KR100798580B1 - 차량용 내연 기관 - Google Patents

Abstract

이 차량용 내연 기관은, 실린더부가, 그 축선이 거의 수평이 되도록 배치되고, 이 실린더부의 흡기 포트 및 배기 포트를 갖는 실린더 헤드에 두 개의 플러그가 장착된다. 상기 실린더 헤드에는, 플러그 홀의 주위를 냉각하는 에어 재킷이 설치되고, 이 에어 재킷이, 그 주행풍 도입구로부터 배풍구에 이르는 주통로가 대략 L자 형상으로 굴곡하는 형상으로 형성되고, 상기 주행풍 도입구의 근방에 상기 각 플러그 중 하나가 배치되고, 상기 배풍구 근방에 상기 각 플러그 중 다른 하나가 배치된다.

Description

차량용 내연 기관{INTERNAL COMBUSTION ENGINE FOR VEHICLE}

본 발명은, 실린더부를, 그 축선이 거의 수평이 되도록 배치되고, 또한 실린더 헤드에 흡배기 포트 및 두 개의 플러그를 구비한 차량용 내연 기관에 관한 것이다.

종래의 차량용 내연 기관에 있어서, 실린더 헤드에, 주로 플러그 홀 주위를 냉각하기 위한 에어 재킷(냉각풍 통로)을 형성한 것이 있다(예를 들면, 하기 특허 문헌 1 참조).

[특허 문헌 1 : 일본국 특허공개공보 2004-138053호]

이 차량용 내연 기관에서는, 연소 성능을 높여 출력 향상 및 저연비화를 도모하기 위해 트윈 플러그화하는 경우, 실린더부의 냉각 능력을 충분히 고려한 후에, 상기 에어 재킷, 흡배기 포트, 및 각 플러그의 레이아웃을 결정할 필요가 있다.

본 발명은, 상기 사정에 감안하여 이루어진 것이므로, 실린더부를, 그 축선이 거의 수평이 되도록 배치하고, 또한 실린더 헤드에 흡배기 포트 및 두 개의 플러그를 구비하고, 또한 동시에 실린더 헤드에 설치한 에어 재킷에 의한 냉각 효과를 높인 차량용 내연 기관의 제공을 과제로 한다.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 이하의 수단을 채용하였다.

즉, 본 발명의 차량용 내연 기관은, 실린더부(예를 들면, 실시예의 실린더부(22, 122))의 흡기 포트(예를 들면, 실시예의 흡기 포트(49)) 및 배기 포트(예를 들면, 실시예의 배기 포트(50))를 갖는 실린더 헤드(예를 들면, 실시예의 실린더 헤드(24, 124))에 두 개의 플러그(예를 들면, 실시예의 각 플러그(64, 65))가 장착된 차량용 내연 기관(예를 들면, 실시예의 엔진(20, 120))으로서, 상기 실린더 헤드에, 플러그 홀(예를 들면, 실시예의 각 플러그 홀(66, 67))의 주위를 냉각하는 에어 재킷(예를 들면, 실시예의 에어 재킷(69))이 설치되고; 이 에어 재킷이, 그 주행풍 도입구(예를 들면, 실시예의 주행풍 도입구(75))로부터 배풍구(예를 들면, 실시예의 주(主)배풍구(76))에 이르는 주(主)통로가 대략 L자 형상으로 굴곡하는 형상으로 형성되고; 상기 주행풍 도입구의 근방에 상기 각 플러그 중 하나가 배치되고, 상기 배풍구 근방에 상기 각 플러그 중, 다른 하나가 배치되어 있다.

상기 실린더 헤드의 배기 포트와 상기 주행풍 도입구가 병렬 배치되어 있어도 된다.

상기 실린더 헤드와 일체 형성되어 상기 주행풍 도입구로 주행풍을 안내하는 도풍판(導風板)(예를 들면, 실시예의 제1 도풍판(78))을 더 구비하여도 된다.

상기 에어 재킷의 배풍구가, 상기 실린더 헤드의 측방에 개구(開口)되어 있어도 된다.

상기 에어 재킷의 대략 중앙부에 핀(예를 들면, 실시예의 센터 핀(77))이 설치되어 있어도 된다.

상기 배풍구는 주배풍구이고, 상기 차량용 내연 기관은, 상기 흡기 포트의 근방에 부배풍구(예를 들면, 실시예의 부배풍구(76a))를 더 구비하고 있어도 된다.

상기 실린더부는, 그 축선(예를 들면, 실시예의 축선(C)이 지면에 대해 거의 수평이 되도록 배치되어 있어도 된다.

[발명의 효과]

본 발명에 의하면, 단일의 실린더 헤드에 두 개의 플러그를 효율적으로 배치할 수 있음과 동시에, 두 개의 플러그 홀 주위 및 연소실 외벽을 단일의 에어 재킷으로 효율적으로 냉각할 수 있다.

상기 실린더 헤드의 배기 포트와 상기 주행풍 도입구를 병렬 배치한 경우에는, 주행풍 도입구의 개구 면적을 크게 할 수 있어, 에어 재킷 내로 도입되는 다량의 주행풍에 의해 두 개의 플러그 및 실린더 헤드의 냉각 효율을 한층 더 향상시킬 수 있다.

상기 실린더 헤드와 상기 주행풍 도입구로의 도풍판을 일체 구조로 한 경우에는, 주행풍을 주행풍 도입구로 양호하게 안내하여 냉각 효율을 향상시킴과 동시에, 실린더 헤드와 도풍판을 알루미늄 주조 등에 의해 일체 형성하여 부품 점수 삭감에 의한 비용 저감을 도모할 수 있다.

상기 에어 재킷의 배풍구를, 상기 실린더 헤드의 측방에 개구시킨 경우에는, 배풍구로부터의 온풍을 차체 내에 채우지 않고 차 밖으로 양호하게 배출할 수 있다.

상기 에어 재킷의 대략 중앙부에 핀을 설치한 경우에는, 주행풍을 핀으로 안내해 L자 형상의 에어 재킷 내부를 효율적으로 통과시켜, 두 개의 플러그 및 실린더 헤드의 냉각 효율을 한층 더 향상시킬 수 있다.

상기 배풍구가 주배풍구이고, 상기 차량용 내연 기관이, 상기 흡기 포트의 근방에 부배풍구를 더 구비하고 있는 경우에는, 흡기 포트 주위의 실린더 헤드도 냉각할 수 있다.

상기 실린더부가, 그 축선이 지면에 대해 거의 수평이 되도록 배치되어 있는 경우에는, 수평 공냉(空冷) 내연 기관의 에어 재킷에 주행풍을 충분히 끌어들여, 냉각 효율을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 자동 이륜차의 좌측면도,

도 2는 동 자동 이륜차의 엔진 및 배기관 등의 배치를 도시한 상면도,

도 3은 동 엔진 및 배기관의 우측면도,

도 4는 동 엔진의 단면도

도 5는 동 엔진의, 실린더 본체의 축선에 직교하는 단면에서의 단면도,

도 6은 동 엔진의, 실린더 헤드의 축선에 직교하는 단면에서의 단면도,

도 7은 동 엔진의 점화 플러그의 배치를 도시한 도면으로, 도 3에 상당하는 우측면도,

도 8은 동 엔진의 실린더부를 좌측에서 본 설명도,

도 9는 동 엔진의 실린더 헤드를 전측에서 본 도면,

도 10은 본 발명의 실시예 2를 도시한 도면으로, 6에 상당하는 단면도,

도 11은 동 실시예의 엔진을 도시한 도면으로, 도 7에 상당하는 우측면도이다.

[부호의 설명]

1: 자동 이륜차(차량) 20, 120: 엔진(내연 기관)

22, 122: 실린더부 24, 124: 실린더 헤드

49: 흡기 포트 50: 배기 포트

64: 제1 플러그(플러그) 65: 제2 플러그(플러그)

66: 제1 플러그 홀(플러그 홀) 67: 제2 플러그 홀(플러그 홀)

69: 에어 재킷 75: 주행풍 도입구

76: 주배풍구(배풍구) 76a: 부배풍구

77: 센터 핀(핀) 78: 제1 도풍판(도풍판)

C: 축선

이하, 본 발명의 각 실시예에 대해, 도면을 참조하여 설명한다. 또한, 이하의 설명에 있어서의 전후 좌우 등의 방향은, 특별히 기재가 없으면, 차량에 있어서의 전후 좌우 등의 방향과 동일하게 한다. 또, 도면 중의 화살표 FR은 차량 전방을, 화살표 LH는 차량 좌방을, 화살표 UP은 차량 상방을 각각 나타낸다.

[실시예 1]

도 1에 도시한 자동 이륜차(차량)(1)에서, 차체 프레임(2)의 전단부(前端部) 에 위치하는 헤드 파이프(3)에는, 전륜(4)을 축 지지하는 좌우의 프런트 포크(5)가 스티어링 스템(6)을 개재하여 조향(操向) 가능하게 피봇 지지된다. 스티어링 스템(6)의 상부에는, 전타용(轉舵用)의 바 핸들(7)이 장착되어 있다.

차체 프레임(2)은, 헤드 파이프(3)로부터 경사 하후(下後)방으로 1개의 메인 튜브(8)를 연장시키고, 헤드 파이프(3)와 탑승자용 시트(9) 사이를 바닥부로 하여 탑승 용이성을 향상시킨 소위 백본형(Backbone-type)이다. 메인 튜브(8)의 후단부에는 좌우의 피봇 플레이트(10)가 접합되고, 이들 좌우 피봇 플레이트(10)에는 후륜(11)을 축 지지하는 스윙 아암(12)의 전단부가 요동 가능하게 피봇 지지되어 있다.

메인 튜브(8)의 리어부에는, 경사 상후(上後)방으로 연장되는 좌우의 시트 프레임(13)의 전단부가 접합되고, 이들 좌우 시트 프레임(13)의 전후 중간부와 스윙 아암(12)의 좌우 아암 후단부의 사이에는, 좌우의 리어 쿠션(14)이 각각 배치되어 있다. 좌우 시트 프레임(13)의 상방에는, 운전자용 및 리어부 동승자용의 좌면(座面)을 전후에 갖는 상기 시트(9)가 배치되어 있다. 또한, 도면 중의 부호 15는 운전자용의 스텝을, 부호 16은 리어부 동승자용의 스텝을 각각 나타낸다.

차체 프레임(2)의 중앙 하부 내측(상기 바닥부 내측)에는, 자동 이륜차(1)의 원동기인 엔진(내연 기관)(20)이 배치되어 있다. 엔진(20)은, 크랭크 회전 축선을 차폭 방향(좌우 방향)을 따르게 한 공냉 단기통 엔진으로, 그 크랭크 케이스(21)의 전단부로부터 차량 전방을 향해 실린더부(22)를 돌출시킨 기본 구성을 갖는다. 엔진(20)은, 크랭크 케이스(21)의 리어부 상하가 좌우 피봇 플레이트(10)에 지지됨과 동시에, 크랭크 케이스(21)의 상부가 엔진 행거(8a)를 개재하여 메인 튜브(8)의 전후 중간부에 지지됨으로써, 차체 프레임(2)에 탑재되어 있다.

실린더부(22)의 선단측(전단측)의 실린더 헤드(24)에는, 그 상방으로부터 스로틀 바디(26)의 하류측이 접속됨과 동시에, 그 하방으로부터 배기관(27)의 기단(基端) 측이 접속되어 있다. 스로틀 바디(26)의 상류 측에는, 메인 튜브(8)의 프런트부 하측에 지지된 에어클리너 케이스(26a)가 접속되어 있다.

도 2를 아울러 참조하여 설명한다. 배기관(27)은, 실린더 헤드의 하방에서 일단(一端) 전방으로 굴곡하여 연장되고, 실린더부(22)의 전단보다 약간 전방에서 좌후(左後)방으로 전환하여 실린더부(22)의 경사 하좌(下左)방을 이것과 거의 평행하게 후방으로 연장시킨 후, 크랭크 케이스(21) 하방에서 차폭 방향 대략 중앙으로 굴곡되어, 엔진(20)의 후방에 위치하는 사일렌서(27a)의 전단부(기단부)에 접속된다. 배기관(27)에서의 실린더부(22)의 경사 하좌방에 위치하는 부위에는, 배기 가스 정화용 촉매 컨버터(이하, 간단히 촉매라고 하는 경우가 있다)(28)가 설치되어 있다(도 5 참조). 사일렌서(27a)는, 엔진(20)의 후단과 후륜(11)의 전단 사이에 위치하는 기단부로부터 후륜(11)보다 우측으로 연장되고, 이 연장부로부터 후륜(11)의 프런트부와, 측면에서 봤을 때에 겹쳐지도록 후방으로 연장됨으로써, 상면에서 볼 때, 대략 L자 형상으로 형성되어 있다.

엔진(20)으로부터의 회전 동력은, 크랭크 케이스(21) 내에 수용된 후술의 각 클러치 및 변속기(31)(도 4 참조)를 통해, 크랭크 케이스(21)의 리어부 좌측의 드라이브 스프로켓(32)으로 출력되고, 이 드라이브 스프로켓(32)으로부터 드라이브 체인(33)을 통해 후륜(11) 좌측의 드리븐 스프로켓(34)으로 전달된다.

차체 프레임(2)의 프런트부, 엔진(20)의 실린더부(22), 스로틀 바디(26), 및 에어클리너 케이스(26a) 등은, 합성수지제의 프런트부 차체 커버(35)로 덮여 있다. 프런트부 차체 커버(35)는, 운전자의 레그부를 전방으로부터의 풍압 등으로부터 보호하는 레그 실드도 겸하고 있다. 차체 프레임(2)의 리어부는, 동일하게 합성 수지제의 리어부 차체 커버(36)로 덮여 있다. 이 리어부 차체 커버(36)는, 좌우 시트 프레임(13)과 함께 시트(9)를 지지한다. 리어부 차체 프레임(2) 내에는, 시트(9) 아래에 위치하는 물품 수납 상자(37)가 배치된다. 또, 이 물품 수납 상자(37)의 프런트부 하측에는, 좌우 시트 프레임(13)의 프런트부에 의해 지지되는 연료 탱크(38)가 배치되어 있다.

도 3에 도시한 바와 같이, 엔진(20)의 실린더부(22)는, 그 축선(C)이 지면에 대해 거의 수평(상세하게는 약간 앞이 올라감)을 이루도록 크랭크 케이스(21)의 전단부로부터 전방(차량 진행 방향)으로 돌출되어 있다. 또, 실린더부(22)는, 크랭크 케이스(21)의 전단부에 장착되는 실린더 본체(23)와, 이 실린더 본체(23)의 전단부에 장착되는 상기 실린더 헤드(24)와, 이 실린더 헤드(24)의 전단부에 장착되는 헤드 커버(25)를 주된 구성요소로 한다. 이하, 실린더부(22)에서, 상기 축선 (C)(실린더 축선)과 평행한 전후 방향을 실린더 전후 방향, 상기 축선(C)과 직교하는 상하 방향을 실린더 상하 방향이라고 하는 경우가 있다.

도 4를 아울러 참조하여 설명한다. 실린더 본체(23)는, 그 내부에, 상기 축선(C)에 따른 실린더 보어(39)가 형성되고, 이 실린더 보어(39) 내에 피스톤(40)이 왕복가능하게 끼워 장착되어 있다. 피스톤(40)에는, 좌우 방향에 따른 피스톤 핀을 개재하여 커넥팅 로드(41)의 소단부(小端部)가 요동 가능하게 연결되고, 이 커넥팅 로드(41)의 대단부(大端部)는, 좌우 방향에 따른 크랭크 핀을 개재하여 크랭크 샤프트(42)에 회전 가능하게 연결되어 있다. 크랭크 샤프트(42)는, 좌우 방향에 따른 좌우 축부 사이에 좌우 크랭크 웹을 개재하여 크랭크 핀을 지지하고 있다.

크랭크 샤프트(42)의 우단부(右端部)에는 원심(遠心) 클러치(29)가 동축(同軸) 배치되고, 이 원심 클러치(29)를 개재하여 크랭크 샤프트(42)의 회전 동력이 그 회전 속도에 따라 프라이머 리드 드라이브 기어(43)에 전달된다. 프라이머 리드 드라이브 기어(43)는 크랭크 샤프트(42)의 우측 축부 상에 동축 배치되어 있으며, 이 프라이머 리드 드라이브 기어(43)가 크랭크 샤프트(42) 후방의 메인 샤프트(45)의 우측부 상에 동축 배치된 프라이머 리드 드라이브 기어(44)에 서로 맞물려 있다. 메인 샤프트(45)는 크랭크 샤프트(42)의 후방에 그 좌우 축부와 평행하게 배치되어 있으며, 그 우단부에, 운전자의 조작에 의해 동력 전달을 단속(斷續)할 수 있는 다판(多板) 클러치(30)가 동축 배치되고, 이 다판 클러치(30)를 통해, 프라이머 리드 드라이브 기어(44)로 입력된 회전 동력이 메인 샤프트(45)에 전달된다.

메인 샤프트(45)는, 그 후방에 평행 배치된 카운터 샤프트(46)와 함께 변속 기어군(도 4에서는, 서로 끼워맞춤 되는 1세트의 변속 기어쌍만 나타낸다)(47)을 지지한다. 이들 메인 샤프트(45), 카운터 샤프트(46), 및 변속 기어군(47)으로 주로 변속기(31)가 구성되고, 운전자의 조작에 의해, 도시하지 않은 체인지 기구를 개재하여 상기 변속 기어군(47)의 감속비를 다단계로 변화시킨다. 카운터 샤프트(46)의 좌단부는 크랭크 케이스(21) 밖으로 돌출되고, 이 좌단부에 상기 드라이브 스프로켓(32)이 장착되어 있다.

실린더 헤드(24)는, 실린더 보어(39)의 전단 개구를 폐색하여 상사점(上死點)에 있는 피스톤(40)과 함께 소위 펜트 루프형의 연소실을 형성한다. 본 실시예에 있어서의 엔진(20)은 OHC 2밸브이고, 상기 연소실의 루프 형성부(48)에서의 두 개의 경사 상면에는 각각 흡기 포트(49) 또는 배기 포트(50)에 있어서의 단일 연소실측 개구가 형성되고, 이들 각 연소실측 개구가 각각 흡기 밸브(51) 또는 배기 밸브(52)에 의해 개폐된다.

각 흡기 포트(49) 및 배기 포트(50)는, 상기 연소실과, 실린더 헤드(24) 상부의 스로틀 바디 장착부(53) 또는 실린더 헤드(24) 하부의 배기관 장착부(54)를 연통(連通)하는 유통로로서, 연소실측 개구로부터 상기 경사 상면과 거의 직교하도록 경사져 전방으로 연장된 후, 상방 또는 하방으로 만곡하여 스로틀 바디 장착부(53) 또는 배기관 장착부(54)에 이른다. 스로틀 바디 장착부(53) 및 배기관 장착부(54)는, 실린더 상하 방향과 거의 직교하는 평면을 형성하고, 이들 평면에 스로틀 바디(26)의 인슐레이터 또는 배기관(27)의 결합 플랜지가 접촉하여 이들이 체결된다.

각 밸브(51, 52)의 스템은, 상기 경사 상면과 거의 직교하도록 경사 전방으로 연장되어 흡배기 포트(49, 50)의 내벽을 관통한 후, 그 선단부에 각각 흡기측 또는 배기측 로커 아암(55, 56)의 선단부를 걸어맞춤 시키고 있다. 각 로커 아암 (55, 56)의 타단부는, 단일의 캠샤프트(57)에 형성된 두 개의 캠산에 각각 미끄럼 접합하고, 이 캠샤프트(57)의 구동에 의해 각 밸브(51, 52)가 그 스템을 따라 왕복 하여 각 포트(49, 50)의 연소실측 개구를 개폐시킨다. 각 밸브(51, 52)의 스템, 각 로커 아암(55, 56), 및 캠샤프트(57) 등은 실린더 헤드(24)의 프런트부 내측에 지지되고, 이들이 실린더 헤드(24) 프런트부 및 이것을 폐색하는 컵 형상의 헤드 커버(25)로 형성되는 동(動)밸브실 내에 수용되어 있다.

캠샤프트(57)의 좌단부에는 피동 스프로켓(58)이 동축 고정되고, 이 피동 스프로켓(58)과 크랭크 샤프트(42)의 좌단부에 동축 고정된 구동 스프로켓(59)에 대해 무단(無端) 형상의 캠체인(60)이 감겨 있다. 이에 따라, 캠샤프트(57)가 크랭크 샤프트(42)와 연계 구동하여 각 밸브(51, 52)를 개폐시킨다. 또한, 크랭크 샤프트(42)의 좌단부에는 도시하지 않은 제네레이터가 동축 배치되어 있다.

도 5를 아울러 참조하여 설명한다. 실린더부(22)의 외측 둘레에는, 다수의 냉각핀(61a, 61b)이 일체 형성되어 있다. 상세하게는, 실린더 본체(23) 및 실린더 헤드(24)의 우측부에는, 실린더 축선(C)과 거의 직교하도록 복수의 측부 냉각핀(61a)이 형성되고, 실린더 본체(23)의 상하에는, 실린더 축선(C)과 거의 평행하게 복수의 상하 냉각핀(61b)이 형성되어 있다.

실린더부(22)의 좌측부 내에는, 상기 캠체인(60)을 수용하는 캠체인실(62)이 형성된다. 캠체인실(62)은, 실린더 헤드(24) 내에 송급된 엔진 오일의 크랭크 케이스(21) 내부로의 귀환 통로로서도 기능하고, 이 캠체인실(62) 내에 검출부를 면하게 하도록, 엔진 오일 온도를 검출하는 오일 온도(油溫) 센서(63)가 설치되어 있 다. 오일 온도 센서(63)는, 실린더 본체(23)에 있어서의 좌하측이면서 크랭크 케이스(21)의 근방에 위치하고(도 8 참조), 실린더 본체(23)에 그 좌방으로부터 삽입되도록 장착되어 있다. 또한, 도면 중의 부호 60a는 캠체인(60)에 소정의 장력을 부여하는 캠체인 텐셔너를 나타낸다. 또, 캠체인실(62)의 하방(실린더부(22)의 경사 하좌방)에는 상기 촉매(28)가 위치하고 있다.

도 6을 아울러 참조하여 설명한다. 캠체인실(62)은, 실린더 본체(23) 및 실린더 헤드(24)의 좌측부 내에 좌우 폭을 억제한 편평 형상의 공간을 형성하는 것으로, 실린더 내벽과 일체의 내벽부(62a) 및 그 상방으로 이어지는 상부 내벽부(73)의 외측을 단면 U자 형상의 외벽부(62b)로 둘러싸 형성되어 있다. 캠체인실(62)의 외벽부(62b)에는 실린더 보어(39) 내의 연소에 의한 열이 직접 전달되지 않기 때문에, 외벽부(62b)(실린더부(22)의 좌측부)에는 냉각핀이 형성되어 있지 않다.

도 6, 7에 도시한 바와 같이, 엔진(20)은, 연소 성능을 높여 출력 향상 및 저연비화를 도모하기 위해 트윈 플러그화 되어 있으며, 그 실린더 헤드(24)의 하부에는, 경사 전하(前下)방으로부터 제1 점화 플러그(64)가 장착되고, 실린더 헤드(24)의 좌측부에는, 경사 전우(前右)방으로부터 제2 점화 플러그(65)가 장착되어 있다. 실린더 헤드(24)의 하부 및 좌측부에는, 그 내측의 상기 루프 형성부(48)에 각 플러그(64, 65)가 끼워지기 위한 제1 및 제2 플러그 홀(66, 67)이 각각 형성되어 있다. 각 플러그(64, 65)는, 대응하는 플러그 홀(66, 67)을 통해 루프 형성부(48)에 형성된 암나사 구멍에 나사 장착되고, 그 선단 전극부를 연소실 내에 면하게 한 상태로 실린더 헤드(24)에 고정된다.

제1 플러그(64)는, 좌우 방향과 거의 직교하는 평면 내에서 실린더 상하 방향에 대해 경사지고, 또한 그 중심 축선이 실린더 축선을 따른 방향의 시선(실린더 축선 C에 따른 화살표 시선)에서 봤을 때, 흡배기 포트(49, 50)의 연장 방향과 대체로 평행이 되도록(상하 방향과 거의 평행이 되도록) 배치되어 있다. 한편, 제2 플러그(65)는, 실린더 상하 방향과 거의 직교하는 평면 내에서 좌우 방향에 대해 경사지고, 또한 그 중심 축선이 실린더 축선 방향에서 볼 때, 흡배기 포트(49, 50)의 연장 방향과 대체로 직교 하도록(좌우 방향과 거의 평행이 되도록) 배치되어 있다. 바꾸어 말하면, 각 플러그(64, 65)는, 실린더 축선 방향에서 볼 때, 대략 L자 형상을 이루도록 배치되어 있다. 제1 플러그(64)는, 그 중심 축선이 실린더 축선 (C)보다 좌측에 위치하도록 오프셋하여 설치되고, 제2 플러그(65)는, 그 중심 축선이 실린더 축선(C)보다 상방에 위치하도록 오프셋하여 설치되어 있다.

흡기 포트(49)는, 그 연소실측 개구가 루프 형성부(48)의 상부이면서 실린더 축선(C)보다 좌측에 위치하고, 이 연소실측 개구로부터 대체로 상방을 향해(상세하게는 약간 우측으로 경사지게) 연장되어 실린더 축선(C)의 거의 바로 위에 위치하는 스로틀 바디 장착부(53)에 이른다. 한편, 배기 포트(50)는, 그 연소실측 개구가 루프 형성부(48)의 하부이면서 실린더 축선(C)보다 우측에 위치하고, 이 연소실측 개구로부터 대체로 하방을 향해(상세하게는 약간 우측으로 경사지게) 연장되어 실린더 축선(C)보다 우측에 위치하는 배기관 장착부(54)에 이른다. 배기관 장착부(54)가 우측으로 오프셋함으로써, 제1 플러그(64)의 착탈 작업 스페이스가 확보되어 있다.

배기 포트(50)에는, 배기 가스의 산소 농도에 근거한 흡기의 목표 공연비(空燃比)를 설정 가능하게 하기 위해 배기 가스 센서(산소 농도 센서)(68)가 설치되어 있다. 배기 가스 센서(68)는, 백금 등의 게이트(촉매)를 이용하고 있으며, 이 배기 가스 센서(68)의 검출부가 실린더 헤드(24)의 배기 포트(50) 내에 면하도록 배치됨으로써, 상기 게이트가 소정의 동작 온도로 가열되기 쉬워져, 난기(暖機) 운전 시(냉간 운전 시)에 있어서의 검출 감도가 높아진다.

배기 가스 센서(68)는, 실린더 헤드(24)의 하부 우측(배기 포트(50)의 우측)에 우측으로부터 삽입되도록 장착된다. 실린더 헤드(24)에 있어서의 배기 포트(50)를 끼워 배기 가스 센서(68)와 반대측(좌측)에는 상기 제1 플러그(64)가 위치하고, 배기 가스 센서(68)와 동측(우측)에는 상기 제2 플러그(65)가 위치한다. 또, 배기 가스 센서(68)는 실린더 축선 C보다 하방으로 이격되고, 또한 그 중심 축선이 좌우 방향과 거의 평행이 되도록 배치된다. 즉, 배기 가스 센서(68)는, 실린더 축선 방향에서 볼 때 제1 플러그(64)와 거의 직교하고, 제2 플러그(65)와는 거의 평행이 되도록 배치되어 있다.

엔진(20)은, 특히 열적 부하가 큰 실린더 헤드(24)(특히, 각 플러그 홀(66, 67) 주위)를 효과적으로 냉각하기 위해, 이 실린더 헤드(24)의 내부에 냉각풍(주행풍)을 유통(流通)시키는 에어 재킷(냉각 풍류 통로)(69)을 구비하고 있다. 에어 재킷(69)은, 각 플러그 홀(66, 67)들을 연통시키기 위해, 실린더 헤드(24)의 리어부에서의 루프 형성부(48)와 동밸브실의 바닥부(70) 사이에 형성되는 공간으로, 흡배기 포트 형성부(71, 72), 캠체인실(62)의 상부 내벽부(73), 실린더 본체(23)와 크랭크 케이스(21)의 체결 볼트의 삽입 통과부(74) 등을 남기도록 형성되어 있다. 이 에어 재킷(69)에 의해, 각 플러그 홀(66, 67) 주위를 냉각풍(주행풍)이 양호하게 유통하고, 또한 실린더 헤드(24)의 내측까지 냉각풍(주행풍)이 도입 가능해져, 실린더 헤드(24)의 냉각 효율이 향상된다.

에어 재킷(69)은, 후에 상술하는 두 개의 도풍판(78, 79)의 작용에 의해, 실린더 헤드(24) 하부에서 하방으로 개방되는 제1 플러그 홀(66) 주변을 주행풍 도입구(75)로 하고, 또한 실린더 헤드(24) 우측부에서 우측으로 개방되는 제2 플러그 홀(67) 주변을 주행풍 배출구(이하, 주배풍구라고 한다)(76)로 하도록 구성되어 있다. 바꾸어 말하면, 에어 재킷(69)은, 주행풍 도입구(75)로부터 주배풍구(76)에 이르는 주행풍의 주통로가, 실린더 축선 방향에 따른 시선에서 보았을 때, 대략 L자 형상으로 굴곡하도록 형성되어 있다. 또, 실린더 헤드(24) 상부에 있어서의 흡기 포트 형성부(71) 양측에는, 주행풍 도입구(75)로부터 에어 재킷(69) 내로 도입되는 주행풍의 일부를 상방으로 배출하는 부배풍구(76a)가 설치되어 있다. 에어 재킷(69) 내의 주행풍의 흐름을, 도 6 중에 쇄선 화살표로 나타낸다.

주행풍 도입구(75)(제1 플러그 홀(66))는, 배기 포트 형성부(72)와 좌측 아래의 체결 볼트 삽입 통과부(74) 사이에 형성되고, 주배풍구(76)(제2 플러그 홀(67))는, 우측 위 및 우측 아래의 체결 볼트 삽입 통과부(74) 사이에 형성된다. 주행풍 도입구(75)는, 주배풍구(76)에 비해 실린더 축선 방향에서 봤을 때, 폭이 좁고, 제1 플러그(64)는 배기 포트 형성부(72)와 체결 볼트 삽입 통과부(74)에 끼워지도록 배치되어 있다. 배기 포트 형성부(72)(배기 포트(50))와 주행풍 도입구 (75) 및 제1 플러그(64)는, 대체로 좌우에 병렬 배치되어 있다. 실린더 헤드(24)에 있어서의 배기 포트 형성부(72)(배기 포트(50))를 끼워 제1 플러그(64) 및 주행풍 도입구(75)와 반대측에는, 상기 배기 가스 센서(68)가 배치되어 있다.

에어 재킷(69) 내에는, 실린더 축선 방향에 따른 시선에서 보았을 때에, 이 실린더 축선 C 근방을 좌우로 횡단하는 센터 핀(77)이 설치되어 있다. 센터 핀(77)은, 에어 재킷(69)의 상하벽을 통과하는 판 형상으로 된 것으로, 에어 재킷(69)의 L자 형상 중간부에서 흡배기 포트 형성부(71, 72) 사이에 위치하고, 그 좌단부가 하방(주행풍 도입구(75) 측)을 향해 경사지게 설치되어 있다. 이 센터 핀(77)에 의해, 주행풍 도입구(75)로부터 에어 재킷(69) 내로 도입되는 주행풍이 주배풍구(76)를 향해 자연스럽게 안내됨과 동시에, 이 주행풍의 접촉 면적이 증가하고, 또한 주행풍이 각 플러그(64, 65) 근방을 각각 통과하도록 분기(分岐)됨으로써, 실린더 헤드(24)의 냉각 효율이 향상된다.

도 8, 9에 도시한 바와 같이, 실린더 헤드(24)의 하부(노면측)에는, 에어 재킷(69)의 주행풍 도입구(75)(제1 플러그 홀(66))을 향해 주행풍(도 8 중 쇄선 화살표로 나타낸다)을 안내하는 제1 도풍판(78)이 설치되어 있다. 제1 도풍판(78)은, 주행풍 도입구(75)로부터 하방으로 이격되는 좌우 방향과 거의 평행한 평판 형상의 도풍판 본체(78a)와, 이 도풍판 본체(78a)의 좌우 양단부를 지지하는 한 쌍의 레그부(78b)를 갖고 있으며, 실린더 축선 방향에 따른 시선에서 보았을 때에, 상방으로 개방되는 대략 U자 형상을 이루어 전후로 관통하는 주행풍 유통로를 형성한다. 도풍판 본체(78a)는 후방 위로 경사져, 상기 주행풍 유통로를 흐르는 주행풍의 일부 를 상방의 주행풍 도입구(75)를 향해 안내한다. 이러한 제1 도풍판(78)이, 실린더 헤드(24)의 하부에 알루미늄 다이캐스트 성형 등에 의해 일체 형성되어 있다.

제1 도풍판(78)의 후방(하류측)에는 상기 오일 온도 센서(63)가 위치하고 있으며, 이 오일 온도 센서(63)의 바로 전방에는, 오일 온도 센서(63)로의 바람을 억제하도록, 스토퍼 벽(80)이 하방을 향해 세워 설치되어 있다. 스토퍼 벽(80)은 축선(C)과 거의 직교하는 판 형상으로 된 것으로, 실린더 헤드(24)의 하부에 알루미늄 다이캐스트 성형 등에 의해 일체 형성되어, 오일 온도 센서(63)로의 노면으로부터의 장애물의 접촉도 경감한다.

헤드 커버(25)의 하부(노면측)에는, 제1 도풍판(78) 내부를 향해 주행풍을 안내하는 제2 도풍판(79)이 설치되어 있다. 제2 도풍판(79)은, 헤드 커버(25) 하부로부터 하방으로 이격되는 좌우 방향과 거의 평행한 평판 형상의 도풍판 본체(79a)와, 이 도풍판 본체(79a)의 좌우 양단부를 지지하는 한 쌍의 레그부(79b)를 가지며 이루어지고, 실린더 축선 방향에 따른 시선에서 보았을 때에, 상방으로 개방되는 대략 U자 형상을 이루어 전후로 관통하는 주행풍 유통로를 형성한다. 제2 도풍판(79)의 전단은 헤드 커버(25)의 전단 근방에 위치하고, 헤드 커버(25) 전단에 접촉한 직후의 주행풍을 취입하여 후방으로 흘려보내 제1 도풍판(78) 내부로 안내한다. 이러한 제2 도풍판(79)이, 헤드 커버(25)의 하부에 알루미늄 다이캐스트 성형 등에 의해 일체 형성되어 있다.

도 3, 5에 도시한 바와 같이, 상기 촉매 컨버터(28)는, 백금 등의 촉매를 부착시킨, 예를 들면 하니컴 형상의 구조체(모노리스)를 배기관(27)보다 큰 직경의 원통 형상의 케이스 내에 수용하여 이루어진 것으로, 실린더부(22)의 경사 하좌방으로 오프셋한 위치에서 배기관(27) 도중에 이것과 거의 동축으로 설치되고, 이 촉매(28)가 소정의 반응 촉진 온도로 가열된 상태에서 이것을 통과하는 엔진(20)으로부터의 배기 가스가 적절하게 정화된다. 촉매(28)는, 실린더부(22)의 경사 하좌측, 즉 캠체인실(62)의 하부에 위치하고 있어, 가열 상태가 된 촉매(28)의 열이 실린더 내벽에 직접 전달되는 일은 없다. 또, 촉매(28)는, 상기 에어 재킷(69)의 주행풍 도입구(75)로부터 좌측으로 오프셋하여 배치되어 있어, 촉매(28)의 열이 에어 재킷(69) 내로 침입하기 어렵게 되어 있다.

이상 설명한 바와 같이, 상기 실시예에 있어서의 엔진(20)은, 실린더부(22)가 그 축선(C)을 거의 수평으로 하여 배치되고, 이 실린더부(22)에서의 흡배기 포트(49, 50)를 갖는 실린더 헤드(24)에 제1 및 제2 플러그(64, 65)가 장착된 것으로, 상기 실린더 헤드(24)에는, 각 플러그 홀(66, 67) 주위를 냉각하는 에어 재킷(69)이 설치되고, 이 에어 재킷(69)은, 그 주행풍 도입구(75)로부터 주배풍구(76)에 이르는 주통로가 대략 L자 형상으로 굴곡하도록 형성되고, 상기 주행풍 도입구(75)에 상기 제1 플러그(64)가 배치됨과 동시에, 상기 주배풍구(76)에 상기 제2 플러그(65)가 배치된 것이다.

이 구성에 의하면, 단일의 실린더 헤드(24)에 두 개의 플러그(64, 65)를 효율적으로 배치할 수 있음과 동시에, 두 개의 플러그 홀(66, 67) 주위 및 연소실 외벽을 단일의 에어 재킷(69)으로 효율적으로 냉각할 수 있다.

또, 상기 엔진(20)에서는, 상기 실린더 헤드(24)의 배기 포트(50)와 상기 주 행풍 도입구(75)가 병렬 배치됨으로써, 에어 재킷(69) 내로 도입되는 주행풍에 의해 배기 포트(50)를 양호하게 냉각할 수 있어, 실린더부(22)의 냉각 효율을 한층 더 향상시킬 수 있다.

또한, 상기 엔진(20)에서는, 상기 실린더 헤드(24)와 상기 주행풍 도입구(75)로 주행풍을 안내하는 제1 도풍판(78)이 일체 구조이므로, 주행풍을 주행풍 도입구(75)로 양호하게 안내하여 냉각 효율을 향상시킴과 동시에, 실린더 헤드(24)와 제1 도풍판(75)을 알루미늄 주조 등에 의해 일체 형성하여 부품 점수 삭감에 의한 비용 저감을 도모할 수 있다.

또, 상기 엔진(20)에서는, 상기 에어 재킷(69)의 주배풍구(76)가 상기 실린더 헤드(24)의 측방에 개구됨으로써, 주배풍구(76)로부터의 온풍을 차체 내에 채우지 않으면서 차 밖으로 양호하게 배출할 수 있다.

뿐만 아니라, 상기 엔진(20)에서는, 상기 에어 재킷(69)의 대략 중앙부에 센터 핀(77)이 설치됨으로써, 주행풍을 센터 핀(77)으로 안내하여 L자 형상의 에어 재킷(69) 내부를 효율적으로 통과시켜, 두 개의 플러그(64, 65) 및 실린더 헤드(24)의 냉각 효율을 한층 더 향상시킬 수 있다.

[실시예 2]

다음에, 본 발명의 실시예 2에 대해, 도 10, 11을 참조하여 설명한다.

본 실시예에 있어서의 엔진(내연 기관)(120)은, 상기 실시예 1과 비교하여, 실린더 축선 방향에 따른 시선에서 보았을 때에, 배기 포트(50)가 경사 좌우방을 향해 연장되어 있는 점이 주로 상이하며, 상기 실시예 1과 동일 부분에 동일 부호 를 부여하여 그 설명을 생략한다.

실린더부(122)의 실린더 헤드(124)에서, 배기 포트(50)는, 그 연소실측 개구가 루프 형성부(48)의 하부이면서 실린더 축선(C)보다 우측에 위치하고, 이 연소실측 개구로부터 우측으로 경사져 하방으로 연장되어 실린더 축선(C)보다 우측에서 경사 우하방에 개구되는 배기관 장착부(54)에 이른다. 이에 따라, 제1 플러그(64)의 착탈 작업 스페이스이기도 한 주행풍 도입구(75)의 좌우 폭이 비교적 크게 확보되어, 에어 재킷(69) 내의 주행풍의 유량이 증가하여 실린더 헤드(24)의 냉각 효율이 향상된다.

배기 가스 센서(68)는, 배기 포트(50)의 우측에, 예를 들면 실린더 축선 방향에 따른 시선에서 보았을 때에, 배기 포트(50)의 연장 방향과 거의 직교하도록, 또한 경사 상우(上右)측으로부터 삽입되도록 장착되어 있다. 또한, 상기 실시예 1과 마찬가지로, 배기 가스 센서(68)가 그 중심 축선을 좌우 방향과 거의 평행이 되도록 장착되는 구성이어도 되며, 그 경우, 배기 가스 센서(68)의 장착을 실린더부(22)의 바로 옆에서 행할 수 있어, 그 장착 작업성이 비교적 향상된다.

또한, 본 발명은 상기 각 실시예에 한정되는 것은 아니며, 예를 들면, 실린더 헤드에 흡배기용의 2개의 캠축을 갖는 DOHC 엔진, 로커 아암을 이용하지 않고 캠샤프트로 직접 밸브를 구동하는 직동식 엔진, 및 흡배기 밸브 중, 적어도 한쪽을 복수 갖는 엔진, 및 복수 기통 엔진이나 수냉 엔진에도 적용 가능하다.

그리고, 상기 각 실시예에 설명의 구성은 본 발명의 일례를 나타낸 것으로, 스쿠터형 차량 등의 다양한 차량에도 적용할 수 있음은 물론, 본 발명의 요지를 이 탈하지 않는 범위에서 여러 가지의 변경이 가능하다.

본 발명에 의하면, 단일의 실린더 헤드에 두 개의 플러그를 효율적으로 배치할 수 있음과 동시에, 두 개의 플러그 홀 주위 및 연소실 외벽을 단일의 에어 재킷으로 효율적으로 냉각할 수 있다.

Claims (7)

1. 실린더부의 흡기 포트 및 배기 포트를 갖는 실린더 헤드에 두 개의 플러그가 장착된 차량용 내연 기관에 있어서,

   상기 실린더 헤드에, 플러그 홀의 주위를 냉각하는 에어 재킷이 설치되고,

   이 에어 재킷이, 그 주행풍 도입구로부터 배풍구에 이르는 주통로가 대략 L자 형상으로 굴곡하는 형상으로 형성되고,

   상기 주행풍 도입구의 근방에 상기 각 플러그의 하나가 배치되고, 상기 배풍구 근방에 상기 각 플러그의 다른 하나가 배치되는 것을 특징으로 하는 차량용 내연 기관.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 실린더 헤드의 배기 포트와 상기 주행풍 도입구가 병렬 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 차량용 내연 기관.
3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,

   상기 실린더 헤드와 일체 형성되어 상기 주행풍 도입구로 주행풍을 안내하는 도풍판을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 차량용 내연 기관.
4. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,

   상기 에어 재킷의 배풍구가, 상기 실린더 헤드의 측방으로 개구되어 있는 것을 특징을 하는 차량용 내연 기관.
5. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,

   상기 에어 재킷의 대략 중앙부에 핀(fin)이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 차량용 내연 기관.
6. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,

   상기 배풍구는 주배풍구이고, 이 차량용 내연 기관은, 상기 흡기 포트의 근방에 부배풍구를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 차량용 내연 기관.
7. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,

   상기 실린더부는, 그 축선이 지면에 대해 거의 수평이 되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 차량용 내연 기관.

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