JP2006312918A - エンジンのパワーユニット - Google Patents

Abstract

【課題】 クランク軸の長さを短縮しつつクランク軸に発電体のロータと始動輪とを１本のねじ部材により取り付ける。
【解決手段】
ｃアウターロータを形成するフライホイール１８は、永久磁石５６が設けられる円筒部１８ａと、円筒部１８ａにディスク部１８ｂを介して一体に設けられクランク軸１１の端部に連結されるボス部１８ｃとにより形成され、ボス部１８ｃにはクランク軸１１の端面よりもリコイルプーリ２８に向けて突出する延長部１８ｄが設けられる。リコイルプーリ２８により駆動される始動輪２９を延長部１８ｄの端面に突き当てるとともに、始動輪２９の中心部を貫通してクランク軸１１の端部にねじ結合されるねじ部材６１によりボス部１８ｃを介してクランク軸１１に始動輪２９を締結する。
【選択図】 図３

Description

本発明はエンジンを手動により始動させるリコイルスタータを有するエンジンのパワーユニットに関する。

全地形走行車（ＡＴＶ）等の車両を駆動するためのエンジンには、エンジンを始動させるスタータモータに加えてバッテリの充電不足の際に手動操作によりエンジンを始動させるためのリコイルスタータが搭載されるものがある。リコイルスタータは、クランク軸に固定された円筒形状の従動側部材である始動輪と、クランク軸に同軸上に回転自在となった駆動側部材としてのリコイルプーリとを有しており、リコイルプーリに設けられたリコイルロープを引き出してリコイルプーリを回転させると、リコイルプーリに組み込まれた係合爪が遠心力により突出して始動輪に係合し、始動輪を介してクランク軸が回転駆動されてエンジンを始動させることができる。クランク軸にはバッテリに電力を供給して充電するために発電体が装着されており、特許文献１に記載のように、発電体はクランク軸により回転駆動されるロータとクランクケースに取り付けられるステータとを有しており、ロータは永久磁石が設けられた円筒部とこれの一端部に一体となった径方向のディスク部とクランク軸に装着されるボス部とを有している。
特開２０００−１７０５３３号公報

クランク軸に発電体とリコイルスタータとを設けるようにしたエンジンにおいては、従来、クランク軸に嵌め込まれた半月キーを発電体のロータのボス部に装着して回り止めを図るとともに、クランク軸とロータのボス部との連結部をテーパ形状としナットをねじ回すことによりロータのボス部をクランク軸に押し付け固定している。そして、ロータのディスク部と始動輪のディスク部とを背中合わせに配置して、ピンやねじを用いてロータのディスク部に始動輪を固定するようにしている。

このように、ロータのディスク部と始動輪のディスク部とが背中合わせに配置されたエンジンにおいては、クランクケースの一部を発電体と始動輪との間にまで設けてその部分に軸受を組み込むようにすると、クランクケースの一部によりリコイルスタータと発電体とを仕切ることになり、構造上クランク軸の突出端部を軸受により支持することができない。しかも、クランク軸の突出端部にロータを固定するためのナットがねじ結合される雄ねじ部と、軸受の嵌合部と、メカニカルシールの嵌合部とを設ける必要があり、始動輪や発電体が取り付けられるクランク軸の突出端部の形状が複雑となる。加えて、ロータのディスク部と始動輪のディスク部とを背中合わせに配置すると、ロータを挟んで始動輪の反対側にステータが配置されることになることから、クランク軸が長くなってしまう。

本発明の目的は、クランク軸の長さを短縮しつつ発電体のロータと始動輪とをクランク軸に装着し得るようにすることにある。

本発明の他の目的は、クランク軸に対して発電体のロータと始動輪とを１本のねじ部材により取り付けるようにしクランク軸の形状を簡素化することにある。

本発明のエンジンのパワーユニットは、クランク軸を回転自在に支持するクランクケースと、前記クランク軸に装着される発電体と、前記クランクケースに取り付けられリコイルプーリを回転自在に支持するリコイルカバーとを有するエンジンのパワーユニットであって、前記発電体のアウターロータを形成するフライホイールを、永久磁石が設けられる円筒部と当該円筒部にディスク部を介して一体に設けられ前記クランク軸の端部に連結されるボス部とにより形成し、前記ボス部に前記クランク軸の端面よりも前記リコイルプーリに向けて突出する延長部を設け、前記リコイルプーリにより駆動される始動輪を前記延長部の端面に突き当てるとともに、前記始動輪の中心部を貫通して前記クランク軸の端部にねじ結合されるねじ部材により前記ボス部を介して前記クランク軸に前記始動輪を締結することを特徴とする。

本発明のエンジンのパワーユニットは、前記クランクケースに設けられたスタータモータの駆動歯車により駆動される従動歯車を前記クランク軸に回転自在に装着し、前記従動歯車の回転を前記フライホイールを介して前記クランク軸に伝達する一方、前記クランク軸から前記従動歯車に対する回転伝達を遮断するワンウエイクラッチを、前記フライホイールの前記ディスク部に固定された支持リングと前記従動歯車のボス部との間に装着することを特徴とする。

本発明のエンジンのパワーユニットは、前記延長部を前記クランクケースに組み込まれた軸受を介して支持することを特徴とする。

本発明によれば、ステータをフライホイールと始動輪との間に配置することによって、従来のようにロータのコネクティングロッド側にステータが配置されていた場合に比してクランク軸との連結部となるフライホイールのボス部がコネクティングロッド側に近づくことになり、クランク軸の長さを短縮することができる。

本発明によれば、クランク軸に対してアウターロータを形成するフライホイールと始動輪とを１本のねじ部材により取り付けるようにしているので、クランク軸の形状を簡素化することができ、組み付け性の向上を図ることができ、従来のように背中合わせに配置されたロータのディスク部と始動輪とをピンやねじを用いて固定する場合に比して締結部品の点数を削減することができる。

フライホイールのボス部にクランク軸の端面よりもリコイルプーリに向けて突出する延長部を設け、この延長部に始動輪を突き当てるように配置することで、フライホイールと始動輪との間に軸受等が組み込まれる仕切り板を設けることができ、フライホイールを介してクランク軸の突出端部を軸受により支持することができる。しかも、フライホイールの延長部に軸受やメカニカルシールの嵌合部が設けられ、従来のように、これらの嵌合部をクランク軸に設ける必要がないことから、クランク軸の突出端部の形状が簡素化される。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は車両用エンジンの一例を示す概略図であり、図２は図１における２−２線の方向から見たエンジンの概略図である。このエンジン１０は全地形走行車に搭載されるエンジンであり、クランク軸１１はクランクケース１２に回転自在に装着されており、クランクケース１２に設けられたシリンダ１３にはピストン１４が往復動自在に組み込まれ、ピストン１４はコネクティングロッド１５によりクランク軸１１に連結され、ピストン１４の直線往復動によりクランク軸１１が回転駆動される。

クランクケース１２はクランクケース本体１６ａとクランクケース延長部１６ｂとを有しており、クランクケース延長部１６ｂ内には発電体１７が装着されている。発電体１７のアウターロータを形成するフライホイール１８はクランク軸１１に装着されており、多数の鋼板を積層して形成されるステータ１９は仕切り板２０を介してクランクケース延長部１６ｂに取り付けられている。エンジン１０が駆動されてクランク軸１１が回転すると、発電体１７により発電された電力が図示しないバッテリに充電される。

このバッテリに充電された電力をクランクケース１２に設けられるスタータモータ２１に供給することによりスタータモータ２１を駆動してエンジン１０が始動されるようになっており、スタータモータ２１の回転動力をクランク軸１１に伝達するために、スタータモータ２１の駆動歯車２２により駆動される従動歯車２３がワンウエイクラッチ２４を介してフライホイール１８に連結されている。

エンジン１０には、バッテリの充電不足によってエンジン１０をスタータモータ２１により始動させられないときに備えて、手動によりエンジン１０を始動させるためのリコイルスタータ２５が、クランクケース延長部１６ｂに取り付けられるリコイルカバー２６内に設けられている。リコイルカバー２６にはクランク軸１１と同心上に配置される突出軸２７が一体として設けられており、リコイルスタータ２５は、突出軸２７により回転自在に支持されたリコイルプーリ２８と、フライホイール１８を介してクランク軸１１に締結される始動輪２９とを有しており、リコイルプーリ２８に巻き付けられたリコイルロープ２８ａを引き出してリコイルプーリ２８を回転させると、リコイルプーリ２８に組み込まれた図示しない係合爪が始動輪２９の円筒部２９ａに係合してクランク軸１１を回転させることにより、エンジン１０を手動でも始動させることができる。

クランクケース本体１６ａに固定されるサイドカバー３０には、クランク軸１１と同心状となって出力軸３１が回転自在に装着されており、クランク軸１１と出力軸３１との間には遠心クラッチ３２が組み込まれている。この遠心クラッチ３２はクランク軸１１の回転数が所定値以上となると、遠心力によって出力軸３１とクランク軸１１とを連結し、クランク軸１１のトルクが出力軸３１に伝達される。出力軸３１のトルクは、図示しない変速機等の動力伝達装置を介して駆動輪に伝達される。

シリンダ１３にはシリンダへッド３３が取り付けられ、シリンダへッド３３にはロッカカバー３４が取り付けられている。シリンダヘッド３３には、図２に示すように、燃焼室３５に開口して吸気ポート３６と排気ポート３７が形成されており、シリンダヘッド３３には点火プラグ３８と、吸気ポート３６を開閉する吸気弁３９及び排気ポート３７を開閉する排気弁４０とが装着されている。吸気弁３９と排気弁４０とをクランク軸１１の回転に同期して開閉駆動するために、図１に示すように、シリンダヘッド３３に回転自在に装着されたカムシャフト４１には被駆動側回転体としてのスプロケット４２が固定されクランク軸１１には駆動側回転体としてのスプロケット４３が固定され、これらのスプロケット４２，４３には動力伝達要素としてのチェーン４４が掛け渡されている。カムシャフト４１が回転することにより、ロッカシャフト４５，４６に設けられたロッカアーム４７，４８を介して吸気弁３９と排気弁４０とがそれぞれ駆動される。

クランクケース本体１６ａ内にはバランサ軸４９、オイルポンプ駆動軸５０、及びウォータポンプ駆動軸５１が回転自在に設けられ、クランク軸１１に設けられた駆動歯車５２はバランサ軸４９に設けられた被駆動歯車５３及びオイルポンプ駆動軸５０に設けられた被駆動歯車５４のそれぞれに噛み合っており、バランサ軸４９及びオイルポンプ駆動軸５０には図示しないバランサウエイトが設けられている。オイルポンプ駆動軸５０により駆動される図示しないオイルポンプによりクランクケース本体１６ａ内のオイルＬはエンジン１０の潤滑油供給部に供給される。ウォータポンプ駆動軸５１には被駆動歯車５４に噛み合う従動歯車５５が取り付けられており、ウォータポンプ駆動軸５１により駆動される図示しないウォータポンプによりシリンダ１３に形成されたウォータジャケット内に冷却液が供給される。

図３は図１に示すＡ部を拡大して示す要部拡大図である。図３に示すように、フライホイール１８は円筒部１８ａと、その円筒部１８ａにディスク部１８ｂを介して一体に設けられクランク軸１１の端部に連結されるボス部１８ｃとにより形成されており、円筒部１８ａの内周面には円周方向に所定の間隔毎に多数の永久磁石５６が固定されており、クランク軸１１に嵌め込まれボス部１８ｃに装着された半月キー５７を介してクランク軸１１と一体として回転するようになっている。円筒部１８ａとボス部１８ｃのそれぞれはリコイルプーリ２８に向けて突出して配置されており、ボス部１８ｃにはクランク軸１１の端面よりもリコイルプーリ２８に向けて突出する延長部１８ｄが設けられている。そして、フライホイール１８と始動輪２９との間には延長部１８ｄに向けて伸びる仕切り板２０がクランクケース延長部１６ｂに一体として設けられており、この仕切り板２０には円筒部１８ａとボス部１８ｃとの間に配置されるステータ１９が組み込まれるとともに、延長部１８ｄに装着される軸受５８とメカニカルシール５９とが組み込まれており、クランク軸１１及びフライホイール１８は軸受５８によりクランクケース１２に支持されている。

クランク軸１１の端部とフライホイール１８のボス部１８ｃとの連結部はテーパ形状とされており、フライホイール１８の延長部１８ｄの端面には突き当てプレート６０を介して始動輪２９のディスク部２９ｂが突き当てられており、始動輪２９の中心部を貫通してクランク軸１１の端部にねじ結合されるねじ部材６１により、フライホイール１８及び始動輪２９がクランク軸１１に押し付け固定されており、クランク軸１１と一体として回転する構造となっている。このように、クランク軸１１に対してフライホイール１８と始動輪２９とを１本のねじ部材６１により取り付けるようにしているので、クランク軸１１の形状を簡素化することができ、組み付け性の向上を図ることができ、従来のように背中合わせに配置されたロータのディスク部と始動輪とをピンやねじを用いて固定する場合に比して締結部品の点数を削減することができる。

このように、フライホイール１８のボス部１８ｃにクランク軸１１の端面よりもリコイルプーリ２８に向けて突出する延長部１８ｄを設け、この延長部１８ｄに始動輪２９を突き当てるように配置することで、フライホイール１８と始動輪２９との間に軸受５８等が組み込まれる仕切り板２０を設けることができ、フライホイール１８を介してクランク軸１１の突出端部を軸受５８により支持することができる。しかも、フライホイール１８の延長部に軸受５８やメカニカルシール５９の嵌合部が設けられ、従来のように、これらの嵌合部をクランク軸１１に設ける必要がないことから、クランク軸１１の突出端部の形状が簡素化される。更に、ステータ１９をフライホイール１８と始動輪２９との間に配置することによって、従来のようにロータのコネクティングロッド側にステータが配置されていた場合に比して、クランク軸１１との連結部となるフライホイール１８のボス部１８ｃがコネクティングロッド１５側に近づくことになり、クランク軸１１の長さを短縮することができる。

フライホイール１８とスプロケット４３との間には、従動歯車２３が配置されており、この従動歯車２３のボス部２３ａとクランク軸１１との間にはニードル軸受６２が装着され従動歯車２３はクランク軸１１に対して回転自在となっている。フライホイール１８のディスク部１８ｂには支持リング６３が固定されており、この支持リング６３と従動歯車２３のボス部２３ａとの間にはワンウエイクラッチ２４が装着されており、このワンウエイクラッチ２４の作動により従動歯車２３の回転がフライホイール１８を介してクランク軸１１に伝達される一方、クランク軸１１から従動歯車２３に対する回転伝達が遮断される構造となっている。

本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。

車両用エンジンの一例を示す概略図である。 図１における２−２線の方向から見たエンジンの概略図である。 図１に示すＡ部を拡大して示す要部拡大図である。

符号の説明

１１ クランク軸
１２ クランクケース
１７ 発電体
１８ フライホイール
１８ａ 円筒部
１８ｂ ディスク部
１８ｃ ボス部
１８ｄ 延長部
１９ ステータ
２０ 仕切り板
２１ スタータモータ
２２ 駆動歯車
２３ 従動歯車
２４ ワンウエイクラッチ
２８ リコイルプーリ
２９ 始動輪
５８ 軸受
６３ 支持リング

Claims (3)

1. クランク軸を回転自在に支持するクランクケースと、前記クランク軸に装着される発電体と、前記クランクケースに取り付けられリコイルプーリを回転自在に支持するリコイルカバーとを有するエンジンのパワーユニットであって、
   前記発電体のアウターロータを形成するフライホイールを、永久磁石が設けられる円筒部と当該円筒部にディスク部を介して一体に設けられ前記クランク軸の端部に連結されるボス部とにより形成し、
   前記ボス部に前記クランク軸の端面よりも前記リコイルプーリに向けて突出する延長部を設け、
   前記リコイルプーリにより駆動される始動輪を前記延長部の端面に突き当てるとともに、前記始動輪の中心部を貫通して前記クランク軸の端部にねじ結合されるねじ部材により前記ボス部を介して前記クランク軸に前記始動輪を締結することを特徴とするエンジンのパワーユニット。
2. 請求項１記載のエンジンのパワーユニットにおいて、前記クランクケースに設けられたスタータモータの駆動歯車により駆動される従動歯車を前記クランク軸に回転自在に装着し、前記従動歯車の回転を前記フライホイールを介して前記クランク軸に伝達する一方、前記クランク軸から前記従動歯車に対する回転伝達を遮断するワンウエイクラッチを、前記フライホイールの前記ディスク部に固定された支持リングと前記従動歯車のボス部との間に装着することを特徴とするエンジンのパワーユニット。
3. 請求項１又は２記載のエンジンのパワーユニットにおいて、前記延長部を前記クランクケースに組み込まれた軸受を介して支持することを特徴とするエンジンのパワーユニット。

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