JP2016089627A - Internal combustion engine - Google Patents

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信行 大田
Nobuyuki Ota
信行 大田
雅俊 奥田
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雅俊 奥田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an internal combustion engine having an oil jet which injects a lubricant at necessary timing, and is stabilized in an injection position.SOLUTION: An internal combustion engine has: an internal combustion engine main body 2 in which at least one cylinder 11 is formed; at least one piston 15 which is reciprocally accommodated in the cylinder; at least one oil jet 44 which is attached to the internal combustion engine main body in response to the piston, and injects a lubricant toward a rear face of the corresponding piston; oil passages 41, 43 which extend from an oil pump 35 to the oil jet; and changeover valves 42 which are arranged at the oil passages, and switch communication and disconnection between the oil pump and the oil jet. The changeover valve is driven by receiving power from a crankshaft, and connects the oil jet corresponding to an arbitrary piston to the oil pump when the arbitrary piston is located within a prescribed moving range.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、内燃機関に関し、詳細にはオイルジェットを含むピストンの冷却装置に関する。   The present invention relates to an internal combustion engine, and more particularly, to a cooling device for a piston including an oil jet.

レシプロ内燃機関において、オイルポンプによって加圧された潤滑油をオイルジェットからピストンの裏面に吹き付けることによってピストンを冷却する装置が公知となっている(例えば、特許文献1)。特許文献1に係るピストン冷却装置は、オイルポンプに接続されると共に、クランクシャフトの軸受の摺接面に開口した上流側油路と、クランクシャフトのジャーナルの外周面に一端が開口すると共に、カウンターウエイトの突出端面に他端が開口した下流側油路とを有する。この冷却装置では、ピストンが下死点付近にあるときに、上流側油路と下流側油路とが互いに接続され、下流側油路のカウンターウエイト側の開口端によって形成された噴射口(オイルジェット)からピストンの裏面に向けて潤滑油が噴射される。このようなピストン冷却装置では、クランクシャフトの回転に応じて上流側油路及び下流側油路の接続、切断が切り換えられ、潤滑油が間欠的に噴射されるため、潤滑油の噴射量が低減され、その結果オイルポンプの負荷が低減される。また、噴射口とピストンとが互いに最も接近したときに、上流側油路及び下流側油路が接続されて噴射口から潤滑油が噴射されるため、潤滑油がピストンの裏面に確実に供給される。   In a reciprocating internal combustion engine, a device for cooling a piston by spraying lubricating oil pressurized by an oil pump from an oil jet onto the back surface of the piston is known (for example, Patent Document 1). The piston cooling device according to Patent Document 1 is connected to an oil pump, and has an upstream oil passage opened on a sliding contact surface of a crankshaft bearing, and one end opened on an outer peripheral surface of a journal of the crankshaft. A downstream oil passage having the other end opened on the protruding end surface of the weight. In this cooling device, when the piston is near bottom dead center, the upstream oil passage and the downstream oil passage are connected to each other, and the injection port (oil oil formed by the counterweight side opening end of the downstream oil passage) From the jet) toward the back of the piston. In such a piston cooling device, the connection and disconnection of the upstream oil passage and the downstream oil passage are switched according to the rotation of the crankshaft, and the lubricating oil is intermittently injected, so the injection amount of the lubricating oil is reduced. As a result, the load on the oil pump is reduced. Further, when the injection port and the piston are closest to each other, the upstream oil passage and the downstream oil passage are connected and the lubricating oil is injected from the injection port, so that the lubricating oil is reliably supplied to the back surface of the piston. The

特開2002−256835号公報JP 2002-256835 A

しかしながら、引用文献1に係るピストン冷却装置は、噴射口がカウンターウエイトに形成されているため、クランクシャフトの回転に応じて噴射口の位置及び向きが変化し、ピストン裏面において潤滑油が吹き付けられる位置が一定しない。そのため、ピストンの内部に潤滑油の流通を可能にするクーリングチャンネルが形成され、その一部がピストンの裏面に開口している場合に、引用文献1に係るピストン冷却装置はクーリングチャンネルに潤滑油を効率良く供給することができないという問題が生じる。   However, in the piston cooling device according to the cited document 1, since the injection port is formed in the counterweight, the position and direction of the injection port change according to the rotation of the crankshaft, and the position where the lubricant is sprayed on the back surface of the piston Is not constant. Therefore, when a cooling channel that allows the lubricating oil to flow is formed inside the piston and a part of the cooling channel is open on the back surface of the piston, the piston cooling device according to the cited document 1 applies the lubricating oil to the cooling channel. The problem that it cannot supply efficiently arises.

本発明は、以上の背景を鑑み、必要なタイミングで潤滑油を噴射し、かつ噴射位置が一定するオイルジェットを備えた内燃機関を提供することを課題とする。   In view of the above background, it is an object of the present invention to provide an internal combustion engine including an oil jet that injects lubricating oil at a necessary timing and has a fixed injection position.

上記課題を解決するために、本発明の内燃機関は、少なくとも1つのシリンダ(11)が形成された内燃機関本体(2)と、前記シリンダのそれぞれに往復動可能に収容され、コンロッド(18)を介してクランクシャフト(20)に連結された少なくとも1つのピストン(15)と、前記ピストンのそれぞれに対応して前記内燃機関本体に取り付けられ、対応する前記ピストンの裏面に向けて潤滑油を噴射する少なくとも1つのオイルジェット(44)と、オイルポンプ(35)から前記オイルジェットのそれぞれに延びる油路(41、43)と、前記油路に設けられ、前記オイルポンプと前記オイルジェットとの連通、切断を切り換える切換バルブ(42)とを有し、前記切換バルブは、前記クランクシャフトから動力を受けて駆動され、任意の前記ピストンが所定の移動範囲に位置するときに任意の前記ピストンと対応する前記オイルジェットを前記オイルポンプに接続することを特徴とする。   In order to solve the above-mentioned problems, an internal combustion engine of the present invention includes an internal combustion engine body (2) having at least one cylinder (11) formed therein, and is accommodated in each of the cylinders so as to be able to reciprocate, and a connecting rod (18). At least one piston (15) connected to the crankshaft (20) via the cylinder, and attached to the internal combustion engine main body corresponding to each of the pistons, and injecting lubricating oil toward the back surface of the corresponding piston At least one oil jet (44), an oil passage (41, 43) extending from the oil pump (35) to each of the oil jets, and communication between the oil pump and the oil jet provided in the oil passage And a switching valve (42) for switching cutting, and the switching valve is driven by receiving power from the crankshaft. Characterized by connecting the oil jet corresponding to any of said piston when any of said piston is positioned in a predetermined moving range in the oil pump.

この構成によれば、オイルジェットは、内燃機関本体に取り付けられているため、ピストンの裏面の一定した位置に潤滑油を吹き付けることができる。また、切換バルブによって、オイルジェットは所定のタイミングで潤滑油を噴射するため、常に噴射する場合に比べてオイルポンプの負荷が低減される。   According to this configuration, since the oil jet is attached to the internal combustion engine body, the lubricating oil can be sprayed to a fixed position on the back surface of the piston. Further, since the oil jet injects the lubricating oil at a predetermined timing by the switching valve, the load of the oil pump is reduced as compared with the case of always injecting.

また、上記発明において、前記切換バルブは、バルブケース(46)と、前記バルブケースに回転可能に受容され、前記クランクシャフトと動力伝達機構(51)を介して連結されることによって前記クランクシャフトと同速で回転するバルブボディ(47)とを有し、前記バルブケースは、前記バルブボディの外周面(47A)と摺接する内周面(46A)と、前記油路の上流側(41)に連通すると共に前記内周面に開口した入口ポート(54)と、前記油路の下流側(43)に連通すると共に前記内周面に開口した少なくとも1つの出口ポート(55)とを有し、前記バルブボディは、前記外周面に開口した接続通路(58)を有し、前記接続通路は、任意の前記ピストンが所定の移動範囲に位置するときに任意の前記ピストンと対応する前記出口ポートを前記入口ポートに接続するとよい。   In the above invention, the switching valve is rotatably received in the valve case (46) and the valve case, and is connected to the crankshaft through the power transmission mechanism (51). A valve body (47) that rotates at the same speed, and the valve case is disposed on an inner peripheral surface (46A) that is in sliding contact with an outer peripheral surface (47A) of the valve body, and on an upstream side (41) of the oil passage. An inlet port (54) that communicates and opens to the inner peripheral surface, and at least one outlet port (55) that communicates with the downstream side (43) of the oil passage and opens to the inner peripheral surface; The valve body has a connection passage (58) opened in the outer peripheral surface, and the connection passage corresponds to the arbitrary piston when the arbitrary piston is located in a predetermined movement range. The outlet port may be connected to the inlet port that.

この構成によれば、バルブボディが、ピストン位置と同期したクランクシャフトによって駆動されるため、切換バルブはピストン位置に応じた所定のタイミングで油路を開閉することができる。   According to this configuration, since the valve body is driven by the crankshaft synchronized with the piston position, the switching valve can open and close the oil passage at a predetermined timing corresponding to the piston position.

また、上記発明において、前記バルブボディは、円筒形に形成され、前記出口ポートの少なくとも1つは、前記バルブケースの前記内周面に開口し、前記出口ポートの前記内周面側における開口端が周方向に延在しているとよい。   Further, in the above invention, the valve body is formed in a cylindrical shape, and at least one of the outlet ports opens to the inner peripheral surface of the valve case, and an opening end on the inner peripheral surface side of the outlet port. Should extend in the circumferential direction.

この構成によれば、接続通路と出口ポートの接続が継続する期間を延長させることができる。また、出口ポートの内周面側における開口端の周方向を任意に変更することによって、オイルジェットの噴射期間を容易に設定することができる。   According to this configuration, it is possible to extend the period during which the connection between the connection passage and the outlet port continues. Moreover, the oil jet injection period can be easily set by arbitrarily changing the circumferential direction of the opening end on the inner peripheral surface side of the outlet port.

また、上記発明において、前記バルブボディは、円筒形に形成され、前記出口ポートの少なくとも1つは、前記バルブケースの前記内周面に開口し、前記接続通路の前記出口ポートと対向する開口端が周方向に延在しているとよい。   In the above invention, the valve body is formed in a cylindrical shape, and at least one of the outlet ports opens to the inner peripheral surface of the valve case and is an open end facing the outlet port of the connection passage. Should extend in the circumferential direction.

この構成によれば、接続通路と出口ポートの接続が継続する期間を延長させることができる。また、接続通路の出口ポートと対向する開口端の周方向を任意に変更することによって、オイルジェットの噴射期間を容易に設定することができる。   According to this configuration, it is possible to extend the period during which the connection between the connection passage and the outlet port continues. Moreover, the oil jet injection period can be easily set by arbitrarily changing the circumferential direction of the opening end facing the outlet port of the connection passage.

また、上記発明において、前記バルブボディは、前記バルブボディの回転軸線に対して偏倚した重心を有するとよい。   In the above invention, the valve body may have a center of gravity that is deviated with respect to the rotation axis of the valve body.

この構成によれば、バルブボディは、内燃機関の1次振動を低減する1次バランサシャフトとして機能することができる。そのため、切換バルブは、1次バランサ装置を兼ねることができ、内燃機関の小型化が可能になる。   According to this configuration, the valve body can function as a primary balancer shaft that reduces primary vibrations of the internal combustion engine. Therefore, the switching valve can also serve as the primary balancer device, and the internal combustion engine can be downsized.

また、上記発明において、前記バルブボディは、円筒形に形成され、前記出口ポートの少なくとも1つは、前記バルブケースの前記バルブボディの軸方向端面(47C)と摺接するスラスト面(46B)に開口し、前記接続通路は前記出口ポートに対応して前記スラスト面に開口しているとよい。   In the above invention, the valve body is formed in a cylindrical shape, and at least one of the outlet ports has an opening in a thrust surface (46B) that is in sliding contact with an axial end surface (47C) of the valve body of the valve case. And the said connection channel | path is good to open to the said thrust surface corresponding to the said exit port.

この構成によれば、出口ポートの少なくとも1つがスラスト面に開口するため、バルブボディの外周面に対応して配置させる出口ポートを少なくすることができる。これにより、バルブボディの軸方向長さを短くすることができ、バルブボディの小型化及び軽量化が可能になると共に、バルブボディ及びバルブケースの摺接面積が小さくなる。これにより、バルブボディを回転させるために必要な動力が低減され、内燃機関の負荷が低減される。   According to this configuration, since at least one of the outlet ports opens in the thrust surface, the number of outlet ports arranged corresponding to the outer peripheral surface of the valve body can be reduced. As a result, the axial length of the valve body can be shortened, the valve body can be reduced in size and weight, and the sliding contact area between the valve body and the valve case can be reduced. Thereby, the power required to rotate the valve body is reduced, and the load on the internal combustion engine is reduced.

また、上記発明において、前記ピストンは複数設けられ、前記ピストンのうち同位相で往復動するものに対応する前記出口ポートは、前記スラスト面に開口する部分が集合して共通の集合通路(101、102)を形成するとよい。   Further, in the above invention, a plurality of the pistons are provided, and the outlet port corresponding to the piston that reciprocates in the same phase gathers a portion that opens in the thrust surface, and a common collecting passage (101, 102) may be formed.

この構成によれば、集合通路によって出口ポート全体の長さ及び容積が小さくなるため、バルブケース及びバルブボディを小型化することができる。   According to this configuration, the length and volume of the entire outlet port are reduced by the collecting passage, so that the valve case and the valve body can be reduced in size.

また、上記発明において、前記切換バルブは、前記クランクシャフトのジャーナル(202)と、前記ジャーナルを回転可能に支持する軸受(211)とを含み、前記油路の上流側及び下流側(213、214)は、互いに独立して前記軸受の内周面に開口し、前記ジャーナルは、前記ジャーナルの外周面に開口した接続通路(215)を有し、前記接続通路は、任意の前記ピストンが所定の移動範囲に位置するときに任意の前記ピストンと対応する前記油路の上流側及び下流側を互いに接続するとよい。   In the above invention, the switching valve includes a journal (202) of the crankshaft and a bearing (211) that rotatably supports the journal, and the upstream side and the downstream side (213, 214) of the oil passage. ) Are opened to the inner peripheral surface of the bearing independently of each other, the journal has a connection passage (215) opened to the outer peripheral surface of the journal, and the connection passage is free from a predetermined piston. The upstream side and the downstream side of the oil passage corresponding to the arbitrary piston may be connected to each other when located in the movement range.

この構成によれば、クランクシャフト及びその軸受によって切換バルブが構成されるため、切換バルブを構成するために別途部品を設ける必要がなく、内燃機関の小型化及び軽量化が可能になる。   According to this configuration, since the switching valve is configured by the crankshaft and its bearing, it is not necessary to provide a separate part to configure the switching valve, and the internal combustion engine can be reduced in size and weight.

また、上記発明において、前記接続通路の前記油路の下流側と対向する開口端が周方向に延在しているとよい。   Moreover, in the said invention, it is good for the opening end which opposes the downstream of the said oil path of the said connection channel | path to extend in the circumferential direction.

この構成によれば、接続通路と出口ポートの接続が継続する期間を延長させることができる。また、接続通路の出口ポートと対向する開口端の周方向を任意に変更することによって、オイルジェットの噴射期間を容易に設定することができる。   According to this configuration, it is possible to extend the period during which the connection between the connection passage and the outlet port continues. Moreover, the oil jet injection period can be easily set by arbitrarily changing the circumferential direction of the opening end facing the outlet port of the connection passage.

また、上記発明において、前記接続通路は、前記ジャーナルの外周面において周方向に延設された溝であるとよい。   In the above invention, the connection passage may be a groove extending in the circumferential direction on the outer peripheral surface of the journal.

この構成によれば、接続通路の加工が容易になる。   According to this configuration, processing of the connection passage is facilitated.

また、上記発明において、前記ピストンは、前記ピストンの内部に形成され、一部が前記ピストンの裏面に開口したクーリングチャンネル(16)を有し、前記オイルジェットの噴射口は、前記ピストンの往復方向において前記クーリングチャンネルの開口(16B)と対向するように配置されているとよい。   Further, in the above invention, the piston has a cooling channel (16) formed inside the piston, a part of which is open on the back surface of the piston, and the oil jet injection port is a reciprocating direction of the piston. It is good to arrange | position so that it may oppose the opening (16B) of the said cooling channel.

この構成によれば、オイルジェットの噴射口が、常にクーリングチャンネルの開口を向いているため、噴射された潤滑油は効率良くクーリングチャンネルに供給される。   According to this configuration, since the injection port of the oil jet always faces the opening of the cooling channel, the injected lubricating oil is efficiently supplied to the cooling channel.

以上の構成によれば、必要なタイミングで噴射し、かつ噴射位置が一定するオイルジェットを備えた内燃機関を提供することができる。   According to the above configuration, it is possible to provide an internal combustion engine including an oil jet that is injected at a necessary timing and has a fixed injection position.

第1実施形態に係る内燃機関の縦断面図1 is a longitudinal sectional view of an internal combustion engine according to a first embodiment. 第1実施形態に係る内燃機関の潤滑系を示す説明図Explanatory drawing which shows the lubrication system of the internal combustion engine which concerns on 1st Embodiment. 図2のIII−III断面図III-III sectional view of FIG. 図2のIV−IV断面図IV-IV sectional view of FIG. オイルジェットの噴射期間を示す図Diagram showing oil jet injection period 第1実施形態の変形例に係る切換バルブの断面図Sectional drawing of the switching valve which concerns on the modification of 1st Embodiment. 第1実施形態の変形例に係る切換バルブの断面図Sectional drawing of the switching valve which concerns on the modification of 1st Embodiment. (A)第2実施形態に係る切換バルブの断面図、(B)図8(A)のB−B断面図、(C)図8(A)のC−C断面図(A) Cross-sectional view of switching valve according to second embodiment, (B) BB cross-sectional view of FIG. 8 (A), (C) CC cross-sectional view of FIG. 8 (A). 第2実施形態に係る内燃機関を3気筒とした場合のバルブケースの断面図Sectional drawing of the valve case at the time of setting the internal combustion engine which concerns on 2nd Embodiment to 3 cylinders 第2実施形態に係る内燃機関を単気筒とした場合のバルブケースの断面図Sectional drawing of the valve case at the time of making the internal combustion engine which concerns on 2nd Embodiment into a single cylinder 第3実施形態に係る内燃機関を示す断面図Sectional drawing which shows the internal combustion engine which concerns on 3rd Embodiment. 図11のXII−XII断面図XII-XII sectional view of FIG. 第4実施形態に係る内燃機関を示す断面図Sectional drawing which shows the internal combustion engine which concerns on 4th Embodiment 図13のXIV−XIV断面図XIV-XIV cross section of Fig. 13 図13のXV−XV断面図XV-XV sectional view of FIG.

以下、図面を参照して本発明を自動車用の内燃機関に適用した各実施形態を説明する。   Embodiments in which the present invention is applied to an internal combustion engine for automobiles will be described below with reference to the drawings.

(第1実施形態)
図1及び図2に示すように、第1実施形態に係る内燃機関1は、直列4気筒のレシプロエンジンである。内燃機関1は、内燃機関本体2として、シリンダブロック3と、シリンダブロック3の下部に結合されたオイルパン4と、シリンダブロック3の上部に結合されたシリンダヘッド5とを有する。シリンダブロック3は、アッパブロック7と、アッパブロック7の下部に設けられたロアブロック8とを有する。アッパブロック7の上部には、第1〜第4シリンダ11(11A〜11D)が、互いに平行かつ一列に並ぶように形成されている。アッパブロック7の下部及びロアブロック8によってクランクケース12が形成されている。各シリンダ11は、上端がシリンダブロック3の上端面に開口する一方、下端がクランクケース12の内側に形成されるクランク室13に開口している。シリンダヘッド5は、シリンダブロック3の上端面に結合され、各シリンダ11の上端を閉じている。
(First embodiment)
As shown in FIGS. 1 and 2, the internal combustion engine 1 according to the first embodiment is an in-line four-cylinder reciprocating engine. The internal combustion engine 1 includes, as an internal combustion engine body 2, a cylinder block 3, an oil pan 4 coupled to the lower part of the cylinder block 3, and a cylinder head 5 coupled to the upper part of the cylinder block 3. The cylinder block 3 includes an upper block 7 and a lower block 8 provided at a lower portion of the upper block 7. On the upper portion of the upper block 7, first to fourth cylinders 11 (11A to 11D) are formed in parallel to each other and in a line. A crankcase 12 is formed by the lower portion of the upper block 7 and the lower block 8. Each cylinder 11 has an upper end opened to the upper end surface of the cylinder block 3 and a lower end opened to a crank chamber 13 formed inside the crankcase 12. The cylinder head 5 is coupled to the upper end surface of the cylinder block 3 and closes the upper end of each cylinder 11.

第1〜第4シリンダ11には、第1〜第4ピストン15A〜15Dが往復動可能に受容されている。図1に示すように、各ピストン15のクラウン部の内部には、クーリングチャンネル16が形成されている。クーリングチャンネル16は、クラウン部の内部に形成された油路であり、ピストン15の軸線を中心として環状に形成された環状部16Aと、環状部16Aからクラウン部の裏面、すなわちピストン15の裏面に延び、開口した一対の開口部16Bとを有する。開口部16Bは、ピストン15の軸線を中心として、互いに点対称となる位置に形成され、それぞれ、ピストン15の軸線方向に沿って下方を向いている。   The first to fourth cylinders 11 receive the first to fourth pistons 15A to 15D so as to be capable of reciprocating. As shown in FIG. 1, a cooling channel 16 is formed inside the crown portion of each piston 15. The cooling channel 16 is an oil passage formed inside the crown portion. The cooling channel 16 has an annular portion 16A formed in an annular shape around the axis of the piston 15, and the back surface of the crown portion from the annular portion 16A, that is, the back surface of the piston 15. A pair of openings 16B extending and opening. The openings 16 </ b> B are formed at positions that are symmetric with respect to each other about the axis of the piston 15, and each point downward along the axial direction of the piston 15.

各ピストン15は、コンロッド18を介してクランクシャフト20に連結されている。本実施形態では、クランク角を基準として、第1及び第4ピストン15A、15Dは互いに同位相に配置され、第2及び第3ピストン15B、15Cは第1ピストン15Aに対して180°ずれた位置に配置されている。クランクシャフト20は、アッパブロック7及びロアブロック8の境界に形成された軸受に回転可能に支持されている。   Each piston 15 is connected to a crankshaft 20 via a connecting rod 18. In the present embodiment, the first and fourth pistons 15A and 15D are arranged in the same phase with respect to the crank angle, and the second and third pistons 15B and 15C are shifted by 180 ° with respect to the first piston 15A. Is arranged. The crankshaft 20 is rotatably supported by a bearing formed at the boundary between the upper block 7 and the lower block 8.

図1に示すように、ロアブロック8の下部には、2次バランサ装置23が結合されている。2次バランサ装置23は、ロアブロック8に結合されたアッパハウジング24と、アッパハウジング24に結合されたロアハウジング25と、アッパハウジング24及びロアハウジング25の間に回転可能に支持された2本のバランサシャフト26、26とを有する。各バランサシャフト26、26は、重心が回転軸線に対して偏倚している。各バランサシャフト26、26は、互いに平行に配置され、図示しない歯車によって互いに連結され、互いに逆方向に回転する。2本のバランサシャフト26、26の一方は、図示しないチェーン伝達機構によってクランクシャフト20に連結され、クランクシャフト20の2倍の回転速度で回転する。   As shown in FIG. 1, a secondary balancer device 23 is coupled to the lower part of the lower block 8. The secondary balancer device 23 includes an upper housing 24 coupled to the lower block 8, a lower housing 25 coupled to the upper housing 24, and two rotatably supported between the upper housing 24 and the lower housing 25. And balancer shafts 26, 26. Each balancer shaft 26, 26 has a center of gravity deviated from the rotation axis. The balancer shafts 26 and 26 are arranged in parallel to each other, are connected to each other by a gear (not shown), and rotate in opposite directions. One of the two balancer shafts 26 and 26 is connected to the crankshaft 20 by a chain transmission mechanism (not shown), and rotates at twice the rotational speed of the crankshaft 20.

図2は、内燃機関1の潤滑系30を示している。潤滑系30は、オイルパン4内に貯留された潤滑油を内燃機関1の摺接部や高温部に供給し、潤滑油による潤滑や冷却を行う装置である。図2に示すように、潤滑系30は、オイルパン4の底部に配置されたオイル吸込口31と、シリンダブロック3の内部に形成された潤滑油の通路であるメインギャラリ32と、オイル吸込口31とメインギャラリ32とを接続する油路33と、油路33上に上流側から順に配置された、オイルポンプ35、オイルフィルター36及びオイルクーラー37とを有する。オイルポンプ35は、公知のポンプであり、例えばトロコイドポンプであってよい。オイルポンプ35は、クランクシャフト20から動力を受けて駆動される。オイルポンプ35の駆動によって、オイルパン4内の潤滑油は、オイル吸込口31から吸入され、オイルポンプ35、オイルフィルター36、オイルクーラー37を順に通過して、メインギャラリ32に圧送される。   FIG. 2 shows the lubrication system 30 of the internal combustion engine 1. The lubrication system 30 is a device that supplies the lubricating oil stored in the oil pan 4 to the sliding contact portion and the high temperature portion of the internal combustion engine 1 and performs lubrication and cooling with the lubricating oil. As shown in FIG. 2, the lubrication system 30 includes an oil suction port 31 disposed at the bottom of the oil pan 4, a main gallery 32 that is a passage for lubricating oil formed inside the cylinder block 3, and an oil suction port. 31 and an oil passage 33 that connects the main gallery 32, and an oil pump 35, an oil filter 36, and an oil cooler 37 that are arranged on the oil passage 33 in this order from the upstream side. The oil pump 35 is a known pump, and may be a trochoid pump, for example. The oil pump 35 is driven by receiving power from the crankshaft 20. By driving the oil pump 35, the lubricating oil in the oil pan 4 is sucked from the oil suction port 31, passes through the oil pump 35, the oil filter 36, and the oil cooler 37 in order, and is pumped to the main gallery 32.

メインギャラリ32には、メインギャラリ32からそれぞれ分岐した複数の油路が接続されている。油路の1つはクランクシャフト20とその軸受211との摺接部に潤滑油を供給し、他の1つは吸気バルブ及び排気バルブを開閉駆動する動弁機構39の摺接部に潤滑油を供給する。また、油路の他の1つは、ピストン15を冷却するためのピストン冷却装置40に潤滑油を供給する。   A plurality of oil passages branched from the main gallery 32 are connected to the main gallery 32. One of the oil passages supplies lubricating oil to the sliding contact portion between the crankshaft 20 and its bearing 211, and the other one lubricates the sliding contact portion of the valve mechanism 39 that opens and closes the intake valve and the exhaust valve. Supply. The other oil passage supplies lubricating oil to the piston cooling device 40 for cooling the piston 15.

ピストン冷却装置40は、メインギャラリ32に接続された上流側油路41と、上流側油路41に接続された切換バルブ42と、切換バルブ42に接続された第1〜第4下流側油路43(43A〜44D)と、第1〜第4下流側油路43(43A〜44D)にそれぞれ接続された第1〜第4オイルジェット44(44A〜44D)とを有する。   The piston cooling device 40 includes an upstream oil passage 41 connected to the main gallery 32, a switching valve 42 connected to the upstream oil passage 41, and first to fourth downstream oil passages connected to the switching valve 42. 43 (43A to 44D) and first to fourth oil jets 44 (44A to 44D) connected to the first to fourth downstream oil passages 43 (43A to 44D), respectively.

図2〜図4に示すように、切換バルブ42は、筒形に形成されたバルブケース46と、バルブケース46に回転可能に受容された軸形(柱状)のバルブボディ47とを有する。バルブボディ47は、互いに結合される半割状のケース半体を有する。両ケース半体が、バルブボディ47を挟み込むように互いに結合されることによって、バルブボディ47がバルブケース46の内部に受容される。本実施形態では、バルブケース46のケース半体の一方は、2次バランサ装置23のアッパハウジング24と一体に形成され、ケース半体の一方はロアハウジング25と一体に形成されている。他の実施形態では、バルブケース46は、ハウジング24、25と別部材に形成され、溶接やボルト締結等によってこれらに結合されてもよい。   As shown in FIGS. 2 to 4, the switching valve 42 includes a valve case 46 formed in a cylindrical shape and a shaft-shaped (columnar) valve body 47 that is rotatably received in the valve case 46. The valve body 47 has half-shaped case halves coupled to each other. Both case halves are connected to each other so as to sandwich the valve body 47, whereby the valve body 47 is received inside the valve case 46. In the present embodiment, one of the case halves of the valve case 46 is formed integrally with the upper housing 24 of the secondary balancer device 23, and one of the case halves is formed integrally with the lower housing 25. In other embodiments, the valve case 46 may be formed as a separate member from the housings 24 and 25 and may be coupled thereto by welding, bolt fastening, or the like.

バルブボディ47は、断面円形の軸形に形成され、クランクシャフト20と平行に配置されている。バルブボディ47の一端は、バルブケース46を貫通して、バルブケース46の外部に突出している。バルブボディ47の一端は、動力伝達機構51を介してクランクシャフト20と連結されている。動力伝達機構51は、例えばクランクシャフト20及びバルブボディ47に設けられたスプロケットと、各スプロケットに掛け渡された無端状のチェーンとを含む。動力伝達機構51によって、バルブボディ47はクランクシャフト20と同じ回転速度で回転する。   The valve body 47 is formed in an axial shape having a circular cross section, and is disposed in parallel with the crankshaft 20. One end of the valve body 47 penetrates the valve case 46 and protrudes outside the valve case 46. One end of the valve body 47 is connected to the crankshaft 20 via the power transmission mechanism 51. The power transmission mechanism 51 includes, for example, sprockets provided on the crankshaft 20 and the valve body 47, and endless chains spanned over the sprockets. The power transmission mechanism 51 rotates the valve body 47 at the same rotational speed as the crankshaft 20.

バルブボディ47の外周面47Aは円周面に形成され、バルブケース46の内周面46Aと摺接している。バルブケース46には、外面から内周面46Aに延びる通路である、入口ポート54、及び第1〜第4出口ポート55(55A〜55D)が形成されている。入口ポート54、第1出口ポート55A、第2出口ポート55B、第3出口ポート55C、及び第4出口ポート55Dは、バルブケース46の軸方向に、記載の順序で互いに間隔をおいて配置されている。また、バルブケース46の内周面46Aにおいて、入口ポート54が開口する部分には、周方向に延在して環状をなす溝部56が形成されている。   An outer peripheral surface 47 </ b> A of the valve body 47 is formed on a circumferential surface and is in sliding contact with an inner peripheral surface 46 </ b> A of the valve case 46. The valve case 46 is formed with an inlet port 54 and first to fourth outlet ports 55 (55A to 55D) that are passages extending from the outer surface to the inner peripheral surface 46A. The inlet port 54, the first outlet port 55A, the second outlet port 55B, the third outlet port 55C, and the fourth outlet port 55D are spaced apart from each other in the described order in the axial direction of the valve case 46. Yes. Further, on the inner peripheral surface 46A of the valve case 46, a groove portion 56 that extends in the circumferential direction and has an annular shape is formed in a portion where the inlet port 54 is opened.

バルブボディ47には、接続通路58が形成されている。接続通路58は、バルブボディ47の内部を軸方向に延びる主通路59と、主通路59からバルブボディ47の外周面47Aに径方向に延びて開口する第1〜第5通路60(60A〜60E)とを有する。第1〜第4通路60A〜60Dは、周方向に所定の幅を有する。本実施形態では、第1〜第4通路60A〜60Dは、径方向の各部において同じ角度幅を有するが、他の実施形態では、外端側(外周面47A側)が内端側(主通路59側)に比べて、周方向に角度幅が大きくなっていてもよい。   A connection passage 58 is formed in the valve body 47. The connection passage 58 includes a main passage 59 extending in the axial direction inside the valve body 47, and first to fifth passages 60 (60A to 60E) extending radially from the main passage 59 to the outer peripheral surface 47A of the valve body 47. ). The first to fourth passages 60A to 60D have a predetermined width in the circumferential direction. In the present embodiment, the first to fourth passages 60A to 60D have the same angular width in each part in the radial direction, but in other embodiments, the outer end side (outer peripheral surface 47A side) is the inner end side (main passage). 59 side), the angular width may be larger in the circumferential direction.

バルブケース46に対するバルブボディ47の回転範囲が所定の第1回転範囲にあるときに、第1通路60Aと第1出口ポート55Aとが接続されると共に第4通路60Dと第4出口ポート55Dとが接続され、バルブケース46に対するバルブボディ47の回転範囲が所定の第2回転範囲にあるときに第2通路60Bと第2出口ポート55Bとが接続されると共に第3通路60Cと第3出口ポート55Cとが接続される。第5通路60Eは、バルブケース46に対するバルブボディ47の回転位置に関わらず溝部56に常に対向するため、入口ポート54と常に接続されている。第5通路60Eは、溝部56と常に対向する位置に、複数形成されていてもよい。   When the rotation range of the valve body 47 with respect to the valve case 46 is within a predetermined first rotation range, the first passage 60A and the first outlet port 55A are connected, and the fourth passage 60D and the fourth outlet port 55D are connected. When the rotation range of the valve body 47 with respect to the valve case 46 is within a predetermined second rotation range, the second passage 60B and the second outlet port 55B are connected and the third passage 60C and the third outlet port 55C are connected. And are connected. The fifth passage 60E is always connected to the inlet port 54 because it always faces the groove 56 regardless of the rotational position of the valve body 47 with respect to the valve case 46. A plurality of fifth passages 60 </ b> E may be formed at positions that always face the groove 56.

バルブケース46の外面側において、入口ポート54は上流側油路41に接続され、第1出口ポート55Aは第1下流側油路43Aに接続され、第2出口ポート55Bは第2下流側油路43Bに接続され、第3出口ポート55Cは第3下流側油路43Cに接続され、第4出口ポート55Dは第4下流側油路43Dに接続されている。   On the outer surface side of the valve case 46, the inlet port 54 is connected to the upstream oil passage 41, the first outlet port 55A is connected to the first downstream oil passage 43A, and the second outlet port 55B is the second downstream oil passage. 43B, the third outlet port 55C is connected to the third downstream oil passage 43C, and the fourth outlet port 55D is connected to the fourth downstream oil passage 43D.

図2に示すように、第1〜第4下流側油路43(43A〜44D)の各下流端には、対応する番号の第1〜第4オイルジェット44(44A〜44D)が接続されている。図1に示すように、各オイルジェット44は、内部に油路が形成された基部63と、基部63から突出し、基部63内の油路と接続されたノズル64とを有する。オイルジェット44の基部63は、シリンダブロック3の内面(クランク室13側)に結合されている。詳細には、各基部63は、アッパブロック7のクランク室13の上壁を形成する部分の下面に結合されている。また、各オイルジェット44の基部63は、対応する番号のシリンダ11の下端側(クランク室13側)の開口の周囲に結合されている。すなわち、第1オイルジェット44Aの基部63は、第1シリンダ11Aの下端側の開口の周囲に結合されている。各ノズル64は、基部63から側方に延びた後、上方に向けて屈曲し、対応する番号のシリンダ11の内側に突入している。各ノズル64の噴射口は、シリンダ軸線と平行かつ上方を向き、対応する番号のピストン15のクーリングチャンネル16の開口部16Bと対向している。これにより、各オイルジェット44から噴射される潤滑油は、シリンダ軸線方向に沿って上方に飛び、対応するピストン15のクーリングチャンネル16の開口部16Bに到達可能となっている。   As shown in FIG. 2, first to fourth oil jets 44 (44 </ b> A to 44 </ b> D) with corresponding numbers are connected to the downstream ends of the first to fourth downstream oil passages 43 (43 </ b> A to 44 </ b> D). Yes. As shown in FIG. 1, each oil jet 44 includes a base portion 63 having an oil passage formed therein, and a nozzle 64 protruding from the base portion 63 and connected to the oil passage in the base portion 63. The base 63 of the oil jet 44 is coupled to the inner surface (crank chamber 13 side) of the cylinder block 3. Specifically, each base 63 is coupled to the lower surface of the portion of the upper block 7 that forms the upper wall of the crank chamber 13. Further, the base 63 of each oil jet 44 is coupled to the periphery of the opening on the lower end side (crank chamber 13 side) of the cylinder 11 having a corresponding number. That is, the base 63 of the first oil jet 44A is coupled around the opening on the lower end side of the first cylinder 11A. Each nozzle 64 extends laterally from the base 63, then bends upward, and enters the inside of the cylinder 11 having a corresponding number. The injection port of each nozzle 64 is parallel to the cylinder axis and faces upward, and faces the opening 16B of the cooling channel 16 of the piston 15 of the corresponding number. Thereby, the lubricating oil injected from each oil jet 44 jumps upward along the cylinder axial direction and can reach the opening 16B of the cooling channel 16 of the corresponding piston 15.

各基部63の油路内には、チェックバルブ(不図示)が設けられている。チェックバルブは、基部63側からノズル64側への流れを許容する一方、逆の流れを阻止する。また、チェックバルブは、上流側(下流側油路43側)と下流側(ノズル64側)との圧力差が所定値以上となった場合に開くように構成されている。   A check valve (not shown) is provided in the oil passage of each base 63. The check valve allows the flow from the base 63 side to the nozzle 64 side, while preventing the reverse flow. The check valve is configured to open when the pressure difference between the upstream side (downstream oil passage 43 side) and the downstream side (nozzle 64 side) exceeds a predetermined value.

上流側油路41及び下流側油路43は、少なくとも一部がシリンダブロック3内に形成されている。上流側油路41及び下流側油路43の一部は、シリンダブロック3に結合された管部材によって形成されてもよい。本実施形態では、上流側油路41及び下流側油路43は、バルブケース46の外面に結合された管部材と、アッパブロック7、ロアブロック8、2次バランサ装置23のハウジング24、25の内部に形成された通路とによって形成されている。他の実施形態では、入口ポート54及び出口ポート55がバルブケース46内を2次バランサ装置23のハウジング24、25まで延び、ハウジング24、25の内部に形成された上流側油路41及び下流側油路43に直接に接続するようにしてもよい。   At least a part of the upstream oil passage 41 and the downstream oil passage 43 is formed in the cylinder block 3. A part of the upstream oil passage 41 and the downstream oil passage 43 may be formed by a pipe member coupled to the cylinder block 3. In the present embodiment, the upstream oil passage 41 and the downstream oil passage 43 are connected to the pipe member coupled to the outer surface of the valve case 46, the upper block 7, the lower block 8, and the housings 24, 25 of the secondary balancer device 23. And a passage formed inside. In another embodiment, the inlet port 54 and the outlet port 55 extend in the valve case 46 to the housings 24 and 25 of the secondary balancer device 23, and the upstream oil passage 41 and the downstream side formed inside the housings 24 and 25. You may make it connect directly to the oil path 43. FIG.

切換バルブ42において、各通路60と各出口ポート55とが連通するタイミングは、対応するピストン15の位置に応じて設定されている。図5は、切換バルブ42の互いに対応する通路60と出口ポート55とが連通する期間と、ピストン位置(クランク角)との関係を示す図である。図において、ピストン位置はクランク角によって表され、上死点(TDC)にあるときを0°として基準にし、上死点前の上昇期間を負の値で表し、上死点後の下降期間を正の値で表す。ピストン速度は、上向き(上昇期間)を正の値とし、下向き(下降期間)を負の値とする。同じく、クーリングチャンネル16内の潤滑油に生じる慣性力は、上向きを正の値とし、下向きを負の値とする。本実施形態では、各オイルジェット44から噴射される潤滑油の速度は、上向きであり、ピストン15の上向きの速度の最大値よりも小さな値に設定されている。   In the switching valve 42, the timing at which each passage 60 and each outlet port 55 communicate is set according to the position of the corresponding piston 15. FIG. 5 is a diagram illustrating a relationship between a period during which the passage 60 and the outlet port 55 corresponding to each other of the switching valve 42 communicate with each other and a piston position (crank angle). In the figure, the piston position is represented by the crank angle, and when it is at top dead center (TDC), 0 ° is used as a reference, the rising period before top dead center is expressed as a negative value, and the falling period after top dead center is Expressed as a positive value. The piston speed has a positive value in the upward direction (rise period) and a negative value in the downward direction (down period). Similarly, the inertia force generated in the lubricating oil in the cooling channel 16 has a positive value for the upward direction and a negative value for the downward direction. In the present embodiment, the speed of the lubricating oil injected from each oil jet 44 is upward, and is set to a value smaller than the maximum value of the upward speed of the piston 15.

オイルジェット44から噴射される潤滑油の速度からピストン15の速度を引いた値(速度差)が大きいほど、潤滑油のピストン15に接近する方向の相対速度が大きくなるため、オイルジェット44から噴射される潤滑油がクーリングチャンネル16内に入り易くなる。また、クーリングチャンネル16内の潤滑油に生じる慣性力が上向きに大きいほど、オイルジェット44から噴射される潤滑油がクーリングチャンネル16内に入り易くなる。クーリングチャンネル16内の潤滑油に生じる慣性力が下向きに大きい場合、クーリングチャンネル16内の潤滑油は流出する方向に流れるため、オイルジェット44から噴射される潤滑油は入り難くなる。また、オイルジェット44及びピストン15の距離が近いほど、ピストン裏面に到達したときの潤滑油の運動エネルギーが維持され易くなるため、オイルジェット44から噴射される潤滑油がクーリングチャンネル16内に入り易くなる。以上の要因を考慮すると、例えばピストン位置が−30°以上130°以下の移動範囲で、オイルジェット44がオイルを噴射する、すなわち切換バルブ42の各ピストン15に対応する通路60と出口ポート55とが接続されるようにするとよい。第1回転範囲は、第1ピストン15Aを対象として上記の範囲を定めたものであり、第2回転範囲は、第2ピストン15Bを対象として上記の範囲を定めたものである。なお、第1回転範囲及び第2回転範囲は、内燃機関の往復運動系の寸法に応じて適切な範囲が変化する。   The greater the value (speed difference) obtained by subtracting the speed of the piston 15 from the speed of the lubricating oil injected from the oil jet 44, the greater the relative speed of the lubricating oil in the direction approaching the piston 15; It becomes easy for the lubricating oil to enter the cooling channel 16. Further, the greater the inertia force generated in the lubricating oil in the cooling channel 16 is, the easier the lubricating oil injected from the oil jet 44 enters the cooling channel 16. When the inertial force generated in the lubricating oil in the cooling channel 16 is large downward, the lubricating oil in the cooling channel 16 flows in the outflow direction, so that the lubricating oil injected from the oil jet 44 is difficult to enter. Further, the closer the distance between the oil jet 44 and the piston 15 is, the easier it is to maintain the kinetic energy of the lubricating oil when it reaches the back surface of the piston. Therefore, the lubricating oil injected from the oil jet 44 easily enters the cooling channel 16. Become. Considering the above factors, for example, the oil jet 44 injects oil in the movement range of the piston position from −30 ° to 130 °, that is, the passage 60 and the outlet port 55 corresponding to each piston 15 of the switching valve 42. Should be connected. The first rotation range defines the above range with respect to the first piston 15A, and the second rotation range defines the above range with respect to the second piston 15B. It should be noted that the first rotation range and the second rotation range are appropriately changed according to the dimensions of the reciprocating motion system of the internal combustion engine.

本実施形態では、第1ピストン15と第4ピストン15とは位相が同じであるため、第1通路60A及び第1出口ポート55Aの接続と第4通路60D及び第4出口ポート55Dの接続とは同じタイミングで行われる。第2ピストン15と第3ピストン15とは位相が同じであり、第1ピストン15に対して180°位相がずれているため、第2通路60B及び第2出口ポート55Bの接続と第3通路60C及び第3出口ポート55Cの接続とは、同じタイミングであり、第1通路60A及び第1出口ポート55Aの接続と180°ずれたタイミングで行われる。   In the present embodiment, since the first piston 15 and the fourth piston 15 have the same phase, the connection between the first passage 60A and the first outlet port 55A and the connection between the fourth passage 60D and the fourth outlet port 55D are as follows. Performed at the same timing. Since the second piston 15 and the third piston 15 have the same phase and are 180 degrees out of phase with respect to the first piston 15, the connection between the second passage 60B and the second outlet port 55B and the third passage 60C are provided. The connection of the third outlet port 55C and the connection of the third outlet port 55C are the same timing, and are performed at a timing shifted by 180 ° from the connection of the first passage 60A and the first outlet port 55A.

第1実施形態に係る内燃機関1では、ピストン冷却装置40がクランクシャフト20と同期して油路の開閉を行う切換バルブ42を有するため、オイルジェット44がピストン位置に応じて潤滑油をピストン15の裏面に向けて間欠的に噴射する。そのため、オイルジェット44が常に噴射する場合に比べて噴射される潤滑油量が低減され、オイルポンプ35の負荷が低減される。上記したように、オイルジェット44から噴射された潤滑油のクーリングチャンネル16内への入り易さは、ピストン15の位置に応じて変化するため、噴射された潤滑油がクーリングチャンネル16内に入り易い期間のみ、オイルジェット44が潤滑油を噴射することで、効率良くピストン15を冷却することができる。   In the internal combustion engine 1 according to the first embodiment, since the piston cooling device 40 has the switching valve 42 that opens and closes the oil passage in synchronization with the crankshaft 20, the oil jet 44 supplies the lubricating oil to the piston 15 according to the piston position. It sprays intermittently toward the back side. Therefore, the amount of lubricating oil injected is reduced compared to the case where the oil jet 44 always injects, and the load on the oil pump 35 is reduced. As described above, since the ease with which the lubricant injected from the oil jet 44 enters the cooling channel 16 changes according to the position of the piston 15, the injected lubricant tends to enter the cooling channel 16. Only during the period, the piston 15 can be efficiently cooled by the oil jet 44 injecting the lubricating oil.

第1実施形態に係る内燃機関1では、オイルジェット44が内燃機関本体2であるシリンダブロック3に固定されているため、オイルジェット44の位置及び噴射方向は常に一定となる。そのため、オイルジェット44の噴射方向をピストン15の往復方向と平行にすることで、オイルジェット44から噴射される潤滑油は、常にクーリングチャンネル16の開口部16Bに向けて噴射される。   In the internal combustion engine 1 according to the first embodiment, since the oil jet 44 is fixed to the cylinder block 3 that is the internal combustion engine main body 2, the position and the injection direction of the oil jet 44 are always constant. Therefore, by making the injection direction of the oil jet 44 parallel to the reciprocating direction of the piston 15, the lubricating oil injected from the oil jet 44 is always injected toward the opening 16 </ b> B of the cooling channel 16.

切換バルブ42のバルブボディ47は、動力伝達機構51を介してクランクシャフト20と連結され、クランクシャフト20と同じ回転速度で回転するため、ピストン15の往復動と同期して所定のタイミングで各通路60と各出口ポート55とが接続される。各オイルジェット44が噴射を継続する期間は、各通路60の外周面47A側(出口ポート55側)の開口端の周方向長さを変更することによって容易に設定することができる。また、図6に示すように、出口ポート55の内周面46A側(各通路60側)の開口端の周方向長さを変更することによっても、各オイルジェット44が噴射を継続する期間は容易に設定することができる。   Since the valve body 47 of the switching valve 42 is connected to the crankshaft 20 via the power transmission mechanism 51 and rotates at the same rotational speed as the crankshaft 20, each passage is synchronized with the reciprocating motion of the piston 15 at a predetermined timing. 60 and each outlet port 55 are connected. The period during which each oil jet 44 continues to be injected can be easily set by changing the circumferential length of the opening end of each passage 60 on the outer peripheral surface 47A side (outlet port 55 side). Further, as shown in FIG. 6, the period in which each oil jet 44 continues to inject is also changed by changing the circumferential length of the opening end of the outlet port 55 on the inner peripheral surface 46 </ b> A side (each passage 60 side). It can be set easily.

第1実施形態では、バルブケース46が2次バランサ装置23のアッパハウジング24及びロアハウジング25と一体に形成された形態を例示したが、他の実施形態ではバルブケース46は、ロアブロック8やアッパブロック7に直接に結合されてもよいし、ロアブロック8やアッパブロック7に一体に形成されてもよい。また、2次バランサ装置23は必須の構成ではないため、他の実施形態では省略してもよい。また、バルブボディ47は、クランクシャフト20と同期して回転するオイルポンプ35の回転軸に連結されてもよい。   In the first embodiment, the form in which the valve case 46 is formed integrally with the upper housing 24 and the lower housing 25 of the secondary balancer device 23 is illustrated. However, in the other embodiments, the valve case 46 may be the lower block 8 or the upper block. It may be directly coupled to the block 7 or may be integrally formed with the lower block 8 or the upper block 7. Further, since the secondary balancer device 23 is not an essential configuration, it may be omitted in other embodiments. Further, the valve body 47 may be coupled to the rotation shaft of the oil pump 35 that rotates in synchronization with the crankshaft 20.

第1実施形態に係る切換バルブ42の構成の一部変形例について以下に示す。図7に示すように、切換バルブ42のバルブボディ47は、動力伝達機構51が設けられる一端に加えて、他端もバルブケース46の外方に突出している。バルブボディ47の他端には、バルブボディ47の径方向に突出するようにアンバランスウエイト71が結合されている。これにより、アンバランスウエイト71を含むバルブボディ47の重心は、バルブボディ47の回転軸線に対して径方向に変位している。バルブボディ47は、その重心の位置がピストン15及びクランクシャフト20の1次慣性力を打ち消すように設定され、1次バランサ装置を構成する。このように、切換バルブ42は、1次バランサ装置を兼ねる。   A partial modification of the configuration of the switching valve 42 according to the first embodiment will be described below. As shown in FIG. 7, the valve body 47 of the switching valve 42 protrudes outward from the valve case 46 in addition to one end where the power transmission mechanism 51 is provided. An unbalanced weight 71 is coupled to the other end of the valve body 47 so as to protrude in the radial direction of the valve body 47. As a result, the center of gravity of the valve body 47 including the unbalanced weight 71 is displaced in the radial direction with respect to the rotational axis of the valve body 47. The position of the center of gravity of the valve body 47 is set so as to cancel the primary inertial force of the piston 15 and the crankshaft 20 and constitutes a primary balancer device. Thus, the switching valve 42 also serves as the primary balancer device.

切換バルブ42が1次バランサ装置を兼ねる場合、2次バランサ装置23を省略し、バルブケース46をロアブロック8やアッパブロック7に直接に結合する、或はロアブロック8やアッパブロック7と一体に形成するとよい。また、1次バランサ装置を兼ねる切換バルブ42は、様々な気筒数や各ピストンの位相差を有する内燃機関に適用することができる。1次バランサ装置を兼ねる切換バルブ42は、例えば、各ピストンが互いに120°間隔の位相差を有する3気筒直列の内燃機関に適している。   When the switching valve 42 also serves as the primary balancer device, the secondary balancer device 23 is omitted, and the valve case 46 is directly coupled to the lower block 8 or the upper block 7, or is integrated with the lower block 8 or the upper block 7. It is good to form. Moreover, the switching valve 42 that also serves as the primary balancer device can be applied to an internal combustion engine having various numbers of cylinders and phase differences between the pistons. The switching valve 42 that also serves as the primary balancer device is suitable, for example, for a three-cylinder in-line internal combustion engine in which each piston has a phase difference of 120 ° between each other.

(第2実施形態)
第2実施形態では、第1実施形態に係る内燃機関1の切換バルブ42の構成のみが相違し、他の構成は同様である。第2実施形態において、内燃機関1と同様の構成については説明を省略する。
(Second Embodiment)
In the second embodiment, only the configuration of the switching valve 42 of the internal combustion engine 1 according to the first embodiment is different, and the other configurations are the same. In the second embodiment, the description of the same configuration as that of the internal combustion engine 1 is omitted.

図8に示すように、切換バルブ42は、バルブケース46と、バルブケース46に受容されたバルブボディ47とを有する。バルブボディ47は、所定の厚みを有する円板形(円柱)に形成され、軸線を中心とした円周面に形成された外周面47Aと、軸線方向における両端部に、軸線と直交するように設けられた第1端面47B及び第2端面47Cとを有する。バルブボディ47は、軸方向における長さが直径よりも小さく形成されている。バルブボディ47は、軸線を回転軸線として回転可能にバルブケース46に受容され、外周面47A及び第1及び第2端面47B、47Cがバルブケース46の内面と摺接している。第1端面47Bの中央には、円柱状のシャフト47Dが突設されている。シャフト47Dはバルブケース46を貫通し、バルブケース46の外方に突出している。シャフト47Dの先端部は、動力伝達機構51を介してクランクシャフト20と連結されている。   As shown in FIG. 8, the switching valve 42 has a valve case 46 and a valve body 47 received in the valve case 46. The valve body 47 is formed in a disc shape (cylinder) having a predetermined thickness, and has an outer circumferential surface 47A formed on a circumferential surface centering on the axis, and at both ends in the axial direction so as to be orthogonal to the axis. The first end surface 47B and the second end surface 47C are provided. The valve body 47 is formed such that the length in the axial direction is smaller than the diameter. The valve body 47 is received in the valve case 46 so as to be rotatable about an axis as a rotation axis, and the outer peripheral surface 47A and the first and second end surfaces 47B, 47C are in sliding contact with the inner surface of the valve case 46. A cylindrical shaft 47D protrudes from the center of the first end face 47B. The shaft 47 </ b> D penetrates the valve case 46 and projects outward from the valve case 46. The distal end portion of the shaft 47 </ b> D is connected to the crankshaft 20 through the power transmission mechanism 51.

バルブケース46の第2端面47Cに摺接するスラスト面46Bには、第1集合通路101及び第2集合通路102の一端が開口している。第1及び第2集合通路101、102は、スラスト面46Bから互いに平行にバルブケース46内をバルブボディ47の軸線方向に延び、他端側が閉塞されている。本実施形態では、第1及び第2集合通路101、102は、バルブケース46に直接に形成された孔である。他の実施形態では、有底筒形に形成されたバルブケース46の内部に2つの管部材を挿入し、管部材の内壁によって第1及び第2集合通路101、102を形成してもよい。   One end of the first collecting passage 101 and the second collecting passage 102 is opened on the thrust surface 46B that is in sliding contact with the second end surface 47C of the valve case 46. The first and second collecting passages 101 and 102 extend from the thrust surface 46B in parallel to each other in the valve case 46 in the axial direction of the valve body 47, and the other end is closed. In the present embodiment, the first and second collecting passages 101 and 102 are holes formed directly in the valve case 46. In another embodiment, two pipe members may be inserted into a valve case 46 formed in a bottomed cylindrical shape, and the first and second collecting passages 101 and 102 may be formed by the inner walls of the pipe members.

バルブケース46には、外面から内周面46Aに延びる入口ポート54と、外面から第1集合通路101に延びる第1及び第4出口ポート55A、55Dと、外面から第2集合通路102に延びる第2及び第3出口ポート55B、55Cとが形成されている。バルブボディ47の軸線方向において、入口ポート54、第1出口ポート55A、第2出口ポート55B、第3出口ポート55C、及び第4出口ポート55Dは、記載の順序で互いに間隔をおいてバルブケース46に形成されている。また、バルブケース46の内周面46Aにおいて、入口ポート54が開口する部分には、周方向に延在して環状をなす溝部56が形成されている。入口ポート54は上流側油路41に接続され、第1出口ポート55Aは第1下流側油路43Aに接続され、第2出口ポート55Bは第2下流側油路43Bに接続され、第3出口ポート55Cは第3下流側油路43Cに接続され、第4出口ポート55Dは第4下流側油路43Dに接続されている。   The valve case 46 includes an inlet port 54 extending from the outer surface to the inner peripheral surface 46A, first and fourth outlet ports 55A and 55D extending from the outer surface to the first collecting passage 101, and a second extending from the outer surface to the second collecting passage 102. 2 and third outlet ports 55B and 55C are formed. In the axial direction of the valve body 47, the inlet port 54, the first outlet port 55A, the second outlet port 55B, the third outlet port 55C, and the fourth outlet port 55D are spaced from each other in the order shown in the valve case 46. Is formed. Further, on the inner peripheral surface 46A of the valve case 46, a groove portion 56 that extends in the circumferential direction and has an annular shape is formed in a portion where the inlet port 54 is opened. The inlet port 54 is connected to the upstream oil passage 41, the first outlet port 55A is connected to the first downstream oil passage 43A, the second outlet port 55B is connected to the second downstream oil passage 43B, and the third outlet The port 55C is connected to the third downstream oil passage 43C, and the fourth outlet port 55D is connected to the fourth downstream oil passage 43D.

バルブボディ47には、接続通路58が形成されている。接続通路58は、一端である第1端58Aが外周面47Aに開口する一方、他端である第2端58Bが第2端面47Cに開口する。接続通路58の第1端58Aは、バルブボディ47の回転位置に関わらず、溝部56と常に対向する位置に形成されている。接続通路58の第2端58Bは、バルブボディ47が所定の第1回転範囲にあるときに第1集合通路101と接続し、バルブボディ47が所定の第2回転範囲にあるときに第2集合通路102と接続するように形成されている。第1回転範囲は、第1ピストン15の位置に基づいて設定され、オイルジェット44から噴射される潤滑油が第1ピストン15のクーリングチャンネル16に入り易い範囲に設定されている。同様に、第2回転範囲は、第2ピストン15の位置に基づいて設定され、オイルジェット44から噴射される潤滑油が第2ピストン15のクーリングチャンネル16に入り易い範囲に設定されている。第1及び第2回転範囲の設定手法は第1実施形態と同様である。接続通路58の第2端58Bと第1及び第2集合通路101、102の接続期間の変更は、バルブボディ47の軸線を中心とした第1及び第2集合通路101、102の周方向長さを変更することによって行うことができる。また、他の実施形態では、第1及び第2集合通路101、102の接続期間を変更するために、バルブボディ47の軸線を中心とした接続通路58の第2端58Bの周方向長さを変更してもよい。   A connection passage 58 is formed in the valve body 47. In the connection passage 58, a first end 58A as one end opens to the outer peripheral surface 47A, and a second end 58B as the other end opens to the second end surface 47C. The first end 58 </ b> A of the connection passage 58 is formed at a position that always faces the groove 56 regardless of the rotational position of the valve body 47. The second end 58B of the connection passage 58 is connected to the first collecting passage 101 when the valve body 47 is in a predetermined first rotation range, and is connected to the second set 58 when the valve body 47 is in a predetermined second rotation range. It is formed so as to be connected to the passage 102. The first rotation range is set based on the position of the first piston 15, and is set in a range in which the lubricating oil injected from the oil jet 44 can easily enter the cooling channel 16 of the first piston 15. Similarly, the second rotation range is set based on the position of the second piston 15, and is set in a range in which the lubricating oil injected from the oil jet 44 can easily enter the cooling channel 16 of the second piston 15. The method for setting the first and second rotation ranges is the same as that in the first embodiment. The connection period between the second end 58B of the connecting passage 58 and the first and second collecting passages 101 and 102 is changed by the circumferential length of the first and second collecting passages 101 and 102 around the axis of the valve body 47. Can be done by changing. In another embodiment, in order to change the connection period of the first and second collecting passages 101 and 102, the circumferential length of the second end 58B of the connection passage 58 around the axis of the valve body 47 is set. It may be changed.

第2実施形態に係る切換バルブ42では、第1実施形態に係る切換バルブ42と比較して、第1〜第4出口ポート55A〜55Dをバルブボディ47の外周面47Aに対応させる必要がないため、バルブボディ47の軸線方向における長さを短くすることができ、バルブボディ47の小型化及び軽量化が可能になると共に、バルブボディ47とバルブケース46との摺接面積が低減される。これにより、バルブボディ47を回転させるために必要な動力が低減され、内燃機関1の燃費が向上する。   In the switching valve 42 according to the second embodiment, the first to fourth outlet ports 55A to 55D do not need to correspond to the outer peripheral surface 47A of the valve body 47, as compared with the switching valve 42 according to the first embodiment. The length of the valve body 47 in the axial direction can be shortened, the valve body 47 can be reduced in size and weight, and the sliding contact area between the valve body 47 and the valve case 46 is reduced. Thereby, the power required for rotating the valve body 47 is reduced, and the fuel efficiency of the internal combustion engine 1 is improved.

第2実施形態では、第1及び第4ピストン15A、15Dが同位相に配置され、第2及び第3ピストン15B、15Cが同位相に配置されているため、第1及び第4出口ポート55A、55Dの上流側を共用にして第1集合通路101とすることができ、第2及び第3出口ポート55B、55Cの上流側を共用にして第2集合通路102とすることができる。   In the second embodiment, the first and fourth pistons 15A, 15D are arranged in the same phase, and the second and third pistons 15B, 15C are arranged in the same phase. Therefore, the first and fourth outlet ports 55A, The upstream side of 55D can be used as the first collecting passage 101, and the upstream side of the second and third outlet ports 55B and 55C can be used as the second collecting passage 102.

第2実施形態の変形例として、図9及び図10に、内燃機関をピストン位相が120°間隔の直列3気筒内燃機関、及び単気筒内燃機関に対応した切換バルブ42の集合通路の例を示す。図9及び図10は、図8(C)に対応する図であり、バルブケース46の横断面を示している。図9に示すように、ピストン位相が120°間隔の直列3気筒内燃機関では、第1〜第3出口ポート55A〜55Cを第2端面47Cと摺接するスラスト面46Bに直接に開口させるとよい。図10に示すように、単気筒内燃機関では、第1出口ポート55Aを第2端面47Cと摺接するスラスト面46Bに直接に開口させるとよい。なお、ピストン位相が180°間隔の直列2気筒内燃機関の場合は、図8に示す切換バルブ42を使用することができる。   As a modification of the second embodiment, FIG. 9 and FIG. 10 show examples of collective passages of the switching valve 42 corresponding to an in-line three-cylinder internal combustion engine having a piston phase interval of 120 ° and a single-cylinder internal combustion engine. . 9 and 10 are views corresponding to FIG. 8C and show a cross section of the valve case 46. As shown in FIG. 9, in the in-line three-cylinder internal combustion engine having piston phases of 120 ° intervals, the first to third outlet ports 55A to 55C may be directly opened on the thrust surface 46B that is in sliding contact with the second end surface 47C. As shown in FIG. 10, in the single cylinder internal combustion engine, the first outlet port 55A may be directly opened on the thrust surface 46B that is in sliding contact with the second end surface 47C. In the case of an in-line two-cylinder internal combustion engine with piston phases of 180 ° intervals, a switching valve 42 shown in FIG. 8 can be used.

(第3実施形態)
第3実施形態に係る内燃機関200は、第1実施形態に係る内燃機関1と比較して、切換バルブ42の構成が相違する。また、第1実施形態では、切換バルブ42が上流側油路41と下流側油路43との間に配置されているのに対して、第3実施形態では、切換バルブ42は、上流側油路41から分岐した後の各下流側油路43に設けられている。第3実施形態の他の構成は、第1実施形態と同様であり、同様の構成については説明を省略する。
(Third embodiment)
The internal combustion engine 200 according to the third embodiment is different in the configuration of the switching valve 42 from the internal combustion engine 1 according to the first embodiment. In the first embodiment, the switching valve 42 is disposed between the upstream oil passage 41 and the downstream oil passage 43, whereas in the third embodiment, the switching valve 42 is provided with an upstream oil passage. It is provided in each downstream oil passage 43 after branching from the passage 41. The other configuration of the third embodiment is the same as that of the first embodiment, and the description of the same configuration is omitted.

図11及び図12に示すように、クランクシャフト20は、第1〜第4ピストン15A〜15Dに対応した第1〜第4クランクスロー201(201A〜201D)と、各クランクスロー201の両脇に設けられ、クランクシャフト20の回転軸をなす第1〜第5クランクジャーナル202(202A〜202E)とを有する。各クランクスロー201は、隣り合うクランクジャーナル202の互いに対向する端部から径方向において同方向に突出した一対のクランクウエブ203(203A〜203D)と、一対のクランクウエブ203間に掛け渡されたクランクピン204(204A〜204D)とを有する。各クランクピン204はコンロッド18を介してピストン15に連結されている。   As shown in FIGS. 11 and 12, the crankshaft 20 has first to fourth crank throws 201 (201 </ b> A to 201 </ b> D) corresponding to the first to fourth pistons 15 </ b> A to 15 </ b> D, and both sides of each crank throw 201. The first to fifth crank journals 202 (202 </ b> A to 202 </ b> E) that are provided and form the rotation axis of the crankshaft 20. Each crank throw 201 includes a pair of crank webs 203 (203 </ b> A to 203 </ b> D) projecting in the same direction in the radial direction from opposite ends of adjacent crank journals 202, and a crank spanned between the pair of crank webs 203. Pins 204 (204A to 204D). Each crank pin 204 is connected to the piston 15 via a connecting rod 18.

アッパブロック7は、クランクケース12を各シリンダ11に対応するように分割する第1〜第5軸受壁206(206A〜206E)を有する。各軸受壁206の下端面には、半割状の円周面をなす上軸受部207(207A〜207E)が形成されている。ロアブロック8は、各軸受壁206の下端面に結合されるベアリングキャップ208(208A〜208E)を有し、各ベアリングキャップ208の上端面には半割状の円周面をなす下軸受部209(209A〜209E)が形成されている。上軸受部207及び下軸受部209は、協働して断面が円形の孔を形成し、円筒形の滑り軸受211(211A〜211E)(メタル軸受)を受容する。各滑り軸受211は、半割り形に形成され、それぞれ上軸受部207及び下軸受部209に回転不能に装着される。第1〜第5クランクジャーナル202は、対応する番号の滑り軸受211に回転可能に支持される。   The upper block 7 includes first to fifth bearing walls 206 (206A to 206E) that divide the crankcase 12 so as to correspond to the cylinders 11. An upper bearing portion 207 (207A to 207E) having a halved circumferential surface is formed on the lower end surface of each bearing wall 206. The lower block 8 includes bearing caps 208 (208 </ b> A to 208 </ b> E) that are coupled to the lower end surfaces of the respective bearing walls 206, and the lower bearing portions 209 that form a halved circumferential surface on the upper end surface of each bearing cap 208. (209A to 209E) are formed. The upper bearing portion 207 and the lower bearing portion 209 cooperate to form a hole having a circular cross section, and receive a cylindrical slide bearing 211 (211A to 211E) (metal bearing). Each of the sliding bearings 211 is formed in a half shape, and is mounted on the upper bearing portion 207 and the lower bearing portion 209 so as not to rotate. The first to fifth crank journals 202 are rotatably supported by the corresponding numbered plain bearings 211.

第3実施形態では、切換バルブ42は、クランクジャーナル202と、滑り軸受211とによって形成される。上流側油路41は、メインギャラリ32から延び、アッパブロック7内において第1〜第3下流側油路43A〜43Cと接続されている。上流側油路41は、メインギャラリ32の一部として構成されてもよい。この場合、各下流側油路43はメインギャラリ32から分岐して延びるように構成される。   In the third embodiment, the switching valve 42 is formed by the crank journal 202 and the sliding bearing 211. The upstream oil passage 41 extends from the main gallery 32 and is connected to the first to third downstream oil passages 43 </ b> A to 43 </ b> C in the upper block 7. The upstream oil passage 41 may be configured as a part of the main gallery 32. In this case, each downstream oil passage 43 is configured to extend from the main gallery 32.

第1下流側油路43Aは、第1軸受壁206Aの内部を上流側油路41から第1滑り軸受211Aに向けて延びると共に第1滑り軸受211Aを径方向に貫通して第1滑り軸受211Aの内周面に開口する第1上流部213Aと、第1滑り軸受211Aの内周面に開口すると共に、第1滑り軸受211Aを径方向に貫通し、第1ベアリングキャップ208A及び第1軸受壁206Aの内部を第1オイルジェット44Aに向けて延び、第1オイルジェット44Aに接続される第1下流部214Aとを有する。   The first downstream oil passage 43A extends from the upstream oil passage 41 toward the first sliding bearing 211A in the first bearing wall 206A and penetrates the first sliding bearing 211A in the radial direction to the first sliding bearing 211A. A first upstream portion 213A that opens to the inner peripheral surface of the first sliding bearing 211A, an opening that opens to the inner peripheral surface of the first sliding bearing 211A, and penetrates the first sliding bearing 211A in the radial direction, and the first bearing cap 208A and the first bearing wall The interior of 206A has a first downstream portion 214A that extends toward the first oil jet 44A and is connected to the first oil jet 44A.

第2下流側油路43Bは、第3軸受壁206Cの内部を上流側油路41から第3滑り軸受211Cに向けて延びると共に第3滑り軸受211Cを径方向に貫通して第3滑り軸受211Cの内周面に開口する第2上流部213Bと、第3滑り軸受211Cの内周面に開口すると共に、第3滑り軸受211Cを径方向に貫通し、第3ベアリングキャップ208C及び第3軸受壁206Cの内部を第2及び第3オイルジェット44B、44Cに向けて分岐して延び、第2及び第3オイルジェット44B、44Cに接続される第2下流部214Bとを有する。   The second downstream oil passage 43B extends from the upstream oil passage 41 toward the third sliding bearing 211C in the third bearing wall 206C, and penetrates the third sliding bearing 211C in the radial direction to pass through the third sliding bearing 211C. The second upstream portion 213B that opens to the inner peripheral surface of the first sliding portion 211C and the third sliding bearing 211C that opens to the inner peripheral surface and radially penetrates the third sliding bearing 211C, and the third bearing cap 208C and the third bearing wall The interior of 206C has a second downstream portion 214B that branches and extends toward the second and third oil jets 44B and 44C and is connected to the second and third oil jets 44B and 44C.

第3下流側油路43Cは、第5軸受壁206Eの内部を上流側油路41から第5滑り軸受211Eに向けて延びると共に第5滑り軸受211Eを径方向に貫通して第5滑り軸受211Eの内周面に開口する第3上流部213Cと、第5滑り軸受211Eの内周面に開口すると共に、第5滑り軸受211Eを径方向に貫通し、第5ベアリングキャップ208E及び第5軸受壁206Eの内部を第4オイルジェット44Dに向けて延び、第4オイルジェット44Dに接続される第3下流部214Cとを有する。   The third downstream oil passage 43C extends from the upstream oil passage 41 toward the fifth sliding bearing 211E inside the fifth bearing wall 206E and penetrates the fifth sliding bearing 211E in the radial direction to pass through the fifth sliding bearing 211E. A third upstream portion 213C that opens to the inner peripheral surface of the first bearing portion, and an inner peripheral surface of the fifth sliding bearing 211E that passes through the fifth sliding bearing 211E in the radial direction, and includes a fifth bearing cap 208E and a fifth bearing wall. The interior of 206E extends toward the fourth oil jet 44D, and has a third downstream portion 214C connected to the fourth oil jet 44D.

各滑り軸受211の内周面において、各上流部213A、213B、213Cの開口端と各下流部214A、214B、214Cの開口端とは、各滑り軸受211の軸線方向に互いにオフセットして配置されている。   On the inner peripheral surface of each sliding bearing 211, the opening ends of the respective upstream portions 213A, 213B, and 213C and the opening ends of the respective downstream portions 214A, 214B, and 214C are arranged offset from each other in the axial direction of each sliding bearing 211. ing.

第1クランクジャーナル202Aには第1接続通路215Aが形成され、第3クランクジャーナル202Cには第2接続通路215Bが形成され、第5クランクジャーナル202Eには第3接続通路215Cが形成されている。各接続通路215は、一端及び他端が各クランクジャーナル202の外周面に開口している。各接続通路215の一端及び他端は、各クランクジャーナル202の軸線方向において互いにオフセットして配置されている。クランクシャフト20が第1回転範囲にあるときに、第1接続通路215Aが第1滑り軸受211Aの内面に開口した第1上流部213A及び第1下流部214Aを接続すると共に、第3接続通路215Cが第5滑り軸受211Eの内面に開口した第3上流部213C及び第3下流部214Cを接続する。また、クランクシャフト20が第2回転範囲にあるときに、第2接続通路215Bが第3滑り軸受211Cの内面に開口した第2上流部213B及び第2下流部214Bを接続する。各接続通路215による対応する上流部213及び下流部214の接続期間の長さは、開口端の周方向長さを変更することによって調整可能である。他の実施形態では、各接続通路215による対応する上流部213及び下流部214の接続期間の長さは、各滑り軸受211の内周面に開口する上流部213及び下流部214の開口端の周方向長さによって調整してもよい。   A first connection passage 215A is formed in the first crank journal 202A, a second connection passage 215B is formed in the third crank journal 202C, and a third connection passage 215C is formed in the fifth crank journal 202E. Each connection passage 215 has one end and the other end opened to the outer peripheral surface of each crank journal 202. One end and the other end of each connection passage 215 are offset from each other in the axial direction of each crank journal 202. When the crankshaft 20 is in the first rotation range, the first connection passage 215A connects the first upstream portion 213A and the first downstream portion 214A opened to the inner surface of the first slide bearing 211A, and the third connection passage 215C. Connects the third upstream portion 213C and the third downstream portion 214C that are open to the inner surface of the fifth sliding bearing 211E. Further, when the crankshaft 20 is in the second rotation range, the second connection passage 215B connects the second upstream portion 213B and the second downstream portion 214B that open to the inner surface of the third sliding bearing 211C. The length of the connection period of the corresponding upstream portion 213 and downstream portion 214 by each connection passage 215 can be adjusted by changing the circumferential length of the opening end. In another embodiment, the length of the connection period of the corresponding upstream portion 213 and downstream portion 214 by each connection passage 215 is equal to the upstream end 213 and the downstream end 214 of the open end of each sliding bearing 211. You may adjust with the circumferential direction length.

第2及び第4軸受壁206B、206D内部には、メインギャラリ32から第2及び第4滑り軸受211B、211Dに向けて延び、各滑り軸受211を径方向に貫通する油路220が形成されている。この油路220によって、第2滑り軸受211Bと第2クランクジャーナル202Bとの摺接部、及び第4滑り軸受211Dと第4クランクジャーナル202Dとの摺接部に潤滑油が供給される。クランクシャフト20には、第2クランクジャーナル202Bの外周面から第1及び第2クランクピン204A、204Bの外周面に延びる第1シャフト内油路221と、第4クランクジャーナル202Dの外周面から第3及び第4クランクピン204C、204Dの外周面に延びる第2シャフト内油路222とが形成されている。第1滑り軸受211Aと第1クランクジャーナル202Aとの摺接部は第1上流部213Aから供給される潤滑油によって潤滑され、第5滑り軸受211Eと第5クランクジャーナル202Eとの摺接部は第3上流部213Cから供給される潤滑油によって潤滑される。   Oil passages 220 extending from the main gallery 32 toward the second and fourth sliding bearings 211B and 211D and passing through the sliding bearings 211 in the radial direction are formed inside the second and fourth bearing walls 206B and 206D. Yes. The oil passage 220 supplies lubricating oil to the sliding contact portion between the second sliding bearing 211B and the second crank journal 202B and the sliding contact portion between the fourth sliding bearing 211D and the fourth crank journal 202D. The crankshaft 20 includes a first shaft oil passage 221 extending from the outer peripheral surface of the second crank journal 202B to the outer peripheral surfaces of the first and second crank pins 204A and 204B, and a third from the outer peripheral surface of the fourth crank journal 202D. And a second in-shaft oil passage 222 extending to the outer peripheral surface of the fourth crank pins 204C, 204D. The sliding contact portion between the first sliding bearing 211A and the first crank journal 202A is lubricated by the lubricating oil supplied from the first upstream portion 213A, and the sliding contact portion between the fifth sliding bearing 211E and the fifth crank journal 202E is the first. 3 Lubricated with lubricating oil supplied from the upstream portion 213C.

第3実施形態に係る内燃機関200では、切換バルブ42がクランクシャフト20とクランクシャフト20を回転可能に支持する滑り軸受211によって構成されるため、第1及び第2実施形態のようにバルブケース46及びバルブボディ47を別途設ける必要がなく、内燃機関200を小型化することができる。   In the internal combustion engine 200 according to the third embodiment, since the switching valve 42 is configured by the crankshaft 20 and the slide bearing 211 that rotatably supports the crankshaft 20, the valve case 46 as in the first and second embodiments. And it is not necessary to provide the valve body 47 separately, and the internal combustion engine 200 can be reduced in size.

(第4実施形態)
第4実施形態に係る内燃機関300は、第3実施形態に係る内燃機関200を直列3気筒に変更した例である。以下の説明では、内燃機関200とどうようの構成は同一の符号を付して説明を省略する。
(Fourth embodiment)
An internal combustion engine 300 according to the fourth embodiment is an example in which the internal combustion engine 200 according to the third embodiment is changed to an in-line three cylinder. In the following description, the same configuration as that of the internal combustion engine 200 is denoted by the same reference numeral, and the description thereof is omitted.

内燃機関300では、各ピストン15の位相差は互いに120°となるように設定されている。図13〜図15に示すように、クランクシャフト20は、第1〜第3クランクスロー201A〜201Cと、第1〜第4クランクジャーナル202A〜202Dとを有する。アッパブロック7及びロアブロック8は、第1〜第4クランクジャーナル202A〜202Dに対応して、第1〜第4軸受壁206A〜206Dと、第1〜第4ベアリングキャップ208A〜208Dとを有する。第1〜第4軸受壁206A〜206D及び第1〜第4ベアリングキャップ208A〜208Dと、第1〜第4クランクジャーナル202A〜202Dとの間には、第1〜第4滑り軸受211A〜211Dが介装されている。   In the internal combustion engine 300, the phase difference between the pistons 15 is set to be 120 °. As shown in FIGS. 13 to 15, the crankshaft 20 includes first to third crank throws 201 </ b> A to 201 </ b> C and first to fourth crank journals 202 </ b> A to 202 </ b> D. The upper block 7 and the lower block 8 have first to fourth bearing walls 206A to 206D and first to fourth bearing caps 208A to 208D corresponding to the first to fourth crank journals 202A to 202D. Between the first to fourth bearing walls 206A to 206D and the first to fourth bearing caps 208A to 208D and the first to fourth crank journals 202A to 202D, the first to fourth sliding bearings 211A to 211D are provided. It is intervened.

第2及び第4軸受壁206B、206Dには、メインギャラリ32から第2及び第4滑り軸受211B、211Dに向けて延び、各滑り軸受211を径方向に貫通する油路220が形成されている。この油路220によって、第2滑り軸受211Bと第2クランクジャーナル202Bとの摺接部、及び第4滑り軸受211Dと第4クランクジャーナル202Dとの摺接部に潤滑油が供給される。クランクシャフト20には、第2クランクジャーナル202Bの外周面から第1及び第2クランクピン204A、204Bの外周面に延びる第1シャフト内油路221と、第4クランクジャーナル202Dの外周面から第3クランクピン204Cの外周面に延びる第2シャフト内油路222とが形成されている。   The second and fourth bearing walls 206B and 206D are formed with oil passages 220 extending from the main gallery 32 toward the second and fourth sliding bearings 211B and 211D and penetrating the sliding bearings 211 in the radial direction. . The oil passage 220 supplies lubricating oil to the sliding contact portion between the second sliding bearing 211B and the second crank journal 202B and the sliding contact portion between the fourth sliding bearing 211D and the fourth crank journal 202D. The crankshaft 20 includes a first shaft oil passage 221 extending from the outer peripheral surface of the second crank journal 202B to the outer peripheral surfaces of the first and second crank pins 204A and 204B, and a third from the outer peripheral surface of the fourth crank journal 202D. A second shaft oil passage 222 extending to the outer peripheral surface of the crank pin 204C is formed.

上流側油路41は、メインギャラリ32から延び、アッパブロック7内において第1及び第2下流側油路43A、43Bと接続されている。第1下流側油路43Aは、第1軸受壁206Aの内部を上流側油路41から第1滑り軸受211Aに向けて延びると共に第1滑り軸受211Aを径方向に貫通して第1滑り軸受211Aの内周面に開口する第1上流部213Aと、第1滑り軸受211Aの内周面に開口すると共に、第1滑り軸受211Aを径方向に貫通し、第1軸受壁206Aの内部を第1オイルジェット44Aに向けて延び、第1オイルジェット44Aに接続される第1下流部214Aとを有する。第1滑り軸受211Aにおいて、第1上流部213A及び第1下流部214Aの開口端は、同一円周上に配置されている。   The upstream oil passage 41 extends from the main gallery 32 and is connected to the first and second downstream oil passages 43 </ b> A and 43 </ b> B in the upper block 7. The first downstream oil passage 43A extends from the upstream oil passage 41 toward the first sliding bearing 211A inside the first bearing wall 206A and penetrates the first sliding bearing 211A in the radial direction to form the first sliding bearing 211A. The first upstream portion 213A that opens to the inner circumferential surface of the first sliding bearing 211A, the first sliding bearing 211A that opens to the inner circumferential surface, penetrates the first sliding bearing 211A in the radial direction, and the interior of the first bearing wall 206A is the first. The first downstream portion 214A extends toward the oil jet 44A and is connected to the first oil jet 44A. In the first sliding bearing 211A, the opening ends of the first upstream portion 213A and the first downstream portion 214A are arranged on the same circumference.

第2下流側油路43Bは、第3軸受壁206Cの内部を上流側油路41から第3滑り軸受211Cに向けて延びると共に第3滑り軸受211Cを径方向に貫通して第3滑り軸受211Cの内周面に開口する第2上流部213Bと、第3滑り軸受211Cの内周面に開口すると共に、第3滑り軸受211Cを径方向に貫通し、第3軸受壁206Cの内部を第2オイルジェット44Bに向けて延び、第2オイルジェット44Bに接続される第1分岐下流部217Aと、第3滑り軸受211Cの内周面に開口すると共に、第3滑り軸受211Cを径方向に貫通し、第3軸受壁206Cの内部を第3オイルジェット44Cに向けて延び、第3オイルジェット44Cに接続される第2分岐下流部217Bとを有する。第3滑り軸受211Cにおいて、第2上流部213B、第1分岐下流部217A、及び第2分岐下流部217Bの開口端は、同一円周上に配置され、周方向において第1分岐下流部217A及び第2分岐下流部217Bの間に第2上流部213Bが配置されている。   The second downstream oil passage 43B extends from the upstream oil passage 41 toward the third sliding bearing 211C in the third bearing wall 206C, and penetrates the third sliding bearing 211C in the radial direction to pass through the third sliding bearing 211C. The second upstream portion 213B that opens to the inner circumferential surface of the first sliding portion 211C and the third sliding bearing 211C that opens to the inner circumferential surface of the third sliding bearing 211C in the radial direction and passes through the third bearing wall 206C in the second direction. The first branch downstream portion 217A that extends toward the oil jet 44B and is connected to the second oil jet 44B and opens to the inner peripheral surface of the third slide bearing 211C, and penetrates the third slide bearing 211C in the radial direction. The second bearing wall 206C has a second branch downstream portion 217B extending toward the third oil jet 44C and connected to the third oil jet 44C. In the third plain bearing 211C, the opening ends of the second upstream portion 213B, the first branch downstream portion 217A, and the second branch downstream portion 217B are arranged on the same circumference, and the first branch downstream portion 217A and A second upstream portion 213B is disposed between the second branch downstream portions 217B.

第1クランクジャーナル202Aには第1接続通路215Aが形成され、第3クランクジャーナル202Cには第2接続通路215Bが形成されている。各接続通路215は、各クランクジャーナル202の外周面に凹設された溝として形成されている。各接続通路215は、各クランクジャーナル202の周方向に延在している。   A first connection passage 215A is formed in the first crank journal 202A, and a second connection passage 215B is formed in the third crank journal 202C. Each connection passage 215 is formed as a groove recessed in the outer peripheral surface of each crank journal 202. Each connection passage 215 extends in the circumferential direction of each crank journal 202.

クランクシャフト20が第1回転範囲にあるときに、第1接続通路215Aが第1滑り軸受211Aの内面に開口した第1上流部213Aと第1下流部214Aとを接続する。また、また、クランクシャフト20が第2回転範囲にあるときに、第2接続通路215Bが第3滑り軸受211Cの内面に開口した第2上流部213Bと第1分岐下流部217Aを接続する。また、クランクシャフト20が第3回転範囲にあるときに、第2接続通路215Bが第3滑り軸受211Cの内面に開口した第2上流部213Bと第2分岐下流部217Bを接続する。なお、第2接続通路215Bは、第1分岐下流部217Aと第2分岐下流部217Bとを接続することができない長さに設定されている。   When the crankshaft 20 is in the first rotation range, the first connection passage 215A connects the first upstream portion 213A and the first downstream portion 214A that open to the inner surface of the first sliding bearing 211A. In addition, when the crankshaft 20 is in the second rotation range, the second connection passage 215B connects the second upstream portion 213B and the first branch downstream portion 217A that open to the inner surface of the third sliding bearing 211C. In addition, when the crankshaft 20 is in the third rotation range, the second connection passage 215B connects the second upstream portion 213B and the second branch downstream portion 217B that open to the inner surface of the third sliding bearing 211C. The second connection passage 215B is set to a length that cannot connect the first branch downstream portion 217A and the second branch downstream portion 217B.

第4実施形態では、接続通路215がクランクジャーナル202の外面に形成された溝であるため加工が容易である。また、第1下流部214A、第1分岐下流部217A、及び第2分岐下流部217Bがベアリングキャップ208を通過しないため、ベアリングキャップ208の構造が簡素になる。また、第2接続通路215Bが第2上流部213Bと、第2分岐下流部217B又は第2分岐下流部217Bとを接続する構成としたため、切換バルブ42を小型化することができる。   In the fourth embodiment, since the connection passage 215 is a groove formed on the outer surface of the crank journal 202, processing is easy. Further, since the first downstream portion 214A, the first branch downstream portion 217A, and the second branch downstream portion 217B do not pass through the bearing cap 208, the structure of the bearing cap 208 is simplified. Further, since the second connection passage 215B connects the second upstream portion 213B and the second branch downstream portion 217B or the second branch downstream portion 217B, the switching valve 42 can be reduced in size.

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、内燃機関の気筒数や各ピストン15の位相は任意に選択することができる。   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, the number of cylinders of the internal combustion engine and the phase of each piston 15 can be arbitrarily selected.

1...内燃機関、2...内燃機関本体、3...シリンダブロック、4...オイルパン、5...シリンダヘッド、7...アッパブロック、8...ロアブロック、11...シリンダ、15...ピストン、16...クーリングチャンネル、16A...環状部、16B...開口部、20...クランクシャフト、23...2次バランサ装置、24...アッパハウジング、25...ロアハウジング、30...潤滑系、32...メインギャラリ、35...オイルポンプ、40...ピストン冷却装置、41...上流側油路、42...切換バルブ、43...下流側油路、44...オイルジェット、46...バルブケース、46A...内周面、46B...スラスト面、47...バルブボディ、47A...外周面、47B...第1端面、47C...第2端面、51...動力伝達機構、54...入口ポート、55...出口ポート、56...溝部、58...接続通路、58A...第1端、58B...第2端、59...主通路、60...通路、101...第1集合通路、102...第2集合通路、200...内燃機関、202...クランクジャーナル、206...軸受壁、208...ベアリングキャップ、211...滑り軸受、213...上流部、214...下流部、215...接続通路 1 ... Internal combustion engine, 2 ... Internal combustion engine body, 3 ... Cylinder block, 4 ... Oil pan, 5 ... Cylinder head, 7 ... Upper block, 8 ... Lower block, DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Cylinder, 15 ... Piston, 16 ... Cooling channel, 16A ... Annular part, 16B ... Opening part, 20 ... Crankshaft, 23 ... Secondary balancer apparatus, 24 ... Upper housing, 25 ... Lower housing, 30 ... Lubrication system, 32 ... Main gallery, 35 ... Oil pump, 40 ... Piston cooling device, 41 ... Upstream oil passage , 42 ... Switching valve, 43 ... Downstream oil passage, 44 ... Oil jet, 46 ... Valve case, 46A ... Inner peripheral surface, 46B ... Thrust surface, 47 ... Valve body, 47A ... outer peripheral surface, 47B ... first end face, 47C ... second end face, 51 ... power transmission mechanism, 54 ... inlet port, 55 ... outlet port, 56. .. Groove, 8 ... Connection passage, 58A ... First end, 58B ... Second end, 59 ... Main passage, 60 ... Passage, 101 ... First collective passage, 102 ... First 2 collecting passages, 200 ... internal combustion engine, 202 ... crank journal, 206 ... bearing wall, 208 ... bearing cap, 211 ... slide bearing, 213 ... upstream part, 214 ... Downstream part, 215 ... Connection passage

Claims (11)

少なくとも1つのシリンダが形成された内燃機関本体と、
前記シリンダのそれぞれに往復動可能に収容され、コンロッドを介してクランクシャフトに連結された少なくとも1つのピストンと、
前記ピストンのそれぞれに対応して前記内燃機関本体に取り付けられ、対応する前記ピストンの裏面に向けて潤滑油を噴射する少なくとも1つのオイルジェットと、
オイルポンプから前記オイルジェットのそれぞれに延びる油路と、
前記油路に設けられ、前記オイルポンプと前記オイルジェットとの連通、切断を切り換える切換バルブとを有し、
前記切換バルブは、前記クランクシャフトから動力を受けて駆動され、任意の前記ピストンが所定の移動範囲に位置するときに任意の前記ピストンと対応する前記オイルジェットを前記オイルポンプに接続することを特徴とする内燃機関。
An internal combustion engine body formed with at least one cylinder;
At least one piston housed in each of the cylinders in a reciprocable manner and connected to a crankshaft via a connecting rod;
At least one oil jet attached to the internal combustion engine body corresponding to each of the pistons and injecting lubricating oil toward the back surface of the corresponding piston;
An oil passage extending from an oil pump to each of the oil jets;
A switching valve provided in the oil passage, for switching between communication and disconnection between the oil pump and the oil jet;
The switching valve is driven by receiving power from the crankshaft, and connects the oil jet corresponding to the arbitrary piston to the oil pump when the arbitrary piston is located in a predetermined movement range. An internal combustion engine.
前記切換バルブは、バルブケースと、前記バルブケースに回転可能に受容され、前記クランクシャフトと動力伝達機構を介して連結されることによって前記クランクシャフトと同速で回転するバルブボディとを有し、
前記バルブケースは、前記バルブボディの外周面と摺接する内周面と、前記油路の上流側に連通すると共に前記内周面に開口した入口ポートと、前記油路の下流側に連通すると共に前記内周面に開口した少なくとも1つの出口ポートとを有し、
前記バルブボディは、前記外周面に開口した接続通路を有し、
前記接続通路は、任意の前記ピストンが所定の移動範囲に位置するときに任意の前記ピストンと対応する前記出口ポートを前記入口ポートに接続することを特徴とする請求項1に記載の内燃機関。
The switching valve includes a valve case and a valve body that is rotatably received by the valve case and rotates at the same speed as the crankshaft by being connected to the crankshaft via a power transmission mechanism.
The valve case communicates with an inner peripheral surface that is in sliding contact with the outer peripheral surface of the valve body, with an upstream side of the oil passage and with an inlet port that is open to the inner peripheral surface, and with a downstream side of the oil passage. And at least one outlet port opened in the inner peripheral surface,
The valve body has a connection passage opened in the outer peripheral surface,
2. The internal combustion engine according to claim 1, wherein the connection passage connects the outlet port corresponding to the arbitrary piston to the inlet port when the arbitrary piston is located in a predetermined movement range.
前記バルブボディは、円筒形に形成され、
前記出口ポートの少なくとも1つは、前記バルブケースの前記内周面に開口し、
前記出口ポートの前記内周面側における開口端が周方向に延在していることを特徴とする請求項2に記載の内燃機関。
The valve body is formed in a cylindrical shape,
At least one of the outlet ports opens to the inner peripheral surface of the valve case,
The internal combustion engine according to claim 2, wherein an opening end of the outlet port on the inner peripheral surface side extends in a circumferential direction.
前記バルブボディは、円筒形に形成され、
前記出口ポートの少なくとも1つは、前記バルブケースの前記内周面に開口し、
前記接続通路の前記出口ポートと対向する開口端が周方向に延在していることを特徴とする請求項2又は請求項3に記載の内燃機関。
The valve body is formed in a cylindrical shape,
At least one of the outlet ports opens to the inner peripheral surface of the valve case,
The internal combustion engine according to claim 2 or 3, wherein an opening end of the connection passage facing the outlet port extends in a circumferential direction.
前記バルブボディは、前記バルブボディの回転軸線に対して偏倚した重心を有することを特徴とする請求項2〜請求項4のいずれか1つの項に記載の内燃機関。   The internal combustion engine according to any one of claims 2 to 4, wherein the valve body has a center of gravity that is deviated with respect to a rotation axis of the valve body. 前記バルブボディは、円筒形に形成され、
前記出口ポートの少なくとも1つは、前記バルブケースの前記バルブボディの軸方向端面と摺接するスラスト面に開口し、前記接続通路は前記出口ポートに対応して前記スラスト面に開口していることを特徴とする請求項2に記載の内燃機関。
The valve body is formed in a cylindrical shape,
At least one of the outlet ports has an opening in a thrust surface that is in sliding contact with an axial end surface of the valve body of the valve case, and the connection passage has an opening in the thrust surface corresponding to the outlet port. The internal combustion engine according to claim 2, wherein the engine is an internal combustion engine.
前記ピストンは複数設けられ、前記ピストンのうち同位相で往復動するものに対応する前記出口ポートは、前記スラスト面に開口する部分が集合して共通の集合通路を形成することを特徴とする請求項6に記載の内燃機関。   A plurality of the pistons are provided, and the outlet port corresponding to the piston that reciprocates in the same phase forms a common collecting passage by gathering portions that open to the thrust surface. Item 7. The internal combustion engine according to Item 6. 前記切換バルブは、前記クランクシャフトのジャーナルと、前記ジャーナルを回転可能に支持する軸受とを含み、
前記油路の上流側及び下流側は、互いに独立して前記軸受の内周面に開口し、
前記ジャーナルは、前記ジャーナルの外周面に開口した接続通路を有し、
前記接続通路は、任意の前記ピストンが所定の移動範囲に位置するときに任意の前記ピストンと対応する前記油路の上流側及び下流側を互いに接続することを特徴とする請求項1に記載の内燃機関。
The switching valve includes a journal of the crankshaft, and a bearing that rotatably supports the journal,
The upstream side and the downstream side of the oil passage open to the inner peripheral surface of the bearing independently of each other,
The journal has a connection passage opened in the outer peripheral surface of the journal,
2. The connection passage according to claim 1, wherein the upstream side and the downstream side of the oil passage corresponding to the arbitrary piston are connected to each other when the arbitrary piston is located in a predetermined movement range. Internal combustion engine.
前記接続通路の前記油路の下流側と対向する開口端が周方向に延在していることを特徴とする請求項8に記載の内燃機関。   The internal combustion engine according to claim 8, wherein an opening end of the connection passage facing the downstream side of the oil passage extends in the circumferential direction. 前記接続通路は、前記ジャーナルの外周面において周方向に延設された溝であることを特徴とする請求項8又は請求項9に記載の内燃機関。   The internal combustion engine according to claim 8 or 9, wherein the connection passage is a groove extending in a circumferential direction on an outer peripheral surface of the journal. 前記ピストンは、前記ピストンの内部に形成され、一部が前記ピストンの裏面に開口したクーリングチャンネルを有し、
前記オイルジェットの噴射口は、前記ピストンの往復方向において前記クーリングチャンネルの開口と対向するように配置されていることを特徴とする請求項1〜請求項10のいずれか1つの項に記載の内燃機関。
The piston has a cooling channel formed inside the piston, a part of which is open on the back surface of the piston,
11. The internal combustion engine according to claim 1, wherein an injection port of the oil jet is disposed to face an opening of the cooling channel in a reciprocating direction of the piston. organ.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN112963260A (en) * 2021-03-29 2021-06-15 潍柴动力股份有限公司 Piston structure, engine and vehicle

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