JP2008185007A - 頭上弁式内燃機関 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】動弁装置40がシリンダヘッド3およびシリンダヘッドカバー4により形成される動弁室14内で潤滑油により潤滑される内燃機関において、シリンダヘッド3には、ヘッドボルトB1が挿入されると共に動弁室14内に開口しない挿通孔17hと、動弁室14内に開口する入口P13aおよび挿通孔17hに開口する出口P13bを有する排出油路P13とが設けられる。排出油路P13の入口P13aは車幅方向で動弁室14の一方の端部14bに配置され、クランク軸22の動力をカム軸41に伝達するチェーン46cが配置されるチェーン室15の開口部15aは、車幅方向で動弁室14の他方の端部14aに配置される。
【選択図】図3
Description
このため、動弁室内において、動弁装置の潤滑箇所や他の部材の潤滑箇所を潤滑した後の潤滑油は、この伝達部収納室を流れて動弁室から動弁室外に排出される。しかしながら、動弁室において、該伝達部収納室が開口している部位付近以外の部位では、潤滑油は動弁室から容易には排出されない。そして、4輪車のように、2輪車に比べて車体が車幅方向に傾斜する頻度が少ない車両においては、動弁室内に溜まった潤滑油が前記伝達部収納室を通じて排出されにくい状態にある。
そして、溜まった潤滑油は、オイルポンプおよび油路構造などから構成される潤滑油の循環系を円滑に循環しにくくなる。このため、溜まった潤滑油が燃焼熱により加熱されて潤滑油の劣化を早める原因になり、また潤滑油が滞留することに起因してシリンダヘッドとの間での熱交換量が減少することから、潤滑油による冷却効果の低下を招来する。
また、ヘッドボルトが動弁室外に配置されて動弁室が小型化されたシリンダヘッドに、前記伝達部収納室以外に排出油路を設けようとする場合、該排出油路を吸気弁や排気弁などシリンダヘッドに設けられる部材やシリンダヘッドに形成される空間(例えば、吸気ポートおよび排気ポート、さらには水ジャケット)との干渉を回避する位置に設けなければならず、そのスペースを確保する必要性から、動弁室、ひいてはシリンダヘッドやシリンダヘッドカバーが大型化して、それらの小型化が徹底されない。
請求項2記載の発明は、請求項1記載の頭上弁式内燃機関において、前記シリンダのシリンダ軸線は、鉛直線に対して所定方向に傾斜し、前記シリンダ軸線に対して前記所定方向側の領域に、前記入口が配置されるものである。
請求項3記載の発明は、車両に搭載される請求項2記載の頭上弁式内燃機関において、前記カム軸は、前記動弁室内に配置されて前記シリンダヘッドに回転可能に支持され、前記動弁室には、前記クランク軸の動力を前記カム軸に伝達する伝達部が配置される伝達部収納室の開口部が開口し、前記所定方向は前方であり、前記入口は車幅方向で前記動弁室の一方の端部に配置され、前記開口部は前記車幅方向で前記動弁室の他方の端部に配置されるものである。
請求項4記載の発明は、請求項1から3のいずれか1項記載の頭上弁式内燃機関において、前記カム軸は、前記シリンダヘッドに回転可能に支持されて前記動弁装置に備えられる単一のカム軸であり、前記ボルト孔は、シリンダ軸線方向から見て、前記カム軸の回転中心線に直交する方向において、前記回転中心線および前記吸気弁に対して前記排気弁が位置する側で、前記動弁室の外側に配置されるものである。
請求項2記載の事項によれば、排出油路の入口は、シリンダ軸線が鉛直線に対して所定方向に傾斜しているために、シリンダ軸線が鉛直線に平行である場合に比べて、より下方に位置することになる前記所定方向側の領域に配置されるので、動弁室内の潤滑油が排出油路に流入しやすくなる。この結果、シリンダ軸線が鉛直線に対して所定方向に傾斜するようにシリンダブロックを配置することにより、動弁室の底面を成形する室壁の形状を複雑化することなく、簡単な構造で、動弁室内の潤滑油の排出性を一層向上させることができる。
請求項3記載の事項によれば、車幅方向での動弁室の両端部に、それぞれ排出油路の入口および伝達部収納室の開口部が配置されるので、4輪車両のように車幅方向に傾斜することが少ない車両においても、動弁室内の前記両端部において潤滑油の排出性が向上する。
請求項4記載の事項によれば、動弁室の外側に配置されるボルト孔は、シリンダ軸線方向から見て、回転中心線に対して、排気弁が配置される側に配置されるので、カム軸に制約されることなく、また、排気弁の弁径または排気ポートの排気口の径は、吸気弁の弁径または吸気ポートの吸気口の径に比べて小さいことにより、排気弁付近において動弁室を小さくできるので、動弁室、シリンダヘッドおよびシリンダヘッドカバーを一層小型化することができる。
図1,図2を参照すると、本発明が適用された頭上弁式内燃機関Eは、車両としての小型4輪車または鞍乗り型車両、例えば不整地走行用車両に搭載される。内燃機関Eは、クラッチCおよび変速機Mを備える動力伝達装置と共に、車両の動力装置を構成する。
具体的には、ミッションケース10および各種カバー7,8,9により形成される伝動室12内に配置される前記動力伝達装置は、クランク軸22の動力をクラッチCに伝達する1次減速機構70、多板摩擦式のクラッチC、常時噛合い式の歯車式の変速機M、前記駆動軸、および変速機Mの出力を前記駆動軸に伝達するギヤ機構78を備える。クラッチ室12b内に配置される1次減速機構70は、クランク軸22に設けられる駆動ギヤ70aとクラッチCに設けられる被動ギヤ70bとを備える。クランク軸22の後方でミッション室12a内に配置される変速機Mは、メインギヤ群73およびカウンタギヤ群74がそれぞれ設けられたメイン軸71およびカウンタ軸72と、変速操作機構により操作されるシフトドラム75を有する変速切換え機構とを備える。メイン軸71の軸端部に設けられてクラッチ室12b内に配置されるクラッチCは、多数のクラッチ板76を備え、クラッチ操作機構77により操作されて変速機Mへのクランク軸22の動力の伝達および遮断を行う。
それゆえ、内燃機関Eの動力は、クランク軸22から、1次減速機構70およびクラッチCを介して変速機Mに伝達され、変速機Mにおいて変速された出力が、カウンタ軸72からギヤ機構78を介して前記駆動軸に伝達され、さらに2次減速機構(図示されず)を介して駆動輪に伝達される。
そして、ミッション室12a、クラッチ室12bおよびギヤ室12cにより、前記動力伝達装置が配置される伝動室12が構成される。クランク室11と伝動室12とは互いに独立した室であり、クランク室11と伝動室12との間での潤滑油の流通は遮断されている。
このため、クランクケース1、シリンダブロック2およびシリンダヘッド3が一体に結合された状態で、各ヘッドボルトB1,B2は、ネジ孔17c,18c,17b,18b,17h,18hおよび各挿通孔17c,18c,17b,18b,17h,18hに挿入されている。ここで、1つのヘッドボルトB1,B2および該ヘッドボルトB1,B2のネジ部B1b,B2bに螺合する1つのナットN1,N2の組合せにより、1つのヘッド結合具が構成される。
それゆえ、動弁装置40を構成する前記弁駆動機構の構成部材であるチェーン46cを含む伝動機構46は、伝達部として、動弁室14に開口部15aにて開口する伝達部収納室としてのチェーン室15内に配置される。そして、カム軸41、バルブリフタ42、ロッカアーム43および弁バネ44は動弁室14内に配置されることから、動弁装置40は動弁室14とチェーン室15とに跨って配置される。
ここで、前記吸気装置により形成されて吸入空気が流通する通路および吸気ポート26により吸気通路が構成され、前記排気装置により形成されて排気ガスが流通する通路および排気ポート27により排気通路が構成される。
図7,図14を併せて参照すると、クランク軸22においてクランク室11から右方に突出してクラッチ室12b内に配置される軸端部22bには、クランク室11寄りからバランサ駆動ギヤ50aおよび駆動ギヤ70aが設けられる。バランサ駆動ギヤ50aは、左ケース1aおよび右ケース1bに1対の軸受52(図14には左方の軸受52が示されている。)を介して回転可能に支持される回転軸であるバランサ軸51の右軸端部に設けられるバランサ被動ギヤ50bに噛合する。バランスウエイト51aを有するバランサ軸51は、バランサ駆動ギヤ50aおよびバランサ被動ギヤ50bからなるバランサ駆動機構50を介してクランク軸22により該クランク軸22と等速で逆方向に回転駆動されて、ピストン20の往復運動により発生する1次振動を低減する。
図1,図2を参照すると、伝動室12には、オイルパンへの潤滑油の給油口とは別の給油口から潤滑油が注入される。そして、ミッション室12a内において、潤滑油は変速機Mの各ギヤ群73,74の一部分が漬かる程度の油面レベルを形成し、ギヤ群73,74が潤滑油を掻き上げることにより変速機Mの潤滑がなされる。また、クラッチ室12b内において、潤滑油は、クラッチCのクラッチ板76の一部分が漬かる程度の油面レベルを形成し、クラッチCの冷却および潤滑がなされる。ここで、クラッチ室12b内の油面レベルは、ミッション室12a内の油面レベルよりも上方に位置する。
図1を参照すると、内燃機関Eが運転されてオイルポンプ63が作動することにより、第1オイルストレーナ61aおよび前記第2オイルストレーナにより浄化された油貯留部60の潤滑油は、吸入油路P1を経て、吸入ポート65からオイルポンプ63の前記ポンプ室に吸入される。該ポンプ室から吐出ポート66を経て吐出された潤滑油は、図9,図10に示されるように、吐出油路P2を経て、左クランクケースカバー6(図2参照)に設けられて途中にオイルフィルタが配置された油路(図示されず)に流入する。該オイルフィルタを通過した潤滑油は、左クランクケースカバー6において、クランク軸22に設けられたクランク室用油路P3(図2参照)に連通する油路と左ケース1aに設けられた動弁室用油路P4(図6参照)に連通する油路とに分流する。
油路P5の潤滑油は、図5,図11に示されるように、シリンダブロック2に設けられた油路P7を経て、挿通孔18bにより構成されるシリンダ油路P8に流入して、シリンダブロック2とヘッドボルトB2との間を流通し、ガスケット5に設けられた油孔を経てシリンダヘッド3に設けられたヘッド油路P9(図4も参照)に流入する。
動弁装置40が動弁室14内で潤滑油により潤滑される内燃機関Eのシリンダヘッド3には、ヘッドボルトB1が挿入されると共に動弁室14内に開口しない挿通孔17h1と、動弁室14内に開口する入口P13aおよび挿通孔17h1に開口する出口P13bを有する排出油路P13とが設けられることにより、ヘッドボルトB1が挿入されると共に動弁室14内に開口しない挿通孔17h1を利用して、該挿通孔17h1に連通するように排出油路P13がシリンダヘッド3に設けられるので、排出油路P13の通路長が短くなって、該排出油路P13を設けるためにシリンダヘッド3に大きなスペースを確保する必要がないため、排出油路P13を動弁室14内で潤滑油が溜まる部位、例えば動弁室14の端部14bに容易に設けることができる。そして、排出油路P13の潤滑油は、最終的に、内燃機関Eの潤滑系を構成する油貯留部60に戻る。この結果、該ヘッドボルトB1が動弁室14内に配置されないことにより動弁室14、シリンダヘッド3およびシリンダヘッドカバー4を小型化しながら、排出油路P13により動弁室14内の潤滑油の排出性を向上させることができて、動弁室14内に潤滑油が溜まることが防止される。
内燃機関Eは、複数のシリンダを有するシリンダブロック2を備える多気筒内燃機関であってもよい。内燃機関Eの搭載形態によっては、カム軸41の回転中心線Laが前後方向に一致していてもよい。
内燃機関Eは、シリンダヘッド3とシリンダブロック2とが一体成形されたもの、またはシリンダブロック2とクランクケース1の少なくとも一部とが一体成形されたものであってもよい。
吸気弁28を開閉作動させるカムフォロアはロッカアームであってもよい。
動弁装置40は、その弁駆動機構が、クランク室11内に配置されるカム軸と、該カム軸の動弁カムにより駆動されてカムフォロアを駆動するプッシュロッドなどの伝達ロッドを備え、動弁カムの弁駆動力をカムフォロアに伝達する該伝達ロッドが、前記伝達部収納室内に配置される型式のものであってもよい。その場合、動弁装置40の前記弁駆動機構の一部分である伝達ロッドが、伝達部として、動弁室14に開口する伝達部収納室に配置されることになる。
潤滑油が、内燃機関Eの潤滑系および前記動力伝達装置の潤滑系で共有される場合には、油路P17と油路P22とを連通する連通孔を設けることにより、排出油路P13からの潤滑油の一部が、油路P17から該連通孔を経て油室P22に流入し、さらに油孔P23を通って収容室53に流入して、バランサ軸51の潤滑に利用されてもよい。
前記所定方向は、前方以外の水平方向、例えば左右方向での一方であってもよい。
動弁室14の底面3sは、入口P13a近傍および開口部15a近傍で最下部となるように形成されていてもよい。このようにすることで、シリンダ軸線Lyが鉛直線に平行な場合にも、動弁室14内の底壁3b上の潤滑油が入口P13aまたは開口部15aに流入しやすくなる。
内燃機関Eは、クランク軸22の回転中心線Lcが車幅方向(または左右方向)以外の方向を指向するように車両に搭載されてもよく、さらに車両用以外の用途に使用されてもよい。
E…内燃機関、Ly…シリンダ軸線、L1…特定直線、θ…所定角度、B1,B2…ヘッドボルト、P13…排出油路。
Claims (4)
- クランク軸が配置されるクランク室を形成するクランクケースと、1以上のシリンダを有するシリンダブロックと、前記クランクケースまたは前記シリンダブロックにヘッドボルトにより締結されるシリンダヘッドと、前記シリンダヘッドに結合されるシリンダヘッドカバーと、前記シリンダヘッドに設けられた吸気弁および排気弁を開閉駆動するカム軸を備える動弁装置とを備え、前記動弁装置が前記シリンダヘッドおよび前記シリンダヘッドカバーにより形成される動弁室内で潤滑油により潤滑される頭上弁式内燃機関において、
前記シリンダヘッドには、前記ヘッドボルトが挿入されると共に前記動弁室内に開口しないボルト孔と、前記動弁室内に開口する入口および前記ボルト孔に開口する出口を有する排出油路とが設けられることを特徴とする頭上弁式内燃機関。 - 前記シリンダのシリンダ軸線は、鉛直線に対して所定方向に傾斜し、前記シリンダ軸線に対して前記所定方向側の領域に、前記入口が配置されることを特徴とする請求項1記載の頭上弁式内燃機関。
- 前記カム軸は、前記動弁室内に配置されて前記シリンダヘッドに回転可能に支持され、前記動弁室には、前記クランク軸の動力を前記カム軸に伝達する伝達部が配置される伝達部収納室の開口部が開口し、前記所定方向は前方であり、前記入口は車幅方向で前記動弁室の一方の端部に配置され、前記開口部は前記車幅方向で前記動弁室の他方の端部に配置されることを特徴とする、車両に搭載される請求項2記載の頭上弁式内燃機関。
- 前記カム軸は、前記シリンダヘッドに回転可能に支持されて前記動弁装置に備えられる単一のカム軸であり、前記ボルト孔は、シリンダ軸線方向から見て、前記カム軸の回転中心線に直交する方向において、前記回転中心線および前記吸気弁に対して前記排気弁が位置する側で、前記動弁室の外側に配置されることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項記載の頭上弁式内燃機関。
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