JP2010150948A - インラインエンジン - Google Patents

Abstract

【課題】 インラインエンジンであって自動二輪車に適用したときに好適なハンドリング性能を発揮可能でありつつ、Ｖ型エンジンのようにトラクション能力において好適な特性を有するエンジンを提供する。
【解決手段】 収容するピストン２１ａ〜２１ｄの往復動方向が一致するように並設された複数のシリンダ２６ａ〜２６ｄと、ピストン２１ａ〜２１ｄを往復動すべく軸芯Ａ₁回りに回転するクランクシャフト２５とを備え、該クランクシャフト２５は、軸芯Ａ₁回りにおける互いの位相差がｎπ［ｒａｄ］（ｎは整数）以外の所定値に設定されてピストン２１ａ〜２１ｄに接続される複数のクランクピン３０ａ〜３０ｄを有する。
【選択図】 図４

Description

本発明は、収容するピストンの往復動方向が互いに略一致するように並設された複数のシリンダを有するインラインエンジンに関する。

自動二輪車に搭載されるエンジンとしては、例えば同一方向へ伸延する複数のシリンダがクランクシャフトの長手方向に沿って配設されたインラインエンジンや、クランクシャフトの長手方向に沿って見たときに後傾シリンダと前傾シリンダとがＶ字状に配設されたＶ型エンジンなどが存在する（特許文献１，２参照）。このうちインラインエンジンの場合、クランクシャフトが左右方向へ向くようにして自動二輪車のフレームに搭載することにより、前輪及び後輪間距離（ホイールベース）の短寸化と車体の低重心化とが可能である。従って、インラインエンジンを搭載した自動二輪車は、一般にハンドリング性能が高いといわれる。

一方、Ｖ型エンジンの場合、クランクシャフトが左右方向へ向くようにして自動二輪車に搭載すると、ホイールベースが比較的長寸になるため、上記インラインエンジンを搭載した自動二輪車に比べるとハンドリング性能が劣る。しかしながら、一般のＶ型エンジンは、インラインエンジンに比べてトラクション能力（牽引力）に勝るという利点がある。

このトラクション能力について２気筒の４ストロークエンジンを例に説明する。まず、インラインエンジンでは、一方のシリンダでの出力後、他方のシリンダの出力は、クランク角においてπ［ｒａｄ］や２π［ｒａｄ］の位相変化を経て出力するため、両シリンダは１サイクル（４π［ｒａｄ］）中にπ［ｒａｄ］や２π［ｒａｄ］の間隔を空けて出力することとなる。これに対してＶ型エンジンでは、一方のシリンダでの出力後、他方のシリンダはπ［ｒａｄ］未満の小さい位相変化を経て出力することができる。そのため、上記インラインエンジンの場合に比べると、Ｖ型エンジンでは両シリンダの出力する間隔がより小さくなるため、両シリンダの出力がより重畳されることになる。その結果、１サイクル（４π［ｒａｄ］）中において、Ｖ型エンジンはインラインエンジンの最大出力よりも大きな出力を発生することができ、インラインエンジンに比べて高いトラクション能力を発揮することができる。なお、多気筒の２ストロークエンジンにおいても同様であり、Ｖ型エンジンはインラインエンジンに比べて高いトラクション能力を発揮することができる。
特開２００５−０７６６０９号公報 特開２００５−０９０２６８号公報

このように、ホイールベースの短寸化及び低重心化に起因するハンドリング性能の点ではインラインエンジンを搭載した自動二輪車が好適である一方、各シリンダの出力タイミングに起因するトラクション能力の点ではＶ型エンジンを搭載した自動二輪車が好適であるというのが一般的である。そして、両タイプのエンジンが有する好適な特性を合わせ持つエンジンを提供することが好ましい。

そこで本発明は、インラインエンジンであって自動二輪車に適用したときに好適なハンドリング性能を発揮可能でありつつ、Ｖ型エンジンのようにトラクション能力において好適な特性を有するエンジンを提供することを目的とする。

本発明は上述したような事情に鑑みてなされたものであり、本発明に係るインラインエンジンは、収容するピストンの往復動方向が互いに略一致するように並設された複数のシリンダと、前記ピストンを往復動させるべく軸芯回りに回転するクランクシャフトとを備え、該クランクシャフトは前記ピストンに接続される複数のクランクピンを有し、該クランクピンのうち少なくとも１つのクランクピンは他のクランクピンに対して、前記軸芯回りにおける互いの位相差がｎπ［ｒａｄ］（ｎは整数）以外の所定値に設定されている。

このような構成とすることにより、インラインエンジンとして自動二輪車に搭載したときの好適なハンドリング特性を維持しつつ、クランクピンの位相差を上記構成とすることによってＶ型エンジンが有する好適なトラクション能力をも合わせ持つエンジンを実現することができる。

また、前記所定値は、π／３［ｒａｄ］から２π／３［ｒａｄ］の範囲内に設定されていてもよい。

このような構成とすることにより、実在するＶ型エンジンと同等のトラクション能力の発揮を期待することができる。

また、前記シリンダは順に並べられた第１〜第４シリンダを有し、前記クランクシャフトは前記第１〜第４シリンダに対応する第１〜第４クランクピンを有する、４シリンダエンジンであってもよい。

このような構成とすることにより、自動二輪車に搭載される４シリンダのインラインエンジンとして上述した好適な特性を有するものを実現することができる。

また、両端部に位置する前記第１，第４クランクピンを同位相とし、これらの間に位置する前記第２，第３クランクピンを同位相とし、且つ、前記第１，第４クランクピンとこれらの間に位置する前記第２，第３クランクピンとの位相差が前記所定値に設定されていてもよい。

このような構成とすることにより、トラクション能力の高い４シリンダのインラインエンジンを具体的に実現することができる。

また、前記第１，第４シリンダからの排気、及び前記第２，第３シリンダからの排気のうち、少なくとも一方の排気を集合して外部へ導く排気管を更に備えていてもよい。

このような構成とすることにより、クランクシャフトが２回転（４π［ｒａｄ］）する間に吸気，圧縮，爆発，排気の全行程を一通り終える４ストロークエンジンであれば、２π［ｒａｄ］間隔で出力するシリンダ（第１，第４シリンダ、又は第２，第３シリンダ）からの排気を排気管により集合させることとなり、クランクシャフトが１回転（２π［ｒａｄ］）する間に全行程を一通り終える２ストロークエンジンであれば同一タイミングで出力するシリンダからの排気を排気管により集合させることとなる。そのため、４ストロークエンジン及び２ストロークエンジンの何れであっても、該排気管では比較的長い２π［ｒａｄ］の間隔で排気が行われることとなる。従って、特に高速回転時における高い排気脈動効果を期待することができる。

また、前記第１，第３クランクピンを同位相とし、前記第２，第４クランクピンを同位相とし、且つ、前記第１，第３クランクピンと前記第２，第４クランクピンとの位相差が前記所定値に設定されていてもよい。

このような構成であっても、トラクション能力の高い４シリンダのインラインエンジンを具体的に実現することができる。

また、前記第１，第３シリンダからの排気、及び前記第２，第４シリンダからの排気のうち、少なくとも一方の排気を集合して外部へ導く排気管を更に備えていてもよい。

このような構成であっても、４ストロークエンジンでは２π［ｒａｄ］間隔で出力するシリンダ（第１，第３シリンダ、又は第２，第４シリンダ）からの排気を排気管により集合させることとなり、２ストロークエンジンでは同一タイミングで出力するシリンダからの排気を排気管により集合させることとなるため、４ストロークエンジン及び２ストロークエンジンの何れであっても、該排気管では比較的長い２π［ｒａｄ］の間隔で排気が行われることとなり、特に高速回転時における高い排気脈動効果を期待することができる。

また、前記クランクシャフトに同期回転する等速バランサを更に備え、前記クランクシャフトは、前記軸芯に対して前記クランクピンとは反対側へ偏芯して設けられたカウンターウェイトを有し、前記等速バランサは、前記カウンターウェイトにより前記クランクシャフトの前記軸芯回りに生じる遠心力を相殺するウェイトを有していてもよい。

このような構成とすることにより、上述したようなクランクピンの配置に伴うクランクシャフト回りの偏った重量バランスを、等速バランサによって是正し、エンジンに生じる振動を低減することができる。

本発明によれば、インラインエンジンであって自動二輪車に適用したときに好適なハンドリング性能を発揮可能でありつつ、Ｖ型エンジンのようにトラクション能力において好適な特性を有するエンジンを提供することができる。

以下、本発明に係るインラインエンジンについて、これを搭載する自動二輪車を例にとり、図面を参照して説明する。

図１は、本実施の形態に係るインラインエンジン（以下、単に「エンジン」と称する）Ｅを搭載する自動二輪車１の右側面図である。なお、以下の実施の形態で用いる方向の概念は、自動二輪車１の進行方向を前方としてこれを基準とし、その他の方向については自動二輪車１に搭乗したライダー（図示せず）が上記基準に従って見た方向の概念と一致するものとして説明する。

図１に示すように、自動二輪車１は前輪２と後輪３とを備え、前輪２は略上下方向に延びるフロントフォーク５の下部にて回転自在に支持され、該フロントフォーク５は、その上端部に設けられたアッパーブラケット（図示せず）と該アッパーブラケットの下方に設けられたアンダーブラケットとを介してステアリング軸（図示せず）に支持されている。ステアリング軸はヘッドパイプ６によって回転自在に支持されており、アッパーブラケットには左右へ延びるバー型のステアリングハンドル４が取り付けられている。従って、ライダーはステアリングハンドル４を回動操作することにより、ステアリング軸を回転軸として前輪２を所望の方向へ転向させることができる。

ヘッドパイプ６からは車体の骨格を構成する左右一対のメインフレーム７が後方へ延設されており、該メインフレーム７の後部からは、ピボットフレーム（スイングアームブラケットとも称する）８が下方へ延設されている。このピボットフレーム８にはピボット９が設けられており、該ピボット９には前後方向へ延びるスイングアーム１０の前端部が軸支されている。そして、該スイングアーム１０の後端部には後輪３が回転自在に支持されている。

メインフレーム７の上方であってステアリングハンドル４の後方には燃料タンク１２が設けられ、該燃料タンク１２の後方には騎乗用のシート１３が設けられている。また、左右のメインフレーム７間の下方には４ストロークのエンジンＥが搭載されている。エンジンＥの出力は、チェーン（図示せず）を介して後輪３へ伝えられ、該後輪３が回転駆動することによって自動二輪車１に推進力が付与される。また、自動二輪車１の前部、具体的には、ヘッドパイプ６、メインフレーム７の前部、エンジンＥの側方部分を覆うようにして、一体的に形成されたカウリング１４が設けられている。このような自動二輪車１では、ライダーはシート１３に跨って自動二輪車１に搭乗し、ステアリングハンドル４の端部に設けられたグリップ４ａを握り、且つエンジンＥの後部近傍に設けられたステップ（図示せず）に足を載せて走行することができる。

また、図１に示すようにエンジンＥは、クランク室２０ａ及びミッション室２０ｂ（図２参照）を形成する一体のクランクケース２０と、該クランクケース２０の上部に設けられたシリンダブロック２１と、該シリンダブロック２１の上部に設けられたシリンダヘッド２２及びシリンダヘッドカバー２３とから主に構成されている。そして、クランクケース２０のクランク室２０ａ内には、軸芯を左右方向へ向けてクランクシャフト２５が収容されている。また、シリンダブロック２１には上下方向へ伸びる複数のシリンダ２６が形成されている。具体的には、本実施の形態に係るエンジンＥは４気筒のインラインエンジンであり、４つのシリンダ２６ａ〜２６ｄが、左右方向（即ち、クランクシャフト２５の伸延方向）に沿って配設されるようにして、シリンダブロック２１内に形成されている（図２参照）。以下、エンジンＥのクランクシャフト２５及びその周辺の構成について更に詳細に説明する。

図２は、図１に示したエンジンＥをII-II線に沿って切断したときの断面図、図３は、図１に示したエンジンＥをIII-III線に沿って切断したときの断面図、図４は、クランクシャフト２５の斜視図を夫々示している。

図２に示すように、クランクケース２０は、前側のクランク室２０ａを形成するクランク室形成部２０Ａと、後側のミッション室２０ｂを形成するミッション室形成部２０Ｂとを有し、更に図３に示すように、クランク室形成部２０Ａの上方に位置してバランサ５０を収容するバランサ収容部２０Ｃを有している。そして、図２に示すように、クランク室２０ａはミッション室２０ｂに比べて左右方向の寸法が大きく形成されており、且つクランク室２０ａとミッション室２０ｂとの間には隔壁２７が形成されて該隔壁２７により両スペースは区分けされている。

前側のクランク室２０ａには軸芯を左右方向へ一致させてクランクシャフト２５が収容され、該クランクシャフト２５の左右の端部２５ａが、クランク室形成部２０Ａの左右の壁部に形成された軸受部２８ａによって回転自在に支持されている。また、前述のようにエンジンＥは４つのシリンダ２６ａ〜２６ｄを有し、これらは図２の左から順に第１シリンダ２６ａ〜第４シリンダ２６ｄを成している。そして、クランクシャフト２５には、これら４つの第１シリンダ２６ａ〜第４シリンダ２６ｄに対応して４つのクランクピン３０ａ〜３０ｄ（以下、第１クランクピン３０ａ〜第４クランクピン３０ｄとも称する）が順に設けられ、隣り合うクランクピン３０ａ，３０ｂ、クランクピン３０ｂ，３０ｃ、クランクピン３０ｃ，３０ｄの間は、互いに同軸上に設けられたクランクジャーナル３１によって夫々連結されている（図４も参照）。

そして、図４から分かるように、本実施の形態に係るクランクシャフト２５の場合、第１クランクピン３０ａ及び第４クランクピン３０ｄと、第２クランクピン３０ｂ及び第３クランクピン３０ｃとは、クランクシャフト２５の軸芯（即ち、クランクジャーナル３１の軸芯）Ａ₁回りにπ／２［ｒａｄ］（＝９０度）だけ位相差を有するようにして設けられている。

また、各クランクピン３０ａ〜３０ｄの両端にはクランクウェブ３２が取り付けられており、該クランクウェブ３２にはカウンターウェイト３３が設けられている（図４参照）。更に、第２クランクピン３０ｂの左側と第４クランクピン３０ｄの左側とに設けられた２つのクランクウェブ３２は、外形が円盤状の平歯車３３ａ，３３ｂをも成している。

一方、図２及び図３に示すように、クランク室２０ａには、これを左右方向へ並ぶ４つのスペースに区分けする支持隔壁２９ａ〜２９ｃが立設されている。この支持隔壁２９ａ〜２９ｃはクランクケース２０の内壁に対して一体的に形成されており、各支持隔壁２９ａ〜２９ｃには軸受部２９ｄが設けられている。そして、上記クランクシャフト２５は、クランクジャーナル３１が軸受部２９ｄによって回転自在に支持されている。この結果、クランクシャフト２５は、両端部２５ａ及び各クランクジャーナル３１の計５箇所で軸受部２８ａ，２９ｄによって支持され、この状態でクランク室２０ａ内にて回転自在になっている。

図２に示すように、ミッション室２０ｂにはクランクシャフト２５の回転を変速して出力するためのトランスミッション４０が収容されている。このトランスミッション４０は、クランクシャフト２５の軸芯Ａ₁に対して平行に配設された前側のメインシャフト４１とその後側のカウンターシャフト４２とを備え、互いに噛合可能な複数種類のギヤ４１ａ，４２ａが両シャフト４１，４２に設けられている。これらのシャフト４１，４２の夫々の両端部は、ミッション室形成部２０Ｂの側壁部に設けられた軸受部２８ｂによって回転自在に支持されている。

また、メインシャフト４１の右側部分には比較的径の大きな伝達ギヤ４３が設けられ、更に右側にはクラッチ４４が設けられている。ライダーの操作によってクラッチ４４が接続状態になると、伝達ギヤ４３は、クランクシャフト２５に設けられた平歯車３３ｂと噛合し、クランクシャフト２５の回転がトランスミッション４０に伝達されるようになっている。また、トランスミッション４０は、両シャフト４１，４２間で噛合するギヤ４１ａ，４２ａの組み合わせに応じて、クランクシャフト２５からの回転を変速する。そして、変速された回転は、カウンターシャフト４２の左側端部に設けられた出力ギヤ４５へ出力され、更に、該出力ギヤ４５からチェーン等を介して後輪３（図１参照）へと伝達される。

図３に示すように、バランサ収容部２０Ｃ内にはバランサ収容室５０ａが形成され、ここにバランサ５０が収容されている。このバランサ５０は、バランサシャフト５１とこれに取り付けられた２つのウェイト５２とから構成され、バランサシャフト５１の軸芯が左右方向に沿うように（即ち、クランクシャフト２５の軸芯Ａ₁と平行に）して設けられている。また、バランサシャフト５１はクランクシャフト２５に対し、互いの長手方向の中央部分が左右方向の略同一位置にあるようにして配設されている。

ここで、バランサ収容部２０Ｃの左右の側壁部５３ａ，５３ｂは、クランク室２０ａ内に形成された左右の支持壁部２９ａ，２９ｃが上方へ延設して形成されたかのように、これらの直上に形成されている。また、バランサ収容室５０ａ内であって中央の支持壁部２９ｂの直上には別の支持壁部５３ｃが設けられており、該支持壁部５３ｃについてもクランク室２０ａ内の支持壁部２９ｂが上方へ延設して形成されたかのようにして、バランサ収容部２０Ｃの内壁と一体的に形成されている。そして、バランサ収容部２０Ｃの側壁部５３ａ，５３ｂとこの支持壁部５３ｃとには軸受部２８ｃが設けられており、バランサシャフト５１は、この軸受部２８ｃによって両端部及び左右方向の中央部分が回転自在に支持されている。

一方、バランサ５０が有する２つのウェイト５２は、バランサシャフト５１の左右の部分に設けられており、これらのウェイト５２は、何れもバランサシャフト５１の軸芯Ａ₂に対して同一方向へ偏芯して設けられている。また、バランサシャフト５１の左端部には、バランサシャフト５１と一体的に回転する従動ギヤ５４が設けられている。この従動ギヤ５４は、クランクシャフト２５に設けられた左側の平歯車３３ａと同一径を成し、これと噛合している。更に、バランサシャフト５１の右端部には、小径の駆動ギヤ５５が設けられている。バランサ収容部２０Ｃの右の側壁部５３ｂには発電機５６が取り付けられており、該発電機５６の入力軸５６ａに取り付けられた入力ギヤ５６ｂが上記駆動ギヤ５５と噛合している。従って、クランクシャフト２５が回転すると、平歯車３３ａ及び従動ギヤ５４を介してバランサ５０（バランサシャフト５１及びウェイト５２）が等速で回転し、更にその回転は駆動ギヤ５５及び入力ギヤ５６ｂを介して発電機５６へ入力され、電気を発生させる。

次に、クランクシャフト２５が有するカウンターウェイト３３とバランサ５０が有するウェイト５２との関係について説明する。図５は、図３に示すクランクシャフト２５及びバランサ５０をV矢視方向に沿って見たときの側面図である。なお、説明の便宜上、図５ではクランクシャフト２５及びバランサ５０の一部の構成については図示を省略している。

図５に示すように、クランクシャフト２５が有する第１クランクピン３０ａの両端に設けられたクランクウェブ３２には、クランクシャフト２５の軸芯Ａ₁に対して第１クランクピン３０ａの反対側（即ち、軸芯Ａ₁回りの位相差π［ｒａｄ］の位置）にカウンターウェイト３３が設けられている。同様に、第２クランクピン３０ｂの両端に設けられたクランクウェブ３２にも、軸芯Ａ₁に対して第２クランクピン３０ｂの反対側にカウンターウェイト３３が設けられている。なお、第３クランクピン３０ｃ及び第４クランクピン３０ｄの両端に設けられたクランクウェブ３２にも、同様にしてカウンターウェイト３３が設けられている。

一方、バランサ５０が有する２つのウェイト５２は、既に説明したように、バランサシャフト５１の軸芯Ａ₂に対して重心位置が同一方向に偏芯して設けられており、その偏芯方向は、上記カウンターウェイト３３に対応するようにして設けられている。

より詳しく説明すると、第１クランクピン３０ａ及び第４クランクピン３０ｄに対応して設けられたカウンターウェイト３３は、クランクシャフト２５が回転すると、軸芯Ａ₁に対して図５中に矢印で示す遠心力Ｆ₁を作用させ、第２クランクピン３０ｂ及び第３クランクピン３０ｃに対応して設けられたカウンターウェイト３３は、遠心力Ｆ₁に対して軸芯Ａ₁回りにπ／２［ｒａｄ］の位相差を有する向きの遠心力Ｆ₂を作用させる。従って、結果的にクランクシャフト２５の軸芯Ａ₁に対しては、Ｆ₁及びＦ₂の合力Ｆ₃が遠心力として作用することとなる。この遠心力Ｆ₃は、ピストン２１ａ〜２１ｄの往復動がクランクシャフト２５に作用する力、換言すれば、エンジンＥに生じる１次振動を低減するものであるが、カウンターウェイト３３によっては１次振動の一部が残存してしまう。

そこで、バランサ５０が有するウェイト５２によって、エンジンＥに生じる１次振動の残存分をほぼ完全に消滅させている。即ち、軸芯Ａ₁，Ａ₂を通る線分Ｌ₁に直交し、且つ該線分Ｌ₁の中央位置を通る直線Ｌ₂（即ち、線分Ｌ₁の垂直二等分線Ｌ₂）を設定した場合、ウェイト５２がバランサシャフト５１の軸芯Ａ₂に作用する遠心力Ｆ₄は、直線Ｌ₂に対して上記遠心力Ｆ₃の線対称となるようになっている。既に説明したように、バランサ５０は、等速バランサであってクランクシャフト２５と同一周期で回転するため、上記のようにバランサ５２を設けることにより、エンジンＥに生じる１次振動をほぼ完全に消滅させることができ、クランクシャフト２５の回転を円滑にすることができる。

ここで、上記説明ではバランサ５０としてバランサシャフト５１の左右部分の夫々にウェイト５２が設けられたものを示しているが、これに代えてバランサシャフト５１の中央部分に１つのウェイトを設けるようにしてもよい。なお、左右部分に２つのウェイト５２を設けた上記バランサ５０の場合、各ウェイト５２を小寸法化することができるため、エンジンＥの外形寸法の小型化が可能となっている。

上述したようなインラインタイプのエンジンＥによれば、第１シリンダ２６ａと第４シリンダ２６ｄとは互いに２π［ｒａｄ］の間隔を空けて出力する。そして、第１シリンダ２６ａにて出力した後、π／２［ｒａｄ］の位相変化を経て第２シリンダ２６ｂ及び第３シリンダ２６ｃのうち一方が出力し、第４シリンダ２６ｄにて出力した後、π／２［ｒａｄ］の位相変化を経て他方が出力する。このように、π［ｒａｄ］以下の小さい位相変化分だけを空けて第１シリンダ２６ａ〜第４シリンダ２６ｄから連続的に出力するため、エンジンＥの１サイクル中に発生するトラクション能力が向上している。また、第１シリンダ２６ａ及び第４シリンダ２６ｄの出力タイミング（即ち、燃焼行程のタイミング）を一致させ、第２シリンダ２６ｂ及び第３シリンダ２６ｃの出力タイミングも一致させることにより、エンジンＥの１サイクル中に発生するトラクション能力の更なる向上も期待できる。しかも、エンジンＥはインラインタイプでもあるため、これを搭載した自動二輪車１は、ホイールベースの短寸化及び低重心化が可能であってハンドリング性能の向上も図ることができる。即ち、本実施の形態に係るエンジンＥは、ホイールベースの短寸化及び低重心化に起因するハンドリング性能の優位性というインラインエンジンの特性と、トラクション能力の優位性というＶ型エンジンの特性とを合わせ持ったものとなっている。

なお、上記説明では第１シリンダ２６ａ及び第４シリンダ２６ｄと、第２シリンダ２６ｂ及び第３シリンダ２６ｃとの出力タイミングの位相差をπ／２［ｒａｄ］としたが、これに限られない。例えば、この位相差がｎπ［ｒａｄ］（ｎは整数）以外の所定値に設定されていれば、上述したような作用効果を期待することができる。更に、一般的なＶ型エンジンにおける前傾シリンダと後傾シリンダとの出力位相差に相当するπ／３［ｒａｄ］から２π／３［ｒａｄ］の範囲内に設定すれば、よりＶ型エンジンに近いトラクション能力を発揮することができる。このように出力位相差を設定するに際しては、各シリンダ２６ａ〜２６ｄに対応するクランクピン３０ａ〜３０ｄが、クランクシャフト２５の軸芯Ａ₁回りにおいて上記位相差を有して位置するように構成すればよい。

また、出力タイミングが異なるシリンダの組み合わせについても、上述したものに限られない。図６は、出力タイミングが異なるシリンダの他の組み合わせを説明するためのクランクシャフトの構成を示す模式図であり、（ａ）は上述した図４に示すクランクシャフト２５の模式図、（ｂ）は他のクランクシャフトの構成を示す模式図、（ｃ）は３シリンダのエンジンに適用可能なクランクシャフトの構成を示す模式図である。

図６（ａ）に示すように、既に説明したクランクシャフト２５は、ピストン２１ａ，２１ｄに接続される第１クランクピン３０ａ及び第４クランクピン３０ｄが、ピストン２１ｂ，２１ｃに接続される第２クランクピン３０ｂ及び第３クランクピン３０ｃに対してπ／２［ｒａｄ］の位相差を有している。そしてこれにより、第１シリンダ２６ａ及び第４シリンダ２６ｄでの出力が、第２シリンダ２６ｂ及び第３シリンダ２６ｃでの出力に対してπ／２［ｒａｄ］の位相差を有する構成となっている。

一方、図６（ｂ）に示すクランクシャフト６０の場合、第１クランクピン３０ａ及び第３クランクピン３０ｃが、第２クランクピン３０ｂ及び第４クランクピン３０ｃに対してπ／２［ｒａｄ］の位相差を有している。従って、このようなクランクシャフト６０をエンジンＥに採用することにより、第１シリンダ２６ａ及び第３シリンダ２６ｃでの出力が、第２シリンダ２６ｂ及び第４シリンダ２６ｄでの出力に対してπ／２［ｒａｄ］の位相差を有することとなる。そして、このような構成のエンジンＥであっても、ホイールベースの短寸化及び低重心化に起因するハンドリング性能の優位性というインラインエンジンの特性と、トラクション能力の優位性というＶ型エンジンの特性とを合わせ持ったものとなる。また、ここでも、第１シリンダ２６ａ及び第３シリンダ２６ｃの出力タイミングを一致させ、第２シリンダ２６ｂ及び第４シリンダ２６ｄの出力タイミングを一致させることにより、トラクション能力の更なる向上を期待することができる。

また、以上では４シリンダのエンジンＥについて説明したが、３シリンダのインラインエンジンについても上述した作用効果を奏することができる。この場合の３シリンダエンジンでは、図６（ｃ）に示すように、クランクシャフト６１が有する第１クランクピン６１ａ及び第３クランクピン６１ｃが、第２クランクピン６１ｂに対してｎπ［ｒａｄ］以外の所定の位相差を有するように設定すればよい。なお、図６（ｃ）に示すクランクシャフト６１では、この位相差としてπ／２［ｒａｄ］のものを図示している。

ところで、エンジンＥのシリンダヘッド２２には、各シリンダ２６ａ〜２６ｄに対応して排気ポート２２ａ〜２２ｄが形成されており、該排気ポート２２ａ〜２２ｄには、各シリンダ２６ａ〜２６ｄからの排気を適宜集合させて外部へ排出する排気管７０が接続されている。

図７は、排気管７０の構成を示す斜視図であり、エンジン本体（クランクケース２０，シリンダブロック２１，シリンダヘッド２２，シリンダヘッドカバー２３等から成る）Ｅ_Bは二点鎖線で示している。図７に示すように、排気管７０は、第１シリンダ２６ａ及び第４シリンダ２６ｄ（図２参照）からの排気を集合して外部へ導く管路７１と、第２シリンダ２６ｂ及び第３シリンダ２６ｃ（図２参照）からの排気を集合して外部へ導く管路７２とを備えている。

このうち管路７１は、第１シリンダ２６ａに対応する排気ポート２２ａに上流端が接続される枝管路７１ａと、第４シリンダ２６ｄに対応する排気ポート２２ｄに上流端が接続される枝管路７１ｂとを有している。これら枝管路７１ａ，７１ｂは、排気ポート２２ａ，２２ｄから前方斜め下方へ向かった後、エンジン本体Ｅ_Bの前方を下方へ向かって延設され、エンジン本体Ｅ_Bの前側下方位置にて後方へ向かうように湾曲している。そして、枝管路７１ａ，７１ｂの下流端には、両枝管路７１ａ，７１ｂからの排気を１つに集合する集合管路７１ｃが接続されている。この集合管路７１ｃは、エンジン本体Ｅ_Bの下方を通って後方へ延設されている。

同様に、管路７２は、第２シリンダ２６ｂに対応する排気ポート２２ｂに上流端が接続される枝管路７２ａと、第３シリンダ２６ｃに対応する排気ポート２２ｃに上流端が接続される枝管路７２ｂとを有している。これら枝管路７２ａ，７２ｂは、排気ポート２２ｂ，２２ｃから前方斜め下方へ向かった後、エンジン本体ＥＢの前方を下方へ向かって延設され、エンジン本体Ｅ_Bの前側下方位置にて後方へ向かうように湾曲している。そして、枝管路７２ａ，７２ｂの下流端には、両枝管路７２ａ，７２ｂからの排気を１つに集合する集合管路７２ｃが接続されている。この集合管路７２ｃは、エンジン本体Ｅ_Bの下方を通って後方へ延設されている。

このように排気管７０は、第１シリンダ２６ａ及び第４シリンダ２６ｄからの排気を管路７１によって集合して排出し、第２シリンダ２６ｂ及び第３シリンダ２６ｃからの排気を管路７２によって集合して排出する。従って、第１シリンダ２６ａ及び第４シリンダ２６ｄは互いに２π［ｒａｄ］の位相差を空けて出力するため、管路７１には比較的長い２π［ｒａｄ］という間隔で排気が行われ、同様に第２シリンダ２６ｂ及び第３シリンダ２６ｃも互いに２π［ｒａｄ］の位相差を空けて出力するため、管路７２にも比較的長い２π［ｒａｄ］という間隔で排気が行われることとなり、特にエンジンＥの高速回転時における高い排気脈動効果を期待することができる。

なお、図６（ｂ）に示すクランクシャフト６０を備える場合には、第１シリンダ２６ａ及び第３シリンダ２６ｃの出力タイミングが互いに２π［ｒａｄ］の位相差を有しており、これらのシリンダ２６ａ，２６ｃからの排気を集合させ、第２シリンダ２６ｂ及び第４シリンダ２６ｄの出力タイミングも互いに２π［ｒａｄ］の位相差を有しており、これらのシリンダ２６ｂ，２６ｄからの排気を集合させるような排気管を備えればよい。また、図６（ｃ）に示すクランクシャフト６１を備える３シリンダのエンジンの場合には、第１クランクピン６１ａ及び第３クランクピン６１ｃに対応する第１，第３シリンダの出力タイミングが互いに２π［ｒａｄ］の位相差を有しており、これらのシリンダからの排気のみを集合させる排気管を備えればよい。これにより、図６（ｂ），図６（ｃ）の何れの場合も、２つのシリンダからの排気を集合させた排気管では、比較的長い２π［ｒａｄ］という間隔で排気されることとなり、高い排気脈動効果を期待することができる。

上述した実施の形態では自動二輪車１を例に説明したが、他の乗り物に搭載するインラインエンジンに適用してもよい。また、本発明に係るインラインエンジンの構成は、上述した実施の形態のみに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲でその構成を変更、追加、又は削除することができる。

また、上記実施の形態ではエンジンＥとして４ストロークエンジンを例に説明しているが、本発明は２ストロークエンジンに対しても適用可能である。そして、２ストロークエンジンに適用した場合であっても、上記実施の形態に係る４ストロークエンジンＥと同様の作用効果を奏することは言うまでもない。

例えば、図６（ａ）の構成を有する２ストロークエンジンであれば、第１シリンダ２６ａ及び第４シリンダ２６ｄが互いに同一タイミングで出力し、第２シリンダ２６ｂ及び第３シリンダ２６ｃが互いに同一タイミングで出力する。そして、第１シリンダ２６ａ及び第４シリンダ２６ｄと、第２シリンダ２６ｂ及び第３シリンダ２６ｃとは、互いにπ／２［ｒａｄ］の位相差を有している。従って、上記４ストロークエンジンでの場合と同様に、高いトラクション能力と排気脈動効果とを実現することができる。更に、上述した説明から、図６（ｂ）及び図６（ｃ）の構成を適用した２ストロークエンジンにあっても、同様の作用効果が期待できることは容易に理解される。

本発明は、インラインエンジンであって自動二輪車に適用したときに好適なハンドリング性能を発揮可能でありつつ、Ｖ型エンジンのようにトラクション能力において好適な特性を有するエンジンに適用することができる。

本実施の形態に係るインラインエンジンを搭載する自動二輪車の右側面図である。 図１に示したエンジンをII-II線に沿って切断したときの断面図である。 図１に示したエンジンをIII-III線に沿って切断したときの断面図である。 クランクシャフトの斜視図である。 図３に示すクランクシャフト及びバランサをV矢視方向に沿って見たときの側面図である。 出力タイミングが異なるシリンダの他の組み合わせを説明するためのクランクシャフトの構成を示す模式図であり、（ａ）は上述した図４に示すクランクシャフトの模式図、（ｂ）は他のクランクシャフトの構成を示す模式図、（ｃ）は３シリンダのエンジンに適用可能なクランクシャフトの構成を示す模式図である。 排気管の構成を示す斜視図である。

符号の説明

１ 自動二輪車
２０ クランクケース
２０ａ クランク室
２０ｂ ミッション室
２１ シリンダブロック
２５ クランクシャフト
２６，２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄ シリンダ
３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄ クランクピン
３２ クランクウェブ
３３ カウンターウェイト
５０ バランサ
５１ バランサシャフト
５２ ウェイト
７０ 排気管
Ｅ インラインエンジン
Ｅ_B エンジン本体

Claims (8)

1. 収容するピストンの往復動方向が互いに略一致するように並設された複数のシリンダと、前記ピストンを往復動させるべく軸芯回りに回転するクランクシャフトとを備え、該クランクシャフトは前記ピストンに接続される複数のクランクピンを有し、該クランクピンのうち少なくとも１つのクランクピンは他のクランクピンに対して、前記軸芯回りにおける互いの位相差がｎπ［ｒａｄ］（ｎは整数）以外の所定値に設定されていることを特徴とするインラインエンジン。
2. 前記所定値は、π／３［ｒａｄ］から２π／３［ｒａｄ］の範囲内に設定されていることを特徴とする請求項１に記載のインラインエンジン。
3. 前記シリンダは順に並べられた第１〜第４シリンダを有し、前記クランクシャフトは前記第１〜第４シリンダに対応する第１〜第４クランクピンを有する、４シリンダエンジンであることを特徴とする請求項１又は２に記載のインラインエンジン。
4. 両端部に位置する前記第１，第４クランクピンを同位相とし、これらの間に位置する前記第２，第３クランクピンを同位相とし、且つ、前記第１，第４クランクピンとこれらの間に位置する前記第２，第３クランクピンとの位相差が前記所定値に設定されていることを特徴とする請求項３に記載のインラインエンジン。
5. 前記第１，第４シリンダからの排気、及び前記第２，第３シリンダからの排気のうち、少なくとも一方の排気を集合して外部へ導く排気管を更に備えることを特徴とする請求項４に記載のインラインエンジン。
6. 前記第１，第３クランクピンを同位相とし、前記第２，第４クランクピンを同位相とし、且つ、前記第１，第３クランクピンと前記第２，第４クランクピンとの位相差が前記所定値に設定されていることを特徴とする請求項３に記載のインラインエンジン。
7. 前記第１，第３シリンダからの排気、及び前記第２，第４シリンダからの排気のうち、少なくとも一方の排気を集合して外部へ導く排気管を更に備えることを特徴とする請求項６に記載のインラインエンジン。
8. 前記クランクシャフトに同期回転する等速バランサを更に備え、前記クランクシャフトは、前記軸芯に対して前記クランクピンとは反対側へ偏芯して設けられたカウンターウェイトを有し、前記等速バランサは、前記カウンターウェイトにより前記クランクシャフトの前記軸芯回りに生じる遠心力を相殺するウェイトを有することを特徴とする請求項１乃至７の何れかに記載のインラインエンジン。

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