(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダヘツド（３）の一側に開口した吸気導入口（１０）に直接気化器（２５）を接続し、この吸気導入口（１０）の奥内部を隣接するシリンダ（５・５）の中間軸線（Ｚ）に対して前後対称に分岐させて分岐ポート（１１・１１）を形成し、この分岐ポート（１１・１１）を介して上記二つのシリンダ（５・５）内に吸気を流入させるように構成した、多気筒エンジンの吸気ポートにおいて、
上記各分岐ポート（１１・１１）をヘリカルポートに形成し、吸気導入口（１０）から各吸気弁口（１４・１４）の上側旋回部（１３・１３）に至るまでの各周壁部分（１１ａ・１１ａ）を平面視で略円弧状に膨らませ、各分岐ポート（１１・１１）のポート軸線（Ｙ・Ｙ）を前後対称をなすＳ字曲線に形成し、各吸気弁口（１４・１４）は各シリンダ(５・５)に各々１個ずつ形成した、ことを特徴とする多気筒エンジンの吸気ポート。
【請求項２】
請求項１に記載した多気筒エンジンの吸気ポートにおいて、  分岐ランド（１２）のうち、上記周壁部分（１１ａ・１１ａ）に対面するランド側壁部分（１２ｂ・１２ｂ）を平面視で略円弧状に膨出させた、ことを特徴とする多気筒エンジンの吸気ポート。
【請求項３】
請求項２に記載した多気筒エンジンの吸気ポートにおいて、  上記吸気導入口（１０）から分岐ポート（１１・１１）に至るポート軸線（Ｙ・Ｙ）の分岐角度（θ）を平面視で略７０°に設定するとともに、分岐ランド（１２）のランド先端壁部分（１２ａ）を当該分岐ランド（１２）に設けたヘッド締結ボルト挿通孔（１７）と同心状に形成した、ことを特徴とする多気筒エンジンの吸気ポート。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は多気筒エンジンの吸気ポートに関し、特にエンジンのコンパクト化のためにインレットマニホルドを省き、シリンダヘツドの吸気導入口に直接気化器を接続したタイプの吸気ポートに関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種のエンジンのシリンダヘツドとしては、従来より例えば図４に示すものがある。ここで図４は従来例に係るシリンダヘツドの要部横断平面図であり、この吸気ポートは、頭上弁式２気筒エンジンのシリンダヘツド３の一側に吸気導入口１０を開口し、この吸気導入口１０に直接気化器２５を接続し、この吸気導入口１０の奥内部をシリンダ５・５の中間軸線Ｚに対して前後対称に分岐させて分岐ポート１１・１１を形成し、この分岐ポート１１・１１を介して前後に隣接する上記シリンダ５・５内に吸気を流入させるように構成されている。
【０００３】
そして各分岐ポート１１・１１は、吸気導入口１０から吸気弁口１４に向けて真直に伸びるストレートポートに形成され、流入抵抗を極力小さくして多量の空燃料混合気をシリンダ５内に送り込むように構成されている。また、排気ポート１５・１５も上記シリンダ５・５の中間軸線Ｚに対して前後対称に形成されている。なお、図４中の符号１２は分岐ランド、１６は点火プラグの装着孔、１７はヘッド締結ボルトの挿通孔、をそれぞれ示す。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来のストレートポートは、流入抵抗を極力小さくして多量の空燃料混合気をシリンダ５内に送り込むことにより、高出力を得ることを意図したものである。しかし、排出ガスの清浄化に十分応えるものでなく燃費も悪い。そこでこれらを解決するためには、上記分岐ポート１１・１１の各々をヘリカルポートに形成することが必要である。
【０００５】
しかしながら、インレットマニホルドを省き、シリンダヘツドの吸気導入口に直接気化器を接続したタイプの多気筒エンジンでは、吸気ポートの全長が短いため、一般的なヘリカルポートを適用することができない。
本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、排出ガスの清浄化と燃費の向上を図りつつ、全長が短い吸気ポートに適用できるヘリカルポートを提供することを技術課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、以下の基本構成を備える。
即ち、シリンダヘツド３の一側に開口した吸気導入口１０に直接気化器２５を接続し、この吸気導入口１０の奥内部を隣接するシリンダ５・５の中間軸線Ｚに対して前後対称に分岐させて分岐ポート１１・１１を形成し、この分岐ポート１１・１１を介して上記二つのシリンダ５・５内に空燃料混合気を流入させるように構成する。
【０００７】
請求項１に記載の発明は、上記課題を解決するもので、以下の特徴構成を備える。即ち、上記基本構成を備える多気筒エンジンの吸気ポートにおいて、各分岐ポート１１・１１をヘリカルポートに形成し、吸気導入口１０から各吸気弁口１４・１４の上側旋回部１３・１３に至るまでの各周壁部分１１ａ・１１ａを平面視で略円弧状に膨らませ、各分岐ポート１１・１１のポート軸線Ｙ・Ｙを前後対称をなすＳ字曲線に形成し、各吸気弁口１４・１４は各シリンダ５・５に各々１個ずつ形成したことを特徴とするものである。
【０００８】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載した多気筒エンジンの吸気ポートにおいて、分岐ランド１２のうち、上記周壁部分１１ａ・１１ａに対面するランド側壁部分１２ｂ・１２ｂを平面視で略円弧状に膨出させたことを特徴とするものである。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載した多気筒エンジンの吸気ポートにおいて、上記吸気導入口１０から分岐ポート１１・１１に至るポート軸線Ｙ・Ｙの分岐角度θを平面視で略７０°に設定するとともに、分岐ランド１２のランド先端壁部分１２ａを当該分岐ランド１２に設けたヘッド締結ボルトの挿通孔１７と同心状に形成したことを特徴とするものである。
【００１０】
【発明の作用・効果】
（イ）請求項１に記載した発明では、前記基本構成を備える多気筒エンジンの吸気ポートにおいて、上記各分岐ポート１１・１１をヘリカルポートに形成するにあたり、吸気導入口１０から各吸気弁口１４・１４の上側旋回部１３・１３に至るまでの各周壁部分１１ａ・１１ａを平面視で略円弧状に膨らませたことから、吸気導入口１０の奥内部分での容積が大きくなり、体積効率が向上する。これにより大量の空燃料混合気をシリンダ５内に送り込むことにより高出力を得ることができる。
【００１１】
（ロ）また、請求項１に記載した発明では、各周壁部分１１ａ・１１ａを平面視で略円弧状に膨らませ、各分岐ポート１１・１１のポート軸線Ｙ・Ｙを前後対称をなすＳ字曲線に形成し、各吸気弁口１４・１４は各シリンダ５・５に各々１個ずつ形成したことから、吸気導入口１０から流入した吸気はＳ字状のポート軸線Ｙに沿って円滑に流れ、引き続き吸気弁口１４の上側旋回部１３に沿ってバルブステム周りを旋回しながら流速を速めて燃焼室内に流入する。これにより、全長が短い吸気ポートにおいても燃焼室内に有効なスワールを起こさせ、燃焼を改善して排出ガスの清浄化と燃費の向上を図ることができる。
【００１２】
（ハ）請求項２に記載した発明では、請求項１に記載した多気筒エンジンの吸気ポートにおいて、分岐ランド１２のうち、上記周壁部分１１ａ・１１ａに対面するランド側壁部分１２ｂ・１２ｂを平面視で略円弧状に膨出させたことから、分岐後の吸気は、ランド側壁部分１２ｂによりこれと反対側の周壁部分１１ａに振り当てられ、引き続き分岐下流域のポート軸線Ｙに沿って旋回しながら流速を速めて燃焼室内に流入する。これにより分岐後のスワール比が改善される。
【００１３】
（ニ）請求項３に記載した発明では、請求項２に記載した多気筒エンジンの吸気ポートにおいて、吸気導入口１０から分岐ポート１１・１１に至るポート軸線Ｙ・Ｙの分岐角度θを平面視で略７０°に設定するとともに、分岐ランド１２のランド先端壁部分１２ａを当該分岐ランド１２に設けたヘッド締結ボルト挿通孔１７と同心状に形成したことから、ランド先端壁部分１２ａが突出している従来例と比較して、吸気導入口１０の奥内部分での容積が大きくなり、その分だけ体積効率が改善される。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面に基づいてさらに詳しく説明する。
図１は本発明の実施の形態に係る吸気ポートを示し、図１（Ａ）は図１（Ｂ）中のＡ−Ａ線矢視横断平面図、図１（Ｂ）はその吸気ポートの縦断面図、図３はこの吸気ポートを採用した頭上弁型２気筒水冷エンジンの要部を破断した正面図である。
【００１５】
先ず、この頭上弁型２気筒水冷エンジンについて簡単に説明する。
この頭上弁型２気筒水冷エンジンは、図３に示すように、クランクケース１とシリンダブロック２とを一体に構成し、シリンダブロック２の上側に動弁機構２０を搭載したシリンダヘッド３を固定して、動弁機構２０をヘツドカバー４で覆って構成されている。上記シリンダブロック２には二つのシリンダ５・５を前後に形成して、これらにピストン６を摺動自在に内嵌し、クランクケース１内にはクランク軸７と、図示しない２軸バランサ及びガバナ装置が設けられ、上記動弁機構２０と２軸バランサ及びガバナ装置は、図示しない調時伝動機構を介してクランク軸７に連動連結されている。ここで図３中の符号８は燃料を気化器２５のフロート室内に圧送するフィードポンプ、１５は排気ポート、２１は吸気弁、２２は排気弁、をそれぞれ示す。
【００１６】
本発明に係る吸気ポートは、図４に示したシリンダヘッド３において、吸気ポートの形状を後述するように改良したもので、その基本構成は、図１（Ａ）（Ｂ）及び図３に示すように、シリンダヘツド３の一側に開口した吸気導入口１０に直接気化器２５を接続し、この吸気導入口１０の奥内部を前後に隣接するシリンダ５・５の中間軸線Ｚに対して前後対称に分岐させて分岐ポート１１・１１を形成し、この分岐ポート１１・１１を介して上記二つのシリンダ５・５内に空燃料混合気を流入させるように構成されている。
【００１７】
以下、本発明に係る吸気ポートの具体的な構成について説明する。
この吸気ポートは、図１（Ａ）（Ｂ）に示すように、各分岐ポート１１・１１を前後対称をなすヘリカルポートに形成してある。これは各気筒間でのスワールをほぼ均等に生じさせるように意図したものである。そして各分岐ポート１１・１１をヘリカルポートに形成するにあたり、吸気導入口１０から分岐ポート１１・１１に至るポート軸線Ｙ・Ｙの分岐角度θを平面視で略７０°に設定するとともに、吸気導入口１０から各吸気弁口１４・１４の上側旋回部１３・１３に至るまでの各周壁部分１１ａ・１１ａを平面視で略円弧状に膨らませ、各分岐ポート１１・１１のポート軸線Ｙ・Ｙは前後対称をなすＳ字曲線に形成し、各吸気弁口１４・１４は各シリンダ５・５に各々１個ずつ形成してある。また、分岐ランド１２のうち、ランド先端壁部分１２ａをヘッド締結ボルト挿通孔１７と同心状に形成するとともに、上記周壁部分１１ａ・１１ａに対面する各ランド側壁部分１２ｂ・１２ｂを平面視で略円弧状に膨出させて形成してある。
【００１８】
図２は、図１（Ａ）に示した最良実施形態に想到するまでの吸気ポートの改良例を例示する模式図であり、図２（Ａ）は従来例を、図２（Ｂ）〜（Ｅ）は改良例１〜４を、特に図２（Ｅ）は図１（Ａ）に示した最良実施形態を示す。
本実施形態に係る吸気ポートの共通の特徴構成は、図２（Ｂ）〜（Ｅ）に示すように、吸気導入口１０から各吸気弁口１４・１４の上側旋回部１３・１３に至るまでの各周壁部分１１ａ・１１ａを平面視で略円弧状に膨らませ、各分岐ポート１１・１１のポート軸線Ｙ・Ｙは前後対称をなすＳ字曲線に形成してある。また、吸気導入口１０から分岐ポート１１・１１に至るポート軸線Ｙ・Ｙの分岐角度θは平面視で略７０°に設定されている。
【００１９】
これは、各周壁部分１１ａ・１１ａを略円弧状に膨らませることで、吸気導入口１０の奥内部分での容積を大きくし、体積効率を向上させて大量の空燃料混合気をシリンダ５内に送り込むことにより、高出力を得ることを意図したものである。また、各分岐ポート１１・１１のポート軸線Ｙ・ＹをＳ字曲線に形成することで、吸気導入口１０から流入した吸気を吸気弁口１４の上側旋回部１３に沿って旋回させ、全長が短い吸気ポートにおいても燃焼室内に有効なスワールを起こさせ、燃焼を改善して排出ガスの清浄化と燃費の向上を図ることを意図したものである。
【００２０】
改良例１は、図２（Ｂ）に示すように、上記共通の特徴構成を備える吸気ポートにおいて、吸気ポートの分岐ランド１２のランド先端壁部分１２ａをヘッド締結ボルトの挿通孔１７と同心状に形成したものである。これは、ランド先端壁部分１２ａが突出している従来例〔図２（Ａ）〕と比較して、吸気導入口１０の奥内部分での容積を大きくして、体積効率を向上させることを意図したものである。ちなみにこの改良例１によれば、スワール比は１．３２に、体積効率を評価する吸込指数は０．５６に改善される。ただし、吸込指数が０．６以上になると体積効率は悪化する。
【００２１】
改良例２は、図２（Ｃ）に示すように、上記共通の特徴構成を備える吸気ポートにおいて、分岐ランド１２のうち、ランド先端壁部分１２ａを従来例〔図２（Ａ）〕と同様に突出させるとともに、前記周壁部分１１ａ・１１ａに対面する各ランド側壁部分１２ｂ・１２ｂを平面視で略円弧状に膨出させて形成したものである。これは、分岐後の吸気をランド側壁部分１２ｂによりこれと反対側の周壁部分１１ａに振り当てることで分岐後のスワール比を向上させることを意図したものである。ちなみに、この改良例２によれば、スワール比は１．３８に、吸込指数は０．５９に改善される。
【００２２】
改良例３は、図２（Ｄ）に示すように、上記共通の特徴構成を備える吸気ポートにおいて、分岐ランド１２のうち、ランド先端壁部分１２ａをヘッド締結ボルトの挿通孔１７と同心状に形成するとともに、各ランド側壁部分１２ｂ・１２ｂを上記改良例２〔図２（Ｃ）〕よりもさらに大きく膨出させたものである。この改良例３によれば、スワール比は１．４８に改善されるが、吸込指数は０．６１に改悪される。
【００２３】
改良例４は最良実施形態を示すもので、図１（Ａ）及び図２（Ｅ）に示すように、上記共通の特徴構成を備える吸気ポートにおいて、分岐ランド１２のうち、ランド先端壁部分１２ａをヘッド締結ボルトの挿通孔１７と同心状に形成するとともに、各ランド側壁部分１２ｂ・１２ｂを上記改良例２〔図２（Ｃ）〕と同様に膨出させたものである。この改良例４によれば、スワール比は１．４１に、吸込指数は０．５８に改善される。
【００２４】
以上の説明で明らかなように、請求項１に記載した発明は図２（Ｂ）〜（Ｅ）に例示した実施形態を包含する。また、請求項２に記載した発明は図２（Ｃ）〜（Ｅ）に例示した実施形態を包含する。さらに、請求項３に記載した発明は図２（Ｂ）と図２（Ｄ）及び図２（Ｅ）に例示した実施形態を包含する。
【００２５】
なお、本発明は上記の実施形態に限るものではなく、ポート軸線Ｙ・Ｙの分岐角度θについても、シリンダボアの間隔等に応じて適宜変更を加えて実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る吸気ポートを示し、図１（Ａ）は図１（Ｂ）中のＡ−Ａ線矢視横断平面図、図１（Ｂ）はその吸気ポートの縦断面図である。
【図２】最良実施形態に想到するまでの吸気ポートの改良例を例示する模式図である。
【図３】本発明に係る吸気ポートを採用した頭上弁型２気筒水冷エンジンの要部を破断した正面図である。
【図４】従来例に係るシリンダヘツドの要部横断平面図である。
【符号の説明】
３…シリンダヘツド、５…シリンダ、１０…吸気導入口、１１…分岐ポート、１１ａ…分岐ポートの周壁部分、１２…分岐ランド、１２ａ…ランド先端壁部分、１２ｂ…ランド側壁部分、１３…吸気弁口の上側旋回部、１４…吸気弁口、１７…ヘッド締結ボルト挿通孔、２５…気化器、Ｅ…多気筒エンジン、Ｙ…ポート軸線、Ｚ…シリンダの中間軸線、θ…ポート軸線の分岐角度。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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