JP3926151B2 - V-type internal combustion engine - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、1対のバンクの間に形成されるバンク空間内に配置された複数の補機を備えたV型内燃機関に関する。
【0002】
【従来の技術】
V字をなす1対のバンクの間に形成されるバンク空間内に配置された複数の補機を備えたV型内燃機関が、実開昭62−69034号公報に開示されている。このV型エンジン(V型内燃機関)では、1対のバンクにより形成されるV谷部(バンク空間)に、水ポンプおよびパワステポンプが上下方向に並設され、それらが異なる伝動系を介して伝達されるクランク軸の動力により駆動される。
【0003】
また、単一の補機駆動軸に連結された複数の補機を備えた内燃機関が、特開平5−98991号公報に開示されている。後方スラントの直列4気筒のこのエンジン(内燃機関)では、その一例として、エンジンおよびミッションの下方に形成される側面視略三角形状の空間を埋めるように設けられるオイルパンを貫通する補機駆動軸と、オイルパンの一側壁の外側で、補機駆動軸に連結された変速機用オイルポンプおよびパワステポンプと、オイルパンの他側壁の外側で補機駆動軸に連結されたウォータポンプと、オイルパンの他側壁の内側で補機駆動軸に連結されたエンジン用オイルポンプとが設けられる。また、別の例では、オイルパンを貫通する補機駆動軸の一端部に、オイルポンプおよびウォータポンプが連結される。そして、いずれの例においても、クランク軸の駆動力を補機駆動軸に伝達する駆動力伝達手段は、補機駆動軸を駆動するためにクランク軸に設けられた動力取り出しギヤを備え、そしてオイルパン内に配置される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、実開昭62−69034号公報に開示された内燃機関では、水ポンプおよびパワステポンプが上下方向に並設されることから、V字谷の上方でのスペースが減少するため、高さ方向での内燃機関の寸法を増加させないようにするためには、V字谷を利用して配置される他の部品のレイアウト、例えば吸気装置のレイアウトが制約を受ける難点がある。また、水ポンプおよびパワステポンプは、別個の伝動系に連結されるため、クランク軸の動力を両ポンプに伝達する機構の組付工数が多くなっていた。
【0005】
また、特開平5−98991号公報に開示された内燃機関では、複数のポンプが連結される補機駆動軸を駆動するための専用の駆動力伝達手段を設ける必要があることから、クランク軸の動力を複数のポンプに伝達する機構の組付工数が多くなると共に、駆動力伝達手段の部品点数が増加して、コスト高となる難点があった。
【0006】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、V型内燃機関において、補機駆動軸に連結される複数の補機をバンク空間内でコンパクトに、しかも被動部による制約を受けることなく配置することを可能とし、さらに、伝動機構の組付工数を減少させると共に補機駆動軸を駆動するための専用の伝動機構を不要として、コストの削減を図ることを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
請求項1記載の発明は、V字をなす1対のバンクを形成する気筒列と、クランク軸の動力が伝達されるポンププーリが設けられて該クランク軸の軸方向に延びる補機駆動軸と、該補機駆動軸に連結されて駆動されると共に前記1対のバンクの間に形成されるバンク空間内に配置された冷却水ポンプおよびオイルポンプとを備えたV型内燃機関において、前記ポンププーリと前記冷却水ポンプおよび前記オイルポンプとは、前記補機駆動軸の一端部側から、前記ポンププーリ、前記冷却水ポンプ、前記オイルポンプの順、または前記ポンププーリ、前記オイルポンプ、前記冷却水ポンプの順で前記補機駆動軸上に配置され、前記バンク空間外に配置された前記ポンププーリは、機関構成部品に前記クランク軸の動力を伝達する伝動機構に組み込まれ、前記冷却水ポンプの冷却水の流入路が形成されるポンプハウジングが熱伝導性の材料で形成され、前記オイルポンプのポンプ室、前記オイルポンプにより吸入される潤滑油の吸入ポートおよび吐出された潤滑油の油路が、それぞれ前記流入路に近接した位置に設けられるV型内燃機関である。
【0008】
請求項2記載の発明は、請求項1に記載のV型内燃機関において、前記オイルポンプのポンプハウジングが、前記冷却水ポンプの前記ポンプハウジングに結合されて構成されるものである。
請求項3記載の発明は、請求項1または2に記載のV型内燃機関において、前記オイルポンプの前記ポンプハウジングには、オイルフィルタの取付座が一体成形されるものである。
請求項4記載の発明は、請求項1から3のいずれか1項に記載のV型内燃機関において、前記冷却水ポンプの前記ポンプハウジングには、潤滑油が流れる拡大容積部となる油室が前記流入路に近接した位置に形成されるものである。
【0009】
請求項1記載の発明によれば、バンク空間を利用して配置される冷却水ポンプおよびオイルポンプは、クランク軸の軸方向に並設され、補機駆動軸は、該補機駆動軸以外の機関構成部品をクランク軸の動力により駆動するために設けられた伝動機構を利用して、該伝動機構を介して伝達されるクランク軸の動力により駆動される。しかも、ポンププーリにより、バンク空間内で冷却水ポンプおよびオイルポンプの配置が制約を受けることがない。この結果、次の効果が奏される。すなわち、バンク空間内に冷却水ポンプおよびオイルポンプが配置されたV型内燃機関において、ポンププーリと冷却水ポンプおよびオイルポンプとは、補機駆動軸の一端部側から、前記ポンププーリ、前記冷却水ポンプ、前記オイルポンプの順、または前記ポンププーリ、前記オイルポンプ、前記冷却水ポンプの順で補機駆動軸上に配置されることにより、バンク空間を利用して配置された冷却水ポンプおよびオイルポンプがクランク軸の軸方向に並設されるので、バンク空間の上方スペースの減少が抑制されて、該上方スペースに吸気装置などの部品を配置することも可能となり、内燃機関の高さの増加を抑えるときにも、該部品のレイアウトが制約を受けることが少なくなる。しかも、ポンププーリがバンク空間外に配置されることにより、該ポンププーリが、バンク空間内での冷却水ポンプおよびオイルポンプのレイアウトを制約することがないので、両ポンプが軸方向でコンパクトに配置されると共に、バンク空間内を補機の配置空間として効率的に利用できる。さらに、ポンププーリが、機関構成部品にクランク軸の動力を伝達する伝動機構に組み込まれることにより、補機駆動軸は、伝動機構を利用して、該伝動機構を介して伝達されるクランク軸の動力により駆動されるので、クランク軸の動力を補機に伝達する機構の組付工数が減少すると共に、補機駆動軸を駆動するための専用の伝動機構が不要となって、部品点数が減少し、コストが削減される。
さらに、流入路が形成されるポンプハウジングが熱伝導性の材料で形成され、該ポンプハウジングには、流入路に近接した位置に、オイルポンプのポンプ室、オイルポンプにより吸入される潤滑油の吸入ポートおよび吐出された潤滑油の油路がそれぞれ形成されることにより、流入路を流通する冷却水の熱がポンプハウジングを介してポンプ室、吸入ポートおよび油路の潤滑油に伝達されるので、内燃機関の暖機時には効果的に加熱され、暖機完了後は効果的に冷却されるので、暖機時には潤滑油の粘度が大きいことによる機関出力の損失を低減でき、暖機完了後は、軸受部および摺動部での良好な潤滑性を維持できる。
請求項2記載の事項によれば、冷却水ポンプおよびオイルポンプを軸方向でバンク空間内にコンパクトに配置することができる。
請求項3記載の事項によれば、オイルフィルタが取り付けられたオイルポンプをユニットとして内燃機関に組み付けることができるので、オイルフィルタの内燃機関への組付性が向上する。
請求項4記載の事項によれば、冷却水ポンプのポンプハウジングに形成される拡大容積部である油室により、冷却水による潤滑油の加熱および冷却効果が一層増大する。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図1ないし図9を参照して説明する。
図1,図2を参照すると、本発明が適用される多気筒内燃機関Eは、車両の前部に、クランク軸9の回転軸線が車両の左右方向を指向するように搭載される横置きV型4気筒の水冷式4ストローク内燃機関である。内燃機関Eは、第1〜第4気筒21〜24(図4も参照)からなる4つの気筒が、クランク軸9の回転軸線の方向、すなわち軸方向で前後に交互に並設されて構成される前後1対の気筒列がV字をなすシリンダブロック1と、前後の気筒列の上端にそれぞれ結合された1対のシリンダヘッド3と、シリンダブロック1の下端に結合されて、シリンダブロック1と共にクランク軸9を収容するクランク室を形成するロアブロック4と、ロアブロック4の下端に結合されたオイルパン5とを備える。
【0011】
そして、前後の気筒列およびシリンダヘッド3により、V字をなす前後1対のバンクBF,BRが構成され、前バンクBFおよび後バンクBRにより、両バンクBF,BRの間に挟まれた空間であるバンク空間Sが形成される。ここで、シリンダブロック1、シリンダヘッド3、ロアブロック4およびオイルパン5は機関本体を構成する。
【0012】
なお、この実施例において、前後のバンクBF,BRの構造は基本的に同一であるので、以下では、主として、前バンクBFのものについて説明し、後バンクBRで対応する部分には、同一の符号を付し、区別を要するものには必要に応じて添字「R」を付す。
【0013】
各気筒21〜24にはピストン6が摺動自在に嵌合されるシリンダ孔2aが形成され、さらにシリンダブロック1の上部、すなわち上死点でのピストン6の頂面よりもシリンダヘッド3寄りに位置する部分であるヘッド部1aには、気筒21〜24毎にシリンダ孔2aの上端に連なる燃焼室7が形成される。そして、燃焼室7内の燃焼圧力により駆動されてシリンダ孔2a内で往復動するピストン6は、クランク軸9のクランクピン9a(図3参照)に連結されたコンロッド8を介して、クランク軸9を回転駆動する。
【0014】
図3,図4を参照すると、クランク軸9は、そのジャーナル部にて、3つの軸受保持部10に装着されるプレーン軸受からなる主軸受11を介して、ロアブロック4に回転自在に支持される。各軸受保持部10は、ロアブロック4に形成された3つの本体側軸受保持部10aと、本体側軸受保持部10aに対応する位置でロアブロック4の上面にボルトB1により結合される軸受キャップ10bとから構成される。各軸受キャップ10bには、主軸受11の軸受面に潤滑油を供給する油路80が形成される。
【0015】
図1を参照すると、気筒21〜24毎に、燃焼室7に開口する吸気口12bをそれぞれ有する1対の分岐ポート12a(図5参照)を備えた吸気ポート12、および燃焼室7に開口する排気口13bをそれぞれ有する1対の分岐ポート13a(図5参照)を備えた排気ポート13が、ヘッド部1aおよびシリンダヘッド3に渡って形成される。そして、シリンダ孔2aのシリンダ軸線に対してシリンダヘッド3のバンク空間S側(または吸気側)に開口する各吸気ポート12には、吸気管を備えて空気の供給通路を形成する吸気装置14が接続される。一方、前記シリンダ軸線に対してバンク空間S側とは反対側(または排気側)に開口する各排気ポート13には、排気管を備えて燃焼ガスの排出通路を形成する排気装置が接続される。
【0016】
また、シリンダヘッド3には、両分岐ポート12aを通り燃焼室7を指向して燃料を噴射する燃料噴射弁15が取り付けられる。さらに、シリンダヘッド3に設けられた挿入筒に挿入された点火栓16が、燃焼室7のほぼ中心に臨むようにヘッド部1aの取付孔1bに取り付けられる。
【0017】
そして、各気筒21〜24において、吸気ポート12および排気ポート13の各分岐ポート12a,13aには、球状の弁体を有する回動弁からなる吸気弁20および排気弁21が、それぞれシリンダブロック1およびシリンダヘッド3に跨って回動自在に設けられる。
【0018】
図5,図6を参照すると、各吸気弁20は、第1弁体22と、該第1弁体22に軸継手26を介して一体に回動するように連結される第2弁体23とから構成され、同様に各排気弁21は、第1弁体24と、該第2弁体24に軸継手26を介して一体に回動するように連結される第2弁体25とから構成される。
【0019】
ヘッド部1aには、気筒21〜24毎に、吸気弁20および排気弁21の第1,第2弁体22〜25と気密に接触して、燃焼室7側の弁座部を形成する円環状の第1シール27が装着され、シリンダヘッド3には、吸気弁20および排気弁21の第1,第2弁体22〜25と気密に接触して、各吸気弁20または各排気弁21の回動軸線に対して燃焼室7とは反対側の弁座部を形成する円環状の第2シール28が装着される。そして、吸気弁20および排気弁21が全閉位置にあるとき、それら吸気弁20および排気弁21が第1,第2シール27,28に接触することにより、分岐ポート12aおよび分岐ポート13aが閉塞される。
【0020】
各気筒21〜24の吸気弁20および排気弁21は、気筒21〜24毎に設けられた駆動装置Dにより回動される。図5〜図7を参照すると、各気筒21〜24において、その大きさが異なる点を除いて、基本的に同じ構造を有する吸気弁20の第1弁体22および排気弁21の第1弁体24には、回動軸線方向Aでの一端部に、連結軸22b,24bが回動軸線方向Aに突出して一体成形され、シリンダブロック1およびシリンダヘッド3に跨って位置する連結軸22b,24bに駆動装置Dが連結される。
【0021】
駆動装置Dは、伝動機構T(図1参照)を介して伝達されるクランク軸9の動力により回転駆動されるカム軸31と、カム軸31に設けられたカム駒32と、カム駒32の動作を第1弁体22,24に伝達する伝達機構とを備える。そして、該伝達機構は、カム駒32により回動させられる吸気ロッカアーム34および排気ロッカアーム35と、各ロッカアーム34,35の回動運動を第1弁体22,24にそれぞれ伝達する伝達部材46とを備える。
【0022】
図1を参照すると、伝動機構Tは、クランク軸9に結合された駆動プーリ36と、シリンダブロック1に支持されたテンションプーリ37と、前バンクBFのカム軸31に設けられたカムプーリ33と、シリンダブロック1に支持されたアイドルプーリ38と、バンク空間S内に配置された冷却水ポンプ50およびオイルポンプ51(図8参照)を駆動する単一の補機駆動軸52の一端部に結合されたポンププーリ39と、後バンクBRのカム軸31に設けられたカムプーリ33と、それら全てのプーリ36〜39,33に掛け渡された無端の伝動ベルト40とを備える。そして、伝動機構Tは、前記軸方向での前記機関本体の一端部である左端部と、該左端部を覆って該機関本体に油密に結合される伝動室カバー41(図5,図6参照)とにより形成される伝動室Rに収容される。
【0023】
ここで、冷却水ポンプ50は、バンク空間S内に配置された第1,第2補機のいずれか一方を構成し、オイルポンプ51は、該第1,第2補機のいずれか他方を構成する。また、駆動装置Dを構成する伝動機構Tは、機関構成部品であるカム軸31にクランク軸9の動力を伝達するための機構であることから、補機駆動軸52の設けられたポンププーリ39はこの伝動機構Tに組み込まれて、伝動ベルト40を介してクランク軸9の動力が伝達される被動部を構成する。
【0024】
図6を参照すると、カム軸31は、シリンダヘッド3に形成された端部軸受部3aおよび中間軸受部3bに回転自在に支持され、伝動機構Tによりクランク軸9の1/2の回転数で、図1,図7において時計回りの方向に回転駆動される。また、カム軸31の両端部に設けられるカム駒32は、カム軸31の回転軸線方向に隣接して一体成形された吸気カム32aおよび排気カム32bから構成される。
【0025】
図5,図7を併せて参照すると、各ロッカアーム34,35は、その中心部34a,35aの貫通孔に挿通されて、シリンダヘッド3に固定されたロッカ軸42に回動自在に支持される。各ロッカアーム34,35の中心部34a,35aを挟んで、その第1端部34b,35bにはカム32a,32bが摺接するローラ34d,35dが回転自在に支持され、その第2端部34c,35cには、各ロッカアーム34,35のローラ34d,35dを吸気カム32aまたは排気カム32bに接触するように付勢すると共に、吸気弁20または排気弁21を閉弁方向に付勢する戻しバネ43のバネ受けを兼ねる当接片44が当接する。さらに、各ロッカアーム34,35には、第1端部34b,35bおよび第2端部34c,35cの間で、中心部34a,35aから径方向外方に延びる部分に、後述する被動ギヤ46bと噛合する駆動ギヤ34e,35eが形成される。ここで、駆動ギヤ34e,35eおよび被動ギヤ46bは、ヘッド部1aの凹部およびシリンダヘッド3に形成された空洞からなるギヤ室45に収容される。
【0026】
図5,図6を参照すると、伝達部材46は、連結軸22b,24bに圧入などにより一体的に固定される管状の伝達軸46aと、該伝達軸46aに一体成形された被動ギヤ46bとを備える。被動ギヤ46bはロッカアーム34,35に設けられた駆動ギヤ34e,35eと噛合し、吸気ロッカアーム34および排気ロッカアーム35の回動に応じて、連結軸22b,24bが回動させられる。そして、伝達部材46はシリンダブロック1およびシリンダヘッド3に挟持されて固定される支持軸47に保持される球面軸受41により球面支持される。
【0027】
各バンクBF,BRにおける回動軸線方向Aで互いに隣接する2つの気筒21,23;22,24の各々において、吸気弁20および排気弁21の回動軸線方向Aでの他端部は、該2つの気筒21,23;22,24で共有されるシリンダブロック1とシリンダヘッド3とで挟持されることにより、前記機関本体に固定される支持軸49の球状部49aに球面支持される。
【0028】
図8を参照すると、ポンププーリ39、冷却水ポンプ50およびオイルポンプ51は、バンク空間S内で前記軸方向に延びて配置される補機駆動軸52の一端部側、この実施例では左端部側から、ポンププーリ39、冷却水ポンプ50、オイルポンプ51の順で補機駆動軸52上に配置される。
【0029】
冷却水ポンプ50は、補機駆動軸52に結合されたインペラ55を収容するポンプハウジング53と、補機駆動軸52を回転自在に支持する軸受を収容するポンプカバー54とを備え、補機駆動軸52の、ポンプカバー54からの突出部に伝動室R内に位置するポンププーリ39が結合される。シリンダブロック1に一体成形されて、熱伝導性の材料、例えばアルミニウム合金などの金属からなるポンプハウジング53には、その上面にてラジエータに接続される出口側ホース57と接続される流入路58が形成され、さらにはシリンダブロック1の冷却水ジャケット17(図1,図5参照)に連通する流出路(図示されず)が形成される。
【0030】
それゆえ、機関温度に応じて冷却水の流れを制御するサーモスタットが開弁する暖機完了後は、前記ラジエータで冷却された冷却水は、バンク空間S内で後述するオイルフィルタ61を迂回してオイルフィルタ61と後バンクBRとの間で延びる出口側ホース57から流入路58を経て冷却水ポンプ50に吸引され、インペラ55で圧送されて前記流出路を通って冷却水ジャケット17に供給され、冷却水ジャケット17からシリンダヘッド3の冷却水ジャケット18(図1参照)に流入して、それらを冷却した後、入口側ホースを通って前記ラジエータに流入して放熱する。そして、放熱して低温となった冷却水が、出口側ホース57を経て冷却水ポンプ50に吸引されることで、冷却水が前記機関本体および前記ラジエータを循環する。なお、前記サーモスタットが閉弁している暖機時は、シリンダヘッド3の冷却水ジャケット18からの冷却水は、前記ラジエータに流入することなく、バイパス通路を通って、流入路58に流入して、前記機関本体を循環する。
【0031】
一方、トロコイドポンプからなるオイルポンプ51は、ポンプハウジング53にボルトB2により結合されてアウタロータおよび補機駆動軸52に結合されたインナロータの両ロータが収容されるポンプ室60が形成されたポンプハウジング59と、ポンプハウジング53のオイルポンプ51側端部53aで構成されるポンプカバーとを備える。そして、ポンプハウジング53が室壁の一部を構成するポンプ室60は、流入路58に近接した位置に設けられ、流入路58を流れる冷却水の熱がポンプ室60内の潤滑油に効率よく伝達される位置にある。さらに、ポンプハウジング59には、オイルフィルタ61のための取付座59aが一体成形される。なお、ポンプハウジング53内の補機駆動軸52での、流入路58とポンプ室60との間には、オイルシール62が設けられる。
【0032】
ここで、図2〜図4,図7〜図9を参照して、内燃機関の潤滑系について説明する。なお、各バンクBF,BRにおける潤滑系は同様に構成されるため、以下では前バンクBFの潤滑系について主として説明する。
【0033】
先ず図2〜図4を参照する。オイルポンプ51(図7参照)が作動すると、オイルパン5内に貯留された潤滑油は、オイルパン5内に設けられたオイルストレーナ65を経て、その出口部に接続された管により形成される油路66に流入する。油路66の潤滑油は、オイルパン5に形成された孔からなる油路67に流入し、さらにロアブロック4に形成された孔からなる油路68を経て、シリンダブロック1に油路68と一直線状に形成された油路69に流入する。
【0034】
図9を参照すると、第3気筒23(図4参照)の気筒壁の近傍を上下方向に延びる油路69の潤滑油は、第3気筒23のヘッド部1a近傍に形成されて前バンクBFの内側(吸気側)を前記軸方向に延びる油路70に流入し、ポンプハウジング53のポンプハウジング59側端部に形成されて比較的大きな容積を有することで拡大容積部となる油室71を経て、ポンプハウジング53の端部53aに形成された吸入ポート72を通ってポンプ室60に吸入される。ここで、ポンプ室60および油室71は、流入路58に近接した位置に設けられ、流入路58を流れる冷却水の熱が油室71およびポンプ室60内の潤滑油に効率よく伝達される位置にある。
【0035】
図8を併せて参照すると、ポンプ室60から吐出された潤滑油は、ポンプハウジング59に形成された吐出ポート73を経て、取付座59aに形成された環状の入口油路74からオイルフィルタ61に流入する。オイルフィルタ61で異物が取り除かれた潤滑油は、取付座59aの中心部から径方向に延びて形成された出口油路75を経て、両ポンプハウジング53,59に跨って前記軸方向に延びて形成された油路76に流入する。この油路76には、油路76内の油圧が設定圧を越える高圧となったとき開弁して、油路76内の潤滑油をオイルパンに放出するリリーフ弁(図示されず)が設けられる。
【0036】
油路76の潤滑油は、後バンクBRにおいてシリンダブロック1の第2気筒22と第4気筒24との前記軸方向での中央部で前記シリンダ軸線に沿って延びて形成された油路77R(図2参照)を経て、油路78R(図1,図2参照)および油路79に流入する。ここで、油路78Rは、後バンクBRの第2,第4気筒22,24に渡ってヘッド部1aの吸気側を軸方向に延びて形成され、また油路79は、バンク空間Sの底部を構成するシリンダブロック1の部分1cにおいて、クランク軸9の回転軸線を通りバンク空間Sを二分する中心面上を前記軸方向に延びて形成される。
【0037】
油路79の潤滑油は、油路79から分岐するように形成された油路77F(図2参照)、および油路79から3つに分岐するように管により形成される油路80に流入して、主軸受11を潤滑する。また、油路77Fは、前バンクBFにおいてシリンダブロック1の第1気筒21と第3気筒23との前記軸方向での中央部で前記シリンダ軸線に沿って延びて形成され(図5参照)、油路77Fの潤滑油は、前バンクBFの第1,第3気筒21,23に渡ってヘッド部1aの吸気側を軸方向に延びて形成された油路78Fに流入する。ここで、油路77F,77Rは、流入路58に近接した位置を通るように設けられ、流入路58を流れる冷却水の熱が、それら油路77F,77Rの潤滑油に効率よく伝達される位置にある。
【0038】
図5,図6を参照すると、油路77Fの潤滑油は、シリンダブロック1のシリンダヘッド3との合わせ面に形成された油路81に流入し、支持軸49に形成された油路49bを通って、球状部49aの球面に供給されて、第2弁体23,25との摺動部を潤滑する。また、油路49bの潤滑油は、シリンダヘッド3に形成された油路82を通って中間軸受部3bの軸受面に供給される。油路49bの残りの潤滑油は、支持軸49から油路81とは反対側のシリンダブロック1のシリンダヘッド3との合わせ面に形成された油路83に流入し、さらにヘッド部1aに前記シリンダ軸線方向に形成された油路84を通って、ヘッド部1aの排気側で前記軸方向で隣接する第1,第3気筒21,23に渡って形成された戻り油路96に流入する。
【0039】
油路78Fの潤滑油は、ヘッド部1aの前記軸方向での両端部にそれぞれ形成された1対の油路85に流入し、各油路85から駆動装置Dの各摺動部または軸受部に供給される。すなわち、各油路85の潤滑油は、油路85から分岐するようにヘッド部1aに形成された油路86,87を経て、支持軸47の内部に形成された油路88に流入する。油路88の潤滑油は、支持軸47に形成されて径方向に延びる油路89(図5参照)を経ての球面軸受41に供給される。
【0040】
図7を参照すると、油路85の潤滑油は、油路85から分岐するようにヘッド部1aに形成された油路90を経て、シリンダブロック1のシリンダヘッド3との合わせ面に形成された溝からなる油路88(図5も参照)に流入し、さらに油路88から分岐するようにシリンダヘッド3に形成された油路92、油路93および油路94に流入する。カム軸31を支持する端部軸受部3aに開口する油路92に流入した潤滑油は、該端部軸受部3aに供給されて(図6参照)、その軸受面を潤滑する。また、油路93に流入した潤滑油は、吸気ロッカアーム34を枢支するロッカ軸42と吸気ロッカアーム34との摺動部に供給される。同様に、油路94に流入した潤滑油は、排気ロッカアーム35を枢支するロッカ軸42と排気ロッカアーム35との摺動部に供給される。
【0041】
そして、主軸受11や駆動装置Dの各摺動部および軸受部に供給されて、該摺動部の潤滑を終えた潤滑油は、ギヤ室45内で落下または流下して、ギヤ室45の底部に形成された油路95を通って戻り油路96に流出する。そして、その右端部が閉塞される戻り油路96に流入した潤滑油は、その左端部の開口96aから伝動室Rに流出し、さらに伝動室R内で落下または流下して、オイルパン5に還流する。
【0042】
次に、前述のように構成された実施例の作用および効果について説明する。
内燃機関Eが運転されると、伝動機構Tを介して回転駆動されるカム軸31の回転に応じて駆動装置Dが作動し、各気筒21〜24の吸気弁20および排気弁21が所定のタイミングで開閉される。すなわち、図5,図7に示されるように、内燃機関Eの点火順序に従って、ローラ34dが吸気カム32aのリフト部に接触する吸気行程では、該リフト部により吸気ロッカアーム34が戻しバネ43の弾発力に抗して回動されて、さらには駆動ギヤ34eと噛合する被動ギヤ46bと一体に伝達軸46aおよび第1,第2弁体22,23が回動され、吸気弁20が開弁する。そして、ローラ34dが吸気カム32aのベース円部に接触する圧縮、膨張、排気行程では、戻しバネ43の弾発力により、吸気ロッカアーム34が開弁時とは逆方向に回動されて、吸気弁20が閉弁する。
【0043】
また、排気弁21についても、ローラ35dが排気カム32bのリフト部に接触する排気行程では、該リフト部により排気ロッカアーム35が戻しバネ43の弾発力に抗して回動されて、吸気弁20と同様に、駆動ギヤ35eと噛合する被動ギヤ46b、伝達軸46aおよび第1,第2弁体24,25が回動され、排気弁21が開弁する。そして、ローラ35dが排気カム32bのベース円部に接触する吸気、圧縮および膨張行程では、戻しバネ43の弾発力により、排気ロッカアーム35が開弁時とは逆方向に回動されて、排気弁21が閉弁する。
【0044】
そして、駆動装置Dを構成する伝動機構Tに組み込まれたポンププーリ39に伝達されるクランク軸9の動力で回転駆動される補機駆動軸52が、バンク空間S内に配置された冷却水ポンプ50およびオイルポンプ51を駆動する。ここで、ポンププーリ39、冷却水ポンプ50およびオイルポンプ51は、補機駆動軸52の左端部側からポンププーリ39、冷却水ポンプ50、オイルポンプ51の順で補機駆動軸52上に配置されことにより、バンク空間Sを利用して配置された冷却水ポンプ50とオイルポンプ51とがクランク軸9の軸方向に並設されるので、バンク空間Sの上方スペースの減少が抑制されて、該上方スペースに吸気装置14を配置することも可能となり、内燃機関Eの高さの増加を抑えるときにも、該吸気装置14のレイアウトが制約を受けることが少なくなる。しかも、ポンププーリ39が伝動室Rに、すなわちバンク空間S外に配置されることにより、ポンププーリ39が、バンク空間S内での冷却水ポンプ50およびオイルポンプ51のレイアウトを制約することがないので、両ポンプ50,51が前記軸方向でコンパクトに配置されると共に、バンク空間S内を複数の補機の配置空間として効率的に利用できる。さらに、ポンププーリ39が、カム軸31にクランク軸9の動力を伝達する伝動機構Tに組み込まれることにより、補機駆動軸52は、伝動機構Tを利用して、該伝動機構Tを介して伝達されるクランク軸9の動力により駆動されるので、クランク軸9の動力を両ポンプ50,51に伝達する伝動機構Tの組付工数が減少すると共に、補機駆動軸52を駆動するための専用の伝動機構が不要となって、部品点数が減少し、コストが削減される。
【0045】
オイルポンプ51は、そのポンプハウジング59が、ポンプカバーを兼ねるポンプハウジング53に結合されて構成されることにより、この点でも、冷却水ポンプ50およびオイルポンプ51を前記軸方向でバンク空間S内にコンパクトに配置することができる。また、ポンプハウジング59にはオイルフィルタ61の取付座59aが一体成形されることにより、オイルフィルタ61が取り付けられたオイルポンプ51をユニットとして内燃機関Eに組み付けることができるので、オイルフィルタ61の内燃機関Eへの組付性が向上する。
【0046】
さらに、この実施例では、従来に比べて、冷却水による潤滑油の加熱・冷却が効果的に行われるように構成されている。すなわち、ラジエータの出口側ホース57に接続される流入路58が形成されるポンプハウジング53が熱伝導性の材料で形成され、該ポンプハウジング53には、流入路58に近接した位置に、オイルポンプ51のポンプ室60、オイルポンプ51により吸入される潤滑油の吸入ポート72および吐出された潤滑油の油路77F,77Rがそれぞれ形成されることにより、流入路58を流通する冷却水の熱がポンプハウジング53を介してポンプ室60、吸入ポート72および油路77F,77Rの潤滑油に伝達されるので、内燃機関Eの暖機時には効果的に加熱され、暖機完了後は効果的に冷却されるので、暖機時には潤滑油の粘度が大きいことによる機関出力の損失を低減でき、暖機完了後は、軸受部および摺動部での良好な潤滑性を維持できる。しかも、ポンプハウジング53には、流入路58に近接した位置に、比較的大きな容積を有する油室71が形成されるので、冷却水による前述の潤滑油の加熱および冷却効果が一層増大する。
【0047】
以下、前述した実施例の一部の構成を変更した実施例について、変更した構成に関して説明する。
補機駆動軸52に結合される補機は、冷却水ポンプ50、オイルポンプ51などのポンプ、発電機、空調用などのコンプレッサであってもよく、これら補機の2以上の組合せであればよい。また、ポンプハウジング53は、シリンダブロック1に一体成形により形成されたが、シリンダブロック1とは別体の部材から構成されてもよい。
【0048】
吸気弁20および排気弁21は、前記実施例では、2つの球状の弁体を有する回動弁から構成されたが、ポペット弁から構成されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例であるV型内燃機関のベルトカバーを外したときの左側面図である。
【図2】図1のV型内燃機関の右側面図である。
【図3】図2のIII−III線断面図である。
【図4】図1のIV−IV線断面図である。
【図5】図1のV−V矢視図であり、吸気弁および排気弁などの一部を断面で示した図である。
【図6】図7のVI−VI線断面図である。
【図7】図5および図6のVII−VII線断面図である。
【図8】図1のVIII−VIIIでの一部断面図および一部矢視図である。
【図9】オイルフィルタを外したときの図2のIX矢視図である。
【符号の説明】
1…シリンダブロック、21〜24…気筒、3…シリンダヘッド、4…ロアブロック、5…オイルパン、6…ピストン、7…燃焼室、8…コンロッド、9…クランク軸、10…軸受保持部、11…主軸受、12…吸気ポート、13…排気ポート、14…吸気装置、15…燃料噴射弁、16…点火栓、17,18…冷却水ジャケット
20…吸気弁、21…排気弁、22〜25…弁体、26…軸継手、27,28…シール、
31…カム軸、32…カム駒、33…カムプーリ、34,35…ロッカアーム、36…駆動プーリ、37…テンションプーリ、38…アイドルプーリ、39…ポンププーリ、40…伝動ベルト、41…伝動室カバー、42…ロッカ軸、43…戻しバネ、44…当接片、45…ギヤ室、46…伝達部材、47…支持軸、48…球面軸受、49…支持軸、
50…冷却水ポンプ、51…オイルポンプ、52…補機駆動軸、53…ポンプハウジング、54…ポンプカバー、55…インペラ、56…軸受、57…ホース、58…流入路、59…ポンプハウジング、60…ポンプ室、61…オイルフィルタ、62…オイルシール、
65…オイルストレーナ、66〜70…油路、71…油室、72…吸入ポート、73…吐出ポート、74…入口油路、75…出口油路、76,77F,77R,78F,78R,79〜96…油路、
E…内燃機関、BF,BR…バンク、S…バンク空間、B1〜B2…ボルト、D…駆動装置、A…回動軸線方向、T…伝動機構、R…伝動室。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a V-type internal combustion engine including a plurality of auxiliary machines arranged in a bank space formed between a pair of banks.
[0002]
[Prior art]
Japanese Utility Model Laid-Open No. 62-69034 discloses a V-type internal combustion engine having a plurality of auxiliary machines arranged in a bank space formed between a pair of banks forming a V-shape. In this V-type engine (V-type internal combustion engine), a water pump and a power steering pump are arranged in a vertical direction in a V valley portion (bank space) formed by a pair of banks, and these are connected via different transmission systems. Driven by the transmitted crankshaft power.
[0003]
Japanese Patent Laid-Open No. 5-98991 discloses an internal combustion engine including a plurality of auxiliary machines connected to a single auxiliary machine drive shaft. In this inline four-cylinder engine (internal combustion engine) of rear slant, as an example, an auxiliary machine drive shaft that penetrates an oil pan provided so as to fill a space in a substantially triangular shape in a side view formed below the engine and the mission. And an oil pump and a power steering pump connected to the accessory drive shaft on the outside of one side wall of the oil pan, a water pump connected to the accessory drive shaft on the outside of the other side wall of the oil pan, and an oil An engine oil pump connected to the accessory drive shaft inside the other side wall of the pan is provided. In another example, an oil pump and a water pump are connected to one end of an accessory drive shaft that penetrates the oil pan. In any of the examples, the driving force transmission means for transmitting the driving force of the crankshaft to the accessory drive shaft includes a power take-off gear provided on the crankshaft to drive the accessory drive shaft, and the oil Placed in the pan.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the internal combustion engine disclosed in Japanese Utility Model Publication No. 62-69034, since the water pump and the power steering pump are arranged in parallel in the vertical direction, the space above the V-shaped valley is reduced. In order not to increase the size of the internal combustion engine at this point, the layout of other parts arranged using the V-shaped valleys, for example, the layout of the intake device, is limited. Further, since the water pump and the power steering pump are connected to separate transmission systems, the number of assembling steps for the mechanism for transmitting the power of the crankshaft to both pumps has been increased.
[0005]
Further, in the internal combustion engine disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 5-98991, it is necessary to provide a dedicated driving force transmission means for driving an accessory driving shaft to which a plurality of pumps are connected. As the number of assembly steps of the mechanism for transmitting power to a plurality of pumps increases, the number of parts of the driving force transmission means increases, resulting in a high cost.
[0006]
The present invention has been made in view of such circumstances, and in a V-type internal combustion engine, a plurality of auxiliary machines connected to an auxiliary machine drive shaft are made compact in the bank space and restricted by the driven part. It is possible to reduce the cost by reducing the number of assembling steps of the transmission mechanism and eliminating the need for a dedicated transmission mechanism for driving the accessory drive shaft.
[0007]
[Means for Solving the Problems and Effects of the Invention]
According to the first aspect of the present invention, the power of the crankshaft and the cylinder rows forming a pair of banks forming a V shape are transmitted.Pump pulleyAnd an auxiliary machine drive shaft extending in the axial direction of the crankshaft, and connected to the auxiliary machine drive shaft to be driven and disposed in a bank space formed between the pair of banks.Cooling water pumpandOil pumpV-type internal combustion engine comprising:Pump pulleyAnd saidCooling water pumpAnd saidOil pumpFrom the one end portion side of the auxiliary machine drive shaft,Pump pulleyThe aboveCooling water pumpThe aboveOil pumpIn the orderOr the order of the pump pulley, the oil pump, and the cooling water pumpArranged on the accessory drive shaft, and arranged outside the bank space.Pump pulleyIs incorporated in a transmission mechanism that transmits the power of the crankshaft to engine components,A pump housing in which a cooling water inflow path of the cooling water pump is formed is formed of a heat conductive material, a pump chamber of the oil pump, a suction port of lubricating oil sucked by the oil pump, and discharged lubrication Oil passages are provided at positions close to the inflow passages, respectively.This is a V-type internal combustion engine.
[0008]
A second aspect of the present invention is the V-type internal combustion engine according to the first aspect, wherein a pump housing of the oil pump is coupled to the pump housing of the cooling water pump.
According to a third aspect of the present invention, in the V-type internal combustion engine according to the first or second aspect, an oil filter mounting seat is integrally formed in the pump housing of the oil pump.
According to a fourth aspect of the present invention, in the V-type internal combustion engine according to any one of the first to third aspects, the pump housing of the cooling water pump has an oil chamber serving as an enlarged volume portion through which lubricating oil flows. It is formed at a position close to the inflow path.
[0009]
ContractAccording to the invention described in
Further, the pump housing in which the inflow path is formed is formed of a heat conductive material, and in the pump housing, in the position close to the inflow path, the suction chamber for the oil pump sucked by the oil pump By forming the port and the oil passage of the discharged lubricating oil, the heat of the cooling water flowing through the inflow passage is transmitted to the pump chamber, the suction port and the lubricating oil in the oil passage through the pump housing. When the internal combustion engine is warmed up, it is heated effectively, and after it is warmed up, it is cooled effectively, so at the time of warming up, the loss of engine output due to the large viscosity of the lubricating oil can be reduced. Good lubricity can be maintained at the bearing portion and the sliding portion.
According to the second aspect, the cooling water pump and the oil pump can be arranged in the bank space in the axial direction in a compact manner.
According to the third aspect of the present invention, since the oil pump to which the oil filter is attached can be assembled as a unit to the internal combustion engine, the assembly of the oil filter to the internal combustion engine is improved.
According to the fourth aspect of the present invention, the effect of heating and cooling the lubricating oil by the cooling water is further increased by the oil chamber which is an enlarged volume portion formed in the pump housing of the cooling water pump.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to FIGS.
Referring to FIGS. 1 and 2, a multi-cylinder internal combustion engine E to which the present invention is applied is a horizontally mounted V mounted on the front portion of a vehicle so that the rotation axis of the
[0011]
The front and rear cylinder rows and the
[0012]
In this embodiment, the front and rear banks BF, BRIn the following, mainly the previous bank BFExplain what's after Bank BRThe parts corresponding to are given the same reference numerals, and if necessary, the subscript “R".
[0013]
Each
[0014]
Referring to FIGS. 3 and 4, the
[0015]
Referring to FIG. 1,
[0016]
The
[0017]
And each
[0018]
Referring to FIGS. 5 and 6, each
[0019]
The head 1a has a
[0020]
Each
[0021]
The drive device D includes a
[0022]
Referring to FIG. 1, the transmission mechanism T includes a
[0023]
Here, the cooling
[0024]
Referring to FIG. 6, the
[0025]
Referring to FIGS. 5 and 7 together, the
[0026]
5 and 6, the
[0027]
Each bank BF, BRTwo
[0028]
Referring to FIG. 8, the
[0029]
The
[0030]
Therefore, after the warm-up is completed in which the thermostat that controls the flow of the cooling water according to the engine temperature is opened, the cooling water cooled by the radiator bypasses an oil filter 61 (to be described later) in the bank space
[0031]
On the other hand, an
[0032]
Here, the lubricating system of the internal combustion engine will be described with reference to FIGS. 2 to 4 and FIGS. 7 to 9. Each bank BF, BRSince the lubrication system is configured in the same way,FThe lubrication system will be mainly described.
[0033]
Reference is first made to FIGS. When the oil pump 51 (see FIG. 7) is operated, the lubricating oil stored in the
[0034]
Referring to FIG. 9, the
[0035]
Referring also to FIG. 8, the lubricating oil discharged from the
[0036]
Lubricating oil in
[0037]
The lubricating oil in the
[0038]
Referring to FIG. 5 and FIG.FThe lubricant oil flows into the
[0039]
[0040]
Referring to FIG. 7, the lubricating oil in the
[0041]
Then, the lubricating oil supplied to the sliding portions and the bearing portions of the
[0042]
Next, operations and effects of the embodiment configured as described above will be described.
When the internal combustion engine E is operated, the driving device D is operated according to the rotation of the
[0043]
As for the
[0044]
An auxiliary
[0045]
The
[0046]
Furthermore, in this embodiment, the lubricating oil is heated and cooled with cooling water more effectively than in the prior art. That is, the
[0047]
Hereinafter, an example in which a part of the configuration of the above-described embodiment is changed will be described with respect to the changed configuration.
The auxiliary machine connected to the auxiliary
[0048]
In the above-described embodiment, the
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a left side view of a V-type internal combustion engine according to an embodiment of the present invention when a belt cover is removed.
2 is a right side view of the V-type internal combustion engine of FIG. 1. FIG.
3 is a cross-sectional view taken along line III-III in FIG.
4 is a cross-sectional view taken along line IV-IV in FIG.
FIG. 5 is a view taken along the line VV in FIG. 1 and shows a part of an intake valve and an exhaust valve in a cross section.
6 is a cross-sectional view taken along line VI-VI in FIG.
7 is a sectional view taken along line VII-VII in FIGS. 5 and 6. FIG.
8 is a partial cross-sectional view and a partial arrow view taken along line VIII-VIII in FIG. 1. FIG.
FIG. 9 is a view taken along arrow IX of FIG. 2 when the oil filter is removed.
[Explanation of symbols]
1 ... Cylinder block, 21~ 24... Cylinder, 3 ... Cylinder head, 4 ... Lower block, 5 ... Oil pan, 6 ... Piston, 7 ... Combustion chamber, 8 ... Connecting rod, 9 ... Crankshaft, 10 ... Bearing holder, 11 ... Main bearing, 12 ... Intake Port, 13 ... Exhaust port, 14 ... Intake device, 15 ... Fuel injection valve, 16 ... Spark plug, 17, 18 ... Cooling water jacket
20 ... Intake valve, 21 ... Exhaust valve, 22-25 ... Valve body, 26 ... Shaft coupling, 27, 28 ... Seal,
31 ... Cam shaft, 32 ... Cam piece, 33 ... Cam pulley, 34, 35 ... Rocker arm, 36 ... Drive pulley, 37 ... Tension pulley, 38 ... Idle pulley, 39 ... Pump pulley, 40 ... Transmission belt, 41 ... Transmission chamber cover, 42 ... Rocker shaft, 43 ... Return spring, 44 ... Contact piece, 45 ... Gear chamber, 46 ... Transmission member, 47 ... Support shaft, 48 ... Spherical bearing, 49 ... Support shaft,
50 ... Cooling water pump, 51 ... Oil pump, 52 ... Auxiliary drive shaft, 53 ... Pump housing, 54 ... Pump cover, 55 ... Impeller, 56 ... Bearing, 57 ... Hose, 58 ... Inlet passage, 59 ... Pump housing, 60 ... Pump chamber, 61 ... Oil filter, 62 ... Oil seal,
65 ... Oil strainer, 66 to 70 ... Oil passage, 71 ... Oil chamber, 72 ... Suction port, 73 ... Discharge port, 74 ... Inlet oil passage, 75 ... Outlet oil passage, 76, 77F, 77R, 78F, 78R, 79-96 ... Oilway,
E ... Internal combustion engine, BF, BR... Bank, S ... Bank space, B1-B2 ... Bolt, D ... Drive device, A ... Rotating axis direction, T ... Transmission mechanism, R ... Transmission chamber.
Claims (4)
前記ポンププーリと前記冷却水ポンプおよびオイルポンプとは、前記補機駆動軸の一端部側から、前記ポンププーリ、前記冷却水ポンプ、前記オイルポンプの順、または前記ポンププーリ、前記オイルポンプ、前記冷却水ポンプの順で前記補機駆動軸上に配置され、前記バンク空間外に配置された前記ポンププーリは、機関構成部品に前記クランク軸の動力を伝達する伝動機構に組み込まれ、
前記冷却水ポンプの冷却水の流入路が形成されるポンプハウジングが熱伝導性の材料で形成され、
前記オイルポンプのポンプ室、前記オイルポンプにより吸入される潤滑油の吸入ポートおよび吐出された潤滑油の油路が、それぞれ前記流入路に近接した位置に設けられることを特徴とするV型内燃機関。A cylinder row forming a V-shaped pair of banks, a pump pulley for transmitting the power of the crankshaft is provided, and an accessory drive shaft extending in the axial direction of the crankshaft is coupled to the accessory drive shaft. in the V-type internal combustion engine provided with a cooling water pump and an oil pump disposed in the bank space formed between said pair of banks with driven Te,
Said and said cooling water pump and the oil pump pump pulley, from one end of the accessory drive shaft, the pump pulley, the cooling water pump, the order of the oil pump or the pump pulley, the oil pump, the cooling water pump The pump pulley disposed on the accessory drive shaft in this order and disposed outside the bank space is incorporated in a transmission mechanism that transmits the power of the crankshaft to engine components,
The pump housing in which the cooling water inflow passage of the cooling water pump is formed is formed of a heat conductive material,
A V-type internal combustion engine characterized in that a pump chamber of the oil pump, a suction port for lubricating oil sucked by the oil pump, and an oil passage for discharged lubricating oil are provided at positions close to the inflow passage, respectively. .
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