JP2017160859A - エンジンのオイル通路構造 - Google Patents

Abstract

【課題】燃焼室のスキッシュエリア部の冷却を充分に行なってノック限界を向上させ、ノッキング抑制制御を行なって、ノッキングの発生を未然に防止したもの。【解決手段】エンジンのオイル通路構造は、クランクケース、シリンダ、および動弁機構が収容されるシリンダヘッド４３を備え、シリンダヘッド４３内のオイル通路が、シリンダヘッド４３に設けられる排気ポート５８の周囲にオイルを案内してシリンダ内のオイル通路へ送り返す排気ポート冷却部８４と、この排気ポート冷却部８４から流れ込むオイルを燃焼室５６の周囲に還流させる燃焼室冷却部とを有する。燃焼室冷却部と吸気ポート５７との間に吸気ポート冷却部８６を設けたことを特徴とするものである。【選択図】 図７

Description

本発明は、エンジンオイルを用いてエンジンを潤滑しかつ冷却するとともに、ノッキング抑制制御を行なうことができるエンジンのオイル通路構造に関する。

自動二輪車のエンジンには、点火プラグ、吸気ポートおよび排気ポートが形成されるシリンダヘッド内にヘッド側冷却用オイル通路を形成するためのオイル通路中子構造を備えたものがある（特許文献１参照）。このオイル通路中子は、オイル流入路を形成する第１のボスと、オイル流出路を形成する第２のボスと、オイル流入路から点火プラグの周辺や排気ポートの周辺を流れてオイル流出路に案内される冷却通路部とを有する。シリンダヘッドは、オイル通路中子により形成されたヘッド側冷却用オイル通路内をエンジンオイルが流動することで、シリンダヘッドが冷却される。

特開２０１３−７２３５４号公報

特許文献１に記載のエンジンでは、シリンダヘッドに形成されたヘッド側冷却用オイル通路は、オイル流入路とオイル流出路間に設けられた冷却通路が、点火プラグの周囲および排気ポートの周囲に分岐されてオイルが流れるように形成されている。

エンジンオイルは、水に比べて比熱が低いため、冷却性能を向上させるためには、冷却オイルの流速を充分高める必要がある。しかし、特許文献１のオイル通路構造では、オイル流入口やオイル流出口を増加させることで、冷却通路の流路断面積が増えてしまい、オイル流速が低下するので冷却性能が低下してしまう。

また、中子のみで冷却通路を構成する場合、冷却通路断面積は中子を形成する最低肉厚に依存するため、オイル流速を高くできない原因になっていた。

さらに、特許文献１のオイル通路構造では、燃焼室のインテーク側スキッシュエリアの冷却が不充分で、エンジンの高負荷時や高温時にノッキングが発生しやすくなる傾向がある。

本発明は上述した事情を考慮してなされたもので、燃焼室のスキッシュエリア部の冷却を充分に行なってノック限界を向上させ、ノッキング抑制制御を行なってノッキング発生を未然に防止したエンジンのオイル通路構造を提供することを目的とする。

本発明の別の目的は、ノッキングを起こし易い燃焼室のインテーク側スキッシュエリアやプラグ差込部スキッシュエリアの冷却を効率よく行ない、燃焼室温度を低下させて吸気充填効率を向上させ、エンジン出力を改善させたエンジンのオイル通路構造を提供することにある。

本発明に係るエンジンのオイル通路構造は、上述した課題を解決するために、クランクケース、シリンダ、および動弁機構が収容されるシリンダヘッドを備え、前記シリンダヘッド内のオイル通路が、前記シリンダヘッドに設けられる排気ポートの周囲にオイルを案内して前記シリンダ内のオイル通路へ送り返す排気ポート冷却部と、この排気ポート冷却部から流れ込む前記オイルを燃焼室の周囲に還流させる燃焼室冷却部とを有するエンジンのオイル通路構造であって、前記燃焼室冷却部と吸気ポートとの間に吸気ポート冷却部を設けたことを特徴とするものである。

本発明に係るエンジンのオイル通路構造においては、燃焼室の周囲に案内される燃焼室冷却部と吸気ポートとの間に吸気ポート冷却部を設けて、燃焼室のスキッシュエリア部のオイル冷却を効率よく行なってノック限界を向上させ、ノッキング抑制制御によりノッキング発生を未然に防止することができる。

また、本発明のエンジンのオイル通路構造は、燃焼室のインテーク側スキッシュエリアやプラグ差込部スキッシュエリアの冷却を行ない、燃焼室温度を低下させて吸気充填効率を向上させ、エンジン出力を改善させることができる。

本発明に係るエンジンのオイル通路構造の一実施形態が適用されたエンジンを搭載した自動二輪車を示す左側面図。 図１のエンジンをオイルクーラとともに示す正面図。 図１および図２のエンジンを示す右側面図。 エンジンを構成するシリンダアッセンブリを示す左側面図。 図１〜図３におけるエンジンのオイル通路構造を示す系統図。 シリンダアッセンブリを構成するシリンダの平面図。 シリンダアッセンブリを構成するシリンダヘッドを下方から見上げた図。 図７に示すシリンダヘッドから蓋部材を取り外した状態の平面図。 シリンダアッセンブリのシリンダとシリンダヘッドとに設けられるオイルジャケット構造を示す斜視図。 図９に示されたオイルジャケット構造を排気ポート側から見た斜視図。 図９に示されたオイルジャケット構造を自動二輪車の左側側方から見た斜視図。 図８のＸＩＩ−ＸＩＩ線に沿う断面図。 図９のオイルジャケット構造を示す平面図。 図１３に示されたオイルジャケット構造を自動二輪車の左側側方から見た側面図。 図９に示されたオイルジャケット構造を吸気ポート側から見た側面図。 図９に示されたオイルジャケット構造を排気ポート側から見た側面図。

以下、本発明を実施するための実施形態を図面に基づき説明する。

図１は、本発明に係るエンジンのオイル通路構造の一実施形態が適用されたエンジンを搭載する自動二輪車の左側面図を示すものである。図２は、図１のエンジンをオイルクーラとともに示す正面図であり、図３は、自動二輪車のエンジンを示す左側面図である。本実施形態において、前後および左右の表現は、車両乗車時の運転者を基準にしたものである。

図１に示す自動二輪車１０は、前端部にヘッドパイプ１２を備える車体フレーム１１を有する。この車体フレーム１１は所謂クレードルフレームであり、ヘッドパイプ１２、メインチューブ１３、ダウンチューブ１４、および左右一対のシートレール１５を備えて構成される。

車体フレーム１１の前部上方に位置するヘッドパイプ１２には、ステアリング機構１６が枢支される。このステアリング機構１６に、前輪１９を回転自在に軸支するとともにサスペンション機構を内蔵したフロントフォーク１７およびハンドルバー１８が取り付けられている。前輪１９は、ハンドルバー１８を用いて左右に操舵される。フロントフォーク１７には、前輪１９の上部を覆うようにフロントフェンダ２０が固定されている。

メインチューブ１３は、ヘッドパイプ１２の上部後面から車両斜め後下方へ延出されるとともに、湾曲して車両下方へ延び、下端部が図示しないピボットブラケットに結合される。また、ダウンチューブ１４は、ヘッドパイプ１２の下部後面から車両下方へ延びるとともに、湾曲して車両後方へ延び、後端部が前記ピボットブラケットに結合される。このピボットブラケットにはピボット軸支持部（不図示）が架設され、このピボット軸支持部にスイングアーム２３が車両上下方向に揺動自在に枢支される。このスイングアーム２３の後端に、後輪２４が回転自在に軸支される。

メインチューブ１３には、左右一対のシートレール１５が結合されて車両後方へ延びる。これら左右一対のシートレール１５が、車両前後方向に順次配置された複数本のフレームブリッジ（不図示）により連結して補強される。これらのシートレール１５は、左右一対のシートピラー２５を介して前記ピボットブラケットに支持される。このシートレール１５には、後輪２４の上方を覆うリアフェンダ２６が支持される。また、シートレール１５およびシートピラー２５、スイングアーム２３の間にリアクッションユニット２７が装荷されて、後輪２４からの衝撃荷重を緩衝している。

メインチューブ１３には、燃料タンク２８がヘッドパイプ１２の後方位置で支持される。また、シートレール１５によりシート２９が、燃料タンク２８の後方に隣接して支持される。

一方、ステアリング機構１６またはフロントフォーク１７に、車両前方上部を覆うフロントカバー３２が設置され、このフロントカバー３２にヘッドライト３３等が配設される。また、メインチューブ１３およびシートレール１５には、燃料タンク２８の後部下方およびシート２７の前部下方の領域を覆う左右一対のサイドカバー３４が取り付けられる。さらに、シートレール１５には、後輪２４の上方でシート２７の後部下方の領域を覆うリアカバー３５が取り付けられる。

さらに、メインチューブ１３とダウンチューブ１４との間にエンジン３８が搭載される。このエンジン３８は例えば４サイクル単気筒エンジンであり、燃料タンク２８の下方に位置づけられる。エンジン３８は、後輪２４との間に巻き掛けられたドライブチェーン３９を介して後輪２４を駆動する。

エンジン３８は、図２〜図４に示すように構成され、クランクケース４０とクランクケース４０の上面前部に結合されたシリンダアッセンブリ４１とを有する。シリンダアッセンブリ４１は、シリンダ４２と、このシリンダ４２の頂部を塞ぐシリンダヘッド４３と、このシリンダヘッド４３の頂部を塞ぐヘッドカバー４４とを備えて構成される。シリンダヘッド４３の後部には、エンジン吸気系を構成する図示しないキャブレタ（またはスロットルボディ）およびエアクリーナ等が順次接続される。また、シリンダヘッド４３の前部に、エンジン排気系である図示しないエキゾーストパイプおよび排気マフラが順次接続される。

クランクケース４０は、図２に示すように、左側半体４０Ａと右側半体４０Ｂとが結合面４０Ｃにて結合されて構成され、左側半体４０Ａにマグネットカバー４５が、右側半体４０Ｂにクラッチカバー４６がそれぞれ設けられる。クランクケース４０のクランク室内に、図３に示すクランクシャフト４７が回転自在に軸支される。また、クランクケース４０内には、クランク室に隣接してミッション室４８が形成される。このミッション室４８内に、カウンタシャフトやドライブシャフト５０（ともに図５）を備えるトランスミッション（Ｔ／Ｍ）５１が収容される。また、クランクケース４０の下部に、エンジンオイルを貯溜するオイルパン５２が設けられる。

シリンダアッセンブリ４１は、クランクケース４０にやや前傾姿勢で結合される。シリンダアッセンブリ４１を構成するシリンダ４２内に図６に示すように、円筒形状のシリンダボア５３が形成される。このシリンダボア５３内に、クランクシャフト４７にコンロッド（不図示）を介して連結されたピストン５４が往復移動可能に配設される。また、シリンダ４２には、図６に示すように、シリンダボア５３に隣接してカムチェーン室５５が形成されている。

図２および図３に示すシリンダヘッド４３は、シリンダ４２の頂部に結合してシリンダボア５３の上方を塞ぐことで、ピストン５４との間に燃焼室５６を形成する。この燃焼室５６内で混合気が燃焼することでピストン５４が往復移動する。また、シリンダヘッド４３は、背面壁側に、混合気を燃焼室５６内へ供給する一対の吸気ポート５７が設けられ、正面壁側に、燃焼室５６にて生成された燃焼ガスを排出する一対の排気ポート５８が設けられる。

また、シリンダヘッド４３には、図３および図６〜図８に示すように、吸気ポート５７を開閉する一対の吸気バルブ５９、排気ポート５８を開閉する一対の排気バルブ６０を駆動するための動弁機構６１が、ヘッドカバー４４との間に収容される。この動弁機構６１のカムシャフトは、クランクシャフト４７との間で図示しないカムチェーンを介して駆動される。このカムチェーンは、シリンダ４２のカムチェーン室５５およびシリンダヘッド４３のカムチェーン室６３内に配設される。

また、シリンダ４２およびシリンダヘッド４３におけるそれぞれシリンダボア５３、燃焼室５６の周囲４箇所には、図４および図５に示すようにボルト穴６４が形成される。これらのボルト穴６４にスタッドボルトが挿通されることで、シリンダ４２およびシリンダヘッド４３がクランクケース４０に結合される。

ところで、エンジン３８は図２および図５に示すように、オイル通路構造６５を有し、このオイル通路構造６５は、クランクケース側オイル通路６６、シリンダ側オイル通路６７およびシリンダヘッド側オイル通路６８を備えて構成される。

クランクケース側オイル通路６６は、クランクケース４０に設けられたオイル通路であり、クランクケース４０およびシリンダ４２内の各潤滑部へエンジンオイルを供給して潤滑する。また、シリンダ側オイル通路６７は、シリンダ４２に設けられたオイル通路であり、特に燃焼室５６の周囲をエンジンオイルにより冷却する。さらに、シリンダヘッド側オイル通路６８は、シリンダヘッド４３に設けられたオイル通路であり、エンジンオイルにより動弁機構６１を潤滑するとともに、排気ポート５８の周囲を主に冷却する。

クランクケース側オイル通路６６は、図２および図５に示すように、第１オイル通路部６９、オイルポンプ７０、第２オイル通路部７１、オイルフィルタ７２、第３オイル通路部７３が順次接続され、さらに、オイルフィルタ７２に第４オイル通路部７４が接続されて構成される。

第１オイル通路部６９は、オイルパン５２に直接、または図示しないオイルストレーナを介して接続される。また、オイルポンプ７０は、クランクシャフト４７に回転一体の補機ドライブギア（不図示）により駆動される機械式オイルポンプである。したがって、オイルポンプ７０の出力は、クランクシャフト４７の回転数（すなわちエンジン３８の回転数）に依存し、クランクシャフト４７の回転数が高くなるほど多量のエンジンオイルを吐出する。

オイルポンプ７０の稼動により、オイルパン５２内のエンジンオイルは直接、またはオイルストレーナにより異物が除去された後に、第１オイル通路部６９を経てオイルポンプ７０から吐出され、第２オイル通路部７１を経てオイルフィルタ７２に流入して、エンジンオイル中の異物が除去される。

このオイルフィルタ７２にて異物が除去されたエンジンオイルは、第３オイル通路部７３を経てエンジン３８の各潤滑部、つまり、クランク室内のクランクシャフト４７、シリンダ４２のシリンダボア５３内を摺動するピストン５４、ミッション室４８内のトランスミッション５１等へ供給されて、これらのクランクシャフト４７、ピストン５４、トランスミッション５１（カウンタギアorシャフト４９およびドライブギアorシャフト５０を含む）を潤滑する。また、第４オイル通路部７４は、シリンダ側オイル通路６７の第５オイル通路部７５に接続される。

シリンダ側オイル通路６７は、図２および図５に示すように、互いに連通する第５オイル通路部７５および第６オイル通路部７６と、第５オイル通路部７５からオイルクーラ８０に接続されるオイルクーラ流入側オイルホース８１と、互いに連通する第１０オイル通路部８５および第１３オイル通路部８８とを備えて構成される。第１０オイル通路部８５は、シリンダ４２の燃焼室５６を冷却する燃焼室冷却部を構成するものであり、後述するオイルジャケットである。

また、シリンダアッセンブリ４１のシリンダヘッド側オイル通路６８は、シリンダ側オイル通路６７に連通して、動弁機構６１を冷却する第７オイル通路部７７と、オイルクーラ流出側オイルホース８２に接続された第８オイル通路部８３と、この第８オイル通路部８３に連通する排気ポート冷却部の第９オイル通路部８４と、吸気ポート冷却部の第１１オイル通路部８６と、点火プラグ差込部冷却部の第１２オイル通路８７とを備えて構成される。

第９オイル通路部８４は、略排気ポート５８の廻りを迂回し、排気ポート冷却部を構成するオイルジャケットである。第１１オイル通路部８６および第１２オイル通路部８７は、第１０オイル通路部８５の第１区切り部分９０ａおよび第２区切り部分９０ｂの両側でそれぞれ連通される。第１１オイル通路部８６は、吸気ポート冷却部を構成するオイルジャケットであり、第１２オイル通路部８７は、点火プラグ差込部冷却部を構成するオイルジャケットである。

オイルクーラ流出側オイルホース８２から第８オイル通路部８３を経て第９オイル通路部８４の排気ポート冷却部に案内されたオイルは、排気ポート５８廻りを冷却して、シリンダ側オイル通路６７の第１０オイル通路部８５の上流側に案内され、この第１０オイル通路部８５で燃焼室冷却部を冷却している。

また、第１０オイル通路部８５に案内されたオイルは、第１区切り部分９０ａからシリンダヘッド側オイル通路６８の第１１オイル通路部８６に案内され、ここで、吸気ポート冷却部が冷却される。第１１オイル通路部８６を通って吸気ポート冷却部を冷却したオイルは、第１０オイル通路部８５の中間部分に還流されて燃焼室５６を冷却した後、第２区切り部分９０ｂからシリンダヘッド側オイル通路６８の第１２オイル通路部８７に案内され、第１２オイル通路部８７で点火プラグ差込部９１廻りを通り、冷却している。第１２オイル通路部８７により点火プラグ差込部冷却部を冷却したオイルは、再びシリンダ側オイル通路６７の第１０オイル通路部８５の下流側に還流され、第１０オイル通路部８５の下流端から第１３オイル通路部８８を経て、クランクケース側オイル通路６６の還流側を通り、オイルパン５２に戻される。

一方、シリンダ側オイル通路６７の第５オイル通路部７５は、図２および図５，図６に示すように、シリンダ４２の正面壁の下部に水平方向に直線状に延在して形成される。この第５オイル通路部７５に流入したエンジンオイルは、その一部が、第６オイル通路部７６を経て、シリンダヘッド側オイル通路６８の第７オイル通路部７７に至り、この第７オイル通路部７７から動弁機構６１（特にカムシャフト）へ導かれて、この動弁機構６１を潤滑する。

ここで、第６オイル通路部７６は、シリンダ側オイル通路６７の第５オイル通路部７５に直交して交差し、上方へ延在してシリンダ４２内に形成される。シリンダヘッド側オイル通路６８の第７オイル通路部７７は、図６に示すシリンダ側オイル通路６７の第６オイル通路部７６に連通し、シリンダヘッド４３に略垂直方向に延在して形成されて、動弁機構６１のカムシャフト近傍に至る。

図２および図６に示すように、シリンダ側オイル通路６７の第５オイル通路部７５に流入したエンジンオイルは、その残部が、流入側オイルホース８１を経てオイルクーラ８０へ送られて冷却される。このオイルクーラ８０は、図１および図２に示すように、車体フレーム１１のダウンチューブ１４におけるエンジン３８の斜め前上方に配置される。特に、このオイルクーラ８０は、自動二輪車１０の走行風に晒され易いように、前輪１９およびフロントフェンダ２０を正面に臨む位置を避けて配置されることが好ましい。また、オイルクーラ８０の背面には、冷却風を発生する冷却ファンが配置されている。したがって、オイルクーラ８０は、流入したエンジンオイルが、冷却ファンによる冷却風や自動二輪車１０の走行風と熱交換して積極的に冷却される。

オイルクーラ８０により冷却されたエンジンオイルは、図２，図５に示すように、流出側オイルホース８２を経てシリンダヘッド側オイル通路６８の第８オイル通路部８３に流入し、この第８オイル通路部８３から排気ポート冷却部を構成する第９オイル通路部８４へ流入する。

第８オイル通路部８３は、図２および図４，図５に示すように、シリンダヘッド４３の正面壁における左側面壁との角部に形成される。また、第９オイル通路部８４は、後に詳説するが、シリンダヘッド４３における排気ポート５８の略周囲に形成されて、第８オイル通路部８３からのエンジンオイルをシリンダヘッド４３の排気ポート５８の周囲に流動（還流）させて、この排気ポート５８の周囲を冷却する。

第９オイル通路部８４内を流れたエンジンオイルは、図５および図６に示すように、次にシリンダ側オイル通路６７の第１０オイル通路部８５の流入口部８５ａ内へ流入する。この第１０オイル通路部８５は、シリンダ４２におけるシリンダヘッド４３との接合面でシリンダボア５３の周囲に形成され、シリンダヘッド側オイル通路６８の第９オイル通路部８４からのエンジンオイルを全体的に略環状に流動させることで、燃焼室５６の周囲を冷却する。この燃焼室５６の周囲を冷却したエンジンオイルは、図２および図６に示すように、第１０オイル通路部８５の流出口部８５ｂからシリンダ側オイル通路６７の第１３オイル通路部８８を経てクランクケース４０内のオイルパン５２に戻される。この第１３オイル通路部８８は、シリンダ４２の正面壁における左正面壁との角部に垂直方向に形成される。シリンダ４２とシリンダヘッド４３との接合面にはガスケット９２が介装され、このガスケット９２により液密構造に接合され、シール性を向上させている。

後に詳説するが、オイルクーラ８０で冷却されたエンジンオイルは、図５および図７に示すシリンダヘッド側オイル通路６８の第８オイル通路部８３を経て第９オイル通路部８４に還流され、シリンダヘッド４３の排気ポート５８周囲を冷却している。第９オイル通路部８４は、排気ポート冷却部を形成するオイルジャケットを構成している。

また、第９オイル通路部８４を通り、排気ポート冷却部を冷却したエンジンオイルは、続いて、図５および図６に示すように、シリンダ側オイル通路６７の第１０オイル通路部８５に案内され、第１０オイル通路部８５でシリンダ４２の燃焼室５６周囲を冷却している。第１０オイル通路部８５は、燃焼室５６を冷却するオイルジャケットを構成している。

第１０オイル通路部８５は、全体として略円環状に形成されるが、途中に２つの区切り部分９０ａ，９０ｂが図６に示すように構成される。各区切り部分９０ａ，９０ｂは、その両側で図５および図７に示すように、シリンダヘッド側オイル通路６８の第１１オイル通路部８６および第１２オイル通路部８７にそれぞれ連通される。第１１オイル通路部８６は吸気ポート冷却部を、第１２オイル通路部８７は点火プラグ差込部冷却部を、それぞれ形成してオイルジャケットを構成している。

［シリンダおよびシリンダヘッドのオイルジャケット構造］
シリンダアッセンブリ４１のシリンダ４２およびシリンダヘッド４３には、図６〜図９に示すように、冷却用オイル通路でオイルジャケット構造に構成される。シリンダ４２およびシリンダヘッド４３の冷却用オイル通路は、オイル通路中子構造に形成される。

シリンダヘッド４３のヘッド側冷却用オイル通路は、オイルクーラ８０の流出側オイルホース８２からシリンダヘッド側オイル通路６８の第８オイル通路部８３を経て第９オイル通路部８４に案内される。第９オイル通路部８４は、排気ポート５８廻りを案内されるが、上側中子９５により形成される上側流路部９６と下側中子９７により形成される下側流路部９８とを有する。第９オイル通路部８４の流入口部８４ａに流入したエンジンオイルは、流入口部８４ａから排気ポート５８の分岐部間を通って上側流路部９６に案内され、上側流路部９６をジグザグ状に蛇行して下側流路部９８に案内される。下側流路部９８では、エンジンオイルが、排気ポート５８の分岐部外側辺を通って流出口部９４ｂに導かれる。第９オイル通路部８４は、オイルクーラ８０から冷却されたエンジンオイルが略排気ポート５８廻りを流れて、排気ポート冷却部のオイルジャケットを構成している。

なお、図７〜図１１に示すオイルジャケット構造では、第９オイル通路部８４はシリンダヘッド４３内の排気ポート５８廻りを流れるエンジンオイルが、流入口部８４ａから上側流路部９６、下側流路部９８を順次経て流出口部９４ｂに案内される例を示したが、エンジンオイルは、排気ポート５８廻りを下側流路部９８から上側流路部９６に流れて案内されるように構成してもよい。

ところで、図８〜図１１に示す第９オイル通路部８４の上側流路部９６は平面視で図８に示すように構成される。シリンダヘッド４３の頂面に設けられて上方に開放する開放部が上側中子９５により形成され、この開放部を上方から覆う蓋部材１００（図８参照）が設けられて上側流路部９６が構成される。

上側流路部９６の開放部は、排気ポート５８の上方でかつ動弁機構６１の下方の領域であって、一対ずつ配置される吸気バルブ５９と排気バルブ６０との間に形成される。上側流路部９６の開放部は、上流端が第８オイル通路部８３からの流入口部８４ａに連通するとともに、下流端が下側流路部９８の流出口部８４ｂを経て第１０オイル通路部８５からの流入口部８５ａに連通される。また、この開放部はジグザグ状に蛇行して形成されて、流路長が直線状の場合に比べて長くなり、内部を流れるエンジンオイルの熱交換効率が高められる。

さらに、上側流路部９６の開放部を形成する上側中子９５には、図９〜図１１に示すように、外側面に窪みが形成されている。この窪みにより、開放部に流路方向に延びる流路壁面が形成される。

上側流路部９６の蓋部材１００は、図１２に示すように、上側流路部９６の開放部を上方から覆うものであり、開放部の上側流路部９６の形状に対応した突部１０１が突出して形成されている。この蓋部材１００の突部１０１が開放部の流路に差し込まれて係合することで、突部１０１と開放部との隙間が第９オイル通路部８４の上側流路部９６として構成される。

また、図１２に示すように、蓋部材１００の接合面１０１ａと開放部の接合面９６ａとが接合された状態で、蓋部材１００は取付ボルト１０２を用いてシリンダヘッド４３に結合される。このとき、蓋部材１００の接合面１０１ａと開放部の接合面９６ａのいずれか一方（例えば蓋部材１００の接合面１０１ａ）は、平面加工が施されていない非加工面、すなわち鋳肌面に形成されている。これにより、接合された蓋部材１００の接合面１０１ａと開放部の接合面９６ａとの隙間に、気泡などの気体が通過可能に構成される。なお、図８中の符号１０３は、動弁機構６１を収容するカムハウジングの位置を示す。

第９オイル通路部８４の流出口部８４ｂは、図５および図１０，図１１に示すようにシリンダ側オイル通路６７の第１０オイル通路部８５に連通し、排気ポート５８の左側方に下方へ傾斜して加工される。この下側流路部９８の下流端は、シリンダ側オイル通路６７の第１０オイル通路部８５に連通する。このように、上側流路部９６および下側流路部９８等により主に構成された第９オイル通路部８４内をエンジンオイルが流動することで、シリンダヘッド４３における排気ポート５８の周囲が冷却される。

また、図５および図９〜図１１に示すように、第１０オイル通路部８５は、シリンダ４２におけるシリンダヘッド４３との接合面に、シリンダボア５３（燃焼室５６）の周囲に略環状に形成された環状溝１０５と、シリンダ４２とシリンダヘッド４３との間に挟持されたガスケット９３（図７）とにより区画されて構成される。環状溝１０５は、シリンダヘッド４３の排気ポート５８の下方領域に対応する流入口部８５ａで、シリンダヘッド４３の第９オイル通路部８４の流出口部８４ｂに連通し、シリンダボア５３（燃焼室５６）を一周し、流出口部８５ｂがシリンダ側オイル通路６７の第１３オイル通路部８８に連通される。

この環状溝１０５も図示しないリング状の中子により形成され、このリング状の中子には、内周面および外周面に沿って複数の窪みが形成され、この窪みに対応して、環状溝１０５に複数の突起が形成される。このように構成された第１０オイル通路部８５（特に環状溝１０５）内をエンジンオイルが流動することで、燃焼室冷却部のオイルジャケットを構成しており、シリンダ４２およびシリンダヘッド４３における燃焼室５６の周囲が冷却される。

ところで、図６に示すシリンダ４２のオイルジャケット構造では、第１０オイル通路部８５の環状溝１０５は、周方向に間隔を置いた２つの区切り部分９０ａ，９０ｂにより、３つの円弧状部分１０５ａ，１０５ｂ，１０５ｃに区分けされる。第１０オイル通路部８５のオイルジャケットをシリンダ４２側からシリンダヘッド４３側に持ち上げる部分で、オイルジャケットを第１および第２区切り部分９０ａ，９０ｂで区切っている。第１０オイル通路部８５の２つの区切り部分９０ａ，９０ｂのリブは、オープンデッキシリンダのボア剛性を向上させている。シリンダ４２は、クローズドシリンダ同様、ピストン側圧を受けても変形しにくくなる。

また、燃焼室冷却部を構成する第１０オイル通路部８５は、図５および図６に示すように、第１区切り部分９０ａでシリンダヘッド側オイル通路６８の第１１オイル通路部８６に連通しており、第２区切り部分９０ｂで第１２オイル通路部８７に連通している。第１０オイル通路部８５には、シリンダ４２内を流れるオイルジャケット中のオイル温度を測定する油温センサ１０８が設置される。

具体的には、第１０オイル通路部８５の環状溝１０５は、第１円弧状部分１０５ａの下流端からシリンダヘッド側オイル通路６８の第１１オイル通路部８６に連通され、第１１オイル通路部８６にエンジンオイルを供給して吸気ポート５７の分岐部側辺を冷却している。第１１オイル通路部８６の吸気ポート冷却部を冷却したエンジンオイルは、流出口を通って第１０オイル通路部８５の環状溝１０５の第２円弧状部分１０５ｂの上流端に戻される。

環状溝１０５の第２円弧状部分１０５ｂに戻されたエンジンオイルは、第２円弧状部分１０５ｂを冷却した後、その下流端からシリンダヘッド側オイル通路６８の第１２オイル通路部８７に送られ、この第１２オイル通路部８７で点火プラグ差込部９１周りを冷却している。第１２オイル通路部８７は、点火プラグ差込部冷却部を構成しており、第１２オイル通路部８７を通ったエンジンオイルは、その下流端から第１０オイル通路部８５の第３円弧状部分１０５ｃ上流端に戻される。

第１０オイル通路部８５の第３円弧状部分１０５ｃに戻されたエンジンオイルは、第３円弧状部分１０５ｃを冷却した後、流出口部８５ｂから第１３オイル通路部８８に還流され、続いてシリンダ側オイル通路６７からクランクケース側オイル通路６６を経て、オイルパン５２に戻される。

［シリンダおよびシリンダヘッド］
シリンダアッセンブリ４１を構成するシリンダヘッド４３は、図６および図７に示すように吸気ポート５７、排気ポート５８および点火プラグ差込部９１が形成されており、シリンダヘッド４３には、図９〜図１２に示すように、ヘッド側冷却用オイル通路を形成するためのオイル通路中子構造が開示されている。シリンダヘッド４３の冷却用オイル通路は、砂中子で成形されてオイルジャケットを構成しており、排気ポート冷却部を形成する第９オイル通路部８４と、吸気ポート冷却部を形成する第１１オイル通路部８６と、点火プラグ差込部冷却部を形成する第１２オイル通路部８７とを有する。シリンダヘッド４３の点火プラグ差込部９１には図４に示すように、点火プラグ１１０が左側から斜めに差し込まれて装着される。

ところで、シリンダ４１の燃焼室５６周りは、図６に示すように、燃焼室冷却部の第１０オイル通路部８５を通るエンジンオイルで冷却される。燃焼室５６の天井面を構成するシリンダヘッド４３の燃焼室面は、ヘッド側冷却用オイル通路（第９オイル通路部８４、第１１オイル通路部８６および第１２オイル通路部８７）を通るエンジンオイルで冷却される。このように、シリンダ４２およびシリンダヘッド４３に形成される燃焼室５６は、第９〜第１２オイル通路部８４〜８７を通るエンジンオイルで潤滑して冷却している。

一般に、エンジン３８は高温になると、シリンダ４２やシリンダヘッド４３が熱変形したり、燃焼室５６内の温度が高くなるとノッキングが発生し、異常燃焼する虞がある。ノッキングが発生し易いは場所は、
１．点火プラグ１１０から遠く、火炎伝播がしにくい部分、
２．雰囲気温度が高い部位、
３．未燃ガスが溜り易い部分、
である。

例えば、図７に示すように、シリンダヘッド４３のインテーク側スキッシュエリア１１２には吸気ポート５７に付着した燃料が揮発せず、未燃ガスの液状態のまま流れ込みノッキングが発生し易い。また、点火プラグ１１０は、図４，図５および図７に示すように、点火プラグ差込部９１に左側から斜め下方に差し込まれるが、プラグ差込側スキッシュエリア１１３も点火プラグ１１０から遠く、火炎伝播が困難な部分であり、ノッキングが発生し易い。

本実施形態では、図７のインテーク側スキッシュエリア１１２やプラグ差込側スキッシュエリア１１３に対応するシリンダヘッド４３には、吸気ポート５７の分岐部付近に第１１オイル通路部８６を、また、点火プラグ差込部９１周りの付近に第１２オイル通路部８７をそれぞれ設置する。第１１オイル通路部８６は吸気ポート冷却部を構成しており、第１２オイル通路部８７は点火プラグ差込部冷却部を構成している。

また、自動二輪車１０のエンジン３８では、図６に示すように、シリンダ４１の前（排気ポート５８）側に走行風Ｗが当り、冷却される。シリンダ４１の後（吸気ポート５７）側は風が当らず、淀むために走行風Ｗによる冷却がなく温度が高くなる傾向にある。シリンダ４１の後側は雰囲気温度が高いことによりノッキングが発生し易い。このノッキングを回避するため、従来の空冷式エンジンではシリンダ後側上部に機温センサを配置し、シリンダ温度とノッキング発生の相関マップを作成し、シリンダ温度が一定以上になると、ノッキングが発生しないように、点火制御を行なって異常燃焼の発生を防止している。

しかし、本実施形態では、図７に示すように、ノッキングが発生し易いインテーク側スキッシュエリア１１２およびプラグ差込側スキッシュエリア１１３に対応するシリンダヘッド４３に吸気ポート冷却部の第１１オイル通路部８６および点火プラグ差込部冷却部の第１２オイル通路部８７を設置する。第１１オイル通路部８６および第１２オイル通路部８７は、インテーク側スキッシュエリア１１２およびプラグ差込側スキッシュエリア１１３に対向して配置される砂中子のオイルジャケットである。このオイルジャケットにより、ノッキングが起き易いスキッシュエリア１１２，１１３の温度を低下させ、ノック限界を向上させ、ノッキング抑制制御によりノッキングの発生を抑制することができる。これにより、燃焼室温度を低下させ、燃料充填効率を改善し、エンジン出力を向上させることができる。

水冷エンジンの場合、シリンダ側からシリンダヘッド側に入り、再度シリンダに戻るウォータジャケット構造では、通路に気泡が溜ってしまい、燃焼室５６は局所的に高温になることがあり、ノッキングの発生を抑制することが困難である。

しかし、本実施形態のように、オイルジャケット構造では、シリンダ４２側からシリンダヘッド４３側に入り、再びシリンダ４２側に戻る冷却オイル通路（第１０オイル通路部８５〜第１２オイル通路部８７）構造としても、オイルの粘性によって気泡が押し出されるため、気泡がオイル通路の一部に溜ることがなく、燃焼室５６が局所的に高温になるのを防止することができる。

したがって、図９〜図１６に示されたオイルジャケット構造は、オイル冷却に特徴的な冷却オイル通路構造である。なお、本実施形態において、オイルジャケット構造は、シリンダ４２側からシリンダヘッド４３側に入り、再びシリンダ４２側に戻る冷却オイル通路構造（第１０オイル通路部８５〜第１２オイル通路部８７）としたが、オイルジャケット構造は種々のバリエーションが考えられる。例えば、シリンダヘッド４３内の第９オイル通路部８４で排気ポート冷却部を冷却した後、吸気ポート冷却部の第１１オイル通路部８６や点火プラグ差込部冷却部の第１２オイル通路部８７をエンジンオイルで冷却した後、このエンジンオイルを第１０オイル通路部８５に案内して燃焼室５６廻りに案内し、燃焼室冷却部を冷却するようにしてもよい。

図９〜図１６に示すオイルジャケット構造を設けた場合、特に図７に示すインテーク側スキッシュエリア１１２に対向するオイルジャケットは、図９に示すように構成され、迂回する第１１オイル通路部８６形状等により、エンジンオイルの温度分布が一様になる。このため、エンジン始動後のシリンダ４２上部の温度上昇とエンジンオイルの油温上昇の線形性が向上する。その結果、機温センサを設けなくても、油温センサ１０８により油温を測定することにより、油温フィードバックによるノッキング抑制点火制御を行なうことができる。

また、本実施形態に係るエンジンのオイル通路構造では、シリンダ４２およびシリンダヘッド４３にオイルジャケットを設置している。シリンダ４２のオイルジャケットは、シリンダ４２側からシリンダヘッド４３側に持ち上がる部分で環状溝１０５に２箇所の区切り部分９０ａ，９０ｂがリブ形状に設けられる。シリンダ４２の環状溝１０５に形成されるリブ形状の区切り部分９０ａ，９０ｂにより、オープンデッキシリンダ４２のボア剛性向上を図ることができ、シリンダ４２は、オープンデッキでもクローズドデッキと同様、ピストン５４側圧を受けて変形しにくくなり、ヘッドガスケット９３のシール耐久性向上が図れ、シリンダボアのボア真円度向上を図ることができる。

さらに、シリンダヘッド４３は、ノッキングが発生し易いインテーク側スキッシュエリア１１２やプラグ差込側スキッシュエリア１１３に対向する部分に、砂中子で成形されたオイルジャケットの吸気ポート冷却部およびプラグ差込部冷却部を設置する。吸気ポート冷却部の第１１オイル通路部８６およびプラグ差込部冷却部の第１２オイル通路部８７により、ノッキングが起き易いスキッシュエリア部の温度を低下させ、ノック限界を向上させることができる。加えて、燃焼室温度低下により吸気充填効率を改善することができ、エンジン出力の向上を図ることができる。

また、インテーク側スキッシュエリア１１２のオイルジャケット（第１１オイル通路部８６）上流側に油温センサ１０８を配置すると、インテーク側スキッシュエリア１１２内のオイル通路の圧力損が大きく、エンジンオイルの流速が低い場合にオイルが滞留するため、油温とシリンダ温度が近似する傾向となり、制御性が向上する。加えて、インテーク側スキッシュエリア１１２上部や、プラグ差込側スキッシュエリア１１３の上部に対向してシリンダヘッド４３にオイルジャケットを設置すると、オイルジャケット数を増加させ、熱交換面積が増えるため、燃焼室５６の冷却効率自体を改善することができる。

［実施形態の効果］
本実施形態に係るエンジンのオイル通路構造では、ノッキングが起こり易いスキッシュエリア部を冷却することで、ノック限界の向上を図ることができる。燃焼室温度を低下させることにより、吸気充填効率を向上させ、エンジン出力の改善を図ることができる。

シリンダの燃焼室廻りに形成されるオイルジャケットの環状溝に２箇所の区切り部分を形成することで、区切り部分がリブ形状となってシリンダのボア剛性を向上させることができ、ピストン側圧による熱変形を抑制することができる。また、シリンダ４２のボア剛性が向上することにより、ヘッドガスケットの耐久性が良好となり、ボア真円度の向上を図ることができる。

さらに、燃焼室のインテーク側スキッシュエリアに対向する吸気ポート冷却部のオイル通路に油温センサ１０８を配置することで、吸気ポート冷却部でエンジンオイルの流速が低下し、温度分布が一様になることで、シリンダ４２の上部温度上昇と油温温度上昇の線形性が向上し、油温によるノッキング抑制点で制御が可能となり、ノッキング制御に用いていた機温センサを廃止することができる。

以上、本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行なうことができる。

例えば、図９〜図１１に示すように、第９オイル通路部８４の上側流路部９６の開放部は上側中子９５により、下側流路部９８は下側中子９７により、第１０オイル通路部８５の環状溝１０５は略リング状の中子によりそれぞれ形成される場合を述べたが、これらの上側流路部９６、下側流路部９８および環状溝１０５や第１１オイル通路部８６、第１２オイル通路部８７は、中子を廃止して機械加工により形成してもよい。

また、上側流路部９６を構成する蓋部材１００の突部１０１（図１２）の表面には、熱交換面積を増大させるために、微細な突出部や窪み部を形成してもよい。さらに、図１ないし図３に示すオイルクーラ８０は、エンジン３８が小型でオイルクーラ８０を廃止してもエンジン３８の冷却性能が確保される場合には、廃止してもよい。

１０…自動二輪車、１１…車体フレーム、１２…ヘッドパイプ、１３…メインチューブ、１４…ダウンチューブ、１５…シートレール、１６…ステアリング機構、１７…フロントフォーク、１８…ハンドルバー、１９…前輪、２０…フロントフェンダ、２３…スイングアーム、２４…後輪、２５…シートピラー、２６…リアフェンダ、２７…リアクッションユニット、２８…燃料タンク、２９…シート、３２…フロントカバー、３３…ヘッドライト、３４…サイドカバー、３５…リアカバー、３８…エンジン、３９…ドライブチェーン、４０…クランクケース、４１…シリンダアッセンブリ、４２…シリンダ、４３…シリンダヘッド、４４…ヘッドカバー、４５…マグネットカバー、４６…クラッチカバー、４７…クランクシャフト、４８…ミッション室、４９…カウンタシャフト、５０…ドライブシャフト、５１…トランスミッション、５２…オイルパン、５３…シリンダボア、５４…ピストン、５５…（シリンダの）カムチェーン室、５６…燃焼室、５７…吸気ポート、５８…排気ポート、５９…吸気バルブ、６０…排気バルブ、６１…動弁機構、６２…カムシャフト、６３…（シリンダヘッドの）カムチェーン室、６４…ボルト穴、６５…オイル通路構造、６６…クランクケース側オイル通路、６７…シリンダ側オイル通路、６８…シリンダヘッド側オイル通路、６９…第１オイル通路、７０…オイルポンプ、７１…第２オイル通路部、７２…オイルフィルタ、７３…第３オイル通路部、７４…第４オイル通路部、７５…第５オイル通路部、７６…第６オイル通路部、７７…第７オイル通路部、８０…オイルクーラ、８１…（オイルクーラ）流入側オイルホース、８２…（オイルクーラ）流出側オイルホース、８３…第８オイル通路部、８４…第９オイル通路部（排気ポート冷却部）、８５…第１０オイル通路部（燃焼室冷却部）、８６…第１１オイル通路部（吸気ポート冷却部）、８７…第１２オイル通路部（点火プラグ差込部冷却部）、８８…第１３オイル通路部、９０ａ…第１区切り部分、９０ｂ…第２区切り部分、９１…点火プラグ差込部、９５…上側中子、９６…上側流路部、９７…下側中子、９８…下側流路部、１００…蓋部材、１０１…突部、１０２…取付ボルト、１０３…カムハウジング、１０５…環状溝、１０５ａ〜１０５ｃ…円弧状部分、１０８…油温センサ、１１０…点火プラグ、１１２…インテーク側スキッシュエリア、１１３…プラグ差込側スキッシュエリア。

Claims (5)

1. クランクケース、シリンダ、および動弁機構が収容されるシリンダヘッドを備え、
   前記シリンダヘッド内のオイル通路が、前記シリンダヘッドに設けられる排気ポートの周囲にオイルを案内して前記シリンダ内のオイル通路へ送り返す排気ポート冷却部と、この排気ポート冷却部から流れ込む前記オイルを燃焼室の周囲に還流させる燃焼室冷却部とを有するエンジンのオイル通路構造であって、
   前記燃焼室冷却部と吸気ポートとの間に吸気ポート冷却部を設けたことを特徴とするエンジンのオイル通路構造。
2. 前記燃焼室冷却部と点火プラグ差込部との間に点火プラグ差込部冷却部を設けた請求項１に記載のエンジンのオイル通路構造。
3. 前記吸気ポート冷却部と点火プラグ差込部冷却部とは、シリンダに設けられた前記燃焼室冷却部から前記シリンダヘッドに送るオイル送り部と、前記シリンダヘッドから前記燃焼室冷却部に戻すオイル戻り部で構成された請求項１に記載のエンジンのオイル通路構造。
4. 前記燃焼室冷却部は、前記オイル送り部とオイル戻り部が接続する部分の間が区切られている請求項３に記載のエンジンのオイル通路構造。
5. 前記燃焼室冷却部または吸気ポート冷却部のオイル通路に油温センサが設けられた請求項１に記載のエンジンのオイル通路構造。

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