JP4514712B2 - 鞍乗り型車両用エンジン - Google Patents

Description

この発明は、自動二輪車や三輪車等の鞍乗り型車両のエンジンに関するものである。

従来から鞍乗り型車両に設けられたエンジンには、クランク軸が設けられ、このクランク軸にコンロッドを介してピストンが連結され、このピストンがシリンダ内を上下動することにより、コンロッドを介してクランク軸が回転されるように構成されている。

そして、このクランク軸の近傍には、このクランク軸と噛み合うバランサ軸及びメイン軸が配置されている。

そのバランサ軸には、バランサギヤ及びバランサウェブが形成され、このバランサ軸がクランクケースに設けられた一対の軸受けにより回動自在に支持されている。

このバランサギヤはクランク軸のクランクギヤに噛み合わされており、このバランサギヤの径はクランクギヤと同じ径に設定されている。

また、そのクランク軸とメイン軸とがクラッチ機構を介して連結され、そのクランク軸からの駆動力がクラッチ機構を介してメイン軸に伝達されるように構成されている。

このメイン軸には、複数のシフトギヤが配設され、これらギヤの内の任意のギヤがシフト操作により選択されて、ドライブ軸のギヤと歯み合わされることにより、変速操作が行われるようになっている(特許文献１参照)。
特公平０６−８９８１３号公報

しかしながら、このような従来のものにあっては、バランサ軸をクランク軸の後側上方に配置しようとすると、シリンダのスカート部等がバランサウェブに接近して邪魔になり、バランサ軸の配設スペースを確保するのが難しいため、バランサ軸とクランク軸中心と交差して前記シリンダ軸中心に平行な第１平行線との距離が長くなってしまう。

そこで、この発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、バランサ軸と、クランク軸中心と交差して前記シリンダ軸中心に平行な第１平行線との距離を短くできる鞍乗り型車両用エンジンを提供することを課題としている。

本発明に係る鞍乗り型車両用エンジンは、クランク軸と、前記クランク軸に設けられたクランクウェブと、クランクケースの内部に突出するスカート部を有し、軸中心が前記クランク軸の軸中心に対して一方側にオフセットされたシリンダと、前記クランク軸と平行に配置された単一のバランサ軸と、前記バランサ軸に設けられたバランサウエイトと、を備え、前記バランサ軸は、前記クランク軸中心と交差しかつ前記シリンダ軸中心に平行な第１平行線に対して、前記シリンダ軸中心がオフセットされた側と反対側に配置され、前記バランサウエイトの回転軌跡と前記クランクウェブの回転軌跡とは、前記クランク軸方向から見て重なっており、前記クランク軸方向から見て、前記第１平行線と前記バランサウエイトの回転軌跡との間の距離は、前記第１平行線と前記スカート部の外周面との間の距離よりも短く、前記クランク軸方向から見て、前記第１平行線に沿った方向に関して、前記バランサウエイトの回転軌跡の前記シリンダ側の端部は、前記スカート部の前記シリンダ側と反対側の端部よりも、前記シリンダ側に位置しているものである。

この発明によれば、１軸式のバランサを備えたエンジンにおいて、バランサ軸をシリンダ近傍等に配置すると、シリンダのスカート部等がバランサウェブに接近して邪魔になるが、ここでは、クランク軸の軸中心に対して、シリンダの軸中心が一方側にオフセットされることにより、シリンダのスカート部の位置もオフセット方向にずれることから、その分、バランサ軸の配設スペースを拡大させることができると共に、この位置にバランサ軸を配設することで、バランサ軸と、このクランク軸中心と交差してシリンダ軸中心に平行な第１平行線との距離を短くできる。

以下、この発明の実施の形態について説明する。

［発明の実施の形態１］
図１乃至図５には、この発明の実施の形態１を示す。

まず構成を説明すると、図１中符号１１は、鞍乗り型車両としての自動二輪車に配設された単気筒４サイクル、４バルブのエンジンで、このエンジン１１にはクランク軸１２が設けられ、このクランク軸１２にコンロッド１３を介してピストン１４が連結されている。

このピストン１４がシリンダ１５内を上下動することにより、コンロッド１３を介してクランク軸１２が車幅方向に沿う軸を中心に回転されるように構成されている。

そして、このクランク軸１２の軸中心Ｏ２に対して、シリンダ１５の軸中心Ｏ１が一方側（前方側）に所定長さオフセットされている。このようにオフセットすることにより、ピストン１４が燃焼圧を受けたときに、損失馬力が小さくなるように設定されている。

また、クランク軸１２の軸中心Ｏ２と交差してシリンダ１５の軸中心Ｏ１に平行な第１平行線Ｌ１に対して、シリンダ軸中心Ｏ１がオフセットされた側と反対側にバランサ軸１８が配置されている。

その第１平行線Ｌ１に対してバランサ軸１８が配置された側と同じ側にメイン軸１９が配置されると共に、そのバランサ軸１８がメイン軸１９よりシリンダ１５側に配置されている。図１に示すようなエンジン１１の配置状態では、このクランク軸１２とバランサ軸１８との上下方向の中間位置にメイン軸１９が配置されている。

そのバランサ軸１８には、図３に示すように、バランサギヤ１８ｂ及びバランサウエイト１８ｃが形成され、このバランサ軸１８がクランクケース２１に設けられた一対の軸受け２２,２２により回動自在に支持され、この一対の軸受け２２,２２の間に前記バランサウエイト１８ｃが位置すると共に、前記バランサギヤ１８ｂは図３中右側端部に配設されている。

そして、そのバランサウエイト１８ｃが、クランク軸１２の一対のクランクウェブ１２ａの間に挿入され、そのバランサウエイト１８ｃの回転軌跡１８ｄと、クランクウェブ１２ａの回転軌跡１２ｄとがクランク軸１２方向から見て重なるように構成されている。また、そのバランサウエイト１８ｃの回転軌跡１８ｄは、シリンダ１５の外形の延長面上に位置するように設定されている。

また、バランサギヤ１８ｂは、クランク軸１２のクランクギヤ１２ｂに噛み合わされている。このクランクギヤ１２ｂとバランサギヤ１８ｂとは同じ径である。

さらに、図４に示すように、そのクランク軸１２側に設けられたドライブ側一次減速ギヤ２４が、メイン軸１９に回転自在に設けられたドリブン側一次減速ギヤ２５に噛み合っている。そして、このドリブン側一次減速ギヤ２５からの駆動力が、クラッチ機構２６を介してメイン軸１９に伝達されるように構成されている。

このメイン軸１９には、１速ギヤ２７、２速ギヤ２８、３速ギヤ２９、４速ギヤ３０、５速ギヤ３１および６速ギヤ３２が配設され、その５速ギヤ３１および６速ギヤ３２が各ギヤ２７…に両端側に、そして、この内側に１速ギヤ２７および２速ギヤ２８が配設され、更に、これら１速ギヤ２７および２速ギヤ２８の間(各ギヤ２７…の中央側)に、一番径の大きい１速ギヤ２７より径の小さい３速ギヤ２９および４速ギヤ３０が配設されている。

そして、図４に示すように、この４速ギヤ３０の先端に、前記バランサウエイト１８ｃの先端を望ませるように配置している。これにより、メイン軸１９の中の径の大きいギヤ２７と、前記バランサ軸１８に設けられたバランサウエイト１８ｃの回転軌跡とが軸方向視で重なるように、メイン軸１９とバランサ軸１８との軸間距離が設定されている。

さらに、バランサ軸１８の上側近傍には、図２に示すように、スタータモータ３５が配置され、このスタータモータ３５は、クランクケース２１の左ケース３７に図３中左側から嵌合されている。

そして、このスタータモータ３５のスタータギヤ３５ａが左ケース３７内に突出し、このスタータギヤ３５ａがアイドラ軸３９の大径ギヤ３９ａに噛み合わされると共に、このアイドラ軸３９の小径ギヤ３９ｂが、クランク軸１２の連結ギヤ１２ｃに噛み合わされている。これにより、スタータモータ３５が駆動されると、アイドラ軸３９を介してクランク軸１２が回転されるようになっている。

このスタータモータ３５は、図２及び図３に示すように、側方から見たときに、バランサ軸１８のバランサギヤ１８ｂ及びバランサウエイト１８ｃと重なるように配置されている。

このようなものにあっては、バランサ軸１８をクランク軸１２の後側斜め上方に配置すると、シリンダ１５のスカート部１５ａがバランサウエイト１８ｃに接近して邪魔になるが、ここでは、このクランク軸１２の軸中心Ｏ２に対して、シリンダ１５の軸中心Ｏ１が一方側（前方側）に所定長さオフセットされているため、シリンダ１５のスカート部１５ａの位置もオフセット方向（後方）にずれることから、その分、バランサ軸１８の配設スペースを拡大させることができる。そして、この位置にバランサ軸１８を配設することで、バランサ軸１８と第１平行線Ｌ１との距離を短くできる。

また、メイン軸１９の端部にはクラッチ機構２６が設けられているが、このクラッチ機構２６は、オイルを浸けたくないと共に、立てたエンジン１１が使い勝手がよいため、エンジン１１を立てた状態では、メイン軸１９はある程度上に設定したい。

すると、バランサウエイト１８ｃがメイン軸１９のギヤ２７…と干渉しないようにするために、バランサ軸１８がメイン軸１９からより離間することとなり、エンジン１１の外形が大きくなってしまう。すなわち、バランサ軸１８の回転とクランク軸１２の回転が１:１でなければならないため、バランサ軸１８とメイン軸１９との距離が離れ、バランサギヤ１８ｂの径が大きくなってしまうためである。

そこで、ここでは、メイン軸１９の径の小さい３速又は４速のギヤ２９,３０を中央側に配置し、この径の小さい４速ギヤ３０の先端に、バランサウエイト１８ｃの先端部を望ませるように配置している。すなわち、メイン軸１９の中の径の大きいギヤ（１速ギヤ２７）と、バランサウエイト１８ｃの回転軌跡とが軸方向視で重なるようにしたため、メイン軸１９とバランサ軸１８との距離を短くでき、その分、バランサ軸１８とクランク軸１２との軸間距離も短くできることから、バランサギヤ１８ｂの径を小さくできる結果、エンジン１１の小型化を図ることができる。

また、スタータモータ３５やバランサ軸１８をクランク軸１２の上側で、互いに接近させて並べて配置することにより、エンジン１１の前後長を詰めることができると共に、スタータモータ３５をエンジン１１の前側に配置する必要が無く、バランサ軸１８やスタータモータ３５をクランク軸１２の上側に配置すると、オイルに浸かることもない。

ちなみに、スタータモータ３５をエンジン１１の前側に配置すると、水が掛かる位置となってしまうと共に、バランサ軸１８を下側に配置しようとすると、オイルに浸かり、エンジン１１の駆動にロックが掛かるため配置できない。これらをこの実施の形態によれば解消できる。

また、詳細は省略するデコンプ装置により、燃焼室内の圧力を逃がすことにより、スタータモータ３５の駆動力を小さくできるため、スタータモータ３５の小型化を図ることができ、左ケース３７の凹所３７ａに配置できる。

しかも、小さなスタータモータ３５とすることができるため、エンジンセンターＯ３より左側に配置できる。従来はスタータモータが大きいため、エンジンセンターＯ３に配置されており、スタータモータとバランサウエイト１８ｃを側方から見て重ねるような配置ができない。

さらに、バランサ軸１８とスタータモータ３５とがクランク軸１２の後側上方に配置され、バランサギヤ１８ｂとスタータモータ３５とが側方から見てオーバーラップしている。

このように配置することにより、エンジン１１全体のコンパクト化を図ることができる。また、スタータモータ３５は、クランクケース２１の左ケース３７の図３中左側から挿入されて、左ケース３７の凹所３７ａに配置されているため、スタータモータ３５を効果的に配置することができる。

しかも、エンジン１１のコンパクト化により、バランサ軸１８やスタータモータ３５の上側に配置される吸気系の配設スペースを拡大させることができる。

さらに、図３に示すように、バランサ軸１８のバランサウエイト１８ｃがクランク軸１２の一対のクランクウェブ１２ａの間に挿入され、そのバランサウエイト１８ｃとクランクウェブ１２ａとが側方から見てオーバーラップするように配置されているため、バランサ軸１８とクランク軸１２との軸間距離を短くでき、エンジン１１のコンパクト化を図ることができる。

さらにまた、バランサ軸１８の軸受け２２とアイドラ軸３９とが側方から見て重なるように配置されているため、これらアイドル軸３９及びバランサ軸１８と、クランク軸１２との軸間距離を短く設定できる。

しかも、図１に示すように、クラッチ機構２６とスタータモータ３５とが側方から見て重なるように設定されている。これにより、スタータギヤ３５ａとメイン軸１９との軸間距離を接近させることができ、吸気系の配設スペースを拡大させることができる。

なお、図５中二点鎖線に示すように、クランク軸１２の軸中心Ｏ２を含み、シリンダ１５の軸中心Ｏ１に垂直な第１平面Ｐ１に対して、バランサ軸１８を、シリンダ１５と反対側に配置した場合でも、バランサウエイト１８ｃの回転軌跡１８ｄをクランクウェブ１２ａの回転軌跡１２ｄに重ねることにより、バランサ軸１８を第１平行線Ｌ１に接近させることができる。

［発明の実施の形態２]
図６には、この発明の実施の形態２を示す。

この実施の形態２は、スタータモータ３５をクランクウェブ１２ａの回転軌跡１２ｄ近傍に配置したものである。すなわち、前記第１平面Ｐ１に対して、バランサ軸１８が、シリンダ１５側に配置されると共に、スタータモー夕３５が、クランクウェブ１２ａの回転軌跡１２ｄ近傍で、第１平面Ｐ１よりシリンダ１５側と反対側に配置されている。

これによれば、バランサウエイト１８ｃの回転軌跡１８ｄをシリンダ１５外形の下端に近付けることができ、第１平行線Ｌ１に接近させることができると共に、スタータモータ３５もクランクウェブ１２ａの回転軌跡１２ｄに接近させることができる。従って、エンジン１１全体としてのコンパクト化を図ることができる。

他の構成及び作用は実施の形態１と同様であるため説明を省略する。

［発明の実施の形態３]
図７には、この発明の実施の形態３を示す。

この実施の形態３は、バランサ軸１８が第１平面Ｐ１上に配置されると共に、スタータモータ３５がクランクウェブ１２ａの回転軌跡１２ｄ近傍で、バランサ軸１８に対してシリンダ１５側に配置されている。

これによれば、スタータモータ３５を、シリンダ１５外形の下端に近付けることができ、第１平行線Ｌ１に接近させることができると共に、バランサウエイト１８ｃの回転軌跡１８ｄをクランクウェブ１２ａの回転軌跡１２ｄに重ねることができる。従って、エンジン１１全体としてのコンパクト化を図ることができる。

他の構成及び作用は実施の形態１と同様であるため説明を省略する。

［発明の実施の形態４］
図８には、この発明の実施の形態４を示す。

この実施の形態４は、バランサ軸１８が第１平面Ｐ１よりシリンダ１５側と反対側に配置されると共に、第１平面Ｐ１よりシリンダ１５側にスタータモータ３５が配置されている。

これによれば、スタータモータ３５を、シリンダ１５外形の下端に近付けることができ、第１平行線Ｌ１に接近させることができると共に、バランサウエイト１８ｃの回転軌跡１８ｄをクランクウェブ１２ａの回転軌跡１２ｄに重ねることにより、第１平行線Ｌ１に接近させることができる。従って、エンジン１１全体としてのコンパクト化を図ることができる。

他の構成及び作用は実施の形態１と同様であるため説明を省略する。

以上のように、本発明に係る第１の鞍乗り型車両用エンジンは、クランク軸と、前記クランク軸に設けられたクランクウェブと、クランクケースの内部に突出するスカート部を有し、軸中心が前記クランク軸の軸中心に対して一方側にオフセットされたシリンダと、前記クランク軸と平行に配置された単一のバランサ軸と、前記バランサ軸に設けられたバランサウエイトと、を備え、前記バランサ軸は、前記クランク軸中心と交差しかつ前記シリンダ軸中心に平行な第１平行線に対して、前記シリンダ軸中心がオフセットされた側と反対側に配置され、前記バランサウエイトの回転軌跡と前記クランクウェブの回転軌跡とは、前記クランク軸方向から見て重なっており、前記クランク軸方向から見て、前記第１平行線と前記バランサウエイトの回転軌跡との間の距離は、前記第１平行線と前記スカート部の外周面との間の距離よりも短く、前記クランク軸方向から見て、前記第１平行線に沿った方向に関して、前記バランサウエイトの回転軌跡の前記シリンダ側の端部は、前記スカート部の前記シリンダ側と反対側の端部よりも、前記シリンダ側に位置しているものである。

第２の鞍乗り型車両用エンジンは、第１の鞍乗り型車両用エンジンの構成に加え、前記バランサ軸が、前記クランク軸の軸中心を含みかつ前記シリンダの軸中心に垂直な第１平面に対して、前記シリンダ側に配置されているものである。

第３の鞍乗り型車両用エンジンは、第１の鞍乗り型車両用エンジンの構成に加え、前記第１平行線に対して前記バランサ軸が配置された側と同じ側に配置されたメイン軸を備え、前記第１平行線に沿った方向に関して、前記バランサ軸は、前記メイン軸よりも前記シリンダに近い側に配置されているものである。

第４の鞍乗り型車両用エンジンは、第１の鞍乗り型車両用エンジンの構成に加え、前記バランサ軸が、前記第１平面に対して前記シリンダ側に配置され、前記クランクウェブの回転軌跡の近傍かつ前記第１平面に対して前記シリンダ側と反対側に配置されたスタータモータを備えているものである。

第５の鞍乗り型車両用エンジンは、第１の鞍乗り型車両用エンジンの構成に加え、前記バランサ軸が前記第１平面上に配置され、前記クランクウェブの回転軌跡の近傍に配置されたスタータモータを備え、前記第１平行線に沿った方向に関して、前記スタータモータは、前記バランサ軸よりも前記シリンダに近い側に配置されているものである。

第６の鞍乗り型車両用エンジンは、第１の鞍乗り型車両用エンジンの構成に加え、前記バランサ軸が前記第１平面に対して前記シリンダ側と反対側に配置され、前記第１平面に対して前記シリンダ側に配置されたスタータモータを備えているものである。

第７の鞍乗り型車両用エンジンは、第１の鞍乗り型車両用エンジンの構成に加え、スタータモータを備え、側面視において、前記バランサウエイトの回転軌跡と前記スタータモータとが重なっているものである。

第８の鞍乗り型車両用エンジンは、第１の鞍乗り型車両用エンジンの構成に加え、スタータギヤを有するスタータモータと、前記スタータギヤに噛み合わされたギヤを有するアイドラ軸とを備え、側面視において、前記バランサ軸の軸受けと前記アイドラ軸とが重なっているものである。

第９の鞍乗り型車両用エンジンは、第１の鞍乗り型車両用エンジンの構成に加え、前記クランク軸と前記バランサ軸との上下方向の中間位置に配置されたメイン軸を備えているものである。

第１０の鞍乗り型車両用エンジンは、第１の鞍乗り型車両用エンジンの構成に加え、複数のギヤが配設されたメイン軸を備え、前記メイン軸の軸方向から見て、前記メイン軸の一部のギヤと前記バランサウエイトの回転軌跡とが重なっているものである。

第１１の鞍乗り型車両用エンジンは、第１の鞍乗り型車両用エンジンにおいて、単気筒４サイクルエンジンによって構成されているものである。

この発明は、クランク軸の軸中心に対して、シリンダの軸中心が一方側にオフセットされると共に、バランサ軸が設けられたエンジンであれば、他の形態のエンジンにも適用できる。

この発明の実施の形態１に係る鞍乗り型車両のエンジンの概略側面図である。 同実施の形態１に係るエンジンの図１と反対側から見た概略側面図である。 同実施の形態１に係るエンジンのクランク軸、バランサ軸、スタータモータ等を示す概略断面図である。 同実施の形態１に係るエンジンのクランク軸、メイン軸、クラッチ機構等を示す概略断面図である。 同実施の形態１に係るシリンダ、ピストン、バランサウエイト等を示す概略図である。 この発明の実施の形態２に係る図５に相当する概略図である。 この発明の実施の形態３に係る図５に相当する概略図である。 この発明の実施の形態４に係る図５に相当する概略図である。

１１ エンジン
１２ クランク軸
１２ａ クランクウェブ
１２ｄ 回転軌跡
１５ シリンダ
１８ バランサ軸
１８ｃ バランサウエイト
１８ｄ 回転軌跡
１９ メイン軸
２６ クラッチ機構
２７ １速ギヤ(径の大きいギヤ)
Ｌ１ 第１平行線
Ｐ１ 第１平面

Claims (11)

1. クランク軸と、
   前記クランク軸に設けられたクランクウェブと、
   クランクケースの内部に突出するスカート部を有し、軸中心が前記クランク軸の軸中心に対して一方側にオフセットされたシリンダと、
   前記クランク軸と平行に配置された単一のバランサ軸と、
   前記バランサ軸に設けられたバランサウエイトと、を備え、
   前記バランサ軸は、前記クランク軸中心と交差しかつ前記シリンダ軸中心に平行な第１平行線に対して、前記シリンダ軸中心がオフセットされた側と反対側に配置され、
   前記バランサウエイトの回転軌跡と前記クランクウェブの回転軌跡とは、前記クランク軸方向から見て重なっており、
   前記クランク軸方向から見て、前記第１平行線と前記バランサウエイトの回転軌跡との間の距離は、前記第１平行線と前記スカート部の外周面との間の距離よりも短く、
   前記クランク軸方向から見て、前記第１平行線に沿った方向に関して、前記バランサウエイトの回転軌跡の前記シリンダ側の端部は、前記スカート部の前記シリンダ側と反対側の端部よりも、前記シリンダ側に位置している鞍乗り型車両用エンジン。
2. 前記バランサ軸は、前記クランク軸の軸中心を含みかつ前記シリンダの軸中心に垂直な第１平面に対して、前記シリンダ側に配置されている、請求項１に記載の鞍乗り型車両用エンジン。
3. 前記第１平行線に対して前記バランサ軸が配置された側と同じ側に配置されたメイン軸を備え、
   前記第１平行線に沿った方向に関して、前記バランサ軸は、前記メイン軸よりも前記シリンダに近い側に配置されている、請求項１に記載の鞍乗り型車両用エンジン。
4. 前記バランサ軸は、前記クランク軸の軸中心を含みかつ前記シリンダの軸中心に垂直な第１平面に対して前記シリンダ側に配置され、
   前記クランクウェブの回転軌跡の近傍かつ前記第１平面に対して前記シリンダ側と反対側に配置されたスタータモータを備えている、請求項１に記載の鞍乗り型車両用エンジン。
5. 前記バランサ軸は、前記クランク軸の軸中心を含みかつ前記シリンダの軸中心に垂直な第１平面上に配置され、
   前記クランクウェブの回転軌跡の近傍に配置されたスタータモータを備え、
   前記第１平行線に沿った方向に関して、前記スタータモータは、前記バランサ軸よりも前記シリンダに近い側に配置されている、請求項１に記載の鞍乗り型車両用エンジン。
6. 前記バランサ軸は、前記クランク軸の軸中心を含みかつ前記シリンダの軸中心に垂直な第１平面に対して前記シリンダ側と反対側に配置され、
   前記第１平面に対して前記シリンダ側に配置されたスタータモータを備えている、請求項１に記載の鞍乗り型車両用エンジン。
7. スタータモータを備え、
   側面視において、前記バランサウエイトの回転軌跡と前記スタータモータとが重なっている、請求項１に記載の鞍乗り型車両用エンジン。
8. スタータギヤを有するスタータモータと、
   前記スタータギヤに噛み合わされたギヤを有するアイドラ軸とを備え、
   側面視において、前記バランサ軸の軸受けと前記アイドラ軸とが重なっている、請求項１に記載の鞍乗り型車両用エンジン。
9. 前記クランク軸と前記バランサ軸との上下方向の中間位置に配置されたメイン軸を備えている、請求項１に記載の鞍乗り型車両用エンジン。
10. 複数のギヤが配設されたメイン軸を備え、
    前記メイン軸の軸方向から見て、前記メイン軸の一部のギヤと前記バランサウエイトの回転軌跡とが重なっている、請求項１に記載の鞍乗り型車両用エンジン。
11. 単気筒４サイクルエンジンによって構成されている、請求項１に記載の鞍乗り型車両用エンジン。

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