JP4693871B2 - 自動二輪車用エンジン - Google Patents

Description

本発明は、フライホイールマグネトウのコイルをエンジンオイルで冷却する構造の自動二輪車用エンジンに関するものである。

従来、自動二輪車用エンジンは、クランク軸の一端部にフライホイールマグネトウを設けている。このフライホイールマグネトウは、クランク軸とともに回転する有底円筒状のロータと、このロータの内側に臨ませたステータとから構成している。

前記ロータは、円筒部の内側に永久磁石を設け、クランク軸におけるクランクケースの側壁からケース外に突出する端部に固定している。また、前記ステータは、コイルがロータ内に収容されるようにクランクケースに支持させている。これらのロータとステータは、クランクケースの側壁と、この側壁に取付けた有底円筒状のフライホイール用カバーとによって形成される空間に収容している。

従来の自動二輪車用エンジンにおいては、前記フライホイールマグネトウおよび前記カバーが車幅方向の外側に大きく突出するため、このエンジンを搭載した自動二輪車のバンク角を大きくとることができるように、前記フライホイールマグネトウをクランク軸の軸線方向および径方向に可及的小さく形成することが要請されている。

フライホイールマグネトウを単に小型化しただけでは出力が低減してしまうため、従来では、コイルを強制的に冷却することによって、小型化しても出力を維持できるようにしている。前記コイルを冷却する装置は、エンジンオイルをコイルに散布することによって前記コイルを冷却し、このコイルから滴下したエンジンオイルをフライホイールマグネトウ用カバーで受け、クランクケース側壁のオイル戻り通路に導く構造を採っている。

本発明に係る自動二輪車用エンジンは、クランク軸が貫通した側壁を有するクランクケースと、前記クランクケースに突き当てられる縁部を有し、前記クランクケースの側壁の外側から前記クランクケースに接続され、前記側壁との間にフライホイールマグネトウ室を区画するカバーと、前記フライホイールマグネトウ室に収容されたフライホイールマグネトウと、前記カバーの縁部から離間した位置において前記クランクケース内から前記カバー内に渡って形成された潤滑油通路と、を備え、前記クランク軸の軸方向から見て、前記カバーの縁部は、前記フライホイールマグネトウの半径方向外側に膨出する膨出部分を有し、前記クランク軸の軸方向から見て、前記潤滑油通路は前記カバーの前記膨出部分の内側に配置されているものである。

第１の実施の形態
以下、本発明に係る自動二輪車用エンジンの一実施の形態を図１ないし図３によって詳細に説明する。図１は本発明に係る自動二輪車用エンジンの側面図、図２はフライホイールマグネトウ用カバーの側面図で、同図は要部を破断して描いてある。図３はフライホイールマグネトウの断面図で、同図は図２におけるIII−III線断面図である。

これらの図において、符号１で示すものは、この実施の形態による自動二輪車用エンジンである。このエンジン１は、水冷式ＤＯＨＣ４気筒型のもので、クランクケース２の車体前側の上部にシリンダ３を前上がりに起立するように取付けた構造を採っている。図１において、符号４はエンジン１を搭載する自動二輪車用車体フレームを示し、５は気化器、６はラジエータ、７は水冷式のオイルクーラを示す。

前記クランクケース２は、この実施の形態では下側クランクケース半部８と上側クランクケース半部９とから構成し、クランク軸１０を軸線方向が車幅方向を指向するように回転自在に支持している。下側クランクケース半部８は、車体前側の端部に前記オイルクーラ７を取付け、車体左側の端部であって前記クランク軸１０より車体の後側にオイルポンプ１１を取付けている。

このエンジン１の潤滑系は、クランクケース２の下端に取付けたオイルパン１２の内側にエンジンオイルを貯留し、このエンジンオイルをオイルポンプ１１によって吸上げて前記オイルクーラ７で冷却してから各被潤滑部に圧送する構造を採っている。

前記クランク軸１０は、車体左側の端部を前記クランクケース２からケース外に突出させ、この突出端部に図３に示すようにフライホイールマグネトウ１３を装着している。このクランク軸１０が回転する方向は、図１および図２において反時計方向である。

フライホイールマグネトウ１３は、クランク軸１０の軸端部に固定用ボルト１４によって固定した有底円筒状のロータ１５と、このロータ１５の内側に臨むように設けたステータ１６とから構成し、下側クランクケース半部８および上側クランクケース半部９の車体左側の側壁１７，１８と、これら側壁１７，１８の外側に取付けたフライホイールマグネトウ用カバー１９とによって囲まれたフライホイールマグネトウ室に収容している。

この実施の形態では、前記フライホイールマグネトウ１３と前記側壁１７，１８との間にスタータ用歯車２０を配設している。このスタータ用歯車２０は、クランク軸１０に軸受２１を介して回転自在に支持させるとともに、このスタータ用歯車２０の回転のみがクランク軸１０に伝達される構造の一方向クラッチ２２を介してクランク軸１０に接続している。また、このスタータ用歯車２０は、クランク軸１０の上方に位置する減速用歯車２３を介してスタータモータ２４の出力歯車２５に歯車結合させている。

前記減速用歯車２３は、上側クランクケース半部９と前記フライホイールマグネトウ用カバー１９とに挟持させた円筒状の支軸２６に回転自在に支持させている。この実施の形態では、前記支軸２６の中空部２６ａを、後述するフライホイールマグネトウ１３のコイルを冷却するエンジンオイルの通路として利用している。

フライホイールマグネトウ１３の前記ロータ１５は、内周部に永久磁石１５ａを固着し、車体左側に向けて開口するようにクランク軸１０に固定している。前記ステータ１６は、円環状に形成した鉄心２７にコイル２８を周方向に間隔をおいて並設した構造を採り、前記フライホイール用カバー１９の内側底部（車体左側の内部）に一体に形成した取付座２９に前記鉄心２７の内周部を固定用ボルト３０によって固定している。

エンジン１は、前記コイル２８をエンジンオイルによって冷却する構造を採っている。ここで、エンジンオイルをコイル２８に供給する構成およびエンジンオイルをカバー１９内から排出する構成について説明する。

コイル２８に供給するエンジンオイルは、下側クランクケース半部８の下端部に形成したメインギャラリ３１（図３参照）から圧送される。このメインギャラリ３１の上流端は、前記オイルクーラ７のオイル出口（図示せず）に接続している。

メインギャラリ３１からコイル２８までエンジンオイルを導くオイル供給系は、メインギャラリ３１から下側クランクケース半部８の前記側壁１７内をクランク軸用軸受３２まで延びるクランクケース側下部オイル通路３３と、前記軸受３２およびクランク軸１０を貫通するように形成した連通路３４と、この連通路３４から上側クランクケース半部９の側壁１８内を前記支軸２６の中空部２６ａまで延びるクランクケース側上部オイル通路３５と、前記支軸２６の中空部２６ａと、この中空部２６ａからフライホイールマグネトウ用カバー１９内をコイル２８と対向する部位まで延びるカバー側オイル通路３６とから構成している。

前記カバー側オイル通路３６の下流端は、クランク軸１０より上側に位置するコイル２８と対向する位置に開口している。なお、この実施の形態では、前記連通路３４からスタータ用歯車２０を支持する軸受２１やスタータ用一方向クラッチ２２にエンジンオイルを圧送する構造を採っている。

すなわち、前記メインギャラリ３１に圧送されたエンジンオイルは、上述した供給系の各オイル通路を通ってコイル２８に供給される。図３において上側に位置するコイル２８に供給されたエンジンオイルは、一部がステータ用取付座２９の外周面を伝って下方に流下し、残りの多くは回転するロータ１５によって吹飛ばされてロータ１５とカバー１９との間で回転するようになる。このようにエンジンオイルがロータ１５によって吹飛ばされることによって、他のコイル２８にもエンジンオイルが供給される。

一方、カバー１９内からエンジンオイルをクランクケース２内に戻すオイル戻り系は、下側クランクケース半部８の側壁１７を貫通するように形成したオイル戻り通路３７によって構成している。なお、この実施の形態では、上側クランクケース半部９の側壁１８に図２および図３中に符号３８で示す連通口を形成し、カバー１９内でミスト状になって飛散するエンジンオイルをクランクケース２内に排出することができる構造を採っている。

前記オイル戻り通路３７は、図２に示すように、前記側壁１７に車体の前後方向に間隔をおいて四箇所に形成している。言い換えれば、下部オイル通路３３および下側クランクケース半部８を上側クランクケース半部９に固定する固定用ボルト３９を避けることができる部位にオイル戻り通路３７を形成している。これらのオイル戻り通路３７は、カバー１９を接続するクランクケース側凹部４０（図３参照）と下端が同一平面上に位置するように形成し、円環状の前記鉄心２７の内周縁と対応する位置まで上方に延設している。前記上側クランクケース半部９の連通口３８も前記固定用ボルト３９を避けることができる部位に形成している。

前記カバー１９は、前記スタータモータ２４の出力歯車２５および減速用歯車２３などを覆う上部１９ａと、フライホイールマグネトウ１３を覆う下部１９ｂとから有底円筒状に形成している。このカバー１９の前記下部１９ｂは、このエンジン１を搭載した自動二輪車のバンク角が可及的大きくなるように、外周部をロータ１５に接近させている。すなわち、カバー１９の内周面をロータ１５から僅かに離間した状態でロータ１５に沿って延びるように形成している。なお、バンク角が最大になるときの路面の位置を図３中に二点鎖線Ｌで示す。

また、このカバー１９の下部は、図２に示すように、下端よりクランク軸の回転方向の前側および後側の部位に径方向の外側へ突出する膨出部４１を形成している。このエンジン１を車体フレーム４に搭載した状態での鉛直方向は、図２中の一点鎖線Ａと平行な方向である。

前記膨出部４１は、カバー１９の内周面とロータ１５との間の隙間が他の部位より広くなるように形成している。膨出部４１での前記隙間を図２中に符号Ｄで示し、他の部位での前記隙間を図３中に符号ｄで示す。これらの膨出部４１と対応する位置に、前記四箇所のオイル戻り通路３７のうち最も車体前側のオイル戻り通路３７と、最も車体後側のオイル戻り通路３７とを形成している。

なお、前記膨出部４１は、カバー１９の下端を避ける位置に形成しているので、この膨出部４１をカバー１９に形成することによってバンク角が小さくなることはない。

上述したように構成したエンジン１は、運転時にエンジンオイルが下側クランクケース半部８のメインギャラリ３１からフライホイールマグネトウ１３のコイル２８に圧送され、このエンジンオイルによって前記コイル２８が冷却される。すなわち、エンジンオイルが前記メインギャラリ３１からクランクケース側下部オイル通路３３→連通路３４→クランクケース側上部オイル通路３５→支軸２６の中空部２６ａ→カバー側オイル通路３６などからなるオイル供給系を通って上側のコイル２８に直接散布され、このコイル２８がエンジンオイルによって冷却される。また、この上側のコイル２８に当たって跳ね返ったエンジンオイルがロータ１５により吹飛ばされることによって、他のコイル２８もエンジンオイルが散布されて冷却される。

上述したようにカバー１９内に供給されたエンジンオイルは、カバー１９の内側底部を伝って重力によりカバー最下部に流下し、このカバー最下部に連なる内周面上をオイル戻り通路３７側へ向けて流れる。このようにエンジンオイルが流れるのは、この実施の形態ではカバー１９をアルミダイキャスト法によって形成しており、カバー１９の内周面は抜き勾配を形成するために僅かに傾斜しているからである。

カバー１９の前記内周面上をエンジンオイルが流れるときには、エンジンオイルは、カバー１９の内周面とロータ１５との間の隙間が狭いためにロータ１５に接触し、ロータ１５によって吹飛ばされてカバー１９の内周面に沿ってロータ１５の回転方向（図２において反時計方向）に移動するようになる。

このようにカバー１９内で移動するエンジンオイルは、カバー１９の膨出部４１まで送られたときに遠心力および慣性によって径方向の外側に流れ、ロータ１５から離間する。膨出部４１内は、ロータ１５が回転することによって生じる空気流の流速が相対的に遅いから、上述したように径方向の外側に流れた前記エンジンオイルは膨出部４１内に留まるようになる。そして、このエンジンオイルは、膨出部４１内からカバー１９の内周面を伝って下側クランクケース半部８の側壁１７のオイル戻り通路３７に流入し、このオイル戻り通路３７を通ってクランクケース２内に排出される。

したがって、バンク角が大きくなるようにフライホイールマグネトウ１３の小型化を図りながら、コイル２８を冷却したエンジンオイルを円滑にクランクケース２内に戻すことができる。

また、鉛直方向を示す一点鎖線Ａを挾んで回転方向前側に較べ後側のオイル戻り通路３７の開口面積を大きくとっているため、エンジン運転時のオイル戻りが円滑になる。しかも、この実施の形態においては、回転方向後側の膨出部４１では、前側の近接位置にある膨出部４１にて一旦オイルの流速が弱められているので、流速は更に遅く、前記開口面積の関係も絡みオイル戻りにとって更に有利になる。

さらに、この実施の形態では、減速用歯車２３の支軸２６の中空部２６ａにコイル冷却用のエンジンオイルが流れる構造を採っているので、既存の部材を利用してオイル通路を形成することができ、エンジンオイルをクランクケース２からカバー１９の車体左側の端部までパイプによって導く構造を採る場合に較べて部品数が少なくてよい。しかも、支軸２６の両端から外周面側にエンジンオイルが浸入するため、減速用歯車２３の潤滑性が向上する。この結果、耐摩耗性を高くするために支軸２６の外周面に施す表面処理が不要になる。

第２の実施の形態
フライホイールマグネトウのコイルにエンジンオイルを供給するためには、図４および図５に示す構造を採ることができる。

図４はロータ側からエンジンオイルを供給する他の実施の形態を示す断面図、図５はロータ固定用ボルトからエンジンオイルを供給する他の実施の形態を示す断面図である。これらの図において、前記図１〜図３で説明したものと同一もしくは同等の部材については、同一符号を付し詳細な説明は省略する。

図４に示すエンジン１は、有底円筒状のロータ１５の底部にここを貫通するようにオイル孔５１を穿設し、スタータ用一方向クラッチ２２に圧送されたエンジンオイルを前記オイル孔５１からコイル２８に散布する構造を採っている。なお、前記オイル孔５１は、ロータ１５の底部に周方向に間隔をおいて複数穿設している。

前記オイル孔はロータとともにコイルに対して回転するので、この構造を採ることにより、全てのコイルに均等にエンジンオイルを散布することができる。

図５に示すエンジン１は、ロータ１５をクランク軸１０に固定する固定用ボルト１４にねじ部１４ａの先端面から頭部１４ｂの側面まで延びるようにオイル通路５２を形成し、このオイル通路５２をクランク軸１０内のオイル通路５３に連通させている。

この構造を採ることにより、エンジン運転時にエンジンオイルが前記固定用ボルト１４の頭部１４ｂから径方向の外側に向けて圧送され、コイル２８に散布される。固定用ボルト１４はクランク軸１０とともに回転するので、図４に示す構造を採る場合と同様に、全てのコイル２８に略均等にエンジンオイルを散布することができる。図４および図５に示した構造でも第１の実施の形態を採るときと同等の作用効果を奏する。なお、上述した各実施の形態によるオイル供給系の構成を組合わせることも可能である。

＜他の発明＞
従来の自動二輪車用エンジン、すなわち、エンジンオイルによってフライホイールマグネトウのコイルを冷却する構造の自動二輪車用エンジンは、コイルを冷却した後のエンジンオイルをクランクケース内に戻すことが問題であった。これは、フライホイールマグネトウの小型化を図るためにロータとカバーとの間の隙間が狭くなることが原因である。

すなわち、コイルから滴下したエンジンオイルがクランクケース側壁のオイル戻り用通路に流入する途中でロータによって吹飛ばされ、カバーの内周面とロータとの間をロータとともに回転してしまうからである。この結果、エンジンオイルが前記オイル戻り通路に到達し難くなり、カバー内のエンジンオイル量が増加してしまう。カバー内のエンジンオイルの量が必要以上に多くなると、ロータが回転するときの抵抗が大きくなり、エンジンの出力が低下してしまう。

他の発明はこのような問題点を解消するためになされたもので、フライホイールマグネトウの小型化を図りながら、フライホイールマグネトウのコイルを冷却したエンジンオイルをクランクケース内に円滑に戻すことができるようにすることを目的とする。

この目的を達成するために他の発明に係る自動二輪車用エンジンは、フライホイールマグネトウのコイルにオイルがクランク軸側のオイル供給通路から供給される構造とし、フライホイールマグネトウを覆うカバーの下部であって下端よりクランク軸の回転方向の後側の部位に、径方向の外側に突出する膨出部を形成し、この膨出部と対応するクランクケース側壁に、カバー内側のフライホイールマグネトウ室からクランクケース内にオイルを戻すオイル戻り通路を形成したものである。

この発明によれば、ロータとカバーとの間をロータによって吹飛ばされて移動するオイルは、前記膨出部で遠心力および慣性によって径方向の外側に流れ、ロータから離間する。膨出部内は、ロータが回転することによって生じる空気流の流速が遅いから、上述したように径方向の外側に流れた前記オイルは、膨出部内に留まり、ここからカバーの内周面を伝ってクランクケース側壁のオイル戻り通路に流入し排出される。また、前記膨出部は、カバーの下端を避ける位置に形成しているので、膨出部をカバーに形成することによってバンク角が小さくなることはない。

以上説明したように上記他の発明によれば、フライホイールマグネトウのロータとカバーとの間をロータによって吹飛ばされながら回転するオイルは、前記カバーの膨出部で遠心力および慣性によって径方向の外側に流れ、ロータから離間する。膨出部内は、ロータが回転することによって生じる空気流の流速が遅いから、膨出部で径方向の外側に流れた前記オイルは、膨出部内に留まり、ここからカバーの内周壁を伝ってクランクケース側壁のオイル戻り通路に流入し排出される。また、前記膨出部はカバーの下端を避ける位置に形成しているので、膨出部を形成することによってバンク角が小さくなることはない。

したがって、バンク角が大きくなるようにフライホイールマグネトウの小型化を図りながら、コイルを冷却したオイルを円滑にクランクケース内に戻すことができる。

本発明に係る自動二輪車用エンジンの側面図である。 フライホイールマグネトウ用カバーの側面図である。 フライホイールマグネトウの断面図である。 ロータ側からエンジンオイルを供給する他の実施の形態を示す断面図である。 ロータ固定用ボルトからエンジンオイルを供給する他の実施の形態を示す断面図である。

符号の説明

１…エンジン、２…クランクケース、８…下側クランクケース半部、９…上側クランクケース半部、１０…クランク軸、１３…フライホイールマグネトウ、１５…ロータ、１６…ステータ、１７，１８…側壁、１９…フライホイールマグネトウ用カバー、２８…コイル、４１…膨出部。

Claims (8)

1. クランク軸が貫通した側壁を有するクランクケースと、
   前記クランクケースに突き当てられる縁部を有し、前記クランクケースの側壁の外側から前記クランクケースに接続され、前記側壁との間にフライホイールマグネトウ室を区画するカバーと、
   前記フライホイールマグネトウ室に収容されたフライホイールマグネトウと、
   前記カバーの縁部から離間した位置において前記クランクケース内から前記カバー内に渡って形成された潤滑油通路と、を備え、
   前記クランク軸の軸方向から見て、前記カバーの縁部は、前記フライホイールマグネトウの半径方向外側に膨出する膨出部分を有し、
   前記クランク軸の軸方向から見て、前記潤滑油通路は前記カバーの前記膨出部分の内側に配置されている、自動二輪車用エンジン。
2. 前記クランク軸の軸方向から見て、前記膨出部分は前記クランク軸よりも上方に形成されている、
   請求項１に記載の自動二輪車用エンジン。
3. 前記クランク軸の軸方向から見て、前記膨出部分の内側に配置されたスタータモータの出力歯車をさらに備えている、
   請求項２に記載の自動二輪車用エンジン。
4. 前記潤滑油通路は、前記クランクケースおよび前記カバーとは別体の部材によって構成されている、
   請求項１に記載の自動二輪車用エンジン。
5. 前記クランクケースは、前記側壁よりも外側に突出する第１のボス部を有し、
   前記カバーは、前記縁部から離間した位置において、前記クランクケースの第１のボス部に対向するように当該第１のボス部に向かって突出する第２のボス部を有し、
   前記潤滑油通路は、前記第１のボス部と前記第２のボス部とに架け渡された中空部材により構成されている、
   請求項４に記載の自動二輪車用エンジン。
6. 前記中空部材によって回転自在に支持された歯車をさらに備えている、
   請求項５に記載の自動二輪車用エンジン。
7. スタータモータをさらに備え、
   前記歯車は、前記スタータモータの駆動力を前記クランク軸に向かって伝達する歯車である、
   請求項６に記載の自動二輪車用エンジン。
8. 前記カバーの内部に形成され、前記潤滑油通路から前記フライホイールマグネトウのコイルと対向する位置にまで延びるカバー側オイル通路をさらに備えている、
   請求項１に記載の自動二輪車用エンジン。

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