JP2010059928A - エンジン及び自動二輪車 - Google Patents

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Abstract

【課題】バランサシャフトの形状に起因してクランクケース内にデッドスペースが形成されるのを回避する。
【解決手段】クランクケース10は、バランサシャフト27の軸部29の外周と対向する位置に形成された第1壁部35と、バランサ部30L,30Rの外周と対向する位置に形成された第2壁部36L,36Rとを有する。バランサシャフト27の軸線28から第1壁部35の内面までの距離Lcは、バランサシャフト27の軸線28からバランサ部30L,30Rが回転する時に描く最大軌跡までの距離Lbよりも短い。バランサシャフト27の軸線28から第1壁部35の外面までの距離Laは、バランサシャフト27の軸線28から第2壁部36L,36Rの外面までの距離Ldよりも小さい。
【選択図】図3

Description

本発明は、エンジン及び自動二輪車に関するものである。
特許文献1には、クランクケースに、クランクシャフトと、バランサ部を有するバランサシャフトとを収容した形態のエンジンが開示されている。クランクケース内では、バランサシャフトがその軸部を中心としてバランサ部を偏心回転させることにより、エンジンの振動を吸収するようになっている。
特開2005−042625公報
上記特許文献1では、バランサシャフトが、クランクケースの外壁に沿うように配置されているのであるが、クランクケース内にはバランサ部の回転を許容するためのスペースが必要であることから、クランクケースの外壁のうちバランサシャフトと対応する壁部は、バランサ部と干渉しないように、比較的外方に位置している。
ところが、バランサシャフトのうちバランサ部以外の軸部は偏心回転しないので、クランクケースの壁部のうちバランサシャフトの軸部と対応する部分では、クランクケース内にデッドスペースが存在することになる。
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、バランサシャフトの形状に起因してクランクケース内にデッドスペースが形成されるのを回避することを目的とする。
上記の目的を達成するための手段として、請求項1の発明は、クランクシャフトと、バランサ部を有するバランサシャフトと、前記クランクシャフト及び前記バランサシャフトを収容するクランクケースとを備えたエンジンであって、前記クランクケースは、前記バランサシャフトの軸部の外周と対向する位置に形成された第1壁部と、前記バランサ部の外周と対向する位置に形成された第2壁部とを有し、前記バランサシャフトの軸線から前記第1壁部の内面までの距離が、前記バランサシャフトの軸線から前記バランサ部が回転する時に描く最大軌跡までの距離よりも小さく設定され、前記バランサシャフトの軸線から前記第1壁部の外面までの距離が、前記バランサシャフトの軸線から前記第2壁部の外面までの距離よりも小さく設定されている構成としたところに特徴を有する。
本発明では、バランサシャフトの形状に着目し、クランクケースは、バランサシャフトの軸部の外周と対向する第1壁部の外面が、バランサ部の外周と対向する第2壁部の外面よりも凹んだ形状としている。これにより、バランサシャフトの形状に起因するクランクケース内のデッドスペースが最少に抑えられるので、その分、クランクケースの外方に各種部材を配置する等の機能を発揮し得るスペースを確保できた。
また、バランサシャフトの軸線から第1壁部の内面までの距離を、バランサシャフトの軸線からバランサ部が回転時に描く最大軌跡までの距離よりも小さく設定しているので、第2壁部の外面に対する第1壁部の外面の凹み距離を十分に大きく確保でき、これにより、スペースを大きく確保することができる。
<実施形態1>
以下、本発明を具体化した実施形態1を図1乃至図4を参照して説明する。本実施形態の自動二輪車1は、図1に示すように、車体フレーム2に並列4気筒タイプのエンジン3を取り付けたものである。車体フレーム2の前端部に旋回可能に設けたステアリングシャフト4のフロントフォーク5には前輪6が支持されている。車体フレーム2の後部には、リヤアーム7の前端部が図示しないリンク機構及びリヤクッションにより上下動可能に軸支され、このリヤフレーム7に後輪8が支持されている。
図2に示すように、エンジン3を構成する4つの気筒9は、前傾した向きで、車両走行方向と直交する車体幅方向(左右方向)に並列して配置されている。エンジン3は、上下2分割式のクランクケース10と、クランクケース10上に積層したシリンダヘッド11と、クランクケース10の下端部に取り付けたオイルパン12とを備える。クランクケース10は、下側ケース13の上に上側ケース14を積層して構成され、上側ケース14の一部はシリンダーブロックを構成している。
上側ケース14の上端部に形成された4つのシリンダ室15には、夫々、ピストン16が上下動可能に収容されることにより燃焼室が構成されている。各燃焼室の上方には、吸気バルブ17と排気バルブ18がシリンダヘッド11に支持された状態で配置されている。吸気バルブ17と排気バルブ18の上方には、吸気用カムシャフト19と排気用カムシャフト20が、シリンダヘッド11に支持された状態で配置され当接している。
4つの気筒9の下方には、軸線22を左右方向に向けた5つのジャーナル23と4つのクランクウエブ24を左右方向において交互に並べて構成した一体式のクランクシャフト21が設けられている。このクランクシャフト21は、下側ケース13の合せ面13aと上側ケース14の合せ面14aに形成したクランク用軸受部25に、夫々、ジャーナル23を嵌合させることにより回転可能に支持されている。各クランクウエブ24はコンロッド26を介してピストン16に連結され、ピストン16の上下動に伴ってクランクシャフト21が回転するようになっている。
図2及び図3に示すように、クランクシャフト21の前方には、軸線28をクランクシャフト21と平行に向けた軸部29と、この軸部29の外周に一体に回転するように設けた第1と第2の2つバランサ部30L,30Rと備えたバランサシャフト27が配置されている。バランサシャフト27は、下側ケース13の合せ面13aと上側ケース14の合せ面14aに形成したバランサ用軸受部31に、夫々、軸部29を嵌合させることにより回転可能に支持されている。バランサシャフト27の軸部29の左端部の従動ギヤ32は、クランクシャフト21の左端部の駆動ギヤ33に係合され、この両ギヤ32,33の係合により、バランサシャフト27はクランクシャフト21と連動して回転するようになっている。2つのバランサ部30L,30Rは、バランサシャフト27の軸線28と平行な車幅方向に間隔を空けて配置されている。2つのバランサ部30L,30Rの重心は、バランサシャフト27の軸線28から径方向に偏心した位置にあり、これら2つのバランサ部30L,30Rが偏心回転することにより、エンジン3の振動が吸収されるようになっている。
上記のクランクシャフト21とバランサシャフト27はクランクケース10内に収容されており、前後方向において、バランサシャフト27は、クランクシャフト21に比べてクランクケース10の前面壁34に近い位置に配置されている。このクランクケース10の前面壁34は、バランサシャフト27の軸部29のうち2つのバランサ部30L,30Rの間の部分の外周と対向する位置に形成された第1壁部35と、2つのバランサ部30L,30Rの外周と対向するように左右方向(バランサシャフト27の軸線28と平行な方向)に間隔を空けた2位置に形成された2つの第2壁部36L,36Rとを有している。第1壁部35の左右両端縁には2つの第2壁部36L,36Rが連なっている。
第1壁部35は、バランサシャフト27の軸線28とほぼ平行な板状をなし、下側ケース13に形成した下側第1壁部35aと上側ケース14に形成され上側第1壁部35bとから構成される。下側ケース13の上端面(即ち、上側ケース14との合せ面13a)の一部は、下側第1壁部35の上端面となっており、上側ケース14の下端面(即ち、下側ケース13との合せ面14a)の一部は、上側第1壁部35の下端面となっている。
第2壁部36L,36Rは、バランサ部30L,30Rが偏心回転の過程で最も前方に位置する状態において、そのバランサ部30L,30Rの前面(外周面)及び左右と対向するように、第1壁部35よりも前方へ突出した形状をなしている。つまり、第2壁部36L,36Rは、第1壁部35と略平行であって最も前方に位置する前壁部36Fとこの前壁部36Fに対して斜め方向の一対の側壁部36Sとから構成される。クランクケース10の内部空間のうち第2壁部36L,36Rで囲まれた空間は、バランサシャフト27側へ開放され、バランサ部30L,30Rの偏心回転を許容するための回転許容空間37となっている。
第2壁部36L,36Rは、下側ケース13に形成した下側第2壁部36aと上側ケース14に形成され上側第2壁部36bとから構成される。下側ケース13の上端面(即ち、上側ケース14との合せ面13a)の一部は、下側第2壁部36aの上端面となっており、上側ケース14の下端面(即ち、下側ケース13との合せ面14a)の一部は、上側第2壁部36bの下端面となっている。
第1壁部35の厚さ寸法は、ボルト孔38を除いてほぼ一定であり、第2壁部36L,36Rの厚さも、ボルト孔38を除いてほぼ一定である。第1壁部35のボルト孔38を除いた部分の厚さ寸法と、第2壁部36L,36Rのボルト孔38を除いた部分の厚さ寸法とは、互いに同じ寸法となっている。
下側ケース13と上側ケース14の合せ面13a,14aにおけるバランサシャフト27と第1壁部35との前後方向の位置関係、及びバランサシャフト27と第2壁部36L,36Rとの前後方向の位置関係は、次の通りである。図3に示すように、バランサシャフト27の軸線28から第1壁部35の外面までの距離Laは、バランサシャフト27の軸線28からバランサ部30L,30Rが回転時に描く最大軌跡までの距離Lbよりも小さく設定されている。したがって、バランサシャフト27の軸線28から第1壁部35の内面までの距離Lcも、バランサシャフト27の軸線28からバランサ部30L,30Rが回転する時に描く最大軌跡までの距離Lbより小さい。また、バランサシャフト27の軸線28から第1壁部35の外面までの距離Laは、バランサシャフト27の軸線28から第2壁部36L,36Rの前壁部36Fの外面までの距離Ldより小さく設定されている。
以上のような位置関係としたことにより、クランクケース10の前面壁34は、バランサシャフト27の軸部29の外周と対向する第1壁部35の外面を、バランサ部30L,30Rの外周と対向する第2壁部36L,36Rの外面よりも凹ませた形状となる。これにより、前面壁34の前方(即ち、クランクケース10の外方)には、冷却液の配管を配置するためのスペース39が確保されている。また、上下両第1壁部35a,35bと上下両第2壁部36a,36bとは、互いに水平方向(前後方向)に位置がずれているので、第1壁部35の外方に確保されるスペース39は、クランクケース10の外面を水平方向に(後方へ)凹ませた形態となる。これにより、スペース39は、左右2つの第2壁部36L,36Rの側壁部36Sと第1壁部35とによって囲まれ、前方及び上下両方向に開放された形態となり、上下方向に延びる部材を配置することが可能となっている。
また、バランサシャフト27の軸線28から第1壁部35の内面までの距離Lcを、バランサシャフト27の軸線28からバランサ部30L,30Rが回転時に描く最大軌跡までの距離Lbよりも小さく設定しているので、第2壁部36L,36Rの外面に対する第1壁部35の外面の凹み距離(=Ld−La)を十分に大きく確保でき、上記のスペース39を大きく確保することが実現されている。
また、上述のようにクランクケース10には、クランクシャフト21用のクランク用軸受部25及びバランサシャフト27用のバランサ用軸受部31が形成されているのであるが、これらの軸受部25,31は、いずれもクランクケース10の前面壁34の内面に連なった支持壁部40に形成されている。支持壁部40は前後方向に延びていて、支持壁部40の前端部は、前面壁34のうち第1壁部35と第2壁部36L,36Rとが連なる屈曲部の内面に連なっている。
次に、冷却液の配管経路について説明する。図2に示すように、クランクケース10におけるクランクシャフト21及びバランサシャフト27よりも下方の位置には、ウォーターポンプ41が設けられている。図2及び図3に示すように、ウォーターポンプ41の吐出部から延びた第1パイプ42は、クランクケース10の前面における左端に近い位置から前方へ突出しており、この第1パイプ42の下流端部には第1ホース43の上流端部が接続されている。第1ホース43は、屈曲しながらクランクケース10の前面壁34に沿って上方へ配索され、第1ホース43の下流端部は上下方向を向いている。シリンダ室15を囲むウォータージャケット44の流入部からは、第2パイプ45が、クランクケース10の前面壁34に沿って斜め下向きに突出しており、この第2パイプ45には第1ホース43の下流端部が接続されている。
図2示すように、ウォータージャケット44の流出部から方向へ突出した第3パイプ46の下流端部には、第2ホース47の上流端部が接続されている。クランクケース10の上端部にはサーモスタット48が設けられており、このサーモスタット48の流入部には第2ホース47の下流端部が接続されている。サーモスタット48の流出部から斜め前方に延びた第4パイプ49には、第3ホース50の上流端部が接続されている。第3ホース50の下流端部は、シリンダヘッド11に固定した第5パイプ51の上流端部に接続されている。第5パイプ51の下流端部には、第4ホース52の上流端部が接続され、第4ホース52の下流端部は、ラジエター53の流入部から後方へ突出した第6パイプ54に接続されている。
ラジエター53はシリンダヘッド11の前方に配置されている。ラジエター53の流出部からは第7パイプ55が後方へ突出しており、この第7パイプ55には、第5ホース56の上流端部が接続されている。図4に示すように、第5ホース56は、車両前方を向いたときに左側に位置する第2壁部36Lの外面(前面)に沿って下方へ延びるように配索されている。この第5ホース56の配索位置は、上記の第1ホース43よりも左方となっている。ウォーターポンプ41の流入部からは第8パイプ57が前方に延びており、この第8パイプ57の前端部には、第5ホース56の下流端部が接続されている。
また、第1パイプ42からは第9パイプ58が分岐している。図4に示すように、この第9パイプ58は車幅方向右方に向かって延びている。この第9パイプ58の下流端部には第6ホース59の上流端部が接続されている。クランクケース10の下端部には、オイルクーラー60が設けられており、このオイルクーラー60の流入部から延びた第10パイプ61に第6ホース59の下流端部が接続されている。オイルクーラー60の流出部から延びた第11パイプ62には、第7ホース63の上流端部が接続されている。第7ホース63は、クランクケース10の前面に沿って上方へ延びるように配索されており、第7ホース63の下流端部は、ラジエター53に接続されている。
ウォーターポンプ41から吐出された冷却液は、第1パイプ42、第1ホース43、第2パイプ45を順に通ってウォータージャケット44に至り、ウォータージャケット44内を流動する間にシリンダヘッド11を冷却する。ウォータージャケット44において熱を奪った冷却液は、第3パイプ46、第2ホース47、サーモスタット48、第4パイプ49、第3ホース50、第5パイプ51、第4ホース52、第6パイプ54を順に通ってラジエター53に至り、ラジエター53において冷却液が冷却される。冷却された冷却液は、第7パイプ55、第5ホース56、第8パイプ57を順に通ってウォーターポンプ41に戻る。
また、ウォーターポンプ41から吐出された冷却液の一部は、第1パイプ42から分岐して、第9パイプ58、第6ホース59、第10パイプ61を順に通ってオイルクーラー60に至り、オイルクーラー60において潤滑油を冷却する。潤滑油から熱を奪った冷却液は、第11パイプ62、第7ホース63を順に通ってラジエター53に至り、ラジエター53で冷却された後、上記と同じ経路でウォーターポンプ41に戻る。
上記の冷却経路のうち第1ホース43の下流端部は、クランクケース10の前面壁34の外面に沿って上下方向を向くように配索されているのであるが、この第1ホース43の下流端部は、図3及び図4に示すように、車幅方向において2つの第2壁部36L,36Rに挟まれたスペース39内を通過している。このスペース39は、バランサシャフト27の形状に合わせてクランクケース10の外面の一部を凹ませることによって確保された空間である。このようにスペース39をクランクケース10の外面側に形成したことにより、クランクケース10の内部、即ちクランクケース10の前面壁34とバランサシャフト27との間には、大きなデッドスペースが存在せずに済んでいる。
また、このクランクケース10の外方のスペース39は、第1のバランサ部30Lと第2のバランサ部30Rと第1壁部35とで囲まれているので、このスペース39内に配置した第1ホース43は、2つの第2壁部36L,36Rの間に挟まれた状態となる。この2つの第2壁部36L,36Rにより、第1ホース43は左右からの異物の干渉から保護される。
また、クランクケース10は、第1壁部35の内面に連なり、バランサシャフト27の軸部29を支持する軸受部25を有している。つまり、バランサシャフト27を支持するための軸受部25が、第1壁部35の内面に連なっているので、第1壁部35の剛性が高められている。
また、クランクケース10は、上側ケース14と下側ケース13を、バランサシャフト27の軸線28及びクランクシャフト21の軸線22と垂直な方向に組み合わせて構成され、バランサシャフト27及びクランクシャフト21は、上側ケース14の合せ面14aと下側ケース13の合せ面13aとで支持されている。これにより、バランサシャフト27は、クランクケース10に対し、バランサシャフト27の軸線28と直角な方向に組み付けることができるので、バランサシャフト27とバランサ部30L,30Rとを一体として組み付けることができる。また、クランクシャフト21は、クランクケース10に対し、クランクシャフト21の軸線22と直角な方向に組み付けることができるので、単一部品とすることができる。
上記した実施形態の記載内容からは、次のような技術思想を抽出することができる。
(1)バランサシャフトの軸線から第1壁部の外面までの距離は、バランサシャフトの軸線からバランサ部が回転時に描く最大軌跡までの距離よりも小さく設定されている。
この構成によれば、バランサシャフトの軸線から第1壁部の外面までの距離を、バランサシャフトの軸線からバランサ部が回転時に描く最大軌跡までの距離よりも小さく設定しているので、第2壁部の外面に対する第1壁部の外面の凹み距離を十分に大きく確保できる。
(2)バランサ部は、バランサシャフトの軸線方向に間隔を空けて配置された第1のバランサ部と第2のバランサ部とを含み、クランクケースの外方には、第1のバランサ部と第2のバランサ部と第1壁部とで囲まれたスペースが形成されている。
この構成によれば、クランクシャフトの外方に形成されるスペースは、第1のバランサ部と第2のバランサ部と第1壁部とで囲まれているので、このスペース内に配置した部材は、2つの第2壁部の間に挟まれた状態となり、外部からの異物の干渉から保護される。
(3)クランクケースは、バランサシャフトの軸線と垂直な方向に組み合わされる上側ケースと下側ケースとを含み、上側ケースの第1壁部と下側ケースの第1壁部とが、上側ケースと下側ケースの合せ面において当接し、上側ケースの第2壁部と下側ケースの第2壁部とが、上側ケースと下側ケースの合せ面において当接する。
この構成によれば、上下両第1壁部と上下両第2壁部は、互いに水平方向に位置がずれているので、第1壁部の外方に確保されるスペースは、クランクケースの外面を水平方向に凹ませた形態となる。これにより、スペースには、上下方向に延びる部材を配置することができる。
(4)クランクケースは、第1壁部の内面に連なり、バランサシャフトを支持する軸受部を有する。
この構成によれば、バランサシャフトを支持するための軸受部が、第1壁部の内面に連なっているので、第1壁部の剛性が高い。
(5)クランクケースは、バランサシャフト及びクランクシャフトの軸線と垂直な方向に組み合わされる上側ケースと下側ケースとを含み、バランサシャフト及びクランクシャフトは、上側ケースと下側ケースの合せ面で支持されている。
この構成によれば、バランサシャフトは、クランクケースに対し、バランサシャフトの軸線と直角な方向に組み付けることができるので、バランサシャフトとバランサ部とを一体として組み付けることができる。また、クランクシャフトは、クランクケースに対し、クランクシャフトの軸線と直角な方向に組み付けることができるので、単一部品とすることができる。
<他の実施形態>
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施態様も本発明の技術的範囲に含まれる。
(1)バランサシャフトの軸線から第1壁部の外面までの距離は、バランサシャフトの軸線からバランサ部が回転時に描く最大軌跡までの距離よりも大きく設定してもよい。
(2)バランサ部の数は、1つだけでもよく、3つ以上でもよい。
(3)クランクケースは、2つのケースをバランサシャフトの軸線方向に組み合わさせたものであってもよい。
(4)軸受部は、第1壁部に連なっていない形態でもよい。
(5)本発明は、V型エンジンにも適用できる。
(6)エンジンの気筒数は、3気筒以下でも、5気筒以上でもよい。
(7)第1壁部と第2壁部によってクランクケースの外方に形成されるスペースには、冷却液用のホースに限らず、潤滑油用の配管、電気回路のワイヤーハーネス、エンジンの吸排気パイプ等、各種の部材を配置するための手段として機能させることができる。
(8)スペースの位置は、クランクケースの前方に限らず、クランクケースの後方、側方、上方、下方のいずれであってもよい。
本実施形態の自動二輪車の側面図 エンジンの一部切欠側面図 下側ケースにおける第1壁部と第2壁部とバランサシャフトとの位置関係をあらわす平面図 エンジンの正面図
符号の説明
1…自動二輪車
3…エンジン
10…クランクケース
13…下側ケース
13a…下側ケースの合せ面
14…上側ケース
14a…上側ケースの合せ面
21…クランクシャフト
22…クランクシャフトの軸線
27…バランサシャフト
28…バランサシャフトの軸線
29…軸部
30L…第1のバランサ部
30R…第2のバランサ部
31…軸受部
35…第1壁部
36L,36R…第2壁部
39…スペース

Claims (7)

  1. クランクシャフトと、
    バランサ部を有するバランサシャフトと、
    前記クランクシャフト及び前記バランサシャフトを収容するクランクケースとを備えたエンジンであって、
    前記クランクケースは、
    前記バランサシャフトの軸部の外周と対向する位置に形成された第1壁部と、
    前記バランサ部の外周と対向する位置に形成された第2壁部とを有し、
    前記バランサシャフトの軸線から前記第1壁部の内面までの距離が、前記バランサシャフトの軸線から前記バランサ部が回転する時に描く最大軌跡までの距離よりも小さく設定され、
    前記バランサシャフトの軸線から前記第1壁部の外面までの距離が、前記バランサシャフトの軸線から前記第2壁部の外面までの距離よりも小さく設定されていることを特徴とするエンジン。
  2. 前記バランサシャフトの軸線から前記第1壁部の外面までの距離は、前記バランサシャフトの軸線から前記バランサ部が回転時に描く最大軌跡までの距離よりも小さく設定されていることを特徴とする請求項1記載のエンジン。
  3. 前記バランサ部は、前記バランサシャフトの軸線方向に間隔を空けて配置された第1のバランサ部と第2のバランサ部とを含み、
    前記クランクケースの外方には、前記第1のバランサ部と前記第2のバランサ部と前記第1壁部とで囲まれたスペースが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。
  4. 前記クランクケースは、前記バランサシャフトの軸線と垂直な方向に組み合わされる上側ケースと下側ケースとを含み、
    前記上側ケースの前記第1壁部と前記下側ケースの前記第1壁部とが、前記上側ケースと前記下側ケースの合せ面において当接し、
    前記上側ケースの前記第2壁部と前記下側ケースの前記第2壁部とが、前記上側ケースと前記下側ケースの合せ面において当接することを特徴とする請求項1記載のエンジン。
  5. 前記クランクケースは、前記第1壁部の内面に連なり、前記バランサシャフトを支持する軸受部を有することを特徴とする請求項1記載のエンジン。
  6. 前記クランクケースは、前記バランサシャフト及び前記クランクシャフトの軸線と垂直な方向に組み合わされる上側ケースと下側ケースとを含み、
    前記バランサシャフト及び前記クランクシャフトは、前記上側ケースと前記下側ケースの合せ面で支持されていることを特徴とする請求項1記載のエンジン。
  7. 請求項1〜請求項6のいずれかに記載のエンジンを備えていることを特徴とする自動二輪車。
JP2008229115A 2008-09-05 2008-09-05 エンジン及び自動二輪車 Active JP5197253B2 (ja)

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