(57)【要約】【課題】クランク軸の回転に同期して回転駆動される燃料噴射用回転弁を有する２ストロークサイクル内燃機関において、回転方向を反転させるために、本来の目的をもって設置された軸を中間軸として利用することによって、内燃機関の部品点数を減らし、内燃機関の小型化・軽量化を図る。【解決手段】クランク軸に設けたバランサ駆動ギヤと、上記バランサ駆動ギヤに噛合うバランサ従動ギヤを有し上記クランク軸によって同クランク軸とは反対方向に回転駆動されるバランサ軸と、上記バランサ軸に設けたプーリまたはスプロケットと、上記燃料噴射用回転弁の軸部に設けたプーリまたはスプロケットと、上記バランサ軸に設けたプーリまたはスプロケットと上記燃料噴射用回転弁の軸部に設けたプーリまたはスプロケットとの間に巻き掛けられた歯付きベルトまたはチェーンを備えた。【選択図】        図３
2004245142.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
クランク軸の回転に同期して回転駆動される燃料噴射用回転弁を有する２ストロークサイクル内燃機関において、
クランク軸に設けたバランサ駆動ギヤと、
上記バランサ駆動ギヤに噛合うバランサ従動ギヤを有し上記クランク軸によって同クランク軸とは反対方向に回転駆動されるバランサ軸と、
上記バランサ軸に設けたプーリまたはスプロケットと、
上記燃料噴射用回転弁の軸部に設けたプーリまたはスプロケットと、
上記バランサ軸に設けたプーリまたはスプロケットと上記燃料噴射用回転弁の軸部に設けたプーリまたはスプロケットとの間に巻き掛けられた歯付きベルトまたはチェーンを備えたことを特徴とする２ストロークサイクル内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明名は燃料噴射用回転弁を有する２ストロークサイクル内燃機関における、上記回転弁の駆動機構の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
蓄圧された新気と既燃ガスとの混合ガスによって燃料噴射用回転弁を介して混合気をシリンダ内へ噴射する、いわゆるアシストガス燃料噴射機構においては、クランク軸回転方向が新気の吸入方向と同一の場合、回転弁をクランク軸の回転に同期し、かつクランク軸の回転方向とは反対方向へ回転させることが必要である。
【０００３】
従来は、クランク軸と回転弁との間にベアリング等によって回転可能に支持された中間軸を設け、クランク軸に駆動ギヤを、中間軸に同径の従動ギヤを設けて噛み合わせ、クランク軸と中間軸とを互いに反対方向に回転させ、更に中間軸に駆動プーリを、回転弁の軸部に同径の従動プーリを設け、両プーリに歯付きベルトを巻き掛けることによって、中間軸と回転弁を同一方向に回転させていた。この結果として、回転弁は、クランク軸の回転に同期し、かつクランク軸の回転方向とは反対方向へ回転するようになっていた（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１０−３１７９８４号公報（図３）。
【０００５】
【解決しようとする課題】
回転弁を、クランク軸の回転に同期し、かつクランク軸の回転方向とは反対方向へ回転させるためには、上記のような中間軸が必要である。しかしながら、上記従来技術の中間軸は、クランク軸の回転方向を反転させる目的だけに設けられた専用の軸であり、他には用途の無い軸であったので、内燃機関の部品点数の増加、重量増加の原因となっていた。
【０００６】
本発明名はこのような他に用途のない軸の設置を止め、他の目的をもって設置された軸を中間軸として利用することによって、回転方向を反転させるようにし、専用の軸および軸受を不要にし、内燃機関の部品点数を減らし、内燃機関の小型化・軽量化を図ろうとするものである。
【０００７】
【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、クランク軸の回転に同期して回転駆動される燃料噴射用回転弁を有する２ストロークサイクル内燃機関において、クランク軸に設けたバランサ駆動ギヤと、上記バランサ駆動ギヤに噛合うバランサ従動ギヤを有し上記クランク軸によって同クランク軸とは反対方向に回転駆動されるバランサ軸と、上記バランサ軸に設けたプーリまたはスプロケットと、上記燃料噴射用回転弁の軸部に設けたプーリまたはスプロケットと、上記バランサ軸に設けたプーリまたはスプロケットと上記燃料噴射用回転弁の軸部に設けたプーリまたはスプロケットとの間に巻き掛けられた歯付きベルトまたはチェーンを備えたことを特徴とするものである。
【０００８】
本発明は上記のように構成されており、回転方向を反転させるためだけの専用の軸および軸受が無いので、内燃機関の部品点数が減り、内燃機関の小型化・軽量化が可能である。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の一実施形態に係る２ストロークサイクル内燃機関１を搭載した自動二輪車２の側面図である。この自動二輪車２の車体フレーム３は、フロントフォーク４を回動可能に支承するヘッドパイプ５と、同ヘッドパイプ５から後下がりに伸びるメインフレーム６と、同メインフレーム６の後部に連接されて後上がりに伸びる左右一対のリヤフレーム７とを備えている。
【００１０】
フロントフォーク４の下端には前輪８が軸支され、フロントフォーク４の上部には走行ハンドル９が連結され、前輪８の上方を覆うフロントフェンダ１０が、フロントフォーク４に支持されている。
【００１１】
リヤフレーム７の両側面にピボットプレート１１が固着されている。同ピボットプレート１１に装着されたピボット１２によって、リヤフォーク１３と一体となった内燃機関１がシリンダ軸線を若干前上がりにして揺動可能に懸架されている。リヤフォーク１３とリヤフレーム７との間にはリヤクッション１４が設けてある。リヤフォーク１３の後端には後輪１５が軸支されている。内燃機関１の出力はプーリとチェーンを介して後輪１５に伝達される。
【００１２】
内燃機関１の前方には燃料タンク、内燃機関１の上方にはに収納ボックス、収納ボックスの上方に乗車用シート１６が配置されている。車体フレーム３には、合成樹脂製の複数の部材を連ねた車体カバー１７が取付けられ、内燃機関やその他の機器類を覆っている。車両後部にリヤフェンダ１８が設けてある。
【００１３】
図２は上記内燃機関１の縦断面図である。図において矢印線Ｆは、シリンダ軸線に平行で、クランク室側からシリンダの方を見た方向であり、この内燃機関の前方を指している。この内燃機関は、図１にて明らかなように、車両に対して、内燃機関１の前方が、車両の前方より幾分か前上がりの方向を指すように搭載されている。矢印線Ｕは、内燃機関のシリンダ軸線とクランク軸軸線とに直交し、かつ吸気ポート側を指す線であり、この内燃機関の上方を指している。内燃機関の上方は車両の上方より幾分か後傾している。
【００１４】
この内燃機関１では、クランクケース２１の前方にシリンダブロック２２およびシリンダヘッド２３が順次配置されて、相互に一体に結合されている。  また、シリンダブロック２２に形成されたシリンダ孔２４にピストン２５がシリンダ孔２４の中心線方向に摺動自在に嵌装され、同ピストン２５とクランク軸２６とは連接棒２７によって相互に連結されており、ピストン２５の往復運動に伴なってクランク室２８内のクランク軸２６が回転駆動されるようになっている。クランク軸２６に近接してバランスウエイト３０を備えたバランサ軸２９が設けてある。バランサ軸２９は、後述するように、クランク軸２６によって歯車で駆動される。
【００１５】
エアクリーナとスロットル弁（図示なし）とに連なる吸気通路３１がクランクケース２１の上部の吸気通路３２に接続されている。吸気通路３１にはリード弁３４が装着されている。クランクケース２１およびシリンダブロック２２には、シリンダ孔２４の前部とクランク室２８とを連通する左右の空気供給用掃気通路（図示なし）と、シリンダ孔２４の前部と吸気通路３２のリード弁３４の後流側とを連通する１本の空気供給用掃気通路３５が形成されている。
【００１６】
シリンダブロック２２の下部には排気通路３６が設けてある。排気通路３６のシリンダ孔２４に開口する排気開口３７の近くには、同排気開口３７の前縁位置を変化させて排気タイミング変化を可能にし、かつ排気通路３６の断面積をも可変にする排気制御弁３８が設けてある。
【００１７】
シリンダ孔２４の前方に略半球形状の燃焼室３９がある。同燃焼室３９には点火栓４０が設けてある。シリンダブロック２２の上部には、蓄圧チャンバー４１、回転弁４２、および燃料噴射装置４５からなるアシストガス燃料噴射機構が設けてある。
【００１８】
図３は、上記内燃機関１における、クランク軸２６とバランサ軸２９を含む断面、回転弁４２と燃料噴射装置４５を含みシリンダ孔２４を横断する断面、およびバランサ軸２９と回転弁４２との間の駆動系の断面、を一平面上に展開して、内燃機関の上方（吸気ポート側）から見た図である。
【００１９】
クランクケース２１は、左右のクランクケース２１Ａ、２１Ｂからなっている。クランク軸２６は左右のクランクケース２１Ａ、２１Ｂにそれぞれボールベアリング５１、５２を介して回転可能に支持されている。クランク軸２６の右端には交流発電機５３が設けてある。交流発電機５３は右クランクケースカバー５４に覆われている。クランク軸２６の左端には後輪１５を駆動するための後輪駆動プーリ５６が設けてある（図には可動半体のみ示してある。）。クランク軸の中央より右側にバランサ駆動ギヤ５７が固定されている。
【００２０】
バランサ軸２９はクランクケース２１Ａ、２１Ｂにそれぞれボールベアリング５８、５９を介して回転可能に支持されている。バランサ軸２９にはバランスウエイト３０が一体的に設けてある。バランサ軸２９の中央より右側にバランサ従動ギヤ６０が固定され、上記クランク軸２６のバランサ駆動ギヤ５７に噛合っている。これによって、クランク軸２６が１回転すると、バランサ駆動ギヤ５７とバランサ従動ギヤ６０を介して、バランサ軸２９はクランク軸２６とは反対の方向に１回転する。
【００２１】
シリンダブロック２２にはシリンダ孔２４と蓄圧チャンバー４１とを連通する左右一対の蓄圧用連通路４６が設けてある。これら左右の蓄圧用連通路４６の間に噴出用連通路４７が設けてある。シリンダブロック２２の、蓄圧用連通路４６と噴出用連通路４７とに交差する部分に弁収納孔４８が設けられ、そこに回転弁４２がボールベアリング４３、４４を介して回転自在に嵌装されている。回転弁４２には上記蓄圧用連通路４６と噴出用連通路４７にそれぞれ対応して、蓄圧用弁溝４９と噴出用弁溝５０が形成されている。なお、上記ボールベアリングで支えられる軸部と上記弁溝の部分によってガスの連通遮断を行う弁部とは一体となっているので、両部分を合わせた一体のものを回転弁と呼ぶ。
【００２２】
上記両連通路４６、４７における高圧縮ガスと混合気の流れは、回転弁４２の回転によって、蓄圧用弁溝４９と噴出用弁溝５０との位置に応じて、それぞれ所定のタイミングで連通・遮断の制御がなされる。蓄圧用弁溝４９は、排気開口３７がピストンの移動によって閉じる時点の近くで蓄圧用連通路４６を連通させ、かつ、圧縮行程の途中で同蓄圧用連通路４６を閉じ、この間、燃焼室３９内の高圧縮ガスを蓄圧チャンバー４１に充填する。他方、噴出用弁溝５０は、シリンダ壁の掃気開口がピストンの移動によって閉じる時点の近くで噴出用連通路４７を連通させ、かつ、圧縮行程の途中で蓄圧用連通路４６が閉じる時点の近傍で同噴出用連通路４７を閉じ、この間、蓄圧チャンバー４１から燃焼室３９内に混合気を噴射させる。
【００２３】
バランサ軸２９の右端に、回転弁駆動プーリ６１が固定され、回転弁４２の右端に、回転弁従動プーリ６２が固定されている。これらは歯付きプーリである。両プーリに歯付きベルト６３が掛け回されている。バランサ軸２９が１回転すると、回転弁４２は同方向に１回転する。クランク軸２６が１回転すると、バランサ駆動ギヤ５７、バランサ従動ギヤ６０、回転弁駆動プーリ６１、歯付きベルト６３、および回転弁従動プーリ６２を介して、回転弁４２がクランク軸２６とは反対の方向に１回転する。回転弁駆動プーリ６１と回転弁従動プーリ６２との間に、ベルト弛み防止機構６４が設けてある。これは、支持ボルト６５と調節ボルト６６とによって固定されたアーム６７と、その先端のローラ６８からなり、ローラ６８が歯付きベルト６３を抑えて弛みを防止する。回転弁駆動プーリ６１、回転弁従動プーリ６２、歯付きベルト６３、およびベルト弛み防止機構６４は、ベース部材７１と蓋部材７２とに囲まれて密閉されている。
【００２４】
図４は上記内燃機関１を右側から見た外観図であり、上記蓋部材７２を取り外して回転弁駆動機構やベルト弛み防止機構６４が見える状態にした図である。破線７０はクランクケース２１とシリンダブロック２２との境界面である。ベース部材７１は、右クランクケースカバー５４とシリンダブロック２２との外面に跨って装着されている。
【００２５】
図３において、ベース部材７１の前端の穴７９を、Ｏリング７４を介してシリンダブロックのボス部７３に装着し、ベース部材７１の後半部を、シール材７５を介して右クランクケースカバー５４の側面にあてがい、図４に示すボルト８５によって右クランクケースカバー５４に固定する。この状態で、回転弁駆動プーリ６１、回転弁従動プーリ６２、歯付きベルト６３、およびベルト弛み防止機構６４をそれぞれ取付ける。ベルト弛み防止機構６４のアーム６７は、それぞれ右クランクケースカバー５４に設けられた突出部５４ａ、５４ｂに支持ボルト６５、調節ボルト６６によって固定されている。調節ボルト６６が挿通されるアーム６７の穴は、図４に示すように、長穴６７ａとなっており、ローラ６８が歯付きベルト６３に適切な張力を加える位置で、調節ボルト６６を締め込み、アーム６７を固定するようになっている。
【００２６】
上記回転弁駆動機構やベルト弛み防止機構を取付けた後で、蓋部材７２をベース部材７１との間にシール材７６（図３）を介して取付ける。蓋部材７２は、シリンダブロック側では、ベース部材７１のネジ孔８３にネジ止めされ、右クランクケースカバー５４側では、ベース部材７１のネジ挿通孔８２を貫通するネジでベース部材７１と共に右クランクケースカバー５４にネジ止めされる。これによって、上記回転弁駆動プーリ６１、回転弁従動プーリ６２、歯付きベルト６３、およびベルト弛み防止機構６４等の機構部は、ベース部材７１と蓋部材７２との中に密閉される。
【００２７】
以上詳述したように、本実施形態では、本来の目的をもって設置され、回転方向がクランク軸とは反対方向となっているバランサ軸２９を中間軸として利用しており、回転方向を反転させるためだけの専用の軸および軸受を設置していないので、従来の内燃機関に比して部品点数が減り、内燃機関の小型化・軽量化が可能となる。なお、上記実施形態では、バランサ軸と回転弁にプーリを設け、歯付きベルトを巻き掛けた例を示したが、プーリの代りにスプロケットを設け、歯付きベルトの代りにチェーンを用いても同様の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る内燃機関を搭載した自動二輪車の側面図である。
【図２】上記内燃機関の縦断面図である。
【図３】上記内燃機関における、クランク軸とバランサ軸を含む断面、回転弁と燃料噴射装置を含みシリンダ孔を横断する断面、およびバランサ軸と回転弁との間の駆動系の断面、を一平面上に展開して、内燃機関の上方から見た図である。
【図４】上記内燃機関１を右側から見た外観図であり、回転弁駆動機構の蓋部材を取り外して内部が見えるようにした図である。
【符号の説明】
１…内燃機関、２…自動二輪車、３…車体フレーム、４…フロントフォーク、５…ヘッドパイプ、６…メインフレーム、７…リヤフレーム、８…前輪、９…走行ハンドル、１０…フロントフェンダ、１１…ピボットプレート、１２…ピボット、１３…リヤフォーク、１４…リヤクッション、１５…後輪、１６…乗車用シート、１７…車体カバー、１８…リヤフェンダ、２１…クランクケース、２１Ａ…左クランクケース、２１Ｂ…右クランクケース、２２…シリンダブロック、２３…シリンダヘッド、２４…シリンダ孔、２５…ピストン、２６…クランク軸、２７…連接棒、２８…クランク室、２９…バランサ軸、３０…バランスウエイト、３１…吸気通路、３２…吸気通路、３４…リード弁、３５…空気供給用掃気通路、３６…排気通路、３７…排気開口、３８…排気制御弁、３９…燃焼室、４０…点火栓、４１…蓄圧チャンバー、４２…回転弁、４３…ボールベアリング、４４…ボールベアリング、４５…燃料噴射装置、４６…蓄圧用連通路、４７…噴出用連通路、４８…弁収納孔、４９…蓄圧用弁溝、５０…噴出用弁溝、５１…ボールベアリング、５２…ボールベアリング、５３…交流発電機、５４…右クランクケースカバー、５４ａ…突出部、５４ｂ…突出部、５６…後輪駆動プーリ、５７…バランサ駆動ギヤ、５８…ボールベアリング、５９…ボールベアリング、６０…バランサ従動ギヤ、６１…回転弁駆動プーリ、６２…回転弁従動プーリ、６３…歯付きベルト、６４…ベルト弛み防止機構、６５…支持ボルト、６６…調節ボルト、６７…アーム、６７ａ…長穴、６８…ローラ、７０…クランクケースとシリンダブロックとの境界面、７１…ベース部材、７２…蓋部材、７３…ボス部、７４…Ｏリング、７５…シール材、７６…シール材、７９…シリンダブロックのボス部が嵌め込まれる孔、８２…蓋部材取付けネジ挿通孔、８３…蓋部材取付けネジ孔、８５…ベース部材取付けボルト。
【図１】
2004245142.tif 000003
【図２】
2004245142.tif 000004
【図３】
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【図４】
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