(57)【要約】【課題】エアクリーナの構造の複雑化および大型化を抑制しながら、短尺通路および長尺通路から構成される複合吸気通路の配置の自由度を高める。【解決手段】内燃機関Ｅの可変吸気装置40には、短尺通路54と長尺通路55とからなる複合吸気通路Ｐｃと、エアクリーナ41を通過した吸入空気の流れを機関運転状態に応じて短尺通路54および長尺通路55の間で切り換えることにより吸気通路Ｐの通路長を変更する通路切換機構61とが設けられる。短尺通路54はエアクリーナ41の外部で屈曲しており、長尺通路55はエアクリーナ41の外部で短尺通路54を囲む螺旋通路55ｂを有する。【選択図】図２
2008208819.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸入空気を燃焼室（27）に導く吸気通路（Ｐ）の通路長が変更可能な可変吸気装置（40）を備える内燃機関であって、前記可変吸気装置（40）には、短尺通路（54）と前記短尺通路（54）に並列に設けられると共に前記短尺通路（54）よりも通路長が長い長尺通路（55）とから構成される複合吸気通路（Ｐｃ）と、エアクリーナ（41）を通過した吸入空気の流れを機関運転状態に応じて前記短尺通路（54）および前記長尺通路（55）の間で切り換えることにより前記吸気通路（Ｐ）の通路長を変更する通路切換機構（61）とが設けられる内燃機関において、
前記短尺通路（54）は前記エアクリーナ（41）の外部で屈曲しており、前記長尺通路（55）は、前記エアクリーナ（41）の外部で、前記短尺通路（54）を螺旋状に囲む螺旋通路（55ｂ）を有することを特徴とする内燃機関。
【請求項２】
前記短尺通路（54）は、前記螺旋通路（55ｂ）により囲まれた上流通路（54ａ）と、前記螺旋通路（55ｂ）の螺旋中心線（Ｌｈ）を中心とする径方向のうちの所定方向（Ａ）で外方に向かって屈曲する屈曲通路（54b1）を有すると共に前記屈曲通路（54b1）にて前記上流通路（54ａ）に連なる下流通路（54ｂ）とを有し、前記短尺通路（54）と前記長尺通路（55）との合流部（56）は、前記下流通路（54ｂ）の仮想延長通路（54ｄ，54ｅ）が、前記螺旋通路（55ｂ）の仮想延長通路（55ｄ）を前記所定方向（Ａ）に横切る交差部分、または前記螺旋通路（55ｂ）よりも前記所定方向（Ａ）で外方の位置で前記長尺通路（55）の仮想延長通路（55ｅ）を前記所定方向（Ａ）に横切る交差部分であることを特徴とする請求項１記載の内燃機関。
【請求項３】
前記径方向のうち、前記短尺通路（54）の前記下流通路（54ｂ）が延出する方向と直交する方向から見て、前記合流部（56）の直上流での前記下流通路（54ｂ）の通路中心線（Ｌ１）と、前記合流部（56）の直上流での前記螺旋通路（55ｂ）の通路中心線（Ｌ２）とは、一直線上にほぼ位置することを特徴とする請求項２記載の内燃機関。
【請求項４】
前記合流部（56）よりも下流の前記吸気通路（Ｐ）の通路部分（73）には燃料噴射弁（80）が臨んでおり、前記燃料噴射弁（80）は、前記通路部分（73）での通路中心線（Ｌ４）の方向から見て、前記上流通路（54ａ）と重ならない位置に配置されることを特徴とする請求項２または３記載の内燃機関。
【請求項５】
前記合流部（56）よりも下流の前記吸気通路（Ｐ）の通路部分（73）には燃料噴射弁（80）が臨んでおり、前記燃料噴射弁（80）は、前記通路部分（73）に対して、前記屈曲通路（54b1）から前記上流通路（54ａ）が延びている側とは反対側（Ｒ）に配置されることを特徴とする請求項２または３記載の内燃機関。
【請求項６】
前記通路部分（73）にはスロットル弁（71）が配置され、前記複合吸気通路（Ｐｃ）を通過した吸入空気の少なくとも一部を前記スロットル弁（71）を迂回したバイパス空気として前記燃焼室（27）に導くバイパス通路（90）が前記通路部分（73）での通路中心線（Ｌ４）の方向から見て、前記上流通路（54ａ）と重ならない位置に配置され、前記バイパス空気は、前記燃料噴射弁（80）からの噴射燃料流を指向して噴射されることを特徴とする請求項４または５項記載の内燃機関。
【請求項７】
前記バイパス通路（90）は、前記燃料噴射弁（80）を全周に渡って囲む環状通路（92）と、前記環状通路（92）に連通する複数である所定数の空気噴射口（93）とを有し、前記各空気噴射口（93）の中心線（Ｌａ）は、前記燃料噴射弁（80）からの噴射燃料流に傾斜して交差することを特徴とする請求項６項記載の内燃機関。
【請求項８】
前記燃料噴射弁（80）には前記所定数の燃料噴射口（81）が設けられ、前記燃料噴射弁（80）の軸線（Ｌｉ）の方向から見て、前記各燃料噴射口（81）および前記各空気噴射口（93）は、前記軸線（Ｌｉ）から径方向に延びる同一の半直線上に配置されることを特徴とする請求項７項記載の内燃機関。
【請求項９】
前記通路切換機構（61）は前記短尺通路（54）を開閉する吸気制御弁（62）を備え、前記吸気制御弁（62）は、前記短尺通路（54）において前記螺旋通路（55ｂ）に囲まれていない入口（54ｉ）寄りに配置されることを特徴とする請求項１から８のいずれか１項記載の内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吸入空気を燃焼室に導く吸気通路の通路長が変更可能な可変吸気装置を備える内燃機関に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関において、吸入空気を燃焼室に導く吸気通路の通路長が変更可能な可変吸気装置に、並列に設けられた短尺通路と長尺通路とから構成される複合吸気通路と、吸入空気の流れを機関運転状態に応じて短尺通路および長尺通路の間で切り換えることにより吸気通路の通路長を変更する通路切換機構とが設けられたものは知られている。（例えば特許文献１参照）
【特許文献１】特開昭６３−５７８１７号公報（第６図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
短尺通路と螺旋通路を有する長尺通路とから構成される複合吸気通路がエアクリーナ内に配置されるものでは、螺旋通路がエアクリーナ内に配置されるためにエアクリーナの内部構造が複雑化する。そのうえ、複合吸気通路の全体が収容されるためにエアクリーナが大型化するので、その配置には、まとまった大きなスペースが必要になる。しかしながら、内燃機関が搭載される機械が自動二輪車など、比較的小型の機械である場合には、まとまった大きなスペースを確保することは困難であるため、限られたスペースにエアクリーナおよび複合吸気通路を配置することができるように、複合吸気通路の配置の自由度を大きくすることが好ましい。その場合、螺旋通路に囲まれた短尺通路が直線状であると、複合吸気通路の配置形態が短尺通路の形状に依存することから、複合吸気通路の配置の自由度は小さいものとなり、さらにはエアクリーナの配置の自由度も小さくなる。
一方、複合吸気通路において、螺旋通路を有する長尺通路からの吸入空気が短尺通路および長尺通路の合流部に流入する際に、合流部の手前で、長尺通路が大きな曲率で屈曲し、流入した場合や、長尺通路の吸入空気が吸気ポートに向かう通路の通路中心線回りの旋回成分を有しているような状態で流入した場合には、通路抵抗の増加や吸気通路の通路中心線に沿う方向での速度成分（例えば、吸気ポートまたは燃焼室に向かう速度成分）の低下により、吸気量が低下して、内燃機関の体積効率が低下する。
また、吸入空気と混合して混合気を形成するために燃料噴射弁から噴射された燃料は、燃焼性を向上させるために微粒化を促進することが望ましい。
【０００４】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、請求項１〜９記載の発明は、エアクリーナの構造の複雑化および大型化を抑制しながら、短尺通路および長尺通路から構成される複合吸気通路の配置の自由度を高めることを目的とする。そして、請求項２，３記載の発明は、さらに、体積効率の向上を図ることを目的とし、請求項４，５記載の発明は、さらに、短尺通路が屈曲し、しかも螺旋通路により囲まれている場合にも、燃料噴射弁の取付の容易化を図ることを目的とし、請求項５記載の発明は、さらに、短尺通路が屈曲していることを利用して燃料噴射弁から噴射された燃料の微粒化を図ることを目的とし、請求項６〜８記載の発明は、さらに、バイパス空気を利用して燃料の微粒化を図ることを目的とし、請求項９記載の発明は、さらに、複合吸気通路に配置される吸気制御弁の駆動機構の配置および取付を容易にすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１記載の発明は、吸入空気を燃焼室に導く吸気通路の通路長が変更可能な可変吸気装置を備える内燃機関であって、前記可変吸気装置には、短尺通路と前記短尺通路に並列に設けられると共に前記短尺通路よりも通路長が長い長尺通路とから構成される複合吸気通路と、エアクリーナを通過した吸入空気の流れを機関運転状態に応じて前記短尺通路および前記長尺通路の間で切り換えることにより前記吸気通路の通路長を変更する通路切換機構とが設けられる内燃機関において、前記短尺通路は前記エアクリーナの外部で屈曲しており、前記長尺通路は、前記エアクリーナの外部で、前記短尺通路を螺旋状に囲む螺旋通路を有する内燃機関である。
請求項２記載の発明は、請求項１記載の内燃機関において、前記短尺通路は、前記螺旋通路により囲まれた上流通路と、前記螺旋通路の螺旋中心線を中心とする径方向のうちの所定方向で外方に向かって屈曲する屈曲通路を有すると共に前記屈曲通路にて前記上流通路に連なる下流通路とを有し、前記短尺通路と前記長尺通路との合流部は、前記下流通路の仮想延長通路が、前記螺旋通路の仮想延長通路を前記所定方向に横切る交差部分または前記螺旋通路よりも前記所定方向で外方の位置で前記長尺通路の仮想延長通路を前記所定方向に横切る交差部分であるものである。
請求項３記載の発明は、請求項２記載の内燃機関において、前記径方向のうち、前記短尺通路の前記下流通路が延出する方向と直交する方向から見て、前記合流部の直上流での前記下流通路の通路中心線と、前記合流部の直上流での前記螺旋通路の通路中心線とは、一直線上にほぼ位置するものである。
請求項４記載の発明は、請求項２または３記載の内燃機関において、前記合流部よりも下流の前記吸気通路の通路部分には燃料噴射弁が臨んでおり、前記燃料噴射弁は、前記通路部分での通路中心線の方向から見て、前記上流通路と重ならない位置に配置されるものである。
請求項５記載の発明は、請求項２または３記載の内燃機関において、前記合流部よりも下流の前記吸気通路の通路部分には燃料噴射弁が臨んでおり、前記燃料噴射弁は、前記通路部分に対して、前記屈曲通路から前記上流通路が延びている側とは反対側に配置されるものである。
請求項６記載の発明は、請求項４または５項記載の内燃機関において、前記通路部分にはスロットル弁が配置され、前記複合吸気通路を通過した吸入空気の少なくとも一部を前記スロットル弁を迂回したバイパス空気として前記燃焼室に導くバイパス通路が前記通路部分（73）での通路中心線（Ｌ４）の方向から見て、前記上流通路（54ａ）と重ならない位置に配置され、前記バイパス空気は、前記燃料噴射弁からの噴射燃料流を指向して噴射されるものである。
請求項７記載の発明は、請求項６項記載の内燃機関において、前記バイパス通路は、前記燃料噴射弁を全周に渡って囲む環状通路と、前記環状通路に連通する複数である所定数の空気噴射口とを有し、前記各空気噴射口の中心線は、前記燃料噴射弁からの噴射燃料流に傾斜して交差するものである。
請求項８記載の発明は、請求項７項記載の内燃機関において、前記燃料噴射弁には前記所定数の燃料噴射口が設けられ、前記燃料噴射弁の軸線の方向から見て、前記各燃料噴射口および前記各空気噴射口は、前記軸線から径方向に延びる同一の半直線上に配置されるものである。
請求項９記載の発明は、請求項１から８のいずれか１項記載の内燃機関において、前記通路切換機構は前記短尺通路を開閉する吸気制御弁を備え、前記吸気制御弁は、前記短尺通路において前記螺旋通路に囲まれていない入口寄りに配置されるものである。
【発明の効果】
【０００６】
請求項１記載の発明によれば、短尺通路を囲む螺旋状の螺旋通路がエアクリーナの外部に配置されるので、エアクリーナの大型化およびエアクリーナの内部構造の複雑化を回避したうえで、エアクリーナ内の空間を慣性効果や共鳴効果を得るための拡張室として効果的に使用することができる。さらに、短尺通路が屈曲していることを利用して、複合吸気通路の周辺に配置される部品との干渉を回避しながら限られたスペースに複合吸気通路を配置することができるので、複合吸気通路の配置の自由度を大きくすることができる。
請求項２記載の事項によれば、短尺通路と長尺通路との合流部が螺旋通路または長尺通路の仮想延長通路上に設けられることより、長尺通路を流れる吸入空気は合流部付近で殆ど屈曲率を変えることなく長尺通路から合流部に流入するので、合流部の直上流で吸入空気の流れの曲がりを変えることによる通路抵抗（または吸気抵抗）の増加が抑制され、また合流部よりも下流で吸入空気が螺旋通路からの吸入空気が燃焼室または吸気ポートへ向かう通路中心線回りの旋回流になることが防止または抑制されるので、長尺通路が使用される運転領域での体積効率が向上する。
請求項３記載の事項によれば、短尺通路の下流通路が延出する方向と直交する方向から見て、合流部およびその付近で、螺旋通路からの吸入空気の流れを短尺通路での吸入空気の流れと同様にすることができるので、吸入空気が螺旋通路を流れるときの通路抵抗が減少して、体積効率が向上する。
請求項４記載の事項によれば、短尺通路が屈曲し、かつ螺旋通路により囲まれている場合にも、燃料噴射弁は、該燃料噴射弁が臨む通路部部分の通路中心線の方向から見て上流通路と重ならない位置に配置されるので、燃料噴射弁の取付が螺旋通路により妨げられることがなく、燃料噴射弁の取付が容易になる。
請求項５記載の事項によれば、短尺通路が屈曲し、かつ螺旋通路により囲まれている場合にも、燃料噴射弁は、通路部分に対して、螺旋通路とは反対側に配置されるので、燃料噴射弁の取付が螺旋通路により妨げられることがなく、燃料噴射弁の取付が容易になる。しかも、短尺通路が屈曲していることにより、屈曲部において屈曲の中心から離れている部分である外側を流れるために比較的大きい流速を有する吸入空気が燃料噴射弁付近を流れるので、燃料噴射弁から噴射された燃料の微粒化が促進される。
請求項６記載の事項によれば、短尺通路が屈曲し、かつ螺旋通路により囲まれている場合にも、バイパス通路は、前記通路部分での通路中心線の方向から見て、上流通路と重ならない位置に配置されるので、螺旋通路に妨げられることなく、バイパス通路を設けることができる。しかも、アイドリング運転時など、スロットル弁が全閉になる運転時には、その運転に必要な空気量をバイパス通路により確保できると共に、バイパス空気により噴射された燃料が微粒化されるので、アイドリング運転時などでの燃焼性が向上すると共に、微粒化のため専用の空気通路が不要になる。
請求項７記載の事項によれば、各空気噴射口には環状通路からの空気が供給されるので、空気噴射口の位置に依存することなく、すべての空気噴射口から均一の空気を噴射燃料流に衝突させることができて、すべての燃料噴射口から噴射された燃料を均一に微粒化することができる。
請求項８記載の事項によれば、各燃料噴射口からの燃料が空気噴射口からの空気によりそれぞれ効率よく微粒化されて、燃料噴射弁から噴射された燃料全体の微粒化が促進される。
請求項９記載の事項によれば、吸気制御弁は、短尺通路において、螺旋通路により囲まれていない入口寄りに配置されるので、吸気制御弁を駆動する駆動機構の配置および取付が容易になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明の実施形態を図１〜図１３を参照して説明する。
図１を参照すると、本発明が適用された可変吸気装置40を備える内燃機関Ｅは、空冷式の単気筒４ストローク内燃機関であり、車両としての自動二輪車Ｖにクランク軸26が車幅方向に指向する横置き配置で搭載される。内燃機関Ｅは、該内燃機関Ｅに連結される変速機Ｍと共に、内燃機関Ｅが発生した動力により駆動輪としての後輪11を回転駆動するパワーユニットを構成する。
【０００８】
自動二輪車Ｖは、車体フレームＦおよび該車体フレームＦを覆う車体カバーＣを備える車体と、車体フレームＦに支持される前記パワーユニットと、該パワーユニットからの動力を減速して後輪11に伝達する終減速機構としてのチェーン機構18を備える。車体フレームＦは、その前端部であるヘッドパイプ１と、ヘッドパイプ１から後方に向かって斜め下方に延びる１つのメインフレーム２と、メインフレーム２の後部から後方に向かって斜め上方に延びる左右１対のリヤフレーム３とを備える。ヘッドパイプ１には、下端部に前輪10が軸支されると共に上端部にハンドル５が取り付けられたフロントフォーク４が操向可能に支持される。メインフレーム２の後部にはピボット軸７を有するピボットプレート６が取り付けられ、ピボット軸７には、後端部で後輪11を軸支すると共にリヤクッション９を介して左のリヤフレーム３に支持されるスイングアーム８の前端部が揺動可能に支持される。
なお、この実施形態において、上下、前後および左右は、自動二輪車Ｖを基準としたものとする。
【０００９】
車体カバーＣは、ヘッドパイプ１を前方から覆うフロントカバー12と、メインフレーム２を左方および右方から覆うフロントサイドカバー13と、ヘッドパイプ１を後方から覆うとともにメインフレーム２を上方から覆うメインフレームトップカバー14と、運転者の脚部を前方から覆うレッグシールド15と、リヤフレーム３を左方および右方から覆うリヤサイドカバー16とを備える。
【００１０】
クランク軸26の動力が入力される歯車式変速機から構成される変速機Ｍは、内燃機関Ｅのクランクケース23に一体成形されたミッションケース内に配置される。そして、変速機Ｍの出力軸17からの動力はチェーン機構18を介して後輪11に伝達される。
【００１１】
図２を併せて参照すると、内燃機関Ｅは、シリンダ軸線Ｌｃがクランク軸26から前方に向かって水平面からやや斜め上方を指向するように大きく前傾したシリンダ20と、シリンダ20の端部に結合されるシリンダヘッド21と、シリンダ20においてシリンダ軸線方向でシリンダヘッド21とは反対側の端部に結合されるクランクケース23とから構成される機関本体を備える。
【００１２】
車体にシリンダ軸線Ｌｃがほぼ水平となるように配置されるシリンダ20には、ピストン24が往復動可能に嵌合する。ピストン24は、クランクケース23に回転可能に支持されるクランク軸26にコンロッド25を介して連結される。シリンダヘッド21には、シリンダ軸線方向でピストン24に対向する燃焼室27と、燃焼室27に開口する吸気ポート28および排気ポート29と、吸気ポート28および排気ポート29をそれぞれ開閉する吸気弁30および排気弁31とが設けられる。
【００１３】
吸気弁30および排気弁31は、シリンダヘッド21に回転可能に支持されるカム軸32ａおよび該カム軸32ａにより駆動されるロッカアーム32ｂを備える頭上カム軸型の動弁装置32により、クランク軸26の回転に同期して開閉駆動される。
【００１４】
内燃機関Ｅは、該内燃機関Ｅの外部から吸入された空気（以下、「吸入空気」という。）を吸気ポート28を経て燃焼室27に導く吸気通路Ｐを形成する吸気装置としての可変吸気装置40と、可変吸気装置40により導かれる吸気と混合して混合気を形成する燃料を供給する燃料噴射弁80と、該混合気が燃焼室27内で燃焼して発生した燃焼ガスを排気ガスとして燃焼室27から排気ポート29を経て内燃機関Ｅの外部に導く排気通路を形成する排気装置とを備える。
【００１５】
可変吸気装置40は、車体の前部に配置されて外気を取り入れるエアクリーナ41と、エアクリーナ41の下流部に接続されると共にエアクリーナ41の外部に配置されて吸気通路Ｐの通路長を変更可能とする吸気制御装置50と、吸気制御装置50の下流部に接続されると共に燃焼室27に供給される吸入空気量を制御するスロットル弁71を備えるスロットル装置70と、スロットル装置70およびシリンダヘッド21の上部に接続されて吸気ポート28に連通する通路78を形成する下流側吸気管77とを備える。下流側吸気管77は、この実施形態では可撓性を有し、ゴム製である。
なお、上流および下流は吸入空気の流れに関するものである。
【００１６】
左方および右方からフロントサイドカバー13より覆われてメインフレーム２に取り付けられるエアクリーナ41は、メインフレーム２の下方、かつ前方に配置される。エアクリーナ41は、エアクリーナ室43を形成するエアクリーナケース42と、エアクリーナケース42内に配置されてエアクリーナ室43を上流のダスト室43ａと下流のクリーン室43ｂとに仕切る濾過部材44とを備える。
【００１７】
図３を併せて参照すると、スロットル装置70は、スロットル弁71が配置される吸気道73を形成するボディとしてのスロットルボディ72を備える。バタフライ弁から構成されるスロットル弁71は、スロットル操作手段によりその開度が全閉状態から全開状態の範囲で変更されて、吸気道73を通る吸入空気量を制御する。
スロットル弁71の下流の吸気道73に臨む燃料噴射弁80は、スロットルボディ72にカラー74を介して挿入されて取り付けられる。そして、燃料噴射弁80は、制御装置により制御されて、機関回転速度および機関負荷などの機関運転状態に基づいて設定された噴射量および噴射時期で、吸気ポート28に向けて吸気道73内に燃料を噴射する。
【００１８】
そして、吸入空気と燃料噴射弁80からの燃料とが混合して形成された混合気は、下流側吸気管77の通路78および吸気ポート28を通って吸気弁30の開弁時に燃焼室27に流入して、シリンダヘッド21に設けられた点火栓（図示されず）により点火されて燃焼する。燃焼室27での混合気の燃焼により発生した燃焼ガスはピストン24を駆動した後、排気ガスとして排気弁31の開弁時に排気ポート29に流出し、さらに排気ポート29に接続される排気管を備える前記排気装置を通って内燃機関Ｅの外部に放出される。
【００１９】
図２，図４〜図６を参照すると、エアクリーナ41と燃焼室27との間、より具体的にはエアクリーナ41とスロットルボディ72との間に配置される吸気制御装置50は、エアクリーナ41からの吸入空気をスロットル装置70に導くと共に互いに通路長が異なる複数の、この実施形態では２つの通路54，55を有する複合吸気通路Ｐｃを形成する複合吸気管51と、濾過部材44（図１参照）を通過した吸入空気の流れを該複数の通路54，55の間で切り換えることにより吸気通路Ｐの通路長を変更する通路切換機構61とを備える。
そして、図２に示されるように、吸気通路Ｐは、吸気道73よりも上流の上流側吸気通路としての複合吸気通路Ｐｃと、吸気道73と、吸気道73よりも下流の吸気側吸気通路としての通路78とから構成される。
【００２０】
エアクリーナ41の外部に設けられる複合吸気管51は、エアクリーナ41と燃焼室27との間、より具体的にはエアクリーナ41とスロットルボディ72との間に配置されて、上流端部（後述する入口端部52ａ，53ａにより構成される。）でエアクリーナ41のエアクリーナケース42に接続され、下流端部（後述する出口端部52ｂにより構成される。）でスロットルボディ72に接続される。複合吸気管51は、互いに管長が異なる複数の管、ここでは、エアクリーナケース42に接続される入口端部52ａおよびスロットルボディ72に接続される出口端部52ｂを有する短尺管52と、短尺管52よりも長い管長を有する長尺管53とから構成され、短尺管52および長尺管53が一体成形された部材である。そして、長尺管53は、エアクリーナケース42に接続される入口端部53ａおよび短尺管52に接続される出口端部53ｂを有する。そして、短尺管52は屈曲部52ｃを有する屈曲管により構成され、長尺管53は短尺管52を螺旋状に囲む螺旋部53ｃを有する螺旋管により構成される。
【００２１】
複合吸気通路Ｐｃは、いずれも短尺管52により形成される短尺通路54、合流部56および合流通路57と、長尺管53により形成されて短尺通路54に並列に設けられると共に短尺通路54よりも通路長が長い長尺通路55とから構成される。合流通路57は、短尺通路54と長尺通路55とが互いに連通する部分である合流部56よりも下流の通路であり、この実施形態では、その通路中心線Ｌ３が吸気道73の通路中心線Ｌ４とほぼ同じ直線上にある直線状の通路である。
【００２２】
通路断面がほぼ円形状であって、エアクリーナ41の外部で屈曲している短尺通路54は、少なくとも一部が後述する螺旋通路55ｂにより囲まれた直線状の上流通路54ａと、上流通路54ａに対して螺旋通路55ｂの螺旋中心線Ｌｈ（図５参照）を中心とする径方向で外方に向かって屈曲する屈曲通路54b1を有すると共に屈曲通路54b1にて上流通路54ａに連なる下流通路54ｂとを有する。したがって、短尺通路54の通路中心線は屈曲通路54b1において、車幅方向から見て、または径方向の１つである特定方向、例えば短尺通路54の通路中心線を含む平面Ｈ（図４（ａ）参照）に直交する方向、換言すれば、径方向のうちで、短尺通路54の下流通路54ｂが延出する方向と直交する方向から見て、Ｌ字状に屈曲している。そして、短尺通路54は、螺旋通路55ｂの通路中心線Ｌ２に、下流通路54ｂが沿うように、または下流通路54ｂの通路中心線Ｌ１が沿うように、屈曲している。
そして、上流通路54ａはクリーン室43ｂに開口する短尺通路54の入口54ｉを有し、下流通路54ｂは短尺通路54の出口を有し、該出口で合流部56に連なる。屈曲通路54b1の一部である上流部分54b2（図５参照）は、螺旋通路55ｂにより囲まれている。
なお、径方向とは、特に断らない限り、螺旋中心線Ｌｈを中心とする径方向であるとする。
【００２３】
通路断面がほぼ円形状である長尺通路55は、エアクリーナ41の外部で短尺通路54を螺旋状に囲む螺旋通路55ｂと、螺旋通路55ｂから上流に延びる直線状の上流通路55ａとを有する。上流通路54ａはクリーン室に開口する長尺通路55の入口55ｉを有し、螺旋通路55ｂは長尺通路55の出口を有し、該出口で合流部56に連なる。螺旋中心線Ｌｈは上流通路54ａの通路中心線にほぼ一致し、螺旋通路55ｂの通路中心線は、螺旋通路55ｂのほぼ全通路長に渡って螺旋中心線Ｌｈからほぼ同一の距離にある。
【００２４】
合流部56は、短尺通路54の下流部分としての下流通路54ｂが下流にそのまま延長したと仮定したときの仮想延長通路54ｄ（図４（ｂ）参照）と、長尺通路55の下流部分としての螺旋通路55ｂがそのまま下流に螺旋状に延長したと仮定したときの仮想延長通路55ｄ（図４（ｂ）参照）とが交差する交差部分であり、この実施形態では、仮想延長通路54ｄが仮想延長通路55ｄを径方向のうちの１つである所定方向Ａに横切る交差部分である。図４（ｂ）には、該交差部分が二点鎖線のハッチングで示されている。
【００２５】
１つの径方向、ここでは前記特定方向（または車幅方向）から見て、合流部56の直上流での下流通路54ｂの通路中心線Ｌ１と、合流部56の直上流での螺旋通路55ｂの通路中心線Ｌ２とは、図２に示されるように、合流部56において、一直線上にほぼ位置するようになっている。また、合流部56の直上流での下流通路54ｂの通路中心線Ｌ１と、合流部56の直上流での螺旋通路55ｂの通路中心線Ｌ２とは、合流部56において、合流部56よりも下流の吸気通路Ｐの通路部分である合流通路57および吸気道73の各通路中心線Ｌ３，Ｌ４にもほぼ一致する一直線上になるように位置する。
ここで、「ほぼ一致する」および「ほぼ位置する」とは、各通路中心線Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４が別の通路中心線Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４と一致するまたは一直線上に位置する場合、および、通路抵抗（または吸気抵抗）の点で有意な差異が生じない範囲で、各通路中心線Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４が別の通路中心線Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４と一致する一直線上に位置する状態からずれている場合を含む。
【００２６】
通路切換機構61は、短尺通路54および長尺通路55のうちで少なくとも一方の通路、この実施形態では短尺通路54に配置されて該短尺通路54を開閉する吸気制御弁62と、吸気制御弁62を開閉駆動するアクチュエータとしての圧力アクチュエータ63と、圧力アクチュエータ63の駆動力を吸気制御弁62に伝達する伝達機構としての伝達ロッド64とを備える。上流通路54ａにおいて入口54ｉ寄り、より具体的には、上流通路54ａにおいて、入口54ｉ寄りに位置すると共に螺旋通路55ｂにより囲まれていない通路部分であって入口端部52ａにより形成される通路部分54a1に配置される吸気制御弁62は、戻しバネ（図示されず）により開弁方向に付勢され、内燃機関Ｅの始動時に、吸気抵抗の少ない短尺通路54側を使用して、始動しやすくなるようにされている。そして、吸気制御弁62は、ダイヤフラム式の圧力アクチュエータ63に圧力導管65（図５参照）を通じて負圧が導入されたときに、伝達ロッド64を介して伝達される圧力アクチュエータ63の駆動力により駆動されて全閉状態となり、圧力アクチュエータ63に大気圧が導入されたとき、または負圧が前記戻しバネの付勢力に比べて非常に小さくなるなどしたときに、全開状態になる。圧力アクチュエータ63に導入される作動圧としての負圧および大気圧の切換は、機関運転状態に応じて制御装置により制御される圧力切換弁により行われる。
【００２７】
そして、吸気制御弁62は、内燃機関Ｅの機関運転状態としての機関回転速度に応じて、内燃機関Ｅの各運転領域において効果的な慣性過給効果が得られるように、制御装置により制御される。より具体的には、機機関回転速度が所定値以下である低速回転域では全閉状態にあり、エアクリーナ41からの吸入空気は、該低速回転域での慣性過給効果が最大に発揮される通路長に設定された長尺通路55を流通し、また、機関回転速度が前記所定値を越える高速回転域では全開状態にあり、エアクリーナ41からの吸入空気は、長尺通路55に比べて通路抵抗が小さく、かつ該高速回転域での慣性過給効果が最大に発揮される通路長に設定された短尺通路54を主に流通する。なお、吸気制御弁62は、内燃機関Ｅが始動状態またはアイドリング状態にあるとき、前記圧力切換弁によって圧力アクチュエータ63に作用する負圧を制御することで、車両の状態に適した状態、例えば全開状態あるいは全閉状態となるように制御される。
【００２８】
図２，図３，図７，図８を参照すると、燃料導管85に接続される燃料噴射弁80は、その軸線Ｌｉの周方向に等しい間隔をおいて配置された１以上の、この実施形態では４つの燃料噴射口81を有する。そして、燃料噴射弁80は、合流部56よりも下流の吸気通路Ｐの通路部分である吸気道73での通路中心線Ｌ４の方向から見て、上流通路54ａおよび螺旋通路55ｂと重ならない位置に配置され（通路中心線Ｌ４の方向から見た図である図２（ｂ）参照）、より具体的には、吸気道73に対して、屈曲通路54b1から上流に向かって上流通路54ａが延びている側とは反対側Ｒ（図２（ａ）参照）に、または通路中心線Ｌ４に対して屈曲通路54b1の屈曲中心（すなわち、屈曲通路54b1の曲率中心）が位置する側とは反対側Ｒに配置される。このため、吸気道73において反対側Ｒでは、屈曲通路54b1の屈曲の外側部分、すなわち前記屈曲中心から離れている部分を流れるために流速が比較的大きな吸入空気が流れる。そして、スロットル弁71は、反対側Ｒにおいて、全閉状態から下流に向かって開弁する。このため、スロットル弁71は、スロットル弁71を通過する吸入空気の流れ方向に開弁し、吸入空気は、スロットル弁71による流速の低下が抑制された状態で、燃料噴射弁80から噴射された燃料と混合するので、燃料の微粒化が促進される。
【００２９】
スロットルボディ72において、複合吸気通路Ｐｃを通過して、スロットル弁71の上流の吸気道73に流入した吸入空気の少なくとも一部をスロットル弁71を迂回したバイパス空気としてスロットル弁71の下流の吸気道73に導き、ひいては燃焼室27に導くためのバイパス通路90が、吸気道73での通路中心線Ｌ４の方向から見て、上流通路54ａおよび螺旋通路55ｂと重ならない位置に、さらに詳細には反対側Ｒ、すなわち燃料噴射弁80が配置される側に配置される。そして、スロットル弁71が全閉状態にあるアイドリング時などには、スロットル弁71の上流の吸気道73に流入した吸入空気のほぼ全量がバイパス通路90を流れる。
【００３０】
バイパス通路90は、全閉状態にあるスロットル弁71よりも上流に位置する入口91と、スロットルボディ72およびカラー74に跨って設けられて燃料噴射弁80を全周に渡って囲む環状通路92と、環状通路92に連通する１以上の所定数の、この実施形態では複数である４つの空気噴射口93とを有する。前記所定数は、燃料噴射口81の数と同数である。
【００３１】
図７を参照すると、燃料噴射弁80の軸線Ｌｉの方向から見て、各燃料噴射口81および各空気噴射口93は、軸線Ｌｉを中心とする２つの同心円Ｎ１，Ｎ３上にそれぞれ配置され、かつ軸線Ｌｉから径方向に延びる同一の半直線上Ｔに配置される。各空気噴射口93よりも軸線Ｌｉ寄りに配置される各燃料噴射口81は、軸線Ｌｉを中心とする１つの円Ｎ１上に周方向で等間隔に配置され、各空気噴射口93は、軸線Ｌｉを中心とすると共に円Ｎ１よりも大径の１つの円Ｎ３上に周方向で等間隔に配置される。それゆえ、すべての空気噴射口93は、すべての燃料噴射口81を囲むように配置される。
そして、図８に示されるように、各空気噴射口93の中心線Ｌａは、燃料噴射口81から噴射されたほぼ円錐形状を呈する噴射燃料流の中心線Ｌｆに対して、噴射燃料流の方向に向かって所定の傾斜角θで傾斜して交差する。このため、各中心線Ｌａまたは各空気噴射口93からの噴射空気流は、対応する噴射燃料流に、噴射燃料流の方向に向かって傾斜して交差する。
また、バイパス通路90を流通した空気は、その全量が燃料噴射弁80からの噴射燃料流を指向して噴射される。
【００３２】
次に、前述のように構成された実施形態の作用および効果について説明する。
短尺通路54と短尺通路54に並列に設けられると共に短尺通路54よりも通路長が長い長尺通路55とから構成される複合吸気通路Ｐｃが設けられたと可変吸気装置40において、短尺通路54はエアクリーナ41の外部で屈曲しており、長尺通路55は、エアクリーナ41の外部で、短尺通路54を螺旋状に囲む螺旋通路55ｂを有することにより、短尺通路54を囲む螺旋状の螺旋通路55ｂがエアクリーナ41の外部に配置されるので、エアクリーナ41の大型化およびエアクリーナ41の内部構造の複雑化を回避したうえで、エアクリーナ41内の空間を慣性効果や共鳴効果を得るための拡張室として効果的に使用することができる。さらに、短尺通路54が屈曲していることを利用して、複合吸気通路Ｐｃの周辺に配置される部品、例えばメインフレーム２との干渉を回避しながら限られたスペースに複合吸気通路Ｐｃを配置することができるので、複合吸気通路Ｐｃの配置の自由度を大きくすることができる。
【００３３】
短尺通路54は、螺旋通路55ｂにより囲まれた上流通路54ａと、螺旋通路55ｂの螺旋中心線Ｌｈを中心とする径方向のうちの所定方向Ａで外方に向かって屈曲する屈曲通路54b1を有すると共に屈曲通路54b1にて上流通路54ａに連なる下流通路54ｂとを有し、短尺通路54と長尺通路55との合流部56は、下流通路54ｂの仮想延長通路54ｄが、螺旋通路55ｂの仮想延長通路55ｄを所定方向Ａに横切る交差部分であることにより、長尺通路55を流れる吸入空気は合流部56付近で殆ど屈曲率を変えることなく長尺通路55から合流部56に流入するので、合流部56の直上流で吸入空気の流れの曲がりを変えることによる通路抵抗（または吸気抵抗）の増加が抑制される。また、合流部56よりも下流で螺旋通路55ｂからの吸入空気が吸気ポート28または燃焼室27へ向かう合流通路57および吸気道73の通路中心線Ｌ３，Ｌ４回りの旋回流になることが防止または抑制されるので、長尺通路55が使用される運転領域としての低速回転域での体積効率が向上する。
【００３４】
前記特定方向（または車幅方向）から見て、合流部56の直上流での下流通路54ｂのほぼ直線状の通路中心線Ｌ１と、合流部56の直上流での螺旋通路55ｂの通路中心線Ｌ２とは、一直線上にほぼ位置することにより、前記特定方向から見て、合流部56およびその付近で、螺旋通路55ｂからの吸入空気の流れを、短尺通路54での吸入空気の流れと同様にすることができるので、吸入空気が螺旋通路55ｂを流れるときの通路抵抗が減少して、体積効率が向上する。
そして、合流部56の直上流での下流通路54ｂの通路中心線Ｌ１と、合流部56の直上流での螺旋通路55ｂの通路中心線Ｌ２とが、合流通路57の通路中心線Ｌ３そして吸気道73の通路中心線Ｌ４とほぼ一直線上に位置することにより、通路抵抗が一層減少して、体積効率が向上する。
【００３５】
合流部56よりも下流の吸気通路Ｐの通路部分である吸気道73には燃料噴射弁80が臨んでおり、燃料噴射弁80は、吸気道73での通路中心線Ｌ４の方向から見て、上流通路54ａおよび螺旋通路55ｂと重ならない位置に配置されることにより、または、吸気道73に対して下流通路54ｂの屈曲通路54b1から上流通路54ａが延びている側とは反対側Ｒに配置されることにより、短尺通路54が屈曲し、かつ螺旋通路55ｂにより囲まれている場合にも、燃料噴射弁80の取付が上流通路54ａおよび螺旋通路55ｂにより妨げられることがなく、燃料噴射弁80の取付が容易になる。しかも、短尺通路54が屈曲していることにより、屈曲通路54b1において屈曲の中心（すなわち、屈曲通路54b1の曲率中心）から離れている部分である外側を流れるために比較的大きい流速を有する吸入空気が燃料噴射弁80付近を流れるので、燃料噴射弁80から噴射された燃料の微粒化が促進される。
【００３６】
吸気道73にはスロットル弁71が配置され、スロットル弁71を迂回する吸入空気をバイパス空気として燃焼室27に導くバイパス通路90が通路中心線Ｌ４の方向から見て、上流通路54ａと重ならない位置に、より具体的には反対側Ｒに配置され、バイパス空気は、燃料噴射弁80からの噴射燃料流を指向して噴射されることにより、短尺通路54が屈曲し、螺旋通路55ｂが囲まれている場合にも、バイパス通路90は、通路中心線Ｌ４の方向から見て、上流通路54ａおよび螺旋通路55ｂと重ならない位置に、または吸気道73に対して螺旋通路55ｂとは反対側Ｒに配置されるので、上流通路54ａおよび螺旋通路55ｂに妨げられることなく、バイパス通路90を設けることができる。しかも、アイドリング運転時など、スロットル弁71が全閉になる運転時には、その運転に必要な空気量をバイパス通路90により確保できると共に、バイパス空気により燃料噴射弁80から噴射された燃料が微粒化されるので、アイドリング運転時などでの燃焼性が向上すると共に、微粒化のため専用の空気通路が不要になる。
【００３７】
バイパス通路90は、燃料噴射弁80を全周に渡って囲む環状通路92と、環状通路92に連通する複数である所定数の空気噴射口93とを有し、各空気噴射口93の中心線Ｌａは、燃料噴射口81の中心線Ｌｆまたは燃料噴射弁80からの噴射燃料流に傾斜して交差することにより、各空気噴射口93には環状通路92からの空気が供給されるので、空気噴射口93の位置に依存することなく、すべての空気噴射口93から均一の空気を噴射燃料流に衝突させることができて、すべての燃料噴射口81から噴射された燃料を均一に微粒化することができる。
【００３８】
燃料噴射弁80の軸線方向から見て、各燃料噴射口81および各空気噴射口93は、軸線Ｌｉから径方向に延びる同一の半直線Ｔ上に配置されることにより、各燃料噴射口81からの燃料が空気噴射口93からの空気によりそれぞれ効率よく微粒化されて、燃料噴射弁80から噴射された燃料全体の微粒化が促進される。
【００３９】
吸気制御弁62が、長尺通路55に比べて通路抵抗が小さい短尺通路54に配置されることにより、吸気制御弁62を長尺通路55に設ける必要がないので、部品点数が削減される。しかも、吸気制御弁62は、短尺通路54の上流通路54ａにおいて、螺旋通路55ｂにより囲まれていない入口54ｉ寄りに配置されるので、吸気制御弁62を駆動する駆動機構を構成する伝達ロッド64および圧力アクチュエータ63の配置および取付が容易になる。
【００４０】
以下、前述した実施形態の一部の構成を変更した実施形態について、変更した構成に関して説明する。
図９〜図１２を参照して、複数の燃料噴射口81および複数の空気噴射口93の配置の変形例を説明する。各変形例においても、空気噴射口93から噴射された空気により、燃料噴射弁81から噴射された燃料が微粒化される。
図９を参照すると、軸線Ｌｉの方向から見て、各燃料噴射口81および各空気噴射口93は、軸線Ｌｉを中心とする３つの同心円Ｎ１〜Ｎ３上にそれぞれ配置され、かつ軸線Ｌｉから径方向に延びる同一の半直線Ｔ１，Ｔ２上に配置される。
軸線Ｌｉを中心とする２つの同心円Ｎ１，Ｎ２上に周方向で等間隔に配置される複数の燃料噴射口81は、軸線Ｌｉ寄りの円上に周方向で等間隔に配置される複数の内側燃料噴射口81ｉと、円Ｎ１よりも大径の円Ｎ２上に周方向で等間隔に配置される複数の外側燃料噴射口81ｏとから構成される。各外側燃料噴射口81ｏは、周方向で隣接する内側燃料噴射口81ｉの周方向での間隔を二等分する半直線上Ｔ２にある。
各空気噴射口93は、軸線Ｌｉを中心とすると共に円Ｎ１，Ｎ２よりも大径の１つの円Ｎ３上に、周方向で等間隔に配置される。
図１０〜図１２には、複数の燃料噴射口81および複数の空気噴射口93は異なる数であり、燃料噴射口81よりも空気噴射口93が少なくされる例が示される。
図１０を参照すると、軸線Ｌｉの方向から見て、複数の燃料噴射口81および複数の空気噴射口93は、軸線Ｌｉを中心とする３つの同心円Ｎ１〜Ｎ３上に配置される。
軸線Ｌｉを中心とする２つの同心円Ｎ１，Ｎ２上に周方向で等間隔に配置される複数の燃料噴射口81は、軸線Ｌｉ寄りの円Ｎ１上に周方向で等間隔に配置される複数の内側燃料噴射口81ｉと、円Ｎ１よりも大径の円Ｎ２上に配置される２つで１組の複数の外側燃料噴射口81ｏとから構成される。複数の空気噴射口93は、軸線Ｌｉを中心とすると共に円Ｎ１，Ｎ２よりも大径の１つの円Ｎ３上に、周方向で等間隔に配置される。
内側燃料噴射口81ｉおよび外側燃料噴射口81ｏの組合せからなる１つのグループ内の各燃料噴射口81ｉ，81ｏを通る複数の半直線Ｔ１，Ｔ２上に、共通の１つの空気噴射口93が配置される。
図１１を参照すると、軸線Ｌｉの方向から見て、複数の燃料噴射口81および複数の空気噴射口93は、軸線Ｌｉを通る少なくとも１つの対称線Ｓを有するように配置される。複数の空気噴射口93は、軸線Ｌｉを中心とする１つの円Ｎ上に周方向で等間隔に配置される。
図１２を参照すると、軸線Ｌｉの方向から見て、複数の燃料噴射口83は、軸線Ｌｉからの距離および周方向での間隔が不規則となるように配置される。複数の空気噴射口93は、軸線Ｌｉを中心とすると共に円Ｎ上に配置され、異なる周方向での幅Ｗ１，Ｗ２を有する。複数の燃料噴射口81は、周方向での所定範囲Ｇ内での燃料噴射口81の数に正比例して、該所定範囲Ｇ内での空気噴射口93の数、または該所定範囲Ｇ内での各空気噴射口93の幅Ｗ１、Ｗ２の合計が設定される。
【００４１】
合流部56は、図１３に二点鎖線で示されるように、下流通路54ｂの仮想延長通路54ｅが、螺旋通路55ｂよりも所定方向Ａで外方の位置において長尺通路55の直線状の仮想延長通路55ｅを所定方向Ａに横切る交差部分（図１３には、該交差部分が二点鎖線のハッチングで示されている。）であってもよい。なお、図１３に示されるように、合流部56の一部は、螺旋中心線Ｌｈの方向から見て螺旋通路55ｂと重なっていてもよい。
燃料噴射弁80は、スロットル装置70の下流に配置される前記下流側吸気管またはシリンダヘッドに取り付けられてもよい。吸気制御弁62を駆動するアクチュエータは、電動モータであってもよい。
螺旋通路の螺旋中心線は、屈曲していてもよく、例えば弧状に湾曲していてもよい。
複数の空気噴射口は、半径が異なる円上に配置されてもよい。
複合吸気通路Ｐｃは互いに通路長が異なる３以上の通路から構成されてもよい。また、吸気制御弁は複合吸気通路Ｐｃの互いに通路長が異なるすべての通路にそれぞれ設けられてもよい。
内燃機関は多気筒内燃機関であってもよく、その場合、前記下流側吸気管は吸気マニホルドである。
車両は自動二輪車以外の車両であってもよく、内燃機関は車両以外の機械に搭載されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明が適用された内燃機関が搭載された自動二輪車の要部左側面図である。
【図２】（ａ）は、図１の内燃機関の可変吸気装置を中心とする要部の部分断面図であり、（ｂ）は、（ａ）のｂ矢視での複合吸気管の模式断面図である。
【図３】図２の可変吸気装置のスロットル装置の要部拡大図である。
【図４】（ａ）は、図２のＩＶａ矢視での可変吸気装置の吸気制御装置の要部の図であり、（ｂ）は、図２のＩＶｂ矢視での複合吸気管の模式断面図である。
【図５】図４のＶ矢視図であり、吸気制御装置を径方向から見た図である。
【図６】図４のＶＩ矢視図である。
【図７】図３のＶＩＩ矢視での要部の図であり、燃料噴射弁およびカラー付近を燃料噴射弁の軸線方向から見た図である。
【図８】図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線での要部断面図である。
【図９】本発明の燃料噴射弁の変形例を示し、図７に対応する図である。
【図１０】本発明の燃料噴射弁の変形例を示し、図７に対応する図である。
【図１１】本発明の燃料噴射弁の変形例を示し、図７に対応する図である。
【図１２】本発明の燃料噴射弁の変形例を示し、図７に対応する図である。
【図１３】本発明の吸気制御装置の変形例を示し、図４（ｂ）に対応する図である。
【符号の説明】
【００４３】
20…シリンダ、21…シリンダヘッド、27…燃焼室、28…吸気ポート、40…可変吸気装置、41…エアクリーナ、50…吸気制御装置、52…短尺管、53…長尺管、54…短尺通路、54b1…屈曲通路、55…長尺通路、56…合流部、57…合流通路、61…通路切換機構、62…吸気制御弁、70…スロットル装置、71…スロットル弁、72…スロットルボディ、73…吸気道、80…燃料噴射弁、81…燃料噴射口、90…バイパス通路、93…空気噴射口、
Ｖ…自動二輪車、Ｅ…内燃機関、Ｐ…吸気通路、Ｐｃ…複合吸気通路。
【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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【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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