JPH04241712A - ２サイクルエンジンの潤滑装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、クランク室掃気形の２
サイクルエンジンに係り、特にそのピストンに連なるコ
ネクティングロッドの小端部を潤滑するための装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】クランク室を吸入空気の一次圧縮室とし
た２サイクルエンジンでは、クランク室の底部に潤滑に
必要なオイルを蓄えておくことができないので、シリン
ダとピストンとの摺動面やクランク軸のジャーナル部を
始めとする軸受部分に、オイルポンプを通じて直接潤滑
オイルを供給する方法が採られている。また、ピストン
に連なるコネクティングロッドの小端部の潤滑は、クラ
ンク室に供給される混合気中に、ミスト状となったオイ
ルを浮遊させ、このオイル・ミストを小端部回りに付着
させることにより行っている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、この構成に
よると、強大な爆発圧力を受けるコネクティングロッド
の小端部回りに直接潤滑オイルを供給することができな
いので、この小端部が磨耗したり、焼き付きの原因とな
るといった不具合が生じる。

【０００４】また、小端部回りの潤滑条件を改善するた
めに、混合気中の潤滑オイルの含有量を多くすると、ク
ランク室掃気形の２サイクルエンジンでは、掃気口から
燃焼室に流入する混合気によって燃焼室内の既燃ガスを
排気口に押し出しているので、排気口と掃気口の両方が
開いている時に、オイル分が排気系に吹き抜けてしまう
。しかも、このオイルは、混合気と共に燃焼室に導かれ
、ここで燃焼した後に排出されるので、その分、排気煙
が多くなったり、排ガス中の有害成分、特にＨＣの排出
量が増加するといった不具合がある。

【０００５】本発明は、このような事情にもとづいてな
されたもので、クランク室に吸入される空気中にオイル
を混入させることなく、ピストンのピン孔やコネクティ
ングロッドの小端部回りを直接潤滑することができ、潤
滑の信頼性が向上するとともに、排ガス中の有害成分や
排気煙を減少させることができる２サイクルエンジンの
潤滑装置の提供を目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明において
は、シリンダに連なるクランク室を吸入空気の一次圧縮
室とした２サイクルエンジンにおいて、上記シリンダの
ピストンとの摺動面に、オイルポンプを通じて潤滑オイ
ルが供給される給油口を設け、上記ピストンには、この
ピストンが下死点又はその付近に達した際に、ピストン
ピンが嵌合するピン孔と上記給油口とを連通させて、潤
滑オイルを上記ピン孔からコネクティングロッドの小端
部に導くオイル通路を設けたことを特徴としている。

【０００７】

【作用】この構成によれば、ピストンが下死点もしくは
その付近に達すると、シリンダ側の給油口とピストン側
のオイル通路が連通するので、これら給油口とオイル通
路を介して潤滑オイルを直接ピストンピンやコネクティ
ングロッドの小端部に導くことができる。しかも、シリ
ンダ側の給油口とピストン側のオイル通路とが連通する
時、ピストンは、その移動方向が反転する下死点又はそ
の付近に位置するので、このピストンは一次的に停止す
るか、その移動速度が最も遅くなる状態にある。このた
め、給油口とオイル通路との連通時間を確保することが
でき、充分な量のオイルをピストンのオイル通路に導く
ことができる。したがって、ピストンピンやコネクティ
ングロッドの小端部を確実に潤滑することができ、小端
部の磨耗や焼き付きを防止することができる。

【０００８】また、ピストンピンやコネクティングロッ
ドの小端部に直接潤滑オイルを供給できるから、混合気
中にオイルを積極的に混入させる必要はなく、その分、
オイル分の吹き抜けを防止して有害成分の排出量を低減
できるとともに、排気煙も少なく抑えることができる。

【０００９】

【実施例】以下本発明を、図１ないし図９に示す第１実
施例にもとづいて説明する。

【００１０】図中符号１で示す車両用の２サイクル三気
筒エンジンは、クランクケース２を備えている。このエ
ンジン１のクランクケース２は、上ケース３ａと下ケー
ス３ｂとに二分割されており、これら両ケース３ａ，３
ｂの間には、クランク軸４を収容するクランク室５が形
成されている。

【００１１】上ケース３ａの上面には、略直立に近い角
度で起立したシリンダブロック６が一体に形成されてい
る。シリンダブロック６はアルミニウム合金にて構成さ
れ、このシリンダブロック６の内部には、図８に示すよ
うに、三つのスリーブ嵌合孔７がクランク軸４の軸方向
に並んで設けられている。スリーブ嵌合孔７には、円筒
状のスリーブ８が圧入されている。スリーブ８は、アル
ミニウム合金にて構成され、このスリーブ８の内周面に
は、クロームメッキあるいはそれに類するメッキが施さ
れている。そして、スリーブ８は、シリンダブロック６
の内部に三つのシリンダ９を構成しており、これらシリ
ンダ９は、クランクケース２内のクランク室５に連なっ
ている。

【００１２】クランク室５内のクランク軸４は、シリン
ダ９の数に対応した三つのクランクピン１１と、このク
ランクピン１１の両端に連なるクランクウエブ１２と、
このクランクウエブ１２に連なるジャーナル部１３を備
えている。このクランク軸４を収容するクランク室５は
、隔壁１４によってシリンダ９毎に仕切られており、こ
の隔壁１４とクランクケース２にクランク軸４のジャー
ナル部１３が軸受１５を介して支持されている。軸受１
５の内面には、隣接するクランク室５の間の気密を保つ
シール材１６が設けられており、このシール部材１６が
ジャーナル部１３の外周面に接している。また、クラン
ク軸４の一端のジャーナル部１３は、他の軸受１７を介
してクランクケース２に支持されている。クランク軸４
の両端部は、クランクケース２を貫通して外方に導出さ
れており、一方の導出端に交流発電機等のエンジン補機
を駆動するプーリ１８が取り付けられているとともに、
他方の導出端には、フライホイール１９が取り付けられ
ている。

【００１３】シリンダ９内には、ピストン２０が収容さ
れている。ピストン２０は、シリンダ９の内面に摺接す
るスカート部２１を備えている。スカート部２１の内面
には、ピストン２０の径方向に対向し合う一対のボス部
２２が形成されている。ボス部２２は、ピストンピン２
３が通るピン孔２４を備えており、これらボス部２２の
間にコネクティングロッド２５の小端部２６が介装され
ている。そして、ピストンピン２３は、軸受２７を介し
て小端部２６を回転自在に貫通しており、上記ピストン
２０と小端部２６とを連結している。コネクティングロ
ッド２５の大端部３０は、上記クランク軸４のクランク
ピン１１に軸受３１を介して支持されており、このコネ
クティングロッド２５により、ピストン２０の往復運動
が回転運動に変換されてクランク軸４に伝達される。

【００１４】なお、図４に示すように、ピストンピン２
３とピン孔２４との間には、潤滑オイルを蓄えておくた
めのオイル溜り３２が部分的に形成されている。

【００１５】シリンダ９の内面には、図８に示すように
、ピストン２０によって開閉される三つの掃気口３４ａ
，３４ｂ，３４ｃが開口されている。これら掃気口３４
ａ，３４ｂ，３４ｃは、シリンダ９の同一周上に位置さ
れており、そのうちの二つ３４ａ，３４ｂがシリンダ９
の径方向に対向して配置されているとともに、残りの一
つ３４ｃが、上記対向し合う掃気口３４ａ，３４ｂの間
に配置されている。そして、各掃気口３４ａ，３４ｂ，
３４ｃは、シリンダブロック６内の掃気通路３５を介し
てクランク室５に連なっている。

【００１６】シリンダ９の内面には、ピストン２０によ
って開閉される排気口３６が開口されている。排気口３
６は、上記中間の掃気口３４ｃに対し、シリンダ９のボ
ア中心Ｘ１　　を挾んだ反対側に配置されており、この
排気口３６は、シリンダブロック６内の排気通路３７に
連なっている。そして、本実施例の排気口３６は、図２
および図８に示すように、この排気口３６と中間の掃気
口３４ｃとの間を、シリンダ９のボア中心Ｘ１　　を通
る線Ｙで結んだ場合に、この線Ｙがクランク軸４の軸線
Ｃと直交する線Ｚ上に位置することなく、この線Ｚに対
し角度θを存して交わる方向に傾けて開口されている。 このため、排気通路３７は、エンジン１を平面的に見た
場合に、円弧状に彎曲した状態でシリンダブロック６の
側方に導出されており、その外方への開口端が上記クラ
ンク軸４の軸線Ｃと平行をなすように一列に並んでいる
。

【００１７】また、クランクケース２の側面には、三つ
の吸気口３８がクランク軸４の軸方向に並べて設けられ
ている。吸気口３８の下流端は、クランク室５に直接連
なっており、このクランク室５が吸入空気を圧縮するた
めの一次圧縮室となっている。クランクケース２の吸気
口３８には、吸気マニホールド３９が接続されている。 吸気マニホールド３９は、吸気口３８に連なる三本の吸
気管４０を備えている。吸気管４０の上流端は互いに合
流されており、この合流部４１には、図示しないスロッ
トル弁を収容したスロットルボデー４２が接続されてい
る。

【００１８】なお、吸気口３８には、吸気管４０からク
ランク室５に向かう吸入空気の流れのみを許容するリー
ドバルブ４３が設けられている。

【００１９】上記シリンダブロック６の上面には、シリ
ンダヘッド４５が取り付けられている。シリンダヘッド
４５のシリンダ９との合面には、ウエッジ形の燃焼室４
６が形成されており、このシリンダヘッド４５には、燃
料を圧縮空気と共に燃焼室４６に噴射する燃料噴射装置
４７と、図示しない点火プラグが取り付けられている。 また、燃焼室４６やシリンダ９の周囲は、エンジン冷却
水が流通するウォータジャケット４８により覆われてい
る。ウォータジャケット４８の一部は、排気通路３７の
上方において、排気口３６の開口上縁に対向する位置ま
で張り出しており、この張り出し部４８ａの一部が、隣
り合うシリンダ９に近接している。

【００２０】図８に示すように、各シリンダ９の排気通
路３７の上面には、排気口３６の開口高さを変えること
で、排気タイミングを変更する排気バルブ５０が設けら
れている。排気バルブ５０は概略鼓形状をなしており、
この排気バルブ５０の外周面の一部には、排気口３６の
開口上縁の開口形状に合致する切り欠き部５１が設けら
れている。そして、本実施例の排気バルブ５０は、排気
口３６とウォータジャケット４８の張り出し部４８ａと
の間に入り込んでいるため、その軸方向に沿う一端が小
径に形成されており、この小径部５２と反対側の大径部
５３の端面には、軸部５４，５５が同軸状に突設されて
いる。小径部５２側の軸部５４は、軸受５６を介してシ
リンダブロック６に支持されており、この軸部５４は、
隣接するシリンダ９で挾まれた狭い部分に入り込んでい
る。大径部５３側の軸部５５は、シリンダブロック６に
組み込んだホルダ５７に軸受５８を介して支持されてお
り、この軸部５５の先端は、シリンダブロック６の外方
に導出されている。この軸部５５の導出端には、プーリ
５９が取り付けられており、このプーリ５９を図示しな
いサーボモータで駆動することにより、排気バルブ５０
がエンジン回転数に応じて正逆方向に回転されるように
なっている。そして、排気バルブ５０の小径部５２側の
軸部５４は、その軸長および径共に大径部５３側の軸部
５５よりも小さく形成されている。

【００２１】また、ピストン２０のスカート部２１は、
ピストン２０が上死点に達した時に、排気口３６を塞ぐ
長さを確保する必要があるので、このスカート部２１が
長くなり、ピストン２０が下死点に達した時にクランク
軸４のクランクウエブ１２と干渉する虞がある。しかる
に、本実施例のエンジン１では、図１に示すように、ク
ランクウエブ１２のクランクピン１１とは反対側の外周
面に、スカート部２１との干渉を避けるように斜めに削
られた逃げ部６０が形成されているとともに、スカート
部２１の下縁部にもクランクウエブ１２を避けるように
削られた逃げ部６１が形成されている。このため、ピス
トン２０が下死点に達した際には、スカート部２１の内
側にクランクウエブ１２のクランクピン１１とは反対側
の外周面の一部が入り込むようになっており、スカート
部２１の長さを確保しつつ、エンジン１の全高を低く抑
えるための対策がなされている。

【００２２】ところで、このようなエンジン１は、図７
に示すように、ステッピングモータ６５によって駆動さ
れる分配形のオイルポンプ６６と、電磁ポンプ６７を備
えている。これら二つのポンプ６６，６７の吸入口６６
ａ，６７ａは、潤滑オイルを貯えるオイルタンク６８に
接続されており、電磁ポンプ６７の吐出口６７ｂは、オ
イル配管６９を介して上記クランク軸４の一端のジャー
ナル部１３に連なっている。また、オイルポンプ６６は
、間欠的に潤滑オイルを吐出する六つの吐出口６６ｂを
備えている。これら吐出口６６ｂは、六本のオイル配管
７０ａ〜７０ｆを介してエンジン１のシリンダ９やクラ
ンク軸４のジャーナル部１３に連なっており、これらシ
リンダ９やジャーナル部１３を潤滑するようになってい
る。

【００２３】この潤滑経路について説明すると、図１に
示すように、クランクケース２には、三本のオイル配管
７０ａ，７０ｂ，７０ｃが連なるオイル供給路７１が形
成されている。オイル供給路７１は、隔壁１４内の分配
通路７２を介して軸受１５とジャーナル部１３との間に
開口されており、この軸受１５とジャーナル部１３との
間に潤滑オイルを供給するようになっている。そして、
この軸受１５とシール材１６の端面は、クランク室５内
の一方のクランクウエブ１２の側面に接しており、この
クランクウエブ１２の側面には、軸受１５の端面が臨む
リング状に凹んだオイル受け部７３が形成されている。 クランクウエブ１２には、クランクピン１１の内部を貫
通するオイル導入路７４が形成されている。オイル導入
路７４の一端は、上記オイル受け部７３に開口されてお
り、このオイル導入路７４は、吐出路７５を介してクラ
ンクピン１１の外周面に開口されている。

【００２４】したがって、軸受１５とジャーナル部１３
を潤滑したオイルの一部は、オイル受け部７３を介して
オイル導入路７４に流れ込むとともに、ここから吐出路
７５を通じてクランクピン１１と軸受３１との間に導か
れ、コネクティングロッド２５の大端部３０を直接潤滑
するようになっている。

【００２５】一方、シリンダ９を構成するスリーブ８の
外周面には、図２や図５に示すように、周方向に連続す
る溝８０が形成されている。溝８０は、スリーブ嵌合孔
７との間でオイル流通路８１を構成しており、このオイ
ル流通路８１は、ウォータジャケット４８を始めとして
、掃気口３４ａ，３４ｂ，３４ｃや排気口３６を外れた
位置に設けられている。シリンダブロック６には、オイ
ル流通路８１に連なるオイル供給口８２が設けられてお
り、このオイル供給口８２にジョイント８３を介して残
りの三本のオイル配管７０ｄ，７０ｅ，７０ｆが接続さ
れている。

【００２６】また、ピストン２０が摺接するスリーブ８
の内周面には、周方向に間隔を存して四つの給油口８４
が開口されている。給油口８４は、図１に示すように、
ピストン２０が下死点又はその付近に達した際に、この
ピストン２０のスカート部２１の上部で閉塞される位置
に設けられている。これら給油口８４は上記オイル流通
路８１に連なっており、そのうちの二つは、図２に示す
ように、ピストン２０のボス部２２に対応した位置に設
けられている。このため、オイル配管７０ｄ，７０ｅ，
７０ｆを通じてオイル流通路８１に導かれた潤滑オイル
は、上記給油口８４から滲み出るようにしてスリーブ８
の内面に供給され、ピストン２０とシリンダ９との摺動
面を直接潤滑するようになっている。

【００２７】図１ないし図３に示すように、ピストン２
０のボス部２２には、一対のオイル通路８６が設けられ
ている。オイル通路８６の一端は、ピストン２０のシリ
ンダ９との摺動面に開口されており、このオイル通路８
６の一端開口８６ａは、ピン孔２４とピストンリング８
７との間に位置されている。オイル通路８６の他端は、
ピン孔２４の内面に開口されており、本実施例の場合、
オイル通路８６の他端開口８６ｂは、オイル溜り３２に
対応する位置に設けられている。そして、オイル通路８
６は、一端から他端に向って下向きに傾斜されており、
このオイル通路８６のスカート部２１に開口する一端開
口８６ａは、ピストン２０が下死点もしくはその付近に
位置した時に、上記給油口８４と合致するようになって
いる。このため、オイル通路８６と給油口８４とが合致
すると、給油口８４に供給された潤滑オイルがオイル通
路８６を通じてピン孔２４に導かれ、このピン孔２４と
ピストンピン２３との間からコネクティングロッド２５
の小端部２６回りに噴出するようになっている。

【００２８】また、図７に示すように、クランク室５の
底部には、クランク軸４のジャーナル部１３やコネクテ
ィングロッド２５の大端部３０およびピストン２０とシ
リンダ９との摺動面を潤滑した後、クランク室５の底部
に滴下したオイルを回収するためのオイル戻し管８８が
接続されている。オイル戻し管８８は、逆止弁８９を介
してオイルタンク６８に連なっており、この逆止弁８９
とオイルタンク６８との間には、オイルフィルタ９０が
設けられている。

【００２９】なお、図中符号９１は、エンジン振動を打
ち消すためのバランサ軸であり、このバランサ軸９１は
、クランク軸４との間に掛け渡したタイミングベルト９
２により回転駆動される。

【００３０】次に、上記構成の作用について説明する。

【００３１】エンジン運転中、オイルポンプ６６の吐出
口６６ｂから間欠的に吐出される潤滑オイルは、オイル
配管７０ａ〜７０ｆを介してクランク軸４のジャーナル
部１３と、シリンダ９に導かれる。シリンダ９に導かれ
る潤滑オイルは、まず、オイル供給口８２を通じてシリ
ンダ９の外側のオイル流通路８１に導かれる。そして、
オイル流通路８１内の潤滑オイルは、ピストン２０が上
死点付近にまで上昇して給油口８４が開かれた際に、こ
の給油口８４から滲み出るようにしてスリーブ８の内面
に供給され、ピストン２０とシリンダ９との摺動面を直
接潤滑する。

【００３２】ピストン２０が下死点もしくはその付近に
まで達すると、このピストン２０のスカート部２１の開
口するオイル通路８６の一端開口８６ａが、給油口８４
と合致する。このため、給油口８４がオイル通路８６を
介してピストン２０のピン孔２４に連なり、潤滑オイル
がピン孔２４に向けて供給される。ピン孔２４に供給さ
れた潤滑オイルは、ピン孔２４とピストンピン２３との
間のオイル溜り３２からコネクティングロッド２５の小
端部２６に向けて噴出し、この小端部２６の軸受２７と
ピストンピン２３との嵌合部分を直接潤滑する。

【００３３】したがって、このような本発明の第１実施
例によれば、クランク軸４が一回転する毎に、給油口８
４とオイル通路８６とが連通するので、シリンダ９側か
らコネクティングロッド２５の小端部２６に潤滑オイル
を直接導くことができる。しかも、給油口８４とオイル
通路８６とが連通した時、ピストン２０はその移動方向
が反転する下死点もしくはその付近に位置されているの
で、このピストン２０は一時的に停止するか、その移動
速度が最も遅くなる状態にある。このため、給油口８４
とオイル通路８６とが連通している時間が長くなり、充
分な量の潤滑オイルをピン孔２４からコネクティングロ
ッド２５の小端部２６に導くことができる。

【００３４】このことから、ピストンピン２３やコネク
ティングロッド２５の小端部２６を確実に潤滑すること
ができ、この小端部２６の磨耗や焼き付きを未然に防止
することができる。

【００３５】また、シリンダ９側からピストンピン２３
やコネクティングロッド２５の小端部２６に直接潤滑オ
イルを供給できるので、従来のようにクランク室５に吸
入される吸入空気中に積極的にオイル・ミストを混入さ
せる必要はない。このため、吸入空気中に含まれるオイ
ル分が格段に少なくなり、その分、掃気によるオイル分
の吹き抜けを防止して、ＨＣ等の有害成分の排出量を低
減できるとともに、排気煙も少なく抑えることができる
。

【００３６】さらに、シリンダ９の内面に開口する給油
口８４は、ピストン２０が下死点に達した時でも、この
ピストン２０のスカート部２１と対向しているので、こ
の給油口８４が燃焼室４６側に直接露出することはない
。このため、給油口８４が高温高圧な燃焼ガスにさらさ
れずに済むから、給油口８４やオイル流通路８１内の潤
滑オイルが炭化することもなく、これら給油口８４やオ
イル流通路８１の目詰まりを防止できるといった利点も
ある。

【００３７】なお、本発明は、上記第１実施例に特定さ
れるものではなく、図１０および図１１に本発明の第２
実施例を示す。この第２実施例において上記第１実施例
と相違する点は、コネクティングロッド２５の小端部２
６と大端部３０とを結ぶロッド部１００に、小端部２６
と大端部３０の軸受２７，３１の間を接続するオイル孔
１０１が形成されているとともに、オイル通路８６の他
端開口８６ｂがピン孔２４の上面に開口されている点に
あり、それ以外の構成は上記第１実施例と同様である。

【００３８】この第２実施例の構成によると、コネクテ
ィングロッド２５の大端部３０を潤滑したオイルの一部
が、オイル孔１０１を通じて小端部２６の軸受２７にも
導かれるので、小端部２６にはクランク軸４とシリンダ
９の双方から潤滑オイルが供給されることになり、この
小端部２６の潤滑条件をより改善することができる。

【００３９】また、上記実施例では、クランク室で吸入
空気のみを圧縮し、燃料は圧縮空気と共に直接燃焼室に
噴射するようにしたが、本発明はこれに限らず、例えば
吸気管に気化器または燃料噴射弁を設け、混合気をクラ
ンク室に吸入するようにしても良い。

【００４０】

【発明の効果】以上詳述した本発明によれば、充分な量
の潤滑オイルをピストンピンやコネクティングロッドの
小端部回りに直接供給することができ、この小端部回り
の潤滑条件を改善して、小端部の磨耗や焼き付きを確実
に防止することができる。

【００４１】しかも、クランク室に吸入される吸入空気
中に積極的にオイル・ミストを混入させる必要もなくな
るから、その分、掃気によるオイル分の吹き抜けを防止
してＨＣ等の有害成分の排出量を低減できるとともに、
排気煙も少なく抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例の２サイクルエンジンを、
ピストンピンを省略して示す断面図。

【図２】シリンダ側の給油口とピストン側のオイル通路
の位置関係を示す断面図。

【図３】ピストンの断面図。

【図４】ピストンのピン孔回りを拡大した断面図。

【図５】図１のＡ部を拡大した断面図。

【図６】シリンダのオイル流通路の断面図。

【図７】２サイクルエンジンに対する潤滑オイルの供給
系路を示す図。

【図８】シリンダブロックの断面図。

【図９】吸気系を含めた２サイクルエンジンの断面図。

【図１０】本発明の第２実施例を示す２サイクルエンジ
ンの断面図。

【図１１】ピストンのピン孔とオイル通路との位置関係
を示す図。

【符号の説明】

１…２サイクルエンジン、５…クランク室、９…シリン
ダ、２０…ピストン、２３…ピストンピン、２４…ピン
孔、２５…コネクティングロッド、２６…小端部、６６
…オイルポンプ、８４…給油口、８６…オイル通路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　シリンダに連なるクランク室を吸入空
   気の一次圧縮室とした２サイクルエンジンにおいて、上
   記シリンダのピストンとの摺動面に、オイルポンプを通
   じて潤滑オイルが供給される給油口を設け、上記ピスト
   ンには、このピストンが下死点又はその付近に達した際
   に、ピストンピンが嵌合するピン孔と上記給油口とを連
   通させて、潤滑オイルを上記ピン孔からコネクティング
   ロッドの小端部に導くオイル通路を設けたことを特徴と
   する２サイクルエンジンの潤滑装置。