JP3750791B2 - トルクコンバータ付きエンジン - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主としてバギー車（荒地走行用鞍乗型車両）に搭載されるトルクコンバータ付きエンジンに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図６〜図８は従来の技術の第１の例に関する図である。図６は、従来のバギー車用エンジンを正面から見た図であり、前ケースカバーを除去して，内部の一部を示した図である。図７は同エンジンのクランク室の横断面を正面から見た図であり、特に各回転軸の位置を示すための図である。図８は図７のＢ-Ｂ断面図である。
【０００３】
このエンジンは、各回転軸が車両の進行方向にほぼ平行になるようにして車両に、取付けボス008を介して取付けられるものである。図６において、003は前クランクケース、004は後クランクケースであり、各回転軸がこれらのクランクケースに回転可能に支持される。002は一体的に結合された前後クランクケースの上に結合されたシリンダブロック、001はその上に結合されたシリンダヘッドである。020はクランク軸、075は同クランク軸の前端に設けてある遠心式発進クラッチ、025は変速機の主軸、076は同主軸の前端に設けてある多板式変速クラッチである。028は駆動軸である。040はオイルポンプである。
【０００４】
図７（クランク室の横断面を正面から見た図）において、バギー車の走行方向に指向しているクランク軸020は、前から見て、クランクケースの中央よりやや左側に偏して配置されている。クランク軸の右方に、変速機の主軸025と副軸026とが順に配置され、主軸、副軸の中間上方にリバース軸027が配置され、かつ副軸026の下方に駆動軸028が配置され、これらはクランク軸と平行して前クランクケース003、後クランクケース004に回転可能に支持されている。
【０００５】
クランク軸020の斜め左上方にクランク軸からチェーン駆動されるカム軸029が配置されるとともに、その下方にクランク軸からギヤ駆動されるバランサ軸030が配置され、さらに、前記主軸025の下方、かつ駆動軸028の左方にシフトドラム031が配置されている。シフトドラム031の位置は、クランク室内中央下部である。これらも前クランクケース003、後クランクケース004に回転可能に支持されている。040は上記バランサ軸030の前方に設けてあるオイルポンプである。
【０００６】
図８は図７のＢ-Ｂ断面図である。図の左方がエンジンの前方、図の右方がエンジンの後方である。同図において、前クランクケース003の前、バランサ軸030の前方に、前クランクケースを貫通している同バランサ軸の端部に直結されたオイルポンプ040が設けてある。エンジンが運転状態になると、オイルポンプはバランサ軸030と一体となって回転駆動され、オイルフィルタ056に潤滑油を送り、それを通過した潤滑油はエンジンおよび変速機の潤滑部に供給される。075はクランク軸020の前端部の遠心式発進クラッチである。
【０００７】
図９及び図１０は特公平７-３３７６３号公報に掲載のものであり、従来の技術の第２の例に関する図である。図９は自動二輪車用Ｖ型エンジンのクランク室の縦断面を横から見た図である。図１０は図９のＣ-Ｃ断面図である。
【０００８】
図９において、クランクケース080内には,クランク軸081のほかに、変速機及び動力伝達機構を構成する主軸082、副軸083、駆動軸084、及びシフトドラム085が配置されている。これらの軸群は、いずれも車両の進行方向に対して直交する方向に配置されている。090は、シフトドラム085と重なるような位置に設けられているオイルポンプである。
【０００９】
図１０は、クランク室の横断面Ｃ-Ｃを後方から見た図である。図において、080Ｌは左クランクケース、080Ｒは右クランクケースである。この図には、主軸082の両端が左右のクランクケース080Ｌ，Ｒに回転可能に支持されている状態が示してある。オイルポンプ090のボデイ091の一側面092は図示していないボルト等で右クランクケース080Ｒに固定されている。オイルポンプ090のボデイ091の他側面093には、シフトドラム085の一端086を回転可能に支持する軸受孔094が形成してある。シフトドラム085の他端087は左クランクケース080Ｌに回転可能に支持されている。オイルポンプ090のボデイ091の中には、ロータ095が装着してあり、同ロータに接続しているオイルポンプ軸096は右クランクケース080Ｒを貫通して外部に突出し、その端部に従動歯車097が設けてある。主軸082の一端は右クランクケース080Ｒを貫通して外部へ突出し、その端部には前記オイルポンプ軸の従動歯車097に噛合う駆動歯車088がもうけてあり、主軸082の回転によって,オイルポンプ090が駆動されるようになっている。シフトドラム085はオイルポンプ090とは関係なく動くことができる。図の089Ｌ及び089Ｒは、左及び右のサイドカバーである。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
従来技術の第１の例に示したエンジンにおいては、クランク軸の前端に遠心式発進クラッチ075が設けてあり、かつ変速機主軸の前端に多板式変速クラッチ076が設けてあった（図６参照）。さらにバランサ軸の前端にオイルポンプ040が設けてあった。従来のエンジンを高性能化するために、従来の遠心式発進クラッチ075に替えてトルクコンバータを設け、且つエンジンを水冷式にするために水ポンプを設け、更に、オイルポンプとしては、潤滑部へ潤滑油を送るロータと、オイルクーラへ潤滑油を送るロータとの２個のロータを持つダブルロータ式オイルポンプを設けようとすると、バランサ軸の前方は、大径のトルクコンバータが占拠するので、オイルポンプ及び水ポンプの設置場所としては、スペース不足となり、オイルポンプ及び水ポンプを従来のバランサ軸の前に設置できない。トルクコンバータを避けるようにバランサ軸とポンプ軸、あるいはポンプ軸のみの位置を横外方へ移動するとすれば、エンジンの横幅は大きくならざるを得なかった。
【００１１】
従来技術の第２の例として示したエンジンにおいては、クランクケースの内部のデッドスペースを利用してオイルポンプ090を設置し、クランクケースの外部の歯車097で駆動するようにしている。この配置の考え方をバギー車用エンジンに適用し、且つオイルポンプとしてダブルロータ式オイルポンプを採用して、これをクランクケース内に設置した場合には、オイルポンプがクランクケースの中に設置されていること、及び両ロータからそれぞれオイル送出配管が出ること、などの理由で、クランクケース内の配管が複雑になり、且つクランクケースの外面に沿ってオイルポンプを駆動する歯車097が設けてあることのため、外部のオイルクーラへの配管を真っ直ぐに出来ないという欠点がある。さらにエンジンを水冷式にするために、水ポンプをオイルポンプと同軸に配置しようとすると、オイル送出経路の配管の配置が更に複雑になるという欠点がある。
【００１２】
本発明は、トルクコンバータ付きのエンジンにおいて、エンジン下部の、クランクケースの外側の、デッドスペースを有効利用して、ポンプの位置を従来の位置から大きく移動させ、ダブルロータ式オイルポンプと水ポンプの設置を可能にし、且つ車体前部に配置されているオイルクーラーやラジエータへの配管長を最短にしようとするものである。
【００１３】
【課題を解決するため手段】
本発明は上記課題を解決したものであって、車両の前後方向に対してほぼ平行に置かれるクランク軸と、同クランクケースの中央下部に車両の前後方向に対してほぼ平行に置かれるシフトドラムとがクランクケースに回転可能に支持され、且つ同クランクケース外部への同クランク軸の延長部の一端にトルクコンバータが設けられているトルクコンバータ付きエンジンにおいて、次の特徴を有するトルクコンバータ付きエンジンに関するものである。
【００１４】
（1） エンジン前方から透視的に見た時、シフトドラムとトルクコンバータとに一部が重なり、且つ前後方向で上記クランクケースの外面とトルクコンバータとの間の空間に上記クランク軸と平行なポンプ軸を有し、同クランク軸からチェーン駆動されるオイルポンプを配置した。
オイルポンプはクランク軸からチェーンによって直接駆動されるので、他の軸とは独立に位置を設定できる。また、車両前部に配置されるオイルクーラーへの配管を最短になし得る。
【００１５】
（2） 上記（1）項に記載のトルクコンバータ付きエンジンにおいて、上記オイルポンプの軸の延長線上の、エンジンの中心から見て上記トルクコンバータより遠い側に、上記オイルポンプによって同軸駆動される水ポンプを設けた。
この水ポンプは、オイルポンプによって同軸駆動されるので、駆動機構が簡単である。水ポンプの前には配管を邪魔する機器がないので、車両前部に配置されるラジエーター等への配管を最短になし得る。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１は本発明のエンジンの一実施形態を示す正面図であり，部分的に機器の内部構造が図示されている。図２は同エンジンの前ケースカバーを取り除いた正面図であり、内部の機器を図示したものである。図３は同エンジンのクランク室の横断面を正面から見た図であり、主として各種の軸の位置を示すための図である。図４は図３のＡ-Ａ断面を示した図であり、後述の各種機器の前後方向の位置関係を説明するための図である。図５は上記実施形態に用いられているオイルポンプのポンプボデイの分解図である。
【００１７】
図１及び図２において、３は前クランクケース、４は後クランクケースであり、各回転軸がこれらのクランクケースに回転可能に支持される。２は一体的に結合された前後クランクケースの上に結合されたシリンダブロック、１はその上に結合されたシリンダヘッドである。このエンジンは、クランクケースと変速機ケースとを一体化し、ケースに回転可能に支持されたクランク軸および変速機軸群を車両進行方向にほぼ平行になるようにして車両のほぼ中央部に搭載するものである。
【００１８】
図３（クランク室の横断面を正面から見た図）において、バギー車の走行方向に指向しているクランク軸20は、シリンダブロックの中で上下運動するピストンに連結棒で連結されて駆動されるものであり、前から見て、クランクケースの中央よりやや左側に偏して配置されている。クランク軸20の右方に変速機の主軸25と副軸26とが順に配置され、主軸と副軸の中間上方にリバース軸27が配置され、かつ副軸26の下方に駆動軸28が配置され、これらはクランク軸と平行して、前クランクケース３、後クランクケース４に回転可能に支持されている。
【００１９】
クランク軸の左方にギヤ駆動されるバランサ軸30が配置され、前記主軸25の下方、かつ駆動軸28の左方にシフトドラム31が配置されている。シフトドラム31の位置は、クランク室内中央下部である。これらも前クランクケース３、後クランクケース４に回転可能に支持されている。図３には、クランク軸の前端に設けてあるトルクコンバータ70の外周が示してある。40はオイルポンプ、41は同ポンプのポンプ軸、50はクランク軸から同ポンプ軸を駆動するチェーン、51は同チェーンを掛けるためのクランク軸側のスプロケット、52はポンプ軸側のスプロケットである。これらトルクコンバータ70、オイルポンプ40及びその関連部材の位置関係については、次に述べる。
【００２０】
図４は、図３のＡ-Ａ断面を示した図である。このエンジンを車両に搭載する場合の通常の搭載状態においては、図の左方が車両の前方、図の右方が車両の後方である。図には、クランクケースに支持されている軸類の内、クランク軸20、バランサ軸30、及びシフトドラム31が示してある。クランク軸のクランクケース外への延長部分の端部には、トルクコンバーター70が設けてある。このトルクコンバータ70においては、クランク軸20の回転によって、クランク軸20に接続されているトルクコンバータのポンプシェル71が回転し、タービンランナー72を駆動し、同タービンランナー72に接続されているトルクコンバータの出力歯車74が、変速機の主軸の端部に設けてある多板式クラッチ76の入力歯車77と噛合って同クラッチ76を駆動する（図２あるいは図３参照）。73はステータである。
【００２１】
図４において、オイルポンプ40は、前クランクケース３の前の、ほぼシフトドラム31の前方に相当する位置にあって、且つトルクコンバーター70の後方の位置に設置されている。ポンプ本体は前クランクケース３に締結されている。ポンプ本体は３個のボデイからなっている。それは、前ボデイ42、中ボデイ43、後ボデイ44である。同ポンプを貫通し、ロータを駆動するポンプ軸41はクランク軸20からチェーン50を介して直接駆動されている。51はチェーン50が掛かるクランク軸側スプロケット、52は同じくオイルポンプ軸側スプロケットである。オイルポンプ側スプロケット52およびこれに掛けられているチェーン50は、オイルポンプ40の後側に配置してあるので、オイルポンプの前側にあるオイル送出配管等の設置の邪魔にならない。
【００２２】
これらのトルクコンバータ70やオイルポンプ40は、前ケースカバー５によって覆われている。前ケースカバー５は前クランクケース３にネジ止めされている。55はストレーナであり、各潤滑部を潤滑して戻ってきたオイルが、これを経由し、且つ前クランクケース３を貫通する通路からオイルポンプに吸入される。56はオイルフィルタであり、オイルポンプ40から潤滑部へ送られるオイルがここを経由して出てゆく。
【００２３】
図５は上記ダブルロータ型オイルポンプ40のポンプ本体の分解図であり、トロコイド式のロータの図示は省略してある。図において、（ａ）は前ボデイ42の正面図、（ｂ）は中ボデイ43の正面図、（ｃ）は中ボデイ43の裏面の透視図、（ｄ）は後ボデイ44の正面図である。図において、45はストレーナからのオイルの入口、46はオイルクーラへ向うオイルの出口、47はオイルクーラからのオイルの入口、48はオイルフィルタへ向うオイルの出口である。また、49はオイルクーラ用リリーフバルブである。
【００２４】
エンジン内の各潤滑部を潤滑して戻ってきたオイルはクランク室底部のオイル溜めに溜まる。このオイルはストレーナ55（図４）を経由し、前クランクケース３を貫通する通路を経由して、オイルポンプの後ボデイ側の入口45から吸い込まれる。吸い込まれたオイルの一部は、後ボデイ側のロータによって、出口46からオイルクーラー（図示していない）へ送られ冷却され、入口47から戻る。オイルクーラーは車両の前部に設けてあるので、オイルクーラーへ向うオイルの出口46およびオイルクーラーから戻るオイルの入口47は、オイルポンプの前面に設けてある。ストレーナ55を経由して吸入されたオイルの残りの部分とオイルクーラを経由して冷却されて戻ったオイルとは混合されて、このポンプの前ボデイ側のロータによって、前ボデイ側の出口48からオイルフィルタ56へ送り出され、そこを通過して各潤滑部へ供給される。オイルフィルタ56（図１、図４）は、エンジンの前部に設けてあるので、オイルフィルタへ向うオイルの出口48はオイルポンプの前ボデイ側に設けてある。図１の57はオイルフィルタへ向う送油パイプである。オイルクーラ及びオイルフィルタに連なるいずれの配管も，配管取付け部のあるポンプの前面に、配管を遮る機器はないので、最短距離で配管の設置を行なうことができる。
【００２５】
再び図４において、上記オイルポンプ40の前方に隣接し、かつ前ケースカバー５を貫通して水ポンプ60が設けてある。この水ポンプの位置は、トルクコンバーターより前方である。水ポンプ60のケーシング61は、上記前ケースカバー５を貫通し、同前ケースカバー５に締結されている。水ポンプの羽根車62は、その後方から接続されている水ポンプ軸63によって駆動される。水ポンプ軸63は前ケースカバー５の内側にあってオイルポンプ軸41に接続され、一体となって回転駆動され、エンジンの冷却水供給を行う。
【００２６】
水ポンプの水の出口64及び水の入口65、66は、いずれも水ポンプ60の前側、即ち前ケースカバー５の前に設けてある。水冷式シリンダブロックへ向かう送水パイプ67、及びシリンダブロックからの戻り水パイプ68（いずれも図１）は、エンジンの前側に設置される。また、ラジエータ（図示していない）は車両の前部に設けられている。ポンプ自体の水の出入口が前ケースカバーの前に設けられていることと、これらの部分へ往復する水パイプの付設を邪魔するような機器が周囲にはないので、いずれの水パイプも最短距離で付設可能である。
【００２７】
【発明の効果】
従来のバギー用エンジンを高性能化するにあたり、クランク軸の前端部に設けられていた遠心式発進クラッチの位置に、それに替わるトルクコンバータを設けた。この状態で、従来オイルポンプがあった位置、即ち従来のバランサ軸の前に、同軸的にダブルローター式オイルポンプと水ポンプとを接続しようとすると、大直径のトルクコンバータが邪魔になるので、これらのポンプを設置することができない。トルクコンバータを避けるように軸配置を横外方へ移動させると、エンジン幅が大となる。エンジン幅が拡大しないようにしようとすれば、他の適当なポンプの設置場所を探さなければならなくなる。クランクケースの内側空間にポンプを配置するという考え方も検討されたが、この配置では配管の複雑さをもたらすという欠点があった。
【００２８】
従来のエンジンにおいては、シフトドラムの前方に相当するクランクケースの外側の空間がデッドスペースとなっていた。本発明では、従来のバランサ軸前のオイルポンプを廃し、このエンジン中央下部のクランクケースの外側空間、即ち、エンジン前方から透視的に見た時、シフトドラム31とほぼ同軸的な位置で、且つ前後方向で上記前クランクケース３の外面とトルクコンバータ70との間の空間に、クランク軸20から直接チェーン駆動されるダブルローター式オイルポンプ40を設置し、更に、同オイルポンプの前に同オイルポンプによって同軸的に駆動される水ポンプ60を設置した。
【００２９】
この発明によって次の効果が得られる。
（1）バランサ軸前のオイルポンプを廃し、オイルポンプをエンジンの横幅に関係しない場所へ移動設置したので、エンジンの横幅を狭くし、コンパクトな形状にすることが出来た。
（2）オイルポンプ・水ポンプの設置位置が、エンジン中央下部のクランクケースの外側であることと、これらのポンプをクランク軸から駆動する機構をポンプの後側に配置したことによって、ポンプの前側に配管設置の邪魔をするものがないので、車両前部に配置されるオイルクーラーやラジエータへ往復する配管を最短寸法にすることができ、車両搭載エンジンとしてのコンパクト化を図ることができた。
（3）オイルポンプや水ポンプを、エンジンの前から透視的に見た時トルクコンバータと一部が重なるように設置したので、エンジン下部のポンプ周辺の配置をコンパクト化することができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るエンジンの正面図である。
【図２】同エンジンの前ケースカバーを取り除いた正面図である。
【図３】同エンジンのクランク室の横断面を正面から見た図である。
【図４】図３のＡ-Ａ断面図である。
【図５】上記実施形態に用いられているオイルポンプ本体の分解図であり、（ａ）は前ボデイの正面図、（ｂ）は中ボデイの正面図、（ｃ）は中ボデイの裏面の透視図、（ｄ）は後ボデイの正面図である。
【図６】従来技術の第１の例に係る従来のバギー車用エンジンの正面図である。
【図７】同エンジンのクランク室の横断面を正面から見た図である。
【図８】図７のＢ-Ｂ断面図である。
【図９】従来技術の第２の例の係る自動二輪車用Ｖ型エンジンのクランク室の縦断面を横から見た図である。
【図１０】図９のＣ-Ｃ断面図である。
【符号の説明】
1 シリンダヘッド
2 シリンダブロック
3 前クランクケース
4 後クランクケース
5 前ケースカバー
8 車両への取付けボス
20 クランク軸
25 主軸
26 副軸
27 リバース軸
28 駆動軸
30 バランサ軸
31 シフトドラム
32 シフトフォーク
33 シフトフォーク保持軸
40 オイルポンプ
41 オイルポンプ軸
42 オイルポンプの前ボデイ
43 オイルポンプの中ボデイ
44 オイルポンプの後ボデイ
45 ストレーナからのオイルの入口
46 オイルクーラへ向うオイルの出口
47 オイルクーラからのオイルの入口
48 オイルフィルタへ向うオイルの出口
49 オイルフィルタ用リリーフバルブ
50 チェーン
51 クランク軸側スプロケット
52 オイルポンプ軸側スプロケット
55 ストレーナ
56 オイルフィルタ
57 オイルフィルタへの送油パイプ
60 水ポンプ
61 ケーシング
62 羽根車
63 水ポンプ軸
64 水出口
65 水入口
66 水入口
67 シリンダブロックへの送水パイプ
68 シリンダブロックからの戻り水パイプ
70 トルクコンバータ
71 ポンプシェル
72 タービンランナー
73 ステーター
74 トルクコンバータの出力歯車
075 遠心式発進クラッチ（従来技術）
76 多板式変速クラッチ
77 多板式変速クラッチの入力歯車

Claims (2)

1. 車両の前後方向に対してほぼ平行に置かれるクランク軸と、同クランクケースの中央下部に車両の前後方向に対してほぼ平行に置かれるシフトドラムとがクランクケースに回転可能に支持され、且つ同クランクケース外部への同クランク軸の延長部の一端にトルクコンバータが設けられているトルクコンバータ付きエンジンにおいて、エンジン前方から透視的に見た時、シフトドラムとトルクコンバータとに一部が重なり、且つ前後方向で上記クランクケースの外面とトルクコンバータとの間の空間に上記クランク軸と平行なポンプ軸を有し、同クランク軸からチェーン駆動されるオイルポンプを配置したことを特徴とするトルクコンバータ付きエンジン。
2. 上記オイルポンプの軸の延長線上の、エンジンの中心から見て上記トルクコンバータより遠い側に、上記オイルポンプによって同軸駆動される水ポンプを設けたことを特徴とする請求項１に記載のトルクコンバータ付きエンジン。

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