JP2843636B2 - ４サイクルエンジン - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、シリンダを前傾させたオーバーヘッドカム
形の４サイクルエンジンに関する。

［従来の技術］ 例えばスクータ形の自動二輪車においては、エンジン
とＶベルト自動変速機とを一体化した、いわゆるスイン
グ式のエンジンユニットが用いられている。このエンジ
ンユニットは、エンジンのクランクケースの一側部から
後方に延びる変速機ケースを備えており、この変速機ケ
ースにＶベルト自動変速機が一体に組み込まれている。

このＶベルト自動変速機は、クランク軸の一端部に取
り付けたプライマリーシーブと、このプライマリーシー
ブの後方に配置されたセカンダリーシーブと、これら両
シーブの間に巻き掛けられたＶベルトとで構成され、こ
のＶベルトは上記クランク軸の軸方向一端側に偏った位
置において、このクランク軸の後方に向って略水平に延
びている。

ところで、この種のエンジンユニットにおいて、従
来、エンジンをオーバーヘッドカム形の４サイクルエン
ジンとするとともに、このエンジンのシリンダブロック
およびシリンダヘッドをクランクケースに対し大きく前
傾させたものが知られている。そして、このエンジンユ
ニットでは、シリンダヘッドのカム軸を駆動するため、
このカム軸とクランク軸との間にタイミングチェーンを
掛け渡しており、従来、このタイミングチェーンはクラ
ンク軸に対し上記Ｖベルト自動変速機とはシリンダを挾
んだ反対側に配置され、上記クランク軸の前方に向って
略水平に延びていた。

［発明が解決しようとする課題］ ところが、この構成によると、Ｖベルト自動変速機の
Ｖベルトとカム軸駆動用のタイミングチェーンが、クラ
ンク軸の左右両側に振り分けて配置されるとともに、こ
のクランク軸の両端において夫々前後逆向きに延びてい
るので、このクランク軸の左右両端部に、Ｖベルトやタ
イミングチェーンの掛け渡し方向に沿う曲げモーメント
が作用することになる。

すなわち、上記エンジンユニットは、そのエンジンが
単気筒であることから、エンジンのクランク軸は軸方向
中央にクランクピンを支持する左右一対のクランクウエ
ブを備えており、このクランクウエブに連なるジャーナ
ル部の部分が、軸受を介してクランクケースに軸支され
ている。このため、上記Ｖベルトやタイミングチェーン
は軸受よりも軸方向外側に偏った位置でクランク軸に巻
き付けられており、これらＶベルトやタイミングチェー
ン側から見た場合に、クランク軸は片持ち支持の状態と
なる。

したがって、クランク軸の左右両端部には、Ｖベルト
やタイミングチェーンの張力が前後逆向きに加わるの
で、クランク軸全体として見た場合に、クランク軸は大
きな曲げモーメントを受けることになる。

その上、クランク軸を支える軸受の荷重負担も大きく
なるので、その分、軸受が大形化するとともに、この軸
受から異音が発生し易くなり、エンジン騒音の原因とな
るといった不具合がある。

本発明はこのような事情にもとづいてなされたもの
で、クランク軸に加わる曲げモーメントや軸受の荷重負
担を低減することができ、クランク軸の耐久性が向上す
るとともに、異音の発生を防止して静粛な運転が可能と
なる４サイクルエンジンの提供を目的とする。

［課題を解決するための手段］ そこで、本発明においては、クランクケース内にクラ
ンク軸の中間部分を軸受を介して軸支し、このクランク
ケースの前面に前方に向って延びるシリンダブロックを
立設して、このシリンダブロックの前端に連なるシリン
ダヘッドにカム軸を設け、このカム軸と上記クランク軸
との間に、クランク軸の前方に向って略水平に延びる第
１の巻き掛け伝動体を掛け渡すとともに、上記クランク
ケースの後方に従動軸を平行に設け、この従動軸とクラ
ンク軸の上記軸受よりも軸方向外側に偏った一端部との
間に、クランク軸の後方に向って略水平に延びる第２の
巻き掛け伝動体を架け渡した４サイクルエンジンにおい
て、 上記クランク軸とカム軸とを連動させる第１の巻き掛
け伝動体を、上記第２の巻き掛け伝動体と上記クランク
軸を軸支する軸受との間に配置したことを特徴としてい
る。

［作用］ この構成によれば、第１の巻き掛け伝動体と第２の巻
き掛け伝動体は、夫々クランク軸の軸受よりも軸方向一
端側に偏った位置において、このクランク軸の前後方向
に向って互いに逆向きに延びているので、第１の巻き掛
け伝動体を通じてクランク軸に加わる曲げ力と、第２の
巻き掛け伝動体を通じてクランク軸に加わる曲げ力が、
クランク軸上で互いに相殺し合うことになる。

このため、クランク軸に加わる曲げモーメントが低減
され、このクランク軸の振動を抑えることができるとと
もに、クランク軸自体の耐久性も向上する。

また、クランク軸に加わる曲げモーメントが低減され
ることから、このクランク軸を支える軸受の荷重負担も
少なくなり、その分、軸受を小形化できるとともに、軸
受から異音が発生し難くなり、静粛な運転が可能とな
る。

［実施例］ 以下本発明の一実施例を、スクータ形の自動二輪車に
適用した図面にもとづいて説明する。

第４図中符号１で示すフレームは、その前端にステア
リングヘッドパイ２を備えている。このステアリングヘ
ッドパイプ２にはフロントフォーク３を介して前輪４が
支持されている。

また、ステアリングヘッドパイプ２には下向きに延び
る一本のダウンチューブ５が連結されている。ダウンチ
ューブ５の下端分は後方に向けて略水平に延長されてお
り、この水平部5aの後部には左右一対のメインパイプ６
が連結されている。メインパイプ６は水平部5aの直後に
おいて立ち上げられており、この立ち上がり部７の上端
は後方に向って延びる延長部８をなしている。

メインパイプ６の延長部８の前端部には、エンジンブ
ラケット９が取り付けられている。また、この延長部８
の上面には、燃料タンク10や例えばヘルメットを収納す
るための収納ボックス11が設置されており、これら燃料
タンク10および収納ボックス11の上面にはシート12が配
置されている。

ところで、上記メインパイプ６の延長部８の下方に
は、スイング式のエンジンユニット15が配置されてい
る。このエンジンユニット15は第１図に示すように、４
サイクル単気筒エンジン16と、このエンジン16のクラン
クケース17の左側から後方に延びる変速機ケース18を備
えており、上記クランクケース17の上面に突設した支持
突部19が、リンク板20を介して上記エンジンブラケット
９に枢支されている。

クランクケース17は左ケース17aと右ケース17bとに分
割されている。これら両ケース17a,17bの間にはクラン
ク室21が形成されており、このクランク室21内にはクラ
ンク軸22が収容されている。クランク軸22はその軸方向
に沿う略中央部に位置するクランクピン23と、このクラ
ンクピン23の両端を支持する一対のクランクウエブ24
と、これらクランクウエブ24に連なる左右のジャーナル
部25a,25bとを備えている。そして、そのジャーナル部2
5a,25bのクランクウエブ24に連なる基端部分が、夫々軸
受26を介して左ケース17aと右ケース17bに軸支されてい
る。

クランクケース17の左ケース17aと、これに連なる変
速機ケース18の左側面は、ケースカバー30によって一体
に覆われている。これら両ケース17a,17bとケースカバ
ー30との間には変速室31が形成されており、この変速室
31の前端部に上記クランク軸22の左側のジャーナル部25
aが導入されている。

なお、変速室31は隔壁32によってクランク室21と区画
されており、この隔壁32を上記ジャーナル部25がオイル
シール33を介して貫通している。

変速室31の後部にはクランク軸22と平行をなす従動軸
34が支持されており、この変速室31内には従動軸34とク
ランク軸22とを連動させるＶベルト自動変速機35が収容
されている。

Ｖベルト自動変速機35は従来周知のものと同様の構成
であり、第１図に示すように上記ジャーナル部25aの左
端部に取り付けられたプライマリーシーブ36と、上記従
動軸34の外周に遠心クラッチ37を介して取り付けられた
セカンダリーシーブ38と、これら両シーブ36,38のＶ字
溝36a,38aの間に亘って巻き掛けられた第２の巻き掛け
伝動体としてのＶベルト39を備えている。このＶベルト
39はクランク軸22の軸受26よりも軸方向左側に偏った位
置において、後方に向って略水平に延びており、このＶ
ベルト39の各シーブ36,38に対する巻き掛け径を変化さ
せることにより、クランク軸22と従動軸34との間の減速
比が無段階的に変化するようになっている。

なお、従動軸34は図示しない歯車変速機を介して後輪
40の車軸41に連動されており、この車軸41は変速機ケー
ス18の後端部に支持されている。

一方、エンジン16のクランクケース17の前面には、前
方に向って略水平に延びるシリンダブロック45が連結さ
れている。シリンダブロック45内には単一のシリンダ46
が形成されており、このシリンダ46内のピストン47がコ
ンロッド48を介して上記クランク軸22のクランクピン23
に連結されている。

シリンダブロック45の前端部には、シリンダヘッド49
が連結されている。シリンダヘッド49は第４図に示すよ
うに、メインパイプ６の立ち上がり部７の間に入り込ん
でおり、このシリンダヘッド49には燃焼室50に開口する
吸気口51と排気口52が形成されている。

吸気口51はシリンダヘッド49の上方に延びた後、後方
に向けて開口されており、この開口端にはジョイント53
を介して気化器54が接続されている。この気化器54はク
ランクケース17の上方に配置されている。

また、シリンダヘッド49には吸気口51を開閉する吸気
バルブ55と、排気口52を開閉する排気バルブ56が設けら
れている。これら吸気バルブ55と排気バルブ56はシリン
ダ46のボア中心線X₁−X₁に対し上下に並べて設けられて
おり、そのバルブステム55a,56aがシリンダヘッド49の
前端の動弁室57に導入されている。

動弁室57には一本のカム軸58が軸受59を介して軸支さ
れている。カム軸58はクランク軸22と平行をなして左右
方向に横置きされており、このカム軸58上の吸気カム58
aと排気カム58bが夫々ロッカーアーム60を介してバルブ
ステム55a,56aに接している。

シリンダブロック45とシリンダヘッド49の左側部に
は、上記クランクケース17に跨がるチェーン通路61が形
成されている。そして、このチェーン通路61の前端部に
上記カム軸58の左端部が導入されており、このカム軸58
の左端部にはタイミングスプロケット62が取り付けられ
ている。

チェーン通路61の後端はクランクケース17内に連なっ
ており、このチェーン通路61のクランクケース17への連
続部分は、上記クランク軸22の左側のジャーナル部25a
を軸支する軸受26よりも、Ｖベルト自動変速機35側に偏
った位置に設けられている。そして、このチェーン通路
61に対応する上記ジャーナル部25aの外周には駆動歯部6
3が設けられており、この駆動歯部63と上記タイミング
スプロケット62との間に、第１の巻き掛け伝動体として
のタイミングチェーン64が巻き掛けられている。タイミ
ングチェーン64は上記チェーン通路61内をクランク軸22
の前方に向って略水平に延びており、このタイミングチ
ェーン64のクランク軸22に対する巻き掛け部は、第１図
に示すように、Ｖベルト自動変速機35のプライマリーシ
ーブ36とこのプライマリーシーブ36側の軸受26との間に
位置されている。

したがって、エンジンユニット15を左側方から見た場
合に、クランク軸22によって駆動されるタイミングチェ
ーン64とＶベルト39は、第２図に示すようにクランク軸
22の左側のジャーナル部25a上において、夫々前後逆向
きに延びている。

なお、上記チェーン通路61内には、タイミングチェー
ン64に接するチェーンガイド65が設けられている。

また、上記シリンダブロック45の周囲はエアシュラウ
ド70によって覆われている。エアシュラウド70の右端部
には、ファンカバー71が連続して設けられている。この
ファンカバー71はクランクケース17の右ケース17bを連
続して覆うクランクケースカバーを兼ねており、このフ
ァンカバー71の内側には軸流形のファン72が配置されて
いる。ファン72は第１図に示すようにシリンダブロック
45の右側方に位置しており、上記エアシュラウド70のフ
ァンカバー71との連続部分に対向して設けられている。
そして、クランクケース17の右ケース17bには前向きに
延びる支持ステー74が設けられており、この支持ステー
74の前端のボス部75に軸受76を介してファン72の回転軸
73が軸支されている。この回転軸73上には従動プーリ77
が取り付けられており、この従動プーリ77は回転軸73や
ファン72と一体に回転される。

ファンカバー71はクランク軸22の右端部に固定したフ
ライホイールマグネト78も一体に覆っている。フライホ
イールマグネト78のロータ79には、クランク軸22と一体
に回転する駆動プーリ80が取り付けられている。この駆
動プーリ80と従動プーリ77との間には、駆動ベルト81が
巻き掛けられており、この駆動ベルト81は、上記Ｖベル
ト39やタイミングチェーン64とはシリンダ46を挾んだ反
対側において、クランク軸22の前方に向って略水平に延
びている。

このため、ファン72はクランク軸22からの動力伝達に
よって増速駆動されるようになっており、このファン72
が回転駆動されると、エアシュラウド70の右側面の吸い
込み口82から吸入された外気がシリンダブロック45の周
囲に送風され、シリンダ回りが強制的に空冷される。

また、本実施例の場合、上記シリンダヘッド49は水冷
式となっており、上記燃焼室50の周囲に冷却水通路85を
備えている。冷却水通路85は図示しない配管を介してラ
ジエータ86に連なっており、このラジエータ86は上記フ
ァンカバー71の吸い込み口82に設置されている。このた
め、ラジエータ86はエンジン冷却風の吸い込み上流端に
位置されており、エンジン運転中は常に空気が導かれる
ようになっている。

ラジエータ86からのエンジン冷却水を冷却水通路85に
導く配管の途中には、冷却水ポンプ87が設けられてい
る。この冷却水ポンプ87は第１図に示すように、シリン
ダヘッド45の左側面に設置されており、そのインペラ88
の駆動軸89がカム軸58の左端部に同軸的に連結されてい
る。

このような構成のエンジンユニット15において、クラ
ンク軸22には前方に向って略水平に延びるタイミングチ
ェーン64と、後方に向って略水平に延びるＶベルト39が
所定の張力で巻き掛けられているので、このクランク軸
22には、第２図中矢印で示すように前向きに曲げ力F₁と
後向きの曲げ力F₂が同時に作用することになる。

この場合、上記クランク軸22によって駆動されるタイ
ミングチェーン64とＶベルト39は、第２図に示すように
クランク軸22の右側のジャーナル部25a上において、夫
々前後逆向きに延びているので、上記逆向きの曲げ力F₁
とF₂は軸受26よりも左側に突出する共通のジャーナル部
25aに作用することになり、このジャーナル部25a上で互
いに相殺される。

このため、クランク軸22に加わる曲げモーメントが低
減され、このクランク軸22が振動し難くなるとともに、
クランク軸22自体の耐久性も向上する。

また、クランク軸22に加わる曲げ力F₁とF₂がジャーナ
ル部25a上で互いに相殺し合えば、このクランク軸22を
支える軸受26の荷重負担も少なく抑えることができる。

したがって、その分、軸受26を小形化できるととも
に、この軸受26から異音が発生し難くなり、静粛な運転
を行えるといった利点がある。

なお、上記実施例では、第１の巻き掛け伝動体として
Ｖベルトを用いるとともに、第２の巻き掛け伝動体とし
てタイミングチェーンを用いたが、本発明はこれに限ら
ず、第１の巻き掛け伝動体にチェーンを、また第２の巻
き掛け伝動体に歯付きベルトを用いても良い。

さらに、上記実施例では、一本の巻き掛け伝動体をク
ランク軸とカム軸との間に掛け渡したが、本発明はこれ
に限らず、例えばクランク軸とカム軸との間に中間軸を
設け、この中間軸とクランク軸およびカム軸との間に夫
々巻き掛け伝動体を掛け渡して、クランク軸の回転を二
段階的にカム軸に伝えるようにしても良い。

［発明の効果］ 以上詳述した本発明によれば、クランク軸に第１およ
び第２の巻き掛け伝動体を介して曲げ力が加わっても、
この曲げ力はクランク軸上で互いに相殺されるので、ク
ランク軸に加わる曲げモーメントが低減される。このた
め、クランク軸が振動し難くなるとともに、このクラン
ク軸自体の耐久性が向上する。

それとともに、上記曲げモーメントの低減によって軸
受の荷重負担も少なくなり、その分、軸受を小形化でき
るとともに、この軸受からの異音の発生が抑えられ、静
粛な運転が可能となるといった利点がある。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示し、 第１図はエンジンユニットの断面図、 第２図はシリンダ回りを断面したエンジンユニットの側
面図、 第３図はシリンダヘッド回りの断面図、 第４図はスクータ形自動二輪車の側面図である。 17……クランクケース、22……クランク軸、26……軸
受、34……従動軸、39……第２の巻き掛け伝動体（Ｖベ
ルト）、45……シリンダブロック、49……シリンダヘッ
ド、58……カム軸、64……第１の巻き掛け伝動体（タイ
ミングチェーン）。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】クランクケース内にクランク軸の中間部分
   を軸受を介して軸支し、このクランクケースの前面に前
   方に向って延びるシリンダブロックを立設して、このシ
   リンダブロックの前端に連なるシリンダヘッドにカム軸
   を設け、このカム軸と上記クランク軸との間に、クラン
   ク軸の前方に向って略水平に延びる第１の巻き掛け伝動
   体を掛け渡すとともに、上記クランク軸の後方に従動軸
   を平行に設け、この従動軸とクランク軸の上記軸受より
   も軸方向外側に偏った一端部との間に、クランク軸の後
   方に向って略水平に延びる第２の巻き掛け伝動体を架け
   渡した４サイクルエンジンにおいて、 上記クランク軸とカム軸とを連動させる第１の巻き掛け
   伝動体を、上記第２の巻き掛け伝動体と上記クランク軸
   を軸支する軸受との間に配置したことを特徴とする４サ
   イクルエンジン。