(57)【要約】【課題】排気ポートへ空気を導入する通路を逆流した排気がリード弁の弁体に直接当たり、またはリード弁の弁体とストッパとの間に直接入ることによる弁体等の部品の破損等を防止する。【解決手段】エアクリーナと排気ポートとの間を接続する空気導入通路の途中にリード弁を設け、排気ポート内の負圧を利用してリード弁を開弁させ、排気ポート内に空気を導入する二次空気導入装置において、空気導入通路のリード弁と排気ポートとの間に逆流制限部材４１を設ける。逆流制限部材４１は、空気導入通路の伸長方向と交わる面を有する平板部４２を有し、平板部４２は、エアクリーナから排気ポートへ向かって空気導入通路を流れる空気を通過させる空気通過領域４４と、排気ポートから空気導入通路を逆流する排気のうちリード弁の弁体へ直接当たる方向に流れる排気を遮断する逆流遮断領域４７とを有している。【選択図】図１１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンのシリンダヘッドに設けられた排気ポート内の負圧を利用して前記排気ポート内に空気を導入する二次空気導入装置であって、
大気を取り込む空気取込部と前記排気ポートとの間を接続する空気導入通路が設けられた空気導入部と、
前記空気導入通路に設けられ、前記排気ポート内の圧力に応じて前記空気導入通路を開閉するリード弁と、
前記空気導入通路において前記リード弁と前記排気ポートとの間に設けられ、前記空気導入通路の伸長方向と交わる面を持つ板部を有する逆流制限部材とを備え、
前記板部は、前記空気取込部から前記排気ポートへ向かって前記空気導入通路を流れる空気を通過させる空気通過領域と、前記排気ポートから前記空気導入通路を逆流する排気のうち少なくとも前記リード弁の弁体へ直接当たる方向に流れる排気を遮断する逆流遮断領域とを有していることを特徴とする二次空気導入装置。
【請求項２】
前記逆流遮断領域は、前記板部のうち、前記弁体において前記排気ポートから前記空気導入通路を逆流する排気が直接当たる部分と前記空気導入通路の伸長方向において対向する部分に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の二次空気導入装置。
【請求項３】
前記空気導入通路は、弁室と、前記空気取込部と前記弁室との間を接続する第１の通路と、前記弁室と前記排気ポートとの間を接続する第２の通路とを備え、
前記リード弁は、前記弁室内を前記第１の通路が接続された第１の室と前記第２の通路が接続された第２の室とに分割するように設けられ、
前記逆流制限部材は前記第２の室内に設けられ、
前記逆流遮断領域は、前記板部の前記排気ポート側を向いた面において、前記第２の室内に開口した前記第２の通路の開口部を投影した領域の一部または全部を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の二次空気導入装置。
【請求項４】
前記リード弁は、前記第２の室側を向いた面に着座面が設けられた基体と、前記基体に設けられ、前記着座面に離着座する前記弁体と、前記弁体の離座方向の移動量を規制するストッパとを備え、
前記第２の通路は、排気の一部が当該第２の通路から前記第２の室内へ前記弁体と前記ストッパとの間に直接入る方向に流出するように設けられ、
前記逆流遮断領域は、前記第２の通路から前記第２の室内へ流出する排気のうち、少なくとも前記弁体と前記ストッパとの間に直接入る方向に流出する排気を遮断することを特徴とする請求項３に記載の二次空気導入装置。
【請求項５】
前記板部において、前記空気通過領域には、複数の孔を配列することにより形成された通気構造が設けられ、前記逆流遮断領域には前記通気構造が設けられていないことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の二次空気導入装置。
【請求項６】
前記板部において、前記空気通過領域および前記逆流遮断領域には、複数の孔を配列することにより形成された通気構造がそれぞれ設けられ、前記逆流遮断領域に設けられた前記通気構造は、前記空気通過領域に設けられた前記通気構造と比較し、単位面積当たりの孔の個数が少ないことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の二次空気導入装置。
【請求項７】
前記板部において、前記空気通過領域および前記逆流遮断領域には、複数の孔を配列することにより形成された通気構造がそれぞれ設けられ、前記逆流遮断領域の面積に対する前記逆流遮断領域内に配列された複数の孔の合計面積の割合が、前記空気通過領域の面積に対する前記空気通過領域内に配列された複数の孔の合計面積の割合よりも小さいことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の二次空気導入装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンのシリンダヘッドに設けられた排気ポート内の負圧を利用して排気ポート内に空気を供給する二次空気導入装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動二輪車等のエンジンには、排気ポート内の負圧を利用して排気ポート内に空気を供給する二次空気導入装置が設けられることがある。この二次空気導入装置によれば、燃焼室から排出される排気中の未燃ガスを、排気ポートに導入した空気により燃焼させることができる。これにより、エンジンの始動時等において排気温度を上昇させ、触媒の早期活性化を図ることができる。
【０００３】
二次空気導入装置は、例えば、吸気系におけるエアクリーナから排気ポートへ空気を導入する通路を形成し、この通路の途中に弁室を形成し、弁室内にリード弁を設けることにより構成される。このような二次空気導入装置において、排気の脈動により排気ポート内に負圧が生じたとき、この負圧により、リード弁が開き、エアクリーナ側から排気ポート内へ空気が吸引される（下記の特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３３３００１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した二次空気供給装置において、排気ポート内の負圧によりリード弁を開弁させ、排気ポート内へ空気を吸引するために、弁室と排気ポートとは、例えばシリンダヘッド等に形成された通路により連通している。このため、排気バルブが開弁し、排気が燃焼室から排出された直後等に、その排気の一部が弁室と排気ポートとの間の通路を逆流し、弁室内に設けられたリード弁の弁体に直接吹き当たることがある。
【０００６】
逆流した高圧の排気がリード弁の弁体に直接当たると、弁体が振動する。この振動により弁体の劣化が早まり、または弁体が破損することが懸念される。また、逆流した高温の排気が、弁体の振動により形成された弁体と弁座との間の隙間を通ってエアクリーナ側へ流入することがある。この場合には、リード弁の弁座において弁体が着座する部分に形成されたシール部材が排気の熱により早期に劣化し、または溶損することが懸念される。
【０００７】
また、リード弁は弁体の離座方向の移動量を規制するストッパを備えている。弁室と排気ポートとを連通する通路が弁室内へ接続する角度や、弁室内におけるリード弁の取付位置等によっては、逆流した排気がリード弁の弁体とストッパとの間に直接入って弁体とストッパとの間を高速に流れ、この排気の流れにより弁体が弁座から浮き上がることがある。このため、高温の排気がリード弁を越えてエアクリーナ側へ逆流し、例えばエアクリーナと弁室との間の経路に設けられた配管等を早期に劣化させ、または破損させるおそれがある。
【０００８】
上記特許文献１には、リード弁が設けられた弁室内において排気ポート側の領域に遮熱板を設ける構成が記載されている。この遮熱板はアルミニウムにより形成されており、この遮熱板には多数の通気孔が形成されている。逆流した排気はこの遮熱板を通過してリード弁に至る。排気が遮熱板を通過する際、排気が遮熱板により熱引きされ、排気の温度が下降する旨が上記特許文献１に記載されている。
【０００９】
しかしながら、上記遮熱板の基板には、特許文献１の図６に示されているように、多数の通気孔が全域に亘って形成されている。このため、逆流した排気が通気孔を通ってリード弁の弁体に直接当たり、弁体を振動させるおそれがあり、または、逆流した排気が通気孔を通ってリード弁の弁体とストッパとの間に直接入り、弁体を浮上させるおそれがある。
【００１０】
本発明は例えば上述したような問題に鑑みなされたものであり、本発明の課題は、排気ポートへ空気を導入する通路を逆流した排気がリード弁の弁体に直接当たり、またはリード弁の弁体とストッパとの間に直接入ることによる弁体等の部品の早期の劣化または破損を防止することができる二次空気導入装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明の二次空気導入装置は、エンジンのシリンダヘッドに設けられた排気ポート内の負圧を利用して前記排気ポート内に空気を導入する二次空気導入装置であって、大気を取り込む空気取込部と前記排気ポートとの間を接続する空気導入通路が設けられた空気導入部と、前記空気導入通路に設けられ、前記排気ポート内の圧力に応じて前記空気導入通路を開閉するリード弁と、前記空気導入通路において前記リード弁と前記排気ポートとの間に設けられ、前記空気導入通路の伸長方向と交わる面を持つ板部を有する逆流制限部材とを備え、前記板部は、前記空気取込部から前記排気ポートへ向かって前記空気導入通路を流れる空気を通過させる空気通過領域と、前記排気ポートから前記空気導入通路を逆流する排気のうち少なくとも前記リード弁の弁体へ直接当たる方向に流れる排気を遮断する逆流遮断領域とを有していることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、排気ポートへ空気を導入する通路を逆流した排気がリード弁の弁体に直接当たり、またはリード弁の弁体とストッパとの間に直接入ることにより、弁体等の部品が早期に劣化し、または破損することを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施例の二次空気導入装置が設けられたシリンダヘッドを示す説明図である。
【図２】本発明の実施例の二次空気導入装置を示す説明図である。
【図３】図２中の矢示ＩＩＩ−ＩＩＩ方向から見た二次空気導入装置を示す説明図である。
【図４】図３中の矢示ＩＶ方向から見た弁室形成凹部およびヘッド内通路の開口部を示す説明図である。
【図５】本発明の実施例の二次空気導入装置において、リード弁が取り付けられた弁カバーを示す斜視図である。
【図６】本発明の実施例の二次空気導入装置におけるリード弁を示す斜視図である。
【図７】本発明の実施例の二次空気導入装置におけるリード弁を示す分解斜視図である。
【図８】本発明の実施例の二次空気導入装置におけるリード弁の動作を示す説明図である。
【図９】本発明の実施例の二次空気導入装置における逆流制限部材を示す斜視図である。
【図１０】本発明の実施例の二次空気導入装置において弁室形成凹部に逆流制限部材が取り付けられた状態を示す説明図である。
【図１１】本発明の実施例の二次空気導入装置の逆流制限部材における空気通過領域および逆流遮断領域を示す説明図である。
【図１２】本発明の実施例の二次空気導入装置において、仮にヘッド内通路の開口部とリード弁との間に何も介在していない場合に、逆流した排気がリード弁の弁体とストッパとの間に直接入る様子を示す説明図である。
【図１３】本発明の実施例の二次空気導入装置において、仮にヘッド内通路の開口部とリード弁との間に何も介在していない場合に、リード弁において逆流する排気が直接当たる領域を示す説明図である。
【図１４】本発明の実施例の二次空気導入装置における逆流制限部材の第１の変形例を示す説明図である。
【図１５】本発明の実施例の二次空気導入装置における逆流制限部材の第２の変形例を示す説明図である。
【図１６】本発明の実施例の二次空気導入装置における逆流制限部材の第３の変形例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の実施形態の二次空気導入装置は、エンジンのシリンダヘッドに設けられた排気ポート内の負圧を利用して排気ポート内に空気を導入する装置である。当該二次空気導入装置は、大気を取り込む空気取込部と排気ポートとの間を接続する空気導入通路が設けられた空気導入部と、空気導入通路に設けられ、排気ポート内の圧力に応じて空気導入通路を開閉するリード弁と、空気導入通路においてリード弁と排気ポートとの間に設けられた逆流制限部材とを備えている。
【００１５】
逆流制限部材は、空気導入通路の伸長方向と交わる面を持つ板部を有している。そして、この板部は空気通過領域および逆流遮断領域を有している。空気通過領域は、空気取込部から排気ポートへ向かって空気導入通路を流れる空気を通過させる領域である。逆流遮断領域は、排気ポートから空気導入通路を逆流する排気のうち、少なくともリード弁の弁体へ直接当たる方向に流れる排気を遮断する領域である。
【００１６】
例えば、空気通過領域には、複数の孔を配列することにより形成された通気構造が設けられている。一方、逆流遮断領域には、通気構造が設けられておらず、または空気通過領域に形成された通気構造よりも空気または排気の流通を制限する通気構造が設けられている。
【００１７】
このような構成を有する二次空気導入装置において、燃焼室から排気が排出されたときに空気導入通路を逆流する排気のうち、リード弁の弁体に直接当たる方向に流れる排気は、弁体に至る前に逆流制限部材の逆流遮断領域に当たる。これにより、排気が弁体に直接当たることを防止することができる。したがって、高圧の排気が弁体に直接当たることによって弁体が振動することを防止することができる。これにより、振動によって、弁体の劣化が早まり、または弁体が破損することを防止することができる。
【００１８】
また、弁体の振動を防止することができるので、振動によって弁体が弁座から離れることにより形成された隙間を通って、高温の排気が空気取込部側へ逆流することを防止することができる。したがって、リード弁の弁座に形成されたシール部材、空気取込部に至る途中に設けられた配管等が排気の熱によって早期に劣化し、または破損することを防止することができる。
【００１９】
また、逆流した排気のうちリード弁の弁体に直接当たる方向に流れる排気を逆流制限部材の逆流遮断領域に当てることにより、逆流した排気がリード弁の弁体とストッパとの間に直接入ることを防止することができる。これにより、排気が弁体とストッパとの間を高速に流れることによって弁体が弁座から浮上することを防止することができる。したがって、高温の排気がリード弁を越えて空気取込部側へ逆流することを防止することができ、空気取込部に至る途中に設けられた配管等の早期劣化または破損を防止することができる。
【００２０】
一方、燃焼室から排気が排出された後に排気ポート内に生じる負圧により吸引される空気は、空気取込部から逆流制限部材の空気通過領域を通って排気ポートへ円滑に流れる。すなわち、逆流制限部材によれば、空気導入通路を逆流する排気の流れを制限しつつも、空気導入通路を順方向に流れる空気の圧力損失の増加を抑えることができる。
【実施例】
【００２１】
（シリンダヘッド）
図１は、本発明の実施例の二次空気導入装置１１が設けられたシリンダヘッド１を示している。シリンダヘッド１は、例えば自動二輪車のエンジンに設けられる。シリンダヘッド１は４バルブエンジン用のシリンダヘッドである。図１は、シリンダヘッド１を左右方向中間位置で切断した片側部分の断面を示している。図１中の右側が排気側であり、エンジンが自動二輪車に搭載されたときには自動二輪車の前方を向く側である。一方、図１中の左側が吸気側であり、エンジンが自動二輪車に搭載されたときには自動二輪車の後方を向く側である。なお、以下の説明で方向を示す際には、エンジンが自動二輪車に搭載された場合において当該自動二輪車の運転者にとっての前、後、左、右、上、下を基準とする（各図中の右下の矢印を参照）。
【００２２】
シリンダヘッド１は、例えばアルミニウム合金により形成されたシリンダヘッド本体２を備えている。シリンダヘッド本体２には、燃焼室形成凹部３、吸気ポート４、排気ポート６およびプラグホール８が形成されている。
【００２３】
燃焼室形成凹部３は、エンジンにおいてシリンダヘッド１の下方に設けられたシリンダ内のピストンが上死点に位置するときに、ピストンの上面と共に燃焼室を形成する部分である。燃焼室形成凹部３は、シリンダヘッド本体２の下面中央に形成されている。
【００２４】
吸気ポート４は燃焼室に吸気を導入するためのポートである。吸気ポート４はシリンダヘッド本体２の後部に形成されている。吸気ポート４において、吸気が流入する流入側は１つの通路であるが、燃焼室に向かう途中で二股に分かれ、流出側は２つの通路となり、それぞれの通路が燃焼室内に連通している。そして、吸気ポート４の流出側の２つの通路には、それらの通路を開閉する吸気バルブ５がそれぞれ設けられている。
【００２５】
排気ポート６は燃焼室から排気を排出するためのポートである。排気ポート６はシリンダヘッド本体２の前部に形成されている。排気ポート６において、排気が流入する流入側は２つの通路であり、それぞれが燃焼室と連通しているが、燃焼室から離れる途中で合流し、流出側は１つの通路となっている。そして、排気ポート６の流入側の２つの通路には、それらの通路を開閉する排気バルブ７がそれぞれ設けられている。
【００２６】
プラグホール８は点火プラグを収容するための孔である。プラグホール８は、吸気ポート４と排気ポート６との間に形成されている。
【００２７】
また、シリンダヘッド１には、本発明の実施例の二次空気導入装置１１が設けられている。二次空気導入装置１１は、シリンダヘッド本体の前部において、排気ポート６の上方に設けられている。
【００２８】
（二次空気導入装置）
図２は二次空気導入装置１１を示している。図３は、図２中の矢示ＩＩＩ−ＩＩＩ方向から見た二次空気導入装置１１を示している。図４は、弁カバー１９、リード弁３１および逆流制限部材４１を取り外した状態で、図３中の矢示ＩＶ方向から見た弁室形成凹部１２およびヘッド内通路１７を示している。図５は、リード弁３１が取り付けられた弁カバー１９を示している。
【００２９】
二次空気導入装置１１は、排気ポート６内の負圧を利用して排気ポート６内に空気を導入する装置である。二次空気導入装置１１は、図２または図３に示すように、弁室形成凹部１２、ヘッド内通路１７、弁カバー１９、リード弁３１、および逆流制限部材４１を備えている。
【００３０】
弁室形成凹部１２は弁カバー１９と共に弁室２７を形成する凹部である。弁室形成凹部１２は、シリンダヘッド本体２の前部かつ上部の左右方向中間部に形成され、シリンダヘッド本体２の前面に開口している。また、図３に示すように、弁室形成凹部１２において、左部および右部は、左右方向中間部と比較して深さが浅い浅底部１３となっている。また、弁室形成凹部１２の開口部には、図４に示すように、弁カバー１９を取り付けるための弁カバー取付部１４が形成されている。また、弁カバー取付部１４には、弁カバー１９を固定するボルト１５を螺着させる穴１６が形成されている。
【００３１】
ヘッド内通路１７は、弁室２７と排気ポート６とを接続する通路である。ヘッド内通路１７は、シリンダヘッド本体２に例えば鋳造またはドリル加工により形成された孔である。ヘッド内通路１７は、図１に示すように、シリンダヘッド本体２の前部の左右方向中間部に形成されている。図２または図３に示すように、ヘッド内通路１７において、空気が流入する空気流入端側は弁室形成凹部１２内、すなわち弁室２７内に連通している。詳細には、ヘッド内通路１７の空気流入端側は、弁室形成凹部１２の奥部（後部）かつ下部の左右方向中間部に開口している。一方、ヘッド内通路１７において、空気が流出する空気流出端側は排気ポート６内に連通している。詳細には、ヘッド内通路１７の空気流出端側は、図１に示すように、排気ポート６においてその流出側の２つの通路が合流した部分に開口している。また、ヘッド内通路１７は、その空気流出端側が空気流入端側よりも後方に位置するように傾斜しつつ上下方向に直線状に伸長している。
【００３２】
弁カバー１９は弁室形成凹部１２と共に弁室２７を形成する部材である。弁カバー１９は例えば耐熱性の高い樹脂により形成されている。弁カバー１９は、図２、図３または図５に示すように、カバー本体２０および管部２４を備えている。
【００３３】
カバー本体２０は、箱状に形成され、その後部が開口している。また、カバー本体２０の後部外周側には、その全周に亘って外向きに突出したフランジ部２１が形成されている。また、フランジ部２１には、弁カバー１９を弁室形成凹部１２に固定するためのボルト１５を通す穴２２が形成されている。また、カバー本体２０の後端部には、リード弁３１を取り付けるための凹部である弁取付部２３が形成されている。
【００３４】
管部２４は、筒状に形成され、カバー本体２０の上部の左右方向中間部から上方に伸長している。管部２４の上端部には、空気取込部としてのエアクリーナ９から弁室２７内へ空気を導入する空気導入ホース２６を接続するための接続部２５が形成されている。
【００３５】
図２または図３に示すように、弁室形成凹部１２内に逆流制限部材４１を入れ、かつ弁カバー１９の弁取付部２３にリード弁３１を入れた後、弁室形成凹部１２を塞ぐように弁カバー１９を弁カバー取付部１４に取り付け、両者をボルト１５により固定する。これにより、弁室形成凹部１２とカバー本体２０とによって弁室２７が形成される。弁室２７は、リード弁３１よりも前側に位置する上流室２７Ａと、リード弁３１よりも後ろ側に位置する下流室２７Ｂとを備えている。上流室２７Ａは、空気の流れ方向における上流側に位置する。管部２４内の通路は上流室２７Ａに連通している。下流室２７Ｂは空気の流れ方向における下流側に位置する。下流室２７Ｂはヘッド内通路１７と連通している。一方、エアクリーナ９と弁カバー１９の接続部２５とを空気導入ホース２６で接続することにより、エアクリーナ９と弁室２７との間を接続する通路が形成される。このように、弁カバー１９を弁室形成凹部１２に取り付け、かつ、弁カバー１９の接続部２５とエアクリーナ９との間を空気導入ホース２６で接続することにより、エアクリーナ９と排気ポート６との間を接続する空気導入通路２８が形成される。
【００３６】
（リード弁）
図６はリード弁３１を示している。図７はリード弁３１を分解した状態を示している。図８はリード弁の動作を示している。リード弁３１は、排気ポート６内の圧力に応じて空気導入通路２８を開閉する弁である。リード弁３１は、図５に示すように、弁カバー１９の弁取付部２３に取り付けられている。また、リード弁３１は、図２に示すように、弁カバー１９が弁室形成凹部１２に取り付けられることにより、概ね弁室２７の内部に配置され、弁室２７を上流室２７Ａと下流室２７Ｂとに分割する。
【００３７】
リード弁３１は、図６または図７に示すように、基体３２、シール部材３４、弁体３６、およびストッパ３７を備えている。
【００３８】
基体３２は、例えば金属または耐熱性の高い樹脂により略直方体状に形成されている。基体３２には、図７に示すように、開弁時に空気を上流室２７Ａから下流室２７Ｂへ流通させる貫通孔３３が形成されている。また、基体３２において、後方（下流室２７Ｂ側）を向いた部分は弁座として機能する。
【００３９】
シール部材３４は、閉弁時に弁体３６と基体３２との間をシールし、空気の遮断性を高める部材である。シール部材３４は、基体３２の後面上であって貫通孔３３の周縁部に貼付または塗布されている。シール部材３４は、例えばフッ素ゴム等の耐熱性が高く、シール性を有する樹脂により形成された薄膜である。また、シール部材３４の後面が着座面３５となっている。
【００４０】
弁体３６は、着座面３５に離着座することにより貫通孔３３を開閉する部材である。弁体３６は、例えば金属、カーボン、または耐熱樹脂等の耐熱性が高い材料により形成されている。また、弁体３６は、排気ポート６内の圧力に応じて開閉可能となるように弾性を有している。また、弁体３６は、略長方形の薄板状に形成され、貫通孔３３を完全に塞ぐことができる面積を有している。また、弁体３６の基端部（右端部）３６Ａはねじ３８により、基体３２の後面に固定されている。また、排気ポート６内の負圧の大きさが所定の大きさを超えておらず、弁体３６が弾性変形していない間、弁体３６の先端側部分（左側部分）３６Ｂは着座面３５に着座し、貫通孔３３を塞ぎ、上流室２７Ａから下流室２７Ｂへの空気の流通を阻止している。一方、排気ポート６内の負圧の大きさが所定の大きさを超えたときには、図８に示すように、弁体３６がその先端側部分３６Ｂが後方へ移動するように弾性変形し、弁体３６の先端側部分３６Ｂが着座面３５から離れ、貫通孔３３を開く。これにより、上流室２７Ａから下流室２７Ｂへ空気が流通する。
【００４１】
ストッパ３７は、弁体３６の離座方向（着座面３５から離れる方向）の移動量を規制する部材である。ストッパ３７は例えば金属により形成されている。ストッパ３７は、排気ポート６内の圧力により変形しないように、その厚さが設定されている。ストッパ３７の基端部（右端部）３７Ａはねじ３８により弁体３６と共に、基体３２の後面に固定されている。ストッパ３７の先端側部分（左側部分）３７Ｂは、図３に示すように、基体３２または閉弁している状態の弁体３６から所定距離離れ、弁体３６を後方から覆っている。リード弁３１を後方から見たとき（下流室２７Ｂ側から上流室２７Ａ側に向かってリード弁３１を見たとき）、ストッパ３７は弁体３６と略対応する形状および面積を有し、ストッパ３７は弁体３６と重なり合っている（図１３参照）。排気ポート６内の負圧が大きくなり、弁体３６に大きな吸引力が作用したときには、弁体３６の先端部がストッパ３７に接触し、弁体３６の移動が制限される。
【００４２】
（逆流制限部材）
図９は逆流制限部材４１を示している。図１０は、弁室形成凹部１２に逆流制限部材４１が取り付けられた状態を示している。逆流制限部材４１は、リード弁３１の開弁時にエアクリーナ９から排気ポート６へ空気の流通を許しつつ、排気ポート６からヘッド内通路１７を通って弁室２７内に逆流する排気がリード弁３１に直接吹き当たるのを制限する部材である。逆流制限部材４１は例えばアルミニウム等の金属により形成されている。逆流制限部材４１は、平板部４２と、平板部４２の上側、下側、左側、右側のそれぞれの縁部に形成された４つの側板部４３とを備えている。平板部４２は、弁室形成凹部１２の開口形状（例えば略長方形）および開口面積に対応する形状および面積を有している。また、平板部４２および側板部４３は、空気の流通および排気の逆流により変形しないようにそれらの厚みが設定されている。また、各側板部４３は平板部４２が変形しないように補強する機能を有している。
【００４３】
逆流制限部材４１は、空気導入通路２８においてリード弁３１と排気ポート６との間に設けられている。具体的には、逆流制限部材４１は、図２に示すように、下流室２７Ｂ内に設けられている。より具体的には、逆流制限部材４１は、図１０に示すように、弁室形成凹部１２に嵌め込まれている。このように逆流制限部材４１が弁室形成凹部１２に配置された状態で、平板部４２の面は、ヘッド内通路１７の空気流入端側の伸長方向（図２または図１２中の矢示Ａ方向）と交わる。
【００４４】
また、逆流制限部材４１は、リード弁３１と共に、弁カバー１９と弁カバー取付部１４との間に挟まれて支持されている。すなわち、弁カバー１９が弁カバー取付部１４にボルト１５により固定された状態で、図２に示すように、リード弁３１は弁取付部２３と弁カバー取付部１４との間に挟まれて支持されている。そして、逆流制限部材４１は、リード弁３１の基体３２と弁室形成凹部１２の浅底部１３の底面との間に挟まれて支持されている。具体的には、逆流制限部材４１の平板部４２の後面における左部および右部が浅底部１３の底面にそれぞれ接触し、かつ逆流制限部材４１の上側および下側の側板部４３の先端がリード弁３１の基体３２に接触している。
【００４５】
（空気通過領域、逆流遮断領域）
図１１は、逆流制限部材４１の平板部４２における空気通過領域４４および逆流遮断領域４７を示している。図１２は、仮にヘッド内通路１７の開口部１７Ａとリード弁３１との間に何も介在していない場合に、逆流した排気がリード弁３１の弁体３６とストッパ３７との間に直接入る様子を示している。図１３は、仮にヘッド内通路１７の開口部１７Ａとリード弁３１との間に何も介在していない場合に、リード弁３１において、逆流する排気が直接当たる領域を示している。
【００４６】
図１１に示すように、逆流制限部材４１の平板部４２は空気通過領域４４および逆流遮断領域４７を有している。
【００４７】
空気通過領域４４は、エアクリーナ９から排気ポート６へ向かって空気導入通路２８を順方向に流れる空気を通過させる領域である。具体的には、空気通過領域４４は、上流室２７Ａから下流室２７Ｂへ向かって流れる空気を通過させる領域である。空気通過領域４４には、複数の孔４５を配列することにより形成された通気構造４６が設けられている。通気構造４６において、複数の孔４５は所定のパターンをもって配列されている。例えば、複数の孔４５は、所定の間隔を置いて配列されており、配列の方向が左右方向および上下方向にそれぞれ揃っている。空気通過領域４４は、平板部４２のうち、逆流遮断領域４７以外の部分に配置されている。
【００４８】
燃焼室から排気ポート６へ排気が排出された後に生じる排気の脈動により、排気ポート６内の負圧の大きさが所定の大きさを超えたとき、リード弁３１が開弁する。これにより、大気から取り込まれ、エアクリーナ９により浄化された空気は、エアクリーナ９から空気導入ホース２６内、弁カバー１９の管部２４内、上流室２７Ａ、リード弁３１の貫通孔３３、逆流制限部材４１の空気通過領域４４に形成された複数の孔４５、下流室２７Ｂおよびヘッド内通路１７を順次通って排気ポート６内へ吸引される（図１中の矢示参照）。逆流制限部材４１の空気通過領域４４には多数の孔４５が形成され、またはそれぞれの孔４５の面積が大きい。また、平板部４２において、空気通過領域４４の面積は後述する逆流遮断領域４７の面積と比較して大きい。したがって、エアクリーナ９から排気ポート６へ流れる空気の圧力損失が逆流制限部材４１によって増加することを抑制することができる。
【００４９】
一方、逆流遮断領域４７は、排気ポート６から空気導入通路２８を逆流する排気のうち、リード弁３１の弁体３６またはシール部材３４へ直接当たる方向に流れる排気を遮断する領域である。また、逆流遮断領域４７は、ヘッド内通路１７から下流室２７Ｂへ流出する排気のうち、リード弁３１における弁体３６とストッパ３７との間に直接入る方向に流出する排気を遮断する領域である。逆流遮断領域４７には、通気構造４６が設けられていない。すなわち、逆流遮断領域４７には、孔４５が１つも形成されていない。
【００５０】
平板部４２のうち、逆流遮断領域４７は、仮にヘッド内通路１７の開口部１７Ａとリード弁３１との間に何も介在していない場合に、弁体３６においてヘッド内通路１７を逆流する排気が直接当たる部分とヘッド内通路１７の空気流入端側の伸長方向（図１２中の矢示Ａ方向）において対向する部分に配置されている。
【００５１】
図１２に示すように、ヘッド内通路１７の空気流入端側の開口部１７Ａは、下流室２７Ｂの後部かつ下部の左右方向中間部に開口している。すなわち、この開口部１７Ａは、リード弁３１の左右方向中間部の後方の下側に位置している。したがって、図１３に示すように、仮にヘッド内通路１７の開口部１７Ａとリード弁３１との間に何も介在していない場合に、ヘッド内通路１７を逆流して開口部１７Ａから流出する排気は、リード弁３１の弁体３６、シール部材３４およびストッパ３７における左右方向中間部の下部に直接当たる。図１３中のＢは、リード弁３１において排気が直接当たる領域を示している。この領域Ｂには、弁体３６の一部およびシール部材３４の一部が含まれている。図１３中のＣは、領域Ｂのうち、弁体３６の一部およびシール部材３４の一部が存在する領域を示している。この領域Ｃは、仮にヘッド内通路１７の開口部１７Ａとリード弁３１との間に何も介在していない場合に、ヘッド内通路１７を逆流して開口部１７Ａから流出する排気が弁体３６またはシール部材３４に直接当たる領域である。逆流制限部材４１の逆流遮断領域４７は、図１１に示すように、平板部４２のうち、ヘッド内通路１７の空気流入端側の伸長方向において、この領域Ｃと対向する部分に配置されている。
【００５２】
排気バルブ７が開弁し、燃焼室から排気ポート６へ排気が排出された直後、排気の一部は、ヘッド内通路１７を逆流し、ヘッド内通路１７の空気流入端側の開口部１７Ａから下流室２７Ｂ内へ流出する。開口部１７Ａとリード弁３１との間には、領域Ｃと対応する部分に逆流遮断領域４７が配置された逆流制限部材４１が設けられているので、開口部１７Ａから下流室２７Ｂ内へ流出した排気のうち、リード弁３１の弁体３６またはシール部材３４に直接当たる方向に流れる排気は逆流制限部材４１の逆流遮断領域４７に直接当たる。これにより、開口部１７Ａから下流室２７Ｂ内へ流出した排気は弁体３６またはシール部材３４に直接当たらない。
【００５３】
また、平板部４２のうち、逆流遮断領域４７は、仮にヘッド内通路１７の開口部１７Ａとリード弁３１との間に何も介在していない場合に、リード弁３１において排気が弁体３６とストッパ３７との間に直接入る部分とヘッド内通路１７の空気流入端側の伸長方向において対向する部分に配置されている。
【００５４】
図１２に示すように、ヘッド内通路１７の空気流入端側の伸長方向（矢示Ａ方向）は、リード弁３１の着座面３５を含む面Ｄと斜め方向に交わる。そして、ヘッド内通路１７の空気流入端側の開口部１７Ａはリード弁３１の左右方向中間部の後方の下側に位置している。この結果、仮にヘッド内通路１７の開口部１７Ａとリード弁３１との間に何も介在していない場合に、開口部１７Ａから流出した排気の一部は、リード弁３１の後方下側から、弁体３６とストッパ３７との間に直接入る（図１２中の矢印参照）。
【００５５】
図１３中の領域Ｃには、仮にヘッド内通路１７の開口部１７Ａとリード弁３１との間に何も介在していない場合に、排気が弁体３６とストッパ３７との間に直接入る部分の全部が含まれている。そして、図１１と図１３とを比較するとわかるように、逆流制限部材４１の逆流遮断領域４７は領域Ｃに対応している。そして、下流室２７Ｂ内において開口部１７Ａとリード弁３１との間には、この領域Ｃと対応する部分に逆流遮断領域４７が配置された逆流制限部材４１が設けられている。したがって、ヘッド内通路１７を逆流し、ヘッド内通路１７の空気流入端側の開口部１７Ａから下流室２７Ｂ内へ流出する排気のうち、リード弁３１の弁体３６とストッパ３７との間に直接入る方向に流出する排気は逆流制限部材４１の逆流遮断領域４７に直接当たる。これにより、開口部１７Ａから下流室２７Ｂ内へ流出した排気は弁体３６とストッパ３７との間に直接入らない。
【００５６】
以上説明した通り、本発明の実施例の二次空気導入装置１１によれば、通気構造４６が形成されていない逆流遮断領域４７を有する逆流制限部材４１をヘッド内通路１７の開口部１７Ａとリード弁３１との間に設ける構成としたから、排気ポート６からヘッド内通路１７を逆流する排気が、リード弁３１の弁体３６またはシール部材３４に直接当たることを防止することができる。したがって、高圧の排気が弁体３６に直接当たることによって弁体３６が振動することを防止することができる。これにより、振動によって弁体３６が早期に劣化し、または破損することを防止することができる。また、高温の排気がシール部材３４に直接当たることによってシール部材３４が早期に劣化し、または溶損することを防止することができる。
【００５７】
また、本発明の実施例の二次空気導入装置１１によれば、弁体３６の振動を防止することができるので、弁体３６の振動によって弁体３６が着座面３５から離れることにより形成された隙間を通り、高温の排気がエアクリーナ９側へ逆流することを防止することができる。したがって、リード弁３１のシール部材３４、弁カバー１９、空気導入ホース２６等が排気の熱によって早期に劣化し、または破損することを防止することができる。
【００５８】
また、逆流制限部材４１において、逆流遮断領域４７を、平板部４２のうち、弁体３６またはシール部材３４において逆流する排気が直接当たる部分とヘッド内通路１７の伸長方向において対向する部分に配置する構成としたから、逆流する排気のうち、弁体３６またはシール部材３４に直接当たる方向に流れる排気を逆流遮断領域４７に確実に当てることができる。これにより、当該排気が弁体３６またはシール部材３４に直接当たることを確実に防止することができる。
【００５９】
また、本発明の実施例の二次空気導入装置１１によれば、通気構造４６が形成されていない逆流遮断領域４７を有する逆流制限部材４１をヘッド内通路１７の開口部１７Ａとリード弁３１との間に設ける構成としたから、ヘッド内通路１７の開口部１７Ａから下流室２７Ｂ内に高速に流出した排気が、リード弁３１における弁体３６とストッパ３７との間に直接入ることを防止することができる。したがって、弁体３６とストッパ３７との間を排気が高速に流れることによって弁体３６が着座面３５から浮き上がることを防止することができる。これにより、弁体３６の浮き上がりにより弁体３６と着座面３５との間に形成された隙間を通って高温の排気がエアクリーナ９側へ逆流することを防止することができる。したがって、リード弁３１のシール部材３４、弁カバー１９、空気導入ホース２６等が排気の熱によって早期に劣化し、または破損することを防止することができる。
【００６０】
また、本発明の実施例の二次空気導入装置１１によれば、逆流制限部材４１の平板部４２において逆流遮断領域４７以外の空気通過領域４４に、複数の孔４５を有する通気構造４６を形成したから、排気ポート６内に生じる負圧によりエアクリーナ９から排気ポート６へ流れる空気の圧力損失の増加を抑えることができる。
【００６１】
また、本発明の実施例の二次空気導入装置１１によれば、平板部４２のうち、逆流遮断領域４７を、逆流した排気が弁体３６またはシール部材３４に直接当たる領域に対向する部分に制限することにより、空気通過領域４４の面積を大きくすることができる。これにより、エアクリーナ９から排気ポート６へ流れる空気の圧力損失の増加を抑える効果を高めることができる。
【００６２】
また、本発明の実施例の二次空気導入装置１１によれば、逆流した排気がリード弁３１の弁体３６またはシール部材３４に直接当たることを防止することができるので、シリンダヘッドまたはエンジンの具体的な構造の都合等により、リード弁３１を排気ポートの近くに配置せざるを得ず、その結果、排気ポートから逆流して弁室内に流出する排気の量が多くなり、または当該排気の圧力が高くなり、または当該排気の温度が高くなる場合でも、弁体３６およびシール部材３４の劣化を抑制し、または破損を防止することができる。
【００６３】
また、本発明の実施例の二次空気導入装置１１において、逆流した排気は、空気通過領域４４に形成された孔４５を通る。このとき、排気の熱の一部が逆流制限部材４１により奪われる。これにより、リード弁３１の基体３２やストッパ３７に吹きかかる排気の温度を下げることができる。
【００６４】
（逆流制限部材の変形例）
図１４は、本発明の実施例の二次空気導入装置１１における逆流制限部材の第１の変形例を示している。図１４に示すように、二次空気導入装置１１における逆流制限部材の第１の変形例である逆流制限部材５１は、板部５２を備え、板部５２は空気通過領域５３および逆流遮断領域５４を有している。また、空気通過領域５３には、複数の孔５５を配列することにより形成された通気構造５６が設けられている。一方、逆流遮断領域５４には通気構造５６が設けられていない。また、第１の変形例の逆流制限部材５１における逆流遮断領域５４は、板部５２の後面においてヘッド内通路１７の開口部１７Ａを投影した領域Ｅの全部を含んでいる。領域Ｅは、視点を開口部１７Ａの中心に設定し、視線の方向をヘッド内通路１７の空気流入端側の伸長方向に設定して、開口部１７Ａ（下流室２７Ｂに開口しているヘッド内通路１７の端部の内側の空間）を板部５２の後面に写したものである。
【００６５】
領域Ｅは、ヘッド内通路１７を逆流して開口部１７Ａから流出した排気が板部５２の後面に直接当たる領域と略一致する。そして、開口部１７Ａの中心からヘッド内通路１７の空気流入端側の伸長方向に沿ってリード弁３１を見た場合、この領域Ｅは、仮にヘッド内通路１７の開口部１７Ａとリード弁３１との間に何も介在していない場合に、リード弁３１において排気が直接当たる領域（図１３中の領域Ｂ）と略一致する。そして、領域Ｂは、仮にヘッド内通路１７の開口部１７Ａとリード弁３１との間に何も介在していない場合に、排気が弁体３６またはシール部材３４に直接当たる領域（図１３中の領域Ｃ）を含んでいる。したがって、領域Ｅの全部を含むように逆流遮断領域５４の配置および面積を設定することにより、リード弁３１の弁体３６またはシール部材３４へ直接当たる方向に流れる排気の全部を逆流制限部材５１により遮断することができる。したがって、第１の変形例の逆流制限部材５１によっても、高圧の排気が弁体３６に直接当たることによる弁体３６の振動、高速の排気が弁体３６とストッパ３７とに直接入ることによる弁体３６の浮上、および高温の排気がリード弁３１を超えてエアクリーナ９側へ逆流することによるリード弁３１のシール部材３４、弁カバー１９、空気導入ホース２６等の破損等を防止することができる。
【００６６】
また、第１の変形例の逆流制限部材５１の逆流遮断領域５４の面積は、上述した逆流制限部材４１の逆流遮断領域４７の面積よりも大きい。したがって、例えば何らかの理由で逆流制限部材５１が位置ずれした場合でも、逆流した排気が弁体３６またはシール部材３４に直接当たることを防止することができる。
【００６７】
図１５は本発明の実施例の二次空気導入装置１１における逆流制限部材の第２の変形例を示している。図１５に示すように、二次空気導入装置１１における逆流制限部材の第２の変形例である逆流制限部材６１では、板部６２において、空気通過領域６３および逆流遮断領域６４には、複数の孔６５を配列することにより形成された通気構造６６、６７がそれぞれ設けられている。そして、逆流遮断領域６４に設けられた通気構造６７は、空気通過領域６３に設けられた通気構造６６よりも空気または排気の流通を制限する構造を有している。具体的には、逆流遮断領域６４に設けられた通気構造６７は、空気通過領域６３に設けられた通気構造６６と比較し、単位面積当たりの孔６５の個数が少ない。
【００６８】
空気通過領域６３においては、単位面積当たりの孔６５の個数が多いので、エアクリーナ９から排気ポート６へ向かって流れる空気を円滑に通過させることができる。一方、逆流遮断領域６４においては、単位面積当たりの孔６５の個数が少ないので、排気ポート６からヘッド内通路１７を逆流する排気のうち、リード弁３１の弁体３６またはシール部材３４へ直接当たる方向に流れる排気を実質的に遮断することができる。したがって、第２の変形例の逆流制限部材６１によれば、排気ポート６への空気の導入機能を確保しつつ、リード弁３１の弁体３６、シール部材３４、弁カバー１９、空気導入ホース２６等の破損等を防止することができる。
【００６９】
図１６は本発明の実施例の二次空気導入装置１１における逆流制限部材の第３の変形例を示している。図１６に示すように、二次空気導入装置１１における逆流制限部材の第３の変形例である逆流制限部材７１では、板部７２において、空気通過領域７３および逆流遮断領域７４には、複数の孔７５を配列することにより形成された通気構造７６、７７がそれぞれ設けられている。そして、逆流遮断領域７４に設けられた通気構造７７は、空気通過領域７３に設けられた通気構造７６よりも空気または排気の流通を制限する構造を有している。具体的には、逆流遮断領域７４の全体の面積に対する逆流遮断領域７４内に配列された複数の孔７５の合計面積の割合が、空気通過領域７３の全体の面積に対する空気通過領域７３内に配列された複数の孔７５の合計面積の割合よりも小さい。
【００７０】
空気通過領域７３においては、当該領域の全体の面積に対する当該領域内に配列された複数の孔７５の合計面積の割合が大きいので、エアクリーナ９から排気ポート６へ向かって流れる空気を円滑に通過させることができる。一方、逆流遮断領域７４においては、当該領域の全体の面積に対する当該領域内に配列された複数の孔７５の合計面積の割合が小さいので、排気ポート６からヘッド内通路１７を逆流する排気のうち、リード弁３１の弁体３６またはシール部材３４へ直接当たる方向に流れる排気を実質的に遮断することができる。したがって、第３の変形例の逆流制限部材７１によっても、排気ポート６への空気の導入機能を確保しつつ、リード弁３１の弁体３６、シール部材３４、弁カバー１９、空気導入ホース２６等の破損等を防止することができる。
【００７１】
なお、上述した実施例では、逆流制限部材４１の平板部４２に、空気通過領域４４および逆流遮断領域４７を設けたが、側板部４３に空気通過領域４４または逆流遮断領域４７を設けてもよい。
【００７２】
また、上述した実施例では、逆流制限部材４１の空気通過領域４４に形成するそれぞれの孔４５を、所定の間隔を置いて配列し、配列の方向が左右方向および上下方向にそれぞれ揃える場合を例にあげたが、空気通過領域４４における複数の孔４５をこのように整然と配列しなくてもよく、例えば孔４５をランダムに配置してもよい。また、空気通過領域４４に設ける通気構造４６を金網等により形成してもよい。この場合、金網の網目が空気を通過させる孔に当たる。
【００７３】
また、上述した実施例では、排気ポート６へ空気を導入する空気導入通路２８を、空気導入ホース２６内、弁カバー１９の管部２４内、弁室２７、およびヘッド内通路１３により形成する場合を例にあげたが、空気導入通路２８の構成はこれに限定されない。具体的なエンジンの構造等に応じて空気導入通路２８の構成を変更してもよい。
【００７４】
また、本発明の二次空気導入装置は、４バルブエンジンに限らず、他の種類のエンジンにも適用することができる。また、本発明の二次空気導入装置は、自動二輪車用のエンジンに限らず、他の車両や船舶用のエンジンにも適用することができる。
【００７５】
また、上述した実施例における事項と特許請求の範囲の事項との主な対応関係は次の通りである。なお、両事項間で表現が一致しないものについて記載する。エアクリーナ９が空気取込部の具体例である。また、空気導入ホース２６、弁カバー１９およびシリンダヘッド１が空気導入部の具体例である。また、空気導入ホース２６内、管部２４内、弁室２７、およびヘッド内通路１７が空気導入通路の具体例である。また、空気導入ホース２６内および管部２４内が第１の通路の具体例であり、ヘッド内通路１７が第２の通路の具体例である。また、上流室２７Ａが第１の室の具体例であり、下流室２７Ｂが第２の室の具体例である。また、平板部４２が板部の具体例である。
【００７６】
また、本発明は、請求の範囲および明細書全体から読み取ることのできる発明の要旨または思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う二次空気導入装置もまた本発明の技術思想に含まれる。
【符号の説明】
【００７７】
１  シリンダヘッド
２  シリンダヘッド本体
６  排気ポート
９  エアクリーナ（空気取込部）
１１  二次空気導入装置
１２  弁室形成凹部
１３  ヘッド内通路（第２の通路）
１７  ヘッド内通路
１７Ａ  開口部
１９  弁カバー
２４  管部（第１の通路）
２６  空気導入ホース（第１の通路）
２７  弁室
２７Ａ  上流室（第１の室）
２７Ｂ  下流室（第２の室）
２８  空気導入通路
３１  リード弁
３２  基体
３４  シール部材
３５  着座面
３６  弁体
３７  ストッパ
４１、５１、６１、７１  逆流制限部材
４２、５２、６２、７２  平板部
４３  側板部
４４、５３、６３、７３  空気通過領域
４５、５５、６５、７５  孔
４６、５６、６６、６７、７６、７７  通気構造
４７、５４、６４、７４  逆流遮断領域
【図１】
2018178808.tif 000003
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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