JP6642673B1

JP6642673B1 - Ｖ型エンジンの吸気構造

Info

Publication number: JP6642673B1
Application number: JP2018184408A
Authority: JP
Inventors: 健太郎池田
Original assignee: Suzuki Motor Co Ltd
Current assignee: Suzuki Motor Co Ltd
Priority date: 2018-09-28
Filing date: 2018-09-28
Publication date: 2020-02-12
Anticipated expiration: 2038-09-28
Also published as: JP2020051412A; US20200102919A1; DE102019125705A1; US11002232B2

Abstract

【課題】コンパクト化を図ると共に周辺部品のレイアウト等への影響をなくする。【解決手段】第１スロットルボディ２２及び第２スロットルボディ２３は、それぞれのスロットルバルブ２７，２９を独立して駆動するバルブ回転装置３１，３５を備え、エンジン上面視において、クランク軸５１に平行な直線５１F，５１Rに対してそれぞれのスロットルバルブ回転軸２８，３０が角度を有するように、それぞれの前記バルブ回転装置３１，３５がそれぞれのボア中心軸４９，５０のまわりに回転した状態となるように配置される。【選択図】図４

Description

本発明は、自動二輪車等の車両に搭載される特にＶ型エンジンの吸気構造に関する。

従来、Ｖ型エンジンの前部気筒及び後部気筒のそれぞれに、スロットルバルブ駆動用のアクチュエータを取り付けて電子制御スロットルを独立させる技術がある。

例えば特許文献１に開示される車両用パワーユニットでは、スロットル弁が固定された弁軸を回動駆動して吸気量を制御するために電気式アクチュエータが両スロットルボディに個別に付設されている。電気式アクチュエータは、スロットル弁が固定された弁軸と平行な回転軸線を有する電動モータと、該電動モータ及び弁軸間に設けられる減速機構とからなる。

特開２００９−２７５５１４号公報

しかしながら、従来技術においてスロットルバルブ回転軸がクランク軸と平行であるため、電気式アクチュエータの幅方向長さがそのまま、エンジン上部の車体フレーム内側の幅方向スペースを圧迫する。そのため、この部分の車体フレーム内側にイグニッションコイル等の電装部品を配設することが実質的に困難になり、つまりスロットルボディ周辺における他部品もしくは装置等の配置が制約を受けざるを得ない。また、電気式アクチュエータを収容するアクチュエータカバーが車両側面視でスロットルボディよりも外側に突出し、スロットルボディに近接するエアクリーナ、あるいは燃料タンクの容量確保を難しくする等の問題がある。

更に、別の従来のＶ型エンジンの独立した電子制御スロットルにおいて、スロットルバルブ回転軸がクランク軸と直交して配置される。この場合、アクチュエータが上下いずれかに配置されることになる。アクチュエータが下方に配置される場合では、Ｖ型エンジンでアクチュエータを相互に対向するレイアウトを成立させるために、スロットルボディを互いに前後方向に離すために吸気通路を迂回させる必要がある。一方、アクチュエータが上方に配置される場合では、エアクリーナや燃料タンクの容量確保に影響する。

本発明はかかる実情に鑑みてなされたものであり、コンパクト化を図ると共に周辺部品のレイアウト等への影響をなくすることを目的とする。

本発明のＶ型エンジンの吸気構造は、第１気筒と第２気筒が、クランク軸方向視において相互に傾斜又は直交して配置されるＶ型エンジンの吸気構造において、前記第１気筒の第１スロットルボディは、前記第２気筒に対向する側のシリンダ側面に取り付けられ、前記第２気筒の第２スロットルボディは、前記第１気筒に対向する側のシリンダ側面に取り付けられ、前記第１スロットルボディ及び前記第２スロットルボディは、それぞれのスロットルバルブを独立して駆動するバルブ回転装置を備え、前記第１スロットルボディ及び前記第２スロットルボディは、エンジン上面視において、クランク軸に平行な直線に対してそれぞれのスロットルバルブ回転軸が角度を有するように、それぞれの前記バルブ回転装置がボア中心軸のまわりに回転した状態となるように配置され、前記第１スロットルボディ及び前記第２スロットルボディは、エンジン上面視において、それぞれの前記バルブ回転装置が前記クランク軸側に偏倚するように配置されることを特徴とする。

本発明によれば、コンパクト化を図ると共に周辺部品のレイアウト等への影響をなくすることができる。

本発明の実施形態における自動二輪車のエンジンユニットの側面図である。本発明の実施形態における前部気筒及び後部気筒のスロットルボディまわりを示す上面図である。本発明の実施形態における前部気筒及び後部気筒のスロットルボディまわりを示す左側面図である。本発明の実施形態における前部気筒及び後部気筒のスロットルボディまわりを示す拡大上面図である。本発明の実施形態における前部気筒及び後部気筒のスロットルボディまわりを示す拡大左側面図である。

本発明の一実施形態に係るＶ型エンジンの吸気構造は、第１気筒と第２気筒が、クランク軸方向視において相互に傾斜又は直交して配置されるＶ型エンジンの吸気構造において、前記第１気筒の第１スロットルボディは、前記第２気筒に対向する側のシリンダ側面に取り付けられ、前記第２気筒の第２スロットルボディは、前記第１気筒に対向する側のシリンダ側面に取り付けられ、前記第１スロットルボディ及び前記第２スロットルボディは、それぞれのスロットルバルブを独立して駆動するバルブ回転装置を備え、前記第１スロットルボディ及び前記第２スロットルボディは、エンジン上面視において、クランク軸に平行な直線に対してそれぞれのスロットルバルブ回転軸が角度を有するように、それぞれの前記バルブ回転装置がボア中心軸のまわりに回転した状態となるように配置される。
これによりバルブ回転装置を車幅方向で内側へ詰め、これによりスロットルボディまわりの左右方向の幅を小さくし、コンパクト化が図られる。

以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施例について説明する。
本実施例では、自動二輪車に搭載される多気筒エンジンを例に説明する。図１は、自動二輪車１００のエンジンユニット１０まわりを右側方から見た側面図である。なお、本願において上下、左右、前後といった方向は、自動二輪車１００に乗車した状態での方向を指すものとし、各図において方向を示す。

自動二輪車１００は例えばツインスパーフレーム等の車体フレーム１０１を備え、車体フレーム１０１の前後に前輪及び後輪が配置され、車両の略中央部付近で車体フレーム１０１にエンジンユニット１０が搭載される。エンジンユニット１０は、本実施例において例えば４サイクル多気筒、典型的には前部気筒１１及び後部気筒１２がＶ字状に配置された所謂、Ｖ型２気筒エンジンとして構成される。なお、Ｖ字状とは、前部気筒１１（第１気筒）と後部気筒１２（第２気筒）がクランク軸方向視において互いに傾斜又は直交して配置されることを言う。

前部気筒１１において、クランクケース１３からシリンダ軸線Ｌ_Fに沿って順にシリンダブロック１４、シリンダヘッド１５及びシリンダヘッドカバー１６が一体的に結合し（これらを単にシリンダとも言う）、これらにより１つの気筒を構成する。また、後部気筒１２おいて、クランクケース１３からシリンダ軸線Ｌ_Rに沿って順にシリンダブロック１７、シリンダヘッド１８及びシリンダヘッドカバー１９が一体的に結合し（これらを単にシリンダとも言う）、これらにより１つの気筒を構成する。
この例では前部気筒１１は適度に前方に傾斜するかたちで配置され、また後部気筒１２は適度に後方に傾斜するかたちで配置される。

上記のようにＶ型配置された前後気筒の相互間に形成されるスペースＳ内で、前部気筒１１の吸気管２０と後部気筒１２の吸気管２１が略上方を指向して開口するようにシリンダヘッド１５及びシリンダヘッド１８にそれぞれ結合する。吸気管２０及び吸気管２１にはそれぞれスロットルボディ２２，２３が結合し、スロットルボディ２２，２３が各々、エアクリーナ２４に接続される。エアクリーナ２４はスペースＳの略前斜め上方に位置し、左右の車体フレーム１０１の間から上方へ突出する変形箱型のエアクリーナボックス２５を有する。スロットルボディ２２（第１スロットルボディ）はエアクリーナボックス２５の底面部２５ａに接続し、エアクリーナ２４から清浄な空気が供給される。スロットルボディ２３（第２スロットルボディ）はエアクリーナボックス２５の後側面部２５ｂに接続し、エアクリーナ２４から清浄な空気が供給される。

更に図１に示されるように、燃料タンク２６がエアクリーナボックス２５及び後部気筒１２のシリンダヘッドカバー１９に上から覆い被さるようにして、車幅方向で左右の車体フレーム１０１の間に収まるように配置される。なお、燃料タンク２６は図１のように例えば卵型等を呈して形成される。

図２及び図３は、前部気筒１１及び後部気筒１２のスロットルボディ２２，２３まわりを示す上面図及び左側面図である。スロットルボディ２２は吸気管２０を介して、後部気筒１２に対向する側の前部気筒１１（具体的にはシリンダヘッド１５）の側面に取り付けられ、図３のように略鉛直方向に配置される。スロットルボディ２３は吸気管２１を介して、前部気筒１１に対向する側の後部気筒１２（具体的にはシリンダヘッド１８）の側面に取り付けられ、図３のように適度に前方に傾斜するかたちで配置される。なお、図３で示される様に、側面視においてスロットルボディ２２の中心軸とスロットルボディ２３の中心軸の成す角γが、鋭角（γ＜４５°）となるように、スロットルボディ２２，２３が配置されている。

図２のようにスロットルボディ２２は、その内部に形成される吸気通路を開閉するスロットルバルブ２７を有し、このスロットルバルブ２７はスロットルバルブ回転軸２８のまわりに回転可能に支持される。
また、スロットルボディ２３は、その内部に形成される吸気通路を開閉するスロットルバルブ２９を有し、このスロットルバルブ２９はスロットルバルブ回転軸３０のまわりに回転可能に支持される。

スロットルボディ２２には、スロットルバルブ２７を回転させるためのバルブ回転装置３１が付設され、このバルブ回転装置３１はケーシング３２内にアクチュエータ３３（具体的には電動モータにより構成され、図２においてその回転軸で略記する）と、スロットルバルブ回転軸２８及びアクチュエータ３３を相互に連結するギヤ３４（具体的には平歯車等により構成され、図２において点線にて略記する）とを含んで構成される。この例ではバルブ回転装置３１はスロットルボディ２２の一方側である右側に配置される。
アクチュエータ３３は、自動二輪車１００のアクセル操作に基づいて、エンジン制御装置（Engine Control Unit）からの駆動信号によりそのアクセル操作に対応して回転駆動され、これによりギヤ３４を介してスロットルバルブ回転軸２８が回転する。

また、スロットルボディ２３には、スロットルバルブ２９を回転させるためのバルブ回転装置３５が付設され、このバルブ回転装置３５はケーシング３６内にアクチュエータ３７（具体的には電動モータにより構成され、図２においてその回転軸で略記する）と、スロットルバルブ回転軸３０及びアクチュエータ３７を相互に連結するギヤ３８（具体的には平歯車等により構成され、図２において点線にて略記する）とを含んで構成される。この例ではバルブ回転装置３５はスロットルボディ２３の他方側である左側に配置される。
アクチュエータ３７は、自動二輪車１００のアクセル操作に基づいて、エンジン制御装置（Engine Control Unit）からの駆動信号によりそのアクセル操作に対応して回転駆動され、これによりギヤ３８を介してスロットルバルブ回転軸３０が回転する。

図４及び図５は、前部気筒１１及び後部気筒１２のスロットルボディ２２，２３まわりを示す拡大上面図及び拡大左側面図である。前部気筒１１のスロットルボディ２２の後側面、即ち後部気筒１２側にはインジェクタ３９が吸気管２０を指向して装着され、吸気管２０の内部に形成される吸気通路内に燃料を噴射するようになっている。インジェクタ３９の上側には燃料ジョイント４０が付帯して取り付けられ、燃料ジョイント４０には、燃料タンク２６に接続されて燃料を給送するための燃料パイプが接続される。インジェクタ３９はエンジン制御装置により制御されて、所定タイミングで燃料ジョイント４０を介して供給される燃料を吸気通路内に噴射する。

また、後部気筒１２のスロットルボディ２３の前側面、即ち前部気筒１１側にはインジェクタ４１が吸気管２１を指向して装着され、吸気管２１の内部に形成される吸気通路内に燃料を噴射するようになっている。インジェクタ４１の上側には燃料ジョイント４２が付帯して取り付けられ、燃料ジョイント４２には、燃料ジョイント４０と同様に燃料パイプが接続される。インジェクタ４１はエンジン制御装置により制御されて、所定タイミングで燃料ジョイント４２を介して供給される燃料を吸気通路内に噴射する。

ここで図２を参照して、車体フレーム１０１の内側で車体フレーム１０１と前部気筒１１及び後部気筒１２との間には、イグニッションコイル４３，４４が配設されると共に、これらのイグニッションコイル４３，４４及び点火プラグ４５，４６を接続するイグニッションコード４７，４８が配索される。

図４に示すようにスロットルボディ２２は、内部の吸気通路を形成するボア２２ａを有し、ボア２２ａの中心を通るボア中心軸４９が図５のようにスロットルボディ２２の長手方向に延びる。同様にスロットルボディ２３は図４に示すように、内部の吸気通路を形成するボア２３ａを有し、ボア２３ａの中心を通るボア中心軸５０が図５のようにスロットルボディ２３の長手方向に延びる。なお、ボア中心軸４９とスロットルバルブ回転軸２８との交点をスロットルバルブ中心点２２Ａとし、ボア中心軸５０とスロットルバルブ回転軸３０との交点をスロットルバルブ中心点２３Ａとする。

ここで、図４及び図５に示されるように前部気筒１１及び後部気筒１２に共通のクランク軸５１が左右方向に延設される。図４において、スロットルバルブ回転軸２８は、ボア２２ａのスロットルバルブ中心点２２Ａを通り、クランク軸５１に平行な直線５１_Fに対して角度αを有する様に、バルブ回転装置３１がボア中心軸４９のまわりに回転した状態となるように配置される。

また、スロットルバルブ回転軸３０は、ボア２３ａのスロットルバルブ中心点２３Ａを通り、クランク軸５１に平行な直線５１_Rに対して角度βを有する様に、バルブ回転装置３５がボア中心軸５０のまわりに回転した状態となるように配置される。
バルブ回転装置３１の回転角度とバルブ回転装置３５の回転角度は等しくしてもよいし、必要に応じて適宜の大小関係を設定可能である。

上記の場合、バルブ回転装置３１は直線５１_Fに対して、クランク軸５１に近い側に偏るように配置される。また、バルブ回転装置３５は直線５１_Rに対して、クランク軸５１に近い側に偏るように配置される。バルブ回転装置３１及びバルブ回転装置３５は共に、前部気筒１１及び後部気筒１２間のスペースＳの内側に入り込むように配置される。

前部気筒１１及び後部気筒１２のエンジン構成自体は実質的同一であり、左右逆の関係でＶ型配置される。この場合、図２に示したように後部気筒１２のシリンダ軸線Ｌ_Rは、前部気筒１１のシリンダ軸線Ｌ_Fに対して一方側（この実施例では右方）にオフセットされ、オフセット量Ｐが設定される。スロットルボディ２２のボア中心軸４９は、前部気筒１１のシリンダ軸線Ｌ_Fに対して前後方向視では同一直線上に一致する。また、スロットルボディ２３のボア中心軸５０は、後部気筒１２のシリンダ軸線Ｌ_Rに対して前後方向視では同一直線上に一致する。従って、シリンダ軸線Ｌ_R及びシリンダ軸線Ｌ_Fのオフセットに対応して、スロットルボディ２２のボア中心軸４９とスロットルボディ２３のボア中心軸５０は図４のようにオフセット量Ｐでオフセットされる。

上記の場合、図４及び図５に示されるように前部気筒１１においてアクチュエータ３３とインジェクタ３９が、スロットルボディ２２のボア中心軸４９に関して同一側（後方側であるスペースＳ）に配置される。また、後部気筒１２においてアクチュエータ３７とインジェクタ４１が、スロットルボディ２３のボア中心軸５０に関して同一側（前方側であるスペースＳ）に配置される。

また、共に燃料デリバリパイプから燃料が供給されるインジェクタ３９の燃料ジョイント４０とインジェクタ４１の燃料ジョイント４２とが図４のように、互いに向き合うように配置される。

更に、図２に示されるように車体フレーム１０１の内側において、前部気筒１１のアクチュエータ３３とイグニッションコイル４４が左右方向反対側に配置される。また、後部気筒１２のアクチュエータ３７とイグニッションコイル４３が左右方向反対側に配置される。

本発明のＶ型エンジンの吸気構造において、スロットルバルブ回転軸２８及びスロットルバルブ回転軸３０共に、クランク軸５１の方向に対して回転した状態となるように配置され、つまり左右方向に対して傾斜させる。クランク軸５１と平行なままではスロットルボディ２２，２３の側方に突出するバルブ回転装置３１及びバルブ回転装置３５を車幅方向で内側へ詰め、これによりスロットルボディ２２，２３まわりの左右方向の幅を小さくし、コンパクト化が図られる。

この場合、バルブ回転装置３１及びバルブ回転装置３５は、クランク軸５１に近い側に偏るように配置され、共に前部気筒１１及び後部気筒１２間のスペースＳの内側に入り込むように配置される。
このようにバルブ回転装置３１及びバルブ回転装置３５をＶバンクのスペースＳの内側に寄せる。これによりバルブ回転装置３１及びバルブ回転装置３５の突出を抑えて、エンジンユニット１０の上方に位置するエアクリーナ２４及び燃料タンク２６に対する位置的制約をなくし、つまり周辺部品等への影響をなくすることで、それらの容量確保を容易にする。

また、バルブ回転装置３１はスロットルボディ２２の一方側に、バルブ回転装置３５はスロットルボディ２３の他方側にそれぞれ配置される。
バルブ回転装置３１及びバルブ回転装置３５を左右方向で反対の位置関係で配置することで、それらが相互に干渉し合うことなく、ＶバンクのスペースＳを有効に活用することができる。
この場合、後部気筒１２のシリンダ軸線Ｌ_Rと前部気筒１１のシリンダ軸線Ｌ_Fを互いにオフセットさせることで、より効果的にスペースＳの有効活用に寄与する。

また、前部気筒１１のアクチュエータ３３及びインジェクタ３９を同一側に配置し、後部気筒１２のアクチュエータ３７及びインジェクタ４１を同一側に配置し、これによりエアクリーナ２４及び燃料タンク２６の容量確保を容易にする。

また、インジェクタ３９の燃料ジョイント４０とインジェクタ４１の燃料ジョイント４２を互いに向き合わせることで、スロットルボディ２２，２３の共通使用化を図り、コスト低減を実現する。

更に、前部気筒１１のアクチュエータ３３及びイグニッションコイル４４の左右方向の配置関係と、後部気筒１２のアクチュエータ３７とイグニッションコイル４３の左右方向の配置関係により、左右方向で重量バランスよく配置する。

以上、本発明の実施例を、図面を参照して詳細に説明したが、各実施例は、本発明の実施にあたっての具体例を示したに過ぎない。本発明の技術的範囲は、各実施例に限定されるものではない。本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能であり、それらも本発明の技術的範囲に含まれる。
本発明の構成を左右逆の関係で構成することも可能である。

１０エンジンユニット、１１前部気筒、１２後部気筒、１３クランクケース、１４シリンダブロック、１５シリンダヘッド、１６シリンダヘッドカバー、１７シリンダブロック、１８シリンダヘッド、１９シリンダヘッドカバー、２０，２１吸気管、２２，２３スロットルボディ、２４エアクリーナ、２５エアクリーナボックス、２６燃料タンク、２７，２９スロットルバルブ，２８，３０スロットルバルブ回転軸、３１，３５バルブ回転装置、３２，３６ケーシング、３３，３７アクチュエータ、３４，３８ギヤ、３９，４１インジェクタ、４０，４２燃料ジョイント、４３，４４イグニッションコイル、４５，４６点火プラグ、４７，４８イグニッションコード、１００自動二輪車。

Claims

第１気筒と第２気筒が、クランク軸方向視において相互に傾斜又は直交して配置されるＶ型エンジンの吸気構造において、
前記第１気筒の第１スロットルボディは、前記第２気筒に対向する側のシリンダ側面に取り付けられ、前記第２気筒の第２スロットルボディは、前記第１気筒に対向する側のシリンダ側面に取り付けられ、
前記第１スロットルボディ及び前記第２スロットルボディは、それぞれのスロットルバルブを独立して駆動するバルブ回転装置を備え、
前記第１スロットルボディ及び前記第２スロットルボディは、エンジン上面視において、クランク軸に平行な直線に対してそれぞれのスロットルバルブ回転軸が角度を有するように、それぞれの前記バルブ回転装置がボア中心軸のまわりに回転した状態となるように配置され、
前記第１スロットルボディ及び前記第２スロットルボディは、エンジン上面視において、それぞれの前記バルブ回転装置が前記クランク軸側に偏倚するように配置されることを特徴とするＶ型エンジンの吸気構造。
第１気筒と第２気筒が、クランク軸方向視において相互に傾斜又は直交して配置されるＶ型エンジンの吸気構造において、
前記第１気筒の第１スロットルボディは、前記第２気筒に対向する側のシリンダ側面に取り付けられ、前記第２気筒の第２スロットルボディは、前記第１気筒に対向する側のシリンダ側面に取り付けられ、
前記第１スロットルボディ及び前記第２スロットルボディは、それぞれのスロットルバルブを独立して駆動するバルブ回転装置を備え、
前記第１スロットルボディ及び前記第２スロットルボディは、エンジン上面視において、クランク軸に平行な直線に対してそれぞれのスロットルバルブ回転軸が角度を有するように、それぞれの前記バルブ回転装置がボア中心軸のまわりに回転した状態となるように配置され、
前記第１スロットルボディの前記バルブ回転装置は、その前記ボア中心軸に対してクランク軸方向一方側に設けられ、
前記第２スロットルボディの前記バルブ回転装置は、その前記ボア中心軸に対してクランク軸方向他方側に設けられることを特徴とするＶ型エンジンの吸気構造。
前記第２気筒のシリンダ軸線は、前記第１気筒のシリンダ軸線に対して一方側にオフセットされることを特徴とする請求項２に記載のＶ型エンジンの吸気構造。