JP2010236519A - 内燃機関 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、ハンガ部および吸気系部品の配置の自由度を高めることができる内燃機関を提供することを課題とする。
【解決手段】エンジン３４は、車体側へ取り付けられるハンガ部１２５を上部に有しクランク軸５６を収容するクランク室６３と、カム軸ホルダに支持されカム軸６７を収容する動弁室６６と、クランク室６３から動弁室６６の間に設けられカム軸６７を駆動する動弁機構７４と、この動弁機構に、クランク軸５６に取り付けたカム駆動プーリ７７と、カム軸６７に取り付けたカム従動プーリ７６とに巻き掛けた歯付きベルト７８とを備え、クランク室６３と動弁室６６との間に、動力伝達室８３を設け、この動力伝達室８３に、歯付きベルト７８が収容されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、内燃機関の改良に関する。

吸気弁と排気弁とを駆動する動弁機構を有する内燃機関が従来技術として知られている（例えば、特許文献１（図２、図７）参照。）。

特許文献１の図２において、エンジンＥ（符号は、同公報のものを流用する。要素名は一部変更した。以下同じ。）は、クランク軸３１と一体に設けられている駆動スプロケット４６と、吸気弁と排気弁とを駆動するカム軸と一体に設けられている従動スプロケット４７と、駆動スプロケット４６と従動スプロケット４７の間に巻き掛けられているタイミングチェーン４５と、を備えている。

特許文献１の図７において、車体側に設けたピボット軸１５に取り付けられるハンガ部がエンジン本体２５の上部に設けられ、タイミングチェーン４５を付勢するチェーンテンショナ−がエンジン本体２５の内側に設けられ、チェーンテンショナーを付勢するテンショナーリフター５２がエンジンブロック３２の外側の壁に設けられている。

ところで、エンジンブロック３２の外側の壁に設けられているテンショナーリフター５２の近傍に、エンジンＥのハンガ部および吸気系部品が配置されているため、ハンガ部および吸気系部品の配置に制約があった。

特開２００２−２０１９５３号公報

本発明は、ハンガ部および吸気系部品の配置の自由度を高めることができる内燃機関を提供することを課題とする。

請求項１に係る発明は、クランク軸を収容するクランク室上部にハンガ部を設け、このハンガ部を左右一対のリンクプレートを介して揺動可能に車体側へ取り付けたユニットスイング式内燃機関であって、このクランク室から水平に延び吸気通路を上部に有しているシリンダヘッドと、このシリンダヘッドに取り付けられカム軸を収容する動弁室と、クランク室から動弁室にわたって設けられクランク軸の駆動力によりカム軸を駆動する動弁機構と、が備えられ、この動弁機構に、クランク軸に取り付けた駆動部材と、カム軸に取り付けた従動部材と巻き掛けた動力伝達部材とを設けることで、クランク軸の駆動力をカム軸に伝達するようにし、クランク室と動弁室との間に、動力伝達室を設け、この動力伝達室に、動力伝達部材が収容され、動力伝達部材は、歯付きベルトとし、ハンガ部は吸気通路の側方に配置し、動力伝達室の上方で、ハンガ部とシリンダヘッドの間で、かつ左右のリンクプレートの間に空間を設けたことを特徴とする。

請求項２に係る発明は、左右一対のリンクプレートを連結する連結部材を空間内に配設したことを特徴とする。

請求項３に係る発明では、吸気通路を構成するスロットルボディはハンガ部の後方に位置し、左右一対のリンクプレートと車体を接続する車体側取付部の下方に位置するようにハンガ部を空間に向かって延出させることを特徴とする。

請求項４に係る発明では、車体側で、且つ、内燃機関の上方に、ヘルメットなどを収納するラゲッジスペースを設け、このラゲッジスペースを空間に位置するように左右一対のリンクプレートの間に延出したことを特徴とする。

請求項５に係る発明では、空間で、且つ、左右一対のリンクプレートの間に、吸気通路に設けられる補機類を配設したことを特徴とする。

請求項１に係る発明では、動力伝達室に、動力伝達部材としての歯付きベルトが収容され、この歯付きベルトは、駆動部材に形成した駆動溝と従動部材に形成した従動溝とに巻き掛けられて回転するようにした。駆動溝と従動溝とに巻き掛けられている動力伝達部材を歯付きベルトとしたので、チェーンテンショナーおよびこのチェーンテンショナーを付勢するテンショナーリフターは不要になる。
シリンダの外側の壁に取り付けられているテンショナーリフターが不要になれば、左右一対のリンクプレートを含むハンガ部および吸気系部品の配置の自由度を高めることができる。また、空間を補機類などの配置スペースとすることができる。

請求項２に係る発明では、空間内に左右一対のリンクプレートを連結する連結部材を配設したので、空間を有効に使用することができる。

請求項３に係る発明では、スロットルボディはハンガ部の後方に位置する。この場合に、スロットルボディの配置は、ハンガ部の位置で決定されるので、ハンガ部が前方に配置可能になれば、スロットルボディについても前方に配置することが可能になり、空間を有効に活用することができる。

請求項４に係る発明では、内燃機関の上方に、ラゲッジスペースを設け、このラゲッジスペースを空間に位置するように左右一対のリンクプレートの間に延出したので、空間を有効に活用することが可能になる。

請求項５に係る発明では、空間で、且つ、左右一対のリンクプレートの間に、吸気通路に設けられる補機類を配設したので、空間を有効に活用することが可能になる。

本発明に係る内燃機関が搭載されているスクータ型自動二輪車の右側面図である。 図１の２−２線断面図である。 図２の３−３線断面図である。 図３の４部拡大図である。 本発明に係る内燃機関の実施例図および比較例図である。 図３の別実施例図である。 図３のさらなる別実施例図である。 図３の改造図である。

以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。図中および実施例において、「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」は、各々、自動二輪車に乗車する運転者から見た方向を示す。なお、図面は符号の向きに見るものとする。

図１において、スクータ型自動二輪車１０は、車体フレーム１１と、この車体フレーム１１にスイング可能に設けられているパワーユニット１２とで構成される、いわゆる、ユニットスイング型の車両である。

車体フレーム１１は、フロントフレーム１３と、センタフレーム１４と、リヤフレーム１５とに３分割されている。
フロントフレーム１３は、操向ハンドル２１を操向可能に支持するヘッドパイプ２２と、このヘッドパイプ２２から下方に延びているダウンフレーム２３と、このダウンフレーム２３に後方に向け延設されており、乗員の足置きとしてのステップフロア２４と、を一体化した部材である。

センタフレーム１４は、フロントフレーム１３の後端部から斜め上方に延びている部材であり、側面にパワーユニット１２を揺動自在に支持するピボット軸１６５が取り付けられ、上面にヘルメットケース２７が配置され、このヘルメットケース２７の上面に開閉可能に乗員シート２８が取り付けられている。
リヤフレーム１５は管部材から構成され、平面視で環状を呈し、環状部の内側に燃料タンク３１が配置されている。
操向ハンドル２１に、フロントフォーク３２が連結され、このフロントフォーク３２の下端部に、前輪３３が回転自在に取り付けられている。

パワーユニット１２は、水冷式の単気筒４サイクルエンジン３４（以下、「エンジン３４」と云う。）を含み、右側面にラジエータ３６を備え、後端部に駆動輪としての後輪３７が取り付けられ、その後部上面がリヤクッション３８を介してセンタフレーム１４の後端部に連結されている。
図中、４２はヘッドライト、４３はメータユニット、４４はフロントカウル、４５はリヤカウル、４６はフロントフェンダである。

図２において、パワーユニット１２は、内燃機関としてのエンジン３４と、このエンジン３４の後方に延びている無段変速機５１とから構成されている。
エンジン３４は、エンジンブロック５３と、このエンジンブロック５３の後部左側に後方に延びている変速機ケース５４とを備え、エンジンブロック５３に収容されるクランク軸５６の駆動力は、変速機ケース５４の後端部に設けた後輪車軸６１に伝達され、後輪車軸６１に取り付けた後輪３７が駆動される。

エンジンブロック５３は、クランク軸５６を収納するクランク室６３を形成するクランクケース６４と、このクランク室６３から水平方向前方に延びておりシリンダヘッド部６９と結合されるシリンダブロック６５と、このシリンダブロック６５を覆うシリンダヘッド６９と、このシリンダヘッド６９を覆うヘッドカバー６８と、を備え、シリンダブロック６５とヘッドカバー６８との間に、カム軸６７を収容する動弁室６６が形成されている。

エンジンブロック５３に開けたシリンダボア７１に摺動自在に配置されるピストン７２は、コンロッド７３を介してクランク軸５６に連結されている。
クランク軸５６の駆動力によりカム軸６７を駆動する動弁機構７４は、図示せぬ吸排気弁と、こられの吸排気弁を駆動するカム軸６７と、このカム軸６７を支持するカム軸ホルダ７５と、カム軸６７に取り付けた従動部材としてのカム従動プーリ７６と、クランク軸５６に取り付けた駆動部材としてのカム駆動プーリ７７と、このカム駆動プーリ７７とカム従動プーリ７６とに巻き掛けた動力伝達部材としての歯付きベルト７８と、を備え、クランク室６３から動弁室６６にわたって動力伝達室８３が設けられ、この動力伝達室８３に、動力伝達部材（歯付きベルト７８）が収容されている。

そして、クランク軸５６に取り付けた駆動部材（カム駆動プーリ７７）と、従動部材（カム従動プーリ７６）とに巻き掛けた動力伝達部材（歯付きベルト７８）で、クランク軸５６の駆動力をカム軸６７に伝達するようにした。

クランク軸５６であって、クランク軸５６と一体化したカム駆動プーリ７７の外方に、図示せぬオイルポンプを駆動する駆動ギヤ１３５が設けられ、この駆動ギヤ１３５の外方で、クランク軸５６の一端に、発電機８７が設けられている。

発電機８７は、ロータ８８とステータ８９とからなる。この発電機８７の外方にクランク軸５６と一体で回転する冷却はね９１が設けられ、この冷却はね９１の外方で、エンジンブロック５３に取り付けられエア排出口９２を有するシュラウド９３が設けられ、このシュラウド９３に、ラジエータ３６の冷却コア９４が設けられ、この冷却コア９４の外方に、冷却コア９４を覆うラジエータカバー９５が設けられている。発電機８７とラジエータカバーの間に配置した冷却はね９１によって、エアは、ラジエータカバー９５から導入され、冷却コア９４を通過してこの冷却コア９４を冷却し、エア排出口９２から排出される。

クランク軸５６に、後輪に駆動力を伝達する無段変速機５１が連結されている。
変速機ケース５４に収容されている無段変速機５１は、クランク軸５６の他端に取り付けた駆動プーリ１０１と、ドライブ軸１０３の他端に取り付けた従動プーリ１０２と、前記駆動プーリ１０１と従動プーリ１０２の間に巻き掛けられているＶベルト１０４と、から構成されている。

駆動プーリ１０１は、クランク軸５６に固定された固定側プーリ半体１０６と、この固定側プーリ半体１０６の軸方向に移動可能に設けた可動側プーリ半体１０７とを備え、可動側プーリ半体１０７は、クランク軸５６の回転速度の増加に伴って、半径方向外方に移動する遠心錘１０８によって、固定側プーリ半体１０６に接近する方向に付勢される。

従動プーリ１０２は、ドライブ軸１０３に固定された固定側プーリ半体１１６と、この固定側プーリ半体１０６の軸方向に移動可能に設けた可動側プーリ半体１１７とを備え、可動側プーリ半体１１７は、スプリング１１８で固定側プーリ半体１１６に向け付勢される。

ドライブ軸１０３の後方に、中間軸１２１が配置され、この中間軸１２１の後方に後輪車軸６１が、各々、ドライブ軸１０３に平行に配置され、ドライブ軸１０３、中間軸１２１および後輪車軸６１の間に、減速ギヤ列１２２が設けられている。

図１〜図３において、パワーユニット１２に備えられている内燃機関としてのエンジン３４は、シリンダボア７１側の軸線が車体フレーム１１の前後に略水平になるように車体フレーム１１に懸架されている。
エンジン３４は、エンジンブロック５３の上部に、ユニットスイング式エンジンの支持部としてのハンガ部１２５を設け、このハンガ部１２５に貫通ボルト２６を貫通させ、この貫通ボルト２６の左右端部に左右一対のリンクプレート１６３Ｌ、１６３Ｒを取り付け、これらのリンクプレート１６３Ｌ、１６３Ｒの上端部の左右端部に、車体フレーム１１側に備えるピボット軸１６５を左右で各々支持させることで、車体フレーム１１に揺動可能にした、いわゆる、ユニットスイング式内燃機関である。
ハンガ部１２５は、吸気通路１３２の側方に配置し、動力伝達室８３の上方で、ハンガ部１２５とシリンダヘッド６９の間で、かつ左右一対のリンクプレート１６３Ｌ、１６３Ｒの間に、空間１７０が形成されている。
左右一対のリンクプレート１６３Ｌ、１６３Ｒの間は、連結部材１６４で連結されており、この連結部材１６４は、空間１７０内で吸気通路１３２とシリンダブロック６５の間に配置されるので、空間１７０内に左右一対のリンクプレート１６３Ｌ、１６３Ｒを連結する連結部材１６４を配設することができる。
図中、１２６はマウントゴム１２６である。車体側へ取り付けられるハンガ部１２５は、クランク軸５６を収容するクランク室６３の上部に設けられている。
エンジンブロック５３を構成するシリンダブロック６５は、上部に吸気通路１３２を有している。

また、クランク軸５６の下方に、図示せぬオイルポンプを駆動するロータ軸１３３が設けられ、このロータ軸１３３に従動ギヤ１３４が固着され、この従動ギヤ１３４は、クランク軸５６に設けた従動プーリ１０２に連接した駆動ギヤ１３５によって駆動される。

前述したように、クランク室６３から動弁室６６にわたって、動力伝達室８３が配置され、この動力伝達室８３に、動弁室６６に供給されたオイルの一部が流れ、歯付きベルト７８には、クランク室６３および動弁室６６内の飛沫によるオイルを供給するようにした。歯付きベルト７８は、動弁室６６などからの飛沫によるオイルによって潤滑されるため、新たな手段を用いることなく、歯付きベルト７８の温度上昇が抑制されるとともに摩耗を抑えることができる。歯付きベルト７８の摩耗が抑えられるので、歯付きベルト７８の耐久性を高めることができる。

図４において、歯付きベルト７８は、その内周面１４１に側面視で台形状を呈する歯部１４２・・・（・・・は複数を示す。以下同じ。）を有する。つまり、片面が歯付きのタイプを利用した。
歯付きベルト７８は、片面が歯付きのタイプを利用したので、外周面に歯部をもつタイプの歯付きベルトに較べると、クランクケース６４に戻るオイルの飛沫が付着した歯付きベルト７８からオイルを容易に振り払うことができる。加えて、ベルト費用の上昇を抑えることができる。

図３を併せて参照して、歯付きベルト７８は、駆動部材としてのカム駆動プーリ７７に形成した駆動溝１４５とカム従動プーリ７６に形成した従動溝１４６とに巻き掛けられて回転する。
歯付きベルトの内周面１４１に、ラック状を呈する内歯部１４２・・・が備えられ、カム駆動プーリ７７とカム従動プーリ７６とに、各々、内歯部１４２・・・と噛み合う外歯部１４７・・・、１４８・・・が備えられている。

カム駆動プーリ７７とカム従動プーリ７６とに、各々、外歯部１４７・・・、１４８・・・が備えられ、歯付きベルト７８に内歯部１４２・・・が備えられているので、カム駆動プーリ７７の回転に伴ってカム従動プーリ７６が回転する。この場合に、カム駆動プーリ７７とカム従動プーリ７６との間にすべりは発生せず、カム駆動プーリ７７とカム従動プーリ７６の間の位相を一定に保つことができる。

以上に述べた内燃機関の作用を次に述べる。
図５（ａ）において、実施例が示されており、動力伝達室８３に、動力伝達部材としての歯付きベルト７８が収容され、この歯付きベルト７８は、駆動部材に形成した駆動溝１４５と従動部材に形成した従動溝１４６とに巻き掛けられて回転するようにした。

図５（ｂ）において、比較例が示されており、動力伝達室８３Ｂに、動力伝達部材としてのカムチェーン１５１が収容され、このカムチェーン１５１は、駆動スプロケット１５２と従動スプロケット１５３とに巻き掛けられて回転するようにした。

チェーンテンショナー１５４は、その一端がブッシュ１５５を介してエンジンブロック５３Ｂに支承され、他端は、自由端となっている。そして、チェーンテンショナー１５４の長手方向の中間に、カムチェーン側に付勢するリフタ１５６が配置されている。リフタ１５６は、例えば、弾性部材などチェーンテンショナー１５４を付勢する機能を有するため、構造上、エンジンブロックの側壁１５７から上方に突出して配置される。

テンショナーリフター１５６は、カムチェーンの長手方向略中央部に配置されている。エンジンのハンガ部１２５Ｂは、パワーユニット１２Ｂの長手方向の重心位置に配置されている。カムチェーン１５１の長手方向略中央部とパワーユニット１２Ｂの重心位置とが近接配置される場合には、リフタ１５６を配置する関係上、パワーユニットの上部に設けたハンガ部１２５Ｂの配置自由度に制約が生ずる可能性がある。

この点、本発明では、動力伝達室８３に、歯付きベルト７８が収容され、この歯付きベルト７８は、駆動溝１４５と従動溝１４６とに巻き掛けられて回転するようにした。このため、従来例で示されているように、動力伝達部材としてのカムチェーン１５１に一定の張力を付加するチェーンテンショナー１５４およびこのチェーンテンショナー１５４を付勢するテンショナーリフターは不要になる。

エンジンブロック５３Ｂを構成するシリンダブロックの外側の壁１５７Ｂに取り付けられているテンショナーリフター１５６が不要になれば、ハンガ部１２５のみならず、吸気系部品１６１の配置の自由度を高めることができる。つまり、歯付きベルトとすることで、ハンガ部１２５および吸気系部品としての、例えば、スロットルボディ１６１の配置の自由度を高めたエンジンとすることができる。

図６において、図３と大きく異なる点は、吸気通路１３２を構成するスロットルボディ１６１はハンガ部１２５Ｂの後方に位置し、左右一対のリンクプレート１６３ＢＬ、１６３ＢＲと車体を接続する車体側取付部としてのピボット軸１６５の下方に位置するようにハンガ部１２５Ｂを空間１７０に向かって前方へ延出させた点にある。その他、大きく異なる点はない。
スロットルボディ１６１はハンガ部１２５の後方に位置する。この場合に、スロットルボディ１６１の配置は、ハンガ部１２５の位置で決定されるので、ハンガ部１２５が前方に配置可能になれば、スロットルボディ１６１についても前方に配置することが可能になり、空間１７０を有効に活用することができる。

図７において、図３と大きく異なる点は、エンジン３４の上方に、ラゲッジスペース１６７を設け、このラゲッジスペース１６７を空間１７０に位置するように左右一対のリンクプレート１６３Ｌ、１６３Ｒの間に延出した。具体的には、ラゲッジスペース１６７としてのヘルメットケース２７Ｃの底部を空間１７０に位置するように左右一対のリンクプレート１６３Ｌ、１６３Ｒの間に延出したた点にあり、その他、大きく異なる点はない。
空間１７０に位置するようにヘルメットケース２７Ｃの底部を左右一対のリンクプレート１６３Ｌ、１６３Ｒの間に延出したので、空間１７０を有効に活用することが可能になる。

図８において、図３と大きく異なる点は、空間１７０で、且つ、左右一対のリンクプレート１６３Ｌ、１６３Ｒの間に、吸気通路１３２に設けられる補機類としてのスロットルワイヤアクチュエータユニット１６８（スロットルバイワイヤ１６８）を配設した点にあり、その他、大きく異なる点はない。
空間１７０にスロットルワイヤアクチュエータユニット１６８を配設したので、空間１７０を有効に活用することが可能になる。

尚、本発明は、実施の形態では自動二輪車に適用したが、三輪車にも適用可能であり、一般の車両に適用することは差し支えない。

本発明は、車体側へ取り付けられるハンガ部を上部に有する内燃機関を備えているユニットスイング型の自動二輪車に好適である。

２７…ヘルメットケース、３４…内燃機関（エンジン）、５６…クランク軸、６３…クランク室、６５…シリンダブロック、６６…動弁室、６７…カム軸、６９…シリンダヘッド、７４…動弁機構、７５…カム軸ホルダ、７６…従動部材（カム従動プーリ）、７７…駆動部材（カム駆動プーリ）、７８…動力伝達部材（歯付きベルト）、８３…動力伝達室、１２５…ハンガ部、１３２…吸気通路、１４１…片面（内周面）、１６１…スロットルボディ、１６３Ｌ、１６３Ｒ…リンクプレート、１６４…連結部材、１６５…車体側取付部（ピボット軸）、１６７…ラゲッジスペース、１６８…補機類（スロットルワイヤアクチュエータユニット）、１７０…空間。

Claims (5)

1. クランク軸を収容するクランク室上部にハンガ部を設け、このハンガ部を左右一対のリンクプレートを介して揺動可能に車体側へ取り付けたユニットスイング式内燃機関であって、このクランク室から水平に延び吸気通路を上部に有しているシリンダヘッドと、このシリンダヘッドに取り付けられカム軸を収容する動弁室と、前記クランク室から前記動弁室にわたって設けられ前記クランク軸の駆動力により前記カム軸を駆動する動弁機構と、が備えられ、この動弁機構に、前記クランク軸に取り付けた駆動部材と、前記カム軸に取り付けた従動部材と巻き掛けた動力伝達部材とを設けることで、前記クランク軸の駆動力を前記カム軸に伝達するようにし、前記クランク室と前記動弁室との間に、動力伝達室を設け、この動力伝達室に、前記動力伝達部材が収容され、前記動力伝達部材は、歯付きベルトとし、前記ハンガ部は前記吸気通路の側方に配置し、前記動力伝達室の上方で、前記ハンガ部と前記シリンダヘッドの間で、かつ左右一対のリンクプレートの間に空間を設けたことを特徴とするユニットスイング式内燃機関。
2. 前記左右一対のリンクプレートを連結する連結部材を前記空間内に配設したことを特徴とすることを特徴とする請求項１記載のユニットスイング式内燃機関。
3. 前記吸気通路を構成するスロットルボディは前記ハンガ部の後方に位置し、前記左右一対のリンクプレートと車体を接続する車体側取付部の下方に位置するように前記ハンガ部を前記空間に向かって延出させることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のユニットスイング式内燃機関。
4. 車体側で、且つ、前記内燃機関の上方に、ヘルメットなどを収納するラゲッジスペースを設け、このラゲッジスペースを前記空間に位置するように前記左右一対のリンクプレートの間に延出したことを特徴とする請求項１又は請求項２記載のユニットスイング式内燃機関。
5. 前記空間で、且つ、前記左右一対のリンクプレートの間に、前記吸気通路に設けられる補機類を配設したことを特徴とする請求項１又は請求項２記載のユニットスイング式内燃機関。

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