(57)【要約】  過給機によって圧縮された吸気を、圧損を小さくして冷却することができる、エンジンの吸気構造を提供する。空気を過給する過給機（２０）と、過給機（２０）で過給された空気を受け入れエンジンに送る吸気チャンバー（２２）と、を有するエンジン（１３）の吸気構造において、吸気チャンバー（２２）の吸気下流側に、スロットルボディ（２３）が接続され、スロットルボディ（２３）の吸気下流側に、エンジン（１３）のシリンダヘッド（１３１）の吸気ポート（１３１ａ）が接続され、吸気チャンバー（２２）内に液冷式のインタークーラ（３０）が設けられていることを特徴とする。
2013073566.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気を過給する過給機と、前記過給機で過給された空気を受け入れエンジンに送る吸気チャンバーと、を有するエンジンの吸気構造において、
前記吸気チャンバーの吸気下流側に、スロットルボディが接続され、
前記スロットルボディの吸気下流側に、前記エンジンのシリンダヘッドの吸気ポートが接続され、
前記吸気チャンバー内に液冷式のインタークーラが設けられていることを特徴とする、エンジンの吸気構造。
【請求項２】
前記インタークーラの吸気下流側であって、前記スロットルボディの入口に燃料のインジェクタが設けられている、請求項１記載のエンジンの吸気構造。
【請求項３】
前記インタークーラは、冷却液通路を内蔵するプレートを複数枚有し、前記プレート間を通過する空気を冷却する、プレート式冷却器であり、
前記プレートは、吸気方向に垂直な方向に互いに間隔をおいて積層されている、請求項１記載のエンジンの吸気構造。
【請求項４】
前記プレートの少なくとも片面には、複数のフィンが形成されている、請求項３記載のエンジンの吸気構造。
【請求項５】
前記吸気チャンバー内において、前記インタークーラの吸気上流側に一定容積を有する容積部が設けられ、
前記吸気チャンバー内の前記インタークーラの取付部において、前記インタークーラの吸気方向に垂直な断面積が、前記吸気チャンバー内の吸気方向に垂直な断面積に略等しくなっている、請求項１記載のエンジンの吸気構造。
【請求項６】
前記スロットルボディ及び前記吸気チャンバーは、前記エンジンに対して相対変位可能にフローティング支持されている、請求項１記載のエンジンの吸気構造。
【請求項７】
前記インタークーラは、エンジン冷却水を循環させることによって、吸気の冷却を行うようになっている、請求項１記載のエンジンの吸気構造。
【請求項８】
前記インタークーラは、専用のポンプ及びラジエータを介して冷却液を循環させることによって、吸気の冷却を行うようになっている、請求項１記載のエンジンの吸気構造。
【請求項９】
前記吸気チャンバー内には、１以上の上流側インタークーラが吸気方向に並んで設けられ、且つ、前記上流側インタークーラの吸気下流側に、１以上の下流側インタークーラが吸気方向に並んで設けられ、
前記上流側インタークーラは、エンジン冷却水を循環させることによって、吸気の冷却を行うようになっており、
前記下流側インタークーラは、専用のポンプ及びラジエータを介して冷却液を循環させることによって、吸気の冷却を行うようになっている、請求項１記載のエンジンの吸気構造。
【請求項１０】
前記下流側インタークーラの吸気下流側であって、前記スロットルボディの入口に燃料のインジェクタが設けられている、請求項９記載のエンジンの吸気構造。
【請求項１１】
前記エンジン冷却水の冷却水配管は、エンジンの冷却水上流側において、エンジンに流入する側と、前記インタークーラに流入する側とに、分岐するように設けられている、請求項７記載のエンジンの吸気構造。
【請求項１２】
前記エンジン冷却水の冷却水配管は、エンジンの冷却水上流側において、エンジンに流入する側と、前記インタークーラに流入する側とに、分岐するように設けられている、請求項９記載のエンジンの吸気構造。
【請求項１３】
前記専用のポンプは電動ポンプである、請求項８記載のエンジンの吸気構造。
【請求項１４】
前記専用のラジエータは、エンジンラジエータに対して上下方向に並ぶように配置されている、請求項８記載のエンジンの吸気構造。
【請求項１５】
請求項１記載のエンジンの吸気構造を備えた自動二輪車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンの吸気構造及びそれを備えた自動二輪車に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
エンジンの出力を向上させるために、エンジンへの吸気量を増加させる過給機が、エンジンの吸気構造に設けられることがある。ここで、過給機によって吸気を圧縮すると、吸気温度が上昇し、その結果、十分なエンジンの出力が得られなくなったり、また、エンジンにおいてノッキングが生じやすくなる。このため、過給機によって吸気を圧縮する場合には、特許文献１に示されるように、通常、吸気を冷却するためのインタークーラが過給機の吸気下流側に設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１７３２５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、インタークーラが空冷式である場合、特許文献１に記載されているように、走行風によって吸気を冷却するために、インタークーラは、車体前方であって、エンジンの前方に、設置されることが好ましい。しかし、このようなインタークーラの取付位置では、吸気通路が長くなることとなり、大きな圧損が生じるため、吸気を冷却することによる出力向上の効果を十分に得ることができない。【０００５】
そこで本発明の目的は、過給機によって圧縮された吸気を、圧損を小さくして冷却することができる、エンジンの吸気構造を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本願の第１発明は、空気を過給する過給機と、前記過給機で過給された空気を受け入れエンジンに送る吸気チャンバーと、を有するエンジンの吸気構造において、前記吸気チャンバーの吸気下流側に、スロットルボディが接続され、前記スロットルボディの吸気下流側に、前記エンジンのシリンダヘッドの吸気ポートが接続され、前記吸気チャンバー内に液冷式のインタークーラが設けられていることを特徴とする。【０００７】
前記構成によれば、吸気チャンバー内に液冷式のインタークーラが設けられているので、吸気がインタークーラを通過するための吸気通路を別途設ける必要がなく、吸気を冷却するための圧損を小さくすることができる。また、車両用の各部材の配置スペースが制限される自動二輪車に本発明を適用することにより、車両のコンパクト性を維持できる。【０００８】
本願の第１発明は、更に、次のような構成を備えるのが好ましい。
（１）前記インタークーラの吸気下流側であって、前記スロットルボディの入口に燃料のインジェクタが設けられている。
（２）前記インタークーラは、冷却液通路を内蔵するプレートを複数枚有し、前記プレート間を通過する空気を冷却する、プレート式冷却器であり、前記プレートは、吸気方向に垂直な方向に互いに間隔をおいて積層されている。
（３）前記構成（２）において、前記プレートの少なくとも片面には、複数のフィンが形成されている。
（４）前記吸気チャンバー内において、前記インタークーラの吸気上流側に一定容積を有する容積部が設けられ、前記吸気チャンバー内の前記インタークーラの取付部において、前記インタークーラの吸気方向に垂直な断面積が、前記吸気チャンバー内の吸気方向に垂直な断面積に略等しくなっている。
（５）前記スロットルボディ及び前記吸気チャンバーは、前記エンジンに対して相対変位可能にフローティング支持されている。
（６）前記インタークーラは、エンジン冷却水を循環させることによって、吸気の冷却を行うようになっている。
（７）前記インタークーラは、専用のポンプ及びラジエータを介して冷却液を循環させることによって、吸気の冷却を行うようになっている。
（８）前記吸気チャンバー内には、１以上の上流側インタークーラが吸気方向に並んで設けられ、且つ、前記上流側インタークーラの吸気下流側に、１以上の下流側インタークーラが吸気方向に並んで設けられ、前記上流側インタークーラは、エンジン冷却水を循環させることによって、吸気の冷却を行うようになっており、前記下流側インタークーラは、専用のポンプ及びラジエータを介して冷却液を循環させることによって、吸気の冷却を行うようになっている。
（９）前記構成（８）において、前記下流側インタークーラの吸気下流側であって、前記スロットルボディの入口に燃料のインジェクタが設けられている。
（１０）前記構成（６）又は（８）において、前記エンジン冷却水の冷却水配管は、エンジンの冷却水上流側において、エンジンに流入する側と、前記インタークーラに流入する側とに、分岐するように設けられている。
（１１）前記構造（７）において、前記専用のポンプは電動ポンプである。
（１２）前記構成（７）において、前記専用のラジエータは、エンジンラジエータに対して上下方向に並ぶように配置されている。【０００９】
前記構成（１）によれば、インタークーラの吸気下流側であって、スロットルボディの入口から、燃料を噴射するので、燃料の気化熱によって、インタークーラで冷却された吸気をさらに冷却することができる。その結果、エンジンの出力をさらに向上させることができる。【００１０】
前記構成（２）によれば、インタークーラは、冷却液通路を内蔵するプレートが、吸気方向に垂直な方向に互いに間隔をおいて積層されているので、プレート間を通過して冷却される吸気の流れを、プレートによって、乱れのないように整える（整流化する）ことができる。その結果、吸気チャンバーからスロットルボディへ吸気を円滑に送ることができる。【００１１】
前記構成（３）によれば、プレートが吸気と接触する面積を大きくすることができ、インタークーラによる吸気の冷却効果を向上させることができる。【００１２】
前記構成（４）によれば、インタークーラの上流側に容積部が設けられているので、インタークーラ内に入る前の吸気が容積部で均一化されることとなり、インタークーラに対して、吸気を均一に送り込むことができる。また、インタークーラの吸気方向に垂直な断面積が、吸気チャンバー内の吸気方向に垂直な断面積に略等しくなっているので、吸気チャンバー内の吸気はすべてインタークーラ内を通過することとなり、吸気を効果的に冷却することができる。【００１３】
前記構成（５）によれば、スロットルボディ及び吸気チャンバーがエンジンに対してフローティング支持されているので、エンジンからスロットルボディ及び吸気チャンバーへの振動を伝わりにくくすることができる。その結果、振動によるスロットルボディ及び吸気チャンバーの損傷等を防止できる。【００１４】
前記構成（６）によれば、インタークーラは、エンジン冷却水を循環させることによって、吸気の冷却を行うようになっているので、別途冷却系統を設ける必要がなく、冷却設備を合理化できる。【００１５】
前記構成（７）によれば、インタークーラは、専用のポンプ及びラジエータを介して冷却液を循環させることによって、吸気の冷却を行うようになっているので、エンジン冷却水を用いる場合と比べて、低温の冷却液を用いることにより、吸気の冷却効果を向上させることができる。【００１６】
前記構成（８）によれば、エンジン冷却水を用いる上流側インタークーラで高温の吸気を冷却し、その吸気をさらに、専用のラジエータを用いる下流側インタークーラで冷却するようになっている。すなわち、上流側インタークーラと下流側インタークーラを組み合わせることで、下流側インタークーラのみで吸気を冷却する場合と比べて、効率良く吸気を冷却することができ、下流側インタークーラに必要とされる冷却性能を低減することができる。【００１７】
前記構成（９）によれば、下流側インタークーラの吸気下流側であって、スロットルボディの入口から、燃料を噴射するので、燃料の気化熱によって、下流側インタークーラで冷却された吸気をさらに冷却することができる。その結果、エンジンの出力をさらに向上させることができる。【００１８】
前記構成（１０）によれば、エンジンを冷却する前の冷却水をインタークーラに供給することができる。【００１９】
前記構成（１１）によれば、インタークーラ専用のポンプが電動ポンプであって、エンジン回転軸の回転によって動作するのではないので、インタークーラにおいて吸気を効率的に冷却することができる。【００２０】
前記構成（１２）によれば、インタークーラ専用のラジエータの配置を容易に行うことができる。【００２１】
本願の第２発明は、前記第１発明のエンジンの吸気構造を備えた自動二輪車である。【００２２】
前記構成によれば、前記第１発明の効果を備えた自動二輪車を提供できる。
【発明の効果】
【００２３】
要するに本発明によると、過給機によって圧縮された吸気を、圧損を小さくして冷却することができる、エンジンの吸気構造を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の第１実施形態に係るエンジンの吸気構造を備えた自動二輪車の左側面図である。
【図２】吸気チャンバー近傍の右方斜視図である。
【図３】吸気チャンバー近傍の左方斜視図である。
【図４】インタークーラの冷却水ルートを示す概略図である。
【図５】吸気チャンバー部分の図３とは異なる方向の左方斜視図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係るエンジンの吸気構造を備えた自動二輪車の左側面図である。
【図７】上流側インタークーラ及び下流側インタークーラの冷却水ルートを示す概略図である。
【図８】上流側インタークーラ及び下流側インタークーラの、図７とは別の冷却水ルートを示す概略図である。
【図９】上流側インタークーラ及び下流側インタークーラの、図７及び図８とは別の冷却水ルートを示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係るエンジンの吸気構造を備えた自動二輪車１の左側面図である。図１では、車体フレームを覆うフロントカウル等を透視した状態を示している。なお、本実施形態で用いる方向の概念は、自動二輪車１の運転者から見た方向の概念と一致するものとして説明する。
【００２６】
図１に示されるように、自動二輪車１は前輪２と後輪３とを備え、前輪２は略上下方向に延びるフロントフォーク４の下部にて回転自在に支持されている。フロントフォーク４は、ステアリングシャフト５に支持されている。ステアリングシャフト５は、ヘッドパイプ６によって回転自在に支持されている。フロントフォーク４の上端部に設けられたアッパーブラケット（図示せず）には、左右に延びるバー型のステアリングハンドル７が取り付けられている。従って、運転者がステアリングハンドル７を左右に揺動させることによって、ステアリングシャフト５を回転軸として、前輪２が操舵される。
【００２７】
車体フレーム８は、ヘッドパイプ６から後方に延設されている。車体フレーム８の後下端部には、スイングアーム９の前端部がピボットボルト１０で軸支されており、スイングアーム９の後端部には後輪３が回転自在に支持されている。車体フレーム８の上方であって、ステアリングハンドル７の後方には、燃料タンク１１が配置され、燃料タンク１１の後方には、運転者用のシート１２が配置されている。燃料タンク１１の下方には、並列４気筒のエンジン１３が搭載されている。エンジン１３の後部には、出力スプロケット１４が配置されており、出力スプロケット１４の動力がチェーン１５を介して後輪３へと伝達される。
【００２８】
ステアリングハンドル７の前方には、ヘッドランプ１６が配置されており、ヘッドランプ１６は、フロントカウル１７で覆われている。ヘッドランプ１６の上部には、空気（走行風）を取り入れる吸気取入ダクト１８が配置されている。吸気取入ダクト１８から取り入れられた空気は、ヘッドパイプ６内（ヘッドボックス内）及び車体フレーム８内に形成された吸気通路１９を通って、エンジン１３の上方のエアクリーナ（図示せず）に送られるようになっている。エアクリーナによって浄化された空気は、エアクリーナの吸気下流側に設けられた過給機２０によって回転圧縮され、過給機２０に接続され後方上方に延びている吸気ダクト２１を通って、燃料タンク１１の下方に配置された吸気チャンバー２２に送られるようになっている。過給機２０は、エンジン１３のシリンダの背後に配置され、吸気チャンバー２２は、エンジン１３の後部上方であって、過給機２０の上方に配置されている。
【００２９】
吸気チャンバー２２内には、過給機２０によって圧縮され高温となった空気を冷却するインタークーラ３０が設けられている。インタークーラ３０によって冷却された空気は、吸気チャンバー２２の吸気下流側に接続されたスロットルボディ２３に送られ、スロットルボディ２３において、燃料タンク１１からの燃料と混合され、燃焼ガスとなる。スロットルボディ２３の燃焼ガスは、エンジン１３のシリンダヘッド１３１の吸気ポート１３１ａから、エンジン１３の燃焼室に送られる。
【００３０】
図２は、吸気チャンバー２２近傍の右方斜視図であり、図３は、吸気チャンバー２２近傍の左方斜視図である。図３では、吸気チャンバー２２及びスロットルボディ２３の内部を可視化して示している。また、図２及び図３では、吸気の流れが、白抜き矢印で示されている。
【００３１】
図２に示されるように、過給機２０は、吸気入口２０ａから空気を吸入し、空気を回転させ、その遠心力によって空気を圧縮するようになっている。過給機２０は、エンジン１３に固定されるようになっている。過給機２０と吸気チャンバー２２とを接続される吸気ダクト２１は、弾性体で形成されている。したがって、吸気チャンバー２２は、エンジン１３及び過給機２０に対して、相対変位可能にフローティング支持されている。吸気ダクト２１は吸気チャンバー２２の車幅方向（左右方向）のほとんど真ん中に取り付けられており、吸気ダクト２１からの空気は、吸気チャンバー２２内に均一に送られるようになっている。なお、吸気チャンバー２２は、エンジン１３又は車体フレーム８に直接支持されても良い。
【００３２】
スロットルボディ２３は、エンジン１３の吸気口に対して、弾性体２４を介して接続されており、弾性体２４はバンド２５で締め付けられるようになっている。したがって、スロットルボディ２３は、エンジン１３に対して、相対変位可能にフローティング支持されている。なお、スロットルボディ２３は、エンジン１３又は車体フレーム８に直接支持されても良い。
【００３３】
スロットルボディ２３の下部であり、スロットルボディ２３の空気の出口近傍には、燃料を噴射するメインインジェクタ２３１が設けられている。さらに、スロットルボディ２３の上部であり、スロットルボディ２３の空気の入口にも、燃料を噴射するトップインジェクタ２３２が設けられている。メインインジェクタ２３１及びトップインジェクタ２３２は、それぞれ、気筒毎に設けられている。
【００３４】
図１及び図３に示されるように、吸気チャンバー２２内において、インタークーラ３０の吸気上流側には、一定容積を有する容積部２２１が設けられている。
【００３５】
吸気チャンバー２２内のインタークーラ３０の取付部において、インタークーラ３０の吸気方向に垂直となる断面積は、吸気チャンバー２２内の吸気方向に垂直となる断面積に略等しくなっている。すなわち、吸気チャンバー２２内のインタークーラ３０の取付部において、吸気チャンバー２２内面とインタークーラ３０との外面との間で、ほとんど隙間が形成されておらず、容積部２２１からの空気は、ほぼインタークーラ３０内を通過して、スロットルボディ２３に向かうようになっている。
【００３６】
図４は、インタークーラ３０の冷却水ルートを示す概略図である。図４では、冷却水の流れが、黒塗り矢印で示されている。図１及び図４に示されるように、インタークーラ３０用のラジエータ３１は、エンジン冷却水を冷却するエンジンラジエータ３２の下方に設けられている。インタークーラ３０用のラジエータ３１及びエンジンラジエータ３２は、エンジン１３の前方であって、前輪２の後方に配置されており、車体前方からの走行風によって、ラジエータ３１内を流れる冷却水及びエンジンラジエータ３２内を流れる冷却水が冷却されるようになっている。ラジエータ３１では、走行風によって冷却された冷却水は、ラジエータ出口３１ａから冷却水配管３１１を介して、冷却水ポンプ３１２に送られる。冷却水ポンプ３１２は、冷却水をインタークーラ３０の入口３０ａを介してインタークーラ３０内に送るようになっている。ここで、図１に示されるように、冷却水ポンプ３１２は、エンジン１３の下方であって、ラジエータ３１の後方に配置されている。また、冷却水ポンプ３１２は、エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）からの信号に基づき電動モータによって動作する電動ポンプであり、エンジン１３の回転軸の動力とは無関係に動作可能となっている。
【００３７】
図４に示されるように、インタークーラ３０は、冷却水通路を内蔵するプレート３０１が、吸気方向（図４において紙面に垂直な方向）に垂直な方向（Ｘ方向）に複数枚、上下方向間隔Ｗをおいて積層されて形成されており、間隔Ｗを空気が通過するようになっている。インタークーラ３０は、間隔Ｗを流れる空気を、プレート３０１内を流れる冷却水によって冷却するようになっている。空気を冷却した後の冷却水は、出口３０ｂから冷却水配管３１３を介して、ラジエータ３１の入口３１ｂに戻るようになっている。図４では、一部のみ示されているが、プレート３０１の少なくとも片面には、複数のフィン３０１ａが形成されている。
【００３８】
図５は、吸気チャンバー２２部分の図３とは異なる方向の左方斜視図である。図５では、吸気の流れが、白抜き矢印で示されている。図５に示されるように、吸気チャンバー２２には、吸気入口近傍に上流側吸気センサ２２２と、吸気出口近傍に下流側吸気センサ２２３と、が設けられている。上流側吸気センサ２２２は、過給機２０によって圧縮され温度が上昇した後の吸気の温度を測定するようになっている。下流側吸気センサ２２３は、インタークーラ３０によって冷却された後であって、トップインジェクタ２３２で燃料が噴射された後の、吸気の温度を測定するようになっている。
【００３９】
エンジン１３の制御部（図示せず）は、上流側吸気センサ２２２で検知された吸気温度と下流側吸気センサ２２３で検知された吸気温度との温度差から、冷却水ポンプ３１２及びエンジン１３の点火時期を制御するようになっている。具体的には、上記温度差が小さく、制御部は、吸気が十分冷却されていないと認識すると、冷却水ポンプ３１２の給水量を増加させ、インタークーラ３０による吸気の冷却能を向上させる。また、吸気が十分冷却されていないとエンジン１３においてノッキングが生じやすくなるので、制御部は、吸気が十分冷却されていないと認識すると、点火時期をリタードさせ（遅くして）、ノッキングを防止するようになっている。
【００４０】
前記構成のエンジン１３の吸気構造によれば、次のような効果を発揮できる。
【００４１】
（１）吸気チャンバー２２内に冷却水を用いる液冷式のインタークーラ３０が設けられているので、吸気がインタークーラ３０を通過するための吸気通路を別途設ける必要がなく、吸気を冷却するための圧損を小さくすることができる。また、車両用の各部材の配置スペースが制限される自動二輪車１において、吸気チャンバー２２内にインタークーラ３０が設けられることにより、車両のコンパクト性を維持できる。
【００４２】
（２）トップインジェクタ２３２が、インタークーラ３０の吸気下流側であって、スロットルボディ２３の入口から、燃料を噴射するので、燃料の気化熱によって、インタークーラ３０で冷却された吸気をさらに冷却することができる。その結果、エンジン１３の出力をさらに向上させることができる。
【００４３】
（３）インタークーラ３０は、冷却水通路を内蔵するプレート３０１が、吸気方向に垂直な方向（Ｘ方向）に互いに間隔をおいて積層されているので、プレート３０１間を通過して冷却される吸気の流れを、プレート３０１によって、乱れのないように整える（整流化する）ことができる。その結果、吸気チャンバー２２からスロットルボディ２３へ吸気を円滑に送ることができる。
【００４４】
（４）プレート３０１の少なくとも片面には、複数のフィン３０１ａが形成されているので、プレート３０１が吸気と接触する面積を大きくすることができ、インタークーラ３０による吸気の冷却効果を向上させることができる。また、プレート３０１間を通過して冷却される吸気の流れの整流化を、フィン３０１ａによって、より促進させることができる。
【００４５】
（５）インタークーラ３０の上流側に容積部２２１が設けられているので、インタークーラ３０内に入る前の吸気が容積部２２１で均一化されることとなり、インタークーラ３０に対して、吸気を均一に送り込むことができる。また、本実施形態では、容積部２２１には何も設けられていないが、容積部２２１に、吸気方向に複数の貫通孔を有するパンチングメタルを設けることによって、インタークーラ３０に入る吸気の流れを整流化することができる。
【００４６】
（６）インタークーラ３０の吸気方向に垂直な断面積が、吸気チャンバー２２内の吸気方向に垂直な断面積に略等しくなっているので、吸気チャンバー２２内の吸気はすべてインタークーラ３０内を通過することとなり、吸気を効果的に冷却することができる。
【００４７】
（７）スロットルボディ２３及び吸気チャンバー２２がエンジン１３に対してフローティング支持されているので、エンジン１３からスロットルボディ２３及び吸気チャンバー２２への振動を伝わりにくくすることができる。その結果、振動によるスロットルボディ２３及び吸気チャンバー２２の損傷等を防止できる。
【００４８】
（８）インタークーラ３０は、専用の冷却水ポンプ３１２及びラジエータ３１を介して冷却水を循環させることによって、吸気の冷却を行うようになっているので、エンジン冷却水（最高温度９０℃程度）を用いて吸気を冷却する場合と比べて、低温の冷却水（最高温度５０℃程度）を用いることにより、吸気の冷却効果を向上させることができる。
【００４９】
（９）冷却水ポンプ３１２がエンジン回転軸の回転によって動作するのではなく、ＥＣＵからの信号に基づき電動モータによって動作するので、冷却水ポンプ３１２は、エンジン状態、吸気温度、ノッキング、要求される出力等に応じて、冷却水量を変更でき、その結果、インタークーラ３０において吸気を効率的に冷却することができる。
【００５０】
（１０）インタークーラ３０用のラジエータ３１は、エンジン冷却水を冷却するエンジンラジエータ３２に対して上下方向に並ぶように配置されているので、ラジエータ３１の配置を容易に行うことができる。
【００５１】
（１１）ラジエータ３１は、エンジンラジエータ３２の下方に配置され、冷却水ポンプ３１２は、エンジン１３の下方であって、ラジエータ３１の後方に配置されているので、ラジエータ３１から冷却水ポンプ３１２までの経路を短くすることができる。
【００５２】
本実施形態では、インタークーラ３０が、専用の冷却水ポンプ３１２及びラジエータ３１を介して冷却水を循環させることによって、吸気の冷却を行うようになっているが、インタークーラは、エンジン冷却水を利用して、吸気の冷却を行っても良い。この場合、別途冷却水系統（ラジエータ３１、冷却水ポンプ３１２、冷却水配管３１１、３１３等）を設ける必要がなく、冷却設備を合理化できる。
【００５３】
本実施形態では、インタークーラ３０のプレート３０１の片面に、複数のフィン３０１ａが形成されているが、プレート３０１の両面に複数のフィンが形成されていても良い。また、インタークーラ３０の冷却性能が十分である場合には、フィン３０１ａが形成されなくても良い。
【００５４】
本実施形態では、インタークーラ３０における吸気の冷却には、冷却水が用いられているが、冷媒は水に限定されず、液体であれば良く、例えば、油や不凍液でも良い。
【００５５】
（第２実施形態）
図６は、本発明の第２実施形態に係るエンジンの吸気構造を備えた自動二輪車１の左側面図である。図６では、車体フレームを覆うフロントカウル等を透視した状態を示している。第２実施形態は、吸気チャンバー２２内に１つのインタークーラが設けられた第１実施形態に対して、吸気チャンバー２２内に２つのインタークーラが設けられた点で異なっており、その他の構成は第１実施形態と同じである。このため、第２実施形態の説明においては、第１実施形態と同じ部品及び部分には同じ符号を付し、それらの内容については詳しい説明を省略する。
【００５６】
図６に示されるように、吸気チャンバー２２内には、２つのインタークーラ４０、５０が吸気方向に並んで設けられている。上流側インタークーラ４０の吸気上流側には、第１実施形態と同様、一定容積を有する容積部２２１が設けられている。一方、上流側インタークーラ４０の直下流側には、下流側インタークーラ５０が設けられており、上流側インタークーラ４０と下流側インタークーラ５０との間には、ほとんど隙間が形成されていない。
【００５７】
上流側インタークーラ４０は、エンジン冷却水を循環させることによって、吸気の冷却を行うようになっており、下流側インタークーラ５０は、専用の冷却水ポンプ５１２及びラジエータ５１を介して冷却水を循環させることによって、吸気の冷却を行うようになっている。
【００５８】
吸気チャンバー２２内のインタークーラ４０の取付部において、インタークーラ４０の吸気方向に垂直となる断面積は、吸気チャンバー２２内の吸気方向に垂直となる断面積に略等しくなっている。すなわち、吸気チャンバー２２内のインタークーラ４０の取付部において、吸気チャンバー２２内面とインタークーラ４０との外面との間で、ほとんど隙間が形成されておらず、容積部２２１からの空気は、ほぼインタークーラ４０内を通過して、インタークーラ５０に向かうようになっている。
【００５９】
同様に、吸気チャンバー２２内のインタークーラ５０の取付部において、インタークーラ５０の吸気方向に垂直となる断面積は、吸気チャンバー２２内の吸気方向に垂直となる断面積に略等しくなっている。すなわち、吸気チャンバー２２内のインタークーラ５０の取付部において、吸気チャンバー２２内面とインタークーラ５０との外面との間で、ほとんど隙間が形成されておらず、インタークーラ４０からの空気は、ほぼインタークーラ５０内を通過して、スロットルボディ２３に向かうようになっている。
【００６０】
図７は、上流側インタークーラ４０及び下流側インタークーラ５０の冷却水ルートを示す概略図である。図７では、エンジンラジエータ４１の冷却水の入口が２つ（入口４１ｂ１、４１ｂ２）、出口が１つ（出口４１ａ）設けられている。図７では、冷却水の流れが、黒塗り矢印で示されている。図６及び図７に示されるように、インタークーラ４０は、エンジン冷却水を利用して、吸気を冷却するようになっている。エンジンラジエータ４１は、エンジン１３の前方であって、前輪２の後方に配置されており、車体前方からの走行風によって、エンジンラジエータ４１内を流れる冷却水が冷却されるようになっている。エンジンラジエータ４１において、走行風によって冷却された冷却水は、エンジンラジエータ出口４１ａから冷却水配管４１１ａを介して、エンジン冷却水ポンプ４１２に送られる。エンジン冷却水ポンプ４１２の出口において、冷却水ルートは、冷却水配管４０２ａと冷却水配管４０２ｂに分岐されており、冷却水配管４０２ａを通過した冷却水は、インタークーラ４０の入口４０ａを介してインタークーラ４０内に送られるようになっている。ここで、図６に示されるように、エンジン冷却水ポンプ４１２は、エンジン１３の下方に配置されている。また、冷却水配管４０２ｂを通過した冷却水は、エンジン１３に送られ、エンジン１３の構成部材を冷却するようになっている。したがって、エンジン１３を冷却する前の冷却水をインタークーラ４０に供給することができ、インタークーラ４０において吸気を効果的に冷却することができる。エンジン１３を冷却した冷却水は、冷却水配管４１１ｂを介して、エンジンラジエータ４１の入口４１ｂ２に戻るようになっている。
【００６１】
図７に示されるように、インタークーラ４０は、インタークーラ３０と同様の構造を有しており、冷却水通路を内蔵するプレート４０１が、吸気方向に垂直な方向に複数枚、上下方向間隔Ｗ１をおいて積層されて形成されており、間隔Ｗ１を空気が通過するようになっている。インタークーラ４０は、間隔Ｗ１を流れる空気を、プレート４０１内を流れる冷却水によって冷却するようになっている。空気を冷却した後の冷却水は、出口４０ｂから冷却水配管４１３を介して、ラジエータ４１の入口４１ｂ１に戻るようになっている。図７では、一部のみ示されているが、プレート４０１の少なくとも片面には、複数のフィン４０１ａが形成されている。
【００６２】
図６及び図７に示されるように、インタークーラ５０は、専用の冷却水ポンプ５１２及びラジエータ５１を介して冷却水を循環させることによって、吸気を冷却するようになっている。ラジエータ５１は、エンジン１３の前方であって、前輪２の後方に配置されており、エンジンラジエータ４１の下方に設けられている。ラジエータ５１は、車体前方からの走行風によって、ラジエータ５１内を流れる冷却水が冷却されるようになっている。ラジエータ５１において、走行風によって冷却された冷却水は、ラジエータ出口５１ａから冷却水配管５１１を介して、冷却水ポンプ５１２に送られる。冷却水ポンプ５１２は、冷却水を、インタークーラ５０の入口５０ａを介してインタークーラ５０内に送るようになっている。ここで、冷却水ポンプ５１２は、エンジン１３の下方であって、ラジエータ５１の後方に配置されている。
【００６３】
図７に示されるように、インタークーラ５０は、インタークーラ３０及びインタークーラ４０と同様の構造を有しており、冷却水通路を内蔵するプレート５０１が、吸気方向に垂直な方向に複数枚、上下方向間隔Ｗ２をおいて積層されて形成されており、間隔Ｗ２を空気が通過するようになっている。インタークーラ５０は、間隔Ｗ２を流れる空気を、プレート５０１内を流れる冷却水によって冷却するようになっている。空気を冷却した後の冷却水は、出口５０ｂから冷却水配管５１３を介して、ラジエータ５１の入口５１ｂに戻るようになっている。図７では、一部のみ示されているが、プレート５０１の少なくとも片面には、複数のフィン５０１ａが形成されている。
【００６４】
図８は、上流側インタークーラ４０及び下流側インタークーラ５０の、図７とは別の冷却水ルートを示す概略図である。図８では、エンジンラジエータ４１の冷却水の入口及び出口が２つずつ設けられており（入口４１ｂ１、４１ｂ２、出口４１ａ１、４１ａ２）、上流側インタークーラ４０のための冷却水ポンプ４２１が更に設けられている。その結果、エンジン１３を冷却する冷却水ルートと上流側インタークーラ４０で空気を冷却する冷却水ルートとが並列に配置されるようになっている。冷却水ポンプ４２１の構成は、冷却水ポンプ５１２の構成と同様である。また、図９でも、冷却水の流れが、黒塗り矢印で示されている。
【００６５】
エンジンラジエータ４１において、走行風によって冷却された冷却水は、エンジンラジエータ出口４１ａ２から冷却水配管４１１ａを介して、エンジン冷却水ポンプ４１２に送られる。エンジン冷却水ポンプ４１２は、冷却水を、エンジン１３に送るようになっており、エンジン１３に送られた冷却水は、エンジン１３の構成部材を冷却するようになっている。エンジン１３を冷却した冷却水は、冷却水配管４１１ｂを介して、エンジンラジエータ４１の入口４１ｂ２に戻るようになっている。
【００６６】
また、エンジンラジエータ４１において、走行風によって冷却された冷却水は、エンジンラジエータ出口４１ａ１から冷却水配管４２０を介して、冷却水ポンプ４２１に送られる。冷却水ポンプ４２１は、冷却水を、インタークーラ４０の入口４０ａを介してインタークーラ４０内に送るようになっている。インタークーラ４０内で空気を冷却した後、冷却水は、出口４０ｂから冷却水配管４１３を介して、エンジンラジエータ４１の入口４１ｂ１に戻るようになっている。なお、下流側インタークーラ５０の冷却水ルートは、図７と同じである。
【００６７】
図９は、上流側インタークーラ４０及び下流側インタークーラ５０の、図７及び図８とは別の冷却水ルートを示す概略図である。図９では、エンジンラジエータ４１の冷却水の入口及び出口が１つずつ設けられている（入口４１ｂ、出口４１ａ）。また、図９でも、冷却水の流れが、黒塗り矢印で示されている。
【００６８】
エンジンラジエータ４１において、走行風によって冷却された冷却水は、エンジンラジエータ出口４１ａから冷却水配管４１１ａを介して、エンジン１３に送られ、エンジン１３の構成部材を冷却するようになっている。エンジン１３を冷却した冷却水は、冷却水配管４１１ｂを介して、エンジン冷却水ポンプ４１２に送られる。エンジン冷却水ポンプ４１２は、冷却水を、インタークーラ４０の入口４０ａを介してインタークーラ４０内に送るようになっている。インタークーラ４０内で空気を冷却した後、冷却水は、出口４０ｂから冷却水配管４１３を介して、エンジンラジエータ４１の入口４１ｂに戻るようになっている。なお、下流側インタークーラ５０の冷却水ルートは、図７及び図８と同じである。
【００６９】
エンジン冷却水ポンプ４１２は、エンジン１３の回転軸の動力で動作するようになっている。一方、冷却水ポンプ４２１、５１２は、エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）からの信号に基づき電動モータによって動作する電動ポンプであり、エンジン１３の回転軸の動力とは無関係に動作可能となっている。
【００７０】
前記構成のエンジン１３の吸気構造によれば、次のような効果を発揮できる。
【００７１】
（１）吸気チャンバー２２内には、上流側インタークーラ４０及び下流側インタークーラ５０が吸気方向に並んで設けられ、上流側インタークーラ４０は、エンジン冷却水を循環させることによって、吸気の冷却を行うようになっており、下流側インタークーラ５０は、専用の冷却水ポンプ５１２及びラジエータ５１を介して冷却液を循環させることによって、吸気の冷却を行うようになっている。したがって、冷却水温度が比較的高温となるエンジン冷却水を用いる上流側インタークーラ４０で高温の吸気を冷却し、その吸気をさらに、冷却水温度が比較的低温となる冷却水を用いる下流側インタークーラ５０で冷却するようになっている。すなわち、上流側インタークーラ４０と下流側インタークーラ５０とを組み合わせることで、エンジンラジエータ４１のエンジン冷却水とラジエータ５１の冷却水とを効率良く吸気の冷却に用いることができ、下流側インタークーラのみで吸気を冷却する場合と比べて、下流側インタークーラに必要とされる冷却性能を低減することができる。すなわち、下流側インタークーラ５０、ラジエータ５１、及び冷却水ポンプ５１２を合理化することができる。
【００７２】
（２）上流側インタークーラ４０及び下流側インタークーラ５０の吸気方向に垂直な断面積が、吸気チャンバー２２内の吸気方向に垂直な断面積に略等しくなっているので、吸気チャンバー２２内の吸気はすべて上流側インタークーラ４０内及び下流側インタークーラ内を通過することとなり、吸気を効果的に冷却することができる。
【００７３】
（３）本実施形態においても、第１実施形態と同様、下流側インタークーラ５０の吸気下流側であって、スロットルボディ２３の入口にトップインジェクタ２３２が設けられている。したがって、下流側インタークーラ５０の吸気下流側であって、スロットルボディ２３の入口から、燃料を噴射するので、燃料の気化熱によって、下流側インタークーラ５０で冷却された吸気をさらに冷却することができる。その結果、エンジン１３の出力をさらに向上させることができる。
【００７４】
（４）冷却水ポンプ４２１、５１２がエンジン回転軸の回転によって動作するのではなく、ＥＣＵからの信号に基づき電動モータによって動作するので、冷却水ポンプ４２１、５１２は、エンジン状態、吸気温度、ノッキング、要求される出力等に応じて、冷却水量を変更でき、その結果、インタークーラ４０、５０において吸気を効率的に冷却することができる。
【００７５】
（５）インタークーラ５０用のラジエータ５１は、エンジン冷却水を冷却するエンジンラジエータ４１に対して上下方向に並ぶように配置されているので、ラジエータ５１の配置を容易に行うことができる。
【００７６】
（６）ラジエータ５１は、エンジンラジエータ４１の下方に配置され、冷却水ポンプ５１２は、エンジン１３の下方であって、ラジエータ５１の後方に配置されているので、ラジエータ５１から冷却水ポンプ５１２までの経路を短くすることができる。
【００７７】
本実施形態では、上流側インタークーラ４０及び下流側インタークーラ５０は、それぞれ１つずつ設けられているが、それぞれ複数設けられても良い。ただし、上流側インタークーラ４０は、エンジン冷却水を使用し、下流側インタークーラ５０は、専用の冷却水を使用することが必要である。本実施形態では、下流側インタークーラ５０における吸気の冷却には、冷却水が用いられているが、冷媒は水に限定されず、液体であれば良く、例えば、油や不凍液でも良い。
【００７８】
上流側インタークーラ４０と下流側インタークーラ５０とは、同様の構造を有しているが、プレートの面積や枚数及びプレート間の間隔等は異なっていても良い。また、プレート４０１及びプレート５０１のそれぞれの片面には、複数のフィン４０１ａ及びフィン５０１ａが形成されているが、プレート４０１及びプレート５０１のそれぞれの両面に複数のフィンが形成されていても良い。また、上流側インタークーラ４０及び下流側インタークーラ５０の冷却性能が十分である場合には、フィン４０１ａ及びフィン５０１ａが形成されなくても良い。
【００７９】
本実施形態では、冷却水ポンプ４２１、５１２は電動ポンプであるが、エンジン冷却水ポンプ４１２と同様、エンジン１３の回転軸の動力で動作するようになっていても良い。
【００８０】
上記実施形態において、エンジン冷却水を使用しないインタークーラ３０及び下流側インタークーラ５０の冷却液（冷媒は水に限定されない）は、エンジン潤滑能力を必要としない。したがって、インタークーラ３０及び下流側インタークーラ５０の冷却液として、エンジン冷却水とは異なる冷却液を用いることができる。例えば、エンジン冷却水と比べて、空気との熱交換性に優れた冷却液を用いることができる。
【００８１】
上記実施形態では、冷却水ポンプ３１２は、エンジン１３の下方に設けられているが、冷却水ポンプ３１２及び冷却水ポンプ４２１は、エンジン１３の上方又は後方に配置されても良い。
【００８２】
上記実施形態において、フロントフォーク４ではなくスイングアームによって前輪２を揺動自在に支持するフロントアーム構造を採用することによって、ラジエータの前方を遮るフロントフォーク４を廃止でき、その結果、ラジエータに導かれる走行風を増やすことができ、ラジエータの冷却性能を向上させることができる。
【００８３】
上記実施形態において、トップインジェクタ２３２を、後方に進むにつれて下方に傾斜するように形成したり、スロットルボディ２３の吸気口よりも前方に配置することによって、吸気チャンバー２２の空間を大きくできると共に、トップインジェクタ２３２が吸気の流れを邪魔することを抑制することができる。
【００８４】
また、インタークーラに代えて、空気が通過可能でかつ燃料が付着するような格子が設けられても良い。このような格子に、燃料が付着し蒸発することによって、格子を冷却することができ、その結果、吸気チャンバー２２内の温度上昇を抑制することができる。特に、スロットルボディ２３の吸気口とトップインジェクタ２３２との間に、インタークーラ又は上記格子を配置することによって、燃料がインタークーラ表面又は格子表面に付着しやすくなり、インタークーラ又は格子の冷却効果をさらに向上させることができる。
【００８５】
上記実施形態では、自動二輪車を例として説明したが、本発明は、自動二輪車のエンジンの吸気構造に限定されるものではなく、過給機を備える車両のエンジン等に広く適用されることができる。
【００８６】
本発明は、上記実施形態で説明した構成には限定されず、特許請求の範囲に記載した内容を逸脱することなく、当業者が考え得る各種変形例を含むことができる。
【産業上の利用可能性】
【００８７】
本発明では、過給機によって圧縮された吸気を、圧損を小さくして冷却することができる、エンジンの吸気構造を提供できるので、産業上の利用価値が大である。
【符号の説明】
【００８８】
１  自動二輪車
２  前輪  ３  後輪  ４  フロントフォーク  ５  ステアリングシャフト
６  ヘッドパイプ  ７  ステアリングハンドル  ８  車体フレーム
９  スイングアーム  １０  ピボットボルト
１１  燃料タンク
１２  シート  １３  エンジン  １３１  シリンダヘッド  １３１ａ  吸気ポート
１４  出力スプロケット  １５  チェーン
１６  ヘッドランプ  １７  フロントカウル  
１８  吸気取入ダクト  １９  吸気通路  ２０  過給機  ２１  吸気ダクト
２２  吸気チャンバー  ２２１  容積部
２２２  上流側吸気センサ  ２２３  下流側吸気センサ
２３  スロットルボディ
２３１  メインインジェクタ  ２３２  トップインジェクタ
２４  弾性体  ２５  バンド
３０  インタークーラ  ３０１  プレート
３１  ラジエータ  ３１１  冷却水配管  
３１２  冷却水ポンプ  ３１３  冷却水配管
３２  エンジンラジエータ
４０  上流側インタークーラ  ４１  エンジンラジエータ
４１２  エンジン冷却水ポンプ  ４２１  冷却水ポンプ
５０  下流側インタークーラ  ５１  ラジエータ  ５１２  冷却水ポンプ
【図１】
2013073566.tif 000003
【図２】
2013073566.tif 000004
【図３】
2013073566.tif 000005
【図４】
2013073566.tif 000006
【図５】
2013073566.tif 000007
【図６】
2013073566.tif 000008
【図７】
2013073566.tif 000009
【図８】
2013073566.tif 000010
【図９】
2013073566.tif 000011
【国際調査報告】
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2013073566.tif 000013
2013073566.tif 000014
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