JP4029890B2 - 自動二輪車の二次バランサ支持構造 - Google Patents

Description

本発明は、自動二輪車の二次バランサ支持構造に関する。

車両に搭載される４サイクルエンジンは、ピストンの往復運動に基づく振動が発生しやすい。そのため、エンジンはこの振動を除去するためのバランサ装置を備えたものがある。バランサ装置は、例えばクランクシャフトにウェブを一体に形成した一次バランサ装置と、ピストンやコンロッド等の全質量に見合ったバランサウェイトをバランサシャフトに設け、このウェイトをクランクシャフトと連動回転させることによりエンジン運転時の振動を除去する二次バランサ装置とがある。

従来の自動二輪車の二次バランサ装置は、例えばクランクケースにバランサシャフトを圧入固定し、このバランサシャフトの外周にニードルベアリングを介してバランサウェイトを回転自在に支持している。すなわち、固定されているバランサシャフトにバランサウェイトが相対回転する構造である。

しかしながら、二次バランサ装置はバランサウェイトがクランクシャフトの二倍の回転数で回転するため、ニードルベアリングのローラが摩耗しやすく、また、ローラが摩耗すると摺接面の隙間が拡大してガタが発生し、回転挙動が大きくなるといった不具合が生じる。

また、摺接面の隙間が拡大することにより摺接面の油膜切れが起こり、二次バランサ装置の潤滑性能が低下する。

本発明は上述した事情を考慮してなされたもので、回転挙動の低減を図った自動二輪車の二次バランサ支持構造を提供することを目的とする。

本発明に係る自動二輪車の二次バランサ支持構造は、上述した課題を解決するために、請求項１に記載したように、クランクシャフトと二次バランサ装置とを別体に備える並列四気筒エンジンの、上記クランクシャフトの一端に発電装置を設け、他端にシリンダヘッド内に設けられる動弁装置にカムチェーンを介して作動連結されるカムドライブスプロケットを設けると共に、上記発電装置の反対側最外部に配置される気筒用のクランクウェブにプライマリドライブギヤを一体に形成する一方、このプライマリドライブギヤが設けられたクランクウェブから一気筒分空けて離間した気筒であって、且つ上記クランクシャフトの上記発電装置取付部側最外部に配置される気筒に隣接する気筒用のクランクウェブのうち中央二気筒間のクランクジャーナル部から遠い側に位置するクランクウェブにバランサドライブギヤを一体に形成し、このバランサドライブギヤに駆動される上記二次バランサ装置を構成するバランサシャフトを上記クランクシャフトの前方であってこのクランクシャフトのクランクケースへの軸受部分より地面側且つ高さ方向に関しオイルフィルタを挟んでオイルパンの反対側に配置すると共に、上記二次バランサ装置を構成するバランサウェイトを上記バランサドライブギヤに駆動されるバランサドリブンギヤに対して中央二気筒間のクランクジャーナル部に近い側に配置したことを特徴とするものである。

また、上述した課題を解決するために、請求項２に記載したように、上記並列四気筒エンジンのシリンダブロックを前傾配置すると共に、車両側面視において、このシリンダブロックの下方であって上記クランクシャフトより前方に位置する上記クランクケースの前面を車両前方に向けて膨出し、その内方に上記二次バランサ装置を配設したものである。
さらに、上述した課題を解決するために、請求項３に記載したように、上記二次バランサ装置を、上記バランサドライブギヤが形成されるクランクウェブの気筒の前方でクランクケースによって支持したものである。

本発明に係る自動二輪車の二次バランサ支持構造によれば、クランクシャフトより回転数が増速される二次バランサ装置を駆動する際のクランクシャフトへの負担が軽減され、回転挙動の低減を図ることができる。また、エンジンの前後長が短縮化できてコンパクト化が可能になると共に、マスの集中化を図ることができ、操縦安定性が向上する。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

図１は、この発明を適用した自動二輪車の一例を示す左側面図である。

図１に示すように、この自動二輪車１は車体フレーム２を有し、その前方にヘッドパイプ３が設けられる。ヘッドパイプ３には図示しないサスペンション機構を内装し、前輪４を回動自在に支持する左右一対のフロントフォーク５やハンドルバー６等から構成されるステアリング機構７が設けられ、ハンドルバー６により前輪４が左右に回動自在に操舵される。

一方、車体フレーム２は、例えばツインチューブ型のもので、ヘッドパイプ３の直後で左右方向に拡開された後、互いに平行に後斜下方に延びるタンクレールを兼ねた左右一対のメインフレーム８と、このメインフレーム８の後端部に接続され、略上下方に向かって延びる左右一対のセンターフレーム９と、このセンターフレーム９の後上端から後方に延びる左右一対のシートレール１０とから構成される。

メインフレーム８の上方には燃料タンク１１が配置され、シートレール１０の上方には運転シート１２が配置される。また、センターフレーム９の略中央下部にはピボット軸１３が架設され、このピボット軸１３にスイングアーム１４がピボット軸１３廻りにスイング自在に枢着されると共に、このスイングアーム１４の後端に後輪１５が回動自在に軸支される。そして、車体の中央下部、燃料タンク１１下方のメインフレーム８にはエンジン１６が取り付けられる。

さらに、この自動二輪車１は車体の前部が流線形のカウリング１７で覆われており、走行中の空気抵抗低減と、走行風圧からのライダの保護とが図られている。

図２はエンジン１６の左側面図あり、大部分を縦断面で示す。図２に示すように、エンジン１６は例えば４サイクル並列四気筒エンジンであり、主にシリンダヘッドカバー１８、シリンダヘッド１９、シリンダブロック２０、そしてクランクケース２１から外形が構成される。

クランクケース２１は分割式であり、例えば図における上下方向に三分割され、シリンダブロック２０が一体に形成されたアッパークランクケース２１ａと、センタークランクケース２１ｂと、ロアークランクケース２１ｃとから構成される。

図３は、クランクケース２１の分割状態および後述するシャフト類との関係を簡単に表す図である。図２および図３に示すように、シリンダブロック２０は直立よりやや前傾して配置され、各クランクケース２１ａ，２１ｂ，２１ｃの割面はシリンダブロック２０の中心軸２２に直交して前下がり（または後ろ上がり）に形成される一方、下側のクランクケース２１であるロアークランクケース２１ｃの下面は略水平に形成される。

図４はセンタークランクケース２１ｂの平面図であり、アッパークランクケース２１ａとセンタークランクケース２１ｂとの割面に配置される機器については断面で示す。

アッパークランクケース２１ａとセンタークランクケース２１ｂとの割面にはエンジン１６の幅方向に延びるクランクシャフト２３が回転自在に支持される。また、クランクシャフト２３の後方で、センタークランクケース２１ｂとロアークランクケース２１ｃとの割面にはエンジン１６の幅方向に延びる（クランクシャフト２３と平行に配置）カウンタシャフト２４およびドライブシャフト２５が回転自在に支持される。

クランクシャフト２３の一端には発電装置２６が設けられる。一方、クランクシャフト２３の他端にはカムドライブスプロケット２７が設けられる。カムドライブスプロケット２７は、シリンダヘッド１９内に設けられた動弁装置２８のカムシャフト２９端に設けられた図示しないカムドリブンスプロケットに図示しないカムチェーンを介して作動連結される。そして、クランクシャフト２３の回転がカムチェーンを介してカムシャフト２９に伝達されることにより、動弁装置２８が作動され、吸・排気バルブ３０を開閉操作する。なお、シリンダヘッド１９の上部はシリンダヘッドカバー１８により塞がれる。

クランクシャフト２３には各気筒に対応して一次バランサ装置であるクランクウェブ３１が形成される。発電装置２６の反対側に配置される気筒用のクランクウェブ３１にはカウンタシャフト２４に形成されたプライマリドリブンギヤ３２に作動連結するプライマリドライブギヤ３３が一体に形成される。また、クランクシャフト２３の発電装置２６取付部側端から、少なくとも一気筒分離れた気筒用のクランクウェブ３１にはバランサドライブギヤ３４が一体に形成される。

クランクシャフト２３には、コンロッド３５の大端部３６ａが連結され、また、コンロッド３５の小端部３６ｂにはピストン３７が連結される。そして、シリンダブロック２０内にはピストン３７が図３におけるシリンダブロック２０の中心軸２２方向摺動自在に収納される。また、シリンダヘッド１９とピストン３７との間の空間には燃焼室３８が形成され、その中央部には外方から図示しない点火プラグがねじ結合される。

ピストン３７の往復ストロークはクランクシャフト２３により回転運動に変換され、両プライマリギヤ３２，３３を介してカウンタシャフト２４に設けられた図示しないクラッチ機構に伝達される。カウンタシャフト２４とドライブシャフト２５との間にはミッション機構３９が設けられており、クランクシャフト２３の回転運動は最終的にドライブシャフト２５を経てドライブチェーン４０（図１参照）を介して駆動輪である後輪１５に伝達される。

ところで、この自動二輪車１に用いられるエンジン１６への混合気供給手段は燃料噴射式であって、シリンダヘッド１９に形成された吸気ポート４１にフューエルインジェクタ４２を備えたスロットルボディ４３が接続される。そして、スロットルボディ４３はエンジン１６の後上方に配置され、スロットルボディ４３の上流側にはエアクリーナ４４が接続される。

また、エンジン１６にはエンジン潤滑装置が備えられており、ロアークランクケース２１ｃ下部に設けられたオイルパン４５内に貯留された潤滑オイルが図示しないオイルポンプによってオイルフィルタ４６を経由してクランクシャフト２３や動弁装置２８、ミッション機構３９等のエンジン１６内各部に圧送される。

このエンジン１６にはクランクシャフト２３上に設けられる一次バランサ装置とは別に二次バランサ装置４７を備える。この二次バランサ装置４７は、図２〜図４に示すように、クランクシャフト２３が回転自在に支持されるアッパークランクケース２１ａとセンタークランクケース２１ｂとの割面上で、且つクランクシャフト２３の前方に配置される。

図５は、図４に示す二次バランサ装置取付部の拡大図であり、図６は図５のＶＩ−ＶＩ線に沿う断面図である。図５に示すように、二次バランサ装置４７はバランサシャフト４８とこのバランサシャフト４８に一体に形成されたバランサウェイト４９とから構成され、図６にも示すように、バランサシャフト４８はアッパークランクケース２１ａとセンタークランクケース２１ｂとの割面にメタルベアリング５０を介して回転自在に支持される。また、このメタルベアリング５０は半割型のものであって、そのクランクケース割面がアッパークランクケース２１ａとセンタークランクケース２１ｂとの割面に一致するように配置される。

さらに、バランサシャフト４８には前記バランサドライブギヤ３４に作動連結するバランサドリブンギヤ５１が回転一体に取り付けられる。そして、バランサシャフト４８とバランサドリブンギヤ５１との間には弾性体から成るダンパ５２が介装される。

次に、本実施形態の作用について説明する。

クランクケース２１を上下方向に三分割し、アッパークランクケース２１ａに一体形成されるシリンダブロック２０を前傾配置すると共に、シリンダブロック２０の中心軸２２に直交する各クランクケース２１ａ，２１ｂ，２１ｃの割面のうち、バランサシャフト４８とクランクシャフト２３とを上方側のクランクケース割面、本実施形態においてはアッパークランクケース２１ａとセンタークランクケース２１ｂとの割面に配置し、カウンタシャフト２４とドライブシャフト２５とを下方側のクランクケース割面、本実施形態においてはセンタークランクケース２１ｂとロアークランクケース２１ｃとの割面に配置したことにより、各シャフト２３，２４，２５，４８が水平線上に一直線に並ぶことがなく、エンジン１６の前後長が短縮化できてコンパクト化が可能になると共に、マスの集中化を図ることができ、操縦安定性が向上する。

また、クランクシャフト２３およびバランサシャフト４８は振動の発生源であるため、これらのシャフト２３，４８をカウンタシャフト２４およびドライブシャフト２５とは別のクランクケース割面に配置することにより、クランクシャフト２３およびバランサシャフト４８が配置されるクランクケース割面、本実施形態においてはアッパークランクケース２１ａとセンタークランクケース２１ｂとの割面、の締結力のみを他方のクランクケース割面の締結力より高く設定すればよいので、組付け時の効率が向上する。

さらに、二次バランサ装置４７をバランサシャフト４８とこのバランサシャフト４８に一体に形成されたバランサウェイト４９とから構成し、バランサシャフト４８をアッパークランクケース２１ａとセンタークランクケース２１ｂとの割面にメタルベアリング５０を介して回転自在に支持したことにより、部品点数が削減でき、組付性が向上する。また、バランサシャフト４８とメタルベアリング５０との摺接面に隙間ができにくく、ガタの発生、すなわち回転挙動が抑えられると共に、摺接面の油膜切れが起こりにくくなって二次バランサ装置４７の潤滑性能が向上する。

さらにまた、上記メタルベアリング５０を半割型のものとし、その割面がアッパークランクケース２１ａとセンタークランクケース２１ｂとの割面に一致するように配置したことにより二次バランサ装置４７の組付性が向上する。

ところで、クランクシャフト２３の両端には重量回転物である発電装置２６およびプライマリドライブギヤ３３が設けられているため、クランクシャフト２３に比較的負担のかからない部位、本実施形態においては発電装置２６取付部側端から少なくとも一気筒分離れた気筒用のクランクウェブ３１に二次バランサ装置４７駆動用のバランサドライブギヤ３４を設けたことにより、クランクシャフト２３の二倍の回転数に増速される二次バランサ装置４７を駆動する際のクランクシャフト２３への負担が軽減される。

また、クランクシャフト２３の二倍の回転数に増速される二次バランサ装置４７はエンジン１６の回転変動に敏感に反応するが、バランサシャフト４８とバランサドリブンギヤ５１との間に弾性体から成るダンパ５２を介装したことによりこのダンパ５２が上記エンジン１６の回転変動を吸収できる。

本発明に係る自動二輪車の二次バランサ支持構造の一実施形態を示す自動二輪車の左側面図。 エンジンの左側面図。 クランクケースの分割状態およびシャフト類との関係を簡単に表す図。 センタークランクケースの平面図。 図４に示す二次バランサ装置取付部の拡大図。 図５のＶＩ−ＶＩ線に沿う断面図。

符号の説明

１ 自動二輪車
１６ エンジン
１９ シリンダヘッド
２１ａ アッパークランクケース
２１ｂ センタークランクケース
２１ｃ ロアークランクケース
２３ クランクシャフト
２６ 発電装置
２７ カムドライブスプロケット
２８ 動弁装置
３１ クランクウェブ（一次バランサ装置）
３３ プライマリドライブギヤ
３４ バランサドライブギヤ
４７ 二次バランサ装置
４８ バランサシャフト

Claims (3)

1. クランクシャフトと二次バランサ装置とを別体に備える並列四気筒エンジンの、上記クランクシャフトの一端に発電装置を設け、他端にシリンダヘッド内に設けられる動弁装置にカムチェーンを介して作動連結されるカムドライブスプロケットを設けると共に、
   上記発電装置の反対側最外部に配置される気筒用のクランクウェブにプライマリドライブギヤを一体に形成する一方、このプライマリドライブギヤが設けられたクランクウェブから一気筒分空けて離間した気筒であって、且つ上記クランクシャフトの上記発電装置取付部側最外部に配置される気筒に隣接する気筒用のクランクウェブのうち中央二気筒間のクランクジャーナル部から遠い側に位置するクランクウェブにバランサドライブギヤを一体に形成し、
   このバランサドライブギヤに駆動される上記二次バランサ装置を構成するバランサシャフトを上記クランクシャフトの前方であってこのクランクシャフトのクランクケースへの軸受部分より地面側且つ高さ方向に関しオイルフィルタを挟んでオイルパンの反対側に配置すると共に、
   上記二次バランサ装置を構成するバランサウェイトを上記バランサドライブギヤに駆動されるバランサドリブンギヤに対して中央二気筒間のクランクジャーナル部に近い側に配置したことを特徴とする自動二輪車の二次バランサ支持構造。
2. 上記並列四気筒エンジンのシリンダブロックを前傾配置すると共に、車両側面視において、このシリンダブロックの下方であって上記クランクシャフトより前方に位置する上記クランクケースの前面を車両前方に向けて膨出し、その内方に上記二次バランサ装置を配設した請求項１記載の自動二輪車の二次バランサ支持構造。
3. 上記二次バランサ装置を、上記バランサドライブギヤが形成されるクランクウェブの気筒の前方でクランクケースによって支持した請求項１又は２に記載の自動二輪車の二次バランサ支持構造。

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