JP4657948B2

JP4657948B2 - 自動二輪車の気筒休止エンジン

Info

Publication number: JP4657948B2
Application number: JP2006052639A
Authority: JP
Inventors: 進介川窪; 勇人前原; 信二斉藤
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2006-02-28
Filing date: 2006-02-28
Publication date: 2011-03-23
Anticipated expiration: 2026-02-28
Also published as: JP2007231783A

Description

この発明は、車両の走行状況に応じて一部の気筒を休止する自動二輪車の気筒休止エンジンに関するものである。

自動二輪車に搭載される横置き式の直列多気筒エンジンとして、クルーズ走行時等の低負荷運転時に一部の気筒を休止させる気筒休止機構を備えたものが開発されている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００５−９０４６３号公報

自動二輪車においては、通常、エンジンはシートの前方下方に配置されるが、横置き式の直列多気筒エンジンの場合、シリンダブロックの気筒列がシートの前方側に平行に配置されるため、各気筒とシートに着座したライダーとの距離はほぼ一定となる。このため、横置き式の直列多気筒エンジンにおいて気筒休止機構を組み込む場合には、いずれの気筒を休止させてもライダーが感じる休止気筒と非休止気筒の熱の偏りは大きく変わらない。

ところで、近年、横置き式の直列多気筒エンジン以外の多気筒エンジンにおいても気筒休止機構の採用が検討されており、この場合には、各気筒とライダーとの距離が気筒によって大きく異なってくるため、ライダーが感じる休止気筒と非休止気筒の熱の偏りを考慮した気筒休止機構の配置が重要となる。

そこでこの発明は、複数の気筒が車体前後方向に沿って配置されるエンジン本体を採用する場合において、ライダーが感じる休止気筒と非休止気筒の熱の偏りを少なくすることのできる自動二輪車の気筒休止エンジンを提供しようとするものである。

上記の課題を解決するための手段として、請求項１に記載の発明は、ライダーの着座するシート（例えば、後述の実施形態におけるシート１０）の前方に配置されるエンジン本体に複数の気筒（例えば、後述の実施形態における気筒１２Ｆ，１２Ｒ）が車体前後方向に沿って配置されるとともに、車両の走行状況に応じて一部の気筒の運転を休止する気筒休止機構（例えば、後述の実施形態における気筒休止機構４２）を備えた自動二輪車の気筒休止エンジンにおいて、前記エンジン本体は、複数気筒を有するシリンダブロック（例えば、後述の実施形態におけるシリンダブロック１３Ａ，１３Ｂ）がクランクシャフト（例えば、後述の実施形態におけるクランクシャフト１４）を中心に車体左右に振り分け配置されたＶ型内燃機関であり、前記気筒休止機構は、機関弁（例えば、後述の実施形態における吸気弁２６、排気弁２７）の駆動と駆動停止を油圧によって切換える動弁切換え装置（例えば、後述の実施形態における動弁切換え装置４０）と、この動弁切換え装置の操作油圧を制御する油圧制御弁（例えば、後述の実施形態における油圧制御弁４１）と、を備えて成り、前記気筒休止機構が気筒休止運転時に車両後方側の気筒を休止し、前記油圧制御弁が、常時稼動される側の気筒（例えば、後述の実施形態における気筒１２Ｆ）のシリンダヘッド（例えば、後述の実施形態におけるシリンダヘッド１８）の上方に配置されるようにした。
これにより、気筒休止運転時にはライダーに近接した気筒が気筒休止し、その気筒での機関熱の発生が生じなくなる。
また、気筒休止機構の動弁切換え装置を制御する油圧制御弁が、ライダーから離間した左右のシリンダヘッドの前部側上方位置に配置されることになる。

請求項１に記載の発明によれば、ライダーに近接した気筒が気筒休止するようになるため、ライダーが感じる休止気筒と非休止気筒の熱の偏りがより少なくなり、より快適な運転の実現が可能になる。また、気筒休止機構の油圧制御弁がライダーから離間して配置されることから、ライダーの操作性及び着座位置を妨げることがない。

以下、この発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。なお、図中矢印Ｆは、車両の前方方向を示すものとする。
図１は、この発明に係る気筒休止エンジンＥ（以下、「エンジンＥ」と呼ぶ。）を搭載した自動二輪車１の側面図である。この自動二輪車の車体フレームは、ヘッドパイプ２と、ヘッドパイプ２から車体後方に延出する左右一対のメインフレーム３と、メインフレーム３の後端部に結合されたセンターフレーム４と、メインフレーム３の後端部とセンターフレーム４から車体後方側に斜め上方に延出するシートステー５と、メインフレーム３の前端部から下方に延出するエンジンハンガーフレーム６とを備えている。

ヘッドパイプ２には前輪Ｗｆを支持するフロントフォーク７が操舵可能に支持され、フロントフォーク７にはステアリングハンドル８が連結されている。また、センターフレーム４には後輪Ｗｒを支持するスイングアーム９が揺動自在に支持され、スイングアーム９とセンターフレーム４の間にはリンク機構（図示せず。）を介してクッションユニット（図示せず。）が介装されている。

また、シートステー５の上部にはライダーの着座するシート１０が取り付けられており、このシート１０の前方側には、メインフレーム３に支持された燃料タンク（図示せず。）の上方を覆うタンクカバー１１が配置されている。

一方、エンジンＥは、シート１０の前方側のメインフレーム３の下方に配置され、主にエンジンハンガーフレーム６とセンターフレーム４とによって支持されている。そして、このエンジンＥは片バンク当たり２気筒の４気筒の縦置き式のＶ型内燃機関によって構成され、その出力がドライブシャフト（図示せず。）を介して後輪Ｗｒの動力伝達機構（図示せず。）に伝達されるようになっている。
より詳細には、エンジンＥは、図２〜図４に示すように片側に前後２気筒１２Ｆ，１２Ｒを有する一対のシリンダブロック１３Ａ，１３Ｂがクランクシャフト１４を中心として左右にＶ字状に振り分けられて配置され、クランクシャフト１４の動力が、シリンダブロック１３Ａ，１３Ｂの下方に設けられたクラッチ１５とトランスミッション１６を介して出力軸１７からドライブシャフトに伝達されるようになっている。

エンジンＥのエンジンブロックは、各シリンダブロック１３Ａ，１３Ｂの上部にシリンダヘッド１８とヘッドカバー１９が取り付けられて成り、各気筒１２Ｆ，１２Ｒ内のピストン２０がコンロッド２１を介してクランクシャフト１４に連結されている。そして、シリンダヘッド１８と各気筒１２Ｆ，１２Ｒの間には図５に示すように燃焼室２２が形成され、その各燃焼室２２には各２系統の吸気通路２３と排気通路２４が接続されている。吸気通路２３と排気通路２４の燃焼室２２側の各端部は、吸気弁２６と排気弁２７（機関弁）によって夫々開閉される弁開口２５とされている。このエンジンＥの場合、一燃焼室当たり吸気弁２６と排気弁２７が各２つずつ設けられ、各弁２６，２６，２７，２７が対応する弁開口２５を開閉するようになっている。

各気筒１２Ｆ，１２Ｒの排気弁２７の上方には、図４に示すようにクランクシャフト１４と平行に排気側カムシャフト２８が配置され、このカムシャフト２８に設けられた動弁カム２９によって排気弁２７が開閉されるようになっている。なお、図４には前後の各気筒１２Ｆ，１２Ｒの排気弁２７とその動弁機構が示されているが、各気筒１２Ｆ，１２Ｒの吸気弁２６の上方には同様に吸気側カムシャフト３０が配置され（図５参照。）、そのカムシャフト３０に設けられた動弁カム２９によって吸気弁２６が開閉駆動されるようになっている。吸気側と排気側のカムシャフト３０，２８の各端部には図３，図４に示すようにカムスプロケット３１が取り付けられ、これらの各カムスプロケット３１がエンジンブロックの前端部側においてカムチェーン３２を介してクランクギヤ３３に連係されている。

以下、各気筒１２Ｆ，１２Ｒの動弁機構について説明するが、吸・排気弁２６，２７の動弁機構の基本構造は同様であるため、以下では排気弁２７側の動弁機構について詳述し、吸気弁２６側については排気弁２７側と同一部分に同一符号を付して説明を一部省略するものとする。
吸気弁２６と排気弁２７は夫々対応する弁開口２５を開閉する弁体部３４にバルブステム３５が突設されて成り、両弁２６，２７は、シリンダヘッド１８に設けられたガイド筒３６にバルブステム３５部分が夫々摺動自在に嵌合されるとともに、ガイド筒３６から上方に突出したバルブステム３５の端部がコイル状の弁ばね３７によって閉弁方向（弁体部３４で対応する弁開口２５を閉じる方向。）に付勢されている。

シリンダヘッド１８には、吸・排気弁２６，２７のバルブステム３５側の可動空間と対応する動弁カム２９の可動空間を連通するリフタホール３８が設けられ、このリフタホール３８に有底円筒状のバルブリフタ３９が摺動自在に嵌合されている。このバルブリフタ３９は、底壁の外面が動弁カム２９側に臨んで配置され、動弁カム２９の回転に伴うリフト作動を対応する吸・排気弁２６，２７のバルブステム３５に伝達する。ただし、各ブロックの車両前方側の気筒１２Ｆに設けられるバルブリフタ３９は常時動弁カム２９のリフト作動を対応する吸・排気弁２６，２７に伝達するが、車両後方側の気筒１２Ｒに対応して設けられるバルブリフタ３９は内部に後述する動弁切換え装置４０が内蔵され、この動弁切換え装置４０の切換えによって動弁カム２９から吸・排気弁２６，２７への駆動力の伝達と遮断を適宜操作し得るようになっている。
一気筒内の動弁切換え装置４０はすべての吸・排気弁２６，２７を同時に閉状態にし、それによって気筒１２Ｒ内での燃焼を休止状態にする。この動弁切換え装置４０は後述する油圧制御弁４１とともにこの発明における気筒休止機構４２を構成するものであり、気筒休止機構４２は機構本体（動弁切換え装置４０）がエンジンＥの車両後方側の気筒１２Ｒにのみ設けられている。

動弁切換え装置４０は、図６に示すようにバルブリフタ３９内に嵌入される厚肉円板状のピンホルダ４３と、ピンホルダ４３の軸心部に形成されたステム挿通孔４４と、ピンホルダ４３の内部にスライド変位可能に配置されてステム挿通孔４４を開閉するスライドピン４５と、を備え、スライドピン４５がステム挿通孔４４を内部から閉塞することで同ピン４５とバルブステム３５の頂部３５ａが当接して動弁カム２９からバルブステム３５への駆動力伝達を可能にし、スライドピン４５がステム挿通孔４４を開放することによって動弁カム２９からバルブステム３５への駆動力伝達を不可にする基本構造となっている。

さらに詳細に説明すると、ピンホルダ４３は、その外周面側から直径方向に沿ってピン収容穴４８が形成されている。ピン収容穴４８には、その開口端４８ａ側から戻しばね４９とともにスライドピン４５が挿入され、スライドピン４５の初期位置がストッパピン５０によって規制されている。このストッパピン５０は、ピン収容穴４８を径方向に横断するようにピンホルダ４３に取り付けられ、スライドピン４５の一端部に形成されたスリット溝５１の底部に当接するようになっている。ストッパピン５０は、スライドピン４５の軸方向の移動時にスリット溝５１内を相対移動し、スライドピン４５の軸周り回転を阻止する回転ストッパとしても機能する。

ピンホルダ４３の軸心部に形成されたステム挿通孔４４は、ピンホルダ４３の内部において、ピン収容穴４８と交差している。スライドピン４５のピン収容穴４８内での可動範囲はピン軸部が常にステム挿通孔４４を跨いて存在するように規定され、スライドピン４５の軸部の外周面には、ステム挿通孔４４を通してバルブステム３５の頂部３５ａが当接する平坦な当接面５２が形成されている。スライドピン４５は、前述のようにストッパピン４５によって回転を規制されているため、当接面５２はバルブステム３５の頂部３５ａに対して常時直交する姿勢に維持される。

当接面５２にはスライドピン４５の軸部を径方向に貫通する逃がし孔５３が形成されている。この逃がし孔５３は、スライドピン４５が初期位置にあるときにステム挿通孔４４の軸線上に位置され、ステム挿通孔４４を実質的に開放してステム挿通孔４４へのバルブステム３５の頂部３５ａの挿入を許容する。つまり、スライドピン４５は、初期位置状態にあるときにはステム挿通孔４４を開放してバルブステム３５との当接を回避し、初期位置から軸方向に変位したときにはステム挿通孔４４を閉塞して、当接面５２でもってバルブステム３５の頂部３５ａと当接する。

また、ピン収容穴４８の開口端４８ａとスライドピン４５の間の空間部は油圧室５４とされ、この油圧室５４に導入される油圧でもってスライドピン４５の進退位置を制御するようになっている。つまり、スライドピン４５の進退位置は油圧室５４内の油圧と戻しばね４９との力のバランスによって決まり、油圧室５４内に戻しばね４９のセット荷重以上の圧力が導入された場合には、スライドピン４５がステム挿通孔４４を閉塞する方向（駆動伝達方向）にスライド変位し、その状態から油圧が開放されるとスライドピン４５が初期位置に戻され、ステム挿通孔４４を開放する。

一方、ピンホルダ４３の外周面には環状溝５５が形成され、ピンホルダ４３がバルブリフタ３９の内周面に嵌合された状態において、この環状溝５５がバルブリフタ３９側の油圧給排孔５６と導通するようになっている。油圧給排孔５６はバルブリフタ３９の外周壁に設けられ、リフタホール３８の内周面に形成された環状オイル溝５７を通してシリンダヘッド１８側のオイル通路５８と連通している。なお、環状オイル溝５７は、バルブリフタ３９の昇降変位に拘らず、油圧給排孔５６に対して常時導通するように充分な溝幅に設定されている。したがって、ピンホルダ４３内の油圧室５４は、ピン収容穴４８の開口端４８ａから、環状溝５５、バルブリフタ３９の油圧給排孔５６、リフタホール３８の環状オイル溝５７を順次経てシリンダヘッド１８側のオイル通路５８と導通している。

また、ピンホルダ４３の上面中央にはボス部５９が設けられ、このボス部５９にシム６０が取り付けられている。このシム６０は、ピンホルダ４３がバルブリフタ３９内にセットされたときに同リフタ３９の底壁下面の突起部６１に当接し、バルブリフタ３９からピンホルダ４３に作動力を伝達する。なお、ピンホルダ４３は、一端をシリンダヘッド１８に支持されたコイルばね６２によって動弁カム２９方向に付勢され、バルブリフタ３９内にセットされた状態において、シム６０と突起部６１との当接状態が維持されている。

ところで、シリンダヘッド１８内のオイル通路５８は油圧制御弁４１（図１〜図４参照。）を介して図示しないオイルポンプに接続され、油圧制御弁４１によって油圧室５４に対する油圧の給排が制御されるが、この油圧制御６３弁は、図１〜図４に示すようにヘッドカバー１９内の、車体前方側の気筒１２Ｆ（常時稼動される側の気筒）の上方位置に設けられている。油圧制御弁４１は、コントローラ（図示せず。）によって制御される電気式アクチュエータである電磁弁によって構成され、コントローラからの制御信号に応じてオイル通路５８をポンプ通路（図示せず。）とドレン通路（図示せず。）に選択的に切換えるようになっている。コントローラは、車速やエンジン負荷等を入力信号として受け、例えば、クルーズ運転時等のエンジン負荷の少ない運転状況下において、オイル通路５８をドレン側に接続するように油圧制御弁４１を制御し、それによってピンホルダ４３内の油圧室５４内を低圧にしてスライドピン４５を初期位置に戻し、バルブリフタ３９からバルブステム３５への駆動力伝達を不可にする。なお、油圧制御弁４１は、車両の通常走行時にはオイル通路５８をオイルポンプ側に接続して、ピンホルダ４３内のスライドピン４５を突出させ、それによってバルブリフタ３９からバルブステム３５への駆動力伝達を可能にする。

以上のようにこの自動二輪車１のエンジンＥにおいては、左右のバンクの車両後方側の気筒１２Ｒに気筒休止機構４２の動弁切換え装置４０が設けられているため、気筒休止運転時にはライダーに近接した車体後方側の気筒１２Ｒでの熱発生を抑制することができる。そして、さらにこのエンジンＥの場合、ライダーと常時稼動される側の気筒との距離が遠くなるとともに、気筒休止運転時には、休止気筒がライダーに対して断熱体として作用する。また、気筒休止運転時には、車両前方側の気筒１２Ｆでは燃焼が続けられるが、前方側気筒１２Ｆの周囲は走行風によって効率良く冷却されるため、エンジンＥ全体の温度上昇を確実に抑制することができる。したがって、エンジンＥの後方側のシート１０に着座したライダーにはより快適な運転環境が提供される。

また、このエンジンＥを採用した場合には、気筒休止運転時に燃焼熱を発生する前方側の気筒１２Ｆの周囲を前述のように走行風によって効率良く冷却することができるため、ラジエータ等の冷却装置の小型化を図ることも可能になる。

さらに、この自動二輪車１のエンジンＥにあっては、左右のバンクのシリンダヘッド１８の前方側上方位置に気筒休止機構４２の油圧制御弁４１が配置されているため、油圧制御弁４１がライダーの膝元周辺部に張り出すことがなく、ライダーの操作性が向上する。特に、この実施形態のように縦置き式のＶ型内燃機関の場合、エンジンブロックが車体側方上部に張り出す傾向にあるため、車体後方側のシリンダヘッド１８の上方側の高さを低く抑えることはライダーの膝元の自由度を高めるのに寄与することとなる。また、この実施形態の場合、電気式アクチュエータであるソレノイドを内蔵する油圧制御弁が、シリンダヘッド１８の前方側上方位置に配置されているため、油圧制御弁で発生する熱を走行風によって効率良く冷却することができる。

なお、この発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。例えば、上記の実施形態においては、縦置き式のＶ型内燃機関を採用しているが、複数気筒が車体前後方向に沿って配置される内燃機関であれば、他の型式の内燃機関であっても良い。
また、上記の実施形態においては、気筒休止専用の動弁切換え装置を用いたが、一気筒当たりの作動機関弁数を運転状況に応じて切換えるための動弁切換え装置を共用することも可能である。
さらに、気筒休止機構も動弁切換え装置をバルブリフタ内に組み込むものに限らず、動弁カムに同様の機能の動弁切換え装置を組み込んだものであっても良い。

この発明の一実施形態を示す自動二輪車の側面図。同実施形態を示すエンジンの正面図。同実施形態を示すエンジンの部分破断側面図。同実施形態を示す図３のＡ−Ａ断面に対応する断面図．同実施形態を示す図４のＢ−Ｂ断面に対応する拡大断面図。同実施形態を示す図５の要部拡大断面図。

符号の説明

１０…シート
１２Ｆ，１２Ｒ…気筒
１３Ａ，１３Ｂ…シリンダブロック
１４…クランクシャフト
１８…シリンダヘッド
２６…吸気弁（機関弁）
２７…排気弁（機関弁）
４０…動弁切換え装置
４１…油圧制御弁
４２…気筒休止機構

Claims

ライダーの着座するシート（１０）の前方に配置されるエンジン本体（Ｅ）に複数の気筒（１２Ｆ，１２Ｒ）が車体前後方向に沿って配置されるとともに、車両の走行状況に応じて一部の気筒の運転を休止する気筒休止機構（４２）を備えた自動二輪車の気筒休止エンジンにおいて、
前記エンジン本体（Ｅ）は、複数気筒を有するシリンダブロック（１３Ａ，１３Ｂ）がクランクシャフト（１４）を中心に車体左右に振り分け配置されたＶ型内燃機関であり、
前記気筒休止機構（４２）は、機関弁（２６，２７）の駆動と駆動停止を油圧によって切換える動弁切換え装置（４０）と、この動弁切換え装置（４０）の操作油圧を制御する油圧制御弁（４１）と、を備えて成り、
前記気筒休止機構（４２）が気筒休止運転時に車両後方側の気筒を休止し、前記油圧制御弁（４１）が、常時稼動される側の気筒（１２Ｆ）のシリンダヘッド（１８）の上方に配置されることを特徴とする自動二輪車の気筒休止エンジン。