(57)【要約】【課題】エンジンのクランク軸にそれぞれスプライン嵌合している複数の部材の、合理的な係合構造を提供すること。【解決手段】  エンジンのクランク軸２にそれぞれスプライン嵌合しており、前記クランク軸方向に隣接配置されている、エンジンのジェネレータ用のロータ２０と、回転動力伝達体２１と、の係合構造において、前記ロータ２０と前記回転動力伝達体２１との係合部分に、前記クランク軸方向の押圧力を前記クランク軸回りの回転力に変換する、ラチェット機構を備えていることを特徴とする。【選択図】図２
2010071416.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンのクランク軸にそれぞれスプライン嵌合しており、前記クランク軸方向に隣接配置されている、エンジンのジェネレータ用のロータと、回転動力伝達体と、の係合構造において、
前記ロータと前記回転動力伝達体との係合部分に、前記クランク軸方向の押圧力を前記クランク軸回りの回転力に変換する、ラチェット機構を備えていることを特徴とする部材の係合構造。
【請求項２】
前記ラチェット機構は、
前記ロータに当接する前記回転動力伝達体の面に形成された複数の凸状のラッチ部と、
前記回転動力伝達体に当接する前記ロータの面に、前記複数の凸状のラッチ部に係合するように形成された複数の凹状のラッチ部と、から構成されている、請求項１記載の部材の係合構造。
【請求項３】
前記ラチェット機構は、
前記ロータに当接する前記回転動力伝達体の面に形成された複数の凹状のラッチ部と、
前記回転動力伝達体に当接する前記ロータの面に、前記複数の凹状のラッチ部に係合するように形成された複数の凸状のラッチ部と、から構成されている、請求項１記載の部材の係合構造。
【請求項４】
前記ロータに形成された前記ラッチ部と、前記回転動力伝達体に形成された前記ラッチ部とが、互いに当接する傾斜面を有する、請求項２又は３に記載の部材の係合構造。
【請求項５】
前記回転動力伝達体は、エンジンのバランサー駆動用のものである、請求項１〜４のいずれか１つに記載の部材の係合構造。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１つに記載の部材の係合構造を備えた、自動二輪車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クランク軸にそれぞれスプライン嵌合している２部材の係合構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
１つの回転軸にスプライン嵌合し、それぞれが別に動力等を伝達するものとしては、特許文献１に示すように、自動二輪車のエンジンのクランク軸にスプライン嵌合した、クランク軸の回転駆動力を利用して発電するエンジンのジェネレータ用のロータと、エンジンのバランサー駆動用の回転動力伝達体と、が例として挙げられる。
【特許文献１】特開２００５−９０５４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来、エンジンのジェネレータ用のロータ及びエンジンのバランサー駆動用の回転動力伝達体（ギヤ）の固定は、ラチェット機構を有する特殊なワッシャにより行っていた。ここで図１０を用いて、従来の前記ロータと前記ギヤとの係合構造を説明する。図１０は、自動二輪車のエンジンのクランク軸２に、前記ロータ２０と前記ギヤ２６とがスプライン嵌合している部分の断面図である。説明の都合上、図１０中に示すように、図の左側を「左側」、図の右側を「右側」と称し、以下説明する。
【０００４】
図１０に示すように、クランク軸２の左側先端部には、外周スプライン部２ａが形成されており、ジェネレータ用のロータ２０の内周スプライン部２０ａ及びバランサー駆動用のギヤ２６の内周スプライン部２１ａがスプライン嵌合している。そして、ロータ２０とギヤ２６とは、係合部２０ｂ及び係合部２１ｂによって、互いに係合している。ロータ２０の左側端面には、ラッチ部２０ｃが形成されており、ワッシャ２４の右側端面にもラッチ部２４ｃが形成されている。そして、ラッチ部２０ｃとラッチ部２４ｃとがラチェット機構により係合することにより、ワッシャ２４で、ロータ２０及びロータ２０と係合しているギヤ２６を固定している。ワッシャ２４の左側には平板形状のワッシャ２５が当接しており、ワッシャ２５は、クランク軸２の左側端面に形成された雌ねじ孔に螺合するボルト２３によって固定されることにより、ワッシャ２４を固定している。
【０００５】
上述したように、ワッシャ２４の右側端面には、ロータ２０と係合するためのラッチ部２４ｃを形成する必要があり、このため、ワッシャ２４は、鍛造で製作される必要があった。したがって、ワッシャ２４の製造コストが高くなる傾向にあった。また、ロータ２０及びギヤ２６は、ロータ２０の左側に位置するワッシャ２４によって固定されるようになっているが、ロータ２０とギヤ２６との間の係合構造は、係合部２０ｂ及び係合部２１ｂによる係合であるので、それぞれクランク軸２とスプライン嵌合しているロータ２０及びギヤ２６は、互いにガタつく可能性があった。
【０００６】
本発明では、クランク軸にそれぞれスプライン嵌合しており、軸方向に隣接配置されている２部材の部材同士のガタツキ、例えば、前記ロータ２０と前記ギヤ２６とのガタツキ、を防止し、また、前記２部材の固定部材、例えば、ワッシャ２４、の構造を簡素化できる、前記２部材の合理的な係合構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本願の第１発明は、エンジンのクランク軸にそれぞれスプライン嵌合しており、前記クランク軸方向に隣接配置されている、エンジンのジェネレータ用のロータと、回転動力伝達体と、の係合構造において、前記ロータと前記回転動力伝達体との係合部分に、前記クランク軸方向の押圧力を前記クランク軸回りの回転力に変換する、ラチェット機構を備えていることを特徴とする。
【０００８】
前記構成によれば、クランク軸において、エンジンのジェネレータ用のロータと回転動力伝達体とを、クランク軸方向の押圧力をクランク軸回りの回転力に変換するラチェット機構によって、係合させることにより、前記ロータと前記回転動力伝達体とのガタツキを防止することができる。また、前記ロータ及び前記回転動力伝達体をクランク軸方向に固定するワッシャにラチェット機構が不要となることによって、ワッシャの構造を簡素化することができる。
【０００９】
本願の第１発明は、更に、次のような構成を備えるのが好ましい。
（１）前記ラチェット機構は、前記ロータに当接する前記回転動力伝達体の面に形成された複数の凸状のラッチ部と、前記回転動力伝達体に当接する前記ロータの面に、前記複数の凸状のラッチ部に係合するように形成された複数の凹状のラッチ部と、から構成されている。
（２）前記ラチェット機構は、前記ロータに当接する前記回転動力伝達体の面に形成された複数の凹状のラッチ部と、前記回転動力伝達体に当接する前記ロータの面に、前記複数の凹状のラッチ部に係合するように形成された複数の凸状のラッチ部と、から構成されている。
（３）前記構成（１）又は（２）において、前記ロータに形成された前記ラッチ部と、前記回転動力伝達体に形成された前記ラッチ部とが、互いに当接する傾斜面を有する。
（４）前記回転動力伝達体は、エンジンのバランサー駆動用のものである。
【００１０】
前記構成（１）又は（２）によれば、前記ロータと前記回転動力伝達体とを凹凸のラッチ部を用いて係合させることによって、ラチェット機構を簡易に構成することができる。
【００１１】
前記構成（３）によれば、ラッチ部が互いに当接する傾斜面を有することによって、クランク軸方向の押圧力をクランク軸回りの回転力に変換するラチェット機構を簡易に構成することができる。
【００１２】
前記構成（４）によれば、クランク軸において、エンジンのジェネレータ用のロータとエンジンのバランサー駆動用の回転動力伝達体とを、クランク軸方向の押圧力をクランク軸回りの回転力に変換するラチェット機構によって、係合させることにより、前記ロータと前記回転動力伝達体とのガタツキを防止することができる。また、前記ロータ及び前記回転動力伝達体をクランク軸方向に固定するワッシャにラチェット機構が不要となることによって、ワッシャの構造を簡素化することができる。
【００１３】
本願の第２発明は、前記第１発明の係合構造を備えた、自動二輪車である。
【００１４】
前記構成によれば、クランク軸にスプライン嵌合した、エンジンのジェネレータ用のロータと回転動力伝達体とのガタツキを抑制し、前記ロータ及び前記回転動力伝達体をクランク軸方向に固定するワッシャの構造を簡素化した、自動二輪車を提供できる。
【発明の効果】
【００１５】
要するに本発明によると、クランク軸にスプライン嵌合している部材同士のガタツキを防止し、且つ、前記部材の固定部材であるワッシャの構造を簡素化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本願発明に係る部材の係合構造について、自動二輪車を例として添付の図面を参照しながら具体的に説明する。
【００１７】
図１は、自動二輪車のＶ型２気筒エンジン１の断面図である。説明の都合上、図１中に示すようにクランク軸方向を左右方向とし、図のエンジンの左側を「左側」、図のエンジンの右側を「右側」と称し、以下説明する。
【００１８】
図１に示すように、クランクケース１０は、クランク軸方向に２つに分割された構造、すなわち、左右二つ割り構造となっており、左クランクケース部材１０ａと右クランクケース部材１０ｂとが、クランク軸２と略直角な合わせ面で結合されている。左クランクケース部材１０ａの左側には、ジェネレータカバー１１で覆われたジェネレータ室１２が形成されており、ジェネレータ室１２内にジェネレータ１３が収納されている。右クランクケース部材１０ｂの右側には、クラッチカバー１４が着脱自在に取り付けられ、クラッチカバー１４により覆われたクラッチ室１５内には、一次駆動チェーン１６及び多板摩擦クラッチ１７等が収納されている。
【００１９】
クランク軸２の左右のジャーナル部２ａ、２ｂは、左右のクランクケース部材１０ａ、１０ｂの軸受孔１８ａ、１８ｂにそれぞれ軸受メタル（ジャーナル軸受）１９ａ、１９ｂを介して回転可能に支持されており、左右のジャーナル部２ａ、２ｂ間に形成された一対のクランクアーム２ｃ及び両クランクアーム２ｃを連結するクランクピン２ｄは、クランク室３内に収納されている。クランクピン２ｄには前後の気筒用のコンロッド４ａ、４ｂの下側大端部が嵌合し、各コンロッド４ａ、４ｂはそれぞれ対応する前気筒５、後気筒（図示せず）内にそれぞれ延び、各上側小端部が対応するピストン６（後気筒用は図示せず）に連結されている。
【００２０】
クランク軸２の右端部は、クラッチ室１５内に突出しており、該右側突出部分には、一次駆動用のプライマリスプロケット４１と、後気筒用のカム駆動スプロケット４２とが設けられている。プライマリスプロケット４１は、一次駆動チェーン１６を介してクラッチ１７の入力スプロケット１７ａに動力伝達可能に連結している。
【００２１】
クランク軸２の左端部は、ジェネレータ室１２内に突出しており、該左側突出部分には、ジェネレータ１３のロータ２０と、バランサー駆動用の回転動力伝達体（スプロケット）２１と、前気筒用のカム駆動スプロケット３１とが設けられている。前気筒用のカム駆動スプロケット３１に巻き掛けられたカムチェーン３２は、前気筒５の左側部分に形成された前気筒用カムチェーントンネル３３を通って前気筒５のロッカーアーム室３４に至り、前気筒用のカム軸３５のスプロケット３６に巻き掛けられている。
【００２２】
図２は、図１のクランク軸２の左端部の拡大図である。図２に示すように、クランク軸２の左端部には、外周スプライン部２ａが形成されており、ジェネレータ１３用のロータ２０の内周スプライン部２０ａ及びバランサー駆動用のスプロケット２１の内周スプライン部２１ａが、スプライン嵌合している。
【００２３】
図１に示すように、スプロケット２１は、チェーン５１を介して、バランサー５２の一端に取り付けられたスプロケット５３に連動連結されている。ここで、回転動力伝達体は、スプロケット２１、５３及びチェーン５１によるチェーン駆動となっているが、プーリーとベルトを用いたベルト駆動や、歯車（ギヤ）を組み合わせたギヤ駆動とすることも可能である。また、回転動力伝達体は、バランサー駆動用のもの以外に、オイルポンプ駆動用、ウォータポンプ駆動用、カム駆動用等のものでも可能である。バランサー５２は、軸方向の中央部にバランスウェイト部５２１を一体成形している。したがって、クランク軸２が回転すると、それに合わせてスプロケット２１が回転し、そして、スプロケット２１に掛巻きされたチェーン５１を介してスプロケット５３が回転する。その結果、バランサー５２が回転し、エンジン１の振動を打ち消すようになっている。
【００２４】
図２において、スプロケット２１の左側では、ジェネレータ１３用のロータ２０がスプロケット２１に係合し、また、クランク軸２にスプライン嵌合している。ロータ２０は、コイル５４の右側側面と外周面を非接触にて覆うような形状をしている。したがって、クランク軸２が回転すると、それに合わせてロータ２０が回転し、ロータ２０のクランク軸２径方向内側に位置するコイル５４に誘導起電力を発生させ、自動二輪車に必要な電力を発電するようになっている。
【００２５】
ロータ２０の左側端面には、ワッシャ２２が当接しており、ワッシャ２２は、クランク軸２の左側端面に形成された雌ねじ孔２ｂに螺合するボルト２３により固定されている。その結果、スプロケット２１及びロータ２０は、ワッシャ２２及びボルト２３により固定されている。
【００２６】
図３はスプロケット２１の断面図であり、図４は図３のIV矢視図である。図３、４に示すように、スプロケット２１は、チェーン５１が掛けられる歯２１１を、クランク軸方向右端部に円環状に有している。また、スプロケット２１は、クランク軸２のスプライン加工された外周スプライン部２ａ面に嵌合するように、スプライン加工された内周スプライン部２１ａを有している。更に、ロータ２０と当接する側の面（左側端面）に、断続的なラッチ部２１３が複数（図３では６個）周方向等間隔に配置されている。図５は図４のＶ−Ｖ断面図である。図５に示すように、スプロケット２１の各ラッチ部２１３は、クランク軸２の通常の回転方向Ｒ側の端部に傾斜面２１３ａを有している。特に限定されないが、傾斜面２１３ａの、クランク軸２の軸芯Ｏ１と直交する面Ｐ１に対する角度θ１として、例えば４５°や３０°を採用できる。また、各ラッチ部２１３は、クランク軸２の通常の回転方向Ｒの逆方向側の端部に傾斜面２１３ｂを有している。そして、特に限定されないが、傾斜面２１３ｂの、クランク軸２の軸芯Ｏ１と直交する面Ｐ１に対する角度として、例えば略９０°を採用できる。
【００２７】
図６は、スプロケット２１に当接するロータ２０を右側（スプロケット２１側）から見た図である。図６に示すように、ロータ２０は、クランク軸２のスプライン加工された外周スプライン部２ａ面に嵌合するようにスプライン加工された内周スプライン部２０ａを有している。また、ロータ２０は、スプロケット２１のラッチ部２１３が当接する面に、ラッチ部２１３に対応するよう、ラッチ部２１３と同数のラッチ部２０３を有している。
【００２８】
図７は、図６のVII−VII断面図である。図７に示すように、ロータ２０の各ラッチ部２０３は、クランク軸２の通常の回転方向Ｒ側の端部に、スプロケット２１の傾斜面２１３ａと当接する、傾斜面２０３ａを有している。傾斜面２０３ａでは、クランク軸２の軸芯Ｏ１と直交する面Ｐ２に対する角度θ２が、スプロケット２１の傾斜面２１３ａの角度θ１と略同一又は少し小さくなっている。ここでθ２は、例えば４５°や３０°を採用することができる。また、各ラッチ部２０３は、クランク軸２の通常の回転方向Ｒの逆方向の端部に、傾斜面２０３ｂを有している。
【００２９】
図８は、スプロケット２１のラッチ部２１３がロータ２０のラッチ部２０３と係合している状態の図である。ラッチ部２１３とラッチ部２０３は、互いに傾斜面で当接するように、凹凸が形成されており、面Ｐ１、Ｐ２に平行な面２１３ｃと面２０３ｃとは間隔を有し、傾斜面２１３ａと傾斜面２０３ａとが当接し、傾斜面２１３ｂと傾斜面２０３ｂとは間隔を有するようになっている。その結果、クランク軸２の軸芯Ｏ１方向の押圧力Ｆ１、すなわち、スプロケット２１とロータ２０とをクランク軸方向に固定するボルト２３の軸圧Ｆ１を、傾斜面２１３ａ及び傾斜面２０３ａによって、回転方向Ｒ方向の力Ｆ２に変換する。
【００３０】
図９は、ロータ２０に左側から当接するワッシャ２２を右側（ロータ２０側）から見た図である。ワッシャ２２は、内周面がクランク軸２の外周スプライン部２ａと嵌合していないので、図９に示すように、ワッシャ２２の内周面２２ａはスプライン加工が不要となっている。また、ワッシャ２２は平面でロータ２０の左端面に当接していることから、ワッシャ２２は通常の平板形状となっている。その結果、ワッシャ２２は鍛造で製作する必要はなく、通常の機械加工で製作できる。
【００３１】
前記実施形態では、スプロケット２１が凸状のラッチ部２１３を有し、ロータ２０が凹状のラッチ部２０３を有している場合を説明したが、スプロケット２１が凹状のラッチ部を有し、ロータ２０が凸状のラッチ部を有しても良い。
【００３２】
前記構成のスプロケット２１とロータ２０との係合構造によれば、次のような効果を発揮できる。
【００３３】
（１）クランク軸２とスプライン嵌合しているスプロケット２１及びロータ２０は、クランク軸方向の押圧力をクランク軸回りの回転力に変換するラチェット機構を構成するラッチ部２１３及びラッチ部２０３を有している。その結果、スプロケット２１とロータ２０とのガタツキを防止し、且つ、ワッシャ２２の構造を簡素化することができるようになっている。更に、ワッシャ２２の構造の簡素化により、ワッシャ２２は鍛造による製作が不要となり、コスト低減を行うことができるようになっている。
【００３４】
（２）ワッシャ２２の構造を簡素化できるので、ワッシャ２２のクランク軸方向長さを短くすることができ、その結果、クランク軸２の長さを短くすることができる。
【００３５】
（３）スプロケット２１が凸状のラッチ部２１３を有し、ロータ２０が凹状のラッチ部２０３を有している。そして、ラッチ部２１３の傾斜面２１３ａとラッチ部２０３の傾斜面２０３ａとが当接している。その結果、スプロケット２１とロータ２０は、クランク軸２が回転すると、互いに押し付け合うことのできる係合構造となり、簡易な構成で、ラチェット機構を構成できるようになっている。
【００３６】
（４）ロータ２０の傾斜面２０３ａは、クランク軸２の軸直交方向に対して、スプロケット２１の傾斜面２１３ａと略同一又は少し小さい角度をなしている。その結果、スプロケット２１及びロータ２０は、互いに傾斜面で当接し、簡易な構成で、クランク軸方向の押圧力をクランク軸回りの回転力に変換できるラチェット機構を構成できるようになっている。
【００３７】
（５）前記構成のスプロケット２１とロータ２０とを自動二輪車のエンジン１のクランク軸２に取り付けることにより、スプロケット２１とロータ２０とのガタツキを抑制し、且つ、ワッシャ２２の構造を簡素化した自動二輪車を提供することができる。
【００３８】
本実施形態では、自動二輪車のエンジン１のクランク軸２にスプライン嵌合しているスプロケット２１及びロータ２０に本発明を適用した例を示したが、本発明は、１つの回転軸にそれぞれスプライン嵌合している２部材の係合構造に関して広く適用できる。
【００３９】
特許請求の範囲に記載された本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、各種変形及び変更を行うことも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明では、クランク軸にそれぞれスプライン嵌合している２部材、例えば、エンジンのジェネレータ用のロータ２０と回転動力伝達体であるスプロケット２１との、ガタツキを抑制し、且つ、ロータ２０及びスプロケット２１を固定するワッシャ２２の構造を簡素化できるので、産業上の利用価値が大である。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の実施形態に係る自動二輪車のエンジン１の断面図である。
【図２】図１のクランク軸２の左端部の拡大図である。
【図３】スプロケット２１の断面図である。
【図４】図３のIV矢視図である。
【図５】図４のＶ−Ｖ断面図である。
【図６】スプロケット２１に当接するロータ２０を右側から見た図である。
【図７】図６のVII−VII断面図である。
【図８】スプロケット２１のラッチ部２１３とロータ２０のラッチ部２０３とが互いの傾斜面２１３ａ、２０３ａで当接している状態の図である。
【図９】ロータ２０に左側から当接するワッシャ２２を右側から見た図である。
【図１０】従来の、ロータ２０とギヤ２６とが、クランク軸２にスプライン嵌合している部分の断面図である。
【符号の説明】
【００４２】
１  エンジン
２  クランク軸
３  クランク室  ４ａ  コンロッド  ４ｂ  コンロッド  ５  前気筒  ６  ピストン
１０  クランクケース  １１  ジェネレータカバー  １２  ジェネレータ室
１３  ジェネレータ  １４  クラッチカバー  １５  クラッチ室
１６  一次駆動チェーン  １７  多板摩擦クラッチ
２０  ロータ  ２１  スプロケット  ２２  ワッシャ  ２３  ボルト
２４  ワッシャ  ２５  ワッシャ  ２６  ギヤ
３１  カム駆動スプロケット  ３２  カムチェーン  ３３  カムチェーントンネル  
３４  ロッカーアーム室  ３５  カム軸  ３６  スプロケット
４１  プライマリスプロケット  ４２  カム駆動スプロケット
【図１】
2010071416.tif 000003
【図２】
2010071416.tif 000004
【図３】
2010071416.tif 000005
【図４】
2010071416.tif 000006
【図５】
2010071416.tif 000007
【図６】
2010071416.tif 000008
【図７】
2010071416.tif 000009
【図８】
2010071416.tif 000010
【図９】
2010071416.tif 000011
【図１０】
2010071416.tif 000012