(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記絞り機構は、前記シリンダブロックのシリンダボア中心線方向に見て前記シリンダブロックと前記クランクケースとの結合面に重なる請求項1から4のいずれか1項に記載の内燃機関。
【発明を実施するための形態】
【0011】
本発明に係るエンジンの実施形態について
図1から
図9を参照して説明する。
【0012】
図1は、本発明の実施形態に係る内燃機関を適用する自動二輪車を示す左側面図である。
【0013】
なお、本実施形態において、前後、上下、左右の表現は、自動二輪車1の乗員を基準にする。
【0014】
図1に示すように、本実施形態に係る自動二輪車1は、車両の前後に延びる車体フレーム2と、車体フレーム2に搭載される内燃機関としてのエンジン3と、車体フレーム2の前方に配置されて車両の左右方向へ操舵自在なステアリング機構5と、車体フレーム2の前方に配置されてステアリング機構5に回転自在に支持される前輪6と、車体フレーム2の後方に配置されて車両の上下方向へ揺動自在に支持される後輪懸架装置7と、車体フレーム2の後方に配置されて後輪懸架装置7に回転自在に支持される後輪9と、を備える。
【0015】
車体フレーム2は、車体フレーム2の最前部に配置されるヘッドパイプ11と、ヘッドパイプ11から斜め後下方に延びる左右一対のメインフレーム(図示省略)と、メインフレームの後端部に接続されて下方へ垂下するピボットフレーム(図示省略)と、ヘッドパイプ11から下方に延び、後方へ屈曲してエンジン3の下方を保護するとともにピボットフレームの下端部に接続されるダウンチューブ15と、メインフレーム12の後端部に接続されて後方に延びるリアフレーム(図示省略)と、を備える。
【0016】
メインフレームは、タンクレールを兼ね、上方に配置される燃料タンク21を支持するとともに燃料タンク21の下方にエンジン3を搭載する。
【0017】
ピボットフレームはピボット軸(図示省略)を備える。ピボット軸は、左右一対のピボットフレームの略中央下部に架設されてスイングアーム23を上下方向へ揺動自在に支持する
リアフレームは、メインフレームの後端部から後方に延びる左右一対のシートレール(図示省略)と、ピボットフレームから斜め後上方に延びてシートレール(図示省略)の後部に連結する左右一対のシートピラーチューブと、を備える。シートレールは、シート27と、シート27の後方に延びて後輪9の上方を覆うリアフェンダ28と、を支持する。
【0018】
エンジン3は、例えば4サイクルの内燃機関であり、シリンダ(図示省略)の中心線を自動二輪車1の上下方向に向けてメインフレーム12とダウンチューブ15との間に搭載される。エンジン3は、車体の後方に延びてエンジン3の排気ガスを排出するエキゾーストパイプ(図示省略)を経て排気マフラ29に接続する。
【0019】
ステアリング機構5はヘッドパイプ11を中心に左右へ操舵される。ステアリング機構5は、左右一対のフロントフォーク31と、フロントフォーク31に設けられて前輪6の上方を覆うフロントフェンダ32と、ステアリング機構5の頂部に設けられるハンドル33と、を備える。
【0020】
フロントフォーク31はサスペンション機構(図示省略)を内装して前輪6を接地させる。
【0021】
前輪6は、左右一対のフロントフォーク31のそれぞれの下端部に架設される前輪軸(図示省略)によって回転自在に支持される。
【0022】
後輪懸架装置7はピボット軸を中心に揺動する。後輪懸架装置7は、ピボット軸に支えられる前端部から車両の後方へ延びるスイングアーム23と、スイングアーム23と車体フレーム2との間に架設されるリヤクッションユニット35と、を備える。
【0023】
後輪9は、スイングアーム23の後端部に設けられる後輪軸(図示省略)によって回転自在に支持される。後輪9は、ドリブンスプロケット36を備える。後輪9は、ドリブンスプロケット(図示省略)に巻掛かるドライブチェーン(図示省略)によってエンジン3から駆動力を得る。
【0024】
さらに、自動二輪車1は、シート27の下方空間の左右を覆うフレームカバー39を備える。
【0025】
次に、本実施形態に係るエンジン3について詳細に説明する。
【0026】
図2は、本発明の実施形態に係るエンジンを右後方から示す斜視図である。
【0027】
図2に示すように、本実施形態に係るエンジン3は、4サイクル単気筒エンジンであり、クランクケース41と、シリンダブロック42と、シリンダヘッド43と、ヘッドカバー45と、を備える。
【0028】
クランクケース41は左右に分割できる。クランクケース41は、クランクシャフト46の回転中心線Cに略直交する結合面47で組み合わされる左右一対のクランクケース半体48、51を備える。また、クランクケース41は、左側クランクケース半体48の左側に設けられる左側壁としての左側クランクケースカバー49と、右側クランクケース半体51の右側に設けられる右側壁としての右側クランクケースカバー52と、を備える。
【0029】
左側クランクケースカバー49はマグネトカバーであり、右側クランクケースカバー52はクラッチカバーである。
【0030】
シリンダブロック42は、略直立状態でクランクケース41の上面前半部に結合される。シリンダブロック42は、略上下方向へ摺動自在なピストン53を収納する円筒形状のシリンダボア55を有する。
【0031】
シリンダヘッド43は、シリンダブロック42の上面に結合してシリンダボア55の上方を塞ぎ、ピストン53との間に燃焼室(図示省略)を仕切る。ピストン53は、燃焼室内で周期的に起きる混合気の燃焼によって往復運動する。
【0032】
シリンダブロック42およびシリンダヘッド43は、クランクケース41にボルト56で締結される。
【0033】
ヘッドカバー45は、シリンダヘッド43の上面に結合する。
【0034】
図3は、本発明の実施形態に係るエンジンのクランクケースを示す分解斜視図である。
【0035】
図3に示すように、本実施形態に係るエンジン3のクランクケース41は、左側クランクケース半体48と、右側クランクケース半体51と、左側クランクケースカバー49と、右側クランクケースカバー52と、を備える。また、クランクケース41は、クランク室57とトランスミッション室58と、を有する
左側クランクケース半体48と右側クランクケース半体51とは、クランクシャフト46の回転中心線Cに略直交する結合面47で組み合わされ、クランクシャフト46の回転中心線C方向に分割できる。左側クランクケース半体48と右側クランクケース半体51とは、クランクシャフト46を収容するクランク室57と、変速装置59を収容するトランスミッション室58と、を仕切る。クランク室57はエンジン3の前側に配置され、トランスミッション室58はエンジン3の後側に配置される。つまり、クランク室57およびトランスミッション室58はエンジン3の前後に隣り合う。
【0036】
右側クランクケース半体51と右側クランクケースカバー52とはクラッチ室61を仕切る。右側クランクケース半体51と右側クランクケースカバー52との結合面62(第二結合面)は、左側クランクケース半体48と右側クランクケース半体51との結合面47に対して平行に配置される。
【0037】
左側クランクケース半体48と左側クランクケースカバー49とはマグネトー室63を仕切る。マグネトー室63はクランク室57に繋がれる。左側クランクケース半体48と左側クランクケースカバー49との結合面も、左側クランクケース半体48と右側クランクケース半体51との結合面47に対して平行に配置される。
【0038】
クランクシャフト46は、クラッチ室61、クランク室57およびマグネトー室63を貫通する。クランクシャフト46は、左側クランクケース半体48および右側クランクケース半体51によって回転自在に支持される。
【0039】
図4は、本発明の実施形態に係るエンジンの潤滑構造を示すブロック図である。
【0040】
図4に示すように、本実施形態に係るエンジン3は、クランク室57に収容されるクランクシャフト46、シリンダボア55内のピストン53、トランスミッション室58に収容される変速装置59、シリンダヘッド43のバルブ室65に収容される動弁機構66へ潤滑油を循環させる潤滑構造67を備える。
【0041】
潤滑構造67は、オイルポンプ68と、主潤滑油通路69と、シリンダ側給油路71(第一給油路)と、変速装置側給油路72(第二給油路)と、クランクシャフト給油路73(第三給油路)と、ピストン給油路75(第四給油路)と、絞り機構76と、を備える。
【0042】
オイルポンプ68は、クランクケース41に設けられてクラッチ室61内の潤滑油を汲み上げ、吐出する。
【0043】
主潤滑油通路69は、オイルポンプ68の吐出側に流体的に接続される。
【0044】
シリンダ側給油路71は、主潤滑油通路69から分岐されてシリンダヘッド43へ潤滑油を導き動弁機構66を潤滑する。具体的には、シリンダ側給油路71は吸気側カムシャフト77および排気側カムシャフト78のジャーナル軸受(図示省略)へ潤滑油を供給する。
【0045】
変速装置側給油路72は、主潤滑油通路69から分岐されてトランスミッション室58へ潤滑油を導き変速装置59を潤滑する。具体的には、変速装置側給油路72は、変速装置59のジャーナル軸受(図示省略)へ潤滑油を供給する。
【0046】
クランクシャフト給油路73は、主潤滑油通路69から分岐されて潤滑油を導き潤滑する。具体的には、クランクシャフト給油路73は、クランクシャフト46内の軸内給油路79を介してジャーナル軸受(図示省略)等へ潤滑油を供給する。
【0047】
ピストン給油路75は、潤滑油をピストン53の底部に向けて噴出させるピストンジェット81へ潤滑油を導きピストン53を潤滑する。
【0048】
絞り機構76は、主潤滑油通路69からシリンダ側給油路71および変速装置側給油路72に分岐する潤滑油の流量を一括して制限する。
【0049】
なお、動弁機構66、変速装置59、クランクシャフト46、ピストン53等、エンジン3各部へ供給された潤滑油は、クランク室57の底部を経由してクラッチ室61へ戻り、オイルポンプ68によって再度循環される。
【0050】
図5は、本発明の実施形態に係るエンジンを示す右側面図である。
【0051】
なお、
図5は右側クランクケースカバー52を取り除いて示す。
【0052】
図5に示すように、本実施形態に係るエンジン3は、右側クランクケースカバー52の内側にオイルポンプ68を備える。オイルポンプ68は、クランクシャフト46の回転によって駆動される。
【0053】
右側クランクケース半体51は、オイルポンプ68に接続される吐出ポート82から潤滑油が流入する主潤滑油通路69を備える。オイルポンプ68は、エンジン3の運転にともなって駆動し、クラッチ室61の底部から汲み上げた潤滑油を主潤滑油通路69に吐出する。
【0054】
主潤滑油通路69は、右側クランクケース半体51および右側クランクケースカバー52に跨がる。主潤滑油通路69は、右側クランクケース半体51および右側クランクケースカバー52の結合面62に鋳抜きによって形成される溝の組み合わせである。主潤滑油通路69は、シリンダ側給油路71、変速装置側給油路72、クランクシャフト給油路73、ピストン給油路75等の下流側油路に比べて流路断面積が大きく、高圧の潤滑油を一時的に貯留する貯留室として機能し、オイルポンプ68から吐出される潤滑油の油量の変動を緩和して、下流側油路の潤滑油の供給を安定させる。
【0055】
なお、主潤滑油通路69は、右側クランクケース半体51および右側クランクケースカバー52のいずれか一方に鋳抜きで形成されても良い。
【0056】
クランクシャフト給油路73は右側クランクケースカバー52に設けられる。クランクシャフト給油路73は、主潤滑油通路69に接続される上流端を有する。つまり、主潤滑油通路69はクランクシャフト給油路73に分岐し、主潤滑油通路69中の潤滑油はクランクシャフト給油路73に分流される。
【0057】
ピストン給油路75は右側クランクケース半体51に設けられる。ピストン給油路75は、主潤滑油通路69に接続される上流端を有する。つまり、主潤滑油通路69はピストン給油路75に分岐し、主潤滑油通路69中の潤滑油はピストン給油路75にも分流される。
【0058】
絞り機構76は右側クランクケース半体51に設けられる。絞り機構76は主潤滑油通路69の下流端に接続される。つまり、主潤滑油通路69は絞り機構76に分岐し、主潤滑油通路69中の潤滑油は絞り機構76にも分流される。分流された潤滑油は絞り機構76を通じてシリンダ側給油路71および変速装置側給油路72へ供給される。
【0059】
主潤滑油通路69中の潤滑油が絞り機構76に到達するまでの途中で、クランクシャフト給油路73およびピストン給油路75のそれぞれは、主潤滑油通路69から分岐する。
【0060】
図6は、
図5のVI−VI線において、本発明の実施形態に係るエンジンのクランクシャフト給油路を示す断面図である。
【0061】
図6に示すように、本実施形態に係るエンジン3のクランクシャフト給油路73は、右側クランクケースカバー52の壁内を通り、クランクシャフト46の一方の端部(ここでは、右側の端部)に到達し、クランクシャフト46内に設けられる軸内給油路79に流体的に接続される。クランクシャフト給油路73と軸内給油路79とは相対的に回転可能に接続される。
【0062】
図7は、
図5のVII−VII線において、本発明の実施形態に係るエンジンの絞り機構を示す断面図である。
【0063】
図7に示すように、本実施形態に係るエンジン3の絞り機構76は、所謂オリフィスである。絞り機構76は、左側クランクケース半体48と右側クランクケース半体51との結合面47に直交する方向へ直線的に延びて主潤滑油通路69からシリンダ側給油路71および変速装置側給油路72を分岐させる直線油路部83に設けられる。絞り機構76は流通する潤滑油の流量を規定するオリフィス孔85を有する。
【0064】
絞り機構76は、シリンダブロック42をクランクケース41に締結するボルト56を締め付けるボルト穴86よりも結合面47に近く、ボルト穴86を有するボス87に連接する。
【0065】
オリフィス孔85の径は直線油路部83の径よりも小さい。
【0066】
直線油路部83は、右側クランクケース半体51の結合面62側に鋳抜きで形成される上流側大径部88と、右側クランクケース半体51の結合面47側に鋳抜きで形成される下流側大径部89と、を備える。上流側大径部88と下流側大径部89とは、略同一線上に配置されて、絞り機構76を挟んで向かい合う。
【0067】
上流側大径部88は、主潤滑油通路69に接続される上流端を有する。つまり、主潤滑油通路69は直線油路部83に分岐し、主潤滑油通路69中の潤滑油は直線油路部83にも分流される。上流側大径部88中の潤滑油は、絞り機構76によって流量を定められた後、下流側大径部89に流れ込む。
【0068】
オリフィス孔85は、上流側大径部88と下流側大径部89とが向かい合う隔壁91を右側クランクケース半体51に鋳抜きで一体形成した後に、ドリルを使った穴あけ加工によって形成される。
【0069】
図8は、本発明の実施形態に係るエンジンの要部を示す部分的な平面図である。
図8は、シリンダブロック42を取り除いて示す。
【0070】
図8に示すように、本実施形態に係るエンジン3の絞り機構76は、シリンダボア55の中心線方向に見てシリンダブロック42とクランクケース41との結合面92に重なる。
【0071】
シリンダ側給油路71は、右側クランクケースカバー52に設けられて直線油路部83の下流側大径部89に接続される上流端を有する。つまり、直線油路部83、ひいては主潤滑油通路69は、シリンダ側給油路71に分岐し、主潤滑油通路69中の潤滑油はシリンダ側給油路71に分流される。また、シリンダ側給油路71は、シリンダブロック42、シリンダヘッド43を経て動弁機構66に至る。シリンダ側給油路71のうち、右側クランクケースカバー52に設けられる部分は、クランクケース41の結合面92からドリルを使った穴あけ加工によって形成される。
【0072】
なお、シリンダ側給油路71を通過して動弁機構66を潤滑した潤滑油は、シリンダブロック42側方に設けられるカムチェーントンネル93を通じてクランクケース41へ戻る。
【0073】
変速装置側給油路72は、直線油路部83の下流側大径部89の下流端に接続される上流端を有する。変速装置側給油路72は、右側クランクケース半体51の結合面47側に鋳抜きによって形成される。変速装置側給油路72は、左側クランクケース半体48と右側クランクケース半体51との結合面47に沿ってエンジン3の後方側へ延び、変速装置59へ潤滑油を供給する。なお、変速装置側給油路72は、左側クランクケース半体48の結合面47側に鋳抜きによって形成されても良い。
【0074】
ところで、シリンダ側給油路71および変速装置側給油路72に必要な潤滑油の流量は、ピストン給油路75やクランクシャフト給油路73に必要な潤滑油の流量に比べてごく少量である。他方、ドリルを使った穴あけ加工でオリフィス孔85を穿孔する場合、オリフィス径の最小開口径は、ドリルの径に依存することになる。したがって、シリンダ側給油路71および変速装置側給油路72の流量を個別に規制する場合のオリフィス径がドリル径の最小寸法よりも小さい場合には、当該オリフィスは、理論的に必要となる開口径よりも大きくなり、過剰な潤滑油を供給することになる。
【0075】
そこで、本実施形態に係るエンジン3は、主潤滑油通路69からシリンダ側給油路71および変速装置側給油路72に分岐する潤滑油の流量を、絞り機構76によって一括して制限し、規定する。これにより、本実施形態に係るエンジン3は、シリンダ側給油路71および変速装置側給油路72に供給する総流量を絞り機構76で規定することが可能になり、シリンダ側給油路71および変速装置側給油路72の流量を個別に規制する場合に比べてオリフィス孔85の開口径(オリフィス径)を相対的に大きく規定できる。これにより、本実施形態に係るエンジン3は、主潤滑油通路69からシリンダ側給油路71および変速装置側給油路72に分岐する潤滑油の流量を適正化できる。また、本実施形態に係るエンジン3は、オリフィス径の小さくするために個別の部材でオリフィスを準備しなければならない従来のエンジンとは異なり、クランクケース41に絞り機構76を一体成形することを可能にし、従来のエンジンに比べて大径なオリフィス孔85をクランクケース41に直接、穴あけ加工で設けることを可能にする。
【0076】
さらに、本実施形態に係るエンジン3は、主潤滑油通路69からシリンダ側給油路71および変速装置側給油路72に分岐する潤滑油の流量を適正化によって、クランクシャフト給油路73およびピストン給油路75に分岐する潤滑油の流量を確保し易くなる。
【0077】
さらにまた、本実施形態に係るエンジン3は、主潤滑油通路69からシリンダ側給油路71および変速装置側給油路72に分岐する潤滑油の流量を適正化し、クランクシャフト給油路73およびピストン給油路75に分岐する潤滑油の流量確保の容易化することによって、潤滑油の総流量を適正化し、より小型で低価格なオイルポンプ68を選定することを可能にする。
【0078】
また、本実施形態に係るエンジン3は、クランクケース41の結合面47に対して直交する方向へ直線的に延びる直線油路部83に絞り機構76を配置することによって、従来のエンジンのオリフィスのような別部品を要することなく、絞り機構76の隔壁91を鋳抜きで形成することが可能になり、部品点数の削減および加工費用の削減に同時に寄与できる。
【0079】
さらに、本実施形態に係るエンジン3は、右側クランクケース半体51と右側クランクケースカバー52との結合面62に主潤滑油通路69を設け、左側クランクケース半体48と右側クランクケース半体51との結合面47に変速装置側給油路72を設けることによって、主潤滑油通路69および変速装置側給油路72を鋳抜きで形成できる。しかも、主潤滑油通路69および変速装置側給油路72をクランクケース半体48、51のいずれか一方に集めることもできる。
【0080】
ところで、本実施形態に係るエンジン3の場合、シリンダブロック42は、左右一対のクランクケース半体48、51に跨がってクランクケース41に結合される。そうすると、シリンダブロック42とクランクケース41との結合面92は、ボルト56の締め付け力の不均衡によってクランクケース半体48、51間に不均一な変形を生じる場合がある。しかも、結合面92の近傍に直線油路部83のような中空部分を形成すれば、当該箇所の剛性低下し、ひいては変形の不均一さを拡大させる虞がある。そこで、本実施形態に係るエンジン3は、絞り機構76をボルト穴86よりも結合面47に近づけて配置することにより、結合面92周囲における剛性低下を抑制し、変形の不均一さを緩和できる。これにより、本実施形態に係るエンジン3は、結合面92周囲における不均一な変形を緩和し、結合面92を横切るシリンダ側給油路71における潤滑油漏れを未然に防ぐことができる。この効果は、シリンダボア55の中心線方向に見てシリンダブロック42とクランクケース41との結合面47に絞り機構76を重ねることでより顕著に発揮される。
【0081】
また、本実施形態に係るエンジン3は、ボルト穴86を有するボスに絞り機構76を連接させることによって、クランクケース41の剛性低下を抑制して絞り機構76を一体化でききる。
【0082】
したがって、本実施形態に係るエンジン3によれば、個別の部材を要することなく、クランクケース41に一体で潤滑油の流量を調整する絞り機構76を形成できる。