JP4147227B2

JP4147227B2 - エンジン

Info

Publication number: JP4147227B2
Application number: JP2005060079A
Authority: JP
Inventors: 鉱三吉田
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 2005-03-04
Filing date: 2005-03-04
Publication date: 2008-09-10
Anticipated expiration: 2025-03-04
Also published as: JP2006242114A

Description

本発明は、エンジンに関し、詳しくは、クランクケースの強度を高めることができるエンジンに関するものである。

従来のエンジンとして、本発明と同様、クランクケースに下開口部を設け、この下開口部を下方からオイルパンで覆い、クランクケースの左右横壁に沿って前後方向にのびる一対の左右オイル通路を設けたものがある。
この種のエンジンでは、左右オイル通路の外部配管が不要になるため、エンジンの製造が容易になる利点がある。

しかし、上記従来のエンジンでは、クランクケースの左右横壁に前後方向にのびる左右リブを設け、この左右リブをクランクケースの左右横壁から内向きに隆起させ、この左右リブに左右オイル通路を内設するに当たり、この左右リブをクランクケースの下開口部よりも高く位置させているため、問題が生じている。

上記従来技術では、次の問題がある。
《問題》クランクケースの下開口部の周肉壁の強度が低い。
左右リブをクランクケースの下開口部よりも高く位置させているため、クランクケースの下開口部の周肉壁の強度が低い。このため、クランクケース全体の強度が不十分で、高出力化を図ることが困難である。

《問題》クランクピンの回転半径を大きくすることができない。
左右リブをクランクケースの下開口部よりも高く位置させているため、クランクピンの回転半径を大きくすると、コンロッド大端部がこれらに干渉するおそれがある。このため、クランクピンの回転半径を小さくしておく必要があり、ピストンストロークを長くして、エンジンの出力を高めることができない。

《問題》潤滑性が不十分になる場合がある。
コンロッド大端部との干渉を避けるために左右リブを小さくすると、左右オイル通路の通路断面積を十分な大きさにすることができず、この場合には潤滑性が不十分になる。このため、高出力化に伴って増加する各摺動部の摺動抵抗に対応することができない。

本発明は、上記問題点を解決することができるエンジン、すなわち、クランクケースの強度を高めることができるエンジンを提供することを課題とする。

請求項１に係る発明の発明特定事項は、次の通りである。
図１、図２、図３(Ａ)に例示するように、クランクケース(１)に下開口部(２)を設け、この下開口部(２)を下方からオイルパン(３)で覆い、クランク軸(４)の架設方向を前後方向、クランクケース(１)の幅方向を左右方向として、クランクケース(１)の左右横壁(５)(６)に沿って前後方向にのびる一対の左右オイル通路(７)(８)を設けた、エンジンにおいて、
図２、図３(Ａ)に例示するように、クランクケース(１)の左右横壁(５)(６)に前後方向にのびる左右リブ(１２)(１３)を設け、この左右リブ(１２)(１３)をクランクケース(１)の左右横壁(５)(６)から内向きに隆起させ、この左右リブ(１２)(１３)に左右オイル通路(７)(８)を内設するに当たり、この左右リブ(１２)(１３)をクランクケース(１)の下開口部(２)に位置させ、
図３(Ｂ)に例示するように、クランクケース(１)の横壁(５)にその下面から上向きに位置決め用の基準孔(１８)をあけ、シリンダブロック(１９)の加工時にこの基準孔(１８)に位置決めピンを嵌入して、所定のシリンダブロック載置面上でシリンダブロック(１９)を位置決めできるようにするに当たり、
図３(Ｂ)(Ｃ)(Ｄ)に例示するように、シリンダブロック(１９)の加工後に、左右オイル通路(７)(８)のうち、基準孔(１８)と連通したオイル通路(８)に遮断パイプ(２０)を内嵌させることにより、この遮断パイプ(２０)でオイル通路(８)と基準孔(１８)との連通を遮断した、ことを特徴とするエンジン。

（請求項１に係る発明）
《効果》クランクケースの下開口部の周肉壁の強度が高い。
図２、図３(Ａ)に例示するように、左右リブ(１２)(１３)をクランクケース(１)の下開口部(２)に位置させたため、クランクケース(１)の下開口部(２)の周肉壁の強度が高い。このため、クランクケース(１)全体の強度が高まり、高出力化を図ることができる。

《効果》クランクピンの回転半径を大きくすることができる。
図２に例示するように、左右リブ(１２)(１３)をクランクケース(１)の下開口部(２)に位置させたため、クランクピン(１７)の回転半径を大きくしても、コンロッド大端部(３３)がこれらに干渉するおそれがない。このため、クランクピン(１７)の回転半径を大きくして、ピストンストロークを長くすることができ、高出力化を図ることができる。

《効果》潤滑性能を高めることができる。
図２に例示するように、コンロッド大端部(３３)との干渉をおそれることなく左右リブ(１２)(１３)を大きく隆起させることができるため、ここに内設する左右オイル通路(７)(８)の通路断面積も十分な大きさにすることができ、潤滑性能を高めることができる。このため、高出力化に伴って増加する各摺動部の摺動抵抗に対応することができる。

《効果》脱落によるオイル漏れのおそれがない。
図３(Ｂ)(Ｃ)(Ｄ)に示すように、シリンダブロック(１９)の加工後に、左右オイル通路(７)(８)のうち、基準孔(１８)と連通したオイル通路(８)に遮断パイプ(２０)を内嵌させることにより、この遮断パイプ(２０)でオイル通路(８)と基準孔(１８)との連通を遮断したため、基準孔(１８)に椀型プラグを内嵌する場合とは異なり、脱落によるオイル漏れのおそれがない。

（請求項２に係る発明）
請求項１に係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》クランクピンの回転半径を大きくすることができる。
図２、図４、図５に例示するように、クランク軸中心軸線(４ａ)からクランクピン(１７)の最外部までの回転半径を中間軸受け孔(１４ａ)(１５ａ)や端部軸受け孔(１６ａ)の内径よりも大きくし、中間軸受け孔(１４ａ)(１５ａ)と端部軸受け孔(１６ａ)の周縁部に除肉部(１４ｄ)(１５ｄ)(１６ｄ)を設け、クランク軸(４)をクランクケース(１)内に収容する際に、クランクピン(１７)の最外部が各除肉部(１４ｄ)(１５ｄ)(１６ｄ)を通過できるようにしたため、クランクピン(１７)の回転半径を大きくして、ピストンストロークを長くし、高出力化を図るとができる。

（請求項３に係る発明）
請求項２に係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》オイルがクランク軸で跳ね上げられる不具合が抑制される。
図２、図５に例示するように、中間軸受け孔(１４ａ)(１５ａ)の除肉部(１４ｄ)(１５ｄ)を前記中間軸受け孔(１４ａ)(１５ａ)の上寄りに配置したため、除肉部(１４ｄ)(１５ｄ)がオイルパン(３)内で波立つオイル(９)で塞がれることがなく、クランクケース(１)の各区画室同士が除肉部(１４ｄ)(１５ｄ)で常に連通し、ピストンのポンピングによる各区画室の圧力変動が平準化される。このため、各区画室での圧力変動で浮上したオイル(９)がクランク軸(４)で跳ね上げられる不具合が抑制される。このため、馬力損失やオイル劣化やオイル消費が抑制される。

（請求項４に係る発明）
請求項１から請求項３のいずれかに係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》オイルパン内のオイル量を多くすることができる。
図１に例示するように、調時伝動ケース(２１)の下方までオイルパン(３)を延長したため、オイルパン(３)に溜めることができるオイル(９)の量を多くすることができ、高出力化に伴って増加する各摺動部の摺動抵抗に対応することができる。

《効果》オイルパンの強度を高めることができる。
図１に例示するように、調時伝動ケース(２１)の下方までオイルパン(３)を延長し、このオイルパン(３)の延長部(３ａ)の上端を調時伝動ケース(２１)の下端(２１ａ)に取り付けたため、オイルパン(３)の強度を高めることができる。

本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１〜図５はいずれも本発明の実施形態に係るエンジンを説明する図で、この実施形態では３気筒の水冷縦型ディーゼルエンジンを用いて説明する。

このエンジンの概要は、次の通りである。
図１に示すように、クランクケース(１)とシリンダ(３４)とを一体成型したシリンダブロック(１９)を備えている。シリンダ(３４)の上部にシリンダヘッド(３５)を組み付け、シリンダヘッド(３５)の上部にヘッドカバー(３６)を組み付けている。クランクケース(１)の下部にオイルパン(３)を組み付けている。クランクケース(１)内にクランク軸(４)を収容し、このクランク軸(４)の架設方向を前後方向として、シリンダブロック(１)の前部に調時伝動ケース(２１)を組み付けている。

潤滑装置の構成は、次の通りである。
図１に示すように、クランクケース(１)に下開口部(２)を設け、この下開口部(２)を下方からオイルパン(３)で覆い、クランク軸(４)の架設方向を前後方向、図２、図３(Ａ)に示すように、クランクケース(１)の幅方向を左右方向として、クランクケース(１)の左右横壁(５)(６)に沿って前後方向にのびる一対の左右オイル通路(７)(８)を設け、図１に示すように、左オイル通路(７)を介してオイルパン(３)内のオイル(９)をオイルポンプ(１０)に吸引し、右オイル通路(８)を介してオイルポンプ(１０)からオイルを摺動部(１１)に圧送するようにしている。摺動部(１１)とはクランク軸(４)の軸受け部等である。

オイルパンから摺動部へのオイルの流れは、次の通りである。
オイルパン(３)内のオイルは、図１に示すオイルストレーナ(３７)からクランクケース(１)の左横壁(５)に沿う左オイル通路(７)を通過し、調時伝動ケース(２１)にそれぞれ設けたオイルポンプ(１０)とオイルフィルタ(図外)とを順に通過し、図２、図３(Ａ)に示すクランクケース(１)の右横壁(６)に沿う右オイル通路(８)を介して、各摺動部に供給される。

潤滑装置の工夫は、次の通りである。
図２、図３(Ａ)に示すように、クランクケース(１)の左右横壁(５)(６)に前後方向にのびる左右リブ(１２)(１３)を設け、この左右リブ(１２)(１３)をクランクケース(１)の左右横壁(５)(６)から内向きに隆起させ、この左右リブ(１２)(１３)に左右オイル通路(７)(８)を内設するに当たり、この左右リブ(１２)(１３)をクランクケース(１)の下開口部(２)に位置させている。図２に示すように、左右リブ(１２)(１３)の高さは、各上下方向中央部の高さ位置(１２ａ)(１３ａ)が、クランクケース(１)の下端(１ａ)と中間軸受け孔(１４ａ)の最下端部の高さ位置(１４ｅ)との間にくるように設定する。左右リブ(１２)(１３)の上面は、第１気筒と第２気筒の間の軸受け孔(１４ａ)の最下端部の高さ位置(１４ｅ)と同じか、それよりも低い位置に設定する。

図３(Ｂ)に示すように、クランクケース(１)の右横壁(６)にその下面から上向きに位置決め用の基準孔(１８)をあけ、シリンダブロック(１９)の加工時にこの基準孔(１８)に位置決めピンを嵌入して、所定のシリンダブロック載置面上でシリンダブロック(１９)を位置決めできるようにしている。図３(Ｂ)(Ｃ)に示すように、シリンダブロック(１９)の加工後に、左右オイル通路(７)(８)のうち、基準孔(１８)と連通した右オイル通路(８)に遮断パイプ(２０)を内嵌させることにより、この遮断パイプ(２０)で右オイル通路(８)と基準孔(１８)との連通を遮断する。なお、基準孔(１８)を左横壁(５)にあけ、基準孔(１８)と左オイル通路(７)とが連通する場合にも、同様にして、基準孔(１８)と連通した左オイル通路(７)に遮断パイプ(２０)を内嵌させることにより、この遮断パイプ(２０)で左オイル通路(７)と基準孔(１８)との連通を遮断する。図３(Ｄ)に示すように、両端部にＯリング(２０ａ)を外嵌した遮断パイプ(２０)を用いると、遮断性が一層高まる。

クランク軸の軸受け構造は、次の通りである。
図１に示すように、クランクケース(１)内を区画壁(１４)(１５)で各気筒毎に区画し、この区画壁(１４)(１５)に中間軸受け孔(１４ａ)(１５ａ)をあけ、この中間軸受け孔(１４ａ)(１５ａ)に軸受けケース(１４ｂ)(１５ｂ)を介してクランク軸(４)の中間ジャーナル部(１４ｃ)(１５ｃ)を軸受けし、クランクケース(１)の端壁(１６)に端部軸受け孔(１６ａ)をあけ、この端部軸受け孔(１６ａ)に軸受けケース(１６ｂ)を介してクランク軸(４)の端部ジャーナル部(１６ｃ)を軸受けしている。各軸受けケース(１４ｂ)(１５ｂ)(１６ｂ)には、各ジャーナル部(１４ｃ)(１５ｃ)(１６ｃ)と接する軸受けメタルを内嵌している。

クランクケースへのクランク軸の収容方法は、次の通りである。
クランク軸(４)の中間ジャーナル部(１４ｃ)(１５ｃ)と端部ジャーナル部(１６ｃ)に各軸受けケース(１４ｂ)(１５ｂ)(１６ｂ)を取り付けたまま、クランク軸(４)を端部軸受け孔(１６ａ)に挿通させた後、中間軸受け孔(１５ａ)(１４ａ)に挿通させて、クランク軸(４)をクランクケース(１)内に収容する。このようにして、クランク軸(４)をクランクケース(１)内に収容するに当たり、図２、図４、図５に示すように、クランク軸中心軸線(４ａ)からクランクピン(１７)の最外部までの回転半径を中間軸受け孔(１４ａ)(１５ａ)や端部軸受け孔(１６ａ)の内径よりも大きくし、中間軸受け孔(１４ａ)(１５ａ)と端部軸受け孔(１６ａ)の周縁部に除肉部(１４ｄ)(１５ｄ)(１６ｄ)を設け、クランク軸(４)をクランクケース(１)内に収容する際に、クランクピン(１７)の最外部が除肉部(１４ｄ)(１５ｄ)(１６ｄ)を通過できるようにしている。

図４に示すように、クランクケース(１)の端壁(１６)に１個所の除肉部(１６ｄ)を設け、この除肉部(１６ｄ)を端部軸受け孔(１６ａ)の下寄りに配置している。図２に示すように、クランクケースの第１気筒と第２気筒の間の区画壁(１４)に２個所の除肉部(１４ｄ)(１４ｄ)を設けている。図５に示すように、第２気筒と第３気筒の間の区画壁(１５)にも２個所の除肉部(１５ｄ)(１５ｄ)を設けている。図４に示すように、この第２気筒と第３気筒の間の区画壁(１５)の除肉部(１５ｄ)(１５ｄ)は、クランク軸中心軸線(４ａ)と平行な向きに見て、端壁(１６)の除肉部(１６ｄ)に対して時計廻り方向と反時計廻り方向に１２０°の位相差をもって配置され、いずれも中間軸受け孔(１５ａ)の上寄りに配置されている。図２に示すように、第１気筒と第２気筒の間の区画壁(１４)の２個所の除肉部(１４ｄ)(１４ｄ)は、クランク軸中心軸線(４ａ)と平行な向きに見て、前記区画壁(１５)の除肉部(１５ｄ)(１５ｄ)と重なる位置にある。このため、この２個所の除肉部(１４ｄ)(１４ｄ)も中間軸受孔(１４ａ)の上寄りに配置されている。各除肉部(１４ｄ)(１５ｄ)(１６ｄ)の位相差は、クランク軸(４)の各クランクピン(１７)同士の位相差に合わせている。

調時伝動ケースとオイルパンの関係は、次の通りである。
図１に示すように、クランクケース(１)の一端部に調時伝動ケース(２１)を取り付け、クランクケース(１)の下部にオイルパン(３)を取り付けるに当たり、調時伝動ケース(２１)の下端(２１ａ)をクランクケース(１)の下端(１ａ)の高さまで延長し、この調時伝動ケース(２１)の下方までオイルパン(３)を延長し、このオイルパン(３)の延長部(３ａ)の上端を調時伝動ケース(２１)の下端(２１ａ)に取り付けている。オイルパン(３)の延長部(３ａ)は他の部分をクランクケース(１)に取り付けるのと同様、オイルパン取付ボルト(４３)で調時伝動ケース(２１)に取り付ける。オイルパン(３)は板金製で、前後反転してもクランクケース(１)に取り付けることができるようになっている。オイルパン(３)の底壁には前後一端寄りにオイルドレイン(４４)を設け、オイルパン(３)の前後反転により、オイルドレイン(４４)の配置を前寄りか後ろ寄りか選択できるようになっている。

本発明の実施形態に係るエンジンの縦断側面図である。図１のII−II線断面図である。図１のエンジンのシリンダブロックを説明する図で、図３(Ａ)は底面図、図３(Ｂ)は図３(Ａ)のＢ−Ｂ線断面図、図３(Ｃ)は図３(Ｂ)のＣ−Ｃ線断面図、図３(Ｄ)は遮断パイプの変更例を用いた図３(Ｃ)相当図である。図１のエンジンのシリンダブロックの背面図である。図３のV−V線断面図である。

符号の説明

(１)…クランクケース、(１ａ)…下端、(２)…下開口部、(３)…オイルパン、(３ａ)…延長部、(４)…クランク軸、(４ａ)…クランク軸中心軸線、(５)…左横壁、(６)…右横壁、(７)…左オイル通路、(８)…右オイル通路、(１２)…左リブ、(１３)…右リブ、(１４)…区画壁、(１４ａ)…中間軸受け孔、(１４ｂ)…軸受けケース、(１４ｃ)…中間ジャーナル部、(１４ｄ)…除肉部、(１５)…区画壁、(１５ａ)…中間軸受け孔、(１５ｂ)…軸受けケース、(１５ｃ)…中間ジャーナル部、(１５ｄ)…除肉部、(１６)…端壁、(１６ａ)…端部軸受け孔、(１６ｂ)…軸受けケース、(１６ｃ)…端部ジャーナル部、(１６ｄ)…除肉部、(１７)…クランクピン、(１８)…基準孔、(１９)…シリンダブロック、(２０)…遮断パイプ、(２１)…調時伝動ケース、(２１ａ)…下端。

Claims

クランクケース(１)に下開口部(２)を設け、この下開口部(２)を下方からオイルパン(３)で覆い、クランク軸(４)の架設方向を前後方向、クランクケース(１)の幅方向を左右方向として、クランクケース(１)の左右横壁(５)(６)に沿って前後方向にのびる一対の左右オイル通路(７)(８)を設けた、エンジンにおいて、
クランクケース(１)の左右横壁(５)(６)に前後方向にのびる左右リブ(１２)(１３)を設け、この左右リブ(１２)(１３)をクランクケース(１)の左右横壁(５)(６)から内向きに隆起させ、この左右リブ(１２)(１３)に左右オイル通路(７)(８)を内設するに当たり、この左右リブ(１２)(１３)をクランクケース(１)の下開口部(２)に位置させ、
クランクケース(１)の横壁(５)にその下面から上向きに位置決め用の基準孔(１８)をあけ、シリンダブロック(１９)の加工時にこの基準孔(１８)に位置決めピンを嵌入して、所定のシリンダブロック載置面上でシリンダブロック(１９)を位置決めできるようにするに当たり、
シリンダブロック(１９)の加工後に、左右オイル通路(７)(８)のうち、基準孔(１８)と連通したオイル通路(８)に遮断パイプ(２０)を内嵌させることにより、この遮断パイプ(２０)でオイル通路(８)と基準孔(１８)との連通を遮断した、ことを特徴とするエンジン。
請求項１に記載したエンジンにおいて、
クランクケース(１)内を区画壁(１４)(１５)で各気筒毎に区画し、この区画壁(１４)(１５)に中間軸受け孔(１４ａ)(１５ａ)をあけ、この中間軸受け孔(１４ａ)(１５ａ)に軸受けケース(１４ｂ)(１５ｂ)を介してクランク軸(４)の中間ジャーナル部(１４ｃ)(１５ｃ)を軸受けし、クランクケース(１)の端壁(１６)に端部軸受け孔(１６ａ)をあけ、この端部軸受け孔(１６ａ)に軸受けケース(１６ｂ)を介してクランク軸(４)の端部ジャーナル部(１６ｃ)を軸受けし、
クランク軸(４)の中間ジャーナル部(１４ｃ)(１５ｃ)と端部ジャーナル部(１６ｃ)に各軸受けケース(１４ｂ)(１５ｂ)(１６ｂ)を取り付けたまま、クランク軸(４)を端部軸受け孔(１６ａ)に挿通させた後、中間軸受け孔(１５ａ)(１４ａ)に挿通させて、クランク軸(４)をクランクケース(１)内に収容するに当たり、
クランク軸中心軸線(４ａ)からクランクピン(１７)の最外部までの回転半径を中間軸受け孔(１４ａ)(１５ａ)や端部軸受け孔(１６ａ)の内径よりも大きくし、中間軸受け孔(１４ａ)(１５ａ)と端部軸受け孔(１６ａ)の周縁部に除肉部(１４ｄ)(１５ｄ)(１６ｄ)を設け、クランク軸(４)をクランクケース(１)内に収容する際に、クランクピン(１７)の最外部が除肉部(１４ｄ)(１５ｄ)(１６ｄ)を通過できるようにした、ことを特徴とするエンジン。
請求項２に記載したエンジンにおいて、
前記中間軸受け孔(１４ａ)(１５ａ)の除肉部(１４ｄ)(１５ｄ)を前記中間軸受け孔(１４ａ)(１５ａ)の上寄りに配置した、ことを特徴とするエンジン。
請求項１から請求項３のいずれかに記載したエンジンにおいて、
クランクケース(１)の一端部に調時伝動ケース(２１)を取り付け、クランクケース(１)の下部にオイルパン(３)を取り付けるに当たり、
調時伝動ケース(２１)の下端(２１ａ)をクランクケース(１)の下端(１ａ)の高さまで延長し、この調時伝動ケース(２１)の下方までオイルパン(３)を延長し、このオイルパン(３)の延長部(３ａ)の上端を調時伝動ケース(２１)の下端(２１ａ)に取り付けた、ことを特徴とするエンジン。