(57)【要約】【課題】オイルフィルタから出たオイルを、クランクシャフトの潤滑箇所に供給するオイル供給経路を簡素化することの可能なエンジンの潤滑構造を提供する。【解決手段】エンジン本体１０Ａにより回転可能に支持されたクランクシャフト２１と、エンジン本体１０Ａの内部に往復動可能に設けられたピストン１５と、エンジン本体１０Ａの内部に設けられ、かつ、ピストン１５の動作力をクランクシャフト２１に伝達するコネクティングロッド２０と、重力の作用方向でコネクティングロッド２０とクランクシャフト２１との連結箇所Ｃ１よりも上に配置されたオイルフィルタ４２と、オイルフィルタ４２に設けられ、かつ、オイルフィルタ４２から出たオイルを連結箇所Ｃ１に噴射するノズル４４と、を有し、エンジン本体１０Ａの平面視で、ノズル４４の配置箇所は連結箇所Ｃ１と重なる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジン本体により回転可能に支持されたクランクシャフトと、
前記エンジン本体の内部に往復動可能に設けられたピストンと、
前記エンジン本体の内部に設けられ、かつ、前記ピストンの動作力を前記クランクシャフトに伝達するコネクティングロッドと、
重力の作用方向で前記コネクティングロッドと前記クランクシャフトとの連結箇所よりも上に配置されたオイルフィルタと、
前記オイルフィルタに設けられ、かつ、前記オイルフィルタから出たオイルを前記クランクシャフトと前記コネクティングロッドとの連結箇所に供給する供給機構と、
を有し、
前記エンジン本体の平面視で、前記供給機構の配置箇所は、前記クランクシャフトと前記コネクティングロッドとの連結箇所と重なる、エンジンの潤滑構造。
【請求項２】
請求項１記載のエンジンの潤滑構造において、
前記供給機構の配置箇所は、前記クランクシャフトが回転して前記クランクシャフトと前記コネクティングロッドとの連結箇所が通過する領域と重なる、エンジンの潤滑構造。
【請求項３】
請求項１または２記載のエンジンの潤滑構造において、
前記オイルフィルタは、前記エンジン本体の外部に配置されており、
前記供給機構は、噴射口からオイルを噴射するノズルを含み、
前記噴射口は、前記エンジン本体の内部に配置されている、エンジンの潤滑構造。
【請求項４】
請求項３記載のエンジンの潤滑構造において、
前記ピストンを往復動可能に収容するシリンダが、前記エンジン本体の内部に設けられ、
前記エンジン本体の平面視で、前記噴射口の中心線は、前記シリンダの中心線と重なる、エンジンの潤滑構造。
【請求項５】
請求項４記載のエンジンの潤滑構造において、
前記クランクシャフトの中心線に対して垂直な側面視で、前記噴射口の中心線と前記クランクシャフトの中心線とが、互いに交差しておらず、
前記クランクシャフトの中心線に対して垂直な側面視で、前記シリンダの中心線と前記噴射口の中心線とが、互いに交差している、エンジンの潤滑構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クランクシャフトとコネクティングロッドとの連結箇所を、オイルで潤滑するエンジンの潤滑構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
クランクシャフトとコネクティングロッドとの連結箇所を、オイルで潤滑するエンジンの潤滑構造は、特許文献１に記載されている。特許文献１に記載されたエンジンは、シリンダブロックの上端にシリンダヘッド及びヘッドカバーが順次重ねられている。シリンダブロックの下端にロアブロックが結合され、ロアブロックの下端にオイルパンが結合されている。シリンダブロックとロアブロックとの間にクランクシャフトが回転自在に支持されている。クランクシャフトの動力により駆動されてオイルパンのオイルを吸引し、かつ、吐出するオイルポンプが設けられている。
【０００３】
シリンダブロックにブラケットが固定され、ブラケットにオイルフィルタが固定されている。ブラケットには、オイルフィルタに連通する流入オイル通路及び流出オイル通路が形成されている。シリンダブロックは、流出オイル通路に接続されたオイル入口及びメインギャラリを有する。
【０００４】
特許文献１に記載されたエンジンでは、クランクシャフトの動力でオイルポンプが駆動されてオイルを吸引及び吐出し、オイルポンプから吐出されたオイルは、流入オイル通路を経由してオイルフィルタに流入する。オイルフィルタから出たオイルは、流出オイル通路を通り、次いで、オイル入口及びメインギャラリを経由してクランクシャフトの軸受部に供給される。エンジンの潤滑構造は、特許文献１の他、特許文献２乃至４にも記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３８２４１３４号公報
【特許文献２】特許第３８０２７５２号公報
【特許文献３】特許第４２６９０８２号公報
【特許文献４】特開２００１−１７３６３４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、特許文献１に記載されたエンジンの潤滑構造は、オイルフィルタから出たオイルをクランクシャフトとコネクティングロッドとの連結箇所に供給するために、ブラケットに流出オイル通路を設け、かつ、シリンダブロックにオイル入口及びメインギャラリを設けており、オイルの供給経路が複雑であった。
【０００７】
本発明の目的は、オイルフィルタから出たオイルを、クランクシャフトとコネクティングロッドとの連結箇所に供給するオイル供給経路を簡素化することの可能な、エンジン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】
【０００８】
本発明は、エンジン本体により回転可能に支持されたクランクシャフトと、前記エンジン本体の内部に往復動可能に設けられたピストンと、前記エンジン本体の内部に設けられ、かつ、前記ピストンの動作力を前記クランクシャフトに伝達するコネクティングロッドと、重力の作用方向で前記コネクティングロッドと前記クランクシャフトとの連結箇所よりも上に配置されたオイルフィルタと、前記オイルフィルタに設けられ、かつ、前記オイルフィルタから出たオイルを前記クランクシャフトと前記コネクティングロッドとの連結箇所に供給する供給機構と、を有し、前記エンジン本体の平面視で、前記供給機構の配置箇所は、前記クランクシャフトと前記コネクティングロッドとの連結箇所と重なる、エンジンの潤滑構造である。
【０００９】
本発明における前記供給機構の配置箇所は、前記クランクシャフトが回転して前記クランクシャフトと前記コネクティングロッドとの連結箇所が通過する領域と重なる。
【００１０】
本発明における前記オイルフィルタは、前記エンジン本体の外部に配置されており、前記供給機構は、噴射口からオイルを噴射するノズルを含み、前記噴射口は、前記エンジン本体の内部に配置されている。
【００１１】
本発明は、前記ピストンを往復動可能に収容するシリンダが、前記エンジン本体の内部に設けられ、前記エンジン本体の平面視で、前記噴射口の中心線は、前記シリンダの中心線と重なる。
【００１２】
本発明は、前記クランクシャフトの中心線に対して垂直な側面視で、前記噴射口の中心線と前記クランクシャフトの中心線とが、互いに交差しておらず、前記クランクシャフトの中心線に対して垂直な側面視で、前記シリンダの中心線と前記噴射口の中心線とが、互いに交差している。
【発明の効果】
【００１３】
エンジンの潤滑構造によれば、オイルフィルタから出たオイルをクランクシャフトとコネクティングロッドとの連結箇所に供給するオイル供給経路を簡素化できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】組み立て状態のエンジンを示す斜視図である。
【図２】分解状態のエンジンを示す斜視図である。
【図３】エンジンの平面図である。
【図４】エンジンの内部構造を示す模式的な平面図である。
【図５】エンジンの潤滑構造を示す模式的な斜視図である。
【図６】潤滑構造の一部であるノズルを示す斜視図である。
【図７】（Ａ）は、ノズルの底面図、（Ｂ）は、ノズルの縦断面図である。
【図８】（Ａ）は、クランクシャフトの中心線と、シリンダの中心線と、噴射口の中心線との位置関係を示す模式図、（Ｂ）は、クランクシャフトの中心線と、噴射口の中心線との位置関係を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、エンジンの潤滑構造の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１６】
図１乃至図３に示すエンジン１０は汎用エンジンであり、エンジン１０は、各種の移動体を移動させる動力源、例えば、耕運機を移動させる動力源、草刈機を移動させる動力源、全地形型車両を移動させる動力源として用いることが可能である。また、エンジン１０は、溶接機用発電機を駆動する動力源として用いることも可能である。
【００１７】
エンジン１０はエンジン本体１０Ａを備え、エンジン本体１０Ａは、クランクケース１１、シリンダブロック１２及びシリンダヘッド１３を有する。クランクケース１１、シリンダブロック１２及びシリンダヘッド１３は、それぞれアルミニウム、アルミニウム合金等で成形され、ねじ部材で互いに固定されて、エンジン本体１０Ａが組み立てられている。
【００１８】
シリンダブロック１２は、図４に示すシリンダ１４を有し、シリンダ１４はピストン１５を収容している。ピストン１５は、シリンダ１４の中心線Ａ１方向に往復動可能である。中心線Ａ１は、重力の作用方向である鉛直線に対して傾斜している。エンジン本体１０Ａの内部に燃焼室１６が形成されている。燃焼室１６は、ピストン１５の頂部とシリンダブロック１２の内壁との間に形成され、シリンダブロック１２は、燃焼室１６に通じる吸気ポート及び排気ポートを有する。
【００１９】
吸気ポートを開閉する吸気バルブ１７と、排気ポートを開閉する排気バルブ１８と、が設けられている。エンジン本体１０Ａの内部にカムシャフト１９が設けられ、カムシャフト１９は複数のカムを有する。カムシャフト１９が回転すると、吸気バルブ１７及び排気バルブ１８が動作して、吸気ポート及び排気ポートが、所定のタイミングで開閉される。
【００２０】
図５のように、コネクティングロッド２０の第１端部がピストン１５に連結され、コネクティングロッド２０の第２端部がクランクシャフト２１に連結されている。コネクティングロッド２０は、ピストン１５の動作力をクランクシャフト２１に伝達する。クランクシャフト２１は、複数のジャーナル部２２，２３と、ジャーナル部２２，２３にそれぞれ固定されたカウンタウェイト２４，２５と、カウンタウェイト２４，２５同士を連結するクランクピンと、を有する。
【００２１】
コネクティングロッド２０の第２端部は、クランクピンに回転可能に連結されている。クランクシャフト２１は、軸受を介してエンジン本体１０Ａにより回転可能に支持されている。クランクシャフト２１は、中心線Ａ２を中心として回転し、クランクシャフト２１の長手方向の端部はエンジン本体１０Ａの外部に露出している。
【００２２】
図４に示すように、エンジン本体１０Ａを平面視すると、中心線Ａ１と中心線Ａ２との交差角度は９０度である。エンジン本体１０Ａの平面視で、中心線Ａ１は、カウンタウェイト２４とカウンタウェイト２５との間に位置する。クランクケース１１の開口部を閉じるエンドカバー２６が設けられており、エンドカバー２６にオイルポンプ２７が設けられている。オイルポンプ２７は、クランクシャフト２１の動力で回転するロータを有する。
【００２３】
クランクケース１１の下部にオイルパンが固定され、オイルパンはオイル溜まりＢ１を形成する。オイルポンプ２７はオイル溜まりＢ１からオイルを吸入し、かつ、吐出する。クランクシャフト２１にギヤ２８が設けられ、カムシャフト１９にギヤ２９が設けられ、ギヤ２８及びギヤ２９に無端状のベルト３０が巻き掛けられている。
【００２４】
クランクシャフト２１にフライホイールが取り付けられており、フライホイールの外周面にリングギヤが設けられている。クランクケース１１の外にスタータモータ３１が設けられ、スタータモータ３１はピニオンギヤを有する。スタータモータ３１は電動モータであり、ピニオンギヤはリングギヤに係合及び解放可能である。スタータモータ３１は、クランクシャフト２１をクランキングする。
【００２５】
クランクシャフト２１に冷却用のファンが取り付けられ、ファンはクランクケース１１の外に配置されている。クランクケース１１にファンカバー３２が取り付けられ、ファンカバー３２はファンの周りを取り囲んでいる。エンジン回転速度を調節するスピードコントロール機構３３が設けられている。スピードコントロール機構３３は、ガバナ、キャブレターを有する。キャブレターはスロットルバルブを有し、スロットルバルブの開度はガバナアクチュエータにより制御される。ガバナアクチュエータの機能を調整するレバー３４が設けられている。
【００２６】
クランクシャフト２１にギヤ４１が設けられ、クランクケース１１内にガバナシャフトが設けられている。ガバナシャフトにガバナギヤが固定され、ガバナギヤはギヤ４１に噛み合っている。ガバナシャフトの回転速度に応じてレバー３４が動作することにより、スロットルバルブの開度が変化し、エンジン回転速度が調整される。さらに、燃焼室１６の混合気に点火する点火プラグ３５が設けられている。
【００２７】
クランクケース１１内にバランサシャフト４９が設けられている。バランサシャフト４９にバランサギヤ５０が設けられ、バランサギヤ５０とギヤ４１とが噛み合っている。バランサシャフト４９にバランサ５１が取り付けられ、バランサ５１は、クランクシャフト２１の回転による動的アンバランスを適正に保持する。
【００２８】
オイルポンプ２７の吸入口に接続された油路３６が設けられ、オイルポンプ２７の吐出口に接続された油路３７が設けられている。油路３６を通るオイルを冷却する冷却装置が、エンジン本体１０Ａの外部に設けられている。油路３７の油圧を検出するプレッシャースイッチ３８が設けられている。また、油路３７から分岐した油路３９，４０が設けられている。油路３９はシリンダ１４内へオイルを供給する経路であり、油路４０はベルト３０にオイルを付着させる経路である。油路３９，４０は、エンジン本体１０Ａに設けた孔、溝を含む。
【００２９】
クランクシャフト２１を潤滑する構造を説明する。エンジン本体１０Ａの外部にオイルフィルタ４２が設けられている。重力の作用方向で、オイルフィルタ４２は、クランクシャフト２１とコネクティングロッド２０との連結箇所Ｃ１よりも上に配置されている。オイルフィルタ４２はオイルに含まれる異物を除去する。オイルフィルタ４２は、入口及び出口と、入口から出口に至る経路に配置されたエレメントと、を有する。オイルフィルタ４２の入口は、油路４３を介して油路３７に接続されている。
【００３０】
オイルフィルタ４２は、外観視で円柱形状を有し、オイルフィルタ４２の中心線Ａ３は鉛直線と平行である。鉛直線に沿った方向で、オイルフィルタ４２の下部にノズル４４が取り付けられている。ノズル４４は、金属製または合成樹脂製の何れでもよい。ノズル４４の構成を、図６及び図７（Ａ），（Ｂ）を参照して説明する。ノズル４４は、円筒部４５と、円筒部４５に連続した壁部４６と、を有する。オイルフィルタ４２に雌ねじ孔が形成され、円筒部４５の外周面に雄ねじが形成されている。円筒部４５を雌ねじ孔にねじ込んでノズル４４がオイルフィルタ４２に固定されている。つまり、ユニオン接続されている。ノズル４４をオイルフィルタ４２に固定した状態で、雄ねじ及び雌ねじ部は、中心線Ａ４を中心として設けられている。
【００３１】
ノズル４４内に通路４７が形成され、壁部４６を貫通する噴射口４８が設けられている。通路４７は、オイルフィルタ４２の出口に接続されている。噴射口４８は、円筒部４５の中心線Ａ４を中心として設けられている。噴射口４８は通路４７につながっている。噴射口４８の内径は、通路４７の内径よりも小さい。ノズル４４は、オイルを連結箇所Ｃ１に供給する供給機構である。ノズル４４として、ジェット噴射ノズルを用いることができる。ノズル４４がオイルフィルタ４２に固定された状態で、中心線Ａ３と中心線Ａ４とが同軸である。
【００３２】
図４に示すエンジン本体１０Ａの平面視で、オイルフィルタ４２の配置位置は、クランクシャフト２１の配置位置と重なっている。具体的に説明すると、クランクシャフト２１の回転方向の位相に関わりなく、オイルフィルタ４２の配置位置は、カウンタウェイト２４，２５の配置位置に重なる。また、エンジン本体１０Ａの平面視で、中心線Ａ３，Ａ４は、中心線Ａ２から外れた位置にあり、かつ、中心線Ａ１と重なる。また、エンジン本体１０Ａの平面視で、中心線Ａ３，Ａ４は、中心線Ａ２から外れた位置に配置されている。
【００３３】
さらに、図４におけるエンジン本体１０Ａの平面視で、クランクシャフト２１が回転すると、オイルフィルタ４２の配置箇所、特に、ノズル４４の配置箇所は、連結箇所Ｃ１が通過する領域と重なる。ここで、クランクシャフト２１の回転中、ノズル４４の配置箇所は、連結箇所Ｃ１が通過する領域と、常に重なる訳ではなく、クランクシャフト２１が所定の回転位相にある際に、ノズル４４の配置箇所と、連結箇所Ｃ１が通過する領域とが重なる。
【００３４】
中心線Ａ２に対して垂直な側面視で、図８（Ａ）のように、中心線Ａ１は中心線Ａ２と交差する。また、中心線Ａ２と中心線Ａ３，Ａ４とは、互いに交差しない位置に配置されている。さらに、中心線Ａ３，Ａ４と鉛直線とは、互いに平行である。そして、中心線Ａ１と中心線Ａ３，Ａ４とは、互いに交差する位置に配置されている。重力の作用方向で、中心線Ａ１と中心線Ａ３，Ａ４とが交差する位置は、中心線Ａ２よりも上である。さらに、中心線Ａ１と中心線Ａ３，Ａ４との間に形成される狭い方の角度は、９０度未満である。また、エンジン１０を側面視すると、図８（Ｂ）のように、中心線Ａ２と、中心線Ａ３，Ａ４とが、互いに９０度で交差する。
【００３５】
エンジン１０は、停止及び始動を選択するメインスイッチと、メインスイッチの信号が入力されるコントローラと、を有する。プレッシャースイッチ３８から出力された信号は、コントローラに入力される。コントローラは、点火プラグ３５及びスタータモータ３１を制御する。
【００３６】
作業者がエンジン１０を始動するようにメインスイッチを操作すると、スタータモータ３１が駆動して、スタータモータ３１の回転力がクランクシャフト２１に伝達される。クランクシャフト２１が回転すると、クランクシャフト２１の回転力は、コネクティングロッド２０を介してピストン１５に伝達され、ピストン１５がシリンダ１４内で往復動作する。さらに、燃焼室１６に混合気が供給され、かつ、点火プラグ３５により点火制御が行われ、エンジン１０が自律回転しスタータモータ３１が停止する。
【００３７】
オイルポンプ２７はクランクシャフト２１の動力で回転し、オイルポンプ２７はオイル溜まりＢ１のオイルを吸入し、かつ、オイルを油路３７に吐出する。油路３７に吐出されたオイルの一部は、油路３９からシリンダ１４内に供給され、シリンダ１４を潤滑および冷却する。油路３７に吐出されたオイルの一部は、油路４０を通りベルト３０に付着され、ベルト３０が潤滑および冷却される。
【００３８】
油路３７に吐出されたオイルの一部は、油路４３を通りオイルフィルタ４２に流れ込む。オイルフィルタ４２はオイルに含まれる異物を除去し、オイルフィルタ４２の出口から出たオイルはノズル４４に流れ込み、オイルは噴射口４８から下に向けて噴射される。噴射口４８から噴射されたオイルは、クランクシャフト２１とコネクティングロッド２０との連結箇所Ｃ１に付着し、その箇所を潤滑および冷却する。コントローラは、プレッシャースイッチ３８で検出される油圧が所定値以下であると、エンジン１０を停止する制御を行う。
【００３９】
エンジン１０の潤滑構造は、オイルフィルタ４２に取り付けたノズル４４からオイルを噴射して連結箇所Ｃ１を潤滑する。このため、オイルフィルタ４２から連結箇所Ｃ１に至るオイルの供給経路を、短く、かつ、簡素化できる。つまり、オイルの通路となる専用の配管は不要であり、エンジン本体１０Ａにオイルの通路や孔を設けずに済み、クランクシャフト２１に油路を設けずに済む。つまり、直角な油路、軸方向の長穴等の、複雑な加工を行わずにすむ。したがって、エンジン本体１０Ａの形状・構造が簡略化され、エンジン本体１０Ａの内部構造が簡素化され、クランクシャフト２１の構造が簡略化され、エンジン１０の製造コストの上昇を抑制できる。
【００４０】
また、ノズル４４はクランクシャフト２１の真上に位置し、ノズル４４とクランクシャフト２１との間に、部品または機構は配置されていない。つまり、ノズル４４から連結箇所Ｃ１に至る空間に障害物が無く、ノズル４４から噴射したオイルを連結箇所Ｃ１に直接付着できる。したがって、連結箇所Ｃ１の潤滑性が向上する。
【００４１】
また、エンジン本体１０Ａの平面視で、中心線Ａ２方向におけるオイルフィルタ４２の配置領域は、連結箇所Ｃ１の配置領域と重なる。つまり、オイルフィルタ４２の配置領域が、中心線Ａ２方向でクランクケース１１の配置領域の外に向けて張り出していない。このため、エンジン１０を中心線Ａ２方向でコンパクト化できる。また、オイルフィルタ４２は、エンジン本体１０Ａの上部に設けられている。このため、作業者はオイルフィルタ４２にアクセスし易く、オイルフィルタ４２のメンテナンス性が向上する。
【００４２】
さらに、エンジン本体１０Ａの平面視で、噴射口４８の中心線Ａ４は、コネクティングロッド２０が動作する中心線Ａ１と重なる。このため、噴射口４８が連結箇所Ｃ１の真上から中心線Ａ１方向に位置ずれしている状態で、噴射口４８からオイルが噴射されても、そのオイルはコネクティングロッド２０に付着し、次いで、オイルは自重でコネクティングロッド２０に沿って移動し、連結箇所Ｃ１に到達する。
【００４３】
エンジンの潤滑構造は、上記の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。例えば、供給機構は、オイルを噴射する噴射機構を用いることができ、噴射機構は、ノズルの他、オイル噴射バルブを含む。また、中心線Ａ３，Ａ４は鉛直線に対して傾斜していてもよい。さらに、図８（Ｂ）に示す中心線Ａ３，Ａ４と中心線Ａ２とが交差する角度は９０度でなくともよい。
【符号の説明】
【００４４】
１０  エンジン
１０Ａ  エンジン本体
１４  シリンダ
１５  ピストン
２０  コネクティングロッド
２１  クランクシャフト
４２  オイルフィルタ
４４  ノズル
４８  噴射口
Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４  中心線
Ｃ１  連結箇所
【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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【図７】
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【図８】
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