(57)【要約】  【課題】  車体幅方向の張り出し量を抑えつつ、クランク軸の回転速度に応じた適切な発電量を得られるようにして、カーブ走行時における充分なバンク角の確保と高回転時の動力ロスの低減を図ることのできる自動二輪車用エンジンを提供する。  【解決手段】  略鉛直姿勢で車体に取り付けられる多気筒のシリンダブロック２の下方にクランク軸６を車体幅方向に向くように配置する。シリンダブロック２の下方で、かつクランク軸６の後方側位置に変速機ユニット１９を配置する。このような自動二輪車のエンジンにおいて、発電機２１をシリンダブロック２の後方側、かつ変速機ユニット１９の上方側位置に配置し、クランク軸６と発電機２１の回転軸２２をベルト式無段変速機２３を介して連係させる。  【選択図】        図１
2006266195.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
気筒軸線を略鉛直若しくは前傾させるようにして車体に取り付けられる多気筒のシリンダブロックと、
このシリンダブロックの下方位置に、軸線が車体幅方向を向くように配置されたクランク軸と、
前記シリンダブロックの下方において前記クランク軸の後方側に配置され、前記クランク軸から駆動輪に伝達する動力の断切と変速を行う変速機ユニットと、
前記クランク軸から回転力を受けて発電を行う発電機と、
を備えた自動二輪車用エンジンにおいて、
前記発電機をシリンダブロックの後方側、かつ変速機ユニットの上方側位置に配置し、
前記クランク軸と発電機の回転軸をベルト式無段変速機を介して連係させたことを特徴とする自動二輪車用エンジン。
【請求項２】
前記ベルト式無段変速機の駆動プーリの軸を、前記クランク軸の上方側にオフセットさせて設けるとともに、この駆動プーリの軸を前記クランク軸に連動させたことを特徴とする請求項１に記載の自動二輪車用エンジン。
【請求項３】
前記クランク軸の一端側のクランクウェブに、前記変速機ユニットに動力を伝達するための主駆動ギヤを形成するとともに、
前記クランク軸の他端側のクランクウェブに、前記駆動プーリの軸に動力を伝達するためのプーリ駆動ギヤを形成したことを特徴とする請求項２に記載の自動二輪車用エンジン。
【請求項４】
前記変速機ユニットのメインシャフトを前記クランク軸と平行に配置するとともに、
このメインシャフト上の前記クランク軸の主駆動ギヤと同側の端部に、エンジン動力の断切操作用のクラッチを設け、
前記メインシャフトのクラッチ装着側と逆側の端部の近傍に前記発電機を配置し、
この発電機よりも車体幅方向外側に前記ベルト式無段変速機を配置したことを特徴とする請求項３に記載の自動二輪車用エンジン。
【請求項５】
エンジン始動用のスタータモータを、前記ベルト式無段変速機の被動プーリにトルク伝達可能に設けたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の自動二輪車用エンジン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、変速機ユニットと発電機を一体に備えた自動二輪車用エンジンに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動二輪車の多気筒エンジンとして、略鉛直姿勢のシリンダブロックの下方にクランク軸が車体幅方向に沿って配置され、そのクランク軸の後方側に変速機ユニットが設けられたものがある。このような多気筒エンジンにおいては、複数の気筒が車体幅方向に並び車体幅方向の張り出し量が大きくなり易いため、この張り出し量をできる限り抑えてカーブ走行時のバンク角に余裕を持たせることが一つの課題となっている。このため、クランク軸によって駆動される発電機をクランク軸の端部に直結せず、シリンダブロックの後方側に配置して、クランク軸からチェーンによって動力を伝達するようにしたエンジンも案出されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特公昭６３−１６５７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、この従来の自動二輪車用エンジンは、クランク軸の回転がチェーンを介して発電機の回転軸にそのまま伝達される構造となっているため、クランク軸と発電機の回転比を、アイドル回転域で車両が必要とする発電容量を得られるように設定すると、高回転域での発電量が必要以上に多くなってしまう。特に、自動二輪車においては、小排気量で高出力を発生する特性が望まれることが多く、このような特性のエンジンにおいては、発電過多となる回転域が多くなってしまう。そして、この不要な発電は、高回転域でクランクマスを増大させるため、エンジンの高出力化や燃費向上の観点から改善が望まれている。
【０００４】
そこでこの発明は、車体幅方向の張り出し量を抑えつつ、クランク軸の回転速度に応じた適切な発電量を得られるようにして、カーブ走行時における充分なバンク角の確保と高回転時の動力ロスの低減を図ることのできる自動二輪車用エンジンを提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の課題を解決するための手段として、請求項１に記載の発明は、気筒軸線を略鉛直若しくは前傾させるようにして車体に取り付けられる多気筒のシリンダブロック（例えば、後述の実施形態におけるシリンダブロック２）と、このシリンダブロックの下方位置に、軸線が車体幅方向を向くように配置されたクランク軸（例えば、後述の実施形態におけるクランク軸６）と、前記シリンダブロックの下方において前記クランク軸の後方側に配置され、前記クランク軸から駆動輪に伝達する動力の断切と変速を行う変速機ユニット（例えば、後述の実施形態における変速機ユニット１９）と、前記クランク軸から回転力を受けて発電を行う発電機（例えば、後述の実施形態における発電機２１）と、を備えた自動二輪車用エンジンにおいて、前記発電機をシリンダブロックの後方側、かつ変速機ユニットの上方側位置に配置し、前記クランク軸と発電機の回転軸（例えば、後述の実施形態における回転軸２２）をベルト式無段変速機（例えば、後述の実施形態におけるベルト式無段変速機２３）を介して連係させるようにした。
【０００６】
この発明の場合、クランク軸の回転速度に応じてベルト式無段変速機を無段階に変速することにより、クランク軸の回転は適正な速度となって発電機に伝達される。つまり、クランク軸の回転速度の増大に応じて発電機の速度比が低下するようにベルト式無段変速機を作動させると、発電機は常時適正な回転速度で駆動されるようになる。また、発電機はシリンダブロックの後方側、かつ変速機ユニットの上方側位置に配置されるため、エンジンの下方側位置で車体幅方向に大きく張り出すことがなくなる。
【０００７】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記ベルト式無段変速機の駆動プーリ（例えば、後述の実施形態における駆動プーリ２４）の軸（例えば、後述の実施形態における軸３０）を、前記クランク軸の上方側にオフセットさせて設けるとともに、この駆動プーリの軸を前記クランク軸に連動させるようにした。
この場合、変速機の駆動プーリが、クランク軸と別軸にクランク軸の上方側にオフセットして設けられているため、車体幅方向に厚みを要する駆動プーリがより車体上方側に位置されるようになる。このため、カーブ走行時におけるバンク角をより大きく確保することが可能になる。
【０００８】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、前記クランク軸の一端側のクランクウェブに、前記変速機ユニットに動力を伝達するための主駆動ギヤ（例えば、後述の実施形態における主駆動ギヤ１２）を形成するとともに、前記クランク軸の他端側のクランクウェブに、前記駆動プーリの軸に動力を伝達するためのプーリ駆動ギヤ（例えば、後述の実施形態におけるプーリ駆動ギヤ１３）を形成するようにした。
この場合、クランク軸の一端側と他端側に主駆動ギヤとプーリ駆動ギヤが配置されるため、クランク軸の端部に作用する荷重をバランスさせ、クランク軸の回転バランスを良好に維持することが可能になる。
【０００９】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、前記変速機ユニットのメインシャフト（例えば、後述の実施形態におけるメインシャフト１７）を前記クランク軸と平行に配置するとともに、このメインシャフト上の前記クランク軸の主駆動ギヤと同側の端部に、エンジン動力の断切操作用のクラッチ（例えば、後述の実施形態におけるクラッチ１６）を設け、前記メインシャフトのクラッチ装着側と逆側の端部の近傍に前記発電機を配置し、この発電機よりも車体幅方向外側に前記ベルト式無段変速機を配置するようにした。
この場合、クランク軸の後方側に配置されるクラッチと発電機が車体幅方向の一端側と他端側のほぼ対称位置に位置されるようになるため、エンジンの車体幅方向でのバランスが良好になる。また、ベルト式無段変速機は発電機よりも車体幅方向外側に配置されるため、メンテナンスが容易になる。
【００１０】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれかに記載の発明において、エンジン始動用のスタータモータ（例えば、後述の実施形態におけるスタータモータ３３）を、前記ベルト式無段変速機の被動プーリ（例えば、後述の実施形態における被動プーリ２５）にトルク伝達可能に設けるようにした。
この場合、エンジン始動時には、スタータモータのトルクをベルト式無段変速機によって増大してクランク軸側に伝達することができる。このため、スタータモータのトルク容量を小さくして、スタータモータの小型・軽量化を図ることができるとともに、製造コストの低減を図ることができる。
【発明の効果】
【００１１】
この発明によれば、クランク軸の回転を、ベルト式無段変速機を介して、シリンダブロックの後方、かつ変速機ユニットの上方位置の発電機に伝達するため、車体幅方向への大きな張り出しを招くことなく、発電機を常時適正な回転速度で回転させることができる。したがって、この発明によれば、カーブ走行時における充分なバンク角の確保と、高回転時の発電過多による動力ロスを低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、この発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。なお、図面において、矢印Ｆは、車体進行方向に対して前方向を示し、Ｒ，Ｌは、車体進行方向に対して右方向と左方向を夫々示すものとする。
この発明にかかる自動二輪車用エンジン１（以下、単に「エンジン１」と呼ぶ。）は、レシプロ式の多気筒エンジンであり、シリンダブロック２は、気筒３が車体幅方向に並び、各気筒軸線が略鉛直方向、若しくは前傾するように車体に取り付けられている。各気筒３内のピストン４はコンロッド５を介してクランク軸６に連結され、クランク軸６はシリンダブロック２の下方において車体幅方向に沿うようにクランクケース７に支持されている。
【００１３】
クランク軸６の車体右側の端部には、図１〜図３に示すようにクランクスプロケット８が取り付けられ、このクランクスプロケット８がタイミングベルト９を介して給排気バルブ駆動用のカムスプロケット１０，１１に連係されている。また、クランク軸６の車体右側寄りのクランクウェブには車輪駆動用の主駆動ギヤ１２が一体に形成され、車体左側端部のクランクウェブには後述するプーリ駆動ギヤ１３が同様に一体に形成されている。なお、図１において、１４，１５は、各気筒３の燃焼室に臨む吸気バルブと排気バルブである。
【００１４】
また、クランクケース７内のクランク軸６の後方位置には、図１に示すようにエンジン動力を断切操作するためのクラッチ１６と、変速用の複数のギヤ列１７ａ，１８ａを含む変速機ユニット１９が設けられている。変速用のギヤ列１７ａ，１８ａは入力側のメインシャフト１７と出力側のカウンタシャフト１８に設けられ、メインシャフト１７の一端側（車体右側の端部）にクラッチ１６が取り付けられるとともに、カウンタシャフト１８に図示しない出力ギヤが設けられている。この出力ギヤは、チューン等を介して図示しない駆動輪に連係されている。メインシャフト１７とカウンタシャフト１８はクランク軸６の後方側にこのクランク軸６と平行に配置され、クランク軸６の動力がクラッチ１６を介して入力されるようになっている。具体的には、図２に示すようにクラッチ１６のアウタケースには従動ギヤ２０が設けられ、この従動ギヤ２０がクランク軸６の主駆動ギヤ１２に噛合されている。
【００１５】
一方、シリンダブロック２の後方で、かつ変速機ユニット１９の上方側位置には、エンジン１の動力を受けて発電を行う発電機２１が設置されている。この発電機２１の回転軸２２は車体幅方向に沿うように延出している。発電機２０の回転軸２１は、ベルト式無段変速機２３を介してクランク軸６に連係されており、クランク軸６の速度変化に拘わらず常時ほぼ一定範囲の速度域で駆動されるようになっている。
【００１６】
ベルト式無段変速機２３は、幅調整可能なＶ字溝２４ａ，２５ａを有する駆動プーリ２４と被動プーリ２５と、これらに掛け渡される断面Ｖ字状のベルト２６を備え、被動プーリ２５側に変速制御機構２７（図２，図４参照）が組み込まれている。この変速制御機構２７は、ウェイトローラ２８と斜板２９を主要素とし、被動プーリ２５の回転速度に応じてウェイトローラ２８に作用する遠心力が増大すると、その遠心力によって被動プーリ２５のＶ字溝２５ａの離間幅を自動的に狭めるようになっている。なお、駆動プーリ２５はＶ字溝２５ａの離間幅を狭める方向にスプリング４０によって付勢されており、前記変速制御機構２７によって被動プーリ２５の離間幅が制御されると、駆動プーリ２５側の離間幅がそれに追従して調整されるようになっている。したがって、このベルト式無段変速機２３の場合、被動プーリ２５の回転速度が増加すると、駆動プーリ２４と被動プーリ２５の速度比が減少し、それによって被動プーリ２５の回転速度をほぼ一定速度範囲内に制限する。
【００１７】
駆動プーリ２４の軸３０は、クランクケース７上のクランク軸６の後部上方側位置に回転可能に取り付けられ、被動プーリ２５の軸３１は発電機２１の回転軸２２に一体に連結されている。そして、駆動プーリ２４の軸３０には、クランク軸６上のプーリ駆動ギヤ１３に噛合される入力ギヤ３２が一体に設けられており、クランク軸６の駆動回転がこれらのギヤ１３，３２による噛合部を通して駆動プーリ２４に伝達されるようになっている。
【００１８】
また、被動プーリ２５の軸３１には、図２，図４に示すようにワンワェイクラッチ４１が設けられており、クランクケース７上の電動機２１の後方側位置には、エンジン始動用のスタータモータ３３が設置されている。このスタータモータ３３に設けられた駆動ギヤ４３は、アイドラギヤ４２を介してワンワェイクラッチ４１に噛合され、エンジン１の始動時に、ベルト式無段変速機２３を介してクランク軸６に起動力を伝達するようになっている。なお、ベルト式無段変速機２３においては、エンジン停止時に、被動プーリ２５のベルト係合部の径が最大になっているため、スタータモータ３３の起動トルクを増大してクランク軸６に伝達することができる。
【００１９】
さらに、この実施形態の場合、図２に示すように電動機２１とスタータモータ３３のケーシングの前縁がクランクケース７と一体に形成され、その前縁の駆動ギヤ４３、アイドラギヤ４２、ワンワェイクラッチ４１の三者を囲繞する部位には、ベルト式無段変速機２３の前方を覆う別体の変速機カバー４５が取り付けられている。
【００２０】
以上の構成において、スタータモータ３３によってエンジン１が始動されると、クランク軸６の駆動回転が主駆動ギヤ１２を介してクラッチ１６に伝達され、さらにクラッチ１６から変速機ユニット１９に伝達される。そして、変速機ユニット１９に伝達された動力は、変速機ユニット１９内のギヤ列１７ａ，１８ａの組み合わせに応じた変速比に変速されて駆動輪側に伝達される。
【００２１】
一方、このときクランク軸６の駆動回転は、主駆動ギヤ１２側と逆側の端部の近傍のプーリ駆動ギヤ１３を介してベルト式無段変速機２３の駆動プーリ２４に伝達される。こうして駆動プーリ２４に伝達された駆動回転はベルト２６を介して被動プーリ２５に伝達され、被動プーリ２５から発電機２１に伝達される。この発電機２１では被動プーリ２５の回転に応じて電力を発生する。そして、駆動プーリ２４の回転速度は、クランク軸６の回転速度に応じて増大するが、被動プーリ２５の回転速度は、前述のように変速制御機構２７によって設定速度範囲内に制限される。
【００２２】
したがって、このエンジン１は、アイドル運転時のような低速回転域の場合と、スロットル開度を増大させた高速回転域の場合で、発電機２１の回転軸２２の回転速度の変化が少なくり、その結果、低速回転域での充分な発電容量の確保と、高速回転域での発電過多の防止を図ることができる。このため、エンジン動力のロスが少なくなり、エンジン出力の向上と燃費の向上を図るうえで有利となる。
【００２３】
また、このエンジン１は、発電機２１をシリンダブロック２の後方で、かつ変速機ユニット１９の上方側位置に配置して、クランク軸６から発電機２１にベルト式無段変速機２３によって動力を伝達するようにしているため、発電機２１をクランク軸６の端部に直結する場合に比較して車体幅方向の張り出しを少なくすることができる。
特に、このエンジン１においては、ベルト式無段変速機２３の駆動プーリ２４の軸３０をクランク軸６の後部上方側にオフセットさせることで、車体幅方向に大きな厚みを持つ駆動プーリ２４をより上方側に配置しているため、図３に示すようにクランクケース７（或いは、オイルパン）の側部下方のコーナと駆動プーリ２４の外側面の成す角度αをより小さくすることができる。因みに、図３中のβは、駆動プーリ２４をクランク軸６の端部に設けた場合のクランクケース７の同様のコーナと駆動プーリ２４の外側面の成す角度を示す。
また、この実施形態においては、クランク軸６の一端側寄りのクランクウェブにプーリ駆動ギヤ１３を形成して、そのプーリ駆動ギヤ１３に駆動プーリ２４側の入力ギヤ３２を噛合させるようにしているため、駆動プーリ２４の車体幅方向への張り出し量をより小さくすることができる。
この実施形態のエンジン１は、これらの相乗効果によってカーブ走行時におけるバンク角を充分に大きく確保することができる。
【００２４】
また、この実施形態のエンジン１は、クランク軸６の一端側のクランクウェブに主駆動ギヤ１２を形成する一方で、他端側のクランクウェブにプーリ駆動ギヤ１３を形成するようにしているため、クランク軸６の左右に作用するギヤの噛み合いによる荷重がバランスし易く、クランク軸６の回転バランスが良好になるという利点がある。
【００２５】
さらに、この実施形態の場合、変速機ユニット１９のメインシャフト１７の一端側にクラッチ１６を配置する一方で、クランクケース７のクラッチ１６と逆側の車体幅方向の端部に発電機２１を設けるようにしているため、クラッチ１６と発電機２１がクランクケース７のほぼ左右対称位置でバランスし易くなる。このため、車両に搭載したときにおけるエンジン１のバランスが良好になる。また、この実施形態においては、ベルト式無段変速機２３が発電機２１の車幅方向外側に配置されているため、ベルト２６の点検や交換等のメンテナンス作業を容易に行なうことができるという利点もある。
【００２６】
また、この実施形態のエンジン１では、ベルト式無段変速機２３の被動プーリ２５側にスタータモータ３３をトルク伝達可能に設け、エンジン始動時にスタータモータ３３のトルクがベルト式無段変速機２３で増幅されるようにしているため、スタータモータ３３の小型・軽量化と製造コストの低減を図ることができる。
【００２７】
なお、この発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】この発明の一実施形態を示すエンジンの部分破断側面図。
【図２】同実施形態を示す図１のＡ矢視図。
【図３】同実施形態を示す図１のＢ−Ｂ断面に対応する断面図。
【図４】同実施形態を示す図１のＣ−Ｃ断面に対応するベルト式無段変速機の断面図。
【符号の説明】
【００２９】
１…エンジン（自動二輪車用エンジン）
２…シリンダブロック
３…気筒
６…クランク軸
１２…主駆動ギヤ
１３…プーリ駆動ギヤ
１６…クラッチ
１７…メインシャフト
１９…変速機ユニット
２１…発電機
２２…回転軸
２３…Ｖベルト式無段変速機
２４…駆動プーリ
３０…駆動プーリの軸
３３…スタータモータ
【図１】
2006266195.tif 000003
【図２】
2006266195.tif 000004
【図３】
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【図４】
2006266195.tif 000006