JP6714764B2 - 内燃機関の吸気構造 - Google Patents

Description

本発明は、アイドルエア通路と、スロットル弁とタンブル弁を備えた内燃機関の吸気構造に関する。

スロットル弁とその下流側のＴＣＶ（タンブルコントロール弁）とを有し、タンブルコントロール弁（以下、単に「タンブル弁」という。）の下流側の吸気通路の、下側を主通路、上側をタンブル流を発生させるための副通路として、タンブル弁により主通路への吸気量を抑制制御することでタンブル流を発生させる内燃機関の吸気構造が、例えば、下記特許文献１に示されている。
また、スロットルボディの吸気通路の下側を主通路、上側をタンブル流を発生させるための副通路に形成し、副通路の上側にアイドルエア通路を配置して、スロットル弁が全閉のアイドル運転時や低負荷運転時は、アイドルエア通路に介装されたＩＡＣＶ（アイドルエアコントロール弁）により制御されたアイドルエアがアイドルエア通路から副通路に流入し、燃焼室へ供給される構造が、例えば、下記特許文献２に示されている。同特許文献２においては、副通路を流れる吸気は、高い流速で吸気ポートに沿って燃焼室の一方に偏った方向へ流入し、タンブル流を生成することが示されている。

しかしながら、スロットル弁とタンブル弁を有する内燃機関の吸気構造において、タンブル弁の下流側の吸気通路を仕切板部で上下に仕切る場合、通常、燃料噴射弁は吸気通路の上側に設けられるので、噴射燃料と仕切板部との干渉を避けるため、燃料噴射弁と仕切板部の距離を取れるように上側を流路断面の大きい主通路とし、下側をタンブル流を発生させるための副通路とした方が好ましい。
そのように、吸気通路の下側に副通路を設けて、副通路側にアイドルエアコントロール弁を介装したアイドル通路を配置した場合は、アイドルエア通路が副通路の下側に配置されることになり、下側に配置されたアイドルエア通路に空気より比重の大きい燃料のガス溜まりが発生し易くなる。

日本国特許第５９２５８７８号公報（図２、図６〜図８） 日本国特開２００２−２２１０３６号公報（図２〜図４）

本発明は、上記従来技術に鑑みなされたものであり、スロットル弁とその下流側のタンブル弁とを有し、タンブル弁の下流側の吸気通路の上側を主流路とし、下側をタンブル流路となる副通路とする内燃機関の吸気構造において、アイドル運転時等においてもタンブル流を強化しやすい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、燃焼室を有する内燃機関が、シリンダブロックとシリンダヘッドを備え、前記シリンダヘッドに吸気ポートと排気ポートが設けられ、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、前記インレットパイプの吸気流上流側に前記吸気通路に連続する吸気路を備えたスロットルボディが接続し、同スロットルボディに、スロットル弁と、前記吸気路の吸気流流れ方向において下流側のタンブル弁とが設けられ、前記吸気通路が、前記タンブル弁より下流側で、仕切板部により上側主通路と、前記燃焼室でのタンブル流を発生させるためのタンブル流路となる下側副通路とに仕切られた内燃機関の吸気構造において、
前記吸気路の上側に前記スロットル弁の上流側と下流側を連通するアイドルエア通路が設けられ、同アイドルエア通路は下流側出口を有し、同下流側出口は、前記吸気路の内面上部において前記スロットル弁と前記タンブル弁の間に設けられ、タンブル弁板とその切欠き部を有し、前記スロットル弁の全閉時に前記アイドルエア通路を通って流れ出たアイドルエアは、前記タンブル弁板により前記上側主通路への流入が抑制され、前記切欠き部から前記下側副通路に導かれるように構成さ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、アイドル運転時においては、スロットルボディの吸気路の上側に設けられたアイドルエア通路から吸気路に流れ込むアイドルエアが、タンブル弁のタンブル弁板により吸気通路の上側主通路に流入することが抑制され、タンブル弁板の切欠き部からタンブル流路となる下側副通路に導かれて集められ、タンブル流が発生し易くタンブル流を強化することができるとともに、アイドルエア通路が吸気路の上側に設けられたので、アイドルエア通路に燃料のガス溜まりが発生し難くし、アイドルエア通路を吸気路上に設けることができる。また、燃焼室の吸気弁の閉弁時には、吸気ポート内で燃料と吸気が攪拌され、混合気を均質化することができる。

前記アイドルエア通路の前記下流側出口に連なる下流側通路が、前記吸気路の流れ方向に対する垂直水平方向視で閉弁時の前記タンブル弁のタンブル弁板と平行になるように形成されるとよい。
その構成によれば、アイドルエア通路の下流側出口近傍の下流側通路が、吸気路の流れ方向に対する垂直水平方向視での閉弁時のタンブル弁のタンブル弁板と傾斜角度と平行に形成されたことで、アイドルエア通路から流れ出たアイドルエアが、タンブル弁板によって上側主通路に流入することがより抑制され、且つタンブル弁板の下板部側に導かれて、下板部に形成された切欠き部から下側副通路に流入し易くすることができる。

前記スロットル弁の下流側の前記吸気路に、下流側に向かうにつれて拡径する内面テーパ部が形成され、前記アイドルエア通路の前記下流側出口は、前記内面テーパ部に設けられてもよい。
その構成によれば、下流側に向かうにつれて拡径する吸気路の内面テーパ部にアイドルエア通路の下流側出口を設けることで、アイドルエア通路の下流側通路が、吸気路の流れ方向に対する垂直水平方向視での閉弁時のタンブル弁のタンブル弁板と平行に形成しやすくなる。

前記アイドルエア通路の前記下流側出口が、前記タンブル弁のタンブル弁軸より前記スロットル弁のスロットル弁軸に近い位置に設けられてもよい。
その構成によれば、アイドルエア通路の下流側出口が。タンブル弁軸よりスロットル弁軸に近い位置に設けられたことで、アイドルエア通路の下流側出口とタンブル弁の下板部の切欠き部との距離をより大きくでき、アイドルエア通路から流れ出たアイドルエアをタンブル弁の下板部の切欠き部から下側副通路に流入し易くすることができる。

本発明の内燃機関の吸気構造によれば、アイドル運転時においては、スロットルボディの吸気路の上側に設けられたアイドルエア通路から吸気路に流れ込むアイドルエアが、タンブル弁のタンブル弁板により吸気通路の上側主通路に流入することが抑制され、タンブル弁板の切欠き部からタンブル流路となる下側副通路に導かれて集められ、タンブル流が発生し易く強化することができるとともに、アイドルエア通路が吸気路の上側に設けられたので、アイドルエア通路に燃料のガス溜まりが発生し難くし、アイドルエア通路を吸気路上に設けることができる。また、燃焼室の吸気弁の閉弁時には、吸気ポート内で燃料と吸気が攪拌され、混合気を均質化することができる。

本発明の実施形態１に係る内燃機関の吸気構造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に示すと同じ配向によるパワーユニットの側面断面図である。 図３の要部拡大図である。 図４のスロットルボディのみを取り出し示すスロットルボディの右側面図である。 図５のｂ矢視によるタンブル弁の前面図である。 本発明の実施形態２に係る内燃機関の吸気構造を備えた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６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構造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。
なお、図３、図４に示すスロットルボディ７の吸気路70、および吸気通路80に関しては、仕切板部81で仕切られた上側主通路80Ａ側を「上」側、下側副通路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、本発明の実施形態１に係る内燃機関の吸気構造を備えたパワーユニット３を搭載した自動二輪車１の右側面を示す。
本実施形態の自動二輪車１は、いわゆるスクータ型自動二輪車であり、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から傾斜部22ａをなして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の傾斜部22ａの上方には収納ボックス11と燃料タンク12が支持されるとともに、収納ボックス11と燃料タンク12はその上方に取付けられた乗員シート13で塞がれ、収納ボックス11、燃料タンク12を含め、乗員シート12の下方は、車体カバー10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14が設けられ、下方にフロントフォーク15が延びてその下端に前輪16が軸支されている。

図２に、車体カバー10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22ａ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Ｃ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を介して上下揺動自在に連結される。

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17が取り付けられている。
すなわち、パワーユニット３はいわゆるスイングユニットであり、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に接続されたスロットルボディ７がシリンダブロック31の上方に位置し、スロットルボディ７にコネクティングチューブ85を介して接続するエアクリーナ装置86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、図２のパワーユニット３を取出して、図２に示すと略同じ配向により示す、パワーユニット３の側面断面図である。
パワーユニット３における内燃機関30は、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の左半面の断面が示され、パワーユニットケース50は、左ケース半体50Ｌが、図示しない右ケース半体との合わせ面50ｂを図示手前に向けて示される。

パワーユニットケース50は、左右割りの左ケース半体50Ｌと図示されない右ケース半体とを合体して構成されるもので、右ケース半体は、クランクケース部50ａの右半体をなし、左ケース半体50Ｌは、前部がクランクケース部50ａの左半体をなすとともに、後方に延設されて、クランク軸51と後輪17の後車軸56との間の前後に図示しない長尺のベルト式無段変速機と減速ギヤ機構57等を含む伝動装置を収容する動力伝達ケース部55を形成する。
減速ギヤ機構57は、動力伝達ケース部55の後部の右側開放面55Ｒの内部に収納され、図示しない減速機ケースにより覆われる。減速ギヤ機構57の出力軸は、後輪17の後車軸56である。
而して、内燃機関30のクランクケース部50ａのクランク軸51の回転動力は、動力伝達ケース部55内のベルト式無段変速機と減速ギヤ機構57を介して、後輪17に伝達される。

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は、クランクケース部50ａのクランク軸51のクランクピン51ａと、コネクティングロッド35により連結されている。
シリンダブロック31のシリンダボア31ａ内に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、クランクケース部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、および図３の要部拡大図である図４に示されるように、シリンダ軸Ｃ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、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の上方に向けて開口し、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、スロットルボディ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の下方に向けて開口し、排気管38（図２参照）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42ａ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43ａ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、図３に示すように、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、インシュレ−タ61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７が接続される。
スロットルボディ７は、内燃機関30の燃焼室36に連なる吸気通路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85を介して、エアクリーナ装置86（図２参照）に接続している。

スロットルボディ７は、吸気路70の流れ方向Ｆと垂直で略水平に配向するスロットル弁軸71ａによってスロットルボディ７内に回転自在に軸支されて、吸気路70の通路面積を可変制御し、吸気路70を開閉し得るスロットル弁71を備えている。
また、吸気路70の流れ方向Ｆにおいてスロットル弁71の下流側には、吸気路70の流れ方向Ｆと垂直で略水平に配向しスロットル弁軸71ａと平行なタンブル弁軸72ａによってスロットルボディ７内に回転自在に軸支されたタンブル弁72を備えている。

スロットルボディ７の吸気路70の上流側に設けられたスロットル弁71はバタフライ式のもので、スロットル弁軸71ａと、スロットル弁軸71ａに共に回転するようボルト締め固定された円板状のスロットル弁板71ｂとを有する。
スロットル弁71は、図３、図４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いるとともに、図示しない復帰ばねにより、スロットル弁板71ｂが吸気路70の内面70ａに接する全閉位置に位置するように閉弁方向に時計回りに付勢されている。

また、図５に示されるように、吸気路70の流れ方向Ｆにおいてスロットル弁71より下流側の吸気路70に設けられたタンブル弁72は、バタフライ式のもので、タンブル弁軸72ａと、タンブル弁軸72ａに共に回転するようボルト締め固定され上方に半円状をなす上板部72ｂaと下方に延出する下板部72ｂbからなるタンブル弁板72ｂとを有しており、下板部72ｂbには切欠き部72ｃが形成されている。
タンブル弁72は、図３、図４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いるとともに、図示しない復帰ばねにより、タンブル弁板72ｂの上板部72ｂaが吸気路70の内面70ａに接するタンブル弁閉止位置に位置するように時計回りに閉弁方向に付勢されている。
タンブル弁閉止位置において、タンブル弁板72ｂの下板部72ｂｂの切欠き部72ｃは、吸気路70にタンブル弁閉止時開通部70ｂ（図４参照）を形成する。

なお、スロットル弁71が設けられる位置の吸気路70の径に対して、タンブル弁72が設けられる位置の吸気路70の径は、内面スロープ部70ｃを介して拡大されており、吸気流の円滑化と、スロットルボディ７の鋳造時の鋳抜きの容易化が図られている。

本実施形態において、吸気通路80は、インレットパイプ６から吸気ポート42へと続けて仕切板部81によって、上下に仕切られ、タンブル流路となる下側副通路80Ｂと、下側副通路80Ｂを除く上側主通路80Ａとに仕切られている。
仕切板部81は、インレットパイプ側仕切板部81Ａと、インシュレータ側仕切板部81Ｂと、吸気ポート側仕切板部81Ｃが連続して位置して構成される。
上側主通路80Ａ、下側副通路80Ｂは、インレットパイプ６と吸気ポート42を縦通する仕切板部81により、タンブル弁72下流側の吸気通路80を上下に区画することで各々、横断面略半円状に画成される。

したがって、スロットルボディ７の吸気路70の下流側に接続するインレットパイプ６の吸気通路80の下側副通路80Ｂの入口開口80Ｂａは、タンブル弁72が実線の閉止位置に在る状態で、タンブル弁72の切欠き部72ｃの下流側、すなわち吸気路70のタンブル弁閉止時開通部70ｂの下流側に位置して開口し、上側主通路80Ａの入口開口80Ａａは、吸気路70のタンブル弁板72ｂの上板部72ｂa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87が取り付けられる。

また、図４に示されるように、仕切板部81の下流側端部81ｂ、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81ｂ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、且つ下側副通路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、下側副通路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流Ｔが発生しやすくすることができる。すなわち、下側副通路80Ｂは、タンブル流Ｔを発生させるためのタンブル流路となる。

タンブル弁72は、タンブル弁板72ｂの上板部72ｂaによって、それよりも下流側の吸気通路80で吸気流を分割する上下一対の上側主通路80Ａ、下側副通路80Ｂのうちの上側主通路80Ａへの吸気流の流入を制御し、上側主通路80Ａを実質的に開閉するものであり、タンブル弁板72ｂはその下板部72ｂbに切欠き部72ｃが形成されている。
すなわち、タンブル弁閉止位置では、タンブル弁板72ｂの上板部72ｂaが上側主通路80Ａの入口開口80Ａａを覆うように位置して吸気流の流入を抑制し、吸気流はタンブル弁板72ｂによって下板部72ｂbの切欠き部72ｃから下側副通路80Ｂ側に導かれるから、上側主通路80Ａは実質的に閉じられる。
タンブル弁72が開方向に回転するにつれ上側主通路80Ａへの吸気流の流入は増加するが、タンブル弁72が全開位置にあるときは、図４、図５中２点鎖線で示すように、スロットル弁板71ｂとタンブル弁板72ｂが吸気路70の流れ方向Ｆに平行に位置し、吸気路70を流れる吸気流は、スロットル弁71とタンブル弁72に邪魔されることなく、十分な吸気量が上側主通路80Ａにも下側副通路80Ｂにも流れて、燃焼室36に向かうことができる。

スロットル弁71は、図示しないスロットルワイヤを介して、運転者のアクセルグリップ75（図１参照）の操作によって回動され、開閉弁がなされる。
アクセルグリップ75が操作されていない時は、復帰ばねによって閉弁されるが、内燃機関30のアイドル運転や極小負荷運転に必要な吸気量を供給するためのアイドルエア通路100が、吸気路70の上側に、スロットル弁71の上流側と、下流側とを連通するように、スロットルボディ７内に設けられており、アイドルエア通路100の下流側出口102は吸気路70の内面上部70ａaに開口するように、スロットル弁71とタンブル弁72の間の内面テーパ部70ｃに設けられている。
アイドルエア通路100にはＩＡＣＶ（アイドルエアコントロール弁）101が介装されており、内燃機関30の運転状態に即してアイドルエアの供給量が制御される。

したがって、スロットル弁71が閉止位置にあり、その下流においてタンブル弁72が所定の閉止位置に在るときには、アイドルエア通路100を通過して、吸気路70の内面上部70ａaに開口する下流側出口102からアイドルエアが流出し、吸気路70へ流れ出るアイドルエアは、タンブル弁72のタンブル弁板72ｂで吸気通路80の上側主通路80Ａに流入することが抑制され、タンブル弁板72ｂの切欠き部72ｃによるタンブル弁閉止時開通部70ｂに集められて通過し、下側副通路80Ｂに導かれ燃焼室36に向かって流される。
なお、アイドルエア通路100は吸気路70の上側に設けられたので、アイドルエア通路100に燃料のガス溜まりが発生し難くなり、アイドルエア通路100を吸気路70上に設けることができる。

これにより、アイドル運転時や低負荷運転時に燃焼室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流Ｔ（縦渦流）を強めることができる。
また、タンブル弁72の下流側の吸気通路80を上下に区画することで、吸気流はタンブル弁72で下側副通路80Ｂのみを流通するよう制御されて燃焼室36に向かうこととなり、これにより、燃焼室36で発生する吸気のタンブル流Ｔを更に強めることができる。
なお、燃焼室36の吸気弁46の閉弁時は、そのように下側副通路80Ｂを通った吸気は、吸気弁46の傘部46ａ上方で、上側主通路80Ａ側へゆっくり上昇する動きを示すので、吸気と燃料との混合気が吸気ポート42内で攪拌され、混合気が均質化される。

スロットル弁71とタンブル弁72は、図示しない連動機構によって連動し、スロットル弁71の開度に応じて所定の関係でタンブル弁72が開くように設定されており、高負荷時でスロットル弁71が全開し、タンブル弁72が全開位置にあるときは、図４中２点鎖線で示すように、スロットル弁板71ｂとタンブル弁板72ｂが吸気路70の流れ方向Ｆに平行に位置し、吸気路70を流れる吸気流は、スロットル弁71とタンブル弁72に邪魔されることなく、十分な吸気量が上側主通路80Ａにも下側副通路80Ｂにも流れて、燃焼室36に向かうことができる。

また、図５に示されるように、アイドルエア通路100の下流側出口102近傍の下流側通路103は、前記吸気路70の流れ方向に対する垂直水平方向視で、あるいは、吸気路70の側面断面視で、閉弁時の前記タンブル弁72のタンブル弁板72ｂと平行になるように形成されており、そのため、アイドルエア通路100から流れ出たアイドルエアが、タンブル弁板72ｂによって上側主通路80Ａに流入することがより抑制され、且つタンブル弁72の下板部72ｂb側に導かれて、下板部72ｂbに形成された切欠き部72ｃから下側副通路80Ｂに流入し易くなる。

特に、本実施形態では、スロットル弁71の下流側の吸気路70に、下流側に向かうにつれて拡径する内面テーパ部70ｃが形成され、アイドルエア通路100の下流側出口102が、内面テーパ部70ｃに設けられているので、アイドルエア通路100の下流側通路103を、吸気路70の流れ方向Ｆに対する垂直水平方向視での閉弁時のタンブル弁72のタンブル弁板72ｂと平行に形成しやすくなっている。また、アイドルエア通路100の下流側出口102が、内面テーパ部70ｃに設けられることにより、アイドルエア通路100の下流側出口102がタンブル弁閉止時開通部70ｂを指向するため、アイドルエア通路100を流れる吸気流が下側副通路80Ｂに流れやすくすることができる。

またさらに、アイドルエア通路100の下流側出口102は、図５図示のように、タンブル弁72のタンブル弁軸72ａよりスロットル弁71のスロットル弁軸71ａに近い位置に設けられており、そのため、アイドルエア通路100の下流側出口102とタンブル弁72の下板部72ｂbの切欠き部72ｃとの距離をより大きくでき、アイドルエア通路100から流れ出たアイドルエアをタンブル弁板72ｂの下板部72ｂbの切欠き部72ｃから下側副通路80Ｂに流入し易くすることができる。

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Ｃ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Ｃ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２として以下説明する。

図７に示される実施形態２のパワーユニット３′は、図７に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38に接続し、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、スロットルボディ７、コネクティングチューブ85が順次接続し、さらに図示しないエアクリーナ装置に接続している。

インレットパイプ６、吸気ポート42には、実施形態１と同様に仕切板部81が設けられ、スロットルボディ７には同様のスロットル弁71とタンブル弁72が設けられて、同様に吸気路70の上側にスロットル弁71の上流側と下流側を連通するアイドルエア通路100が設けられ、アイドルエア通路100の下流側出口102は、図５図示のとおり、吸気路70の内面上部70ａaにおいてスロットル弁71とタンブル弁72の間に設けられている。
したがって、実施形態２においても、図７図示のように実施形態１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、本実施形態１、２では、燃焼室にタンブル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適用してもよい。
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、７…スロットルボディ、14…ハンドル、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、35…コネクティングロッド、36…燃焼室、40…吸気弁口、41…排気弁口、42…吸気ポート、42ａ…湾曲外壁部、43…排気ポート、46…吸気弁、46ａ…傘部、47…排気弁、48…弁ばね、50、50′…パワーユニットケース、50Ｌ…左ケース半体、50ａ…クランクケース部、51…クランク軸、51ａ…クランクピン、55…動力伝動ケース部、58′…ギヤ変速装置、58ａ′…メイン軸、58ｂ′…カウンタ軸、70…吸気路、70ａ…内面、70ａa…内面上部、70ｂ…タンブル弁閉止時開通部、70ｃ…内面テーパ部、71…スロットル弁、71ａ…スロットル弁軸、71ｂ…スロットル弁板、72…タンブル弁、72ａ…タンブル弁軸、72ｂ…タンブル弁板、72ｂa…上板部、72ｂb…下板部、72ｃ…切欠き部、80…吸気通路、80Ａ…上側主通路、80Ａａ…入口開口、80Ｂ…下側副通路、80Ｂａ…入口開口、80Ｂｂ…終端、81…仕切板部、81ｂ…下流側端部、100…アイドルエア通路、101…アイドルエアコントロール弁、102…下流側出口、103…下流側通路、Ｃ…シリンダ軸、Ｆ…（吸気路70の）流れ方向、Ｔ…タンブル流

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、前記シリンダヘッド（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、
   前記インレットパイプ（６）の吸気流上流側に前記吸気通路（８０）に連続する吸気路（７０）を備えたスロットルボディ（７）が接続し、同スロットルボディ（７）に、スロットル弁（７１）と、前記吸気路（７０）の吸気流流れ方向（Ｆ）において下流側のタンブル弁（７２）とが設けられ、
   前記吸気通路（８０）が、前記タンブル弁（７２）より下流側で、仕切板部（８１）により上側主通路（８０Ａ）と、前記燃焼室（３６）でのタンブル流を発生させるためのタンブル流路となる下側副通路（８０Ｂ）とに仕切られた内燃機関の吸気構造において、
   前記吸気路（７０）の上側に前記スロットル弁（７１）の上流側と下流側を連通するアイドルエア通路（１００）が設けられ、同アイドルエア通路（１００）は下流側出口（１０２）を有し、同下流側出口（１０２）は、前記吸気路（７０）の内面上部（７０ａａ）において前記スロットル弁（７１）と前記タンブル弁（７２）の間に設けられ、
   前記タンブル弁（７２）は、タンブル弁板（７２ｂ）とその切欠き部（７２ｃ）を有し、前記スロットル弁（７１）の全閉時に前記アイドルエア通路（１００）を通って流れ出たアイドルエアは、前記タンブル弁板（７２ｂ）により前記上側主通路（８０Ａ）への流入が抑制され、前記切欠き部（７２ｃ）から前記下側副通路（８０Ｂ）に導かれるように構成され、前記アイドルエア通路（１００）の前記下流側出口（１０２）が、前記タンブル弁（７２）のタンブル弁軸（７２ａ）より前記スロットル弁（７１）のスロットル弁軸（７１ａ）に近い位置に設けられたことを特徴とする内燃機関の吸気構造。
2. 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、前記シリンダヘッド（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、
   前記インレットパイプ（６）の吸気流上流側に前記吸気通路（８０）に連続する吸気路（７０）を備えたスロットルボディ（７）が接続し、同スロットルボディ（７）に、スロットル弁（７１）と、前記吸気路（７０）の吸気流流れ方向（Ｆ）において下流側のタンブル弁（７２）とが設けられ、
   前記吸気通路（８０）が、前記タンブル弁（７２）より下流側で、仕切板部（８１）により上側主通路（８０Ａ）と、前記燃焼室（３６）でのタンブル流を発生させるためのタンブル流路となる下側副通路（８０Ｂ）とに仕切られた内燃機関の吸気構造において、
   前記吸気路（７０）の上側に前記スロットル弁（７１）の上流側と下流側を連通するアイドルエア通路（１００）が設けられ、同アイドルエア通路（１００）は下流側出口（１０２）を有し、同下流側出口（１０２）は、前記吸気路（７０）の内面上部（７０ａａ）において前記スロットル弁（７１）と前記タンブル弁（７２）の間に設けられ、
   前記タンブル弁（７２）は、タンブル弁板（７２ｂ）とその切欠き部（７２ｃ）を有し、前記スロットル弁（７１）の全閉時に前記アイドルエア通路（１００）を通って流れ出たアイドルエアは、前記タンブル弁板（７２ｂ）により前記上側主通路（８０Ａ）への流入が抑制され、前記切欠き部（７２ｃ）から前記下側副通路（８０Ｂ）に導かれるように構成され、
   前記アイドルエア通路（１００）の前記下流側出口（１０２）に連なる下流側通路（１０３）が、前記吸気路（７０）の流れ方向（Ｆ）に対する垂直水平方向視で閉弁時の前記タンブル弁（７２）のタンブル弁板（７２ｂ）と平行になるように形成されたことを特徴とする内燃機関の吸気構造。
3. 前記スロットル弁（７１）の下流側の前記吸気路（７０）に、下流側に向かうにつれて拡径する内面テーパ部（７０ｃ）が形成され、前記アイドルエア通路（１００）の前記下流側出口（１０２）は、前記内面テーパ部（７０ｃ）に設けられたことを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の吸気構造。

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