CN1370921A - 发动机的起动装置 - Google Patents

Abstract

一种发动机的起动装置,用于将起动用动力赋予曲轴,能实现发动机的小型化和轻量化。其中,碗状的旋转件61构成将来自曲轴45的动力传递给被驱动件的传动系73的一部分,该旋转件61同轴地固定在曲轴45上,该旋转件61的内周固定有若干磁铁62,与上述磁铁62共同作用、能将旋转动力赋予旋转件61的线圈65固定配置在上述旋转件61内。

Description

发动机的起动装置

技术领域

本发明涉及一种用于将起动用动力赋予曲轴的发动机的起动装置的改良。

现有技术

以往，例如日本专利公报实开昭57-145731号所公开的技术其结构是，齿圈设置在固定于曲轴的一端的飞轮的外周，使其构成用曲轴驱动的发电机的一部分，用与发电机不同的起动用电动机驱动与该齿圈相啮合的小齿轮旋转，来自曲轴的动力从固定在曲轴的另一端的齿轮输出。

但是，上述现有技术，与传动系分开设置发动机的起动系，仅这一部分，发动机的体积大、重量大就不可避免。

本发明是鉴于这样的情况而提出的，其目的在于提供一种能使发动机体积小、重量轻的发动机的起动装置。

发明内容

为了达到上述目的，本发明的第一方面是一种用于将起动用动力赋予曲轴的发动机的起动装置，其特征是：碗状的旋转件构成将来自曲轴的动力传递给被驱动件的传动系的一部分，该旋转件同轴地固定在曲轴上，该旋转件的内周固定有若干磁铁，与上述磁铁共同作用、能将旋转动力赋予旋转件的线圈固定配置在上述旋转件内。

根据这样的结构，在构成传动系的一部分的旋转件内收纳有用于将起动用动力赋予曲轴的起动系，与现有技术相比，能实现发动机的小型化和轻量化。

另外，本发明的第二方面，其特征是：在上述权利要求1所记载的发明的结构基础上，将上述磁铁、上述旋转件和上述线圈作为结构要素的一部分的旋转电机，其结构能在作为能将起动用动力赋予曲轴的起动用电动机发挥作用的状态和作为随着曲轴的旋转而发电的发电机发挥作用的状态之间进行切换，根据这样的结构，包含用曲轴驱动的发电机，能使发动机更进一步小型化和轻量化。

附图说明

图1是带脚蹬的摩托车的侧视图。

图2是图1的主要部位的放大纵剖侧视图。

图3是图2的3-3线的剖视图。

图4是图3的主要部位放大图。

图5是图4的5-5线剖视图。

图6是图4的6-6线剖视图。

发明的实施形式

以下，依据附图所示的本发明的一实施例对本发明的实施形式进行说明。

图1～图6所示是将本发明应用于带脚蹬的摩托车时的一实施例，图1是带脚蹬的摩托车的侧视图，图2是图1的主要部位的放大纵剖视图，图3是图2的3-3线的剖视图，图4是图3的主要部位的放大图，图5是图4的5-5线的剖视图，图6是图4的6-6线的剖视图。

首先，在图1中，带脚蹬的摩托车的车架11，具备：在前端设有头管12、向后下方倾斜的主车架13；从主车架13的后部向上方延伸的车座立柱14。

在头管12上支承有可控制方向的前叉15，在该前叉15的下端支承有前轮WF，在前叉15的上端设有杆状的转向车把16。

在车座立柱14上，从上方插入有支承管18，在该支承管18的上端具有用于驾驶员乘坐的鞍状的车座17，该支承管18能调节上下位置，固定在车座立柱14上。

能将由于在车座17上的骑手踏下左、右一对脚蹬30…而产生的踏力传递到后轮WR，另外，还能传递搭载在车架11上的发动机31的输出。

同时参照图2～图5，发动机31是侧置阀式的4冲程发动机，该发动机31的发动机本体33由以下部分构成：缸体34；在缸体34的下部连接的发动机机体35；在缸体34的上部连接的缸盖36。

缸体34一体地具有设有气缸内腔37的气缸部34a，发动机本体33将配置在车座立柱14的后方的上述气缸部34a刚性地固定在车架11上，使其在车座立柱14和后轮WF之间向后上方倾斜，且顺着车座立柱14。

发动机机体35，具备：相互间形成曲轴室26、且相互连接的第1和第2机体部件38、39；前端连接在第1机体部件38的后部、延伸到后轮WR的左侧的第3机体部件40；前端连接在第2机体部件39的后部、延伸到后轮WR的右侧的第4机体部件41；前端连接在第1机体部件38的前部、延伸到后轮WR的左侧，同时还连接在第3机体部件40上的第5机体部件42；前端连接在第2机体部件39的前部、延伸到后轮WR的右侧，同时还连接在第4机体部件41上的第6机体部件43。

第5机体部件42，是象是从外侧覆盖第1和第3机体部件38、40一样制成的部件，在第1和第3机体部件38、40与第5机体部件42之间形成有配置在曲轴室26的左侧的第1工作腔27。另外，第6机体部件43，是象是从外侧覆盖第2和第4机体部件39、41一样制成的部件，在第2和第4机体部件39、41与第6机体部件43之间形成有配置在曲轴室26的右侧的第2工作腔28。

这样一来，发动机机体35制成在车架11的前后方向较长，该发动机机体35的前端与车架11相连接。

第1和第2机体部件38、39的分割面，设定在包含气缸内腔37的轴线C的平面上，第1和第2机体部件38、39连接在缸体34上，使其相互间夹着气缸部34a的一部分。

具有沿摩托车的宽度方向的轴线的曲轴45的大部分收纳在曲轴室26内，能自如滑动地嵌合在气缸内腔37中的活塞46通过连杆47连接在曲轴45上。该曲轴45具有一对曲轴配重块45a、45a，曲轴45能自如旋转地由框架50支承着，该框架50由相互间夹着两曲轴配重块45a、45a的一对保持板48、49构成，收纳在曲轴室26中，同时与发动机机体35的第1和第2机体部件38、39相连接。

在两保持板48、49之间，介装有多个圆筒状的间隔套管51…，框架50通过用插入在这些间隔套管51…中的铆钉52…连接两保持板48、49而构成。该框架50分别连接在发动机机体35的第1和第2机体部件38、39上，同时，连接在缸体34的气缸部34a上。

在框架50的两保持板48、49上，同轴地压入有一对球轴承53、53的外圈，曲轴45通过这些球轴承53、53能自如旋转地支承在框架50上。

从沿着气缸内腔37的轴线C的方向看，在上述曲轴45的两侧，在曲轴45的一直径线上，配置有具有旋转轴线、收纳在曲轴室26内的一对平衡器54、54，这些平衡器54、54分别具备的平衡器配重块54a、54a，从与曲轴45的轴线平行的方向看，一部分与曲轴45的两曲轴配重块45a、45a重叠，配置在两曲轴配重块45a、45a之间。

两平衡器54、54通过成对的2组球轴承55…能自如旋转地支承在框架50上，各球轴承55…的外圈压入在框架50的两保持板48、49上。

在框架50的保持板49和曲轴45的一个曲轴配重块45a之间，在曲轴45上固定有驱动齿轮56，在两平衡器54、54上，分别固定有与驱动齿轮56啮合的被动齿轮57、57。因此，与曲轴45的旋转同步、两平衡器54、54绕与曲轴45平行的轴线向相互相反的方向旋转。

顺着车架11的前后方向，在上述曲轴45的前方使其轴线与上述曲轴45平行地配置有脚蹬轴58，该脚蹬轴58在向车架11所具备的车座立柱14的下方延长的线上具有轴线。该脚蹬轴58通过球轴承59能自如旋转地支承在发动机机体35的第5机体部件42上，同时，通过球轴承60能自如旋转地支承在发动机机体35的第2机体部件39上，在发动机机体35的外侧，在脚蹬轴58的两端，分别设有脚蹬30。

而且，曲轴45和脚蹬轴58，在气缸内腔37的轴线C相对连接这些轴45、58的轴线的直线L倾斜交叉的位置并列配置。

同时参照图6，在第1工作腔27内，在曲轴45的一端部，同轴地固定有为碗状的旋转件的飞轮61，在该飞轮61的内周固定有若干磁铁62…。而且，飞轮61和磁铁62…构成转子63，具备线圈65的定子66配置在飞轮61内，固定在第1机体部件38上。

上述转子63和定子66共同作用，构成旋转电机64，若在该旋转电机64中给线圈65通电，则该线圈65产生吸引磁铁62…的电磁力，飞轮61与曲轴45一起旋转，旋转电机64具有将起动用动力赋予曲轴45的起动用电动机的功能。另外，旋转电机64还具有随着飞轮61的旋转从线圈65获得电流的发电机的功能，飞轮61随曲轴45的旋转而旋转，其结构能在作为起动用电动机发挥作用的状态和作为发电机发挥作用的状态之间进行切换。

另外，飞轮61构成将来自曲轴45的动力传递给被驱动件一后轮WR的传动系73的一部分。

该传动系73具备：在飞轮61的外周形成一体的带齿的驱动皮带轮67；绕与脚蹬轴58同一轴线自如旋转的被动皮带轮68；缠绕在驱动皮带轮67和被动皮带轮68上的环形带齿皮带69；对被动皮带轮68的旋转动力进行无级变速的皮带式无级变速器70；能对皮带式无级变速器70的输出进行减速、传递到后轮WR的减速齿轮排71；设置在皮带式无级变速器70和减速齿轮排71之间的起步离合器72。

在驱动皮带轮67和被动皮带轮68之间，上述带齿皮带69缠绕在用于防止该带齿皮带69松弛的张紧皮带轮74上，该张紧皮带轮74支承在第1机体部件38上。

皮带式无级变速器70具备：具有离心平衡块75、同时靠该离心平衡块75的作用改变有效半径的驱动皮带轮76；随该驱动皮带轮76的有效半径的变化改变有效半径的被动皮带轮77；缠绕在驱动皮带轮76和被动皮带轮77上的环形皮带78。

同轴地围绕脚蹬轴58地配置驱动皮带轮76，驱动皮带轮76通过球轴承79能自如旋转地支承在第5机体部件42上，同时，通过球轴承80能自如旋转地支承在第2机体部件39上。而且，与曲轴45的旋转同步的被动皮带轮68由驱动皮带轮76支承着，连接在驱动皮带轮76上。

以朝向摩托车的前进方向的状态，在后轮WR左侧配置有收纳被动皮带轮77、起步离合器72和减速齿轮排71的传动箱81，该传动箱81在构成发动机机体35的一部分的第3和第5机体部件40、42的后部之间制成，后轮WR的车轴82的左端部能自如旋转地支承在第3机体部件40的后部。

这样的皮带式无级变速器70，由于随着曲轴45的转速的增加而产生的离心平衡块75的作用，驱动皮带轮76的有效半径增加，随之，被动皮带轮77的有效半径减小，由此变速比从低速侧无级地向高速侧变化，由该皮带式无级变速器70变速的发动机31的驱动力在减速齿轮排71再次减速，传递到车轴82。

而且，皮带式无级变速器70的环形皮带78可行驶地配置在旋转电机64的外侧，能用第5机体部件42共同覆盖紧凑配置的皮带式无级变速器70和旋转电机64，有助于带脚蹬的摩托车的小型化。

冷却风扇85收纳在设置于发动机机体35上的风扇罩86内，该风扇罩86随着冷却风扇85的旋转，能从发动机机体35的上方吸入冷却空气，制成上端打开的螺旋状。

以朝向摩托车的前进方向的状态，在后轮WR的右侧，配置有鼓式制动器87的背板88。该背板88与构成发动机机体35的一部分的第4机体部件41的后部制成一体，后轮WR的车轴82的右端部能自如旋转地支承在上述背板88上。

在上述背板88的外侧，在车轴82上，固定有被动链轮89，环状的链条91缠绕在固定在脚蹬轴58上的驱动链轮90和上述被动链轮89上。因此，在踏下脚蹬30、使脚蹬轴58旋转时，由该踏力转变成的旋转动力传递到后轮WR的车轴82。而且，驱动链轮90、链条91和被动链轮89收纳在第2工作腔28中。

在侧置阀式4冲程发动机一发动机31的缸体34和缸盖36之间，制成有面向活塞46的顶部的一部分的燃烧室95，使其将中心配置在从气缸内腔37的轴线C偏向前方一侧的位置上。另外，在缸盖36上安装有使内端朝向燃烧室95的火花塞96。

在缸体34上，面向前方一侧设有能与上述燃烧室95连通的吸气口(图未示)，而且，设置能与上述燃烧室95连通的排气口，使其在朝向摩托车的前进方向时，位于左侧。切换吸气口和燃烧室95之间的连通或切断的吸气阀和切换排气口和燃烧室95之间的连通、切断的排气阀97，能做开、闭动作，支承在缸体34上，而且，弹簧使其具有向闭阀的方向上运动的趋势。

上述吸气阀和排气阀97是由气门摇杆机构98驱动其开、闭的，该气门摇杆机构98具备：固定在两平衡器54、54的一个上的正时驱动齿轮99；与上述正时驱动齿轮99相啮合、能自如旋转地支承在框架50上的正时被动齿轮101；一体地形成在正时被动齿轮101上的吸气侧和排气侧凸轮102、103；随着吸气侧凸轮102的运动而摇动、支承在上述框架50上，而且，与吸气阀连接且连动的吸气侧摇杆(图未示)；随着排气侧凸轮103的运动而摇动、支承在上述框架50上，而且，与上述排气阀97连接且连动的排气侧摇杆104。

吸气管108的下游端连接在缸体34上的气缸部34a的前部，使其与上述吸气口连通，该吸气管108的上游端与配置在发动机31的上方的气化器105的下游端相连接。

在上述气化器105的后方，配置有用车架11的车座立柱14支承着的杂物箱109，在该杂物箱109中收纳有燃料箱110。而且，在上述杂物箱109的上部，在与可拆装地安装在燃料箱110上的注入燃料用的盖111相对应的部分，设有可开、闭的盖子112。

上述杂物箱109兼做空气滤清器113的滤清器壳，该空气滤清器113具备：在燃料箱110的下方、收纳在杂物箱109内、一端关闭且另一端与上述气化器105的上游端相连接的管子114；在杂物箱109内、卷绕在管子114的外周的过滤元件115，在卷绕过滤元件115的部分、在管子114上穿设有流通孔116。即，在除了燃料箱110和管子114之外的部分，在杂物箱109内形成有未净化室117，从杂物箱109之外流入到未净化室117内的空气，经过过滤元件115和流通孔116，通过在管子114内流通而被净化，净化过的空气由管子114导入到气化器105。

导引来自发动机31的废气的排气管118的上游端连接在缸体34的气缸部34a上，使其与排气口相连通。该排气管118在发动机31和后轮WR之间，沿着该后轮WR向下方延伸，排气管118的下游端与消音器119相连接，该消音器119由构成发动机机体35的一部分的第6机体部件43支承着，配置在后轮WR的右侧。

这样一来，由于在发动机31和后轮WR之间，沿该后轮WR配置排气管118，所以，就将构成发动机机体35的一部分、能自如旋转地支承后轮WR的车轴82的第3和第4机体部件40、41配置在上述排气管118的左右两侧。

以下，对该实施例的作用进行说明：由于在脚蹬轴58的后方配置曲轴45，支承在车架11上的发动机31的气缸部34a配置成在车架11的车座立柱14和后轮WR之间向后上方倾斜，导引来自发动机的废气的排气管118在发动机31和后轮WR之间，配置成沿该后轮WR向下方延伸，连接在消音器119上，所以，使排气管118远离车架11，而且，配置在远离脚蹬轴58的位置上，且容易确保排气管长，能提高发动机31的性能。

而且，构成发动机机体35的一部分的、能自如旋转地支承后轮WR的车轴82的第3和第4机体部件40、41，配置在排气管118的左右两侧，排气管118被车座立柱14、后轮WR、第2和第4机体部件40、41前、后、左、右包围着，不需要用于覆盖排气管118的专用的护罩等，能降低零部件的个数。

另外，由于共同支承曲轴45和脚蹬轴58、在车架11的前后方向上制得较长的上述发动机机体35的前端，与车架11相连接，后轮WR的车轴82支承在发动机机体35的后部，所以，由支承曲轴45的发动机机体35能自如旋转地支承脚蹬轴58，同时，用发动机机体35支承后轮WR，能进一步降低零部件个数。

虽然在发动机机体35上，支承有具有一对曲轴配重块45a、45a的曲轴45，而且，能自如旋转地支承有脚蹬轴58，但包含发动机机体35的发动机本体33刚性地固定在车架11上，一对平衡器54、54能与曲轴45的旋转同步、绕与该曲轴45平行的轴线旋转，收纳在发动机机体35内。

因此，能由平衡器54、54抑制发动机31的振动，即使发动机本体33刚性地固定在车架11上，也能降低由于发动机的振动而引起的车架11的振动，另外，由于发动机本体33刚性地固定在车架11上，所以，能确保踏下支承在发动机本体33所具备的发动机机体35上的脚蹬轴58两端的脚蹬30…时的刚性感，而且，由于不需要防振结构，所以，能使将发动机本体33支承在车架11上的支承结构很紧凑。

而且，由于两平衡器54、54分别具有平衡器配重块54a，平衡器配重块54a配置在两曲轴配重块45a、45a之间，使其从与曲轴45的轴线平行的方向看，一部分与两曲轴配重块45a、45a重叠，所以，尽管有平衡器54、54，也能将沿曲轴45的轴线方向上的发动机机体35的宽度设计的较小，能防止发动机31体积增大。

另外，上述两平衡器54、54，沿发动机本体33所具备的气缸内腔37的轴线C的方向看，配置在曲轴45的两侧，使其在该曲轴45的一直径线的延长线上具有旋转轴线，能紧凑地将能降低绕曲轴45的旋转扭矩的一对平衡器54、54配置在一对曲轴配重块45a、45a之间。

而且，由于曲轴45和脚蹬轴58并列配置在气缸内腔37的轴线C相对连接这些轴45、58的轴线的直线L倾斜着交叉的位置上，所以，尽管从气缸内腔37的轴线方向看，一对平衡器54、54配置在曲轴45的两侧，也能使曲轴45和脚蹬轴58极为接近，便于实现发动机机体35的小型化。

另外，脚蹬轴58通过球轴承59、60支承在发动机机体35上，与此相对应，曲轴45和平衡器54、54分别通过球轴承53…、55…支承在安装于发动机机体35上的框架50上。即，由于用与发动机机体35不同的物体一框架50支承曲轴45和平衡器54、54，所以，便于平衡块的集中，而且容易提高框架50的刚性，能提高平衡器54、54的防振效果，能进一步抑制振动向发动机机体35传递，其结果是，能更加进一步降低振动向车架11和脚蹬轴58的传递，另外，由于用框架50确保刚性，所以，能便于减轻发动机机体35的重量。

而且，由于发动机31是侧置阀式的4冲程发动机，所以，在发动机31的气缸部34a，能将吸气管108和排气管118连接在气缸部34a上，因此，虽然是能将废气排净的4冲程发动机，但也能降低发动机31的整体高度，能空出发动机31下部的离地高以及发动机31上方的辅机配置空间。

脚蹬轴58的轴线配置在向车座立柱14的下方延伸的假想延长线上，曲轴45配置在该脚蹬轴58的后方，支承在车架11上的发动机31的气缸部34a在车座立柱14的后方沿该车座立柱14配置。因此，能配置发动机31的吸气系和排气系，使其避开脚蹬轴58的两端的脚蹬30…的旋转所需要的空间。

再有，碗状的飞轮61能构成用于将来自曲轴45的动力传递到后轮WR的传动系73的一部分、在外周一体地具有驱动皮带轮67，飞轮61同轴地固定在曲轴45上，在飞轮61的内周固定有若干磁铁62…。而且，与磁铁62…共同作用、能将旋转动力赋予飞轮61、即赋予曲轴45的线圈65固定配置在飞轮61内。

因此，就成了用于将起动用动力赋予曲轴45的起动系收纳在构成传动系73的一部分的飞轮61内，而现技术是飞轮固定在曲轴上，齿圈设置在飞轮的外周，用起动用电动机驱动能与齿圈啮合的小齿轮旋转，与这种现有技术相比，能实现发动机31的小型化、和轻量化。

而且，飞轮61、磁铁62…和线圈65是旋转电机64的结构要素的一部分，由于该旋转电机64能在作为能将起动用动力赋予曲轴45的起动用电动机发挥作用的状态和作为随着曲轴45的旋转而发电的发电机发挥作用的状态之间进行切换，所以，包含由曲轴45驱动的发电机，能更加进一步使发动机31小型化和轻量化。

以上，虽然对本发明的实施例进行了说明，但本发明并不限于上述实施例，能不脱离权利要求的范围所记载的本发明，进行各种设计变更。

如以上所述，根据本发明的第一方面，发动机包含起动系，使其将用于把起动用动力赋予曲轴的起动系收纳在构成传动系的一部分的旋转件内，能实现发动机的小型化、轻量化。

另外，根据本发明的第一方面，含有用曲轴驱动的发电机，能使发动机更加进一步小型化、轻量化。

Claims (2)

1.一种用于将起动用动力赋予曲轴(45)的发动机的起动装置，其特征是：碗状的旋转件(61)构成将来自曲轴(45)的动力传递给被驱动件(WR)的传动系(73)的一部分，该旋转件(61)同轴地固定在曲轴(45)上，该旋转件(61)的内周固定有多个磁铁(62)，与上述磁铁(62)共同作用、能将旋转动力赋予旋转件(61)的线圈(65)固定配置在上述旋转件(61)内。

2.如权利要求1所记载的发动机的起动装置，其特征是：将上述磁铁(62)、上述旋转件(61)和上述线圈(65)作为结构要素的一部分的旋转电机(64)，其结构能在作为能将起动用动力赋予曲轴(45)的起动用电动机发挥作用的状态和作为随着曲轴(45)的旋转而发电的发电机发挥作用的状态之间进行切换。

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