JP6620514B2 - 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し、特に水冷式のエンジン及び自動二輪車に関する。

自動二輪車のエンジンにおいては、シリンダヘッドの上部に燃焼室内に貫通する点火プラグ用の取付穴が形成されている。この取付穴には上から点火プラグがねじ込まれ、点火プラグには樹脂製のプラグキャップが被せられる。このようなエンジンでは、点火プラグにプラグキャップが被せられているだけで、点火プラグに対して完全な防水対策が施されていない。このため、雨水等が取付穴の内部に浸入して溜まってしまうことがある。

そこで、取付穴の内部に溜まった水を排出するために、取付穴の下端に水抜き用の排水口が形成されるものが提案されている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。特許文献１及び特許文献２に記載のエンジンは、並列多気筒の水冷式エンジンであり、一気筒あたり２つの排気ポートを備えている。これらのエンジンでは、点火プラグの取付穴の下端から２つの排気ポートの間及び燃焼室と排気ポートとの間のスペースを通る排水口が形成されている。

特開平７−２５９６４１号公報 特開２０００−１１０６６０号公報

ところで、エンジン運転中はシリンダヘッドの周辺が高温にさらされている。特に、燃焼室及び排気ポートでは熱の影響が著しく、冷却対策が十分に施されていないと、混合気の異常燃焼（ノッキング）等の原因となってしまう。そこで、水冷式のエンジンでは、シリンダヘッド等の内部に冷却水の通路となるウォータージャケットが形成される。

しかしながら、特許文献１及び特許文献２に記載のエンジンでは、冷却効果を得たい部分に水抜き用の排水口が形成されているため、ウォータージャケットのスペースを十分に確保することができず、冷却効果を満足に得ることができないという問題がある。

本発明は係る点に鑑みてなされたものであり、点火プラグ用の取付穴の内部に溜まった水を適切に排出すると共に冷却効果を高めることができるエンジン及び自動二輪車を提供することを目的とする。

本発明に係るエンジンは、気筒に対応する位置に点火プラグ用の取付穴及び排気ポートが形成され、複数の前記気筒が左右方向に並んで配置されたシリンダヘッドを備える並列多気筒のエンジンであって、前記シリンダヘッドには、各気筒毎に前記取付穴と複数の前記排気ポートとが形成され、前記シリンダヘッドの左右方向で全ての前記気筒の前記取付穴を貫通するように形成される第１の水抜き通路と、前記シリンダヘッドの側方で前後方向に延びて前記第１の水抜き通路に連通する第２の水抜き通路とを備え、前記第２の水抜き通路と同じ側にサイドスタンドが配置されていることを特徴とする。

この構成によれば、第１の水抜き通路と第２の水抜き通路がシリンダヘッドの側方で連通することにより、取付穴の内部に水が溜まったとしても、第１の水抜き通路及び第２の水抜き通路を通じて水をエンジンの外に排出することができる。このとき、水の排出経路が取付穴と排気ポートとの間を通ることが無いため、取付穴と排気ポートとの間のスペースを冷却水の通路として確保することができる。よって、当該スペースに冷却水を供給することで、エンジンの冷却効果を高めることができる。

また、本発明に係る上記エンジンにおいて、前記第２の水抜き通路は、前記排気ポートとカムチェーン室との間に設けられることが好ましい。この構成によれば、排気ポートとカムチェーン室との間のデッドスペースを有効活用することができる。

また、本発明に係る上記エンジンにおいて、前記カムチェーン室は、エンジンの一方側に偏って配置されており、前記カムチェーン室と同じ側に前記サイドスタンドが配置されていることが好ましい。この構成によれば、サイドスタンドを使用した際に、エンジン全体がサイドスタンド側に傾斜することで、第１の水抜き通路及び第２の水抜き通路の出口側が下方に位置付けられる。よって、取付穴の内部に溜まった水の自重を利用して、水の排出性を高めることができる。

また、本発明に係る上記エンジンにおいて、前記取付穴と前記排気ポートとの間のスペースにウォータージャケットが形成されることが好ましい。この構成によれば、熱の影響が著しい排気ポートの近傍を効果的に冷却することができ、取付穴と排気ポートとの間にヒートスポットが生成されるのを防ぐことができる。

また、本発明に係る上記エンジンにおいて、前記気筒は前傾で配置され、前記第２の水抜き通路がエンジンの前側において貫通することが好ましい。この構成によれば、第２の水抜き通路を前方に向かって下方に傾斜させることができ、水の排出性を向上させることができる。

また、本発明に係る自動二輪車は、上記エンジンを備えることが好ましい。

本発明によれば、点火プラグ用の穴の内部に溜まった水を適切に排出すると共に冷却効率を高めることができる。

本実施の形態に係る自動二輪車のエンジンの概略構成を示す側面図である。 図１に示すエンジンの正面図である。 本実施の形態に係るシリンダヘッドの上面図である。 比較例に係るシリンダヘッドの断面図である。 図３に示すシリンダヘッドをＡ−Ａ線に沿って切断したときの断面図である。 図３に示すシリンダヘッドをＢ−Ｂ線に沿って切断したときの断面図である。 図３に示すシリンダヘッドをＣ−Ｃ線に沿って切断したときの断面図である。 本実施の形態において、サイドスタンドを使用したときのエンジンの正面図である。

以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。なお、以下においては、本発明に係るエンジンを自動二輪車に適用した例について説明するが、適用対象はこれに限定されることなく変更可能である。例えば、本発明に係る過給機を、他のタイプの自動二輪車や、バギータイプの自動三輪車、自動四輪車等に適用してもよい。また、方向について、車両前方を矢印ＦＲ、車両後方を矢印ＲＥ、車両左側を矢印Ｌ、車両右側を矢印Ｒでそれぞれ示す。また、以下の各図では、説明の便宜上、一部の構成を省略している。

図１及び図２を参照して、本実施の形態に係る自動二輪車のエンジンの概略構成について説明する。図１は、本実施の形態に係る自動二輪車のエンジンの概略構成を示す側面図である。図２は、図１に示すエンジンの正面図である。

図１及び図２に示すように、本実施の形態に係るエンジン１は、並列２気筒の水冷式エンジンである。エンジン１は、シリンダブロック１０やシリンダヘッド１１で構成されるシリンダアセンブリ１２内にピストン（不図示）等の構成部品を収容し、シリンダアセンブリ１２（シリンダヘッド１１）の上端にシリンダヘッドカバー１３を取り付けて構成される。シリンダアセンブリ１２の後下方には、クランクシャフト（不図示）を収容するクランクケース４が取り付けられている。

クランクケース４は、上下に分割可能に構成され、上側の上ケース４０と下側の下ケース４１とを有している。上ケース４０と下ケース４１とを合わせることにより、クランクケース４内に各種軸を収容する空間が形成される。上ケース４０の前側上部は開口されており、この開口を塞ぐように上ケース４０にはシリンダブロック１０が取り付けられる。下ケース４１は下方に開口されており、この開口を塞ぐように下ケース４１にはオイルパン５が取り付けられる。

クランクケース４の左右両側には、それぞれ開口が形成されている。左側の開口には、マグネト（不図示）を覆うマグネトカバー１４（図１では不図示）が取り付けられ、右側の開口には、クラッチ（不図示）を覆うクラッチカバー１５が取り付けられている。

また、エンジン１には、冷却水をエンジン１に対して送り込むウォータポンプ１６が設けられている。ウォータポンプ１６は、クランクケース４の側面において、クラッチカバー１５の前方に設けられている。また、クランクケース４の左下方には、車体（エンジン１）を支持するサイドスタンド１７（図８参照）が設けられている。

次に、図３及び図４を参照して、本実施の形態に係るシリンダヘッドの周辺構成、及び比較例に係るシリンダヘッドについて説明する。図３は、本実施の形態に係るシリンダヘッドの上面図である。図４は、比較例に係るシリンダヘッドの断面図である。なお、図４においては、点火プラグに対する水の排出経路及び冷却水経路が本実施の形態と相違し、それ以外の構成は本実施の形態と略同一である。

図３に示すように、シリンダヘッド１１は、上面視において左右方向に長い矩形状の空間２０を有している。この空間２０には、吸気バルブ２１や排気バルブ２２等の動弁機構を構成する部品が収容される。シリンダヘッド１１の空間２０の左側方には、カムチェーン（不図示）を収容するカムチェーン室２３が設けられている。カムチェーンは、クランクシャフト（不図示）の回転を動弁機構の一部であるカムシャフト（不図示）に伝達する役割を果たす。

また、上記したように、本実施の形態に係るエンジン１は並列２気筒のエンジンであり、シリンダヘッド１１下方のシリンダブロック１０（図１参照）では、２つの気筒が左右方向に並んで配置されている。シリンダヘッド１１においては、これら２つの気筒に対応して、各気筒毎に一つずつ点火プラグＰ（図５参照）用の取付穴２４が形成されている。すなわち、２つの取付穴２４は、左右方向に並んで形成されている。詳細は後述するが、取付穴２４は、上下方向（紙面に対して垂直方向）に延びており、シリンダブロック１０側に貫通形成されている。

各取付穴２４の前側（紙面下側）には、一対の排気バルブ２２が設けられ、各取付穴２４の後側（紙面上側）には、一対の吸気バルブ２１が設けられている。すなわち、一対の排気バルブ２２及び一対の吸気バルブ２１は、前後方向において取付穴２４（点火プラグＰ）を挟むように配置されている。また、取付穴２４の中心を通って前後方向に延びる直線を挟むようにして、一対の排気バルブ２２又は一対の吸気バルブ２１が左右に並んで配置されている。さらに、各気筒及び排気バルブ２２に応じて、シリンダヘッド１１の前面には、一対の排気ポート２５（図６又は図７参照）が左右に並んで設けられ、各気筒及び吸気バルブ２１に応じて、シリンダヘッド１１の後面には、一対の吸気ポート２６が左右に並んで設けられている。

ところで、このように構成されるシリンダヘッド１１においては、取付穴２４に点火プラグＰが取り付けられた後、点火プラグＰの上半部にはプラグキャップ（不図示）が被せられる。このとき、取付穴２４に対してプラグキャップが嵌め込まれるわけではなく、取付穴２４とプラグキャップとの間には隙間が空いている。このため、取付穴２４の中に雨水等の水分が溜まってしまい、点火プラグＰ及びその周辺が腐食してしまうおそれがある。

そこで、図４に示すシリンダヘッド６においては、取付穴６０の下端側に水抜き用の通路６１が形成されている。この通路６１は、点火プラグＰの取付座面から前方に向かって斜め下方に穴を貫通させて形成される。これにより、取付穴６０の内部に雨水等が浸入しても、水抜き用の通路６１を通じて雨水等をシリンダヘッド６の外側に排出することができ、点火プラグＰ及びその周辺の腐食が防止される。

また、一般に、エンジン運転中は燃焼室６２内で混合気の点火が繰り返されることにより、シリンダブロック（不図示）及びシリンダヘッド６の周辺が高温にさらされる。特に、燃焼室６２及び排気ポート６３では熱の影響が著しく、冷却対策が十分に施されていないと、混合気の異常燃焼（ノッキング）等の原因となってしまう。このため、シリンダヘッド６の内部には、冷却水の通路としてウォータージャケット６４が形成されている。

しかしながら、図４に示すシリンダヘッド６では、水抜き用の通路６１が、燃焼室６２と排気ポート６３との間のスペース（一対の排気ポート６３間のスペース）を利用して形成されている。このため、ウォータージャケット６４は、水抜き用の通路６１を避けるようにして、取付穴６０と排気ポート６３との間の限られたスペース内に形成される。このように、通路６１が邪魔をして、最も熱が発生する部分においてウォータージャケット６４のスペースを十分に確保することができなかった。この結果、エンジンの冷却効果を満足に得ることができないおそれがあった。

そこで、本発明者は、エンジン１の片側に偏って配置されたカムチェーン室２３と、カムチェーン室２３と同じ側の排気ポート２５との間のデッドスペースに着目して本発明に想到した。より具体的には、点火プラグＰの取付穴２４に溜まった水の排出口をシリンダヘッド１１の片側に設ける構成とした。図３に示すように、水の排出経路２７は、シリンダヘッド１１の左右方向で各取付穴２４に連通する第１の水抜き通路２７ａと、第１の水抜き通路２７ａに連通してシリンダヘッド６の側方で前後方向に延びる第２の水抜き通路２７ｂとによって構成される。

これにより、水の排出経路２７が取付穴２４と排気ポート２５との間（一対の排気ポート２５の間）を通ることが無いため、取付穴２４と排気ポート２５との間のスペースを冷却水の通路として確保することができる。よって、点火プラグＰの取付穴２４の内部に溜まった水を適切に排出すると共にエンジン１の冷却効果を高めることが可能になっている。

次に、図３及び図５から図８を参照して、シリンダヘッドの内部構成について詳細に説明する。図５は、図３に示すシリンダヘッドをＡ−Ａ線に沿って切断したときの断面図である。図６は、図３に示すシリンダヘッドをＢ−Ｂ線に沿って切断したときの断面図である。図７は、図３に示すシリンダヘッドをＣ−Ｃ線に沿って切断したときの断面図である。図８は、本実施の形態において、サイドスタンドを使用したときのエンジンの正面図である。

図５に示すように、取付穴２４は、各気筒の略軸心上において上下方向に延び、燃焼室２８内（気筒内）に貫通している。取付穴２４は、上側の太穴部２４ａと下側の細穴部２４ｂとが同軸上に連なって構成されており、細穴部２４ｂの下端が燃焼室２８に貫通している。細穴部２４ｂは、太穴部２４ａに対して小さい内径を有しており、内面にネジが形成されている。

点火プラグＰは、電極が設けられる先端側を下方に向けて取付穴２４に挿通される。そして、点火プラグＰの略下半部（先端側）が細穴部２４ｂにねじ込まれ、点火プラグＰの略上半部が太穴部２４ａ内に収容される。これにより、点火プラグＰの電極部分が燃焼室２８内に露出される。

また、シリンダヘッド１１には、右端から左方向に向かって各取付穴２４に連通する連通穴２７ａが形成されている。この連通穴２７ａ（以下、連通穴２７ａを第１の水抜き通路２７ａと記す）は、取付穴２４の内部に浸入した水の排出経路２７の一部を構成する。第１の水抜き通路２７ａは、各気筒毎の取付穴２４を左右方向に貫通するように形成される。また、第１の水抜き通路２７ａは、太穴部２４ａと細穴部２４ｂとの接続部分近傍を横切り、カムチェーン室２３側に延びている。なお、第１の水抜き通路２７ａの右側の開口端は、図示しないメクラ栓によって塞がれてもよく、開放されたままでもよい。

また、図６に示すように、シリンダヘッド１１の左端側（カムチェーン室２３（図５参照）側）においては、第１の水抜き通路２７ａに連通するようにシリンダヘッド１１の前面から連通穴２７ｂが形成されている。この連通穴２７ｂ（以下、連通穴２７ｂを第２の水抜き通路２７ｂと記す）は、上記した水の排出経路２７の一部を構成する。第２の水抜き通路２７ｂは、第１の水抜き通路２７ａの左端部から前方に向かって下方に傾斜している。また、第２の水抜き通路２７ｂが排気ポート２５とカムチェーン室２３との間に設けられることにより、排気ポート２５とカムチェーン室２３との間のデッドスペースを有効活用することができる。

本実施の形態では、水の排出経路２７（第２の水抜き通路２７ｂ）がエンジン１の左側、すなわち、カムチェーン室２３側に偏って配置されている。また、図８に示すように、サイドスタンド１７もエンジン１の左側に設けられている。このため、サイドスタンド１７が使用されることにより、エンジン１が左側に傾けられ、第１の水抜き通路２７ａは、左端側（出口側）が下方に位置付けられる。これにより、各取付穴２４に浸入した水は自重によって第１の水抜き通路２７ａの左端側（カムチェーン室２３側）に流れ落ちる。

また、エンジン１が車体フレーム（不図示）に取り付けられた状態においては、シリンダアセンブリ１２（図１参照）が前傾で配置されており、第２の水抜き通路２７ｂがシリンダヘッド１１の前側で貫通（開放）している。この場合、第２の水抜き通路２７ｂは、第１の水抜き通路２７ａの左端部から前方に向かって下方に傾斜している。このため、第１の水抜き通路２７ａを通じて第２の水抜き通路２７ｂに流れ込んだ水は、自重によって前方に向かって流れ落ち、シリンダヘッド１１の前面から外に排出される。

このように、水の排出経路２７をエンジン１の姿勢に合わせて傾斜させたことで、水の排出性が向上されている。なお、サイドスタンド１７の使用時に限らず、カムチェーン室２３側（左側）が下方となるように車体をバンクさせた場合においても排水性を向上させることができる。

また、本実施の形態では、上記したように、点火プラグＰの取付穴２４の内部に入り込んだ水の排出経路２７を、左右方向に延びる第１の水抜き通路２７ａと、第１の水抜き通路２７ａの端部から前方に向かって延びる第２の水抜き通路２７ｂとで構成している。これにより、一対の排気ポート２５の間や、取付穴２４と排気ポート２５との間のスペース、いわゆる積極的に冷却したい部分に水の排出経路を設ける必要が無い。よって、図７に示すように、取付穴２４と排気ポート２５との間のスペースにウォータージャケット２９のスペースを確保することができる。このように、熱の影響が著しい排気ポート２５の近傍を効果的に冷却することができ、取付穴２４と排気ポート２５との間にヒートスポットが生成されるのを防ぐことができる。

以上のように、本実施の形態によれば、第１の水抜き通路２７ａと第２の水抜き通路２７ｂがシリンダヘッド１１の側方で連通することにより、取付穴２４の内部に水が溜まったとしても、第１の水抜き通路２７ａ及び第２の水抜き通路２７ｂを通じて水をエンジン１の外に排出することができる。このとき、水の排出経路２７が取付穴２４と排気ポート２５との間を通ることが無いため、取付穴２４と排気ポート２５との間のスペースを冷却水の通路として確保することができる。よって、当該スペースに冷却水を供給することで、エンジン１の冷却効果を高めることができる。

なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。上記実施の形態において、添付図面に図示されている大きさや形状などについては、これに限定されず、本発明の効果を発揮する範囲内で適宜変更することが可能である。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施することが可能である。

例えば、上記した実施の形態においては、並列２気筒のエンジン１について説明したが、この構成に限定されない。エンジン１は、単気筒でも、３気筒以上のエンジンで構成されてもよい。

また、上記した実施の形態においては、一気筒につき２つの排気ポート２５を有するエンジン１について説明したが、この構成に限定されない。エンジン１は、一気筒につき１つの排気ポート又は３つ以上の排気ポートを有してもよい。

また、上記した実施の形態において、カムチェーン室２３及びサイドスタンド１７がエンジン１の左側に設けられる構成としたが、この構成に限定されない。カムチェーン室２３及びサイドスタンド１７は、右側に設けられてもよい。また、カムチェーン室２３とサイドスタンド１７とは、必ずしも同じ側に設けられなくてよい。

以上説明したように、本発明は、点火プラグ用の取付穴の内部に溜まった水を適切に排出すると共に冷却効果を高めることができるという効果を有し、特に、水冷式のエンジン及び自動二輪車に有用である。

１ エンジン
１１ シリンダヘッド
１７ サイドスタンド
２３ カムチェーン室
２４ 取付穴
２５ 排気ポート
２７ａ 連通穴（第１の水抜き通路）
２７ｂ 連通穴（第２の水抜き通路）
２９ ウォータージャケット
Ｐ 点火プラグ

Claims (6)

1. 気筒に対応する位置に点火プラグ用の取付穴及び排気ポートが形成され、複数の前記気筒が左右方向に並んで配置されたシリンダヘッドを備える並列多気筒のエンジンであって、
   前記シリンダヘッドには、各気筒毎に前記取付穴と複数の前記排気ポートとが形成され、
   前記シリンダヘッドの左右方向で全ての前記気筒の前記取付穴を貫通するように形成される第１の水抜き通路と、
   前記シリンダヘッドの側方で前後方向に延びて前記第１の水抜き通路に連通する第２の水抜き通路とを備え、
   前記第２の水抜き通路と同じ側にサイドスタンドが配置されていることを特徴とするエンジン。
2. 前記第２の水抜き通路は、前記排気ポートとカムチェーン室との間に設けられることを特徴とする請求項１に記載のエンジン。
3. 前記カムチェーン室は、エンジンの一方側に偏って配置されており、
   前記カムチェーン室と同じ側に前記サイドスタンドが配置されていることを特徴とする請求項２に記載のエンジン。
4. 前記取付穴と前記排気ポートとの間のスペースにウォータージャケットが形成されることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載のエンジン。
5. 前記気筒は前傾で配置され、前記第２の水抜き通路がエンジンの前側において貫通することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載のエンジン。
6. 請求項１から請求項５のいずれかに記載のエンジンを備えることを特徴とする自動二輪車。

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