JP2003239800A - 小型二輪車用エンジン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 小型化とメンテナンス性の向上を図ることが
できるとともに、個体の摩擦力のバラツキを抑えること
ができる小型二輪車用エンジンの提供。 【構成】 吸・排気バルブをそれぞれ独立に開閉する吸
・排気カム軸５７，５８を備える小型二輪車用エンジン
において、前記吸・排気カム軸５７，５８を回転自在に
支持する軸受ボス３４Ａ，３４Ｂをシリンダヘッド３４
に一体に形成するとともに、ヘッドカバー５９とシリン
ダヘッド３４との合面Ｆを前記軸受ボス３４Ａ，３４Ｂ
に形成された軸受孔３４ａ，３４ｂよりもピストン側
（下方）に設け、シリンダヘッド３４を前記軸受孔３４
ａ，３４ｂよりもピストン側（下方）でシリンダ３３に
締め付けるよう構成する。本発明によれば、シリンダヘ
ッド３４部分が小型化してエンジン全体の小型化が図ら
れ、又、軸受部に締付力が作用しないために該軸受部の
変形が防がれ、締付力のバラツキによる個体の摩擦力の
バラツキが抑えられる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、吸・排気バルブを
それぞれ独立に開閉する吸・排気カム軸を備える小型二
輪車用エンジンに関する。

【０００２】

【従来の技術】二輪車に搭載される特に排気量が５０ｃ
ｃ等の小型エンジンに対しては、車両重量や操縦性への
影響を考慮して可能な限りの小型化が望まれる。

【０００３】又、小型エンジンでは、出力に対する摩擦
損失の割合が比較的大きいため、組付等に際して個体毎
の摩擦の影響を低く抑えることができる設計が求められ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、吸・排気バ
ルブをそれぞれ独立に開閉する吸・排気カム軸を備える
ＤＯＨＣ（ツインカム）エンジンにあっては、それが小
型エンジンであっても、大型のエンジンと同じ構成が採
用されており、小型化のための特別な設計的配慮がなさ
れていないのが実情である。特に、吸・排気カム軸は、
シリンダヘッドとこれに組み付けられる別体のベアリン
グキャップによって回転自在に支承されていたため、シ
リンダヘッド部が大型化するという問題があった。

【０００５】又、上述のように吸・排気カム軸はベアリ
ングキャップによってシリンダヘッドに組み付けられ、
ヘッドカバーのシリンダヘッドとの合面は吸・排気カム
軸の軸心を通る平面上に設けられていたため、メンテナ
ンス時に吸・排気カム軸をそのまま軸方向に抜き出すこ
とができず、メンテナンス性が悪いという問題もあっ
た。

【０００６】更に、従来のエンジンにおいては、シリン
ダヘッドは吸・排気カム軸の軸受孔よりも反ピストン側
でシリンダに締め付けられていたため、吸・排気カム軸
の軸受部に締付力が直接作用して該軸受部が変形し、軸
受摩擦力が大きくなったり、締付力のバラツキによって
軸受摩擦力が変化するという問題があった。

【０００７】本発明は上記問題に鑑みてなされたもの
で、その目的とする処は、小型化とメンテナンス性の向
上を図ることができるとともに、個体の摩擦力のバラツ
キを抑えることができる小型二輪車用エンジンを提供す
ることにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載の本発明は、吸・排気バルブをそれぞ
れ独立に開閉する吸・排気カム軸を備える小型二輪車用
エンジンにおいて、前記吸・排気カム軸を回転自在に支
持する軸受ボスをシリンダヘッドに一体に形成するとと
もに、ヘッドカバーとシリンダヘッドとの合面を前記軸
受ボスに形成された軸受孔よりもピストン側に設け、シ
リンダヘッドを前記軸受孔よりもピストン側でシリンダ
に締め付けるよう構成したことを特徴とする。

【０００９】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明において、前記ヘッドカバーとシリンダヘッドとの合
面を前記軸受孔よりもピストン側で、且つ、ロッカ軸の
軸受ボスよりも反ピストン側に設けたことを特徴とす
る。

【００１０】従って、本発明によれば、吸・排気カム軸
の軸受ボスをシリンダヘッドに一体に形成したため、従
来のベアリングキャップが不要となり、シリンダヘッド
部分が小型化してエンジン全体の小型化が図られる。そ
して、ヘッドカバーとシリンダヘッドとの合面を軸受ボ
スに形成された軸受孔よりもピストン側に設けたため、
ヘッドカバーを外せば吸・排気カム軸を軸方向に抜き出
すことができ、エンジンのメンテナンス性が高められ
る。

【００１１】又、シリンダヘッドを軸受孔よりもピスト
ン側でシリンダに締め付けるようにしたため、軸受部に
締付力が作用せず、該軸受部の変形が防がれ、熱膨張に
よって締付力が増大した場合であっても軸受部への影響
がなく、軸受摩擦力が大きくなったり、締付力のバラツ
キによる個体の摩擦力のバラツキが抑えられる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて説明する。

【００１３】図１は本発明に係るエンジンを搭載したス
クータ型自動二輪車１の側面図であり、図示のスクータ
型自動二輪車１の車体前方上部にはヘッドパイプ２が位
置しており、該ヘッドパイプ２内にはステアリング軸３
が回動自在に挿通している。そして、このステアリング
軸３の上端にはハンドル４が取り付けられ、同ステアリ
ング軸３の下端にはフロントフォーク５が結着されてお
り、該フロントフォーク５の下端部には前輪６が回転自
在に軸支されている。

【００１４】又、前記ヘッドパイプ２からはダウンチュ
ーブ７が車体後方に向かって斜め下方に延出した後、折
り曲げられて車体後方に向かって略水平に延出してお
り、該ダウンチューブ７の途中からは左右一対のバック
ステー８が分岐して車体後方に向かって斜め上方に延設
されている。

【００１５】ところで、車体前部の前記ヘッドパイプ
２、ダウンチューブ７等は樹脂製のフロントカバー９に
よって覆われており、該フロントカバー９の後半部は同
じく樹脂製のレッグシールド１０を構成している。

【００１６】更に、前記ハンドル４の後方にはシート１
１が配置されており、該シート１１とハンドル４との間
には低床式のフートステップ１２が設けられている。そ
して、このフートステップ１２の斜め前下方の空間には
ラジエータ１３が配設されている。

【００１７】又、上記フートステップ１２の後方であっ
て、前記シート１１の下方には、動力ユニットとしての
ユニットスイング式エンジン１４が設けられている。

【００１８】上記ユニットスイング式エンジン１４は、
車体の左側に配され、これは駆動源としてのエンジン１
５と不図示のＶベルト式自動変速機及び減速機構を内蔵
して成る伝動ケース１６を一体化して構成され、伝動ケ
ース１６はエンジン１５の車体左側から車体後方に延
び、その後端には後輪１７が回転自在に軸支されてい
る。

【００１９】又、エンジン１５の左側方にはエアクリー
ナ１８が配置されており、該エアクリーナ１８の上部か
ら延びる吸気管１９は、上方に立ち上がった後に車体後
方へ折り曲げられ、その端部にはキャブレタ２０が取り
付けられている。そして、キャブレタ２０から車体後方
へ延びる吸気管２１は、下方に折り曲げられて前記エン
ジン１５の吸気系に接続されている。

【００２０】他方、エンジン１５の下部の排気系から延
びる排気管２２は、車体の右側を車体後方に向かって延
設され、その端部には排気マフラー２３が取り付けられ
ている。

【００２１】又、エンジン１５の車体前方に配置された
前記ラジエータ１３から車体後方に向かって略水平に延
びる冷却水配管２４，２５は、図示のようにエンジン１
５に接続されている。

【００２２】以上の構成を有するユニットスイング式エ
ンジン１４は、前記バックステー８に固着されたエンジ
ン懸架ブラケット２６にリンク２７を介して上下に揺動
自在に支持されており、その後端は後輪１７と共にリヤ
クッション２８を介してバックステー８に支持されてい
る。

【００２３】他方、車体のシート１１よりも下方の部位
は樹脂製の車体カバー２９によって覆われており、該車
体カバー２９内の前記ユニットスイング式エンジン１４
の上方には、上面が開口する収納ボックス３０が配置さ
れ、その後方には燃料タンク３１が配設されている。こ
こで、前記収納ボックス３０はヘルメット３２を収納す
るためのものであって、その底壁の前半部はヘルメット
３２の外形形状に合わせて円弧曲面状に成形されてい
る。そして、この収納ボックス３０上に前記シート１１
が支持され、該シート１１は、その前端が不図示のヒン
ジを中心として上下に回動して収納ボックス３０を開閉
する。

【００２４】ここで、本発明に係る前記エンジン１５の
構成の詳細を図２〜図６に基づいて説明する。尚、図２
及び図３はエンジンの縦断面図、図４はエンジンの排気
カム軸周りの構造を示す部分断面図、図５は図４のＡ−
Ａ線断面図、図６はエンジンのヘッドカバーと吸・排気
カム軸を外した状態の平面図である。

【００２５】前記エンジン１５は、水冷４サイクルの単
気筒ＤＯＨＣエンジンであって、そのシリンダ３３とシ
リンダヘッド３４は略水平に前傾されている。具体的に
は、図２に示すように、シリンダ３３に形成されたボア
３５の軸中心線（以下、シリンダ軸線と称する）Ｍは、
水平線Ｈに対して上方に角度θだけ傾斜するとともに、
クランク中心Ｏに対して下方にεだけオフセットされ
て。尚、角度θは、ＤＯＨＣエンジン１５において、図
３に示すチェーン室３６において最も下方に位置する部
位からのオイル戻りが可能な値に設定されている。

【００２６】前記シリンダ３３に形成されたボア３５に
はピストン３７が摺動自在に嵌挿されており、このピス
トン３７はコンロッド３８を介してクランク軸３９に連
結されている。ここで、クランク軸３９は、前記伝動ケ
ース１６と一体を成すクランクケース４０内に回転自在
に図２の紙面垂直方向（車幅方向）に長く配されてお
り、該クランク軸３９のウェブ３９ａには前記コンロッ
ド３８の大端部がクランクピン４１によって連結され、
コンロッド３８の小端部は、ピストンピン４２を介して
ピストン３７に連結されている。尚、ピストン３７のシ
リンダボア３５内での往復直線運動は、コンロッド３８
を介してクランク軸３９の回転運動に変換される。

【００２７】又、シリンダ３３の端面に被着された前記
シリンダヘッド３４の上下部にはそれぞれ吸気通路４３
と排気通路４４が形成されており、吸気通路４３には前
記吸気管２１が接続され、排気通路４４には前記排気管
２２が接続されている。そして、吸気通路４３と排気通
路４４の燃焼室Ｓへの開口部である吸気ポートと排気ポ
ートは、吸気バルブ４５と排気バルブ４６によってそれ
ぞれ適当なタイミングで開閉され、これによってシリン
ダボア３５内で所要のガス交換がなされる。尚、シリン
ダヘッド３４には点火プラグ４８が螺着されており、該
点火プラグ４８の電極部は燃焼室Ｓの頂部に臨んでい
る。

【００２８】ここで、エンジン１５においては、吸気バ
ルブ４５と排気バルブ４６を開閉駆動する動弁機構とし
てＤＯＨＣ（ツインカム）形式が採用されているが、以
下、この動弁機構の構成と作用について説明する。

【００２９】前記吸気バルブ４５と排気バルブ４６は、
シリンダヘッド３４に圧入されたバルブガイド４９，５
０にそれぞれ摺動自在に挿通支持されており、これらは
バルブスプリング５１，５２によって常時閉じ側に付勢
されている。

【００３０】又、シリンダヘッド３４の上下部には、ロ
ッカアーム５３，５４がロッカ軸５５，５６によってそ
れぞれ回動自在に支持されており、各ロッカアーム５
３，５４の先端は吸気バルブ４５と排気バルブ４６の頂
部にそれぞれ当接している。そして、シリンダヘッド３
４の上下部のロッカアーム５３，５４の近傍には、車幅
方向（図２の紙面垂直方向）に延びる吸気カム軸５７と
排気カム軸５８がそれぞれ回転自在に支持されており、
これらに一体に形成された吸気カム５７ａと排気カム５
８ａはそれぞれロッカアーム５３，５４の背面部に当接
している。尚、吸気カム軸５７と排気カム軸５８は、シ
リンダヘッド３４に被着されたヘッドカバー５９によっ
て覆われている。

【００３１】ここで、図４及び図５に示すように、シリ
ンダヘッド３４には前記吸気カム軸５７と排気カム軸５
８を回転自在に支持する軸受ボス３４Ａ，３４Ｂが一体
に形成されており、各軸受ボス３４Ａ，３４Ｂに形成さ
れた軸受孔３４ａ，３４ｂには軸受６９，７０が組み込
まれている。そして、吸気カム軸５７と排気カム軸５８
はそれぞれ左右一対の軸受６９，７０を介してシリンダ
ヘッド３４に回転自在に支承されているが、各軸受６
９，７０の一方（右側）は軸受孔３４ａ，３４ｂに嵌着
され、他方（左側）は軸受孔３４ａ，３４ｂに着脱可能
に嵌合保持され、この着脱可能に嵌合保持された軸受６
９，７０は、図３に示すように、ボルト７１によってシ
リンダヘッド３４に取り付けられたプレート７２によっ
て抜け止めが施されている。

【００３２】又、本発明に係るエンジン１５において
は、ヘッドカバー５９とシリンダヘッド３４との合面Ｆ
は、シリンダヘッド３４の前記軸受ボス３４Ａ，３４Ｂ
に形成された軸受孔３４ａ，３４ｂよりもピストン側
（下方）で、且つ、ロッカ軸５５，５６の軸受ボス３４
Ｃ，３４Ｄよりも反ピストン側（上方）に設けられてい
る。

【００３３】ところで、図５及び図６に示すように、シ
リンダヘッド３４は４本のヘッドボルト（スタッドボル
ト）７３とこれに螺着された六角穴付ナット７４によっ
てシリンダ３３の上部に取り付けられるが、シリンダヘ
ッド３４は軸受孔３４ａ，３４ｂよりもピストン側（下
方）でシリンダ３３に締め付けられている。つまり、六
角穴付ナット７４の締付部は軸受孔３４ａ，３５ｂより
もピストン側（下方）に位置している。

【００３４】他方、図３に示すように、前記吸気カム軸
５７と排気カム軸５８の各一端には、同径のチェーンス
プロケット６０，６１がボルト６２，６３によってそれ
ぞれ取り付けられており、これらのチェーンスプロケッ
ト６０，６１と前記クランク軸３９の一端に取り付けら
れた小径のチェーンスプロケット６４には無端状のカム
チェーン６５が巻装されている。尚、図３において、６
６はカムチェーン６５に所定のテンションを付与するた
めのチェーンテンショナ、６７，６８はカムチェーン６
５の振れを防ぐためのチェーンガイドである。

【００３５】而して、エンジン１５の駆動中、クランク
軸３９の回転はチェーンスプロケット６４、カムチェー
ン６５及びチェーンスプロケット６０，６１を経て１／
２に減速されて吸気カム軸５７と排気カム軸５８にそれ
ぞれ伝達され、これらの吸気カム軸５７と排気カム軸５
８が回転駆動される。すると、吸気カム軸５７と排気カ
ム軸５８に形成された吸気カム５７ａと排気カム５８ａ
がそれぞれ適当なタイミングでロッカアーム５３，５４
を押圧し、これによってロッカアーム５３，５４がロッ
カ軸５５，５６を中心に回動してそれぞれ吸気バルブ４
５と排気バルブ４６を押し開くため、前述のようにシリ
ンダボア３５内で所要のガス交換がなされる。

【００３６】次に、エンジン１５の作用について説明す
る。

【００３７】エンジン１５が始動されると、ピストン３
７がシリンダボア３５内を斜めに下降する吸気行程にお
いて発生する吸気負圧に引かれて新気がエアクリーナ１
８内に吸引され、この吸引された新気は、エアクリーナ
１８において浄化された後、吸気管１９を通ってキャブ
レタ２０に導入される。キャブレタ２０においては、こ
こを流れる新気に噴霧状の燃料が混合されることによっ
て所定の空燃比（Ａ／Ｆ）の混合気が形成され、この混
合気は吸気管２１とシリンダヘッド３４の吸気通路４３
及び開状態にある吸気バルブ４５を通ってシリンダボア
３５内に流入される。尚、吸気行程においては、排気バ
ルブ４６は閉じられている。

【００３８】そして、ピストン３７が下死点（ＢＤＣ）
を過ぎて上昇する圧縮行程に移行すると、吸気バルブ４
５が閉じられ、混合気は、シリンダボア３５内でピスト
ン３７によって圧縮され、ピストン３７が上死点（ＴＤ
Ｃ）に達する直前に点火プラグ４８によって着火燃焼せ
しめられる。すると、混合気の燃焼によって発生する高
圧を受けてピストン３７がシリンダボア３５内を下降す
る爆発（仕事）行程に移行し、ピストン３７が下死点を
過ぎて上昇する排気行程において排気バルブ４６が開く
と、高温・高圧の排気ガスがシリンダヘッド３４の排気
通路４４へと排出され、排気ガスは排気管２２及び排気
マフラー２３を通って大気中に排出される。

【００３９】以後、同様の行程が繰り返されてエンジン
１５が連続運転され、前述のようにピストン３７のシリ
ンダボア３５内での往復直線運動はコンロッド３８によ
ってクランク軸３９の回転運動に変換されるため、この
クランク軸３９の回転が伝動ケース１６に内蔵された不
図示のＶベルト式自動変速機及び減速機構を経て後輪１
７に伝達される。この結果、後輪１７が回転駆動されて
スクータ型自動二輪車１が所定の速度で走行せしめられ
る。

【００４０】以上において、本発明に係るエンジン１５
においては、前述のように吸・排気カム軸５７，５８の
軸受ボス３４Ａ，３４Ｂをシリンダヘッド３４に一体に
形成したため、従来のベアリングキャップが不要とな
り、シリンダヘッド３４部分が小型化してエンジン１５
全体の小型化が図られる。そして、ヘッドカバー５９と
シリンダヘッド３４との合面Ｆを軸受ボス３４Ａ，３４
Ｂに形成された軸受孔３４ａ，３４ｂよりもピストン側
（下方）で、且つ、ロッカ軸５５，５６の軸受ボス３４
Ｃ，３４Ｄよりも反ピストン側（上方）に設けたため、
ヘッドカバー５９を外した後、ボルト７１を回してプレ
ート７２を取り外せば、吸・排気カム軸５７，５８を一
方の軸受６９，７０と共に軸方向に抜き出すことがで
き、この結果、エンジン１５のメンテナンス性が高めら
れる。

【００４１】又、シリンダヘッド３４を軸受孔３４ａ，
３４ｂよりもピストン側（下方）でシリンダ３３に締め
付けるようにしたため、吸・排気カム軸５７，５８を支
持する軸受６９，７０部に締付力が作用せず、軸受孔３
４ａ，３４ｂが締付で変形することがなく、軸受６９，
７０部の変形が防がれ、運転による熱膨張によってシリ
ンダヘッド３４の締付力が増大した場合であっても軸受
６９，７０部への影響はなく、軸受摩擦力が大きくなっ
たり、締付力のバラツキによる個体の摩擦力のバラツキ
が発生することがない。

【００４２】更に、本発明に係るエンジン１５において
は、シリンダヘッド３４をサブ組した状態で吸・排気バ
ルブ４５，４６のクリアランス調整を行うことができる
ため、クリアランス調整を完了した後にシリンダヘッド
３４のサブ組で締付が可能となり、これによってエンジ
ン１５の工場での組立性が高められる。

【００４３】又、ヘッドカバー５９とシリンダヘッド３
４との合面Ｆをロッカ軸５５，５６の軸受ボス３４Ｃ，
３４Ｄよりも反ピストン側（上方）としたため、吸気管
２１とシリンダヘッド３４との合面との間のシリンダヘ
ッド３４部分の剛性が高められ、ロッカ軸５５，５６の
軸受ボス３４Ｃ，３４Ｄとシリンダヘッド３４の内壁と
の距離を短縮することができ、この結果、シリンダヘッ
ド３４に形成された吸気通路４３を立てる設計が可能と
なり、吸気通路４３の流量係数を高めてエンジン出力の
向上を図ることができる。

【００４４】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よれば、吸・排気バルブをそれぞれ独立に開閉する吸・
排気カム軸を備える小型二輪車用エンジンにおいて、前
記吸・排気カム軸を回転自在に支持する軸受ボスをシリ
ンダヘッドに一体に形成するとともに、ヘッドカバーと
シリンダヘッドとの合面を前記軸受ボスに形成された軸
受孔よりもピストン側に設け、シリンダヘッドを前記軸
受孔よりもピストン側でシリンダに締め付けるよう構成
したため、当該エンジンの小型化とメンテナンス性の向
上を図ることができるとともに、個体の摩擦力のバラツ
キを抑えることができるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るエンジンを搭載したスクータ型自
動二輪車の側面図である。

【図２】本発明に係るエンジンの縦断面図である。

【図３】本発明に係るエンジンの縦断面図である。

【図４】本発明に係るエンジンの排気カム軸周りの構造
を示す部分断面図である。

【図５】図４のＡ−Ａ線断面図である。

【図６】本発明に係るエンジンのヘッドカバーと吸・排
気カム軸を外した状態の平面図である。

【符号の説明】

１ スクータ型自動二輪車（小型二輪車） １５ エンジン ３３ シリンダ ３４ シリンダヘッド ３４Ａ，３４Ｂ 吸・排気カム軸の軸受ボス ３４Ｃ，３４Ｄ ロッカ軸の軸受ボス ３４ａ，３４ｂ 軸受孔 ３７ ピストン ４５ 吸気バルブ ４６ 排気バルブ ５５，５６ ロッカ軸 ５７ 吸気カム軸 ５８ 排気カム軸 ５９ ヘッドカバー ６９，７０ 軸受 ７３ ヘッドボルト Ｆ ヘッドカバーシリンダヘッドとの合面

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3G016 AA02 AA08 AA19 BA02 BA05 BA31 BB12 BB17 CA22 CA57 FA27 GA01 3G024 AA05 AA18 AA72 BA00 DA01 DA03 DA04 DA10 DA16 DA21 EA04 FA00 GA26

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 吸・排気バルブをそれぞれ独立に開閉す
   る吸・排気カム軸を備える小型二輪車用エンジンにおい
   て、 前記吸・排気カム軸を回転自在に支持する軸受ボスをシ
   リンダヘッドに一体に形成するとともに、ヘッドカバー
   とシリンダヘッドとの合面を前記軸受ボスに形成された
   軸受孔よりもピストン側に設け、シリンダヘッドを前記
   軸受孔よりもピストン側でシリンダに締め付けるよう構
   成したことを特徴とする小型二輪車用エンジン。
2. 【請求項２】 前記ヘッドカバーとシリンダヘッドとの
   合面を前記軸受孔よりもピストン側で、且つ、ロッカ軸
   の軸受ボスよりも反ピストン側に設けたことを特徴とす
   る請求項１記載の小型二輪車用エンジン。