JPH05214918A - ２サイクルユニフロー掃気機関の潤滑油消費量低減装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明の２サイクルユニフロー掃気機関の潤
滑油消費量低減装置の目的は掃気孔のあるピストンピン
方向側に飛散する潤滑油を制限することにより潤滑油消
費量の低減を図る装置を提供することである。 【構成】 ２サイクルトランクピストン形ユニフロー掃
気機関において、（１)掃気孔をピストンピンの内側に
シリンダライナの円周の６０°〜１２０°の範囲内に設
け、更にシリンダライナの掃気孔位置の最下端部に飛沫
油の侵入を妨げる遮蔽板を設ける、（２) 掃気孔をシリ
ンダライナの全周に設け、シリンダライナのピストンピ
ン方向の両側の最下端部に飛沫油の侵入を妨げる遮蔽板
を設ける、ことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は２サイクルトランクピス
トン形ユニフロー掃気機関の改良に関する。４サイクル
機関、往復動コンプレッサ等に適用可。

【０００２】

【従来の技術】従来の２サイクルトランクピストン形ユ
ニフロー掃気機関は４サイクル機関に比較して単位シリ
ンダ容積あたりの出力が大で且トルク変動が小さいので
小形軽量低振動であると云うすぐれた特徴がある。しか
しシリンダライナ中央部に全周に亘って掃気孔があるた
め、ピストンの往復運動の際にピストン外周やピストン
リング等が摺動して掃気孔を通過する度毎に潤滑油膜が
切断されたり潤滑油滴がはね飛ばされたりして燃焼室や
掃気室に侵入するので潤滑油消費量が大であると云う重
大な欠点がある。従来の２サイクルユニフロー掃気機関
について第１の例を図１３〜１５によって説明する。図
１３は、従来例の２サイクルトランクピストン形掃気機
関のピストンが下死点にある部分断面図、図１４は図３
のＦ−Ｆ断面図、図１５は図１３のＧ−Ｇ断面図であ
る。図において１はシリンダブロック、２６はシリンダ
ライナでシリンダブロック１にかたく挿入されている。
４はピストンでトランクピストンでシリンダライナ２６
の内に摺動自在に挿入されている。７はピストンピンで
ピストン４に設けられている。６はクランク軸でシリン
ダブロック１に軸受で支えられている。５はコネクチン
グロッドでピストンピン７とクランク軸６を連結してい
る。２７は掃気孔でシリンダライナ２６に全周に亘って
設けられピストン４が下死点にあるときその上端が全開
している。１１は掃気室でシリンダライナ２６の外側に
シリンダブロック１に設けられた室で掃気孔２７が通じ
ている。

【０００３】３はシリンダヘッドでシリンダブロック１
の上にボルトで締めつけられている。９は排気弁でシリ
ンダヘッド３に設けられ内燃機関の公知の要素である。
前記第１の従来例の作用を説明する。掃気孔２７がシリ
ンダライナ２６の全周に亘って設けられているのでピス
トン４がシリンダライナ２６の内を油で潤滑されて往復
運動の際ピストン４は掃気孔２７を通過するのでピスト
ン４及び之に保持されているピストンリングが掃気孔２
７を通過する度毎に前記油膜が切れたり油滴がはね飛ば
されて燃焼室や掃気室に侵入するので潤滑油消費量は大
となる。

【０００４】第２の従来例を説明する。図はない。前記
第１の従来例の潤滑油消費に対する改良手段として、シ
リンダライナに孔を一切設けずシリンダヘッドに掃気弁
と排気弁を設けて掃排気を行う２サイクル機関が提案さ
れている（特公昭６０−５７７０) 前記２サイクル機関
の潤滑油消費量は４サイクル機関なみに低減するが掃気
が甚だ困難なため出力燃料消費率に問題がある。

【０００５】第３の従来例を説明する。図はない。２サ
イクルユニフロー掃気機関の重大な欠点である潤滑油消
費量の過大を解決するため、潤滑油消費量過大の最大の
原因をもたらす掃気孔をシリンダライナのピストン側圧
を受けないピストンピンの方向にのみ設けてこの方向の
潤滑油の供給量を必要最小限にしピストンのスラスト側
には掃気孔を設けず潤滑油の供給料は大にし潤滑油消費
料を低減することを提案した（特願平２−４１１２９
５) 。前記方法により潤滑油消費量はかなり低減したが
クランク軸の回転によりクランクジャーナル部クランク
ピン部等から遠心力によりはね飛ばされた潤滑油はシリ
ンダライナやピストンの内壁に多量飛散付着するので未
だ潤滑油消費量は多い。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】シリンダライナの掃気
孔のないピストンの側圧側に付着した潤滑油はピストン
やピストンリングによってクランクケース側へ殆どかき
落されて回収されるのであまり問題はないが掃気孔があ
るピストンピン方向側に付着した潤滑油はピストンが掃
気孔を通過するときに油膜が切れたり掃気流に吹きとば
されたりしてシリンダライナ内の燃焼室に入りこむ。燃
焼室に入りこんだ潤滑油は排気とともに排出されるので
潤滑油消費量は大となる。本発明の目的は前記不具合を
解消し掃気孔のあるピストンピン方向側に飛散する潤滑
油を制限することにより更に潤滑油消費量の低減を図る
装置を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】第１の手段はシリンダラ
イナの掃気孔をピストンピンの両側にシリンダライナの
円周の６０°〜１２０°の範囲内に設け、更にシリンダ
ライナの掃気孔位置の最下端部に飛沫油の侵入を妨げる
遮蔽板を設けたことを特徴とする。第２の手段は掃気孔
をシリンダライナの全周に設けシリンダライナのピスト
ンピン方向の両側の最下端部に飛沫油の侵入を妨げる遮
蔽板を設けたことを特徴とする。

【０００８】

【作用】シリンダライナとピストンに供給される潤滑油
はクランク軸軸受部等から吐出した油がクランク軸等の
回転によって起る飛沫油によるものが多い。前記飛沫油
は通常油量も方向も制御できないものである。そのため
従来はシリンダライナのスラスト側にもピストンピン側
にも飛沫潤滑油は無制御で供給されていた。第１手段は
ピストンの側圧を受け苛酷な条件で作動するシリンダラ
イナのスラスト側には潤滑不良の原因となる掃気孔を設
けず且十分な潤滑油を供給して良好な潤滑状態が得られ
るようにする。尚ピストンのスラスト側に十分な潤滑油
を供給してもシリンダライナのスラスト側には掃気孔等
の切欠部が全くない。したがって供給された潤滑油はク
ランクケースに殆ど回収されるので潤滑油消費量は極め
て少い。一方ピストン側圧を受けないピストンピン側に
は掃気孔を設けるがピストン側圧を受けないので作動条
件は楽であるので供給油量はスラスト側よりかなり少量
でよい。従って遮蔽板が供給油量を減らすようになって
いる。一般にシリンダライナとピストンの焼付けは作動
条件の苛酷なスラスト側に発生する。本手段はシリンダ
ライナのスラスト側には潤滑条件を悪化させる掃気孔等
を設けず飛沫油の供給等は従来どおりとするので潤滑条
件は格段に向上し焼付等の不具合は発生しない。尚、シ
リンダライナ内面等に付着した潤滑油は掃気孔等の切欠
部がないので殆どクランクケースに回収される。従って
シリンダライナのスラスト側の潤滑油消費量は非常に少
い。

【０００９】第２手段ではシリンダライナのスラスト側
の飛沫油は特に制御せずピストンピン方向の両側の最下
端部に設けられた飛沫油の侵入を妨げる遮蔽板によりピ
ストンピン側の飛沫油を制御してシリンダライナに侵入
する飛沫油を減少させる。一方作動条件が楽なシリンダ
ライナのピストンピン側には掃気孔を設けるので従来の
ユニフロー掃気と同じ条件になるがもともとピストン側
圧が作用せず作動条件が楽なので従来の機関でも焼付く
ことが殆どなかった。従来のユニフロー掃気機関はシリ
ンダライナのスラスト側、ピストンピン側の飛沫油を何
れも無制御で供給していたので作動条件の楽なピストン
ピン側の飛沫油量は過多であった。この余分の潤滑油は
掃気孔からシリンダライナの外側へ出て掃気室の下部に
溜ったり燃焼室内へ吹き飛ばされて排気とともに排出さ
れていた。本第２手段はシリンダライナの掃気孔位置の
最下端に飛沫油の侵入を妨げる遮蔽板を設けてピストン
ピン側の飛沫油の侵入を妨げて最適値に制御することに
より潤滑油消費量を大巾に低減する。

【００１０】

【実施例】第１の実施例を図１〜４によって説明する。
図１は本発明に係る２サイクルトランクピストン形ユニ
フロー掃気機関の部分縦断面図、図２は図１のＡ−Ａ断
面図、図３は図１のＢ−Ｂ断面図、図４は図１のＣ−Ｃ
断面図である。図において１はシリンダブロック、２は
シリンダライナでシリンダブロック１にかたく嵌入され
ている。１２は掃気孔でシリンダライナ２のピストンピ
ン方向にのみ設けピストンスラスト側には設けない。１
１は掃気室でシリンダライナ２の外側のシリンダブロッ
クに設けられた空間で掃気孔１２に通じている。４はピ
ストンでピストンリングを有し、シリンダライナ２に緩
く挿入されている。６はクランク軸で機関の主軸でシリ
ンダブロック１に軸受で支えられている。７はピストン
ピンでピストン４に設けられた公知のものである。５は
コンロッドで公知のものである。３はシリンダヘッドで
シリンダブロック１の上にボルトで気密に締付けられて
いる。９は排気弁でシリンダヘッド３に設けられた公知
のものである。８はカムでシリンダブロック１に軸受で
支えられ、排気弁９を作動させる動弁機構の要素であ
る。１０は燃料噴射弁で公知のものである。

【００１１】１３は遮蔽板で板金等で作られ欠円形でシ
リンダライナ２のピストンピン側の最下端部に取付けら
れている。１４はボルトで遮蔽板１３をシリンダライナ
２の端面に取付けている。前記第１の実施例の作用を説
明する。機関運転中クランク軸６のクランクジャーナル
部及びクランクピン部等より吐出した潤滑油はクランク
軸６等の回転によりシリンダライナ２の下方内径部及び
ピストン４の内部等に飛沫となって付着して潤滑する。
前記飛沫油はシリンダライナのスラスト方向には遮蔽板
がないので従来機関と同様にシリンダライナ２の内面に
付着して摺動するピストン等との潤滑を行う。しかしシ
リンダライナ２のスラスト方向には掃気孔やその他の切
欠部がないのでこの方向の潤滑油はピストンスカートや
ピストンリングにかき落されてクランク室に回収され
る。即ちピストン側圧が作用するシリンダライナ２のス
ラスト側の潤滑は潤滑条件を悪化させる掃気孔等の切欠
部がなく且クランク軸等から十分な飛沫によって潤滑さ
れるので良好な潤滑条件が得られる。

【００１２】更に掃気孔等切欠部がないので潤滑油の殆
どはクランク室に回収される。それ故潤滑油の消費量は
極めて少ない。一方シリンダライナ２のピストンピン方
向の潤滑はシリンダライナ２のピストンピン方向最下端
部にクランク軸等の回転によって生じる飛沫油の侵入を
制御する遮蔽板１３を設けて適量の潤滑を行うようにし
たのでピストンスカートやピストンリングが掃気孔１３
を通過する際にシリンダライナ２の外側に出たり燃焼室
内へ吹き飛ばされて排気とともに排出される潤滑油を極
めて微少にすることができる。したがってシリンダライ
ナ２のピストンピン方向の潤滑油の消費量も大巾に低減
することができる。前記のように第１の実施例は潤滑条
件を改良してシリンダライナ２のスラスト方向及びピス
トンピン方向の両方の潤滑油消費量を低減できる。

【００１３】第２の実施例を図５、図６によって説明す
る。図５は第２の実施例の図１のＢ−Ｂと同じ位置の断
面図、図６は第２の実施例の図１のＣ−Ｃと同じ位置の
断面図である。第１の実施例と異るのは遮蔽板だけであ
るから遮蔽板だけ説明する。図において１５は遮蔽板で
図１の遮蔽板１３と同じ位置に同じ方法で取付けられて
いる。遮蔽板１５の形は欠円形の弦部の中央部が凹の円
弧になっている。１６は遮蔽板１５の輪郭の弦部の中央
部の縁で円弧である。遮蔽板１５の輪郭の弦部の中央部
の縁１６は飛沫油の分布状態の改良を図ったものであ
る。

【００１４】第３の実施例を図７、図８によって説明す
る。図７は第３の実施例の図１のＣ−Ｃと同じ位置の断
面図、図８は第３の実施例の図１のＤ−Ｄと同じ位置の
断面図である。シリンダライナの構造は第１の実施例と
同じである。１７は遮蔽板でシリンダライナ２の下端部
に取付けられシリンダライナ２の下端を底円としシリン
ダライナ２の中心線上に頂点をもつ下へ凸の円錐面の一
部の形の板金製である。遮蔽板１７の作用は飛沫油の量
を減らすとともにピストン等によってかき落された潤滑
油をスムーズにクランクケースに戻す。

【００１５】第４の実施例を図９、図１０によって説明
する。シリンダライナの構造は第１の実施例と同じであ
る。図９は第４の実施例の図１のＣ−Ｃと同じ位置の断
面図、図１０は第４の実施例の図１のＤ−Ｄと同じ位置
の断面図である。１８は遮蔽板でシリンダライナの下端
面に取付けられシリンダライナの下端を底円とし前記シ
リンダライナの中心線上に頂点をもつＦへ凸の円錐面の
一部の中心部を前記シリンダライナの中心線に垂直な平
面で切り取った形の板金製である。１９は遮蔽板１８の
内縁で円弧である。遮蔽板１８の作用は遮蔽板１５と遮
蔽板１７の作用を取り入れたものである。

【００１６】前記各実施例の遮蔽板の材料について図１
１（ａ) 、（ｂ) 、（ｃ) によって説明する。図におい
て２０は遮蔽板で薄い板金の打抜きによって作られ複数
の穴があけられている。２１は穴で遮蔽板２０にあけら
れて居りその大きさと数は必要に応じて変えられる。２
２は取付け用穴である。遮蔽板２０の作用は飛沫油の侵
入を最適に制御できることである。２３は遮蔽板で全面
に小孔があけられた板金で作られシリンダライナの下端
部に取付けられている。２４は小孔で遮蔽板２３の全面
にあけられている。遮蔽板２３の作用は遮蔽板２０の作
用と同様である。２５は遮蔽板で形及び取付け方法は遮
蔽板２３と同じで細い目の網等により作られている。遮
蔽板２５の作用はクランク軸の回転によってシリンダラ
イナ内部及びピストン内部へはね飛ばされる飛沫油に対
しても又ピストン内部等に付着した潤滑油がピストン等
の往復運動によりクランク室側へはね飛ばされて遮蔽板
２５に衝突する際に緩衝されるので遮蔽板２５からのは
ね返りがない等の効果がある。

【００１７】図１２は上側に遮蔽板２５下側に遮蔽板１
３を重ねて設けた図である。図１２に示す遮蔽板はクラ
ンク軸の回転によってはね飛ばされ飛沫油は遮蔽板１３
によってシリンダライナ側への侵入を遮蔽ピストン内部
等からはね飛ばされた飛沫油は遮蔽板２５によってはね
返りをなくしてクランクケースへ戻すことを意図したも
のである。前記遮蔽板は平板状のもの（図３〜６) 部分
円錐面状のもの（図７〜１０) 、遮蔽板の材料（図１１
（ａ) （ｂ) （ｃ) ) 及び組合せ使用（図１２) 等につ
いて記したがこれらの変形や他の組合せ等は容易に考え
られるがこれらは本願発明の思想に当然含まれるもので
ある。又、本願発明はガソリン機関、ディーゼル機関及
びその他の往復動機械のいずれにも適用できるものであ
る。（以上請求項１に対応) 尚本発明の遮蔽板は図１３、図１４に示すようにシリン
ダライナの中央部全周に亘って掃気孔を有する従来のユ
ニフロー掃気機関に適用しても潤滑油の消費量をかなり
低減できることは明瞭である。（請求項２に対応)

【００１８】

【発明の効果】２サイクルユニフロー掃気機関のシリン
ダライナの掃気孔を前記シリンダライナの全周に設け、
或はピストン側圧が作用するスラスト側には設けずピス
トン側圧が作用しないピストンピン方向にのみ設け、更
にシリンダライナのピストンピン側の最下端部にクラン
ク軸等の回転によってはね飛ばされる飛沫油の侵入を制
御する遮蔽板を設けることによって下記のすぐれた効果
が得られる。 （１) 潤滑油消費量の低減。 （２) シリンダライナ摩耗の減少。 シリンダライナのスラスト側には掃気孔を設けず十分な
潤滑油を供給して潤滑条件を良好にしたので特にスラス
ト側の摩耗が低減した。 （３) 排気色の改善 潤滑油消費量が減少するので排気中に含まれる潤滑油の
微粒子を減少し排気色（青色) は改善される。 （４) スラッジ、カーボン堆積の改善。 潤滑油消費量の低減に伴い掃気孔、排気弁排気孔排気管
及び消音器等のスラッジカーボンの堆積が減少する。

【００１９】（５) 掃気室への潤滑油侵入の改善。 シリンダライナのピストンピン側の最下端部に飛沫油侵
入防止の遮蔽板を設けたので掃気孔近傍へ供給される潤
滑油量が減少した。これにより掃気孔外に出る潤滑油が
減少したので掃気孔下部に溜ることがなくなった。 （６) コストアップなしで前記の効果が得られる。 本発明のシリンダライナの加工は従来の掃気孔の数が多
いものに比べて加工数が少いので遮蔽板等を付加しても
機関のコストは上がらない。よって本発明は掃気孔のあ
るピストンピン方向側に飛散する潤滑油を制限すること
により潤滑油消費量の低減を図る装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施例の２サイクルトランクピストン形
ユニフロー機関の部分縦断面図。

【図２】図１のＡ−Ａ断面図。

【図３】図１のＢ−Ｂ断面図。

【図４】図１のＣ−Ｃ断面図。

【図５】第２の実施例の図１のＢ−Ｂと同じ位置の断面
図。

【図６】第２の実施例の図１のＣ−Ｃと同じ位置の断面
図。

【図７】第３の実施例の図１のＣ−Ｃと同じ位置の断面
図。

【図８】図７のＤ−Ｄ断面図。

【図９】第４の実施例の図１のＣ−Ｃと同じ位置の断面
図。

【図１０】図９のＥ−Ｅ断面図。

【図１１】実施例の遮蔽板の材料等の図。

【図１２】２種の遮蔽板を重ねて設けた実施例の図。

【図１３】従来の２サイクルトランクピストン形ユニフ
ロー掃気機関の部分縦断面図。

【図１４】図１３のＦ−Ｆ断面図。

【図１５】図１３のＧ−Ｇ断面図。

【符号の説明】

１…シリンダブロック、２…シリンダライナ、３…シリ
ンダヘッド、４…ピストン、５…コンロッド、６…クラ
ンク軸、７…ピストンピン、１１…掃気室、１２…掃気
孔、１３…遮蔽板。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ２サイクルトランクピストン形ユニフロ
   ー掃気機関において、シリンダライナの掃気孔をピスト
   ンピンの両側にシリンダライナ円周の６０°〜１２０°
   の範囲に設け、更にシリンダライナの掃気孔位置の最下
   端部に飛沫油の侵入を妨げる遮蔽板を設けたことを特徴
   とする２サイクルユニフロー掃気機関の潤滑油消費量低
   減装置。
2. 【請求項２】 シリンダライナの掃気孔をシリンダライ
   ナの全周に設け、シリンダライナのピストンピン方向の
   両側の最下端部に飛沫油の侵入を妨げる遮蔽板を設けた
   ことを特徴とする２サイクルユニフロー掃気機関の潤滑
   油消費量低減装置。