JP7240915B2 - 内燃機関構造 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関構造に関する。

従来、内燃機関のオイルポンプギアを囲むようにプレート部材を設けて、オイル溜めを形成したものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
プレート部材によりオイル溜めにオイルを集めることで、オイルポンプギアの回動時のギア噛み合い音が抑制される。

特開２００８－１８４９８９号公報

特許文献１では、例えば、内燃機関のオイル戻り部から戻ったオイルが、直接にオイルポンプギアに当たったり、オイルポンプギアが、長時間オイルに漬かったりしていると、オイルがオイルポンプギアの回転の抵抗となり、燃費が悪化するという課題があった。
本発明の目的は、回転部材（オイルポンプ被動ギア）を潤滑用のオイルに漬かる場所に配置した場合でも、回転部材の回転抵抗を低減することが可能な内燃機関構造を提供することにある。

内燃機関構造は、内燃機関（１１）の内部に、前記内燃機関（１１）の駆動力が伝達されてオイルポンプ（３５）を回転させるオイルポンプ被動ギア（４３）と、前記オイルポンプ被動ギア（４３）の近傍に設けられたプレート（４５）とを備えた内燃機関構造において、前記オイルポンプ被動ギア（４３）は、前記内燃機関（１１）内を循環したオイルのオイル戻り部（１８）と対向する位置に設けられ、前記プレート(４５)は、前記オイルポンプ被動ギア（４３）の板面に重なるように配置されて、前記オイルポンプ被動ギア（４３）の略半分を覆う、略半円状の平坦な板状の底部(４５ａ)と、底部(４５ａ)の周縁から立ち上げられ、前記オイルポンプ被動ギア（４３）を周方向で囲むように設けられた壁部(４５ｂ)と、を備え、前記オイルポンプ被動ギア（４３）と前記オイル戻り部（１８）との間に、前記壁部（４５ｂ）が配置されていることを特徴とする。

上記構成において、前記回転部材（４３）は、前記プレート（４５）と、前記内燃機関（１１）の内部をその外側から仕切るセパレータ（２８）との間に形成された空間（４６）に設けられるとともに、前記空間（４６）は、前記プレート（４５）と、前記セパレータ（２８）と、前記プレート（４５）又は前記回転部材（４３）を囲むように設けられた前記壁部（４５ｂ）とで形成されていても良い。

また、上記構成において、前記回転部材（４３）は、オイルポンプ（３５）を回転させるオイルポンプ被動ギア（４３）であり、前記壁部（４５ｂ）は、前記オイルポンプ被動ギア（４３）を周方向で囲むように設けられ、前記オイルポンプ被動ギア（４３）の回転軸（４２）に対して側面視にて前記オイル戻り部（１８）側に設けられた一方側壁部（４５ｃ）の方が、前記回転軸（４２）に対して前記一方側壁部（４５ｃ）とは反対側に設けられた他方側壁部（４５ｄ）よりも高い位置まで伸びていても良い。

また、上記構成において、前記オイルポンプ被動ギア（４３）は、一方側壁部（４５ｃ）よりも上方では、前記オイル戻り部（１８）から流れ出すオイルの方向と逆向きに回転するようにしても良い。
また、上記構成において、前記壁部（４５ｂ）は、前記内燃機関（１１）内のオイルの油面上限位置（５６）よりも高い位置まで伸びていても良い。

また、上記構成において、前記プレート（４５）と前記セパレータ（２８）との間には隙間（７４）が設けられていても良い。
また、上記構成において、前記壁部（４５ｂ）は、前記プレート（４５）に設けられていても良い。

内燃機関構造は、回転部材が、内燃機関内を循環したオイルのオイル戻り部と対向する位置に設けられ、回転部材とオイル戻り部との間に、壁部が配置されているので、オイル戻り部から直接に回転部材にオイルが当たるのを壁部で防ぐことができるので、回転部材の回転抵抗を低減できる。

上記構成において、回転部材は、プレートと、内燃機関の内部をその外側から仕切るセパレータとの間に形成された空間に設けられるとともに、空間は、プレートと、セパレータと、プレート又は回転部材を囲むように設けられた壁部とで形成されているので、回転部材を囲う空間を、元々内燃機関に備わっているセパレータを使用することでプレート及び壁部を簡素にでき、軽量化できる。

また、上記構成において、回転部材は、オイルポンプを回転させるオイルポンプ被動ギアであり、壁部は、オイルポンプ被動ギアを周方向で囲むように設けられ、オイルポンプ被動ギアの回転軸に対して側面視にてオイル戻り部側に設けられた一方側壁部の方が、回転軸に対して一方側壁部とは反対側に設けられた他方側壁部よりも高い位置まで伸びているので、オイル戻り部から流れ出たオイルがオイルポンプ被動ギアに、より一層直接に当たりにくくなる。

また、上記構成において、オイルポンプ被動ギアは、一方側壁部よりも上方では、オイル戻り部から流れ出すオイルの方向と逆向きに回転するので、空間からのオイルのかき出し能力を向上させることができる。
また、上記構成において、壁部は、内燃機関内のオイルの油面上限位置よりも高い位置まで伸びているので、回転部材は車両が直立状態である時に、オイルの油面上限位置よりも高い位置まで伸びている壁部で囲まれた空間に配置されているので、空間に溜まっているオイルを回転部材の回転により空間から掻き出すことで空間への追加のオイル供給を制限することができ、走行中のオイルにより発生する回転部材の回転抵抗を低減できる。

また、上記構成において、プレートとセパレータとの間には隙間が設けられているので、オイルポンプ被動ギアの回転が停止し、空間からのオイルの掻き出しが停止したときに、隙間から空間内にオイルが浸入して空間内がオイルで満たされるため、内燃機関の再始動時におけるオイルポンプ被動ギアの噛み合い音を抑制できる。
また、上記構成において、壁部は、プレートに設けられているので、プレート及び壁部の内燃機関内への組付性を向上できる。

本発明の内燃機関構造を備えるパワーユニットを示す左側面図である。 図１からセパレータを外した状態を示す拡大図である。 プレート部材及びその周囲を示す断面図である。 図１のＩＶ－ＩＶ線断面図である。

以下、図面を参照して本発明の一実施形態について説明する。なお、説明中、前後左右及び上下といった方向の記載は、特に記載がなければパワーユニット１０の方向とする。各図に示す符号ＦＲはパワーユニット１０の前方を示し、符号ＵＰはパワーユニット１０の上方を示し、符号ＬＨはパワーユニット１０の左方を示している。
図１は、本発明の内燃機関構造を備えるパワーユニット１０を示す左側面図である。
パワーユニット１０は、その前部を構成する内燃機関１１と、内燃機関１１の後部に一体的に設けられた無段変速機１２とから構成される。

内燃機関１１は、左右方向（図の表裏方向）に延びるクランク軸１３が回転可能に収容されたクランクケース１４と、クランクケース１４の前端部に取付けられたシリンダ部１６とを備える。
クランクケース１４は、左右に分割された左ケース１４Ａ及び右ケース１４Ｂ（図４参照）から構成されている。クランクケース１４の上部には、車両の車体フレームにリンクを介して揺動可能に連結される左右一対のハンガー部１４ａが設けられている。
シリンダ部１６は、クランクケース１４の前端部からほぼ水平に前方に延び、クランクケース１４に順に重ねられるように組み付けられたシリンダブロック２１、シリンダヘッド２２及びヘッドカバー２３を備える。シリンダブロック２１及びシリンダヘッド２２は、上下に二分割されたシュラウド２４で覆われている。

左ケース１４Ａは、右ケース１４Ｂよりも後方に延びる後方延出部１４Ｃが一体に形成され、左ケース１４Ａの一部と後方延出部１４Ｃとは、側方に開口した伝動ケース主部１４Ｄを構成する。
伝動ケース主部１４Ｄは、前記開口の底部を形成する底壁部１４ｅと、底壁部１４ｅの周縁から立ち上げられた周壁部１４ｆとから構成される。周壁部１４ｆの端面１４ｇは、一部が切れた長円形に形成され、この端面１４ｇを塞ぐ伝動ケースカバー（不図示）が複数のボルト（不図示）で取付けられる。上記した伝動ケース主部１４Ｄと伝動ケースカバーとは、伝動ケース２６を構成する。

伝動ケース主部１４Ｄの底壁部１４ｅは、前部に形成された前部開口１４ｊと、後部に形成された後部貫通穴１４ｋとを備える。
前部開口１４ｊは、クランク軸１３が突出する部分である。前部開口１４ｊには、クランク軸１３が貫通するセパレータ２８が、シール部材を介して嵌められている。セパレータ２８は、クランクケース１４の内部と、クランクケース１４の外部（左ケース１４Ａの左側方の外部）とを仕切る仕切壁であり、一対のボルト２９により、クランクケース１４の内壁（不図示）に固定されている。

後部貫通穴１４ｋは、底壁部１４ｅに回転可能に支持された従動軸３１が、底壁部１４ｅを貫通する部分である。
上記したクランク軸１３には、駆動プーリ（不図示）が取付けられ、従動軸３１には従動プーリ（不図示）が取付けられ、駆動プーリと従動プーリとにベルト（不図示）が掛け渡される。上記した駆動プーリ、従動プーリ及びベルトは、無段変速機１２の一部を構成する。
伝動ケース主部１４Ｄの後部には、従動軸３１の回転を減速して出力軸３２に伝える減速機構３３が設けられている。
減速機構３３から右側方に突出した出力軸３２の端部には、車両の後輪（不図示）が取付けられる。

図２は、図１からセパレータ２８を外した状態を示す拡大図である。
底壁部１４ｅの前部開口１４ｊの内側には、オイルポンプ３５を駆動するオイルポンプ駆動機構３６が配置されている。
オイルポンプ駆動機構３６は、クランク軸１３に取付けられたオイルポンプ駆動ギア４１と、オイルポンプ３５に備えるポンプ軸４２に取付けられるとともにオイルポンプ駆動ギア４１に噛み合うオイルポンプ被動ギア４３とを備える。
オイルポンプ被動ギア４３は、下部がクランクケース１４の内側からプレート４５で覆われている。
プレート４５は、オイルポンプ被動ギア４３の左側方に位置するセパレータ２８（図１参照）とでオイルポンプ被動ギア４３を囲んで空間としてのオイル溜め４６（図４参照）を形成する。

図３は、プレート４５及びその周囲を示す断面図である。
クランクケース１４と、シリンダブロック２１と、シリンダヘッド２２とには、カムチェーン室１６ａが形成されている。クランク軸１３には、カムチェーン駆動スプロケット４７が取付けられている。シリンダヘッド２２には、カムシャフト（不図示）が設けられ、カムシャフトに取付けられたカムスプロケット（不図示）とカムチェーン駆動スプロケット４７とには、カムチェーン４８が掛け渡されている。カムチェーン４８は、カムチェーン室１６ａ内に配置されている。

カムチェーン４８におけるカムチェーン駆動スプロケット４７からカムスプロケットに向けて走行することで弛む弛み側部分には、カムチェーンテンショナガイド５１が、シリンダブロック２１の上壁２１ａに取付けられたチェーンテンショナ５２によって押し付けられる。
また、カムチェーン４８におけるカムスプロケットからカムチェーン駆動スプロケット４７に向けて走行することで張る張り側部分は、チェーンガイド５３によって支持されている。

カムチェーン室１６ａを形成する底壁１６ｂは、クランクケース１４の前部下部に備えるケース底壁１４ｎと、シリンダブロック２１の下部に備えるブロック底壁２１ｂと、シリンダヘッド２２の下部に備えるヘッド底壁２２ａとからなる。
ケース底壁１４ｎは、カムチェーン室１６ａの前端の開口としてのクランクケース１４の前端に設けられた前端開口１４ｍの下部を含む部分である。
カムチェーン室１６ａ、詳しくは、底壁１６ｂは、シリンダ部１６に供給された潤滑用のオイルをクランクケース１４の下部に戻す戻し通路となる。ケース底壁１４ｎと、クランクケース１４におけるケース底壁１４ｎの周辺とは、オイルをクランクケース１４の下部に向けて戻すオイル戻り部１８となる。
カムチェーン室１６ａの底壁１６ｂにおいて、オイルは、順に、ヘッド底壁２２ａ、ブロック底壁２１ｂ及びケース底壁１４ｎに流れて、ケース底壁１４ｎからプレート４５の周壁前部４５ｃ側へ吐出され、クランクケース１４の底部に溜る。オイルは、周壁前部４５ｃで遮られて、オイルポンプ被動ギア４３に当たり難くなる。

プレート４５は、略半円状の平坦な板状の底部４５ａと、底部４５ａの周縁から立ち上げられた側面視円弧状に湾曲した板からなる周壁４５ｂとを一体に備え、クランクケース１４の内壁１４ｐに一対のボルト５４で取付けられている。
周壁４５ｂは、側面視にてオイルポンプ被動ギア４３（図２参照）よりも前方に位置する周壁前部４５ｃと、オイルポンプ被動ギア４３よりも後方に位置する周壁後部４５ｄとを備える。

周壁４５ｂの前端部４５ｅ（即ち、周壁前部４５ｃの上端部）及び後端部４５ｆ（即ち、周壁後部４５ｄの上端部）において、前端部４５ｅは、後端部４５ｆよりも高く配置されている。前端部４５ｅと後端部４５ｆとは、ポンプ軸４２、詳しくは、ポンプ軸４２の軸線４２ａを通る破線で示した鉛直線４９に対して反対側に配置されている。
オイルポンプ被動ギア４３は、図３では、反時計回りに回転するため、プレート４５の後端部４５ｆが前端部４５ｅよりも低いので、オイルポンプ被動ギア４３の回転によってオイル溜め４６（図４参照）内のオイルを後端部４５ｆ側から掻き出しやすくできる。
周壁４５ｂの周壁前部４５ｃは、オイルを戻すオイル戻り部１８とオイルポンプ被動ギア４３との間に配置されるため、戻されたオイルが、オイルポンプ被動ギア４３に直接に当たらないので、オイルによるオイルポンプ被動ギア４３の回転抵抗の増加を抑制できる。

周壁４５ｂの前端部４５ｅ及び後端部４５ｆは、内燃機関１１の停止時に溜まるオイルの油面上限位置５６よりも上方に配置されている。オイルの油面上限位置５６は、内燃機関１１に備えるオイルレベルゲージに設けられたオイル上限位置を示すマークの位置である。

図４は、図１のＩＶ－ＩＶ線断面図である。
クランク軸１３は、左ケース１４Ａ及び右ケース１４Ｂのそれぞれの内壁１４ｐに設けられた一対の軸受５５により回転可能に支持されている。
クランク軸１３の一側（左側）の軸部１３ａには、オイルポンプ駆動ギア４１及びカムチェーン駆動スプロケット４７を一体に備える駆動部材５７が一体的に設けられている。
オイルポンプ被動ギア４３は、クランクケース１４の内壁１４ｐとセパレータ２８とに回転可能に支持された支軸６１に固定され、オイルポンプ駆動ギア４１に噛み合っている。

オイルポンプ３５は、ポンプ凹部１４ｑ、支軸６１、ロータアッシー６３及びプレート４５の底部４５ａから構成される。
ポンプ凹部１４ｑは、クランクケース１４の左ケース１４Ａの内壁１４ｐに形成されている。ロータアッシー６３は、ポンプ凹部１４ｑ内に配置されるとともに支軸６１に固定されたインナーロータ６６と、インナーロータ６６の外周面の歯部に噛み合うアウターロータ６７とからなる。プレート４５の底部４５ａは、ロータアッシー６３を側方から保持するとともにポンプ凹部１４ｑを塞ぐプレートを兼ね、左ケース１４Ａの内壁１４ｐに取付けられている。

セパレータ２８は、クランク軸１３が挿入されるクランク挿入穴２８ａを備え、クランク挿入穴２８ａの内周面２８ｂには、内周面２８ｂとクランク軸１３との間をシールするオイルシール７１が設けられている。また、セパレータ２８は、外周面２８ｃにＯリング溝２８ｄが形成され、Ｏリング溝２８ｄに装着されたＯリング７２が、クランクケース１４の前部開口１４ｊの内周面１４ｒとセパレータ２８との間をシールしている。

セパレータ２８とプレート４５との間には、オイルが溜る空間であるオイル溜め４６が形成され、オイル溜め４６内にオイルポンプ被動ギア４３の下部が配置されている。
また、セパレータ２８とプレート４５（詳しくは、周壁４５ｂ）との間には、クランク軸１３の延びる方向に沿って隙間７４が設けられている。
隙間７４は、内燃機関１１の停止時のオイルの油面上限位置５６（図３参照）より低く設けられるため、内燃機関１１の停止時には、内燃機関１１の運転時にオイルが掻き出されていたオイル溜め４６内に隙間７４からオイルが入り込んで溜まる。これにより、内燃機関始動時には、オイル溜め４６内に溜ったオイルによって、オイルポンプ被動ギア４３の摺動部や、オイルポンプ駆動ギア４１とオイルポンプ被動ギア４３との噛み合い部が潤滑され、また、オイルによって噛み合い音が抑制される。

以上の図２及び図３に示したように、内燃機関構造は、内燃機関１１の内部に、内燃機関１１の駆動力が伝達されて回転する回転部材としてのオイルポンプ被動ギア４３と、オイルポンプ被動ギア４３の近傍に設けられたプレートとしての底部４５ａとを備える。
オイルポンプ被動ギア４３は、内燃機関１１内を循環したオイルのオイル戻り部１８と対向する位置に設けられる。オイルポンプ被動ギア４３とオイル戻り部１８との間には、壁部としてのプレート４５の周壁４５ｂが配置されている。
この構成によれば、オイル戻り部１８から直接にオイルポンプ被動ギア４３にオイルが当たるのをプレート４５の周壁４５ｂで防ぐことができるので、オイルポンプ被動ギア４３の回転抵抗を低減できる。

また、図４に示したように、オイルポンプ被動ギア４３は、底部４５ａと、内燃機関１１の内部をその外側から仕切るセパレータ２８との間に形成された空間としてのオイル溜め４６に設けられる。また、これとともに、オイル溜め４６は、底部４５ａと、セパレータ２８と、底部４５ａ又はオイルポンプ被動ギア４３を囲むように設けられた周壁４５ｂとで形成されている。
この構成によれば、オイルポンプ被動ギア４３を囲う空間を、元々内燃機関１１に備わっているセパレータ２８を使用することで形成して、プレート４５（底部４５ａ及び周壁４５ｂ）を簡素にでき、軽量化できる。

また、図３に示したように、回転部材は、オイルポンプ３５を回転させるオイルポンプ被動ギア４３である。周壁４５ｂは、オイルポンプ被動ギア４３を周方向で囲むように設けられる。オイルポンプ被動ギア４３の回転軸としてのポンプ軸４２に対してオイル戻り部１８側に設けられた一方側壁部としての周壁前部４５ｃの方が、ポンプ軸４２に対して周壁前部４５ｃとは反対側に設けられた他方側壁部としての周壁後部４５ｄよりも高い位置まで伸びている。
この構成によれば、オイル戻り部１８から流れ出たオイルがオイルポンプ被動ギア４３に、より一層直接に当たりにくくなる。

また、オイルポンプ被動ギア４３は、周壁前部４５ｃよりも上方では、オイル戻り部１８から流れ出すオイルの方向と逆向きに回転する。
この構成によれば、オイル溜め４６からのオイルのかき出し能力を向上させることができる。

また、周壁４５ｂは、内燃機関１１内のオイルの油面上限位置５６よりも高い位置まで伸びている。
オイルポンプ被動ギア４３は、パワーユニット１０（図１参照）を搭載する車両（例えば、自動二輪車）が直立状態である時に、オイルの油面上限位置５６よりも高い位置まで伸びている周壁４５ｂで囲まれたオイル溜め４６に配置されている。これにより、オイル溜め４６に溜まっているオイルをオイルポンプ被動ギア４３の回転によりオイル溜め４６から掻き出すことでオイル溜め４６への追加のオイル供給を制限することができる。この結果、走行中のオイルにより発生するオイルポンプ被動ギア４３の回転抵抗を低減できる。

また、図４に示したように、底部４５ａとセパレータ２８との間には隙間７４が設けられている。
この構成によれば、オイルポンプ被動ギア４３の回転が停止し、オイル溜め４６からのオイルの掻き出しが停止したときに、隙間７４からオイル溜め４６内にオイルが浸入してオイル溜め４６内がオイルで満たされる。このため、内燃機関１１の再始動時におけるオイルポンプ被動ギア４３の噛み合い音及び摩耗を抑制できる。

図３及び図４に示したように、周壁４５ｂは、底部４５ａに設けられている。この構成によれば、底部４５ａ及び周壁４５ｂの内燃機関１１内への組付性を向上できる。

上述した実施形態は、あくまでも本発明の一態様を示すものであり、本発明の主旨を逸脱しない範囲で任意に変形及び応用が可能である。
例えば、上記実施形態において、図４に示したように、プレート４５で、オイルポンプ３５のポンプ凹部１４ｑを塞ぐ蓋部材を兼ねたが、これに限らず、プレート４５とは別に、蓋部材を設けても良い。
また、本発明は、自動二輪車の内燃機関に適用する場合に限らず、自動二輪車以外も含む鞍乗り型車両の内燃機関や、他の車両、産業機械の内燃機関にも適用可能である。

１１ 内燃機関
１８ オイル戻り部
２８ セパレータ
３５ オイルポンプ
４２ ポンプ軸（回転軸）
４３ オイルポンプ被動ギア（回転部材）
４５ プレート
４５ｂ 周壁（壁部）
４５ｃ 周壁前部（一方側壁部）
４５ｄ 周壁後部（他方側壁部）
４６ オイル溜め（空間）
５６ オイルの油面上限位置
７４ 隙間

Claims (7)

1. 内燃機関（１１）の内部に、前記内燃機関（１１）の駆動力が伝達されてオイルポンプ（３５）を回転させるオイルポンプ被動ギア（４３）と、前記オイルポンプ被動ギア（４３）の近傍に設けられたプレート（４５）とを備えた内燃機関構造において、
   前記オイルポンプ被動ギア（４３）は、前記内燃機関（１１）内を循環したオイルのオイル戻り部（１８）と対向する位置に設けられ、前記プレート(４５)は、前記オイルポンプ被動ギア（４３）の板面に重なるように配置されて、前記オイルポンプ被動ギア（４３）の略半分を覆う、略半円状の平坦な板状の底部(４５ａ)と、底部(４５ａ)の周縁から立ち上げられ、前記オイルポンプ被動ギア（４３）を周方向で囲むように設けられた壁部(４５ｂ)と、を備え、前記オイルポンプ被動ギア（４３）と前記オイル戻り部（１８）との間に、前記壁部（４５ｂ）が配置されていることを特徴とする内燃機関構造。
2. 前記オイルポンプ被動ギア（４３）は、前記プレート（４５）と、前記内燃機関（１１）の内部をその外側から仕切るセパレータ（２８）との間に形成された空間（４６）に設けられるとともに、前記空間（４６）は、前記プレート（４５）と、前記セパレータ（２８）と、前記プレート（４５）又は前記オイルポンプ被動ギア（４３）を囲むように設けられた前記壁部（４５ｂ）とで形成されていることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関構造。
3. 前記壁部（４５ｂ）は、前記オイルポンプ被動ギア（４３）の回転軸（４２）に対して前記オイル戻り部（１８）側に設けられた一方側壁部（４５ｃ）の方が、前記回転軸（４２）に対して前記一方側壁部（４５ｃ）とは反対側に設けられた他方側壁部（４５ｄ）よりも高い位置まで伸びていることを特徴とする請求項２に記載の内燃機関構造。
4. 前記オイルポンプ被動ギア（４３）は、一方側壁部（４５ｃ）よりも上方では、前記オ イル戻り部（１８）から流れ出すオイルの方向と逆向きに回転することを特徴とする請求 項３に記載の内燃機関構造。
5. 前記壁部（４５ｂ）は、前記内燃機関（１１）内のオイルの油面上限位置（５６）よりも高い位置まで伸びていることを特徴とする請求項３又は４に記載の内燃機関構造。
6. 前記プレート（４５）と前記セパレータ（２８）との間には隙間（７４）が設けられて いることを特徴とする請求項２乃至５のいずれか一項に記載の内燃機関構造。
7. 前記壁部（４５ｂ）は、前記プレート（４５）に設けられていることを特徴とする請求 項１乃至６のいずれか一項に記載の内燃機関構造。

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