(57)【要約】【課題】内燃機関の吸気装置において、そのインテークポート開口に設けられた交換自在な隔壁により、混合気の流入特性が変化され、これにより内燃機関の出力特性が所望の状態に調整されて適正な走行特性を備えた車両が提供される。【解決手段】内燃機関のインテークポート開口１ａに交換自在な隔壁Ａが装着されており、該隔壁Ａは長さの異なるプレートＰとして形成されたものであり、該プレートＰが前記インテークポート開口１ａに設けられた上下一対の溝１ｂ，１ｂに挿入されることで交換自在に装着され、該装着されるプレートＰの交換により該インテークポート開口１ａから吸入される混合気の流入特性が変化され、これにより内燃機関の出力特性が所望の状態に調整される。【選択図】図３
2004036558.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも２つ以上の吸気バルブと、前記各吸気バルブに対して混合気が給気される通路と、該通路に設けられた前記各吸気バルブに各別の前記混合気が給気されるようになすための通路分離隔壁と、前記通路に前記混合気が給気されるように該混合気が取入れられるインテークポート開口と、を備えた内燃機関の吸気装置において、
前記インテークポート開口には前記各吸気バルブに各別の前記混合気が給気されるようになすための前記通路隔壁に対向して前記インテークポート開口を２分する隔壁が他の隔壁と交換自在に装着されることを特徴とする内燃機関の吸気装置。
【請求項２】
前記インテークポート開口が２分される交換自在な隔壁が、互いにその長さが異なるプレートからなるものである前記請求項１記載の内燃機関の吸気装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は内燃機関の吸気装置に関し、インテークポート内へ給気される混合気の流入特性が所定の状態に変更される隔壁がそのインテークポート開口に交換自在に装着されて、前記混合気の流入特性が前記所定の状態から他の状態に変更されることで内燃機関の出力特性が適宜調整され、これにより最適な車両走行特性が与えられる内燃機関の吸気装置の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】
従来４ストロークサイクル内燃機関の吸気装置として、給気される混合気の流入特性が特別な状態に制御されて、前記内燃機関における燃焼効率の向上と排ガス特性の改善がなされる技術が従来知られている。
【０００３】
例えば、特開平１１−１６６４２０号においては、スロットルバルブの下流の吸気通路が隔壁により上下に仕切られ、高負荷通路と低負荷通路として形成され、前記スロットルバルブの開度が小さい低負荷時には、前記低負荷通路からシリンダヘッドの吸気ポート上壁に沿って混合気が流入され、シリンダ内に吸気によるタンブルが発生され、前記混合気の攪拌が促進されて前記低負荷運転時の燃焼の安定化と排ガス特性が改善される技術が開示されている。
【０００４】
また、特開２０００−１４５４６７号においては、吸気出口からシリンダ内に流入された混合気と空気によってシリンダ内に２つの方向性をもって流入する旋回流からなるタンブルが発生され、低負荷運転時の燃焼の安定化が図られ、また、高負荷用通路と低負荷用通路に混合気が流れ、該混合気が吸気ポートの吸気出口からシリンダ内に大量に供給されるようにして高負荷運転時の出力向上が図られる技術が開示されている。
【０００５】
そして、前記従来技術は、いずれも、高い吸入効率の高出力化された内燃機関に関するものであり、前記混合気の流入特性が特別な状態に制御されることでシリンダ内における燃焼効率の改善がなされ、これにより内燃機関の出力特性の向上が図られるというものであり、結果として、内燃機関における燃費向上と該機関の出力特性の改善により車両における走行特性の向上が図られるというものである。
【０００６】
ところで、車両の走行特性は、該車両の機関が持つ出力特性自体に差がなくとも、該車両走行上の走行条件の相違により異なるものであり、例えば路面の状態やライダーの運転技量の差により異なるものであり、特に路面状態の変化は降雨や降雪、路面凍結時の滑り易い路面から晴天時の乾ききった路面状態まで多様であり、また、ライダーの運転技量は個人差が大きい等といった車両走行に伴う諸条件の変化、相違により大きく異なるものである。したがって、前記車両走行上の前記諸条件の変化や相違、すなわち前記路面の状態や運転技量等に対応してその仕様を変えることができる内燃機関の開発、改良が望まれるところである。
【０００７】
そこで、上述の視点から、前記従来技術を参照すると、前記従来技術は前記のように内燃機関の出力特性が改善されて車両の走行特性の向上が図られるという点がその技術開発、技術改良の視点とされるものであることは既述のとおりであるが、前記車両走行上の前記諸条件の変化、相違に対する対策については何も配慮がなされていない。
【０００８】
たとえば、前記従来技術における内燃機関はその構造的特長から前記点を見ると、前記従来技術においては、シリンダ内へ吸入される混合気の流入特性の特別な制御が固定構造である吸気通路の隔壁によりなされ、前記混合気の流入特性の前記特別な制御はその構造上全く可変性がなく、前記混合気の流入特性の制御は常に固定された条件下でなされ、内燃機関の出力特性の調整が一定の条件下でなされるものであり、前記車両走行上の前記諸条件の変化、相違に対応してその機関の仕様が変更されるものではない。
【０００９】
したがって、前記のような状況のなかで、前記車両走行上の諸条件の変化や相違、すなわち、車両走行上の様々な変更条件に対応できる仕様を備えた内燃機関の開発、改良が望まれるところであるが、このような内燃機関の開発、改良はコスト的に高くなることから困難であるという現実があり、簡単な構造変更でしかも低コストで前記要望に対処できる内燃機関の改良のための良策が模索されるところであるが、未だ前記要望に応えるためのこれといった良策が見出されないというのが実状である。
【００１０】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
本発明は、前記状況の中で、前記要望に応えるための１つの対策が提供されるものであり、簡単な前記内燃機関の構造変更により、しかも低コストで、前記車両走行上の前記様々な変更条件に対応可能な仕様を備えた前記内燃機関の改良技術が提供されるもので、少なくとも２つ以上の吸気バルブと、前記各吸気バルブに対して混合気が給気される通路と、該通路に設けられた前記各吸気バルブに各別の前記混合気が給気されるようになすための通路分離隔壁と、前記通路に前記混合気が給気されるように該混合気が取入れられるインテークポート開口と、を備えた内燃機関の吸気装置において、前記インテークポート開口には前記各吸気バルブに各別の前記混合気が給気されるようになすための前記通路隔壁に対向して前記インテークポート開口を２分する隔壁が他の隔壁と交換自在に装着されることを特徴とするものである。
【００１１】
請求項１に記載の発明では、少なくとも２つ以上の吸気バルブと、前記各吸気バルブに対して混合気が給気される通路と、該通路に設けられた前記各吸気バルブに各別の前記混合気が給気されるようになすための通路分離隔壁と、前記通路に前記混合気が給気されるように該混合気が取入れられるインテークポート開口と、を備えた内燃機関の吸気装置において、前記インテークポート開口には前記各吸気バルブに各別の前記混合気が給気されるようになすための前記通路隔壁に対向して前記インテークポート開口を２分する隔壁が他の隔壁と交換自在に装着されるから、前記隔壁が適宜他の隔壁と交換されることで、前記インテークポート開口から取入れられる混合気の流入特性が前記隔壁により変更されて、該混合気が前記内燃機関シリンダ内に給気されることで燃焼状態の調整が図られ、これにより所望の適正な車両走行特性を与えるように前記内燃機関の出力特性が調整される。
【００１２】
請求項２に記載の発明では、前記インテークポート開口が２分される交換自在に装着される隔壁が、互いに長さの異なるプレートであるから、前記請求項１記載の発明の効果に加えて、前記インテークポート開口を２分する隔壁の長さが前記プレートの交換により変化されるので前記混合気の流入特性の変更が容易であり、また、前記インテークポート開口への前記隔壁の装着のための構造が前記プレートの装着であるから簡単であり、その取り扱いが容易である。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図に基づいて説明する。
図１は、内燃機関のシリンダヘッド１０を上方部から見たものであり、該シリンダヘッド１０には２つの吸気バルブ１ｇ，１ｈと、２つの排気バルブ１ｊ，１ｋが図示されており、また、前記吸気バルブ１ｇ，１ｈと前記排気バルブ１ｊ，１ｋとの間には点火装置１ｍが図示され、さらに該図１の右方寄りの部分には前記２つの吸気バルブ１ｇ，１ｈに連通するインテークポート内通路１ｃと該通路１ｃの入口であるインテークポート開口１ａが示されている。
【００１４】
そして、図示しない気化器のスロットルバルブからの混合気が前記インテークポート開口１ａから流入され、前記混合気は前記インテークポート内通路１ｃを経て、前記２つの吸気バルブ１ｇ，１ｈを介して図示しないシリンダ内へと導かれるようになされており、前記インテークポート内通路１ｃは、前記インテークポート開口１ａから所定長さの１つの通路として延伸されて、その通路１ｃ内の所定位置における隔壁１ｆにより２つの分岐通路１ｄ，１ｅに分岐されて、該２つの分岐通路１ｄ，１ｅは前記２つの吸気バルブ１ｇ，１ｈにそれぞれ別々に前記混合気が導かれるようになされている。
【００１５】
また、図１ないし図３に図示されるように前記インテークポート開口１ａには、該開口１ａを左右に分離するための所定長さの隔壁Ａを構成するプレートＰのための溝部１ｂが形成されており、該溝部１ｂは前記インテークポート開口１ａを前記プレートＰによる隔壁により左右に分離することから該開口１ａの上下対向位置に一対形成されており、該一対の溝部１ｂはそれぞれ前記開口１ａの端から前記インテークポート内通路１ｃの内部に向かって所定の距離延伸している。
【００１６】
そして、前記隔壁Ａを構成するためのプレートＰは、適宜所定の厚さを有する鋼板等の板材から形成されており、図４（ａ）に図示されるように、その平面形状は、直線状の基部直線部Ｐ１と、該直線部Ｐ１の両端から所定長さの平行直線部として延伸する一対の平行直線延伸部Ｐ２と、該一対の平行直線延伸部Ｐ２それぞれの先端が接続される略円弧状の曲線部Ｐ３とからなる形状であり、その全長がＬｐの長さの板状体である。
【００１７】
前記プレートＰの挿入保持は、プレートＰの前記略円弧状をなす曲線部Ｐ３形成側が挿入先端となるようにして、前記一対の平行直線延伸部Ｐ２を前記インテークポート開口１ａに設けられた前記上下一対の対向溝部１ｂに挿入することでなされ、該プレートＰの挿入はその前記基部直線部Ｐ１が前記インテークポート開口１ａの開口端と同一面になるまでなされ、その後図示しない適宜固定手段により固定されて挿入保持される。
【００１８】
前記挿入保持されたプレートＰは、他のプレートＰとの交換のために取外し可能であり、その意味においては前記プレートＰの固定手段による固定は永久的な固定ではないが、該固定状態においては内燃機関の振動等により緩みが生じて前記プレートＰのその取付け位置がずれたり外れたりすることがないようになされる必要があり、そのための適宜固定手段が選択されるものである。
【００１９】
ここで、本発明実施形態における前記プレートＰについてさらに詳しい説明を加えることにする。
【００２０】
前記プレートＰは、適宜厚さの鋼板等の板材を打ち抜き等の加工手段により加工して形成されたものであり、その平面形状は図４（ａ）に図示される前記形状を備えており、該図４（ａ）に示されるプレートＰは所定の長さＬｐをもつプレートである。そして、前記プレートＰの長さＬｐがＬｏの長さであるプレートＰｏを基準として、該プレートＰｏが所望の適正な状態に制御された機関出力特性を得るための適宜長さ、すなわち、図４（ａ）の点線で示されるような長さに削られて、例えば長さＬａ，Ｌｂ，Ｌｃ，・・・ＬｎのプレートＰａ，Ｐｂ，Ｐｃ，・・・Ｐｎとして用いられるものであり、もしくは前記プレートＰｏが削られることなくそのままの長さＬｏのプレートＰｏとして用いられるものである。
【００２１】
したがって、図４（ｂ）に図示されるそれぞれの前記プレートＰａ，Ｐｂ，Ｐｃ・・・Ｐｎおよび図４（ｂ）には直接図示されない前記プレートＰｏは、それぞれ前記所望の機関出力特性を得るために用意されたプレートＰであり、前記プレートＰｏは何ら削られることなく、また、前記プレートＰａ，Ｐｂ，Ｐｃ，・・・Ｐｎは前記基準となるプレートＰｏが既に所定の長さに削られた状態で示されたプレートＰである。
【００２２】
そして、前記プレートＰのそのそれぞれの長さＬｏ，Ｌａ，Ｌｂ，Ｌｃ・・・Ｌｎは、後に詳しく述べる図５に示されるプレート追い込み量（プレートＰの削り量、正確には基準となるプレートＰｏの削り量）と車両走行におけるトルク感およびパワー感との関係に基づき適宜設定されているものである。
【００２３】
本発明の実施形態における前記プレートＰは前記のような構造のものであり、既述した車両走行上の前記様々な変更条件に対応して使用されるものであり、具体的には前記変更条件に対応して、該条件に対応するトルク感とパワー感の適切な相関関係が選定されることで、該選定に基づくプレート長さＬｐが設定され、例えば前記プレート長さＬａ，Ｌｂ、Ｌｃ，・・・ＬｎさらにはＬｏ等が設定されて、該長さに相当するプレートＰａ，Ｐｂ，Ｐｃ，・・・ＰｎもしくはＰｏ等として使用されるものであり、該長さ設定されたプレートＰａ，Ｐｂ，Ｐｃ，・・・Ｐｎの中から所定の長さをもつ一枚が選択されて前記内燃機関のインテークポート開口１ａに装着され、該開口１ａから吸入される混合気の流入特性が前記所定の長さを持つプレートＰにより変更されることで、前記シリンダ内における燃焼状態の調整が図られ、前記内燃機関の出力特性が前記変更条件に対応する機関仕様とされるものである。
【００２４】
すなわち、前記インテークポ−ト開口１ａに前記装着されたプレートＰによる隔壁Ａが形成され、該隔壁Ａにより前記開口１ａを通して吸入される混合気の流入特性が前記所定長さのプレートＰにより変更され、前記シリンダ内における燃焼状態の調整が図られ、前記内燃機関の出力特性の調整がなされることで、前記車両走行上の様々な変更条件に対応してその仕様が変更される内燃機関が得られるのである。
【００２５】
ところで、前記プレートＰの長さ設定の具体的な説明が未だなされていないので、ここで前記プレートＰの長さ設定について図５に基づき説明する。
【００２６】
前記インテークポート開口１ａに装着されるプレートＰの長さと、前記内燃機関の出力特性の変化から得られる車両走行時のトルク感およびパワー感との関係、すなわち、プレートＰの長さの変化による前記内燃機関出力特性から得られる車両の走行時のトルク感およびパワー感の変化の関係は、本件発明者が得たデータに基づく図５に基づく説明により明らかにされるところであり、前記両者は以下のような関係にある。
【００２７】
すなわち、前記図５には、プレート追い込み量として表現されたプレートＰの長さ、つまり、前記基準となる長さＬｏのプレートＰｏの削り量と内燃機関特性から得られる車両走行時のトルク感およびパワー感との相関関係が図示されており、該図５におけるトルク感およびパワー感は、ライダーが車両の走行中に得るライダー自身の感覚から得たトルクの強さ、パワーの強さが表現されたものであり、５段階評価された値が示されており、５．０はエクセレントであり、以下、４．０はグッド、３．０はアベレージ、２．０はプアー、１．０はｎｇ．ノタコエプタブルの評価が示されているものである。
【００２８】
そして、前記図５から前記プレートＰの追い込み量が変化させられることで、すなわち、プレートＰの長さがどのように設定されるかにより前記トルク感およびパワー感がどのように変化するかが示されており、前記図５に基づいて所望のトルク感、パワー感を得るためのプレートＰの長さが設定される。
換言すれば前記設定長さのプレートＰが使用されることにより前記所望のトルク感やパワー感が得られることが示されている。
【００２９】
前記図５から明らかなように前記長さＬｏのプレートＰｏが使用されたときのトルク感は４．５であり、パワー感は４．０であり、これを基準にして、前記プレート追い込み量が１５ｍｍ付近においては、すなわち、前記プレートＰｏの長さより１５ｍｍ短いときにはそのトルク感は３．７５であり、パワー感は３．５であり、プレート追い込み量が３０ｍｍ付近、すなわち、前記プレートＰｏの長さより３０ｍｍ短いときにはそのトルク感は２．７５であり、パワー感は３．７５であり、以下、前記プレートＰｏの長さより４５ｍｍ短いときにはそのトルク感は２．５であり、パワー感は３．７５である。
【００３０】
そして、前記プレート追い込み量と前記トルク感および前記パワー感との両者の関係は全体的にみて、追い込み量が１５ｍｍ付近まではその増大と共にトルク感、パワー感共に減少傾向を辿るが、追い込み量が１５ｍｍから２０ｍｍ付近においてはトルク感が急激に減少し、その後は２．５程度の値を維持して推移し、また、パワー感は前記１５ｍｍから２０ｍｍ付近において多少の変化はあるが、その後は略３．５と４．０の中間値で推移している。
【００３１】
前記インテークポート開口１ａに装着されるプレートＰの長さＬｐと前記ライダーの感覚から得られる車両走行時のトルク感およびパワー感との関係は上述のとおりであるから、適宜、既述の車両走行上の様々な変更条件に対応して、該条件に対応する適切なトルク感およびパワー感が前記図５に基づき選定される。
そして、該トルク感およびパワー感の選定に基づくプレート追い込み量、すなわち前記基準となるプレートＰｏの削り量が決められ、前記削り量に対応する長さＬｐのプレートＰが設定され、該長さ設定されたプレートＰが前記インテークポート開口１ａに装着される。
【００３２】
つまり、前記路面状態やライダーの運転技量差等に対応して、すなわち路面状態が降雨や降雪、さらには凍結等による滑り易い状態であるか、乾ききった状態であるか、また、ライダーの運転技量はどうかといった車両走行上の様々な変更条件に対応して、該条件に対応する最適なトルク感およびパワー感が前記図５に基づき選定される。
トルク感とパワー感が選定されて、該選定に基づく前記プレート追い込み量から前記機関のインテークポート開口１ａに装着される前記プレート部材Ｐの長さＬｐが設定され、該長さ設定されたプレートＰが前記インテークポート開口１ａに装着されることで機関出力特性が適正に調整される。
【００３３】
本発明の前記図１ないし図５に記載された実施形態は前記のように構成されているので、前記車両走行上の様々な変更条件に対応して、該条件に対応する適切なトルク感およびパワー感の選定がなされ、該選定に伴うプレートＰの追い込み量が前記図５から求められ、前記基準となるプレートＰｏが前記追い込み量に従い削られ、もしくは削られることなく所定の長さＬａ，Ｌｂ，Ｌｃ、・・・ＬｎもしくはＬｏ等のプレートＰａ，Ｐｂ，Ｐｃ、・・・ＰｎもしくはＰｏ等として設定され、該プレートＰが前記内燃機関のインテークポート開口１ａに装着されることで該開口１ａに隔壁Ａが形成されて、該開口１ａから吸入される混合気の流入特性が前記隔壁Ａにより変更されて、前記内燃機関の出力特性が適正に調整され、これにより、前記車両走行上の様々な変更条件に対応してその仕様変更が可能な内燃機関が提供される。
【００３４】
前記実施形態に換えて種々の実施形態が考えられる。
【００３５】
前記実施形態においては、前記プレートＰを鋼板等により形成されるものとしたが、他の金属材、例えば、アルミニウムやアルミ合金等の比較的軽量な金属の板材により形成してもよく、また、耐熱性の高い樹脂等の板材を用いて形成してもよい。
【００３６】
前記実施形態においては、前記プレートＰとして、基準となるプレートＰｏを所望の機関性能に合わせて削ることにより用いているが、該プレートＰは、あらかじめ適宜長さに設定された状態で用意されたプレートＰの内から所望の機関性能を満たすプレートＰに一番近い長さのプレートを選択して用いても良い。
【００３７】
前記実施形態においては、前記プレートＰの形状が前記図４に図示されるものとして説明されているが、前記プレートＰの形状は、前記図示された形状に限定されることなく、本発明の趣旨を免脱することなく本発明の所定の作用効果を奏するものであれば、適宜形状のものが選択される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の内燃機関のシリンダヘッド部を示す図である。
【図２】本発明の図１におけるＡ−Ａ断面図である。
【図３】本発明のシリンダヘッド部を矢印Ｂ方向から見た図である。
【図４】本発明のプレートを示す図である。
【図５】本発明のプレート追い込み量とトルク感およびパワー感との関係を示す図である。
【符号の説明】
１ａ・・・インテークポート開口、１ｂ・・・溝部、１ｃ・・・インテークポート内通路、１ｄ，１ｅ・・・分岐通路、１ｆ・・・通路分離隔壁、１ｇ，１ｈ・・・吸気バルブ、１ｊ，１ｋ・・・排気バルブ、１ｍ・・・点火装置、１０・・・シリンダヘッド部、Ａ・・・隔壁、Ｐ，Ｐｏ，Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｎ・・・プレート、Ｐ１・・・基部直線部、Ｐ２・・・一対の平行な直線延伸部、Ｐ３・・・曲線部、Ｌｐ，Ｌｏ，Ｌａ，Ｌｂ，Ｌｃ，Ｌｎ・・・プレートの長さ
【図１】
2004036558.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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