JP6798910B2 - 内燃機関の吸気装置 - Google Patents

Description

本発明は、コンパクトな弁構造で主通路と副通路に分割された吸気通路への吸気振り分けを行う内燃機関の吸気装置に関する。

内燃機関の吸気装置において、燃焼室内の縦渦流（タンブル渦流）の強さを調整し、燃焼効率の最適化を図ることを目的とし、主通路と副通路に分割された吸気通路の上流側にスロットル弁と吸気振分け弁（ＴＣＶ：タンブルコントロールバルブ）が直列に設けられたものが、例えば、下記特許文献１に示されている。
しかしながら、下記特許文献１の構造では、タンブル渦流の強さを調整するために、吸気振分け弁を追加する構造であるため、吸気振分け弁を直列に並べる必要があり、吸気装置の長さが長くなる。また、吸気振分け弁の開度をスロットル弁に連動させるためのリンク機構が必要であり、部材コストが上昇する可能性があった。

特開２０１３−２０９９１４号公報（図２、図７〜図９）

本発明は、上記従来技術に鑑みなされたものであり、より簡易な構造で主通路と副通路に分割された吸気通路への吸気振り分けを可能とし、タンブル渦流の強さを調整することができる内燃機関の吸気装置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、同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スロットル弁が設けられたスロットルボディが接続された内燃機関の吸気装置において、
前記スロットル弁は、前記吸気路の流れ方向と垂直に配向するスロットル弁軸により前記吸気路内で回転自在に軸支され一体的に回転する第１弁と第２弁を有し、前記第１弁は、前記スロットル弁の全閉と徐開の間、前記主通路への吸気の流入を抑制するように構成されるとともに、前記第２弁は、前記副通路側に配置され、
前記スロットル弁の前記第２弁はメインバルブで構成され、前記第１弁は同メインバルブとサブバルブで構成され、同サブバルブは前記メインバルブと重なるように配置され同メインバルブに対してスロットル弁軸半径方向外向きに所定の範囲で移動可能なスライド構造を備えたことを特徴とする内燃機関の吸気装置である。

上記構成によれば、スロットル弁の徐開の領域で、スロットル弁によって主通路への吸入空気の流入を抑制することができるとともに、吸入空気の流れを偏らせてタンブル流路としての副通路に導き、燃焼室内のタンブル渦流を強化することができる。
したがって、よりコンパクトな弁構造で主通路と副通路に分割された吸気通路への吸気振り分けを可能とし、タンブル渦流の強さを調整することができる

前記スロットル弁の前記第２弁はメインバルブで構成され、前記第１弁は同メインバルブとサブバルブで構成され、同サブバルブは前記メインバルブと重なるように配置され同メインバルブに対してスロットル弁軸半径方向外向きに所定の範囲で移動可能なスライド構造を備える。
スロットル弁全閉から徐開の領域で、吸気通路の主通路側の吸気路を、第１弁側はスライド構造を備えたサブバルブで塞ぎ、吸気路から吸気通路の主通路への吸入空気の流入を抑制することができ、徐開するメインバルブで構成された第２弁側に吸入空気を偏らせて副通路に導くことができる。
したがって、吸気振分け弁（ＴＣＶ：タンブルコントロールバルブ）を別個に備えない普通のスロットルボディと同じサイズにスロットルボディをコンパクト化できるとともに、吸気振り分け弁を別途に設けることなく、タンブル渦流を形成するための副通路を設けた吸気通路に吸入空気を振り分け供給できるので、簡易な構造で、スロットル弁全閉から徐開の領域でのタンブル渦流を強化できる吸気装置となる。

前記構成において、
前記メインバルブは前記スロットル弁軸に固定され、前記メインバルブと前記サブバルブは、互いの相対する面が重なるように配置されるとともに、前記サブバルブに形成された長孔内に、前記メインバルブ側に設けられた係止部材が配置され、前記長孔の内周と前記係止部材との間に弾性部材が縮設され、同弾性部材の圧縮限と伸長限との間の範囲で前記サブバルブが後退、突出し、同サブバルブの突出側端縁が前記吸気路の内面に当接するように構成してもよい。
その構成によれば、
サブバルブのスライド構造を、サブバルブに設けられた長穴の内周とメインバルブに突設された係止部材との間に弾性部材を縮設することによって簡易な構造で形成し、かかるサブバルブのスライド構造により、スロットル弁全閉から徐開の領域で、吸気通路の主通路側の吸気路を塞ぐことができる。

前記構成において、
前記スロットル弁軸には、軸芯を横断し軸芯方向に延設されて前記メインバルブと前記サブバルブを重ねた状態で挿通するスリットが形成され、前記メインバルブに設けられた固定用孔に嵌入固定され前記サブバルブの長孔に挿通され前記係止部材となるカラーを前記スリット内に挟んで、同カラーの中空孔に挿通した締結部材により、前記スリット内に前記カラーを締結することにより前記メインバルブがスロットル弁軸に固定されるとともに前記サブバルブが挟持されたように構成してもよい。
その構成によれば、
メインバルブの固定用孔に嵌入固定されたカラーをサブバルブの長孔に挿入したうえでカラーをスロットル弁軸のスリット内に挟んでカラーの中空孔に挿通された締結部材でカラーをスリット内に締結することで、簡単な構造でサブバルブをメインバルブに取り付けることができ、スライド機構付きのサブバルブを備えたスロットル弁を構成できる。

前記構成において、
前記カラーの軸方向の長さは、前記メインバルブと前記サブバルブの厚さの合計より長く形成され、前記スリットの内面および前記メインバルブと前記サブバルブとの間にクリアランスが設けられたように構成するとよい。
その構成によれば、
スロットル弁軸のスリットの内面およびメインバルブとサブバルブのとの間にクリアランスが設けられたことで、スリットの内面およびメインバルブが、サブバルブに直接圧接せず、サブバルブがスライドする際にサブバルブの動きに干渉することを防ぐことができる

または、前記構成において、
前記スロットル弁軸には、軸芯を横断し軸芯方向に延設されて前記メインバルブと前記サブバルブを重ねた状態で挿通するスリットが形成され、前記サブバルブの長孔に挿通され前記係止部材となるカラーと前記メインバルブとを前記スリット内に挟んで、前記メインバルブに設けられた固定用孔と前記カラーの中空孔とに挿通した締結部材により、前記スリット内に前記メインバルブと前記カラーとを共締め締結することにより前記メインバルブがスロットル弁軸に固定されるとともに前記サブバルブが挟持されたように構成してもよい。
その構成によれば、
カラーをサブバルブの長孔に挿入したうえで、メインバルブとカラーをスロットル弁軸のスリット内に挟んでメインバルブに設けられた固定用孔とカラーの中空孔に挿通された締結部材でメインバルブとカラーをスリット内に共締め締結することで、簡単な構造でサブバルブをメインバルブに取り付けることができ、スライド機構付きのサブバルブを備えたスロットル弁を構成できる。

前記構成において、
前記カラーの軸方向の長さは、前記サブバルブの厚さより長く形成され、前記スリットの内面および前記メインバルブと、前記サブバルブとの間にクリアランスが設けられたように構成するとよい。
その構成によれば、
スロットル弁軸のスリットの内面およびメインバルブと、サブバルブのとの間にクリアランスが設けられたことで、スリットの内面およびメインバルブが、サブバルブに直接圧接せず、サブバルブがスライドする際にサブバルブの動きに干渉することを防ぐことができる。

または、前記構成において、
前記スロットル弁の前記第２弁に前記吸気通路に連通する連通孔が設けられ、同連通孔は、前記吸気通路の副通路の入口開口に対向する位置に設けられてもよい。
その構成によれば、
吸気通路の副通路の入口開口に対向する位置にあるスロットル弁の第２弁に連通孔が設けられたことで、スロットル弁全閉のアイドル運転時においても、吸入空気をタンブル流路となる副通路に導き、タンブル渦流を強化することができる。

本発明の内燃機関の吸気装置によれば、
スロットル弁の徐開の領域で、スロットル弁によって主通路への吸入空気の流入を抑制することができるとともに、吸入空気の流れを偏らせてタンブル流路としての副通路に導き、燃焼室内のタンブル渦流を強化することができる。
したがって、よりコンパクトな弁構造で主通路と副通路に分割された吸気通路への吸気振り分けを可能とし、タンブル渦流の強さを調整することができる

本発明に係る内燃機関の吸気装置を備えた実施形態１の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実施形態１に係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中のスロットルボディの拡大図である。 図５中のスロットル弁の構造説明図である。なお、本図は、図７中ＶＩ−ＶＩ矢視図に相当する。 図６中ＶＩＩ−ＶＩＩ矢視による、スロットル弁の前面図である。 （ａ）部〜（ｃ）部は、図６中のスロットル弁の開弁動作説明図である。 実施形態１のスロットル弁の変形例の構造説明図である。 （ａ）部は、実施形態２に係るスロットル弁を備えたスロットルボディの断面図であり、（ｂ）部は、（ａ）部中ｂ矢視によるスロットル弁の前面図である。 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１から図９に基づき、本発明の内燃機関の吸気装置の実施形態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、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。（図３、図４参照）。
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、本発明の内燃機関の吸気装置を備えた実施形態１のパワーユニット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装置が構成されている
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。
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に共に一体的に回転する上半体（本発明における「第１弁」）71Ａと下半体（本発明における「第２弁」）71Ｂとからなる。
スロットル弁71は運転者の操作等により、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、上半体71Ａ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。

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、吸気流れ方向に沿って分割して仕切られ、通った吸気が燃焼室36内でタンブル過流Ｔを発生するように構成されたタンブル流路となる下側の副通路80Ｂと、副通路80Ｂを除く上側の主通路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。
上側の主通路80Ａと下側の副通路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、スロットル弁71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の副通路80Ｂの入口開口80Ｂａは、スロットル弁71の下半体71Ｂの下流側に位置して開口し、主通路80Ａの入口開口80Ａａは、スロットル弁71の上半体71Ａ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、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渦流Ｔが発生しやすくすることができる。すなわち、副通路80Ｂは、タンブル渦流Ｔを発生させるためのタンブル流路となる。

図５に示されるように、本実施形態において、スロットル弁71は、メインバルブ72Ｍとサブバルブ72Ｓが重ねられてスロットル弁軸71ａに取付けられて構成されるが、下半体71Ｂはメインバルブ72Ｍで構成され、上半体71Ａは、メインバルブ72Ｍと重なるように配置されたサブバルブ72Ｓが、メインバルブ72Ｍに対してスロットル弁軸71ａ半径方向外向きに所定の範囲で移動可能なスライド構造100（図６、７参照）を備えて構成されている。

スロットル弁71は、閉止位置から徐開位置の間、上半体72ａのサブバルブ72Ｓが、スライド構造100によって吸気路70の内面70ａに当接を維持して、それよりも下流側の吸気通路80の上側の主通路80Ａへの吸気流の流入を抑制するように制御し、スロットル弁71の全閉から徐開の間、主通路80Ａを実質的に開閉する。
一方、スロットル弁71の下半体71Ｂはメインバルブ72Ｍが、スロットル弁71の閉止位置から徐開位置の間においても徐々に開き、下側の副通路80Ｂへの吸気流の流入を行う。
なお、特許請求の範囲で記載した本発明において、また実施形態で、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。

そのようにスロットル弁71が構成されることで、スロットル弁71の全閉から徐開の領域で、スロットル弁71によって主通路80Ａへの吸入空気の流入を抑制することができるとともに、吸入空気の流れを偏らせてタンブル流路としての副通路80Ｂに導き、燃焼室36内のタンブル渦流Ｔを強化することができる。

スロットル弁71は、図６、図７、図８に示されるように、スロットル弁71の下半体71Ｂがメインバルブ72Ｍで構成され、上半体71Ａはメインバルブ72Ｍとサブバルブ72Ｓで構成され、サブバルブ72Ｓはメインバルブ72Ｍと重なるように配置されメインバルブ72Ｍに対してスロットル弁軸71ａの半径方向外向きに所定の範囲で移動可能なスライド構造100を備えている。

すなわち、スロットル弁71の全閉から徐開の領域で、吸気通路80の主通路80Ａ側の吸気路70を、上半体71Ａ側はスライド構造100を備えたサブバルブ72Ｓで塞ぎ、吸気路70から吸気通路80の主通路80Ａへの吸入空気の流入を抑制することができ、徐開するメインバルブ72Ｍで構成された下半体71Ｂ側に吸入空気を偏らせて副通路80Ｂに導くことができる。
したがって、吸気振分け弁（ＴＣＶ：タンブルコントロールバルブ）を別個に備えない普通のスロットルボディと同じサイズにスロットルボディ７をコンパクト化できるとともに、吸気振り分け弁を別途に設けることなく、タンブル渦流Ｔを形成するための副通路80Ｂを設けた吸気通路80に吸入空気を振り分け供給できるので、簡易な構造で、スロットル弁71全閉から徐開の領域でのタンブル渦流Ｔを強化できる吸気装置が得られている。

スロットル弁軸71ａには、その軸芯Ｓを横断し軸芯Ｓ方向に延設されてスリット71ｂが形成され、メインバルブ72Ｍとサブバルブ72Ｓが重ねられた状態で挿通されている。
メインバルブ72Ｍには、固定用孔73が設けられ、サブバルブ72Ｓには長孔74が形成され、固定用孔73に嵌入固定されたカラー75を長孔74に挿通したうえで、カラー75をスリット71ｂ内に挟んでカラー75の中空孔75ａに挿通した締結部材76により、スリット71ｂ内に締結することにより、メインバルブ72Ｍがスロットル弁軸71ａに固定されるとともにサブバルブ72Ｓがスリット内71ｂに挟持されている。

そのように、メインバルブ72Ｍはスロットル弁軸71ａに固定され、メインバルブ72Ｍとサブバルブ72Ｓは、互いの相対する面が重なるように配置され、サブバルブ72Ｓに形成された長孔74内に、メインバルブ72Ｍ側に設けられたカラー75が、係止部材として配置される。
長孔74の内周と係止部材としてのカラー75との間には、例えば丸められた板ばねのような弾性部材77が縮設され、弾性部材77の圧縮限と伸長限との間の範囲でサブバルブ72Ｓがメインバルブ72Ｍに対して後退、突出し、サブバルブ72Ｓの突出側端縁72Ｓａが吸気路72の内面70ａに当接する。

本実施形態では、サブバルブ72Ｓのスライド構造100を、サブバルブ72Ｓに設けられた長穴74の内周とメインバルブ72Ｍに突設された係止部材、すなわちカラー75との間に弾性部材77を縮設することによって簡易な構造で形成することができ、そのようなサブバルブ72Ｓのスライド構造100により、スロットル弁71の全閉から徐開の領域で、吸気通路80の主通路80Ａ側の吸気路70を塞ぐことができる。

また、メインバルブ72Ｍの固定用孔73に嵌入固定されたカラー75をサブバルブ72Ｓの長孔74に挿入したうえでカラー75をスロットル弁軸71ａのスリット71ｂ内に挟んで、カラー75の中空孔75ａに挿通された締結部材76でカラー75をスリット71ｂ内に締結することで、簡単な構造でサブバルブ72Ｓをメインバルブ72Ｍに取り付けることができ、スライド機構100付きのサブバルブ72Ｓを備えたスロットル弁71を構成できる。

図６、図７において、スロットル弁71は閉止位置であり、下半体71Ｂは、メインバルブ72Ｍが吸気路70の内面70ａに当接している。
上半体71Ａは、メインバルブ72Ｍが吸気路70の内面70ａに当接するとともに、サブバルブ72Ｓの突出側端縁72Ｓａが吸気路70の内面70ａに当接している。
サブバルブ72Ｓにおいて、弾性部材77は長孔74の内周と係止部材としてのカラー75との間で圧縮限に近い状態にあって、伸長限に向け伸長可能な状態にあり、サブバルブ72Ｓはメインバルブ72Ｍに対してスロットル弁軸71ａの半径方向外向きに所定の範囲ｘで移動可能である。
長孔74には、カラー75を挟んで弾性部材77と反対側に移動区間74ａが形成され、弾性部材77が伸長し、サブバルブ72Ｓが突出移動したとき、長孔74に対するカラー75の移動限界を規定している。すなわちサブバルブ72Ｓの突出限界を規定しており、上述のサブバルブ72Ｓの移動の所定の範囲ｘを規定する。

図８は、スロットル弁71の開度に応じた状態の説明図である。
（ａ）部は、スロットル弁71の全閉状態であり、図６、図７と同じ状態である。
（ｂ）部は、徐開状態を示す。スロットル弁71は徐開状態であり、図示反時計方向にやや回転した状態であり、スロットル弁71の上半体71Ａは、吸気路70の流れ方向Ｆ上流側に向かって傾斜し、メインバルブ72Ｍは吸気路70の内面70ａを離れるが、サブバルブ72ｓはスライド構造100によって突出し、突出側端縁72Ｓａが吸気路70の内面70ａに当接している。この状態は、サブバルブ72Ｓがスロットル弁軸71ａの半径方向外向きの所定の範囲ｘで突出するまで保たれる。
したがって、この状態では吸気路70の上側は開かず、吸気通路80の主通路80Ａへの吸入空気の供給は抑制される。

一方、スロットル弁71の下半体71Ｂは、吸気路70の流れ方向Ｆの下流側に傾斜し、メインバルブ72Ｍが吸気路70の内面70ａを離れるにしたがって、吸気路70の内面70ａとの間に流路が形成され、吸入空気は下流の吸気通路80の副通路80Ｂへ流入し、徐開状態、すなわち内燃機関30のアイドル運転から小負荷運転時における燃焼室36内のタンブル渦流Ｔが確保される。

（ｃ）部は、全開状態に至る途中状態を示す。スロットル弁71の上半体71Ａにおいて、サブバルブ72Ｂはスロットル弁軸71ａの半径方向外向きの所定の範囲ｘまで突出移動済みあり、それ以上は突出せず、その状態でメインバルブ72Ｍとともに、全開状態まで開弁移動する。吸入吸気はスロットル弁71の上半体71Ａ側と、下半体71Ｂ側から、下流の吸気通路80の主通路80Ａと副通路80Ｂにともに開度に応じて供給される。

図８の（ａ）部〜（ｂ）部に示されるように、サブバルブ72Ｓの突出側端縁72Ｓａは、
スロットル弁71の開度が変化するのに応じて、吸気路70の内面70ａに異なる角度で移動当接する。したがって、その間の突出側端縁72Ｓａの移動当接を滑らかにするとともに、吸気路70の内面70ａとの当接閉弁状態を確実にするために、突出側端縁72Ｓａの端部断面72Ｓａaが曲面を描くように形成されている（図６参照）。

なお、図６において示されるように、カラー75の軸方向の長さａは、メインバルブ72Ｍとサブバルブ72Ｓの厚さの合計ｂより長く形成され、スロットル弁軸71ａのスリット71ｂの内面およびメインバルブ72Ｍとサブバルブ72Ｓのとの間にクリアランス78が設けられている。
そのため、スリット71ｂの内面およびメインバルブ72Ｍが、サブバルブ72Ｓに直接圧接せず、サブバルブ72Ｓがスライドする際にサブバルブ72Ｓの動きに干渉することが防がれている。

図９は、図６に相当する実施形態１の変形例を示す。本変形例においては、スロットル弁軸71ａには、同様に、軸芯Ｓを横断し軸芯Ｓ方向に延設されてメインバルブ72Ｍとサブバルブ72Ｓを重ねた状態で挿通するスリット71ｂが形成される。
しかし、係止部材となるカラー75′はメインバルブ72Ｍとスリット71ｂの内面の間に設けられるものであり、サブバルブ72Ｓの長孔74に挿通され係止部材となるカラー75′とメインバルブ72Ｍとをスリット71ｂ内に挟んで、メインバルブ72Ｍに設けられた固定用孔73とカラー75′の中空孔75ａ′とに挿通した締結部材76により、スリット71ｂ内にメインバルブ72Ｍとカラー75とを共締め締結することによって、メインバルブ72Ｍがスロットル弁軸71ａに固定されるとともにサブバルブ72Ｓが挟持されている。

したがって、カラー75′をサブバルブ72Ｓの長孔74に挿入したうえで、メインバルブ72Ｍとカラー75′をスロットル弁軸71ａのスリット71ｂ内に挟んで、メインバルブ72Ｍに設けられた固定用孔73とカラー75′の中空孔75ａ′に挿通された締結部材76でメインバルブ72Ｍとカラー75′をスリット71ｂ内に共締め締結することで、簡単な構造でサブバルブ72Ｓをメインバルブ72Ｍに取り付けることができ、スライド機構100付きのサブバルブ72Ｓを備えたスロットル弁71を構成できる。

また、図９に示されるように、本変形例において、カラー75′の軸方向の長さｃは、サブバルブ72Ｓの厚さｄより長く形成され、スリット71ｂの内面およびメインバルブ72Ｍと、サブバルブ72Ｓとの間にクリアランス79が設けられている。
そのため、スロットル弁軸71ａのスリットの内面71ｂおよびメインバルブ72Ｍが、サブバルブ72Ｓに直接圧接せず、サブバルブ72Ｓがスライドする際にサブバルブ72Ｓの動きに干渉することを防ぐことができる。

次に、図１０により、本発明の実施形態２を説明する。本実施形態は上述の実施形態１に対してスロットル弁の態様が異なるほかは、実施形態１と同様である。
したがって、本実施形態のスロットル弁171について説明する他は、他の説明を省略する。
本実施形態において、図１、図２はそのまま参照される。図３、図４は図示のスロットル弁71を、本実施形態２のスロットル弁171に置き換えるだけで、他の図示はそのまま参照される。

本実施形態２においては、スロットル弁171は上半体（本発明における「第１弁」）171Ａと下半体（本発明における「第２弁」）171Ｂとが一体の略円板状に形成され、スロットル弁軸71ａには、その軸芯Ｓを横断し軸芯Ｓ方向に延設されたスリット71ｂが形成され、上半体171Ａと下半体171Ｂとが一体の状態で挿通され締結されており、上半体171Ａと下半体171Ｂは一体にスロットル弁軸71ａとともに回転する。
スロットル弁171は、図１０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、下半体171Ｂ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。

下半体171Ｂは、スロットル弁171の全閉時に、吸気路70の流れ方向Ｆの下流側に位置している。
上半体171Ａは、下半体171Ｂの上方への伸長想定位置に対し吸気路70の流れ方向Ｆの下流側に屈曲して形成されており、スロットル弁171の全閉時に、スロットル弁軸71ａ方向視で吸気路70の内面頂部70ａaと垂直に位置している。
そして、スロットル弁171の全閉から開弁に向けて、下半体171Ｂは吸気路70の流れ方向Ｆ下流側へ回転し、上半体171Ａは吸気路70の流れ方向Ｆ上流側へ回転するように構成されている。

そのように、スロットル弁171の上半体171Ａが、下流側に屈曲して形成され、全閉時において吸気路70の内面頂部70ａaに垂直に位置しているので、スロットル弁171の徐開時に上流方向に回転するとき、スロットル弁171の上半体171Ａと吸気路70の内面頂部70ａaとの間隙が増大することが抑制され、スロットル弁171の上半体171Ａ側を流れて下流側の上側の主通路80Ａへ吸入空気が流入することを抑制することができる。
一方、スロットル弁171の下半体171Ｂは、下流側に位置する閉弁位置から、徐開時にはさらに下流側に回転するので、大きい開度が得られて、吸入空気を下半体171Ｂ側に偏らせてタンブル流路となる副通路80Ｂに導き、タンブル渦流Ｔ（図４参照）を強化することができる。

また、本実施形態２においては、図１０の（ｂ）部に明示されるように、スロットル弁171の下半体171Ｂに、吸気通路80に連通する連通孔173が設けられている。
連通孔173は、吸気通路80の副通路80Ｂの入口開口80Ｂａに対向する位置に設けられている（（ａ）部参照）。
そのように、吸気通路80の副通路80Ｂの入口開口80Ｂａに対向する位置にあるスロットル弁171の下半体171Ｂに連通孔173が設けられたことで、スロットル弁171全閉のアイドル運転時においても、連通孔173から吸入空気をタンブル流路となる副通路80Ｂに導き、タンブル渦流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装置を、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装置は、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１１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装置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１１に示される実施形態３のパワーユニット３′は、図１１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、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、実施形態１、実施形態２のスロットルボディ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。
なお、図１１においては、スロットルボディ７に実施形態１のスロットル弁71が図示されているが、実施形態３は、実施形態２のスロットル弁171に置き換えてもよい。

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81が設けられ、スロットルボディ７には実施形態１と同様のスロットル弁71または実施形態２と同様のスロットル弁171が設けられる。
したがって、実施形態３においても、図１１図示のように実施形態１、実施形態２と同様の本発明の内燃機関の吸気装置が備えられ、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。
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、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、33…シリンダヘッドカバー、34…ピストン、24ａ…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、50Ｌ…左ケース半体、50ａ…クランクケース部、51…クランク軸、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…内面頂部、71…スロットル弁、71Ａ…上半体（本発明における「第１弁」）、71Ｂ…下半体（本発明における「第２弁」）、71ａ…スロットル弁軸、71ｂ…スリット、72Ｍ…メインバルブ、72Ｓ…サブバルブ、72Ｓａ…突出側端縁、72Ｓａa…端部断面、73…固定用孔、74…長孔、74ａ…移動区間、75、75′…カラー、75ａ、75ａ′…中空孔、76…締結部材、77…弾性部材、78…クリアランス、79…クリアランス、80…吸気通路、80Ａ…主通路、80Ａａ…入口開口、80Ｂ…副通路、80Ｂａ…入口開口、81…仕切板部、87…燃料噴射弁、100…スライド機構、171…スロットル弁、171Ａ…上半体（本発明における「第１弁」）、171Ｂ…下半体（本発明における「第２弁」）、173…連通孔、Ｃ…シリンダ軸、Ｆ…（吸気路70の）流れ方向、Ｔ…タンブル流、Ｓ…（スロットル弁軸71ａの）軸心

Claims (7)

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(81)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)を有しスロットル弁(71,171)が設けられたスロットルボディ(７)が接続された内燃機関の吸気装置において、
   前記スロットル弁(71,171)は、前記吸気路(70)の流れ方向(Ｆ)と垂直に配向するスロットル弁軸(71ａ)により前記吸気路(70)内で回転自在に軸支され一体的に回転する第１弁(71Ａ,171Ａ)と第２弁(71Ｂ,171Ｂ)を有し、
   前記第１弁(71Ａ,171Ａ)は、前記スロットル弁(71,171)の全閉と徐開の間、前記主通路(80Ａ)への吸気の流入を抑制するように構成されるとともに、
   前記第２弁(71Ｂ,171Ｂ)は、前記副通路(80Ｂ)側に配置され、
   前記スロットル弁(71)の前記第２弁(71Ｂ)はメインバルブ(72Ｍ)で構成され、前記第１弁(71Ａ)は同メインバルブ(72Ｍ)とサブバルブ(72Ｓ)で構成され、同サブバルブ(72Ｓ)は前記メインバルブ(72Ｍ)と重なるように配置され同メインバルブ(72Ｍ)に対してスロットル弁軸(71ａ)半径方向外向きに所定の範囲で移動可能なスライド構造(100)を備えたことを特徴とする内燃機関の吸気装置。
2. 前記メインバルブ(72Ｍ)は前記スロットル弁軸(71ａ)に固定され、前記メインバルブ(72Ｍ)と前記サブバルブ(72Ｓ)は、互いの相対する面が重なるように配置されるとともに、前記サブバルブ(72Ｓ)に形成された長孔(74)内に、前記メインバルブ(72Ｍ)側に設けられた係止部材(75,75′)が配置され、前記長孔(74)の内周と前記係止部材(75,75′)との間に弾性部材(77)が縮設され、同弾性部材(77)の圧縮限と伸長限との間の範囲で前記サブバルブ(72Ｓ)が後退、突出し、同サブバルブ(72Ｓ)の突出側端縁(72Ｓａ)が前記吸気路(70)の内面に当接するように構成さ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装置。
3. 前記スロットル弁軸(71ａ)には、軸芯(Ｓ)を横断し軸芯(Ｓ)方向に延設されて前記メインバルブ(72Ｍ)と前記サブバルブ(72Ｓ)を重ねた状態で挿通するスリット(71ｂ)が形成され、前記メインバルブ(72Ｍ)に設けられた固定用孔(73)に嵌入固定され前記サブバルブ(72Ｓ)の長孔(74)に挿通され前記係止部材(75)となるカラー(75)を前記スリット(71ｂ)内に挟んで 、同カラー(75)の中空孔(75ａ)に挿通した締結部材(76)により、前記スリット(71ｂ)内に前記カラー(75)を締結することにより前記メインバルブ(72Ｍ)がスロットル弁軸(71ａ)に固定されるとともに前記サブバルブ(72Ｓ)が挟持さ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装置。
4. 前記カラー(75)の軸方向の長さ(ａ)は、前記メインバルブ(72Ｍ)と前記サブバルブ(72Ｓ)の厚さの合計(ｂ)より長く形成され、前記スリット(71ｂ)の内面および前記メインバルブ(72Ｍ)と前記サブバルブ(72Ｓ)との間にクリアランス(78)が設けられたことを特徴とする請求項３に記載の内燃機関の吸気装置。
5. 前記スロットル弁軸(71ａ)には、軸芯(Ｓ)を横断し軸芯(Ｓ)方向に延設されて前記メインバルブ(72Ｍ)と前記サブバルブ(72Ｓ)を重ねた状態で挿通するスリット(71ｂ)が形成され、前記サブバルブ(72Ｓ)の長孔(74)に挿通され前記係止部材(75′)となるカラー(75′)と前記メインバルブ(72Ｍ)とを前記スリット(71ｂ)内に挟んで 、前記メインバルブ(72Ｍ)に設けられた固定用孔(73)と前記カラー(75′)の中空孔(75ａ′)とに挿通した締結部材(76)により、前記スリット(71ｂ)内に前記メインバルブ(72Ｍ)と前記カラー(75′)とを共締め締結することにより前記メインバルブ(72Ｍ)がスロットル弁軸(71ｂ)に固定されるとともに前記サブバルブ(72Ｓ)が挟持さ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装置。
6. 前記カラー(75′)の軸方向の長さ(ｃ)は、前記サブバルブ(72Ｓ)の厚さ(ｄ)より長く形成され、前記スリット(71ｂ)の内面および前記メインバルブ(72Ｍ)と、前記サブバルブ(72Ｓ)との間にクリアランス(79)が設けられたことを特徴とする請求項５に記載の内燃機関の吸気装置。
7. 前記スロットル弁(171)の前記第２弁(171Ｂ)に前記吸気通路(80)に連通する連通孔(173)が設けられ、同連通孔(173)は、前記吸気通路(80)の副通路(80Ｂ)の入口開口(80Ｂａ)に対向する位置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装置。

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