JP2014228020A - Balancer body of internal combustion engine - Google Patents
Balancer body of internal combustion engine Download PDFInfo
- Publication number
- JP2014228020A JP2014228020A JP2013106080A JP2013106080A JP2014228020A JP 2014228020 A JP2014228020 A JP 2014228020A JP 2013106080 A JP2013106080 A JP 2013106080A JP 2013106080 A JP2013106080 A JP 2013106080A JP 2014228020 A JP2014228020 A JP 2014228020A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- balancer
- oil
- combustion engine
- internal combustion
- discharge port
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Lubrication Details And Ventilation Of Internal Combustion Engines (AREA)
- Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
Description
本発明は、内燃機関のクランクケース内の下部に互いに相反する方向に回転するように設けられる一対のバランサシャフトを収容するバランサボディに関する。 The present invention relates to a balancer body that houses a pair of balancer shafts that are provided at the lower part of a crankcase of an internal combustion engine so as to rotate in directions opposite to each other.
内燃機関では、ピストンやコネクティングロッドが往復運動することによって発生する振動を打ち消すためのバランサウェイトを備えたバランサシャフトをクランクシャフトの下方に配置し、クランクシャフトの回転をチェーン/スプロケット機構を介してバランサシャフトに伝達させてバランサシャフトを回転させるようにしたバランサ装置が設けられることがある。 In an internal combustion engine, a balancer shaft having a balancer weight for canceling vibrations generated by a reciprocating motion of a piston and a connecting rod is disposed below the crankshaft, and the rotation of the crankshaft is performed via a chain / sprocket mechanism. There may be a balancer device that is transmitted to the shaft to rotate the balancer shaft.
このようなバランサ装置では、内燃機関の高さ寸法を小さくするためにバランサシャフトをオイルパン内に貯留された油面に部分的に浸漬させる場合があり、このような配置では、オイルがバランサシャフトによって撹拌されるため、オイルに気泡が混入して潤滑性能が低下するだけでなく、オイルの撹拌によってバランサシャフトの回転抵抗が増大して燃費が悪化する。 In such a balancer device, there is a case where the balancer shaft is partially immersed in the oil surface stored in the oil pan in order to reduce the height dimension of the internal combustion engine. Therefore, not only the air bubbles are mixed into the oil and the lubrication performance is deteriorated, but also the agitation of the oil increases the rotational resistance of the balancer shaft, thereby deteriorating the fuel efficiency.
そこで、オイルパン内のオイルおよびシリンダブロックから流下するオイルがバランサシャフトに接触しないようにするために、バランサシャフトを覆うようにバランサボディ(ケーシング)を設け、バランサボディ内のオイルを回転するバランサシャフトによって外部へ排出するためのオイル流出口を、バランサボディにおけるオイルパン内の油面よりも上方の位置に形成した考案が提案されている(特許文献1参照)。 Therefore, in order to prevent the oil in the oil pan and the oil flowing down from the cylinder block from coming into contact with the balancer shaft, a balancer body (casing) is provided so as to cover the balancer shaft, and the balancer shaft that rotates the oil in the balancer body. Has proposed that the oil outlet for discharging to the outside is formed at a position above the oil level in the oil pan in the balancer body (see Patent Document 1).
特許文献1では、バランサボディの上壁を一対のバランサシャフトよりも広い幅にすることで、シリンダブロックから流下するオイルがバランサシャフトに接触しないようにしている。また、特許文献1のバランサボディは、バッフルプレートとしても機能するため、バッフルプレートを別途設けるために内燃機関の全高を大きくすることなく、ある程度油面の暴れを抑制することができる。
In
しかしながら、特許文献1のバランサボディでは、一対のバランサシャフトを上方から覆う上壁が下向きに凸の湾曲形状を呈しており、上壁に溜まったオイルにクランクシャフトやコネクティングロッドの大端部などの回転体が接触する虞がある。回転体が常時オイルに接触すると、オイルが高温になって潤滑性能が低下したり、オイルの撹拌によってクランクシャフトの回転抵抗が増大したりして内燃機関の性能に悪影響を与える。また、クランク室内を飛来する飛沫オイルを効率的にオイル溜めに誘導できないことから、クランク室に滞留するオイルミストと回転体との接触機会が増え、これによってもクランクシャフトの回転抵抗が増大する。
However, in the balancer body of
本発明は、このような背景に鑑みなされたもので、内燃機関の全高を大きくすることなく、クランク室での回転体とオイルとの接触を抑制してクランクシャフトの回転抵抗を低減することができる内燃機関のバランサボディを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such a background, and it is possible to reduce the rotational resistance of the crankshaft by suppressing the contact between the rotating body and the oil in the crank chamber without increasing the overall height of the internal combustion engine. An object of the present invention is to provide a balancer body for an internal combustion engine.
このような課題を解決するために、本発明の一側面によれば、内燃機関(1)のクランクケース(9)内の下部にクランクシャフト(11)と平行にかつ互いに相反する方向に回転するように設けられる一対のバランサシャフト(21F、21B)を収容するバランサボディ(22)であって、前記クランクシャフト(11)に直交する断面において下向きに凸の半円弧状を呈してクランクケース(9)の内部をクランク室(8)とオイル溜め(35)とに区画する上壁(41)を有するボディアッパ(22U)と、前記ボディアッパ(22U)の下部に締結され、前記ボディアッパ(22U)と協働して前記一対のバランサシャフト(21)を軸支するとともにバランサウェイト(21a)を収容するバランサ室(B)を画成するボディロア(22L)と、前記内燃機関(1)が水平路面上の車両に搭載された状態において、前記ボディアッパ(22U)の前記上壁(41)における最下端に前記クランク室(8)の旋回流に対向して開口するように形成されたオイル排出口(46)と、前記オイル排出口(46)から排出されるオイルを前記オイル溜め(35)に導くべく、前記ボディアッパ(22U)における前記上壁(41)の下方に延在するように形成されたオイル排出通路(48)とを備えた構成とする。 In order to solve such a problem, according to one aspect of the present invention, the lower part in the crankcase (9) of the internal combustion engine (1) rotates parallel to the crankshaft (11) and in a direction opposite to each other. A balancer body (22) that accommodates a pair of balancer shafts (21F, 21B) provided in the above-described manner, and has a semicircular arc shape that protrudes downward in a cross section perpendicular to the crankshaft (11), and has a crankcase (9 ) Are fastened to a body upper (22U) having an upper wall (41) that partitions the crank chamber (8) and an oil sump (35) into the lower part of the body upper (22U). ) And the balancer chamber (B) for supporting the pair of balancer shafts (21) and for accommodating the balancer weight (21a). (22L) and in a state in which the internal combustion engine (1) is mounted on a vehicle on a horizontal road surface, the swirl flow of the crank chamber (8) at the lowest end of the upper wall (41) of the body upper (22U). An oil discharge port (46) formed so as to be opposed to the oil discharge port, and the oil discharged from the oil discharge port (46) to guide the oil to the oil reservoir (35). The oil discharge passage (48) is formed so as to extend below the upper wall (41).
この構成によれば、ボディアッパの上壁がバッフルプレートとしても機能するため、バランサボディの油没深さを浅くして内燃機関の全高の短縮を図ることができる。また、クランク室内を旋回流に乗って飛散する飛沫オイルを上壁の最下端に形成したオイル排出口から効率的に回収し、オイル排出通路を通してオイル溜めに誘導できるため、クランクシャフトやコネクティングロッドを含む回転体のオイル撹拌ロスおよびバランサシャフトのオイル撹拌ロスを抑制できる。さらに、ボディアッパの上壁が半円弧状を呈することにより、クランク室内の旋回流を乱すことなく飛沫オイルをオイル排出口から回収できるため、クランク室で浮遊するオイルミストの量を減少させることができ、これによってもクランク室での回転体とオイルとの接触による撹拌抵抗を低減できる。 According to this configuration, the upper wall of the body upper also functions as a baffle plate, so that the oil immersion depth of the balancer body can be reduced to shorten the overall height of the internal combustion engine. In addition, the oil that splashes in the swirl flow in the crank chamber can be efficiently recovered from the oil discharge port formed at the lower end of the upper wall and guided to the oil sump through the oil discharge passage, so the crankshaft and connecting rod The oil agitation loss of the rotating body and the oil agitation loss of the balancer shaft can be suppressed. Furthermore, since the upper wall of the body upper has a semicircular arc shape, the splashed oil can be collected from the oil discharge port without disturbing the swirling flow in the crank chamber, so that the amount of oil mist floating in the crank chamber can be reduced. This can also reduce the stirring resistance due to the contact between the rotating body and the oil in the crank chamber.
また、本発明の一側面によれば、前記バランサ室(B)内のオイルを外部に排出すべく、前記ボディアッパ(22U)における前記上壁(41)の下方であって、水平路面上の車両に搭載された前記内燃機関(1)の運転状態において前記オイル溜め(35)の油面よりも高い位置に、前記バランサ室(B)と前記オイル溜め(35)とを連通させるように形成されたバランサオイル排出口(43)を更に備えた構成とすることができる。 Further, according to one aspect of the present invention, in order to discharge the oil in the balancer chamber (B) to the outside, the body upper (22U) is below the upper wall (41) and on the horizontal road surface. The balancer chamber (B) and the oil sump (35) are communicated with each other at a position higher than the oil level of the oil sump (35) in an operating state of the internal combustion engine (1) mounted on the vehicle. The balancer oil discharge port (43) can be further provided.
この構成によれば、上壁の下方であってオイル溜めの油面よりも高い位置にバランサオイル排出口が形成されたことにより、一対のバランサシャフトによって径方向外側に飛散されるバランサボディ内部のオイルを、クランク旋回流が働く上壁の上方に露出させずに(旋回流の影響を受けることなく)オイル溜めの大気中に排出することができる。そのため、排出されたオイルがクランク室に逆流することを防止でき、回転体によるオイル撹拌ロスを低減できる。なお、オイル溜めの油面よりも高い位置にバランサオイル排出口が形成されていることから、オイル溜めのオイルのバランサオイル排出口からバランサ室への浸入も防止される。 According to this configuration, since the balancer oil discharge port is formed at a position below the upper wall and higher than the oil level of the oil reservoir, the balancer body inside the balancer body is scattered radially outward by the pair of balancer shafts. The oil can be discharged into the atmosphere of the oil reservoir without being exposed above the upper wall on which the crank swirl flows (without being affected by the swirl flow). Therefore, the discharged oil can be prevented from flowing back into the crank chamber, and the oil stirring loss due to the rotating body can be reduced. Since the balancer oil discharge port is formed at a position higher than the oil level of the oil reservoir, the oil in the oil reservoir is prevented from entering the balancer chamber from the balancer oil discharge port.
また、本発明の一側面によれば、前記内燃機関(1)は直列4気筒であり、各バランサシャフト(21)は、前記ボディアッパ(22U)および前記ボディロア(22L)によって構成される一対の軸受(24、25)の間に配置される単一のバランサウェイト(21a)を有するものであり、前記ボディアッパ(22U)および前記ボディロア(22L)は、前記クランクシャフト(11)における前記内燃機関(1)のフライホイール(F)と相反する側から数えて2番目のスロー(第2スロー室17)に対応する位置に前記バランサウェイト(21a)を配置した状態で各バランサシャフト(21)を支持する構成とすることができる。 According to one aspect of the present invention, the internal combustion engine (1) is an in-line four cylinder, and each balancer shaft (21) is a pair of body upper (22U) and body lower (22L). It has a single balancer weight (21a) disposed between the bearings (24, 25), and the body upper (22U) and the body lower (22L) are the internal combustion engine in the crankshaft (11). Each balancer shaft (21) is placed in a state where the balancer weight (21a) is arranged at a position corresponding to the second throw (second throw chamber 17) counted from the side opposite to the flywheel (F) of (1). It can be set as the structure supported.
この構成によれば、バランサボディによって構成される一対の軸受を、軸受加工により貫通孔を穿設することで容易に形成できる。また、各バランサシャフトが単一のバランサウェイトを有し、軸受孔からバランサ室へのオイルの浸入はラジアルすべり軸受の油膜により阻止できるため、バランサボディの軸方向長さを短縮することができる。さらに、直列4気筒内燃機関のクランク軸方向の中心となる第3ジャーナル軸受の下方ではなく、フライホイールと相反する側から数えて2番目のスローに対応する、中心からオフセットした位置にバランサウェイトが配置されることにより、オイルパンに広い浅底部を形成することができる。そのため、前方排気の横置き内燃機関で課題となる、オイルパンの下方に排気管を通過させるためのスペースをより広く確保することができる。 According to this configuration, the pair of bearings configured by the balancer body can be easily formed by drilling the through holes by bearing processing. In addition, each balancer shaft has a single balancer weight, and oil intrusion from the bearing hole into the balancer chamber can be prevented by the oil film of the radial slide bearing, so that the axial length of the balancer body can be shortened. Furthermore, the balancer weight is not offset from the center of the third journal bearing, which is the center in the crankshaft direction of the in-line four-cylinder internal combustion engine, but at a position offset from the center corresponding to the second throw counted from the side opposite to the flywheel. By disposing, a wide shallow bottom can be formed in the oil pan. Therefore, it is possible to secure a wider space for allowing the exhaust pipe to pass under the oil pan, which is a problem in a horizontally mounted internal combustion engine with front exhaust.
また、本発明の一側面によれば、前記バランサオイル排出口(43)は、前記オイル溜め(35)に設けられたオイルストレーナ(36)の吸込口(36a)とクランク軸方向について対応する位置に配置された構成とすることができる。 Further, according to one aspect of the present invention, the balancer oil discharge port (43) corresponds to a suction port (36a) of an oil strainer (36) provided in the oil reservoir (35) with respect to a crankshaft direction. It can be set as the structure arrange | positioned.
オイルストレーナの吸込口は通常、車両の旋回運転時などの油面傾斜時に最も油面上昇が少ない位置に設けられる。そのため、クランク軸方向において、オイルストレーナの吸込口と対応する位置にバランサオイル排出口が設けられることにより、車両の旋回運転時などにオイル溜めの油面がクランク軸方向に傾斜してもオイルがバランサオイル排出口に容易に到達せず、バランサ室内へのオイルの浸入を防止できることから、バランサシャフトによるオイル撹拌ロスを防止できる。 The intake port of the oil strainer is usually provided at a position where the oil level rises the least when the oil level is inclined such as when the vehicle is turning. For this reason, the balancer oil discharge port is provided at a position corresponding to the oil strainer suction port in the crankshaft direction, so that the oil can be retained even when the oil surface of the oil sump is inclined in the crankshaft direction when the vehicle is turning. Since the oil does not easily reach the balancer oil discharge port and oil can be prevented from entering the balancer chamber, loss of oil agitation due to the balancer shaft can be prevented.
また、本発明の一側面によれば、前記内燃機関(1)が前記クランクシャフト(11)を水平にしてシリンダ軸線を傾斜させた姿勢で車両に搭載されることにより、前記一対のバランサシャフト(21)が互いに異なる高さに配置され、前記バランサオイル排出口(43)は、前記一対のバランサシャフト(21F、21B)に対応して一対に形成され、下側のバランサシャフト(21B)に対応するバランサオイル排出口(43B)が前記オイルストレーナ(36)の吸込口(36a)の上方に配置された構成とすることができる。 Further, according to one aspect of the present invention, the internal combustion engine (1) is mounted on a vehicle in a posture in which the crankshaft (11) is horizontal and the cylinder axis is inclined, whereby the pair of balancer shafts ( 21) are arranged at different heights, and the balancer oil discharge ports (43) are formed in a pair corresponding to the pair of balancer shafts (21F, 21B) and correspond to the lower balancer shaft (21B). The balancer oil discharge port (43B) to be arranged may be arranged above the suction port (36a) of the oil strainer (36).
この構成によれば、クランク軸方向のみならず、水平面上でクランク軸方向に直交する方向について油面が傾斜したときにもオイルが下側のバランサオイル排出口からバランサ室内に浸入し難くなり、車両の旋回時および加減速時のバランサシャフトによるオイル撹拌ロスをより確実に防止できる。なお、上側のバランサシャフトに対応するバランサオイル排出口は、オイルストレーナの吸込口からオフセットした位置に配置されることになるが、下側のバランサオイル排出口よりも高い位置に配置可能であるため、オイルが浸入する心配は少ない。 According to this configuration, not only in the crankshaft direction but also when the oil level is inclined in a direction perpendicular to the crankshaft direction on a horizontal plane, the oil is difficult to enter from the lower balancer oil discharge port into the balancer chamber, Oil stirring loss due to the balancer shaft during turning and acceleration / deceleration of the vehicle can be prevented more reliably. The balancer oil discharge port corresponding to the upper balancer shaft is disposed at a position offset from the suction port of the oil strainer, but can be disposed at a position higher than the lower balancer oil discharge port. , There is little worry about oil intrusion.
このように本発明によれば、内燃機関の全高を大きくすることなく、クランク室での回転体とオイルとの接触を抑制してクランクシャフトの回転抵抗を低減することができる内燃機関のバランサボディを提供することができる。 Thus, according to the present invention, the balancer body of the internal combustion engine that can reduce the rotational resistance of the crankshaft by suppressing the contact between the rotating body and the oil in the crank chamber without increasing the overall height of the internal combustion engine. Can be provided.
以下、図面を参照して、本発明に係るバランサボディ22を自動車の内燃機関1に適用した実施形態について詳細に説明する。なお、各図は水平路面上の自動車に搭載された状態を示しており、図中に矢印で示した方向を基準にして説明する。なお、図1は、図2中のI−I断面を示している。
Hereinafter, an embodiment in which a
図1および図2に示すように、内燃機関1は、4ストローク直列4気筒のレシプロ内燃機関である。内燃機関1は、シリンダブロック2と、シリンダブロック2の上部に接合されたシリンダヘッド3と、シリンダヘッド3の上部に接合されたヘッドカバー4と、シリンダブロック2の下部に接合されたロアブロック5と、ロアブロック5の下部に接合されたオイルパン6とを有している。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
シリンダブロック2の上部は、互いに平行かつ左右方向に一列に配置された4つのシリンダボア7を形成しており、シリンダブロック2の下部、ロアブロック5およびオイルパン6は、クランク室8を形成するクランクケース9を構成している。各シリンダボア7にはピストン10が摺動可能に受容され、クランク室8には左右方向に水平に延在するクランクシャフト11が回転可能に受容されている。内燃機関1は、シリンダボア7が左右方向に配列され、各シリンダボア7の中心軸線の上側が後方に傾斜した横置き後傾状態で自動車に搭載される。なお、本実施形態では、内燃機関1は、図示しない吸気管が後部に接続され、排気管EP(図1)が前部に接続される前方排気とされている。
The upper part of the
シリンダブロック2には、半割りの軸受面が形成されたジャーナル軸受12の上半部12Uが一体に形成され、ロアブロック5には、ジャーナル軸受12の下半部を構成するベアリングキャップ12Lが一体に形成されている。シリンダブロック2の下面にロアブロック5が接合されると、ジャーナル軸受12の上半部12Uとベアリングキャップ12Lとがクランクシャフト11のジャーナル13を挟んで回転自在に支持するジャーナル軸受12を構成する。ジャーナル軸受12は、互いに隣接するシリンダボア7間に3箇所および左右両端のシリンダボア7の外側に2箇所の合計5箇所に形成されている。
The
クランクシャフト11は、5つのジャーナル軸受12に対応する位置に形成された5つのジャーナル13と、互いに隣接するジャーナル13間に設けられた4つのクランクピン14(図2)と、クランクピン14の両端部をそれぞれ隣接するジャーナル13に連結するウェブ15と、ウェブ15におけるクランクピン14と相反する側に設けられたカウンタウェイト16などにより構成されている。なお、本実施形態では、互いに隣接するジャーナル13間の一対のウェブ15および1つのクランクピン14によってスロー(クランクスロー)が構成されている。クランクシャフト11は、ジャーナル軸受12によってジャーナル13を軸支されることにより、クランク室8に受容された状態でクランクケース9に回転可能に支持される。
The
クランクシャフト11の右端にはフライホイールFが一体に設けられており、フライホイールFに対向するように配置された図示しないクラッチディスクを介してクランクシャフト11の回転がトランスミッションに伝達される。
A flywheel F is integrally provided at the right end of the
以下、各ジャーナル軸受12を左側(フライホイールFと相反する側)から第1、第2、第3、第4、第5とする。また、クランクシャフト11におけるクランクピン14を挟む一対のジャーナル13間のスローに対応するクランク室部分、すなわち互いに隣接するジャーナル軸受12間をスロー室17と称し、本実施形態ではシリンダボア7に対応する4つのスロー室17を左側から第1、第2、第3、第4とする。前述したように、本実施形態では内燃機関1が直列気筒であるために、各スロー室17に1つシリンダボア7に対応する1つのクランクピン14が配置されるが、内燃機関1がV型気筒や水平対向気筒などの場合には、各スロー室17に一対のシリンダボア7に対応する2つのクランクピン14が配置される。
Hereinafter, each journal bearing 12 is defined as first, second, third, fourth, and fifth from the left side (the side opposite to the flywheel F). Further, a crank chamber portion corresponding to a throw between a pair of
各ピストン10はピストンピン10a(図2)を有し、このピストンピン10aにコネクティングロッド18の小端部18aが連結している。コネクティングロッド18の大端部18bは、クランクシャフト11のクランクピン14に連結している。これにより、ピストン10およびクランクシャフト11がコネクティングロッド18を介して互いに連結され、ピストン10の往復運動がクランクシャフト11の回転運動に変換される。なお、クランクシャフト11は、図2において矢印で示すように時計回りに回転する。したがって、内燃機関1の運転時にはクランク室8にクランクシャフト11と同じ時計回りの旋回流が発生する。
Each
図2に示すように、各コネクティングロッド18の大端部18bは、半割りの軸受の一方を構成するロッド側部材18cと、半割りの軸受の他方を構成し、2本のボルト18dによってロッド側部材18cに締結されるコネクティングロッドキャップ18eとにより構成される。コネクティングロッドキャップ18eにおけるクランクピン14の前方および後方には、ロッド側部材18cに対する接合面に直交する向きの一対のボルトボスが形成されている。ボルトボスやこれを締結するボルト18dは、半円状のキャップベース部分に対して外方に突出しており、これにより、コネクティングロッド18の大端部18bが略矩形状となっている。そのため、コネクティングロッド18が描く軌跡の外縁(以下、最外周回転軌跡19と称する。)は、図2に破線で示すような形状となり、大端部18bが描く最外周回転軌跡19(破線で示した軌跡の下部)は、クランクシャフト11の回転中心(以下、クランク軸回転中心11Xと記す。)を中心として円弧状を呈するものの、完全な円弧にはなっていない。
As shown in FIG. 2, the
なお、本実施形態では、説明簡略化のためにクランク軸回転中心11Xがシリンダボア7の中心軸線を含む平面上に位置するように内燃機関1を構成しているが、燃費向上目的で近年多用されるオフセットシリンダのように、クランク軸回転中心11Xが概略円形状のクランク室8の中心からずれていてもよい。
In the present embodiment, the
第1〜第3ジャーナル軸受12の下部には、ピストン10およびコネクティングロッド18の往復運動に起因して発生する内燃機関1の2次振動を低減するためのバランサ装置20が取り付けられている。バランサ装置20は、オイルパン6に溜まったオイルに一部が浸かった半油没状態で設けられており、オイルパン6の内部にクランクシャフト11と平行にかつ互いに相反する方向に回転するように設けられ、実質的に同一形状をなす前後一対のバランサシャフト21(21F、21B)と、バランサシャフト21を軸支するとともにバランサウェイト21aを収容するバランサ室Bを画成するバランサボディ22とを備えている。
A
なお、内燃機関1がクランクシャフト11を水平にしてシリンダボア7の中心軸線を後方に傾斜させた後傾姿勢で自動車に搭載されていることにより、後側のバランサシャフト22Bは前側のバランサシャフト22Fよりも低い位置に設けられ、バランサボディ22も後部が前部よりも低い傾斜状態に配置される。バランサボディ22は、ロアブロック5と一体とされたボディアッパ22Uと、ボディアッパ22Uの下部に締結されるボディロア22Lとによって構成される。なお、ボディアッパ22Uは、ロアブロック5と一体に形成されていてもよく、別体として形成されてロアブロック5に一体接合されてもよい。
In addition, since the
バランサボディ22は、第1ジャーナル軸受12の下方に配置された第1軸受部23と、第2ジャーナル軸受12の下方に配置された第2軸受部24と、第3ジャーナル軸受12の下方に配置された第3軸受部25と、第1軸受部23と第2軸受部24との間にギヤ室Gを画成する第1カバー部26と、第2軸受部24と第3軸受部25との間にバランサウェイト21aを収容するバランサ室Bを画成する第2カバー部27とを備えている。各軸受部23〜25は、対応するジャーナル軸受12の内周面(軸受面)に形成された給油溝28と連通する給油溝29がその軸受面に形成されており、給油溝29から供給された潤滑油のくさび作用およびスクイズ作用によってバランサシャフト21を支持する流体潤滑軸受を構成している。各軸受部23〜25に供給されたオイルは、軸受隙間から外部に漏れ、ギヤ室Gやバランサ室Bなどに排出される。第1カバー部26および第2カバー部27は、それぞれ対応するスロー室17において最外周回転軌跡19の下部外方に配置されている。
The
両バランサシャフト21は、第1軸受部23、第2軸受部24および第3軸受部25によって3箇所で軸支される。前側のバランサシャフト21Fは、左端に小スプロケット31を有しており、この小スプロケット31とクランクシャフト11の左端に固定された大スプロケット32とに無端リンクチェーン33が掛け渡されることにより、クランクシャフト11の回転が伝達されてクランクシャフト11と同方向にクランクシャフト11の2倍の回転速度で回転する。両バランサシャフト21は、第1スロー室17に対応する第1カバー部26内に配置されて互いに噛合するヘリカルギヤ34を有しており、これにより互いに相反する向きに同一回転速度で回転する。
Both balancer shafts 21 are pivotally supported at three locations by a
両バランサシャフト21は、第2スロー室17に対応する第1カバー部26内にバランサウェイト21aを有しており、クランクシャフト11の2倍の回転速度で回転することにより、シリンダ軸線方向に慣性力を発生させて内燃機関1の2次振動を低減する。ここでは、バランサウェイト21aは、第2軸受部24と第3軸受部25との離間距離に略等しい軸方向長さを有しており、その軸方向端面が各バランサシャフト21の軸方向位置を規定するスラスト軸受面となっている。
Both balancer shafts 21 have
このように、各バランサシャフト21が、第2軸受部24および第3軸受部25の間に配置される単一のバランサウェイト21aを有することにより、軸受加工によって貫通孔を穿設することで両軸受部24、25を容易に形成できるようになっている。また、第2軸受部24および第3軸受部25の軸受孔ではバランサ室Bへのオイルの浸入がラジアルすべり軸受の油膜により阻止されるため、バランサボディ22の軸方向長さの短縮が可能になっている。
In this way, each balancer shaft 21 has a
図1に示すように、オイルパン6の内部(以下、オイル溜め35と称する。)には、貯留されたオイルをクランクシャフト11やカムシャフトなどの内燃機関1の摩擦部へ圧送する図示しないオイルポンプが左端に配置されている。オイルポンプには、オイル溜め35の底近傍に吸込口36aを有するオイルストレーナ36が取り付けられている。オイルパン6は、下方に排気管EPを通すスペースを確保するために、オイルポンプが配置されない右側部分が浅底とされている。そのため、オイルストレーナ36の吸込口36aは、図1に想像線で示す限界旋回時の油面(設計最大傾斜油面OL)が交差する第2スロー室17の下方、すなわちバランサ装置20の下方に配置されている。
As shown in FIG. 1, in the oil pan 6 (hereinafter referred to as an oil sump 35), oil (not shown) that pumps the stored oil to a friction part of the
図2に示すように、第2スロー室17における最外周回転軌跡19の下部外方に配置された第2カバー部27では、ボディアッパ22Uは、下向きに凸の半円弧状を呈する上壁41と、一対のバランサシャフト21の回転軌跡に沿う前後一対の側壁42(42F、42B)とを有しており、内燃機関1の運転中には少なくとも上壁41と両側壁42の上部とがオイル溜め35の油面よりも高くなる位置に配置されている。上壁41と各側壁42F、42Bとは互いに離間しており、両者の間に形成される空間部は、オイル溜め35の油面よりも高い位置でバランサ室Bとオイル溜め35とを連通させ、バランサ室B内のオイルを外部(オイル溜め35)に排出するためのバランサオイル排出口43として機能する。
As shown in FIG. 2, in the
バランサボディ22が傾斜していることから、前側のバランサオイル排出口43Fが後側のバランサオイル排出口43Bよりも高い位置に形成されている。一方で、低い位置に形成されたバランサオイル排出口43Bは、図2に想像線で示す限界加減速時の油面(設計最大傾斜油面OL)が交差する位置の下方に配置されたオイルストレーナ36の吸込口36aの上方に配置されており、両バランサオイル排出口43F、43Bは設計最大傾斜油面OLよりも高い位置に配置されている。
Since the
このように、バランサオイル排出口43がオイル溜め35の油面よりも高い位置に形成されていることから、オイル溜め35のオイルがバランサオイル排出口43からバランサ室Bへ浸入することが防止される。また、バランサウェイト21aおよびバランサオイル排出口43が、第2スロー室17に対応する軸方向位置に設けられたことにより、第3ジャーナル軸受12を中心とする2分割構成とした場合に比べ、オイルパン6の浅底部を広く形成することが可能となり、排気管EPを通過させるためのスペースをオイルパン6の下方に確保することが容易になっている。
Since the balancer oil discharge port 43 is formed at a position higher than the oil level of the
さらに、バランサオイル排出口43がオイルストレーナ36の吸込口36aとクランク軸方向について対応する位置に形成されているため、自動車の旋回運転時などにオイル溜め35の油面が傾斜したときにもオイルがバランサオイル排出口43に容易に到達せず、オイルがバランサ室B内に浸入しないため、バランサシャフト21によるオイル撹拌ロスの増大が防止される。加えて、後側のバランサオイル排出口43Bがオイルストレーナ36の吸込口36aの上方に配置されたことにより、自動車の加減速時や勾配路走行時にオイル溜め35の油面が傾斜したときにも、オイルがより低いバランサオイル排出口43Bからバランサ室B内に浸入しないようになっている。
Further, since the balancer oil discharge port 43 is formed at a position corresponding to the
なお、バランサオイル排出口43は、バランサシャフト21の軸方向についてバランサウェイト21aと略等しい長さとされており、バランサウェイト21aによって掻き揚げられて径方向外側に飛散するバランサ室B内のオイルを効率良く排出できるようになっている。
The balancer oil discharge port 43 has a length substantially equal to that of the
ボディアッパ22Uの上壁41は、コネクティングロッド18の大端部18bが描く最外周回転軌跡19のなかでクランク軸回転中心11Xから最も遠い点を通る円Cの円弧の半径よりも大きな半径を有する円弧状の内面を有しており、その内面の周方向端部がロアブロック5の内面に滑らかに接続されている。これにより、クランクケース9によって画成される空間がクランク室8とオイル溜め35とに区画されるとともに、クランク室8が円形断面となってクランク室8に発生する旋回流に乱れが生じることが抑制され、クランクシャフト11の回転抵抗が小さくなる。また、バランサ装置20のボディアッパ22Uの上壁41がバッフルプレートとして機能するため、バランサボディ22の油没深さが浅くなり、内燃機関1の全高の短縮が可能になる。なお、上壁41の内面の周方向端部は、円筒半径を拡大しながらロアブロック5の内面に滑らかに接続されてもよい。
The
なお、上壁41は、均一な厚さの板状である必要はなく、例えば、ロアブロック5に一体に形成された鋳造部とこれに接合された鋼板からなる板金成形品との組み合わせや、ロアブロック5とは別体に形成されて溶接や接着、ボルト締めなどの任意の接合方法によってロアブロック5に接合される鋳造品または鋼板成形品や樹脂成形品、あるいはこれらの組み合わせであってよい。
The
ボディアッパ22Uの上壁41は、クランク軸回転中心11Xを通る鉛直面VPと交差する最下部よりもクランク回転方向で上流側(図2の紙面右側)の上流側上壁部44および下流側(同左側)の下流側上壁部45とを有している。
The
上流側上壁部44の内面は、その全体が円Cの外側を通ってロアブロック5側(紙面右側)の基端から先端に向けて湾曲しながら下方へ延び、先端が鉛直方向の最下端となるような円弧状とされている。一方、下流側上壁部45は、その最下部において上流側上壁部44の内面よりも小さな半径の外面を有している。これにより、上壁41の最下部にはクランク回転方向(旋回流)に対向して開口するオイル排出口46が形成される。また、下流側上壁部45の内面は、先端からクランク回転方向下流側へ向けて上り勾配のみを有するように形成されている。
The inner surface of the upstream side
そのため、クランク室8内を飛散する飛沫オイルがオイル排出口46からオイル溜め35に効果的に排出され、クランクシャフト11およびコネクティングロッド18を含む回転体のオイル撹拌ロスが低減されるうえ、旋回流の乱れが抑制されることおよびこれによってクランク室8を浮遊するオイルミストの量が減少することによっても、クランクシャフト11の回転抵抗が小さくなる。また、下流側上壁部45の内面を先端からクランク回転方向下流側へ向けて上り勾配のみとしたことにより、オイルが下流側上壁部45の内面上部に溜まることなくオイル排出口46から排出され、メンテナンス時のオイル交換の際にオイルが残留することもない。
Therefore, the splashed oil scattered in the
オイル排出口46の下縁を形成する上流側上壁部44の最下部には、下流側上壁部45の下方においてクランク回転方向下流側へ延出する延出部47が一体形成されている。延出部47は、先端に向けて下り勾配とされており、バランサオイル排出口43よりも後方まで延出している。これにより、クランク室8内のオイルが残留することがなく、オイル排出口46から排出されるオイルがバランサオイル排出口43からバランサ室B内に流入することもない。また、ボディアッパ22Uの上壁41のクランク回転方向下流側がラビリンス状の2槽構造となり、旋回走行時に油面が暴れてオイルが上壁41上に流入することでクランク撹拌抵抗が増大することが防止されるとともに、高温のブローバイガスがオイル溜め35に貯留されたオイルに直接接触することが防止される。
An
なお、オイル排出口46から排出されるオイルは、内燃機関1の運転中にはクランク室8内の旋回流に乗って吹き飛ばされるような状態で排出することが想定されるため、延出部47の先端は必ずしもバランサオイル排出口43よりも後方まで延出している必要はない。
Note that the oil discharged from the
このように、上流側上壁部44の延出部47が下流側上壁部45の下方に延在することにより、上壁41の下方に延在するように形成された空間が、オイル排出口46から排出されたオイルをオイル溜め35に導くオイル排出通路48として機能する。このようなオイル排出通路48が形成されたことにより、オイル排出口46から排出されたオイルの流入によるバランサ室B内のオイル量増大が防止されるため、バランサシャフト21によるオイル撹拌ロスが低減する。
As described above, the
また、バランサオイル排出口43の上方に上流側上壁部44の延出部47や下流側上壁部45が形成されていることにより、バランサシャフト21によって掻き揚げられたバランサ室B内のオイルが、クランク室8への露出による旋回流の影響を受けることなくオイル溜め35の大気中に排出されるため、バランサ室Bから排出されたオイルがクランク室8に逆流することが防止され、回転体によるオイル撹拌ロスが低減する。
The oil in the balancer chamber B swept up by the balancer shaft 21 is formed by the
図示は省略するが、第1スロー室17に対応する位置に設けられた第1カバー部26も、第2カバー部27と同様に構成されている。なお、第1カバー部26では、ギヤ室G内のオイルは、一対のヘリカルギヤ34によって掻き揚げられて、ボディアッパ22Uに形成された排出口から外部(オイル溜め35)に排出される。
Although illustration is omitted, the
図1および図3に示すように、バランサ装置20が設けられない第3スロー室17および第4スロー室17に対応する部分では、最外周回転軌跡19の下部外方に、ボディアッパ22Uの上壁41(図2)に似た形状を有するバッフルプレート50が設けられており、このバッフルプレート50によって、クランクケース9によって画成される空間がクランク室8とオイル溜め35とに区画されている。本実施形態では、バッフルプレート50は、鋼板の板金成形品であり、ロアブロック5に溶接などにより接合されている。
As shown in FIG. 1 and FIG. 3, in the portion corresponding to the
なお、バッフルプレート50は、均一な厚さの板状部材からなる必要はなく、例えば、ロアブロック5に一体に形成された鋳造部とこれに接合された鋼板からなる板金成形品との組み合わせや、ロアブロック5とは別体に形成されて溶接や接着、ボルト締めなどの任意の接合方法によってロアブロック5に接合される鋳造品または鋼板成形品や樹脂成形品、あるいはこれらの組み合わせであってよい。また、バッフルプレート50は、クランクケース9によって画成される空間に配置されれば、ロアブロック5に接合される必要はなく、オイルパン6に接合され、あるいはロアブロック5とオイルパン6とに挟持されてもよい。
The
バッフルプレート50は、第3および第4スロー室17に対応する位置において、大端部18bが描く最外周回転軌跡19に沿って下方に突出する半円筒状を呈している。言い換えれば、バッフルプレート50は、第3および第4スロー室17に対応する位置に設けられ、半円筒状を呈する2つの半円筒状部51を含んでいる。各半円筒状部51は、図2に示したボディアッパ22Uの上壁41に対応する形状を有し、同様の機能を果たすものであり、ここでは、対応する部位などに上壁41の対応する記号を付し、詳細な説明は割愛する。
The
このように、全てのスロー室17が円形状に形成され、その最下部に旋回流に対向するように開口するオイル排出口46が形成されたことにより、クランクシャフト11の回転抵抗が効果的に低減する。
In this way, all the
なお、オイル排出口46は、図1に示すように、第2および第3スロー室17ではスロー室17の全幅にわたって形成される一方、第1および第4スロー室17では、スロー室17の幅よりも狭く、すなわち第2および第3スロー室17のものよりも小さな幅寸法とされ、それぞれ隣接する第2スロー室17および第3スロー室17寄りの位置に形成されている。これにより、全てのオイル排出口46を設計最大傾斜油面OLよりも高い位置に配置することができ、旋回走行時にオイル溜め35の油面が傾斜した場合であっても、オイル溜め35のオイルがオイル排出口46からクランク室8内に流入しないため、クランク撹拌ロスが防止される。
As shown in FIG. 1, the
これらのオイル排出口46の面積は、各スロー室17での落下オイル量に応じ、対応するスロー室17の落下オイルのすべてが排出され得る大きさとされるとよい。
The area of these
以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されることなく幅広く変形実施することができる。例えば、上記実施形態では、一例として自動車用として内燃機関1の説明を行ったが、鉄道車両などにも広く適用することができる。また、バランサボディ22の各部位の具体的構成や配置、数量、角度など、本発明の趣旨を逸脱しない範囲であれば適宜変更可能である。一方、上記実施形態に示したバランサボディ22の各構成要素は必ずしも全てが必須ではなく、適宜選択できる。
Although the description of the specific embodiment is finished as described above, the present invention is not limited to the above embodiment and can be widely modified. For example, in the above-described embodiment, the
1 内燃機関
8 クランク室
9 クランクケース
11 クランクシャフト
17 スロー室
21(21F、21B) バランサシャフト
21a バランサウェイト
22 バランサボディ
22U ボディアッパ
22L ボディロア
24 第2軸受部(軸受)
25 第3軸受部(軸受)
35 オイル溜め
36 オイルストレーナ
36a 吸込口
41 上壁
43(43F、42B) バランサオイル排出口
46 オイル排出口
48 オイル排出通路
B バランサ室
F フライホイール
DESCRIPTION OF
25 Third bearing (bearing)
35
Claims (5)
前記クランクシャフトに直交する断面において下向きに凸の半円弧状を呈してクランクケースの内部をクランク室とオイル溜めとに区画する上壁を有するボディアッパと、
前記ボディアッパの下部に締結され、前記ボディアッパと協働して前記一対のバランサシャフトを軸支するとともにバランサウェイトを収容するバランサ室を画成するボディロアと、
前記内燃機関が水平路面上の車両に搭載された状態において、前記ボディアッパの前記上壁における最下端に前記クランク室の旋回流に対向して開口するように形成されたオイル排出口と、
前記オイル排出口から排出されるオイルを前記オイル溜めに導くべく、前記ボディアッパにおける前記上壁の下方に延在するように形成されたオイル排出通路と
を備えたことを特徴とするバランサボディ。 A balancer body that houses a pair of balancer shafts provided in a lower part of a crankcase of an internal combustion engine so as to rotate in a direction opposite to each other in parallel to the crankshaft,
A body upper having an upper wall that presents a semicircular arc shape projecting downward in a cross section perpendicular to the crankshaft and divides the inside of the crankcase into a crank chamber and an oil sump;
A body lower that is fastened to a lower portion of the body upper and that supports the pair of balancer shafts in cooperation with the body upper and defines a balancer chamber for accommodating a balancer weight;
In a state where the internal combustion engine is mounted on a vehicle on a horizontal road surface, an oil discharge port formed to open at the lowermost end of the upper wall of the body upper so as to face the swirling flow of the crank chamber;
A balancer body comprising an oil discharge passage formed to extend below the upper wall of the body upper so as to guide oil discharged from the oil discharge port to the oil reservoir.
前記ボディアッパおよび前記ボディロアは、前記クランクシャフトにおける前記内燃機関のフライホイールと相反する側から数えて2番目のスローに対応する位置に前記バランサウェイトを配置した状態で各バランサシャフトを支持することを特徴とする、請求項1または請求項2に記載のバランサボディ。 The internal combustion engine is an inline 4-cylinder, and each balancer shaft has a single balancer weight disposed between a pair of bearings constituted by the body upper and the body lower,
The body upper and the body lower support each balancer shaft in a state where the balancer weight is disposed at a position corresponding to a second throw as counted from a side opposite to the flywheel of the internal combustion engine in the crankshaft. The balancer body according to claim 1, wherein the balancer body is characterized.
前記バランサオイル排出口は、前記一対のバランサシャフトに対応して一対に形成され、下側のバランサシャフトに対応するバランサオイル排出口が前記オイルストレーナの吸込口の上方に配置されたことを特徴とする、請求項4に記載のバランサボディ。 When the internal combustion engine is mounted on the vehicle in a posture in which the crankshaft is horizontal and the cylinder axis is inclined, the pair of balancer shafts are arranged at different heights,
The balancer oil discharge port is formed in a pair corresponding to the pair of balancer shafts, and the balancer oil discharge port corresponding to the lower balancer shaft is disposed above the suction port of the oil strainer. The balancer body according to claim 4.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013106080A JP2014228020A (en) | 2013-05-20 | 2013-05-20 | Balancer body of internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013106080A JP2014228020A (en) | 2013-05-20 | 2013-05-20 | Balancer body of internal combustion engine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2014228020A true JP2014228020A (en) | 2014-12-08 |
Family
ID=52128073
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2013106080A Pending JP2014228020A (en) | 2013-05-20 | 2013-05-20 | Balancer body of internal combustion engine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2014228020A (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2019105212A (en) * | 2017-12-12 | 2019-06-27 | トヨタ自動車株式会社 | On-board engine |
JP2019113047A (en) * | 2017-12-26 | 2019-07-11 | トヨタ自動車株式会社 | Internal combustion engine |
JP2019151296A (en) * | 2018-03-06 | 2019-09-12 | トヨタ自動車株式会社 | Control device for hybrid vehicle |
CN114000934A (en) * | 2021-10-22 | 2022-02-01 | 中船动力研究院有限公司 | Keep off oily ventilation unit and engine frame |
-
2013
- 2013-05-20 JP JP2013106080A patent/JP2014228020A/en active Pending
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2019105212A (en) * | 2017-12-12 | 2019-06-27 | トヨタ自動車株式会社 | On-board engine |
JP2019113047A (en) * | 2017-12-26 | 2019-07-11 | トヨタ自動車株式会社 | Internal combustion engine |
JP2019151296A (en) * | 2018-03-06 | 2019-09-12 | トヨタ自動車株式会社 | Control device for hybrid vehicle |
JP7047472B2 (en) | 2018-03-06 | 2022-04-05 | トヨタ自動車株式会社 | Hybrid vehicle control device |
CN114000934A (en) * | 2021-10-22 | 2022-02-01 | 中船动力研究院有限公司 | Keep off oily ventilation unit and engine frame |
CN114000934B (en) * | 2021-10-22 | 2023-02-03 | 中船动力研究院有限公司 | Keep off oily ventilation unit and engine frame |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4856486A (en) | Internal combustion engine | |
JP2014228020A (en) | Balancer body of internal combustion engine | |
US8210149B2 (en) | Baffle plate | |
JP2011163249A (en) | Crank case structure for internal combustion engine | |
JP6235545B2 (en) | Cover member for internal combustion engine | |
JPS6334312B2 (en) | ||
KR20050025184A (en) | Motorcycle engine | |
US7013860B2 (en) | Dry-sump, four-stroke engine lubrication device | |
JP5310657B2 (en) | Balancer device for internal combustion engine | |
JP2017075565A (en) | Lubrication structure | |
JP2019157861A (en) | Baffle plate | |
JP6122825B2 (en) | Balancer device for internal combustion engine | |
JPS623292B2 (en) | ||
JP4544835B2 (en) | Balancer device for internal combustion engine | |
JP2009281177A (en) | Internal combustion engine | |
JP3892607B2 (en) | Engine oil return passage | |
US11236649B2 (en) | Internal combustion engine unit | |
JP2007278512A (en) | Balancing device for reciprocating piston engine | |
JP2014218913A (en) | Baffle plate for internal combustion engine | |
JP6650339B2 (en) | Balancer device for internal combustion engine | |
JP2005282537A (en) | Machine equipped with crankshaft | |
JPH11117806A (en) | Engine with balancer shaft | |
JP3795429B2 (en) | Vertical engine for outboard motor | |
KR101316829B1 (en) | Balance shaft module equipped with oil pump | |
JP5096550B2 (en) | Balance device for reciprocating piston engine |