JP6502610B2 - 自動二輪車のエンジン - Google Patents

Description

本発明は、エンジンのシリンダ後方にエンジン始動装置およびウォータポンプを配置した自動二輪車のエンジンに関する。

自動二輪車の中には、水冷式の並列多気筒エンジンを搭載したものがある（特許文献１〜３参照）。

特許文献１に記載の自動二輪車の並列４気筒エンジンでは、冷却水循環用のウォータポンプをシリンダ近傍で（車体幅方向の）シリンダ外側面に配置し、ウォータポンプ駆動専用のスプロケット−チェーン機構を介してウォータポンプが駆動される。また、エンジンのクランクケース内下部にエンジン潤滑用のオイルポンプが配設され、このポンプ駆動専用のスプロケット−チェーン機構を介してクランク軸の回転に伴いオイルポンプは駆動される。

さらに、エンジンのクランクケース内の後側にクラッチ機構と変速機が配設され、この変速機上部にスタータモータと始動ギア列からなるエンジン始動装置が配置される。スタータモータの操作でエンジン始動装置によりエンジンを始動させることができる。

一方、自動二輪車のエンジンでは、特許文献２に記載のように、エンジンのクランクケース内の車体幅方向左側で、冷却水循環用のウォータポンプとエンジン潤滑用のオイルポンプと同軸に設けたものが多い。

この自動二輪車のエンジンでは、クランク軸の車体前方の左側に、スタータモータおよび始動ギア列を備えたエンジン始動装置が配設されると共に、クランクケースの車両後方でクラッチ機構からの始動プーリ軸（カウンタ軸）の左側軸端側にオイルポンプとウォータポンプとを配設したものがある。

また、特許文献３の自動二輪車用エンジンでは、クランクケース上面でシリンダと発電機の間に、スタータモータおよび始動ギア列からなるエンジン始動装置を設け、スタータモータからのエンジン始動系を発電機駆動系の一部と共用させたものがある。

特開２００５−３６７７６号公報 特開２００８−１６３８９９号公報 特開平４−２４６２７６号公報

特許文献１記載の自動二輪車のエンジンでは、ウォータポンプをクランク軸近くの車体幅方向のクランクケース外側面に配置し、クランク軸からウォータポンプ駆動専用のスプロケット−チェーン機構を介してウォータポンプが駆動される。車両のバンク角を充分に確保することが困難であり、ウォータポンプやオイルポンプは専用のスプロケット−チェーン機構をそれぞれ介して駆動されるため、ウォータポンプおよびオイルポンプのポンプ駆動構成が複雑化し、エンジンサイズが大きくなり、重量増やコスト増を招いている。

また、特許文献２に記載の自動二輪車用エンジンでは、エンジンのクランクケースの車両後方側で、オイルポンプおよびウォータポンプを同軸配置としてエンジンの左側下部に配置されているが、エンジンの左側下部にドライブスプロケット、ドライブチェーン、ギアシフトレバー、サイドスタンド等が密に配置されるため、ウォータポンプの配置スペースを確保することが難しい。

このため、自動二輪車エンジンでは、軸端に設けられたウォータポンプを車両中心から車体幅方向に移動させた位置に配置しているが、この場合には車両のバンク角不足が生じたり、冷却水ホース長の延長により重量増を招く問題があった。

さらに、特許文献３に記載の自動二輪車用エンジンでは、エンジンのクランクケース上面でシリンダと発電機との間にスタータモータを備えたエンジン始動装置を設けてエンジンのコンパクト化を図り、スタータモータからのエンジン始動系に発電機駆動系の一部を共用させているが、エンジン始動系を利用してウォータポンプを常時駆動させる技術の示唆や着装は存在しない。

本発明は、上述した事情を考慮してなされたもので、エンジンのシリンダ後方で、かつクランクケース上方にスタータモータおよびウォータポンプを配置し、エンジンのコンパクト化、軽量化を図り、車両のバンク角を充分に確保することが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。

本発明の他の目的は、スタータモータからのエンジン始動系をウォータポンプの駆動系に利用し、ウォータポンプに独立したポンプ駆動系を不要とし、構成の簡素化、エンジンのコンパクト化、軽量化を図ることが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。

本発明に係る自動二輪車のエンジンは、上述した課題を解決するために、エンジンのシリンダをクランクケースの前側上部に設けた自動二輪車のエンジンにおいて、前記シリンダの後方でクランクケースの上部に前記エンジンを始動するスタータモータと冷却水を循環させるウォータポンプとを配置し、前記スタータモータからのエンジン始動系の一部を前記ウォータポンプのポンプ駆動軸に接続して前記ウォータポンプを駆動させ、前記エンジン始動系は、前記スタータモータから始動ギア列を介してカウンタ軸に接続されるとともに、前記カウンタ軸からプライマリギアを介してエンジンクランク軸に接続され、前記ウォータポンプは、前記カウンタ軸上のミッションギアおよび前記スタータモータよりも車幅方向で外方であって、側面視で前記スタータモータと一部が重なって設けられたことを特徴とするものである。
また、本発明に係る自動二輪車のエンジンは、上述した課題を解決するために、エンジンのシリンダをクランクケースの前側上部に設けた自動二輪車のエンジンにおいて、前記シリンダの後方でクランクケースの上部に前記エンジンを始動するスタータモータと冷却水を循環させるウォータポンプとを配置し、エンジン始動系のワンウェイクラッチを前記ウォータポンプのポンプ駆動軸と同軸に設けて前記ウォータポンプを駆動させ、前記エンジン始動系は、前記スタータモータから始動ギア列を介してカウンタ軸に接続されるとともに、前記カウンタ軸からプライマリギアを介してエンジンクランク軸に接続され、前記ウォータポンプは、前記カウンタ軸上のミッションギアおよび前記スタータモータよりも車幅方向で外方であって、側面視で前記スタータモータと一部が重なって設けられたことを特徴とするものである。
さらに、本発明に係る自動二輪車のエンジンは、上述した課題を解決するために、エンジンのシリンダをクランクケースの前側上部に設けた自動二輪車のエンジンにおいて、前記シリンダの後方でクランクケースの上部に前記エンジンを始動するスタータモータと冷却水を循環させるウォータポンプとを配置し、エンジン始動系のスタータアイドルギア軸を、前記ウォータポンプのポンプ駆動軸と同軸に設けて前記ウォータポンプを駆動させ、前記エンジン始動系は、前記スタータモータから始動ギア列を介してカウンタ軸に接続されるとともに、前記カウンタ軸からプライマリギアを介してエンジンクランク軸に接続され、前記ウォータポンプは、前記カウンタ軸上のミッションギアおよび前記スタータモータよりも車幅方向で外方であって、側面視で前記スタータモータと一部が重なって設けられたことを特徴とするものである。

本発明に係る自動二輪車のエンジンにおいては、エンジンのシリンダの後方で、かつクランクケースの上部にスタータモータとウォータポンプとを配置したので、ウォータポンプがクランクケースの車体外側方に位置することなく、車両のバンク角を充分に確保することかでき、スタータモータからのエンジン始動系を利用してウォータポンプを常時駆動させることができ、ウォータポンプの独立したポンプ駆動系を不要とするので、構成の簡素化が図れ、エンジンのコンパクト化、軽量化を図ることができる。

本発明に係る自動二輪車のエンジンを搭載した自動二輪車の左側面図。 図１の自動二輪車に搭載されるエンジンの側断面図。 図２のIII−III線に沿う断面図。 スタータモータのエンジン始動系を利用したウォータポンプの駆動系を示す図。

以下、本発明に係る実施の形態を添付図面を参照して説明する。

図１は、自動二輪車の外観全体を示す左側面図である。図１において、車両前方側を符号「Ｆ」、車両後方側を符号「Ｒ」でそれぞれ表わす。

自動二輪車１０は、フレーム構造の車両本体１１に水冷式の並列多気筒エンジン１２が搭載され、この並列多気筒エンジン１２で駆動輪をエンジン駆動させるものである。自動二輪車１０は、車両本体１１と、操舵輪である前輪１３と、前輪１３を操舵する操向ハンドル１４と、駆動輪である後輪１５とを有する。車両本体１１はヘッドパイプ１７から後下方に延びる左右一対のメインフレーム１８を有し、このメインフレーム１８の後部の中央フレーム部１８ａが垂直下方に延び、途中にピボット１９が設けられる。このピボット１９廻りに揺動自在に支持されたスイングアーム２０の後端部に後輪１５が支持される。

また、並列多気筒エンジン１２、例えば４気筒エンジンは、図２に示すように、クランクケース２２の上部前方に、シリンダアッセンブリ２３が所要角度車両前方に傾斜して設けられる。シリンダアッセンブリ２３は、シリンダ２４、シリンダヘッド２５およびヘッドカバー２６が順次組み立てられて一体的に構成される。クランクケース２２は、アッパケース２２ａとロアケース２２ｂとが上下に分割可能に構成される。なお、図１において、符号２７は燃料タンクであり、符号２８は車両シートである。

エンジン１２のシリンダ２４後方で、かつクランクケース２２のアッパケース２２ａ上に、図２および図３に示すように、スタータモータ３０および冷却水を循環させるウォータポンプ３１が車体幅方向に設置される。スタータモータ３０と始動ギア列とからエンジン始動装置３４がエンジン始動系として構成される。スタータモータ３０のモータ軸３３は車両中心線ＣＬ側に突出しており、エンジン始動系３４を介してカウンタ軸３５に設けられた回転フリーのプライマリドリブンギア３６に連結され、接続される。エンジン始動系３４は、カウンタ軸３５の車両前方側斜上方に配置される。

具体的には、スタータモータ３０のモータ軸３３は、多段、例えば２段の減速装置３７およびワンウェイクラッチ３８を介してスタータクラッチ軸３９に接続され、スタータクラッチ軸３９の始動ドライブギア４０がプライマリドリブンギア３６の車体幅方向内側（車両中心線ＣＬ側）に設けられた始動ドリブンギア４１に噛み合っている。１段目の減速機構３７ａは、モータ軸３３のモータスプラインシャフトとスタータアイドルドリブンギアとの噛合いであり、２段目の減速機構３７ｂはスタータアイドル軸４３のドライブギアとスタータクラッチ軸３９上のワンウェイクラッチ３８と一体のドリブンギアとの噛合いである。減速装置３７は、クランクケース２２のアッパケース２２ａと一体のギアカバーケース４２で覆われている。ウォータポンプ３１は、ワンウェイクラッチ３８と同軸で、エンジン１２左側のシリンダ２４後方に配置される。

また、並列多気筒エンジン１２は、図３に示すように、エンジンクランク４４の１つのクランクウェブ４５にプライマリドライブギア４６が形成されており、このプライマリドライブギア４６がプライマリドリブンギア３６に噛合してエンジン駆動系のプライマリギアを構成している。プッシュロッド４７が操作されて多板クラッチ機構４８がＯＮ操作されると、プライマリドライブギア４６からのエンジン駆動力は、プライマリドリブンギア３６および多板クラッチ機構４８を経てカウンタ軸３５に伝達され、このカウンタ軸３５上のミッションギア４９とドライブ軸５０のミッションギア（図示せず）が図２に示すシフトカム５１とシフトフォーク５２からなる変速装置５３により選択されてドライブ軸５０が駆動される。

ドライブ軸５０上には車両左側のドライブスプロケット５４が、図１に示すように、ドライブチェーン５５を介して後輪軸上のドリブンスプロケット５６に伝達され、後輪１５が駆動される。

一方、エンジン始動時には、図３に示すように、エンジン始動装置３４のスタータモータ３０を起動させると、モータ駆動力がエンジン始動系３４の減速装置３７およびワンウェイクラッチ３８を介して始動ドライブギア４０、始動ドリブンギア４１からプライマリギア３６，４６を経てクランク軸４４に伝達され、エンジンクランク４４を回転駆動させることにより、エンジン１２が始動される。

エンジン１２が始動されると、エンジン１２の駆動力は、クランク軸４４からプライマリドライブギア４６、プライマリドリブンギア３６および多板クラッチ機構４８を経てカウンタ軸３５に伝達され、続いてカウンタ軸３５からミッションギア４９の変速装置５３を経てドライブ軸５０に伝達され、ドライブチェーン５５を介して後輪１５に伝達され、後輪１５を駆動させる。

さらに、図３および図４に示すように、スタータモータ３０からエンジン始動系３４の中間軸を構成するスタータクラッチ軸３９上にウォータポンプ３１の駆動軸５８が回転一体に連結される。ウォータポンプ３１は、クランクケース２２のアッパケース２２ａ上で、スタータモータ３０より車体幅方向外側に設けられる。ウォータポンプ３１は、図２に示すように、シリンダアッセンブリ２３のシリンダ２４の車両後方側で、クランクケース２２のアッパケース２２ａ上方に設けられる。

ウォータポンプ３１には、図２に示すように、ラジエータ６０からの冷却水ホース６１がポンプ吸込口６２側に接続され、ポンプ吐出口６３側は、冷却水ホース６４を経てシリンダアッセンブリ２３のウォータジャケット６６に接続される。ウォータポンプ３１のポンプ駆動により吐出される冷却水はシリンダアッセンブリ２３のウォータジャケット６６に吐出され、シリンダ２４およびシリンダヘッド２５内を冷却した後、温度上昇してラジエータ６０に送られ、エンジン１２を冷却する一方、エンジン１２冷却後にラジエータ６０で冷却されるようになっている。冷却水ホース６１，６４はシリンダ２４の左側方に配置され、ウォータポンプ３１をシリンダ２４およびラジエータ６０に接続している。

他方、クランクケース２２のロアケース２２ｂには潤滑油６８を貯留したオイルパン６９が設けられる。オイルパン６９に貯留された潤滑油６８内にオイルストレーナ７０が延びており、貯留された潤滑油６８はオイルポンプ７１により、オイルストレーナ７０からオイルギャラリ（図示せず）を経てエンジン１２の各潤滑部に供給されるようになっている。オイルポンプ７１は、ドライブ軸５０にスプロケット・チェーン機構７３を介して接続され、ドライブ軸５０の回転駆動によりポンプ駆動されるようになっている。

本実施形態における並列４気筒エンジン１２では、ウォータポンプ３１がシリンダアッセンブリ２３のシリンダ２４後方（背面）で、かつクランクケース２２のアッパケース２２ａ上に配置されるために、ウォータポンプ３１をエンジンクランク４４近くのクランクケースの外側下方に設けたものとは異なり、車両のバンク角を充分確保することができる。

また、ウォータポンプ３１は、エンジン始動系３４の常時回転軸（中間軸のスタータクラッチ軸３９）を利用して回転駆動されるために、ウォータポンプ３１駆動用に独立したスプロケット・チェーン機構が不要となる一方、ウォータポンプ３１からラジエータ６０への冷却水ホース６１，６４の配管長も短くなることができる。したがって、エンジン１２の重量軽減や流路抵抗の軽減を図ることができ、冷却水量の少量化を図ることができる。

さらに、ウォータポンプ３１は、オイルポンプ７１と別軸で独立して常時駆動させることができ、ウォータポンプ３１およびオイルポンプ７１は個別に最適な減速比に設定して駆動させることができるので、潤滑効率や冷却効率を向上させることができる。加えて、ウォータポンプ３１はクランクケース２２のアッパケース２２ａ上に設置したので、従来の自動二輪車のように、エンジンの左下方のクランクケース外側面にウォータポンプを設置する必要がなく、変速装置５３のギアシフト部品のレイアウトの自由度を大きくとることができ、シフトフィーリングを向上させることができる。

なお、本発明の実施形態の説明においては、ウォータポンプのポンプ駆動軸とエンジン始動系のワンウェイクラッチ３８（中間軸３９）と同軸に設けた例を説明したが、ウォータポンプのポンプ駆動軸はエンジン始動系の一部を利用したものであればよい。エンジン始動系のいずれか１つの中間軸とウォータポンプのポンプ駆動軸とが同軸であればよく、スタータクラッチ軸以外の、例えばスタータアイドルギア軸と同軸であってもよい。この場合、ワンウェイクラッチは中間軸のスタータアイドルギア軸に設けてもよい。

１０…自動二輪車、１１…車両本体、１２…エンジン、１３…前輪、１４…操向ハンドル、１５…後輪、１７…ヘッドパイプ、１８…メインフレーム、１９…ピボット、２０…スイングアーム、２２…クランクケース、２３…シリンダアッセンブリ、２４…シリンダ、２５…シリンダヘッド、２６…ヘッドカバー、２７…燃料タンク、２８…車両シート、３０…スタータモータ、３１…ウォータポンプ、３３…モータ軸（モータスプラインシャフト）、３４…エンジン始動系、３５…カウンタ軸、３６…プライマリドリブンギア、３７…減速装置、３８…ワンウェイクラッチ、３９…スタータクラッチ軸（中間軸）、４０…始動ドライブギア、４１…始動ドリブンギア、４３…スタータアイドル軸（中間軸）、４５…クランクウェブ、４６…プライマリドライブギア、４７…プッシュロッド、４８…多板クラッチ機構、４９…ミッションギア、５０…ドライブ軸、５１…シフトカム、５２…シフトフォーク、５３…変速装置、５４…ドライブスプロケット、５５…ドライブチェーン、５６…ドリブンスプロケット、５８…駆動軸、６０…ラジエータ、６１，６４…冷却水ホース、６２…ポンプ吸込口、６３…ポンプ吐出口、６６…ウォータジャケット、６８…潤滑油、６９…オイルパン、７０…オイルストレーナ、７１…オイルポンプ、７３…スプロケット・チェーン機構。

Claims (3)

1. エンジンのシリンダをクランクケースの前側上部に設けた自動二輪車のエンジンにおいて、
   前記シリンダの後方でクランクケースの上部に前記エンジンを始動するスタータモータと冷却水を循環させるウォータポンプとを配置し、
   前記スタータモータからのエンジン始動系の一部を前記ウォータポンプのポンプ駆動軸に接続して前記ウォータポンプを駆動させ、
   前記エンジン始動系は、前記スタータモータから始動ギア列を介してカウンタ軸に接続されるとともに、前記カウンタ軸からプライマリギアを介してエンジンクランク軸に接続され、
   前記ウォータポンプは、前記カウンタ軸上のミッションギアおよび前記スタータモータよりも車幅方向で外方であって、側面視で前記スタータモータと一部が重なって設けられたことを特徴とする自動二輪車のエンジン。
2. エンジンのシリンダをクランクケースの前側上部に設けた自動二輪車のエンジンにおいて、
   前記シリンダの後方でクランクケースの上部に前記エンジンを始動するスタータモータと冷却水を循環させるウォータポンプとを配置し、
   エンジン始動系のワンウェイクラッチを前記ウォータポンプのポンプ駆動軸と同軸に設けて前記ウォータポンプを駆動させ、
   前記エンジン始動系は、前記スタータモータから始動ギア列を介してカウンタ軸に接続されるとともに、前記カウンタ軸からプライマリギアを介してエンジンクランク軸に接続され、
   前記ウォータポンプは、前記カウンタ軸上のミッションギアおよび前記スタータモータよりも車幅方向で外方であって、側面視で前記スタータモータと一部が重なって設けられたことを特徴とする自動二輪車のエンジン。
3. エンジンのシリンダをクランクケースの前側上部に設けた自動二輪車のエンジンにおいて、
   前記シリンダの後方でクランクケースの上部に前記エンジンを始動するスタータモータと冷却水を循環させるウォータポンプとを配置し、
   エンジン始動系のスタータアイドルギア軸を、前記ウォータポンプのポンプ駆動軸と同軸に設けて前記ウォータポンプを駆動させ、
   前記エンジン始動系は、前記スタータモータから始動ギア列を介してカウンタ軸に接続されるとともに、前記カウンタ軸からプライマリギアを介してエンジンクランク軸に接続され、
   前記ウォータポンプは、前記カウンタ軸上のミッションギアおよび前記スタータモータよりも車幅方向で外方であって、側面視で前記スタータモータと一部が重なって設けられたことを特徴とする自動二輪車のエンジン。

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