自動二輪車のクランクケース補強構造
【課題】チェーン張力方向におけるクランクケースの剛性を簡易な方法で向上させることを目的とする。
【解決手段】本発明は、エンジン１２に設けられたクランク軸２４と、クランク軸２４に接続された入力軸２６及び出力軸２７を備えた変速装置２５と、出力軸２７に設けられたドライブスプロケット３３と、ドライブスプロケット３３とチェーン３４を介して接続されたドリブンスプロケットと、クランク軸２４、入力軸２６及び出力軸２７を支持するクランクケース２０と、を備えた自動二輪車に用いられ、出力軸２７は、軸受３１を介してクランクケース２０に支持され、クランクケース２０には、出力軸２７の後側から前側までボルト４０が固定され、ボルト４０は、ドライブスプロケット３３の軸心とドリブンスプロケットの軸心を結ぶ方向に沿って、軸受３１の近傍を通過するように設けられていることを特徴とする。
【解決手段】本発明は、エンジン１２に設けられたクランク軸２４と、クランク軸２４に接続された入力軸２６及び出力軸２７を備えた変速装置２５と、出力軸２７に設けられたドライブスプロケット３３と、ドライブスプロケット３３とチェーン３４を介して接続されたドリブンスプロケットと、クランク軸２４、入力軸２６及び出力軸２７を支持するクランクケース２０と、を備えた自動二輪車に用いられ、出力軸２７は、軸受３１を介してクランクケース２０に支持され、クランクケース２０には、出力軸２７の後側から前側までボルト４０が固定され、ボルト４０は、ドライブスプロケット３３の軸心とドリブンスプロケットの軸心を結ぶ方向に沿って、軸受３１の近傍を通過するように設けられていることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動二輪車のクランクケース補強構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動二輪車においては、エンジンのクランク軸が、入力軸及び出力軸を備えた変速装置に接続されている。変速装置の出力軸にはドライブスプロケットが設けられ、このドライブスプロケットは、チェーン又はベルトを介して、後輪と回転一体に設けられたドリブンスプロケットと接続されている。そして、エンジンの駆動力が、変速装置と、ドライブスプロケットと、チェーン又はベルトと、ドリブンスプロケットとを介して後輪に伝達されることで、自動二輪車の走行が可能となっている。
【０００３】
このようにチェーン又はベルトを介してエンジンの駆動力を後輪に伝達する場合には、一般に、変速装置の出力軸の端からドライブスプロケットを露出させ、そこにチェーン又はベルトを巻き掛ける構成を採用する場合が多い。その際、自動二輪車の本体フレームにクランクケースを搭載する構成を可能とするため、出力軸上にドライブスプロケットが片持ち状態で支持されることになる（特許文献１の「駆動スプロケット７９」参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３６２８４５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のような構成の自動二輪車においては、走行時にチェーン又はベルトに強い張力が発生し、これに伴って、後輪側に捻られるような力がドライブスプロケット及び出力軸に作用する。そのため、出力軸を支持するクランクケースやこのクランクケースを保持する車体フレームの懸架部には、捻り方向の荷重に対する剛性が要求される。この剛性が不足している場合には、出力軸が大きく傾いてしまい、チェーンと各スプロケットの噛合い不良による耐久性能の低下や、変速装置に設けられたギアの噛合い不良による騒音の増加や、シフト時のギアの作動不良といった不具合が生じる。
【０００６】
特に、変速装置の入力軸と出力軸の軸心同士を結ぶ方向とチェーンの張力の方向が略直交するような場合（特許文献１参照）、チェーンは出力軸を車両後方に向かって引っ張り、変速装置のギアの噛合いによって生じる反力は出力軸を車両前方に向かって押し出す。その結果、出力軸の軸受、特にドライブスプロケット配置側の軸受は、大きなモーメント荷重を受ける。更に、一般的なクランクケースにおいては、最も応力がかかる部分（出力軸の上下部近傍）に入力軸の軸受の保持部が形成されるため、入力軸や出力軸の軸受を保持するのに必要な剛性を確保しにくいという問題がある。
【０００７】
このような問題を回避するため、クランク軸の軸線を含む平面でクランクケースを分割するエンジンでは、クランクケースの分割面上に出力軸を配置し、出力軸の軸受の側方において、クランクケースの一方部材（例えば、アッパクランクケース）と他方部材（例えば、ロアクランクケース）を締結する方式が多く用いられている。しかしながら、いずれかのシリンダが上方を向いたエンジンにおいては、出力軸はクランク軸の後方に配置されるため、クランクケースの一方部材と他方部材の締結方向は、ドライブチェーンの張力の方向に対して略直角を成すことになり、上記した締結による補強の効果は限定的である。
【０００８】
また、クランクケースをクランク軸の軸線と直交する平面で分割する場合、出力軸の軸受は、エンジンの冷機時にクランクケースに圧入される。通常、出力軸の軸受は鉄製であり、クランクケースはアルミ製であり、両部材の熱膨張係数は異なる。そのため、エンジンが冷機状態から暖機状態へと移行すると、両部材が異なる比率で熱膨張し、両部材の間に隙間が生じてしまう場合が多い。これに伴って、脱落防止用のリテーナ等で軸受を支持することが必要となり、構成の複雑化を招いている。
【０００９】
そこで、本発明は上記の事情を考慮し、出力軸の軸受を保持している部分について、チェーン張力方向におけるクランクケースの剛性を簡易な方法で向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、エンジンに設けられたクランク軸と、該クランク軸に接続された入力軸及び該入力軸に接続された出力軸を備えた変速装置と、前記出力軸に設けられたドライブスプロケットと、該ドライブスプロケットの後方に設けられて該ドライブスプロケットとチェーンを介して接続されたドリブンスプロケットと、前記クランク軸、前記入力軸及び前記出力軸を支持するクランクケースと、を備えた自動二輪車におけるクランクケース補強構造であって、前記出力軸は、軸受を介して前記クランクケースに支持され、前記クランクケースには、前記出力軸の後側から前側までボルトが固定され、該ボルトは、前記ドライブスプロケットの軸心と前記ドリブンスプロケットの軸心を結ぶ方向に沿って、前記軸受の近傍を通過するように設けられていることを特徴とする。
【００１１】
このような構成を採用することにより、出力軸の軸受をクランクケースが保持している部分について、クランクケースのチェーン張力方向の剛性を簡易な方法で向上させることが可能となり、チェーン張力に伴う捻り方向の荷重によってクランクケースが変形するのを抑制することが可能となる。
【００１２】
また、前記クランクケースには、前記ボルトを固定するボルト孔が設けられ、該ボルト孔は、前記ボルトの前端部が螺合される雌ネジ部と、前記ボルトの後端部が配置される締付座面と、を備え、前記雌ネジ部は、前記ドライブスプロケットの軸心と前記ドリブンスプロケットの軸心を結ぶ方向と直交する前記クランクケースの断面のうち最小断面積の部分よりも前側に配置され、前記締付座面は、前記最小断面積の部分よりも後側に配置されていても良い。
【００１３】
このような構成を採用することにより、もっとも変形が起こりやすい部分であるクランクケースの最小断面積の部分を確実に補強することが可能となり、クランクケースの変形を一層効果的に抑制することが可能となる。
【００１４】
更に、前記ボルトの材質は、前記クランクケースの材質よりもヤング率が高いことが好ましい。
【００１５】
このような構成を採用することにより、ボルトをクランクケースよりも高剛性化することが可能となり、ボルトによりクランクケースを確実に補強して、クランクケースの変形を一層効果的に抑制することが可能となる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、出力軸の軸受を保持している部分について、チェーン張力方向におけるクランクケースの剛性を簡易な方法で向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態に係る自動二輪車を示す左側面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る自動二輪車において、エンジンを示す左後方からの斜視図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る自動二輪車において、エンジンを示す左側面図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る自動二輪車において、ボルト孔にボルトを挿入する前の状態のロアクランクケースを示す左側面図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る自動二輪車において、ボルト孔にボルトを挿入した状態のロアクランクケースを示す左側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面に基づき、本発明の好適な実施形態について説明する。本実施形態では、本発明の構造を、オンロードタイプの自動二輪車１に適用する場合について説明する。なお、上下、左右、前後の方向は、自動二輪車１に乗車する運転者から見た方向を基準とする。
【００１９】
まず、図１を用いて、自動二輪車１の全体の構成について説明する。
【００２０】
自動二輪車１には、骨組を構成する車体フレーム２が設けられ、車体フレーム２の前方から下方にかけて設けられたカウリング３により、自動二輪車１の前部が覆われている。車体フレーム２は、例えばツインチューブ型であり、車体フレーム２の前部上端に配置されたヘッドパイプ４と、ヘッドパイプ４から後下方に向かって延設された左右一対のメインフレーム５と、メインフレーム５の後部から後上方に向かって延設された左右一対のシートレール６と、を主体として構成されている。
【００２１】
ヘッドパイプ４には、左右一対のフロントフォーク７が左右に回転可能に支持されている。フロントフォーク７の下端には前輪８が軸支され、フロントフォーク７の上端にはハンドルバー９が左右方向に固定されている。
【００２２】
左右一対のメインフレーム５の間には燃料タンク１０が設けられ、燃料タンク１０の後方には、シートレール６の上方に運転者シート１１が設けられ、燃料タンク１１の下方にはエンジン１２（図２、図３参照）が搭載されている。左右一対のメインフレーム５の後下部にはピボット軸１３が架設され、ピボット軸１３にはスイングアーム１４の前端部が上下方向揺動可能に支持されている。スイングアーム１４の後端部には後輪１５が軸支され、後輪１５の上部側方にはマフラ１６が設けられている。
【００２３】
次に、主に図２、図３を用いて、エンジン１２及びその周辺の構成について説明する。
【００２４】
エンジン１２は、例えばＤＯＨＣ式の水冷４気筒エンジンであり、アッパクランクケース１７及びロアクランクケース１８からなる上下二分割式のクランクケース２０と、アッパクランクケース１７の前部に一体成型されて上前方に延設されるシリンダ２１と、シリンダ２１の上方に設けられるシリンダヘッド２２と、シリンダヘッド２２の上面を被覆するシリンダヘッドカバー２３と、を備えている。
【００２５】
クランクケース２０は、アルミ製である。クランクケース２０内には、アッパクランクケース１７とロアクランクケース１８の分割面Ｐに沿って、クランク軸２４が軸支されている。なお、図２及び図３において、クランク軸２４は、その軸心の位置のみが破線で表示されている。クランク軸２４は、シリンダ２１内に上下動可能に収納されたピストン（図示せず）とコンロッド（図示せず）を介して接続されており、ピストンの上下動がコンロッドを介してクランク軸２４の回転に変換されるように構成されている。
【００２６】
クランクケース２０内には、クランク軸２４の後方に、変速装置２５が設けられている。変速装置２５は、例えば６段変速式であって、クランク軸２４の後方にクランク軸２４と平行に設けられた入力軸２６と、入力軸２６の下方にクランク軸２４及び入力軸２６と平行に設けられた出力軸２７と、を備えている。なお、図２及び図３において、入力軸２６は、その軸心の位置のみが破線で表示されている。また、図２において、出力軸２７の左端部を除く部分は、その軸心の位置のみが破線で表示されている。
【００２７】
入力軸２６は、アッパクランクケース１７とロアクランクケース１８の分割面Ｐ上に設けられており、鉄系材料で形成された左右一対の軸受２８を介して、クランクケース２０に軸支されている。入力軸２６は、クランクケース２０の後端部に設けられたクラッチ３０（図２参照）を介してクランク軸２４と接続されており、クランク軸２４の回転が、クラッチ３０を介して入力軸２６に伝達されるように構成されている。
【００２８】
出力軸２７は、鉄系材料で形成された左右一対の軸受３１を介してロアクランクケース１８に軸支されている。出力軸２７は、複数のギア（図示せず）を介して入力軸２６と接続されており、各ギアごとに設定されたギア比に従って、入力軸２６の回転が減速されて出力軸２７に伝達されるように構成されている。出力軸２７の左端部は、ロアクランクケース１８に設けられた挿通穴３２（図４、図５参照）を介してロアクランクケース１８の左方に露出している。
【００２９】
出力軸２７の左端部には、出力軸２７と回転一体のドライブスプロケット３３が片持ち状態で設けられている。ドライブスプロケット３３には、チェーン３４の前端部が巻き掛けられており、このチェーン３４の後端部は、後輪１５と回転一体に設けられたドリブンスプロケット３５（図１参照）に巻き掛けられている。これにより、ドライブスプロケット３３とドリブンスプロケット３５がチェーン３４を介して接続され、ドライブスプロケット３３、チェーン３４及びドリブンスプロケット３５を介して出力軸２７の回転が後輪１５に伝達されるように構成されている。
【００３０】
次に、主に図４、図５を用いて、本実施形態に係るクランクケース補強構造について説明する。
【００３１】
ロアクランクケース１８には、挿通穴３２の上下に一対のボルト孔３６が設けられている。各ボルト孔３６は、挿通穴３２の後側から前側まで、ドライブスプロケット３３の軸心とドリブンスプロケット３５の軸心を結ぶ方向（図４、図５の矢印Ｘ参照。以下、「軸心連結方向Ｘ」と略称する。）に沿って設けられている。換言すれば、各ボルト孔３６は、チェーン３４の巻き掛け方向に沿って設けられている。各ボルト孔３６は、出力軸２７の左側の軸受３１の上部近傍と下部近傍をそれぞれ通過するように設けられている。
【００３２】
各ボルト孔３６の前端部には雌ネジ部３７が設けられている。雌ネジ部３７は、軸線連結方向Ｘと直交するロアクランクケース１８の断面のうち最小断面積の部分（図４、図５の矢印Ｙ参照。以下、「最小断面積部分Ｙ」と略称する。）よりも前側に配置されている。なお、本実施形態では、挿通穴３２を通過する部分が、最小断面積部分Ｙとなっている。各ボルト孔３６の後端部には、締付座面３８が設けられている。締付座面３８は、最小断面積部分Ｙよりも後側に配置されている。
【００３３】
図５に示されるように、各ボルト孔３６にはボルト４０が固定されている。各ボルト４０は、アルミ製のクランクケース２０よりもヤング率が高く、且つ、熱膨張係数が小さい材料（例えば、鉄系材料やＴｉ合金材）で形成されている。
【００３４】
各ボルト４０の先端部には雄ネジ部４１が設けられ、ボルト４０の基端部にはボルトヘッド４２が設けられている。そして、各ボルト４０の雄ネジ部４１を各ボルト孔３６の雌ネジ部３７に螺合させながら、各ボルト４０のボルトヘッド４２を、各ボルト孔３６の締付座面３８に締め付けていくことで、各ボルト４０が各ボルト孔３６に固定されている。
各ボルト孔３６の締付座面３８と各ボルト４０のボルトヘッド４２の間には、補強部材としてのワッシャ４３が介装されている。
【００３５】
上記のように、各ボルト４０が各ボルト孔３６に固定されると、各ボルト４０は、出力軸２７の後側から前側まで配置される。ここで、「出力軸２７の後側」とは、出力軸２７の軸心よりも後側のことであり、必ずしも出力軸２７の外周よりも後側でなくても良い。同様に、「出力軸２７の前側」とは、出力軸２７の軸心よりも前側のことであり、必ずしも出力軸２７の外周よりも前側でなくても良い。
【００３６】
また、上記のように、各ボルト４０が各ボルト孔３６に固定されると、各ボルト４０は、軸心連結方向Ｘに沿って配置される。また、上側のボルト４０は、出力軸２７の左側の軸受３１の上部近傍を通過するように配置され、下側のボルト４０は、出力軸２７の左側の軸受３１の下部近傍を通過するように配置される（図２参照）。
【００３７】
上記の如く構成されたものにおいて、エンジン１２が駆動されると、クラッチ３０、入力軸２６、出力軸２７、ドライブスプロケット３３、チェーン３４及びドリブンスプロケット３５を介して、クランク軸２４の回転が後輪１５に伝達され、自動二輪車１が走行する。この走行時において、チェーン３４には、軸心連結方向Ｘに沿って強い張力が発生し、これに伴って、ドリブンスプロケット３５側に捻られる方向の力が、ドライブスプロケット３３及び出力軸２７に作用する。この点、本実施形態では、軸心連結方向Ｘに沿って、出力軸２７の後側から前側までボルト４０がクランクケース２０に固定されている。そのため、チェーン３４の張力方向におけるクランクケース２０の剛性を向上させることが可能となり、ドライブスプロケット３３及び出力軸２７に作用する捻り方向の力によって、クランクケース２０が変形するのを抑制することが可能となる。
【００３８】
また、チェーン３４の張力によりドライブスプロケット３３及び出力軸２７に作用する捻り方向の力によって、出力軸２７の軸受３１、特に、ドライブスプロケット３３に近い側の軸受３１（本実施形態では、左側の軸受３１）には、強い荷重がかかる。この点、本実施形態では、各ボルト４０が、左側の軸受３１の近傍を通過するように設けられている。そのため、強い荷重がかかる部分を効果的に補強することが可能となる。
【００３９】
以上の如く、本実施形態では、ボルト孔３６にボルト４０を挿入するという簡易な構成でクランクケース２０を補強し、出力軸２７の軸受３１を保持している部分（以下、「軸受保持部分」と略称する。）におけるクランクケース２０のチェーン張力方向の剛性を高めることを可能としている。
【００４０】
更に、本実施形態においては、最小断面積部分Ｙの前側に各ボルト孔３６の雌ネジ部３７が配置され、最小断面積部分Ｙの後側に各ボルト孔３６の締付座面３８が配置されている。そのため、最小断面積部分Ｙを両側から挟み込むようにして、各ボルト４０を各ボルト孔３６に固定することが可能となり、伸びや破損等の変形が特に生じやすい部分である最小断面積部分Ｙの剛性を、確実に高めることができる。これに伴って、クランクケース２０の変形抑制効果を一層高めることが可能となる。
【００４１】
なお、本実施形態では、図４及び図５に示されるように、ボルト孔３６の雌ネジ部３７の全体が、クランクケース２０の最小断面積部分Ｙよりも前側に配置されているが、最小断面積部分Ｙを前後両側から挟み込んで最小断面積部分Ｙの剛性を高めるには、少なくとも雌ネジ部３７の一部が最小断面積部分Ｙよりも前側に配置されていれば良い。
【００４２】
また、ボルト４０の材質は、クランクケース２０の材質よりもヤング率が高いため、ボルト４０をクランクケース２０よりも高剛性化することが可能となり、ボルト４０によりクランクケース２０を確実に補強して、クランクケース２０の変形を一層効果的に抑制することが可能となる。
【００４３】
また、出力軸２７の軸受３１とクランクケース２０とは上述の如く材質が異なり、アルミ製のクランクケース２０の方が鉄製の軸受３１よりも熱膨張係数が高い。そのため、エンジン１２が冷機状態から暖機状態へと移行するのに伴って、熱膨張によってクランクケース２０が軸受３１よりも大きく変形して、軸受３１とクランクケース２０の軸受保持部分の間に隙間が生じてしまう虞がある。特にチェーン３４の引張り方向においては、上記のような隙間が生じやすくなる。
【００４４】
しかしながら、本実施形態では、クランクケース２０よりも熱膨張係数が低い材質でボルト４０が形成されているため、エンジン１２の暖機時に、ボルト４０によってクランクケース２０の変形が抑制される。その結果、上記したクランクケース２０の変形による隙間の発生を抑制することが可能となり、クランクケース２０による軸受３１の保持に弛みが生じるのを防止することができる。なお、ボルト４０は、荷重方向である軸線連結方向Ｘに沿って配置されているため、上記した隙間の発生を抑制する効果を、特に荷重方向において高めることができる。
【００４５】
更に、クランクケース２０に軸受保持部を加工する際には、締付部材等を用いずに真円狙いで加工を行い、軸受３１をクランクケース２０の軸受保持部に圧入した後にボルト４０をボルト孔３６に固定することで、荷重方向における軸受３１の与圧を高めて、温度変化や荷重に対して高い剛性を備えたクランクケース２０を得ることが可能となる。加えて、暖機時における締結力を容易に調節することが可能となり、冷機時の軸受３１の転がり隙間の設定に影響を受けることなく、高い剛性を得ることが可能となる。
【００４６】
また、エンジン１２を車体フレーム２に搭載した状態においても、容易にボルト４０をボルト孔３６に固定することが可能であるため、エンジン１２が暖機状態になってからボルト４０をボルト孔３６に固定することで、運転時における最適な与圧を軸受３１に付与することが可能となる。
【００４７】
また、本実施形態では、各ボルト孔３６の締付座面３８と各ボルト４０のボルトヘッド４２の間に補強部材としてのワッシャ４３が介装されているため、各ボルト４０の締付時に締付座面３８にかかる力を、より広い面積で受けることが可能となる。そのため、上記した締付時の力により、締付座面３８が変形してしまうのを抑制することが可能となり、締付座面３８の耐久性を向上させることが可能となる。
【００４８】
また、本実施形態では、アンカーボルト状のボルト４０を有底状のボルト孔３６に固定する構成としたが、他の異なる実施形態では、クランクケース２０の前後方向にボルト孔３６を貫通形成しておき、このボルト孔３６に貫挿させたボルト４０の先端にナット（図示せず）を固定する構成としても良い。
【００４９】
本実施形態では、クランク軸２４と入力軸２６を通過する面を分割面とする上下二分割式のクランクケース２０に本発明の構成を適用する場合について説明したが、他の異なる実施形態では、クランク軸２４と出力軸２７を通過する面を分割面とするクランクケース２０や、左右二分割式のクランクケース２０に本発明の構成を適用することも可能である。本実施形態では、本発明の構成をオンロードタイプの自動二輪車１に適用する場合について説明したが、他の異なる実施形態では、オフロードタイプ、スクータ等に本発明の構成を適用することも可能である。
【符号の説明】
【００５０】
１ 自動二輪車
１２ エンジン
２０ クランクケース
２４ クランク軸
２５ 変速装置
２６ 入力軸
２７ 出力軸
３１ 軸受
３３ ドライブスプロケット
３４ チェーン
３５ ドリブンスプロケット
３６ ボルト孔
３７ 雌ネジ部
３８ 締付座面
４０ ボルト
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動二輪車のクランクケース補強構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動二輪車においては、エンジンのクランク軸が、入力軸及び出力軸を備えた変速装置に接続されている。変速装置の出力軸にはドライブスプロケットが設けられ、このドライブスプロケットは、チェーン又はベルトを介して、後輪と回転一体に設けられたドリブンスプロケットと接続されている。そして、エンジンの駆動力が、変速装置と、ドライブスプロケットと、チェーン又はベルトと、ドリブンスプロケットとを介して後輪に伝達されることで、自動二輪車の走行が可能となっている。
【０００３】
このようにチェーン又はベルトを介してエンジンの駆動力を後輪に伝達する場合には、一般に、変速装置の出力軸の端からドライブスプロケットを露出させ、そこにチェーン又はベルトを巻き掛ける構成を採用する場合が多い。その際、自動二輪車の本体フレームにクランクケースを搭載する構成を可能とするため、出力軸上にドライブスプロケットが片持ち状態で支持されることになる（特許文献１の「駆動スプロケット７９」参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３６２８４５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のような構成の自動二輪車においては、走行時にチェーン又はベルトに強い張力が発生し、これに伴って、後輪側に捻られるような力がドライブスプロケット及び出力軸に作用する。そのため、出力軸を支持するクランクケースやこのクランクケースを保持する車体フレームの懸架部には、捻り方向の荷重に対する剛性が要求される。この剛性が不足している場合には、出力軸が大きく傾いてしまい、チェーンと各スプロケットの噛合い不良による耐久性能の低下や、変速装置に設けられたギアの噛合い不良による騒音の増加や、シフト時のギアの作動不良といった不具合が生じる。
【０００６】
特に、変速装置の入力軸と出力軸の軸心同士を結ぶ方向とチェーンの張力の方向が略直交するような場合（特許文献１参照）、チェーンは出力軸を車両後方に向かって引っ張り、変速装置のギアの噛合いによって生じる反力は出力軸を車両前方に向かって押し出す。その結果、出力軸の軸受、特にドライブスプロケット配置側の軸受は、大きなモーメント荷重を受ける。更に、一般的なクランクケースにおいては、最も応力がかかる部分（出力軸の上下部近傍）に入力軸の軸受の保持部が形成されるため、入力軸や出力軸の軸受を保持するのに必要な剛性を確保しにくいという問題がある。
【０００７】
このような問題を回避するため、クランク軸の軸線を含む平面でクランクケースを分割するエンジンでは、クランクケースの分割面上に出力軸を配置し、出力軸の軸受の側方において、クランクケースの一方部材（例えば、アッパクランクケース）と他方部材（例えば、ロアクランクケース）を締結する方式が多く用いられている。しかしながら、いずれかのシリンダが上方を向いたエンジンにおいては、出力軸はクランク軸の後方に配置されるため、クランクケースの一方部材と他方部材の締結方向は、ドライブチェーンの張力の方向に対して略直角を成すことになり、上記した締結による補強の効果は限定的である。
【０００８】
また、クランクケースをクランク軸の軸線と直交する平面で分割する場合、出力軸の軸受は、エンジンの冷機時にクランクケースに圧入される。通常、出力軸の軸受は鉄製であり、クランクケースはアルミ製であり、両部材の熱膨張係数は異なる。そのため、エンジンが冷機状態から暖機状態へと移行すると、両部材が異なる比率で熱膨張し、両部材の間に隙間が生じてしまう場合が多い。これに伴って、脱落防止用のリテーナ等で軸受を支持することが必要となり、構成の複雑化を招いている。
【０００９】
そこで、本発明は上記の事情を考慮し、出力軸の軸受を保持している部分について、チェーン張力方向におけるクランクケースの剛性を簡易な方法で向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、エンジンに設けられたクランク軸と、該クランク軸に接続された入力軸及び該入力軸に接続された出力軸を備えた変速装置と、前記出力軸に設けられたドライブスプロケットと、該ドライブスプロケットの後方に設けられて該ドライブスプロケットとチェーンを介して接続されたドリブンスプロケットと、前記クランク軸、前記入力軸及び前記出力軸を支持するクランクケースと、を備えた自動二輪車におけるクランクケース補強構造であって、前記出力軸は、軸受を介して前記クランクケースに支持され、前記クランクケースには、前記出力軸の後側から前側までボルトが固定され、該ボルトは、前記ドライブスプロケットの軸心と前記ドリブンスプロケットの軸心を結ぶ方向に沿って、前記軸受の近傍を通過するように設けられていることを特徴とする。
【００１１】
このような構成を採用することにより、出力軸の軸受をクランクケースが保持している部分について、クランクケースのチェーン張力方向の剛性を簡易な方法で向上させることが可能となり、チェーン張力に伴う捻り方向の荷重によってクランクケースが変形するのを抑制することが可能となる。
【００１２】
また、前記クランクケースには、前記ボルトを固定するボルト孔が設けられ、該ボルト孔は、前記ボルトの前端部が螺合される雌ネジ部と、前記ボルトの後端部が配置される締付座面と、を備え、前記雌ネジ部は、前記ドライブスプロケットの軸心と前記ドリブンスプロケットの軸心を結ぶ方向と直交する前記クランクケースの断面のうち最小断面積の部分よりも前側に配置され、前記締付座面は、前記最小断面積の部分よりも後側に配置されていても良い。
【００１３】
このような構成を採用することにより、もっとも変形が起こりやすい部分であるクランクケースの最小断面積の部分を確実に補強することが可能となり、クランクケースの変形を一層効果的に抑制することが可能となる。
【００１４】
更に、前記ボルトの材質は、前記クランクケースの材質よりもヤング率が高いことが好ましい。
【００１５】
このような構成を採用することにより、ボルトをクランクケースよりも高剛性化することが可能となり、ボルトによりクランクケースを確実に補強して、クランクケースの変形を一層効果的に抑制することが可能となる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、出力軸の軸受を保持している部分について、チェーン張力方向におけるクランクケースの剛性を簡易な方法で向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態に係る自動二輪車を示す左側面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る自動二輪車において、エンジンを示す左後方からの斜視図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る自動二輪車において、エンジンを示す左側面図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る自動二輪車において、ボルト孔にボルトを挿入する前の状態のロアクランクケースを示す左側面図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る自動二輪車において、ボルト孔にボルトを挿入した状態のロアクランクケースを示す左側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面に基づき、本発明の好適な実施形態について説明する。本実施形態では、本発明の構造を、オンロードタイプの自動二輪車１に適用する場合について説明する。なお、上下、左右、前後の方向は、自動二輪車１に乗車する運転者から見た方向を基準とする。
【００１９】
まず、図１を用いて、自動二輪車１の全体の構成について説明する。
【００２０】
自動二輪車１には、骨組を構成する車体フレーム２が設けられ、車体フレーム２の前方から下方にかけて設けられたカウリング３により、自動二輪車１の前部が覆われている。車体フレーム２は、例えばツインチューブ型であり、車体フレーム２の前部上端に配置されたヘッドパイプ４と、ヘッドパイプ４から後下方に向かって延設された左右一対のメインフレーム５と、メインフレーム５の後部から後上方に向かって延設された左右一対のシートレール６と、を主体として構成されている。
【００２１】
ヘッドパイプ４には、左右一対のフロントフォーク７が左右に回転可能に支持されている。フロントフォーク７の下端には前輪８が軸支され、フロントフォーク７の上端にはハンドルバー９が左右方向に固定されている。
【００２２】
左右一対のメインフレーム５の間には燃料タンク１０が設けられ、燃料タンク１０の後方には、シートレール６の上方に運転者シート１１が設けられ、燃料タンク１１の下方にはエンジン１２（図２、図３参照）が搭載されている。左右一対のメインフレーム５の後下部にはピボット軸１３が架設され、ピボット軸１３にはスイングアーム１４の前端部が上下方向揺動可能に支持されている。スイングアーム１４の後端部には後輪１５が軸支され、後輪１５の上部側方にはマフラ１６が設けられている。
【００２３】
次に、主に図２、図３を用いて、エンジン１２及びその周辺の構成について説明する。
【００２４】
エンジン１２は、例えばＤＯＨＣ式の水冷４気筒エンジンであり、アッパクランクケース１７及びロアクランクケース１８からなる上下二分割式のクランクケース２０と、アッパクランクケース１７の前部に一体成型されて上前方に延設されるシリンダ２１と、シリンダ２１の上方に設けられるシリンダヘッド２２と、シリンダヘッド２２の上面を被覆するシリンダヘッドカバー２３と、を備えている。
【００２５】
クランクケース２０は、アルミ製である。クランクケース２０内には、アッパクランクケース１７とロアクランクケース１８の分割面Ｐに沿って、クランク軸２４が軸支されている。なお、図２及び図３において、クランク軸２４は、その軸心の位置のみが破線で表示されている。クランク軸２４は、シリンダ２１内に上下動可能に収納されたピストン（図示せず）とコンロッド（図示せず）を介して接続されており、ピストンの上下動がコンロッドを介してクランク軸２４の回転に変換されるように構成されている。
【００２６】
クランクケース２０内には、クランク軸２４の後方に、変速装置２５が設けられている。変速装置２５は、例えば６段変速式であって、クランク軸２４の後方にクランク軸２４と平行に設けられた入力軸２６と、入力軸２６の下方にクランク軸２４及び入力軸２６と平行に設けられた出力軸２７と、を備えている。なお、図２及び図３において、入力軸２６は、その軸心の位置のみが破線で表示されている。また、図２において、出力軸２７の左端部を除く部分は、その軸心の位置のみが破線で表示されている。
【００２７】
入力軸２６は、アッパクランクケース１７とロアクランクケース１８の分割面Ｐ上に設けられており、鉄系材料で形成された左右一対の軸受２８を介して、クランクケース２０に軸支されている。入力軸２６は、クランクケース２０の後端部に設けられたクラッチ３０（図２参照）を介してクランク軸２４と接続されており、クランク軸２４の回転が、クラッチ３０を介して入力軸２６に伝達されるように構成されている。
【００２８】
出力軸２７は、鉄系材料で形成された左右一対の軸受３１を介してロアクランクケース１８に軸支されている。出力軸２７は、複数のギア（図示せず）を介して入力軸２６と接続されており、各ギアごとに設定されたギア比に従って、入力軸２６の回転が減速されて出力軸２７に伝達されるように構成されている。出力軸２７の左端部は、ロアクランクケース１８に設けられた挿通穴３２（図４、図５参照）を介してロアクランクケース１８の左方に露出している。
【００２９】
出力軸２７の左端部には、出力軸２７と回転一体のドライブスプロケット３３が片持ち状態で設けられている。ドライブスプロケット３３には、チェーン３４の前端部が巻き掛けられており、このチェーン３４の後端部は、後輪１５と回転一体に設けられたドリブンスプロケット３５（図１参照）に巻き掛けられている。これにより、ドライブスプロケット３３とドリブンスプロケット３５がチェーン３４を介して接続され、ドライブスプロケット３３、チェーン３４及びドリブンスプロケット３５を介して出力軸２７の回転が後輪１５に伝達されるように構成されている。
【００３０】
次に、主に図４、図５を用いて、本実施形態に係るクランクケース補強構造について説明する。
【００３１】
ロアクランクケース１８には、挿通穴３２の上下に一対のボルト孔３６が設けられている。各ボルト孔３６は、挿通穴３２の後側から前側まで、ドライブスプロケット３３の軸心とドリブンスプロケット３５の軸心を結ぶ方向（図４、図５の矢印Ｘ参照。以下、「軸心連結方向Ｘ」と略称する。）に沿って設けられている。換言すれば、各ボルト孔３６は、チェーン３４の巻き掛け方向に沿って設けられている。各ボルト孔３６は、出力軸２７の左側の軸受３１の上部近傍と下部近傍をそれぞれ通過するように設けられている。
【００３２】
各ボルト孔３６の前端部には雌ネジ部３７が設けられている。雌ネジ部３７は、軸線連結方向Ｘと直交するロアクランクケース１８の断面のうち最小断面積の部分（図４、図５の矢印Ｙ参照。以下、「最小断面積部分Ｙ」と略称する。）よりも前側に配置されている。なお、本実施形態では、挿通穴３２を通過する部分が、最小断面積部分Ｙとなっている。各ボルト孔３６の後端部には、締付座面３８が設けられている。締付座面３８は、最小断面積部分Ｙよりも後側に配置されている。
【００３３】
図５に示されるように、各ボルト孔３６にはボルト４０が固定されている。各ボルト４０は、アルミ製のクランクケース２０よりもヤング率が高く、且つ、熱膨張係数が小さい材料（例えば、鉄系材料やＴｉ合金材）で形成されている。
【００３４】
各ボルト４０の先端部には雄ネジ部４１が設けられ、ボルト４０の基端部にはボルトヘッド４２が設けられている。そして、各ボルト４０の雄ネジ部４１を各ボルト孔３６の雌ネジ部３７に螺合させながら、各ボルト４０のボルトヘッド４２を、各ボルト孔３６の締付座面３８に締め付けていくことで、各ボルト４０が各ボルト孔３６に固定されている。
各ボルト孔３６の締付座面３８と各ボルト４０のボルトヘッド４２の間には、補強部材としてのワッシャ４３が介装されている。
【００３５】
上記のように、各ボルト４０が各ボルト孔３６に固定されると、各ボルト４０は、出力軸２７の後側から前側まで配置される。ここで、「出力軸２７の後側」とは、出力軸２７の軸心よりも後側のことであり、必ずしも出力軸２７の外周よりも後側でなくても良い。同様に、「出力軸２７の前側」とは、出力軸２７の軸心よりも前側のことであり、必ずしも出力軸２７の外周よりも前側でなくても良い。
【００３６】
また、上記のように、各ボルト４０が各ボルト孔３６に固定されると、各ボルト４０は、軸心連結方向Ｘに沿って配置される。また、上側のボルト４０は、出力軸２７の左側の軸受３１の上部近傍を通過するように配置され、下側のボルト４０は、出力軸２７の左側の軸受３１の下部近傍を通過するように配置される（図２参照）。
【００３７】
上記の如く構成されたものにおいて、エンジン１２が駆動されると、クラッチ３０、入力軸２６、出力軸２７、ドライブスプロケット３３、チェーン３４及びドリブンスプロケット３５を介して、クランク軸２４の回転が後輪１５に伝達され、自動二輪車１が走行する。この走行時において、チェーン３４には、軸心連結方向Ｘに沿って強い張力が発生し、これに伴って、ドリブンスプロケット３５側に捻られる方向の力が、ドライブスプロケット３３及び出力軸２７に作用する。この点、本実施形態では、軸心連結方向Ｘに沿って、出力軸２７の後側から前側までボルト４０がクランクケース２０に固定されている。そのため、チェーン３４の張力方向におけるクランクケース２０の剛性を向上させることが可能となり、ドライブスプロケット３３及び出力軸２７に作用する捻り方向の力によって、クランクケース２０が変形するのを抑制することが可能となる。
【００３８】
また、チェーン３４の張力によりドライブスプロケット３３及び出力軸２７に作用する捻り方向の力によって、出力軸２７の軸受３１、特に、ドライブスプロケット３３に近い側の軸受３１（本実施形態では、左側の軸受３１）には、強い荷重がかかる。この点、本実施形態では、各ボルト４０が、左側の軸受３１の近傍を通過するように設けられている。そのため、強い荷重がかかる部分を効果的に補強することが可能となる。
【００３９】
以上の如く、本実施形態では、ボルト孔３６にボルト４０を挿入するという簡易な構成でクランクケース２０を補強し、出力軸２７の軸受３１を保持している部分（以下、「軸受保持部分」と略称する。）におけるクランクケース２０のチェーン張力方向の剛性を高めることを可能としている。
【００４０】
更に、本実施形態においては、最小断面積部分Ｙの前側に各ボルト孔３６の雌ネジ部３７が配置され、最小断面積部分Ｙの後側に各ボルト孔３６の締付座面３８が配置されている。そのため、最小断面積部分Ｙを両側から挟み込むようにして、各ボルト４０を各ボルト孔３６に固定することが可能となり、伸びや破損等の変形が特に生じやすい部分である最小断面積部分Ｙの剛性を、確実に高めることができる。これに伴って、クランクケース２０の変形抑制効果を一層高めることが可能となる。
【００４１】
なお、本実施形態では、図４及び図５に示されるように、ボルト孔３６の雌ネジ部３７の全体が、クランクケース２０の最小断面積部分Ｙよりも前側に配置されているが、最小断面積部分Ｙを前後両側から挟み込んで最小断面積部分Ｙの剛性を高めるには、少なくとも雌ネジ部３７の一部が最小断面積部分Ｙよりも前側に配置されていれば良い。
【００４２】
また、ボルト４０の材質は、クランクケース２０の材質よりもヤング率が高いため、ボルト４０をクランクケース２０よりも高剛性化することが可能となり、ボルト４０によりクランクケース２０を確実に補強して、クランクケース２０の変形を一層効果的に抑制することが可能となる。
【００４３】
また、出力軸２７の軸受３１とクランクケース２０とは上述の如く材質が異なり、アルミ製のクランクケース２０の方が鉄製の軸受３１よりも熱膨張係数が高い。そのため、エンジン１２が冷機状態から暖機状態へと移行するのに伴って、熱膨張によってクランクケース２０が軸受３１よりも大きく変形して、軸受３１とクランクケース２０の軸受保持部分の間に隙間が生じてしまう虞がある。特にチェーン３４の引張り方向においては、上記のような隙間が生じやすくなる。
【００４４】
しかしながら、本実施形態では、クランクケース２０よりも熱膨張係数が低い材質でボルト４０が形成されているため、エンジン１２の暖機時に、ボルト４０によってクランクケース２０の変形が抑制される。その結果、上記したクランクケース２０の変形による隙間の発生を抑制することが可能となり、クランクケース２０による軸受３１の保持に弛みが生じるのを防止することができる。なお、ボルト４０は、荷重方向である軸線連結方向Ｘに沿って配置されているため、上記した隙間の発生を抑制する効果を、特に荷重方向において高めることができる。
【００４５】
更に、クランクケース２０に軸受保持部を加工する際には、締付部材等を用いずに真円狙いで加工を行い、軸受３１をクランクケース２０の軸受保持部に圧入した後にボルト４０をボルト孔３６に固定することで、荷重方向における軸受３１の与圧を高めて、温度変化や荷重に対して高い剛性を備えたクランクケース２０を得ることが可能となる。加えて、暖機時における締結力を容易に調節することが可能となり、冷機時の軸受３１の転がり隙間の設定に影響を受けることなく、高い剛性を得ることが可能となる。
【００４６】
また、エンジン１２を車体フレーム２に搭載した状態においても、容易にボルト４０をボルト孔３６に固定することが可能であるため、エンジン１２が暖機状態になってからボルト４０をボルト孔３６に固定することで、運転時における最適な与圧を軸受３１に付与することが可能となる。
【００４７】
また、本実施形態では、各ボルト孔３６の締付座面３８と各ボルト４０のボルトヘッド４２の間に補強部材としてのワッシャ４３が介装されているため、各ボルト４０の締付時に締付座面３８にかかる力を、より広い面積で受けることが可能となる。そのため、上記した締付時の力により、締付座面３８が変形してしまうのを抑制することが可能となり、締付座面３８の耐久性を向上させることが可能となる。
【００４８】
また、本実施形態では、アンカーボルト状のボルト４０を有底状のボルト孔３６に固定する構成としたが、他の異なる実施形態では、クランクケース２０の前後方向にボルト孔３６を貫通形成しておき、このボルト孔３６に貫挿させたボルト４０の先端にナット（図示せず）を固定する構成としても良い。
【００４９】
本実施形態では、クランク軸２４と入力軸２６を通過する面を分割面とする上下二分割式のクランクケース２０に本発明の構成を適用する場合について説明したが、他の異なる実施形態では、クランク軸２４と出力軸２７を通過する面を分割面とするクランクケース２０や、左右二分割式のクランクケース２０に本発明の構成を適用することも可能である。本実施形態では、本発明の構成をオンロードタイプの自動二輪車１に適用する場合について説明したが、他の異なる実施形態では、オフロードタイプ、スクータ等に本発明の構成を適用することも可能である。
【符号の説明】
【００５０】
１ 自動二輪車
１２ エンジン
２０ クランクケース
２４ クランク軸
２５ 変速装置
２６ 入力軸
２７ 出力軸
３１ 軸受
３３ ドライブスプロケット
３４ チェーン
３５ ドリブンスプロケット
３６ ボルト孔
３７ 雌ネジ部
３８ 締付座面
４０ ボルト
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンに設けられたクランク軸と、該クランク軸に接続された入力軸及び該入力軸に接続された出力軸を備えた変速装置と、前記出力軸に設けられたドライブスプロケットと、該ドライブスプロケットの後方に設けられて該ドライブスプロケットとチェーンを介して接続されたドリブンスプロケットと、前記クランク軸、前記入力軸及び前記出力軸を支持するクランクケースと、を備えた自動二輪車におけるクランクケース補強構造であって、
前記出力軸は、軸受を介して前記クランクケースに支持され、
前記クランクケースには、前記出力軸の後側から前側までボルトが固定され、該ボルトは、前記ドライブスプロケットの軸心と前記ドリブンスプロケットの軸心を結ぶ方向に沿って、前記軸受の近傍を通過するように設けられていることを特徴とする自動二輪車のクランクケース補強構造。
【請求項２】
前記クランクケースには、前記ボルトを固定するボルト孔が設けられ、該ボルト孔は、前記ボルトの前端部が螺合される雌ネジ部と、前記ボルトの後端部が配置される締付座面と、を備え、
前記雌ネジ部は、前記ドライブスプロケットの軸心と前記ドリブンスプロケットの軸心を結ぶ方向と直交する前記クランクケースの断面のうち最小断面積の部分よりも前側に配置され、
前記締付座面は、前記最小断面積の部分よりも後側に配置されることを特徴とする請求項１に記載の自動二輪車のクランクケース補強構造。
【請求項３】
前記ボルトの材質は、前記クランクケースの材質よりもヤング率が高いことを特徴とする請求項１又は２に記載の自動二輪車のクランクケース補強構造。
【請求項１】
エンジンに設けられたクランク軸と、該クランク軸に接続された入力軸及び該入力軸に接続された出力軸を備えた変速装置と、前記出力軸に設けられたドライブスプロケットと、該ドライブスプロケットの後方に設けられて該ドライブスプロケットとチェーンを介して接続されたドリブンスプロケットと、前記クランク軸、前記入力軸及び前記出力軸を支持するクランクケースと、を備えた自動二輪車におけるクランクケース補強構造であって、
前記出力軸は、軸受を介して前記クランクケースに支持され、
前記クランクケースには、前記出力軸の後側から前側までボルトが固定され、該ボルトは、前記ドライブスプロケットの軸心と前記ドリブンスプロケットの軸心を結ぶ方向に沿って、前記軸受の近傍を通過するように設けられていることを特徴とする自動二輪車のクランクケース補強構造。
【請求項２】
前記クランクケースには、前記ボルトを固定するボルト孔が設けられ、該ボルト孔は、前記ボルトの前端部が螺合される雌ネジ部と、前記ボルトの後端部が配置される締付座面と、を備え、
前記雌ネジ部は、前記ドライブスプロケットの軸心と前記ドリブンスプロケットの軸心を結ぶ方向と直交する前記クランクケースの断面のうち最小断面積の部分よりも前側に配置され、
前記締付座面は、前記最小断面積の部分よりも後側に配置されることを特徴とする請求項１に記載の自動二輪車のクランクケース補強構造。
【請求項３】
前記ボルトの材質は、前記クランクケースの材質よりもヤング率が高いことを特徴とする請求項１又は２に記載の自動二輪車のクランクケース補強構造。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−１６７５６３（Ｐ２０１２−１６７５６３Ａ）
【公開日】平成２４年９月６日（２０１２．９．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２７３０６（Ｐ２０１１−２７３０６）
【出願日】平成２３年２月１０日（２０１１．２．１０）
【出願人】（０００００２０８２）スズキ株式会社 (3,196)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月６日（２０１２．９．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月１０日（２０１１．２．１０）
【出願人】（０００００２０８２）スズキ株式会社 (3,196)
【Ｆターム（参考）】
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