JP3711266B2 - 単気筒４サイクルエンジン - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願発明は、単気筒４サイクルエンジンに関し、特にバランサ軸の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
単気筒４サイクルエンジンにおいて、従来、バランサ軸のウエイト部を軸芯方向の中央部と両端部の３個所に分配することにより、バランサ軸の径方向寸法が大きくなるのを防ぎ、エンジンの大型化を防ぐようにしたものは提案されている。たとえば、実公平７−２４５６６号公報に記載されたエンジンは、図７に示すように、クランク軸３０１と平行にバランサ軸３００が配置され、バランサ軸３００の軸芯方向の中央部にクランク軸３０１のウエブ（ウエイト）３０２間に位置する中央ウエイト部３０５が形成され、軸芯方向の両端部にそれぞれサイドウエイト部３０６，３０７が設けられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが図７に記載されたバランサ軸３００は、中央ウエイト部３０５と両サイドウエイト部３０６，３０７とバランサギヤ３１１がバランサ軸３００と一体成形され、しかも、総てのウエイト部３０５，３０６，３０７とバランサギヤ３１１が軸受部分３１５間に配置されると共にクランク室３１６内に収納されている。
【０００４】
そのためバランサ軸３００の軸受間距離が大きくなり、それに伴ってクランク軸３０１の軸受間距離も大きくなり、バランサ軸３００及びクランク軸３０１の剛性を上げる必要があり、エンジンの軽量化及びコンパクト化の障害となる。また、バランサ軸全体の形状が複雑化し、部品加工に手間がかかると共にバランサ軸の組付け及びメンテナンスにも手間がかかる。
【０００５】
【発明の目的】
本願発明の目的は、バランサ軸及びエンジンのコンパクト化を図ると共に、バランサ軸の組付及びメンテナンスを容易に行なえるようにすることである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため本願発明は、クランク室５１のクランク軸芯方向の両側にクランクケース端壁５３，５４を介してそれぞれカバー室を形成し、両カバー室のうち一方のカバー室はクラッチを収納すると共にオイルが溜められるクラッチ室５９となっており、クランク室５１のオイルをスカベンジングポンプ１０７によりクラッチ室５９に汲み出すドライサンプ式単気筒４サイクルエンジンにおいて、バランサ軸５０を上記クランクケース端壁５３，５４に軸受６５を介して支持し、バランサ軸５０の軸芯方向の中央部に、クランク軸４１のウエブ間に位置する中央ウエイト部７８を設け、バランサ軸５０の軸芯方向の両端部に、バランサ軸５０とは別体に形成されたサイドウエイト部７９、８０をバランサ軸５０に対して着脱自在に設けると共に各サイドウエイト部７９，８０をそれぞれカバー室に収納し、上記中央ウエイト部７８は、サイドウエイト部７９，８０よりも径方向の寸法を大きくしてあることを特徴としている。
【０００７】
上記構成により、３つのウエイト部をバランサ軸と一体に形成している従来構造に比べ、バランサ軸の部品加工が簡単になると共に、バランサ軸のクランクケースへの組付け作業及びメンテナンス作業も容易になる。
【０００８】
また、バランサ軸の軸受間距離を短縮することができ、それによりクランク軸の軸受間距離も短くできると共に、バランサ軸及びエンジンのコンパクト化を達成できる。
【０００９】
また、ドライサンプ式４サイクルエンジンにおいて、中央ウエイト部は、サイドウエイト部よりも径方向の寸法を大きくしてあることにより、クランク軸のウエブ間の空間を有効に利用してバランス用の偏芯重量を大きく確保でき、特に、ドライサンプ式エンジンの場合には、クランク室がドライ状態であるため、オイルの抵抗を考慮することなくクランクケースの内壁ぎりぎりまで中央ウエイト部を大きくすることができる。
【００１０】
さらに、サイドウエイト部かかるクラッチ室内のオイルの抵抗を少なくでき、また、クランクギヤの外周側空間をサイドウエイト部配置空間として利用できるのである。
【００１１】
請求項２記載の発明は、請求項１記載のドライサンプ式単気筒４サイクルエンジンにおいて、バランサ軸の軸芯方向の端部にバランサギヤを着脱自在に設け、該バランサギヤにサイドウエイト部を一体に形成してある。
【００１２】
これにより、バランサ用の部品点数を少なくできる。
【００１３】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載のドライサンプ式単気筒４サイクルエンジンにおいて、ドライバランサギヤはシザースギヤである。
【００１４】
これにより、サイドウエイト部が一体成形されるサイドギヤとして、シザースギヤを採用すると、回転変動が生じ易いバランサ軸のバックラッシュを無くし、ギヤ騒音を低減できる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
［エンジンが搭載される車輌］
図１は本願発明が適用されたドライサンプ式単気筒４サイクルエンジンを搭載した騎乗型不整地走行用四輪車を示しており、車体フレーム１の前部には左右一対の前輪２を備え、後部にはスイングアーム４を介して左右一対の後車輪５を備え、スイングアーム４はショックアブソーバ３により弾性支持されている。車体フレーム１内にはエンジン７及びラジエター８等を搭載し、車体フレーム１の上部には騎乗型シート１０、燃料タンク１１及びバー状のハンドル１２等を備えている。
【００１９】
エンジン７は、クランクケース２０の上に、シリンダ２１、シリンダヘッド２２及びヘッドカバー２３を順次締結してなり、シリンダヘッド２２の前面排気口に排気管２４が接続し、該排気管２４は右側へ湾曲して後方に延び、マフラ２５に接続している。シリンダヘッド２１の後面吸気口に吸気管２６が接続し、該吸気管２６はキャブレター２７、吸気ダクト２８及びエレメント２９を内蔵する後方のエアクリーナボックス３０に接続している。
【００２０】
該車輌はチェーン駆動方式を採用しており、エンジン７の出力スプロケット３１と後車軸３２のスプロケット３３の間に駆動チェーン３４を巻き掛け、駆動チェーン３４により後輪５を駆動するようになっている。図１中、符号Ｏ1,Ｏ2,Ｏ3，Ｏ5はそれぞれエンジン７のクランク軸芯、変速入力軸芯、変速出力軸芯及びバランサ軸芯を示している。
【００２１】
［エンジンの概要］
図２は図１のII-II断面展開拡大図であり、シリンダ中心線Ｃ、クランク軸芯Ｏ1、変速入力軸芯Ｏ2及び変速出力軸芯Ｏ3を通る面でエンジン７を切断して展開した図である。この図２において、クランクケース２０は左右のクランクケース部材２０ａ，２０ｂに２分割されており、両クランクケース部材２０ａ，２０ｂは、シリンダ中心線Ｃを通りクランク軸芯Ｏ1と直交する面を合わせ面として結合されている。クランクケース２０内は、前部がクランク軸４１を収納するクランク室５１となっており、後部がミッションＭを収納するミッション室５２となっている。
【００２２】
クランクケース２０の左右端壁５３，５４にはそれぞれクランクケースカバー５６，５７が締着されており、左側のクランクケースカバー５６で覆われるカバー室５８にはジェネレータ６０が収納され、右側のクランクケースカバー５７で覆われるカバー室５９内には多板摩擦式クラッチ６１が収納されている。
【００２３】
左右の各クランクケースカバー５６，５７及びカバー室５８，５９を明確に区別するため、それぞれ収納する装置の名称に従い、左側のクランクケースカバー５６及びカバー室５８をジェネレータカバー及びジェネレータ室と称し、右側のクランクケースカバー５７及びカバー室５９をクラッチカバー及びクラッチ室と称して、以下説明する。
【００２４】
［動力伝達系］
クランク軸４１はクランクケース２０の左右端壁５３，５４に軸受６５，６５を介して回転可能に支持されると共に左右２分割構造となっており、クランクピン３７により左右のクランク軸部分が結合されている。クランク軸４１の左端部分はジェネレータ室５８内に突出し、カムチェーン用スプロケット６８が形成されると共に、始動ギヤ８４及び前記ジェネレータ６０のロータ（フライホール）７０が取り付けられている。上記カムチェーン用スプロケット６８に巻き掛けられたカムチェーン７１は、シリンダ２１及びシリンダヘッド２２に形成されたカムチェーントンネル６２を通過してヘッドカバー２３内に至り、カム軸４８のスプロケット７２に巻き掛けられている。
【００２５】
クランク軸４１の右端部はクラッチ室５９内に突出し、該クラッチ室５９内に突出した該右端部には軸受６５側（左側）から順にバランサ駆動ギヤ８３とクランクギヤ８２が並設されており、クランクギヤ８２はクラッチ６１のクラッチギヤ８１に噛み合っている。
【００２６】
ミッション室５２内のミッションＭは、変速入力軸４２及び変速出力軸４３等の変速用軸並びに変速ギヤ群等から構成されており、変速入力軸４２の右端部はクラッチ室５９内に突出し、該右端突出部に前記クラッチ６１が取り付けられている。変速出力軸４３の左端部はクランクケース外に突出し、該左端突出部に前記出力スプロケット３１が固定されている。
【００２７】
［バランサ軸の構造］
図４は図３のIV-IV断面を示しており、バランサ軸５０は、クランク軸４１の前方にクランク軸４１と平行に配置され、クランクケース２０の左右端壁５３，５４に軸受７５，７５を介して回転可能に支持されている。バランサ軸５０の右側の軸受７５の外側にはオイルシールが設けられている。バランサ軸５０の左右端部はそれぞれクランク室５１内からジェネレータ室５８内とクラッチ室５９内に突出しており、バランサ軸芯方向の中央と左右両端部に中央ウエイト部７８と左右のサイドウエイト部７９，８０がそれぞれ設けられている。
【００２８】
中央ウエイト部７８は半円状に形成されると共にバランサ軸５０と一体成形されており、クランク軸４１のウエブ４９間に配置されている。
【００２９】
左サイドウエイト部７９はバランサ軸５０とは別体に形成され、バランサ軸５０の軸芯方向の左端部に着脱自在に固定されている。具体的には、左サイドウエイト部７９は、バランサ軸５０の軸芯方向の左端部に形成されたスプライン歯にスプライン嵌合すると共に係止リング７３により軸芯方向に係止されており、ジェネレータ室５８内に収納されると共にカムチェーン用スプロケット６８に前方から対向している。
【００３０】
右サイドウエイト部８０はバランサギヤ９１の右側面にバランサギヤ９１と一体成形されると共に、バランサギヤ９１と共にクラッチ室５９内に収納されており、バランサギヤ９１は前記クランク軸４１のバランサ駆動ギヤ８３に噛み合っている。上記のようにバランサギヤ９１がバランサ駆動ギヤ８３と噛み合っていることにより、右サイドウエイト部８０はバランサ駆動ギヤ８３に隣接するクランクギヤ８２に対して前方から対向している。すなわち、クラッチギヤ８２の外周側空間を有効に利用して右サイドウエイト部８０が配置されている。
【００３１】
バランサギヤ９１はバランサ軸５０とは別体に形成され、バランサ軸５０の軸芯方向の右端部に嵌合すると共にキー７４により回転方向に固定され、ナット８５により軸芯方向移動不能に固定されている。
【００３２】
上記バランサ軸５０は単気筒４サイクルエンジン用の一軸一次バランサであるので、各ウエイト部７８，７９，８０はクランクウエブ４９とピストンの上死点でクランクピン３７に対し反対の位相に位置している（図３参照）。
【００３３】
バランサギヤ９１はクランク軸４１のバランサ駆動ギヤ８３と同径に形成され、これによりバランサ軸５０はクランク軸４１と逆向きに同期回転するようになっている。中央ウエイト部７８の径方向の寸法（半径）Ｒ１はバランサギヤ９１の半径と略同じ大きさに設定され、右サイドウエイト部８０の径方向の寸法Ｒ２は中央ウエイト部７８の径方向の寸法Ｒ１よりも小さく設定され、さらに左サイドウエイト部７９の径方向の寸法Ｒ３は右サイドウエイト部８０の径方向の寸法Ｒ２よりも小さく設定され、ジェネレータ室５８内の左サイドウエイト部７９がカムチェーン７１の邪魔にならないようになっている。
【００３４】
バランサギヤ９１としては、バックラッシュを吸収できるようにシザースギヤを用いている。すなわち、バランサギヤ９１のギヤ本体に対して一定範囲で相対回転可能にサブギヤ８６を併設し、ギヤ本体とサブギヤ８６の間に周方向圧縮可能なコイルばね８７を縮設し、該コイルばね８７の弾性力により、ギヤ本体の歯とサブギヤ８６の歯とを所定角度で齟齬させてある。
【００３５】
バランサ軸５０の右端縁には、水ポンプ９８のポンプ軸９９が継手を介して連動連結している。
【００３６】
図３は左クランクケース部材２０ａの内面（右側面）を示しており、バランサ軸５０とクランク軸４１との前後方向の位置関係を明確に示している。
【００３７】
［クランクケース内のオイル収納構造］
図３において、該実施の形態のエンジンは前述のようにドライサンプ式であるが、エンジン外部にオイルタンクを設置する代わりに、クランク室５１と後方のミッション室５２とを一定高さの仕切り壁５５により仕切り、これによりクランク室５１をドライ状態に保つと共に、ミッション室５２の下部をオイルタンク室６４として利用している。上記仕切り壁５５は、クランク軸芯Ｏ1と概ね同じ高さに形成されると共に、クランクウエブ４９の外形に沿って前下方に延び、クランク軸芯Ｏ1の概ね直下位置で下方に延びる隔壁１０１に繋がっており、これによりオイルタンク室６４をクランク室５１の下方位置まで拡張している。クランク室５１は、上記仕切り壁５５の前下端（隔壁１０１との交点）から前方に繋がる底壁１０２により下方が囲まれており、該底壁１０２は前方のバランサ軸５０の下方位置まで至り、さらにバランサ軸５０の中央ウエイト部７８の外周に沿ってクランク室５１の前上端部まで延びている。
【００３８】
図５において、クランク室５１の左端壁（クランクケース左端壁）５３には、クランク室５１の底部と略同一面のオイル逃がし通路１２５が形成され、該オイル逃がし通路１２５はジェネレータ室５８に対して段差Ｄを有して開口している。クランク室５１の底壁１０２の下側には、クランク軸芯Ｏ1と平行な一対のオイル通路１３０，１３１がクランクケース２０と一体に並設されており、一方のオイル通路１３０は左端がジェネレータ室５８に開口すると共に右端が閉塞され、他方のオイル通路１３１は左端が閉塞されると共に右端がオイルレベルＬ１より下方位置において、クラッチ室５９に向けて開口している。両オイル通路１３０，１３１間は、左半分が隔壁１３３により隔てられ、右半分が板状の三次フィルタ１３５を介して連通している。
【００３９】
クラッチ室５９にはフィードポンプ１０６とスカベンジングポンプ１０７が配置されており、フィードポンプ１０６は図６のオイルタンク室６４内のオイルを吸い込んで、エンジンの各注油個所に圧送するようになっている。図５のスカベンジングポンプ１０７の吸込部１５９はＯリング１６１を介してオイル通路１３１の右端開口部に直接接続し、ジェネレータ室５８から吸い込んだオイルを、ホース１６３によりクラッチ室５９のオイルレベル上方に吐出するようになっている。
【００４０】
クラッチ室５９は図６のように下端の連通孔１０５を介してオイルタンク室６４に連通しており、また、オイルタンク室６４と同じレベルＬ１のオイルをクラッチ室５９に溜めるようになっている。このようなオイルを溜めたクラッチ室５９内において、バランサギヤ９１はその下端部がクラッチ室５９内のオイルに浸っており、バランサギヤ９１の回転によりバランサギヤ表面を潤滑できるようになっている。一方、図６のようにクラッチ６１はオイルに浸らない高さに位置している。
【００４１】
【作用】
［バランサ軸の組付］
図４において、左右のクランクケース部材２０ａ，２０ｂを締結する際には、バランサ軸５０は左右のサイドウエイト部７８，７９及びバランサギヤ９１が外され、中央ウエイト部７８がクランクウエブ４９間に挿入された状態となっており、バランサ軸５０の左右端部は各軸受７５を介してジェネレータ室５８とクラッチ室５９に突出させられる。
【００４２】
両クランクケース部材２０ａ，２０ｂを締結後、バランサ軸５０の左端部に所定位相で左サイドウエイト部７９をスプライン嵌合し、係止リング７３により係止する。一方、右端部にはバランサギヤ９１を嵌合すると共に所定位相でキー７４により位置決め固定し、ナット８５により締結する。
【００４３】
エンジン運転中、周知のようにバランサ軸５０はクランク軸４１と逆向きに同期回転し、クランク軸４１とバランスする。中央ウエイト部７８の径方向の寸法Ｒ１は図３のようにクランク室前端壁に接近する程度に大きく採ってあるが、クランク室５１内はドライ状態であるため、中央ウエイト部７８がオイルの抵抗を受けることはない。
【００４４】
一方、図５のようにバランサギヤ９１はクラッチ室５９内のオイルに浸っているので、自ら掻き揚げるオイルによりバランサギヤ９１及びバランサ駆動ギヤ８３の表面を潤滑する。
【００４５】
また、バランサギヤ９１としてシザースギヤを用いているので、右サイドウエイト部８０を一体に形成したバランサギヤ９１であっても、バランサ駆動ギヤ８３とバランサギヤ９１の噛合部のバックラッシュを吸収し、バランサ軸５０の円滑な回転を維持することができ、ギヤ騒音を防ぐことができる。
【００４６】
【その他の発明の実施の形態】
（１）オイルタンクをエンジン外に設置するドライサンプ式単気筒４サイクルエンジンに適用することも可能である。
【００４７】
（２）バランサギヤとしてシザースギヤ以外のギヤを利用することも可能である。
【００４８】
【発明の効果】
以上説明したように本願発明によると次のような利点がある。
（１）バランサ軸の軸芯方向の中央部に、クランク軸のウエブ間に位置する中央ウエイト部をバランサ軸と一体成形し、バランサ軸の両端部に、バランサ軸とは別体に形成されたサイドウエイト部をバランサ軸に対して着脱可能に取り付けているので、３つのウエイト部をバランサ軸に一体成形している従来構造に比べ、バランサ軸の部品加工が簡単になると共に、バランサ軸のクランクケースへの組付け作業及びメンテナンス作業も容易になる。
【００４９】
（２）クランク室のクランク軸芯方向の両方にはクランクケース端壁を介してそれぞれカバー室を形成し、バランサ軸を上記クランクケース端壁に軸受を介して支持し、バランサ軸の軸芯方向の中央部に、クランク軸のウエブ間に位置する中央ウエイト部を設け、バランサ軸の軸芯方向の両端部に、それぞれカバー室に収納されるサイドウエイト部を設けていると、バランサ軸の軸受間距離を短縮することができ、それによりクランク軸の軸受間距離も短くできると共に、バランサ軸及びエンジンのコンパクト化を達成できる。
【００５０】
（３）中央ウエイト部の径方向の寸法を、サイドウエイト部よりも大きくすると、クランク軸のウエブ間の空間を有効に利用してバランス用の偏芯重量を大きく確保でき、特に、ドライサンプ式エンジンの場合には、クランク室がドライ状態であるため、オイルの抵抗を考慮することなくクランクケースの内壁ぎりぎりまで中央ウエイト部を大きくすることができる。一方、サイドウエイト部にかかるクラッチ室内のオイルの抵抗を少なくでき、また、クランクギヤの外周側空間をサイドウエイト部配置空間として利用できるのである。
【００５１】
（４）バランサ軸のクランク軸芯方向の端部にバランサギヤを着脱自在に設け、該バランサギヤにサイドウエイト部を一体に形成すると、バランサ用の部品点数を少なくできる。
【００５２】
（５）サイドウエイト部が一体成形されるバランサギヤとしてシザースギヤを採用すると、回転変動が生じ易いバランサ軸のバックラッシュを無くし、ギヤ騒音を低減できる。
【００５３】
（６）一方のカバー室はクラッチを収納するクラッチ室となっており、クランク室のオイルをスカベンジングポンプによりクラッチ室に汲み出すドライサンプ式のエンジンであって、オイルが溜められているクラッチ室内にバランサギヤを設けていると、たとえばクランクギヤの外周側の空間を右サイドウエイト部の配置スペースとして有効に利用でき、エンジンをコンパクトにできる。また、バランサギヤをクラッチ室内のオイルに浸すことにより、バランサギヤ自体でバランサギヤ表面の潤滑を行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本願発明にかかるドライサンプ式４サイクルエンジンを搭載した騎乗型不整地走行用四輪車の側面図である。
【図２】 図１に記載されたエンジンのII-II断面拡大展開図である。
【図３】 左側クランクケース部材内の内面図（右側面図）である。
【図４】 図３のIV-IV断面図である。
【図５】 図３のV-V断面図である。
【図６】 図３のVI-VI断面図である。
【図７】 従来例の縦断面図である。
【符号の説明】
２０ クランクケース
４１ クランク軸
４９ クランクウエブ
５０ バランサ軸
５１ クランク室
５２ ミッション室
５３，５４ クランクケース端壁
５６ ジェネレータカバー（クランクケースカバーの一例）
５７ クラッチカバー（クランクケースカバーの一例）
５８ ジェネレータ室（カバー室の一例）
５９ クラッチ室（カバー室の一例）
６０ ジェネレータ
６１ クラッチ
６４ オイルタンク室
７３ 係止リング
７５ バランサ軸用軸受
７８ 中央ウエイト部
７９ 左サイドウエイト部
８０ 右サイドウエイト部
８１ クラッチギヤ
８２ クランクギヤ
８３ バランサ駆動ギヤ
９１ バランサギヤ（シザースギヤ）
１０７ スカベンジポンプ
【発明の属する技術分野】
本願発明は、単気筒４サイクルエンジンに関し、特にバランサ軸の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
単気筒４サイクルエンジンにおいて、従来、バランサ軸のウエイト部を軸芯方向の中央部と両端部の３個所に分配することにより、バランサ軸の径方向寸法が大きくなるのを防ぎ、エンジンの大型化を防ぐようにしたものは提案されている。たとえば、実公平７−２４５６６号公報に記載されたエンジンは、図７に示すように、クランク軸３０１と平行にバランサ軸３００が配置され、バランサ軸３００の軸芯方向の中央部にクランク軸３０１のウエブ（ウエイト）３０２間に位置する中央ウエイト部３０５が形成され、軸芯方向の両端部にそれぞれサイドウエイト部３０６，３０７が設けられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが図７に記載されたバランサ軸３００は、中央ウエイト部３０５と両サイドウエイト部３０６，３０７とバランサギヤ３１１がバランサ軸３００と一体成形され、しかも、総てのウエイト部３０５，３０６，３０７とバランサギヤ３１１が軸受部分３１５間に配置されると共にクランク室３１６内に収納されている。
【０００４】
そのためバランサ軸３００の軸受間距離が大きくなり、それに伴ってクランク軸３０１の軸受間距離も大きくなり、バランサ軸３００及びクランク軸３０１の剛性を上げる必要があり、エンジンの軽量化及びコンパクト化の障害となる。また、バランサ軸全体の形状が複雑化し、部品加工に手間がかかると共にバランサ軸の組付け及びメンテナンスにも手間がかかる。
【０００５】
【発明の目的】
本願発明の目的は、バランサ軸及びエンジンのコンパクト化を図ると共に、バランサ軸の組付及びメンテナンスを容易に行なえるようにすることである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため本願発明は、クランク室５１のクランク軸芯方向の両側にクランクケース端壁５３，５４を介してそれぞれカバー室を形成し、両カバー室のうち一方のカバー室はクラッチを収納すると共にオイルが溜められるクラッチ室５９となっており、クランク室５１のオイルをスカベンジングポンプ１０７によりクラッチ室５９に汲み出すドライサンプ式単気筒４サイクルエンジンにおいて、バランサ軸５０を上記クランクケース端壁５３，５４に軸受６５を介して支持し、バランサ軸５０の軸芯方向の中央部に、クランク軸４１のウエブ間に位置する中央ウエイト部７８を設け、バランサ軸５０の軸芯方向の両端部に、バランサ軸５０とは別体に形成されたサイドウエイト部７９、８０をバランサ軸５０に対して着脱自在に設けると共に各サイドウエイト部７９，８０をそれぞれカバー室に収納し、上記中央ウエイト部７８は、サイドウエイト部７９，８０よりも径方向の寸法を大きくしてあることを特徴としている。
【０００７】
上記構成により、３つのウエイト部をバランサ軸と一体に形成している従来構造に比べ、バランサ軸の部品加工が簡単になると共に、バランサ軸のクランクケースへの組付け作業及びメンテナンス作業も容易になる。
【０００８】
また、バランサ軸の軸受間距離を短縮することができ、それによりクランク軸の軸受間距離も短くできると共に、バランサ軸及びエンジンのコンパクト化を達成できる。
【０００９】
また、ドライサンプ式４サイクルエンジンにおいて、中央ウエイト部は、サイドウエイト部よりも径方向の寸法を大きくしてあることにより、クランク軸のウエブ間の空間を有効に利用してバランス用の偏芯重量を大きく確保でき、特に、ドライサンプ式エンジンの場合には、クランク室がドライ状態であるため、オイルの抵抗を考慮することなくクランクケースの内壁ぎりぎりまで中央ウエイト部を大きくすることができる。
【００１０】
さらに、サイドウエイト部かかるクラッチ室内のオイルの抵抗を少なくでき、また、クランクギヤの外周側空間をサイドウエイト部配置空間として利用できるのである。
【００１１】
請求項２記載の発明は、請求項１記載のドライサンプ式単気筒４サイクルエンジンにおいて、バランサ軸の軸芯方向の端部にバランサギヤを着脱自在に設け、該バランサギヤにサイドウエイト部を一体に形成してある。
【００１２】
これにより、バランサ用の部品点数を少なくできる。
【００１３】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載のドライサンプ式単気筒４サイクルエンジンにおいて、ドライバランサギヤはシザースギヤである。
【００１４】
これにより、サイドウエイト部が一体成形されるサイドギヤとして、シザースギヤを採用すると、回転変動が生じ易いバランサ軸のバックラッシュを無くし、ギヤ騒音を低減できる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
［エンジンが搭載される車輌］
図１は本願発明が適用されたドライサンプ式単気筒４サイクルエンジンを搭載した騎乗型不整地走行用四輪車を示しており、車体フレーム１の前部には左右一対の前輪２を備え、後部にはスイングアーム４を介して左右一対の後車輪５を備え、スイングアーム４はショックアブソーバ３により弾性支持されている。車体フレーム１内にはエンジン７及びラジエター８等を搭載し、車体フレーム１の上部には騎乗型シート１０、燃料タンク１１及びバー状のハンドル１２等を備えている。
【００１９】
エンジン７は、クランクケース２０の上に、シリンダ２１、シリンダヘッド２２及びヘッドカバー２３を順次締結してなり、シリンダヘッド２２の前面排気口に排気管２４が接続し、該排気管２４は右側へ湾曲して後方に延び、マフラ２５に接続している。シリンダヘッド２１の後面吸気口に吸気管２６が接続し、該吸気管２６はキャブレター２７、吸気ダクト２８及びエレメント２９を内蔵する後方のエアクリーナボックス３０に接続している。
【００２０】
該車輌はチェーン駆動方式を採用しており、エンジン７の出力スプロケット３１と後車軸３２のスプロケット３３の間に駆動チェーン３４を巻き掛け、駆動チェーン３４により後輪５を駆動するようになっている。図１中、符号Ｏ1,Ｏ2,Ｏ3，Ｏ5はそれぞれエンジン７のクランク軸芯、変速入力軸芯、変速出力軸芯及びバランサ軸芯を示している。
【００２１】
［エンジンの概要］
図２は図１のII-II断面展開拡大図であり、シリンダ中心線Ｃ、クランク軸芯Ｏ1、変速入力軸芯Ｏ2及び変速出力軸芯Ｏ3を通る面でエンジン７を切断して展開した図である。この図２において、クランクケース２０は左右のクランクケース部材２０ａ，２０ｂに２分割されており、両クランクケース部材２０ａ，２０ｂは、シリンダ中心線Ｃを通りクランク軸芯Ｏ1と直交する面を合わせ面として結合されている。クランクケース２０内は、前部がクランク軸４１を収納するクランク室５１となっており、後部がミッションＭを収納するミッション室５２となっている。
【００２２】
クランクケース２０の左右端壁５３，５４にはそれぞれクランクケースカバー５６，５７が締着されており、左側のクランクケースカバー５６で覆われるカバー室５８にはジェネレータ６０が収納され、右側のクランクケースカバー５７で覆われるカバー室５９内には多板摩擦式クラッチ６１が収納されている。
【００２３】
左右の各クランクケースカバー５６，５７及びカバー室５８，５９を明確に区別するため、それぞれ収納する装置の名称に従い、左側のクランクケースカバー５６及びカバー室５８をジェネレータカバー及びジェネレータ室と称し、右側のクランクケースカバー５７及びカバー室５９をクラッチカバー及びクラッチ室と称して、以下説明する。
【００２４】
［動力伝達系］
クランク軸４１はクランクケース２０の左右端壁５３，５４に軸受６５，６５を介して回転可能に支持されると共に左右２分割構造となっており、クランクピン３７により左右のクランク軸部分が結合されている。クランク軸４１の左端部分はジェネレータ室５８内に突出し、カムチェーン用スプロケット６８が形成されると共に、始動ギヤ８４及び前記ジェネレータ６０のロータ（フライホール）７０が取り付けられている。上記カムチェーン用スプロケット６８に巻き掛けられたカムチェーン７１は、シリンダ２１及びシリンダヘッド２２に形成されたカムチェーントンネル６２を通過してヘッドカバー２３内に至り、カム軸４８のスプロケット７２に巻き掛けられている。
【００２５】
クランク軸４１の右端部はクラッチ室５９内に突出し、該クラッチ室５９内に突出した該右端部には軸受６５側（左側）から順にバランサ駆動ギヤ８３とクランクギヤ８２が並設されており、クランクギヤ８２はクラッチ６１のクラッチギヤ８１に噛み合っている。
【００２６】
ミッション室５２内のミッションＭは、変速入力軸４２及び変速出力軸４３等の変速用軸並びに変速ギヤ群等から構成されており、変速入力軸４２の右端部はクラッチ室５９内に突出し、該右端突出部に前記クラッチ６１が取り付けられている。変速出力軸４３の左端部はクランクケース外に突出し、該左端突出部に前記出力スプロケット３１が固定されている。
【００２７】
［バランサ軸の構造］
図４は図３のIV-IV断面を示しており、バランサ軸５０は、クランク軸４１の前方にクランク軸４１と平行に配置され、クランクケース２０の左右端壁５３，５４に軸受７５，７５を介して回転可能に支持されている。バランサ軸５０の右側の軸受７５の外側にはオイルシールが設けられている。バランサ軸５０の左右端部はそれぞれクランク室５１内からジェネレータ室５８内とクラッチ室５９内に突出しており、バランサ軸芯方向の中央と左右両端部に中央ウエイト部７８と左右のサイドウエイト部７９，８０がそれぞれ設けられている。
【００２８】
中央ウエイト部７８は半円状に形成されると共にバランサ軸５０と一体成形されており、クランク軸４１のウエブ４９間に配置されている。
【００２９】
左サイドウエイト部７９はバランサ軸５０とは別体に形成され、バランサ軸５０の軸芯方向の左端部に着脱自在に固定されている。具体的には、左サイドウエイト部７９は、バランサ軸５０の軸芯方向の左端部に形成されたスプライン歯にスプライン嵌合すると共に係止リング７３により軸芯方向に係止されており、ジェネレータ室５８内に収納されると共にカムチェーン用スプロケット６８に前方から対向している。
【００３０】
右サイドウエイト部８０はバランサギヤ９１の右側面にバランサギヤ９１と一体成形されると共に、バランサギヤ９１と共にクラッチ室５９内に収納されており、バランサギヤ９１は前記クランク軸４１のバランサ駆動ギヤ８３に噛み合っている。上記のようにバランサギヤ９１がバランサ駆動ギヤ８３と噛み合っていることにより、右サイドウエイト部８０はバランサ駆動ギヤ８３に隣接するクランクギヤ８２に対して前方から対向している。すなわち、クラッチギヤ８２の外周側空間を有効に利用して右サイドウエイト部８０が配置されている。
【００３１】
バランサギヤ９１はバランサ軸５０とは別体に形成され、バランサ軸５０の軸芯方向の右端部に嵌合すると共にキー７４により回転方向に固定され、ナット８５により軸芯方向移動不能に固定されている。
【００３２】
上記バランサ軸５０は単気筒４サイクルエンジン用の一軸一次バランサであるので、各ウエイト部７８，７９，８０はクランクウエブ４９とピストンの上死点でクランクピン３７に対し反対の位相に位置している（図３参照）。
【００３３】
バランサギヤ９１はクランク軸４１のバランサ駆動ギヤ８３と同径に形成され、これによりバランサ軸５０はクランク軸４１と逆向きに同期回転するようになっている。中央ウエイト部７８の径方向の寸法（半径）Ｒ１はバランサギヤ９１の半径と略同じ大きさに設定され、右サイドウエイト部８０の径方向の寸法Ｒ２は中央ウエイト部７８の径方向の寸法Ｒ１よりも小さく設定され、さらに左サイドウエイト部７９の径方向の寸法Ｒ３は右サイドウエイト部８０の径方向の寸法Ｒ２よりも小さく設定され、ジェネレータ室５８内の左サイドウエイト部７９がカムチェーン７１の邪魔にならないようになっている。
【００３４】
バランサギヤ９１としては、バックラッシュを吸収できるようにシザースギヤを用いている。すなわち、バランサギヤ９１のギヤ本体に対して一定範囲で相対回転可能にサブギヤ８６を併設し、ギヤ本体とサブギヤ８６の間に周方向圧縮可能なコイルばね８７を縮設し、該コイルばね８７の弾性力により、ギヤ本体の歯とサブギヤ８６の歯とを所定角度で齟齬させてある。
【００３５】
バランサ軸５０の右端縁には、水ポンプ９８のポンプ軸９９が継手を介して連動連結している。
【００３６】
図３は左クランクケース部材２０ａの内面（右側面）を示しており、バランサ軸５０とクランク軸４１との前後方向の位置関係を明確に示している。
【００３７】
［クランクケース内のオイル収納構造］
図３において、該実施の形態のエンジンは前述のようにドライサンプ式であるが、エンジン外部にオイルタンクを設置する代わりに、クランク室５１と後方のミッション室５２とを一定高さの仕切り壁５５により仕切り、これによりクランク室５１をドライ状態に保つと共に、ミッション室５２の下部をオイルタンク室６４として利用している。上記仕切り壁５５は、クランク軸芯Ｏ1と概ね同じ高さに形成されると共に、クランクウエブ４９の外形に沿って前下方に延び、クランク軸芯Ｏ1の概ね直下位置で下方に延びる隔壁１０１に繋がっており、これによりオイルタンク室６４をクランク室５１の下方位置まで拡張している。クランク室５１は、上記仕切り壁５５の前下端（隔壁１０１との交点）から前方に繋がる底壁１０２により下方が囲まれており、該底壁１０２は前方のバランサ軸５０の下方位置まで至り、さらにバランサ軸５０の中央ウエイト部７８の外周に沿ってクランク室５１の前上端部まで延びている。
【００３８】
図５において、クランク室５１の左端壁（クランクケース左端壁）５３には、クランク室５１の底部と略同一面のオイル逃がし通路１２５が形成され、該オイル逃がし通路１２５はジェネレータ室５８に対して段差Ｄを有して開口している。クランク室５１の底壁１０２の下側には、クランク軸芯Ｏ1と平行な一対のオイル通路１３０，１３１がクランクケース２０と一体に並設されており、一方のオイル通路１３０は左端がジェネレータ室５８に開口すると共に右端が閉塞され、他方のオイル通路１３１は左端が閉塞されると共に右端がオイルレベルＬ１より下方位置において、クラッチ室５９に向けて開口している。両オイル通路１３０，１３１間は、左半分が隔壁１３３により隔てられ、右半分が板状の三次フィルタ１３５を介して連通している。
【００３９】
クラッチ室５９にはフィードポンプ１０６とスカベンジングポンプ１０７が配置されており、フィードポンプ１０６は図６のオイルタンク室６４内のオイルを吸い込んで、エンジンの各注油個所に圧送するようになっている。図５のスカベンジングポンプ１０７の吸込部１５９はＯリング１６１を介してオイル通路１３１の右端開口部に直接接続し、ジェネレータ室５８から吸い込んだオイルを、ホース１６３によりクラッチ室５９のオイルレベル上方に吐出するようになっている。
【００４０】
クラッチ室５９は図６のように下端の連通孔１０５を介してオイルタンク室６４に連通しており、また、オイルタンク室６４と同じレベルＬ１のオイルをクラッチ室５９に溜めるようになっている。このようなオイルを溜めたクラッチ室５９内において、バランサギヤ９１はその下端部がクラッチ室５９内のオイルに浸っており、バランサギヤ９１の回転によりバランサギヤ表面を潤滑できるようになっている。一方、図６のようにクラッチ６１はオイルに浸らない高さに位置している。
【００４１】
【作用】
［バランサ軸の組付］
図４において、左右のクランクケース部材２０ａ，２０ｂを締結する際には、バランサ軸５０は左右のサイドウエイト部７８，７９及びバランサギヤ９１が外され、中央ウエイト部７８がクランクウエブ４９間に挿入された状態となっており、バランサ軸５０の左右端部は各軸受７５を介してジェネレータ室５８とクラッチ室５９に突出させられる。
【００４２】
両クランクケース部材２０ａ，２０ｂを締結後、バランサ軸５０の左端部に所定位相で左サイドウエイト部７９をスプライン嵌合し、係止リング７３により係止する。一方、右端部にはバランサギヤ９１を嵌合すると共に所定位相でキー７４により位置決め固定し、ナット８５により締結する。
【００４３】
エンジン運転中、周知のようにバランサ軸５０はクランク軸４１と逆向きに同期回転し、クランク軸４１とバランスする。中央ウエイト部７８の径方向の寸法Ｒ１は図３のようにクランク室前端壁に接近する程度に大きく採ってあるが、クランク室５１内はドライ状態であるため、中央ウエイト部７８がオイルの抵抗を受けることはない。
【００４４】
一方、図５のようにバランサギヤ９１はクラッチ室５９内のオイルに浸っているので、自ら掻き揚げるオイルによりバランサギヤ９１及びバランサ駆動ギヤ８３の表面を潤滑する。
【００４５】
また、バランサギヤ９１としてシザースギヤを用いているので、右サイドウエイト部８０を一体に形成したバランサギヤ９１であっても、バランサ駆動ギヤ８３とバランサギヤ９１の噛合部のバックラッシュを吸収し、バランサ軸５０の円滑な回転を維持することができ、ギヤ騒音を防ぐことができる。
【００４６】
【その他の発明の実施の形態】
（１）オイルタンクをエンジン外に設置するドライサンプ式単気筒４サイクルエンジンに適用することも可能である。
【００４７】
（２）バランサギヤとしてシザースギヤ以外のギヤを利用することも可能である。
【００４８】
【発明の効果】
以上説明したように本願発明によると次のような利点がある。
（１）バランサ軸の軸芯方向の中央部に、クランク軸のウエブ間に位置する中央ウエイト部をバランサ軸と一体成形し、バランサ軸の両端部に、バランサ軸とは別体に形成されたサイドウエイト部をバランサ軸に対して着脱可能に取り付けているので、３つのウエイト部をバランサ軸に一体成形している従来構造に比べ、バランサ軸の部品加工が簡単になると共に、バランサ軸のクランクケースへの組付け作業及びメンテナンス作業も容易になる。
【００４９】
（２）クランク室のクランク軸芯方向の両方にはクランクケース端壁を介してそれぞれカバー室を形成し、バランサ軸を上記クランクケース端壁に軸受を介して支持し、バランサ軸の軸芯方向の中央部に、クランク軸のウエブ間に位置する中央ウエイト部を設け、バランサ軸の軸芯方向の両端部に、それぞれカバー室に収納されるサイドウエイト部を設けていると、バランサ軸の軸受間距離を短縮することができ、それによりクランク軸の軸受間距離も短くできると共に、バランサ軸及びエンジンのコンパクト化を達成できる。
【００５０】
（３）中央ウエイト部の径方向の寸法を、サイドウエイト部よりも大きくすると、クランク軸のウエブ間の空間を有効に利用してバランス用の偏芯重量を大きく確保でき、特に、ドライサンプ式エンジンの場合には、クランク室がドライ状態であるため、オイルの抵抗を考慮することなくクランクケースの内壁ぎりぎりまで中央ウエイト部を大きくすることができる。一方、サイドウエイト部にかかるクラッチ室内のオイルの抵抗を少なくでき、また、クランクギヤの外周側空間をサイドウエイト部配置空間として利用できるのである。
【００５１】
（４）バランサ軸のクランク軸芯方向の端部にバランサギヤを着脱自在に設け、該バランサギヤにサイドウエイト部を一体に形成すると、バランサ用の部品点数を少なくできる。
【００５２】
（５）サイドウエイト部が一体成形されるバランサギヤとしてシザースギヤを採用すると、回転変動が生じ易いバランサ軸のバックラッシュを無くし、ギヤ騒音を低減できる。
【００５３】
（６）一方のカバー室はクラッチを収納するクラッチ室となっており、クランク室のオイルをスカベンジングポンプによりクラッチ室に汲み出すドライサンプ式のエンジンであって、オイルが溜められているクラッチ室内にバランサギヤを設けていると、たとえばクランクギヤの外周側の空間を右サイドウエイト部の配置スペースとして有効に利用でき、エンジンをコンパクトにできる。また、バランサギヤをクラッチ室内のオイルに浸すことにより、バランサギヤ自体でバランサギヤ表面の潤滑を行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本願発明にかかるドライサンプ式４サイクルエンジンを搭載した騎乗型不整地走行用四輪車の側面図である。
【図２】 図１に記載されたエンジンのII-II断面拡大展開図である。
【図３】 左側クランクケース部材内の内面図（右側面図）である。
【図４】 図３のIV-IV断面図である。
【図５】 図３のV-V断面図である。
【図６】 図３のVI-VI断面図である。
【図７】 従来例の縦断面図である。
【符号の説明】
２０ クランクケース
４１ クランク軸
４９ クランクウエブ
５０ バランサ軸
５１ クランク室
５２ ミッション室
５３，５４ クランクケース端壁
５６ ジェネレータカバー（クランクケースカバーの一例）
５７ クラッチカバー（クランクケースカバーの一例）
５８ ジェネレータ室（カバー室の一例）
５９ クラッチ室（カバー室の一例）
６０ ジェネレータ
６１ クラッチ
６４ オイルタンク室
７３ 係止リング
７５ バランサ軸用軸受
７８ 中央ウエイト部
７９ 左サイドウエイト部
８０ 右サイドウエイト部
８１ クラッチギヤ
８２ クランクギヤ
８３ バランサ駆動ギヤ
９１ バランサギヤ（シザースギヤ）
１０７ スカベンジポンプ
Claims (3)
- クランク室のクランク軸芯方向の両側にクランクケース端壁を介してそれぞれカバー室を形成し、両カバー室のうち一方のカバー室はクラッチを収納すると共にオイルが溜められるクラッチ室となっており、クランク室のオイルをスカベンジングポンプによりクラッチ室に汲み出すドライサンプ式単気筒４サイクルエンジンにおいて、
バランサ軸を上記クランクケース端壁に軸受を介して支持し、
バランサ軸の軸芯方向の中央部に、クランク軸のウエブ間に位置する中央ウエイト部を設け、
バランサ軸の軸芯方向の両端部に、バランサ軸とは別体に形成されたサイドウエイト部をバランサ軸に対して着脱自在に設けると共に各サイドウエイト部をそれぞれカバー室に収納し、
上記中央ウエイト部は、サイドウエイト部よりも径方向の寸法を大きくしてあることを特徴とするドライサンプ式単気筒４サイクルエンジン。 - バランサ軸の軸芯方向の端部にバランサギヤを着脱自在に設け、該バランサギヤにサイドウエイト部を一体に形成してあることを特徴とする請求項１記載のドライサンプ式単気筒４サイクルエンジン。
- バランサギヤはシザースギヤであることを特徴とする請求項１又は２記載のドライサンプ式単気筒４サイクルエンジン。
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