JP6038016B2 - ２ストロークエンジンのシリンダ潤滑装置 - Google Patents

Description

本発明は、外部給油によって２ストロークエンジンのシリンダ−ピストン間を潤滑するシリンダ潤滑装置に関する。

２ストロークエンジンは一般的に、クランクケースを密閉構造とし、ピストンが上昇することでクランク室に生じる負圧を利用して吸気を行い、ピストンの下降によってクランク室内の混合気あるいは空気の予備圧縮を行い、ピストン下降時に開口した掃気ポートを介して混合気をクランク室から燃焼室に送り込む。そのため、クランク室内に潤滑油を飛散させて潤滑を行う飛沫潤滑を行うことができず、潤滑油を予め燃料に混合した混合燃料を用い、混合燃料によって潤滑を行う混合燃料潤滑が採用されることが多い。

混合燃料潤滑では、潤滑油を混合した混合燃料を用いるため、燃料とともに潤滑油が燃焼し、潤滑油の消費量が多くなって不経済になるうえ、燃料吹抜けによって排出ガス中に含まれる未燃焼炭化水素（ＨＣ）が増える短所がある。一方、混合燃料を使わずに、専用の配管を用いて外部から潤滑油を供給する外部給油式も存在する。ところが、クランク室で予備圧縮を行う２ストロークエンジンでは、シリンダ摺動部を潤滑した潤滑油は、クランク室に滴下してクランクスローやコネクティングロッドによって撹拌されるため、燃焼室に流れて燃焼しやすい点では混合燃料潤滑と変わりはなく、動弁機構によって吸気を直接燃焼室に送り込むエンジンに比べて潤滑油の消費量および排出ガス中の未燃ＨＣが多いという問題があった。

２ストロークエンジンの潤滑油量の低減を図る技術として、シリンダ壁面に潤滑油を供給する外部給油式のエンジンにおいて、シリンダ壁の周方向に複数開口された注油孔と連通して掃気スワールの向きと同方向に斜めに延びる保油溝を設けた発明が公知となっている（特許文献１参照）。

また、シリンダ周面上に潤滑油を良く分散させる技術として、シリンダ壁面に潤滑油を供給する外部給油式の２ストロークエンジンにおいて、ピストンの通過直前の時間に霧化ノズルを通じて高圧で噴射されるオイルを、ノズルに近接して位置するシリンダ壁領域に方向付けて噴射するようにした発明が公知になっている（特許文献２参照）。

特開２００３−２８６８１６号公報 特開２００２−５２９６４８号公報

上記先行技術は、ピストン−シリンダ間の摺動部の潤滑を行いつつ、潤滑油量を低減してＨＣ排出量を低減することができる。しかしながら上記先行技術はいずれも、専用の噴射装置によって適切なタイミングを計って潤滑油を供給するものであり、噴射装置の装備によって潤滑装置が複雑になるうえ、製造コストも高くなる。そのため、特に小型の２ストロークエンジンには、より簡単な構成でシリンダの潤滑を行える潤滑装置が望まれる。

本発明は、このような背景に鑑み、潤滑油量の低減とＨＣ排出量の低減とを図るとともに、簡単な構成でピストン−シリンダ間の摺動部を有効に潤滑できる２ストロークエンジンのシリンダ潤滑装置を提供することを課題とする。

このような課題を解決するために、本発明は、シリンダ（４２）の内周面（４２ａ）に開口する掃気ポート（４３）を有する２ストロークエンジン（Ｅ）のシリンダ潤滑装置（７０）であって、機関本体（１）に形成され、潤滑油供給手段（７２）に接続される本体側潤滑油供給路（８０）と、前記本体側潤滑油供給路と連通し且つ下死点に位置するピストン（２２）のトップリング（２２ｂ）よりも下側の部分に向けて開口するように前記シリンダに形成された複数の潤滑油供給孔（７８）とを備え、前記複数の潤滑油供給孔は、スラスト側および反スラスト側において他の部位に比べて供給する潤滑油量を多くするように構成される。

この構成によれば、タイミングを計るために専用の噴射装置を用いることなく、ピストン−シリンダ間の摺動部に潤滑油を供給することができる。また、摺動摩擦が大きくなるスラスト側および反スラスト側以外の部分に供給する潤滑油量が少なくなるため、潤滑油量の低減とＨＣ排出量の低減とを図ることができる。

また、上記の発明において、前記複数の潤滑油供給孔が、下死点に位置するピストンのオイルリングよりも上側の部分に向けて開口する構成とすることができる。

この構成によれば、ピストンのトップリングとオイルリングとの間に向けて供給された潤滑油が、オイルリングによって掻き揚げられることにより、上死点側でのピストンとシリンダとの摺動部の潤滑を良好にすることができる。

また、上記の発明において、前記複数の潤滑油供給孔は、前記シリンダの周方向に等間隔に配置され、スラスト側および反スラスト側に配置される潤滑油供給孔（７８ａ）の孔径が他の部位に配置される潤滑油供給孔（７８ｂ、７８ｃ）の孔径よりも大きい構成とすることができる。

この構成によれば、潤滑油供給孔の孔径を変化させるだけでスラスト側および反スラスト側に供給する潤滑油を多くすることができ、加工が容易である。

また、上記の発明において、前記複数の潤滑油供給孔は、同一の孔径を有し、スラスト側および反スラスト側において他の部位よりも狭い間隔に配置されている構成とすることができる。

この構成によれば、同一径の潤滑油供給孔の間隔を変化させるだけでスラスト側および反スラスト側に供給する潤滑油を多くすることができ、加工が容易である。

また、上記の発明において、前記機関本体は、シリンダブロック（３）と、前記シリンダブロックに装着され、下端が前記シリンダブロックからクランク室（２ａ）側に突出するシリンダスリーブ（４２）とを有し、前記シリンダスリーブの前記シリンダブロックから突出する部分の外周面には環帯状の油路形成部材（７５）が装着され、当該油路形成部材と前記シリンダスリーブとの間に前記本体側潤滑油供給路と前記複数の潤滑油供給孔とを連通させる環状溝（７６）が形成されている構成とすることができる。

この構成によれば、油路形成部材をシリンダスリーブの外周に装着することで、油路形成部材およびシリンダブロックの少なくとも一方に形成されて本体側潤滑油供給路と潤滑油供給孔とを連通させる環状溝を油路とすることができ、加工および組付が容易である。また、油路形成部材がシリンダスリーブのシリンダブロックから突出する部分の外周に設けられるため、シリンダスリーブをシリンダブロックに組み付けた後にも、油路形成部材をシリンダスリーブに組み付けることや、予め組み付けた油路形成部材の組付状態を確認することができる。

また、上記の発明において、前記環状溝の上方および下方における前記油路形成部材と前記シリンダスリーブとの間にはシール部材（Ｓ４）が装着されている構成とすることができる。

この構成によれば、環状溝の液密性を確保することができ、比較的簡単な構成で液密性のある環状の油路を形成できる。

このように本発明によれば、潤滑油量の低減とＨＣ排出量の低減とを図るとともに、簡単な構成でピストン−シリンダ間の摺動部を有効に潤滑できる２ストロークエンジンのシリンダ潤滑装置を提供することができる。

実施形態に係るエンジンの縦断面図（図２中のＩ−Ｉ断面図） 図１中のII-II断面図 図２中のIII−III断面図 複リンク機構の動作説明図 図１中のＶ部拡大図 図５中のVI−VI断面線に対応するシリンダスリーブの断面図 図６の潤滑油供給孔による作用説明図 変形実施形態１に係る図６に対応するシリンダスリーブの断面図 図８の潤滑油供給孔による作用説明図 変形実施形態２に係るエンジンの図５に対応する要部縦断面図

以下、図面を参照して、本発明をユニフロー型単気筒２ストロークエンジン（以下、単にエンジンＥと称する。）に適用した実施形態について詳細に説明する。

図１および図２に示すように、エンジンＥの機関本体１は、内部にクランク室２ａを画成するクランクケース２と、クランクケース２の上部に起立状態で接合され、内部にシリンダボア３ａを画成するシリンダブロック３と、シリンダブロック３の上部に接合されるシリンダヘッド４と、シリンダヘッド４の上部に接合されてシリンダヘッド４との間に上部動弁室６を画成するヘッドカバー５とを有している。

クランクケース２の下部には、クランク室２ａの最下部に開口２ｂが形成されており、後述するピストン−シリンダ間の潤滑に供されてクランク室２ａの下部に集まった潤滑油がオイルタンク７１に流通するようになっている。オイルタンク７１内の潤滑油は、オイルポンプ７２によってピストン−シリンダ間の摺動部に供給される。オイルタンク７１やオイルポンプ７２は、ピストン−シリンダ間の摺動部を潤滑するシリンダ潤滑装置７０の一部を構成する。

図２に示すように、クランクケース２は、シリンダ軸線３Ｘを通る面で左右に分割された一対のクランクケース半体７、７によって構成される。左右のクランクケース半体７、７は、適所に配置された本実施形態では７本のボルト９（図１、図３）によって互いに締結されて一体となっている。各クランクケース半体７の側壁７Ｓには、クランクシャフト８を支持する第１ベアリングＢ１がそれぞれ設けられている。クランクシャフト８は、クランク室２ａにクランクスローが収容された状態で第１ベアリングＢ１を介してクランクケース２によって回転自在に支持される。

クランクシャフト８は、第１ベアリングＢ１によって支持される一対のジャーナル１１、１１と、両ジャーナル１１、１１の互いに近接する側の端部に結合された一対のウェブ１２、１２と、両ウェブ１２、１２によってジャーナル１１から偏心した位置に支持されたクランクピン１３と、各ジャーナル１１から同軸に延びる一対の延出部１４、１４とを有している。各ウェブ１２は、クランク軸線８Ｘを中心としてクランクピン１３までの距離よりも大きな半径を有する円盤状に形成されており、クランクシャフト８の回転を安定化させるフライホイールの役割を果たすとともに、潤滑油を飛散させにくくなっている。

クランクシャフト８の各延出部１４は、各クランクケース半体７の側壁７Ｓに形成された貫通孔１５、１５を通ってクランクケース２の外部に延出している。クランクケース２の両側壁７Ｓにおける第１ベアリングＢ１の外側には、クランク室２ａの気密性を確保するための第１シール部材Ｓ１、Ｓ１がそれぞれ設けられている。図２および図３に示すように、右側のクランクケース半体７の側壁７Ｓには、クランクシャフト８の右側の延出部１４を取り囲むように突出する下部動弁ケース本体１７が一体に形成されている。

下部動弁ケース本体１７は、突出端が開放された有底筒状に形成されており、内部に下部動弁室１８を画成する。下部動弁ケース本体１７の突出端には、下部動弁室１８を塞ぐように動弁室カバー１９が取り付けられる。下部動弁ケース本体１７の突出端面にはシール溝１７ａが形成されており、シール溝１７ａに装着された第２シール部材Ｓ２によって下部動弁ケース本体１７と動弁室カバー１９とが気密性をもって接合される。

クランクシャフト８の右側の延出部１４は、動弁室カバー１９を貫通してさらに外方に延出している。動弁室カバー１９のクランクシャフト８を貫通させる貫通孔１９ａの内面には、下部動弁室１８の気密性を確保し、ひいてはクランク室２ａの気密性を確保するための第３シール部材Ｓ３が設けられている。

図１に示すように、クランクシャフト８は、クランクピン１３の回転中心となるクランク軸線８Ｘ、すなわちジャーナル１１の軸心がシリンダ軸線３Ｘに対して一側方（図１の左側方）にオフセットした位置に配置される。クランクピン１３には、３つの支点（２０ａ、２０ｂ、２０ｃ）を有するトリゴナルリンク２０の中間支点をなす筒状の中間筒部２０ａが第２ベアリングＢ２を介して回動自在に連結されている。

本実施形態では、トリゴナルリンク２０は、中間筒部２０ａによって互いに平行に延在するように連結された２つの板状部２０ｄ、２０ｄと、両端部近傍で両板状部２０ｄ、２０ｄによってそれぞれ両軸端を支持されてそれぞれ支点をなす第１連結ピン２０ｂおよび第２連結ピン２０ｃとを有しており、３つの支点（２０ａ、２０ｂ、２０ｃ）が略直線上に概ね等間隔に配置されている。

トリゴナルリンク２０のシリンダ軸線３Ｘ側の第１連結ピン２０ｂ（一端部）には、コネクティングロッド（以下、コンロッド２１と略称する。）の大端部２１ａが第３ベアリングＢ３を介して回動自在に連結されている。コンロッド２１の小端部２１ｂは、シリンダボア３ａを昇降するピストン２２にピストンピン２２ａおよび第４ベアリングＢ４を介して連結されている。

クランク軸線８Ｘに対してシリンダ軸線３Ｘと相反する側、かつクランク軸線８Ｘよりも下側には、クランク軸線８Ｘと平行な軸線を有する支点軸２３が配置されている。支点軸２３は、図２に示すように両端部がクランクケース２に形成された有底孔２４に圧入されることによってクランクケース２に固定されている。支点軸２３には揺動リンク２５の基端部２５ａが第５ベアリングＢ５を介して回動可能に連結されている。揺動リンク２５は基端部２５ａから概ね上方に向けて延び、その上端となる揺動端部２５ｂがトリゴナルリンク２０のシリンダ軸線３Ｘから遠い側の第２連結ピン２０ｃ（他端部）に第６ベアリングＢ６を介して回動可能に連結される。

このように、エンジンＥは、コンロッド２１に加えてトリゴナルリンク２０および揺動リンク２５を備えた複リンク機構３０を有している。複リンク機構３０は、ピストン２２の往復運動をクランクシャフト８の回転運動に変換する。そして複リンク機構３０を構成する部材は、予混合された混合気の自着火が適切に行われるように燃料の特性に応じて設定された圧縮比（動的圧縮比およびこれに対応する幾何学的圧縮比）が実現されるように、その配置や寸法などが設定される。燃料としては、ガソリン、軽油、灯油、ガス（都市ガスやＬＰガス）などが用いられる。

エンジンＥが複リンク機構３０を備えることにより、エンジンＥの大型化を抑制しつつ、大きなピストンストロークＬによって燃焼エネルギーの取出量を増やすことが可能になり、熱効率が大幅に向上する。すなわち、図４（Ａ）に示すように、ピストン２２の上死点では、コンロッド２１の大端部２１ａが、トリゴナルリンク２０の右端の第１連結ピン２０ｂによってクランクピン１３よりも上方へ第１距離ｄ１だけ押し上げられる。一方、図４（Ｂ）に示すように、ピストン２２の下死点では、コンロッド２１の大端部２１ａは、トリゴナルリンク２０の右端の第１連結ピン２０ｂによってクランクピン１３よりも下方へ第２距離ｄ２だけ押し下げられる。その結果、ピストンストロークＬは、コンロッド２１の大端部２１ａをクランクピン１３に直接連結した同一クランク半径Ｒを有する通常のレシプロエンジンに比べ、上記距離の和（ｄ１＋ｄ２）だけ伸長することになる。従って、本実施形態のエンジンＥでは、クランクケース２の大型化やエンジンＥの全高の増大を抑制しつつ、ピストンストロークＬを増大させることが可能である。

また、このエンジンＥでは、コンロッド２１の大端部２１ａの軌跡Ｔが図４に示すように円形ではなく縦長な形状になる。すなわち、同一クランク半径Ｒを有する通常のレシプロエンジンに比べ、コンロッド２１の揺動角度が小さくなる。そのため、シリンダボア３ａの小径化を可能にしながら、シリンダ下端部（後述するシリンダスリーブ４２の下端部）とコンロッド２１との干渉を回避することができる。また、コンロッド２１の揺動角度が小さくなることから、ピストン２２がスラスト側および反スラスト側でシリンダに与える荷重が低減される。

図１に示すように、旋回するトリゴナルリンク２０や揺動する揺動リンク２５、縦長の軌跡Ｔをもって回転運動するコンロッド２１の大端部２１ａなどが干渉しないように、クランク室２ａは、揺動リンク２５側では幅方向に長く、ピストン２２の直下では上下方向に長く形成される。クランクケース２の上部には、クランク室２ａに接続する略円形断面の開口部３１が鉛直に延在するように形成されている。なお図１には、下死点に達したピストン２２を想像線で示している。

開口部３１は、シリンダスリーブ４２の下部の外径よりも大きな内径を有しており、その外周側の一部に、クランクケース２に形成された保持部２ｃが突出している。これにより、シリンダスリーブ４２の下部の周囲にクランク室２ａに繋がるＣ字状の空間が形成される。保持部２ｃは、ピストン−シリンダ間の摺動部へ潤滑油を供給する油路を形成する第１油路形成部材７３を保持する。第１油路形成部材７３は、後述する第３油路形成部材７５が配置される高さでシリンダスリーブ４２に向けて油路の下流端を開口させる。また、第１油路形成部材７３は、油路の上流端を、シリンダブロック３に形成された油路に接続させる。シリンダブロック３には、この油路に接続するように第２油路形成部材７４が取り付けられる。オイルポンプ７２から圧送された潤滑油は、これら第２油路形成部材７４、シリンダブロック３および第１油路形成部材７３によって形成される本体側潤滑油供給路８０を通って、後述する第３油路形成部材７５が形成する油路に流通する。

また、クランクケース２の上部における第１油路形成部材７３に隣接した位置には、吸気ポート３２が斜め上方からクランクシャフト８に向けてクランク室２ａに接続するように形成されている。吸気ポート３２には、吸気ポート３２側からクランク室２ａ側への流体の流れを許容する一方で、クランク室２ａ側から吸気ポート３２側への流体の流れを阻止するリード弁３３が設けられている。リード弁３３は、ベース部材３３ａと、ベース部材３３ａに取り付けられた板状の一対の弁体３３ｂ、３３ｂと、各弁体３３ｂの背面側に設けられる一対のストッパ３３ｃ、３３ｃとを有している。弁体３３ｂはストッパ３３ｃとともにベース部材３３ａに固定されている。リード弁３３は、通常は閉弁しており、ピストン２２の上昇によってクランク室２ａ内の圧力が低下すると開弁する。

クランクケース２には、リード弁３３を介して通路部材３４が取り付けられている。通路部材３４は、鉛直に延在して吸気ポート３２に接続する吸気通路３４ａを画成するとともに、吸気通路３４ａを開閉するスロットル弁３４ｂを水平な軸心をもって軸支している。また、通路部材３４には、吸気通路３４ａのスロットル弁３４ｂよりも下流側を臨む位置に燃料噴射弁３５が取り付けられている。燃料噴射弁３５は、噴射ノズル３５ａを斜め下方のリード弁３３に向けて傾斜配置されており、リード弁３３が開くタイミングに合わせて吸気通路３４ａの下流側部分に燃料を噴射する。通路部材３４の上流側には、上方に向けて延びた後に屈曲して水平に延在するＬ字状の吸気管３６が接続されている。

クランクケース２の上面には、上方に向けて突出する４本のスタッドボルト３８がシリンダボア３ａを取り囲むように四隅に植設されている。シリンダブロック３およびシリンダヘッド４は、これら４本のスタッドボルト３８およびそれぞれに螺合する袋ナット３９によってクランクケース２に共締めされている。

図１および図２に示すように、シリンダブロック３には上下方向に延在する円形断面の貫通孔４１が形成されており、この貫通孔４１に円筒状のシリンダスリーブ４２が下端を突出させるように圧入されている。シリンダブロック３の貫通孔４１は、上部において下部よりも大きな径を有する段付孔となっており、この段部には上向きの環状肩面４１ａが形成される。貫通孔４１の上部における下部に対して拡径した部分（正確には、後述する環状突起４２ｂよりも上方の部分）には、環状空間４１ｂが形成される。

シリンダスリーブ４２は、面取りされた下端を除き、軸方向の全長にわたって同一の内径を有しており、シリンダスリーブ４２の内周面４２ａによってシリンダボア３ａが画成される。一方、シリンダスリーブ４２の外径は、シリンダブロック３から下方に突出した部分において他の部分よりも小さくなっている。また、シリンダスリーブ４２の外周面における環状肩面４１ａに対応する位置には環状突起４２ｂが形成されており、環状突起４２ｂが環状肩面４１ａに係止されることによってシリンダブロック３に対するシリンダスリーブ４２の下方への位置決めがなされる。シリンダスリーブ４２は、シリンダブロック３の高さよりも大きな高さを有しており、上端面をシリンダブロック３の上端面と同一平面上に配置するとともに、下部をシリンダブロック３よりも下方に突出させるとともにクランクケース２の開口部３１に突入させている。

シリンダスリーブ４２の周壁には、周壁を貫通する少なくとも１つ（本実施形態では３つ）の掃気孔４２ｃが形成されている。各掃気孔４２ｃは、シリンダブロック３とクランクケース２との接合面よりも高い位置に配置された上端を有している。両掃気孔４２ｃ、４２ｃは、同一の形状および同一の大きさに形成され、シリンダ軸線３Ｘを中心として１２０度異なる位置に且つ同一の高さに配置されている。本実施形態では、各掃気孔４２ｃは、図２に示すように左右に２分割された構成とされている。

図１に示すように、シリンダブロック３における各掃気孔４２ｃに対向する位置には、クランク室２ａ側から掃気孔４２ｃに混合気を円滑に流すべく湾曲形状とされた凹部３ｂが形成されている。この凹部３ｂと掃気孔４２ｃとにより、開口部３１を介してクランク室２ａとシリンダボア３ａとを連通する掃気ポート４３が形成される。掃気ポート４３は、ピストン２２の下降行程の終期および上昇行程の初期に開口部３１を介してクランク室２ａとシリンダボア３ａ（ピストン２２よりも上側の燃焼室４４）とを連通させる。すなわちピストン２２の昇降によって掃気ポート４３の開閉が行われる。

開口部３１に突入したシリンダスリーブ４２の下部における掃気孔４２ｃよりも下方の外周には、環帯状の第３油路形成部材７５が装着されている。図５は、ピストン２２が下死点にあるときの図１中のＶ部拡大図である。図５に示すように、ピストン２２の上部外周面には２条の溝が環状に形成されており、これらの溝には上から順にコンプレッションリング２２ｂ（トップリング）およびオイルリング２２ｃが装着されている。第３油路形成部材７５は、前述したシリンダスリーブ４２の外径が小さくされた部分（以下、小径部４２ｄと称する。）の上端に設けられている。すなわち、シリンダスリーブ４２の上側に形成された比較的大きな外径を有する部分（以下、大径部４２ｅと称する。）と小径部４２ｄとの段差を形成する環状肩面４２ｆが、第３油路形成部材７５の上方向の位置を規定している。第３油路形成部材７５の外径はシリンダスリーブ４２の大径部４２ｅの外径と略同一となっており、第３油路形成部材７５の外周面がシリンダスリーブ４２の大径部４２ｅの外周面と概ね面一とされている。第３油路形成部材７５の第１油路形成部材７３の本体側潤滑油供給路８０に対応する位置には、周壁を貫通する貫通孔７５ａが形成されて油路を構成している。

シリンダスリーブ４２の小径部４２ｄの外周面における第３油路形成部材７５の高さ方向の中央には、第３油路形成部材７５によって開口を塞がれることによって油路となる環状溝７６が形成されている。また、シリンダスリーブ４２の小径部４２ｄの外周面には、第３油路形成部材７５と重なる高さ範囲において環状溝７６の上下に２つの環状のシール溝７７が形成されている。シール溝７７にはそれぞれ環状の第４シール部材Ｓ４が装着され、シリンダスリーブ４２と第３油路形成部材７５との液密性が確保されている。第４シール部材Ｓ４としてはＯリングを用いることができる。環状溝７６は、ピストン２２が下死点にあるときに、コンプレッションリング２２ｂよりも低く、オイルリング２２ｃよりも高い位置に配置される。シリンダスリーブ４２には、環状溝７６とシリンダボア３ａとを連通させる複数の潤滑油供給孔７８（７８ａ〜７８ｃ）が形成されている。潤滑油供給孔７８は放射状にかつ水平に延在し、環状溝７６と同じ高さでシリンダスリーブ４２の内周面４２ａに開口している。これらの潤滑油供給孔７８、本体側潤滑油供給路８０などにより、ピストン−シリンダ間の摺動部を潤滑するシリンダ潤滑装置７０が構成される。

図６に示すように、第１油路形成部材７３や第３油路形成部材７５の貫通孔７５ａは、ピストン２２の中心に対してピストンピン２２ａと直交する方向（スラスト方向および反スラスト方向）からずれた位置に配置されている。一方、潤滑油供給孔７８は、ピストン２２の中心からスラスト方向および反スラスト方向にある２箇所を含み、かつ周方向に等間隔（４５度間隔）をなす８箇所に形成されている。スラスト側および反スラスト側に配置された２つの第１潤滑油供給孔７８ａの径はＤ１とされ、ピストンピン方向に配置された２つの第２潤滑油供給孔７８ｂの径はＤ２とされ、残り４つの第３潤滑油供給孔７８ｃの径はＤ３とされている。これらの潤滑油供給孔７８ａ〜７８ｃの径の関係は、Ｄ１＞Ｄ３＞Ｄ２となっている。すなわち、スラスト側および反スラスト側に配置された２つの第１潤滑油供給孔７８ａの径が、他の潤滑油供給孔７８ｂ、７８ｃの径よりも大きくなっている。

これにより、図７に示すように、スラスト側および反スラスト側に配置された２つの第１潤滑油供給孔７８ａから最も多くの潤滑油がシリンダボア３ａに供給され、ピストンピン方向の２つの第２潤滑油供給孔７８ｂから最も少ない潤滑油がシリンダボア３ａに供給される。そして潤滑油は、図１に示すように、ピストン２２が下死点付近に下降しているときにピストン２２の外周面に付着し、ピストン２２が下死点に達したときには、コンプレッションリング２２ｂとオイルリング２２ｃとの間でピストン２２の外周面に付着する。ピストン２２の外周面に付着した潤滑油は、ピストン２２の上昇に伴ってシリンダボア３ａの上方に引っ張られ、上下運動するピストン２２の外周面とシリンダスリーブ４２の内周面４２ａとを潤滑する。特に、コンプレッションリング２２ｂとオイルリング２２ｃとの間でピストン２２の外周面に付着した潤滑油は、オイルリング２２ｃによって掻き揚げられることによってより高い位置へ引っ張られ、上死点側でのピストン２２とシリンダスリーブ４２との摺動部の潤滑を良好にする。重力で滴下した、あるいは下降するピストン２２によって掻き落とされて滴下した潤滑油は、クランク室２ａの下部に集まり、クランクケース２の開口２ｂからオイルタンク７１に移動する。

図１および図２に示すように、シリンダヘッド４の下面におけるシリンダボア３ａに対応する位置には、ドーム状のヘッド側燃焼室４ａが凹設されており、ピストン２２の頂面とシリンダヘッド４との間に燃焼室４４が形成される。また、シリンダヘッド４の下面におけるヘッド側燃焼室４ａの周囲には、前述したシリンダブロック３に形成された環状空間４１ｂと接続する環状溝４ｂが形成されている。環状空間４１ｂおよび環状溝４ｂによって、ヘッド側燃焼室４ａおよびシリンダボア３ａの上部を囲繞するウォータージャケット４５が構成される。

シリンダヘッド４には、排気ポート４６が燃焼室４４の頂部に開口するように形成されるとともに、点火プラグ４７が燃焼室４４に臨むように螺着されている。点火プラグ４７は、エンジン始動時に点火駆動され、燃焼室４４内の混合気に火花点火を行う。また、シリンダヘッド４には、排気ポート４６を開閉するポペット型の排気弁４８が、クランク軸線８Ｘ方向に傾斜した状態でステムエンドを上部動弁室６に配置して摺動可能に設けられている。上部動弁室６には、排気弁４８を開閉駆動する動弁機構５０の一部が配置されている。

動弁機構５０は、排気弁４８を閉弁方向（上方）に付勢するバルブスプリング５１と、シリンダヘッド４に設けられた支柱５２によってクランクシャフト８と直交する方向に支持された上部ロッカシャフト５３と、上部ロッカシャフト５３によって揺動自在に支持された上部ロッカアーム５４とを含んでいる。上部ロッカアーム５４は、クランクシャフト８と概ね平行に延在しており、一端にはプッシュロッド５５の上端５５ａに当接する受け部５４ａが形成され、他端には排気弁４８のステムエンドに当接するスクリュアジャスタ５４ｂが設けられている。プッシュロッド５５の上端５５ａは半球状とされており、上部ロッカアーム５４の受け部５４ａは、プッシュロッド５５に対応する球状に凹陥した座面を形成してプッシュロッド５５の上端５５ａを摺動可能に受容する。

図２および図３に示すように、プッシュロッド５５は、シリンダブロック３に対してクランク軸線８Ｘ方向の一側に概ね鉛直に延在するように配置され、シリンダヘッド４に接続された上端を有する中空のロッドケース５６に収容されている。ロッドケース５６はシリンダヘッド４と下部動弁ケース本体１７とに掛け渡され、ロッドケース５６の下端は下部動弁ケース本体１７の上壁に接続している。

ロッドケース５６の下端は、クランクシャフト８がシリンダ軸線３Ｘからオフセットしていることから、下部動弁ケース本体１７の上壁におけるクランクシャフト８から側方にオフセットした部位に接続される。下部動弁室１８にも動弁機構５０の一部が配置される。下部動弁ケース本体１７の下壁には、下部動弁室１８内の潤滑油を排出するためのドレン孔５７が形成されており、ドレンプラグ５８によってドレン孔５７は閉塞される。

動弁機構５０は、クランクシャフト８の下部動弁室１８内に延在する部位に設けられたカム６１と、クランクケース２の側壁７Ｓと動弁室カバー１９とによってクランクシャフト８と平行に支持された下部ロッカシャフト６３と、下部ロッカシャフト６３によってカム６１に対応する位置に揺動自在に支持された下部ロッカアーム６４とを含んでいる。すなわちクランクシャフト８の一方（図２の右側）の延出部１４がカムシャフト６６を構成している。

図３に示すように、下部ロッカアーム６４は、下部ロッカシャフト６３によって支持される筒部６４ａと、筒部６４ａからクランクシャフト８側に延びる第１アーム６４ｂと、第１アーム６４ｂの端部に軸支され、カム６１に転接するローラ６４ｃと、筒部６４ａから第１アーム６４ｂと反対側に延びる第２アーム６４ｄと、第２アーム６４ｄの端部に形成されてプッシュロッド５５の下端５５ｂを支持する受け部６４ｅとを有している。プッシュロッド５５の下端５５ｂは半球状とされており、受け部６４ｅはこれに対応する球面状に凹陥する座面を形成してプッシュロッド５５の下端５５ｂを摺動可能に受容する。

このように構成されたエンジンＥは、始動後、次のように作動する。図１を参照すると、まず、ピストン２２の上昇行程では、これに伴ってクランク室２ａの減圧によってリード弁３３が開弁し、スロットル弁３４ｂによって流量を制御された新気と、この新気に向けて燃料噴射弁３５によって噴射された燃料とが混合気を形成しつつ、リード弁３３および吸気ポート３２を通過してクランク室２ａに吸入される。なお、シリンダボア３ａ内の混合気はピストン２２によって圧縮され、ピストン２２の上死点近傍で点火プラグ４７が火花点火を行うことにより燃料が着火する。

その後、ピストン２２が下降行程に移ると、リード弁３３が閉じることからスロットル弁３４ｂ側への逆流が阻止され、クランク室２ａ内の混合気は圧縮される。ピストン２２の下降が進んでピストン２２が掃気ポート４３を開放する前に、カム６１のプロファイルにしたがって動弁機構５０によって駆動された排気弁４８が排気ポート４６を開放する。次いで、ピストン２２が掃気ポート４３を開放すると、圧縮された混合気が掃気ポート４３を通ってシリンダボア３ａ内（燃焼室４４内）に送り込まれる。燃焼室４４内の燃焼ガスは混合気によって押し出されるようにして排気ポート４６から排出され、その一部は内部ＥＧＲガスとして燃焼室４４内に残留する。排気弁４８の閉弁タイミングは、燃焼室４４内に残留するＥＧＲガス量が比較的多くなり、ＥＧＲガス量の増大に伴って上昇する混合気の圧縮時温度の上昇によって自着火が容易になるように設定されている。

ピストン２２が再び上昇行程に移ると、ピストン２２が掃気ポート４３を閉じた後、カム６１によって駆動された排気弁４８が排気ポート４６を閉じ、ピストン２２の上昇に伴ってシリンダボア３ａ内（燃焼室４４）内の混合気を圧縮しつつ、クランク室２ａ内を減圧してリード弁３３から混合気を吸入させる。エンジンＥの回転が安定してくると、ピストン２２が上死点近傍に到達したときに混合気が自着火して燃焼、膨張し、ピストン２２を下降させるようになる。

このようにして、エンジンＥは２サイクル動作を行い、始動時には点火プラグ４７によって火花点火を行いながらも、回転が安定してくると、予混合圧縮自着火による２サイクル動作を行う。そして、掃気ポート４３からシリンダボア３ａを経由して排気ポート４６へと流れる掃排気の流れは、曲がりの少ないユニフローとなる。

そして、オイルポンプ７２に接続する本体側潤滑油供給路８０が機関本体１に形成され、本体側潤滑油供給路８０と連通し且つ下死点に位置するピストン２２のコンプレッションリング２２ｂよりも下側の部分に向けて開口する複数の潤滑油供給孔７８がシリンダスリーブ４２に形成されたことにより、オイルポンプ７２の駆動によってピストン２２とシリンダスリーブ４２との摺動部に潤滑油が供給され、ピストン２２の摺動抵抗が小さくなるとともに、ピストン２２の焼き付きが抑制される。また、ピストン−シリンダ間の摺動部を有効に潤滑するシリンダ潤滑装置７０が簡単な構成で実現される。

特に、複数の潤滑油供給孔７８が、ピストン２２が下死点にあるときにコンプレッションリング２２ｂとオイルリング２２ｃとの間で開口するように形成されているため、ピストン２２のコンプレッションリング２２ｂとオイルリング２２ｃとの間に向けて供給された潤滑油が、ピストン２２の上昇時にオイルリング２２ｃによって掻き揚げられ、上死点側でのピストンとシリンダとの摺動部の潤滑が一層良好になる。

また、複数の潤滑油供給孔７８が、スラスト側および反スラスト側において他の部位に比べて供給する潤滑油量を多くするため、摩擦抵抗が大きい部分では確実に潤滑が行われ、摩擦抵抗が小さい部位では潤滑油量が低減され、潤滑油量の低減によってＨＣ排出量も低減される。

本実施形態では、複数の潤滑油供給孔７８は、シリンダスリーブ４２の周方向に等間隔に配置され、スラスト側および反スラスト側に配置される第１潤滑油供給孔７８ａの径Ｄ１が他の部位に配置される潤滑油供給孔７８ｂ、７８ｃの径Ｄ２、Ｄ３よりも大きくされることで、スラスト側および反スラスト側に供給される潤滑油が多くなる。このような構成により、潤滑油供給孔７８の孔径を変化させるだけでスラスト側および反スラスト側に供給する潤滑油を多くすることが可能にあり、その加工が容易になる。

本実施形態では、機関本体１が、シリンダブロック３と、シリンダブロック３に装着され、下端がシリンダブロック３からクランク室２ａ側に突出するシリンダスリーブ４２とを有し、シリンダスリーブ４２のシリンダブロック３から突出する小径部４２ｄの外周面に環帯状の第３油路形成部材７５が装着されることで、シリンダスリーブ４２の外周面に形成された環状溝７６と第３油路形成部材７５とにより、本体側潤滑油供給路８０と複数の潤滑油供給孔７８とを連通させる油路が構成される。

そのため、油路を形成するための加工および組付が容易である。また、第３油路形成部材７５がシリンダスリーブ４２のシリンダブロック３から突出する小径部４２ｄの外周に設けられるため、シリンダスリーブ４２をシリンダブロック３に組み付けた後にも、第３油路形成部材７５をシリンダスリーブ４２に組み付けることが可能である。また、予め第３油路形成部材７５を組み付けたシリンダスリーブ４２をシリンダブロック３に組み付けることも可能であり、この場合には、シリンダスリーブ４２のシリンダブロック３への組付後に第３油路形成部材７５の組付状態を確認することができる。

本実施形態では、環状溝７６の上方および下方における第３油路形成部材７５とシリンダスリーブ４２との間に第４シール部材Ｓ４が装着されており、これにより、環状溝７６の液密性が確保され、比較的簡単な構成で液密性のある環状油路が形成される。

なお、クランク室２ａの増圧時に混合気がオイル供給通路に逆流しないように、第１油路形成部材７３や第２油路形成部材７４などに一方向弁を設けるとよい。また、これらの部材に潤滑油の供給量を調整するオリフィスを設けるとともに、エンジン停止時に潤滑油の供給を停止するカット弁を設けるとよい。

＜変形実施形態１＞
次に、図８および図９を参照して、本発明の変形実施形態１について説明する。なお、上記実施形態と同一の部材や部位には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。以下の変形実施形態においても同様とする。

図６に示すように、複数の潤滑油供給孔７８は、全ての孔径が同一とされている。複数の潤滑油供給孔７８は、スラスト側および反スラスト側で互いに隣接する２つの潤滑油供給孔７８の距離が短く、ピストンピン方向でこの距離が長くなっている。具体的には、潤滑油供給孔７８は、ピストン２２の中心からスラスト方向および反スラスト方向の位置にそれぞれ形成され、これらからピストンピン方向に両側に１５度程度離れた位置に１つずつ、さらに３０度程度離れた位置に１つずつ、さらに４５度程度離れた共通位置すなわちピストン２２の中心からピストンピン方向の位置に１つが形成され、合計１２個の潤滑油供給孔７８が形成されている。すなわち、複数の潤滑油供給孔７８は、同一の孔径を有し、スラスト側および反スラスト側において他の部位よりも狭い間隔に配置されている。一方、第１油路形成部材７３や第３油路形成部材７５の貫通孔７５ａは、ピストン２２の中心に対してスラスト方向からずれた位置であって、潤滑油供給孔７８に対向しない位置に配置されている。

複数の潤滑油供給孔７８がこのように構成されることによっても、図７に示すように、潤滑油供給孔７８が狭い間隔で形成されたスラスト側および反スラスト側において、ピストンピン方向などの他の部位に比べて多くの潤滑油がシリンダボア３ａに供給される。そして潤滑油は、図１に示すように、ピストン２２が下死点付近に下降しているときにピストン２２のコンプレッションリング２２ｂよりも下側の外周面に付着し、ピストン２２の上昇に伴ってシリンダボア３ａの上方に引っ張られ、上下運動するピストン２２の外周面とシリンダスリーブ４２の内周面４２ａとを潤滑する。

このように、本実施形態では、複数の潤滑油供給孔７８が、同一の孔径を有し、スラスト側および反スラスト側において他の部位よりも狭い間隔に配置されることで、スラスト側および反スラスト側に潤滑油量が多く供給される。このような構成とされることにより、同一径の潤滑油供給孔７８の間隔を変化させるだけでスラスト側および反スラスト側に供給する潤滑油を多くすることが可能になり、その加工が容易になる。

＜変形実施形態２＞
次に、図１０を参照して本発明の変形実施形態２に係るエンジンＥについて説明する。

図１０は、ピストン２２が下死点にあるときのエンジンＥの要部を拡大して示す図５に対応する図である。本変形実施形態では、ピストン２２が下死点にあるときに、最下部に設けられたオイルリング２２ｃよりも低い位置に環状溝７６および複数の潤滑油供給孔７８が配置されている。シリンダ潤滑装置７０がこのように構成されていても、ピストン２２が下死点付近に下降しているときにピストン２２の外周面に付着した潤滑油が、ピストン２２の上昇に伴ってシリンダボア３ａの上方に引っ張られ、上下運動するピストン２２の外周面とシリンダスリーブ４２の内周面４２ａとが潤滑される。

以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されることなく幅広く変形実施することができる。例えば、上記実施形態では、一例として排気弁４８がシリンダヘッド４に設けられたユニフロー型２ストロークエンジンに本発明を適用したが、排気弁４８を有さず、シリンダスリーブ４２の内周面に排気ポートが開口する一般的な２ストロークエンジンに適用してもよい。また、上記実施形態では、回収した潤滑油をオイルタンク７１に溜めてオイルポンプ７２でシリンダスリーブ４２に供給しているが、動弁機構５０に潤滑油を供給する潤滑油供給装置によって潤滑油をシリンダスリーブ４２に供給してもよい。さらに、上記実施形態では、環状溝７６やシール溝７７を、シリンダスリーブ４２の外周面に形成しているが、第３油路形成部材７５の内周面に形成する形態とすることも可能である。この他、各部材や部位の具体的構成や配置、数量、角度など、本発明の趣旨を逸脱しない範囲であれば適宜変更可能である。一方、上記実施形態に示した各構成要素は必ずしも全てが必須ではなく、適宜選択することができる。

１ 機関本体
２ クランクケース
２ａ クランク室
３ シリンダブロック
２２ ピストン
２２ｂ コンプレッションリング（トップリング）
２２ｃ オイルリング
４２ シリンダスリーブ（シリンダ）
４２ａ 内周面
４３ 掃気ポート
７０ シリンダ潤滑装置
７２ オイルポンプ（潤滑油供給手段）
７５ 第３油路形成部材
７６ 環状溝
７８ 潤滑油供給孔
７８ａ 第１潤滑油供給孔
７８ｂ 第２潤滑油供給孔
７８ｃ 第３潤滑油供給孔
８０ 本体側潤滑油供給路
Ｅ エンジン
Ｓ４ 第４シール部材

Claims (5)

1. シリンダの内周面に開口する掃気ポートを有する２ストロークエンジンのシリンダ潤滑装置であって、
   シリンダブロックおよび前記シリンダブロックに装着されて前記シリンダの内周面を画成すると共に下端が前記シリンダブロックからクランク室側に突出するシリンダスリーブを有する機関本体と、
   前記シリンダスリーブの前記シリンダブロックから突出する部分の外周面に装着される環帯状の油路形成部材と、
   前記シリンダブロックに形成され、潤滑油供給手段に接続される本体側潤滑油供給路と、
   下死点に位置するピストンのトップリングよりも下側の部分に向けて開口するように前記シリンダスリーブに形成された複数の潤滑油供給孔と、
   前記油路形成部材と前記シリンダスリーブとの間に環状に形成され、前記本体側潤滑油供給路と前記複数の潤滑油供給孔とを連通させる環状油路とを備え、
   前記複数の潤滑油供給孔は、スラスト側および反スラスト側において他の部位に比べて供給する潤滑油量を多くするように構成されていることを特徴とする２ストロークエンジンのシリンダ潤滑装置。
2. 前記複数の潤滑油供給孔が、下死点に位置するピストンのオイルリングよりも上側の部分に向けて開口することを特徴とする請求項１に記載の２ストロークエンジンのシリンダ潤滑装置。
3. 前記複数の潤滑油供給孔は、前記シリンダの周方向に等間隔に配置され、スラスト側および反スラスト側に配置される潤滑油供給孔の孔径が他の部位に配置される潤滑油供給孔の孔径よりも大きいことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の２ストロークエンジンのシリンダ潤滑装置。
4. 前記複数の潤滑油供給孔は、同一の孔径を有し、スラスト側および反スラスト側において他の部位よりも狭い間隔に配置されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の２ストロークエンジンのシリンダ潤滑装置。
5. 前記環状油路の上方および下方における前記油路形成部材と前記シリンダスリーブとの間にはシール部材が装着されていることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の２ストロークエンジンのシリンダ潤滑装置。

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