JP2010059942A - エンジンとこれを備えた乗物 - Google Patents

Abstract

【課題】アクチュエータ用の冷却手段を省略して、構造を簡略化できる吸気装置を有するエンジンおよびそれを備えた乗物を提供する。
【解決手段】燃焼室が形成されたシリンダ２３と、前記燃焼室に空気を供給する吸気通路７２，７３の一部を形成し、吸気通路７２，７３の通路断面積を調整するスロットル弁５４，５５を内蔵したスロットルボディ５６、およびスロットル弁５４，５５を駆動するアクチュエータ５８を有する電動スロットル装置５０とを備え、アクチュエータ５８とシリンダ２３との間にスロットルボディ５６の少なくとも一部が位置している。
【選択図】図２

Description

本発明は、電動スロットル装置を備えたエンジンに関するものである。

従来、吸気通路の空気流量を調整する電動スロットル装置として、吸気通路が形成されているスロットルボディと、吸気通路の面積を調整するスロットル弁と、スロットル弁を回動するアクチュエータとを備え、該アクチュエータがスロットルボディの下部に配置されたものが知られている（特許文献１）。

特開２００６−２１４２９３号公報

特許文献１では、アクチュエータを冷却するために、吸気通路を流れる空気をアクチュエータに導く冷却手段が設けられているが、これには冷却通路を形成する必要があり、構造が複雑化してしまう。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、アクチュエータ用の冷却手段を省略して、構造を簡略化できる吸気装置を有するエンジンおよびそれを備えた乗物を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、本発明に係るエンジンは、燃焼室が形成されたシリンダと、前記燃焼室に空気を供給する吸気通路の一部を形成し、前記吸気通路の通路断面積を調整するスロットル弁を内蔵したスロットルボディ、および前記スロットル弁を駆動するアクチュエータを有する電動スロットル装置とを備え、前記電動スロットル装置は、前記シリンダから離間して配置されており、前記アクチュエータと前記シリンダとの間に前記スロットルボディの少なくとも一部が位置している。

この構成によれば、シリンダとアクチュエータの間に存在するスロットルボディの少なくとも一部が遮熱部として作用し、シリンダで発生した熱が輻射によってアクチュエータに直接伝わるのを遮断するので、アクチュエータ用の冷却手段を設けなくてもアクチュエータの安定した動作を維持することができ、その結果、構造が簡略化される。

本発明において、前記シリンダを複数有し、これらのシリンダによってＶバンク空間が形成され、前記電動スロットル装置が前記Ｖバンク空間内に配置され、前記アクチュエータが前記スロットルボディの上方に位置していることが好ましい。例えば電動スロットル装置をＶ型エンジンのＶバンク空間内に配置する場合、アクチュエータがＶバンク空間の狭い底部に近接するので、アクチュエータとエンジンの発熱部との間隔が小さくなり、アクチュエータの使用環境としては好ましくないが、この構成によれば、Ｖ型エンジンのＶバンク空間内に電動スロットル装置を配置してＶバンク空間を有効に活用できる。また、Ｖバンク空間は上方にいくほど広いので、スロットルボディの上方にアクチュエータを配置することにより、下方に配置する場合に比べて、アクチュエータをエンジンの発熱部から十分引き離して、エンジンの熱によるアクチュエータの温度上昇を抑えることができる。

本発明において、前記Ｖバンク空間を形成する第１気筒と第２気筒は、エンジン回転軸心方向にオフセット（位置ずれ）して配置されており、前記アクチュエータが、前記Ｖバンク空間における前記第１気筒に近接し、かつ前記第１気筒のオフセットしている一側方とは反対側の他側部に配置されていることが好ましい。この構成によれば、アクチュエータがＶバンク空間における第１気筒に近接し、かつ前記第１気筒のオフセットしている一側方とは反対側の他側部、つまり第１気筒との干渉を避けやすい、スペース上の余裕がある場所に配置されているので、アクチュエータの設置場所の自由度が高まるうえに、オフセットにより生じた空間を有効利用してメンテナンス性も向上させることができる。

本発明において、さらに、前記電動スロットル装置は、前記アクチュエータを前記スロットル弁に伝達する動力伝達機構を有し、前記動力伝達機構が前記Ｖバンク空間における前記第１気筒に近接し、かつ前記第１気筒のオフセットしている一側方とは反対側の他側部に配置されていることが好ましい。この構成によれば、動力伝達機構がＶバンク空間における第１気筒に近接し、かつ前記第１気筒のオフセットしている一側方とは反対側のスペース上の余裕がある場所に配置されているので、周囲の部品との干渉を避けながら、動力伝達機構を適切な位置に容易に配置できる。

本発明において、前記アクチュエータの少なくとも一部が、前記第１気筒よりもエンジン回転軸心方向の他側方に露出するように配置されていることが好ましい。この構成によれば、露出部分の放熱性が高まるので、アクチュエータの冷却効果が向上する。

本発明において、さらに、前記スロットル弁の開閉位置を検出するスロットル位置センサを備え、前記スロットル位置センサが前記Ｖバンク空間における前記第１気筒に近接し、かつ前記第１気筒のオフセットしている一側方とは反対側の他側部に配置されていることが好ましい。この構成によれば、スペース上の余裕のある他側部にスロットル位置センサが配置されているので、十分な設置スペースを確保できるうえに、メンテナンス性も向上させることができる。

本発明はまた、本発明のエンジンを駆動源とする、例えば自動二輪車のような乗物を提供する。

本発明のエンジンによれば、シリンダとアクチュエータの間に存在するスロットルボディの少なくとも一部が遮熱部として作用し、シリンダで発生した熱が輻射によってアクチュエータに直接伝わるのを遮断するので、アクチュエータ用の冷却手段を設けなくてもアクチュエータの安定した動作を維持することができ、その結果、構造が簡略化される。

以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、この明細書において車体の左右方向は乗車状態のライダーから見た左右方向をいう。
図１は本発明の第１実施形態に係るスロットルボディを備えたクルーザタイプの自動二輪車を示す側面図である。同図に示す自動二輪車は、車体フレームＦＲの前半部を構成するメインフレーム１およびダウンチューブ１８の前端に、ヘッドパイプ２が取り付けられ、このヘッドパイプ２に回動自在に挿通されたステアリングシャフト（図示せず）を介して、アッパーブラケット７およびロワーブラケット８が支持され、これらアッパーブラケット７およびロワーブラケット８にフロントフォーク３が支持され、このフロントフォーク３の下端部に前輪４が支持されている。また、フロントフォーク３の上端部のアッパーブラケット７にはハンドル５が取り付けられている。メインフレーム１およびダウンチューブ１８に、自動二輪車の動力源であるＶ型２気筒のエンジンＥが支持されている。エンジンＥは車幅方向に回転軸心ＡＸを有し、ベルト（図示せず）により後輪９を駆動する。

エンジンＥはクランクケース２２の上部に前傾した前気筒１２と、後傾した後気筒１３とを有し、両気筒１２，１３の間が、側面視でＶ字形のＶバンク空間Ｓとなっており、このＶバンク空間Ｓ内にエアクリーナ４０および電動スロットル装置５０が配置されている。各気筒１２，１３がクランクケース２２に連結されたシリンダ２３とその上部に連結されたシリンダヘッド２４と、シリンダヘッド２４の上部を覆うヘッドカバー２５とを有している。シリンダ２３の内部には燃焼室（図示せず）が形成されている。また、エンジンＥの前気筒１２と後気筒１３の各シリンダヘッド２４から取り出された排気管１４がそれぞれ、車体の右側方の集合管１６に連通され、この集合管１６から分岐して左右一対のサイレンサ１７が配置されている。なお、サイレンサ１７は、左右一対に限られず、車体の一側方、例えば右側方に２本配置されていてもよい。

前記メインフレーム１は、湾曲部１１で下方に湾曲してスイングアームブラケット６に連なっており、この湾曲部１１に、後方へ延びる左右２本のシートレール１０が連結されている。前記ダウンチューブ１８の後半部はスイングアームブラケット６からさらに後方の上方へ延びてシートレール１０に連結される左右２本の補強メンバ１９を形成している。前記シートレール１０には、ライダー用シート３０と同乗者用シート３１とが支持されている。前記メインフレーム１の上部、つまり、車体上部で、前記ハンドル５とライダー用シート３０との間には、燃料タンク２０が取り付けられている。また、車体前部に、前記ハンドル５の前方から車体前部の上部側方にかけての部分を覆う樹脂製のカウリング２１が装着されている。なお、カウリング２１が装着されない機種もある。

前記電動スロットル装置５０は、エアクリーナ４０からエンジンＥへ、具体的には前記シリンダ２３内の燃焼室へ吸入される空気の量を調整するためのもので、エアクリーナを外した状態のエンジンＥの側面図である図２に示すように、一対の吸気通路部分５２、５３が形成され、吸気通路部分５２、５３の面積をそれぞれ調整するスロットル弁５４、５５を内蔵したスロットルボディ５６と、電動スロットル装置５０が自動二輪車に取り付けられた状態でスロットルボディ５６の上方に配置され、スロットル弁５４、５５を回動させる動力を発生するアクチュエータ５８と、アクチュエータ５８の動力をスロットル弁５４、５５に伝達する動力伝達機構６０と、スロットル弁５４、５５の開閉位置を検出するスロットル位置センサ６２とを有している。

電動スロットル装置５０のアクチュエータ５８は、スロットルボディ５６の上方に配置され、スロットルボディ５６の上面に支持されている。これにより、アクチュエータ５８と高温のシリンダ２３との間にスロットルボディ５６が位置して、シリンダ２３から輻射熱がアクチュエータ５８に伝達されるのを防いでいる。シリンダヘッド２４の電動スロットル装置５０側の部分は吸気側となるので、シリンダ２３よりも若干低温になるが、このシリンダヘッド２４からの輻射熱もスロットルボディ５６に遮られて、アクチュエータ５８に達しない。結局、輻射熱によるアクチュエータ５８の温度上昇を抑制するには、アクチュエータ５８とシリンダ２３との間にスロットルボディ５６の全体もしくは少なくとも一部が位置していればよい。

アクチュエータ５８は、例えばＤＣモータ、ＤＣモータ以外の電動モータ電磁ソレノイド、積層型圧電素子、油圧モータなどを使用できる。また、ＤＣモータ以外の電動モータには、交流モータ、ステッピングモータあるいは超音波モータなどがある。動力伝達機構６０とスロットル位置センサ６２は、スロットルボディ５６に着脱自在に取り付けられる樹脂製のギアカバー部材６６により覆われている。このように、電動スロットル装置５０は、スロットルボディ５６、アクチュエータ５８、動力伝達機構６０およびスロットル位置センサ６２が一体化されて、ユニットになっている。

エンジンＥの要部の平面図である図３に示すように、Ｖ型エンジンＥの前気筒１２と後気筒１３は、互いに車体の左右方向に、言い換えればエンジン回転軸心ＡＸ方向にオフセットしている。ここでは、前気筒１２と後気筒１３の軸心をそれぞれＣ１，Ｃ２とすると、車体の車幅方向（左右方向）の中心線Ｃに対して、前気筒１２は左側方に△１だけ、後気筒１３は右側方に△２だけオフセットしている。本実施形態では、△１と△２はほぼ同じであるが異なっていてもよい。前記エアクリーナ４０はＶバンク空間Ｓの車体の左右方向両側をふさぐように配置されている。

エアクリーナ４０の内部には、エンジンＥの左側部に第１室４２が配置され、右側部に第２室４４が配置され、第１室４２と第２室４４とを接続する接続通路４６がＶバンク空間Ｓ内を車体の左右方向に延びている。Ｖバンク空間Ｓ内の右側部であって、エアクリーナ４０の接続通路４６の上方に前記電動スロットル装置５０が配置されている。このように、エンジンＥの発熱部とアクチュエータ５８との間に接続通路４６が配置されるので、接続通路４６が遮熱部として作用し、シリンダ２３で発生した熱が輻射によってアクチュエータ５８に直接伝わるのを遮断する。第１室４２と接続通路４６の上流部（左側部）とが第１ケース４１内に形成され、第２室４４と接続通路４６の下流部（右側部）とが第２ケース４３内に形成されている。第１ケース４１と第２ケース４３は、車体の左右方向の中心線Ｃよりも若干右側の突合せ部８５において、突き合わされて接続されている。電動スロットル装置５０の上流側は第２ケース４３に連結されている。

アクチュエータ５８は、スロットルボディ５６の上部であって、左側方にオフセットした前気筒１２に近接して、スロットルボディ５６の前部に配置され、アクチュエータ５８の一部が前気筒１２よりも右側方に露出している。つまり、アクチュエータ５８は、前面視で前気筒１２とエアクリーナ４０の第２カバー４３との間から露出しており、自動二輪車の走行時には、アクチュエータ５８に走行風が当たり、アクチュエータ５８が冷却される。また、このように広いスペースを確保することで、モータの選択の幅が広がり、設計の自由度を高めることができる。ギアカバー部材６６に覆われた動力伝達機構６０（図２）およびスロットル位置センサ６２（図２）は、左側方にオフセットした前気筒１２に近接した面、この実施形態では電動スロットル装置５０の前部に設けられている。

図４は、図３において電動スロットル装置５０を切断した図である。電動スロットル装置５０は、前気筒１２および後気筒１３のそれぞれの吸気ダクト４５，４７とエアクリーナ４０の第２ケース４３との間に連結されており、電動スロットル装置５０内の吸気通路部分５２，５３とその下流の吸気ダクト４５，４７内の吸気通路部分４５ａ，４７ａとが、エアクリーナ４０からエンジンＥまでの２つの吸気通路７２、７３を形成している。各通路７２，７３の上流側はエアクリーナ４０内の第２室４４に連通しており、前側の吸気通路７２の下流側は前気筒１２の吸気ポート７８に、後側の吸気通路７３の下流側は後気筒１３の吸気ポート７９にそれぞれ接続されている。外気Ａは第１ケース４１の上側から第１室４２に吸引され、第１室４２内のエアフィルタ（図示せず）を通過して清浄空気ＣＡとなった後、接続通路４６および第２室４４を経て、電動スロットル装置５０の吸気通路部分５２，５３に入る。吸気ダクト４５，４７の上部には、燃料噴射弁８１，８３が取り付けられており、吸気ダクト４５，４７の吸気通路部分４５ａ，４７ａ内で混合気が生成され、吸気ポート７８，７９に導入される。

このようにＶバンク空間Ｓの内側に吸気ダクト４５，４７が接続され、前述のとおり、Ｖバンク空間Ｓの外側に位置する排気ポート（図示せず）に排気管１４が接続されている。つまり、Ｖバンク空間Ｓの２つのシリンダヘッド２３のうち、温度の低い吸気ポート７８，７９はＶバンク空間Ｓに臨み、温度の高い排気管１４の排気ポートはＶバンクの外側に開口しているので、Ｖバンク空間Ｓに配置された電動スロットル装置５０、具体的には、アクチュエータ５８周囲の温度上昇が抑制される。

電動スロットル装置５０の斜視図である図５に示すように、前記動力伝達機構６０のギアカバー部材６６は、４本の取付ねじ８０によってアクチュエータ５８の前部に取り付けられている。動力伝達機構６０の下方に、ハンドル５（図１）のアクセルグリップの回転位置を検出するグリップ位置センサ６４が配置されて、２本の取付ねじ８２によってスロットルボディ５６の下部に取り付けられ、グリップ位置センサ６４と電動スロットル装置５０がユニット化されている。このように、グリップ位置センサ６４と電動スロットル装置５０とをユニット化することで、組立工数を減らすことができる。グリップ位置センサ６４は、アクセルグリップ８６に接続されるワイヤ６７と、ワイヤ６７を巻き取るワイヤ巻取部６８と、樹脂製のケース７０内に収納され、ワイヤ巻取部６８の角変位を検出するセンサ素子（図示せず）とからなる。グリップ位置センサ６４の信号接続部分７１は、図３の前気筒１２よりも右側に露出し、かつ前気筒１２の端部の後方に位置し、図２に示すように、下方に開口しているので、前気筒１２に干渉することなく信号線を配設することができる。

この実施形態では、グリップ位置センサ６４は、スロットルボディ５６の下部に取り付けられているが、上部に取り付けてもよく同様の効果を得られる。また、グリップ位置センサ６４は従来通りアクセルグリップ８６に設けてもよく、この場合はユニット化できる効果はなくなるが、その分だけ電動スロットル装置５０が小型化され、図３のエアクリーナ４０の容量を大きくすることができる。

図５に示す電動スロットル装置５０の上部右側面にはエンジン・コントロール・ユニット（図示しない）との通信を行うケーブルを接続するソケット部６９が設けられている。ソケット部６９は、図３に示す左側にオフセットした前気筒１２の右側の空間に近接するので、ケーブルの脱着およびケーブルの配設を容易に行うことができる。このソケット部６９に接続されるケーブルを介して、エンジン・コントロール・ユニットへ図５のスロットル位置センサ６２およびグリップ位置センサ６４の信号を送信する。また、エンジン・コントロール・ユニットからコントロール信号がアクチュエータ５８に送出され、このコントロール信号に基づいてアクチュエータ５８が作動してスロットル弁５４、５５（図４）の開度を調節し、吸気通路７２，７３からエンジンＥへ送り込まれる清浄空気ＣＡの量を調節する。

上記構成において、図２に示すシリンダ２３とアクチュエータ５８の間に存在するスロットルボディ５６の少なくとも一部が遮熱部として作用し、シリンダ２３で発生した熱が輻射によってアクチュエータ５８に直接伝わるのを遮断するので、アクチュエータ用の冷却手段を設けなくてもアクチュエータ５８の安定した動作を維持することができ、その結果、構造が簡略化される。また、スロットルボディ５６の上部にアクチュエータ５８が配置されているので、Ｖ型エンジンＥのＶバンク空間Ｓ内に電動スロットル装置５０を配置してＶバンク空間Ｓを有効に活用できる。また、Ｖバンク空間Ｓは上方にいくほど広いので、スロットルボディ５６の上方にアクチュエータ５８を配置することにより、下方に配置する場合に比べて、アクチュエータ５８をエンジンＥの発熱部から十分引き離して、エンジンＥの熱によるアクチュエータ５８の温度上昇を抑えることができる。

また、アクチュエータ５８がＶバンク空間Ｓにおける前気筒１２に近接し、かつ前気筒１２のオフセットしている左側方とは反対側の右側部、つまりエンジン回転軸心ＡＸ方向にスペース上の余裕がある場所に配置されているので、アクチュエータ５８の設置場所の自由度が高まるうえに、オフセットにより生じた空間を有効利用してメンテナンス性も向上させることができる。さらに、動力伝達機構６０もＶバンク空間Ｓにおけるスペース上の余裕がある場所に配置されているので、周囲の部品との干渉を避けながら、動力伝達機構６０を適切な位置に容易に配置できる。

また、オフセットにより生じた空間を利用してアクチュエータ５８、動力伝達機構６０およびスロットル位置センサ６２が配置されているので、十分な配置スペースを確保できるうえに、メンテナンス性も向上させることができる。さらに、図３に示すアクチュエータ５８の一部が車体の右側方に露出しているから、露出部分の放熱性が高まるので、アクチュエータ５８の冷却効果が向上する。

上記実施形態では前気筒１２が左側に、後気筒１３が右側にそれぞれオフセットしているが、それぞれが反対側にオフセットしていてもよく、その場合、アクチュエータ５８はＶバンク空間Ｓの右側方で、前気筒１２に近接して配置される。このように、アクチュエータ５８は、前後気筒１２，１３のオフセット状態およびエアクリーナ４０の第２室４４（下流側）の位置に応じて適宜配置することができる。
また、上記実施形態では吸気通路部分５２，５３を２つ有し、各通路にスロットル弁５４，５５を配置したダブルスロットル弁について記載されているが、単一の通路と単一のスロットル弁を有するシングルスロットル弁であってもよい。さらに、アクチュエータ５８によりアクセル連動するスロットル弁とは別に、電子制御されるサブスロットル弁を設けてもよい。

上記実施形態では、Ｖ型エンジンについて説明したが、要はシリンダ２３とアクチュエータ５８の間にスロットルボディ５６の少なくとも一部が配置されればよいので、Ｖ型エンジンに限らず単気筒エンジン、並列２気筒エンジン、水平対向エンジンなどにも適用可能である。
また、上記実施形態ではクルーザタイプの自動二輪車に、本発明に係るエンジンを適用した例について説明したが、クルーザタイプ以外の自動二輪車、不整地走行車のような四輪車両、小型滑走艇などの鞍乗型乗物のほか、乗物以外にも適用できる。

以上のとおり、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態を説明したが、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、種々の追加、変更または削除が可能である。したがって、そのようなものも本発明の範囲内に含まれる。

本発明の第１実施形態に係る電動スロットル装置を備えた自動二輪車を示す側面図である。 同上電動スロットル装置とその周辺を示す側面図である。 同上電動スロットル装置とその周辺を示す平面図である。 同上電動スロットル装置の一部破断した平面図である。 同上電動スロットル装置を示す斜視図である。

符号の説明

Ｅ エンジン
Ｓ Ｖバンク空間
ＡＸ エンジン回転軸心
１２ 前気筒
１３ 後気筒
２３ シリンダ
５０ 電動スロットル装置
５４、５５ スロットル弁
５６ スロットルボディ
５８ アクチュエータ
６０ 動力伝達機構
６２ スロットル位置センサ
６４ グリップ位置センサ
７２，７３ 吸気通路

Claims (7)

1. 燃焼室が形成されたシリンダと、
   前記燃焼室に空気を供給する吸気通路の一部を形成し、前記吸気通路の通路断面積を調整するスロットル弁を内蔵したスロットルボディ、および前記スロットル弁を駆動するアクチュエータを有する電動スロットル装置とを備え、
   前記電動スロットル装置は、前記シリンダから離間して配置されており、
   前記アクチュエータと前記シリンダとの間に前記スロットルボディの少なくとも一部が位置しているエンジン。
2. 請求項１において、前記シリンダを複数有し、これらのシリンダによってＶバンク空間が形成され、前記電動スロットル装置が前記Ｖバンク空間内に配置され、前記アクチュエータが前記スロットルボディの上方に位置しているエンジン。
3. 請求項１において、前記シリンダを複数有し、これらのシリンダによってＶバンク空間が形成され、前記電動スロットル装置が前記Ｖバンク空間内に配置され、前記Ｖバンク空間を形成する第１気筒と第２気筒は、エンジン回転軸心方向にオフセットして配置されており、前記アクチュエータが、前記Ｖバンク空間における前記第１気筒に近接し、かつ前記第１気筒のオフセットしている一側方とは反対側の他側部に配置されているエンジン。
4. 請求項１において、前記シリンダを複数有し、これらのシリンダによってＶバンク空間が形成され、前記電動スロットル装置が前記Ｖバンク空間内に配置され、前記Ｖバンク空間を形成する第１気筒と第２気筒は、エンジン回転軸心方向にオフセットして配置されており、さらに、前記電動スロットル装置は、前記アクチュエータを前記スロットル弁に伝達する動力伝達機構を有し、
   前記動力伝達機構が前記Ｖバンク空間における前記第１気筒に近接し、かつ前記第１気筒のオフセットしている一側方とは反対側の他側部に配置されているエンジン。
5. 請求項３または４において、前記アクチュエータの少なくとも一部が、前記第１気筒よりもエンジン回転軸心方向の他側方に露出するように配置されているエンジン。
6. 請求項３から５のいずれか一項において、さらに、前記スロットル弁の開閉位置を検出するスロットル位置センサを備え、
   前記スロットル位置センサが前記Ｖバンク空間における前記第１気筒に近接し、かつ前記第１気筒のオフセットしている一側方とは反対側の他側部に配置されているエンジン。
7. 請求項１から６のいずれか一項に記載されたエンジンを動力源として備えた乗物。

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