(57)【要約】【課題】スロットル開操作時のエンジン回転の立ち上がりを確保しつつ、コーナリング時のスロットルの操作性を向上できる自動二輪車を提供する。【解決手段】燃焼によるピストン１８の移動をコンロッド１９を介してクランク軸２０に伝達するように構成されたエンジン２１が搭載された自動二輪車であって、上記エンジン２１は、上記クランク軸２０に回転抵抗となる負荷を付与するクランク負荷付与機構５０を備えている。【選択図】      図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼によるピストンの移動を出力軸の回転に変換して取り出すように構成されたエンジンを備えた自動二輪車であって、
上記エンジンは、上記出力軸に回転抵抗となる負荷を付与する出力軸負荷付与機構を備えていることを特徴とする自動二輪車。
【請求項２】
請求項１において、上記出力軸負荷付与機構は、車両運転状態に応じて上記負荷の大きさを可変制御可能に構成されていることを特徴とする自動二輪車。
【請求項３】
請求項２において、上記出力軸負荷付与機構は、車両のバンク角度が大きいときの負荷を小さい時の負荷より大きくすることを特徴とする自動二輪車。
【請求項４】
請求項２において、上記出力軸負荷付与機構は、エンジン回転速度とスロットル開度の一方又は両方が小さいときの負荷を大きいときの負荷より大きくすることを特徴とする自動二輪車。
【請求項５】
請求項１において、上記出力軸負荷付与機構は、上記出力軸に上記負荷として摩擦力を付与するように構成されていることを特徴とする自動二輪車。
【請求項６】
請求項５において、上記出力軸負荷付与機構は、上記出力軸に装着された摩擦板と、該摩擦板に摺接可能に配置された押圧部材と、該押圧部材を上記摩擦板に押圧するアクチュエータとを備えていることを特徴とする自動二輪車。
【請求項７】
請求項６において、上記摩擦板は、上記出力軸の端面に着脱可能に取り付けられていることを特徴とする自動二輪車。
【請求項８】
請求項１において、上記出力軸負荷付与機構は、上記出力軸に上記負荷として流体抵抗を付与するように構成されていることを特徴とする自動二輪車。
【請求項９】
請求項１において、上記出力軸負荷付与機構は、上記出力軸に上記負荷として電磁石による磁力を付与するように構成されていることを特徴とする自動二輪車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃焼によるピストンの移動を、出力軸の回転に変換して取り出すように構成されたエンジンを備えた自動二輪車に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、モトＧＰロードレーサ用高出力・高トクルエンジンを搭載した自動二輪車では、直進路におけるエンジン回転の急速な上昇が要求されるため、クランク軸の慣性マスをできるだけ小さくするのが一般的である。一方、エンジン回転の急速な上昇を可能にするほど、コーナリング時（バンク中）にスロットルを開け過ぎると後輪がドリフトし易いので、微妙なスロットル操作が要求される。
【０００３】
このようなコーナリング時のスロットル操作を容易化できるようにするため、従来は、車両の運転状態に応じて点火時期、燃料噴射量，スロットル開度を制御することが行われている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００６−２３３７６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記エンジンの燃焼を制御することによりコーナリング時のスロットル操作を容易化する従来例の場合、ライダの操作フィーリングとエンジンの動作とが一致しない場合があり、スロットルの操作性に対する改善が要請されている。
【０００５】
なお、操作フィーリングとエンジン動作とを一致させるには、予めクランクマスを大きく設定することが有利と考えられる。しかし、クランクマスを大きくするとスロットルを全開操作した時のエンジン回転の立ち上がりが遅れるという問題が生じる。
【０００６】
本発明は、上記従来の状況に鑑みてなされたもので、スロットル全開操作時のエンジン回転の立ち上がりを確保しつつ、コーナリング時のスロットルの操作性を向上できる自動二輪車を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、燃焼によるピストンの移動を出力軸の回転に変換して取り出すように構成されたエンジンを備えた自動二輪車であって、上記エンジンは、上記出力軸に回転抵抗となる負荷を付与する出力軸負荷付与機構を備えていることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係る自動二輪車によれば、出力軸に回転抵抗となる負荷を付与するようにしたので、出力軸の実際の回転マスはそのままで、上記負荷の分だけ回転マスが大きくなったのと同等の作用効果が得られる。これにより、例えばコーナリング時におけるスロットル操作を容易に行うことができる。
【０００９】
また本発明では、燃焼による荷重を直接受ける出力軸に負荷を付与するように構成されているので、例えば、出力軸以降の軸に負荷を付与する場合に比較して、ダイレクト感が得られ、ライダの操作フィーリングを良好なものにできる。
【００１０】
さらにまた例えば直線路では、上記クランク軸への負荷を解除することにより、本来の軽いクランクマスとなり、スロットル開操作に応じたエンジン回転数の上昇を確保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１２】
図１ないし図６は、本発明の第１実施形態による自動二輪車を説明するための図である。なお、本実施形態の説明の中で前後，左右という場合は、シートに着座した状態で見た場合の前後，左右を意味する。
【００１３】
図において、１はモトＧＰロードレーサに採用される自動二輪車を示している。該自動二輪車１は、車体フレーム２の前端に配置されたヘッドパイプ３によりフロントフォーク４を左右操向可能に枢支し、該フロントフォーク４の下端部に前輪５を配置するとともに、上端部に操向ハンドル（不図示）を配置し、上記車体フレーム２の後端部により上下揺動可能に支持されたリヤアーム６に後輪７を配置し、さらに上記車体フレーム２上に燃料タンク８，シート９を配置した概略構造を有する。
【００１４】
上記リヤアーム６と車体フレーム２との間には、リンク機構１０を介してリヤクッション１１が介設されている。
【００１５】
また上記ヘッドパイプ３の前側はフロントカバー１２で覆われており、車体フレーム２の左，右外側はサイドカバー１３で覆われている。
【００１６】
上記車体フレーム２は、上記ヘッドパイプ３から後斜め下方に延びる左，右のメインフレーム２ａ，２ａと、該左，右のメインフレーム２ａの後端部から後斜め上向きに延びるシートレール２ｂとを有する。この左，右のメインフレーム２ａに上記燃料タンク８が搭載され、上記シートレール２ｂに上記シート９が搭載されている。
【００１７】
上記自動二輪車１は、燃焼によるピストン１８の往復移動をコンロッド１９を介してクランク軸（出力軸）２０の回転に変換し、出力するように構成されたエンジン２１を備えている。
【００１８】
上記エンジン２１は、水冷式４サイクル並列４気筒エンジンであり、気筒軸線を前傾させるとともに上記クランク軸２０を車幅方向に向けて上記車体フレーム２に搭載され、上記左，右のメインフレーム２ａにより懸架支持されている。
【００１９】
上記エンジン２１は、変速機ケース２６が一体化されたクランクケース２２の上合面に、４つのシリンダボア（気筒）２３ａが車幅方向に並列配置されたシリンダブロック２３を接続し、該シリンダブロック２３の上合面にシリンダヘッド２４，ヘッドカバー２５を接続するとともに、上記クランクケース２２の底合面にオイルパン２７を接続した構造を有する。
【００２０】
上記変速機ケース２６内には変速装置３０が収容されている。この変速装置３０は、上記クランク軸２０と平行に配置され、入力ギヤ群３１が設けられたメイン軸３２と、該入力ギヤ群３１に噛合する出力ギヤ群３３が設けられたドライブ軸３４とを有する。
【００２１】
上記メイン軸３２の右端部には、クラッチ機構３５が装着されている。該クラッチ機構３５は、メイン軸３２の軸芯に挿入されたプッシュロッド３６を進退させることによりエンジン動力を接続又は遮断する。
【００２２】
上記ドライブ軸３４の変速機ケース２６から外方に突出する突出部３４ａには駆動スプロケット３７が装着されている。該駆動スプロケット３７は、チェーン３８を介して上記後輪７の後輪スプロケット７ａに連結されている。
【００２３】
上記シリンダブロック２３の各シリンダボア２３ａ内に上記ピストン１８が摺動自在に挿入配置されている。該各ピストン１８のピストンピン１８ａに上記コンロッド１９の小端部１９ａが連結され、上記クランク軸２０の各クランクピン２０ａにコンロッド１９の大端部１９ｂが連結されている。
【００２４】
上記シリンダヘッド２４の下合面には、４つの燃焼凹部２４ａが各シリンダボア２３ａに対向するよう形成されている。該燃焼凹部２４ａとピストン１８の頂面１８ｂとで囲まれた空間が燃焼室ａとなっている。
【００２５】
上記シリンダヘッド２４には、各燃焼凹部２４ａに開口する吸気ポート２４ｂ，排気ポート２４ｃが形成され、該各ポート開口は吸気弁４０，排気弁４１により開閉可能となっている。上記各吸気ポート２４ｂには吸気管１５が接続され、各吸気管１５は共通のエアクリーナ（不図示）に接続されている。上記各排気ポート２４ｃには排気管１６が接続され、各排気管１６は共通のマフラ１７に接続されている。上記各吸気管１５には燃料噴射弁（不図示）が装着され、燃焼凹部２４ａの中心部に点火プラグ（不図示）が装着されている。
【００２６】
上記吸気弁４０，排気弁４１には、該各弁４０，４１を開閉駆動する吸気カム軸４２，排気カム軸４３が当接している。該吸気，排気カム軸４２，４３は、クランク軸２０と平行に配置され、該クランク軸２０の右端部に形成されたカム駆動歯２０ｂによりタイミングチェーン４４を介して回転駆動される。
【００２７】
該タイミングチェーン４４は、クランクケース２２，シリンダブロック２３，シリンダヘッド２４に右側端部に形成されたチェーン収容室ｂに配置されている。
【００２８】
上記クランク軸２０のカム駆動ギヤ２０ｂの内側にはロータ４５が装着され、該ロータ４５に対向するようにクランク回転角度を検出するピックアップ４６が配置されている。
【００２９】
上記チェーン収容室ｂを構成するクランクケース２２のクランク軸２０に臨む部分にはメンテナンス開口２２ａが形成され、該開口２２ａにはカバー部材４７が着脱可能に取り付けられている。
【００３０】
上記クランク軸２０の各クランクジャーナル２０ｃは、クランクケース２２の上下分割合面に形成された各ボス部２２ｂにより軸受２８を介在させて軸支されている。
【００３１】
上記クランク軸２０には駆動ギヤ２０ｄが形成されており、該駆動ギヤ２０ｄには、上記メイン軸３２にゴム製のダンパ（不図示）を介在させて装着されたメインギヤ３２ａが噛合している。
【００３２】
上記エンジン２１は、上記クランク軸２０に回転抵抗となる負荷を付与するクランク負荷付与機構（出力軸負荷付与機構）５０を備えている。
【００３３】
このクランク負荷付与機構５０は、上記クランク軸２０に装着された摩擦板５１と、該摩擦板５１に摺接可能に配置された押圧部材５２と、該押圧部材５２を上記摩擦板５１に押圧するアクチュエータ５３と、車両運転状態に応じて上記アクチュエータ５３を駆動制御するＥＣＵ５４とを備えており、詳細には、以下の構造を有する。
【００３４】
上記摩擦板５１は、上記クランク軸２０のロータ４５の反対側の左端部２０ｆに配置されており、円板状のベース板５１ａと、該ベース板５１ａの外周面に固定された環状のパッド５１ｂとを有する。なお、４９は、上記クランク軸２０の左端部２０ｆとクランクケース２２との間をシールするオイルシールである。
【００３５】
上記ベース板５１ａは、上記クランク軸２０の左端面２０ｅに外側から挿入された固定ボルト５５により該クランク軸２０に着脱可能に固定されている。
【００３６】
上記押圧部材５２は、クランク軸２０と平行に配置されており、上記パッド５１ｂに若干の隙間をあけて対向するよう配置されている。
【００３７】
上記アクチュエータ５３は、上記クランク軸２０と平行に配置された油圧シリンダ５３ａ内にピストンロッド５３ｂを進退自在に挿入配置した概略構造を有し、該ピストンロッド５３ｂに上記押圧部材５２が着脱可能に固定されている。
【００３８】
押圧部材５２が前進して摩擦板５１のパッド５１ｂに摺接することにより摩擦力が発生し、該摩擦力によってクランク軸２０のクランクマス（回転マス）が大きくなり、回転速度の上昇が抑えられる。押圧部材５２が後退すると、摩擦力が除去され、クランク軸２０は本来のクランクマスとなる。
【００３９】
上記クランクケース２２の左側壁には、カバー部材５６が上記クランク負荷付与機構５０を囲むように気密に装着され、該カバー部材５６はクランクケース２２にボルト５７により着脱可能に取り付けられている。該カバー部材５６を取り外すことにより、摩擦板５１，押圧部材５２の交換，メンテナンスが行えるようになっている。
【００４０】
上記ＥＣＵ５４は、バンク角，エンジン回転数，スロットル開度応じて上記クランク軸２０への負荷の大きさを可変制御するマップを備えている。具体的には、上記ＥＣＵ５４は、バンク角が大きいときの負荷をバンク角が小さいときの負荷より大きくするように制御し、エンジン回転数とスロットル開度の一方又は両方が小さいときの負荷を大きいときの負荷より大きくするよう制御する。例えば、図５に示すように、バンク角が５０度のときに、エンジン回転数，スロットル開度が共に小さいときに上記負荷を最も大きい５とし、エンジン回転数，スロットル開度が大きくなるに伴って上記負荷を４〜１と小さくし、エンジン回転数，スロットル開度が所低値を越えると負荷をゼロにする。
【００４１】
本実施形態によれば、車両運転状態に応じてクランク軸２０に回転抵抗となる負荷を付与するようにしたので、クランク軸２０自体はエンジン回転の急速な上昇に対応できるクランクマスとしながら、上記負荷の分だけクランクマスが大きくなったのと同等の作用効果が得られる。コーナリング時には上記クランクマスを大きくなるよう上記負荷を増加させることにより、スロットル操作を容易に行うことができる。特にコーナ出口付近でのスロットル開け始めの唐突なパワー上昇を抑えることができ、スロットルの開操作に対する操作性を向上できる。
【００４２】
本実施形態では、燃焼による荷重を直接受けるクランク軸２０に直接負荷を付与するので、例えばクランク軸以降の出力軸に負荷を加えるようにした場合に比較して応答性を高めることができ、ライダの操作フィーリングとエンジン動作とのずれをなくすことができる。詳細には、上記クランク負荷付与機構を、クランク軸より下流側の回転軸に設けた場合、間にダンパ等が介在することとなり、操作フィーリングにずれが生じる可能性がある。
【００４３】
また上記クランク軸２０への負荷を除去することにより、直線路では、クランク軸２０本来の小さなクランクマスとなり、スロットル全開操作に応じてエンジン回転速度を急速に上昇させることができる。
【００４４】
本実施形態では、バンク角が大きいときの負荷を、小さいときの負荷より大きくし、またエンジン回転数，スロットル開度が小さくときの負荷を、大きいときの負荷より大きくしたので、コーナリング時のスロットル操作をより容易に行うことができる。
【００４５】
ここで、上記実施形態では、バンク角度と、エンジン回転数及びスロットル開度で上記負荷の大きさを制御したが、本発明では、エンジン回転数とスロットル開度だけで上記負荷の大きさを制御してもよいし、さらにエンジン回転数又はスロットル開度の何れのみで上記負荷の大きさを制御しても良い。
【００４６】
即ち、直線走行であっても、エンジン回転速度及びスロットル開度が小さい場合は上記負荷を大きくするのであり、このように構成した場合には、コーナリング時のスロットル操作を容易にできるとともに、急発進時における車体のフロント側の浮き上がりを抑制することができ、安定した運転姿勢を確保でき、ひいては市販車への採用が可能となる。
【００４７】
本実施形態では、クランク負荷付与機構５０を、クランク軸２０に装着された摩擦板５１と、該摩擦板５１に摺接可能に配置された押圧部材５２と、該押圧部材５２を上記摩擦板５１に押圧するアクチュエータ５３とを備えたものとしたので、少ない部品点数でかつ簡単な構造でクランク軸２０に摩擦力を付与することができる。
【００４８】
また、上記摩擦板５１をクランク軸２０の端面２０ｅに着脱可能に取り付けたので、消耗品である摩擦板５１の磨耗時の部品交換を容易に行うことができ、メンテナンス性を向上できる。例えば、クランク軸の中途部に設けた場合には、エンジン全体を分解する必要が生じ、メンテナンス性に劣るという問題が生じる。
【００４９】
なお、上記実施形態では、摩擦板５１を、クランク軸２０のロータ４５の反対側の端面２０ｅに取り付けたが、本発明は、図６に示すように、クランク軸２０のロータ４５側の端面に取り付けてもよい。この場合には、ロータ４５を取り付けるためのボルト４５′及びカバー部材４７を兼用できる。なお、上記摩擦板５１と上記ロータ４５とを兼用することも可能である。
【００５０】
また、上記実施形態では、アクチュエータ５３をクランク軸２０と平行に配置したが、本発明は、図７に示すように、アクチュエータ５３をクランク軸２０の軸直角方向に向けて配置してもよい。詳細には、摩擦板５１のベース板５１ａの外周縁に円筒状のリング部５１ｃを形成し、該リング部５１ｃの外周面にパッド５１ｂを配置することとなる。このようにした場合には、エンジン２１の車幅寸法が大きくなるのを抑制できる。
【００５１】
図８は、本発明の第２実施形態によるクランク負荷付与機構を発明するための図である。図中、図４と同一符号は同一又は相当部分を示す。
【００５２】
本実施形態は、クランク負荷付与機構がクランク軸２０に回転抵抗となる負荷として流体抵抗を付与するように構成された例であり、詳細には、以下の構造を有する。
【００５３】
本実施形態のクランク負荷付与機構は、クランク軸２０の端部２０ｆにオイル流通箱６０を装着し、該オイル流通箱６０内に上記クランク軸２０の端面２０ｅにボルト５５により固定されたロータ６１を配置した構造を有する。
【００５４】
上記オイル流通箱６０は、オイルシール５９を介在させて端部２０ｆに油密に摺接している。該オイル流通箱６０の上壁部にはオイル流入口６０ａが形成され、底壁部にはオイル流出口６０ｂが形成されている。該オイル流入口６０ａはシリンダヘッド２４からクランクケースに戻る途中の潤滑油が流入するようになっており、上記オイル流出口６０ｂにはオイルポンプ６２の吸い込み口が接続されている。
【００５５】
上記ロータ６１は、円板状のロータ本体６１ａと、該ロータ本体６１ａの外側面に周方向に所定間隔をあけて一体に形成された複数のフィン６１ｂとを有する。
【００５６】
オイル流通箱６０内に潤滑油６３が流入することによって、ロータ６１の回転抵抗となり、クランク軸２０のクランクマスが大きくなる。該潤滑油６３の油面を制御することにより、負荷の大きさを変化させることができる。具体的には、オイルポンプ６２によりオイル流通箱６０内の潤滑油６３の排出量を制御することにより、上記油面を高くするほどクランク軸２０のクランクマスが大きくなり、油面を上記ロータ６１の下縁以下に低くすればクランク軸２０本来のクランクマスとなる。
【００５７】
本実施形態では、クランク軸２０にオイル抵抗を付与したので、該オイル抵抗の分だけクランクマスが大きくなったのと同等の作用効果が得られ、特にコーナリング時のスロットル操作を容易に行うことができ、上記実施形態と略同様の効果が得られる。
【００５８】
また本実施形態では、クランク軸２０に潤滑油６３によるオイル抵抗を付与するようにしたので、メンテナンス頻度を低減できる。
【００５９】
図９は、本発明の第３実施形態によるクランク負荷付与機構を説明するための図である。図中、図４と同一符号は同一又は相当部分を示す。
【００６０】
本実施形態は、クランク軸２０に回転抵抗となる負荷として電磁石による磁力を付与した例であり、詳細には、以下の構造を有する。
【００６１】
本実施形態のクランク負荷付与機構は、クランク軸２０の端面２０ｅにボルト５５により固定された円板状の磁性部材６５と、該磁性部材６５に所定の隙間をあけて対向するように配置された電磁石６６とを有する。
【００６２】
上記電磁石６６は、鉄芯部材６６ａに電磁コイル６６ｂを巻回した構造を有し、ブラケット６７を介してクランクケース２２に着脱可能に取り付けられている。
【００６３】
上記電磁石６６に通電することにより磁力が発生し、磁性部材６５の回転抵抗となり、クランク軸２０のクランクマスが大きくなる。電磁石６６への電流を制御することにより、磁力の大きさを変化させ、もってクランクマスを変化させることができる。上記通電を停止することにより、クランク軸２０本来のクランクマスとなる。
【００６４】
本実施形態では、クランク軸２０に電磁石６６による磁力を付与したので、磁力の分だけクランクマスが大きくなったのと同等の作用効果が得られ、特にコーナリング時のスロットル操作を容易に行うことができ、またクランク軸２０に磁力を付与するようにしたので、メンテナンス頻度を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の第１実施形態による自動二輪車の側面図である。
【図２】上記自動二輪車に搭載されたエンジンの断面図である。
【図３】上記エンジンの断面図である。
【図４】上記エンジンに配置されたクランク負荷付与機構の側面図である。
【図５】上記クランク負荷付与機構の制御マップ図である。
【図６】上記クランク負荷付与機構の第１変形例の側面図である。
【図７】上記クランク負荷付与機構の第２変形例の側面図である。
【図８】本発明の第２実施形態によるクランク負荷付与機構の側面図である。
【図９】本発明の第３実施形態によるクランク負荷付与機構の側面図である。
【符号の説明】
【００６６】
１  自動二輪車
１８  ピストン
２０  クランク軸（出力軸）
２０ｅ  端面
２１  エンジン
５０  クランク負荷付与機構（出力軸負荷付与機構）
５１  摩擦板
５２  押圧部材
５３  アクチュエータ
６３  潤滑油（流体抵抗）
６６  電磁石
【図１】
2008231990.tif 000003
【図２】
2008231990.tif 000004
【図３】
2008231990.tif 000005
【図４】
2008231990.tif 000006
【図５】
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【図６】
2008231990.tif 000008
【図７】
2008231990.tif 000009
【図８】
2008231990.tif 000010
【図９】
2008231990.tif 000011