(57)【要約】【課題】  シリンダ２の内側面に開口する掃気ポート７又は排気ポートを、クランク軸３に連動して前記シリンダ内を往復動するピストン５にて開閉するようにして成り、更に、潤滑油ポンプを備えて成る二サイクル内燃機関において、前記ピストン５の外周面に対して潤滑油を、ピストンの外周面における潤滑油が少なく時期に的確に供給する。【解決手段】  潤滑油ポンプからの潤滑油を、クランク軸３における潤滑油供給通路１１及びオイルポート１２、コンロッド６における潤滑油通路１４及びピストン５における潤滑油吐出通路１３を介してピストン５の頂部外周面への潤滑油吐出口１３ａに導く潤滑油経路中に、前記ピストン５の往復動に連動して、当該ピストンがシリンダ頂部に向かう圧縮工程のうち、少なくとも、前記潤滑油吐出口が前記掃気ポート又は排気ポートを通過した直後の時期において比較的小さいクランク角度の区間だけ当該潤滑油経路を連通するように切り換える手段を設ける。【選択図】                        図１
2005220835.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダの内側面に開口する掃気ポート又は排気ポートを、クランク軸に連動して前記シリンダ内を往復動するピストンにて開閉するようにして成り、更に、潤滑油ポンプを備えて成る二サイクル内燃機関において、
前記ピストンの内部に、当該ピストンの外周面のうち当該ピストン頂部に位置するトップピストンリング群の部位に潤滑油吐出口を有する潤滑油吐出通路を設ける一方、前記ピストンにおけるピストンピンと前記クランク軸とを連結するコンロッドに、前記クランク軸の内部に前記潤滑油ポンプに連通するように設けられている潤滑油供給通路と、前記潤滑油吐出通路とを連通する潤滑油通路を設けて、前記潤滑油ポンプから前記潤滑油吐出口に至る潤滑油経路を形成し、この潤滑油経路の途中に、前記ピストンの往復動に連動して、当該ピストンがシリンダ頂部に向かう圧縮工程のうち、少なくとも、前記潤滑油吐出口が前記掃気ポート又は排気ポートを通過した直後の時期において当該潤滑油経路を連通するように切り換える手段を設けたことを特徴とする二サイクル内燃機関におけるピストン潤滑装置。
【請求項２】
前記請求項１の記載において、前記潤滑油経路の連通への切り換えを、前記コンロッドのうちクランク軸側の大端部がクランク軸に対して回転する箇所、又は、前記コンロッドのうちピストンピン側の小端部がピストンピンに対して回転する箇所において行うように構成したことを特徴とする二サイクル内燃機関におけるピストン潤滑装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二サイクルの内燃機関において、そのシリンダ内を往復動するピストンに対して潤滑油を供給するための潤滑装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、二サイクルの内燃機関には、従来から良く知られているように、シリンダ内における掃気を、その内側面に開口する掃気ポートからシリンダの頂部における排気ポートに向かう掃気流にて行うようにしたいわゆるユニフロー型と、シリンダ内における掃気を、その内側面に開口する掃気ポートからシリンダ内の頂部に向かったのち同じくシリンダの内側面に開口する排気ポートに向かって流れる掃気流にて行うようにしたループ又は横断流型とが存在し、前者では、シリンダの内側面に開口する掃気ポートを、ピストンが下死点近傍に来たときにおいて開くという構成であり、後者では、シリンダの内側面に開口する掃気ポート及び排気ポートの両方を、ピストンが下死点近傍に来たときにおいて開くという構成である。
【０００３】
従って、この種の二サイクル内燃機関において、そのピストンの外周面に対して潤滑油を供給するに際しては、この潤滑油が、当該ピストンの往復動にて開閉する前記掃気ポート、又は掃気ポート及び排気ポート側に流失しないように構成しなければならない。
【０００４】
一方、先行技術としての特許文献１は、前記ピストンの内部に設けたポンプ室内に、当該ピストンが上昇動から下降動に移行するときに慣性にて上昇動し、当該ピストンが下降動から上昇動に移行するときに慣性にて下降動するポンプピストンを挿入し、このポンプピストンの下降動のときに前記ポンプ室に吸引した潤滑油を、前記ポンプピストンの上昇動のときに、前記ポンプ室から前記ピストンの外周面に向かって押し出すことにより、前記ピストン外周面の潤滑を行うようにした潤滑装置を提案している。
【特許文献１】特開平７−２０８１３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記した先行技術の潤滑装置は、ピストンに対する潤滑油の供給を、当該ピストンが上死点から下死点に向かって下降動するときにおいて行うものであることにより、これを前記した二サイクル内燃機関におけるピストンに適用した場合に、ピストンに対する潤滑油の供給を、当該ピストンにて掃気ポート又は掃気ポート及び排気ポートを閉じている状態において行うことができるものと考えられる。
【０００６】
ところで、二サイクル内燃機関において、ピストンの外周における潤滑油が最も少なくなる時期は、ピストンがシリンダ頂部に向かう圧縮工程のうち、当該ピストン頂部に位置するトップピストンリング群が前記掃気ポート及び排気ポートを通過した直後の時期である（この時期においては、前記トップピストンリング群が前記掃気ポート又は排気ポートを通過するときに潤滑油を前記掃気ポート及び排気ポート内に掻き落とすので潤滑油が最も少なくなる）。
【０００７】
しかし、前記した先行技術の潤滑装置において、前記ピストンの外周面に対する潤滑油の供給は、当該ピストンの往復動の慣性にて前記ポンプピストンが作動するときにおいて行われるものの、前記ポンプピストンが前記ピストンの往復動のうちその往復動の慣性にて作動するときの時期、潤滑油の供給を行う時期は、ピストンにおける往復動のうち略上死点の付近に限られるから、潤滑油を供給する時期を、前記したように、潤滑油が最も少なくなる時期、つまり、前記ピストン頂部に位置するトップピストンリング群がピストンのシリンダ頂部に向かう圧縮工程のうち掃気ポート又は排気ポートを通過した直後の時期に設定することができない。
【０００８】
つまり、前記先行技術の潤滑装置を、二サイクル内燃機関に適用した場合には、ピストンに対して潤滑油を確実に且つ的確に供給することができないとう問題がある。
【０００９】
しかも、前記した先行技術の潤滑装置は、往復動するピストンの内部に、ポンプ室と、ポンプピストンと、吸入用逆止弁と吐出用逆止弁とを組み込まなければならないから、ピストンの重量が増大し、内燃機関における重量のアップ及び動力損失を増大を招来するばかりか、構造が極めて複雑になり、価格の大幅なアップを招来するという問題もある。
【００１０】
本発明は、こられの問題を解消したピストン潤滑装置を提供することを技術的課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この技術的課題を達成するため本発明の請求項１は、
「シリンダの内側面に開口する掃気ポート又は排気ポートを、クランク軸に連動して前記シリンダ内を往復動するピストンにて開閉するようにして成り、更に、潤滑油ポンプを備えて成る二サイクル内燃機関において、
前記ピストンの内部に、当該ピストンの外周面のうち当該ピストン頂部に位置するトップピストンリング群の部位に潤滑油吐出口を有する潤滑油吐出通路を設ける一方、前記ピストンにおけるピストンピンと前記クランク軸とを連結するコンロッドに、前記クランク軸の内部に前記潤滑油ポンプに連通するように設けられている潤滑油供給通路と、前記潤滑油吐出通路とを連通する潤滑油通路を設けて、前記潤滑油ポンプから前記潤滑油吐出口に至る潤滑油経路を形成し、この潤滑油経路の途中に、前記ピストンの往復動に連動して、当該ピストンがシリンダ頂部に向かう圧縮工程のうち、少なくとも、前記潤滑油吐出口が前記掃気ポート又は排気ポートを通過した直後の時期において当該潤滑油経路を連通するように切り換える手段を設けた。」
ことを特徴としている。
【００１２】
また、本発明の請求項２は、
「前記請求項１の記載において、前記潤滑油経路の連通への切り換えを、前記コンロッドのうちクランク軸側の大端部がクランク軸に対して回転する箇所、又は、前記コンロッドのうちピストンピン側の小端部がピストンピンに対して回転する箇所において行うように構成した。」
ことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１３】
前記した請求項１に記載した構成にすることにより、一般の内燃機関において設けられているコンロッドにおける潤滑油通路及びクランク軸における潤滑油供給通路を利用して、ピストンの外周面に対して潤滑油を潤滑油吐出口から供給することができる一方、この潤滑油供給の時期を、前記ピストンの往復動に連動する切り換え手段によって、ピストンがシリンダ頂部に向かう圧縮工程のうち、少なくとも、前記潤滑油吐出口が前記掃気ポート又は排気ポートを通過した直後の時期、つまり、ピストンの外周面における潤滑油が最も少なくなる時期に確実に限定できるから、ピストンに対して潤滑油を、当該潤滑油の掃気ポート又は排気ポート側への直接的な流出を僅少にできる状態のもとで確実に且つ的確に供給することが、一般の内燃機関において設けられている潤滑油通路を利用して極く簡単な構成にて確実に達成できる。
【００１４】
また、請求項２に記載した構成によると、前記潤滑油経路における連通への切り換えを、コンロッドのうちクランク軸側の大端部がクランク軸に対して回転すること、又は、前記コンロッドのうちピストンピン側の小端部がピストンピンに対して回転することで行うことができるから、構造をより簡単化できる利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を図面について説明する。
【００１６】
図１及び図２は、ユニフロー型の二サイクル内燃機関に適用した場合を示す。
【００１７】
この図において、符号１は、シリンダ２を備え、且つ、クランク軸３を軸支して成るシリンダブロックを、符号４は、前記シリンダブロック１の上面に、前記シリンダ２の頂部を塞ぐように締結したシリンダヘッドを各々示す。
【００１８】
前記シリンダブロック１におけるシリンダ２内には、頂部に二つのトップピストンリング５ａ，５ｂを、下部に少なくとも一つのボトムピストンリング５ｃを備えたピストン５が往復動自在に挿入され、このピストン５と、前記クランク軸３とは、コンロッド６を介して、クランク軸３の回転に連動してピストン５がクランク軸３の一回転で一回往復動するように連結されている。
【００１９】
この場合において、前記コンロッド６における大端部６ａは、前記クランク軸３におけるクランクピン軸３ａに回転自在に被嵌される一方、前記コンロッド６における小端部６ｂは、前記ピストン５における中空状のピストンピン７に回転自在に被嵌している。
【００２０】
前記シリンダブロック１には、前記シリンダ２内におけるピストン５が、図３に示すように、クランク角度で上死点（ＴＤＣ）から下死点（ＢＤＣ）手前における１３０°のＡ点から下死点を越えて２３０°のＢ点までの区間においてシリンダ２に開口することにより、シリンダ２内に掃気ポンプ（図示せず）にて圧縮した新規の給気を吹き込むようにした掃気ポート８が設けられている。
【００２１】
前記シリンダヘッド４には、前記シリンダ２内からの二つの排気ポート９が設けられ、この各排気ポート９のシリンダ２内への開口部には、前記クランク軸３の回転に連動して、前記掃気ポート８が開いている区間と略同じ区間において開くようにした排気弁１０が設けられている。
【００２２】
前記クランク軸３の内部には、このクランク軸３からの回転伝達にて駆動される潤滑油ポンプ（図示せず）、また、モータ等にて回転駆動される潤滑油ポンプ（図示せず）にて圧力を高めた潤滑油が供給される潤滑油供給通路１１が設けられ、また、このクランク軸３におけるクランクピン軸３ａには、前記潤滑油供給通路１１内の潤滑油を、当該クランクピン軸３ａのうち前記コンロッド６の大端部６ａとの回転摺動部分に導くためのオイルポート１２が設けられている。
【００２３】
前記ピストン５には、当該ピストン５における外周面のうち前記二つのトップピストンリング５ａ，５ｂの間の部位、又はこの二つのトップピストンリング５ａ，５ｂのうち下側に位置するトップピストンリング５ｂの下側に隣接する部分に複数個の潤滑油吐出口１３ａを有する潤滑油吐出通路１３を設ける。
【００２４】
前記コンロッド６の内部にその長手方向に延びるように設けた潤滑油通路１４のうち小端部６ｂ側の一端を、前記中空状ピストンピン７の内部を介して前記各潤滑油吐出通路１３に連通する一方、前記コンロッド６における潤滑油通路１４のうち大端部６ａ側の一端を、前記クランクピン軸３ａにおけるオイルポート１２に、以下に述べるように、前記クランク軸３の一回転中に少なくとも一回だけ連通するように構成する。
【００２５】
すなわち、前記オイルポート１２が前記潤滑油通路１４に対して、前記ピストン３がシリンダ頂部に向かう圧縮工程のうち、例えば、図３に示すように、クランク角度で前記掃気ポート８が閉じるＢ点（２３０°）を越えた２３５°のＣ点において、比較的小さいクランク角度Δθの区間だけ連通するというように、前記オイルポート１２の前記潤滑油通路１４に対する連通を、前記潤滑油吐出口１３ａが前記掃気ポート８を通過した直後の時期において比較的小さいクランク角度Δθの区間だけ行い、これに以外の区間においては、前記オイルポート１２を前記潤滑油通路１４に対して非連通となるように切り換える構成にする。
【００２６】
この構成において、潤滑油ポンプからクランク軸３における潤滑油供給通路１１内に供給された潤滑油は、クランクピン軸３ａのうち前記コンロッド６の大端部６ａとの回転摺動部分、つまり、軸受けメタルにオイルポート１２より供給される。
【００２７】
そして、前記クランク軸３における一回転に伴うピストン３の圧縮工程のうち、前記ピストン５における潤滑油吐出口１３ａが、前記掃気ポート８を通過した直後の時期において、前記オイルポート１２が前記コンロッド６における潤滑油通路１４に対して、比較的小さいクランク角度Δθの区間だけ連通することにより、前記潤滑油供給通路１１内における潤滑油が、前記オイルポート１２及び前記潤滑油通路１４を介して前記潤滑油吐出通路１３に送られ、この潤滑油吐出通路１３における潤滑油吐出口１３ａから前記ピストン５における外周面に供給される。
【００２８】
すなわち、ピストン５の外周面に対する潤滑油の供給を、当該ピストン５がシリンダ頂部に向かう圧縮工程のうち、少なくとも、このピストン５に設けた潤滑油吐出口１３ａがが前記掃気ポート８を通過した直後の時期、つまり、前記ピストン５の外周面における潤滑油が最も少なくなる時期に確実に限定できるから、前記ピストン５に対して潤滑油を、当該潤滑油の掃気ポート８への直接的な流出を僅少にした状態のもとで確実に且つ的確に供給することができる。
【００２９】
この場合、前記潤滑油吐出口１３ａからの潤滑油の供給は、前記したように、比較的小さいクランク角度Δθの区間において行うが、この潤滑油の供給は、遅くとも、クランク角度で２７０°までの間において完了するように構成することが好ましい、つまり、前記２７０°を越えて潤滑油の供給を行うと、潤滑油をシリンダ内頂部に持ち上がることが多くなるから、前記潤滑油の供給は、前記２７０°を越えないようにすべきである。また、前記潤滑油を供給する区間であるΔθは、１０〜２０°にすることが好ましい。
【００３０】
なお、前記クランクピン軸３ａにオイルポート１２を穿設加工することを容易にすることのため、及び、前記クランクピン軸３ａにおける軸受けメタルに対する潤滑性を確保するためには、図１に二点鎖線で示すように、クランクピン軸３ａに、前記一つのオイルポート１２とは別のオイルポート１２ａが、前記一つのオイルポート１２とで前記クランクピン軸３ａを軸線と直角方向に貫通するように穿設することが好ましい。
【００３１】
このように、クランクピン軸３ａに二つのオイルポート１２，１２ａを穿設するという構成にした場合、前記コンロッド６における潤滑油通路１４には、クランク軸３の一回転中に二回にわたってオイルポート１２，１２ａが連通することになるから、この場合には、潤滑油の供給は、クランク軸３の一回転中のうちクランク角度で前記したＣ点の２３５°の時期と、Ｃ′点の５５°の時期との二回にわたって行われるが、前記Ｃ′点の時期では、前記ピストン３における潤滑油吐出口１３ａは、前記掃気ポート８よりもシリンダ頂部側に位置しているので、この潤滑油吐出口１３ａからの供給される潤滑油は、直接的に前記掃気ポート８に流出することはない。
【００３２】
要するに、本発明においては、前記クランク軸３の一回転のうち、少なくとも、前記ピストン２のシリンダ頂部に向かう圧縮工程で潤滑油吐出口１３ａが前記掃気ポート８を通過した直後の時期において、当該クランク軸３におけるオイルポートが前記コンロッド６における潤滑油通路１４に連通するように構成することにより、所定の目的を達成することができる。
【００３３】
なお、前記した実施の形態は、ユニフロー型の二サイクル内燃機関に適用した場合であったが、本発明は、これに限らず、シリンダ内における掃気を、その内側面に開口する掃気ポートからシリンダ内の頂部に向かったのち同じくシリンダの内側面に開口する排気ポートに向かって流れる掃気流にて行うようにしたループ又は横断流型の二サイクル内燃機関に対しても、前記オイルポート１２が潤滑油通路１４に連通する時期を、前記ピストン５がシリンダ頂部に向かう圧縮工程のうち、少なくとも、前記潤滑油吐出口１３ａが前記掃気ポート８及び排気ポートを通過した直後の時期に設定するという構成にすることにより同様に適用できる。
【００３４】
また、前記実施の形態は、クランクピン軸３ａに対してコンロッド６における大端部６ａが回転することを利用して、前記した連通及び非連通の切り換えを行うにように構成した場合であったが、これに代えて、前記ピストン５におけるピストンピン７を、ピストン５に対して回転不能にして、このピストンピン７に対してコンロッド６における小端部６ｂを回転するようにして、このコンロッド６における小端部６ｂのピストンピン７に対する回転によって、前記した連通及び非連通の切り換えを行うように構成しても良く、また、前記ピストンの往復動に連動して開閉する電磁弁にて前記の切り換えを行うように構成でそる。
【００３５】
更にまた、潤滑油ポンプから前記ピストン５における潤滑油吐出口１３ａに至る潤滑油経路における途中の部分、例えば、前記コンロッド６における潤滑油通路１４の部分に、前記潤滑油吐出口１３ａへの方向にのみ開くようにした逆止弁１５を設けることにより、ピストン５に対する潤滑油供給の確実性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の実施の形態を示す縦断正面図である。
【図２】図１のII−II視拡大断面図である。
【図３】クランク角度と掃気ポートの開閉及び潤滑油の供給との関係を示す図である。
【符号の説明】
【００３７】
２                    シリンダ
３                    クランク軸
３ａ                  クランクピン軸
５                    ピストン
６                    コンロッド
７                    ピストンピン
８                    掃気ポート
１１                  潤滑油供給通路
１２                  オイルポート
１３                  潤滑油吐出通路
１３ａ                潤滑油吐出口
１４                  潤滑油通路
１５                  逆止弁
【図１】
2005220835.tif 000003
【図２】
2005220835.tif 000004
【図３】
2005220835.tif 000005