JP4785726B2 - 車両用パワーユニット - Google Patents

Description

本発明は、重量を増加させることなく剛性を強化した車両用パワーユニットに関する。

自動三輪車においては、伝動装置を収容する伝動ケースと、差動ギア（差動装置）を収容するギアケースによってパワーユニットが形成され、このパワーユニットがスイングアームの役割を果たすため、伝動ケースとギアケースの剛性が要求される（例えば、特許文献１参照）。

実開昭６０−１７９５２５号公報

しかしながら、差動装置が収容されるギアケースは大きくなるため、補強リブを設けて剛性を確保しようとすると重量が増加してしまうという課題があった。

本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、重量を増加させることなく剛性を強化した車両用パワーユニットを提供することを目的とする。

前記課題を解決するために、本発明に係る車両用パワーユニットは、車両（例えば、実施形態における自動三輪車１）に搭載され、クランクシャフトから回転駆動力を出力する内燃機関（例えば、実施形態におけるエンジン３９）と、クランクシャフトの回転駆動力を駆動輪シャフト（例えば、実施形態における後輪シャフト５３Ｌ，５３Ｒ）に伝達する伝動装置及び差動装置とを有し、車体に揺動自在に支持されるものであり、車両前後方向に延び、伝動装置を収容する伝動ケースと、この伝動ケースの後部の側部に取り付けられ、差動装置を収容するギアケースとを有し、伝動ケース及びギアケースの各々の後部外周面にマフラー支持部が形成され、マフラーの外周面に車両左右方向に延びる板状の取付部材が設けられ、マフラーは、取付部材を伝動ケース及びギアケースにそれぞれ形成されたマフラー支持部間を跨ぐように配置させてマフラー支持部に固定することにより、車両左右方向に延びるように取り付けられる。

このような本発明に係る車両用パワーユニットにおいて、伝動ケース及びギアケースは、後部の外側上面において後方に向かって斜め下方に傾斜する傾斜面を有し、マフラー支持部は、この傾斜面に斜め上方に延びるように形成され、取付部材は、側面視において後方斜め下方に延びるように配置されてマフラー支持部に固定されることが好ましい。

また、マフラーの外周面には、上下に略平行に並んだ二つの前記取付部材が設けられており、取付部材は、二つの取付部材の間にスペーサーが挿入された状態でマフラー支持部に固定されることが好ましい。

本発明に係る車両用パワーユニットを以上のように構成すると、マフラー支持部を伝動ケース及びギアケースの各々に設け、このマフラー支持部を繋ぐようにマフラーを取り付けることにより、このマフラーを伝動ケース及びギアケースを繋ぐ剛体として機能させることができる。これにより、ケース全体の剛性を確保できるので、これらの伝動ケース及びギアケースに設ける補強リブ等を少なくすることができ、各々のケースの軽量化を図ることができる。また、マフラーを伝動ケース若しくはギアケースのいずれか一方に取り付けた場合に比べて、このマフラーを支持する間隔を広げることができるので、マフラーの表面で発生する振動をより効果的に抑えることができ、マフラーの表面からの固体伝搬音を低減することができる。

なお、伝動ケース及びギアケースの後部の外側上面に、後方に向かって斜め下方に傾斜する傾斜面に設け、この傾斜面にマフラー支持部を設けることにより、この傾斜面の上方にマフラーを配置できるので、取り付け作業が簡便となるのに加えて、マフラーの地上からの高さを低く抑えることができる。

また、マフラー支持部を、伝動ケース及びギアケースの外側端部に設けることにより、マフラーの支持間隔を最大限広げることができ、上記固体伝搬音を効果的に低減することができる。

さらに、マフラーを車体左右方向に延出するように配置することにより、このマフラーの径を大きく取ることができるというメリットがあり、また、このように配置することにより、上述の支持方法によりマフラーの表面の振動による固体伝搬音を効果的に低減することができる。

以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照して説明する。まず、図１を用いて本発明に係る車両用パワーユニット（以降の説明では、単に「パワーユニット」と呼ぶ）が搭載される自動三輪車１について説明する。１個の前輪２と２個の後輪３Ｌ，３Ｒを有した自動三輪車１は、前輪２を有した前車体４と、後輪３Ｌ，３Ｒを有した後車体５とを揺動機構６を介して連結することで、前車体４に対して後車体５を上下スイング自在及び左右ローリング自在に連結した車両である。

前車体４は、側面視においてＵ字状に形成された車体フレーム７を有し、この車体フレーム７の前端部に操舵機構８を介して前輪２が回転自在に取り付けられている。操舵機構８は、車体フレーム７の前部に取り付けられ、上下方向に延びるヘッドパイプ９を有し、このヘッドパイプ９には、図示しないステアリングシャフトが回転自在に取り付けられている。そして、ステアリングシャフトの下端にフロントフォーク１０が取り付けられ、このフロントフォーク１０の下端に上述の前輪２が回転自在に取り付けられている。一方、ステアリングシャフトの上端にはハンドルポスト１１が取り付けられており、さらにこのハンドルポスト１１の上端にハンドル１２が取り付けられている。また、車体フレーム７の後部の上部には、シート１３が取り付けられており、このシート１３に搭乗した運転者によりハンドル１２が操作されて、前輪２が操舵可能に構成されている。

ハンドル１２の前方には、フロントカバー１４が設けられており、このフロントカバー１４の上部に、ワイパー１５を備えるウインドスクリーン１６が取り付けられている。また、ハンドル１２とシート１３との間の下方にステップフロア１７が設けられている。さらに、シート１３の後方から左右一対のポスト１８を立ち上げ、ウインドスクリーン１６とポスト１８とにルーフ１９が取り付けられ、また、シート１３の後方に荷室２０が配置されている。前輪２の上方にはこの前輪２を覆うようにフロントフェンダ２１が取り付けられており、フロントカバー１４には、ヘッドランプ２２やバックミラー２３が取り付けられている。なお、前車体４のシート１３の下方には、燃料タンク２４が設けられ、この燃料タンク２４内に設けられた燃料ポンプ２５により後述するパワーユニット２６に燃料が供給される。

後車体５には、後輪３Ｌ，３Ｒを駆動するパワーユニット２６が設けられている。このパワーユニット２６には、吸気装置２７、及び、触媒管２８やマフラー２９を有する排気装置３０が取り付けられており、全体がエンジンカバー３１により覆われている。なお、パワーユニット２６の詳細については、後述する。

揺動機構６は、リンク３２、及び、ジョイントケース３３で構成される。車体フレーム７の下部から下方に延びるリンク３２は、この車体フレーム７に対して前後方向に所定の角度範囲で揺動可能に取り付けられている。さらに、このリンク３２の下端部には、後方に延びるジョイントケース３３がこのリンク３２に対して上下方向に揺動自在に取り付けられている。

ジョイントケース３３は、一端がリンク３２に枢結されるケース本体３３ａと、このケース本体３３ａの他端側に挿入され、後方に延びる軸を中心にダンパを３３ｄを介してこのケース本体３３ａに対して相対回転可能に取り付けられたジョイントシャフト３３ｂと、このジョイントシャフト３３ｂとパワーユニット２６の下部とを連結するブラケット３３ｃとから構成される。また、このジョイントケース３３は、一端が車体フレーム７の後部に枢結され、他端がジョイントケース３３のケース本体３３ａに枢結されたクッション３４により支持されている。なお、ダンパ３３ｄは、ジョイントシャフト３３ｂから径方向に延ばした複数の押圧部材とケース本体３３ａとの間に複数の円柱状のラバーを介在させ、押圧部材とケース本体３３ａとの相対回転によりラバーを押し縮めることでダンパ作用を発揮する、いわゆる「ナイトハルトダンパ」である。

それでは、パワーユニット２６について図２〜図４を用いて説明する。なお、本実施例においては、図２における矢印Ｆの方向を前方とし、矢印Ｕの方向を上方として説明する。パワーユニット２６は、シリンダヘッド４０及びエンジンケース４１からなるエンジン３９と、伝動ケース４２に格納された伝動装置５７と、ギアケース６８に格納された差動装置６３とから構成される。

エンジンケース４１には、車体前後方向に延びるように嵌め込まれたシリンダスリーブ４３に囲まれてシリンダ室４３ａが形成されており、このシリンダ室４３ａには、前後方向に摺動自在にピストン４４が配設されている。さらに、このピストン４４はコンロッド４５を介してエンジンケース４１に回転自在に保持されるクランクシャフト４６に接続されている。そして、シリンダスリーブ４３、シリンダヘッド４０及びピストン４４で形成される燃焼室４７には、シリンダヘッド４０に形成された吸気口及び排気口が連通している。

エンジンケース４１に車体左右方向に延びるように取り付けられたクランクシャフト４６は、左クランクシャフト半体４６Ｌと右クランクシャフト半体４６Ｒとから構成されており、両クランクシャフト半体４６Ｌ，４６Ｒを繋いで配設されたクランクピン５０を介して、コンロッド４５が接続されている。これらのクランクシャフト半体４６Ｌ，４６Ｒは、左右のベアリング５１，５２を介してエンジンケース４１に保持される。

シリンダヘッド４０には、吸気バルブ及び排気バルブを開閉するためのカムが形成されたカムシャフト７３が回転自在に設けられており、このカムシャフト７３にはカムドリブンギア７４が取り付けられている。一方、クランクシャフト４６のカムドリブンギア７４と対向する位置にはカムドライブギア７５が取り付けられており、これらのギア７４，７５にカムチェーン７６が巻き掛けられている。そのため、クランクシャフト４６が回転すると、カムドライブギア７５の回転がカムチェーン７６を介してカムドリブンギア７４に伝達されてカムシャフト７３が回転し、吸気バルブ及び排気バルブが開閉する。

エンジンケース４１の左側側部には伝動ケース４２が取り付けられており、左クランクシャフト半体４６Ｌのジャーナル部は、この伝動ケース４２内に突出して配置されている。伝動ケース４２には、クランクシャフト４６の後方に位置してこのクランクシャフト４６と平行に延び、伝動ケース４２に回転自在に保持される後輪シャフト５３が取り付けられており、さらにその後方に、クランクシャフト４６と平行に延びて伝動ケース４２に回転自在に保持されるカウンタシャフト５４が取り付けられている。

伝動ケース４２の左側側面には、左カバー部材５５が取り付けられており、この伝動ケース４２と左カバー部材５５とで囲まれた伝動装置室５６内に、伝動装置（変速装置）５７が格納されている。伝動装置５７は、伝動装置室５６内に延びる左クランクシャフト半体４６Ｌのジャーナル部に取り付けられて一体回転するドライブプーリ５８、カウンタシャフト５４の左端部に取り付けられてこのカウンタシャフト５４に対して相対回転するドリブンプーリ５９、カウンタシャフト５４の略中央部に取り付けられ、ドリブンプーリ５９とカウンタシャフト５４とを係脱するクラッチ６０、及び、ドライブプーリ５８とドリブンプーリ５９とに巻き掛けられてドライブプーリ５８の回転をドリブンプーリ５９に伝達するＶベルト６１から構成される。

ドライブプーリ５８は、左クランクシャフト半体４６Ｌのジャーナル部に一体回転可能に取り付けられた固定プーリ半体５８ａと、この固定プーリ半体５８ａに対して軸方向に相対移動可能でかつ左クランクシャフト半体４６Ｌと一体回転可能な可動プーリ半体５８ｂとから構成され、Ｖベルト６１は、これらの固定及び可動プーリ半体５８ａ，５８ｂに挟持される。一方、ドリブンプーリ５９は、カウンタシャフト５４に相対回転可能に取り付けられた固定プーリ半体５９ａと、この固定プーリ半体５９ａに対して軸方向に相対移動可能でかつカウンタシャフト５４に対して相対回転可能な可動プーリ半体５９ｂとから構成され、Ｖベルト６１は、これらの固定及び可動プーリ半体５９ａ，５９ｂに挟持される。そのため、ドライブプーリ５８及びドリブンプーリ５９のプーリ幅を可変設定することにより、Ｖベルト６１の両プーリ５８，５９に対する巻き掛け半径を連続的に変化させて伝動比を無段階に（連続的に）制御することができる。

伝動ケース４２は、エンジンケース４１よりも後方に延びており、エンジンケース４１の後方における伝動ケース４２の右側側部にギアケース６８が取り付けられており、伝動ケース４２及びギアケース６８で囲まれたキア室８９内に減速ギア列８８及び差動装置６３が格納されている。また、カウンタシャフト５４及び後輪シャフト５３の間であって、ギア室８９内に、これらのシャフト５４，５３と略平行に延びてアイドルシャフト６２が取り付けられている。カウンタシャフト５４及び後輪シャフト５３はこのギア室８９内に延びており、カウンタシャフト５４、アイドルシャフト６２、及び、後輪シャフト５３には減速ギア列８８が配設されている。そのため、クランクシャフト４６の回転によりドライブプーリ５８が回転し、その回転がＶベルト６１を介してドリブンプーリ５９に伝達され、さらに、クラッチ６０からカウンタシャフト５４に伝達される。

なお、後輪シャフト５３は、左端部が左後輪３Ｌに接続された左後輪シャフト５３Ｌと、右端部が右後輪３Ｒに接続された右後輪シャフト５３Ｒとから構成され、これらのシャフト５３Ｌ，５３Ｒは、ギアケース６８内に配設された差動装置６３に接続されている。差動装置６３は、後輪シャフト５３と同軸上に相対回転可能に配置された差動キャリア６４、差動キャリア６４の内部に後輪シャフト５３と直行する方向に貫通して支持されるピニオンシャフト６５、ピニオンシャフト６５の両端に取り付けられた一対のピニオンギア６６、及び、両ピニオンギア６６と噛み合う左右一対のサイドギア６７とから構成され、左右の後輪シャフト５３Ｌ，５３Ｒがそれぞれ左右のサイドギア６７に連結されている。そして、減速ギア列８８により、アイドルシャフト６２を介してカウンタシャフト５４から伝達された回転は、差動装置６３の差動キャリア６４に入力され、ピニオンシャフト６５及び両ピニオンギア６６を介してサイドギア６７に伝達され、左右の後輪シャフト５３Ｌ，５３Ｒに分割されて伝達され、これらの後輪シャフト５３Ｌ，５３Ｒに取り付けられた左右の後輪３Ｌ，３Ｒを回転駆動させる。

なお、伝動ケース４２の前部にはエンジン３９を始動するためのキック始動機構６９が格納されている。このキック始動機構６９は、クランクシャフト４６と略平行に延びるキックシャフト７０及びアイドルシャフト７１と、キックシャフト７０、アイドルシャフト７１及びクランクシャフト４６に配設されたキックギア列７２とから構成される。キックシャフト７０の先端部には図示しないキックペダルが取り付けられており、この自動三輪車１の運転者がキックペダルを蹴り出してキックシャフト７０を回転させることにより、その回転がアイドルシャフト７１及びキックギア列７２を介してクランクシャフト４６に伝達され、エンジン３９が始動するように構成されている。

また、エンジンケース４１の右側側部にはラジエータケース８２が取り付けられており、このラジエータケース８２の前部にはラジエータ８３が取り付けられている。クランクケース４２に設けられた冷却水ポンプ７７及びサーモスタット７８により冷却水がシリンダヘッド４０やエンジンケース４１を循環して冷却し、ラジエータ８３に走行風を当てて、冷却水の熱を放熱するように構成されている。一方、右クランクシャフト半体４６Ｒの先端には発電機７９及び冷却ファン８０が取り付けられている。そのため、クランクシャフト４６の回転により発電機７９で発電するとともに、ラジエータ８３を通過した空気がラジエータケース８２内を通って冷却ファン８０に導かれ、この冷却ファン８０によって前後及び上下方向に送られてパワーユニット２６の内部を効率よく冷却することができる。

このパワーユニット２６の後端部の外側上面には円筒状に形成されたマフラー２９が取り付けられている。このマフラー２９の円周面には、上下に略平行に並んで左右方向に延びる２枚の取付部材９０ａ，９０ｂが取り付けられている。一方、マフラー２９が取り付けられるパワーユニット２６の後端部の外側上面、すなわち、伝動ケース４２及びギアケース６８の後端部の外側上面には、後方に向かって斜め下方に傾斜する傾斜面９１が形成されている。この傾斜面９１には、伝動ケース４２及びギアケース６８の各々から後方でかつ斜め上方に延びるマフラー支持部９２，９３が形成されている。このマフラー２９は、その円筒軸が車体左右方向に延出して延びるように配置されるとともに、取付部材９０ａ，９０ｂが側面視において、マフラー２９の後方斜め下方に延びるようにパワーユニット２６に配置されている。そして、２枚の取付部材９０ａ，９０ｂの間にスペーサー９４ａ，９４ｂを挿入した状態で、これらの取付部材９０ａ，９０ｂとスペーサー９４ａ，９４ｂとを貫通するようにボルト９５，９５を挿入してマフラー支持部９２，９３に締結することにより、マフラー２９はパワーユニット２６に固定される。

このようにマフラー支持部９２，９３を伝動ケース４２及びギアケース６０の各々に設け、このマフラー支持部９２，９３を繋ぐようにマフラー２９を取り付けることにより、このマフラー２９を伝動ケース４２及びギアケース６０を繋ぐ剛体として機能させることができる。これにより、ケース全体の剛性を確保できるので、これらのケース４２，６０に設ける補強リブ等を少なくすることができ、各々のケース４２，６０の軽量化を図ることができる。また、マフラー２９を伝動ケース４２若しくはギアケース６０のいずれか一方に取り付けた場合に比べて、このマフラー２９を支持する間隔を広げることができるので、マフラー２９の表面で発生する振動をより効果的に抑えることができ、マフラー２９の表面からの固体伝搬音を低減することができる。特に、これらのマフラー支持部９２，９３を伝動ケース４２及びギアケース６０の後端部の外側に設けることにより、マフラーの支持間隔を最大限広げることができ、上記固体伝搬音を効果的に低減することができる。

なお、本実施例に示すように、伝動ケース４２及びギアケース６０の後端部の傾斜面９１にマフラー２９を取り付けるように構成することにより、この傾斜面９１の上方にマフラー２９を配置できるので、取り付け作業が簡便となるのに加えて、マフラー２９の地上からの高さを低く抑えることができる。また、上述のようにこのマフラー２９の円筒軸方向を車体左右方向に延出するように配置することにより、このマフラー２９の径を大きく取ることができるというメリットがある。また、このように配置することにより、上述の支持方法によりマフラー２９の表面の振動による固体伝搬音を効果的に低減することができる。なお、実施例ではエンジンケース４１と伝動ケース４２とは別体で構成されているが、エンジンケースと伝動ケースを一体に構成しても良い。

本発明に係るパワーユニットが搭載される自動三輪車を示す左側側面図である。 上記パワーユニットの左側側面図である 上記パワーユニットの平面図である。 上記パワーユニットを後部から見た斜視図である。

符号の説明

１ 自動三輪車（車両）
２６ パワーユニット
２９ マフラー
３９ エンジン（内燃機関）
４２ 伝動ケース
４６ クランクシャフト
５７ 伝動装置
６３ 差動装置
６８ ギアケース
９１ 傾斜面
９２，９３ マフラー支持部

Claims (3)

1. 車両に搭載され、クランクシャフトから回転駆動力を出力する内燃機関と、前記クランクシャフトの前記回転駆動力を駆動輪シャフトに伝達する伝動装置及び差動装置とを有し、車体に揺動自在に支持される車両用パワーユニットであって、
   車両前後方向に延び、前記伝動装置を収容する伝動ケースと、
   前記伝動ケースの後部の側部に取り付けられ、前記差動装置を収容するギアケースとを有し、
   前記伝動ケース及び前記ギアケースの各々の後部外周面にマフラー支持部が形成され、マフラーの外周面に車両左右方向に延びる板状の取付部材が設けられ、
   前記マフラーは、前記取付部材を前記伝動ケース及び前記ギアケースにそれぞれ形成された前記マフラー支持部間を跨ぐように配置させて前記マフラー支持部に固定することにより、車両左右方向に延びるように取り付けられていることを特徴とする車両用パワーユニット。
2. 前記伝動ケース及び前記ギアケースは、後部の外側上面において後方に向かって斜め下方に傾斜する傾斜面を有し、
   前記マフラー支持部は、前記傾斜面に斜め上方に延びるように形成され、
   前記取付部材は、側面視において後方斜め下方に延びるように配置されて前記マフラー支持部に固定されることを特徴とする請求項１に記載の車両用パワーユニット。
3. 前記マフラーの外周面には、上下に略平行に並んだ二つの前記取付部材が設けられており、
   前記取付部材は、二つの前記取付部材の間にスペーサーが挿入された状態で前記マフラー支持部に固定されることを特徴とする請求項１または２に記載の車両用パワーユニット。

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