(57)【要約】【課題】内燃機関のクランク軸上にトルクコンバータが配置されているパワーユニットにおいて、小型軽量な手段で、上記パワーユニットケーシングの前端部にウオーターポンプを置けるようにし、パワーユニットケーシング内の複雑化を防ぎ、ラジエータとの間のホース長を短縮し、パワーユニットの軽量化を図る。【解決手段】トルクコンバータをクランク軸の車体前方側の端部に配置し、オイルポンプ軸駆動用無端伝動部材を上記クランク軸の前部に、動弁系カム軸駆動用無端伝動部材を上記クランク軸の後部に分けて配置し、上記オイルポンプ軸駆動用無端伝動部材で駆動されるオイルポンプの回転軸に同軸的に接続されるウオーターポンプを、上記パワーユニットの前に配置した。【選択図】　　　　図３
2004036509.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体の前後方向に内燃機関のクランク軸を配置し、同クランク軸上にトルクコンバータを配置した、トルクコンバータ付き内燃機関を備えたパワーユニットにおいて、
上記トルクコンバータを上記クランク軸の前端部に配置し、
オイルポンプ軸駆動用無端伝動部材を上記クランク軸の前部に、動弁系カム軸駆動用無端伝動部材を上記クランク軸の後部に分けて配置し、
上記オイルポンプ軸駆動用無端伝動部材で駆動されるオイルポンプの回転軸に同軸的に接続されるウオーターポンプを、上記パワーユニットの前に配置したことを特徴とするトルクコンバータ付き内燃機関を備えたパワーユニット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トルクコンバータ付き内燃機関を備えたパワーユニットに関するものであり、特にオイルポンプ、ウオーターポンプ、および動弁系のカム軸の駆動手段、並びにその配置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
特開平１−９２５１２号公報に、従来のパワーユニットにおける、オイルポンプ、ウオーターポンプ、および動弁系カム軸の駆動手段、並びにその配置が記載されている。従来はクランク軸のコンロッド支持部に対してその一方の側にカム軸駆動用チェーン、他方の側に長大なポンプ軸を駆動するポンプ軸駆動用ギヤを配置し、上記ポンプ軸の一方の端にオイルポンプ、他方の端にウオーターポンプを継手によって接続していた。
【０００３】
パワーユニットの前端から後端に至る長大なポンプ駆動軸の設置は重量増加の原因となる。また、トルクコンバータを内燃機関のクランク軸上に搭載したパワーユニットにおいて、パワーユニットケーシング内の複雑化を避け、かつ、パワーユニット前端側に置かれたラジエータとの間のホース長を短縮するために、ウオーターポンプをパワーユニットの前に置こうとすると、トルクコンバータは外径が大きいので、クランク軸とポンプ軸との距離を離す必要がある。この場合、従来の構成では、クランク軸からギヤを介してポンプ軸を駆動するので、ギヤの外径が大きくなり、重量が重くなってしまう。ギヤ径を小さくして軽量化を図ろうとすれば、アイドル軸の設定が必要となり、軸数が増え、構造が複雑になる。
【０００４】
【解決しようとする課題】
内燃機関のクランク軸上にトルクコンバータが配置されているパワーユニットにおいて、小型軽量な手段で、上記パワーユニットケーシングの前端部にウオーターポンプを置けるようにし、パワーユニットケーシング内の複雑化を防ぎ、ラジエータとの間のホース長を短縮し、パワーユニットの軽量化を図る。
【０００５】
【課題を解決するための手段および効果】
本発明は上記課題を解決したものであって、請求項１に記載の発明は、車体の前後方向に内燃機関のクランク軸を配置し、同クランク軸上にトルクコンバータを配置した、トルクコンバータ付き内燃機関を備えたパワーユニットにおいて、上記トルクコンバータを上記クランク軸の前端部に配置し、オイルポンプ軸駆動用無端伝動部材を上記クランク軸の前部に、動弁系カム軸駆動用無端伝動部材を上記クランク軸の後部に分けて配置し、上記オイルポンプ軸駆動用無端伝動部材で駆動されるオイルポンプの回転軸に同軸的に接続されるウオーターポンプを、上記パワーユニットの前に配置したことを特徴とするトルクコンバータ付き内燃機関を備えたパワーユニットに関するものである。
【０００６】
本発明はこのように、クランク軸から無端伝動部材を介してオイルポンプ軸を駆動しているので、小型・軽量な手段でクランク軸とオイルポンプ軸との距離を離すことができる。オイルポンプ軸をクランク軸から離すことによって、オイルポンプ軸を、クランク軸に設けられたトルクコンバータの側方を通して、トルクコンバータの前方へ延長することができ、オイルポンプ軸の前端に、ウオーターポンプ軸を接続することができる。ウオーターポンプを、トルクコンバータを備えたパワーユニットの前側に設置することができるので、パワーユニットケーシング内の複雑化を避けることができ、かつラジエータとの間のホース長を短縮することができる。
【０００７】
またオイルポンプ軸駆動用無端伝動部材を上記クランク軸の前部に、動弁系カム軸駆動用無端伝動部材をクランク軸の後部に分けて配置してあるので、両方の無端伝動部材をクランク軸の片方に設ける場合に比して、クランクピンの前後のクランク軸長さの不均等を無くし、クランク軸にかかる荷重を前後で均等化し、クランク軸のねじりの影響を前後で均等化させることができる。これによって、クランク軸軸受回りの前後クランクケースの肉厚をバランスさせることができ、クランクケースの軽量化を図ることができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の一実施形態に係るパワーユニットを搭載した４輪バギー車（荒地走行用鞍乗型車両）の側面図である。このバギー車は車体フレーム１の前後にそれぞれ左右一対づつの前輪２および後輪３を備え、車体フレーム１の中央部に内燃機関４と変速機５とを一体化したパワーユニット６が支持されている。パワーユニット６はクランク軸７を車体の前後方向へ向けて配置されている。クランク軸７の回転は、後述の変速機の主軸８、中間軸９、カウンタ軸１０、を経て図示の出力軸１１に伝達される。上記の各軸はいずれもクランク軸７と平行であり、車体の前後方向へ向けて配置されている。前輪２は出力軸１１の前端に連なる前輪駆動軸１２によって、後輪３は出力軸１１の後端に連なる後輪駆動軸１３によって駆動される。
【０００９】
図２は上記パワーユニット６の中央部の横断面を正面から見た図である。図には、クランク室１４とミッション室１５とその間の隔壁１６が示されている。クランク室１４にはクランク軸７とバランスウエイト軸１７が示され、ミッション室１５には主軸８、中間軸９、カウンタ軸１０、出力軸１１、シフトフォークのガイド軸１８、シフトフォーク１９、２０、およびシフトドラム２１の位置が示してある。また、オイルポンプ軸５３の位置が示してある。
【００１０】
図２において、クランク室１４とミッション室１５とを仕切る隔壁１６によって、クランク室１４は、いわゆる密閉クランク室となっている。クランク室１４とミッション室１５との間の下部の連通部には一方向弁２２が設けられ、ピストン下降の際に上昇するクランク室１４内の圧力に押されてクランク室１４内のオイルが一方向弁２２を経由してミッション室１５へ流入する。ミッション室１５の下部にはオイルストレーナ２３が設けられている。上記のクランク室１４から一方向弁２２を経由してきたオイルと、ミッション室１５の上部から落ちてきたオイルは合流し、オイルストレーナ２３を経由して、後述のオイルポンプ５０に吸入される。
【００１１】
図３はクランク軸７とオイルポンプ軸５３と一方向弁２２とを含むパワーユニット６の縦断面図、図４は、オイルポンプ軸５３とオイルストレーナ２３とを含むパワーユニット６の部分縦断面図、図５はオイルポンプ５０を含むパワーユニット６の横断面図である。
【００１２】
図３において、パワーユニットのケーシングは、前から順に、前クランクケースカバー３１、前クランクケース３２、後クランクケース３３、および後クランクケースカバー３４から構成されている。前クランクケースカバー３１の前には、前クランクケースカバー３１に保持されたオイルフィルタ２４が設置されている。クランク軸７は、前後のクランクケース３２、３３に軸受３５、３６を介して回転可能に支持されている。クランク軸７の前方延長部は前クランクケースカバー３１に軸受３７を介して支持されている。クランク軸７は前クランク軸７ａと後クランク軸７ｂに分かれ、それぞれのクランクウエブ部においてクランクピン２５によって結合され、同クランクピン２５によって、コンロッド２６が保持されている。クランク軸７の後端部にはクランク軸７の回転によって発電する交流発電機４５が装着されている。
【００１３】
前部クランク軸７ａの前端部には、トルクコンバータ４０が装着されている。トルクコンバータ４０は、クランク軸７に固定されているポンプインペラ４１と、それに対向するタービンランナ４２と、ステ−タ４３とを備えている。同トルクコンバータ４０に隣接してプライマリ駆動ギヤ４４がクランク軸７に遊嵌され、タービンランナ４２が同プライマリ駆動ギヤ４４に接続されている。
【００１４】
前記プライマリ駆動ギヤ４４に常時噛み合うプライマリ従動ギヤは、変速機の主軸８の前部に固定されている（図示せず）。クランク軸７の回転は、トルクコンバータ４０を介してプライマリ駆動ギヤ４４に伝えられ、さらにこれに噛合う主軸８のプライマリ従動ギヤに伝えられ、これら両ギヤによる１次減速を経て、クランク軸７の回転が変速機の主軸８に伝達される。
【００１５】
変速機には、主軸８、中間軸９、カウンタ軸１０があり、これらの軸は各種歯数の常時噛合い歯車で連結され、出力軸１１も同様に連結されている。クランク軸７の回転は、１速用油圧式多板クラッチ、２速用油圧式多板クラッチ、前進後退選択用ドッグクラッチ、ハイロー選択用ドッグクラッチのオンオフ操作あるいは切り換え操作によって変速され、出力軸１１へ伝達される。
【００１６】
図３および図５において、前クランク軸７ａの下方にオイルポンプ５０が設けてある。このオイルポンプ５０は後側オイルポンプ５１と前側オイルポンプ５２とが同一のオイルポンプ軸５３に装着された２連式のオイルポンプである。前クランク軸７ａの前後方向中央部に、ポンプ軸駆動スプロケット５４が設けられ、オイルポンプ軸５３に設けられたポンプ軸従動スプロケット５５との間にポンプチェーン５６が巻き掛けてある。これによって、クランク軸７の回転がオイルポンプ軸５３に伝達され、オイルポンプ５０が駆動される。
【００１７】
図４において、ミッション室の下部空間１５ａに溜まったオイルは、オイルストレーナ２３を通過し、ストレーナ２３の下部空間からストレーナ２３の上部空間に移り、オイルポンプ５０の後側吸入管５７から吸入される。このオイルは、後側オイルポンプ５１で加圧され、図３の後側吐出管５８から図示していないオイルタンクへ送られる。上記オイルタンクの流出口は、図４の前側吸入管５９に接続されており、オイルタンクに貯留されたオイルは前側吸入管５９から前側オイルポンプ５２に吸入され加圧されて、図３の前側吐出管６０から吐出され、パワーユニット６の前部のオイルフィルタ２４へ送られる。前側吐出管６０から分岐した分岐管６１から吐出オイルの一部が圧力調整弁６２へ送られている。これによって前側吐出管６０からオイルフィルタ２４へ送られるオイルの圧力が一定に保たれる。
【００１８】
オイルフィルタ２４を経由して清浄化されたオイルは、トルクコンバータ４０の作動油、あるいはクランク軸７や変速機軸の摺動部へ潤滑油として送られる。図３において、オイルフィルタ２４を経由したオイルのうち、トルクコンバータ４０へ向かう作動油は、前クランクケースカバー３１からクランク軸中心孔７０に挿入された二重管の外管７１と内管７２の間から供給される。トルクコンバータ４０から出たオイルはクランク軸中心孔７０の内壁と内管７２の間を通り、前クランクケース３２に設けられた油路７３およびチェックバルブ７４を経てミッション室の下部空間１５ａへ落ちる。
【００１９】
クランクピン２５へ向かう潤滑油は、前クランクケースカバー３１からクランク軸中心孔７０に挿入された内管７２の内側を通り、クランク軸中心孔７０の端部、およびクランク軸径方向斜め油路７５を経由して、クランクピン２５の中へ供給され、小孔２５ａから流出してコンロッド２６の摺動部を潤滑する。シリンダの内側やピストンの下部の潤滑は、オイル噴出装置７６から噴出するオイルジェットによって行われる（オイル噴出装置７６へ向かう油路は図示していない）。シリンダ内を潤滑したオイルは、クランク室１４の下部空間１４ａへ落ち、一方向弁２２を通ってミッション室１５の下部空間１５ａへ入る。
【００２０】
オイルフィルタ２４で浄化されて排出されたオイルの他の一部は前後のクランクケースカバー３１、３４や前後のクランクケース３２、３３内に形成された油路を通じてミッション室１５内の各回転軸の軸受部へ潤滑油として送られる。更に他の一部は、図５および後述の図６に示されるリニヤソレノイドバルブ７７およびシフトソレノイドバルブ７８が装着されているバルブボデイ７９を経由して、速度切り換えのために、１速用油圧式多板クラッチまたは２速用油圧式多板クラッチへ加圧用として送られる。これらのオイルは、最終的には、ミッション室１５の下部空間１５ａへ落ちる。ミッション室の下部空間１５ａへ集まったオイルは、前述のように、オイルポンプ５０に吸入される。
【００２１】
図３、図４において、シリンダ等へ冷却水を循環供給するためのウオーターポンプ８０が、前クランクケースカバー３１に支持されて、前クランクケースカバー３１の前に設けられている。図６はパワーユニット６のウオーターポンプ８０を含む部分の横断面を前から見た図であり、ウオーターポンプ８０が設置されている位置を示してある。ウオーターポンプ８０は、図３に見られるように、オイルポンプ５０の前方にあり、かつトルクコンバータ４０より前側に位置している。オイルポンプ軸５３は、図５に見られるように、トルクコンバータ４０の外周４０ａの側方を経由して前方へ延びており、その前端に、図３に見られるように、ウオーターポンプ軸８１の後端が接続されている。これによって、ウオーターポンプ８０はオイルポンプ５０と同軸回転するようになっている。冷却水は、ウオーターポンプ８０の吸入管８２、８３（図３）から吸入され、ウオーターポンプ８０で加圧され、吐出水は吐出管８４を経由して冷却のためにシリンダ周囲等へ送られる。
【００２２】
図３において、後クランク軸７ｂには、動弁系のカム軸駆動用のドライブスプロケット９２が設けてある。図７は上記ドライブスプロケット９２を含むパワーユニット６の横断面図であり、カムチェーン室９０の内部を示している。クランク軸７の上方にカム軸９１があり、同カム軸９１にドリブンスプロケット９３が固定されている。上記ドライブスプロケット９２とドリブンスプロケット９３との間にカムチェーン９４が掛け回してある。カムチェーン９４の一側にはカムチェーンガイド９５が設けられ、他側には、カムチェーンテンショナ９６とテンショナリフタ９７が設けられ、カムチェーン９４の弛みが防止されている。
【００２３】
以上に詳述したように、本実施形態のトルクコンバータ付き内燃機関を備えたパワーユニット６は、クランク軸７上に大径のトルクコンバータ４０が配置されているにもかかわらず、小型・軽量な手段で、上記トルクコンバータ４０が収容されているパワーユニットケーシングの前側にウオーターポンプ８０を置くことが可能となっている。すなわち、オイルポンプ軸５３はポンプチェーン５６で駆動されるので、小型・軽量の手段で、クランク軸７とオイルポンプ軸５３との間隔を離すことができる。オイルポンプ軸５３をクランク軸７から離すことによって、オイルポンプ軸をトルクコンバータ４０の外周４０ａの側方を経由して前方へ伸ばし、ウオーターポンプ軸８１と接続することが可能となっている。パワーユニットの前半部にオイルポンプ５０とウオーターポンプ８０とを同軸的に接続して連動させているので、従来技術に比してポンプ軸の全長の短縮化となっている。
【００２４】
ウオーターポンプ８０をこのようにパワーユニット６の前側に置いてあるので、パワーユニットケーシング内の複雑化を避けることができ、さらに、ラジエータとの間のホース長を短縮することが出来る。オイルポンプ５０をパワーユニットケーシング内に置いてあるので、ケーシング内の油路を短縮することができる。
【００２５】
また、オイルポンプ軸駆動チェーン５６とカム軸駆動チェーン９２とをクランク軸７の前後に分けて配置してあるので、両方のチェーンをクランク軸７の片方に設ける場合に比して、クランクピン２５前後のクランク軸７長さの不均等を無くし、クランク軸７にかかる荷重を前後で均等化し、クランク軸７のねじりの影響を前後で均等化させることができる。これによって、クランク軸軸受３５、３６回りの前後クランクケース３２、３３の肉厚をバランスさせることができ、クランクケースの軽量化を図ることができる。
【００２６】
なお、上記実施形態の説明におけるポンプチェーン５６は、特許請求の範囲に記載の「オイルポンプ軸駆動用無端伝動部材」に相当するものである。このチェーンはベルトに代えても良い。上記実施形態の説明におけるカムチェーン９４は、特許請求の範囲に記載の「動弁系カム軸駆動用無端伝動部材」に相当するものである。このチェーンは歯付きベルトに代えても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るトルクコンバータ付き内燃機関を備えたパワーユニットを搭載した４輪バギー車（荒地走行用鞍乗型車両）の側面図である。
【図２】上記パワーユニットの中央部の横断面図（正面視）である。
【図３】上記パワーユニットのクランク軸とオイルポンプ軸と一方向弁とを含む縦断面図である。
【図４】上記パワーユニットのオイルポンプ軸とストレーナとを含む縦断面図である。
【図５】上記パワーユニットのオイルポンプ部の横断面図である。
【図６】上記パワーユニットのウオーターポンプ部の横断面図である。
【図７】上記パワーユニットのカムチェーン部の横断面図である。
【符号の説明】
１…車体フレーム、２…前輪、３…後輪、４…内燃機関、５…変速機、６…パワーユニット、７…クランク軸、７ａ…前クランク軸、７ｂ…後クランク軸、８…主軸、９…中間軸、１０…カウンタ軸、１１…出力軸、１２…前輪駆動軸、１３…後輪駆動軸、１４…クランク室、１４ａ…クランク室の下部空間、１５…ミッション室、１５ａ…ミッション室の下部空間、１６…隔壁、１７…バランスウエイト軸、１８…シフトフォークのガイド軸、１９…シフトフォーク、２０…シフトフォーク、２１…シフトドラム、２２…一方向弁、２３…オイルストレーナ、２４…オイルフィルタ、２５…クランクピン、２５ａ…クランクピンの小孔、２６…コンロッド、３１…前クランクケースカバー、３２…前クランクケース、３３…後クランクケース、３４…後クランクケースカバー、３５…軸受、３６…軸受、３７…軸受、４０…トルクコンバータ、４０ａ…トルクコンバータの外周、４１…ポンプインペラ、４２…タービンランナ、４３…ステータ、４４…プライマリ駆動ギヤ、４５…交流発電機、５０…オイルポンプ、５１…後側オイルポンプ、５２…前側オイルポンプ、５３…オイルポンプ軸、５４…ポンプ軸駆動用ドライブスプロケット、５５…ポンプ軸ドリブンスプロケット、５６…ポンプチェーン、５７…後側吸入管、５８…後側吐出管、５９…前側吸入管、６０…前側吐出管、６１…分岐管、６２…圧力調整弁、、７０…クランク軸中心孔、７１…外管、７２…内管、７３…前クランクケースの油路、７４…チェックバルブ、７５…斜め油路、７６…オイル噴出装置、７７…リニアソレノイドバルブ、７８…シフトソレノイドバルブ、７９…バルブボディ、８０…ウオーターポンプ、８１…ウオーターポンプ軸、８２…吸入管、８３…吸入管、８４…吐出管、９０…カムチェーン室、９１…カム軸、９２…カム軸駆動用ドライブスプロケット、９３…カム軸ドリブンスプロケット、９４…カムチェーン、９５…カムチェーンガイド、９６…カムチェーンテンショナ、９７…テンショナリフタ。
【図１】
2004036509.tif 000003
【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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