JP4754308B2 - エンジンのオイル通路構造 - Google Patents

Description

本発明は、エンジンのオイル通路構造に関し、特に、クランクケース内に配置されている変速用回転軸等の回転軸内のオイル孔に、クランクケースに設けられたオイル通路からオイルを供給するエンジンのオイル通路構造に関する。

クランクケース内に配置される回転軸、たとえば、変速用出力軸又は変速用入力軸等の変速用回転軸には、該変速用回転軸と変速ギヤとの嵌合部分にオイルを供給するために軸芯部にオイル孔が形成されており、該オイル孔は、前記変速ギヤの嵌合部分に連通すると共に軸端で開口し、該開口部分がクランクケースのオイル通路に連通している。

クランクケースに設けられたオイル通路から変速用回転軸のオイル孔にオイルを供給する構造として、従来、変速用回転軸の軸端部を支持するクランクケース壁にオイル溜まり室を形成し、該オイル溜まり室にクランクケースのオイル通路を開口しており、オイル通路からのオイルは、一旦オイル溜まり室に溜まり、該オイル溜まり室から、一部が変速用回転軸を支持する軸受に供給され、残りが変速用回転軸内のオイル孔に供給され、変速用回転軸と変速ギヤとの嵌合部分を潤滑するようになっている。従来技術文献としては、特許文献１がある。
実開昭６３−１７７６０７号公報

前記従来例のように、一旦、オイル溜まり室に充填したオイルを、変速用回転軸の軸受に供給すると共に変速用回転軸のオイル孔に供給する構造では、軸受に必要以上に多量のオイルが供給され、変速用回転軸のオイル孔へ十分にオイルが供給されなくなる場合がある。特に、低速回転時、オイルポンプの吐出圧が低い状態では、回転軸のオイル孔へのオイルの回りが十分でなくなることがある。

本発明は、上記課題に鑑みて為されたものであり、いかなる運転状態でも、クランクケースの回転軸内のオイル孔に十分にオイルが供給でき、たとえば、変速ギヤの嵌合部分の潤滑が良好に行えるようにすることを目的としている。

上記課題を解決するため、請求項１記載の発明は、クランクケース内に配置された回転軸内に、該回転軸の軸端で開口するオイル孔を形成し、該オイル孔は径方向の外方に延びる縦孔に連通し、オイルポンプからオイルが供給されるオイル通路と、該オイル通路に連通し、前記オイル孔の開口に向けてオイルを噴射させるオイル噴射口とを、前記クランクケースに形成し、前記クランクケースは、前記回転軸の軸芯を通る合わせ面により、上部クランクケース部材と下部クランクケース部材とに上下に分割されており、前記オイル通路及び前記オイル噴射口は、前記クランクケース部材の合わせ面に溝状に形成し、前記オイル噴射口は、前記オイル孔の軸方向の開口端縁から軸線方向に間隔をおいた位置に配置され、前記オイル噴射口の断面形状は、前記合わせ面側が広くなる倒立台形状に形成されている。

上記構成によると、オイル通路内のオイルを、絞りを利用した噴射により強制的に回転軸内のオイル孔に供給できるので、機関回転速度の高低にかかわらず、回転軸内のオイル孔に常に十分なオイルを供給することができ、良好なオイル回りを維持することができる。また、オイル通路及び絞りを有するオイル噴射口を、クランクケースに形成しているので、クランクケース及びオイル潤滑用の経路の製造及び組立が容易で、部品点数が低減できるのである。また、オイル噴射口の断面形状を、合わせ面側が広くなるような倒立台形状に形成していることにより、円形状の断面と比較して、オイルが拡散し易く、さらに、鋳造成形あるいはダイカスト成形時に、型の製造及び型抜き作業が容易になる。

請求項２記載の発明は、請求項１記載のエンジンのオイル通路構造において、前記オイル孔は、前記縦孔を通して、前記オイル孔の開口端側に配置される軸受に連通している。

上記構成によると、オイル孔の開口端近くの軸受を、好適にオイル潤滑できる。

請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載のエンジンのオイル通路構造において、前記回転軸は、その軸芯が前記合わせ面と略同一面内に位置するように配置されており、前記オイル孔は、前記回転軸の軸芯部分に形成されている。

上記構成によると、合わせ面Ａに形成されるオイル噴射口を、簡単にオイル孔の軸線と合わせることができ、オイル噴射口から噴出されるオイルを、オイル孔に導きやすくすることができる。

請求項４記載の発明は、請求項２又は３記載のエンジンのオイル通路構造において、前記オイル通路及びオイル噴射口は、前記上部クランクケース部材又は前記下部クランクケース部材のいずれか一方の合わせ面のみに溝状に形成している。

上記構成によると、パイプ等によるオイル配管が不要になると共に、クランクケース部材の鋳造成形あるいはダイキャスト成形時に、中子等を用いた複雑な型を製作する必要もなく、オイル通路及び絞りを有するオイル噴射口を簡単に成形できる。

要するに本発明によると、運転条件、たとえば機関回転速度の高低にかかわらず、変速用回転軸等の回転軸内のオイル孔に、常に、十分なオイルを供給することができると共に、製造及び組立が容易である。

図１〜図４は本発明の一実施の形態であって、自動二輪車用並列４気筒エンジンに適用した例を示しており、これらの図面に基づいて説明する。図１はエンジンの右側面図であり、クランクケース１は、平面状の合わせ面Ａ（３Ａ）により、上部クランクケース部材２と下部クランクケース部材３とに上下２分割されると共に、後部にミッション室１２を一体に有しており、上部クランクケース部材２の前半部の上面には、シリンダ（シリンダブロック）５が一体に形成され、シリンダ５の上面にはシリンダヘッド６が締結され、シリンダヘッド６の上面にはヘッドカバー７が締結されている。下部クランクケース部材３の下面にはオイルパン８が締結されている。下部クランクケース部材３の前面にはオイルクーラ２０が取り付けられ、オイルパン８の前面にはオイルフィルター２１が取り付けられている。

クランクケース１内の前部には、クランク軸支持壁１０の上にクランク軸１１が回転可能に支持され、後部のミッション室１２内には、変速用入力軸１３、変速用出力軸１４、チェンジドラム１５及びチェンジ軸１６等が配設されており、前記クランク軸１１と変速用出力軸１４とは、それらの軸芯Ｏ1、Ｏ3がクランクケース１の合わせ面Ａと略同一面内に位置するように配設され、変速用入力軸１３、チェンジドラム１５及びチェンジ軸１６は、それらの軸芯Ｏ2、Ｏ4、Ｏ5が合わせ面Ａより下方に位置するように配設されている。また、ミッション室１２の前下端部にはオイルポンプ１８が配設されている。

図２は、図１のII-II断面展開図であり、ミッション室１２内の構造を示しており、説明の都合上、クランク軸１１の軸長方向を左右方向と称するが、エンジンの後方から見た左方と右方を、図２に記載してあるようにそれぞれエンジンの左方及び右方として、以下説明する。変速用入力軸１３は、下部クランクケース部材３の左右側壁３Ｌ、３Ｒ及び上部クランクケース部材２（図１）の左右側壁に、左右の玉軸受２４、２５を介して回転可能に支持されている。変速用入力軸１３の右端部は、右側の玉軸受２５から、ミッション室１２の右隣に形成されたクラッチ室２６内に突出しており、該右方突出部分に、多板式摩擦クラッチ２８及び入力ギヤ２９が装着されている。入力ギヤ２９は、ボス３６及びニードル軸受３７を介して変速用入力軸１３に回転可能に嵌合すると共に、クランク軸１１のウエブに形成されたクランクギヤ３０に噛み合っている。

クラッチ室２６の周壁の右端面には平面状のクラッチカバー取付面３１が形成され、該クラッチカバー取付面３１には、複数のボルト３５によりクラッチカバー３２が締着されている。前記クラッチカバー取付面３１は、クランク軸１１の軸芯Ｏ１と直角な面Ｌに対し、後方に向かって一定の角度θ1で左方に傾斜している。すなわち、クラッチカバー取付面３１の後端部の右方張出量が、前端部の右方張出量よりも少なくなるように傾斜しており、これにより、クランクケース１の後端部の左右幅のコンパクト化を図っている。また、クラッチカバー取付面３１に形成されたクラッチカバー３２取付用のめねじ孔３４は、クラッチカバー取付面３１と直交する方向（矢印Ｂ方向）に形成され、前記めねじ孔３４に螺着されるボルト３５は、クラッチカバー取付面３１と直交する方向（矢印Ｂ方向）にクラッチカバー３２のボス部３２ａに挿入されている。すなわち、クラッチカバー３２をクラッチカバー取付面３１と直交する方向に締結しており、これにより、クラッチカバー取付面３１におけるシール性を高くしている。

変速用入力軸１３の外周面には、第１速用〜第６速用の入力側変速ギヤ４１、４２、４３、４４、４５、４６が備えられており、右端の第１速用の入力側変速ギヤ４１は変速用入力軸１３に一体に形成され、左端の第２速用の入力側変速ギヤ４２は変速用入力軸１３にスプライン嵌合し、第５速用及び第６速用の入力側変速ギヤ４５、４６は、それぞれブッシングを介して変速用入力軸１３に相対回転自在に嵌合し、第３速用及び第４速用の入力側変速ギヤ４３、４４は、変速用入力軸１３の軸長方向移動可能に変速用入力軸１３にスプライン嵌合している。

変速用入力軸１３の軸芯Ｏ2部分には、変速用入力軸１３の軸長方向に延びるオイル孔兼ロッド挿通孔６０が形成され、該オイル孔兼ロッド挿通孔６０は、変速用入力軸１３を貫通すると共に、クラッチ２８のレリーズロッド６１及び該レリーズロッド６１に当接する連結ロッド６２が挿通されている。連結ロッド６２はオイル孔兼ロッド挿通孔６０から左方に突出し、クラッチレリーズ用アクチュエータ（ピストン）６３に連結している。

変速用出力軸１４の右端部は、下部クランクケース部材３の右側壁３Ｒ及び上部クランクケース部材２（図１）の右側壁に、ニードル軸受５８を介して回転可能に支持され、変速用出力軸１４の左端部は、下部クランクケース部材３の左側壁３Ｌ及び上部クランクケース部材２（図１）の左側壁に、玉軸受５７を介して回転可能に支持されると共に、玉軸受５７から左方に突出し、該左方突出部分に出力スプロケット５９が固着されている。

変速用出力軸１４の外周面には、第１速用〜第６速用の各入力側変速ギヤ４１、４２、４３、４４、４５、４６にそれぞれ噛み合う第１速用〜第６速用の出力側変速ギヤ５１、５２、５３、５４、５５、５６が備えられており、第１速用〜第４速用の出力側変速ギヤ５１、５２、５３、５４は、それぞれニードル軸受及びブッシングを介して変速用出力軸１４に相対回転自在に嵌合し、第５速用及び第６速用の出力側変速ギヤ５５、５６は、変速用出力軸１４の軸長方向移動可能に変速用出力軸１４にスプライン嵌合している。

［オイル通路構造］
変速用入力軸１３の左端部を支持する左側の玉軸受２４はシール付き構造となっており、該左側の玉軸受２４の左側にはオイル溜まり室７１が形成され、該オイル溜まり室７１は図示しないオイル通路に連通している。変速用入力軸１３内に形成されたオイル孔兼ロッド挿通孔６０には、径方向の外方に延びる複数の縦孔７２が連通し、各縦孔７２は、第３速用、第４速用、第５速用及び第６速用の各入力側変速ギヤ４３、４４、４５、４６並びに入力ギヤ２９の内周嵌合部分に連通している。

変速用出力軸１４の軸芯Ｏ3部分には、変速用出力軸１４の軸長方向に延びるオイル孔７５が形成されており、該オイル孔７５の右端は変速用出力軸１４の右端で開口し、オイル孔７５の左端は左側の玉軸受５７に概ね対応する左右方向位置で閉塞されている。オイル孔７５には、径方向の外方に延びる複数の縦孔７６が連通し、各縦孔７６は、各出力側変速ギヤ５１、５２、５３、５４、５５、５６の内周嵌合部分に連通している。また、右側のニードル軸受５８に連通する縦孔７７も形成されている。

下部クランクケース部材３の右側壁３Ｒの上端合わせ面３Ａには、クランク軸支持壁１０から後方に延びて変速用出力軸１４の軸芯Ｏ3に対応する位置に至る溝状のオイル通路８０が形成されており、該オイル通路８０の前端部は、クランク軸支持壁１０内を下方に延びるオイル通路８１に連通している。該オイル通路８１は、図１に示すように、クランク軸１１の下方に形成されたメインギャラリ８３からクランク軸１１の嵌合部へ延びるオイル通路８４に連通し、メインギャラリ８３はオイルクーラ２０及びオイルフィルター２１を介してオイルポンプ１８の吐出部に連通している。前記オイル通路８０の上面は、上部クランクケース部材２の下端合わせ面により閉じられている。

図３は、図２の変速用出力軸１４の右端部近傍の拡大図であり、下部クランクケース部材３の右側壁３Ｒの上端合わせ面３Ａに形成されたオイル通路８０の後端部は、変速用出力軸１４の軸芯Ｏ3に概ね対応する前後方向位置で左方に湾曲し、後端のオイル噴射口８７が、左方の変速用出力軸１４のオイル孔７５に向いて開口している。オイル噴射口８７は、オイル孔７５の右側開口端から右方に数ミリ程度の間隔Ｃを置いた位置に形成されている。

図４は、図３のオイル噴出口８７を左方から見た側面拡大図であり、溝状のオイル通路８０の断面形状及びオイル噴出口８７の断面形状は、いずれも上方に向かって拡幅する倒立台形状に形成されているが、オイル噴射口８７の周壁には、絞り形成用の内向き突起８７ａが形成されている。すなわち、絞り形成用の内向き突起８７ａを形成することにより、オイル噴射口８７の溝幅Ｗ２及び深さｄ２を、オイル通路８０の溝幅Ｗ１及び深さｄ１よりもそれぞれ小さく形成し、絞りとして流通断面積を小さくすることにより、図３のようにオイル噴出口８７からオイル孔７５に向けて勢いよくオイルを噴射できるようになっている。

［作用］
図１において、オイルポンプ１８によりオイルパン８内から吸い上げられたオイルは、加圧された後、オイルフィルター２１及びオイルクーラ２０を介してメインギャラリ８３に圧送され、該メインギャラリ８３からクランク軸支持壁１０内のオイル通路８４を介してクランク軸１１の軸受部分に供給されると共に、一部はクランク軸支持壁１０内で分岐するオイル通路８１を介して下部クランクケース部材３の上端合わせ面３Ａに形成されたオイル通路８０に供給され、また、図示しないが他のオイル通路を介してエンジン内の各注油箇所に圧送される。

図３において、オイル通路８０を後方へ圧送されるオイルは、絞り（絞り形成用突起８７ａ）を有するオイル噴射口８７から、変速用出力軸１４のオイル孔７５に向けて矢印のように左方に噴射され、オイル孔７５内に強制的に供給される。該オイル孔７５からは、各縦孔７６を介して図２の各出力側変速ギヤ５１〜５６の各内周嵌合部分に供給され、該嵌合部分を潤滑する。また、オイル孔７５の右側開口端から右方に漏れたオイル並びにオイル孔７５のニードル軸受用の縦孔７７に流入するオイルは、ニードル軸受５８に供給され、ニードル軸受５８を潤滑する。

また、図２において、変速用入力軸１３の左端のオイル溜まり室７１に供給されたオイルは、一部が左側の玉軸受２４を潤滑し、残りはオイル溜まり室７１からオイル孔兼ロッド挿通孔６０に流入し、各縦孔７２を介して各入力側変速ギヤ４３、４４、４５、４６の内周嵌合部分並びに入力ギヤ２９のニードル軸受３７等を潤滑する。

ちなみに、変速用入力軸１３は、図１に示すように、変速用出力軸１４よりも低い位置に配設されており、比較的高いオイル圧を得ることができるので、変速用出力軸１４のオイル孔７５へのオイル供給構造のように噴射式にせずに、従来のオイル溜まり室方式を採用している。

［実施の形態の効果］
（１）図３に示すように、変速用出力軸１４の軸端で開口するオイル孔７５に向けて、絞りを有するオイル噴射口８７からオイルを噴射し、強制的にオイル孔７５にオイルを供給するようにしているので、従来のようにオイル溜まり室に一旦オイルを溜める構造に比べ、機関回転速度の低い場合でも、無駄なく、十分な量のオイルをオイル孔７５に供給でき、出力側変速ギヤ５１、５２、５３、５４、５５、５６と変速用出力軸１４との嵌合部分の潤滑性能を高く維持することができる。

（２）図１に示すように、クランクケース１を上下２分割構造とし、図３に示すように、下部クランクケース部材３の上端合わせ面３Ａに、オイル通路８０及びオイル噴射口８７を溝状に形成しているので、パイプ等によるオイル配管が不要になると共に、下部クランクケース部材３の鋳造成形あるいはダイキャスト成形時に、中子等を有する複雑な型を製作する必要がなく、オイル通路８０及び絞りを有するオイル噴射口８７を簡単に成形できる。しかも、オイル通路８０が形成される合わせ面３Ａと同一面内に、変速用出力軸１４のオイル孔７５が位置しているので、オイル噴射口８７を、簡単にオイル孔７５に向ける形状に形成することができる。

（３）図４に示すように、溝状のオイル通路８０の断面形状を、合わせ面３Ａ側が広くなるような倒立台形状に形成しており、すなわち、下部クランクケース部材３の鋳造成形あるいはダイカスト成形時に、型の抜き方向に向かって広くなるような断面形状に形成しているので、型の製造及び型抜き作業が容易になる。

（４）図２に示すように、クラッチカバー取付面３１を、クランク軸１１の軸芯Ｏ1と直交する面Ｌに対し、後端部がクランク軸１１の軸長方向の内方側にくるように傾斜させているので、クランクケース１の後端部の左右幅をコンパクトにすることができ、しかも、クラッチカバー取付面３１に形成されるめねじ孔３４を、クラッチカバー取付面３１と直交する方向（矢印Ｂ方向）に形成し、ボルト３５をクラッチカバー取付面３１と直交する方向にクラッチカバー３２のボス部３２ａに挿入し、前記めねじ孔３４に螺着するようにしているので、クラッチカバー取付面３１の全周に亘って均一な締付圧（シール圧）を得ることができる。

その他の実施の形態

（１）前記実施の形態では、オイル通路として、下部クランクケース部材の合わせ面にだけ溝状のオイル通路を形成しているが、上部クランクケース部材の下端合わせ面にだけ溝状のオイル通路を形成する構造、または上下両クランクケース部材の各合わせ面に、溝状のオイル通路を形成する構造とすることも可能である。

（２）前記実施の形態は、上下２分割構造のクランクケースに適用しているが、左右２分割構造のクランクケースに適用することもでき、この場合、オイル通路は、クランクケースの側壁内に形成する。

（３）前記実施の形態では、絞りを有する噴射口からオイルが供給される回転軸として、変速用出力軸を採用しているが、変速用入力軸あるいはクランク軸等、クランクケース内の各種回転軸を採用することも可能である。

（４）前記実施の形態では、オイル噴射口の絞りとして、オイル噴射口の周壁に内向き突起をクランクケースと一体に形成しているが、クランクケース部材とは別体の細孔を有するノズルを、オイル通路のオイル噴射口に嵌着する構造とすることもできる。

産業上の利用分野

本発明のオイル通路構造が備えられるエンジンは、自動二輪車用エンジンには限定されず、乗鞍型四輪走行車等の各種車輌用エンジン又は産業用エンジンにも適用可能である。

本発明を適用した自動二輪車用エンジンの右側面図である。 図１のII-II断面展開図である。 図２の変速用出力軸の右端部近傍の拡大図である。 図３のオイル噴出口の左側面図である。

符号の説明

１ クランクケース
２ 上部クランクケース部材
３ 下部クランクケース部材
３Ａ 下部クランクケース部材の上端合わせ面
１１ クランク軸
１４ 変速用出力軸
１８ オイルポンプ
７５ オイル孔
８０ オイル通路
８７ 噴射口
８７ａ 絞り形成用内向き突起
Ａ 合わせ面

Claims (4)

1. クランクケース内に配置された回転軸内に、該回転軸の軸端で開口するオイル孔を形成し、該オイル孔は径方向の外方に延びる縦孔に連通し、
   オイルポンプからオイルが供給されるオイル通路と、該オイル通路に連通し、前記オイル孔の開口に向けてオイルを噴射させるオイル噴射口とを、前記クランクケースに形成し、
   前記クランクケースは、前記回転軸の軸芯を通る合わせ面により、上部クランクケース部材と下部クランクケース部材とに上下に分割されており、
   前記オイル通路及び前記オイル噴射口は、前記クランクケース部材の合わせ面に溝状に形成し、
   前記オイル噴射口は、前記オイル孔の軸方向の開口端縁から軸線方向に間隔をおいた位置に配置され、
   前記オイル噴射口の断面形状は、前記合わせ面側が広くなる倒立台形状に形成されている、ことを特徴とするエンジンのオイル通路構造。
2. 前記オイル孔は、前記縦孔を通して、前記オイル孔の開口端側に配置される軸受に連通している、請求項１に記載のエンジンのオイル通路構造。
3. 前記回転軸は、その軸芯が前記合わせ面と略同一面内に位置するように配置されており、
   前記オイル孔は、前記回転軸の軸芯部分に形成されている請求項１又は２記載のエンジンのオイル通路構造。
4. 前記オイル通路及びオイル噴射口は、前記上部クランクケース部材又は前記下部クランクケース部材のいずれか一方の合わせ面のみに溝状に形成していることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一つに記載のエンジンのオイル通路構造。

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