JP2010059799A - Internal combustion engine having piston balancer - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、ピストン式バランサを備える内燃機関に関する。 The present invention relates to an internal combustion engine including a piston type balancer.
従来、例えば特許文献1には、往復動バランサ付きエンジンが開示されている。この従来のエンジンでは、ガイド筒(バランサライナ)内を往復動するロッド(バランサピストン)の往復運動を、オイルポンプや燃料ポンプとして利用するようにしている。また、この従来の技術では、クランク室からシリンダを斜め上向きに突出させた傾斜型エンジンに、当該往復動バランサ機構を適用している。 Conventionally, for example, Patent Document 1 discloses an engine with a reciprocating balancer. In this conventional engine, the reciprocating motion of a rod (balancer piston) that reciprocates in a guide cylinder (balancer liner) is used as an oil pump or a fuel pump. In this conventional technique, the reciprocating balancer mechanism is applied to an inclined engine in which a cylinder protrudes obliquely upward from a crank chamber.
ところで、ピストン式バランサを備える内燃機関において、バランサピストンの下方にオイルパンを配置する構成では、バランサピストンがオイルに干渉するのを避けるべく、バランサピストンとオイルの油面との間に十分な隙間を確保する必要がある。その結果、オイルパンには一定のオイル容量を確保する必要があるので、オイルパンの底面を低く(深く)設定せざるを得ず、内燃機関の全高が長くなってしまい、車両搭載性に問題が生ずる。また、上記従来のピストン式バランサを備える内燃機関では、内燃機関を大きく傾斜させなければ、十分なオイル容量を確保することができず、また、車両への搭載も困難となる。 By the way, in an internal combustion engine equipped with a piston type balancer, in the configuration in which the oil pan is disposed below the balancer piston, a sufficient gap is provided between the balancer piston and the oil surface of the oil to avoid interference with the oil. It is necessary to ensure. As a result, it is necessary to ensure a certain oil capacity for the oil pan, so the bottom of the oil pan must be set low (deep), the overall height of the internal combustion engine becomes long, and there is a problem with vehicle mountability. Will occur. Further, in the internal combustion engine provided with the conventional piston type balancer, a sufficient oil capacity cannot be ensured unless the internal combustion engine is greatly inclined, and mounting on a vehicle becomes difficult.
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、ピストン式バランサを備える内燃機関において、車両への良好な搭載性を満足させつつ、十分なオイル容量を確保し得る構成を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems. In an internal combustion engine equipped with a piston-type balancer, a configuration capable of ensuring a sufficient oil capacity while satisfying a good mounting property on a vehicle. The purpose is to provide.
第1の発明は、ピストン式バランサを備える内燃機関であって、
内燃機関の気筒内に配置される気筒内ピストンと対向して運動するバランサピストンと、
前記バランサピストンの挿入を受け、底部が閉塞されたバランサライナと、
前記内燃機関の内部を循環したオイルが、前記バランサピストンの頂面と前記バランサライナの内周面とで囲まれたバランサライナ内部空間に導かれるように形成されたオイル導入路と、
前記オイル導入路と前記バランサライナ内部空間との間に設けられ、前記オイル導入路から前記バランサライナ内部空間に向かう方向のみに前記オイルの流れを規制する第1オイル流通規制手段と、
前記オイルを蓄えておくオイルタンクと前記バランサライナ内部空間とを接続するオイル排出路と、
前記オイル排出路と前記バランサライナ内部空間との間に設けられ、前記バランサライナ内部空間から前記オイル排出路に向かう方向のみに前記オイルの流れを規制する第2オイル流通規制手段と、
を備えることを特徴とする。
1st invention is an internal combustion engine provided with a piston type balancer,
A balancer piston that moves in opposition to an in-cylinder piston disposed in a cylinder of the internal combustion engine;
A balancer liner that has been inserted into the balancer piston and closed at the bottom;
An oil introduction path formed so that oil circulated inside the internal combustion engine is led to a balancer liner inner space surrounded by a top surface of the balancer piston and an inner peripheral surface of the balancer liner;
A first oil flow restriction means provided between the oil introduction path and the balancer liner inner space, and restricts the flow of the oil only in a direction from the oil introduction path toward the balancer liner inner space;
An oil discharge path connecting the oil tank for storing the oil and the balancer liner internal space;
A second oil flow restricting means provided between the oil discharge passage and the balancer liner inner space and restricting the flow of the oil only in a direction from the balancer liner inner space toward the oil discharge passage;
It is characterized by providing.
また、第2の発明は、第1の発明において、
前記第1オイル流通規制手段は、前記バランサライナの側壁部において前記オイル排出路との接続口よりもクランク軸に近い側に設けられた前記オイル導入路の接続口を、前記バランサピストンの往復運動を利用して、当該バランサピストンによって開閉することで実現されていることを特徴とする。
The second invention is the first invention, wherein
The first oil flow restricting means includes a reciprocating motion of the balancer piston at a connection port of the oil introduction path provided on a side closer to the crankshaft than a connection port with the oil discharge path in a side wall portion of the balancer liner. It is realized by opening and closing by the balancer piston using.
また、第3の発明は、第1または第2の発明において、
前記オイルタンクが、前記バランサライナの周囲のクランクケース内に形成されており、
前記バランサライナの少なくとも一部が、前記オイルタンク内に溜められた前記オイル内に浸されるようにして配置されていることを特徴とする。
The third invention is the first or second invention, wherein
The oil tank is formed in a crankcase around the balancer;
At least a part of the balancer liner is arranged so as to be immersed in the oil stored in the oil tank.
また、第4の発明は、第1乃至第3の発明の何れかにおいて、
前記バランサライナおよび前記バランサピストンのうちの少なくとも前記バランサライナに、前記オイル導入路から前記バランサライナ内部空間に導入された前記オイルが前記オイル排出路に排出されるように案内するガイド部が設けられていることを特徴とする。
According to a fourth invention, in any one of the first to third inventions,
At least the balancer liner of the balancer liner and the balancer piston is provided with a guide portion for guiding the oil introduced from the oil introduction path into the balancer liner inner space to be discharged to the oil discharge path. It is characterized by.
第1の発明によれば、内燃機関の各部を循環したオイルがバランサライナ内部空間に導かれるようにオイル導入路を構成し、かつ、バランサピストンの往復運動を利用して、バランサライナ内部空間に導入されたオイルをオイルタンクに向けて排出するようにしている。このような構成によれば、バランサピストンの往復運動を、内燃機関の内部からオイル(更にはブローバイガス)を積極的に排出するためのスカベンジポンプとして機能させることができるようになる。これにより、ピストン式バランサをクランク軸の下方に配置する内燃機関において、バランサライナよりも更に下方にオイル循環のためのスペース(オイルパンなど)を必要とせずに、つまり、内燃機関の全高を拡大することなく、内燃機関の内部にオイルを循環させられるシステムを構築することが可能となる。 According to the first invention, the oil introduction path is configured so that the oil circulated through each part of the internal combustion engine is guided to the balancer liner inner space, and the reciprocating motion of the balancer piston is used to enter the balancer liner inner space. The introduced oil is discharged toward the oil tank. According to such a configuration, the reciprocating motion of the balancer piston can be made to function as a scavenge pump for actively discharging oil (and further blow-by gas) from the inside of the internal combustion engine. As a result, in an internal combustion engine in which a piston-type balancer is arranged below the crankshaft, a space for oil circulation (such as an oil pan) is not required further below the balancer liner, that is, the overall height of the internal combustion engine is increased. Without this, it is possible to construct a system that can circulate oil inside the internal combustion engine.
第2の発明によれば、バランサピストンの往復運動を利用して、オイル導入路の接続口の開閉機能を実現することもでき、部品点数の削減(コストの削減)を図ることもできる。 According to the second aspect of the invention, the opening / closing function of the connection port of the oil introduction path can be realized by using the reciprocating motion of the balancer piston, and the number of parts can be reduced (cost reduction).
第3の発明によれば、上記スカベンジポンプとして機能するバランサピストンの往復運動を利用して内燃機関の各部から回収されたオイルをバランサライナの周囲のクランクケースに溜められるようになる。このため、オイルパンとして機能するクランクケースの底面を低くする必要なしにオイル容量を確保することができるので、ピストン式バランサをクランク軸の下方に配置する内燃機関において、内燃機関の全高を拡大することなく、内燃機関の内部にオイルを循環させられるシステムを構築することが可能となる。また、オイルタンクを内燃機関と別体に設置する必要がなくなるので、部品点数の削減(コストの削減)をも図ることができる。 According to the third aspect of the invention, the oil recovered from each part of the internal combustion engine can be stored in the crankcase around the balancer liner using the reciprocating motion of the balancer piston functioning as the scavenge pump. For this reason, the oil capacity can be secured without the need to lower the bottom surface of the crankcase functioning as an oil pan. Therefore, in the internal combustion engine in which the piston balancer is disposed below the crankshaft, the overall height of the internal combustion engine is increased. Therefore, it is possible to construct a system that can circulate oil inside the internal combustion engine. In addition, since it is not necessary to install the oil tank separately from the internal combustion engine, the number of parts can be reduced (cost reduction).
第4の発明によれば、オイル導入路からバランサライナ内部空間に流入したオイル等を、ガイド部によってオイル排出路側に円滑に案内することができるようになる。これにより、バランサピストンの往復運動をスカベンジポンプとして機能させた際のポンプ効率を向上させることができ、内燃機関のフリクションをより低減させることが可能となる。 According to the fourth aspect of the invention, the oil or the like flowing into the balancer liner inner space from the oil introduction path can be smoothly guided to the oil discharge path side by the guide portion. Thereby, the pump efficiency when the reciprocating motion of the balancer piston is caused to function as a scavenge pump can be improved, and the friction of the internal combustion engine can be further reduced.
実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1のピストン式バランサを備える内燃機関10の構成を説明するための断面図である。
本発明では、内燃機関の気筒数を特に問わないが、ここでは、図1に示す内燃機関10は、直列2気筒型エンジンであるものとする。内燃機関10の各気筒12の内部には、気筒内ピストン14が摺動可能に配置されている。気筒内ピストン14は、コンロッド16を介して、クランク軸18に設けられたクランクピン20と連結されている。尚、ここでは、内燃機関10の2つの気筒がそれぞれ備えるクランクピン20は、同位相となるように設定されているものとする。つまり、内燃機関10は、爆発行程が等間隔となるように構成されている。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a cross-sectional view for explaining the configuration of an
In the present invention, the number of cylinders of the internal combustion engine is not particularly limited. Here, it is assumed that the
図1における内燃機関10の向きは、当該内燃機関10が実際に車両に搭載された際の搭載方向に対応している。すなわち、ここでは、内燃機関10は、気筒内ピストン14の軸線方向(更には、後述するバランサピストン36の軸線方向)が地面に対して垂直方向となるようにして車両に搭載されているものとする。尚、以下の明細書中においては、このような向きでの車両に対する内燃機関10の搭載手法を、単に「垂直搭載」と称することがある。
The direction of the
内燃機関10の各気筒12を構成する部材であるシリンダブロック22の上方には、シリンダヘッド24が取り付けられている。また、シリンダブロック22内の気筒12、気筒内ピストン14、およびシリンダヘッド24とで囲まれた空間として、内燃機関10の燃焼室26が形成されている。
A
また、シリンダブロック22の下方には、クランクケース28が取り付けられている。クランクケース28の内部には、気筒内ピストン14を間に介する燃焼室26の反対側の内燃機関10の内部空間として、クランク室30が形成されている。
A
また、クランク軸18には、クランク軸18の軸中心を中心としてクランクピン20と対称となる位置に、バランサ用クランクピン32が設けられている。バランサ用クランクピン32は、バランサ用コンロッド34を介して、バランサピストン36に連結されている。
Further, the
バランサピストン36の周囲には、当該バランサピストン36の挿入を受けるバランサライナ38が設けられている。図1に示すように、バランサライナ38は、バランサピストン36の頂面と対向する底部38aを備えており、当該底部38aは閉塞されている。尚、ここでは、バランサピストン36の頂面とバランサライナ38の内周面とで囲まれた空間を、「バランサライナ内部空間38b」と称することとする。
A
より具体的には、バランサピストン36は、バランサライナ38によって摺動可能に案内された状態で、クランク軸18の回転に伴って、気筒内ピストン14と対向して運動するように構成されている。また、バランサピストン36は、気筒内ピストン14の慣性力に釣り合う力であって、かつ逆向きの慣性力が発生するようにその質量が調整されている。以上のようなバランサ用クランクピン32、バランサ用コンロッド34、バランサピストン36、およびバランサライナ38によって、本実施形態の内燃機関10のピストン式バランサ機構が実現されている。
More specifically, the
また、内燃機関10の周辺には、当該内燃機関10の各部を潤滑するオイルを貯留するためのオイルタンク40が内燃機関10と別体で設置されている。クランクケース28には、オイルストレーナ42およびオイル供給管44を介して、オイルタンク40内のオイルを汲み上げて、内燃機関10の各部に供給するためのフィードポンプ46が設けられている。フィードポンプ46は、内燃機関10の駆動力を利用して作動するものである。
In addition, an
フィードポンプ46によって加圧されたオイルは、オイル通路48を通って、シリンダブロック22に形成されたメインオイルホール50に導入される。そして、このメインオイルホール50から内燃機関10の各部(シリンダヘッド24等)に向けてオイルが供給されるようになっている。
The oil pressurized by the
更に、図1に示すように、シリンダブロック22およびクランクケース28には、オイル落とし通路52が形成されている。オイル落とし通路52は、シリンダヘッド24に供給されたオイルをオイルタンク40に向けて戻すための通路である。また、クランクケース28には、クランク室30内に存在するオイル(ピストンリングにより掻き落とされたオイルやクランク軸受部のクリアランスから排出されたオイルなど)やブローバイガス(ピストンリングとシリンダ内壁との隙間から漏れ出たブローバイガスなど)をオイル落とし通路52に導くためのクランク連通路54が形成されている。
Further, as shown in FIG. 1, an
オイル落とし通路52は、バランサライナ38の底部38a近傍の側壁部(バランサピストン36の往復区間部位)に設けられたオイル導入口56を介して、バランサライナ内部空間38bに接続されている。このように、本実施形態の内燃機関10では、当該内燃機関10の各部を循環したオイルが、オイル落とし通路52を通ってバランサライナ内部空間38bに導かれるように構成されている。
The
また、バランサライナ38の底部38a近傍におけるオイル導入口56と対向する側壁部(バランサピストン36の往復区間部位)には、オイル排出口58が設けられている。オイル排出口58には、オイル排出管60の一端が接続されている。オイル排出管60の他端は、オイルタンク40内に設置された気液分離装置62に接続されている。気液分離装置62の内部では、オイルとブローバイガスとが分離されるようになっている。より具体的には、液体であるオイルは、オイル通路64を通ってオイルタンク40内に溜められるようになっており、気体であるブローバイガスは、吸気通路(図示せず)と連通する吸気連通路66を通って、吸気負圧により吸気通路に導入されるようになっている。尚、吸気連通路66の途中には、ブローバイガスの導入量を調整するためのPCVバルブ68が設けられている。
An
オイル導入口56には、オイル落とし通路52からバランサライナ内部空間38bに向かう方向のみにオイルおよびブローバイガスの流れを規制するワンウェイバルブ70が設置されている。また、オイル排出口58には、バランサライナ内部空間38bからオイルタンク40へ向かう方向のみにオイルおよびブローバイガスの流れを規制するワンウェイバルブ72が設置されている。より具体的には、ここでは、これらのワンウェイバルブ70、72は、バランサピストン36の往復運動に伴うバランサライナ内部空間38b内の圧力変化を利用して開閉するように構成されている。尚、バランサライナ内部空間38bとその周囲との開閉を担う弁は、上記のワンウェイバルブ70、72と同様の機能を実現するバルブであれば、その構成を問わず、例えば、内燃機関10を制御するECUの指令に基づき開閉される電磁弁などであってもよい。
The
図2は、バランサピストン36の往復運動に伴って生ずる動作を説明するための図である。より具体的には、図2(A)はバランサピストン36の上昇に伴ってバランサライナ内部空間38bが拡大する「吸入行程」時の動作を、図2(B)はバランサピストン36の下降に伴ってバランサライナ内部空間38bが縮小する「排出行程」時の動作を、図2(C)はバランサピストン36が上死点に達した「排出完了状態」を、それぞれ示している。
FIG. 2 is a view for explaining an operation that occurs as the
図2(A)に示すように、「吸入行程」時には、バランサライナ内部空間38b内に生じた負圧の作用によって、ワンウェイバルブ70が開かれるとともにワンウェイバルブ72が閉じられる。これにより、導入口56に連通するオイル落とし通路52を介して、シリンダヘッド24にあるオイルがバランサライナ内部空間38bに吸引されるとともに、クランクケース28内のオイルやブローバイガスがクランク連通路54およびオイル落とし通路52を介して、バランサライナ内部空間38bに吸引される。
As shown in FIG. 2A, during the “intake stroke”, the one-
その後、図2(B)に示すように、「排出行程」時には、バランサピストン36の下降によって高まったバランサライナ内部空間38bの圧力によって、ワンウェイバルブ70が閉じられるとともに、ワンウェイバルブ72が開かれる。その結果、オイル落とし通路52と連通するオイル導入口56が遮断されるとともに、行き場を失ったオイルおよびブローバイガスは、ワンウェイバルブ72を通ってオイル排出管60に排出されるようになる。
After that, as shown in FIG. 2B, during the “discharge stroke”, the one-
その後、図2(C)に示すように、バランサピストン36が上死点に達すると、ワンウェイバルブ70、72がともに閉じられ、バランサライナ内部空間38b内のオイルやブローバイガスの排出が完了する。内燃機関10が1回転し、バランサピストン36が1往復する毎に、以上のような動作が繰り返される。また、オイル排出管60に排出されたオイルおよびブローバイガスは、上述したように、気液分離装置62によって分離され、オイルはオイルタンク40内に溜められ、ブローバイガスは吸気通路に再循環される。
Thereafter, as shown in FIG. 2C, when the
以上説明したように、本実施形態の内燃機関10では、内燃機関10の各部を循環したオイルやブローバイガスがバランサライナ内部空間38bに導かれるようにオイル落とし通路52を構成し、かつ、バランサピストン36の往復運動を利用して、バランサライナ内部空間38bに導入されたオイルやブローバイガスをオイルタンク40に向けて排出するようにしている。このような構成によれば、バランサピストン36の往復運動を、内燃機関10の内部からオイルやブローバイガスを積極的に排出するためのスカベンジポンプとして機能させることができるようになる。
As described above, in the
これにより、ピストン式バランサをクランク軸18の下方に配置する内燃機関10において、バランサライナ38よりも更に下方にオイル循環のためのスペース(オイルパンなど)を必要とせずに、つまり、内燃機関10の全高を拡大することなく、内燃機関10の内部にオイルを循環させられるシステムを構築することが可能となる。また、本実施形態の構成によれば、バランサピストン36の下方にオイルパンが設けられていないので、往復運動するバランサピストン36とオイルパン内のオイルとの干渉に伴うフリクションの悪化を回避することもでき、更には、そのような干渉に伴ってオイル内に気泡が発生するのを防ぐこともできる。
Thereby, in the
また、オイル落とし通路52と連通するクランク連通路54を利用してクランク室30内のオイルやブローバイガスを吸引するようにしているので、クランク室30内を減圧させることができ、フリクション(ポンプ損失)を低減することもできる。更には、オイルタンク40内に気液分離装置62を備えているので、オイルとブローバイガスとの早期分離が可能となり、オイルの劣化やスラッジの発生を防止することができる。
Further, since the oil and blow-by gas in the
また、本実施形態の内燃機関10のように等間隔で爆発が行われる直列2気筒エンジンでは、気筒内ピストンが上下動する際の慣性力によって、エンジンが当該ピストンの上下方向に振動する。これに対し、本実施形態の内燃機関10は、気筒内ピストン14と対向して運動するように構成されたバランサピストン36を備えているので、気筒内ピストン14の慣性力をバランサピストン36の慣性力で打ち消すことができ、内燃機関10(クランク軸18)の回転バランスを良好に確保することができる。更に、本実施形態の内燃機関10は、上記のように、内燃機関10が車両に垂直搭載されている。このため、内燃機関10によれば、ピストン式バランサを備える内燃機関における回転バランスをより良好に確保することができるようになる。以上より、ピストン式バランサを備える内燃機関10において良好な回転バランスを得るべく垂直搭載を行う際に、内燃機関10の全高を効果的に下げることができるようになる。
Further, in an in-line two-cylinder engine in which explosions occur at regular intervals, such as the
尚、上述した実施の形態1においては、オイル落とし通路が前記第1の発明における「オイル導入路」に、ワンウェイバルブ70が前記第1の発明における「第1オイル流通規制手段」に、オイル排出管60が前記第1の発明における「オイル排出路」に、ワンウェイバルブ72が前記第1の発明における「第2オイル流通規制手段」に、それぞれ相当している。
In the first embodiment described above, the oil dropping passage is used as the “oil introduction passage” in the first invention, and the one-
実施の形態2.
次に、図3および図4を参照して、本発明の実施の形態2について説明する。
図3は、本発明の実施の形態2のピストン式バランサを備える内燃機関80の構成を説明するための断面図である。尚、図3において、上記図1に示す構成要素と同一の要素については、同一の符号を付してその説明を省略または簡略する。
Embodiment 2. FIG.
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 3 and FIG.
FIG. 3 is a cross-sectional view for explaining the configuration of an
図3に示す内燃機関80は、オイル落とし通路82とバランサライナ内部空間84bとの接続口であるオイル導入口86の開閉手法が異なる点を除き、上述した実施の形態1の内燃機関10と同様の構成を有している。
The
本実施形態の構成は、図3に示すように、クランクケース88の内部のバランサライナ84に設けられるオイル導入口86の配置場所に特徴を有している。すなわち、オイル導入口86は、バランサライナ84の側壁部における当該オイル導入口86と対向する部位であって底部84a近傍に配置されたオイル排出口58よりもクランク軸18に近い側に設置されている。そして、バランサピストン36の往復運動を利用して、当該バランサピストン36の側壁によって、オイル導入口86を開閉するようにしている。
As shown in FIG. 3, the configuration of the present embodiment is characterized by the location of the
図4は、バランサピストン36の往復運動に伴って生ずる動作を説明するための図である。
図4(C)に示すように、バランサピストン36が上死点に位置しているときは、オイル導入口86は、バランサピストン36の側壁によって閉じられるようになっている。「吸入行程」時には、上死点からのバランサピストン36の上昇に伴ってバランサライナ内部空間84b内に負圧が生じ、その負圧の作用によって、オイル排出口58側のワンウェイバルブ72が閉じられる。その後、更にバランサピストン36が上昇すると、オイル導入口86が開かれるようになる。その結果、図4(A)に示すように、導入口86に連通するオイル落とし通路82を介して、シリンダヘッド24にあるオイルがバランサライナ内部空間84bに吸引されるとともに、クランクケース28内のオイルやブローバイガスがクランク連通路54およびオイル落とし通路82を介して、バランサライナ内部空間84bに吸引される。
FIG. 4 is a diagram for explaining an operation that occurs as the
As shown in FIG. 4C, when the
その後、図4(B)に示すように、「排出行程」時には、バランサピストン36の下降によってオイル導入口86が再び閉じられる(遮断される)とともに高まったバランサライナ内部空間84bの圧力によって、ワンウェイバルブ72が開かれる。その結果、行き場を失ったオイルおよびブローバイガスは、ワンウェイバルブ72を通ってオイル排出管60に排出されるようになる。その後の動作は、上述した実施の形態1と同様であるので、ここではその詳細な説明を省略する。
Thereafter, as shown in FIG. 4B, during the “discharge stroke”, the
以上説明した本実施形態の内燃機関80の構成によっても、バランサピストン36の往復運動を、内燃機関80の内部からオイルやブローバイガスを積極的に排出するためのスカベンジポンプとして機能させることができるようになる。これにより、ピストン式バランサをクランク軸18の下方に配置する内燃機関80において、内燃機関80の全高を拡大することなく、内燃機関80の内部にオイルを循環させられるシステムを構築することが可能となる。また、本実施形態の構成によれば、バランサピストン36の往復運動を利用して、オイル導入口86の開閉機能を実現することもでき、部品点数の削減(コストの削減)を図ることもできる。
Also with the configuration of the
実施の形態3.
次に、図5を参照して、本発明の実施の形態3について説明する。
図5は、本発明の実施の形態3のピストン式バランサを備える内燃機関90の構成を説明するための断面図である。尚、図5において、上記図1に示す構成要素と同一の要素については、同一の符号を付してその説明を省略または簡略する。
Embodiment 3 FIG.
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 5 is a cross-sectional view for explaining the configuration of an
上述した実施の形態1、2では、オイルタンク40が、内燃機関10、80と別体で設けられていた。これに対し、本実施形態の内燃機関90では、図5に示すように、バランサライナ38の周囲のクランクケース92内の空間をオイルタンクとして利用するようにしている。言い換えれば、本実施形態では、バランサライナ38は、オイルパンとしての機能をも有するクランクケース92内に溜められたオイル内に、その大部分が油没するように配置されている。
In the first and second embodiments described above, the
また、本実施形態のオイル排出口58には、オイル排出管94の一端が接続されている。オイル排出管94の他端は、クランクケース92内のオイルの油面よりも高い位置において、クランク室30に開放されている。尚、フィードポンプ46は、クランクケース92内のオイル内部に挿入されたオイルストレーナ96を利用して、オイルを汲み上げるように構成されている。
In addition, one end of an
本実施形態の内燃機関90においても、バランサピストン36の往復運動をスカベンジポンプとして機能させている。その動作は、上述した実施の形態1、2と同様であるので、ここではその詳細な説明を省略する。また、このようなスカベンジポンプの機能によって内燃機関90の各部から回収されたオイルおよびブローバイガスは、オイル排出管94によってオイルの油面よりも上方のクランク室30内に排出されるようになる。これにより、オイルとブローバイガスをより確実に分離させて、オイルの劣化やスラッジの発生を良好に防止することができる。
Also in the
以上説明したように、本実施形態の内燃機関90では、バランサピストン36の往復運動をスカベンジポンプとして機能させているとともに、当該スカベンジポンプによって内燃機関90の各部から回収されたオイルをバランサライナ38の周囲のクランクケース92に溜めるようにしている。これにより、オイルパンとして機能するクランクケース92の底面を低くする必要なしにオイル容量を確保することができるので、ピストン式バランサをクランク軸18の下方に配置する内燃機関90において、内燃機関90の全高を拡大することなく、内燃機関90の内部にオイルを循環させられるシステムを構築することが可能となる。また、オイルタンクを内燃機関90と別体に設置する必要がなくなるので、部品点数の削減(コストの削減)をも図ることができる。
As described above, in the
実施の形態4.
次に、図6および図7を参照して、本発明の実施の形態4について説明する。
図6は、本発明の実施の形態4のピストン式バランサを備える内燃機関における特徴的な構成(本発明のガイド部)を説明するための図である。尚、図6において、上記図1に示す構成要素と同一の要素については、同一の符号を付してその説明を省略または簡略する。
Embodiment 4 FIG.
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 6 and FIG.
FIG. 6 is a view for explaining a characteristic configuration (guide portion of the present invention) in an internal combustion engine including the piston type balancer according to the fourth embodiment of the present invention. In FIG. 6, the same components as those shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted or simplified.
図6(A)は、オイル排出口58側から見たバランサライナ100の内部形状を表した図であり、図6(B)は、オイル導入口56側からバランサライナ100の内部形状を表した図であり、図6(C)は、バランサピストン102の頂面側からバランサライナ100の底部100aを見た図である。
6A is a view showing the internal shape of the
図6の各図に示すように、バランサライナ100の底部100aには、オイル導入口56からオイル排出口58に向かってオイル案内溝104が形成されている。より具体的には、オイル案内溝104は、オイル導入口56およびオイル排出口58が当該オイル案内溝104の内部に位置するように形成されている。更に、バランサピストン102の頂部102aは、凹状に形成されたバランサライナ100の底部100aに合わせて、その中央部が凸状に形成されている。尚、バランサライナ100では、バランサライナ100の側壁部100bを滴下するオイルがオイル排出口58に流れ易くするために、当該側壁部100bとオイル案内溝104との間に位置する面100cが、オイル案内溝104に向かって傾斜するように形成されている。
As shown in each drawing of FIG. 6, an
上記図6に示す構成と異なり、バランサライナの底部がその側壁部に対して垂直な平坦形状とされ、かつ、バランサピストンの頂部も平坦な形状とされていると、バランサピストンが下降した際に、バランサライナの中心部位から図6(A)における左右方向へのオイル等の流れが生ずる。このようなオイル等の流れが生ずると、バランサライナ内部空間からオイル排出口へのオイル等の排出性が良くなくなってしまう。 Unlike the configuration shown in FIG. 6 above, if the balancer liner has a flat bottom that is perpendicular to the side wall and the top of the balancer piston is also flat, when the balancer piston is lowered, Then, the flow of oil or the like in the left-right direction in FIG. When such a flow of oil or the like occurs, the oil or the like from the balancer liner inner space to the oil discharge port will not be discharged well.
これに対し、以上説明した図6に示す構成によれば、オイル導入口56からバランサライナ内部空間100dに流入したオイル等を、オイル案内溝104によってオイル排出口58側に円滑に案内することができるようになる。これにより、バランサピストン102の往復運動をスカベンジポンプとして機能させた際のポンプ効率を向上させることができ、内燃機関90のフリクションをより低減させることが可能となる。また、バランサピストン102の頂部102aをオイル案内溝104に沿った形状としているので、バランサライナ100内に無駄な容積ができるのを回避することができ、これによっても、オイル等の排出性を良好に確保することができる。
On the other hand, according to the configuration shown in FIG. 6 described above, the oil or the like flowing into the balancer liner
ところで、上述した実施の形態4においては、オイル導入口56からバランサライナ内部空間100dに導入されたオイルおよびブローバイガスがオイル排出口58に排出されるように案内する本発明のガイド部として、バランサライナ100の底部100aおよびバランサピストン102の頂部102aに、上記底部100aにオイル案内溝104を設けるとともに、上記頂部102aを当該オイル案内溝104に沿った形状としている。しかしながら、本発明における上記ガイド部は、オイル排出口へのオイル等の排出を促すことができるようにオイル等を案内するものであれば、上記の構成に限定されるものではない。すなわち、例えば、以下の図7に示すような構成であってもよい。
By the way, in Embodiment 4 described above, the balancer is used as the guide portion of the present invention for guiding the oil and blow-by gas introduced from the
図7は、本発明のガイド部の他の構成を説明するための図である。より具体的には、図7は、上記図1等と同一方向から見たバランサライナ110の内部形状を表した図である。
図7に示すように、バランサライナ110の底部110aは、オイル導入口112側からオイル排出口114側に向かって図7の下方向(クランク軸18から上記底部110aに向かう方向)に傾斜するように形成されている。そして、バランサピストン116の頂部116aは、図7に示すように、上記底部110aよりも緩やかな傾斜角度で、オイル導入口112側からオイル排出口114側に向かって上記下方向に傾斜するように形成されている。
FIG. 7 is a diagram for explaining another configuration of the guide portion of the present invention. More specifically, FIG. 7 is a diagram showing the internal shape of the
As shown in FIG. 7, the bottom 110a of the
以上説明した図7に示す構成によれば、バランサピストン116の頂部116aがバランサライナ110の底部110aに接近した際に、オイル導入口112側に対してオイル排出口114側において、バランサライナ内部空間110bが広くなる。これにより、このような配慮がなされていない場合に対し、バランサピストン116の下降に伴ってバランサライナ内部空間110b内のオイル等が圧縮されていく際に、オイル排出口114方面に圧力の逃げ場を設けることが可能となる。このような構成によっても、オイル排出口へのオイル等の排出を促すことができるようにオイル等を案内する本発明のガイド部を構成することができる。また、この図7に示す構成を、上記図6に示す構成と組み合わせるようにしてもよい。
According to the configuration shown in FIG. 7 described above, when the
尚、上述した実施の形態4においては、バランサライナ100の底部100aに形成されたオイル案内溝104や凸状に形成されたバランサピストン102の頂部102aが前記第4の発明における「ガイド部」に相当している。
In the fourth embodiment described above, the
12 気筒
14 気筒内ピストン
16 コンロッド
18 クランク軸
20 クランクピン
22 シリンダブロック
24 シリンダヘッド
26 燃焼室
28、88、92 クランクケース
30 クランク室
32 バランサ用クランクピン
34 バランサ用コンロッド
36、102、116 バランサピストン
38、84、100、110 バランサライナ
38a、84a、100a、110a バランサライナの底部
38b、84b、100d、110b バランサライナ内部空間
40 オイルタンク
46 フィードポンプ
50 メインオイルホール
52、82 オイル落とし通路
54 クランク連通路
56、86、112 オイル導入口
58、114 オイル排出口
60、94 オイル排出管
70、72 ワンウェイバルブ
102a、116a バランサピストンの頂部
104 オイル案内溝
12
Claims (4)
前記バランサピストンの挿入を受け、底部が閉塞されたバランサライナと、
前記内燃機関の内部を循環したオイルが、前記バランサピストンの頂面と前記バランサライナの内周面とで囲まれたバランサライナ内部空間に導かれるように形成されたオイル導入路と、
前記オイル導入路と前記バランサライナ内部空間との間に設けられ、前記オイル導入路から前記バランサライナ内部空間に向かう方向のみに前記オイルの流れを規制する第1オイル流通規制手段と、
前記オイルを蓄えておくオイルタンクと前記バランサライナ内部空間とを接続するオイル排出路と、
前記オイル排出路と前記バランサライナ内部空間との間に設けられ、前記バランサライナ内部空間から前記オイル排出路に向かう方向のみに前記オイルの流れを規制する第2オイル流通規制手段と、
を備えることを特徴とするピストン式バランサを備える内燃機関。 A balancer piston that moves in opposition to an in-cylinder piston disposed in a cylinder of the internal combustion engine;
A balancer liner that has been inserted into the balancer piston and closed at the bottom;
An oil introduction path formed so that oil circulated inside the internal combustion engine is led to a balancer liner inner space surrounded by a top surface of the balancer piston and an inner peripheral surface of the balancer liner;
A first oil flow restriction means provided between the oil introduction path and the balancer liner inner space, and restricts the flow of the oil only in a direction from the oil introduction path toward the balancer liner inner space;
An oil discharge path connecting the oil tank for storing the oil and the balancer liner internal space;
A second oil distribution restriction means provided between the oil discharge passage and the balancer liner inner space, and restricting the flow of the oil only in a direction from the balancer liner inner space toward the oil discharge passage;
An internal combustion engine comprising a piston balancer.
前記バランサライナの少なくとも一部が、前記オイルタンク内に溜められた前記オイル内に浸されるようにして配置されていることを特徴とする請求項1または2記載のピストン式バランサを備える内燃機関。 The oil tank is formed in a crankcase around the balancer;
3. An internal combustion engine comprising a piston type balancer according to claim 1, wherein at least a part of the balancer liner is disposed so as to be immersed in the oil stored in the oil tank. .
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