JP2019065732A - 内燃機関 - Google Patents

Abstract

【課題】クランクシャフトの摩擦抵抗を低減して動力伝達効率を高めることができる内燃機関を提供する。【解決手段】内燃機関２３は、クランクシャフト３７と、回転自在にクランクシャフト３７を支持するクランクケース２４と、クランクケース２４に取り付けられて、電力の供給に応じて動力を生成するスターターモーター７６と、スターターモーター７６の動力を受けるドライブギア７８に噛み合うスタータードリブンギア６６とを備えた内燃機関において、クランクシャフト３７に同軸に配設され、スタータードリブンギア６６を回転自在に支持する支持部材６８を設け、支持部材６８はクランクシャフト３７とは非接触である。【選択図】図３

Description

本発明は、内燃機関に関し、特に、回転自在にクランクシャフトを支持するクランクケースと、クランクケースに取り付けられて、電力の供給に応じて動力を生成するスターターモーターと、スターターモーターの動力を受けるドライブギアに噛み合うスタータードリブンギアとを備える内燃機関に関する。

特許文献１は内燃機関を開示する。内燃機関では、スターターモーターの動力はドライブギアからスタータードリブンギアに伝達される。このとき、スタータードリブンギアはクランクシャフトに結合される。クランクシャフトは回転する。

特開２０１１−１６３２４９号公報

スタータードリブンギアはクランクシャフト上に転がり軸受を介して相対回転自在に支持される。燃焼に応じてクランクシャフトが回転すると、転がり軸受の摩擦抵抗に応じてクランクシャフトの回転に対してエネルギーロスが生じてしまう。

本発明は、上記実状に鑑みてなされたもので、クランクシャフトの摩擦抵抗を低減して動力伝達効率を高めることができる内燃機関を提供することを目的とする。

本発明の第１側面によれば、クランクシャフトと、回転自在に前記クランクシャフトを支持するクランクケースと、前記クランクケースに取り付けられて、電力の供給に応じて動力を生成するスターターモーターと、前記スターターモーターの動力を受けるドライブギアに噛み合うスタータードリブンギアとを備えた内燃機関において、前記クランクシャフトに同軸に配設され、スタータードリブンギアを回転自在に支持する支持部材を設け、前記支持部材は前記クランクシャフトとは非接触である内燃機関が提供される。

第２側面によれば、第１側面の構成に加えて、内燃機関は、前記クランクシャフトに支持されて、カムチェーンに噛み合うスプロケットを備え、前記支持部材は、前記スプロケットの径方向外側に配置されて、スプロケットに噛み合うカムチェーンに向き合うチェーンガイド部を有する。

第３側面によれば、第１または第２側面の構成に加えて、前記クランクケースは分割式のクランクケースであって、前記支持部材はクランクケースの一部材と他部材とで共通の締結具で締結される。

第１側面によれば、スタータードリブンギアはクランクシャフトに非接触に支持されることから、クランクシャフトに対してスタータードリブンギアの摩擦抵抗は生じない。内燃機関の駆動時に、スタータードリブンギアからの摩擦抵抗なしにクランクシャフトは回転することができる。動力伝達効率は高められることができる。

第２側面によれば、支持部材は、スプロケットに噛み合うカムチェーンに向き合ってチェーンガイドとして機能するので、カムチェーンの歯飛びは防止されるとともに、部品点数の増加は回避されることができる。

第３側面によれば、支持部材の固定にあたって既存の締結具が流用されることができ、部品点数の増加は回避されることができる。

本発明の一実施形態に係る自動二輪車の全体構成を概略的に示す側面図である。 図１の２−２線に沿った拡大断面図である。 内燃機関の拡大側面図である。 図３の４−４線に沿った内燃機関の拡大断面図である。 支持部材の（Ａ）拡大平面図、および（Ｂ）Ｂ−Ｂ線に沿った拡大断面図である。

以下、添付図面を参照しつつ本発明の一実施形態を説明する。ここで、車体の上下前後左右は自動二輪車に乗車した乗員の目線に基づき規定されるものとする。

図１は本発明の一実施形態に係る自動二輪車の全体構成を概略的に示す。自動二輪車１１は車体フレーム１２を備える。車体フレーム１２の前端でヘッドパイプ１３にはフロントフォーク１４が操向可能に支持される。フロントフォーク１４には車軸１５回りで回転自在に前輪ＷＦが支持される。フロントフォーク１４にはヘッドパイプ１３の上側でハンドルバー１６が結合される。車体フレーム１２の後側でピボットフレーム１７にはスイングアーム１８が車幅方向に水平に延びる支軸１９回りで揺動自在に支持される。スイングアーム１８の後端には車軸２１回りで回転自在に後輪ＷＲが支持される。

前輪ＷＦおよび後輪ＷＲの間で車体フレーム１２には内燃機関２３が搭載される。内燃機関２３は、クランクケース２４と、クランクケース２４に結合されて、クランクケース２４から上方に延びて、前傾するシリンダー軸線を有するシリンダーブロック２５と、シリンダーブロック２５に結合されるシリンダーヘッド２６と、シリンダーヘッド２６に結合されるヘッドカバー２７とを備える。クランクケース２４には、後輪ＷＲの車軸２１に平行に延びる回転軸線２８回りで回転する（後述される）クランクシャフトが収容される。クランクシャフトの回転運動は伝動装置（図示されず）を経て後輪ＷＲに伝達される。クランクケース２４には、前方に２つ、後方に２つのエンジンハンガー２９が形成される。クランクケース２４はエンジンハンガー２９で車体フレーム１２に連結され固定される。

内燃機関２３の上方で車体フレーム１２には燃料タンク３１が搭載される。燃料タンク３１の後方で車体フレーム１２には乗員シート３２が搭載される。燃料タンク３１から内燃機関２３の燃料噴射装置に燃料は供給される。自動二輪車１１の運転にあたって乗員は乗員シート３２を跨ぐ。

図２に示されるように、内燃機関２３は、シリンダーブロック２５に組み込まれるピストン３３を備える。ピストン３３は、シリンダーブロック２５内に区画されるシリンダー３４に収容される。ここでは、シリンダーブロック２５には単一のピストン３３を受け入れる単一のシリンダー３４が形成される。ピストン３３とシリンダーヘッド２６との間に燃焼室３５が区画される。シリンダーヘッド２６には燃焼室３５に臨む点火プラグ３６が取り付けられる。

内燃機関２３は、ジャーナル３７ａ、３７ｂの軸心回りで回転自在にクランクケース２４に支持されるクランクシャフト３７を備える。ジャーナル３７ａ、３７ｂの軸心は回転軸線２８に一致する。クランクシャフト３７はジャーナル３７ａ、３７ｂで軸受３８、３９に連結される。軸受３８、３９は玉軸受に構成される。軸受３８、３９の外輪はクランクケース２４に嵌め込まれる。軸受３８、３９の内輪にジャーナル３７ａ、３７ｂはそれぞれ嵌め込まれる。

クランクケース２４は第１ケース半体２４ａおよび第２ケース半体２４ｂに分割される。第１ケース半体２４ａおよび第２ケース半体２４ｂは協働でクランク室４１を区画する。クランクシャフト３７のクランク４２は２つのジャーナル３７ａ、３７ｂの間でクランク室４１に収容される。クランク室４１内でクランクシャフト３７のクランク４２にはコンロッド４３が連結される。コンロッド４３はピストン３３の軸線方向運動をクランクシャフト３７の回転運動に変換する。

クランクケース２４から外側に一方向に突出するクランクシャフト３７の一端にはＡＣＧ（交流発電機）４４が接続される。ＡＣＧ４４はローター４５およびステーター４６を備える。ローター４５は、クランクケース２４から突き出るクランクシャフト３７の一端に相対回転不能に結合される。ローター４５は周方向に配列される複数の磁石４７を有する。ローター４５はステーター４６の外周を囲む。ステーター４６には周方向に配列される複数のコイル４８が巻き付けられる。コイル４８はローター４５の回転時に磁石４７の軌道に向き合う軌道を辿る。

内燃機関２３は動弁機構４９を備える。動弁機構４９は、クランクシャフト３７に固定される第１カムスプロケット５１と、クランクシャフト３７の回転軸線２８に平行な軸線回りに回転自在にシリンダーヘッド２６に支持されるカムシャフト５２と、カムシャフト５２に固定される第２カムスプロケット５３と、第１カムスプロケット５１および第２カムスプロケット５３に巻き掛けられるカムチェーン５４とを備える。カムチェーン５４はクランクシャフト３７の回転動力をカムシャフト５２に伝達する。カムシャフト５２には吸気弁または排気弁のロッカーアームに接触するカム５５が形成される。カムシャフト５２の回転に応じて吸気弁および排気弁の開閉は引き起こされる。

内燃機関２３にはドグクラッチ式の多段変速機５６が組み込まれる。多段変速機５６はクランクケース２４内に収容される。多段変速機５６はクランクシャフト３７の軸心に平行な軸心を有するメイン軸５７およびカウンター軸５８を備える。メイン軸５７およびカウンター軸５８は軸受で回転自在にクランクケース２４に支持される。メイン軸５７は一次減速機構５９を通じてクランクシャフト３７に接続される。一次減速機構５９は、動力伝達ギア６１と、カウンター軸５８上に相対回転自在に支持される被動ギア６２とを備える。動力伝達ギア６１は、クランクケース２４から外側に突出するクランクシャフト３７の他端に固定される。被動ギア６２は動力伝達ギア６１に噛み合う。

カウンター軸５８には伝動装置の駆動スプロケット６３が結合される。駆動スプロケット６３には駆動チェーン６４が巻き掛けられる。駆動チェーン６４は駆動スプロケット６３の回転動力を後輪ＷＲに伝達する。

内燃機関２３には摩擦クラッチ６５が組み込まれる。摩擦クラッチ６５はクラッチアウター６５ａおよびクラッチハブ６５ｂを備える。クラッチアウター６５ａに一次減速機構５９の被動ギア６２は連結される。クラッチレバーの操作に応じて摩擦クラッチ６５ではクラッチアウター６５ａおよびクラッチハブ６５ｂの間で連結および切断が切り替えられる。

内燃機関２３は、ＡＣＧ４４のローター４５に連結されるスタータードリブンギア６６を備える。スタータードリブンギア６６はローター４５および第１カムスプロケット５１の間でクランクシャフト３７に同軸に配置される。ローター４５とスタータードリブンギア６６とはワンウエイクラッチ６７で結合される。スタータードリブンギア６６からローター４５に回転は伝達される一方で、クランクシャフト３７に相対回転不能に連結されるローター４５からスタータードリブンギア６６に回転の伝達は阻止される。

内燃機関２３は、クランクケース２４に固定されて、クランクシャフト３７に非接触に回転自在にスタータードリブンギア６６を支持する支持部材６８を備える。支持部材６８は、第１ケース半体２４ａの外面に重ねられる取り付け片７１と、クランクシャフト３７の非接触の貫通を許容する中空空間を有して回転自在にスタータードリブンギア６６の軸孔に挿入される円筒体７２と、カムチェーン５４に噛み合う第１カムスプロケット５１の径方向外側に配置されて、第１カムスプロケット５１に噛み合うカムチェーン５４に向き合うチェーンガイド部７３とを有する。図３に示されるように、取り付け片７１は、２つのボルト７４、７５でクランクケース２４に締結される。一方のボルト７４は、図２に示されるように、第１ケース半体２４ａのみにねじ込まれる。他方のボルト７５は、図４に示されるように、第１ケース半体２４ａおよび第２ケース半体２４ｂの締結に用いられる。すなわち、ボルト７５は取り付け片７１および第１ケース半体２４ａを貫通して第２ケース半体２４ｂにねじ込まれる。

図３に示されるように、内燃機関２３は、クランクケース２４に取り付けられて、電力の供給に応じて動力を生成するスターターモーター７６を備える。スターターモーター７６の駆動軸にはドライブギア７７が接続される。ドライブギア７７はスターターモーター７６から動力を受ける。ドライブギア７７は中間ギア７８の大ギア７８ａに噛み合う。スタータードリブンギア６６は中間ギア７８の小ギア７８ｂに噛み合う。スターターモーター７６の動力はスタータードリブンギア６６の回転を引き起こす。

支持部材６８のチェーンガイド部７３は、クランクシャフト３７に同軸の円筒面でカムチェーン５４に向き合わせられる。図５に示されるように、チェーンガイド部７３は取り付け片７１から垂直方向に立ち上がる。円筒体７２の軸心は取り付け片７１の表面を含む仮想平面に直交する。円筒体７２の外周にはスタータードリブンギア６６が回転自在に装着される。円筒体７２の中空空間にはクランクシャフト３７が貫通する。取り付け片７１には２つのボルト７４、７５の貫通孔７９、８１を有する。支持部材６８は例えば鍛造で一体に成形されればよい。

次に本実施形態の作用を説明する。本実施形態では、クランクケース２４に支持部材６８は固定される。円筒体７２の外周には、クランクシャフト３７に同軸に回転自在にスタータードリブンギア６６が支持される。クランクシャフト３７は円筒体７２に非接触に円筒体７２の中空空間を貫通する。こうしてスタータードリブンギア６６はクランクシャフト３７に非接触に支持されることから、クランクシャフト３７に対してスタータードリブンギア６６の摩擦抵抗は生じない。内燃機関２３の駆動時に、スタータードリブンギア６６からの摩擦抵抗なしにクランクシャフト３７は回転することができる。動力伝達効率は高められることができる。

支持部材６８は、第１カムスプロケット５１の径方向外側に配置されて、第１カムスプロケット５１に噛み合うカムチェーン５４に向き合うチェーンガイド部７３を有する。こうして支持部材６８はチェーンガイドとして機能するので、カムチェーン５４の歯飛びは防止されるとともに、部品点数の増加は回避されることができる。

支持部材６８の固定にあたってボルト７５は取り付け片７１および第１ケース半体２４ａを貫通して第２ケース半体２４ｂにねじ込まれる。支持部材６８はクランクケース２４の第１ケース半体２４ａとともに共通の締結具で第２ケース半体２４ｂに締結される。支持部材６８の固定にあたって既存の締結具（ボルト）が流用されることができ、部品点数の増加は回避されることができる。

２３…内燃機関、２４…クランクケース、２４ａ…クランクケースの一部材（第１ケース半体）、２４ｂ…クランクケースの他部材（第２ケース半体）、３７…クランクシャフト、５１…スプロケット（第１カムスプロケット）、５４…カムチェーン、６６…スタータードリブンギア、６６…スタータードリブンギア、７３…チェーンガイド部、７５…締結具（ボルト）、７６…スターターモーター、７８…ドライブギアとしての中間ギア。

Claims (3)

1. クランクシャフト（３７）と、
   回転自在に前記クランクシャフト（３７）を支持するクランクケース（２４）と、
   前記クランクケース（２４）に取り付けられて、電力の供給に応じて動力を生成するスターターモーター（７６）と、
   前記スターターモーター（７６）の動力を受けるドライブギア（７８）に噛み合うスタータードリブンギア（６６）と
   を備えた内燃機関において、
   前記クランクシャフト（３７）と同軸に配設され、スタータードリブンギア（６６）を回転自在に支持する支持部材（６８）を設け、
   前記支持部材（６８）は前記クランクシャフト（３７）とは非接触であることを特徴とする内燃機関。
2. 請求項１に記載の内燃機関において、前記クランクシャフト（３７）に支持されて、カムチェーン（５４）に噛み合うスプロケット（５１）を備え、前記支持部材（６８）は、前記スプロケット（５１）の径方向外側に配置されて、スプロケット（５１）に噛み合うカムチェーン（５４）に向き合うチェーンガイド部（７３）を有することを特徴とする内燃機関。
3. 請求項１または２に記載の内燃機関において、前記クランクケースは分割式のクランクケースであって、前記支持部材（６８）はクランクケース（２４）の一部材（２４ａ）と他部材（２４ｂ）とで共通の締結具（７５）で締結されることを特徴とする内燃機関。
   

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