JP5072686B2

JP5072686B2 - Ｏｈｃ内燃機関のクランクケース構造

Info

Publication number: JP5072686B2
Application number: JP2008094134A
Authority: JP
Inventors: 博栗原; 真一郎欅; 亨西; 一明飯野
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2008-03-31
Filing date: 2008-03-31
Publication date: 2012-11-14
Anticipated expiration: 2028-03-31
Also published as: US20090241892A1; US8051819B2; JP2009243441A

Description

本発明は、チェンガイド係止凹部とチェン落下防止部とがクランクケースに一体に形成されたＯＨＣ内燃機関のクランクケース構造に関するものである。

内燃機関のクランクケースにおけるクランク軸貫通用の開口の外周にチェンガイド係合凹部が形成され、このクランク軸貫通用の開口とチェンガイド係合凹部の近傍の開口とが円形から変形されたダルマ形状に形成され、保守、点検、整備の際に、タイミング無端チェンが、吸排気弁駆動用スプロケットから脱落するためのチェン落下防止部品が、クランクケースと別体のプレートに形成されたＯＨＣ内燃機関が、特許文献１に開示されている。

特開２００６−１０５１３２号公報

特許文献１記載のＯＨＣ内燃機関では、クランクケースと別体のプレートやチェン落下防止部品を別途必要として部品点数が増大し、また、クランクケースに形成された開口の内周面は、半径の小さい円筒面とクランク軸から離れた側の開口の内周面は半径の大きな円筒面とが部分的に重なってダルマ状に形成されているので、そのくびれた部分に応力が集中し易く、これを解消するために、クランクケース壁は厚くなって、重量が増大することが避けられなかった。

本発明は、このような難点を克服したものであり、請求項１ないし請求項３記載の発明は、部品点数が少なくて、構造が簡単かつ軽量のＯＨＣ内燃機関のクランクケース構造を提供することを目的としている。

請求項１記載の発明は、クランク軸（７）が回転可能に枢支されたクランクケース（２）の上方に、シリンダブロック（４）、シリンダヘッド（５）およびシリンダヘッドカバー（６）が順次重ねられて一体に取付けられ、前記クランク軸（７）と一体のチェン駆動スプロケット（８）と、吸排気弁を開閉する吸排気弁駆動用スプロケット（11）とが無端チェン（12）を介して連結され、前記クランク（７）軸を回転自在に軸支する軸受部（13）を有するクランクケース（２）の外壁（15，16）には、クランク軸中心延長線近くに該クランク軸（７）が貫通できる開口（14）が形成され、かつ該クランクケース外壁面には、前記無端チェン（12）を案内するチェンガイド（23）の基端部を係合支持するチェンガイド係止凹部（22）が一体に形成されるとともに、前記チェン駆動スプロケット（８）の下方に位置して前記タイミング無端チェン（12）の落下を防止するチェン落下防止部（24）が設けられて、車両に搭載されるＯＨＣ内燃機関（１）において、前記クランクケース（２）の開口内周面は、前記クランク軸中心を通り水平面ＬＨで仕切られる上下２個の空間の内、該水平面ＬＨより下方の空間を、下方に向う鉛直面ＬＶにより仕切られた２個の空間が特定され、さらに該下方の２個の空間においてクランク軸回転方向側に特定される空間を起端（14Ｘ）とし、前記クランク軸（７）の軸線方向視でクランク軸回転方向と逆方向へ径が増大する螺旋状面に形成されるとともに、前記クランク軸中心を通り前記起端（14Ｘ）を通る面と交差する面で前記螺旋状面の最大半径端（14Ｙ）が終結され、
前記チェンガイド係止凹部（22）は、シリンダ中心延長線に略直交し前記クランク軸（７）の中心線を通る面上に配置されたことを特徴とするＯＨＣ内燃機関のクランクケース構造である。

請求項２記載の発明は、前記チェン落下防止部（24）は、前記チェン駆動スプロケット（８）の周方向に沿い前記クランクケース（２）の外壁面から外方へ向けて一体に突設されて形成されたことを特徴とする請求項１記載のＯＨＣ内燃機関のクランクケース構造である。

請求項３記載の発明は、前記クランクケース（２）の螺旋状開口（14）周辺におけるチェンガイド係止凹部（22）から、前記チェン落下防止部（24）に亘る周方向クランクケース外壁（15，16）は、他の周方向部分よりも厚く形成されたことを特徴とする請求項１または請求項２いずれか記載のＯＨＣ内燃機関のクランクケース構造である。
請求項４記載の発明は、前記チェンガイド係止凹部（22）は、シリンダ中心延長線に略直交し前記クランク軸（７）の中心線を通る面上に配置されたことを特徴とする請求項１ないし請求項３いずれか記載のＯＨＣ内燃機関のクランクケース構造である。

通常の内燃機関では、シリンダが下方または斜下方に向いた状態で運転が行われることが殆んどないので、本願請求項１記載の発明では、前記クランク軸中心を通りシリンダ中心線に対し略直交する位置に配置される極めて剛性の高い前記チェンガイド係止凹部が、前記クランクケースの開口面における最小径の応力集中が生じ易い起端に隣接することがない結果、極めて剛性の高い前記チェンガイド係止凹部付近で応力集中が回避される。

また、前記クランクケースの開口内周面において、前記チェンガイド係止凹部から該開口内周面の終端部に達する部分は、径が大きくなっているため、クランクケースの軽量化が可能となる。

請求項２記載の発明では、前記チェン落下防止部は、クランク軸直下の付近に位置し、前記クランクケースの開口内周面における径の小さな起端に隣接しているため、該開口から突出したクランク軸に嵌着されているチェン駆動スプロケットに巻掛けられているタイミング無端チェンの落下を防止するチェン落下防止部が該チェン駆動スプロケットに接近することができる結果、チェン落下を確実に防止できる。

請求項３記載の発明では、内燃機関の燃焼ガス圧力により、大きな応力が発生するクランク軸中心を通りシリンダ中心線に対し略直交する位置に配置されることが多く、かつ大きな荷重が加えられる極めて剛性の高い前記チェンガイド係止凹部と、大きな強度剛性を有するチェン落下防止部とが厚い壁で連結されるため、応力が分散されて、より確実に応力の集中が阻止される。

以下、図１ないし図７に図示の本発明の一実施形態について説明する。

図１に図示のＯＨＣ内燃機関１は、図示されない自動二輪車に搭載される４ストロークサイクル単気筒内燃機関（多気筒内燃機関であってもよい）であって、ＯＨＣ内燃機関１は、左右割のクランクケース２（図面では右クランクケースのみ図示されている）、その外側面に着脱可能に取付けられたクランクケースカバー３（図面では右クランクケースカバーのみ図示されているが図示されない左クランクケースにも左クランクケースカバーが取付けられている）および左右割のクランクケース２の上方に順次一体に取付けられたシリンダブロック４、シリンダヘッド５、シリンダヘッドカバー６よりなっており、シリンダブロック４、シリンダヘッド５およびシリンダヘッドカバー６は、直立状態より車両前方（図１ないし図３において車両前後方向が図示されている）に向ってやや前傾した姿勢で、自動二輪車に搭載されている。

図１に図示されるように、左右割のクランクケース２には、車巾方向に指向したクランク軸７が時計回りに回転可能に軸支され、右クランクケース２より右方へ突出したクランク軸７の端部にチェン駆動スプロケット８（歯車でも可）が一体に設けられ、シリンダヘッド５の図示されない吸排気ポート中の吸排気弁（図示されず）を開閉駆動する動弁機構９が、シリンダヘッドカバー６内においてシリンダヘッド５に設けられ、動弁機構９のカム軸10の右端に、チェン駆動スプロケット８の倍の歯数の吸排気弁駆動用スプロケット11が一体に設けられ、チェン駆動スプロケット８と吸排気弁駆動用スプロケット11とにタイミング無端チェン12（歯付きベルトでも可）が架渡されており、クランク軸７に連動して前記吸排気弁が開閉駆動されるようになっている。

図３ないし図５に図示されるように、クランクケース２の内壁面には、クランク軸７の軸受（図示されず）を嵌合しうる補強リング13が一体に嵌着され、この補強リング13の中心すなわちクランク軸中心Ｃを略中心とする螺旋状開口14（螺旋の径が中心角の増大に比例せずにこれよりも大きくなる形状であって、オウム貝形状とも称せられる）が形成される。
螺旋状開口14の内周面は、クランク軸中心Ｃを通りクランク軸中心Cから下方へ向う鉛直面ＬＶとクランク軸中心Cを通りクランク軸回転方向側の水平面（ＬＨ）（図２参照）との間を起端（小径部分14Ｘ）とする。螺旋状開口14は、起端14Ｘからクランク軸7の回転方向と逆方向へ径が増大する螺旋状に形成される。螺旋状開口14の内周面は、クランク軸中心Ｃを通り起端14Ｘを通る端面14ａと交差する面上に最大半径端が配置され螺旋が終結する。
螺旋状開口14の最大径部分14Ｙと小径部分14Ｘとを結ぶ端面14ａは、クランク軸中心Ｃ車体斜め後下方に位置しており、図２に図示されるクランク軸中心Ｃの略下方から、後記チェンガイド係合凹部22の上端縁の間のクランクケース２の螺旋状開口14近傍のケース側壁の螺旋開口14を周方向に補強した部分15（図２で交差するハッチで網目状に示された部分）は、クランクケース２の螺旋状開口14近傍におけるケース側壁の他の周方向部分16よりも厚肉に形成されており、燃焼室内の燃焼に伴うクランク軸７から下方に向う力を充分に負担できるように、補強部分15によりクランクケース２が補強されるとともに、前記クランクケース２におけるケース側壁の他の周方向部分16の薄肉化によりクランクケース２の軽量化が可能となっている。

螺旋状開口14では、図２および図３において、クランク軸中心Ｃから裁断線IV−IVが螺旋状開口14と交わった下方箇所の径をｄ１、上方箇所の径をｄ３とし、裁断線V−Vが螺旋状開口14と交わった上方箇所の径をｄ２、下方箇所の径をｄ４とする。
これらの径は、
ｄ１＜ｄ２≦ｄ３＜ｄ４
の関係に設定されている。

図１に図示されるように、右方のクランクケース２およびクランクケースカバー３内の空間と、シリンダブロック４、シリンダヘッド５内の空間とには、タイミング無端チェン12の後方に隣接してカムチェンテンショナ17が配設され、カムチェンテンショナ17は、図２に図示されるように、右クランクケース２の外壁面から右方へ突出した突起18に螺着されたボルト19と、このボルト19に前後へ揺動可能に枢支されたスリッパ20と、シリンダブロック４の後方に配置されてスリッパ20を車体後方から車体前方へ向けて押付ける油圧式テンショナリフタ21とよりなっている。

また、図１に図示されるように、チェン駆動スプロケット８の前方に隣接して、図４、図５に図示されるように、右方のクランクケース２の外壁面から右方へ向って側面視Ｕ字状（図１、図２参照）のチェンガイド係合凹部22が一体に突設され、このチェンガイド係合凹部22にチェンガイド23の下端が上方から下方へ向って挿入係合されている。

さらに、チェン駆動スプロケット８の下方に位置して、チェン駆動スプロケット８の落下を防止するチェン落下防止部24が、右方のクランクケース２の外壁面から右方へ向けて一体に突設され、図２に図示されるように、このチェン落下防止部24は、螺旋状開口14の小径部分14Ｘから螺旋状開口14の内周面に沿い車体前方に向って円弧状に弯曲しており、このチェン落下防止部24の円弧方向略中央部分が、螺旋状開口14と補強部分15との境界部分に位置し、この補強部分15に隣接してチェン落下防止部24の外周面には、クランク軸中心Ｃから放射方向に向って突出する２本の補強リブ25が、周方向に所定の間隔を存して一体に形成されている。

図２および図４に図示されるように、右クランクケース２におけるクランクケースカバー３との当接フランジ26の内、チェン落下防止部24の補強リブ25の下方に位置した部分26ａには、クランクケースカバー３との合せ面から前記部分26ａの左方に向ってオイル通路27が形成され、さらにこれに直交してオイル通路28（図４参照）が形成されており、これらオイル通路27、28は、図示されないオイルポンプから潤滑油を必要とする箇所へ潤滑油を供給するための油通路となっている。

なお、クランクケース２には、シリンダブロック４の直下に位置するクランク室より後方へ配置された図示されない変速機のメイン軸およびカウンタ軸を枢支するための枢支部29、30等が設けられている。

図１ないし図７に図示の実施形態は前述したように構成されているので、下記のような効果を奏することができる。

図示のＯＨＣ内燃機関１では、シリンダブロック４のシリンダ孔上部とシリンダヘッド５との間の図示されない燃焼室内の燃焼ガス圧力により、図示されないピストン、コネクティブロッドを介してクランク軸７からクランクケース２の補強リング13に下向きの大きな荷重が加えられ、クランクケース２を上下に引裂く応力が、クランク軸中心Ｃを通りシリンダ中心線Ｌ１に直交する面Ｌ２がクランクケース２の螺旋状開口14の内周面と交差する部分（チェンガイド係合凹部22が位置する部分と、クランク軸中心Ｃを挟んで反対側の部分）に発生する。

前記チェンガイド係合凹部22が位置するクランクケース２の螺旋状開口14の内周面前方部分は、螺旋状開口14の小径部分14Ｘから中心角度で約135°程度離れているので、この前方部分の曲率半径が大きく、この部分における前記引裂き応力がそれ程大きくなく、かつ剛性の大きなチェンガイド係合凹部22が存在する結果、応力集中が回避される。

また、前記クランクケース２の螺旋状開口14の内周面前方部分に対しクランク軸中心Ｃを挟んで反対側のクランクケース２の螺旋状開口14の内周面後方部分は、径を大きくすることにより、前記上下引裂き応力が小さいので、クランクケース２の壁厚が薄くても、この上下引裂き応力に耐えることができる。

さらに、チェン落下防止部24は、クランクケース２の螺旋状開口14の小径部分14Ｘに隣接して配置されているため、図２に図示されるように、チェン落下防止部24は、チェン駆動用スプロケット８の径方向外方に接近することができ、保守、点検、整備の際のタイミング無端チェン12の脱落を確実に防止することができる。

さらにまた、大きな荷重が加えられるチェンガイド係合凹部22と、剛性の大きなチェン落下防止部24とは、壁厚の厚い補強部分15で相互に連結されているため、チェンガイド係合凹部22の荷重の一部をケース側壁周方向補強部分15を介してチェン落下防止部24も負担できる結果、チェンガイド係合凹部22近傍の応力集中をより一層確実に回避することができる。

しかも、チェン落下防止部24には、クランク軸７から半径方向へ突出する２条の補強リブ25で補強されているので、チェン落下防止部24は、補強部分15により強固に補強部分15に結合される。

また、チェンガイド係合凹部22とチェン落下防止部24との間の補強部分15以外のケース周方向部分16は、壁厚が薄く、かつこの部分における螺旋状開口14の径が大きいため、クランクケース２を軽量化することができる。

さらに、チェンガイド係合凹部22、チェン落下防止部24を、鋳造によりクランクケース２に一体的に構成することができるため、部品点数が少なく、加工工数も削減され、大幅なコストダウンが可能である。

さらにまた、壁厚の厚いケース補強部分15と壁厚の薄い周方向部分16との段差部には、応力が集中し易いが、補強部分15と周方向部分16とに亘ってチェン落下防止部24が一体に設けられているため、このチェン落下防止部24でもって、補強部分15と周方向部分16との段差部が補強され、応力の集中が阻止される。

本発明に係るクランクケース構造を備えたＯＨＣ内燃機関の右側面図である。本発明の一実施形態における右クランクケースの右側面図である。本発明の一実施形態における左クランクケースの左側面図である。図２、図３のIV−IVに沿って裁断した縦断面図である。図２、図３のV−Vに沿って裁断した縦断面図である。図２、図３のVI−VIに沿って裁断した縦断面図である。図２、図３のVII−VIIに沿って裁断した縦断面図である。

符号の説明

１…ＯＨＣ内燃機関、２…クランクケース、３…クランクケースカバー、４…シリンダブロック、５…シリンダヘッド、６…シリンダヘッドカバー、７…クランク軸、８…チェン駆動用スプロケット、９…動弁機構、10…カム軸、11…吸排気弁駆動用スプロケット、12…タイミング無端チェン、13…補強リング、14…螺旋状開口、14Ｘ…小径部分、14Ｙ…最大径部分、15…補強部分、16…周方向部分、17…カムチェンテンショナ、18…突起、19…ボルト、20…スリッパ、21…油圧式テンショナリフタ、22…チェンガイド係合凹部、23…チェンガイド、24…チェン落下防止部、25…補強リブ、26…当接フランジ、27…オイル通路、28…オイル通路、29…枢支部、30…枢支部。

Claims

クランク軸（７）が回転可能に枢支されたクランクケース（２）の上方に、シリンダブロック（４）、シリンダヘッド（５）およびシリンダヘッドカバー（６）が順次重ねられて一体に取付けられ、
前記クランク軸（７）と一体のチェン駆動スプロケット（８）と、吸排気弁を開閉する吸排気弁駆動用スプロケット（11）とが無端チェン（12）を介して連結され、
前記クランク（７）軸を回転自在に軸支する軸受部（13）を有するクランクケース（２）の外壁（15，16）には、クランク軸中心延長線近くに該クランク軸（７）が貫通できる開口（14）が形成され、かつ該クランクケース外壁面には、前記無端チェン（12）を案内するチェンガイド（23）の基端部を係合支持するチェンガイド係止凹部（22）が一体に形成されるとともに、前記チェン駆動スプロケット（８）の下方に位置して前記タイミング無端チェン（12）の落下を防止するチェン落下防止部（24）が設けられて、車両に搭載されるＯＨＣ内燃機関（１）において、
前記クランクケース（２）の開口内周面は、前記クランク軸中心を通り水平面ＬＨで仕切られる上下２個の空間の内、該水平面ＬＨより下方の空間を、下方に向う鉛直面ＬＶにより仕切られた２個の空間が特定され、さらに該下方の２個の空間においてクランク軸回転方向側に特定される空間を起端（14Ｘ）とし、前記クランク軸（７）の軸線方向視でクランク軸回転方向と逆方向へ径が増大する螺旋状面に形成されるとともに、前記クランク軸中心を通り前記起端（14Ｘ）を通る面と交差する面で前記螺旋状面の最大半径端（14Ｙ）が終結され、
前記チェンガイド係止凹部（22）は、シリンダ中心延長線に略直交し前記クランク軸（７）の中心線を通る面上に配置されたことを特徴とするＯＨＣ内燃機関のクランクケース構造。
前記チェン落下防止部（24）は、前記チェン駆動スプロケット（８）の周方向に沿い前記クランクケース（２）の外壁面から外方へ向けて一体に突設されて形成されたことを特徴とする請求項１記載のＯＨＣ内燃機関のクランクケース構造。
前記クランクケース（２）の螺旋状開口（14）周辺におけるチェンガイド係止凹部（22）から、前記チェン落下防止部（24）に亘る周方向クランクケース外壁（15，16）は、他の周方向部分よりも厚く形成されたことを特徴とする請求項１または請求項２いずれか記載のＯＨＣ内燃機関のクランクケース構造。
前記チェンガイド係止凹部（22）は、シリンダ中心延長線に略直交し前記クランク軸（７）の中心線を通る面上に配置されたことを特徴とする請求項１ないし請求項３いずれか記載のＯＨＣ内燃機関のクランクケース構造。