(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
クランク軸を回転自在に支承するクランクケースに少なくとも１つのシリンダーを脱着自在に取付ける内燃機関において、
前記クランク軸の軸心を含む面でクランクケースを分割し、
クランクケースからシリンダーを取り外した際に、両分割クランクケースを結合しクランク軸支持部を締付ける締付ボルトが外部に臨むように配置し、
前記一方の分割クランクケースにバランサー軸を有し、
同バランサー軸は前記締付ボルトの延長線上にクランク軸の下方にクランク軸と平行に配設されることを特徴とする内燃機関のクランクケース締付構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関のクランクケース締付構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
内燃機関のクランクケースは、クランク軸に垂直な面で分割する左右割りと、クランク軸を含む面で分割する上下割りとがあるが、その上下割りのクランクケースの場合、両分割クランクケースを結合する締付ボルトがケース分割面に対して略垂直に締付けることを考慮して内燃機関の設計がなされる。
【０００３】
従来の上下割りクランクケースを用いた内燃機関の例（特公平１−４４８９６号公報）を図１０に示す。
本内燃機関01は、Ｖ型３気筒内燃機関であり、クランクケース02から前方に２つの水平シリンダー04，04が左右平行に突設しており、上方に１つの鉛直シリンダー05が突設している。
【０００４】
クランクケース02は、後方のトランスミッション07のトランスミッションケース03と一体に形成されており、両ケース02，03はクランク軸06を含む面であって鉛直シリンダー05の軸線に対して垂直な水平面をケース分割面Ｘとして上下割りに分割されている。
上下の分割クランクケース02U ，02D を結合しクランク軸06の支持部を締付ける締付ボルト010 は、下側分割クランクケース02D の下側から上方へ向け貫通して上側分割クランクケース02U に螺合して締付け結合している。
【０００５】
上下に分割されているトランスミッションケース03内には、ケース分割面Ｘに配設されたメイン軸08とカウンター軸09とが収納されている。
すなわちクランク軸06，メイン軸08，カウンター軸09が順次ケース分割面Ｘに並んで上下のケースに回転自在に挟まれて支持されている。
【０００６】
以上のようにクランクケース02の前方は水平シリンダー04，04、上方は鉛直シリンダー05、後方はトランスミッション07、下方は締付ボルト010 の締付け側であり、下方は締付け作業の空間を確保しておかなければならない。
【０００７】
そしてクランクケース02の前側斜め上方は吸気系機構011 がまとめて形成されており、前側斜め下方は水平シリンダー04，04の排気系機構012 が形成され、後側斜め上方は鉛直シリンダー05の排気系機構013 が形成され、後側斜め下方はトランスミッション07が延設されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本内燃機関01は、クランクケース02の下方は締付ボルト011 の締付けのため作業空間を確保しておかなければならないため、トランスミッション07は必然的にクランクケース02の後方に配設することになり、よってシリンダー04，クランク軸06，メイン軸07，カウンター軸08が前後に並ぶ構造となって内燃機関01はトランスミッション07を含めて前後長が大きくとられることになる。
【０００９】
またクランク軸06の近傍で幅方向に亘って配設されるバランサー等を設ける余裕はない。
唯一トランスミッション07の下部がバランサーの配設位置として考えられるが、締付ボルト010 を避けて設けるとクランク軸06から遠距離位置となってしまう。
【００１０】
本発明は、かかる点に鑑みなされたもので、その目的とする処は、トランスミッションを含め内燃機関のコンパクト化が図れる内燃機関のクランクケース締付構造を供する点にある。
【００１１】
【課題を解決するための手段および作用効果】
上記目的を達成するために、本請求項１記載の発明は、クランク軸を回転自在に支承するクランクケースに少なくとも１つのシリンダーを脱着自在に取付ける内燃機関において、前記クランク軸の軸心を含む面でクランクケースを分割し、クランクケースからシリンダーを取り外した際に、両分割クランクケースを結合しクランク軸支持部を締付ける締付ボルトが外部に臨むように配置し、前記一方の分割クランクケースにバランサー軸を有し、同バランサー軸は前記締付ボルトの延長線上にクランク軸の下方にクランク軸と平行に配設される内燃機関のクランクケース締付構造とした。
【００１２】
クランクケースからシリンダーを取り外した際に、締付ボルトが外部に臨むように締付ボルトを配置したので、締付ボルトによる締付位置をシリンダー断面よりも幅狭に設定できて内燃機関の小型化を図ることができる。
また締付ボルトによる締付けをシリンダー側から行うことができ、よってシリンダーと反対側は他の部品の配置の自由度が大きく、内燃機関のコンパクト化を可能とする。
【００１６】
２ストローク内燃機関では、クランクケースとシリンダーとの合わせ面より内側すなわちクランクケース内で、吸気通路または掃気通路を利用して、その途中にボルト取付座面を設けることで、締付位置をシリンダー軸心に近づけることができ、内燃機関の一層の小型化が図れる。
【００１７】
クランク軸と平行なバランサー軸を締付ボルトの延長線上に配設することで、バランサー軸をクランク軸に可及的に近づけることができ、内燃機関全体をコンパクト化することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下本発明に係る一実施の形態について図１ないし図９に図示し説明する。
本発明に係る内燃機関20を搭載した自動二輪車１の全体側面図を図１に示す。
【００２０】
ヘッドパイプ２から後方へ斜め下向きに左右一対のメインフレーム３が延出し、ヘッドパイプ２に回動自在に支持されたフロントフォーク４の下端に前輪５が軸支され、フロントフォーク４と一体に上方に延びたステアリングシャフト６の上端が左右に展開してハンドル７を構成している。
【００２１】
メインフレーム３の後端にピボット８によりスイングアーム９の前端が枢支され、後方に延びるスイングアーム９の後端に後輪10が軸支されている。
後輪10の上方は、メインフレーム３から後方若干斜め斜め上向きに延びるシートレールに支持されたシート11が設けられ、シート11の前方には一対のメインフレーム３に支持されて燃料タンク12が配設されている。
【００２２】
そして燃料タンク12の下方にメインフレーム３に懸架されて内燃機関20が設けられている。
本内燃機関20は、２気筒Ｖ型の火花点火式２ストローク内燃機関であり、クランクケース21から左右のシリンダー22L ，22R が前方へ側面視でＶ状（例えば挟角100 度程度）に突設しており、斜め下向きに突出した左シリンダー22L の下側部から後方へ排気管23L が延び車体右側に寄って後輪10の右側のマフラー24L に至っており、斜め上向きに突出した右シリンダー22R の前側部から下方へ排気管23R が延出しクランクケース21を下方へ回り込んで後方へ向かいやはり後輪10の右側のマフラー24R に接続されている。
【００２３】
斜め上向きに突出した右シリンダー22R の後方でクランクケース21の上部にリードバルブ25（図２参照）を介して吸気管26が延出し気化器27に接続されている。
クランクケース21はクランク室30の後方にミッション室31を一体に構成しており（図２参照）、ミッション室31から左方へ突出したカウンターシャフト38と後輪10との間にスプロケットを介してチェーン15が架渡されている。
また内燃機関20の前方にはラジエター16が配設され、ラジエター16の下部から延出した冷却水パイプ17がクランクケース21の左側面下部に連結している。
【００２４】
本クランクケース21は、クランク軸32を含む面であって右シリンダー22R の軸線に対して概ね直交する斜めの面をケース分割面Ｘとして上クランクケース21U と下クランクケース21D に２分割されており、図２に示すようにミッション室31は下クランクケース21D に仕切壁21ａによりクランク室30から仕切られて形成されている。
【００２５】
図３に示すようにクランク室30は左右のシリンダー22L ，22R に対応して仕切リブ30U ，30D により仕切られており、上クランクケース21U の左右側壁と仕切リブ30U のケース分割面Ｘおよび下クランクケース21D と仕切リブ30D のケース分割面Ｘにそれぞれ対応して半円状切欠きが形成され、クランク軸32の軸受ベアリング33，34，35が挟持されるようになっている。
【００２６】
下クランクケース21D のミッション室31は、左右方向に連通されて右端が解放されており、メインシャフト37，カウンターシャフト38，シフター39等のトランスミッッション36が組み合わされた状態で右側から挿入され、前記上下クランクケース21U ，21D の右側に着脱自在に装着される右カバー41によりミッション室31が塞がれ、各シャフトの左端を下クランクケース21D の左側壁の軸受部で支持し、右端を右カバー41の軸受部が支持する。
【００２７】
またメインシャフト37の前方でクランク軸32の下方位置にバランサーシャフト40がクランク軸32と平行に配設される。
クランク軸32は、各シリンダー22L ，22R 内を往復動するピストン45の動きがコネクティングロッド46を介して伝達されて回転する。
【００２８】
図３を参照してクランク軸32の左端にはＡＣジェネレータ47が設けられ、右端に嵌着された２個のギア48，49のうち一方のギア48がメインシャフト37に回転自在に軸支されたギア50に噛合し、同ギア50の回転をクラッチ51を介してメインシャフト37に伝達する。
他方のギア49は、図７を参照してバランサーシャフト40に嵌着されたバランサーウエイト52ａを備えたギア52と噛合してバランサーシャフト40を回転する。
【００２９】
シリンダー22L ，22R は、それぞれシリンダーボアを塞いでシリンダーヘッド28L ，28R がボルト締めで固着され、シリンダーウォールには排気管23L ，22R に通じる排気ポート22ａが１個およびクランク室30と通じる掃気通路22ｂの開口である掃気ポート22ｃが左右に２個ずつと排気ポート22ａに略対向する位置に１個の計５ポート形成されている（図４参照）。
【００３０】
前記したようにクランクケース21は、クランク軸32のところのケース分割面Ｘで上クランクケース21U と下クランクケース21D に２分割されており、両者を結合しクランク軸32の軸受ベアリング33，34，35を挟持すべく６本の締付ボルト60が締め付けるようになっている。
【００３１】
図４に示すように締付ボルト60は、ケース分割面Ｘに対して略直交しており、上クランクケース21U のボルト締付座面61F,61R から上クランクケース21U を貫通して下クランクケース21D の雌ねじ部に螺入して緊締される。
６本の締付ボルト60のうち４本の締付ボルト60F ，60F ，60R ，60R が右シリンダー22R 側にあって、上クランクケース21U に右シリンダー22R を取付けると、そのボルト頭部は隠れる位置にある。
【００３２】
図５は、上クランクケース21U を右シリンダー22R との合わせ面側から見た図であり、略矩形枠状の合わせ面21Uaの内側に右シリンダー22R の合わせ面から突出したシリンダースリーブ22Raが嵌入する円孔21Ubが形成され、同円孔21Ubの左右に大きな切欠き21Uc，21Ucおよび後側に切欠き21Udが切欠かれており、これら切欠き21Uc，21Uc，21Udのシリンダースリーブ22Raより外側が掃気通路22ｂとなる。
【００３３】
そして略矩形枠状の合わせ面21Uaの前側部分において左右に円穴が形成されてその底面をボルト締付座面61F,61F としてボルト締付座面61F,61F の中央にボルト貫通孔62F,62F が形成されている。
合わせ面21Uaにボルト締付座面61F,61F を形成するので、座面加工が容易である。
合わせ面21Uaの前側部分には左右のボルト締付座面61F,61F のさらに左右外側に右シリンダー22R の取付け用のボルト孔63F,63F が設けられている。
なお左右の前側ボルト締付座面61F,61F 間には２つの冷却水路66，66が設けられている。
【００３４】
他方合わせ面21Uaの後側部分には左右に右シリンダー22R の取付け用のボルト孔63R,63R が形成されている。
そして略矩形枠状の合わせ面21Uaより内側であって、前記切欠き21Uc，21Ucの後方位置に膨出してボルト締付座面61R,61R が合わせ面21Uaより所定の深さ位置に形成されており、同ボルト締付座面61R,61R にボルト貫通孔62R,62R が穿設されている。
【００３５】
以上のように前側のボルト締付座面61F,61F は合わせ面21Uaに臨み、後側のボルト締付座面61R,61R は略矩形枠状の合わせ面21Uaよりさらに内側に設けられ、以上４つのボルト締付座面61F,61F ，61R,61R はシリンダースリーブ22Raを囲む略正方形の角部に位置して、シリンダースリーブ22Raに近づけて互いの間隔を小さく保っており、特に後側のボルト締付座面61R,61R は切欠き21Uc，21Ucが構成する掃気通路22ｂ，22ｂの途中にあってシリンダースリーブ22Raの略下方に位置している。
【００３６】
前側ボルト貫通孔62F,62F に締付ボルト60F ，60F を、後側ボルト貫通孔62R,62R に締付ボルト60R ，60R を、それぞれ合わせ面21Ua側から挿入し貫通させて下クランクケース21D の雌ねじ部に螺合し、ボルト締付座面61F,61F ，61R,61R との間で締付ける。
なお図５に示すように上クランクケース21U には他に２つのボルト締付座面64F ，64R がボルト貫通孔65F ，65R とともに外表面に形成されていて、外部から締付ボルト60が挿入されて緊締される。
【００３７】
このように締付ボルト60F ，60F ,60R，60R による締付位置が、互いに幅狭に設定されるので、内燃機関20を小型することができる。
上クランクケース21U に右シリンダー22R を取付けると、合わせ面21Uaおよびその内側が覆われ、当然ボルト締付座面61F,61F ，61R,61R も外部から遮断されるので、ボルト締付座面61F,61F ，61R,61R のシールを配慮する必要はない。
【００３８】
また締付ボルト60F ，60R は、右シリンダー22R 側から挿入して締付けが行われるので、クランクケース21の右シリンダー22R とは反対側は他の部品を自由に配置できるスペースが形成され、配置の自由度が大きく、本内燃機関20では、トランスミッション36が配設され、特に前側の締付ボルト60F の延長線上にはバランサーシャフト40がクランク軸32と平行に配置されている（図４参照）。
【００３９】
図４に示すようにバランサーシャフト40を可及的にクランク軸32に近づけることができ、内燃機関20をコンパクト化することが可能である。
すなわち本内燃機関20は、シリンダー22L ,22RがＶ型に配置されるものであり、クランク軸32の周りの部品配置を見ると、図４を参照してクランク軸32を中心に約７時と10時方向にシリンダー22L ,22Rがあり、１時方向に吸気系が位置し、３時方向にトランスミッション36が配置されており、締付ボルト60F ，60R は右シリンダー 22Rと同じ10時方向から螺入されている。
【００４０】
したがってクランク軸32に対して右シリンダー 22Rの反対側すなわち４時ないし５時方向に部品の配置が可能となり、トランスミッション36の一部およびバランサーシャフト40が配置でき、特にバランサーシャフト40はクランク軸32に近づけて配設することを可能としている。
このように本内燃機関20はクランク軸32の周りに部品が効率良く配置され、内燃機関20全体のコンパクト化を図っている。
【００４１】
もし従来のように締付ボルトを下側から螺入する構成にすると、前記４時ないし５時方向には部品を配置することができずバランサーシャフト等は別の場所に配置しなければならなくなり、クランク軸より遠ざけることになってコンパクト化が困難となる。
【００４２】
上記のように結合された上下のクランクケース21U ，21D の上クランクケース21U の合わせ面21Uaには、図６に示すように右シリンダー22R が当接されてボルト孔63F ,63Rを用いて４本のボルト70により固着される。
上下のクランクケース21U ，21D に跨がる合わせ面に左シリンダー22L が当接されボルト71により固着される。
【００４３】
ボルト71が螺合されるところの下クランクケース21D のボルト孔を有するシリンダ締付ボス72は、図６の側面視でバランサーシャフト40のバランスウエイト部40ａと重なっており、図７に示すように両者が干渉しないようにシリンダ締付ボス72には切欠き72ａを形成してバランスウエイト部40ａを避けるようにしている。
【００４４】
バランサーシャフト40は、円筒状をなし、左端にバランスウエイト部40ａが形成されており、同バランスウエイト部40ａは図８に示すように半円板状に展開しており、端面に直径方向に溝40ｂが形成されている。
かかるバランサーシャフト40の左端開口に水ポンプ軸81が嵌入され、同水ポンプ軸81に突設された突起81ａ（図９参照）が溝40ｂに嵌まり、水ポンプ軸81はバランサーシャフト40と一体に回転する。
【００４５】
図７に示すように水ポンプ軸81にはインペラー82が嵌着されて水ポンプ80を構成しており、水ポンプケース83が水ポンプ軸81を回転自在に軸支してインペラー82の周囲を覆っている。
水ポンプケース83の左側開口は冷却水の吸入接続管84が覆っており、同吸入接続管84に前記ラジエター16から延出した冷却水パイプ17が接続される。
【００４６】
水ポンプケース83のインペラー82の周囲に吐出路84が形成され、次いでクランクケース21内に図６に２点鎖線で示すようにウオータジャケット85が形成されている。
このウオータジャケット85を冷却水が通ることにより、クランクケースが冷却されるとともに、恒温化により吸気効率の向上と安定化を図ることができる。
【００４７】
本実施の形態では、上クランクケース21U と下クランクケース21D とを締付ボルト60により結合緊締していたが、下クランクケース21D の雌ねじ部に先にスタッドボルトを螺着植設しておき、上クランクケースを合わせるときにボルト貫通孔にスタッドボルトを通し、先端の露出部にナットを螺合して締付座面に締付けるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る内燃機関を搭載した自動二輪車全体側面図である。
【図２】同内燃機関の側断面図である。
【図３】図２における III−III 線で截断した断面図である。
【図４】同内燃機関の一部省略した側面図である。
【図５】上クランクケースの上面図である。
【図６】同内燃機関の一部省略した側面図である。
【図７】図６における VII−VII 線およびVII'−VII'線で截断した断面図である。
【図８】バランサーシャフトの側面図である。
【図９】水ポンプ軸の側面図である。
【図１０】従来の内燃機関の側断面図である。
【符号の説明】
１…自動二輪車、２…ヘッドパイプ、３…メインフレーム、４…フロントフォーク、５…前輪、６…ステアリングシャフト、７…ハンドル、９…スイングアーム、10…後輪、11…シート、12…燃料タンク、
15…チェーン、16…ラジエーター、17…冷却水パイプ、
20…内燃機関、21…クランクケース、21U …上クランクケース、21D …下クランクケース、22L …左シリンダー、22R …右シリンダー、23L,23R …排気管、24L,24R …マフラー、25…リードバルブ、26…吸気管、27…気化器、28L,28R …シリンダヘッド、
30…クランク室、31…ミッション室、32…クランク軸、33,34,35…軸受ベアリング、36…トランスミッション、37…メインシャフト、38…カウンターシャフト、39…シフター、40…バランサーシャフト、
45…ピストン、46…コネクティングロッド、47…ＡＣジェネレータ、48,49,50…ギア、51…クラッチ、52…ギア、
60F,60R …締付ボルト、61F,61R …ボルト締付座面、62F,62R …ボルト貫通孔、63F,63R …ボルト孔、64F,64R …ボルト締付座面、65F,65R …ボルト貫通孔、66…冷却水路、
70,71 …ボルト、72…シリンダ締付ボス、
80…水ポンプ、81…水ポンプ軸、82…インペラー、83…吸入接続管、84…吐出路、85…ウォータジャケット。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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