JP3210830B2 - 自動二輪車搭載多気筒エンジンの動力損失低減装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、自動二輪車搭載多気
筒エンジンの動力損失低減装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】エンジン（内燃機関）は、通常、クラン
ク軸を内有して支承するクランクケースと、このクラン
クケースから突出するシリンダと、このシリンダ内のシ
リンダ孔に摺動自在に嵌入されるピストンと、このピス
トンと上記クランク軸とを互いに連結させる連接棒とで
構成され、上記シリンダ孔内で、シリンダとピストンと
で囲まれた空間が燃焼室とされている。

【０００３】そして、エンジンの駆動時に、上記燃焼室
で燃料と空気との混合気が燃焼させられて、その熱エネ
ルギーが上記クランク軸、ピストン、および連接棒を連
動させ、上記シリンダ孔内でピストンが往復動させられ
る。これにより、上記クランク軸が一方向に回転させら
れて、出力が可能とされるようになっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記クラン
クケース内とシリンダ孔とは互いに連通しているため、
エンジンの駆動により上記シリンダ孔内をピストンが往
復動するときには、このピストンがクランクケース内に
向って進出、後退を繰り返し、これにより、このクラン
クケース内の空気圧が変動させられることとなる。

【０００５】そして、このようにクランクケース内の空
気圧が変動させられると、これにより、動力損失が増加
して、エンジン性能の向上が阻害されるという問題が生
じる。

【０００６】また、上記クランクケース内の底部には、
上記シリンダ孔の内周面と、ピストンとの摺接部等を潤
滑させるための潤滑油が溜められているが、上記ピスト
ンの作動により、上記クランクケース内が加圧されたと
きには、この圧力でクランクケース内で飛散した潤滑油
の一部がクランクケースとシリンダとの合い面等を通
り、洩出させられるおそれがある。

【０００７】

【発明の目的】この発明は、上記のような事情に注目し
てなされたもので、エンジンの駆動によりピストンが往
復動するとき、このピストンがクランクケース内の空気
圧を無用に変動させるということを防止して、エンジン
性能を向上させるようにすると共に、クランクケース内
の潤滑油がこのクランクケース内の圧力によって洩出さ
せられないようにすることを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
のこの発明の自動二輪車搭載多気筒エンジンの動力損失
低減装置は、クランクケース２と、このクランクケース
２内に設けられその軸心９回りに回転自在となるよう上
記クランクケース２に支承されるクランク軸７と、上記
クランクケース２に突設されるシリンダ１１と、このシ
リンダ１１の複数のシリンダ孔１２にそれぞれ軸方向摺
動自在に嵌入されるピストン１６と、これら各ピストン
１６と上記クランク軸７とを互いに連結させる連接棒１
７とを備え、

【０００９】上記クランクケース２内と排気通路２３と
を互いに連通させる連通路３２を設けると共に、この連
通路３２における流体の流動のうち、同上クランクケー
ス２内から上記排気通路２３に向っての流動のみを許容
する一方向弁３３を設けた自動二輪車搭載多気筒エンジ
ンの動力損失低減装置において、

【００１０】１）上記各ピストン１６の動作に互いに位
相差を与え、上記クランクケース２内に向っての一方の
ピストン１６の進出によりクランクケース２内が圧縮さ
れようとするとき、他方のピストン１６の後退で、上記
クランクケース２内の圧縮の圧力が吸収されるように
し、

【００１１】２）上記クランクケース２の上方に油分離
器３４を設け、この油分離器３４を上記クランクケース
２内から上記一方向弁３３に至る間の上記連通路３２の
長手方向の中途部に介設し、上記油分離器３４の内部を
通る空気から分離された潤滑油３０が油戻し通路３５を
自然流下して上記クランクケース２内に戻されるように
し、

【００１２】３）上記クランク軸７の回転方向における
クランクウェブ３９の前端部の側縁を面取りして、この
クランクウェブ３９の前端部の断面を上記回転方向前方
に向ってテーパ形状にしたものである。

【００１３】

【作 用】上記構成による作用は次の如くである。

【００１４】エンジン１の駆動により、シリンダ孔１２
内をピストン１６が往復動するとき（図２中矢印Ａ）、
このピストン１６はクランクケース２内のクランク室５
に向って進出、後退を繰り返し、このクランクケース２
内の空気圧を変動させようとする。

【００１５】しかし、上記クランクケース２内は連通路
３２と一方向弁３３とによって排気通路２３に連通させ
られていて、この排気通路２３における排気脈動の負圧
により、クランクケース２内の流体である空気が上記排
気通路２３に向って吸引され（図１中矢印Ｃ）、これに
より、上記クランクケース２内は負圧にされる。

【００１６】よって、上記したように、ピストン１６が
クランクケース２内に向って進出、後退を繰り返して
も、このクランクケース２内の空気圧が負圧である分、
この空気に圧力変動の生じることが抑制され、ピストン
１６の往復動がクランクケース２内の空気圧を無用に変
動させるということが防止される。

【００１７】

【実施例】以下、この発明の実施例を図面により説明す
る。

【００１８】図１と図２において、符号１は、多気筒
（４気筒）の４サイクルエンジン（内燃機関）で、これ
は自動二輪車に搭載されて走行用の駆動源として用いら
れる。

【００１９】上記エンジン１はクランクケース２を有
し、このクランクケース２は上部ケース３と下部ケース
４とを上下方向で着脱自在に結合させることにより構成
され、上記クランクケース２内がクランク室５とされて
いる。

【００２０】上記クランク室５にクランク軸７が設けら
れ、このクランク軸７は上記上部ケース３と下部ケース
４の合い面間に挟まれて、軸受８により支承され、上記
クランク軸７はその軸心９回りに回転自在とされてい
る。

【００２１】上記クランクケース２の上面にシリンダ１
１が突設されている。このシリンダ１１は複数（４つ）
のシリンダ孔１２を有するシリンダ本体１３と、このシ
リンダ本体１３の突出端である上端に着脱自在に取り付
けられるシリンダヘッド１４とを備えている。上記各シ
リンダ孔１２の軸心は縦向きで、互いに平行とされてい
る。また、上記各シリンダ孔１２の下端は上記クランク
室５に向って開口し、このクランク室５と互いに連通
し、同上各シリンダ孔１２の上端は上記シリンダヘッド
１４で閉じられている。

【００２２】上記各シリンダ孔１２にはそれぞれピスト
ン１６が各シリンダ孔１２の軸方向に摺動自在に嵌入さ
れ、これら各ピストン１６と、上記クランク軸７とがそ
れぞれ連接棒１７で互いに連結されている。上記シリン
ダ孔１２内で、上記シリンダ１１とピストン１６とで囲
まれた空間が燃焼室１８となっている。

【００２３】上記シリンダ１１の外部を上記燃焼室１８
に連通させる吸気通路１９が設けられ、この吸気通路１
９の上流端側には気化器２１とエアクリーナ２２とが順
次連設されている。一方、上記燃焼室１８をシリンダ１
１の外部に連通させる排気通路２３が設けられている。

【００２４】そして、エンジン１の駆動時に、シリンダ
孔１２内をピストン１６がクランク室５側に向って摺動
すれば、燃焼室１８と吸気通路１９とが負圧となって、
シリンダ１１の外部の空気２５が上記エアクリーナ２２
を通って上記気化器２１側に吸入される。この気化器２
１に吸入された空気２５に対し同上気化器２１により燃
料２６が供給されて、混合気２７が生成され、この混合
気２７が上記吸気通路１９を通って燃焼室１８に吸入さ
れる。

【００２５】上記燃焼室１８で、混合気２７が点火プラ
グにより着火させられて燃焼させられ、その熱エネルギ
ーが上記クランク軸７、ピストン１６、および連接棒１
７を連動させて、上記シリンダ孔１２内でピストン１６
を往復動させる（図２中矢印Ａ）。これにより、上記ク
ランク軸７が一方向に回転させられて（図２中矢印
Ｂ）、出力部である出力鎖車２９を介しエンジン１の動
力が出力可能とされる。また、上記燃焼室１８で混合気
２７が燃焼した後のガスは、上記排気通路２３を通り排
気２８として、シリンダ１１の外部に排出させられる。

【００２６】上記クランクケース２の下部ケース４内
で、クランク室５の底部はオイルパンとされていて、こ
れに潤滑油３０が溜められている。この潤滑油３０は各
軸受８や、上記シリンダ孔１２の内周面とピストン１６
との摺接部に送り込まれて、これらを潤滑する。

【００２７】上記クランクケース２内のクランク室５の
上部と、上記燃焼室１８近傍の排気通路２３とを互いに
連通させる連通路３２が設けられ、この連通路３２は可
撓性のパイプ材で成形されている。また、この連通路３
２における流体（主に空気）の流動のうち、上記クラン
クケース２内から排気通路２３に向っての一方向の流動
（図１中矢印Ｃ）のみを許容する一方向弁３３が設けら
れている。この一方向弁３３は上記連通路３２の長手方
向の中途部に介設され、この一方向弁３３はリード弁で
構成されている。

【００２８】そして、上記したように、エンジン１の駆
動により、シリンダ孔１２内をピストン１６が往復動す
るときには（図２中矢印Ａ）、このピストン１６はクラ
ンクケース２内のクランク室５に向って進出、後退を繰
り返し、このクランクケース２内の空気圧を変動させよ
うとする。

【００２９】しかし、上記クランクケース２内は上記連
通路３２と一方向弁３３とによって排気通路２３に連通
させられていて、この排気通路２３における排気脈動の
負圧により、クランクケース２内の流体である空気が上
記排気通路２３に向って吸引され（図１中矢印Ｃ）、こ
れにより、上記クランクケース２内は負圧にされ、もし
くは負圧に向わされる。

【００３０】よって、上記したように、ピストン１６が
クランクケース２内に向って進出、後退を繰り返して
も、このクランクケース２内の空気圧が負圧（例えば、
−２５０ｍｍＨｇ）であり、もしくは負圧に向わされる
分、この空気に圧力変動（脈動）の生じることが抑制さ
れ、ピストン１６の往復動がクランクケース２内の空気
圧を無用に変動させるということが防止され、つまり、
動力損失（ポンピングロス）の発生が防止される。

【００３１】なお、上記した多気筒エンジン１の各ピス
トン１６の動作には互いに位相差が与えられている。こ
のため、各ピストン１６がクランクケース２内に向って
進出、後退を繰り返して、一方のピストン１６の進出に
よりクランクケース２内が圧縮されようとするとき、他
方のピストン１６の後退で、上記圧縮の圧力が吸収され
ることとなり、もって、このクランクケース２内の空気
圧の変動が、上記連通路３２や一方向弁３３の作用によ
らずに、予めある程度に抑制されることとなっている。

【００３２】上記クランクケース２の上方に油分離器３
４が設けられ、この油分離器３４は上記クランク室５か
ら一方向弁３３に至る間の連通路３２の長手方向の中途
部に介設されている。この油分離器３４の内部はラビリ
ンス形状とされており、この油分離器３４の内部を上記
流体が通るとき、空気から潤滑油３０が分離され、この
潤滑油３０は油戻し通路３５を自然流下して、上記クラ
ンク室５に戻される（図１中矢印Ｄ）。

【００３３】このため、上記潤滑油３０が無駄に消費さ
れることが防止される。

【００３４】図２から図７において、上記クランク軸７
は、その軸心９上に位置して軸受８によりクランクケー
ス２に支承されるクランク主軸３８と、このクランク主
軸３８から径方向外方に突出するクランクウェブ３９
と、上記クランク主軸３８から偏心した位置で上記クラ
ンクウェブ３９に支持されるクランクピン４０とで構成
されている。前記連接棒１７の一端部（大端部）が上記
クランクピン４０に連結され、同上連接棒１７の他端部
（小端部）は、上記ピストン１６に連結されている。

【００３５】上記各クランクウェブ３９のうち、クラン
ク軸７の回転方向（図中矢印Ｂ）の前端部の側縁が面取
りされて面取り部４１が形成されている。これにより、
上記各クランクウェブ３９の回転方向の各前端部の断面
がその回転方向前方に向ってテーパ形状とされている。

【００３６】この場合、図３から図７の各クランクウェ
ブ３９の面取り部４１と、図２のクランクウェブ３９の
面取り部４１とが互いに対応するものには、同じ符号
（Ｅ〜Ｈ）を付してある。

【００３７】上記したように、各クランクウェブ３９に
面取り部４１を形成したことにより、回転するクランク
軸７が、クランク室５内の空気と、飛散した潤滑油３０
とから受ける抵抗力が少なくなって、無駄な動力損失が
抑制され、もって、エンジン性能が向上させられてい
る。

【００３８】

【発明の効果】この発明によれば、クランクケースと、
このクランクケース内に設けられその軸心回りに回転自
在となるよう上記クランクケースに支承されるクランク
軸と、上記クランクケースに突設されるシリンダと、こ
のシリンダの複数のシリンダ孔にそれぞれ軸方向摺動自
在に嵌入されるピストンと、これら各ピストンと上記ク
ランク軸とを互いに連結させる連接棒とを備え、

【００３９】上記クランクケース内と排気通路とを互い
に連通させる連通路を設けると共に、この連通路におけ
る流体の流動のうち、同上クランクケース内から上記排
気通路に向っての流動のみを許容する一方向弁を設けて
ある。このため、次の効果がある。

【００４０】即ち、エンジンの駆動により、シリンダ孔
内をピストンが往復動するとき、このピストンはクラン
クケース内のクランク室に向って進出、後退を繰り返
し、このクランクケース内の空気圧を変動させようとす
る。

【００４１】しかし、上記クランクケース内は連通路と
一方向弁とによって排気通路に連通させられていて、こ
の排気通路における排気脈動の負圧により、クランクケ
ース内の流体である空気が上記排気通路に向って吸引さ
れ、これにより、上記クランクケース内は負圧にされ
る。

【００４２】よって、上記したように、ピストンがクラ
ンクケース内に向って進出、後退を繰り返しても、この
クランクケース内の空気圧が負圧である分、この空気に
圧力変動の生じることが抑制される。

【００４３】この結果、ピストンの往復動がクランクケ
ース内の空気圧を無用に変動させるということが防止さ
れて動力損失の増加が抑制され、エンジン性能の向上が
達成される。

【００４４】また、上記したように、クランクケース内
が負圧とされるため、このクランクケース内の潤滑油が
上記クランクケースから洩出させられるということが防
止される。

【００４５】更に、上記したように、クランクケース内
が負圧とされるため、次の効果もある。

【００４６】例えば、クランクケースの壁に形成された
貫通孔にクランク軸が貫通させられて、これら貫通孔の
内周面と、クランク軸の外周面との間にシール材が圧入
されている場合において、上記連通路や一方向弁を設け
ていない場合と設けた場合とで、上記シール材を通って
外部に洩出する潤滑油の量が仮に同じでよいとすれば、
上記連通路と一方向弁を設けた場合の方が、クランクケ
ース内が負圧にされて上記洩出が抑制される分、上記シ
ール材の圧接力を小さくできる。

【００４７】よって、これによっても、動力損失が少な
くされて、エンジン性能の向上が達成される。

【００４８】しかも、上記したエンジン性能の向上と、
潤滑油の洩出の防止という効果は、排気脈動の利用によ
り得られたものであって、クランクケース内を負圧にさ
せるためのポンプ等を別途に設けたものではないため、
上記諸効果が簡単な構成で得られるという利点もある。

【００４９】上記構成において、１）上記各ピストンの
動作に互いに位相差を与え、上記クランクケース内に向
っての一方のピストンの進出によりクランクケース内が
圧縮されようとするとき、他方のピストンの後退で、上
記クランクケース内の圧縮の圧力が吸収されるようにし
てある。

【００５０】このため、上記クランクケース内の空気圧
の変動が、上記連通路や一方向弁の作用によらずに、予
めある程度に抑制されることとなっている。

【００５１】また、２）上記クランクケースの上方に油
分離器を設け、この油分離器を上記クランクケース内か
ら上記一方向弁に至る間の上記連通路の長手方向の中途
部に介設し、上記油分離器の内部を通る空気から分離さ
れた潤滑油が油戻し通路を自然流下して上記クランクケ
ース内に戻されるようにしてある。

【００５２】このため、上記潤滑油が無駄に消費される
ことが防止される。

【００５３】３）上記クランク軸の回転方向におけるク
ランクウェブの前端部の側縁を面取りして、このクラン
クウェブの前端部の断面を上記回転方向前方に向ってテ
ーパ形状にしてある。

【００５４】このため、回転するクランク軸が、クラン
ク室内の空気と、飛散した潤滑油とから受ける抵抗力が
少なくなって、無駄な動力損失が抑制され、もって、エ
ンジン性能が向上させられる。

【図面の簡単な説明】

【図１】エンジンの全体線図である。

【図２】図１の２‐２線矢視断面図である。

【図３】図２の３‐３線矢視断面図である。

【図４】図２の４‐４線矢視断面図である。

【図５】図４の５‐５線矢視図である。

【図６】図２の６‐６線矢視断面図である。

【図７】図２の７‐７線矢視断面図である。

【符号の説明】

１ エンジン ２ クランクケース ５ クランク室 ７ クランク軸 ８ 軸受 ９ 軸心 １１ シリンダ １２ シリンダ孔 １６ ピストン １７ 連接棒 １８ 燃焼室 ２３ 排気通路 ２５ 空気 ２６ 燃料 ２７ 混合気 ２８ 排気 ３０ 潤滑油 ３２ 連通路 ３３ 一方向弁 ３４ 油分離器 ３５ 油戻し通路

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 クランクケースと、このクランクケース
   内に設けられその軸心回りに回転自在となるよう上記ク
   ランクケースに支承されるクランク軸と、上記クランク
   ケースに突設されるシリンダと、このシリンダの複数の
   シリンダ孔にそれぞれ軸方向摺動自在に嵌入されるピス
   トンと、これら各ピストンと上記クランク軸とを互いに
   連結させる連接棒とを備え、 上記クランクケース内と排気通路とを互いに連通させる
   連通路を設けると共に、この連通路における流体の流動
   のうち、同上クランクケース内から上記排気通路に向っ
   ての流動のみを許容する一方向弁を設けた自動二輪車搭
   載多気筒エンジンの動力損失低減装置において、 １）上記各ピストンの動作に互いに位相差を与え、上記
   クランクケース内に向っての一方のピストンの進出によ
   りクランクケース内が圧縮されようとするとき、他方の
   ピストンの後退で、上記クランクケース内の圧縮の圧力
   が吸収されるようにし、 ２）上記クランクケースの上方に油分離器を設け、この
   油分離器を上記クランクケース内から上記一方向弁に至
   る間の上記連通路の長手方向の中途部に介設し、上記油
   分離器の内部を通る空気から分離された潤滑油が油戻し
   通路を自然流下して上記クランクケース内に戻されるよ
   うにし、 ３）上記クランク軸の回転方向におけるクランクウェブ
   の前端部の側縁を面取りして、このクランクウェブの前
   端部の断面を上記回転方向前方に向ってテーパ形状にし
   た自動二輪車搭載多気筒エンジンの動力損失低減装置。