(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
オイルポンプを含む潤滑装置を有し、クランク軸の左右いずれか一方にカム軸とバランサとオイルポンプを配置し、他側に変速機を配した内燃機関において、前記カム軸とバランサ軸を同軸で駆動するとともに、前記カム軸の被駆動部と前記オイルポンプをそれぞれバランサを挟んだ反対側に配置し、
前記オイルポンプは前記バランサ軸端に連結したポンプ駆動軸により駆動され、
前記オイルポンプからオイルが供給されるオイルフィルタを、前記バランサに対して前記オイルポンプと同側に配置し、かつ前記カム軸の被駆動部とカム軸方向視で重なるように配置し、
前記カム軸の被駆動部を、チェーンにより駆動するとともに、前記バランサ軸の被駆動部と前記バランサ軸の軸方向視で重なるように配置し、
前記カム軸の被駆動部と前記バランサ軸の被駆動部を、前記バランサに対して同側に配置したことを特徴とする内燃機関の補機配置構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は内燃機関における補機類の有利な配置構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
特開平７−１９５９４９号には、クランク軸を車体の前後方向へ向けて配設したエンジン（以下、この配置を縦置きという）が示されている。このエンジンには、クランク軸を挟んで一方側にカム軸とバランサ軸及びオイルポンプを上下に配設し、他側に変速機を配設することが示されている。これらの補機類の配置は、前方から見て、クランク軸の外側にバランサ及びカム軸が配置され、さらにバランサかカム軸のどちらかの近傍にオイルポンプが配置され、カムを駆動するチェーンサイドにオイルポンプが配置されている。
【発明が解決しようとする課題】
従来は、クランク軸の片側一方に動弁系の補器と潤滑系の補器が配置され、さらにカム軸の駆動用チェーンとオイルポンプが配置されているので、ドライサンプ構造を採用するためにはオイルポンプを大型化し、かつその周囲へオイルパイプを配管しなければならないが、このようにすると、ケースを大型化しなければならない。また、エンジンの全高を押さえつつドライサンプ構造を採用する場合は、大型内蔵オイルタンクの配設スペースを設けられないので、独立したオイルタンクを設置することになるが、このようにすると、オイルタンクとオイルクーラー及びエンジンを高価で重量のある複数のホースで結合しなければならず、重量及びコストが増大した。本願発明は係る問題点の解決を目的とする。
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため本願発明に係る内燃機関の補機配置構造は、オイルポンプを含む潤滑装置を有し、クランク軸の左右いずれか一方にカム軸とバランサとオイルポンプを配置し、他側に変速機を配した内燃機関において、前記カム軸とバランサ軸を同軸で駆動するとともに、前記カム軸の被駆動部と前記オイルポンプをそれぞれバランサを挟んだ反対側に配置し、
前記オイルポンプは前記バランサ軸端に連結したポンプ駆動軸により駆動され、
前記オイルポンプからオイルが供給されるオイルフィルタを、前記バランサに対して前記オイルポンプと同側に配置し、かつ前記カム軸の被駆動部とカム軸方向視で重なるように配置し、
前記カム軸の被駆動部を、チェーンにより駆動するとともに、前記バランサ軸の被駆動部と前記バランサ軸の軸方向視で重なるように配置し、
前記カム軸の被駆動部と前記バランサ軸の被駆動部を、前記バランサに対して同側に配置したことを特徴とする。
【発明の効果】
クランク軸の左右いずれか一方側へ動弁系と潤滑系の補機類を集中配置し、他側に変速機を配置するとともに、カム軸とオイルポンプを同軸駆動し、かつバランサを挟んでオイルポンプとカムスプロケットのようなカム軸の被駆動部とをそれぞれ反対側に配設したので、オイルポンプをカム軸の駆動部材と干渉せずに配置できる。このため、クランクケース等の大型化を要さずにオイルポンプを大型化してドライサンプ構造の効果を十分に発揮できるとともに、内燃機関のコンパクト化を実現できる。
【０００３】
【発明の実施の形態】
以下図面に基づいて４輪バギー車へ適用された一実施例を説明する。まず図２により４輪バギー車の全体構造を概説する。この４輪バギー車は、車体フレーム１の前後へそれぞれ左右一対づつの前輪２及び後輪３を備え、車体フレーム１の中央部にエンジンと変速機を一体に備えたパワーユニット４が支持されている。パワーユニット４はクランク軸５を車体の前後方向へ向けて配置する縦置き形式である。
【０００４】
この４輪バギー車は４輪駆動式であり、パワーユニット４の下部にクランク軸５と平行に設けられている出力軸６により、前輪プロペラ軸７を介して前輪２を駆動し、後輪プロペラ軸８を介して後輪３を駆動する。
【０００５】
パワーユニット４を構成するクランクケース１０の前側は前ケースカバー１１で覆われ、後部側は後ケースカバー１２で覆われ、これらでパワーユニットケースを構成している。クランクケース１０はさらに前ケース１０ａと後ケース１０ｂとに前後へ分割されている。また、クランクケース１０の上部にはシリンダブロック１３、シリンダヘッド１４及びシリンダヘッドカバー１５が取付けられ、シリンダヘッド１４の吸気口へは気化器１６が接続され、さらにこの気化器１６には後方からエアクリーナー１７が接続されている。シリンダヘッド１４の排気口には排気管１８が接続されている。
【０００６】
パワーユニット４の前方にはオイルクーラー２０がその冷却面を進行方向へ向けて配置され、送り側ホース２１を介してクランクケース１０に設けられたオイルポンプと通じ、戻り側ホース２２を介してクランクケース１０内に設けられたオイルタンクと通じている。図中の符号２３は冷却ファン、２４はハンドル、２５は燃料タンク、２６は鞍乗り型シートである。
【０００７】
図３はパワーユニット４の伝動機構部分につき、その構成各軸を結んで平行に切断した縦断面を概略表示するものであり、パワーユニット４を構成するクランクケース１０の前側は前ケースカバー１１で覆われ、後部側は後ケースカバー１２で覆われ、これらでパワーユニットケースを構成している。また、クランクケース１０の上部にはシリンダブロック１３、シリンダヘッド１４及びシリンダヘッドカバー１５が取付けられている。
【０００８】
クランクケース１０は前後へ２分割された前ケース１０ａと後ケース１０ｂからなり、これら前ケース１０ａと後ケース１０ｂの間にクランク軸５が支持されている。図中の符号４０はクランク軸５の一端に設けられた公知の遠心クラッチ機構からなる発進クラッチ、４１は他端側に設けられたＡＣＧ、４２はコンロッド、４３はピストンである。
【０００９】
変速機４４は公知の常時噛み合い式変速機であり、クランク軸５と平行に配設されるメイン軸４５とカウンタ軸４６を備え、メイン軸４５の一端に変速クラッチ４７を設けてクランク軸５から伝達される駆動力をメイン軸４５へ断続させるとともに、メイン軸４５とカウンタ軸４６の間に常時噛み合う多数の変速ギヤ列４８を設け、その変速出力をカウンタ軸４６の一端に設けられたファイナル駆動ギヤ４９から出力軸６上のファイナル被動ギヤ５０へ出力するようになっている。
【０００１０】
図１は後ケース１０ｂにおける各軸の配置関係につき前ケース１０ａとの合わせ面側を車体前方から示す略図であり、クランク軸５の図中右側に変速機４４が上下方向へ配設され、この変速機４４のさらに図中右側端にオイルタンク５１が設けられている。オイルタンク５１は前ケースカバー１１と前ケース１０ａの間及び前ケース１０ａと後ケース１０ｂの間に形成され、変速機４４が収容される変速機室５２側との間を隔壁５３で仕切られる。
【００１１】
この隔壁５３は後ケース１０ｂの上端から底部５４を結んで、変速機４４の側方に沿って形成され、下端部は出力軸６の下方へ回り込んでいる。このため、オイルタンク５１は前面視（図１の状態）で略三日月形をなして上下へ長く形成され、その下端部は出力軸６の下方へ回り込んでいる。
【００１２】
クランクケース１０の前面視形状は前ケース１０ａ及び後ケース１０ｂ共に同様の輪郭形状をなし、その底部５４は左右側が中央側へ向かう斜面をなし、中央部が最も低くなる下すぼまり状をなし、オイルタンク５１の底部をなす斜面部５４ａと中央部５４ｂとの接続点に隔壁５３の下端も接続し、この３つの壁部の接続点を隔壁５３方向へ下方から穿設することにより、オイルタンク５１と変速機室５２の双方へ連通するドレイン穴５５が形成され、ここにドレインボルト５６が取付けられている。なお、オイルタンク５１の上部にはオイルの注入口５７が設けられている。図中の符号５４ｃは底部５４のうち斜面部５４ａと反対側の斜面部となっている。
【００１３】
クランク軸５を挟んで変速機４４と反対側には、カム軸５８とバランサ軸５９が上下に平行して配設される。カム軸５８はカムチェーン６０を介してクランク軸５で駆動される。バランサ軸５９もクランク軸５で駆動され、クランク軸５の軸上のバランサ６１をクランク軸５と同期回転する。バランサ軸５９はその前端部がオイルポンプ６２の駆動軸と連結し、オイルポンプ６２を駆動する。
【００１４】
図４に示すように、オイルポンプ６２は、フィードポンプ６３とスカベンジポンプ６４を備え、両ポンプはそれぞれのローターを同一駆動軸上に設けて一体化したものである。フィードポンプ６３は、オイルタンク５１からオイルを吸入し、オイルフィルタ６５を介してエンジン各部の潤滑部へ給油する。スカベンジポンプ６４は底部５４の中央部５４ｂ等に形成されたオイル溜まり６６からオイルを吸い上げてオイルクーラー２０へ送り、オイルクーラー２０で冷却されたオイルはオイルタンク５１へ戻される。フィードポンプ６３の吐出路中にリリーフバルブ６７が設けられ、フィードポンプ６３の吐出圧が所定圧を越えると、スカベンジポンプ６４の吐出路へ逃がすようになっている。
【００１５】
図５はオイルポンプ６２の具体的構造を示す図であり、共通の駆動軸６８上に、仕切り壁６９を挟んでその両側にフィードポンプ用ロータ７０とスカベンジポンプ用ロータ７１を並べて配置し、フィードポンプ６３とスカベンジポンプ６４を共通のポンプハウジング内へ一体化している。駆動軸６８はバランサ軸５９と同軸上に配置され、かつ駆動軸６８は前ケース１０ａの前方側へ配置され、バランサ軸５９は前ケース１０ａと後ケース１０ｂの間に配置され、駆動軸６８とバランサ軸５９とは連結されて一体に回転する。
【００１６】
符号７２はフィードポンプ用パイプであり、フィードポンプ６３の入口７３へ接続している。７４はスカベンジポンプ６４の吐出口であり、前ケースカバー１１に形成された吐出通路７５を通り、その前面に開口する出口７６にてオイルクーラー２０への送り側ホース２１の一端が接続されている。７８はバランサ軸５９上に設けられたバランサギヤであり、クランク軸５上に形成されたバランサ駆動ギヤ７９と噛み合っている。８０はカムスプロケットであり、カム軸５８の一端に設けられクランク軸５上の駆動スプロケット（図示省略）でカムチェーン６０を介して駆動される。８１はカム軸５８上のカムでありプッシュロッド８２を介して、シリンダヘッド１４側の動弁機構を駆動する。
【００１７】
図６は前ケースカバー１１を前方から示す図、図７は前ケースカバー１１の一部を切り欠いて前ケース１０ａを前方から示す図、図８は前ケースカバー１１を取り付けていない前ケース１０ａの前ケースカバー１１との合わせ面を発進クラッチ４０を除いて示す図、図９は前ケース１０ａにつき後ケース１０ｂとの合わせ面側を示す図である。
【００１８】
これらの図において前ケース１０ａの底部５４は下すぼまり形状をなし、オイルポンプ６２のフィードポンプはフィードポンプ用パイプ７２を介して、オイルタンク５１下端部に設けた吸い込み口８５（図９）から吸い上げる。吸い込み口８５は出力軸６の下方まで回り込むオイルタンク５１の下端部に形成されている。フィードポンプ用パイプ７２は発進クラッチ４０に重なってその裏側を通り、クランク軸５及び変速クラッチ４７の下方を配管される。
【００１９】
フィードポンプはオイルを吐出路８６（図８）からオイルフィルタ６５（図７）へ吐出する。オイルフィルタ６５の吐出口８７は、前ケースカバー１１に形成されたクランク軸５の軸心へ向かう油路８８へ連通する。符号８４は、前ケースカバー１１の上方肩部に設けられるフィルターハウジングである。油路８８はクランク軸５の軸心部で、クランク軸５の軸心方向へ形成されている油路８９及び前ケースカバー１１に上方へ向かって形成された油路９０へ同時に接続し、油路９０はクランク軸５以外の動弁機構や変速機４４等への潤滑部へ給油する。
【００２０】
スカベンジポンプは、中央部５４ｂに設けられたオイル溜まり６６より、吸い口９１からスカベンジポンプ用パイプ９２を介してオイルを吸い上げる。スカベンジポンプ用パイプ９２は斜面５４ｃに沿って斜めに配管され、中間部をクリップ９３で前ケース１０ａへボルト止めされている。
【００２１】
図６に示すように、前ケースカバー１１の前面左端の上下方向中間部でオイルポンプ６２と重なる位置にスカベンジポンプからのオイルの出口７６が設けられ、右端上部のオイルタンク５１と重なる位置にオイルクーラー２０からの戻り側ホース２２（図２）の戻り口９４が設けられる。オイルクーラー２０から戻ったオイルは戻り口９４からオイルタンク５１のうち、前ケースカバー１１と前ケース１０ａの間の部分へ入る。
【００２２】
図７に示すように、前ケース１０ａ側のオイルタンク５１内には後ケース１０ｂ側との仕切り壁９５が設けられ、この仕切り壁９５にはリブ９５ａが設けられ、かつ出力軸６の近傍上方に達する下部には、後ケース１０ｂ側との連通孔９６が設けられている。前ケースカバー１１と前ケース１０ａの間に入ったオイルは、この連通孔９６から前ケース１０ａと後ケース１０ｂの間に形成されたオイルタンク５１へ移動し、この間に気液分離を促進する。
【００２３】
図９に示すように、隔壁５３の上部には切り欠き９７が設けられ、オイルタンク５１と変速機室５２を連通する。切り欠き９７の高さは、注入口５７の高さとほぼ一致し、オイルタンク５１への給油がいっぱいになると、変速機室５２内へオーバーフローするようになっている。仕切り壁９５の後ケース１０ｂ側表面にも多数のリブ９８が形成されている。図中の符号１００はメイン軸の軸受穴、１０１はカウンタ軸の軸受穴、１０２は出力軸の軸受穴である。
【００２４】
図１０は、オイル溜まり６６の構造を示す図であり、オイル溜まり６６は前ケース１０ａ及び後ケース１０ｂの中央部５４ｂの合わせ部に形成され、この空間内にストレーナ１０３が収納され、後部を後ケース１０ｂの壁部１０４で支持されている。符号１０５は前ケース１０ａにオイル溜まり６６と連通して形成されたスカベンジポンプの吸入通路であり、その先端開口部にスカベンジポンプ用パイプ９２の下端が接続されている。１０６はシフトドラム、１０７はストッパアーム、１０８はリターンスプリング、１０９はリバース切り換え軸、１１０はストッパセンサーアーム、１１１はストッパ位置検出スイッチである。
【００２５】
次に、本実施例の作用を説明する。潤滑後のオイルはクランクケース１０の底部５４へ滴下するが、クランクケース１０の左右が下すぼまり状をなすため、オイルがクランクケース１０の最下部である中央部５４ｂの油溜まり６６へ溜まりやすくなる。そこで油溜まり６６へ溜まったオイルをスカベンジポンプ用パイプ９２からオイルポンプ６２に内蔵されているスカベンジポンプ６４へ吸い込み、その吐出口７４から前ケースカバー１１に形成された吐出通路７５及びその出口７６に接続する送り側ホース２１を介してオイルクーラー２０へ送る。オイルクーラー２０で冷却されたオイルは再び戻り側ホース２２を介して前ケースカバー１１の戻り口９４からオイルタンク５１の上部へ戻る。
【００２６】
このように、オイルポンプ６２とオイルタンク５１をクランクケース１０の左右両側に設けたので、前ケース１０ａを覆う前ケースカバー１１の上部左右に出口７６と戻り口９４を設けることができ、それぞれとオイルクーラー２０の左右両面に設けられている入口及び出口を送り側ホース２１及び戻り側ホース２２で左右別々に離して直近で接続できるため、送り側ホース２１及び戻り側ホース２２を最短にでき、かつ配管を簡潔にできる。その結果、重量及びコストを軽減でき、組立及びメンテナンスを容易にできる。
【００２７】
しかも、縦置き形式のクランク軸５の左右にオイルタンク５１とオイルポンプ６２を配設したので、前ケースカバー１１の前方に対面して配置されたオイルクーラー２０の左右のうち、オイルタンク５１の配設側（車体左側）を出口として戻り側ホース２２で接続し、オイルポンプ６２側（車体右側）を入口として送り側ホース２１で接続すれば、送り側ホース２１と戻り側ホース２２をそれぞれ左右に分離して各最短距離で接続できるから、送り側ホース２１、戻り側ホース２２を可及的に短くし、かつ最も自然かつ簡単な配管ができる。
【００２８】
そのうえ、オイルタンク５１を略三日月形状をなすよう、上下方向へ長い縦長形状に形成したので、クランクケース１０の底部が下すぼまり形状をなすこともあいまって、最下部の吸い込み口８５へオイルを効率的に送り込めるとともに、タンク容量をクランクケース１０の全容量に対して半分以上となる程に充分に大きくでき、かつ液面変化を少なくできる。しかもクランクケース１０内へ設けることにより低重心化並びにマスの集中を図り、液面変化による重心の変動を少なくできる。
【００２９】
さらに、スカベンジポンプ９１は下すぼまり形状をなすクランクケース１０の最下部である油溜まり６６からオイルを吸い上げるため、オイルの回収率が高く、かつ特別なオイルパンを用いる必要がないので、車高を十分に確保できる。そのうえオイル通路を短くできるので、潤滑が必要な各部への給油に要する時間を短縮できる。
【００３０】
また、オイルタンク５１の上部に設けた前ケースカバー１１の戻り口９４へオイルクーラー２０からオイルを戻すため、オイルはオイルタンク５１の仕切り壁９５へ突き当たってから下方へ滴下し、さらに滴下しつつ多数のリブ９５ａ等へ接触するので、オイル中の空気は容易に気液分離し易くなる。そのうえ、オイルタンク５１内において連通孔９６を通してオイルを移動させるので、これによっても気液分離を促進する。
【００３１】
そのうえ、多数のリブ９５ａ及び９８を設けることにより、上記気液分離を促進する効果に加えて、オイルタンク５１を囲む壁部を強固に補強でき、これら壁部による振動時の共鳴を防止することもできる。
【００３２】
また、隔壁５３の上部に切り欠き９７を設けたので、オイルタンク５１はスカベンジポンプ６４で常に満たされ、過剰部分は切り欠き９７から変速機室５２へオーバーフローする。このため、この切り欠き９７の幅寸法をギア列の全幅をカバーするように設定すれば、切り欠き９７直下にあるギア列の噛み合い部、摺動部、又はシフトドラムの摺動溝等に潤滑できる。しかも、オイルタンク５１が常時満たされているため、フィードポンプ６３は安定的にオイルを必要ヶ所へ供給できる。
【００３３】
さらにオイルタンク５１の真上にオイル注入口５７を設けたので、オイルを補給する場合は、オイル注入口５７から規定量を注入すれば、過剰分は切り欠き９７から変速機室５２内へオーバーフローする。このため、オイルタンク５１内の液面を常時規定位置に保つことが容易になる。しかも、独立したオイルタンクを持たない構造であるが、オーバーフローの切り欠き９７を設けたことによってオイルレベルの確認手法を通常のウェットサンプ式構造と同一手順とすることができる。
【００３４】
また、ドレイン穴５５をオイルタンク５１と変速機室５２の双方へ連通するように底部５４及び隔壁５３を穿設したので、ドレイン穴５５を一つだけで共用でき、ドレイン穴５５の加工工数並びにドレインボルト５６の使用を最小にできるため部品点数を削減できる。オイル交換時等にはドレイン穴５５から使用済みオイルを抜いて、注入口５７から新しいオイルを注入し、レベルゲージで確認することができる。
【００３５】
さらにまた、バランサ軸５９を挟んでカム軸５８のカムスプロケット８０を後方へ、オイルポンプ６２を前方へ分離配置したので、オイルポンプ６２はカムスプロケット８０を駆動するカムチェーン６０と干渉するおそれがなくなり、クランクケース１０等の大型化を要さずに大型化できる。そのうえオイルポンプ６２近傍においてオイルパイプ類の取り回しを発進クラッチ４０の内側とし、カムチェーン６０をバランサギア７８とＡＣＧ４１の間に配置したので、これらの内蔵部品のさらに外側にオイルタンク５１を内蔵するスペースが確保でき、このように、補機の配置、構成を工夫し、スペースを効率よく使用したことによって、エンジンをコンパクトに設計できる。そのうえさらに、独立したオイルタンクを装備する必要がないので従来のドライサンプ構造の利点に加えて潤滑システムがシンプルな構成となる。
【００３６】
なお、このようなオイルタンク、変速機並びに補機類の配置構造は、出力軸を装備しない４輪駆動車用以外のエンジンにも適用可能であり、この場合、出力軸のスペースをオイルタンクに割り当てられるため、クランク軸より右側の全高を低く押さえることが可能となり、シリンダブロックはその空いたスペースを使って、さらに右側に傾斜可能となる。結果としてより全高が低く、重心位置の低いエンジンが提供できる可能性がある。
【００３７】
また、オイルポンプとオイルタンクとの配管は、スカベンジポンプとオイルタンク上部とを連結し、フィードポンプとオイルタンクの下部とを連結するようにして接続部を上下に分けることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  実施例のクランクケースにおける各軸の配置を前方から示す図
【図２】  実施例の適用された４輪バギー車の車体要部側面図
【図３】  パワーユニットの縦断面図
【図４】  潤滑系統図
【図５】  オイルポンプの構造を示す断面図
【図６】  前ケースカバーを前方から示す図
【図７】  クランクケースの前ケースを前方から示す図
【図８】  発進クラッチを除いて前ケースを前方から示す図
【図９】  前ケースの後ケースとの合わせ面を後方から示す図
【図１０】油溜まり部分を示すクランクケースの前後方向断面図
【符号の説明】
４：パワーユニット、５：クランク軸、６：出力軸、１０：クランクケース、１１：前ケースカバー、４０：発進クラッチ、４４：変速機、４５：メイン軸、４６：カウンタ軸、４７：変速クラッチ、５１：オイルタンク、５２：変速機室、５３：隔壁、５５：ドレイン穴、５９：バランサ軸、６２：オイルポンプ、６３：フィードポンプ、６４：スカベンジポンプ、６６：油溜まり、７２：フィードポンプ用パイプ、８５：吸い込み口、９２：吸入パイプ、９７：オーバーフロー用の切り欠き
【図１】
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【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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