(57)【要約】      （修正有）【課題】シリンダボアの内筒面に速やかに油膜を形成する。【解決手段】シリンダボア１２の内筒面１２ａに隣接して配置された、シリンダボア１２の上方に向かう開口を有する樋体部を備え、樋体部の、開口を含む平面は、シリンダボア１２内を摺動するピストン１３の下死点におけるピストンスカート１３ｂの先端１３ｂ１よりシリンダボア１２の上方に位置しているオイル供給器１０、および、ピストンスカート１３ｂの、内筒面１２ａに正対する面上に、窪み又は貫通孔を設けたピストン１３。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダボアの内筒面に隣接して配置された、前記シリンダボアの上方に向かう開口を有する樋体部を備え、
前記樋体部の、前記開口を含む平面は、前記シリンダボア内を摺動するピストンの下死点における前記ピストンのピストンスカートの先端より前記シリンダボアの上方に位置している、
オイル供給器。
【請求項２】
ピストンスカート近傍の、シリンダボアの内筒面に正対する面上に窪み又は貫通孔が設けられている、ピストン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車等の輸送機器のエンジンにおけるオイル供給器及びピストンに関する。
【背景技術】
【０００２】
図５は、従来の自動車のエンジンの要部の構成を示す断面図である。
【０００３】
図５に示すように、エンジン１００は、その要部において筐体となるシリンダブロック１１ａ及びクランクケース１１ｂを備え、シリンダブロック１１ａ内に形成される円柱形の空洞１１ｘ内には円筒形のシリンダボア１２が配置され、シリンダボア１２の内筒部１２ｘにはピストン１３が摺動する。
【０００４】
また、クランクケース１１ｂ内の空洞１１ｘにはクランクシャフト１５が配置される。クランクシャフト１５は、クランクジャーナル１５ａ、クランクジャーナル１５ａに隣接するクランクピン１５ｃ及びクランクピン１５ｃと同一平面状に配置されるバランスウェイト１５ｃから構成される。クランクピン１５ｃとピストン１３のピストンピン１３ａとがコンロッド１４でそれぞれ回動自在に接続されることにより、シリンダボア１２内におけるピストン１３の往復運動はクランクシャフト１５の回転運動に変換される。
【０００５】
更に、シリンダボア１２の下方には内筒部１２ｘの内筒面１２ａに潤滑用のオイルを塗布するためのオイルジェット１６が配置される。
【０００６】
上記の構成を有するエンジン１００における不具合の一つとして、ピストン１３の摺動に伴いシリンダボア１２の内筒面１２ａがピストンスカート１３ｂにより損傷する、いわゆるスカッフィングが知られている。スカッフィングは、エンジンの始動時においてピストン１３と内筒部１２ｘとの間の油膜が不足して、ピストンスカート１３ｂが直接内筒面１２ａに接触することにより生ずるものである。
【０００７】
スカッフィングの発生を抑制することを目的として、例えば特許文献１には、オイルジェットをクランクシャフト１５内に設け、クランクシャフト１５の回転に応じてシリンダボア１２に近接してオイルを跳ね上げ、内筒面１２ａに油膜を形成させる技術が開示されている。また、特許文献２には、ピストン１３向けとシリンダボア１２向けの二種類のオイルジェットを設けるようにした技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】実開平３−２５０１３号公報
【特許文献２】特開２００６−１３８３０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、従来の手法による油膜形成によるスカッフィングを回避する技術においては、以下のような課題があった。すなわち、特許文献１及び２に記載の技術においては、いずれもオイルポンプの油圧を利用してオイルを吐出させるようにしているが、エンジン１００の起動時、特に長期停止状態を経た後の起動時においては、ピストン１３と内筒部１２ｘとの間の油膜が欠乏するのみならず、油圧回路におけるオイルの量も減少しているため、エンジン１００の起動後、実際にオイルが吐出されるまでには一定長の時間が必要となってしまう。したがって、オイルが吐出しシリンダボアの内筒面に油膜が形成されるまでの間にピストン１３が動作することによるスカッフィングの発生を避けることが困難となっていた。
【００１０】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、エンジンの起動時、特に長期停止状態からの起動においてもシリンダボアの内筒面に速やかに油膜を形成することが可能なオイル供給器及びピストンを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の目的を達成するために、本発明の第１の側面は、シリンダボアの内筒面に隣接して配置された、前記シリンダボアの上方に向かう開口を有する樋体部を備え、前記樋体部の、前記開口を含む平面は、前記シリンダボア内を摺動するピストンの下死点における前記ピストンのピストンスカートの先端より前記シリンダボアの上方に位置している、オイル供給器である。
【００１２】
なお、本発明は他の側面として、前記樋体部は、前記シリンダボアが形成されたシリンダブロックの端面を介して固定されているものとしてもよい。
【００１３】
更に、本発明は他の側面として、前記樋体部は、前記シリンダボアの前記内筒面の全部又は一部に沿って形成されているものとしてもよい。
【００１４】
更に、本発明の第２の側面は、ピストンスカート近傍の、シリンダボアの内筒面に正対する面上に窪み又は貫通孔が設けられている、ピストンである。
【００１５】
更に、本発明は他の側面として、上記本発明の各側面のオイル供給器、及び上記本発明の各側面のピストンの少なくともいずれか一方を備えた、エンジンであるとしてもよい。
【発明の効果】
【００１６】
以上のような本発明は、シリンダボアの内筒面に速やかに油膜を形成することが可能になるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施の形態に係るオイル供給器を有するエンジンの要部の構成を示す断面図
【図２】本発明の実施の形態に係るオイル供給器を有するエンジンの要部の構成を示す断面図
【図３】本発明の実施の形態に係るオイル供給器の構成を示す斜視図
【図４】本発明の実施の形態に係るピストンを有するエンジンの要部の構成を示す断面図
【図５】従来のエンジンの要部の構成を示す側面図
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１９】
図１は、本発明の実施の形態に係るオイル供給器を含む、エンジン１の要部の構成を示す断面図であり、図２は図１をピストン１３の上方から見た平面視による断面図である。ただし、図５に示す従来例と同一又は相当する構成については、同一符号を付し詳細な説明は省略する。
【００２０】
本実施の形態のエンジン１は、シリンダボア１２の、クランクシャフト１５寄りの端面近傍に位置するオイル供給器１０を備える。
【００２１】
オイル供給器１０は、図３の斜視図に示すように、シリンダボアの内筒部１２ｘ内に位置する樋体部１０ａと、樋体部１０ａの側面からシリンダボア１２の周方向に沿って延出する固定部１０ｂとを主要な構成として備える。樋体部１０ａは、シリンダボア１２の内筒面１２ａに縁端Ｅ１が密接する一対の側壁１０ａ１と、シリンダボア１２の中心軸寄りに位置し、側壁１０ａ１同士を繋ぐ内壁１０ａ２を有し、これら壁体により囲まれることにより、シリンダボア１２の上方（ピストン１３の上昇方向）に向かった平面形状略コの字状の開口１０ｘを形成している。
【００２２】
更に、固定部１０ｂは図１に示すシリンダボアの端面１２ｙに当接する当接面１０ｂ１を有する。これにより、当接面１０ｂ１が端面１２ｙに当接された状態で、樋体部１０ａは、一対の側壁１０ａ１、内壁１０ａ２及びシリンダボア１２の内筒面１２ａにより囲まれ、開口１０ｘを上方、すなわちピストン１３に対向する向きに配置した開口箱状の形状を完成する。
【００２３】
なお、オイル供給器１０は、耐油性、耐熱性を有する材料としてアルミニウム等の金属性材料により作成されることが好ましい。樋体部１０ａと固定部１０ｂとは一体的に成型されるものでもよく、独立した部材として組み合わされるものでもよい。
【００２４】
以上の構成において、オイル供給器１０は本発明のオイル供給器に相当し、樋体部１０ａは本発明の樋体部に相当し、開口１０ｘは本発明の開口に相当する。
【００２５】
このような構成を有する本実施の形態のオイル供給器１０は、シリンダボア１２の内筒面１２ａに隣接して配置されるともに、ピストン１３に対向する向きに配置された開口１０ｘを有することを特徴とする。
【００２６】
すなわち、図１及び図２に示すように、オイル供給器１０の開口１０ｘはシリンダボア１２の内筒面１２ａに隣接して配置されることにより、エンジン１の動作中に内筒面１２ａに沿って垂下したオイルを収集し、樋体部１０ａの内部空間１０ｙに蓄積させる。
【００２７】
そして、エンジン１の動作において、ピストン１３が下死点まで降下すると、ピストンスカート１３ｂの先端１３ｂ１は、開口１０ｘから内部空間１０ｙに侵入して、蓄積したオイルに浸されることとなり、ピストン１３は、浸されたオイルをシリンダボア１２の内筒面１２ａに塗布しつつ上昇する。
【００２８】
すなわち、ピストン１３は、往復運動に際して下死点に達する場合は常にピストンスカート１３ｂの先端１３ｂ１がオイル供給器１０内のオイルに浸されることにより、エンジンの動作中はシリンダボア１２の内筒面１２ａに常に油膜が形成した状態とすることができる。なお、エンジン１の動作中は、オイル供給器１０はシリンダボア１２から常にオイルの供給を受けることができるため、内部空間１０ｙにおいてオイルの蓄積、交換のサイクルが確保される。
【００２９】
そして、ピストンスカート１３ｂの先端１３ｂ１がオイル供給器１０の内部空間１０ｙにてオイルに浸されるためには、少なくとも一度ピストン１３が下死点に達すればよいため、それまでのエンジンの停止時間の長短にかかわらず、エンジン１の起動直後、ピストン１３が１往復するまでの間に、確実に油膜を形成することが可能となる。
【００３０】
なお、オイル供給器１０においてピストンスカート１３ｂの先端１３ｂ１が確実に内部空間１０ｙに蓄積されたオイルに浸されるためには以下の条件を満たせばよい。すなわち、図３に示すように、ピストン１３が下死点にあるときに、先端１３ｂ１が、開口１０ｘが含まれる樋体部１０ａの一対の側壁１０ａ１及び内壁１０ａ２の縁端Ｅ２を含む平面Ｐよりも下方、すなわちクランクシャフト１５寄りに沈降した位置にあればよい。更に、先端１３ｂ１が樋体部１０ａの底面と干渉しない限り、更に下方の任意の位置に設定してもよい。なお、本発明における下死点とは誤差又は公差の範囲、又はエンジン１の実際の動作において実質的に下死点とみなされる位置をも含まれるものとし、必ずしも設計上の下死点に限定されるものではない。
【００３１】
更に、オイル供給器１０と協働するピストン１３としては、図４の要部断面図に示すように、ピストンスカート１３ｂの、シリンダボア１２の内筒面１２ａと正対する側の表面において窪み１３ｘを設けることが更に好ましい。
【００３２】
これにより、先端１３ｂ１がオイル供給器１０の内部空間１０ｙに蓄積されたオイルに浸された場合、表面張力により窪み１３ｘにオイルを閉じ込めて、ピストン１３の昇降時にシリンダボア１２の内筒面１２ａに塗布されるオイルの量を増大させることができる。更に、窪み１３ｘの代わりに、ピストンスカート１３ｂを貫通する貫通孔１３ｙを設けた構成としてもよく、同様の効果を奏する。
【００３３】
なお、図４においては説明のため、一対のピストンスカート１３ｂのそれぞれに窪み１３ｘと貫通孔１３ｙを設けた構成を示したが、これは例示であって、いずれか一種類を設けるようにすることが好ましい。
【００３４】
更に、窪み１３ｘ及び貫通孔１３ｙの、ピストンスカート１３ｂの表面における形状は、円形、楕円形等であってもよいし、ピストン１３の周に沿ったスリット状の形状であるとしてもよい。また、個数も任意であってよい。
【００３５】
このように、本実施の形態のオイル供給器１０によれば、シリンダボア１２の内筒面１２ａに隣接して配置されるともに、ピストン１３に対向する向きに配置された開口１０ｘを有する構成としたことにより、シリンダボアの内筒面に速やかに油膜を形成することが可能になるという効果を奏する。
【００３６】
しかしながら、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではない。上記の説明においては、オイル供給器１０は、ピストン１３の形状に対応して一対のピストンスカート１３ｂの位置毎に複数設けるものとしたが、シリンダボア１２の内筒面１２ａの全周に沿って形成される構成としてもよい。
【００３７】
また、上記の説明においては、オイル供給器１０は、固定部１０ｂの当接面１０ｂ１によりシリンダボアの端面１２ｙに当接することによりシリンダボア１２に固定されるものとしたが、樋体部１０ａが直接シリンダボアの内筒面１２ａに固定される構成としてもよい。
【００３８】
要するに、本発明は、少なくとも、樋体部の、開口１０ｘを含む平面が、シリンダボア内を摺動するピストンの下死点におけるピストンのピストンスカートの先端より前記シリンダボアの上方に位置している構成であればよく、樋体部の具体的な形状、個数によって限定されるものではなく、樋体部をシリンダボアに固定するための具体的な構成によって限定されるものではない。
【００３９】
更に、上記の説明においては、図４に示す、シリンダボア１２の内筒面１２ａと正対する側の表面において窪み１３ｘ又は貫通孔１３ｙを設けたピストン１３は、オイル供給器１０を備えたエンジン１において用いられるものとしたが、図５に示す従来のエンジンにおいて実施してもよい。この場合、エンジンの停止時において窪み１３ｘまたは貫通孔１３ｙにはオイルが蓄積されることとなり、それまでのエンジンの停止時間の長短にかかわらず、エンジン１の起動直後、ピストン１３が移動すると同時に油膜を形成することが可能となる。
【００４０】
更に、上記の説明においては、本発明は自動車において実施するものとして説明を行ったが、本発明は、自動車の他、二輪車、列車、船舶その他の任意の輸送機器において実施してもよい。更に、ガソリンエンジンの他、ディーゼルエンジン等の内燃機関に適用してもよい。
【００４１】
以上のように、本発明は、オイル供給器において、シリンダボアの内筒面に隣接して配置された、前記シリンダボアの上方に向かう開口を有する樋体部を備え、前記樋体部の、前記開口を含む平面は、前記シリンダボア内を摺動するピストンの下死点における前記ピストンのピストンスカートの先端より前記シリンダボアの上方に位置しているものであればよく、その他の具体的な目的、用途、構成によって限定されるものではない。
【００４２】
同様に、本発明は、ピストンにおいて、シリンダスカート近傍の、シリンダボアの内筒面に正対する面上に窪み又は貫通孔が設けられているものであればよく、その他の具体的な目的、用途、構成によって限定されるものではない。
【００４３】
したがって、本発明は、その要旨を逸脱しない範囲内であれば、以上説明したものを含め、上記実施の形態に種々の変更を加えたものとして実施してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
以上のような本発明は、シリンダボアの内筒面に速やかに油膜を形成することが可能になるという効果を有し、例えば自動車のエンジンへの適用において有用である。
【符号の説明】
【００４５】
１  エンジン
１０  オイル供給器
１０ａ  樋体部
１０ｂ  固定部
１０ａ１  側壁
１０ａ２  内壁
１０ｂ１  当接面
１０ｘ  開口
１０ｙ  内部空間
１２  シリンダボア
１２ａ  内筒面
１２ｘ  内筒部
１２ｙ  端面
１３  ピストン
１３ｂ  ピストンスカート
１３ｂ１  先端
１３ｘ  窪み
１３ｙ  貫通孔
１５  クランクシャフト
【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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