特許 5728182 シリンダ傾斜型エンジン

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5728182

(24)【登録日】2015年4月10日

(45)【発行日】2015年6月3日

(54)【発明の名称】シリンダ傾斜型エンジン

(51)【国際特許分類】

   F02B 77/00 20060101AFI20150514BHJP

   F02B 67/04 20060101ALI20150514BHJP

   F16F 15/26 20060101ALI20150514BHJP

   F01M 1/02 20060101ALI20150514BHJP

   F01M 11/12 20060101ALI20150514BHJP

【ＦＩ】

   F02B77/00 L

   F02B67/04 G

   F16F15/26 N

   F01M1/02 G

   F01M11/12 G

【請求項の数】6

【全頁数】19

(21)【出願番号】特願2010-198941(P2010-198941)

(22)【出願日】2010年9月6日

(65)【公開番号】特開2012-57485(P2012-57485A)

(43)【公開日】2012年3月22日

【審査請求日】2013年4月5日

(73)【特許権者】

【識別番号】000000974

【氏名又は名称】川崎重工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100081422

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 光雄

(74)【代理人】

【識別番号】100068526

【弁理士】

【氏名又は名称】田村 恭生

(74)【代理人】

【識別番号】100144200

【弁理士】

【氏名又は名称】奥西 祐之

(72)【発明者】

【氏名】矢野 琢潤

(72)【発明者】

【氏名】平野 道生

【審査官】 瀬戸 康平

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００３−３３６７９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−３６０５２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−３３７１６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−１８４５２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−２８０４８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−３０３９４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開平０５−０８７２０９（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２００７−０２２１５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−０８８０５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−３２２２１４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０１Ｍ １／００−１３／０６

Ｆ０２Ｂ ６１／００−７９／００

Ｆ０２Ｎ １１／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

クランクケース(1)と、シリンダ軸中心線(C1)が鉛直線に対して傾斜したシリンダ(2)と、前記クランクケース(1)内に水平に配置したクランク軸(5)と、前記クランクケース(1)内に前記クランク軸(5)と平行に配置した２本のバランサ軸(21,22)と、を備えたシリンダ傾斜型エンジンにおいて、
前記クランクケース(1)は水平な底面形状を有すると共に上側には燃料タンク(11)が配置でき、
前記クランク軸(5)にバランサ用の駆動ギヤ(30)が設けられ、前記各バランサ軸(21,22)に、前記駆動ギヤ(30)にそれぞれ噛み合う被駆動ギヤ(31,32)が設けられ、
前記２本のバランサ軸(21,22)の各軸芯(O1,O2)は、前記クランク軸(5)の軸芯(O0)回りに１８０度の位相差で配置され、
前記２本バランサ軸(21,22)のうち、一方のバランサ軸(22)の軸芯(O2)は、クランク軸方向に見て前記シリンダ軸中心線(C1)で分けられる両側域の一方の側域内において、前記クランク軸(5)の前記軸芯(O0)に対し、下側、かつ、前記シリンダ側に位置し、
前記２本バランサ軸(21,22)のうち、他方のバランサ軸(21)の軸芯(O1)は、前記クランク軸方向に見て前記シリンダ軸中心線(C1)で分けられる前記両側域の他方の側域内において、前記クランク軸(5)の前記軸芯(O0)に対し、上側、かつ、前記シリンダ側とは反対側に位置し、
さらに、前記２本のバランサ軸(21,22)の前記軸芯(O1,O2)は、前記クランク軸(5)の前記軸芯(O0)と直交する水平方向において、前記駆動ギヤ(30)の直径(W)の範囲内で、かつ、前記燃料タンク(11)の前記水平方向の範囲内に収まるように配置されており、
前記クランク軸方向に見て、前記一方のバランサ軸(22)の前記軸芯(O2)と、前記シリンダ(2)との間に、弁駆動用のカム軸(23)の軸芯(O3)が位置し、
前記一方のバランサ軸(22)に対し前記カム軸(23)が配置された側と反対側のクランクケース(1)内の空間部に、オイルゲージが配置されている、ことを特徴とするシリンダ傾斜型エンジン。

【請求項2】

請求項１に記載のシリンダ傾斜型エンジンにおいて、
下側の前記一方のバランサ軸(22)に対し前記カム軸(23)が配置された側と反対側の前記空間部に、前記オイルゲージの代わりに、オイルレベルセンサーを配置している、シリンダ傾斜型エンジン。

【請求項3】

請求項１又は２に記載のシリンダ傾斜型エンジンにおいて、
上側の前記他方のバランサ軸(21)に対して前記シリンダ配置側と反対側に位置するクランクケース端部に、取付孔(61)を有するスタータモータ取付部(60)を形成し、前記取付孔(61)には、これと同軸芯に位置決めピン用の位置決め孔(62)を形成している、シリンダ傾斜型エンジン。

【請求項4】

請求項１乃至３のいずれか一つに記載のシリンダ傾斜型エンジンにおいて、
下側に配置された前記一方のバランサ軸(22)には、オイルポンプ(72)のポンプ用被駆動ギヤ(72b)に噛み合うポンプ用駆動ギヤ(72a)が固着されている、シリンダ傾斜型エンジン。

【請求項5】

請求項１乃至３のいずれか一つに記載のシリンダ傾斜型エンジンにおいて、
下側に配置された前記一方のバランサ軸(22)には、オイルポンプ(72)のポンプ軸(74)が一体的に接続されている、シリンダ傾斜型エンジン。

【請求項6】

請求項４又は５に記載のシリンダ傾斜型エンジンにおいて、
前記オイルポンプ(72)は、クランクケースカバー又はクランクケースに設けられている、シリンダ傾斜型エンジン。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、傾斜したシリンダを有するシリンダ傾斜型エンジンに関し、特に、２本のバランサ軸を備えたシリンダ傾斜型エンジンに関する。

【背景技術】

【0002】

シリンダを傾斜して配置することにより、エンジン全高を低く抑えているシリンダ傾斜型エンジンにおいて、ピストンの往復運動及びクランク軸の回転により発生する慣性力を、できる限り完全に打ち消し、エンジンの振動を抑制できるように、２本のバランサ軸を備えたシリンダ傾斜型エンジンが開発されている（特許文献１）。

【0003】

図２１は、特許文献１に記載された単気筒のシリンダ傾斜型エンジンであり、シリンダ１００のシリンダ軸中心線Ｃ１が、クランク軸１０３の軸芯Ｏ0を通る鉛直線Ｍに対して一定角度で傾斜している。クランクケース１０１内には、クランク軸１０３が略水平に配置されると共に、該クランク軸１０３と略平行に２本のバランサ軸１０５，１０６が配置されている。また、クランクケース１０１内には、カム軸１１１及びガバナ軸１１２が配置されており、前記カム軸１１１は、一方のバランサ軸１０５と同軸芯Ｏ1上に配置されている。

【0004】

前記一方のバランサ軸１０５は、ウエイト部１０５ａを含む略全体が、クランク軸１０３の全体（ジャーナル部、クランクアーム、クランクピン及びウエイト部を含む全体）よりもシリンダ１００側に位置するように配置され、他方のバランサ軸１０６は、ウエイト部１０６ａ等を含む略全体が、クランク軸１０３の全体よりもシリンダ１００側と反対側に位置するように配置されている。

【0005】

また、一方のバランサ軸１０５は、被駆動スプロケット１１５、チェーン１１６及び駆動スプロケット１１７よりなるチェーン伝動機構を介してクランク軸１０３と連動連結し、クランク軸１０３の回転方向Ａ１と同方向に、同一回転速度で回転するようになっている。他方のバランサ軸１０６は、被駆動ギヤ１１８及び駆動ギヤ１１９よりなるギヤ伝動機構を介してクランク軸１０３と連動連結し、クランク軸１０３の回転方向Ａ１と逆方向に、同一回転速度で回転するようになっている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０００−８８０５７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

図２１に示すシリンダ傾斜型エンジンでは、エンジン全高を低くすることはできるが、クランクケース１０１の前後方向（矢印Ｈ）の寸法、すなわちクランク軸１０３と直交する水平な方向の寸法が長くなり、エンジン全体の大形化を避けることはできない。特に、シリンダ１００の配置側と反対側に配置された他方のバランサ軸１０６及び被駆動ギヤ１１８ギヤを収納するために、クランクケース１０１の端壁１０１ａには、シリンダ配置側と反対側に大きく円弧状に突出する部分１０１ａが形成され、エンジンの大形化の原因となる。

【0008】

本発明は、シリンダ傾斜型エンジンにおいて、２本のバランサ軸を備えることにより、ピストンの往復運動及びクランク軸の回転により発生する慣性力を、できる限り完全に打ち消し、エンジン振動を抑制すると共に、上記２本のバランサ軸を備えているにもかかわらず、それらの配置を工夫することにより、クランクケースの水平方向の寸法（前後方向の寸法）もコンパクトにできるようにすることを、目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記課題を解決するため、本発明は、クランクケースと、シリンダ軸中心線が鉛直線に対して傾斜したシリンダと、前記クランクケース内に水平に配置したクランク軸と、前記クランクケース内に前記クランク軸と平行に配置した２本のバランサ軸と、を備えたシリンダ傾斜型エンジンにおいて、前記クランクケースは水平な底面形状を有すると共に上側には燃料タンクが配置でき、前記クランク軸にバランサ用の駆動ギヤが設けられ、前記各バランサ軸に、前記駆動ギヤにそれぞれ噛み合う被駆動ギヤが設けられ、前記２本のバランサ軸の各軸芯は、前記クランク軸の軸芯回りに１８０度の位相差で配置され、前記２本バランサ軸のうち、一方のバランサ軸の軸芯は、クランク軸方向に見て前記シリンダ軸中心線で分けられる両側域の一方の側域内において、前記クランク軸の前記軸芯に対し、下側、かつ、前記シリンダ側に位置し、前記２本バランサ軸のうち、他方のバランサ軸の軸芯は、前記クランク軸方向に見て前記シリンダ軸中心線で分けられる前記両側域の他方の側域内において、前記クランク軸の前記軸芯に対し、上側、かつ、前記シリンダ側とは反対側に位置し、さらに、前記２本のバランサ軸の前記軸芯は、前記クランク軸の前記軸芯と直交する水平方向において、前記駆動ギヤの直径の範囲内で、かつ、前記燃料タンクの前記水平方向の範囲内に収まるように配置されており、前記クランク軸方向に見て、前記一方のバランサ軸の前記軸芯と、前記シリンダとの間に、弁駆動用のカム軸の軸芯が位置し、前記一方のバランサ軸に対し前記カム軸が配置された側と反対側のクランクケース内の空間部に、オイルゲージ又はオイルレベルセンサーが配置されている。

【0013】

本発明は、上記構成において、好ましくは、次のような構成を採用する。
（ａ）上側の前記他方のバランサ軸に対してシリンダ配置側と反対側に位置するクランクケース端部に、取付孔を有するスタータモータ取付部を形成し、前記取付孔には、これと同軸芯の位置決めピン用の位置決め孔を形成する。

【0014】

（ｂ）下側に配置された前記一方のバランサ軸には、オイルポンプのポンプ用被駆動ギヤに噛み合うポンプ用駆動ギヤが固着されている。

【0015】

（ｃ）下側に配置された前記一方のバランサ軸には、オイルポンプのポンプ軸が一体的に接続されている。一体的に接続されるとは、ポンプ軸がバランサ軸に一体成形された構造だけでなく、ポンプ軸がバランサ軸と同一軸芯上に配置されて継手機構により接続されている構造も含むものである。

【0016】

（ｄ）前記オイルポンプは、クランクケースカバー、又はクランクケースに設けられている。

【発明の効果】

【0017】

（１）本発明によると、シリンダを傾斜させることによりエンジン全高を低く抑えることができると共に、バランサ軸を２本配置することにより、エンジンの振動減衰効果を向上させることができ、しかも、バランサ軸が２本配置されていても、クランクケース及びエンジンの水平方向の寸法（クランク軸と直交する水平方向の寸法）をコンパクトにできる。

【0018】

（２）両バランサ軸の被駆動ギヤは、バランサ用の駆動ギヤと同径同歯数であるので、バランサ用の駆動ギヤ及び各被駆動ギヤの製造及び管理が容易になる。

【0019】

（３）２本のバランサ軸の各軸芯を、クランク軸の軸芯回りに１８０度の位相差で配置することにより、両バランサ軸の所定回転角度での組み付け作業の能率向上と、クランクケースのさらなるコンパクト化を達成できる。すなわち、バランサ軸組み付け時、両バランサ軸の各被駆動ギヤとクランク軸の駆動ギヤとを、所定の回転角度に、簡単に噛み合わせ、組み付けることができる。

【0020】

（４）下側のバランサ軸の軸芯がクランク軸の軸芯よりもシリンダ側に、上側のバランサ芯軸の軸芯がクランク軸の軸芯よりもシリンダ側と反対側に位置していることにより、シリンダ傾斜型エンジンにおいて、さらなるエンジン及びクランクケースのコンパクト化を達成できる。

【0021】

（５）クランクケース内のスペースを有効に利用して、カム軸をコンパクトに配置できる。また、前記水平方向のコンパクト化を達成しつつ、容易に、オイルゲージ又はオイルレベルセンサーを配置できる。

【0022】

（６）構成（ａ）によると、クランクケースに、取付孔及びこれと同軸芯の位置決め孔を有するスタータモータ取付部を設け、上記位置決め孔及び取付孔を利用してスタータモータを、簡単かつ精度良く、所定位置に位置決め固定できる。また、従来のように、スタータモータの本体部分の外周面全周を嵌合保持するための大きな取付壁を形成する必要がなくなるので、クランクケースを軽量化し、コンパクト化できる。特に、スタータモータを取り付けない仕様のシリンダ傾斜型エンジンを提供する場合には、スタータモータ取付部により、エンジンのコンパクト化を妨げることはない。

【0023】

（７）構成（ｂ）によると、下側に配置されたバランサ軸をオイルポンプの駆動源として利用するので、一般にオイル溜まりに近いエンジン下部に配置されるオイルポンプとの間で、ギヤ伝動機構をコンパクトに配置できる。

【0024】

（８）構成（ｃ）によると、下側に配置されたバランサ軸にポンプ軸が一体的に接続されているので、オイルポンプ駆動用の部品点数を少なくできる。

【0025】

（９）構成（ｄ）によると、オイルポンプの吸入及び吐出口を、クランクケースカバー又はクランクケース内に形成されたオイル通路に簡単に接続することができる。

【図面の簡単な説明】

【0026】

【図1】本発明の第１の実施の形態に係るシリンダ傾斜型エンジンであって、クランクケースカバーの一部を切除して示す側面図である。

【図2】図１のシリンダ傾斜型エンジンの平面図である。

【図3】図１のシリンダ傾斜型エンジンであって、クランクケースカバー、排気マフラー及びエアクリーナを取り外して示す側面図である。

【図4】図１のシリンダ傾斜型エンジンであって、クランクケースカバー、排気マフラー、エアクリーナ及び燃料タンクを取り外して示す平面図である。

【図5】図３のV-V断面図である。

【図6】図３のVI-VI断面図であって、ガバナ機構を省略した断面図である。

【図7】ピストン上死点時のクランク軸及び両バランサ軸の回転位置の関係を示す図１のシリンダ傾斜型エンジンの縦断面略図である。

【図8】ピストン上死点時から略９０度進角した時のクランク軸及び両バランサ軸の回転位置の関係を示す図１のシリンダ傾斜型エンジンの縦断面略図である。

【図9】ピストン下死点時のクランク軸及び両バランサ軸の回転位置の関係を示す図１のシリンダ傾斜型エンジンの縦断面略図である。

【図10】第２のバランサ軸の正面図である。

【図11】図１０のXI-XI断面図である。

【図12】ガバナ機構を備えている第１のバランサ軸を一部断面で示す正面図である。

【図13】図１２のXIII矢視図である。

【図14】ガバナ機構を分解した状態で示す図１２の拡大部分正面図である。

【図15】ガバナ機構を分解した状態で示す図１３と同様のXIII矢視相当図である。

【図16】図１３のXVI-XVI断面の一部を拡大して示す断面拡大図である。

【図17】スタータモータを取り付けた状態を示す図７のXVII-XVII断面拡大図である。

【図18】本発明の第２の実施の形態であり、図７と同様のシリンダ傾斜型エンジンの縦断面略図である。

【図19】本発明の第３の実施の形態であり、図７と同様のシリンダ傾斜型エンジンの縦断面略図である。

【図20】第３の実施の形態におけるオイルポンプ部分の断面図である。

【図21】従来例の縦断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0027】

［第１の実施の形態］
図１乃至図１７は、本発明の第１の実施の形態に係るシリンダ傾斜型エンジンであり、これらの図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。

【0028】

（エンジン全体の構成）
図１は、前記シリンダ傾斜型エンジンをクランク軸５の軸方向に見た側面図であり、説明の都合上、略水平なクランク軸５と直交する水平方向のうち、シリンダ２が傾斜している方向をエンジンの「前方」とし、エンジン後方から見たクランク軸５の軸方向を、エンジンの「左右方向」として、説明する。

【0029】

図１において、クランクケース１の前半部の上面に、シリンダ２がクランクケース１と一体に形成され、シリンダ２には、シリンダヘッド３及びヘッドカバー４が順次締着されている。シリンダ２の軸中心線Ｃ１は、クランク軸５の軸芯Ｏ0を通る鉛直線Ｍに対し、前方に一定角度θ（たとえば５５度〜６０度）だけ傾斜している。クランクケース１の左右方向（クランク軸５の軸方向）の右端面にはクランクケースカバー６が複数本のボルト７（符号は一部のみに付している）により締着されており、クランク軸５の右端部は、出力軸部として、クランクケースカバー６から外部に突出している。クランクケース１の後半部の上側には燃料タンク１１が配置され、シリンダヘッド３及びヘッドカバー４の上側には排気マフラー１２が配置されている。

【0030】

クランクケース１の後端の下端部には、オイルゲージ取付部８が開口し、該オイルゲージ取付部８からクランクケース１内にオイルゲージ８ａが差し込まれている。さらに、オイルゲージ取付部８の上方には、オプション仕様として、浮子を備えたオイルレベルセンサーを挿入固定できるセンサー取付部（未開口状態）９が形成されている。このセンサー取付部９は、オイルレベルセンサーを取り付ける場合には、機械加工等により、開口部が形成されるようになっている。

【0031】

図２は、図１の平面図であり、クランクケース１の後半部の上側に配置された燃料タンク１１は、平面視で略矩形状に形成されており、シリンダヘッド３及びヘッドカバー４の上側に配置された排気マフラー１２は、エアクリーナ１３と共に左右方向に並んで配置されている。たとえば、排気マフラー１２は右側に、エアクリーナ１３は左側に配置されている。クランクケース１の左側にはリコイルスタータ１４が設けられている。

【0032】

図３は、図１のクランクケースカバー６、排気マフラー１２及びエアクリーナ１３を取り除いて示すエンジンの側面図であり、クランクケース１内には、前記クランク軸５と略平行に、２本の第１及び第２のバランサ軸２１，２２並びに吸排気弁駆動用のカム軸２３が配置されている。

【0033】

第１及び第２のバランサ軸２１，２２の駆動機構は、クランク軸５に固着された一枚のバランサ用の駆動ギヤ３０と、各バランサ軸２１，２２にそれぞれ固着されると共に前記バランサ用の駆動ギヤ３０に噛み合うバランサ用の第１及び第２の被駆動ギヤ３１，３２とを備えており、第１及び第２の被駆動ギヤ３１，３２は、バランサ用の駆動ギヤ３０と同径同歯数のギヤ構造を有している。すなわち、クランク軸５から、前記バランサ用の駆動ギヤ３０及びバランサ用の第１及び第２の被駆動ギヤ３１，３２を介して第１及び第２のバランサ軸２１，２２にそれぞれ動力伝達されることにより、第１及び第２のバランサ軸２１，２２は、クランク軸５の回転方向Ａ１と逆方向Ａ２に、かつ、クランク軸５と同一の回転速度で回転するようになっている。

【0034】

バランサ用の第１の被駆動ギヤ３１は、ガバナギヤとしての機能も有しており、後で詳しく説明するが、バランサ用の第１の被駆動ギヤ３１の端面には、フライウエイト式のガバナ機構３４が装着されている。

【0035】

カム軸２３の駆動機構は、クランク軸５に固着されたカム用駆動ギヤ３５と、カム軸２３に固着されると共に前記カム用駆動ギヤ３５に噛み合うカム用被駆動ギヤ３６とを備えており、カム用被駆動ギヤ３６は、カム用駆動ギヤ３５の２倍の直径及び歯数を有する構造となっている。すなわち、カム軸２３は、クランク軸５の回転方向Ａ１と逆方向Ａ２に、かつ、クランク軸５の１／２の回転速度で回転するようになっている。

【0036】

（両バランサ軸２１，２２及びカム軸２３のレイアウト）
本実施の形態において、第１及び第２のバランサ軸２１，２２は、エンジン側方から見て、すなわちクランク軸５の軸方向に見て、次の（ａ）乃至（ｅ）で規定される位置に配置されている。

【0037】

（ａ）図３において、第１のバランサ軸２１の軸芯 (以下、「第１のバランサ軸芯」と称する）Ｏ1と、第２のバランサ軸２２の軸芯 (以下、「第２のバランサ軸芯」と称する）Ｏ2とは、シリンダ２の軸中心線（以下、「シリンダ軸中心線」と称する）Ｃ１の両側方に分かれるように配置されている。勿論、両被駆動ギヤ３１，３２と駆動ギヤ３０とは同径同歯数のギヤであるので、第１のバランサ軸芯Ｏ1と第２のバランサ軸芯Ｏ2とは、クランク軸芯Ｏ0から等距離に位置している。

【0038】

（ｂ）第１のバランサ軸芯Ｏ1がクランク軸芯Ｏ0よりも上方位置に、第２のバランサ軸芯Ｏ2がクランク軸芯Ｏ0よりも下方に位置するように、両バランサ軸２１，２２は配置されている。

【0039】

（ｃ）第１のバランサ軸芯Ｏ1と第２のバランサ軸芯Ｏ2とが、クランク軸芯Ｏ0回りに略１８０度の位相差を有するように、第１及び第２のバランサ軸２１，２２が配置されている。言い換えると、クランク軸５の軸方向に見て、クランク軸芯Ｏ0と、両バランサ軸芯Ｏ1,Ｏ2とは、同一直線Ｌ1上に位置している。この場合、３つの軸芯Ｏ0、Ｏ1、Ｏ2が並ぶ前記直線Ｌ1は、クランク軸芯Ｏ0を通り、シリンダ軸中心線Ｃ1と直交する直線Ｌ2よりも、時計回りに一定角度（例えば１９度）だけ偏角している。これにより、上側の第１のバランサ軸芯Ｏ1と下側の第２のバランサ軸芯Ｏ2とは、前後方向において、クランク軸芯0を通る垂直線Ｍに近づくように設定されている。

【0040】

（ｄ）第１のバランサ軸芯Ｏ1と第２のバランサ軸芯Ｏ2とは、前後方向において、バランサ用駆動ギヤ３０の直径範囲（前後方向範囲）Ｗ内に配置されている。

【0041】

（ｅ）上側の第１のバランサ軸芯Ｏ1は、バランサ用駆動ギヤ３０の直径範囲Ｗ内において、前記クランク軸芯Ｏ0を通る鉛直線Ｍよりも後側に位置し、下側の第２のバランサ軸芯Ｏ2は、バランサ用駆動ギヤ３０の直径範囲Ｗ内において、前記クランク軸芯0を通る鉛直線Ｍよりも前側に位置している。

【0042】

また、カム軸２３は、その軸芯Ｏ3が下側の第２のバランサ軸芯Ｏ2と、シリンダ２の下端部との間に位置するように配置されている。

【0043】

上記のように、下側の第２のバランサ軸２２を、その軸芯Ｏ2がクランク軸芯Ｏ0よりも前側にくるように配置していることにより、前該第２のバランサ軸２２の後側のクランクケース１内には、オイルレベルセンサーの浮子等が収納可能な、十分な広さのオイルレベルセンサー配置用空間部Ｓ１が確保されている。

【0044】

図５は、図３のV-V断面図であり、クランク軸５は、周知にように、左右のジャーナル部５ａ、５ｂと、左右一対のクランクアーム５ｅと、両クランクアーム５ｅに支持されたクランクピン５ｄとを備えている。左側のジャーナル部５ａは、クランクケース１の左側壁に軸受４１を介して回転可能に支持され、右側のジャーナル部５ｂは、クランクケースカバー６に軸受４２を介して回転可能に支持されている。また、クランク軸５の左端部には、フライホイール４３、冷却ファン４４及び前記リコイルスタータ１４のプーリ１４ａが固着されている。フライホイール４３の外周面には、スタータ用のリングギヤ４３ａ（図１７参照）を取り付けるための凹部が形成されている。

【0045】

図６は図３のVI-VI断面図（前方から見た図）であり、第１及び第２のバランサ軸２１，２２は、各左側のジャーナル部２１ａ、２２ａがクランクケース１の左側壁にそれぞれ軸受４６，４７を介して回転可能に支持され、右側のジャーナル部２１ｂ、２２ｂがクランクケースカバー６にそれぞれ軸受４８，４９を介して回転可能に支持されている。

【0046】

（各バランサ軸２１，２２の形状）
図６において、第１のバランサ軸２１と第２のバランサ軸２２とは、同一形状の共通部品であり、右側ジャーナル部２１ｂ，２２ｂの左側にそれぞれガバナ配置用の延長軸部２１ｃ、２２ｃが形成されており、各延長軸部２１ｃ、２２ｃの左側に形成された環状のギヤ取付面２１ｄ、２２ｄに、前記バランサ用の第１及び第２の被駆動ギヤ３１，３２がそれぞれ嵌着されている。上記第１の被駆動ギヤ３１は、図１３に示すように位置決めピン２６により、第１のバランサ軸２１に対して、所定の相対回転角で回転方向に位置決め固定されている。図６の第２の被駆動ギヤ３２も同様に位置決めされている。

【0047】

図１０は下側に配置された第２のバランサ軸２２の単体の正面図であり、第２のバランサ軸２２は、前述のように、左右のジャーナル部２２ａ、２２ｂ、延長軸部２２ｃ及び環状のギヤ取付面２２ｄを備えると共に、このギヤ取付面２２ｄと左側ジャーナル部２２ａとの間にクランク状に形成された第１段ウエイト部２２ｅと、該第１段ウエイト部２２ｅの左右幅中央部の外周面に形成された第２段ウエイト部２２ｆと、を一体に備えている。

【0048】

第１段ウエイト部２２ｅは、クランク状に形成されることにより、第２バランサ軸芯Ｏ2から径方向の一方向に重心が偏倚（偏心）すると共に、該偏倚方向側とは反対側に、第２バランサ軸芯Ｏ2側に凹む凹部２２ｇを有している。第２段ウエイト部２２ｆは、第１段ウエイト部２２ｅの外周面からさらに第１段ウエイト部２２ｅの偏倚方向と同方向に突出している。

【0049】

図１１は図１０のXI-XI断面図であり、第１段ウエイト部２２ｅは、軸方向に見て、第２のバランサ軸芯Ｏ2を扇中心とする扇形に形成され、その開き角（中心角）は、たとえば略９０度となっている。

【0050】

第２のウエイト部２２ｆも、軸方向に見て、第２のバランサ軸芯Ｏ2を扇中心とする扇形に形成され、第１段ウエイト部２２ｅと同じ開き角略９０度となっている。

【0051】

前記扇形の第２段ウエイト部２２ｆの径方向の外端部近傍は、たとえばクランクケース１内のオイル溜まり２９に浸っており、これにより、第２段ウエイト部２２ｆの回転方向Ａ２側の端面２２ｈが、オイル掻き上げ面として機能するようになっている。なお、オイル掻き上げ面２２ｈとしての機能を向上させるために、前記端面２２ｈの形状を、仮想線で示すように、円弧状に凹む形状とし、オイル掻き上げ効率を向上させることも可能である。

【0052】

図１２は上側に配置された第１のバランサ軸２１を一部断面で示す正面図であり、前述のように第２のバランサ軸２２と同一形状の共通部材を使用している。すなわち、左右のジャーナル部２１ａ、２１ｂと、右側ジャーナル部２１ｂの左側に形成されたガバナ配置用延長軸部２１ｃと、該延長軸部２１ｃの左側に形成された環状のギヤ取付面２１ｄと、このギヤ取付面２１ｄと左側ジャーナル部２１ａとの間にクランク状に形成された断面扇形の第１段ウエイト部２１ｅと、該第１段ウエイト部２１ｅの左右幅中央部の外周面に形成された断面扇形の第２段ウエイト部２１ｆと、凹部２１ｇ、とを一体に備えている。

【0053】

図７は、ピストン５５の上死点位置におけるクランク軸５のウエイト部５ｃと両バランサ軸２１，２２の各ウエイト部２１ｅ、２１ｆ、２２ｅ、２２ｆとの位置関係を示している。クランク軸５のウエイト部５ｃは、周知のようにシリンダ２側とは正反対側に向いており、両バランサ軸２１，２２のウエイト部２１ｅ，２１ｆ、２２ｅ、２２ｆの向きは、クランク軸５のウエイト部５ｃと略平行で同方向である。この様な位置関係を前提として、第１及び第２のバランサ軸２１，２２の第１段及び第２段ウエイト部２１ｅ、２１ｆ、２２ｅ、２２ｆの径方向の寸法及び凹部２１ｇ、２２ｇの径方向の寸法（深さ）は、エンジン運転中、第１及び第２のバランサ軸２１，２２が、クランク軸５のウエイト部５ｃ並びにコンロッド５１の主軸受キャップ５２及びそのキャップボルト５３と干渉しない範囲内に収まるように、次のように設定される。

【0054】

図８はピストン５５の上死点位置からクランク角で略９０度進角した状態を示しており、クランク軸５のウエイト部５ｃが矢印Ａ１方向に略９０度だけ移動しているのに対し、各バランサ軸２１，２２のウエイト部２１ｅ、２１ｆ、２２ｅ、２２ｆは、クランク軸５の回転方向Ａ１とは逆方向Ａ２に略９０度だけ移動している。このとき、主軸受キャップ５２及びキャップボルト５３が、上側の第１のバランサ軸２１に接近しているが、軸受キャップ５２及びキャップボルト５３と第１のバランサ軸２１とが干渉しないように、第１のバランサ軸２１の凹部２１ｇの深さが設定されている。すなわち、凹部２１ｇ内を前記主軸受キャップ５２及びキャップボルト５３が通過するように凹部２１ｇの深さが設定されている。

【0055】

また、第２のバランサ軸２２に関しては、その第２段ウエイト部２２ｆが、軸方向に見てクランク軸５のウエイト部５ｃと重なるが、図６のように、第２段ウエイト部２２ｆはクランク軸５のウエイト部５ｃ間（クランクアーム５ｅ間）に配置され、かつ、ウエイト部５ｃ間の間隔よりも狭い幅で形成されている。これにより、第２段ウエイト部２２ｆはクランク軸５のウエイト部５ｃ間に入り込み、クランク軸５のウエイト部５ｃと第２のバランサ軸２２の第２段ウエイト部２２ｆとが干渉することはない。

【0056】

また、第２のバランサ軸２２の第１段ウエイト部２２ｅは、その外周面がクランク軸５のウエイト部５ｃの外周面に干渉しない範囲で、かつ、できる限り接近できるように、扇形の半径が設定される。

【0057】

図９は、ピストン５５の下死点位置における状態を示しており、クランク軸５のウエイト部５ｃはシリンダ２側に向いており、両バランサ軸２１，２２のウエイト部２１ｅ、２１ｆ、２２ｅ、２２ｆも、クランク軸５のウエイト部５ｃの向きと平行に、同方向に向いている。

【0058】

なお、図９のピストン５５の下死点位置から更にクランク角で略９０度進角すると、各バランサ軸２１，２２のウエイト部２１ｅ、２１ｆ、２２ｅ、２２ｆとクランク軸５のウエイト部５ｃとの位置関係は、前記図８の場合と逆になり、第１のバランサ軸２１の第２段ウエイト部２１ｆがクランク軸５のウエイト部５ｃ間に挿入され、一方、第２のバランサ軸２２の凹部２２ｇ内を主軸受キャップ５２及びキャップボルト５３が通過する。

【0059】

上記のようにクランク軸５及びそのウエイト部５ｃや主軸受キャップ５２及びキャップボルト５３等と干渉しないように、第１及び第２のバランサ軸２１，２２の形状及び寸法が決定される。勿論、基本的には、ピストン５５の慣性力等によるアンバランスを打ち消すように、それらの重量等が決定される。

【0060】

（スタータモータの取付構造）
本実施の形態のシリンダ傾斜型エンジンは、スタータモータを備えた仕様としても製作できるように、図７に示すように、クランクケース１の後壁１ａに、スターモータ取付部６０がクランクケース１と一体に形成されている。

【0061】

スタータモータ取付部６０は、クランクケース１の後壁１ａから後方に突出するように形成されると共に、略上下方向に間隔をおいて一対のめねじ孔（取付孔）６１が形成されており、また、クランクケース１の前後方向の寸法のコンパクト化及びスタータモータ６５の取付状態の安定のために、上下のめねじ孔６１間には、前方に凹む円弧形凹部６３が形成されている。

【0062】

図１７は、スタータモータ６５を取り付けた状態を示す図７のXVII-XVII断面相当図であり、各めねじ孔６１には、該めねじ孔６１の内径よりも大きい内径を有する位置決め孔６２が、めねじ孔６１と同軸芯に形成されている。一方、スタータモータ６５のフランジ部６７に形成されたボルト挿通孔６８には、ボルト挿通孔６８の内径よりも大きくて、前記スタータモータ取付部６０の位置決め孔６２と同径の位置決め孔６９が、ボルト挿通孔６８と同軸芯に形成されている。すなわち、両位置決め孔６２，６９に筒状の位置決めピン７０を嵌入することにより、クランク軸５と略直交方向する方向におけるスタータモータ６５の位置決めを行い、フライホイール４３のリングギヤ４３ａに対するスタータモータ６５のピニオンギヤ６５ａの位置決めを行う。なお、ピニオンギヤ６５ａとしては、ベンディックスタイプ（慣性摺動式）を利用しているが、いわゆるシフトタイプのピニオンギヤを利用することも可能である。

【0063】

スタータモータ６５を取り付ける場合には、図７に仮想線で示すように、スタータモータ６５の外周面を円弧形凹部６３に合わせると共に、図１７のように、スタータモータ取付部６０にスタータモータ６５のフランジ部６７を重ね合わせるが、このとき、筒状の位置決めピン７０を、両位置決め孔６２，６９に亘って嵌入することにより、スタータモータ６５の位置決めを行う。そして、ボルト挿通孔６８及び筒状の位置決めピン７０内に挿通したボルト７１を、スタータモータ取付部６０のめねじ孔６１に螺着することにより、スタータモータ６５を所定位置に固定する。

【0064】

（ガバナの構造）
図１２乃至図１５により、第１のバランサ軸２１の被駆動ギヤ３１の一端面に配置されたガバナ機構３４の構造を説明する。図１３は図１２のXIII矢視図、図１４はガバナ機構３４の分解正面図、図１５はガバナ機構３４を軸方向に見た分解側面図、図１６は図１３のXVI-XVI断面拡大部分図である。図１４において、このガバナ機構３４は、一対のフライウエイト８１と、各フライウエイト８１をそれぞれ回動自在に支持する一対の支持ピン８２と、両支持ピン８２を固定する一対の押さえ部材（ホルダー）８３と、を備えている。前記両支持ピン８２は、第１の被駆動ギヤ３１の端面に形成された凹部８４内に配置されている。

【0065】

図１５において、前記凹部８４は、第１のバランサ軸芯Ｏ1を中心とした環状に形成されており、両支持ピン８２は互いに略平行に配置されると共に、第１のバランサ軸芯Ｏ1に対して互いに対称位置に配置されている。各支持ピン８２が配置される箇所には、各支持ピン８２の長さ方向の両端部に対応する位置に貫通孔８５が形成されており、各支持ピン８２の両端部は凹部８４内から両貫通孔８５内に突入している。

【0066】

フライウエイト８１は板金製であり、矩形状のウエイト部８１ａと、該ウエイト部８１ａの両端に折り曲げ成形された一対のアーム部８１ｂとを備えており、両アーム部８１ｂの基端部（第１のバランサ軸芯Ｏ1側の端部）が、各貫通孔８５部分に挿入されると共に支持ピン８２に回動自在に支持される。

【0067】

一対の押さえ部材８３も板金製であり、支持ピン８２と直交する方向に細長く延びると共に、長さ方向の両端部８３ａは「く」の字形に傾斜しており、さらに各端部８３ａの先端には、図１６に示すように第１の被駆動ギヤ３１側に折れ曲がる折り曲げ部８３ｂが一体に形成されている。この折り曲げ部８３ｂにはＵ字溝８８が形成され、このＵ字溝８８を支持ピン８２に嵌合することにより、支持ピン８２を凹部８４内に固定している。

【0068】

図１５に示すように、上記押さえ部材８３の端部８３ａにはリベット挿通孔８７が形成されており、図１２に示すように、前記リベット挿通孔８７に挿通したリベット８６により、各押さえ部材８３を第１の被駆動ギヤ３１の端面に固定している。

【0069】

なお、押さえ部材８３の両端部８３ａは、段部を介してステップ状に被駆動ギヤ３１の端面から離れるように変位している。

【0070】

ガバナ機構３４は、上記フライウエイト８１及び押さえ部材８３等に加え、延長軸部２１ｃに軸方向移動自在に嵌合する円筒状あるいは円板状のガバナスリーブ９１と、このガバナスリーブ９１の左端面に当接する二股状のピボットアーム９２と、このピボットアーム９２が固着されたアーム軸９３とを備えている。前記ガバナスリーブ９１の左端面は前記フライウエイト８１の作用部８１ｃに当接しており、第１のバランサ軸２１の回転によりフライウエイト８１が支持ピン８２回りに拡開すると、ガバナスリーブ９１は作用部８１ｃに押されて右方に移動する。前記アーム軸９３は略垂直上方に延びており、クランクケースカバー６に形成されたボス部６ａに回動自在に支持されると共に、該ボス部６ａからさらに上方に突出している。

【0071】

図４において、前記アーム軸９３の上端部には、仮想線で示すようにクランクケース１の上方を左方に延びる操作アーム９４が固着されており、この操作アーム９４の左端部は、連結ロッド９５を介してキャブレター（あるいはスロットルボディ）９６の燃料調量レバー９７に連結されている。

【0072】

（実施の形態による作用効果）
（１）図２に示すリコイルスタータ１４あるいは図７に示すスタータモータ６５によりエンジンを始動すると、図７において、クランク軸５は矢印Ａ１方向に回転し、両バランサ軸２１，２２は、クランク軸５と同一回転速度で逆方向Ａ２に回転する。ピストン５５の往復運動及びクランク軸５の回転により発生する慣性力は、クランク軸５のウエイト部５ｃ並びに両バランサ軸２１，２２のウエイト部２１ｅ，２１ｆ、２２ｅ、２２ｆにより、打ち消され、これにより、エンジン振動が抑制される。

【0073】

（２）本実施の形態によるエンジンは、図３のように、シリンダ２を傾斜させることによりエンジン全高を低く抑えことができると共に、単気筒エンジンでありながらも、２本のバランサ軸２１，２２を備えることにより、各バランサ軸２１，２２を大形化することなく、エンジンの振動減衰効果を向上させることができる。しかも、前記２本の第１及び第２のバランサ軸２１，２２は、クランク軸５の略直上近傍位置と直下近傍位置に配置され、具体的には、上下の第１及び第２のバランサ軸２１，２２の各軸芯Ｏ1，Ｏ2が、バランサ駆動ギヤ３０の前後方向範囲（直径範囲）Ｗ内に配置されているので、２本の第１及び第２のバランサ軸２１，２２を備えていながらも、クランクケース１の前後方向の寸法をコンパクト化できる。

【0074】

（３）図３のように、第１及び第２のバランサ軸２１，２２の被駆動ギヤ３１，３２は、いずれもが駆動ギヤ３０と同径同歯数であるので、バランサ用の各被駆動ギヤ３１，３２及び駆動ギヤ３０の製造及びその管理が容易になる。

【0075】

（４）図３のように、第１及び第２のバランサ軸２１，２１の各軸芯Ｏ1、Ｏ2を、クランク軸５の軸芯Ｏ0回りに１８０度の位相差で配置しているので、第１及び第２のバランサ軸２１，２２の所定回転角度での組み付け作業の能率向上と、クランクケース１のさらなるコンパクト化を達成できる。すなわち、第１及び第２のバランサ軸２１，２２の組み付け時、第１及び第２のバランサ軸２１，２２の各被駆動ギヤ３１，３２とクランク軸５の駆動ギヤ３０との噛み合わせマークを、簡単に合わせることができるので、両バランサ軸２１，２２を、クランク軸の回転角度に対し、所定の回転角度に簡単に設定し、組み付けることができる。

【0076】

（５）図３のように、傾斜したシリンダ２を備えたエンジンにおいて、下側の第２のバランサ軸２２の軸芯Ｏ2をクランク軸５の軸芯Ｏよりもシリンダ側に位置させ、上側の第１のバランサ軸２１の軸芯Ｏ1をクランク軸５の軸芯Ｏ0よりもシリンダ側と反対側に位置させているので、クランクケース１及びエンジンの前後方向の寸法のさらなるコンパクト化が達成できる。

【0077】

（６）図３のように、傾斜したシリンダ２の下端部と下側の第２のバランサ軸２２との間のスペースを有効に利用して、カム軸２３をコンパクトに配置することができる。

【0078】

（７）図３のように、下側の第２のバランサ軸２２の軸芯Ｏ2を、クランク軸５の軸芯Ｏ0よりも前側（シリンダ側）に配置しているので、クランクケース１の前後方向のコンパクト化を達成しつつ、下側の第２のバランサ軸２２の後側に、オイルレベルセンサー配置用のスペースＳ１を容易に確保できる。

【0079】

（８）図７のように、クランクケース１の後壁１ａに、前方に凹む円弧形凹部６３を有するスタータモータ取付部６０を形成し、該スタータモータ取付部６０には、図１７に示すように、位置決め孔６２を同軸芯に有するめねじ孔６１を形成し、そして、スタータモータ取り付け用の取付ボルト７１と筒状の位置決めピン７０とを同軸芯に配置して、スタータモータ６５の位置決めを行い、固定しているので、従来のように、スタータモータの本体部分の外周面全周を嵌合保持するための大きな取付壁を形成する必要がなく、クランクケース１を軽量化し、かつ、コンパクト化できる。特に、スタータモータを取り付けない仕様のシリンダ傾斜型エンジンを提供する場合には、図７のようにスタータモータ取付部６０は後方に大きく突出しないので、エンジンをコンパクト化できる。

【0080】

［その他の実施の形態］
（１）図１８は、本発明の第２の実施の形態に係るシリンダ傾斜型エンジンである。エンジンを大型化する場合には、前記下側のバランサ軸２２を利用したオイル掻き上げ機能の代わりに、あるいはオイル掻き上げ機能に加え、オイルポンプを備える必要性が生じる。図１８に示すエンジンは、クランクケース１内にオイルポンプ７２を備えており、このオイルポンプ７２のポンプ用被駆動ギヤ７２ｂに噛み合うポンプ用駆動ギヤ７２ａを、前記下側のバランサ軸２２に設けている。これにより、クランクケース１の下部において、簡単な伝動機構によりオイルポンプ７２を駆動することができる。図１８では、前記オイルポンプ７２は、側方から見て下側のバランサ軸２２の後側に配置しているが、下側のバランサ軸２２の前側あるいは下側に配置することもできる。

【0081】

なお、バランサ軸２２とポンプ軸との間の動力伝達機構として、上記ギヤ式伝達機構以外の機構を採用することも可能である。

【0082】

（２）図１９は、本発明の第３の実施の形態に係るシリンダ傾斜型エンジンであり、前記第２の実施の形態と同様にオイルポンプ７２を備えているが、オイルポンプ７２のポンプ軸７４を下側のバランサ軸２２と同軸上に配置し、ギヤ伝動機構ではなく、継手機構により一体的に接続している。

【0083】

図２０は図１９のオイルポンプ（トロコイドポンプ）７２の断面図であり、ポンプ軸７４の軸芯は下側バランサ軸２２の軸芯Ｏ2と同一直線上に揃えられている。継手機構は、ポンプ軸７４の端面に形成された径方向に延びる突起７５と、バランサ軸２２の端面に形成されて前記突起７５に噛み合う径方向の溝７６とから構成されている。いわゆるオルダム継手機構を備えている。

【0084】

前記オイルポンプ７２は、ポンプケーシング部分がクランクケースカバー６（あるいはクランクケースカバー１）と一体に形成されており、クランクケースカバー６の壁内に形成されたオイル吸込通路７２ａ及びオイル供給通路７２ｂに、オイルポンプ７２の吸入口及び吐出口がそれぞれ連通している。

【0085】

第３の実施の形態によると、ギヤ伝動機構が不要となるので、ポンプ駆動用の部品点数が削減できる。

【0086】

なお、ポンプ軸７４をバランサ軸２２と一体的に接続する構造として、ポンプ軸７４をバランサ軸７２に一体成形することも可能である。

【0087】

（３）本発明は、単気筒エンジンに適しているが、複数気筒にも適用可能である。

【0088】

（４）本発明は、特許請求の範囲に記載された本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、各種変形及び変更を行うことも可能である。

【符号の説明】

【0089】

１ クランクケース
１ａ クランクケースの後壁
２ シリンダ
５ クランク軸
６ クランクケースカバー
２１ 上側の第１のバランサ軸
２２ 下側の第２のバランサ軸
２３ カム軸
３０ バランサ用駆動ギヤ
３１，３２ バランサ用第１及び第２の被駆動ギヤ
６０ スタータモータ取付部
６１ ボルト挿通孔（取付孔）
６２ 位置決め孔
６３ 円弧形凹部
６５ スタータモータ
７０ 位置決めピン
７２ オイルポンプ
７２ａ ポンプ用駆動ギヤ
７２ｂ ポンプ用被駆動ギヤ
７４ ポンプ軸
Ｏ0 クランク軸の軸芯
Ｏ1 第１のバランサ軸の軸芯
Ｏ2 第２のバランサ軸の軸芯
Ｃ1 シリンダの軸中心線

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】