JP2016138491A - 潤滑構造 - Google Patents

Abstract

【課題】オイルパンの潤滑油を効率的に飛散させる。
【解決手段】エンジン１の潤滑構造１７は、ピストン８と、ピストンに小端部２ａが連結されたコンロッド２と、コンロッドの大端部が連結されたクランクシャフト３と、クランクシャフトが回転自在に収容され、底部に潤滑油が貯留されるオイルパン９が形成されたクランクケース５と、クランクケースのオイルパンに貯留される潤滑油に一部が浸漬された状態で回転自在に設けられ、回転によって潤滑油をクランクケース内に飛散させる回転体（ガバナギヤ１１）と、クランクシャフトの回転中心とピストンとの間であって、コンロッドとクランクシャフトが連結される連結部（クランクピン３ａ）までクランクシャフトの回転軸方向に延在して設けられ、ガバナギヤから飛散してクランクケースの内壁５ａを伝う潤滑油を、コンロッドに滴下させるガイドリブ１８と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、クランクケース内に潤滑油を飛散させるエンジンの潤滑構造に関する。

エンジンにおいては、潤滑油によってエンジン内部の潤滑および冷却がなされている。例えば、特許文献１、２に記載のエンジンでは、クランクケース内にはオイルパンが形成されており、クランクシャフトの回転力を利用してスクレーパを回動させてオイルパンに貯留された潤滑油を掻き揚げ、ピストン、コンロッド、クランクシャフトなどのエンジンの構成部材に飛散させる。

また、特許文献３に記載のエンジンでは、カム軸のギヤを介してクランクシャフトと連結されたギヤが、オイルパンの潤滑油に一部浸漬されており、ギヤが回転することで潤滑油を掻き揚げる構成となっている。

実開昭５９−１６０８０５号公報 実開昭６１−１２２３１２号公報 実開昭５７−１０４０５号公報

上記の特許文献３に記載のように、オイルパンの潤滑油に一部が浸漬された回転体を回転させることで潤滑油を飛散させる構成において、クランクシャフトやピストンに対する回転体の位置によっては、潤滑油の多くがクランクケースの内壁に付着してそのままオイルパンまで滴下してしまい、ピストンやコンロッドへの潤滑油の供給量が低下してしまうおそれがある。そのため、潤滑油による潤滑および冷却の効率を向上する技術の開発が希求されている。

そこで、本発明は、オイルパンの潤滑油を効率的に飛散させることができる潤滑構造を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、本発明のエンジンの潤滑構造は、ピストンと、ピストンに一端が連結されたコンロッドと、コンロッドの他端が連結されたクランクシャフトと、クランクシャフトが回転自在に収容され、底部に潤滑油が貯留されるオイルパンが形成されたクランクケースと、クランクケースのオイルパンに貯留される潤滑油に一部が浸漬された状態で回転自在に設けられ、回転によって潤滑油をクランクケース内に飛散させる回転体と、クランクシャフトの回転中心とピストンとの間であって、少なくともコンロッドとクランクシャフトが連結される連結部までクランクシャフトの回転軸方向に延在して設けられ、回転体から飛散してクランクケースの内壁を伝う潤滑油を、コンロッドに滴下させるガイドリブと、を備えたことを特徴とする。

ガイドリブのうち、潤滑油の滴下方向の先端部は、クランクシャフトの回転軸方向における位置が、回転体側からコンロッド側に近づくほど、クランクシャフトの回転中心に近づく方向に傾斜していてもよい。

ピストンの径方向中心は、クランクシャフトの回転軸中心に対してオフセットしていてもよい。

ガイドリブは、クランクケースの内壁のうち、ピストンの径方向中心を境にして排気ポート側に設けられてもよい。

クランクシャフトは、回転軸方向における位置が、連結部と回転体との間となる範囲に設けられるクランクウェブを備え、ガイドリブは、少なくともクランクウェブから連結部に亘って、クランクシャフトの回転軸方向に延在していてもよい。

回転体は、エンジンの回転数の過剰な上昇を抑制するガバナ機構のギヤであってもよい。

本発明によれば、オイルパンの潤滑油を効率的に飛散させることができる。

エンジンの潤滑構造を説明するための概略断面図である。 図１のＩＩ‐ＩＩ線断面である。 図１のＩＩＩ‐ＩＩＩ線断面である。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、発明の理解を容易にするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。

図１は、エンジン１を説明するための概略断面図であり、図２は、図１のＩＩ‐ＩＩ線断面である。ここでは、理解を容易とするため、図２ではクランクシャフト３および後述するガバナ機構１０の一部の図示を省略する。図１、図２中、破線矢印は潤滑油の流れ方向を示す。

図１に示すように、エンジン１は、シリンダブロック４とクランクケース５とが一体に形成された筐体６を有する。シリンダブロック４の内部にはシリンダ７が形成されており、シリンダ７内にピストン８が収容されている。クランクケース５の内部にはクランクシャフト３が回転自在に収容されている。

シリンダブロック４のうち、図１中、上側にはシリンダヘッド（不図示）が配され、シリンダ７内において、シリンダヘッドおよびピストン８で囲繞された空間が燃焼室となり、燃焼室内で燃料の燃焼が行われる。

ピストン８には、図２に示すコンロッド２の小端部２ａ（一端）が連結されており、コンロッド２の大端部２ｂ（他端）には、図１に示すクランクシャフト３のクランクピン３ａ（連結部）が連結されている。燃焼室で燃料が燃焼し、その膨張圧を受けてピストン８がシリンダ７内を往復移動すると、ピストン８の動力がコンロッド２を介してクランクシャフト３に伝達されてクランクシャフト３を回転させる。

クランクケース５の下部にはガバナ機構１０が設けられている。ガバナ機構１０は、エンジン１の回転数の過剰な上昇を抑制する機構である。ガバナ機構１０のガバナギヤ１１（回転体）は、クランクケース５内において回転自在に設けられ、クランクシャフト３と一体回転するギヤ１２と噛合しており、クランクシャフト３の回転に伴ってギヤ１２を介して回転する。

ガバナギヤ１１は、図１中、左側が開口し右側が閉塞する中空形状となっている。ガバナギヤ１１の内部には、フライウェイト１３がガバナギヤ１１の回転軸を中心としてガバナギヤ１１の周方向に複数配されており、フライウェイト１３がガバナギヤ１１と一体回転する。スリーブ１４は、複数のフライウェイト１３に支持されている。

エンジン１の回転数が上昇しフライウェイト１３の一端部１３ａが遠心力によってスリーブ１４の径方向外側に広がると、フライウェイト１３の他端部１３ｂに押圧されて、スリーブ１４が図１中、左側に移動する。スリーブ１４の先端は、不図示のスロットルバルブを開閉する開閉機構に当接しており、スリーブ１４が図１中、左側に移動すると、スロットルバルブを閉じることで、エンジン１の回転数が過剰に上昇することを抑制する。

これらのピストン８、コンロッド２、クランクシャフト３、ギヤ１２、および、ガバナギヤ１１の潤滑や、ピストン８およびシリンダ７の冷却などの目的から、クランクケース５の底部にはオイルパン９が形成され、図１、図２中、クロスハッチングで示すように、オイルパン９に潤滑油が貯留されている。

図２に示すように、スクレーパ１５は、コンロッド２の大端部２ｂと一体形成されており、ピストン８の往復移動に伴ってクランクシャフト３が回転すると、クランクシャフト３の回転に伴って、オイルパン９に貯留された潤滑油中に浸漬されたり、潤滑油の液面１６上方に退避したりする。こうして、潤滑油がクランクケース５内に飛散することとなる。

エンジン１の潤滑および冷却をさらに効率的に遂行するため、エンジン１にはスクレーパ１５の他に潤滑構造１７を備える。以下、潤滑構造１７について詳述する。

本実施形態の潤滑構造１７は、ガバナギヤ１１とガイドリブ１８を備える。図１に示すように、ガバナギヤ１１は、オイルパン９に貯留される潤滑油に一部が浸漬された状態となっている。そして、オイルパン９の潤滑油が、ガバナギヤ１１の回転によって掻き揚げられて、ガバナギヤ１１とギヤ１２との噛合部分に至る。

クランクシャフト３におけるクランクウェブ３ｂは、クランクシャフト３の回転軸方向における位置が、クランクピン３ａとガバナギヤ１１との間となる範囲に設けられており、ガバナギヤ１１とギヤ１２から飛散した潤滑油は、クランクシャフト３のクランクウェブ３ｂに向かう。そして、クランクウェブ３ｂに飛散した潤滑油の一部は、クランクウェブ３ｂの遠心力によってピストン８側に飛散し、ピストン８やシリンダ７を潤滑および冷却する。

また、クランクウェブ３ｂから飛散した潤滑油の一部は、図２に示すように、クランクケース５の内側の壁面に衝突して、壁面に沿ってシリンダ７側に向かって流れる。ここでは、クランクケース５の内側の壁面のうち潤滑油が飛散する内壁５ａが、オイルパン９（下方）からシリンダ７（上方）に向かうにつれて、シリンダ７の径方向内側（図２中、左側）に近づく向きに傾斜している。すなわち、内壁５ａは、クランクシャフト３の回転軸に垂直な断面（図２に示す断面）において、鉛直上側ほどシリンダ７側に向かって傾斜している（クランクケース５の内部が鉛直上側に向かって狭くなっている）ことから、潤滑油が効率的にシリンダ７側に導かれることとなる。

上記内壁５ａには、ガイドリブ１８が設けられている。ガイドリブ１８は、図１に示すように、クランクシャフト３の回転中心とピストン８との間に位置している。詳細には、ガイドリブ１８は、クランクシャフト３の回転軸方向に延在し、クランクシャフト３の回転軸方向においてシリンダ７が延在する範囲よりも広範囲に位置している。

また、ガイドリブ１８は、図２に示すように、コンロッド２の揺動軌跡範囲の鉛直上方に位置しており、ガバナギヤ１１から飛散してクランクケース５の内壁５ａを伝う潤滑油を、コンロッド２に滴下させる。コンロッド２に滴下した潤滑油は、コンロッド２の揺動によってピストン８やシリンダ７に飛散する。

ガイドリブ１８が設けられていない場合、図１に示すように、クランクウェブ３ｂからクランクシャフト３の径方向に飛散した潤滑油の一部は、図１中、左側に向かうことなくクランクケース５の内壁５ａをクランクシャフト３の回転方向に流動して、オイルパン９に戻ってしまう。ここでは、ガイドリブ１８を設けることで、図１中、潤滑油を左側に導き、コンロッド２に滴下させてピストン８やシリンダ７側に飛散させることで、潤滑油による潤滑および冷却の効果を向上させることが可能となる。

また、図１に示すように、ガイドリブ１８のうち、潤滑油の滴下方向（図１、図２中、下側）の先端部１８ａは、図１中、左側ほど、滴下方向（鉛直下側）に向かう方向に傾斜している。換言すれば、先端部１８ａは、クランクシャフト３の回転軸方向における位置が、ガバナギヤ１１側からコンロッド２側に近づくほど、クランクシャフト３の回転中心（コンロッド２とクランクシャフト３との連結部）に近づく方向に傾斜している。

そのため、ガイドリブ１８に飛散した潤滑油は、重力に従って鉛直下側に滴下しながら、先端部１８ａに沿って、図１中、左側に移動する。その結果、潤滑油がクランクウェブ３ｂからクランクピン３ａ側に向かい易くなり、潤滑油をコンロッド２に滴下させてピストン８やシリンダ７側に飛散させることで、潤滑油による潤滑および冷却の効果を向上させることが可能となる。

また、エンジン１では、図２に白抜き矢印で示すように、ピストン８の径方向中心が、クランクシャフト３の回転軸中心Ｙに対して、図２中、左側にオフセットしている。このように、ピストン８とクランクシャフト３がオフセットして配置されているエンジン１では、スクレーパ１５が図２中、右側に配置される結果、スクレーパ１５がピストン８やシリンダ７から右側に離れてしまい、潤滑油がピストン８やシリンダ７に到達し難い。

このようなオフセット配置のエンジン１では、スクレーパ１５だけでは不足しがちな潤滑油のピストン８やシリンダ７への供給量を、上記の潤滑構造１７によって十分に確保でき、潤滑構造１７を好適に適用可能となる。

また、不図示のシリンダヘッドにおいて排気ポートは、ピストン８の径方向中心よりも、図２中、右側に配置されている。その結果、ピストン８の径方向中心よりも、図２中、右側の方が左側よりも高温となる。ここでは、ガイドリブ１８を、クランクケース５の内壁のうち、ピストン８の径方向中心を境にして排気ポート（図２中、右側）側の内壁５ａに設けている。そのため、ガイドリブ１８に飛散した潤滑油による冷却効果を向上することが可能となる。

図３は、図１のＩＩＩ‐ＩＩＩ線断面である。図３中、破線矢印は潤滑油の流れ方向を示す。図３では、理解を容易とするため、ピストン８およびコンロッド２の図示を省略している。図３に示すように、ガイドリブ１８は、クランクシャフト３の回転軸方向のガバナギヤ１１側ほど（先端側ほど）細く形成されている。すなわち、ガイドリブ１８は、先細り形状となっている。そのため、例えば、ガイドリブ１８をクランクケース５と鋳造などで一体形成する場合、ガイドリブ１８を鋳型から取り出し易く、製造が容易に行える。

上述した実施形態では、ガイドリブ１８は、クランクシャフト３の回転軸方向に延在し、クランクシャフト３の回転軸方向においてシリンダ７が延在する範囲よりも広範囲に位置している場合について説明した。しかし、ガイドリブ１８は、少なくともコンロッド２に連結されるクランクピン３ａまでクランクシャフト３の回転軸方向に延在していればよい。

ただし、ガイドリブ１８は、少なくともクランクウェブ３ｂからクランクピン３ａに亘って、クランクシャフト３の回転軸方向に延在していれば、クランクウェブ３ｂから飛散した潤滑油をクランクピン３ａ側に導き、ピストン８やシリンダ７側にさらに飛散させて、潤滑および冷却の効果を向上させることが可能となる。

また、上述した実施形態では、オイルパン９に貯留される潤滑油に一部が浸漬された回転体がガバナギヤ１１である場合について説明したが、ガバナギヤ１１とは別に、オイルパン９に貯留される潤滑油に一部が浸漬された回転体を設けてもよい。ただし、ガバナギヤ１１を回転体として用いることで、新たに回転体を設ける必要がなく、部品点数を削減してコストを低減できる。

また、上述した実施形態では、ピストン８の径方向中心Ｘが、クランクシャフト３の回転軸中心Ｙに対してオフセットしている場合について説明したが、ピストン８の径方向中心は、図２中、左右方向の位置が、クランクシャフト３の回転軸中心Ｘと同じであってもよい。

また、上述した実施形態では、ガイドリブ１８は、クランクケース５の内壁のうち、ピストン８の径方向中心を境にして排気ポート側に設けられる場合について説明したが、ガイドリブ１８は、ガバナギヤ１１からの潤滑油の飛散方向に位置する内壁に設けられていればよい。

以上、添付図面を参照しつつ本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されないことは勿論であり、特許請求の範囲に記載された範疇における各種の変更例又は修正例についても、本発明の技術的範囲に属することは言うまでもない。

本発明は、クランクケース内に潤滑油を飛散させるエンジンの潤滑構造に利用できる。

１ エンジン
２ コンロッド
２ａ 小端部（一端）
２ｂ 大端部（他端）
３ クランクシャフト
３ａ クランクピン（連結部）
３ｂ クランクウェブ
５ クランクケース
５ａ 内壁
８ ピストン
９ オイルパン
１０ ガバナ機構
１１ ガバナギヤ（回転体）
１７ 潤滑構造
１８ ガイドリブ
１８ａ 先端部

Claims (6)

1. ピストンと、
   前記ピストンに一端が連結されたコンロッドと、
   前記コンロッドの他端が連結されたクランクシャフトと、
   前記クランクシャフトが回転自在に収容され、底部に潤滑油が貯留されるオイルパンが形成されたクランクケースと、
   前記クランクケースのオイルパンに貯留される潤滑油に一部が浸漬された状態で回転自在に設けられ、回転によって該潤滑油を該クランクケース内に飛散させる回転体と、
   前記クランクシャフトの回転中心と前記ピストンとの間であって、少なくとも前記コンロッドと該クランクシャフトが連結される連結部まで該クランクシャフトの回転軸方向に延在して設けられ、前記回転体から飛散して前記クランクケースの内壁を伝う潤滑油を、前記コンロッドに滴下させるガイドリブと、
   を備えたことを特徴とするエンジンの潤滑構造。
2. 前記ガイドリブのうち、前記潤滑油の滴下方向の先端部は、前記クランクシャフトの回転軸方向における位置が、前記回転体側から前記コンロッド側に近づくほど、該クランクシャフトの回転中心に近づく方向に傾斜していることを特徴とする請求項１に記載のエンジンの潤滑構造。
3. 前記ピストンの径方向中心は、前記クランクシャフトの回転軸中心に対してオフセットしていることを特徴とする請求項１または２に記載のエンジンの潤滑構造。
4. 前記ガイドリブは、前記クランクケースの内壁のうち、前記ピストンの径方向中心を境にして排気ポート側に設けられることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のエンジンの潤滑構造。
5. 前記クランクシャフトは、回転軸方向における位置が、前記連結部と前記回転体との間となる範囲に設けられるクランクウェブを備え、
   前記ガイドリブは、少なくとも前記クランクウェブから前記連結部に亘って、該クランクシャフトの回転軸方向に延在していることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のエンジンの潤滑構造。
6. 前記回転体は、エンジンの回転数の過剰な上昇を抑制するガバナ機構のギヤであることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のエンジンの潤滑構造。

Images