JP4082791B2 - 車両用内燃機関の補機配置構造 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本出願発明は、自動2輪車等の小型車両に用いられる内燃機関の補機配置構造に関するものである。
【0002】
【従来技術】
キックシャフトのキック操作力をクランク軸に伝達する中間軸に、潤滑油ポンプと冷却水ポンプとが設けられた車両用内燃機関があった(特開平3−229964号公報参照)。
【0003】
また、発電機側にキックペダルを備えたキック軸が、バランサ軸を介してクランク軸に連結された車両用内燃機関もある(特許第2566241号公報参照)。
【0004】
【解決しようとする課題】
特開平3−229964号公報記載のものでは、潤滑油ポンプおよび冷却水ポンプを備えた中間軸は、変速クラッチの大きな回転質量のクラッチアウターと一体の歯車を介して前記クランク軸に連結されているため、大きなキック操作力を必要とした。
【0005】
また、特許第2566241号公報記載の中間軸も、回転質量の大きなバランサウェイトが設けられているので、同様な不具合がある。
【0006】
本出願発明は、このような不具合を解消した車両用内燃機関の改良に係り、請求項1記載の発明は、クランクケースから突出するクランク軸の一側に発電機が配設されるとともに、該クランク軸の他側にVベルト式無段変速機が配設された車両用内燃機関において、
クランクウェイトを収納したクランクケース内の空間は、潤滑油空間であり、該クランクケースの両側の発電機およびVベルト式無段変速機を収納した空間は、無潤滑油空間であり、前記クランクケース内にて前記クランク軸に他の軸を介さずに直接的に連結された中間軸と、キック操作時のみ該中間軸に連結されるキック軸とが、前記クランクケース内で前記クランク軸と平行に枢支され、前記キック軸の突出端部にキックペダルが設けられ、前記中間軸の一端部に潤滑油ポンプが設けられるとともに、該中間軸の他端部に電磁結合型冷却水ポンプが配置されたことを特徴とするものである。
【0007】
請求項1記載の発明は、前記したように構成されているので、キック軸からクランク軸迄の伝達系の回転慣性が小さくなり、また、始動時の冷却水温度が低くて冷却水ポンプの回転抵抗が大きくても、冷却水ポンプが磁気結合型であるため、冷却水ポンプの回転軸に滑りが生じて、中間軸に大きな回転抵抗が働かず、キック操作が楽になるとともに急激な加速により始動性が向上する。
また、クランク軸とキック軸との中間に介装される中間軸には、潤滑油ポンプと電磁結合型冷却水ポンプとが設けられ、キック軸の突出端部にキックペダルが設けられているため、部品の共用化が図られて、コストダウンが可能になり、しかもキックペダルの配置位置が自由に選定されて、キック操作が容易に遂行される。
さらに、潤滑油空間がクランクケース内のみとなって、潤滑油系が単純化され、また、潤滑油の存在を嫌う発電機やVベルト式無段変速機は、特別な潤滑油遮断構造を必要とせずに、潤滑油雰囲気から逃れることができ、構造が簡略化される。
【0008】
また、請求項2記載のように発明を構成することにより、潤滑油空間内に歯車減速機を配置して、該歯車減速機を充分に潤滑することができ、Vベルト式無段変速機を収納した空間の巾、ひいては内燃機関の巾を狭くして、内燃機関の小型化を図ることができる。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、図示された本出願発明の一実施形態について説明する。
【0010】
スクータ型自動2輪車0に搭載されるパワーユニット1は、プッシュロッド型頭上弁式4ストロークサイクル(通称4サイクル)単気筒の水冷式内燃機関2,Vベルト式無段変速機3と、歯車減速機4とよりなっている。
【0011】
また、パワーユニット1は、左右割のクランクケース5,6と、シリンダブロック7と、シリンダヘッド8と、シリンダヘッドカバー9とに分割され、クランクケース5,6の前端に、シリンダブロック7のシリンダ孔24の中心軸線が、略水平前方へ向くように、シリンダブロック7が重ねられ、さらにシリンダブロック7の前方にシリンダヘッド8およびシリンダヘッドカバー9が順次重ねられ、これら、クランクケース5,6,シリンダブロック7,シリンダヘッド8およびシリンダヘッドカバー9は、図示されないボルト等で相互に一体に結合されている。
【0012】
さらに、図1に図示されるように、スクータ型自動2輪車0のメインフレーム10のリヤフォークピボット11が形成され、該リヤフォークピボット11にリンク12を介して、シリンダヘッド8の前方下部と一体の支持ブラケット13が、上下へ揺動自在に取付けられ、前記メインフレーム10の後端から斜上方へ一体に立上がったリヤフレーム14と、後車軸15が回転自在に嵌合されている後車軸枢支部16(図3参照)とに、右側緩衝器(図示されず)が介装されているとともに、前記リヤフレーム14とクランクケース6のブラケット18とに左側緩衝器19が介装されており、パワーユニット1は支持ブラケット13を中心に上下に揺動可能にメインフレーム10に取り付けられている。
【0013】
さらにまた、メインフレーム10の前端に左右に旋回自在に枢支されたハンドル軸20の上端に操作ハンドル21が一体に装着されるとともに、該ハンドル軸20の下端に前車輪22が回転自在に枢支され、かつ前記後車軸15の右端に後車輪23が一体に装着されている。
【0014】
また、図2および図3に図示されるように、シリンダ孔24にピストン25が摺動可能に嵌装されるとともに、左右のクランクケース5,6にクランク軸26が回転可能に枢支され、該ピストン25とクランク軸26とにピストンピン27とクランクピン28を介してコネクティングロッド29の両端が回転可能に枢着されており、ピストン25が往復すると、クランク軸26が回転駆動されるようになっている。
【0015】
さらに、シリンダ孔24の頂部の燃焼室30に連通する吸気ポート31および排気ポート32が、シリンダヘッド8に形成され、該吸気ポート31および排気ポート32にそれぞれ吸気弁33および排気弁34が開閉自在に設けられている。
【0016】
さらにまた、吸気弁33および排気弁34の頂部に隣接してロッカー軸35が配置され、該ロッカー軸35にロッカーアーム36が揺動自在に枢支され、該ロッカーアーム36の一端は前記吸気弁33および排気弁34の頂部に当接している。
【0017】
しかも、クランク軸26の回転速度の半分の回転速度で回転駆動されるカム軸37にバルブリフタ38が当接され、前記ロッカーアーム36の他端とバルブリフタ38とにプッシュロッド39が介装されており、クランク軸26が2回転すると、吸気弁33および排気弁34は1回の割合で開閉駆動されるようになっている。
【0018】
また、図3に図示されるように、クランク軸26の左端には、発電機たる始動兼発電機40が設けられ、クランク軸26の右端には、Vベルト式無段変速機3の駆動プーリ41が設けられ、該駆動プーリ41に遠心ウェイト42が内蔵され、左右のクランクケース5,6の後部に枢支された従動軸43に従動Vプーリ44が設けられ、前記駆動プーリ41および従動Vプーリ44に無端Vベルト45が架渡されて、Vベルト式無段変速機3が構成されており、クランク軸26の回転速度が増加するにつれて、遠心ウェイト42の遠心力により駆動プーリ41の巻掛け半径が増大し、変速比が連続的に減少するようになっている。
【0019】
さらに、従動軸43と従動Vプーリ44とに遠心クラッチ46が介装され、該従動軸43の左部にピニオン歯車47が形成され、該ピニオン歯車47は中間変速歯車群48を介して後車軸15の出力歯車49に噛合されることにより、歯車減速機4が構成されており、従動Vプーリ44が回転駆動されて、所定回転速度を越えると、水冷式内燃機関2の出力は、Vベルト式無段変速機3および歯車減速機4を介して後車軸15と一体の後車輪23に伝達されるようになっている。
【0020】
そして、左右のクランクケース5,6に囲まれたクランク室50の底部には、潤滑油が溜められて、該クランク室50内は、潤滑油雰囲気となっており、クランク室50内の歯車減速機4は潤滑油で充分に潤滑されるようになっている。
【0021】
また、左クランクケース5と左カバー51とで囲まれた発電機室52内に始動兼発電機40が収納され、右クランクケース6と右カバー53とで囲まれた変速機室54内にVベルト式無段変速機3が収納され、これら発電機室52,変速機室54は、クランク室50の潤滑油雰囲気と異なって無潤滑油雰囲気となっている。
【0022】
さらに、図2および図4に図示されるように、クランク軸26の斜後下方に位置してクランクケース5,6に中間軸56が回転自在に枢支され、該中間軸56の右側に一端に従動歯車57が一体に嵌着され、右側のクランク軸26に一体に形成されたカム駆動歯車58は、前記カム軸37と一体のカム従動歯車59に噛合されるとともに、従動歯車57にも噛合されている。
【0023】
さらにまた、中間軸56には、従動歯車57の左側に隣接してピニオン60が一体に形成され、該中間軸56の左端には、磁気結合型冷却水ポンプ61が配設されるとともに、該中間軸56の右端には、トロコイド型オイルポンプ75が配設されている。
【0024】
しかして、磁気結合型冷却水ポンプ61は、磁気透過性のポンプケーシング62と、該ポンプケーシング62に取り付けられる蓋部材63と、該ポンプケーシング62および蓋部材63にポンプ回転軸64を介して回転自在に枢支されたインペラ65と、N,S極が交互に周方向に亘り配列されて該インペラ65に一体に装着された永久磁石66と、前記中間軸56の左端に同一軸線上に一体に結合された中間駆動軸67と、N,S極が交互に周方向に亘り配列されて該中間駆動軸67の内周面に一体に装着された永久磁石68とよりなり、永久磁石66と永久磁石68とが磁気的に結合されて、中間駆動軸67の回転によりインペラ65が回転駆動されるようになっている。
【0025】
また、中間軸56に隣接してキック軸70が、クランクケース5と左カバー51とに回転自在に枢支され、該キック軸70にキック駆動歯車71が螺旋溝72を介して螺合され、該キック軸70の左端にキックペダル73が嵌着され、左カバー51とキック軸70とに戻しコイルスプリング74が介装されており、キックペダル73を踏み下すと、キック軸70に螺合されたキック駆動歯車71が、右方に移動して、中間軸56と一体のピニオン60に噛み合され、クランク軸26が回転駆動されるようになっている。
【0026】
図示の実施形態は、前記したように構成されているので、キックペダル73を踏み下すことにより、または、始動兼発電機40を稼動状態にすることにより、クランク軸26を強制的に回転駆動させて、水冷式内燃機関2を始動させることができる。
【0027】
そして、水冷式内燃機関2が始動した低速回転状態では、遠心クラッチ46が遮断されており、水冷式内燃機関2の回転速度が増大するにつれて、Vベルト式無段変速機3の変速比が連続的に減少し、従動軸43の回転速度が、クランク軸26の回転速度の増大する割合よりも高速に回転駆動される。
【0028】
この従動軸43の回転速度が或る回転速度を越えると、遠心クラッチ46が接続状態となり、歯車減速機4を介して後車軸15および後車輪23が回転され、スクータ型自動2輪車0は走行することができる。
【0029】
また、クランク軸26とキック軸70とに介装されている中間軸56には、回転慣性質量の小さな磁気結合型冷却水ポンプ61とトロコイド型オイルポンプ75とが設けられ、しかも冷却水ポンプ61は磁気結合型であるので、始動時の低温状態で不凍液が混入された冷却水の流動抵抗が大きくなって、冷却水ポンプ61のインペラ65が回転しにくい状態であっても、中間軸56とポンプ回転軸64およびインペラ65とに相対的滑りが生じて中間軸56に大きな回転抵抗が働かない状態となっているため、比較的小さなキック操作力でもって、クランク軸26が始動に必要な回転速度に直ちに達成することができ、水冷式内燃機関2の始動性が向上する。
【0030】
また、キック始動のための中間軸56が、磁気結合型冷却水ポンプ61およびトロコイド型オイルポンプ75の駆動軸を兼ねているため、部品の共通化が図られ、コストダウンと軽量化が可能となる。
【0031】
さらに、潤滑油を必要とする水冷式内燃機関2や歯車減速機4は、クランクケース5,6で囲まれた潤滑油雰囲気下にあるため、水冷式内燃機関2や歯車減速機4は充分に潤滑され、円滑な運転と耐久性増大とが達成される。
【0032】
さらにまた、磁気結合型冷却水ポンプ61では、ポンプケーシング62によって、中間駆動軸67と、ポンプ回転軸64およびインペラ65とは完全に遮断分離されるため、磁気結合型冷却水ポンプ61内の冷却水がクランク室50内に漏れることもなければ、クランク室50内の潤滑油が磁気結合型冷却水ポンプ61内の冷却水に混入することもない。
【0033】
しかも、始動兼発電機40を収納した発電機室52と、Vベルト式無段変速機3を収納した変速機室54とは、クランクケース5,6とでもってクランク室50と遮断されて、無潤滑油空間となっているので、始動兼発電機40およびVベルト式無段変速機3は、その機能を充分に発揮することができる。
【0034】
また、クランク軸26と従動軸43との中間に後車軸15が配置され、クランク室50の後方に位置して、歯車減速機4が配置されているため、変速機室54の巾が狭くなり、パワーユニット1全体の巾も必然的に減少する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本出願発明の水冷式内燃機関を搭載したパワーユニットの側面図である。
【図2】水冷式内燃機関の一実施形態の拡大側面図である。
【図3】図2のIII −III 線に沿って裁断した縦断平面図である。
【図4】図2のIV−IV線に沿って截断した縦断平面図である。
【符号の説明】
0…スクータ型自動2輪車、1…パワーユニット、2…水冷式内燃機関、3…Vベルト式無段変速機、4…歯車減速機、5,6…クランクケース、7…シリン−ブロック、8…シリンダヘッド、9…シリンダヘッドカバー、10…メインフレーム、11…リヤフォークピボット、12…リンク、13…支持ブラケット、14…リヤフレーム、15…後車軸、16…後車軸枢支部、18…ブラケット、19…左側緩衝器、20…ハンドル軸、21…操作ハンドル、22…前車輪、23…後車輪、24…シリンダ孔、25…ピストン、26…クランク軸、27…ピストンピン、28…クランクピン、29…コネクティングロッド、30…燃焼室、31…吸気ポート、32…排気ポート、33…吸気弁、34…排気弁、35…ロッカー軸、36…ロッカーアーム、37…カム軸、38…バルブリフタ、39…プッシュロッド、40…始動兼発電機、41…駆動プーリ、42…遠心ウェイト、43…従動軸、44…従動Vプーリ、45…無端Vベルト、46…遠心クラッチ、47…ピニオン歯車、48…中間変速歯車群、49…出力歯車、50…クランク室、51…左カバー、52…発電機室、53…右カバー、54…変速機室、56…中間軸、57…従動歯車、58…カム駆動歯車、59…カム従動歯車、60…ピニオン、61…磁気結合型冷却水ポンプ、62…ポンプケーシング、63…蓋部材、64…ポンプ回転軸、65…インペラ、66…永久磁石、67…中間駆動軸、68…永久磁石、70…キック軸、71…キック駆動歯車、72…螺旋溝、73…キックペダル、74…戻しコイルスプリング、75…トロコイド型オイルポンプ。
Claims (2)
- クランクケースから突出するクランク軸の一側に発電機が配設されるとともに、該クランク軸の他側にVベルト式無段変速機が配設された車両用内燃機関において、
クランクウェイトを収納したクランクケース内の空間は、潤滑油空間であり、該クランクケースの両側の発電機およびVベルト式無段変速機を収納した空間は、無潤滑油空間であり、
前記クランクケース内にて前記クランク軸に他の軸を介さずに直接的に連結された中間軸と、キック操作時のみ該中間軸に連結されるキック軸とが、前記クランクケース内で前記クランク軸と平行に枢支され、
前記キック軸の突出端部にキックペダルが設けられ、
前記中間軸の一端部に潤滑油ポンプが設けられるとともに、該中間軸の他端部に電磁結合型冷却水ポンプが配置されたことを特徴とする車両用内燃機関の補機配置構造。 - 前記Vベルト式無段変速機の出力側プーリ軸に遠心式発進クラッチが設けられ、
該遠心式発進クラッチの出力軸と車軸とに介装される歯車減速機は、前記クランクケース内に配設されたことを特徴とする請求項1記載の車両用内燃機関の補機配置構造。
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