JPH06510579A - ２ストローク内燃エンジンに関する改良 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ２ストローク内燃エンジンに関する改良本発明は、エンジンの隣接したシリンダ の夫々のクランクケース隔室間を装入空気が通過しないようにするための、２ス トローク内燃エンジンのクランクシャフト及びシリンダブロックの構造に関する 。

従来の２ストロークエンジンは、装入する装入空気をエンジンのシリンダに流入 させるため、前のサイクルの排気ガスが排出されるときに装入空気を大気圧以上 に圧縮する必要がある。装入ガスを必要な程度に圧縮するには、二つの基本的な 方法がある。一つの方法は、圧縮機（過給機）を設けることであり、他の方法は 、排気ストローク中のピストンの下方への移動によってエンジンのクランクケー ス内の装入空気を圧縮することである。装入空気の圧縮を行うのに後者の方法を 使用するエンジンは、一般に、クランクケース圧縮式２ストロークエンジンと呼 ばれ、排気ストローク中のピストンの移動によって装入空気を必要な程度まで圧 縮するためクランクケースを効果的にシールする必要がある。従って、クランク ケース圧縮システムに基づいて作動する多気筒２ストロークエンジンは、エンジ ンの各シリンダについて、個々にシールされたクランクケース隔室を設けること を必要とする。

クランクケース圧縮システムに基づいて作動する２ストロークエンジンの別の特 徴は、クランクケースを潤滑油のリザーバとして使用できず、圧力回路潤滑シス テムからの油をクランクケース内に直接送出することかできないということであ る。従って、クランクシャフト及び連結ロッドのベアリングは、通常は、従来の 平メタル型のものにできず、通常は、最小の潤滑で効果的に作動できるボールベ アリングやローラベアリングのような減摩型のものである。このようなベアリン グは、隣接したクランクケース隔室間に平メタルベアリングが提供するようなシ ールを形成しないため、装入空気が減摩ベアリングを通って一方の隔室から他方 の隔室へ通過しないようにするのに、クランクシャフトが多気筒２ストロークエ ンジンの隣接したクランクケース隔室間の分割壁を通過するところでシリンダブ ロックとクランクシャフトの支承部との間に効果的なシールを形成するような方 策を講じなければならない。

隣接したクランクケース隔室を分離する壁内にベアリング及びシールの両方を設 けるには、分割壁の幅がボールベアリング又はローラベアリングの軸線方向長さ を適当なシール構造の軸線方向長さとともに収容するのに十分であるようにする ため、通常、隣接したシリンダの中心間距離を大きくする必要がある。これは、 隣接したシリンダの中心間距離を増大させる。シリンダの中心間距離が増大する ということは、エンジンの総重量を小さくし、クランクシャフトの捩じれ振動を 少なくシ、及び車輌のエンジン室に必要な空間を減少するため、多気筒エンジン の軸線方向長さを最小にし、かくして車輌の重量を全体として減少し且つ車輌の ボディの抵抗係数を減少するのに寄与する必要と相反する。

上述の問題点は、シリンダの中心間距離を小さくでき且つシリンダの高さよりも 下の壁の幅を増大させることによってベアリング及びシールの必要な支持を行う 、本願で提案する構造により解決される。しかしながら、この構造には、製造に おいて、幅を増大させた壁の部分が壁の片側又は両側のシリンダのボアの下の位 置に横方向に突出するという潜在的な問題点がある。シリンダの下への壁の横方 向突出は、シリンダのボアの機械加工及びシリンダ内へのピストンの組み込みと 干渉することがある。これらの作業は、正確さ及び便利さを考えに入れると、両 方とも、シリンダのクランクケース側から行うのが好ましい。

従って、本発明の目的は、隣接したクランクケースキャビティ間の壁のベアリン グ及びこれと隣接したシールが、夫々のクランクケースキャビティと関連したシ リンダの必要な軸線方向間隔を最小にするようにつくられている、多気ｉ！３２ ストロークエンジンの構造を提供することである。

本発明によれば、多気筒２ストロ一ク往復動式内燃エンジンであって、複数のシ リンダを備えたシリンダブロックと、クランクシャフトと、各シリンダと連通し た個々のクランクケース隔室を構成するようにシリンダブロックに取り外し自在 に固定されたクランクケースとを有し、前記クランクケース隔室は、夫々の内壁 によって互い分離されており、各内壁は、クランクシャフトを回転自在に支持す るベアリング組立体を支持し、前記壁は、クランクシャフトの軸線に対して直径 方向の共通の平面で分かれており、これによって、凸壁の第１部分はシリンダブ ロックと一体であり、第２部分はクランクケースと一体であり、前記ベアリング 組立体の各々は、クランクシャフトの軸線と同軸に夫々の内壁に非回転的に取り 付けられた外ベアリングリングを有し、凸壁の前記第１部分は、前記壁の少なく とも一方の側でシリンダの内面の仮想延長部が構成する領域内に延びないように 形成されており、前記壁に取り付けられた外ベアリングリングは、壁の少なくと も一方の側内に突出する程度まで軸線方向に延びている、エンジンが提供される 。

好ましくは、壁の第１部分は、壁の第１部分の各側のシリンダの夫々の仮想延長 部が構成する領域内に延びないように形成されている。更に、このような構造で は、外ベアリングリングは、好ましくは、壁の各側で壁の第１部分を越えて延び る。

クランクケースの隣接した隔室間にシールを形成するため、ベアリングリングが 壁の第１部分を越えて延びる位置で外ベアリングリングの一部とクランクシャフ トとの間にシール手段が作動的に組み込んである。

便利には、ベアリングリングの軸線方向長さは、クランクシャフトのベアリング 支持体を提供するのに加え、ベアリングリングとクランクシャフトとの間にシー ル手段を作動的に介在させるのに十分である。

クランクケースがシリンダブロックとは別体の構成要素であるため、及びシリン ダブロックの機械加工中及びシリンダブロックへのピストンの組み込み中、通常 は、クランクケースがシリンダブロックから取り外されているため、クランクケ ースの部分を形成する壁の第２部分の幅をベアリングリングと同じ同じ幅にする ことができるということは理解されよう。壁の第２部分の幅は、ベアリング組立 体に対して追加の支持を与えるため及びクランクシャフト支持体の剛性を与える ため、ベアリングリングとほぼ同じであるのが好ましい。

本発明の別の特徴によれば、多気筒２ストローク内燃エンジンであって、各シリ ンダについてクランクケース内に形成された個々のクランクケース隔室を有し、 前記クランクケースは二つの隣接したクランクケース隔室を分離する壁を含み、 前記壁に取り付けられたベアリング組立体で支承部が支持された、前記壁を通っ て延びるクランクシャフトを更に有し、前記ベアリング組立体は、外面が前記壁 に対してシールをなした関係で前記壁に非回転的に取り付けられた外ベアリング リングを有し、前記外ベアリングリングは、クランクシャフトの支承部と同軸の 環状の内面を構成するため、クランクシャフトの軸線のシリンダ側の壁の部分の 厚さよりも軸線方向に大きく延びており、クランクシャフトの肩部は前記環状の 内面と向き合った同軸の環状の外面を構成するように配置され、更に、隣接した クランクケース隔室間にシールを構成するため前記環状の内面と環状の外面との 間で作用するシール手段を有する、エンジンが提供される。

便利には、シール手段は、外ベアリングリングと実質的に非回転的にシール関係 で係合するシールリングであり、このシールリングは、周知の方法でシールを構 成するため作動中にぴったりとした隙間を提供するように、クランクシャフトの 周溝内に突出している。作動では、エンジン潤滑剤の薄膜がシールリングとクラ ンクシャフトの溝の向き合った表面との間に形成され、潤滑剤の流体力学的形態 をこの間につくりだす。

変形例では、クランクシャフト及びベアリングの外リングの夫々の環状表面間に ラビリンス型のシールを形成してもよい。

上述の構造により、シール手段は、シール手段が内部に配置されたクランクケー ス隔室と関連したエンジンのシリンダボア内に突出し、クランクケース隔室の実 際の　壁にはシリンダボア内に突出した部分がない。かくして、シリンダブロッ クの隣接したシリンダボアの軸線方向間隔を、シリンダボア内へのシール手段の 突出の程度だけ減少させることができ、このような突出はシリンダボアの機械加 工及び／又はシリンダボア内へのピストンの組み込みに干渉することがない。

本発明は、本発明が提案するシール装置の二つの実施例を組み込んだ三気筒２ス トローク内燃エンジンの一つの実際の構成についての以下の説明から更に容易に 理解されよう。

図面の簡単な説明 第１図は、エンジンのクランクシャフトの軸線の平面に沿った長さ方向断面図で あり、 第２図は、第１図の２−２線に沿った断面図であり、第３図は、第１図の領域Ａ の拡大図であり、第４図は、別のシール手段の、第３図と同様の図である。

実施例 次に、添付図面のうち第１図を参照すると、エンジンは、三つの平行な直列シリ ンダボア１１が形成されたシリンダブロック１０と、取り外し自在のクランクケ ース１２と、一部品クランクシャフト１３を有する。エンジンのシリンダヘッド は、通常は、シリンダブロックの上面に装着されているが、本願の図面からは省 略しである。

クランクケース１２及びシリンダブロック１０は、第２図に参照番号１４で示す ように、シリンダボアの軸線に直角なりランクシャフト１３の軸線面上に当接面 を有する。クランクシャフトの前支承部１５及び後支承部１６の夫々は、従来構 造のオイルシール１９及び２０を外側に備えたベアリング１７及び１８で支持さ れている。

連結ロッド２１の各々は、従来の方法で夫々のピストン２２及びクランクシャフ ト１３の偏心クランクピン２３の夫々に連結されている。２ストロークエンジン で一般的に行われているように、従来の割りローラベアリング２４が連結ロッド とクランクビンとの間に設けられている。

クランクケース１２には、間隔を隔てられた二つの内部横丁壁２５が形成されて おり、これらの壁は、シリンダブロック１０の下部分に形成された対応する上横 壁２６と当接している。互いに当接する上下の壁２５及び２６は、シリンダブロ ック１０及びクランクケース１２が構成する空間を三つのクランクケース隔室に 分割する。

これらの隔室は夫々のシリンダボアと各々連通している。

更に、当接する壁２５．２６の各々は、クランクシャフトの前ベアリング１７及 び後ベアリング１８と軸線方向に整合したベアリングボア２７を構成し、これら のボアは、ローラベアリング組立体３０を夫々受入れる。ローラベアリング組立 体３０の各々は周知の割りベアリング型の組立体であるため、クランクシャフト １３の中間支承部２９を中心に組み立てることができる。

割りローラベアリング組立体３０の二つの区分は、ベアリング組立体３０の外レ ース３２が回転しないように保持されるように、クランクケースの壁２５とシリ ンダブロックの壁２６との間にクランプされることによって、所望の組み立てら れた関係に保持される。更に、位置決めドエル３５がシリンダブロック及びベア リング組立体の外レース３２の夫々の整合した開口部内に受入れられるように、 設けられている。

第３図及び第４図から明瞭に理解されるように、シリンダブロックの壁２６は、 これと相補的なりランクケースの壁２５よりもかなり狭幅である。シリンダブロ ックの壁２６の厚さは、シリンダブロックの長さ方向軸線で計測したシリンダボ ア１１間の壁２８の厚さに等しい。

従って、シリンダブロックの壁２５はどの位置でもシリンダボア１１の真下の位 置まで延びておらず、かくして、ピストンを下から即ちシリンダブロック１０の クランクケース側からシリンダボア内に難なく入れることができる。これに対し 、クランクケースの壁２５の厚さはかなり大きく、壁２８の両側でシリンダボア １１の各々の下に延びている。

各ベアリング組立体３０の外レース３２の軸線方向長さは、シリンダブロックの 壁２６よりも大きく、及びかくして壁２６の両側から突出しており、クランクケ ースの壁２５の幅とほぼ等しい。

更に、外レース３２の軸線方向長さは、クランクシャフトの中間支承部２９より も長く、中間支承部２９とほぼ同じ長さのベアリング組立体３０のローラ２８の 長さよりも大きい。第１図及び第３図でわかるように、ローラ２８は外レース３ ２及び壁２５．２６の夫々に関して食い違っており、そのため、クランクシャフ ト１３の部分として形成されたスピゴット３５が外レース３２内に同軸に延びる ことができる。かくして、ベアリング組立体のローラ２８は、クランクシャフト の肩部３６とスピゴット３１の面３７との間で軸線方向に配置される。

第３図で最も明瞭にわかるように、各スピゴット３１の周面には複数の同軸の平 行な溝３８が設けられ、これらの溝間の押縁３９の周面は、ベアリング組立体の 外レース３２の内面とぴったりと対面した関係にある。この形態により、従来の ラビリンス型シールが形成され、空気がクランクケースの一つの隔室から隣接し た隔室へ移動することがほとんどない。

ローラベアリング３０の外レース３２は、ピストンがボア内で往復動するときに ピストンの線上にあるように、隣接したシリンダボア１１の壁２６を越えて突出 しているということに着目されたい。しかしながら、シリンダブロックの機械加 工中、或いは組み立て中にピストンをシリンダボア内に導入しているとき、外レ ースがシリンダブロック内の所定位置にないため、外レースは、シリンダボアの 形成及びホーニング仕上げに必要な工具のような種々の工具をシリンダボアを通 して自由に通すのの妨げとならない。

この構造により、クランクシャフトを支持する中間ベアリングの複合ベアリング −シール領域の軸線方向長さを同様に減少させる必要なしにシリンダボアの中心 間距離を減少させることができる。

以上の説明では、クランクシャフトを支持するローラベアリング組立体を参照し たが、ボールベアリングを含む他の形態の減摩ベアリングを使用してもよいとい うことは理解されよう。エンジンによっては、ベアリングは、エンジンで一般に 使用されている平スリッパベアリング型のベアリングであるのがよい。更に、ラ ビリンスシールに対する変形例として他の種類のシール構造を使用してもよい。

変形例のシール手段の一つの形態は、第４図に示しであるような、従来のピスト ンリングと同様の、外方に拡張する単一の割りリングである。

この構造では、組み立てた時にベアリングの外レース３２内に位置決めされる位 置でクランクケース１３のスピゴット３８に周溝４０が設けられている。シール リング４１は、外方に拡張する割りリング型のシールリングであり、そのため、 ベアリングの外レース３２に受入れられるべきその自由直径サイズからピストン リングと同様の方法で圧縮されなければならない。シールリング４１の軸線方向 長さは、溝の壁とシールリングの直径面との間に制御された隙間を伴って周溝４ ０内に受入れられるような長さであり、そのため、クランクシャフトが回転して おり且つシールリング４１がベアリングの外レース３２に関して静止している場 合、流体力学的潤滑状態がその間に存在する。

クランクシャフトのスピゴット３８とベアリングの外レース３２との間で使用で きる別の形態のシールは、回転するシャフト即ち部材と関連して一般に使用され ており且つ第１図に参照番号１９及び２０で概略に示す従来の可撓性シールであ る。

ＡＮＮＥＸ　Ｔ　ＴＥＮＡＩＮＡ　ＲＰＲＮＩＮＥＮ　Ｐ　＋ フロントページの続き （７２）発明者　ゴーマン、アラン オーストラリア連邦ウェスターンオーストラリア州、キックスレー、リンゲート 、つ

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. １．多気筒２ストローク往復動式内燃エンジンであって、複数のシリンダを備え たシリンダブロックと、クランクシャフトと、各シリンダと連通した個々のクラ ンクケース隔室を構成するようにシリンダブロックに取り外し自在に固定された クランクケースとを有し、前記クランクケース隔室は、夫々の内壁によって互い 分離されており、各内壁は、クランクシャフトを回転自在に支持するベアリング 組立体を支持し、前記壁は、クランクシャフトの軸線のところで分かれており、 これによって、各壁の第１部分はシリンダブロックと一体であり、第２部分はク ランクケースと一体であり、前記ベアリング組立体の各々は、クランクシャフト の軸線と同軸に夫々の内壁に非回転的に取り付けられた外ベアリングリングを有 し、各壁の前記第１部分は、前記壁の少なくとも一方の側でシリンダの内面の仮 想延長部が構成する領域内に延びないように形成されており、前記壁に取り付け られた外ベアリングリングは、壁の少なくとも一方の側内に突出する程度まで軸 線方向に延びている、エンジン。
2. ２．壁の第１部分は、壁の第１部分の各側のシリンダの夫々の仮想延長部が構成 する領域内に延びないように形成されている、請求項１に記載のエンジン。
3. ３．外ベアリングリングは、壁の各側で壁の第１部分を越えて延びる、請求項２ に記載のエンジン。
4. ４．クランクケースの隣接した隔室間にシールを形成するため、ベアリングリン グが壁の第１部分を越えて延びる位置で外ベアリングリングの一部とクランクシ ャフトとの間にシール手段が作動的に組み込んである、請求項１、２、又は３に 記載のエンジン。
5. ５．壁の第２部分の幅が外ベアリングリングとほぼ同じである、請求項１乃至４ のうちのいずれか一項に記載のエンジン。
6. ６．多気筒２ストローク内燃エンジンであって、各シリンダについてクランクケ ース内に形成された個々のクランクケース隔室を有し、前記クランクケースは二 つの隣接したクランクケース隔室を分離する壁を含み、前記壁に取り付けられた ベアリング組立体で支承部が支持された、前記壁を通って延びるクランクシャフ トを更に有し、前記ベアリング組立体は、外面が前記壁に対してシールをなした 関係で前記壁に非回転的に取り付けられた外ベアリングリングを有し、前記外ベ アリングリングは、クランクシャフトの支承部と同軸の環状の内面を構成するた め、クランクシャフトの軸線のシリンダ側の壁の部分の厚さよりも軸線方向に大 きく延びており、クランクシャフトの肩部は前記環状の内面と向き合った同軸の 環状の外面を構成するように配置され、更に、隣接したクランクケース隔室間に シールを構成するため前記環状の内面と環状の外面との間で作用するシール手段 を有する、エンジン。
7. ７．軸線方向で計測したベアリングリングの幅は、少なくともクランクシャフト の軸線方向平面の高さとクランクシャフトと隣接したシリンダの端との間に配置 された壁の部分で前記軸線方向で計測した前記壁の幅よりも大きく、そのため、 ベアリングリングの少なくとも一部が壁を越えて延びる、請求項６に記載のエン ジン。
8. ８．前記シール手段は、ベアリングリングの壁を越えて延びる部分に配置されて いる、請求項７に記載のエンジン。
9. ９．クランクケースは、シリングブロックの一部及び前記シリンダブロックに取 り外し自在に固定されたクランクケースの部分によって形成され、前記シリンダ ブロック及びクランクケースの部分は、これらを互いに固定したとき、二つの隣 接したクランクケース隔室を分離する前記壁を協働して形成するようになった部 分を各々有する、請求項６又は７に記載のエンジン。
10. １０．シール手段は、ベアリングリング内に圧縮された状態で実質的に動かない ように配置された弾性圧縮可能なリングであり、前記シールリングは、クランク シャフトの外方に開放した溝内に延び、クランクシャフトの回転時にこの溝とと もに流体シールを形成するようになっている、請求項１乃至９のうちのいずれか 一項に記載のエンジン。