JP2009257360A - エンジン及びそれを備えた車両 - Google Patents

Abstract

【課題】２プレーンタイプのクランク軸を有するエンジンにおいて、高い信頼性を確保しつつ、軽量化を図る。
【解決手段】エンジン２０は、２プレーンタイプのクランク軸３０と、クランク軸の一次偶力低減用のバランサ軸５０とを備えている。クランク軸３０は、クランク軸本体３０ａと、第１のギア３８とを有する。第１のギア３８は、クランク軸３０の軸線方向において、最も一端側に配置された第１のクランクウェブ対３１ａよりも一端側に配置されている。
【選択図】図１０

Description

本発明は、エンジン及びそれを備えた車両に関する。

従来、例えば特許文献１などにおいて、所謂２プレーンタイプのクランク軸を備えたエンジンが開示されている。２プレーンタイプのクランク軸は、位相が相互に１８０°異なる第１のクランクピン対と、第１のクランクピン対とは位相が９０°異なり、且つ位相が相互に１８０°異なる第２のクランクピン対とを備えている。

クランク軸を２プレーンタイプにすることによって、一次慣性力、二次慣性力及び二次偶力を実質的に発生させないようにすることが可能となる。このため、２プレーンタイプのクランク軸と一次偶力解消用のバランサ軸とを併用することによって、一次慣性力、二次慣性力、一次偶力及び二次偶力の全てを実質的に発生させないようにすることが可能となる。

図１３は、特許文献１に開示されたエンジン１００の部分断面図である。図１３に示すように、エンジン１００は、２プレーンタイプのクランク軸１０１を備えている。クランク軸１０１の前方には、一次偶力解消用のバランサ軸１０２が配置されている。クランク軸１０１には、軸線方向における略中央部にギア１０１ａが設けられている。クランク軸１０１は、このギア１０１ａにおいて、バランサ軸１０２と噛合している。
特公平７−７６５７７号公報

一般的に、クランク軸が共振することによってクランク軸に加わる力を小さくする観点からは、クランク軸の共振がピークとなるクランク軸の回転速度を高くすることが好ましい。クランク軸の共振がピークとなるクランク軸の回転速度を、クランク軸の常用される回転速度領域よりも高くすることが特に好ましい。

ここで、クランク軸における慣性マスの配置バランスを考えた場合、慣性マスがクランク軸の中央付近に集中して配置されている方が、クランク軸の共振がピークとなるクランク軸の回転速度が高くなる傾向にある。従って、例えば特許文献１に開示されたエンジン１００においても、ギア１０１ａは、クランク軸１０１の軸線方向における略中央部に配置されている。

しかしながら、バランサ軸と噛合するギアをクランク軸の軸線方向略中央に配置すると、それだけクランク軸が長くなる傾向にある。クランク軸が長くなると、クランク軸の重量が増大する。このため、クランク軸がねじり共振することによってクランク軸に加わるねじれ方向の力が、かえって大きくなる。従って、クランク軸の信頼性を確保するためにクランク軸の軸径を大きくする必要が生じる。その結果、クランク軸の重量がさらに増大し、クランク軸がねじり共振することによってクランク軸に加わるねじれ方向の力がさらに増大することとなる。

このように、クランク軸における慣性マスの配置バランスを考慮して、バランサ軸と噛合するギアをクランク軸の軸線方向略中央に配置した場合、エンジンの高い信頼性を確保しつつ、エンジンの軽量化を図ることが困難である。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、２プレーンタイプのクランク軸を有するエンジンにおいて、高い信頼性を確保しつつ、軽量化を図ることにある。

本発明に係る第１のエンジンは、クランク軸と、バランサ軸とを備えている。クランク軸は、クランク軸本体と、第１のギアとを有する。クランク軸本体は、第１、第２、第３及び第４のクランクウェブ対と、第１のクランクピンと、第２のクランクピンと、第３のクランクピンと、第４のクランクピンとを含む。第１、第２、第３及び第４のクランクウェブ対は、それぞれ一対のクランクウェブを有する。第１、第２、第３及び第４のクランクウェブ対は、一端側から他端側へ順に配列されている。第１のクランクピンは、第１のクランクウェブ対の一対のクランクウェブを相互に接続している。第２のクランクピンは、第２のクランクウェブ対の一対のクランクウェブを相互に接続している。第２のクランクピンは、第１のクランクピンとは位相が９０°異なる。第３のクランクピンは、第３のクランクウェブ対の一対のクランクウェブを相互に接続している。第３のクランクピンは、第２のクランクピンとは位相が１８０°異なる。第４のクランクピンは、第４のクランクウェブ対の一対のクランクウェブを相互に接続している。第４のクランクピンは、第１のクランクピンとは位相が１８０°異なる。第１のギアは、クランク軸本体に取り付けられている。バランサ軸は、クランク軸の一次偶力低減用のバランサ軸である。バランサ軸は、第２のギアを有する。第２のギアは、第１のギアと噛合している。第１のギアは、クランク軸の軸線方向において、第１のクランクウェブ対よりも一端側に配置されている。

本発明に係る第２のエンジンは、クランク軸と、クランク軸の一次偶力低減用のバランサ軸とを備えている。クランク軸は、第１、第２、第３及び第４のクランクウェブ対と、第１のクランクピンと、第２のクランクピンと、第３のクランクピンと、第４のクランクピンとを含む。第１、第２、第３及び第４のクランクウェブ対のそれぞれは、一対のクランクウェブを有する。第１のクランクピンは、第１のクランクウェブ対の一対のクランクウェブを相互に接続する。第２のクランクピンは、第２のクランクウェブ対の一対のクランクウェブを相互に接続する。第２のクランクピンは、第１のクランクピンとは位相が９０°異なる。第３のクランクピンは、第３のクランクウェブ対の一対のクランクウェブを相互に接続する。第３のクランクピンは、第２のクランクピンとは位相が１８０°異なる。第４のクランクピンは、第４のクランクウェブ対の一対のクランクウェブを相互に接続する。第４のクランクピンは、第１のクランクピンとは位相が１８０°異なる。第１のクランクウェブ対の一対のクランクウェブのうち、クランク軸の軸線方向における一端側に位置する外側クランクウェブには、ギアが形成されている。バランサ軸は、外側クランクウェブと噛合するギアを有する。

本発明に係る車両は、上記本発明に係るエンジンを備えている。

本発明によれば、２プレーンタイプのクランク軸を有するエンジンにおいて、高い信頼性を確保しつつ、軽量化を図ることができる。

以下、本発明を実施した車両の好ましい形態の一例について図１に示す自動二輪車１を例に挙げて詳細に説明する。但し、本発明に係る車両は、図１に示す自動二輪車１に限定されない。本発明に係る車両は、例えば、四輪自動車や鞍乗型車両などであってもよい。本明細書において、四輪自動車には、サイドバイサイドビークル（Side x Side Vehicle: ＳＳＶ）が含まれるものとする。サイドバイサイドビークルは、オフロードビークルともいう。本明細書において、「鞍乗型車両」とは、ライダーがシート（鞍）に跨がって乗る車両のことをいう。鞍乗型車両には、自動二輪車、ＡＴＶ（All Terrain Vehicle）やスノーモービルなどが含まれる。本発明において、「自動二輪車」とは、広義のモーターサイクルをいう。ここで、「広義のモーターサイクル」には、狭義のモーターサイクルのみならず、モペット、オフロード車、スクーターなどが含まれる。自動二輪車には、前輪及び後輪の少なくとも一方が複数の車輪により構成されている車両であって、車両を傾斜させて進行方向を変更する車両も含まれるものとする。

（自動二輪車１の概略構成）
まず、主として図１を参照しながら、自動二輪車１の概略構成について説明する。なお、以下の説明において、前後左右の方向は、シート９に着座したライダーから見た方向をいうものとする。

図１は、第１の実施形態に係る自動二輪車１の左側面図である。図１に示すように、自動二輪車１は、車体フレーム１０を備えている。車体フレーム１０は、ヘッドパイプ１１と、メインフレーム１２とを備えている。ヘッドパイプ１１は、車両の前側部分に配置されている。メインフレーム１２は、ヘッドパイプ１１から後方に向かって斜め下方に延びている。

ヘッドパイプ１１には、図示しないステアリングシャフトが回転可能に挿入されている。ステアリングシャフトには、ハンドル１３と、一対のフロントフォーク１４とが接続されている。一対のフロントフォーク１４の下端部分には、前輪１５が回転可能に取り付けられている。

メインフレーム１２の後端部には、ピボット軸１６が取り付けられている。ピボット軸１６には、リアアーム１７が揺動可能に取り付けられている。リアアーム１７の後端部分には、後輪１８が回転可能に取り付けられている。

メインフレーム１２には、エンジン２０が懸架されている。エンジン２０の前方には、ラジエター２が配置されている。エンジン２０は、ラジエター２と接続されている。

シート９の前方には、燃料タンク３が配置されている。燃料タンク３の少なくとも一部は、エンジン２０の上方に配置されている。燃料タンク３の下端部は、メインフレーム１２にまで至っている。

（エンジン２０の構造）
エンジン２０は、本実施形態において、エンジン２０は、水冷式の並列多気筒エンジンである。具体的には、エンジン２０は、水冷式の並列４気筒エンジンである。但し、本発明において、エンジンは、並列４気筒エンジンに限定されない。本発明において、エンジンは、例えば、並列５気筒以上のエンジンであってもよい。また、エンジン２０は、空冷式のエンジンであってもよい。

エンジン２０は、クランクケース２２を備えている。クランクケース２２は、上ケーシング部２２ｆと、下ケーシング部２２ｇとを備えている。上ケーシング部２２ｆと、下ケーシング部２２ｇとは、上下方向に付き合わされている。

クランクケース２２の下には、オイルパン２３が取り付けられている。オイルパン２３の内部には、図示しないオイル溜まりが形成されている。オイル溜まりには、エンジン２０の各摺動部などに供給される潤滑オイルが溜められている。

図２は、オイルパン２３の底面図である。オイルパン２３の底面には、複数のフィン２９が形成されている。これにより、オイルパン２３の冷却効率の向上が図られている。

複数のフィン２９は、前後方向に延びるように相互に略並行に形成されている。複数のフィン２９は、オイルパン２３の下方に配置されたエギゾーストパイプ４の車幅方向の両側に分けて形成されている。平面視において、エギゾーストパイプ４と重なる部分に位置するフィン２９ｃ、２９ｄは、図３〜図６の比較においてわかるように、他のフィン２９ａ、２９ｂと較べて、高さが比較的低く形成されている。特に、車幅方向においてより内側に位置するフィン２９ｄは、フィン２９ｃよりも高さが比較的低く形成されている。また、平面視において、オイルパン２３のエギゾーストパイプ４の中央部と重なる部分には、フィン２９は形成されていない。このため、フィン２９とエギゾーストパイプ４との高さ方向における位置的干渉を抑制することができる。よって、エギゾーストパイプ４を比較的高い位置に配置することができる。従って、自動二輪車１の最低地上高を高くすることができる。

図３と図４との比較において分かるように、車幅方向の外側に位置するフィン２９ａは、車幅方向の内側に位置するフィン２９ｂよりも高さが比較的低く形成されている。その結果、自動二輪車１が直立した状態において、フィン２９ａの下端と地上との距離は、フィン２９ｂの下端と地上との距離よりも長い。従って、自動二輪車１のバンク角が大きくされている。

なお、本実施形態では、オイルパン２３を空冷する例について説明した。但し、オイルパン２３は、水冷してもよい。

図１に示すように、クランクケース２２の前側部分には、ボディシリンダ２４が取り付けられている。ボディシリンダ２４の上端部分には、ヘッドシリンダ２５が取り付けられている。

図８に示すように、クランクケース２２の内部には、クランク軸３０が配置されている。クランク軸３０は、車幅方向に延びている。すなわち、クランク軸３０の軸線方向は、車幅方向を向いている。

図８に示すように、クランク軸３０は、クランク軸本体３０ａと、第１のギア３８とを備えている。クランク軸本体３０ａは、第１のクランクウェブ対３１ａと、第２のクランクウェブ対３１ｂと、第３のクランクウェブ対３１ｃと、第４のクランクウェブ対３１ｄと、第１のクランクピン３２ａと、第２のクランクピン３２ｂと、第３のクランクピン３２ｃと、第４のクランクピン３２ｄと、第１のクランクジャーナル３３ａと、第２のクランクジャーナル３３ｂと、第３のクランクジャーナル３３ｃと、第４のクランクジャーナル３３ｄと、第５のクランクジャーナル３３ｅとを備えている。

第１のクランクウェブ対３１ａは、最も左側に配置されている。第１のクランクウェブ対３１ａは、第１のクランクウェブ３４ａと、第２のクランクウェブ３４ｂとを備えている。第２のクランクウェブ３４ｂは、第１のクランクウェブ３４ａに対して車幅方向右側に配置されている。第１のクランクウェブ３４ａと、第２のクランクウェブ３４ｂとは、車幅方向に延びる第１のクランクピン３２ａによって相互に接続されている。なお、第１のクランクウェブ３４ａの車幅方向左側には、第１のクランクジャーナル３３ａが配置されている。第１のクランクウェブ３４ａは、第１のクランクジャーナル３３ａと接続されている。

第２のクランクウェブ対３１ｂは、第１のクランクウェブ対３１ａの車幅方向右側に配置されている。第２のクランクウェブ対３１ｂは、第３のクランクウェブ３４ｃと、第４のクランクウェブ３４ｄとを備えている。第３のクランクウェブ３４ｃは、第２のクランクウェブ３４ｂの車幅方向右側に配置されている。第３のクランクウェブ３４ｃは、第２のクランクジャーナル３３ｂによって第２のクランクウェブ３４ｂに接続されている。第４のクランクウェブ３４ｄは、第３のクランクウェブ３４ｃの車幅方向右側に配置されている。第３のクランクウェブ３４ｃと第４のクランクウェブ３４ｄとは、車幅方向に延びる第２のクランクピン３２ｂによって相互に接続されている。

第２のクランクウェブ対３１ｂの車幅方向右側には、第３のクランクウェブ対３１ｃが配置されている。第３のクランクウェブ対３１ｃは、第５のクランクウェブ３４ｅと、第６のクランクウェブ３４ｆとを備えている。第５のクランクウェブ３４ｅは、第４のクランクウェブ３４ｄの車幅方向右側に配置されている。第５のクランクウェブ３４ｅと第４のクランクウェブ３４ｄとは、車幅方向に延びる第３のクランクジャーナル３３ｃによって相互に接続されている。第６のクランクウェブ３４ｆは、第５のクランクウェブ３４ｅの車幅方向右側に配置されている。第６のクランクウェブ３４ｆと第５のクランクウェブ３４ｅとは、車幅方向に延びる第３のクランクピン３２ｃによって相互に接続されている。

第４のクランクウェブ対３１ｄは、第３のクランクウェブ対３１ｃの車幅方向右側に配置されている。第４のクランクウェブ対３１ｄは、最も右側に配置されている。第４のクランクウェブ対３１ｄは、第７のクランクウェブ３４ｇと、第８のクランクウェブ３４ｈとを備えている。第７のクランクウェブ３４ｇは、第６のクランクウェブ３４ｆの車幅方向右側に配置されている。第７のクランクウェブ３４ｇと第６のクランクウェブ３４ｆとは、車幅方向に延びる第４のクランクジャーナル３３ｄによって相互に接続されている。第８のクランクウェブ３４ｈは、第７のクランクウェブ３４ｇの車幅方向右側に配置されている。第８のクランクウェブ３４ｈと第７のクランクウェブ３４ｇとは、車幅方向に延びる第４のクランクピン３２ｄによって相互に接続されている。なお、第８のクランクウェブ３４ｈの車幅方向右側には、第５のクランクジャーナル３３ｅが配置されている。第８のクランクウェブ３４ｈは、第５のクランクジャーナル３３ｅに接続されている。

図８に示すように、クランクケース２２には、第１の軸受部２２ａと、第２の軸受部２２ｂと、第３の軸受部２２ｃと、第４の軸受部２２ｄと、第５の軸受部２２ｅとが形成されている。クランク軸３０は、これら第１〜第５の軸受部２２ａ〜２２ｅにおいて回転可能に支持されている。具体的には、第１のクランクジャーナル３３ａは、第１の軸受部２２ａに支持されている。第２のクランクジャーナル３３ｂは、第２の軸受部２２ｂに支持されている。第３のクランクジャーナル３３ｃは、第３の軸受部２２ｃに支持されている。第４のクランクジャーナル３３ｄは、第４の軸受部２２ｄに支持されている。第５のクランクジャーナル３３ｅは、第５の軸受部２２ｅに支持されている。

本実施形態では、各軸受部２２ａ〜２２ｅには、図示しないオイル供給孔が形成されている。各オイル供給孔からは、図示しないオイルポンプから高圧の潤滑オイルが供給される。クランク軸３０は、所謂メタルベアリングにより支持されている。但し、各軸受部２２ａ〜２２ｅと、各クランクジャーナル３３ａ〜３３ｅとの間に、メタルベアリングを配置してもよい。

各クランクピン３２ａ〜３２ｄには、コンロッド２７ａ〜２７ｄの基端部が接続されている。各コンロッド２７ａ〜２７ｄの先端部には、ピストン２８ａ〜２８ｄが接続されている。ピストン２８ａ〜２８ｄは、ボディシリンダ２４の内部に形成されたシリンダ２６ａ〜２６ｄの内部に配置されている。

図９は、クランク軸３０の模式的な斜視図である。図９に示すように、本実施形態では、第１のクランクピン３２ａと、第２のクランクピン３２ｂとでは、位相が相互に９０°異なる。第２のクランクピン３２ｂと、第３のクランクピン３２ｃとでは、位相が相互に１８０°異なる。第１のクランクピン３２ａと、第４のクランクピン３２ｄとでは、位相が相互に１８０°異なる。

このため、第１のクランクピン３２ａと、第４のクランクピン３２ｄとは、クランク軸３０の軸心を通る平面Ｐ１上に位置する。一方、第２のクランクピン３２ｂと第３のクランクピン３２ｃとは、クランク軸３０の軸心を通る平面Ｐ２上に位置している。平面Ｐ１と平面Ｐ２とは直交している。このように、第１〜第４のクランクピン３２ａ〜３２ｄがクランク軸３０の軸線を通る２つの平面Ｐ１，Ｐ２上に配置している。このため、本実施形態のクランク軸３０は、一般に「２プレーンタイプのクランク軸」と呼ばれる。

図１０に示すように、クランク軸本体３０ａには、第１のギア３８が取り付けられている。詳細には、第１のギア３８は、第１のクランクジャーナル３３ａに対して取り付けられている。具体的には、第１のギア３８は、第１のクランクジャーナル３３ａに圧入されている。

なお、本実施形態では、第１のギア３８がクランク軸本体３０ａと別体に形成されている例について説明する。但し、第１のギア３８は、クランク軸本体３０ａと一体に形成されていてもよい。

また、第１のギア３８の第１のクランクジャーナル３３ａに対する固定方法も特に限定されない。圧入以外の方法によって第１のギア３８を第１のクランクジャーナル３３ａに対して固定してもよい。

第１のギア３８は、第１のクランクウェブ３４ａよりも車幅方向の外側に配置されている。第１のギア３８は、第１の軸受部２２ａよりも車幅方向の内側に配置されている。言い換えれば、第１の軸受部２２ａは、第１のギア３８よりも車幅方向の外側において、第１のクランクジャーナル３３ａを支持している。

第１のギア３８は、クランク軸３０の一次偶力を解消するためのバランサ軸５０と噛合している。バランサ軸５０は、バランサ軸本体５０ａと、第１のウエイト部５０ｂと、第２のウエイト部５０ｃと、第２のギア５１とを備えている。

第１のウエイト部５０ｂと、第２のウエイト部５０ｃとは、位相が相互に１８０°異なるように配置されている。第１のウエイト部５０ｂは、車幅方向において、第１のクランクウェブ３４ａと第２のクランクウェブ３４ｂとの間に配置されている。第２のウエイト部５０ｃは、第５のクランクウェブ３４ｅと第６のクランクウェブ３４ｆとの間に配置されている。但し、本発明において、バランサに設けるウエイト部の数量は特に限定されない。また、車幅方向におけるウエイト部の配置位置も特に限定されない。

第２のギア５１は、バランサ軸本体５０ａに取り付けられている。図１０及び図１１に示すように、第２のギア５１は、第１のギア部５２と、第２のギア部５３と、複数のダンパー５４とを備えている。第１のギア部５２は、バランサ軸本体５０ａに回転不能に取り付けられている。図１１に示すように、第１のギア部５２は、複数の第１の対向部５２ａを備えている。複数の第１の対向部５２ａは、周回方向に略同一の間隔で配置されている。複数の第１の対向部５２ａは、バランサ軸本体５０ａの軸心側から径方向外側に延びている。

第２のギア部５３は、第１のギア部５２の外側に配置されている。第２のギア部５３は、第１のギア部５２に対して、クランク軸３０の軸線方向に変位不能である。第２のギア部５３は、バランサ軸本体５０ａに対して回転可能である。第２のギア部５３は、略リング状に形成されている。第２のギア部５３は、複数の第２の対向部５３ａを備えている。複数の第２の対向部５３ａは、周回方向において略同一の間隔で配置されている。複数の第２の対向部５３ａは、径方向内側に向かって延びている。

複数の第２の対向部５３ａと、複数の第１の対向部５２ａとは、周回方向において交互に配置されている。第１の対向部５２ａと第２の対向部５３ａとの間には、ラバー製のダンパー５４が配置されている。

クランク軸３０は、クラッチ６２を介してメイン軸６０に接続されている。

第２のギア部５３の外周面には、ギアが形成されている。第２のギア部５３は、クランク軸３０に圧入された第１のギア３８と噛合している。第１のギア３８と第２のギア５１との間の減速比は１対１である。このため、バランサ軸５０は、クランク軸３０と同じ回転速度で、クランク軸３０の回転方向とは逆の回転方向に回転する。

図８及び図７に示すように、第７のクランクウェブ３４ｇの外周には、ギアが形成されている。図７に示すように、第７のクランクウェブ３４ｇは、クラッチ６２に噛合している。

クラッチ６２は、インナ６２ａと、アウタ６２ｂと、プレート群６２ｃとを備えている。アウタ６２ｂは、第７のクランクウェブ３４ｇと噛合している。このため、アウタ６２ｂは、第７のクランクウェブ３４ｇと共に回転する。インナ６２ａは、アウタ６２ｂに対して回転可能である。インナ６２ａとアウタ６２ｂとの間にはプレート群６２ｃが配置されている。プレート群６２ｃには、インナ６２ａと共に回転する第１のプレート群と、アウタ６２ｂと共に回転する第２のプレート群とを含む。プレート群６２ｃが圧接状態にない場合は、インナ６２ａはアウタ６２ｂに対して回転可能である。プレート群６２ｃが圧接状態である場合は、インナ６２ａはアウタ６２ｂと共に回転する。

インナ６２ａは、メイン軸６０に接続されている。メイン軸６０は、車幅方向に延びるように配置されている。ドライブ軸６１は、メイン軸６０と略並行に配置されている。ドライブ軸６１とメイン軸６０との間には、１または複数の変速ギア対６３が配置されている。メイン軸６０の回転は、この変速ギア対６３を介してドライブ軸６１に伝達される。ドライブ軸６１の左側端部には、ドライブスプロケット６４が取り付けられている。このドライブスプロケット６４は、図１に示すチェーン５によって後輪１８に設けられた図示しないドリブンスプロケットに接続されている。これにより、ドライブ軸６１の回転が後輪１８に伝達される。

図１に示すように、本実施形態では、バランサ軸５０と、クランク軸３０と、ドライブ軸６１とは、バランサ軸５０の軸心と、クランク軸３０の軸心と、ドライブ軸６１の軸心とが、側面視において略同一直線上に位置するように配置されている。具体的に、本実施形態では、バランサ軸５０と、クランク軸３０と、ドライブ軸６１とは、上ケーシング部２２ｆと下ケーシング部２２ｇとの合い面２２ｈに配置されている。メイン軸６０は、メイン軸６０の軸心が合い面２２ｈよりも高い位置に位置するように配置されている。本実施形態では、側面視において、クランク軸３０と、メイン軸６０と、ドライブ軸６１とが同一直線上に配置されていない。このため、クランク軸３０とドライブ軸６１との間の距離が短い。その結果、リアアーム１７の長さを長くすることができる。従って、自動二輪車１の運動性能をより高めることが可能となる。

上述のように、クランク軸における慣性マスの配置バランスを考えると、クランク軸がねじり共振することによってクランク軸に加わる力を小さくする上で、慣性マスがクランク軸の中央付近に集中させることが好ましい。従って、従来、バランサ軸と噛合するギアは、クランク軸の略中央付近に配置されることが多かった。

しかしながら、本発明者は、鋭意研究の結果、バランサ軸と噛合するギアをクランク軸の略中央付近に配置するよりも、車幅方向の外側に配置されたクランクウェブよりもさらに外側にバランサ軸と噛合するギアを配置する方が、クランク軸がねじり共振することによってクランク軸に加わる力を小さくできることを見出した。その結果、本発明者は、車幅方向の外側に配置されたクランクウェブよりもさらに外側にバランサ軸と噛合するギアを配置する本実施形態の構成に想到した。

バランサ軸と噛合するギアをクランク軸の略中央付近に配置した場合、クランク軸の軸線方向における長さが長くなる傾向にある。より詳細に説明すると、バランサ軸と噛合するギアをクランク軸の略中央付近に配置する場合、製造上の観点から、ギアと、クランクウェブとの間の距離をある程度確保する必要がある。ギアとクランクウェブとの間の距離が狭いと、ギアの加工が困難となるからである。従って、バランサ軸と噛合するギアをクランク軸の略中央付近に配置する場合は、ギアを第１のクランクウェブよりも車幅方向の外側に配置する場合と比較して、クランクウェブとギアとの間の距離が長くなる。よって、バランサ軸と噛合するギアをクランク軸の略中央付近に配置する場合は、クランク軸の軸線方向の長さが長くなる傾向にある。

クランク軸の軸線方向の長さが長くなると、その分、クランク軸の重量が増大する傾向にある。クランク軸の重量が増大すると、クランク軸のねじり共振点が低周波数側にシフトする。その結果、クランク軸の特定の回転速度においてクランク軸に加わるねじれ方向の力が増大する。このため、クランク軸の信頼性の確保が困難になる。よって、クランク軸の信頼性を確保するため、クランク軸の軸径を大きくする必要が生じる。その結果、さらにクランク軸の重量が増大する。従って、クランク軸のねじり共振点がさらに低周波数側にシフトする。

従って、バランサ軸と噛合するギアをクランク軸の略中央付近に配置したのでは、２プレーンタイプのクランク軸を有するエンジンにおいて、高い信頼性を確保しつつ、軽量化を図ることが困難である。

それに対して、本実施形態では、第１のギア３８が車幅方向において、第１のクランクウェブ３４ａよりも外側に配置されている。このため、クランク軸３０の軸線方向の長さを短くすることができる。このため、クランク軸３０を軽量化することができる。よって、クランク軸３０のねじり共振点を高周波側にシフトさせることができる。その結果、クランク軸３０の特定の回転速度においてクランク軸３０に加わるねじれ方向の力を低減することができる。従って、クランク軸３０の高い信頼性を確保しつつ、クランク軸３０の軽量化を図ることができる。

なお、第２のクランクウェブ〜第７のクランクウェブのいずれかの外周面にバランサ軸と噛合するギアを形成することも考えられる。その場合、別体のギアを配置する必要がない分、クランク軸３０の軸線方向の長さを短くすることができる。

しかしながら、その場合は、ギアが形成されたクランクウェブを一次及び二次の慣性力や二次偶力解消用のバランサウエイトとして機能させることができなくなる。このため、一次及び二次の慣性力や二次偶力の解消が困難となる。

また、ギアが形成されたクランクウェブは、側面視略円形に形成する必要がある。このため、ギアが形成されたクランクウェブの重量が、ギアを形成しない場合のクランクウェブの重量よりも増大する。

また、クランクウェブにギアを形成する場合、ギアの歯底径を比較的大きくしなければならない。クランクピンとギアとが位置的に干渉しあうことを規制するためである。このため、ギアの直径が大きくなる傾向にある。従って、ギアが形成されたクランクウェブの重量がさらに増大する傾向にある。

さらに、一次及び二次の慣性力や二次偶力を解消させるため、他のクランクウェブの重量を増大させる必要が生じる。従って、クランク軸の重量がやはり増大する傾向にある。

また、ギアの直径が大きくなるため、クランク軸とバランサ軸との間の距離が比較的長くなる。その結果、エンジンを小型化することが困難となる。それに対して、本実施形態では、第１のギア３８の直径を比較的小さくすることができる。従って、エンジン２０を小型化することが可能となる。

バランサ軸と噛合するギアをクランク軸の略中央付近に配置されている場合、ギアの加工が比較的困難である。それに対して、本実施形態では、第１のギア３８は、クランク軸本体３０ａとは別体に形成されている。このため、第１のギア３８の加工が特に容易である。特に、本実施形態では、第１のギア３８がクランク軸本体３０ａに対して圧入されている。このため、クランク軸３０の作製が特に容易である。

本実施形態では、第１のギア３８は、車幅方向において、第１の軸受部２２ａと第２の軸受部２２ｂとの間に配置されている。言い換えれば、クランク軸３０は、第１のギア３８の車幅方向における両側においてクランクケース２２に支持されている。このため、第１のギア３８が第１の軸受部２２ａの外側に配置されている場合と比較して、エンジン２０の車幅方向における寸法を小さくすることができる。また、クランク軸３０の回転をより安定させることができる。

第１のウエイト部と第２のウエイト部とのそれぞれの大きさを小さくする観点から、第１のウエイト部と第２のウエイト部とは、極力車幅方向の外側に配置されていることが好ましい。具体的には、車幅方向において、第１のウエイト部を第１のクランクウェブと第２のクランクウェブとの間に配置すると共に、第２のウエイト部を第７のクランクウェブと第８のクランクウェブとの間に配置することが好ましい。

ところで、バランサ軸を安定して回転させる観点から、バランサ軸は、第１のウエイト部の左側及び第２のウエイト部の右側との両方においてクランクケースに支持されていることが好ましい。

しかしながら、車幅方向において第２のウエイト部を第７のクランクウェブと第８のクランクウェブとの間に配置した場合、第２のウエイト部よりも右側にバランサ軸用の軸受部を設けると、エンジンの右前側部分が出っ張ることとなる。その結果、エンジンが大型化する傾向にある。

それに対して本実施形態では、車幅方向において、第２のウエイト部５０ｃが第５のクランクウェブ３４ｅと第６のクランクウェブ３４ｆとの間に配置されている。このため、図１０に示すように、第２のウエイト部５０ｃの右側においてバランサ軸５０を支持する軸受部２２ｊを車幅方向の比較的内側に配置することができる。具体的には、第７のクランクウェブ３４ｇよりも車幅方向の内側に配置することができる。従って、エンジン２０が右前側に出っ張ることを抑制することができる。その結果、エンジン２０を小型化することができる。

本実施形態では、第２のギア５１の内部にダンパー５４が配置されている。このため、クランク軸３０とバランサ軸５０との間の応力を小さくすることができる。よって、クランク軸３０に加わる力をより低減することができる。

（変形例）
上記実施形態では、第１のギア３８がクランク軸本体３０ａと別体に形成されている例について説明した。但し、バランサ軸５０と噛合するギアは、図１２に示すように、第１のクランクウェブ３４ａまたは第８のクランクウェブ３４ｈの外周面に形成されていてもよい。

この場合であっても、上記実施形態と同様に、２プレーンタイプのクランク軸３０を有するエンジン２０において、高い信頼性を確保しつつ、軽量化を図ることができる。

本変形例では、第１のギア３８を別体として設ける必要がない分、クランク軸３０をより短くすることができる。よって、クランク軸３０をより軽量化することができる。

実施形態に係る自動二輪車の左側面図である。 オイルパンの底面図である。 図２におけるＩＩＩ−ＩＩＩ矢視図である。 図２におけるＩＶ−ＩＶ矢視図である。 図２におけるＶ−Ｖ矢視図である。 図２におけるＶＩ−ＶＩ矢視図である。 エンジンの軸構成を表す概念図である。 エンジンの一部を表す断面図である。 クランク軸の模式的な斜視図である。 エンジンの一部を表す断面図である。 図１０におけるＸＩ−ＸＩ矢視図である。 変形例におけるエンジンの一部を表す断面図である。 特許文献１に開示されたエンジンの部分断面図である。

符号の説明

１ 自動二輪車（車両）
２０ エンジン
２２ クランクケース
２２ａ 第１の軸受部
２２ｂ 第２の軸受部
３０ クランク軸
３０ａ クランク軸本体
３１ａ 第１のクランクウェブ対
３１ｂ 第２のクランクウェブ対
３１ｃ 第３のクランクウェブ対
３１ｄ 第４のクランクウェブ対
３２ａ 第１のクランクピン
３２ｂ 第２のクランクピン
３２ｃ 第３のクランクピン
３２ｄ 第４のクランクピン
３３ａ 第１のクランクジャーナル（クランクジャーナル）
３３ｂ 第２のクランクジャーナル
３４ａ 第１のクランクウェブ（外側クランクウェブ）
３４ｂ 第２のクランクウェブ
３４ｃ 第３のクランクウェブ
３４ｄ 第４のクランクウェブ
３４ｅ 第５のクランクウェブ
３４ｆ 第６のクランクウェブ
３４ｇ 第７のクランクウェブ
３４ｈ 第８のクランクウェブ
３８ 第１のギア
５０ バランサ軸
５０ａ バランサ軸本体
５０ｂ 第１のウエイト部
５０ｃ 第２のウエイト部
５１ 第２のギア（ギア）
５２ 第１のギア部
５２ａ 第１の対向部
５３ 第２のギア部
５３ａ 第２の対向部
５４ ダンパー

Claims (8)

1. それぞれ一対のクランクウェブを有し、軸線方向における一端側から他端側へ順に配列された第１、第２、第３及び第４のクランクウェブ対と、前記第１のクランクウェブ対の一対のクランクウェブを相互に接続する第１のクランクピンと、前記第２のクランクウェブ対の一対のクランクウェブを相互に接続し、前記第１のクランクピンとは位相が９０°異なる第２のクランクピンと、前記第３のクランクウェブ対の一対のクランクウェブを相互に接続し、前記第２のクランクピンとは位相が１８０°異なる第３のクランクピンと、前記第４のクランクウェブ対の一対のクランクウェブを相互に接続し、前記第１のクランクピンとは位相が１８０°異なる第４のクランクピンとを含むクランク軸本体と、前記クランク軸本体に取り付けられた第１のギアと、を有するクランク軸と、
   前記第１のギアと噛合する第２のギアを有し、前記クランク軸の一次偶力低減用のバランサ軸と、
   を備え、
   前記第１のギアは、前記クランク軸の軸線方向において、前記第１のクランクウェブ対よりも一端側に配置されているエンジン。
2. 請求項１に記載されたエンジンにおいて、
   前記第１のギアは、前記クランク軸本体とは別体に形成されているエンジン。
3. 請求項２に記載されたエンジンにおいて、
   前記クランク軸本体は、前記第１のクランクウェブ対から前記クランク軸の軸線方向における一端側に延びるクランクジャーナルをさらに含み、
   前記第１のギアは、前記クランクジャーナルに圧入されているエンジン。
4. 請求項２に記載されたエンジンにおいて、
   前記クランク軸を内部に収納するクランクケースをさらに備え、
   前記クランク軸本体は、
   前記第１のクランクウェブ対から前記クランク軸の軸線方向における一端側に延び、前記第１のギアが取り付けられた第１のクランクジャーナルと、
   前記第１のクランクウェブ対と前記第２のクランクウェブ対とを接続する第２のクランクジャーナルと、
   をさらに含み、
   前記クランクケースは、
   前記第１のクランクジャーナルを支持する第１の軸受部と、
   前記第２のクランクジャーナルを支持する第２の軸受部と、
   を有するエンジン。
5. 請求項１に記載されたエンジンにおいて、
   前記バランサ軸は、
   前記第２のギアが取り付けられたバランサ軸本体と、
   前記バランサ軸本体と共に回転する第１のウエイト部と、
   前記バランサ軸本体と共に回転し、第１のウエイト部とは位相が１８０°異なる第２のウエイト部と、
   をさらに有し、
   前記第１のウエイト部は、前記クランク軸の軸線方向において、前記第１のクランクウェブ対の一対のクランクウェブ間に配置される一方、前記第２のウエイト部は、前記クランク軸の軸線方向において、前記第３のクランクウェブ対の一対のクランクウェブ間に配置されているエンジン。
6. 請求項１に記載されたエンジンにおいて、
   前記バランサ軸は、前記第２のギアが取り付けられたバランサ軸本体をさらに有し、
   前記第２のギアは、
   前記バランサ軸本体に対して回転不能に設けられ、第１の対向部を有する第１のギア部と、
   前記バランサ軸本体に対して回転可能に設けられ、前記バランサ軸の回転方向において前記第１の対向部と対向する第２の対向部を有する第２のギア部と、
   前記第１の対向部と前記第２の対向部との間に配置されたダンパーと、
   を有するエンジン。
7. それぞれ一対のクランクウェブを有し、一端側から他端側へ順に配列された第１、第２、第３及び第４のクランクウェブ対と、第１のクランクウェブ対の一対のクランクウェブを相互に接続する第１のクランクピンと、第２のクランクウェブ対の一対のクランクウェブを相互に接続し、前記第１のクランクピンとは位相が９０°異なる第２のクランクピンと、第３のクランクウェブ対の一対のクランクウェブを相互に接続し、前記第２のクランクピンとは位相が１８０°異なる第３のクランクピンと、第４のクランクウェブ対の一対のクランクウェブを相互に接続し、前記第１のクランクピンとは位相が１８０°異なる第４のクランクピンとを含み、前記第１のクランクウェブ対の一対のクランクウェブのうち、前記クランク軸の軸線方向における一端側に位置する外側クランクウェブにギアが形成されたクランク軸と、
   前記外側クランクウェブと噛合するギアを有し、前記クランク軸の一次偶力低減用のバランサ軸と、
   を備えたエンジン。
8. 請求項１または７に記載のエンジンを備えた車両。

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