JPS61126314A - 内燃機関用潤滑油ポンプ - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は内燃機関用潤滑油ポンプに関するもので、特に
、ピストンの往復動を利用した潤滑油ポンプに関する。

〔従来技術〕

従来、内燃機関の各運動部へ潤滑油を供給する潤滑油ポ
ンプとしては、内燃機関の外部へ別個設置し、内燃機関
の運動を利用して動作させていた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところが、従来の潤滑油ポンプは内燃機関の外部に設け
ていたため、内燃機関全体が大きくなると共に、狭いエ
ンジンルーム内に設置しである他の機関例えば、ラジェ
ータや、クリーナ等との関係でス（−ス的に種々の制約
を受けていた。

又、内燃機関とは別に設けである関係上、動作のタイミ
ングの調節等が必要で゛アシ、整備の面からも種々の手
間を必要としていた。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、ピストンの往復動力を直接利用して。

小型で、送油効率の良い内燃機関用潤滑油ポンプを提供
することを目的とする。

即ち１本発明の内燃機関用潤滑油ポンプは、ピストンの
頭部にピストンの運動方向に延在した軸杆を、シリンダ
ーに形成した有底部を有するシール穴に往復動可能に嵌
合すると共に２該シール穴の有底部近傍に、第１の逆止
弁を介して潤滑油タンクを、また上記シール穴をその有
底部近傍において、第２の逆止弁を介して内燃機関の運
動部分へ夫々接続し、ピストンの運動により軸杆の先端
が有底部より離れた時、上記第１の逆止弁が作動して前
記潤滑油が７−ル穴内に流入し、軸杆の先端が有底部に
接近した時、上記第２の逆止弁が作動して前記シール穴
内の潤滑油が前記運動部分に送られるように構成したこ
とを特徴とするものである。

〔実施例〕

以下２本発明を、フリ−ピストン型２サイクル内燃機関
に適用した実施例について１図面を参照して詳細に説明
する。

第１図を参照して１図示の内燃機関は、主シリンダ１と
、これに、同一軸上で隣接して配置固定された副シリン
ダ２とを有している。両シリンダ１．２内には主ピスト
ン３と副ピストン４がそれぞれ軸方向に可動に設けられ
ている。

両ピストン３と４とは両シリンダ室の隔壁を貫通して延
在する連結杆５で結合されておシ、同時にそれぞれのシ
リンダ内を同一方向に動くようになっている。またピス
トン４には、連結杆５と反対の向きに副シリンダ２の外
部迄軸方向に延びる出力軸６が設けられてｂる。

主シリンダ１内の主ピストン３の一方のシリンダ室、即
ち副シリンダ２側とは反対側のシリンダ室を主燃焼室７
とする。このため、主燃焼室７へｙｉ＊ｈｅ＊ｈｏａ＋
ｉ＊ｅｔｘｓ＜ｂｅ’ａ＝ｙ−“°　ｊと、燃焼したガ
スを排出するための排気ポート９が、この主燃焼室７の
シリンダ室に形成されている。また主燃焼室７内で圧縮
された混合気に点火するだめの点火プラグ１０が主燃焼
室７に対して設けられている。

吸気ポート８と、排気ポート９と２点火プラグ１０の位
置関係は通常の２サイクルエンジンの場合と同様である
。即ち、排気ポート９と点火グラブ１０はシリンダ６フ
１部に位置され、吸入ポート８は主ピストン３が後退し
て主燃焼室が最大となる位置（以下主ピストンのこの位
置を下死点と呼ぶ）近くに達したときに主燃焼室７と連
通ずる位置とする。

なお、この実施例では主ピストン３の主燃焼室７と反対
側のシリンダ室１１を混合気圧送用ポンプとして使用す
るため吸気ポート８は、気化器１２に直接には接続され
ていない。即ち、気化器１２の出口側は、主ピストン３
が主燃焼室７の容積を最も狭める位置（以下、主ピスト
ンのこの位置を上死点と呼ぶ）近くに達したときシリン
ダ室１１（以下混合気ポンプ室と呼ぶ）に連通ずるよう
に主／リンダ１に接続されている。一方、主ピストン３
の下死点の近傍位置で混合気ポンプ室１１の壁に設けた
開口１３に、吸入ポート８を連通させている。吸気ポー
ト８と開口１３を接続する連通管１４はシリンダ壁内に
形成されても良いし、シリンダ外部の配管としても良い
。

気化器１２は、公知のものと同様で、燃料タンク（図示
せず）から送られて来る燃料を噴出するノズル１２１を
給気管の途中に備えたものである。

以上の構成によれば、気化器１２からの混合気は、主ピ
ストン３の往復動の際、主ピストン３の上死点側への移
動（図で左向き）の際に混合気ポンプ室１１内へ供給さ
れる。続いて、主ピストン３の下死点側への移動（図で
右向き）で、ポンプ室ｌｌ内の混合気は圧縮され、開口
１３から連通管１４へ圧送され、主ピストン３が下死点
近くに達したとき、主燃焼室７と連通した吸気ポート８
から主燃焼室７内へ送シ込まれる。

ポンプ室ｌｌ内へ供給された混合気が、主ピストン３の
下死点方向への移動の際に、気化器１２側へ逆流しない
ように気化器工２とポンプ室１１との接続部に逆止弁１
５が設けられている。

排気？−ト９の開閉を制御するために、主ピストン３か
らピストンロッド５とは反対の向きにシリンダ壁内に延
びた段付き棒１６を設けている。

この段付き棒１６は主ピストン３に取シ付けられている
側の大径部１６ａと、そこから延びる小径部１６ｂとを
有し、これらの接続部に段差部１６ｃ（図示実施例では
チー・ぐ一部となっている。）を有している。主シリン
ダ１はそのヘッド部に前方に延びるヘッドブロック１ａ
を有し、この大径部１６ａが遊嵌する穴１７がシリンダ
室内壁からこのヘッドブロックｌａ中に延びるように設
けられ。

排気ポート９がこの穴１７に連通するようにヘッドブロ
ック１ａに設けられている。

段付き棒の大径部１６ａは、主ピストン３が図示の上死
点側にあるとき穴１７中に嵌挿されておシ、排気ポート
９と主燃焼室７との連通が阻止されている。主ピストン
３が下死点側に移動すると。

その下死点に達する以前に大径部１６ａは段差部１６ｃ
の部分迄全て主燃焼室７内に引き出される。

主ピストン３の下死点迄の移動においては小径部１６ｂ
の一部迄主燃焼呈内に引き出される。この結果、第２図
に示すように、シリンダ壁の穴１７が小径部１６ｂ、段
差部１６ｃに沿って、主燃焼室７と連通し、この結果、
排気ポート９も穴１７を介して主燃焼室７と連通ずる。

かくして、主燃焼室内の燃焼ガスは穴１７を通って排気
ポート９から排出される。

第１図に戻って、副シリンダ２では副ピストン４の一方
の側のシリンダ室、即ち副ピストンニ関して主シリンダ
１と反対側のシリンダ室を副燃焼室１８としている。こ
の副燃焼室１８に対しても吸気ポート１９．排気ポート
ｚｏ、点火プラグ２工が設けられる。

副シリンダ２において、副ピストン４に関して主シリン
ダ１側のシリンダ室は、後述するように空気給送用ポン
プ室２２として使用するため、また燃焼用７′としては
・気化器からの混合気を用　　　１いすに、主燃焼室７
で燃焼した排ガス分用いるので（実際には未燃焼混合気
が燃焼することになるが）吸気ポート１９は、主燃焼室
７の排気ポート９と・ぐイｆ２３で直接接続されている
。

排気ポート２０は、主燃焼室７における排気ポート９と
同様に、シリンダヘッドに設けた軸方向の穴２４に連通
ずるように設けられておシ、この穴２４を通して出力軸
６が延在している。出力軸６は１段付棒１６と同様に、
副ビス、トン４に結合された大径部６ａとこれに続く小
径部６ｂとを有し、その接続部に段差部５ｃ（テーパ状
）を有している。穴２４は出力軸６ａがぴったり嵌装す
る内径を有している。大径部６ａの長さは、副ピストン
４が副燃焼室１８を最大に広げる位置（以下下死点と呼
ぶ）迄移動したとき大径部６ａが図示のとおり、副燃焼
室１８内に完全に引き出される長さとする。この結果２
段差部６ｃおよび小径部６ｂと穴２４の内径面との間の
隙間を介して副燃焼室１８が排気ポート２０へ接続され
る。従って副燃焼室１８中で燃焼したガスは排気ポート
２０から、マフラー２５を通って大気中へ放出される。

これと入れ代シに、ツクイノ２３分通って送られて来た
主燃焼室７かもの排ガスが吸気ポート１９を介して副燃
焼室１８へ吸入される。その後の副ピストン４の上死点
側への移動（図で右向き）によって、出力軸６の大径部
６ａが穴２４中に嵌入した後、副燃焼完工８中のガスが
圧縮される。副ピストン４がその上死点に達したとき、
またはその近傍で点火グラブ２１に通電して点火すると
、圧縮されたガス中の未燃焼混合気が爆発燃焼を起すこ
とになる。

副ピストン４の上死点側の移行の際に、吸入ガスが吸気
ポート１９を介して、主燃焼室の方へ逆流することを防
止するために吸気ポート１９あるいはその近傍のパイプ
２３中に逆止弁２６が設けられる。この実施例では、逆
止弁２６はノ々イグ２３の途中に設けられ、逆止弁２６
から吸気ポート１９迄の間に・ぐイブ２３と接続したガ
ス貯め２７を設け、副燃焼室１８内へ流入するガスを調
整するようにしている。

上記の構成において、後述するスタータ機構あるいは外
部から出力軸６と往復動させることによって、気化器１
２からの混合気をポンプ室１１を介して吸気ポート８か
ら主燃焼室７へ導入し、圧縮する。圧縮時に点火プラグ
１０へ通電すると。

圧縮された混合気が爆発燃焼する。これによって主ピス
トン３が下死点方向へ移動し、これと−緒に副ピストン
４は上死点方向に移動する。このとき２段付棒１６の大
径部１６ａが主燃焼室７中へ引き出されるので、燃焼し
たガスが穴１７を通って排気ポート９からパイプ２３へ
送シ出される。

スタータの作用で、この動作が繰シ返されると。

パイプ２３中の排ガスは副燃焼室１８中へ送シ込まれ、
主燃焼室７での爆発燃焼による主ぎストン３の下死点方
向への移動にともなう副ピストン４の上死点方向への移
動によって圧縮され、このときの点火プラグ２１への通
電によって、未燃焼混合気が爆発燃焼する。この結果副
ピストン４は下死点方向に移動され、したがって主ピス
トン３が上死点方向へ移動される。以後この動作が繰返
され、主燃焼室７と副燃焼室１８とで爆発燃焼が交互に
繰返されることによって、主ピストンおよび副ピストン
が同時に往復動する。この往復動は出力軸６から取り出
すことができる。

次に、この実施例で用いるスタータ機構について述べる
。

主シリンダーのポンプ室１１内にはピストンロッド５の
周囲に圧縮スプリング２８が配置され。

主ピストン３を常に上死点側へ偏寄させている。

主シリンダーのヘッド部には主燃焼室７中へ開口した圧
縮ガス（圧縮空気）噴出ノズル２９が設けられ、この噴
出ノズルには、外部圧縮ガス容器３０がパイプ３１で接
続されている。ツヤイブ３１は、その途中にコック３２
を有するとともに、・クイｆ３１のコック３２とノズル
２９との間には主ピストン３の運動と連動して開閉する
弁機構が設けられている。

この弁機構は段付棒１６の先端部の小径部１６ｂとこれ
を受けるヘッドブロックｌａ中の穴を利用して形成され
ている。即ち、第１図と第３図を器片 照して、ヘッドブロック１ａには、前述した段付棒１６
の大径部１６ａ’に受ける穴１７に続いて。

小径部１６ｂが貫装する小径穴３３が形成されており、
パイｆ３１は途中でこの小径穴３３に開口している。こ
の開口を第３図で３１ａ、３１ｂで示す。この小径穴３
３中の小径部１６ｂには、軸方向に沿った切欠き部３４
が形成されている。即ち、主ピストン３がその上死点か
ら下死点方向に所定の距離の間にあるとき、上記小径穴
３３に開口したノやイブ３１の上流側および下流側の開
口３１ａ、３Ｉｂ間がこの切欠き部３４を通して接続さ
れるようになっている。

従って、このエンジンの始動時２図示の状態でコック３
２を開くと、圧縮ガス容器３０から、圧縮ガ、スがパイ
プ３１とその途中の弁機構である段付棒１６の切欠き部
３４を通して噴出ノズル２９へ流れ、主燃焼室７中へ噴
出する。この結果、この圧縮ガスの圧力で主ピストン３
は下死点側へ移動する。この移動によって段付棒１６の
切欠き部３４が・ぐイア′。３１の開口部を通シ過ぎる
と２段付棒１６の小径部でツクイブ３１の開口３１ａと
３１ｂ間が閉じられ、主燃焼室７への圧縮ガスの供給が
停止される。一方主ピストン３の下死点方向への移動で
段差部１６ｃが主燃焼室７内に引き込ま゛れ。

排気ポート９が穴１７を介して主燃焼室７へ接続される
。この結果、主燃焼室７内の圧縮ガスが排気ポート９を
通して流出するもので、スプリング２８の復元力で、主
ピストン３は上死点側へ移動する。これによυ段付棒１
６の切欠き部３４が再びツクイブ３工の両開口３１ａ、
３１ｂに対向する位置に戻ると、圧縮ガスが再び噴出ノ
ズル２９へ供給され、主燃焼室７内へ供給される。一方
、主ピストン３の上死点側への移動で段付棒１６の大径
部１６ａが穴１７中に貫装し、排気ポート９と主燃焼室
７との連通を遮断する。したがって、主燃焼室７内の圧
力が急激に上昇する。かくして主ピストン７の往復動が
繰り返される。この間吸気ポート８から主燃焼室７内へ
混合気が吸入される。

上記の主ピストンの往復動に応じて点火プラグ１０へ間
歇的に通電すれば、主燃焼室７内の混合気の濃度が一定
濃度になったとき点火して爆発燃焼する。

以後、前述したように、この燃焼した排ガスが副燃焼室
１８中へ送られ、そこで圧縮され爆発燃焼し初める。こ
の時点で、エンノンの始動が完結するので、ここでコッ
ク３２を閉じ、その後、エンジンは動作し続ける。

上述の説明から明らかなように、このエンジンは、主燃
焼室７と副燃焼室１８とで交互に爆発燃焼させることに
よって、ピストンの往復動が維持される。

一般に内燃機関においては２機関の冷却をも兼ねて機関
各部に給油を行なっている。通常、この給油のために、
別にオイルポンプを設けている。

第１図の実施例のエンジンでは２本発明に従い。

エンノンとは別個のオイルポンプを用いる必要をなりシ
、ピストンの往復動で潤滑油を圧送するポンプ機構分シ
リンダヘッドブロック１ａに構成している。

即ち、第１図および第４図を参照して１段付棒１６の小
径部１６ｂの先端部が嵌合しているヘッドブロックｌ包
中の穴１７の先端部を外部からシールした穴１７′とし
ておき、このシール穴１７′にオイルタンク３５からの
給油管３６と逆止弁３７を介して接続するとともに、同
シール穴１７′をオイル溜め３８へ逆止弁３９を介して
給油管４ｏによって接続している。給油管３６および４
ｏのシール穴１７′との接続位置は、主ピストン３が図
示の上死点にあるとき段付棒１６の小径部先端で。

その接続が完全に遮断され、主ピストンが下死点側に移
動すると、接続が行なわれるような位置とする。

逆止弁３７と３９はここでは供に球状弁体３７エ。

３９１とスプリング３７２，３９２とで構成されており
、上記のシール穴１７′が高圧になると逆止弁３７は閉
じ逆止弁３９は開き、シール穴が低圧となると逆止弁３
７は開き、逆止弁３９は閉じるようになっている。

従って、金主ピストン３が第１図に図示の上死点にある
状態から下死点方向に移動すると１段付棒１６の小径部
１６ｂの先端部がシール穴１７′から後退しく第４図）
、シール穴１７′が低圧となるので逆止弁３７が開いて
、オイルタンク３５から　゛の潤滑油がシール穴１７′
内に吸入される。次に主ピストン４が下死点から上死点
方向へ移動するとシール穴１７′が縮少されるので、高
圧となる。したがって、逆止弁３７が閉じる一方逆止弁
３９が開ぎ、シール穴１７′内に吸入されていた潤滑油
が給油管４０を介してオイル溜め３８、へ圧送される。

このようにして、主ピストンの往復動で、潤滑油がオイ
ルタンク３５からオイル溜め３８へ圧送される。

オイル溜め３８はオイル分配器４１に接続され。

そこからエンジン各部へ接続された給油配管４２が分枝
されている。従って、オイル溜め３８へ圧送されてくる
潤滑油はオイル分配器４１．各給油配管４２を通って、
エンジン各部へ供給すれる。

供給された潤滑油は各部を潤滑した後、戻シ管４３全通
してオイルタンク３５へ戻される。

なお、気化器１２へ供給された潤滑油はその一部が混合
気中に混入し、シリンダ１内に入りピストンの摺動面を
潤滑する一方混合気と一緒に燃焼し過剰量が戻り管４３
全通してオイルタンク３５へ戻る。

なお、第１図に於て、４４は点火グラブ１０゜２１のた
めの点火回路である。４５は、外気を取シ込むためのエ
アクリーナで、副シリンダ２の副ピストン４のポンプ室
に接続され、取シ込まれた外気は、副ピストン４の一ン
グ作用で、給気管４６、冷却器４７を介して気化器１２
へ加給される。

以上５本発明を、特殊なフリーピストン型の２サイクル
エンジンへ適用した場合について述べたが２本発明によ
る。オイルポンプ機能は２通常の２サイクルや４サイク
ルのエンジンに適用可能であることは言う迄もない。

〔発明の効果〕

以上の様に１本発明はピストンの頭部に延在した軸杆を
、シリンダーヘッドに形成した有底部を有するシール穴
に摺動可能に嵌合し、ピストンの運動により、軸杆をシ
ール穴内を往復動、即ち。

ピストン運動させ、そのピストン運動によって発生する
圧力（正圧、負圧）を利用して、潤滑油を内燃機関の各
運動部に送るようにしたものであるから、極めて構造簡
単、小型で２且つ確実に動作し、送油効率の良い内燃機
関用潤滑油ポンプを提供することが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す断面図、第２図は主燃
焼室の排気を説明するための要部拡大断面図、第３図は
スタータ機構のための圧縮空気を制御する弁機構部を示
す要部横断面図、第４図は潤滑油圧送用インプ機構を示
す拡大断面図である。 １・・主シリンダ、２・・・副シリンダ、３・・主ピス
トン、４・・・副ピストン、５・・・連結杆、６・・・
出力軸。 ７・・・主燃焼室、８・・・吸気ポート、９・・・排気
ポート１０・・・点火プラグ、１２・・・気化器、１８
・・・副燃焼室、Ｊ９・・・吸気ポート、２０・・・排
気ポート、２１・・・点火プラグ、２３・・パイプ、１
６・・・段付棒（軸止弁、十傘・・・第２の逆止弁。 第２図 第３図　　　　　第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ピストンが往復動する内燃機関において、ピストン
   の頭部にピストンの運動方向に延在した軸杆を、シリン
   ダーに形成した有底部を有するシール穴に往復動可能に
   嵌合すると共に、該シール穴の有底部近傍に第１の逆止
   弁を介して潤滑油タンクを、また上記シール穴を、その
   有底部近傍において、第２の逆止弁を介して内燃機関の
   運動部分へ夫々接続し、 ピストンの運動により軸杆の先端が有底部より離れた時
   、上記第１の逆止弁が作動して前記潤滑油がシール穴内
   に流入し、軸杆の先端が有底部に接近した時、上記第２
   の逆止弁が作動して前記シール穴内の潤滑油が前記運動
   部分に送られるように構成したことを特徴とする内燃機
   関用潤滑油ポンプ。