JP4447527B2

JP4447527B2 - 空冷式内燃機関

Info

Publication number: JP4447527B2
Application number: JP2005211628A
Authority: JP
Inventors: 孝史石坂; 幸博椿野; 修二菅野
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2005-07-21
Filing date: 2005-07-21
Publication date: 2010-04-07
Anticipated expiration: 2025-07-21
Also published as: JP2007024006A

Description

本発明は、排気ガス中の酸素濃度を測定するＯ_２センサを備えた空冷式内燃機関に関する。

空冷式内燃機関として、排気ガス中の酸素濃度を測定し、この酸素濃度の最低値に基づいてエンジンの運転状況に応じた最適空燃比を算出するものが知られている。このような空冷式内燃機関では、排気ガス中の酸素濃度を測定するＯ_２センサは、排気管の途中に配置されている（例えば、特許文献１参照。）。

特開平９−１８９２５０号公報（第２頁、第１図）

ところで、特許文献１に記載の空冷式内燃機関では、Ｏ_２センサは、エンジンの排気ポートから外部に排気を導く排気管の途中に配置されるため、他の部品から突出して配置されている。このため、走行中の異物、例えば、路面からの飛び石などの衝突からＯ_２センサを保護することが必要となり、特に、エンジンのシリンダが車体に対して略水平に取り付けられている車両の場合、排気管は路面近くに配置されるため、その保護構造が複雑なものとなっている。

従来、このような異物によるＯ_２センサの損傷を防止するため、Ｏ_２センサに保護用カバーを取り付けて保護するようにした構造が一般的に知られているが、この場合、Ｏ_２センサの保護用カバーなどの部品点数の増加に伴い、組付け性が低下すると共に、製造コストが増加してしまうという課題があった。

本発明は、上記した課題に鑑みてなされたもので、その目的は、カバーなどの専用部品を設けることなく、飛び石等の異物からＯ_２センサを保護することができ、組付け性を向上することができ、製造コストを削減することができる空冷式内燃機関を提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、排気ガス中の酸素濃度を測定するＯ_２センサを設ける空冷式内燃機関であって、内燃機関のシリンダヘッドに冷却フィンが設けられ、Ｏ_２センサは、冷却フィンの間に設けられ、冷却フィンは、Ｏ _２センサによって分割されることを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１に記載の発明の構成に加えて、空冷式内燃機関は、シリンダヘッドを進行方向前方、且つシリンダを略水平にして車体に搭載され、Ｏ_２センサは、シリンダヘッド側面の冷却フィンの間に設けられることを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項１又は２に記載の発明の構成に加えて、シリンダヘッド側面の冷却フィンは、進行方向に対して略水平に設けられると共に、Ｏ_２センサによって前後に２分割されることを特徴とする。

請求項１記載の空冷式内燃機関によれば、Ｏ_２センサが冷却フィンの間に設けられ、冷却フィンがＯ _２センサによって分割されるため、冷却フィンがＯ_２センサを保護する機能を備えるので、飛び石などの異物からＯ_２センサを保護することができる。また、Ｏ_２センサの保護用カバーなどの専用部品が不要となるので、Ｏ_２センサの組付け性を向上することができ、製造コストを削減することができる。

請求項２記載の空冷式内燃機関によれば、空冷式内燃機関は、シリンダヘッドを進行方向前方、且つシリンダを略水平にして車体に搭載され、Ｏ_２センサは、シリンダヘッド側面の冷却フィンの間に設けられるため、Ｏ_２センサを排気管の途中に配置した場合と比較して、路面から離れた位置にＯ_２センサを配置することができる。これにより、飛び石などの異物によるＯ_２センサの損傷の可能性を大幅に低減することができる。

請求項３記載の空冷式内燃機関によれば、シリンダヘッド側面の冷却フィンは、進行方向に対して略水平に設けられると共に、Ｏ_２センサによって前後に２分割されるため、飛び石などの異物からＯ_２センサを保護することができると共に、Ｏ_２センサによる冷却フィンの近傍の気流の乱れを低減することができ、空冷効率の低下を防止することができる。

以下、本発明に係る空冷式内燃機関の一実施の形態について、添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
図１〜図６は本発明の一実施の形態を示すもので、図１は本発明に係る空冷式内燃機関を搭載した車両の側面図、図２は本発明に係る空冷式内燃機関を説明するパワーユニットのシリンダヘッドとシリンダブロックとクランク軸と入力軸と出力軸とを結んだ線で切断した断面図、図３は図２に示したパワーユニットのシリンダヘッドの拡大断面図、図４は図２に示したパワーユニットのシリンダヘッドとシリンダブロックを右側から見た側面図、図５は図４に示したシリンダヘッドとシリンダブロックの縦断面図、図６はシリンダヘッドカバーを取り外した状態のシリンダヘッドを前側から見た図である。なお、以下の説明において、前後、左右、上下は、運転者から見た方向に従い、前方をＦｒ、後方をＲｒ、左側をＬ、右側をＲ、上方をＵ、下方をＤ、として示す。

図１に示すように、自動二輪車１０は、車体フレーム（車体）１１と、車体フレーム１１の前部に回動自在に軸支されるフロントフォーク１２と、フロントフォーク１２の下端部に軸支される前輪１３と、フロントフォーク１２の上端部に連結されるバー状のハンドル１４と、前端が車体フレーム１１に軸支され後方に延びるリヤフォーク１５と、リヤフォーク１５の後端部に軸支される後輪１６と、を備え、車体フレーム１１の中央下部にパワーユニット（空冷式内燃機関）１を懸架している。

パワーユニット１は、内燃機関と負荷側の変速機構を一体化して構成されており、パワーユニット１の出力は、チェーン１７を介して後輪１６に伝達されている。また、パワーユニット１には、後方に向けて延設される排気管１８が接続されており、排気管１８は後輪１６の右側に配置されるマフラー１９に連結されている。

図２に示すように、パワーユニット１は、空冷式４ストロークサイクル単気筒内燃機関であって、クランク軸１００の軸線を車両の進行方向に直交させると共に、シリンダヘッド４０が前方を向くようにシリンダブロック３０の軸線を進行方向に沿ってほぼ水平になるように自動二輪車１０に搭載される。

パワーユニット１は、内燃機関のクランクケースと変速機構のギヤケースとを一体とした左右半割りの左ユニットケース２Ｌ及び右ユニットケース２Ｒと、シリンダブロック３０と、シリンダヘッド４０と、シリンダヘッドカバー４１と、左クランクケースカバー５１と、右クランクケースカバー５２と、ギヤケースカバー５３と、を結合して外殻を構成し、左、右ユニットケース２Ｌ，２Ｒとを結合することで形成されるクランク室３及びギヤ室４には、クランク軸１００及びトランスミッション２００がそれぞれ配設される、なお、左ユニットケース２Ｌの左側面には、左クランクケースカバー５１及びギヤケースカバー５３がボルト止めされ、右ユニットケース２Ｒの右側面には、右クランクケースカバー５２がボルト止めされる。

シリンダヘッド４０は、結合した左、右ユニットケース２Ｌ，２Ｒの上部開口に挿入されるシリンダブロック３０と共にスタッドボルト６０で共締めされることにより取り付けられる。また、シリンダヘッドカバー４１をシリンダヘッド４０にボルト６１で締結することによって開口部が閉塞される（図３参照）。また、シリンダヘッド４０の下面には、燃焼室４２が形成されており、燃焼室４２に臨むようにスパークプラグ４３が装着される。さらに、シリンダブロック３０及びシリンダヘッド４０の側面には、複数の冷却フィン２１が形成されている。

また、シリンダヘッド４０内には、動弁機構のカム軸４４が回動自在に支持されており、その左端部にはカムスプロケット４５が固定される。このカムスプロケット４５には、クランク軸１００に固定された駆動スプロケット１０２に架け渡されたカムチェーン９８が架け渡される。これにより、クランク軸１００の回転駆動力をカム軸４４に伝達し、シリンダヘッド４０に配置されるローラロッカータイプのロッカーアーム４６，４６を駆動して、燃焼室４２内で吸気バルブ（図５参照）４７、排気バルブ（図５参照）４８を所定のタイミングで開閉させる。

クランク軸１００は、左右のパーツからなり、クランクピン１０１によって一体化されるもので、左、右ユニットケース２Ｌ，２Ｒにそれぞれ配置される転がり軸受７０Ｌ，７０Ｒを介して回動自在に支持されており、軸方向左側に交流発電機９０が、軸方向右側に遠心多板クラッチ９１が組み付けられる。また、クランクピン１０１には、コンロッド３１を介してピストン３２が接続され、このピストン３２は、シリンダブロック３０内に一体成型されたシリンダライナ３３の中でシリンダ軸線方向に往復運動する。

交流発電機９０は、イグニッションコイル（不図示）を通じてスパークプラグ４３に与える高電圧を発生すると共に、バッテリー（不図示）の充電電流を発生する。

遠心多板クラッチ９１は、湿式の遠心多板クラッチであって、クランク軸１００の右側に組み付けられており、クランク軸１００にスプライン結合されるインナプレート９１ａと、インナプレート９１ａと一体的に回転するアウターケース９１ｂと、アウターケース９１ｂの内周面に取り付けられる複数のクラッチプレート９１ｃと、複数のクラッチプレート９１ｃの間に交互に配置される複数のクラッチディスク９１ｄと、複数のクラッチディスク９１ｄを支持するプレート支持部材９１ｅと、インナプレート９１ａの外周部に傾動自在に枢支されるクラッチウエイト９１ｆと、右クランクケースカバー５２に取り付けられる枢支軸９２と、枢支軸９２の左端部に配置される軸受７１を介して回動自在に支持され、アウターケース９１ｂと一体的に回転する圧接プレート９３と、不図示のクラッチリフターレバーにより回動し、軸方向（図２中の左右方向）に進退動するクラッチリフターカムプレート９４と、を備えている。また、プレート支持部材９１ｅは、クランク軸１００に回動自在に支持されるプライマリ駆動歯車９５とスプライン結合されており、クランク軸１００の回転動力をプライマリ駆動歯車９５を介してトランスミッション２００に伝達させている。

このように構成される遠心多板クラッチ９１では、左、右ユニットケース２Ｌ，２Ｒに回動自在に支持されるチェンジスピンドル（不図示）に結合されるクラッチリフターレバー（不図示）が回動されることによりクラッチリフターカムプレート９４が回動する。これにより、クラッチリフターカムプレート９４が右側に移動し、クラッチプレート９１ｃとクラッチディスク９１ｄとの接続が解除されて、ニュートラル状態になる。次いで、ギヤチャンジが完了すると、クラッチリフターカムプレート９４が元の位置に復帰して、クラッチプレート９１ｃとクラッチディスク９１ｄとが接続可能状態になる。そして、クランク軸１００の回転速度が所定値を越えると、クラッチウエイト９１ｆが遠心力により傾動し、クラッチプレート９１ｃとクラッチディスク９１ｄとが接続して、クランク軸１００の回転動力がトランスミッション２００に伝達される。

トランスミッション２００は、クランク軸１００と平行に配置される入力軸２０１と、出力軸２０２と、を備え、入力軸２０１の右端部に取り付けられるプライマリ従動歯車９６に入力された回転動力を、出力軸２０２の左端部に取り付けられるドライブスプロケット９７に伝達させている。

入力軸２０１は、左、右ユニットケース２Ｌ，２Ｒにそれぞれ配置される転がり軸受７２Ｌ，７２Ｒを介して回動自在に支持され、入力軸２０１に一体成形される歯車２０１ａと、入力軸２０１に外嵌させる歯車２０１ｂと、入力軸２０１に軸方向にスライド移動可能に係止され、第１シフトフォーク（不図示）の移動により歯車２０１ｂに係合可能な歯車２０１ｃと、を備え、右ユニットケース２Ｒの外側に突出する右端部には、プライマリ駆動歯車９５から回転動力が伝達されるプライマリ従動歯車９６が取り付けられている。

出力軸２０２は、左、右ユニットケース２Ｌ，２Ｒにそれぞれ配置される転がり軸受７３Ｌ，７３Ｒを介して回動自在に支持され、出力軸２０２に外嵌される歯車２０２ａ，２０２ｂと、この歯車２０２ａ，２０２ｂの間で出力軸２０２に軸方向にスライド移動可能に係止され、第２シフトフォーク（不図示）の移動により歯車２０２ａまたは歯車２０２ｂに係合可能な歯車２０２ｃと、を備え、左ユニットケース２Ｌの外側に突出する左端部には、チェーン１７に回転動力を伝達するドライブスプロケット９７が取り付けられている。

また、右ユニットケース２Ｒの右側面には、クランク軸１００の回転動力により駆動されるオイルポンプ（不図示）が設けられており、このオイルポンプから送給される潤滑油は、右ユニットケース２Ｒに設けられる分配口（不図示）に圧送されて２方向に分岐する。その一方の潤滑油は、右クランクケースカバー５２内に形成された送油通路（不図示）を通じて枢支軸９２内に形成される潤滑油路９２ａに送給され、遠心多板クラッチ９１を潤滑し、さらに、クランク軸１００内に形成される潤滑油路１００ａに送給され、クランク軸１００を潤滑する。また、分岐した他方の潤滑油は、図３及び図６に示すように、スタッドボルト６０の挿通孔兼用の送油通路（不図示）及びカム軸４４の右端部近傍に形成される潤滑油出口４４ａを通じて、カム軸４４内に形成される潤滑油路４４ｂに送給され、２つのカム４９，４９の間に形成される吐出孔４４ｃから吐出して、カム軸４４及びロッカーアーム４６，４６等を潤滑する。

図５に示すように、シリンダヘッド４０には、吸気バルブ４７が配置される吸気ポート４７ａと、排気バルブ４８が配置される排気ポート４８ａが形成されており、吸気ポート４７ａにインジェクタ９９が組み付けられている。インジェクタ９９は、不図示のエンジンコントロールユニットに電気的に接続されており、このエンジンコントロールユニットから与えられる電気信号によって、回転数に応じた最適な高燃圧の燃料を吸気ポート４７ａ内に噴射する。なお、図中６２は、排気管１８を排気ポート４８ａに取り付けるためのスタッドボルトである。

そして、図４及び図５に示すように、シリンダヘッド４０の右側面の冷却フィン２１の間には、Ｏ_２センサ２０が取り付けられている。このＯ_２センサ２０は、図６に示すように、シリンダヘッド４０の側面から排気ポート４８ａに貫通するように形成されるネジ孔２２に螺着することによって取り付けられ、そのセンサ部２３を排気ポート４８ａ内に露出するように配置させる。なお、図中２４は、Ｏ_２センサ２０の電気信号を送信するためのコネクタである。

また、Ｏ_２センサ２０は、その全体がシリンダヘッド４０の側面より左右方向の内側に配置される。さらに、冷却フィン２１は、進行方向に対して略水平に形成されており、Ｏ_２センサ２０により前後に２分割されている。即ち、シリンダヘッド４０の右側面に取り付けられたＯ_２センサ２０は、シリンダヘッド４０の側面に埋設されるように配置されると共に、その前後および上方が冷却フィン２１によって囲まれており、これらによって飛び石等の異物から保護されている。

このように配置されるＯ_２センサ２０は、排気ポート４８ａに排出される排気ガス中の酸素濃度を測定し、測定した酸素濃度を電気信号に変換して不図示のエンジンコントロールユニットに送信している。

以上説明したように、本実施形態の空冷式内燃機関１によれば、Ｏ_２センサ２０が冷却フィン２１の間に設けられ、冷却フィン２１がＯ _２センサ２０によって分割されるため、冷却フィン２１がＯ_２センサ２０を保護する機能を備えるので、飛び石などの異物からＯ_２センサ２０を保護することができる。また、Ｏ_２センサ２０の保護用カバーなどの専用部品が不要となるので、Ｏ_２センサ２０の組付け性を向上することができ、製造コストを削減することができる。

また、本実施形態の空冷式内燃機関１によれば、空冷式内燃機関１は、シリンダヘッド４０を進行方向前方、且つシリンダを略水平にして車体フレーム１１に搭載され、Ｏ_２センサ２０は、シリンダヘッド４０側面の冷却フィン２１の間に設けられるため、Ｏ_２センサ２０を排気管の途中に配置した場合と比較して、路面から離れた位置にＯ_２センサ２０を配置することができる。これにより、飛び石などの異物によるＯ_２センサ２０の損傷の可能性を大幅に低減することができる。

また、本実施形態の空冷式内燃機関１によれば、シリンダヘッド４０側面の冷却フィン２１は、進行方向に対して略水平に設けられると共に、Ｏ_２センサ２０によって前後に２分割されるため、飛び石などの異物からＯ_２センサ２０を保護することができると共に、Ｏ_２センサ２０による冷却フィン２１の近傍の気流の乱れを低減することができ、空冷効率の低下を防止することができる。

さらに、本実施形態の空冷式内燃機関１によれば、Ｏ_２センサ２０をシリンダヘッド４０の冷却フィン２１の間に設けるため、燃焼室４２の近傍にＯ_２センサ２０を配置することができる。これにより、Ｏ_２センサ２０が最適な温度条件下で酸素濃度を検出することができるので、排気ガス中の酸素濃度をより精度良く検出することができる。

なお、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。
例えば、本実施形態では、Ｏ_２センサをシリンダヘッドの右側面に取り付ける場合を例示したが、Ｏ_２センサは、シリンダヘッドの冷却フィンの間に取り付けられていればよく、その取付位置は任意である。

本発明に係る空冷式内燃機関を搭載した車両の側面図である。本発明に係る空冷式内燃機関を説明するパワーユニットのシリンダヘッドとシリンダブロックとクランク軸とメイン軸とカウンタ軸とを結んだ線で切断した断面図である。図２に示したパワーユニットのシリンダヘッドの拡大断面図である。図２に示したパワーユニットのシリンダヘッドとシリンダブロックを右側から見た側面図である。図４に示したシリンダヘッドとシリンダブロックの縦断面図である。シリンダヘッドカバーを取り外した状態のシリンダヘッドを前側から見た図である。

符号の説明

１パワーユニット（空冷式内燃機関）
２Ｌ左ユニットケース
２Ｒ右ユニットケース
３クランク室
４ギヤ室
１０自動二輪車
１１車体フレーム（車体）
２０Ｏ_２センサ
２１冷却フィン
２２ネジ孔
２３センサ部
２４コネクタ
３０シリンダブロック
４０シリンダヘッド
９０交流発電機
９１遠心多板クラッチ
１００クランク軸
２００トランスミッション
２０１入力軸
２０２出力軸

Claims

排気ガス中の酸素濃度を測定するＯ_２センサを設ける空冷式内燃機関であって、
前記内燃機関のシリンダヘッドに冷却フィンが設けられ、
前記Ｏ_２センサは、前記冷却フィンの間に設けられ、
前記冷却フィンは、前記Ｏ _２センサによって分割されることを特徴とする空冷式内燃機関。
前記空冷式内燃機関は、前記シリンダヘッドを進行方向前方、且つシリンダを略水平にして車体に搭載され、
前記Ｏ_２センサは、シリンダヘッド側面の前記冷却フィンの間に設けられることを特徴とする請求項１に記載の空冷式内燃機関。
前記シリンダヘッド側面の前記冷却フィンは、進行方向に対して略水平に設けられると共に、前記Ｏ_２センサによって前後に２分割されることを特徴とする請求項１又は２に記載の空冷式内燃機関。