发动机.pdf

本发明提供一种能够使连杆相对于活塞移动顺畅的发动机。发动机(24)包括：设置于缸(54)内的活塞(64)、曲轴(66)、连杆(72)、设置于连杆的大端部(110)的溅油杆(128)、连结活塞的销座部(98a、98b)与连杆的小端部(108)的活塞销(118)、和曲轴箱(62)。活塞销以能够相对于销座部和连杆转动的方式设置。作为小端部与活塞销的相对部，形成有连杆的前端部侧的第一相对部(122)和连杆的大端部(110)侧的第二相对部(124)，第一相对部的两端(122a、122b)位于比第二相对部的两端(124a、124b)靠活塞销的轴向(C)的内方的位置。

权利要求书
1.  一种发动机，其特征在于，包括：
缸；
设置于所述缸内并且具有销座部的活塞；
将所述活塞的往复运动转换成旋转运动的曲轴；
包含与所述活塞的所述销座部连接的小端部和与所述曲轴连接的 大端部的连杆；
设置于所述连杆的所述大端部的溅油杆；
连结所述销座部与所述连杆的所述小端部的活塞销；和
设置于所述缸并且收纳所述曲轴和所述溅油杆的曲轴箱，
所述活塞销以能够相对于所述销座部和所述连杆转动的方式设 置，
当从与所述活塞销的轴向和所述连杆的轴向均正交的方向观察所 述连杆时，作为所述小端部与所述活塞销的相对部，形成有所述连杆 的前端部侧的第一相对部和所述连杆的所述大端部侧的第二相对部， 在所述活塞销的轴向上，所述第一相对部的两端位于比所述第二相对 部的两端靠所述活塞销的轴向的内方的位置。

2.  如权利要求1所述的发动机，其特征在于：
所述连杆的所述小端部包括所述连杆的前端部侧的第一部分和所 述连杆的所述大端部分侧的第二部分，
当从与所述活塞销的轴向和所述连杆的轴向均正交的方向观察所 述连杆时，所述第一部分的两侧面位于比所述第二部分的两侧面靠所 述活塞销的轴向的内方的位置。

3.  如权利要求2所述的发动机，其特征在于：
所述连杆是铝合金，所述活塞销是铁合金。

4.  如权利要求2或3所述的发动机，其特征在于：
从所述缸的中心轴线方向看，所述销座部与所述小端部的大端部 侧重叠。

说明书发动机
技术领域
本发明涉及发动机，特别涉及进行溅油润滑的OHV发动机。
背景技术
在日本特开2004－218488号公报中公开了这种现有技术的一个例 子。
在日本特开2004－218488号公报中公开的发动机是空冷单缸的四 冲程OHV发动机，贮留在曲轴箱底部的油被形成于连杆的大端部的溅 起(splash)部溅起，该溅起的油与包括雾状的油成分的油雾通过油供 给通道供给至阀室内的吸气排气阀周围。由此，无需使用油泵，就能 润滑吸气排气阀周围。
在这种发动机中，虽然能够用油润滑阀室内的吸气排气阀周围， 但是无法充分地润滑销座(pin boss)部的销孔、连杆的小端部的内面 和活塞销的外周面等活塞的背面周围。因此，连杆相对于活塞的移动 有可能不顺畅。特别是，在省略被嵌入到现有的连杆的小端部的轴瓦 的情况下，该问题变显著。
发明内容
因此，本发明的主要目的在于，提供一种能够使连杆相对于活塞 的移动顺畅的发动机。
根据本发明的某个观点，提供一种发动机，包括：缸；设置于缸 内并且具有销座部的活塞；将活塞的往复运动转换成旋转运动的曲轴； 包含与活塞的销座部连接的小端部和与曲轴连接的大端部的连杆；设 置于连杆的大端部的溅油杆；连结销座部与连杆的小端部的活塞销； 和设置于缸并且收纳曲轴和溅油杆的曲轴箱，活塞销以能够相对于销 座部和连杆转动的方式设置，当从与活塞销的轴向和连杆的轴向均正 交的方向观察连杆时，作为小端部与活塞销的相对部，形成有连杆的 前端部侧的第一相对部和连杆的大端部侧的第二相对部，在活塞销的 轴向上，第一相对部的两端位于比第二相对部的两端靠活塞销的轴向 的内方的位置。
在本发明中，贮留在曲轴箱内的油被形成于连杆的溅油杆(oil  dipper)溅起而供给至活塞的背面。此时，油从销座部与连杆的小端部 之间供给至活塞销的外周面。此处，关于小端部与活塞销的相对部， 第一相对部的两端位于比第二相对部的两端靠活塞销的轴向的内方的 位置，所以根据活塞销的旋转，能够使供给至活塞销的第一相对部侧 的外周面的油浸渍在活塞销与连杆的小端部之间、和活塞销与销座部 之间。即，能够充分润滑销座部的销孔、连杆的小端部的内面和活塞 销的外周面等活塞的背面周围。因此，能够使连杆相对于活塞的移动 顺畅。特别是在省略被嵌入到连杆的小端部的轴瓦的情况下有效。
优选连杆的小端部包括连杆的前端部侧的第一部分和连杆的大端 部分侧的第二部分，当从与活塞销的轴向和连杆的轴向均正交的方向 观察连杆时，第一部分的两侧面位于比第二部分的两侧面靠活塞销的 轴向的内方的位置。像这样，在连杆的小端部，前端部侧的第一部分 的两侧面位于比大端部侧的第二部分的两侧面靠活塞销的轴向的内方 的位置，这意味着在连杆的小端部，与大端部侧相比，前端部侧更细。 在此情况下，能够缩短活塞销的长度，并且能够使活塞的背面的销座 部靠近活塞的中心侧。因此，能够增加活塞的背面的比销座部靠外侧 的位置的油接触面积，所以能够促进活塞的冷却，并且能够抑制活塞 的温度升高。特别是在省略现有的被嵌入到连杆的小端部的轴瓦的情 况下，多数情况下增大连杆的小端部的厚度，但在这种情况下，也能 充分确保活塞背面的油接触面积，并且能够良好地冷却活塞。
另外，优选连杆是铝合金，而活塞销是铁合金。像这样，连杆是 铝合金，而活塞销是铁合金，两者由异质材料构成，由此连杆与活塞 销的相对部的耐胶粘性良好。因此，不需要嵌入到连杆的小端部的价 格昂贵的轴瓦和套筒(bush)等，而且也不需要连杆的小端部的表面 处理，能够降低发动机的制造成本。另外，使销座部靠近活塞的中心 侧，由此从活塞的中心部经由销座部和活塞销到达连杆的传热路径缩 短，并且，由于连杆采用热导率高的铝合金，由此能够使从活塞的中 心部传递而来的高热在连杆中有效地扩散，并且能够促进活塞的冷却。
另外，优选从缸的中心轴线方向看，销座部与小端部的大端部侧 重叠。如现有技术那样，如果从缸的中心轴线方向看，销座部不与连 杆的小端部重叠，则因发动机的爆发力，弯曲载荷从连杆的小端部的 前端部侧向大端部侧作用于活塞销。由此，如果活塞销变形，则从活 塞销对销座部和连杆的局部面压增加。但是，从缸的中心轴线方向看， 如果以销座部与连杆的小端部的大端部侧重叠的方式构成，则即使因 发动机的爆发力，载荷从连杆的小端部的前端部侧想大端部侧作用于 活塞销，也能用连杆的小端部的大端部侧阻止(承受)该载荷，并且 能够抑制活塞销的变形。因此，能够提高活塞、活塞销和连杆的耐久 性。
通过以下结合附图进行的本发明的实施方式的详细说明，本发明 的上述目的及其他的目的、特征、方面和优点将会更加明确。
附图说明
图1是从左前方观察包含本发明的一个实施方式的发动机的发动 机发电机的立体图。
图2是从右后方观察包含本发明的一个实施方式的发动机的发动 机发电机的立体图。
图3是表示发动机的纵截面图解图。
图4A是表示活塞的截面图，图4B是其底面图。
图5A是表示连杆的侧面图，图5B是表示连杆的小端部的局部省 略截面图。
图6是表示在活塞上组装连杆的状态的侧面图。
图7是表示在活塞上组装连杆的状态下的小端部附近局部省略断 面图。
图8A是表示现有的活塞的截面图，图8B是其底面图。
图9是表示在活塞上组装连杆的状态下的现有例的小端部附近的 局部省略断面图。
具体实施方式
下面，参照附图，对本发明的实施方式进行说明。
图1和图2表示包括本发明的一个实施方式的发动机24(后述) 的发动机发电机10。在本说明书中，为了便于说明，在发动机发电机 10中，如图1和图2所示，定义“前后方向”和“左右方向”。因此， 设置有发动机24的一侧为“前方”，设置有发电机26(后述)的一侧 为“后方”，设置有操作面板48(后述)的一侧为“左方”。
发动机发电机10是可移动式的发电机，包括发电机机架(frame) 12。发电机机架12包括：前机架14、后机架16、上机架18、和一对 下机架20、22。前机架14形成为管状且在前视时大致呈倒U字状， 后机架16形成为管状且在后视时大致呈倒U字状，前机架14与后机 架16在各自的两个端部相互连接。上机架18形成为管状并在前后方 向延伸，连结前机架14和后机架16的各自的左上端部。上机架18作 为把持部发挥作用。下机架20形成为板状并在左右方向延伸，连结前 机架14的左右两侧的下部。下机架22形成为板状并在左右方向延伸， 连结后机架16的左右两侧的下部。
在下机架20上设置有发动机24，在下机架22上设置有发电机26。 发动机24与发电机26在前后方向上排列，发动机24和发电机26分 别配置于前侧和后侧，发动机24的曲轴66(后述)与发电机26的旋 转轴(未图示)连接。
发动机24在其前侧包括用于取入外部空气的空气取入部28，在空 气取入部28中内置冷却风扇(未图示)。在空气取入部28的右方设置 空气净化器30。通过冷却风扇的驱动从空气取入部28取入的外部空气 对发动机24进行冷却。另外，在空气取入部28附近设置反冲起动器 (recoil starter)32。
在发动机24的后方且发电机26的右方设置消声器34。来自发动 机24的排气经由消声器34向外部排出。在发动机24的下方设置滤罐 (canister)36。燃料罐38与空气净化器30经由滤罐36连结，来自燃 料罐38的汽油蒸汽被吸附在滤罐36中。
以从上方覆盖发动机24和发电机26的方式设置燃料罐38。在燃 料罐38中收纳供给到发动机24的燃料(在本实施方式中是汽油)。燃 料罐38的右侧部安装于连结前机架14和后机架16的各自的右上端部 的支承架40，燃料罐38的左前部和左后部分别经由支架(bracket)42 和44与前机架14和后机架16连结。
在燃料罐38的左方设置操作箱46。操作箱46包括：操作面板48、 和设置于操作面板48的右方且收纳控制部(未图示)等的收纳盒(case) 50。在收纳盒50的下方设置电池52。
在这种发动机发电机10中，拉动反冲起动器32，由此曲轴66旋 转，发动机24启动。如果发动机24启动，则开始发电机26的发电动 作。来自发电机26的电力能够从操作面板48取出并且能够蓄存在电 池52中。
参照图3对发动机24进行说明。
发动机24例如为空冷式单气缸四冲程发动机，且为缸中心轴线A 在斜方向倾斜的倾斜型的OHV发动机(Over Head Valve Engine，顶阀 式发动机)。发动机24包括缸54。缸54包括：缸体(cylinder body) 56、和安装于缸体56的上端部的缸头(cylinder head)58。在缸头58 的上端部安装缸头盖(cylinder head cover)60。在缸体56的下部设置 曲轴箱62。
在缸体56的内周面设置缸套(cylinder liner)56a，在缸体56内设 置能够相对于缸套56a滑动的活塞64。在曲轴箱62内收纳曲轴66、 与曲轴66联动的凸轮轴68。曲轴66配置在水平方向。曲轴66与凸轮 轴68平行或大致平行地配置。凸轮轴68以不与曲轴66的曲柄臂70 干扰(接触)的方式配置。活塞64与曲轴66通过连杆72连结，活塞 64的往复运动通过曲轴66转换成旋转运动。在曲轴66，设置驱动齿 轮74，在凸轮轴68，设置随着驱动齿轮74的旋转而旋转的被驱动齿 轮76。另外，在曲轴箱62内收纳平衡件(balancer)78，平衡件78与 设置于曲轴66的齿轮80啮合，减少振动。如图3所示，当从观察者 看到曲轴66位于左侧且凸轮轴68位于右侧的方向观察发动机24时， 如箭头B所示曲轴66的旋转方向是逆时针旋转。
从缸体56至缸头58，形成将曲轴箱62内与缸头盖60内的摇臂室 82连通的连通路84。将推杆(push rod)86和设置于推杆86的一端部 的挺杆(tappet)88被插入到连通路84中。挺杆88的前端部(前端部) 在曲轴箱62内与凸轮轴68的凸轮90抵接。推杆86的另一端部与设 置于摇臂室82内的摇臂92抵接，利用摇臂92驱动排气阀94。此外， 图3中虽未图示，但在发动机24内，以与排气阀94用的推杆86、挺 杆88和摇臂92平行或大致平行的方式设置有吸气阀驱动用的推杆、 挺杆和摇臂。
接着，对活塞64和连杆72周边的结构进行说明。
参照图4A和图4B，活塞64包括活塞头(piston head)96。在活 塞头96的下表面，以相对的方式设置有销座部98a、98b。在销座部 98a、98b，分别设置有销孔100a、100b。销孔100a、100b以能够插入 活塞销118(后述)的方式位于同一直线上。在销孔100a、100b，分 别形成有簧环(circlip)120(后述)用的槽102a、102b。另外，在活 塞头96的下表面形成有活塞裙(piston skirt)104。另外，在活塞头96 的下表面形成有多个凹处106a、106b。凹处106a、106b在底视时是I 字状的凹部。凹处106a、106b分别位于活塞头96的径向上的销座部 98a、98b的外侧。通过形成凹处106a、106b，能够增大活塞64的表 面积，活塞64容易冷却。
参照图5A和图5B，连杆72例如由铝合金构成，包括：与活塞 64的销座部98a、98b连接的小端部108、和与曲轴66连接的大端部 110。连杆72的小端部108包括：连杆72的前端部侧的第一部分112、 连杆72的大端部110侧的第二部分114、和连结第一部分112与第二 部分114的弯曲部116。如图5B所示，弯曲部116形成为具有从第二 部分114向第一部分112厚度变小的部分，第一部分112的厚度比第 二部分114的厚度小。
参照图6和图7，销座部98a、98b与连杆72的小端部108通过活 塞销118连结。活塞销118被插入到销座部98a、98b的销孔100a、100b 和连杆72的小端部108。在销孔100a、100b的槽102a、102b中分别 嵌入有簧环120，活塞销118的两端被这些簧环120支承，从而活塞销 118被固定。活塞销118例如由铁合金构成，以能够相对于销座部98a、 98b和连杆72转动的方式设置。
参照图5A、图5B和图7，当从与活塞销118的轴向C和连杆72 的轴向D均正交的方向E观察连杆72时，第一部分112的两侧面112a、 112b位于比第二部分114的两侧面114a、114b靠活塞销118的轴向C 的内方(靠连杆72的轴线)的位置。另外，作为小端部108与活塞销 118的相对部，形成有连杆72的前端部侧的第一相对部122和连杆72 的大端部110侧的第二相对部124。在活塞销118的轴向C上，第一相 对部122的两端122a、122b位于比第二相对部124的两端124a、124b 靠活塞销118的轴向C的内方(靠连杆72的轴线)的位置。
另外，参照图3、图4A和图4B，从缸54的中心轴线A方向(活 塞64的滑动方向)看，销座部98a、98b中的靠近活塞头96的突部126a、 126b(销座部98a、98b的上部)与小端部108的大端部110侧(第二 部分114)重叠。
参照图5A和图6，在连杆72的大端部110设置有溅油杆(oil  dipper)128。溅油杆128例如由铝合金构成。在本实施方式中，溅油 杆128与大端部110的连杆帽(connect rod cap)111一体地压铸(die cast) 成形。参照图3，溅油杆128收纳于曲轴箱62中，在曲轴箱62内收纳 油130。
在这种发动机24中，被形成于连杆72的溅油杆128溅起的油130 直接或者碰到曲轴66和凸轮轴68等而飞散，提供给缸体56、缸头58 和缸头盖60等。由此，润滑曲轴66、凸轮轴68、缸体56和摇臂92 等。
另外，贮留在曲轴箱62内的油130被溅油杆128溅起供给至活塞 64的背面。参照图7，此时，油130从销座部98a、98b与连杆72的 小端部108之间供给至活塞销118的外周面。此处，关于小端部108 与活塞销118的相对部，第一相对部122的两端122a、122b位于比第 二相对部124的两端124a、124b靠活塞销118的轴向C的内方的位置， 所以根据活塞销118的旋转，能够使供给至活塞销118的第一相对部 122侧的外周面的油130浸入活塞销118与连杆72的小端部108之间、 和活塞销118与销座部98a、98b之间。即，能够充分润滑和冷却销座 部98a、98b的销孔100a、100b、连杆72的小端部108的内面和活塞 销118的外周面等活塞64的背面周围。因此，能够使连杆72相对于 活塞64的移动顺畅。特别是在省略被嵌入到现有的连杆的小端部的轴 瓦的情况下有效。
在连杆72的小端部108，前端部侧的第一部分112的两侧面112a、 112b位于比大端部110侧的第二部分114的两侧面114a、114b靠活塞 销118的轴向C的内方的位置，这意味着在连杆72的小端部108，与 大端部110侧相比将前端部侧做细。在此情况下，能够缩短活塞销118 的长度，并且能够使活塞64的背面的销座部98a、98b靠近活塞64的 中心侧。
对这一点进行说明。在图7所示的实施方式中，令从活塞销118 的前端至销座部98a(98b)的上部的活塞销118的轴向C上的距离为 F，从活塞销118的前端至销座部98a(98b)的下部的活塞销118的轴 向C上的距离为G，连杆72的小端部108的前端部侧(第一部分112) 的厚度为H，连杆72的小端部108的大端部110侧(第二部分114) 的厚度为I。同样，在图9所示的现有例中，令从活塞销1的前端至销 座部2a(2b)的上部的活塞销1的轴向上的距离为f，从活塞销1的前 端至销座部2a(2b)的下部的活塞销1的轴向上的距离为g，连杆3 的小端部4的前端部侧的厚度为h，连杆3的小端部4的大端部侧的厚 度为i。在此情况下，在图7所示的实施方式与图9所示的现有例中， 即使设定为F＝f，I＝i，也是G＜g，H＜h，所以与图9所示的现有例 相比，在图7所示的实施方式中，更能够缩短活塞销的全长，并且能 够使销座部靠近活塞的中心侧。
因此，能够增加活塞64的背面的比销座部98a、98b靠径向外侧 的位置的油接触面积(在图4B中用斜线表示的部分)，所以能够促进 活塞64的冷却，能够抑制活塞64的温度升高。特别是在省略现有的 被嵌入到连杆的小端部的轴瓦的情况下，多数情况下增大连杆的小端 部的厚度，在这种情况下，也能充分确保活塞的背面的油接触面积， 能够良好地冷却活塞。
另外，与图9所示的现有例相比，在图7所示的实施方式中，更 能够缩短轴向C上的销座部的长度，能够减少销座部的重量。
连杆72是铝合金，而活塞销118是铁合金，两者由异质材料构成， 由此，连杆72与活塞销118的相对部的耐胶粘性良好。因此，不需要 嵌入到连杆72的小端部108的价格昂贵的轴瓦和套筒(bush)等，而 且，也不需要连杆72的小端部108的表面处理，能够降低发动机24 的制造成本。另外，使销座部98a、98b靠近活塞64的中心侧，由此 从活塞头96上表面的中心部经由销座部98a、98b和活塞销118到达 连杆72的传热路径缩短，并且，由于连杆72采用热导率高的铝合金， 从而能够将从活塞头96上表面的中心部传递而来的高热在连杆72中 有效地扩散，能够促进活塞64的冷却。
如图8A、图8B和图9所示的现有例那样，如果从缸的中心轴线 方向(活塞5的滑动方向)看，销座部2a、2b不与连杆3的小端部4 重叠，则因发动机的爆发力，弯曲载荷从连杆3的小端部4的前端部 侧向大端部侧作用于活塞销1。即，如图9所示，如果爆发载荷P施加 于活塞5，则P/2的载荷分别施加于活塞销1的两侧，载荷集中在活塞 销1中的X1、X2所示的部位。由此，如果活塞销1变形，则从活塞 销1对销座部2a、2b和连杆3的局部面压增加。但是，参照图3、图 4B和图7，如发动机24那样，如果从缸54的中心轴线A方向(活塞 64的滑动方向)看，以销座部98a、98b的上部(突部126a、126b) 与连杆72的小端部108的大端部110侧(第二部分114)重叠的方式 构成，则即使因发动机24的爆发力，载荷从连杆72的小端部108的 前端部侧向大端部110侧作用于活塞销118，也能用连杆72的小端部 108的大端部110侧(第二部分114)阻止(承受)该载荷，能够抑制 活塞销118的变形。即，发动机24的爆发力所引起的活塞销118的弯 曲载荷降低。因此，能够提高活塞64、活塞销118和连杆72的耐久性。
以上，对本发明的优选的实施方式进行了说明，但是，显而易见， 只要不脱离本发明的范围和精神，能够进行各种变更。本发明的范围 仅由所附权利要求书限定。