JP6062337B2

JP6062337B2 - 多気筒内燃機関の２次空気供給装置

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Publication number: JP6062337B2
Application number: JP2013201863A
Authority: JP
Inventors: 広之杉浦
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2013-09-27
Filing date: 2013-09-27
Publication date: 2017-01-18
Anticipated expiration: 2033-09-27
Also published as: JP2015068216A

Description

本発明は、多気筒内燃機関の２次空気供給装置に関する。

内燃機関の排気系に新たな空気を供給して、排気ガス中の未燃焼成分を２次燃焼して排気ガスを浄化する２次空気供給装置には、シリンダヘッドの燃焼室から延出する排気ポート内に２次空気を導入する空気導入通路の途中に、排気脈動を利用して作動するリードバルブを介在させて、排気ポートからの逆流を阻止して排気ガスの流出を防止したものがある。

排気ガスを２次燃焼させるためには、排気ガスの温度が高い状態にあるときに、２次空気が効率良く導入される必要があり、そのために、リードバルブはできるだけ排気ポートに近づけて設けるようにし、そこで、リードバルブをシリンダヘッドの排気ポートが形成される排気側側壁に設けるようにした多気筒内燃機関の例がある（特許文献１参照）。

特開２０１３−４７４８５号公報

特許文献１に開示された多気筒内燃機関は、並列２気筒内燃機関であり、両気筒の間に動弁系のカムシャフトに動力を伝達するカムチェーンが配設されるカムチェーン室が形成されており、したがって、左右の気筒は、このカムチェーン室を間に介在させて互いに離れて位置している。

そこで、左右の気筒の燃焼室から延出する左右の排気ポートも自ずと互いに離れて形成可能で、よって、シリンダヘッドの排気側側壁に突出する左右排気ポートの左右排気ポート開口端部も互いに離して、間にスペースを形成できるので、この左右排気ポート開口端部の間のデッドスペースを利用して、左右のリードバルブを収容する左右リードバルブ室が互いに隣接して設けられている。

このように、特許文献１に開示された２次空気供給装置では、カムチェーン室を避けて形成された左右排気ポート開口端部の間のデッドスペースを利用して左右のリードバルブ室を配置しているが、シリンダヘッドの排気側側壁に、左側排気ポート開口端部、左右リードバルブ室、右側排気ポート開口端部が、順次水平に並ぶことになり、左右リードバルブ室も相当程度容積を有するので、この左右リードバルブ室を避けるべく左右排気ポート開口端部が左右に離れる方向に湾曲してスペースを拡げて確保しており、そのためシリンダヘッドの左右幅が拡大している。

また、並列多気筒内燃機関の型式によっては、カムチェーン等のカム駆動機構が気筒配列の最外側に設けられて、気筒間の隙間を短縮したものもあり、この場合には、隣合う排気ポート開口端部間にリードバルブ室を配置できるようなスペースが生じないため、内燃機関の大型化を招かずに、リードバルブ室を配置することは容易ではない。

本発明は、かかる点に鑑みなされたもので、その目的とする処は、適切なデッドスペースを有効利用して内燃機関の大型化を招かずにリードバルブ室をコンパクトに配置することができる多気筒内燃機関の２次空気供給装置を供する点にある。

上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、
シリンダブロック(3)に複数の気筒が並列に配列され、
シリンダブロック(3)に重ねて締結されるシリンダヘッド(4)に、
燃焼室(21)から互いに離れる方向に延出される吸気ポート(22)と排気ポート(23)が、気筒ごとに同じ形状をして形成されるとともに、
前記排気ポート(23)内に２次空気を導入する空気導入通路の途中に介在して前記排気ポートからの逆流を防止するリードバルブ(50)が、気筒ごとに設けられる多気筒内燃機関の２次空気供給装置において、
シリンダヘッド(4)の前記排気ポート(23)の排気ポート開口端部(23e)が突出して気筒配列方向に配列されるシリンダヘッド(4)の排気側側壁(4F)に、前記リードバルブ(50)を収容するリードバルブ室(42C)が、前記配列される排気ポート開口端部(23e)の上方に平行に配列されて一体に形成され、
最外側気筒に対応する前記リードバルブ室(42C)と前記最外側気筒に隣合う内側気筒に対応する前記リードバルブ室(42C)とが、互いに近づいて隣接して配置され、
前記リードバルブ(50)は、バルブ基板(51)に形成されたリード弁口(51h)を、弾性板であるリード弁板(52)が弾性変形により開閉する構造のものであり、前記隣接して配置される２つのリードバルブ室(42C,42C)にそれぞれ収容される前記リードバルブ(50,50)の前記バルブ基板(51,51)は、互いの間隔が隣り合う排気ポート開口端部(23e，23e)間の間隔よりも小さくなるように近接して配置され、
前記空気導入通路の一部である前記排気ポート(23)と前記リードバルブ室(42C)とを連通する空気連通孔(41)が、シリンダヘッド(4)に形成され、
前記隣接して配置される２つのリードバルブ室(42C,42C)とそれぞれ対応する前記排気ポート(23,23)とを連通する前記空気連通孔(41,41)の前記リードバルブ室(42C,42C)に臨む開口(41a,41a)が、互いに近づく方向に偏って形成され、
前記隣接して配置される２つのリードバルブ室(42C,42C)に対して前記バルブ基板(51,51)の前記リード弁口(51h,51h)は、互いに離れる方向に偏って形成されることを特徴とする多気筒内燃機関の２次空気供給装置である。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の多気筒内燃機関の２次空気供給装置において、
前記リードバルブ室(42C)は、前記最外側気筒に対応する最外側排気ポート開口端部(23e)より気筒配列方向外側にはみ出さずに内側に位置することを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項１または請求項２記載の多気筒内燃機関の２次空気供給装置において、
前記シリンダヘッド(4)の相対向する吸気側側壁(4R)と前記排気側側壁(4F)は、上端部分が互いに離れる方向に膨出して拡張されており、
前記排気側側壁(4F)の膨出した排気側側壁上端部(4Fu)と、前記排気側側壁(4F)から突出した前記排気ポート開口端部(23e)との間の窪み空間(S)に、前記リードバルブ室(42C)が形成されることを特徴とする。

請求項４記載の発明は、請求項３記載の多気筒内燃機関の２次空気供給装置において、
前記リードバルブ室(42C)は、前記シリンダヘッド(4)の前記排気側側壁(4F)に横長矩形の枠壁(42)が突出して形成され、
前記枠壁(42)のうち上壁(42u)は、前記排気側側壁上端部(4Fu)に連続して一体に形成され、
前記枠壁(42)のうち下壁(42d)は、前記排気ポート開口端部(23e)に連続して一体に形成されることを特徴とする。

請求項５記載の発明は、請求項１ないし請求項４のいずれか１項記載の多気筒内燃機関の２次空気供給装置において、
シリンダブロック(3)にシリンダヘッド(4)を締結するスタッドボルトを挿通するスタッドボルト挿通ボス部(49)が、シリンダヘッド(4)の吸気側と排気側のそれぞれに形成され、
前記隣接して配置される２つのリードバルブ室(42C,42C)は、排気側の前記スタッドボルト挿通ボス部(49)の気筒配列方向位置を挟んで両側にそれぞれ形成されることを特徴とする。

請求項６記載の発明は、請求項１ないし請求項５のいずれか１項記載の多気筒内燃機関の２次空気供給装置において、
前記シリンダヘッド(4)に、吸気カムシャフト(30)と排気カムシャフト(31)を連動して回転するカム駆動機構(37,38)が設けられ、
前記カム駆動機構(37,38)を挟んで気筒配列方向の両側に複数の気筒で構成される気筒群が配列され、
前記隣接して配置される２つのリードバルブ室(42C,42C)が各気筒群にそれぞれ独立して設けられることを特徴とする。

請求項１記載の多気筒内燃機関の２次空気供給装置によれば、シリンダヘッド(4)の排気ポート(23)の排気ポート開口端部(23e)が突出して気筒配列方向に配列されるシリンダヘッド(4)の排気側側壁(4F)における配列される排気ポート開口端部(23e)の上方のデッドスペースは、縦幅（上下幅）は狭いが横幅（気筒配列方向幅）は大きく、リードバルブ室(42C)を配列される排気ポート開口端部(23e)に平行に配列することで、該デッドスペースを縦方向に拡張することなくリードバルブ室(42C)を容易に配置することができるとともに、最外側気筒に対応するリードバルブ室(42C)と最外側気筒に隣合う内側気筒に対応するリードバルブ室(42C)とを互いに近づけて隣接して配置することで、該デッドスペースを気筒配列方向に拡張することなく、内燃機関の大型化を招かずにリードバルブ室(42C)をコンパクトに配置することができる。
リードバルブ(50)は、バルブ基板(51)に形成されたリード弁口(51h)を、弾性板であるリード弁板(52)が弾性変形により開閉する構造のものであり、隣接して配置される２つのリードバルブ室(42C,42C)にそれぞれ収容されるリードバルブ(50,50)のバルブ基板(51,51)は、互いの間隔が隣り合う排気ポート開口端部(23e，23e)間の間隔よりも小さくなるように近接して配置されるので、隣接して配置される２つのリードバルブ室(42C,42C)の全横幅を最小限に短縮することができる。
空気導入通路の一部である排気ポート(23,23)とリードバルブ室(42C)とを連通する空気連通孔(41)が、シリンダヘッド(4)に形成され、隣接して配置される２つのリードバルブ室(42C,42C)とそれぞれ対応する排気ポート(23,23)とを連通する空気連通孔(41,41)のリードバルブ室(42C,42C)に臨む開口(41a,41a)が、互いに近づく方向に偏って形成されるのに対して、隣接して配置される２つのリードバルブ室(42C,42C)に対してバルブ基板(51,51)のリード弁口(51h,51h)は、互いに離れる方向に偏って形成されるので、各リードバルブ室(42C)において空気連通孔(41)のリードバルブ室(42C)に臨む開口(41a)とリード弁口(51h)とが互いに離れて位置し、排気ポート(23)から排気ガスが空気連通孔(41)を通ってリードバルブ室(42C)に浸入したときにも、リード弁口(51h)を開閉するリード弁板(52)が高温の排気ガスに直接曝されることを回避することができる。
また、最外側となる空気連通孔(41)のリードバルブ室(42C)に臨む開口(41a)が気筒配列方向の内側に偏って位置するので、該空気連通孔(41)を最外側排気ポート開口端部(23e)の気筒配列方向の内側に容易に形成することができ、空気連通孔(41)がシリンダヘッド(4)の気筒配列方向の外側に張り出すことを防止することができる。

請求項２記載の多気筒内燃機関の２次空気供給装置によれば、前記リードバルブ室(42C)は、前記最外側気筒に対応する最外側排気ポート開口端部(23e)より気筒配列方向外側にはみ出さずに内側に位置するので、リードバルブ室(42C)が最外側排気ポート開口端部(23e)より気筒配列方向外側にはみ出さずに内側にあって、内燃機関(1)の横幅の大型化を抑制している。

請求項３記載の多気筒内燃機関の２次空気供給装置によれば、シリンダヘッド(4)の相対向する吸気側側壁(4R)と排気側側壁(4F)は、上端部分が互いに離れる方向に拡張膨出しており、排気側側壁(4F)の膨出した排気側側壁上端部(4Fu)と排気側側壁(4F)から突出した排気ポート開口端部(23e)との間に形成されるデッドスペースとなる窪み空間(S)にリードバルブ室(42C)を形成するので、十分な容積を確保しながらリードバルブ室(42C)を窪み空間内に収めて外部に突出させることなく配置することができる。

請求項４記載の多気筒内燃機関の２次空気供給装置によれば、リードバルブ室(42C)は、シリンダヘッド(4)の排気側側壁(4F)に横長矩形の枠壁(42)が突出して形成され、枠壁(42)のうち上壁(42u)は、排気側側壁上端部(4Fu)に一体に形成され、枠壁(42)のうち下壁(42d)は、排気ポート開口端部(23e)に連続して一体に形成されるので、リードバルブ室(42C)を形成する枠壁(42)の肉厚を厚くすることなく、十分な剛性のリードバルブ室(42C)を形成することができ、シリンダヘッド(4)の軽量化を図ることができる。

請求項５記載の多気筒内燃機関の２次空気供給装置によれば、隣接して配置される２つのリードバルブ室(42C,42C)は、排気側のスタッドボルト挿通ボス部(49)の気筒配列方向位置を挟んで両側にそれぞれ形成されるので、スタッドボルト挿通ボス部(49)によるリードバルブ室(42C)の容量の減少を抑えながら、２つのリードバルブ室(42C,42C)をスタッドボルト挿通ボス部(49)に近づけてコンパクトに配置することができる。

請求項６記載の多気筒内燃機関の２次空気供給装置によれば、シリンダヘッド(4)に設けられた吸気カムシャフト(30)と排気カムシャフト(31)を連動して回転するカム駆動機構(37,38)を、間に挟んで気筒配列方向の両側に複数の気筒で構成される気筒群が配列され、隣接して配置される２つのリードバルブ室(42C,42C)が各気筒群にそれぞれ独立して設けられるので、カム駆動機構(37,38)との干渉を避けるためにリードバルブ室(42C)の容量を減少させる必要がなく内燃機関の大型化を招かない最適位置にリードバルブ室(42C)を配置することができる。

本発明の一実施の形態に係る内燃機関を搭載した自動二輪車の全体左側面図である。同内燃機関の左側面図である。シリンダヘッドカバーを外し一部省略した同内燃機関を斜め上方から視た斜視図である。同内燃機関の一部断面とした要部斜視図である。同内燃機関の正面図である。リードバルブカバーを取り付けた同内燃機関の正面図である。図６のVII−VII線断面図である。図６のVIII−VIII線断面図である。図８の一部拡大図である。

以下、本発明に係る一実施の形態について図１ないし図９に基づいて説明する。
図１は、本発明を適用した一実施の形態に係る内燃機関を搭載した自動二輪車１の全体左側面図である。
なお、本明細書の説明において、前後左右の向きは、本自動二輪車１の直進方向を前方とする車両の通常の基準に従うものとする。

図１に示されるように、本発明の本実施形態に係る自動二輪車100の車体フレーム101は、前輪112を軸支するフロントフォーク111を操向可能に支承するヘッドパイプ102と、ヘッドパイプ102から後下がりに延びる左右一対のメインフレーム103と、ヘッドパイプ102と左右のメインフレーム103の前部に連接されるとともにメインフレーム103の下方で後下がりに延びる左右一対のエンジンハンガ105と、メインフレーム103の後端部に連設されて下方に延びる左右一対のピボットフレーム104と、両メインフレーム103の後部から後上がりに延びる左右一対のシートレール106とを備える。

車体フレーム101には、メインフレーム103の下方にエンジンハンガ105とピボットフレーム104により前後を懸架されて内燃機関１が搭載され、ピボットフレーム104に前端を軸支されたスイングアーム113が後方に延び、その後端部に後輪114が軸支され、内燃機関１の出力軸９に嵌着される駆動スプロケット115と後車軸に嵌着される被動スプロケット116とに無端状のチェーン117が巻き掛けられる。

内燃機関１の上方には、車体フレーム101におけるヘッドパイプ102の後方に位置するようにしてエアクリーナ12が配置され、エアクリーナ12の後部および上部を覆う燃料タンク17が、車体フレーム101における両メインフレーム103上に搭載され、燃料タンク17の後方には、メインシート107およびピリオンシート108がシートレール106に支持されて設けられている。
内燃機関１の前方にはラジエータ18が配置されている。

図２に示されるように、内燃機関１は、クランクケース２内に変速機８を備えた、いわゆるパワーユニットを構成している。
本内燃機関１は、水冷４ストロークサイクル並列４気筒内燃機関であり、クランクシャフト７を車幅方向（左右方向）に指向させ、４つの気筒を車幅方向に等間隔に並べて配列させて車体フレーム101に横置きに搭載される。

クランクケース２は、車幅方向（左右方向）に指向するクランクシャフト７を上下から挟んで軸支するように、上側クランクケース２Ａと下側クランクケース２Ｂの上下割りに構成されている。
上側クランクケース２Ａの前方上部にやや前傾してシリンダブロック３が一体に形成され、シリンダブロック３上に、シリンダヘッド４が重ねられてスタッドボルトにより一体に締結され、シリンダヘッド４の上にはシリンダヘッドカバー５が被せられ、下側クランクケース２Ｂの下にはオイルパン６が取り付けられる。

クランクケース２にはクランクシャフト７が回転自在に軸支されるとともに、クランクシャフト７の後方には変速機８が内蔵される（図４参照）。
若干前傾したシリンダヘッド４の後側壁４Ｒには吸気ポート22に接続して４つのスロットルボディ10および４つのファンネル11が気筒配列方向に配列して上方に突設されており、ファンネル11はエアクリーナ12のクリーンサイドに嵌入している。

内側２つのスロットルボディ10，10の間には、電動モータ13ａによりスロットルバルブを駆動するスロットルバルブ駆動機構13が設けられている（図２，図３参照）。
シリンダヘッド４の前側壁４Ｆには、排気ポート23に接続して排気管15が前方に延出し、下方に屈曲して内燃機関１の下方に回り込んで後方に延び、さらに上方に屈曲してピリオンシート108の下に配設される排気マフラー16に接続されている（図１参照）。

図８のシリンダヘッド４の断面図を参照して、シリンダブロック３の各気筒のシリンダボア内を摺動するピストン20の頂面と同頂面が対向するシリンダヘッド４の天井面との間に燃焼室21が形成され、シリンダヘッド４において、各燃焼室21の後半部に吸気弁口を臨ませて延出した左右一対の吸気ポート22が１つに集合して後方斜め上向きに延びており、この各気筒の吸気ポート22にそれぞれスロットルボディ10が接続される。

また、各燃焼室21の前半部に排気弁口を臨ませて延出した左右一対の排気ポート23が１つに集合して前方の若干下向きに延びており、この各気筒の各排気ポート23にそれぞれ排気管15が接続される。

吸気ポート22の燃焼室21に臨んだ吸気弁口を開閉する吸気バルブ24は、バルブステム24ｓがバルブガイド25ｇに摺動自在に支持され、スプリング25ｓにより上方に付勢されて吸気弁口を閉じており、バルブステム24ｓの上端に介装されたクリアランス調整部材25ｔを吸気ロッカアーム26が押圧することで、吸気弁口を開く。

同様に、排気ポート23の燃焼室21に臨んだ排気弁口を開閉する排気バルブ27は、バルブステム2７ｓがバルブガイド28ｇに摺動自在に支持され、スプリング28ｓにより上方に付勢されて排気弁口を閉じており、バルブステム27ｓの上端に介装されたクリアランス調整部材28ｔを排気ロッカアーム29が押圧することで、排気弁口を開く。

吸気ロッカアーム26と排気ロッカアーム29は、シリンダヘッド４の共通の内壁に基端部を軸支され、揺動する先端部が、それぞれ吸気バルブ24のクリアランス調整部材25ｔと排気バルブ27のクリアランス調整部材28ｔに上方から接しており、吸気ロッカアーム26の先端部に上から吸気カムシャフト30の吸気カム面が接し、排気ロッカアーム29の先端部に上から排気カムシャフト31の排気カム面が接する。

吸気カムシャフト30と排気カムシャフト31は、車幅方向に指向してシリンダヘッド４の上方に突出した内壁とカムシャフトホルダ32に挟まれるようにして回転自在に軸支されている。
図３に示すように、カムシャフトホルダ32は気筒ごとに設けられており、よって吸気カムシャフト30と排気カムシャフト31は、軸方向４か所をカムシャフトホルダ32により軸支される。

図３を参照して、吸気カムシャフト30は、右端にチェーン被動スプロケット33が嵌着されており、このチェーン被動スプロケット33に巻き掛けられたカムチェーン34がクランクシャフト７に嵌着された図示されないチェーン駆動スプロケットにも巻き掛けられて、クランクシャフト７の回転を２分の１の回転速度で吸気カムシャフト30に伝達する。
カムチェーン34は、カムチェーンテンショナ35により付勢されたチェーンガイド36により押圧されて張力が与えられている。

吸気カムシャフト30と排気カムシャフト31の内側２つの気筒の間となる中央部に、それぞれ駆動ギヤ37と被動ギヤ38が嵌着され、駆動ギヤ37と被動ギヤ38は同径で互いに噛み合っている。
したがって、吸気カムシャフト30と排気カムシャフト31は、連動して、互いに反対方向に同じ回転速度で回転する。

なお、各気筒に対応して設けられるカムシャフトホルダ32は、シリンダヘッド４の燃焼室21の天井壁の中央の上方を前後方向に亘って取り付けられ、同カムシャフトホルダ32の中央に点火プラグ用のプラグ孔32ｈが燃焼室21の天井壁のプラグ孔と対応して形成されている（図３参照）。
カムシャフトホルダ32は、前後端部とプラグ孔32ｈの前後の４か所をボルト39によりシリンダヘッド４に締結される。

シリンダヘッド４は、気筒配列方向（左右方向）に横長の直方体状の外形をしており、シリンダヘッド４の前側壁４Ｆが排気ポート23の延出する排気側側壁であり、後側壁４Ｒが吸気ポート22の延出する吸気側側壁であり、この前後に相対向する前側壁４Ｆと後側壁４Ｒは、その前側壁上端部４Fuと後側壁上端部４Ruが、前後に配設される排気カムシャフト31と吸気カムシャフト30とを収容すべく互いに離れる方向（前後方向）に膨出して拡張されている（図３，図４，図７参照）。

図３および図４を参照して、シリンダヘッド４の排気側側壁である前側壁４Ｆには、各気筒に対応する排気ポート23の下流側の排気ポート開口端部23ｅが、前方に若干突出して気筒配列方向に配列している。

前側壁４Ｆから突出した排気ポート管23ｐが若干拡径して排気ポート開口端部23ｅが形成されている（図４参照）。
なお、排気ポート開口端部23ｅには排気管15が接続されるが、そのための取付ボス部40が、各排気ポート開口端部23ｅの外周囲の斜め対称位置に１対ずつ前側壁４Ｆから突出形成されている。

このシリンダヘッド４の前側壁４Ｆにおいて、前方に突出して配列した排気ポート開口端部23ｅと、その上方で前方に膨出した前側壁上端部４Fuとの間には、デッドスペースとしての窪み空間Ｓがあり、この窪み空間Ｓを利用してリードバルブ50を収容するリードバルブ室42Ｃが形成される。
デッドスペースとなる窪み空間Ｓにリードバルブ室42Ｃを形成するので、十分な容積を確保しながらリードバルブ室42Ｃを窪み空間Ｓ内に収めて外部に突出させることなく配置することができ、内燃機関１の大型化を防止することができる。

最外側気筒に対応するリードバルブ室42Ｃと最外側気筒に隣合う内側気筒に対応するリードバルブ室42Ｃとが、互いに近づいて隣接して配置されている。
したがって、窪み空間Ｓを気筒配列方向に拡張することなく、内燃機関１の大型化を招かずに４つのリードバルブ室42Ｃをコンパクトに配置することができる。

並列４気筒の本内燃機関１においては、シリンダヘッド４に設けられた吸気カムシャフト30と排気カムシャフト31を連動して回転する駆動ギヤ37と被動ギヤ38の噛み合いを間に挟んで左右両側に、それぞれ２気筒で構成される気筒群を有し、各気筒群について、隣接して配置される２つのリードバルブ室42Ｃ，42Ｃがそれぞれ独立して設けられる。
そのため、カム駆動機構との干渉を避けるためにリードバルブ室42Ｃの容量を減少させる必要がない最適位置にリードバルブ室42Ｃを配置することができる。

リードバルブ室42Ｃは、シリンダヘッド４の前側壁４Ｆに横長矩形の枠壁42を突出して形成され、枠壁42のうち隣接して配置されるリードバルブ室42Ｃ，42Ｃの間の側壁は両者を仕切る共通の仕切壁42ｓを構成して両枠壁42，42は共通の仕切壁42ｓで結合して一体に形成されている。

枠壁42のうち上壁42ｕは、前側壁上端部４Fuに連続して一体に形成され、枠壁42のうち下壁42ｄは、排気ポート開口端部23ｅに連続して一体に形成されている（図７参照）。
したがって、リードバルブ室42Ｃを形成する枠壁42の肉厚を厚くすることなく、十分な剛性のリードバルブ室42Ｃを形成することができ、シリンダヘッド４の軽量化を図ることができる。

図５に示すように、最外側気筒と最外側気筒に隣合う内側気筒との間の中央に気筒配列方向に垂直な鉛直面Ｚ（図５において１点鎖線で示す）を想定すると、最外側排気ポート23とその内側の排気ポート23は鉛直面Ｚに関して対称に形成されるとともに、隣接して配置されるリードバルブ室42Ｃ，42Ｃも鉛直面Ｚに関して対称に形成されている。

隣接して配置されるリードバルブ室42Ｃ，42Ｃおよび枠壁42は、最外側排気ポート開口端部23ｅとその内側の内側排気ポート開口端部23ｅとを挟んで包含する気筒配列方向（左右方向）の最小幅の内側に位置している。
したがって、リードバルブ室42Ｃが最外側排気ポート開口端部23ｅより気筒配列方向外側にはみ出さずに内側にあって、シリンダヘッド４延いては内燃機関１の横幅（左右幅）の大型化を抑制している。

シリンダブロック３にシリンダヘッド４を一体に締結するスタッドボルトが、隣接して配置されるリードバルブ室42Ｃ，42Ｃの間の鉛直面Ｚに設けられており、図８を参照して、シリンダヘッド４のスタッドボルト挿通ボス部49は、鉛直面Ｚ上にあって、前側のスタッドボルト挿通ボス部49は、隣接するリードバルブ室42Ｃ，42Ｃの間に若干入り込む位置に設けられている。

すなわち、隣接して配置される２つのリードバルブ室42Ｃ，42Ｃは、排気側のスタッドボルト挿通ボス部49の左右両側にそれぞれ形成されることになる。
そのため、スタッドボルト挿通ボス部49によるリードバルブ室42Ｃの容量の減少を抑えながら、２つのリードバルブ室42Ｃ，42Ｃをスタッドボルト挿通ボス部49に近づけてコンパクトに配置することができ、内燃機関１の小型化を図ることができる。

リードバルブ室42Ｃと排気ポート23とは、シリンダヘッド４の前側壁４Ｆに形成された空気連通孔41により連通されている。
空気連通孔41は、一端開口41ａがリードバルブ室42Ｃを形成する枠壁42の下壁42ｄを貫通してリードバルブ室42Ｃに臨んでおり、他端開口41ｂが排気ポート23の内側面に開口している（図４，図５参照）。

最外側気筒に対応するリードバルブ室42Ｃと排気ポート23とを連通する最外側の空気連通孔41のリードバルブ室42Ｃに臨む一端開口41ａは、該リードバルブ室42Ｃに対して鉛直面Ｚに近づく方向に偏って形成されている。
最外側気筒の内側の内側気筒に対応するリードバルブ室42Ｃと排気ポート23とを連通する空気連通孔41は、最外側の空気連通孔41と鉛直面Ｚに関して対称に形成されている。
したがって、隣接して配置される２つのリードバルブ室42Ｃ，42Ｃにそれぞれ臨む空気連通孔41，41の一端開口41ａ，41ａは、互いに近づく方向に偏って形成されている（図５参照）。

隣接するリードバルブ室42Ｃ，42Ｃを形成する枠壁42の前端面は平坦に形成され、枠壁42の上壁42ｕの左右両端に取付ボス部42ｂ，42ｂが左右外側に膨出して形成され、枠壁42の下壁42ｄの中央に取付ボス部42ｂが下側に膨出して形成されている。
この枠壁42にはリードバルブカバー45が間にリードバルブ50を介装して取り付けられる。

リードバルブカバー45は、隣接するリードバルブ室42Ｃ，42Ｃを形成する枠壁42に対向して、内部にリードバルブ室46Ｃ，46Ｃを形成する略同形状で底壁を有するカバー本体部46と、カバー本体部46の底壁中央部から斜め上方に突設される接続管47とから構成される（図６ないし図９参照）。
カバー本体部46は、枠壁42の３つの取付ボス部42ｂにそれぞれ対向して取付片46ｂが外側に延出して形成されている（図６参照）。

カバー本体部46の内部は、仕切壁46ｓに仕切られて左右のリードバルブ室46Ｃ，46Ｃが形成されており、接続管47の内側の連通孔47ｈは、仕切壁46ｓの肉厚より大きい径で仕切壁46ｓまで穿孔されているので、左右のリードバルブ室46Ｃ，46Ｃと連通している（図７，図９参照）。
また、カバー本体部46の周壁の内周面には、開口端面から若干内側に入った位置に突条46ｐが周方向に亘って形成されており、仕切壁46ｓは、底壁からこの突条46ｐと同じ位置まで形成されている（図９参照）。

シリンダヘッド４の枠壁42とリードバルブカバー45のカバー本体部46とに挟まれて介装されるリードバルブ50は、バルブ基板51に形成されたリード弁口51ｈを、弾性板であるリード弁板52が弾性変形により開閉する構造のものである。

図５の内燃機関１の正面図には、左側（図５では右側）の２つの隣接するリードバルブ室42Ｃ，42Ｃにリードバルブ50，50が嵌め込まれた状態が示されており、同図５に示すように、隣接するリードバルブ室42Ｃ，42Ｃに嵌め込まれるリードバルブ50，50のバルブ基板51，51は、鉛直面Ｚに関して対称に互いに近接して配置されている。
したがって、バルブ基板51，51が互いに近接して配置されることで、隣接して配置される２つのリードバルブ室42Ｃ，42Ｃの全横幅および枠壁42の横幅を最小限に短縮することができる。

図５を参照して、バルブ基板51は、横長矩形状をなす板部材であり、鉛直面Ｚから離れる偏った位置に矩形のリード弁口51ｈが形成されている。
近接するバルブ基板51，51は、鉛直面Ｚに関して対称に構成され、したがってバルブ基板51，51のリード弁口51ｈ，51ｈは、互いに離れる方向に偏って形成されている。

図９を参照して、リードバルブ50は、このバルブ基板51の一方に偏ったリード弁口51ｈと反対の他方の側にストッパ部材53とともに基端部をねじ54により固着された弾性板であるリード弁板52がリード弁口51ｈを塞いで閉じている。
リード弁板52は、背後に負圧を受けると弾性変形して撓り、リード弁口51ｈを開く。
リード弁板52の弾性変形は、必要以上に変形しないように背後のストッパ部材53により規制されている。

このようなリードバルブ50が、シリンダヘッド４の枠壁42の隣接するリードバルブ室42Ｃ，42Ｃの各開口に嵌め込まれ、その上にリードバルブカバー45がバルブ基板51を挟んで被せられる。
リードバルブ50は、リード弁板52がリードバルブ室42Ｃ側に位置するようにバルブ基板51をリードバルブ室42Ｃの開口に嵌め、リードバルブカバー45の外周壁が近接するバルブ基板51，51の外周を囲って枠壁42の開口端面に当接するようにリードバルブカバー45を被せると、バルブ基板51，51は枠壁42の開口端面とリードバルブカバー45の内周面の突条46ｐ（および仕切壁46ｓ）とに挟まれて固定される（図９参照）。

なお、リードバルブカバー45は、３つの取付片46ｂが枠壁42の３つの取付ボス部42ｂにボルト48により螺着されてシリンダヘッド４の枠壁42に取り付けられる。
したがって、リードバルブ50は、リードバルブカバー45の上流側のリードバルブ室46Ｃと枠壁42の下流側のリードバルブ室42Ｃとを仕切るように介装され、リード弁板52が弾性変形によりリード弁口51ｈを開くと、上流側リードバルブ室46Ｃと下流側リードバルブ室42Ｃとが連通する。

シリンダヘッド４の枠壁42に取り付けられたリードバルブカバー45の斜め上方に突設した接続管47には、エアクリーナ12のクリーンサイドから延出する２次空気供給ホース60が接続され、２次空気供給ホース60の途中には２次空気制御ソレノイド61が介装されている（図１参照）。

本内燃機関１の２次空気供給装置は、以上のように構成されており、排気ポート23内が排気脈動により負圧になると、空気連通孔41を介してリードバルブ50の下流側リードバルブ室42Ｃも負圧となるため、リード弁板52が吸引されて撓り、リード弁口51ｈを開き、上流側リードバルブ室46Ｃと連通してエアクリーナ12から２次空気供給ホース60を通して清浄な空気が上流側リードバルブ室46Ｃに吸入され、さらにリード弁口51ｈを抜けて下流側リードバルブ室42Ｃから空気連通孔41を通って排気ポート23内に供給される。
排気ポート23内に清浄な空気を供給することで、排気ガス中の未燃焼成分を２次燃焼して排気ガスを浄化することができる。

排気脈動を利用して作動するリードバルブ50は、排気ポート23からの逆流を阻止して排気ガスの流出を防止しているが、排気ポート23内の高温の排気ガスは空気連通孔41を通って下流側のリードバルブ室42Ｃにまでは浸入する。

本２次空気装置は、隣接して配置される２つのリードバルブ室42Ｃ，42Ｃにそれぞれ臨む空気連通孔41，41の一端開口41ａ，41ａが、互いに近づく方向に偏って形成されるのに対して、隣接するリードバルブ室42Ｃ，42Ｃに対してリードバルブ50，50のバルブ基板51，51のリード弁口51ｈ，51ｈが、互いに離れる方向に偏って形成されるので、各リードバルブ室42Ｃにおいて空気連通孔41のリードバルブ室42Ｃに臨む開口41ａとリード弁口51ｈとが互いに離れて位置する。

したがって、排気ポート23から排気ガスが空気連通孔41を通ってリードバルブ室42Ｃに浸入したときにも、リード弁口51ｈを開閉するリード弁板52が高温の排気ガスに直接曝されることを回避することができる。
また、最外側となる空気連通孔41のリードバルブ室42Ｃに臨む開口41ａが気筒配列方向（左右方向）の内側に偏って位置するので、該空気連通孔41を最外側排気ポート開口端部23ｅの気筒配列方向の内側に容易に形成することができ、空気連通孔41がシリンダヘッド４の気筒配列方向の外側に張り出すことを防止することができる。

本内燃機関１は、並列４気筒で、駆動ギヤ37と被動ギヤ38の噛み合いを間に挟んで左右両側に、それぞれ２気筒で構成される気筒群を有する構造であったが、４気筒以外の並列多気筒で、カム駆動機構を間に挟んで気筒配列方向の両側に複数の気筒で構成される気筒群が配列される構造の内燃機関の場合も、隣接して配置される２つのリードバルブ室が各気筒群にそれぞれ独立して設けられるようにすることで、カム駆動機構との干渉を避けるためにリードバルブ室の容量を減少させる必要がなく内燃機関の大型化を招かない最適位置にリードバルブ室を配置することができる。

１…内燃機関、２…クランクケース、３…シリンダブロック、４…シリンダヘッド、４Ｆ…前側壁、４Fu…前側壁上端部、４Ｒ…後側壁、12…エアクリーナ、15…排気管、
21…燃焼室、22…吸気ポート、23…排気ポート、24…吸気バルブ、27…排気バルブ、30…吸気カムシャフト、31…排気カムシャフト、32…カムシャフトホルダ、33…チェーン被動スプロケット、34…カムチェーン、37…駆動ギヤ、38…被動ギヤ、
41…空気連通孔、42…枠壁、42Ｃ…リードバルブ室、45…リードバルブカバー、46…カバー本体部、46Ｃ…リードバルブ室、47…接続管、49…スタッドボルト挿通ボス部、
50…リードバルブ、51…バルブ基板、51ｈ…リード弁口、52…リード弁板、53…ストッパ部材、60…２次空気供給ホース。

Claims

シリンダブロック(3)に複数の気筒が並列に配列され、
シリンダブロック(3)に重ねて締結されるシリンダヘッド(4)に、
燃焼室(21)から互いに離れる方向に延出される吸気ポート(22)と排気ポート(23)が、気筒ごとに同じ形状をして形成されるとともに、
前記排気ポート(23)内に２次空気を導入する空気導入通路の途中に介在して前記排気ポートからの逆流を防止するリードバルブ(50)が、気筒ごとに設けられる多気筒内燃機関の２次空気供給装置において、
シリンダヘッド(4)の前記排気ポート(23)の排気ポート開口端部(23e)が突出して気筒配列方向に配列されるシリンダヘッド(4)の排気側側壁(4F)に、前記リードバルブ(50)を収容するリードバルブ室(42C)が、前記配列される排気ポート開口端部(23e)の上方に平行に配列されて一体に形成され、
最外側気筒に対応する前記リードバルブ室(42C)と前記最外側気筒に隣合う内側気筒に対応する前記リードバルブ室(42C)とが、互いに近づいて隣接して配置され、
前記リードバルブ(50)は、バルブ基板(51)に形成されたリード弁口(51h)を、弾性板であるリード弁板(52)が弾性変形により開閉する構造のものであり、前記隣接して配置される２つのリードバルブ室(42C,42C)にそれぞれ収容される前記リードバルブ(50,50)の前記バルブ基板(51,51)は、互いの間隔が隣り合う排気ポート開口端部(23e，23e)間の間隔よりも小さくなるように近接して配置され、
前記空気導入通路の一部である前記排気ポート(23)と前記リードバルブ室(42C)とを連通する空気連通孔(41)が、シリンダヘッド(4)に形成され、
前記隣接して配置される２つのリードバルブ室(42C,42C)とそれぞれ対応する前記排気ポート(23,23)とを連通する前記空気連通孔(41,41)の前記リードバルブ室(42C,42C)に臨む開口(41a,41a)が、互いに近づく方向に偏って形成され、
前記隣接して配置される２つのリードバルブ室(42C,42C)に対して前記バルブ基板(51,51)の前記リード弁口(51h,51h)は、互いに離れる方向に偏って形成されることを特徴とする多気筒内燃機関の２次空気供給装置。
前記リードバルブ室(42C)は、前記最外側気筒に対応する最外側排気ポート開口端部(23e)より気筒配列方向外側にはみ出さずに内側に位置することを特徴とする請求項１記載の多気筒内燃機関の２次空気供給装置。
前記シリンダヘッド(4)の相対向する吸気側側壁(4R)と前記排気側側壁(4F)は、上端部分が互いに離れる方向に膨出して拡張されており、
前記排気側側壁(4F)の膨出した排気側側壁上端部(4Fu)と、前記排気側側壁(4F)から突出した前記排気ポート開口端部(23e)との間の窪み空間(S)に、前記リードバルブ室(42C)が形成されることを特徴とする請求項１または請求項２記載の多気筒内燃機関の２次空気供給装置。
前記リードバルブ室(42C)は、前記シリンダヘッド(4)の前記排気側側壁(4F)に横長矩形の枠壁(42)が突出して形成され、
前記枠壁(42)のうち上壁(42u)は、前記排気側側壁上端部(4Fu)に連続して一体に形成され、
前記枠壁(42)のうち下壁(42d)は、前記排気ポート開口端部(23e)に連続して一体に形成されることを特徴とする請求項３記載の多気筒内燃機関の２次空気供給装置。
シリンダブロック(3)にシリンダヘッド(4)を締結するスタッドボルトを挿通するスタッドボルト挿通ボス部(49)が、シリンダヘッド(4)の吸気側と排気側のそれぞれに形成され、
前記隣接して配置される２つのリードバルブ室(42C,42C)は、排気側の前記スタッドボルト挿通ボス部(49)の気筒配列方向位置を挟んで両側にそれぞれ形成されることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項記載の多気筒内燃機関の２次空気供給装置。
前記シリンダヘッド(4)に、吸気カムシャフト(30)と排気カムシャフト(31)を連動して回転するカム駆動機構(37,38)が設けられ、
前記カム駆動機構(37,38)を挟んで気筒配列方向の両側に複数の気筒で構成される気筒群が配列され、
前記隣接して配置される２つのリードバルブ室(42C,42C)が各気筒群にそれぞれ独立して設けられることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項記載の多気筒内燃機関の２次空気供給装置。