(57)【要約】      （修正有）【課題】焼き付きを抑制することが可能なコンロッド冷却構造を提供すること。【解決手段】コンロッド２の揺動方向と並列な位置に設けられ、コンロッド２の外部からコンロッド２の小端部４と大端部６との間にオイルを噴射するオイルジェット１０と、を具備し、オイルジェット１０は、コンロッド２の任意の揺動位置において小端部４と大端部６とを結ぶ仮想直線に対し垂直で、かつオイルジェット１０の所定の一点と結ばれる垂線９の上側、及び垂線９の下側に向けてオイルを噴射することを特徴とするコンロッド冷却構造。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンロッドの揺動方向と並列な位置に設けられ、前記コンロッドの外部から前記コンロッドの小端部と大端部との間にオイルを噴射するオイル供給手段を具備し、
前記オイル供給手段は、前記コンロッドの任意の揺動位置において前記小端部と前記大端部とを結ぶ仮想直線に対し垂直で、かつ前記オイル供給手段の所定の一点と結ばれる垂線の上側、及び前記垂線の下側に向けてオイルを噴射することを特徴とするコンロッド冷却構造。
【請求項２】
前記コンロッドの前記オイル供給手段と対向する側面に、前記オイル供給手段により噴射されたオイルを前記小端部及び前記大端部の少なくとも一方に導くオイルガイドが設けられていることを特徴とする請求項１記載のコンロッド冷却構造。
【請求項３】
前記オイル供給手段と前記側面との間における前記垂線の長さが最長となった場合、前記オイル供給手段は前記小端部及び前記大端部に噴流が直接到達するように前記オイルを噴射することを特徴とする請求項１記載のコンロッド冷却構造。
【請求項４】
コンロッドの外部から前記コンロッドの小端部と大端部との間にオイルを噴射するオイル供給手段を具備することを特徴とするコンロッド冷却構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンロッド冷却構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関（エンジン）の各気筒のピストンはコンロッドの小端部に連結され、クランクシャフトはコンロッドの大端部に連結されている。クランクシャフトから動力が伝達されることにより、小端部はピストンとの摺動、大端部はクランクシャフトとの摺動により、発熱する。また、コンロッドの周辺からの熱伝導も加わり、コンロッドの温度は高くなる。この場合、コンロッドとピストン及びクランクシャフトとの焼き付きが発生することがある。
【０００３】
コンロッドにおける焼き付きを抑制するため、コンロッドの小端部及び大端部にオイルを供給することによりコンロッドを冷却するコンロッド冷却構造が知られている。供給されたオイルにより、ピストンと小端部との摩擦面（摺動部）、及びクランクシャフトと大端部との摩擦面に油膜が形成され、焼き付きが抑制される。
【０００４】
特許文献１には、オイルジェットから噴射されたオイルを、コンロッド内に形成された通路を介して小端部へと導き、ピストンとの焼き付きを抑制する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−１７００６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、従来の技術では、コンロッドに供給されるオイルの量が不十分であり、小端部や大端部における焼き付きの抑制が困難な場合があった。また、オイルを供給するオイルジェットにはピストンを効率よく冷却するための設計がされている反面、コンロッドの冷却に対しては効果が小さいこともあった。特に、エンジンの燃費向上のために超低粘度オイルを利用する場合、高温環境下では摺動部での油膜の形成がより困難となるため、焼き付きが発生しやすい。
【０００７】
本発明は、上記の問題に鑑み、小端部や大端部における焼き付きを抑制することが可能なコンロッド冷却構造を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、コンロッドの揺動方向と並列な位置に設けられ、前記コンロッドの外部から前記コンロッドの小端部と大端部との間にオイルを噴射するオイル供給手段と、を具備し、前記オイル供給手段は、前記コンロッドの任意の揺動位置において前記小端部と前記大端部とを結ぶ仮想直線に対し垂直で、かつ前記オイル供給手段の所定の一点と結ばれる垂線の上側、及び前記垂線の下側に向けてオイルを噴射することを特徴とするコンロッド冷却構造である。本発明によれば、小端部や大端部における焼き付きを抑制することが可能なコンロッド冷却構造を提供することができる。
【０００９】
上記構成において、前記コンロッドの前記オイル供給手段と対向する側面に、前記オイル供給手段により噴射されたオイルを前記小端部及び前記大端部の少なくとも一方に導くオイルガイドが設けられている構成とすることができる。この構成によれば、小端部及び大端部にオイルが供給され、効率的に冷却される。
【００１０】
上記構成において、前記オイル供給手段と前記側面との間における前記垂線の長さが最長となった場合、前記オイル供給手段は前記小端部及び前記大端部に噴流が直接到達するように前記オイルを噴射する構成とすることができる。この構成によれば、コンロッドの任意の揺動位置において、オイルが小端部と大端部との間に噴射される。従って、効率的な冷却のためのオイル供給量を確保することができる。
【００１１】
本発明は、コンロッドの外部から前記コンロッドの小端部と大端部との間にオイルを噴射するオイル供給手段を具備することを特徴とするコンロッド冷却構造である。本発明によれば、焼き付きを抑制することが可能なコンロッド冷却構造を提供することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、小端部や大端部における焼き付きを抑制することが可能なコンロッド冷却構造を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１（ａ）は従来のコンロッドを例示する断面図であり、図１（ｂ）は摺動部へのオイル供給通路を例示する断面図である。
【図２】図２はエンジン回転数とオイル温度との関係を例示する図である。
【図３】図３（ａ）は実施例１に係るコンロッド冷却構造のコンロッドを例示する断面図であり、図３（ｂ）はコンロッドを例示する側面図であり、図３（ｃ）は実施例１に係るコンロッド冷却構造のオイルジェットを例示する断面図である。
【図４】図４（ａ）は実施例１に係るコンロッド冷却構造を例示する断面図であり、図４（ｂ）はオイルが噴射される位置が変更された例を示す断面図である。
【図５】図５（ａ）から図５（ｄ）は、コンロッド揺動時における実施例１に係るコンロッド冷却構造を例示する断面図である。
【図６】実施例２に係るコンロッド冷却構造を例示する断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図面を用いて、本発明の実施例について説明する。
【実施例１】
【００１５】
実施例１について説明する前に、まず小端部及び大端部に発生する課題について述べる。図１（ａ）は従来のコンロッドを例示する断面図であり、図１（ｂ）はコンロッド内部における摺動部へのオイル供給通路を例示する断面図である。なお図１（ｂ）は、図１（ａ）の点線で囲まれた部分のＡ−Ａ１に沿った断面図を示すものである。
【００１６】
図１（ａ）に示すように、コンロッド２の大端部６はボルト３によりキャップ５と固定される。コンロッド２の小端部４に設けられたピン穴４ａにはピストンが、大端部６とキャップ５とで形成するシャフト連結部６ａにはクランクシャフトがそれぞれ連結される。
【００１７】
図１（ｂ）に示すように、コンロッド２の大端部６及びシリンダーブロック３０にクランクシャフト２４が連結されている。シリンダーブロック３０及びクランクシャフト２４の内部には、オイル通路２８が設けられている。シリンダーブロック３０から供給されたオイルは、オイル通路２８を通じてコンロッド２の大端部６の摺動部に到達し油膜を形成する。また、図中に実線の矢印で示すように、コンロッド２の内部にオイル通路２ｂが設けられ、オイルがオイル通路２ｂを通じて小端部（不図示）に導かれる。しかし、図中の破線の矢印で示したオイル漏れや、オイル通路２８及び２ｂの通路抵抗により、オイル供給量が十分ではないことがある。特に、高速回転時にはオイル温度（油温）が上昇する。
【００１８】
図２はエンジン回転数とオイル温度との関係を例示する図である。横軸はエンジン回転数、縦軸は温度を各々示す。また、図中の太い実線は通常のオイル（超低粘度オイルよりも粘度の高いオイル）を使用した場合の摺動部の油膜温度、太い点線は超低粘度オイルを使用した場合の摺動部の油膜温度、破線はエンジンのオイルパン部のオイル温を各々示す。また、細い実線は通常のオイルの焼き付きが発生するオイルパン部のオイル温度（例えば１３０〜１４０℃）、細い点線は超低粘度オイルの焼き付きが発生するオイルパン部のオイル温度（例えば１００〜１１０℃）を各々示す。
【００１９】
図２に示すように、エンジン回転数が大きくなるに従い、油膜温度及びオイルパン部のオイル温度は上昇する。特に摺動部の油膜温度はオイルパン部のオイル温度に比べ温度上昇の傾きが大きく、高速回転時には焼き付き温度よりも例えば数十℃高くなることもある。結果的に、通常オイルを使用した場合、超低粘度オイルを使用した場合のそれぞれにおいて、摺動部の油膜温度は焼け付き発生温度を超える。このとき、既述したように、コンロッドの摺動部に焼け付きが発生する。
【００２０】
次に、実施例１について説明する。図３（ａ）は実施例１に係るコンロッド冷却構造のコンロッドを例示する断面図であり、図３（ｂ）はコンロッドの側面図である。また、図３（ｃ）はオイルジェットを例示する断面図である。なお、図３（ａ）は図３（ｂ）のＢ−Ｂ１に沿った断面図である。
【００２１】
図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、コンロッド２の側面２ａは、小端部４から大端部６にかけて、周辺部が突出している。すなわち、小端部４と大端部６とを結ぶ溝が形成されており、この溝が小端部４と大端部６とを結ぶオイルガイド８として機能する。
【００２２】
図３（ｃ）に示すように、オイルジェット（オイル供給手段）１０は、オイル通路１６が設けられたボルト２０と噴孔１２及び１４が設けられたノズルケース１８とからなる。図中に点線で示すように、オイル通路１６から供給されたオイルは、噴孔１２及び１４から噴射される。
【００２３】
破線１１は噴孔１２の中心線であり、破線１３は噴孔１４の中心線である。垂線９、並びに破線１１及び１３との関係については後述する。次に、コンロッド２とオイルジェット１０との位置関係について説明する。図４（ａ）は実施例１に係るコンロッド冷却構造を例示する断面図であり、図４（ｂ）はオイルが噴射される位置が変更された例を示す断面図である。
【００２４】
図４（ａ）に示すように、大端部６に連結されたクランクシャフト２４の回転に応じて、コンロッド２は図４の左右方向に揺動し、小端部４に連結されたピストン２２に動力を伝達する。動力を伝達されたピストン２２はエンジン本体２６内で往復運動する。オイルジェット１０は、コンロッド２の揺動方向と並列な位置に設けられている。また、コンロッド２のオイルジェット１０と対向する側面２ａにはオイルガイド８が設けられている。
【００２５】
図３（ｃ）及び図４（ａ）に示すように、オイルジェット１０は、コンロッド２の側面２ａに垂直で、かつオイルジェット１０の所定の一点と結ばれる垂線９の上側及び下側に向けてオイルを噴射する。言い換えれば、オイルジェット１０はコンロッド２の外部からコンロッド２の小端部４と大端部６との間にオイルを噴射する。実施例１では、垂線９が破線１１と破線１３との交点に交わる。
【００２６】
次に、コンロッド２の揺動位置が変化した場合におけるコンロッド冷却構造について説明する。図５（ａ）から図５（ｄ）は、コンロッド揺動時における実施例１に係るコンロッド冷却構造の動作を例示する断面図である。なお、図４（ｂ）については後述する。
【００２７】
図５（ａ）に示すように、クランク角度が０°の場合、オイルジェット１０の噴孔１４からは、オイルが大端部６に直接当たるようにオイルが噴射される。これに対し、噴孔１２から噴射されるオイルは側面２ａに達する。側面２ａにはオイルガイド８が設けられているため、側面２ａに噴射されたオイルは、オイルガイド８により小端部４に導かれる。
【００２８】
図５（ｂ）に示すように、クランク角度が９０°の場合、噴孔１２及び１４から噴射されるオイルは側面２ａに達し、オイルガイド８により小端部４及び大端部６に導かれる。
【００２９】
図５（ｃ）に示すように、クランク角度が１８０°の場合、噴孔１２からは、オイルが小端部４に直接当たるようにオイルが供給される。これに対し、噴孔１４から噴射されるオイルは側面２ａに達する。側面２ａにはオイルガイド８が設けられているため、側面２ａに噴射されたオイルはオイルガイド８により大端部６に導かれる。
【００３０】
図５（ｄ）に示すように、クランク角度が２７０°の場合、噴孔１２及び１４の各々から、オイルが小端部４及び大端部６の各々に直接当たるようにオイルが噴射される。すなわち、側面２ａとオイルジェット１０との間における垂線９の長さが最長となった場合、オイルジェット１０は噴流が小端部４及び大端部６に直接到達するように、オイルを供給する。言い換えれば、コンロッド２とオイルジェット１０との距離が最も離れた場合に、オイルジェット１０は噴流が小端部４及び大端部６に直接到達するように、オイルを供給する。
【００３１】
実施例１によれば、コンロッド２の任意の揺動位置において（図５（ａ）〜図５（ｄ）参照）、オイルジェット１０の噴孔１２及び１４から小端部４と大端部６との間にオイルが噴射されるため、オイル供給量を十分に確保でき、小端部４及び大端部６を冷却することができる。また、側面２ａにはオイルガイド８が設けられており、側面２ａに噴射されたオイルはオイルガイド８により小端部４及び大端部６に導かれるため、より効率的に小端部４及び大端部６を冷却することができる。従って、小端部４や大端部６における焼き付きを抑制することができる。また、超低粘度オイルを利用することも可能となり、エンジンの燃費改善が可能となる。次に、図４（ｂ）に示した例について説明する。
【００３２】
図４（ｂ）に示すように、噴孔１２から噴射されるオイルが小端部４と大端部６との間に噴射されるのに対し、噴孔１４から噴射されるオイルは小端部４と大端部６との間に噴射されない。この例でも小端部４及び大端部６の冷却は可能である。すなわち、噴孔１２及び１４の少なくとも一方から小端部４と大端部６との間にオイルが噴射されていれば、小端部４及び大端部６の冷却は可能である。
【００３３】
しかし、オイル供給量をより多く確保するためには、図５（ａ）から図５（ｄ）に示したように、噴孔１２及び１４の両方から小端部４と大端部６との間にオイルが噴射されることが好ましい。すなわち図５（ｄ）に示すように、コンロッド２とオイルジェット１０との距離が最も離れた場合に、オイルジェット１０は噴流が小端部４及び大端部６に直接到達するようにオイルを噴射することが好ましい。これにより、コンロッド２の任意の揺動位置において、噴孔１２及び１４から噴射されるオイルが小端部４と大端部６との間に噴射される。従って、冷却のために十分なオイル供給量を得ることができる。なお、オイルが噴射される位置を調節するには、コンロッド２とオイルジェット１０との位置、並びに噴孔１２及び１４の角度等を調整すればよい。
【００３４】
実施例１においては、オイルジェット１０がコンロッド２の側面２ａに垂直で、かつオイルジェット１０の所定の一点と結ばれる垂線９の上側及び下側に向けてオイルを供給するとしたが、これに限定されない。例えば垂線９は、小端部４のピン穴４ａの中心と大端部６のシャフト連結部６ａの中心とを結ぶ仮想直線に対して垂直な垂線、すなわち図３（ａ）、図４（ａ）及び図４（ｂ）中に破線で示したコンロッド２の軸線であってもよい。言い換えれば、オイルジェット１０は、小端部４と大端部６とを結ぶ仮想直線に垂直で、かつオイルジェット１０の所定の一点と結ばれる垂線９の上側及び下側に向けてオイルを供給する。
【００３５】
オイルジェット１０には二つの噴孔１２及び１４が設けられているとしたが、より多くの噴孔が設けられていてもよい。つまり、オイルジェット１０には複数の噴孔が設けられ、そのうち最低二つの噴孔の各々が垂線９の上側及び下側の各々にオイルを供給すればよい。オイルガイド８は、小端部４及び大端部６にオイルを導くとしたが、小端部４または大端部６にオイルを導く構成としてもよい。すなわち、オイルガイド８は、小端部４及び大端部６の少なくとも一方にオイルを導く。
【実施例２】
【００３６】
次に、実施例２について説明する。図６は実施例２に係るコンロッド冷却構造を例示する断面図である。
【００３７】
図６に示すように、コンロッド２の小端部４に通過穴３２が、大端部６には通過穴３４が各々設けられている。通過穴３２及び３４は、コンロッド２の側面２ａからコンロッド２を介して側面２ａとは反対側の側面２ｃまで貫通している。
【００３８】
実施例２によれば、通過穴３２及び通過穴３４が設けられているため、小端部４及び大端部６がオイルに接触する面積がより大きくなる。従って、小端部４及び大端部６をより効果的に冷却することが可能となる。よって、より効率的に焼き付きを抑制することが可能となる。また、オイルが通過穴３２及び３４を通過しやすいように、通過穴３２及び３４の側面２ａ側の開口部は、側面２ａと滑らかに接続されるように形成されていることが好ましい。
【００３９】
以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明はかかる特定の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の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【符号の説明】
【００４０】
コンロッド            ２
小端部                ４
ピン穴                ４ａ
キャップ              ５
大端部                ６
シャフト連結部        ６ａ
オイルガイド          ８
オイルジェット        １０
噴孔                  １２、１４
オイル通路            １６、２８
ノズルケース          １８
ボルト                ２０
ピストン              ２２
クランクシャフト      ２４
エンジン本体          ２６
シリンダーブロック    ３０
通過穴                ３２、３４
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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