JP4645387B2 - 自動二輪車の二次エア供給装置 - Google Patents

Description

本発明は、自動二輪車の二次エア供給装置に関する。

従来、自動二輪車においては二次エアの導入や逆流を制御するリード弁（逆止弁）を備えた二次エア供給装置をシリンダヘッドに設けたものがある。リード弁配置例としては、ＤＯＨＣエンジンの各気筒間、詳しくは並設された点火プラグの中間位置の、吸気カム軸上方に、気筒配列方向と平行に（カム軸方向に）リード弁を並設したものがある（例えば特許文献１参照）。

また、四気筒の一番と二番および三番と四番の気筒間にリード弁を気筒配列方向に並設し、これら二組のリード弁のペア間にブリーザ室を配置したものもある（例えば特許文献２および３参照）。
特開平８−２９６４３４号公報 特開２００４−２８５９７９号公報 特開２００４−２０４７８２号公報

しかしながら、エンジンの小型化に伴って気筒間のピッチは詰まっていき、各気筒間にリード弁を気筒配列方向に並設することが困難になってくる。

そこで、特許文献２に記載したもののように、リード弁を気筒間中央部ではなく吸気側または排気側のいずれか一方にオフセットして配置することもできるが、例えばリード弁を吸気側に配置した場合、スロットルボディとの干渉で吸気ポートの設計自由度がなくなったり、点火プラグの着脱性を悪化させたりする虞がある。

また、例えばリード弁を排気側に配置した場合、ラジエターやラジエターファンとの干渉を起こす虞があり、車体に対するエンジンの位置をずらす必要がでてくる。

本発明は上述した事情を考慮してなされたもので、気筒間中央部リード弁を配置しながらも、レイアウトおよび整備性が良好な自動二輪車の二次エア供給装置を提供することを目的とする。

本発明に係る自動二輪車の二次エア供給装置は、上述した課題を解決するために、請求項１に記載したように、シリンダヘッドの上部に吸気カム軸と排気カム軸を配置すると共にシリンダヘッドの隣り合う気筒間にリード弁を備えた二次エア供給装置を配置した自動二輪車の多気筒エンジンにおいて、二次エア供給用のリード弁を、隣り合う気筒間であって、上記吸気カム軸と排気カム軸の上方に、気筒配列方向と直交する方向に一対、且つ互いの自由端が対向した状態で並設する一方、上記リード弁の各自由端側のシリンダヘッドにリード弁によって開閉されて二次エアが導入される二次エア供給孔をそれぞれ形成すると共に、この二次エア供給孔から排気ポートに向かって延びる二次エア供給通路を気筒軸線と平行して上記シリンダヘッドにそれぞれ形成し、更に、隣り合う気筒のうち、いずれか一方用のリード弁および二次エア供給孔を吸気カム軸の上方に配置すると共に、他方用のリード弁および二次エア供給孔を排気カム軸の上方に配置したものである。

また、上述した課題を解決するために、請求項２に記載したように、上記シリンダヘッドとは別体のカム保持部材にリード弁収容部を形成し、これらのリード弁収容部に上記リード弁を収容すると共に、上記二次エア供給孔を上記リード弁収容部の底部に、気筒配列方向視で上記吸気カム軸と排気カム軸との間で、且つ気筒軸線に対して斜めに延設したものである。

さらに、上述した課題を解決するために、請求項３に記載したように、上記シリンダヘッドに取り付けられるヘッドカバーの内面と上記リード弁収容部とで二次エア室を形成したものである。

さらに、上述した課題を解決するために、請求項４に記載したように、上記カム保持部材に形成されるリード弁収容部および点火プラグ挿入用プラグ穴と、上記ヘッドカバーとのシール面を同一面上に形成したものである。

さらにまた、上述した課題を解決するために、請求項５に記載したように、上記リード弁、上記リード弁収容部、上記二次エア室および上記二次エア供給通路を含んで二次エア供給装置を構成し、この二次エア供給装置を隣り合う気筒の各プラグ穴間に配設したものである。

そして、上述した課題を解決するために、請求項６に記載したように、上記リード弁収容部が形成される上記カム保持部材を二つの隣り合う気筒毎に形成し、これらのカム保持部材に気筒配列方向と直交する方向に上記リード弁を並設すると共に、上記カム保持部材が配設されない気筒間にカム位置の検出手段を配置したものである。

本発明に係る自動二輪車の二次エア供給装置によれば、気筒間のピッチを詰めることができ、エンジンの小型化を図ることができる。また、ヘッドカバーやシリンダヘッドを小型化できる。さらに、吸気系のレイアウトが有利になる。

さらにまた、各気筒に二次エアを均等に、滑らかに供給可能となり、排気ガスの浄化性能が向上する。また、シリンダヘッドの機械加工性および精度が向上すると共に、ヘッドカバーとシリンダヘッドとの組み付けを確実に行なうことができ、シール性が向上する。

さらに、ヘッドカバーやシリンダヘッドの突出量が前後で均等になり、周辺部品との干渉がなくなる。そして、シリンダヘッドを大型化することなく、スペースを有効に利用してカム位置の検出手段を配置できる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

図１は、この発明を適用した自動二輪車の一例を示す左側面図である。図１に示すように、この自動二輪車１は車体フレーム２を有し、その前端部にヘッドパイプ３が設けられる。ヘッドパイプ３には図示しないフロントクッションユニットを内装し、前輪４を回動自在に支持する左右一対のフロントフォーク５やハンドルバー６等から構成されるステアリング機構７が設けられ、ハンドルバー６により前輪４が左右に回動自在に操舵される。

車体フレーム２は、例えばツインチューブ型のもので、主に上記ヘッドパイプ３と、このヘッドパイプ３の直後で左右方向に拡開された後、互いに平行に一旦後斜下方に延び、その後部で下方に向かって延びる左右一対の主フレーム８と、主フレーム８の後側折曲部に取り付けられ、後方に向かって延出される左右一対のシートレール９とから構成される。

主フレーム８の上方には燃料タンク１０が配置され、シートレール９の上方には運転シート１１が着脱または開閉自在に配置される。また、左右のスイングアームピボット軸支持部１２間にはリヤスイングアーム１３の前端がスイング自在に枢着されると共に、このリヤスイングアーム１３の後端に後輪１４が回動自在に軸支される。さらに、このリヤスイングアーム１３はその基端部がリヤクッションユニット１５およびリンク部材１６を介して車体フレーム２に上下にクッション自在に支持される。

一方、前・後輪４，１４間の車体中央部の主フレーム８下部、燃料タンク１０下方にはエンジン１７が搭載される。エンジン１７は４サイクル並列四気筒エンジンであり、主に図１の上からヘッドカバー１８、シリンダヘッド１９、シリンダブロック２０、エンジンケース２１、そしてオイルパン２２から外形が構成される。

シリンダヘッド１９の後側にはフューエルインジェクタ２３を備えたスロットルボディ２４が接続され、スロットルボディ２４の上流側にはエアクリーナ２５が接続される。

また、シリンダヘッド１９の前側にはエキゾーストパイプ２６の上流端部が接続されて一旦下方に向かって延び、後方に向かって折曲されてエンジン１７の前下部で二本ずつに、またエンジン１７の下部で一本に集合化されて後方に向かって延設され、その下流端に排気膨張室２７が接続される。

そして、この自動二輪車１は車体の前部が流線形のカウリング２８で覆われており、走行中の空気抵抗低減と、走行風圧からのライダの保護とが図られている。

図２は、エンジン１７上部（ヘッドカバー１８およびシリンダヘッド１９）の拡大左側面図であり、図３はエンジン１７上部の拡大平面図である。また、図４は図３のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図であり、図５は図４のＶ−Ｖ線に沿う矢視図である。さらに、図６は図５のＶＩ−ＶＩ線に沿う断面図である。

図２〜図６に示すように、シリンダヘッド１９の下面には図示しないシリンダに整合する燃焼室２９が形成され、この燃焼室２９に吸気ポート３０および排気ポート３１が繋がる。また、吸気ポート３０に上記スロットルボディ２４が、排気ポート３１に上記エキゾーストパイプ２６がそれぞれ接続されると共に、吸気ポート３０および排気ポート３１はそれぞれ吸気バルブ３２および排気バルブ３３によって開閉される。さらに、詳細には図示しないが、燃焼室２９の中央部には点火プラグ（図示せず）が螺合され、各点火プラグの位置に対応してシリンダヘッド１９にはプラグ挿入孔３４が、ヘッドカバー１８にはプラグホール３５がそれぞれ形成される。なお、四つの気筒は、本実施形態において便宜上車両の進行方向左側より１番、２番、３番、そして４番とする。

シリンダヘッド１９の上面には吸気カム軸３６および排気カム軸３７が互いに平行に、車両の進行方向に直交して配置される。吸気カム軸３６および排気カム軸３７はそれぞれ軸方向に複数個の、本実施形態においてはそれぞれ五個のカムベアリングキャップ３８によってシリンダヘッド１９に回転自在に軸支される。また、これらのカムベアリングキャップ３８は例えばベアリングボルト３９によってシリンダヘッド１９に締着され、固定される。そして、カムベアリングキャップ３８は、隣接する１、２番気筒側および３、４番気筒側がそれぞれ連結部４０によって連結されてカム保持部材であるカムハウジング４１を形成する。さらに、カムハウジング４１が配設されない気筒間、すなわち２番気筒と３番気筒との間にはカム位置の検出手段であるカムポジションセンサ４２が配置される。

図７はカムハウジング４１の拡大平面図である。図７に示すように、カムハウジング４１は略Ｈ字状の平面形状を有し、シリンダヘッド１９のプラグ挿入孔３４に整合する点火プラグ挿入用プラグ穴４３が設けられる。そして、これらのカムハウジング４１によって軸支される吸気カム軸３６および排気カム軸３７にはそれぞれ吸気カム４４および排気カム４５が設けられ、これらのカム４４，４５により吸気バルブ３２および排気バルブ３３が所定のタイミングで開閉制御されることによりエンジン１７が作動する。

ところで、このエンジン１７には排気ポート３１に二次エアを供給する二次エア供給装置４６が備えられる。二次エア供給装置４６は、ヘッドカバー１８内側面に形成されたキャップ部４７と、リード弁アッセンブリ４８と、二次エア切り替え弁４９と、二次エア配管５０，５１等から構成される。

図８は、ヘッドカバー１８の上面図であり、図９はヘッドカバー１８の下面図である。図４、図６、図７および図９に示すように、１、２番のプラグホール３５間および３、４番のプラグホール３５間のヘッドカバー１８内側面にはキャップ部４７が形成されると共に、これらのキャップ部４７に対応するカムハウジング４１のプラグ穴４３間にはキャップ部４７に整合するリード弁収容部５２が形成され、これらのリード弁収容部５２にリード弁アッセンブリ４８が収容される。

また、リード弁収容部５２とキャップ部４７とのシール面と、プラグ穴４３とプラグホール３５とのシール面は同一面上に形成され、リード弁収容部５２およびプラグ穴４３の外周に取り付けられるガスケット５３が一体化して形成される。そして、ヘッドカバー１８を予めカムハウジング４１が固定されたシリンダヘッド１９に取り付けることにより、リード弁収容部５２とキャップ部４７とで二次エア室５４を形成する。

リード弁収容部５２に収容されるリード弁アッセンブリ４８はベースプレート５５と、このベースプレート５５に形成された一対のエア孔５６を一方向のみ開く逆止弁である一対のリード弁５７と、このリード弁５７の開き量を規制する一対のストッパ５８とから構成される。

隣り合う気筒間に配置されるリード弁アッセンブリ４８は、一対のリード弁５７が気筒配列方向と直交する方向に並設される。また、一対のリード弁５７は互いの自由端が対向した状態でビス６２によりベースプレート５５に取り付けられる。

リード弁収容部５２底部の、リード弁５７の自由端側にはこのリード弁５７によって開閉されて二次エアが導入される二次エア供給孔５９が形成されると共に、シリンダヘッド１９には、これらの二次エア供給孔５９から排気ポート３１に向かって延びる二次エア供給通路６０が気筒軸線と平行に形成される。また、隣り合う気筒のうち、いずれか一方用のリード弁５７および二次エア供給孔５９は吸気カム軸３６の上方に配置されると共に、他方用のリード弁５７および二次エア供給孔５９は排気カム軸３７の上方に配置される。

さらに、ヘッドカバー１８内側面に形成されたキャップ部４７のヘッドカバー１８外側には二次エアユニオン６１が形成され、これらの二次エアユニオン６１に、二次エア配管５０，５１を構成する二次エアホース５０が接続される。これらの二次エアホース５０はそれらの上流端が二次エア切り替え弁４９に接続され、さらにこの二次エア切り替え弁４９から延びる一本の他の二次エアホース５１が詳細には図示しないがエアクリーナ２５に接続される。

次に、本実施形態の作用について説明する。

従来、気筒間に配置されていたリード弁は気筒配列方向に並設していたため気筒間のピッチを詰めることができなかったが、本願発明においては二次エア供給用のリード弁５７を、隣り合う気筒間に、気筒配列方向と直交する方向に並設すると共に、リード弁５７によって開閉されて二次エアが導入される二次エア供給孔５９から延びる二次エア供給通路６０をシリンダヘッド１９に形成したことにより、気筒間のピッチを詰めることができ、エンジン１７の小型化を図ることができると共に、小排気量の小型エンジンにも対応可能となる。

また、リード弁収容部５２を、ヘッドカバー１８ではなく、シリンダヘッド１９とは別体のカムハウジング４１（カム保持部材）に形成し、これらのリード弁収容部５２にリード弁５７を備えるリード弁アッセンブリ４８を収容したことにより、ヘッドカバー１８やシリンダヘッド１９を小型化できる。

さらに、シリンダヘッド１９に取り付けられるヘッドカバー１８の内面にキャップ部４７を形成し、このキャップ部４７とリード弁収容部５２とで二次エア室５４を形成したことにより、ヘッドカバー１８上面が上方に大きく突出するのを防止でき、エアクリーナ２５の容積を大きく取れるなど、吸気系のレイアウトが有利になる。

さらにまた、隣り合う気筒間に配置される一対のリード弁５７を互いの自由端が対向した状態でベースプレート５５に取り付けたことにより、リード弁５７によって開閉される二次エア供給孔５９を近接配置できる。その結果、各気筒に二次エアを均等に供給できる。また、二次エアを滑らかに供給可能となり、排気ガスの浄化性能が向上する。

また、リード弁収容部５２に形成される二次エア供給孔５９を、対向配置されたリード弁５７の自由端側に形成すると共に、シリンダヘッド１９にこれらの二次エア供給孔５９から排気ポート３１に向かって延びる二次エア供給通路６０を気筒軸線と平行に形成したことにより、シリンダヘッド１９の機械加工性および精度が向上すると共に、二次エアの流れもスムーズになり、排気ガスの浄化性能が向上する。

さらに、カムハウジング４１に形成されるリード弁収容部５２とヘッドカバー１８に形成されるキャップ部４７とのシール面と、カムハウジング４１に形成されるプラグ穴４３とヘッドカバー１８に形成されるプラグホール３５とのシール面とを同一面上に形成したことにより、ヘッドカバー１８をシリンダヘッド１９に取り付ける際、組み付けを確実に行なうことができ、シール性が向上する。

さらにまた、リード弁５７、リード弁収容部５２、二次エア室５４および二次エア供給孔５９を含む二次エア供給装置４６を隣り合う気筒の各プラグ穴４３間に配設すると共に、隣り合う気筒のうち、いずれか一方用の二次エア供給装置４６を吸気カム軸３６の上方に配置し、他方用の二次エア供給装置４６を排気カム軸３７の上方に配置したことにより、二次エア供給装置４６は車体の前後方向いずれかに偏ることなく中央部に配置可能となる。その結果、ヘッドカバー１８やシリンダヘッド１９の突出量が前後で均等になり、周辺部品との干渉がなくなる。

そして、リード弁収容部５２が形成されるカムハウジング４１（カム保持部材）を二つの隣り合う気筒毎に形成し、これらのカムハウジング４１に気筒配列方向と直交する方向にリード弁５７を並設すると共に、カムハウジング４１が配設されない気筒間、すなわち２番気筒と３番気筒との間にカムポジションセンサ４２（カム位置の検出手段）を配置したことにより、シリンダヘッド１９を大型化することなく、スペースを有効に利用してカムポジションセンサ４２を配置できる。

なお、上述した実施形態においては本発明を並列四気筒エンジンに適用した例を示したが、二気筒エンジンや六気筒エンジンに本発明を適用することも十分可能である。

本発明に係る自動二輪車の二次エア供給装置の一実施形態を示す自動二輪車の左側面図。 エンジン上部の拡大左側面図。 エンジン上部の拡大平面図。 図３のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図。 図４のＶ−Ｖ線に沿う矢視図。 図５のＶＩ−ＶＩ線に沿う断面図。 カムハウジングの拡大平面図。 ヘッドカバーの上面図。 ヘッドカバーの下面図。

符号の説明

１ 自動二輪車
１７ エンジン
１８ ヘッドカバー
１９ シリンダヘッド
２９ 燃焼室
３１ 排気ポート
３６ 吸気カム軸
３７ 排気カム軸
４１ カムハウジング（カム保持部材）
４２ カムポジションセンサ（カム位置の検出手段）
４３ 点火プラグ挿入用プラグ穴
４６ 二次エア供給装置
４７ ヘッドカバー内側面のキャップ部
４８ リード弁アッセンブリ
５２ リード弁収容部
５４ 二次エア室
５７ リード弁
５９ 二次エア供給孔
６０ 二次エア供給通路

Claims (6)

1. シリンダヘッドの上部に吸気カム軸と排気カム軸を配置すると共にシリンダヘッドの隣り合う気筒間にリード弁を備えた二次エア供給装置を配置した自動二輪車の多気筒エンジンにおいて、二次エア供給用のリード弁を、隣り合う気筒間であって、上記吸気カム軸と排気カム軸の上方に、気筒配列方向と直交する方向に一対、且つ互いの自由端が対向した状態で並設する一方、上記リード弁の各自由端側のシリンダヘッドにリード弁によって開閉されて二次エアが導入される二次エア供給孔をそれぞれ形成すると共に、この二次エア供給孔から排気ポートに向かって延びる二次エア供給通路を気筒軸線と平行して上記シリンダヘッドにそれぞれ形成し、更に、隣り合う気筒のうち、いずれか一方用のリード弁および二次エア供給孔を吸気カム軸の上方に配置すると共に、他方用のリード弁および二次エア供給孔を排気カム軸の上方に配置したことを特徴とする自動二輪車の二次エア供給装置。
2. 上記シリンダヘッドとは別体のカム保持部材にリード弁収容部を形成し、これらのリード弁収容部に上記リード弁を収容すると共に、上記二次エア供給孔を上記リード弁収容部の底部に、気筒配列方向視で上記吸気カム軸と排気カム軸との間で、且つ気筒軸線に対して斜めに延設した請求項１記載の自動二輪車の二次エア供給装置。
3. 上記シリンダヘッドに取り付けられるヘッドカバーの内面と上記リード弁収容部とで二次エア室を形成した請求項２記載の自動二輪車の二次エア供給装置。
4. 上記カム保持部材に形成されるリード弁収容部および点火プラグ挿入用プラグ穴と、上記ヘッドカバーとのシール面を同一面上に形成した請求項１〜３のいずれかに記載の自動二輪車の二次エア供給装置。
5. 上記リード弁、上記リード弁収容部、上記二次エア室および上記二次エア供給通路を含んで二次エア供給装置を構成し、この二次エア供給装置を隣り合う気筒の各プラグ穴間に配設した請求項１〜４のいずれかに記載の自動二輪車の二次エア供給装置。
6. 上記リード弁収容部が形成される上記カム保持部材を二つの隣り合う気筒毎に形成し、これらのカム保持部材に気筒配列方向と直交する方向に上記リード弁を並設すると共に、上記カム保持部材が配設されない気筒間にカム位置の検出手段を配置した請求項１〜５のいずれかに記載の自動二輪車の二次エア供給装置。

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