JPH11153029A - 自動二輪車用エンジン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 排気ポート内への二次空気の導入効率を高め
るとともにリードバルブの過熱を防止することが可能な
自動二輪車用エンジンを提供する。 【解決手段】 シリンダヘッド１２の前方に排気ポート
１７を設けるとともに、排気ポート１７への二次空気導
入通路３０に設けるリードバルブ３３をシリンダヘッド
１２の前方壁面上に取り付けた。また、リードバルブ３
３を覆うカバー３２の外側表面にはフィン３２ａを形成
した。なお、「前方」とは、自動二輪車の進行方向にお
ける前方を意味する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】請求項に係る発明は、排気ポ
ートに対して二次空気の導入通路（リードバルブを含
む）を接続している自動二輪車用エンジンに関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】自動二輪車用のエンジンでは、排気を浄
化する目的で排気ポート内に空気（二次空気）を導入す
る方式がよく採用される。一酸化炭素（ＣＯ）や炭化水
素（ＨＣ）など、排気中に含まれる未燃焼成分を、その
二次空気により酸化（二次燃焼）させて浄化をはかるの
である。

【０００３】図５は、そのような二次空気の導入通路３
０’を備えたエンジンについてシリンダヘッド１２’の
付近を示す断面図であり、実公昭５５−５３６９３号公
報に記載されたものである。シリンダヘッド１２’のう
ちに排気ポート１７’が形成されており、同ポート１
７’は、カム２５’で往復動作させられる排気弁２２’
によって開閉される。その排気ポート１７’に対し、二
次空気の導入通路３０’が図のように接続されている。
導入通路３０’は、シリンダヘッド１２’およびシリン
ダヘッドカバー１３’に一連に形成された通孔３５’Ａ
・３５’Ｂや、リードバルブ３３’（およびその取り付
け室３４’・カバー３２’）、ならびに管３１’から構
成され、その管３１’の先がエアクリーナ（図示せず）
の下流側（クリーンサイド）に接続されている。排気弁
２２’の開閉（すなわち排気の通過・停止）にともなっ
て排気ポート１７’内の圧力は正・負に脈動するが、そ
の脈動圧の作用と、排気ポート１７’に向かう一方向に
のみ気体を通すリードバルブ３３’の作用とにより、通
孔３５’Ｂ・３５’Ａなどを経て二次空気が排気ポート
１７’内に導入される。

【０００４】図５のエンジンにおいてリードバルブ３
３’は、シリンダヘッド１２’にかぶせられたシリンダ
ヘッドカバー１３’のうちに取り付けられている。そし
てそれゆえに、二次空気導入通路３０’のうちリードバ
ルブ３３’と排気ポート１７’との間は、通孔３５’Ａ
と通孔３５’Ｂとを一連につなぐことによって形成され
ている。なお、二次空気による排気の酸化ができるだけ
活発に行われるよう、当該導入通路３０’の一端は排気
ポート１７’の最も上流の部分（つまり排ガス温度の高
い部分）に開口されるのが一般である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】図５のエンジンを含め
て従来のエンジンには、排気ポートへの二次空気導入の
ための手段に関連してつぎのような不都合が存在する。

【０００６】イ) 二次空気導入通路のうちリードバルブ
から排気ポートまでの部分（つまり開口断面が狭い部
分）がかなり長い。図５の例ではリードバルブ３３’を
シリンダヘッドカバー１３’のうちに配置しているた
め、当該部分は通孔３５’Ａと３５’Ｂとからなり、と
くに長い。開口断面の狭い部分が長いと、その部分を空
気が通りにくいため、排気ポート内への二次空気の導入
効率を高めがたい。したがって、その部分の断面積を相
当に大きく（太く）しない限り、排気の浄化効率を十分
に高めることができなくなる。しかも、シリンダヘッド
内などには冷却空気通路や冷却水の通路が形成されるほ
か動弁機構等が密に配置されることから、二次空気の導
入通路を太くすることは一般には容易でない。

【０００７】ロ) 図５の例のようにリードバルブ３３’
をシリンダヘッド１２’の上方に配置したエンジンが自
動二輪車に搭載された場合、リードバルブ３３’の温度
が上がりやすいという不都合もある。リードバルブから
排気ポートまでの部分をその長さを考慮して太くするこ
とにより二次空気の導入効率を高めるなら、その部分に
は高温度の排気が排気ポートの側から流入しやすいから
である。しかも、図５のようにエンジン（シリンダヘッ
ド）の上方に突出した部分に配置されたリードバルブ３
３’は燃料タンク（図示せず）の下部にかくれてしまう
のが一般であるため、走行風による冷却を期待できな
い、という不利もある。そうしてリードバルブが熱され
ると、シール部材として同バルブ中に使用されているゴ
ムパッキン等が変質する可能性がある。

【０００８】本発明の目的は、排気ポート内への二次空
気の導入効率を高めるとともにリードバルブの冷却を促
進することが可能な自動二輪車用エンジンを提供するこ
とである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の自動二
輪車用エンジンは、シリンダヘッドの前方に排気ポート
を配置するとともに、排気ポートへの二次空気導入通路
に設けるリードバルブをシリンダヘッドの前方壁面上に
取り付けたことを特徴とする。なお、この明細書にいう
「前方」とは、自動二輪車の進行方向における前方（真
正面の向きに限るものではない）を意味する。

【００１０】請求項１に記載した自動二輪車用エンジン
では、二次空気導入通路のうちリードバルブから排気ポ
ートまでの部分をかなり短くすることができる。排気ポ
ートとリードバルブとがともにシリンダヘッドの前方に
あるため、短い通路によって両者をつなぐことが可能だ
からである。二次空気の導入通路のうちリードバルブか
ら排気ポートまでの部分は、冷却空気通路や動弁機構な
どの間を通して配置する必要があって他の部分よりも細
くせざるを得ないが、その部分をこのように短くできる
ために、このエンジンでは、排気ポート内への二次空気
の導入効率を高め、ひいては排気の浄化効率を改善する
ことができる。

【００１１】このエンジンではさらに、自動二輪車の走
行にともなってリードバルブを効果的に冷却することが
できる。リードバルブをシリンダヘッドの前方壁面上に
取り付けるため、そのリードバルブが燃料タンクの下部
にはかくれず、シリンダヘッドの前方壁面において外側
の部材（たとえば請求項２におけるカバー）に強く走行
風を受けるからである。リードバルブがこうして冷却さ
れると、同バルブ中に含まれる各種の部品、とくにシー
ル等のために使用されるゴム部材等について熱的負荷が
軽減し、特殊な材料のものを使用しなくても十分な耐用
寿命を確保できることになる。

【００１２】請求項２に記載の自動二輪車用エンジン
は、請求項１のエンジンにおいて、リードバルブを覆う
カバーの外側表面にフィンを形成したことを特徴とす
る。

【００１３】エアクリーナを経た空気を排気ポートにま
で導入するためにはその間の通路を外部と隔てる必要が
あり、したがってリードバルブにも当然ながら何らかの
カバーを取り付ける。請求項２のエンジンは、そのよう
なカバーの外側表面にフィンを形成したのである。この
ようにフィンを形成すると外側の表面積が増すため、走
行風を受けてそのカバーはとくに冷却されやすくなる。
カバーが十分に冷却されると、その内側にあるリードバ
ルブも（ゴム部材を含めて）よく冷却され、請求項１の
エンジンについて記載した熱的な条件が一層有利にな
る。

【００１４】請求項３の自動二輪車用エンジンは、請求
項１または２のエンジンにおいて、排気ポートに接続す
る排気管を下向きに延ばすとともにリードバルブを排気
ポートよりも高い位置に取り付け、同バルブより排気ポ
ートへ至る二次空気導入通路を、同バルブの内側から排
気ポートの側方位置にまで真っすぐ延伸した第一通孔
と、その第一通孔の延伸端付近に通じていて排気ポート
の側部に開口する第二通孔とによって形成したことを特
徴とする。

【００１５】このエンジンでは、シリンダヘッドの前方
にある排気ポートから排気管が下向きに延びているのに
対し、リードバルブは、やはりシリンダヘッドの前方壁
面上にあり、しかも排気ポートより高い位置に取り付け
られる。したがって、走行風は、排気管の付近を経由す
ることなくリードバルブに向かい、排気管にて風速が弱
められることも温度上昇させられることもなくリードバ
ルブの外側部材に当たる。そのため、リードバルブは効
果的に冷却され、同バルブ中のゴム部材等の熱的負荷が
一層軽減することになる。

【００１６】またこのエンジンにおいては、リードバル
ブから排気ポートまでの二次空気導入通路を、好ましい
位置に容易に形成することができる。二次空気導入通路
は、排気ポートのうち前述のように上流の部分につなぐ
のが一般に好ましいが、上流部分のうちでもとくに排気
ポートの側方（前方にある排気ポートに対して自動二輪
車の進行方向における左方または右方）の内壁面に開口
させるのが最もよい。排気ポートはシリンダヘッド内
で、燃焼室に面する開口から一旦上方へ通じたうえ緩や
かにカーブして横向きに（前方へ）延びるのが一般であ
るため、その上方の内壁面は当該カーブの膨らみ側に相
当し、遠心力を受ける排気がその面には強く接触する。
したがって、たとえば図５の例のように二次空気導入通
路の開口を排気ポートの上方内壁面に形成すると、その
開口により流れが乱されて排気がスムーズでなくなる可
能性がある。また、排気ポートの上方内壁面にはすでに
排気弁が配置されているので、二次空気の導入通路をそ
の付近に設けるのは容易でないことが多い。そのような
事情により、導入通路は排気ポートの側方内壁面に開口
させるのが好ましいのである。その点、この請求項３の
エンジンでは、第一通孔と第二通孔とを含む二次空気導
入通路の開口を上記のとおり排気ポートの側方内壁面に
開口させているため、排気がスムーズで、しかも二次空
気導入通路を形成しやすいという利点がある。

【００１７】さらにこのエンジンでは、リードバルブか
らその開口までの二次空気導入通路を第一通孔と第二通
孔との二つの通孔によって形成している点にも特徴があ
る。排気ポートよりも高い位置に取り付けるリードバル
ブから導入通路を下方へ延伸して排気ポートの内壁面に
開口させる場合、普通なら、その開口を排気ポートの上
方内壁面に設けるのに比べて側方内壁面に設けることは
容易でない。しかしこの請求項３のエンジンでは、リー
ドバルブから当該開口までの導入通路を第一通孔と第二
通孔という、延伸方向の異なる二つの通孔によって形成
するため、その開口を排気ポートの側方内壁面に設ける
のに特別な困難がない。リードバルブの内側から排気ポ
ートの側方位置までという比較的長い区間をつなぐ第一
通孔は真っすぐなものとするので、とくにその形成は容
易である。それを含めた二つの通孔を組み合わせるので
あるから、密に配置された冷却空気通路や動弁機構等を
避けて導入通路を通すことも難しくない。

【００１８】

【発明の実施の形態】図１〜図４に、発明の実施につい
て一形態を示す。図１は、自動二輪車１（図４）に搭載
したエンジン１０についてのシリンダヘッド１２付近の
縦断面図である。図２は、図１におけるII−II矢視図、
また図３は、図１におけるIII−III線断面図である。そ
して図４は、図１等に示すエンジン１０を搭載した自動
二輪車１についての側面図である。

【００１９】図４に示すように、自動二輪車１は、燃料
タンク３やエンジン１０などを一般的なレイアウトにし
たがって配置したものである。すなわち、車体の前方に
おいてフレーム２上にエンジン１０を立てて（つまりシ
リンダの軸線を上下に向けて）配置し、その上方位置
に、やはりフレーム２に支持させることにより燃料タン
ク３を配置している。

【００２０】エンジン１０は２気筒の４サイクルエンジ
ンである。自動二輪車１には、当該２気筒を走行方向に
おける左右（つまり図４の紙面と直角な方向）に並べ、
排気ポート１７の側が前方になるようにそのエンジン１
０を搭載している。各気筒の排気ポート１７には排気管
１８をそれぞれ接続し、その排気管は図４のように下向
きにカーブさせながら後方へ延ばしたうえ、後端付近に
マフラ１８ａを接続している。図１〜図３は、そのよう
なエンジン１０のうち１気筒相当分の要部を図示したも
のである。

【００２１】図１に示すように、このエンジン１０は４
バルブ形式のＳＯＨＣ（シングルオーバーヘッドカムシ
ャフト）エンジンであり、１気筒あたりに吸気弁２１と
排気弁２２とが二つずつある形式のものである。このエ
ンジン１０のシリンダヘッド１２には、まず燃焼室１６
を形成し、その内部に先端部を突出させるよう点火プラ
グ２６を取り付けているほか、その燃焼室１６に通じる
ように吸気ポート１５と排気ポート１７とを形成し、そ
れら各ポート１５・１７に吸気弁２１と排気弁２２とを
それぞれ配置している。４バルブ形式を採用したことか
ら、排気ポート１７のうち上流端付近（燃焼室１６の付
近）は図３のようにポート部分１７ａ・１７ｂの二つに
分け、燃焼室１６から数十ｍｍ下流の箇所ではじめて一
つの排気ポート１７に合流させている。図１のようにシ
リンダヘッド１２の内部には冷却空気（風）の通路１９
も随所に形成した。そして前述のように排気ポート１７
の外側に排気管１８を接続し、その一方で吸気ポート１
５の外側には、気化器（図示せず）につながる吸気管１
４を接続している。

【００２２】シリンダヘッド１２の上部にはシリンダヘ
ッドカバー１３を接合しており、その内側には、吸気弁
２１と排気弁２２とをそれぞれ駆動するためのロッカー
アーム２３・２４を配置している。ロッカーアーム２３
・２４の各一端を、シリンダヘッド１２と同カバー１３
との間に支持させたカム２５に接触させ、そのカム２５
の変位を吸気弁２１・排気弁２２に伝えるのである。一
方、シリンダヘッド１２の下部にはシリンダ１１を一体
化し、ピストン２８は、そのシリンダ１１の内部で上下
に摺動するように配置している。

【００２３】以上のようなエンジン１０において、排気
浄化のための二次空気の導入通路３０をつぎのとおり設
けている。すなわち、 a) 二次空気導入通路３０は、エアクリーナ（図示せ
ず）の下流側（クリーンサイド）の部分から、図１に示
すように管３１やリードバルブ３３、第１通孔３５・第
２通孔３６を経て排気ポート１７（部分１７ａ・１７
ｂ）内の開口に至るまでの通路により構成する。このう
ちリードバルブ３３は、図３のように構成している。す
なわち、ステンレスの薄板からなる弁本体（リード）３
３ｃと、そのストッパプレート３３ｄ、さらには弁本体
３３ｃに密着し得る弁座板３３ａを、止めネジ３３ｂに
よって結合している。かかるリードバルブ３３を、図の
ようにシリンダヘッド１２における凹部３４内に装着
し、その上にカバー３２をかぶせたうえ、図２に示す二
箇所のボルト３２ｂにより固定する。ボルト３２ｂは先
端のネジ部をシリンダヘッド１２に挿入し結合するもの
で、カバー３２を取り付けるとともに、そのカバー３２
とシリンッダヘッド１２との間で図３のように弁座板３
３ａを締め付ける。弁座板３３ａはアルミ製であるが、
内・外周（図３における黒塗りの部分）にゴム部材を一
体化しているため、上記のように締め付けられることに
よりシール性を発揮する。なお、管３１は、図２のよう
に水平に延ばし、図示した側の気筒に取り付けたカバー
３２と他方の気筒に取り付けたカバー（図示せず）とに
連通させるとともに、上記のようにエアクリーナの下流
側につながるようにしている。

【００２４】b) リードバルブ３３、およびそれを設け
るための凹部３４やカバー３２の位置は、図４のように
エンジン１０の前方とする。詳しくは図１のように、エ
ンジン１０の前方に向けて形成した排気ポート１７の上
方においてシリンダヘッド１２内に凹部３４を形成し、
その中にリードバルブ３３を取り付けたうえ、カバー３
２によってそれを覆うこととしている。排気ポート１７
とリードバルブ３３とを、エンジン１０における同じ前
方の位置に配置することになるため、両者間の二次空気
導入通路３０（通孔３５・３６）を短くし、もって二次
空気の導入効率を向上させることができる。また、図４
のようにエンジン１０の前向きの面にカバー３２やリー
ドバルブ３３が位置し、しかも、その下にある排気ポー
ト１７に接続された排気管１８は下方へカーブしてリー
ドバルブ３３等から離れているため、自動二輪車１の走
行時には走行風がカバー３２に直接当たり、高い冷却効
果を及ぼす。図２・図３のようにカバー３２の外側表面
には複数条のフィン３２ａを形成しているため、その冷
却効果は一層に高い。こうしてカバー３２が冷却される
と、リードバルブ３３のうちゴム部材を含む弁座板３３
ａ（図３）等の熱的負荷が軽減される。

【００２５】c) リードバルブ３３を取り付けた凹部３
４は、図１のとおりシリンダヘッド１２内に直接形成し
ている。そのような凹部を有する別の部品をシリンダヘ
ッド１２の付近に接合してその部品にリードバルブ３３
を取り付けたのではない。そのため、二次空気導入通路
３０として必要な部品の数が少なくて組立・分解が容易
であるほか、リードバルブ３３から排気ポート１７まで
の距離が一層短く、排気ポート１７内への二次空気の導
入効率がさらに高まることになる。

【００２６】d) 凹部３４から排気ポート１７までは第
１および第２の二つの通孔３５・３６によってつなぎ、
その通孔３６の端部は排気ポート１７のうち上流端に近
い側方の内壁面に開口させている。排気ポート１７の側
方の内壁面は、燃焼室１６から一旦上方へ向かったうえ
緩やかに横向きに曲がるその排気ポート１７においてカ
ーブの膨らみ側の面ではなく、流れ方向には真っすぐな
面である。また、そのような側方の位置は排気弁２２や
その取付け穴とも離れている。そのため、通孔３６の開
口をここに設けることは、排気の流れを妨げることがな
く、また穴を形成しやすいというメリットをもたらす。
排気ポート１７の側方の内壁面とそれよりも高い位置に
ある凹部３４との間を結んで通路を形成することは通常
なら容易でないが、上記のように、延伸方向の異なる二
つの通孔３５・３６をつなぎ合わせることによりそれを
簡単化している。通孔３５・３６の具体的な経路は図３
のとおりである。つまり通孔３６は、排気ポート１７の
うち合流する前のポート部分１７ａ・１７ｂに両端を開
口させるよう左右方向に延伸させ、通孔３５は、通孔３
６の方向とは直角に、凹部３４内から通孔３６の中程の
部分につながるよう延伸させている。通孔３６について
はシリンダヘッド１２の鋳造成形時に中子を用いて成形
する（凹部３４等も同時に成形する）こととし、通孔３
５は、その後に凹部３４の側からドリルにて機械加工を
行うことにより形成している。

【００２７】二次空気導入通路３０を上記a)〜d)のよう
に構成したことにより、図１等に示したエンジン１０で
は、排気ポート１７内への二次空気の導入効率が高いう
えにリードバルブ３３の温度上昇が抑制され、さらには
エンジン１０の加工・組立が容易になって排気の流れも
スムーズである−といった多くの利点を得ることがで
きた。

【００２８】

【発明の効果】請求項１に記載した自動二輪車用エンジ
ンにはつぎの効果がある。すなわち、 1) 二次空気導入通路のうちリードバルブから排気ポー
トまでの部分をかなり短くすることができるため、排気
ポート内への二次空気の導入効率を高め、ひいては排気
の浄化効率を改善することができる。

【００２９】2) 走行風によってリードバルブを効果的
に冷却することができるため、同バルブ中に含まれる各
種の部品、とくにシール等のために使用されるゴム部材
等について熱的負荷が軽減し、特殊な材料のものを使用
しなくても十分な耐用寿命を確保できる。

【００３０】請求項２に記載の自動二輪車用エンジンで
は、さらに、 3) リードバルブを覆うカバーが外側表面のフィンの作
用でとくに冷却されやすいため、ゴム部材を含むリード
バルブの熱的負荷が一層軽減される。

【００３１】請求項３の自動二輪車用エンジンは、以上
のほか、 4) 走行風が、排気管の付近を経由することなくリード
バルブの外側部材に当たるため、リードバルブが一層効
果的に冷却されてその熱的負荷がさらに軽減する。

【００３２】5) リードバルブから排気ポートまでの二
次空気導入通路を二つの通孔の組み合わせによって容易
に形成できるうえ、当該通路の開口を、排気ポート内に
おいて排気の流れを乱さない好ましい位置に設けること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】発明の実施について一形態を示す図であり、自
動二輪車用エンジン１０のうちシリンダヘッド１２付近
の縦断面図である。

【図２】図１におけるII−II矢視図であって、リードバ
ルブ３３を覆うカバー３２等の正面図である。

【図３】図１におけるIII−III線断面図であって、二次
空気導入通路３０の要部についての縦断面図である。

【図４】図１〜図３に示すエンジン１０を搭載した自動
二輪車１を示す側面図である。

【図５】従来のエンジンにおける二次空気導入通路３
０’等を示す縦断面図である。

【符号の説明】

１ 自動二輪車 １０ エンジン １２ シリンダヘッド １７ 排気ポート １８ 排気管 ３０ 二次空気導入通路 ３２ カバー ３２ａ フィン ３３ リードバルブ ３４ 凹部 ３５ 第１通孔 ３６ 第２通孔

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シリンダヘッドの前方に排気ポートを配
   置するとともに、排気ポートへの二次空気導入通路に設
   けるリードバルブをシリンダヘッドの前方壁面上に取り
   付けたことを特徴とする自動二輪車用エンジン。
2. 【請求項２】 リードバルブを覆うカバーの外側表面に
   フィンを形成したことを特徴とする請求項１に記載の自
   動二輪車用エンジン。
3. 【請求項３】 排気ポートに接続する排気管を下向きに
   延ばすとともにリードバルブを排気ポートよりも高い位
   置に取り付け、同バルブより排気ポートへ至る二次空気
   導入通路を、同バルブの内側から排気ポートの側方位置
   にまで真っすぐ延伸した第一通孔と、その第一通孔の延
   伸端付近に通じていて排気ポートの側部に開口する第二
   通孔とによって形成したことを特徴とする請求項１また
   は２に記載の自動二輪車用エンジン。