JP2016191330A - エンジン - Google Patents
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Abstract
Description
このようなウェットサンプ方式のエンジンの場合、悪路走行などによってエンジンが傾斜すると、オイルパンの液面(油面)の一部がエンジンに対して相対的に傾斜することになる。
このとき、油面がクランクシャフトなどの回転部品に接触すると、オイルがエンジン内部で掻き上げられてミスト状となり、ブリーザからのオイル噴きなどの問題が発生する。
一方、オフロード車両用の多気筒エンジンにおいては、要求油量が多いにも関わらず、搭載性及び走破性を確保するためには、オイルパンの深さを拡大することは困難である。
これに対し、油量を減らすとメインテナンスサイクルが短くなってユーザの利便性が損なわれる。
また、クランクケースから独立したリザーバタンクを有するドライサンプ方式とすればエンジンの全高を押えつつ油量を確保することは可能であるが、部品点数が増加して構造が複雑化し、重量やコストも増加してしまう。
このため、ウェットサンプ方式において、他の手法によって貯油量と耐傾斜性との両立を図ることが要望されている。
特許文献2には、クランクケースに隣接する伝動ケースの下部に、補機駆動用プーリの下方側に突出した延長部を形成することにより、デッドスペースを利用してオイルパンの容量を拡大したエンジンのオイルパン構造が記載されている。
特許文献3には、クランク軸方向に傾斜した状態の潤滑性を確保すること等を目的として、クランクケース下部の第1貯留部の側方に、第1貯留部よりも底部が上方に設けられた第2貯留部を設けた鞍乗型四輪車両が記載されている。
特許文献4には、オイルパンのクランクケースとの接合箇所から側方へ張り出した部分を、補機の下方に対応する部位に形成することによって、貯油量を確保しつつエンジン全高を抑制するエンジン用オイルパンが記載されている。
しかし、マグネトは運転中高温となり、特にステータコイルの温度は例えば170℃以上の高温となることがある。
マグネトの信頼性、耐久性を確保するため、マグネトをより効果的に冷却することが要望されている。
上述した問題に鑑み、本発明の課題は、耐傾斜性を向上するとともにマグネトを効果的に冷却可能なエンジンを提供することである。
請求項1に係る発明は、クランクシャフトを収容するクランクケースと、前記クランクケースの下部に設けられオイルが貯留されるオイルパンと、前記クランクケースにおける前記クランクシャフトの回転軸方向における一方の端部に隣接して設けられ、マグネトを収容するとともに下部にオイルが貯留されるマグネト室と、前記オイルパンに対して水平方向にオフセットしかつ前記マグネト室の下側に前記マグネト室と隔壁を介して隣接して配置され、前記オイルパンからオイルが流入可能とされたサブオイルパンとを備えることを特徴とするエンジンである。
これによれば、オイルをオイルパン及びサブオイルパンの双方で貯留可能とすることによって、オイルパンの深さを拡大することなく貯油量を確保することができる。
また、エンジンの傾斜時にサブオイルパンをバッファとして用いることにより、油面の上昇を抑制し、クランクシャフト等との干渉を防止し、オイル噴きの原因となるオイルミストの発生を抑制することができる。
また、マグネト室内に貯留された比較的高温のオイルから、サブオイルパン内の比較的低温のオイルへの熱伝導によってマグネト室内のオイルが冷却され、マグネトを効果的に冷却して信頼性、耐久性を改善することができる。
さらに、マグネト室内のオイルが過度に高温となって劣化が促進されることを防止できる。
を特徴とする請求項1に記載のエンジンである。
これによれば、部品点数を増加させることなく上述した効果を得ることができる。
また、クランクケースとマグネトカバーとの割位置に実質的に閉断面となる構造を形成することによって、エンジンの剛性を向上することができる。
実施例のエンジンは、例えば、4輪のオフロード車両であるATVに走行用動力源として横置き搭載されるものである。
実施例のエンジンは、4ストローク水冷並列2気筒4バルブDOHCのガソリンエンジンである。
図1は、実施例のエンジンの断面図であって、クランクシャフト軸線及びシリンダ軸線を含む平面で切って見た図(図2のI−I部矢視断面図)である。
図2は、図1のII−II部矢視断面図である。
図3は、図1のIII−III部矢視断面図である。
図4は、図3のIV−IV部矢視断面図である。
クランクケース20、シリンダブロック30、シリンダヘッド40、オイルパン50、マグネトカバー70は、例えばアルミニウム系合金を鋳造後、所定の機械加工を施して形成されている。
コネクティングロッド11の大端部は、クランクシャフト10のクランクピンに対して揺動可能に連結されている。
コネクティングロッド11の小端部は、ピストンピンを介して図示しないピストンに連結されている。
クランクシャフト10は、例えば、鋼系の材料を鋳造又は鍛造して概形を成形した後に、軸部や端面、油路等に所定の機械加工を施して形成されている。
クランクシャフト10は、中間に形成されたジャーナル部をクランクケース20に軸方向に分散して配置された3箇所のメインベアリング21〜23によって回転可能に支持され、各メインベアリング21〜23の間隔に、第1気筒、第2気筒のクランクピン及びクランクウェブが設けられている。
クランクシャフト10の他方の端部13は、クランクケース20から突出し、マグネトカバー70内に配置されている。
端部13の近傍には、先端側から順に、マグネト60のロータマグネット61、バランサシャフト14の駆動ギア15、タイミングチェーン17を駆動するクランクスプロケット16、オイルポンプ33を駆動するスプロケット18などが設けられている。
バランサシャフト14は、クランクシャフト10の上方にクランクシャフト10と並行な回転中心軸回りに回転可能に設けられている。
バランサシャフト14は、回転軸から径方向に張り出して形成された扇形のウェイトを有し、クランクシャフト10の回転と同期して回転し、エンジン1の振動を軽減するよう構成されている。
クランクケース20は、クランクシャフト10を挟んで二つ割に構成されている。
クランクケース20の上半部は、シリンダブロック30と一体に形成されている。
クランクケース20の下半部は、クランクシャフト10の回転中心軸を含みシリンダスリーブ31,32の軸線と実質的に直交する平面に沿った接合面において、上半部に接合され締結されている。
クランクケース20の下半部におけるシリンダブロック30側とは反対側の端部には、開口部が設けられ、オイルパン50の内部と連通するよう構成されている。
また、クランクケース20の下部には、クランクケース20及びオイルパン50の下部に貯留されたオイルを吸引するオイルポンプ33の吸い口であるストレーナ24が配置されている。
図2に示すように、シリンダスリーブ31,32の軸線は、クランクケース20側に対してシリンダヘッド40側が斜め上方となるように傾斜して配置されている。
シリンダブロック30の下方側(排気側)の領域には、オイルポンプ33、オイルフィルタ34が設けられている。
オイルポンプ33は、クランクシャフト10からチェーンを介して駆動され、ストレーナ24から吸い上げられたオイルを加圧してエンジン1の各部に圧送するものである。
オイルフィルタ34は、オイルを濾紙によって濾過し、異物を除去するものである。
シリンダヘッド40は、燃焼室41、吸気ポート42、排気ポート43、吸気カムシャフト44、排気カムシャフト45、点火栓取付部46、インジェクタ47等を有して構成されている。
燃焼室41は、シリンダヘッド40のシリンダブロック30側の面部を凹ませて形成された、例えばペントルーフ型の燃焼室である。
吸気ポート42は、インテークマニホールド42aが接続され、燃焼室41に混合気を導入する流路であって、シリンダヘッド40の上方側に気筒あたり2本形成されている。
排気ポート43は、燃焼室41から既燃ガスを排出する流路であって、シリンダヘッド40の下方側に気筒あたり2本形成されている。
各吸気ポート42及び排気ポート43には、それぞれ吸気バルブ及び排気バルブが気筒あたり2本ずつ(各ポートにつき1本ずつ)設けられ、所定のバルブタイミングで各ポートは開閉される。
点火栓取付部46は、所定の点火時期でスパークを発生する点火栓を、電極が燃焼室41の中央部に配置されるよう取り付ける基部である。
点火栓取付部46は、点火栓に形成されたネジ部が締結されるネジ穴及び座面等を有して構成されている。
インジェクタ47は、燃料であるガソリンを、所定の噴射時期に吸気ポート42内に噴射して混合気を形成するものである。
オイルパン50は、クランクケース20の上半部、下半部の接合面と実質的に平行な平面に沿って形成された接合面において、クランクケース20に接合され締結固定されている。
マグネト60は、ロータマグネット61、ステータコイル62等を有して構成されている。
ロータマグネット61は、クランクシャフト10から外径側に鍔状に張り出して形成された円盤部の外周縁部から、クランクシャフト10と実質的に同心に形成された円筒部を、クランクケース20側とは反対側に突出させて形成されている。
ロータマグネット61の円筒部における内周面部には、周方向にわたって所定のパターンで永久磁石が配列されている。
ステータコイル62は、ロータマグネット61の円筒部の内径側に挿入され、外周面部には、周方向にわたってU,V,W各相のコイルが、ロータマグネット61の永久磁石と微小な間隔を隔てて対向するよう順次配列されている。
各相のコイルは、鉄芯に巻線を巻き回して構成されている。
ステータコイル62は、マグネトカバー70を介してクランクケース20に対して固定されている。
マグネトカバー70は、クランクケース20の隣接する領域と協働してマグネト室Mを構成する。
マグネトカバー70は、クランクケース20側が開口したカップ状に形成され、クランクケース20側の端部は、クランクシャフト10の回転軸と直交する平面に沿った接合面において接合され締結されている。
マグネトカバー70は、マグネト60のステータコイル62が取り付けられる基部71を有する。
基部71は、マグネトカバー70のクランクケース20側とは反対側の端面の中央部を、クランクケース20側へ張り出させて形成されている。
基部71の中心部には、クランクシャフト10の端部13を回転可能に支持するサブベアリング72が設けられている。
また、図4に示すように、クランクケース20においてメインベアリング21が形成される壁面部は、マグネトカバー70側に流入したオイルを堰き止めて、所定の油量を保持可能となっている。
その結果、マグネトカバー70の内部には、マグネト60のロータマグネット61の外周面部が油面に接する程度の油量が常時保持されている。
ここに貯留されたオイルは、クランクスプロケット16等によって掻き上げられ、タイミングチェーン17等の潤滑に用いられるほか、ロータマグネット61の外周面部によって掻き上げられ、ロータマグネット61及びステータコイル62の冷却(油冷)にも利用される。
サブオイルパン80は、マグネト室Mの底面部がその上面部となるように、マグネト室Mを構成するクランクケース20、マグネトカバー70の下面部におけるマグネト室M内に貯留されたオイルと接する領域から張り出して形成されている。
サブオイルパン80は、オイルパン50に対して側方に(水平方向にオフセットして)配置されている。
サブオイルパン80は、クランクケース20と一体に形成された半部81と、マグネトカバー70と一体に形成された半部82とを有する二つ割の構成となっている。
各半部81,82は、クランクケース20及びマグネトカバー70の接合面と同一平面上に形成された接合面において接合されている。
図4に示すように、クランクケース20側の半部81におけるマグネトカバー70側とは反対側の端部は、クランクケース20内に開口しており、サブオイルパン80側と、クランクケース20及びオイルパン50側との間で、図4に破線矢印で記したように、オイルの行き来が可能となっている。
また、サブオイルパン80側が低くなるようにエンジン1が傾斜した場合であっても、サブオイルパン80をバッファとして利用することによって、クランクケース20内の油面上昇を抑制し、油面とクランクシャフト10等との干渉を防止することができる。
また、マグネト60のステータコイル62は、発電運転中には高温となり、マグネト室M内に貯留されたオイルの油温は例えば170〜180℃程度に達する場合があるが、これをマグネト室Mの底面を介して、サブオイルパン80内の例えば最高140℃程度のオイルで冷却することができ、マグネト60を効果的に冷却することができる。
(1)オイルをオイルパン50及びサブオイルパン80の双方で貯留可能とすることによって、オイルパン50の深さ(上下方向寸法)を拡大することなく貯油量を確保することができる。
また、エンジン1の傾斜時にサブオイルパン80をバッファとして用いることによりクランクケース20内の油面の上昇を抑制し、クランクシャフト10等の各種回転部品との干渉を防止し、オイル噴きの原因となるオイルミストの発生を抑制することができる。
また、マグネト室内に貯留された比較的高温のオイルから、サブオイルパン80内の比較的低温のオイルへの熱伝導によってマグネト室内のオイルが冷却され、マグネト60を効果的に冷却して信頼性、耐久性を改善することができる。
(2)サブオイルパン80をクランクケース20とマグネトカバー70との合わせ箇所に形成し、サブオイルパン80の一部(半部81)及び残部(半部82)をこれらと一体に形成したことによって、部品点数を増加させることなく上述した効果を得ることができる。
また、クランクケース20とマグネトカバー70との割位置に実質的に閉断面となる構造を形成することによって、エンジン1の剛性を向上することができる。
本発明は、以上説明した実施例に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の技術的範囲内である。
例えば、エンジンを構成する各部材の形状、構造、材質、製法、配置、数量等は適宜変更することが可能であり、シリンダレイアウト、動弁駆動方式、用途なども特に限定されない。
また、実施例においては、クランクケースに対して一方側(マグネト室側)のみにサブオイルパンを設けているが、設置可能なスペースが存在するのであればクランクケースの反対側にもサブオイルパンを設けることが可能である。
11 コネクティングロッド 12 端部
13 端部 14 バランサシャフト
15 駆動ギア 16 クランクスプロケット
17 タイミングチェーン 18 スプロケット
20 クランクケース 21〜23 メインベアリング
24 ストレーナ 30 シリンダブロック
31,32 シリンダスリーブ 33 オイルポンプ
34 オイルフィルタ 40 シリンダヘッド
41 燃焼室 42 吸気ポート
42a インテークマニホールド 43 排気ポート
44 吸気カムシャフト 44a 吸気カムスプロケット
45 排気カムシャフト 45a 排気カムスプロケット
46 点火栓取付部 47 インジェクタ
50 オイルパン 60 マグネト
61 ロータマグネット 62 ステータコイル
70 マグネトカバー 71 基部
72 サブベアリング 80 サブオイルパン
81,82 半部 M マグネト室
Claims (2)
- クランクシャフトを収容するクランクケースと、
前記クランクケースの下部に設けられオイルが貯留されるオイルパンと、
前記クランクケースにおける前記クランクシャフトの回転軸方向における一方の端部に隣接して設けられ、マグネトを収容するとともに下部にオイルが貯留されるマグネト室と、
前記オイルパンに対して水平方向にオフセットしかつ前記マグネト室の下側に前記マグネト室と隔壁を介して隣接して配置され、前記オイルパンからオイルが流入可能とされたサブオイルパンと
を備えることを特徴とするエンジン。 - 前記サブオイルパンは、一部が前記マグネト室の外壁を構成するマグネトカバーと一体に形成され、他部が前記クランクケースと一体に形成されること
を特徴とする請求項1に記載のエンジン。
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