JP4839167B2

JP4839167B2 - 車輌用エンジン

Info

Publication number: JP4839167B2
Application number: JP2006256160A
Authority: JP
Inventors: 恭人高野; 靖卓小林
Original assignee: Kawasaki Jukogyo KK
Current assignee: Kawasaki Motors Ltd
Priority date: 2006-09-21
Filing date: 2006-09-21
Publication date: 2011-12-21
Anticipated expiration: 2026-09-21
Also published as: US20080072861A1; JP2008075572A; US7628131B2

Description

本発明は、クランクケースの上側に配置された始動モータと、該始動モータの動力をクランク軸に伝達する始動ギヤ列と、を有する始動装置を備えた車輌用エンジンに関する。

この種の車輌用エンジンの従来例として、特許文献１に記載された自動二輪車用エンジンがある。図８は上記従来例の始動装置の断面図であり、クランクケース２００の上側に始動モータ２０１が配置されており、該始動モータ２０１の出力ギヤ（出力ピニオン）２０２と、クランク軸２０３とを、複数の始動アイドルギヤ２０５，２０６及びクランク軸２０３上の始動ギヤ２０７等からなる始動ギヤ列、並びにワンウエイクラッチ２１０により、動力伝達可能に連結している。

始動ギヤ列を収納する始動ギヤ室２１２は、クランクケース２００のクランク軸方向の端面に締着された第１の始動ギヤ室カバー２１４と、第１の始動ギヤ室カバー２１４に締着された第２の始動ギヤ室カバー２１５とで囲まれている。

両始動ギヤ室カバー２１４，２１５はクランクケース２００の上面より上方に突出しており、第１の始動ギヤ室カバー２１４の上方突出部分にクランク軸２０３と平行な円筒形のモータ取付孔２２０が形成され、該モータ取付孔２２０に、始動モータ２０１の出力ギヤ側の円筒形端部２２２が嵌合している。始動モータ２０１の出力ギヤ側とは反対側の端部２２３は、クランクケース２００の上側に形成された取付部２２４にボルト２２５等により締着されている。

始動ギヤ列は２本の始動アイドル軸２３０、２３１を備えており、各始動アイドル軸２３０，２３１に前記始動アイドルギヤ２０５，２０６がそれぞれ回転自在に支持されている。各始動アイドルギヤ２０５，２０６はそれぞれ大径ギヤ部２０５ａ，２０６ａと小径ギヤ部２０５ｂ、２０６ｂとを備え、上側の始動アイドルギヤ２０５の大径ギヤ部２０５ａは始動モータ２０１の出力ギヤ２０２に噛み合い、上側の始動アイドルギヤ２０５の小径ギヤ部２０５ｂは下側の始動アイドルギヤ２０６の大径ギヤ部２０６ａに噛み合い、下側の始動アイドルギヤ２０６の小径ギヤ部２０６ｂは始動ギヤ２０７と噛み合っている。始動ギヤ２０７はワンウエイクラッチ２１０を介してクランク軸２０３と連結し、始動モータ２０１からの始動用の動力のみをクランク軸２０３に伝達するように構成されている。

また、別の従来例として、クランクケースをクランク軸の軸芯を通る平面で上下に２分割し、上部クランクケース部材の上壁にモータ取付孔を形成した車輌用エンジンもある（特許文献２）。
特開２００６−２２６２５８号公報。特開２０００−１２０５１５号公報。

図８の従来例のように、クランクケース２００とは別体の第１の始動ギヤ室カバー２１４にモータ取付孔２２０を形成し、該モータ取付孔２２０に始動モータ２０１の出力ギヤ側の円筒形端部２２２を嵌合している構造では、始動モータ２０１の位置がクランク軸方向の始動ギヤ室２１２側に大きく偏ると共に、始動ギヤ室２１２がクランク軸方向の外方に張り出し、エンジンの幅方向（クランク軸方向）の寸法が増大し、エンジンが大形化する。

また、始動モータ２０１及び始動ギヤ列の組み付け時、クランクケース２００に支持されたクランク軸２０３の軸芯Ｏ1に対し、クランクケース２００とは別体の第１の始動ギヤ室カバー２１４に支持された始動モータ２０１の出力ギヤ２０２の軸芯Ｏ5の位置を、所定の相対位置に正確に設定しなければならず、始動モータ２０１及び始動ギヤ列の組み付けに手間がかかる。

一方、別の従来例のように、上下割りクランクケースの上部クランクケース部材にモータ取付孔を形成する構造では、左右割りの一方のクランクケース部材に形成する場合に比べ、モータ取付孔の加工に手間がかかる。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、始動モータ及び始動ギヤ列をコンパクトに配置できるようにすることにより、エンジンの小形化を図ると共に、始動モータの取付を容易でできるようにすることを目的としている。

前記課題を解決するため、請求項１記載の発明は、クランク軸を収納するクランクケースの上側に配置された始動モータと、該始動モータの動力を前記クランク軸に伝達する始動ギヤ列と、を有する始動装置を備えた車輌用エンジンにおいて、前記クランクケースは、前記クランク軸の一端部を支持する一方のクランクケース部材と、前記クランク軸の他端部を支持する他方のクランクケース部材とに、クランク軸方向の両側に分割され、前記一方のクランクケース部材の上壁に、前記始動モータの出力ギヤ側の一方の端部を嵌合するモータ取付孔を有する第１のモータ取付部が形成され、前記他方のクランクケース部材の上壁に、前記始動モータの他方の端部を締結具により締結する第２のモータ取付部が形成され、前記始動ギヤ列の始動アイドル軸は、クランク軸方向に見て、少なくとも２箇所以上に配置されており、前記他方のクランクケース部材の上端部には、前記クランクケースの上壁から上方に突出すると共に、クラッチ室の周壁の一部を構成するクラッチ室壁が形成され、前記第１のモータ取付部は、前記クランクケースの上壁から上方に突出すると共に、前記始動ギヤ列を収納する始動ギヤ室の周壁の一部として構成され、前記始動モータは、クランク軸方向に見て、前記クラッチ室壁及び前記第１のモータ取付部に重なるように、前記第１のモータ取付部と前記クラッチ室壁との間に配置されている。

上記構成によると、（１）クランクケース部材にモータ取付孔を形成しているので、エンジンのクランク軸方向の幅を短縮できると共に、始動モータをクランク軸方向のシリンダ中心付近に配置でき、これにより、エンジンのコンパクト化及びマスの集中化を達成できる。

（２）始動アイドル軸を２本以上設けているので、たとえば、始動アイドル軸を１本のみ備えている始動ギヤ列に比べ、始動アイドルギヤの径を大きくすることなく所定の減速比を得ることができると共に、始動アイドルギヤの配置の自由度が増加し、始動ギヤ列を所望の空間部にコンパクトに配置できる。

（３）左右割りの一方のクランクケース部材に、モータ取付孔を有する第１のモータ取付部を形成しているので、上下割りのクランクケース部材に加工する場合に比べ、モータ取付孔の加工が、クランク軸、変速用の入力軸、出力軸等の支持孔の加工と共に、精度良く簡単に行える。

（４）上記構成によると、クランク軸方向に見たエンジンの形状をコンパクトにできる。特に、上下方向の寸法をコンパクトにできる。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の車輌用エンジンにおいて、前記クラッチ室壁には、前記始動モータに対応する部分に、前記始動モータ側とは反対側に凹む凹部を形成している。

上記構成によると、クラッチ室壁と第１のモータ取付部と間に始動モータを挿入し、モータ取付孔に始動モータの端部を嵌合する作業が、クラッチ室壁に干渉することなく、容易に行うことができる。

図１〜図７は、本発明にかかる車輌用エンジン及び該エンジンを搭載した騎乗型四輪走行車を示しており、これらの図面に基づいて本発明の一実施の形態を説明する。

［騎乗型四輪走行車の全体構造］
図１は騎乗型四輪走行車の左側面図であり、車体フレーム１の前部に左右一対の前車輪２が支持され、車体フレーム１の後部にスイングアーム４を介して左右一対の後車輪３が支持され、前車輪２と後車輪３との間にエンジンＥが搭載され、車体フレーム１の上部には、前側から順に、ハンドル装置７、燃料タンク８及びシート９が備えられている。エンジンＥの本体は、クランクケース１０と、該クランクケース１０の前部の上面に締結されたシリンダ１１と、該シリンダ１１の上面に締結されたシリンダヘッド１２と、該シリンダヘッド１２の上面に締結されたシリンダヘッドカバー１３等から構成されている。シリンダヘッド１２の上端部には、吸、排気弁駆動用のカム軸１４が前後一対配置されており、該カム軸１４は、図示しないチェーン伝達機構によりクランク軸２０に連結されている。シリンダ１１の後面には、前記チェーン伝達機構のチェーンに張力を付与するチェーンテンショナー１５が、後方突出状に設けられている。クランクケース１０の左側面にはジェネレータカバー１６が取り付けられ、クランクケース１０の上側であって、シリンダ１１の後面の近傍位置に、始動モータ１８が配置され、また、始動モータ１８は前記チェーンテンショナー１５の下方に位置している。

［エンジンの全体構成］
図２はジェネレータカバー１６の一部を取り除いて示すエンジンＥの左側面図、図３はエンジンＥの縦断右側面図、図４は図２のIV-IV断面展開図、図５は図３のV-V断面展開図である。

図３において、クランクケース１０の前部には、クランク軸２０を収納するクランク室２１が形成され、クランクケース１０の後部には、ギヤ式変速機２２を収納するトランスミッション室２３が形成され、クランク室２１とトランスミッション室２３とは仕切り壁２４により仕切られている。

ギヤ式変速機２２は、変速用の入力側ギヤ群２５を備えた入力軸２６と、変速用の出力側ギヤ群２７を備えた出力軸２８と、後進用アイドルギヤ２９を備えた後進用アイドル軸３１と、シフト用のチェンジドラム３２等と、を備えている。出力軸２８はトランスミッション室２３の後部に配置されており、出力軸２８の軸芯Ｏ2はクランク軸２０の軸芯Ｏ1よりやや上方に位置し、出力軸２８と仕切り壁２４の前後方向間に、入力軸２６と後進用アイドル軸３１とが配置されている。

クランク軸２０の軸芯Ｏ1と出力軸２８の軸芯Ｏ2とを結ぶ線Ｍを軸レイアウトの基準線とした場合、入力軸２６の軸芯Ｏ3と後進用アイドル軸３１の軸芯Ｏ4とは、基準線Ｍに対して略上下対称に位置している。チェンジドラム３２は、その軸芯Ｏ7が後進用アイドル軸３１の軸芯Ｏ4よりも後下方に位置し、かつ、出力軸２８の軸芯Ｏ2よりも前下方に位置するように配置されている。

図５において、クランクケース１０は、左右幅（車幅方向の幅）の略中央の垂直な分割面（合わせ面）３４により、左クランクケース部材１０ａと右クランクケース部材１０ｂとに２分割されている。右クランクケース部材１０ｂの右端部には、クラッチ室３５の周壁の一部（左側壁部）を構成するクラッチ室壁３６が右クランクケース部材１０ｂと一体に形成され、該クラッチ室壁３６の右端面にはクラッチケース３９がボルト４０等により締着され、クラッチケース３９の右端面にはクラッチカバー４１が締着されている。クラッチ室３５には、入力軸２６の右端部に装着された多板式摩擦クラッチ４２が収納されている。上記クラッチ室壁３６，クラッチケース３９及びクラッチカバー４１は、クランクケース１０の上壁よりも上方に突出している。

［始動ギヤ室及び始動ギヤ列の構成］
図４において、左クランクケース部材１０ａの上壁の左端部には、上方に突出する第１のモータ取付部４６が左クランクケース部材１０ａと一体に形成されている。第１のモータ取付部４６は始動ギヤ室４８の右側壁を兼ねており、第１のモータ取付部４６の左端面には、前記ジェネレータカバー１６と一体成形された始動ギヤ室カバー４７が締着されている。該始動ギヤ室カバー４７と第１のモータ取付部４６とにより、始動ギヤ室４８を構成している。始動ギヤ室カバー４７には、ギヤ組み付け及び点検用の円形の窓孔５０が形成され、該窓孔５０には円形の蓋５２が着脱自在に嵌着されている。

第１のモータ取付部４６には、クランク軸２０の軸芯Ｏ1と平行な孔中心線Ｏ6を有する円形のモータ取付孔５５が形成され、該モータ取付孔５５に、始動モータ１８の出力ギヤ５６側の円筒形端部５７がＯリング５８を介して嵌合している。前記出力ギヤ５６は、クランク軸２０と平行に始動ギヤ室４８内に突出している。

始動ギヤ列は、前記始動モータ１８の出力ギヤ５６と、２本の第１，第２の始動アイドル軸６１，６２と、第１の始動アイドル軸６１に設けられた大径の第１の始動アイドルギヤ６３及び小径の第２の始動アイドルギヤ６４と、第２の始動アイドル軸６２に一体成形された第３の始動アイドルギヤ６５と、クランク軸２０に嵌合する始動ギヤ６６と、から構成されている。

第１の始動アイドル軸６１は、第１のモータ取付部４６に形成された支持凹部７１と、蓋５２に形成された支持凹部７２とにより、両持ち状に支持されている。第１の始動アイドルギヤ６３は、始動モータ１８の出力ギヤ５６に噛み合うと共に、トルクリミッタ７４を介して第１の始動アイドル軸６１に連結し、第２の始動アイドルギヤ６４は第１の始動アイドル軸６１に固着（たとえば螺着）されている。第２の始動アイドル軸６２は、左クランクケース部材１０ａの左端面に形成された支持凹部７５と、始動ギヤ室カバー４７に形成された支持凹部７６とにより、両持ち状に支持されており、第３の始動アイドルギヤ６５は、第２の始動アイドルギヤ６４及び始動ギヤ６６に噛み合っている。始動ギヤ６６は、ワンウエイクラッチ６７を介してジェネレータ１７のロータ７７に連結し、該ロータ７７はクランク軸２０に固着されている。すなわち、始動モータ１８の始動用の動力は、始動ギヤ室４８内の出力ギヤ５６、第１の始動アイドルギヤ６３、トルクリミッタ７４、第１の始動アイドル軸６１、第２の始動アイドルギヤ６４、第３の始動アイドルギヤ６５、始動ギヤ６６、ワンウエイクラッチ６７及びロータ７７を介してクランク軸２０に伝達される。

［始動モータの取付構造］
図２は、始動ギヤ列の各軸及びギヤ等の配列を明確に示している。図２において、始動モータ１８は、出力ギヤ５６の軸芯（モータ軸芯）Ｏ5が、入力軸２６の軸芯Ｏ3の略直上に位置するように配置されている。第１の始動アイドル軸６１は、出力ギヤ５６の前下方に配置され、第２の始動アイドル軸６２は、第１の始動アイドル軸６１のさらに前下方に配置されると共に始動ギヤ６６の上端からやや後上方に配置されている。

図３において、前記第１のモータ取付部４６は、クランクケース１０のトランスミッション室２２の上壁の前端部から、略後上方に突出するように形成されている。

図６は図５の始動モータ１８の近辺の拡大図、図７は図６の左側面図である。図６において、始動モータ１８の出力ギヤ側（左側）の円筒形端部５７は、前述のように、左クランクケース部材１０ａに一体成形された第１のモータ取付部４６のモータ取付孔５５に、Ｏリング５８を介して嵌合している。一方、始動モータ１８の右端の下端部には、右方に延びるボス部８０が形成され、該ボス部８０は、右クランクケース部材１０ｂの上壁に形成された第２のモータ取付部８１の上面に載置され、上方から挿入されたボルト８３により、第２のモータ取付部８１の上面に締結されている。

図６のように、始動モータ１８は、クランクケース１０の上壁の上側に配置されると共に、左側の第１のモータ取付部４６と右側のクラッチ室壁３６との間に配置されているので、図７のように、クランク軸方向に見て、第１のモータ取付部４６と、始動モータ１８と、クラッチ室壁３６の上方突出部分とは、互いに重なり合っている。

また、図６において、右側のクラッチ室壁３６には、右方に凹む凹部８５が形成されており、該凹部８５はクランクケース１０の上端面からクラッチ室壁３６の上端まで至っている。このような凹部８５を形成することにより、始動モータ１８のボス部８０の右端Ｐ1より右方領域に、始動モータ取付作業時に利用する作業スペースＤ１を確保している。上記作業スペースＤ１は、左側のモータ取付孔５５に対する始動モータ１８の円筒形端部５７の差し込みストローク（嵌合幅）Ｓ１よりも大きく設定されている。

［始動モータ及び始動ギヤ列等の取付作業］
（１）図６において、始動モータ１８は、図６に示す取付位置よりも差込みストロークＳ１程度右側にずらせた状態で、クラッチ室壁３６と第１のモータ取付部４６との間に上方から挿入される。この時、ボス部８０は前記作業スペースＤ１内に挿入される。挿入後、始動モータ１８を、図６に示す取付位置まで左方に移動することにより、円筒形端部５７をモータ取付孔５５に嵌合する。そして、上方からボルト８３をボス部８０に挿入し、第２のモータ取付部８１の上面にボス部８０を締着する。図７において、始動モータ１８を取り付けた状態において、始動モータ１８は前記チェーンテンショナー１５の下方に位置している。

（２）図４において、左クランクケース部材１０ａに、第１，第２の始動アイドル軸６１，６２を取り付け、蓋５２を外した状態の始動ギヤ室カバー４７をジェネレータカバー１６と共に、第１のモータ取付部４６及び左クランクケース部材１０ａの左端面に取り付け、そして、窓孔５０に蓋５２を締着する。

［実施の形態における効果］
（１）図３のように、入力軸２６と後進用アイドル軸３１とを、クランク軸２０の軸芯Ｏ1と出力軸２８の軸芯Ｏ2とを結ぶ基準線Ｍの上下に分けて配置し、始動モータ１８を、そのモータ軸芯Ｏ5が入力軸２６の略真上にくるように配置しているので、クランクケース１０の前後方向の寸法を短くでき、エンジンの前後方向幅をコンパクトにできる。

（２）図４において、クランクケース１０を左右のクランクケース部材１０ａ，１０ｂに分割し、一方のクランクケース部材、たとえば左クランクケース部材１０ａに、モータ取付孔５５を有する第１のモータ取付部４６を一体に形成しているので、始動モータ１８の取付位置が左方に大きく偏ることがなくなると共に、始動ギヤ室４８がクランクケース１０から左方に大きく張り出すことがなく、エンジンの左右方向幅をコンパクトにすることができる。

（３）図５において、クランクケース１０を左右割りとし、一方、たとえば左クランクケース部材１０ａにモータ取付孔５５を有する第１のモータ取付部４６を一体に形成しているので、左クランクケース部材１０ａの機械加工の際に、モータ取付孔５５の加工を、入力軸２６、出力軸２８，チェンジドラム３２及び図４のクランク軸２０の支持孔の加工と同時に行うことができ、モータ取付孔５５を簡単かつ精度良く加工することができる。

（４）図５に示すように、クランクケース１０の上側に配置される始動モータ１８を、クランクケース１０の上壁から上方に突出するクラッチ室壁３６と、同様にクランクケース１０の上壁から上方に突出する第１のモータ取付部４６との間に配置し、クランク軸方向に見て、始動モータ１８とクラッチ室壁３６と第１のモータ取付部４６とが、互いに重なる構造としているので、クランク軸方向に見たエンジンの形状をコンパクトにできる。

（５）クラッチ室壁３６に、クランク軸方向の外方側（右方側）へ凹む凹部８５を形成することにより、始動モータ１８の右端Ｐ１の右方に、一定広さの取付作業スペースＤ１を確保しているので、始動モータ１８の取付作業時、クラッチ室壁３６に干渉することなく、始動モータ１８をモータ取付孔５５に嵌合することができ、取付作業が容易になる。

（６）図４において、始動ギヤ列内に、２本の始動アイドル軸６１，６２を配置しているので、１本の始動アイドル軸を備えた構造と比べ、始動ギヤ列の所定の減速比を得る場合に、第２の始動アイドルギヤ６４及び第３の始動アイドルギヤ６５の径を小さくすることができると共に、始動アイドルギヤ６３，６４，６５のレイアウトの自由度が大きくなり、クランク軸方向に見て、始動ギヤ列の形状をコンパクトにすることができる。

［その他の実施の形態］
（１）前記実施の形態では、始動ギヤ室カバー４７はジェネレータカバー１６と一体成形されているが、始動ギヤ室カバー４７を、ジェネレータカバー１６と別体物とすることもできる。

（２）前記実施の形態では、始動ギヤ列内に２本の始動アイドル軸を配置しているが、３本以上配置することも可能である。

（３）本発明は、前記実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された精神を逸脱しない範囲において、各種変形例が含まれる。

産業上の利用分野

本発明は、騎乗型四輪走行車用のエンジンには限定されず、自動二輪車あるいは３輪車等、各所車輌用のエンジンに適用できる。

本発明にかかる車輌用エンジンを搭載した騎乗型四輪走行車の左側面図である。ジェネレータカバーの一部を取り除いて示すエンジンＥの左側面図である。エンジンの縦断右側面図である。図２のIV-IV断面展開図である。図３のV-V断面展開図である。図５の始動モータの近辺の拡大図である。図６の左側面図である。従来例の縦断面図である。

符号の説明

１０クランクケース
１０ａ左クランクケース部材
１０ｂ右クランクケース部材
１１シリンダ
１８始動モータ
２０クランク軸
２６ギヤ式変速機の入力軸
２８ギヤ式変速機の出力軸
３５クラッチ室
３６クラッチ室壁
３９クラッチケース
４１クラッチカバー
４２多板式摩擦クラッチ
４６第１のモータ取付部
４７始動ギヤ室カバー
４８始動ギヤ室
５５モータ取付孔
５６始動モータの出力ギヤ
５７始動モータの円筒形端部
６１第１の始動アイドル軸
６２第２の始動アイドル軸
６３第１の始動アイドルギヤ
６４第２の始動アイドルギヤ
６５第３の始動アイドルギヤ
８１第２のモータ取付部

Claims

クランク軸を収納するクランクケースの上側に配置された始動モータと、該始動モータの動力を前記クランク軸に伝達する始動ギヤ列と、を有する始動装置を備えた車輌用エンジンにおいて、
前記クランクケースは、前記クランク軸の一端部を支持する一方のクランクケース部材と、前記クランク軸の他端部を支持する他方のクランクケース部材とに、クランク軸方向の両側に分割され、
前記一方のクランクケース部材の上壁に、前記始動モータの出力ギヤ側の一方の端部を嵌合するモータ取付孔を有する第１のモータ取付部が形成され、
前記他方のクランクケース部材の上壁に、前記始動モータの他方の端部を締結具により締結する第２のモータ取付部が形成され、
前記始動ギヤ列の始動アイドル軸は、クランク軸方向に見て、少なくとも２箇所以上に配置されており、
前記他方のクランクケース部材の上端部には、前記クランクケースの上壁から上方に突出すると共に、クラッチ室の周壁の一部を構成するクラッチ室壁が形成され、
前記第１のモータ取付部は、前記クランクケースの上壁から上方に突出すると共に、前記始動ギヤ列を収納する始動ギヤ室の周壁の一部として構成され、
前記始動モータは、クランク軸方向に見て、前記クラッチ室壁及び前記第１のモータ取付部に重なるように、前記第１のモータ取付部と前記クラッチ室壁との間に配置されていることを特徴とする車輌用エンジン。
前記クラッチ室壁には、前記始動モータに対応する部分に、前記始動モータ側とは反対側に凹む凹部が形成されていることを特徴とする請求項１記載の車輌用エンジン。