JP5135052B2 - エンジン及びスクータ型自動二輪車 - Google Patents

Description

本発明はエンジンに関する。

従来のエンジンの中には、弁軸をバルブリフタを介してカムノーズによって直接押圧する形式がある。こうした直動式動弁機構においては、バルブリフタとカムノーズとの摺動面に対する潤滑を図らねばならない。その場合において、シリンダの軸線が略水平を向いたエンジンであると、バルブリフタとカムノーズとの摺動面がほぼ鉛直をなすため、摺動面に潤滑油を留まらせることができない。そこで、エンジン内にカムノーズを浸漬できるようなオイル溜めを形成する構造が提案された。その一例として、下記特許文献１を挙げることができる。
特開２００２−２１５２２公報（図７参照）

上記公報では、シリンダの軸線を挟んで上側に吸気側が、下側に排気側の動弁機構がそれぞれ配されている。上記した潤滑のための構造は、吸気側と排気側にそれぞれ配され、共にオイル溜めをカムキャップとシリンダヘッドとの間で構成している。カムキャップを含んでオイル溜めを構成すると、バルブクリアランス（カムとバルブリフタとの間のクリアランス）の測定作業は、オイル溜めとは反対側から行わざるを得ない。このため、吸気側のカムキャップは上方に開口部が形成されている。

ところで、上側に配されている吸気側のカムにおいてバルブリフタとの摺接部分に接線を引いた場合に、接線が上方へ向く側はカムキャップの開口部から遠ざかる方向となる。したがって、シックネスゲージを上記した接線に沿って挿入しようとする場合に、シックスネスゲージが挿入しにくくなる。そこで、このものにおいては、シリンダヘッドにおいてカムシャフトを軸支する面を、シリンダヘッドにおけるヘッドカバーとの合い面から外方へ突出させることで、カムとバルブリフタとの摺接面の位置をできるだけ、カムキャップの開口部に近づけるようにしている。

しかし、このような構造を採用すると、シリンダヘッドにおいてカムシャフトを軸支する面とヘッドカバーとの合い面とが段違いとなってしまう。すると、例えばこれら面に対する加工を同時に行いにくくなり、別途の加工作業となり勝ちである。このことは、加工工数及び加工時間の増加を意味し、シリンダヘッド全体の製造効率を低下させてしまう。

本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、シリンダヘッドを容易に加工することができるエンジンを提供することを目的とする。

上記の目的を達成するための手段として、請求項１の発明は、軸線が略水平方向を向くシリンダブロックと、このシリンダブロックの端部に接続され、吸気ポートと排気ポートとが形成されたシリンダヘッドと、このシリンダヘッドの端面にガスケットを介して突き合わせて装着がなされ、この突合せ部位に跨ってオイル溜めが設けられる部位を含むヘッドカバーと、吸気ポートの開閉を制御する吸気用カムシャフトと、排気ポートの開閉を制御する排気用カムシャフトと、シリンダヘッドの突合せ面との間で、両カムシャフトのうちの少なくとも一方を回転可能に支持する軸支部材とを備え、シリンダヘッドは、端面と突合せ面とがほぼ同一平面で形成され、かつ、エンジンを車両に搭載した状態で、吸気用及び排気用のカムシャフト及びこの両カムシャフトによって吸気ポート及び排気ポートを開閉するよう動作される吸・排気弁がシリンダブロックの軸線を挟んで上下に配置されるとともに、吸・排気弁のうち上側に配置された弁の軸線が軸端部へ向けて上り勾配となるようにしてあり、カムシャフトには吸気弁あるいは排気弁の軸端部に摺接するカムが取付けられ、かつ吸気あるいは排気用のカムシャフトのうち上側に配置された側のカムは、オイル溜めに浸漬され、また、吸気あるいは排気用のカムシャフトのうち下側に配置された側のカムは、シリンダヘッドに対し同シリンダヘッドの突合せ面と対向する側から装着された軸支部材によって覆われるとともに、この軸支部材とシリンダヘッドとの間に亘って他のオイル溜めが形成され、かつ他のオイル溜めは軸支部材の外部へ連通するオーバーフロー用の開口が設けられて、他のオイル溜め内の油面高さが所定高さを越えたときに、軸支部材内のオイルを前記軸支部材の外へオーバーフローさせる構成となっている。

シリンダヘッドの突合わせ面と端面とが段違いに形成されている場合には、両面の段差に対応した加工を要求される。しかし、本発明のように突合せ面と端面とがほぼ同一平面で形成されるようにすれば、両面の段差を考慮せずにすむため、シリンダヘッド全体の加工を容易にすることができる。
加えて、吸気あるいは排気用のカムシャフトのうち下側に配置された側のカムは軸支部材内においてシリンダヘッドとの間に跨って形成される他のオイル溜め内のオイルに浸漬され、さらに他のオイル溜め内のオイルは油面が一定高さを越えるとオーバーフロー用の開口から軸支部材の外へ溢れ出るようになっている。したがって、軸支部材内のオイルを必要以上に貯留させずに済むから、オイルの総量を減らすことができる。

＜実施形態１＞
本発明の実施形態１を図１ないし図１０によって説明する。本実施形態では、水冷式４サイクル並列３気筒エンジンを搭載したスクータ型の自動二輪車を例示する。なお、以下の説明中、「右」「左」に関する呼称は、運転者から見た方向を基準としている。

図１は自動二輪車１の全体が示されており、自動二輪車１はハンドル２によって操向される前輪３、エンジンＥ、エンジンＥの駆動力によって回転する後輪４及び着座用のシート５を備えている。シート５は、運転者が着座する前着座部５Ａとその後方に配され同乗者が着座するタンデムシート５Ｂとからなっている。

エンジンＥは、詳細には図示されない車体フレームによって固定されている。このエンジンＥの駆動力はシャフトドライブ方式の伝達装置によって後輪４に伝えられる。ドライブシャフト６は、車両の左側に配置されていて、車幅方向に延びるピボット軸７を中心として上下に揺動可能に支持されている。ドライブシャフト６の後端にはベベルギヤ（図示しない）が設けられ、後輪４の回転軸に取り付けられたベベルギヤ（図示しない）と噛み合っている。

自動二輪車の車体カバー８は、前輪の上方において車体の前方を覆うようにして形成されたフロントカウリング９と、運転者の両足の前方を覆うように形成されたレッグシールド１０と、ハンドル２とシート５との間の位置で、車体の上方を覆うように形成されたセンターカバー１１と、このセンターカバー１１より下方側で車体の左右両側面を覆うようにして形成されたサイドカバー１２と、このサイドカバー１２の下方において、運転者の両足を載せる左右一対の平面を有して形成されたフットボード１３とを含んで構成されている。

エンジンＥのエンジンケースは、クランク軸１４を収容するクランクケース１５と、変速機を収容する変速機ケース１６とを有している。このうち、クランクケース１５の前方には車幅方向に延びるクランク室１７が形成され、内部にはクランク軸１４が収容されている。クランク室１７の上方にはシリンダブロック１８が前方に延びている。このシリンダブロック１８の内部には、３つのシリンダボア(気筒）が車幅方向に並列して設けられ、それぞれにはピストン１９が摺動可能に組み込まれている。シリンダブロック１８は、各シリンダボアの軸線が車両の前後方向でかつ略水平方向を向くようにしてある。後に詳述するが、シリンダブロック１８にはシリンダヘッド２０、ヘッドカバー２１が順に組付けられ、さらにヘッドカバー２１内にはカムシャフト２２Ａ，２２Ｂを軸支するためのカムキャップ２３Ａ−１，２３Ａ−２，２３Ｂ−１，２３Ｂ−２も収容されている。

クランク軸１４は、クランク軸１４の軸芯に沿って延びるジャーナル部１４Ａと、ジャーナル部１４Ａの長さ方向の途中において軸芯と垂直な方向に延びる３対のクランクウェブ１４Ｂと、対をなすクランクウェブ１４Ｂ同士を接続するクランクピン１４Ｃとを有している。各クランクピン１４Ｃには、コンロッド１９Ａの下端が連結されている。

クランク軸１４の両端部はクランク室１７の左右両壁部分において軸支され、クランク室１７の左右両壁は共にカバー部材２４Ａ，２４Ｂによって覆われている。クランク軸１４の左方端側はクランク室１７の左壁部を貫通してさらに左方に延び出しており、その先端部にはクランク軸１４の回転に応じて電力を発生させる発電機２５が装着され、カバー部材２４Ａによって覆われている。クランク軸１４の右方端側も、クランク室１７の右壁部を貫通しており、その先端部分にはカバー部材２４Ｂによって覆われた状態でスプロケット２６が取り付けられている。このスプロケット２６には吸気用・排気用のカムシャフト２２Ａ，２２Ｂを駆動させるために、両カムシャフト２２Ａ，２２Ｂの軸端に取り付けられた両スプロケット９５Ａ，９５Ｂとの間にカムチェーン２７が巻装されている。カムチェーン２７は、シリンダブロック１８、シリンダヘッド２０、さらにはヘッドカバー２１によって構成されたカムチェーン室２８内に収容されている。クランク軸１４の右方端部であって、右側のカバー部材２４Ｂによって覆われた部分には、始動用のドリブンギヤ１２０が取り付けられている。このドリブンギヤ１２０はワンウェイクラッチを有するともに、セルモータによって回転されるアイドラーギヤと噛み合っている。

エンジンＥは、クランク軸１４から変速機２９の駆動プーリ軸３０への駆動力の伝達を接続・切断可能なクラッチ３１を備えている。このクラッチ３１はクランクケース１５内に収容されている。クランクケース１５において、クランク室１７に隣接した位置には、クラッチ３１を収容するクラッチ室３２が形成されている。このクラッチ室３２は、クランク室１７の左側部分が後方へ張出すことによって形成されている。クラッチ室３２の左方は、着脱可能なカバー部材３３によって塞がれている。

本実施形態において、クラッチ３１は多板クラッチである。クラッチ３１は、クランク軸１４と連動して常時回転するクラッチ上流部３４と、このクラッチ上流部３４と接続可能なクラッチ下流部３５と、クラッチ下流部３５と一体的に回転するクラッチ軸３６と、クラッチ上流部３４とクラッチ下流部３５との接続・切断を制御するための押圧プレート３７とを有している。

クラッチ上流部３４の外周にはギヤ３８が形成されている。このギヤ３８は、クランク軸１４において左端に位置するクランクウェブ１４Ｂ対のうち、右側のクランクウェブ１４Ｂの外周に形成されたギヤ３９と噛み合っている。このため、クラッチ上流部３４はクランク軸１４が回転している間は、クランク軸１４と連動して回転することになる。クラッチ上流部３４は、車幅方向に所定間隔で配置された複数の上流側ディスク３４Ａを有している。クラッチ下流部３５は、車幅方向に所定間隔で配置された複数の下流側ディスク３５Ａを有している。各下流側ディスク３５Ａと上流側ディスク３４Ａとは交互に配置されている。

押圧プレート３７は、スプリング１２１によって右側へ付勢され、上流側ディスク３４Ａと下流側ディスク３５Ａとが圧接されて接続がされるようになっている。このクラッチ接続状態では、クラッチ上流部３４、クラッチ下流部３５及びクラッチ軸３６が一体的に回転し、クランク軸１４の回転駆動力がクラッチ軸３６に伝達される。

押圧プレート３７に接続された図示しないロッドが操作され押圧プレート３７が左側へ移動すると、上流側ディスク３４Ａと下流側ディスク３５Ａとの接続が解除される。このクラッチ切断状態では、クラッチ上流部３４のみが回転するため、クランク軸１４の回転駆動力はクラッチ軸３６に伝達されない。クラッチ３１の接続状態と切断状態とを切り換えるための上記ロッドは、例えばクランク軸の回転速度等に応じて自動的に動作するようになっている。なお、このようにクラッチの切り替えが運転者の操作を伴わない方式に代えて、運転者がハンドルに設けられたクラッチレバー（図示しない）を操作することによって上記したロッドの動作がなされるような方式を採用してもよい。

クラッチ軸３６は、車幅方向に沿いながらクランク軸１４と平行に配置されており、クランクケース１５に対して回転可能に支持されている。クラッチ室３２の左側を塞ぐクラッチカバー４０の内面には、スリーブ４１が突出形成されている。スリーブ４１は内向きに開口する円筒状に形成され、ここには押圧プレートの軸芯に軸受け４３を介して水平に支持されたロッド４２の左端側が軸方向へ移動可能に突っ込まれている。ロッド４２の右端側はクラッチ軸３６の右端面から軸芯に沿って形成された軸孔へ軸方向へ移動可能に挿通されている。

クラッチ室３２の右壁部には、クラッチ軸３６の中途部分を軸支するクラッチ軸中央軸支部４４が設けられている。クラッチ室３２の右方側にはクランク室１７の後方側の壁の一部がさらに後方へ延び出してクラッチ軸３６の右端部を軸支するクラッチ軸右側軸支部４５が形成されている。

図３に示すように、クランク室１７の下方であって、クランクケース１５の底部の一部には、潤滑用オイルを貯留するクランクケース側オイルパン４６が形成されている。潤滑用オイルは、クランクケース１５内のクランク室１７やクラッチ室３２から重力によって流れ落ち、クランクケース側オイルパン４６内に溜められる。このクランクケース側オイルパン４６の後方であって、クランクケース１５の底部の他の一部には、クランクケース側オイルパン４６から移送された潤滑オイルを貯留するオイルタンク４７が形成されている。

エンジンＥは、オイルタンク４７から潤滑用オイルを吸い上げてエンジンの各所に潤滑用オイルを供給するためのオイルポンプ４８を、クランクケース１５内に備えている。オイルポンプ４８は、クラッチ上流部３４と連動するようにしてあり、クラッチの接続・切断に拘わらず、クランク軸１４が回転している間は常時駆動する。

なお、このオイルポンプ４８は、スカベンジポンプとしての機能とフィードポンプとしての機能を備えて一体的に構成されている。スカベンジポンプとして機能する部分にはクランクケース側オイルパン４６内に収容されたストレーナ４９が接続され、ここから潤滑用オイルを吸い上げてオイルタンク４７へと流入させる。フィードポンプとして機能する部分は、オイルタンク４７内に収容されたストレーナ５０が接続され、ここから潤滑用オイルを吸い上げ、クランク室やシリンダ部分に対して潤滑用オイルを供給することができる。

オイルポンプ４８のうちフィードポンプとして機能する部分とクランクケース１５の前方部分に取り付けられたオイルフィルタ５１との間には、オイルポンプ４８から吐出された潤滑用オイルをオイルフィルタ５１内に流入させるためのフィルタ流入路５２が形成されている。オイルフィルタ５１にはオイルクーラ５１Ａが付設されている。オイルクーラ５１Ａは図示しない水冷ジャケットを有しており、オイルフィルタ５１へ流入するオイル及びオイルフィルタ５１から流出するオイルを冷却することができる。

クランクケース１５のうち、クランク室１７の下方部分には車幅方向に延びるオイル主流路５３が形成され、このオイル主流路５３とオイルフィルタ５１との間にもフィルタ流出路５４が形成されている。したがって、オイルポンプ４８によってオイルタンク４７からオイルフィルタ５１を通って濾過された潤滑用オイルは、フィルタ流出路５４を介してオイル主流路５３内に流入する。オイル主流路５３内に流入したオイルの一部は、クランク軸１４の各ジャーナル部１４Ａを軸支する各軸支部に形成されたオイル噴射流路５５へとそれぞれ通じている。各オイル噴射流路５５からは対応するピストンの裏側に向けてオイルが噴射される。

オイル主流路５３は、クラッチカバー４０に形成された第１流路５７と連通するように形成され、クラッチ３１に対して潤滑オイルが供給されるようになっている。オイル主流路はさらに分岐してカムチェーン室２８の内壁側を構成する、シリンダブロック１８及びシリンダヘッド２０の壁面を縦方向に貫く第２流路５９と連通している。

変速機ケース１６の内部には、変速機２９を収容する変速機室５８が形成されている。変速機室５８は、前方側部分がクランクケース１５のクラッチ室３２の右方に配置され、後方部分はクランクケース１５より後方へ延びている。変速機室５８の前方部分には、駆動プーリ軸３０によって回転可能に支持された駆動プーリ６０が収容されている。駆動プーリ軸３０はクラッチ軸３６と同軸上に配置されるとともに、駆動プーリ軸３０の左方端とクラッチ軸３６の右方端とはスプライン結合されている。

駆動プーリ６０は、車幅方向内側に配置され駆動プーリ軸３０と一体に形成された駆動側固定シーブ６０Ａと、車幅方向外側に配置される駆動側可動シーブ６０Ｂとを有している。駆動側可動シーブ６０Ｂは駆動プーリ軸３０に沿って移動可能に取り付けられている。駆動側可動シーブ６０Ｂの移動に伴って駆動側可動シーブ６０Ｂと駆動側固定シーブ６０Ａとの距離が変化し、その結果、駆動プーリ６０のうち金属製ベルト６１が掛けられている部分の直径が変化する。

なお、駆動プーリ軸３０において駆動用可動シーブ６０Ｂの右方には駆動側蓋部６２が取り付けられ、この駆動側蓋部６２と駆動用可動シーブ６０Ｂとの間には駆動側オイル収容部６３がほぼ密封された状態で形成されている。駆動側オイル収容部６３内へは図示しない油圧制御装置からの指令にしたがってオイルが出入りし、それに伴い駆動用可動シーブ６０Ｂの移動量が制御される。

変速機室５８のうち、駆動プーリ軸３０の後方には従動プーリ軸６４が平行に、つまり車幅方向に沿って配置されている。従動プーリ軸６４は変速機ケース１６に対して回転可能に支持され、その外周には従動プーリ６５が取り付けられている。従動プーリ６５は、車幅方向外側に配され、従動プーリ軸６４と一体に形成された従動側固定シーブ６５Ａと、車幅方向内側に配され従動プーリ軸６４に沿って移動可能な従動側可動シーブ６５Ｂとを備えている。

従動プーリ軸６４において従動側可動シーブ６５Ｂの左方には従動側蓋部６６が取り付けられ、この従動側蓋部６６と従動側可動シーブ６５Ｂとの間には従動側オイル収容部６７がほぼ密封された状態で形成されている。この従動側オイル収容部６７は内へは図示しない油圧制御装置からの指令にしたがってオイルが出入りし、それに伴い従動側可動シーブ６５Ｂの移動量が制御され、その結果、従動プーリ６５の有効径を変化させることができる。

変速機ケース１６内において、従動プーリ軸６４の後方には同従動プーリ軸６４と平行に出力軸６８が配置され、回転可能に支持されている。出力軸６８は軸方向の途中で２軸に分割されており、相互の連結部分には左右双方の軸部に跨って円筒状の係合部材６９が装着されている。この係合部材６９の外周に形成された突出部分には図示しないロッドが取り付けられ、このロッドが操作されることによって係合部材６９を、出力軸６８のうちの左側の軸部側にのみ位置するよう、移動させることができる。これにより、出力軸６８を構成する左右の軸部同士の連結を解除して分離することができ、左側の軸部を右側の軸部と独立して回転させることができる。

出力軸６８の右端部にはギヤ７０が取り付けられ、従動プーリ軸６４の右方端部に装着されたギヤ７１と噛み合っている。変速機ケース１６内には、出力軸６８の左端部の左方から後方へ延出する連結軸７２が回転可能に軸支された状態で収容されている。この連結軸７２は、出力軸６８とドライブシャフト６とを中継する。連結軸７２の前端には出力軸６８の左端部に取り付けられたベベルギヤ７３と噛み合うベベルギヤ７４が取り付けられている。連結軸７２の後端には、ドライブシャフト６の前端を回動自在に連結するためのユニバーサルジョイント用のヨーク７５が取り付けられている。

さて、エンジンＥは、クランクケース１５の前部にシリンダブロック１８及びシリンダヘッド２０が順に積層されており、これらはボルトによって締結されている。本実施形態のエンジンＥは、前述した通り、水冷式４サイクル並列３気筒エンジンである。エンジンＥは、車体フレームに搭載された状態で、各気筒の気筒軸Ｓ（シリンダボアの中心軸）が前方かつ略水平方向へ向くようにしてある。シリンダヘッド２０及びヘッドカバー２１内には、吸気・排気弁７６，７７が各気筒毎にそれぞれ２本ずつ設けられている。各吸気・排気弁７６，７７は、気筒軸を挟んで上側に各吸気弁７６が配され、下側に各排気弁７７がそれぞれ配されている。

図４は、シリンダヘッド２０をヘッドカバー２１側から視た平面図である（但し、各カムキャップ２３Ａ−１，２３Ａ−２，２３Ｂ−１，２３Ｂ−２は取り外してある）。シリンダヘッド２０の右側部（図４では左側部）にはカムチェーン室２８が形成されている。カムチェーン室２８は、シリンダブロック１８を縦向きに貫いてクランク室１７へと通じ、前記したカムチェーン２７を収容している。シリンダヘッド２０には各気筒毎に、点火プラグ１１８の先端側を収容するためのヘッド側プラグ収容筒７８が気筒の並び方向に沿って計３箇所に配されている。各ヘッド側プラグ収容筒７８は各気筒とほぼ同軸で形成されており、点火プラグ１１８はその奥部に固定されている。各ヘッド側プラグ収容筒７８の先端側はヘッドカバー２１側へ向けて開口しており、シリンダヘッド２０にヘッドカバー２１を装着すると、ヘッドカバー２１側の対応位置に形成された各カバー側プラグ収容筒７９と整合するようになっている。各カバー側プラグ収容筒７９には点火プラグ１１８を含む点火ユニット１１９がそれぞれ収容されている。この実施形態における点火ユニット１１９は、点火プラグ１１８と、点火プラグ１１８に接続されたイグニッションコイル部とを備えている。
各気筒毎に２つずつ設けられた排気弁開口８２は、一つの排気ポート８３に合流するように連通した後、シリンダヘッド２０の下方へ導かれ図示しない排気管へと通じている。同様に、各気筒毎に２つずつ設けられた吸気弁開口８４は、一つの吸気ポート８５に合流しつつヘッドカバー２１側へ向けて導出されている。吸気ポート８５の外部接続端面には図示しない吸気マニホールドが接続されている。なお、各吸気ポート８５の外部接続端面は、シリンダヘッド２０におけるヘッドカバー２１と突き合わされる端面（合い面Ｐ：図８に示されるＰを含む平面）よりシリンダブロック１８側に引っ込んだ高さ位置に形成されている。

上記した吸気・排気弁７６，７７は所定のバルブ挟み角をなしており、それぞれはバルブスプリング７６Ａ，７７Ａによって吸気弁開口８４あるいは排気弁開口８３を閉じるように付勢されている。吸気弁７６及び排気弁７７の軸端（前端）にはそれぞれ吸気弁リフタ８６及び排気弁リフタ８７が装着されている。吸気弁リフタ８６と排気弁リフタ８７は、シリンダヘッド２０においてバルブ挟み角に対応して形成された吸気・排気弁リフタガイド孔８８，８９内を軸線方向に沿って摺動可能に挿入されている。吸気弁リフタ８６と排気弁リフタ８７とは、シリンダヘッド２０との合い面Ｐ（ヘッドカバー２１と突き合わされる端面）から内方へ引っ込んで位置している。図８に示すように、車両側方から視た場合に、吸気弁リフタ８６及び排気弁リフタ８７の先端面は各弁軸に対しほぼ直角をなすようにして形成されている。

図８に示すように、吸・排気弁７６，７７を開閉動作させる形式として、直動式動弁機構が使用されている。すなわち、各吸気弁７６及び各排気弁７７は、吸気・排気カムシャフト２２Ａ，２２Ｂの複数個所に設けられたカム９０Ａ，９０Ｂが吸気・排気弁リフタ８６，８７を直接押圧することによって開閉動作を行うことができる。

吸気・排気カムシャフト２２Ａ，２２Ｂに対する支持は、カムチェーン室２８寄りの端部を除き、各カムキャップ２３Ａ−１，２３Ａ−２，２３Ｂ−１，２３Ｂ−２とシリンダヘッド２０側との間でカムシャフト２２Ａ，２２Ｂを直接挟み込んで支持されている。但し、両カムシャフト２２Ａ，２２Ｂのカムチェーン室２８寄りの端部についてだけは、カムキャップ２３Ａ−１，２３Ｂ−１とシリンダヘッド２０側との間に軸受け９２を介在させて支持されている。

図７には、カムチェーン室２８寄りの端部を除いた、カムシャフト２２Ａ，２２Ｂに対する軸支構造が示されている。これによれば、シリンダヘッド２０におけるヘッドカバー２１側の端面であって、各気筒における吸気弁リフタガイド孔８６対あるいは排気弁リフタガイド孔８７対の間にはヘッド側カム軸受け９１Ａが形成されている。各ヘッド側カム軸受け９１Ａの前端面は、奥方（シリンダブロック１８側）へ向けて半円弧状をなして凹み形成され、対応するカムシャフト２２Ａ，２２Ｂのほぼ半周分（後半周分）に適合し、カムシャフト２２Ａ，２２Ｂの回転に伴って周方向に沿って摺接する。一方、各カムキャップ２３Ａ−１，２３Ａ−２，２３Ｂ−１，２３Ｂ−２におけるカムシャフト２２Ａ，２２Ｂの軸線方向に沿った端部には、半円弧状に凹むキャップ側カム軸受け９１Ｂが形成されている。したがって、各カムキャップ２３Ａ−１，２３Ａ−２，２３Ｂ−１，２３Ｂ−２の装着に伴ってキャップ側カム軸受け９１Ｂは、ヘッド側カム軸受け９１Ａと共にカムシャフト２２Ａ，２２Ｂを全周から挟み込み、回転可能に支持する。

なお、カムシャフト２２Ａ，２２Ｂのカムチェーン室２８寄り端部の軸支構造は、キャップ側カム軸受け９１Ｂ及びヘッド側カム軸受け９１Ａが共に上記した箇所よりも大径にしてあり、これらとカムシャフト２２Ａ，２２Ｂの外周面との間に軸受け９２を介在させるだけのスペースが保有されるように形成されている。

一方、カムキャップ２３Ａ−１，２３Ａ−２，２３Ｂ−１，２３Ｂ−２は吸気用カムシャフト２２Ａ及び排気用カムシャフト２２Ｂに対しそれぞれ２個ずつが装着されている。本実施形態では、図５に示すように、排気側の両カムキャップ２３Ｂ−１，２３Ｂ−２は排気側カムシャフト２２Ｂの全てのカム９０Ｂを覆っている。しかし、吸気側の両カムキャップ２３Ａ−１，２３Ａ−２は、吸気側の各カム９０Ａのうち、各気筒毎に一方のカムのみを覆い、他方のカムを露出させるようにしている。

図７に示すように、各ヘッド側カム軸受け９１Ａにおいて、両カムシャフトを軸線と直交する方向から挟んだ両端部には、それぞれ一対ずつヘッド側突合せ面９３Ａが形成されている。各ヘッド側突合せ面９３Ａは、図７に示すように、カムキャップ２３Ａ−１，２３Ａ−２，２３Ｂ−１，２３Ｂ−２の内面の対応位置に形成されたキャップ側突合せ面９３Ｂにそれぞれ突き当てられ、その状態でカムキャップ２３Ａ−１，２３Ａ−２，２３Ｂ−１，２３Ｂ−２側から一対ずつ締着用ボルト９４をヘッド側突合せ面９３Ａへと締め込むことによって各カムキャップ２３Ａ−１，２３Ａ−２，２３Ｂ−１，２３Ｂ−２の固定がなされている。

各ヘッド側突合せ面９３Ａは、ガスケット１２２を介してシリンダヘッド２０にヘッドカバー２１を突き合わせて装着するときの合い面Ｐと同一平面をなすようにして形成されている。すなわち、シリンダヘッド２０の端面において、その外周縁２０Ａ、各ヘッド側プラグ収容筒７８の開口端面、ヘッド側固定筒８０の開口端面、後述するヘッド側オイル溜め壁１１１Ａの端面、そして各ヘッド側突合せ面９３Ａは同一平面をなすように形成されている。したがって、シリンダヘッド２０に対してヘッドカバー２１が装着されるときには、これら同一平面をなしている各端面が合い面Ｐとなる。

次に、両カムシャフト２２Ａ，２２Ｂに設けられた各カム９０Ａ，９０Ｂと対応する吸気弁リフタ８６あるいは排気弁リフタ８７に対する潤滑構造を説明する。

前述したように、オイル主流路５３はシリンダブロック１８及びシリンダヘッド２０の壁面を縦方向に貫く第２流路５９と連通している。この第２流路５９の終端は、シリンダヘッド２０におけるヘッドカバー２１側との端面において吸気側と排気側の二箇所に開口している。具体的には、両開口は図４に示すように、吸気側及び排気側の各ヘッド側突合せ面９３Ａのうち、共に、カムチェーン室２８寄りの端部に位置し、かつ内側に位置するものに隣接した位置となっているる。

一方、吸気・排気側における各２つのカムキャップ２３Ａ−１，２３Ａ−２，２３Ｂ−１，２３Ｂ−２のうち、カムチェーン室２８寄りに位置するもの２３Ａ−１，２３Ｂ−１の上面には、第２流路５９の開口に向けて連絡管９６Ａ，９６Ｂが斜めに突出している。この連絡管９６Ａ，９６Ｂの一端側は上記した第２流路５９の開口に連通し、他端側は軸受９２と両カムシャフト２２Ａ，２２Ｂの外周面との間に形成された環状油路９７に連通している。

カムシャフト２２Ａ，２２Ｂには軸芯に沿ってオイル通路９８Ａ，９８Ｂが貫通して形成されており、その両端はキャップ９９によって封止されている。カムシャフト２２Ａ，２２Ｂにおいて、軸受９２によって支持されている部分の外周面であって環状油路９７に対応した部位には、カムシャフト２２Ａ，２２Ｂ内のオイル通路９８Ａ，９８Ｂに連通する流入路１００が、周方向に沿って複数個所（一箇所でもよい）に貫通して形成されている。

図７に示すように、両カムシャフト２２Ａ，２２Ｂが、ヘッド側カム軸受け９１Ａとキャップ側カム軸受け９１Ｂとで軸支されている各部位には、オイル通路９８Ａ，９８Ｂへと通じる流出路１０１が径方向に沿って貫通して形成されている。カムキャップ２３Ａ−１，２３Ａ−２，２３Ｂ−１，２３Ｂ−２の内面であって、流出路１０１の開口と対向可能な位置には周方向の所定角度範囲に亘って凹溝１０２が形成されている。かくして、流出路１０１の開口から凹溝１０２へ向けて噴出された潤滑用のオイルは、カムシャフト２２Ａ，２２Ｂとその軸支部位との間の潤滑を行うと共に、ヘッド側カム軸受け９１Ａとキャップ側カム軸受け９１Ｂとの相互の突合せ面間から漏れ出て、次述するオイル溜め内に溜められる。

オイル溜めは、排気側ではカムキャップ２３Ｂ−１，２３Ｂ−２内においてシリンダヘッド２０との間に亘って形成されるが、吸気側ではカムキャップ２３Ａ−１，２３Ａ−２外において、シリンダヘッド２０とヘッドカバー２１との間に亘って形成される（図８参照）。

排気側の各オイル溜めにおけるシリンダヘッド２０側の構造は、図４に示すようになっている。すなわち、各気筒における両ヘッド側突合せ面９３Ａのうち、下側に位置するもの（シリンダヘッド２０の外周縁２０Ａ寄りに位置するもの）を左右方向に挟んだ位置であって、排気用のカム９０Ｂにそれぞれ対応した位置には、一対のヘッド側受け樋１０２が配されている。ヘッド側受け樋１０２は、それぞれ排気用のカム９０Ｂに向けて開口するチャンネル状に形成され、排気弁リフタガイド孔８９の開口縁の下部側からカムキャップ２３Ｂ−１，２３Ｂ−２側へ延出して形成され、その端面はヘッド側突合せ面９３Ａとほぼ同一平面をなすように形成されている。排気側の両カムキャップ２３Ｂ−１，２３Ｂ−２がシリンダヘッド２０に装着されると、カムシャフト２２Ｂに対する軸支部を左右方向に挟んだ両側には、ヘッド側受け樋１０２とカムキャップ２３Ｂ−１，２３Ｂ−２の内壁面とに跨って形成される排気側オイル溜め１０３が、各気筒毎に一対ずつ区画形成される。

また、排気側の両カムキャップ２３Ｂ−１，２３Ｂ−２における前面壁の下部には、各排気側オイル溜め１０３内の油面高さが所定高さを越えたときに、オイルをカムキャップ２３Ｂ−１，２３Ｂ−２の外へオーバーフローさせるための溢れ窓１０４がそれぞれ一対ずつ開口している。本実施形態の場合、各ヘッド側受け樋１０の側面にも溢れ口１２３が形成され、溢れ窓１０４とほぼ同じ高さレベルに形成されている。通常時（エンジン始動時も含む）において、排気側オイル溜め１０３には溢れ窓１０４及び各溢れ口１２３の下縁よりやや低位にまでオイルが溜められていて、カムシャフト２２Ｂの回転によってカムノーズがオイル内に浸漬されるようになっている。本実施形態の場合、排気弁リフタの下部側の一部もオイル内に浸漬されるようになっている。

各ヘッド側受け樋１０２の下壁面とシリンダヘッド側の対向する壁面（シリンダヘッドの下部内壁面）との間には、排気側オイル溜め１０３からオーバーフローしたオイルを溜めておくためのスペース１０５が保有されている。このスペース１０５内において、各気筒間に位置する部位にはオーバーフロー分のオイルを回収するための排気側回収口１０６が、二箇所に開口している。両回収口１０６は、シリンダヘッド２０の下壁面において同壁面の傾斜に沿って縦向きに形成された二条のオイル戻し路１０７の上端部を開口させて形成したものであり、両オイル戻し路１０７は、詳細には図示されないが、シリンダブロック１８、さらにはクランク室１７の壁内を通って前記したオイルパン４６へと通じている。

排気側の両カムキャップ２３Ｂ−１，２３Ｂ−２は、カムシャフトに対する軸支部分を除いて上縁側（点火プラグ１１８が配されている側）が開口し、それぞれゲージ挿通口１０８となっている。ヘッドカバー２１が取り外された状態では、各ゲージ挿通口１０８は、排気側カム９０Ｂと対応する排気弁リフタ８７との間の隙間を測定する際のシックネスゲージを挿通可能である。

吸気側の両カムキャップ２３Ａ−１，２３Ａ−２は、カムシャフト２２Ａに対する軸支部分を除き、上面側及び下面側が共に開口して形成されている。したがって、これら上下の開口は、いずれも前記したシックネスゲージを挿通するためのゲージ挿通口として機能することができる。特に、下面側の開口１０９は、ヘッド側カム軸受け９１Ａとキャップ側カム軸受け９１Ｂとの間から漏れ出た潤滑用オイルを吸気側オイル溜め１１０へと流下させる役割も果たす。

吸気側オイル溜め１１０は、吸気側カムキャップ２３Ａ−１，２３Ａ−２の外側において、シリンダヘッド２０とヘッドカバー２１との両者に跨った状態で形成されている。吸気側オイル溜め１１０におけるシリンダヘッド２０側の構造は、図４に示すようになっている。すなわち、各気筒における両吸気側カム９０Ａ対のそれぞれの下側位置には、ヘッド側オイル溜め壁１１１Ａが設けられている。両ヘッド側オイル溜め壁１１１Ａは、一端側がヘッド側プラグ収容筒７８の外面に連結され、そこから左右方向へ延びてオイル溜め１１０の底面を形成した後、カムシャフト２２Ａ側に起立しオイル溜め１１０の側面としてのヘッド側起立部１１５Ａを形成している。また、各気筒間で隣接する位置にあるヘッド側起立部１１５Ａ同士はヘッド側連結部１１６Ａによって連結されている。

一方、ヘッドカバー２１の内面において吸気側・排気側の各カムキャップ２３Ａ−１，２３Ａ−２，２３Ｂ−１，２３Ｂ−２のボルト受け筒１１２と対応する位置には、吸気側・排気側のそれぞれに計三箇所ずつボルト差込み孔１１３が貫通している。かくして、各ボルト差込み孔１１３に対しヘッドカバー２１の外面側からボルト１１４が差し込まれ、対応するカムキャップ２３Ａ−１，２３Ａ−２，２３Ｂ−１，２３Ｂ−２へとゴムグロメット１２４を介してねじ込まれることによって、ヘッドカバー２１と共に各カムキャップ２３Ａ−１，２３Ａ−２，２３Ｂ−１，２３Ｂ−２の取り付けの安定化が図られている。

前述したように、ヘッドカバー２１の内面には、各気筒の並び方向に沿って３つのカバー側プラグ収容筒７９が突設されている。これら各ヘッド側プラグ収容筒７９の外面から左右方向に張り出すようにして、カバー側オイル溜め壁１１１Ｂが突出形成されている。各カバー側オイル溜め壁１１１Ｂは、対応するヘッド側オイル溜め壁と整合可能に形成されている。したがって、ヘッドカバー２１がシリンダヘッド２１に装着されると相互の端面同士がガスケット１２２を介して突き当てられ、ヘッド側・カバー側の両オイル溜め壁によって吸気側オイル溜め１１０が形成される。また、各気筒毎のカバー側オイル溜め壁１１１Ｂも、ヘッド側オイル溜め壁１１１Ａと同様、左右両側にカバー側起立部１１５Ｂを有している。また、隣接するカバー側起立部１１５Ｂ同士がカバー側連結部１１６Ｂによって連結されている点も、ヘッド側と同様である。カバー側オイル溜め壁１１１Ｂの端面も各カバー側プラグ収容筒７９の開口面、及びヘッドカバー２１の外周縁によって構成される、シリンダヘッド２１側との合い面Ｐと同一平面をなすようにして形成されている。また、各カバー側オイル溜め壁１１１Ｂは各カバー側プラグ収容筒７９同士を連結するため、各カバー側プラグ収容筒７９に対する補強壁としての機能も果たす。

各吸気側オイル溜め１１０からオーバーフローしたオイルは、ヘッド側・カバー側の起立部１１５Ａ，１１５Ｂを越えて、ヘッド側・カバー側連結部１１６Ａ，１１６Ｂの上方に形成された二箇所のオイル回収部１１７へと流れ込むようになっている。両オイル回収部１１７の奥部には図示しない回収口がそれぞれ開口し、排気側の両オイル戻し路１０７へと連通するようになっている。かくして、吸気側の各オイル溜め１１０からオーバーフローしたオイルは、両オイル回収部１１７内に流れ込み、オイル戻し路１０７内において排気側のオーバーフロー分と合流して排気側オイルパン４６へと戻される。

なお、この実施形態において「気筒軸Ｓが略水平」とは、気筒軸が水平に近い所定の角度範囲を言い、吸気側及び排気側のカム９０Ａ，９０Ｂのカムノーズ先端が最下点にある状態で、カムノーズの先端から半分の高さ位置で仮想のオイル面を想定したときに、このオイル面がシリンダヘッドとヘッドカバーとの間を跨いでオイル面が形成される角度範囲を言う。

次に、上記のように構成された本実施形態の作用効果を説明する。本実施形態によれば、カムシャフト２２Ａ，２２Ｂを軸支するための各ヘッド側突合せ面９３Ａが、シリンダヘッド２０にヘッドカバー２１をガスケット１２２を介在させた状態で突き合わせて装着するときの合い面Ｐ（具体的には、外周縁２０Ａ、各ヘッド側プラグ収容筒７８の開口端面、ヘッド側固定筒８０の開口端面、ヘッド側オイル溜め壁１１１Ａの端面等のシリンダヘッド２０の端面）と同一平面をなすようにして形成されている。この点、従来であれば、ヘッド側突合せ面９３Ａがシリンダヘッド２０の他の合い面と段違いになっていた。したがって、従来に比較して、例えばシリンダヘッド２０の成形型の型構造が簡単であり、またシリンダヘッド２０の端面を加工する場合も、一度の加工作業で済み、加工作業を簡易に行うことができる。

吸気側では、カムキャップ２３Ａ−１，２３Ａ−２に下面側開口１０９が形成され、シリンダヘッド２０とヘッドカバー２１とが相互に突き合わされる部位に跨ってオイル溜め１１０が設けられている。したがって、カム９０Ａと吸気弁リフタ８６との間のバルブクリアランスを測定する際のシックネスゲージの挿入作業をカムキャップの下面側からも行うことができ、作業方向を上下選択することもできる。もっとも、本実施形態のように、吸気側を気筒軸Ｓを境に上側に配置し、かつ吸気弁７６の軸線が斜め上向きとなるように配置したものでは、吸気弁リフタ８６とカム９０Ａとの摺動部分に引いた接線の向きが、下方では合い面Ｐに徐々に近づくのに対し、上方では合い面Ｐから徐々に奥方へ遠ざかる。したがって、シックネスゲージの進入方向としては、カムキャップ２３Ａ−１，２３Ａ−２の下面側開口１０９を通して行った方が作業がしやすい。

なお、排気側では吸気側とは上記した接線の方向が逆であるため、カムキャップ２３Ｂ−１，２３Ｂ−２の上方に開口するゲージ挿通口１０８を通して行った方が作業上有利である。

また、吸気・排気側双方のオイル溜め１０３，１１０に対するオイルの供給は、カムシャフト２２Ａ，２２Ｂ内のオイル通路９８Ａ，９８Ｂを通して行うようにしている。つまり、カムシャフト２２Ａ，２２Ｂという既存構造を利用してオイル溜め１０３，１１０へのオイル供給がなされているため、潤滑構造の簡素化を図ることができる。しかも、カムシャフト２２Ａ，２２Ｂ内のオイル通路９８Ａ，９８Ｂは流出路１０１を介してカムシャフト２２Ａ，２２Ｂに対する軸支部分に通じるようにし、軸支部分からオイル溜め１０３，１１０へと流れるようにしている。したがって、カムシャフト２２Ａ，２２Ｂの軸支部分における潤滑とオイル溜め１０３，１１０へのオイルの供給を併せて行うことができるため、潤滑構造の一層の簡素化を図ることができる。

吸気側のオイル溜め１１０においては、起立部１１５Ａ，１１５Ｂを設けて各気筒毎に区画するようにしている。また、排気側オイル溜め１０３は各カム９０Ｂ毎に区画されている。したがって、オイル溜め１０３，１１０を全ての気筒にわたって連通するような形態をとる場合に比較してオイル溜め１０３，１１０内のオイル総量を減らし、必要最小限のものに留めることができる。

各気筒間を間仕切る起立部１１５Ａ，１１５Ｂは、シリンダヘッド２０あるいはヘッドカバー２１と別体で形成することもできるが、一体構造にした方が構成も簡素であり、特にヘッドカバー２０側のように、カバー側プラグ収容筒７９を連結させることから、補強効果も得られる。

よく知られるように、スクータ型自動二輪車においては、エンジンの上下方向の高さを抑制することが強く望まれている。本実施形態のように、シリンダの軸線が略水平方向を向くことを前提としたエンジンであれば、この要請によく応えることができる。

＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。

（１）吸気側のカムキャップ２３Ａ−１，２３Ａ−２は、必ずしも吸気側のカム９０Ａを覆う必要はなく、単にカムシャフト２２Ａに対する軸支を行うだけであってもよい。

（２）本実施形態では、気筒軸を挟んで上側を吸気側、下側を排気側としたが、逆の配置であってもよい。

（３）本実施形態では３気筒エンジンを示したが、気筒数は必ずしも限定されるべきものではない。また、後輪への駆動力の伝達方式としてシャフトドライブ方式を示したが、チェーンを用いた伝達方式を用いてもよい。さらに、エンジンを支持する方式としては、いわゆるユニットスイング式を採用することも可能である。

自動二輪車の側面図 エンジンの断面図 エンジンの左側面図 ヘッドカバー及びカムキャップを取り外した状態でのシリンダヘッドの平面図 カムキャップを装着した状態でのシリンダヘッドの平面図 カムシャフト周辺を示す断面図 カムシャフトの軸支部分を示す側断面図 オイル溜め部分を示す側断面図 ヘッドカバーの裏面図 潤滑用オイルの流れ状況を示す説明図

符号の説明

１８…シリンダブロック
２０…シリンダヘッド
２１…ヘッドカバー
２２Ａ，２２Ｂ…カムシャフト
２３Ａ−１，２３Ａ−２，２３Ｂ−１，２３Ｂ−２…カムキャップ（軸支部材）
４６…オイルパン
４８…オイルポンプ
８３…排気ポート
８５…吸気ポート
９０Ａ，９０Ｂ…カム
９３Ａ…ヘッド側突合せ面
９３Ｂ…キャップ側突合せ面
９８Ａ，９８Ｂ…オイル通路
１０１…流出路
１１０…吸気側オイル溜め
１１５Ａ…ヘッド側起立部
１１５Ｂ…カバー側起立部
１１７…オイル回収部
１１８…点火プラグ
１１９…プラグコード
Ｐ…合い面（端面）

Claims (8)

1. 軸線が略水平方向を向くシリンダブロックと、
   このシリンダブロックの端部に接続され、吸気ポートと排気ポートとが形成されたシリンダヘッドと、
   このシリンダヘッドの端面にガスケットを介して突き合わせて装着がなされ、この突合せ部位に跨ってオイル溜めが設けられる部位を含むヘッドカバーと、
   前記吸気ポートの開閉を制御する吸気用カムシャフトと、
   前記排気ポートの開閉を制御する排気用カムシャフトと、
   前記シリンダヘッドの突合せ面との間で、前記両カムシャフトのうちの少なくとも一方を回転可能に支持する軸支部材とを備え、
   前記シリンダヘッドは、前記端面と前記突合せ面とがほぼ同一平面で形成され、
   かつ、エンジンを車両に搭載した状態で、前記吸気用及び排気用のカムシャフト及びこの両カムシャフトによって前記吸気ポート及び前記排気ポートを開閉するよう動作される吸・排気弁が前記シリンダブロックの軸線を挟んで上下に配置されるとともに、前記吸・排気弁のうち上側に配置された弁の軸線が前記軸端部へ向けて上り勾配となるようにしてあり、
   前記カムシャフトには前記吸気弁あるいは排気弁の軸端部に摺接するカムが取付けられ、かつ前記吸気あるいは排気用のカムシャフトのうち上側に配置された側の前記カムは、前記オイル溜めに浸漬され、
   また、前記吸気あるいは排気用のカムシャフトのうち下側に配置された側の前記カムは、前記シリンダヘッドに対し同シリンダヘッドの前記突合せ面と対向する側から装着された前記軸支部材によって覆われるとともに、この軸支部材と前記シリンダヘッドとの間に亘って他のオイル溜めが形成され、かつ前記他のオイル溜めは前記軸支部材の外部へ連通するオーバーフロー用の開口が設けられて、前記他のオイル溜め内の油面高さが所定高さを越えたときに、前記軸支部材内のオイルを前記軸支部材の外へオーバーフローさせることを特徴とするエンジン。
2. 前記両カムシャフトのうちの少なくとも一方は、前記オイル溜めにオイルを供給するためのオイル通路を有することを特徴とする請求項１に記載のエンジン。
3. 前記両カムシャフトのうちの少なくとも一方において、前記軸支部材と前記シリンダヘッドとで挟まれて軸支される部分の外周面には、前記オイル通路から貫通する流出路が開口していることを特徴とする請求項２に記載のエンジン。
4. 前記シリンダヘッドには、前記カムシャフトの軸線方向に沿って複数個の気筒が並列して設けられ、かつ前記各気筒の並び方向に隣接する前記オイル溜め同士の間には、前記オイル溜めの底面から起立した起立部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のエンジン。
5. 前記起立部は、前記シリンダヘッド側から起立するヘッド側起立部と前記ヘッドカバーから起立するカバー側起立部との相互の端面同士を、ガスケットを介して突き合わせて連続させることによって形成されていることを特徴とする請求項４に記載のエンジン。
6. オイルを貯留するオイルパンと、このオイルパンから吸い上げられたオイルを前記オイル溜めへ供給するポンプとを有し、
   前記オイル溜めの外側には、前記ヘッド側起立部を越えてオーバーフローした前記オイル溜め内のオイルを、前記オイルパンへ返送するための回収部が設けられていることを特徴とする請求項５に記載のエンジン。
7. 前記シリンダヘッドには、前記両カムシャフトの軸線方向に沿って複数個の気筒が並列して設けられかつ車両に搭載した状態で前記吸気用及び排気用のカムシャフト及び吸気弁あるいは排気弁が前記軸線を挟んで上下に配置されるとともに、前記シリンダヘッドにおいて前記吸気用及び排気用のカムシャフトの間に挟まれた位置には、点火プラグを含む点火ユニットが各気筒毎に配置されたエンジンであって、
   前記ヘッドカバーの内面には、前記点火ユニットが取り付けられる複数の収容筒部が、前記両カムシャフトの軸線方向に沿って並列しつつ一体に突出して形成され、
   かつ各収容筒部同士は前記ヘッドカバーの内面から一体に突出し前記オイル溜めを構成する部位によって連結されていることを特徴とする請求項１に記載のエンジン。
8. 請求項１から請求項７のいずれかに記載のエンジンを搭載してなるスクータ型自動二輪車。

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