WO2020141594A1 - 4ストロークエンジンユニット、及び同エンジンユニットを備えたストラドルドビークル - Google Patents

4ストロークエンジンユニット、及び同エンジンユニットを備えたストラドルドビークル Download PDF

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WO2020141594A1
WO2020141594A1 PCT/JP2019/050503 JP2019050503W WO2020141594A1 WO 2020141594 A1 WO2020141594 A1 WO 2020141594A1 JP 2019050503 W JP2019050503 W JP 2019050503W WO 2020141594 A1 WO2020141594 A1 WO 2020141594A1
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WO
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stroke engine
generator
crankshaft
engine unit
low
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Application number
PCT/JP2019/050503
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English (en)
French (fr)
Inventor
日野 陽至
Original Assignee
ヤマハ発動機株式会社
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02NSTARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N11/00Starting of engines by means of electric motors
    • F02N11/04Starting of engines by means of electric motors the motors being associated with current generators

Definitions

  • the present invention relates to a 4-stroke engine unit and a straddle-type vehicle equipped with the engine unit.
  • the motorcycle of Patent Document 1 is equipped with a 4-stroke engine unit.
  • the 4-stroke engine unit includes a 4-stroke engine, a transmission, and a starting generator.
  • the object of the present invention is to provide a 4-stroke engine unit that can reduce energy loss at the time of starting.
  • the 4-stroke engine contains engine oil that has a lubricating effect for moving parts smoothly.
  • the piston reciprocates in the cylinder of the 4-stroke engine.
  • the oil pump operates in synchronization with the rotation of the crankshaft, and the engine oil is supplied to each component of the 4-stroke engine.
  • each component of the 4-stroke engine operates smoothly.
  • the engine oil has a function of absorbing heat generated in the engine, cooling the engine, and maintaining an appropriate temperature during operation of the engine.
  • the engine oil absorbs the amount of heat generated by the combustion of the mixed gas and radiates the absorbed heat to the outside of the engine. Therefore, the engine oil can keep the temperature of the four-stroke engine moderate. This allows the engine oil to keep the engine at an appropriate temperature.
  • the present inventors use low-viscosity oil having a low temperature viscosity grade lower than 20 W as the engine oil, arrange the starting generator in the crankcase of a 4-stroke engine, and bring the starting generator into contact with the low-viscosity oil. I considered that.
  • the starting generator heats up by being supplied with electric current at the time of starting. Heat is transferred to the engine oil that is in contact with the starting generator. As a result, the engine oil is warmed up.
  • the warmed engine oil is circulated throughout the 4-stroke engine.
  • Low-viscosity oil easily circulates throughout the 4-stroke engine. In particular, when heat is applied to the engine oil having a low viscosity, the viscosity of the oil becomes lower than that at a room temperature. Therefore, it can be circulated faster than engine oil at room temperature. This reduces the resistance during operation of the 4-stroke engine. Also, the low viscosity oil contacts the starting generator and is warmed by the starting generator. Therefore, it is possible to reduce the resistance against the rotation of the starting generator. As a result, the 4-stroke engine unit of (1) can reduce energy loss.
  • a 4-stroke engine unit has the following configuration.
  • a 4-stroke engine unit The 4-stroke engine unit is A crankcase, a cylinder connected to the crankcase, and a crankshaft rotatably supported by the crankcase are provided, and the crankcase and the cylinder are made of low-viscosity oil whose low temperature viscosity grade is lower than 20W.
  • Load-changing four-stroke engine having A stator core having a plurality of tooth portions provided with slots in the circumferential direction, and a stator having a plurality of phase stator windings wound around the tooth portions, and the stator so as to face the stator with a gap.
  • a permanent magnet portion arranged in the direction, a rotor arranged coaxially with the crankshaft, and a start-up generator provided at a position in contact with the low-viscosity oil.
  • the engine unit (1) includes a load fluctuation type 4-stroke engine and a starting generator.
  • the load variation 4-stroke engine includes a crankcase, a cylinder, and a crankshaft.
  • the cylinder is connected to the crankcase.
  • the crankcase and cylinder are configured to be internally lubricated with low viscosity oil having a low temperature viscosity grade of less than 20W.
  • the crankshaft is rotatably supported by the crankcase.
  • the start generator includes a stator and a rotor.
  • the stator has a stator core and a plurality of phases of stator windings.
  • the stator core includes a plurality of tooth portions provided with slots in the circumferential direction.
  • the multi-phase stator winding is wound around the teeth.
  • the rotor has a permanent magnet section.
  • the permanent magnet portion has magnetic pole faces arranged in the circumferential direction so as to face the stator with a gap.
  • the rotor is fixed to the crankshaft.
  • low-viscosity oil having a low-temperature viscosity grade lower than 20 W is used as the engine oil
  • the starting generator is arranged in the crankcase of the 4-stroke engine
  • the starting generator is a low-viscosity oil.
  • the start-up generator generates heat by being supplied with an electric current at the time of start-up.
  • heat is transmitted to the low-viscosity oil that is in contact with the starting generator at the time of starting. This warms the low viscosity oil.
  • the low viscosity oil is circulated throughout the 4-stroke engine. Low-viscosity oil easily circulates throughout the 4-stroke engine.
  • the viscosity of the oil when heat is applied to the low-viscosity oil, the viscosity of the oil further decreases. For this reason, it is possible to circulate faster than the low-viscosity oil at room temperature. Therefore, it is possible to reduce energy loss.
  • the four-stroke engine unit (1) the low-viscosity oil comes into contact with the starting generator and is warmed at the time of starting. Therefore, it is possible to reduce the resistance against the rotation of the starting generator. As a result, the 4-stroke engine unit of (1) can reduce energy loss.
  • the four-stroke engine unit can employ the following configurations. (2) The four-stroke engine unit of (1), The permanent magnet portion of the starter generator has more than two-thirds the number of pole faces.
  • the condition that (starting generator) (pole surface/number of slots) is more than 2/3 is satisfied. For this reason, the temperature of the stator winding does not become higher than the temperature of the low-viscosity oil during the power generation of the start-up generator. Thereby, even if the starting generator is arranged so as to come into contact with the low-viscosity oil, the evaporation of the low-viscosity oil can be suppressed. Therefore, the starter generator can be arranged in an environment where it comes into contact with the low-viscosity oil.
  • the four-stroke engine unit can employ the following configurations.
  • a position detection device is further provided.
  • the rotor position detection device outputs a signal indicating the detection of the position of the rotor of the starting generator.
  • the starter generator has a stator winding that does not rise above the temperature of the low viscosity oil. Therefore, as the configuration of the rotor position detecting device, for example, either a Hall IC having a relatively low upper limit operating temperature or a pickup coil having a relatively high upper limit operating temperature can be employed. Therefore, the degree of freedom in design is high.
  • the four-stroke engine unit can employ the following configurations. (4) The four-stroke engine unit according to any one of (1) to (3), The space in which the starting generator is arranged is covered with a starting generator cover to which the stator is fixed, The rotor of the starter/generator has a bottomed tubular shape connected to the crankshaft between the stator and the cylinder in the axial direction of the crankshaft.
  • the starter generator is driven by supplying current to the stator. Further, the start-up generator generates electric power by generating a current in the stator. The stator generates heat both during driving and during power generation. Therefore, heat is trapped in the space in which the starter-generator is housed, and the temperature in the crankcase easily rises. According to the four-stroke engine unit of (4), the stator is fixed to the starter generator cover. At this time, the rotor of the starting generator is open in the direction opposite to the cylinder in the axial direction of the crankshaft.
  • the stator is less affected by the heat in the cylinder after the engine is started, as compared with, for example, a configuration in which the rotor of the starting generator is opened toward the cylinder in the axial direction of the crankshaft. Even if the starting generator is arranged so as to come into contact with the low-viscosity oil, the evaporation of the low-viscosity oil can be suppressed.
  • the four-stroke engine unit can employ the following configurations. (5) The four-stroke engine unit according to any one of (1) to (4), The four-stroke engine unit is provided in the crankcase so as to be lubricated by the low-viscosity oil and includes a manual transmission to which the driving force from the crankshaft is transmitted.
  • the low-viscosity oil warmed by the starting generator is quickly circulated throughout the 4-stroke engine. At this time, the low-viscosity oil is quickly supplied to the manual transmission to which the driving force from the crankshaft is transmitted. Therefore, the four-stroke engine unit of (5) can reduce energy loss due to the operation of the manual transmission at the time of starting.
  • the four-stroke engine unit can employ the following configurations. (6) The four-stroke engine unit according to any one of (1) to (4), In the four-stroke engine unit, an input unit is arranged in the first direction of the crankshaft in an axial direction of the crankshaft including a first direction and a second direction opposite to the first direction. A continuously variable transmission that is not arranged inside the crankcase and to which the driving force from the crankshaft is transmitted, The start-up generator is arranged in the second direction of the crankshaft in the axial direction.
  • the 4-stroke engine unit is equipped with a continuously variable transmission to which power from the crankshaft is transmitted.
  • the continuously variable transmission is not arranged inside the crankcase. Therefore, according to the four-stroke engine unit (6), the continuously variable transmission is less susceptible to the heat of the engine. Therefore, according to the four-stroke engine unit of (6), in the continuously variable transmission, deterioration of the belt and the like can be suppressed.
  • the four-stroke engine unit can employ the following configurations. (7)
  • the 4-stroke engine unit includes a radiator,
  • the cylinder has a water jacket to which cooling water from the radiator is supplied.
  • the 4-stroke engine is a water-cooled engine.
  • a four-stroke engine with cooling water in the water jacket of the cylinder will tend to have a longer warm-up time at startup as compared to a configuration without cooling water. As a result, the period during which the resistance of operation is high tends to be long.
  • the four-stroke engine unit of (7) low viscosity oil is used at the time of starting, and the low viscosity oil is warmed by the starting generator. Therefore, it is possible to shorten the period in which the operation resistance is high. Therefore, the 4-stroke engine unit (7) can reduce energy loss in the water-cooled engine.
  • a straddle-type vehicle can employ the following configurations.
  • the rotor is not equipped with fans or fins that generate an air flow for cooling.
  • the partition is not provided between the starting generator and the 4-stroke engine so that the starting generator comes into contact with the low-viscosity oil.
  • the low-viscosity oil can be quickly warmed by the start-up generator at the time of startup, the low-viscosity oil can be further reduced in viscosity, and cooling efficiency can be improved.
  • the rotor does not have any fan or fin, the four-stroke engine unit can realize excellent cooling efficiency. Since there is no partition and no fan or fin, the size of the four-stroke engine in the axial direction of the crankshaft can be reduced. Energy loss can be reduced more effectively by reducing the size.
  • a straddle-type vehicle can employ the following configurations.
  • a straddle-type vehicle, The straddle-type vehicle includes the four-stroke engine unit according to any one of (1) to (8).
  • the straddle-type vehicle can reduce energy loss by including the 4-stroke engine unit of any one of (1) to (8).
  • the terminology used herein is for the purpose of defining particular embodiments only and is not intended to limit the invention.
  • the term “and/or” includes any and all combinations of one or more of the associated listed components.
  • the use of the terms “including,” “comprising,” or “having” and variations thereof refers to the described feature, step, operation, It identifies the presence of elements, components and/or their equivalents, but can include one or more of steps, acts, elements, components, and/or groups thereof.
  • the terms “attached”, “connected”, “coupled” and/or their equivalents are widely used and refer to both direct and indirect attachment, connection and Includes both bindings.
  • the load fluctuation type four-stroke engine has a high load region and a low load region during four strokes.
  • the load fluctuation type four-stroke engine is, for example, a single cylinder engine, a two-cylinder engine, a non-equidistant combustion type three-cylinder engine, or a non-equidistant combustion type four-cylinder engine.
  • the load fluctuation type four-stroke engine is, for example, an engine having less than three cylinders.
  • the load variation 4-stroke engine is, for example, a single-cylinder engine or a 2-cylinder engine.
  • the two-cylinder engine may be a non-equidistant combustion engine having two cylinders.
  • An example of a nonuniform combustion engine having two cylinders is a V-type engine.
  • the load fluctuation type 4-stroke engine has a large fluctuation in rotation at a low rotation speed as compared with other types of engines.
  • the high load region is a region where the load torque is higher than the average value of the load torque in one combustion cycle in one combustion cycle of the engine.
  • the low load region refers to a region other than the high load region in one combustion cycle. In the engine, the low load region is wider than the high load region, for example, when viewed from the rotation angle of the crankshaft.
  • the compression stroke has an overlap with the high load area. It should be noted that in the present specification, the directions shown with respect to the load fluctuation type 4-stroke engine are shown with reference to a saddle type vehicle equipped with the load fluctuation type 4 stroke engine.
  • the start-up generator is a rotating electric machine capable of both engine starting and power generation.
  • the starting generator may be, for example, an outer rotor type or an inner rotor type. Further, the starting generator may be an axial gap type instead of the radial gap type.
  • the rotor comprises permanent magnets.
  • the start-up generator is, for example, a surface magnet type (SPM type) in which a magnetic pole portion of a rotor is exposed from a magnetic material.
  • SPM type surface magnet type
  • the starter generator is not limited to this, and may be, for example, an embedded magnet type (IPM type) in which the magnetic pole portion of the rotor is embedded in a magnetic material. For example, (pole face/number of slots) is more than 2/3.
  • (pole face/number of slots) is not particularly limited, and may be, for example, 2/3 or less.
  • the upper limit of (pole face/number of slots) is, for example, 4/3.
  • the ratio is 8/9 or more.
  • the ratio is 1/1 or more.
  • the ratio is greater than 1/1.
  • the ratio is 4/3. Note that some of the slots of the stator may not be formed because the control board or the like is installed on the stator. In such a case, the number of slots may be determined assuming that the slots are provided at the positions where the slots should originally be provided.
  • the crankcase is a case that houses at least part of the crankshaft of the 4-stroke engine unit.
  • the crankcase is connected to the cylinder.
  • the crankcase houses, for example, a starting generator.
  • the crankcase also includes the starting generator cover and the starting generator housing space.
  • the starting generator may be housed only in the crankcase.
  • the rotor position detection device is a device that detects the position of the rotor of the starting generator.
  • a pickup is used as the rotor position detecting device.
  • a Hall IC may be used as the rotor position detecting device.
  • the rotor position detecting device is attached to the crankcase.
  • the rotor position detecting device is attached to, for example, a crank generator starter generator cover.
  • the rotor position detecting device may be attached to the stator, for example.
  • a continuously variable transmission is a transmission that continuously changes the gear ratio.
  • the continuously variable transmission has, for example, a structure in which a belt is looped between two pulleys whose groove widths can be changed: a driving pulley (primary pulley) and a driven pulley (secondary pulley).
  • the continuously variable transmission can change the gear ratio by rotating the drive pulley.
  • the continuously variable transmission may be, for example, an electronically controlled continuously variable transmission (ECVT) whose gear ratio is controlled by electric control.
  • ECVT electronically controlled continuously variable transmission
  • the gear ratio is the ratio of the input shaft rotation speed to the output shaft rotation speed of the transmission. For example, under the condition that the rotation speeds of the drive wheels are equal, the larger the gear ratio, the higher the rotation speed of the crankshaft. Further, under the condition that the rotation speeds of the crankshafts are the same, the rotation speed of the drive wheels becomes smaller as the gear ratio increases.
  • a straddled vehicle is a vehicle in which the driver sits across the saddle.
  • the saddle riding type vehicle include a scooter type, a moped type, an off-road type and an on-road type motorcycle.
  • the saddle-ride type vehicle is not limited to a motorcycle, and may be, for example, a motorcycle, an ATV (All-Terrain Vehicle), or the like.
  • the motorcycle may include two front wheels and one rear wheel, or may include one front wheel and two rear wheels.
  • the drive wheels of the saddle type vehicle may be rear wheels or front wheels. Further, the drive wheels of the saddle riding type vehicle may be both rear wheels and front wheels.
  • the straddle-type vehicle is configured to be able to turn in a lean posture.
  • a straddle-type vehicle configured to be able to turn in a lean posture is configured to turn in a posture tilted inward of a curve.
  • the straddle-type vehicle configured to be able to turn in the lean posture opposes the centrifugal force applied to the straddle-type vehicle at the time of turning.
  • lightness is required, and therefore responsiveness of progress to a start operation is important.
  • a torque converter that utilizes the mechanical action of fluid is not provided in the power transmission path from the power source to the drive wheels.
  • the rotor preferably has neither a fan nor fins.
  • the fan refers to a portion provided in the rotor so as to generate an air flow for cooling.
  • the fins are portions provided on the rotor to increase the heat transfer area for cooling.
  • the rotor arranged coaxially with the crankshaft has, for example, at least one of a portion having a surface extending in the radial direction and a portion having a surface extending in the circumferential direction. When the fin or the fan is provided on the surface that extends in the radial direction, the fin or the fan is provided so as to project from the surface in the axial direction of the crankshaft.
  • the fin or the fan When the fin or the fan is provided on the surface that extends in the circumferential direction, the fin or the fan is provided so as to project in the radial direction from the surface.
  • the protruding length of the fin or fan is equal to or greater than the thickness of the fin or fan.
  • the portion protruding from the surface with a length smaller than the thickness can be construed as not corresponding to a fin or a fan.
  • FIG. 3 is a side view of a saddle-ride type vehicle equipped with the 4-stroke engine unit of FIG. 2. It is sectional drawing which shows the 2nd Example of the 4-stroke engine unit shown in FIG.
  • FIG. 8 is a side view of a saddle-ride type vehicle equipped with the 4-stroke engine unit of FIG. 7. It is sectional drawing which shows the 3rd Example of the 4-stroke engine unit shown in FIG.
  • FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a 4-stroke engine unit according to an embodiment of the present invention.
  • F indicates the front of the saddle riding type vehicle 1.
  • B indicates the rear of the saddle riding type vehicle 1.
  • FB indicates the front-back direction in the saddle riding type vehicle 1.
  • U indicates the upper side of the saddle riding type vehicle 1.
  • D indicates the lower side of the saddle riding type vehicle 1.
  • UD indicates the vertical direction in the saddle riding type vehicle 1.
  • L indicates the left side of the saddle riding type vehicle 1.
  • R indicates the right side of the saddle riding type vehicle 1.
  • LR indicates the left-right direction in the saddle riding type vehicle 1.
  • LR is also the axial direction of the crankshaft in the saddle riding type vehicle 1.
  • the four-stroke engine unit 10 of FIG. 1 includes a load-changing four-stroke engine 20 and a starter/generator 60.
  • the load fluctuation type 4-stroke engine 20 is also referred to as the 4-stroke engine 20.
  • part (a) of FIG. 1 is a cross-sectional view of the 4-stroke engine unit 10
  • part (b) of FIG. 1 is a side view of the 4-stroke engine unit 10.
  • the four-stroke engine 20 has a crankcase 21, a cylinder 22, and a crankshaft 24.
  • the cylinder 22 is connected to the crankcase 21.
  • the crankcase 21 and the cylinder 22 are configured to be lubricated inside with the low-viscosity oil OL.
  • the crankshaft 24 is rotatably supported by the crankcase 21.
  • the 4-stroke engine 20 outputs the power generated by the combustion of gas as the torque and the rotation speed of the crankshaft 24.
  • the four-stroke engine 20 has a high load region in which the crankshaft 24 rotates in a large load and a low load region in which the crankshaft rotates in a load smaller than the high load region during four strokes.
  • the low-viscosity oil OL is a lubricating oil whose low-temperature viscosity grade according to SAE viscosity classification is lower than 20W.
  • the low-viscosity oil OL is stored in a part of the crankcase 21.
  • the starter/generator 60 includes a stator 62 and a rotor 61.
  • the stator 62 has a stator core 621 having a plurality of teeth 623 provided with slots formed in the circumferential direction, and a plurality of phases of stator windings 622 wound around the teeth 623.
  • the rotor 61 has a permanent magnet portion 614 arranged in the circumferential direction so as to face the stator 62 with a gap.
  • the rotor 61 is arranged coaxially with the crankshaft 24.
  • the starter generator 60 is provided at a position in contact with the low viscosity oil OL.
  • the start-up generator 60 receives the supply of electric power and drives the 4-stroke engine 20.
  • the starter generator 60 is driven by the 4-stroke engine 20 via the crankshaft 24 to generate electric power.
  • the starting generator 60 generates heat by being supplied with an electric current at the time of starting. As a result, heat is transferred to the low-viscosity oil OL that is in contact with the starter/generator 60. Then, the low viscosity oil OL is warmed up. At this time, the warmed low viscosity oil OL is quickly circulated throughout the four-stroke engine 20.
  • the low-viscosity oil OL having low viscosity is used as the engine oil, it is easy to circulate the engine oil throughout the four-stroke engine 20.
  • the viscosity of the oil when heat is applied to the low-viscosity oil OL, the viscosity of the oil further decreases as compared with the state at room temperature, so that it can be circulated into the four-stroke engine 20 faster than the engine oil at room temperature.
  • the 4-stroke engine 20 When the 4-stroke engine 20 is started, the low-viscosity oil OL is warmed and agitated by the start-up generator 60, and the warmed low-viscosity oil OL spreads over the entire 4-stroke engine 20 faster. The viscosity of the low-viscosity oil OL is further reduced by warming it. Then, immediately after the start, each component of the 4-stroke engine 20 including the low-viscosity oil OL is warmed to the temperature required for the operation of the 4-stroke engine 20.
  • the 4-stroke engine 20 can reduce energy loss. Further, since the 4-stroke engine unit 10 uses the low-viscosity oil OL as the engine oil, not only the energy loss due to the decrease in viscosity but also the energy loss due to stirring can be reduced. Therefore, it is possible to reduce the resistance against the rotation of the starting generator. As a result, the 4-stroke engine unit 10 can reduce energy loss at the time of starting.
  • FIG. 2 is a sectional view showing a first embodiment of the 4-stroke engine unit 10 shown in FIG.
  • FIG. 3 is a side view showing a first embodiment of the 4-stroke engine unit 10 shown in FIG.
  • the 4-stroke engine unit 10 of the present embodiment includes a 4-stroke engine 20, a manual transmission 30, a manual clutch 40, and a start-up generator 60.
  • the 4-stroke engine 20 of the 4-stroke engine unit 10 includes a crankcase 21, a cylinder 22, a piston 26, a connecting rod 25, and a crankshaft 24.
  • the piston 26 is provided in the cylinder 22 so as to be capable of reciprocating.
  • the crankshaft 24 is rotatably provided in the crankcase 21.
  • the connecting rod 25 connects the piston 26 and the crankshaft 24.
  • a cylinder head 23 is attached to the top of the cylinder 22.
  • a combustion chamber is formed by the cylinder 22, the cylinder head 23, and the piston 26.
  • the crankshaft 24 is rotatably supported by the crankcase 21 via a pair of bearings 242.
  • the crankshaft 24 is provided with a starting generator 60 and a drive gear 241 that transmits power to the manual clutch 40.
  • the starter generator 60 is mounted in the first direction of the crankshaft 24 when viewed in the axial direction LR of the crankshaft 24.
  • the drive gear 241 is attached in the second direction of the crankshaft 24 when viewed in the axial direction LR of the crankshaft 24.
  • the four-stroke engine 20 is provided with a throttle valve SV, a fuel injection device FI, and a spark plug 27.
  • the throttle valve SV regulates the amount of air supplied to the combustion chamber.
  • the fuel injection device FI supplies the fuel to the air supplied to the combustion chamber by the throttle valve SV by injecting the fuel.
  • a mixed gas of fuel and air is supplied to the combustion chamber.
  • the spark plug 27 burns a mixed gas of air and fuel supplied to the combustion chamber.
  • the 4-stroke engine 20 is an internal combustion engine.
  • the 4-stroke engine 20 is supplied with fuel.
  • the 4-stroke engine 20 outputs rotational power by a combustion operation that burns fuel.
  • the driver adjusts the rotational power output from the 4-stroke engine 20 by operating an accelerator grip (not shown).
  • the 4-stroke engine 20 outputs rotational power via the crankshaft 24.
  • the rotational power of the crankshaft 24 is transmitted to the manual transmission 30 via the manual clutch 40.
  • the four-stroke engine 20 has a high load region in which the crankshaft 24 rotates in a large load and a low load region in which the crankshaft 24 rotates in less than a high load region during four strokes. From the viewpoint of the rotation angle of the crankshaft 24, the low load region is wider than the high load region. More specifically, the four-stroke engine 20 rotates forward while repeating four strokes of an intake stroke, a compression stroke, an expansion stroke, and an exhaust stroke. The compression stroke is included in the high load area and is not included in the low load area.
  • the 4-stroke engine 20 includes a cam shaft 28, an intake valve 29a, an exhaust valve 29b, and a cam chain 281.
  • the cam chain 281 is driven by the crankshaft 24 and rotates the camshaft 28.
  • the cam shaft 28 has a plurality of cams. By rotating each cam of the cam shaft 28, the intake valve 29a and the exhaust valve 29b are directly or indirectly moved up and down. More specifically, the crankshaft 24 drives the camshaft 28 and the cam chain 281 so as to lower the intake valve 29a in the intake stroke of the four-stroke engine 20 and lower the exhaust valve 29b in the exhaust stroke.
  • the cam chain 281 is housed in a cam chain housing portion 282 formed in the crankcase 21, the cylinder 22, and the cylinder head 23.
  • the 4-stroke engine 20 includes an oil pan 211 below the crankcase 21.
  • the oil pan 211 stores low-viscosity oil OL that lubricates the operation of the 4-stroke engine 20.
  • the low viscosity oil OL accumulated in the oil pan 211 is pressurized by an oil pump (not shown).
  • the pressurized low viscosity oil OL is supplied to the piston 26 and the crankshaft 24 via an oil supply passage (not shown).
  • Such an oil supply passage is formed by, for example, a hole provided inside the crank shaft 24, a hole provided inside the cylinder 22, and a groove formed at the joint surface between the cylinder 22 and the cylinder head 23. It A part of the low-viscosity oil OL is supplied to the cam chain storage portion 282.
  • the low-viscosity oil OL supplied to the cam chain housing portion 282 is also supplied to the cam shaft 28 and the valve 29 via the cam chain 281. In this way, the interior of the 4-stroke engine 20 is lubricated with the low-viscosity oil OL. Therefore, the interiors of the crankcase 21 and the cylinder 22 are lubricated with the low viscosity oil OL.
  • Low-viscosity oil OL is a low-viscosity oil whose low-temperature viscosity grade according to the SAE viscosity classification specified in SAE J300 is lower than 20W.
  • the lower the viscosity grade the lower the viscosity of the oil.
  • the high temperature viscosity grade according to the SAE viscosity classification of the lubricating oil is not particularly limited.
  • X is an integer of 0 or more and less than 20 and Y is an integer of 0 or more
  • the SAE viscosity grade of the lubricating oil is represented by XW-Y.
  • Lubricating oil is composed of base oil and additives.
  • the evaporation temperature may differ even if the lubricating oil has the same viscosity.
  • the evaporation characteristics of the lubricating oil can be obtained, for example, by a boiling point distribution measurement method by gas chromatography simulated distillation according to ASTM D6352.
  • the 4-stroke engine unit 10 includes a radiator 80. That is, the 4-stroke engine 20 is a water-cooled engine.
  • the radiator 80 is connected to a water jacket 212 formed in the cylinder 22 of the 4-stroke engine 20 by radiator hoses 81 and 82.
  • the radiator 80 supplies cooling water to the water jacket 212 via radiator hoses 81 and 82.
  • the cooling water is supplied from the radiator 80 to the water jacket 212 through the radiator hose 81.
  • the cooling water warmed by the four-stroke engine 20 passes through the radiator hose 82, returns to the radiator 80, and is cooled again.
  • the 4-stroke engine 20 is a water-cooled engine. Immediately after starting, the water-cooled engine circulates cooling water before the engine warms up. Therefore, water cooled engines have time to warm up.
  • the 4-stroke engine unit 10 since the low-viscosity oil is warmed by the starting power generator at the time of starting, the 4-stroke engine can be quickly warmed.
  • the manual clutch 40 includes a clutch housing 41, a friction plate 42, a clutch plate 43, a clutch boss 44, and a pressure plate 45.
  • a driven gear 411 is provided in the clutch housing 41.
  • the driving force from the crankshaft 24 is transmitted to the clutch housing 41 via the driving gear 241 and the driven gear 411 provided on the crankshaft 24.
  • the friction plate 42 is arranged on the inner circumference of the clutch housing 41.
  • the friction plate 42 engages with the clutch housing 41 and rotates together with the clutch housing 41.
  • the clutch boss 44 is attached to the input shaft 32 of the manual transmission 30 so as to rotate integrally with the input shaft 32 of the manual transmission 30.
  • the rotation axis of the clutch boss 44 and the rotation axis of the clutch housing 41 are substantially coincident with each other.
  • the clutch plate 43 is arranged on the outer periphery of the clutch boss 44. The clutch plate 43 engages with the clutch boss 44 and rotates together with the clutch boss 44.
  • the pressure plate 45 is connected to the lifter rod 38 that penetrates the central axis of the input shaft of the manual transmission 30.
  • the pressure plate 45 brings the friction plate 42 and the clutch plate 43 into close contact with and away from each other by the operation of the driver. More specifically, the driver operates the clutch lever (not shown) to displace the lifter rod 38 in the direction of the central axis via the wire (not shown) and the clutch arm 37.
  • the pressure plate 45 is integrated with the lifter rod 38 and is displaced in the direction of the central axis of the lifter rod 38 to bring the friction plate 42 and the clutch plate 43 into close contact with or apart from each other.
  • the driving force from the crankshaft 24 is transmitted to the manual transmission 30.
  • the manual transmission 30 is provided in the crankcase 21 so as to be lubricated by the low viscosity oil OL.
  • the manual transmission 30 is connected to the manual clutch 40.
  • the manual transmission 30 has a plurality of shift speeds.
  • the manual transmission 30 has an input shaft 32, an output shaft 33, a driving gear 34, a driven gear 35, and a gear stage setting mechanism 36.
  • the input shaft 32 is rotatably arranged.
  • the power output from the 4-stroke engine 20 is input to the input shaft 32 via the manual clutch 40.
  • the manual transmission 30 changes the rotational speed of the output shaft 33 with respect to the input shaft 32 in a stepwise manner.
  • the output shaft 33 is rotatably arranged on an axis parallel to the input shaft 32.
  • the plurality of drive gears 34 are provided on the input shaft 32 and are configured to always rotate together with the input shaft 32. Further, each of the plurality of drive gears 34 corresponds to each shift speed.
  • the plurality of driven gears 35 are provided on the output shaft 33 and are configured to be rotatable relative to the output shaft 33.
  • the plurality of driven gears 35 are configured to be able to mesh with the corresponding drive gears 34. At least one of the plurality of driven gears 35 always meshes with the drive gear 34.
  • the plurality of drive gears 34 included in the manual transmission 30 shown in FIG. 2 are configured so as to always rotate together with the input shaft 32. Further, the plurality of driven gears 35 are configured to be rotatable relative to the output shaft 33. Further, each of the plurality of driven gears 35 always meshes with the driving gear 34.
  • the low viscosity oil OL is also supplied to the manual transmission 30. More specifically, the manual transmission 30 is partially immersed in the low viscosity oil OL stored in the oil pan 211. The low viscosity oil OL supplied to the piston 26 also flows to the manual transmission 30. The low-viscosity oil OL is agitated by the rotation of the manual transmission 30 and diffuses into the crankcase 21. As a result, the low-viscosity oil OL is supplied to the entire manual transmission 30.
  • the starter generator 60 is a permanent magnet type three-phase brushless motor.
  • the starter generator 60 also functions as a permanent magnet type three-phase brushless generator.
  • the starter-generator 60 has a stator 62 whose position is fixed with respect to the crankcase 21 and a permanent magnet which faces the stator 62 with a gap, and is provided on the crankshaft 24 so as to interlock with the rotation of the crankshaft 24.
  • a rotor 61 that has been installed.
  • the starter generator 60 of this embodiment is a radial gap type.
  • the starter generator 60 is an outer rotor type. That is, the rotor 61 is an outer rotor.
  • the stator 62 is an inner stator.
  • the starter/generator 60 is housed in a starter/generator housing portion 65 formed by the starter/generator cover 64 and the crankcase 21. The space of the starter generator storage portion 65 communicates with the space of the cam chain storage portion 282.
  • the rotor 61 has a rotor body 615.
  • the rotor body 615 is made of, for example, a ferromagnetic material.
  • the rotor body 615 has a bottomed tubular shape.
  • the rotor body 615 has a cylindrical boss 615a, a disc-shaped bottom wall 615b, and a cylindrical back yoke 615c.
  • the bottom wall portion 615b and the back yoke portion 615c are integrally formed.
  • the bottom wall portion 615b and the back yoke portion 615c are fixed to the crankshaft 24 via a cylindrical boss portion 615a.
  • the rotor 61 is not provided with a winding to which current is supplied.
  • the rotor 61 has a bottomed tubular shape connected to the crankshaft 24 between the stator 62 and the cylinder (cylinder 22) of the four-stroke engine 20 in the axial direction LR of the crankshaft 24. That is, the disc-shaped bottom wall portion 615b is provided in the direction of the cylinder 22 in the axial direction LR of the crankshaft 24 rather than the tubular back yoke portion 615c.
  • the rotor 61 has a permanent magnet portion 614.
  • the rotor 61 has a plurality of magnetic pole portions 616. The plurality of magnetic pole portions 616 are formed by, for example, a permanent magnet portion 614.
  • the plurality of magnetic pole portions 616 are provided on the inner peripheral surface of the back yoke portion 615c.
  • one magnetic pole portion 616 corresponds to one permanent magnet.
  • the permanent magnet portion 614 can also be configured by one permanent magnet magnetized so as to have a plurality of magnetic poles. In this case, all of the magnetic pole portions 616 are formed into one ring-shaped permanent magnet.
  • the configuration of the permanent magnet unit 614 is not limited to this.
  • the magnetic pole portion 616 may be formed in a block of a plurality of permanent magnets forming one ring shape.
  • one permanent magnet has a plurality of magnetic pole portions 616. Then, the plurality of permanent magnets form a ring-shaped permanent magnet portion 614.
  • the permanent magnet portion 614 is formed of, for example, an isotropic magnet.
  • the permanent magnet portion 614 is not particularly limited and may be formed of, for example, a polar anisotropic magnet.
  • the permanent magnet portion 614 is formed of, for example, a ferrite magnet, a neodymium magnet, or a samarium cobalt magnet.
  • the permanent magnet portion 614 of the starter generator 60 is designed to have a large thickness to increase the permeance coefficient. By increasing the permeance coefficient, the permanent magnet part 614 has robustness against demagnetization.
  • the magnetic pole portions 616 are N poles or S poles alternately arranged in the circumferential direction of the starting generator 60.
  • the number of magnetic pole portions of the rotor 61 facing the stator 62 that is, the number of magnetic poles is 24.
  • the number of magnetic poles of the rotor 61 refers to the number of magnetic pole portions 616 facing the stator 62.
  • No magnetic material is provided between the magnetic pole portion 616 and the stator 62.
  • the magnetic pole portion 616 is provided outside the stator 62 in the radial direction of the starting generator 60.
  • the back yoke portion 615c is provided outside the magnetic pole portion 616 in the radial direction.
  • the start-up generator 60 has more magnetic poles 616 than the number of teeth 623.
  • the rotor 61 is a surface magnet type (SPM type) in which the magnetic pole portion 616 is exposed from the magnetic material.
  • the position of the stator 62 is fixed with respect to the crankcase 21. Specifically, the stator 62 is fixed to the starter generator cover 64.
  • the stator 62 has a stator core 621 and a plurality of stator windings 622.
  • the stator core 621 has a plurality of tooth portions 623 provided at intervals in the circumferential direction.
  • the plurality of tooth portions 623 integrally extend from the stator core 621 outward in the radial direction.
  • a total of 18 tooth portions 623 are provided at intervals in the circumferential direction.
  • the stator core 621 has a total of 18 slots 624 formed at intervals in the circumferential direction.
  • the tooth portions 623 are arranged at equal intervals in the circumferential direction.
  • the rotor 61 has more than two-thirds of the number of slots as the magnetic pole portions 616.
  • the rotor 61 has a number of magnetic pole portions 616 that is greater than the number of teeth 623. More specifically, the rotor 61 has the number of magnetic pole portions 616 that is greater than the number of teeth 623. That is, the starter-generator 60 has the number of magnetic pole portions 616 that is greater than the number of teeth 623. More specifically, the number of magnetic pole portions 616 is 4/3 or more of the number of slots. More specifically, the number of magnetic pole portions 616 is 4/3 of the number of slots.
  • a stator winding 622 is wound around each tooth 623. That is, the plural-phase stator windings 622 are provided so as to pass through the slots 624.
  • FIG. 4 shows the stator winding 622 in the slot 624.
  • Each of the multiple-phase stator windings 622 belongs to any one of U phase, V phase, and W phase.
  • the stator windings 622 are arranged, for example, in the order of U phase, V phase, and W phase. In this embodiment, the stator winding 622 is thicker than the stator winding used in the rotating electric machine used only for the generator.
  • the outer surface of the rotor 61 is provided with a plurality of detected parts 617 for detecting the rotational position of the rotor 61.
  • the plurality of detected parts 617 are detected by magnetic action.
  • the plurality of detected parts 617 are provided on the outer surface of the rotor 61 at intervals in the circumferential direction.
  • the detected part 617 is made of a ferromagnetic material.
  • the rotor position detection device 63 is a device that detects the position of the rotor 61.
  • the rotor position detection device 63 outputs a signal indicating detection of the position of the rotor 61 of the starter/generator 60.
  • the rotor position detection device 63 is provided at a position facing the plurality of detected parts 617.
  • the rotor position detection device 63 includes a pickup coil 611 that magnetically detects the detected portion 617.
  • the rotor position detection device 63 also includes a detection magnet 612 and a core 613.
  • the rotor position detection device 63 is arranged in the starter generator storage portion 65.
  • the rotor position detection device 63 is supported by the crankcase 21 so that its position is fixed with respect to the crankcase 21 within the crankcase 21.
  • the rotor position detection device 63 has higher heat resistance than a Hall IC or MR sensor that detects a position by a semiconductor element. Therefore, a special heat shield structure for protecting the semiconductor element from heat of the engine can be omitted.
  • the rotor position detection device 63 may be a Hall IC, for example.
  • the start-up generator 60 has a stator winding that does not become higher than the temperature of the low-viscosity oil OL or does not easily become higher. Therefore, even if a Hall IC having a relatively low upper limit operating temperature is adopted as the configuration of the rotor position detecting device 63, the rotor position detecting device 63 can be arranged in the starter generator housing portion 65.
  • the starter generator 60 is connected to the crankshaft 24 of the 4-stroke engine 20.
  • the rotor 61 is connected to the crankshaft 24 so as to rotate at a fixed speed ratio with respect to the crankshaft 24.
  • the rotation axis of the starter/generator 60 and the axis of the crankshaft 24 are substantially coincident with each other.
  • the rotor 61 is attached to the crankshaft 24 without a power transmission mechanism (for example, a belt, a chain, a gear, a speed reducer, a speed increaser, etc.).
  • the rotor 61 rotates with respect to the crankshaft 24 at a speed ratio of 1:1.
  • the starter generator 60 is configured to rotate the crankshaft 24 in the normal direction by the normal rotation of the 4-stroke engine 20.
  • the starting generator 60 starts the 4-stroke engine 20 by rotating the crankshaft 24 in the forward direction when starting the engine. Further, the starting generator 60 is driven by the four-stroke engine 20 to generate power when the four-stroke engine 20 performs a combustion operation. That is, the start-up generator 60 has both a function of starting the 4-stroke engine 20 by rotating the crankshaft 24 in the forward direction and a function of being driven by the 4-stroke engine 20 to generate power when the 4-stroke engine 20 performs a combustion operation. Have both.
  • the starter generator 60 is normally rotated by the crankshaft 24 and functions as a generator during at least a part of the period after the start of the four-stroke engine 20.
  • the starting power generator 60 when the starting power generator 60 functions as a generator, the starting power generator 60 does not always have to function as a generator after the combustion of the engine is started. Further, a period in which the starting generator 60 functions as a generator and a period in which the starting generator 60 functions as a vehicle driving motor after the start of combustion of the engine may be included.
  • the starter/generator 60 of this embodiment has more magnetic pole portions 616 than the number of tooth portions 623. Therefore, the starter generator 60 has a higher angular velocity than the starter generator having the magnetic pole portions smaller than the number of teeth.
  • the angular velocity contributes to the impedance of the winding. That is, the impedance of the winding is roughly expressed by the following equation. (R 2 + ⁇ 2 L 2 ) 1/2
  • R is a DC resistance
  • is an angular velocity about an electrical angle
  • L is an inductance.
  • (P/2) ⁇ (N/60) ⁇ 2 ⁇
  • P number of magnetic poles
  • N rotational speed [rpm]
  • the start-up generator 60 can suppress the generated current with a large impedance in the rotation region used as the generator.
  • stator winding 622 used in the starting generator 60 of this embodiment a stator winding thicker than the stator winding used in the rotating electric machine used only for the generator is used.
  • a thicker stator winding the DC resistance of the stator winding in the impedance of the starter generator 60 can be reduced.
  • By reducing the DC resistance of the stator winding it is possible to generate a large torque in the low speed rotation region where the start-up generator 60 is used as a starter motor.
  • FIG. 5A is an explanatory diagram that schematically shows the drive characteristics of the starting generator 60.
  • FIG. 5B is an explanatory diagram schematically showing power generation characteristics.
  • the horizontal axis represents the rotation speed of the crankshaft 24.
  • the rotation speed per scale on the horizontal axis differs between the drive characteristic shown in FIG. 5A and the power generation characteristic shown in FIG. 5B.
  • the rotation speed per scale in the diagram of power generation characteristics is higher than the rotation speed per scale in the diagram of drive characteristics.
  • the vertical axis represents the output torque in the positive direction and the generated current in the negative direction.
  • the solid line shows the characteristics of the starting generator 60 according to the present embodiment.
  • the broken line shows the characteristics of the starting generator according to the comparative example.
  • the start-up generator according to the comparative example has magnetic pole portions (for example, 2/3 of the number of slots) that are smaller than the number of teeth.
  • the starting generator 60 (solid line) of the present embodiment outputs the same torque as that of the starting generator (broken line) according to the comparative example (FIG. 5A), and rotates at high speed. At times, it is possible to suppress the generated current more than the starting generator (broken line) according to the comparative example (FIG. 5(B)).
  • the low viscosity oil OL is also supplied to the starter generator 60.
  • the low-viscosity oil OL supplied to the cam chain storage unit 282 is also supplied to the starter generator storage unit 65. More specifically, the low-viscosity oil OL is supplied to the cam chain housing portion 282 and then stirred by the cam chain 281 to be in a mist form.
  • the mist-like low-viscosity oil OL has a space in the starter/generator storage section 65 communicating with a space in the cam chain storage section 282. Is also supplied. Further, the low-viscosity oil OL supplied to the piston 26 also flows to the starter generator 60.
  • the low-viscosity oil OL supplied to the starter/generator storage section 65 is stored in the lower portion of the starter/generator storage section 65.
  • the low-viscosity oil OL collects so that a part of the starting generator 60 is immersed in the low-viscosity oil OL.
  • part of the start-up generator 60 is immersed in the low-viscosity oil OL.
  • the low viscosity oil OL overflowing from the dam wall flows to the oil pan 211. Due to the rotation of the start-up generator 60, the low-viscosity oil OL attached to the start-up generator 60 diffuses into the crankcase 21.
  • a partition is provided between the starter generator housing and the four-stroke engine to block the entry and exit of oil.
  • the starter/generator 60 has no partition between the starter/generator storage portion 65 and the 4-stroke engine 20 to block the entry and exit of oil. Since the starter generator 60 can suppress the generated current in the rotation region used as the generator, the amount of heat generated during power generation is smaller than that of the starter generator (comparative example of FIG. 5) having the magnetic pole faces smaller than the number of teeth. Also few. Therefore, in the start-up generator 60, the temperature of the stator winding 622 does not become higher than the temperature of the low-viscosity oil OL or does not easily increase.
  • the starter generator 60 can be arranged so as to come into contact with the low-viscosity oil OL, which is a lubricating oil having a low evaporation temperature, the evaporation of the low-viscosity oil OL can be suppressed.
  • the start-up generator 60 can be arranged in an environment in which the start-up generator 60 is in contact with the low-viscosity oil OL, which is lubricating oil, while suppressing or avoiding an increase in the size of the cooling mechanism of the start-up generator 60.
  • the starter generator 60 can suppress the generation of heat, it can suppress the change in the detection characteristics of the detection device.
  • the partition between the starting generator storage portion 65 and the 4-stroke engine 20 can be eliminated. Therefore, it can be brought into contact with the low-viscosity oil OL of the 4-stroke engine 20. As a result, the size of the crankshaft 24 in the axial direction LR can be reduced. Further, since the 4-stroke engine unit 10 has the starter/generator 60, it is not necessary to provide a starter motor specialized for starting. Therefore, it is not necessary to attach a power transmission mechanism for transmitting the driving force from the starter motor to the crankshaft 24. Further, when viewed in the axial direction LR of the crankshaft 24 of the 4-stroke engine 20, the rotor 61 is arranged in the cylinder 22 direction of the 4-stroke engine 20 rather than the stator 62. Therefore, the size of the crankshaft 24 in the axial direction LR can be further reduced. Further, in this embodiment, the rotor 61 is not provided with a fan or fins that generate an air flow for cooling.
  • the start-up power generator 60 can suppress the amount of heat generated during power generation, so that even if the low-viscosity oil OL with low viscosity is used as the lubricating oil, evaporation of the low-viscosity oil OL is suppressed. be able to. Therefore, in this embodiment, the low-viscosity oil OL of the four-stroke engine 20 can use a low-viscosity lubricating oil whose low temperature viscosity grade is lower than 20W.
  • the starter generator 60 can reduce not only the energy loss accompanying the decrease in the viscosity of the low viscosity oil OL but also the energy loss accompanying the stirring of the low viscosity oil OL. Further, the resistance to rotation of the starter generator 60 can be reduced. As a result, in the 4-stroke engine unit 10, the starter generator 60 can be further downsized.
  • the stator winding 622 used in the starting generator 60 is, for example, a stator winding thicker than the stator winding used in the rotating electric machine used only in the generator. To be done. Therefore, a large torque can be generated in the low speed rotation region where the starter/generator 60 is used as a starter motor.
  • the low-viscosity oil OL of the 4-stroke engine 20 may be a low-viscosity oil OL having a low temperature viscosity grade lower than 20W. Therefore, the start-up generator 60 can reduce resistance to rotation at the time of starting. Therefore, for example, even in a single-cylinder engine having a high load region and a low load region during four strokes, it is possible to obtain a torque that overcomes the high load region.
  • the starting generator 60 is driven by supplying current to the stator 62. Further, the starter-generator 60 generates electric power by generating a current in the stator 62. The stator 62 generates heat during both driving and power generation. Therefore, in the space in which the starter/generator 60 is housed, after a while from the start, heat is collected and the temperature in the crankcase 21 rises. According to the 4-stroke engine unit 10, the stator 62 is fixed to the starter generator cover 64. At this time, the rotor 61 of the starter/generator 60 is open toward the direction opposite to the cylinder 22 in the axial direction LR of the crankshaft 24.
  • the four-stroke engine unit 10 for example, compared with a configuration in which the rotor 61 of the starter-generator 60 is opened toward the cylinder 22 in the axial direction LR of the crankshaft 24, even if some time elapses after the start-up. The heat can be suppressed. As a result, after a while from the start, the components of the 4-stroke engine 20 including the low-viscosity oil OL are warmed to the temperatures required for the operation of the 4-stroke engine 20. As a result, the 4-stroke engine unit 10 can reduce energy loss at the time of starting.
  • the low-viscosity oil OL warmed by the starting generator 60 is quickly circulated to the entire four-stroke engine 20. At this time, the low-viscosity oil is quickly supplied to the manual transmission 30 to which the driving force from the crankshaft 24 is transmitted. Therefore, the 4-stroke engine unit 10 can reduce energy loss due to rotation of the manual transmission 30 at the time of starting.
  • FIG. 6 is a side view showing a saddle-ride type vehicle equipped with the 4-stroke engine unit of FIG. More specifically, the straddle-type vehicle 1 is an MT (manual transmission)-type straddle-type vehicle.
  • the saddle riding type vehicle 1 is a motorcycle. More specifically, the saddle riding type vehicle 1 is an MT type motorcycle. More specifically, the saddle riding type vehicle 1 includes a four-stroke engine unit 10, a vehicle body 11, a front fork 12, a handlebar 13, front wheels 14, drive wheels 15 as rear wheels, a seat 16, and a power storage.
  • the device 17 and the rear arm 151 are provided.
  • the front fork 12 is rotatably supported by the vehicle body 11.
  • the handle 13 is fixed to the upper end of the front fork 12. That is, the handlebar 13 is rotatably supported by the vehicle body 11 via the front fork 12.
  • a manual clutch lever 46 is provided at the left end of the handle 13.
  • a brake lever (not shown) and an accelerator operator are provided on the right portion of the handle 13.
  • the front wheel 14 is rotatably supported by the front fork 12.
  • the rear arm 151 is swingably supported by the vehicle body 11.
  • the drive wheel 15 is rotatably supported by the rear arm 151.
  • the 4-stroke engine unit 10 is held by the vehicle body 11. More specifically, the 4-stroke engine unit 10 is attached to a frame (not shown) of the vehicle body 11. The 4-stroke engine unit 10 outputs power from the output section 39 to the drive wheels 15.
  • the output unit 39 is a sprocket around which the chain 152 is wound.
  • the output unit 39 is provided outside the crankcase 21.
  • the output part 39 is actually covered with a cover (not shown) provided on the vehicle body 11, but is shown by a solid line so that it is easily exposed to the outside of the housing of the 4-stroke engine unit 10. There is.
  • the power of the four-stroke engine unit 10 is output to the drive wheels 15 via the sprocket as the output section 39 and the chain 152. Below the output unit 39, step 111 is provided below the output unit 39.
  • the seat 16 is a saddle type and is provided on the upper portion of the vehicle body 11.
  • the driver of the saddle riding type vehicle 1 sits astride the seat 16 and puts his/her foot on the step 111 while traveling.
  • Power storage device 17 is arranged inside vehicle body 11. The power storage device 17 stores electric power.
  • FIG. 7 is a sectional view showing a second embodiment of the 4-stroke engine unit 10 shown in FIG.
  • FIG. 8 is a side view showing a second embodiment of the 4-stroke engine unit 10 shown in FIG.
  • the four-stroke engine unit 10 constitutes the swing unit 2 by integrating the transmission cover 56, the speed reduction mechanism 55, and the drive wheels 15.
  • the 4-stroke engine unit 10 of the present embodiment includes a 4-stroke engine 20, a continuously variable transmission 50, and a start generator 60. This embodiment differs from the first embodiment in that the 4-stroke engine unit 10 does not have the manual transmission 30 but has the continuously variable transmission 50.
  • the 4-stroke engine 20 of the 4-stroke engine unit 10 includes a crankcase 21, a cylinder 22, a piston 26, a connecting rod 25, and a crankshaft 24.
  • the piston 26 is provided in the cylinder 22 so as to be capable of reciprocating.
  • the crankshaft 24 is rotatably provided in the crankcase 21.
  • the connecting rod 25 connects the piston 26 and the crankshaft 24.
  • a cylinder head 23 is attached to the top of the cylinder 22.
  • the crankshaft 24 is rotatably supported by the crankcase 21 via a pair of bearings 242.
  • the four-stroke engine 20 is provided with a throttle valve SV, a fuel injection device FI, and a spark plug 27.
  • the throttle valve SV regulates the amount of air supplied to the combustion chamber.
  • the fuel injection device FI supplies the fuel to the air supplied to the combustion chamber by the throttle valve SV by injecting the fuel.
  • the spark plug 27 burns a mixed gas of air and fuel supplied to the combustion chamber.
  • the 4-stroke engine 20 includes a cam shaft 28, an intake valve 29a, an exhaust valve 29b, and a cam chain 281.
  • the cam chain 281 is driven by the crankshaft 24 and rotates the camshaft 28.
  • the cam shaft 28 has a plurality of cams. By rotating each cam of the cam shaft 28, the intake valve 29a and the exhaust valve 29b are directly or indirectly moved up and down.
  • the cam chain 281 is housed in a cam chain housing portion 282 formed in the crankcase 21, the cylinder 22, and the cylinder head 23.
  • the 4-stroke engine 20 includes an oil pan 211 below the crankcase 21.
  • the oil pan 211 stores low-viscosity oil OL that lubricates the operation of the 4-stroke engine 20.
  • the low-viscosity oil OL accumulated in the oil pan 211 is supplied to the piston 26 and the crankshaft 24.
  • a part of the low-viscosity oil OL is supplied to the cam chain storage portion 282.
  • the low-viscosity oil OL supplied to the cam chain housing portion 282 is also supplied to the cam shaft 28 and the valve 29 via the cam chain 281.
  • the 4-stroke engine unit 10 includes a radiator 80.
  • the radiator 80 is connected to a water jacket 212 formed in the cylinder 22 of the 4-stroke engine 20 by radiator hoses 81 and 82.
  • the radiator 80 supplies cooling water to the water jacket 212 via radiator hoses 81 and 82.
  • the continuously variable transmission 50 has a driving pulley 51, a driven pulley 52, and a belt 53.
  • the drive pulley 51 is an input unit of the continuously variable transmission 50.
  • the driven pulley 52 is an output part of the continuously variable transmission 50.
  • Driving force is transmitted from the four-stroke engine 20 to the drive pulley 51 via the crankshaft 24.
  • the transmitted driving force is transmitted to the driven pulley 52 via the belt 53.
  • the drive pulley 51 of the continuously variable transmission 50 is mounted coaxially with the crankshaft 24 at the left end of the crankshaft 24 in the left-right direction LR.
  • the drive pulley 51 includes a movable sheave 511, a fixed sheave 512, a ramp plate 513, and a weight roller 514.
  • the movable sheave 511, the fixed sheave 512, the ramp plate 513, and the weight roller 514 rotate together with the crankshaft 24.
  • the movable sheave 511 is arranged between the fixed sheave 512 and the lamp plate 513.
  • the movable sheave 511 is provided so as to be movable on the crankshaft 24 in the left-right direction LR.
  • the fixed sheave 512 and the ramp plate 513 are fixed to the crankshaft 24, and their movement in the left-right direction LR is restricted.
  • the weight roller 514 is arranged in the space between the movable sheave 511 and the ramp plate 513.
  • the space between the ramp plate 513 and the movable sheave 511 is formed so that the width in the left-right direction LR becomes narrower outward in the radial direction.
  • the driven pulley 52 also includes a movable sheave 521, a fixed sheave 522, a driven shaft 524, and a spring 523.
  • the movable sheave 521 and the fixed sheave 522 rotate together with the driven shaft 524.
  • the movable sheave 521 is provided so as to be movable on the driven shaft 524 in the left-right direction LR.
  • the fixed sheave 522 is fixed to the driven shaft 524 and its movement in the left-right direction LR is restricted.
  • the movable sheave 521 is biased by a spring 523 so as to approach the fixed sheave 522.
  • the gear ratio of the continuously variable transmission 50 changes as the movable sheave 511 and the movable sheave 521 move in the left-right direction LR.
  • the gear ratio of the continuously variable transmission 50 changes as the movable sheave 511 and the movable sheave 521 move in the left-right direction LR.
  • the diameter of the portion of the belt 53 wound around the drive pulley 51 changes.
  • the movable sheave 521 of the driven pulley 52 moves in the left-right direction LR by the elastic force of the spring 523 or against the elastic force as the diameter of the portion wound around the drive pulley 51 changes. Then, the diameter of the portion of the belt 53 wound around the driven pulley 52 also changes.
  • the weight roller 514 moves outward in the radial direction of the drive pulley 51 due to the centrifugal force due to the rotation. Then, the axial width between the lamp plate 513 and the movable sheave 511 becomes wider, and the movable sheave 511 of the drive pulley 51 approaches the fixed sheave 512 in the axial direction.
  • the diameter of the portion of the belt 53 wound around the drive pulley 51 increases. Then, the diameter of the portion of the belt 53 wound around the driven pulley 52 becomes smaller.
  • the movable sheave 521 of the driven pulley 52 separates from the fixed sheave 522.
  • the gear ratio of the continuously variable transmission 50 becomes low. That is, the state of the continuously variable transmission 50 changes toward the high speed traveling setting (top setting).
  • the rotation speed of the crankshaft 24 decreases, so that the weight roller 514 loses the centrifugal force due to the rotation.
  • the weight roller 514 moves inward in the radial direction of the drive pulley 51.
  • the width of the lamp plate 513 and the movable sheave 511 in the axial direction becomes narrower, and the movable sheave 511 moves away from the fixed sheave 512 in the axial direction.
  • the diameter of the portion of the belt 53 wound around the drive pulley 51 decreases.
  • the gear ratio of the continuously variable transmission 50 becomes high. That is, the state of the continuously variable transmission 50 changes toward the low speed traveling setting (low setting). Due to such movement of the movable sheave 511, the gear ratio of the continuously variable transmission 50 is the gear ratio when the movable sheave 511 comes closest to the fixed sheave 512 (top setting) and the gear ratio of the movable sheave 511 is the largest from the fixed sheave 512. It changes with the gear ratio (low setting) when it is separated.
  • the driving force from the driven pulley 52 is transmitted to the output shaft 54 via the centrifugal clutch 70.
  • the transmission of rotation (torque) from the driven pulley 52 to the output shaft 54 is performed via the centrifugal clutch 70, or interrupted by the centrifugal clutch 70.
  • the centrifugal clutch 70 is an automatic clutch that connects or disconnects without requiring the rider to operate the clutch.
  • the centrifugal clutch 70 is automatically engaged when the engine rotation speed of the four-stroke engine 20 exceeds a preset value, and is automatically disconnected when the engine rotation speed falls below the preset value.
  • the output shaft 54 transmits the driving force from the driven pulley 52 transmitted by the centrifugal clutch 70 to the axle 153 of the drive wheel 15 via the reduction mechanism 55.
  • the output shaft 54 penetrates the driven shaft 524.
  • the rotation axis of the driven shaft 524 and the rotation axis of the output shaft 54 are the same.
  • the drive pulley 51, the driven pulley 52, the belt 53, the driven shaft 524, the speed reduction mechanism 55, and the centrifugal clutch 70 that form the continuously variable transmission 50 are housed in the transmission cover 56.
  • the transmission cover 56 is fixed to the crankcase 21 of the 4-stroke engine 20 and functions as a rear arm together with the 4-stroke engine 20.
  • the continuously variable transmission 50 is not arranged inside the crankcase 21. Therefore, according to the 4-stroke engine unit 10, the continuously variable transmission 50 is unlikely to be affected by the heat of the 4-stroke engine 20. Therefore, according to the 4-stroke engine unit 10, in the continuously variable transmission 50, deterioration of the belt 53 and the like is suppressed.
  • the starter generator 60 is mounted coaxially with the crankshaft 24 at the right end of the crankshaft 24 in the left-right direction LR.
  • the starter generator 60 includes a stator 62 and a rotor.
  • the starter/generator 60 is housed in a starter/generator housing portion 65 formed by the starter/generator cover 64 and the crankcase 21.
  • the space of the starter generator storage portion 65 communicates with the space of the cam chain storage portion 282.
  • the rotor 61 has a rotor body 615.
  • the rotor body 615 has a cylindrical boss 615a, a disc-shaped bottom wall 615b, and a cylindrical back yoke 615c.
  • the bottom wall portion 615b and the back yoke portion 615c are fixed to the crankshaft 24 via a cylindrical boss portion 615a.
  • the rotor 61 has a permanent magnet portion 614.
  • the rotor 61 has a plurality of magnetic pole portions 616.
  • the plurality of magnetic pole portions 616 are formed, for example, by a plurality of permanent magnet portions 614 so that one magnetic pole portion 616 corresponds to one permanent magnet.
  • the permanent magnet portion 614 can also be configured by one or a plurality of permanent magnets magnetized so as to have a plurality of magnetic poles.
  • the number of magnetic pole portions 616 and the number of permanent magnets are not particularly limited.
  • the plurality of magnetic pole portions 616 are provided on the inner peripheral surface of the back yoke portion 615c.
  • the plurality of magnetic pole portions 616 are provided such that the N poles and the S poles are alternately arranged in the circumferential direction of the starting generator 60.
  • the rotor 61 facing the stator 62 has 24 magnetic poles.
  • the number of magnetic pole portions 616 is larger than the number of tooth portions 623.
  • the position of the stator 62 is fixed with respect to the crankcase 21. Specifically, the stator 62 is fixed to the starter generator cover 64.
  • the stator 62 has a stator core 621 and a plurality of stator windings 622.
  • the stator core 621 has a plurality of tooth portions 623 provided at intervals in the circumferential direction.
  • the plurality of tooth portions 623 integrally extend from the stator core 621 outward in the radial direction.
  • a total of 18 tooth portions 623 are provided at intervals in the circumferential direction.
  • the stator core 621 has a total of 18 slots 624 formed at intervals in the circumferential direction.
  • the rotor 61 has more than two-thirds of the number of slots as the magnetic pole portions 616.
  • the rotor 61 has a number of magnetic pole portions 616 that is greater than the number of teeth 623. More specifically, the rotor 61 has the number of magnetic pole portions 616 that is greater than the number of teeth 623. That is, the starter-generator 60 has the number of magnetic pole portions 616 that is greater than the number of teeth 623. More specifically, the number of magnetic pole portions 616 is 4/3 or more of the number of slots. More specifically, the number of magnetic pole portions 616 is 4/3 of the number of slots.
  • a stator winding 622 is wound around each tooth 623. Each of the multiple-phase stator windings 622 belongs to any one of U phase, V phase, and W phase.
  • the outer surface of the rotor 61 is provided with a plurality of detected parts 617 for detecting the rotational position of the rotor 61.
  • the plurality of detected parts 617 are detected by magnetic action.
  • the plurality of detected parts 617 are provided on the outer surface of the rotor 61 at intervals in the circumferential direction.
  • the detected part 617 is made of a ferromagnetic material.
  • the rotor position detection device 63 is a device that detects the position of the rotor 61.
  • the rotor position detection device 63 is provided at a position facing the plurality of detected parts 617.
  • the rotor position detection device 63 includes a pickup coil 611 that magnetically detects the detected portion 617.
  • the rotor position detection device 63 also includes a detection magnet 612 and a core 613.
  • the rotor position detection device 63 is arranged in the starter generator storage portion 65.
  • the rotor position detection device 63 is supported by the crankcase 21 so that its position is fixed with respect to the crankcase 21 within the crankcase 21.
  • the starting generator 60 is connected to the crankshaft 24 of the 4-stroke engine 20.
  • the rotation axis of the starter/generator 60 and the axis of the crankshaft 24 are substantially coincident with each other.
  • the starter generator 60 is configured to rotate the crankshaft 24 in the normal direction by the normal rotation of the 4-stroke engine 20.
  • the low viscosity oil OL is also supplied to the starter generator 60.
  • the low-viscosity oil OL supplied to the cam chain storage unit 282 is also supplied to the starter generator storage unit 65.
  • FIG. 9 is a side view showing a saddle-ride type vehicle equipped with the 4-stroke engine unit of FIG. 7.
  • the saddle riding type vehicle 1 is a motorcycle. More specifically, the saddle riding type vehicle 1 is a scooter type motorcycle.
  • the straddle-type vehicle 1 includes a swing unit 2 including a 4-stroke engine unit 10 and drive wheels 15, a vehicle body 11, a front fork 12, a handlebar 13, front wheels 14, drive wheels 15, and a seat 16. , And a power storage device 17.
  • the front fork 12 is rotatably supported by the vehicle body 11.
  • the handle 13 is fixed to the upper end of the front fork 12. That is, the handlebar 13 is rotatably supported by the vehicle body 11 via the front fork 12.
  • a brake lever and an accelerator operator 8 are provided on the right part of the handle 13.
  • the front wheel 14 is rotatably supported by the front fork 12.
  • the swing unit 2 is swingably supported by the vehicle body 11.
  • the swing unit 2 includes a 4-stroke engine unit 10, a transmission cover 56, a speed reduction mechanism 55, and drive wheels 15.
  • the 4-stroke engine unit 10 is held by the vehicle body 11. More specifically, the 4-stroke engine unit 10 is swingably attached to a frame (not shown) of the vehicle body 11.
  • the 4-stroke engine unit 10 includes a 4-stroke engine 20 and a continuously variable transmission 50.
  • the drive wheel 15 is rotatably supported by the continuously variable transmission 50. Specifically, the drive wheel 15 is rotatably supported by the transmission cover 56 of the continuously variable transmission 50.
  • the transmission cover 56 is fixed to the 4-stroke engine 20 and swings integrally with the 4-stroke engine 20.
  • the 4-stroke engine unit 10 outputs power from the crankshaft 24 to the drive wheels 15 via the continuously variable transmission 50.
  • the continuously variable transmission 50 is provided outside the crankcase 21.
  • the power of the 4-stroke engine unit 10 is output to the drive wheels 15 via the continuously variable transmission 50 and the speed reduction mechanism 55.
  • the seat 16 is a saddle type and is provided on the upper portion of the vehicle body 11.
  • the driver of the saddle riding type vehicle 1 sits astride the seat 16.
  • Power storage device 17 is arranged inside vehicle body 11. The power storage device 17 stores electric power.
  • FIG. 10 is a sectional view showing a third embodiment of the 4-stroke engine unit 10 shown in FIG.
  • the 4-stroke engine unit 10 of the present embodiment includes a 4-stroke engine 20, a manual transmission 30, a manual clutch 40, and a start-up generator 60.
  • This embodiment is different from the first embodiment in that the 4-stroke engine unit 10 does not have the radiator 80, that is, is an air-cooled 4-stroke engine.
  • the 4-stroke engine 20 of the 4-stroke engine unit 10 includes a crankcase 21, a cylinder 22, a piston 26, a connecting rod 25, and a crankshaft 24.
  • the piston 26 is provided in the cylinder 22 so as to be capable of reciprocating.
  • the crankshaft 24 is rotatably provided in the crankcase 21.
  • the connecting rod 25 connects the piston 26 and the crankshaft 24.
  • a cylinder head 23 is attached to the top of the cylinder 22.
  • the cylinder 22 is provided with fins for cooling the four-stroke engine 20.
  • the crankshaft 24 is rotatably supported by the crankcase 21 via a pair of bearings 242.
  • a starter generator 60 and a continuously variable transmission 50 are attached to the crankshaft 24.
  • the four-stroke engine 20 is provided with a throttle valve SV, a fuel injection device FI, and a spark plug 27.
  • the throttle valve SV regulates the amount of air supplied to the combustion chamber.
  • the fuel injection device FI supplies the fuel to the air supplied to the combustion chamber by the throttle valve SV by injecting the fuel.
  • the spark plug 27 burns a mixed gas of air and fuel supplied to the combustion chamber.
  • the 4-stroke engine 20 includes a cam shaft 28, an intake valve 29a, an exhaust valve 29b, and a cam chain 281.
  • the cam chain 281 is driven by the crankshaft 24 and rotates the camshaft 28.
  • the cam shaft 28 has a plurality of cams. By rotating each cam of the cam shaft 28, the intake valve 29a and the exhaust valve 29b are directly or indirectly moved up and down.
  • the cam chain 281 is housed in a cam chain housing portion 282 formed in the crankcase 21, the cylinder 22, and the cylinder head 23.
  • the manual clutch 40 includes a clutch housing 41, a friction plate 42, a clutch plate 43, a clutch boss 44, and a pressure plate 45.
  • a driven gear 411 is provided in the clutch housing 41.
  • the driving force from the crankshaft 24 is transmitted to the clutch housing 41 via the driving gear 241 and the driven gear 411 provided on the crankshaft 24.
  • the friction plate 42 is arranged on the inner circumference of the clutch housing 41.
  • the friction plate 42 engages with the clutch housing 41 and rotates together with the clutch housing 41.
  • the clutch boss 44 is attached to the input shaft 32 of the manual transmission 30 so as to rotate integrally with the input shaft 32 of the manual transmission 30.
  • the rotation axis of the clutch boss 44 and the rotation axis of the clutch housing 41 are substantially coincident with each other.
  • the clutch plate 43 is arranged on the outer periphery of the clutch boss 44. The clutch plate 43 engages with the clutch boss 44 and rotates together with the clutch boss 44.
  • the pressure plate 45 is connected to the lifter rod 38 that penetrates the central axis of the input shaft of the manual transmission 30.
  • the pressure plate 45 brings the friction plate 42 and the clutch plate 43 into close contact with and away from each other by the operation of the driver.
  • the driving force from the crankshaft 24 is transmitted to the manual transmission 30.
  • the manual transmission 30 is provided in the crankcase 21 so as to be lubricated by the low viscosity oil OL.
  • the manual transmission 30 is connected to the manual clutch 40.
  • the manual transmission 30 has a plurality of shift speeds.
  • the manual transmission 30 has an input shaft 32, an output shaft 33, a driving gear 34, a driven gear 35, and a gear stage setting mechanism 36.
  • the input shaft 32 is rotatably arranged.
  • the power output from the 4-stroke engine 20 is input to the input shaft 32 via the manual clutch 40.
  • the manual transmission 30 changes the rotational speed of the output shaft 33 with respect to the input shaft 32 in a stepwise manner.
  • the output shaft 33 is rotatably arranged on an axis parallel to the input shaft 32.
  • the plurality of drive gears 34 are provided on the input shaft 32 and are configured to always rotate together with the input shaft 32. Further, each of the plurality of drive gears 34 corresponds to each shift speed.
  • the plurality of driven gears 35 are provided on the output shaft 33 and are configured to be rotatable relative to the output shaft 33. The plurality of driven gears 35 are configured to be able to mesh with the corresponding drive gears 34. At least one of the plurality of driven gears 35 always meshes with the drive gear 34.
  • the low viscosity oil OL is also supplied to the manual transmission 30.
  • the low viscosity oil OL supplied to the piston 26 also flows to the manual transmission 30.
  • the low-viscosity oil OL is agitated by the rotation of the manual transmission 30 and diffuses into the crankcase 21. As a result, the low-viscosity oil OL is supplied to the entire manual transmission 30.
  • the 4-stroke engine 20 includes an oil pan 211 below the crankcase 21.
  • the oil pan 211 stores low-viscosity oil OL that lubricates the operation of the 4-stroke engine 20.
  • the low-viscosity oil OL accumulated in the oil pan 211 is supplied to the piston 26 and the crankshaft 24.
  • a part of the low-viscosity oil OL is supplied to the cam chain storage portion 282.
  • the low-viscosity oil OL supplied to the cam chain housing portion 282 is also supplied to the cam shaft 28 and the valve 29 via the cam chain 281.
  • the starter generator 60 is mounted coaxially with the crankshaft 24 at the right end of the crankshaft 24 in the left-right direction LR.
  • the starter generator 60 includes a stator 62 and a rotor.
  • the starter/generator 60 is housed in a starter/generator housing portion 65 formed by the starter/generator cover 64 and the crankcase 21.
  • the space of the starter generator storage portion 65 communicates with the space of the cam chain storage portion 282.
  • the rotor 61 has a rotor body 615.
  • the rotor body 615 has a cylindrical boss 615a, a disc-shaped bottom wall 615b, and a cylindrical back yoke 615c.
  • the bottom wall portion 615b and the back yoke portion 615c are fixed to the crankshaft 24 via a cylindrical boss portion 615a.
  • the rotor 61 has a permanent magnet portion 614.
  • the rotor 61 has a plurality of magnetic pole portions 616.
  • the plurality of magnetic pole portions 616 are formed, for example, by a plurality of permanent magnet portions 614 so that one magnetic pole portion 616 corresponds to one permanent magnet.
  • the permanent magnet portion 614 can also be configured by one or a plurality of permanent magnets magnetized so as to have a plurality of magnetic poles.
  • the number of magnetic pole portions 616 and the number of permanent magnets are not particularly limited.
  • the plurality of magnetic pole portions 616 are provided on the inner peripheral surface of the back yoke portion 615c.
  • the plurality of magnetic pole portions 616 are provided such that the N poles and the S poles are alternately arranged in the circumferential direction of the starting generator 60.
  • the rotor 61 facing the stator 62 has 24 magnetic poles.
  • the number of magnetic pole portions 616 is larger than the number of tooth portions 623.
  • the position of the stator 62 is fixed with respect to the crankcase 21. Specifically, the stator 62 is fixed to the starter generator cover 64.
  • the stator 62 has a stator core 621 and a plurality of stator windings 622.
  • the stator core 621 has a plurality of tooth portions 623 provided at intervals in the circumferential direction.
  • the plurality of tooth portions 623 integrally extend from the stator core 621 outward in the radial direction.
  • a total of 18 tooth portions 623 are provided at intervals in the circumferential direction.
  • the stator core 621 has a total of 18 slots 624 formed at intervals in the circumferential direction.
  • the rotor 61 has more than two-thirds of the number of slots as the magnetic pole portions 616.
  • the rotor 61 has a number of magnetic pole portions 616 that is greater than the number of teeth 623. More specifically, the rotor 61 has the number of magnetic pole portions 616 that is greater than the number of teeth 623. That is, the starter-generator 60 has the number of magnetic pole portions 616 that is greater than the number of teeth 623. More specifically, the number of magnetic pole portions 616 is 4/3 or more of the number of slots. More specifically, the number of magnetic pole portions 616 is 4/3 of the number of slots.
  • a stator winding 622 is wound around each tooth 623. Each of the multiple-phase stator windings 622 belongs to any one of U phase, V phase, and W phase.
  • the outer surface of the rotor 61 is provided with a plurality of detected parts 617 for detecting the rotational position of the rotor 61.
  • the plurality of detected parts 617 are detected by magnetic action.
  • the plurality of detected parts 617 are provided on the outer surface of the rotor 61 at intervals in the circumferential direction.
  • the detected part 617 is made of a ferromagnetic material.
  • the rotor position detection device 63 is a device that detects the position of the rotor 61.
  • the rotor position detection device 63 is provided at a position facing the plurality of detected parts 617.
  • the rotor position detection device 63 includes a pickup coil 611 that magnetically detects the detected portion 617.
  • the rotor position detection device 63 also includes a detection magnet 612 and a core 613.
  • the rotor position detection device 63 is arranged in the starter generator storage portion 65.
  • the rotor position detection device 63 is supported by the crankcase 21 so that its position is fixed with respect to the crankcase 21 within the crankcase 21.
  • the starting generator 60 is connected to the crankshaft 24 of the 4-stroke engine 20.
  • the rotation axis of the starter/generator 60 and the rotation axis of the crankshaft 24 are substantially coincident with each other.
  • the starter generator 60 is configured to rotate the crankshaft 24 in the normal direction by the normal rotation of the 4-stroke engine 20.
  • the low viscosity oil OL is also supplied to the starter generator 60.
  • the low-viscosity oil OL supplied to the cam chain storage unit 282 is also supplied to the starter generator storage unit 65.
  • the four-stroke engine unit 10 of FIG. 10 can be mounted on the saddle type vehicle 1.
  • a straddle-type vehicle 1 equipped with the 4-stroke engine unit 10 of FIG. 10 is an MT (manual transmission)-type straddle-type vehicle. More specifically, the saddle riding type vehicle 1 equipped with the four-stroke engine unit 10 of FIG. 10 is an MT type motorcycle.

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Abstract

エネルギーのロスを低減できる4ストロークエンジンユニットを提供する。4ストロークエンジンユニットは、低温粘度グレードが20Wよりも低い低粘度オイルで内部が潤滑されるように構成された負荷変動型4ストロークエンジンと、低粘度オイルと接触する位置に設けられる始動発電機とを備える。始動発電機は、周方向にスロットを空けて設けられた複数の歯部を備えるステータコア、及び歯部に巻回される複数相のステータ巻線を有するステータと、ステータと空隙を空けて向かい合うように周方向に並ぶ永久磁石部を有し、クランク軸と同軸上に配置されたロータとを備える。

Description

4ストロークエンジンユニット、及び同エンジンユニットを備えたストラドルドビークル
 本発明は、4ストロークエンジンユニット、及び同エンジンユニットを備えた鞍乗型車両に関する。
 特許文献1の自動二輪車は、4ストロークエンジンユニットを備えている。4ストロークエンジンユニットは、4ストロークエンジンと、トランスミッションと、始動発電機とを備えている。
特許第5591778号公報
 4ストロークエンジンでは、エネルギーのロスを低減することが望まれている。
 本発明の目的は、始動時において、エネルギーのロスを低減できる4ストロークエンジンユニットを提供することである。
 4ストロークエンジンは、部品を円滑に動かすための潤滑作用を有するエンジンオイルを含んでいる。始動時において、4ストロークエンジンのシリンダ内でピストンが往復動する。そうすると、クランク軸の回転に連動してオイルポンプが作動し、4ストロークエンジンの各部品にエンジンオイルが供給される。これにより、4ストロークエンジンの各部品は、円滑に動作する。また、エンジンオイルは、エンジンにおいて発生する熱を吸収し、エンジンを冷却し、エンジンの動作時の温度を適度に保つ作用を有する。エンジンオイルは、混合ガスの燃焼により生じた熱量を吸収して、吸収した熱をエンジン外部に放熱する。従って、エンジンオイルは、4ストロークエンジンの温度を適度に保つことができる。これにより、エンジンオイルは、エンジンを適温に保つことができる。
 本発明者らは、エンジンオイルとして低温粘度グレードが20Wよりも低い低粘度オイルを使用し、始動発電機を4ストロークエンジンのクランクケース内に配置して、始動発電機を低粘度オイルと接触させることを検討した。
 始動発電機は、始動時において電流が供給されることにより発熱する。始動発電機に接触しているエンジンオイルに熱が伝わる。これにより、エンジンオイルが、暖められる。暖まったエンジンオイルは、4ストロークエンジン全体に循環される。低粘度オイルは4ストロークエンジン全体に循環しやすい。特に、粘度の低いエンジンオイルに熱が加わると、常温の状態に比べてオイルの粘度が低下する。このため、常温のエンジンオイルよりも素早い循環が可能となる。これにより、4ストロークエンジンの動作時の抵抗が減少する。また、低粘度オイルが始動発電機に接触し、始動発電機によって暖められる。このため、始動発電機の回転に対する抵抗を小さくできる。その結果、(1)の4ストロークエンジンユニットは、エネルギーのロスを低減できる。
 以上の目的を達成するために、本発明の一つの観点によれば、4ストロークエンジンユニットは、次の構成を備える。
 (1) 4ストロークエンジンユニットであって、
 前記4ストロークエンジンユニットは、
 クランクケースと、前記クランクケースに接続されるシリンダと、前記クランクケースに回転可能に支持されるクランク軸とを備え、前記クランクケース及び前記シリンダは、低温粘度グレードが20Wよりも低い低粘度オイルで内部が潤滑されるように構成され、4ストロークの間に、前記クランク軸を回転させる負荷が大きい高負荷領域と、前記クランク軸を回転させる負荷が前記高負荷領域の負荷より小さい低負荷領域とを有する負荷変動型4ストロークエンジンと、
 周方向にスロットを空けて設けられた複数の歯部を備えるステータコア、及び前記歯部に巻回される複数相のステータ巻線を有するステータと、前記ステータと空隙を空けて向かい合うように前記周方向に並ぶ永久磁石部を有し、前記クランク軸と同軸上に配置されたロータとを備え、前記低粘度オイルと接触する位置に設けられる始動発電機と
を備える。
 (1)のエンジンユニットは、負荷変動型4ストロークエンジンと、始動発電機とを備える。
 負荷変動型4ストロークエンジンは、クランクケースと、シリンダと、クランク軸とを備える。シリンダは、クランクケースに接続される。クランクケース及びシリンダは、低温粘度グレードが20Wよりも低い低粘度オイルで内部が潤滑されるように構成される。クランク軸は、クランクケースに回転可能に支持される。
 始動発電機は、ステータと、ロータとを備える。ステータは、ステータコア及び複数相のステータ巻線を有する。ステータコアは、周方向にスロットを空けて設けられた複数の歯部を備える。複数相のステータ巻線は、歯部に巻回される。ロータは、永久磁石部を有する。永久磁石部は、ステータと空隙を空けて向かい合うように周方向に並ぶ磁極面を有する。ロータは、クランク軸に固定されている。始動発電機は、低粘度オイルと接触する位置に設けられる。
 (1)の構成によれば、エンジンオイルに低温粘度グレードが20Wよりも低い低粘度オイルを使用し、始動発電機を4ストロークエンジンのクランクケース内に配置して、始動発電機を低粘度オイルと接触させる。始動発電機は、始動時において電流が供給されることにより発熱する。これにより、始動時に、始動発電機に接触している低粘度オイルに、熱が伝わる。これにより、低粘度オイルが、暖められる。低粘度オイルは、4ストロークエンジン全体に循環される。低粘度オイルは4ストロークエンジン全体に循環しやすい。特に、低粘度オイルに熱が加わると、さらにオイルの粘度が低下する。このため、常温の低粘度オイルよりも素早い循環が可能となる。従って、エネルギーのロスを低減することが可能である。また、(1)の4ストロークエンジンユニットでは、低粘度オイルが始動発電機に接触し、始動時に暖められる。このため、始動発電機の回転に対する抵抗を小さくできる。その結果、(1)の4ストロークエンジンユニットは、エネルギーのロスを低減できる。
 本発明の一つの観点によれば、4ストロークエンジンユニットは、以下の構成を採用できる。
 (2) (1)の4ストロークエンジンユニットであって、
 前記始動発電機の前記永久磁石部は、前記スロットの数の2/3より多い磁極面を有する。
 (2)の4ストロークエンジンユニットによれば、始動発電機の(磁極面/スロット数)が、2/3より多いという条件を満たしている。このため、始動発電機の発電時に、ステータ巻線の温度が低粘度オイルの温度よりも高くならない乃至高くなり難い。これにより、始動発電機が低粘度オイルと接触するように配置されても、低粘度オイルの蒸発を抑制できる。このため、始動発電機は、低粘度オイルと接触する環境下に配置できる。
 本発明の一つの観点によれば、4ストロークエンジンユニットは、以下の構成を採用できる。
 (3) (2)の4ストロークエンジンユニットであって、
 前記始動発電機が収納される空間内で、前記クランクケース内で前記クランクケースに対し位置が固定されるように前記クランクケースに支持された、前記ロータの位置の検出を表す信号を出力するロータ位置検出装置を更に備える。
 (3)の4ストロークエンジンユニットによれば、ロータ位置検出装置が、始動発電機のロータの位置の検出を表す信号を出力する。始動発電機は、低粘度オイルの温度よりも高くならない乃至高くなり難いステータ巻線を有する。従って、ロータ位置検出装置の構成として、例えば上限動作温度が比較的低いホールIC、又は、上限動作温度が比較的高いピックアップコイルのいずれも採用することができる。従って、設計の自由度が高い。
 本発明の一つの観点によれば、4ストロークエンジンユニットは、以下の構成を採用できる。
 (4) (1)から(3)の何れか1の4ストロークエンジンユニットであって、
 前記始動発電機が配置される空間は、前記ステータが固定された始動発電機カバーにより覆われ、
 前記始動発電機のロータは、前記クランク軸の軸線方向における、前記ステータと前記シリンダとの間で前記クランク軸に接続された有底筒状である。
 始動発電機は、ステータに電流が供給されることにより駆動する。また、始動発電機は、ステータにおいて電流が発生することにより、発電を行う。駆動時及び発電時いずれの場合にも、ステータは熱を生じる。従って、始動発電機が収容される空間は、熱が籠り、クランクケース内の温度が上昇しやすい。(4)の4ストロークエンジンユニットによれば、ステータが始動発電機カバーに固定される。この時、始動発電機のロータは、クランク軸の軸線方向でシリンダと反対の方向に向かって開いている。そのため、ステータは、例えば始動発電機のロータがクランク軸の軸線方向でシリンダに向かって開いた構成と比べ、エンジン始動後のシリンダ内の熱による影響が抑えられる。始動発電機が低粘度オイルと接触するように配置されても、低粘度オイルの蒸発を抑制できる。
 本発明の一つの観点によれば、4ストロークエンジンユニットは、以下の構成を採用できる。
 (5) (1)から(4)の何れか1の4ストロークエンジンユニットであって、
 前記4ストロークエンジンユニットは、前記低粘度オイルによって潤滑されるように前記クランクケース内に設けられ、前記クランク軸からの駆動力が伝達されるマニュアル・トランスミッションを備える。
 (5)の4ストロークエンジンユニットによれば、始動発電機により暖められた低粘度オイルは、4ストロークエンジン全体に素早く循環される。この時、クランク軸からの駆動力が伝達されるマニュアル・トランスミッションにも低粘度オイルが素早く供給される。従って、(5)の4ストロークエンジンユニットは、始動時において、マニュアル・トランスミッションの動作によるエネルギーのロスを低減できる。
 本発明の一つの観点によれば、4ストロークエンジンユニットは、以下の構成を採用できる。
 (6) (1)から(4)の何れか1の4ストロークエンジンユニットであって、
 前記4ストロークエンジンユニットは、第1の方向と、前記第1の方向と反対の第2の方向とを含むクランク軸の軸線方向において、前記クランク軸の前記第1の方向に入力部が配置され、前記クランクケースの内部に配置されず、前記クランク軸からの駆動力が伝達される無段変速機を備え、
 前記始動発電機は、前記軸線方向において、前記クランク軸の前記第2の方向に配置される。
 (6)の4ストロークエンジンユニットは、クランク軸からの動力が伝達される無段変速機を備える。(6)の4ストロークエンジンユニットによれば、無段変速機は、クランクケースの内部に配置されない。そのため、(6)の4ストロークエンジンユニットによれば、無段変速機は、エンジンの熱の影響を受けにくい。従って、(6)の4ストロークエンジンユニットによれば、無段変速機は、ベルト等の劣化が抑えられる。
 本発明の一つの観点によれば、4ストロークエンジンユニットは、以下の構成を採用できる。
 (7) (1)から(6)の何れか1の4ストロークエンジンユニットであって、
 前記4ストロークエンジンユニットは、ラジエータを備え、
 前記シリンダは、前記ラジエータからの冷却水が供給されるウォータージャケットを有する。
 (7)の4ストロークエンジンユニットによれば、4ストロークエンジンは水冷エンジンである。シリンダのウォータージャケット内に冷却水を有する4ストロークエンジンが始動時に暖まるまでの時間は、冷却水無しの構成と比べて長い傾向を有する。この結果、動作の抵抗が大きい期間も、長い傾向を有する。(7)の4ストロークエンジンユニットによれば、始動時において、低粘度オイルが使用され、低粘度オイルが始動発電機により暖められる。このため、動作の抵抗が大きい期間を短くすることができる。従って、(7)の4ストロークエンジンユニットは、水冷エンジンにおけるエネルギーのロスを低減できる。
 本発明の一つの観点によれば、鞍乗型車両は、以下の構成を採用できる。
 (8) (1)から(7)の何れか1の4ストロークエンジンユニットであって、
 前記ロータは、冷却のための気流を発生させるファン又はフィンを備えていない。
 (8)の構成によれば、始動発電機が低粘度オイルと接触するように始動発電機と4ストロークエンジンとの間に仕切りが設けられていない。これにより、始動時に始動発電機により低粘度オイルを迅速に暖め、低粘度オイルをより低粘度化し、冷却効率を向上させることができる。ロータがファン又はフィンの何れも備えていなくても、4ストロークエンジンユニットは、優れた冷却効率を実現できる。仕切りと、ファン又はフィンとを有さないので、クランク軸の軸線方向における4ストロークエンジンのサイズを小型化できる。サイズの小型化により、エネルギーのロスをより効果的に低減できる。
 本発明の一つの観点によれば、鞍乗型車両は、以下の構成を採用できる。
 (9) 鞍乗型車両であって、
 前記鞍乗型車両は、(1)から(8)の何れか1の4ストロークエンジンユニットを備える。
 (9)の構成によれば、鞍乗型車両は、(1)から(8)の何れか1の4ストロークエンジンユニットを備えることにより、エネルギーのロスを低減できる。
 本明細書にて使用される専門用語は特定の実施例のみを定義する目的であって発明を制限する意図を有しない。本明細書にて使用される用語「及び/又は」は一つの、又は複数の関連した列挙された構成物のあらゆる又は全ての組み合わせを含む。本明細書中で使用される場合、用語「含む、備える(including)」「含む、備える(comprising)」又は「有する(having)」及びその変形の使用は、記載された特徴、工程、操作、要素、成分及び/又はそれらの等価物の存在を特定するが、ステップ、動作、要素、コンポーネント、及び/又はそれらのグループのうちの1つ又は複数を含むことができる。本明細書中で使用される場合、用語「取り付けられた」、「接続された」、「結合された」及び/又はそれらの等価物は広く使用され、直接的及び間接的な取り付け、接続及び結合の両方を包含する。更に、「接続された」及び「結合された」は、物理的又は機械的な接続又は結合に限定されず、直接的又は間接的な電気的接続又は結合を含むことができる。他に定義されない限り、本明細書で使用される全ての用語(技術用語及び科学用語を含む)は、本発明が属する当業者によって一般的に理解されるのと同じ意味を有する。一般的に使用される辞書に定義された用語のような用語は、関連する技術及び本開示の文脈における意味と一致する意味を有すると解釈されるべきであり、本明細書で明示的に定義されていない限り、理想的又は過度に形式的な意味で解釈されることはない。本発明の説明においては、多数の技術及び工程が開示されていると理解される。これらの各々は個別の利益を有し、それぞれは、他の開示された技術の1つ以上、又は、場合によっては全てと共に使用することもできる。従って、明確にするために、この説明は、不要に個々のステップの可能な組み合わせを全て繰り返すことを控える。それにもかかわらず、明細書及び特許請求の範囲は、そのような組み合わせが全て本発明及び請求項の範囲内にあることを理解して読まれるべきである。
 本明細書では、新しい4ストロークエンジンユニットについて説明する。以下の説明では、説明の目的で、本発明の完全な理解を提供するために多数の具体的な詳細を述べる。しかしながら、当業者には、これらの特定の詳細なしに本発明を実施できることが明らかである。本開示は、本発明の例示として考慮されるべきであり、本発明を以下の図面又は説明によって示される特定の実施形態に限定することを意図するものではない。
 負荷変動型4ストロークエンジンは、4ストロークの間に、高負荷領域と低負荷領域とを有する。負荷変動型4ストロークエンジンは、例えば、単気筒エンジン、2気筒エンジン、不等間隔燃焼型3気筒エンジン、又は、不等間隔燃焼型4気筒エンジンである。負荷変動型4ストロークエンジンは、例えば、3つより少ない気筒を有するエンジンである。本開示の一実施形態において、負荷変動型4ストロークエンジンは、例えば、単気筒エンジン又は2気筒エンジンである。2気筒エンジンは、2つの気筒を有する不等間隔燃焼エンジンであってもよい。2つの気筒を有する不等間隔燃焼エンジンとして、例えばV型エンジンが挙げられる。
 負荷変動型4ストロークエンジンでは、低い回転速度における回転の変動が、他のタイプのエンジンと比べ大きい。高負荷領域とは、エンジンの1燃焼サイクルのうち、負荷トルクが1燃焼サイクルにおける負荷トルクの平均値よりも高い領域をいう。低負荷領域とは、1燃焼サイクルにおける高負荷領域以外の領域をいう。エンジンでは、クランク軸の回転角度を基準として見ると、低負荷領域は、例えば、高負荷領域より広い。圧縮行程は、高負荷領域と重なりを有する。なお、本明細書において、負荷変動型4ストロークエンジンに関して示される方向は、当該負荷変動型4ストロークエンジンが搭載された鞍乗型車両を基準として示されている。
 始動発電機は、エンジン始動及び発電の双方が可能な回転電機である。始動発電機は、例えばアウターロータ型でもよく、また、インナーロータ型でもよい。また、始動発電機は、ラジアルギャップ型でなく、アキシャルギャップ型でもよい。一つの実施形態によれば、始動発電機では、ロータが、永久磁石を備えている。始動発電機は、例えば、ロータの磁極部が磁性材料から露出した表面磁石型(SPM型)である。始動発電機はこれに限られず、例えば、ロータの磁極部が磁性材料に埋め込まれた埋込磁石型(IPM型)であってもよい。
 例えば、(磁極面/スロット数)は、2/3より多い。但し、(磁極面/スロット数)は、特に限定されず、例えば2/3以下でもよい。(磁極面/スロット数)は、2/3より多い場合、(磁極面/スロット数)の上限値としては、例えば、4/3が挙げられる。本開示に係る一例において、当該比は、8/9以上である。本開示に係る一例において、当該比は、1/1以上である。本開示に係る一例において、当該比は、1/1より大きい。本開示に係る一例において、当該比は、4/3である。なお、ステータに制御基板等を設置するためにステータのスロットの一部が形成されない場合がある。このような場合、本来スロットが設けられるべき位置に、スロットが設けられることとして、スロットの数が決定されてもよい。フライホイールの磁極数についても同様である。即ち、磁極数とスロット数とが実質的に4:3の関係を満たすような4:3系列の磁極及びスロットの配置が行われる場合、(磁極面/スロット数)が4/3であるといえる。
 クランクケースは、4ストロークエンジンユニットのうち、クランク軸の少なくとも一部を収容するケースである。クランクケースは、気筒(シリンダ)と接続される。クランクケースは、例えば始動発電機を収容する。この場合、クランクケースは、始動発電機カバーと、始動発電機収納空間も含む。但し、始動発電機は、クランクケースのみにより収納されてもよい。
 ロータ位置検出装置は、始動発電機のロータの位置を検出する装置である。ロータ位置検出装置として、例えばピックアップが使用される。但しロータ位置検出装置として、例えばホールICが使用されてもよい。ロータ位置検出装置が始動発電機収納空間内に配置される場合、ロータ位置検出装置は、クランクケースに取り付けられる。ロータ位置検出装置は、例えばクランクケースの始動発電機カバーに取り付けられる。ロータ位置検出装置が始動発電機収納空間内に配置される場合、ロータ位置検出装置は、例えば、ステータに取り付けられてもよい。
 無段変速機(CVT)は、変速比を連続的に変化させる変速装置である。無段変速機は、例えば駆動プーリー(プライマリープーリー)及び被駆動プーリー(セカンダリープーリー)の2つの溝幅の変更が可能なプーリーの間にベルトがかけられている構造を有する。無段変速機は、駆動プーリーが回転することにより変速比を変更できる。無段変速機は、例えば、電気制御によって変速比が制御される電子制御式無段変速機(Electro Continuously Variable Transmission:ECVT)であってもよい。変速比とは、変速装置の出力軸回転速度に対する入力軸回転速度の比である。例えば、駆動輪の回転速度が等しい条件の場合、変速比が大きいほど、クランク軸の回転速度が大きい。また、クランク軸の回転速度が等しい条件の場合、変速比が大きいほど、駆動輪の回転速度が小さい。
 鞍乗型車両(straddled vehicle) とは、運転者がサドルに跨って着座する形式のビークルをいう。鞍乗型車両としては、例えば、スクータ型、モペット型、オフロード型、オンロード型の自動二輪車が挙げられる。また、鞍乗型車両としては、自動二輪車に限定されず、例えば、自動三輪車、ATV(All-Terrain Vehicle)等であってもよい。自動三輪車は、2つの前輪と1つの後輪とを備えていてもよく、1つの前輪と2つの後輪とを備えていてもよい。鞍乗型車両の駆動輪は、後輪であってもよく、前輪であってもよい。また、鞍乗型車両の駆動輪は、後輪及び前輪の双方であってもよい。
 また、鞍乗型車両は、リーン姿勢で旋回可能に構成されていることが好ましい。リーン姿勢で旋回可能に構成された鞍乗型車両は、カーブの内方向に傾いた姿勢で旋回するように構成される。これにより、リーン姿勢で旋回可能に構成された鞍乗型車両は、旋回時に鞍乗型車両に加わる遠心力に対抗する。リーン姿勢で旋回可能に構成された鞍乗型車両では、軽快性が求められるため、発進の操作に対する進行の応答性が重要視される。リーン姿勢で旋回可能に構成された鞍乗型車両では、例えば、動力源から駆動輪までの動力伝達経路に、流体の力学的作用を利用したトルクコンバータが設けられていない。
 一つの好ましい実施形態に係る4ストロークエンジンユニットにおいて、ロータは、ファン又はフィンの何れも有さないことが好ましい。ファンは、冷却のための気流を生じさせるようにロータに設けられた部分を指す。フィンは、冷却のための伝熱面積を広げるためにロータに設けられた部分を指す。クランク軸と同軸上に配置されるロータは、例えば、径方向に広がる面を有する部分、及び、周方向に広がる面を有する部分の少なくとも一方を有する。フィン又はファンが、径方向に広がる面に設けられる場合、フィン又はファンは、当該面からクランク軸の軸線方向に突出するように設けられる。フィン又はファンが、周方向に広がる面に設けられる場合、フィン又はファンは、当該面から径方向に突出するように設けられる。一つの好ましい実施形態において、フィン又はファンが突出する長さは、フィン又はファンの厚さ以上である。この一つの好ましい実施形態において、当該面から突出する長さが厚さよりも小さい部分は、フィン又はファンに該当しないと解釈されることができる。
 本発明によれば、始動時において、エネルギーのロスを低減できる4ストロークエンジンユニットを実現することができる。
本発明の一実施形態に係る4ストロークエンジンユニットの構成を示す図である。 図1に示す4ストロークエンジンユニットの第1の実施例を示す断面図である。 図1に示す4ストロークエンジンユニットの第1の実施例を示す側面図である。 図2に示す始動発電機の回転軸線に垂直な断面を示す断面図である。 (A)は、始動発電機の駆動特性を模式的に示す説明図である。(B)は、発電特性を模式的に示す説明図である。 図2の4ストロークエンジンユニットを搭載した鞍乗型車両の側面図である。 図1に示す4ストロークエンジンユニットの第2の実施例を示す断面図である。 図1に示す4ストロークエンジンユニットの第2の実施例を示す側面図である。 図7の4ストロークエンジンユニットを搭載した鞍乗型車両の側面図である。 図1に示す4ストロークエンジンユニットの第3の実施例を示す断面図である。
 以下、本発明を、図面を参照しつつ説明する。
 [実施形態]
 図1は、本発明の一実施形態に係る4ストロークエンジンユニットの構成を示す図である。
 本明細書及び図面で、Fは、鞍乗型車両1における前方を示す。Bは、鞍乗型車両1における後方を示す。FBは、鞍乗型車両1における前後方向を示す。Uは、鞍乗型車両1における上方を示す。Dは、鞍乗型車両1における下方を示す。UDは、鞍乗型車両1における上下方向を示す。Lは、鞍乗型車両1における左方を示す。Rは、鞍乗型車両1における右方を示す。LRは、鞍乗型車両1における左右方向を示す。LRは、鞍乗型車両1におけるクランク軸の軸線方向でもある。即ち、鞍乗型車両1におけるクランク軸の軸線方向LRは、鞍乗型車両1における右方R、及び左方Lの双方を含んでいる。
 図1の4ストロークエンジンユニット10は、負荷変動型4ストロークエンジン20と、始動発電機60とを備える。なお、以下においては、負荷変動型4ストロークエンジン20は、4ストロークエンジン20とも称される。ここで、図1のパート(a)は、4ストロークエンジンユニット10の断面図であり、図1のパート(b)は、4ストロークエンジンユニット10の側面図である。
 4ストロークエンジン20は、クランクケース21と、シリンダ22と、クランク軸24とを有する。シリンダ22は、クランクケース21と接続される。クランクケース21及びシリンダ22は、低粘度オイルOLで内部が潤滑されるように構成されている。クランク軸24は、クランクケース21に回転可能に支持される。4ストロークエンジン20は、ガスの燃焼によって生じるパワーをクランク軸24のトルク及び回転速度として出力する。4ストロークエンジン20は、4ストロークの間に、クランク軸24を回転させる負荷が大きい高負荷領域と、クランク軸を回転させる負荷が高負荷領域の負荷より小さい低負荷領域とを有する。本実施形態において、低粘度オイルOLは、SAE粘度分類による低温粘度グレードが20Wよりも低い潤滑オイルである。低粘度オイルOLは、クランクケース21内の一部に溜まっている。
 始動発電機60は、ステータ62と、ロータ61とを備える。ステータ62は、周方向にスロットを空けて設けられた複数の歯部623を有するステータコア621と、歯部623に巻回される複数相のステータ巻線622をと有する。ロータ61は、ステータ62と空隙を空けて向かい合うように周方向に並ぶ永久磁石部614を有する。ロータ61は、クランク軸24と同軸上に配置される。始動発電機60は、低粘度オイルOLと接触する位置に設けられる。始動発電機60は、電力の供給を受けて4ストロークエンジン20を駆動する。また、始動発電機60は、クランク軸24を介して4ストロークエンジン20に駆動され発電する。
 始動発電機60は、始動時において電流が供給されることにより発熱する。これにより、始動発電機60に接触している低粘度オイルOLに、熱が伝わる。そうすると、低粘度オイルOLが、暖められる。この時、暖まった低粘度オイルOLは、4ストロークエンジン20全体に素早く循環される。粘度の低い低粘度オイルOLをエンジンオイルに使用すると、4ストロークエンジン20全体にエンジンオイルを循環させやすい。特に、低粘度オイルOLに熱を加えると、常温の状態に比べて、更にオイルの粘度が低下するため、常温のエンジンオイルよりも素早く4ストロークエンジン20内へ循環させることが可能となる。4ストロークエンジン20の始動時に、低粘度オイルOLが始動発電機60により暖められ攪拌され、暖まった低粘度オイルOLがより早く4ストロークエンジン20全体にいきわたる。低粘度オイルOLの粘度は暖められることによって更に低下する。そうすると、始動直後に、低粘度オイルOLを含めた4ストロークエンジン20の各部品が、4ストロークエンジン20の動作に必要な温度に暖められる。従って、始動時において、4ストロークエンジンの動作の抵抗が減少する。4ストロークエンジン20は、エネルギーのロスを低減できる。
 また、4ストロークエンジンユニット10は、低粘度オイルOLをエンジンオイルに使用するため、粘度の低下に伴うエネルギーロスの低減だけではなく、攪拌に伴うエネルギーロスを低減できる。このため、始動発電機の回転に対する抵抗を小さくできる。その結果、4ストロークエンジンユニット10は、始動時において、エネルギーのロスを低減できる。
 [実施例]
 (第1の実施例)
 図2は、図1に示す4ストロークエンジンユニット10の第1の実施例を示す断面図である。図3は、図1に示す4ストロークエンジンユニット10の第1の実施例を示す側面図である。以下、図2及び図3を参照して、4ストロークエンジンユニット10の第1の実施例について、詳細に説明する。ここで、本実施例の4ストロークエンジンユニット10は、4ストロークエンジン20と、マニュアル・トランスミッション30と、マニュアル・クラッチ40と、始動発電機60とを備える。
 4ストロークエンジンユニット10の4ストロークエンジン20は、クランクケース21と、シリンダ22と、ピストン26と、コネクティングロッド25と、クランク軸24とを備えている。
 ピストン26は、シリンダ22内に往復移動自在に設けられている。クランク軸24は、クランクケース21内に回転可能に設けられている。コネクティングロッド25は、ピストン26とクランク軸24を接続している。シリンダ22の上部には、シリンダヘッド23が取り付けられている。シリンダ22とシリンダヘッド23とピストン26とによって、燃焼室が形成される。
 クランク軸24は、クランクケース21に、一対のベアリング242を介して、回転自在な態様で支持されている。クランク軸24は、始動発電機60と、マニュアル・クラッチ40に動力を伝達する駆動ギア241とが取り付けられる。始動発電機60は、クランク軸24の軸線方向LRに見た時に、クランク軸24の第1の方向に取り付けられている。駆動ギア241は、クランク軸24の軸線方向LRに見た時に、クランク軸24の第2の方向に取り付けられる。
 4ストロークエンジン20には、スロットル弁SVと、燃料噴射装置FIと、点火プラグ27とが設けられている。スロットル弁SVは、燃焼室に供給される空気の量を調整する。燃料噴射装置FIは、燃料を噴射することによって、スロットル弁SVにより燃焼室に供給される空気に燃料を供給する。燃料と空気の混合ガスが、燃焼室に供給される。点火プラグ27は、燃焼室に供給される空気と燃料の混合ガスを燃焼させる。
 4ストロークエンジン20は、内燃機関である。4ストロークエンジン20は、燃料の供給を受ける。4ストロークエンジン20は、燃料を燃焼する燃焼動作によって回転パワーを出力する。運転者は、図示しないアクセルグリップを操作することによって、4ストロークエンジン20から出力される回転パワーを調節する。4ストロークエンジン20は、クランク軸24を介して回転パワーを出力する。クランク軸24の回転パワーは、マニュアル・クラッチ40を介してマニュアル・トランスミッション30に伝達される。
 4ストロークエンジン20は、4ストロークの間に、クランク軸24を回転させる負荷が大きい高負荷領域と、クランク軸24を回転させる負荷が高負荷領域の負荷より小さい低負荷領域とを有する。クランク軸24の回転角度を基準として見ると、低負荷領域は高負荷領域よりも広い。より詳細には、4ストロークエンジン20は、吸気行程、圧縮行程、膨張行程、及び排気行程の4行程を繰返しながら正回転する。圧縮行程は、高負荷領域に含まれ、低負荷領域に含まれない。
 4ストロークエンジン20は、カム軸28と、吸気バルブ29aと、排気バルブ29bと、カムチェーン281とを備える。カムチェーン281は、クランク軸24により駆動され、カム軸28を回転させる。カム軸28は複数のカムを有する。カム軸28のそれぞれのカムは、回転することにより、直接的又は間接的に吸気バルブ29a及び排気バルブ29bを上下動させる。より詳細には、クランク軸24は、4ストロークエンジン20の吸気行程において、吸気バルブ29aを下降させ、排気行程においては、排気バルブ29bを下降させるように、カム軸28とカムチェーン281とを駆動させる。カムチェーン281は、クランクケース21と、シリンダ22と、シリンダヘッド23とに形成された、カムチェーン収納部282に収納される。
 4ストロークエンジン20は、クランクケース21の下部にオイルパン211を備える。オイルパン211には、4ストロークエンジン20の動作を潤滑させる低粘度オイルOLが溜められている。オイルパン211に溜まった低粘度オイルOLは、図示しないオイルポンプによって加圧される。加圧された低粘度オイルOLは、図示しないオイル供給通路を介して、ピストン26、及びクランク軸24に供給される。このようなオイル供給通路は、例えば、クランク軸24の内部に設けられた孔、シリンダ22の内部に設けられた孔、及びシリンダ22とシリンダヘッド23との接合面に形成された溝で形成される。低粘度オイルOLの一部は、カムチェーン収納部282に供給される。カムチェーン収納部282に供給される低粘度オイルOLは、カムチェーン281を介して、カム軸28及びバルブ29にも供給される。このようにして、4ストロークエンジン20の内部は、低粘度オイルOLで潤滑される。従って、クランクケース21及びシリンダ22の内部は、低粘度オイルOLで潤滑される。
 低粘度オイルOLは、SAE J300に規定されるSAE粘度分類による低温粘度グレードが、20Wよりも低い低粘度オイルである。粘度グレードが低いほどオイルの粘度は低い。潤滑オイルのSAE粘度分類による高温粘度グレードは、特に限定されない。Xを0以上20未満の整数、Yを0以上の整数とすると、潤滑オイルのSAE粘度グレードは、XW-Yで表される。潤滑オイルは、ベースオイルと添加物で構成されている。大まかにいうと、潤滑オイルの粘度が低いほど、潤滑オイルの蒸発温度が低く、蒸発しやすい。ベースオイルの種類(例えば鉱物油であるか合成油であるか)や、添加物によっては、潤滑オイルの粘度が同じであっても蒸発温度が異なる場合がある。潤滑オイルの蒸発特性は、例えば、ASTM D6352に準拠したガスクロマトグラフィー模擬蒸留による沸点分布測定法によって取得できる。
 4ストロークエンジンユニット10は、ラジエータ80を備える。即ち、4ストロークエンジン20は、水冷エンジンである。ラジエータ80は、ラジエータホース81及び82により、4ストロークエンジン20のシリンダ22に形成されたウォータージャケット212と接続されている。ラジエータ80は、ラジエータホース81及び82を介して、ウォータージャケット212に冷却水を供給する。例えば、冷却水は、ラジエータ80からラジエータホース81を通りウォータージャケット212に供給される。4ストロークエンジン20により暖められた冷却水は、ラジエータホース82を通りラジエータ80に戻り、再び冷却される。
 4ストロークエンジン20は、水冷エンジンである。水冷エンジンは、始動直後において、エンジンが暖まる前に冷却水が循環する。従って、水冷エンジンは、エンジンが暖まるまで時間を有する。ここで、4ストロークエンジンユニット10では、始動時において、低粘度オイルが始動発電機により暖められるため、4ストロークエンジンを素早く暖めることができる。
 マニュアル・クラッチ40は、クラッチハウジング41と、フリクションプレート42と、クラッチプレート43と、クラッチボス44と、プレッシャープレート45と、を備える。クラッチハウジング41には、被駆動ギア411が設けられる。クラッチハウジング41には、クランク軸24に設けられた駆動ギア241と被駆動ギア411とを介して、クランク軸24からの駆動力が伝達される。フリクションプレート42は、クラッチハウジング41の内周に配置される。フリクションプレート42は、クラッチハウジング41と係合し、クラッチハウジング41と共に回転する。クラッチボス44は、マニュアル・トランスミッション30の入力軸32に、マニュアル・トランスミッション30の入力軸32と一体となって回転するように取り付けられる。クラッチボス44の回転軸線と、クラッチハウジング41の回転軸線とは、略一致している。クラッチプレート43は、クラッチボス44の外周に配置される。クラッチプレート43は、クラッチボス44と係合し、クラッチボス44と共に回転する。
 プレッシャープレート45は、マニュアル・トランスミッション30の入力軸の中心軸を貫くリフタロッド38に接続される。プレッシャープレート45は、運転者の操作により、フリクションプレート42と、クラッチプレート43とを、密着及び離間させる。より詳細には、運転者は、図示しないクラッチレバーを操作することにより、図示しないワイヤ、及びクラッチアーム37を介して、リフタロッド38を中心軸線の方向に変位させる。プレッシャープレート45は、リフタロッド38と一体となり、リフタロッド38の中心軸線の方向に変位して、フリクションプレート42と、クラッチプレート43とを、密着又は離間させる。運転者が、プレッシャープレート45により、フリクションプレート42とクラッチプレート43とを密着させると、4ストロークエンジン20の駆動力が、マニュアル・トランスミッション30に伝達される。運転者が、プレッシャープレート45により、フリクションプレート42とクラッチプレート43とを離間させると、4ストロークエンジン20の駆動力が、マニュアル・トランスミッション30から切断される。
 マニュアル・トランスミッション30は、クランク軸24からの駆動力が伝達される。マニュアル・トランスミッション30は、低粘度オイルOLによって潤滑されるようにクランクケース21内に設けられる。マニュアル・トランスミッション30は、マニュアル・クラッチ40と接続されている。マニュアル・トランスミッション30は、複数の変速段を有する。マニュアル・トランスミッション30は、入力軸32と、出力軸33と、駆動ギア34と、被駆動ギア35と、変速段設定機構36とを有する。入力軸32は、回転可能に配置される。入力軸32には、マニュアル・クラッチ40を介して、4ストロークエンジン20から出力された動力が入力される。マニュアル・トランスミッション30は、入力軸32に対し出力軸33の回転速度を段階的に変速する。
 出力軸33は、入力軸32と平行な軸線上に回転可能に配置される。複数の駆動ギア34は、入力軸32に設けられ、常に入力軸32と共に回転するように構成されている。また、複数の駆動ギア34のそれぞれは、各変速段に対応する。複数の被駆動ギア35は、出力軸33に設けられ、出力軸33と相対回転可能であるように構成される。複数の被駆動ギア35は、対応する駆動ギア34と噛み合い可能であるように構成されている。常時、複数の被駆動ギア35の少なくとも一つが、駆動ギア34と噛み合う。
 詳細には、図2に示すマニュアル・トランスミッション30に備えられた複数の駆動ギア34は、常に入力軸32と共に回転するように構成されている。また、複数の被駆動ギア35は、出力軸33と相対回転可能であるように構成される。また、複数の被駆動ギア35のそれぞれが、駆動ギア34と常時噛み合う。
 低粘度オイルOLは、マニュアル・トランスミッション30にも供給される。より詳細には、マニュアル・トランスミッション30は、一部がオイルパン211に溜められた低粘度オイルOLに浸かっている。また、ピストン26に供給された低粘度オイルOLは、マニュアル・トランスミッション30にも流れる。低粘度オイルOLは、マニュアル・トランスミッション30の回転により攪拌されることによりクランクケース21内に拡散する。これにより、低粘度オイルOLは、マニュアル・トランスミッション30全体に供給される。
 図4は、図2に示す始動発電機60の回転軸線に垂直な断面を示す断面図である。図2及び図4を参照して始動発電機60を説明する。始動発電機60は、永久磁石式三相ブラシレス型モータである。始動発電機60は、永久磁石式三相ブラシレス型発電機としても機能する。始動発電機60は、クランクケース21に対し位置が固定されたステータ62と、ステータ62に対し空隙を介して対向する永久磁石を有しクランク軸24の回転と連動するようにクランク軸24に設けられたロータ61とを備える。本実施例の始動発電機60は、ラジアルギャップ型である。始動発電機60は、アウターロータ型である。即ち、ロータ61はアウターロータである。ステータ62はインナーステータである。始動発電機60は、始動発電機カバー64とクランクケース21とにより形成された始動発電機収納部65に収納される。始動発電機収納部65の空間は、カムチェーン収納部282の空間と連通している。
 ロータ61は、ロータ本体部615を有する。ロータ本体部615は、例えば強磁性材料からなる。ロータ本体部615は、有底筒状を有する。ロータ本体部615は、筒状ボス部615aと、円板状の底壁部615bと、筒状のバックヨーク部615cとを有する。底壁部615bとバックヨーク部615cとは一体的に形成されている。底壁部615b及びバックヨーク部615cは筒状ボス部615aを介してクランク軸24に固定されている。ロータ61には、電流が供給される巻線が設けられていない。
 ロータ61は、クランク軸24の軸線方向LRにおける、ステータ62と4ストロークエンジン20の気筒(シリンダ22)との間でクランク軸24に接続された有底筒状である。つまり、円板状の底壁部615bが、クランク軸24の軸線方向LRにおいて、筒状のバックヨーク部615cよりもシリンダ22の方向に設けられている。
 ロータ61は、永久磁石部614を有する。ロータ61は、複数の磁極部616を有する。複数の磁極部616は、例えば、永久磁石部614により形成されている。複数の磁極部616は、バックヨーク部615cの内周面に設けられている。図に示す例では、1つの磁極部616が1つの永久磁石に対応する。但し、永久磁石部614は、複数の磁極を有するように着磁された1つの永久磁石によって構成することも可能である。この場合、磁極部616の全ては、1つのリング形状の永久磁石に形成される。永久磁石部614の構成はこれに限られない。例えば、磁極部616は、1つのリング形状を構成する複数の永久磁石のブロックに形成されてもよい。この場合、1つの永久磁石が複数の磁極部616を有する。そして、複数の永久磁石がリング形状の永久磁石部614を構成する。
 例えば、各々が4つの磁極部616を有する6つの永久磁石が組合せられることによって、24の磁極部を有する永久磁石部614が形成される。但し、磁極部616の個数及び永久磁石の個数は、特に限定されない。
 また、永久磁石部614は、例えば等方性磁石で形成される。但し、永久磁石部614は、特に限定されず、例えば極異方性磁石で形成されてもよい。永久磁石部614は、例えばフェライト磁石、ネオジム磁石、又はサマリウムコバルト磁石で形成される。 図に示す例では、始動発電機60の永久磁石部614は、厚さを厚く設計することによって、パーミアンス係数を高くする。パーミアンス係数を高くすることにより、永久磁石部614は、減磁に対してロバスト性を有することになる。
 磁極部616は、始動発電機60の周方向に交互に配置されたN極又はS極のそれぞれである。本実施例では、ステータ62と対向するロータ61の磁極部の数、即ち磁極数が24個である。ロータ61の磁極数とは、ステータ62と対向する磁極部616の数をいう。磁極部616とステータ62との間には磁性体が設けられていない。
 磁極部616は、始動発電機60の径方向におけるステータ62よりも外に設けられている。バックヨーク部615cは、径方向における磁極部616よりも外に設けられている。始動発電機60は、歯部623の数よりも多い磁極部616を有している。なお、図に示す例では、ロータ61は、磁極部616が磁性材料から露出した表面磁石型(SPM型)である。
 ステータ62は、クランクケース21に対し位置が固定されている。詳細には、ステータ62は、始動発電機カバー64に固定されている。ステータ62は、ステータコア621と複数のステータ巻線622とを有する。ステータコア621は、周方向に間隔を空けて設けられた複数の歯部623を有する。複数の歯部623は、ステータコア621から径方向外に向かって一体的に延びている。本実施例においては、合計18個の歯部623が周方向に間隔を空けて設けられている。換言すると、ステータコア621は、周方向に間隔を空けて形成された合計18個のスロット624を有する。歯部623は周方向に等間隔で配置されている。
 ロータ61は、スロットの数の2/3より多い磁極部616を有する。ロータ61は、歯部623の数より多い数の磁極部616を有する。より詳細には、ロータ61は、歯部623の数より多い数の磁極部616を有する。即ち、始動発電機60は、歯部623の数よりも多い数の磁極部616を有している。より詳細には、磁極部616の数は、スロット数の4/3以上である。より詳細には、磁極部616の数は、スロット数の4/3である。
 各歯部623の周囲には、ステータ巻線622が巻回している。つまり、複数相のステータ巻線622は、スロット624を通るように設けられている。図4には、ステータ巻線622が、スロット624の中にある状態が示されている。複数相のステータ巻線622のそれぞれは、U相、V相、W相の何れかに属する。ステータ巻線622は、例えば、U相、V相、W相の順に並ぶように配置される。本実施例において、ステータ巻線622には、発電機のみに使用する回転電機に使用されるステータ巻線より太めのステータ巻線が使用される。
 ロータ61の外面には、ロータ61の回転位置を検出させるための複数の被検出部617が備えられている。複数の被検出部617は、磁気作用によって検出される。複数の被検出部617は、周方向に間隔を空けてロータ61の外面に設けられている。被検出部617は、強磁性体で形成されている。
 ロータ位置検出装置63は、ロータ61の位置を検出する装置である。ロータ位置検出装置63は、始動発電機60のロータ61の位置の検出を表す信号を出力する。ロータ位置検出装置63は、複数の被検出部617と対向する位置に設けられている。ロータ位置検出装置63は、被検出部617を磁気的に検出するピックアップコイル611を備えている。ロータ位置検出装置63は、検出用磁石612及びコア613も備えている。ロータ位置検出装置63は、始動発電機収納部65に配置される。
 ロータ位置検出装置63は、クランクケース21内でクランクケース21に対し位置が固定されるようにクランクケース21に支持される。ロータ位置検出装置63は、半導体素子によって位置を検出するホールIC又はMRセンサと比べて高い耐熱性を有する。このため、半導体素子をエンジンの熱から保護するための特別な遮熱構造が省略できる。
 ロータ位置検出装置63は、例えばホールICであってもよい。始動発電機60は、低粘度オイルOLの温度よりも高くならない乃至高くなり難いステータ巻線を有する。従って、ロータ位置検出装置63の構成として、例えば上限動作温度が比較的低いホールICも採用したとしても、ロータ位置検出装置63を、始動発電機収納部65に配置することができる。
 始動発電機60は、4ストロークエンジン20のクランク軸24と接続されている。詳細には、ロータ61が、クランク軸24に対し固定された速度比で回転するようクランク軸24と接続されている。
 本実施例では、始動発電機60の回転軸線と、クランク軸24の軸線とは、略一致している。ロータ61が、クランク軸24に、動力伝達機構(例えば、ベルト、チェーン、ギア、減速機、増速機等)を介さずに取り付けられている。ロータ61は、クランク軸24に対し1:1の速度比で回転する。始動発電機60が、4ストロークエンジン20の正回転によりクランク軸24を正回転させるように構成されている。
 始動発電機60は、エンジン始動時には、クランク軸24を正回転させて4ストロークエンジン20を始動させる。また、始動発電機60は、4ストロークエンジン20が燃焼動作する場合に、4ストロークエンジン20に駆動されて発電する。即ち、始動発電機60は、クランク軸24を正回転させて4ストロークエンジン20を始動させる機能と、4ストロークエンジン20が燃焼動作する場合に、4ストロークエンジン20に駆動されて発電する機能の双方を兼ね備えている。始動発電機60は、4ストロークエンジン20の始動後の期間の少なくとも一部には、クランク軸24により正回転されてジェネレータとして機能する。即ち、始動発電機60がジェネレータとして機能する場合において、始動発電機60は、エンジンの燃焼開始後、必ずしも、常にジェネレータとして機能する必要はない。また、エンジンの燃焼開始後に、始動発電機60がジェネレータとして機能する期間と始動発電機60が車両駆動用モータとして機能する期間とが含まれていてもよい。
 本実施例の始動発電機60は、歯部623の数よりも多い磁極部616を有している。このため、始動発電機60は、歯部の数より少ない磁極部を有する始動発電機と比べて角速度が大きい。角速度は、巻線のインピーダンスに寄与する。
 即ち、巻線のインピーダンスは、概略的に下式で表される。
 (R1/2
 ここで、R:直流抵抗、ω:電気角についての角速度、L:インダクタンスである。
 電気角についての角速度ωは、下式で表される。
 ω=(P/2)×(N/60)×2π
 ここで、P:磁極数、N:回転速度[rpm]
 始動発電機60は、歯部623の数よりも多い磁極部616を有しているので、歯部623の数より少ない磁極部616を有する始動発電機60と比べて角速度ωが大きい。従って、回転している時のインピーダンスが大きい。しかも、回転速度Nが高くなるほど、角速度ωが大きくなり、インピーダンスが大きくなる。
 従って、始動発電機60は、発電機として使用される回転領域において、大きなインピーダンスによって発電電流を抑制できる。
 また、本実施例の始動発電機60に使用されるステータ巻線622には、発電機にのみ使用される回転電機に使用されるステータ巻線よりも太めのステータ巻線が使用される。太めのステータ巻線を使用することにより、始動発電機60のインピーダンスにおけるステータ巻線の直流抵抗を小さくすることができる。ステータ巻線の直流抵抗を小さくすることにより、始動発電機60がスタータモータとして使用される低速回転領域において、大きなトルクを発生することができる。
 図5(A)は、始動発電機60の駆動特性を模式的に示す説明図である。図5(B)は、発電特性を模式的に示す説明図である。
 図中、横軸は、クランク軸24の回転速度を示す。なお、横軸の目盛1つあたりの回転速度は、駆動特性の図5(A)と、発電特性の図5(B)とで異なっている。発電特性の図における目盛1つあたりの回転速度は、駆動特性の図における目盛1つあたりの回転速度よりも多い。縦軸は、正方向に出力トルクを示し、負方向に発電電流を示す。実線は、本実施例に係る始動発電機60の特性を示す。破線は、比較例に係る始動発電機の特性を示す。比較例に係る始動発電機は、歯部の数より少ない磁極部(例えば、スロット数の2/3)を有する。本実施例の始動発電機60(実線)は、クランク軸24を駆動する場合に、比較例に係る始動発電機(破線)と同程度のトルクを出力し(図5(A))、高速回転時に、比較例に係る始動発電機(破線)よりも発電電流を抑制できる(図5(B))。
 低粘度オイルOLは、始動発電機60にも供給される。カムチェーン収納部282に供給された低粘度オイルOLは、始動発電機収納部65にも供給される。より詳細には、低粘度オイルOLは、カムチェーン収納部282に供給されたのち、カムチェーン281に攪拌されミスト状となる。ミスト状となった低粘度オイルOLは、始動発電機収納部65の空間は、カムチェーン収納部282の空間と連通しているため、始動発電機60が収納される始動発電機収納部65にも供給される。また、ピストン26に供給された低粘度オイルOLが、始動発電機60にも流れる。始動発電機収納部65に供給された低粘度オイルOLは、始動発電機収納部65の下部に貯められる。低粘度オイルOLは、始動発電機60の一部が低粘度オイルOLに浸かるように溜まる。例えば始動発電機60の一部を囲うように設けられた図示しない堰止め壁に低粘度オイルOLが溜まることで、始動発電機60の一部が低粘度オイルOLに浸かる。例えば堰き止め壁からあふれた低粘度オイルOLは、オイルパン211へ流れる。始動発電機60の回転によって、始動発電機60に付着した低粘度オイルOLがクランクケース21内に拡散する。
 従来は、始動発電機では、始動発電機収納部と4ストロークエンジンとの間にオイルの出入りを塞ぐ仕切りが設けられていた。これに対し、本実施例において、始動発電機60は、始動発電機収納部65と4ストロークエンジン20との間にオイルの出入りを塞ぐ仕切りがない。始動発電機60は、発電機として使用される回転領域において発電電流を抑制できるため、発電時に発生する熱量が、歯部の数より少ない磁極面を有する始動発電機(図5の比較例)よりも少ない。このため、始動発電機60は、ステータ巻線622の温度が低粘度オイルOLの温度よりも高くならない又は高くなり難い。従って、始動発電機60が蒸発温度の低い潤滑オイルである低粘度オイルOLと接触するように配置されても、低粘度オイルOLの蒸発を抑制できる。
 その結果、本実施例においては、始動発電機60の冷却機構の大型化を抑制又は回避しつつ、始動発電機60を潤滑オイルである低粘度オイルOLと接触する環境下に配置できる。また、始動発電機60は、熱量の発生を抑制できるため、検出装置の検出特性の変化を抑制できる。
 4ストロークエンジンユニット10では、始動発電機収納部65と4ストロークエンジン20との仕切りを排除することができる。このため、4ストロークエンジン20の低粘度オイルOLと接触させることができる。これにより、クランク軸24の軸線方向LRのサイズを小型化することができる。また、4ストロークエンジンユニット10は、始動発電機60を有しているため、始動に特化したスタータモータを設ける必要がない。そのため、クランク軸24には、スタータモータからの駆動力を伝達するための動力伝達機構を取り付ける必要がない。また、ロータ61は、4ストロークエンジン20のクランク軸24の軸線方向LRに見た時に、ステータ62よりも4ストロークエンジン20のシリンダ22方向に配置される。従って、更に、クランク軸24の軸線方向LRのサイズを小型化することができる。また、本実施例では、ロータ61に冷却のための気流を発生させるファン又はフィンが設けられていない。
 また、本実施例において、始動発電機60は、発電時に発生する熱量を抑制することができるため、潤滑オイルを粘度の低い低粘度オイルOLにしたとしても、低粘度オイルOLの蒸発を抑制することができる。従って、本実施例においては、4ストロークエンジン20の低粘度オイルOLは低温粘度グレードが20Wよりも低い、低粘度潤滑オイルを使用することができる。これにより、始動発電機60を潤滑オイルである低粘度オイルOLと接触する環境下に配置したとしても、冷却のための始動発電機60による低粘度オイルOLの攪拌を削減又は省略できる。従って、始動発電機60は、低粘度オイルOLの粘度の低下に伴うエネルギーロスの低減だけではなく、低粘度オイルOLの攪拌に伴うエネルギーロスを低減できる。また、始動発電機60の回転に対する抵抗を小さくできる。その結果、4ストロークエンジンユニット10は、始動発電機60の更なる小型化が可能になる。
 本実施例において、上述の通り、始動発電機60に使用されるステータ巻線622には、例えば発電機にのみ使用される回転電機に使用されるステータ巻線よりも太めのステータ巻線が使用される。そのため、始動発電機60がスタータモータとして使用される低速回転領域において、大きなトルクを発生することができる。また、本実施例においては、4ストロークエンジン20の低粘度オイルOLは低温粘度グレードが20Wよりも低い低粘度オイルOLを使用することができる。このため、始動発電機60は、始動時の回転に対する抵抗を小さくできる。従って、例えば4ストロークの間に高負荷領域と低負荷領域とを有する単気筒エンジンにおいても、高負荷領域を乗り越えるトルクを得ることができる。
 始動発電機60は、ステータ62に電流が供給されることにより駆動する。また、始動発電機60は、ステータ62において電流が発生することにより、発電を行う。駆動時及び発電時何れの場合にも、ステータ62は熱を生じる。従って、始動発電機60が収容される空間は、始動時からしばらく時間がたつと、熱が籠り、クランクケース21内の温度が上昇してしまう。4ストロークエンジンユニット10によれば、ステータ62が始動発電機カバー64に固定される。この時、始動発電機60のロータ61は、クランク軸24の軸線方向LRでシリンダ22と反対の方向に向かって開いている。そのため、4ストロークエンジンユニット10によれば、例えば、始動発電機60のロータ61が、クランク軸24の軸線方向LRでシリンダ22に向かって開いた構成と比べ、始動時からしばらく時間がたったとしても、熱が籠るのを抑制できる。これにより、始動時からしばらく時間がたった時に、低粘度オイルOLを含めた4ストロークエンジン20の各部品が、4ストロークエンジン20の動作に必要な温度に暖められる。その結果、4ストロークエンジンユニット10は、始動時において、エネルギーロスを低減できる。
 本実施例の4ストロークエンジンユニット10によれば、始動発電機60により暖められた低粘度オイルOLは、4ストロークエンジン20全体に素早く循環される。この時、クランク軸24からの駆動力が伝達されるマニュアル・トランスミッション30にも低粘度オイルが素早く供給される。従って、4ストロークエンジンユニット10は、始動時において、マニュアル・トランスミッション30の回転によるエネルギーロスを低減できる。
 図6は、図2の4ストロークエンジンユニットを搭載する鞍乗型車両を示す側面図である。
 鞍乗型車両1は、より詳細には、MT(マニュアル・トランスミッション)型鞍乗型車両である。また、鞍乗型車両1は、自動二輪車である。鞍乗型車両1は、より詳細には、MT型自動二輪車である。
 鞍乗型車両1は、より詳細には、4ストロークエンジンユニット10と、車体11と、フロントフォーク12と、ハンドル13と、前輪14と、後輪としての駆動輪15と、シート16と、蓄電装置17と、リアアーム151とを備えている。
 フロントフォーク12は、車体11に回転自在に支持されている。ハンドル13は、フロントフォーク12の上端に固定されている。つまり、ハンドル13は、フロントフォーク12を介して車体11に対し回転自在に支持されている。ハンドル13の左端には、マニュアルクラッチレバー46が設けられている。ハンドル13の右部には、図示しないブレーキレバーと、アクセル操作子が設けられている。前輪14は、フロントフォーク12に回転自在に支持されている。
 リアアーム151は、車体11に揺動自在に支持されている。駆動輪15は、リアアーム151に回転自在に支持されている。
 4ストロークエンジンユニット10は、車体11に保持されている。より詳細には、4ストロークエンジンユニット10は、車体11の図示しないフレームに取り付けられている。4ストロークエンジンユニット10は、出力部39から駆動輪15へ向けの動力を出力する。出力部39は、チェーン152が巻き掛けられるスプロケットである。出力部39は、クランクケース21の外に設けられている。出力部39は、実際には、車体11に設けられた図示しないカバーで覆われているが、4ストロークエンジンユニット10の筐体の外に露出していることが分かりやすいよう実線で表されている。4ストロークエンジンユニット10の動力は、出力部39としてのスプロケット及びチェーン152を介して駆動輪15へ向け出力される。出力部39よりも下方には、ステップ111が設けられている。
 シート16は、サドル型であり車体11の上部に設けられている。鞍乗型車両1の運転者は、シート16に跨がって着座し、走行中、ステップ111に足を乗せる。
 蓄電装置17は、車体11の内部に配置されている。蓄電装置17は、電力を蓄える。
 (第2の実施例)
 図7は、図1に示す4ストロークエンジンユニット10の第2の実施例を示す断面図である。図8は、図1に示す4ストロークエンジンユニット10の第2の実施例を示す側面図である。以下、図7及び図8を参照して、4ストロークエンジンユニット10の第2の実施例について、更に詳細に説明する。
 本実施例において、4ストロークエンジンユニット10は、変速機カバー56と、減速機構55と、駆動輪15とが一体となって、スイングユニット2を構成する。ここで、本実施例の4ストロークエンジンユニット10は、4ストロークエンジン20と、無段変速機50と、始動発電機60とを備える。本実施例は、4ストロークエンジンユニット10が、マニュアル・トランスミッション30を有さず、無段変速機50を有するという点において、第1の実施例と異なっている。
 4ストロークエンジンユニット10の4ストロークエンジン20は、クランクケース21と、シリンダ22と、ピストン26と、コネクティングロッド25と、クランク軸24とを備えている。
 ピストン26は、シリンダ22内に往復移動自在に設けられている。クランク軸24は、クランクケース21内に回転可能に設けられている。コネクティングロッド25は、ピストン26とクランク軸24を接続している。シリンダ22の上部には、シリンダヘッド23が取り付けられている。
 クランク軸24は、クランクケース21に、一対のベアリング242を介して、回転自在な態様で支持されている。
 4ストロークエンジン20には、スロットル弁SVと、燃料噴射装置FIと、点火プラグ27とが設けられている。スロットル弁SVは、燃焼室に供給される空気の量を調整する。燃料噴射装置FIは、燃料を噴射することによって、スロットル弁SVにより燃焼室に供給される空気に燃料を供給する。点火プラグ27は、燃焼室に供給される空気と燃料の混合ガスを燃焼させる。
 4ストロークエンジン20は、カム軸28と、吸気バルブ29aと、排気バルブ29bと、カムチェーン281とを備える。カムチェーン281は、クランク軸24により駆動され、カム軸28を回転させる。カム軸28は複数のカムを有する。カム軸28のそれぞれのカムは、回転することにより、直接的又は間接的に吸気バルブ29a及び排気バルブ29bを上下動させる。カムチェーン281は、クランクケース21と、シリンダ22と、シリンダヘッド23とに形成された、カムチェーン収納部282に収納される。
 4ストロークエンジン20は、クランクケース21の下部にオイルパン211を備える。オイルパン211には、4ストロークエンジン20の動作を潤滑させる低粘度オイルOLが溜められている。オイルパン211に溜まった低粘度オイルOLは、ピストン26、及びクランク軸24に供給される。低粘度オイルOLの一部は、カムチェーン収納部282に供給される。カムチェーン収納部282に供給される低粘度オイルOLは、カムチェーン281を介して、カム軸28及びバルブ29にも供給される。
 4ストロークエンジンユニット10は、ラジエータ80を備える。ラジエータ80は、ラジエータホース81及び82により、4ストロークエンジン20のシリンダ22に形成されたウォータージャケット212と接続されている。ラジエータ80は、ラジエータホース81及び82を介して、ウォータージャケット212に冷却水を供給する。
 無段変速機50は、駆動プーリー51と、被駆動プーリー52と、ベルト53とを有する。駆動プーリー51は、無段変速機50の入力部である。被駆動プーリー52は、無段変速機50の出力部である。駆動プーリー51にはクランク軸24を介して4ストロークエンジン20から駆動力が伝達される。伝達された駆動力は、ベルト53を介して被駆動プーリー52に伝達される。無段変速機50の駆動プーリー51は、左右方向LRにおいて、クランク軸24の左端部に、クランク軸24と同軸上に取り付けられている。
 駆動プーリー51は、可動シーブ511と、固定シーブ512と、ランププレート513と、ウェイトローラ514とを備える。可動シーブ511、固定シーブ512、ランププレート513及びウェイトローラ514は、クランク軸24と共に回転する。可動シーブ511は、固定シーブ512とランププレート513との間に配置される。可動シーブ511は、クランク軸24上を左右方向LRに移動可能に設けられている。固定シーブ512及びランププレート513は、クランク軸24に固定されて、左右方向LRの動きが規制されている。ウェイトローラ514は、可動シーブ511とランププレート513との間の空間に配置される。ここで、ランププレート513と可動シーブ511との空間は、半径方向の外方に向かって左右方向LRの幅が狭くなるように形成される。
 被駆動プーリー52も、可動シーブ521と、固定シーブ522と、被駆動軸524と、バネ523とを備える。可動シーブ521と、固定シーブ522とは、被駆動軸524と共に回転する。可動シーブ521は、被駆動軸524上を左右方向LRに移動可能に設けられている。固定シーブ522は、被駆動軸524に固定されて、左右方向LRの動きが規制されている。可動シーブ521は、バネ523によって、固定シーブ522に近づくように付勢されている。
 無段変速機50の変速比は、可動シーブ511と可動シーブ521とが左右方向LRに動くことによって変化する。詳細には、駆動プーリー51の可動シーブ511が左右方向LRに動くと、ベルト53の駆動プーリー51に巻かれた部分の径が変化する。駆動プーリー51に巻かれた部分の径の変化に伴って、被駆動プーリー52の可動シーブ521は、バネ523の弾性力によって又は弾性力に抗して左右方向LRに移動する。そうすると、ベルト53の被駆動プーリー52に巻かれた部分の径も変化する。
 例えば、クランク軸24の回転速度が上昇することにより、ウェイトローラ514が回転による遠心力により駆動プーリー51の半径方向の外方に移動する。そうするとランププレート513と可動シーブ511との軸方向の幅が広くなり、駆動プーリー51の可動シーブ511は軸方向において固定シーブ512に近づく。駆動プーリー51の可動シーブ511が固定シーブ512に近づくと、ベルト53の駆動プーリー51に巻かれた部分の径が大きくなる。そうすると、ベルト53の被駆動プーリー52に巻かれた部分の径は小さくなる。このとき、被駆動プーリー52の可動シーブ521は固定シーブ522から離れる。これによって、無段変速機50の変速比が低くなる。即ち、無段変速機50の状態が、高速走行設定(トップ設定)に向かって変化する。
 反対に、クランク軸24の回転速度が低下することにより、ウェイトローラ514が回転による遠心力を失う。これにより、ウェイトローラ514は、駆動プーリー51の半径方向の内方に移動する。そうするとランププレート513と可動シーブ511との軸方向の幅が狭くなり、可動シーブ511は軸方向において固定シーブ512から離れる。駆動プーリー51の可動シーブ511が固定シーブ512から離れると、ベルト53の駆動プーリー51に巻かれた部分の径が小さくなる。このとき、被駆動プーリー52の可動シーブ521は固定シーブ522に近づく。そうすると、ベルト53の被駆動プーリー52に巻かれた部分の径は大きくなる。これによって、無段変速機50の変速比は高くなる。即ち、無段変速機50の状態が、低速走行設定(ロウ設定)に向かって変化する。このような可動シーブ511の動きによって、無段変速機50の変速比は、可動シーブ511が固定シーブ512に最も近づいた時の変速比(トップ設定)と、可動シーブ511が固定シーブ512から最も離れた時の変速比(ロウ設定)との間で変化する。
 被駆動プーリー52からの駆動力は、遠心クラッチ70を介して出力軸54に伝達される。被駆動プーリー52から出力軸54への回転(トルク)の伝達は、遠心クラッチ70を介して行われ、又は遠心クラッチ70によって遮断される。遠心クラッチ70は、ライダーのクラッチ操作を要することなく接続又は切断する自動クラッチである。遠心クラッチ70は、4ストロークエンジン20のエンジン回転速度が予め設定された値を越えると自動的に接続し、エンジン回転速度が当該予め設定された値を下回ると自動的に切断する。出力軸54は、遠心クラッチ70により伝達された被駆動プーリー52からの駆動力を、減速機構55を介して駆動輪15の車軸153に伝達される。出力軸54は、被駆動軸524を貫通している。被駆動軸524の回転軸線と、出力軸54の回転軸線は同一である。無段変速機50を構成する駆動プーリー51、被駆動プーリー52及びベルト53と、被駆動軸524と、減速機構55と、遠心クラッチ70とは、変速機カバー56に収容される。変速機カバー56は、4ストロークエンジン20のクランクケース21に固定され、4ストロークエンジン20と一体となって、リアアームの役割を果たす。
 4ストロークエンジンユニット10によれば、無段変速機50は、クランクケース21の内部に配置されない。そのため、4ストロークエンジンユニット10によれば、無段変速機50は、4ストロークエンジン20の熱の影響を受けにくい。従って、4ストロークエンジンユニット10によれば、無段変速機50は、ベルト53等の劣化が抑えられる。
 始動発電機60は、左右方向LRにおいて、クランク軸24の右端部に、クランク軸24と同軸上に取り付けられている。始動発電機60は、ステータ62と、ロータとを備える。始動発電機60は、始動発電機カバー64とクランクケース21とにより形成された始動発電機収納部65に収納される。始動発電機収納部65の空間は、カムチェーン収納部282の空間と連通している。
 ロータ61は、ロータ本体部615を有する。ロータ本体部615は、筒状ボス部615aと、円板状の底壁部615bと、筒状のバックヨーク部615cとを有する。底壁部615b及びバックヨーク部615cは筒状ボス部615aを介してクランク軸24に固定されている。
 ロータ61は、永久磁石部614を有する。ロータ61は、複数の磁極部616を有する。複数の磁極部616は、例えば、複数の永久磁石部614により、1つの磁極部616が1つの永久磁石に対応するように形成されている。永久磁石部614は、複数の磁極を有するように着磁された1又は複数の永久磁石によって構成することも可能である。但し、磁極部616の個数及び永久磁石の個数は、特に限定されない。複数の磁極部616は、バックヨーク部615cの内周面に設けられている。複数の磁極部616は、始動発電機60の周方向にN極とS極とが交互に配置されるように設けられている。本実施例では、ステータ62と対向するロータ61の磁極数が24個である。磁極部616の数は、歯部623の数よりも多い。
 ステータ62は、クランクケース21に対し位置が固定されている。詳細には、ステータ62は、始動発電機カバー64に固定されている。ステータ62は、ステータコア621と複数のステータ巻線622とを有する。ステータコア621は、周方向に間隔を空けて設けられた複数の歯部623を有する。複数の歯部623は、ステータコア621から径方向外に向かって一体的に延びている。本実施例においては、合計18個の歯部623が周方向に間隔を空けて設けられている。換言すると、ステータコア621は、周方向に間隔を空けて形成された合計18個のスロット624を有する。ロータ61は、スロットの数の2/3より多い磁極部616を有する。ロータ61は、歯部623の数より多い数の磁極部616を有する。より詳細には、ロータ61は、歯部623の数より多い数の磁極部616を有する。即ち、始動発電機60は、歯部623の数よりも多い数の磁極部616を有している。より詳細には、磁極部616の数は、スロット数の4/3以上である。より詳細には、磁極部616の数は、スロット数の4/3である。
 各歯部623の周囲には、ステータ巻線622が巻回している。複数相のステータ巻線622のそれぞれは、U相、V相、W相の何れかに属する。
 ロータ61の外面には、ロータ61の回転位置を検出させるための複数の被検出部617が備えられている。複数の被検出部617は、磁気作用によって検出される。複数の被検出部617は、周方向に間隔を空けてロータ61の外面に設けられている。被検出部617は、強磁性体で形成されている。
 ロータ位置検出装置63は、ロータ61の位置を検出する装置である。ロータ位置検出装置63は、複数の被検出部617と対向する位置に設けられている。ロータ位置検出装置63は、被検出部617を磁気的に検出するピックアップコイル611を備えている。ロータ位置検出装置63は、検出用磁石612及びコア613も備えている。ロータ位置検出装置63は、始動発電機収納部65に配置される。
 ロータ位置検出装置63は、クランクケース21内でクランクケース21に対し位置が固定されるようにクランクケース21に支持される。
 始動発電機60は、4ストロークエンジン20のクランク軸24と接続されている。本実施例では、始動発電機60の回転軸線と、クランク軸24の軸線とは、略一致している。始動発電機60が、4ストロークエンジン20の正回転によりクランク軸24を正回転させるように構成されている。
 低粘度オイルOLは、始動発電機60にも供給される。カムチェーン収納部282に供給された低粘度オイルOLは、始動発電機収納部65にも供給される。
 図9は、図7の4ストロークエンジンユニットを搭載する鞍乗型車両を示す側面図である。
 鞍乗型車両1は、自動二輪車である。鞍乗型車両1は、より詳細には、スクータ型の自動二輪車である。鞍乗型車両1は、4ストロークエンジンユニット10及び駆動輪15から構成されるスイングユニット2と、車体11と、フロントフォーク12と、ハンドル13と、前輪14と、駆動輪15と、シート16と、蓄電装置17とを備えている。
 フロントフォーク12は、車体11に回転自在に支持されている。ハンドル13は、フロントフォーク12の上端に固定されている。つまり、ハンドル13は、フロントフォーク12を介して車体11に対し回転自在に支持されている。ハンドル13の右部には、ブレーキレバーと、アクセル操作子8が設けられている。前輪14は、フロントフォーク12に回転自在に支持されている。
 スイングユニット2は、車体11に揺動自在に支持されている。
 スイングユニット2は、4ストロークエンジンユニット10と、変速機カバー56と、減速機構55と、駆動輪15とにより構成される。4ストロークエンジンユニット10は、車体11に保持されている。より詳細には、4ストロークエンジンユニット10は、車体11の図示しないフレームに揺動自在に取り付けられている。4ストロークエンジンユニット10は、4ストロークエンジン20と、無段変速機50を備える。駆動輪15は、無段変速機50により回転自在に支持される。詳細には、駆動輪15は、無段変速機50の変速機カバー56によって回転自在に支持される。変速機カバー56は、4ストロークエンジン20に固定され、4ストロークエンジン20と一体となって揺動する。4ストロークエンジンユニット10は、無段変速機50を介して、クランク軸24から駆動輪15へ向けの動力を出力する。無段変速機50は、クランクケース21の外に設けられている。4ストロークエンジンユニット10の動力は、無段変速機50及び減速機構55を介して駆動輪15へ向け出力される。
 シート16は、サドル型であり車体11の上部に設けられている。鞍乗型車両1の運転者は、シート16に跨がって着座する。
 蓄電装置17は、車体11の内部に配置されている。蓄電装置17は、電力を蓄える。
 (第3の実施例)
 図10は、図1に示す4ストロークエンジンユニット10の第3の実施例を示す断面図である。以下、図10を参照して、4ストロークエンジンユニット10の第3の実施例について、詳細に説明する。ここで、本実施例の4ストロークエンジンユニット10は、4ストロークエンジン20と、マニュアル・トランスミッション30と、マニュアル・クラッチ40と、始動発電機60とを備える。本実施例は、4ストロークエンジンユニット10が、ラジエータ80を有さない、即ち空冷の4ストロークエンジンであるという点において、第1の実施例と異なっている。
 4ストロークエンジンユニット10の4ストロークエンジン20は、クランクケース21と、シリンダ22と、ピストン26と、コネクティングロッド25と、クランク軸24とを備えている。
 ピストン26は、シリンダ22内に往復移動自在に設けられている。クランク軸24は、クランクケース21内に回転可能に設けられている。コネクティングロッド25は、ピストン26とクランク軸24を接続している。シリンダ22の上部には、シリンダヘッド23が取り付けられている。シリンダ22には、4ストロークエンジン20の冷却のためのフィンが設けられている。
 クランク軸24は、クランクケース21に、一対のベアリング242を介して、回転自在な態様で支持されている。クランク軸24は、始動発電機60と、無段変速機50とが取り付けられる。
 4ストロークエンジン20には、スロットル弁SVと、燃料噴射装置FIと、点火プラグ27とが設けられている。スロットル弁SVは、燃焼室に供給される空気の量を調整する。燃料噴射装置FIは、燃料を噴射することによって、スロットル弁SVにより燃焼室に供給される空気に燃料を供給する。点火プラグ27は、燃焼室に供給される空気と燃料の混合ガスを燃焼させる。
 4ストロークエンジン20は、カム軸28と、吸気バルブ29aと、排気バルブ29bと、カムチェーン281とを備える。カムチェーン281は、クランク軸24により駆動され、カム軸28を回転させる。カム軸28は複数のカムを有する。カム軸28のそれぞれのカムは、回転することにより、直接的又は間接的に吸気バルブ29a及び排気バルブ29bを上下動させる。カムチェーン281は、クランクケース21と、シリンダ22と、シリンダヘッド23とに形成された、カムチェーン収納部282に収納される。
 マニュアル・クラッチ40は、クラッチハウジング41と、フリクションプレート42と、クラッチプレート43と、クラッチボス44と、プレッシャープレート45と、を備える。クラッチハウジング41には、被駆動ギア411が設けられる。クラッチハウジング41には、クランク軸24に設けられた駆動ギア241と被駆動ギア411とを介して、クランク軸24からの駆動力が伝達される。フリクションプレート42は、クラッチハウジング41の内周に配置される。フリクションプレート42は、クラッチハウジング41と係合し、クラッチハウジング41と共に回転する。クラッチボス44は、マニュアル・トランスミッション30の入力軸32に、マニュアル・トランスミッション30の入力軸32と一体となって回転するように取り付けられる。クラッチボス44の回転軸線と、クラッチハウジング41の回転軸線とは、略一致している。クラッチプレート43は、クラッチボス44の外周に配置される。クラッチプレート43は、クラッチボスと44係合し、クラッチボス44と共に回転する。
 プレッシャープレート45は、マニュアル・トランスミッション30の入力軸の中心軸を貫くリフタロッド38に接続される。プレッシャープレート45は、運転者の操作により、フリクションプレート42と、クラッチプレート43とを、密着及び離間させる。
 マニュアル・トランスミッション30は、クランク軸24からの駆動力が伝達される。マニュアル・トランスミッション30は、低粘度オイルOLによって潤滑されるようにクランクケース21内に設けられる。マニュアル・トランスミッション30は、マニュアル・クラッチ40と接続されている。マニュアル・トランスミッション30は、複数の変速段を有する。マニュアル・トランスミッション30は、入力軸32と、出力軸33と、駆動ギア34と、被駆動ギア35と、変速段設定機構36とを有する。入力軸32は、回転可能に配置される。入力軸32には、マニュアル・クラッチ40を介して、4ストロークエンジン20から出力された動力が入力される。マニュアル・トランスミッション30は、入力軸32に対し出力軸33の回転速度を段階的に変速する。
 出力軸33は、入力軸32と平行な軸線上に回転可能に配置される。複数の駆動ギア34は、入力軸32に設けられ、常に入力軸32と共に回転するように構成されている。また、複数の駆動ギア34のそれぞれは、各変速段に対応する。複数の被駆動ギア35は、出力軸33に設けられ、出力軸33と相対回転可能であるように構成される。複数の被駆動ギア35は、対応する駆動ギア34と噛み合い可能であるように構成されている。常時、複数の被駆動ギア35の少なくとも一つが、駆動ギア34と噛み合う。
 低粘度オイルOLは、マニュアル・トランスミッション30にも供給される。また、ピストン26に供給された低粘度オイルOLは、マニュアル・トランスミッション30にも流れる。低粘度オイルOLは、マニュアル・トランスミッション30の回転により攪拌されることによりクランクケース21内に拡散する。これにより、低粘度オイルOLは、マニュアル・トランスミッション30全体に供給される。
 4ストロークエンジン20は、クランクケース21の下部にオイルパン211を備える。オイルパン211は、4ストロークエンジン20の動作を潤滑させる低粘度オイルOLが溜められている。オイルパン211に溜まった低粘度オイルOLは、ピストン26、及びクランク軸24に供給される。低粘度オイルOLの一部は、カムチェーン収納部282に供給される。カムチェーン収納部282に供給される低粘度オイルOLは、カムチェーン281を介して、カム軸28及びバルブ29にも供給される。
 始動発電機60は、左右方向LRにおいて、クランク軸24の右端部に、クランク軸24と同軸上に取り付けられている。始動発電機60は、ステータ62と、ロータとを備える。始動発電機60は、始動発電機カバー64とクランクケース21とにより形成された始動発電機収納部65に収納される。始動発電機収納部65の空間は、カムチェーン収納部282の空間と連通している。
 ロータ61は、ロータ本体部615を有する。ロータ本体部615は、筒状ボス部615aと、円板状の底壁部615bと、筒状のバックヨーク部615cとを有する。底壁部615b及びバックヨーク部615cは筒状ボス部615aを介してクランク軸24に固定されている。
 ロータ61は、永久磁石部614を有する。ロータ61は、複数の磁極部616を有する。複数の磁極部616は、例えば、複数の永久磁石部614により、1つの磁極部616が1つの永久磁石に対応するように形成されている。永久磁石部614は、複数の磁極を有するように着磁された1又は複数の永久磁石によって構成することも可能である。但し、磁極部616の個数及び永久磁石の個数は、特に限定されない。複数の磁極部616は、バックヨーク部615cの内周面に設けられている。複数の磁極部616は、始動発電機60の周方向にN極とS極とが交互に配置されるように設けられている。本実施例では、ステータ62と対向するロータ61の磁極数が24個である。磁極部616の数は、歯部623の数よりも多い。
 ステータ62は、クランクケース21に対し位置が固定されている。詳細には、ステータ62は、始動発電機カバー64に固定されている。ステータ62は、ステータコア621と複数のステータ巻線622とを有する。ステータコア621は、周方向に間隔を空けて設けられた複数の歯部623を有する。複数の歯部623は、ステータコア621から径方向外に向かって一体的に延びている。本実施例においては、合計18個の歯部623が周方向に間隔を空けて設けられている。換言すると、ステータコア621は、周方向に間隔を空けて形成された合計18個のスロット624を有する。ロータ61は、スロットの数の2/3より多い磁極部616を有する。ロータ61は、歯部623の数より多い数の磁極部616を有する。より詳細には、ロータ61は、歯部623の数より多い数の磁極部616を有する。即ち、始動発電機60は、歯部623の数よりも多い数の磁極部616を有している。より詳細には、磁極部616の数は、スロット数の4/3以上である。より詳細には、磁極部616の数は、スロット数の4/3である。
 各歯部623の周囲には、ステータ巻線622が巻回している。複数相のステータ巻線622のそれぞれは、U相、V相、W相の何れかに属する。
 ロータ61の外面には、ロータ61の回転位置を検出させるための複数の被検出部617が備えられている。複数の被検出部617は、磁気作用によって検出される。複数の被検出部617は、周方向に間隔を空けてロータ61の外面に設けられている。被検出部617は、強磁性体で形成されている。
 ロータ位置検出装置63は、ロータ61の位置を検出する装置である。ロータ位置検出装置63は、複数の被検出部617と対向する位置に設けられている。ロータ位置検出装置63は、被検出部617を磁気的に検出するピックアップコイル611を備えている。ロータ位置検出装置63は、検出用磁石612及びコア613も備えている。ロータ位置検出装置63は、始動発電機収納部65に配置される。
 ロータ位置検出装置63は、クランクケース21内でクランクケース21に対し位置が固定されるようにクランクケース21に支持される。
 始動発電機60は、4ストロークエンジン20のクランク軸24と接続されている。本実施例では、始動発電機60の回転軸線と、クランク軸24の回転軸線とは、略一致している。始動発電機60が、4ストロークエンジン20の正回転によりクランク軸24を正回転させるように構成されている。
 低粘度オイルOLは、始動発電機60にも供給される。カムチェーン収納部282に供給された低粘度オイルOLは、始動発電機収納部65にも供給される。
 図10の4ストロークエンジンユニット10は、鞍乗型車両1に搭載することができる。
 図10の4ストロークエンジンユニット10を搭載した鞍乗型車両1は、MT(マニュアル・トランスミッション)型鞍乗型車両である。図10の4ストロークエンジンユニット10を搭載した鞍乗型車両1は、より詳細には、MT型自動二輪車である。
 1  鞍乗型車両
 10  4ストロークエンジンユニット
 13  ハンドル
 15  駆動輪
 20  4ストロークエンジン
 21  クランクケース
 22  シリンダ
 24  クランク軸
 30  マニュアル・トランスミッション
 39  出力部
 40  マニュアル・クラッチ
 50  無段変速機
 51  駆動プーリー
 52  被駆動プーリー
 53  ベルト
 60  始動発電機
 61  ロータ
 62  ステータ
 70  遠心クラッチ
 80  ラジエータ

Claims (9)

  1. 4ストロークエンジンユニットであって、
     前記4ストロークエンジンユニットは、
     クランクケースと、前記クランクケースに接続されるシリンダと、前記クランクケースに回転可能に支持されるクランク軸とを備え、前記クランクケース及び前記シリンダは、低温粘度グレードが20Wよりも低い低粘度オイルで内部が潤滑されるように構成され、4ストロークの間に、前記クランク軸を回転させる負荷が大きい高負荷領域と、前記クランク軸を回転させる負荷が前記高負荷領域の負荷より小さい低負荷領域とを有する負荷変動型4ストロークエンジンと、
     周方向にスロットを空けて設けられた複数の歯部を備えるステータコア、及び前記歯部に巻回される複数相のステータ巻線を有するステータと、前記ステータと空隙を空けて向かい合うように前記周方向に並ぶ永久磁石部を有し、前記クランク軸と同軸上に配置されたロータとを備え、前記低粘度オイルと接触する位置に設けられる始動発電機と
    を備える。
  2.  請求項1に記載の4ストロークエンジンユニットであって、
     前記始動発電機の前記永久磁石部は、前記スロットの数の2/3より多い磁極面を有する。
  3.  請求項2に記載の4ストロークエンジンユニットであって、
     前記始動発電機が収納される空間内で、前記クランクケース内で前記クランクケースに対し位置が固定されるように前記クランクケースに支持された、前記ロータの位置の検出を表す信号を出力するロータ位置検出装置を更に備える。
  4.  請求項1から3の何れか1項に記載の4ストロークエンジンユニットであって、
     前記始動発電機が配置される空間は、前記ステータが固定された始動発電機カバーにより覆われ、
     前記始動発電機のロータは、前記クランク軸の軸線方向における、前記ステータと前記シリンダとの間で前記クランク軸に接続された有底筒状である。
  5.  請求項1から4の何れか1項に記載の4ストロークエンジンユニットであって、
     前記4ストロークエンジンユニットは、前記低粘度オイルによって潤滑されるように前記クランクケース内に設けられ、前記クランク軸からの駆動力が伝達されるマニュアル・トランスミッションを備える。
  6.  請求項1から4の何れか1項に記載の4ストロークエンジンユニットであって、
     前記4ストロークエンジンユニットは、第1の方向と、前記第1の方向と反対の第2の方向とを含むクランク軸の軸線方向において、前記クランク軸の前記第1の方向に入力部が配置され、前記クランク軸からの駆動力が伝達される無段変速機を備え、
     前記始動発電機は、前記軸線方向において、前記クランク軸の前記第2の方向に配置される。
  7.  請求項1から6の何れか1項に記載の4ストロークエンジンユニットであって、
     前記4ストロークエンジンユニットは、ラジエータを備え、
     前記シリンダは、前記ラジエータからの冷却水が供給されるウォータージャケットを有する。
  8.  請求項1から7の何れか1項に記載の4ストロークエンジンユニットであって、
     前記ロータは、冷却のための気流を発生させるファン又はフィンを備えていない。
  9.  鞍乗型車両であって、
     前記鞍乗型車両は、請求項1から8の何れか1項に記載の4ストロークエンジンユニットを備える。
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