JP2007321790A - エンジンユニットおよび鞍乗型車両 - Google Patents

エンジンユニットおよび鞍乗型車両 Download PDF

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Abstract

【課題】装置の大型化を抑制しつつ、片持ち支持された状態の回転軸と回転体との間に介装された軸受の磨耗劣化を防止する。
【解決手段】エンジンユニットを構成するVベルト式無段変速機(CVT)は、遠心式クラッチ41のクラッチハウジング78と共に回転するセカンダリシーブ軸62を備えている。セカンダリシーブ軸62は、軸受75、76を介して片持ち支持されている。また、エンジンユニットは、クラッチボス77と共に回転する歯車80を備えている。そして、セカンダリシーブ軸62と歯車80との間には、ニードル軸受の一種であるケージアンドローラからなる2つの軸受81(81a、81b)が介装されている。
【選択図】図7

Description

本発明は、エンジンユニットおよびこのエンジンユニットを備えた鞍乗型車両に関するものである。
従来より、装置の小型化を目的として、遠心式クラッチのクラッチハウジングと一体的に回転するように固定された回転軸と、遠心式クラッチのクラッチボスと一体的に回転するように固定された歯車との間にメタル軸受を設けたエンジンユニットが知られている(例えば、特許文献1、2参照)。
エンジンの回転数が低いアイドリング時には、遠心式クラッチがクラッチオフの状態(遮断状態)であるため、上記回転軸は回転しているが、上記歯車は回転していない。このとき、上記回転軸と上記歯車とは相対回転していることになる。一方、エンジンの回転数が高い走行時には、上記遠心式クラッチがクラッチオンの状態(接続状態)であるため、上記回転軸および上記歯車は共に回転している。このとき、上記回転軸と上記歯車とは相対回転していない。
このように、上記回転軸と上記歯車とが相対回転しているのは、エンジンの回転数が低いアイドリング中のみであるため、上記相対回転に起因した上記メタル軸受の磨耗劣化は生じ難いと考えられていた。
特開2003−301903号公報 特開2004−251391号公報
しかしながら、本願発明者らは、試験の結果、回転軸と歯車とが相対回転しない場合であっても、回転軸の設置状態に依っては、メタル軸受の磨耗劣化が起こってしまうことを知見するに至った。すなわち、回転軸が片持ち支持された状態で設置されており、支持されていない両側部分の長さの比が比較的大きく異なっている場合には、たとえ潤滑油の供給量を多くしても、メタル軸受の磨耗劣化が発生してしまう。
そこで、本願発明者らは、上述した磨耗劣化の原因について鋭意研究を行った結果、回転軸を片持ち支持した構造では、回転軸と歯車とが相対回転しない場合であっても、回転軸と歯車とにこじり運動が生じてしまい、これが磨耗劣化の原因であることを見出した。このこじり運動が生じてしまうと、メタル軸受の外輪と内輪との間に、油膜が良好に形成されていない部分が発生してしまうため、当該部分に摩擦が発生し、メタル軸受の磨耗劣化が生じてしまうのである。
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、片持ち支持された状態の回転軸と回転体との間に介装された軸受の磨耗劣化を防止することにある。
本発明に係るエンジンユニットは、駆動力が与えられて回転する回転軸と、前記回転軸が挿通される第1の軸受と、前記第1の軸受が挿通される回転体と、前記回転軸が挿通される第2の軸受とを備え、前記回転軸は、前記第2の軸受を介して片持ち支持されており、前記第1の軸受はニードル軸受にて構成されるものである。
上記エンジンユニットによれば、上記回転軸が上記第2の軸受により片持ち支持されている場合において、上記回転軸と上記回転体との間に転がり軸受であるニードル軸受(第1の軸受)が介装されている。そのため、回転軸と回転体とにこじり運動が生じてしまった場合であっても、軸受が磨耗劣化してしまうことを低減させることが可能となる。
本発明によれば、回転軸が軸受により片持ち支持されているエンジンユニットにおいて、片持ち支持された状態の回転軸と回転体との間に介装された軸受の磨耗劣化を低減させることが可能となる。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図1に示すように、本実施形態に係る鞍乗型車両は自動二輪車10である。自動二輪車10は、骨格をなす車体フレーム11と、乗員が着座するシート16とを備えている。この自動二輪車10は、いわゆるモペット型の自動二輪車である。すなわち、自動二輪車10は、シート16の前方に下方に窪んだ側面視凹状空間17が形成され、シート16に着座した乗員が車体フレーム11を跨いで乗車するものである。なお、ここでいう「モペット型」は、単に車両の形状上の種類を表しているに過ぎず、車両の最高速度や排気量等を限定するものではなく、車両の大小等も何ら限定するものではない。
ただし、本発明に係る鞍乗型車両は、モペット型の自動二輪車に限らず、シートの前方に燃料タンクが配置されているいわゆるモーターサイクル型等の他の自動二輪車等であってもよい。
以下の説明では、前後左右の方向は、シート16に着座した乗員から見た方向を言うものとする。車体フレーム11は、ステアリングヘッドパイプ12と、ステアリングヘッドパイプ12から後方斜め下向きに延びる一本のメインフレーム13と、メインフレーム13の中途部から後方斜め上向きに延びる左右のシートレール14L,14Rと、メインフレーム13の後端部とシートレール14L,14Rの中途部とに接続された左右のシートピラーチューブ15L,15Rとを備えている。
車体フレーム11の上方および左右の側方は、車体カバー21によって覆われている。車体カバー21の上側かつシート16の前方には、下方に窪んだ側面視凹状空間17が区画されている。また、車体カバー21の下側には、メインフレーム13の通り道となるセンタートンネル11aが区画されている。
ステアリングヘッドパイプ12には、フロントフォーク18を介して前輪19が支持されている。シートレール14L,14Rの上には、燃料タンク20およびシート16が支持されている。シート16は、燃料タンク20の上方からシートレール14L,14Rの後端部に向かって延びている。燃料タンク20は、シートレール14L,14Rの前半部の上方に配置され、車体カバー21およびシート16によって覆われている。
メインフレーム13の中途部には、下向きに突出した左右一対の第1エンジンブラケット22L,22Rが設けられている。メインフレーム13の後端部には、それぞれ左右一対の第2エンジンブラケット23L,23Rおよびリヤアームブラケット24L,24Rが設けられている。なお、ここではメインフレーム13等に設けられたブラケット、具体的には、第1エンジンブラケット22L,22R、第2エンジンブラケット23L,23R、およびリヤアームブラケット24L,24R等は、車体フレーム11の一部をなすものとする。
リヤアームブラケット24L,24Rは、メインフレーム13の後端部から下向きに突出している。これらリヤアームブラケット24L,24Rにはピボット軸38が設けられ、ピボット軸38にリヤアーム25の前端部が揺動自在に支持されている。リヤアーム25の後端部には後輪26が支持されている。リヤアーム25の後半部は、クッションユニット27を介して車体フレーム11に懸架されている。
図5に示すように、第2エンジンブラケット23L,23Rは、メインフレーム13の後端部から下向きに突出している。これら左右の第2エンジンブラケット23L,23Rは、車幅方向に間隔を空けて向かい合っている。
図1に示すように、車体フレーム11には、後輪26を駆動するエンジンユニット28が支持されている。具体的には、図4に示すように、エンジンユニット28はクランクケース35とシリンダ43とシリンダヘッド44とを備えている。クランクケース35は第1および第2のエンジンマウント部36,37を有している。第1エンジンマウント部36は、クランクケース35の前端部の上側から上向きに突出し、第1エンジンブラケット22L,22Rに支持されている。第2エンジンマウント部37は、クランクケース35の後端部の上側から後方斜め上向きに突出し、第2エンジンブラケット23L,23Rに支持されている(図5も参照)。このため、クランクケース35は、メインフレーム13に吊り下げられた状態で支持されている。
詳細は後述するように、エンジンユニット28は、エンジン29とベルト式無段変速機(以下、CVTという)30とを備えている(図6参照)。エンジン29の形式は何ら限定されないが、本実施形態では、エンジン29は4サイクル単気筒エンジンによって構成されている。
図1に示すように、自動二輪車10は、前輪19の上方および後方を覆うフロントフェンダー31と、後輪26の後方斜め上側を覆うリヤフェンダー32とを備えている。
自動二輪車10は、前述の車体カバー21に加えて、フロントカウル33と、左右のレッグシールド34L,34Rとを備えている。レッグシールド34L,34Rは運転者の脚部の前方を覆うカバー部材であり、側方から見て斜め上下方向に延びている。なお、レッグシールド34L,34Rはフロントカウル33と一体となっていてもよく、別体であってもよい。
図2に示すように、レッグシールド34L,34Rの水平断面形状は、後方に向かって開いた凹形状に形成されている。言い換えると、レッグシールド34L,34Rの横断面形状は、前方に向かって先細りの略C字状の湾曲形状に形成されている。その結果、レッグシールド34L,34Rの背面側(凹形状の内側)には、前方および側方をレッグシールド34L,34Rによって覆われた空間が設けられている。
本実施形態では、レッグシールド34L,34Rは、樹脂材料で形成されている。ただし、レッグシールド34L,34Rの材料は何ら限定される訳ではない。
図2に示すように、エンジンユニット28の左側および右側には、ゴム等からなるフットレスト85L,85Rが配置されている。フットレスト85L,85Rは、運転者の足を支持する足載せ部材である。左右のフットレスト85L,85Rは、金属製の連結棒87と、この連結棒87に固定された取り付け板88(図3および図4参照)とを介して、エンジンユニット28のクランクケース35に支持されている。
連結棒87は、クランクケース35の後半部の下方を通って車幅方向に延びている。連結棒87の左端は、クランクケース35の左側に突出し、左側のフットレスト85Lを支持している。連結棒87の右端は、変速機ケース53の右側に突出し、右側のフットレスト85Rを支持している。図3に示すように、取り付け板88は金属板をプレス成形したものであり、取り付け板88の前後方向の中間部には、連結棒87を嵌め込む凹部89が形成されている。凹部89は、連結棒87に下方から突き合わされるとともに、連結棒87の外周面に溶接されている。
取り付け板88は、連結棒87の前方に張り出すフランジ状の第1取付部90と、連結棒87の後方に張り出すフランジ状の第2取付部91とを有している。第1取付部90および第2取付部91は、連結棒87の軸方向(左右方向)に延びるとともに、クランクケース35の後半部の下面83と向かい合っている。
クランクケース35の後半部の下面83は、4つ(図3では2つのみ図示)のボス部92を有している。これらボス部92は、クランクケース35の下面83から下向きに突出しており、このクランクケース35に一体に形成されている。各ボス部92には、ボルト孔(図示せず)が形成されている。フットレスト85L,85Rの取り付け板88にも、これらボス部92に対応する位置にボルト孔(図示せず)が形成されている。そして、取り付け板88とボス部92とは、ボルト99によって締結されている。このように、フットレスト85L,85Rは、連結棒87および取り付け板88を介して、ボルト99によってクランクケース35に固定されている。
図1および図2に示すように、右側のフットレスト85Rの前方には、ブレーキペダル84が設けられている。ブレーキペダル84は、変速機ケース53の下方を通って右斜め前方に突出し、変速機ケース53の右側方において前方斜め上向きに延びている。図2に示すように、自動二輪車10の走行の際には、運転者の右足62aは、変速機ケース53と車幅方向に隣り合うことになる。
次に、エンジンユニット28の内部構成を説明する。図6に示すように、エンジンユニット28は、エンジン29と、CVT30と、遠心式クラッチ41と、減速機構42とを備えている。
エンジン29は、クランクケース35と、クランクケース35に接続されたシリンダ43と、シリンダ43に接続されたシリンダヘッド44とを備えている。クランクケース35は、分割された2つのケースブロック、すなわち、左側に位置する第1のケースブロック35aと、右側に位置する第2のケースブロック35bとを有している。第1ケースブロック35aと第2ケースブロック35bとは、車幅方向に沿って互いに突き合わされている。
クランクケース35内には、クランク軸46が収容されている。クランク軸46は、車幅方向に延びており、水平に配置されている。クランク軸46は、軸受47を介して第1ケースブロック35aに支持され、軸受48を介して第2ケースブロック35bに支持されている。
シリンダ43内には、ピストン50が摺動可能に挿入されている。このピストン50には、コンロッド51の一端部が連結されている。クランク軸46の左側クランクアーム46aと右側クランクアーム46bとの間には、クランクピン59が設けられている。コンロッド51の他端部は、クランクピン59に連結されている。
シリンダヘッド44には、凹部44aと、凹部44aに連通する図示しない吸気ポートおよび排気ポートとが形成されている。シリンダヘッド44の凹部44aの内部には、点火プラグ55が挿入されている。図3に示すように、上記吸気ポートには吸気管52aが接続され、上記排気ポートには排気管52が接続されている。図1および図2に示すように、排気管52はシリンダヘッド44から後方かつ右斜め下向きに延びた後、エンジンユニット28の変速機ケース53の下方を通ってさらに後方に延び、後輪26の右側方に配置されたマフラ54に接続されている。
図6に示すように、シリンダ43内の左側部には、クランクケース35の内部とシリンダヘッド44の内部とをつなぐカムチェーン室56が形成されている。このカムチェーン室56には、タイミングチェーン57が配設されている。タイミングチェーン57は、クランク軸46とカム軸58とに巻き掛けられている。カム軸58は、クランク軸46の回転に従って回転し、図示しない吸気バルブおよび排気バルブを開閉させる。
第1ケースブロック35aの前半部の左側には、発電機63を収容する発電機ケース66が着脱自在に取り付けられている。第2ケースブロック35bの右側には、CVT30を収容する変速機ケース53が取り付けられている。
第2ケースブロック35bの後半部の右側には開口が形成され、この開口はクラッチカバー60によって塞がれている。クラッチカバー60は、ボルト61により、第2ケースブロック35bに対して着脱可能に固定されている。
変速機ケース53は、クランクケース35から独立して形成されており、CVT30の車幅方向内側(左側)を覆う内側ケース53aと、CVT30の車幅方向外側(右側)を覆う外側ケース53bとから構成されている。内側ケース53aはクランクケース35の右側に取り付けられ、外側ケース53bは内側ケース53aの右側に取り付けられている。これら内側ケース53aと外側ケース53bとの内部には、CVT30を収容するベルト室67が形成されている。
図6に示すように、クランク軸46の右側端部は、第2ケースブロック35bおよび内側ケース53aを貫通し、ベルト室67にまで延びている。このクランク軸46の右側端部には、CVT30のプライマリシーブ71が嵌め込まれている。そのため、プライマリシーブ71は、クランク軸46の回転に従って回転する。このクランク軸46の右側部分(厳密には、軸受48よりも右側の部分)は、プライマリシーブ軸46cを形成している。
一方、クランク軸46の左側端部は、第1ケースブロック35aを貫通し、発電機ケース66内に延びている。このクランク軸46の左側端部には、発電機63が取り付けられている。発電機63は、ステータ64と、ステータ64に対向するロータ65とを備えている。ロータ65は、クランク軸46と共に回転するスリーブ74に固定されている。ステータ64は、発電機ケース66に固定されている。
クランクケース35内の後半部には、クランク軸46と平行にセカンダリシーブ軸62が配置されている。なお、このセカンダリシーブ軸62は上記回転軸に該当するものである。図7に示すように、セカンダリシーブ軸62の中央部は、軸受75を介してクラッチカバー60に支持されている。また、セカンダリシーブ軸62の左側部分は、軸受76を介して第2ケースブロック35bの左端部に支持されている。この軸受75および軸受76は、共に上記第2の軸受に該当する。軸受75は、セカンダリシーブ軸62の略中央部に位置しており、軸受75からセカンダリシーブ軸62の右側端部までの長さは、セカンダリシーブ軸62全体の長さの1/2〜1/3となっている。そのため、セカンダリシーブ軸62は軸受75および軸受76により片持ち支持された状態である。
セカンダリシーブ軸62の右側端部は、第2ケースブロック35bおよびクラッチカバー60を貫通し、ベルト室67にまで延びている。このセカンダリシーブ軸62の右側端部には、CVT30のセカンダリシーブ72が連結されている。
図6に示すように、CVT30は、プライマリシーブ71と、セカンダリシーブ72と、これらプライマリシーブ71とセカンダリシーブ72とに巻き掛けられたVベルト73とを備えている。前述したように、プライマリシーブ71はクランク軸46の右側部に取り付けられている。セカンダリシーブ72はセカンダリシーブ軸62の右側部に連結されている。
プライマリシーブ71は、車幅方向の外側に位置する固定シーブ半体71aと、車幅方向の内側に位置し、固定シーブ半体71aに対向する可動シーブ半体71bとを備えている。固定シーブ半体71aは、プライマリシーブ軸46cの右端部に固定されており、プライマリシーブ軸46cと共に回転する。可動シーブ半体71bは、固定シーブ半体71aの左側に配置されており、プライマリシーブ軸46cにスライド自在に取り付けられている。したがって、可動シーブ半体71bは、プライマリシーブ軸46cと共に回転し、かつ、プライマリシーブ軸46cの軸方向にスライド自在である。固定シーブ半体71aと可動シーブ半体71bとの間には、ベルト溝が形成されている。可動シーブ半体71bの左側部分にはカム面111が形成され、カム面111の左側にはカムプレート112が配設されている。可動シーブ本体71bのカム面111とカムプレート112との間には、ローラウエイト113が配設されている。
セカンダリシーブ72は、車幅方向の内側に位置する固定シーブ半体72aと、車幅方向の外側に位置し、固定シーブ半体72aに対向する可動シーブ半体72bとを備えている。可動シーブ半体72bは、セカンダリシーブ軸62の右端部に取り付けられている。可動シーブ半体72bは、セカンダリシーブ軸62と共に回転し、かつ、セカンダリシーブ軸62の軸方向にスライド自在である。セカンダリシーブ軸62の右端には圧縮コイルスプリング114が設けられており、可動シーブ半体72bは圧縮コイルスプリング114から左向きの付勢力を受けている。固定シーブ半体72aの軸心部は円筒状のスライドカラーとなっており、セカンダリシーブ軸62にスプライン嵌合されている。
CVT30では、ローラウエイト113がプライマリシーブ71の可動シーブ半体71bを右向きに押す力と、圧縮コイルスプリング114がセカンダリシーブ72の可動シーブ半体72bを左向きに押す力との大小関係によって、減速比が決定される。
すなわち、プライマリシーブ軸46cの回転数が上昇すると、ローラウエイト113が遠心力を受けて径方向外側に移動し、可動シーブ半体71bを右向きに押す。すると、可動シーブ半体71bは右側に移動し、プライマリシーブ71のベルト巻き掛け径が大きくなる。これに伴い、セカンダリシーブ72のベルト巻き掛け径が小さくなり、セカンダリシーブ72の可動シーブ半体72bは、圧縮コイルスプリング114の付勢力に対抗して右側に移動する。この結果、プライマリシーブ71におけるVベルト73の巻き掛け径が大きくなる一方、セカンダリシーブ72における巻き掛け径が小さくなり、減速比は小さくなる。
一方、プライマリシーブ軸46cの回転数が低下すると、ローラウエイト113の遠心力が小さくなるので、ローラウエイト113は可動シーブ半体71bのカム面111およびカムプレート112に沿って径方向内側に移動する。そのため、ローラウエイト113が可動シーブ半体71bを右向きに押す力が小さくなる。すると、圧縮コイルスプリング114の付勢力が相対的に上記力を上回り、セカンダリシーブ72の可動シーブ半体72bは左側に移動し、それに応じてプライマリシーブ71の可動シーブ半体71bも左側に移動する。その結果、プライマリシーブ71におけるベルト巻き掛け径が小さくなる一方、セカンダリシーブ72におけるベルト巻き掛け径が大きくなり、減速比は大きくなる。
図6に示すように、外側ケース53bは、車幅方向の外側(右側)に膨出する碗状の第1膨出部93および第2膨出部94を備えている。第1膨出部93と第2膨出部94とは前後方向に並んでいる。第1膨出部93はプライマリシーブ71を覆っており、第2膨出部94はセカンダリシーブ72を覆っている。
内側ケース53aの周縁部の左側にはシール溝68aが形成され、このシール溝68aに第2ケースブロック35bの右側の周縁部が嵌め込まれている。なお、シール溝68a内における内側ケース53aと第2ケースブロック35bとの間には、Oリング68が挿入されている。また、内側ケース53aの周縁部の右側にもシール溝69aが形成され、このシール溝69aには外側ケース53bの周縁部が嵌め込まれている。シール溝69a内における内側ケース53aと外側ケース53bとの間には、Oリング69が挿入されている。外側ケース53bと第2ケースブロック35bとは、それらの間に内側ケース53aを挟み込んだ状態でボルト70によって締結されている。
図7に示すように、遠心式クラッチ41は、セカンダリシーブ軸62の左側部分に取り付けられている。遠心式クラッチ41は、湿式多板式のクラッチであり、略円筒状のクラッチハウジング78とクラッチボス77とを備えている。クラッチハウジング78はセカンダリシーブ軸62にスプライン嵌合され、セカンダリシーブ軸62と一体となって回転する。クラッチハウジング78には、リング状の複数のクラッチ板79が取り付けられている。これらクラッチ板79は、セカンダリシーブ軸62の軸方向に間隔を空けて並んでいる。
セカンダリシーブ軸62の左側部分の周囲には、2つの軸受81(81a、81b)を介して円筒状の歯車80が回転自在に嵌め込まれている。なお、これら2つの軸受81は上記第1の軸受に該当し、歯車80は上記回転体に該当する。クラッチボス77は、クラッチ板79の径方向内側かつ歯車80の径方向外側に配置され、歯車80と噛み合っている。そのため、歯車80はクラッチボス77と共に回転する。クラッチボス77の径方向外側には、リング状の複数のフリクションプレート82が取り付けられている。このフリクションプレート82は、セカンダリシーブ軸62の軸方向に沿って間隔を空けて並んでおり、各フリクションプレート82は隣り合うクラッチ板79,79の間に配置されている。
歯車80とセカンダリシーブ軸62との間に介装されている2つの軸受81(81a、81b)は、共にニードル軸受の一種であるケージアンドローラである。軸受81は、図8に示すように、複数個の針状ころ130と、これら針状ころ130を所定のピッチ円上に所定間隔をあけて位置決め保持する保持器131とから構成されている。このケージアンドローラとしての軸受81は、シェル型ニードル軸受や、ソリッド型ニードル軸受のように、針状ころが保持された状態の保持器が固定される外輪(シェル)を備えていない。保持器131には、半径方向外側および半径方向内側へ脱落しないように針状ころ130を保持することができるような構造の孔131aが複数形成されている。
クラッチハウジング78の左側には、複数のカム面83aが形成されている。カム面83aと、このカム面83に対向する最も右側のクラッチ板79との間には、ローラウエイト84aが配置されている。
この遠心式クラッチ41では、ローラウエイト84aに作用する遠心力の大小によって、クラッチインの状態(接続状態)とクラッチオフの状態(遮断状態)とが自動的に切り替えられる。
すなわち、クラッチハウジング78の回転速度が所定速度以上になると、ローラウエイト84aが遠心力を受けて径方向外側に移動し、クラッチ板79はローラウエイト84aによって左方向に押される。その結果、クラッチ板79とフリクションプレート82とが圧着し、セカンダリシーブ軸62の駆動力が、歯車80および減速機構42を介して出力軸85に伝達されるクラッチイン状態となる。このとき、歯車80はクラッチボス77と共に回転する。また、セカンダリシーブ軸62は、クラッチハウジング78と共に回転している。したがって、歯車80とセカンダリシーブ軸62とは共に回転しており、相対回転していない。
一方、クラッチハウジング78の回転速度が所定速度未満になると、ローラウエイト84aに作用する遠心力が小さくなり、ローラウエイト84aは径方向内側に移動する。その結果、クラッチ板79とフリクションプレート82との圧着が解除され、セカンダリシーブ軸62の駆動力が、歯車80および減速機構42を介して出力軸85に伝達されないクラッチオフ状態となる。このとき、歯車80には駆動力が与えられていない。したがって、セカンダリシーブ軸62のみが、駆動力を受けて回転しているため、歯車80とセカンダリシーブ軸62とは相対回転していることとなる。なお、図7において、遠心式クラッチ41における前側(図7における上側)の部分はクラッチオフ状態を表し、後側(図7における下側)の部分はクラッチイン状態を表している。
図7に示すように、軸受76は、ボール軸受であり、セカンダリシーブ軸62が挿通されるインナーリング76aと、第2ケースブロック35bに固定されているアウターリング76bと、インナーリング76aとアウターリング76bとの間に配置される球状ころ76cとを備えている。インナーリング76aは、セカンダリシーブ軸62とともに回転し、アウターリング76bは、第2ケースブロック35bに固定されているため、常時停止している。
歯車80と軸受76との間には、ワッシャ86が介装されている。ワッシャ86は、軸受76におけるインナーリング76aの側面を覆うように設けられており、アウターリング76bの側面は覆っていない。また、ワッシャ86は、軸受81aの側面全部と、歯車80の側面の一部とを覆うように設けられている。このワッシャ86が介装されることによって、軸受81aが挿通された歯車80と、軸受76のアウターリング76bとは、所定の間隔をあけて保持される。
ここで、遠心式クラッチ41がクラッチイン状態でセカンダリシーブ軸62が回転している状態では、軸受76のインナーリング76aと歯車80とは一体的に回転しており、軸受76のアウターリング76bと歯車80とは相対回転した状態となっている。また、歯車80の回転中、歯車80には軸受76側方向(図中、左方向)へのスラスト力が発生している。そのため、上述したワッシャ86が介装されていない場合、軸受76のアウターリング76bと歯車80とが、相対回転した状態で接触することとなり、歯車80および軸受76の破損の原因となる。すなわち、本実施形態では、軸受76と歯車80との間にワッシャ86を介装することにより、歯車80とアウターリング76bとの接触を回避することができ、歯車80および軸受76の破損を防止することができるのである。
また、ブレーキペダル84を操作して後輪26を停止させたままエンジン回転数を急上昇させて遠心式クラッチ41をクラッチインさせた場合には、歯車80に非常に大きなスラスト力が発生する。そのため、軸受76と歯車80とが接触可能であると、歯車80が非常に大きな力で軸受76を押圧することとなり、歯車80および軸受76の破損の危険性が大きくなる。そのため、本実施形態のように、ワッシャ86を介装させることによって、歯車80および軸受76の破損を防止することができる。
減速機構42は、遠心式クラッチ41と出力軸85との間に介在している。減速機構42は、セカンダリシーブ軸62および出力軸85と平行に配置された変速軸100を有している。変速軸100は、軸受101を介して第1ケースブロック35aに回転自在に支持されるとともに、軸受102を介して第2ケースブロック35bに回転自在に支持されている。変速軸100の右端部には、歯車80と噛み合う第1変速歯車103が設けられている。この第1変速歯車80と上述した歯車80とは、共にはすば歯車であり、両者が回転したときに、軸受76側の方向(図中、左方向)にスラスト力が発生するように配置されている。
変速軸100の中央部には、第1変速歯車103よりも小径の第2変速歯車104が設けられている。出力軸85の右端部の外周側には、第2変速歯車104と噛み合う第3変速歯車105が形成されている。出力軸85の右端部の内周側は、軸受106を介してセカンダリシーブ軸62の左端部に支持されている。したがって、出力軸85は、軸受106を介してセカンダリシーブ軸62に回転自在に支持され、セカンダリシーブ軸62と同軸状(一直線上)に配置されている。また、出力軸85の中央部は、軸受107を介して第2ケースブロック35bの左端部に回転自在に支持されている。
このような構成により、クラッチボス77と出力軸85とは、歯車80、第1変速歯車103、変速軸100、第2変速歯車104、および第3変速歯車105を介して連結されている。そのため、出力軸85はクラッチボス77の回転に従って回転する。
出力軸85の左端部は第1ケースブロック35aを貫通し、クランクケース35の外側に突出している。出力軸85の左端部には、ドライブスプロケット108が固定されている。ドライブスプロケット108には、出力軸85の駆動力を後輪26に伝達するチェーン109が巻き掛けられている。なお、出力軸85の駆動力を後輪26に伝達する機構としては、このチェーン109に限られず、伝動ベルト、複数の歯車を組み合わせてなる歯車機構、ドライブシャフト等、その他の部材であってもよい。
次に、エンジンユニット28における潤滑油供給機構について説明する。図9は、エンジンユニット28の内部構造の一部を示す断面図である。自動二輪車10が備える潤滑油供給機構は、クランクケース35の底部35cに形成された潤滑油室115内の潤滑油を、オイルポンプ116によって吸い込んで、クランク軸46や、セカンダリシーブ軸62(図7参照)の軸受部や摺動部に供給するとともに、被潤滑部を潤滑した潤滑油を潤滑油室115に自然落下により戻す構造となっている。上記潤滑油供給機構は、後に詳述するが、軸受76、ワッシャ86および軸受81a(図7参照)、ならびに、これらの摺動部にも潤滑油を供給するように構成されている。
オイルポンプ116は、クランクケース35の下部に配置されており、吸込口117a、吐出口117bが形成されたハウジング117によってポンプ軸116aを軸支し、ポンプ軸116aの外端部にポンプギヤ118を装着した構造となっている。
クランクケース35には、吸込口117aに連通する吸込通路35dが形成されており、この吸込通路35dは、オイルストレーナ119を介して潤滑油室115内に開口している。また、クランクケース35には、吐出口117bに連通する潤滑油供給通路35eが形成されている。この潤滑油供給通路35eは、途中にオイルフィルタ200を介在させて発電機ケース66に形成されたメイン供給通路66aに連通されている。また、このメイン供給通路66aの下流端は、クランク軸46の左端面に連通するオイル室66cに接続されている。
クランク軸46には、オイル室66cに連通するオイル通路46dが形成されている。このオイル室46dは、クランク軸46の軸心部を貫通するように形成されている。また、オイル通路46dは、クランクピン59に形成された分岐通路59aを介して、クランクピン59とコンロッド51との連結軸受部121に開口している。
上述したオイルポンプ116により吸い込まれた潤滑油は、潤滑油供給通路35e、メイン供給通路66aをそれぞれ通ってオイル通路46dに圧送され、オイル通路46dから分岐通路59aを介して連結軸受部121に供給される。連結軸受部121に供給された潤滑油は、供給油圧およびクランク軸46の遠心力によって、クランクケース35内に飛散する。クランクケース35内を飛散する潤滑油の一部は、セカンダリシーブ軸62にかかるように飛散し、セカンダリシーブ軸62取り付けられた軸受や、当該軸受との摺動部に供給される。そして、これら軸受や摺動部を潤滑した潤滑油は、この後、潤滑油室115内に落下する。
図10は、エンジンユニット28におけるセカンダリシーブ軸62および変速軸100の近傍の断面を示す図である。図10に示すように、クランクケース35には、図9に示した連結軸受部121から飛散した潤滑油を、セカンダリシーブ軸62および変速軸100に導入する導入開口203が形成されている。
また、クランクケース35には、セカンダリシーブ軸62側に延びるガイド部204が一体的に形成されている。このガイド部204は、クランク軸46とセカンダリシーブ軸62とを結ぶ延長線上に位置し、上述した導入開口203と略対向するように縦方向に延びる潤滑油受け部204aと、潤滑油受け部204aの下端からセカンダリシーブ軸62の下側に回り込むように円弧状に延びる案内部204bとを備えている。
このガイド部204が形成されることにより、導入開口203から進入した潤滑油が潤滑油受け部204aにて受け止められるとともに、クラッチボス77の近傍に案内され、クラッチボス77およびセカンダリシーブ軸62の遠心力によって、軸受81(81a、81b)、歯車80、ワッシャ86、軸受76およびこれらの摺動部等に供給される。
以上のように、本実施形態によれば、セカンダリシーブ軸62が軸受75および軸受76により片持ち支持されており(方持ち支持の意味については後述する)、また、セカンダリシーブ軸62と歯車80との間に介装されている軸受81がニ−ドル軸受にて構成されている。そのため、メタル軸受を採用した場合のように、セカンダリシーブ軸62と歯車80とにこじり運動が発生し、メタル軸受の外輪と内輪とが接触してしまうことがない。その結果、軸受81の磨耗劣化を低減させることが可能となる。
また、軸受81はニードル軸受であり、小径の針状ころ130が用いられているため、軸受81の大型化(特に大径化)を抑制することができ、その結果、エンジンユニット28の大型化を抑制することが可能となる。仮に、ニードル軸受に代えて玉軸受を採用した場合、玉軸受はころが球形であるため、そのころの分だけ径が大きくなってしまう。そのため、この玉軸受をセカンダリシーブ軸62と歯車80との間に介装した場合には、装置が大型化してしまう。
また、本実施形態では、歯車80は、クラッチボス77と共に回転するように取り付けられている。クラッチボス77にクラッチハウジング78からの駆動力が伝達するクラッチイン状態では、歯車80とセカンダリシーブ軸62とは共に回転しているため、歯車80とセカンダリシーブ軸62とに発生するこじり運動は軽微なものとなる。また、クラッチオフの状態では、クラッチボス77に駆動力は伝達しておらず、そのため、歯車80とセカンダリシーブ軸62とが相対回転している。しかし、この状態ではエンジンの回転数が低いため、歯車とセカンダリシーブ軸とに発生するこじり運動は、やはり軽微なものとなる。したがって、クラッチボス77と共に回転するように歯車80を取り付ける構成とすることにより、ニードル軸受である軸受81の磨耗劣化をより確実に抑制することが可能となる。
さらに、本実施形態では、軸受81として、ニードル軸受の一種であるケージアンドローラが採用されている。ケージアンドローラとしての軸受81は、針状ころ130と保持器131とから構成されており、保持器131が固定される外輪を有していないため、より小径である。その結果、エンジンユニット28の大型化を一層抑制することが可能となる。
ところで、ケージアンドローラは、外輪を備えていないことから、保持器131の強度を高くする必要がある。そのため、保持器131のピッチ円上に保持させる針状ころ130の間隔をある程度広くする必要があり、その結果、軸受81が備える針状ころ130の数が少なくなる。しかし、本実施形態のように、歯車80がクラッチボス77と共に回転するような場合において、歯車80とセカンダリシーブ軸62とが相対回転するときは、クラッチオフ状態のときのみであるので、その回転数は比較的低くなる。そのため、軸受81に必要となるラジアル方向の強度も比較的低くなるため、軸受81として安価なケージアンドローラを好適に用いることが可能となる。
また、本実施形態によれば、軸受76と歯車80との間にワッシャ86が介装されており、これにより、歯車80とアウターリング76bとの間に間隔があけられている。そのため、軸受76のアウターリング76bと歯車80とが、相対回転した状態で接触してしまうことを防止することができ、歯車80および軸受76の破損を防止することが可能となる。
また、ブレーキペダル84を操作して後輪26を停止させたままエンジン回転数を急上昇させて遠心式クラッチ41をクラッチインさせた場合には、歯車80に非常に大きなスラスト力が発生する。そのため、軸受76と歯車80とが接触可能であると、歯車80が非常に大きな力で軸受76を押圧することとなり、歯車80および軸受76の破損の危険性が大きくなる。そのため、本実施形態のように、ワッシャ86を介装させることによって、歯車80および軸受76の破損を防止することができる。
なお、本実施形態では、本発明の鞍乗型車両を自動二輪車に適用した場合について説明したが、本発明の鞍乗型車両は、自動二輪車に限定されるものではなく、例えば、四輪バギー等であってもよい。
なお、本発明において、「回転軸が軸受を介して片持ち支持されている状態(以下、片持ち支持状態という)」とは、回転軸の少なくとも一端部が、実質的に軸受によって支持されていない状態をいう。例えば、図11に示すように、回転軸150が1つの軸受151により支持されている状態は、軸受151の設置位置に拘らず、上記片持ち支持状態である。特に、図11のように、軸受151が回転軸150の中央部からずれており、回転軸150の長さ(l)と、軸受151から回転軸150の右端までの長さ(a)および左端までの長さ(b)とについて、a/lまたはb/lが1/2を超える状態では、上述した回転軸150と回転体(図示せず)とのこじり運動が大きくなる。したがって、このような片持ち支持状態では、本発明の効果を強く享受することができる。なお、図11では、a/lが1/2を超える場合を示している。
また、例えば、図12に示すように、回転軸150が2以上の軸受により支持されている状態においては、回転軸150の長さ(l)と、回転軸150における右端の軸受(軸受152)から回転軸150の右端までの長さ(c)、および、左端の軸受(軸受151)から回転軸150の左端までの長さ(d)とについて、c/lまたはd/lが1/4を超える状態では、上記こじり運動が比較的大きくなる。したがって、このような片持ち支持状態では、本発明の効果を強く享受することが可能となる。なお、図12では、回転軸150が2つの軸受(軸受151、152)により支持されており、かつ、c/lが1/4を超える場合を示している。
上述した実施形態では、軸受76と歯車80との間にワッシャ86が介装されることによって、相対回転する軸受76のアウターリング76bと歯車80とに間隔があけられ、両者が接触してしまうことを防止するように構成されている場合について説明したが、軸受76のアウターリング76bと歯車80とを間隔をあけて保持する方法としては、この例に限定されるものではなく、例えば、以下に示す例を挙げることができる。
図13は、変形例に係るエンジンユニットの内部構成の一部を示す断面図である。なお、図13において、上述した図7に示したエンジンユニット28と同一の構成部材については同一の符号を付している。図13に示すエンジンユニット128では、軸受76の右側面に接するようにサークリップ126が取り付けられ、サークリップ126と軸受81aとの間にワッシャ86が介装されている。図13に示したエンジンユニット128においても、上述したエンジンユニット28の場合と同様の効果が得られる。
なお、図13では、軸受76と歯車80との間にサークリップ126およびワッシャ86が介装されている場合について説明したが、図13のように、サークリップ126が歯車80の側面の一部を覆う程度の大きさを有している場合には、サークリップ126のみを介装させるようにしてもよい。歯車80がスラスト力により左方向に移動しても、サークリップ126によりアウターリング76bとの接触を回避することができるからである。逆に、サークリップ126が軸受81aの側面のみを覆っている場合には、歯車80の側面の一部または全部を覆うようにワッシャ86を介装させる必要がある。
また、軸受のアウターリングと歯車とを、間隔をあけて保持する別の例として、以下に示す例を挙げることができる。図14は、他の変形例に係るエンジンユニットの内部構成の一部を示す断面図である。なお、図14において、上述した図7に示したエンジンユニット28と同一の構成部材については同一の符号を付している。
図14に示すエンジンユニット228では、図7に示した軸受76に代えて、軸受176が設けられている。また、軸受176と軸受81aとの間には何も介装されていない。軸受176は、ボール軸受であり、セカンダリシーブ軸62が挿通されるインナーリング176aと、第2ケースブロック35bに固定されているアウターリング176bと、インナーリング176aとアウターリング176bとの間に配置される球状ころ176cとを備えている。
インナーリング176aは、アウターリング176bよりも幅広であり、右端部が軸受81a側に突出して軸受81aおよび歯車80と接触している。インナーリング176aの右側面は、軸受81aの側面全部と、歯車80の側面の一部とを覆っている。図14に示したエンジンユニット228では、このインナーリング176aによって、アウターリング176bと歯車80とが、間隔をあけて保持されるため、上述したエンジンユニット28の場合と同様の効果が得られる。
また、軸受のアウターリングと歯車とを、間隔をあけて保持する更に別の例として、以下に示す例を挙げることができる。図15は、更に別の変形例に係るエンジンユニットの内部構成の一部を示す断面図である。なお、図15において、上述した図7に示したエンジンユニット28と同一の構成部材については同一の符号を付している。
図15に示すエンジンユニット328では、図7に示した歯車80に代えて、歯車180が設けられている。また、軸受76と歯車180との間には何も介装されていない。歯車180は、軸受76側の外縁部に面取り処理が施されており、傾斜面180aが形成されている。このため、図15のように、軸受76と歯車180とが当接した場合において、インナーリング76aと歯車180とは接触するが、アウターリング76bと180歯車とは、間隔があいた状態で保持される。したがって、図15に示した場合においても、上述したエンジンユニット28の場合と同様の効果が得られる。
なお、インナーリング76aと歯車180とを当接するにあたって、図15に示したように、接触面積が大きくなるように歯車180を設計することが望ましい。図15では、歯車180は、その一部が軸受81aの左側面を覆うような形状を有しており、インナーリング76aの側面のほぼ全部と接触している。このように歯車180とインナーリング76aとの接触面積を大きくすることにより、スラスト力により歯車180がインナーリング76aを押圧しても、両者が破損しにくくなる。また、図15のように、歯車180と軸受76のインナーリング76aとが接触するように構成した場合、磨耗劣化の防止の観点から、十分な量の潤滑油が供給されるようにすることが望ましい。
以上説明したように、本発明は、自動二輪車等の鞍乗型車両等が備えるエンジンユニットについて有用である。
実施形態に係る自動二輪車の側面図である。 車体フレーム、レッグシールド、およびエンジンユニット等の位置関係を示す平面図である。 エンジンユニットの右側面図である。 エンジンユニットの左側面図である。 エンジンユニットの取付状態を示す断面図である。 エンジンユニットの内部構造を示す断面図である。 エンジンユニットの内部構造の一部を示す断面図である。 ケージアンドローラとしての軸受を示す斜視図である。 エンジンユニットの内部構造の一部を示す断面図である。 エンジンユニットにおけるセカンダリシーブ軸および変速軸の近傍の断面を示す図である。 回転軸が軸受により支持されている様子を示す図である。 回転軸が軸受により支持されている様子を示す図である。 変形例に係るエンジンユニットの内部構成の一部を示す断面図である。 別の変形例に係るエンジンユニットの内部構成の一部を示す断面図である。 更に別の変形例に係るエンジンユニットの内部構成の一部を示す断面図である。
符号の説明
10 自動二輪車
11 車体フレーム
28、128、228、328 エンジンユニット
30 Vベルト式無段変速機
46c プライマリシーブ軸
62 セカンダリシーブ軸(回転軸)
71 プライマリシーブ
72 セカンダリシーブ
75 軸受(第2の軸受)
76、176 軸受(第2の軸受)
76a、176a インナーリング
76b、176b アウターリング
76c、176c 球状ころ
80、180 歯車(回転体)
81(81a、81b) 軸受(第1の軸受)
86 ワッシャ(スペーサ)
130 針状ころ
131 保持器

Claims (15)

  1. 駆動力が与えられて回転する回転軸と、
    前記回転軸が挿通される第1の軸受と、
    前記第1の軸受が挿通される回転体と、
    前記回転軸が挿通される第2の軸受と、を備え、
    前記回転軸は、前記第2の軸受を介して片持ち支持されており、
    前記第1の軸受は、ニードル軸受であるエンジンユニット。
  2. クラッチハウジングとクラッチボスとを有するクラッチを備え、
    前記回転体は、前記クラッチボスと共に回転する歯車である請求項1に記載のエンジンユニット。
  3. 前記第1の軸受として、軸方向に並んで配置される複数のニードル軸受を備えた請求項1に記載のエンジンユニット。
  4. 軸方向に並んで配置される2つの前記第2の軸受の間に、前記第1の軸受が配置されている請求項1に記載のエンジンユニット。
  5. 前記ニードル軸受は、ケージアンドローラである請求項1に記載のエンジンユニット。
  6. Vベルト式無段変速機を備え、
    前記回転軸は、前記Vベルト式無段変速機が備えるシーブ軸である請求項1に記載のエンジンユニット。
  7. 前記第2の軸受は、
    前記回転軸が挿通されるインナーリングと、
    前記インナーリングの径方向の外側に、当該インナーリングと相対回転可能に配置されるアウターリングと、を備え、
    前記回転体と前記アウターリングとは、軸方向に所定の間隔をあけて保持されている請求項1に記載のエンジンユニット。
  8. 前記回転体と前記第2の軸受との間に介装されるスペーサを備え、
    前記回転体と前記第2の軸受の前記アウターリングとは、上記スペーサによって所定の間隔をあけて保持される請求項7に記載のエンジンユニット。
  9. 前記スペーサはワッシャである請求項8に記載のエンジンユニット。
  10. 前記スペーサはサークリップである請求項8に記載のエンジンユニット。
  11. 前記インナーリングは、前記アウターリングよりも前記回転体側に延びており、
    前記回転体と前記インナーリングとが当接することによって、当該回転体と前記アウターリングとが、所定の間隔をあけて保持される請求項7に記載のエンジンユニット。
  12. 前記回転体と前記インナーリングとが当接したときに、当該回転体が前記アウターリングと当接しないように当該回転体の一部が切り欠かれている請求項7に記載のエンジンユニット。
  13. クラッチハウジングとクラッチボスとを有するクラッチと、Vベルト式無段変速機と、を備え、
    前記回転体は、前記クラッチボスと共に回転する歯車であり、
    前記回転軸は、前記Vベルト式無段変速機が備えるセカンダリシーブ軸である請求項7に記載のエンジンユニット。
  14. 少なくとも、前記回転体と前記第2の軸受とが設けられている部分に潤滑油を供給する潤滑油供給機構を備えた請求項7に記載のエンジンユニット。
  15. 請求項1〜14のいずれか1つに記載のエンジンユニットを具備する鞍乗型車両。
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