JP4066677B2

JP4066677B2 - エンジンの潤滑装置

Info

Publication number: JP4066677B2
Application number: JP2002061581A
Authority: JP
Inventors: 秀明安川; 晶洋香川; 伸一山田
Original assignee: Suzuki Motor Co Ltd
Current assignee: Suzuki Motor Co Ltd
Priority date: 2002-03-07
Filing date: 2002-03-07
Publication date: 2008-03-26
Anticipated expiration: 2022-03-07
Also published as: JP2003262112A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンの潤滑装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
エンジンは、その内部に多くの摺動部や回転部を有するため、潤滑装置を用いて各部に潤滑オイルを供給し、潤滑オイルの働きにより各部の摩擦抵抗を減らし、エンジンの機能を充分に発揮させるようになっている。
【０００３】
４サイクルエンジンの潤滑装置の一般的な潤滑オイルの経路は、エンジンのクランクケース下部に一体または別体に設けられたオイルパンに貯留されている潤滑オイルをオイルポンプで吸い上げてエンジン内各潤滑部に圧送するようになっている。
【０００４】
そして、エンジン内各潤滑部を潤滑した潤滑オイルは自然落下したり、オイル落とし通路等を経由したりしてオイルパンに戻されるように構成されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、エンジン停止後しばらく放置された後や、潤滑オイルの交換後、オイルポンプ内に溜まっていた潤滑オイルは重力によりオイルパンに流出して空気と置換されてしまう。その結果、上述した状態後にエンジンを再始動するとオイルポンプの出口より最も近い開放端までの通路抵抗によりオイルポンプはエアロック状態を発生し、エンジンがある回転数以上に達するまで潤滑オイルを汲み上げられなくなり、エンジン始動後の初期状態においてエンジン各部に潤滑オイルを供給できなくなる。
【０００６】
そのために、例えば特開平１０−１９６３３８号公報に示すように、オイルポンプから延びる潤滑油供給通路の比較的オイルポンプに近い箇所に潤滑油供給通路内を大気開口するオリフィス孔を設け、エンジン始動時にオイルポンプ内を含む潤滑油供給通路内の空気をこのオリフィス孔から排出するように構成したものがある。
【０００７】
ところが、上述した公報記載の構造ではエンジンの回転数が上昇してオイルポンプから吐出される潤滑オイルの油圧および油温が上昇するとオリフィス孔から潤滑オイルが流出してオリフィス孔より下流の潤滑油供給通路内の油圧（油量）が低下するといった問題を生じる。そのために、オイルポンプの吐出能力を潤滑オイルの流出量が最も多いときに合わせて設定する必要があり、オイルポンプが必要以上に大型化したり、エンジン低回転時に必要以上の潤滑オイルが吐出されたりといった不具合がある。
【０００８】
本発明は上述した事情を考慮してなされたもので、オイルポンプを必要以上に大型化することなくエアロック状態の発生を回避可能なエンジンの潤滑装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るエンジンの潤滑装置は、上述した課題を解決するために、請求項１に記載したように、オイルパン内の潤滑オイルをクランクシャフトによって駆動されるオイルポンプを用いて潤滑経路を介してエンジン各部に圧送すると共に、上記オイルポンプを上記エンジン停止時における上記潤滑オイルの油面より上方に配置したエンジンの潤滑装置において、上記オイルポンプの下流に接続される上記潤滑経路の一部を上記オイルポンプより上方に配置し、この潤滑経路の一部に上記エンジンの内部空間への開口を設けると共に、上記オイルポンプの吐出口の直下流と上記開口の直上流とを、上記潤滑経路より細い経路断面積を備えて上方に向かって延設される連絡通路で連通させたものである。
【００１０】
また、上述した課題を解決するために、請求項２に記載したように、上記オイルポンプより上方に配置される上記エンジンの内部空間への開口を、ピストンの周囲を潤滑および冷却する潤滑オイルの噴射孔としたものである。
【００１１】
さらに、上述した課題を解決するために、請求項３に記載したように、上記オイルポンプを構成するケーシングを、複数の部材を向かい合わせて形成し、上記連絡通路をこれらの部材の合わせ面に形成したものである。
【００１２】
さらにまた、上述した課題を解決するために、請求項４に記載したように、上記連絡通路を略鉛直方向に直線状に形成したものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１４】
図１は、この発明を適用した自動二輪車の一例を示す右側面図である。図１に示すように、この自動二輪車１は図示しないアンダーボーンタイプの車体フレームを有し、その前頭部に設けられた図示しないヘッドパイプに、ハンドルバー２やフロントフェンダ３と共に前輪４を支持するフロントフォーク５が左右に操舵自在に枢着される。
【００１５】
車体の中央下部にはエンジン６が搭載される。このエンジン６からはスイングアーム（図示せず）およびチェーンケース８が後方に向かって延設され、これらの後部に駆動輪である後輪９が軸支される。さらに、チェーンケース８の上方には運転シート１０が設けられると共に、運転シート１０の前下部にはエンジン６の上方および左右を覆うレッグシールド１１が配置される。
【００１６】
図２は、エンジン６のクランクケース１２（後述）の右側面図であり、クラッチカバー１３（後述）が取り外された状態を示す。また、図３は図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図を含むエンジン６の平断面図である。図１、図２および図３に示すように、エンジン６は、例えば前から順にシリンダヘッド１４およびシリンダブロッ１５から構成される一つのシリンダアッセンブリ１６がエンジンケース１７前部に略水平に、本実施形態においては水平よりやや上方に向かって傾斜した状態で載置された単気筒エンジンである。
【００１７】
エンジンケース１７は主に、車両の幅方向に二分割される左右のクランクケース１２と、クランクケース１２の右側面に配置されるクラッチカバー１３と、クランクケース１２の左側面に配置される発電機カバー１８とから構成される。クラッチカバー１３および発電機カバー１８はそれぞれ車幅方向外側に向かって張出する。
【００１８】
さらに、このエンジン６は、シリンダヘッド１４内部に吸・排気バルブ（図示せず）開閉用のカム１９を備えた一本のカムシャフト２０を用いて各バルブを開閉するシングルオーバーヘッドカムシャフト（ＳＯＨＣ）型の動弁機構２１を備えた４サイクルエンジンである。
【００１９】
シリンダヘッド１４の下部にはエンジン排気系を構成するエキゾーストパイプ２２およびマフラ２３が接続される。また、シリンダアッセンブリ１６の上部には図示しないエンジン吸気系を構成するキャブレタが接続され、さらにこのキャブレタの上流側には図示しないエアクリーナが接続される。
【００２０】
クランク室内にはクランクシャフト２４が車両の幅方向、すなわち車両の進行方向に対して直角に配置される。さらに、シリンダブロッ１５の内部にはピストン２５を収容するシリンダボア２６が形成されると共に、シリンダヘッド１４にはこのシリンダボア２６に整合する燃焼室２７が形成され、この燃焼室２７に向かって外方より点火プラグ２８が挿着される。
【００２１】
クランクシャフト２４の略中央部に位置するクランクピン２９にはコンロッド３０の大端部３０ａが連結され、また、コンロッド３０の小端部３０ｂにはピストンピン３１を介してピストン２５が連結される。そして、このピストン２５がシリンダボア２６内をその軸方向に往復し、この往復ストロークがコンロッド３０を介してクランクシャフト２４に伝達され、クランクシャフト２４を回転運動させる。そして、クランクシャフト２４の一端、本実施形態においては右端、には例えば遠心式の自動クラッチ機構３２が設けられる。
【００２２】
一方、クランクケース１２の左側面にはこのクランクケース１２から隔離された発電機室３３が形成される。また、クランクシャフト２４の左端は発電機室３３内に突出し、この突出端に発電機３４が設けられる。そして、発電機室３３は前記発電機カバー１８によって覆われると共に、クランクシャフト２４の発電機３４内側にはカムドライブギヤ３５が設けられる。
【００２３】
また、シリンダヘッド１４に配置されたカムシャフト２０の一端にはカムスプロケット３６が設けられ、このカムスプロケット３６はカムチェーン３７を介してカムドライブギヤ３５に作動連結され、クランクシャフト２４の回転がカムチェーン３７を介してカムシャフト２０に伝達されることにより動弁機構２１が作動する。
【００２４】
ところで、本発明に係るエンジン６はその内部の摺動部や回転部に潤滑オイル４０を供給し、潤滑オイル４０の働きにより各部の摩擦抵抗を減らし、エンジン６の機能を充分に発揮させるための潤滑装置３８を備える。
【００２５】
図４は、図２のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図である。また、図５は潤滑装置３８の系統図である。なお、以下に述べる説明において各部材の位置関係はエンジン６を車両に搭載した状態での位置である。図２〜図５に示すように、エンジン６のクランクケース１２下部には潤滑オイル４０を貯留するオイルパン３９がクランクケース１２と一体または別体に設けられる。
【００２６】
クランクケース１２の例えば右側面にはオイルパン３９内の潤滑オイル４０を吸い上げてエンジン６内各潤滑部に圧送するオイルポンプ４１が設けられる。このオイルポンプ４１は例えば公知のトロコイドポンプであり、ケーシング４２内に形成されたロータ室４３内にインナーロータ４４とアウターロータ４５とを備える。また、ロータ室４３の下端はエンジン６停止時におけるオイルパン３９内の潤滑オイル４０の油面４６と同等または高い位置に配置される。
【００２７】
ケーシング４２は例えば二枚の板状の構成部材、本実施形態においてはインナープレート４７とアウタープレート４８とをクランクシャフト２４の軸方向に向かい合わせて形成され、例えばアウタープレート４８のインナープレート４７との合わせ面側内部にロータ室４３を形成してインナーロータ４４とアウターロータ４５とを収納すると共に、ケーシング４２は複数本の取付ボルト４９ａ〜４９ｃによってクランクケース１２の右側面に固定される。
【００２８】
ロータ室４３内のインナーロータ４４にはポンプシャフト５０の一端が回転一体に連結される。ポンプシャフト５０は前記クランクシャフト２４と平行に配置され、そのクランクケース１２側端部にはポンプドリブンギヤ５１が設けられると共に、このポンプドリブンギヤ５１はクランクシャフト２４上に設けられたポンプドライブギヤ５２に作動連結し、クランクシャフト２４が回転することによりオイルポンプ４１が駆動されるように構成される。
【００２９】
ロータ室４３の吸入口５３からは、吸入通路５４が例えば後下方に向かってアウタープレート４８のインナープレート４７との合わせ面側内部に形成される。また、ロータ室４３の吐出口５５からは、吐出通路５６が例えば前下方に向かってアウタープレート４８のインナープレート４７との合わせ面側内部に形成される。
【００３０】
一方、クランクケース１２内にはオイルパン３９から例えば一旦上方に向かって延び、その後クランクケース１２の右側面に向かって延びる、潤滑経路であるオイル汲み上げ通路５７，５８が形成される。これらのオイル汲み上げ通路５７，５８の上流端にはストレーナ５９が設けられて常時オイルパン３９内の潤滑オイル４０内に位置する。また、オイル汲み上げ通路５７，５８の下流端はクランクケース１２の右側面に臨んで開口し、この開口部６０に上記オイルポンプ４１の吸入通路５４が接続される。
【００３１】
他方、クランクケース１２内には他の潤滑経路であるメインギャラリ６１が形成され、このメインギャラリ６１から例えばクランクシャフト２４やカムシャフト２０の摺動面に向かって他の潤滑経路であるオイル供給路６２，６３が分岐して形成される。また、メインギャラリ６１の上流端はクランクケース１２の右側面に臨んで開口し、この開口部６４に上記オイルポンプ４１の吐出通路５６が接続される。
【００３２】
さらに、オイル供給路６２，６３に分岐される以前のメインギャラリ６１には潤滑オイル４０中の不純物等を濾過するオイルフィルタ６５が設けられると共に、このオイルフィルタ６５の上流側からはリリーフ通路６６が分岐してオイルパン３９に向かって延設され、このリリーフ通路６６の途中にリリーフ弁６７を設けることによりオイルフィルタ６５より上流側のメインギャラリ６１内の油圧制御を行う（図５参照）。なお、クランクシャフト２４やカムシャフト２０の摺動面を潤滑した潤滑オイル４０はエンジン６の内部空間を自然落下したり、オイル落とし通路（図示せず）等を経由したりしてオイルパン３９に戻されるように構成される。
【００３３】
クランクケース１２内にはピストン２５の周囲に潤滑オイル４０を供給するピストンジェット６８，６９が設けられる。本発明に適用したエンジン６は、例えば図２に示すように、上下方向に離間した二箇所のピストンジェット６８，６９をクランクシャフト２４の上方に備える。ピストンジェット６８，６９は他の潤滑経路であるジェット通路７０，７１の下流端にシリンダボア２６内に指向する、エンジン６の内部空間への開口である噴射孔７２，７３を設けたもので、ジェット通路７０，７１はメインギャラリ６１から分岐した他の潤滑経路であるオイル供給路７４，７５に接続される。
【００３４】
また、上下のジェット通路７０，７１はそれぞれオイルポンプ４１より高い位置にクランクケース１２の右側面からこの面に直交してクランクケース１２内のシリンダボア２６下端に向かって穿設され、上側のジェット通路７０は例えばその開口部７６がオイルポンプ４１のケーシング４２をクランクケース１２に固定する取付ボルト４９ａによって塞がれる（取付ボルト４９ａが盲栓を兼ねる）。
【００３５】
また、下側のジェット通路７１はその開口部７７がケーシング４２、本実施形態おいてはインナープレート４７の、クランクケース１２側の面によって塞がれる。すなわち、オイルポンプ４１のケーシング４２はクランクシャフト２４の下方から上方に向かって延設される。
【００３６】
オイルポンプ４１のケーシング４２に形成される吐出通路５６の、最もロータ室４３に近い地点、すなわち吐出口５５の直下流からは、その上方に位置する下側のジェット通路７１の直上流である開口部７７側方に向かって連絡通路７８が形成される。この連絡通路７８は例えばアウタープレート４８のインナープレート４７との合わせ面側内部に略鉛直方向に直線状に延びる溝状に形成されると共に、連絡通路７８の下流端とジェット通路７１の開口部７７との間に位置するインナープレート４７には両者７７，７８を連通する連通孔７９が穿設される。そして、連絡通路７８は潤滑経路を構成するメインギャラリ６１やオイル供給路６２，６３，７４，７５、ジェット通路７０，７１より細い経路断面積に設定される。
【００３７】
次に、本実施形態の作用について説明する。
【００３８】
エンジン６が始動してクランクシャフト２４が回転すると、このクランクシャフト２４によってオイルポンプ４１が駆動される。オイルポンプ４１が作動するとオイルパン３９内の潤滑オイル４０が潤滑経路を経てエンジン６内各部に圧送される。
【００３９】
具体的には、オイルパン３９内の潤滑オイル４０がオイル汲み上げ通路５７，５８からケーシング４２内の吸入通路５４を経て吸入口５３からロータ室４３に導かれ、インナーロータ４４によって加圧されて吐出口５５から吐出通路５６に吐出される。吐出通路５６に吐出された潤滑オイル４０はメインギャラリ６１から途中オイルフィルタ６５によって濾過され、一部はオイル供給路６２，６３を経てクランクシャフト２４やカムシャフト２０の摺動面に向かって圧送され、これらの摺動面を潤滑した後、例えばエンジン６の内部空間を自然落下してオイルパン３９に戻される。
【００４０】
また、オイルフィルタ６５によって濾過された残りの潤滑オイル４０はオイル供給路７４，７５からジェット通路７０，７１を経て、噴射孔７２，７３からピストン２５の周囲に潤滑オイル４０を噴射する。噴射された潤滑オイル４０はピストン２５とシリンダボア２６との摺動面や、コンロッド３０の小端部３０ｂとピストンピン３１との摺動面を潤滑すると共にピストン２５の周辺を冷却し、例えばエンジン６の内部空間を自然落下してオイルパン３９に戻される。
【００４１】
ところで、エンジン６停止後しばらく放置された後や、潤滑オイル４０の交換後、オイルポンプ４１内に溜まっていた潤滑オイル４０は重力によりオイルパン３９に流出して空気と置換されてしまい、このような状態でエンジン６を再始動すると従来はオイルポンプ４１の吐出口５５より最も近い開放端までの通路抵抗によりオイルポンプ４１はエアロック状態を発生し、エンジン６がある回転数以上に達するまで潤滑オイル４０を汲み上げられなくなり、エンジン６始動後の初期状態においてエンジン６各部に潤滑オイル４０を供給できなくなる。
【００４２】
本願発明においては、吐出口５５の直下流から潤滑オイル４０の噴射孔７３を有するジェット通路７１に向かって連絡通路７８が形成されているので、エンジン６を再始動するとオイルポンプ４１内の空気は速やかに排出されてエアロック状態を回避する。ジェット通路７１は本来潤滑経路の一部を構成しているため、空気の排出後はジェット通路７１と連絡通路７８とが閉回路となる。その結果、エンジン６始動後にエンジン６の回転数が上昇してオイルポンプ４１から吐出される潤滑オイル４０の油圧および油温が上昇しても潤滑オイル４０が外部に流出することがなく、潤滑経路の油圧の低下を防止する。
【００４３】
また、潤滑経路の油圧の低下を防止することができるのでオイルポンプ４１の吐出能力を不必要に大きくする必要がなく、オイルポンプ４１が必要以上に大型化したり、エンジン６低回転時に必要以上の潤滑オイル４０が吐出されたりといった不具合が生じない。
【００４４】
さらに、オイルポンプ４１内の空気の排出をオイルポンプ４１より上方に配置された潤滑オイル４０の噴射孔７３から行うので、空気が抜け易くなると共に、エンジン６始動後に噴射孔７３から噴射される潤滑オイル４０に多少の空気が混入してもピストン２５周辺の冷却効率を低下させることはない。
【００４５】
さらにまた、オイルポンプ４１を構成するケーシング４２を、複数の構成部材４７，４８を向かい合わせて形成し、連絡通路７８をこれらの構成部材４７，４８の合わせ面に形成したことにより、連絡通路７８の剛性を確保できると共に、部品点数を増加させることなく連絡通路７８を確保でき、重量や占有空間の増加を抑制できる。
【００４６】
そして、連絡通路７８を略鉛直方向に直線状に形成したことにより、空気の排出が滞りなく行えると共に、連絡通路７８の形状が簡素化され、形成が容易になる。なお、上述した実施形態においては連絡通路７８を潤滑経路より細い経路断面積に設定した例を示したが、必ずしも連絡通路７８の全長に亘って細くする必要はない。
【００４７】
ところで、従来のクランクケースにおいてはクランクシャフトの下部でオイルポンプの慣性力や重量を受けていたので、必然的にクランクケースの肉厚が厚くなって重量増を招いていたが、オイルポンプ４１のケーシング４２をクランクシャフト２４上方のジェット通路７０，７１まで延設したことにより、クランクケース１２の肉厚を薄くしてもその剛性が低下しない。
【００４８】
なお、上述した実施形態においては上側のジェット通路７０の開口部７６を、オイルポンプ４１のケーシング４２をクランクケース１２に固定する取付ボルト４９ａで塞ぎ、下側のジェット通路７１の開口部７７をケーシング４２で塞いでこの部位に連絡通路７８の下流端とジェット通路７１の開口部７７とを連通する連通孔７９を穿設した例を示したが、詳細には図示しないが連絡通路の下流端を上側のジェット通路の開口部側方まで延設し、オイルポンプのケーシングをクランクケースに固定する取付ボルトを、その内部に連通路が形成されたユニオンボルトとしてもよい。
【００４９】
さらに、オイルポンプ４１のケーシング４２は予めインナープレート４７とアウタープレート４８とを互いに固定した後にクランクケース１２に取り付けてもよく、また、インナープレート４７とアウタープレート４８とをクランクケース１２に取り付ける際に共締めにしてもよい。
【００５０】
そして、上述した構成のケーシング４２は従来機種のエンジンにも容易に後付けして同様の効果を得ることができる。
【００５１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係るエンジンの潤滑装置によれば、オイルポンプの大型化を招くことなく潤滑経路の油圧の低下を防止しながらもエンジンを再始動後のエアロック状態の回避が行える。
【００５２】
また、オイルポンプ内の空気が抜け易くなると共に、ピストン周辺の冷却効率を低下させることもない。さらに、部品点数を増加させることなく空気抜き用の連絡通路を確保できる。さらにまた、空気の排出が滞りなく行えると共に、連絡通路の形状が簡素化され、形成が容易になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るエンジンの潤滑装置の一実施形態を示す自動二輪車の右側面図。
【図２】クランクケースの右側面図。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図（エンジンの平断面図）。
【図４】図２のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図。
【図５】潤滑装置の系統図。
【符号の説明】
６エンジン
１２クランクケース
２４クランクシャフト
３８潤滑装置
３９オイルパン
４０潤滑オイル
４１オイルポンプ
４２ケーシング
４６潤滑オイルの油面
４７インナープレート（ケーシングの構成部材）
４８アウタープレート（ケーシングの構成部材）
４９ａ〜４９ｃ取付ボルト
５３吸入口
５５吐出口
５７，５８オイル汲み上げ通路（潤滑経路）
６１メインギャラリ（潤滑経路）
６２，６３，７４，７５オイル供給路（潤滑経路）
６８，６９ピストンジェット
７０，７１ジェット通路（潤滑経路）
７２，７３噴射孔（エンジンの内部空間への開口）
７８連絡通路
７９連通孔

Claims

オイルパン内の潤滑オイルをクランクシャフトによって駆動されるオイルポンプを用いて潤滑経路を介してエンジン各部に圧送すると共に、上記オイルポンプを上記エンジン停止時における上記潤滑オイルの油面より上方に配置したエンジンの潤滑装置において、上記オイルポンプの下流に接続される上記潤滑経路の一部を上記オイルポンプより上方に配置し、この潤滑経路の一部に上記エンジンの内部空間への開口を設けると共に、上記オイルポンプの吐出口の直下流と上記開口の直上流とを、上記潤滑経路より細い経路断面積を備えて上方に向かって延設される連絡通路で連通させたことを特徴とするエンジンの潤滑装置。
上記オイルポンプより上方に配置される上記エンジンの内部空間への開口を、ピストンの周囲を潤滑および冷却する潤滑オイルの噴射孔とした請求項１記載のエンジンの潤滑装置。
上記オイルポンプを構成するケーシングを、複数の部材を向かい合わせて形成し、上記連絡通路をこれらの部材の合わせ面に形成した請求項１または２記載のエンジンの潤滑装置。
上記連絡通路を略鉛直方向に直線状に形成した請求項３記載のエンジンの潤滑装置。