(57)【要約】【課題】エンジンユニットの全高と前後長をともに小さくして軽量、コンパクト化と車体の低重心化を図る。【解決手段】側面視でスイングアームのピボット軸９とドライブ軸１８とを結ぶ線Ａと、ドライブ軸１８とクランク軸１６とを結ぶ線Ｂとがなす角度αが１７°〜３０°の範囲となり、線Ａと、クランク軸１６とカウンター軸１７とを結ぶ線Ｃとがなす角度βが３０°〜４０°の範囲となるようにクランク軸１６とカウンター軸１７とドライブ軸１８とピボット軸９を配置した。また、シリンダーブロック２４とエンジンケース１４との合面Ｆの高さＨ１を、ピストン下死点位置３０Ｂにおけるピストントップの高さＨ２よりも高くした。【選択図】  図２
2005042558.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンケースの前上部に単気筒のシリンダーアッセンブリーがほぼ直立して設置され、上記エンジンケースの内部には前方から順にクランク軸とカウンター軸とドライブ軸が軸支されてそれぞれ車幅方向に延び、上記ドライブ軸の後方には後輪を支持するスイングアームのピボット軸が配置され、鞍乗型車両の前後輪間かつ着座シートの下方に搭載されるエンジンユニットにおいて、側面視でピボット軸とドライブ軸とを結ぶ線と、ドライブ軸とクランク軸とを結ぶ線とがなす角度よりも、ピボット軸とドライブ軸とを結ぶ線と、クランク軸とカウンター軸とを結ぶ線とがなす角度が大きくなり、かつピボット軸とドライブ軸とを結ぶ線がシリンダーアッセンブリーを構成するシリンダーブロックのスカート下端近傍を通過するようにクランク軸とカウンター軸とドライブ軸とピボット軸を配置したことを特徴とする鞍乗型車両のエンジンユニット。
【請求項２】
側面視でピボット軸とドライブ軸とを結ぶ線と、ドライブ軸とクランク軸とを結ぶ線とがなす角度が１７°〜３０°の範囲となり、ピボット軸とドライブ軸とを結ぶ線と、クランク軸とカウンター軸とを結ぶ線とがなす角度が３０°〜４０°の範囲となるようにクランク軸とカウンター軸とドライブ軸とピボット軸を配置したことを特徴とする請求項１に記載の鞍乗型車両のエンジンユニット。
【請求項３】
側面視で前記クランク軸およびカウンター軸をともにピボット軸とドライブ軸とを結ぶ線よりも下方に配置したことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の鞍乗型車両のエンジンユニット。
【請求項４】
前記シリンダーアッセンブリーを構成するシリンダーブロックと前記エンジンケースとの合面の高さを、ピストン下死点位置におけるピストントップの高さよりも高くしたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の鞍乗型車両のエンジンユニット。
【請求項５】
前記エンジンケース内部に隔壁を設けることにより、エンジンケース内部の空間を、前記クランク軸が軸支されるクランク室と、前記カウンター軸やドライブ軸が軸支されるミッション室とに分割したことを特徴とする請求項４に記載の鞍乗型車両のエンジンユニット。
【請求項６】
前記シリンダーアッセンブリーに連結される燃料混合気生成手段と、これに連結されるエアクリーナーとの間に吸気パイプを介在させ、この吸気パイプを燃料混合気生成手段からエアクリーナーに向かって上方に傾斜させたことを特徴とする請求項１に記載の鞍乗型車両のエンジンユニット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動二輪車等の鞍乗型車両のエンジンユニットに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
自動二輪車等の鞍乗型車両のエンジンユニットにおいて最も多いレイアウトは、エンジンケースの前上部に単気筒のシリンダーアッセンブリーがほぼ直立して設置されたものである。このような単気筒のエンジンユニットは、ボア×ストロークの関係から排気量の割にシリンダーアッセンブリー（シリンダーヘッド）の高さが高くなる傾向があり、特にシリンダーヘッドが大型な４ストロークエンジンではそれが著しく、それ故に車体重心の上昇を抑制するためシリンダーアッセンブリーを前傾させているが、これによりエンジンユニットの前後長が大きくなってしまい、ひいては車両の前後輪間のホイールベースが伸びてしまうという難点がある。
【０００３】
そこで、特開２００２−２２７６０１号公報や特開平４−１１２９２２号公報（特許文献１，２）等に見られるように、シリンダーアッセンブリーの位置やエンジンケース内部に軸支されるクランク軸、カウンター軸、ドライブ軸等の回転軸の軸配置を工夫することによりエンジンユニットの上下高や前後長を小さくする試みがなされている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−２２７６０１号公報
【０００５】
【特許文献２】
特開平４−１１２９２２号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記いずれの場合も、クランク軸、カウンター軸、ドライブ軸、およびドライブ軸の後方に配置される後輪支持用スイングアームのピボット軸の配置に注目した場合、ピボット軸とドライブ軸とを結ぶ線と、ドライブ軸とクランク軸とを結ぶ線とがなす角度が下方に５°〜１５°の範囲で設定され、ピボット軸とドライブ軸とを結ぶ線と、クランク軸とカウンター軸とを結ぶ線とがなす角度が下方に２０°〜２９°の範囲で設定され、これによりクランク軸の高さを極力低めているが、上記角度が小さいためにどうしてもクランク軸とカウンター軸とドライブ軸の前後方向の軸間距離が大きく、エンジンの前後長が長くなるという欠点があった。
【０００７】
本発明は、この問題を解決するためになされたものであり、エンジンユニットの全高と前後長をともに小さくして軽量、コンパクト化と車体の低重心化を図ると同時に、低められたエンジン全高を利用して燃料混合気生成手段からの吹き返しによるエアクリーナーの損傷を回避することのできる鞍乗型車両のエンジンユニットを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明に係る鞍乗型車両のエンジンユニットは、請求項１に記載したように、エンジンケースの前上部に単気筒のシリンダーアッセンブリーがほぼ直立して設置され、上記エンジンケースの内部には前方から順にクランク軸とカウンター軸とドライブ軸が軸支されてそれぞれ車幅方向に延び、上記ドライブ軸の後方には後輪を支持するスイングアームのピボット軸が配置され、鞍乗型車両の前後輪間かつ着座シートの下方に搭載されるエンジンユニットにおいて、側面視でピボット軸とドライブ軸とを結ぶ線と、ドライブ軸とクランク軸とを結ぶ線とがなす角度よりも、ピボット軸とドライブ軸とを結ぶ線と、クランク軸とカウンター軸とを結ぶ線とがなす角度が大きくなり、かつピボット軸とドライブ軸とを結ぶ線がシリンダーアッセンブリーを構成するシリンダーブロックのスカート下端近傍を通過するようにクランク軸とカウンター軸とドライブ軸とピボット軸を配置したことを特徴とする。
【０００９】
また、本発明に係る鞍乗型車両のエンジンユニットは、請求項２に記載したように、側面視でピボット軸とドライブ軸とを結ぶ線と、ドライブ軸とクランク軸とを結ぶ線とがなす角度が１７°〜３０°の範囲となり、ピボット軸とドライブ軸とを結ぶ線と、クランク軸とカウンター軸とを結ぶ線とがなす角度が３０°〜４０°の範囲となるようにクランク軸とカウンター軸とドライブ軸とピボット軸を配置したことを特徴とする。
【００１０】
さらに、本発明に係る鞍乗型車両のエンジンユニットは、請求項３に記載したように、側面視で前記クランク軸およびカウンター軸をともにピボット軸とドライブ軸とを結ぶ線よりも下方に配置したことを特徴とする。
【００１１】
そして、本発明に係る鞍乗型車両のエンジンユニットは、請求項４に記載したように、前記シリンダーアッセンブリーを構成するシリンダーブロックと前記エンジンケースとの合面の高さを、ピストン下死点位置におけるピストントップの高さよりも高くしたことを特徴とする。
【００１２】
また、本発明に係る鞍乗型車両のエンジンユニットは、請求項５に記載したように、前記エンジンケース内部に隔壁を設けることにより、エンジンケース内部の空間を、前記クランク軸が軸支されるクランク室と、前記カウンター軸やドライブ軸が軸支されるミッション室とに分割したことを特徴とする。
【００１３】
さらに、本発明に係る鞍乗型車両のエンジンユニットは、請求項６に記載したように、前記シリンダーアッセンブリーに連結される燃料混合気生成手段と、これに連結されるエアクリーナーとの間に吸気パイプを介在させ、この吸気パイプを燃料混合気生成手段からエアクリーナーに向かって上方に傾斜させたことを特徴とする。
【００１４】
請求項１〜請求項５の構成により、クランク軸、カウンター軸、ドライブ軸、ピボット軸のうち、クランク軸とドライブ軸との軸間距離を詰めるとともに、クランク軸の高さを低めてエンジンユニットの全高と前後長を小さくすることができる。また、請求項６の構成により、低められたエンジン全高を利用して燃料混合気生成手段からの吹き返しによるエアクリーナーの損傷を回避することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１６】
図１は、本発明に係るエンジンユニットが搭載された鞍乗型車両の一例を示す自動二輪車の左側面図である。この自動二輪車１は、例えばオフロード走行用であり、その車体フレーム２の前半部分にエンジンユニット３が搭載され、エンジンユニット３の上方に燃料タンク４が設置され、燃料タンク４の上方から後方にかけて着座シート５が載置されている。
【００１７】
車体フレーム２の前頭部には前輪６を支持するフロントフォーク７がハンドルバー８とともに左右回動自在に軸支される一方、車体フレーム２の中央下部にて車幅方向に架設されたピボット軸９にスイングアーム１０が上下回動自在に軸支され、その後端に後輪１１が支持されている。したがって、エンジンユニット３は前後輪６，１１間かつ着座シート５の下方に搭載されている。
【００１８】
図２にも示すように、エンジンユニット３は、左右割り構造のエンジンケース１４の前上部に単気筒のシリンダーアッセンブリー１５がやや前傾した姿勢でほぼ直立に設置された単気筒４サイクルエンジンである。
【００１９】
エンジンケース１４の内部には前方から順にクランク軸１６とカウンター軸１７とドライブ軸１８が軸支されてそれぞれ車幅方向に延びている。ドライブ軸１８の後方にはスイングアーム１０のピボット軸９が配置されており、このピボット軸９は車体フレーム２とエンジンケース１４の最後部とスイングアーム１０の前端を車幅方向に貫通し、エンジンユニット３を車体フレーム２に固定する複数の固定ボルトの１本として兼用されている。
【００２０】
ドライブ軸１８の左端はエンジンケース１４の左側面より外部に突出しており、ドライブ軸１８の左端に固定されたドライブスプロケット２０と、後輪１１の左側面に固定されたドリブンスプロケット２１との間にドライブチェーン２２が巻装され、エンジンユニット３の出力がドライブチェーン２２を経て後輪１１に伝達される。
【００２１】
シリンダーアッセンブリー１５は、エンジンケース１４の上にシリンダーブロック２４とシリンダーヘッド２５とヘッドカバー２６が順に載置、固定される構成である。シリンダーブロック２４は、シリンダー本体部分２４ａと、これから下方に延びるシリンダースカート２４ｂとからなり、シリンダー本体部分２４ａはエンジンケース１４とシリンダーヘッド２５との間に挟まれ、シリンダースカート２４ｂはエンジンケース１４の内部に深く挿入される。
【００２２】
シリンダーブロック２４の内部には円筒穴状のシリンダーボア２８が形成され、その周囲に冷却水ジャケット２９が形成され、シリンダーボア２８の中に摺動自在に挿入されたピストン３０のピストンピン３０ａと、クランク軸１６に設けられた左右一対のクランクウェブ１６ａ，１６ａ間に偏心介装されたクランクピン１６ｂとの間がコンロッド３１で連結され、シリンダーボア２８内におけるピストン３０の摺動運動がクランク軸１６の回転運動に変換される。
【００２３】
一方、シリンダーヘッド２５の下面にはシリンダーボア２８に整合する燃焼室３３が形成され、シリンダーヘッド２５には燃焼室３３に通じる吸気ポート３４と排気ポート３５が形成されている。
【００２４】
図３にも示すように、吸気ポート３４には燃料混合気生成手段としてのキャブレター３６が連結され、キャブレター３６には吸気パイプ３７を介してエアクリーナー３８が接続されている。吸気パイプ３７はキャブレター３６からエアクリーナー３８に向かって上方に傾斜している。キャブレター３６は燃料噴射装置のスロットルボディー等の別形式のものであってもよい。
【００２５】
排気ポート３５にはエキゾーストパイプ４０が接続され、その後部が後輪１１の右側上方に設置された排気マフラー４１に繋がる。吸気ポート３４と排気ポート３５にはそれぞれ吸気バルブ４３と排気バルブ４４が設けられ、吸気バルブ４３と排気バルブ４４はそれぞれ直打式の吸気カム４５と排気カム４６により所定のタイミングで開閉制御される。
【００２６】
エンジンケース１４の内部の空間は隔壁４８によりクランク室４９とミッション室５０とに分割されており、クランク室４９にクランク軸１６が配置され、ミッション室５０の上部前方にカウンター軸１７、その後方にドライブ軸１８が配置され、両軸１７，１８間の下方、かつややカウンター軸１７寄りにシフト軸５１が軸支され、ドライブ軸１８の後方にピボット軸９が配置されている。なお、ピボット軸９はミッション室５０の内部には露出していない。
【００２７】
クランク軸１６の回転は図示しないプライマリードライブギヤとプライマリードリブンギヤとクラッチ機構を経てカウンター軸１７に伝達される。カウンター軸１７とドライブ軸１８にはそれぞれ数段のミッションドライブギヤ５３とミッションドリブンギヤ５４が軸装され、シフト軸５１およびこれに操作される複数のシフトフォーク５５，５６やチェンジペダル軸５７等と共に変速ミッション機構５８が構成されている。変速ミッション機構５８の構造および作用は公知のものと同様である。
【００２８】
クランク軸１６とカウンター軸１７とドライブ軸１８とピボット軸９の軸配置は下記のようになっている（図２参照）。
【００２９】
まず、側面視でピボット軸９とドライブ軸１８とを結ぶ線をＡとした場合、この線Ａの角度が水平〜後下がりに傾斜角５°までの範囲内に収まり、かつピストン上死点位置３０Ｔにおけるクランクピン１６ｂの直上近傍位置、あるいはピストン下死点位置３０Ｂにおけるピストンピン３０ａの直下近傍位置（ピストンスカート３０ｂの下縁付近）を通るようにピボット軸９とドライブ軸１８を配置する。
【００３０】
そして、この線Ａと、ドライブ軸１８とクランク軸１６とを結ぶ線Ｂとがなす角度αよりも、線Ａと、クランク軸１６とカウンター軸１７とを結ぶ線Ｃとがなす角度βが大きくなるように、より具体的には角度αが１７°〜３０°の範囲となる一方、角度βが３０°〜４０°の範囲となるようにクランク軸１６とカウンター軸１７とドライブ軸１８とピボット軸９が配置されている。ちなみに本実施形態ではαが２１．７°、βが３６°に設定されている。また、線Ａがシリンダーブロック２４のシリンダースカート２４ｂ下端近傍を通過するようにされている。
【００３１】
こうすることにより、クランク軸１６、カウンター軸１７、ドライブ軸１８、ピボット軸９のうち、クランク軸１６とドライブ軸１８との軸間距離を詰めてエンジンユニット３の前後長を縮めつつ、クランク軸１６およびシリンダーアッセンブリー１５の高さを低めてエンジンユニット３の全高を低め、エンジンユニット３の軽量コンパクト化を図るとともに、自動二輪車１の重心を低くして操縦安定性の向上を図ることができる。
【００３２】
クランク軸１６はカウンター軸１７の下方に入り込む形で近接しているため、クランク軸１６の高さを充分に低くし、しかもドライブ軸１８に軸装されるミッションドライブギヤ５３をシリンダースカート２４ｂに近づけることができるため、エンジンユニット３の小型化に多大に貢献することができる。
【００３３】
また、このエンジンユニット３では、シリンダーブロック２４とエンジンケース１４との合面Ｆの高さＨ１が、ピストン下死点位置３０Ｂにおけるピストントップの高さＨ２よりも高くなっている。よってピストン下死点位置３０Ｂではピストントップが合面Ｆよりも低くなる。なお、合面Ｆはエンジンケース１４前上部に設けられたエンジン懸架ボス６０とほぼ同じ高さに設定され、合面Ｆの切削加工等が容易にされている。
【００３４】
このように合面Ｆの高さＨ１をピストン下死点位置３０Ｂにおけるピストントップの高さＨ２よりも高くしたことにより、コンロッド３１を短くしてピストン上死点位置３０Ｔを低くできるので、必然的にシリンダーヘッド２５の高さが低くなり、結果としてエンジンユニット３の全高を低くすることができる。
【００３５】
同時にキャブレター３６の高さも低くなるため、車体フレーム２の基本構造を２サイクルエンジン車両のものと共通化あるいは類似化でき、部品構成の自由度を飛躍的に高めることができる。
【００３６】
前述の如くエンジンケース１４の内部空間は隔壁４８によりクランク室４９とミッション室５０とに分割されているが、クランク室４９内に供給されたオイルは図示しない一方弁やポンプ等のオイル排出手段により随時排出され続け、こうしてクランク室４９の底部に溜まるオイルを排出することによってクランク軸１６によるオイル撹拌ロスを避け、さらに一段とクランク軸１６の位置を引き下げてエンジンユニット３の全高を低めることができる。
【００３７】
一方、キャブレター３６とエアクリーナー３８との間を接続する吸気パイプ３７をキャブレター３６からエアクリーナー３８に向かって上方に傾斜させたため、低められたエンジン全高を利用してキャブレター３６からの燃料吹き返し（バックファイヤー）によるエアクリーナー３８の損傷を回避することができ、エアクリーナー３８側の防炎構造（ファイヤートラップ等）の簡素化を図ることもできる。
【００３８】
図４は本発明の別な実施形態を示すエンジンユニット３ａの縦断面図である。この図において、図２に示すエンジンユニット３と同様な部分には同一符号を付して説明を省略する。
【００３９】
このエンジンユニット３ａでは、側面視でクランク軸１６とカウンター軸１７が、ピボット軸９とドライブ軸１８とを結ぶ線Ａよりも下方に配置されている。各線Ａ，Ｂ，Ｃと角度α，βの関係は図２に示すエンジンユニット３と同様であり、ちなみにここではαが２２．３°、βが３２°に設定されている。
【００４０】
また、ピボット軸９とドライブ軸１８とカウンター軸１７の３つ全ての軸を、ピストン上死点位置３０Ｔにおけるクランクピン１６ｂの位置に対して、より上方となるようにクランク軸１６および３軸９，１８，１７が配置されている。
【００４１】
このようにすることにより、プライマリードリブンギヤやクラッチ機構等の高重量な部品が多数軸装されるカウンター軸１７の位置を引き下げてエンジンユニット３ａのさらなる低重心化を図ることができる。
【００４２】
なお、図２と図３の実施形態では、ともにピボット軸９がエンジンケース１４の最後部を貫く構造になっているが、ピボット軸９がエンジンケース１４を貫かずに車体フレーム２に設けられる構造の鞍乗型車両においても本発明の構成を適用すれば同様な効果が得られる。
【００４３】
また、本実施形態におけるエンジンユニット３，３ａは４サイクルエンジンであるが、２サイクルエンジンにも本発明の構成を適用してもよい。
【００４４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る鞍乗型車両のエンジンユニットによれば、エンジンユニットの全高と前後長をともに小さくして軽量、コンパクト化と車体の低重心化を図ると同時に、低められたエンジン全高を利用して燃料混合気生成手段からの吹き返しによるエアクリーナーの損傷を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るエンジンユニットが搭載された鞍乗型車両の一例を示す自動二輪車の左側面図。
【図２】本発明の一実施形態を示すエンジンユニットの縦断面図。
【図３】シリンダーアッセンブリー、キャブレター、吸気パイプ、エアクリーナーを示す左側面図。
【図４】本発明の別な実施形態を示すエンジンユニットの縦断面図。
【符号の説明】
１  鞍乗型車両の一例としての自動二輪車
３，３ａ  エンジンユニット
５  着座シート
６  前輪
９  ピボット軸
１０  スイングアーム
１１  後輪
１４  エンジンケース
１５  シリンダーアッセンブリー
１６  クランク軸
１７  カウンター軸
１８  ドライブ軸
２４  シリンダーブロック
２４ｂ  シリンダーブロックのスカート
３０  ピストン
３０Ｂ  ピストン下死点位置
３６  燃料混合気生成手段としてのキャブレター
３７  吸気パイプ
３８  エアクリーナー
４８  隔壁
４９  クランク室
５０  ミッション室
Ａ  ピボット軸とドライブ軸とを結ぶ線
Ｂ  ドライブ軸とクランク軸とを結ぶ線
Ｃ  クランク軸とカウンター軸とを結ぶ線
Ｆ  シリンダーブロックと前記エンジンケースとの合面
Ｈ１  シリンダーブロックと前記エンジンケースとの合面の高さ
Ｈ２  ピストン下死点位置におけるピストントップの高さ
【図１】
2005042558.tif 000003
【図２】
2005042558.tif 000004
【図３】
2005042558.tif 000005
【図４】
2005042558.tif 000006