程の期間のほぼ半分が経過したときに、排気通路開閉バルブ５１の連通穴５３の伸長方向が排気通路４５の伸長方向とほぼ一致するように設定されている。

接続通路開閉バルブ４７の回転体４８の取付角度および排気通路開閉バルブ５１の回転体５２の取付角度をこのように設定することにより、接続通路開閉バルブ４７の連通穴４９の伸長方向（開口方向）と排気通路開閉バルブ５１の連通穴５３の伸長方向（開口方向）とは、図７に示すように概ね９０度異なる。

図８は第１の吸排気構造４１の動作を示している。エンジン５が作動を開始し、クランクシャフトが回転すると、クランクシャフトの回転がカムシャフト駆動機構により前シリンダヘッド８の吸気バルブ駆動用カムシャフト２８および排気バルブ駆動用カムシャフト２９にそれぞれ伝達され、これらカムシャフト２８、２９が回転する。これらカムシャフト２８、２９の回転数は、クランクシャフトの回転数の２分の１であり、これらカムシャフト２８、２９は、前シリンダユニットにおける吸気行程、圧縮行程、膨張行程および排気行程からなる１サイクルごとに１回転する。

そして、排気バルブ駆動用カムシャフト２９と共に駆動プーリ５６が回転する。駆動プーリ５６の回転はベルト５９により第１の従動プーリ５７および第２の従動プーリ５８に伝達され、第１の従動プーリ５７および第２の従動プーリ５８がそれぞれ回転する。鞍乗型車両１を左方から見たとき、図３に示すように、駆動プーリ５６、第１の従動プーリ５７および第２の従動プーリ５８は反時計回り方向（図３中の矢印Ｋが示す方向）に回転する。そして、第１の従動プーリ５７と共に接続通路開閉バルブ４７の回転体４８が回転する。また、第２の従動プーリ５８と共に排気通路開閉バルブ５１の回転体５２が回転する。接続通路開閉バルブ４７の回転体４８および排気通路開閉バルブ５１の回転体５２は、前シリンダユニットにおける吸気行程、圧縮行程、膨張行程および排気行程からなる１サイクルごとにそれぞれ１回転する。

このように接続通路開閉バルブ４７の回転体４８および排気通路開閉バルブ５１の回転体５２がそれぞれ回転している状態において、前シリンダユニットの吸気行程の間には、図８（Ａ）に示すように、接続通路４２において接続通路開閉バルブ４７の回転体４８よりも上流側の部分と接続通路開閉バルブ４７の回転体４８よりも下流側の部分とが接続通路開閉バルブ４７の連通穴４９を介して連通することにより、接続通路４２が開く。これと同時に、排気通路４５において排気通路開閉バルブ５１の回転体５２よりも上流側の部分と排気通路開閉バルブ５１の回転体５２よりも下流側の部分とが排気通路開閉バルブ５１の回転体５２により遮断されることにより、排気通路４５が閉じる。また、前シリンダヘッド８に設けられた排気バルブ駆動用カムシャフト２９は、排気ポート２５が前シリンダユニットの排気行程から吸気行程に亘って開くように各排気バルブを駆動するので、前シリンダユニットの吸気行程においては、吸気ポート２１だけでなく、排気ポート２５も開いた状態になる。これにより、鞍乗型車両１の外部から取り込まれた燃料燃焼用の空気は、吸気通路部材２２から吸気ポート２１の入口部２１Ａ内に流入し、この吸気ポート２１の入口部２１Ａ内に流入した空気の一部は吸気ポート２１の各出口部２１Ｂ内を通って上記第１の燃焼室内に流入する。また、吸気ポート２１の入口部２１Ａ内に流入した空気の他の一部は、接続通路４２の流入口４２Ａ（図６参照）から接続通路４２内に流入し、接続通路開閉バルブ４７の連通穴４９内を通り、続いて接続通路４２の流出口４２Ｂを通り、排気ポート２５の出口部２５Ｂにおける合流部２５Ｃに流入する。このとき、排気通路開閉バルブ５１により排気通路４５が閉じているので、排気ポート２５の合流部２５Ｃに流入した空気は、排気ポート２５の各入口部２５Ａを通って上記第１の燃焼室内に流入する。このように、前シリンダユニットの吸気行程の間には、燃料燃焼用の空気が吸気ポート２１および排気ポート２５の双方を通って上記第１の燃焼室内に供給される。

また、前シリンダユニットの排気行程の間には、図８（Ｂ）に示すように、接続通路４２において接続通路開閉バルブ４７の回転体４８よりも上流側の部分と接続通路開閉バルブ４７の回転体４８よりも下流側の部分とが接続通路開閉バルブ４７の回転体４８により遮断されることにより、接続通路４２が閉じる。これと同時に、排気通路４５において排気通路開閉バルブ５１の回転体５２よりも上流側の部分と排気通路開閉バルブ５１の回転体５２よりも下流側の部分とが排気通路開閉バルブ５１の連通穴５３を介して連通することにより、排気通路４５が開く。これにより、排気ガスは、上記第１の燃焼室内から排気ポート２５の各入口部２５Ａおよび出口部２５Ｂを順次通って排気通路４５内に流入する。排気通路４５内に流入した排気ガスは、排気通路開閉バルブ５１の連通穴５３を通って前排気管１３内へ排出される。このとき、接続通路開閉バルブ４７により接続通路４２が閉じているので、排気ガスが接続通路４２および吸気ポート２１の入口部２１Ａを介して吸気通路部材２２へ流れることが防止される。

なお、本実施例においては、前シリンダユニットの吸気行程の間だけでなく前シリンダユニットの膨張行程の間にも、接続通路４２において接続通路開閉バルブ４７の回転体４８よりも上流側の部分と接続通路開閉バルブ４７の回転体４８よりも下流側の部分とが接続通路開閉バルブ４７の連通穴４９を介して連通することにより、接続通路４２が開く。しかしながら、前シリンダユニットの膨張行程の間においては、前シリンダヘッド８に設けられた各吸気バルブおよび各排気バルブがいずれも閉じているので、この間に接続通路４２が開くことはエンジン５の作動に影響しない。また、前シリンダユニットの排気行程の間だけでなく前シリンダユニットの圧縮行程の間にも、排気通路４５において排気通路開閉バルブ５１の回転体５２よりも上流側の部分と排気通路開閉バルブ５１の回転体５２よりも下流側の部分とが排気通路開閉バルブ５１の連通穴５３を介して連通することにより、排気通路４５が開く。しかしながら、前シリンダユニットの圧縮行程の間においては、前シリンダヘッド８に設けられた各吸気バルブおよび各排気バルブがいずれも閉じているので、この間に排気通路４５が開くことはエンジン５の作動に影響しない。

一方、第２の吸排気構造は、後シリンダヘッド１１、並びに後シリンダヘッド１１に設けられた吸気ポート、排気ポート、吸気バルブ駆動用カムシャフト、排気バルブ駆動用カムシャフト、吸気通路部材、接続通路、排気通路、接続通路開閉バルブ、排気通路開閉バルブおよびバルブ駆動機構を備えている。第２の吸排気構造は、第１の吸排気構造と概ね点対称の構造および形状を有している。また、第２の吸排気構造は、第１の吸排気構造と同様に動作する。なお、第２の吸排気構造は、第１の吸排気構造と概ね点対称である点を除き、第１の吸排気構造と同様に形成されているので、第２の吸排気構造については図示を省略している。

以上説明した通り、本発明の実施例の第１の吸排気構造４１は、前シリンダヘッド８に、接続通路４２、排気通路４５、接続通路開閉バルブ４７、排気通路開閉バルブ５１およびバルブ駆動機構５５が設けられ、前シリンダユニットの吸気行程においては、吸気ポート２１および排気ポート２５を開き、接続通路４２を開き、かつ排気通路４５を閉じ、前シリンダユニットの排気行程においては、吸気ポート２１を閉じ、排気ポート２５を開き、接続通路４２を閉じ、かつ排気通路４５を開く構成を有している。この構成によれば、前シリンダユニットの吸気行程において、燃料燃焼用の空気を吸気ポート２１および排気ポート２５の双方を介して上記第１の燃焼室内へ供給することができる。したがって、上記第１の燃焼室への吸入空気量を増加させることができる。また、第１の吸排気構造４１と同様の構造および形状を有する本実施例の第２の吸排気構造によっても、上記第２の燃焼室への吸入空気量を増加させることができる。このように、エンジンへの吸入空気量を増加させることによって、エンジン５の出力を向上させることができる。また、本実施例によれば、エンジン５の吸気経路の途中に過給機のコンプレッサを設けることなく、各燃焼室内への吸入空気量を増加させることができ、エンジン５の小型化を図ることができる。また、本実施例によれば、ラムエア流量を増加させるための大型のエアインテークダクトを鞍乗型車両１に取り付けることなく、各燃焼室内への吸入空気量を増加させることができ、鞍乗型車両１の小型化を図ることができる。

また、本実施例の第１の吸排気構造４１においては、接続通路開閉バルブ４７および排気通路開閉バルブ５１を駆動するバルブ駆動機構５５がエンジン５の外側に設けられているので、接続通路開閉バルブ４７および排気通路開閉バルブ５１を駆動する機構をエンジン５の内部に設ける場合と比較して、エンジン５を小型化することができる。この点は、本実施例の第２の吸排気構造についても同様である。

また、本実施例の第１の吸排気構造４１において、バルブ駆動機構５５は、排気バルブ駆動用カムシャフト２９の回転を接続通路開閉バルブ４７および排気通路開閉バルブ５１に伝達することにより接続通路開閉バルブ４７および排気通路開閉バルブ５１を駆動する。この構成により、第１の吸排気構造４１の各構成要素を前シリンダヘッド８にコンパクトに集約することができ、エンジン５および鞍乗型車両１の小型化を図ることができる。また、このように、エンジン５の作動により回転する単一のシャフトから、接続通路開閉バルブ４７および排気通路開閉バルブ５１を駆動する動力をとる構成であるので、第１の吸排気構造４１が複雑化することを防止することができ、第１の吸排気構造４１の組立工数および部品点数を削減することができる。また、カムシャフト２９の回転を用いて接続通路開閉バルブ４７および排気通路開閉バルブ５１を回転させることにより、接続通路開閉バルブ４７による接続通路４２の開閉、および排気通路開閉バルブ５１による排気通路４５の開閉を、エンジン５（前シリンダユニット）の４つの行程のサイクルに高精度に同期させることができる。本実施例の第２の吸排気構造においても、第１の吸排気構造４１と同様に、第２の吸排気構造の各構成要素を後シリンダヘッド１１にコンパクトに集約することができ、また、第２の吸排気構造が複雑化することを防止することができ、また、接続通路開閉バルブおよび排気通路開閉バルブの開閉動作をエンジン５（後シリンダユニット）の４つの行程のサイクルに高精度に同期させることができる。

また、本実施例の第１の吸排気構造４１において、バルブ駆動機構５５は前シリンダヘッド８においてカムシャフト駆動機構収容室３１が設けられている側の反対側の部分の側方に配置されている。この構成により、バルブ駆動機構５５を前シリンダヘッド８においてカムシャフト駆動機構収容室３１が設けられている側の側方に配置する場合と比較して、前シリンダヘッド８の片側の突出量を抑制することができ、エンジン５の大型化を抑制することができる。また、エンジン５の左右の重量バランスをとることができる。また、バルブ駆動機構５５に走行風が当たり易くなり、バルブ駆動機構５５の冷却効率を高めることができる。また、シリンダヘッドの片側の突出量を抑制することができる点、エンジン５の左右の重量バランスをとることができる点、およびバルブ駆動機構５５の冷却効率を高めることができる点は、本実施例の第２の吸排気構造についても同様である。

また、本実施例の第１の吸排気構造４１において、鞍乗型車両１の側面視において、接続通路開閉バルブ４７は排気バルブ駆動用カムシャフト２９の後方に配置され、排気通路開閉バルブ５１は排気バルブ駆動用カムシャフト２９の下方に配置されている。この構成より、第１の吸排気構造４１がエンジン５の前方に突出することを防ぐことができ、鞍乗型車両１の大型化を抑制することができる。

また、本実施例の第１の吸排気構造４１において、バルブ駆動機構５５はラジエータ１６の下方に配置されている。この構成により、ラジエータ１６を上下方向において車体フレーム２とバルブ駆動機構５５との間の空間に配置することができ、ラジエータ１６をエンジン５の側に寄せることができる。これにより、鞍乗型車両１の大型化を抑制することができる。また、ラジエータ１６からの排風がバルブ駆動機構５５の上方を後方に向かって流れるので、ラジエータ１６からの排風がバルブ駆動機構５５に当たることを抑制することができる。これにより、ラジエータ１６からの排風の熱によりベルト５９等が早期に劣化するなどの熱害を防止することができる。

また、本実施例の第１の吸排気構造４１において、バルブ駆動機構５５は、前シリンダヘッド８の側方であって、排気通路４５から前排気管１３の上流側部分１３Ｂが伸長する方向と左右反対の方向に配置されている。この構成より、バルブ駆動機構５５が前排気管１３に干渉することを防止することができる。また、バルブ駆動機構５５と前排気管１３との間の距離を大きくすることでき、前排気管１３からの熱によりベルト５９等が早期に劣化するなどの熱害を防止することができる。

また、本実施例の第１の吸排気構造４１において、バルブ駆動機構５５は、排気バルブ駆動用カムシャフト２９に接続された駆動プーリ５６と、接続通路開閉バルブ４７に接続された第１の従動プーリ５７と、排気通路開閉バルブ５１に接続された第２の従動プーリと、駆動プーリ５６、第１の従動プーリ５７および第２の従動プーリ５８に掛け渡されたベルト５９とを備えている。この構成により、バルブ駆動機構５５をギヤおよびチェーンを用いて形成する場合と比較して、バルブ駆動機構５５の作動時の静粛性を高めることができる。また、バルブ駆動機構５５をプーリ５６～５８およびベルト５９を用いて形成することにより、グリスまたはオイルによる潤滑を不要にすることができる。それゆえ、グリスの飛散を抑制する構造や、バルブ駆動機構にオイルを供給する通路構造等をエンジン５に追加する必要がなくなるので、エンジン５の大型化を抑制することができる。また、バルブ駆動機構５５の作動時の静粛性を高めることができる点、およびグリスの飛散を抑制する構造やバルブ駆動機構にオイルを供給する通路構造等をエンジン５に追加する必要がなくなる点は、本実施例の第２の吸排気構造についても同様である。

また、本実施例の第１の吸排気構造４１において、鞍乗型車両１の側面視において、第１の従動プーリ５７の回転中心Ｅおよび第２の従動プーリ５８の回転中心Ｆはいずれも排気バルブ駆動用カムシャフト２９の回転中心Ｄよりも後方に位置している。この構成により、バルブ駆動機構５５がエンジン５の前方に突出することを防止することができ、鞍乗型車両１の大型化を抑制することができる。

また、本実施例の第１の吸排気構造４１において、接続通路開閉バルブ４７は、接続通路４２内に配置された回転体４８を備え、回転体４８は、バルブ駆動機構５５により伝達された動力により一方向に連続的に回転し、回転体４８には当該回転体４８を貫通する連通穴４９が形成されている。また、排気通路開閉バルブ５１は、排気通路４５内に配置された回転体５２を備え、回転体５２はバルブ駆動機構５５により伝達された動力により一方向に連続的に回転し、回転体５２には当該回転体５２を貫通する連通穴５３が形成されている。接続通路開閉バルブ４７および排気通路開閉バルブ５１をこのような構成としたことにより、弁体を揺動または往復動させるタイプのバルブと比較して、バルブ駆動時の振動または騒音を抑制することができる。また、弁体を揺動または往復動させるタイプのバルブと比較して、バルブの駆動に要するエネルギーを小さくすることができるので、バルブ駆動時のエンジン５の負荷を軽減することができる。また、バルブ駆動時の振動または騒音を抑制することができる点、およびバルブの駆動に要するエネルギーを小さくすることができる点は、本実施例の第２の吸排気構造についても同様である。

なお、図９に示すように、第１の吸排気構造４１の排気通路開閉バルブ５１の外周面において排気通路４５に接近した部分に、カーボン排出用の溝６１を形成してもよい。溝６１は、複数形成し、排気通路開閉バルブ５１の外周面の全周に亘って配列することが好ましい。また、各溝６１は、排気通路開閉バルブ５１の軸方向に伸長するように形成し、かつ、排気通路開閉バルブ５１の軸方向において、排気通路４５から遠い側の端部６１Ａよりも排気通路４５に近い側の端部６１Ｂが、排気通路開閉バルブ５１の回転方向（図９中の矢印の方向）において後方となるように傾斜させることが好ましい。第１の吸排気構造４１の使用を継続すると、排気ガスに含まれるカーボンが排気通路開閉バルブ５１と排気通路開閉バルブ収容部４６との間に入ることが考えられる。排気通路開閉バルブ５１に溝６１を形成することにより、排気通路開閉バルブ５１と排気通路開閉バルブ収容部４６との間に入ったカーボンを、溝６１を介して排気通路４５内に排出することができる。これにより、排気通路開閉バルブ５１と排気通路開閉バルブ収容部４６との間にカーボンが蓄積し、排気通路開閉バルブ５１の回転時の摩擦抵抗が増大して排気通路開閉バルブ５１が回転し難くなることを抑制することができる。また、第２の吸排気構造の排気通路開閉バルブにも同様の溝を形成してもよい。

また、上記実施例では、第１の吸排気構造４１において、駆動プーリ５６、第１の従動プーリ５７および第２の従動プーリ５８のそれぞれの直径をそれぞれ互いに等くし、排気バルブ駆動用カムシャフト２９が１回転すると、接続通路開閉バルブ４７の回転体４８および排気通路開閉バルブ５１の回転体５２がそれぞれ１回転する構成とした。しかしながら、本発明はこれに限定されない。駆動プーリ５６の直径を第１の従動プーリ５７および第２の従動プーリ５８のそれぞれの直径の２分の１とし、排気バルブ駆動用カムシャフト２９が２回転するごとに、接続通路開閉バルブ４７の回転体４８および排気通路開閉バルブ５１の回転体５２がそれぞれ１回転する構成としてもよい。この場合には、接続通路開閉バルブ４７の回転体４８の４５度の回転によって接続通路４２の開閉を切り替えることができるように回転体４８の直径、連通穴４９の開口面積、接続通路４２の流路面積等を設定し、かつ排気通路開閉バルブ５１の回転体５２の４５度の回転によって排気通路４５の開閉を切り替えることができるように回転体５２の直径、連通穴５３の開口面積、排気通路４５の流路面積等を設定する。第２の吸排気構造においてもこのような構成を採用することができる。

また、上記実施例では、第１の吸排気構造４１において、接続通路４２を前シリンダヘッド８に一体形成したが、これに代え、接続通路４２をホースまたはパイプ等により形成することも可能である。また、第１の吸排気構造４１のバルブ駆動機構５５において、ベルト５９に代えてチェーンを用い、各プーリ５６～５８に代えてギヤを用いてもよい。第２の吸排気構造の接続通路およびバルブ駆動機構についてもこのような変更を行うことができる。

また、上記実施例では、第１の吸排気構造４１において、接続通路４２の流入口４２Ａを吸気ポート２１の入口部２１Ａに接続したが、接続通路４２の流入口を、空気の供給方向において吸気ポート２１よりも上流側に配置された吸気系の部材、例えば吸気通路部材２２等に接続してもよい。

また、上記実施例では、第１の吸排気構造４１において、排気バルブ駆動用カムシャフト２９の回転を接続通路開閉バルブ４７および排気通路開閉バルブ５１に伝達することにより接続通路開閉バルブ４７および排気通路開閉バルブ５１を駆動することとしたが、吸気バルブ駆動用カムシャフト２８の回転を接続通路開閉バルブ４７および排気通路開閉バルブ５１に伝達することにより接続通路開閉バルブ４７および排気通路開閉バルブ５１を駆動してもよい。また、本発明はＳＯＨＣ（シングルオーバーヘッドカム）にも適用することができる。この場合には、ＳＯＨＣのカムシャフトの回転を接続通路開閉バルブ４７および排気通路開閉バルブ５１に伝達することにより接続通路開閉バルブ４７および排気通路開閉バルブ５１を駆動する。第２の吸排気構造についても、接続通路開閉バルブおよび排気通路開閉バルブを駆動する構成をこのように変更することができる。

また、上記実施例では、本発明のエンジンの吸排気構造をＶ型２気筒のエンジン５に適用する場合を例にあげたが、本発明は単気筒のエンジンにも適用することができる。また、本発明は、例えば接続通路４２、排気通路４５、接続通路開閉バルブ４７、排気通路開閉バルブ５１およびバルブ駆動機構５５等をシリンダヘッドの左右両側にそれぞれ設けることにより、並列２気筒のエンジンにも適用することが可能である。

また、上記実施例の鞍乗型車両１の各部品の配置が左右逆である場合には、それに合わせて上記実施例の第１の吸排気構造４１および第２の吸排気構造の各部品の配置も左右逆にする。

また、本発明は、鞍乗型車両のエンジンに限らず、他の種類の車両のエンジン、または車両以外の乗り物、装置または機器のエンジンにも適用することができる。

また、本発明は、請求の範囲および明細書全体から読み取ることのできる発明の要旨または思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴うエンジンの吸排気構造もまた本発明の技術思想に含まれる。

１ 鞍乗型車両（車両）
５ エンジン
８ 前シリンダヘッド（シリンダヘッド）
１１ 後シリンダヘッド
１３ 前排気管（排気管）
１３Ｂ 上流側部分
１６ ラジエータ
２１ 吸気ポート
２２ 吸気通路部材（第１の吸気通路）
２５ 排気ポート
２５Ａ 入口部
２５Ｂ 出口部
２５Ｃ 合流部
２７ 挿入穴
２８ 吸気バルブ駆動用カムシャフト
２９ 排気バルブ駆動用カムシャフト
３１ カムシャフト駆動機構収容室（収容室）
４１ 第１の吸排気構造（吸排気構造）
４２ 接続通路（第２の吸気通路）
４５ 排気通路
４７ 接続通路開閉バルブ（第１のバルブ）
４８ 回転体（第１の回転体）
４９ 連通穴（第１の連通穴）
５１ 排気通路開閉バルブ（第２のバルブ）
５２ 回転体（第２の回転体）
５３ 連通穴（第２の連通穴）
５５ バルブ駆動機構
５６ 駆動プーリ
５７ 第１の従動プーリ
５８ 第２の従動プーリ
５９ ベルト

Claims (8)

1. エンジンのシリンダヘッドと、
   前記シリンダヘッドに設けられ、前記エンジンの燃焼室に接続された吸気ポートと、
   前記シリンダヘッドに設けられ、前記燃焼室に接続された排気ポートと、
   前記シリンダヘッドに設けられ、前記吸気ポートを開閉する吸気バルブおよび前記排気ポートを開閉する排気バルブを駆動するカムシャフトと、
   前記吸気ポートに接続され、燃料燃焼用の空気を前記吸気ポートに供給する第１の吸気通路と、
   前記排気ポートに接続され、燃料燃焼用の空気を前記排気ポートに供給する第２の吸気通路と、
   前記排気ポートにおいて、当該排気ポートと前記第２の吸気通路との接続位置よりも前記エンジンの排気ガスの排出方向において下流側の部分と、前記排気ガスを前記エンジン外へ排出するための排気管との間に接続され、前記燃焼室内から前記排気ポートを介して排出された前記排気ガスを前記排気管に送る排気通路と、
   前記第２の吸気通路を開閉する第１のバルブと、
   前記排気通路を開閉する第２のバルブと、
   前記エンジンの外側に設けられ、前記カムシャフトの回転を前記第１のバルブおよび前記第２のバルブに伝達することにより前記第１のバルブおよび前記第２のバルブを駆動するバルブ駆動機構とを備え、
   前記カムシャフトは、前記エンジンの吸気行程において前記吸気ポートおよび前記排気ポートを開き、前記エンジンの排気行程において前記吸気ポートを閉じかつ前記排気ポートを開くように前記吸気バルブおよび前記排気バルブを駆動し、前記バルブ駆動機構は、前記エンジンの吸気行程において前記第２の吸気通路を開きかつ前記排気通路を閉じ、前記エンジンの排気行程において前記第２の吸気通路を閉じかつ前記排気通路を開くように前記第１のバルブおよび前記第２のバルブを駆動することを特徴とするエンジンの吸排気構造。
2. 前記エンジンは車両に当該エンジンのクランクシャフトの伸長方向が前記車両の左右方向となるように設けられ、前記シリンダヘッドの右部または左部には、前記クランクシャフトの回転を用いて前記カムシャフトを駆動するカムシャフト駆動機構を収容する収容室が設けられ、前記バルブ駆動機構は前記シリンダヘッドにおいて前記収容室が設けられている側の反対側の部分の側方に配置されていることを特徴とする請求項１に記載のエンジンの吸排気構造。
3. 前記カムシャフトとして、前記シリンダヘッドの後部に設けられ、前記吸気ポートを開閉する吸気バルブを駆動する吸気バルブ駆動用カムシャフトと、前記シリンダヘッドの前部に設けられ、前記排気ポートを開閉する排気バルブを駆動する排気バルブ駆動用カムシャフトとを備え、前記エンジンは車両に当該エンジンのクランクシャフトの伸長方向が前記車両の左右方向となるように設けられ、前記シリンダヘッドは前傾しており、前記車両の側面視において、前記第１のバルブは前記排気バルブ駆動用カムシャフトの後方に配置され、前記第２のバルブは前記排気バルブ駆動用カムシャフトの下方に配置されていることを特徴とする請求項１に記載のエンジンの吸排気構造。
4. 前記エンジンは車両に当該エンジンのクランクシャフトの伸長方向が前記車両の左右方向となるように設けられ、前記車両には前記エンジンを冷却する冷却液を冷却するためのラジエータが設けられ、前記バルブ駆動機構は前記ラジエータの下方に配置されていることを特徴とする請求項１に記載のエンジンの吸排気構造。
5. 前記エンジンは車両に当該エンジンのクランクシャフトの伸長方向が前記車両の左右方向となるように設けられ、前記車両の前面視で、前記排気ガスの排出方向において前記排気管の上流側部分は前記排気通路から右方または左方に傾斜しつつ下方へ伸長し、前記バルブ駆動機構は、前記シリンダヘッドの側方であって、前記排気通路から前記排気管の上流側部分が伸長する方向と左右反対の方向に配置されていることを特徴とする請求項１に記載のエンジンの吸排気構造。
6. 前記バルブ駆動機構は、
   前記カムシャフトに接続された駆動プーリと、
   前記第１のバルブに接続された第１の従動プーリと、
   前記第２のバルブに接続された第２の従動プーリと、
   前記駆動プーリ、前記第１の従動プーリおよび前記第２の従動プーリに掛け渡されたベルトとを備えていることを特徴とする請求項１に記載のエンジンの吸排気構造。
7. 前記カムシャフトとして、前記シリンダヘッドの後部に設けられ、前記吸気ポートを開閉する吸気バルブを駆動する吸気バルブ駆動用カムシャフトと、前記シリンダヘッドの前部に設けられ、前記排気ポートを開閉する排気バルブを駆動する排気バルブ駆動用カムシャフトとを備え、前記エンジンは車両に当該エンジンのクランクシャフトの伸長方向が前記車両の左右方向となるように設けられ、前記シリンダヘッドは前傾しており、前記車両の側面視において、前記第１の従動プーリの回転中心および前記第２の従動プーリの回転中心はいずれも前記排気バルブ駆動用カムシャフトの回転中心よりも後方に位置していることを特徴とする請求項６に記載のエンジンの吸排気構造。
8. 前記第１のバルブは、前記第２の吸気通路内に配置された第１の回転体を備え、前記第１の回転体は前記バルブ駆動機構により伝達された動力により一方向に連続的に回転し、前記第１の回転体には前記第１の回転体を貫通する第１の連通穴が形成され、
   前記第２のバルブは、前記排気通路内に配置された第２の回転体を備え、前記第２の回転体は前記バルブ駆動機構により伝達された動力により一方向に連続的に回転し、前記第２の回転体には前記第２の回転体を貫通する第２の連通穴が形成され、
   前記エンジンの吸気行程の間には、前記第２の吸気通路内において前記第１の回転体よりも前記空気の供給方向の上流側の部分と前記第２の吸気通路において前記第１の回転体よりも前記空気の供給方向の下流側の部分とが前記第１の連通穴を介して連通し、かつ前記排気通路内において前記第２の回転体よりも前記排気ガスの排出方向の上流側の部分と前記排気通路において前記第２の回転体よりも前記排気ガスの排出方向の下流側の部分とが前記第２の回転体により遮断され、前記エンジンの排気行程の間には、前記第２の吸気通路内において前記第１の回転体よりも前記空気の供給方向の上流側の部分と前記第２の吸気通路において前記第１の回転体よりも前記空気の供給方向の下流側の部分とが前記第１の回転体により遮断され、かつ前記排気通路内において前記第２の回転体よりも前記排気ガスの排出方向の上流側の部分と前記排気通路において前記第２の回転体よりも前記排気ガスの排出方向の下流側の部分とが前記第２の連通穴を介して連通することを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載のエンジンの吸排気構造。

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