JP2015218648A - 内燃機関のシリンダヘッド - Google Patents
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Abstract
【課題】容易な加工によって、バルブ開閉機構にエンジンオイルを効果的に供給することができるようにすること。
【解決手段】シリンダヘッド(7)は、吸気バルブ(71)及び排気バルブ(72)をカムシャフト(82)によって開閉操作するバルブ開閉機構(8)と、バルブ開閉機構と吸気バルブ及び排気バルブとを内部に支持し、燃焼室(63)を形成する本体部(73)とを備えている。シリンダヘッド(7)は、バルブ開閉機構の上方からエンジンオイルを供給するガイドプレートを更に含む。ガイドプレートは、一部を折り曲げることで形成された溝部(108)を備え、溝部は、エンジン(5)の平面視にて、バルブ開閉機構と重なる位置に配置されている。
【選択図】図2
【解決手段】シリンダヘッド(7)は、吸気バルブ(71)及び排気バルブ(72)をカムシャフト(82)によって開閉操作するバルブ開閉機構(8)と、バルブ開閉機構と吸気バルブ及び排気バルブとを内部に支持し、燃焼室(63)を形成する本体部(73)とを備えている。シリンダヘッド(7)は、バルブ開閉機構の上方からエンジンオイルを供給するガイドプレートを更に含む。ガイドプレートは、一部を折り曲げることで形成された溝部(108)を備え、溝部は、エンジン(5)の平面視にて、バルブ開閉機構と重なる位置に配置されている。
【選択図】図2
Description
本発明は、内燃機関のシリンダヘッドに関し、特に、内部のエンジンオイルを効率良く循環することができる内燃機関のシリンダヘッドに関する。
内燃機関のシリンダヘッドにあっては、特許文献1に開示されているように、吸排気バルブをカムシャフトによって開閉操作するバルブ開閉機構を備えた構成が知られている。バルブ開閉機構は、シリンダヘッドに揺動可能に支持されたロッカーアームを備え、このロッカーアームは、カムシャフトのカムによって揺動操作されて吸排気バルブを作動可能となっている。
ここで、シリンダヘッドにおいて、バルブ開閉機構へのエンジンオイルの供給が滞ると、摩擦によって劣化したり、騒音が発生したりするという問題がある。かかる問題に対応すべく、シリンダヘッドカバーの内面にオイル通路を加工することが考えられるが、当該加工は困難でコストが上昇する、という問題がある。
ところで、シリンダヘッドにあっては、シリンダヘッドカバーの内側に気液分離室を形成するブリーザプレートが設けられている。気液分離室ではブローバイガスに混合されたエンジンオイルが分離され、この分離において、ブリーザプレートに付着したエンジンオイルの一部がバルブ開閉機構へ滴下されて供給される。しかしながら、ブリーザプレートはフラットな形状となるため、滴下される範囲が広範囲になり、ブリーザプレートから滴下されるエンジンオイルでは、バルブ開閉機構の潤滑効果を十分に得ることができない、という問題がある。
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、容易な加工によって、バルブ開閉機構にエンジンオイルを効果的に供給することができる内燃機関のシリンダヘッドを提供することを目的とする。
本発明の内燃機関のシリンダヘッドは、吸気バルブ及び排気バルブと、これらのバルブをカムシャフトによって開閉操作するバルブ開閉機構と、当該バルブ開閉機構と前記吸気バルブ及び排気バルブとを内部に支持し、燃焼室を形成する本体部と、当該本体部の燃焼室と反対側を覆うカバー部とを備えた内燃機関のシリンダヘッドにおいて、前記バルブ開閉機構の上方からエンジンオイルを供給するガイドプレートを更に含み、前記ガイドプレートは、一部に溝部を備え、当該溝部は、内燃機関の平面視にて、前記バルブ開閉機構と重なる位置に配置されていることを特徴とする。
この構成によれば、ガイドプレートに溝部が形成されるので、ガイドプレートに付着したエンジンオイルを溝部に導いて集めることができる。そして、バルブ開閉機構の上部に溝部が位置するので、溝部に集まったエンジンオイルをバルブ開閉機構に集中的に滴下することができる。これにより、エンジンオイルによる潤滑効果を向上することができ、摩擦による劣化や騒音の発生を低減することができる。しかも、ガイドプレートを折り曲げただけで溝部を形成できるので、シリンダヘッド内部に別途オイル通路を成形する構成に比べ、構造の簡略化を図ることができる。これにより、シリンダヘッドの加工の容易化を図ることができ、生産性の向上を達成することができる。
本発明の内燃機関のシリンダヘッドにおいて、前記バルブ開閉機構は、前記カムシャフトの駆動によって前記吸気バルブ及び排気バルブの少なくとも一方を駆動するロッカーアームを備え、前記溝部は、内燃機関の平面視にて、前記ロッカーアームと重なる位置に配置されていることが好ましい。この構成では、溝部に集まったエンジンオイルをロッカーアームに集中的に滴下でき、揺動するロッカーアームの駆動の潤滑効果を向上させることができる。
本発明の内燃機関のシリンダヘッドにおいて、前記溝部は、内燃機関の平面視にて、前記カムシャフトのカムと重なる位置に配置されていることが好ましい。この構成では、溝部に集まったエンジンオイルをカムに集中的に滴下でき、カムや、カムに接触するロッカーアーム等の駆動の潤滑効果を向上させることができる。
本発明の内燃機関のシリンダヘッドにおいて、前記溝部は、内燃機関の平面視にて、前記カムシャフトの軸方向に略直交して延在しているとよい。この構成では、溝部の上側(内側)を流れて滴下するエンジンオイルはもとより、溝部の下側(外側)を伝って流れてから滴下するエンジンオイルもカムやロッカーアームに行渡らせることができる。
本発明の内燃機関のシリンダヘッドにおいて、前記ガイドプレートは、少なくとも一部が略V字断面を形成するように折り曲げられ、前記溝部は、前記V字の先鋭部を直線上に延在することで形成されるとよい。この構成では、溝部を略V字断面としたので、エンジンオイルの捕集領域を広く確保でき、エンジンオイルの捕集、供給を効率的に行うことができる。また、溝部をプレス成型等によって簡単に形成することができ、生産性に優れたものとすることができる。
本発明の内燃機関のシリンダヘッドにおいて、前記カバー部には、気液分離室を形成するブリーザプレートが設けられ、当該ブリーザプレートと一体に前記ガイドプレートが形成されるとよい。この構成では、ブリーザプレートを利用してガイドプレートを形成できるので、部品点数や締結箇所を減らすことができ、整備性が向上できるばかりでなくカバー部の形状をシンプルにして生産性も向上することができる。更に、溝部の形成によって、ガイドプレート及びブリーザプレートを立体的として表面積を拡張でき、放熱性を高めてブローバイガス中のエンジンオイルを捕集する効果をより良く得ることができる。
本発明によれば、バルブ開閉機構の上部に溝部が形成されたガイドプレートを設けたので、容易な加工によって、バルブ開閉機構にエンジンオイルを効果的に供給することができる。
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。なお、以下においては、本発明に係る内燃機関をスクータタイプの自動二輪車に適用した例について説明するが、適用対象はこれに限定されることなく変更可能である。例えば、本発明に係る内燃機関を、他のタイプの自動二輪車や、バギータイプの自動三輪車、自動四輪車などに適用しても良い。また、方向について、車体前方を矢印FR、車体後方を矢印RE、車体左側を矢印L、車体右側を矢印Rでそれぞれ示す。また、以下の各図では、説明の便宜上、一部の構成を省略することがある。
図1を参照して、本実施の形態に係る自動二輪車の一部の概略構成について説明する。図1は、本実施の形態に係る自動二輪車を斜め後方から見た概略斜視図である。なお、以下の図においては、説明の便宜上、一部の構成を省略することがある。
図1に示すように、スクータタイプの自動二輪車1は、鋼製又はアルミ合金製の車体フレーム(不図示)に、車両外装としての各種カバーを装着して構成されている。この自動二輪車1は、前方に運転者の足回りを保護するレッグシールド21が設けられている。レッグシールド21の後方には、センターフレームカバー22が設けられている。センターフレームカバー22の後方には、車両側面を覆うサイドフレームカバー23が設けられている。
車両前方には、ステアリングシャフト(不図示)を介してフロントフォーク31が回転可能に支持されている。フロントフォーク31の上方には、前輪3を操舵するためのハンドルバー32が設けられている。フロントフォーク31の下部には前輪3が回転可能に支持され、前輪3には、ブレーキディスク36とブレーキディスク36を挟持するキャリパー37とが設けられている。
サイドフレームカバー23の上側には、シート25が設けられている。サイドフレームカバー23の後部にはテールランプ44及びリヤフェンダ45が設けられている。サイドフレームカバー23の内側には、内燃機関としてのエンジン5が配置され、エンジン5における燃焼後のガスは、エンジン5の右側面において後方に設けられたマフラ46から排気ガスとして排出される。
サイドフレームカバー23の下側には、スイングアーム(不図示)が上下方向に揺動可能に支持されており、車体フレームとスイングアームとの間にはサスペンション42が取り付けられている。スイングアームの後部には、後輪4が回転可能に支持されている。後輪4の左側には、CVT(無段変速機構)等からなる変速装置43が設けられ、この変速装置43によってエンジン5の動力が後輪4に伝達される。また、変速装置43の前方側には、車両を支持するサイドスタンド47が設けられている。
以下、図2及び図3を参照して、本実施の形態に係るエンジンについて説明する。図2は、エンジンのシリンダヘッド及びその周辺の側断面図であり、図3は、図2のA−A線に沿う断面図である。
図2に示すように、エンジン5は、単気筒エンジンであり、クランクケース(不図示)の前方に配置されたシリンダ6と、このシリンダ6に取り付けられるシリンダヘッド7とを備えている。シリンダ6内には、ピストン61が前後に往復可能に収容され、ピストン61にはコンロッド62が連結されている。また、シリンダ6とシリンダヘッド7との間には、燃焼室63が設けられ、この燃焼室63の中心軸Cが前方に傾斜配置されるようにシリンダ6及びシリンダヘッド7が配設される。
シリンダヘッド7は、各1本の吸気バルブ71及び排気バルブ72と、これらを内部で支持する本体部73とを備えている。吸気バルブ71及び排気バルブ72は、車体の側面視すなわち図2で示した状態で燃焼室63の中心軸Cに対して上下方向に分れ、且つ、図3に示すように上下に重なるように配置されている。
本体部73の内部後方領域では、燃焼室63を形成しており、燃焼室63の前上部には、吸気バルブ71によって開閉される吸気口75が形成されている。吸気バルブ71は、バルブスプリング(不図示)によって吸気口75を閉止する方向(前上方)に付勢されている。吸気口75は、シリンダヘッド7の上面に開口された吸気ポート76と連通している。吸気ポート76には、エアクリーナ(不図示)や燃料噴射装置(不図示)が接続され、エアクリーナから導入された空気と燃料噴射装置から噴射された燃料とが混合された後、吸気ポート76及び吸気口75を介して燃焼室63に導入される。
燃焼室63の前下部には、排気バルブ72によって開閉される排気口77が形成されている。排気バルブ72は、バルブスプリング(不図示)によって排気口77を閉止する方向(前下方)に付勢されている。排気口77は、シリンダヘッド7の下面に開口された排気ポート78と連通している。排気ポート78には、排気管(不図示)が接続され、燃焼室63からの排気が、排気口77、排気ポート78及び排気管を介して排出される。
シリンダヘッド7は、本体部73の内部で支持され、吸気バルブ71及び排気バルブ72を開閉操作するバルブ開閉機構8を更に備えている。バルブ開閉機構8は、本体部73の前方に形成されるカムハウジング81と、カムハウジング81に支持され、車幅方向となる左右方向に延在する1本のカムシャフト82と、カムシャフト82の前上方と前下方にそれぞれ配置される各1本の吸気ロッカーアーム83及び排気ロッカーアーム84と、を主として備えている。
図3に示すように、カムハウジング81には左右一対のボールベアリング85、86(図2ではボールベアリング85を不図示)が装着され、これらボールベアリング85、86を介してカムシャフト82が回転可能に支持されている。カムシャフト82には、吸気ロッカーアーム83及び排気ロッカーアーム84に接触する2つのカム87、88(図2ではカム88を不図示)が形成されている。吸気ロッカーアーム83及び排気ロッカーアーム84は、それぞれロッカーアーム軸89(図2参照、図3では不図示)を介して回動可能に支持されている。バルブ開閉機構8では、カムシャフト82が回転されることで、カム87、88を介して各ロッカーアーム83、84が適時に駆動される。この駆動によって、吸気バルブ71及び排気バルブ72が燃焼室63(図2参照)に向けて往復動され、吸気バルブ71及び排気バルブ72が開閉操作される。なお、カム87、88は、各ロッカーアーム83、84に接触するときに、各ロッカーアーム83、84と上下方向に重なって位置する。
カムシャフト82の左端側には、カムスプロケット91が固定されている。カムスプロケット91には、カムチェーン92の上端が巻き掛けられ、カムチェーン92を介してクランクシャフト(不図示)の回転がカムスプロケット91に伝達され、カムシャフト82が回転する。また、カムシャフト82の左端側には、エンジン5の始動性を向上させるためのデコンプ機構94が連結されている。
図2に戻り、シリンダヘッド7は、その頂部を形成するカバー部95を備え、カバー部95によって本体部73の燃焼室63の反対側が被覆される。カバー部95は、ボルト等の締結部材96を介して本体部73に固定される。カバー部95の内側であってバルブ開閉機構8の前方には、ブリーザプレート100が設けられている。ブリーザプレート100とカバー部95との間には気液分離室101が形成される。気液分離室101には、ブローバイガスが導入され、このブローバイガスは、エンジン5のクランク室(不図示)内で発生し、シリンダ6や本体部73等を通じてカバー部95側に流れ込む。気液分離室101に導入されたブローバイガスは、排出口(不図示)への経路を流れる過程で、ブリーザプレート100に対する接触等によってオイルミストが分離され、インテークマニホールド(図示せず)に導かれて燃焼処理される。
次いで、図2及び図3に加え、図4から図8を参照して、ブリーザプレートについて説明する。図4は、一部構成を省略したシリンダヘッドの内部構造の平面図であり、図5は、カバー部にブリーザプレートを取り付けた状態の説明用概略斜視図である。図6から図8は、ブリーザプレートの構成図であり、図6は概略斜視図、図7は図6中D矢視図、図8は図6中E矢視図である。
ブリーザプレート100は、本体プレート103と、ガイドプレート104とを備え、本実施の形態では1枚の金属板をプレス加工したり屈曲形成したりすることにより形成されている。従って、本体プレート103及びガイドプレート104は、一体に連なって形成され、ブリーザプレート100の一部によってガイドプレート104が形成される。本体プレート103は、フラットな形状に形成されているとともに、カバー部95の形状等に応じて外縁形状が部分的に膨らんだり凹んだりした形状をなす。本体プレート103は、吸気ロッカーアーム83及び排気ロッカーアーム84の両方を前方から覆う領域に配設されている(図2、図4参照)。また、本体プレート103は、上方に向かうに従って後方に傾いた状態で、カバー部95に固定されている。なお、本体プレート103の面内3箇所位置には、ねじを挿通する穴103aが形成されている。
ガイドプレート104は、本体プレート103の上端から後方に向かって突出するように形成されている。ガイドプレート104は、平面部106と、溝形成面部107とを備えている。平面部106は、ガイドプレート104の左側領域を形成し、カバー部95上方の内面と略平行に向けられている。溝形成面部107は、平面部106の右側及び本体プレート103の上端にそれぞれ連なっている。溝形成面部107の右端及び平面部106は、本体プレート103と略直交する方向に向けられている(図3参照)。溝形成面部107において本体プレート103との間の折り曲げ部分は、左右方向に直線状に延在している一方、その反対側となる後端は、後方から見て略V字状を呈する立体形状に形成されている。従って、溝形成面部107は、略V字断面を形成するように折り曲げ形成され、その上面側における左右方向中央部に溝部108が形成される。溝部108は、上記V字の先鋭部が直線上に延在し、その延在方向は、後方に向かうに従って下向きに傾斜する方向となる。溝形成面部107の後端は、左右方向両側から中央に向かうに従って下方に傾斜している。
次いで、ガイドプレート104や溝部108と、バルブ開閉機構8との相対位置関係について説明する。ガイドプレート104は、バルブ開閉機構8の上方に配置され、エンジン5の平面視(図2中F矢視方向及び図4の図示方向)において、溝部108がバルブ開閉機構8と重なる位置に配置されている。具体的には、溝部108は、エンジン5の平面視で各ロッカーアーム83、84と重なり、更に、カム87、88とも重なる位置に配置されている。また、溝部108は、エンジン5の平面視でカムシャフト82の軸方向(左右方向)に略直交する方向、すなわち前後方向に沿って延在している。
以上の構成において、本実施の形態のエンジン5を駆動すると、シリンダヘッド7に流れ込んだブローバイガスが気液分離室101に導入され、ブリーザプレート100の冷却作用等によってブローバイガスからエンジンオイルが分離される。この分離されたエンジンオイルのうち、溝形成面部107の上面側に付着したエンジンオイルは、溝部108の内側に導かれて集められ、溝部108の下端から集中的に滴下される。滴下されたエンジンオイルは、上記の溝部108とバルブ開閉機構8との相対位置関係から、バルブ開閉機構8に供給され、特に潤滑が必要となる各ロッカーアーム83、84及びカム87、88に集中して供給される。
更に、溝形成面部107の下面側に付着したエンジンオイルは、溝部108の外側の稜線状となる溝形成面部107の下面を伝って流れて滴下される。従って、溝部108だけでなく、溝形成面部107下面の稜線状部分からもエンジンオイルを滴下してバルブ開閉機構8に行渡らせることができる。このとき、上記のように溝部108が前後方向に沿って延在しているので、各ロッカーアーム83、84及びカム87、88にエンジンオイルが集中して滴下される。
以上のように、本実施の形態に係るシリンダヘッド7によれば、溝形成面部107の表裏両面に付着したエンジンオイルを溝部108の内外において、下方に位置するバルブ開閉機構8に集中して滴下することができる。これにより、バルブ開閉機構8において、エンジンオイルによる潤滑効果を向上でき、摩擦による劣化や騒音の発生を低減することができる。
また、一枚のプレート部材を折り曲げ加工するだけで溝部108を形成できるので、シリンダヘッド7の内部に別途オイル通路を成形する構成に比べ、加工の容易化を図ることができ、生産性の向上を達成することができる。更に、溝部108を略V字断面に形成したので、プレス成型等によって溝部108を簡単に形成できるばかりでなく、溝形成面部107におけるエンジンオイルの捕集領域を広く確保でき、エンジンオイルの捕集、供給を効率的に行うことができる。
また、ブリーザプレート100の一部をガイドプレート104として形成したので、それらが別体になる場合に比べ、部品点数、締結箇所を削減することができる。これにより、メンテナンスや組み立ての作業性が向上でき、カバー部95の形状をシンプルにして生産性を向上することができる。更に、溝部108の形成によって、ブリーザプレート100を立体的として表面積を拡張でき、放熱性を高めてブローバイガス中のエンジンオイルの捕集効果をより高めることができる。
なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。上記実施の形態において、添付図面に図示されている大きさや形状などについては、これに限定されず、本発明の効果を発揮する範囲内で適宜変更することが可能である。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施することが可能である。
例えば、本実施の形態におけるシリンダヘッド7は、単気筒エンジンに適用される構成としたが、この構成に限定されない。シリンダヘッド7は、多気筒エンジンに適用されてもよい。
また、シリンダヘッド7において、吸気バルブ71及び排気バルブ72を複数本ずつ設けてもよく、バルブ開閉機構8においてカムシャフト82も複数本としてもよい。この場合、溝部108の形成数を複数としてエンジンオイルを滴下するようにしてもよい。
また、上記実施の形態では、バルブ開閉機構8に吸気ロッカーアーム83及び排気ロッカーアーム84を設けたが、吸気バルブ71及び排気バルブ72の何れか一方についてロッカーアームを利用せずに開閉操作できるようにしてもよい。
また、上記実施の形態では、燃焼室63の中心軸C(図2参照)が前方に傾斜配置されるようにシリンダ6及びシリンダヘッド7を配設したが、その傾斜の向き及び角度は変更してもよい。この際、溝部108がバルブ開閉機構8と上下方向に重なるように配設し、エンジンオイルが溝部108からバルブ開閉機構8に滴下されるように設定される。
また、上記実施の形態では、エンジン5を横置きとしたが、縦置きとし、シリンダヘッド7が側方に傾斜配置されるものに適用してもよい。
また、ブリーザプレート100においては、本体プレート103とガイドプレート104とを別々に形成し、これらを溶接等の手段によって一体に形成してもよい。但し、上記実施の形態のように折り曲げ形成した方が、生産性が向上できる点で有利となる。
また、溝部108にあっては、延在方向において一部の断面形状がU字状になる等、全てが略V字断面とならずに一部が略V字断面を形成するようにしてもよい。
以上説明したように、本発明は、容易な加工によって、バルブ開閉機構にエンジンオイルを効果的に供給することができる、という効果を有し、シリンダヘッドの内部でブローバイガスからエンジンオイルを分離する内燃機関に有用である。
5 エンジン(内燃機関)
7 シリンダヘッド
8 バルブ開閉機構
63 燃焼室
71 吸気バルブ
72 排気バルブ
73 本体部
82 カムシャフト
83 吸気ロッカーアーム
84 排気ロッカーアーム
87、88 カム
100 ブリーザプレート
101 気液分離室
104 ガイドプレート
108 溝部
7 シリンダヘッド
8 バルブ開閉機構
63 燃焼室
71 吸気バルブ
72 排気バルブ
73 本体部
82 カムシャフト
83 吸気ロッカーアーム
84 排気ロッカーアーム
87、88 カム
100 ブリーザプレート
101 気液分離室
104 ガイドプレート
108 溝部
Claims (6)
- 吸気バルブ及び排気バルブと、これらのバルブをカムシャフトによって開閉操作するバルブ開閉機構と、当該バルブ開閉機構と前記吸気バルブ及び排気バルブとを内部に支持し、燃焼室を形成する本体部と、当該本体部の燃焼室と反対側を覆うカバー部とを備えた内燃機関のシリンダヘッドにおいて、
前記バルブ開閉機構の上方からエンジンオイルを供給するガイドプレートを更に含み、
前記ガイドプレートは、一部に溝部を備え、当該溝部は、内燃機関の平面視にて、前記バルブ開閉機構と重なる位置に配置されていることを特徴とする内燃機関のシリンダヘッド。 - 前記バルブ開閉機構は、前記カムシャフトの駆動によって前記吸気バルブ及び排気バルブの少なくとも一方を駆動するロッカーアームを備え、
前記溝部は、内燃機関の平面視にて、前記ロッカーアームと重なる位置に配置されていることを特徴とする請求項1に記載の内燃機関のシリンダヘッド。 - 前記溝部は、内燃機関の平面視にて、前記カムシャフトのカムと重なる位置に配置されていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の内燃機関のシリンダヘッド。
- 前記溝部は、内燃機関の平面視にて、前記カムシャフトの軸方向に略直交して延在していることを特徴とする請求項1ないし請求項3の何れかに記載の内燃機関のシリンダヘッド。
- 前記ガイドプレートは、少なくとも一部が略V字断面を形成するように折り曲げられ、
前記溝部は、前記V字の先鋭部を直線上に延在することで形成されることを特徴とする請求項1ないし請求項4の何れかに記載の内燃機関のシリンダヘッド。 - 前記カバー部には、気液分離室を形成するブリーザプレートが設けられ、当該ブリーザプレートと一体に前記ガイドプレートが形成されることを特徴とする請求項1ないし請求項5の何れかに記載の内燃機関のシリンダヘッド。
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