単気筒エンジンの潤滑構造
【課題】クランクシャフトの回転抵抗を増大させることなく、また、クランクケースをクランクウエブの径方向に拡大することなく、クランク室からのオイル排出性能を高めることが可能な潤滑構造を提供すること。
【解決手段】回転軸に対して垂直な側面（ＬＳ１、ＲＳ１）を備えたクランクウエブ（１１２ａ、１１２ｂ）を有するクランクシャフト（１１２）と、クランクシャフトを収容するクランク室（１１１）及びクランク室の下方においてオイル排出口（１１４）を通じてクランク室と連通するオイル溜まり室（１１３）が設けられたクランクケース（１１０）と、を備え、クランク室においてクランクウエブの側面と対向するクランクケースの側壁（ＬＷ１、ＲＷ１）に、クランクウエブから飛散するオイルをオイル溜まり室に排出させるオイル排出溝（Ｄ１）が設けられていることを特徴とする。
【解決手段】回転軸に対して垂直な側面（ＬＳ１、ＲＳ１）を備えたクランクウエブ（１１２ａ、１１２ｂ）を有するクランクシャフト（１１２）と、クランクシャフトを収容するクランク室（１１１）及びクランク室の下方においてオイル排出口（１１４）を通じてクランク室と連通するオイル溜まり室（１１３）が設けられたクランクケース（１１０）と、を備え、クランク室においてクランクウエブの側面と対向するクランクケースの側壁（ＬＷ１、ＲＷ１）に、クランクウエブから飛散するオイルをオイル溜まり室に排出させるオイル排出溝（Ｄ１）が設けられていることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、自動二輪車等に適用される単気筒エンジンの潤滑構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
オイルポンプを用いて潤滑面にオイルを供給する強制潤滑型のエンジンにおいて、ピストンやクランクシャフトを潤滑したオイルは重力によって落下し、クランクケースの下方に設けられたオイル溜まり室に滞留する。オイル溜まり室に滞留したオイルは、オイルポンプによって再度汲み上げられて各部に供給される。
【０００３】
この潤滑構造において、ピストンやクランクシャフトを潤滑したオイルは、オイル溜まり室に向けて落下する際にクランク室を区画する壁とクランクシャフトとの間を通過する。このようなオイルを効率よく排出できないと、クランクシャフトとクランク室との間にオイルが溜まり、クランクシャフトの回転抵抗となってエンジンの出力を低下させる。また、高速に回転するクランクシャフトによってオイルが攪拌されると、オイルに空気が混入することがある。その結果、潤滑部位に油膜切れを起こして、摩耗や焼き付きなどが生じる恐れがある。
【０００４】
これらの問題を解消するため、クランク室からのオイルの排出性能を高めた潤滑構造が提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に係る潤滑構造では、クランクシャフトの回転方向に沿ってオイル排出口より下流側で、クランクケースの内面とクランクウエブの外周との間隔を狭くしている。これにより、オイル排出口を通過して回転方向の下流側に流れるオイルの量を制限し、クランク室からのオイルの排出性能を高めている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−２８２８２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述した潤滑構造では、回転方向の下流側においてクランクケースの内面とクランクウエブの外周との間隔が狭くなっているため、オイルの引きずり抵抗によりクランクシャフトの回転抵抗はかえって増大してしまう。このため、上述した潤滑構造を適用する場合、エンジンの出力を最大化することが難しい。
【０００７】
上述した潤滑構造においてオイルの引きずり抵抗を低減しつつオイル排出性能を高めるために、径方向においてクランクケースの内面とクランクウエブの外周との間隔を広げることが考えられる。この場合、特に、回転方向上流側ではオイル排出経路を確保するため、径方向においてクランクケースの内面とクランクウエブの外周との間隔を十分に広くとることが必要になる。このように、クランクウエブの径方向においてオイル排出経路を確保しようとすれば、クランクウエブの径方向においてクランクケースを大幅に拡大しなくてはならないため、エンジンが大型化してしまうという問題が生じる。
【０００８】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、クランクシャフトの回転抵抗を増大させることなく、また、クランクケースをクランクウエブの径方向に拡大することなく、クランク室からのオイルの排出性能を高めることが可能な単気筒エンジンの潤滑構造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】
【０００９】
本発明の単気筒エンジンの潤滑構造は、回転軸に対して垂直な側面を備えたクランクウエブを有するクランクシャフトと、前記クランクシャフトを収容するクランク室及び前記クランク室の下方においてオイル排出口を通じて前記クランク室と連通するオイル溜まり室が設けられたクランクケースと、を備え、前記クランク室において前記クランクウエブの側面と対向する前記クランクケースの側壁に、前記クランクウエブから飛散するオイルを前記オイル溜まり室に排出させるオイル排出溝が設けられていることを特徴とする。
【００１０】
この構成によれば、クランクウエブの側面と対向するクランクケースの側壁にオイル排出溝が設けられているため、クランクウエブから飛散するオイルを効率よくクランク室から排出してクランクシャフトとクランク室との間に溜まるオイルの量を十分に低減できるようになる。また、この構成では、クランクケースの内面とクランクウエブの外周面との間隔を狭くする必要がないため、これによって生じるクランクシャフトの回転抵抗の増大を防止できる。さらに、この構成では、クランクウエブの側面と対向するクランクケースの側壁にオイル排出溝を設けているため、クランクケースとクランクウエブとの間隔を広げる必要がなく、クランクウエブの径方向においてクランクケースを拡大しなくても済む。このように、本発明に係る単気筒エンジンの潤滑構造は、クランクシャフトの回転抵抗を増大させることなく、また、クランクケースをクランクウエブの径方向に拡大することなく、クランク室からのオイルの排出性能を高めることができる。
【００１１】
本発明の単気筒エンジンの潤滑構造において、前記クランクウエブの形状は円盤状であり、前記オイル排出溝は、前記クランクウエブの外周部と対応する領域において、前記クランクシャフトの回転軸を中心とする円孤状に設けられていることが好ましい。この構成によれば、オイル排出溝がクランクウエブの外周部と対応する領域に設けられているため、クランクシャフトの回転によってクランクウエブの外周部から飛散するオイルを、オイル排出溝を通じて効率よく排出することができる。
【００１２】
本発明の単気筒エンジンの潤滑構造において、前記オイル排出溝は、前記クランクケースの側壁の端部まで設けられていることが好ましい。この構成によれば、オイル排出溝がクランクケースの側壁の端部まで設けられているため、オイル排出溝の容積が大きくなり、多量のオイルを効率よく排出することができる。
【００１３】
本発明の単気筒エンジンの潤滑構造において、前記オイル排出溝は、前記オイル溜まり室に向かうにつれて車幅方向に深くなるように設けられていることが好ましい。この構成によれば、オイルが溜まりやすいオイル溜まり室側においてオイル排出溝が深く形成されているため、オイルを効率よく排出することができる。
【００１４】
本発明の単気筒エンジンの潤滑構造において、前記オイル排出溝は、前記クランクシャフトの回転軸より下方に設けられていることが好ましい。この構成によれば、オイル排出溝がクランクシャフトの回転軸より下方に設けられているため、オイル排出溝からクランクシャフトへのオイルの再付着を防ぎ、オイルの排出性能を高めることができる。
【００１５】
本発明の単気筒エンジンの潤滑構造において、前記オイル排出溝は、前記クランクシャフトの回転方向に沿って前記オイル排出口より上流側に設けられていることが好ましい。この構成によれば、オイル排出溝がオイル排出口より上流側に設けられており、上流側から流れるオイルがオイル排出溝を通じてオイル排出口から排出されるため、オイルの排出性能を高めることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、クランクシャフトの回転抵抗を増大させることなく、また、クランクケースをクランクウエブの径方向に拡大することなく、クランク室からのオイルの排出性能を高めることが可能な単気筒エンジンの潤滑構造を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本実施の形態に係る自動二輪車の外観を示す左側面図である。
【図２】本実施の形態に係るエンジンユニットの外観を示す左側面図である。
【図３】本実施の形態に係るエンジンユニットを図５のＩＩ−ＩＩ線で切断した断面図である。
【図４】本実施の形態に係るエンジンユニットの分解斜視図である。
【図５】クランク室にクランクシャフトを格納した状態のエンジンユニットを図２のＩ−Ｉ線で切断した断面模式図である。
【図６】クランクケースを図５のＩＩＩ−ＩＩＩ線で切断した断面図である。
【図７】クランクシャフトを取り外した状態の左クランクケースを拡大して示す右側面図である。
【図８】左クランクケースの右側面を斜め後方から見た斜視図である。
【図９】オイル排出溝の構成を示す模式図である。図９Ａは図７のＡＡ矢視断面を示し、図９Ｂは図７のＢＢ矢視断面を示し、図９Ｃは図７のＣＣ矢視断面を示し、図９Ｄは図７のＤＤ矢視断面を示す。
【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添付図面を参照して詳細に説明する。なお、以下において、本発明に係る単気筒エンジン（以下、単にエンジンという）の潤滑構造をオフロードタイプの自動二輪車のエンジンに適用した例について説明するが、適用対象はこれに限定されることなく変更可能である。例えば、本発明に係る単気筒エンジンの潤滑構造を、他のタイプの自動二輪車、四輪車、船舶等のエンジンに適用しても良い。
【００１９】
本実施の形態に係る自動二輪車全体の構成について説明する。図１は、本実施の形態に係る自動二輪車の左側面図である。なお、図面においては、車体前方を矢印ＦＲ、車体後方を矢印ＲＲでそれぞれ示す。
【００２０】
図１に示されるように、自動二輪車１は、自動二輪車１の各構成を搭載する鋼製又はアルミ合金製の車体フレーム２を備えている。車体フレーム２のメインフレーム２１は、車体フレーム２の前端に位置するヘッドパイプ２２から後方に向けて左右に分岐し、車体後方に向かって斜め下方に傾斜して延在している。また、ヘッドパイプ２２から略下方に延びるダウンチューブ２３は、車体下部においてロアフレーム２４として左右に分岐している。左右のロアフレーム２４はさらに下方に延びた後、車体後方に向かって曲げられており、その後端が左右のボディフレーム２５を介してメインフレーム２１の左右後端と連結されている。
【００２１】
車体フレーム２の前端には、ヘッドパイプ２２に設けられたステアリングシャフト（不図示）を介してフロントフォーク３１が回転可能に支持されている。ステアリングシャフトの上端にはハンドルバー３２が結合されており、ハンドルバー３２の両端にはグリップ３３が装着されている。ハンドルバー３２の左前方にはクラッチレバー３４が配置されており、ハンドルバー３２の右前方には前輪３用のブレーキレバー（不図示）が配置されている。フロントフォーク３１の下部には、前輪３が回転可能に支持されている。前輪３には、前輪用のブレーキを構成するブレーキディスク３５が設けられている。
【００２２】
車体フレーム２のボディフレーム２５には、スイングアーム４１が上下方向に揺動可能に連結されており、車体フレーム２とスイングアーム４１との間にはサスペンション４２が取り付けられている。スイングアーム４１の後部には、後輪４が回転可能に支持されている。後輪４の左側には、リヤスプロケット（ドリブンスプロケット）４３が設けられており、チェーン４４によってエンジンの動力が後輪４に伝達されるよう構成されている。後輪４の右側には、後輪用のブレーキを構成するブレーキディスク（不図示）が設けられている。
【００２３】
車体フレーム２のメインフレーム２１、ダウンチューブ２３、ロアフレーム２４、及びボディフレーム２５により略囲まれる空間の下方寄りの位置には、駆動源となる水冷式のエンジンユニット１０が搭載されている。エンジンユニット１０の前方には放熱器であるラジエータ５が配置されており、エンジンユニット１０の後方には空気中の粉塵を分離して捕集するフィルタを備えたエアクリーナボックス６が配置されている。また、エンジンユニット１０の上方には燃料が格納される燃料タンク７が配置されており、燃料タンク７の後方には座部となるシート８が配置されている。シート８の下方にはフットレスト８１が設けられている。車体左側のフットレスト８１の前方にはシフトペダル８２が設けられており、車体右側のフットレスト８１の前方には後輪４用のブレーキペダル（不図示）が設けられている。
【００２４】
エンジンユニット１０は、クランクシャフトの回転軸を車幅方向に対して平行に配置した横置きクランク式の４ストローク（４サイクル）単気筒エンジンとトランスミッション（変速機）とからなる。エンジンユニット１０には、エアクリーナボックス６、インテークパイプ等を通じて空気が取り込まれ、燃料噴射装置にて空気と燃料とが混合されて燃焼室に供給される。燃焼後の燃焼ガスは、エンジンユニット１０の右側面において後方に延出されたエキゾーストパイプ（不図示）を経てマフラ１０１から排気ガスとして排出される。
【００２５】
次に、本実施の形態に係る潤滑構造を備えたエンジンユニット１０の概略について説明する。図２は、本実施の形態に係るエンジンユニット１０の全体構成を示す側面図である。図３は、本実施の形態に係るエンジンユニット１０の部分断面図である。図３においては、図５のＩＩ−ＩＩ矢視断面を示している。図４は、本実施の形態に係るエンジンユニット１０の分解斜視図である。なお、図３及び図４では構成の一部を省略して示している。
【００２６】
図２に示すように、エンジンユニット１０は、クランクケース１１０上に略筒状に構成されたシリンダ１２０が配置され、シリンダ１２０にはシリンダヘッド１３０及びヘッドカバー１４０が取り付けられている。クランクケース１１０の左側面にはマグネトカバー１５０が取り付けられている。また、図４に示すように、クランクケース１１０の右側面にはクラッチカバー１６０が取り付けられている。クランクケース１１０は、車幅方向に垂直な平面において左右に分割される右クランクケース１１０Ｒと左クランクケース１１０Ｌとで構成されている。右クランクケース１１０Ｒと左クランクケース１１０Ｌとの間にクランク室１１１が形成される。
【００２７】
図３に示すように、クランクケース１１０内のクランク室１１１には、回転軸が車幅方向に対して平行に配置されるようにクランクシャフト１１２が収容されている。クランクシャフト１１２は、回転軸に対して略垂直な側面を有する略円盤状のクランクウエブ１１２ａ、１１２ｂと、クランクウエブ１１２ａ及び１１２ｂを連結するクランクピン１１２ｃとを含んで構成されている（図４参照）。シリンダ１２０の内側の筒状空間には、ピストン１２１がシリンダ軸線方向（上下方向）に往復可能に収容されている。ピストン１２１とクランクシャフト１１２とは、ピストン１２１の往復運動がクランクシャフト１１２の回転運動に変換されるようにコネクティングロッド（コンロッド）１２２を介して接続されている。ピストン１２１はピストンピン１２１ａを介してコネクティングロッド１２２の小端部と連結されており、クランクシャフト１１２はクランクピン１１２ｃを介してコネクティングロッド１２２の大端部と連結されている。
【００２８】
シリンダヘッド１３０内には、シリンダ１２０の内壁面、シリンダヘッド１３０の下面及びピストン１２１の上面によって囲まれる燃焼室１２３に空気を送り込む吸気ポート１３１と、燃焼室１２３外に燃焼ガスを排出する排気ポート１３２とが形成されている。また、シリンダヘッド１３０には、吸気ポート１３１を開閉する吸気バルブ１３３と、排気ポート１３２を開閉する排気バルブ１３４とが設けられている。シリンダヘッド１３０の下面には点火プラグ（不図示）が突出するように配置されており、燃焼室１２３内の混合気を電気放電により着火可能になっている。
【００２９】
エンジンユニット１０の吸排気機構の形式は、吸気側と排気側とで独立した２本のカムシャフトを有するＤＯＨＣ（Ｄｏｕｂｌｅ Ｏｖｅｒｈｅａｄ Ｃａｍｓｈａｆｔ）である。２本のカムシャフトは、それぞれ対応する吸気バルブ１３３又は排気バルブ１３４の開閉タイミングに応じた形状のカムを備えており、カムシャフトの回転軸がシリンダヘッド１３０の上部において車幅方向に対して平行になるように配置されている。カムシャフトの一端側は、スプロケット、カムチェーン等の動力伝達機構を介してクランクシャフト１１２に連結されている。これにより、クランクシャフト１１２の回転力がカムシャフトに伝達され、クランクシャフト１１２の回転に対応するよう吸気バルブ１３３及び排気バルブ１３４が開閉する。
【００３０】
上述のような４ストロークで動作するエンジンユニット１０において、ピストン１２１が下降する際に吸気バルブ１３３が開き、インテークパイプ１７０及び吸気ポート１３１を通じて混合気が燃焼室１２３に送り込まれる（吸気行程）。その後、吸気バルブ１３３が閉じ、ピストン１２１が上昇して混合気を圧縮する（圧縮行程）。ピストン１２１が上死点に到達すると、点火プラグによって点火されて圧縮された混合気が燃焼する（燃焼行程）。混合気の燃焼によって燃焼室１２３内の圧力が増大するとピストン１２１が下降する。ピストン１２１の下降運動は、コネクティングロッド１２２を介してクランクシャフト１１２に伝達され、クランクシャフト１１２が回転する。その後、ピストン１２１が下死点まで下降して慣性によって再度上昇に転じる際に、排気バルブ１３４が開いて排気ポート１３２から燃焼ガスが排出される（排気行程）。シリンダヘッド１３０が備える吸気バルブ１３３及び排気バルブ１３４を含む動弁装置は、このような動作を可能にしている。
【００３１】
上述したピストン１２１やクランクシャフト１１２などの可動部品、及び可動部品と接触するシリンダ１２０などの部品の表面は、摩耗、焼き付きを防ぐためにエンジンオイルで潤滑されている。ピストン１２１、クランクシャフト１１２、シリンダ１２０などを潤滑したエンジンオイルは重力によって落下し、クランク室１１１の底部に集まるようになっている。図３及び図４に示すように、クランク室１１１の底部には、落下したエンジンオイルを滞留するオイル溜まり室１１３が設けられている。オイル溜まり室１１３は、オイル排出口１１４を介してクランク室１１１と連通している。
【００３２】
図５は、クランク室１１１にクランクシャフト１１２を格納した状態のエンジンユニット１０の断面を示す模式図である。図５においては、図２のＩ−Ｉ矢視断面を示している。図５は、クランクシャフト１１２の回転軸を通過する位置での縦方向の断面を示している。クランクウエブ１１２ａ、１１２ｂは、回転軸に対して垂直な方向に広がる円盤形状（円柱形状）に構成されており、回転軸方向の側面（例えば、左側面ＬＳ１、右側面ＲＳ１）、及び径方向外側の外周面ＯＳ１、ＯＳ２を有している。
【００３３】
クランクウエブ１１２ａの左側面ＬＳ１、及びクランクウエブ１１２ｂの右側面ＲＳ１は、それぞれクランク室１１１を区画するクランクケース１１０の壁面と対向している。具体的には、クランクウエブ１１２ａの左側面ＬＳ１（車幅方向外側の側面）は、左クランクケース１１０Ｌにおいて車幅方向に垂直に延在する左側壁ＬＷ１の右側面（車幅方向内側の側面）と対向している。また、クランクウエブ１１２ｂの右側面ＲＳ１（車幅方向外側の側面）は、右クランクケース１１０Ｒにおいて車幅方向に垂直に延在する右側壁ＲＷ１の左側面（車幅方向内側の側面）と対向している。
【００３４】
ピストン１２１、クランクシャフト１１２、シリンダ１２０などを潤滑したエンジンオイルは、クランクケース１１０とクランクシャフト１１２との隙間を通じてオイル溜まり室１１３に流れ込む。オイル溜まり室１１３にエンジンオイルが流れ込む過程においてエンジンオイルがクランクシャフト１１２とクランクケース１１０との間に溜まると、クランクシャフト１１２の回転抵抗が増大してしまう。また、クランクシャフト１１２とクランクケース１１０との間に溜まるエンジンオイルが高速に回転するクランクシャフトによって攪拌されると、オイルに空気が混入することがある。その結果、潤滑部位に油膜切れを起こして、摩耗や焼き付きなどが生じる恐れがある。
【００３５】
そこで、本実施の形態に係る潤滑構造では、エンジンオイルをクランク室１１１から速やかに排出してクランクシャフト１１２に多量のエンジンオイルが付着しないように、クランク室１１１を区画するクランクケース１１０の側壁にオイル排出用の溝を設ける。以下、本実施の形態に係る単気筒エンジンの潤滑構造についてより詳細に説明する。
【００３６】
図６は、クランク室１１１にクランクシャフト１１２を格納した状態のクランクケース１１０の断面図である。図６においては、図５のＩＩＩ−ＩＩＩ矢視断面を示している。図７は、クランクシャフト１１２を取り外した状態の左クランクケース１１０Ｌを拡大して示す右側面図である。図８は、図７に示す左クランクケース１１０Ｌの右側面を斜め後方から見た斜視図である。図６から図８に示すように、左クランクケース１１０Ｌは、車幅方向に対して略垂直な方向及び車体の前後方向に延在する左側壁ＬＷ１と、左側壁ＬＷ１の前端部において車体の上下方向及び車幅方向に延在する左前側壁ＬＷ２と、左側壁ＬＷ１の後端部において車体の上下方向及び車幅方向に延在する左後側壁ＬＷ３とを含んで構成されている。クランク室１１１は、これら左側壁ＬＷ１、左前側壁ＬＷ２、左後側壁ＬＷ３によって区画されている。
【００３７】
左クランクケース１１０Ｌの左側壁ＬＷ１には、クランクシャフト１１２の回転軸が挿通される略円形の開口Ｈ１が設けられている。左側壁ＬＷ１において、開口Ｈ１の径方向外側の領域は略平坦になっており、当該領域の側面が、クランクウエブ１１２ａの左側面ＬＳ１と対向するようになっている。左側壁ＬＷ１において、開口Ｈ１の径方向外側かつ左前側壁ＬＷ２より内側（クランク室１１１側）の位置には、車幅方向に所定の深さを有するオイル排出溝Ｄ１がクランクシャフト１１２の回転軸を中心とする略円孤状に設けられている。オイル排出溝Ｄ１はオイル排出口１１４を介してオイル溜まり室１１３に連なっており、クランクウエブ１１２ａなどから飛沫となって飛ばされる（飛散する）エンジンオイルをオイル溜まり室１１３に向けて排出することができるようになっている。左クランクケース１１０Ｌの左側壁ＬＷ１がオイル排出溝Ｄ１を備えることで、クランクウエブ１１２ａから飛散するエンジンオイルを効率良くクランク室１１１から排出できる。
【００３８】
オイル排出溝Ｄ１は、図６に示す側面視において、クランクウエブ１１２ａの外周面ＯＳ１を含む外周部と重なるように設けられている。クランクウエブ１１２ａに付着したエンジンオイルは、クランクシャフト１１２の遠心力を受けてクランクウエブ１１２ａの外側に移動し、クランクウエブ１１２ａの外周部から飛散する。このため、オイル排出溝Ｄ１をクランクウエブ１１２ａの外周部と対応する位置に設けることで、クランクウエブ１１２ａの外周部から飛散するエンジンオイルを効率よく収集してオイル溜まり室１１３に排出できるようになる。なお、本実施の形態において、オイル排出溝Ｄ１の側面視における形状を、クランクシャフト１１２の回転軸を中心とする略円孤状にしているが、直線状にしても良い。
【００３９】
オイル排出溝Ｄ１は、クランクウエブ１１２ａの外周部と対応する位置から左側壁ＬＷ１の端部に至るまでの領域に形成されている。より具体的には、図６に示す側面視において、オイル排出溝Ｄ１は、その外側の縁が左前側壁ＬＷ２の内側の側面を含む円筒状の曲面内に位置するように、クランクシャフト１１２の径方向に幅広な態様で形成されている。このように、オイル排出溝Ｄ１を左側壁ＬＷ１の端部まで形成することで、オイル排出溝Ｄ１が幅広になってその容積が大きくなり、多量のエンジンオイルを効率良く排出することができる。
【００４０】
また、オイル排出溝Ｄ１は、クランクシャフト１１２の回転軸より下方に設けられている。言い換えれば、オイル排出溝Ｄ１は、クランクシャフト１１２の回転軸が挿通される略円形の開口Ｈ１の中心より下方に設けられている。オイル排出溝Ｄ１をクランクシャフト１１２の回転軸より上方に設ける場合、オイル排出溝Ｄ１を流れるエンジンオイルがオイル排出溝Ｄ１から流れ出て、エンジンオイルの排出性能が低下することがある。また、オイル排出溝Ｄ１から流れ出た多量のエンジンオイルがクランクシャフト１１２に再付着すると、クランクシャフト１１２の回転抵抗の増大、エンジンオイルへの空気の混入などの問題が再発する恐れがある。これに対し、本実施の形態のように、オイル排出溝Ｄ１をクランクシャフト１１２の回転軸より下方に設けることで、オイル排出溝Ｄ１からエンジンオイルが流れ出ることを防止してエンジンオイルの排出性能を高め、上述した問題の再発を抑制できる。
【００４１】
さらに、オイル排出溝Ｄ１は、クランクシャフト１１２の回転方向に沿ってオイル排出口１１４より上流側に設けられている。図６に示す断面視において、クランクシャフト１１２の回転方向は時計回りの方向（回転方向Ｒ）である。ここで、時計回り（反時計回り）とは、車体の右側から見た場合（図６、図７、図８等参照）の回転方向をいうものとする。この場合、オイル排出溝Ｄ１は、オイル排出口１１４より前方に位置することになる。エンジンオイルは、主に、クランクシャフト１１２の回転方向Ｒに沿ってオイル排出口１１４より上流側からオイル排出口１１４に向かって流れ込む。このため、オイル排出溝Ｄ１をオイル排出口１１４より上流側に設けることで、エンジンオイルの排出性能を高めることができる。なお、クランクシャフトの回転方向が反時計回りの場合には、オイル排出溝Ｄ１は、オイル排出口１１４より後方に設けることになる。
【００４２】
図９は、左クランクケース１１０Ｌにおいて形成されるオイル排出溝Ｄ１の構成を示す模式図である。図９Ａは図７のＡＡ矢視断面を示し、図９Ｂは図７のＢＢ矢視断面を示し、図９Ｃは図７のＣＣ矢視断面を示し、図９Ｄは図７のＤＤ矢視断面を示す。
【００４３】
図９Ａ〜図９Ｄに示すように、オイル排出溝Ｄ１は、その上方において車幅方向に浅く、下方において徐々に深くなるように設けられている。すなわち、オイル排出溝Ｄ１は、オイル溜まり室１１３に向かうにつれて車幅方向に深くなるように構成されており、オイル排出溝Ｄ１において、車幅方向の壁面ＷＤ１は鉛直方向Ｖ１から所定の角度で傾斜している。このように、下方において徐々に深くなるようなオイル排出溝Ｄ１を設けることで、クランクシャフト１１２の遠心力とピストン１２１の下降時の圧力波との影響で壁面に沿って流れるオイルを、クランクウエブ１１２ａ、１１２ｂから離れるようにガイドすることができる。これにより、クランクウエブ１１２ａ、１１２ｂによるエンジンオイルの攪拌を抑制して、エンジンオイルの排出効率を高めることができる。
【００４４】
同様のオイル排出溝は、右クランクケース１１０Ｒにも設けられている。すなわち、クランクウエブ１１２ｂの右側面ＲＳ１と対向する右クランクケース１１０Ｒの右側壁ＲＷ１にもオイル排出溝が設けられている。詳細は、左クランクケース１１０Ｌに設けられるオイル排出溝Ｄ１と同様である。
【００４５】
このように構成された単気筒エンジンの潤滑構造において、クランクシャフト１１２に付着したエンジンオイルは、クランクシャフト１１２の回転による遠心力を受けてクランクウエブ１１２ａ及び１１２ｂの径方向外側に移動する。そして、クランクウエブ１１２ａ及び１１２ｂの外周面ＯＳ１及びＯＳ２を含む外周部から、クランクシャフト１１２の径方向外側に向かって飛沫となって飛び、一部がクランクケース１１０の左側壁ＬＷ１及び右側壁ＲＷ１に向かって飛散する。飛散したエンジンオイルは、左側壁ＬＷ１に設けられたオイル排出溝Ｄ１及び右側壁ＲＷ１に設けられたオイル排出溝（不図示）を流れ、オイル排出口１１４を通じてオイル溜まり室１１３に流れ込む。このように、上記実施の形態に係る単気筒エンジンの潤滑構造では、エンジンオイルの多くがオイル排出溝Ｄ１を通じてオイル溜まり室１１３に流れるように構成されているため、エンジンオイルの排出性能を高め、クランクシャフト１１２と接触するエンジンオイルの量を十分に低減することができる。
【００４６】
また、上記実施の形態に係る単気筒エンジンの潤滑構造では、オイル排出溝Ｄ１をクランクウエブ１１２ａ、１１２ｂの側面側に配置している。オイル排出溝Ｄ１をクランクケース１１０の側壁に設けると、オイル排出溝Ｄ１がオイルの主な排出経路として機能する。この場合、径方向におけるクランクウエブ１１２ａ、１１２ｂとクランクケース１１０との隙間は、オイルの引きずり抵抗が大きくなり過ぎない範囲において十分に小さくできる。つまり、クランクウエブの径方向におけるクランクケースのサイズを十分に小さくできる。
【００４７】
一方、クランクウエブとクランクケースとの径方向における隙間をオイルの主な排出経路とする場合、オイル排出性能を十分に高めるためには、クランクウエブとクランクケースとの隙間を大きくしなくてはならない。特に、回転方向上流側では、排出経路を確保するため、径方向においてクランクケースの内面とクランクウエブの外周との間隔を十分に広くとることが必要になる。その結果、クランクケースがクランクウエブの径方向に拡大してエンジンが大型化してしまう。本実施の形態に係る潤滑構造では、オイル排出溝Ｄ１をクランクウエブ１１２ａ、１１２ｂの側面側に配置しているため、このような問題を解消できる。
【００４８】
以上のように、本発明に係る単気筒エンジンの潤滑構造によれば、クランクウエブの側面と対向するクランクケースの側壁にオイル排出溝が設けられているため、クランクウエブから飛散するオイルを効率よくクランク室から排出してクランクシャフトに接触するオイルの量を十分に低減できるようになる。また、この潤滑構造では、クランクケースの内面とクランクウエブの外周面との間隔を狭くする必要がないため、これによって生じるクランクシャフトの回転抵抗の増大を防止できる。さらに、この構成では、クランクウエブの側面と対向するクランクケースの側壁にオイル排出溝を設けているため、クランクケースとクランクウエブとの間隔を広げる必要がなく、クランクウエブの径方向においてクランクケースを拡大しなくても済む。このように、本発明に係る単気筒エンジンの潤滑構造は、クランクシャフトの回転抵抗を増大させることなく、また、クランクケースをクランクウエブの径方向に拡大することなく、クランク室からのオイルの排出性能を高めることができる。
【００４９】
なお、本発明は、各クランクウエブに対応するようにオイル排出溝を設けることができるという点で、単気筒エンジンにおいて特に有効であるが、適用対象は他気筒エンジンでも良い。この場合も、クランクケースの側壁にオイル排出溝を設けることで、クランクシャフトの回転抵抗を増大させることなくクランク室からのオイルの排出性能を高めることができる。
【００５０】
なお、本発明は上記実施の形態の記載に限定されず、本発明の範囲を逸脱しないで適宜変更して実施することができる。例えば、上記実施の形態において、オイル排出溝はクランクケースの左右両方の側壁に設けているが、クランクケースにおいて左右一方の側壁にのみ設けても良い。また、上記実施の形態において、クランクウエブは略円盤状であるが、他の形状のクランクウエブを用いても良い。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明に係る単気筒エンジンの潤滑構造は、例えば、自動二輪車のエンジンに有用である。
【符号の説明】
【００５２】
１ 自動二輪車
２ 車体フレーム
３ 前輪
４ 後輪
５ ラジエータ
６ エアクリーナボックス
７ 燃料タンク
８ シート
１０ エンジンユニット
１１０ クランクケース
１１０Ｒ 右クランクケース
１１０Ｌ 左クランクケース
１１１ クランク室
１１２ クランクシャフト
１１３ オイル溜まり室
１１４ オイル排出口
１２０ シリンダ
１２１ ピストン
１２１ａ ピストンピン
１２２ コネクティングロッド（コンロッド）
１２３ 燃焼室
１３０ シリンダヘッド
１３１ 吸気ポート
１３２ 排気ポート
１３３ 吸気バルブ
１３４ 排気バルブ
１４０ ヘッドカバー
１５０ マグネトカバー
１６０ クラッチカバー
ＬＷ１ 左側壁
ＬＷ２ 左前側壁
ＬＷ３ 左後側壁
ＲＷ１ 右側壁
Ｄ１ オイル排出溝
Ｈ１ 開口
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、自動二輪車等に適用される単気筒エンジンの潤滑構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
オイルポンプを用いて潤滑面にオイルを供給する強制潤滑型のエンジンにおいて、ピストンやクランクシャフトを潤滑したオイルは重力によって落下し、クランクケースの下方に設けられたオイル溜まり室に滞留する。オイル溜まり室に滞留したオイルは、オイルポンプによって再度汲み上げられて各部に供給される。
【０００３】
この潤滑構造において、ピストンやクランクシャフトを潤滑したオイルは、オイル溜まり室に向けて落下する際にクランク室を区画する壁とクランクシャフトとの間を通過する。このようなオイルを効率よく排出できないと、クランクシャフトとクランク室との間にオイルが溜まり、クランクシャフトの回転抵抗となってエンジンの出力を低下させる。また、高速に回転するクランクシャフトによってオイルが攪拌されると、オイルに空気が混入することがある。その結果、潤滑部位に油膜切れを起こして、摩耗や焼き付きなどが生じる恐れがある。
【０００４】
これらの問題を解消するため、クランク室からのオイルの排出性能を高めた潤滑構造が提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に係る潤滑構造では、クランクシャフトの回転方向に沿ってオイル排出口より下流側で、クランクケースの内面とクランクウエブの外周との間隔を狭くしている。これにより、オイル排出口を通過して回転方向の下流側に流れるオイルの量を制限し、クランク室からのオイルの排出性能を高めている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−２８２８２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述した潤滑構造では、回転方向の下流側においてクランクケースの内面とクランクウエブの外周との間隔が狭くなっているため、オイルの引きずり抵抗によりクランクシャフトの回転抵抗はかえって増大してしまう。このため、上述した潤滑構造を適用する場合、エンジンの出力を最大化することが難しい。
【０００７】
上述した潤滑構造においてオイルの引きずり抵抗を低減しつつオイル排出性能を高めるために、径方向においてクランクケースの内面とクランクウエブの外周との間隔を広げることが考えられる。この場合、特に、回転方向上流側ではオイル排出経路を確保するため、径方向においてクランクケースの内面とクランクウエブの外周との間隔を十分に広くとることが必要になる。このように、クランクウエブの径方向においてオイル排出経路を確保しようとすれば、クランクウエブの径方向においてクランクケースを大幅に拡大しなくてはならないため、エンジンが大型化してしまうという問題が生じる。
【０００８】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、クランクシャフトの回転抵抗を増大させることなく、また、クランクケースをクランクウエブの径方向に拡大することなく、クランク室からのオイルの排出性能を高めることが可能な単気筒エンジンの潤滑構造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】
【０００９】
本発明の単気筒エンジンの潤滑構造は、回転軸に対して垂直な側面を備えたクランクウエブを有するクランクシャフトと、前記クランクシャフトを収容するクランク室及び前記クランク室の下方においてオイル排出口を通じて前記クランク室と連通するオイル溜まり室が設けられたクランクケースと、を備え、前記クランク室において前記クランクウエブの側面と対向する前記クランクケースの側壁に、前記クランクウエブから飛散するオイルを前記オイル溜まり室に排出させるオイル排出溝が設けられていることを特徴とする。
【００１０】
この構成によれば、クランクウエブの側面と対向するクランクケースの側壁にオイル排出溝が設けられているため、クランクウエブから飛散するオイルを効率よくクランク室から排出してクランクシャフトとクランク室との間に溜まるオイルの量を十分に低減できるようになる。また、この構成では、クランクケースの内面とクランクウエブの外周面との間隔を狭くする必要がないため、これによって生じるクランクシャフトの回転抵抗の増大を防止できる。さらに、この構成では、クランクウエブの側面と対向するクランクケースの側壁にオイル排出溝を設けているため、クランクケースとクランクウエブとの間隔を広げる必要がなく、クランクウエブの径方向においてクランクケースを拡大しなくても済む。このように、本発明に係る単気筒エンジンの潤滑構造は、クランクシャフトの回転抵抗を増大させることなく、また、クランクケースをクランクウエブの径方向に拡大することなく、クランク室からのオイルの排出性能を高めることができる。
【００１１】
本発明の単気筒エンジンの潤滑構造において、前記クランクウエブの形状は円盤状であり、前記オイル排出溝は、前記クランクウエブの外周部と対応する領域において、前記クランクシャフトの回転軸を中心とする円孤状に設けられていることが好ましい。この構成によれば、オイル排出溝がクランクウエブの外周部と対応する領域に設けられているため、クランクシャフトの回転によってクランクウエブの外周部から飛散するオイルを、オイル排出溝を通じて効率よく排出することができる。
【００１２】
本発明の単気筒エンジンの潤滑構造において、前記オイル排出溝は、前記クランクケースの側壁の端部まで設けられていることが好ましい。この構成によれば、オイル排出溝がクランクケースの側壁の端部まで設けられているため、オイル排出溝の容積が大きくなり、多量のオイルを効率よく排出することができる。
【００１３】
本発明の単気筒エンジンの潤滑構造において、前記オイル排出溝は、前記オイル溜まり室に向かうにつれて車幅方向に深くなるように設けられていることが好ましい。この構成によれば、オイルが溜まりやすいオイル溜まり室側においてオイル排出溝が深く形成されているため、オイルを効率よく排出することができる。
【００１４】
本発明の単気筒エンジンの潤滑構造において、前記オイル排出溝は、前記クランクシャフトの回転軸より下方に設けられていることが好ましい。この構成によれば、オイル排出溝がクランクシャフトの回転軸より下方に設けられているため、オイル排出溝からクランクシャフトへのオイルの再付着を防ぎ、オイルの排出性能を高めることができる。
【００１５】
本発明の単気筒エンジンの潤滑構造において、前記オイル排出溝は、前記クランクシャフトの回転方向に沿って前記オイル排出口より上流側に設けられていることが好ましい。この構成によれば、オイル排出溝がオイル排出口より上流側に設けられており、上流側から流れるオイルがオイル排出溝を通じてオイル排出口から排出されるため、オイルの排出性能を高めることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、クランクシャフトの回転抵抗を増大させることなく、また、クランクケースをクランクウエブの径方向に拡大することなく、クランク室からのオイルの排出性能を高めることが可能な単気筒エンジンの潤滑構造を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本実施の形態に係る自動二輪車の外観を示す左側面図である。
【図２】本実施の形態に係るエンジンユニットの外観を示す左側面図である。
【図３】本実施の形態に係るエンジンユニットを図５のＩＩ−ＩＩ線で切断した断面図である。
【図４】本実施の形態に係るエンジンユニットの分解斜視図である。
【図５】クランク室にクランクシャフトを格納した状態のエンジンユニットを図２のＩ−Ｉ線で切断した断面模式図である。
【図６】クランクケースを図５のＩＩＩ−ＩＩＩ線で切断した断面図である。
【図７】クランクシャフトを取り外した状態の左クランクケースを拡大して示す右側面図である。
【図８】左クランクケースの右側面を斜め後方から見た斜視図である。
【図９】オイル排出溝の構成を示す模式図である。図９Ａは図７のＡＡ矢視断面を示し、図９Ｂは図７のＢＢ矢視断面を示し、図９Ｃは図７のＣＣ矢視断面を示し、図９Ｄは図７のＤＤ矢視断面を示す。
【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添付図面を参照して詳細に説明する。なお、以下において、本発明に係る単気筒エンジン（以下、単にエンジンという）の潤滑構造をオフロードタイプの自動二輪車のエンジンに適用した例について説明するが、適用対象はこれに限定されることなく変更可能である。例えば、本発明に係る単気筒エンジンの潤滑構造を、他のタイプの自動二輪車、四輪車、船舶等のエンジンに適用しても良い。
【００１９】
本実施の形態に係る自動二輪車全体の構成について説明する。図１は、本実施の形態に係る自動二輪車の左側面図である。なお、図面においては、車体前方を矢印ＦＲ、車体後方を矢印ＲＲでそれぞれ示す。
【００２０】
図１に示されるように、自動二輪車１は、自動二輪車１の各構成を搭載する鋼製又はアルミ合金製の車体フレーム２を備えている。車体フレーム２のメインフレーム２１は、車体フレーム２の前端に位置するヘッドパイプ２２から後方に向けて左右に分岐し、車体後方に向かって斜め下方に傾斜して延在している。また、ヘッドパイプ２２から略下方に延びるダウンチューブ２３は、車体下部においてロアフレーム２４として左右に分岐している。左右のロアフレーム２４はさらに下方に延びた後、車体後方に向かって曲げられており、その後端が左右のボディフレーム２５を介してメインフレーム２１の左右後端と連結されている。
【００２１】
車体フレーム２の前端には、ヘッドパイプ２２に設けられたステアリングシャフト（不図示）を介してフロントフォーク３１が回転可能に支持されている。ステアリングシャフトの上端にはハンドルバー３２が結合されており、ハンドルバー３２の両端にはグリップ３３が装着されている。ハンドルバー３２の左前方にはクラッチレバー３４が配置されており、ハンドルバー３２の右前方には前輪３用のブレーキレバー（不図示）が配置されている。フロントフォーク３１の下部には、前輪３が回転可能に支持されている。前輪３には、前輪用のブレーキを構成するブレーキディスク３５が設けられている。
【００２２】
車体フレーム２のボディフレーム２５には、スイングアーム４１が上下方向に揺動可能に連結されており、車体フレーム２とスイングアーム４１との間にはサスペンション４２が取り付けられている。スイングアーム４１の後部には、後輪４が回転可能に支持されている。後輪４の左側には、リヤスプロケット（ドリブンスプロケット）４３が設けられており、チェーン４４によってエンジンの動力が後輪４に伝達されるよう構成されている。後輪４の右側には、後輪用のブレーキを構成するブレーキディスク（不図示）が設けられている。
【００２３】
車体フレーム２のメインフレーム２１、ダウンチューブ２３、ロアフレーム２４、及びボディフレーム２５により略囲まれる空間の下方寄りの位置には、駆動源となる水冷式のエンジンユニット１０が搭載されている。エンジンユニット１０の前方には放熱器であるラジエータ５が配置されており、エンジンユニット１０の後方には空気中の粉塵を分離して捕集するフィルタを備えたエアクリーナボックス６が配置されている。また、エンジンユニット１０の上方には燃料が格納される燃料タンク７が配置されており、燃料タンク７の後方には座部となるシート８が配置されている。シート８の下方にはフットレスト８１が設けられている。車体左側のフットレスト８１の前方にはシフトペダル８２が設けられており、車体右側のフットレスト８１の前方には後輪４用のブレーキペダル（不図示）が設けられている。
【００２４】
エンジンユニット１０は、クランクシャフトの回転軸を車幅方向に対して平行に配置した横置きクランク式の４ストローク（４サイクル）単気筒エンジンとトランスミッション（変速機）とからなる。エンジンユニット１０には、エアクリーナボックス６、インテークパイプ等を通じて空気が取り込まれ、燃料噴射装置にて空気と燃料とが混合されて燃焼室に供給される。燃焼後の燃焼ガスは、エンジンユニット１０の右側面において後方に延出されたエキゾーストパイプ（不図示）を経てマフラ１０１から排気ガスとして排出される。
【００２５】
次に、本実施の形態に係る潤滑構造を備えたエンジンユニット１０の概略について説明する。図２は、本実施の形態に係るエンジンユニット１０の全体構成を示す側面図である。図３は、本実施の形態に係るエンジンユニット１０の部分断面図である。図３においては、図５のＩＩ−ＩＩ矢視断面を示している。図４は、本実施の形態に係るエンジンユニット１０の分解斜視図である。なお、図３及び図４では構成の一部を省略して示している。
【００２６】
図２に示すように、エンジンユニット１０は、クランクケース１１０上に略筒状に構成されたシリンダ１２０が配置され、シリンダ１２０にはシリンダヘッド１３０及びヘッドカバー１４０が取り付けられている。クランクケース１１０の左側面にはマグネトカバー１５０が取り付けられている。また、図４に示すように、クランクケース１１０の右側面にはクラッチカバー１６０が取り付けられている。クランクケース１１０は、車幅方向に垂直な平面において左右に分割される右クランクケース１１０Ｒと左クランクケース１１０Ｌとで構成されている。右クランクケース１１０Ｒと左クランクケース１１０Ｌとの間にクランク室１１１が形成される。
【００２７】
図３に示すように、クランクケース１１０内のクランク室１１１には、回転軸が車幅方向に対して平行に配置されるようにクランクシャフト１１２が収容されている。クランクシャフト１１２は、回転軸に対して略垂直な側面を有する略円盤状のクランクウエブ１１２ａ、１１２ｂと、クランクウエブ１１２ａ及び１１２ｂを連結するクランクピン１１２ｃとを含んで構成されている（図４参照）。シリンダ１２０の内側の筒状空間には、ピストン１２１がシリンダ軸線方向（上下方向）に往復可能に収容されている。ピストン１２１とクランクシャフト１１２とは、ピストン１２１の往復運動がクランクシャフト１１２の回転運動に変換されるようにコネクティングロッド（コンロッド）１２２を介して接続されている。ピストン１２１はピストンピン１２１ａを介してコネクティングロッド１２２の小端部と連結されており、クランクシャフト１１２はクランクピン１１２ｃを介してコネクティングロッド１２２の大端部と連結されている。
【００２８】
シリンダヘッド１３０内には、シリンダ１２０の内壁面、シリンダヘッド１３０の下面及びピストン１２１の上面によって囲まれる燃焼室１２３に空気を送り込む吸気ポート１３１と、燃焼室１２３外に燃焼ガスを排出する排気ポート１３２とが形成されている。また、シリンダヘッド１３０には、吸気ポート１３１を開閉する吸気バルブ１３３と、排気ポート１３２を開閉する排気バルブ１３４とが設けられている。シリンダヘッド１３０の下面には点火プラグ（不図示）が突出するように配置されており、燃焼室１２３内の混合気を電気放電により着火可能になっている。
【００２９】
エンジンユニット１０の吸排気機構の形式は、吸気側と排気側とで独立した２本のカムシャフトを有するＤＯＨＣ（Ｄｏｕｂｌｅ Ｏｖｅｒｈｅａｄ Ｃａｍｓｈａｆｔ）である。２本のカムシャフトは、それぞれ対応する吸気バルブ１３３又は排気バルブ１３４の開閉タイミングに応じた形状のカムを備えており、カムシャフトの回転軸がシリンダヘッド１３０の上部において車幅方向に対して平行になるように配置されている。カムシャフトの一端側は、スプロケット、カムチェーン等の動力伝達機構を介してクランクシャフト１１２に連結されている。これにより、クランクシャフト１１２の回転力がカムシャフトに伝達され、クランクシャフト１１２の回転に対応するよう吸気バルブ１３３及び排気バルブ１３４が開閉する。
【００３０】
上述のような４ストロークで動作するエンジンユニット１０において、ピストン１２１が下降する際に吸気バルブ１３３が開き、インテークパイプ１７０及び吸気ポート１３１を通じて混合気が燃焼室１２３に送り込まれる（吸気行程）。その後、吸気バルブ１３３が閉じ、ピストン１２１が上昇して混合気を圧縮する（圧縮行程）。ピストン１２１が上死点に到達すると、点火プラグによって点火されて圧縮された混合気が燃焼する（燃焼行程）。混合気の燃焼によって燃焼室１２３内の圧力が増大するとピストン１２１が下降する。ピストン１２１の下降運動は、コネクティングロッド１２２を介してクランクシャフト１１２に伝達され、クランクシャフト１１２が回転する。その後、ピストン１２１が下死点まで下降して慣性によって再度上昇に転じる際に、排気バルブ１３４が開いて排気ポート１３２から燃焼ガスが排出される（排気行程）。シリンダヘッド１３０が備える吸気バルブ１３３及び排気バルブ１３４を含む動弁装置は、このような動作を可能にしている。
【００３１】
上述したピストン１２１やクランクシャフト１１２などの可動部品、及び可動部品と接触するシリンダ１２０などの部品の表面は、摩耗、焼き付きを防ぐためにエンジンオイルで潤滑されている。ピストン１２１、クランクシャフト１１２、シリンダ１２０などを潤滑したエンジンオイルは重力によって落下し、クランク室１１１の底部に集まるようになっている。図３及び図４に示すように、クランク室１１１の底部には、落下したエンジンオイルを滞留するオイル溜まり室１１３が設けられている。オイル溜まり室１１３は、オイル排出口１１４を介してクランク室１１１と連通している。
【００３２】
図５は、クランク室１１１にクランクシャフト１１２を格納した状態のエンジンユニット１０の断面を示す模式図である。図５においては、図２のＩ−Ｉ矢視断面を示している。図５は、クランクシャフト１１２の回転軸を通過する位置での縦方向の断面を示している。クランクウエブ１１２ａ、１１２ｂは、回転軸に対して垂直な方向に広がる円盤形状（円柱形状）に構成されており、回転軸方向の側面（例えば、左側面ＬＳ１、右側面ＲＳ１）、及び径方向外側の外周面ＯＳ１、ＯＳ２を有している。
【００３３】
クランクウエブ１１２ａの左側面ＬＳ１、及びクランクウエブ１１２ｂの右側面ＲＳ１は、それぞれクランク室１１１を区画するクランクケース１１０の壁面と対向している。具体的には、クランクウエブ１１２ａの左側面ＬＳ１（車幅方向外側の側面）は、左クランクケース１１０Ｌにおいて車幅方向に垂直に延在する左側壁ＬＷ１の右側面（車幅方向内側の側面）と対向している。また、クランクウエブ１１２ｂの右側面ＲＳ１（車幅方向外側の側面）は、右クランクケース１１０Ｒにおいて車幅方向に垂直に延在する右側壁ＲＷ１の左側面（車幅方向内側の側面）と対向している。
【００３４】
ピストン１２１、クランクシャフト１１２、シリンダ１２０などを潤滑したエンジンオイルは、クランクケース１１０とクランクシャフト１１２との隙間を通じてオイル溜まり室１１３に流れ込む。オイル溜まり室１１３にエンジンオイルが流れ込む過程においてエンジンオイルがクランクシャフト１１２とクランクケース１１０との間に溜まると、クランクシャフト１１２の回転抵抗が増大してしまう。また、クランクシャフト１１２とクランクケース１１０との間に溜まるエンジンオイルが高速に回転するクランクシャフトによって攪拌されると、オイルに空気が混入することがある。その結果、潤滑部位に油膜切れを起こして、摩耗や焼き付きなどが生じる恐れがある。
【００３５】
そこで、本実施の形態に係る潤滑構造では、エンジンオイルをクランク室１１１から速やかに排出してクランクシャフト１１２に多量のエンジンオイルが付着しないように、クランク室１１１を区画するクランクケース１１０の側壁にオイル排出用の溝を設ける。以下、本実施の形態に係る単気筒エンジンの潤滑構造についてより詳細に説明する。
【００３６】
図６は、クランク室１１１にクランクシャフト１１２を格納した状態のクランクケース１１０の断面図である。図６においては、図５のＩＩＩ−ＩＩＩ矢視断面を示している。図７は、クランクシャフト１１２を取り外した状態の左クランクケース１１０Ｌを拡大して示す右側面図である。図８は、図７に示す左クランクケース１１０Ｌの右側面を斜め後方から見た斜視図である。図６から図８に示すように、左クランクケース１１０Ｌは、車幅方向に対して略垂直な方向及び車体の前後方向に延在する左側壁ＬＷ１と、左側壁ＬＷ１の前端部において車体の上下方向及び車幅方向に延在する左前側壁ＬＷ２と、左側壁ＬＷ１の後端部において車体の上下方向及び車幅方向に延在する左後側壁ＬＷ３とを含んで構成されている。クランク室１１１は、これら左側壁ＬＷ１、左前側壁ＬＷ２、左後側壁ＬＷ３によって区画されている。
【００３７】
左クランクケース１１０Ｌの左側壁ＬＷ１には、クランクシャフト１１２の回転軸が挿通される略円形の開口Ｈ１が設けられている。左側壁ＬＷ１において、開口Ｈ１の径方向外側の領域は略平坦になっており、当該領域の側面が、クランクウエブ１１２ａの左側面ＬＳ１と対向するようになっている。左側壁ＬＷ１において、開口Ｈ１の径方向外側かつ左前側壁ＬＷ２より内側（クランク室１１１側）の位置には、車幅方向に所定の深さを有するオイル排出溝Ｄ１がクランクシャフト１１２の回転軸を中心とする略円孤状に設けられている。オイル排出溝Ｄ１はオイル排出口１１４を介してオイル溜まり室１１３に連なっており、クランクウエブ１１２ａなどから飛沫となって飛ばされる（飛散する）エンジンオイルをオイル溜まり室１１３に向けて排出することができるようになっている。左クランクケース１１０Ｌの左側壁ＬＷ１がオイル排出溝Ｄ１を備えることで、クランクウエブ１１２ａから飛散するエンジンオイルを効率良くクランク室１１１から排出できる。
【００３８】
オイル排出溝Ｄ１は、図６に示す側面視において、クランクウエブ１１２ａの外周面ＯＳ１を含む外周部と重なるように設けられている。クランクウエブ１１２ａに付着したエンジンオイルは、クランクシャフト１１２の遠心力を受けてクランクウエブ１１２ａの外側に移動し、クランクウエブ１１２ａの外周部から飛散する。このため、オイル排出溝Ｄ１をクランクウエブ１１２ａの外周部と対応する位置に設けることで、クランクウエブ１１２ａの外周部から飛散するエンジンオイルを効率よく収集してオイル溜まり室１１３に排出できるようになる。なお、本実施の形態において、オイル排出溝Ｄ１の側面視における形状を、クランクシャフト１１２の回転軸を中心とする略円孤状にしているが、直線状にしても良い。
【００３９】
オイル排出溝Ｄ１は、クランクウエブ１１２ａの外周部と対応する位置から左側壁ＬＷ１の端部に至るまでの領域に形成されている。より具体的には、図６に示す側面視において、オイル排出溝Ｄ１は、その外側の縁が左前側壁ＬＷ２の内側の側面を含む円筒状の曲面内に位置するように、クランクシャフト１１２の径方向に幅広な態様で形成されている。このように、オイル排出溝Ｄ１を左側壁ＬＷ１の端部まで形成することで、オイル排出溝Ｄ１が幅広になってその容積が大きくなり、多量のエンジンオイルを効率良く排出することができる。
【００４０】
また、オイル排出溝Ｄ１は、クランクシャフト１１２の回転軸より下方に設けられている。言い換えれば、オイル排出溝Ｄ１は、クランクシャフト１１２の回転軸が挿通される略円形の開口Ｈ１の中心より下方に設けられている。オイル排出溝Ｄ１をクランクシャフト１１２の回転軸より上方に設ける場合、オイル排出溝Ｄ１を流れるエンジンオイルがオイル排出溝Ｄ１から流れ出て、エンジンオイルの排出性能が低下することがある。また、オイル排出溝Ｄ１から流れ出た多量のエンジンオイルがクランクシャフト１１２に再付着すると、クランクシャフト１１２の回転抵抗の増大、エンジンオイルへの空気の混入などの問題が再発する恐れがある。これに対し、本実施の形態のように、オイル排出溝Ｄ１をクランクシャフト１１２の回転軸より下方に設けることで、オイル排出溝Ｄ１からエンジンオイルが流れ出ることを防止してエンジンオイルの排出性能を高め、上述した問題の再発を抑制できる。
【００４１】
さらに、オイル排出溝Ｄ１は、クランクシャフト１１２の回転方向に沿ってオイル排出口１１４より上流側に設けられている。図６に示す断面視において、クランクシャフト１１２の回転方向は時計回りの方向（回転方向Ｒ）である。ここで、時計回り（反時計回り）とは、車体の右側から見た場合（図６、図７、図８等参照）の回転方向をいうものとする。この場合、オイル排出溝Ｄ１は、オイル排出口１１４より前方に位置することになる。エンジンオイルは、主に、クランクシャフト１１２の回転方向Ｒに沿ってオイル排出口１１４より上流側からオイル排出口１１４に向かって流れ込む。このため、オイル排出溝Ｄ１をオイル排出口１１４より上流側に設けることで、エンジンオイルの排出性能を高めることができる。なお、クランクシャフトの回転方向が反時計回りの場合には、オイル排出溝Ｄ１は、オイル排出口１１４より後方に設けることになる。
【００４２】
図９は、左クランクケース１１０Ｌにおいて形成されるオイル排出溝Ｄ１の構成を示す模式図である。図９Ａは図７のＡＡ矢視断面を示し、図９Ｂは図７のＢＢ矢視断面を示し、図９Ｃは図７のＣＣ矢視断面を示し、図９Ｄは図７のＤＤ矢視断面を示す。
【００４３】
図９Ａ〜図９Ｄに示すように、オイル排出溝Ｄ１は、その上方において車幅方向に浅く、下方において徐々に深くなるように設けられている。すなわち、オイル排出溝Ｄ１は、オイル溜まり室１１３に向かうにつれて車幅方向に深くなるように構成されており、オイル排出溝Ｄ１において、車幅方向の壁面ＷＤ１は鉛直方向Ｖ１から所定の角度で傾斜している。このように、下方において徐々に深くなるようなオイル排出溝Ｄ１を設けることで、クランクシャフト１１２の遠心力とピストン１２１の下降時の圧力波との影響で壁面に沿って流れるオイルを、クランクウエブ１１２ａ、１１２ｂから離れるようにガイドすることができる。これにより、クランクウエブ１１２ａ、１１２ｂによるエンジンオイルの攪拌を抑制して、エンジンオイルの排出効率を高めることができる。
【００４４】
同様のオイル排出溝は、右クランクケース１１０Ｒにも設けられている。すなわち、クランクウエブ１１２ｂの右側面ＲＳ１と対向する右クランクケース１１０Ｒの右側壁ＲＷ１にもオイル排出溝が設けられている。詳細は、左クランクケース１１０Ｌに設けられるオイル排出溝Ｄ１と同様である。
【００４５】
このように構成された単気筒エンジンの潤滑構造において、クランクシャフト１１２に付着したエンジンオイルは、クランクシャフト１１２の回転による遠心力を受けてクランクウエブ１１２ａ及び１１２ｂの径方向外側に移動する。そして、クランクウエブ１１２ａ及び１１２ｂの外周面ＯＳ１及びＯＳ２を含む外周部から、クランクシャフト１１２の径方向外側に向かって飛沫となって飛び、一部がクランクケース１１０の左側壁ＬＷ１及び右側壁ＲＷ１に向かって飛散する。飛散したエンジンオイルは、左側壁ＬＷ１に設けられたオイル排出溝Ｄ１及び右側壁ＲＷ１に設けられたオイル排出溝（不図示）を流れ、オイル排出口１１４を通じてオイル溜まり室１１３に流れ込む。このように、上記実施の形態に係る単気筒エンジンの潤滑構造では、エンジンオイルの多くがオイル排出溝Ｄ１を通じてオイル溜まり室１１３に流れるように構成されているため、エンジンオイルの排出性能を高め、クランクシャフト１１２と接触するエンジンオイルの量を十分に低減することができる。
【００４６】
また、上記実施の形態に係る単気筒エンジンの潤滑構造では、オイル排出溝Ｄ１をクランクウエブ１１２ａ、１１２ｂの側面側に配置している。オイル排出溝Ｄ１をクランクケース１１０の側壁に設けると、オイル排出溝Ｄ１がオイルの主な排出経路として機能する。この場合、径方向におけるクランクウエブ１１２ａ、１１２ｂとクランクケース１１０との隙間は、オイルの引きずり抵抗が大きくなり過ぎない範囲において十分に小さくできる。つまり、クランクウエブの径方向におけるクランクケースのサイズを十分に小さくできる。
【００４７】
一方、クランクウエブとクランクケースとの径方向における隙間をオイルの主な排出経路とする場合、オイル排出性能を十分に高めるためには、クランクウエブとクランクケースとの隙間を大きくしなくてはならない。特に、回転方向上流側では、排出経路を確保するため、径方向においてクランクケースの内面とクランクウエブの外周との間隔を十分に広くとることが必要になる。その結果、クランクケースがクランクウエブの径方向に拡大してエンジンが大型化してしまう。本実施の形態に係る潤滑構造では、オイル排出溝Ｄ１をクランクウエブ１１２ａ、１１２ｂの側面側に配置しているため、このような問題を解消できる。
【００４８】
以上のように、本発明に係る単気筒エンジンの潤滑構造によれば、クランクウエブの側面と対向するクランクケースの側壁にオイル排出溝が設けられているため、クランクウエブから飛散するオイルを効率よくクランク室から排出してクランクシャフトに接触するオイルの量を十分に低減できるようになる。また、この潤滑構造では、クランクケースの内面とクランクウエブの外周面との間隔を狭くする必要がないため、これによって生じるクランクシャフトの回転抵抗の増大を防止できる。さらに、この構成では、クランクウエブの側面と対向するクランクケースの側壁にオイル排出溝を設けているため、クランクケースとクランクウエブとの間隔を広げる必要がなく、クランクウエブの径方向においてクランクケースを拡大しなくても済む。このように、本発明に係る単気筒エンジンの潤滑構造は、クランクシャフトの回転抵抗を増大させることなく、また、クランクケースをクランクウエブの径方向に拡大することなく、クランク室からのオイルの排出性能を高めることができる。
【００４９】
なお、本発明は、各クランクウエブに対応するようにオイル排出溝を設けることができるという点で、単気筒エンジンにおいて特に有効であるが、適用対象は他気筒エンジンでも良い。この場合も、クランクケースの側壁にオイル排出溝を設けることで、クランクシャフトの回転抵抗を増大させることなくクランク室からのオイルの排出性能を高めることができる。
【００５０】
なお、本発明は上記実施の形態の記載に限定されず、本発明の範囲を逸脱しないで適宜変更して実施することができる。例えば、上記実施の形態において、オイル排出溝はクランクケースの左右両方の側壁に設けているが、クランクケースにおいて左右一方の側壁にのみ設けても良い。また、上記実施の形態において、クランクウエブは略円盤状であるが、他の形状のクランクウエブを用いても良い。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明に係る単気筒エンジンの潤滑構造は、例えば、自動二輪車のエンジンに有用である。
【符号の説明】
【００５２】
１ 自動二輪車
２ 車体フレーム
３ 前輪
４ 後輪
５ ラジエータ
６ エアクリーナボックス
７ 燃料タンク
８ シート
１０ エンジンユニット
１１０ クランクケース
１１０Ｒ 右クランクケース
１１０Ｌ 左クランクケース
１１１ クランク室
１１２ クランクシャフト
１１３ オイル溜まり室
１１４ オイル排出口
１２０ シリンダ
１２１ ピストン
１２１ａ ピストンピン
１２２ コネクティングロッド（コンロッド）
１２３ 燃焼室
１３０ シリンダヘッド
１３１ 吸気ポート
１３２ 排気ポート
１３３ 吸気バルブ
１３４ 排気バルブ
１４０ ヘッドカバー
１５０ マグネトカバー
１６０ クラッチカバー
ＬＷ１ 左側壁
ＬＷ２ 左前側壁
ＬＷ３ 左後側壁
ＲＷ１ 右側壁
Ｄ１ オイル排出溝
Ｈ１ 開口
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸に対して垂直な側面を備えたクランクウエブを有するクランクシャフトと、前記クランクシャフトを収容するクランク室及び前記クランク室の下方においてオイル排出口を通じて前記クランク室と連通するオイル溜まり室が設けられたクランクケースと、を備え、
前記クランク室において前記クランクウエブの側面と対向する前記クランクケースの側壁に、前記クランクウエブから飛散するオイルを前記オイル溜まり室に排出させるオイル排出溝が設けられていることを特徴とする単気筒エンジンの潤滑構造。
【請求項２】
前記クランクウエブの形状は円盤状であり、
前記オイル排出溝は、前記クランクウエブの外周部と対応する領域において、前記クランクシャフトの回転軸を中心とする円孤状に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の単気筒エンジンの潤滑構造。
【請求項３】
前記オイル排出溝は、前記クランクケースの側壁の端部まで設けられていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の単気筒エンジンの潤滑構造。
【請求項４】
前記オイル排出溝は、前記オイル溜まり室に向かうにつれて車幅方向に深くなるように設けられていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の単気筒エンジンの潤滑構造。
【請求項５】
前記オイル排出溝は、前記クランクシャフトの回転軸より下方に設けられていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の単気筒エンジンの潤滑構造。
【請求項６】
前記オイル排出溝は、前記クランクシャフトの回転方向の前記オイル排出口より上流側に設けられていることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の単気筒エンジンの潤滑構造。
【請求項１】
回転軸に対して垂直な側面を備えたクランクウエブを有するクランクシャフトと、前記クランクシャフトを収容するクランク室及び前記クランク室の下方においてオイル排出口を通じて前記クランク室と連通するオイル溜まり室が設けられたクランクケースと、を備え、
前記クランク室において前記クランクウエブの側面と対向する前記クランクケースの側壁に、前記クランクウエブから飛散するオイルを前記オイル溜まり室に排出させるオイル排出溝が設けられていることを特徴とする単気筒エンジンの潤滑構造。
【請求項２】
前記クランクウエブの形状は円盤状であり、
前記オイル排出溝は、前記クランクウエブの外周部と対応する領域において、前記クランクシャフトの回転軸を中心とする円孤状に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の単気筒エンジンの潤滑構造。
【請求項３】
前記オイル排出溝は、前記クランクケースの側壁の端部まで設けられていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の単気筒エンジンの潤滑構造。
【請求項４】
前記オイル排出溝は、前記オイル溜まり室に向かうにつれて車幅方向に深くなるように設けられていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の単気筒エンジンの潤滑構造。
【請求項５】
前記オイル排出溝は、前記クランクシャフトの回転軸より下方に設けられていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の単気筒エンジンの潤滑構造。
【請求項６】
前記オイル排出溝は、前記クランクシャフトの回転方向の前記オイル排出口より上流側に設けられていることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の単気筒エンジンの潤滑構造。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１３−９６２９２（Ｐ２０１３−９６２９２Ａ）
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２３９２１０（Ｐ２０１１−２３９２１０）
【出願日】平成２３年１０月３１日（２０１１．１０．３１）
【出願人】（０００００２０８２）スズキ株式会社 (3,196)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月３１日（２０１１．１０．３１）
【出願人】（０００００２０８２）スズキ株式会社 (3,196)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]