JP5197252B2 - エンジン及び自動二輪車 - Google Patents

Description

本発明は、エンジン及び自動二輪車に関するものである。

特許文献１には、クランク軸を収容するクランクケースと、カムシャフトを収容するシリンダヘッドと、クランクケースとシリンダヘッドとの間に取り付けられるシリンダブロックと、クランク軸の駆動力をカムシャフトへ伝達するカムチェーンとを備えた自動二輪車のエンジンが開示されている。シリンダヘッドには、カムチェーンの一部を露出可能な開口が形成されているとともに、開口に取り付けてカムチェーンを覆うチェーンカバーが設けられている。また、シリンダヘッドにおける開口の近傍位置には、固定ボルトの頭部が位置している。この固定ボルトは、シリンダヘッドとシリンダブロックを順に貫通してクランクケースに螺合されることにより、シリンダヘッドとシリンダブロックとクランクケースとを組付状態に固定するものである。
特許第３７８０８２４号公報

上記従来のエンジンでは、固定ボルトの頭部が開口よりも外側の位置に配置されている。一方、チェーンカバーは開口に対して外側から取り付けられるため、チェーンカバーの大きさは、固定ボルトの頭部と干渉しない程度の寸法に制限される。このようにチェーンカバーの大きさに制約があると、チェーンカバーで覆われる開口の開口面積も制約を受けることになり、開口の開口面積を十分に大きく確保することが困難である。

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、シリンダヘッドの開口をチェーンカバーで塞ぐ構造のエンジンにおいて、開口の開口面積を大きく確保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、第１の発明は、クランク軸を収容するクランクケースと、カムシャフトを収容するシリンダヘッドと、前記クランクケースと前記シリンダヘッドとの間に取り付けられるシリンダブロックと、前記シリンダヘッド及び前記シリンダブロックを同軸で貫通する貫通孔に挿通されて前記クランクケースに固定された固定ボルトと、前記クランク軸の駆動力を前記カムシャフトへ伝達するカムチェーンとを備え、前記シリンダヘッドは、前記カムチェーンを露出可能な開口と、前記開口に取り付けて前記カムチェーンを覆うチェーンカバーと、前記開口が形成された側壁とを有し、前記側壁のうち前記開口を含む部分が、気筒の軸線方向に対して内側へ傾くように傾斜した傾斜部となっており、前記固定ボルトは、前記開口の内側に配置され、前記開口から前記チェーンカバーを外した状態では、前記貫通孔に貫通されている前記固定ボルトの軸線の延長線が前記開口の開口領域を通過するようになっているところに特徴を有する。
第２の発明は、クランク軸を収容するクランクケースと、カムシャフトを収容するシリンダヘッドと、前記クランクケースと前記シリンダヘッドとの間に取り付けられるシリンダブロックと、前記シリンダヘッド及び前記シリンダブロックを同軸で貫通する貫通孔に挿通されて前記クランクケースに固定された固定ボルトと、前記クランク軸の駆動力を前記カムシャフトへ伝達するカムチェーンとを備え、前記シリンダヘッドは、前記カムチェーンを露出可能な開口と、前記開口に取り付けて前記カムチェーンを覆うチェーンカバーと、前記開口が形成された側壁とを有し、前記側壁のうち前記開口を含む部分が、気筒の軸線方向に対して内側へ傾くように傾斜した傾斜部となっており、前記固定ボルトは、前記開口の内側に配置され、前記開口から前記チェーンカバーを外した状態では、前記固定ボルトが、前記開口の開口領域において露出するようになっているところに特徴を有する。

シリンダヘッドの側面に開口する開口をチェーンカバーで塞ぐ構造のエンジンにおいて、固定ボルトが開口よりも外側に位置している場合、チェーンカバーは、固定ボルトの頭部と干渉しないように小さくする必要があるため、開口の開口面積が小さくなる。

これに対し本発明では、固定ボルトが開口よりも内側に位置するようにしているので、チェーンカバーと固定ボルトとの干渉回避を考慮せずに済み、チェーンカバーを大きくすることができる。したがって、開口の開口面積を大きく確保することができる。

＜実施形態１＞
以下、本発明を具体化した実施形態１を図１乃至図７を参照して説明する。本実施形態の自動二輪車１は、図１に示すように、車体フレーム２に、前傾した気筒４と後傾した気筒４からなるＶ型のエンジン３を取り付けたものである。車体フレーム５の前端部に旋回可能に設けたステアリングシャフト５のフロントフォーク６には前輪７が支持されている。車体フレーム２の後部には、リヤアーム８の前端部が図示しないリンク機構及びリヤクッションにより上下動可能に軸支され、このリヤフレーム８に後輪９が支持されている。

図２に示すように、エンジン３は、クランクケース１０と、クランクケース１０上に積層したシリンダブロック１１と、シリンダブロック１１上に積層したシリンダヘッド１２とを有する。シリンダブロック１１に形成したシリンダ室１３には、ピストン１４が上下動可能に収容され、ピストン１４の上方に燃焼室１５が形成されている。

シリンダヘッド１２内には、軸線１７を車体幅方向に向けたカムシャフト１６が回転可能に支持されている。カムシャフト１６には、上方からロッカアーム１８の一端部が当接しており、ロッカアーム１８の他端部は吸気用と排気用のバルブ（図示せず）の上面に当接されている。カムシャフト１６が回転すると、ロッカアーム１８がシーソー状に揺動して、各バルブが開閉弁動作を行うようになっている。カムシャフト１６の一方（図２及び図３における右側）の端部には、従動側スプロケット１９が一体回転するように取り付けられている。

クランクケース１０内には、軸線２１を車体幅方向（つまり、カムシャフト１６と平行）に向けたクランク軸２０が回転可能に支持されている。クランク軸２０のクランクウエブ２２は、コンロッド２３を介してピストン１４に連結されており、ピストン１４の上下動に伴ってクランク軸２０が回転するようになっている。クランク軸２０には、駆動側スプロケット２４が一体に回転するように取り付けられている。この駆動側スプロケット２４と従動側スプロケット１９との間には、カムチェーン２５が掛け渡されており、クランク軸２０の回転がカムチェーン２５を介してカムシャフト１６に伝達されるようになっている。尚、シリンダブロック１１内には、カムチェーン２５を収容するためのチェーントンネル２６が形成されている。

シリンダヘッド１２の一方（図２及び図３における右側）の側壁には、シリンダヘッド１２の内部を外部へ連通させるように開口２７が形成されている。開口２７の開口領域は、上下方向及び前後方向（つまり、カムシャフト１６の軸線１７と直角な二次元平面上）において従動側スプロケット１９とほぼ対応している。シリンダヘッド１２の側壁のうち開口２７を含む部分は、気筒４（シリンダ室１３）の軸線２８と平行な方向（図２及び図３における上下方向）に対して内側（図２及び図３における左側）へ傾いた形態の傾斜部２９となっている。つまり、車体幅方向において、傾斜部２９の上端部は下端部よりも内側に位置している。尚、気筒４の軸線２８に対する傾斜部２９の傾き角度は、約２０°である。

このようにシリンダヘッド１２の側壁のうち開口２７の形成されている部分が内側へ傾いた傾斜部２９となっていることにより、図２及び図３に示すように、開口２７の開口領域の上端部においては、従動側スプロケット１９の上端部１９ａ及びカムチェーン２５の上端部２５ａが傾斜部２９の外面よりもシリンダヘッド１２の外方へ突出している。

シリンダヘッド１２には、開口２７よりも内側の位置において車体前後方向に間隔を空けた一対のボルト貫通部３０が形成されている。シリンダヘッド１２の側壁のうち傾斜部２９よりも下方の部分は下縁部３１となっており、この下縁部３１の外面は、傾斜部２９の外面の下端よりも内側に位置している。下縁部の内面には、傾斜部２９の内面の下端（即ち、開口２７の下端縁）よりも内側に突出する部分が一対形成され、この突出部分が、シリンダブロック１１の側面壁の上面に載置されるボルト貫通部３０となっている。各ボルト貫通部３０には、夫々、シリンダ室１３と平行に上下方向に貫通する上部貫通孔３２が形成されている。

シリンダブロック１１の側面壁には、その上端から下端まで貫通する一対の下部貫通孔３３が、上部貫通孔３２と同軸状に形成されている。また、クランクケース１０には、シリンダブロック１１の側面壁の下端が載置されるボルト固定部３４が形成され、ボルト固定部３４には、その上面を穿孔することにより上下両貫通孔３２，３３と同軸状の一対の雌ネジ孔３５が形成されている。シリンダヘッド１２とシリンダブロック１１とクランクケース１０を積層状態に固定する手段として２本の固定ボルト３６が用いられている。

固定ボルト３６は、ボルト軸３７の上端部に大径の頭部３８が形成され、ボルト軸３７の下端部に雄ネジ部３９が形成されたものであり、頭部３８には、その上端面を六角形状に凹ませた形態の嵌合部４０が形成されている。この嵌合部４０には、固定ボルト３６を回転させるための工具（図示せず）が、上方から嵌合されるようになっている。

この固定ボルト３６は、開口２７を通して上方からボルト軸３７を上部貫通孔３２に差し込み、この上部貫通孔３２と下部貫通孔３３を順に貫通させた雄ネジ部３９を雌ネジ孔３５にねじ込み、頭部３８がボルト貫通部３０の上面に当接した状態で締め付けることより、ボルト固定部３４に固定される。これにより、シリンダヘッド１２とシリンダブロック１１が頭部３８とクランクケース１０との間で上下に挟まれ、シリンダヘッド１２とシリンダブロック１１とクランクケース１０が積層状態に固定される。固定状態では、２本の固定ボルト３６の頭部３８は、開口２７の開口領域の下端において車体前後方向両端部と対応するように位置する。

図４に示すように、シリンダヘッド１２の上側からカムシャフト１６の軸線１７と直角に開口２７を視たときには、シリンダヘッド１２内の従動側スプロケット１９のほぼ全体と、カムチェーン２５のうち従動側スプロケット１９に掛け回されている上端部２５ａと、一対のボルト貫通部３０が、目視できるようになっている。また、固定ボルト３６が貫通孔３２，３３に貫通された状態では、図３に示すように、固定ボルト３６の軸線４１の延長線４２が開口２７の開口領域を通過するので、上側から開口２７を視たときには、２本の固定ボルト３６の頭部３８も目視できる。

また、図５に示すように、シリンダヘッド１２の外側からカムシャフト１６の軸線１７と平行に（つまり、車体側面側から）開口２７を視たときには、シリンダヘッド１２内の従動側スプロケット１９の全体と、カムチェーン２５のうち従動側スプロケット１９に掛け回されている上端部２５ａが、開口２７を通して目視できるようになっている。また、２本の固定ボルト３６の頭部３８の一部が、カムシャフト１６の軸線方向から開口２７を通して目視できる。

図２及び図３に示すように、シリンダヘッド１２は、開口２７の開口領域全体を塞ぐように取り付けられるチェーンカバー４３を備えている。チェーンカバー４３は傾斜部２９の外面に被せるようにしてビス４４で固定される。チェーンカバー４３の内面には、従動側スプロケット１９及びカムチェーン２５の上端部との干渉を回避するための凹部４５が形成されている。チェーンカバー４３の外面には、側方へ突出する板状の放熱フィン４６が形成されている。

本実施形態のエンジン３は、シリンダヘッド１２の側面に開口する開口２７をチェーンカバー４３で塞ぐ構造であるが、この種の構造のものとして、従来、図７に示すエンジン５０がある。このエンジン５０では、固定ボルト５１がシリンダヘッド５２の開口５３よりも外側に位置しているが、このエンジン５０の場合、開口５３を覆うチェーンカバー（図示せず）は、固定ボルト５１の頭部５４と干渉しないように小さくする必要があるため、開口５３の開口面積が小さくなる。

これに対し本実施形態では、固定ボルト３６が開口２７よりも内側に位置するようにしているので、チェーンカバー４３と固定ボルト３６との干渉回避を考慮せずに済み、チェーンカバー４３を大きくすることができる。したがって、開口２７の開口面積を大きく確保することができる。

また、シリンダヘッド１２は、その開口２７が形成された側面が気筒４の軸線２８に対して内側へ傾くように傾斜している傾斜部２９を有しているので、シリンダヘッドの側面が気筒の軸線と平行になっているものに比べると、シリンダヘッド１２の上端部（シリンダブロック１１とは反対側の端部）の車体幅方向の寸法を小さくすることができる。

また、開口２７からチェーンカバー４３を外した状態では、貫通孔３２，３３に貫通されている固定ボルト３６の軸線４１の延長線４２が開口２７の開口領域を通過するようになっているので、固定ボルト３６を貫通孔３２，３３に対して軸線方向に差し込む作業及び貫通孔３２，３３から固定ボルト３６を抜き取る作業を、開口２７を通して容易に行うことができる。

また、開口２７からチェーンカバー４３を外した状態では、固定ボルト３６が、開口２７の開口領域において露出するようになっているので、開口２７を通して固定ボルト３６を締め込む作業や緩める作業を簡単に行うことができる。

また、シリンダヘッド１２の内部空間はその広さに制約があるため、固定ボルト３６の頭部３８の周囲に十分な作業スペースを確保することが難しい。その点、本実施形態では、固定ボルト３６の頭部３８に、その上端面を凹ませることにより工具を嵌合可能な嵌合部４０を形成しているので、固定ボルト３６を回転させる作業を行うために確保すべきスペースは、固定ボルト３６の上方のみで足りる。

また、チェーンカバー４３の外面には側方へ突出する放熱フィン４６を形成したことにより、シリンダヘッド１２の冷却性能を高めることができる。尚、固定ボルト３６は、チェーンカバー４３の内面側に配置されているので、放熱フィン４６と固定ボルト３６が干渉することはない。

また、チェーンカバー４３は、その内面の開口２７を覆う部分に形成された凹部４５を有し、チェーンカバー４３を開口２７から外した状態では、カムチェーン２５のうちチェーンカバー４３の凹部４５と対応する上端部が、開口２７からシリンダヘッド１２の外側へ突出するようになっているので、カムチェーン２５に対する作業を行い易い。

＜参考例＞
次に、本発明の参考例を図８乃至図１０を参照して説明する。このエンジン６０は、図８に示すように、シリンダヘッド６１とシリンダブロック６２とクランクケース６３を積層し、これらの内部に、クランク軸６４の回転力をカムシャフト６５に伝達するためのカムチェーン６６を設けた構造である。図９に示すように、クランクケース６３の下端部には、カムチェーン６６の下端部とカムチェーン６６に沿って配置したチェーンガイド６７の下端部及びクランク軸６４の駆動側スプロケット６８を収容するためのチェーン収容室６９が形成されている。クランクケース６３の側壁には、チェーン収容室６９をクランクケース６３側へ開放するための窓孔７０が形成されている。そして、この窓孔７０は、クランクカバー７１で塞がれている。また、クランクケース６３の側壁の内面には、窓孔７０の下端縁から内側へ突出したボルト取付部７２が形成されている。

図９に示すように、クランクカバー７１を固定する手段としてボルト７３が用いられ、そのボルト７３の１つは、クランクケース６３の外方からクランクカバー７１を貫通し、ボルト取付部７２に対してクランク軸６４と平行にねじ込まれるようになっている。チェーンガイド６７の下端部は、カムチェーン６６の下端よりも下方へ突出しているため、高さ方向においてチェーンガイド６７の下端部とボルト取付部７２とが重なる。そのため、ボルト取付部７２は、チェーンガイド６７の下端部と干渉しないように車体前後方向（クランク軸６４と直角な方向）にずれた位置に配置されている。

図９に示すように、チェーン収容室６９の底壁部７４のうち車体幅方向（クランク軸６４と平行な方向）における内側のガイド対応壁７５は、チェーンガイド６７の下端部と干渉しないように極力下方に配置されている。これにより、ボルト取付部７２とガイド対応壁７５との高低差が大きくなっている。また、底壁部７４のうちガイド対応壁７５よりも外側の外縁部７６は、ガイド対応壁７５に対して段差状に高い位置に配置され、ボルト取付部７２に連なっている。したがって、ガイド対応壁７５の外側の端部７７は、ボルト取付部７２に取り付けたクランクカバー７１の下端部７８及びボルト７３の頭部７９に対し、斜め下内方に位置していることになる。したがって、大きなバンク角θが確保されている。

図１０は、図９に示した改良が加えられる前のエンジン８０の構造をあらわす。この図１０の改良前のエンジン８０では、チェーン収容室８１の底壁部８２が車体幅方向の全領域に亘って同じ高さとなっており、図９に示す改良後のガイド対応壁７５よりも高い位置にある。したがって、チェーンガイド８３の下端部は、底壁部８２と干渉しないように、カムチェーン８４の下端８４Ｅからの下方への突出寸法を短く抑える必要がある。これに対し、改良後の図９の構造では、チェーンガイド６７の下端部を、カムチェーン６６の下端から下方へ大きく延ばすことができる。

また、改良前の構造におけるボルト取付部８６の軸線８７は、改良後のボルト取付部７２の軸線８５よりも低い位置にある。したがって、改良前の車体を、改良後の構造で確保できたバンク角θと同じ角度θで倒すと、ボルト取付部８６に取り付けたクランクカバー８８の下端部８９やボルト取付部８６に取り付けたボルト９０の頭部９１が、路面Ｇと干渉することになる。

尚、上記実施形態からは、次のような技術思想を抽出できる。
（１）シリンダヘッドは、その前記開口が形成された側面が気筒の軸線方向に対して内側へ傾くように傾斜している傾斜部を有する。
この構成によれば、シリンダヘッドの側面が気筒の軸線と平行になっているものに比べると、シリンダヘッドにおけるシリンダブロックとは反対側の端部の寸法を小さくすることができる。

（２）開口からチェーンカバーを外した状態では、貫通孔に貫通されている固定ボルトの軸線の延長線が開口の開口領域を通過するようになっている。
この構成によれば、開口からチェーンカバーを外した状態では、固定ボルトを貫通孔に対して軸線方向に差し込む作業及び貫通孔から固定ボルトを抜き取る作業を、開口を通して容易に行うことができる。

（３）開口からチェーンカバーを外した状態では、固定ボルトが、開口の開口領域において露出するようになっている。
この構成によれば、開口からチェーンカバーを外した状態では、開口を通して固定ボルトを締め込む作業や緩める作業を簡単に行うことができる。

（４）固定ボルトの頭部には、その上端面を凹ませることにより工具を嵌合可能な嵌合部が形成されている。
シリンダヘッドの内部空間はその広さに制約があるため、固定ボルトの頭部の周囲に十分な作業スペースを確保することが難しい。しかし、この構成によれば、頭部の上端面に凹ませて形成した嵌合部に工具を嵌合するようにしているので、固定ボルトを回転させる作業を行うために確保すべきスペースは、固定ボルトの上方のみで足りる。

（５）チェーンカバーの外面には、側方に突出する放熱フィンが形成されている。
この構成によれば、放熱フィンを形成したことにより、シリンダヘッドの冷却性能を高めることができる。尚、固定ボルトは、チェーンカバーの内面側に配置されているので、放熱フィンと固定ボルトが干渉することはない。

（６）チェーンカバーは、その内面の開口を覆う部分に形成された凹部を有し、チェーンカバーを開口から外した状態では、カムチェーンにおけるチェーンカバーの凹部との対応部分が、開口からシリンダヘッドの外側へ突出するようになっている。
この構成によれば、チェーンカバーを開口から外した状態では、カムチェーンの一部が開口からシリンダヘッドの外部へ突出しているので、カムチェーンに対する作業を行い易い。

＜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態様も本発明の技術的範囲に含まれる。

（２）開口からチェーンカバーを外した状態において、貫通孔に貫通されている固定ボルトの軸線の延長線が開口の開口領域を通過しない形態でもよい。

（３）開口からチェーンカバーを外した状態において、固定ボルトが、開口の開口領域において露出しない形態でもよい。

（４）固定ボルトの頭部は、その上端面を凹ませた形態の嵌合部を有せず、六角形の外周に工具を嵌合させる形態のものでもよい。

（５）チェーンカバーの内面には凹部を形成せず、チェーンカバーを開口から外した状態において、カムチェーンにおける凹部との対応部分が、開口からシリンダヘッドの外側へ突出しない形態でもよい。
＜参考例＞
本願発明の参考例として、シリンダヘッドの開口が形成されている側面を、気筒の軸線と平行にしてもよい。

実施形態１の自動二輪車の側面図 エンジンの断面図 エンジンの部分拡大断面図 エンジンのチェーンカバーを外した状態をあらわす平面図 エンジンのチェーンカバーを外した状態をあらわす側面図 エンジンのチェーンカバーを取り付けた状態をあらわす平面図 従来のエンジンをあららす側面図 参考例のエンジンをあらわす断面図 参考例のエンジンの部分拡大断面図 従来例の改良前のエンジンの部分拡大断面図

符号の説明

１…自動二輪車
３…エンジン
１０…クランクケース
１１…シリンダブロック
１２…シリンダヘッド
１６…カムシャフト
２０…クランク軸
２５…カムチェーン
２７…開口
２９…傾斜部
３２…上部貫通孔
３３…下部貫通孔
３６…固定ボルト
３８…頭部
４０…嵌合部
４２…固定ボルトの軸線の延長線
４３…チェーンカバー
４５…凹部
４６…放熱フィン

Claims (6)

1. クランク軸を収容するクランクケースと、
   カムシャフトを収容するシリンダヘッドと、
   前記クランクケースと前記シリンダヘッドとの間に取り付けられるシリンダブロックと、
   前記シリンダヘッド及び前記シリンダブロックを同軸で貫通する貫通孔に挿通されて前記クランクケースに固定された固定ボルトと、
   前記クランク軸の駆動力を前記カムシャフトへ伝達するカムチェーンとを備え、
   前記シリンダヘッドは、前記カムチェーンを露出可能な開口と、前記開口に取り付けて前記カムチェーンを覆うチェーンカバーと、前記開口が形成された側壁とを有し、
   前記側壁のうち前記開口を含む部分が、気筒の軸線方向に対して内側へ傾くように傾斜した傾斜部となっており、
   前記固定ボルトは、前記開口の内側に配置され、
   前記開口から前記チェーンカバーを外した状態では、前記貫通孔に貫通されている前記固定ボルトの軸線の延長線が前記開口の開口領域を通過するようになっていることを特徴とするエンジン。
2. クランク軸を収容するクランクケースと、
   カムシャフトを収容するシリンダヘッドと、
   前記クランクケースと前記シリンダヘッドとの間に取り付けられるシリンダブロックと、
   前記シリンダヘッド及び前記シリンダブロックを同軸で貫通する貫通孔に挿通されて前記クランクケースに固定された固定ボルトと、
   前記クランク軸の駆動力を前記カムシャフトへ伝達するカムチェーンとを備え、
   前記シリンダヘッドは、前記カムチェーンを露出可能な開口と、前記開口に取り付けて前記カムチェーンを覆うチェーンカバーと、前記開口が形成された側壁とを有し、
   前記側壁のうち前記開口を含む部分が、気筒の軸線方向に対して内側へ傾くように傾斜した傾斜部となっており、
   前記固定ボルトは、前記開口の内側に配置され、
   前記開口から前記チェーンカバーを外した状態では、前記固定ボルトが、前記開口の開口領域において露出するようになっていることを特徴とするエンジン。
3. 前記固定ボルトの頭部には、その上端面を凹ませることにより工具を嵌合可能な嵌合部が形成されていることを特徴とする請求項１記載のエンジン。
4. 前記チェーンカバーの外面には、側方に突出する放熱フィンが形成されていることを特徴とする請求項１記載のエンジン。
5. 前記チェーンカバーは、その内面の開口を覆う部分に形成された凹部を有し、
   前記チェーンカバーを前記開口から外した状態では、前記カムチェーンにおける前記凹部との対応部分が、前記開口から前記シリンダヘッドの外側へ突出するようになっていることを特徴とする請求項１記載のエンジン。
6. 請求項１〜請求項５のいずれかに記載のエンジンを備えていることを特徴とする自動二輪車。

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