WO2018180557A1 - 内燃機関 - Google Patents

Abstract

内燃機関は、１対の軸受け（４５、４７）を介して回転自在にクランクケース（２４）に支持され、クランク室（２４ａ）に収容されるクランクを有するクランクシャフト（３７）と、クランク室（２４ａ）に収容されて、クランクシャフト（３７）に支持される被検知体（３８）と、被検知体（３８）の軌道に向き合わせられて、被検知体（３８）の動きを検知してパルス信号を生成する検知センサーとを備える。被検知体（３８）は軸受け（４５）の内側に配置される。これにより、クランクシャフトから発生する振動および撓みが抑制された状態でクランク角を検出することができる内燃機関を提供する。

Description

内燃機関

　本発明は、クランク室を区画するクランクケースと、１対の軸受けを介して回転自在にクランクケースに支持され、クランク室に収容されるクランクを有するクランクシャフトと、クランク室に収容されて、クランクシャフトに支持される被検知体と、被検知体の軌道に向き合わせられて、被検知体の動きを検知してパルス信号を生成する検知センサーとを備える内燃機関に関する。

　特許文献１は内燃機関の制御装置を開示する。内燃機関は単気筒に構成される。制御装置は単気筒の内燃機関でオーバーリーン空燃比に起因する失火を検知する。制御装置では、前後の燃焼サイクルの間でクランクシャフトの角速度の変化量が予め決められた閾値を超えるか否かが判断される。予め設定されたサイクル数の間で、変化量が閾値を超えた回数が規定の回数に達すると、制御装置は内燃機関の失火を推測する。

　特許文献２は、失火の判定にあたって、内燃機関のクランクシャフトに取り付けられるリングギア（被検知体）を開示する。リングギアの外周面には渦電流式の微小変位センサー（検知センサー）の先端が対向する。微小変位センサーはクランク角を検出する。

日本特開２０１４－１９９０４０号公報 日本特開２００２－３７１９０６号公報

　内燃機関では燃焼時にクランクシャフトで振動および撓みが発生する。したがって、リングギアでの検知精度を高めるには高度な技術が要求された。

　本発明は、上記実状に鑑みてなされたもので、クランクシャフトから発生する振動および撓みが抑制された状態でクランク角を検出することができる内燃機関を提供することを目的とする。

　本発明の第１側面によれば、クランク室を区画するクランクケースと、１対の軸受けを介して回転自在に前記クランクケースに支持され、前記クランク室に収容されるクランクを有するクランクシャフトと、前記クランク室に収容されて、前記クランクシャフトに支持される被検知体と、前記被検知体の軌道に向き合わせられて、前記被検知体の動きを検知してパルス信号を生成する検知センサーとを備える内燃機関において、前記被検知体は前記軸受けの内側に配置される。

　第２側面によれば、第１側面の構成に加えて、前記軸受けは、前記クランクケースに固定される外輪部材と、前記クランクシャフトに結合されて前記外輪部材に対して相対回転する内輪部材とを有し、前記被検知体は前記内輪部材と前記クランクとの間に配置される。

　第３側面によれば、第２側面の構成に加えて、前記被検知体と前記クランクとの間には、前記クランクシャフトの回転軸線回りで前記被検知体および前記クランクシャフトの相対回転を阻止する係り止め機構が形成される。

　第４側面によれば、第１～第３側面のいずれかの構成に加えて、前記クランクは、前記軸受けの一方に回転軸線回りで回転自在に支持される第１軸およびクランクウエイトを有し、前記被検知体を支持する第１クランクウエブと、前記軸受けの他方に回転軸線回りで回転自在に支持される第２軸およびクランクウエイトを有し、遠心オイルフィルターを支持する第２クランクウエブと、前記クランクシャフトの回転軸線から変位した位置に配置されて、前記第１クランクウエブおよび前記第２クランクウエブを相互に連結するとともにコンロッドに連結されるクランクピンとを備える。

　第５側面によれば、第１～第４側面のいずれかの構成に加えて、内燃機関は、前記クランクケースから上方に延びるシリンダーブロックをさらに備え、前記検知センサーは、前記シリンダーブロックの後方で前記クランクケースの上側に取り付けられる。

　第６側面によれば、第１～第４側面のいずれかの構成に加えて、前記検知センサーは前記クランクケースの前壁に取り付けられる。

　第７側面によれば、第６側面の構成に加えて、前記検知センサーは、前記クランクケースに形成されるエンジンハンガー同士の間に配置される。

　第８側面によれば、第１～第７側面のいずれかの構成に加えて、前記被検知体は、前記クランクシャフトの軸方向視で変速機のメインシャフト上の駆動ギアと干渉する。ここで、軸方向視とは、クランクシャフトの回転軸線の無限遠に位置する視点から観察される側面視をいう。

　第１側面によれば、内燃機関では燃焼に応じてクランクシャフトは回転する。クランクシャフトの回転中、被検知体はクランクシャフトと一体に回転する。燃焼時、クランクシャフトでは振動および撓みが生じる。振動および撓みは軸受けで支持されることから、被検知体の位置でクランクシャフトの振動および撓みは最小限に留められることができる。こうしてクランクシャフトから発生する振動および撓みが抑制された状態でクランク角は検出されることができる。

　第２側面によれば、クランクシャフトの軸方向に被検知体の移動は軸受けの内輪部材およびクランクシャフトのクランクで規制される。被検知体の取り付けにあたって被検知体に固有の規制部品は改めて要求されない。部品点数の削減および組み立て作業工程の簡素化は実現される。

　第３側面によれば、係り止め機構はクランクシャフトの回転中に被検知体およびクランクシャフトの相対回転を阻止する。したがって、被検知体は確実にクランクシャフトの回転に同期する。被検知体の動きは確実にクランクシャフトの回転を反映する。

　第４側面によれば、被検知体と遠心オイルフィルターとは２つのクランクウエブにそれぞれ取り付けられるので、部材レイアウトを複雑化することなく、クランクウエブに被検知体を結合することができる。

　第５側面によれば、検知センサーはクランクケースの上側でシリンダーブロックの後方に配置されるので、検知センサーに保護カバーを設けることなく、検知センサーの前方を保護することができる。

　第６側面によれば、クランクケースの前方には他部品がほとんど存在せず、開放空間が確保されることから、検知センサーの取り付けにあたって他部材のレイアウトへの影響は抑制されることができる。

　第７側面によれば、クランクケースはエンジンハンガーで車体フレームに固定されるので、検知センサーに保護カバーを設けることなく、検知センサーの前方および後方を保護することができる。

　第８側面によれば、被検知体の配置に拘わらず、クランクシャフトと変速機のメインシャフトとの間隔が狭められるので、内燃機関の小型化は実現されることができる。

図１は自動二輪車の全体構成を概略的に示す側面図である。 図２は内燃機関の構造を概略的に示す自動二輪車の拡大部分断面図である。 図３はクランクシャフトの構造を概略的に示す内燃機関の拡大部分断面図である。 図４はパルサーリングおよび第１クランクウエブの拡大斜視図である。 図５は図２に対応し、他の配置レイアウトに係るパルサーセンサーを概略的に示す自動二輪車の拡大部分断面図である。 図６は図２に対応し、さらに他の配置レイアウトに係るパルサーセンサーを概略的に示す自動二輪車の拡大部分断面図である。 図７は多段変速機の構成を概略的に示す拡大部分断面図である。 図８は図７の一部拡大断面図である。 図９はシフト機構の構成を概略的に示す拡大部分断面図である。 図１０は図２に対応し、パルサーリングおよび多段変速機の位置関係を概略的に示す自動二輪車の拡大部分断面図である。 図１１は図３に対応し、他の具体例に係る係り止め機構を概略的に示す内燃機関の拡大部分断面図である。 図１２は図４に対応し、他の具体例に係る係り止め機構を概略的に示すパルサーリングおよび第１クランクウエブの拡大斜視図である。

２３…内燃機関
２４…クランクケース
２４ａ…クランク室
２４ｂ…前壁
２５…シリンダーブロック
２８…（クランクシャフトの）回転軸線
２９…エンジンハンガー
３６…コンロッド
３７…クランクシャフト
３８…被検知体（パルサーリング）
３９…検知センサー（パルサーセンサー）
４２…（クランクの）第１クランクウエブ
４２ａ…第１軸
４３…（クランクの）第２クランクウエブ
４３ａ…第２軸
４４…（クランクの）クランクピン
４５…一方の軸受け（第１軸受け）
４７…他方の軸受け（第２軸受け）
５１ａ…外輪部材
５１ｂ…内輪部材
６１…クランクウエイト
６２…クランクウエイト
６７…係り止め機構
７１…変速機（多段変速機）
７２…メインシャフト
８１…駆動ギア（４速駆動ギア）
８３…駆動ギア（５速駆動ギア）
１２３…係り止め機構

　以下、添付図面を参照しつつ本発明の一実施形態を説明する。ここで、車体の上下前後左右は自動二輪車に乗車した乗員の目線に基づき規定されるものとする。

　図１は本発明の一実施形態に係る自動二輪車の全体構成を概略的に示す。自動二輪車１１は車体フレーム１２を備える。車体フレーム１２の前端でヘッドパイプ１３にはフロントフォーク１４が操向可能に支持される。フロントフォーク１４には車軸１５回りで回転自在に前輪ＷＦが支持される。フロントフォーク１４にはヘッドパイプ１３の上側でハンドルバー１６が結合される。車体フレーム１２の後側でピボットフレーム１７にはスイングアーム１８が車幅方向に水平に延びる支軸１９回りで揺動自在に支持される。スイングアーム１８の後端には車軸２１回りで回転自在に後輪ＷＲが支持される。

　前輪ＷＦおよび後輪ＷＲの間で車体フレーム１２には内燃機関２３が搭載される。内燃機関２３は、クランクケース２４と、クランクケース２４に結合されて、クランクケース２４から上方に延びるシリンダーブロック２５と、シリンダーブロック２５に結合されるシリンダーヘッド２６と、シリンダーヘッド２６に結合されるヘッドカバー２７とを備える。クランクケース２４には、後輪ＷＲの車軸２１に平行に延びる回転軸線２８回りで回転する（後述される）クランクシャフトが収容される。クランクシャフトの回転運動は動力伝達装置（図示されず）を経て後輪ＷＲに伝達される。クランクケース２４には、前方に２つ、後方に２つのエンジンハンガー２９が形成される。前方および後方でそれぞれエンジンハンガー２９は上下に配列される。クランクケース２４はエンジンハンガー２９で車体フレーム１２に連結され固定される。

　内燃機関２３の上方で車体フレーム１２には燃料タンク３１が搭載される。燃料タンク３１の後方で車体フレーム１２には乗員シート３２が搭載される。燃料タンク３１から内燃機関２３の燃料噴射装置に燃料は供給される。自動二輪車１１の運転にあたって乗員は乗員シート３２を跨ぐ。

　図２に示されるように、内燃機関２３は、シリンダーブロック２５に組み込まれるピストン３３を備える。ピストン３３は、前傾するシリンダー軸線を有してシリンダーブロック２５内に区画されるシリンダー３４に収容される。ここでは、シリンダーブロック２５には単一のピストン３３を受け入れる単一のシリンダー３４が形成される。ピストン３３とシリンダーヘッド２６との間に燃焼室３５が区画される。

　ピストン３３にはコンロッド３６の一端が連結される。コンロッド３６の他端はクランクケース２４内のクランクシャフト３７に連結される。ピストン３３の軸方向の線形運動はコンロッド３６の働きでクランクシャフト３７の回転運動に変換される。

　内燃機関２３は、回転軸線２８に同軸にクランクシャフト３７に結合されて、クランクシャフト３７と一体に回転する環状板形状のパルサーリング（被検知体）３８と、パルサーリング３８の環状軌道に向き合わせられてパルサーリング３８の動きに応じてパルス信号を生成するパルサーセンサー（検知センサー）３９とを備える。パルサーリング３８は、回転軸線２８周りに環状に等間隔に配列される複数のリラクター３８ａを備える。リラクター３８ａは例えば中心角１０度ごとに配置される。リラクター３８ａは例えば磁性体から構成される。パルサーリング３８の詳細は後述される。

　パルサーセンサー３９は、クランクケース２４に穿たれるセンサー孔４１に外側から差し込まれてクランクケース２４に取り付けられる。パルサーセンサー３９は、地面に直交する車両上下方向に対して傾斜する姿勢で保持される。ここでは、パルサーセンサー３９は、シリンダーブロック２５の後方でクランクケース２４の上側に配置される。パルサーセンサー３９はエンジンハンガー２９同士の間に位置する。

　パルサーセンサー３９は、磁性体を検知する先端でクランク室２４ａに臨む。パルサーセンサー３９では最も感度の高い検出軸線３９ａが回転軸線２８を指向する。パルサーセンサー３９は、パルサーリング３８の軌道上で検出される磁性体の有無に応じて電気信号を出力する。パルサーセンサー３９は、クランクシャフト３７の角位置を特定するパルス信号を出力する。

　図３に示されるように、クランクシャフト３７のクランクは、第１軸４２ａを有する円板形状の第１クランクウエブ４２と、第１クランクウエブ４２に結合されて、第２軸４３ａを有する円板形状の第２クランクウエブ４３と、第１軸４２ａおよび第２軸４３ａを同軸に配置しつつ第１クランクウエブ４２および第２クランクウエブ４３を相互に連結するクランクピン４４とを備える。クランクピン４４の軸心はクランクシャフト３７の回転軸線２８から変位した位置に配置される。クランクピン４４には、第１軸４２ａおよび第２軸４３ａの軸心に平行な回転軸線回りで回転自在にコンロッド３６の先端が連結される。

　第１クランクウエブ４２の第１軸４２ａは第１軸受け４５を介して回転自在にクランクケース２４の第１半体４６に支持される。第２クランクウエブ４３の第２軸４３ａは第２軸受け４７を介して回転自在にクランクケース２４の第２半体４８に支持される。第１半体４６と第２半体４８とが結合されてクランクケース２４は構成される。第１軸受け４５および第２軸受け４７はクランクシャフト３７の軸方向に相互に内向きの内側面でクランク室２４ａ内の空間に接する。

　第１軸受け４５および第２軸受け４７はそれぞれボールベアリングで構成される。したがって、個々の軸受け４５、４７は、クランクケース２４に固定される環状の外輪部材５１ａと、クランクシャフト３７の第１軸４２ａおよび第２軸４３ａに結合されて、対応する外輪部材５１ａに対して相対回転する内輪部材５１ｂと、外輪部材５１ａおよび内輪部材５１ｂの間に保持されて外輪部材５１ａおよび内輪部材５１ｂに転がり接触する複数のボール５１ｃとを備える。第１軸４２ａおよび第２軸４３ａは対応の内輪部材５１ｂに嵌め込まれる。圧入されればよい。クランクケース２４の第１半体４６には、第１軸受け４５の外輪部材５１ａを受け入れる金属製の第１ブッシュ５２が埋め込まれる。クランクケース２４の第２半体４８には、第２軸受け４７の外輪部材５１ａを受け入れる金属製の第２ブッシュ５３が埋め込まれる。外輪部材５１ａは対応の第１ブッシュ５２または第２ブッシュ５３に嵌め込まれればよい。外輪部材５１ａの外側面は第１半体４６および第２半体４８でそれぞれ覆われる。内輪部材５１ｂの外側面は第１半体４６および第２半体４８からそれぞれ離隔する。外輪部材５１ａの内側面は第１クランクウエブ４２および第２クランクウエブ４３に間隔をおいて向き合う。

　第１クランクウエブ４２には、第１面５４ａから第１面５４ａの裏側の第２面５４ｂに貫通するピン孔５５が区画される。ピン孔５５は第１軸４２ａの軸心に平行な軸心を有する円柱体の空間で形成される。ピン孔５５にクランクピン４４は嵌め込まれる。クランクピン４４はピン孔５５に圧入されればよい。

　第１クランクウエブ４２の第１面５４ａには第１軸４２ａの軸心に直交する仮想平面内で広がる平坦面５６が形成される。平坦面５６は、少なくとも第１軸４２ａの外周に沿って環状に延びる。平坦面５６にはパルサーリング３８が重ねられる。パルサーリング３８のリラクター３８ａは少なくとも径方向外端で第１クランクウエブ４２の外周よりも径方向に突出する。

　パルサーリング３８は第１軸受け４５の内輪部材５１ｂと第１クランクウエブ４２の平坦面５６との間に挟まれる。したがって、パルサーリング３８は第１軸受け４５の内輪部材５１ｂの内側面に接して配置される。こうして挟まれてパルサーリング３８はクランクシャフト３７に固定される。

　第２クランクウエブ４３には、第１面５７ａから第１面５７ａの裏側の第２面５７ｂに貫通するピン孔５８が区画される。ピン孔５８は第２軸４３ａの軸心に平行な軸心を有する円柱体の空間で形成される。ピン孔５８にクランクピン４４は嵌め込まれる。クランクピン４４はピン孔５８に圧入されればよい。

　第２クランクウエブ４３の第１面５７ａには遠心オイルフィルター５９が設置される。遠心オイルフィルター５９は第１面５７ａの窪みに収容される。遠心オイルフィルター５９は第２クランクウエブ４３の回転中の遠心力に基づき潤滑油中の異物を濾過する。第２クランクウエブ４３は第１面５７ａの裏側の第２面５７ｂで第１クランクウエブ４２の第２面５４ｂに向き合わせられる。

　第１クランクウエブ４２の第２面５４ｂにはクランクウエイト６１が一体に形成される。第１クランクウエブ４２の重心は例えば第１軸４２ａの軸心回りでピン孔５５の軸心から１８０度ずれた位置に位置する。同様に、第２クランクウエブ４３の第２面５７ｂにはクランクウエイト６２が一体に形成される。第２クランクウエブ４３の重心は例えば第２軸４３ａの軸心回りでピン孔５８の軸心から１８０度ずれた位置に位置する。クランクウエイト６１、６２の働きで回転中のクランクシャフト３７で回転むらは最小限に抑制される。

　遠心オイルフィルター５９の径方向外側でクランクケース２４にはオイルジェット６３が配置される。オイルジェット６３はピストン３３に向かってシリンダー３４内で潤滑油を噴射する。オイルジェット６３には、例えばクランクシャフト３７の回転に連動するオイルポンプ（図示されず）から潤滑油が供給されることができる。

　図４を併せて参照し、パルサーリング３８の中央には貫通孔６４が形成される。貫通孔６４の輪郭は第１軸４２ａに同心の円形に形成される。貫通孔６４に第１軸４２ａは嵌め込まれる。貫通孔６４の縁には第１軸４２ａの軸方向に出っ張る筒状の出っ張り６５が形成される。出っ張り６５の端面６５ａでパルサーリング３８は第１軸受け４５の内輪部材５１ｂに面で接触する。パルサーリング３８は第１軸受け４５の内輪部材５１ｂに押し当てられるものの、出っ張り６５の働きでパルサーリング３８の表面と第１軸受け４５の外輪部材５１ａとの間に間隔が確保される。

　パルサーリング３８と第１クランクウエブ４２との間には、クランクシャフト３７の回転軸線２８回りでパルサーリング３８および第１クランクウエブ４２の相対回転を阻止する係り止め機構６７が形成される。係り止め機構６７は、パルサーリング３８に一体に形成されて、第１クランクウエブ４２の第１面５４ａに重なる（または向き合う）表面から突き出る突出片６８と、パルサーリング３８の突出片６８を受け入れる窪み６９とを有する。ここでは、パルサーリング３８は金属の板材からプレス加工で成型されることから、突出片６８は板材から切り起こされる。突出片６８の谷折り線はパルサーリング３８の同心円に接する接線方向に延びる。したがって、突出片６８は、板材でありながら、パルサーリング３８の周方向からの荷重に高い剛性を示す。

　窪み６９は、突出片６８の輪郭に接触する垂直面６９ａを有する。垂直面６９ａは第１軸４２ａの軸心に平行な平面に相当する。好ましくは、垂直面６９ａは第１軸４２ａの軸心を含む仮想平面内で広がる。こうして垂直面６９ａが第１クランクウエブ４２の周方向に直交すれば、第１クランクウエブ４２の周方向の荷重は分散して突出片６８に伝達されることができる。

　次に本実施形態に係る内燃機関２３の作用を説明する。内燃機関２３では燃焼に応じてクランクシャフト３７は回転する。クランクシャフト３７の回転中、パルサーリング３８はクランクシャフト３７と一体に回転する。燃焼時、クランクシャフト３７では振動および撓みが生じる。振動および撓みは第１軸受け４５および第２軸受け４７で支持されることから、第１軸受け４５に隣接するパルサーリング３８の位置でクランクシャフト３７の振動および撓みは最小限に留められる。こうしてクランクシャフト３７から発生する振動および撓みが抑制された状態でクランク角は検出されることができる。

　パルサーリング３８は、第１軸受け４５の内輪部材５１ｂと第１クランクウエブ４２との間に配置される。クランクシャフト３７の軸方向にパルサーリング３８の移動は第１軸受け４５の内輪部材５１ｂおよびクランクシャフト３７の第１クランクウエブ４２で規制される。パルサーリング３８の取り付けにあたってパルサーリング３８に固有の規制部品は改めて要求されない。部品点数の削減および組み立て作業工程の簡素化は実現される。

　パルサーリング３８と第１クランクウエブ４２との間には、クランクシャフト３７の回転軸線２８回りでパルサーリング３８およびクランクシャフト３７の相対回転を阻止する係り止め機構６７が形成される。係り止め機構６７はクランクシャフト３７の回転中にパルサーリング３８およびクランクシャフト３７の相対回転を阻止する。したがって、パルサーリング３８は確実にクランクシャフト３７の回転に同期する。パルサーリング３８の動きは確実にクランクシャフト３７の回転を反映する。

　本実施形態では、クランクシャフト３７のクランクは、第１軸受け４５に回転軸線２８回りで回転自在に支持される第１軸４２ａおよびクランクウエイト６１を有し、パルサーリング３８を支持する第１クランクウエブ４２と、第２軸受け４７に回転軸線２８回りで回転自在に支持される第２軸４３ａおよびクランクウエイト６２を有し、遠心オイルフィルター５９を支持する第２クランクウエブ４３と、クランクシャフト３７の回転軸線２８から変位した位置に配置されて、第１クランクウエブ４２および第２クランクウエブ４３を相互に連結するとともにコンロッド３６に連結されるクランクピン４４とを備える。パルサーリング３８は第１クランクウエブ４２に取り付けられる一方で、遠心オイルフィルター５９は第２クランクウエブ４３に取り付けられるので、部材レイアウトを複雑化することなく、第１クランクウエブ４２にパルサーリング３８を結合することができる。

　内燃機関２３では、パルサーセンサー３９は、シリンダーブロック２５の後方でクランクケース２４の上側に取り付けられる。パルサーセンサー３９は、クランクケース２４から上方に延びるシリンダーブロック２５の後方に配置されるので、パルサーセンサー３９に保護カバーを設けることなく、パルサーセンサー３９の前方を保護することができる。

　前述のように、パルサーセンサー３９は、クランクケース２４に形成されるエンジンハンガー２９同士の間に配置される。クランクケース２４はエンジンハンガー２９で車体フレーム１２に固定されるので、パルサーセンサー３９に保護カバーを設けることなく、パルサーセンサー３９の前方および後方を保護することができる。

　その他、図５に示されるように、パルサーセンサー３９はクランクケース２４の前壁２４ｂに取り付けられてもよい。パルサーセンサー３９は、地面に直交する車両上下方向に対して傾斜する姿勢で保持されればよい。前述と同様に、パルサーセンサー３９の検出軸線３９ａはクランクシャフト３７の回転軸線２８を指向すればよい。クランクケース２４の前方には他部品がほとんど存在せず、開放空間が確保されることから、パルサーセンサー３９の取り付けにあたって他部材のレイアウトへの影響は抑制されることができる。図６に示されるように、パルサーセンサー３９は、上下１対のエンジンハンガー２９の間でクランクケース２４の前壁２４ｂに取り付けられてもよい。エンジンハンガー２９には前方から車体フレーム１２（ヘッドパイプ１３から下方に延びるダウンフレーム）が結合されることから、パルサーセンサー３９に専用の保護カバーを設けることなく、パルサーセンサー３９の前方および後方を保護することができる。

　図７に示されるように、内燃機関２３にはドグクラッチ式の多段変速機（動力伝達装置）７１が組み込まれる。多段変速機７１はクランクシャフト３７の軸心（回転軸線２８）に平行な軸心を有するメインシャフト７２およびカウンターシャフト７３を備える。メインシャフト７２およびカウンターシャフト７３は、クランクケース２４の第１半体４６および第２半体４８にそれぞれ嵌め込まれる軸受け７５、７６で第１半体４６および第２半体４８に回転自在に支持される。メインシャフト７２は一次減速機構７７を通じてクランクシャフト３７に接続される。一次減速機構７７は、クランクシャフト３７に固定される駆動ギア７７ａと、メインシャフト７２上に相対回転自在に支持される被駆動ギア７７ｂとを備える。被駆動ギア７７ｂは駆動ギア７７ａに噛み合う。カウンターシャフト７３には駆動スプロケット７８が結合される。

　メインシャフト７２上には５つの駆動ギアが配置される。駆動ギアは軸受け７５の間で順番にロー駆動ギア７９、４速駆動ギア８１、３速駆動ギア８２、５速駆動ギア８３および２速駆動ギア８４を含む。同様に、カウンターシャフト７３上には軸受け７６の間で順番に５つの被駆動ギアが配置される。被駆動ギアはロー被駆動ギア８５、４速被駆動ギア８６、３速被駆動ギア８７、５速被駆動ギア８８および２速被駆動ギア８９を含む。多段変速機７１ではニュートラル状態、１速結合状態、２速結合状態、３速結合状態、４速結合状態および５速結合状態で結合状態が選択的に切り替えられる。多段変速機７１の詳細は後述される。

　内燃機関２３には摩擦クラッチ９１が組み込まれる。摩擦クラッチ９１はクラッチアウター９１ａおよびクラッチハブ９１ｂを備える。クラッチアウター９１ａに一次減速機構７７の被駆動ギア７７ｂは連結される。クラッチレバーの操作に応じて摩擦クラッチ９１ではクラッチアウター９１ａおよびクラッチハブ９１ｂの間で連結および切断が切り替えられる。

　図８に示されるように、多段変速機７１ではロー駆動ギア７９はメインシャフト７２に刻まれる。４速駆動ギア８１はメインシャフト７２に対して相対回転自在かつ軸方向変位不能にメインシャフト７２に支持される。３速駆動ギア８２は第１シフター９２に一体化される。第１シフター９２は、メインシャフト７２に刻まれるスプライン７２ａに嵌め合わせられスプライン７２ａ上に相対回転不能かつ軸方向変位自在に支持される。５速駆動ギア８３はメインシャフト７２に対して相対回転自在かつ軸方向変位不能にメインシャフト７２に支持される。２速駆動ギア８４はメインシャフト７２に対して相対回転不能かつ軸方向変位不能にメインシャフト７２に支持される。

　４速駆動ギア８１および３速駆動ギア８２の間には第１嵌め合い機構９３が構成される。第１嵌め合い機構９３は、第１シフター９２に形成される複数の駆動突部９３ａと、４速駆動ギア８１に形成される複数の被駆動突部９３ｂとを備える。第１シフター９２がスプライン７２ａ上で軸方向基準位置に位置すると、駆動突部９３ａの軌道は被駆動突部９３ｂの軌道から離れる。このとき、４速駆動ギア８１および第１シフター９２の間ではメインシャフト７２の軸心回りで相対回転は許容される。第１シフター９２が軸方向基準位置から４速駆動ギア８１に向かって第１距離で変位して第１作動位置に移動すると、駆動突部９３ａは４速駆動ギア８１上で周方向に隣接する被駆動突部９３ｂ同士の間に入り込む。被駆動突部９３ｂおよび駆動突部９３ａはメインシャフト７２の軸心回りに相互に噛み合う。噛み合い時、４速駆動ギア８１は第１シフター９２を介してメインシャフト７２に相対回転不能に結合される。

　３速駆動ギア８２および５速駆動ギア８３の間には第２嵌め合い機構９４が構成される。第２嵌め合い機構９４は、第１シフター９２に形成される複数の駆動突部９４ａと、５速駆動ギア８３に形成される複数の被駆動突部９４ｂとを備える。第１シフター９２がスプライン７２ａ上で軸方向基準位置に位置すると、駆動突部９４ａの軌道は被駆動突部９４ｂの軌道から離れる。このとき、第１シフター９２および５速駆動ギア８３の間ではメインシャフト７２の軸心回りで相対回転は許容される。第１シフター９２が軸方向基準位置から５速駆動ギア８３に向かって第２距離で変位して第２作動位置に移動すると、駆動突部９４ａは５速駆動ギア８３上で周方向に隣接する被駆動突部９４ｂ同士の間に入り込む。駆動突部９４ａおよび被駆動突部９４ｂはメインシャフト７２の軸心回りに相互に噛み合う。噛み合い時、５速駆動ギア８３は第１シフター９２を介してメインシャフト７２に相対回転不能に結合される。

　ロー被駆動ギア８５は相対回転自在かつ軸方向変位不能にカウンターシャフト７３に支持される。ロー被駆動ギア８５はメインシャフト７２上のロー駆動ギア７９に噛み合う。４速被駆動ギア８６は第２シフター９５に一体化される。第２シフター９５は、カウンターシャフト７３に刻まれる第１スプライン７３ａに嵌め合わせられ第１スプライン７３ａ上に相対回転不能かつ軸方向変位自在に支持される。３速被駆動ギア８７はカウンターシャフト７３に対して相対回転自在かつ軸方向変位不能にカウンターシャフト７３に支持される。５速被駆動ギア８８は第３シフター９６に一体化される。第３シフター９６は、カウンターシャフト７３に刻まれる第２スプライン７３ｂに嵌め合わせられ第２スプライン７３ｂ上に相対回転不能かつ軸方向変位自在に支持される。２速被駆動ギア８９は相対回転自在かつ軸方向変位不能にカウンターシャフト７３に支持される。２速被駆動ギア８９はメインシャフト７２上の２速駆動ギア８４に噛み合う。

　ロー被駆動ギア８５および４速被駆動ギア８６の間には第３嵌め合い機構９７が構成される。第３嵌め合い機構９７は、第２シフター９５に形成される複数の駆動突部９７ａと、ロー被駆動ギア８５に形成される複数の被駆動突部９７ｂとを備える。第２シフター９５が第１スプライン７３ａ上で軸方向基準位置に位置すると、駆動突部９７ａの軌道は被駆動突部９７ｂの軌道から離れる。このとき、第２シフター９５およびロー被駆動ギア８５の間ではカウンターシャフト７３の軸心回りで相対回転は許容される。第２シフター９５が軸方向基準位置からロー被駆動ギア８５に向かって第３距離で変位して第３作動位置に移動すると、駆動突部９７ａはロー被駆動ギア８５上で周方向に隣接する被駆動突部９７ｂ同士の間に入り込む。駆動突部９７ａおよび被駆動突部９７ｂはカウンターシャフト７３の軸心回りに相互に噛み合う。噛み合い時、ロー被駆動ギア８５は第２シフター９５を介してカウンターシャフト７３に相対回転不能に結合される。

　４速被駆動ギア８６および３速被駆動ギア８７の間には第４嵌め合い機構９８が構成される。第４嵌め合い機構９８は、第２シフター９５に形成される複数の駆動突部９８ａと、３速被駆動ギア８７に形成される複数の被駆動突部９８ｂとを備える。第２シフター９５が第１スプライン７３ａ上で軸方向基準位置に位置すると、駆動突部９８ａの軌道は被駆動突部９８ｂの軌道から離れる。このとき、第２シフター９５および３速被駆動ギア８７の間ではカウンターシャフト７３の軸心回りで相対回転は許容される。第２シフター９５が軸方向基準位置から３速被駆動ギア８７に向かって第４距離で変位して第４作動位置に移動すると、駆動突部９８ａは３速被駆動ギア８７上で周方向に隣接する被駆動突部９８ｂ同士の間に入り込む。駆動突部９８ａおよび被駆動突部９８ｂはカウンターシャフト７３の軸心回りに相互に噛み合う。噛み合い時、３速被駆動ギア８７は第２シフター９５を介してカウンターシャフト７３に相対回転不能に結合される。

　５速被駆動ギア８８および２速被駆動ギア８９の間には第５嵌め合い機構９９が構成される。第５嵌め合い機構９９は、第３シフター９６に形成される複数の駆動突部９９ａと、２速被駆動ギア８９に形成される複数の被駆動突部９９ｂとを備える。第３シフター９６が第２スプライン７３ｂ上で軸方向基準位置に位置すると、駆動突部９９ａの軌道は被駆動突部９９ｂの軌道から離れる。このとき、第３シフター９６および２速被駆動ギア８９の間ではカウンターシャフト７３の軸心回りで相対回転は許容される。第３シフター９６が軸方向基準位置から２速被駆動ギア８９に向かって第５距離で変位して第５作動位置に移動すると、駆動突部９９ａは２速被駆動ギア８９上で周方向に隣接する被駆動突部９９ｂ同士の間に入り込む。駆動突部９９ａおよび被駆動突部９９ｂはカウンターシャフト７３の軸心回りに相互に噛み合う。噛み合い時、２速被駆動ギア８９は第３シフター９６を介してカウンターシャフト７３に相対回転不能に結合される。

　本実施形態では駆動突部９４ａ、９７ａ、９８ａ、９９ａや被駆動突部９３ｂはメインシャフト７２やカウンターシャフト７３の軸方向に延びる突起であって、それらに個々に対応する被駆動突部９４ｂ、９７ｂ、９８ｂ、９９ｂや駆動突部９３ａは突起を受け入れる係合孔または窪みの周壁で構成される。突起はメインシャフト７２やカウンターシャフト７３の回転方向に係合孔または窪みの周壁に面接触する。突起および係合孔（または窪み）にはそれぞれメインシャフト７２またはカウンターシャフト７３の軸心を含む仮想平面内で広がる接触面が区画されればよい。

　メインシャフト７２上で第１シフター９２すなわち３速駆動ギア８２が軸方向基準位置に位置し、カウンターシャフト７３上で第２シフター９５および第３シフター９６（すなわち４速被駆動ギア８６および５速被駆動ギア８８）が軸方向基準位置に位置すると、メインシャフト７２上の４速駆動ギア８１はカウンターシャフト７３上の４速被駆動ギア８６に噛み合い、メインシャフト７２上の３速駆動ギア８２はカウンターシャフト７３上の３速被駆動ギア８７に噛み合い、メインシャフト７２上の５速駆動ギア８３はカウンターシャフト７３上の５速被駆動ギア８８に噛み合う。４速駆動ギア８１および５速駆動ギア８３はメインシャフト７２に対して相対回転する。ロー被駆動ギア８５、３速被駆動ギア８７および２速被駆動ギア８９はカウンターシャフト７３に対して相対回転する。この状態ではメインシャフト７２からカウンターシャフト７３に回転力は伝達されない。多段変速機７１ではニュートラル状態が確立される。

　ニュートラル状態からカウンターシャフト７３上で第２シフター９５すなわち４速被駆動ギア８６が軸方向基準位置から第３作動位置に移動すると、第３嵌め合い機構９７で第２シフター９５の駆動突部９７ａはロー被駆動ギア８５の被駆動突部９７ｂに噛み合う。ロー被駆動ギア８５はカウンターシャフト７３に結合される。ロー被駆動ギア８５に伝達されるメインシャフト７２の回転力はカウンターシャフト７３を駆動する。こうして多段変速機７１では１速が確立される。

　ニュートラル状態からカウンターシャフト７３上で第３シフター９６すなわち５速被駆動ギア８８が軸方向基準位置から第５作動位置に移動すると、第５嵌め合い機構９９で第３シフター９６の駆動突部９９ａは２速被駆動ギア８９の被駆動突部９９ｂに噛み合う。２速被駆動ギア８９はカウンターシャフト７３に結合される。２速被駆動ギア８９に伝達されるメインシャフト７２の回転力はカウンターシャフト７３を駆動する。こうして多段変速機７１では２速が確立される。

　ニュートラル状態からカウンターシャフト７３上で第２シフター９５すなわち４速被駆動ギア８６が軸方向基準位置から第４作動位置に移動すると、第４嵌め合い機構９８で第２シフター９５の駆動突部９８ａは３速被駆動ギア８７の被駆動突部９８ｂに噛み合う。３速被駆動ギア８７はカウンターシャフト７３に結合される。３速被駆動ギア８７に伝達されるメインシャフト７２の回転力はカウンターシャフト７３を駆動する。こうして多段変速機７１では３速が確立される。

　ニュートラル状態からメインシャフト７２上で第１シフター９２すなわち３速駆動ギア８２が軸方向基準位置から第１作動位置に移動すると、第１嵌め合い機構９３で第１シフター９２の駆動突部９３ａは４速駆動ギア８１の被駆動突部９３ｂに噛み合う。４速駆動ギア８１はメインシャフト７２に結合される。メインシャフト７２の回転力は４速駆動ギア８１に伝達される。メインシャフト７２の４速駆動ギア８１はカウンターシャフト７３の４速被駆動ギア８６に噛み合うことから、メインシャフト７２の回転力はカウンターシャフト７３を駆動する。こうして多段変速機７１では４速が確立される。

　ニュートラル状態からメインシャフト７２上で第１シフター９２すなわち３速駆動ギア８２が軸方向基準位置から第２作動位置に移動すると、第２嵌め合い機構９４で第１シフター９２の駆動突部９４ａは５速駆動ギア８３の被駆動突部９４ｂに噛み合う。５速駆動ギア８３はメインシャフト７２に結合される。メインシャフト７２の回転力は５速駆動ギア８３に伝達される。メインシャフト７２の５速駆動ギア８３はカウンターシャフト７３の５速被駆動ギア８８に噛み合うことから、メインシャフト７２の回転力はカウンターシャフト７３を駆動する。こうして多段変速機７１では５速が確立される。

　図９に示されるように、多段変速機７１にはシフト機構１０１が組み込まれる。シフト機構１０１はメインシャフト７２の軸心に平行に延びる案内軸１０２を備える。案内軸１０２にはシフトフォーク１０３が軸方向に変位自在に支持される。シフトフォーク１０３は案内軸１０２の軸心に直交する方向に延びてメインシャフト７２上の第１シフター９２に連結される。

　シフト機構１０１はシフトドラム１０４を備える。シフトドラム１０４は案内軸１０２の軸心に平行に延びる回転軸線Ｒｘ回りで回転自在に支持される。シフトドラム１０４の外周面にはカム溝１０５が刻まれる。カム溝１０５は回転角に応じてシフトドラム１０４の軸方向に変位する。カム溝１０５には、案内軸１０２の軸心に直交する方向にシフトフォーク１０３から突き出るピン１０６が挿入される。こうしてシフトドラム１０４の回転に応じて案内軸１０２に沿ってシフトフォーク１０３は移動する。シフトフォーク１０３の移動はメインシャフト７２上で第１シフター９２の移動を引き起こす。

　図１０に示されるように、同様なシフト機構はカウンターシャフト７３上の第２シフター９５および第３シフター９６にも関連づけられる。シフト機構１０１は、カウンターシャフト７３の軸心に平行に延びる案内軸１０７と、軸方向に変位自在に案内軸１０７に支持されて、カウンターシャフト７３上の第２シフター９５および第３シフター９６にそれぞれ個別に連結される２つのシフトフォーク１０８、１０９とを備える。２つのシフトフォーク１０８、１０９は、シフトドラム１０４のカム溝１０５に挿入されるピンをそれぞれ有し、シフトドラム１０４の回転に応じて案内軸１０７に沿って移動する。

　本実施形態では、パルサーリング３８は、クランクシャフト３７の回転軸線２８の無限遠に位置する視点から観察される側面視で、多段変速機７１のメインシャフト７２上の４速駆動ギア８１および５速駆動ギア８３と干渉する。言い換えると、クランクシャフト３７の回転軸線２８上に中心軸を有してパルサーリング３８の最外縁を仕切る仮想円筒面１１１の内側に５速駆動ギア８３および４速駆動ギア８１は進入する。しかも、パルサーリング３８と駆動ギア８１、８３との干渉域、および、パルサーセンサー３９は、クランクシャフト３７の回転軸線２８およびカウンターシャフト７３の回転軸線を含む仮想平面１１２と、クランクシャフト３７の回転軸線２８に平行であってシリンダー軸線Ｃを含む仮想平面１１３とでシリンダーブロック２５の後方に仕切られる空間内に配置される。したがって、側面視の透視図では、クランクシャフト３７の中心およびカウンターシャフト７３の中心を含む直線とシリンダー軸線Ｃとでシリンダーブロック２５の後方に仕切られる領域内にパルサーリング３８と駆動ギア８１、８３との干渉域、および、パルサーセンサー３９は位置する。

　パルサーリング３８と駆動ギア８１、８３との干渉域は、クランクシャフト３７の回転軸線２８およびカウンターシャフト７３の軸心を含む仮想平面１１２で分けられる一方の空間に配置され、当該仮想平面１１２で分けられる他方の空間に多段変速機７１のシフトドラム１０４は配置される。言い換えると、側面視の透視図では、パルサーリング３８と駆動ギア８１、８３との干渉域は、クランクシャフト３７の中心およびカウンターシャフト７３の中心を結ぶ直線の上側に位置し、シフトドラム１０４は、クランクシャフト３７の中心およびカウンターシャフト７３の中心を結ぶ直線の下側に位置する。パルサーセンサー３９は、クランクシャフト３７の回転軸線２８およびメインシャフト７２の軸心を含む仮想平面１１４で分けられる一方の空間に配置され、当該仮想平面で分けられる他方の空間に多段変速機７１のシフトドラム１０４は配置される。言い換えると、側面視の透視図では、パルサーセンサー３９は、クランクシャフト３７の中心およびメインシャフト７２の中心を結ぶ直線の上側に位置し、シフトドラム１０４は、クランクシャフト３７の中心およびメインシャフト７２の中心を結ぶ直線の下側に位置する。また、パルサーリング３８と駆動ギア８１、８３との干渉域、および、パルサーセンサー３９は、重力方向に平行であってクランクシャフト３７の回転軸線２８を含む仮想垂直平面１１５の後方であって、重力方向に平行であってシフトドラム１０４の軸心を含む仮想垂直平面１１６の前方に配置される。言い換えると、側面視の透視図では、パルサーリング３８と駆動ギア８１、８３との干渉域、および、パルサーセンサー３９は、重力方向にクランクシャフト３７の回転軸線２８を貫通する直線の後方であって、重力方向にシフトドラム１０４の軸心を貫通する直線の前方に位置する。

　変速機７１のメインシャフト７２は、クランクシャフト３７の回転軸線２８およびカウンターシャフト７３の軸心を含む仮想平面１１２と、クランクシャフト３７の回転軸線２８およびパルサーセンサー３９の検出軸線３９ａを含む仮想平面１１７で挟まれる空間内に配置される。すなわち、側面視の透視図で、メインシャフト７２は、クランクシャフト３７の中心およびカウンターシャフト７３の中心を結ぶ直線とパルサーセンサー３９の検出軸線３９ａとで挟まれる領域に位置する。パルサーリング３８と駆動ギア８１、８３との干渉域は、同様に、クランクシャフト３７の中心およびカウンターシャフト７３の中心を結ぶ直線とパルサーセンサー３９の軸線とで挟まれる領域に位置する。

　内燃機関２３の組み立てにあたって、クランクケース２４の第２半体４８に、クランクシャフト３７、変速機７１のメインシャフト７２およびカウンターシャフト７３は組み付けられる。このとき、メインシャフト７２に先立ってクランクシャフト３７が第２軸受け４７に圧入される場合には、クランクシャフト３７にはパルサーリング３８は取り付けられていない。メインシャフト７２には第４駆動ギア８１および第３駆動ギア（第１シフター９２）が装着される一方で、第５駆動ギア８３および第２駆動ギア８４は取り付けられていない。カウンターシャフト７３には全ての被駆動ギア８５～８９が装着される。続いてクランクシャフト３７にパルサーリング３８は固定される。その後、メインシャフト７２に５速駆動ギア８３および２速駆動ギア８４は装着される。

　クランクシャフト３７に先立ってメインシャフト７２が軸受け７５に嵌め込まれる場合には、メインシャフト７２には第４駆動ギア８１および第３駆動ギア（第１シフター９２）が装着される一方で、第５駆動ギア８３および第２駆動ギア８４は取り付けられていない。それに続くクランクシャフト３７の組み付けにあたってクランクシャフト３７には予めパルサーリング３８が固定されてもよい。クランクシャフト３７の組み付け後にメインシャフト７２に５速駆動ギア８３および２速駆動ギア８４は装着される。

　内燃機関２３では、前述のように突出片６８および窪み６９で構成される係り止め機構６７に代えて、図１１および図１２に示されるように、第１クランクウエブ４２から突出するノックピン１２１と、パルサーリング３８に形成されて、第１クランクウエブ４２にパルサーリング３８が重ねられた際にノックピン１２１を受け入れる貫通孔１２２とを有する係り止め機構１２３が用いられてもよい。ノックピン１２１は、第１クランクウエブ４２に形成されてクランクシャフト３７の回転軸線２８に平行な中心軸を有する円筒空間の嵌め穴１２４に圧入される大径部１２１ａと、第１クランクウエブ４２の表面から突出して、センサーリング３８の貫通孔１２２に圧入される小径部１２４ｂとを有すればよい。ノックピン１２１は、クランクシャフト３７の回転軸線２８回りでパルサーリング３８および第１クランクウエブ４２の相対回転を阻止する。

Claims (8)

1. 　クランク室（２４ａ）を区画するクランクケース（２４）と、
   　１対の軸受け（４５、４７）を介して回転自在に前記クランクケース（２４）に支持され、前記クランク室（２４ａ）に収容されるクランク（４２、４３、４４）を有するクランクシャフト（３７）と、
   　前記クランク室（２４ａ）に収容されて、前記クランクシャフト（３７）に支持される被検知体（３８）と、
   　前記被検知体（３８）の軌道に向き合わせられて、前記被検知体（３８）の動きを検知してパルス信号を生成する検知センサー（３９）と、を備える内燃機関（２３）において、
   　前記被検知体（３８）は前記軸受け（４５）の内側に配置される
   ことを特徴とする内燃機関。
2. 　請求項１に記載の内燃機関において、
   　前記軸受け（４５）は、前記クランクケース（２４）に固定される外輪部材（５１ａ）と、前記クランクシャフト（３７）に結合されて前記外輪部材（５１ａ）に対して相対回転する内輪部材（５１ｂ）とを有し、
   　前記被検知体（３８）は前記内輪部材（５１ｂ）と前記クランク（４２、４３、４４）との間に配置される
   ことを特徴とする内燃機関。
3. 　請求項２に記載の内燃機関において、
   　前記被検知体（３８）と前記クランク（４２、４３、４４）との間には、前記クランクシャフト（３７）の回転軸線（２８）回りで前記被検知体（３８）および前記クランクシャフト（３７）の相対回転を阻止する係り止め機構（６７；１２３）が形成される
   ことを特徴とする内燃機関。
4. 　請求項１～３のいずれか１項に記載の内燃機関において、前記クランクは、
   　前記軸受けの一方（４５）に回転軸線（２８）回りで回転自在に支持される第１軸（４２ａ）およびクランクウエイト（６１）を有し、前記被検知体（３８）を支持する第１クランクウエブ（４２）と、
   　前記軸受けの他方（４７）に回転軸線（２８）回りで回転自在に支持される第２軸（４３ａ）およびクランクウエイト（６２）を有し、遠心オイルフィルター（５９）を支持する第２クランクウエブ（４３）と、
   　前記クランクシャフト（３７）の回転軸線（２８）から変位した位置に配置されて、前記第１クランクウエブ（４２）および前記第２クランクウエブ（４３）を相互に連結するとともにコンロッド（３６）に連結されるクランクピン（４４）と
   を備えることを特徴とする内燃機関。
5. 　請求項１～４のいずれか１項に記載の内燃機関において、
   　前記クランクケース（２４）から上方に延びるシリンダーブロック（２５）をさらに備え、
   　前記検知センサー（３９）は、前記シリンダーブロック（２５）の後方で前記クランクケース（２４）の上側に取り付けられる
   ことを特徴とする内燃機関。
6. 　請求項１～４のいずれか１項に記載の内燃機関において、前記検知センサー（３９）は前記クランクケース（２４）の前壁（２４ｂ）に取り付けられることを特徴とする内燃機関。
7. 　請求項６に記載の内燃機関において、前記検知センサー（３９）は、前記クランクケース（２４）に形成されるエンジンハンガー（２９）同士の間に配置されることを特徴とする内燃機関。
8. 　請求項１～７のいずれか１項に記載の内燃機関において、前記被検知体（３８）は、前記クランクシャフト（３７）の軸方向視で変速機（７１）のメインシャフト（７２）上の駆動ギア（８１、８３）と干渉することを特徴とする内燃機関。

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