JP2836699B2 - 水冷エンジンのシリンダボディ結合構造 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、シリンダボディをクランクケースにボルト
締め固定するようにした水冷エンジンのシリンダボディ
結合構造に関し、特にシリンダボディのクランクケース
との結合剛性を向上させながら小型化を図ることができ
るようにした構造に関する。

〔従来の技術〕

例えば自動二輪車に採用されるエンジンでは、クラン
クケース上にシリンダボディを搭載してこれを固定ボル
トで結合し、該シリンダボディ上にシリンダヘッドを搭
載してこれを別の固定ボルトで結合するのが一般的であ
る。そして上記クランクケースとシリンダボディとの結
合については、シリンダボディのクランクケース側との
合面部分に結合用フランジを外方に延長形成し、該フラ
ンジとクランクケースの結合部とを固定ボルトで締め付
ける構造が一般的である（例えば実開昭48−103704号公
報参照）。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところが上記シリンダボディに形成されたフランジを
クランクケースに結合する従来構造では、該フランジが
シリンダの直径方向外方に延長されている分だけシリン
ダボディが大型化する問題があり、また両者の結合剛性
を高くするには上記フランジ部を相当の厚さにする必要
がある。

本発明は上記従来の問題点に鑑みてなされたもので、
シリンダボディのクランクケースとの結合剛性を向上さ
せながら小型化を図ることのできる水冷エンジンのシリ
ンダボディ結合構造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、シリンダの周囲に形成された水冷ジャケッ
トの外側にシリンダ固定用ボルトを配置し、該シリンダ
固定用ボルトによってシリンダボディをクランクケース
に締め付け固定した水冷エンジンのシリンダボディ結合
構造において、上記水冷ジャケットを、上記シリンダラ
イナを囲む環状で、上端が閉塞部により閉塞され、かつ
該閉塞部に形成された連通孔を介してシリンダヘッドの
水冷ジャケットに連通された構造のものとし、上記シリ
ンダ固定用ボルトの頭部を位置させるボルト頭収容凹部
を、シリンダボディの合面に開口し、かつシリンダ軸線
方向にみて該ボルト頭収容凹部の一部が上記水冷ジャケ
ットと重なるように上記閉塞部の連通孔からオフセット
した位置に形成し、シリンダボディとシリンダヘッドと
を結合するヘッド固定用ボルトを、シリンダ軸線方向に
みて上記水冷ジャケットと重ならないよう径方向外側
に、かつ上記シリンダ固定用ボルトに近接するように、
さらにシリンダ軸線と直角方向にみて該シリンダ固定用
ボルトと重なるよう配設し、シリンダボディとシリンダ
ヘッドとの合面に介装されたガスケットに、上記シリン
ダ固定用ボルト及びヘッド固定用ボルトの両方を囲むビ
ードを設けたことを特徴としている。

〔作用〕

本発明に係る水冷エンジンのシリンダボディ結合構造
によれば、シリンダボディの合面部分にシリンダ固定用
ボルトの頭部が位置するようにしたので、つまりシリン
ダボディを全高さに渡って締め付けることとなるので、
例えば上記シリンダボディのフランジを締め付けるよう
にしたものに比較して結合剛性が大幅に向上する。

また上記従来例のようにフランジを外方に延長する構
造ではないので、シリンダボディが大型化することもな
い。そしてこの場合、シリンダ固定用ボルトの頭部が位
置するボルト頭収容凹部を、これの一部が水冷ジャケッ
ト上に重なるように近接させて形成したので、固定ボル
ト挿入ボス部の外方への突出を抑制でき、この点からも
シリンダボディの大型化を防止できる。

水冷ジャケットを、環状で上端が閉塞部で閉塞された
形状とするとともに、シリンダ固定用ボルトのボルト頭
収容凹部をシリンダ軸線方向にみて上記水冷ジャケット
と重なるように上記閉塞部に形成したので、シリンダ固
定用ボルト可能な限りシリンダ内周壁に近接させること
ができ、シリンダボディを小型化できる。

シリンダ固定用ボルトをヘッド固定用ボルトに近接さ
せて配置するとともに、シリンダ軸線と直角方向に見て
両者の一部が重なるように配置したので、シリンダボデ
ィとシリンダヘッドを連続した一本のボルトでクランク
ケースに結合した場合と同様となり、この点からもクラ
ンクケース，シリンダボディ，及びシリンダヘッド全体
の接合剛性を向上できる。

またガスケットに、上記近接配置されたシリンダ固定
用ボルト，ヘッド固定用ボルトの両方を囲むビートを形
成したので、シール性を向上できる。

さらにまた、上記ボルト頭収容凹部がシリンダボディ
の合面に開口しているので、シリンダヘッドを取り外す
と固定ボルトの頭部が外方に露出することとなり、シリ
ンダボディの組立が容易であり、また車載状態でのシリ
ンダヘッドの着脱が可能である。

〔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８図は本発明の一実施例による３サイ
クルエンジンのシリンダボディ結合構造を説明するため
の図であり、第１図はその断面側面図、第２図はシリン
ダボディの平面図、第３図，第４図はシリンダヘッドの
断面平面図，底面図、第５図は該実施例エンジンの動弁
機構部分の平面図、第６図，第７図は第５図のVI−VI線
断面図,VII−VII線断面図、第８図は該実施例エンジン
を搭載した自動二輪車の右側面図である。なお、第２
図，第５〜８図では図示右側が、第３図では図示上側
が，第４図では図示左側がそれぞれ車両前方であり、以
下、特記なき限り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てなるいわゆ
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ガード、2eはメインパイプ2bとダ
ウンチューブ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、上記したシ
ートピラー2dには後端で後輪４を軸支するリヤアーム５
が上下に摺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には上記シリンダ
ボディ12のシリンダライナ（シリンダ）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の略中央には点火プ
ラグ取付用プラグねじ孔13b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13c,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。さらにまた上記プラグ挿入孔13cには
左，右水抜き孔13j,13iが連通しており、左水抜き孔13j
は接続パイプ13kを介してチェン室13hの外壁に導出され
ている。なお、この左，右水抜き孔13j,13iはいずれか
一方設けても勿論良い。

上記シリンダボディ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
20,21が形成されており上記プラグ挿入孔13cには上記
左，右排気弁開口20,21間を上方を延びている。また上
記左吸気弁開口17は後述するカム軸42の軸線と平面視で
略直交するよう車両後方に延びる左吸気ポート22でシリ
ンダヘッド後壁に導出されており、上記中央，右吸気弁
開口18,19は上記カム軸42に対して車幅方向に延びる中
央排気ポート23a及び略直角に延びる右吸気ポート23bに
よって後方に導出され、該両吸気ポート23a,23bの合流
吸気ポート23は全体として車幅方向右方に延びている。
上記左吸気ポート22,及び合流吸気ポート23の後端開口
にはキャブジョイント24を介して気化器26が接続されて
いる。

また上記左，右排気弁開口18,19は、ハの字状に拡が
りながら車両前方に延びる左，右排気ポート28,29によ
ってシリンダヘッド前壁に導出され、該各ポートの前端
開口28a,29a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。

そして上記左，中央，右吸気弁開口17,18,19にはこれ
らを開閉する左，中央，右吸気弁34,35,36の弁板34a,35
a,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，
排気ポート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との間に開設された付勢ばね
41によって上記開口20,21を閉じるように付勢されてい
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は上記排気弁37,38と略同一角度で後方に傾
斜して相互に重なっている。また中央吸気弁35の弁棒35
bは左，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。そして上記左，右弁棒34b,36bの上端は中
吸気弁35の弁棒35bの上端より上方に位置しており、か
つこれらの軸線A,Bの交点Ｃは高所に位置する左，右弁
棒34b,36bの上端よりさらに上方に位置している。また
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
リンダ軸線より吸気弁側に若干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
び中央部が左，右カム軸受中央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。また上記中央カム軸受73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52cとの干渉を避けるためにシリンダ軸線から左
吸気カム42b側に若干偏位している。なお、43は該カム
軸42の左端に固着されたカムスプロケット、44は圧縮上
死点付近にいおいて圧縮圧力を適量逃がすことによって
始動トルクを軽減させる自動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、この開口周縁部，上記各カ
ム軸受部，及び上記プラグ挿入孔13の両縁部が固定ボル
トで固定されている（第５図にハッチングを付して示
す）。この開口周縁部のうち吸気側については上記各吸
気弁間２ヵ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、かつ上記固定ボルト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は上記プラグ挿入孔13c
の両側に位置し、カム軸側が広くなるハの字状に配置さ
れている。またこの左，右排気ロッカアーム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
下カム軸受13d,13f内側に形成された左，右排気カム42
a,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の下端は上記左，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、かつ上記固定ボルト50で回り止めされている。そ
して該ロッカ軸45の上記中央下カム軸受13eより左側部
分に左吸気ロッカアーム51が、右側部分に中央，右吸気
ロッカアーム52,64がそれぞれ揺動自在に軸支されてお
り、該３つのロッカアーム51,52,64は左，右排気ロッカ
アーム47,48間に位置している。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
央下カム軸受13e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。また上記中央，右吸気ロッカアーム52,64の前端に
形成された摺動部52a,64aは上記カム軸42の中央下カム
軸受13eの右隣に続いて形成された中央，右吸気カム42
c,42eに摺接している。また該両吸気ロッカアーム52,64
の後端部52b、64bに螺挿されたアジャストスクリュー5
4,53は中央，右吸気弁棒35b,36bの上端に当接してい
る。

また上記中央吸気弁棒35bの上端は左，右吸気弁棒34
b,36bの上端よりカム軸方向に見ると上方に位置し、か
つシリンダ軸方向に見ると後方に位置している。つまり
ロッカ軸45から中央吸気弁35の弁棒35bの上端までの平
面投影距離l2′は左，右吸気弁34,36の平面投影距離l
1′より長くなっている。そのため中央吸気弁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l1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。

また上記シリンダボディ12にはシリンダライナ12aを
囲む環状の水冷ジャケット60が形成されており（第２図
参照）、該ジャケット60はこれの合面側に所定ピッチで
形成された連通孔60a,及びシリンダヘッド13の合面側に
形成された連通孔77dを介してシリンダヘッド13の水冷
ジャケット77aに連通しており、さらにこの水冷ジャケ
ット77aは連通路77bを介して吸気ポート側に形成された
排水口77gに連通している。

ここで上記クランクケース11とシリンダボディ12との
結合、及び該シリンダボディ12とシリンダヘッド13との
結合について詳述する。まず、シリンダボディ12とシリ
ンダヘッド13との結合については、シリンダヘッド13の
周縁４ヵ所にフランジ部82aを膨出形成し、該フランジ
部82a部分に４つのヘッドボルト孔82bを、及び上記チェ
ン室13h側部分に２つのヘッドボルト孔82bをそれぞれ形
成し、該各ボルト孔82bにヘッド固定ボルト63を挿入
し、該ボルト63の下部をシリンダボディ12の上部に形成
されたねじ孔12dにねじ込むことによってなされてい
る。

またクランクケース11とシリンダボディ12との結合に
ついては、シリンダボディ12に４つのシリンダボルト孔
12cを該シリンダボディ12の上合面12fから下合面12gに
貫通させて形成し、該各ボルト孔12c内にシリンダ固定
ボルト62を挿入し、該ボルト62の下部を上記クランクケ
ース11に形成されたねじ孔11aにねじ込むことによって
なされている。ここで上記各シリンダボルト孔12cは上
記左側，右側のヘッド固定ボルト用ねじ孔12dに隣接し
て位置しており（第２図参照）、またシリンダ軸線と直
角方向に見ると該シリンダボルト孔12cの上部が上記ね
じ孔12d部分と重なっている。

また上記各シリンダボルト孔12cの上端部にはボルト
頭収容凹部12bが形成されており、該凹部12b内に上記固
定ボルト62の頭部62aが位置している。ここでシリンダ
軸線方向に見ると、上記シリンダボルト孔12cは、上記
頭収容凹部12bの一部が上記水冷ジャケット60の一部60b
と重なる位置に位置しており、つまりこのシリンダボル
ト孔12cは可能な限りシリンダボディ12の内周側に配置
されていることとなる。

上記シリンダボディ12とシリンダヘッド13との間には
シール用ガスケット61が介設されている。このガスケッ
ト61は、ステンレス等の金属プレートからなるものであ
り、上記シリンダボディ12の上合面12fと同一形状をな
しており、かつ上記各ボルト孔，水冷ジャケット60から
の連通孔60aに対応する部分には開口が設けられてい
る。またこのガスケット61には、シール性を確保するた
めのビートが形成されている。このビートは凸条状のも
ので、上記連通孔60aの内側に位置する内側ビード61a
と、外側に位置する外側ビート61bと、チェン室12eの周
縁に沿うチェン室ビード61cと、さらに上記ヘッド固定
用ボルト63を囲むボルトビード61d,上記近接配置された
シリンダ固定用ボルト62,ヘッド固定用ボルト63の両方
を囲むビード61eとを連続させた形状となっている。

次に本実施例の作用効果について説明する。

本実施例エンジンでは、シリンダボディ12にシリンダ
ボルト孔12cを上，下合面12f,12g間を貫通するように形
成したので、シリンダボディ12全体を締め付けることと
なり、シリンダボディの下側合面部分に形成したフラン
ジ部分を締め付けるようにした上記従来構造に比較して
シリンダボディ12とクランクケース11との結合剛性を大
幅に向上できる。

またシリンダ固定ボルト62をヘッド固定ボルト63に近
接させて配置するとともに、両者の一部が高さ方向に重
なるようにしたので、シリンダボディ12,シリンダヘッ
ド13が連続した１本のボルトでクランクケース11に結合
された場合と同様にクランクケース11に結合され、その
結果、クランクケース11,シリンダボディ12,シリンダヘ
ッド13全体の結合剛性も向上できる。

さらにまた上記ボルト孔12を、これの上端に形成され
たボルト頭収容凹部12bの一部が水冷ジャケット60の一
部60bと重なるように配置したので、シリンダ固定ボル
ト62を可能な限りシリンダ内周側に近接させることがで
き、シリンダボルト孔12c用ボス部の外方への膨出量を
抑制でき、上記フランジを形成する場合に比較してシリ
ンダボディ12を小型化できる。

また上記実施例では４サイクルエンジンの場合を説明
したが、本発明は２サイクルエンジンにも適用できる。

〔発明の効果〕

以上のように本発明に係る水冷エンジンのシリンダボ
ディ結合構造によれば、シリンダボディのボルト孔をシ
リンダボディを貫通するように形成し、シリンダボディ
全体を締め付けるようにしたので、シリンダボディのク
ランクケースとの結合剛性を向上できる効果があり、ま
た上記ボルト孔をシリンダ軸方向に見てボルト頭収容凹
部の一部が水冷ジャケットの一部と重なるように形成し
たので、該ボルト孔用ボス部の外方膨出量が抑制され、
シリンダボディの大型化を回避でき、また、シリンダ固
定用ボルトをヘッド固定用ボルトに近接させて配置する
とともに、両者の一部が高さ方向に重なるように配置し
たので、クランクケース，シリンダボディ，及びシリン
ダヘッドの全体の接合剛性を向上でき、またガスケット
に、上記近接配置されたシリンダ固定ボルト，ヘッド固
定ボルトの両方を囲むビードを形成したのでシール性を
向上できる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第８図は本発明の一実施例による４サイク
ルエンジンのシリンダボディ結合構造を説明するための
図であり、第１図はその断面側面図、第２図はシリンダ
ボディの平面図、第３図，第４図はそれぞれシリンダヘ
ッドの断面平面図，底面図、第５図は該実施例エンジン
の動弁機構部分の平面図、第６図，第７図はそれぞれ第
５図のVI−VI線断面図,VII−VII線断面図、第８図は該
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。 図において、10は水冷エンジン、11はクランクケース、
12はシリンダボディ、12aはシリンダライナ（シリン
ダ）、12bはボルト頭収容凹部、13はシリンダヘッド、6
0は水冷ジャケット、60′は閉塞部、60aは連通孔、61は
ガスケット、61eはビード、62はシリンダ固定用ボル
ト、63はヘッド固定用ボルト、77aは水冷ジャケット、
である。

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−192857（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−261956（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−90957（ＪＰ，Ａ) 実開 昭60−87355（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F02F 1/00

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】シリンダの周囲に形成された水冷ジャケッ
   トの外側にシリンダ固定用ボルトを配置し、該シリンダ
   固定用ボルトによってシリンダボディをクランクケース
   に締め付け固定した水冷エンジンのシリンダボディ結合
   構造において、上記水冷ジャケットを、上記シリンダを
   囲む環状で、上端が閉塞部により閉塞され、かつ該閉塞
   部に形成された連通孔を介してシリンダヘッドの水冷ジ
   ャケットに連通された構造のものとし、上記シリンダ固
   定用ボルトの頭部を位置させるボルト頭収容凹部を、シ
   リンダボディの合面に開口し、かつシリンダ軸線方向に
   みて該ボルト頭収容凹部の一部が上記水冷ジャケットと
   重なるように上記閉塞部の連通孔からオフセットした位
   置に形成し、シリンダボディとシリンダヘッドとを結合
   するヘッド固定用ボルトを、シリンダ軸線方向にみて上
   記水冷ジャケットと重ならないよう径方向外側に、かつ
   上記シリンダ固定用ボルトに近接するように、さらにシ
   リンダ軸線と直角方向にみて該シリンダ固定用ボルトと
   重なるよう配設し、シリンダボディとシリンダヘッドと
   の合面に介装されたガスケットに、上記シリンダ固定用
   ボルト及びヘッド固定用ボルトの両方を囲むビードを設
   けたことを特徴とする水冷エンジンのシリンダボディ結
   合構造。