(57)【要約】【課題】クランク軸に対するシリンダのオフセット量の制約を抑えることができる内燃機関及びコネクティングロッドを提供する。【解決手段】コネクティングロッド２６の大端部２８の軸心Ｃ４が、柄部２９の長さ方向に沿う延出軸線Ｃ５に対して、シリンダ軸線Ｃ２のクランク軸線Ｃ１に対するオフセット方向とは反対側にオフセットし、コネクティングロッド２６におけるピストン２５が上死点にあるときのクランクピン１２ａの正転方向と反対側の側面部（後湾曲面３２ｂ）が、前記正転方向側の側面部（前湾曲面３２ａ）よりも曲率を大きくして凹む。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
クランク軸（１２）を収容するクランクケース（１１）と、
前記クランク軸（１２）のクランクピン（１２ａ）にコネクティングロッド（２６）を介して連結されるピストン（２５）と、
前記ピストン（２５）を往復動可能に挿入するシリンダ（１３）と、を備え、
前記シリンダ（１３）の中心線（Ｃ２）を、前記クランク軸（１２）の回転中心（Ｃ１）に対して一方向にオフセットさせた内燃機関（１０）において、
前記コネクティングロッド（２６）が、前記ピストン（２５）側に連結される小端部（２７）と、前記クランク軸（１２）側に連結される大端部（２８）と、前記小端部（２７）及び大端部（２８）間に渡って延びる柄部（２９）と、を有し、
前記大端部（２８）の軸心（Ｃ４）が、前記柄部（２９）の長さ方向に沿う軸線（Ｃ５）に対して、前記シリンダ（１３）の中心線（Ｃ２）のオフセット方向とは反対側にオフセットすることを特徴とする内燃機関。
【請求項２】
前記コネクティングロッド（２６）における前記ピストン（２５）が上死点にあるときのクランクピン（１２ａ）の回転方向と反対側の側面部（３２ｂ）が、前記回転方向側の側面部（３２ａ）よりも曲率を大きくして凹むことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関。
【請求項３】
前記ピストン（２５）が上死点にあるとき、前記小端部（２７）の軸心（Ｃ６）、前記大端部（２８）の軸心（Ｃ４）及び前記クランク軸（１２）の回転中心（Ｃ１）を結んだ直線（Ｃ７）の延長部分が、シリンダヘッド（１７）内のカム軸（３８）の軸心（Ｃ８）よりも前記クランクピン（１２ａ）の回転方向側に位置することを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関。
【請求項４】
吸気ポート（４４）を有するシリンダヘッド（１７）と、
前記吸気ポート（４４）に接続されるインレットパイプ（２０）と、
前記インレットパイプ（２０）に設けられて吸気量を調整するスロットル弁（２２）と、
前記インレットパイプ（２０）の少なくとも一部を含む吸気通路（Ｐ）をシリンダ内周側に至る上吸気通路（ＰＵ）とシリンダ外周側に至る下吸気通路（ＰＬ）とに仕切るべく前記吸気通路（Ｐ）内に設けられる仕切り板（６０）と、
前記仕切り板（６０）の上流側端部（６１ｂ）に設けられて前記下吸気通路（ＰＬ）を開閉するタンブル制御弁（６５）と、を備えることを特徴とする請求項１から３の何れか一項に記載の内燃機関。
【請求項５】
ピストン（２５）側に連結される小端部（２７）と、クランク軸（１２）側に連結される大端部（２８）と、前記小端部（２７）及び大端部（２８）間に渡って延びる柄部（２９）と、を有するコネクティングロッド（２６）において、
前記大端部（２８）の軸心（Ｃ４）が、前記柄部（２９）の長さ方向に沿う軸線（Ｃ５）に対して、前記ピストン（２５）が上死点にあるときの前記クランク軸（１２）のクランクピン（１２ａ）の回転方向と反対側にオフセットすることを特徴とするコネクティングロッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関及びコネクティングロッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、シリンダ中心をクランク軸中心に対して前方（ピストンが上死点にあるときのクランクピンの回転方向側）にオフセットさせた内燃機関が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−６００１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、シリンダをクランク軸に対して前方にオフセットさせると、シリンダの後部下端部とコネクティングロッドとが近づき、これらの間隔が狭まる。また、シリンダスカート部に逃げ部を形成する場合、シリンダスカート部の剛性低下が懸念される。これらの点から、シリンダのオフセット量に制約が生じ易いという課題がある。
【０００５】
そこで本発明は、クランク軸に対するシリンダのオフセット量の制約を抑えることができる内燃機関及びコネクティングロッドを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題の解決手段として、請求項１に記載した発明は、クランク軸（１２）を収容するクランクケース（１１）と、前記クランク軸（１２）のクランクピン（１２ａ）にコネクティングロッド（２６）を介して連結されるピストン（２５）と、前記ピストン（２５）を往復動可能に挿入するシリンダ（１３）と、を備え、前記シリンダ（１３）の中心線（Ｃ２）を、前記クランク軸（１２）の回転中心（Ｃ１）に対して一方向にオフセットさせた内燃機関（１０）において、前記コネクティングロッド（２６）が、前記ピストン（２５）側に連結される小端部（２７）と、前記クランク軸（１２）側に連結される大端部（２８）と、前記小端部（２７）及び大端部（２８）間に渡って延びる柄部（２９）と、を有し、前記大端部（２８）の軸心（Ｃ４）が、前記柄部（２９）の長さ方向に沿う軸線（Ｃ５）に対して、前記シリンダ（１３）の中心線（Ｃ２）のオフセット方向とは反対側にオフセットすることを特徴とする。
請求項２に記載した発明は、前記コネクティングロッド（２６）における前記ピストン（２５）が上死点にあるときのクランクピン（１２ａ）の回転方向と反対側の側面部（３２ｂ）が、前記回転方向側の側面部（３２ａ）よりも曲率を大きくして凹むことを特徴とする。
請求項３に記載した発明は、前記ピストン（２５）が上死点にあるとき、前記小端部（２７）の軸心（Ｃ６）、前記大端部（２８）の軸心（Ｃ４）及び前記クランク軸（１２）の回転中心（Ｃ１）を結んだ直線（Ｃ７）の延長部分が、シリンダヘッド（１７）内のカム軸（３８）の軸心（Ｃ８）よりも前記クランクピン（１２ａ）の回転方向側に位置することを特徴とする。
請求項４に記載した発明は、吸気ポート（４４）を有するシリンダヘッド（１７）と、前記吸気ポート（４４）に接続されるインレットパイプ（２０）と、前記インレットパイプ（２０）に設けられて吸気量を調整するスロットル弁（２２）と、前記インレットパイプ（２０）の少なくとも一部を含む吸気通路（Ｐ）をシリンダ内周側に至る上吸気通路（ＰＵ）とシリンダ外周側に至る下吸気通路（ＰＬ）とに仕切るべく前記吸気通路（Ｐ）内に設けられる仕切り板（６０）と、前記仕切り板（６０）の上流側端部（６１ｂ）に設けられて前記下吸気通路（ＰＬ）を開閉するタンブル制御弁（６５）と、を備えることを特徴とする。
請求項５に記載した発明は、ピストン（２５）側に連結される小端部（２７）と、クランク軸（１２）側に連結される大端部（２８）と、前記小端部（２７）及び大端部（２８）間に渡って延びる柄部（２９）と、を有するコネクティングロッド（２６）において、前記大端部（２８）の軸心（Ｃ４）が、前記柄部（２９）の長さ方向に沿う軸線（Ｃ５）に対して、前記ピストン（２５）が上死点にあるときの前記クランク軸（１２）のクランクピン（１２ａ）の回転方向と反対側にオフセットすることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
請求項１，２，５に記載した発明によれば、コネクティングロッドにおけるピストンが上死点にあるときのクランクピンの回転方向と反対側の側面部が、回転方向側の側面部よりも曲率の大きい凹状に形成されることで、シリンダをオフセットさせても、シリンダの下端部とコネクティングロッドとの間隔を確保し易くなる。また、シリンダスカート部に逃げを設けなくてもよいので、シリンダスカート部が剛性低下することもない。このため、シリンダのオフセット量の制約を抑えることができる。
請求項３に記載した発明によれば、シリンダをさらに前方にオフセットした配置とすることができる。
請求項４に記載した発明によれば、シリンダのオフセットによる側圧低減効果に加えて、吸気のタンブル流による燃焼促進効果を得ることが可能となり、特に低負荷時の性能向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施形態におけるエンジンの右側面図である。
【図２】図１の要部を拡大した第一作用説明図である。
【図３】図１の要部を拡大した第二作用説明図である。
【図４】図１の要部を拡大した第三作用説明図である。
【図５】上記エンジンのシリンダヘッドの天井面をシリンダ軸線方向から見た下面図である。
【図６】上記エンジンのスロットル弁の回動角度を横軸、タンブル制御弁の回動角度を縦軸としてこれらの関係を示すグラフである。
【図７】上記エンジンのコンロッドを含む範囲の右側面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の説明における前後左右等の向きは、特に記載が無ければ本実施形態のエンジン１０を搭載する車両における向きと同一とする。以下の説明に用いる図中適所には、前方を示す矢印ＦＲ、及び上方を示す矢印ＵＰが示されている。
【００１０】
図１に示すエンジン（内燃機関）１０は、空冷四ストロークＯＨＣ二バルブ式の単気筒エンジンであり、自動二輪車等の鞍乗り型車両の原動機に用いられる。エンジン１０は、クランク軸１２の回転中心軸線（クランク軸線）Ｃ１を左右方向（車体幅方向）に指向させる。エンジン１０は、クランクケース１１の前部上方にシリンダ１３を起立させる。クランクケース１１の前部内にはクランク軸１２が収容され、クランクケース１１の後部内にはトランスミッション１４が収容される。クランクケース１１及びシリンダ１３等の本体部品はアルミ合金製であるが、シリンダ１３内には鉄製のシリンダスリーブ１５が鋳込み等により一体的に鋳込まれる。シリンダ１３の起立方向に沿う軸線（シリンダ軸線）Ｃ２は、鉛直方向に対して上部が前方に位置するように傾斜する。図中矢印Ｆ１はクランク軸１２のエンジン運転時の回転方向（正転方向）を示す。
【００１１】
シリンダ１３は、クランクケース１１の前部上方に取り付けられる（又は一体形成される）シリンダブロック１６と、シリンダブロック１６の上方に取り付けられるシリンダヘッド１７と、シリンダヘッド１７の上方に取り付けられるヘッドカバー１８とを有する。シリンダブロック１６内には、シリンダ軸線Ｃ２に沿う円筒状のシリンダスリーブ１５が設けられる。シリンダスリーブ１５内には、ピストン２５が往復動可能に嵌装される。ピストン２５を左右方向で貫通するピストンピン２５ａには、コネクティングロッド２６の小端部２７が揺動自在に取り付けられる。コネクティングロッド２６の大端部２８は、クランク軸１２のクランクピン１２ａに回転自在に取り付けられる。図中符号２９はコネクティングロッド２６における小端部２７及び大端部２８間に渡って延びる柄部を示す。
【００１２】
シリンダヘッド１７の後部内には吸気ポート４４が形成され、シリンダヘッド１７の前部内には排気ポート４５が形成される。
図５を併せて参照し、吸気ポート４４の燃焼室側開口である吸気弁口４２は吸気バルブ４６によって開閉され、排気ポート４５の燃焼室側開口である排気弁口４３は排気バルブ４７によって開閉される。吸気ポート４４のシリンダ外側開口には吸気系部品であるインレットパイプ２０等が接続され、排気ポート４５のシリンダ外側開口には排気系部品である不図示の排気管が接続される。
【００１３】
吸気ポート４４及び排気ポート４５は、それぞれのシリンダ外側開口からシリンダ中心側に延びた後、シリンダブロック１６側に向けて下方に湾曲し、吸気弁口４２及び排気弁口４３に至る。吸気弁口４２及び排気弁口４３は、シリンダヘッド１７におけるシリンダブロック１６の上端部に対向する下端部に形成されたドーム状凹部５１の前後に振り分けて配置される。吸気弁口４２は排気弁口４３よりも大径であり、シリンダ軸線Ｃ２を対称軸にした振り分け位置よりもやや前方にオフセットして配置される。これに伴い、吸気バルブ４６及び排気バルブ４７もやや前方にオフセットして配置される。
【００１４】
シリンダヘッド１７内には、クランク軸１２と平行をなして左右に延びるカム軸３８が配設される。カム軸３８は、吸気ロッカーアーム３９ａを介して吸気バルブ４６を作動させる吸気カム、及び排気ロッカーアーム３９ｂを介して排気バルブ４７を作動させる排気カムを有する。カム軸３８は、例えばカムチェーンを介してクランク軸１２と同期して連係駆動する。
【００１５】
吸気バルブ４６及び排気バルブ４７は、それぞれ吸気ロッカーアーム３９ａ及び排気ロッカーアーム３９ｂを介して、カム軸３８の吸気カム及び排気カムによって開作動する。吸気バルブ４６及び排気バルブ４７は、それぞれ吸気弁口４２及び排気弁口４３に整合する傘状の弁体４６ａ，４７ａと、各弁体４６ａ，４７ａからヘッドカバー１８側に延びる棒状のステム４６ｂ，４７ｂと、を有する。両ステム４６ｂ，４７ｂは、図１における側面視でヘッドカバー１８側に開くＶ字状をなすように、シリンダ軸線Ｃ２に対して傾斜して配置される。両ステム４６ｂ，４７ｂ間にはカム軸３８が配置される。各ロッカーアーム３９ａ，３９ｂ及びカム軸３８は、吸気バルブ４６及び排気バルブ４７と同様、シリンダ軸線Ｃ２に対してやや前方にオフセットして配置される。
【００１６】
各ステム４６ｂ，４７ｂの先端部には、それぞれリテーナ４６ｃ，４７ｃが取り付けられる。各リテーナ４６ｃ，４７ｃとシリンダヘッド１７の座面との間には、それぞれバルブスプリング４６ｄ，４７ｄが縮設される。これら各バルブスプリング４６ｄ，４７ｄのバネ力によって、吸気バルブ４６及び排気バルブ４７がヘッドカバー１８側に付勢され、吸気弁口４２及び排気弁口４３を閉塞する。一方、カム軸３８の作動により、各バルブスプリング４６ｄ，４７ｄの付勢力に抗して吸気バルブ４６及び排気バルブ４７を燃焼室４０側にストロークさせることで、吸気バルブ４６及び排気バルブ４７が吸気弁口４２及び排気弁口４３を開放する。各ステム４６ｂ，４７ｂは、それぞれ筒状のバルブガイド４６ｅ，４７ｅを介してシリンダヘッド１７にストローク可能に保持される。
【００１７】
吸気バルブ４６の開弁時にピストン２５が下降すると、インレットパイプ２０を通じて吸気ポート４４内に外気が導入されるとともに、インジェクタ２３から燃料が噴射され、これらが混合気となって燃焼室４０に導入される。この混合気は、吸気バルブ４６の閉弁後にピストン２５の上昇により圧縮され、不図示の点火プラグにより点火されて燃焼する。燃焼後の排気ガスは、排気バルブ４７の開弁時にピストン２５の上昇により燃焼室４０から排気ポート４５を通じて排出され、不図示の排気管等を介して排気される。
【００１８】
図１を参照し、エンジン１０は、燃焼室４０内での最大圧力時（燃焼行程初期、ピストン２５が上死点から下降し始めたとき）におけるピストン２５のシリンダ内壁への押し付け力（摺動抵抗）の低減を目的として、シリンダ軸線Ｃ２をクランク軸線Ｃ１よりも前方（ピストン２５が上死点にあるときのクランクピン１２ａの正転方向側（前方））へ所定量だけオフセットさせたオフセットシリンダ機構を採用する。
【００１９】
シリンダヘッド１７の後部に連結管１９を介して接続されるインレットパイプ２０には、吸気上流側から順にスロットル弁２２、タンブル制御弁６５及びインジェクタ２３が設けられる。インレットパイプ２０の後部は、スロットル弁２２を支持するスロットルボディ２１で構成される。インレットパイプ２０の後方には、不図示のエアクリーナが接続される、このエアクリーナを経た外気が、インレットパイプ２０を経てエンジン１０内に導入される。以下、吸気上流側、吸気下流側を単に上流側、下流側ということがある。
【００２０】
燃焼室４０は、シリンダスリーブ１５内のピストン２５の頂面２５ｂと、シリンダヘッド１７におけるピストン２５の頂面２５ｂに対向する天井面４１との間に形成される。
図５を参照し、天井面４１の周縁４１ａは、シリンダ軸線Ｃ２方向から見て、シリンダスリーブ１５の内周面とほぼ一致する円形とされる。天井面４１は、図５の下面視で前後に長い楕円形状のドーム状凹部５１を形成する。ドーム状凹部５１の長軸方向両側には、吸気弁口４２及び排気弁口４３がそれぞれ開口する。ドーム状凹部５１の左右両側方には、ドーム状凹部５１の周縁５１ａと天井面４１の周縁４１ａとの間に挟まれた下面視三日月形状の左右一対のスキッシュ５２が形成される。
【００２１】
ドーム状凹部５１における吸気弁口４２及び排気弁口４３間でこれらを避けた左右一側には、点火プラグの電極部分を臨ませるプラグ取り付け孔４８が形成される。このプラグ取り付け孔４８周りに混合気を集めるように、本実施形態では、タンブル制御弁６５の開閉により吸気流をコントロールし、特に低負荷時における吸気流の流れ（タンブル流）の最適化を図っている。
【００２２】
吸気弁口４２は、天井面４１の周縁４１ａよりも外周側にはみ出すことで、周縁４１ａの外周側に下面視三日月形状のはみ出し部４２ａを形成する。
吸気弁口４２の左右両側方には、はみ出し部４２ａの左右両端近傍を始点として、吸気弁口４２の開口縁に沿って排気弁口４３側へ延びる左右一対のガイド壁部５３が設けられる。左右ガイド壁部５３は、吸気弁口４２の左右端近傍までは、吸気弁口４２の開口縁とドーム状凹部５１の周縁５１ａとの間で排気弁口４３側ほど広がるように形成され、吸気弁口４２の左右端近傍を過ぎてからは、ドーム状凹部５１の周縁５１ａから離間して排気弁口４３側ほど狭まるように形成される。左右ガイド壁部５３の排気弁口４３側は、天井面４１前側の始点と同等の左右位置で終端する。
【００２３】
図２を併せて参照し、シリンダブロック１６の上端部における吸気弁口４２のはみ出し部４２ａに対向する部位には、吸気バルブ４６のリフト時にこれを避けるための切り欠き円曲面５５が形成される。切り欠き円曲面５５は、シリンダブロック１６の上端部におけるフランジレスのシリンダスリーブ１５の上端部を覆う内フランジ部５５ａに形成される。切り欠き円曲面５５は、吸気バルブ４６の弁体４６ａの周縁に沿うように湾曲して形成され、吸気バルブ４６のストローク方向に沿って最大バルブリフト位置まで延びる。
【００２４】
吸気バルブ４６の弁体４６ａは、リフト時には切り欠き円曲面５５に近接してストロークする。これにより、吸気バルブ４６の開き始めから最大バルブリフト位置に至るまでの間、吸気弁口４２のはみ出し部４２ａ側（シリンダ外周側）では、吸気バルブ４６の弁体４６ａの周縁と切り欠き円曲部との間に狭い隙間が形成されるのみとなり、燃焼室４０への吸気が妨げられたマスキング状態となる。
【００２５】
これにより、吸気弁口４２におけるシリンダ外周側からの吸気が小量となり、吸気弁口４２におけるシリンダ内周側からの吸気が主になることで、タンブル流が発生し易い構造となる。吸気弁口４２の開口縁の全周長に対するはみ出し部４２ａの開口周長の割合をマスキング割合とすると、本実施形態では、吸気弁口４２のオフセットによるマスキング割合は２０〜５０％程度である。
【００２６】
ピストン２５の頂面２５ｂの周縁部における吸気弁口４２に対向する部位には、吸気バルブ４６の弁体４６ａの先端面と平行をなすピストン切り欠き面５６が形成される。これにより、ピストン２５が上死点付近にあるときに吸気バルブ４６が開弁した際、吸気弁口４２におけるシリンダ外周側から切り欠き円曲面５５に沿って流入する吸気の流入方向とピストン切り欠き面５６とが垂直になり、吸気弁口４２におけるシリンダ外周側からの吸気が抑えられ、逆タンブル流の発生が抑えられる。
【００２７】
図２を参照し、インレットパイプ２０及び吸気ポート４４に跨って延びる吸気通路Ｐには、インレットパイプ２０の下流側から吸気ポート４４の下流側（湾曲部）まで延びる仕切り板６０が設けられる。仕切り板６０は、吸気通路Ｐを上吸気通路ＰＵ及び下吸気通路ＰＬに仕切る。仕切り板６０は、インレットパイプ２０下流側の樹脂形成部分に一体形成されるインレットパイプ側仕切り板６１と、アルミ合金製のシリンダヘッド１７に一体形成される吸気ポート側仕切り板６２と、を有する。
【００２８】
インレットパイプ側仕切り板６１は、その下流側端部６１ａがインレットパイプ２０の下流側開口端よりも下流側に突出して吸気ポート４４内に入り込む。このインレットパイプ側仕切り板６１の下流側端部６１ａが、弾性変形による押圧力をもって吸気ポート側仕切り板６２の上流側端部６２ａ上に圧接される。これにより、インレットパイプ側仕切り板６１と吸気ポート側仕切り板６２とが連続的に連なる。
【００２９】
仕切り板６０は、断面円形状の吸気通路Ｐの上下幅中心を延びる通路中心線Ｃ３よりも上方に偏って配置される。これにより、上吸気通路ＰＵの通路断面積が下吸気通路ＰＬの通路断面積よりも小さくなる。本実施形態では、上吸気通路ＰＵの通路断面積と下吸気通路ＰＬの断面積との割合は、両通路の上流側端から下流側端に至るまで略３対７とされる。
【００３０】
吸気ポート側仕切り板６２は、吸気ポート４４の長手方向に沿うように曲げられる。吸気ポート側仕切り板６２の下流側端部６２ｂは、Ｕ字状に切り欠かれて下流側に開放し、この下流側端部６２ｂ内に吸気バルブ４６のバルブガイド４６ｅの下端部が整合するように入り込む。これにより、吸気ポート側仕切り板６２の下流側端部６２ｂが吸気バルブ４６のバルブガイド４６ｅの下端部と側面視で重なる位置まで可及的に延び、吸気通路Ｐの下流端（吸気弁口４２）近傍まで吸気通路Ｐを上吸気通路ＰＵ及び下吸気通路ＰＬに区画する。
【００３１】
上吸気通路ＰＵは、ヘッドカバー１８側からシリンダ内周側に至り、吸気弁口４２のシリンダ内周側を経て燃焼室４０の中央部に通じる。下吸気通路ＰＬは、シリンダブロック１６側からシリンダ外周側に至り、吸気弁口４２のシリンダ外周側を経て燃焼室４０の外周部に通じる。上吸気通路ＰＵにはインジェクタ２３の燃料噴射口が臨み、上吸気通路ＰＵを流れる吸気に対して燃料を噴射する。
【００３２】
スロットル弁２２は、例えば左右方向に延びて両端部をインレットパイプ２０に支持された第一回動軸２２ａの径方向両側に、一対の半円形状の板弁体２２ｂを延ばしたバタフライバルブである。スロットル弁２２は、両板弁体２２ｂの外周縁をインレットパイプ２０の内周面に整合又は近接させることで、吸気通路Ｐを最小に絞った全閉状態となる。
図３、図４を併せて参照し、スロットル弁２２は、全閉状態から図中矢印Ｆ２方向に回動することで、吸気通路Ｐを開き、両板弁体２２ｂを通路中心線Ｃ３と平行にすることで全開状態となる（図４参照）。スロットル弁２２は、付勢バネ等により吸気通路Ｐを閉じる側に付勢され、この付勢力に抗して回動することで吸気通路Ｐを開く。
【００３３】
インレットパイプ２０におけるスロットル弁２２よりも下流側でインレットパイプ側仕切り板６１の上流側端部６１ｂの直下となる部位には、上下吸気通路ＰＵ，ＰＬの吸気流量を調整して燃焼室４０内のタンブル流を制御するタンブル制御弁６５が配置される。タンブル制御弁６５は、スロットル弁２２の第一回動軸２２ａと平行に延びて両端部をインレットパイプ２０に支持された第二回動軸６５ａの径方向一側に、単一の半円形状の板弁体６５ｂを延ばしたフラップバルブである。タンブル制御弁６５は、不図示のリンク機構等を介してスロットル弁２２と連動し、スロットル弁２２とともに開閉可能である。
【００３４】
タンブル制御弁６５は、板弁体６５ｂを通路中心線Ｃ３に対して上流側ほど下側に位置するように傾斜させ、板弁体６５ｂの外周縁をインレットパイプ２０の内周面に整合させるように当接させるとともに、板弁体６５ｂの直線状の基端縁をインレットパイプ側仕切り板６１の上流側端部６１ｂの下面に当接させる。これにより、タンブル制御弁６５が下吸気通路ＰＬの上流端を閉塞した全閉状態となる（図２参照）。
【００３５】
タンブル制御弁６５は、全閉状態から図中矢印Ｆ３方向に回動することで、下吸気通路ＰＬの上流端を開き、板弁体６５ｂを通路中心線Ｃ３と略平行にすることで全開状態となる（図４参照）。タンブル制御弁６５は、付勢バネ等により下吸気通路ＰＬを閉じる側に付勢され、この付勢力に抗して回動することで下吸気通路ＰＬを開く。このタンブル制御弁６５の回動によって、上下吸気通路ＰＵ，ＰＬの吸気流量の割合が変更される。
【００３６】
エンジン１０において、スロットル開度（スロットル弁２２の全閉状態からの回動角度）が小さいときは低負荷状態（低負荷モード）であり、スロットル開度が大きいときは高負荷状態（高負荷モード）である。タンブル制御弁６５は、スロットル開度に応じて（すなわちエンジン１０の負荷状態に応じて）、不図示のリンク機構等を介して機械的に回動制御される。
【００３７】
図６のグラフは、スロットル弁２２の全閉状態を０°としたときのスロットル開度（横軸）に対するタンブル制御弁６５の回動角度（縦軸）の変化を示す。
タンブル制御弁６５は、スロットル開度が所定角度θ１（例えば２０°）となるまでは開作動せず、前記所定角度を過ぎてからはスロットル開度の増加に伴い開作動する。タンブル制御弁６５の回動角度の増加はスロットル開度の増加に完全には比例せず、タンブル制御弁６５の開き始めは素早く開いてタンブルを解消する設定である。タンブル制御弁６５は、スロットル弁２２が全開状態になったときに全開状態となる。
【００３８】
図２を参照し、エンジン１０が低負荷運転状態のとき、スロットル開度が前記所定角度未満の小開度であると、タンブル制御弁６５は開作動せず、下吸気通路ＰＬの吸気入口を閉じたままとする。これにより、スロットル弁２２の周囲を流れた吸気は全て比較的狭い上吸気通路ＰＵに流入し、上吸気通路ＰＵを高速で流れる。この吸気は、仕切り板６０によって吸気弁口４２近傍まで案内された後、吸気弁口４２のシリンダ外周側の流路が絞られることと相まって、大部分が吸気弁口４２のシリンダ内周側から燃焼室４０の中央部に導入される。この吸気は、排気弁口４３側を指向する高速の流れを伴うことで、燃焼室４０内に強いタンブル流を発生させる。またこのとき、吸気弁口４２のシリンダ外周側からの吸気が抑えられることで、この吸気による逆タンブル流の発生も抑えられる。これにより、燃焼室４０内のタンブル流が強まって低負荷時の燃焼が促進される。
【００３９】
図３を参照し、エンジン１０が中負荷運転状態のとき、スロットル開度が前記所定角度を超えた中開度になると、タンブル制御弁６５が開作動して下吸気通路ＰＬを開き始める。この開き量に応じて下吸気通路ＰＬへの吸気流入量が増加し、吸気通路Ｐ全体の吸気流量を増加させる。このとき、上吸気通路ＰＵの吸気流速が抑えられるとともに、下吸気通路ＰＬを通じても吸気がなされることで、上吸気通路ＰＵを流れる吸気による燃焼室４０内のタンブル流が抑えられるとともに、下吸気通路ＰＬを流れる吸気による逆タンブル流によっても燃焼室４０内のタンブル流が抑えられる。
【００４０】
図４を参照し、エンジン１０が高負荷運転状態のとき、スロットル開度が最大（全開）になると、タンブル制御弁６５も全開となって下吸気通路ＰＬへの吸気導入量が最大になる。これにより、上下吸気通路ＰＵ，ＰＬに十分な吸気が流れ、燃焼室４０内のタンブル流がより抑えられるとともに、吸気通路Ｐ全体で十分な吸気量が確保される。
【００４１】
このように、本実施形態のエンジン１０では、吸気通路Ｐを区画する仕切り板６０の上流側端部６１ｂ近傍にタンブル制御弁６５を設け、このタンブル制御弁６５をスロットル開度に応じて開閉し、上下吸気通路ＰＵ，ＰＬを流れる吸気の割合を変化させることで、エンジン１０の負荷状態に応じてタンブル流の強さ及び吸気流量を調整して良好な燃焼を実現することができる。
【００４２】
図７に示すように、エンジン１０のコネクティングロッド２６は、大端部２８の軸心Ｃ４が、柄部２９の長さ方向に沿う延出軸線Ｃ５に対して、ピストン２５が上死点にあるときのクランクピン１２ａの正転方向と反対側（後方）にオフセットしている。柄部２９は、延出軸線Ｃ５に沿って断面Ｈ形状をなして延びる。柄部２９の小端部２７側の部位は、前後幅を略一定にした直線状部３１とされ、その前後に平坦状の前後側面３１ａ，３１ｂを形成する。柄部２９の大端部２８近傍の部位は、大端部２８側ほど前後幅を広げる拡幅部３２とされ、その前後に凹状の前後湾曲面３２ａ，３２ｂを形成する。
【００４３】
図７の側面視で、直線状部３１は、柄部２９の延出軸線Ｃ５を対称軸にして前後対称に形成されるが、拡幅部３２は前後非対称に形成される。拡幅部３２の前後湾曲面３２ａ，３２ｂは、凹状に湾曲して大端部２８の外周面に合流するように連なるが、大端部２８が柄部２９に対して後方にオフセットすることで、後湾曲面３２ｂが前湾曲面３２ａよりも大きな曲率で（曲りを急にして）湾曲する。
【００４４】
これにより、シリンダ軸線Ｃ２をクランク軸線Ｃ１よりも前方にオフセットさせたオフセットシリンダ機構を採用しながら、コネクティングロッド２６の後部とその後方に近接するシリンダスリーブ１５の後下端部との間隔を確保し易くなる。また、シリンダスリーブ２６の後下端部近傍にピストン２５内側へエンジンオイルを噴射するオイルジェット２４（図１参照）を設ける場合にも、コネクティングロッド２６がオイルジェット２４を避け易くなる。
【００４５】
ピストン２５が上死点にあるとき、小端部２７の軸心Ｃ６と大端部２８の軸心Ｃ４とを結ぶ第二軸線Ｃ７の下方への延長部分は、クランク軸線Ｃ１と交差する。第二軸線Ｃ７の上方への延長部分は、シリンダ軸線Ｃ２よりも前方にオフセットしたカム軸３８の軸心Ｃ８よりもさらに前方を通過する。すなわち、第二軸線Ｃ７がシリンダ軸線Ｃ２に対して十分に傾斜しており、シリンダ１３をより前方にオフセットさせた配置となっている。
【００４６】
以上説明したように、本実施形態のエンジン１０は、コネクティングロッド２６の大端部２８の軸心Ｃ４が、柄部２９の長さ方向に沿う延出軸線Ｃ５に対して、シリンダ軸線Ｃ２のクランク軸線Ｃ１に対するオフセット方向とは反対側にオフセットし、コネクティングロッド２６におけるピストン２５が上死点にあるときのクランクピン１２ａの正転方向と反対側の側面部（後湾曲面３２ｂ）が、前記正転方向側の側面部（前湾曲面３２ａ）よりも曲率を大きくして凹むものである。
この構成によれば、シリンダスリーブ１５をクランク軸１２側に極力延ばしながらも、シリンダスリーブ１５の下端部とコネクティングロッド２６との間隔を確保し易くなるため、シリンダ１３のオフセット量の制約を抑えるとともに、エンジン１０のロングストローク化を図り、かつシリンダ高さを抑えることができる。また、シリンダスリーブ１５の下端部（シリンダスカート部）に逃げを設けなくてもよく、シリンダスカート部の剛性低下をなくすことができる。
【００４７】
また、本実施形態のエンジン１０は、ピストン２５が上死点にあるとき、小端部２７の軸心Ｃ６、大端部２８の軸心Ｃ４及びクランク軸１２の回転中心（クランク軸線Ｃ１）を結んだ第二軸線Ｃ７の延長部分が、シリンダヘッド１７内のカム軸３８の軸心Ｃ８よりもクランクピン１２ａの正転方向側に位置することで、シリンダ１３をさらに前方にオフセットした配置とすることができる。
【００４８】
また、本実施形態のエンジン１０は、吸気ポート４４を有するシリンダヘッド１７と、吸気ポート４４に接続されるインレットパイプ２０と、インレットパイプ２０に設けられて吸気量を調整するスロットル弁２２と、インレットパイプ２０を含む吸気通路Ｐをシリンダ内周側に至る上吸気通路ＰＵとシリンダ外周側に至る下吸気通路ＰＬとに仕切るべく吸気通路Ｐ内に設けられる仕切り板６０と、仕切り板６０の上流側端部６１ｂに設けられて下吸気通路ＰＬを開閉するタンブル制御弁６５と、を備えることで、シリンダ１３のオフセットによる側圧低減効果に加えて、吸気のタンブル流による燃焼促進効果を得ることが可能となり、特に低負荷時の性能向上を図ることができる。
【００４９】
なお、本発明は上記実施形態に限られるものではなく、例えば、ＤＯＨＣ式等の種々動弁機構のエンジン、並列又はＶ型等の複数気筒エンジン、クランク軸を車両前後方向に沿わせた縦置きエンジン等、各種形式のレシプロエンジンに適用してもよい。
そして、上記実施形態における構成は本発明の一例であり、実施形態の構成要素を周知の構成要素に置き換える等、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【符号の説明】
【００５０】
１０  エンジン（内燃機関）
１１  クランクケース
１２  クランク軸
Ｃ１  軸線（回転中心）
１２ａ  クランクピン
１３  シリンダ
１７  シリンダヘッド
２０  インレットパイプ
Ｐ  吸気通路
ＰＵ  上吸気通路
ＰＬ  下吸気通路
２２  スロットル弁
２５  ピストン
２６  コネクティングロッド
２７  小端部
Ｃ６  軸心
２８  大端部
Ｃ４  軸心
２９  柄部
Ｃ５  軸線
３２ａ  前湾曲面（回転方向側の側面部）
３２ｂ  後湾曲面（回転方向と反対側の側面部）
Ｃ７  第二軸線（直線）
３８  カム軸
Ｃ８  軸心
４４  吸気ポート
６０  仕切り板
６１ｂ  上流側端部
６５  タンブル制御弁
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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