JP5013615B2 - エンジンのシリンダ冷却構造 - Google Patents
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また、特許文献2には、シリンダヘッドを潤滑後、チェーン室を通ってクランクケースのオイル貯留部に戻るオイルを冷却するため、エンジンの外壁を構成するチェーン室の壁から室内側へ突き出したフィンを形成することが記載されている。
本発明の課題は、傾斜又は水平配置されるシリンダにおけるチェーン室と隣接する壁部を良好に冷却するエンジンのシリンダ冷却構造を提供することである。
請求項1の発明は、クランクシャフトを収容しかつオイル貯留部が設けられたクランクケースと、前記クランクケースと接続され中心軸が傾斜し又は水平に配置されたシリンダを有するシリンダブロックと、前記シリンダブロックにおけるクランクケースと反対側の端部に設けられ動弁を開閉駆動するカムシャフトを有するシリンダヘッドと、前記シリンダの側部に設けられ、前記クランクシャフトと前記カムシャフトとにわたして設けられたタイミングチェーンを収容する収容室とを備えるエンジンのシリンダ冷却構造において、前記収容室のシリンダ内面と隣接する壁部に、前記シリンダの軸線方向にほぼ沿って延びるとともに、下側に窪ませて形成された凹部が設けられた横断面形状を有し、前記シリンダヘッド側から前記クランクケース側へ前記オイルを案内するオイル通路を有することを特徴とするエンジンのシリンダ冷却構造である。
請求項6の発明は、クランクシャフトを収容しかつオイル貯留部が設けられたクランクケースと、前記クランクケースに接続し、ピストンを収容するシリンダが設けられたシリンダブロックと、前記シリンダブロックにおける前記クランクケースとは反対側の端部に設けられ、動弁を開閉駆動するカムシャフトを有するシリンダヘッドと、前記クランクシャフトの回転力を前記カムシャフトに伝達する調時伝動機構とを備え、前記シリンダブロックは、前記シリンダの側部に、前記シリンダヘッドと前記クランクケースと連通し、前記調時伝動機構を収容する収容室を有し、前記シリンダの軸線方向が天地方向に対して水平又は傾斜となるように構成されたエンジンのシリンダ冷却構造において、前記収容室における前記シリンダと隣接する壁部に、下方側に窪み、前記シリンダヘッド側から前記クランクケース側まで伸びるオイル通路が形成されることを特徴とするエンジンのシリンダ冷却構造である。
(1)収容室のシリンダ内面と隣接する壁部に、シリンダの軸線方向にほぼ沿って延びるとともに、下側にくぼませて形成された凹部が設けられた横断面形状を有し、シリンダヘッド側からクランクケース側へオイルを案内するオイル通路を有する構成とすることによって、オイルの流れが収容室の下端部に集まってしまうことがなく、収容室の壁部におけるシリンダ部と隣接する箇所を良好に冷却することができる。これによって、シリンダ部の温度が不均一となることを抑制し、シリンダの真円度を確保できる。
(3)オイル通路は収容室の壁部を凹ませて形成されることによって、上述の(1)の効果に加え、当該オイル通路内にオイルを流して壁部を冷却することができる。
図1は、本発明を適用したエンジンのシリンダ冷却構造の実施例1を備えたエンジンの断面図である。図1は、シリンダの中心軸を含みかつクランクシャフトの中心軸と直交する面で切って見た断面図である。
図2は、図1のII−II部矢視断面図である。
図3は、図2のIII−III部矢視断面図である。
そして、クランクシャフト10は、タイミングチェーン70を駆動するクランクスプロケット11が固定されている。
コンロッド30は、クランクシャフト10のクランクピンとピストン20のピストンピンにそれぞれ揺動可能に接続されている。
また、コンロッド30の大端部(クランクピン側端部)には、クランクシャフト10の回転時にクランクケース40のオイル貯留部41に貯留されたオイルを跳ね上げるスクレーパ31が設けられている。
シリンダブロック50は、その下端部がクランクケース40の上部に接続されている。
シリンダ51は、その内径側にピストン20が挿入されるほぼ円筒状の部材であって、エンジン1の運転時に高温の燃焼ガスに曝される。シリンダ51は、例えばその中心軸線が鉛直方向(天地方向)に対して傾斜して配置されている。
収容室52は、図2、図3等に示すように、タイミングチェーン70が通される部分であって、シリンダ51の側部に設けられている。収容室52は、クランクケース40側からシリンダヘッド60側までシリンダブロック50内を貫通して形成された空洞部である。
冷却フィン53は、空気との熱交換によってシリンダブロック50を冷却するものであって、シリンダブロック50の外壁から突き出して形成されている。
排気ポート62は、燃焼室から燃焼済みガスを排出する流路であって、シリンダヘッド60の上側に設けられ、シリンダヘッド60の上面部に開口している。
吸気バルブ63及び排気バルブ64は、それぞれ吸気ポート61及び排気ポート62を所定のバルブタイミングで開閉する動弁である。この吸気バルブ63及び排気バルブ64は、それぞれ各ポートを閉塞する笠状の弁体、及び、シリンダヘッド60内に挿入されたステムを備えている。
吸気ロッカアーム65及び排気ロッカアーム66は、シリンダヘッド60に対して揺動可能に支持されたバルブ駆動力伝達部材である。吸気ロッカアーム65及び排気ロッカアーム66は、それぞれ吸気バルブ63及び排気バルブ64のステム上端部を押圧する。
カムシャフト67は、吸気ロッカアーム65及び排気ロッカアーム66を介して吸気バルブ63及び排気バルブ64を駆動するものである。カムシャフト67には、タイミングチェーン70を掛けるカムスプロケット68が固定されている。
点火プラグ69は、図示しない点火制御装置から電力を供給され、燃焼室内の混合気に着火する火花を発生するものである。
また、タイミングチェーン70には、図3に示すように張力を所定の範囲内に維持するテンショナ71が設けられる。
このタイミングチェーン70、クランクスプロケット11およびカムスプロケット68は、調時伝動機構を構成している。
なお、本実施例では、タイミングチェーンを使用しているがこれに限らず、例えばコクドベルトを使用してもよい。
燃料タンク82は、クランクケース40の上部に設けられた燃料(例えばガソリン)貯蔵用の容器である。
冷却ファン83は、クランクシャフト10の出力部と反対側の端部に設けられ、クランクシャフト10の回転によって冷却風を発生するものである。
シュラウド84は、冷却ファン83が発生する冷却風をシリンダブロック50の冷却フィン53等に導く導風板である。
スタータ85は、冷却ファン83に隣接してクランクシャフト10の端部に設けられたリコイルスタータである。
エアクリーナ86は、吸気ポート61に接続し、吸気ポート61内に吸入される外部空気を浄化するものである。
図4は、シリンダブロック50をシリンダ51の中心軸線と直交する平面で切って見た断面に相当する模式的断面図である。
収容室オイル通路100は、例えば3本の傾斜リブ101〜103を備えている。
傾斜リブ101〜103は、収容室52のシリンダ51と隣接する壁部52aから収容室52の内部へ突き出して形成されている。
図4に示すように、傾斜リブ101〜103は、これらの長手方向と直交する面で切って見た横断面形状がほぼ直線状に形成されている。また、傾斜リブ101〜103は、収容室52の壁部52aとの接続部よりも突端部のほうが高い位置(上方)となるように、傾斜して設けられている。
さらに、傾斜リブ101〜103は、並行して複数設けられている。そして、上段の傾斜リブ(例えば101)よりも下段の傾斜リブ(102)のほうが収容室52の壁部52aからの突出量が大きく形成されている。
これらの傾斜リブ101〜103は、シリンダブロック50の鋳造時に鋳造によって形成されるが、通常型を抜く方向であるシリンダ51の軸線方向に沿って延びていることから、型を抜く際に問題となることはない。
クランクケース40のオイル貯留部41に貯留されたオイルは、クランクシャフト10の回転時に、コンロッド30に設けられたスクレーパ31によって跳ね上げられる。クランクシャフト10、ピストン20、コンロッド30等は、スクレーパ31が跳ね上げたオイル飛沫を直接浴びることによって潤滑される。
また、オイル飛沫の一部は、タイミングチェーン70に付着し、タイミングチェーン70に同伴してカムスプロケット68側へ移動する。そして、タイミングチェーン70に付着したオイルは、カムスプロケット68において遠心力によってシリンダヘッド60内に飛散し、カムシャフト67、各ロッカアーム65,66、各バルブ63,64等を潤滑する。
シリンダブロック50は、主に外面に形成された冷却フィン53によって、外気との熱交換によって冷却される。しかし、収容室52が形成された部分には、シリンダ51の近傍に外気と接する冷却フィンを設けることができず、シリンダ51の十分な冷却ができない。そこで、実施例1では、収容室オイル通路100の傾斜リブ101〜103によって形成された凹部を流れるオイルに壁部52aの熱を吸収させることによって壁部52a及び隣接するシリンダ51の冷却を行っている。熱を吸収したオイルは、クランクケース40のオイル貯留部41に戻り、クランクケース40の壁部を介して外気によって冷却される。また、傾斜リブ101〜103は、収容室52内の空気との熱交換を行う冷却フィンとしても機能する。
(1)収容室52のシリンダ51と隣接する壁部52aに、収容室オイル通路100を設けたことによって、オイルの流れが収容室52の下端部に集まってしまうことがない。これにより、収容室52の壁部52aにおけるシリンダ51と隣接する部分を良好に冷却することができる。これによって、シリンダ51の温度が不均一となることを抑制し、シリンダ51の真円度を確保して、シリンダ51の変形に起因するフリクションの増加、かじりや焼き付き等を防止できる。
(2)収容室オイル通路100が壁部52aから突き出して形成された傾斜リブ101〜103を有することによって、傾斜リブ101〜103を冷却フィンとして機能させることができる。すなわち、壁部52a及びオイルから傾斜リブ101〜103に伝わった熱が傾斜リブ101〜103の表面から収容室52内の空気に放出されるため、冷却効果を向上できる。
(3)収容室オイル通路100の傾斜リブ101〜103は、壁部52aとの接続部よりも突端部のほうが高い位置(上方)に配置される構成とすることによって、傾斜リブ101〜103の上面部と壁部52aとの間にオイルを保持する凹部(溝部)を形成することができ、オイルの流量を確保できる。
図5は、シリンダブロック50をシリンダ51の中心軸と直交する平面で切って見た断面に相当する模式的断面図である。(実施例1の図4に相当する断面を示す。図6、7においても同じ。)
実施例2のシリンダ冷却構造は、実施例1の収容室オイル通路100に代えて、以下説明する収容室オイル通路200を備えている。
収容室オイル通路200は、実施例1の収容室オイル通路100における傾斜リブ101〜103に代えて、以下説明する湾曲リブ201〜203を備えている。
図5に示すように、湾曲リブ201〜203は、これらの長手方向と直交する面で切って見た横断面形状が、下側が凸となる円弧状となるように湾曲して形成されている。また、湾曲リブ201〜203は、収容室52の壁部52aとの接続部よりも突端部のほうが高い位置(上方)となるように形成されている。
湾曲リブ201〜203は、並行して複数設けられている。そして、上段の湾曲リブ(例えば201)よりも下段の湾曲リブ(例えば202)のほうが収容室52の壁部52aからの突出量が大きく形成されている。
実施例2では、収容室内オイル通路200は、湾曲リブ201〜203と壁部52aにより形成された凹部(溝部)となる。
以上説明した実施例2によれば、上述した実施例1の効果と同様の効果に加えて、リブを湾曲させたことによって、壁部52aからの突き出し高さが同等であればリブの表面積を大きくすることができ、放熱効果を高めることができる。また、リブを湾曲させたことにより、壁部52aからの突き出し高さが同等であれば収容室内オイル通路200の容量を、実施例1よりも大きくすることができ、冷却効果も高めることができる。
図6は、シリンダブロック50をシリンダ51の中心軸と直交する平面で切って見た断面に相当する模式的断面図である。
実施例3のシリンダ冷却構造は、実施例1の収容室オイル通路100に代えて、以下説明する収容室オイル通路300を備えている。
収容室オイル通路300は、実施例1の収容室オイル通路100における傾斜リブ101〜103に代えて、以下説明する屈曲リブ301〜303を備えている。
図6に示すように、屈曲リブ301〜303は、壁部52aからほぼ直交方向に突き出した平板状の基部301a〜303a、及び、基部301a〜303aの突端部から上方へ突き出した立上部301b〜303bを有する。その結果、各屈曲リブ301〜303を長手方向と直交する面で切って見た横断面形状は、ほぼL字状に形成されている。
屈曲リブ301〜303は、並行して複数設けられている。そして、上段の屈曲リブ(例えば301)よりも下段の屈曲リブ(例えば302)のほうが収容室52の壁部52aからの突出量が大きく形成されている。
実施例3では、収容室内オイル通路300は、屈曲リブ301〜303と壁部52aにより形成された凹部(溝部)となる。
以上説明した実施例3によれば、上述した実施例1、2の効果と同様の効果を得ることができる。
図7は、シリンダを中心軸と直交する平面で切って見た断面に相当する模式的断面図である。
実施例4のシリンダ冷却構造は、実施例1の収容室オイル通路100に代えて、以下説明する収容室オイル通路400を備えている。
収容室オイル通路400は、実施例1の収容室オイル通路100における傾斜リブ101〜103に代えて、以下説明する溝部401から構成されている。
溝部401は、壁部52aを凹ませて形成され、溝底部が壁部52aへの開口部よりも低くなるように傾斜して配置されている。
以上説明した実施例4においても、シリンダヘッド60側からクランクケース40側へ流れるオイルが溝部401を流れることによって、壁部52a及びシリンダ51の隣接する部分を冷却することができる。
本発明は、以上説明した実施例に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の技術的範囲内である。
(1)オイル通路の横断面形状は、オイルを保持し流すことができる凹部(溝部)を形成するものであればどのような形状であってもよい。
(2)オイル通路の延びる方向は、シリンダの軸線方向に完全に一致させるものに限らず、シリンダの軸線方向に対して傾斜して設けてもよい。例えば、シリンダ軸線が水平方向に配置されるエンジンの場合には、シリンダヘッド側よりもクランクケース側のほうが低くなるように傾斜させることによって、オイルを確実にクランクケース側へ流すことができる。
(3)実施例1〜3では、オイル通路のリブをシリンダと一体に形成しているが、これに限らず、オイル通路を形成するリブをシリンダとは別体に形成し、装着する構成としてもよい。これによれば、シリンダと一体に鋳造する場合よりもリブを肉薄に形成し、また密に配置することができ、冷却効果を向上できる場合がある。
11 クランクスプロケット 20 ピストン
30 コンロッド 31 スクレーパ
40 クランクケース 41 オイル貯留部
50 シリンダブロック 51 シリンダ
52 収容室 52a 壁部
53 冷却フィン 60 シリンダヘッド
61 吸気ポート 62 排気ポート
63 吸気バルブ 64 排気バルブ
65 吸気ロッカアーム 66 排気ロッカアーム
67 カムシャフト 68 カムスプロケット
70 タイミングチェーン 71 テンショナ
100 収容室オイル通路 101〜103 傾斜リブ
200 収容室オイル通路 201〜203 湾曲リブ
300 収容室オイル通路 301〜303 屈曲リブ
301a〜303a 基部 301b〜303b 立上部
400 収容室オイル通路 401 溝部
Claims (7)
- クランクシャフトを収容しかつオイル貯留部が設けられたクランクケースと、
前記クランクケースと接続され中心軸が傾斜し又は水平に配置されたシリンダを有するシリンダブロックと、
前記シリンダブロックにおけるクランクケースと反対側の端部に設けられ動弁を開閉駆動するカムシャフトを有するシリンダヘッドと、
前記シリンダの側部に設けられ、前記クランクシャフトと前記カムシャフトとにわたして設けられたタイミングチェーンを収容する収容室と
を備えるエンジンのシリンダ冷却構造において、
前記収容室のシリンダ内面と隣接する壁部に、前記シリンダの軸線方向にほぼ沿って延びるとともに、下側に窪ませて形成された凹部が設けられた横断面形状を有し、前記シリンダヘッド側から前記クランクケース側へ前記オイルを案内するオイル通路を有すること
を特徴とするエンジンのシリンダ冷却構造。 - クランクシャフトを収容しかつオイル貯留部が設けられたクランクケースと、
前記クランクケースに接続し、ピストンを収容するシリンダが設けられたシリンダブロックと、
前記シリンダブロックにおける前記クランクケースとは反対側の端部に設けられ、動弁を開閉駆動するカムシャフトを有するシリンダヘッドと、
前記クランクシャフトの回転力を前記カムシャフトに伝達する調時伝動機構とを備え、
前記シリンダブロックは、前記シリンダの側部に、前記シリンダヘッドと前記クランクケースと連通し、前記調時伝動機構を収容する収容室を有し、
前記シリンダの軸線方向が天地方向に対して水平又は傾斜となるように構成されたエンジンのシリンダ冷却構造において、
前記収容室における前記シリンダと隣接する壁部に、該壁部から突出し前記シリンダヘッド側から前記クランクケース側まで伸びるリブを設けることにより、前記壁部と前記リブとの間にオイル通路が形成されること
を特徴とするエンジンのシリンダ冷却構造。 - 前記リブの突端部は、前記壁部との接続部より上方に位置することを特徴とする請求項2記載のエンジンのシリンダ冷却構造。
- 前記リブを複数形成することにより、オイル通路が複数形成されることを特徴とする請求項2または請求項3記載のエンジンのシリンダ冷却構造。
- 前記リブは、並行して複数形成され、上段のリブよりも下段のリブの方が前記壁部からの突出量が大きいことを特徴とする請求項4記載のエンジンのシリンダ冷却構造。
- クランクシャフトを収容しかつオイル貯留部が設けられたクランクケースと、
前記クランクケースに接続し、ピストンを収容するシリンダが設けられたシリンダブロックと、
前記シリンダブロックにおける前記クランクケースとは反対側の端部に設けられ、動弁を開閉駆動するカムシャフトを有するシリンダヘッドと、
前記クランクシャフトの回転力を前記カムシャフトに伝達する調時伝動機構とを備え、
前記シリンダブロックは、前記シリンダの側部に、前記シリンダヘッドと前記クランクケースと連通し、前記調時伝動機構を収容する収容室を有し、
前記シリンダの軸線方向が天地方向に対して水平又は傾斜となるように構成されたエンジンのシリンダ冷却構造において、
前記収容室における前記シリンダと隣接する壁部に、下方側に窪み、前記シリンダヘッド側から前記クランクケース側まで伸びるオイル通路が形成されること
を特徴とするエンジンのシリンダ冷却構造。 - 前記オイル通路は、前記シリンダヘッド側から前記クランクケース側に下降するように傾斜することを特徴とする請求項2または請求項6記載のエンジンのシリンダ冷却構造。
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