JP4725285B2

JP4725285B2 - 自動二輪車のエンジン

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Publication number: JP4725285B2
Application number: JP2005307774A
Authority: JP
Inventors: 知之織田; 英俊荒川
Original assignee: Suzuki Motor Co Ltd
Current assignee: Suzuki Motor Co Ltd
Priority date: 2005-09-25
Filing date: 2005-09-25
Publication date: 2011-07-13
Anticipated expiration: 2025-09-25
Also published as: US7353792B2; US20070068296A1; ITRM20060508A1; JP2007085325A

Description

本発明は、エンジンケース内部における回転軸の配置構造を改善した自動二輪車のエンジンに関する。

自動二輪車のエンジンにおいて、エンジンケース内部におけるクランク軸、変速入力軸、変速出力軸、二次バランサー軸等の回転軸の配置構造を示す従来技術として、例えば特許文献１、２に開示されているものがある。

特許文献１に記載されているエンジンは、エンジンケースがアッパーケースとミドルケースとロアーケースとに３分割されており、アッパーケースとミドルケースとの合わせ面にクランク軸と二次バランサー軸が軸支され、ミドルケースとロアーケースとの合わせ面に変速入力軸と変速出力軸とが軸支されている、なお、変速入力軸はクランク軸よりも後方に配置されている。

また、特許文献２に記載されているエンジンは、エンジンケースがアッパーケースとロアーケースとに２分割されており、アッパーケースとロアーケースとの合わせ面にクランク軸と変速入力軸が軸支され、ロアーケースに変速出力軸と二次バランサー軸が軸支されている。
特開２００２−１２２０２８号公報特開２００４−３６０７７３号公報

しかしながら、特許文献１に記載されているエンジンでは、アッパーケースとミドルケースとロアーケースの間の２つの合わせ面にそれぞれ回転軸が２軸ずつ配置され、これら４本の回転軸が前後方向に配列されているため、エンジンケースの前後長が長くなり、エンジン全体が大型化する原因となっていた。しかも、エンジンケースが３分割構造であるため、エンジンケースの加工性や各回転軸の組付性が悪かった。

また、特許文献２に記載されているエンジンでも、アッパーケースとロアーケースとの合わせ面に軸支されたクランク軸と変速入力軸の前後に変速出力軸と二次バランサー軸が位置しており、やはりこれら４本の回転軸が前後方向に配列されているため、特許文献１のエンジンと同様にエンジン全体が大型化する原因となっていた。

本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、エンジンケースの加工性および組付性を向上させるとともに、エンジンのコンパクト化を図ることのできる自動二輪車のエンジンを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る自動二輪車のエンジンは、エンジンケースをアッパーケースとロアーケースとを備えた分割構造とし、その合わせ面を車両側面視で直線状に形成し、上記合わせ面の位置に車幅方向に延びるクランク軸と変速入力軸と二次バランサー軸とを軸支し、上記変速入力軸に回転駆動される変速出力軸を上記ロアーケースに軸支した自動二輪車のエンジにおいて、上記ロアーケースの一方の側壁に、上記変速出力軸を外部から上記エンジンケースの内部に挿入可能にする円形の変速出力軸挿通開口部を設け、この変速出力軸挿通開口部の内径を変速出力軸に軸装される最大外径の変速ドリブンギヤよりも大きく形成するとともに、変速出力軸の一端を軸支する軸受を保持する偏心軸受ホルダーを変速出力軸挿通開口部にエンジンケースの外側から着脱可能に設け、上記偏心軸受ホルダーの中心に対し変速出力軸の軸心を上記変速入力軸側に偏心させたことを特徴とする。

また、本発明に係る自動二輪車のエンジンは、上記合わせ面を車両側面視で前下がりに傾斜させ、車両進行方向前方より上記二次バランサー軸、クランク軸、変速入力軸の順に配置したことを特徴とする。

さらに、本発明に係る自動二輪車のエンジンは、上記変速出力軸を上記変速入力軸の下方に配置したことを特徴とする。

本発明に係る自動二輪車のエンジンは、アッパーケースとロアーケースの合わせ面にクランク軸と変速入力軸と二次バランサー軸を軸支し、変速出力軸をロアーケースに軸支したため、変速出力軸を他の回転軸の下方に配置してエンジンケースの前後長を短縮し、エンジン全体をコンパクト化することができる。エンジンケースの合わせ面は１つであるため、エンジンケースの加工性や各回転軸の組付性も向上する。

また、エンジンケースの合わせ面を車両側面視で前下がりに傾斜させ、車両進行方向前方より二次バランサー軸、クランク軸、変速入力軸の順に配置したため、これら各回転軸が前後方向に占有するスペースを短縮するとともに、クランク軸の前後のスペースを有効に利用し、主にエンジンケースの前後方向寸法のコンパクト化を図ることができる。

さらに、変速出力軸を変速入力軸の下方に配置したため、変速出力軸をクランク軸に近づけてエンジンケース内部のスペース占有効率を向上させ、エンジンケースの前後方向寸法のコンパクト化に貢献できる。

また、変速出力軸が変速出力軸挿通開口部および偏心軸受ホルダーに対して変速入力軸側に偏心するため、変速入力軸と変速出力軸の軸間距離を詰めてエンジンケースのコンパクト化を図るとともに、変速出力軸に軸装されている変速ドリブンギヤを変速入力軸に軸装されている変速ドライブギヤに干渉させることなく変速出力軸をスムーズにエンジンケース内部に挿入でき、変速出力軸の組付性を向上させることができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

図１は本発明に係るエンジンが搭載された自動二輪車の左側面図であり、図２は車体フレーム前半部とエンジンと排気装置を示す拡大左側面図である。この自動二輪車１は例えばアルミ製の車体フレーム２を備えており、この車体フレーム２の前半部に並列４気筒の水冷４サイクル形式のエンジン３が懸架搭載され、エンジン３の上方に位置するように燃料タンク４が車体フレーム２上に載置されている。

エンジン３は、そのエンジンケース６の前上部にシリンダーアッセンブリー７が設置され、エンジンケース６の下面にオイルパン８が設けられている。シリンダーアッセンブリー７の後部には燃料噴射装置（スロットルボディー）９が接続され、さらに燃料タンク４の下面に設けられた凹部内に設置されたエアクリーナー１０が接続されている。

燃料タンク４の後方にはライダーシート１２および同乗者用シート１３がリヤカウリング１４と共に配置され、エンジン３のシリンダーアッセンブリー７の前方にラジエーター１５が設けられている。なお、車体前半部が樹脂製の流線形なフロントカウリング１６に覆われ、リヤカウリング１４の後部にリヤフェンダー１７が設けられている。

車体フレーム２の前頭部には前輪１９を支持するフロントフォーク２０がハンドルバー２１やフロントフェンダー２２等とともに左右操向可能に軸支される一方、車体フレーム２の中央下部、即ちエンジン３の直後にて車幅方向に架設されたピボット軸２３に後輪２４を支持するスイングアーム２５が上下揺動自在に軸支され、スイングアーム２５の基端部かつエンジン３の後方に後輪懸架装置２６が構成されている。後輪懸架装置２６はクッションユニット２７を備え、その上端が車体フレーム２に連結され、下端がリンク２８等を介してスイングアーム２５に連結されている。

エンジン３には排気装置３０が設置されている。排気装置３０は、図２に示すように、エンジン３の気筒数分（本実施形態では４本）の第一排気管３０ａと、第一集合部３０ｂと、第二集合部３０ｃと、第二排気管３０ｄと、膨張室本体３０ｅと、消音器３０ｆとを備えている。

図３はエンジン３周辺の拡大左側面図である。図２および図３に示すように、エンジンケース６はアッパーケース３２とロアーケース３３とを備えた上下２分割構造である。アッパーケース３２とロアーケース３３との合わせ面３４は車両側面視で直線状（即ち単一平面状）に形成され、車両側面視では前下がりに傾斜している。なお、エンジンケース６の前面にはオイルフィルター３５、左側面にはウォーターポンプ３６、背面にはスターターモーター３７とブリーザーケース３８がそれぞれ設置されている。

そして、エンジンケース６の合わせ面３４の位置に、車幅方向に延びるクランク軸４１と変速入力軸４２と二次バランサー軸４３が軸支され、ロアーケース３３に変速出力軸４４が軸支されている。合わせ面３４の位置に軸支される回転軸の順番は、車両進行方向前方より二次バランサー軸４３、クランク軸４１、変速入力軸４２の順となっており、変速出力軸４４は変速入力軸４２の下方に配置されている。変速出力軸４４にはドライブスプロケット４６（図１、図４、図５参照）が設けられ、後輪２４に設けられたドリブンスプロケット４７との間にドライブチェーン４８が巻装されている。

シリンダーアッセンブリー７はアッパーケース３２の前上部に設置され、前下がりに傾斜しているエンジンケース６の合わせ面３４に対し９０°の角度で起立し、車両側面視では前傾している。このシリンダーアッセンブリー７は、アッパーケース３２に一体成形されたシリンダーブロック５０と、シリンダーヘッド５１と、ヘッドカバー５２とを有して構成されている。なお、燃料噴射装置９はシリンダーヘッド５１後面に開口する吸気ポート５３に接続され、排気装置３０はシリンダーヘッド５１前面に開口する排気ポート５４に接続されている（図２参照）。

図４は、図３のＩＶ−ＩＶ線に沿うエンジンケース６の展開図である。エンジンケース６の前半部にはクランク室５６が画成され、その前方にバランサー軸室５７、後方にミッション室５８がそれぞれ画成されている。クランク室５６の左側面にはマグネトカバー５９が被装され、エンジンケース６の右側面全体にクラッチカバー６０が被装されている。

クランク軸４１はクランク室５６内に設けられた５つのメタル軸受６２に軸支され、４本のコンロッド６３が連接されるクランクピン６４とクランクウェブ６５が一体に形成されている。左から３番目と右から２番目のクランクウェブ６５の外周に、それぞれバランサードライブギヤ６６と１次ドライブギヤ６７が刻設されている。さらに、クランク軸４１の左端にはフライホイールマグネト６９とスタータードリブンギヤ７０が設けられている。

二次バランサー軸４３はメタル軸受７２によりバランサー軸室５７内に軸支され、二次バランサー軸４３に回転一体に設けられたバランサードリブンギヤ７３がクランク軸４１のバランサードライブギヤ６６に噛合している。バランサードライブギヤ６６とバランサードリブンギヤ７３のギヤ比は２：１に設定され、二次バランサー軸４３はクランク軸４１の２倍の回転速度で回転駆動されてエンジン３の二次振動を打ち消す働きをする。

一方、変速入力軸４２と変速出力軸４４は、それぞれローラーベアリング７５，７８とボールベアリング７６，７７によりミッション室５８内に軸支され、変速入力軸４２の右端にはクラッチユニット８０が軸装され、クラッチユニット８０の内側に緩衝ダンパー８１付の大径な１次ドリブンギヤ８２が回転一体に設けられている。１次ドリブンギヤ８２はクランク軸４１の１次ドライブギヤ６７に噛合し、１次ドリブンギヤ８２の歯数が１次ドライブギヤ６７の歯数よりも大きいため、クラッチユニット８０はクランク軸４１に減速回転駆動される。

変速入力軸４２と変速出力軸４４にはそれぞれ６段ずつの変速ドライブギヤＡ１〜Ａ６と変速ドリブンギヤＢ１〜Ｂ６とが軸装され、変速ドライブギヤＡ１〜Ａ６と変速ドリブンギヤＢ１〜Ｂ６とが互いに常時噛合して変速装置８４が構成されている。変速ドライブギヤＡ１〜Ａ６と変速ドリブンギヤＢ１〜Ｂ６の任意のギヤ比が選択されることにより変速出力軸４４が変速入力軸４２に変速回転駆動される。

変速入力軸４２は中空軸であり、その軸心部に左端側からクラッチレリーズロッド８５が挿入され、このクラッチレリーズロッド８５を押圧するクラッチレリーズ機構８６がエンジンケース６の左側に設けられている。クラッチユニット８０と１次ドリブンギヤ８２は普段は変速入力軸４２に回転一体であり、クランク軸４１の回転を変速入力軸４２に伝達する。自動二輪車１のハンドルバー２１に設けられたクラッチレバー８７が握られると、クラッチレリーズ機構８６がクラッチレリーズロッド８５を軸方向右側に押圧し、クラッチユニット８０のクラッチ接続が解除される。このため、クラッチユニット８０と１次ドリブンギヤ８２が変速入力軸４２に対し回転自在になる。

クランク軸４１の回転は、１次ドライブギヤ６７→１次ドリブンギヤ８２→クラッチユニット８０→変速入力軸４２→変速ドライブギヤＡ１〜Ａ６→変速ドリブンギヤＢ１〜Ｂ６→変速出力軸４４→ドライブスプロケット４６→ドライブチェーン４８→ドリブンスプロケット４７→後輪２４の順に伝達される。変速装置８４の変速操作時にはクラッチユニット８０のクラッチ接続を解除して変速操作をスムーズにする。なお、スターターモーター３７の駆動力はスターター減速ギヤ８９とスターターアイドルギヤ９０を経て減速されてスタータードリブンギヤ７０に伝達される。

図５に拡大して示すように、エンジンケース６のロアーケース３３の例えば左側の側壁に真円形の変速出力軸挿通開口部９２が設けられている。この変速出力軸挿通開口部９２の内径は変速出力軸４４に軸装される最大外径の変速ドリブンギヤＢ６よりも大きく設定されている。そして、図６、図７にも示す偏心軸受ホルダー９３がエンジンケース６の外側から変速出力軸挿通開口部９２に液密かつ着脱可能に嵌合装着されて変速出力軸挿通開口部９２が閉塞される。

偏心軸受ホルダー９３には短円筒状の嵌合外径部９４が設けられ、この嵌合外径部９４が変速出力軸挿通開口部９２に円筒嵌合する。嵌合外径部９４の外径寸法は変速出力軸挿通開口部９２の内径寸法に密に嵌合する寸法であり、嵌合外径部９４の外周面に形成された溝９５にＯ−リング９６が嵌め込まれて変速出力軸挿通開口部９２との間が液密にシールされる。偏心軸受ホルダー９３の内径部は軸受嵌合部９８とリテーナー嵌合部９９と軸受固定フランジ１００とを有する段付穴状に形成され、偏心軸受ホルダー９３の外周部には締結フランジ１０１が設けられ、ここに６つのボルト挿通孔１０２が形成されている。偏心軸受ホルダー９３は図３に示すように６本のボルト１０３でロアーケース３３に締結固定される。

図５に示すように、偏心軸受ホルダー９３の軸受嵌合部９８には変速出力軸４４の左端を軸支するボールベアリング７７が外側から密に挿入されて保持され、環状の軸受リテーナー１０４が３本のビス１０５で偏心軸受ホルダー９３に締結されることによりボールベアリング７７の脱落が防止される。また、ボールベアリング７７から左方に突出する変速出力軸４４の左端にスペーサー１０６を介してドライブスプロケット４６が回転一体に装着され、ロックナット１０７で固定される。スペーサー１０６と軸受リテーナー１０４との間にはオイルシール１０８が介装される。

図６に示すように、偏心軸受ホルダー９３における変速出力軸４４の軸心、即ち軸受嵌合部９８の中心Ｃ１は、偏心軸受ホルダー９３自体の中心、即ち嵌合外径部９４の中心Ｃ２に対して変速入力軸４２の軸心Ｃ３側に数ｍｍ〜１０数ｍｍ程度偏心している。

一方、ロアーケース３３の右側の側壁にも真円形の軸受開口部１１１が設けられている。この軸受開口部１１１の内径は変速出力軸挿通開口部９２の内径よりも格段に小さい。軸受開口部１１１には図８、図９にも示す軸受ホルダー１１２がエンジンケース６の外側から液密かつ着脱可能に嵌合装着される。軸受ホルダー１１２には短円筒状の嵌合外径部１１３が設けられ、この嵌合外径部１１３が軸受開口部１１１に円筒嵌合する。嵌合外径部１１３の外径寸法は軸受開口部１１１の内径寸法に密に嵌合する寸法である。

軸受ホルダー１１２の内径部は軸受嵌合部１１４とされ、その内周面に溝１１５，１１６が刻設されている。嵌合外径部１１３と軸受嵌合部１１４は同心加工されている。軸受ホルダー１１２の外周部には締結フランジ１１７が設けられ、ここに３つのビス挿通孔１１８が形成されている。軸受ホルダー１１２は図５に示すように３本のビス１１９でロアーケース３３に締結固定される。

軸受ホルダー１１２の軸受嵌合部１１４には変速出力軸４４の右端を軸支するローラーベアリング７８が外側から密に挿入されて保持され、さらにその外側からサークリップ１２０が溝１１６に装着されることによりローラーベアリング７８の脱落が防止される。

嵌合外径部１１３と軸受嵌合部１１４とが同心加工されているため、軸受嵌合部１１４の中心、即ちローラーベアリング７８と変速出力軸４４の軸心は軸受ホルダー１１２の中心と同心である。なお、溝１１５に嵌装されたＯ−リング１２１により軸受嵌合部１１４とローラーベアリング７８間が液密にシールされる。

図１０〜図１４は、変速出力軸４４をエンジンケース６（ロアーケース３３）に組み込む手順を示している。まず、変速ドリブンギヤＢ１〜Ｂ６が装着された変速出力軸４４を変速出力軸挿通開口部９２からエンジンケース６の内部に挿入する（図１０）。変速出力軸挿通開口部９２の内径は最も外径の大きな変速ドリブンギヤＢ６よりも大きく形成されているため、変速出力軸４４と変速ドリブンギヤＢ１〜Ｂ６とを容易にエンジンケース６内に挿入することができる。この挿入時には、変速ドリブンギヤＢ１〜Ｂ６が変速入力軸４２の変速ドライブギヤＡ１〜Ａ６に干渉しない位置を保ちながら変速出力軸４４を挿入して行き、変速出力軸４４の右端を軸受開口部１１１に偏心的に差し込む（図１１）。

次に、変速出力軸４４をラジアル方向（軸に直角に交わる方向）に移動させて（図１２）、図５のように変速出力軸４４の変速ドリブンギヤＢ１〜Ｂ６を変速入力軸４２の変速ドライブギヤＡ１〜Ａ６に噛合させる。そして、ローラーベアリング７８が装着された軸受ホルダー１１２を軸受開口部１１１に嵌合してビス１１９で締結し（図１３）、次にボールベアリング７７と軸受リテーナー１０４とオイルシール１０８が装着された偏心軸受ホルダー９３を変速出力軸挿通開口部９２に嵌合してボルト１０３（図３参照）で締結する（図１４）。最後にスペーサー１０６とドライブスプロケット４６とロックナット１０７を組み込む。

前述のように、偏心軸受ホルダー９３における変速出力軸４４の軸心（軸受嵌合部９８の中心）Ｃ１が偏心軸受ホルダー９３自体の中心（嵌合外径部９４の中心）Ｃ２に対して変速入力軸４２の軸心Ｃ３側に偏心しているため、変速出力軸４４に軸装された変速ドリブンギヤＢ１〜Ｂ６を変速入力軸４２に軸装された変速ドライブギヤＡ１〜Ａ６に干渉させることなく、変速出力軸４４を変速出力軸挿通開口部９２からスムーズにエンジンケース６の内部に挿入でき、これにより変速出力軸４４および変速ドリブンギヤＢ１〜Ｂ６の組付性を向上させることができる。

しかも、変速出力軸４４の左端を支持するボールベアリング７７を偏心軸受ホルダー９３と共にエンジンケース６（ロアーケース３３）に対して着脱可能にしつつ、このボールベアリング７７を変速入力軸４２の左端を支持するローラーベアリング７５に非常に近接させることができるため、変速入力軸４２と変速出力軸４４の軸間距離を詰めてエンジンケース６のコンパクト化を図ることができる。

また、このエンジン３は、エンジンケース６を構成するアッパーケース３２とロアーケース３３の合わせ面３４の位置にクランク軸４１と変速入力軸４２と二次バランサー軸４３を軸支し、変速出力軸４４をロアーケース３３に軸支したため、変速出力軸４４を他の回転軸４１，４２，４３の下方に配置してエンジンケース６の前後長を短縮し、エンジン３全体をコンパクト化することができる。エンジンケース６の合わせ面３４は１つであるため、エンジンケース６の加工性や各回転軸の組付性も良い。

さらに、エンジンケース６の合わせ面３４を車両側面視で前下がりに傾斜させ、車両進行方向前方より二次バランサー軸４３、クランク軸４１、変速入力軸４２の順に配置したため、これら各回転軸４１，４２，４３が前後方向に占有するスペースを短縮するとともに、クランク軸４１の前後のスペースを有効に利用し、主にエンジンケース６の前後方向寸法のコンパクト化を図ることができる。

また、変速出力軸４４を変速入力軸４２の下方に配置したため、変速出力軸４４をクランク軸４１に近づけてエンジンケース６内部のスペース占有効率を向上させ、この点からもエンジンケース６の前後方向寸法のコンパクト化に貢献することができる。

なお、本実施形態におけるエンジン３は並列４気筒エンジンであるが、本発明は、エンジンケースがアッパーケースとロアーケースとを備えてなり、その内部に軸支される回転軸が車幅方向に延びるエンジンであれば、気等数や気等配置による限定を受けることなく幅広く適用することができる。

本発明に係るエンジンが搭載された自動二輪車の左側面図。車体フレーム前半部とエンジンと排気装置を示す拡大左側面図。エンジン周辺の拡大左側面図。図３のＩＶ−ＩＶ線に沿うエンジンケースの展開図。変速出力軸付近の拡大断面図。偏心軸受ホルダーの左側面図。図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿う偏心軸受ホルダーの縦断面図。軸受ホルダーの右側面図。図８のＩＸ−ＩＸ線に沿う軸受ホルダーの縦断面図。変速出力軸をエンジンケース組み込む手順を示す図。変速出力軸をエンジンケース組み込む手順を示す図。変速出力軸をエンジンケース組み込む手順を示す図。変速出力軸をエンジンケース組み込む手順を示す図。変速出力軸をエンジンケース組み込む手順を示す図。

符号の説明

１自動二輪車
３エンジン
６エンジンケース
３２アッパーケース
３３ロアーケース
３４エンジンケースの合わせ面
４１クランク軸
４２変速入力軸
４３二次バランサー軸
４４変速出力軸
７７変速出力軸の一端を軸支する軸受であるボールベアリング
７８ローラーベアリング
９２変速出力軸挿通開口部
９３偏心軸受ホルダー
１１１軸受開口部
１１２軸受ホルダー
Ｂ６最大外径の変速ドリブンギヤ
Ｃ１変速出力軸の軸心
Ｃ２偏心軸受ホルダーの中心
Ｃ３変速入力軸の軸心

Claims

エンジンケースをアッパーケースとロアーケースとを備えた分割構造とし、その合わせ面を車両側面視で直線状に形成し、上記合わせ面の位置に車幅方向に延びるクランク軸と変速入力軸と二次バランサー軸とを軸支し、上記変速入力軸に回転駆動される変速出力軸を上記ロアーケースに軸支した自動二輪車のエンジにおいて、上記ロアーケースの一方の側壁に、上記変速出力軸を外部から上記エンジンケースの内部に挿入可能にする円形の変速出力軸挿通開口部を設け、この変速出力軸挿通開口部の内径を変速出力軸に軸装される最大外径の変速ドリブンギヤよりも大きく形成するとともに、変速出力軸の一端を軸支する軸受を保持する偏心軸受ホルダーを変速出力軸挿通開口部にエンジンケースの外側から着脱可能に設け、上記偏心軸受ホルダーの中心に対し変速出力軸の軸心を上記変速入力軸側に偏心させたことを特徴とする自動二輪車のエンジン。
上記合わせ面を車両側面視で前下がりに傾斜させ、車両進行方向前方より上記二次バランサー軸、クランク軸、変速入力軸の順に配置したことを特徴とする請求項１に記載の自動二輪車のエンジン。
上記変速出力軸を上記変速入力軸の下方に配置したことを特徴とする請求項１または２に記載の自動二輪車のエンジン。