JP2653529B2 - ４サイクルエンジンの吸気装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、例えば３本の吸気弁及び２本の排気弁を有
するSOHC 5バルブエンジンに好適の吸気装置に関し、特
に２つの吸気系統を設けた場合の低速域での応答性の改
善に関する。

〔従来の技術〕

最近、シリンダヘッドの剛性を確保しながら吸気弁開
口面積をより増大するために吸気弁を３本，排気弁を２
本備えた５バルブエンジンが注目されている。このよう
なエンジンの吸気装置として、例えば特開昭61−491265
号公報に記載されているように、低速回転から高速回転
までの全エンジン回転領域において空気を供給するプラ
イマリ通路と、高速回転領域のみにおいて空気を供給す
るセカンダリ通路との２つの吸気系統を設けた例があ
る。この公報の吸気装置では、上記両通路をハの字状に
拡げながらシリンダヘッド後壁に導出している。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで上記２系統吸気装置を備えたエンジンにおい
て、特に低速回転時における回転応答性を向上するには
上記プライマリ通路の容積をできるだけ小さくすること
が望ましい。この場合に通路直径を小さくして容積を減
少させる方法は、あまり小径にすると通路抵抗が大きく
なるので限度があり、結局通路長を短縮するのが効果的
である。ところが上記公報記載の装置は、両通路をハの
字状に拡げているので、容積を減少してエンジン応答性
を向上させる観点から見ると不利でり、このような容積
減少の観点に立った吸気装置が要請される。

本発明は上記従来の実情に鑑みてなされたもので、第
１通路（プライマリ通路）の容積を減少でき、低速時の
エンジン応答性を向上できる４サイクルエンジンの吸気
装置を提供することを目的としている。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、１気筒あたり３つの吸気弁開口を燃焼室の
周縁の同じ側に沿って配置し、該各吸気弁開口を３本の
吸気弁で開閉するようにした４サイクルエンジンの吸気
装置において、上記吸気弁開口のうち何れか一側に位置
する吸気弁開口に全エンジン回転域で空気を供給する第
１吸気通路を接続し、他側及び中央に位置する吸気弁開
口に高速のみ空気を供給する第２吸気通路を接続すると
ともに、シリンダ軸方向に見て上記第１吸気通路をカム
軸と略直角方向に延長し、上記第２通路を上記第１吸気
通路からカム軸方向に離れるように斜めに延長したこと
を特徴としている。

ここで上記第２吸気通路は、中央吸気弁開口及び他側
の吸気弁開口からの各分岐通路を合流させて構成される
からこの合流通路の軸線を斜め外方に延長することとな
る。また本発明の第1,第２吸気通路は、シリンダヘッド
内に形成された通路のみから構成する場合、及びヘッド
内通路とキャブジョイント等のヘッド外通路とから構成
する場合の両方を含む。

〔作用〕

本発明に係る４サイクルエンジンの吸気装置によれ
ば、第１吸気通路をカム軸と略直角方向に延長したの
で、該第１通路は最短距離でもって気化器等の燃料供給
装置に接続されることとなり、それだけ通路容積が減少
し、特に低速時のエンジン応答性が改善される。ここで
第1,第２吸気通路を両方ともカム軸と直角方向に延長す
ると、両吸気通路同士が干渉する懸念があるが、本発明
では、シリンダ中心に位置する中央吸気弁開口が連なる
第２吸気通路を斜めに延長したので、シリンダ中心側に
第１吸気通路用スペースが得られ、その結果第１吸気通
路をカム軸と略直角方向に延長できたものである。

また一側の吸気弁に連なる第１通路を略直角に、中
央，及び他側の吸気弁に連なる第２通路を斜めに延長し
たので、シリンダ中心から第１吸気通路の燃料供給装置
接続口の中心までの距離と、第２吸気通路の接続口中心
までの距離を等しく設定することができ、このように設
定した場合は、多気筒エンジンの場合に隣接する気筒用
気化器同士の干渉を回避し易く、好都合である。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図について説明する。

第１図ないし第６図は本発明の一実施例によるSOHCエ
ンジンの吸気装置を説明するための図であり、第１図は
吸，排気通路部分の断面平面図、第２図は動弁装置部分
の平面図、第３図，第４図は第２図のIII−III線断面
図,IV−IV線断面図、第５図は本実施例吸気装置の配置
状態を示す模式平面図、第６図は本実施例エンジンを搭
載した自動二輪車の右側面図である。なお、平面図，側
面図では図示右側が車両前方であり、以下、特記なき場
合は車両後側から前方を見た状態で説明する。

図において、１は本実施例エンジンが搭載された自動
二輪車であり、該自動二輪車１の車体フレーム２は、ヘ
ッドパイプ2aの上部，下部に１本のメインパイプ2b,ダ
ウンチューブ2cの前端を溶接接続し、メインパイプ2bの
後端にシートピラー2dの上端を溶接接続したいわゆるダ
イヤモンド型のものである。なお2gはクランクケースを
保護するアンダーガード、2eはメインパイプ2bとダウン
チャーブ2cの途中に架け渡されたエンジン懸架用の支持
パイプ、2fはシートレールである。

上記ヘッドパイプ2aには下端で前輪を軸支する前フォ
ーク３が左右に操向自在に軸支されており、上記リヤパ
イプ2dには後端で後輪４を軸支するリヤアーム５が上下
に揺動自在に軸支されている。またこのリヤアーム５は
図示しないリンク機構及び１本のショックアブソーバ８
を介して上記メインパイプ2bの後端付近に連結されてい
る。なお、６は燃料タンク、７はシート、9aはタンク側
面を覆うエアスクープ、9bはシート下方を覆うサイドカ
バー、9cは車両後部を覆うリヤカバーである。

上記車体フレーム２内にエンジンユニット10が懸架支
持されている。このエンジンユニット10は水冷式４サイ
クル単気筒５バルブエンジンであり、クランクケース11
の前部上面にシリンダボディ12,シリンダヘッド13及び
ヘッドカバー14を僅かに前傾させて積層した構造のもの
である。上記シリンダヘッド13の下面の略中央には１つ
の燃焼室壁面13aが凹設されている。該壁面13aは上記シ
リンダボディ12のシリンダライナ12a内に摺動自在に挿
入されたピストン（図示せず）の頭部とで燃焼室15を構
成する。上記燃焼室壁面13aの略中央にはプラグねじ孔1
3bが形成されており、該プラグねじ孔13bは該シリンダ
ヘッド13,ヘッドカバー14に形成されたプラグ挿入孔13
c,14aによってシリンダ軸線に対して排気側（前側）に
傾斜するように外方に導出されている。また上記プラグ
ねじ孔13bには点火プラグ16が螺挿されている。

上記シリンダヘッド13の燃焼室壁面13aの上記プラグ
ねじ孔13bを挟んだ一側の周縁には、左，中央，右吸気
弁開口17,18,19が、他側の周縁には左，右排気弁開口2
0,21が形成されており、上記プラグ挿入孔13cは上記
左，右排気弁開口20,21間を上方に延びている。なお、1
3gは放熱面積を増加するために上記プラグ挿入孔13cの
前側に形成された放熱凹部であり、13hは該放熱凹部13g
に形成された冷却フィンであり、該冷却フィン13hは合
面フランジ部補強リブにもなっている。

上記左，右排気弁開口20,21は、ハの字状に拡がりな
がら車両前方に延びる左，右排気通路28,29によってシ
リンダヘッド前壁に導出され、該各通路の前端開口には
排気装置30の左，右の排気管31,32が接続されている。
この両排気管31,32は上述のダウンチューブ2cの左，右
側方を通った後右側に屈曲され、ここで合流した後車両
後方に延びており、該延長端にはバックステーを兼ねる
消音器33が接続されている。

上記左吸気弁開口17は、左吸気通路22でシリンダヘッ
ド後壁に導出され、該導出端には左キャブジョイント24
が接続されており、これによりプライマリ通路74が構成
されている。このプライマリ通路74はそのその中心線ａ
が後述するカム軸42の軸線と平面視で略直交するように
車両後方に延びている。

また上記中央，右吸気弁開口18,19は右吸気通路23で
シリンダヘッド後壁に導出され、該導出端には右キャブ
ジョイント25が接続されており、これによりセカンダリ
通路75が構成されている。該セカンダリ通路75はその中
心線ｂがカム軸42方向外方に斜めに延びており、上記右
吸気通路23は上記中央吸気弁開口18を斜め後方に導く中
央吸気通路23aと上記右吸気弁開口19をカム軸42と略直
角後方に導く右吸気通路23bとを合流させたものであ
る。ここでシリンダ中心からカム軸42と直角後方に延長
したエンジン中心線ｃから、上記左キャブジョイント24
の上流側開口24aの中心までの距離L1と、上記右キャブ
ジョイント25の上流側開口25aの中心までの距離L2とは
等しく設定されている。なお、上記中心線ｂは、上記上
流側開口25aの中心と中心吸気弁開口18の中心とを結ん
だ中央中心線と、右吸気弁開口19の中心とを結んだ右中
心線との二等分線である。

また上記プライマリ通路74には通常の左気化器26が接
続されており、これにより全エンジン回転領域において
混合気を該プライマリ通路74を介して上記左吸気弁開口
17から燃焼室15内に供給するようになっている。また上
記セカンダリ通路75には右気化器27が接続されており、
該右気化器27には所定のスロットルグリップ開度以上の
とき吸気通路を開く開閉弁が設けられている。これによ
りエンジン回転速度が所定速度以上のときのみ混合気を
セカンダリ通路75を介して中央，右吸気弁開口18,19か
ら燃焼室15内に供給するようになっている。

さらにまた上記左，右気化器26,27の上流側開口には
エアクリーナ76が接続されている。このエアクリーナ76
は、上述のショックアブソーバ８を囲む形状のもので、
その左，右接続口76a,76bから上記中心線ｃまでの距離
は等しく設定されている。

上記左，中央，右吸気弁開口17,18,19にはこれを開閉
する左，中央，右吸気弁34,35,36の弁板34a,35a,36a
が、上記左，右排気弁開口20,21にはこれを開閉する
左，右排気弁37,38の弁板37a,38aがそれぞれ配置されて
いる。上記各弁34〜38の弁棒34b〜38bは上記各吸気，排
気通路22,23a,23b,28,29の天井壁を貫通して該シリンダ
ヘッド13の合面より上方に突出している。

ここで上記排気弁37,38の弁棒37b,38bは平面から見る
とカム軸42と直角に、つまり相互に平行になっており、
カム軸42方向に見ると前方に同一角度で傾斜して相互に
重なっている。そして該各排気弁37,38は、これの上端
に固着された上ストッパ39とシリンダボディ13のばね座
に配設された下ストッパ40との間に介設された付勢ばね
41によって上記開口20,21を閉じるよう付勢されてい
る。

また上記各吸気弁34〜36の弁棒34b〜36bも平面視でカ
ム軸42と直角をなしており、カム軸方向に見ると左，右
吸気弁34,36は後方に傾斜して相互に重なっている。な
お、この傾斜角は左，右排気弁37,37と略同一である。
また中央吸気弁35の弁棒35bは上記左，右吸気弁34,36に
比べてより起立した状態に配置されている。なおこの各
吸気弁34〜36は上，下ストッパ39,40間に介設された付
勢ばね41で閉方向に付勢されている。

また上記カム軸42は、上記吸気，排気弁間で、かつシ
リンダ軸線Ｄより吸気弁側にL1だけ偏位した位置を横切
るように配設されている。このカム軸42はその左，右端
部及び中央部がカム軸受で軸支されており、左，右カム
軸受はシリンダヘッド13の合面部に形成された左，右下
軸受13d,13fとヘッドカバー14の合面部に形成された
左，右上軸受（図示せず）とから構成されている。また
上記中央部のカム軸受はシリンダヘッド13の中央に形成
された中央下軸受13eとヘッドカバー14の中央に形成さ
れた中央上軸受14bとから構成されており、この中央上
軸受14bは後述する右吸気ロッカアーム52のボス部52fと
の干渉を避けるためにシリンダ軸線Ｄから左吸気カム42
b側に距離L2だけ偏位している。なお43は該カム軸42の
左端に固着された駆動スプロケット、44はエンジン始動
時に左排気弁37から圧縮圧力を少し逃がすことによって
始動トルクを軽減するためのデコンプ装置である。

ここで上記左，右，中央カム軸受は２分割型のもので
あり、ヘッドカバー14をシリンダヘッド13に固定するこ
とによって構成されるわけであるが、このヘッドカバー
14とシリンダヘッド13とは、その開口周縁部（合面
部），上記各カム軸受部，及び上記プラグ挿入口13cの
両縁部が固定ボルトで固定されている（第２図にハッチ
ングを付して示す）。この開口周縁部のうち、排気側部
分については後述するキャップ56,56間の外側に形成さ
れたフランジ部14gが固定ボルト50aで固定されているの
に対し、吸気側については上記各吸気弁間２カ所の内側
に形成されたフランジ部14hが固定ボルト50bで固定され
ている。なお、この固定ボルト50bは上記キャップ57を
外すと外方に臨むようになっている。また上記固定ボル
トのうち50は上記シリンダヘッドとヘッドカバーとの固
定と後述のロッカ軸回り止めとに兼用されている。但し
50cは回り止め専用ボルトである。

そして上記カム軸42と左，右排気弁37,38との間には
左，右排気ロッカ軸46a,46bがカム軸42と平行に配置さ
れており、上記ヘッドカバー14の内面に一体形成された
軸受部14eで支持され、かつ上記ヘッドカバー固定用ボ
ルト50で回り止めされている。この左，右排気ロッカ軸
46a,46bによって左，右排気ロッカアーム47,48が揺動自
在に軸支されている。該各ロッカアーム47,48の後端に
形成された摺動部47a,48aは上記カム軸42の左，右排気
カム42a,42dに摺接しており、また前端47b,48bに螺挿さ
れたアジャストスクリュー49の球面状に形成された下端
部が上記左，右排気弁棒37b,38bの上端に当接してい
る。

また上記カム軸42と吸気弁34〜36との間には上記左，
右カム軸受に渡る長さの吸気ロッカ軸45がカム軸42と平
行に配置されており、該ロッカ軸45はその両端部及び中
央部がヘッドカバー14に一体形成された軸受部14fで支
持され、かつヘッドカバー固定用ボルト50で回り止めさ
れている。そして該ロッカ軸45の上記中央カム軸受より
左側部分に左吸気ロッカアーム51が、右側部分に右吸気
ロッカアーム52が揺動自在に軸支されている。上記左吸
気ロッカアーム51の前端に形成された摺動部51aは上記
カム軸42の中央カム軸受の左隣に形成された左吸気カム
42bに摺接しており、後端51bに螺挿されたアジャストス
クリュー53の下端は上記左吸気弁棒34bの上端に当接し
ている。また上記右吸気ロッカアーム52の前端に形成さ
れた摺動部52cは上記カム軸42の中央カム軸受の右隣に
形成された右吸気カム42cに摺接している。この右吸気
ロッカアーム52の後半部は中央アーム部52aと右アーム
部52bとに分岐されており、それぞれの後端部52d,52eに
螺挿されたアジャストスクリュー54,53の球面状に形成
された下端部は中央，右吸気弁棒35b,36bの上端に当接
している。ここでロッカ軸45から中央吸気弁35用アジャ
ストスクリュー54の上端までの平面投影距離l2′は左，
右吸気弁34,36用アジャストスクリュー53までの平面投
影距離１′より長くなっている。その結果中央吸気弁
35のアーム長（ロッカ軸から軸線Ａまでの垂直距離）l2
も左，右吸気弁34,36のアーム長１より長くなってい
る。

また上記ヘッドカバー14の排気弁側には上記左，右排
気弁37,38のアジャストスクリュー49を調整するための
２つの調整口14cが形成されており、これは別個のキャ
ップ56で開閉可能となっている。また吸気弁側には上記
各吸気弁34〜36のアジャストスクリュー53,54を調整す
るための１つの調整口14dが形成されており、これは１
つのキャップ57で開閉可能となっている。

次に本実施例の作用効果について説明する。

本実施例の吸気装置では、エンジン回転速度が所定速
度以下の領域では、右気化器27に内蔵された開閉弁が閉
じており、従って左気化器26からの混合気のみがプライ
マリ通路74を通って左吸気弁開口17から燃焼室15内に供
給される。一方上記所定回転速度以上になると開閉弁が
開かれ、上記プライマリ通路74からの混合気に加えて、
右気化器27からの混合気もセカンダリ通路75を通って中
央，右吸気弁開口18,19から燃焼室15内に供給される。

このような動作を行う２系統吸気装置を備えたエンジ
ンにおいて、低速回転時の応答性を向上するには、上述
のようにプライマリ通路容積を小さくすることが重要で
ある。本実施例では、プライマリ通路74の設計に当たっ
て、セカンダリ通路75を斜め外方に延長することによっ
て余裕のできた左側スペースを利用するようにしたの
で、該プライマリ通路74をカム軸と略直角に後方に延長
することができる。そのため通路長が短くなり、通路容
積を減少させることができ、その結果エンジン応答性を
改善できる。

また左，右気化器26,27の接続開口位置をエンジン中
心ｃを中心にして左，右に振り分けるようにしたので、
該気化器に接続されるエアクリーナ76の接続口76a,76b
についても左，右振り分けとすることができ、上記プラ
イマリ通路74,セカンダリ通路75を異形にしたことによ
る吸気条件の差異を緩和できる。

さらにまた、本実施例では左，右の吸気通路22,23bが
カム軸42に略直角であるのに対し、中央の吸気通路23a
が屈曲しているので吸気流量のバランスが良好となる。
即ち、一般には左，右部分の流路抵抗が大きいが、本実
施例では中央通路が屈曲していることによる抵抗と左，
右の抵抗とがバランスする。

なお上記実施例では、単気筒エンジンについて説明し
たが、本発明は勿論複数気筒エンジンにも適用でき、こ
の複数気筒エンジンに適用した場合、各気筒用気化器同
士の干渉の問題が懸念されるが、上述のようにキャプジ
ョイント24,25の上流側開口中心を気筒中心から等距離
に配置することにより該気化器同士の干渉の問題に対応
し易くなる。

また上記各実施例では、カム軸が１本のSOHCエンジン
について説明したが、本発明はカム軸が２本のDOHCエン
ジンであっても勿論適用できる。

〔発明の効果〕

以上のように本発明に係る４サイクルエンジンの吸気
装置によれば、第２通路を外方に斜めに延長することに
よって生じたスペースを利用して第１通路を形成するよ
うにしたので、該第１通路をカム軸と略直角後方に延長
でき、第１通路の長さが短くなった分だけ容積が小さく
なり、エンジン応答性を向上できる効果がある。

【図面の簡単な説明】 第１図ないし第６図は本発明の一実施例によるSOHCエン
ジンの吸気装置を説明するための図であり、第１図は吸
気，排気通路部分を示す断面平面図、第２図は動弁装置
部分の平面図、第３図，第４図はそれぞれ第２図のIII
−III線断面図,IV−IV線断面図、第５図は該実施例吸気
装置の模式平面図、第６図は該実施例エンジンが搭載さ
れた自動二輪車の右側面図である。 図において、10はSOHCエンジン、15は燃焼室、17は左吸
気弁開口（一側に位置する吸気弁開口）、18,19は中
央，右吸気弁開口（中央、他側に位置する吸気弁開
口）、34〜36は吸気弁、42はカム軸、74はプライマリ通
路（第１吸気通路）、75はセカンダリ通路（第２吸気通
路）である。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】１気筒あたり３つの吸気弁開口を燃焼室の
   周縁の同じ側に沿って配置し、該各吸気弁開口を３本の
   吸気弁で開閉するようにした４サイクルエンジンの吸気
   装置において、上記吸気弁開口のうち何れか一側に位置
   する吸気弁開口に全エンジン回転域で空気を供給する第
   １吸気通路を接続し、他側及び中央に位置する吸気弁開
   口に高速エンジン回転域のみ空気を供給する第２吸気通
   路を接続するとともに、シリンダ軸方向に見て上記第１
   吸気通路をカム軸と略直角方向に延長し、上記第２通路
   を上記第１吸気通路からカム軸方向に離れるように斜め
   に延長したことを特徴とする４サイクルエンジンの吸気
   装置。