(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体フレームに搭載されたエンジンのクランクシャフトに、回転伝達機構を介してゼネレータが連結されて駆動されるとともに、オイルポンプより供給されるオイルを、前記ゼネレータのケーシングに回転不能に保持された支持軸の中空部に導き、前記支持軸に設けた給油孔を介して、少なくとも前記ゼネレータのステータコイルに供給して冷却するようにした自動２輪車の駆動装置。
【請求項２】
請求項１において、前記ゼネレータは、前記クランクシャフトに噛み合ってクラッチを駆動するクラッチギヤにギヤ連結されている自動２輪車の駆動装置。
【請求項３】
請求項１または２において、前記ゼネレータの回転速度がクランクシャフトの２倍速となるように設定されている自動２輪車の駆動装置。
【請求項４】
請求項３において、前記ゼネレータのロータにカウンタウエイトが設けられている自動２輪車の駆動装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかにおいて、前記ゼネレータの駆動軸にスタータモータがワンウェイクラッチを介して連結されている自動２輪車の駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンの動力を駆動源として回転させて電力を発生させる自動２輪車の駆動装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図３に二点鎖線で示すように、従来の自動２輪車のゼネレータ７２は、エンジンＥのクランクシャフト１の一端面にボルト７３で直接的に連結されて、クランクケース２の外側部に装着されている。近年の自動２輪車は、２灯式のヘッドランプや燃料噴射装置などの採用によって消費電力が増大しているので、前記ゼネレータ７２は、その消費電力に見合う発電能力を確保するために、ロータ７４の径を大きくしたり、ロータ７４の軸長を延ばしたりして、比較的大型化される傾向にある。
【０００３】
また、スタータモータ（セルモータ）７５は、ゼネレータ７２に対し後方斜め上方の近傍箇所に配置されており、このスタータモータ７５の回転は、アイドルギヤ７６によって減速されたのちに、フリーホイルギヤ７７、ワンウェイクラッチ７８およびゼネレータ７２のロータ７４を介してクランクシャフト１に伝達され、これによりエンジンＥを始動させるようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の自動２輪車では、ゼネレータ７２をクランクケース２の外面にこれから側方に出っ張る配置で取り付けられているため、図３に２点鎖線で示すように、所定のバンク角θを確保しようとすると、車体の接地位置がＰ１になり、エンジンＥの位置が高くなってしまう結果、車体の重心が高くなる。この課題は、上述のようにゼネレータ７２が近年において大型化していることから、一層顕著になっている。
【０００５】
また、従来の自動２輪車では、重量物であるゼネレータ７２およびスタータモータ７５が左右方向の一方側に偏寄って配置されるので、車体の中心線Ｓ上へのマス集中が十分とは言えない。
【０００６】
本発明は、前記従来の課題に鑑みてなされたもので、ゼネレータを車体の左右方向のほぼ中央箇所に配設することを可能にして車体重心の低下とマス集中を実現できる自動２輪車の駆動装置を提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係る自動２輪車の駆動装置は、車体フレームに搭載されたエンジンのクランクシャフトに、回転伝達機構を介してゼネレータが連結されて駆動されるとともに、オイルポンプより供給されるオイルを、前記ゼネレータのケーシングに回転不能に保持された支持軸の中空部に導き、前記支持軸に設けた給油孔を介して、少なくとも前記ゼネレータのステータコイルに供給して冷却するようにしている。
【０００８】
この自動２輪車の駆動装置では、ゼネレータが、クランクシャフトに直結されるのではなく、回転伝達機構を介して連結されているから、クランクシャフトおよびクラッチから離して配置できる。したがって、ゼネレータを、例えばクランクシャフトの後方斜め上方に配置することにより、クランクケースの左右方向への出っ張り量が少なくなるので、従来と同一のバンク角を確保しながら、エンジンの搭載位置を低くすることができ、車体の低重心化が可能となる。また、重量の大きいゼネレータを車体の左右方向の中央部、つまり車体中心線付近に配置できるので、中心線付近へのマス集中が促進される。さらに、車体フレームにおけるクランクシャフトの後方斜め上方箇所の従来において利用されていなかった空間を利用して、この空間にゼネレータを配置することにより、エンジン全体をコンパクト化できる。
【０００９】
本発明の好ましい実施形態では、前記ゼネレータが、前記クランクシャフトに噛み合ってクラッチを駆動するクラッチギヤにギヤ連結されている。この構成によれば、ゼネレータは、大径のクラッチギヤの周囲の広い範囲内の任意の箇所にギヤ連結すればよいので、配設位置の自由度が大きい。また、ゼネレータは、既存のクラッチギヤに噛み合って駆動されるので、ゼネレータを駆動させるための専用の回転伝達機構を別途設ける必要がない。
【００１０】
また、本発明の好ましい実施形態では、前記ゼネレータの回転速度がクランクシャフトの２倍速となるように設定されている。この構成によれば、ゼネレータは、クランクシャフトの２倍の速度で回転するので、従来のクランクシャフトに直結されているゼネレータに比べて磁界の変化速度が２倍となるから、従来のゼネレータと比較して同等の出力を得る場合に１／２のロータ径に設定できる。その結果、このゼネレータはコンパクト化される。
【００１１】
好ましくは、前記ゼネレータのロータにカウンタウエイトが設けられる。この構成によれば、クランクシャフトの２倍の速度で回転するゼネレータのローターに２次慣性力バランサとしての機能を兼備させることが可能となる。これにより、エンジンの振動が軽減されるので、バランサなどの振動防止用部品を削減あるいは割愛することができる。また、ゼネレータを車体中心線付近に配置すれば、そのロータに設けた重量の大きいカウンタウエイトも車体中心線付近に位置するので、車体中心線付近へのマス集中が一層促進される。
【００１２】
本発明の他の好ましい実施形態では、前記ゼネレータにスタータモータがワンウェイクラッチを介して連結されている。この構成によれば、共に重量物であるゼネレータとスタータモータとを車体の左右方向のほぼ中央部に配置できるので、車体重心が車体中心線寄りとなってマスの集中化が可能となり、操縦性が向上する。また、ゼネレータの駆動がクランクシャフトの２倍速となるようにギヤ比を設定した場合には、スタータモータからエンジンを見た場合に２倍の減速比が得られることになるので、従来のスタータモータの約半分のトルクでエンジンを駆動できることになる。これにより、スタータモータとゼネレータとの間などに介在するアイドルギヤの減速比やスタータモータの出力などに余裕を持った設計が可能となる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照しながら説明する。
図１は本発明の一実施形態に係る自動２輪車の駆動装置を示す側面図である。自動２輪車の車体フレーム３は、ステアリングシャフトを回動自在に支持するヘッドパイプ（図示せず）から左右に分かれて後方（図１の左方）へ延びるメインフレーム４、このメインフレーム４の後端に接続された支持フレーム５、この支持フレーム５に連結されたシートレール６などにより構成され、支持フレーム５にはスイングアーム９がピボットシャフト１０により回動自在に支持されている。車体フレーム３にはエンジンＥのクランクケース１２が取り付けられている。
【００１４】
前記クランクケース１２はケースアッパ１３とケースロワ１４とを有しており、ケースアッパ１３にシリンダヘッド１７が連結され、シリンダヘッド１７の上部がヘッドカバー１８により覆われている。前記クランクシャフト１と変速機２３の入力軸２４および出力軸２７は、ケースアッパ１３とケースロワ１４の各々の突き合わせ面の間に配置された軸受（図示せず）を介して支持されている。
【００１５】
クランクシャフト１のドライブギヤ３０は、変速機２３の入力軸２４に回転自在に保持されたクラッチ２８のクラッチギヤ２９に噛み合っている。これにより、クラッチギヤ２９は、エンジンＥが駆動しているときにはクラッチ２８の接続・断続にかかわらずクランクシャフト１と常に一体回転しながら、クラッチ２８の一次側を回転駆動する。前記クラッチギヤ２９の上方であってクランクシャフト１の後方側斜め上方の箇所にはゼネレータ３１が配置されているとともに、そのゼネレータ３１の上方箇所にスタータモータ３２が配置されている。
【００１６】
つぎに、前記エンジンＥによるゼネレータ３１の駆動およびスタータモータ３２によるエンジンＥの始動について説明する。図２（ａ）は、クランクシャフト１、変速機２３およびスタータモータ３２の相互のギヤ連結構造を明確に示すために展開状態で図示した横断面図である。前記クラッチギヤ２９は、変速機２３の入力軸２４に平ベアリング３４を介して回転自在に取り付けられることにより、上述のようにクランクシャフト１のドライブギヤ３０と噛み合ってクランクシャフト１と常に一体回転しながらクラッチ２８の一次側を回転駆動している。
【００１７】
一方、ゼネレータ３１のケーシング３８に回転不能に保持された支持軸３３には、ギヤ軸６１およびボス軸６２が、それぞれニードルベアリング６３，６４を介して回転自在に支持されている。ギヤ軸６１の一端側（図２（ａ）の右端側）にはゼネレータギヤ３７が一体回転するように取り付けられており、このゼネレータギヤ３７が前記クラッチギヤ２９に噛み合うことにより、エンジンＥの駆動時にはクラッチ２８の断・接の状態にかかわらずクラッチギヤ２９を介してクランクシャフト１と常に一体回転して、ゼネレータ３１を駆動する。つまり、ゼネレータ３１は、ゼネレータギヤ３７とクラッチギヤ２９からなる回転伝達機構により連結されて駆動される。前記ゼネレータギヤ３７は、クランクシャフト１のドライブギヤ３０に対して２倍速で回転できるギヤ比となるように設定されている。
【００１８】
ゼネレータ３１は、交流マグネット式発電機であり、ケーシング３８に支持されて支持軸３３の周囲に配置されたステータコイル３９と、ロータ４０と、このロータ４０の内周に設けられてステータコイル３９の外周面に僅かの間隙で対向するマグネット４０ａとを備えている。前記ボス軸６２の一端部に第１ボス部６２ａが形成され、第１ボス部６２ａにロータ４０がボルトで固定されている。こうして、ロータ４０は、ゼネレータギヤ３７、クラッチギヤ２９およびドライブギヤ３０を介して、クランクシャフト１にギヤ連結されている。
【００１９】
前記ゼネレータ３１は、ボス軸６２、つまりロータ４０が、クランクシャフト１の２倍の周速度で回転する。そのため、このゼネレータ３１では、従来のクランクシャフト１に直結されている図３のゼネレータ７２のロータ７４に比べて、図２のステータコイル３９に作用する磁界の変化速度が２倍となるから、従来のゼネレータ７２と比較して同等の出力を得る場合に、ロータ４０の径を従来の半分に設定できるので、それだけコンパクト化される。
【００２０】
また、ゼネレータ３１のロータ４０をボス軸６２に固定するための第１ボス部６２ａは、バランサウエイトを兼ねるもので、図２（ａ）のＢ−Ｂ線で切断した断面図である同図（ｂ）に示すように、所定形状の凹部４１が設けられて、バランサウエイト形状を形成している。これにより、ロータ４０にバランサウエイトが装着されている。ゼネレータ３１は、クランクシャフト１の２倍の回転速度で回転するから、前記第１ボス部６２ａは、２次慣性力バランサとして機能することになり、エンジンＥの振動を軽減するので、既存のバランサなどの振動防止用部品を削減あるいは割愛することができる。
【００２１】
前記ボス軸６２の他端部には第２のボス部６２ｂが形成され、他方、ギヤ軸６１の対向する端部にもボス部６１ａが形成され、これらボス部６２ｂ，６１ａ間に、ゴム製ダンパ４９が支持されている。ゼネレータギヤ３７に伝達される回転衝撃力は、前記ダンパ４９により吸収されて、ロータ４０に伝達されるのが抑制される。
【００２２】
つぎに、スタータモータ３２とエンジンＥとの連結について説明する。スタータモータ３２は、例えば、永久磁石とコイルとを組み合わせて構成された直流モータである。このスタータモータ３２のピニオン４２はアイドルギヤ４３の大径ギヤ部４３ａに噛み合っており、アイドルギヤ４３の小径ギヤ部４３ｂは、ニードルベアリング４４を介して支持軸３３に回転自在に取り付けられたフリーホイルギヤ４７に噛み合っている。このフリーホイルギヤ４７の回転は、ワンウェイクラッチ４８、中間ギヤ４５およびギヤ軸６１を介してゼネレータギヤ３７に伝達される。こうして、スタータモータ３２がワンウエイクラッチ４８を介してゼネレータ３１のロータ４０に連結されている。
【００２３】
したがって、始動時にスタータモータ３２がバッテリ（図示せず）から給電されて駆動開始すると、このスタータモータ３２の回転が、アイドルギヤ４３によって減速されたのちに、フリーホイルギヤ４７、ワンウェイクラッチ４８、中間ボス４５およびギヤ軸６１を介してゼネレータギヤ３７に伝達され、さらに、ゼネレータギヤ３７に噛み合うクラッチギヤ２９と、このクラッチギヤ２９に噛み合うドライブギヤ３０とを介して、クランクシャフト１に伝達される。
【００２４】
エンジンＥが始動すると、ワンウェイクラッチ４８によってフリーホイルギヤ４７がゼネレータギヤ３７に対し空回りする状態となり、スタータモータ３２とゼネレータギヤ３７、つまりエンジンＥとの連結が解除される。
【００２５】
上述の動作はクラッチ２８の断・接状態とは無関係である。クラッチ２８のクラッチハウジング５０はクラッチギヤ２９と常に一体回転しており、クラッチ板５１の動力の断・接は、変速機２３の入力軸２４内を通るロッド５２により制御される。このロッド５２がピストン５３により右側に押されることによってクラッチ２８が切断される。これらロッド５２およびピストン５３を含むクラッチリリース機構が作動しないとき、ばね部材５４によってオペレーティングプレート６６が左側へ押されて、クラッチ２８が接続され、エンジンＥの動力が、クランクシャフト１のドライブギヤ３０、クラッチギヤ２９、クラッチハウジング５０およびクラッチ板５１を介して、変速機２３の入力軸２４に伝達される。入力軸２４の回転は、ギヤ列５５を介して変速機２３の出力軸２７に伝達され、出力軸２７の出力スプロケット５７から取り出されて、後輪（図示せず）に伝達される。
【００２６】
クラッチギヤ２９には、ポンプ駆動ギヤ５８が一体回転するよう連結されており、このポンプ駆動ギヤ５８は、図１のポンプギヤ５９に噛み合っている。これにより、ポンプギヤ５９を介しエンジンＥから回転伝達されて駆動するオイルポンプ（図示せず）は、給油配管を介してエンジンＥなどの各部にオイルを送給して潤滑するとともに、図２の給油口６５に接続された給油ホース６０を通じて支持軸３３の中空部３３ａにオイルを供給する。このオイルは、支持軸３３に設けた給油孔３３ｂを介してゼネレータ３１にも供給されて、発電作用によって加熱されたステータコイル３９を冷却する。
【００２７】
図３は正面側から見たエンジンＥの一部破断縦断面図であり、エンジンＥ、ゼネレータ３１およびスタータモータ３２の位置関係を示したものである。ゼネレータ３１は、クランクシャフト１の端部、つまりクランクケース１２の外側部ではなく、図１に示すように、クランクシャフト１に対し車体の後方側に配置されるクラッチ２８のクラッチギヤ２９に、ゼネレータギヤ３７を介して連結されることから、図３に示すように、車体の左右方向のほぼ中心線Ｓ上に配置される。そのため、所要のバンク角θを確保する場合に、車体の接地位置Ｐ２は、従来のゼネレータ７２がクランクケース１２から一側方に突出する場合の接地位置Ｐ１よりもエンジンＥ寄りになる。したがって、エンジンＥの搭載位置を低くすることができ、車体の低重心化が可能となる。
【００２８】
また、前記駆動装置は、ゼネレータ３１が車体の左右方向の側方に出っ張らない配置である上に、図１の車体フレーム４におけるクランクシャフト１の後方斜め上方箇所、つまりクラッチ２８の上方箇所の従来において利用されていなかった空間を活用して、この空間にゼネレータ３１を配置できるので、エンジンＥ全体をコンパクト化できる。ここで、ゼネレータ３１は、大径のクラッチギヤ２９の周囲の広い範囲内の任意の箇所に噛み合わせればよいから、前記空間内の適宜の場所に配置できるので、設計の自由度が大きい利点がある。また、ゼネレータ３１は、変速機構として既存のクラッチギヤ２９に噛み合って駆動されるので、ゼネレータ３１を駆動させるための専用のギヤを別途設ける必要がない。
【００２９】
さらに、前記駆動装置は、共に重量物であるゼネレータ３１とスタータモータ３２とを車体の中心線Ｓに沿った位置に配置できるとともに、２次慣性力バランサとしての機能を兼備させた第１ボス部６２ａをもほぼ前記中心線Ｓ上に配置できるので、車体重心が中心寄りとなってマスの集中化が可能となり、操縦性が向上する。
【００３０】
また、ゼネレータ３１の駆動をクランクシャフトの２倍速となるように設定しているので、スタータモータ３２からエンジンＥを見た場合に２倍の減速比が得られることになる。すなわち、スタータモータ３２は従来モータの約半分のトルクでエンジンＥを駆動できることになるから、スタータモータ３２とゼネレータ３１との間に介在するアイドルギヤ４３の減速比やスタータモータ３２の出力などに余裕を持った設計が可能となる。
【００３１】
なお、ゼネレータ３１は、前記実施形態のようにゼネレータギヤ３７およびクラッチギヤ２９からなる回転伝達機構を介してクランクシャフト１に連結する以外に、クランクシャフト１のドライブギヤ３０に中間ギヤ（アイドルギヤ）を介してギヤ連結して回転させることもできる。
【００３２】
また、ゼネレータ３１の第１ボス部６２ａに２次慣性力バランサの機能を兼備させることを考慮しない場合には、ゼネレータ３１をクランクシャフト１の３倍速または４倍速で回転駆動するようにクランクシャフト１のドライブギヤ３０に対するゼネレータギヤ３７のギヤ比を設定することができる。
【００３３】
さらに、前記実施形態のゼネレータ３１に代えて、交換自在なオルタネータを着脱可能に取り付ける構成とすることもできる。
【００３４】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、ゼネレータが、クランクシャフトに直結されるのではなく、回転伝達機構を介してクランクシャフトに連結されているから、クランクシャフトから離して配置できる。したがって、ゼネレータを、例えばクランクシャフトの後方斜め上方に配置することにより、クランクケースの左右方向への出っ張り量が少なくなるので、従来と同一のバンク角を確保しながら、エンジンの搭載位置を低くすることができ、車体の低重心化が可能となる。また、車体フレームにおけるクランクシャフトの後方斜め上方箇所の従来において利用されていなかった空間を利用して、この空間にゼネレータを配置することにより、エンジン全体をコンパクト化できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る自動２輪車の駆動装置を示す側面図である。
【図２】（ａ）は同実施形態におけるクランクシャフト、変速機およびスタータモータの相互のギヤ連結構造を明確に示すために展開状態で示した横断面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。
【図３】同実施形態の正面側から見た一部破断正面図である。
【符号の説明】
１…クランクシャフト、３…車体フレーム、２８…クラッチ、２９…クラッチギヤ（回転伝達機構）、３０…ドライブギヤ、３１…ゼネレータ、３２…スタータモータ、３３…支持軸、３７…ゼネレータギヤ（回転伝達機構）、４０…ロータ、４８…ワンウェイクラッチ、６２…ボス軸、６２ａ…ボス部（バランサウエイト）、Ｅ…エンジン。
【図１】
0003616602.tif 000002
【図２】
0003616602.tif 000003
【図３】
0003616602.tif 000004