JP2005240752A - Ａｃｇステータの取付構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 クランク軸の一端に一体的に取付られたＡＣＧロータと、これに対向してクランクケースに一体的に取付られたＡＣＧステータとを有する内燃機関の、ＡＣＧステータの取付構造において、ＡＣＧステータとメインベアリングとの距離を短縮するＡＣＧステータの取付構造を提案し、内燃機関の幅を狭くする。
【解決手段】 上記ＡＣＧステータを、上記クランク軸のメインベアリングおよびブッシュの外周より外側に設けたネジ孔に、上記クランク軸と平行なボルトによって螺着する。または、上記ＡＣＧステータの取付ボルトとして、セルフタッピング機能を有するスタッドボルトを用いる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、ＡＣＧ（交流発電機）を有する内燃機関の、ＡＣＧステータの取付構造に関するものであり、特に自動二輪車に搭載され、変速機と一体化されている内燃機関の変速機の出力軸に車両後輪を直接取付けたいわゆるホイールサイドエンジンの、横幅を狭くすることに役立つＡＣＧステータの取付構造に関するものである。

後述の本発明は、ＡＣＧステータ取付ボルト及びネジ孔の位置及び形式を変更することによって、ＡＣＧステータとメインベアリングとの間の距離を短縮させ、これによって内燃機関の横幅の減少を図るものである。ボルトやネジ孔の位置・形式を変更することによって、内燃機関の幅などが変わることを説明するためには、ボルトやネジ孔の位置・形式以外の部分を同一にした図によって説明することが必要である。図４は、従来技術を説明するために作成した図であって、上記趣旨に基づいて、後述の本発明に係る内燃機関のＡＣＧ取付部に、後述の引用文献に記載されている従来のＡＣＧステータの取付構造及びネジ孔設置位置を適用した場合の要部断面図である。

図４において、クランク軸８は左右の部分からなり、クランクピン９によって一体化されている。クランク軸９は、左右のクランクケースによって、それぞれメインベアリングを介して回転可能に支持されている。メインベアリングを支えるために、クランクケースにブッシュが鋳込まれている。図４には右クランクケース２と右メインベアリング11と右側のブッシュ29が示されている。クランクピン９にはコンロッド12を介してピストンが接続されている。

クランク軸８の右端部にＡＣＧ（交流発電機）40が設けてある。ＡＣＧ40は右クランクケース２に固定されたＡＣＧステータ41と、クランク軸８に固定され、クランク軸８の回転に伴って、上記ステータの外周で回転するＡＣＧロータ42とから構成されている。上記ロータ42の右側面には遠心ファン43が固定され、右クランクケースカバー４の内側で、ロータ42とともに回転する。

上記ＡＣＧステータ41は、ＡＣＧステータ取付ボルト45によって右クランクケース２に取付けてある。取付ボルト螺着用ネジ孔46は、ドリルで穿設した下孔47にネジタップを用いて雌ネジを削設したものである。上記ＡＣＧステータ取付ボルト45の軸線方向前方にクランクケース２に保持されたメインベアリング11とブッシュ29があるので、これらのものと下孔47との干渉を避けるために、ベアリング側面11ａと下孔先端47ａとの間を、間隔Ａだけ離しておく必要があった（例えば、特許文献１参照。）。

また、ネジ孔46を形成する際の、下孔47にネジタップを用いて雌ネジを削設する過程において、一般に、下孔47の最奥端までネジタップを挿入することはできないので、取付ボルト45の前方に無用の下孔空洞47ｂが残る。したがって、下孔先端47ａと取付ボルト先端45ａとの間は、上記空洞の長さＢだけ離れた状態にならざるを得なかった（例えば、特許文献１参照。）。

従来は、上記間隔Ａや長さＢの存在のために、ＡＣＧステータ取付ボルト45を十分に右クランクケース２に深く螺入することができなかったので、ＡＣＧステータ41とメインベアリング11との間の距離Ｌを十分短縮することができなかった。このため、ホイールサイドエンジンでは、特に横幅を狭くすることが強く要求されるにもかかわらず、同エンジンの横幅を十分に狭くすることが出来なかった。

特許第３１５９３９１号公報（図８）。

図４において、従来のＡＣＧステータの取付構造には、二つの問題点があった。第１は、ＡＣＧステータの取付ボルト45の軸線方向前方にメインベアリング11とブッシュ29があるため、これらのものと下孔47との干渉を避けるために、ベアリング側面11ａと下孔先端47ａとの距離Ａは、ある限度以上には縮めることが出来なかった。このため、ＡＣＧステータ41とメインベアリング11との間の距離Ｌを十分短縮することができなかった。結果として、ホイールサイドエンジンの横幅を狭くすることが出来なかった。

第２は、従来のネジ孔製作工法では、下孔空洞47ｂが残るので、同空洞47ｂの長さＢの分だけ、ＡＣＧステータ41とメインベアリング11との間の距離Ｌを十分短縮することができなかった。結果として、ホイールサイドエンジンの横幅を狭くすることが出来なかった。

本発明は上記課題を解決し、ＡＣＧステータとメインベアリングとの距離を縮めるための、ＡＣＧステータの取付構造を提案し、ホイールサイドエンジンの横幅を狭くしようとするものである。

本発明は上記課題を解決したものであって、請求項１に記載の発明は、クランク軸の一端に一体的に取付られたＡＣＧロータと、これに対向してクランクケースに一体的に取付られたＡＣＧステータとを有する内燃機関の、ＡＣＧステータの取付構造において、上記ＡＣＧステータは、上記クランク軸のメインベアリングの外周より外側に設けたネジ孔に、上記クランク軸と平行なボルトによって螺着して固定されたことを特徴とするものである。

請求項２に記載の発明は、クランク軸の一端に一体的に取付られたＡＣＧロータと、これに対向してクランクケースに一体的に取付られたＡＣＧステータとを有する内燃機関の、ＡＣＧステータの取付構造において、上記ＡＣＧステータは、上記クランク軸のメインベアリングを支持するブッシュの外周より外側に設けたネジ孔に、上記クランク軸と平行なボルトによって螺着して固定されたことを特徴とするものである。

請求項３に記載の発明は、クランク軸の一端に一体的に取付られたＡＣＧロータと、これに対向してクランクケースに一体的に取付られたＡＣＧステータとを有する内燃機関の、ＡＣＧステータの取付構造において、上記ＡＣＧステータの取付ボルトはセルフタッピング機能を有するスタッドボルトであることを特徴とするものである。

請求項１の発明は、メインベアリングを支持するブッシュが設けられていない場合に適用される。本発明は上記のように構成されているので、ネジ孔と、メインベアリングとの干渉の問題が無くなり、ＡＣＧステータ41とメインベアリング11との間の距離Ｌを短縮し、内燃機関の横幅を狭くすることができる。

請求項２の発明は、メインベアリングを支持するブッシュが設けられている場合に適用される。本発明は上記のように構成されているので、ネジ孔と、メインベアリングやブッシュとの干渉の問題が無くなり、ＡＣＧステータ41とメインベアリング11との間の距離Ｌを短縮し、内燃機関の横幅を狭くすることができる。

請求項３の発明は上記のように構成されており、セルフタッピング機能を有するスタッドボルトを用いると下孔空洞がほとんど生じないので、従来の取付構造における下孔空洞の長さの分だけ、ＡＣＧステータ41とメインベアリング11との間の距離Ｌを短縮し、内燃機関の横幅を狭くすることができる。

図１は本発明の一実施形態に係る自動二輪車用４ストロークサイクル内燃機関の各回転軸を含む断面展開図であり、断面を内燃機関の車載状態で上方から見た図である。図において、この内燃機関の外殻は左クランクケース１、右クランクケース２、左クランクケースカバー３、右クランクケースカバー４、シリンダブロック５、シリンダヘッド６、シリンダヘッドカバー７から構成されている。クランク軸８は左右の部分からなり、クランクピン９によって一体化されている。クランク軸８は、左クランクケース１と右クランクケース２によってそれぞれメインベアリング10、11を介して回転可能に支持されている。クランクピン９にはコンロッド12を介してピストン13が接続され、同ピストン13はシリンダブロック５の中でシリンダ軸線方向に往復運動をする。シリンダヘッド６の下面に燃焼室14が形成されている。シリンダヘッド６には点火プラグ15が装着され、その先端は上記燃焼室14に臨んでいる。シリンダヘッド６の中には動弁機構のカム軸16が回転可能に支持されている。

上記のように組立てられた内燃機関の左側部に、カム軸16の左端部空間からクランク軸８の左端部空間までを貫通するカムチェーン室17が設けてある。クランク軸８の左側部分に駆動スプロケット18が嵌着され、カム軸16の左端部には従動スプロケット19が固定され、この両スプロケットに、カムチェーン20が架け渡されている。これによって、クランク軸８の回転駆動力をカム軸16へ伝達し、同カム軸16に形成されたカムによって、シリンダヘッド６に配置されている吸排気弁を所定タイミングで駆動することができる。

クランク軸の下方に変速装置の主軸21とカウンタ軸22が設けてある。主軸21は左クランクケース１と右クランクケース２によってそれぞれベアリングを介して回転可能に支持されている。カウンタ軸22は左クランクケースカバー３と右クランクケース２によってそれぞれベアリングを介して回転可能に支持されている。クランク軸８の左端部には１次減速駆動歯車23が固定され、主軸21の左端部には上記駆動歯車23にかみ合う１次減速従動歯車24が回転可能に設けてある。１次減速従動歯車24はクラッチ25のクラッチアウタ26に接続されている。同クラッチ25のクラッチインナ27は主軸21に固定されている。カウンタ軸22はこの内燃機関の出力軸であり、同カウンタ軸22の左端には車輪28が直接取付けてある。

主軸21には４個の駆動歯車Ｍ1〜Ｍ4が直径寸法の順に設けられ、何れも主軸に固定されている。カウンタ軸22には上記主軸の４個の歯車Ｍ1〜Ｍ4に常時噛合う４個の従動歯車Ｃ1〜Ｃ4が、カウンタ軸22に対して自由回転可能に装着されている。歯車Ｃ1〜Ｃ4が装着されているカウンタ軸22の大径部22ａには、中心部に一端が開放された中心孔30が穿設され、その周囲の厚肉筒状部31には、中心孔30と厚肉筒状部31の外周とを連通する４本の軸方向スリット32が円周方向に均等間隔で削設されている。上記中心孔30と４本のスリット32によって、十字断面のスリットが形成されている。

上記カウンタ軸22の中心孔と十字断面のスリットには、操作棒33とその先端に取付けられた十字形ポール（ｐａｗｌ、歯車回転係止爪）34が、軸方向摺動可能に装着されている。歯車Ｃ1〜Ｃ4の内周部には、上記十字形ポール34に係合する軸方向係合溝35が形成されている。運転者が、図示していない操作装置による上記操作棒33の操作によって、歯車Ｃ1〜Ｃ4の何れか１個を選択すると、操作棒33の先端に取付けられた十字形ポール34の各先端は、選択された歯車の軸方向係合溝35に係合し、その歯車のカウンタ軸に対する自由回転を係止する。すなわちカウンタ軸に対して固定する。これによって、カウンタ軸22に固定された歯車と、それに噛合う主軸21側の歯車との歯数比に応じた変速がなされ、クランク軸８の回転が主軸21を経てカウンタ軸22に伝達され、車輪28が駆動される。

クランク軸８の右端部にＡＣＧ（交流発電機）40が設けてある。ＡＣＧ40は右クランクケース２に固定されたステータ41と、クランク軸８に固定され、クランク軸８の回転に伴って、上記ステータの外周で回転するロータ42とから構成されている。上記ロータ42の右側面には遠心ファン43が固定され、ロータ42とともに回転する。右クランクケースカバー４に設けられた多数の空気取り入れ用小孔44から流入し、遠心ファン43で巻き起こされた空気流は、右クランクケースカバー４の内側を流通し、シリンダブロック５やシリンダヘッド６を冷却する。

図２は本発明の第１実施形態に係るＡＣＧ取付部の拡大断面図である。これは前記従来技術（図４）の第１の問題点を解消したものである。第１の問題点とは、ＡＣＧステータの取付ボルト45の軸線方向前方にメインベアリング11とブッシュ29がある場合に、ネジ孔製作過程で、これらのものと下孔47の先端47aとの干渉を避けるため、ＡＣＧステータ41とメインベアリング11との間の距離Ｌを十分に短縮することができなかった、という問題である。

本実施形態はこの問題点を解消するために、図２において、クランク軸中心線Ｘから取付ボルトのネジ孔46までの距離Ｄを、クランク軸中心線Ｘからブッシュの外周29ａまでの距離Ｅより十分大きくして、ネジ孔46と、メインベアリング11やブッシュ29との干渉の問題が生じないようにしたものである。

本実施形態では、ネジ孔46の前方にはメインベアリング11やブッシュ29がないので、クランク軸中心線Ｘと平行な下孔47は、メインベアリングの側面11ａを含む平面Ｙを通り越して、さらに右クランクケース２の内方へ穿設することができる。これによって、従来のＡＣＧステータの取付構造（図４）に比して、ＡＣＧステータ41とメインベアリング11との間の距離Ｌを短縮し、ホイールサイドエンジンの横幅を狭くすることができる。

上記実施形態はメインベアリングを支持するブッシュが設けてある例である。ブッシュが設けられず、メインベアリングがクランクケースに直接支持される場合は、クランク軸中心線Ｘから取付ボルトのネジ孔46までの距離Ｄを、クランク軸中心線Ｘからメインベアリングの外周までの距離より十分大きくして、ネジ孔46と、メインベアリング11との干渉の問題が生じないようにすれば、ＡＣＧステータ41とメインベアリング11との間の距離を縮めることが出来る。

図３は本発明の第２実施形態に係るＡＣＧ取付部の拡大断面図である。これは前記従来技術（図４）の第２の問題点を解消したものである。第２の問題点とは、下孔空洞47ｂがある場合には、同空洞47ｂの長さＢの分だけＡＣＧステータ41とメインベアリング11との間の距離Ｌを短縮することができない、という問題である。

本実施形態はこの問題点を解消するために、図４に示したＡＣＧステータ取付ボルト45の代りに、セルフタッピング機能を有するスタッドボルト48を用いたものである。セルフタッピングスタッドボルト48は、ネジ孔位置に設けられた下孔に、同ボルトを螺入する過程で、同ボルトのネジ自体でネジ立てができるものである。セルフタッピングスタッドボルト48の先端は、ほぼ下孔の最奥部まで到達することができる。螺入が終わった位置がボルトの植込み位置となる。スタッドボルト48にＡＣＧステータ41を装着した後、フランジ付きナット49によってＡＣＧステータ41を締付け固定する。

セルフタッピングスタッドボルト48を用いると、従来のネジ孔形成工法においてやむを得ず残されていた下孔空洞47ｂがほとんど無くなるので、下孔空洞47ｂの長さＢ（図４）に相当する距離だけ、従来のＡＣＧステータの取付構造に比して、ＡＣＧステータ41とメインベアリング11との間の距離Ｌを短縮することができる。これによって、ホイールサイドエンジンの横幅を狭くすることができる。

上記第１実施形態に用いた手段、すなわち、クランク軸中心線ＸからＡＣＧステータ取付ボルトのネジ孔46までの距離Ｄを、クランク軸中心線Ｘからブッシュの外周29ａまでの距離Ｅより十分大きくして、ネジ孔46と、メインベアリング11やブッシュ29との干渉を避ける手段と、上記第２実施形態に用いた手段、すなわち、セルフタッピング機能を有するスタッドボルト48を使用する手段とを併用すれば、ＡＣＧステータ41とメインベアリング11との間の距離Ｌを一層短縮することができ、ホイールサイドエンジンの横幅を一層狭くすることができる。

本発明の一実施形態に係る自動二輪車用４ストロークサイクル内燃機関の各回転軸を含む断面展開図であり、 本発明の第１実施形態に係るＡＣＧ取付部の拡大断面図である。 本発明の第２実施形態に係るＡＣＧ取付部の拡大断面図である。 従来のＡＣＧステータ取付部の拡大断面図である。

符号の説明

Ａ…ベアリング側面11ａと下孔先端47ａとの距離、Ｂ…下孔空洞の長さ、Ｄ…クランク軸中心線ＸからＡＣＧステータ取付ボルトのネジ孔46までの距離、Ｅ…クランク軸中心線Ｘからブッシュの外周29ａまでの距離、Ｌ…ＡＣＧステータとメインベアリングとの間の距離、Ｘ…クランク軸中心線、Ｙ…メインベアリング側面11ａを含む平面、Ｍ1、Ｍ2、Ｍ3、Ｍ4…主軸に固定されている変速用歯車、Ｃ1、Ｃ2、Ｃ3、Ｃ4…カウンタ軸に遊嵌されている変速用歯車、１…左クランクケース、２…右クランクケース、３…左クランクケースカバー、４…右クランクケースカバー、５…シリンダブロック、６…シリンダヘッド、７…シリンダヘッドカバー、８…クランク軸、９…クランクピン、10…メインベアリング、11…メインベアリング、11ａ…メインベアリング11の側面、12…コンロッド、13…ピストン、14…燃焼室、15…点火プラグ、16…カム軸、17…カムチェーン室、18…駆動スプロケット、19…従動スプロケット、20…カムチェーン、21…主軸、22…カウンタ軸、22ａ…カウンタ軸の大径部、23…１次減速駆動ギヤ、24…１次減速従動ギヤ、25…クラッチ、26…クラッチアウタ、27…クラッチインナ、28…車輪、29…ブッシュ、29ａ…ブッシュの外周、30…中心孔、31…厚肉筒状部、32…軸方向スリット、33…操作棒、34…十字形ポール、35…軸方向係合溝、40…ＡＣＧ（交流発電機）、41…ＡＣＧステータ、42…ＡＣＧロータ、43…遠心ファン、44…空気取り入れ用小孔、45…ＡＣＧステータ取付ボルト、45ａ…ＡＣＧステータ取付ボルトの先端、46…取付ボルト螺着用ネジ孔、47…下孔、47ａ…下孔先端、47ｂ…下孔空洞、48…セルフタッピング機能を有するスタッドボルト、49…フランジ付きナット。

Claims (3)

1. クランク軸の一端に一体的に取付られたＡＣＧロータと、これに対向してクランクケースに一体的に取付られたＡＣＧステータとを有する内燃機関の、ＡＣＧステータの取付構造において、
   上記ＡＣＧステータは、上記クランク軸のメインベアリングの外周より外側に設けたネジ孔に、上記クランク軸と平行なボルトによって螺着して固定されたことを特徴とするＡＣＧステータの取付構造。
2. クランク軸の一端に一体的に取付られたＡＣＧロータと、これに対向してクランクケースに一体的に取付られたＡＣＧステータとを有する内燃機関の、ＡＣＧステータの取付構造において、
   上記ＡＣＧステータは、上記クランク軸のメインベアリングを支持するブッシュの外周より外側に設けたネジ孔に、上記クランク軸と平行なボルトによって螺着して固定されたことを特徴とするＡＣＧステータの取付構造。
3. クランク軸の一端に一体的に取付られたＡＣＧロータと、これに対向してクランクケースに一体的に取付られたＡＣＧステータとを有する内燃機関の、ＡＣＧステータの取付構造において、
   上記ＡＣＧステータの取付ボルトはセルフタッピング機能を有するスタッドボルトであることを特徴とするＡＣＧステータの取付構造。
   

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