JP4733669B2 - 内燃機関におけるピストン冷却構造 - Google Patents

Description

本発明は、シリンダボアに摺動自在に嵌合されるピストンに向けて冷却用のオイルを噴射するオイルジェットを備える内燃機関に関し、特に、ピストン冷却構造の改良に関する。

クランクケースに、オイル通路と、該オイル通路から分岐した分岐通路が形成され、ピストンを摺動自在に嵌合せしめるシリンダボアの一部を形成するようにしてシリンダブロックに設けられる挿入筒部で離脱が阻止されるようにして前記挿入筒部を貫通するオイルジェットが、前記分岐通路に通じるようにしてクランクケースに嵌合されるようにしたものが、特許文献１で知られている。
特開２００５−９３３６号公報

ところが、上記特許文献１で開示されるものでは、オイルジェットにオイルを導くための専用の通路を形成することが必要になるとともに、オイルジェットのクランクケースへの煩雑な組付け作業が必要となる。

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、オイルジェット専用の通路を形成することを不要とするとともにオイルジェットのクランクケースへの組付け作業を不要とした内燃機関におけるピストン冷却構造を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、シリンダボアに摺動自在に嵌合されるピストンに向けて冷却用のオイルを噴射するオイルジェットを備える内燃機関において、前記ピストンにコネクティングロッドを介して連結されるクランクシャフトを回転自在に支承するようにしてクランクケースに設けられるとともに前記シリンダボアの軸線の延長線の両側に配置されるジャーナル壁の一方に、オイルポンプのポンプハウジングを取り付けるための取付け座および貫通孔が設けられ、前記貫通孔を貫通するオイルジェットが前記ポンプハウジングに取付けられることを特徴とする。

また請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明の構成に加えて、前記ポンプハウジングが、前記取付け座に当接するハウジング本体と、該ハウジング本体に前記取付け座とは反対側から取付けられるカバーとから成り、前記オイルジェットが、前記カバーとは反対側で前記ハウジング本体に取付けられることを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項２記載の発明の構成に加えて、前記オイルジェットが、前記取付け座と同一平面で前記ハウジング本体に取付けられることを特徴とする。

さらに請求項４記載の発明は、請求項２または３記載の発明の構成に加えて、前記オイルジェットが、オイル通路を形成して一端部を閉じた有底円筒状に形成されるとともに前記ピストンに向けてオイルを噴射する噴射孔が前記オイル通路に通じるようにして一端部に設けられる管状部と、該管状部の他端から一側方に張り出す取付け鍔部とを一体に有するように形成され、前記ポンプハウジング内に形成される吐出通路および前記オイル通路間を連絡する筒状部材の両端部を前記管状部の他端および前記ハウジング本体に嵌合した状態で前記取付け鍔部が前記ハウジング本体に締結されることを特徴とする。

請求項１記載の発明によれば、オイルポンプのポンプハウジングにオイルジェットが取付けられ、クランクケースのジャーナル壁に設けられた取付け座に前記ポンプハウジングが取り付けられ、オイルジェットが、前記ジャーナル壁の貫通孔を貫通するので、オイルジェット専用の通路をクランクケースに形成することが不要であり、しかもオイルジェットをポンプハウジングに予め取付けることができるので、クランクケースにオイルジェットを組付けるための煩雑な組付け作業も不要となる。

請求項２記載の発明によれば、ポンプハウジングを、ジャーナル壁の取付け座に当接するハウジング本体と、取付け座とは反対側からハウジング本体に取付けられるカバーとで構成し、オイルジェットをハウジング本体に取り付けるようにすることで、カバーを単純形状とすることができ、ポンプハウジングの小型化を図るとともにポンプハウジングの製造コストを低減することができる。

請求項３記載の発明によれば、ハウジング本体の構造を複雑化することなく、オイルジェットを取り付けることができる。

さらに請求項４記載の発明によれば、オイルジェットの管状部およびハウジング本体に、ポンプハウジング内の吐出通路ならびに前記管状部内のオイル通路間を連絡する筒状部材の両端部を嵌合した状態で、オイルジェットの取付け鍔部をハウジング本体に締結するだけで、オイルジェットの噴射孔をピストン側に向けた所定の位置に位置決めしてオイルジェットをポンプハウジングに取り付けることができ、オイルジェットの噴射方向のばらつきを防止することができ、ピストンの冷却性を高めることができる。

以下、本発明の実施の形態を、添付の図面に示した本発明の一実施例に基づいて説明する。

図１〜図３は本発明の一実施例を示すものであり、図１は内燃機関の縦断面図、図２は図１の２−２線断面図、図３は図１の３−３線断面図である。

先ず図１において、この内燃機関は、たとえば自動二輪車に搭載される４サイクルの単気筒内燃機関であり、クランクシャフト５を回転自在に支承するクランクケース６と、シリンダボア７を有してクランクケース６に結合されるシリンダブロック８と、前記シリンダボア７に摺動自在に嵌合されるピストン９の頂部を臨ませる燃焼室１０を前記シリンダブロック８との間に形成するようにしてクランクケース６とは反対側でシリンダブロック８に結合されるシリンダヘッド１１と、各シリンダブロック８とは反対側で各シリンダヘッド１１にそれぞれ結合されるヘッドカバー１２とでそれぞれ構成される。

シリンダブロック８には、円筒状のシリンダライナ１３が鋳込まれており、シリンダボア７は該シリンダライナ１３の内面により形成される。

図２を参照して、前記クランクケース６には、前記シリンダボア７の軸線延長線の両側に配置される第１および第２ジャーナル壁６ａ，６ｂが設けられており、前記ピストン９にコネクティングロッド１４を介して連結されるクランクシャフト５が、第１および第２ジャーナル壁６ａ，６ｂを回転自在に貫通し、第１ジャーナル壁６ａおよびクランクシャフト６間にボールベアリング１５が介装され、第２ジャーナル壁６ｂおよびクランクシャフト６間にはボールベアリング１６が介装される。すなわちクランクシャフト５は第１および第２ジャーナル壁６ａ，６ｂにボールベアリング１５，１６を介して回転自在に支承される。

第１ジャーナル壁６ａから突出したクランクシャフト５の一端部は、前記クランクケース６に締結される隔壁部材１７と、前記クランクケース６に締結される発電機カバー１８との間で形成される発電機室１９に突入すべく前記隔壁部材１７を回転自在に貫通し、隔壁部材１７およびクランクシャフト５間には環状のシール部材２０が介装される。前記発電機室１９内には発電機２１が収容されるものであり、該発電機２１は前記クランクシャフト５に固定されるロータ２２と、該ロータ２２内に配置されるようにして前記発電機カバー１８に固定されるステータ２３とで構成される。

前記シリンダヘッド１１には、燃焼室１０に通じ得る吸気ポート２４と、燃焼室１０に通じ得る排気ポート２５とが設けられるとともに、吸気ポート２４を開閉する吸気弁２６と、排気ポート２５を開閉する排気弁２７とが開閉作動可能に配設され、前記燃焼室１０に先端を臨ませるようにして点火プラグ２８がシリンダヘッド１１に取付けられる。

シリンダヘッド１１およびヘッドカバー１６間には、吸気弁２６および排気弁２７に共通であるカムシャフト２９と、該カムシャフト２９の回転に従動して揺動するようにして吸気弁２６およびカムシャフト２９間に介装される吸気側ロッカアーム３０と、前記カムシャフト２９の回転に従動して揺動するようにして排気弁２７およびカムシャフト２９間に介装される排気側ロッカアーム３１とを備える動弁装置３２が収容されており、カムシャフト２９の一端部には、タイミング伝動装置３３を介してクランクシャフト５からの回転動力が１／２の減速比で伝達される。

前記タイミング伝動装置３３は、第１ジャーナル壁６ａおよび隔壁部材１７間で前記クランクシャフト５に固設される駆動スプロケット３４と、カムシャフト２９の一端部に固定される被動スプロケット３５と、駆動および被動スプロケット３４，３５に巻き掛けられる無端状のタイミングチェーン３６とから成り、シリンダブロック８およびシリンダヘッド１１には、タイミングチェーン３６を走行させるためのチェーン走行室３７が形成される。

前記クランクシャフト５からの動力は、発進クラッチ４０および一次減速装置４１を介して歯車変速機４２のメインシャフト４３に伝達されるものであり、前記発電機カバー１８とは反対側でクランクケース６に締結されるクランクケースカバー４４内に、前記発進クラッチ４０および一次減速装置４１が収容される。

発進クラッチ４０は、前記クランクシャフト５の他端部に相対回転不能に結合されるクラッチセンタ４５と、軸方向の相対移動を可能として前記クラッチセンタ４５に支承されるクラッチアウタ４６と、前記一次減速装置４１の一部を構成して前記クランクシャフト５に回転自在に支承される駆動歯車６６に噛合する伝動筒軸４７と、該伝動筒軸４７を同軸に囲繞するクラッチインナ４８と、前記クラッチアウタ４６に相対回転不能に係合される複数枚の駆動摩擦板４９…と、前複数枚の被動摩擦板４８…と交互に重なって配置されて前記クラッチインナ４８に相対回転不能に係合される複数枚の被動摩擦板５０…と、交互に重なった複数枚ずつの駆動摩擦板４９…および被動摩擦板５０…のうち軸方向一端側に配置される駆動摩擦板４９に係合するようにしてクラッチアウタ４６に装着される受圧環５１と、交互に重なった複数枚ずつの駆動摩擦板４９…および被動摩擦板５０…のうち軸方向他端側に配置される被動摩擦板５０に対向するようにしてクラッチアウタ４６に相対回転不能に係合される押圧板５２と、該押圧板５２に当接するようにして前記クラッチセンタ４５の周方向複数個所に軸支される複数の重錘５３…とを備え、クラッチインナ４８には、前記押圧板５２と同一方向から軸方向他端側の前記被動摩擦板５０に対応する鍔部４８ａが設けられる。

而して前記クランクシャフト５とともに回転する前記クラッチセンタ４５の回転数増加に応じて前記駆動摩擦板４９…および被動摩擦板５０…を前記受圧環５１との間に挟む側に前記押圧板５２が複数の前記重錘５３…によって押圧され、これによりクランクシャフト５からの回転動力がクラッチセンタ４５、クラッチアウタ４６、駆動摩擦板４９…および被動摩擦板５０…を介して前記クラッチインナ４８に伝達される。しかもクラッチインナ４８および前記伝動筒軸４７は、前記クランクシャフト５からクラッチインナ４８に動力が伝達されるときには伝動筒軸４７がクラッチインナ４８とともに回転するが、伝動筒軸４７に逆負荷が作用したときには、前記クラッチインナ４８の鍔部４８ａで被動摩擦板５０を受圧環５１側に押圧すべく前記クラッチインナ４８を軸方向一方側に前進させつつ伝動筒軸４７からクラッチインナ４８に回転動力が伝わるようにして連動、連結されており、エンジンブレーキ時には、一次減速装置４１側からの回転動力がクラッチインナ４８、被動摩擦板５０…、駆動摩擦板４９…、クラッチアウタ４６およびクラッチセンタ４５を介してクランクシャフト５に伝達されることになる。

前記クラッチアウタ４６には、該クラッチアウタ４６および前記クラッチセンタ４５との間に油室５５を形成するカバー５６が固定され、クランクシャフト５と同軸にして前記クランクケースカバー４４に固定される支軸５７で軸方向の移動および軸線まわりの回転を可能として支承されるレリーズ板５８および前記カバー５６間にボールベアリング５９が介装される。

前記支軸５７には固定カム板６０が固定されており、前記レリーズ板５８に結合されて前記固定カム板６０に対向する可動カム板６１および前記固定カム板６０間には複数のスラストボール６２…が介装される。而して前記可動カム板６１には、図示しない操作機構に連結されるものであり、該操作機構で前記可動カム板６１が所定角度だけ回動せしめられると、両カム板６０，６１の相対回転に伴って前記スラストボール６２…によって可動カム板６１が固定カム板６０から離反する側に押圧駆動され、それにより、クラッチアウタ４６が駆動摩擦板４９…および被動摩擦板５０…の摩擦係合を解除するように押圧され、前記発進クラッチ４０が動力遮断状態となる。

而して前記支軸５７およびレリーズ板５８には、前記油室５５に通じる油路６３が同軸に設けられ、この油路６３に通じる油路６４が前記クランクケースカバー４４に設けられる。また前記クランクシャフト５には、該クランクシャフト５の周囲の潤滑部にオイルを供給するための油路６５が前記油室５５に通じるようにして設けられる。

一次減速装置４１は、前記クランクシャフト５に回転自在に支承される前記駆動歯車６６と、駆動歯車６６に噛合するようにしてメインシャフト４３に回転自在に支承される被動歯車６７と、該被動歯車６７および前記メインシャフト４３間に設けられるダンパ６８とで構成される。

図３を併せて参照して、前記シリンダボア７の軸線Ｃの延長線の両側に配置されるようにしてクランクケース６に設けられる第１および第２ジャーナル壁６ａ，６ｂの一方、この実施例では第２ジャーナル壁６ｂに、トロコイドポンプであるオイルポンプ７０のポンプハウジング７１を取り付けるための取付け座７４および貫通孔７５が設けられ、前記貫通孔７５を貫通するオイルジェット７６が前記ポンプハウジング７１に取付けられる。

前記取付け座７４は、第２ジャーナル壁６ｂの外面側に設けられ、その取付け座７４からコネクティングロッド１４側にオフセットした位置で前記第２ジャーナル壁６ｂにクランクシャフト５の軸線と平行な軸線を有する貫通孔７５が設けられる。

前記ポンプハウジング７１は、前記取付け座７４に当接するハウジング本体７２と、該ハウジング本体７２に前記取付け座７４とは反対側から取付けられるカバー７３とから成る。前記ハウジング本体７２は３個所で前記取付け座７４に締結されるものであり、そのうちの２個所がボルト７７，７７で前記取付け座７４に締結される。前記３個所のうち１個所で前記ハウジング本体７２はボルト７８によって前記カバー７３とともに取付け座７４に締結され、前記カバー７３は一対のボルト７９，７９で前記ハウジング本体７２に締結される。

ハウジング本体７２およびカバー７３間に形成されるポンプ室８０にはポンプ軸８１に固定されるインナーロータ８２と、該インナーロータ８２に噛合するアウターロータ８３とが収容されており、前記ポンプ軸８１は、クランクケース６の第１および第２ジャーナル壁６ａ，６ｂで回転自在に支承される回転軸８４に同軸にかつ相対回転不能に連結される。

前記回転軸８４の一端部は第１ジャーナル壁６ａからチェーン走行室３７側に突出するものであり、この回転軸８４の一端部に設けられたスプロケット８５に、前記タイミング伝動装置３３のタイミングチェーン３６が巻き掛けられる。

第２ジャーナル壁６ｂの下部にはオイルストレーナ８６が配設されており、このオイルストレーナ８６に接続される吸入通路８７ならびに前記オイルポンプ７０のポンプ室８０を前記吸入通路８７に通じさせる吸入口８８が第２ジャーナル壁６ｂに設けられる。また第２ジャーナル壁６ｂには前記ポンプ室８０に通じる吐出口８９が設けられ、該吐出口８９はハウジング本体７２およびカバー７３間に形成される吐出通路９０に連通される。

一方、クランクケース６には、前記吐出通路９０に通じるオイル通路９１が設けられており、このオイル通路９１は、クランクケース６およびシリンダブロック８の結合面間に形成されるオイル通路９２の一端に通じるとともに、前記クランクケースカバー４４の油路６４に連通する。一方、シリンダヘッド１１およびシリンダブロック８に挿通される複数の通しボルト９３…のうち上方に配置される通しボルト９３の外周とシリンダブロック８およびシリンダヘッド１１間には、動弁装置３２等にオイルを導く環状のオイル通路９４が形成されており、このオイル通路９４に前記オイル通路９２が連通される。

前記オイルジェット７６は、前記カバー７３とは反対側かつ前記取付け座７４と同一平面で前記ハウジング本体７２に取付けられるものであり、該オイルジェット７６は、オイル通路９７を形成して一端部を閉じた有底円筒状に形成されるとともに前記ピストン９に向けてオイルを噴射する噴射孔９８が前記オイル通路９７に通じるようにして一端部に設けられる管状部７６ａと、該管状部７６ａの他端から一側方に張り出す取付け鍔部７６ｂとを一体に有するように形成され、ポンプハウジング７１内に形成される前記吐出通路９０および前記オイル通路９７間を連絡する筒状部材９９の両端部を前記管状部７６ａの他端および前記ハウジング本体７２に嵌合した状態で前記取付け鍔部７６ｂが前記ハウジング本体７２にボルト１００によって締結される。

次にこの実施例の作用について説明すると、シリンダボア７の軸線Ｃの延長線の両側に配置されるようにしてクランクケース６に設けられる第１および第２ジャーナル壁６ａ，６ｂの一方である第２ジャーナル壁６ｂに、オイルポンプ７０のポンプハウジング７１を取り付けるための取付け座７４および貫通孔７５が設けられ、前記貫通孔７５を貫通するオイルジェット７６が前記ポンプハウジング７１に取付けられるので、オイルジェット７６専用の通路をクランクケース６に形成することが不要であり、しかもオイルジェット７６をポンプハウジング７１に予め取付けることができるので、クランクケース６にオイルジェット７６を組付けるための煩雑な組付け作業も不要となる。

またポンプハウジング７１が、前記取付け座７４に当接するハウジング本体７２と、該ハウジング本体７２に前記取付け座７４とは反対側から取付けられるカバー７３とから成り、オイルジェット７６が、カバー７３とは反対側でハウジング本体７２に取付けられるので、カバー７３を単純形状とすることができ、ポンプハウジング７１の小型化を図るとともにポンプハウジング７１の製造コストを低減することができる。

またオイルジェット７６が、取付け座７４と同一平面でハウジング本体７２に取付けられるので、ハウジング本体７２の構造を複雑化することなく、オイルジェット７６を取り付けることができる。

さらにオイルジェット７６が、オイル通路９７を形成して一端部を閉じた有底円筒状に形成されるとともにピストン９に向けてオイルを噴射する噴射孔９８が前記オイル通路９７に通じるようにして一端部に設けられる管状部７６ａと、該管状部７６ａの他端から一側方に張り出す取付け鍔部７６ｂとを一体に有するように形成され、ポンプハウジング７１内に形成される吐出通路９０および前記オイル通路９７間を連絡する筒状部材９９の両端部を前記管状部７６ａの他端およびハウジング本体７２に嵌合した状態で前記取付け鍔部７６ｂが前記ハウジング本体７２に締結されるので、オイルジェット７６の噴射孔９８をピストン９側に向けた所定の位置に位置決めしてオイルジェット７６をポンプハウジング７１に取り付けることができ、オイルジェット７６の噴射方向のばらつきを防止することができ、ピストン９の冷却性を高めることができる。

以上、本発明の実施例を説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明を逸脱することなく種々の設計変更を行うことが可能である。

内燃機関の縦断面図である。 図１の２−２線断面図である。 図１の３−３線断面図である。

符号の説明

５・・・クランクシャフト
６・・・クランクケース
６ａ，６ｂ・・・ジャーナル壁
７・・・シリンダボア
９・・・ピストン
１４・・・コネクティングロッド
７０・・・オイルポンプ
７１・・・ポンプハウジング
７２・・・ハウジング本体
７３・・・カバー
７４・・・取付け座
７５・・・貫通孔
７６・・・オイルジェット
７６ａ・・・管状部
７６ｂ・・・取付け鍔部
９７・・・オイル通路
９８・・・噴射孔
９０・・・吐出通路
９９・・・筒状部材
Ｃ・・・シリンダボアの軸線

Claims (4)

1. シリンダボア（７）に摺動自在に嵌合されるピストン（９）に向けて冷却用のオイルを噴射するオイルジェット（７６）を備える内燃機関において、前記ピストン（９）にコネクティングロッド（１４）を介して連結されるクランクシャフト（５）を回転自在に支承するようにしてクランクケース（６）に設けられるとともに前記シリンダボア（７）の軸線（Ｃ）の延長線の両側に配置されるジャーナル壁（６ａ，６ｂ）の一方（６ｂ）に、オイルポンプ（７０）のポンプハウジング（７１）を取り付けるための取付け座（７４）および貫通孔（７５）が設けられ、前記貫通孔（７５）を貫通するオイルジェット（７６）が前記ポンプハウジング（７１）に取付けられることを特徴とする内燃機関におけるピストン冷却構造。
2. 前記ポンプハウジング（７１）が、前記取付け座（７４）に当接するハウジング本体（７２）と、該ハウジング本体（７２）に前記取付け座（７４）とは反対側から取付けられるカバー（７３）とから成り、前記オイルジェット（７６）が、前記カバー（７３）とは反対側で前記ハウジング本体（７２）に取付けられることを特徴とする請求項１記載の内燃機関におけるピストン冷却構造。
3. 前記オイルジェット（７６）が、前記取付け座（７４）と同一平面で前記ハウジング本体（７２）に取付けられることを特徴とする請求項２記載の内燃機関におけるピストン冷却構造。
4. 前記オイルジェット（７６）が、オイル通路（９７）を形成して一端部を閉じた有底円筒状に形成されるとともに前記ピストン（９）に向けてオイルを噴射する噴射孔（９８）が前記オイル通路（９７）に通じるようにして一端部に設けられる管状部（７６ａ）と、該管状部（７６ａ）の他端から一側方に張り出す取付け鍔部（７６ｂ）とを一体に有するように形成され、前記ポンプハウジング（７１）内に形成される吐出通路（９０）および前記オイル通路（９７）間を連絡する筒状部材（９９）の両端部を前記管状部（７６ａ）の他端および前記ハウジング本体（７２）に嵌合した状態で前記取付け鍔部（７６ｂ）が前記ハウジング本体（７２）に締結されることを特徴とする請求項２または３記載の内燃機関におけるピストン冷却構造。

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