内燃機関のシリンダヘッド構造
【課題】シリンダヘッドの剛性を確保しながら軽量化を図るとともに、シリンダヘッドの冷却性を良好とする。
【解決手段】カム軸を支持する一対の支持壁と、カム軸を覆うように支持壁を連結する上壁６７と、上壁６７からカム軸側に向けて貫通しカム軸を囲むように四つ形成されるボルト挿通孔８１と、上壁６７から突出しボルト挿通孔８１が開口する四つのボルトボス８０とを有し、ボルト挿通孔８１に締結ボルトを挿通してクランクケースに締結される内燃機関のシリンダヘッドにおいて、上壁６７の外面に凹部９０と凸部９１を形成し、凹部９０と凸部９１の境目Ｓ１をボルトボス８０を繋ぐ二本の対角線Ｌ１，Ｌ２に沿って形成する。
【解決手段】カム軸を支持する一対の支持壁と、カム軸を覆うように支持壁を連結する上壁６７と、上壁６７からカム軸側に向けて貫通しカム軸を囲むように四つ形成されるボルト挿通孔８１と、上壁６７から突出しボルト挿通孔８１が開口する四つのボルトボス８０とを有し、ボルト挿通孔８１に締結ボルトを挿通してクランクケースに締結される内燃機関のシリンダヘッドにおいて、上壁６７の外面に凹部９０と凸部９１を形成し、凹部９０と凸部９１の境目Ｓ１をボルトボス８０を繋ぐ二本の対角線Ｌ１，Ｌ２に沿って形成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、自動二輪車等に搭載される内燃機関のシリンダヘッド構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
水平シリンダを備えるエンジン（内燃機関）のシリンダヘッドには、シリンダヘッドの側壁と上壁とが一体に形成されるものがある（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平５−１５６１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この種の内燃機関のシリンダヘッドは、冷却性を良好としつつ剛性を高くすることが求められる。
【０００５】
本発明は、シリンダヘッドの剛性を確保しながら軽量化を図ることができるとともに、シリンダヘッドの冷却性を良好とすることができる内燃機関のシリンダヘッド構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題の解決手段として、請求項１に記載の発明は、カム軸（４４）を支持する一対の支持壁（５０，５１）と、前記カム軸（４４）を覆うように前記支持壁（５０，５１）を連結する上壁（６７）と、前記上壁（６７）側から前記カム軸（４４）側に向けて貫通し前記カム軸（４４）を囲むように四つ形成されるボルト挿通孔（８１）と、前記上壁（６７）から突出し前記ボルト挿通孔（８１）が開口する四つのボルトボス（８０）とを有し、前記ボルト挿通孔（８１）に締結ボルトを挿通してクランクケース（１９）に締結される内燃機関（１７）のシリンダヘッド（２１）において、前記上壁（６７）の外面に凹部（９０）と凸部（９１）が形成され、前記凹部（９０）と凸部（９１）の境目（Ｓ１）が前記ボルトボス（８０）を繋ぐ二本の対角線（Ｌ１，Ｌ２）に沿って形成されていることを特徴とする。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、前記凹部（９０）が前記ボルトボス（８０）を繋ぐ二本の対角線（Ｌ１，Ｌ２）に二辺を沿わせる略三角形状に形成され、該三角形状の凹部（９０）の頂点（Ｐ１，Ｐ２）が前記対角線（Ｌ１，Ｌ２）の交点（Ｐ３）を挟んで向かい合うように、該三角形状の凹部（９０）が前記上壁（６７）の外面に一対形成されていることを特徴とする。
【０００８】
請求項３に記載の発明は、空冷エンジン（１７）に用いられ、前記上壁（６７）の外面に、隣り合う前記ボルトボス（８０）を繋ぐ直線（Ｌ３）に平行な空冷フィン（９２）が形成され、該空冷フィン（９２）が前記凹部（９０）内に形成されていることを特徴とする。
【０００９】
請求項４に記載の発明は、前記カム軸（４４）と前記上壁（６７）との間に吸気ロッカーアーム（４１）と排気ロッカーアーム（４２）を配置し吸排気バルブ（３９，４０）を開閉するＳＯＨＣエンジン（１７）に用いられ、前記吸気ロッカーアーム（４１）を揺動可能に支持する吸気側ロッカーアーム軸（８２）及び前記排気ロッカーアーム（４２）を揺動可能に支持する排気側ロッカーアーム軸（８３）を支持するロッカーアーム軸支持部（８４，８５）が前記支持壁（５０，５１）に形成され、前記ボルト挿通孔（８１）が前記ロッカーアーム軸支持部（８４，８５）を囲むように形成されていることを特徴とする。
【００１０】
請求項５に記載の発明は、前記支持壁（５１）の一方側であって該支持壁（５１）よりも前記クランクケース（１９）側に位置する側壁（６２Ａ）に点火プラグ（６６）の締結孔（６６）が設けられ、前記締結孔（６５）に隣接する前記ボルト挿通孔（８１）を前記クランクケース（１９）からオイルを供給されるオイル供給油路（９６）として機能させることを特徴とする。
【００１１】
請求項６に記載の発明は、前記一方側の前記支持壁（５１）に、隣り合う前記ボルトボス（８０）を繋ぐ直線（Ｌ３）に沿って延出して、一端を前記オイル供給油路（９６）として機能する前記ボルト挿通孔（８１）に連通させるとともに、他端を前記カム軸（４４）が収容される動弁室（９４）の上部に開口させるヘッド内油路（９３）が形成されていることを特徴とする。
【００１２】
請求項７に記載の発明は、前記一方側の前記支持壁（５１）に、前記ヘッド内油路（９３）に沿って延出して、かつ、該支持壁（５１）の外側から前記ヘッド内油路（９３）側に凹む側壁凹部（９７）が形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１に記載の発明によれば、シリンダヘッドの上壁にボルトボスを繋ぐように凹部、凸部の境目を形成することで、シリンダヘッドの上壁を厚肉とすることなくシリンダヘッドの剛性を高くすることができる。これにより、シリンダヘッドの軽量化を図ることができるとともに、凹部によって形成される上壁の薄肉の部位によってシリンダヘッドの冷却性を良好にすることができる。
請求項２に記載の発明によれば、略三角形状の凹部を一対形成し、略三角形状の凹部がその頂点を向け合うように凹部と凸部の境目をボルトボスの対角線に沿わせることで、上壁における凹部の占める割合を抑えて、対角のボルトボス同士の間隔が広がらないようにボルトボスを補強でき、シリンダヘッドの剛性を高くすることができる。
請求項３に記載の発明によれば、空冷フィンで隣り合うボルトボス同士の間隔が広がらないように補強することができる。また、外観を維持しつつ空冷フィンを大型化できる。
請求項４に記載の発明によれば、カム軸を支持する支持壁、及び、ロッカーアーム軸支持部を囲むように形成されたボルト挿通孔を開口させる上壁に突出するボルトボスを有し、ボルト挿通孔間の剛性を高くすることで、吸気ロッカーアーム及び排気ロッカーアームによって開閉されるバルブの開閉タイミングを良好とすることができる。
請求項５に記載の発明によれば、点火プラグ周辺の熱を、点火プラグに隣接するボルト挿通孔内を通過するオイルで冷却することができ、シリンダヘッドの冷却性を良好にできる。
請求項６に記載の発明によれば、ヘッド内油路を介して動弁室上部からオイルを滴下して動弁室の潤滑を良好なものにできる。
請求項７に記載の発明によれば、ヘッド内油路を通過するオイルの放熱性を良好とし、動弁室に供給されるオイルの冷却を促進することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態に係る自動二輪車の左側面図である。
【図２】自動二輪車のエンジン周囲の左側面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線に沿うエンジンのシリンダヘッドの縦断面図である。
【図４】シリンダヘッドの正面図である。
【図５】シリンダヘッドの左側面図である。
【図６】シリンダヘッドの右側面図である。
【図７】図４のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【図８】図６のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。
【図９】図４のＤ−Ｄ線に沿う断面図である。
【図１０】シリンダヘッドの上面図である。
【図１１】図５のＥ−Ｅ線に沿う断面図である。
【図１２】自動二輪車の吸気量調整装置の仕様を変更した場合の吸気管の接続を説明するための説明図であり、自動二輪車の左側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。以下の説明における前後左右等の向きは、特に記載が無ければ車両における向きと同一とする。また、図中矢印ＦＲは車両前方を、矢印ＬＨは車両左方を、矢印ＵＰは車両上方をそれぞれ示す。
【００１６】
図１は本実施形態に係る構造を備える自動二輪車１の左側面図である。自動二輪車１は所謂アンダーボーン型の車体フレーム２を備え、車体フレーム２の前端部に位置するヘッドパイプ３には、前輪４を軸支する左右一対のフロントフォーク５がステアリングステム６を介して操舵可能に枢支されている。ステアリングステム６の上部には、操舵用のバーハンドル７が取り付けられている。
【００１７】
ヘッドパイプ３からは斜め下後方に向けて一本のメインフレーム８が延び、該メインフレーム８の後端部からは左右一対のピボットプレート９が下方に向けて延びている。ピボットプレート９の上下中間部に、後輪１０を軸支するスイングアーム１１の前端部が揺動可能に枢支され、メインフレーム８及びピボットプレート９の後部には、シートフレーム１２における左右一対のシートレール１２ａ及び左右一対のサポートパイプ１２ｂの前端部がそれぞれ接合されている。
【００１８】
シートフレーム１２の前後中間部とスイングアーム１１の後端部との間に、左右一対のクッションユニット１３がそれぞれ配置され、シートフレーム１２の上方に乗員着座用のシート１４が配置されている。自動二輪車１の車体は、合成樹脂製の車体カバー１５により覆われる。なお、図中符号１４ａはシート１４前部下方に配置されるラゲッジボックスを、符号１６はシート１４後部下方に配置される燃料タンクをそれぞれ示している。
【００１９】
車体フレーム２のメインフレーム８の下方に本実施形態に係る構造を備える空冷単気筒エンジン１７が搭載され、エンジン１７は、そのクランク軸１８の回転軸線（クランク軸線）Ｃ１を左右方向に沿わせた状態に配置され、クランクケース１９の前端部からシリンダブロック２０を略水平に（詳細にはやや前上がりに）前方へ突出させた基本構成を有している（水平シリンダ）。なお、図中符号Ｃ２はシリンダブロック２０内のシリンダの突出方向に沿う軸線（シリンダ軸線）を示している。
【００２０】
エンジン１７においてシリンダブロック２０は、その前端部にシリンダヘッド２１が取り付けられ、シリンダヘッド２１は側面視で台形形状をなし、ヘッドカバーとシリンダヘッダとを一体に有する構造を備えている。
【００２１】
シリンダヘッド２１の上側（吸気側）には吸気管２２の一端が接続され、吸気管２２の他端はキャブレター２３の下流側が接続されている。キャブレター２３の上流側には、コネクティングチューブ２４の一端が接続され、コネクティングチューブ２４の他端はエアクリーナケース２５に接続されている。
また、シリンダヘッド２１の下側（排気側）には、排気管２６の一端が接続され、排気管２６は、エンジン１７下方において後方に延びた後、その他端を後輪１０右側に配置されたサイレンサ２７に接続している。なお、エアクリーナケース２５はメインフレーム８の上部に図示しないブラケットを介して支持されている。
【００２２】
図２を参照し、シリンダブロック２０内には、シリンダ軸線Ｃ２に沿うシリンダボア２８が形成され、該シリンダボア２８内にはピストン２９が摺動可能に嵌装されている。ピストン２９はコンロッド３０を介してクランク軸１８に連結されている。
クランク軸１８の回転動力は、クランクケース１９内右側に配置された図示しないクラッチ及びクランクケース１９内後部に配置された変速機３１を介して、クランクケース１９の後部左側に配置されたドライブスプロケット３２に出力され、該ドライブスプロケット３２からドライブチェーン３３を介して後輪１０左側のドリブンスプロケット３４に伝達される（図１参照）。
【００２３】
図２において、図中符号３５は変速機３１を構成するメインシャフト、符号３６は変速機３１を構成するカウンタシャフトを示している。また、クランクケース１９の上部略中央はメインフレーム８に形成されたエンジンハンガ４８によって支持され、クランクケース１９の後部はピボットプレート９に形成された上下一対の締結部４９によって支持されている。
【００２４】
シリンダヘッド２１の上部には、キャブレター２３が接続される吸気ポート３７が形成され、シリンダヘッド２１の下部には、排気管２６が接続される排気ポート３８が形成されている。各ポート３７、３８はシリンダヘッド２１の側壁から開口するとともに、シリンダヘッド２１内の燃焼室２１Ａに開口する。各ポート３７、３８のシリンダ内側開口（燃焼室２１Ａ側開口）は、吸気バルブ３９、排気バルブ４０によりそれぞれ開閉可能とされる。各バルブ３９、４０による各ポート３７、３８の開閉作動は、吸気ロッカーアーム４１、排気ロッカーアーム４２を介して単一のカム軸４４により行われる。
【００２５】
カム軸４４は、その回転軸線Ｃ３を左右方向に沿わせて（クランク軸１８と平行にして）配置され、図３に示す図２のＡ−Ａ線に沿うシリンダヘッド２１の縦断面図に示すように燃焼室２１Ａの上側（シリンダヘッド２１の頂部側を上としてみた場合に）に配置されている。エンジン１７はＳＯＨＣエンジンとなっている。
【００２６】
図３に示すようにカム軸４４は、シリンダヘッド２１に一体に形成された左右一対の左側支持壁５０、右側支持壁５１に支持され、左側支持壁５０にはカム軸４４の左端部側を回転可能に支持するボールベアリング５２の嵌合孔５３が貫通して設けられ、右側支持壁５１にはカム軸４４の右端部を回転可能に支持するボールベアリング５４の嵌合孔５５が穿設されている。
【００２７】
左側支持壁５０の左側にはカムチェーン室５６が形成され、カムチェーン室５６の左方において外部に露出する左側側壁７０には、カム軸４４の組付け或いは受け入れ用の開口５７が形成されている。カム軸４４は開口５７から挿入され、左側支持壁５０の嵌合孔５３を通過した後、左右支持壁５０，５１においてボールベアリング５２、５４を介して支持される。左側支持壁５０にはボルト締結孔５０Ａが形成され、左側支持壁５０及びボールベアリング５２に跨るプレート５０Ｂがボルト５０Ｃによって締結されている。これにより、カム軸４４の位置固定がされている。
【００２８】
カム軸４４の左端部には比較的大径の図示しないカムドリブンスプロケット４５が同軸固定され、このカムドリブンスプロケット４５とクランク軸１８の左側部に同軸固定された比較的小径のカムドライブスプロケット４６（図２参照）とに無端状のカムチェーン４７が巻き掛けられている。
スプロケット４５、４６及びカムチェーン４７により、カム軸４４がクランク軸１８と連係駆動して、各バルブ３９、４０が開閉される。なお、カム軸４４は鋳造により形成された中実の軸体であり十分な剛性が確保されている。また、カムドリブンスプロケット４５は、カム軸４４の左端面から軸方向に穿設された一つのボルト締結孔４４Ａに締結されたボルト４５Ａによって固定支持されている。
【００２９】
カム軸４４をシリンダヘッド２１内に支持した後は、開口５７を閉塞するようにヘッドキャップ５８がシリンダヘッド２１の左側壁に取り付けられる（図２も参照）。ヘッドキャップ５８は、その裏面に開口５７の内周縁に係合する環状の係合壁５９を一体に有し、この係合壁５９を開口５７に係合した上で螺合されて取り付けられる。また、係合壁５９の外周側には溝６０が形成され、溝６０にはシール部材６１が設けられている。
【００３０】
シリンダヘッド２１において左側支持壁５０及び右側支持壁５１は、カム軸４４の軸方向に一定距離離間して平行に並び、燃焼室２１Ａが形成された底壁部６２に一体に立設されている。底壁部６２には、右側から凹むエアジャケット６３が形成され、このエアジャケット６３の燃焼室２１Ａ側は、燃焼室２１Ａの外縁に沿うよう湾曲するように形成されている。
【００３１】
エアジャケット６３を形成することで凹むように形成された底壁部６２において右側に位置する湾曲した側壁部６２Ａには、燃焼室２１Ａに連通する点火プラグ締結孔６５が形成されている。点火プラグ締結孔６５には点火プラグ６６が締結され、この点火プラグ６６はエンジン１７の車両搭載状態において右前方に基端側を指向させる。また、底壁部６２において燃焼室２１Ａに左側には、カムチェーン室５６の一部を構成する空洞部分が形成されている。
【００３２】
左側支持壁５０及び右側支持壁５１は、その先端側を、カム軸４４を覆うように設けられた上壁６７により一体に連結され、ここで、エンジン１７を車両に搭載した場合には、前記上壁６７は前方に指向するが、シリンダヘッド２１を単体のものとして見た場合を基準に「上壁」と呼ぶものとする。なお、以下シリンダヘッド２１の説明においては、引き続き車両の向きを用いてシリンダヘッド２１の向きを説明する。
【００３３】
図４はシリンダヘッド２１をシリンダ軸線Ｃ２方向に車両前方から見た正面図、図５、図６はそれぞれシリンダヘッド２１の左側面図、右側面図である。図４〜図６に示すようにシリンダヘッド２１において、上壁６７には、前記左側側壁７０、左側支持壁５０及び右側支持壁５１が結合されている。また、上壁６７、左側側壁７０、左側支持壁５０及び右側支持壁５１には、車両搭載時に上側に位置する上側側壁７１、及び、下側に位置する下側側壁７２が結合されている。なお、右側支持壁５１は外側に露出する壁部を兼ねる。
【００３４】
シリンダヘッド２１は前述したように側面視で台形形状をなし、上側側壁７１が、側面視でシリンダ軸線Ｃ２に略平行に延出する平面部７３と、平面部７３の前端から上壁６７に向けて前下がりに延出する傾斜面部７４とを有し、また、下側側壁７２が、側面視でシリンダ軸線Ｃ２に略平行に延出する平面部７５と、平面部７５の前端から上壁６７に向けて前上がり延出する傾斜面部７６とを有することで、かかる形状を呈している。
傾斜面部７４、７６には、それぞれ吸気バルブ３９、排気バルブ４０の組付け作業時に用いる作業用開口７７、７８が形成され、これら作業用開口７７、７８は組付け作業終了時には蓋体をもって閉塞される。
【００３５】
上壁６７の四隅、詳しくは、上壁６７と上側側壁７１とが結合する領域の近傍、及び、上壁６７と上側側壁７１とが結合する領域の近傍には、該上壁６７からシリンダ軸線Ｃ２方向に突出する四つのボルトボス８０・・・が形成されている。
【００３６】
図７は、図４のＢ−Ｂ線に沿う断面図であり、図８は、図６のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。ボルトボス８０には、一端をボルトボス８０の先端面に開口して、上壁６７からカム軸４４側に向けてシリンダヘッド２１の下部まで貫通するボルト挿通孔８１・・・が形成されている。また、ボルト挿通孔８１・・・は、カム軸４４を囲むように形成され、各中心間を繋いだ場合に矩形をなすように配置されている。また、シリンダ軸線Ｃ２方向でボルトボス８０を見た場合には、ボルトボス８０の軸方向延長上はカム軸４４を囲むように配置される。
【００３７】
シリンダヘッド２１は、クランクケース１９からシリンダ軸線Ｃ２方向に延びる図示しないスタッドボルトにボルト挿通孔８１を挿通させ、ボルトボス８０の先端面にナットを螺合することで、クランクケース１９に締結されるようになっている。
なお、図８には、吸気ロッカーアーム４１、排気ロッカーアーム４２を揺動可能に支持する吸気側ロッカーアーム軸８２、排気側ロッカーアーム軸８３を支持する、吸気側ロッカーアーム軸支持部８４、排気側ロッカーアーム軸支持部８５が示されている。吸気側ロッカーアーム軸支持部８４及び排気側ロッカーアーム軸支持部８５は左側支持壁５０からカム軸４４の軸方向に穿設された穴であり、この吸気側ロッカーアーム軸支持部８４及び排気側ロッカーアーム軸支持部８５も、図８に示されるように四隅に配置されたボルト挿通孔８１に囲まれている。
【００３８】
図４を再度参照し、シリンダヘッド２１において上壁６７の表面（外面）には、一対の凹部９０と、この凹部９０に対して高い面を設定された一対の凸部９１とが一体に形成されている。図９は、図４のＤ−Ｄ線に沿う上壁６７の一部断面を示した図である。同図に示すように、凸部９１の底面は、凹部９０に対して高く設定されている。
【００３９】
凹部９０と凸部９１の境目Ｓ１は、ボルトボス８０を繋ぐ二本の対角線Ｌ１、Ｌ２に沿って形成され、詳しくは、凹部９０は、ボルトボス８０を繋ぐ二本の対角線Ｌ１、Ｌ２に二辺を沿わせる略三角形状に形成されており、対角線Ｌ１、Ｌ２に沿わせた二辺の頂点Ｐ１、Ｐ２が、対角線Ｌ１、Ｌ２の交点Ｐ３を挟んで向かい合うように、上壁６７において一対形成されている。これにより、凸部９１は水平方向及び鉛直方向に並ぶボルトボス８０間を連結するように形成され、ボルトボス８０が補強されている。
【００４０】
また、シリンダヘッド２１の上壁６７には、鉛直方向に並んで隣り合うボルトボス８０を繋ぐ直線Ｌ３に平行な空冷フィン９２が複数形成され、この空冷フィン９２は、凹部９０、凸部９１に連なるように形成されている。なお、その他にも空冷フィンはシリンダヘッド２１の各側壁適所に複数形成されている。
【００４１】
また、図４において、点火プラグ６６（点火プラグ締結孔６５）に隣接する右側支持壁５１には、鉛直方向に並んで隣り合うボルトボス８０を繋ぐ直線Ｌ３に沿って延出するヘッド内油路９３が形成されている。図８も参照し、ヘッド内油路９３は、一端を右側支持壁５１において下側（排気ポート３８側）に形成されたボルト挿通孔８１に連通させるとともに、他端にシリンダヘッド２１内側に折れ曲がってカム軸４４が収容される動弁室９４の上部に開口する連結油路９５を有している。なお、動弁室９４は、図３を参照し、底壁部６２、左側支持壁５０、右側支持壁５１、及び上壁６７で形成される空間をいう。
【００４２】
ここで、ヘッド内油路９３が連通するボルト挿通孔８１は、クランクケース１９からオイルを供給されるオイル供給油路９６として機能するものであり、このオイル供給油路９６からヘッド内油路９３に供給されたオイル（潤滑用）は、連結油路９５から動弁室９４に供給され、カム軸４４等の潤滑がされるようになっている。また、図６、図８を参照し、右側支持壁５１には、ヘッド内油路９３に沿って延出して、かつ、右側支持壁５１の外側からヘッド内油路９３側に凹む側壁凹部９７が形成されている。
【００４３】
ところで、図１０を参照し、シリンダヘッド２１の上側側壁７１が示され、図２に示したキャブレター２３の下流側からシリンダヘッド２１側に延出する吸気管２２は、上側側壁７１の平面部７３から開口する吸気ポート３７に接続される。吸気管２２の端部には外径方向に拡がる円板状のフランジが形成され、このフランジには吸気管２２の中心（開口中心）を通る直線上において対向するように一対形成されたボルト挿通孔が形成されている（図示せず）。以下、吸気管２２と吸気ポート３７との接続構造について説明する。
【００４４】
吸気ポート３７の入口側開口１００の周囲には、平面部７３から隆起するように設けられ吸気管２２の端面を当接させる略円形の座面部１０１が形成され、また、入口側開口１００の周囲には、座面部１０１に連続して面一に形成され、吸気ポート３７の中心Ｃ４を通る第１直線Ｌ４に沿って中心Ｃ４を挟んで略対向配置される一対の第１ボス部１０２が形成されている。
【００４５】
第１ボス部１０２は、平面部７３から隆起するように形成され、かつ、座面部１０１の外径方向に突出するように位置する。第１ボス部１０２には、それぞれボルト締結孔１０３が形成され、第１ボス部１０２の先端面は吸気管２２のフランジに形成されたボルト挿通孔の座面とされ、このボルト挿通孔に挿通されたボルト１２０（図２）をボルト締結孔１０３に締結することで、吸気管２２が接続されるようになっている。
ここで、直線Ｌ５は、シリンダ軸線Ｃ２に直交し、かつ、上側側壁７１の平面部７３に略平行に延出する（車両搭載時に略水平方向に延出する）直線を示している。第１直線Ｌ４は、直線Ｌ５に対して時計回りに所定角度傾斜して延出し、第１ボス部１０２は、詳しくは、かかる第１直線Ｌ４上において形成されている。
【００４６】
そして、ここでシリンダヘッド２１においては、吸気ポート３７の入口側開口１００の周囲に、第１ボス部１０２と形成間隔及び形成位置の異なる第２ボス部１０４が形成され（図５、図１１も参照）、この第２ボス部１０４は、第１直線Ｌ４と交差し、吸気ポート３７の中心Ｃ４を通る第２直線Ｌ６上において中心Ｃ４を挟んで略対向配置されるように形成されている。
【００４７】
この第２ボス部１０４は、第１ボス部１０２と同様に平面部７３から隆起するように形成され、座面部１０１の外径方向に位置する一方、座面部１０１と第２ボス部１０４との間には溝１０５（図１０）が形成され離間されている。第２ボス部１０４間を繋ぐ吸気ポート３７の中心Ｃ４を通る第２直線Ｌ６は、直線Ｌ５に対して反時計回りに所定角度傾斜して延出しており、第１直線Ｌ４と第２直線Ｌ６とのなす角度θ１は本実施形態において４０°となっているが、４５°以下とすることが好ましい。また、ここで図から明らかなように、図第２ボス部１０４間の距離は、第１ボス部１０２間の距離よりも長く設定されている。
【００４８】
第２ボス部１０４は、吸気管を締結するためのボルト締結孔を形成するための肉厚部であり、本実施形態においてボルト締結孔は形成されていないが、図１０に示すようにボルト締結孔１０６を形成可能である。本実施形態においてはエンジン１７がキャブレター仕様のものであるが、第２ボス部１０４は、燃料噴射装置（インジェクター）を使用する仕様である場合に、ボルト締結孔１０６を形成するために設けられている。
【００４９】
詳しく説明すると、図１２には、インジェクタ１１０を搭載した自動二輪車１１１が示されている。この自動二輪車１１１は自動二輪車１の吸気量調整装置であるキャブレター２３をインジェクタ１１０に代えたのみで、その他の構成は同様のものである。図２と図１２を比較すると、自動二輪車１の吸気管２２と自動二輪車１１１の吸気管１１２は形状が異なっている。このような場合に、第２ボス部１０４に対してボルト締結孔１０６を形成してボルト１２１によって締結すれば、シリンダヘッド２１の基本構成を変更することなく吸気管１１２が取り付け可能となる。
【００５０】
また、図５、図１０、図１１を参照すると、吸気ポート３７のシリンダ軸線Ｃ２を基準に左側に位置する第１ボス部１０２と、これに隣接する第２ボス部１０４との間には、これら第１ボス部１０２と第２ボス部１０４とを連結する細管支持部１１３が形成されている。
【００５１】
細管支持部１１３は、座面部１０１の周部及び第１ボス部１０２の側部から、シリンダ軸線Ｃ２に直交し、かつ、上側側壁７１の平面部７３に略平行に延出する（車両搭載時に略水平方向に延出する）直線Ｌ５に沿って突出し、その一部を第２ボス部１０４に結合させている。細管支持部１１３には、吸気ポート３７に連通する細管１１４を支持するための細孔１１５が直線Ｌ５に沿って形成され、細管１１４は、直線Ｌ５に沿って支持されている。すなわち、細管１１４は、シリンダ軸線Ｃ２に直交する直線Ｌ５に略平行、かつ、第１ボス部１０２と第２ボス部１０４とが形成される上側側壁７１の平面部７３に沿うように配置されている。
【００５２】
細管１１４は、端部をシリンダヘッド２１を離間させるようにして、エバポレーションシステムを構成する燃料タンク１６に連結した連結ホース１１６に接続する。エバポレーションシステムには弁体が含まれており、この弁体を適宜開閉することで、燃料タンク１６内の圧力が吸気ポート３７へ放出されるようになっている。
【００５３】
以上に記載した実施形態では、シリンダヘッド２１の上壁６７にボルトボス８０を繋ぐように凹部９０、凸部９１の境目Ｓ１を形成することで、シリンダヘッド２１の上壁６７を厚肉とすることなくシリンダヘッド２１の剛性を高くすることができる。これにより、シリンダヘッド２１の軽量化を図ることができるとともに、凹部９０によって形成される上壁６７の薄肉の部位によってシリンダヘッド２１の冷却性を良好にすることができる。また、凹部９０と凸部９１との境目をボルトボス８０の対角線Ｌ１、Ｌ２に沿ったものとすることで、外観を良好なものにできる。
【００５４】
また、略三角形状の凹部９０を一対形成し、略三角形状の凹部９０がその頂点Ｐ１，Ｐ２を向け合うように凹部９０と凸部９１の境目Ｓ１をボルトボス８０の対角線Ｌ１、Ｌ２に沿わせることで、上壁６７における凹部９０の占める割合を抑えて、対角のボルトボス８０同士の間隔が広がらないようにボルトボス８０を補強でき、シリンダヘッド２１の剛性を高くすることができる。
【００５５】
また、上壁６７に、隣り合うボルトボス８０を繋ぐ直線（Ｌ３）に平行な空冷フィン９２が形成され、該空冷フィン９２が少なくとも凹部９０内に形成されているので、空冷フィン９２で隣り合うボルトボス８０同士の間隔が広がらないように補強することができる。また、外観を維持しつつ空冷フィン９２を大型化できる。
【００５６】
また、吸気ロッカーアーム４１を揺動可能に支持する吸気側ロッカーアーム軸８２及び排気ロッカーアーム４２を揺動可能に支持する排気側ロッカーアーム軸を８３支持するロッカーアーム軸支持部８４、８５が左側支持壁５０に形成され、ボルト挿通孔８１がロッカーアーム軸支持部８４、８５を囲むように形成されている。
これによれば、カム軸４４を支持する支持壁、及び、ロッカーアーム軸支持部８４、８５を囲むように形成されたボルト挿通孔８１を開口させる上壁６７に突出するボルトボス８０により、ボルト挿通孔８１間の剛性を高くすることで、吸気ロッカーアーム４１及び排気ロッカーアーム４２によって開閉されるバルブ３９、４０の開閉タイミングを良好とすることができる。
【００５７】
また、点火プラグ６６に隣接するボルト挿通孔８１をクランクケース１９からオイルを供給されるオイル供給油路９６として機能させることで、点火プラグ５５周辺の熱を、点火プラグ６６に隣接するボルト挿通孔８１内を通過するオイルで冷却することができ、シリンダヘッド２１の冷却性を良好にできる。また、ボルト挿通孔８１に一端を連通するとともに、他端を動弁室９４の上部に開口させるヘッド内油路９３が形成されている。これによれば、ヘッド内油路９３を介して動弁室９４上部からオイルを滴下して動弁室９４の潤滑を良好なものにできる。
【００５８】
また、ヘッド内油路９３が形成される右側支持壁５１には、ヘッド内油路９３に沿って延出して、かつ、該支持壁の外側からヘッド内油路９３側に凹む側壁凹部９７が形成されている。これによれば、ヘッド内油路９３を通過するオイルの放熱性を良好とし、動弁室９４に供給されるオイルの冷却を促進することができる。
【符号の説明】
【００５９】
１７ 内燃機関
１９ クランクケース
２１ シリンダヘッド
４１ 吸気ロッカーアーム
４２ 排気ロッカーアーム
４４ カム軸
５０ 左側支持壁（支持壁）
５１ 右側支持壁（支持壁）
６２Ａ 側壁
６６ 点火プラグ
６７ 上壁
８０ ボルトボス
８１ ボルト挿通孔
８２ 吸気側ロッカーアーム軸
８３ 排気側ロッカーアーム軸
８４，８５ ロッカーアーム軸支持部
９０ 凹部
９１ 凸部
９２ 空冷フィン
９３ ヘッド内油路
９７ 側壁凹部
Ｓ１ 境目
Ｌ１，Ｌ２ 対角線
【技術分野】
【０００１】
この発明は、自動二輪車等に搭載される内燃機関のシリンダヘッド構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
水平シリンダを備えるエンジン（内燃機関）のシリンダヘッドには、シリンダヘッドの側壁と上壁とが一体に形成されるものがある（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平５−１５６１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この種の内燃機関のシリンダヘッドは、冷却性を良好としつつ剛性を高くすることが求められる。
【０００５】
本発明は、シリンダヘッドの剛性を確保しながら軽量化を図ることができるとともに、シリンダヘッドの冷却性を良好とすることができる内燃機関のシリンダヘッド構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題の解決手段として、請求項１に記載の発明は、カム軸（４４）を支持する一対の支持壁（５０，５１）と、前記カム軸（４４）を覆うように前記支持壁（５０，５１）を連結する上壁（６７）と、前記上壁（６７）側から前記カム軸（４４）側に向けて貫通し前記カム軸（４４）を囲むように四つ形成されるボルト挿通孔（８１）と、前記上壁（６７）から突出し前記ボルト挿通孔（８１）が開口する四つのボルトボス（８０）とを有し、前記ボルト挿通孔（８１）に締結ボルトを挿通してクランクケース（１９）に締結される内燃機関（１７）のシリンダヘッド（２１）において、前記上壁（６７）の外面に凹部（９０）と凸部（９１）が形成され、前記凹部（９０）と凸部（９１）の境目（Ｓ１）が前記ボルトボス（８０）を繋ぐ二本の対角線（Ｌ１，Ｌ２）に沿って形成されていることを特徴とする。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、前記凹部（９０）が前記ボルトボス（８０）を繋ぐ二本の対角線（Ｌ１，Ｌ２）に二辺を沿わせる略三角形状に形成され、該三角形状の凹部（９０）の頂点（Ｐ１，Ｐ２）が前記対角線（Ｌ１，Ｌ２）の交点（Ｐ３）を挟んで向かい合うように、該三角形状の凹部（９０）が前記上壁（６７）の外面に一対形成されていることを特徴とする。
【０００８】
請求項３に記載の発明は、空冷エンジン（１７）に用いられ、前記上壁（６７）の外面に、隣り合う前記ボルトボス（８０）を繋ぐ直線（Ｌ３）に平行な空冷フィン（９２）が形成され、該空冷フィン（９２）が前記凹部（９０）内に形成されていることを特徴とする。
【０００９】
請求項４に記載の発明は、前記カム軸（４４）と前記上壁（６７）との間に吸気ロッカーアーム（４１）と排気ロッカーアーム（４２）を配置し吸排気バルブ（３９，４０）を開閉するＳＯＨＣエンジン（１７）に用いられ、前記吸気ロッカーアーム（４１）を揺動可能に支持する吸気側ロッカーアーム軸（８２）及び前記排気ロッカーアーム（４２）を揺動可能に支持する排気側ロッカーアーム軸（８３）を支持するロッカーアーム軸支持部（８４，８５）が前記支持壁（５０，５１）に形成され、前記ボルト挿通孔（８１）が前記ロッカーアーム軸支持部（８４，８５）を囲むように形成されていることを特徴とする。
【００１０】
請求項５に記載の発明は、前記支持壁（５１）の一方側であって該支持壁（５１）よりも前記クランクケース（１９）側に位置する側壁（６２Ａ）に点火プラグ（６６）の締結孔（６６）が設けられ、前記締結孔（６５）に隣接する前記ボルト挿通孔（８１）を前記クランクケース（１９）からオイルを供給されるオイル供給油路（９６）として機能させることを特徴とする。
【００１１】
請求項６に記載の発明は、前記一方側の前記支持壁（５１）に、隣り合う前記ボルトボス（８０）を繋ぐ直線（Ｌ３）に沿って延出して、一端を前記オイル供給油路（９６）として機能する前記ボルト挿通孔（８１）に連通させるとともに、他端を前記カム軸（４４）が収容される動弁室（９４）の上部に開口させるヘッド内油路（９３）が形成されていることを特徴とする。
【００１２】
請求項７に記載の発明は、前記一方側の前記支持壁（５１）に、前記ヘッド内油路（９３）に沿って延出して、かつ、該支持壁（５１）の外側から前記ヘッド内油路（９３）側に凹む側壁凹部（９７）が形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１に記載の発明によれば、シリンダヘッドの上壁にボルトボスを繋ぐように凹部、凸部の境目を形成することで、シリンダヘッドの上壁を厚肉とすることなくシリンダヘッドの剛性を高くすることができる。これにより、シリンダヘッドの軽量化を図ることができるとともに、凹部によって形成される上壁の薄肉の部位によってシリンダヘッドの冷却性を良好にすることができる。
請求項２に記載の発明によれば、略三角形状の凹部を一対形成し、略三角形状の凹部がその頂点を向け合うように凹部と凸部の境目をボルトボスの対角線に沿わせることで、上壁における凹部の占める割合を抑えて、対角のボルトボス同士の間隔が広がらないようにボルトボスを補強でき、シリンダヘッドの剛性を高くすることができる。
請求項３に記載の発明によれば、空冷フィンで隣り合うボルトボス同士の間隔が広がらないように補強することができる。また、外観を維持しつつ空冷フィンを大型化できる。
請求項４に記載の発明によれば、カム軸を支持する支持壁、及び、ロッカーアーム軸支持部を囲むように形成されたボルト挿通孔を開口させる上壁に突出するボルトボスを有し、ボルト挿通孔間の剛性を高くすることで、吸気ロッカーアーム及び排気ロッカーアームによって開閉されるバルブの開閉タイミングを良好とすることができる。
請求項５に記載の発明によれば、点火プラグ周辺の熱を、点火プラグに隣接するボルト挿通孔内を通過するオイルで冷却することができ、シリンダヘッドの冷却性を良好にできる。
請求項６に記載の発明によれば、ヘッド内油路を介して動弁室上部からオイルを滴下して動弁室の潤滑を良好なものにできる。
請求項７に記載の発明によれば、ヘッド内油路を通過するオイルの放熱性を良好とし、動弁室に供給されるオイルの冷却を促進することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態に係る自動二輪車の左側面図である。
【図２】自動二輪車のエンジン周囲の左側面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線に沿うエンジンのシリンダヘッドの縦断面図である。
【図４】シリンダヘッドの正面図である。
【図５】シリンダヘッドの左側面図である。
【図６】シリンダヘッドの右側面図である。
【図７】図４のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【図８】図６のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。
【図９】図４のＤ−Ｄ線に沿う断面図である。
【図１０】シリンダヘッドの上面図である。
【図１１】図５のＥ−Ｅ線に沿う断面図である。
【図１２】自動二輪車の吸気量調整装置の仕様を変更した場合の吸気管の接続を説明するための説明図であり、自動二輪車の左側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。以下の説明における前後左右等の向きは、特に記載が無ければ車両における向きと同一とする。また、図中矢印ＦＲは車両前方を、矢印ＬＨは車両左方を、矢印ＵＰは車両上方をそれぞれ示す。
【００１６】
図１は本実施形態に係る構造を備える自動二輪車１の左側面図である。自動二輪車１は所謂アンダーボーン型の車体フレーム２を備え、車体フレーム２の前端部に位置するヘッドパイプ３には、前輪４を軸支する左右一対のフロントフォーク５がステアリングステム６を介して操舵可能に枢支されている。ステアリングステム６の上部には、操舵用のバーハンドル７が取り付けられている。
【００１７】
ヘッドパイプ３からは斜め下後方に向けて一本のメインフレーム８が延び、該メインフレーム８の後端部からは左右一対のピボットプレート９が下方に向けて延びている。ピボットプレート９の上下中間部に、後輪１０を軸支するスイングアーム１１の前端部が揺動可能に枢支され、メインフレーム８及びピボットプレート９の後部には、シートフレーム１２における左右一対のシートレール１２ａ及び左右一対のサポートパイプ１２ｂの前端部がそれぞれ接合されている。
【００１８】
シートフレーム１２の前後中間部とスイングアーム１１の後端部との間に、左右一対のクッションユニット１３がそれぞれ配置され、シートフレーム１２の上方に乗員着座用のシート１４が配置されている。自動二輪車１の車体は、合成樹脂製の車体カバー１５により覆われる。なお、図中符号１４ａはシート１４前部下方に配置されるラゲッジボックスを、符号１６はシート１４後部下方に配置される燃料タンクをそれぞれ示している。
【００１９】
車体フレーム２のメインフレーム８の下方に本実施形態に係る構造を備える空冷単気筒エンジン１７が搭載され、エンジン１７は、そのクランク軸１８の回転軸線（クランク軸線）Ｃ１を左右方向に沿わせた状態に配置され、クランクケース１９の前端部からシリンダブロック２０を略水平に（詳細にはやや前上がりに）前方へ突出させた基本構成を有している（水平シリンダ）。なお、図中符号Ｃ２はシリンダブロック２０内のシリンダの突出方向に沿う軸線（シリンダ軸線）を示している。
【００２０】
エンジン１７においてシリンダブロック２０は、その前端部にシリンダヘッド２１が取り付けられ、シリンダヘッド２１は側面視で台形形状をなし、ヘッドカバーとシリンダヘッダとを一体に有する構造を備えている。
【００２１】
シリンダヘッド２１の上側（吸気側）には吸気管２２の一端が接続され、吸気管２２の他端はキャブレター２３の下流側が接続されている。キャブレター２３の上流側には、コネクティングチューブ２４の一端が接続され、コネクティングチューブ２４の他端はエアクリーナケース２５に接続されている。
また、シリンダヘッド２１の下側（排気側）には、排気管２６の一端が接続され、排気管２６は、エンジン１７下方において後方に延びた後、その他端を後輪１０右側に配置されたサイレンサ２７に接続している。なお、エアクリーナケース２５はメインフレーム８の上部に図示しないブラケットを介して支持されている。
【００２２】
図２を参照し、シリンダブロック２０内には、シリンダ軸線Ｃ２に沿うシリンダボア２８が形成され、該シリンダボア２８内にはピストン２９が摺動可能に嵌装されている。ピストン２９はコンロッド３０を介してクランク軸１８に連結されている。
クランク軸１８の回転動力は、クランクケース１９内右側に配置された図示しないクラッチ及びクランクケース１９内後部に配置された変速機３１を介して、クランクケース１９の後部左側に配置されたドライブスプロケット３２に出力され、該ドライブスプロケット３２からドライブチェーン３３を介して後輪１０左側のドリブンスプロケット３４に伝達される（図１参照）。
【００２３】
図２において、図中符号３５は変速機３１を構成するメインシャフト、符号３６は変速機３１を構成するカウンタシャフトを示している。また、クランクケース１９の上部略中央はメインフレーム８に形成されたエンジンハンガ４８によって支持され、クランクケース１９の後部はピボットプレート９に形成された上下一対の締結部４９によって支持されている。
【００２４】
シリンダヘッド２１の上部には、キャブレター２３が接続される吸気ポート３７が形成され、シリンダヘッド２１の下部には、排気管２６が接続される排気ポート３８が形成されている。各ポート３７、３８はシリンダヘッド２１の側壁から開口するとともに、シリンダヘッド２１内の燃焼室２１Ａに開口する。各ポート３７、３８のシリンダ内側開口（燃焼室２１Ａ側開口）は、吸気バルブ３９、排気バルブ４０によりそれぞれ開閉可能とされる。各バルブ３９、４０による各ポート３７、３８の開閉作動は、吸気ロッカーアーム４１、排気ロッカーアーム４２を介して単一のカム軸４４により行われる。
【００２５】
カム軸４４は、その回転軸線Ｃ３を左右方向に沿わせて（クランク軸１８と平行にして）配置され、図３に示す図２のＡ−Ａ線に沿うシリンダヘッド２１の縦断面図に示すように燃焼室２１Ａの上側（シリンダヘッド２１の頂部側を上としてみた場合に）に配置されている。エンジン１７はＳＯＨＣエンジンとなっている。
【００２６】
図３に示すようにカム軸４４は、シリンダヘッド２１に一体に形成された左右一対の左側支持壁５０、右側支持壁５１に支持され、左側支持壁５０にはカム軸４４の左端部側を回転可能に支持するボールベアリング５２の嵌合孔５３が貫通して設けられ、右側支持壁５１にはカム軸４４の右端部を回転可能に支持するボールベアリング５４の嵌合孔５５が穿設されている。
【００２７】
左側支持壁５０の左側にはカムチェーン室５６が形成され、カムチェーン室５６の左方において外部に露出する左側側壁７０には、カム軸４４の組付け或いは受け入れ用の開口５７が形成されている。カム軸４４は開口５７から挿入され、左側支持壁５０の嵌合孔５３を通過した後、左右支持壁５０，５１においてボールベアリング５２、５４を介して支持される。左側支持壁５０にはボルト締結孔５０Ａが形成され、左側支持壁５０及びボールベアリング５２に跨るプレート５０Ｂがボルト５０Ｃによって締結されている。これにより、カム軸４４の位置固定がされている。
【００２８】
カム軸４４の左端部には比較的大径の図示しないカムドリブンスプロケット４５が同軸固定され、このカムドリブンスプロケット４５とクランク軸１８の左側部に同軸固定された比較的小径のカムドライブスプロケット４６（図２参照）とに無端状のカムチェーン４７が巻き掛けられている。
スプロケット４５、４６及びカムチェーン４７により、カム軸４４がクランク軸１８と連係駆動して、各バルブ３９、４０が開閉される。なお、カム軸４４は鋳造により形成された中実の軸体であり十分な剛性が確保されている。また、カムドリブンスプロケット４５は、カム軸４４の左端面から軸方向に穿設された一つのボルト締結孔４４Ａに締結されたボルト４５Ａによって固定支持されている。
【００２９】
カム軸４４をシリンダヘッド２１内に支持した後は、開口５７を閉塞するようにヘッドキャップ５８がシリンダヘッド２１の左側壁に取り付けられる（図２も参照）。ヘッドキャップ５８は、その裏面に開口５７の内周縁に係合する環状の係合壁５９を一体に有し、この係合壁５９を開口５７に係合した上で螺合されて取り付けられる。また、係合壁５９の外周側には溝６０が形成され、溝６０にはシール部材６１が設けられている。
【００３０】
シリンダヘッド２１において左側支持壁５０及び右側支持壁５１は、カム軸４４の軸方向に一定距離離間して平行に並び、燃焼室２１Ａが形成された底壁部６２に一体に立設されている。底壁部６２には、右側から凹むエアジャケット６３が形成され、このエアジャケット６３の燃焼室２１Ａ側は、燃焼室２１Ａの外縁に沿うよう湾曲するように形成されている。
【００３１】
エアジャケット６３を形成することで凹むように形成された底壁部６２において右側に位置する湾曲した側壁部６２Ａには、燃焼室２１Ａに連通する点火プラグ締結孔６５が形成されている。点火プラグ締結孔６５には点火プラグ６６が締結され、この点火プラグ６６はエンジン１７の車両搭載状態において右前方に基端側を指向させる。また、底壁部６２において燃焼室２１Ａに左側には、カムチェーン室５６の一部を構成する空洞部分が形成されている。
【００３２】
左側支持壁５０及び右側支持壁５１は、その先端側を、カム軸４４を覆うように設けられた上壁６７により一体に連結され、ここで、エンジン１７を車両に搭載した場合には、前記上壁６７は前方に指向するが、シリンダヘッド２１を単体のものとして見た場合を基準に「上壁」と呼ぶものとする。なお、以下シリンダヘッド２１の説明においては、引き続き車両の向きを用いてシリンダヘッド２１の向きを説明する。
【００３３】
図４はシリンダヘッド２１をシリンダ軸線Ｃ２方向に車両前方から見た正面図、図５、図６はそれぞれシリンダヘッド２１の左側面図、右側面図である。図４〜図６に示すようにシリンダヘッド２１において、上壁６７には、前記左側側壁７０、左側支持壁５０及び右側支持壁５１が結合されている。また、上壁６７、左側側壁７０、左側支持壁５０及び右側支持壁５１には、車両搭載時に上側に位置する上側側壁７１、及び、下側に位置する下側側壁７２が結合されている。なお、右側支持壁５１は外側に露出する壁部を兼ねる。
【００３４】
シリンダヘッド２１は前述したように側面視で台形形状をなし、上側側壁７１が、側面視でシリンダ軸線Ｃ２に略平行に延出する平面部７３と、平面部７３の前端から上壁６７に向けて前下がりに延出する傾斜面部７４とを有し、また、下側側壁７２が、側面視でシリンダ軸線Ｃ２に略平行に延出する平面部７５と、平面部７５の前端から上壁６７に向けて前上がり延出する傾斜面部７６とを有することで、かかる形状を呈している。
傾斜面部７４、７６には、それぞれ吸気バルブ３９、排気バルブ４０の組付け作業時に用いる作業用開口７７、７８が形成され、これら作業用開口７７、７８は組付け作業終了時には蓋体をもって閉塞される。
【００３５】
上壁６７の四隅、詳しくは、上壁６７と上側側壁７１とが結合する領域の近傍、及び、上壁６７と上側側壁７１とが結合する領域の近傍には、該上壁６７からシリンダ軸線Ｃ２方向に突出する四つのボルトボス８０・・・が形成されている。
【００３６】
図７は、図４のＢ−Ｂ線に沿う断面図であり、図８は、図６のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。ボルトボス８０には、一端をボルトボス８０の先端面に開口して、上壁６７からカム軸４４側に向けてシリンダヘッド２１の下部まで貫通するボルト挿通孔８１・・・が形成されている。また、ボルト挿通孔８１・・・は、カム軸４４を囲むように形成され、各中心間を繋いだ場合に矩形をなすように配置されている。また、シリンダ軸線Ｃ２方向でボルトボス８０を見た場合には、ボルトボス８０の軸方向延長上はカム軸４４を囲むように配置される。
【００３７】
シリンダヘッド２１は、クランクケース１９からシリンダ軸線Ｃ２方向に延びる図示しないスタッドボルトにボルト挿通孔８１を挿通させ、ボルトボス８０の先端面にナットを螺合することで、クランクケース１９に締結されるようになっている。
なお、図８には、吸気ロッカーアーム４１、排気ロッカーアーム４２を揺動可能に支持する吸気側ロッカーアーム軸８２、排気側ロッカーアーム軸８３を支持する、吸気側ロッカーアーム軸支持部８４、排気側ロッカーアーム軸支持部８５が示されている。吸気側ロッカーアーム軸支持部８４及び排気側ロッカーアーム軸支持部８５は左側支持壁５０からカム軸４４の軸方向に穿設された穴であり、この吸気側ロッカーアーム軸支持部８４及び排気側ロッカーアーム軸支持部８５も、図８に示されるように四隅に配置されたボルト挿通孔８１に囲まれている。
【００３８】
図４を再度参照し、シリンダヘッド２１において上壁６７の表面（外面）には、一対の凹部９０と、この凹部９０に対して高い面を設定された一対の凸部９１とが一体に形成されている。図９は、図４のＤ−Ｄ線に沿う上壁６７の一部断面を示した図である。同図に示すように、凸部９１の底面は、凹部９０に対して高く設定されている。
【００３９】
凹部９０と凸部９１の境目Ｓ１は、ボルトボス８０を繋ぐ二本の対角線Ｌ１、Ｌ２に沿って形成され、詳しくは、凹部９０は、ボルトボス８０を繋ぐ二本の対角線Ｌ１、Ｌ２に二辺を沿わせる略三角形状に形成されており、対角線Ｌ１、Ｌ２に沿わせた二辺の頂点Ｐ１、Ｐ２が、対角線Ｌ１、Ｌ２の交点Ｐ３を挟んで向かい合うように、上壁６７において一対形成されている。これにより、凸部９１は水平方向及び鉛直方向に並ぶボルトボス８０間を連結するように形成され、ボルトボス８０が補強されている。
【００４０】
また、シリンダヘッド２１の上壁６７には、鉛直方向に並んで隣り合うボルトボス８０を繋ぐ直線Ｌ３に平行な空冷フィン９２が複数形成され、この空冷フィン９２は、凹部９０、凸部９１に連なるように形成されている。なお、その他にも空冷フィンはシリンダヘッド２１の各側壁適所に複数形成されている。
【００４１】
また、図４において、点火プラグ６６（点火プラグ締結孔６５）に隣接する右側支持壁５１には、鉛直方向に並んで隣り合うボルトボス８０を繋ぐ直線Ｌ３に沿って延出するヘッド内油路９３が形成されている。図８も参照し、ヘッド内油路９３は、一端を右側支持壁５１において下側（排気ポート３８側）に形成されたボルト挿通孔８１に連通させるとともに、他端にシリンダヘッド２１内側に折れ曲がってカム軸４４が収容される動弁室９４の上部に開口する連結油路９５を有している。なお、動弁室９４は、図３を参照し、底壁部６２、左側支持壁５０、右側支持壁５１、及び上壁６７で形成される空間をいう。
【００４２】
ここで、ヘッド内油路９３が連通するボルト挿通孔８１は、クランクケース１９からオイルを供給されるオイル供給油路９６として機能するものであり、このオイル供給油路９６からヘッド内油路９３に供給されたオイル（潤滑用）は、連結油路９５から動弁室９４に供給され、カム軸４４等の潤滑がされるようになっている。また、図６、図８を参照し、右側支持壁５１には、ヘッド内油路９３に沿って延出して、かつ、右側支持壁５１の外側からヘッド内油路９３側に凹む側壁凹部９７が形成されている。
【００４３】
ところで、図１０を参照し、シリンダヘッド２１の上側側壁７１が示され、図２に示したキャブレター２３の下流側からシリンダヘッド２１側に延出する吸気管２２は、上側側壁７１の平面部７３から開口する吸気ポート３７に接続される。吸気管２２の端部には外径方向に拡がる円板状のフランジが形成され、このフランジには吸気管２２の中心（開口中心）を通る直線上において対向するように一対形成されたボルト挿通孔が形成されている（図示せず）。以下、吸気管２２と吸気ポート３７との接続構造について説明する。
【００４４】
吸気ポート３７の入口側開口１００の周囲には、平面部７３から隆起するように設けられ吸気管２２の端面を当接させる略円形の座面部１０１が形成され、また、入口側開口１００の周囲には、座面部１０１に連続して面一に形成され、吸気ポート３７の中心Ｃ４を通る第１直線Ｌ４に沿って中心Ｃ４を挟んで略対向配置される一対の第１ボス部１０２が形成されている。
【００４５】
第１ボス部１０２は、平面部７３から隆起するように形成され、かつ、座面部１０１の外径方向に突出するように位置する。第１ボス部１０２には、それぞれボルト締結孔１０３が形成され、第１ボス部１０２の先端面は吸気管２２のフランジに形成されたボルト挿通孔の座面とされ、このボルト挿通孔に挿通されたボルト１２０（図２）をボルト締結孔１０３に締結することで、吸気管２２が接続されるようになっている。
ここで、直線Ｌ５は、シリンダ軸線Ｃ２に直交し、かつ、上側側壁７１の平面部７３に略平行に延出する（車両搭載時に略水平方向に延出する）直線を示している。第１直線Ｌ４は、直線Ｌ５に対して時計回りに所定角度傾斜して延出し、第１ボス部１０２は、詳しくは、かかる第１直線Ｌ４上において形成されている。
【００４６】
そして、ここでシリンダヘッド２１においては、吸気ポート３７の入口側開口１００の周囲に、第１ボス部１０２と形成間隔及び形成位置の異なる第２ボス部１０４が形成され（図５、図１１も参照）、この第２ボス部１０４は、第１直線Ｌ４と交差し、吸気ポート３７の中心Ｃ４を通る第２直線Ｌ６上において中心Ｃ４を挟んで略対向配置されるように形成されている。
【００４７】
この第２ボス部１０４は、第１ボス部１０２と同様に平面部７３から隆起するように形成され、座面部１０１の外径方向に位置する一方、座面部１０１と第２ボス部１０４との間には溝１０５（図１０）が形成され離間されている。第２ボス部１０４間を繋ぐ吸気ポート３７の中心Ｃ４を通る第２直線Ｌ６は、直線Ｌ５に対して反時計回りに所定角度傾斜して延出しており、第１直線Ｌ４と第２直線Ｌ６とのなす角度θ１は本実施形態において４０°となっているが、４５°以下とすることが好ましい。また、ここで図から明らかなように、図第２ボス部１０４間の距離は、第１ボス部１０２間の距離よりも長く設定されている。
【００４８】
第２ボス部１０４は、吸気管を締結するためのボルト締結孔を形成するための肉厚部であり、本実施形態においてボルト締結孔は形成されていないが、図１０に示すようにボルト締結孔１０６を形成可能である。本実施形態においてはエンジン１７がキャブレター仕様のものであるが、第２ボス部１０４は、燃料噴射装置（インジェクター）を使用する仕様である場合に、ボルト締結孔１０６を形成するために設けられている。
【００４９】
詳しく説明すると、図１２には、インジェクタ１１０を搭載した自動二輪車１１１が示されている。この自動二輪車１１１は自動二輪車１の吸気量調整装置であるキャブレター２３をインジェクタ１１０に代えたのみで、その他の構成は同様のものである。図２と図１２を比較すると、自動二輪車１の吸気管２２と自動二輪車１１１の吸気管１１２は形状が異なっている。このような場合に、第２ボス部１０４に対してボルト締結孔１０６を形成してボルト１２１によって締結すれば、シリンダヘッド２１の基本構成を変更することなく吸気管１１２が取り付け可能となる。
【００５０】
また、図５、図１０、図１１を参照すると、吸気ポート３７のシリンダ軸線Ｃ２を基準に左側に位置する第１ボス部１０２と、これに隣接する第２ボス部１０４との間には、これら第１ボス部１０２と第２ボス部１０４とを連結する細管支持部１１３が形成されている。
【００５１】
細管支持部１１３は、座面部１０１の周部及び第１ボス部１０２の側部から、シリンダ軸線Ｃ２に直交し、かつ、上側側壁７１の平面部７３に略平行に延出する（車両搭載時に略水平方向に延出する）直線Ｌ５に沿って突出し、その一部を第２ボス部１０４に結合させている。細管支持部１１３には、吸気ポート３７に連通する細管１１４を支持するための細孔１１５が直線Ｌ５に沿って形成され、細管１１４は、直線Ｌ５に沿って支持されている。すなわち、細管１１４は、シリンダ軸線Ｃ２に直交する直線Ｌ５に略平行、かつ、第１ボス部１０２と第２ボス部１０４とが形成される上側側壁７１の平面部７３に沿うように配置されている。
【００５２】
細管１１４は、端部をシリンダヘッド２１を離間させるようにして、エバポレーションシステムを構成する燃料タンク１６に連結した連結ホース１１６に接続する。エバポレーションシステムには弁体が含まれており、この弁体を適宜開閉することで、燃料タンク１６内の圧力が吸気ポート３７へ放出されるようになっている。
【００５３】
以上に記載した実施形態では、シリンダヘッド２１の上壁６７にボルトボス８０を繋ぐように凹部９０、凸部９１の境目Ｓ１を形成することで、シリンダヘッド２１の上壁６７を厚肉とすることなくシリンダヘッド２１の剛性を高くすることができる。これにより、シリンダヘッド２１の軽量化を図ることができるとともに、凹部９０によって形成される上壁６７の薄肉の部位によってシリンダヘッド２１の冷却性を良好にすることができる。また、凹部９０と凸部９１との境目をボルトボス８０の対角線Ｌ１、Ｌ２に沿ったものとすることで、外観を良好なものにできる。
【００５４】
また、略三角形状の凹部９０を一対形成し、略三角形状の凹部９０がその頂点Ｐ１，Ｐ２を向け合うように凹部９０と凸部９１の境目Ｓ１をボルトボス８０の対角線Ｌ１、Ｌ２に沿わせることで、上壁６７における凹部９０の占める割合を抑えて、対角のボルトボス８０同士の間隔が広がらないようにボルトボス８０を補強でき、シリンダヘッド２１の剛性を高くすることができる。
【００５５】
また、上壁６７に、隣り合うボルトボス８０を繋ぐ直線（Ｌ３）に平行な空冷フィン９２が形成され、該空冷フィン９２が少なくとも凹部９０内に形成されているので、空冷フィン９２で隣り合うボルトボス８０同士の間隔が広がらないように補強することができる。また、外観を維持しつつ空冷フィン９２を大型化できる。
【００５６】
また、吸気ロッカーアーム４１を揺動可能に支持する吸気側ロッカーアーム軸８２及び排気ロッカーアーム４２を揺動可能に支持する排気側ロッカーアーム軸を８３支持するロッカーアーム軸支持部８４、８５が左側支持壁５０に形成され、ボルト挿通孔８１がロッカーアーム軸支持部８４、８５を囲むように形成されている。
これによれば、カム軸４４を支持する支持壁、及び、ロッカーアーム軸支持部８４、８５を囲むように形成されたボルト挿通孔８１を開口させる上壁６７に突出するボルトボス８０により、ボルト挿通孔８１間の剛性を高くすることで、吸気ロッカーアーム４１及び排気ロッカーアーム４２によって開閉されるバルブ３９、４０の開閉タイミングを良好とすることができる。
【００５７】
また、点火プラグ６６に隣接するボルト挿通孔８１をクランクケース１９からオイルを供給されるオイル供給油路９６として機能させることで、点火プラグ５５周辺の熱を、点火プラグ６６に隣接するボルト挿通孔８１内を通過するオイルで冷却することができ、シリンダヘッド２１の冷却性を良好にできる。また、ボルト挿通孔８１に一端を連通するとともに、他端を動弁室９４の上部に開口させるヘッド内油路９３が形成されている。これによれば、ヘッド内油路９３を介して動弁室９４上部からオイルを滴下して動弁室９４の潤滑を良好なものにできる。
【００５８】
また、ヘッド内油路９３が形成される右側支持壁５１には、ヘッド内油路９３に沿って延出して、かつ、該支持壁の外側からヘッド内油路９３側に凹む側壁凹部９７が形成されている。これによれば、ヘッド内油路９３を通過するオイルの放熱性を良好とし、動弁室９４に供給されるオイルの冷却を促進することができる。
【符号の説明】
【００５９】
１７ 内燃機関
１９ クランクケース
２１ シリンダヘッド
４１ 吸気ロッカーアーム
４２ 排気ロッカーアーム
４４ カム軸
５０ 左側支持壁（支持壁）
５１ 右側支持壁（支持壁）
６２Ａ 側壁
６６ 点火プラグ
６７ 上壁
８０ ボルトボス
８１ ボルト挿通孔
８２ 吸気側ロッカーアーム軸
８３ 排気側ロッカーアーム軸
８４，８５ ロッカーアーム軸支持部
９０ 凹部
９１ 凸部
９２ 空冷フィン
９３ ヘッド内油路
９７ 側壁凹部
Ｓ１ 境目
Ｌ１，Ｌ２ 対角線
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カム軸（４４）を支持する一対の支持壁（５０，５１）と、前記カム軸（４４）を覆うように前記支持壁（５０，５１）を連結する上壁（６７）と、前記上壁（６７）側から前記カム軸（４４）側に向けて貫通し前記カム軸（４４）を囲むように四つ形成されるボルト挿通孔（８１）と、前記上壁（６７）から突出し前記ボルト挿通孔（８１）が開口する四つのボルトボス（８０）とを有し、前記ボルト挿通孔（８１）に締結ボルトを挿通してクランクケース（１９）に締結される内燃機関（１７）のシリンダヘッド（２１）において、前記上壁（６７）の外面に凹部（９０）と凸部（９１）が形成され、前記凹部（９０）と凸部（９１）の境目（Ｓ１）が前記ボルトボス（８０）を繋ぐ二本の対角線（Ｌ１，Ｌ２）に沿って形成されていることを特徴とする内燃機関のシリンダヘッド構造。
【請求項２】
前記凹部（９０）が前記ボルトボス（８０）を繋ぐ二本の対角線（Ｌ１，Ｌ２）に二辺を沿わせる略三角形状に形成され、該三角形状の凹部（９０）の頂点（Ｐ１，Ｐ２）が前記対角線（Ｌ１，Ｌ２）の交点（Ｐ３）を挟んで向かい合うように、該三角形状の凹部（９０）が前記上壁（６７）の外面に一対形成されていることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関のシリンダヘッド構造。
【請求項３】
空冷エンジン（１７）に用いられ、前記上壁（６７）の外面に、隣り合う前記ボルトボス（８０）を繋ぐ直線（Ｌ３）に平行な空冷フィン（９２）が形成され、該空冷フィン（９２）が前記凹部（９０）内に形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関のシリンダヘッド構造。
【請求項４】
前記カム軸（４４）と前記上壁（６７）との間に吸気ロッカーアーム（４１）と排気ロッカーアーム（４２）を配置し吸排気バルブ（３９，４０）を開閉するＳＯＨＣエンジン（１７）に用いられ、前記吸気ロッカーアーム（４１）を揺動可能に支持する吸気側ロッカーアーム軸（８２）及び前記排気ロッカーアーム（４２）を揺動可能に支持する排気側ロッカーアーム軸（８３）を支持するロッカーアーム軸支持部（８４，８５）が前記支持壁（５０，５１）に形成され、前記ボルト挿通孔（８１）が前記ロッカーアーム軸支持部（８４，８５）を囲むように形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の内燃機関のシリンダヘッド構造。
【請求項５】
前記支持壁（５１）の一方側であって該支持壁（５１）よりも前記クランクケース（１９）側に位置する側壁（６２Ａ）に点火プラグ（６６）の締結孔（６５）が設けられ、前記締結孔（６５）に隣接する前記ボルト挿通孔（８１）を前記クランクケース（１９）からオイルを供給されるオイル供給油路（９６）として機能させることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の内燃機関のシリンダヘッド構造。
【請求項６】
前記一方側の前記支持壁（５１）に、隣り合う前記ボルトボス（８０）を繋ぐ直線（Ｌ３）に沿って延出して、一端を前記オイル供給油路（９６）として機能する前記ボルト挿通孔（８１）に連通させるとともに、他端を前記カム軸（４４）が収容される動弁室（９４）の上部に開口させるヘッド内油路（９３）が形成されていることを特徴とする請求項５に記載の内燃機関のシリンダヘッド構造。
【請求項７】
前記一方側の前記支持壁（５１）に、前記ヘッド内油路（９３）に沿って延出して、かつ、該支持壁（５１）の外側から前記ヘッド内油路（９３）側に凹む側壁凹部（９７）が形成されていることを特徴とする請求項６に記載の内燃機関のシリンダヘッド構造。
【請求項１】
カム軸（４４）を支持する一対の支持壁（５０，５１）と、前記カム軸（４４）を覆うように前記支持壁（５０，５１）を連結する上壁（６７）と、前記上壁（６７）側から前記カム軸（４４）側に向けて貫通し前記カム軸（４４）を囲むように四つ形成されるボルト挿通孔（８１）と、前記上壁（６７）から突出し前記ボルト挿通孔（８１）が開口する四つのボルトボス（８０）とを有し、前記ボルト挿通孔（８１）に締結ボルトを挿通してクランクケース（１９）に締結される内燃機関（１７）のシリンダヘッド（２１）において、前記上壁（６７）の外面に凹部（９０）と凸部（９１）が形成され、前記凹部（９０）と凸部（９１）の境目（Ｓ１）が前記ボルトボス（８０）を繋ぐ二本の対角線（Ｌ１，Ｌ２）に沿って形成されていることを特徴とする内燃機関のシリンダヘッド構造。
【請求項２】
前記凹部（９０）が前記ボルトボス（８０）を繋ぐ二本の対角線（Ｌ１，Ｌ２）に二辺を沿わせる略三角形状に形成され、該三角形状の凹部（９０）の頂点（Ｐ１，Ｐ２）が前記対角線（Ｌ１，Ｌ２）の交点（Ｐ３）を挟んで向かい合うように、該三角形状の凹部（９０）が前記上壁（６７）の外面に一対形成されていることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関のシリンダヘッド構造。
【請求項３】
空冷エンジン（１７）に用いられ、前記上壁（６７）の外面に、隣り合う前記ボルトボス（８０）を繋ぐ直線（Ｌ３）に平行な空冷フィン（９２）が形成され、該空冷フィン（９２）が前記凹部（９０）内に形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関のシリンダヘッド構造。
【請求項４】
前記カム軸（４４）と前記上壁（６７）との間に吸気ロッカーアーム（４１）と排気ロッカーアーム（４２）を配置し吸排気バルブ（３９，４０）を開閉するＳＯＨＣエンジン（１７）に用いられ、前記吸気ロッカーアーム（４１）を揺動可能に支持する吸気側ロッカーアーム軸（８２）及び前記排気ロッカーアーム（４２）を揺動可能に支持する排気側ロッカーアーム軸（８３）を支持するロッカーアーム軸支持部（８４，８５）が前記支持壁（５０，５１）に形成され、前記ボルト挿通孔（８１）が前記ロッカーアーム軸支持部（８４，８５）を囲むように形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の内燃機関のシリンダヘッド構造。
【請求項５】
前記支持壁（５１）の一方側であって該支持壁（５１）よりも前記クランクケース（１９）側に位置する側壁（６２Ａ）に点火プラグ（６６）の締結孔（６５）が設けられ、前記締結孔（６５）に隣接する前記ボルト挿通孔（８１）を前記クランクケース（１９）からオイルを供給されるオイル供給油路（９６）として機能させることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の内燃機関のシリンダヘッド構造。
【請求項６】
前記一方側の前記支持壁（５１）に、隣り合う前記ボルトボス（８０）を繋ぐ直線（Ｌ３）に沿って延出して、一端を前記オイル供給油路（９６）として機能する前記ボルト挿通孔（８１）に連通させるとともに、他端を前記カム軸（４４）が収容される動弁室（９４）の上部に開口させるヘッド内油路（９３）が形成されていることを特徴とする請求項５に記載の内燃機関のシリンダヘッド構造。
【請求項７】
前記一方側の前記支持壁（５１）に、前記ヘッド内油路（９３）に沿って延出して、かつ、該支持壁（５１）の外側から前記ヘッド内油路（９３）側に凹む側壁凹部（９７）が形成されていることを特徴とする請求項６に記載の内燃機関のシリンダヘッド構造。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１１−２５６８３６（Ｐ２０１１−２５６８３６Ａ）
【公開日】平成２３年１２月２２日（２０１１．１２．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１３４２６０（Ｐ２０１０−１３４２６０）
【出願日】平成２２年６月１１日（２０１０．６．１１）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１２月２２日（２０１１．１２．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年６月１１日（２０１０．６．１１）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
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