(57)【要約】【課題】  クランクピンの外周面とコンロッドの大端部の内周面との間の潤滑が確保できるエンジンのコンロッド大端部周りの潤滑構造を提供する。【解決手段】  コンロッド１１の小端部１３がピストン５に連結すると共に大端部１５の内周面１５ａがクランクシャフト２１のクランクピン２４の外周面２４ａに相対回転自在に嵌合され、クランクケース２の内底部に貯留されたオイルによって飛散潤滑するエンジン１であって、エンジン１の膨張行程におけるピストン５からコンロッド１１を介しての爆発力が作用しないクランクピン２４の外周面２４ａの範囲２４ｂでかつクランクピン２４の軸方向中央部に油溜部２５を凹設し、内周面１５ａにおける軸方向中央部と外部を連通する油孔１８を大端部１５に穿設する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダ部に形成されたシリンダボアに往復動自在に嵌装されたピストンにコンロッドの小端部が連結すると共に該コンロッドの大端部の内周面とクランクケースに回転自在に支承されたクランクシャフトのクランクピンの外周面とが相対回転自在に嵌合され、上記クランクケースの内底部に貯留されたオイルによって上記大端部周りを飛沫潤滑するエンジンのコンロッド大端部周りの潤滑構造において、
当該エンジンの膨張行程におけるピストンからコンロッドを介しての爆発力が作用しないクランクピンの外周面範囲でかつ該クランクピンの軸方向中央部に凹設された油溜部と、
上記大端部に穿設され、該内周面における軸方向中央部に一端が開口し他端がクランクケース内に開口する油孔とを備えたことを特徴とするエンジンのコンロッド大端部周りの潤滑構造。
【請求項２】
上記油孔は、上記一端側から他端側に移行するに従って拡径するテーパ面を有することを特徴とする請求項１に記載のエンジンのコンロッド大端部周りの潤滑構造。
【請求項３】
上記コンロッドは、上記小端部と大端部の間を一体に連結するロッド部を有し、上記大端部は該内周面の直径線に沿ってロッド部に連なる第１大端部半体と第２大端部半体に分割され、該第２大端部半体に上記油孔が穿設されたことを特徴とする請求項１または２に記載のエンジンのコンロッド大端部周りの潤滑構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はエンジンの潤滑構造に関し、特に飛沫潤滑式エンジンにおけるコンロッド大端部周りの潤滑構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、エンジンにおけるコンロッド大端部やクランクピン、即ち大端部周りを潤滑するには、例えば図８に要部を示すように、コンロッド１０１の大端部１０２を、その内周面の直径線に沿って第１大端部半体１０３と第２大端部半体１０４に分割し、これら第１大端部半体１０３及び第２大端部半体１０４をクランクシャフト１０５のクランクピン１０６に嵌合して互いにボルト結合したエンジンにおいて、第１大端部半体１０３の軸方向両端面をクランクシャフト１０５の対向する一対クランクウェブ１０７のスラスト受け面１０７ａに当接可能に対向する一方、第２大端部半体１０４の軸方向幅を第１大端部半体の軸方向幅より小さく設定して第２大端部半体１０４の軸方向端面、スラスト受け面１０７ａ及びクランクピン１０６の外周面により半環状の油溝１０８を形成する。
【０００３】
この半環状の油溝１０８にクランクシャフト１０５の回転により生じる飛沫オイルを受け入れ、これによりクランクピン１０６の外周面、大端部１０２の内周面、クランクウェブ１０７のスラスト受け面１０７ａを潤滑するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、図９に要部を示すように、コンロッド１１１の大端部１１２を内周面１１２ａの直径線に沿って第１大端部半体１１３と第２大端部半体１１４に分割し、これら第１大端部半体１１３及び第２大端部半体１１４をクランクシャフト１２１のクランクピン１２２に嵌合して互いにボルト結合したエンジンにおいて、大端部１１２の内周面１１２ａに環状の油溝１１５を凹設すると共に大端部１１２の外部、即ちクランクケース内と油溝１１５を連通する油孔１１６を穿設する。
【０００５】
クランクシャフト１２１の回転により生じる飛沫オイルをこの油孔１１６から油溝１１５に受け入れ、これによりクランクピン１２２の外周面１２２ａと大端部１１２の内周面１１２ａの間を潤滑するものが知られている。
【０００６】
【特許文献１】特開平８−２８４９４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記図８に示す特許文献１によると、第２大端部半体１０４の軸方向端面、クランクウェブ１０７のスラスト受け面１０７ａ、クランクピン１０６の外周面によって形成された半環状の油溝１０８にクランクシャフト１０５の回転により生じる飛沫オイルを受け入れることによって、クランクピン１０６の外周面と大端部１０２の内周面を潤滑するように構成されている。しかし、極めて小さく設定されたクランクピン１０６の外周面と大端部１０２の内周面との間、特に軸方向中央部付近まで十分な量のオイルを供給することは困難で、該部の潤滑不足を招くことが懸念される。
【０００８】
一方、図９に示す潤滑構造によると、大端部１１２の内周面１１２ａに凹設した環状の油溝１１５にクランクシャフト１２１の回転により生じた飛散オイルを受け入れ、クランクピン１２２の外周面１２２ａと大端部１１２の内周面１１２ａの間を潤滑するものの、クランクシャフト１２１の回転に伴う遠心力によって油溝１１５内に貯留されたオイルが油溝１１５の底部側に押しやられ、クランクピン１２２の外周面１２２ａと大端部１１２の内周面１１２ａとの間に十分な量のオイルを供給することが困難で、また、クランクピン１２２の外周面１２２ａと大端部１１２の内周面１１２ａとの間の摺動面の油溝１１５による面積減少分の面圧値上昇によって、潤滑不足を招くことがある。
【０００９】
従って、かかる点に鑑みなされた本発明の目的は、クランクピンの外周面とコンロッドの大端部の内周面との間の潤滑を十分確保できるエンジンのコンロッド大端部周りの潤滑構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成する請求項１に記載のエンジンのコンロッド大端部周りの潤滑構造の発明は、シリンダ部に形成されたシリンダボアに往復動自在に嵌装されたピストンにコンロッドの小端部が連結すると共に該コンロッドの大端部の内周面とクランクケースに回転自在に支承されたクランクシャフトのクランクピンの外周面とが相対回転自在に嵌合され、上記クランクケースの内底部に貯留されたオイルによって上記大端部周りを飛沫潤滑するエンジンのコンロッド大端部周りの潤滑構造において、当該エンジンの膨張行程におけるピストンからコンロッドを介しての爆発力が作用しないクランクピンの外周面範囲でかつ該クランクピンの軸方向中央部に凹設された油溜部と、上記大端部に穿設され、該内周面における軸方向中央部に一端が開口し他端がクランクケース内に開口する油孔とを備えたことを特徴とする。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、請求項１のエンジンのコンロッド大端部周りの潤滑構造において、上記油孔は、上記一端側から他端側に移行するに従って拡径するテーパ面を有することを特徴とする。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２のエンジンのコンロッド大端部周りの潤滑構造において、上記コンロッドは、上記小端部と大端部の間を一体に連結するロッド部を有し、上記大端部は該内周面の直径線に沿ってロッド部に連なる第１大端部半体と第２大端部半体に分割され、該第２大端部半体に上記油孔が穿設されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
上記請求項１の発明によると、エンジンの膨張行程におけるピストンからコンロッドを介しての爆発力が作用しないクランクピンの外周面範囲でかつ該クランクピンの軸方向中央部に油溜部を凹設し、かつ大端部の内周面における軸方向中央部とクランクケース内を連通する油孔を備えることから、クランクシャフトの回転及びコンロッドの揺動に伴って、飛沫したオイルが油孔に受け止められ、その油孔からクランクピンに凹設された油溜部に供給されて溜まり、クランクシャフトの回転による遠心力で油溜部に溜まったオイルがクランクピンの外周面及び大端部の内周面にそれらの軸方向中央部側から十分に供給されて良好な潤滑が確保できる。更に、油溜部を、エンジンの膨張行程におけるピストンからコンロッドを介しての爆発力が作用しないクランクピンの範囲に凹設することによって、爆発力の作用する部位のクランクピン面積が充分に確保できると共に、油溜部の形成によるクランクピンの実質的な剛性強度低下や最大面圧値の上昇が回避できて、クランクシャフトの剛性強度が十分に確保でき、且つ潤滑性を向上することができる。
【００１４】
上記請求項２の発明によると、油孔が一端となる大端部の内周面側から他端となるクランクケース内に開口する側に移行するに従って拡径するテーパ面を有することから、クランクケース内に飛沫したオイルを容易に受け入れて、油溜部により多くのオイルが供給できる。
【００１５】
上記請求項３の発明によると、上記コンロッドの大端部をロッド部に連なる第１大端部半体と第２大端部半体に分割し、第２大端部半体に油孔を穿設することによって油孔の穿設作業が容易になると共に、油孔がクランクケース内底部に貯留されたオイルに接近してより容易に飛沫オイルが受け入れられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明によるエンジンのコンロッド大端部周りの潤滑構造の実施の形態を図１乃至図７を参照して説明する。
【００１７】
図１は、本発明の潤滑構造を備えたエンジンの概要を示す正面図であり、図２は図１のＩ−Ｉ線断面図である。
【００１８】
このエンジン１は、飛沫潤滑式の４サイクル汎用エンジンであってクランクケース２に、シリンダボアが形成されたシリンダ部４を有するシリンダケース３が結合され、シリンダ部４の頂部に図示しないシリンダヘッドが取り付けられている。シリンダ部４に形成されたシリンダボアに往復動自在に嵌装されたピストン５にピストンピン６を介してコンロッド１１の小端部１３が相対回転自在に連結され、その大端部１５はクランクケース２に図示しないベアリングを介してジャーナル部２２が回転自在に支承されたクランクシャフト２１のクランクピン２４に相対回転自在に嵌合され、ピストン５の往復動によってクランクシャフト２１が回転駆動される。大端部１５には、その下部から斜め下方へ向けて舌状に延びてクランクケース２の内底部に貯留されたオイルを掻き上げクランクケース２内部及びシリンダケース３内部に飛散して各部を潤滑するためのオイルスクレーパ１９が取り付けられている。
【００１９】
コンロッド１１は、例えばアルミニウム合金粉末焼結製であって、小端部１３及び大端部１５とこれら小端部１３と大端部１５との間を一体に連結するロッド部１２とから構成されている。
【００２０】
大端部１５は、その内周面１５ａの直径線に沿ってロッド部１２に連なる第１大端部半体１６と、オイルスクレーパ１９を有する第２大端部半体１７に分割され、第１大端部半体１６と第２大端部半体１７は、それぞれクランクピン２４の外周面２４ａに対向して嵌合すると共にそれらの両端部において一対のボルト２０により相互に結合されている。第２大端部半体１７には、その軸方向中央部に半径方向に延在する中心線を有して一端が内周面１５ａに開口し他端が外周面１７ａ、即ちクランクケース２内に開口すると共に内周面１５ａ側から外周面１７ａ側に移行するに従って次第に拡径するテーパ面１８ａを備えた油孔１８が穿設されている。このテーパ面１８ａを有する油孔１８は、比較的小さく取り扱い性に優れた第２大端部半体１７に予め穿設加工することによって、容易に形成することができる。また、油孔１８がテーパ面１８ａを有することによって、クランクケース２の内底部に貯留されたオイルと接近し、クランクケース２内に飛沫したオイルを容易に油孔１８内に受け入れられる。
【００２１】
クランクシャフト２１は、ベアリングを介してクランクケース２に回転自在に支承されて軸方向に延びる一対のジャーナル部２２と、各ジャーナル部２２に結合されるクランクウェブ２３と、各対向するクランクウェブ２３のスラスト受け面２３ａ間に掛け渡されクランクピン２４とを有し、これらジャーナル部２２、クランクウェブ２３、クランクピン２４が一体形成されている。
【００２２】
クランクピン２４の外周面２４ａに油溜部２５が凹設されている。この油溜部２５は、例えば図２に範囲２４ｂを斜線で示すようにクランクピン２４の幅方向中央からクランクピン２４の幅方向の幅Ｗのほぼ１／２以下の幅１／２Ｗの範囲でかつ、図１及び図３のクランクシャフト２１の断面図に斜線で範囲２４ｂを示すように、膨張行程においてピストン５から爆発力がコンロッド１１を介して作用せず、且つ油孔１８のテーパ面１８ａ方向にコンロッド１１が進行しクランクケース２内にオイル飛散により浮遊するオイルが油孔１８に入り易いタイミングの範囲２４ｂ、例えば上死点おいてピストン５と反対側でシリンダボアの中心軸線Ｌから反回転方向に１３５°から回転方向に４５°の１８０°の範囲に形成される。
【００２３】
油溜部２５の形状は、例えば図４（ａ）にクランクピン２４の断面を示しかつ図４（ｂ）にＡ矢視図を示すように球面状の凹形状、図５（ａ）にクランクピン２４の断面を示しかつ図５（ｂ）にＢ矢視図を示すように先端が円錐状に形成された円筒状、図６（ａ）にクランクピン２４の断面を示しかつ図６（ｂ）にＣ矢視図を示すように長径の円柱側面等の種々形状の凹形状に形成することができる。
【００２４】
このように、クランクピン２４の外周面２４ａにおけるピストン５からの爆発力がコンロッド１１を介して受けない部分に、換言するとクランクピン２４の剛性強度及び爆発面圧受け面積に影響することが極めて少ない部分に油溜部２５を形成することによって、爆発力の作用する部位のクランクピン面積が充分に確保できると共に、油溜部２５の形成によって実質的なクランクピン２４の剛性強度低下や最大面圧値の上昇を回避することができて、クランクシャフト２１の剛性強度を十分に確保でき、且つ、潤滑性を向上することができる。
【００２５】
次に、このように形成された潤滑構造の作用を図７（ａ）から図７（ｆ）に示す作動説明図を参照して説明する。
【００２６】
図７(ａ)はピストン５が上死点位置の状態を示し、図７（ｃ）はピストン５が下死点位置の状態を示している。図７（ａ）に示すピストン５が上死点位置において燃焼室に供給された混合気に点火すると、その爆発力がピストン５の頂部に作用してピストン５に矢印で示すような揺動力が付与されると共にコンロッド１１を介してクランクシャフト２１のプランクピン２４に爆発力の荷重Ｐが作用する。
【００２７】
この荷重Ｐによりクランクシャフト２１に回転力が付与される膨張行程におけるクランクシャフト２１の回転において、オイルスクレーパ１９によって飛散されたオイルがコンロッド１１の第２大端部半体１７に形成されて斜め下方に向いて開口するテーパ面１８ａを有する油孔１８に受け入れられ、大端部１５の内周面１５ａとクランクピン２４の外周面２４ａとの間に形成された僅かな間隙から油溜部２５内に進入して油溜部２５に溜まる。
【００２８】
この膨張行程で図７（ｂ）に示すようにクランクシャフト２１が回転すると、クランクシャフト２１の回転に伴うコンロッド１１の傾斜によって第２大端部半体１７に形成されたテーパ面１８ａを有する油孔１８が更に下方に傾き、飛散したオイルが受け入れ易くなり、より多くのオイルが油孔１８から油溜部２５に有効的に受け入れられる。更に、油孔１８と油溜部２５が接近してより多くのオイルが油溜部２５に進入し易くなり、多くのオイルが油溜部２５に溜まる。
【００２９】
続く膨張行程を経て図７（ｃ）に示すようにクランクピン２４が下死点位置に達するに従って、油溜部２５に溜まったオイルがクランクシャフト２１の回転に伴う遠心力によってコンロッド１１の大端部１５の内周面１５ａに均一に塗布され潤滑される。
【００３０】
更にクランクシャフト２１が回転する排気行程において図７（ｄ）に示す位置において、膨張工程におけるコンロッド１１を介してクランプピン２４に作用する爆発力による最大荷重を受けるクランクピン２４の外周面２４ａの部分に油溜部２５が対向して該部にオイルを塗布する。
【００３１】
続く排気行程で回転するクランクシャフト２１及び傾斜するコンロッド１１によってクランクピン２４の外周面２４ａ及び大端部１５の内周面１５ａに均一にオイルを塗布し潤滑しつつ、図７（ｅ）に示す状態及び図７（ｆ）の状態を経て、図７（ａ）に示すように再びピストン５が上死点に移行する。図７（ｅ）及び図７（ｆ）に示す排気行程において第２大端部半体１７に形成された油孔１８は、比較的下方に向いてクランクケース２に貯留されたオイルの液面に接近して油孔１８から比較的多くのオイルが供給される。
【００３２】
図７（ａ）に示す状態から続く吸気行程において図７（ｂ）の状態を経て図７（ｃ）に示すクランクピン２４が下死点位置に達し、この図７（ｃ）に示す下死点位置からの圧縮行程において図７（ｄ）、図７（ｅ）に示す状態を経て図７（ａ）に示す上死点に移行し、この吸気行程及び圧縮行程においても、それぞれ上記膨張行程及び排気行程と同様にクランクピン２４の外周面２４ａ及び大端部１５の内周面１５ａにオイルが供給されて潤滑される。この膨張行程、排気行程、吸気行程、圧縮行程が順次繰り返される。
【００３３】
従って、クランクシャフト２１の回転及びコンロッド１１の揺動に伴って、飛散したオイルがテーパ面１８ａを有する油孔１８に受け止められ、その油孔１８からクランクピン２４に凹設された油溜部２５に供給されて溜まり、油溜部２５に溜まったオイルがクランクシャフト２１の回転による遠心力によってクランクピン２４の外周面２４ａ及び大端部１５の内周面１５ａにそれらの軸方向中央部側から十分に供給されて十分な潤滑が確保できる。また、クランクピン２４の外周面２４ａにおけるピストン５からの爆発力がコンロッド１１を介して受けない部分に油溜部２５を形成することで、油溜部２５の形成による実質的なクランクピン２４の剛性強度低下や最大面圧値の上昇を回避することができて、クランクシャフト２１の剛性強度を十分に確保でき、且つ、潤滑性を向上することができる。
【００３４】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されることなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば上記実施の形態では油溜部２５は１つに限定されることなく膨張行程におけるピストン５からコンロッド１１を介しての爆発力が作用しないクランクピン２４の外周面範囲２４ｂに複数凹設することもできる。また、４サイクルエンジンを例に説明したが２サイクルエンジンに適用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の実施の形態の概要を示すエンジンの概略正面図である。
【図２】図１のＩ−Ｉ線断面図である。
【図３】クランクシャフトの断面図である。
【図４】油溜部の説明図であり、(ａ)はクランクピンの断面図、（ｂ）は(ａ)のＡ矢視図である。
【図５】油溜部の説明図であり、(ａ)はクランクピンの断面図、（ｂ）は(ａ)のＢ矢視図である。
【図６】油溜部の説明図であり、(ａ)はクランクピンの断面図、（ｂ）は(ａ)のＣ矢視図である。
【図７】コンロッド大端部周りの潤滑構造の作動説明図である。
【図８】従来のエンジンにおけるコンロッド大端部周りの潤滑構造の概要説明図である。
【図９】同じく、従来のエンジンにおけるコンロッド大端部周りの潤滑構造の概要説明図である。
【符号の説明】
【００３６】
１      エンジン
２      クランクケース
３      シリンダケース
４      シリンダ部
５      ピストン
１１    コンロッド
１２    ロッド部
１３    小端部
１５    大端部
１５ａ  内周面
１６    第１大端部半体
１７    第２大端部半体
１７ａ  外周面
１８    油孔
１８ａ  テーパ面
２１    クランクシャフト
２２    ジャーナル部
２３    クランクウェブ
２４    クランクピン
２４ａ  外周面
２４ｂ  爆発力が作用しない範囲
２５    油溜部
【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】
2005188719.tif 000008
【図７】
2005188719.tif 000009
【図８】
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【図９】
2005188719.tif 000011