(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
クランクケースに対しシリンダとシリンダヘッド等とをシリンダ孔の外周部で貫通する長尺のボルトにより一体に共締めされる構造の内燃機関において、
前記ボルトは前記クランクケースの前記シリンダとの合わせ面に形成された遊嵌孔を貫通したのち、クランクケースの側壁内に嵌め込まれる複数のネジ穴間を連結する平板状の高強度材からなるナット部材に螺着したことを特徴とする内燃機関の組付け構造。
【請求項２】
前記ナット部材は、クランクケースのシリンダ孔の内周面と略同じ曲率を有する円弧面を有し、同円弧面をクランクケースのシリンダ孔に合わせて同シリンダ孔の内周面に形成された溝に回動を阻止されて嵌め込まれることを特徴とする請求項１記載の内燃機関の組付け構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関のクランクケース，シリンダ，シリンダヘッド等の組付け構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
内燃機関のクランクケースは、通常軽量化のためアルミニウムまたはアルミニウム合金製の鋳物であり、かかるクランクケースに対しシリンダとシリンダヘッド等とをシリンダ孔の外周部４か所においてそれぞれ貫通する長尺のスタッドボルトにより一体に共締めされる構造（実公昭５７−４５３８７号公報等）が、内燃機関の一般的組付け構造として採用されている。
【０００３】
その際、クランクケースにはシリンダとの合わせ面に直接ネジ穴が形成されて、シリンダヘッド，シリンダを貫通したスタッドボルトのスタッド側端部が螺着されるようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このシリンダ孔の外周部を貫通する４本のスタッドボルトは、互いの間隔を小さくすることで内燃機関全体の小型化を図ることができるが、間隔を小さくするとスタッドボルトは当然にシリンダ孔に接近することになり、クランクケースのシリンダ孔に接近してスタッドボルト用ネジ穴が形成されることになる。
【０００５】
しかしアルミニウムまたはアルミニウム合金製のクランクケースにおいて、シリンダ孔に接近してネジ穴が形成されると、アルミニウムまたはアルミニウム合金の強度からネジ穴強度を十分に確保することが困難である。
したがってアルミニウムまたはアルミニウム合金製のクランクケースでは、シリンダ孔からある程度離してネジ穴を形成せざるを得ず、よってスタッドボルト間の間隔は広くなり内燃機関全体の小型化が困難であった。
【０００６】
また同種の内燃機関シリーズにおいて、既存の内燃機関をベースに排気量の増加を図る場合、シリンダ孔の径の拡大が企図されるが、シリンダ孔の径拡大はクランクケースのシリンダ孔がスタッドボルト用ネジ孔に接近することになり、上記のようにアルミニウムまたはアルミニウム合金製のシリンダヘッドではネジ穴強度を十分確保することが困難となり、そこでスタッドボルト間隔を広げざるを得ず、そのため加工設備も変えることになって簡単に排気量を増加させることはできなかった。
【０００７】
本発明は、かかる点に鑑みなされたもので、その目的とする処は、ボルト間の間隔を狭くして内燃機関の小型化が図れ、かつ加工設備の変更なしに排気量を容易に増加させることが可能な内燃機関の組付け構造を供する点にある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、クランクケースに対しシリンダとシリンダヘッド等とをシリンダ孔の外周部で貫通する長尺のボルトにより一体に共締めされる構造の内燃機関において、前記ボルトは前記クランクケースの前記シリンダとの合わせ面に形成された遊嵌孔を貫通したのち、クランクケースの側壁内に嵌め込まれる複数のネジ穴間を連結する平板状の高強度材からなるナット部材に螺着した内燃機関の組付け構造とした。
【０００９】
複数のネジ穴間を連結する平板状のナット部材がクランクケースの側壁内に嵌め込まれ、同ナット部材の複数のネジ穴にそれぞれボルトが螺着されるので、部品点数を減らして組付け作業を簡素化することができる。
クランクケースを構成する部材とは別体の高強度材のナット部材に、ボルトが螺着するネジ穴が形成されるので、同ネジ穴はクランクケースのシリンダ孔に接近させてもネジ穴の強度を容易に確保することができ、したがってボルト間の距離を小さくして内燃機関全体の小型化を図ることができる。
【００１０】
また既存の内燃機関をベースにシリンダ孔の径の拡大も加工設備を変更することなしに行うことができ、排気量の増大を容易に図ることが可能でコスト低減となる。
【００１１】
前記ナット部材は、クランクケースのシリンダ孔の内周面と略同じ曲率を有する円弧面を有し、同円弧面をクランクケースのシリンダ孔に合わせて、同シリンダ孔の内周面に形成された溝に回動を阻止されて嵌め込まれる請求項１記載の内燃機関の組付け構造とすることで、組付け作業を容易にし、シリンダ孔の径を拡大することも加工設備を変更することなく容易に行うことができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下本発明に係る一実施の形態について図１ないし図８に図示し説明する。
本実施の形態に係る４サイクル内燃機関１は、ＯＨＣのバルブ型式の単気筒空冷内燃機関であり、図示されない自動二輪車に、クランクシャフト７が車巾方向に指向するよう搭載される。
【００１４】
アルミニウムまたはアルミニウム合金製クランクケース２にこれと同様の材質のシリンダブロック３，シリンダヘッド４およびシリンダヘッドカバー５が大きく前方に傾いた姿勢で順次重ねられ、これらを貫通するスタッドボルト６でもって、クランクケース２，シリンダブロック３，シリンダヘッド４およびシリンダヘッドカバー５は相互に一体に結合される（なお図１において、シリンダブロック３を貫通したスタッドボルト６の延長線上にシリンダヘッドカバー５に隣接したスタッドボルト６が位置していないのは、シリンダブロック３の右断面は、クランクシャフト７やカムシャフト２２を通る断面と異なった箇所で截断されているためである）。
【００１５】
またクランクシャフト７はクランクケース２に回転自在に軸支され、シリンダブロック３には鋳鉄製のシリンダスリーブ８が一体に鋳込まれ、該シリンダスリーブ８のシリンダ孔９には上下に摺動自在にピストン１１が嵌合され、ピストン１１のピストンピン１２とクランクシャフト７のクランクピン１３とにコネクティングロッド１４の両端が回転自在に枢着されている。
【００１６】
シリンダヘッド４の下面中央の略半球状凹面１５とシリンダブロック３のシリンダ孔９とピストン１１の頂面とで画成される燃焼室１６にて、ピストン１１の上死点近傍で間欠的に点火プラグ１７でもって点火生成される燃焼ガスにより、ピストン１１が下方へ押圧され、その押圧力によりクランクシャフト７は回転駆動されるようになっている。
【００１７】
シリンダヘッド４の上下側（図２では左右側）に、吸気ポート１８とこれより小径の排気ポート１９が形成され、該吸気ポート１８および排気ポート１９の燃焼室１６側開口に吸気バルブ２０および排気バルブ２１が開閉可能に設けられる。
図２に図示されるように、カムシャフト２２がベアリング２３，２４を介してシリンダヘッド４に回転自在に枢着され、シリンダヘッド４を車巾方向に指向して貫通するロッカアームシャフト２５，２６にロッカアーム２７，２８が揺動自在に枢支される。
【００１８】
図１に図示されるように、クランクシャフト７にドライブスプロケット２９が一体に嵌着され、該ドライブスプロケット２９の倍の歯数のドリブンスプロケット３０がカムシャフト２２に嵌着され、該ドライブスプロケット２９およびドリブンスプロケット３０にカムチェーン３１が架渡されており、クランクシャフト７が２回転する毎に、吸気バルブ２０および排気バルブ２１が所要のタイミングで１回開閉駆動されるようになっている。
【００１９】
さらに図１に図示されるように、クランクシャフト７の左側と右側とに発電機３２とクラッチ３３とがそれぞれ配設され、該クラッチ３３は図示されないクラッチおよび変速機を介して後車輪に接結されている。
【００２０】
前記クランクケース２は、シリンダ孔９の中心軸を通る割り面４１Ｌ，４１Ｒにより左右に半割りにされた左クランクケース２Ｌと右クランクケース２Ｒとを合体しており、かかるクランクケース２のシリンダブロック３との合わせ面４２を正面に見た図を図３に図示する。
【００２１】
かかる左クランクケース２Ｌと右クランクケース２Ｒとからなるクランクケース２の割り面４１Ｌ，４１Ｒには、シリンダブロック３との合わせ面４２を貫通してシリンダ孔４３が形成されており、左クランクケース２Ｌには、そのシリンダ孔４３の左側に縦に長尺の矩形の前記カムチェーン３１が通るカムチェーン室４４が形成されている。
【００２２】
そしてシリンダ孔４３の外周部に、シリンダ孔４３に近接して上側左右にそれぞれ遊嵌孔４５Ｌ，４５Ｒ、下側左右にそれぞれネジ穴４６Ｌ，４６Ｒが形成されている。
遊嵌孔４５Ｌ，４５Ｒは、前記スタッドボルト６より大径の孔であり、スタッドボルト６が貫通し、ネジ穴４６Ｌ，４６Ｒはスタッドボルト６のスタッド側端部が螺着される。
【００２３】
シリンダ孔４３の内周面４３ａの前記遊嵌孔４５Ｌ，４５Ｒが貫通する位置から内周面４３ａに沿って上側を割り面４１Ｌ，４１Ｒにかけて略矩形に凹出した長溝４７Ｌ，４７Ｒが形成されており、両長溝４７Ｌ，４７Ｒは、割り面４１Ｌ，４１Ｒで互いに連通して１つの長溝を構成するようになっている。
【００２４】
かかる長溝４７Ｌ，４７Ｒに、図６および図７に図示するようなナット部材５０が嵌め込まれる。
ナット部材５０は、鋼板を加工した高強度材であり、左右に長尺の矩形板の長尺な一辺を大きく円弧状に切り欠いたブリッジ形状をしており、同円弧面５０ａは、クランクケース２のシリンダ孔４３の内周面４３ａと同じ曲率を有する。
【００２５】
クランクケース２に形成された前記長溝４７Ｌ，４７Ｒは、このナット部材５０が嵌合される形状に溝が形成されたもので、図３に破線で示すようにナット部材５０の左半部が長溝４７Ｌに右半部が長溝４７Ｒに嵌合して、円弧面５０ａはシリンダ孔４３の内周面４３ａと合致する。
【００２６】
そしてナット部材５０の両端部には、前記遊嵌孔４５Ｌ，４５Ｒに対応してネジ穴５１Ｌ，５１Ｒが形成されている。
ネジ穴５１Ｌ，５１Ｒは、円弧面５０ａに極めて近接した位置に形成されており、ネジ穴５１Ｌ，５１Ｒと円弧面５０ａとの間の肉厚は薄いが、その反対側のネジ穴５１Ｌ，５１Ｒと他の側辺との間の肉厚は大きく採られている。
【００２７】
スタッドボルト６は、図８に示すように長尺のボルトであり、両端にネジ６ａ，６ｂが形成されており、上記のようにクランクケース２の長溝４７Ｌ，４７Ｒにナット部材５０を嵌め込んで、クランクケース２の合わせ面４２側から遊嵌孔４５Ｌ，４５Ｒに２本のスタッドボルト６，６をそれぞれ挿入し、スタッド側ネジ６ｂ，６ｂをナット部材５０のネジ穴５１Ｌ，５１Ｒに螺着して立設しておく。
【００２８】
また他の２本のスタッドボルト６，６は、そのスタッド側ネジ６ｂ，６ｂをクランクケース２自体のネジ穴４６Ｌ，４６Ｒに螺着することで立設する。
このようにクランクケース２の合わせ面４２に、そのシリンダ孔４３の周りにおいて４本のスタッドボルト６を立設させた状態で、同スタッドボルト６に貫通されてシリンダブロック３，シリンダヘッド４およびシリンダヘッドカバー５が順次重ねられる。
【００２９】
クランクケース２にシリンダブロック３を組み付ける際、シリンダブロック３のシリンダ孔９の外周部のシリンダスリーブ８の外周に膨出形成された４本の突条８ａにそれぞれ穿設されたボルト孔８ｂに、上記のように立設した４本のスタッドボルト６を貫通させてクランクケース２の合わせ面４２にガスケット５５を介してシリンダブロック３の合わせ面を当てがう。
その際、シリンダブロック３に一体に鋳込まれたシリンダスリーブ８は、クランクケース２に形成されたシリンダ孔４３に嵌入されて下部がクランクケース２内に幾らか挿入される。
【００３０】
したがって挿入されたシリンダスリーブ８の下部外周面にナット部材５０の円弧面５０ａが対向することになる。
そしてシリンダブロック３にさらにシリンダヘッド４およびシリンダヘッドカバー５が順次重ねられ、これらをスタッドボルト６が貫通しており、シリンダヘッドカバー５より露出したスタッドボルト６のナット側ネジ６ａにナット５２が螺合され、緊締されてクランクケース２にシリンダブロック３，シリンダヘッド４およびシリンダヘッドカバー５が一体に結合される。
【００３１】
ナット部材５０は、上記のような形状をして長溝４７Ｌ，４７Ｒに嵌合されるので、ナット５２による緊締に際して、ナット５２の回動にスタッドボルト６を介してナット部材５０がともに回動するようなことはない。
図１は、その結合状態を示めす断面図であるが、前記したようにシリンダブロック３およびクランクケース２のスタッドボルト６が貫通する部分は、他の部分と別の断面を示している。
【００３２】
本内燃機関１は、以上のような組付け構造であり、スタッドボルト６は、アルミニウムあるいはアルミニウム合金製のクランクケース２とは別体のクランクケース２に嵌め込まれる鋼板であるナット部材５０に螺着されるので、ネジ穴５１Ｌ，５１Ｒの強度は、ネジ穴５１Ｌ，５１Ｒがシリンダ孔４３に近接しているにもかかわらず十分確保されている。
【００３３】
したがってネジ穴強度を維持しつつスタッドボルト６をシリンダ孔４３に近接することができ、スタッドボルト６間の距離を小さくして内燃機関１全体の小型化を実現している。
【００３４】
本内燃機関１をベースに排気量の増大を図る場合、スタッドボルトの位置は変えずにすなわち内燃機関全体の大きさを変えないで、シリンダ孔の径を幾らか大きく加工してさらにスタッドボルト６に接近させることがネジ穴の強度が保たれる範囲で可能であり、加工設備を変更する必要がなく、容易に排気量を増大させることができる。
【００３５】
ナット部材５０は、クランクケース２の長溝４７Ｌ，４７Ｒに嵌め込む構造なので、組付け作業が容易であり、シリンダ孔の径を拡大する場合でも、ナット部材は簡単に対応でき、加工設備は変更する必要はない。
【００３６】
本実施の形態においては、ナット部材５０は、２つのネジ穴５１Ｌ，５１Ｒを有して、部品点数を少なくしていたが、ネジ穴を１つ有するナット部材を２つ用意してもよく、その場合最終的なナットの締めつけに際してともに該ナット部材が回動しない形状とする必要がある。
またスタッドボルト６の代わりに通しボルトを用いることは可能である。
【００３７】
【発明の効果】
本発明は、クランクケースを構成する部材とは別体の高強度材のナット部材に、ボルトが螺着するネジ穴が形成されるので、同ネジ穴はクランクケースのシリンダ孔に接近させてもネジ穴の強度を容易に確保することができ、したがってボルト間の距離を小さくして内燃機関全体の小型化を図ることができる。
【００３８】
また既存の内燃機関をベースにシリンダ孔の径の拡大も加工設備を変更することなしに行うことができ、排気量の増大を容易に図ることが可能でコスト低減となる。
【００３９】
ナット部材は、クランクケースのシリンダ孔の内周面に形成された溝に回動を阻止されて嵌め込まれる構造とすることで、組付け作業を容易にし、シリンダ孔の径を拡大することも加工設備を変更することなく容易に行うことができる。
【００４０】
ナット部材には複数のネジ穴が形成される構造とすることで、部品点数を減らして組付け作業を簡素化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る内燃機関の断面図である。
【図２】同内燃機関の別の断面図である。
【図３】クランクケースのシリンダブロックとの合わせ面を正面に見た図である。
【図４】図３におけるＩＶ−ＩＶ線に沿って截断した断面図である。
【図５】図３におけるＶ−Ｖ線に沿って截断した断面図である。
【図６】ナット部材の上面図である。
【図７】同側面図である。
【図８】スタッドボルトの側面図である。
【符号の説明】
１…内燃機関、２…クランクケース、３…シリンダブロック、４…シリンダヘッド、５…シリンダヘッドカバー、６…スタッドボルト、７…クランクシャフト、８…シリンダスリーブ、９…シリンダ孔、１１…ピストン、１２…ピストンピン、１３…クランクピン、１４…コネクティングロッド、１５…略半球状凹面、１６…燃焼室、１７…点火プラグ、１８…吸気ポート、１９…排気ポート、２０…吸気バルブ、２１…排気バルブ、２２…カムシャフト、２３，２４…ベアリング、２５，２６…ロッカアームシャフト、２７，２８…ロッカーアーム、２９…ドライブスプロケット、３０…ドリブンスプロケット、３１…カムチェーン、３２…発電機、３３…クラッチ、
４１Ｌ，４１Ｒ…割り面、４２…合わせ面、４３…シリンダ孔、４４…カムチェーン室、４５Ｌ，４５Ｒ…遊嵌孔、４６Ｌ，４６Ｒ…ネジ穴、４７Ｌ，４７Ｒ…長溝、
５０…ナット部材、５１Ｌ，５１Ｒ…ネジ穴、５２…ナット、５５…ガスケット。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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