JP7241236B2 - 鞍乗型車両用内燃機関の吸気装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両、特に鞍乗型車両に搭載された内燃機関の吸気装置に関する。

内燃機関の吸気通路において、スロットル弁の下流側に、２分割された吸気通路の一方側への吸気供給をコントロールして、燃焼室内の混合気にタンブル渦を発生させるタンブルコントロール弁を加えた吸気装置が、例えば下記特許文献１に示されている。
しかし、下記特許文献１においては、横断面が円形断面をなす吸気通路を平板状の仕切部材で２分割しており、タンブル渦を発生させるための吸気を送給するタンブル通路の横断面が半円形であり、吸気速度を上げるためには改良の余地があった。
また、タンブル通路の横断面を管路抵抗の少ない円形断面としたものが、例えば下記特許文献２に示されている。
しかし、下記特許文献２のものは、タンブル通路の入口の周囲にタンブルコントロール弁が設けられるためタンブル通路の入口の円形の横断面の大きさが限られ、タンブル通路への吸気量に制約が生じる恐れがあった。

日本国特開２０１６－０７２０６号公報（図４、図７、図１１～図１３） 日本国特許６２６８６０４号公報（図２、図４、図６）

本発明は、かかる従来技術に鑑み成されたものであって、
スロットル弁に加えタンブルコントロール弁等の吸気制御弁を備え、吸気通路にタンブル通路を設けた鞍乗型車両用内燃機関において、タンブル通路への吸気の確保と吸気速度の向上が図れる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、
内燃機関の燃焼室への吸入空気が通過する吸気通路に設けられ、任意の開度に制御されて吸入空気量を制御するスロットル弁と、同スロットル弁より下流側に設けられ、通路方向に沿って主通路とタンブル通路とに分割された前記吸気通路の前記主通路の通路断面を開閉して、前記主通路への吸気供給を制御するタンブルコントロール弁とを備えた鞍乗型車両用内燃機関の吸気装置において、
前記吸気通路は、内部を通路方向に二分する仕切壁を備え、前記タンブル通路は、下流端側の横断面が下流端まで円弧状の前記仕切壁によって円形断面に画成され、上流端の横断面が直線状の前記仕切壁で前記円形断面の径よりも最大径が大径の半円形状に画成され、前記上流端の横断面の断面面積が、下流端側の横断面の断面面積よりも大きいことを特徴とする鞍乗型車両用内燃機関の吸気装置である。

上記構成によれば、
吸気通路全体の横断面形状を大径化することなく、タンブル通路の上流端の横断面の断面面積が確保されて、タンブル通路への吸気の流入流量を確保できるとともに、下流端側のタンブル通路の横断面が管路抵抗の少ない円形断面なので、タンブル通路を流れる吸気の流速を増加させることができ、タンブル性能が向上する。

本発明の好適な実施形態によれば、
前記タンブル通路の横断面は、前記上流端の半円形状の横断面から前記下流端側の円形断面の横断面まで通路方向に沿って徐々に変形して連続している。
そのため、タンブル通路において、半円形状の横断面から円形断面の横断面まで徐々に横断面が変形して、断面面積が絞られることで、吸気抵抗増加を極力抑えながら流速を増加させることができる。

本発明の好適な実施形態によれば、
前記タンブル通路は、前記下流端側の所定長さの範囲の横断面が下流端まで円形断面である。
そのため、円形断面のタンブル通路を下流端までの所定長さ設けることで、整流区間を設けたこととなり、吸気が整流され吸気性能が向上する。

本発明の好適な実施形態によれば、
前記タンブルコントロール弁のタンブル弁板は、前記主通路の横断面を全て塞ぐ半円形状に構成される。
そのため、タンブルコントロール弁が、主通路側を確実に閉じることができるため、タンブル通路側への吸気流量を確保できる。

本発明の好適な実施形態によれば、
シリンダ軸線方向視で、前記吸気通路の下流端の中心延長仮想線が、シリンダ中心を指向しないものにおいて、前記タンブル通路は、下流端の中心延長仮想線がシリンダ中心に指向するように、湾曲している。
そのため、タンブル通路を通過して燃焼室に流入する吸気を、シリンダ中心に向けて導けるので、燃焼室の中央にタンブル流を起こすことができ、タンブル性能が向上する。

本発明の鞍乗型車両用内燃機関の吸気装置によれば、
吸気通路全体の横断面形状を大径化することなく、タンブル通路の上流端の横断面の断面面積が確保されて、タンブル通路への吸気の流入流量を確保できるとともに、下流端側のタンブル通路の横断面が管路抵抗の少ない円形断面なので、タンブル通路を流れる吸気の流速を増加させることができ、タンブル性能が向上する。

本発明の一実施形態に係る自動二輪車の右側面図である。 図１中の自動二輪車に搭載された内燃機関の右側面断面図である。 図１中ＩＩＩ－ＩＩＩ矢視による自動二輪車の中央要部の平面断面図である。 図３中ＩＶ矢視による、燃料タンク、シート、リヤサイドカバーを外し、タンブル弁装置、スロットルボディ、コネクティングチューブの周辺を、右側方斜め上方から見た自動二輪車の中央要部の右側斜視図である。 図２に示される主通路６Ａとタンブル通路６Ｂとに仕切られた吸気通路６をなす吸気ポート43の空間自体を、物体のごとく表現した、その断面図である。 図２中ＶＩ－ＶＩ矢視による、吸気通路に沿う、スロットルボディ、タンブル弁装置およびシリンダヘッドの平面断面図である。 図２中ＶＩＩ－ＶＩＩ矢視による、スロットルボディ、タンブル弁装置およびシリンダヘッドを後方上部から見た断面斜視図である。

図１から図７に基づき、本発明の一実施形態に係る鞍乗型車両用内燃機関の吸気装置につき説明する。
本実施形態において内燃機関は鞍乗型車両に搭載されており、本実施形態において鞍乗型車両は自動二輪車である。
なお、本明細書および請求の範囲の記載における前後左右上下等の向きは、本実施形態の内燃機関を搭載した自動二輪車等鞍乗型車両の、車両の向きに従うものとする。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は本発明の実施形態に係る自動二輪車１の右側面図である。
図２は、図１中の自動二輪車１に搭載された内燃機関の右側面断面図である。
自動二輪車（本発明における「鞍乗型車両」）１の車体フレーム２は、前端を構成するヘッドパイプ20と、ヘッドパイプ20から後下がりに延出した後、湾曲して更に下方へ延出する垂下部21ａを有する一本のメインフレーム21と、メインフレーム21の湾曲部から後方へ延出する左右一対のシートレール22と、ヘッドパイプ20から車幅中央を下方に延出する一本のダウンフレーム23と、メインフレーム21の垂下部21ａの下部に取り付けられた左右一対のピボットプレート24と、ピボットプレート24から後上がりに延出しシートレール22の車両前後方向略中央部に接続する左右一対のリヤフレーム25とを備えている。

ヘッドパイプ20には、下部に前輪11を支持するフロントフォーク12が回動自在に取り付けられ、メインフレーム21には、燃料タンク13が取り付けられる。ピボットプレート24には、スイングアーム14が上下に揺動自在に支持される。また、シートレール22には、シート15や左右一対のリヤサイドカバー10ａが取り付けられる。

ヘッドパイプ20の前方には、ヘッドライトやフロントウインカ等を一体に備えたフロントカウル10ｂが支持される。フロントフォーク12の下部には、前輪11を上方から覆うフロントフェンダ10ｃが支持される。スイングアーム14は、後端部に後輪16を回転可能に支持する。スイングアーム14の後部には、リヤクッションユニット17の下端が取り付けられ、リヤクッションユニット17の上端は、リヤフレーム25とシートレール22との接続部近傍に取り付けられる。

シート15は、運転者と同乗者が着座可能な前後に長い二人用タンデムシートに形成されている。ピボットプレート24の下部には、自動二輪車１を駐車するためのサイドスタンド19と図示しないセンタースタンド、運転者が足を置くステップ18Ａ、および同乗者が足を置くピリオンステップ18Ｂを支持するステップブラケット18Ｃ等が取り付けられる。

ダウンフレーム23の下部にはエンジンハンガ26が固着され、エンジンハンガ26と、左右一対のピボットプレート24とによって、内燃機関３と変速機５とを一体に備えたパワーユニット４が支持される。
内燃機関３は、クランク軸31を収容するクランクケース30と、クランクケース30の上部にシリンダ軸線Ｘをやや前傾して締結されるシリンダ部32を備える。
シリンダ部32は、クランクケース30側から、シリンダブロック33、シリンダヘッド34、ヘッドカバー35を備えて構成される。
内燃機関３は、側面視でメインフレーム21とダウンフレーム23とによって囲まれる領域内に配置される。

シリンダブロック33は、やや前傾して立ち上がるようにしてクランクケース30に取り付けられ、クランクケース30の前部がエンジンハンガ26に支持され、クランクケース30の後部がピボットプレート24に支持される。
シリンダヘッド34の後面には、タンブル弁装置７を介してスロットルボディ８が接続され、スロットルボディ８の上流にコネクティングチューブ85を介してエアクリーナ86が接続される。

また、シリンダヘッド34の前面には排気管39が接続され、排気管39の下流にマフラー40が接続される。エアクリーナ86は、シートレール22、メインフレーム21、およびリヤフレーム25で囲まれる側面視で三角形状の領域内に配置される。
エアクリーナ86の上半部は左右両側を、樹脂材料からなる左右一対のリヤサイドカバー10ａで覆われる。

リヤサイドカバー10ａは、燃料タンク13の後部の一部に側面視で重なり、燃料タンク13の後部から後方に延びてシート15の下方に延出し、シート15の後下端まで延びる。図１に示すように、リヤサイドカバー10ａによって、燃料タンク13の後下部とシート15の下縁が外観視不能に覆われ、外観性が向上している。また、リヤサイドカバー10ａによってシートレール22の車幅方向外側を覆い、これによって外観性が向上している。
なお、図１中、符号10ｄは、リヤフェンダである。

図２は、図１のパワーユニット４を取出して、図１に示すと略同じ配向により示す、パワーユニット４の右側面断面図である。
パワーユニット４における内燃機関３は、シリンダ部32をなすシリンダブロック33、シリンダヘッド34およびヘッドカバー35が、図２に左半面の断面が示されるように、シリンダ軸線Ｘをやや前傾させて、クランクケース30上に設けられている。
クランクケース30は、左ケース半体30Ｌが、図示しない右ケース半体との合わせ面30ａを図示手前に向けて示される。

クランクケース30の後部の内部には、クランク軸31と平行なメイン軸51、カウンタ軸52を有する変速機５が備えられている。
内燃機関３の運転に伴うクランク軸31の回転は、図示しない変速クラッチを介してメイン軸51に伝達され、メイン軸51とカウンタ軸52とに設けられた図示しない変速ギヤ群によって変速されてカウンタ軸52に伝達される。
カウンタ軸52は内燃機関３の、すなわちパワーユニット４の、出力軸となっており、カウンタ軸52の左軸端に嵌装された駆動スプロケット53と、後輪軸16ａに嵌装された従動スプロケット54との間には、駆動チェーン55が掛け渡され、後輪16が走行駆動される。

シリンダブロック33のシリンダボア33ａ内を往復動するピストン36は、コネクティングロッド37により、クランク軸31のクランクピン31ａと連結されている。
シリンダブロック33のシリンダボア33ａ内に摺動自在に嵌合されるピストン36の頂面36ａと、頂面36ａが対向するシリンダヘッド34の燃焼室天井面34ａとの間には、燃焼室38が構成される。

本実施形態において内燃機関３は、単気筒で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34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34にはヘッドカバー35が重ねられて被せられる。
動弁機構９に動弁のための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30、シリンダブロック33、シリンダヘッド34のクランク軸31方向の一方側（本実施形態において図２図示向う側）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31との間に掛け回され、カム軸91はクランク軸31に同期してその１／２の回転速度で回転する。
なお、シリンダヘッド34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、本実施形態において図２図示手前側）から燃焼室38内に向かって点火プラグ88が嵌挿されている（図４参照）。

シリンダ軸線Ｘをやや前傾したシリンダ部32のシリンダヘッド34において、燃焼室天井面34ａに開口したと排気弁口42吸気弁口41からは、各々排気ポート44と吸気ポート43が互いに前後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43の上流端は、シリンダヘッド34の後方に向けて開口し、断熱板部材62を挟んでタンブル弁装置７と接続して、タンブル弁装置７の上流側に、弾性インシュレータ61を介してスロットルボディ８が接続される。スロットルボディ８の上流側にはコネクティングチューブ85を介してエアクリーナ86が順次接続される（図１参照）。
すなわち、コネクティングチューブ85、スロットルボディ８の通気路80、弾性インシュレータ61の通気路60、タンブル弁装置７の通気路70、断熱板部材62の開口63、吸気ポート43を通して、エアクリーナ86から吸気を燃焼室38まで送る連続した吸気通路６が構成されている。

なお、弾性インシュレータ61は、本実施形態に示す好ましい例として、断熱性と弾性を有するゴム部材で形成される。
しかし、弾性インシュレータ61は、断熱性と弾性を有する部材構成であれば、金属部材や樹脂部材が混在したものでもよく、断熱性と弾性を有する部材に他の部材が接続して接続管状に構成されたものであってもよい。

排気ポート44の下流端は、シリンダヘッド34の前方に向けて開口し、排気管39に連結され、排気管39は、パワーユニット４の下方に回り込んだのち、後輪16の右側方のマフラー40に接続する（図１参照）。

シリンダヘッド34内における吸気ポート43の湾曲外壁部43ａに一体に円筒状の吸気弁ガイド45が嵌着され、吸気弁ガイド45に摺動可能に支持された吸気弁47が、吸気ポート43の燃焼室38に臨む吸気弁口41を開閉する。
また、シリンダヘッド34内における排気ポート44の湾曲外壁部44ａに一体に嵌着された排気弁ガイド46に摺動可能に支持された排気弁48が、排気ポート44の燃焼室38に臨む排気弁口42を開閉する。

吸気弁47および排気弁48はその傘部47ａ、48ａが、いずれも燃焼室38に臨む吸気弁口41、排気弁口42を閉じるように、弁ばね49により上方に付勢されているが、カム軸91の吸気カム、排気カムに当接揺動する吸気ロッカアーム93、排気ロッカアーム94によって、吸気弁47、排気弁48のステムエンド47ｂ、48ｂが押し下げられて、所定のタイミングで吸気弁47、排気弁48が開弁し、吸気ポート43と燃焼室38、また、排気ポート44と燃焼室38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３においては、燃焼室38でのより好ましい燃焼を得るために、燃焼室38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装置が構成されている。
スロットルボディ８は、その通気路80、すなわち吸気通路６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81ａによってスロットルボディ８内に回転自在に軸支されて任意の開度に制御されて通気路80の通路面積を可変制御し、吸入空気量を制御し、また、通気路80を開閉し得るスロットル弁81を備えている。

また、吸気通路６の流れ方向Ｆにおいてスロットル弁81の下流側には、タンブル弁装置７の通気路70が接続し、通気路70、すなわち吸気通路６の流れ方向Ｆと垂直で、略水平に配向しスロットル弁軸81ａと平行なタンブル弁軸71ａによってタンブル弁装置７内に回転自在に軸支され、任意の開度に制御されるタンブルコントロール弁71を備えている。

そして、タンブルコントロール弁71より下流側の吸気通路６は、通路方向に沿って仕切壁65によって主通路６Ａとタンブル通路６Ｂとに二分され、仕切壁65の上流端部65ａに隣接してタンブルコントロール弁71のタンブル弁軸71ａが設けられている。
スロットル弁81より下流側の、円形横断面の通気路70に設けられたタンブルコントロール弁71は、バタフライ式のもので、タンブル弁軸71ａと、タンブル弁軸71ａ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タンブル弁板71ｂを有している。
タンブルコントロール弁71は、図２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71ｂが通気路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。

また、スロットルボディ８の吸気通路６、すなわち通気路80に設けられたスロットル弁81もバタフライ式のもので、スロットル弁軸81ａと、スロットル弁軸81ａ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81ｂとを有する。
スロットル弁81は、図２図示において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81ｂが通気路80の内面80ａに接する全閉位置に位置するように閉弁方向に反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６は、タンブル弁装置７から吸気ポート43へと続けて仕切壁65によって、上下に仕切られ、下側に画成されたタンブル通路６Ｂと、タンブル通路６Ｂを除く主通路６Ａとに仕切られている。
仕切壁65は、上流端部65ａを有するタンブル弁装置側仕切壁65Ａと、断熱板部材側仕切壁65Ｂと、吸気ポート側仕切壁65Ｃが連続して位置して構成される。

図２中に２点鎖線で横断面Ａ、Ｄ、Ｆを示すように、タンブル通路６Ｂは、タンブル弁装置７から吸気ポート43へ縦通する仕切壁65により横断面が変化する。
すなわち、仕切壁65の上流端部65ａ近傍の吸気ポート43の入口部43ｂでは、吸気通路６を上下に区画することで、横断面Ａに示すように下側の略半円形状に画成される。
なお、仕切壁65の上流端部65ａから吸気ポート43の入口部43ｂまでは、横断面Ａに示すと同様に主通路６Ａとタンブル通路６Ｂとが仕切られている。

吸気ポート43内を進むと、下流側に進むに従って吸気ポート側仕切壁65Ｃの横断面が円弧状に変化し、横断面Ｄに示すようにタンブル通路６Ｂの横断面が円形断面をなすように形成される。
また、吸気ポート側仕切壁65Ｃの下流端部65ｂまでタンブル通路６Ｂの横断面は横断面Ｆに示すように円形断面を維持される。

そして、横断面Ｄから横断面Ｆまでのタンブル通路６Ｂの側面視における中心線Ｚは、吸気弁口41の排気弁口42に近い側の開口縁41ａと吸気弁47の傘部47ａとの間に向けて指向するように設定されている。
なお、スロットルボディ８には、スロットル弁81より下流側の吸気通路６、すなわち通気路80に上方外部から貫通して、斜め下流側に向けて燃料を噴射供給する（２図中、模式的に示す噴射線Ｊ参照）ように配置された燃料噴射弁87が取り付けられる。

そのため、タンブル通路６Ｂを流れる吸入空気を、吸気弁47の傘部47ａの上方を通過させたうえで、吸気弁口41の排気弁口42に近い側の開口縁41ａとの間からシリンダボア32ａ内に効率的に流入させることができるため、燃焼室38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、タンブル通路６Ｂは、タンブル流Ｔを発生させるための吸気の流路となる。

タンブルコントロール弁71は、上方に設けられたタンブル弁板71ｂによって、それよりも下流側の吸気通路６で、吸気流を分割する上下一対の主通路６Ａ、タンブル通路６Ｂのうちの主通路６Ａの通路断面を開閉し、主通路６Ａへ吸気供給を制御するものであり、吸気通路６の主通路６Ａとタンブル通路６Ｂとの吸気配分が制御される。
すなわち、タンブルコントロール弁71の閉止位置では、タンブル弁軸71ａの上部に半円状をなすタンブル弁板71ｂが円形横断面の通気路70の内面70ａの上部に当接することで、タンブル弁板71ｂが主通路６Ａの入口開口６Ａaを覆うように位置して吸気流の流入を閉止ないし抑制し、吸気流はタンブル通路６Ｂ側に導かれ、タンブル通路６Ｂから吸気が、燃料噴射弁87からの燃料を伴って混合気としてシリンダボア32ａ内に流入する。

内燃機関３が低負荷運転の場合、スロットル弁81が絞られて、吸気量が低減するが、タンブルコントロール弁71により吸気を殆どタンブル通路６Ｂに通すことで、燃焼室38内に流入する吸気流速を高めることができて、燃焼室38で発生する吸気のタンブル流Ｔを強化しつつ燃焼室38内の燃料燃焼を良好に維持できるものとなる。
図２において２点鎖線で示されるタンブル流Ｔは、ピストン36が２点鎖線で示されるようにシリンダボア33ａ内を下降したときの燃焼室38内のタンブル流Ｔを、模式的に示すものである。

また、内燃機関３が高負荷運転となるにつれ、スロットル弁81が開き、吸気量が増大するが、タンブルコントロール弁71を開方向に回転して主通路６Ａへの吸気流の流入を増加させる。
そして、スロットル弁81とタンブルコントロール弁71が、図２中２点鎖線で示すように、吸気通路６の流れ方向Ｆに平行に位置し、吸気通路６を流れる吸気流は、スロットル弁81とタンブルコントロール弁71に邪魔されることなく、十分な吸気量が主通路６Ａにもタンブル通路６Ｂにも流れて、ともに燃料噴射弁87からの燃料を伴って混合気として、燃焼室38に向かうことができる。

本実施形態では、スロットル弁81は、運転者の操作と内燃機関３の状況に基づいて図示しないエンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）がスロットル弁81のアクチュエータ82を起動することで回動され、弁の位置決め、開閉がなされる。
本実施形態では、アクチュエータ82は電動モータを主に構成されるが、図２、図４に示されるようにスロットル弁軸81ａと電動モータ軸、すなわちアクチュエータ軸心82ａはオフセットしているので、その間に歯車機構等の適宜な伝動部83を備えている（図３参照）。

また、タンブルコントロール弁71は、内燃機関３の状況に基づいて図示しないエンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）がタンブルコントロール弁71のアクチュエータ72を起動することで回動され、弁の位置決め、開閉がなされる。本実施形態において、アクチュエータ72は、電動モータを主に構成される。

図１中ＩＩＩ－ＩＩＩ矢視による自動二輪車１の中央要部の平面断面図である図３に示されるように、本実施形態においては、シリンダヘッド34の後部に開口する吸気ポート43には、断熱板部材62を挟んでタンブル弁装置７が締結接続されている。
タンブル弁装置７は、吸気流上流側が弾性インシュレータ61を介してスロットルボディ８と接続し、スロットルボディ８にはさらに上流側がコネクティングチューブ85が接続してエアクリーナ86に接続しているが、図３においては、スロットルボディ８の通気路80とスロットル弁81を備える本体８ａ（図１、図２参照）とコネクティングチューブ85は、図１中ＩＩＩ－ＩＩＩ矢視断面より上方、すなわち図３図示手前側に位置するので、図３上に、２点鎖線で示されている。

したがって図３において、スロットルボディ８に関しては、アクチュエータ82と、スロットル弁軸81ａへの伝動部83が断面として示され、スロットル弁81を備えるスロットルボディ８の本体８ａは、アクチュエータ82の上方に位置する。
また、タンブル弁装置７に関しては、アクチュエータ72と、通気路70およびタンブルコントロール弁71が断面として示される。

また、図４は、図３中ＩＶ矢視による、燃料タンク13、シート15、リヤサイドカバー10ａを外し、タンブル弁装置７、スロットルボディ８、コネクティングチューブ85の周辺を、右側方斜め上方から見た自動二輪車１の中央要部の右側斜視図である。
本実施形態では、スロットル弁81を備えたスロットルボディ８の本体８ａの上流側に接続するコネクティングチューブ85の上流側は、エアクリーナ86の側面86ｂ、すなわち車両側方を向く面に接続している。

本実施形態のように、シリンダ部32とエアクリーナ86の間に、タンブルコントロール弁71とスロットル弁81が直列に備えられる場合、タンブル弁装置７やスロットルボディ８を通る吸気通路６が長くなり、コネクティングチューブ85を従来のようにエアクリーナ86の前面86ａ側に接続しようとすると、シリンダ部32とエアクリーナ86の間の距離を過度に長く設定して車体が大型化するか、シリンダ部32とエアクリーナ86の間に吸気通路６を形成する管部を備えるコネクティングチューブ85自体や、タンブル弁装置７やスロットルボディ８の接続が折れ曲がり、その角度がきつくなった場合、吸気性能に影響を生じる恐れがある。
しかし、コネクティングチューブ85の上流側をエアクリーナ86の側面86ｂに接続したので、通常のシリンダ部32とエアクリーナ86の距離においても、コネクティングチューブ85を滑らかに接続でき、吸気の流れがスムーズになり吸気が整流されるため、吸気性能が向上する。

また本実施形態では、図４に示されるように、断熱板部材62を挟んでシリンダヘッド34の後部の吸気ポート43に締結接続されたタンブル弁装置７と、スロットルボディ８とは、接続管としての弾性インシュレータ61によって中継接続されている。
すなわち、スロットル弁81を備えたスロットルボディ８と、タンブルコントロール弁71を備えたタンブル弁装置７との間の吸気通路６の少なくとも一部分を構成し、すなわち流体的に中継し、且つ断熱性を有すとともに、スロットルボディ８とタンブル弁装置７との相対的な変位を許容する弾性を有する接続管としての弾性インシュレータ61を備えている。

本実施形態においては、タンブル流Ｔを効果的に発生させるためのタンブル通路６Ｂの形状を備えている。
図５は、図２に示される主通路６Ａとタンブル通路６Ｂとに仕切られた吸気通路６をなす吸気ポート43の空間自体を、物体のごとく表現して、その断面を示すものである。
図中上部に示される縦断面は、図２中の、吸気ポート側仕切壁65Ｃで主通路６Ａとタンブル通路６Ｂとに仕切られた吸気通路６をなす吸気ポート43である。

吸気通路６の横断面Ａは、図２中の横断面Ａと同じく、吸気ポート43の入口部43ｂにおける横断面であり、吸気ポート側仕切壁65Ｃの上流端部65Ｃaでの吸気通路６の横断面である。吸気通路６は、横断面が直線状の上流端部65Ｃaの吸気ポート側仕切壁65Ｃで、タンブル通路６Ｂが吸気通路６の全断面の下側の略半円形状に画成される。
なお、仕切壁65の上流端部65ａから吸気ポート43の入口部43ｂまでは、タンブル弁装置側仕切壁65Ａと断熱板部材側仕切壁65Ｂによって、横断面Ａに示すと同様に主通路６Ａとタンブル通路６Ｂとが仕切られている。

横断面Ｂと横断面Ｃは、吸気ポート側仕切壁65Ｃの横断面が徐々に円弧状に変形し、タンブル通路６Ｂが徐々に横長の長円形断面に変形し、さらに円形断面に変形する途中の横断面である。
横断面Ｄは、図２中の横断面Ｄと同じく、下流端６Ｂb側のタンブル通路６Ｂが、円弧状の吸気ポート側仕切壁65Ｃによって円形断面に画成された吸気ポート43の横断面である。
横断面Ｅは、横断面Ｄの下流側においても断面円弧状の吸気ポート側仕切壁65Ｃによってタンブル通路６Ｂは円形断面に維持されていることを示す。
吸気ポート側仕切壁65Ｃの下流端部65ｂにおけるタンブル通路６Ｂの下流端６Ｂbにおける吸気ポート43の横断面Ｆが、図２中に２点鎖線で示されるように、タンブル通路６Ｂは、下流端６Ｂb側の横断面が吸気ポート側仕切壁65Ｃの下流端部65ｂまで円弧状の吸気ポート側仕切壁65Ｃによって円形断面に画成されている。
横断面Ｇに示されるように、タンブル通路６Ｂが主通路６Ａと合流した後の吸気通路６、すなわち吸気ポート43は、ほぼ円形断面の横断面となり吸気弁口41に臨んでいる。

そして、タンブル通路６Ｂの上流端６Ｂa（図２参照）の横断面は、横断面Ａと同様に、横断面が直線状のタンブル弁装置側仕切壁65Ａで、下流端６Ｂb（図５参照）側の円形断面（横断面Ｄ～横断面Ｆ参照）の径よりも最大径が大径の半円形状に画成されており、タンブル通路６Ｂの上流端６Ｂaの横断面の断面面積は、下流端６Ｂb側の円形断面の断面面積より大きく形成される。

そのため、吸気通路６全体の横断面形状を大径化することなく、タンブル通路６Ｂの上流端６Ｂaの横断面は横断面Ａと同様の断面面積が確保されて、タンブル通路６Ｂへの吸気の流入流量を確保できるとともに、下流端６Ｂb側のタンブル通路６Ｂの横断面（横断面Ｄ～横断面Ｆ参照）が管路抵抗の少ない円形断面なので、タンブル通路６Ｂを流れる吸気の流速を増加させることができ、タンブル性能が向上している。

また、タンブル通路６Ｂの、上流端６Ｂa（図２参照）の半円形状の横断面（横断面Ａ参照）から下流端６Ｂb（図５参照）側の円形断面の横断面（横断面Ｄ参照）までは、通路方向に沿って徐々に変形して連続している（横断面Ｂ、横断面Ｃ参照）。
そのように、タンブル通路６Ｂが、半円形状の横断面（横断面Ａ参照）から円形断面の横断面（横断面Ｄ参照）まで徐々に横断面が変形して、断面面積が絞られることで、吸気抵抗増加を極力抑えながらタンブル通路６Ｂの吸気の流速を増加させることができるようになっている。

そして、タンブル通路６Ｂは、下流端６Ｂb側の所定長さの範囲の横断面（横断面Ｄ～横断面Ｆ参照）が下流端６Ｂbまで円形断面をなしている。
そのように、横断面が円形断面のタンブル通路６Ｂを下流端６Ｂbまでの所定長さ設けることで整流区間を設けたこととなり、吸気が整流され吸気性能が向上している。

また、図２で説明したように、タンブルコントロール弁71のタンブル弁板71ｂは半円形状に構成されており、回動端がタンブル弁装置７の円形横断面の通気路70の内面70ａに当接して、主通路６Ａの横断面（横断面Ａ参照）を全て塞ぐことができる。
そのため、タンブルコントロール弁71が、主通路６Ａ側を確実に閉じることができるため、内燃機関３の低負荷運転時にタンブル通路６Ｂ側への吸気流量が確保される。

図６は、図２中ＶＩ－ＶＩ矢視による、吸気通路６に沿う、スロットルボディ８、タンブル弁装置７およびシリンダヘッド34の平面断面図である。
図７は、図２中ＶＩＩ－ＶＩＩ矢視による、スロットルボディ８、タンブル弁装置７およびシリンダヘッド34を後方上部から見た断面斜視図である。
図６、図７に示されるように、スロットルボディ８の通気路80、弾性インシュレータ61の通気路60、タンブル弁装置７の通気路70、およびシリンダヘッド34の吸気ポート43は、上方から見て直線状に連続する吸気通路６を形成しており、吸気ポート43の下流端43ｃは吸気弁口41に至っている。

一般に単気筒２バルブ内燃機関では、シリンダ軸線Ｘ方向視で、吸気弁口41の中心と排気弁口42の中心とを結ぶ弁口中心間仮想線Ｍは、シリンダ軸線Ｘと交差する。
本実施形態においては、シリンダ軸線Ｘ方向視で、吸気ポート43は弁口中心間仮想線Ｍに対して傾斜して設けられており、吸気弁口41に至る吸気通路６の下流端６bの、すなわち吸気ポート43の下流端43ｃの中心延長仮想線Ｉは、弁口中心間仮想線Ｍに対して傾斜角θを有し、吸気弁口41の左右中央を指向するが、シリンダ中心Ｏを指向しない。

その一方、内燃機関３の低負荷時に燃焼室38内でのタンブル流Ｔを強化し、燃焼室38内の燃料燃焼を良好にするための吸気を送り込むタンブル通路６Ｂは、吸気弁口41の左右中央ではなく、燃焼室38の左右中央、すなわちシリンダボア33ａの左右中央を指向させたほうが燃焼室38の左右中央に吸気を送り込むことができ、タンブル流Ｔをより効果的に強化できる。
したがって、本実施形態のタンブル通路６Ｂは、吸気ポート43の方向に対して湾曲しており、シリンダ軸線Ｘ方向視で、下流端６Ｂbの中心延長仮想線Ｕがシリンダ中心Ｏを指向するように形成されている。
そのため、タンブル通路６Ｂを通過して燃焼室38に流入する吸気を、シリンダ中心Ｏに向けて導けるので、燃焼室38の中央にタンブル流Ｔを起こすことができ、タンブル性能が向上している。

以上、本発明の一実施形態を説明したが、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、鞍乗型車両、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（本発明における「鞍乗型車両」）、２…車体フレーム、３…内燃機関、４…パワーユニット、５…変速機、６…吸気通路、６Ａ…主通路、６Ａa…入口開口、６Ｂ…タンブル通路、６Ｂａ…上流端、６Ｂb…下流端、７…タンブル弁装置、８…スロットルボディ、８ａ…本体、20…ヘッドパイプ、21…メインフレーム、21ａ…垂下部、23…ダウンフレーム、24…ピボットプレート、26…エンジンハンガ、30…クランクケース、31…クランク軸、32…シリンダ部、33…シリンダブロック、33ａ…シリンダボア、34…シリンダヘッド、34ａ…燃焼室天井面、36…ピストン、36ａ…頂面、38…燃焼室、41…吸気弁口、41ａ…開口縁、42…排気弁口、43…吸気ポート、43ａ…湾曲外壁部、43ｂ…入口部、43ｃ…下流端、45…吸気弁ガイド、47…吸気弁、47ａ…傘部、60…通気路、61…弾性インシュレータ、65…仕切壁、65ａ…上流端部、65ｂ…下流端部、65Ａ…タンブル弁装置側仕切壁、65Ｂ…断熱板部材側仕切壁、65Ｃ…吸気ポート側仕切壁、70…通気路、70ａ…内面、71…タンブルコントロール弁、71ａ…タンブル弁軸、71ｂ…タンブル弁板、72…（タンブルコントロール弁71の）アクチュエータ、80…通気路、80ａ…内面、81…スロットル弁、81ａ…スロットル弁軸、81ｂ…スロットル弁板、82…（スロットル弁81の）アクチュエータ、82ａ…アクチュエータ軸心、85…コネクティングチューブ、86…エアクリーナ、86ｂ…側面（本発明における「車両側方に向く面」）、87…燃料噴射弁、Ｘ…シリンダ軸線、Ｏ…シリンダ中心、Ｙ…車両左右中心線、Ｚ…（横断面Ｄから横断面Ｆまでのタンブル通路６Ｂの）中心線、Ｔ…タンブル流、Ｆ…（吸気通路６の）流れ方向、Ｊ…噴射線、Ａ～Ｇ…（吸気通路６の）横断面、Ｍ…弁口中心間仮想線、Ｉ…（吸気通路６の下流端６bの）中心延長仮想線、Ｕ…（タンブル通路６Ｂの下流端６Ｂbの）中心延長仮想線

Claims (4)

1. 内燃機関（３）の燃焼室（３８）への吸入空気が通過する吸気通路（６）に設けられ、任意の開度に制御されて吸入空気量を制御するスロットル弁（８１）と、
   同スロットル弁（８１）より下流側に設けられ、通路方向に沿って主通路（６Ａ）とタンブル通路（６Ｂ）とに分割された前記吸気通路（６）の前記主通路（６Ａ）の通路断面を開閉して、前記主通路（６Ａ）への吸気供給を制御するタンブルコントロール弁（７１）とを備えた鞍乗型車両用内燃機関の吸気装置において、
   前記吸気通路（６）は、内部を通路方向に二分する仕切壁（６５）を備え、
   前記タンブル通路（６Ｂ）は、下流端（６Ｂｂ）側の横断面が下流端（６Ｂｂ）まで円弧状の前記仕切壁（６５）によって円形断面に画成され、上流端（６Ｂａ）の横断面が直線状の前記仕切壁（６５）で前記円形断面の径よりも最大径が大径の半円形状に画成され、
   前記上流端（６Ｂａ）の横断面の断面面積が、下流端（６Ｂｂ）側の横断面の断面面積よりも大きく、
   シリンダ軸線（Ｘ）方向視で、前記吸気通路（６）の下流端（６ｂ）の中心延長仮想線（Ｉ）が、シリンダ中心（Ｏ）を指向しないものにおいて、前記タンブル通路（６Ｂ）は、下流端（６Ｂｂ）の中心延長仮想線（Ｕ）がシリンダ中心（Ｏ）に指向するように、湾曲していることを特徴とする鞍乗型車両用内燃機関の吸気装置。
2. 前記タンブル通路（６Ｂ）の横断面は、前記上流端（６Ｂａ）の半円形状の横断面から前記下流端（６Ｂｂ）側の円形断面の横断面まで通路方向に沿って徐々に変形して連続していることを特徴とする請求項１に記載の鞍乗型車両用内燃機関の吸気装置。
3. 前記タンブル通路（６Ｂ）は、前記下流端（６Ｂｂ）側の所定長さの範囲の横断面が下流端まで円形断面であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の鞍乗型車両用内燃機関の吸気装置。
4. 前記タンブルコントロール弁（７１）のタンブル弁板（７１ｂ）は、前記主通路（６Ａ）の横断面を全て塞ぐ半円形状に構成されたことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の鞍乗型車両用内燃機関の吸気装置。

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