JP2004092624A - Gear mounting structure of engine crankshaft - Google Patents

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JP2004092624A JP2002258924A JP2002258924A JP2004092624A JP 2004092624 A JP2004092624 A JP 2004092624A JP 2002258924 A JP2002258924 A JP 2002258924A JP 2002258924 A JP2002258924 A JP 2002258924A JP 2004092624 A JP2004092624 A JP 2004092624A
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中原 浩
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To lighten a crankshaft, to form the axial size thereof in a compact size, and to improve the mountability of an outputting gear on the crankshaft, in a four cycle engine. <P>SOLUTION: A balancer drive gear 30 is fixed as the outputting gear, between one main bearing 37 of the both ends-supported crankshaft 1 and a chain sprocket 25 formed on a crankshaft section projected from the main bearing 37 to the outside of a crank chamber. The balancer drive gear 30 has an inner circumferential spline 71 spline-fitted to the outer circumferential spline 70 of the crankshaft 1, and the inner circumferential spline 71 is formed to have the same number of teeth as the chain sprocket 25, and also formed into such a shape that the teeth of the inner circumferential spline 71 can be passed between the teeth of the chain sprocket 25 on a direction of a crank axial center. The balancer drive gear 30 makes the chain sprocket 25 pass, and is spline-fitted and fixed between the chain sprocket 25 and the main bearing 37. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本願発明は、エンジンのクランク軸のギヤ取付構造に関し、特にクランク軸にカム駆動用のチェーンスプロケットあるいはオイルポンプ駆動用のチェーンスプロケット等を形成する4サイクルエンジンに適したクランク軸のギヤ取付構造に関する。
【0002】
【従来の技術】
4サイクルエンジンのクランク軸には、ミッションに動力を伝達するための一次ギヤ(クランクギヤ)の他に、エンジンに装備される各種装置を駆動するための出力用のギヤ又は出力用のチェーンスプロケットが必要に応じて設けられている。たとえば、バランサ駆動ギヤ、カム駆動用のチェーンスプロケット又はオイルポンプ゜駆動ギヤ(あるいはチェーンスプロケット)等が必要に応じて設けられる。
【0003】
各出力用のギヤ及びチェーンスプロケットのクランク軸上の配列は、一例として図7に示すような配列がある(特許文献1参照)。すなわち、図7において、クランク軸101を一対の主軸受102,103により両持ち支持したエンジンにおいて、一方の主軸受103からクラッチ室内に突出したクランク軸部分には、クラッチギヤ115に噛み合う一次ギヤ111が固定され、該一次ギヤ111とクラッチ側の主軸受103の間にカム駆動用のチェーンスプロケット110が固定されている。しかも、カム駆動用のチェーンスプロケット110と一次ギヤ111とは共通のボス113に一体成形され、該ボス113がクランク軸101に固定されている。他方の主軸受102からジェネレータ室に突出した部分にはジェネレータ120が設けられている。しかし、バランサ駆動ギヤ112は、上記ジェネレータ室側の主軸受102とクランクウエブ122の間に設けられ、クランク室内に位置している。
【0004】
【特許文献1】特開2000−87714号公報(図2)
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
クランク軸の一方の突出部分に出力用のチェーンスプロケットと出力用のギヤを並設する場合において、図7のようにカム駆動用のチェーンスプロケット110と一次ギヤ111とを共通のボス113によりクランク軸101に固定するようにしていると、チェーンスプロケット110の歯底径より小さなボス外径に対しボス肉厚を取らなければならないので、ボス内周のスプライン径も小さくならざるを得ず、クランク軸101の外周スプラインも小径となり、十分な強度及び剛性を確保し難い。逆に、十分な強度及び剛性を確保しようとすると、チェーンスプロケット110の歯底径を大きくするため、歯数の多いスプロケットを使用せざるを得ず、クランク軸101の重量増加のみならず、シリンダヘッドのカムスプロケット部でのエンジンの大型化となる。
【0006】
また、チェーンスプロケット110と一次ギヤ111の各歯を小さなボス113に一体成形加工する作業にも手間がかかる。
【0007】
これに対して、チェーンスプロケットをクランク軸と一体成形することにより、エンジンの小型化とクランク軸の軽量化と歯切り加工の容易化が図れるが、その場合は、出力用のギヤの組付性を考慮して、チェーンスプロケットは上記図7と同様に主軸受側に形成され、出力用のギヤはクランク軸先端側に固定される。
【0008】
ところが、チェーンスプロケットとして、たとえばカム駆動用のチェーンスプロケットをクランク軸に一体成形する場合、その位置は、ボアの肉厚、水通路幅、カムチェーン室内側肉厚及び隙間を重ねることにより決まるため、カム駆動用チェーンスプロケットと主軸受の間には無駄なスペースが存在することになり、クランク軸の軸芯方向寸法が大きくなり、エンジンの大形化の原因になる。しかも、昨今のエンジンはボアが大径化する傾向にあるため、上記無駄なスペースも大きくなり、クランク軸の軸芯方向寸法の大形化を助長する。
【0009】
【発明の目的】
本願発明の目的は、クランク軸上に設けられる各種出力用のチェーンスプロケット及び出力用のギヤの配列及び形状を工夫することにより、クランク軸の軽量化及びクランク軸芯方向のコンパクト化を達成できるようにすると共に、出力用のギヤの組付性を向上させることである。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本願請求項1記載の発明は、クランク軸を両持ち支持する一対の主軸受の一方と、該主軸受からクランク室外に突出するクランク軸部分に形成された出力用のチェーンスプロケットとの間に、出力用のギヤを固定してあることを特徴とするエンジンのクランク軸のギヤ取付構造である。
【0011】
上記構造によると、クランク軸に一体成形された出力用のチェーンスプロケットと主軸受との間のスペースを、出力用のギヤの取付スペースとして有効に利用でき、クランク軸の軽量化並びにエンジンのクランク軸芯方向寸法のコンパクト化を達成できる。また、出力用のギヤを主軸受に隣接して配置することができることにより、出力用のギヤの支持剛性を高めることもできる。
【0012】
請求項2記載の発明は、請求項1記載のエンジンのクランク軸のギヤ取付構造において、上記出力用のギヤは、クランク軸のギヤ取付位置に形成された外周スプラインにスプライン嵌合する内周スプラインを有し、該内周スプラインは、上記チェーンスプロケットと同じ歯数に形成されると共に、内周スプラインの各歯がチェーンスプロケットの各歯間を軸芯方向に通過しうる形状に形成されていることを特徴としている。
【0013】
上記構造によると、主軸受と出力用のチェーンスプロケットとの間のクランク軸部分の径を、チェーンスプロケットの外径よりも大きくする必要はなく、出力用のギヤをギヤ取付位置まで軸芯方向に挿入できる。これにより、クランク軸の軽量化を図りつつ、出力用のギヤの組付性を維持することができる。また、主軸受を大型化する必要もなくなる。
【0014】
請求項3記載の発明は、請求項1又は2記載のエンジンのクランク軸のギヤ取付構造において、上記出力用のチェーンスプロケットは吸排気弁カム駆動用チェーンスプロケットであり、出力用のギヤはバランサ駆動ギヤであることを特徴としている。
【0015】
上記構造によると、ボアの大径化に対応してカム駆動用チェーンスプロケットの形成位置が主軸受から遠くなる場合でも、ギヤ組付性の維持と共にクランク軸のクランク軸芯方向のコンパクト化を図ることができる。
【0016】
【発明の実施の形態】
図1〜図5は、本願発明が適用された単気筒4サイクルエンジンであり、たとえばモトクロス用オートバイに搭載されており、これら図面に基づいて本願発明の一実施の形態を説明する。なお、説明の都合上、クランク軸芯方向を左右方向として説明する。
【0017】
図1はエンジン内の主な回転軸及びギヤ類の配置を示す左側面略図であり、この図1において、クランクケース2の前半部はクランク軸1を収納するクランク室4となっており、後半部はギヤ式ミッションを収納するミッション室5となっており、クランク室4の上面にはシリンダ6、シリンダヘッド7及びヘッドカバー8が順次締着されている。
【0018】
ミッション室5内には、クランク軸1と平行な変速入力軸10と変速出力軸11が前後に間隔を置いて配置され、周知のギヤ式ミッションと同様に、各軸10,11に装着された入力側変速ギヤ群13と出力側変速ギヤ群14が噛み合っている。変速出力軸11は、図示しないが車輪駆動用のプロペラ軸あるいはチェーン伝導機構等に連動連結している。
【0019】
変速入力軸10の下方には、クランク軸1と平行な左右一対のオイルポンプ軸17,18が配置され、クランク室4の前部にはクランク軸1と平行なバランサ軸19が配置され、シリンダヘッド7の上端には、吸,排気弁駆動用の一対のカム軸21,22がクランク軸1と平行に配置されている。
【0020】
各カム軸21,22にはそれぞれチェーンスプロケット23,24が固着されており、両チェーンスプロケット23,24とクランク軸1に一体成形されたカム駆動用のチェーンスプロケット25に亘ってカムチェーン26が巻き掛けられ、該カムチェーン26を介してクランク軸1から各カム軸21,22にカム駆動用動力が出力されるようになっている。なお、O1はクランク軸芯、O2は変速入力軸芯、O3はポンプ軸芯、O4は変速出力軸芯、O5はバランサ軸芯、Cはシリンダ中心線である。
【0021】
図3は図1のIII−III断面展開図であり、クランクケース2は左右2つ割り構造となっており、シリンダ中心線Cを含みクランク軸芯O1と直角な面を合わせ面として、左右のクランクケース部材2a,2bが結合されている。クランクケース2の左右の側壁34,35にはクランク軸支持孔41,42がそれぞれ形成され、各クランク軸支持孔41,42には主軸受37,38がそれぞれ嵌着され、両主軸受37,38によりクランク軸1を両持ち支持している。
【0022】
クランク軸1も左右2分割構造となっており、クランクピン39により左右のクランク軸部材を結合してある。クランク軸1の右側の端部は、右側主軸受38を貫通して右側のクラッチ室44内に突出し、該右側突出部分には、クランク軸1とは別部材でできた車輪駆動用の一次ギヤ52が固定されると共に、該一次ギヤ52と右側主軸受38との間に、ポンプ駆動用のチェーンスプロケット51がクランク軸1と一体に成形されている。上記一次ギヤ52はクランク軸1にスプライン嵌合すると共にサークリップ53により軸芯方向移動不能に固定されている。
【0023】
クランク軸1の左側の端部は、左側主軸受37を貫通して左側のジェネレータ室45に突出し、左側突出端部にはジェネレータ47のロータ48が固定されている。該ロータ48と左側主軸受37の間のクランク軸1部分に、カム駆動用のチェーンスプロケット25がクランク軸1と一体成形され、該カム駆動用のチェーンスプロケット25と左側主軸受37の間に、クランク軸1とは別部材でできたバランサ駆動ギヤ30がスプライン嵌合している。バランサ駆動ギヤ30の径方向の内方端部には右方へ突出するボス部30aが一体成形されており、該ボス部30aの右端が左側主軸受37に当接し、バランサ駆動ギヤ30の左端はサークリップ65により抜け止めされている。
【0024】
ミッション室5の変速入力軸10は左右一対の軸受を介してクランクケース2の両側壁34,35に支持されると共に、右側の端部がクラッチ室44内に突出し、右側突出部分に多板式摩擦クラッチ50が取り付けられている。
【0025】
多板式摩擦クラッチ50の入力側アウターケース50aの左端面にはクラッチギヤ54が結合されており、該クラッチギヤ54はクランク軸1の一次ギヤ52に噛み合っている。クラッチギヤ54とクランクケース右側壁35の間には、始動ギヤ55がクラッチギヤ54と一体成形されている。
【0026】
バランサ軸19は左右一対の軸受58,59を介してクランクケース2の左右側壁34,35に支持されている。バランサ軸19の右側の端部はクラッチ室44内に突出し、該右側突出部分には右側ウエイト部19aが一体に形成されると共に、継手機構を介して水ポンプ56のポンプ軸57が連結している。バランサ軸19の左側の端部はジェネレータ室45内に突出し、該左側突出部分にはバランサギヤ29が固定され、該バランサギヤ29はクランク軸1のバランサ駆動ギヤ30に噛み合っている。また、バランサギヤ29には、バランサ軸19とは別部材で形成された左側ウエイト部19bが固定されている。
【0027】
図2は図1のII−II断面展開図であり、エンジンには一対のオイルポンプ15,16が備えられており、両オイルポンプ15,16は、クランクケース2の左右側壁34,35に振分け配置されている。左側のオイルポンプ15は、エンジン内の各注油個所からの戻りオイルをミッション室5の下部に形成されたオイルタンク室側へ汲み上げるスカベンジングポンプであり、右側のオイルポンプ16は、エンジン内の各注油個所にオイルを圧送するフィードポンプである。
【0028】
両オイルポンプ15,16のポンプ軸17,18は、クランク軸芯O1と平行な同一軸芯O3上に配置されると共に継手を介して連結されている。右側のポンプ軸18はクラッチ室44内に突出し、該突出部分にチェーンスプロケット31が固定され、該チェーンスプロケット31とクランク軸1に形成されたポンプ駆動用のチェーンスプロケット51に亘ってチェーン32が巻き掛けられ、該チェーン32を介してクランク軸1からオイルポンプ軸17,18へオイルポンプ駆動用動力を出力するようになっている。
【0029】
[バランサ駆動ギヤの取付構造]
図4はバランサ駆動ギヤ30を外した組立前の状態でクランク軸1の左側端部を示す断面図であり、本実施の形態では、クランク軸1の左側端部におけるバランサ駆動ギヤ30とカム駆動用チェーンスプロケット30の配列及び取付構造に、本願発明を適用しており、以下、詳しく説明する。
【0030】
図4において、カム駆動用チェーンスプロケット25は前述のようにクランク軸1と一体成形されており、上記カム駆動用チェーンスプロケット25と左側主軸受37との間がバランサ駆動ギヤ30の取付位置となっている。バランサ駆動ギヤ取付位置には外周スプライン70が形成されており、該外周スプライン70の外径(歯末の径)D1はカム駆動用チェーンスプロケット25の大径(歯末の径)D3と略同じかあるいは若干大きく設定され、外周スプライン70の小径(谷底径)d1は、カム駆動用チェーンスプロケット25の小径(谷底径)d3と略同じかあるいは若干大きく設定されている。外周スプライン70の左端部には、抜け止めクリップ取付用の環状溝66が形成されている。
【0031】
一方、バランサ駆動ギヤ30のボス部30aには、前記クランク軸1の外周スプライン70にスプライン嵌合する内周スプライン71が形成されている。該内周スプライン71の小径(歯末の径)d2は、カム駆動用チェーンスプロケット25の小径d3より若干大きく、内周スプライン71の大径(谷底径)D2は、カム駆動用チェーンスプロケット25の大径D3より若干大きく設定されている。
【0032】
図5は図4のV−V断面拡大図であり、バランサ駆動ギヤ30の内周スプライン71とクランク軸1の外周スプライン70は、当然同じ歯数に形成されているが、カム駆動用チェーンスプロケット25も内周スプライン71及び外周スプライン70と同じ歯数に形成されており、しかも、カム駆動用チェーンスプロケット25の各歯間を、バランサ駆動ギヤ30の内周スプライン71の各歯がクランク軸芯O1方向に通過し得る歯形状に形成されている。
【0033】
【作用】
[クランク軸の組付]
(1)図2において、左右のクランク軸部材をクランクピン39で結合することによりクランク軸1を組み立てる。左右のクランクケース2a、2bに主軸受37、38をそれぞれ嵌め込む。
【0034】
(2)クランク軸1の左右両側の端部を、結合前(分割状態)の左右のクランクケース部材2a、2bの軸支持孔41,42に嵌め込まれた主軸受37,38に挿入し、両クランクケース部材2a,2bを結合する。
【0035】
(3)クランク軸1の右側突出部分に一次ギヤ52をスプライン嵌合し、サークリップ53によりクランク軸芯O1方向に固定する。
【0036】
(4)図4において、クランク軸1の左端からバランサ駆動ギヤ30を嵌め、図5のように内周スプライン71の歯をカム駆動用チェーンスプロケット25の歯間に合わせ、バランサ駆動ギヤ30を図4のカム駆動チェーンスプロケット25の右方へ通過させる。そして、クランク軸1の外周スプライン70にスプライン嵌合すると共に、ボス部30aを左側主軸受37に当接させる。しかる後、環状溝66にサークリップ65を嵌着して、クランク軸芯O1方向に固定する。
【0037】
該実施の形態のように、バランサ駆動ギヤ30の内周スプライン71とカム駆動用チェーンスプロケット25の歯数を合わせ、かつ、内周スプライン71の各歯がカム駆動用チェーンスプロケット25の歯間を通過するように形成してあると、カム駆動用チェーンスプロケット25と左側主軸受37の間のクランク軸部分(バランサ駆動ギヤ取付位置)のクランク軸径を大きくすることなく、バランサ駆動ギヤ30を組み付けることができる。すなわち、内周スプライン71の小径d2を、カム駆動用チェーンスプロケット25の外径D3より大きくする必要がなく、クランク軸1の軽量化を達成できる。
【0038】
また、該実施の形態では、クランク軸1のジェネレータ側の突出部分にカム駆動用チェーンスプロケット25及びバランサ駆動ギヤ30を配置していることにより、クランク軸1のクラッチ側の突出部分において、一次ギヤ52の位置をさらに右方に張り出させることなく、右側主軸受38と一次ギヤ52の間にオイルポンプ駆動用チェーンスプロケット51を配置することができ、クランク軸芯方向寸法のコンパクト化ができると共にオイルポンプ15,16等の配置自由度が増える。
【0039】
また、オイルポンプ駆動用のチェーンスプロケット51をクラッチ側に配置してあることにより、クラッチ50とクランクケース右側壁38との間の空間を、ポンプ軸18等のチェーンスプロケット31の配置スペースとして有効利用することができ、この点においてもクランク軸芯方向寸法のコンパクト化になる。
【0040】
【発明のその他の実施の形態】
(1)図6に示す実施の形態は、カムチェーン26がクランク軸芯方向のクラッチ側(右側)に配置されたエンジンにおいて、クランク軸1の右側突出部分に配置される一次ギヤ52及びカム駆動用チェーンスプロケット25の構造に、本発明を適用した例である。
【0041】
図6において、クランク軸1の右側突出部分にカム駆動用のチェーンスプロケット25が一体成形されており、該チェーンスプロケット25と右側主軸受38の間のクランク軸部分に外周スプライン90を形成し、該該外周スプライン90に一次ギヤ52の内周スプライン91をスプライン嵌合し、サークリップ92で固定してある。一次ギヤ52の内周スプライン91とカム駆動用チェーンスプロケット25との関係は、図4及び図5で説明したバランサ駆動ギヤ30の内周スプライン71とチェーンスプロケット25との関係と同様であり、同じ歯数を備え、一次ギヤ52がチェーンスプロケット25に対してクランク軸芯方向に挿通可能となっている。
【0042】
なお、ポンプ軸18にはポンプギヤ95が固定され、該ポンプギヤ95はクラッチギヤ54と一体に形成された始動ギヤ55に噛み合っている。
【0043】
(2)前記各実施の形態は、クランク軸に固定される出力用のギヤとして、バランサ駆動ギヤ又は一次ギヤを適用し、クランク軸と一体成形されるチェーンスプロケットとして、カム駆動用のチェーンスプロケットを適用してあるが、オイルポンプ用のポンプ駆動ギヤとカム駆動用のチェーンスプロケットとの関係、またはポンプ駆動用チェーンスプロケットと他の出力用のギヤとの関係において、本願を適用することも可能である。
【0044】
【発明の効果】
以上説明したように本願発明によると、(1)クランク軸を両持ち支持する一対の主軸受の一方(たとえば左側主軸受37)と、該主軸受からクランク室外に突出するクランク軸部分に形成された出力用のチェーンスプロケット(たとえばカム駆動用チェーンスプロケット25)との間に、出力用のギヤ(たとえばバランサ駆動ギヤ30)を固定してあるので、出力用のチェーンスプロケットと主軸受との間のスペースを、出力用のギヤの取付スペースとして有効に利用でき、エンジンのクランク軸芯方向寸法をコンパクトに保つことができる。また、上記出力用のギヤを主軸受に隣接配置できることにより、出力用のギヤの支持剛性を高くすることができる。また、主軸受の大形化も防ぐことができる。
【0045】
(2)出力用のギヤは、クランク軸のギヤ取付位置に形成された外周スプラインにスプライン嵌合する内周スプラインを有し、該内周スプラインは、上記チェーンスプロケットと同じ歯数に形成されると共に、内周スプラインの各歯がチェーンスプロケットの各歯間を軸芯方向に通過しうる形状に形成されていると、主軸受と出力用のチェーンスプロケットとの間のクランク軸部分の径をチェーンスプロケットの外径よりも大きくする必要がなく、出力用のギヤを軸芯方向に取付位置まで挿入し、固定することができる。すなわち、クランク軸芯方向のエンジンのコンパクト化を図りながらも、出力用のギヤの組付性向上とクランク軸の軽量化を達成することができる。
【0046】
(3)上記出力用のチェーンスプロケットとして、カム駆動用のチェーンスプロケットを配置し、出力用のギヤとしてバランサ駆動ギヤを配置してあると、ボアの大径化に対応してカム駆動用チェーンスプロケットの形成位置が主軸受から遠くなる場合でも、ギヤ組付性とクランク軸の軽量化を保つことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本願発明を適用した4サイクルエンジンの主な軸配置を示す左側面簡略図である。
【図2】図1のII−II断面展開図である。
【図3】図1のIII−III断面展開図である。
【図4】バランサ駆動ギヤを外して示すクランク軸の左側部分の拡大断面図である。
【図5】図4のV−V断面図である。
【図6】本願発明の別の実施の形態を示しており、前記図2と同じ切断面での断面展開図である。
【図7】従来例の断面図である。
【符号の説明】
1 クランク軸
2 クランクケース
2a 左側クランクケース部材
2b 右側クランクケース部材
4 クランク室
5 ミッション室
19 バランサ軸
21,22 カム軸
25 カム駆動用チェーンスプロケット(出力用のチェーンスプロケットの一例)
26 カムチェーン
30 バランサ駆動ギヤ(出力用のギヤの一例)
34 クランクケース左側壁
35 クランクケース右側壁
37 左側主軸受
38 右側主軸受
44 クラッチ室
45 ジェネレータ室
52 一次ギヤ(出力用のギヤの別の例)
70 外周スプライン
71 内周スプライン
90 外周スプライン
91 内周スプライン
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a gear mounting structure for a crankshaft of an engine, and more particularly to a gear mounting structure for a crankshaft suitable for a four-cycle engine in which a cam drive chain sprocket or an oil pump drive chain sprocket is formed on the crankshaft.
[0002]
[Prior art]
In addition to a primary gear (crank gear) for transmitting power to a transmission, an output gear for driving various devices mounted on the engine or a chain sprocket for output is provided on the crankshaft of the four-cycle engine. Provided as needed. For example, a balancer drive gear, a chain sprocket for driving a cam, or an oil pump / drive gear (or a chain sprocket) are provided as necessary.
[0003]
As an example of the arrangement of each output gear and chain sprocket on the crankshaft, there is an arrangement as shown in FIG. 7 (see Patent Document 1). That is, in FIG. 7, in an engine in which the crankshaft 101 is supported at both ends by a pair of main bearings 102 and 103, a primary gear 111 meshing with the clutch gear 115 is provided on a crankshaft portion protruding into the clutch chamber from one main bearing 103. Is fixed, and a chain sprocket 110 for driving a cam is fixed between the primary gear 111 and the main bearing 103 on the clutch side. In addition, the cam drive chain sprocket 110 and the primary gear 111 are integrally formed on a common boss 113, and the boss 113 is fixed to the crankshaft 101. A generator 120 is provided at a portion protruding from the other main bearing 102 into the generator chamber. However, the balancer drive gear 112 is provided between the main bearing 102 on the generator chamber side and the crank web 122, and is located in the crank chamber.
[0004]
[Patent Document 1] JP-A-2000-87714 (FIG. 2)
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
In the case where an output chain sprocket and an output gear are juxtaposed on one protruding portion of the crankshaft, the chain sprocket 110 for cam drive and the primary gear 111 are connected to the crankshaft by a common boss 113 as shown in FIG. When the boss is fixed to the boss 101, the boss must have a large thickness for the outer diameter of the boss smaller than the tooth bottom diameter of the chain sprocket 110. Therefore, the spline diameter on the inner periphery of the boss must be reduced. The outer peripheral spline of 101 also has a small diameter, and it is difficult to secure sufficient strength and rigidity. Conversely, in order to ensure sufficient strength and rigidity, the root diameter of the chain sprocket 110 must be increased, so that a sprocket having a large number of teeth must be used. The engine becomes larger at the cam sprocket of the head.
[0006]
In addition, it takes time and labor to integrally form the teeth of the chain sprocket 110 and the primary gear 111 into the small boss 113.
[0007]
On the other hand, by integrally molding the chain sprocket with the crankshaft, it is possible to reduce the size of the engine, reduce the weight of the crankshaft, and facilitate the gear cutting process. In consideration of the above, the chain sprocket is formed on the main bearing side similarly to FIG. 7, and the output gear is fixed to the tip end side of the crankshaft.
[0008]
However, when a chain sprocket, for example, a cam drive chain sprocket is integrally formed with the crankshaft, its position is determined by overlapping the thickness of the bore, the width of the water passage, the thickness of the cam chain chamber inner side, and the gap. There is a useless space between the cam drive chain sprocket and the main bearing, the dimension of the crankshaft in the axial direction increases, and the engine becomes larger. Moreover, in recent engines, the bore tends to increase in diameter, so the useless space also increases, which contributes to increasing the size of the crankshaft in the axial direction.
[0009]
[Object of the invention]
An object of the present invention is to reduce the weight of the crankshaft and downsize the crankshaft in the center direction by devising the arrangement and shape of various output chain sprockets and output gears provided on the crankshaft. And to improve the assemblability of the output gear.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problem, the invention according to claim 1 of the present application is directed to an output for output formed on one of a pair of main bearings that support a crankshaft at both ends and a crankshaft portion protruding out of the crank chamber from the main bearing. An output gear is fixed between a chain sprocket and an engine crankshaft.
[0011]
According to the above structure, the space between the output chain sprocket integrally formed with the crankshaft and the main bearing can be effectively used as a mounting space for the output gear, thereby reducing the weight of the crankshaft and the crankshaft of the engine. A compact size in the core direction can be achieved. Further, since the output gear can be arranged adjacent to the main bearing, the support rigidity of the output gear can be increased.
[0012]
According to a second aspect of the present invention, in the gear mounting structure for a crankshaft of the engine according to the first aspect, the output gear is spline-fitted to an outer spline formed at a gear mounting position of the crankshaft. The inner peripheral spline is formed with the same number of teeth as the chain sprocket, and is formed in a shape that allows each tooth of the inner peripheral spline to pass between the teeth of the chain sprocket in the axial direction. It is characterized by:
[0013]
According to the above structure, the diameter of the crankshaft portion between the main bearing and the output chain sprocket does not need to be larger than the outer diameter of the chain sprocket, and the output gear is moved in the axial direction to the gear mounting position. Can be inserted. Thereby, the assemblability of the output gear can be maintained while reducing the weight of the crankshaft. Further, it is not necessary to increase the size of the main bearing.
[0014]
According to a third aspect of the present invention, in the gear mounting structure for an engine crankshaft according to the first or second aspect, the output chain sprocket is a chain sprocket for driving an intake / exhaust valve cam, and the output gear is a balancer driven. It is characterized by being a gear.
[0015]
According to the above structure, even if the position of the cam drive chain sprocket is far from the main bearing in response to the increase in bore diameter, the gear assembly is maintained and the crankshaft is made compact in the direction of the crankshaft center. be able to.
[0016]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
FIGS. 1 to 5 show a single-cylinder four-cycle engine to which the present invention is applied, which is mounted on, for example, a motocross motorcycle. One embodiment of the present invention will be described with reference to these drawings. For convenience of description, the description will be made assuming that the crankshaft center direction is the left-right direction.
[0017]
FIG. 1 is a schematic left side view showing an arrangement of main rotating shafts and gears in the engine. In FIG. 1, a front half of a crankcase 2 is a crank chamber 4 for accommodating a crankshaft 1, and a rear half thereof. The section is a transmission chamber 5 for accommodating a gear-type transmission, and a cylinder 6, a cylinder head 7 and a head cover 8 are sequentially fastened to the upper surface of the crank chamber 4.
[0018]
In the transmission chamber 5, a transmission input shaft 10 and a transmission output shaft 11 parallel to the crankshaft 1 are arranged at an interval in the front-rear direction, and mounted on the respective shafts 10, 11 similarly to a well-known gear type transmission. The input side transmission gear group 13 and the output side transmission gear group 14 are engaged. Although not shown, the transmission output shaft 11 is operatively connected to a propeller shaft for driving wheels or a chain transmission mechanism.
[0019]
A pair of left and right oil pump shafts 17 and 18 parallel to the crankshaft 1 are arranged below the speed change input shaft 10, and a balancer shaft 19 parallel to the crankshaft 1 is arranged at the front of the crank chamber 4. At the upper end of the head 7, a pair of camshafts 21 and 22 for driving intake and exhaust valves are arranged in parallel with the crankshaft 1.
[0020]
Chain sprockets 23 and 24 are fixed to the camshafts 21 and 22, respectively. A cam chain 26 is wound around a chain sprocket 25 for cam driving which is integrally formed with the chain sprockets 23 and 24 and the crankshaft 1. The cam drive power is output from the crankshaft 1 to the camshafts 21 and 22 via the cam chain 26. O1 is a crank shaft center, O2 is a shift input shaft center, O3 is a pump shaft center, O4 is a shift output shaft center, O5 is a balancer shaft center, and C is a cylinder center line.
[0021]
FIG. 3 is an exploded view taken along the line III-III of FIG. 1. The crankcase 2 has a left / right split structure. The crankcase members 2a and 2b are connected. Crankshaft support holes 41 and 42 are respectively formed in left and right side walls 34 and 35 of the crankcase 2, and main bearings 37 and 38 are fitted in the crankshaft support holes 41 and 42, respectively. 38 supports the crankshaft 1 at both ends.
[0022]
The crankshaft 1 also has a left-right split structure, and the left and right crankshaft members are connected by a crankpin 39. The right end of the crankshaft 1 penetrates the right main bearing 38 and protrudes into the right clutch chamber 44. The right protruding portion includes a primary gear for driving wheels made of a member separate from the crankshaft 1. 52 is fixed, and a chain sprocket 51 for driving the pump is formed integrally with the crankshaft 1 between the primary gear 52 and the right main bearing 38. The primary gear 52 is spline-fitted to the crankshaft 1 and is fixed by a circlip 53 so as not to move in the axial direction.
[0023]
The left end of the crankshaft 1 penetrates through the left main bearing 37 and protrudes into the left generator chamber 45, and the rotor 48 of the generator 47 is fixed to the left protruding end. A chain sprocket 25 for driving a cam is integrally formed with the crankshaft 1 at a portion of the crankshaft 1 between the rotor 48 and the left main bearing 37. A balancer drive gear 30 made of a member separate from the crankshaft 1 is spline-fitted. A boss 30a projecting rightward is integrally formed at the radially inner end of the balancer drive gear 30. The right end of the boss 30a abuts the left main bearing 37, and the left end of the balancer drive gear 30. Is secured by a circlip 65.
[0024]
The speed change input shaft 10 of the transmission chamber 5 is supported by the side walls 34 and 35 of the crankcase 2 via a pair of left and right bearings, and the right end protrudes into the clutch chamber 44, and the right protruding portion has a multi-plate friction. A clutch 50 is mounted.
[0025]
A clutch gear 54 is connected to a left end surface of the input side outer case 50 a of the multi-plate friction clutch 50, and the clutch gear 54 is engaged with the primary gear 52 of the crankshaft 1. A start gear 55 is formed integrally with the clutch gear 54 between the clutch gear 54 and the right side wall 35 of the crankcase.
[0026]
The balancer shaft 19 is supported by left and right side walls 34 and 35 of the crankcase 2 via a pair of left and right bearings 58 and 59. The right end of the balancer shaft 19 protrudes into the clutch chamber 44, and the right protruding portion is integrally formed with the right weight portion 19a, and the pump shaft 57 of the water pump 56 is connected via a joint mechanism. I have. A left end of the balancer shaft 19 protrudes into the generator chamber 45, and a balancer gear 29 is fixed to the left protruding portion, and the balancer gear 29 meshes with a balancer drive gear 30 of the crankshaft 1. Further, to the balancer gear 29, a left weight portion 19b formed of a member different from the balancer shaft 19 is fixed.
[0027]
FIG. 2 is an exploded cross-sectional view taken along the line II-II of FIG. 1. The engine is provided with a pair of oil pumps 15, 16. Are located. The left oil pump 15 is a scavenging pump that pumps return oil from each lubricating point in the engine to an oil tank chamber formed in a lower portion of the transmission chamber 5, and the right oil pump 16 is a scavenging pump that pumps each oil in the engine. This is a feed pump that pumps oil to the lubrication point.
[0028]
The pump shafts 17, 18 of the oil pumps 15, 16 are arranged on the same axis O3 parallel to the crank axis O1, and are connected via a joint. The right pump shaft 18 protrudes into the clutch chamber 44, and the chain sprocket 31 is fixed to the protruding portion. The chain 32 is wound over the chain sprocket 31 and the pump driving chain sprocket 51 formed on the crankshaft 1. The oil pump driving power is output from the crankshaft 1 to the oil pump shafts 17 and 18 via the chain 32.
[0029]
[Mounting structure of balancer drive gear]
FIG. 4 is a cross-sectional view showing the left end of the crankshaft 1 before the assembly with the balancer drive gear 30 removed. In the present embodiment, the balancer drive gear 30 and the cam drive at the left end of the crankshaft 1 are shown. The present invention is applied to the arrangement and mounting structure of the chain sprocket 30 for use, and will be described in detail below.
[0030]
4, the cam drive chain sprocket 25 is formed integrally with the crankshaft 1 as described above, and the position between the cam drive chain sprocket 25 and the left main bearing 37 is the mounting position of the balancer drive gear 30. ing. An outer peripheral spline 70 is formed at the position where the balancer drive gear is mounted. The outer diameter (tooth end diameter) D1 of the outer peripheral spline 70 is substantially the same as the large diameter (tooth end diameter) D3 of the cam driving chain sprocket 25. The small diameter (valley bottom diameter) d1 of the outer peripheral spline 70 is set to be substantially the same as or slightly larger than the small diameter (valley bottom diameter) d3 of the cam drive chain sprocket 25. An annular groove 66 for attaching a retaining clip is formed at the left end of the outer peripheral spline 70.
[0031]
On the other hand, the boss portion 30a of the balancer drive gear 30 is formed with an inner spline 71 that is spline-fitted to the outer spline 70 of the crankshaft 1. The small diameter (diameter of the tooth tip) d2 of the inner peripheral spline 71 is slightly larger than the small diameter d3 of the cam driving chain sprocket 25, and the large diameter (valley bottom diameter) D2 of the inner peripheral spline 71 is smaller than that of the cam driving chain sprocket 25. It is set slightly larger than the large diameter D3.
[0032]
FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view taken along the line V-V in FIG. 4. The inner spline 71 of the balancer drive gear 30 and the outer spline 70 of the crankshaft 1 are naturally formed with the same number of teeth. 25 is also formed with the same number of teeth as the inner and outer splines 71 and 70, and between the teeth of the cam drive chain sprocket 25, each of the teeth of the inner spline 71 of the balancer drive gear 30 is connected to the crankshaft center. It is formed in a tooth shape that can pass in the O1 direction.
[0033]
[Action]
[Assembly of crankshaft]
(1) In FIG. 2, the crankshaft 1 is assembled by connecting the left and right crankshaft members with the crankpin 39. The main bearings 37 and 38 are fitted into the left and right crankcases 2a and 2b, respectively.
[0034]
(2) Insert the left and right ends of the crankshaft 1 into the main bearings 37, 38 fitted in the shaft support holes 41, 42 of the left and right crankcase members 2a, 2b before the coupling (split state). The crankcase members 2a and 2b are connected.
[0035]
(3) The primary gear 52 is spline-fitted to the right-side protruding portion of the crankshaft 1 and fixed in the direction of the crankshaft center O1 by the circlip 53.
[0036]
(4) In FIG. 4, the balancer driving gear 30 is fitted from the left end of the crankshaft 1, the teeth of the inner peripheral spline 71 are aligned between the teeth of the chain sprocket 25 for driving the cam as shown in FIG. To the right of the cam driven chain sprocket 25. Then, the outer peripheral spline 70 of the crankshaft 1 is spline-fitted, and the boss 30a is brought into contact with the left main bearing 37. Thereafter, the circlip 65 is fitted into the annular groove 66 and fixed in the direction of the crankshaft center O1.
[0037]
As in this embodiment, the number of teeth of the inner peripheral spline 71 of the balancer driving gear 30 and the number of teeth of the cam driving chain sprocket 25 are matched, and the distance between the teeth of the inner peripheral spline 71 is set between the teeth of the cam driving chain sprocket 25. If formed, the balancer drive gear 30 is assembled without increasing the crankshaft diameter of the crankshaft portion (balancer drive gear mounting position) between the cam drive chain sprocket 25 and the left main bearing 37. be able to. That is, the small diameter d2 of the inner circumferential spline 71 does not need to be larger than the outer diameter D3 of the chain sprocket 25 for driving the cam, and the weight of the crankshaft 1 can be reduced.
[0038]
In this embodiment, since the cam drive chain sprocket 25 and the balancer drive gear 30 are arranged on the protruding portion of the crankshaft 1 on the generator side, the primary gear is provided on the protruding portion of the crankshaft 1 on the clutch side. The chain sprocket 51 for driving the oil pump can be arranged between the right main bearing 38 and the primary gear 52 without further extending the position of 52 to the right, so that the size in the direction of the crankshaft center can be reduced. The degree of freedom of arrangement of the oil pumps 15, 16 and the like increases.
[0039]
Further, since the chain sprocket 51 for driving the oil pump is disposed on the clutch side, the space between the clutch 50 and the right side wall 38 of the crankcase is effectively used as a space for disposing the chain sprocket 31 such as the pump shaft 18. In this respect as well, the dimensions in the direction of the crankshaft center can be made compact.
[0040]
Other Embodiments of the Invention
(1) In the embodiment shown in FIG. 6, in the engine in which the cam chain 26 is disposed on the clutch side (right side) in the crankshaft center direction, the primary gear 52 and the cam drive disposed on the right protruding portion of the crankshaft 1 are provided. This is an example in which the present invention is applied to the structure of the chain sprocket 25 for use.
[0041]
In FIG. 6, a chain sprocket 25 for driving a cam is integrally formed on the right protruding portion of the crankshaft 1, and an outer peripheral spline 90 is formed on a crankshaft portion between the chain sprocket 25 and the right main bearing 38. An inner peripheral spline 91 of the primary gear 52 is spline-fitted to the outer peripheral spline 90 and fixed by a circlip 92. The relationship between the inner spline 91 of the primary gear 52 and the chain sprocket 25 for driving the cam is the same as the relationship between the inner spline 71 of the balancer drive gear 30 and the chain sprocket 25 described with reference to FIGS. With the number of teeth, the primary gear 52 can be inserted into the chain sprocket 25 in the direction of the crankshaft center.
[0042]
A pump gear 95 is fixed to the pump shaft 18, and the pump gear 95 meshes with a starting gear 55 formed integrally with the clutch gear 54.
[0043]
(2) In each of the above embodiments, a balancer driving gear or a primary gear is applied as an output gear fixed to a crankshaft, and a chain sprocket for cam driving is used as a chain sprocket integrally formed with the crankshaft. Although applied, the present application can be applied in the relationship between a pump drive gear for an oil pump and a chain sprocket for driving a cam, or in the relationship between a chain sprocket for driving a pump and another output gear. is there.
[0044]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, (1) one of a pair of main bearings that support the crankshaft at both ends (for example, the left main bearing 37) and the crankshaft portion protruding out of the crank chamber from the main bearing. An output gear (eg, balancer driving gear 30) is fixed between the output chain sprocket (eg, cam driving chain sprocket 25) and the output chain sprocket (eg, cam driving chain sprocket 25). The space can be effectively used as a mounting space for the output gear, and the size of the engine in the direction of the crankshaft center can be kept compact. Further, since the output gear can be disposed adjacent to the main bearing, the support rigidity of the output gear can be increased. In addition, the size of the main bearing can be prevented from increasing.
[0045]
(2) The output gear has an inner spline that is spline-fitted to an outer spline formed at the gear mounting position of the crankshaft, and the inner spline has the same number of teeth as the chain sprocket. At the same time, if each tooth of the inner peripheral spline is formed in a shape that can pass between the teeth of the chain sprocket in the axial direction, the diameter of the crankshaft portion between the main bearing and the output chain sprocket is adjusted by the chain. The output gear need not be larger than the outer diameter of the sprocket, and the output gear can be inserted and fixed in the axial direction up to the mounting position. That is, it is possible to improve the assemblability of the output gears and reduce the weight of the crankshaft while reducing the size of the engine in the direction of the crankshaft center.
[0046]
(3) If a cam drive chain sprocket is arranged as the output chain sprocket, and a balancer drive gear is arranged as the output gear, the cam drive chain sprocket can be adapted to increase the bore diameter. Even if the formation position is far from the main bearing, the gear assemblability and the weight reduction of the crankshaft can be maintained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a simplified left side view showing a main shaft arrangement of a four-cycle engine to which the present invention is applied.
FIG. 2 is an expanded sectional view taken along line II-II of FIG.
FIG. 3 is a sectional development view taken along the line III-III of FIG. 1;
FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of a left portion of the crankshaft with a balancer drive gear removed.
FIG. 5 is a sectional view taken along line VV of FIG. 4;
FIG. 6 shows another embodiment of the present invention, and is a cross-sectional developed view on the same cut surface as that of FIG. 2;
FIG. 7 is a sectional view of a conventional example.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Crankshaft 2 Crankcase 2a Left crankcase member 2b Right crankcase member 4 Crankcase 5 Transmission chamber 19 Balancer shaft 21, 22 Camshaft 25 Cam drive chain sprocket (an example of an output chain sprocket)
26 Cam chain 30 Balancer drive gear (an example of output gear)
34 Crankcase left wall 35 Crankcase right wall 37 Left main bearing 38 Right main bearing 44 Clutch chamber 45 Generator chamber 52 Primary gear (another example of output gear)
70 outer peripheral spline 71 inner peripheral spline 90 outer peripheral spline 91 inner peripheral spline

Claims (3)

クランク軸を両持ち支持する一対の主軸受の一方と、該主軸受からクランク室外に突出するクランク軸部分に形成された出力用のチェーンスプロケットとの間に、出力用のギヤを固定してあることを特徴とするエンジンのクランク軸のギヤ取付構造。An output gear is fixed between one of a pair of main bearings that support the crankshaft at both ends and an output chain sprocket formed on a crankshaft portion protruding out of the crank chamber from the main bearing. A gear mounting structure for a crankshaft of an engine, characterized in that: 上記出力用のギヤは、クランク軸のギヤ取付位置に形成された外周スプラインにスプライン嵌合する内周スプラインを有し、該内周スプラインは、上記チェーンスプロケットと同じ歯数に形成されると共に、内周スプラインの各歯がチェーンスプロケットの各歯間を軸芯方向に通過しうる形状に形成されていることを特徴とする請求項1記載のエンジンのクランク軸のギヤ取付構造。The output gear has an inner spline that is spline-fitted to an outer spline formed at a gear mounting position of the crankshaft, and the inner spline is formed with the same number of teeth as the chain sprocket. The gear mounting structure for a crankshaft of an engine according to claim 1, wherein each tooth of the inner peripheral spline is formed in a shape capable of passing between the teeth of the chain sprocket in the axial direction. 上記出力用のチェーンスプロケットは吸排気弁のカム駆動用チェーンスプロケットであり、出力用のギヤはバランサ駆動ギヤであることを特徴とする請求項1又は2記載のエンジンのクランク軸のギヤ取付構造。3. The gear mounting structure for an engine crankshaft according to claim 1, wherein the output chain sprocket is a cam drive chain sprocket of an intake / exhaust valve, and the output gear is a balancer driving gear.
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