KR20020064673A - 자동이륜차용 엔진 - Google Patents

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KR20020064673A
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스즈키마사토시
구보타료
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혼다 기켄 고교 가부시키가이샤
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Abstract

자동이륜차용 엔진에 있어서, 실린더블록에 방해되지 않고, 변속입력축의 상방 오프세트량을 충분히 증가시켜, 엔진의 전후방향 전장의 단축을 도모한다.
크랭크 케이스(21)의 전단 상부에서 차량(M)의 전방 상향으로 연이어지는 실린더블록(22)을 구비하고, 크랭크축(28) 및 변속출력축(72)의 양 축선(Ac, Ao)을 포함하는 평면(P)에 대해 상방으로 변속입력축(71)을 오프세트 배치한 자동이륜차용 엔진에 있어서, 실린더블록(22)을, 그 축선(Ab)이 크랭크축(28)의 축선(Ac)의 전방을 통과하도록 배치한다. 이리하여, 실린더블록에 방해되지 않고, 변속입력축의 상방 오프세트량을 충분히 증가시키는 것이 가능하게 된다.

Description

자동이륜차용 엔진{ENGINE FOR MOTOR CYCLE}
본 발명은, 자동이륜차용 엔진에 관한 것으로, 특히, 크랭크 케이스, 이 크랭크 케이스의 전단 상부에서 차량의 전방 상향으로 연이어지는 실린더블록, 및 이 실린더블록의 상단에 접합되는 실린더헤드를 구비하고, 크랭크 케이스에 수용, 지지되는 크랭크축, 변속입력축 및 변속출력축을, 이들의 축선이 차량의 좌우방향을 향하도록 배치하는 동시에, 크랭크축 및 변속출력축의 양 축선을 포함하는 평면에 대해 상방으로 변속입력축을 오프세트(offset) 배치한 자동이륜차용 엔진의 개량에 관한 것이다.
종래의 자동이륜차용 엔진에는, 일반적으로 실린더블록을, 그 축선이 크랭크축의 축선과 교차하도록 배치하고 있다(예컨대 일본국 특개평11-29085호 공보 참조).
이러한 자동이륜차용 엔진에 있어서, 크랭크축 및 변속출력축의 양 축선을 포함하는 평면에 대해 상방으로 변속입력축을 오프세트 배치하는 것은, 크랭크축 및 변속출력축의 축간 거리를 축소하여 엔진의 전후방향의 전장을 단축하고, 그 컴팩트화를 도모하는 데에 유효하지만, 종래의 엔진에서는, 실린더블록에 방해되어, 변속입력축의 상방 오프세트량을 충분히 얻을 수 없다. 그래서, 변속출력축의 상방 오프세트량을 충분히 얻기 위해, 실린더블록의 수평면에 대한 기립각도를 작게 설정하는 것이 고려되고 있지만, 이처럼 하면, 실린더헤드의 전단이 전방으로 이동하도록 되기 때문에, 이에 의한 엔진의 전후방향의 전장의 증가가 발생해, 변속입력축의 상방 오프세트량의 증가에 의한 엔진의 전후방향의 전장의 단축분이 소용없게 된다.
본 발명은, 이러한 사정을 감안한 것으로서, 실린더블록에 방해되지 않고, 변속입력축의 상방 오프세트량을 충분히 증가시켜, 엔진의 전후방향 전장을 효과적으로 단축할 수 있도록 자동이륜차용 엔진을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은, 크랭크 케이스, 이 크랭크 케이스의 전단 상부에서 차량의 전방 상향으로 연이어지는 실린더블록, 및 이 실린더블록의 상단에 접합되는 실린더헤드를 구비하고, 크랭크 케이스에 수용, 지지되는 크랭크축, 변속입력축 및 변속출력축을, 이들의 축선이 차량의 좌우방향을 향하도록 배치하는 동시에, 크랭크축 및 변속출력축의 양 축선을 포함하는 평면에 대해 상방으로 변속입력축을 오프세트 배치한 자동이륜차용 엔진에 있어서, 실린더블록을, 그 축선이 크랭크축의 축선의 전방을 통과하도록 배치한 것을 제1 특징으로 한다.
이 제1 특징에 의하면, 실린더블록의 축선이 크랭크축의 축선의 전방을 통과하도록 실린더블록을 배치할 때에, 실린더블록의 축선의 수평면에 대한 기립각도를 증가시키면, 엔진의 전단위치를 변화시키지 않고, 실린더블록에 구속되지 않는 크랭크 케이스의 자유 상면 영역을 확대할 수 있다. 따라서, 입력축의 상기 평면에 대한 상방 오프세트량을, 실린더블록에 방해되지 않고, 충분히 증가시켜, 크랭크축 및 출력축의 축간 거리를 효과적으로 단축할 수 있고, 그 결과, 크랭크 케이스의 전후방향의 컴팩트화를 초래하고, 이에 동반하여 엔진의 전후방향의 전장이 대폭적으로 단축되어, 엔진의 컴팩트화를 효과적으로 도모할 수 있다.
게다가, 실린더블록의 축선의, 크랭크축의 축선에 대한 오프세트는, 엔진의 팽창공정에서 최대 압력시에서 커넥팅 로드의 경사각도의 감소를 초래하고, 그 결과, 피스톤이 실린더 보어의 내면에서 받는 사이드 스러스트(side thrust)가 감소하고, 피스톤의 미끄럼 마찰 저항이 감소하여, 저연비성의 향상에도 기여할 수 있다.
또, 본 발명은, 제1 특징에 더하여, 실린더블록을 차체 프레임의 다운튜브의 하강부와 대략 평행하게 배치한 것을 제2 특징으로 한다.
이 제2 특징에 의하면, 다운튜브와 실린더헤드 사이의 데드스페이스(dead space)를 극소로 하여, 자동이륜차의 휠 베이스의 감소를 도모할 수 있다.
게다가 본 발명은, 제1 또는 제2 특징에 더하여, 크랭크 케이스의, 실린더블록의 배면에 근접한 부분에, 크랭크 케이스 내에 연통하는 통기실을 설치한 것을 제3 특징으로 한다.
이 제3 특징에 의하면, 크랭크 케이스 내의, 실린더블록과 입력축과의 사이에 존재하는 데드스페이스를 통기실의 형성에 유효 이용하여, 엔진을 한층 컴팩트화할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 엔진을 탑재한 자동이륜차의 측면도.
도 2는 상기 엔진의 종단측면도(도 3의 2-2 선 단면도).
도 3은 도 2의 3-3 선 단면도.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 엔진의 종단측면도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
Ab : 실린더블록의 축선Ac : 크랭크축의 축선
Ai : 변속입력축의 축선Ao : 변속출력축의 축선
E : 엔진F : 차체 프레임
M : 자동이륜차P : 축선 Ac, Ao를 포함하는 평면
3 : 다운튜브21 : 크랭크 케이스
22 : 실린더블록23 : 실린더헤드
28 : 크랭크 축57 : 통기실
71 : 변속입력축72 : 변속출력축
본 발명의 실시 형태를, 첨부 도면에 도시하는 본 발명의 일 실시예를 기초로 설명한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 엔진을 탑재한 자동이륜차의 측면도, 도 2는 상기 엔진의 종단측면도(도 3의 2-2 선 단면도), 도 3은 도 2의 3-3 선 단면도, 도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 엔진의 종단측면도이다.
또, 이하의 설명에 있어서, 전후, 좌우라 함은, 본 발명을 적용하는 자동이륜차(M)를 기준으로 하여 말하는 것이다.
우선, 도 1 및 도 2에 도시하는 본 발명의 제1 실시예의 설명에서 시작한다. 도 1에 있어서, 자동이륜차(M)의 차체프레임(F)은, 헤드파이프(1)와, 이 헤드파이프(1)의 상부에 용접되어 있는 완만 기울기로 후방 하향으로 연이어지는 메인튜브(2)와, 헤드파이프(1)의 하부에 용접되어 있는 다운튜브(3)를 구비한다. 이 다운튜브(3)는, 헤드파이프(1)에서 하방으로 연이어지는 하강부(3a)와, 이 하강부(3a)의 하단에서 후방으로 굴곡하는 수평부(3b)로 이루어져 있고, 메인튜브(2)의 중간부에서 하방으로 연이어지는 센터튜브(4)가 이 수평부(3b)의 후단부에 접속된다. 메인튜브(2) 및 다운튜브(3) 사이에는, 헤드파이프(1)에 근접한 위치에서 스테이(5)에 접속된다. 그리고, 메인튜브(2), 다운튜브(3), 스테이(5) 및 센터튜브(4)로 에워싸이는 스페이스에, 다운튜브(3) 및 스테이(5)에 의해 지지되는 엔진(E)이 설치된다.
헤드파이프(1)에는, 전륜(6f)을 축지지하는 프론트포크(7)가 조향가능하게 선회가능하게 지지되고, 또 다운튜브(3)의 후단부에는, 후륜(6r)을 축지지하는 리어포크(8)가 피봇축(9)을 통해 선회가능하게 지지된다. 이 리어포크(8)와 메인튜브(2) 사이에 리어쿠션(10)이 연결된다.
또 메인튜브(2)에는, 연료탱크(11) 및 새들(12)이 설치된다.
도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 상기 엔진(E)에 있어서, 엔진 본체(20)는, 크랭크 케이스(21)와, 이 크랭크 케이스(21)의 상부 전단에 결합되어 전방 상향으로 돌출하는 실린더블록(22)과, 이 실린더블록(22)의 상단에 접합되는 실린더헤드(23)로 구성된다.
크랭크 케이스(21)에는, 그 좌우 양 측벽에 베어링(27, 27')을 통해 지지되는 크랭크축(28)이 수용된다. 이 크랭크축(28)에는, 실린더블록(22)이 갖는 단일의 실린더 보어(22a) 내를 슬라이딩하는 피스톤(29)이 커넥팅 로드(30)를 통해 연결된다.
실린더헤드(23)에는, 피스톤(29)의 정수리면이 향하는 연소실(31)과, 이 연소실(31)에 연결되고 실린더헤드(23)의 배면으로 개구하는 흡기포트(32)와, 이 연소실(31)에 연결되고 실린더헤드(23)의 전면으로 개구하는 배기포트(33)가 형성되는 동시에, 이들 흡기포트(32) 및 배기포트(33)를 개폐하는 흡기밸브(34) 및 배기밸브(35)가 장착된다. 그리고 흡기밸브(34) 및 배기밸브(35)를 개폐 구동하는 동작밸브기구(36)가 실린더헤드(23)의 동작밸브실(37)에 설치된다.
이 동작밸브기구(36)는, 흡기 및 배기밸브(34, 35)의 중간부에서 크랭크축(28)과 평행하게 실린더헤드(23)에 좌우 한 쌍의 베어링(39, 39')을 통해 지지되는 캠축(38)과, 이 캠축(38) 및 흡기밸브(34) 사이를 연동하도록 실린더헤드(23)에 축지지되는 흡기 로커 아암(40)과, 캠축(38) 및 배기밸브(35) 사이를 연동하도록 실린더헤드(23)에 축지지되는 배기 로커 아암(41)과, 흡기 및 배기밸브(34, 35)를 각각 밀폐방향으로 가압하는 밸브스프링(42, 43)으로 구성된다.
캠축(38)은, 타이밍전동장치(51)를 통해 크랭크축(28)에 연결된다. 이 타이밍전동장치(51)는, 크랭크축(28)을 지지하는 좌측의 베어링(27)의 외측에 인접하여 크랭크축(28)에 고착되는 구동스프로켓(52)과, 캠축(38)의 일단에 고정되는 종동스프로켓(53)과, 양 스프로켓(52, 53)에 감기는 무단의 타이밍체인(54)으로 이루어지고, 크랭크축(28)의 회전을 2분의 1의 감속비를 갖고 캠축(38)에 전달할 수 있다. 타이밍체인(54)은, 실린더블록(22)의 일 측벽에 형성된 타이밍체인통로(55)에 수용된다.
실린더헤드(23)의 배면에는, 흡기포트(32)에 연결되는 기화기(13)(도 1 참조)가 장착되고, 실린더헤드(23)의 전면에는, 배기포트(33)에 연결되는 배기관(14)(동일하게 도 1 참조)이 접속되고, 그 후단에 머플러(15)가 접속된다.
실린더블록(22)은, 그 실린더 보어(22a)의 축선(Ab)을 크랭크축(28)의 축선(Ac)에 대해 전방으로 거리(e) 만큼 오프세트하도록 배치된다. 그 때, 실린더헤드(23)의 전단부를 종래와 동일하게 상기 다운튜브(3)의 하강부(3a)에 굉장히 근접시킨 채로, 실린더블록(22)의 축선(Ab)의 수평면에 대한 기립각도(θ)가 비교적 급한 각도로 설정된다. 바람직하게는 실린더블록(22)이 다운튜브(3)의 하강부(3a)와 평행하도록 설정된다.
크랭크케이스(21)의, 실린더블록(22)의 배면에 근접한 부분에 통기실(57)이 형성된다. 이 통기실(57)의 입구(57a)는, 크랭크케이스(21) 내와 연통되고, 그 출구(57b)는, 상기 기화기(13)를 포함하는 흡기계에 통기파이프(59)를 통해 연통된다. 통기실(57) 내는, 그 입구(57a) 및 출구(57b) 사이에 걸쳐 미로형상으로 형성되고, 크랭크케이스(21) 내에서 발생한 블로바이(blow-by) 가스가 이 통기실(57)을통과하는 사이에, 블로바이 가스에 포함되는 윤활오일분을 분리하도록 되어 있다.
크랭크축(28)의 일 단부에는, 발전기(60)의 회전자(61)가 키이 결합되고, 이 회전자(61)와, 크랭크축(28)에 회전가능하게 지지되는 시동기어(62)가 일방향 클러치(63)를 통해 연결된다. 일방향 클러치(63)는, 시동기어(62)에서 회전자(61)로의 일방향으로만 회전력을 전달할 수 있도록 되어 있고, 또 상기 시동기어(62)를 감속기어열을 통해 구동하는 시동모터(65)는, 실린더블록(22)의 하방에서 크랭크케이스(21)의 전부에 장착된다.
크랭크케이스(21)에는, 크랭크축(28)과 평행하게 배치되는 입력축(71) 및 출력축(72)을 구비하는 변속기(70)가 수용된다. 그 때, 입, 출력축(71, 72)은, 각 한 쌍의 베어링(73, 73'; 74, 74')을 각각 통해 크랭크 케이스(21)의 양 측벽에 지지된다. 이들 입, 출력축(71, 72) 사이에는 변속기어열(751~75n)이 구성된다. 크랭크축(28)의 발생 동력은, 원심클러치(76), 1차감속기어열(77) 및 변속클러치(78)를 통해 입력축(71)으로 전달하고, 그리고 이 입력축(71)에서, 선택된 하나의 변속기어열을 통해 출력축(72)으로 전달하고, 또한 크랭크케이스(21) 밖에 배치되는 체인전동장치(79)(도 1 참조)를 통해 후륜(6r)으로 전달하여, 이를 구동한다.
상기 변속기(70)에 있어서, 입력축(71)은, 그 축선(Ai)이 크랭크축(28) 및 출력축(72) 중간에서, 크랭크축(28) 및 출력축(72)의 양 축선(Ac, Ao)을 포함하는 평면(P)에 대해 상방으로 거리(s) 만큼 오프세트하도록 배치된다.
다음에, 본 제1 실시예의 작용에 관해서 설명한다.
도 2에는 종래 엔진(E')의 외곽이 쇄선으로 도시되어 있다. 본 발명의엔진(E)과 종래 엔진(E')와의 외곽선을 비교하면 분명한 바와 같이, 실린더헤드(23)의 전단부를 다운튜브(3)의 하강부(3a)에 굉장히 근접시킨 채로, 실린더블록(22)의 축선(Ab)의 수평면에 대한 기립각도(θ)를, 종래의 각도(θ')보다도 급한 각도로 설정하면서, 실린더블록(22)의 축선(Ab)이 크랭크축(28)의 축선(Ac)의 전방을 통과하도록 실린더블록(22)이 배치되기 때문에, 엔진(E)의 전단위치를 변화시키지 않고, 실린더블록(22)에 구속되지 않는 크랭크케이스(21)의 자유 상면 영역을 확대할 수 있다. 따라서, 입력축(71)의 상기 수평면(P)에 대한 상방 오프세트량(s)을, 실린더블록(22)에 방해되지 않고, 종래의 오프세트(s')보다 충분히 증가시켜, 크랭크축(28) 및 출력축(72)의 축간 거리(L1)를 종래의 축간 거리(L1')보다도 대폭 단축할 수 있고, 그 결과, 크랭크케이스(21)의 전후방향의 컴팩트화를 초래하고, 이에 동반하여 엔진(E)의 전후방향의 전장(L2)이 종래의 전장(L2')보다도 대폭 단축되어, 엔진(E)의 컴팩트화를 크게 도모할 수 있다. 특히, 실린더블록(22)을 차체프레임(F)의 다운튜브(3)의 하강부(3a)에 평행하게 하는 경우에는, 그 하강부(3a)와 실린더헤드(23) 사이의 데드스페이스를 최소로 하여, 자동이륜차(M)의 휠 베이스의 감소를 도모할 수 있다.
게다가, 실린더 보어(22a)의 축선(Ab)의, 크랭크축(28)의 축선(Ac)에 대한 오프세트는, 엔진(E)의 팽창공정에서 최대 압력시에서의 커넥팅로드(30)의 경사 각도의 감소를 유발하고, 그 결과, 피스톤(29)이 실린더 보어(22a)의 내면에서 받는 사이드 스러스트가 감소하고, 피스톤(29)의 미끄럼 마찰저항이 감소하여, 저연비성의 향상에 기여할 수 있다.
또, 크랭크케이스(21)에는, 실린더블록(22)의 배면에 근접한 부분에 통기실(57)이 형성되기 때문에, 크랭크케이스(21)내의, 실린더블록(22)과 입력축(71) 사이에 존재하는 데드스페이스를 통기실(57)의 형성에 유효 이용하여, 엔진(E)을 한층 컴팩트하게 하는 것에 기여할 수 있다.
다음에, 도 4에 도시하는 본 발명의 제2 실시예에 관해서 설명한다.
본 제2 실시예는, 본 발명을, 전방뱅크(Bf) 및 후방뱅크(Br)를 갖는 V형 엔진(E)에 적용한 것으로, 그 전방뱅크(Bf)가 상기 제1 실시예에서 실린더블록(22) 및 실린더헤드(23)에 대응한다. 그리고 후방뱅크(Br)는, 변속기(70)와의 간섭을 회피하기 위해서, 이들의 실린더블록(22)의 축선(Ab)이 크랭크축(28)의 축선(Ac)에 대해 전방으로 거리(e) 만큼 오프세트하도록 배치된다. 도시예에는, 전방뱅크(Bf)의 실린더블록 축선(Ab)의 크랭크축 축선(Ac)에 대한 전방 오프세트 거리와, 후방 뱅크(Br)의 실린더블록 축선(Ab)의 크랭크축 축선(Ac)에 대한 전방 오프세트 거리를 동등하게(e) 설정하지만, 이들 오프세트량을 상호 다르게 할 수도 있다.
그 외의 구성은, 제1 실시예와 동일하기 때문에, 도면에서, 제1 실시예와의 대응부분에는 동일 참조번호를 부여하고, 그 설명을 생략한다.
본 발명은, 상기 실시예에 한정되는 것은 아니고, 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 각종 설계 변경이 가능하다.
이상과 같이 본 발명의 제1 특징에 의하면, 크랭크 케이스, 이 크랭크 케이스의 전단 상부에서 차량의 전방 상향으로 연이어지는 실린더블록, 및 이 실린더블록의 상단에 접합되는 실린더헤드를 구비하고, 크랭크 케이스에 수용, 지지되는 크랭크축, 변속입력축 및 변속출력축을, 이들의 축선이 차량의 좌우방향을 향하도록 배치하는 동시에, 크랭크축 및 변속출력축의 양 축선을 포함하는 평면에 대해 상방으로 변속입력축을 오프세트 배치한 자동이륜차용 엔진에 있어서, 실린더블록을, 그 축선이 크랭크축의 축선의 전방을 통과하도록 배치한 것이기 때문에, 실린더블록의 축선이 크랭크축의 축선의 전방을 통과하도록 실린더블록을 배치할 때에, 실린더블록의 축선의 기립각도를 증가시키는 것에 의해, 엔진의 전단위치를 변화시키지 않고, 실린더블록에 구속되지 않는 크랭크 케이스의 자유 상면 영역을 확대할 수 있고, 따라서, 입력축의 상기 평면에 대한 상방 오프세트량을, 실린더블록에 방해되지 않고, 충분히 증가시켜, 엔진의 전후방향의 컴팩트화를 효과적으로 도모할 수 있다. 게다가, 실린더블록의 축선의, 크랭크축의 축선에 대한 오프세트는, 엔진의 팽창공정에서 최대 압력시에서의 커넥팅 로드의 경사각도의 감소를 초래하고, 그 결과, 피스톤이 실린더 보어의 내면에서 받는 사이드 스러스트의 감소에 의해, 피스톤의 미끄럼 마찰 저항이 감소하여, 저연비성의 향상에도 기여할 수 있다.
또, 본 발명의 제2 특징에 의하면, 제1 특징에 더하여, 실린더블록을 차체 프레임의 다운튜브의 하강부와 대략 평행하게 배치한 것이기 때문에, 다운튜브와 실린더헤드 사이의 데드스페이스를 극소로 하여, 자동이륜차의 휠 베이스의 감소를 도모할 수 있다.
또한 본 발명의 제3 특징에 의하면, 제1 또는 제2 특징에 더하여, 크랭크 케이스의, 실린더블록의 배면에 근접한 부분에, 크랭크 케이스 내에 연통하는 통기실을 설치한 것이기 때문에, 크랭크 케이스 내의, 실린더블록과 입력축과의 사이에 존재하는 데드스페이스를 통기실의 형성에 유효 이용하여, 엔진을 한층 컴팩트화할 수 있다.

Claims (3)

  1. 크랭크 케이스(21), 이 크랭크 케이스(21)의 전단 상부에서 차량(M)의 전방 상향으로 연이어지는 실린더블록(22), 및 이 실린더블록(22)의 상단에 접합되는 실린더헤드(23)를 구비하고, 크랭크 케이스(21)에 수용, 지지되는 크랭크축(28), 변속입력축(71) 및 변속출력축(72)을, 이들의 축선(Ac, Ai, Ao)이 차량의 좌우방향을 향하도록 배치하는 동시에, 크랭크축(28) 및 변속출력축(72)의 양 축선(Ac, Ao)을 포함하는 평면(P)에 대해 상방으로 변속입력축(71)을 오프세트 배치한 자동이륜차용 엔진에 있어서,
    실린더블록(22)을, 그 축선(Ab)이 크랭크축(28)의 축선(Ac)의 전방을 통과하도록 배치한 것을 특징으로 하는 자동이륜차용 엔진.
  2. 제1항에 있어서,
    실린더블록(22)을 차체 프레임(F)의 다운튜브(3)의 하강부(3a)와 대략 평행하게 배치한 것을 특징으로 하는 자동이륜차용 엔진.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    크랭크 케이스(21)의, 실린더블록(22)의 배면에 근접한 부분에, 크랭크 케이스(21) 내에 연통하는 통기실(57)을 설치한 것을 특징으로 하는 자동이륜차용 엔진.
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