JP2004301106A - Knock sensor mounting structure in internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は内燃機関におけるノッキングを感知してその感知信号を出力するノックセンサの取付構造に関し、特に、略水平配置で車体に搭載される4サイクルの単気筒内燃機関における前記ノックセンサの取付構造に関する。
【0002】
【従来の技術および解決しようとする課題】
従来の内燃機関におけるノックセンサの取付構造としては、複数の気筒をもつ内燃機関において、ウオータジャケットの下方の外側面を埋めるように設けられたボスにおいてなされたもの、もしくはシリンダライナとシリンダブロックの外壁間に設けたボスを利用して該シリンダブロックの外壁に前記ノックセンサを取付ける構造等があり、また、ウオータジャケットの外壁を貫通してシリンダボア壁に直接、該ノックセンサを取付けたもの等が知られている(例えば、特許文献1ないし3参照)。
【0003】
【特許文献1】
特開2001−193520号公報(第2−3頁、第1図)。
【特許文献2】
実開昭56−148653号公報(第1−2頁、第2,4図)。
【特許文献3】
実開平 5− 64439号公報(第2頁、第1図)。
【0004】
上記特許文献1に記載のセンサ取付構造は、図7に図示されるように、シリンダブロック0CBの外側面にクランク軸方向に略直交して、例えば、気筒中心線に一致する場所で、かつウオータジャケット0CB 2の下方外側面の凹所を埋める形でセンサ取付ボス0CB 6が突出して設けられ、該取付ボス0CB 6のねじ穴0CB 61にノックセンサ0Ksのねじ部0Ks1が螺着固定され、これによりノックセンサ0Ksはシリンダブロック0CBの側面に取付けられる。
【0005】
また、特許文献2に記載のノックセンサ0Ks取付構造は、図8,9に図示されるように、シリンダライナ0CLとシリンダブロック0CBの外壁0CB 5間にボス0CB 6を設け、該ボス0CB 6を利用してシリンダブロック0CBの外壁0CB 5にノックセンサ0Ksを直接取付ける構造である。
【0006】
さらに、特許文献3に記載のノックセンサ0Ks取付構造は、図10に図示されるように、ノックセンサ0Ksを燃焼室0CH 1に近いシリンダボア0CB 1壁上部にしかもウオータジャケット0CB 2を貫通して直接取付ける構造である。
【0007】
そして、上記特許文献1,2に記載のセンサ取付構造においては、シリンダブロックの外壁部側部(シリンダの側面)にノックセンサが取付けられる構造であるが、このセンサの取付位置は内燃機関の吸・排気側であり、特に機関の排気側に前記センサが取付けられると該センサは直接排気ガス熱の影響を受けることになり、センサの検出精度に悪影響を与えるばかりでなく、センサの耐久性を低下させ、場合によってはセンサの損傷を招くことになり、これらの不具合を避けるために熱的影響が配慮された耐熱性のセンサの使用や遮熱板を設置する等の特別の対策が必要とされる。
【0008】
とりわけ、車体に対して略水平状態において搭載された内燃機関においては、前記センサの取付場所として前記排気側が選択されると、排気側は通常該機関の下方に位置するので、この場合、センサが地面と直接接触することが考えられ、該接触からのセンサの保護策が必要とされ、たとえば、センサのための特別なガード手段が必要となり、その分コスト高となる。
【0009】
また、取付場所として吸気側が選択されると、吸気系補機類の取付配置の自由度が制限され、そのレイアウトの最適化において課題を残すことになり、さらに、吸気系補機類の組付けにおいても組付け順序の選択等に所定の制約を受けることになるので、その組立性の向上を図ることができない等の改善されるべき余地が残されている。
【0010】
さらに、上記特許文献1ないし3に記載のノックセンサ取付構造においては、ノックセンサの取付場所が、吸気系補機類や駆動系補機類、さらにはタイミングチエーン等の振動源からの振動の影響が考慮されて、該振動の影響の排除という積極的な視点から前記取付場所の選択がなされたものではないから、前記補機類やタイミングチエーン等の駆動による振動がセンサの感知信号の出力精度に悪影響を及ぼし、該センサの出力の信頼性が損なわれることになる等の課題も残すものである。
【0011】
上述したような状況の中で、前記4サイクル単気筒内燃機関、特に車体に対して略水平状態において搭載された前記内燃機関におけるノックセンサの最適な取付位置の設定という視点からの好適な前記ノックセンサの取付構造の開発が求められるところである。
【0012】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
本発明は、前記課題を解決するための最適な内燃機関におけるノックセンサの取付構造、とりわけ、車体に対して略水平状態で搭載された単気筒内燃機関における前記ノックセンサの取付構造に関し、シリンダの一側外壁部側部の外側にタイミングチエーン装着用開口部が設けられ、燃料供給装置により燃料が供給される4サイクル単気筒の内燃機関におけるノックセンサの取付構造において、前記タイミングチエーン装着用開口部が設けられた前記シリンダの一側外壁部側部と同一側でかつシリンダヘッド部外壁部側部に駆動系補機類が取付けられ、前記タイミングチエーン装着用開口部が設けられた前記シリンダの一側外壁部側部と反対側のシリンダ他側外壁部側部に設けられたボス部にノックセンサが取付けられたことを特徴とするものである。
【0013】
また、前記シリンダのシリンダ開孔内壁部には硬質表面処理加工が施されていることを特徴とし、さらに、前記内燃機関におけるクランクシャフトの軸受支持は、ローラベアリングもしくはボールベアリングによりなされていることを特徴とするものである。
【0014】
そして、請求項1に記載の発明では、前記内燃機関におけるノックセンサの取付構造において、前記タイミングチエーン装着用開口部が設けられた前記シリンダの一側外壁部側部と同一側でかつシリンダヘッド部外壁部側部に駆動系補機類が取付けられ、前記タイミングチエーン装着用開口部が設けられた前記シリンダの一側外壁部側部と反対側のシリンダ他側外壁部側部に設けられたボス部にノックセンサが取付けられているから、ノックセンサはタイミングチエーンの駆動側および駆動系補機類の振動源から遠ざけられた十分な距離をもった位置において取付けられることになり、その誤作動が防止され、正確な検知信号の出力がなされ、センサの検知精度の信頼性が向上される。
【0015】
また、請求項2に記載の発明では、前記請求項1に記載の内燃機関におけるノックセンサの取付構造において、前記シリンダのシリンダ開孔内壁部には硬質表面処理加工が施され、さらに、請求項3に記載の発明では、前記請求項1に記載の内燃機関におけるノックセンサの取付構造において、前記内燃機関におけるクランクシャフトの軸受支持は、ローラベアリングもしくはボールベアリングによリなされている。
【0016】
したがって、シリンダ開孔内壁部の硬質表面処理加工により、シリンダ開孔内壁部にスリーブが挿入された場合に比べて、該シリンダ開孔内壁部を伝播する振動の伝播性が高められ、また、前記クランクシャフトの軸受支持がローラベアリングもしくはボールベアリングによりなされるので、振動の伝播性が高められ、これによりセンサの検出感度が向上される。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図1ないし図6に基づいて以下に説明する。
【0018】
図1には、本発明の実施形態の内燃機関が搭載される自動二輪車の全体図が図示されており、自動二輪車は、メインフレームMFと、該メインフレームMFのやや上方に指向したその前端部に取付けられたヘッドパイプHPと、該メインフレームMFの後部下方へ向ってやや弧状に彎曲して延びたメインフレーム下方延伸部(機関ハンガプレート)MF 1と、メインフレームMFの前部と該メインフレーム下方延伸部MF 1の下端部とを連結するサブフレームSFを備えている。
【0019】
また、メインフレームMFのやや後方寄りの途中位置に設けられたブラケットに取付けられて、やや上方へ指向しながら後方に延びる一対のシートレールSRと、該シートレールSRの略中間部近傍の位置とメインフレームMF後部とを連結する一対のバックステイBS等の構造部材を備え、これらの部材によりその車体の基本フレーム構造部が形成されている。
【0020】
そして、上記ヘッドパイプHPにはフロントフォークFF、ステアリングシャフトSS等が取付けられ、フロントフォークFFには前車輪WFが回転自在に取付けられ、ステアリングシャフトSSには操行用ハンドルSHが取付けられ、前記一対のシートレールSRにはライダ座乗のためのシートSが支持されている。
【0021】
またメインフレームMF後部の下方に延びるやや弧状に彎曲したメインフレーム下方延伸部MF 1の略中央部には、その前端が該部分において枢動自在に支持されたスイングアームSAが取付けられ、該スイングアームSAの後端部には駆動輪である後車輪WRが取付けられている。なお、図1において、符号Dで示されるものは、リアクッションである。
【0022】
内燃機関Eは、図1,3に図示されるようにそのシリンダヘッドCH部を車体の前方に向けて、かつその吸気側CH 6を上方に、排気側CH 7を下方にして略水平配置の状態において前記車体フレームFに搭載されており、該内燃機関Eの前記車体フレームへの搭載は、都合4個所の支持部イないしニにおいてなされている。
【0023】
すなわち、内燃機関Eのやや後方寄りの上部イがメインフレームMFにブラケットを介して支持され、また内燃機関Eのやや前方寄りの下部ロが、メインフレームMF上方前部と該メインフレームMF後部から下方に延びるメインフレーム下方延伸部MF 1の下端部とを連結するサブフレームSFに支持され、さらに、内燃機関Eの後方上部ハと後方下部ニがそれぞれ、メインフレームMF後部の前記メインフレーム下方延伸部MF 1に支持されることで内燃機関Eは車体フレームFに搭載されている。
【0024】
そして、本実施形態における内燃機関Eは概ね以下のような構造を備えている。
【0025】
図2には、本発明のノックセンサKsの取付構造が適用される内燃機関Eが図示されており、該内燃機関Eは図1に図示され、また既述のように、車体に対してシリンダヘッド部CHを車体の前方に向けて略水平配置とされる4サイクルの単気筒機関であり、クランクケースC、シリンダブロックCB、シリンダヘッドCH等の内燃機関構造主要部を備え、これらの構造部が互いにボルト等により強固に一体的に締結されて内燃機関Eの基本構造部が構成される。
【0026】
クランクケースCは左右に2分割された2つのケース部C1とC2とからなり、該2つの左右分割形成されたケース部C1,C2が互いに締付ボルトBにより締結されて1つのケースCとして構成されるものであり、したがって、該クランクケースCと一体をなすミッションケースMもまた実質的に左右のケース部M1,M2に分割形成されている。
【0027】
クランクケースC内には、周知のようにクランクシャフト1が回転自在に軸受支持されており、該クランクシャフト1はそのクランクピン部1aを挟んだ該クランクピン部1aに隣接した対称的な位置においてその一方(左方)はボールベアリング1bを介して、他方(右方)はローラベアリング1cを介してそれぞれクランクケースCに軸受支持されている。そして、このボールベアリング1bとローラベアリング1cによる異なる軸受による配設構造は後述するノックセンサKsの取付位置と関連するものである。
【0028】
そして、クランクシャフト1の軸受支持は実質的には互いに結合された前記クランクケースCの前記左右分割ケース部C1,C2に分離配設された支持部においてなされており、該軸受支持は前記分割ケースC1,C2のそれぞれに設けられた軸受支持のための張出し構造部C1a,C2aにおける前記ベアリング1b,1cを介した軸受支持とされている。なお、BUは、ブッシュである。
【0029】
クランクシャフト1には、その一端(右方端側)に遠心クラッチである発進クラッチ1dが装着され、また、その他端(左方端側)には、発電機1eが装着され、さらに該シャフト1の右方軸受支持部近傍のやや右側の位置に前記発進クラッチとの連接関係をもってプライマリドライブギア1fが遊嵌されている。
【0030】
そして、クランクケース1と一体のミッションケースM内にはメインシャフト2とカウンタシャフト3がそれぞれボールベアリング2b,2c、3b,3cを介して該ケースMに回転自在に支持されており、前記メインシャフト2には、その一端(右方端側)に通常は接合状態にあり変速操作時にその接合が開放される開閉クラッチ2dが装着され、また該クラッチ2dに連接されたプライマリドリブンギア2aがその右方側の軸受部1cに隣接して遊嵌され、さらに、その他端(左方端側)寄りの位置には変速用の複数の歯車からなる歯車群2eが装着されている。
【0031】
また、カウンタシャフト3には、前記メインシャフト2に装着された変速用の歯車群2eと適宜選択的に噛合う複数の歯車からなる変速用歯車郡3aが装着されており、さらに、該カウンタシャフト3の軸端(左方端)には、車両走行用の駆動輪である後輪WRを駆動するための駆動チエーンDC(図1参照)が掛けられるスプロケット3dが固定されている。
【0032】
そして、前記シリンダブロックCBには単気筒であるから一つのシリンダ開孔CB 1が開孔されており、該開孔CB 1内には周知のようにピストンPが摺動可能に嵌入され、該ピストンPはピストンピンP1によりコンロッドCRの小端部CR 1に揺動自在に取付けられ、前記コンロッドCRの大端部CR 2がクランクシャフト1の前記クランクピン部1aに回動自在に連接されることで、ピストンPがクランクシャフト1に連動されている。
【0033】
また、図2および図3の参照により明らかなように、シリンダブロック部CBに固定される前記シリンダヘッド部CHには、燃焼室CH 1、点火プラグCH 2、吸気口CH 6、排気口CH 7、明確には図示されない吸・排気バルブ等が設けられ、また、該吸・排気バルブを開閉作動するためのカムCH 4を備えたカムシャフトCH 3も設けられている。
【0034】
そして、さらにはカムシャフトCH 3に固定されて、クランクシャフト1の回転に連動して該カムシャフトCH 3をクランクシャフトの1/2の回転数をもって駆動回転させるタイミングチエーンTCのためのスプロケットCH 5も設けられ、また、シリンダヘッドCH部には、駆動系の補機であるウオータポンプWPが取付けられ、さらにヘッドカバーHCが設けられている。
【0035】
次に、前記内燃機関の作動状況を簡単に説明しておく、
クランクシャフト1に固定のスプロケット1gとカムシャフトCH 3に固定のスプロケットCH 5間に掛け渡されるタイムングチエーンTCにより、カムシャフトCH 3がクランクシャフト1の1/2回転で駆動回転され、このカムシャフトCH 3の回転により該カムシャフトCH 3に設けられたカムCH 4が作動し、該カムCH 4の作動により明確には図示されない吸・排気バルブが開閉作動される。
【0036】
そして、前記カム作動により明確には図示されない吸・排気バルブの閉鎖状態において、燃焼室CH 1内で圧縮状態の混合気に点火され、該混合気の燃焼による圧力を受けたピストンPが下降し、該ピストンPの下降運動がコンロッドCRを介してクランクシャフト1のクランクピン部1aに伝達され、該クランクシャフト1が回転駆動される。
【0037】
クランクシャフト1の回転駆動力は、遠心クラッチである発進クラッチ1dを介してクランクシャフト1に遊嵌されたプライマリドライブギア1fとミッションケースM内のメインシャフト2に遊嵌されたプライマリドリブンギア2aとの噛合い、また通常接合状態にあり変速ギアの切換操作時にその接合が開放される開閉クラッチ2dの接合を介して該メインシャフト2に伝達される。
【0038】
メインシャフト2に伝達されたクランクシャフト1からの前記回転駆動力は、さらにメインシャフト2に装着された複数の歯車からなる変速用歯車群2eの歯車と、カウンタシャフト3に装着された複数の歯車からなる変速用歯車群3aの歯車との適宜選択された歯車の噛合いを介して所望の変速比をもって前記カウンタシャフト3に伝達される。
【0039】
そして、カウンタシャフト(出力軸)3に伝達された前記回転駆動力は、該カウンタシャフト3の軸端(左方端)に固定された駆動用スプロケット3dにより適宜駆動チエーンDC等の駆動手段を介して車両走行用の駆動輪である後輪WRに伝達される(図1参照)。
【0040】
本発明の実施形態における内燃機関Eの構造とその作動状況、また、車体への該機関Eの搭載状況は概ね上述のようなものである。
【0041】
ところで、本発明の実施形態における上記内燃機関Eは、内燃機関Eの燃焼室CH 1内で発生したノッキングを検知してその検知信号を出力するノックセンサKsを備えており、内燃機関Eの燃焼室CH 1で発生したノッキングによる振動がセンサKsにより捉えられることで、図示されないコントロールユニットにおいて点火時期の制御調整がなされ、すなわち、点火時期が遅くなるように制御調整されてノッキング発生の回避が図られる制御装置が備えられるものである。
【0042】
そして、上述の制御から明らかなようにノッキング発生の回避が図られるための、ノックセンサKsによる正確な検知信号の出力が要求され、そのための好適なノックセンサKsの取付場所とその取付構造の選択はきわめて重要であり、本実施形態においては前記視点からノックセンサKsの好適なその取付場所と取付構造が選択される。
【0043】
既述のように図2,3には本実施形態の内燃機関Eの全体構造が図示され、その構造の概要については既に述べたところであるが、内燃機関EのシリンダブロックCBにはさらに特徴的な構造部として、該内燃機関EのシリンダブロックCBの長手方向ややクランクケースC寄りのシリンダ外壁部側部CB 5に該外壁部側部CB 5から外方へ向って、すなわち、車体に略水平配置の状態で搭載された内燃機関Eのシリンダ外壁部側部CB 5に車体前後方向と直交しかつ略水平方向に突出するボス部CB 6が形成されている。
【0044】
そして、該ボス部CB 6は、前記ノックセンサKsの取付けに供されるためのボス部CB 6である。
そこで、該ボス部CB 6に関連する構造部について、図面を参照しながら以下に詳述する。
【0045】
図4ないし図6には、シリンダブロックCBの詳細構造が示されており、図4に図示されるようにシリンダブロックCBには、その略中央部にピストンP摺動のためのシリンダ開孔CB 1が貫通開孔しており、該シリンダ開孔CB 1の内壁部には硬質表面処理加工が施され、該硬質表面処理加工により振動の伝播が高められるようになされている。硬質表面処理加工としては、ニカジルメッキ等のメッキ処理等が選択される。
【0046】
そして、シリンダ開孔CB 1の周辺には、所定の肉厚部を介して該開孔CB 1と同心円上の位置に冷却水のための通路構造部であるウオータジャケットCB 2が設けられ、このウオータジャケットCB 2は、図5に図示されるようにシリンダブロックCBの長手方向においてこれを貫通する構造は有していない。
【0047】
また、ウオータジャケットCB 2と所定の肉厚部を介したシリンダの一側外壁部側部CB 3のさらに外側には、比較的大きな開口であるタイミングチエーンTC装着のための空間として供される開口部CB 4が設けられており、この開口部CB 4はシリンダブロックCBの長手方向において完全に貫通する構造を有している。
【0048】
そして、この比較的大きなタイミングチエーンTC装着のために供される貫通開口部CB 4側のシリンダ外壁部側部CB 3とシリンダ開孔CB 1を挟んだ反対側のシリンダ外壁部側部CB 5には、所定の突出量をもって該外壁部側部CB 5から外方へ向かって突出するボス部CB 6が設けられている。
【0049】
ボス部CB 6は、図5に図示されるように、シリンダブロックCBの外壁部側部、すなわち、シリンダ外壁部側部CB 5のウオータジャケットCB 2を実質的に避けたややクランクケースCへの取付部寄りの位置に該外壁部側部CB 5から前記所定の突出量をもって突出形成されるものである。
【0050】
そして、図3の参照により明らかなように、該外壁部側部CB 5におけるボス部CB 6の前記突出位置とその突出方向は、実質的に水平配置状態で車体に搭載された内燃機関Eにおける上方の吸気側CH 6と下方の排気側CH 7に対して略直交する位置における直交する方向へ、すなわち、前記吸気側CH 6と排気側CH 7に対してそれぞれ略90°隔てた位置における、該位置からの水平方向に指向した方向への突出とされている。
【0051】
また、図2の参照により明らかなように、シリンダヘッド部CHにおける駆動系の補機類、例えば、ウオータポンプWP等の取付けは、シリンダブロックCBにおけるタイミングチエーンTC装着のために供される開口部CB 4が配設される側と同一側のシリンダヘッド部CH外壁部側部に取付けられる。すなわち、シリンダブロックCBのシリンダ外壁部側部CB 5における前記ボス部CB 6の突出位置と反対側に指向したシリンダヘッド部CHの外壁部側部に駆動系補機類が取付けられる。
【0052】
そして、前記シリンダブロックのシリンダ外壁部側部CB 5から突出形成されたボス部CB 6は既述のように、ノックセンサKsの取付けに供されるボス部CB 6であり、ノックセンサKsは該ボス部CB 6に対し適宜固定手段を用いて固定されるが、本実施形態においては、図5に図示されるように、ボス部CB 6に開口された盲孔CB 61に設けられた雌ネジ部CB 62に、ノックセンサKs本体部に設けられる取付用雄ネジ部Ks1を螺合して締付けることで固定されている。ノックセンサKs本体部には、前記ネジ締めのためのスパナによる締付けに供される構造部Ks2も設けられている。
【0053】
図1ないし図6に記載の本発明の実施形態は上記構成であり、ノックセンサKsの取付場所とその取付構造の上記選択から、すなわち、シリンダブロックCBのシリンダ外壁部側部CB 5における特徴的な位置に形成されたボス部CB 6によるノックセンサKsの取付けにより、略水平配置状態で車体に搭載される内燃機関Eにおいて、前記ノックセンサKsは内燃機関Eのシリンダブロック外壁部側部、つまり、シリンダ外壁部側部(シリンダ側面)CB 5に機関の長手方向に直交しかつ水平方向で突出するように取付けられるので、以下のような利点を有するものである。
【0054】
ノックセンサKsは、車体に略水平配置状態で搭載される内燃機関EのシリンダブロックCBのシリンダ外壁部側部CB 5、すなわち前記シリンダ側面に上述の水平方向に突出する状態で取付けられることになり、ノックセンサKsの取付が前記搭載状態にある機関Eにおける下方(下側)となる排気側CH 7を避けた位置とされるので(図3参照)、ノックセンサKsはその排気ガス熱による熱的影響を殆ど受けることがなく正確なその検知信号の出力が保障される。
【0055】
また、ノックセンサKsが排気側CH 7に取付けられると、排気側CH 7が機関Eの下方(下側)となるから、センサKsが地面と直接接触することが想定され、該センサKs保護のための特別のガードが必要とされるが、前記シリンダ側面への取付けによりこのようなガードの付設は不要であり、コスト面におけるメリットがある。
【0056】
さらに、ノックセンサKsが吸気側CH 6に取付けられると、吸気系補機類の配置の自由度が制限されるが、機関Eのシリンダ側面への前記取付けによりこのような配置の自由度が制限されることがないので、吸気系レイアウトの最適化が図れる。 また、センサKsの取付けが吸気側CH 6でなされる時の他の吸気系補機類との組付け順序の調整等の煩わしさは、センサKsの機関E側面への取付けにより解消されるから、吸気系補機類の組立性が向上される。
【0057】
そして、シリンダブロックCBのシリンダ外壁部側部CB 5のボス部CB 6の反対側にタイミングチエーンTC装着用開口部CB 4が設けられており、しかもタイミングチエーンTC装着側と同一側のシリンダヘッド部CH外壁部側部に駆動系の補機類が取付られるので(図2参照)、該補機類とノックセンサKsとの距離が十分に確保されるので、センサKsに与える補機類からの振動の影響が排除され、センサKsにおける誤信号の出力が防止される。
【0058】
ノックセンサKsは、シリンダブロックCBのシリンダ外壁部側部CB 5のクランクケースC寄りの位置に取付けられるから、シリンダヘッド部CHの動弁系部材やウオータポンプWP等の補機類との距離が十分に確保され(図2参照),ノックセンサKsに与える補機類からの振動の影響が略完全に排除され、また、動弁系部材の着座音の周波数がノッキング周波数に近似することによる共振現象の影響が排除され、センサKsにおける誤信号の出力が防止され、センサKsの検知信号出力の信頼性が向上する。
【0059】
そして、クランクシャフト1の軸受としてボールベアリング1bとローラベアリング1cが使用されるので、オイルを常にクランクシャフトとベアリング間に潤滑させるメタル軸受に比して、振動の伝播性を高めることができ、ノックセンサKsへの振動の伝達性が高められ、該センサKsにおけるノッキング検出感度が向上される。
【0060】
また、クランクシャフト1のノックセンサKs側の軸受として剛性の高いローラベアリング1cを用いて振動の伝播性を高めると共に、、反対側の軸受としてボールベアリング1bを用いることで、適切なベアリング配置により、高価なローラベアリングの使用が最小限に止められ、コストの低減が図れる。
【0061】
さらに、シリンダの開孔CB 1内壁面にメッキ加工(ニカジルメッキ)が施されているから、シリンダにスリーブが嵌入されたものに比べて、その振動の伝播性を向上させることができ、ノックセンサKsの検出感度が向上される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の内燃機関が搭載された車両の全体図を示す図である。
【図2】本発明の内燃機関の全体図である。
【図3】本発明の図2に図示された内燃機関の側面図である。
【図4】本発明の主要構造部の拡大図である。
【図5】本発明の主要構造部の拡大図であり、図4における側断面図である。
【図6】本発明の主要構造部を示す拡大図であり、図5における下面図である。
【図7】従来の発明の主要構造部を示す図である。
【図8】従来の別発明の主要構造部を示す図である。
【図9】従来の別発明の主要構造部を示す図であり、図8における0A−0A断面図である。
【図10】従来のさらに別の発明の主要構造部を示す図である。
【符号の説明】
1・・・クランクシャフト、1a・・・クランクピン、1b,1c・・・ベアリング、1d・・・発進クラッチ、1e・・・発電機、1f・・・プライマリドライブギア、1g・・・スプロケット、2・・・メインシャフト、2a・・・プライマリドリブンギア、2b,2c・・・ボールベアリング、2d・・・開閉クラッチ、2e・・・変速歯車郡、3・・・カウンタシャフト、3a・・・変速歯車郡、3b,3c・・・ボールベアリング、3d・・・スプロケット、B・・・締付ボルト、BS・・・バックステイ、BU・・・ブッシュ、C1,C2・・・分割クランクケース、C1a,C2a・・・張出部、CB・・・シリンダブロック、CB 1・・・シリンダ開孔、CB 2・・・ウオータジャケット、CB 3・・・シリンダブロックのシリンダ外壁部側部、CB 4・・・タイミングチエーン装着のための開口部、CB 5・・・シリンダブロックのシリンダ外壁部側部、CB 6・・・ボス部、CB 61・・・盲孔、CB 62・・・雌ネジ部、CH・・・シリンダヘッド部、CH 1・・・燃焼室、CH 2・・・点火プラグ、CH 3・・・カムシャフト、CH 4・・・カム、CH 5・・・スプロケット、CH 6・・・吸気側、CH 7・・・排気側、CR・・・コンロッド、CR 1・・・コンロッドの小端部、CR 2・・・コンロッドの大端部、E・・・内燃機関、Ks・・・ノックセンサ、Ks1・・・雄ネジ部、Ks2・・・締付用の構造部、M・・・ミッションケース、M1,M2・・・分割ミッションケース部、MF・・・メインフレーム、MF 1・・・下方延伸部、P・・・ピストン、P1・・・ピストンピン、S・・・シート、SA・・・スイングアーム、SF・・・サブフレーム、SH・・・操行ハンドル、SR・・・シートレール、SS・・・ステアリングシャフト、TC・・・タイミングチエーン、WF・・・前車輪、WR・・・後車輪、WP・・・ウオータポンプ。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a knock sensor mounting structure for sensing knocking in an internal combustion engine and outputting a detection signal, and more particularly to a knocking sensor mounting structure for a 4-cycle single cylinder internal combustion engine mounted on a vehicle body in a substantially horizontal arrangement. .
[0002]
2. Description of the Related Art and Problems to be Solved
As a mounting structure of a knock sensor in a conventional internal combustion engine, in an internal combustion engine having a plurality of cylinders, a knock boss is provided on a boss provided so as to fill an outer surface below a water jacket, or an outer wall of a cylinder liner and a cylinder block. There is a structure in which the knock sensor is attached to the outer wall of the cylinder block by using a boss provided between the cylinder block, and a structure in which the knock sensor is attached to the cylinder bore wall directly through the outer wall of the water jacket. (For example, see
[0003]
[Patent Document 1]
JP 2001-193520 A (page 2-3, FIG. 1).
[Patent Document 2]
JP-A-56-148553 (pages 1-2, FIGS. 2, 4).
[Patent Document 3]
Japanese Utility Model Laid-Open No. 5-64439 (
[0004]
As shown in FIG. 7, the sensor mounting structure described in
[0005]
In addition, the knock sensor 0Ks mounting structure described in
[0006]
Further, as shown in FIG. 10, the knock sensor 0Ks mounting structure described in
[0007]
In the sensor mounting structures described in
[0008]
In particular, in an internal combustion engine mounted in a substantially horizontal state with respect to the vehicle body, if the exhaust side is selected as a mounting place for the sensor, the exhaust side is usually located below the engine. Direct contact with the ground is conceivable, requiring protection of the sensor from such contact, e.g. extra guarding means for the sensor is required, which is costly.
[0009]
In addition, if the intake side is selected as the mounting location, the degree of freedom of the mounting arrangement of the intake system accessories is limited, leaving a problem in optimizing the layout, and further, assembling the intake system accessories. In this case, since there is a predetermined restriction on the selection of the assembling order and the like, there is room for improvement such that the assemblability cannot be improved.
[0010]
Further, in the knock sensor mounting structures described in
[0011]
Under the circumstances described above, the knock is preferable from the viewpoint of setting an optimal mounting position of a knock sensor in the 4-cycle single-cylinder internal combustion engine, in particular, the internal combustion engine mounted in a substantially horizontal state with respect to the vehicle body. The development of a sensor mounting structure is being sought.
[0012]
Means for Solving the Problems and Effects of the Invention
The present invention relates to an optimal knock sensor mounting structure in an internal combustion engine for solving the above-mentioned problems, and more particularly to a knock sensor mounting structure in a single-cylinder internal combustion engine mounted in a substantially horizontal state with respect to a vehicle body. A timing chain mounting opening is provided outside the one outer wall side, and in the mounting structure of the knock sensor in a four-cycle single cylinder internal combustion engine to which fuel is supplied by a fuel supply device, the timing chain mounting opening is provided. A drive system accessory is mounted on the same side as one side of the outer wall of the cylinder and a side of the outer wall of the cylinder head, and the cylinder is provided with an opening for mounting the timing chain. A knock sensor is attached to a boss provided on the side of the other outer wall of the cylinder opposite to the side of the outer wall. It is.
[0013]
Further, a hard surface treatment is applied to an inner wall portion of the cylinder opening of the cylinder, and the bearing support of the crankshaft in the internal combustion engine is made by a roller bearing or a ball bearing. It is a feature.
[0014]
In the invention described in
[0015]
According to a second aspect of the present invention, in the knock sensor mounting structure for the internal combustion engine according to the first aspect, a hard surface treatment is applied to an inner wall of the cylinder opening of the cylinder. According to a third aspect of the present invention, in the knock sensor mounting structure for an internal combustion engine according to the first aspect, the crank shaft of the internal combustion engine is supported by a roller bearing or a ball bearing.
[0016]
Therefore, by the hard surface treatment of the inner wall of the cylinder opening, compared to the case where the sleeve is inserted into the inner wall of the cylinder opening, the propagation of the vibration propagating through the inner wall of the cylinder opening is enhanced. Since the bearing support of the crankshaft is provided by a roller bearing or a ball bearing, the propagation of vibration is enhanced, and the detection sensitivity of the sensor is improved.
[0017]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0018]
FIG. 1 shows an overall view of a motorcycle equipped with an internal combustion engine according to an embodiment of the present invention.FAnd the main frame MFHead pipe H attached to its front end slightly upwardPAnd the main frame MFMain frame lower extension (engine hanger plate) M that extends slightly curved downward toward the rear of the rearF 1And the mainframe MFAnd the main frame downward extension MF 1Subframe S connecting the lower end of theFIt has.
[0019]
Also, the mainframe MFA pair of seat rails S attached to a bracket provided at an intermediate position slightly to the rear and extending rearward while pointing slightly upward.RAnd the seat rail SRNear the middle of the main frame MFA pair of back stays B connecting the rear partSAnd the like, and these members form the basic frame structure of the vehicle body.
[0020]
And the head pipe HPHas a front fork FF, Steering shaft SSEtc. are attached and the front fork FFFront wheel WFIs rotatably mounted on the steering shaft SSHas a steering handle SHIs mounted, and the pair of seat rails SRSupports a seat S for rider seating.
[0021]
Also the mainframe MFMain frame lower extension M which extends downwardly at the rear and is slightly curved in an arc shapeF 1A swing arm S whose front end is pivotally supported at this portion.AIs attached, and the swing arm SAThe rear end of the rear wheel W is a driving wheel.RIs installed. In FIG. 1, what is indicated by reference numeral D is a rear cushion.
[0022]
The internal combustion engine E has a cylinder head C as shown in FIGS.HPart toward the front of the vehicle body and its intake side CH 6To the exhaust side CH 7The internal combustion engine E is mounted on the vehicle body frame F in a substantially horizontal arrangement with the lower side facing downward. Mounting of the internal combustion engine E on the vehicle body frame is performed at four support portions A to D for convenience.
[0023]
In other words, the upper part B of the internal combustion engine E, which is slightly rearward, is the main frame MFIs supported through a bracket, and the lower part B slightly forward of the internal combustion engine E is mounted on the main frame MFUpper front and main frame MFMain frame downward extension M extending downward from the rearF 1Subframe S connecting the lower end of theFAnd a rear upper part C and a rear lower part D of the internal combustion engine E are respectively provided on the main frame MFRear main frame downward extension MF 1, The internal combustion engine E is mounted on the body frame F.
[0024]
The internal combustion engine E according to the present embodiment generally has the following structure.
[0025]
FIG. 2 shows an internal combustion engine E to which the mounting structure of the knock sensor Ks according to the present invention is applied. The internal combustion engine E is shown in FIG. Head part CHIs a four-cycle single-cylinder engine which is arranged substantially horizontally toward the front of the vehicle body, and includes a crankcase C and a cylinder block C.B, Cylinder head CHAnd the like, and these structural parts are firmly and integrally fastened to each other by bolts or the like to form a basic structural part of the internal combustion engine E.
[0026]
The crankcase C is divided into two cases C1And C2And the case part C formed by the two right and left divisions.1, C2Are formed as one case C by being fastened to each other by the fastening bolts B. Therefore, the transmission case M integral with the crankcase C is also substantially the right and left case portions M1, M2It is divided and formed.
[0027]
As is well known, a
[0028]
And, the bearing support of the
[0029]
A starting clutch 1d, which is a centrifugal clutch, is mounted on one end (right end side) of the
[0030]
A
[0031]
Further, the
[0032]
And the cylinder block CBHas a single cylinder opening C because it is a single cylinderB 1Is opened, and the opening CB 1As is well known, a piston P is slidably fitted therein, and the piston P is1By connecting rod CRSmall end C ofR 1Is attached to the connecting rod CRLarge end C ofR 2Is rotatably connected to the crank pin portion 1 a of the
[0033]
Further, as is apparent from FIGS. 2 and 3, the cylinder block CBCylinder head part C fixed toHHas a combustion chamber CH 1, Spark plug CH 2, Intake port CH 6, Exhaust port CH 7, An intake / exhaust valve (not shown), and a cam C for opening and closing the intake / exhaust valve.H 4Camshaft C equipped withH 3Is also provided.
[0034]
And furthermore, the camshaft CH 3And the camshaft C is interlocked with the rotation of the
[0035]
Next, the operating condition of the internal combustion engine will be briefly described,
Sprocket 1g fixed to
[0036]
When the intake and exhaust valves (not shown) are closed by the cam operation, the combustion chamber CH 1The compressed air-fuel mixture is ignited inside the piston, and the piston P, which receives the pressure due to the combustion of the air-fuel mixture, descends.RIs transmitted to the crank pin portion 1a of the
[0037]
The rotational driving force of the
[0038]
The rotational driving force transmitted from the
[0039]
The rotational driving force transmitted to the counter shaft (output shaft) 3 is appropriately changed by a driving chain D by a driving
[0040]
The structure and operation state of the internal combustion engine E in the embodiment of the present invention, and the mounting state of the engine E on the vehicle body are almost as described above.
[0041]
Incidentally, the internal combustion engine E in the embodiment of the present invention is a combustion chamber C of the internal combustion engine E.H 1A knock sensor Ks for detecting knocking generated in the engine and outputting a detection signal therefrom is provided.H 1The control device (not shown) controls the ignition timing by detecting the vibration caused by the knocking generated by the sensor Ks in the control unit (not shown), that is, the control device performs the control adjustment so that the ignition timing is delayed to avoid the occurrence of knocking. Is provided.
[0042]
As is clear from the above control, it is required to output an accurate detection signal by the knock sensor Ks in order to avoid the occurrence of knocking, and to select a suitable mounting location of the knock sensor Ks and a mounting structure therefor. Is extremely important, and in this embodiment, a suitable mounting location and a mounting structure of the knock sensor Ks are selected from the viewpoint.
[0043]
As described above, FIGS. 2 and 3 show the overall structure of the internal combustion engine E of the present embodiment, and the outline of the structure has already been described.BThe cylinder block C of the internal combustion engine EBIn the longitudinal direction of the cylinder outer wall side C slightly closer to the crankcase CB 5The outer wall side CB 5From the outside, that is, the cylinder outer wall side portion C of the internal combustion engine E mounted in a substantially horizontal state on the vehicle body.B 5Boss C that is orthogonal to the vehicle longitudinal direction and protrudes substantially horizontallyB 6Is formed.
[0044]
The boss CB 6Is a boss C for use in mounting the knock sensor Ks.B 6It is.
Therefore, the boss CB 6Will be described in detail below with reference to the drawings.
[0045]
4 to 6 show the cylinder block CBThe detailed structure of the cylinder block C is shown in FIG.BHas a cylinder opening C for sliding the piston P substantially in the center thereof.B 1Has a through hole, and the cylinder opening CB 1Is subjected to hard surface treatment, and the hard surface treatment enhances the propagation of vibration. As the hard surface treatment, a plating treatment such as Nikasil plating is selected.
[0046]
And the cylinder opening CB 1Around the opening C through a predetermined thick portion.B 1A water jacket C which is a passage structure for cooling water at a position concentric with the water jacket CB 2Is provided, and this water jacket CB 2Is a cylinder block C as shown in FIG.BDoes not have a structure penetrating this in the longitudinal direction.
[0047]
Also, water jacket CB 2And one side outer wall side portion C of the cylinder via a predetermined thick portionB 3Further outside is a timing chain T, which is a relatively large opening.COpening C serving as space for mountingB 4Is provided, and the opening CB 4Is the cylinder block CBHas a structure completely penetrating in the longitudinal direction.
[0048]
And this relatively large timing chain TCThrough opening C provided for mountingB 4Side cylinder outer wall side CB 3And cylinder opening CB 1Cylinder outer wall side C on the opposite side acrossB 5The outer wall side C with a predetermined amount of protrusion.B 5Boss C protruding outward fromB 6Is provided.
[0049]
Boss part CB 6Is a cylinder block C as shown in FIG.BOuter cylinder side, ie, cylinder outer wall side CB 5Water Jacket CB 2The outer wall side portion C is located at a position slightly near the mounting portion to the crankcase C while substantially avoidingB 5And is formed so as to project with the predetermined amount of protrusion.
[0050]
Then, as apparent from FIG. 3, the outer wall side CB 5Boss C atB 6Of the internal combustion engine E mounted on the vehicle body in a substantially horizontal arrangement state.H 6And lower exhaust side CH 7In the direction orthogonal to the position substantially orthogonal toH 6And exhaust side CH 7, And project from the position in a direction oriented in the horizontal direction from the position at approximately 90 degrees.
[0051]
As is apparent from FIG. 2, the cylinder head CHAccessories of the drive system in, for example, water pump WPFor mounting cylinder block CBTiming chain T inCOpening C provided for mountingB 4Cylinder head C on the same side asHIt is attached to the outer wall side. That is, the cylinder block CBOf the cylinder outer wall side CB 5The boss C inB 6Cylinder head part C facing away from the projecting position ofHDrive system accessories are attached to the side of the outer wall of the vehicle.
[0052]
Then, the cylinder outer wall side portion C of the cylinder blockB 5Boss C projected fromB 6Is the boss C provided for mounting the knock sensor Ks as described above.B 6And the knock sensor Ks is connected to the boss CB 6Is fixed using appropriate fixing means, but in the present embodiment, as shown in FIG.B 6Blind hole C opened inB 61Female screw part C provided inB 62And a male screw part Ks for attachment provided on the knock sensor Ks main body.1Are fixed by screwing and tightening. The knock sensor Ks body has a structural portion Ks provided for tightening with a spanner for screw tightening.2Is also provided.
[0053]
The embodiment of the present invention described in FIGS. 1 to 6 has the above-described configuration, and is based on the above-described selection of the mounting location of the knock sensor Ks and its mounting structure, that is, the cylinder block C.BOf the cylinder outer wall side CB 5Boss C formed at a characteristic position in FIG.B 6The knock sensor Ks is attached to the internal combustion engine E mounted on the vehicle body in a substantially horizontal state by the knock sensor Ks. The knock sensor Ks is on the side of the cylinder block outer wall of the internal combustion engine E, that is, on the side of the cylinder outer wall (side surface of the cylinder). CB 5Is mounted so as to be orthogonal to the longitudinal direction of the engine and protrude in the horizontal direction, and has the following advantages.
[0054]
Knock sensor Ks is a cylinder block C of internal combustion engine E mounted on the vehicle body in a substantially horizontal arrangement.BOf the cylinder outer wall side CB 5That is, the knock sensor Ks is mounted on the side surface of the cylinder so as to protrude in the above-described horizontal direction, and the knock sensor Ks is mounted on the exhaust side C below (below) the engine E in the mounted state.H 7(See FIG. 3), the knock sensor Ks is hardly affected by the heat of the exhaust gas and the accurate output of the detection signal is guaranteed.
[0055]
The knock sensor Ks is connected to the exhaust side CH 7When mounted on the exhaust side CH 7Is below (below) the engine E, it is assumed that the sensor Ks comes into direct contact with the ground, and a special guard for protecting the sensor Ks is required. There is no need to provide such a guard, which is advantageous in terms of cost.
[0056]
Further, the knock sensor Ks is connected to the intake side CH 6, The degree of freedom of arrangement of the intake system accessories is limited, but the degree of freedom of such arrangement is not limited by the above-mentioned mounting on the cylinder side surface of the engine E. Can be optimized. Also, the sensor Ks is mounted on the intake side CH 6The trouble of adjusting the order of assembling with other intake system accessories at the time of the above is eliminated by mounting the sensor Ks on the side of the engine E, so that the assemblability of the intake system accessories is improved. Is done.
[0057]
And the cylinder block CBOf the cylinder outer wall side CB 5Boss part CB 6On the other side of the timing chain TCMounting opening CB 4Is provided, and the timing chain TCCylinder head C on the same side as the mounting sideHSince auxiliary components of the driving system are attached to the side of the outer wall (see FIG. 2), a sufficient distance between the auxiliary components and the knock sensor Ks is ensured, and vibrations from the auxiliary components applied to the sensor Ks are provided. Is eliminated, and the output of an erroneous signal in the sensor Ks is prevented.
[0058]
Knock sensor Ks is a cylinder block CBOf the cylinder outer wall side CB 5Of the cylinder head CHValve system members and water pump WP(See FIG. 2), the effect of the vibration from the accessories on the knock sensor Ks is almost completely eliminated, and the frequency of the seating noise of the valve train member is reduced. Is approximated to the knocking frequency, the influence of the resonance phenomenon is eliminated, the output of an erroneous signal in the sensor Ks is prevented, and the reliability of the detection signal output of the sensor Ks is improved.
[0059]
Since the ball bearing 1b and the roller bearing 1c are used as the bearings of the
[0060]
In addition, by using a roller bearing 1c having high rigidity as a bearing on the knock sensor Ks side of the
[0061]
Further, the cylinder opening CB 1Since the inner wall surface is plated (nickel-zil plating), the propagation of the vibration can be improved as compared with the case where the sleeve is inserted into the cylinder, and the detection sensitivity of the knock sensor Ks is improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall view of a vehicle equipped with an internal combustion engine of the present invention.
FIG. 2 is an overall view of an internal combustion engine of the present invention.
FIG. 3 is a side view of the internal combustion engine shown in FIG. 2 of the present invention.
FIG. 4 is an enlarged view of a main structure of the present invention.
FIG. 5 is an enlarged view of a main structure of the present invention, and is a side sectional view in FIG.
6 is an enlarged view showing a main structure of the present invention, and is a bottom view in FIG.
FIG. 7 is a diagram showing a main structure of a conventional invention.
FIG. 8 is a diagram showing a main structure of another conventional invention.
9 is a view showing a main structure of another conventional invention, and is a cross-sectional view taken along the line 0A-0A in FIG.
FIG. 10 is a view showing a main structure of yet another conventional invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記タイミングチエーン装着用開口部が設けられた前記シリンダの一側外壁部側部と同一側でかつシリンダヘッド部外壁部側部に駆動系補機類が取付けられ、前記タイミングチエーン装着用開口部が設けられた前記シリンダの一側外壁部側部と反対側のシリンダ他側外壁部側部に設けられたボス部にノックセンサが取付けられたことを特徴とする内燃機関におけるノックセンサの取付構造。An opening for mounting a timing chain is provided outside a side portion of an outer wall portion of one side of a cylinder, and a knock sensor mounting structure in a four-cycle single cylinder internal combustion engine to which fuel is supplied by a fuel supply device,
Driving system accessories are mounted on the same side as one outer wall side of the cylinder provided with the timing chain mounting opening and on the cylinder head outer wall side, and the timing chain mounting opening is provided. A knock sensor mounting structure in an internal combustion engine, wherein a knock sensor is mounted on a boss provided on a side of the other outer wall of the cylinder opposite to a side of the one outer wall of the cylinder.
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