JP2014070621A - Air-cooled internal combustion engine and saddle type vehicle with the same - Google Patents

Air-cooled internal combustion engine and saddle type vehicle with the same Download PDF

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貴晴 鈴木
Toru Kitsunai
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an air-cooled internal combustion engine which has a cylinder head body having a cooling air passage with sufficient sectional area and suitably molded by die-casting.SOLUTION: The air-cooled internal combustion engine includes a cylinder head body 100 having: a plurality of cooling fins 10, a cam chamber wall 20 defining a cam chamber 109; a combustion chamber wall 30 defining a combustion chamber 110; an intake passage 40 for sucking air to the combustion chamber 110; an exhaust passage 50 for exhausting the combustion chamber 110; and a cooling air passage 60 for sending cooling air to between the cam chamber wall 20 and combustion chamber wall 30. The cylinder head body 100 is molded integrally from aluminum alloy by die-casting. The cylinder head body 100 further has a cam chain chamber 70 for housing a cam chain 113. The exhaust passage 50 is formed in such a way that the exhaust passage extends so as to be away from the cam chain chamber 70 as the exhaust passage 50 comes close to an exit side from an entrance side when viewed from a cylinder axis direction D1 and an axis 50x of the exhaust passage 50 is linear.

Description

本発明は、内燃機関に関し、特に、空冷式内燃機関に関する。また、本発明は、空冷式内燃機関を備えた鞍乗型車両にも関する。   The present invention relates to an internal combustion engine, and more particularly to an air-cooled internal combustion engine. The present invention also relates to a straddle-type vehicle equipped with an air-cooled internal combustion engine.

近年、燃費の向上のため、内燃機関をより高い圧縮比で運転したいという要望が強まっている。ただし、圧縮比を高くすると、ピストンの上死点付近の温度が上昇しやすく、ノッキングが発生しやすくなってしまう。   In recent years, in order to improve fuel consumption, there is an increasing demand for operating an internal combustion engine at a higher compression ratio. However, when the compression ratio is increased, the temperature near the top dead center of the piston is likely to rise, and knocking is likely to occur.

このようなノッキングの発生を防止するためには、シリンダヘッドの冷却性を高くする必要がある。一般に、空冷式の内燃機関においては、水冷式の内燃機関に比べ、冷却性が低くなる傾向があるので、特に空冷式の内燃機関において、シリンダヘッドの冷却性のいっそうの向上が求められているといえる。   In order to prevent such knocking from occurring, it is necessary to increase the cooling performance of the cylinder head. In general, an air-cooled internal combustion engine tends to have a lower cooling performance than a water-cooled internal combustion engine. Therefore, a further improvement in the cooling performance of a cylinder head is required particularly in an air-cooled internal combustion engine. It can be said.

そこで、シリンダヘッドをダイカスト鋳造で成形することにより、冷却フィンを薄く、且つ、数多く設けることが考えられる。特許文献１には、冷却フィンを有するシリンダヘッドをダイカスト鋳造により成形することが開示されている。また、特許文献１に開示されている技術では、シリンダヘッドをダイカスト鋳造により成形する際に、予め用意されたライナを鋳込むことにより、吸気通路や排気通路が形成される。つまり、シリンダヘッドは、別体の部材（吸気通路形成用のライナおよび排気通路形成用のライナ）を含んでいる。   Therefore, it is conceivable to provide a large number of cooling fins by forming the cylinder head by die casting. Patent Document 1 discloses that a cylinder head having cooling fins is formed by die casting. In the technique disclosed in Patent Document 1, when a cylinder head is formed by die casting, an intake passage and an exhaust passage are formed by casting a liner prepared in advance. That is, the cylinder head includes separate members (a liner for forming an intake passage and a liner for forming an exhaust passage).

特開２００４−１１６４６４号公報JP 2004-116464 A

しかしながら、特許文献１に開示されているシリンダヘッドには、冷却風を通すための冷却風通路は形成されていない。そのため、特許文献１のシリンダヘッドを空冷式の内燃機関に用いても、十分な冷却性が得られない可能性がある。また、ダイカスト鋳造ではアンダーカット形状を形成しにくいため、ダイカスト鋳造により成形されるシリンダヘッドに、十分な断面積の冷却風通路を設けることは難しい。   However, the cylinder head disclosed in Patent Document 1 is not provided with a cooling air passage for passing cooling air. Therefore, even if the cylinder head of Patent Document 1 is used for an air-cooled internal combustion engine, there is a possibility that sufficient cooling performance cannot be obtained. Further, since it is difficult to form an undercut shape by die casting, it is difficult to provide a cooling air passage having a sufficient cross-sectional area in a cylinder head formed by die casting.

さらに、特許文献１のようにライナを鋳込む場合、ダイカスト鋳造時にライナの位置ずれが発生して吸気通路および排気通路の位置ずれが生じることがあり、その結果、内燃機関の性能が低下することがある。   Further, when the liner is cast as in Patent Document 1, the liner may be displaced during die casting, and the intake passage and the exhaust passage may be displaced. As a result, the performance of the internal combustion engine is deteriorated. There is.

そのため、ダイカスト鋳造の際にライナを鋳込むことなく吸気通路や排気通路を形成することが好ましいが、そのためには中子を用いる必要がある。しかしながら、その場合にも、中子の位置ずれが発生することがあり、そのことによって内燃機関の性能の低下が発生する可能性がある。   For this reason, it is preferable to form the intake passage and the exhaust passage without casting a liner during die casting, but it is necessary to use a core for this purpose. However, even in that case, the core may be displaced, which may cause a decrease in the performance of the internal combustion engine.

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、十分な断面積を有する冷却風通路を有し、ダイカスト鋳造により好適に成形され得るシリンダヘッド本体を備えた空冷式内燃機関を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide an air-cooled internal combustion engine having a cooling air passage having a sufficient cross-sectional area and a cylinder head body that can be suitably molded by die casting. Is to provide.

本発明による空冷式内燃機関は、複数の冷却フィンと、カム室を規定するカム室壁と、燃焼室を規定する燃焼室壁と、前記燃焼室への吸気を行うための吸気通路と、前記燃焼室からの排気を行うための排気通路と、前記カム室壁および前記燃焼室壁の間に冷却風を通すための冷却風通路と、を有するシリンダヘッド本体を備え、前記シリンダヘッド本体は、アルミニウム合金からダイカスト鋳造により一体的に成形されており、前記シリンダヘッド本体は、カムチェーンを収容するカムチェーン室をさらに有し、シリンダ軸線方向から見たとき、前記排気通路は、入口側から出口側に向かうにつれて前記カムチェーン室から遠ざかるように延びており、且つ、前記排気通路の軸線が直線状となるように形成されている。   An air-cooled internal combustion engine according to the present invention includes a plurality of cooling fins, a cam chamber wall that defines a cam chamber, a combustion chamber wall that defines a combustion chamber, an intake passage for performing intake to the combustion chamber, A cylinder head body having an exhaust passage for exhausting air from the combustion chamber, and a cooling air passage for passing cooling air between the cam chamber wall and the combustion chamber wall; The cylinder head body is integrally formed from an aluminum alloy by die casting, and the cylinder head body further has a cam chain chamber that houses a cam chain, and the exhaust passage is an outlet from the inlet side when viewed from the cylinder axial direction. As it goes to the side, it extends away from the cam chain chamber, and the axis of the exhaust passage is formed in a straight line.

ある実施形態において、前記複数の冷却フィンは、前記排気通路を規定する排気通路壁から延びる冷却フィンを含む。   In one embodiment, the plurality of cooling fins include cooling fins extending from an exhaust passage wall that defines the exhaust passage.

ある実施形態において、前記排気通路の内周面の表面粗さＲｚは、３０μｍ以下である。   In one embodiment, the surface roughness Rz of the inner peripheral surface of the exhaust passage is 30 μm or less.

ある実施形態において、前記シリンダヘッド本体は、それぞれにヘッドボルトが挿通される複数のボルト孔をさらに有し、前記複数のボルト孔のうちの１つのボルト孔は、前記排気通路と前記カムチェーン室との間に設けられており、前記冷却風通路の一部は、前記１つのボルト孔と、前記排気通路との間に位置している。   In one embodiment, the cylinder head body further includes a plurality of bolt holes into which head bolts are inserted, and one bolt hole of the plurality of bolt holes is formed between the exhaust passage and the cam chain chamber. A part of the cooling air passage is located between the one bolt hole and the exhaust passage.

ある実施形態において、前記複数の冷却フィンは、前記燃焼室壁の頂部に対して前記燃焼室側に位置する冷却フィンの面積の合計が、前記燃焼室壁の頂部に対して前記燃焼室とは反対側に位置する冷却フィンの面積の合計よりも大きくなるように設けられている。   In one embodiment, the plurality of cooling fins has a total area of cooling fins located on the combustion chamber side with respect to the top of the combustion chamber wall, and It is provided to be larger than the total area of the cooling fins located on the opposite side.

ある実施形態において、前記複数の冷却フィンは、シリンダ軸線に対して前記カムチェーン室とは反対側から見たとき、前記燃焼室壁の頂部に対して前記燃焼室側に位置する冷却フィンのシリンダ軸線側の端部が、前記燃焼室壁の頂部に対して前記燃焼室とは反対側に位置する冷却フィンのシリンダ軸線側の端部よりも、シリンダ軸線の近くに位置するように設けられている。   In one embodiment, the plurality of cooling fins are cylinders of cooling fins located on the combustion chamber side with respect to the top of the combustion chamber wall when viewed from a side opposite to the cam chain chamber with respect to a cylinder axis. The end on the axial line side is provided so as to be located closer to the cylinder axis than the end on the cylinder axial side of the cooling fin located on the opposite side of the combustion chamber wall with respect to the top of the combustion chamber wall. Yes.

ある実施形態において、前記冷却風通路の一部は、前記排気通路を規定する排気通路壁であって、前記カム室壁と鋭角をなすように交差する排気通路壁により規定されている。   In one embodiment, a part of the cooling air passage is an exhaust passage wall that defines the exhaust passage, and is defined by an exhaust passage wall that intersects the cam chamber wall at an acute angle.

ある実施形態において、前記カム室壁は、１．５ｍｍ以上２．５ｍｍ以下の厚さを有する。   In one embodiment, the cam chamber wall has a thickness of 1.5 mm or more and 2.5 mm or less.

ある実施形態において、前記複数の冷却フィンのそれぞれの先端部は、１．０ｍｍ以上２．５ｍｍ以下の厚さを有し、前記複数の冷却フィンは、７．５ｍｍ以下のピッチで配置されている。   In one embodiment, the tip portions of the plurality of cooling fins have a thickness of 1.0 mm to 2.5 mm, and the plurality of cooling fins are arranged at a pitch of 7.5 mm or less. .

ある実施形態において、前記複数の冷却フィンのそれぞれは、１．０°以上２．０°以下の抜き勾配を有する。   In one embodiment, each of the plurality of cooling fins has a draft angle of 1.0 ° to 2.0 °.

ある実施形態において、前記シリンダヘッド本体は、前記冷却風通路内に設けられ、前記燃焼室壁と前記カム室壁とを連結するリブをさらに有する。   In one embodiment, the cylinder head main body further includes a rib provided in the cooling air passage and connecting the combustion chamber wall and the cam chamber wall.

ある実施形態において、前記リブは、前記冷却風通路を規定する冷却風通路壁に沿って形成されている。   In one embodiment, the rib is formed along a cooling air passage wall that defines the cooling air passage.

ある実施形態において、前記排気通路の軸線に直交する面に沿った、前記排気通路の断面形状の真円度は、前記排気通路の出口の形状の真円度よりも低い。   In one embodiment, the roundness of the cross-sectional shape of the exhaust passage along a plane orthogonal to the axis of the exhaust passage is lower than the roundness of the shape of the outlet of the exhaust passage.

ある実施形態において、前記排気通路の軸線に直交する面に沿った、前記排気通路の断面形状は略楕円であり、前記排気通路の出口の形状は略真円である。   In a certain embodiment, the cross-sectional shape of the said exhaust passage along the surface orthogonal to the axis line of the said exhaust passage is a substantially ellipse, and the shape of the exit of the said exhaust passage is a substantially perfect circle.

本発明による鞍乗型車両は、上記構成を有する空冷式内燃機関を備える。   A straddle-type vehicle according to the present invention includes an air-cooled internal combustion engine having the above-described configuration.

本発明による空冷式内燃機関では、シリンダヘッド本体の排気通路が、入口側から出口側に向かうにつれてカムチェーン室から遠ざかるように延びているので、排気通路の出口とカムチェーン室との間の空間を広げることができる。従って、冷却風通路の断面積を十分に大きく確保しやすい。そのため、十分に高い冷却性能を実現することができる。また、本発明による内燃機関では、シリンダヘッド本体の排気通路は、その軸線が直線状となるように形成されている。従って、排気抵抗を低減し、いっそう効率の良い燃焼が可能となる。さらに、ダイカスト鋳造によってシリンダヘッド本体を成形する際に、最終形状の排気通路を金型により形成することができるので、排気通路の形状を後加工により変更する必要がない。   In the air-cooled internal combustion engine according to the present invention, the exhaust passage of the cylinder head body extends away from the cam chain chamber as it goes from the inlet side to the outlet side, so that the space between the outlet of the exhaust passage and the cam chain chamber Can be spread. Therefore, it is easy to ensure a sufficiently large cross-sectional area of the cooling air passage. Therefore, sufficiently high cooling performance can be realized. In the internal combustion engine according to the present invention, the exhaust passage of the cylinder head body is formed so that its axis is a straight line. Therefore, exhaust resistance is reduced, and more efficient combustion is possible. Further, when the cylinder head body is formed by die casting, the final exhaust passage can be formed by a mold, so that the shape of the exhaust passage does not need to be changed by post-processing.

典型的には、複数の冷却フィンは、排気通路を規定する排気通路壁から延びる冷却フィンを含んでいる。排気通路は、シリンダヘッド本体の中でも高温となり易い箇所であるので、冷却フィンが排気通路壁から延びていることにより、冷却効率を向上させることができる。   Typically, the plurality of cooling fins include cooling fins extending from an exhaust passage wall defining an exhaust passage. Since the exhaust passage is a portion that is likely to be hot in the cylinder head body, the cooling efficiency can be improved by extending the cooling fin from the exhaust passage wall.

排気通路の形状を、その軸線が直線状となるように設計すると、中子を用いることなく金型により排気通路を形成することが容易である。金型によって排気通路を形成すると、排気通路の内周面の表面粗さを、中子を使う場合に比べて小さくすることができる。より具体的には、排気通路の内周面の表面粗さＲｚ（最大高さ）を、３０μｍ以下にすることができ、排気抵抗を低減して内燃機関の出力を向上させることができる。さらに、吸気通路の内周面の表面粗さＲｚも３０μｍ以下にすることにより、吸気抵抗を低減して内燃機関の出力をいっそう向上させることができる。   If the shape of the exhaust passage is designed so that its axis is a straight line, it is easy to form the exhaust passage by a mold without using a core. When the exhaust passage is formed by a mold, the surface roughness of the inner peripheral surface of the exhaust passage can be reduced as compared with the case where a core is used. More specifically, the surface roughness Rz (maximum height) of the inner peripheral surface of the exhaust passage can be made 30 μm or less, and the exhaust resistance can be reduced to improve the output of the internal combustion engine. Furthermore, by setting the surface roughness Rz of the inner peripheral surface of the intake passage to 30 μm or less, the intake resistance can be reduced and the output of the internal combustion engine can be further improved.

ヘッドボルトが挿通されるボルト孔が、排気通路とカムチェーン室との間に設けられていると、排気通路とカムチェーン室との間よりも狭い空間（つまりボルト孔と排気通路との間の空間）内に、冷却風通路の一部を位置させる（配置する）必要がある。しかしながら、上述したように、排気通路が、入口側から出口側に向かうにつれてカムチェーン室から遠ざかるように延びていることにより、ボルト孔と排気通路との間においても冷却風通路の断面積を十分に大きく確保することができる。   If the bolt hole into which the head bolt is inserted is provided between the exhaust passage and the cam chain chamber, the space is narrower than that between the exhaust passage and the cam chain chamber (that is, between the bolt hole and the exhaust passage). It is necessary to position (arrange) a part of the cooling air passage in the space. However, as described above, the exhaust passage extends away from the cam chain chamber from the inlet side toward the outlet side, so that the cross-sectional area of the cooling air passage is sufficient between the bolt hole and the exhaust passage. It can be secured greatly.

複数の冷却フィンは、燃焼室壁の頂部に対して燃焼室側に位置する冷却フィンの面積の合計が、燃焼室壁の頂部に対して燃焼室とは反対側に位置する冷却フィンの面積の合計よりも大きくなるように設けられていることが好ましい。内燃機関の運転中、シリンダヘッド本体のうち、燃焼室壁の頂上部に対して燃焼室側の領域は、燃焼室壁の頂上部に対して燃焼室とは反対側の領域よりも温度が高くなる。そのため、前者の領域に位置する冷却フィンの面積の合計が、後者の領域に位置する冷却フィンの面積の合計よりも大きいことにより、効率的に冷却性を向上させることができる。   In the plurality of cooling fins, the total area of the cooling fins located on the combustion chamber side with respect to the top of the combustion chamber wall is equal to the area of the cooling fins located on the opposite side of the combustion chamber with respect to the top of the combustion chamber wall. It is preferable to be provided so as to be larger than the total. During operation of the internal combustion engine, in the cylinder head body, the region on the combustion chamber side with respect to the top of the combustion chamber wall has a higher temperature than the region on the side opposite to the combustion chamber with respect to the top of the combustion chamber wall. Become. Therefore, since the total area of the cooling fins located in the former area is larger than the total area of the cooling fins located in the latter area, the cooling performance can be improved efficiently.

また、複数の冷却フィンは、シリンダ軸線に対してカムチェーン室とは反対側から見たとき、燃焼室壁の頂部に対して燃焼室側に位置する冷却フィンのシリンダ軸線側の端部が、燃焼室壁の頂部に対して燃焼室とは反対側に位置する冷却フィンのシリンダ軸線側の端部よりも、シリンダ軸線の近くに位置するように設けられていることが好ましい。燃焼室壁の頂上部に対して燃焼室側に位置する冷却フィンのシリンダ軸線側の端部が、燃焼室壁の頂上部に対して燃焼室とは反対側に位置する冷却フィンのシリンダ軸線側の端部よりも、シリンダ軸線の近くに位置することにより、つまり、後者の冷却フィンの端部を前者の冷却フィンの端部よりもシリンダ軸線から離すことにより、冷却風通路の断面積をより大きくすることができる。   Further, when viewed from the side opposite to the cam chain chamber with respect to the cylinder axis, the plurality of cooling fins have ends on the cylinder axis side of the cooling fins positioned on the combustion chamber side with respect to the top of the combustion chamber wall. It is preferable that the cooling fin located on the opposite side of the combustion chamber wall with respect to the top of the combustion chamber wall is located closer to the cylinder axis than the end on the cylinder axis side. The end of the cooling fin located on the combustion chamber side relative to the top of the combustion chamber wall is on the cylinder axis side of the cooling fin located on the opposite side of the combustion chamber from the top of the combustion chamber wall By positioning the end of the latter cooling fin away from the cylinder axis rather than the end of the former cooling fin, the cross-sectional area of the cooling air passage is further increased. Can be bigger.

冷却風通路の一部が、排気通路を規定する排気通路壁であって、カム室壁と鋭角をなすように交差する排気通路壁により規定されていると、以下のような利点が得られる。通常、冷却風通路の形状をダイカスト鋳造の際に金型で形成する場合、金型の、冷却風通路に対応する部分は、他の部分から突出した形状を有する。そのような突出した形状を有する部分の先端は、溶湯の熱によって高温になりやすい。特に、先端に角があると、それが溶損してしまうことがある。そのため、一般的には、先端をその断面が円状になるように設計するが、冷却風通路の一部を、カム室壁と鋭角をなすように交差する排気通路壁で規定することにより、冷却風通路の断面積を大きくすることができる。この場合、カム室壁と排気通路壁とは、ともに肉厚が小さくてもよいので、溶損の問題を回避することができる。   If a part of the cooling air passage is an exhaust passage wall that defines the exhaust passage and is defined by the exhaust passage wall that intersects the cam chamber wall at an acute angle, the following advantages are obtained. Normally, when the shape of the cooling air passage is formed by a die during die casting, the portion of the die corresponding to the cooling air passage has a shape protruding from the other portion. The tip of the portion having such a protruding shape is likely to become high temperature due to the heat of the molten metal. In particular, if there is a corner at the tip, it may melt. Therefore, in general, the tip is designed to have a circular cross section, but by defining a part of the cooling air passage with an exhaust passage wall that intersects with the cam chamber wall at an acute angle, The cross-sectional area of the cooling air passage can be increased. In this case, since both the cam chamber wall and the exhaust passage wall may be small in thickness, the problem of melting damage can be avoided.

カム室壁は、２．５ｍｍ以下の厚さを有することが好ましい。カム室壁の厚さが２．５ｍｍ以下であることにより、金型の角の溶損をいっそう確実に防止することができる。ただし、カム室壁の厚さが１．５ｍｍ未満であると、カム室に要求される耐圧強度が十分に得られず、歪みにより発生する変形応力に対する耐性が不足することがあるので、カム室壁の厚さは１．５ｍｍ以上であることが好ましい。   The cam chamber wall preferably has a thickness of 2.5 mm or less. When the thickness of the cam chamber wall is 2.5 mm or less, the mold corner can be more reliably prevented from being melted. However, if the cam chamber wall thickness is less than 1.5 mm, the sufficient pressure resistance required for the cam chamber cannot be obtained, and the resistance to deformation stress caused by strain may be insufficient. The wall thickness is preferably 1.5 mm or more.

また、本発明による空冷式内燃機関では、シリンダヘッド本体がダイカスト鋳造により成形されるので、冷却フィンの肉厚とピッチとを小さくすることができ、冷却性を向上させることができる。具体的には、各冷却フィンの先端部の厚さを１．０ｍｍ以上２．５ｍｍ以下とし、複数の冷却フィンを７．５ｍｍ以下のピッチで配置することができ、このことによって冷却性を向上させることができる。   In the air-cooled internal combustion engine according to the present invention, since the cylinder head body is formed by die casting, the thickness and pitch of the cooling fins can be reduced, and the cooling performance can be improved. Specifically, the thickness of the tip of each cooling fin is 1.0 mm to 2.5 mm, and a plurality of cooling fins can be arranged at a pitch of 7.5 mm or less, which improves the cooling performance. Can be made.

複数の冷却フィンのそれぞれは、２．０°以下の抜き勾配を有することが好ましい。抜き勾配を２．０°以下と小さくすることにより、冷却フィンの根元部における間隔を大きくすることができるので、冷却性をさらに向上させることができる。ただし、離型を容易にする観点からは、複数の冷却フィンのそれぞれの抜き勾配は、１．０°以上であることが好ましい。   Each of the plurality of cooling fins preferably has a draft of 2.0 ° or less. By reducing the draft angle to 2.0 ° or less, the interval at the root portion of the cooling fin can be increased, and thus the cooling performance can be further improved. However, from the viewpoint of facilitating mold release, the draft of each of the plurality of cooling fins is preferably 1.0 ° or more.

シリンダヘッド本体は、冷却風通路内に設けられ、燃焼室壁とカム室壁とを連結するリブをさらに有することが好ましい。燃焼室壁とカム室壁とをリブが連結することにより、リブが燃焼室壁の熱をカム室壁に伝達し、カム室の潤滑油を用いた冷却が可能になるので、冷却性を向上させることができる。また、リブが冷却風通路内に配置されることにより、冷却風による冷却効果も得られる。   The cylinder head body preferably further includes a rib provided in the cooling air passage and connecting the combustion chamber wall and the cam chamber wall. Since the rib connects the combustion chamber wall and the cam chamber wall, the rib transmits heat from the combustion chamber wall to the cam chamber wall, and cooling using the lubricating oil in the cam chamber is possible, improving cooling performance. Can be made. Moreover, the cooling effect by a cooling wind is also acquired by arrange | positioning a rib in a cooling wind channel | path.

なお、リブは、ダイカスト鋳造によりシリンダヘッド本体が成形される場合の型抜き方向に沿って形成されていることが好ましい。そのため、リブは、冷却風通路を規定する壁部（冷却風通路壁）に沿って形成されていることが好ましい。   In addition, it is preferable that the rib is formed along a die cutting direction when the cylinder head body is formed by die casting. Therefore, it is preferable that the rib is formed along a wall portion (cooling air passage wall) that defines the cooling air passage.

また、排気通路の軸線に直交する面に沿った排気通路の断面形状は略楕円であり、且つ、排気通路の出口の形状は略真円であることが好ましい。排気管の断面形状は一般に略真円であるので、排気通路の出口の形状が略真円であることにより、通路面積の急激な変化を防止して内燃機関の性能の低下を防止することができる。排気通路が入口側から出口側に向かうにつれてカムチェーン室から遠ざかるように延びていると、軸線に直交する面に沿った排気通路の断面形状が略真円であると、排気通路の出口の形状を略真円にすることはできない。これに対し、軸線に直交する面に沿った排気通路の断面形状が略楕円であることにより、つまり、軸線に直交する面に沿った排気通路の断面形状の真円度を、排気通路の出口の形状の真円度よりも低くすることにより、排気通路の出口の形状を略真円にすることができる。   Further, it is preferable that the cross-sectional shape of the exhaust passage along a plane orthogonal to the axis of the exhaust passage is substantially elliptical, and the shape of the outlet of the exhaust passage is substantially perfect circle. Since the cross-sectional shape of the exhaust pipe is generally a perfect circle, the shape of the exit of the exhaust passage is a substantially perfect circle, thereby preventing a rapid change in the passage area and preventing a decrease in the performance of the internal combustion engine. it can. When the exhaust passage extends away from the cam chain chamber as it goes from the inlet side to the outlet side, the shape of the outlet of the exhaust passage is such that the cross-sectional shape of the exhaust passage along the plane orthogonal to the axis is substantially a circle. Cannot be made into a perfect circle. In contrast, when the cross-sectional shape of the exhaust passage along the plane orthogonal to the axis is substantially oval, that is, the roundness of the cross-sectional shape of the exhaust passage along the plane orthogonal to the axis is determined by the outlet of the exhaust passage. By making it lower than the roundness of the shape, the shape of the outlet of the exhaust passage can be made substantially circular.

本発明によると、十分な断面積を有する冷却風通路を有し、ダイカスト鋳造により好適に成形され得るシリンダヘッド本体を備えた空冷式内燃機関が提供される。   According to the present invention, there is provided an air-cooled internal combustion engine having a cylinder head body which has a cooling air passage having a sufficient cross-sectional area and can be suitably formed by die casting.

本発明の実施形態における自動二輪車（鞍乗型車両）１を模式的に示す右側面図である。1 is a right side view schematically showing a motorcycle (saddle-type vehicle) 1 in an embodiment of the present invention. 図１中の２Ａ−２Ａ’線に沿った断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line 2A-2A ′ in FIG. 1. 図２中に示されているエンジン（内燃機関）１０１近傍を拡大して示す図である。FIG. 3 is an enlarged view showing the vicinity of an engine (internal combustion engine) 101 shown in FIG. 2. エンジン１０１の一部分の右側面図である。2 is a right side view of a part of the engine 101. FIG. は、エンジン１０１の左側面断面図である。FIG. 3 is a left side sectional view of the engine 101. 本発明の実施形態におけるエンジン１０１が備えるシリンダヘッド本体１００を模式的に示す上面図である。It is a top view which shows typically the cylinder head main body 100 with which the engine 101 in embodiment of this invention is provided. 本発明の実施形態におけるエンジン１０１が備えるシリンダヘッド本体１００を模式的に示す底面図である。It is a bottom view showing typically cylinder head body 100 with which engine 101 in an embodiment of the present invention is provided. 本発明の実施形態におけるエンジン１０１が備えるシリンダヘッド本体１００を模式的に示す正面図である。It is a front view showing typically cylinder head body 100 with which engine 101 in an embodiment of the present invention is provided. 本発明の実施形態におけるエンジン１０１が備えるシリンダヘッド本体１００を模式的に示す背面図である。It is a rear view showing typically cylinder head body 100 with which engine 101 in an embodiment of the present invention is provided. 本発明の実施形態におけるエンジン１０１が備えるシリンダヘッド本体１００を模式的に示す左側面図である。It is a left view which shows typically the cylinder head main body 100 with which the engine 101 in embodiment of this invention is provided. 本発明の実施形態におけるエンジン１０１が備えるシリンダヘッド本体１００を模式的に示す右側面図である。It is a right view which shows typically the cylinder head main body 100 with which the engine 101 in embodiment of this invention is provided. 本発明の実施形態におけるエンジン１０１が備えるシリンダヘッド本体１００を模式的に示す図であり、図１１中の１２Ａ−１２Ａ’線に沿った断面図である。It is a figure which shows typically the cylinder head main body 100 with which the engine 101 in embodiment of this invention is provided, and is sectional drawing along line 12A-12A 'in FIG. 本発明の実施形態におけるエンジン１０１が備えるシリンダヘッド本体１００を模式的に示す図であり、図７中の１３Ａ−１３Ａ’線に沿った断面図である。It is a figure which shows typically the cylinder head main body 100 with which the engine 101 in embodiment of this invention is provided, and is sectional drawing along the 13A-13A 'line in FIG. シリンダヘッド本体１００が有する複数の冷却フィン１０を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the several cooling fin 10 which the cylinder head main body 100 has.

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, this invention is not limited to the following embodiment.

図１に、本実施形態における鞍乗型車両１を示す。図１に示す鞍乗型車両１は、スクータ型の自動二輪車である。なお、本発明による鞍乗型車両は、スクータ型の自動二輪車１に限定されない。本発明による鞍乗型車両は、いわゆるモペット型、オフロード型、オンロード型等の他の形式の自動二輪車であってもよい。また、本発明による鞍乗型車両は、乗員が跨って乗車する任意の車両を意味し、二輪車に限られない。本発明による鞍乗型車両は、車体を傾けることによって進行方向を変える形式の三輪車等であってもよく、ＡＴＶ（Ａｌｌ Ｔｅｒｒａｉｎ Ｖｅｈｉｃｌｅ）等の他の鞍乗型車両であってもよい。   FIG. 1 shows a straddle-type vehicle 1 according to this embodiment. A straddle-type vehicle 1 shown in FIG. 1 is a scooter type motorcycle. The straddle type vehicle according to the present invention is not limited to the scooter type motorcycle 1. The saddle riding type vehicle according to the present invention may be a so-called moped type, off-road type, on-road type or other type of motorcycle. Further, the saddle riding type vehicle according to the present invention means an arbitrary vehicle on which an occupant rides and is not limited to a two-wheeled vehicle. The straddle-type vehicle according to the present invention may be a tricycle or the like that changes the traveling direction by tilting the vehicle body, or may be another straddle-type vehicle such as an ATV (All Terrain Vehicle).

以下の説明において、前、後、左、右は、それぞれ自動二輪車１の乗員から見た前、後、左、右を意味するものとする。図中の参照符号Ｆ、Ｒｅ、Ｌ、Ｒは、それぞれ前、後、左、右を表している。   In the following description, front, rear, left, and right mean front, rear, left, and right, respectively, as viewed from the occupant of the motorcycle 1. Reference numerals F, Re, L, and R in the figure represent front, rear, left, and right, respectively.

自動二輪車１は、図１に示すように、車両本体２と、前輪３と、後輪４と、後輪４を駆動するエンジンユニット５とを備えている。車両本体２は、乗員によって操作されるハンドル６と、乗員が着座するシート７とを備えている。エンジンユニット５は、いわゆるユニットスイング式のエンジンユニットであり、ピボット軸８を中心として搖動可能なように、車体フレーム（図１には示されていない）に支持されている。つまり、エンジンユニット５は、車体フレームに搖動可能に支持されている。   As shown in FIG. 1, the motorcycle 1 includes a vehicle body 2, a front wheel 3, a rear wheel 4, and an engine unit 5 that drives the rear wheel 4. The vehicle body 2 includes a handle 6 operated by an occupant and a seat 7 on which the occupant is seated. The engine unit 5 is a so-called unit swing type engine unit, and is supported by a vehicle body frame (not shown in FIG. 1) so as to be able to swing about the pivot shaft 8. That is, the engine unit 5 is slidably supported by the body frame.

続いて、図２〜図５を参照しながら、自動二輪車１のエンジンユニット５の構成をより具体的に説明する。図２は、図１中の２Ａ−２Ａ’線に沿った断面図である。図３は、図２中に示されているエンジン１０１近傍を拡大して示す図である。図４は、エンジン１０１の一部分の右側面図である。図５は、エンジン１０１の左側面断面図である。   Next, the configuration of the engine unit 5 of the motorcycle 1 will be described more specifically with reference to FIGS. 2 is a cross-sectional view taken along line 2A-2A 'in FIG. FIG. 3 is an enlarged view showing the vicinity of the engine 101 shown in FIG. FIG. 4 is a right side view of a part of the engine 101. FIG. 5 is a left side sectional view of the engine 101.

エンジンユニット５は、図２に示すように、エンジン（内燃機関）１０１と、Ｖベルト式無段変速機（以下では「ＣＶＴ」と呼ぶ）１５０とを備えている。なお、図２に示す例では、エンジン１０１とＣＶＴ１５０とが一体となってエンジンユニット５を構成しているが、エンジン１０１と変速機とが別々であってもよいことは勿論である。   As shown in FIG. 2, the engine unit 5 includes an engine (internal combustion engine) 101 and a V-belt continuously variable transmission (hereinafter referred to as “CVT”) 150. In the example shown in FIG. 2, the engine 101 and the CVT 150 are integrated to form the engine unit 5, but it is needless to say that the engine 101 and the transmission may be separate.

エンジン１０１は、単一の気筒を備えた単気筒エンジンである。エンジン１０１は、吸気工程、圧縮工程、燃焼行程および排気工程を順次繰り返す４ストロークエンジンである。エンジン１０１は、クランクケース１０２と、クランクケース１０２から前方（なお、ここで言う「前方」とは、厳密な意味での前方、すなわち水平線と平行な方向に限られず、水平線から傾いた方向も含まれる）に延び、クランクケース１０２に結合されたシリンダブロック１０３と、シリンダブロック１０３の前部に接続されたシリンダヘッド１０４と、シリンダヘッド１０４の前部に接続されたシリンダヘッドカバー１０５とを備えている。シリンダブロック１０３の内部には、シリンダ１０６が形成されている。   The engine 101 is a single cylinder engine having a single cylinder. The engine 101 is a four-stroke engine that sequentially repeats an intake process, a compression process, a combustion process, and an exhaust process. The engine 101 has a crankcase 102 and a front side from the crankcase 102 (note that “front” here is not limited to the front in a strict sense, that is, a direction parallel to the horizontal line, and includes a direction inclined from the horizontal line. A cylinder block 103 coupled to the crankcase 102, a cylinder head 104 connected to the front portion of the cylinder block 103, and a cylinder head cover 105 connected to the front portion of the cylinder head 104. . A cylinder 106 is formed inside the cylinder block 103.

なお、シリンダ１０６は、シリンダブロック１０３の本体（すなわち、シリンダブロック１０３のうちのシリンダ１０６以外の部分）内に挿入されたシリンダライナ等によって形成されていてもよく、シリンダブロック１０３の本体と一体化されていてもよい。言い換えると、シリンダ１０６は、シリンダブロック１０３の本体と分離可能に形成されていてもよく、シリンダブロック１０３の本体と分離できないように形成されていてもよい。シリンダ１０６内には、ピストン１０７が摺動自在に収容されている。ピストン１０７は、上死点ＴＤＣと下死点ＢＤＣとの間で往復運動自在に配置されている。   The cylinder 106 may be formed by a cylinder liner or the like inserted into the main body of the cylinder block 103 (that is, a portion of the cylinder block 103 other than the cylinder 106), and is integrated with the main body of the cylinder block 103. May be. In other words, the cylinder 106 may be formed so as to be separable from the main body of the cylinder block 103, or may be formed so as not to be separable from the main body of the cylinder block 103. A piston 107 is slidably accommodated in the cylinder 106. The piston 107 is disposed so as to freely reciprocate between the top dead center TDC and the bottom dead center BDC.

シリンダヘッド１０４は、シリンダ１０６を覆うようにシリンダブロック１０３に重ねられている。シリンダヘッド１０４は、アルミニウム合金製のシリンダヘッド本体１００と、カムシャフト１０８を含む動弁機構と、吸気バルブ１５１や排気バルブ１５２などを有する。動弁機構は、カム室１０９に収容されている。シリンダヘッド本体１００の、カム室２０を規定する部分２０は、後述するようにカム室壁と呼ばれる。   The cylinder head 104 is overlaid on the cylinder block 103 so as to cover the cylinder 106. The cylinder head 104 includes an aluminum alloy cylinder head body 100, a valve mechanism including a camshaft 108, an intake valve 151, an exhaust valve 152, and the like. The valve mechanism is accommodated in the cam chamber 109. A portion 20 of the cylinder head body 100 that defines the cam chamber 20 is called a cam chamber wall as will be described later.

シリンダヘッド本体１００と、ピストン１０７の頂面と、シリンダ１０６の内周面とにより、燃焼室１１０が規定される。シリンダヘッド１００本体の、燃焼室１１０を規定する部分３０は、後述するように燃焼室壁と呼ばれる。   Combustion chamber 110 is defined by cylinder head body 100, the top surface of piston 107, and the inner peripheral surface of cylinder 106. A portion 30 defining the combustion chamber 110 of the main body of the cylinder head 100 is referred to as a combustion chamber wall as will be described later.

ピストン１０７は、コンロッド１１１を介してクランクシャフト１１２に連結されている。クランクシャフト１１２は、左方および右方に延びており、クランクケース１０２に支持されている。クランクシャフト１１２に接続されたカムチェーン１１３により、カムシャフト１０８が駆動される。カムチェーン１１３は、カムチェーン室７０に収容されている。   The piston 107 is connected to the crankshaft 112 via a connecting rod 111. The crankshaft 112 extends to the left and right and is supported by the crankcase 102. The camshaft 108 is driven by the cam chain 113 connected to the crankshaft 112. The cam chain 113 is accommodated in the cam chain chamber 70.

なお、本実施形態では、クランクケース１０２、シリンダブロック１０３、シリンダヘッド１０４およびシリンダヘッドカバー１０５は、別体であるが、これらは必ずしも別体である必要はなく、適宜一体化されていてもよい。例えば、クランクケース１０２とシリンダブロック１０３とが一体的に形成されていてもよいし、シリンダブロック１０３とシリンダヘッド１０４とが一体的に形成されていてもよい。また、シリンダヘッド１０４とシリンダヘッドカバー１０５とが一体的に形成されていてもよい。   In the present embodiment, the crankcase 102, the cylinder block 103, the cylinder head 104, and the cylinder head cover 105 are separate bodies, but they are not necessarily separate bodies, and may be integrated as appropriate. For example, the crankcase 102 and the cylinder block 103 may be formed integrally, or the cylinder block 103 and the cylinder head 104 may be formed integrally. Further, the cylinder head 104 and the cylinder head cover 105 may be integrally formed.

ＣＶＴ１５０は、図２に示すように、駆動側のプーリである第１プーリ１５１と、従動側のプーリである第２プーリ１５２と、第１プーリ１５１および第２プーリ１５２に巻き掛けられたＶベルト１５３とを備えている。クランクシャフト１１２の左端部は、クランクケース１０２から左方に突出している。第１プーリ１５１は、クランクシャフト１１２の左端部に取り付けられている。第２プーリ１５２は、メインシャフト１５４に取り付けられている。メインシャフト１５４は、図示しないギア機構を介して後輪シャフト１５５に連結されている。クランクケース１０２の左方には、変速機ケース１５６が設けられている。ＣＶＴ１５０は、変速機ケース１５６内に収容されている。   As shown in FIG. 2, the CVT 150 includes a first pulley 151 that is a driving pulley, a second pulley 152 that is a driven pulley, and a V belt wound around the first pulley 151 and the second pulley 152. 153. The left end portion of the crankshaft 112 protrudes leftward from the crankcase 102. The first pulley 151 is attached to the left end portion of the crankshaft 112. The second pulley 152 is attached to the main shaft 154. The main shaft 154 is connected to the rear wheel shaft 155 via a gear mechanism (not shown). A transmission case 156 is provided on the left side of the crankcase 102. CVT 150 is accommodated in transmission case 156.

クランクシャフト１１２の右側部分には、発電機１２０が設けられている。クランクシャフト１１２の右端部には、冷却ファン１２１が固定されている。冷却ファン１２１は、クランクシャフト１１２とともに回転する。冷却ファン１２１は、回転することによって空気を左方に吸引するように形成されている。クランクケース１０２、シリンダブロック１０３およびシリンダヘッド１０４には、シュラウド１３０が設けられている。発電機１２０および冷却ファン１２１は、シュラウド１３０内に収容されている。   A generator 120 is provided on the right side portion of the crankshaft 112. A cooling fan 121 is fixed to the right end portion of the crankshaft 112. The cooling fan 121 rotates together with the crankshaft 112. The cooling fan 121 is formed to suck air to the left by rotating. A shroud 130 is provided in the crankcase 102, the cylinder block 103, and the cylinder head 104. The generator 120 and the cooling fan 121 are accommodated in the shroud 130.

エンジン１０１は、図４に示すように、シリンダブロック１０３およびシリンダヘッド１０４が水平方向または水平方向から若干前上がりに傾斜した方向に延びる型式のエンジン、すなわち、いわゆる横置き式のエンジンである。図中の参照符号Ｌ１は、シリンダ１０６の中心を通る線（シリンダ軸線）を表している。シリンダ軸線Ｌ１は、水平方向または水平方向から若干傾斜した方向に延びている。ただし、シリンダ軸線Ｌ１の方向は、特に限定されるわけではない。例えば、水平面に対するシリンダ軸線Ｌ１の傾斜角度は０°〜１５°であってもよく、それ以上であってもよい。なお、図中の参照符号Ｌ２は、クランクシャフト１１２の中心線を表している。   As shown in FIG. 4, the engine 101 is a type of engine in which the cylinder block 103 and the cylinder head 104 extend in the horizontal direction or in a direction inclined slightly upward from the horizontal direction, that is, a so-called horizontal engine. Reference symbol L1 in the figure represents a line (cylinder axis) passing through the center of the cylinder 106. The cylinder axis L1 extends in the horizontal direction or in a direction slightly inclined from the horizontal direction. However, the direction of the cylinder axis L1 is not particularly limited. For example, the inclination angle of the cylinder axis L1 with respect to the horizontal plane may be 0 ° to 15 ° or may be greater than that. Note that the reference symbol L2 in the figure represents the center line of the crankshaft 112.

シリンダヘッド１０４の上部には、吸気管１４１が接続されている。また、シリンダヘッド１０４の下部には、排気管１４２が接続されている。シリンダヘッド１０４の内部には、吸気通路４０および排気通路５０が形成されている。吸気管１４１は、吸気通路４０とつながっており、排気管１４２は、排気通路５０とつながっている。吸気通路４０および排気通路５０には、それぞれ吸気バルブ１５１および排気バルブ１５２が設けられている。   An intake pipe 141 is connected to the upper portion of the cylinder head 104. An exhaust pipe 142 is connected to the lower part of the cylinder head 104. An intake passage 40 and an exhaust passage 50 are formed inside the cylinder head 104. The intake pipe 141 is connected to the intake passage 40, and the exhaust pipe 142 is connected to the exhaust passage 50. An intake valve 151 and an exhaust valve 152 are provided in the intake passage 40 and the exhaust passage 50, respectively.

本実施形態のエンジン１０１は、空気によって冷却される空冷エンジンである。図２〜図４に示すように、シリンダブロック１０３には、複数の冷却フィン１１４が形成されている。冷却フィン１１４は、シリンダ軸線Ｌ１と略直交する方向に延びている。なお、後述するように、シリンダヘッド本体１００にも複数の冷却フィン１０（図８〜図１０参照）が形成されている。   The engine 101 of this embodiment is an air-cooled engine that is cooled by air. As shown in FIGS. 2 to 4, a plurality of cooling fins 114 are formed in the cylinder block 103. The cooling fin 114 extends in a direction substantially orthogonal to the cylinder axis L1. As will be described later, the cylinder head body 100 is also formed with a plurality of cooling fins 10 (see FIGS. 8 to 10).

シュラウド１３０は、内側部材１３１と外側部材１３２とを有しており、内側部材１３１と外側部材１３２とが組み立てられることによって形成されている。図４に示すように、内側部材１３１と外側部材１３２とは、ボルト１３３によって固定されている。内側部材１３１および外側部材１３２は、例えば合成樹脂から形成されている。   The shroud 130 includes an inner member 131 and an outer member 132, and is formed by assembling the inner member 131 and the outer member 132. As shown in FIG. 4, the inner member 131 and the outer member 132 are fixed by bolts 133. The inner member 131 and the outer member 132 are made of, for example, synthetic resin.

内側部材１３１には、点火プラグ等の点火装置１１５が挿入される孔１３１ａが形成されている。外側部材１３２には、吸込口１３２ａが形成されている。シュラウド１３０がエンジンユニット５に取り付けられたときに、吸込口１３２ａは、冷却ファン１２１と対向する位置に配置される（図３参照）。図４中の参照符号Ｆは、冷却ファン１２１の外周を表しており、参照符号Ｂは、冷却ファン１２１の回転方向を表している。   The inner member 131 has a hole 131a into which an ignition device 115 such as a spark plug is inserted. A suction port 132 a is formed in the outer member 132. When the shroud 130 is attached to the engine unit 5, the suction port 132a is disposed at a position facing the cooling fan 121 (see FIG. 3). 4 represents the outer periphery of the cooling fan 121, and reference numeral B represents the rotation direction of the cooling fan 121.

シュラウド１３０は、クランクケース１０２、シリンダブロック１０３およびシリンダヘッド１０４に取り付けられ、シリンダブロック１０３およびシリンダヘッド１０４に沿うように前方に延びている。シュラウド１３０は、クランクケース１０２、シリンダブロック１０３およびシリンダヘッド１０４の右側部分を覆っている。また、シュラウド１３０の一部は、シリンダブロック１０３およびシリンダヘッド１０４の上側部分および下側部分の一部も覆っている。   The shroud 130 is attached to the crankcase 102, the cylinder block 103, and the cylinder head 104, and extends forward along the cylinder block 103 and the cylinder head 104. The shroud 130 covers the right side portions of the crankcase 102, the cylinder block 103, and the cylinder head 104. Further, part of the shroud 130 also covers part of the upper and lower parts of the cylinder block 103 and the cylinder head 104.

クランクシャフト１１２の回転に伴って冷却ファン１２１が回転すると、シュラウド３０の外部の空気は、吸込口１３２ａを通じてシュラウド３０内に導入される。シュラウド３０内に導入された空気は、シリンダブロック１０３およびシリンダヘッド１０４に吹き付けられる。シリンダブロック１０３およびシリンダヘッド１０４は、この空気によって冷却される。   When the cooling fan 121 rotates with the rotation of the crankshaft 112, the air outside the shroud 30 is introduced into the shroud 30 through the suction port 132a. The air introduced into the shroud 30 is blown to the cylinder block 103 and the cylinder head 104. The cylinder block 103 and the cylinder head 104 are cooled by this air.

続いて、図６〜図１３を参照しながら、本実施形態におけるエンジン１０１が備えるシリンダヘッド本体１００の構成を具体的に説明する。図６および図７は、シリンダヘッド本体１００を模式的に示す上面図および底面図である。図８および図９は、シリンダヘッド本体１００を模式的に示す正面図および背面図である。図１０および図１１は、シリンダヘッド本体１００を模式的に示す左側面図および右側面図である。また、図１２は、図１１中の１２Ａ−１２Ａ’線に沿った断面図であり、図１３は、図７中の８Ａ−８Ａ’線に沿った断面図である。一部の図面には、シリンダ軸線方向が矢印Ｄ１で示されている。なお、言うまでもないが、シリンダ軸線方向とは、シリンダ軸線Ｌ１に平行な方向である。また、以下では、吸気管１４１への接続が行われる側をシリンダヘッド本体１００の正面側として説明を行う。   Next, the configuration of the cylinder head body 100 included in the engine 101 according to the present embodiment will be specifically described with reference to FIGS. 6 and 7 are a top view and a bottom view schematically showing the cylinder head body 100. FIG. 8 and 9 are a front view and a rear view schematically showing the cylinder head body 100. FIG. 10 and 11 are a left side view and a right side view schematically showing the cylinder head main body 100. 12 is a cross-sectional view taken along the line 12A-12A 'in FIG. 11, and FIG. 13 is a cross-sectional view taken along the line 8A-8A' in FIG. In some drawings, the cylinder axis direction is indicated by an arrow D1. Needless to say, the cylinder axis direction is a direction parallel to the cylinder axis L1. In the following description, the side where the connection to the intake pipe 141 is performed is described as the front side of the cylinder head body 100.

シリンダヘッド本体１００は、図６〜図１３に示すように、複数の冷却フィン１０と、カム室壁２０と、燃焼室壁３０とを有する。シリンダヘッド本体１００は、さらに、吸気通路４０と、排気通路５０と、冷却風通路６０とを有する。   As shown in FIGS. 6 to 13, the cylinder head body 100 includes a plurality of cooling fins 10, a cam chamber wall 20, and a combustion chamber wall 30. The cylinder head body 100 further includes an intake passage 40, an exhaust passage 50, and a cooling air passage 60.

複数の冷却フィン１０は、図８、図９および図１０に示すように、シリンダヘッド本体１００の外側面（より具体的には左側面）に設けられており、シリンダヘッド本体１００の外側に向かって突出するように（つまりシリンダ軸線方向Ｄ１に略直交する方向に延びるように）形成されている。また、複数の冷却フィン１０は、シリンダ軸線方向Ｄ１に沿って所定のピッチで配置されている。なお、冷却フィン１０の個数は、ここで例示されている物に限定されない。   As shown in FIGS. 8, 9, and 10, the plurality of cooling fins 10 are provided on the outer side surface (more specifically, the left side surface) of the cylinder head body 100, and face the outside of the cylinder head body 100. (Ie, extending in a direction substantially perpendicular to the cylinder axis direction D1). The plurality of cooling fins 10 are arranged at a predetermined pitch along the cylinder axial direction D1. In addition, the number of the cooling fins 10 is not limited to the thing illustrated here.

カム室壁２０（図６、図１０および図１３に示されている）は、カム室１０９を規定する。カム室１０９は、カムシャフト１０８を含む動弁機構を収容する。シリンダヘッド本体１００の上部に取り付けられるシリンダヘッドカバー１０５と、カム室壁２０との間の空間が、カム室１０９となる。   The cam chamber wall 20 (shown in FIGS. 6, 10 and 13) defines a cam chamber 109. The cam chamber 109 accommodates a valve mechanism including the cam shaft 108. A space between the cylinder head cover 105 attached to the upper part of the cylinder head body 100 and the cam chamber wall 20 is a cam chamber 109.

燃焼室壁３０（図７、図１０および図１３に示されている）は、燃焼室１１０を規定する。燃焼室１１０は、シリンダヘッド本体１００の燃焼室壁３０と、ピストン１０７の頂面と、シリンダ１０６の内周面とによって形成される空間である。燃焼室壁３０には、図７に示すように、後述する吸気ポート４０ａおよび排気ポート５０ａの他に、プラグ孔３２が形成されている。プラグ孔３２には、点火装置１１５の点火プラグが取り付けられる。   Combustion chamber wall 30 (shown in FIGS. 7, 10 and 13) defines combustion chamber 110. The combustion chamber 110 is a space formed by the combustion chamber wall 30 of the cylinder head body 100, the top surface of the piston 107, and the inner peripheral surface of the cylinder 106. As shown in FIG. 7, a plug hole 32 is formed in the combustion chamber wall 30 in addition to an intake port 40a and an exhaust port 50a described later. A spark plug of the ignition device 115 is attached to the plug hole 32.

吸気通路４０は、燃焼室１１０への吸気を行うための通路である。吸気通路４０の燃焼室壁３０側の開口部４０ａが、吸気ポートである。動弁機構によって吸気バルブ１５１が上下動することにより、吸気ポート４０ａが開閉される。吸気通路４０の燃焼室壁３０とは反対側の開口部４０ｂ（シリンダヘッド本体１００の正面に位置する）には、吸気管１４１が接続される。   The intake passage 40 is a passage for performing intake to the combustion chamber 110. An opening 40a on the combustion chamber wall 30 side of the intake passage 40 is an intake port. As the intake valve 151 moves up and down by the valve mechanism, the intake port 40a is opened and closed. An intake pipe 141 is connected to an opening 40 b (located in front of the cylinder head main body 100) on the opposite side of the intake passage 40 from the combustion chamber wall 30.

排気通路５０は、燃焼室１１０からの排気を行うための通路である。排気通路５０の燃焼室壁３０側の開口部５０ａが、排気ポートである。動弁機構によって排気バルブ１５２が上下動することにより、排気ポート５０ａが開閉される。排気通路５０の燃焼室壁３０とは反対側の開口部５０ｂには、排気管１４２が接続される。   The exhaust passage 50 is a passage for exhausting from the combustion chamber 110. An opening 50a on the combustion chamber wall 30 side of the exhaust passage 50 is an exhaust port. When the exhaust valve 152 moves up and down by the valve operating mechanism, the exhaust port 50a is opened and closed. An exhaust pipe 142 is connected to the opening 50 b on the opposite side of the exhaust passage 50 from the combustion chamber wall 30.

典型的には、複数の冷却フィン１０は、排気通路５０を規定する排気通路壁から延びる冷却フィン１０（図１０において相対的に右側に位置する）を含む。本実施形態では、複数の冷却フィン１０は、さらに、吸気通路４０を規定する吸気通路壁から延びる冷却フィン１０（図１０において相対的に左側に位置する）を含む。   Typically, the plurality of cooling fins 10 includes a cooling fin 10 (relatively located on the right side in FIG. 10) that extends from an exhaust passage wall that defines the exhaust passage 50. In the present embodiment, the plurality of cooling fins 10 further includes a cooling fin 10 (located relatively on the left side in FIG. 10) extending from the intake passage wall that defines the intake passage 40.

冷却風通路６０（図１０および図１３に示されている）は、カム室壁２０および燃焼室壁３０の間に冷却風を通すための通路である。図７に示すように、冷却風通路６０の入口６０ａは、シリンダヘッド本体１００の左側面に位置し、冷却風通路６０の出口６０ｂは、シリンダヘッド本体１００の右側面に位置する。冷却ファン１２１によってシュラウド１３０内に導入された冷却風ＣＡは、入口６０ａから冷却風通路６０内に導入され、冷却風通路６０を通過する過程でシリンダヘッド本体１００を冷却した後、出口６０ｂからシリンダヘッド本体１００の外部に排出される。   The cooling air passage 60 (shown in FIGS. 10 and 13) is a passage for passing cooling air between the cam chamber wall 20 and the combustion chamber wall 30. As shown in FIG. 7, the inlet 60 a of the cooling air passage 60 is located on the left side surface of the cylinder head body 100, and the outlet 60 b of the cooling air passage 60 is located on the right side surface of the cylinder head body 100. The cooling air CA introduced into the shroud 130 by the cooling fan 121 is introduced into the cooling air passage 60 from the inlet 60a, and after cooling the cylinder head body 100 in the process of passing through the cooling air passage 60, the cooling air CA is introduced into the cylinder from the outlet 60b. It is discharged outside the head main body 100.

シリンダヘッド本体１００は、アルミニウム合金からダイカスト鋳造により一体的に成形されている。アルミニウム合金としては、例えば、ＡＤＣ１０やＡＤＣ１２が好適に用いられる。   The cylinder head body 100 is integrally formed from an aluminum alloy by die casting. As the aluminum alloy, for example, ADC 10 or ADC 12 is preferably used.

シリンダヘッド本体１００は、図６、図７および図１２に示すように、カムチェーン１１３を収容するカムチェーン室７０をさらに有する。カムチェーン１１３は、動弁機構のカムシャフト１０８を駆動するための部材である。   As shown in FIGS. 6, 7, and 12, the cylinder head body 100 further includes a cam chain chamber 70 that houses the cam chain 113. The cam chain 113 is a member for driving the camshaft 108 of the valve mechanism.

排気通路５０は、シリンダ軸線方向Ｄ１（図６、図７および図１２における紙面に垂直な方向）から見たとき、入口（排気ポート５０ａ）側から出口（開口部５０ｂ）側に向かうにつれてカムチェーン室７０から遠ざかるように延びている。つまり、排気通路５０の軸線５０ｘは、シリンダヘッド本体１００の前後方向に対して傾斜している。また、排気通路５０は、シリンダ軸線方向Ｄ１から見たとき、その軸線５０ｘが直線状となるように形成されている。   The exhaust passage 50 is a cam chain as viewed from the cylinder axial direction D1 (direction perpendicular to the paper surface in FIGS. 6, 7 and 12) from the inlet (exhaust port 50a) side to the outlet (opening 50b) side. It extends away from the chamber 70. That is, the axis 50x of the exhaust passage 50 is inclined with respect to the front-rear direction of the cylinder head body 100. Further, the exhaust passage 50 is formed such that its axis 50x is linear when viewed from the cylinder axis direction D1.

また、シリンダヘッド本体１００は、図６、図７および図１２に示すように、それぞれにヘッドボルトが挿通される複数のボルト孔８０ａ〜８０ｄを有する。これらのボルト孔８０ａ〜８０ｄに挿通されたヘッドボルト（典型的にはスタッドボルトである）により、シリンダヘッド本体１００はシリンダブロック１０３に結合される。複数（ここでは４つ）のボルト孔８０ａ〜８０ｄのうちの１つのボルト孔（図６および図１２において右上に位置し、図７において右下に位置するボルト孔）８０ａは、排気通路５０とカムチェーン室７０との間に設けられている。このボルト孔８０ａと排気通路５０との間に、冷却風通路６０の一部が位置している。ボルト孔８０ａ〜８０ｄを有するボス８０は、ヘッドボルト用ボスまたはスタッドボルト用ボスと呼ばれることもある。   Further, as shown in FIGS. 6, 7 and 12, the cylinder head body 100 has a plurality of bolt holes 80a to 80d through which head bolts are inserted. The cylinder head main body 100 is coupled to the cylinder block 103 by head bolts (typically stud bolts) inserted through these bolt holes 80a to 80d. One bolt hole (a bolt hole located at the upper right in FIGS. 6 and 12 and located at the lower right in FIG. 7) 80a of the plurality (four in this case) of bolt holes 80a to 80d is connected to the exhaust passage 50. It is provided between the cam chain chamber 70. A part of the cooling air passage 60 is located between the bolt hole 80 a and the exhaust passage 50. The boss 80 having the bolt holes 80a to 80d may be called a head bolt boss or a stud bolt boss.

上述したように、本発明の実施形態におけるエンジン（内燃機関）１０１のシリンダヘッド本体１００は、ダイカスト鋳造により一体的に成形されている。つまり、シリンダヘッド本体１００には、特許文献１のシリンダヘッドとは異なり、別体の部材であるライナが鋳込まれてはいない。そのため、ライナの位置ずれに起因する吸気通路４０および排気通路５０の位置ずれが発生することがなく、吸気通路４０や排気通路５０の位置ずれによるエンジン１０１の性能低下が防止される。   As described above, the cylinder head body 100 of the engine (internal combustion engine) 101 according to the embodiment of the present invention is integrally formed by die casting. That is, unlike the cylinder head of Patent Document 1, a liner, which is a separate member, is not cast into the cylinder head body 100. Therefore, the displacement of the intake passage 40 and the exhaust passage 50 due to the displacement of the liner does not occur, and the performance degradation of the engine 101 due to the displacement of the intake passage 40 or the exhaust passage 50 is prevented.

また、排気通路５０が、入口側から出口側に向かうにつれてカムチェーン室７０から遠ざかるように延びているので、排気通路５０の出口とカムチェーン室７０との間の空間を広げることができる。従って、冷却風通路６０の断面積を十分に大きく確保しやすい。そのため、十分に高い冷却性能を実現することができる。   Further, since the exhaust passage 50 extends away from the cam chain chamber 70 from the inlet side toward the outlet side, the space between the outlet of the exhaust passage 50 and the cam chain chamber 70 can be widened. Therefore, it is easy to ensure a sufficiently large cross-sectional area of the cooling air passage 60. Therefore, sufficiently high cooling performance can be realized.

さらに、排気通路５０は、その軸線５０ｘが直線状となるように形成されている。従って、排気抵抗を低減し、いっそう効率の良い燃焼が可能となる。また、ダイカスト鋳造によってシリンダヘッド本体１００を成形する際に、最終形状の排気通路５０を金型により形成することができるので、排気通路５０の形状を後加工により変更する必要がない。   Further, the exhaust passage 50 is formed such that its axis 50x is linear. Therefore, exhaust resistance is reduced, and more efficient combustion is possible. Further, when the cylinder head main body 100 is formed by die casting, the final-shaped exhaust passage 50 can be formed by a mold, so that it is not necessary to change the shape of the exhaust passage 50 by post-processing.

なお、冷却風通路６０の断面積を十分に大きく確保する観点からは、排気通路５０の軸線５０ｘは、前後方向に対してある程度以上大きな角度で傾斜していることが好ましい。具体的には、排気通路５０の軸線５０ｘは、４つのボルト孔８０ａ〜８０ｄのうちのカムチェーン室７０側に位置する２つのボルト孔８０ａおよび８０ｂの中心を結ぶ直線Ｌ３に対し、２０°以上の角度をなすように傾斜していることが好ましい。ただし、傾斜角度が大きすぎると、排気抵抗が大きくなりすぎることがあるので、傾斜角度は３０°以下であることが好ましい。   Note that, from the viewpoint of ensuring a sufficiently large cross-sectional area of the cooling air passage 60, the axis 50x of the exhaust passage 50 is preferably inclined at a certain angle with respect to the front-rear direction. Specifically, the axis 50x of the exhaust passage 50 is 20 ° or more with respect to a straight line L3 connecting the centers of the two bolt holes 80a and 80b located on the cam chain chamber 70 side of the four bolt holes 80a to 80d. It is preferable to incline so that the angle may be made. However, if the inclination angle is too large, the exhaust resistance may become too large. Therefore, the inclination angle is preferably 30 ° or less.

本実施形態のように、複数のボルト孔８０ａ〜８０ｄのうちのあるボルト孔８０ａが、排気通路５０とカムチェーン室７０との間に設けられていると、排気通路５０とカムチェーン室７０との間よりも狭い空間（つまりボルト孔８０ａと排気通路５０との間の空間）内に、冷却風通路６０の一部を位置させる（配置する）必要がある。しかしながら、上述したように、排気通路５０が、入口側から出口側に向かうにつれてカムチェーン室７０から遠ざかるように延びていることにより、ボルト孔８０ａと排気通路５０との間においても冷却風通路６０の断面積を十分に大きく確保することができる。   As in the present embodiment, when a certain bolt hole 80a among the plurality of bolt holes 80a to 80d is provided between the exhaust passage 50 and the cam chain chamber 70, the exhaust passage 50, the cam chain chamber 70, A part of the cooling air passage 60 needs to be positioned (arranged) in a space narrower than the space between them (that is, a space between the bolt hole 80a and the exhaust passage 50). However, as described above, since the exhaust passage 50 extends away from the cam chain chamber 70 from the inlet side toward the outlet side, the cooling air passage 60 is also provided between the bolt hole 80a and the exhaust passage 50. A sufficiently large cross-sectional area can be secured.

また、排気通路５０の形状を、その軸線５０ｘが直線状となるように設計すると、中子を用いることなく金型により排気通路５０を形成することが容易である。金型によって排気通路５０を形成すると、排気通路５０の内周面の表面粗さを、中子を使う場合に比べて小さくすることができる。より具体的には、排気通路５０の内周面の表面粗さＲｚ（最大高さ）を、３０μｍ以下にすることができ、排気抵抗を低減してエンジン１０１の出力を向上させることができる。なお、吸気通路４０の内周面の表面粗さＲｚも３０μｍ以下にすることにより、吸気抵抗を低減してエンジン１０１の出力をいっそう向上させることができる。   Further, if the shape of the exhaust passage 50 is designed so that the axis 50x thereof is a straight line, it is easy to form the exhaust passage 50 by a mold without using a core. When the exhaust passage 50 is formed by a mold, the surface roughness of the inner peripheral surface of the exhaust passage 50 can be reduced as compared with the case where a core is used. More specifically, the surface roughness Rz (maximum height) of the inner peripheral surface of the exhaust passage 50 can be set to 30 μm or less, and the exhaust resistance can be reduced to improve the output of the engine 101. Note that, by setting the surface roughness Rz of the inner peripheral surface of the intake passage 40 to 30 μm or less, the intake resistance can be reduced and the output of the engine 101 can be further improved.

複数の冷却フィン１０は、排気通路５０を規定する排気通路壁から延びる冷却フィン１０を含んでいることが好ましい。排気通路５０は、シリンダヘッド本体１００の中でも高温となり易い箇所であるので、冷却フィン１０が排気通路壁から延びていることにより、冷却効率を向上させることができる。排気通路壁から延びる冷却フィン１０は、十分に高い冷却効率を確保する観点から、より具体的には、排気通路壁のうちの、少なくとも、ボルト孔（排気通路壁から延びる冷却フィン１０にもっとも近いボルト孔）８０ｃに対応したボス（スタッドボルト用ボス）８０よりもシリンダ軸線Ｌ１側に位置する部分から延びている（図１０参照）。   The plurality of cooling fins 10 preferably include cooling fins 10 extending from an exhaust passage wall that defines the exhaust passage 50. Since the exhaust passage 50 is a portion that is likely to become high temperature in the cylinder head body 100, the cooling fin 10 extends from the exhaust passage wall, so that the cooling efficiency can be improved. More specifically, the cooling fin 10 extending from the exhaust passage wall is at least a bolt hole (closest to the cooling fin 10 extending from the exhaust passage wall) in the exhaust passage wall from the viewpoint of ensuring sufficiently high cooling efficiency. A boss (stud bolt boss) 80 corresponding to the bolt hole 80c extends from a portion located on the cylinder axis L1 side (see FIG. 10).

ここで、複数の冷却フィン１０のうち、燃焼室壁３０の頂部に対して燃焼室１１０側に位置する冷却フィン１０ａを「第１冷却フィン」と呼び、燃焼室壁３０の頂部に対して燃焼室１１０とは反対側（つまりカム室側）に位置する冷却フィン１０ｂを「第２冷却フィン」と呼ぶとする。本実施形態では、複数の冷却フィン１０は、図８、図９および図１０からわかるように、第１冷却フィン１０ａの面積の合計が、第２冷却フィン１０ｂの面積の合計よりも大きくなるように設けられている。   Here, among the plurality of cooling fins 10, the cooling fin 10 a positioned on the combustion chamber 110 side with respect to the top of the combustion chamber wall 30 is referred to as “first cooling fin”, and combustion is performed on the top of the combustion chamber wall 30. The cooling fins 10b located on the side opposite to the chamber 110 (that is, the cam chamber side) are referred to as “second cooling fins”. In the present embodiment, as can be seen from FIGS. 8, 9, and 10, the plurality of cooling fins 10 has a total area of the first cooling fins 10a larger than a total area of the second cooling fins 10b. Is provided.

エンジン１０１の運転中、シリンダヘッド本体１００のうち、燃焼室壁３０の頂上部に対して燃焼室１１０側の領域は、燃焼室壁３０の頂上部に対して燃焼室１１０とは反対側の領域よりも温度が高くなる。そのため、前者の領域に位置する第１冷却フィン１０ａの面積の合計が、後者の領域に位置する第２冷却フィン１０ｂの面積の合計よりも大きいことにより、効率的に冷却性を向上させることができる。   During operation of the engine 101, in the cylinder head main body 100, the region on the combustion chamber 110 side with respect to the top of the combustion chamber wall 30 is the region opposite to the combustion chamber 110 with respect to the top of the combustion chamber wall 30. The temperature becomes higher than. For this reason, the total area of the first cooling fins 10a located in the former region is larger than the total area of the second cooling fins 10b located in the latter region, thereby effectively improving the cooling performance. it can.

また、本実施形態では、複数の冷却フィン１０は、図１０に示すように、シリンダ軸線Ｌ１に対してカムチェーン室７０とは反対側から見たとき（図１０における紙面に垂直な方向から見たとき）、第１冷却フィン１０ａのシリンダ軸線Ｌ１側の端部１０ａ１が、第２冷却フィン１０ｂのシリンダ軸線Ｌ１側の端部１０ｂ１よりも、シリンダ軸線Ｌ１の近くに位置するように設けられている。つまり、第２冷却フィン１０ｂの端部１０ｂ１の方が、第１冷却フィン１０ａの端部１０ａ１よりもシリンダ軸線Ｌ１から離れている。このことにより、冷却風通路６０の断面積をより大きくすることができる。   In the present embodiment, as shown in FIG. 10, the plurality of cooling fins 10 are viewed from the side opposite to the cam chain chamber 70 with respect to the cylinder axis L1 (viewed from a direction perpendicular to the paper surface in FIG. The end 10a1 of the first cooling fin 10a on the cylinder axis L1 side is provided closer to the cylinder axis L1 than the end 10b1 of the second cooling fin 10b on the cylinder axis L1 side. Yes. That is, the end portion 10b1 of the second cooling fin 10b is further away from the cylinder axis L1 than the end portion 10a1 of the first cooling fin 10a. As a result, the cross-sectional area of the cooling air passage 60 can be increased.

さらに、本実施形態では、冷却風通路６０の一部は、図１０に示すように、排気通路５０を規定する排気通路壁５１であって、カム室壁２０と鋭角をなすように交差する排気通路壁５１により規定されている。このことにより、以下のような利点が得られる。   Further, in the present embodiment, as shown in FIG. 10, a part of the cooling air passage 60 is an exhaust passage wall 51 that defines the exhaust passage 50, and an exhaust that intersects the cam chamber wall 20 so as to form an acute angle. It is defined by the passage wall 51. This provides the following advantages.

通常、冷却風通路の形状をダイカスト鋳造の際に金型で形成する場合、金型の、冷却風通路に対応する部分は、他の部分から突出した形状を有する。そのような突出した形状を有する部分の先端は、溶湯の熱によって高温になりやすい。特に、先端に角があると、それが溶損してしまうことがある。そのため、一般的には、先端をその断面が円状になるように設計する。しかしながら、本実施形態のように、冷却風通路６０の一部を、カム室壁２０と鋭角をなすように交差する排気通路壁５１で規定することにより、冷却風通路６０の断面積を大きくすることができる。この場合、カム室壁２０と排気通路壁５１とは、ともに肉厚が小さくてもよいので、溶損の問題を回避することができる。   Normally, when the shape of the cooling air passage is formed by a die during die casting, the portion of the die corresponding to the cooling air passage has a shape protruding from the other portion. The tip of the portion having such a protruding shape is likely to become high temperature due to the heat of the molten metal. In particular, if there is a corner at the tip, it may melt. Therefore, generally, the tip is designed so that its cross section is circular. However, as in this embodiment, by defining a part of the cooling air passage 60 with the exhaust passage wall 51 that intersects the cam chamber wall 20 so as to form an acute angle, the cross-sectional area of the cooling air passage 60 is increased. be able to. In this case, since both the cam chamber wall 20 and the exhaust passage wall 51 may be small in thickness, the problem of melting damage can be avoided.

カム室壁２０は、２．５ｍｍ以下の厚さを有することが好ましい。カム室壁２０の厚さが２．５ｍｍ以下であることにより、金型の角の溶損をいっそう確実に防止することができる。ただし、カム室壁２０の厚さが１．５ｍｍ未満であると、カム室１０９に要求される耐圧強度が十分に得られず、歪みにより発生する変形応力に対する耐性が不足することがあるので、カム室壁２０の厚さは１．５ｍｍ以上であることが好ましい。   The cam chamber wall 20 preferably has a thickness of 2.5 mm or less. When the thickness of the cam chamber wall 20 is 2.5 mm or less, it is possible to more reliably prevent the mold corner from being melted. However, if the thickness of the cam chamber wall 20 is less than 1.5 mm, sufficient pressure resistance required for the cam chamber 109 cannot be obtained, and resistance to deformation stress generated by strain may be insufficient. The thickness of the cam chamber wall 20 is preferably 1.5 mm or more.

また、本実施形態では、シリンダヘッド本体１００がダイカスト鋳造により成形されるので、冷却フィン１０の肉厚とピッチとを小さくすることができ、冷却性を向上させることができる。具体的には、図１４に示すように、複数の冷却フィン１０のそれぞれの先端部の厚さをｔとし、複数の冷却フィン１０のピッチをｐとしたとき、各冷却フィン１０の先端部の厚さｔを１．０ｍｍ以上２．５ｍｍ以下とし、複数の冷却フィン１０を７．５ｍｍ以下のピッチｐで配置することができる。   Moreover, in this embodiment, since the cylinder head main body 100 is shape | molded by die-casting, the thickness and pitch of the cooling fin 10 can be made small and cooling property can be improved. Specifically, as shown in FIG. 14, when the thickness of each tip of the plurality of cooling fins 10 is t and the pitch of the plurality of cooling fins 10 is p, the tip of each cooling fin 10 is The thickness t is 1.0 mm or more and 2.5 mm or less, and the plurality of cooling fins 10 can be arranged at a pitch p of 7.5 mm or less.

複数の冷却フィン１０のそれぞれは、２．０°以下の抜き勾配を有することが好ましい。抜き勾配を２．０°以下と小さくすることにより、冷却フィン１０の根元部における間隔を大きくすることができるので、冷却性をさらに向上させることができる。ただし、離型を容易にする観点からは、複数の冷却フィン１０のそれぞれの抜き勾配は、１．０°以上であることが好ましい。   Each of the plurality of cooling fins 10 preferably has a draft angle of 2.0 ° or less. By reducing the draft to 2.0 ° or less, the interval at the root portion of the cooling fin 10 can be increased, so that the cooling performance can be further improved. However, from the viewpoint of facilitating mold release, the draft angle of each of the plurality of cooling fins 10 is preferably 1.0 ° or more.

また、本実施形態におけるシリンダヘッド本体１００は、図１０に示すように、冷却風通路６０内に設けられ、燃焼室壁３０とカム室壁２０とを連結するリブ９０をさらに有する。燃焼室壁３０とカム室壁２０とをリブ９０が連結することにより、リブ９０が燃焼室壁３０の熱をカム室壁２０に伝達し、カム室１０９の潤滑油を用いた冷却が可能になるので、冷却性を向上させることができる。また、リブ９０が冷却風通路６０内に配置されることにより、冷却風ＣＡによる冷却効果も得られる。   Further, as shown in FIG. 10, the cylinder head body 100 in the present embodiment further includes a rib 90 provided in the cooling air passage 60 and connecting the combustion chamber wall 30 and the cam chamber wall 20. The rib 90 connects the combustion chamber wall 30 and the cam chamber wall 20, so that the rib 90 transfers the heat of the combustion chamber wall 30 to the cam chamber wall 20, and the cam chamber 109 can be cooled using lubricating oil. Therefore, the cooling property can be improved. In addition, since the rib 90 is disposed in the cooling air passage 60, a cooling effect by the cooling air CA is also obtained.

なお、リブ９０は、ダイカスト鋳造によりシリンダヘッド本体１００が成形される場合の型抜き方向に沿って形成されていることが好ましい。そのため、リブ９０は、冷却風通路６０を規定する壁部分（冷却風通路壁）に沿って形成されていることが好ましい。   In addition, it is preferable that the rib 90 is formed along the die cutting direction when the cylinder head main body 100 is shape | molded by die-casting. Therefore, the rib 90 is preferably formed along a wall portion (cooling air passage wall) that defines the cooling air passage 60.

また、排気通路５０の軸線５０ｘに直交する面に沿った排気通路５０の断面形状が略楕円であり、且つ、排気通路５０の出口５０ｂの形状が図９に示されているように略真円であることが好ましい。排気管１４２の断面形状は一般に略真円であるので、排気通路５０の出口５０ｂの形状が略真円であることにより、通路面積の急激な変化を防止してエンジン１０１の性能の低下を防止することができる。既に説明したように、排気通路５０は、入口側から出口側に向かうにつれてカムチェーン室７０から遠ざかるように延びているので、軸線５０ｘに直交する面に沿った排気通路５０の断面形状が略真円であると、排気通路５０の出口５０ｂの形状を略真円にすることはできない。軸線５０ｘに直交する面に沿った排気通路５０の断面形状が略楕円であることによって、つまり、軸線５０ｘに直交する面に沿った排気通路５０の断面形状の真円度を、排気通路５０の出口５０ｂの形状の真円度よりも低くすることにより、排気通路５０の出口５０ｂの形状を略真円にすることができる。   Further, the cross-sectional shape of the exhaust passage 50 along the plane orthogonal to the axis 50x of the exhaust passage 50 is substantially elliptical, and the shape of the outlet 50b of the exhaust passage 50 is substantially circular as shown in FIG. It is preferable that Since the cross-sectional shape of the exhaust pipe 142 is generally a perfect circle, the shape of the outlet 50b of the exhaust passage 50 is a substantially perfect circle, thereby preventing a rapid change in the passage area and preventing a decrease in the performance of the engine 101. can do. As already described, since the exhaust passage 50 extends away from the cam chain chamber 70 from the inlet side toward the outlet side, the cross-sectional shape of the exhaust passage 50 along the plane orthogonal to the axis 50x is substantially true. If it is a circle, the shape of the outlet 50b of the exhaust passage 50 cannot be a substantially perfect circle. When the cross-sectional shape of the exhaust passage 50 along the plane orthogonal to the axis 50x is substantially elliptical, that is, the roundness of the cross-sectional shape of the exhaust passage 50 along the plane orthogonal to the axis 50x is determined by the By making it lower than the roundness of the shape of the outlet 50b, the shape of the outlet 50b of the exhaust passage 50 can be made substantially circular.

さらに、冷却風通路６０やカムチェーン室１０９を規定する壁部、複数の冷却フィン１０を含む外側面に、ショットブラスト処理を行うことも好ましい。ショットブラスト処理による粗面化により、冷却風ＣＡと接触する面積が増加するので、冷却性のいっそうの向上を図ることができる。また、ショットブラスト処理により、冷却風通路６０のバリ取りを行うこともできる。   Further, it is also preferable to perform shot blasting on the wall portion defining the cooling air passage 60 and the cam chain chamber 109 and the outer surface including the plurality of cooling fins 10. The surface contact with the cooling air CA is increased by the roughening by the shot blasting process, so that the cooling performance can be further improved. Moreover, the deburring of the cooling air passage 60 can also be performed by shot blasting.

また、冷却性のさらなる向上のために、リブ９０から延びる冷却フィンを設けたり、リブ９０にショットブラスト処理を施したりすることも好ましい。   In order to further improve the cooling performance, it is also preferable to provide cooling fins extending from the ribs 90 or to perform shot blasting on the ribs 90.

本発明の実施形態における内燃機関１０００は、自動二輪車、ＡＴＶ（All Terrain Vehicle）などの各種鞍乗型車両に好適に用いられる。また、発電機などにも好適に用いられる。   The internal combustion engine 1000 according to the embodiment of the present invention is suitably used for various straddle-type vehicles such as a motorcycle and an ATV (All Terrain Vehicle). Moreover, it is used suitably also for a generator etc.

本発明によると、十分な断面積を有する冷却風通路を有し、ダイカスト鋳造により好適に成形され得るシリンダヘッド本体を備えた空冷式内燃機関が提供される。本発明による空冷式内燃機関は、シリンダヘッド本体の冷却性に優れているので、自動二輪車をはじめとする各種の鞍乗型車両に好適に用いられる。   According to the present invention, there is provided an air-cooled internal combustion engine having a cylinder head body which has a cooling air passage having a sufficient cross-sectional area and can be suitably formed by die casting. The air-cooled internal combustion engine according to the present invention is excellent in the cooling performance of the cylinder head body, and is therefore suitably used for various straddle-type vehicles such as motorcycles.

１ 自動二輪車（鞍乗型車両）
１０ 冷却フィン
２０ カム室壁
３０ 燃料室壁
３２ プラグ孔
４０ 吸気通路
４０ａ 吸気ポート
４０ｂ 開口部
５０ 排気通路
５０ａ 排気ポート（排気通路の入口）
５０ｂ 開口部（排気通路の出口）
５０ｘ 排気通路の軸線
５１ 排気通路壁
６０ 冷却風通路
６０ａ 冷却風通路の入口
６０ｂ 冷却風通路の出口
７０ カムチェーン室
８０ ヘッドボルトボス
８０ａ、８０ｂ、８０ｃ、８０ｄ ボルト孔
９０ リブ
１００ シリンダヘッド本体
１０１ エンジン（内燃機関）
１０２ クランクケース
１０３ シリンダブロック
１０４ シリンダヘッド
１０５ シリンダヘッドカバー
１０６ シリンダ
１０８ カムシャフト
１０９ カム室
１１０ 燃焼室
１１３ カムチェーン
１２１ 冷却ファン
１３０ シュラウド
１４１ 吸気管
１４２ 排気管
１５１ 吸気バルブ
１５２ 排気バルブ
ＣＡ 冷却風
Ｄ１ シリンダ軸線方向
Ｌ１ シリンダ軸線 1 Motorcycle (saddle-ride type vehicle)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Cooling fin 20 Cam chamber wall 30 Fuel chamber wall 32 Plug hole 40 Intake passage 40a Intake port 40b Opening 50 Exhaust passage 50a Exhaust port (inlet of exhaust passage)
50b Opening (exhaust passage outlet)
50x Exhaust passage axis 51 Exhaust passage wall 60 Cooling air passage 60a Cooling air passage inlet 60b Cooling air passage outlet 70 Cam chain chamber 80 Head bolt boss 80a, 80b, 80c, 80d Bolt hole 90 Rib 100 Cylinder head body 101 Engine (Internal combustion engine)
102 Crankcase 103 Cylinder block 104 Cylinder head 105 Cylinder head cover 106 Cylinder 108 Cam shaft 109 Cam chamber 110 Combustion chamber 113 Cam chain 121 Cooling fan 130 Shroud 141 Intake pipe 142 Exhaust pipe 151 Intake valve 152 Exhaust valve CA Cooling air D1 Cylinder axial direction L1 Cylinder axis

Claims (15)

複数の冷却フィンと、
カム室を規定するカム室壁と、
燃焼室を規定する燃焼室壁と、
前記燃焼室への吸気を行うための吸気通路と、
前記燃焼室からの排気を行うための排気通路と、
前記カム室壁および前記燃焼室壁の間に冷却風を通すための冷却風通路と、を有するシリンダヘッド本体を備え、
前記シリンダヘッド本体は、アルミニウム合金からダイカスト鋳造により一体的に成形されており、
前記シリンダヘッド本体は、カムチェーンを収容するカムチェーン室をさらに有し、
シリンダ軸線方向から見たとき、前記排気通路は、入口側から出口側に向かうにつれて前記カムチェーン室から遠ざかるように延びており、且つ、前記排気通路の軸線が直線状となるように形成されている空冷式内燃機関。 A plurality of cooling fins;
A cam chamber wall defining the cam chamber;
A combustion chamber wall defining the combustion chamber;
An intake passage for performing intake to the combustion chamber;
An exhaust passage for exhausting from the combustion chamber;
A cylinder head body having a cooling air passage for passing cooling air between the cam chamber wall and the combustion chamber wall;
The cylinder head body is integrally formed by die casting from an aluminum alloy,
The cylinder head body further includes a cam chain chamber that houses a cam chain,
When viewed from the cylinder axial direction, the exhaust passage extends away from the cam chain chamber from the inlet side toward the outlet side, and is formed so that the axis of the exhaust passage is linear. Air-cooled internal combustion engine. 前記複数の冷却フィンは、前記排気通路を規定する排気通路壁から延びる冷却フィンを含む請求項１に記載の空冷式内燃機関。   The air-cooled internal combustion engine according to claim 1, wherein the plurality of cooling fins include cooling fins extending from an exhaust passage wall that defines the exhaust passage. 前記排気通路の内周面の表面粗さＲｚは、３０μｍ以下である請求項１または２に記載の空冷式内燃機関。   The air-cooled internal combustion engine according to claim 1 or 2, wherein a surface roughness Rz of an inner peripheral surface of the exhaust passage is 30 µm or less. 前記シリンダヘッド本体は、それぞれにヘッドボルトが挿通される複数のボルト孔をさらに有し、
前記複数のボルト孔のうちの１つのボルト孔は、前記排気通路と前記カムチェーン室との間に設けられており、
前記冷却風通路の一部は、前記１つのボルト孔と、前記排気通路との間に位置している請求項１から３のいずれかに記載の空冷式内燃機関。 The cylinder head body further includes a plurality of bolt holes into which head bolts are inserted,
One bolt hole of the plurality of bolt holes is provided between the exhaust passage and the cam chain chamber,
4. The air-cooled internal combustion engine according to claim 1, wherein a part of the cooling air passage is located between the one bolt hole and the exhaust passage. 5. 前記複数の冷却フィンは、前記燃焼室壁の頂部に対して前記燃焼室側に位置する冷却フィンの面積の合計が、前記燃焼室壁の頂部に対して前記燃焼室とは反対側に位置する冷却フィンの面積の合計よりも大きくなるように設けられている請求項１から４のいずれかに記載の空冷式内燃機関。   In the plurality of cooling fins, the total area of the cooling fins located on the combustion chamber side with respect to the top of the combustion chamber wall is located on the opposite side of the combustion chamber with respect to the top of the combustion chamber wall. The air-cooled internal combustion engine according to any one of claims 1 to 4, wherein the air-cooled internal combustion engine is provided so as to be larger than a total area of the cooling fins. 前記複数の冷却フィンは、シリンダ軸線に対して前記カムチェーン室とは反対側から見たとき、前記燃焼室壁の頂部に対して前記燃焼室側に位置する冷却フィンのシリンダ軸線側の端部が、前記燃焼室壁の頂部に対して前記燃焼室とは反対側に位置する冷却フィンのシリンダ軸線側の端部よりも、シリンダ軸線の近くに位置するように設けられている請求項１から５のいずれかに記載の空冷式内燃機関。   The plurality of cooling fins, when viewed from the opposite side of the cam chain chamber with respect to the cylinder axis, end portions of the cooling fins located on the combustion chamber side with respect to the top of the combustion chamber wall Is provided so as to be positioned closer to the cylinder axis than the end on the cylinder axis side of the cooling fin located on the opposite side of the combustion chamber with respect to the top of the combustion chamber wall. The air-cooled internal combustion engine according to any one of 5. 前記冷却風通路の一部は、前記排気通路を規定する排気通路壁であって、前記カム室壁と鋭角をなすように交差する排気通路壁により規定されている請求項１から６のいずれかに記載の空冷式内燃機関。   The part of the cooling air passage is an exhaust passage wall that defines the exhaust passage, and is defined by an exhaust passage wall that intersects the cam chamber wall so as to form an acute angle. The air-cooled internal combustion engine described in 1. 前記カム室壁は、１．５ｍｍ以上２．５ｍｍ以下の厚さを有する請求項７に記載の空冷式内燃機関。   The air-cooled internal combustion engine according to claim 7, wherein the cam chamber wall has a thickness of 1.5 mm or more and 2.5 mm or less. 前記複数の冷却フィンのそれぞれの先端部は、１．０ｍｍ以上２．５ｍｍ以下の厚さを有し、
前記複数の冷却フィンは、７．５ｍｍ以下のピッチで配置されている請求項１から８のいずれかに記載の空冷式内燃機関。 Each tip of the plurality of cooling fins has a thickness of 1.0 mm or more and 2.5 mm or less,
The air-cooled internal combustion engine according to any one of claims 1 to 8, wherein the plurality of cooling fins are arranged at a pitch of 7.5 mm or less. 前記複数の冷却フィンのそれぞれは、１．０°以上２．０°以下の抜き勾配を有する請求項１から９のいずれかに記載の空冷式内燃機関。   10. The air-cooled internal combustion engine according to claim 1, wherein each of the plurality of cooling fins has a draft of not less than 1.0 ° and not more than 2.0 °. 前記シリンダヘッド本体は、前記冷却風通路内に設けられ、前記燃焼室壁と前記カム室壁とを連結するリブをさらに有する請求項１から１０のいずれかに記載の空冷式内燃機関。   The air-cooled internal combustion engine according to any one of claims 1 to 10, wherein the cylinder head body further includes a rib that is provided in the cooling air passage and connects the combustion chamber wall and the cam chamber wall. 前記リブは、前記冷却風通路を規定する冷却風通路壁に沿って形成されている請求項１１に記載の空冷式内燃機関。   The air-cooled internal combustion engine according to claim 11, wherein the rib is formed along a cooling air passage wall defining the cooling air passage. 前記排気通路の軸線に直交する面に沿った、前記排気通路の断面形状の真円度は、前記排気通路の出口の形状の真円度よりも低い請求項１から１２のいずれかに記載の空冷式内燃機関。   The roundness of the cross-sectional shape of the exhaust passage along a plane orthogonal to the axis of the exhaust passage is lower than the roundness of the shape of the outlet of the exhaust passage. Air-cooled internal combustion engine. 前記排気通路の軸線に直交する面に沿った、前記排気通路の断面形状は略楕円であり、前記排気通路の出口の形状は略真円である請求項１３に記載の空冷式内燃機関。   The air-cooled internal combustion engine according to claim 13, wherein a cross-sectional shape of the exhaust passage along a plane orthogonal to the axis of the exhaust passage is substantially elliptical, and a shape of an outlet of the exhaust passage is substantially perfect circle. 請求項１から１４のいずれかに記載の空冷式内燃機関を備える鞍乗型車両。   A straddle-type vehicle comprising the air-cooled internal combustion engine according to any one of claims 1 to 14.
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