JP5088300B2 - Internal combustion engine with piston-type balancer - Google Patents
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Description
この発明は、ピストン式バランサを備える内燃機関に関する。 The present invention relates to an internal combustion engine including a piston type balancer.
従来、例えば特許文献1には、往復動バランサ付きエンジンが開示されている。この従来のエンジンでは、ガイド筒(バランサライナ)内を往復動するロッド(バランサピストン)の往復運動を、オイルポンプや燃料ポンプとして利用するようにしている。また、この従来の技術では、クランク室からシリンダを斜め上向きに突出させた傾斜型エンジンに、当該往復動バランサ機構を適用している。 Conventionally, for example, Patent Document 1 discloses an engine with a reciprocating balancer. In this conventional engine, the reciprocating motion of a rod (balancer piston) that reciprocates in a guide cylinder (balancer liner) is used as an oil pump or a fuel pump. In this conventional technique, the reciprocating balancer mechanism is applied to an inclined engine in which a cylinder protrudes obliquely upward from a crank chamber.
上述した特許文献1に記載のエンジンのように、ピストン式バランサを備える内燃機関では、内燃機関の気筒内に配置される気筒内ピストンとシリンダライナとが摺動することによって発生するフリクションに加えて、バランサピストンとバランサライナとが摺動することによるフリクションが発生する。このため、そのようなバランサピストンを備えない内燃機関に対して、内燃機関全体としてのフリクションが増大してしまう。 As in the engine described in Patent Document 1 described above, in an internal combustion engine having a piston type balancer, in addition to friction generated by sliding an in-cylinder piston and a cylinder liner disposed in a cylinder of the internal combustion engine. Friction is generated by the sliding of the balancer piston and the balancer liner. For this reason, the friction as the whole internal combustion engine increases with respect to the internal combustion engine which does not include such a balancer piston.
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、バランサピストンの往復運動に伴うフリクションを良好に低減させ得るピストン式バランサを備える内燃機関を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide an internal combustion engine including a piston-type balancer that can satisfactorily reduce the friction associated with the reciprocating motion of the balancer piston.
第1の発明は、ピストン式バランサを備える内燃機関であって、
内燃機関の気筒内に配置される気筒内ピストンと対向して往復運動するバランサピストンと、
前記バランサピストンの外周に設置されたバランサライナと、を備え、
前記バランサピストンには、前記バランサライナ上を転走するローラが設けられており、
前記バランサピストンの往復運動が、前記ローラを介して前記バランサライナによって案内され、
前記内燃機関は、前記バランサピストンの軸線が鉛直方向に対して傾斜するようにして車両に搭載されており、
前記ローラは、前記バランサピストンの中心を間に挟むようにして、鉛直下方向側の側面とその反対側の側面とにおいて前記バランサピストンに配置されており、
前記鉛直下方向側の側面に配置される前記ローラの数が前記反対側の側面に配置される前記ローラの数よりも多いことを特徴とする。
1st invention is an internal combustion engine provided with a piston type balancer,
A balancer piston that reciprocates opposite to an in-cylinder piston disposed in a cylinder of the internal combustion engine;
A balancer liner installed on the outer periphery of the balancer piston,
The balancer piston is provided with a roller that rolls on the balancer liner,
The reciprocating motion of the balancer piston is guided by the balancer liner through the rollers ,
The internal combustion engine is mounted on a vehicle such that the axis of the balancer piston is inclined with respect to the vertical direction,
The roller is disposed on the balancer piston on the side surface on the vertically lower side and the side surface on the opposite side, with the center of the balancer piston in between.
The number of the rollers arranged on the side surface on the vertically lower side is larger than the number of the rollers arranged on the opposite side surface.
また、第2の発明は、ピストン式バランサを備える内燃機関であって、
内燃機関の気筒内に配置される気筒内ピストンと対向して往復運動し、側面に転走方向が前記往復運動の方向と一致するローラを有するバランサピストンと、
前記バランサピストンの外周に設置され、前記ローラを案内するガイド溝を有するガイド部材と、
を備え、
前記内燃機関は、前記バランサピストンの軸線が鉛直方向に対して傾斜するようにして車両に搭載されており、
前記ローラは、前記バランサピストンの中心を間に挟むようにして、鉛直下方向側の側面とその反対側の側面とにおいて前記バランサピストンに配置されており、
前記鉛直下方向側の側面に配置される前記ローラの数が前記反対側の側面に配置される前記ローラの数よりも多いことを特徴とする。
The second invention is an internal combustion engine including a piston type balancer,
A balancer piston having a roller which reciprocates opposite to an in-cylinder piston disposed in a cylinder of the internal combustion engine, and has a roller whose rolling direction coincides with the direction of the reciprocating motion on a side surface;
A guide member installed on the outer periphery of the balancer piston and having a guide groove for guiding the roller;
Equipped with a,
The internal combustion engine is mounted on a vehicle such that the axis of the balancer piston is inclined with respect to the vertical direction,
The roller is disposed on the balancer piston on the side surface on the vertically lower side and the side surface on the opposite side, with the center of the balancer piston in between.
The number of the rollers arranged on the side surface on the vertically lower side is larger than the number of the rollers arranged on the opposite side surface.
第1の発明によれば、バランサピストンとバランサライナとが直接的に摺動運動するのではなく、ローラとバランサライナとの間で転走運動が行われるようになる。このため、バランサピストンとバランサライナとが直接的に摺動する場合と比べ、バランサピストンが往復運動する際のフリクションを良好に低減することが可能となる。 According to the first aspect, the balancer piston and the balancer liner do not slide directly, but a rolling motion is performed between the roller and the balancer liner. For this reason, it is possible to satisfactorily reduce the friction when the balancer piston reciprocates as compared with the case where the balancer piston and the balancer liner slide directly.
第2の発明によれば、バランサピストンが往復運動する際には、ローラは、ガイド部材のガイド溝内を転走するようになる。このため、バランサピストンとバランサライナとが直接的に摺動する場合と比べ、バランサピストンが往復運動する際のフリクションを良好に低減することが可能となる。また、本発明によれば、バランサピストンが往復運動する際には、ローラの周辺部にのみガイド部材を設置すれば良くなるので、部品の大幅な軽量化が可能となる。また、バランサピストンを案内する部材をそのようなガイド部材とすることで、円筒状に形成されるバランサライナを備える場合と比べて熱容量を低減することができ、内燃機関の暖機性を向上させることができる。 According to the second invention, when the balancer piston reciprocates, the roller rolls in the guide groove of the guide member. For this reason, it is possible to satisfactorily reduce the friction when the balancer piston reciprocates as compared with the case where the balancer piston and the balancer liner slide directly. Further, according to the present invention, when the balancer piston reciprocates, it is only necessary to install a guide member only in the peripheral portion of the roller, so that the parts can be significantly reduced in weight. Further, by using such a guide member as a member that guides the balancer piston, the heat capacity can be reduced as compared with the case where a balancer liner formed in a cylindrical shape is provided, and the warm-up performance of the internal combustion engine is improved. be able to.
実施の形態1.
先ず、図1を参照して、本発明の実施の形態1について説明する。
図1は、本発明の実施の形態1のピストン式バランサを備える内燃機関の特徴的な構成を説明するための図である。より具体的には、図1(A)は、バランサピストン10をその頂面の方向から見た図であり、図1(B)は、バランサピストン10をその側面方向から見た図である。
Embodiment 1 FIG.
First, Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 1 is a diagram for explaining a characteristic configuration of an internal combustion engine including a piston type balancer according to a first embodiment of the present invention. More specifically, FIG. 1 (A) is a view of the
図1に示すように、本実施形態のピストン式バランサを備える内燃機関は、気筒内に配置される気筒内ピストン(図示省略)と対向して往復運動するバランサピストン10を備えている。バランサピストン10の外周には、円筒状に形成されたバランサライナ12が設置されている。より具体的には、バランサピストン10は、クランク軸(図示省略)の回転に伴って、図1(B)中に矢印Aで示す方向で、バランサライナ12内を往復運動するように構成されている。
As shown in FIG. 1, the internal combustion engine provided with the piston type balancer of the present embodiment includes a
バランサピストン10には、バランサライナ12の内周面を転走するローラ14が設けられている。当該ローラ14の転走方向は、バランサピストン10の往復運動の方向(図1中の矢印A方向)と一致するように設定されている。本実施形態では、バランサピストン10の往復運動が、このようなローラ14を介して、バランサライナ12によって案内されるようになっている。
The
ところで、バランサピストン10の軸線が鉛直方向に対して傾斜するようにして内燃機関が車両に搭載されていると、バランサピストン10の自重によって、鉛直下方向側のバランサピストン10の側面にスラスト荷重が作用することとなる。ここでは、バランサピストン10の軸線に対して図1における左側を上記スラスト荷重が作用する「スラスト側」と称し、その反対側を「反スラスト側」と称している。
By the way, when the internal combustion engine is mounted on the vehicle so that the axis of the
図1に示すように、上記ローラ14は、スラスト側には1列当たり2個という個数で、2列分設けられている。また、反スラスト側には、同様に1列当たり2個という個数で、1列分設けられている。このように、ローラ14は、バランサピストン10の中心を間に挟むようにして両側に設置されており、そのうえで、より大きな荷重が作用するスラスト側に配置されるローラ14の数が多くなるように設定されている。
As shown in FIG. 1, two
図1を参照して以上説明した構成によれば、バランサピストン10とバランサライナ12とが直接的に摺動運動するのではなく、ローラ14とバランサライナ12との間で転走運動が行われるようになる。このため、バランサピストン10とバランサライナ12とが直接的に摺動する場合と比べ、バランサピストン10が往復運動する際のフリクションを良好に低減することが可能となる。
According to the configuration described above with reference to FIG. 1, the
また、本実施形態の構成を採用した場合には、バランサライナ12との接触を担うローラ14の材質をバランサピストン10の材質と任意に変更することができるので、上記スラスト荷重に対する強度や質量の最適化設計が容易となる。
Further, when the configuration of the present embodiment is adopted, the material of the
また、面同士の摺動運動に比べてローラ14の転走運動は、一般的に潤滑条件が緩いので、本実施形態の構成を採用することで、潤滑系の設計が容易となる。
Further, since the rolling motion of the
実施の形態2.
次に、図2を参照して、本発明の実施の形態2について説明する。
図2は、本発明の実施の形態2のピストン式バランサを備える内燃機関の特徴的な構成を説明するための図である。より具体的には、図2(A)は、バランサピストン10をその頂面の方向から見た図であり、図2(B)は、バランサピストン10をその側面方向から見た図である。尚、図2において、上記図1に示す構成要素と同一の要素については、同一の符号を付してその説明を省略または簡略する。
Embodiment 2. FIG.
Next, Embodiment 2 of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 2 is a view for explaining a characteristic configuration of the internal combustion engine including the piston balancer according to the second embodiment of the present invention. More specifically, FIG. 2A is a view of the
図2に示すように、本実施形態においても、バランサピストン10には、上述した実施の形態1と同様に、ローラ14が設けられている。そのうえで、本実施形態では、バランサピストン10の往復運動に伴うローラ14の転走を案内する部材として、円筒状に形成されたバランサライナ12に代え、ローラ14を案内するガイド溝16aを有するローラガイド16を備えている。より具体的には、図2に示すように、ローラガイド16は、レール状に形成されており、スラスト側に2列および反スラスト側に1列配置されたローラ14のそれぞれの列に対応して備えられている。
As shown in FIG. 2, also in this embodiment, the
図2を参照して以上説明した構成によれば、バランサピストン10が往復運動する際には、ローラ14は、ローラガイド16のガイド溝16a内を転走するようになる。このため、バランサピストン10とバランサライナ12とが直接的に摺動する場合と比べ、バランサピストン10が往復運動する際のフリクションを良好に低減することが可能となる。また、ガイド溝16a内に挿入された状態でローラ14が転走するようになるので、往復運動時にバランサピストン10の軸がぶれるのを防止しつつ、ローラガイド16によってバランサピストン10の往復運動を案内させられるようになる。
According to the configuration described above with reference to FIG. 2, when the
そして、本実施形態の構成によれば、スラスト側と反スラスト側におけるローラ14の周辺部にのみローラガイド16を設置すれば良くなるので、部品の大幅な軽量化が可能となる。また、ローラガイド16は、実施の形態1のバランサライナ12と比べて熱容量が圧倒的に小さいため、内燃機関の暖機性を向上させることができる。
According to the configuration of the present embodiment, it is only necessary to install the
更に、精度の良い仕上げ(ボーリングおよびホーニング)が必要なバランサライナ12に比べ、ローラガイド16は安価に生産することができる。また、バランサライナ12に比べ、修理や交換等のサービス性が向上する。また、バランサピストン10の直径、更にはスラスト側荷重や反スラスト側荷重が異なっても、ローラガイド16の位置や本数を変更することのみで対応が可能となる。このため、多種類の仕様のエンジンにおいて、部品の共通化が図れるようになる。
In addition, the
尚、上述した実施の形態2においては、ローラガイド16が前記第2の発明における「ガイド部材」に相当している。
In the second embodiment described above, the
10 バランサピストン
12 バランサライナ
14 ローラ
16 ローラガイド
16a ガイド溝
10
Claims (2)
前記バランサピストンの外周に設置されたバランサライナと、を備え、
前記バランサピストンには、前記バランサライナ上を転走するローラが設けられており、
前記バランサピストンの往復運動が、前記ローラを介して前記バランサライナによって案内され、
前記内燃機関は、前記バランサピストンの軸線が鉛直方向に対して傾斜するようにして車両に搭載されており、
前記ローラは、前記バランサピストンの中心を間に挟むようにして、鉛直下方向側の側面とその反対側の側面とにおいて前記バランサピストンに配置されており、
前記鉛直下方向側の側面に配置される前記ローラの数が前記反対側の側面に配置される前記ローラの数よりも多いことを特徴とするピストン式バランサを備える内燃機関。 A balancer piston that reciprocates opposite to an in-cylinder piston disposed in a cylinder of the internal combustion engine;
A balancer liner installed on the outer periphery of the balancer piston,
The balancer piston is provided with a roller that rolls on the balancer liner,
The reciprocating motion of the balancer piston is guided by the balancer liner through the rollers ,
The internal combustion engine is mounted on a vehicle such that the axis of the balancer piston is inclined with respect to the vertical direction,
The roller is disposed on the balancer piston on the side surface on the vertically lower side and the side surface on the opposite side, with the center of the balancer piston in between.
An internal combustion engine comprising a piston-type balancer, wherein the number of the rollers arranged on the side surface on the vertically lower side is larger than the number of the rollers arranged on the opposite side surface.
前記バランサピストンの外周に設置され、前記ローラを案内するガイド溝を有するガイド部材と、
を備え、
前記内燃機関は、前記バランサピストンの軸線が鉛直方向に対して傾斜するようにして車両に搭載されており、
前記ローラは、前記バランサピストンの中心を間に挟むようにして、鉛直下方向側の側面とその反対側の側面とにおいて前記バランサピストンに配置されており、
前記鉛直下方向側の側面に配置される前記ローラの数が前記反対側の側面に配置される前記ローラの数よりも多いことを特徴とするピストン式バランサを備える内燃機関。 A balancer piston having a roller which reciprocates opposite to an in-cylinder piston disposed in a cylinder of the internal combustion engine, and has a roller whose rolling direction coincides with the direction of the reciprocating motion on a side surface;
A guide member installed on the outer periphery of the balancer piston and having a guide groove for guiding the roller;
Equipped with a,
The internal combustion engine is mounted on a vehicle such that the axis of the balancer piston is inclined with respect to the vertical direction,
The roller is disposed on the balancer piston on the side surface on the vertically lower side and the side surface on the opposite side, with the center of the balancer piston in between.
An internal combustion engine comprising a piston-type balancer, wherein the number of the rollers arranged on the side surface on the vertically lower side is larger than the number of the rollers arranged on the opposite side surface.
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