JPH0233897B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、クランクケース内に歯車変速機を一
体に収容した４サイクル内燃機関に関する。

［従来の技術］ 一般に、内燃機関の振動源はピストンやコネク
テイングロツドが往復する時に発生する往復運動
部分の慣性力である。

このため、従来の内燃機関では、クランク軸の
クランクウエブに、往復重量の略50％程度のクラ
ンクウエイトを設け、このクランクウエブの遠心
力により、上記往復運動部分の慣性力の一次成分
を打ち消すことが行われている。そして、従来、
このクランクウエブの慣性効率は、その重量に比
例し、かつクランクウエブの径の２乗に比例する
ことが知られている。

一方、例えば自動二輪車用の内燃機関は、その
クランクケース内にクランク軸を収容するクラン
ク室と、歯車変速機を収容する変速室が設けられ
ており、特に４サイクル内燃機関では、上記クラ
ンク室と変速室とが仕切られることなく、クラン
クケース内で互いに連通されている。

そして、この場合、上記歯車変速機はクランク
軸と平行をなす変速軸上に、変速段数に応じた複
数の変速歯車を備えているため、この変速歯車の
うちの一部は、上記変速室とクランク室との連通
部分を通じてクランク軸のクランクウエブに隣接
して設けられている。

［発明が解決しようとする課題］ ところで、この種の４サイクル内燃機関におい
て、上記クランクウエブの慣性効率はその径の２
乗に比例するので、慣性効率を低下させることな
く、クランク軸の軽量化を図るためには、クラン
クウエブの外径を大きくすることが望ましいもの
となる。

しかしながら、このクランクウエブの径方向外
側に隣接した位置には、歯車変速機の変速歯車が
存在するので、クランクウエブの径を大きくする
ためには、クランク軸と変速軸との間の軸間距離
を広げねばならなくなる。

このため、クランクケース自体が大形化し、内
燃機関全体が重く大きなものとなるといつた不具
合がある。

本発明はこのような事情にもとづいてなされた
もので、クランクウエブの慣性効率を低下させる
ことなく、クランク軸と変速軸との軸間距離を短
くすることができ、クランクケースの小形軽量化
を可能とした４サイクル内燃機関の提供を目的と
する。

［課題を解決するための手段］ そこで、本発明においては、クランクケース内
に、クランク軸を収容するクランク室と、このク
ランク室に連なる変速室を設け、上記クランク軸
のクランクウエブに、ピストンやコネクテイング
ロツド等の往復運動部分の一次慣性力を打ち消す
クランクウエイトを設けて、このクランクウエブ
を円板状に形成するとともに、上記変速室内に上
記クランク軸と平行に変速軸を収容し、この変速
軸上に位置する変速歯車と上記クランク軸のクラ
ンクウエブとが径方向に隣接して配置された４サ
イクル内燃機関において、 上記クランクウエイトを含むクランクウエブの
外周面に、上記隣接する変速歯車との接触を避け
る逃げ凹部を設けたことを特徴としている。

［作用］ この構成によれば、クランクウエブの逃げ凹部
内に変速歯車の外周部が入り込むので、このクラ
ンクウエブの変速歯車を外れた部分の外周面を、
径方向外側に突出させることができる。

したがつて、こののクランクウエブの突出した
部分では、径の２乗に比例して慣性効率が増大す
るので、その分、クランクウエブの重量を軽減す
ることができる。

しかも、変速歯車が逃げ凹部内に入り込んだ分
だけ、変速軸をクランク軸に近付けて配置するこ
とができ、これら両軸間の軸間距離を従来に比べ
て短くすることができる。このため、クランクウ
エブの慣性効率を低下させることなく、クランク
ケースの小形化と軽量化が可能となる。

［実施例］ 以下本発明を、図面に示す一実施例にもとづい
て説明する。

図面は自動二輪車用の４サイクル単気筒内燃機
関を示し、図中符号１はシリンダブロツク、２は
シリンダヘツド、３はクランクケース、４はクラ
ンクケースカバーである。

シリンダブロツク１にはシリンダ１ａが形成さ
れており、このシリンダ１ａ内にはピストン５が
収容されている。ピストン５はコネクテイングロ
ツド６を介してクランク軸７に連結されている。

クランク軸７は、その軸方向両端に位置するジ
ヤーナル部８と、上記コネクテイングロツド６の
大端部が軸受９を介して連結されるクランクピン
１０と、このクランクピン１０とジヤーナル部８
とを連結する一対のクランクウエブ１１ａ，１１
ｂを備えている。そして、このクランク軸７は、
クランクケース３内のクランク室１２に収容され
ており、このクランク軸７の両端のジヤーナル部
８が、クランク室１２内の仕切り壁１３に軸受１
４を介して軸支されている。

クランクウエブ１１ａ，１１ｂには、上記クラ
ンクピン１０とはクランク軸７の軸中心を挾んだ
反対側に位置して、クランクウエイト１５が一体
に形成されている。クランクウエイト１５は、回
転慣性力に往復動慣性力の50％を加えた慣性力を
発生し得るように、その質量および径が設定され
ており、このクランクウエイト１５の存在により
クランクウエブ１１ａ，１１ｂは略真円形をなし
ている。

クランク軸７の一端外周部上には、バランサ１
７が回転自在に支持されている。このバランサ１
７は、クランク軸７の、外周部にスリーブ１８お
よびニードル軸受１９を介して回転自在に支持さ
れるボス部１７ａを有している。このボス部１７
ａの回転中心から偏心した位置には、扇形または
半円形状をなすバランスウエイト２１が一体に形
成されている。このバランスウエイト２１は往復
動慣性力50％を発生し得るように、質量および径
が設定されており、その周辺部に円弧状をなした
肉厚部２２を有している。この肉厚部２２はクラ
ンク軸７の一方の軸受９を保持したクランクケー
ス３のボス部２３を外側から取り囲むように位置
されている。

また、このボス部１７ａの外周には従動スプロ
ケツト２０が一体に形成されている。

一方、クランクケース３の後部には、歯車変速
機２５を収容する変速室２６が一体に形成されて
いる。変速室２６は第１図に示すようにクランク
室１２に連なつており、この変速室２６内には上
記歯車変速機２５の変速軸２７と出力軸２８が配
置されている。これら変速軸２７と出力軸２８は
クランク軸７と平行をなしており、夫々軸受２９
を介して変速室２６に軸支されている。変速軸２
７の一端外周上にはスリーブ３０が装着されてお
り、このスリーブ３０上には減速大歯車３１が回
転自在に取り付けられている。減速大歯車３１は
クランクケース３の一側において、クランク軸７
と一体に回転する減速小歯車２４と常時噛み合つ
ており、上記変速軸２７に対して自由に回転し得
るようになつている。

変速軸２７の一端には、クランク軸７の動力を
変速軸２７に対して断続する摩擦クラツチ３２が
取着されている。摩擦クラツチ３２の入力側であ
るクラツチハウジング３３は、減速大歯車３１の
一側面に取り付けられている。この場合、減速大
歯車３１とクラツチハウジング３３とは、複数の
連結ピン３４を介して連結され、これら連結ピン
３４は減速大歯車３１の周方向に延びる長孔３５
内にカラー３６を介して挿通されている。

したがつて、減速大歯車３１とクラツチハウジ
ング３３とは、相対的に周方向に変位し得るよう
になつている。

減速大歯車３１とクラツチハウジング３３との
間には、これら両者の周方向への変位をある程度
規制するとともに、クランク軸７の回転変動や変
速の際の衝撃を緩和するためのコイルばね３７が
設けられている。このコイルばね３７は減速大歯
車３１の摩擦クラツチ３２とは反対側の他側面に
設けたばね押え板３８によつて支持されている。
ばね押え板３８は上記連結ピン３４を利用して減
速大歯車３１の他側面に固定されており、この減
速大歯車３１およびクラツチハウジング３３と一
体に回転される。

ばね押え板３８の外周部には、駆動スプロケツ
ト４０が一体に形成されている。駆動スプロケツ
ト４０は上記バランサ１７の従動スプロケツト２
０と対向されており、これら両スプロケツト２
０，４０の間にはチエーン４１が架け渡されてい
る。

したがつて、クランク軸７は減速小歯車２４お
よび減速大歯車３１を介してばね押え板３８を減
速回転させ、このばね押え板３８をクランク軸７
とは逆方向に回転させることになるが、駆動スプ
ロケツト４０と従動スプロケツト２０およびチエ
ーン４１は、バランサ１７をクランク軸７と等速
度で回転させるように増速駆動するので、バラン
サ１７はクランク軸７と等速度で逆方向に回転駆
動される。

この場合、バランサ１７のバランスウエイト２
１は第１図に示すように、ピストン５が上死点に
ある時には、クランクウエブ１１ａ，１１ｂのク
ランクウエイト１５と同様に、クランク軸７の回
転中心を挾んだ下側に位置し、かつピストン５が
下死点に達した時には、クランクウエブ１１ａ，
１１ｂのクランクウエイト１５と同様に、クラン
ク軸７の回転中心を挾んだ上側に位置するように
なつている。また、バランサ１７がクランク軸７
と逆方向に回転されることから、ピストン５が
上、下死点の中間にある時には、バランスウエイ
ト２１とクランクウエイト１５とは、クランク軸
７の回転中心を挾んで左右に対向する位置となる
ものである。

ところで、上記変速軸２７と出力軸２８上に
は、互いに噛み合う複数の変速歯４２，４３が設
けられている。変速歯車４２，４３は上記変速室
２６内に収容されており、これら変速歯車４２，
４３の噛み合いを選択的に変化させることによ
り、変速軸２７の回転が変速されて出力軸２８に
伝達されるようになつている。

そして、変速軸２７上の変速歯車４２は、第１
図に示すように変速室２６とクランク室１２との
連通部を通じてクランク軸７のクランクウエブ１
１ａ，１１ｂの外周面に隣接しており、これら変
速歯車４２のうち、最も大径な変速歯車４２ａと
対向し合う一方のクランクウエブ１１ａの外周面
には、この変速歯車４２ａの外周面が入り込む逃
げ凹部４４が周方向に連続して設けられている。

なお、他方のクランクウエブ１１ｂの外周面に
は、クランク室１２の仕切り壁１３との干渉を裂
ける逃げ凹部４５が周方向に連続して設けられて
いる。

また、第１図中符号４６は後輪駆動用のチエー
ンスプロケツト、４７は発電機を示す。

このような構成によれば、クランク軸７のクラ
ンクウエブ１１ａの外周面に、変速軸２７上の変
速歯車４２が入り込む逃げ凹部４４を形成したの
で、このクランクウエブ１１ａの変速歯車４２を
外れた部分の外周面を、径方向外側に突出させる
ことができる。

このクランクウエブ１１ａが突出した部分で
は、径の２乗に比例して慣性効率が増大するの
で、クランクウエブ１１ａの振動低減作用を犠性
にすることなく、このクランクウエブ１１ａの重
量を低減することができる。

また、変速歯車４２が逃げ凹部４４内に入り込
んでいる分だけ、変速軸２７をクランク軸７に近
付けることができ、これら両軸７，２７間の軸間
距離Ｌを短くすることができる。

したがつて、クランクケース３内の限られたス
ペースに、クランク軸７や歯車変速機２５をコン
パクトに配置することができ、このクランクケー
ス３を従来に比べて小形化して、内燃機関全体を
軽量化することができる。

［発明の効果］ 以上詳述した本発明によれば、クランクウエブ
の変速歯車を外れた部分の外周面を、径方向外側
に突出させることができ、このクランクウエブが
突出した部分では、径の２乗に比例して慣性効率
が増大するので、クランクウエブの振動低減作用
を犠性にすることなく、このクランクウエブの重
量を低減することができる。

また、変速歯車が逃げ凹部内に入り込んでいる
分だけ、変速軸をクランク軸に近付けることがで
き、これら両軸間の軸間距離を短く抑えて、クラ
ンクケース内の限られたスペースに、クランク軸
や歯車変速機をコンパクトに配置することができ
る。したがつて、クランクケースを従来に比べて
小形化することができ、上記クランクウエブの重
量を低減できることと合わせて、内燃機関全体の
小形軽量化が可能となる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示し、第１図は第２
図中−線に沿う断面図、第２図は自動二輪車
用４サイクル内燃機関を一部断面して示す側面図
である。 ３……クランクケース、７……クランク軸、５
……ピストン、６……コネクテイングロツド、１
２……クランク室、１５……クランクウエイト、
２６……変速室、２７……変速軸、４２……変速
歯車、４４……逃げ凹部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ クランクケース内に、クランク軸を収容する
   クランク室と、このクランク室に連なる変速室を
   設け、上記クランク軸のクランクウエブに、ピス
   トンやコネクテイングロツド等の往復運動部分の
   一次慣性力を打ち消すクランクウエイトを設け
   て、このクランクウエブを円板状に形成するとと
   もに、上記変速室内に上記クランク軸と平行に変
   速軸を収容し、この変速軸上に位置する変速歯車
   と上記クランク軸のクランクウエブとが径方向に
   隣接して配置された４サイクル内燃機関におい
   て、 上記クランクウエイトを含むクランクウエブの
   外周面に、上記隣接する変速歯車との接触を避け
   る逃げ凹部を設けたことを特徴とする４サイクル
   内燃機関。