(57)【要約】エネルギーのロスを低減できる４ストロークエンジンユニットを提供する。４ストロークエンジンユニットは、低温粘度グレードが２０Ｗよりも低い低粘度オイルで内部が潤滑されるように構成された負荷変動型４ストロークエンジンと、低粘度オイルと接触する位置に設けられる始動発電機とを備える。始動発電機は、周方向にスロットを空けて設けられた複数の歯部を備えるステータコア、及び歯部に巻回される複数相のステータ巻線を有するステータと、ステータと空隙を空けて向かい合うように周方向に並ぶ永久磁石部を有し、クランク軸と同軸上に配置されたロータとを備える。
2020141594.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
４ストロークエンジンユニットであって、
前記４ストロークエンジンユニットは、
クランクケースと、前記クランクケースに接続されるシリンダと、前記クランクケースに回転可能に支持されるクランク軸とを備え、前記クランクケース及び前記シリンダは、低温粘度グレードが２０Ｗよりも低い低粘度オイルで内部が潤滑されるように構成され、４ストロークの間に、前記クランク軸を回転させる負荷が大きい高負荷領域と、前記クランク軸を回転させる負荷が前記高負荷領域の負荷より小さい低負荷領域とを有する負荷変動型４ストロークエンジンと、
周方向にスロットを空けて設けられた複数の歯部を備えるステータコア、及び前記歯部に巻回される複数相のステータ巻線を有するステータと、前記ステータと空隙を空けて向かい合うように前記周方向に並ぶ永久磁石部を有し、前記クランク軸と同軸上に配置されたロータとを備え、前記低粘度オイルと接触する位置に設けられる始動発電機と
を備える。
【請求項２】
請求項１に記載の４ストロークエンジンユニットであって、
前記始動発電機の前記永久磁石部は、前記スロットの数の２／３より多い磁極面を有する。
【請求項３】
請求項２に記載の４ストロークエンジンユニットであって、
前記始動発電機が収納される空間内で、前記クランクケース内で前記クランクケースに対し位置が固定されるように前記クランクケースに支持された、前記ロータの位置の検出を表す信号を出力するロータ位置検出装置を更に備える。
【請求項４】
請求項１から３の何れか１項に記載の４ストロークエンジンユニットであって、
前記始動発電機が配置される空間は、前記ステータが固定された始動発電機カバーにより覆われ、
前記始動発電機のロータは、前記クランク軸の軸線方向における、前記ステータと前記シリンダとの間で前記クランク軸に接続された有底筒状である。
【請求項５】
請求項１から４の何れか１項に記載の４ストロークエンジンユニットであって、
前記４ストロークエンジンユニットは、前記低粘度オイルによって潤滑されるように前記クランクケース内に設けられ、前記クランク軸からの駆動力が伝達されるマニュアル・トランスミッションを備える。
【請求項６】
請求項１から４の何れか１項に記載の４ストロークエンジンユニットであって、
前記４ストロークエンジンユニットは、第１の方向と、前記第１の方向と反対の第２の方向とを含むクランク軸の軸線方向において、前記クランク軸の前記第１の方向に入力部が配置され、前記クランク軸からの駆動力が伝達される無段変速機を備え、
前記始動発電機は、前記軸線方向において、前記クランク軸の前記第２の方向に配置される。
【請求項７】
請求項１から６の何れか１項に記載の４ストロークエンジンユニットであって、
前記４ストロークエンジンユニットは、ラジエータを備え、
前記シリンダは、前記ラジエータからの冷却水が供給されるウォータージャケットを有する。
【請求項８】
請求項１から７の何れか１項に記載の４ストロークエンジンユニットであって、
前記ロータは、冷却のための気流を発生させるファン又はフィンを備えていない。
【請求項９】
鞍乗型車両であって、
前記鞍乗型車両は、請求項１から８の何れか１項に記載の４ストロークエンジンユニットを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、４ストロークエンジンユニット、及び同エンジンユニットを備えた鞍乗型車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１の自動二輪車は、４ストロークエンジンユニットを備えている。４ストロークエンジンユニットは、４ストロークエンジンと、トランスミッションと、始動発電機とを備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第５５９１７７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
４ストロークエンジンでは、エネルギーのロスを低減することが望まれている。【０００５】
本発明の目的は、始動時において、エネルギーのロスを低減できる４ストロークエンジンユニットを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
４ストロークエンジンは、部品を円滑に動かすための潤滑作用を有するエンジンオイルを含んでいる。始動時において、４ストロークエンジンのシリンダ内でピストンが往復動する。そうすると、クランク軸の回転に連動してオイルポンプが作動し、４ストロークエンジンの各部品にエンジンオイルが供給される。これにより、４ストロークエンジンの各部品は、円滑に動作する。また、エンジンオイルは、エンジンにおいて発生する熱を吸収し、エンジンを冷却し、エンジンの動作時の温度を適度に保つ作用を有する。エンジンオイルは、混合ガスの燃焼により生じた熱量を吸収して、吸収した熱をエンジン外部に放熱する。従って、エンジンオイルは、４ストロークエンジンの温度を適度に保つことができる。これにより、エンジンオイルは、エンジンを適温に保つことができる。【０００７】
本発明者らは、エンジンオイルとして低温粘度グレードが２０Ｗよりも低い低粘度オイルを使用し、始動発電機を４ストロークエンジンのクランクケース内に配置して、始動発電機を低粘度オイルと接触させることを検討した。【０００８】
始動発電機は、始動時において電流が供給されることにより発熱する。始動発電機に接触しているエンジンオイルに熱が伝わる。これにより、エンジンオイルが、暖められる。暖まったエンジンオイルは、４ストロークエンジン全体に循環される。低粘度オイルは４ストロークエンジン全体に循環しやすい。特に、粘度の低いエンジンオイルに熱が加わると、常温の状態に比べてオイルの粘度が低下する。このため、常温のエンジンオイルよりも素早い循環が可能となる。これにより、４ストロークエンジンの動作時の抵抗が減少する。また、低粘度オイルが始動発電機に接触し、始動発電機によって暖められる。このため、始動発電機の回転に対する抵抗を小さくできる。その結果、（１）の４ストロークエンジンユニットは、エネルギーのロスを低減できる。【０００９】
以上の目的を達成するために、本発明の一つの観点によれば、４ストロークエンジンユニットは、次の構成を備える。【００１０】
（１）  ４ストロークエンジンユニットであって、
前記４ストロークエンジンユニットは、
クランクケースと、前記クランクケースに接続されるシリンダと、前記クランクケースに回転可能に支持されるクランク軸とを備え、前記クランクケース及び前記シリンダは、低温粘度グレードが２０Ｗよりも低い低粘度オイルで内部が潤滑されるように構成され、４ストロークの間に、前記クランク軸を回転させる負荷が大きい高負荷領域と、前記クランク軸を回転させる負荷が前記高負荷領域の負荷より小さい低負荷領域とを有する負荷変動型４ストロークエンジンと、
周方向にスロットを空けて設けられた複数の歯部を備えるステータコア、及び前記歯部に巻回される複数相のステータ巻線を有するステータと、前記ステータと空隙を空けて向かい合うように前記周方向に並ぶ永久磁石部を有し、前記クランク軸と同軸上に配置されたロータとを備え、前記低粘度オイルと接触する位置に設けられる始動発電機と
を備える。【００１１】
（１）のエンジンユニットは、負荷変動型４ストロークエンジンと、始動発電機とを備える。
負荷変動型４ストロークエンジンは、クランクケースと、シリンダと、クランク軸とを備える。シリンダは、クランクケースに接続される。クランクケース及びシリンダは、低温粘度グレードが２０Ｗよりも低い低粘度オイルで内部が潤滑されるように構成される。クランク軸は、クランクケースに回転可能に支持される。
始動発電機は、ステータと、ロータとを備える。ステータは、ステータコア及び複数相のステータ巻線を有する。ステータコアは、周方向にスロットを空けて設けられた複数の歯部を備える。複数相のステータ巻線は、歯部に巻回される。ロータは、永久磁石部を有する。永久磁石部は、ステータと空隙を空けて向かい合うように周方向に並ぶ磁極面を有する。ロータは、クランク軸に固定されている。始動発電機は、低粘度オイルと接触する位置に設けられる。【００１２】
（１）の構成によれば、エンジンオイルに低温粘度グレードが２０Ｗよりも低い低粘度オイルを使用し、始動発電機を４ストロークエンジンのクランクケース内に配置して、始動発電機を低粘度オイルと接触させる。始動発電機は、始動時において電流が供給されることにより発熱する。これにより、始動時に、始動発電機に接触している低粘度オイルに、熱が伝わる。これにより、低粘度オイルが、暖められる。低粘度オイルは、４ストロークエンジン全体に循環される。低粘度オイルは４ストロークエンジン全体に循環しやすい。特に、低粘度オイルに熱が加わると、さらにオイルの粘度が低下する。このため、常温の低粘度オイルよりも素早い循環が可能となる。従って、エネルギーのロスを低減することが可能である。また、（１）の４ストロークエンジンユニットでは、低粘度オイルが始動発電機に接触し、始動時に暖められる。このため、始動発電機の回転に対する抵抗を小さくできる。その結果、（１）の４ストロークエンジンユニットは、エネルギーのロスを低減できる。【００１３】
本発明の一つの観点によれば、４ストロークエンジンユニットは、以下の構成を採用できる。
（２）  （１）の４ストロークエンジンユニットであって、
前記始動発電機の前記永久磁石部は、前記スロットの数の２／３より多い磁極面を有する。【００１４】
（２）の４ストロークエンジンユニットによれば、始動発電機の（磁極面／スロット数）が、２／３より多いという条件を満たしている。このため、始動発電機の発電時に、ステータ巻線の温度が低粘度オイルの温度よりも高くならない乃至高くなり難い。これにより、始動発電機が低粘度オイルと接触するように配置されても、低粘度オイルの蒸発を抑制できる。このため、始動発電機は、低粘度オイルと接触する環境下に配置できる。【００１５】
本発明の一つの観点によれば、４ストロークエンジンユニットは、以下の構成を採用できる。
（３）  （２）の４ストロークエンジンユニットであって、
前記始動発電機が収納される空間内で、前記クランクケース内で前記クランクケースに対し位置が固定されるように前記クランクケースに支持された、前記ロータの位置の検出を表す信号を出力するロータ位置検出装置を更に備える。【００１６】
（３）の４ストロークエンジンユニットによれば、ロータ位置検出装置が、始動発電機のロータの位置の検出を表す信号を出力する。始動発電機は、低粘度オイルの温度よりも高くならない乃至高くなり難いステータ巻線を有する。従って、ロータ位置検出装置の構成として、例えば上限動作温度が比較的低いホールＩＣ、又は、上限動作温度が比較的高いピックアップコイルのいずれも採用することができる。従って、設計の自由度が高い。【００１７】
本発明の一つの観点によれば、４ストロークエンジンユニットは、以下の構成を採用できる。
（４）  （１）から（３）の何れか１の４ストロークエンジンユニットであって、
前記始動発電機が配置される空間は、前記ステータが固定された始動発電機カバーにより覆われ、
前記始動発電機のロータは、前記クランク軸の軸線方向における、前記ステータと前記シリンダとの間で前記クランク軸に接続された有底筒状である。【００１８】
始動発電機は、ステータに電流が供給されることにより駆動する。また、始動発電機は、ステータにおいて電流が発生することにより、発電を行う。駆動時及び発電時いずれの場合にも、ステータは熱を生じる。従って、始動発電機が収容される空間は、熱が籠り、クランクケース内の温度が上昇しやすい。（４）の４ストロークエンジンユニットによれば、ステータが始動発電機カバーに固定される。この時、始動発電機のロータは、クランク軸の軸線方向でシリンダと反対の方向に向かって開いている。そのため、ステータは、例えば始動発電機のロータがクランク軸の軸線方向でシリンダに向かって開いた構成と比べ、エンジン始動後のシリンダ内の熱による影響が抑えられる。始動発電機が低粘度オイルと接触するように配置されても、低粘度オイルの蒸発を抑制できる。【００１９】
本発明の一つの観点によれば、４ストロークエンジンユニットは、以下の構成を採用できる。
（５）  （１）から（４）の何れか１の４ストロークエンジンユニットであって、
前記４ストロークエンジンユニットは、前記低粘度オイルによって潤滑されるように前記クランクケース内に設けられ、前記クランク軸からの駆動力が伝達されるマニュアル・トランスミッションを備える。【００２０】
（５）の４ストロークエンジンユニットによれば、始動発電機により暖められた低粘度オイルは、４ストロークエンジン全体に素早く循環される。この時、クランク軸からの駆動力が伝達されるマニュアル・トランスミッションにも低粘度オイルが素早く供給される。従って、（５）の４ストロークエンジンユニットは、始動時において、マニュアル・トランスミッションの動作によるエネルギーのロスを低減できる。【００２１】
本発明の一つの観点によれば、４ストロークエンジンユニットは、以下の構成を採用できる。
（６）  （１）から（４）の何れか１の４ストロークエンジンユニットであって、
前記４ストロークエンジンユニットは、第１の方向と、前記第１の方向と反対の第２の方向とを含むクランク軸の軸線方向において、前記クランク軸の前記第１の方向に入力部が配置され、前記クランクケースの内部に配置されず、前記クランク軸からの駆動力が伝達される無段変速機を備え、
前記始動発電機は、前記軸線方向において、前記クランク軸の前記第２の方向に配置される。【００２２】
（６）の４ストロークエンジンユニットは、クランク軸からの動力が伝達される無段変速機を備える。（６）の４ストロークエンジンユニットによれば、無段変速機は、クランクケースの内部に配置されない。そのため、（６）の４ストロークエンジンユニットによれば、無段変速機は、エンジンの熱の影響を受けにくい。従って、（６）の４ストロークエンジンユニットによれば、無段変速機は、ベルト等の劣化が抑えられる。【００２３】
本発明の一つの観点によれば、４ストロークエンジンユニットは、以下の構成を採用できる。
（７）  （１）から（６）の何れか１の４ストロークエンジンユニットであって、
前記４ストロークエンジンユニットは、ラジエータを備え、
前記シリンダは、前記ラジエータからの冷却水が供給されるウォータージャケットを有する。【００２４】
（７）の４ストロークエンジンユニットによれば、４ストロークエンジンは水冷エンジンである。シリンダのウォータージャケット内に冷却水を有する４ストロークエンジンが始動時に暖まるまでの時間は、冷却水無しの構成と比べて長い傾向を有する。この結果、動作の抵抗が大きい期間も、長い傾向を有する。（７）の４ストロークエンジンユニットによれば、始動時において、低粘度オイルが使用され、低粘度オイルが始動発電機により暖められる。このため、動作の抵抗が大きい期間を短くすることができる。従って、（７）の４ストロークエンジンユニットは、水冷エンジンにおけるエネルギーのロスを低減できる。【００２５】
本発明の一つの観点によれば、鞍乗型車両は、以下の構成を採用できる。
（８）  （１）から（７）の何れか１の４ストロークエンジンユニットであって、
前記ロータは、冷却のための気流を発生させるファン又はフィンを備えていない。【００２６】
（８）の構成によれば、始動発電機が低粘度オイルと接触するように始動発電機と４ストロークエンジンとの間に仕切りが設けられていない。これにより、始動時に始動発電機により低粘度オイルを迅速に暖め、低粘度オイルをより低粘度化し、冷却効率を向上させることができる。ロータがファン又はフィンの何れも備えていなくても、４ストロークエンジンユニットは、優れた冷却効率を実現できる。仕切りと、ファン又はフィンとを有さないので、クランク軸の軸線方向における４ストロークエンジンのサイズを小型化できる。サイズの小型化により、エネルギーのロスをより効果的に低減できる。【００２７】
本発明の一つの観点によれば、鞍乗型車両は、以下の構成を採用できる。
（９）  鞍乗型車両であって、
前記鞍乗型車両は、（１）から（８）の何れか１の４ストロークエンジンユニットを備える。【００２８】
（９）の構成によれば、鞍乗型車両は、（１）から（８）の何れか１の４ストロークエンジンユニットを備えることにより、エネルギーのロスを低減できる。【００２９】
本明細書にて使用される専門用語は特定の実施例のみを定義する目的であって発明を制限する意図を有しない。本明細書にて使用される用語「及び／又は」は一つの、又は複数の関連した列挙された構成物のあらゆる又は全ての組み合わせを含む。本明細書中で使用される場合、用語「含む、備える（including）」「含む、備える（comprising）」又は「有する（having）」及びその変形の使用は、記載された特徴、工程、操作、要素、成分及び／又はそれらの等価物の存在を特定するが、ステップ、動作、要素、コンポーネント、及び／又はそれらのグループのうちの１つ又は複数を含むことができる。本明細書中で使用される場合、用語「取り付けられた」、「接続された」、「結合された」及び／又はそれらの等価物は広く使用され、直接的及び間接的な取り付け、接続及び結合の両方を包含する。更に、「接続された」及び「結合された」は、物理的又は機械的な接続又は結合に限定されず、直接的又は間接的な電気的接続又は結合を含むことができる。他に定義されない限り、本明細書で使用される全ての用語（技術用語及び科学用語を含む）は、本発明が属する当業者によって一般的に理解されるのと同じ意味を有する。一般的に使用される辞書に定義された用語のような用語は、関連する技術及び本開示の文脈における意味と一致する意味を有すると解釈されるべきであり、本明細書で明示的に定義されていない限り、理想的又は過度に形式的な意味で解釈されることはない。本発明の説明においては、多数の技術及び工程が開示されていると理解される。これらの各々は個別の利益を有し、それぞれは、他の開示された技術の１つ以上、又は、場合によっては全てと共に使用することもできる。従って、明確にするために、この説明は、不要に個々のステップの可能な組み合わせを全て繰り返すことを控える。それにもかかわらず、明細書及び特許請求の範囲は、そのような組み合わせが全て本発明及び請求項の範囲内にあることを理解して読まれるべきである。【００３０】
本明細書では、新しい４ストロークエンジンユニットについて説明する。以下の説明では、説明の目的で、本発明の完全な理解を提供するために多数の具体的な詳細を述べる。しかしながら、当業者には、これらの特定の詳細なしに本発明を実施できることが明らかである。本開示は、本発明の例示として考慮されるべきであり、本発明を以下の図面又は説明によって示される特定の実施形態に限定することを意図するものではない。【００３１】
負荷変動型４ストロークエンジンは、４ストロークの間に、高負荷領域と低負荷領域とを有する。負荷変動型４ストロークエンジンは、例えば、単気筒エンジン、２気筒エンジン、不等間隔燃焼型３気筒エンジン、又は、不等間隔燃焼型４気筒エンジンである。負荷変動型４ストロークエンジンは、例えば、３つより少ない気筒を有するエンジンである。本開示の一実施形態において、負荷変動型４ストロークエンジンは、例えば、単気筒エンジン又は２気筒エンジンである。２気筒エンジンは、２つの気筒を有する不等間隔燃焼エンジンであってもよい。２つの気筒を有する不等間隔燃焼エンジンとして、例えばＶ型エンジンが挙げられる。
負荷変動型４ストロークエンジンでは、低い回転速度における回転の変動が、他のタイプのエンジンと比べ大きい。高負荷領域とは、エンジンの１燃焼サイクルのうち、負荷トルクが１燃焼サイクルにおける負荷トルクの平均値よりも高い領域をいう。低負荷領域とは、１燃焼サイクルにおける高負荷領域以外の領域をいう。エンジンでは、クランク軸の回転角度を基準として見ると、低負荷領域は、例えば、高負荷領域より広い。圧縮行程は、高負荷領域と重なりを有する。なお、本明細書において、負荷変動型４ストロークエンジンに関して示される方向は、当該負荷変動型４ストロークエンジンが搭載された鞍乗型車両を基準として示されている。【００３２】
始動発電機は、エンジン始動及び発電の双方が可能な回転電機である。始動発電機は、例えばアウターロータ型でもよく、また、インナーロータ型でもよい。また、始動発電機は、ラジアルギャップ型でなく、アキシャルギャップ型でもよい。一つの実施形態によれば、始動発電機では、ロータが、永久磁石を備えている。始動発電機は、例えば、ロータの磁極部が磁性材料から露出した表面磁石型（ＳＰＭ型）である。始動発電機はこれに限られず、例えば、ロータの磁極部が磁性材料に埋め込まれた埋込磁石型（ＩＰＭ型）であってもよい。
例えば、（磁極面／スロット数）は、２／３より多い。但し、（磁極面／スロット数）は、特に限定されず、例えば２／３以下でもよい。（磁極面／スロット数）は、２／３より多い場合、（磁極面／スロット数）の上限値としては、例えば、４／３が挙げられる。本開示に係る一例において、当該比は、８／９以上である。本開示に係る一例において、当該比は、１／１以上である。本開示に係る一例において、当該比は、１／１より大きい。本開示に係る一例において、当該比は、４／３である。なお、ステータに制御基板等を設置するためにステータのスロットの一部が形成されない場合がある。このような場合、本来スロットが設けられるべき位置に、スロットが設けられることとして、スロットの数が決定されてもよい。フライホイールの磁極数についても同様である。即ち、磁極数とスロット数とが実質的に４：３の関係を満たすような４：３系列の磁極及びスロットの配置が行われる場合、（磁極面／スロット数）が４／３であるといえる。【００３３】
クランクケースは、４ストロークエンジンユニットのうち、クランク軸の少なくとも一部を収容するケースである。クランクケースは、気筒（シリンダ）と接続される。クランクケースは、例えば始動発電機を収容する。この場合、クランクケースは、始動発電機カバーと、始動発電機収納空間も含む。但し、始動発電機は、クランクケースのみにより収納されてもよい。【００３４】
ロータ位置検出装置は、始動発電機のロータの位置を検出する装置である。ロータ位置検出装置として、例えばピックアップが使用される。但しロータ位置検出装置として、例えばホールＩＣが使用されてもよい。ロータ位置検出装置が始動発電機収納空間内に配置される場合、ロータ位置検出装置は、クランクケースに取り付けられる。ロータ位置検出装置は、例えばクランクケースの始動発電機カバーに取り付けられる。ロータ位置検出装置が始動発電機収納空間内に配置される場合、ロータ位置検出装置は、例えば、ステータに取り付けられてもよい。【００３５】
無段変速機（ＣＶＴ）は、変速比を連続的に変化させる変速装置である。無段変速機は、例えば駆動プーリー（プライマリープーリー）及び被駆動プーリー（セカンダリープーリー）の２つの溝幅の変更が可能なプーリーの間にベルトがかけられている構造を有する。無段変速機は、駆動プーリーが回転することにより変速比を変更できる。無段変速機は、例えば、電気制御によって変速比が制御される電子制御式無段変速機（Electro Continuously Variable Transmission：ＥＣＶＴ）であってもよい。変速比とは、変速装置の出力軸回転速度に対する入力軸回転速度の比である。例えば、駆動輪の回転速度が等しい条件の場合、変速比が大きいほど、クランク軸の回転速度が大きい。また、クランク軸の回転速度が等しい条件の場合、変速比が大きいほど、駆動輪の回転速度が小さい。【００３６】
鞍乗型車両（straddled vehicle） とは、運転者がサドルに跨って着座する形式のビークルをいう。鞍乗型車両としては、例えば、スクータ型、モペット型、オフロード型、オンロード型の自動二輪車が挙げられる。また、鞍乗型車両としては、自動二輪車に限定されず、例えば、自動三輪車、ＡＴＶ（All-Terrain Vehicle）等であってもよい。自動三輪車は、２つの前輪と１つの後輪とを備えていてもよく、１つの前輪と２つの後輪とを備えていてもよい。鞍乗型車両の駆動輪は、後輪であってもよく、前輪であってもよい。また、鞍乗型車両の駆動輪は、後輪及び前輪の双方であってもよい。【００３７】
また、鞍乗型車両は、リーン姿勢で旋回可能に構成されていることが好ましい。リーン姿勢で旋回可能に構成された鞍乗型車両は、カーブの内方向に傾いた姿勢で旋回するように構成される。これにより、リーン姿勢で旋回可能に構成された鞍乗型車両は、旋回時に鞍乗型車両に加わる遠心力に対抗する。リーン姿勢で旋回可能に構成された鞍乗型車両では、軽快性が求められるため、発進の操作に対する進行の応答性が重要視される。リーン姿勢で旋回可能に構成された鞍乗型車両では、例えば、動力源から駆動輪までの動力伝達経路に、流体の力学的作用を利用したトルクコンバータが設けられていない。【００３８】
一つの好ましい実施形態に係る４ストロークエンジンユニットにおいて、ロータは、ファン又はフィンの何れも有さないことが好ましい。ファンは、冷却のための気流を生じさせるようにロータに設けられた部分を指す。フィンは、冷却のための伝熱面積を広げるためにロータに設けられた部分を指す。クランク軸と同軸上に配置されるロータは、例えば、径方向に広がる面を有する部分、及び、周方向に広がる面を有する部分の少なくとも一方を有する。フィン又はファンが、径方向に広がる面に設けられる場合、フィン又はファンは、当該面からクランク軸の軸線方向に突出するように設けられる。フィン又はファンが、周方向に広がる面に設けられる場合、フィン又はファンは、当該面から径方向に突出するように設けられる。一つの好ましい実施形態において、フィン又はファンが突出する長さは、フィン又はファンの厚さ以上である。この一つの好ましい実施形態において、当該面から突出する長さが厚さよりも小さい部分は、フィン又はファンに該当しないと解釈されることができる。
【発明の効果】
【００３９】
本発明によれば、始動時において、エネルギーのロスを低減できる４ストロークエンジンユニットを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の一実施形態に係る４ストロークエンジンユニットの構成を示す図である。
【図２】図１に示す４ストロークエンジンユニットの第１の実施例を示す断面図である。
【図３】図１に示す４ストロークエンジンユニットの第１の実施例を示す側面図である。
【図４】図２に示す始動発電機の回転軸線に垂直な断面を示す断面図である。
【図５】（Ａ）は、始動発電機の駆動特性を模式的に示す説明図である。（Ｂ）は、発電特性を模式的に示す説明図である。
【図６】図２の４ストロークエンジンユニットを搭載した鞍乗型車両の側面図である。
【図７】図１に示す４ストロークエンジンユニットの第２の実施例を示す断面図である。
【図８】図１に示す４ストロークエンジンユニットの第２の実施例を示す側面図である。
【図９】図７の４ストロークエンジンユニットを搭載した鞍乗型車両の側面図である。
【図１０】図１に示す４ストロークエンジンユニットの第３の実施例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
以下、本発明を、図面を参照しつつ説明する。
【００４２】
［実施形態］
図１は、本発明の一実施形態に係る４ストロークエンジンユニットの構成を示す図である。
本明細書及び図面で、Ｆは、鞍乗型車両１における前方を示す。Ｂは、鞍乗型車両１における後方を示す。ＦＢは、鞍乗型車両１における前後方向を示す。Ｕは、鞍乗型車両１における上方を示す。Ｄは、鞍乗型車両１における下方を示す。ＵＤは、鞍乗型車両１における上下方向を示す。Ｌは、鞍乗型車両１における左方を示す。Ｒは、鞍乗型車両１における右方を示す。ＬＲは、鞍乗型車両１における左右方向を示す。ＬＲは、鞍乗型車両１におけるクランク軸の軸線方向でもある。即ち、鞍乗型車両１におけるクランク軸の軸線方向ＬＲは、鞍乗型車両１における右方Ｒ、及び左方Ｌの双方を含んでいる。
図１の４ストロークエンジンユニット１０は、負荷変動型４ストロークエンジン２０と、始動発電機６０とを備える。なお、以下においては、負荷変動型４ストロークエンジン２０は、４ストロークエンジン２０とも称される。ここで、図１のパート（ａ）は、４ストロークエンジンユニット１０の断面図であり、図１のパート（ｂ）は、４ストロークエンジンユニット１０の側面図である。
４ストロークエンジン２０は、クランクケース２１と、シリンダ２２と、クランク軸２４とを有する。シリンダ２２は、クランクケース２１と接続される。クランクケース２１及びシリンダ２２は、低粘度オイルＯＬで内部が潤滑されるように構成されている。クランク軸２４は、クランクケース２１に回転可能に支持される。４ストロークエンジン２０は、ガスの燃焼によって生じるパワーをクランク軸２４のトルク及び回転速度として出力する。４ストロークエンジン２０は、４ストロークの間に、クランク軸２４を回転させる負荷が大きい高負荷領域と、クランク軸を回転させる負荷が高負荷領域の負荷より小さい低負荷領域とを有する。本実施形態において、低粘度オイルＯＬは、ＳＡＥ粘度分類による低温粘度グレードが２０Ｗよりも低い潤滑オイルである。低粘度オイルＯＬは、クランクケース２１内の一部に溜まっている。
【００４３】
始動発電機６０は、ステータ６２と、ロータ６１とを備える。ステータ６２は、周方向にスロットを空けて設けられた複数の歯部６２３を有するステータコア６２１と、歯部６２３に巻回される複数相のステータ巻線６２２をと有する。ロータ６１は、ステータ６２と空隙を空けて向かい合うように周方向に並ぶ永久磁石部６１４を有する。ロータ６１は、クランク軸２４と同軸上に配置される。始動発電機６０は、低粘度オイルＯＬと接触する位置に設けられる。始動発電機６０は、電力の供給を受けて４ストロークエンジン２０を駆動する。また、始動発電機６０は、クランク軸２４を介して４ストロークエンジン２０に駆動され発電する。
【００４４】
始動発電機６０は、始動時において電流が供給されることにより発熱する。これにより、始動発電機６０に接触している低粘度オイルＯＬに、熱が伝わる。そうすると、低粘度オイルＯＬが、暖められる。この時、暖まった低粘度オイルＯＬは、４ストロークエンジン２０全体に素早く循環される。粘度の低い低粘度オイルＯＬをエンジンオイルに使用すると、４ストロークエンジン２０全体にエンジンオイルを循環させやすい。特に、低粘度オイルＯＬに熱を加えると、常温の状態に比べて、更にオイルの粘度が低下するため、常温のエンジンオイルよりも素早く４ストロークエンジン２０内へ循環させることが可能となる。４ストロークエンジン２０の始動時に、低粘度オイルＯＬが始動発電機６０により暖められ攪拌され、暖まった低粘度オイルＯＬがより早く４ストロークエンジン２０全体にいきわたる。低粘度オイルＯＬの粘度は暖められることによって更に低下する。そうすると、始動直後に、低粘度オイルＯＬを含めた４ストロークエンジン２０の各部品が、４ストロークエンジン２０の動作に必要な温度に暖められる。従って、始動時において、４ストロークエンジンの動作の抵抗が減少する。４ストロークエンジン２０は、エネルギーのロスを低減できる。
また、４ストロークエンジンユニット１０は、低粘度オイルＯＬをエンジンオイルに使用するため、粘度の低下に伴うエネルギーロスの低減だけではなく、攪拌に伴うエネルギーロスを低減できる。このため、始動発電機の回転に対する抵抗を小さくできる。その結果、４ストロークエンジンユニット１０は、始動時において、エネルギーのロスを低減できる。
【００４５】
［実施例］
（第１の実施例）
図２は、図１に示す４ストロークエンジンユニット１０の第１の実施例を示す断面図である。図３は、図１に示す４ストロークエンジンユニット１０の第１の実施例を示す側面図である。以下、図２及び図３を参照して、４ストロークエンジンユニット１０の第１の実施例について、詳細に説明する。ここで、本実施例の４ストロークエンジンユニット１０は、４ストロークエンジン２０と、マニュアル・トランスミッション３０と、マニュアル・クラッチ４０と、始動発電機６０とを備える。
【００４６】
４ストロークエンジンユニット１０の４ストロークエンジン２０は、クランクケース２１と、シリンダ２２と、ピストン２６と、コネクティングロッド２５と、クランク軸２４とを備えている。
ピストン２６は、シリンダ２２内に往復移動自在に設けられている。クランク軸２４は、クランクケース２１内に回転可能に設けられている。コネクティングロッド２５は、ピストン２６とクランク軸２４を接続している。シリンダ２２の上部には、シリンダヘッド２３が取り付けられている。シリンダ２２とシリンダヘッド２３とピストン２６とによって、燃焼室が形成される。
クランク軸２４は、クランクケース２１に、一対のベアリング２４２を介して、回転自在な態様で支持されている。クランク軸２４は、始動発電機６０と、マニュアル・クラッチ４０に動力を伝達する駆動ギア２４１とが取り付けられる。始動発電機６０は、クランク軸２４の軸線方向ＬＲに見た時に、クランク軸２４の第１の方向に取り付けられている。駆動ギア２４１は、クランク軸２４の軸線方向ＬＲに見た時に、クランク軸２４の第２の方向に取り付けられる。
【００４７】
４ストロークエンジン２０には、スロットル弁ＳＶと、燃料噴射装置ＦＩと、点火プラグ２７とが設けられている。スロットル弁ＳＶは、燃焼室に供給される空気の量を調整する。燃料噴射装置ＦＩは、燃料を噴射することによって、スロットル弁ＳＶにより燃焼室に供給される空気に燃料を供給する。燃料と空気の混合ガスが、燃焼室に供給される。点火プラグ２７は、燃焼室に供給される空気と燃料の混合ガスを燃焼させる。
【００４８】
４ストロークエンジン２０は、内燃機関である。４ストロークエンジン２０は、燃料の供給を受ける。４ストロークエンジン２０は、燃料を燃焼する燃焼動作によって回転パワーを出力する。運転者は、図示しないアクセルグリップを操作することによって、４ストロークエンジン２０から出力される回転パワーを調節する。４ストロークエンジン２０は、クランク軸２４を介して回転パワーを出力する。クランク軸２４の回転パワーは、マニュアル・クラッチ４０を介してマニュアル・トランスミッション３０に伝達される。
【００４９】
４ストロークエンジン２０は、４ストロークの間に、クランク軸２４を回転させる負荷が大きい高負荷領域と、クランク軸２４を回転させる負荷が高負荷領域の負荷より小さい低負荷領域とを有する。クランク軸２４の回転角度を基準として見ると、低負荷領域は高負荷領域よりも広い。より詳細には、４ストロークエンジン２０は、吸気行程、圧縮行程、膨張行程、及び排気行程の４行程を繰返しながら正回転する。圧縮行程は、高負荷領域に含まれ、低負荷領域に含まれない。
【００５０】
４ストロークエンジン２０は、カム軸２８と、吸気バルブ２９ａと、排気バルブ２９ｂと、カムチェーン２８１とを備える。カムチェーン２８１は、クランク軸２４により駆動され、カム軸２８を回転させる。カム軸２８は複数のカムを有する。カム軸２８のそれぞれのカムは、回転することにより、直接的又は間接的に吸気バルブ２９ａ及び排気バルブ２９ｂを上下動させる。より詳細には、クランク軸２４は、４ストロークエンジン２０の吸気行程において、吸気バルブ２９ａを下降させ、排気行程においては、排気バルブ２９ｂを下降させるように、カム軸２８とカムチェーン２８１とを駆動させる。カムチェーン２８１は、クランクケース２１と、シリンダ２２と、シリンダヘッド２３とに形成された、カムチェーン収納部２８２に収納される。
【００５１】
４ストロークエンジン２０は、クランクケース２１の下部にオイルパン２１１を備える。オイルパン２１１には、４ストロークエンジン２０の動作を潤滑させる低粘度オイルＯＬが溜められている。オイルパン２１１に溜まった低粘度オイルＯＬは、図示しないオイルポンプによって加圧される。加圧された低粘度オイルＯＬは、図示しないオイル供給通路を介して、ピストン２６、及びクランク軸２４に供給される。このようなオイル供給通路は、例えば、クランク軸２４の内部に設けられた孔、シリンダ２２の内部に設けられた孔、及びシリンダ２２とシリンダヘッド２３との接合面に形成された溝で形成される。低粘度オイルＯＬの一部は、カムチェーン収納部２８２に供給される。カムチェーン収納部２８２に供給される低粘度オイルＯＬは、カムチェーン２８１を介して、カム軸２８及びバルブ２９にも供給される。このようにして、４ストロークエンジン２０の内部は、低粘度オイルＯＬで潤滑される。従って、クランクケース２１及びシリンダ２２の内部は、低粘度オイルＯＬで潤滑される。
【００５２】
低粘度オイルＯＬは、ＳＡＥ  Ｊ３００に規定されるＳＡＥ粘度分類による低温粘度グレードが、２０Ｗよりも低い低粘度オイルである。粘度グレードが低いほどオイルの粘度は低い。潤滑オイルのＳＡＥ粘度分類による高温粘度グレードは、特に限定されない。Ｘを０以上２０未満の整数、Ｙを０以上の整数とすると、潤滑オイルのＳＡＥ粘度グレードは、ＸＷ−Ｙで表される。潤滑オイルは、ベースオイルと添加物で構成されている。大まかにいうと、潤滑オイルの粘度が低いほど、潤滑オイルの蒸発温度が低く、蒸発しやすい。ベースオイルの種類（例えば鉱物油であるか合成油であるか）や、添加物によっては、潤滑オイルの粘度が同じであっても蒸発温度が異なる場合がある。潤滑オイルの蒸発特性は、例えば、ＡＳＴＭ  Ｄ６３５２に準拠したガスクロマトグラフィー模擬蒸留による沸点分布測定法によって取得できる。
【００５３】
４ストロークエンジンユニット１０は、ラジエータ８０を備える。即ち、４ストロークエンジン２０は、水冷エンジンである。ラジエータ８０は、ラジエータホース８１及び８２により、４ストロークエンジン２０のシリンダ２２に形成されたウォータージャケット２１２と接続されている。ラジエータ８０は、ラジエータホース８１及び８２を介して、ウォータージャケット２１２に冷却水を供給する。例えば、冷却水は、ラジエータ８０からラジエータホース８１を通りウォータージャケット２１２に供給される。４ストロークエンジン２０により暖められた冷却水は、ラジエータホース８２を通りラジエータ８０に戻り、再び冷却される。
【００５４】
４ストロークエンジン２０は、水冷エンジンである。水冷エンジンは、始動直後において、エンジンが暖まる前に冷却水が循環する。従って、水冷エンジンは、エンジンが暖まるまで時間を有する。ここで、４ストロークエンジンユニット１０では、始動時において、低粘度オイルが始動発電機により暖められるため、４ストロークエンジンを素早く暖めることができる。
【００５５】
マニュアル・クラッチ４０は、クラッチハウジング４１と、フリクションプレート４２と、クラッチプレート４３と、クラッチボス４４と、プレッシャープレート４５と、を備える。クラッチハウジング４１には、被駆動ギア４１１が設けられる。クラッチハウジング４１には、クランク軸２４に設けられた駆動ギア２４１と被駆動ギア４１１とを介して、クランク軸２４からの駆動力が伝達される。フリクションプレート４２は、クラッチハウジング４１の内周に配置される。フリクションプレート４２は、クラッチハウジング４１と係合し、クラッチハウジング４１と共に回転する。クラッチボス４４は、マニュアル・トランスミッション３０の入力軸３２に、マニュアル・トランスミッション３０の入力軸３２と一体となって回転するように取り付けられる。クラッチボス４４の回転軸線と、クラッチハウジング４１の回転軸線とは、略一致している。クラッチプレート４３は、クラッチボス４４の外周に配置される。クラッチプレート４３は、クラッチボス４４と係合し、クラッチボス４４と共に回転する。
【００５６】
プレッシャープレート４５は、マニュアル・トランスミッション３０の入力軸の中心軸を貫くリフタロッド３８に接続される。プレッシャープレート４５は、運転者の操作により、フリクションプレート４２と、クラッチプレート４３とを、密着及び離間させる。より詳細には、運転者は、図示しないクラッチレバーを操作することにより、図示しないワイヤ、及びクラッチアーム３７を介して、リフタロッド３８を中心軸線の方向に変位させる。プレッシャープレート４５は、リフタロッド３８と一体となり、リフタロッド３８の中心軸線の方向に変位して、フリクションプレート４２と、クラッチプレート４３とを、密着又は離間させる。運転者が、プレッシャープレート４５により、フリクションプレート４２とクラッチプレート４３とを密着させると、４ストロークエンジン２０の駆動力が、マニュアル・トランスミッション３０に伝達される。運転者が、プレッシャープレート４５により、フリクションプレート４２とクラッチプレート４３とを離間させると、４ストロークエンジン２０の駆動力が、マニュアル・トランスミッション３０から切断される。
【００５７】
マニュアル・トランスミッション３０は、クランク軸２４からの駆動力が伝達される。マニュアル・トランスミッション３０は、低粘度オイルＯＬによって潤滑されるようにクランクケース２１内に設けられる。マニュアル・トランスミッション３０は、マニュアル・クラッチ４０と接続されている。マニュアル・トランスミッション３０は、複数の変速段を有する。マニュアル・トランスミッション３０は、入力軸３２と、出力軸３３と、駆動ギア３４と、被駆動ギア３５と、変速段設定機構３６とを有する。入力軸３２は、回転可能に配置される。入力軸３２には、マニュアル・クラッチ４０を介して、４ストロークエンジン２０から出力された動力が入力される。マニュアル・トランスミッション３０は、入力軸３２に対し出力軸３３の回転速度を段階的に変速する。
【００５８】
出力軸３３は、入力軸３２と平行な軸線上に回転可能に配置される。複数の駆動ギア３４は、入力軸３２に設けられ、常に入力軸３２と共に回転するように構成されている。また、複数の駆動ギア３４のそれぞれは、各変速段に対応する。複数の被駆動ギア３５は、出力軸３３に設けられ、出力軸３３と相対回転可能であるように構成される。複数の被駆動ギア３５は、対応する駆動ギア３４と噛み合い可能であるように構成されている。常時、複数の被駆動ギア３５の少なくとも一つが、駆動ギア３４と噛み合う。
詳細には、図２に示すマニュアル・トランスミッション３０に備えられた複数の駆動ギア３４は、常に入力軸３２と共に回転するように構成されている。また、複数の被駆動ギア３５は、出力軸３３と相対回転可能であるように構成される。また、複数の被駆動ギア３５のそれぞれが、駆動ギア３４と常時噛み合う。
【００５９】
低粘度オイルＯＬは、マニュアル・トランスミッション３０にも供給される。より詳細には、マニュアル・トランスミッション３０は、一部がオイルパン２１１に溜められた低粘度オイルＯＬに浸かっている。また、ピストン２６に供給された低粘度オイルＯＬは、マニュアル・トランスミッション３０にも流れる。低粘度オイルＯＬは、マニュアル・トランスミッション３０の回転により攪拌されることによりクランクケース２１内に拡散する。これにより、低粘度オイルＯＬは、マニュアル・トランスミッション３０全体に供給される。
【００６０】
図４は、図２に示す始動発電機６０の回転軸線に垂直な断面を示す断面図である。図２及び図４を参照して始動発電機６０を説明する。始動発電機６０は、永久磁石式三相ブラシレス型モータである。始動発電機６０は、永久磁石式三相ブラシレス型発電機としても機能する。始動発電機６０は、クランクケース２１に対し位置が固定されたステータ６２と、ステータ６２に対し空隙を介して対向する永久磁石を有しクランク軸２４の回転と連動するようにクランク軸２４に設けられたロータ６１とを備える。本実施例の始動発電機６０は、ラジアルギャップ型である。始動発電機６０は、アウターロータ型である。即ち、ロータ６１はアウターロータである。ステータ６２はインナーステータである。始動発電機６０は、始動発電機カバー６４とクランクケース２１とにより形成された始動発電機収納部６５に収納される。始動発電機収納部６５の空間は、カムチェーン収納部２８２の空間と連通している。
【００６１】
ロータ６１は、ロータ本体部６１５を有する。ロータ本体部６１５は、例えば強磁性材料からなる。ロータ本体部６１５は、有底筒状を有する。ロータ本体部６１５は、筒状ボス部６１５ａと、円板状の底壁部６１５ｂと、筒状のバックヨーク部６１５ｃとを有する。底壁部６１５ｂとバックヨーク部６１５ｃとは一体的に形成されている。底壁部６１５ｂ及びバックヨーク部６１５ｃは筒状ボス部６１５ａを介してクランク軸２４に固定されている。ロータ６１には、電流が供給される巻線が設けられていない。
ロータ６１は、クランク軸２４の軸線方向ＬＲにおける、ステータ６２と４ストロークエンジン２０の気筒（シリンダ２２）との間でクランク軸２４に接続された有底筒状である。つまり、円板状の底壁部６１５ｂが、クランク軸２４の軸線方向ＬＲにおいて、筒状のバックヨーク部６１５ｃよりもシリンダ２２の方向に設けられている。
ロータ６１は、永久磁石部６１４を有する。ロータ６１は、複数の磁極部６１６を有する。複数の磁極部６１６は、例えば、永久磁石部６１４により形成されている。複数の磁極部６１６は、バックヨーク部６１５ｃの内周面に設けられている。図に示す例では、１つの磁極部６１６が１つの永久磁石に対応する。但し、永久磁石部６１４は、複数の磁極を有するように着磁された１つの永久磁石によって構成することも可能である。この場合、磁極部６１６の全ては、１つのリング形状の永久磁石に形成される。永久磁石部６１４の構成はこれに限られない。例えば、磁極部６１６は、１つのリング形状を構成する複数の永久磁石のブロックに形成されてもよい。この場合、１つの永久磁石が複数の磁極部６１６を有する。そして、複数の永久磁石がリング形状の永久磁石部６１４を構成する。
例えば、各々が４つの磁極部６１６を有する６つの永久磁石が組合せられることによって、２４の磁極部を有する永久磁石部６１４が形成される。但し、磁極部６１６の個数及び永久磁石の個数は、特に限定されない。
また、永久磁石部６１４は、例えば等方性磁石で形成される。但し、永久磁石部６１４は、特に限定されず、例えば極異方性磁石で形成されてもよい。永久磁石部６１４は、例えばフェライト磁石、ネオジム磁石、又はサマリウムコバルト磁石で形成される。  図に示す例では、始動発電機６０の永久磁石部６１４は、厚さを厚く設計することによって、パーミアンス係数を高くする。パーミアンス係数を高くすることにより、永久磁石部６１４は、減磁に対してロバスト性を有することになる。
【００６２】
磁極部６１６は、始動発電機６０の周方向に交互に配置されたＮ極又はＳ極のそれぞれである。本実施例では、ステータ６２と対向するロータ６１の磁極部の数、即ち磁極数が２４個である。ロータ６１の磁極数とは、ステータ６２と対向する磁極部６１６の数をいう。磁極部６１６とステータ６２との間には磁性体が設けられていない。
磁極部６１６は、始動発電機６０の径方向におけるステータ６２よりも外に設けられている。バックヨーク部６１５ｃは、径方向における磁極部６１６よりも外に設けられている。始動発電機６０は、歯部６２３の数よりも多い磁極部６１６を有している。なお、図に示す例では、ロータ６１は、磁極部６１６が磁性材料から露出した表面磁石型（ＳＰＭ型）である。
【００６３】
ステータ６２は、クランクケース２１に対し位置が固定されている。詳細には、ステータ６２は、始動発電機カバー６４に固定されている。ステータ６２は、ステータコア６２１と複数のステータ巻線６２２とを有する。ステータコア６２１は、周方向に間隔を空けて設けられた複数の歯部６２３を有する。複数の歯部６２３は、ステータコア６２１から径方向外に向かって一体的に延びている。本実施例においては、合計１８個の歯部６２３が周方向に間隔を空けて設けられている。換言すると、ステータコア６２１は、周方向に間隔を空けて形成された合計１８個のスロット６２４を有する。歯部６２３は周方向に等間隔で配置されている。
ロータ６１は、スロットの数の２／３より多い磁極部６１６を有する。ロータ６１は、歯部６２３の数より多い数の磁極部６１６を有する。より詳細には、ロータ６１は、歯部６２３の数より多い数の磁極部６１６を有する。即ち、始動発電機６０は、歯部６２３の数よりも多い数の磁極部６１６を有している。より詳細には、磁極部６１６の数は、スロット数の４／３以上である。より詳細には、磁極部６１６の数は、スロット数の４／３である。
【００６４】
各歯部６２３の周囲には、ステータ巻線６２２が巻回している。つまり、複数相のステータ巻線６２２は、スロット６２４を通るように設けられている。図４には、ステータ巻線６２２が、スロット６２４の中にある状態が示されている。複数相のステータ巻線６２２のそれぞれは、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の何れかに属する。ステータ巻線６２２は、例えば、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の順に並ぶように配置される。本実施例において、ステータ巻線６２２には、発電機のみに使用する回転電機に使用されるステータ巻線より太めのステータ巻線が使用される。
【００６５】
ロータ６１の外面には、ロータ６１の回転位置を検出させるための複数の被検出部６１７が備えられている。複数の被検出部６１７は、磁気作用によって検出される。複数の被検出部６１７は、周方向に間隔を空けてロータ６１の外面に設けられている。被検出部６１７は、強磁性体で形成されている。
ロータ位置検出装置６３は、ロータ６１の位置を検出する装置である。ロータ位置検出装置６３は、始動発電機６０のロータ６１の位置の検出を表す信号を出力する。ロータ位置検出装置６３は、複数の被検出部６１７と対向する位置に設けられている。ロータ位置検出装置６３は、被検出部６１７を磁気的に検出するピックアップコイル６１１を備えている。ロータ位置検出装置６３は、検出用磁石６１２及びコア６１３も備えている。ロータ位置検出装置６３は、始動発電機収納部６５に配置される。
ロータ位置検出装置６３は、クランクケース２１内でクランクケース２１に対し位置が固定されるようにクランクケース２１に支持される。ロータ位置検出装置６３は、半導体素子によって位置を検出するホールＩＣ又はＭＲセンサと比べて高い耐熱性を有する。このため、半導体素子をエンジンの熱から保護するための特別な遮熱構造が省略できる。
【００６６】
ロータ位置検出装置６３は、例えばホールＩＣであってもよい。始動発電機６０は、低粘度オイルＯＬの温度よりも高くならない乃至高くなり難いステータ巻線を有する。従って、ロータ位置検出装置６３の構成として、例えば上限動作温度が比較的低いホールＩＣも採用したとしても、ロータ位置検出装置６３を、始動発電機収納部６５に配置することができる。
【００６７】
始動発電機６０は、４ストロークエンジン２０のクランク軸２４と接続されている。詳細には、ロータ６１が、クランク軸２４に対し固定された速度比で回転するようクランク軸２４と接続されている。
本実施例では、始動発電機６０の回転軸線と、クランク軸２４の軸線とは、略一致している。ロータ６１が、クランク軸２４に、動力伝達機構（例えば、ベルト、チェーン、ギア、減速機、増速機等）を介さずに取り付けられている。ロータ６１は、クランク軸２４に対し１：１の速度比で回転する。始動発電機６０が、４ストロークエンジン２０の正回転によりクランク軸２４を正回転させるように構成されている。
【００６８】
始動発電機６０は、エンジン始動時には、クランク軸２４を正回転させて４ストロークエンジン２０を始動させる。また、始動発電機６０は、４ストロークエンジン２０が燃焼動作する場合に、４ストロークエンジン２０に駆動されて発電する。即ち、始動発電機６０は、クランク軸２４を正回転させて４ストロークエンジン２０を始動させる機能と、４ストロークエンジン２０が燃焼動作する場合に、４ストロークエンジン２０に駆動されて発電する機能の双方を兼ね備えている。始動発電機６０は、４ストロークエンジン２０の始動後の期間の少なくとも一部には、クランク軸２４により正回転されてジェネレータとして機能する。即ち、始動発電機６０がジェネレータとして機能する場合において、始動発電機６０は、エンジンの燃焼開始後、必ずしも、常にジェネレータとして機能する必要はない。また、エンジンの燃焼開始後に、始動発電機６０がジェネレータとして機能する期間と始動発電機６０が車両駆動用モータとして機能する期間とが含まれていてもよい。
【００６９】
本実施例の始動発電機６０は、歯部６２３の数よりも多い磁極部６１６を有している。このため、始動発電機６０は、歯部の数より少ない磁極部を有する始動発電機と比べて角速度が大きい。角速度は、巻線のインピーダンスに寄与する。
即ち、巻線のインピーダンスは、概略的に下式で表される。
（Ｒ２+ω２Ｌ２）１/２
ここで、Ｒ：直流抵抗、ω：電気角についての角速度、Ｌ：インダクタンスである。
【００７０】
電気角についての角速度ωは、下式で表される。
ω＝（Ｐ/２）×（Ｎ/６０）×２π
ここで、Ｐ：磁極数、Ｎ：回転速度［ｒｐｍ］
【００７１】
始動発電機６０は、歯部６２３の数よりも多い磁極部６１６を有しているので、歯部６２３の数より少ない磁極部６１６を有する始動発電機６０と比べて角速度ωが大きい。従って、回転している時のインピーダンスが大きい。しかも、回転速度Ｎが高くなるほど、角速度ωが大きくなり、インピーダンスが大きくなる。
従って、始動発電機６０は、発電機として使用される回転領域において、大きなインピーダンスによって発電電流を抑制できる。
【００７２】
また、本実施例の始動発電機６０に使用されるステータ巻線６２２には、発電機にのみ使用される回転電機に使用されるステータ巻線よりも太めのステータ巻線が使用される。太めのステータ巻線を使用することにより、始動発電機６０のインピーダンスにおけるステータ巻線の直流抵抗を小さくすることができる。ステータ巻線の直流抵抗を小さくすることにより、始動発電機６０がスタータモータとして使用される低速回転領域において、大きなトルクを発生することができる。
【００７３】
図５（Ａ）は、始動発電機６０の駆動特性を模式的に示す説明図である。図５（Ｂ）は、発電特性を模式的に示す説明図である。
図中、横軸は、クランク軸２４の回転速度を示す。なお、横軸の目盛１つあたりの回転速度は、駆動特性の図５（Ａ）と、発電特性の図５（Ｂ）とで異なっている。発電特性の図における目盛１つあたりの回転速度は、駆動特性の図における目盛１つあたりの回転速度よりも多い。縦軸は、正方向に出力トルクを示し、負方向に発電電流を示す。実線は、本実施例に係る始動発電機６０の特性を示す。破線は、比較例に係る始動発電機の特性を示す。比較例に係る始動発電機は、歯部の数より少ない磁極部（例えば、スロット数の２／３）を有する。本実施例の始動発電機６０（実線）は、クランク軸２４を駆動する場合に、比較例に係る始動発電機（破線）と同程度のトルクを出力し（図５（Ａ））、高速回転時に、比較例に係る始動発電機（破線）よりも発電電流を抑制できる（図５（Ｂ））。
【００７４】
低粘度オイルＯＬは、始動発電機６０にも供給される。カムチェーン収納部２８２に供給された低粘度オイルＯＬは、始動発電機収納部６５にも供給される。より詳細には、低粘度オイルＯＬは、カムチェーン収納部２８２に供給されたのち、カムチェーン２８１に攪拌されミスト状となる。ミスト状となった低粘度オイルＯＬは、始動発電機収納部６５の空間は、カムチェーン収納部２８２の空間と連通しているため、始動発電機６０が収納される始動発電機収納部６５にも供給される。また、ピストン２６に供給された低粘度オイルＯＬが、始動発電機６０にも流れる。始動発電機収納部６５に供給された低粘度オイルＯＬは、始動発電機収納部６５の下部に貯められる。低粘度オイルＯＬは、始動発電機６０の一部が低粘度オイルＯＬに浸かるように溜まる。例えば始動発電機６０の一部を囲うように設けられた図示しない堰止め壁に低粘度オイルＯＬが溜まることで、始動発電機６０の一部が低粘度オイルＯＬに浸かる。例えば堰き止め壁からあふれた低粘度オイルＯＬは、オイルパン２１１へ流れる。始動発電機６０の回転によって、始動発電機６０に付着した低粘度オイルＯＬがクランクケース２１内に拡散する。
【００７５】
従来は、始動発電機では、始動発電機収納部と４ストロークエンジンとの間にオイルの出入りを塞ぐ仕切りが設けられていた。これに対し、本実施例において、始動発電機６０は、始動発電機収納部６５と４ストロークエンジン２０との間にオイルの出入りを塞ぐ仕切りがない。始動発電機６０は、発電機として使用される回転領域において発電電流を抑制できるため、発電時に発生する熱量が、歯部の数より少ない磁極面を有する始動発電機（図５の比較例）よりも少ない。このため、始動発電機６０は、ステータ巻線６２２の温度が低粘度オイルＯＬの温度よりも高くならない又は高くなり難い。従って、始動発電機６０が蒸発温度の低い潤滑オイルである低粘度オイルＯＬと接触するように配置されても、低粘度オイルＯＬの蒸発を抑制できる。
その結果、本実施例においては、始動発電機６０の冷却機構の大型化を抑制又は回避しつつ、始動発電機６０を潤滑オイルである低粘度オイルＯＬと接触する環境下に配置できる。また、始動発電機６０は、熱量の発生を抑制できるため、検出装置の検出特性の変化を抑制できる。
【００７６】
４ストロークエンジンユニット１０では、始動発電機収納部６５と４ストロークエンジン２０との仕切りを排除することができる。このため、４ストロークエンジン２０の低粘度オイルＯＬと接触させることができる。これにより、クランク軸２４の軸線方向ＬＲのサイズを小型化することができる。また、４ストロークエンジンユニット１０は、始動発電機６０を有しているため、始動に特化したスタータモータを設ける必要がない。そのため、クランク軸２４には、スタータモータからの駆動力を伝達するための動力伝達機構を取り付ける必要がない。また、ロータ６１は、４ストロークエンジン２０のクランク軸２４の軸線方向ＬＲに見た時に、ステータ６２よりも４ストロークエンジン２０のシリンダ２２方向に配置される。従って、更に、クランク軸２４の軸線方向ＬＲのサイズを小型化することができる。また、本実施例では、ロータ６１に冷却のための気流を発生させるファン又はフィンが設けられていない。
【００７７】
また、本実施例において、始動発電機６０は、発電時に発生する熱量を抑制することができるため、潤滑オイルを粘度の低い低粘度オイルＯＬにしたとしても、低粘度オイルＯＬの蒸発を抑制することができる。従って、本実施例においては、４ストロークエンジン２０の低粘度オイルＯＬは低温粘度グレードが２０Ｗよりも低い、低粘度潤滑オイルを使用することができる。これにより、始動発電機６０を潤滑オイルである低粘度オイルＯＬと接触する環境下に配置したとしても、冷却のための始動発電機６０による低粘度オイルＯＬの攪拌を削減又は省略できる。従って、始動発電機６０は、低粘度オイルＯＬの粘度の低下に伴うエネルギーロスの低減だけではなく、低粘度オイルＯＬの攪拌に伴うエネルギーロスを低減できる。また、始動発電機６０の回転に対する抵抗を小さくできる。その結果、４ストロークエンジンユニット１０は、始動発電機６０の更なる小型化が可能になる。
【００７８】
本実施例において、上述の通り、始動発電機６０に使用されるステータ巻線６２２には、例えば発電機にのみ使用される回転電機に使用されるステータ巻線よりも太めのステータ巻線が使用される。そのため、始動発電機６０がスタータモータとして使用される低速回転領域において、大きなトルクを発生することができる。また、本実施例においては、４ストロークエンジン２０の低粘度オイルＯＬは低温粘度グレードが２０Ｗよりも低い低粘度オイルＯＬを使用することができる。このため、始動発電機６０は、始動時の回転に対する抵抗を小さくできる。従って、例えば４ストロークの間に高負荷領域と低負荷領域とを有する単気筒エンジンにおいても、高負荷領域を乗り越えるトルクを得ることができる。
【００７９】
始動発電機６０は、ステータ６２に電流が供給されることにより駆動する。また、始動発電機６０は、ステータ６２において電流が発生することにより、発電を行う。駆動時及び発電時何れの場合にも、ステータ６２は熱を生じる。従って、始動発電機６０が収容される空間は、始動時からしばらく時間がたつと、熱が籠り、クランクケース２１内の温度が上昇してしまう。４ストロークエンジンユニット１０によれば、ステータ６２が始動発電機カバー６４に固定される。この時、始動発電機６０のロータ６１は、クランク軸２４の軸線方向ＬＲでシリンダ２２と反対の方向に向かって開いている。そのため、４ストロークエンジンユニット１０によれば、例えば、始動発電機６０のロータ６１が、クランク軸２４の軸線方向ＬＲでシリンダ２２に向かって開いた構成と比べ、始動時からしばらく時間がたったとしても、熱が籠るのを抑制できる。これにより、始動時からしばらく時間がたった時に、低粘度オイルＯＬを含めた４ストロークエンジン２０の各部品が、４ストロークエンジン２０の動作に必要な温度に暖められる。その結果、４ストロークエンジンユニット１０は、始動時において、エネルギーロスを低減できる。
【００８０】
本実施例の４ストロークエンジンユニット１０によれば、始動発電機６０により暖められた低粘度オイルＯＬは、４ストロークエンジン２０全体に素早く循環される。この時、クランク軸２４からの駆動力が伝達されるマニュアル・トランスミッション３０にも低粘度オイルが素早く供給される。従って、４ストロークエンジンユニット１０は、始動時において、マニュアル・トランスミッション３０の回転によるエネルギーロスを低減できる。
【００８１】
図６は、図２の４ストロークエンジンユニットを搭載する鞍乗型車両を示す側面図である。
鞍乗型車両１は、より詳細には、ＭＴ（マニュアル・トランスミッション）型鞍乗型車両である。また、鞍乗型車両１は、自動二輪車である。鞍乗型車両１は、より詳細には、ＭＴ型自動二輪車である。
鞍乗型車両１は、より詳細には、４ストロークエンジンユニット１０と、車体１１と、フロントフォーク１２と、ハンドル１３と、前輪１４と、後輪としての駆動輪１５と、シート１６と、蓄電装置１７と、リアアーム１５１とを備えている。
【００８２】
フロントフォーク１２は、車体１１に回転自在に支持されている。ハンドル１３は、フロントフォーク１２の上端に固定されている。つまり、ハンドル１３は、フロントフォーク１２を介して車体１１に対し回転自在に支持されている。ハンドル１３の左端には、マニュアルクラッチレバー４６が設けられている。ハンドル１３の右部には、図示しないブレーキレバーと、アクセル操作子が設けられている。前輪１４は、フロントフォーク１２に回転自在に支持されている。
リアアーム１５１は、車体１１に揺動自在に支持されている。駆動輪１５は、リアアーム１５１に回転自在に支持されている。
【００８３】
４ストロークエンジンユニット１０は、車体１１に保持されている。より詳細には、４ストロークエンジンユニット１０は、車体１１の図示しないフレームに取り付けられている。４ストロークエンジンユニット１０は、出力部３９から駆動輪１５へ向けの動力を出力する。出力部３９は、チェーン１５２が巻き掛けられるスプロケットである。出力部３９は、クランクケース２１の外に設けられている。出力部３９は、実際には、車体１１に設けられた図示しないカバーで覆われているが、４ストロークエンジンユニット１０の筐体の外に露出していることが分かりやすいよう実線で表されている。４ストロークエンジンユニット１０の動力は、出力部３９としてのスプロケット及びチェーン１５２を介して駆動輪１５へ向け出力される。出力部３９よりも下方には、ステップ１１１が設けられている。
【００８４】
シート１６は、サドル型であり車体１１の上部に設けられている。鞍乗型車両１の運転者は、シート１６に跨がって着座し、走行中、ステップ１１１に足を乗せる。
蓄電装置１７は、車体１１の内部に配置されている。蓄電装置１７は、電力を蓄える。
【００８５】
（第２の実施例）
図７は、図１に示す４ストロークエンジンユニット１０の第２の実施例を示す断面図である。図８は、図１に示す４ストロークエンジンユニット１０の第２の実施例を示す側面図である。以下、図７及び図８を参照して、４ストロークエンジンユニット１０の第２の実施例について、更に詳細に説明する。
本実施例において、４ストロークエンジンユニット１０は、変速機カバー５６と、減速機構５５と、駆動輪１５とが一体となって、スイングユニット２を構成する。ここで、本実施例の４ストロークエンジンユニット１０は、４ストロークエンジン２０と、無段変速機５０と、始動発電機６０とを備える。本実施例は、４ストロークエンジンユニット１０が、マニュアル・トランスミッション３０を有さず、無段変速機５０を有するという点において、第１の実施例と異なっている。
【００８６】
４ストロークエンジンユニット１０の４ストロークエンジン２０は、クランクケース２１と、シリンダ２２と、ピストン２６と、コネクティングロッド２５と、クランク軸２４とを備えている。
ピストン２６は、シリンダ２２内に往復移動自在に設けられている。クランク軸２４は、クランクケース２１内に回転可能に設けられている。コネクティングロッド２５は、ピストン２６とクランク軸２４を接続している。シリンダ２２の上部には、シリンダヘッド２３が取り付けられている。
クランク軸２４は、クランクケース２１に、一対のベアリング２４２を介して、回転自在な態様で支持されている。
【００８７】
４ストロークエンジン２０には、スロットル弁ＳＶと、燃料噴射装置ＦＩと、点火プラグ２７とが設けられている。スロットル弁ＳＶは、燃焼室に供給される空気の量を調整する。燃料噴射装置ＦＩは、燃料を噴射することによって、スロットル弁ＳＶにより燃焼室に供給される空気に燃料を供給する。点火プラグ２７は、燃焼室に供給される空気と燃料の混合ガスを燃焼させる。
【００８８】
４ストロークエンジン２０は、カム軸２８と、吸気バルブ２９ａと、排気バルブ２９ｂと、カムチェーン２８１とを備える。カムチェーン２８１は、クランク軸２４により駆動され、カム軸２８を回転させる。カム軸２８は複数のカムを有する。カム軸２８のそれぞれのカムは、回転することにより、直接的又は間接的に吸気バルブ２９ａ及び排気バルブ２９ｂを上下動させる。カムチェーン２８１は、クランクケース２１と、シリンダ２２と、シリンダヘッド２３とに形成された、カムチェーン収納部２８２に収納される。
【００８９】
４ストロークエンジン２０は、クランクケース２１の下部にオイルパン２１１を備える。オイルパン２１１には、４ストロークエンジン２０の動作を潤滑させる低粘度オイルＯＬが溜められている。オイルパン２１１に溜まった低粘度オイルＯＬは、ピストン２６、及びクランク軸２４に供給される。低粘度オイルＯＬの一部は、カムチェーン収納部２８２に供給される。カムチェーン収納部２８２に供給される低粘度オイルＯＬは、カムチェーン２８１を介して、カム軸２８及びバルブ２９にも供給される。
【００９０】
４ストロークエンジンユニット１０は、ラジエータ８０を備える。ラジエータ８０は、ラジエータホース８１及び８２により、４ストロークエンジン２０のシリンダ２２に形成されたウォータージャケット２１２と接続されている。ラジエータ８０は、ラジエータホース８１及び８２を介して、ウォータージャケット２１２に冷却水を供給する。
【００９１】
無段変速機５０は、駆動プーリー５１と、被駆動プーリー５２と、ベルト５３とを有する。駆動プーリー５１は、無段変速機５０の入力部である。被駆動プーリー５２は、無段変速機５０の出力部である。駆動プーリー５１にはクランク軸２４を介して４ストロークエンジン２０から駆動力が伝達される。伝達された駆動力は、ベルト５３を介して被駆動プーリー５２に伝達される。無段変速機５０の駆動プーリー５１は、左右方向ＬＲにおいて、クランク軸２４の左端部に、クランク軸２４と同軸上に取り付けられている。
【００９２】
駆動プーリー５１は、可動シーブ５１１と、固定シーブ５１２と、ランププレート５１３と、ウェイトローラ５１４とを備える。可動シーブ５１１、固定シーブ５１２、ランププレート５１３及びウェイトローラ５１４は、クランク軸２４と共に回転する。可動シーブ５１１は、固定シーブ５１２とランププレート５１３との間に配置される。可動シーブ５１１は、クランク軸２４上を左右方向ＬＲに移動可能に設けられている。固定シーブ５１２及びランププレート５１３は、クランク軸２４に固定されて、左右方向ＬＲの動きが規制されている。ウェイトローラ５１４は、可動シーブ５１１とランププレート５１３との間の空間に配置される。ここで、ランププレート５１３と可動シーブ５１１との空間は、半径方向の外方に向かって左右方向ＬＲの幅が狭くなるように形成される。
【００９３】
被駆動プーリー５２も、可動シーブ５２１と、固定シーブ５２２と、被駆動軸５２４と、バネ５２３とを備える。可動シーブ５２１と、固定シーブ５２２とは、被駆動軸５２４と共に回転する。可動シーブ５２１は、被駆動軸５２４上を左右方向ＬＲに移動可能に設けられている。固定シーブ５２２は、被駆動軸５２４に固定されて、左右方向ＬＲの動きが規制されている。可動シーブ５２１は、バネ５２３によって、固定シーブ５２２に近づくように付勢されている。
【００９４】
無段変速機５０の変速比は、可動シーブ５１１と可動シーブ５２１とが左右方向ＬＲに動くことによって変化する。詳細には、駆動プーリー５１の可動シーブ５１１が左右方向ＬＲに動くと、ベルト５３の駆動プーリー５１に巻かれた部分の径が変化する。駆動プーリー５１に巻かれた部分の径の変化に伴って、被駆動プーリー５２の可動シーブ５２１は、バネ５２３の弾性力によって又は弾性力に抗して左右方向ＬＲに移動する。そうすると、ベルト５３の被駆動プーリー５２に巻かれた部分の径も変化する。
【００９５】
例えば、クランク軸２４の回転速度が上昇することにより、ウェイトローラ５１４が回転による遠心力により駆動プーリー５１の半径方向の外方に移動する。そうするとランププレート５１３と可動シーブ５１１との軸方向の幅が広くなり、駆動プーリー５１の可動シーブ５１１は軸方向において固定シーブ５１２に近づく。駆動プーリー５１の可動シーブ５１１が固定シーブ５１２に近づくと、ベルト５３の駆動プーリー５１に巻かれた部分の径が大きくなる。そうすると、ベルト５３の被駆動プーリー５２に巻かれた部分の径は小さくなる。このとき、被駆動プーリー５２の可動シーブ５２１は固定シーブ５２２から離れる。これによって、無段変速機５０の変速比が低くなる。即ち、無段変速機５０の状態が、高速走行設定（トップ設定）に向かって変化する。
【００９６】
反対に、クランク軸２４の回転速度が低下することにより、ウェイトローラ５１４が回転による遠心力を失う。これにより、ウェイトローラ５１４は、駆動プーリー５１の半径方向の内方に移動する。そうするとランププレート５１３と可動シーブ５１１との軸方向の幅が狭くなり、可動シーブ５１１は軸方向において固定シーブ５１２から離れる。駆動プーリー５１の可動シーブ５１１が固定シーブ５１２から離れると、ベルト５３の駆動プーリー５１に巻かれた部分の径が小さくなる。このとき、被駆動プーリー５２の可動シーブ５２１は固定シーブ５２２に近づく。そうすると、ベルト５３の被駆動プーリー５２に巻かれた部分の径は大きくなる。これによって、無段変速機５０の変速比は高くなる。即ち、無段変速機５０の状態が、低速走行設定（ロウ設定）に向かって変化する。このような可動シーブ５１１の動きによって、無段変速機５０の変速比は、可動シーブ５１１が固定シーブ５１２に最も近づいた時の変速比（トップ設定）と、可動シーブ５１１が固定シーブ５１２から最も離れた時の変速比（ロウ設定）との間で変化する。
【００９７】
被駆動プーリー５２からの駆動力は、遠心クラッチ７０を介して出力軸５４に伝達される。被駆動プーリー５２から出力軸５４への回転（トルク）の伝達は、遠心クラッチ７０を介して行われ、又は遠心クラッチ７０によって遮断される。遠心クラッチ７０は、ライダーのクラッチ操作を要することなく接続又は切断する自動クラッチである。遠心クラッチ７０は、４ストロークエンジン２０のエンジン回転速度が予め設定された値を越えると自動的に接続し、エンジン回転速度が当該予め設定された値を下回ると自動的に切断する。出力軸５４は、遠心クラッチ７０により伝達された被駆動プーリー５２からの駆動力を、減速機構５５を介して駆動輪１５の車軸１５３に伝達される。出力軸５４は、被駆動軸５２４を貫通している。被駆動軸５２４の回転軸線と、出力軸５４の回転軸線は同一である。無段変速機５０を構成する駆動プーリー５１、被駆動プーリー５２及びベルト５３と、被駆動軸５２４と、減速機構５５と、遠心クラッチ７０とは、変速機カバー５６に収容される。変速機カバー５６は、４ストロークエンジン２０のクランクケース２１に固定され、４ストロークエンジン２０と一体となって、リアアームの役割を果たす。
【００９８】
４ストロークエンジンユニット１０によれば、無段変速機５０は、クランクケース２１の内部に配置されない。そのため、４ストロークエンジンユニット１０によれば、無段変速機５０は、４ストロークエンジン２０の熱の影響を受けにくい。従って、４ストロークエンジンユニット１０によれば、無段変速機５０は、ベルト５３等の劣化が抑えられる。
【００９９】
始動発電機６０は、左右方向ＬＲにおいて、クランク軸２４の右端部に、クランク軸２４と同軸上に取り付けられている。始動発電機６０は、ステータ６２と、ロータとを備える。始動発電機６０は、始動発電機カバー６４とクランクケース２１とにより形成された始動発電機収納部６５に収納される。始動発電機収納部６５の空間は、カムチェーン収納部２８２の空間と連通している。
ロータ６１は、ロータ本体部６１５を有する。ロータ本体部６１５は、筒状ボス部６１５ａと、円板状の底壁部６１５ｂと、筒状のバックヨーク部６１５ｃとを有する。底壁部６１５ｂ及びバックヨーク部６１５ｃは筒状ボス部６１５ａを介してクランク軸２４に固定されている。
ロータ６１は、永久磁石部６１４を有する。ロータ６１は、複数の磁極部６１６を有する。複数の磁極部６１６は、例えば、複数の永久磁石部６１４により、１つの磁極部６１６が１つの永久磁石に対応するように形成されている。永久磁石部６１４は、複数の磁極を有するように着磁された１又は複数の永久磁石によって構成することも可能である。但し、磁極部６１６の個数及び永久磁石の個数は、特に限定されない。複数の磁極部６１６は、バックヨーク部６１５ｃの内周面に設けられている。複数の磁極部６１６は、始動発電機６０の周方向にＮ極とＳ極とが交互に配置されるように設けられている。本実施例では、ステータ６２と対向するロータ６１の磁極数が２４個である。磁極部６１６の数は、歯部６２３の数よりも多い。
【０１００】
ステータ６２は、クランクケース２１に対し位置が固定されている。詳細には、ステータ６２は、始動発電機カバー６４に固定されている。ステータ６２は、ステータコア６２１と複数のステータ巻線６２２とを有する。ステータコア６２１は、周方向に間隔を空けて設けられた複数の歯部６２３を有する。複数の歯部６２３は、ステータコア６２１から径方向外に向かって一体的に延びている。本実施例においては、合計１８個の歯部６２３が周方向に間隔を空けて設けられている。換言すると、ステータコア６２１は、周方向に間隔を空けて形成された合計１８個のスロット６２４を有する。ロータ６１は、スロットの数の２／３より多い磁極部６１６を有する。ロータ６１は、歯部６２３の数より多い数の磁極部６１６を有する。より詳細には、ロータ６１は、歯部６２３の数より多い数の磁極部６１６を有する。即ち、始動発電機６０は、歯部６２３の数よりも多い数の磁極部６１６を有している。より詳細には、磁極部６１６の数は、スロット数の４／３以上である。より詳細には、磁極部６１６の数は、スロット数の４／３である。
各歯部６２３の周囲には、ステータ巻線６２２が巻回している。複数相のステータ巻線６２２のそれぞれは、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の何れかに属する。
【０１０１】
ロータ６１の外面には、ロータ６１の回転位置を検出させるための複数の被検出部６１７が備えられている。複数の被検出部６１７は、磁気作用によって検出される。複数の被検出部６１７は、周方向に間隔を空けてロータ６１の外面に設けられている。被検出部６１７は、強磁性体で形成されている。
ロータ位置検出装置６３は、ロータ６１の位置を検出する装置である。ロータ位置検出装置６３は、複数の被検出部６１７と対向する位置に設けられている。ロータ位置検出装置６３は、被検出部６１７を磁気的に検出するピックアップコイル６１１を備えている。ロータ位置検出装置６３は、検出用磁石６１２及びコア６１３も備えている。ロータ位置検出装置６３は、始動発電機収納部６５に配置される。
ロータ位置検出装置６３は、クランクケース２１内でクランクケース２１に対し位置が固定されるようにクランクケース２１に支持される。
【０１０２】
始動発電機６０は、４ストロークエンジン２０のクランク軸２４と接続されている。本実施例では、始動発電機６０の回転軸線と、クランク軸２４の軸線とは、略一致している。始動発電機６０が、４ストロークエンジン２０の正回転によりクランク軸２４を正回転させるように構成されている。
【０１０３】
低粘度オイルＯＬは、始動発電機６０にも供給される。カムチェーン収納部２８２に供給された低粘度オイルＯＬは、始動発電機収納部６５にも供給される。
【０１０４】
図９は、図７の４ストロークエンジンユニットを搭載する鞍乗型車両を示す側面図である。
鞍乗型車両１は、自動二輪車である。鞍乗型車両１は、より詳細には、スクータ型の自動二輪車である。鞍乗型車両１は、４ストロークエンジンユニット１０及び駆動輪１５から構成されるスイングユニット２と、車体１１と、フロントフォーク１２と、ハンドル１３と、前輪１４と、駆動輪１５と、シート１６と、蓄電装置１７とを備えている。
【０１０５】
フロントフォーク１２は、車体１１に回転自在に支持されている。ハンドル１３は、フロントフォーク１２の上端に固定されている。つまり、ハンドル１３は、フロントフォーク１２を介して車体１１に対し回転自在に支持されている。ハンドル１３の右部には、ブレーキレバーと、アクセル操作子８が設けられている。前輪１４は、フロントフォーク１２に回転自在に支持されている。
【０１０６】
スイングユニット２は、車体１１に揺動自在に支持されている。
スイングユニット２は、４ストロークエンジンユニット１０と、変速機カバー５６と、減速機構５５と、駆動輪１５とにより構成される。４ストロークエンジンユニット１０は、車体１１に保持されている。より詳細には、４ストロークエンジンユニット１０は、車体１１の図示しないフレームに揺動自在に取り付けられている。４ストロークエンジンユニット１０は、４ストロークエンジン２０と、無段変速機５０を備える。駆動輪１５は、無段変速機５０により回転自在に支持される。詳細には、駆動輪１５は、無段変速機５０の変速機カバー５６によって回転自在に支持される。変速機カバー５６は、４ストロークエンジン２０に固定され、４ストロークエンジン２０と一体となって揺動する。４ストロークエンジンユニット１０は、無段変速機５０を介して、クランク軸２４から駆動輪１５へ向けの動力を出力する。無段変速機５０は、クランクケース２１の外に設けられている。４ストロークエンジンユニット１０の動力は、無段変速機５０及び減速機構５５を介して駆動輪１５へ向け出力される。
【０１０７】
シート１６は、サドル型であり車体１１の上部に設けられている。鞍乗型車両１の運転者は、シート１６に跨がって着座する。
蓄電装置１７は、車体１１の内部に配置されている。蓄電装置１７は、電力を蓄える。
【０１０８】
（第３の実施例）
図１０は、図１に示す４ストロークエンジンユニット１０の第３の実施例を示す断面図である。以下、図１０を参照して、４ストロークエンジンユニット１０の第３の実施例について、詳細に説明する。ここで、本実施例の４ストロークエンジンユニット１０は、４ストロークエンジン２０と、マニュアル・トランスミッション３０と、マニュアル・クラッチ４０と、始動発電機６０とを備える。本実施例は、４ストロークエンジンユニット１０が、ラジエータ８０を有さない、即ち空冷の４ストロークエンジンであるという点において、第１の実施例と異なっている。
【０１０９】
４ストロークエンジンユニット１０の４ストロークエンジン２０は、クランクケース２１と、シリンダ２２と、ピストン２６と、コネクティングロッド２５と、クランク軸２４とを備えている。
ピストン２６は、シリンダ２２内に往復移動自在に設けられている。クランク軸２４は、クランクケース２１内に回転可能に設けられている。コネクティングロッド２５は、ピストン２６とクランク軸２４を接続している。シリンダ２２の上部には、シリンダヘッド２３が取り付けられている。シリンダ２２には、４ストロークエンジン２０の冷却のためのフィンが設けられている。
クランク軸２４は、クランクケース２１に、一対のベアリング２４２を介して、回転自在な態様で支持されている。クランク軸２４は、始動発電機６０と、無段変速機５０とが取り付けられる。
【０１１０】
４ストロークエンジン２０には、スロットル弁ＳＶと、燃料噴射装置ＦＩと、点火プラグ２７とが設けられている。スロットル弁ＳＶは、燃焼室に供給される空気の量を調整する。燃料噴射装置ＦＩは、燃料を噴射することによって、スロットル弁ＳＶにより燃焼室に供給される空気に燃料を供給する。点火プラグ２７は、燃焼室に供給される空気と燃料の混合ガスを燃焼させる。
【０１１１】
４ストロークエンジン２０は、カム軸２８と、吸気バルブ２９ａと、排気バルブ２９ｂと、カムチェーン２８１とを備える。カムチェーン２８１は、クランク軸２４により駆動され、カム軸２８を回転させる。カム軸２８は複数のカムを有する。カム軸２８のそれぞれのカムは、回転することにより、直接的又は間接的に吸気バルブ２９ａ及び排気バルブ２９ｂを上下動させる。カムチェーン２８１は、クランクケース２１と、シリンダ２２と、シリンダヘッド２３とに形成された、カムチェーン収納部２８２に収納される。
【０１１２】
マニュアル・クラッチ４０は、クラッチハウジング４１と、フリクションプレート４２と、クラッチプレート４３と、クラッチボス４４と、プレッシャープレート４５と、を備える。クラッチハウジング４１には、被駆動ギア４１１が設けられる。クラッチハウジング４１には、クランク軸２４に設けられた駆動ギア２４１と被駆動ギア４１１とを介して、クランク軸２４からの駆動力が伝達される。フリクションプレート４２は、クラッチハウジング４１の内周に配置される。フリクションプレート４２は、クラッチハウジング４１と係合し、クラッチハウジング４１と共に回転する。クラッチボス４４は、マニュアル・トランスミッション３０の入力軸３２に、マニュアル・トランスミッション３０の入力軸３２と一体となって回転するように取り付けられる。クラッチボス４４の回転軸線と、クラッチハウジング４１の回転軸線とは、略一致している。クラッチプレート４３は、クラッチボス４４の外周に配置される。クラッチプレート４３は、クラッチボスと４４係合し、クラッチボス４４と共に回転する。
【０１１３】
プレッシャープレート４５は、マニュアル・トランスミッション３０の入力軸の中心軸を貫くリフタロッド３８に接続される。プレッシャープレート４５は、運転者の操作により、フリクションプレート４２と、クラッチプレート４３とを、密着及び離間させる。
【０１１４】
マニュアル・トランスミッション３０は、クランク軸２４からの駆動力が伝達される。マニュアル・トランスミッション３０は、低粘度オイルＯＬによって潤滑されるようにクランクケース２１内に設けられる。マニュアル・トランスミッション３０は、マニュアル・クラッチ４０と接続されている。マニュアル・トランスミッション３０は、複数の変速段を有する。マニュアル・トランスミッション３０は、入力軸３２と、出力軸３３と、駆動ギア３４と、被駆動ギア３５と、変速段設定機構３６とを有する。入力軸３２は、回転可能に配置される。入力軸３２には、マニュアル・クラッチ４０を介して、４ストロークエンジン２０から出力された動力が入力される。マニュアル・トランスミッション３０は、入力軸３２に対し出力軸３３の回転速度を段階的に変速する。
【０１１５】
出力軸３３は、入力軸３２と平行な軸線上に回転可能に配置される。複数の駆動ギア３４は、入力軸３２に設けられ、常に入力軸３２と共に回転するように構成されている。また、複数の駆動ギア３４のそれぞれは、各変速段に対応する。複数の被駆動ギア３５は、出力軸３３に設けられ、出力軸３３と相対回転可能であるように構成される。複数の被駆動ギア３５は、対応する駆動ギア３４と噛み合い可能であるように構成されている。常時、複数の被駆動ギア３５の少なくとも一つが、駆動ギア３４と噛み合う。
【０１１６】
低粘度オイルＯＬは、マニュアル・トランスミッション３０にも供給される。また、ピストン２６に供給された低粘度オイルＯＬは、マニュアル・トランスミッション３０にも流れる。低粘度オイルＯＬは、マニュアル・トランスミッション３０の回転により攪拌されることによりクランクケース２１内に拡散する。これにより、低粘度オイルＯＬは、マニュアル・トランスミッション３０全体に供給される。
【０１１７】
４ストロークエンジン２０は、クランクケース２１の下部にオイルパン２１１を備える。オイルパン２１１は、４ストロークエンジン２０の動作を潤滑させる低粘度オイルＯＬが溜められている。オイルパン２１１に溜まった低粘度オイルＯＬは、ピストン２６、及びクランク軸２４に供給される。低粘度オイルＯＬの一部は、カムチェーン収納部２８２に供給される。カムチェーン収納部２８２に供給される低粘度オイルＯＬは、カムチェーン２８１を介して、カム軸２８及びバルブ２９にも供給される。
【０１１８】
始動発電機６０は、左右方向ＬＲにおいて、クランク軸２４の右端部に、クランク軸２４と同軸上に取り付けられている。始動発電機６０は、ステータ６２と、ロータとを備える。始動発電機６０は、始動発電機カバー６４とクランクケース２１とにより形成された始動発電機収納部６５に収納される。始動発電機収納部６５の空間は、カムチェーン収納部２８２の空間と連通している。
ロータ６１は、ロータ本体部６１５を有する。ロータ本体部６１５は、筒状ボス部６１５ａと、円板状の底壁部６１５ｂと、筒状のバックヨーク部６１５ｃとを有する。底壁部６１５ｂ及びバックヨーク部６１５ｃは筒状ボス部６１５ａを介してクランク軸２４に固定されている。
ロータ６１は、永久磁石部６１４を有する。ロータ６１は、複数の磁極部６１６を有する。複数の磁極部６１６は、例えば、複数の永久磁石部６１４により、１つの磁極部６１６が１つの永久磁石に対応するように形成されている。永久磁石部６１４は、複数の磁極を有するように着磁された１又は複数の永久磁石によって構成することも可能である。但し、磁極部６１６の個数及び永久磁石の個数は、特に限定されない。複数の磁極部６１６は、バックヨーク部６１５ｃの内周面に設けられている。複数の磁極部６１６は、始動発電機６０の周方向にＮ極とＳ極とが交互に配置されるように設けられている。本実施例では、ステータ６２と対向するロータ６１の磁極数が２４個である。磁極部６１６の数は、歯部６２３の数よりも多い。
【０１１９】
ステータ６２は、クランクケース２１に対し位置が固定されている。詳細には、ステータ６２は、始動発電機カバー６４に固定されている。ステータ６２は、ステータコア６２１と複数のステータ巻線６２２とを有する。ステータコア６２１は、周方向に間隔を空けて設けられた複数の歯部６２３を有する。複数の歯部６２３は、ステータコア６２１から径方向外に向かって一体的に延びている。本実施例においては、合計１８個の歯部６２３が周方向に間隔を空けて設けられている。換言すると、ステータコア６２１は、周方向に間隔を空けて形成された合計１８個のスロット６２４を有する。ロータ６１は、スロットの数の２／３より多い磁極部６１６を有する。ロータ６１は、歯部６２３の数より多い数の磁極部６１６を有する。より詳細には、ロータ６１は、歯部６２３の数より多い数の磁極部６１６を有する。即ち、始動発電機６０は、歯部６２３の数よりも多い数の磁極部６１６を有している。より詳細には、磁極部６１６の数は、スロット数の４／３以上である。より詳細には、磁極部６１６の数は、スロット数の４／３である。
各歯部６２３の周囲には、ステータ巻線６２２が巻回している。複数相のステータ巻線６２２のそれぞれは、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の何れかに属する。
【０１２０】
ロータ６１の外面には、ロータ６１の回転位置を検出させるための複数の被検出部６１７が備えられている。複数の被検出部６１７は、磁気作用によって検出される。複数の被検出部６１７は、周方向に間隔を空けてロータ６１の外面に設けられている。被検出部６１７は、強磁性体で形成されている。
ロータ位置検出装置６３は、ロータ６１の位置を検出する装置である。ロータ位置検出装置６３は、複数の被検出部６１７と対向する位置に設けられている。ロータ位置検出装置６３は、被検出部６１７を磁気的に検出するピックアップコイル６１１を備えている。ロータ位置検出装置６３は、検出用磁石６１２及びコア６１３も備えている。ロータ位置検出装置６３は、始動発電機収納部６５に配置される。
ロータ位置検出装置６３は、クランクケース２１内でクランクケース２１に対し位置が固定されるようにクランクケース２１に支持される。
【０１２１】
始動発電機６０は、４ストロークエンジン２０のクランク軸２４と接続されている。本実施例では、始動発電機６０の回転軸線と、クランク軸２４の回転軸線とは、略一致している。始動発電機６０が、４ストロークエンジン２０の正回転によりクランク軸２４を正回転させるように構成されている。
【０１２２】
低粘度オイルＯＬは、始動発電機６０にも供給される。カムチェーン収納部２８２に供給された低粘度オイルＯＬは、始動発電機収納部６５にも供給される。
【０１２３】
図１０の４ストロークエンジンユニット１０は、鞍乗型車両１に搭載することができる。
図１０の４ストロークエンジンユニット１０を搭載した鞍乗型車両１は、ＭＴ（マニュアル・トランスミッション）型鞍乗型車両である。図１０の４ストロークエンジンユニット１０を搭載した鞍乗型車両１は、より詳細には、ＭＴ型自動二輪車である。
【符号の説明】
【０１２４】
１    鞍乗型車両
１０    ４ストロークエンジンユニット
１３    ハンドル
１５    駆動輪
２０    ４ストロークエンジン
２１    クランクケース
２２    シリンダ
２４    クランク軸
３０    マニュアル・トランスミッション
３９    出力部
４０    マニュアル・クラッチ
５０    無段変速機
５１    駆動プーリー
５２    被駆動プーリー
５３    ベルト
６０    始動発電機
６１    ロータ
６２    ステータ
７０    遠心クラッチ
８０    ラジエータ
【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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【手続補正書】
【提出日】令和3年7月1日(2021.7.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
本発明の一つの観点によれば、４ストロークエンジンユニットは、以下の構成を採用できる。
（８）  （１）から（７）の何れか１の４ストロークエンジンユニットであって、
前記ロータは、冷却のための気流を発生させるファン又はフィンを備えていない。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０９】
４ストロークエンジンユニット１０の４ストロークエンジン２０は、クランクケース２１と、シリンダ２２と、ピストン２６と、コネクティングロッド２５と、クランク軸２４とを備えている。
ピストン２６は、シリンダ２２内に往復移動自在に設けられている。クランク軸２４は、クランクケース２１内に回転可能に設けられている。コネクティングロッド２５は、ピストン２６とクランク軸２４を接続している。シリンダ２２の上部には、シリンダヘッド２３が取り付けられている。シリンダ２２には、４ストロークエンジン２０の冷却のためのフィンが設けられている。
クランク軸２４は、クランクケース２１に、一対のベアリング２４２を介して、回転自在な態様で支持されている。クランク軸２４は、始動発電機６０と、マニュアル・トランスミッション３０とが取り付けられる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
４ストロークエンジンユニットであって、
前記４ストロークエンジンユニットは、
クランクケースと、前記クランクケースに接続されるシリンダと、前記クランクケースに回転可能に支持されるクランク軸とを備え、前記クランクケース及び前記シリンダは、低温粘度グレードが２０Ｗよりも低い低粘度オイルで内部が潤滑されるように構成され、４ストロークの間に、前記クランク軸を回転させる負荷が大きい高負荷領域と、前記クランク軸を回転させる負荷が前記高負荷領域の負荷より小さい低負荷領域とを有する負荷変動型４ストロークエンジンと、
周方向にスロットを空けて設けられた複数の歯部を備えるステータコア、及び前記歯部に巻回される複数相のステータ巻線を有するステータと、前記ステータと空隙を空けて向かい合うように前記周方向に並ぶ永久磁石部を有し、前記クランク軸と同軸上に配置されたロータとを備え、前記低粘度オイルと接触する位置に設けられる始動発電機と
を備える。
【請求項２】
請求項１に記載の４ストロークエンジンユニットであって、
始動発電機は、始動時において電流が供給されることにより発熱し、これにより、始動時に、始動発電機に接触している低粘度オイルに、熱を伝えるように構成されている。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の４ストロークエンジンユニットであって、
前記始動発電機の前記永久磁石部は、前記スロットの数の２／３より多い磁極面を有する。
【請求項４】
請求項３に記載の４ストロークエンジンユニットであって、
前記始動発電機が収納される空間内で、前記クランクケース内で前記クランクケースに対し位置が固定されるように前記クランクケースに支持された、前記ロータの位置の検出を表す信号を出力するロータ位置検出装置を更に備える。
【請求項５】
請求項１から４の何れか１項に記載の４ストロークエンジンユニットであって、
前記始動発電機が配置される空間は、前記ステータが固定された始動発電機カバーにより覆われ、
前記始動発電機のロータは、前記クランク軸の軸線方向における、前記ステータと前記シリンダとの間で前記クランク軸に接続された有底筒状である。
【請求項６】
請求項１から５の何れか１項に記載の４ストロークエンジンユニットであって、
前記４ストロークエンジンユニットは、前記低粘度オイルによって潤滑されるように前記クランクケース内に設けられ、前記クランク軸から伝達される駆動力を受けるマニュアル・トランスミッションを備える。
【請求項７】
請求項１から５の何れか１項に記載の４ストロークエンジンユニットであって、
前記４ストロークエンジンユニットは、第１の方向と、前記第１の方向と反対の第２の方向とを含むクランク軸の軸線方向において、前記クランク軸の前記第１の方向に向かう端部に入力部が配置され、前記クランク軸から伝達される駆動力を受ける無段変速機を備え、
前記始動発電機は、前記軸線方向において、前記クランク軸の前記第２の方向に向かう端部に配置される。
【請求項８】
請求項１から７の何れか１項に記載の４ストロークエンジンユニットであって、
前記４ストロークエンジンユニットは、ラジエータを備え、
前記シリンダは、前記ラジエータからの冷却水が供給されるウォータージャケットを有する。
【請求項９】
請求項１から８の何れか１項に記載の４ストロークエンジンユニットであって、
前記ロータは、冷却のための気流を発生させるファン又はフィンを備えていない。
【請求項１０】
鞍乗型車両であって、
前記鞍乗型車両は、請求項１から９の何れか１項に記載の４ストロークエンジンユニットを備える。
【国際調査報告】
2020141594.tif 000013
2020141594.tif 000014
2020141594.tif 000015
2020141594.tif 000016
2020141594.tif 000017
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