JP2010019246A - Piston cooling structure - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、潤滑油をピストンに向けて噴射することによりピストンの冷却および潤滑を行うピストン冷却構造に関するものである。 The present invention relates to a piston cooling structure that cools and lubricates a piston by injecting lubricating oil toward the piston.
従来、この種のピストン冷却構造としては、特許文献1に開示されているように、オイルジェットからピストン裏側に向けてオイルを噴射することにより、ピストンの冷却および潤滑を行うものが提案されている。
このピストン冷却構造では、オイルジェットとしてシリンダブロックのクランク軸受部内周面からシリンダボアの内壁面まで貫通するオイル噴射孔を形成するだけであるから、オイルの噴射方向を比較的自由に選べて潤滑位置の設計自由度が高いものとしている。しかも、オイル噴射孔を隣接する両シリンダボアに向けて形成すれば、一度に隣り合うピストンに向けてオイルを噴射することができるものとしている。
In this piston cooling structure, only the oil injection hole that penetrates from the inner peripheral surface of the crank bearing of the cylinder block to the inner wall surface of the cylinder bore is formed as an oil jet. The design freedom is high. Moreover, if the oil injection holes are formed toward both adjacent cylinder bores, oil can be injected toward the adjacent pistons at a time.
しかしながら、こうしたピストン冷却構造では、オイル噴射孔をシリンダボアに向けて斜め加工しなければならず、加工性が必ずしも良くなく、オイル噴射孔を隣接する両シリンダボアに向けて形成する場合には、なおさら加工性が良くないものであった。 However, in such a piston cooling structure, the oil injection hole must be machined obliquely toward the cylinder bore, and the workability is not necessarily good, and when the oil injection hole is formed toward both adjacent cylinder bores, the machining is further performed. It was not good.
本発明は、ピストンに冷却媒体を噴射する構造を簡易に確保することを目的の1つとし、その目的の少なくとも一部を達成するために以下の手段を採った。
本発明は、冷却媒体噴射装置から噴射する冷却媒体により、クランクケースに形成されたシリンダボア内を摺動するピストンを冷却するピストン冷却構造であって、前記クランクケースは、前記シリンダボアの一部を構成するとともにクランク軸を回転自在に支承可能な軸受部が形成されたボア間壁を備え、該ボア間壁は、前記クランク軸の軸線方向に貫通する貫通孔と、前記軸受部から前記貫通孔まで鉛直方向に貫通する鉛直貫通孔とが形成されてなり、前記冷却媒体噴射装置は、噴射部が前記貫通孔に臨むよう前記鉛直貫通孔内に収容されて、前記噴射部から前記ピストンに向けて前記冷却媒体を噴射してなることを要旨とする。
One object of the present invention is to simply secure a structure for injecting a cooling medium onto a piston, and the following means are adopted in order to achieve at least a part of the object.
The present invention is a piston cooling structure that cools a piston that slides in a cylinder bore formed in a crankcase by a cooling medium injected from a cooling medium injection device, and the crankcase constitutes a part of the cylinder bore And a bore wall formed with a bearing portion capable of rotatably supporting the crankshaft. The bore wall has a through-hole penetrating in the axial direction of the crankshaft, and from the bearing portion to the through-hole. A vertical through hole penetrating in the vertical direction is formed, and the cooling medium injection device is accommodated in the vertical through hole so that the injection unit faces the through hole, and is directed from the injection unit toward the piston. The gist is that the cooling medium is jetted.
本発明のピストン冷却構造によれば、クランク軸を回転可能に支承する軸受部からボア間壁に貫通形成した貫通孔に鉛直方向に貫通する鉛直貫通孔を形成し、噴射部が貫通孔に臨むように鉛直貫通孔に冷却媒体噴射装置を収容して、噴射部からピストンに向けて冷却媒体を噴射する。従って、ピストンに向けて冷却媒体を噴射するための冷却媒体噴射孔を軸受部から斜め加工する必要がない。この結果、ピストンに冷却媒体を噴射する構造を簡易に確保することができる。 According to the piston cooling structure of the present invention, the vertical through hole penetrating in the vertical direction is formed in the through hole formed through the bore wall from the bearing portion that rotatably supports the crankshaft, and the injection portion faces the through hole. As described above, the cooling medium injection device is accommodated in the vertical through hole, and the cooling medium is injected from the injection unit toward the piston. Therefore, it is not necessary to obliquely machine the cooling medium injection hole for injecting the cooling medium toward the piston from the bearing portion. As a result, a structure for injecting the cooling medium onto the piston can be easily ensured.
また、本発明のピストン冷却構造において、前記貫通孔は、少なくとも一部が前記シリンダボアの摺動面に開口するよう形成され、前記ピストンが下降する時にクランク室内の圧力が増大することを抑制するための通気孔として形成されてなるものとすることもできる。
こうすれば、貫通孔としてピストン下降時のポンピングロス抑制のために形成する通気孔を用いるから、貫通孔を別途形成する必要がない。
In the piston cooling structure of the present invention, at least a part of the through hole is formed to open to the sliding surface of the cylinder bore so as to suppress an increase in pressure in the crank chamber when the piston is lowered. It can also be formed as a ventilation hole.
In this case, since the vent hole formed for suppressing the pumping loss when the piston descends is used as the through hole, it is not necessary to separately form the through hole.
また、本発明のピストン冷却構造において、前記シリンダボアは、前記ボア間壁を挟んで第1シリンダボアと第2シリンダボアとを有し、前記ピストンは、前記第1シリンダボア内を摺動する第1ピストンと、前記第2シリンダボア内を摺動する第2ピストンとを有し、前記冷却媒体噴射装置は、前記噴射部が前記冷却媒体を少なくとも2方向に噴射可能に形成されてなり、前記鉛直貫通孔に収容された際、前記第1ピストンに向けて前記冷却媒体を噴射するとともに前記第2ピストンに向けて冷却媒体を噴射してなるものとすることもできる。
こうすれば、1つの冷却媒体噴射装置で2つのピストンの冷却を行うことができる。この結果、部品点数の削減を図ることができる。
Further, in the piston cooling structure of the present invention, the cylinder bore has a first cylinder bore and a second cylinder bore across the bore wall, and the piston is a first piston that slides in the first cylinder bore. A second piston that slides in the second cylinder bore, and the cooling medium injection device is configured such that the injection unit is capable of injecting the cooling medium in at least two directions. When accommodated, the cooling medium may be injected toward the first piston and the cooling medium may be injected toward the second piston.
If it carries out like this, two pistons can be cooled with one cooling medium injection device. As a result, the number of parts can be reduced.
また、本発明のピストン冷却構造において、前記シリンダボアは、前記クランク軸の軸線方向に一方から他方に向かって順に一番シリンダボア,二番シリンダボア,三番シリンダボアおよび四番シリンダボアと並設されてなり、前記ボア間壁は、前記一番シリンダボアと前記二番シリンダボアとの間の第1ボア間壁と、前記三番シリンダボアと前記四番シリンダボアとの間の第2ボア間壁とを有し、前記冷却媒体噴射装置は、前記第1ボア間壁に形成された前記鉛直貫通孔と、前記第2ボア間壁に形成された前記鉛直貫通孔と、にそれぞれ収容されてなるものとすることもできる。
こうすれば、4気筒エンジンの場合において、冷却媒体噴射装置を必要最小限の個数でもって確実にピストンを冷却することができる。即ち、4気筒エンジンにおいては、クランク軸の二番シリンダボアと三番シリンダボアとの間にカウンターウェイトが必要となる場合があり、この場合に、二番シリンダボアと三番シリンダボアとの間のボア間壁に形成する鉛直貫通孔に冷却媒体噴射装置を配置すると、カウンターウェイトにより二番シリンダボア内および三番シリンダボア内を摺動するピストンに冷却媒体が当たらない場合が生ずるが、冷却媒体噴射装置を一番シリンダボアと二番シリンダボアとの間のボア間壁に形成する鉛直貫通孔と、三番シリンダボアと四番シリンダボアとの間のボア間壁に形成する鉛直貫通孔とにそれぞれ収容することにより、こうした不具合を回避できる。
In the piston cooling structure of the present invention, the cylinder bore is arranged in parallel with the first cylinder bore, the second cylinder bore, the third cylinder bore, and the fourth cylinder bore in order from one to the other in the axial direction of the crankshaft. The bore wall includes a first bore wall between the first cylinder bore and the second cylinder bore, and a second bore wall between the third cylinder bore and the fourth cylinder bore, The cooling medium ejecting device may be accommodated in the vertical through hole formed in the wall between the first bores and the vertical through hole formed in the wall between the second bores, respectively. .
In this way, in the case of a four-cylinder engine, the piston can be reliably cooled with the minimum number of cooling medium injection devices. That is, in a 4-cylinder engine, a counterweight may be required between the second cylinder bore and the third cylinder bore of the crankshaft. In this case, the bore wall between the second cylinder bore and the third cylinder bore is required. If the coolant injection device is disposed in the vertical through hole formed in the cylinder, the coolant may not hit the piston sliding in the second cylinder bore and the third cylinder bore due to the counterweight. Such problems are caused by accommodating in the vertical through hole formed in the bore wall between the cylinder bore and the second cylinder bore and the vertical through hole formed in the bore wall between the third cylinder bore and the fourth cylinder bore, respectively. Can be avoided.
また、本発明のピストン冷却構造において、前記クランク軸は、軸受部材を介して前記軸受部に回転可能に支承されるジャーナル部と、前記軸受部材と該ジャーナル部との間に形成される軸受面に潤滑油を供給可能な潤滑油路とが形成されてなり、前記軸受部材は、前記軸受面に供給された前記潤滑油を前記冷却媒体噴射装置に供給可能な供給路が形成されてなり、前記冷却媒体噴射装置は、前記供給路から供給された前記潤滑油を前記ピストンに向けて噴射するものとすることもできる。
こうすれば、冷却媒体噴射装置の冷却媒体の供給回路を簡易に確保することができる。
Further, in the piston cooling structure of the present invention, the crankshaft is rotatably journaled on the bearing portion via a bearing member, and a bearing surface formed between the bearing member and the journal portion. A lubricating oil passage capable of supplying lubricating oil is formed, and the bearing member is formed with a feeding passage capable of supplying the lubricating oil supplied to the bearing surface to the coolant injection device, The cooling medium injection device may inject the lubricating oil supplied from the supply path toward the piston.
If it carries out like this, the supply circuit of the cooling medium of a cooling medium injection apparatus can be ensured simply.
また、本発明は、冷却媒体噴射装置から噴射する冷却媒体により、クランクケースに形成されたシリンダボア内を摺動するピストンを冷却するピストン冷却構造であって、前記クランクケースは、前記シリンダボアの一部を構成するとともにクランク軸を回転自在に支承可能な軸受部が形成されたボア間壁を備え、該ボア間壁は、前記クランク軸の軸線方向に貫通する貫通孔と、前記軸受部と前記貫通孔とを前記シリンダボアの軸線方向に連通接続する連通孔とが形成されてなり、前記冷却媒体噴射装置は、噴射部が前記貫通孔に臨むよう前記連通孔に収容されて、前記噴射部から前記ピストンに向けて前記冷却媒体を噴射してなるものとすることもできる。
こうすれば、クランク軸を回転可能に支承する軸受部とボア間壁に貫通形成した貫通孔とをシリンダボアの軸線方向に連通接続する連通孔を形成し、噴射部が貫通孔に臨むように連通孔に冷却媒体噴射装置を収容して、噴射部からピストンに向けて冷却媒体を噴射する。従って、ピストンに向けて冷却媒体を噴射するための冷却媒体噴射孔を軸受部から斜め加工する必要がない。この結果、ピストンに冷却媒体を噴射する構造を簡易に確保することができる。
The present invention also provides a piston cooling structure for cooling a piston sliding in a cylinder bore formed in a crankcase by a cooling medium injected from a cooling medium injection device, wherein the crankcase is a part of the cylinder bore. And a bore wall formed with a bearing portion capable of rotatably supporting the crankshaft, the bore wall having a through-hole penetrating in the axial direction of the crankshaft, the bearing portion and the through-hole. A communication hole is formed to communicate with the hole in the axial direction of the cylinder bore, and the cooling medium injection device is accommodated in the communication hole so that the injection unit faces the through hole, and The cooling medium may be jetted toward the piston.
In this way, a communication hole is formed to connect the bearing portion for rotatably supporting the crankshaft and the through hole formed through the bore wall in the axial direction of the cylinder bore so that the injection portion faces the through hole. The cooling medium injection device is accommodated in the hole, and the cooling medium is injected from the injection unit toward the piston. Therefore, it is not necessary to obliquely machine the cooling medium injection hole for injecting the cooling medium toward the piston from the bearing portion. As a result, a structure for injecting the cooling medium onto the piston can be easily ensured.
また、本発明のピストン冷却構造において、前記貫通孔は、少なくとも一部が前記シリンダボアの摺動面に開口するよう形成され、前記ピストンが下降するときにクランク室内の圧力が増大することを抑制するための通気孔として形成されてなるものとすることもできる。
こうすれば、貫通孔としてピストン下降時のポンピングロス抑制のために形成する通気孔を用いるから、貫通孔を別途形成する必要がない。
In the piston cooling structure of the present invention, at least a part of the through hole is formed to open to the sliding surface of the cylinder bore, and an increase in the pressure in the crank chamber is suppressed when the piston is lowered. It can also be formed as a ventilation hole for the purpose.
In this case, since the vent hole formed for suppressing the pumping loss when the piston descends is used as the through hole, it is not necessary to separately form the through hole.
また、本発明のピストン冷却構造において、前記シリンダボアは、前記ボア間壁を挟んで第1シリンダボアと第2シリンダボアとを有し、前記ピストンは、前記第1シリンダボア内を摺動する第1ピストンと、前記第2シリンダボア内を摺動する第2ピストンとを有し、前記冷却媒体噴射装置は、前記噴射部が前記冷却媒体を少なくとも2方向に噴射可能に形成されてなり、前記連通孔に収容された際、前記第1ピストンに向けて前記冷却媒体を噴射するとともに前記第2ピストンに向けて冷却媒体を噴射してなるものとすることもできる。
こうすれば、1つの冷却媒体噴射装置で2つのピストンの冷却を行うことができる。この結果、部品点数の削減を図ることができる。
Further, in the piston cooling structure of the present invention, the cylinder bore has a first cylinder bore and a second cylinder bore across the bore wall, and the piston is a first piston that slides in the first cylinder bore. And a second piston that slides in the second cylinder bore, and the cooling medium injection device is configured such that the injection unit is configured to be able to inject the cooling medium in at least two directions, and is accommodated in the communication hole. In this case, the cooling medium may be injected toward the first piston and the cooling medium may be injected toward the second piston.
If it carries out like this, two pistons can be cooled with one cooling medium injection device. As a result, the number of parts can be reduced.
また、本発明のピストン冷却構造において、前記シリンダボアは、前記クランク軸の軸線方向に一方から他方に向かって順に一番シリンダボア,二番シリンダボア,三番シリンダボアおよび四番シリンダボアと並設されてなり、前記ボア間壁は、前記一番シリンダボアと前記二番シリンダボアとの間の第1ボア間壁と、前記三番シリンダボアと前記四番シリンダボアとの間の第2ボア間壁とを有し、前記冷却媒体噴射装置は、前記第1ボア間壁に形成された前記連通孔と、前記第2ボア間壁に形成された前記連通孔と、にそれぞれ収容されてなるものとすることもできる。
こうすれば、4気筒直列エンジンの場合において、冷却媒体噴射装置を必要最小限の個数でもって確実にピストンを冷却することができる。即ち、4気筒直列エンジンにおいては、クランク軸の二番シリンダボアと三番シリンダボアとの間にカウンターウェイトが必要となる場合があり、この場合に、二番シリンダボアと三番シリンダボアとの間のボア間壁に形成する連通孔に冷却媒体噴射装置を配置すると、カウンターウェイトにより二番シリンダボア内および三番シリンダボア内を摺動するピストンに冷却媒体が当たらない場合が生ずるが、冷却媒体噴射装置を一番シリンダボアと二番シリンダボアとの間のボア間壁に形成する連通孔と、三番シリンダボアと四番シリンダボアとの間のボア間壁に形成する連通孔とにそれぞれ収容することにより、こうした不具合を回避できる。
In the piston cooling structure of the present invention, the cylinder bore is arranged in parallel with the first cylinder bore, the second cylinder bore, the third cylinder bore, and the fourth cylinder bore in order from one to the other in the axial direction of the crankshaft. The bore wall includes a first bore wall between the first cylinder bore and the second cylinder bore, and a second bore wall between the third cylinder bore and the fourth cylinder bore, The cooling medium injection device may be accommodated in the communication hole formed in the first bore wall and the communication hole formed in the second bore wall.
In this way, in the case of a four-cylinder in-line engine, the piston can be reliably cooled with the minimum number of cooling medium injection devices. That is, in a 4-cylinder in-line engine, a counterweight may be required between the second cylinder bore and the third cylinder bore of the crankshaft. In this case, the distance between the bores between the second cylinder bore and the third cylinder bore If the coolant injection device is disposed in the communication hole formed in the wall, the coolant may not hit the piston sliding in the second cylinder bore and the third cylinder bore due to the counterweight. These problems can be avoided by accommodating in the communication hole formed in the bore wall between the cylinder bore and the second cylinder bore and the communication hole formed in the bore wall between the third cylinder bore and the fourth cylinder bore. it can.
また、本発明のピストン冷却構造において、前記クランク軸は、軸受部材を介して前記軸受部に回転可能に支承されるジャーナル部と、前記軸受部材と該ジャーナル部との間に形成される軸受面に潤滑油を供給可能な潤滑油路とが形成されてなり、前記軸受部材は、前記軸受面に供給された前記潤滑油を前記冷却媒体噴射装置に供給可能な供給路が形成されてなり、前記冷却媒体噴射装置は、前記供給路から供給された前記潤滑油を前記ピストンに向けて噴射するものとすることもできる。
こうすれば、冷却媒体噴射装置の冷却媒体の供給回路を簡易に確保することができる。
Further, in the piston cooling structure of the present invention, the crankshaft is rotatably journaled on the bearing portion via a bearing member, and a bearing surface formed between the bearing member and the journal portion. A lubricating oil passage capable of supplying lubricating oil is formed, and the bearing member is formed with a feeding passage capable of supplying the lubricating oil supplied to the bearing surface to the coolant injection device, The cooling medium injection device may inject the lubricating oil supplied from the supply path toward the piston.
If it carries out like this, the supply circuit of the cooling medium of a cooling medium injection apparatus can be ensured simply.
次に、本発明を実施するための最良の形態を実施例を用いて説明する。
図1は、4気筒直列エンジンのクランクケースの縦断面構成図であり、図2は、ボア間壁2,4の部分の拡大図である。
クランクケース1内には、図1に示すように、クランク軸6が回転可能に設けられ、このクランク軸6の軸線方向に図示左側から右側に向かって一番シリンダボア1a,二番シリンダボア1b,三番シリンダボア1c,四番シリンダボア1dが並設されており、それぞれのシリンダボア1a,1b,1c,1d内には、クランク軸6に各コンロッド8a,8b,8c,8dを介して連繋された第1ピストン7a,第2ピストン7b,第3ピストン7c,第4ピストン7dがそれぞれ上下方向に摺動可能に設けられている。
Next, the best mode for carrying out the present invention will be described using examples.
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a crankcase of a four-cylinder in-line engine, and FIG. 2 is an enlarged view of portions between
As shown in FIG. 1, a
本例では、一番シリンダボア1aと二番シリンダボア1b間のボア間壁2、および、三番シリンダボア1cと四番シリンダボア1d間のボア間壁4にそれぞれオイル噴射装置20,20が設けられている。
ボア間壁2,3,4の図示下端側は、図2に示すように、肉厚の基部2a,3a,4aとなっている。この基部2a,3a,4aの上部にはクランク軸6の軸線方向に貫通して一番シリンダボア1aから4番シリンダボア1dまでを連通する貫通孔15が貫通形成されている。この貫通孔15は、第1ピストン7a,第2ピストン7b,第3ピストン7cおよび第4ピストン7dが下降する時にクランク室S内の圧力が増大するのを抑制するための通気孔として形成されたものである。
In this example,
As shown in FIG. 2, the lower end side of the
また、基部2a,3a,4aの下端側には、ほぼ半円形状の軸受部2b,3b,4bが形成されており、この軸受部2b,3b,4bに軸受部材5を介してクランク軸6のジャーナル部6aが回転可能に支承されている。
なお、各軸受部材5,5,5の下端には、それぞれ下側からベアリングキャップ13,13,13が嵌め込まれる。軸受部2b,3b,4bのうち軸受部2b,4bには、貫通孔15まで鉛直方向に貫通する鉛直貫通孔16が形成されている。
Also, substantially
The bearing caps 13, 13, and 13 are fitted into the lower ends of the bearing
クランクケース1の底側にはオイルパン9が設けられ、このオイルパン9内にオイルが溜められており、オイルパン9内にはストレーナ10が配設され、オイルポンプ11の回転でストレーナ10を介してオイルパン9内のオイルが吸い上げられて、各軸受部材5,5,5およびオイル噴射装置20,20にオイルが供給され、オイル噴射装置20,20からピストン7a,7b,7c,7dに向けてオイルが噴出されるように構成されている。
図1中12は、クランクケース1の外側のクランク軸6に設けられたフライホイールである。
An
In FIG. 1,
オイル噴射装置20は、上部材21と、上部材21に組み付けられる下部材22と、上部材21と下部材22とにより形成された内部空間200に収容されたバネ24およびボール23とから構成されており、鉛直貫通孔16内に収容されている。上部材21は、上端が図2中上方へ向かって錐形状に突出した錐形凸部21aを有し、この錐形凸部21aに、図2中左右側にそれぞれ斜め方向に上傾して第1オイル噴射孔20aと第2オイル噴射孔20bとが形成されている。また、下部材22には、底面に内部空間200と外部とを連通する小孔22aが貫通形成されている。
こうした第1オイル噴射孔20aと第2オイル噴射孔20bとにより、第1ピストン7aと第2ピストン7b、或いは、第3ピストン7cと第4ピストン7dとに向けて同時にオイルを噴射させることができる。
The
By such first
図3は、クランクシャフト6および軸受部材5に形成された潤滑油路の構成の概略を示す分解斜視図であり、図4は、オイル噴射装置20にオイルを供給するための給油回路の構成の概略を示す断面図である。
軸受部材5は、図3に示すように、上軸受部材5aと下軸受部材5bとに分割されており、上軸受部材5aおよび下軸受部材5bの内周側には軸受面Pが形成されている。また、上軸受部材5aおよび下軸受部材5bの外周側の軸方向両端側には、係合鍔片51a,51bが一体状に突出形成されており、鍔片51a,51bを介して上軸受部材5aは図2に示すように、ボア間壁2,3,4の基部2a,3a,4aを挟み込むようにして取り付けることができ、軸方向のスラスト力を受けてもボア間壁2,3,4の基部2a,3a,4aからずれないように構成されている。
上軸受部材5aの軸受面Pの軸方向中央部には、軸受面P内周に沿って凹み状に油溝52が形成されており、この油溝52の2個所には、径方向に貫通する第1供給通路53と第2供給通路54とが形成されている。
FIG. 3 is an exploded perspective view schematically showing the configuration of the lubricating oil passage formed in the
As shown in FIG. 3, the bearing
An
上軸受部材5aがボア間壁2,3,4の基部2a,3a,4aの軸受部2b,3b,4bに取り付けられた状態では、図4に示すように、第1供給通路53に対応する位置にボア間壁2,3,4の基部2a,3a,4a内に油路18が形成されており、この油路18には、クランク軸6の軸方向に形成してあるメインギャラリー17が連通されている。また、第2供給路54に対応する位置には前記鉛直貫通孔16が形成されている。
なお、メインギャラリー17にはオイルポンプ11からオイルが供給されてくるものである。
In the state where the
The
なお、図3に示すように、クランク軸6のジャーナル部6aには開口6dが形成されており、また、ピストン7a,7b,7c,7dのコンロッド8a,8b,8c,8dのベアリングが外側に嵌まり込むクランク軸6のクランクピン6bにも開口6dが形成されており、このジャーナル部6aの開口6dとクランクピン6bの開口6d間を連通させる潤滑油路6eがクランク軸6の内部に形成されている。
なお、図中6cは、ジャーナル部6aとクランクピン6b間に形成されているカウンターウェイトである。
As shown in FIG. 3, an
In the figure, 6c is a counterweight formed between the
次に、このような構造における作用を説明する。
エンジンが始動すると、オイルポンプ11の作動によりオイルパン9内のオイルが吸い上げられて、オイルは、メインギャラリー17を通り油路18から第1供給路53を通って、上軸受部材5aの油溝52内に流れ込み、この油溝52内に流れ込んだオイルにより軸受部材5の軸受面Pとクランク軸6のジャーナル部6a間の潤滑が行われる。また、オイルは開口6dからクランク軸6内の潤滑油路6eを通り、クランクピン6bの開口6dから流出して、クランクピン6bの外周と各ピストン7a,7b,7c,7dの各コンロッド8a,8b,8c,8dの図示しないベアリング間を潤滑する。
Next, the operation in such a structure will be described.
When the engine is started, the oil in the
さらに、上軸部材5aの油溝52内に流れ込んだオイルは、第2供給路54からボア間壁2,4の基部2a,4aの鉛直貫通孔16内にも流れ込む。鉛直貫通孔16に流れ込んだオイルが、オイル噴射装置20の下部材22に形成した小孔22a内に流れ込み、オイル噴射装置20の内部空間200に収容されたボール23に油圧が作用する。そして、ボール23に作用する油圧が所定油圧に達すると、小孔22a内に流れ込んだオイルが、同じく内部空間200に収容されたバネ24のバネ力に抗してボール23を鉛直上方に押し上げ、内部空間200に流れ込み、上部材21の錐形凸部21aに形成した第1オイル噴射孔20aおよび第2オイル噴射孔20bからシリンダボア1a,1b,1c,1d内に斜め上方に向かって勢いよく噴出される。即ち、各ピストン7a,7b,7c,7dの裏面に向けてオイルを噴出する。こうして、各ピストン7a,7b,7c,7dの冷却や潤滑が同時に行われる。
このように、オイル噴射装置20を所定油圧以上となったときに初めて作動するものとすることにより、オイルを効率的に使用できる。即ち、ピストン7a,7b,7c,7dの冷却が必要なエンジンの高負荷運転時のみオイルを噴射することで、ピストン7a,7b,7c,7dの冷却があまり必要でないエンジンの低負荷運転時はオイルを噴射しないことにより、オイルの使用を効率化できる。
Further, the oil that has flowed into the
Thus, oil can be used efficiently by operating the
本例では、ボア間壁2,4の基部2a,4aに、軸受部2b,4bから貫通孔15までを鉛直方向に貫通する鉛直貫通孔16を形成し、この鉛直貫通孔16内にオイルを斜め上方に噴射可能なオイル噴射装置20を収容配置するから、従来のように、オイル噴射孔を軸受部からシリンダボア内に向けて斜め加工する必要がなく、各ピストン7a,7b,7c,7dの冷却や潤滑のためにオイルを噴射する構造を簡易に確保することができる。また、貫通孔15として、各ピストン7a,7b,7c,7dの下降時のポンピングロス抑制のために形成する通気孔を用いるから、別途貫通孔15を形成する必要がない。
さらに、オイル噴射装置20は、2つのオイル噴射孔20a,20bを有し、この2つのオイル噴射孔20a,20bが隣接する2つのピストン7a,7bあるいは隣接する2つのピストン7c,7dに向くよう鉛直貫通孔16に収容配置されるから、1つのオイル噴射装置20で2つのピストン7a,7bあるいはピストン7c,7dを同時に冷却および潤滑することができる。この結果、部品点数を削減できる。
In this example, a vertical through
Further, the
なお、本例のような4気筒直列エンジンでは、クランク軸6の二番シリンダボア1bと三番シリンダボア1cとの間にカウンターウェイト6cが必要となる場合があるが、この場合、二番シリンダボア1bと三番シリンダボア1cとの間のボア間壁3に、軸受部3bから貫通孔15まで貫通する鉛直貫通孔16を形成し、この鉛直貫通孔16にオイル噴射装置20を配置するものとすると、カウンターウェイト6cにより二番シリンダボア1b内および三番シリンダボア1c内を摺動するピストン7b,7cにオイルが当たらない場合が生ずる。しかしながら、本例では、オイル噴射装置20を、一番シリンダボア1aと二番シリンダボア1bとの間のボア間壁2に形成する鉛直貫通孔16と、三番シリンダボア1cと四番シリンダボア1dとの間のボア間壁4に形成する鉛直貫通孔16とにそれぞれ収容配置するから、こうした不具合を回避できる。
In the four-cylinder in-line engine as in this example, a
実施例では、オイル噴射装置20の上部材21の錐形凸部21aには、第1オイル噴射孔20aと第2オイル噴射孔20bとの2つのオイル噴射孔を設けるものとしたが、オイル噴射孔は3つや4つ,それ以上設けるものとしても構わない。
In the embodiment, the two oil injection holes of the first
実施例では、オイル噴射装置20は、上部材21と、上部材21に組み付けられる下部材22と、上部材21と下部材22とにより形成された内部空間200に収容されたバネ24およびボール23とから構成し、ボール23に作用する油圧が所定油圧以上にならないとオイルを噴射しないものとしたが、オイル噴射装置20は、バネ24やボール23を有さなくても構わない。即ち、オイル噴射装置20は、2つのオイル噴射孔が形成された錐形凸部を有し、これら2つのオイル噴射孔に連通する有底連通孔を底面から上方に向けて形成した略円筒部材として構成するものとしても構わない。
In the embodiment, the
実施例では、鉛直貫通孔16は、第1ピストン7a,第2ピストン7b,第3ピストン7cおよび第4ピストン7dが下降する時にクランク室S内の圧力が増大するのを抑制するための通気孔としての貫通孔15に連通するものとしたが、ボア間壁2,4に貫通孔15とは別の貫通孔を形成し、鉛直貫通孔16をこの貫通孔に連通するものとしても差し支えない。
In the embodiment, the vertical through
実施例では、二番シリンダボア1bと三番シリンダボア1cとの間のボア間壁3には、オイル噴射装置20を配置しないものとしたが、二番シリンダボア1bと三番シリンダボア1cとの間のボア間壁3に鉛直貫通孔16を形成してオイル噴射装置20を配置しても構わない。この場合、一番シリンダボア1aと二番シリンダボア1bとの間のボア間壁2に配置したオイル噴射装置20で第1ピストン7aを冷却・潤滑し、二番シリンダボア1bと三番シリンダボア1cとの間のボア間壁3に配置したオイル噴射装置20で第2,3ピストン7b,7cを冷却・潤滑し、三番シリンダボア1cと四番シリンダボア1dとの間のボア間壁4に配置したオイル噴射装置20で第4ピストン1dを冷却・潤滑するものとすれば良い。
In the embodiment, the
実施例では、油溝52は、軸受部材5の上軸受部材5aに形成するものとしたが、油溝52は、クランク軸6のジャーナル部6aに形成するものとしても構わない。
In the embodiment, the
実施例では、オイルギャラリー17からクランク軸6内の潤滑油路6e,上軸受部材5aの油溝52および第2供給路54を介してオイル噴射装置20にオイルが供給されるものとしたが、オイル噴射装置20へのオイルの供給油路は、例えば、オイルギャラリー17からオイル噴射装置20に直接供給するものなど、如何なる形態であっても構わない。
In the embodiment, oil is supplied from the
実施例では、4気筒直列エンジンとしたが、単気筒や2気筒直列エンジン、3気筒直列エンジン、あるいは5気筒以上の直列エンジンなど気筒数はいくつであっても構わない。また、直列エンジンに限らずV型エンジンや水平対向エンジンであっても構わない。V型エンジンや水平対向エンジンとした場合、オイル噴射装置20は、軸受部2b,4bと貫通孔15とをシリンダボア1a,1b,1c,1dの軸線方向に連通接続する連通孔に収容されるものとすれば良い。
In the embodiment, a four-cylinder in-line engine is used. However, the number of cylinders may be any number such as a single cylinder, a two-cylinder in-line engine, a three-cylinder in-line engine, or an in-line engine having five or more cylinders. Moreover, not only an in-line engine but a V-type engine or a horizontally opposed engine may be used. In the case of a V-type engine or a horizontally opposed engine, the
以上、本発明の実施の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described using the Example, this invention is not limited to such an Example, In the range which does not deviate from the summary of this invention, it can implement with a various form. Of course.
1 クランクケース
1a 一番シリンダボア
1b 二番シリンダボア
1c 三番シリンダボア
1d 四番シリンダボア
2,3,4 ボア間壁
2a,4a ボア間壁の基部
2b,4b 軸受部
5 軸受部材
5a 上軸受部材
5b 下軸受部材
6 クランク軸
6a ジャーナル部
6b クランクピン
6c カウンターウェイト
6d 開口
6e 潤滑油路
7a,7b,7c,7d ピストン
8a,8d コンロッド
9 オイルパン
11 オイルポンプ
13 ベアリングキャップ
15 貫通孔(通気孔)
16 鉛直貫通孔(収容孔)
17 オイルギャラリー
18 油路
20 オイル噴射装置
20a 第1オイル噴射孔(噴射部)
20b 第2オイル噴射孔(噴射部)
21 上部材
22 下部材
22a 小孔
23 ボール
24 バネ
52 油溝
53 第1供給路
54 第2供給路
P 軸受面
DESCRIPTION OF
16 Vertical through hole (receiving hole)
17
20b 2nd oil injection hole (injection part)
21
Claims (10)
前記クランクケースは、前記シリンダボアの一部を構成するとともにクランク軸を回転自在に支承可能な軸受部が形成されたボア間壁を備え、
該ボア間壁は、前記クランク軸の軸線方向に貫通する貫通孔と、前記軸受部から前記貫通孔まで鉛直方向に貫通する鉛直貫通孔とが形成されてなり、
前記冷却媒体噴射装置は、噴射部が前記貫通孔に臨むよう前記鉛直貫通孔内に収容されて、前記噴射部から前記ピストンに向けて前記冷却媒体を噴射してなる
ピストン冷却構造。 A piston cooling structure that cools a piston sliding in a cylinder bore formed in a crankcase by a cooling medium injected from a cooling medium injection device,
The crankcase includes a bore wall formed with a bearing portion that forms a part of the cylinder bore and can rotatably support the crankshaft.
The bore wall is formed with a through hole penetrating in the axial direction of the crankshaft and a vertical through hole penetrating in a vertical direction from the bearing portion to the through hole.
The cooling medium injection device is configured to be accommodated in the vertical through hole so that an injection unit faces the through hole, and to inject the cooling medium from the injection unit toward the piston.
請求項1に記載のピストン冷却構造。 The through hole is formed so as to be at least partially opened to a sliding surface of the cylinder bore, and is formed as a vent hole for suppressing an increase in pressure in the crank chamber when the piston is lowered. 2. The piston cooling structure according to 1.
前記ピストンは、前記第1シリンダボア内を摺動する第1ピストンと、前記第2シリンダボア内を摺動する第2ピストンとを有し、
前記冷却媒体噴射装置は、前記噴射部が前記冷却媒体を少なくとも2方向に噴射可能に形成されてなり、前記鉛直貫通孔に収容された際、前記第1ピストンに向けて前記冷却媒体を噴射するとともに前記第2ピストンに向けて冷却媒体を噴射してなる
請求項1または請求項2に記載のピストン冷却構造。 The cylinder bore has a first cylinder bore and a second cylinder bore across the bore wall,
The piston has a first piston that slides in the first cylinder bore, and a second piston that slides in the second cylinder bore,
The cooling medium injection device is configured such that the injection unit is capable of injecting the cooling medium in at least two directions, and injects the cooling medium toward the first piston when accommodated in the vertical through hole. The piston cooling structure according to claim 1, wherein a cooling medium is injected toward the second piston.
前記ボア間壁は、前記一番シリンダボアと前記二番シリンダボアとの間の第1ボア間壁と、前記三番シリンダボアと前記四番シリンダボアとの間の第2ボア間壁とを有し、
前記冷却媒体噴射装置は、前記第1ボア間壁に形成された前記鉛直貫通孔と、前記第2ボア間壁に形成された前記鉛直貫通孔と、にそれぞれ収容されてなる
請求項3に記載のピストン冷却構造。 The cylinder bore is arranged in parallel with the first cylinder bore, the second cylinder bore, the third cylinder bore and the fourth cylinder bore in order from one to the other in the axial direction of the crankshaft.
The bore wall has a first bore wall between the first cylinder bore and the second cylinder bore, and a second bore wall between the third cylinder bore and the fourth cylinder bore,
The said cooling medium injection apparatus is respectively accommodated in the said vertical through-hole formed in the said 1st bore wall, and the said vertical through-hole formed in the said 2nd bore wall. Piston cooling structure.
前記軸受部材は、前記軸受面に供給された前記潤滑油を前記冷却媒体噴射装置に供給可能な供給路が形成されてなり、
前記冷却媒体噴射装置は、前記供給路から供給された前記潤滑油を前記ピストンに向けて噴射する
請求項1乃至請求項4何れかに記載のピストン冷却構造。 The crankshaft includes a journal portion rotatably supported on the bearing portion via a bearing member, and a lubricating oil passage capable of supplying lubricating oil to a bearing surface formed between the bearing member and the journal portion. And formed,
The bearing member is formed with a supply path capable of supplying the lubricating oil supplied to the bearing surface to the cooling medium injection device.
The piston cooling structure according to any one of claims 1 to 4, wherein the cooling medium injection device injects the lubricating oil supplied from the supply path toward the piston.
前記クランクケースは、前記シリンダボアの一部を構成するとともにクランク軸を回転自在に支承可能な軸受部が形成されたボア間壁を備え、
該ボア間壁は、前記クランク軸の軸線方向に貫通する貫通孔と、前記軸受部と前記貫通孔とを前記シリンダボアの軸線方向に連通接続する連通孔とが形成されてなり、
前記冷却媒体噴射装置は、噴射部が前記貫通孔に臨むよう前記連通孔に収容されて、前記噴射部から前記ピストンに向けて前記冷却媒体を噴射してなる
ピストン冷却構造。 A piston cooling structure that cools a piston sliding in a cylinder bore formed in a crankcase by a cooling medium injected from a cooling medium injection device,
The crankcase includes a bore wall formed with a bearing portion that forms a part of the cylinder bore and can rotatably support the crankshaft.
The bore wall is formed with a through hole penetrating in the axial direction of the crankshaft, and a communication hole connecting the bearing portion and the through hole in the axial direction of the cylinder bore,
The cooling medium injection device is a piston cooling structure in which the injection unit is accommodated in the communication hole so as to face the through hole, and the cooling medium is injected from the injection unit toward the piston.
請求項6に記載のピストン冷却構造。 The through hole is formed so that at least a part thereof is opened to the sliding surface of the cylinder bore, and is formed as a vent hole for suppressing an increase in pressure in the crank chamber when the piston descends. Item 7. A piston cooling structure according to Item 6.
前記ピストンは、前記第1シリンダボア内を摺動する第1ピストンと、前記第2シリンダボア内を摺動する第2ピストンとを有し、
前記冷却媒体噴射装置は、前記噴射部が前記冷却媒体を少なくとも2方向に噴射可能に形成されてなり、前記連通孔に収容された際、前記第1ピストンに向けて前記冷却媒体を噴射するとともに前記第2ピストンに向けて冷却媒体を噴射してなる
請求項6または7に記載のピストン冷却構造。 The cylinder bore has a first cylinder bore and a second cylinder bore across the bore wall,
The piston has a first piston that slides in the first cylinder bore, and a second piston that slides in the second cylinder bore,
The cooling medium injection device is configured such that the injection unit is configured to be capable of injecting the cooling medium in at least two directions, and injects the cooling medium toward the first piston when accommodated in the communication hole. The piston cooling structure according to claim 6 or 7, wherein a cooling medium is injected toward the second piston.
前記ボア間壁は、前記一番シリンダボアと前記二番シリンダボアとの間の第1ボア間壁と、前記三番シリンダボアと前記四番シリンダボアとの間の第2ボア間壁とを有し、
前記冷却媒体噴射装置は、前記第1ボア間壁に形成された前記連通孔と、前記第2ボア間壁に形成された前記連通孔と、にそれぞれ収容されてなる
請求項8に記載のピストン冷却構造。 The cylinder bore is arranged in parallel with the first cylinder bore, the second cylinder bore, the third cylinder bore and the fourth cylinder bore in order from one to the other in the axial direction of the crankshaft.
The bore wall has a first bore wall between the first cylinder bore and the second cylinder bore, and a second bore wall between the third cylinder bore and the fourth cylinder bore,
The piston according to claim 8, wherein the cooling medium injection device is accommodated in the communication hole formed in the wall between the first bores and the communication hole formed in the wall between the second bores. Cooling structure.
前記軸受部材は、前記軸受面に供給された前記潤滑油を前記冷却媒体噴射装置に供給可能な供給路が形成されてなり、
前記冷却媒体噴射装置は、前記供給路から供給された前記潤滑油を前記ピストンに向けて噴射する
請求項6乃至請求項9何れかに記載のピストン冷却構造。 The crankshaft includes a journal portion rotatably supported on the bearing portion via a bearing member, and a lubricating oil passage capable of supplying lubricating oil to a bearing surface formed between the bearing member and the journal portion. And formed,
The bearing member is formed with a supply path capable of supplying the lubricating oil supplied to the bearing surface to the cooling medium injection device.
The piston cooling structure according to any one of claims 6 to 9, wherein the cooling medium injection device injects the lubricating oil supplied from the supply path toward the piston.
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