内燃機関の吸気構造
【課題】シリンダヘッドとスロットルボディの間にインテークパイプを介装しても、応答性の良い内燃機関を提供する。
【解決手段】本発明は、シリンダヘッド２２に形成されるインテークポート２７よりも上流側に位置し、弁体４２の回転に伴って開閉するスロットルバルブ４０を有するスロットルボディ３６と、インテークポート２７よりも上流側且つスロットルボディ３６よりも下流側に設けられるインテークパイプ５０と、を備えた内燃機関の吸気構造であって、スロットルバルブ４０の全開時に、弁体４２の先端部３９がインテークパイプ５０の上流側開口面５６よりも下流側に突出することを特徴とする。
【解決手段】本発明は、シリンダヘッド２２に形成されるインテークポート２７よりも上流側に位置し、弁体４２の回転に伴って開閉するスロットルバルブ４０を有するスロットルボディ３６と、インテークポート２７よりも上流側且つスロットルボディ３６よりも下流側に設けられるインテークパイプ５０と、を備えた内燃機関の吸気構造であって、スロットルバルブ４０の全開時に、弁体４２の先端部３９がインテークパイプ５０の上流側開口面５６よりも下流側に突出することを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車、自動二輪車、船外機等の内燃機関に用いられる吸気構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば自動二輪車等の車両用の内燃機関には、シリンダヘッドに形成されるインテークポートに、燃焼室に連通する開口部が設けられている。また、インテークポートよりも上流側にはスロットルボディが設けられ、このスロットルボディには、弁体を備えたスロットルバルブが設けられている。そして、上記した弁体の回転に伴ってスロットルバルブを開閉させることで、燃焼室への吸気量を調整できるように構成されている。
【０００３】
また、シリンダヘッドとスロットルボディは一般的に金属製であるため、シリンダヘッドとスロットルボディを直接締結させたり、剛性の高い部材のみを介して締結させたりすると、シリンダヘッド側又はスロットルボディ側の振動がシリンダヘッドとスロットルボディの締結部に伝達され、締結部が破損する虞がある。そこで、弾性部材により形成されるインテークパイプをシリンダヘッドとスロットルボディの間に介装する構成が知られている。（例えば、特許文献１の「防振ラバーガスケット３」参照。）
【０００４】
また、このようにインテークパイプを介してシリンダヘッドとスロットルボディを締結する場合には、インテークパイプにスロットルボディを嵌合させた後、各部材をバンドで締め付けて固定する方法が採用されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−７６５８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１の如くシリンダヘッドとスロットルボディの間にインテークパイプを介装すると、シリンダヘッドのインテークポートからスロットルボディのスロットルバルブまでの距離が長くなり、これに伴って、スロットルバルブを開放させてから燃焼室に吸気が届くまでの時間が長くなる。即ち、内燃機関の応答性が悪くなる。また、重量物であるスロットルボディの重心がシリンダヘッドから遠くなり、内燃機関におけるマスの集中化及び内燃機関のコンパクト化を図ることが困難になる。
【０００７】
また、上記従来技術のように、インテークパイプにスロットルボディを嵌合させる構成を採用すると、シリンダヘッドとインテークパイプの接合部やインテークパイプとスロットルボディの接合部に、吸気の流れを阻害するような段差や隙間が生じやすくなる。このような段差や隙間が生じると、余計な縮流が発生して吸気通路の実質的な断面積が小さくなり、スムーズに吸気を行うことが困難になる。
【０００８】
そこで、本発明は上記の事情を考慮し、シリンダヘッドとスロットルボディの間にインテークパイプを介装しても、応答性の良い内燃機関を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、シリンダヘッドに形成されるインテークポートよりも上流側に位置し、弁体の回転に伴って開閉するスロットルバルブを有するスロットルボディと、前記インテークポートよりも上流側且つ前記スロットルボディよりも下流側に設けられるインテークパイプと、を備えた内燃機関の吸気構造であって、前記スロットルバルブの全開時に、前記弁体の先端部が前記インテークパイプの上流側開口面よりも下流側に突出することを特徴とする。
【００１０】
このような構成を採用することにより、スロットルバルブの全開時を含めて常に弁体がスロットルボディ内に収納されるような場合と比較して、スロットルバルブをインテークポートに接近させることが可能となる。これに伴って、スロットルバルブを開放させてから燃焼室に吸気が届くまでの時間を短くすることが可能となり、シリンダヘッドとスロットルボディの間にインテークパイプを介装する構成を採用しても、内燃機関の応答性を良好に保つことが可能となる。また、重量物であるスロットルボディの重心をシリンダヘッド側に寄せることが可能となり、内燃機関におけるマスの集中化及び内燃機関のコンパクト化を図ることも可能となる。
【００１１】
また、前記スロットバルブの全開時に、前記弁体の先端部が前記インテークパイプの下流側開口面よりも下流側に突出しても良い。
【００１２】
このような構成を採用することにより、スロットルバルブをインテークポートに一層接近させることが可能となり、内燃機関の応答性を一層良好にするとともに、マスの集中化及びコンパクト化を図る効果を一層高めることが可能となる。
【００１３】
また、前記インテークパイプの下流側開口面の内径は、前記インテークポートの開口面の内径と同一又は前記インテークポートの開口面の内径よりも小さいことが好ましい。
【００１４】
このような構成を採用することにより、インテークパイプとインテークポートの接合面に吸気の流れを阻害するような段差が形成されるのを防止することが可能となり、インテークポートへの吸気を円滑に行うことが可能となる。
【００１５】
また、前記インテークパイプは、弾性部材から成るパイプ本体と、該パイプ本体の下流側外周部に設けられてアルミ系部材から成るシリンダヘッド取付板と、前記パイプ本体の上流側外周部に設けられて鉄系部材から成るスロットルボディ取付板と、を備えていても良い。
【００１６】
このようにパイプ本体を弾性部材で形成することで、シリンダヘッド側及びスロットルボディ側からの振動をパイプ本体で吸収することが可能となる。そのため、上記した振動によりシリンダヘッドとインテークパイプの締結部やインテークパイプとスロットルボディの締結部に破損が生じるのを抑制することが可能となる。
【００１７】
また、シリンダヘッド取付板をアルミ系部材で形成することにより、シリンダヘッド取付板を同一厚みの鉄系部材で形成する場合と比較して、シリンダヘッド取付板を軽量化することが可能となる。また、スロットルボディ取付板を鉄系部材で形成することで、スロットルボディ取付板を同一厚みのアルミ系部材で形成する場合と比較して、スロットルボディ取付板の剛性を高めることが可能となる。これに伴って、例えばスロットルボディ取付板に雌ネジ部を設ける場合に、雌ネジ部の破損を防止することが可能となる。
【００１８】
また、前記パイプ本体には、前記インテークポートとの接合面及び前記スロットルボディとの接合面に、シール部材が環状に突設されていても良い。
【００１９】
このような構成を採用することにより、防振機能やスロットルボディ取付板及びシリンダヘッド取付板の保持機能だけでなく、接合面のシール機能をパイプ本体に持たせることが可能となる。
【００２０】
また、隣接する一対のパイプ本体に対応するシリンダヘッド取付板が一体形成され、該一体形成されたシリンダヘッド取付板には、両側部と中央部にそれぞれシリンダヘッドとの締結部が設けられ、該両側部の締結部と該中央部の締結部とを結ぶ線分がＶ字状を成し、前記一対のパイプ本体に対応するスロットルボディ取付板が一体形成され、該一体形成されたスロットルボディ取付板には、両側部と中央部にそれぞれスロットルボディとの締結部が設けられ、該両側部の締結部と該中央部の締結部とを結ぶ線分が、前記シリンダヘッド取付板の各締結部を結ぶ線分とは逆向きのＶ字状を成していても良い。
【００２１】
このような構成を採用することにより、シリンダヘッドとシリンダヘッド取付板、スロットルボディとスロットルボディ取付板をそれぞれ強固に締結することが可能となり、スロットルボディ側又はシリンダヘッド側からの振動が生じた場合でも、スロットルボディがシリンダヘッドに安定して保持される。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、シリンダヘッドとスロットルボディの間にインテークパイプを介装しても、応答性の良い内燃機関を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の一実施形態に係る自動二輪車を示す左側面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る自動二輪車において、エンジンを示す左後方からの斜視図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る自動二輪車において、シリンダヘッドの吸気ポート周辺部を示す後方からの斜視図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る自動二輪車において、シリンダヘッド、スロットルボディ及びインテークパイプを示す断面図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る自動二輪車において、インテークパイプの斜視図である。
【図６】図５のＡ−Ａ断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、図面に基づき、本発明の好適な実施形態について説明する。本実施形態では、本発明の構造を、オンロードタイプの自動二輪車１に適用する場合について説明する。なお、上下、左右、前後の方向は、自動二輪車１に乗車する運転者から見た方向を基準とする。図２、図４の矢印Ｆｒは、車両の前方を示している。
【００２５】
まず、自動二輪車１の全体の構成について説明する。
【００２６】
図１に示されるように、自動二輪車１には、骨組を構成する車体フレーム２が設けられ、車体フレーム２の前方から下方にかけて設けられたカウリング３により、自動二輪車１の前部が覆われている。車体フレーム２は、例えばツインチューブ型であり、車体フレーム２の前部上端に配置されたヘッドパイプ４と、ヘッドパイプ４から後下方に向かって延設された左右一対のメインフレーム５と、メインフレーム５の後部から後上方に向かって延設された左右一対のシートレール６と、を主体として構成されている。
【００２７】
ヘッドパイプ４には、左右一対のフロントフォーク７が回転可能に支持されている。フロントフォーク７の下端には前輪８が軸支され、フロントフォーク７の上端にはハンドルバー９が固定されている。
【００２８】
左右一対のメインフレーム５の間には燃料タンク１０が設けられ、燃料タンク１０の後方には、シートレール６の上方に運転者シート１１が設けられ、燃料タンク１０の下方には内燃機関１２（図２参照）が搭載されている。左右一対のメインフレーム５の後下部にはピボット軸１３が架設され、ピボット軸１３にはスイングアーム１４の前端部が上下方向揺動可能に支持されている。スイングアーム１４の後端部には後輪１５が軸支され、後輪１５の上部側方にはマフラ１６が設けられている。
【００２９】
次に、内燃機関１２の構成について説明する。
【００３０】
内燃機関１２は、例えばＤＯＨＣ式の水冷４気筒型であり、図２に示されるように、アッパクランクケース１７及びロアクランクケース１８からなる上下二分割式のクランクケース２０と、アッパクランクケース１７の前部に一体成型されて上前方に延設されるシリンダ２１と、シリンダ２１の上方に設けられるシリンダヘッド２２と、シリンダヘッド２２の上面を被覆するシリンダヘッドカバー２３と、を備えている。
【００３１】
クランクケース２０はアルミ製であり、クランクケース２０内には、いずれも図示を省略するクランク軸と、クラッチと、変速装置と、が収納されている。そして、内燃機関１２の駆動に伴ってクランク軸が回転すると、このクランク軸の回転がクラッチ及び変速装置を介して後輪１５に伝達されて、自動二輪車１が走行するように構成されている。
【００３２】
シリンダ２１及びシリンダヘッド２２には、それぞれ複数のボス２４、２５が所定間隔で形成されている。そして、各ボス２４、２５に貫挿させた締付ボルト２６をアッパクランクケース１７に締結させることで、アッパクランクケース１７に対してシリンダ２１及びシリンダヘッド２２が取り付けられている。
【００３３】
シリンダヘッド２２はアルミ製であり、シリンダヘッド２２の後壁には、４個のインテークポート２７が車幅方向（左右方向）に並んで設けられている。各インテークポート２７は、シリンダヘッド２２の後壁に設けられた複数のボス２５の形成間隔に設けられている（図３参照）。
【００３４】
各インテークポート２７には、後上方に向かって開口部２８が設けられている。各開口部２８は、シリンダヘッド２２内に設けられたインテーク通路３０を介して燃焼室３１と連通している（図４参照）。
【００３５】
図３に示されるように、各インテークポート２７には、開口部２８の外周にフランジ面３２が設けられている。左端のインテークポート２７のフランジ面３２には、左上方に向かって突部３３が設けられ、左から２番目のインテークポート２７のフランジ面３２には、右上方に向かって突部３３が設けられている。左端のインテークポート２７と左から２番目のインテークポート２７の間には、ボス２５の下方に取付ボス３４が設けられている。各突部３３と取付ボス３４には、雌ネジ部３５が設けられている。
【００３６】
図示を省略するが、右から２番面のインテークポート２７のフランジ面３２と右端部のインテークポート２７のフランジ面３２の間には、ボス２５の下方に取付ボス３４が設けられている。右から２番目のインテークポート２７のフランジ面３２には、左上方に向かって突部３３が設けられ、右端部のインテークポート２７のフランジ面３２には、右上方に向かって突部３３が設けられている。各突部３３と取付ボス３４には雌ネジ部３５が設けられている。
【００３７】
図４に示されるように、シリンダヘッド２２の後方には、各インテークポート２７よりも吸気方向（図４の一点鎖線矢印参照）の上流側にスロットルボディ３６が設けられている。いずれも図示を省略するが、スロットルボディ３６よりも吸気方向の上流側には、エアクリーナや燃料噴射装置が設けられており、エアクリーナを介して導入された空気が燃料噴射装置から噴射された燃料と混合されて、スロットルボディ３６に導入されるように構成されている。
【００３８】
スロットルボディ３６はアルミ製であり、インテーク通路３０の上流側にスロットル通路３７を形成しており、スロットル通路３７内にはスロットルバルブ４０が設けられている。スロットルボディ３６には、上流側の端面から下流側の端面まで丸穴（図示せず）が３箇所に穿設されている。
【００３９】
スロットルバルブ４０は、スロットル通路３７に架設される回転軸４１と、この回転軸４１に軸支される円板状の弁体４２と、を備えている。なお、図４では、スロットルバルブ４０が全閉状態にある場合の弁体４２の位置を実線で示し、スロットルバルブ４０が全開状態にある場合の弁体４２の位置を二点鎖線で示している。
【００４０】
回転軸４１は、図２に示されるモータ４３と接続され、モータ４３の左方には、モータ４３と同軸上にスロットルポジションセンサ４４が設けられている。回転軸４１はスロットルプーリ４５と接続され、スロットルプーリ４５には、スロットルケーブル４６の一端が接続され、スロットルケーブル４６の他端には、ハンドルバー９（図１参照）の右端部に回転可能に設けられたスロットルグリップ（図示せず）が接続されている。スロットルプーリ４５の左方には、スロットルプーリ４５と同軸上にアクセルポジションセンサ４８が設けられている。
【００４１】
図４に示されるように、インテークポート２７よりも吸気方向の上流側且つスロットルボディ３６よりも吸気方向の下流側には、インテークポート２７とスロットルボディ３６に挟まれるようにして、インテークパイプ５０が設けられている。図５、図６に示されるように、インテークパイプ５０は、弾性部材（本実施形態ではゴム）により形成されるパイプ本体５１と、パイプ本体５１の下流側外周部に設けられてアルミ系部材から成るシリンダヘッド取付板５２と、パイプ本体５１の上流側外周部に設けられて鉄系部材から成るスロットルボディ取付板５３と、を備えている。
【００４２】
パイプ本体５１は円筒状を成しており、パイプ本体５１の内周には、インテーク通路３０とスロットル通路３７の間にパイプ通路５４が形成されている（図４参照）。パイプ通路５４の下流側端部には下流側開口面５５が形成され、パイプ通路５４の上流側端部には上流側開口面５６が形成されている。そして、スロットルバルブ４０の全開時には、弁体４２の先端部３９が、上流側開口面５６及び下流側開口面５５よりも吸気方向の下流側に突出するように、各部材の配置が調整されている（図４参照）。換言すれば、スロットルバルブ４０の全開時には、弁体４２の先端部３９がインテークポート２７内に挿入されるように構成されている。
【００４３】
パイプ本体５１の下流側開口面５５の周囲には、インテークポート２７のフランジ面３２に接合される下流側接合面５７が形成されている。パイプ本体５１の上流側開口面５６の周囲には、スロットルボディ３６のスロットル通路３７の周囲に接合される上流側接合面５８が形成されている。上記各接合面５７、５８には、断面Ｖ字状のシール部材５９が環状に突設されており、このシール部材５９により、インテークポート２７とパイプ本体５１の間、パイプ本体５１とスロットルボディ３６の間が円周状にシールされている。各シール部材５９は、各接合面５７、５８から吸気方向と平行に突出している。シール部材５９の内側には、環状の溝部６０が設けられている。
【００４４】
パイプ本体５１の下流側開口面５５の内径は、インテークポート２７の開口部２８の開口面６１（以下、「インテークポート２７の開口面６１」と称する。）の内径よりも小さくなるように設定されている。そのため、パイプ本体５１とインテークポート２７の間には、パイプ本体５１側を内側とする段差が形成されており（図４参照）、吸気方向に沿って吸気通路の内径が順次拡大されている。図６に示されるように、パイプ本体５１の外周部の下流側には下流側溝部６２が環状に凹設され、パイプ本体５１の外周部の上流側には上流側溝部６３が環状に凹設されている。
【００４５】
シリンダヘッド取付板５２は、パイプ本体５１に溶着されている。シリンダヘッド取付板５２の下流側の面は、パイプ本体５１の下流側接合面５７と面一になっている。シリンダヘッド取付板５２は、パイプ本体５１の下流側溝部６２に嵌合する下流側環状部６４と、隣接する一対の下流側環状部６４の内側部分の一側（図５では下側）を連結する下流側連結部６５と、隣接する一対の下流側環状部６４の外側部分の他側（図５では上側）から延出する下流側突出部６６と、を備えている。このように、隣接する一対のパイプ本体５１に対応するシリンダヘッド取付板５２は、一体に形成されている。
【００４６】
図６に示されるように、各下流側環状部６４は、シリンダヘッド取付板５２のシリンダヘッド２２への締結方向（図６の一点鎖線矢印Ｘ参照）において、シール部材５９と重なる位置に配置されている。
【００４７】
図５に示されるように、下流側連結部６５及び各下流側突出部６６には、シリンダヘッド２２の各雌ネジ部３５と対応する位置に、締結部としての丸穴（ザグリ穴）６７が穿設されている。そして、丸穴６７に貫挿させたボルト（図示せず）の雄ネジ部をシリンダヘッド２２の各雌ネジ部３５に螺合させることで、シリンダヘッド２２とインテークパイプ５０が連結されるようになっている。下流側連結部６５の丸穴６７はシリンダヘッド取付板５２の中央部に位置し、各下流側突出部６６の丸穴６７はシリンダヘッド取付板５２の両側部に位置し、各下流側突出部６６の丸穴６７と下流側連結部６５の丸穴６７を結ぶ線分はＶ字状を成している（図５の二点鎖線参照）。
【００４８】
スロットルボディ取付板５３は、パイプ本体５１に溶接されている。スロットルボディ取付板５３の上流側の面は、パイプ本体５１の上流側接合面５８と面一になっている。スロットルボディ取付板５３は、パイプ本体５１の上流側溝部６３に嵌合する上流側環状部６８と、隣接する一対の上流側環状部６８の内側部分の一側（図５では上側）を連結する上流側連結部７０と、隣接する一対の上流側環状部６８の外側部分の他側（図５では下側）から延出する上流側突出部７１と、を備えている。このように、隣接する一対のパイプ本体５１に対応するスロットルボディ取付板５３は、一体に形成されている。
【００４９】
図６に示されるように、各上流側環状部６８は、スロットルボディ３６のスロットルボディ取付板５３への締結方向（図６の一点鎖線矢印Ｙ参照）において、シール部材５９と重なる位置に配置されている。
【００５０】
図５に示されるように、上流側連結部７０及び各上流側突出部７１には、スロットルボディ３６の各丸穴（図示せず）と対応する位置に、締結部としての雌ネジ部７２が穿設されている。そして、スロットルボディ３６の各丸穴に貫挿させたボルト（図示せず）の雄ネジ部を各雌ネジ部７２に螺合させることで、インテークパイプ５０とスロットルボディ３６が連結されて、スロットルボディ３６がシリンダヘッド２２に対してフローティング構造で取り付けられるようになっている。
【００５１】
上流側連結部７０の雌ネジ部７２はスロットルボディ取付板５３の中央部に位置し、各上流側突出部７１の雌ネジ部７２はスロットルボディ取付板５３の両側部に位置し、各上流側突出部７１の雌ネジ部７２と上流側連結部７０の雌ネジ部７２を結ぶ線分は、シリンダヘッド取付板５２の各丸穴６７を結ぶ線分とは逆向きのＶ字状を成している（図５の二点鎖線参照）。また、インテークパイプ５０の長手方向（本実施形態では左右方向）において、丸穴６７と雌ネジ部７２とが交互に配置されている。
【００５２】
各上流側突出部７１には、雌ネジ部７２の近傍にピン穴７３が穿設され、シリンダヘッド２２には、ピン穴７３と対応する位置にピン穴（図示せず）が設けられている。そして、スロットルボディ取付板５３のピン穴７３に貫挿させたノックピン（図示せず）をシリンダヘッド２２のピン穴（図示せず）に挿入することで、シリンダヘッド２２とスロットルボディ取付板５３の位置決めが成されるように構成されている。
【００５３】
図４に示されるように、シリンダヘッド２２の前部には、各インテークポート２７と対応してエキゾーストポート７４が設けられている。各エキゾーストポート７４には、エキゾースト通路７５を介して燃焼室３１と連通する開口部７６が設けられている。各開口部７６には、排気管７７（図１参照）の前端部が接続され、排気管７７の後端部に、マフラ１６（図１参照）が接続されている。そして、燃焼室３１からの排気が、エキゾースト通路７５を介して開口部７６から排気管７７に流入し、マフラ１６を介して車体後方に排出されるように構成されている。
【００５４】
上記の如く構成されたものにおいて、スロットルグリップ（図示せず）の操作又はモータ４３の駆動により弁体４２を全閉位置から回転させてスロットルバルブ４０を開放させると、スロットル通路３７、パイプ通路５４及びインテーク通路３０を介して吸気（混合気）が燃焼室３１内に導入される。
【００５５】
本実施形態では、パイプ本体５１の下流側開口面５５の内径が、インテークポート２７の開口面６１の内径よりも小さくなるように設定されており、パイプ本体５１側を内側とする段差が、パイプ本体５１とインテークポート２７の間に形成されている。そのため、上記した吸気の際に、パイプ本体５１とインテークポート２７の接合部分に吸気の流れを阻害するような段差が形成されるのを防止することが可能となり、インテークポート２７への吸気を円滑に行うことが可能となる。特に、スロットルバルブ４０の開度が小さい時点では、吸気の流れを阻害する段差による影響が相対的に大きくなるため、本実施形態のような構成を採用する効果が大きくなる。
【００５６】
また、本実施形態では、スロットルバルブ４０の全開時に、弁体４２の先端部３９がインテークパイプ５０の上流側開口面５６よりも下流側に突出するように構成されている。そのため、スロットルバルブ４０の全開時を含めて常に弁体４２がスロットルボディ３６内に収納されるような場合と比較して、スロットルバルブ４０をインテークポート２７に接近させることが可能となる。これに伴って、スロットルバルブ４０を開放させてから燃焼室３１に吸気が届くまでの時間を短くすることが可能となり、シリンダヘッド２２とスロットルボディ３６の間にインテークパイプ５０を介装する構成を採用しても、内燃機関１２の応答性を良好に保つことが可能となる。また、重量物であるスロットルボディ３６の重心をシリンダヘッド２２側に寄せることが可能となり、内燃機関１２におけるマスの集中化を図ることが可能となる。また、内燃機関１２のコンパクト化を図ることも可能となる。
【００５７】
更に、本実施形態では、スロットルバルブ４０の全開時に、弁体４２の先端部３９がインテークパイプ５０の下流側開口面５５よりも下流側に突出するように構成されている。そのため、スロットルバルブ４０をインテークポート２７に一層接近させることが可能となり、内燃機関１２の応答性を一層良好にするとともに、マスの集中化及びコンパクト化を図る効果を一層高めることが可能となる。
【００５８】
また、ゴム製のパイプ本体５１で形成されるパイプ通路５４は、アルミ製のインテークポート２７で形成されるインテーク通路３０や、アルミ製のスロットルボディ３６で形成されるスロットル通路３７と比較して撥油性が低く、混合気に含まれる燃料が固着しやすい。そして、パイプ通路５４に燃料が固着すると、これに伴って吸気抵抗が増大する。
【００５９】
しかしながら、本実施形態では、スロットルバルブ４０の全開時に、弁体４２の先端部３９がパイプ通路５４を超えてインテーク通路３０内に挿入される。これに伴って、弁体４２の表面に付着した燃料は、吸気の影響を受けて弁体４２の軸方向両側から先端部３９に集められ、先端部３９からインテーク通路３０内に滴下することになる。そのため、パイプ通路５４に滴下する燃料の量を少なくすることができ、パイプ通路５４内における燃料の固着を抑制して、吸気抵抗の増大を防止することが可能となる。
【００６０】
また、本実施形態では、パイプ本体５１がゴムで形成されている。このように、パイプ本体５１をゴムで形成することで、シリンダヘッド２２側及びスロットルボディ３６側からの振動をパイプ本体５１で吸収することが可能となる。即ち、パイプ本体５１に、防振機能を持たせることが可能となる。これに伴って、上記した振動により、シリンダヘッド取付板５２の丸穴６７やスロットルボディ取付板５３の雌ネジ部７２等に破損が生じるのを抑制することが可能となる。
【００６１】
また、パイプ本体５１の各接合面５７、５８には、シール部材５９が環状に突設されているため、防振機能と、吸気通路の一部を形成する機能と、シリンダヘッド取付板５２及びスロットルボディ取付板５３を保持する機能に加えて、各部材間のシール機能をパイプ本体５１に持たせることが可能となる。
【００６２】
特に、本実施形態では、シール部材５９と重なる位置に各下流側環状部６４及び各上流側環状部６８が配置されている。そのため、各下流側環状部６４とインテークポート２７の間及び各上流側環状部６８とスロットルボディ３６の間で、それぞれシール部材５９が挟まれることになる。これに伴って、シール部材５９とインテークポート２７の面圧及びシール部材５９とスロットルボディ３６の面圧を、効果的に高めることが可能となる。
【００６３】
また、シリンダヘッド取付板５２をアルミ系部材で形成しているため、シリンダヘッド取付板５２を同一の厚みの鉄系部材で形成する場合と比較して、シリンダヘッド取付板５２を軽量化することが可能となる。なお、このようにアルミ系部材でシリンダヘッド取付板５２を形成する場合でも、シリンダヘッド２２に形成される雌ネジ部３５の長さを通常より長くすることで、シリンダヘッド２２とインテークパイプ５０の締結部分の強度を十分に高めることが可能となる。
【００６４】
また、スロットルボディ取付板５３を鉄系部材で形成しているため、スロットルボディ取付板５３を同一の厚みのアルミ系部材で形成する場合と比較して、スロットルボディ取付板５３の剛性を高めることが可能となる。これに伴って、スロットルボディ取付板５３に設けられる雌ネジ部７２の破損を防止することが可能となる。このような構成は、特に高出力の内燃機関１２に有効に適用される。
【００６５】
また、スロットルボディ取付板５３を鉄系部材で形成することで、アルミ系部材でスロットルボディ取付板５３を形成する場合よりも厚みを薄くしても、必要とされる強度を得ることが可能となる。これに伴って、インテークパイプ５０自体の厚みを薄くことが可能となり、内燃機関１２の小型化にも有利である。
【００６６】
また、上記の如くインテークパイプ５０の厚みを薄くすることで、撥油性の低いゴム製のパイプ本体５１で形成されるパイプ通路５４の長さを短くすることが可能となり、これに伴って、吸気抵抗の防止効果を高めることが可能となる。また、ゴム製のパイプ本体５１の長さを短くすることで、スロットルボディ３６のような重量物をシリンダヘッド２２に取り付ける場合でも、パイプ本体５１の弾性変形量を小さくすることができる。これに伴って、スロットルボディ３６と他の部材の干渉を抑制することが可能となり、上記した干渉を抑制するための固定構造を別途設ける必要が無くなり、前記したフローティング構造の実現が可能となる。
【００６７】
本実施形態では上記のように、スロットルボディ取付板５３を鉄系部材で形成するとともにシリンダヘッド取付板５２をアルミ系部材で形成し、これらの部材をゴム製のパイプ本体５１に溶着することで、スロットルボディ取付板５３の破損を防ぎつつ、インテークパイプ５０の重量アップを最小限に抑えることを可能としている。
【００６８】
また、インテークパイプ５０の構造を「金属−ゴム−金属」の三層構造とし、シリンダヘッド２２とシリンダヘッド取付板５２、スロットルボディ取付板５３とスロットルボディ３６をそれぞれボルトで締結しているため、各部材の締結位置の精度を高めることが可能となる。また、ノックピンを使用してシリンダヘッド２２とスロットルボディ取付板５３の位置決めを行っているため、各部材の締結位置の精度を一層高めることが可能となる。これに伴って、インテークポート２７とインテークパイプ５０の間、インテークパイプ５０とスロットルボディ３６の間に段差や隙間が生じにくくなり、吸気抵抗に伴う縮流の発生を防止して、実質的な吸気通路の断面積を大きくすることができる。そのため、内燃機関１２の出力を増大させることが可能となる。
【００６９】
また、シリンダヘッド取付板５２の各丸穴６７を結ぶ線分がＶ字状を成し、スロットルボディ取付板５３の各雌ネジ部７２を結ぶ線分が各丸穴６７を結ぶ線分とは逆向きのＶ字状を成すように構成されている。そのため、シリンダヘッド２２とインテークパイプ５０、インテークパイプ５０とスロットルボディ３６をそれぞれ強固に締結することが可能となり、スロットルボディ３６側又はシリンダヘッド２２側からの振動が生じた場合でも、シリンダヘッド２２によりスロットルボディ３６を安定して保持することが可能となる。また、各丸穴６７をＶ字状に配置することで、シリンダヘッド２２のボス２５と丸穴６７とが互いに干渉しないレイアウトを実現することが可能となる。
【００７０】
また、一対のパイプ本体５１に対応するシリンダヘッド取付板５２とスロットルボディ取付板５３をそれぞれ一体形成することで、２個のインテークポート２７に対して１個のインテークパイプ５０で対応することが可能となる。これに伴って、２個のインテークポート２７に対して２個のインテークパイプ５０で対応する場合に少なくとも４箇所ずつ必要となる丸穴６７と雌ネジ部７２を３箇所ずつに減らすことが可能となり、部品点数の削減及び軽量化を図ることが可能となる。
【００７１】
本実施形態では、パイプ本体５１の下流側開口面５５の内径を、インテークポート２７の開口面６１の内径よりも小さくしたが、他の異なる実施形態では、パイプ本体５１の下流側開口面５５の内径を、インテークポート２７の開口面６１の内径と同一としても良い。この場合にも、縮流の発生を抑制して、内燃機関１２の出力の増大を図ることが可能となる。
【００７２】
本実施形態では、並列４気筒型の内燃機関１２に本発明を適用する場合について説明したが、他の異なる実施形態では、単気筒型、並列２気筒型、Ｖ型等の他の異なるタイプの内燃機関１２に本発明を適用しても良い。
【００７３】
本実施形態では、オンロード型の自動二輪車１の内燃機関１２に本発明を適用したが、他の異なる実施形態では、オフロード型、スクータ等の自動二輪車１に本発明の構成を適用しても良い。また、ＡＴＶ（不整地走行車両）、自動車（四輪車）、雪上車、船外機等の内燃機関１２に、本発明の構成を適用することも可能である。即ち、本発明は、４サイクルレシプロエンジン全般に適用することが可能である。
【符号の説明】
【００７４】
１２ 内燃機関
２２ シリンダヘッド
２７ インテークポート
３６ スロットルボディ
３９ 先端部
４０ スロットルバルブ
４２ 弁体
５０ インテークパイプ
５１ パイプ本体
５２ シリンダヘッド取付板
５３ スロットルボディ取付板
５５ 下流側開口面
５６ 上流側開口面
５７ 下流側接合面
５８ 上流側接合面
５９ シール部材
６１ 開口面
６７ 丸穴（締結部）
７２ 雌ネジ部（締結部）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車、自動二輪車、船外機等の内燃機関に用いられる吸気構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば自動二輪車等の車両用の内燃機関には、シリンダヘッドに形成されるインテークポートに、燃焼室に連通する開口部が設けられている。また、インテークポートよりも上流側にはスロットルボディが設けられ、このスロットルボディには、弁体を備えたスロットルバルブが設けられている。そして、上記した弁体の回転に伴ってスロットルバルブを開閉させることで、燃焼室への吸気量を調整できるように構成されている。
【０００３】
また、シリンダヘッドとスロットルボディは一般的に金属製であるため、シリンダヘッドとスロットルボディを直接締結させたり、剛性の高い部材のみを介して締結させたりすると、シリンダヘッド側又はスロットルボディ側の振動がシリンダヘッドとスロットルボディの締結部に伝達され、締結部が破損する虞がある。そこで、弾性部材により形成されるインテークパイプをシリンダヘッドとスロットルボディの間に介装する構成が知られている。（例えば、特許文献１の「防振ラバーガスケット３」参照。）
【０００４】
また、このようにインテークパイプを介してシリンダヘッドとスロットルボディを締結する場合には、インテークパイプにスロットルボディを嵌合させた後、各部材をバンドで締め付けて固定する方法が採用されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−７６５８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１の如くシリンダヘッドとスロットルボディの間にインテークパイプを介装すると、シリンダヘッドのインテークポートからスロットルボディのスロットルバルブまでの距離が長くなり、これに伴って、スロットルバルブを開放させてから燃焼室に吸気が届くまでの時間が長くなる。即ち、内燃機関の応答性が悪くなる。また、重量物であるスロットルボディの重心がシリンダヘッドから遠くなり、内燃機関におけるマスの集中化及び内燃機関のコンパクト化を図ることが困難になる。
【０００７】
また、上記従来技術のように、インテークパイプにスロットルボディを嵌合させる構成を採用すると、シリンダヘッドとインテークパイプの接合部やインテークパイプとスロットルボディの接合部に、吸気の流れを阻害するような段差や隙間が生じやすくなる。このような段差や隙間が生じると、余計な縮流が発生して吸気通路の実質的な断面積が小さくなり、スムーズに吸気を行うことが困難になる。
【０００８】
そこで、本発明は上記の事情を考慮し、シリンダヘッドとスロットルボディの間にインテークパイプを介装しても、応答性の良い内燃機関を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、シリンダヘッドに形成されるインテークポートよりも上流側に位置し、弁体の回転に伴って開閉するスロットルバルブを有するスロットルボディと、前記インテークポートよりも上流側且つ前記スロットルボディよりも下流側に設けられるインテークパイプと、を備えた内燃機関の吸気構造であって、前記スロットルバルブの全開時に、前記弁体の先端部が前記インテークパイプの上流側開口面よりも下流側に突出することを特徴とする。
【００１０】
このような構成を採用することにより、スロットルバルブの全開時を含めて常に弁体がスロットルボディ内に収納されるような場合と比較して、スロットルバルブをインテークポートに接近させることが可能となる。これに伴って、スロットルバルブを開放させてから燃焼室に吸気が届くまでの時間を短くすることが可能となり、シリンダヘッドとスロットルボディの間にインテークパイプを介装する構成を採用しても、内燃機関の応答性を良好に保つことが可能となる。また、重量物であるスロットルボディの重心をシリンダヘッド側に寄せることが可能となり、内燃機関におけるマスの集中化及び内燃機関のコンパクト化を図ることも可能となる。
【００１１】
また、前記スロットバルブの全開時に、前記弁体の先端部が前記インテークパイプの下流側開口面よりも下流側に突出しても良い。
【００１２】
このような構成を採用することにより、スロットルバルブをインテークポートに一層接近させることが可能となり、内燃機関の応答性を一層良好にするとともに、マスの集中化及びコンパクト化を図る効果を一層高めることが可能となる。
【００１３】
また、前記インテークパイプの下流側開口面の内径は、前記インテークポートの開口面の内径と同一又は前記インテークポートの開口面の内径よりも小さいことが好ましい。
【００１４】
このような構成を採用することにより、インテークパイプとインテークポートの接合面に吸気の流れを阻害するような段差が形成されるのを防止することが可能となり、インテークポートへの吸気を円滑に行うことが可能となる。
【００１５】
また、前記インテークパイプは、弾性部材から成るパイプ本体と、該パイプ本体の下流側外周部に設けられてアルミ系部材から成るシリンダヘッド取付板と、前記パイプ本体の上流側外周部に設けられて鉄系部材から成るスロットルボディ取付板と、を備えていても良い。
【００１６】
このようにパイプ本体を弾性部材で形成することで、シリンダヘッド側及びスロットルボディ側からの振動をパイプ本体で吸収することが可能となる。そのため、上記した振動によりシリンダヘッドとインテークパイプの締結部やインテークパイプとスロットルボディの締結部に破損が生じるのを抑制することが可能となる。
【００１７】
また、シリンダヘッド取付板をアルミ系部材で形成することにより、シリンダヘッド取付板を同一厚みの鉄系部材で形成する場合と比較して、シリンダヘッド取付板を軽量化することが可能となる。また、スロットルボディ取付板を鉄系部材で形成することで、スロットルボディ取付板を同一厚みのアルミ系部材で形成する場合と比較して、スロットルボディ取付板の剛性を高めることが可能となる。これに伴って、例えばスロットルボディ取付板に雌ネジ部を設ける場合に、雌ネジ部の破損を防止することが可能となる。
【００１８】
また、前記パイプ本体には、前記インテークポートとの接合面及び前記スロットルボディとの接合面に、シール部材が環状に突設されていても良い。
【００１９】
このような構成を採用することにより、防振機能やスロットルボディ取付板及びシリンダヘッド取付板の保持機能だけでなく、接合面のシール機能をパイプ本体に持たせることが可能となる。
【００２０】
また、隣接する一対のパイプ本体に対応するシリンダヘッド取付板が一体形成され、該一体形成されたシリンダヘッド取付板には、両側部と中央部にそれぞれシリンダヘッドとの締結部が設けられ、該両側部の締結部と該中央部の締結部とを結ぶ線分がＶ字状を成し、前記一対のパイプ本体に対応するスロットルボディ取付板が一体形成され、該一体形成されたスロットルボディ取付板には、両側部と中央部にそれぞれスロットルボディとの締結部が設けられ、該両側部の締結部と該中央部の締結部とを結ぶ線分が、前記シリンダヘッド取付板の各締結部を結ぶ線分とは逆向きのＶ字状を成していても良い。
【００２１】
このような構成を採用することにより、シリンダヘッドとシリンダヘッド取付板、スロットルボディとスロットルボディ取付板をそれぞれ強固に締結することが可能となり、スロットルボディ側又はシリンダヘッド側からの振動が生じた場合でも、スロットルボディがシリンダヘッドに安定して保持される。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、シリンダヘッドとスロットルボディの間にインテークパイプを介装しても、応答性の良い内燃機関を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の一実施形態に係る自動二輪車を示す左側面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る自動二輪車において、エンジンを示す左後方からの斜視図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る自動二輪車において、シリンダヘッドの吸気ポート周辺部を示す後方からの斜視図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る自動二輪車において、シリンダヘッド、スロットルボディ及びインテークパイプを示す断面図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る自動二輪車において、インテークパイプの斜視図である。
【図６】図５のＡ−Ａ断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、図面に基づき、本発明の好適な実施形態について説明する。本実施形態では、本発明の構造を、オンロードタイプの自動二輪車１に適用する場合について説明する。なお、上下、左右、前後の方向は、自動二輪車１に乗車する運転者から見た方向を基準とする。図２、図４の矢印Ｆｒは、車両の前方を示している。
【００２５】
まず、自動二輪車１の全体の構成について説明する。
【００２６】
図１に示されるように、自動二輪車１には、骨組を構成する車体フレーム２が設けられ、車体フレーム２の前方から下方にかけて設けられたカウリング３により、自動二輪車１の前部が覆われている。車体フレーム２は、例えばツインチューブ型であり、車体フレーム２の前部上端に配置されたヘッドパイプ４と、ヘッドパイプ４から後下方に向かって延設された左右一対のメインフレーム５と、メインフレーム５の後部から後上方に向かって延設された左右一対のシートレール６と、を主体として構成されている。
【００２７】
ヘッドパイプ４には、左右一対のフロントフォーク７が回転可能に支持されている。フロントフォーク７の下端には前輪８が軸支され、フロントフォーク７の上端にはハンドルバー９が固定されている。
【００２８】
左右一対のメインフレーム５の間には燃料タンク１０が設けられ、燃料タンク１０の後方には、シートレール６の上方に運転者シート１１が設けられ、燃料タンク１０の下方には内燃機関１２（図２参照）が搭載されている。左右一対のメインフレーム５の後下部にはピボット軸１３が架設され、ピボット軸１３にはスイングアーム１４の前端部が上下方向揺動可能に支持されている。スイングアーム１４の後端部には後輪１５が軸支され、後輪１５の上部側方にはマフラ１６が設けられている。
【００２９】
次に、内燃機関１２の構成について説明する。
【００３０】
内燃機関１２は、例えばＤＯＨＣ式の水冷４気筒型であり、図２に示されるように、アッパクランクケース１７及びロアクランクケース１８からなる上下二分割式のクランクケース２０と、アッパクランクケース１７の前部に一体成型されて上前方に延設されるシリンダ２１と、シリンダ２１の上方に設けられるシリンダヘッド２２と、シリンダヘッド２２の上面を被覆するシリンダヘッドカバー２３と、を備えている。
【００３１】
クランクケース２０はアルミ製であり、クランクケース２０内には、いずれも図示を省略するクランク軸と、クラッチと、変速装置と、が収納されている。そして、内燃機関１２の駆動に伴ってクランク軸が回転すると、このクランク軸の回転がクラッチ及び変速装置を介して後輪１５に伝達されて、自動二輪車１が走行するように構成されている。
【００３２】
シリンダ２１及びシリンダヘッド２２には、それぞれ複数のボス２４、２５が所定間隔で形成されている。そして、各ボス２４、２５に貫挿させた締付ボルト２６をアッパクランクケース１７に締結させることで、アッパクランクケース１７に対してシリンダ２１及びシリンダヘッド２２が取り付けられている。
【００３３】
シリンダヘッド２２はアルミ製であり、シリンダヘッド２２の後壁には、４個のインテークポート２７が車幅方向（左右方向）に並んで設けられている。各インテークポート２７は、シリンダヘッド２２の後壁に設けられた複数のボス２５の形成間隔に設けられている（図３参照）。
【００３４】
各インテークポート２７には、後上方に向かって開口部２８が設けられている。各開口部２８は、シリンダヘッド２２内に設けられたインテーク通路３０を介して燃焼室３１と連通している（図４参照）。
【００３５】
図３に示されるように、各インテークポート２７には、開口部２８の外周にフランジ面３２が設けられている。左端のインテークポート２７のフランジ面３２には、左上方に向かって突部３３が設けられ、左から２番目のインテークポート２７のフランジ面３２には、右上方に向かって突部３３が設けられている。左端のインテークポート２７と左から２番目のインテークポート２７の間には、ボス２５の下方に取付ボス３４が設けられている。各突部３３と取付ボス３４には、雌ネジ部３５が設けられている。
【００３６】
図示を省略するが、右から２番面のインテークポート２７のフランジ面３２と右端部のインテークポート２７のフランジ面３２の間には、ボス２５の下方に取付ボス３４が設けられている。右から２番目のインテークポート２７のフランジ面３２には、左上方に向かって突部３３が設けられ、右端部のインテークポート２７のフランジ面３２には、右上方に向かって突部３３が設けられている。各突部３３と取付ボス３４には雌ネジ部３５が設けられている。
【００３７】
図４に示されるように、シリンダヘッド２２の後方には、各インテークポート２７よりも吸気方向（図４の一点鎖線矢印参照）の上流側にスロットルボディ３６が設けられている。いずれも図示を省略するが、スロットルボディ３６よりも吸気方向の上流側には、エアクリーナや燃料噴射装置が設けられており、エアクリーナを介して導入された空気が燃料噴射装置から噴射された燃料と混合されて、スロットルボディ３６に導入されるように構成されている。
【００３８】
スロットルボディ３６はアルミ製であり、インテーク通路３０の上流側にスロットル通路３７を形成しており、スロットル通路３７内にはスロットルバルブ４０が設けられている。スロットルボディ３６には、上流側の端面から下流側の端面まで丸穴（図示せず）が３箇所に穿設されている。
【００３９】
スロットルバルブ４０は、スロットル通路３７に架設される回転軸４１と、この回転軸４１に軸支される円板状の弁体４２と、を備えている。なお、図４では、スロットルバルブ４０が全閉状態にある場合の弁体４２の位置を実線で示し、スロットルバルブ４０が全開状態にある場合の弁体４２の位置を二点鎖線で示している。
【００４０】
回転軸４１は、図２に示されるモータ４３と接続され、モータ４３の左方には、モータ４３と同軸上にスロットルポジションセンサ４４が設けられている。回転軸４１はスロットルプーリ４５と接続され、スロットルプーリ４５には、スロットルケーブル４６の一端が接続され、スロットルケーブル４６の他端には、ハンドルバー９（図１参照）の右端部に回転可能に設けられたスロットルグリップ（図示せず）が接続されている。スロットルプーリ４５の左方には、スロットルプーリ４５と同軸上にアクセルポジションセンサ４８が設けられている。
【００４１】
図４に示されるように、インテークポート２７よりも吸気方向の上流側且つスロットルボディ３６よりも吸気方向の下流側には、インテークポート２７とスロットルボディ３６に挟まれるようにして、インテークパイプ５０が設けられている。図５、図６に示されるように、インテークパイプ５０は、弾性部材（本実施形態ではゴム）により形成されるパイプ本体５１と、パイプ本体５１の下流側外周部に設けられてアルミ系部材から成るシリンダヘッド取付板５２と、パイプ本体５１の上流側外周部に設けられて鉄系部材から成るスロットルボディ取付板５３と、を備えている。
【００４２】
パイプ本体５１は円筒状を成しており、パイプ本体５１の内周には、インテーク通路３０とスロットル通路３７の間にパイプ通路５４が形成されている（図４参照）。パイプ通路５４の下流側端部には下流側開口面５５が形成され、パイプ通路５４の上流側端部には上流側開口面５６が形成されている。そして、スロットルバルブ４０の全開時には、弁体４２の先端部３９が、上流側開口面５６及び下流側開口面５５よりも吸気方向の下流側に突出するように、各部材の配置が調整されている（図４参照）。換言すれば、スロットルバルブ４０の全開時には、弁体４２の先端部３９がインテークポート２７内に挿入されるように構成されている。
【００４３】
パイプ本体５１の下流側開口面５５の周囲には、インテークポート２７のフランジ面３２に接合される下流側接合面５７が形成されている。パイプ本体５１の上流側開口面５６の周囲には、スロットルボディ３６のスロットル通路３７の周囲に接合される上流側接合面５８が形成されている。上記各接合面５７、５８には、断面Ｖ字状のシール部材５９が環状に突設されており、このシール部材５９により、インテークポート２７とパイプ本体５１の間、パイプ本体５１とスロットルボディ３６の間が円周状にシールされている。各シール部材５９は、各接合面５７、５８から吸気方向と平行に突出している。シール部材５９の内側には、環状の溝部６０が設けられている。
【００４４】
パイプ本体５１の下流側開口面５５の内径は、インテークポート２７の開口部２８の開口面６１（以下、「インテークポート２７の開口面６１」と称する。）の内径よりも小さくなるように設定されている。そのため、パイプ本体５１とインテークポート２７の間には、パイプ本体５１側を内側とする段差が形成されており（図４参照）、吸気方向に沿って吸気通路の内径が順次拡大されている。図６に示されるように、パイプ本体５１の外周部の下流側には下流側溝部６２が環状に凹設され、パイプ本体５１の外周部の上流側には上流側溝部６３が環状に凹設されている。
【００４５】
シリンダヘッド取付板５２は、パイプ本体５１に溶着されている。シリンダヘッド取付板５２の下流側の面は、パイプ本体５１の下流側接合面５７と面一になっている。シリンダヘッド取付板５２は、パイプ本体５１の下流側溝部６２に嵌合する下流側環状部６４と、隣接する一対の下流側環状部６４の内側部分の一側（図５では下側）を連結する下流側連結部６５と、隣接する一対の下流側環状部６４の外側部分の他側（図５では上側）から延出する下流側突出部６６と、を備えている。このように、隣接する一対のパイプ本体５１に対応するシリンダヘッド取付板５２は、一体に形成されている。
【００４６】
図６に示されるように、各下流側環状部６４は、シリンダヘッド取付板５２のシリンダヘッド２２への締結方向（図６の一点鎖線矢印Ｘ参照）において、シール部材５９と重なる位置に配置されている。
【００４７】
図５に示されるように、下流側連結部６５及び各下流側突出部６６には、シリンダヘッド２２の各雌ネジ部３５と対応する位置に、締結部としての丸穴（ザグリ穴）６７が穿設されている。そして、丸穴６７に貫挿させたボルト（図示せず）の雄ネジ部をシリンダヘッド２２の各雌ネジ部３５に螺合させることで、シリンダヘッド２２とインテークパイプ５０が連結されるようになっている。下流側連結部６５の丸穴６７はシリンダヘッド取付板５２の中央部に位置し、各下流側突出部６６の丸穴６７はシリンダヘッド取付板５２の両側部に位置し、各下流側突出部６６の丸穴６７と下流側連結部６５の丸穴６７を結ぶ線分はＶ字状を成している（図５の二点鎖線参照）。
【００４８】
スロットルボディ取付板５３は、パイプ本体５１に溶接されている。スロットルボディ取付板５３の上流側の面は、パイプ本体５１の上流側接合面５８と面一になっている。スロットルボディ取付板５３は、パイプ本体５１の上流側溝部６３に嵌合する上流側環状部６８と、隣接する一対の上流側環状部６８の内側部分の一側（図５では上側）を連結する上流側連結部７０と、隣接する一対の上流側環状部６８の外側部分の他側（図５では下側）から延出する上流側突出部７１と、を備えている。このように、隣接する一対のパイプ本体５１に対応するスロットルボディ取付板５３は、一体に形成されている。
【００４９】
図６に示されるように、各上流側環状部６８は、スロットルボディ３６のスロットルボディ取付板５３への締結方向（図６の一点鎖線矢印Ｙ参照）において、シール部材５９と重なる位置に配置されている。
【００５０】
図５に示されるように、上流側連結部７０及び各上流側突出部７１には、スロットルボディ３６の各丸穴（図示せず）と対応する位置に、締結部としての雌ネジ部７２が穿設されている。そして、スロットルボディ３６の各丸穴に貫挿させたボルト（図示せず）の雄ネジ部を各雌ネジ部７２に螺合させることで、インテークパイプ５０とスロットルボディ３６が連結されて、スロットルボディ３６がシリンダヘッド２２に対してフローティング構造で取り付けられるようになっている。
【００５１】
上流側連結部７０の雌ネジ部７２はスロットルボディ取付板５３の中央部に位置し、各上流側突出部７１の雌ネジ部７２はスロットルボディ取付板５３の両側部に位置し、各上流側突出部７１の雌ネジ部７２と上流側連結部７０の雌ネジ部７２を結ぶ線分は、シリンダヘッド取付板５２の各丸穴６７を結ぶ線分とは逆向きのＶ字状を成している（図５の二点鎖線参照）。また、インテークパイプ５０の長手方向（本実施形態では左右方向）において、丸穴６７と雌ネジ部７２とが交互に配置されている。
【００５２】
各上流側突出部７１には、雌ネジ部７２の近傍にピン穴７３が穿設され、シリンダヘッド２２には、ピン穴７３と対応する位置にピン穴（図示せず）が設けられている。そして、スロットルボディ取付板５３のピン穴７３に貫挿させたノックピン（図示せず）をシリンダヘッド２２のピン穴（図示せず）に挿入することで、シリンダヘッド２２とスロットルボディ取付板５３の位置決めが成されるように構成されている。
【００５３】
図４に示されるように、シリンダヘッド２２の前部には、各インテークポート２７と対応してエキゾーストポート７４が設けられている。各エキゾーストポート７４には、エキゾースト通路７５を介して燃焼室３１と連通する開口部７６が設けられている。各開口部７６には、排気管７７（図１参照）の前端部が接続され、排気管７７の後端部に、マフラ１６（図１参照）が接続されている。そして、燃焼室３１からの排気が、エキゾースト通路７５を介して開口部７６から排気管７７に流入し、マフラ１６を介して車体後方に排出されるように構成されている。
【００５４】
上記の如く構成されたものにおいて、スロットルグリップ（図示せず）の操作又はモータ４３の駆動により弁体４２を全閉位置から回転させてスロットルバルブ４０を開放させると、スロットル通路３７、パイプ通路５４及びインテーク通路３０を介して吸気（混合気）が燃焼室３１内に導入される。
【００５５】
本実施形態では、パイプ本体５１の下流側開口面５５の内径が、インテークポート２７の開口面６１の内径よりも小さくなるように設定されており、パイプ本体５１側を内側とする段差が、パイプ本体５１とインテークポート２７の間に形成されている。そのため、上記した吸気の際に、パイプ本体５１とインテークポート２７の接合部分に吸気の流れを阻害するような段差が形成されるのを防止することが可能となり、インテークポート２７への吸気を円滑に行うことが可能となる。特に、スロットルバルブ４０の開度が小さい時点では、吸気の流れを阻害する段差による影響が相対的に大きくなるため、本実施形態のような構成を採用する効果が大きくなる。
【００５６】
また、本実施形態では、スロットルバルブ４０の全開時に、弁体４２の先端部３９がインテークパイプ５０の上流側開口面５６よりも下流側に突出するように構成されている。そのため、スロットルバルブ４０の全開時を含めて常に弁体４２がスロットルボディ３６内に収納されるような場合と比較して、スロットルバルブ４０をインテークポート２７に接近させることが可能となる。これに伴って、スロットルバルブ４０を開放させてから燃焼室３１に吸気が届くまでの時間を短くすることが可能となり、シリンダヘッド２２とスロットルボディ３６の間にインテークパイプ５０を介装する構成を採用しても、内燃機関１２の応答性を良好に保つことが可能となる。また、重量物であるスロットルボディ３６の重心をシリンダヘッド２２側に寄せることが可能となり、内燃機関１２におけるマスの集中化を図ることが可能となる。また、内燃機関１２のコンパクト化を図ることも可能となる。
【００５７】
更に、本実施形態では、スロットルバルブ４０の全開時に、弁体４２の先端部３９がインテークパイプ５０の下流側開口面５５よりも下流側に突出するように構成されている。そのため、スロットルバルブ４０をインテークポート２７に一層接近させることが可能となり、内燃機関１２の応答性を一層良好にするとともに、マスの集中化及びコンパクト化を図る効果を一層高めることが可能となる。
【００５８】
また、ゴム製のパイプ本体５１で形成されるパイプ通路５４は、アルミ製のインテークポート２７で形成されるインテーク通路３０や、アルミ製のスロットルボディ３６で形成されるスロットル通路３７と比較して撥油性が低く、混合気に含まれる燃料が固着しやすい。そして、パイプ通路５４に燃料が固着すると、これに伴って吸気抵抗が増大する。
【００５９】
しかしながら、本実施形態では、スロットルバルブ４０の全開時に、弁体４２の先端部３９がパイプ通路５４を超えてインテーク通路３０内に挿入される。これに伴って、弁体４２の表面に付着した燃料は、吸気の影響を受けて弁体４２の軸方向両側から先端部３９に集められ、先端部３９からインテーク通路３０内に滴下することになる。そのため、パイプ通路５４に滴下する燃料の量を少なくすることができ、パイプ通路５４内における燃料の固着を抑制して、吸気抵抗の増大を防止することが可能となる。
【００６０】
また、本実施形態では、パイプ本体５１がゴムで形成されている。このように、パイプ本体５１をゴムで形成することで、シリンダヘッド２２側及びスロットルボディ３６側からの振動をパイプ本体５１で吸収することが可能となる。即ち、パイプ本体５１に、防振機能を持たせることが可能となる。これに伴って、上記した振動により、シリンダヘッド取付板５２の丸穴６７やスロットルボディ取付板５３の雌ネジ部７２等に破損が生じるのを抑制することが可能となる。
【００６１】
また、パイプ本体５１の各接合面５７、５８には、シール部材５９が環状に突設されているため、防振機能と、吸気通路の一部を形成する機能と、シリンダヘッド取付板５２及びスロットルボディ取付板５３を保持する機能に加えて、各部材間のシール機能をパイプ本体５１に持たせることが可能となる。
【００６２】
特に、本実施形態では、シール部材５９と重なる位置に各下流側環状部６４及び各上流側環状部６８が配置されている。そのため、各下流側環状部６４とインテークポート２７の間及び各上流側環状部６８とスロットルボディ３６の間で、それぞれシール部材５９が挟まれることになる。これに伴って、シール部材５９とインテークポート２７の面圧及びシール部材５９とスロットルボディ３６の面圧を、効果的に高めることが可能となる。
【００６３】
また、シリンダヘッド取付板５２をアルミ系部材で形成しているため、シリンダヘッド取付板５２を同一の厚みの鉄系部材で形成する場合と比較して、シリンダヘッド取付板５２を軽量化することが可能となる。なお、このようにアルミ系部材でシリンダヘッド取付板５２を形成する場合でも、シリンダヘッド２２に形成される雌ネジ部３５の長さを通常より長くすることで、シリンダヘッド２２とインテークパイプ５０の締結部分の強度を十分に高めることが可能となる。
【００６４】
また、スロットルボディ取付板５３を鉄系部材で形成しているため、スロットルボディ取付板５３を同一の厚みのアルミ系部材で形成する場合と比較して、スロットルボディ取付板５３の剛性を高めることが可能となる。これに伴って、スロットルボディ取付板５３に設けられる雌ネジ部７２の破損を防止することが可能となる。このような構成は、特に高出力の内燃機関１２に有効に適用される。
【００６５】
また、スロットルボディ取付板５３を鉄系部材で形成することで、アルミ系部材でスロットルボディ取付板５３を形成する場合よりも厚みを薄くしても、必要とされる強度を得ることが可能となる。これに伴って、インテークパイプ５０自体の厚みを薄くことが可能となり、内燃機関１２の小型化にも有利である。
【００６６】
また、上記の如くインテークパイプ５０の厚みを薄くすることで、撥油性の低いゴム製のパイプ本体５１で形成されるパイプ通路５４の長さを短くすることが可能となり、これに伴って、吸気抵抗の防止効果を高めることが可能となる。また、ゴム製のパイプ本体５１の長さを短くすることで、スロットルボディ３６のような重量物をシリンダヘッド２２に取り付ける場合でも、パイプ本体５１の弾性変形量を小さくすることができる。これに伴って、スロットルボディ３６と他の部材の干渉を抑制することが可能となり、上記した干渉を抑制するための固定構造を別途設ける必要が無くなり、前記したフローティング構造の実現が可能となる。
【００６７】
本実施形態では上記のように、スロットルボディ取付板５３を鉄系部材で形成するとともにシリンダヘッド取付板５２をアルミ系部材で形成し、これらの部材をゴム製のパイプ本体５１に溶着することで、スロットルボディ取付板５３の破損を防ぎつつ、インテークパイプ５０の重量アップを最小限に抑えることを可能としている。
【００６８】
また、インテークパイプ５０の構造を「金属−ゴム−金属」の三層構造とし、シリンダヘッド２２とシリンダヘッド取付板５２、スロットルボディ取付板５３とスロットルボディ３６をそれぞれボルトで締結しているため、各部材の締結位置の精度を高めることが可能となる。また、ノックピンを使用してシリンダヘッド２２とスロットルボディ取付板５３の位置決めを行っているため、各部材の締結位置の精度を一層高めることが可能となる。これに伴って、インテークポート２７とインテークパイプ５０の間、インテークパイプ５０とスロットルボディ３６の間に段差や隙間が生じにくくなり、吸気抵抗に伴う縮流の発生を防止して、実質的な吸気通路の断面積を大きくすることができる。そのため、内燃機関１２の出力を増大させることが可能となる。
【００６９】
また、シリンダヘッド取付板５２の各丸穴６７を結ぶ線分がＶ字状を成し、スロットルボディ取付板５３の各雌ネジ部７２を結ぶ線分が各丸穴６７を結ぶ線分とは逆向きのＶ字状を成すように構成されている。そのため、シリンダヘッド２２とインテークパイプ５０、インテークパイプ５０とスロットルボディ３６をそれぞれ強固に締結することが可能となり、スロットルボディ３６側又はシリンダヘッド２２側からの振動が生じた場合でも、シリンダヘッド２２によりスロットルボディ３６を安定して保持することが可能となる。また、各丸穴６７をＶ字状に配置することで、シリンダヘッド２２のボス２５と丸穴６７とが互いに干渉しないレイアウトを実現することが可能となる。
【００７０】
また、一対のパイプ本体５１に対応するシリンダヘッド取付板５２とスロットルボディ取付板５３をそれぞれ一体形成することで、２個のインテークポート２７に対して１個のインテークパイプ５０で対応することが可能となる。これに伴って、２個のインテークポート２７に対して２個のインテークパイプ５０で対応する場合に少なくとも４箇所ずつ必要となる丸穴６７と雌ネジ部７２を３箇所ずつに減らすことが可能となり、部品点数の削減及び軽量化を図ることが可能となる。
【００７１】
本実施形態では、パイプ本体５１の下流側開口面５５の内径を、インテークポート２７の開口面６１の内径よりも小さくしたが、他の異なる実施形態では、パイプ本体５１の下流側開口面５５の内径を、インテークポート２７の開口面６１の内径と同一としても良い。この場合にも、縮流の発生を抑制して、内燃機関１２の出力の増大を図ることが可能となる。
【００７２】
本実施形態では、並列４気筒型の内燃機関１２に本発明を適用する場合について説明したが、他の異なる実施形態では、単気筒型、並列２気筒型、Ｖ型等の他の異なるタイプの内燃機関１２に本発明を適用しても良い。
【００７３】
本実施形態では、オンロード型の自動二輪車１の内燃機関１２に本発明を適用したが、他の異なる実施形態では、オフロード型、スクータ等の自動二輪車１に本発明の構成を適用しても良い。また、ＡＴＶ（不整地走行車両）、自動車（四輪車）、雪上車、船外機等の内燃機関１２に、本発明の構成を適用することも可能である。即ち、本発明は、４サイクルレシプロエンジン全般に適用することが可能である。
【符号の説明】
【００７４】
１２ 内燃機関
２２ シリンダヘッド
２７ インテークポート
３６ スロットルボディ
３９ 先端部
４０ スロットルバルブ
４２ 弁体
５０ インテークパイプ
５１ パイプ本体
５２ シリンダヘッド取付板
５３ スロットルボディ取付板
５５ 下流側開口面
５６ 上流側開口面
５７ 下流側接合面
５８ 上流側接合面
５９ シール部材
６１ 開口面
６７ 丸穴（締結部）
７２ 雌ネジ部（締結部）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダヘッドに形成されるインテークポートよりも上流側に位置し、弁体の回転に伴って開閉するスロットルバルブを有するスロットルボディと、前記インテークポートよりも上流側且つ前記スロットルボディよりも下流側に設けられるインテークパイプと、を備えた内燃機関の吸気構造であって、
前記スロットルバルブの全開時に、前記弁体の先端部が前記インテークパイプの上流側開口面よりも下流側に突出することを特徴とする内燃機関の吸気構造。
【請求項２】
前記スロットバルブの全開時に、前記弁体の先端部が前記インテークパイプの下流側開口面よりも下流側に突出することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の吸気構造。
【請求項３】
前記インテークパイプの下流側開口面の内径は、前記インテークポートの開口面の内径と同一又は前記インテークポートの開口面の内径よりも小さいことを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関の吸気構造。
【請求項４】
前記インテークパイプは、
弾性部材から成るパイプ本体と、
該パイプ本体の下流側外周部に設けられてアルミ系部材から成るシリンダヘッド取付板と、
前記パイプ本体の上流側外周部に設けられて鉄系部材から成るスロットルボディ取付板と、を備えていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の内燃機関の吸気構造。
【請求項５】
前記パイプ本体には、前記インテークポートとの接合面及び前記スロットルボディとの接合面に、シール部材が環状に突設されていることを特徴とする請求項４に記載の内燃機関の吸気構造。
【請求項６】
隣接する一対のパイプ本体に対応するシリンダヘッド取付板が一体形成され、該一体形成されたシリンダヘッド取付板には、両側部と中央部にそれぞれシリンダヘッドとの締結部が設けられ、該両側部の締結部と該中央部の締結部とを結ぶ線分がＶ字状を成し、
前記一対のパイプ本体に対応するスロットルボディ取付板が一体形成され、該一体形成されたスロットルボディ取付板には、両側部と中央部にそれぞれスロットルボディとの締結部が設けられ、該両側部の締結部と該中央部の締結部とを結ぶ線分が、前記シリンダヘッド取付板の各締結部を結ぶ線分とは逆向きのＶ字状を成すことを特徴とする請求項４又は５に記載の内燃機関の吸気構造。
【請求項１】
シリンダヘッドに形成されるインテークポートよりも上流側に位置し、弁体の回転に伴って開閉するスロットルバルブを有するスロットルボディと、前記インテークポートよりも上流側且つ前記スロットルボディよりも下流側に設けられるインテークパイプと、を備えた内燃機関の吸気構造であって、
前記スロットルバルブの全開時に、前記弁体の先端部が前記インテークパイプの上流側開口面よりも下流側に突出することを特徴とする内燃機関の吸気構造。
【請求項２】
前記スロットバルブの全開時に、前記弁体の先端部が前記インテークパイプの下流側開口面よりも下流側に突出することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の吸気構造。
【請求項３】
前記インテークパイプの下流側開口面の内径は、前記インテークポートの開口面の内径と同一又は前記インテークポートの開口面の内径よりも小さいことを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関の吸気構造。
【請求項４】
前記インテークパイプは、
弾性部材から成るパイプ本体と、
該パイプ本体の下流側外周部に設けられてアルミ系部材から成るシリンダヘッド取付板と、
前記パイプ本体の上流側外周部に設けられて鉄系部材から成るスロットルボディ取付板と、を備えていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の内燃機関の吸気構造。
【請求項５】
前記パイプ本体には、前記インテークポートとの接合面及び前記スロットルボディとの接合面に、シール部材が環状に突設されていることを特徴とする請求項４に記載の内燃機関の吸気構造。
【請求項６】
隣接する一対のパイプ本体に対応するシリンダヘッド取付板が一体形成され、該一体形成されたシリンダヘッド取付板には、両側部と中央部にそれぞれシリンダヘッドとの締結部が設けられ、該両側部の締結部と該中央部の締結部とを結ぶ線分がＶ字状を成し、
前記一対のパイプ本体に対応するスロットルボディ取付板が一体形成され、該一体形成されたスロットルボディ取付板には、両側部と中央部にそれぞれスロットルボディとの締結部が設けられ、該両側部の締結部と該中央部の締結部とを結ぶ線分が、前記シリンダヘッド取付板の各締結部を結ぶ線分とは逆向きのＶ字状を成すことを特徴とする請求項４又は５に記載の内燃機関の吸気構造。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−２３７２４６（Ｐ２０１２−２３７２４６Ａ）
【公開日】平成２４年１２月６日（２０１２．１２．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１０６８２８（Ｐ２０１１−１０６８２８）
【出願日】平成２３年５月１２日（２０１１．５．１２）
【出願人】（０００００２０８２）スズキ株式会社 (3,196)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月６日（２０１２．１２．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月１２日（２０１１．５．１２）
【出願人】（０００００２０８２）スズキ株式会社 (3,196)
【Ｆターム（参考）】
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