JP5140529B2 - 自動二輪車用単気筒エンジン - Google Patents

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Description

本発明は、テンショナリフタ、水温センサなどの補機を備えた自動二輪車用単気筒エンジンに関するものであり、特に上記補機類の配置に関するものである。
車両進行方向に対して横方向に４個の気筒を並べた大型エンジンでは、水温センサやカムチェーンテンショナリフタなどをシリンダヘッドに配置することは容易である（例えば、特許文献１参照。）。しかし、オフロード走行に用いられるスポーツ用モータサイクルに用いられる単気筒エンジンなどの小型エンジンでは、シリンダヘッドのレイアウトスペースが小さいために、テンショナリフタ、水温センサなどの補機をシリンダヘッドに配置することが困難である。このため、これらの補機はシリンダブロックに配置されている。（例えば、特許文献２参照。）。
特開２００７−２６２９３１号公報（図１、図２） 特開２００７−２９０６４０号公報（図２）
カムチェーンテンショナリフタは、カムチェーンテンショナの可動端の近くを押す方が、カムチェーンの振動を少なくすることが出来る。上記可動端はカムチェーンテンショナの上端、即ちシリンダヘッド内の位置である。また水温センサによって測りたい水温は、水温が最も高温となる燃焼室の近くの水温であり、これもシリンダヘッド内の位置である。本発明は、カムチェーンテンショナリフタ、水温センサ等をシリンダヘッドに設けることの出来る構成を提供しようとするものである。
本発明は上記課題を解決したものであって、請求項１に記載の発明は、シリンダブロックとシリンダヘッドを備え、上記シリンダブロックは、軸線を鉛直または若干前傾させて車両に配置され、上記シリンダヘッドは、吸気ポート、排気ポート、エンジンハンガーボス、水温センサ取付け部、カムチェーンテンショナリフタを具備し、上記排気ポートは吸気ポートの反対側のシリンダヘッド前面に設けられている自動二輪車用単気筒エンジンにおいて、上記吸気ポートの外側開口部の中心は、上記排気ポートの外側開口部の中心より上方に位置し、上記シリンダヘッドとシリンダヘッドカバーとの接合面は、後部接合面が前部接合面に比して高くなるよう、シリンダヘッドのシリンダブロックとの接合面に対して傾斜して設けられ、吸気ポートの外側開口部の上端は上記後部接合面の近傍に設けられ、上記エンジンハンガーボスは、シリンダヘッドの両側部であってかつ吸気ポートの上記外側開口部の両側部に各々隣接して一対設けられ、エンジンハンガーボスの中心線が吸気ポートと交差し、かつ排気ポートの外側開口部の上端部より上方に位置し、上記カムチェーンテンショナリフタは、上記エンジンハンガーボスの一方と吸気ポートの外側開口部の下方に配置されることを特徴とする自動二輪車用単気筒エンジンである。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の自動二輪車用単気筒エンジンにおいて、上記水温センサ取付け部は、上記カムチェーンテンショナリフタと側面視で重なる位置で、上記エンジンハンガーボスの他方と吸気ポートの外側開口部の下方に配置されることを特徴とする。
請求項１の発明によれば、エンジンハンガーボスを左右一対で構成し、シリンダヘッドの両側部であってかつ吸気ポートの外側開口部の両側部に各々隣接して配置することで、エンジンハンガーボスの間のスペースに、吸気通路を配置することが出来る。
しかも、エンジンハンガーボスと吸気ポート外側開口部をシリンダヘッドの比較的高い位置に配置することで、二輪車のフレームに近い位置にエンジンハンガーボスが配置されるので、エンジンハンガーをコンパクト化し、軽量化できるうえ、吸気バルブ近傍の吸気ポートの形状をストレートに近い形状にできるため、吸気効率が向上する。
そして、カムチェーンテンショナリフタをエンジンハンガーボスの一方と吸気ポートの外側開口部の下方に配置することで、シリンダヘッドを大型化することなく、水温センサとカムチェーンテンショナリフタをシリンダヘッドに一層コンパクトに配置することが出来る。
請求項２の発明によれば、水温センサ取付け部が、カムチェーンテンショナリフタと側面視で重なることで、単純化された配置が得られる。
図１は本発明の一実施形態に係る自動二輪車用エンジン１の側面図である。矢印Ｆは前方を指している（以下の図にても同じ）。このエンジン１は特にオフロード走行に用いられるスポーツ用モーターサイクルに用いられるものである。図はこのエンジン１が上記自動二輪車のフレームに締結されている状態を示している。図の上部には、図示していないヘッドパイプから斜め後方に下がるメインフレーム２が示してあり、図の左部には、図示していないヘッドパイプから下方に伸びるダウンフレーム３が示してある。ダウンフレーム３の上部からメインフレーム２の中間部へ向けて短い補強フレーム４が延び、メインフレーム２に接続されている。メインフレーム２とダウンフレーム３は、図の右下部で接続されている。
エンジン１の外殻はクランクケース５、シリンダブロック６、シリンダヘッド７及びシリンダヘッドカバー８によって構成されている。シリンダヘッド７の後部にはスロットルボディ９及びエアクリーナ10が接続され、クランクケース５の後部にはリヤフォーク11が支軸12を介して揺動可能に接続されている。
エンジン１はその周囲の４箇所の支持部で、車両のフレームに支持されている。上記補強フレーム４とメインフレーム２との接続部にエンジン１の上部を支持するブラケット13が形成され、上部エンジンハンガー14がボルト15を介して取付けられている。上部エンジンハンガー14は、斜め後下方へ伸び、その先端はエンジン１のシリンダヘッド７に形成されたエンジンハンガーボス16に上部エンジンハンガー取付けボルト17を介して締結され、エンジン１を吊り下げている。
ダウンフレーム３にエンジン１の前部を支持するブラケット19が形成され、前部エンジンハンガー20がボルト21を介して取付けられ、その先端部がエンジン１のクランクケース５の前部に設けられた取付けボス22に前部エンジンハンガー取付けボルト23を介して取付けられ、エンジン１の前部を吊り下げている。
ダウンフレーム３の下部の後方延伸部３ａに、エンジン１の下部を支える第３のブラケット25が形成され、その上端はエンジン下部の取付けボス26にボルト27を介して締結され、エンジン１を下から支えている。
エンジン１の後部は、クランクケース５の後部ボス部５ａがリヤフォーク11と共通の支軸12を介してメインフレーム２の下方湾曲部２ａによって支持されている。
上記エンジン１の支持構造において、特にエンジン１の上部のエンジンハンガーボス16は、シリンダヘッド７の高い位置に設けてある。これによって、メインフレーム２に近い位置にエンジンハンガーボス16が配置されるので、上部エンジンハンガー14をコンパクト化し、軽量化することが出来る。このように、エンジンハンガーボス16を高い位置に配置できたのは、シリンダヘッド７とシリンダヘッドカバー８との接合面を、後部側が高くなるよう傾斜して設け、エンジンハンガーボス16をこの後部接合面に近い吸気ポート外側開口部36ａの側部に設けたことによっている。
図２は、上記エンジン１の縦断面を左方から見た図である。エンジン１の殻体は、クランクケース５、シリンダブロック６、シリンダヘッド７及びシリンダヘッドカバー８によって構成されている。クランクケース５内には、クランク軸33が回転可能に保持されている。シリンダブロック６内には上下方向に円筒状に伸びるシリンダ孔30が形成され、此処に、上下に摺動可能にピストン31が設けてある。ピストン31はコンロッド32を介して、クランク軸33のクランクピン34に接続されている。シリンダ孔30、シリンダヘッド７、及びピストン31で形成される燃焼室35には、シリンダヘッド７に形成された吸気ポート36及び排気ポート37が連通している。吸気ポート36の燃焼室側開口部36ｂ及び排気ポート37の燃焼室側開口部37ｂには、上記開口を閉じる方向に付勢された吸気バルブ38及び排気バルブ39が設けてある。
シリンダヘッド７には吸気バルブ38、排気バルブ39を開閉動作させるカム軸40が回転自在に支持されている。カム軸40が回転するとカム軸40に形成されたカム41が吸気バルブを直接駆動し、カム軸40に形成されたカム42に係合するロッカーアーム43を介して排気バルブ39が駆動される。
吸気ポート36には、スロットルボディ９とエアクリーナ10（図１）が接続され、スロットルボディ９には燃料インジェクタ44が取付けられている。エアクリーナ10で清浄化された空気はスロットルボディ９で流量調節されながら吸気ポート36に吸入される。
クランクケース５内のクランク軸の後方には、変速機構46が設けてある。この機構は、常時噛合い式変速機であり、クランクケースに回転自在に支持されたメイン軸47とカウンタ軸48に設けられた対をなす複数の歯車と、この歯車を、メイン軸47またはカウンタ軸48に係脱するシフトドラム49と、シフトドラム49に駆動される複数のシフトフォーク50からなっている。
クランクケース５の後部のカウンタ軸48の左端は、クランクケース５の外方へ突出し、この左端に後輪駆動スプロケット51（図１）が取付けられている。この後輪駆動スプロケット51と後車軸に取付けられた後輪従動スプロケットとの間に後輪駆動チェーン52（図１）が巻きかけられる。
上記エンジン１は水冷式エンジンである。またこのエンジン１では、シリンダヘッド７とシリンダヘッドカバー８との接合面53は、後部接合面53Ｂが前部接合面53Ａに比して高くなるよう傾斜して設けられ、吸気ポート外側開口部36ａはこの後部接合面53Ｂの近傍に設けられている。そのため、シリンダヘッド７の後面の吸気ポート36の下方に広いスペースが生成されるので、そこに冷却水の水温を検知するための水温センサ55が設けてある。また、上記のように接合面53が傾斜し、吸気ポート36の上端部が高位置にあることによって、吸気ポート36の吸気バルブ38近傍の吸気ポートの中心線の形状を略直線状に形成できるので、吸気効率の向上を図ることができる。
図３は上記エンジン１のカムチェーン室57の縦断面図である。図２に示したカム軸40の左端には、図３に示すカム軸従動スプロケット58が設けられ、クランク軸33に設けられたカム軸駆動スプロケット59との間にカムチェーン60が巻きかけられている。カムチェーン60の、カム軸駆動スプロケット59で引かれる側（進行方向前方側）には、カムチェーン60を案内するための固定された合成樹脂製カムチェーンガイド61が設けてある。カムチェーン60のカム軸駆動スプロケット59から押し出される側（進行方向後方側）には、カムチェーン60の弛みを防ぐため、テンショナリフタ62で押されるカムチェーンテンショナ63が設けてある。カムチェーンテンショナ63は弾性材料で作られたアーム63ａと、同アームのチェーン摺動側に取付けられた合成樹脂製シュー63ｂとからなっている。カムチェーンテンショナ63の下端は、固定されたテンショナ下端ボルト64によって揺動可能に支持され、上端は自由端となっている。テンショナリフタ62は、シリンダヘッド７の後部の吸気ポート外側開口部36ａの左側のエンジンハンガーボス16の下方のテンショナリフタ取付け部70に、テンショナリフタ取付けボルト65によって取付けられ、その中心の突出軸66はカムチェーン室57内に突入し、上記カムチェーンテンショナ63をカムチェーン60の方へ押して、カムチェーン60の振動を抑制している。上記テンショナリフタ62の突出軸66は、カムチェーンテンショナ63の自由端の近くを押すことによって、カムチェーン60の振動を効果的に抑制することができる。なお、シリンダヘッド７の前面には排気ポート外側開口部37ａが設けられ（図１も参照）、その横にサーモスタット68が取付けられている。
図４は、シリンダヘッド７の左面図である。シリンダヘッド７の後面には、吸気ポート外側開口部36ａが設けてあり、シリンダヘッド７の前面には、排気ポート外側開口部37ａが設けてある。シリンダヘッドカバー８と接合する上面の接合面53は、後部接合面53Ｂが、前部接合面53Ａに比して、高くなるよう傾斜している。吸気ポート外側開口部36ａは、シリンダヘッド後部の上面の近くに開口している。吸気ポート外側開口部36ａの中心36ｃは、排気ポート外側開口部37ａの中心37ｃより、高さｈだけ上方に位置している。
上記吸気ポート外側開口部36ａの左右にエンジンハンガーボス16が設けてある。エンジンハンガーボス16の下方にテンショナリフタ取付け部70が設けてある。テンショナリフタ取付け部70には、テンショナリフタ取付けボルト65の螺入ネジ孔70ａが設けてある。
図５は図４のＶ−Ｖ断面図である。エンジンハンガーボス16には、上部エンジンハンガー取付けボルト17の螺入ネジ孔16ａが設けてある。16ｃは上記螺入ネジ孔16ａの中心線である。図４に示されるように、エンジンハンガーボス16の上記螺入ネジ孔16ａ中心線16ｃは、排気ポート外側開口部37ａの上端部37ｔより高さｋだけ上方に位置している。
図６は、シリンダヘッド７の後面図である。矢印Ｌは左方、矢印Ｒは右方を指している。吸気ポート外側開口部36ａの左右に一対のエンジンハンガーボス16が設けてある。エンジンハンガーボス16の中心線16ｃは吸気ポート36と交差している（図４も参照）。左側のエンジンハンガーボス16の下方にテンショナリフタ取付け部70が設けてある。テンショナリフタ取付け部70には、テンショナリフタ取付けボルト65の螺入ネジ孔70ａが設けてある。右側エンジンハンガーボス16の下方に水温センサ取付け部71が設けてある。水温センサ取付け部71には水温センサ螺入用ネジ孔71ａが設けてある。テンショナリフタ62と水温センサ55は側面視で重なった位置に取付けられる。
図７は、上記シリンダヘッド７の下面図である。中央の燃焼室35となる凹部に、吸気ポート燃焼室側開口部36ｂが２個、排気ポート燃焼室側開口部37ｂが２個設けてある。シリンダヘッド７の左側にカムチェーン室57が開口している。シリンダヘッド７の前面には排気ポート外側開口部37ａが設けてある。シリンダヘッド７の後面には吸気ポート外側開口部36ａ、左右のエンジンハンガーボス16、テンショナリフタ取付け部70、及び水温センサ取付け部71が設けてある。図には、水温センサ55を取付けた状態が示してある。
以上詳述したように、本実施形態においては、つぎの効果がもたらされる。
（１）エンジンハンガーボスを左右一対で構成し、シリンダヘッドの両側部に配置することによって、、エンジンハンガーボスの間のスペースに吸気ポートを配置することが出来る。さらに、エンジンハンガーボスと吸気ポートをシリンダヘッドの比較的高い位置に配置することによって、メインフレームに近い位置にエンジンハンガーボスが配置されるので、上部エンジンハンガーをコンパクト化し、軽量化できるうえ、吸気バルブ38近傍の吸気ポートの中心線の形状を直線に近い形状にできるため、吸気効率が向上する。
更に、水温センサとカムチェーンテンショナリフタをエンジンハンガーボスと吸気ポート外側開口部の下方に配置することで、シリンダヘッドを大型化することなく、水温センサとカムチェーンテンショナリフタをシリンダヘッドにコンパクトに配置することが出来る。
（２）吸気ポートをシリンダヘッドの上部に配置しつつ、シリンダヘッドの排気ポート側を低く抑えることで、吸気ポート外側開口部とエンジンハンガーボス、水温センサ、カムチェーンテンショナリフタをシリンダヘッドの後部に集中配置するので、シリンダヘッドの質量増加を抑えることが出来る。
本発明の一実施形態に係るエンジンの側面図である。 上記エンジンの縦断面を左方から見た図である。 上記エンジンのカムチェーン室の縦断面図である。 シリンダヘッドの左面図である。 図４のＶ−Ｖ断面図である。 シリンダヘッドの後面図である。 上記シリンダヘッドの下面図である。
符号の説明
６…シリンダブロック、７…シリンダヘッド、14…上部エンジンハンガー、16…エンジンハンガーボス、16ａ…取付けボルト17の螺入ネジ孔、16ｃ…螺入ネジ孔16ａの中心線、17…上部エンジンハンガー取付けボルト、36…吸気ポート、36ａ…吸気ポート外側開口部、36ｃ…吸気ポート外側開口部の中心、37ａ…排気ポート外側開口部、37ｃ…排気ポート外側開口部の中心、37ｔ…排気ポート外側開口部の上端部、38…吸気バルブ、53…接合面、53Ａ…前部接合面、53Ｂ…後部接合面、55…水温センサ、60…カムチェーン、61…カムチェーンガイド、62…テンショナリフタ、63…カムチェーンテンショナ、64…テンショナ下端ボルト、65…テンショナリフタ取付けボルト、66…突出軸、68…サーモスタット、70…テンショナリフタ取付け部、71…水温センサ取付け部

Claims (2)

  1. シリンダブロック(6)とシリンダヘッド(7)を備え、
    上記シリンダブロック(6)は、軸線を鉛直または若干前傾させて車両に配置され、
    上記シリンダヘッド(7)は、吸気ポート(36)、排気ポート(37)、エンジンハンガーボス(16)、水温センサ取付け部(71)、カムチェーンテンショナリフタ(62)を具備し、
    上記排気ポート(37)は吸気ポート(36)の反対側のシリンダヘッド(7)前面に設けられている自動二輪車用単気筒エンジンにおいて、
    上記吸気ポート(36)の外側開口部(36a)の中心は、上記排気ポート(37)の外側開口部(37a)の中心より上方に位置し、
    上記シリンダヘッド(7)のシリンダヘッドカバー(8)との接合面(53)は、後部接合面(53B)が前部接合面(53A)に比して高くなるよう、シリンダヘッド(7)のシリンダブロック(6)との接合面に対して傾斜して設けられ、吸気ポート(36)の外側開口部(36a)の上端は上記後部接合面(53B)の近傍に設けられ、
    上記エンジンハンガーボス(16)は、シリンダヘッド(7)の両側部であってかつ吸気ポート(36)の上記外側開口部(36a)の両側部に各々隣接して一対設けられ、エンジンハンガーボス(16)の中心線(16c)が吸気ポート(36)と交差し、かつ排気ポート(37)の外側開口部(37a)の上端部より上方に位置し、
    上記カムチェーンテンショナリフタ(62)は、上記エンジンハンガーボス(16)の一方と吸気ポート(36)の外側開口部(36a)の下方に配置される
    ことを特徴とする自動二輪車用単気筒エンジン。
  2. 上記水温センサ取付け部(71)は、上記カムチェーンテンショナリフタ(62)と側面視で重なる位置で、エンジンハンガーボス(16)の他方と吸気ポート(36)の外側開口部(36a)の下方に配置されることを特徴とする請求項１に記載の自動二輪車用単気筒エンジン。」
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