JPH0315045B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、一次慣性力による振動を取除くよう
にした２サイクル型三気筒内燃機関に関する。

従来、２サイクル型三気筒内燃機関において一
次慣性力による振動を取除くようにしたものとし
ては、三本のクランクピンをクランク角上120゜の
間隔をおいて配置したものが知られているが、そ
れはクランクピンの位相ずれのために、クランク
軸に不釣合い偶力が発生する欠点がある。

本発明は、そのような不釣合い偶力を発生する
ことなく、一次慣性力による振動を取除くように
した、簡単有効な前記機関を提供することを目的
とし、この目的達成のために、クランクケースに
支持されるクランク軸に第１及び第２クランクピ
ンとこれらの中間位置を占める第３クランクピン
とを同軸線上に整列して設けると共に、これら第
１、第２及び第３クランクピンを前記クランクケ
ース内の互いに隔離された第１、第２及び第３ク
ランク室にそれぞれ収容し、これら第１、第２及
び第３クランクピンに第１、第２及び第３コンロ
ツドを介して第１、第２及び第３ピストンをそれ
ぞれ連接し、前記第１及び第２ピストンを収容す
る第１及び第２シリンダブロツクと、前記第３ピ
ストンを収容する第３シリンダブロツクとを90゜
のバンク角に開いてＶ字状に配置し、前記第１及
び第２ピストン系の総合往復質量と前記第３ピス
トン系の往復質量とが略等しくなるように前記第
３コンロツドの外径を他のコンロツドの外径より
大きくし、前記第１及び第２ピストン系の総合一
次慣性力と前記第３ピストン系の一次慣性力とに
それぞれ略釣合う第１、第２及び第３バランスウ
エイトを前記第１、第２及び第３クランク室にお
いて前記クランク軸に付設したことを特徴とす
る。

ところで、上記のように、第３コンロツドの小
端部の外径を他のコンロツドの小端部の外径より
大きくすると、その分だけ前記第３クランク室は
有効容積が他のクランク室より小さくなるため、
第３クランク室での混合気の一次圧縮比は他のク
ランク室でのそれより大きくなり、各前記シリン
ダブロツクの燃焼室での爆発力に差違を来たして
好ましくない。

そこで、本発明は、前記各クランク室での一次
圧縮比を簡単に等しくさせ得るようにした前記機
関を提供することを次の目的とし、この目的の達
成のために、前記第３クランク室の軸方向長さを
他のクランク室のそれより長くすると共に、前記
第３バランスウエイトの厚さを他のバランスウエ
イトの厚さより厚くしたことも本発明の特徴であ
る。

以下、図面により本発明の一実施例について説
明すると、第１図においてオートバイの車体フレ
ームＦに本発明の三気筒内燃機関Ｅが搭載され、
この機関Ｅのクランク軸１及びこれに駆動される
変速機の出力軸２₀は前、後輪Wf、Wrの車軸３
ｆ，３ｒと平行に配置され、出力軸２₀はチエン
伝動装置４を介して後輪Wrを駆動する。

第２図及び第３図に示すように、三気筒内燃機
関Ｅは２サイクル型に構成されており、そのクラ
ンク軸１の三本のクランクピン５₁，５₂，５₃は
同軸線上に整列させてあり、その左右両外側位置
のクランクピン５₁，５₂を第１及び第２クランク
ピン、中央位置のクランクピン５₃を第３クラン
クピンという。

クランク軸１の左端部には発電機６が、また右
端部には駆動歯車７がそれぞれ取付けられ、駆動
歯車７は変速機の入力軸２ｉ上に設けたクラツチ
９の被動歯車８と噛合する。

クランク軸１は四個のベアリング１０，１０…
を介してクランクケース１１に支承される。四個
のベアリング１０，１０…は三本のクランクピン
５₁，５₂，５₃をそれぞれ挾むように配置され、
これらベアリングを支持する隔壁によつてクラン
クケース１１の内部は第１、第２、第３クランク
ピン５₁，５₂，５₃をそれぞれ収容する第１、第
２、第３クランク室１２₁，１２₂，１２₃に区画
される。

第１、第２、第３クランクピン５₁，５₂，５₃
には第１、第２、第３ピストン１３₁，１３₂，１
３₃が第１、第２、第３コンロツド１４₁，１４₂，
１４₃及び第１、第２、第３ピストンピン１５₁，
１５₂，１５₃を介して第１、第２、第３ピストン
１３₁，１３₂，１３₃がそれぞれ連接され、これ
らピストン１３₁，１３₂，１３₃が摺合する第１、
第２、第３シリンダブロツク１６₁，１６₂，１６
_３がクランクケース１１に固着される。その際、
第１及び第２シリンダブロツク１６₁，１６₂は車
両の前方を向くように、また第３シリンダブロツ
ク１６₃は上方を向くようにそれぞれ配置され、
かくして第１及び第２シリンダブロツク１６₁，
１６₂と第３シリンダブロツク１６₃とは90゜のバ
ンク角を以てＶ字形に配置される。

第１、第２、第３シリンダブロツク１６₁，１
６₂，１６₃の先端部外周には、第１、第２、第３
シリンダヘツド１７₁，１７₂，１７₃が螺着され、
さらにシリンダヘツド１７₁，１７₂，１７₃の周
囲に水ジヤケツト１８₁，１８₂，１８₃を形成す
る第１、第２、第３ヘツドカバー１９₁，１９₂，
１９₃が装着される。第１、第２、第３シリンダ
ヘツド１７₁，１７₂，１７₃には第１、第２、第
３点火栓２０₁，２０₂，２０₃が螺着され、これ
ら点火栓２０₁，２０₂，２０₃は、第１及び第２
シリンダヘツド１７₁，１７₂内の燃焼室２１₁，
２１₂で同時爆発を生起させるように、またこれ
らの爆発時期と第３シリンダヘツド１７₃内の燃
焼室２１₃での爆発時期との間にクランク角で90゜
の位相差を与えるように、図示しない点火制御装
置により制御される。

第１及び第２ピストン１３₁，１３₂系の往復質
量は互いに等しくされ、且つこれらの往復質量の
和と第３ピストン１３₃系の往復質量とは互いに
略等しくされる。このような条件を満すために、
第３コンロツド１４₃の外周は第１及び第２コン
ロツド１４₁，１４₂の小端部１４₁a，１４₂aの外
周よりも大きくされる。

このようにしても、第３ピストン１３₃系の往
復質量が不足する場合には、第２図及び３図に示
すように第１及び第２ピストンピン１５₁，１５₂
を中空に形成する一方、第３ピストンピン１５₃
をそれらよりも大径に且つ中実に形成するとよ
い。

クランク軸１は三本のクランクピン５₁，５₂，
５₃をそれぞれ支持する各一対の第１、第２、第
３クランクウエブ２２₁，２２₁′；２２₂，２２
₂′；２２₃，２２₃を有し、これらにクランク軸１
の回転中心を挟んで第１、第２、第３クランクピ
ン５₁，５₂，５₃と正反対側に配置される各一対
の第１、第２、第３バランスウエイト２３₁，２
３₁′；２３₂，２３₂′；２３₃，２３₃が連設され、
これらバランスウエイトは、これらの回転時の遠
心力の総和が第１及び第２ピストン１３₁，１３₂
系の一次慣性力と第３ピストン１３₃系の一次慣
性力とにそれぞれ略釣合い、且つ質量分布が左右
対称的になるように形成される。

尚、一次慣性力の大きさはそのピストン系の往
復質量とその加速度との積によつて表わされる。

さらに、第１、第２、第３バランスウエイト２
３₁，２３₁′；２３₂，２３₂′；２３₃，２３₃には第
１、第２、第３クランクピン５₁，５₂，５₃系の
回転質量と等しい質量が、クランク軸１の回転バ
ランスのために付加される。

各シリンダブロツク１６₁（１６₂，１６₃につい
ても同様）には、同列のクランク室１２₁に連通
する吸気ポート２４と、そのクランク室１２₁を
同列の燃焼室２１₁に連通させる左右一対の掃気
ポート２５，２５と、上記燃焼室２１₁を排気管
２６または２７（第１図参照）に連通させる排気
ポート２８とが設けられ、各吸気ポート２４に混
合気の逆流を阻止するリード弁２９が装着され
る。各吸気ポート２４は、第１及び第２シリンダ
ブロツク１６₁，１６₂と第３シリンダブロツク１
６₃との間に形成されたＶ字状空間３０に開口す
るように設けられ、そして各吸気ポート２４に装
着される気化器３１とそのエアクリーナ３２とが
上記空間３０に配設される。

而して、機関Ｅの運転時には、第１シリンダブ
ロツク１６₁側について言えば、ピストン１３₁の
上昇行程でクランク室１２₁が減圧されるので、
気化器３１で生成された混合気が吸気ポート２４
及びリード弁２９を通してクランク室１２₁に吸
入され、ピストン１３₁の下降行程でクランク室
１２₁は加圧されるので、ここで加圧された混合
気は掃気ポート２５，２５を通して燃焼室２１₁
へ充填され、そしてピストン１３₁の上昇行程で
圧縮された後、点火栓２０₁の放電により着火さ
れ燃焼（爆発）してピストン１３₁に下降力を付
与し、このピストン１３₁の下降途中から排気ポ
ート２８が開き、それから燃焼室２１₁の排ガス
が排出される。第２及び第３シリンダブロツク１
６₂，１６₃側でも同様の作用が行われる。

この間、バランスウエイト２３₁，２３₁；２３
_２，２３₂′；２３₃，２３₃群が第１及び第２シリン
ダブロツク１６₁，１６₂の中心線を含む水平面上
に来たとき、それらの遠心力は第１及び第２ピス
トン１３₁，１３₂系の総合一次慣性力と釣合い、
また上記バランスウエイト群が第３シリンダブロ
ツク１６₃の中心線を含む垂直面上に来たとき、
それらの遠心力は第３ピストン１３₁系の一次慣
性力と釣合う。

また、左右両側位置の第１及び第２ピストン１
３₁，１３₂系の一次慣性力の合力はクランク軸１
の中央部に作用し、また中央位置の第３ピストン
１３₃系の一次慣性力も同じくクランク軸１の中
央部に作用し、その作用点は常に不動であり、一
方、バランスウエイト２３₁，２３₁′；２３₂，２
３₂′；２３₃，２３₃の質量分布は左右対称的であ
るから、これらによる遠心力も上記作用点に集中
し、その結果クランク軸１には偶力は発生しな
い。

第１、第２、第３シリンダブロツク１６₁，１
６₂，１６₃においてピストン１３₁，１３₂，１３₃
の行程容積及び燃焼室２１₁，２１₂，２１₃の圧
縮比がそれぞれ等しくしてある場合、クランク室
１２₁，１２₂，１２₃の圧縮比が相違していると、
燃焼室２１₁，２１₂，２１₃での混合気の爆発力
に差違を来たして好ましくない。ところが、前述
のように第１及び第２ピストン１３₁，１３₂系の
総合往復質量と第３ピストン１３₃系の往復質量
とを等しくするために、第３ピストン１３₃系の
ピストンピン１５₃及びコンロツド小端部１４₃a
を他の系のものより大径に形成すると、その分だ
け第３クランク室１２₃は有効容積が他のクラン
ク室１２₁，１２₂より小さくなるため、第３クラ
ンク室１２₃での混合気の一次圧縮比は他のクラ
ンク室１２₁，１２₂のそれより大きくなる。

このようなクランク室間の圧縮比の差を是正す
るために、第３クランク室１２₃の横幅（軸方向
長さ）が他のクランク室１２₁，１２₂の各横幅よ
り長くされると共に、第３バランスウエイト２３
_３，２３₃の総合厚さが他のバランスウエイト２３
_１，２３₁′；２３₂，２３₂′の各総合厚さより厚く
され、これによつて第３クランク室１２₃と第３
バランスウエイト２３₃，２３₃との間隙容積が他
のクランク室１２₁，１２₃と他のバランスウエイ
ト２３₁，２３₁′；２３₂，２３₂′との各間隙容積
より大きくされる。

この場合、機関Ｅの横幅を可及的短くするため
に、第１及び第２クランクウエブ２２₁，２２
₁′；２２₂，２２₂′において各内側ウエブ２２₁，
２２₂′を各外側ウエブ２２₁，２２₂より肉薄にす
ることは有効である。即ちこのようにすると、内
側ウエブ２２₁′，２２₂′を薄くした分だけ第１、
第２シリンダブロツク１６₁，１６₂間の距離を縮
めることができる。

さらにこの場合、薄肉の内側ウエブ２２₁′，２
２₂′とクランクピン５₁，５₂とをそれぞれ一体に
形成し、これらクランクピン５₁，５₂の先端部を
厚肉の外側ウエブ２２₁，２２₂の結合孔３３₁，
３３₂に圧入結合すれば、それらの圧入深さが充
分に得られるので、クランクピンの結合強度の高
い組立式クランク軸１を得る上で有効である。

以上のように本発明によれば、クランクケース
に支持されるクランク軸に第１及び第２クランク
ピンとこれらの中間位置を占める第３クランクピ
ンとを同軸線上に整列して設けると共に、これら
第１、第２及び第３クランクピンを前記クランク
ケース内の互いに隔離された第１、第２及び第３
クランク室にそれぞれ収容し、これら第１、第２
及び第３クランクピンに第１、第２及び第３コン
ロツドを介して第１、第２及び第３ピストンをそ
れぞれ連接し、前記第１及び第２ピストンを収容
する第１及び第２シリンダブロツクと、前記第３
ピストンを収容する第３シリンダブロツクとを
90゜のバンク角に開いてＶ字状に配置し、前記第
１及び第２ピストン系の総合往復質量と前記第３
ピストン系の往復質量とを略等しくすると共に、
前記第１及び第２ピストン系の総合一次慣性力と
第３ピストン系の一次慣性力とにそれぞれ略釣合
うバランスウエイトを前記第１、第２及び第３ク
ランク室において前記クランク軸に設けたので、
共通のバランスウエイトを以て第１及び第２ピス
トン系の一次慣性力と第３ピストン系の一次慣性
力とにそれぞれ略釣合わせることができ、一次慣
性力によるエンジンの振動を除去することができ
る。

また、前記第１及び第２ピストン系の総合往復
質量と前記第３ピストン系の往復質量とを略等し
くするために、第３コンロツドの小端部の外径を
他のコンロツドの小端部の外径よりも大きくした
ので、第３コンロツドの小端部の単なる形状変更
により所期の往復質量の釣合いを容易に得ること
ができる。

また、前ピストン系の一次慣性力の合力の作用
点は常にクランク軸の中央部の一点にあつて変動
することはないから、前記バランスウエイトの遠
心力を上記一点に集中させることによりクランク
軸に不釣合い偶力が発生することを防止すること
ができ、不釣合い偶力によるエンジンの振動をも
回避することができ、しかも従来の三気筒内燃機
関に比べ格別構造が複雑になることもない。

さらに、前記第３クランク室の軸方向長さを他
のクランク室のそれより長くすると共に、前記第
３バランスウエイトの厚さを他のバランスウエイ
トの厚さより厚くしたので、各クランク室とバラ
ンスウエイトとの半径方向間隙を一定にしたまま
で、第３クランク室と第３バランスウエイトとの
間隙を他のクランク室と他のバランスウエイトと
の間隙容積より大きくすることができ、これによ
つて第３コンロツドの小端部外径の拡大に伴う各
クランク室での混合気の一次圧縮比の差違を是正
することができ、しかも各クランク室とバランス
ウエイトとの半径方向間隙が一定でよいことは各
部の加工及び寸法管理上非常に有利である。

尚、本発明において第１及び第２ピストン系の
往復質量W₁＋W₂と第３ピストン系の往復質量
W₃とを略等しくするということは、振動防止上
許容される範囲でW₁＋W₂とW₃とが互いに近接
している場合を含むもので、具体的にはW₃がW₁
＋W₂の75〜110％の範囲に収まれば実際上差支え
ない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に基づく２サイクル
型三気筒内燃機関を搭載したオートバイの側面
図、第２図は上記機関の要部縦断平面図、第３図
は第２図の−線断面図である。 Ｅ……三気筒内燃機関、１……クランク軸、５
_１〜５₃……第１〜第３クランクピン、１１……ク
ランクケース、１２₁〜１２₃……第１〜第３クラ
ンク室、１３₁〜１３₃……第１〜第３ピストン、
１４₁〜１４₃……第１〜第３コンロツド、１４
₁a，１４₂a，１４₃a……小端部、１５₁〜１５₃…
…第１〜第３ピストンピン、１６₁〜１６₃……第
１〜第３シリンダブロツク、２２₁，２２₁′；２
２₂，２２₂′；２２₃，２２₃……第１、第２、第３
クランクウエブ、２３₁，２３₁′；２３₂，２３
₂′；２３₃，２３₃……第１、第２、第３バランス
ウエイト。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ クランクケースに支持されるクランク軸に第
   １及び第２クランクピンとこれらの中間位置を占
   める第３クランクピンとを同軸線上に整列して設
   けると共に、これら第１、第２及び第３クランク
   ピンを前記クランクケース内の互いに隔離された
   第１、第２及び第３クランク室にそれぞれ収容
   し、これら第１、第２及び第３クランクピンに第
   １、第２及び第３コンロツドを介して第１、第２
   及び第３ピストンをそれぞれ連接し、前記第１及
   び第２ピストンを収容する第１及び第２シリンダ
   ブロツクと、前記第３ピストンを収容する第３シ
   リンダブロツクとを90゜のバンク角に開いてＶ字
   状に配置し、前記第１及び第２ピストン系の総合
   往復質量と前記第３ピストン系の往復質量とが略
   等しくなるように前記第３コンロツドの外径を他
   のコンロツドの外径より大きくし、前記第１及び
   第２ピストン系の総合一次慣性力と前記第３ピス
   トン系の一次慣性力とにそれぞれ略釣合う第１、
   第２及び第３バランスウエイトを前記第１、第２
   及び第３クランク室において前記クランク軸に付
   設し、前記第３クランク室の軸方向長さを他のク
   ランク室のそれより長くすると共に、前記第３バ
   ランスウエイトの厚さを他のバランスウエイトの
   厚さより厚くしてなる、２サイクル型三気筒内燃
   機関。