JP6891802B2 - 内燃機関 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関に関する。

特許文献１に示される内燃機関では、シリンダブロックの下端部に対しクランクシャフトをクランクキャップ等によって取り付ける一方、シリンダブロックの下端部にオイルが溜められるクランクケースを取り付け、そのクランクケース内でクランクシャフトを回転可能に支持するようにしている。また、シリンダブロックの下面には、同シリンダブロックに設けられている通路（オイル戻し通路、ブローバイガス吸入通路）に繋がる開口部が開口している。こうした内燃機関では、クランクケース内にクランクシャフトの回転に伴って同回転方向に沿ったガスの流れが生じる。このため、上記内燃機関においては、開口部内へのガスの吹き込みを規制する遮蔽部材を上記開口部の近傍から突出させたり、クランクケース内でのガスの流れを開口部に向けるための動圧導入部材を上記開口部の近傍から突出させたりしている。

また、内燃機関として、クランクシャフトの支持剛性を高めるため、シリンダブロックの下端部に同シリンダブロックとの間でクランクシャフトを回転可能に支持するラダーフレームを取り付け、バランスシャフトを回転可能に支持したクランクケースを上記ラダーフレームの下面に取り付けるようにしたものも知られている。なお、上記バランスシャフトは、重心位置が同バランスシャフトの軸線上からずれた状態となるものであって、クランクシャフトと同期した回転により内燃機関におけるピストンの往復移動に伴う慣性力を打ち消して同機関の運転を円滑にするためのものである。こうした内燃機関では、ラダーフレームの下面に、同ラダーフレーム及び前記シリンダブロックに設けられている通路（オイル戻し通路、ブローバイガス吸入通路）に繋がる開口部が形成される。

実開昭６２−１７５２０５号公報

ところで、上記内燃機関においては、ラダーフレームの下面に形成された開口部（オイル戻し通路に繋がる開口部）からオイルが落下してバランスシャフトにかかると、そのオイルが回転するバランスシャフトによりクランクケース内の空気と混ざり合わされるため、クランクケース内に溜められたオイル中の気泡が多くなる。また、上記内燃機関においては、クランクケース内に溜められたオイルが回転するバランスシャフトによって掻き上げられたとき、そのオイルがラダーフレームの下面に形成された開口部（ブローバイガス吸入通路）に吸い込まれる。

このようにクランクケース内において、開口部側とバランスシャフト側との間でのオイルの行き来が生じると、クランクケース内に溜められたオイル中の気泡が多くなるといった問題や、回転するバランスシャフトによって掻き上げられたオイルが開口部に吸い込まれるといった問題が生じる。なお、上記内燃機関に対し特許文献１の遮蔽部材や動圧導入部材を適用したとしても、それら遮蔽部材や動圧導入部材はクランクケース内におけるガスの流れを調整するものであることから、上述したような適用によってクランクケース内において開口部側とバランスシャフト側との間でのオイルの行き来を抑制して上記問題を回避できるとは限らない。

また、上記ラダーフレームの製造時には同ラダーフレームの位置決めのために治具が用いられるが、そうした治具を当てて位置決めを行うためのピン等の位置決め部材をラダーフレームに予め設けておかなければならなくなる。しかし、こうした位置決め部材をラダーフレームに設けなければならない分、ラダーフレーム（内燃機関）の製造コストが高くなることは避けられない。

本発明の目的は、クランクケース内における開口部側とバランスシャフト側との間でのオイルの行き来を抑制することができる製造コストの低い内燃機関を提供することにある。

以下、上記課題を解決するための手段及びその作用効果について記載する。
上記課題を解決する内燃機関は、シリンダブロックの下端部に取り付けられて同シリンダブロックとの間でクランクシャフトを回転可能に支持するラダーフレームと、そのラダーフレームの下面に取り付けられて内部にオイルが溜められているクランクケースと、そのクランクケース内に回転可能に支持されているバランスシャフトと、を備える。また、上記ラダーフレームの下面には、ラダーフレーム及びシリンダブロックに設けられている通路に繋がる開口部が形成されている。このラダーフレームの下面における上記開口部側と上記バランスシャフト側との間の部分には、それら開口部側とバランスシャフト側との間でのオイルの行き来を遮る突出部が形成されている。また、同突出部には、ラダーフレームの製造時に位置決め用の治具を当てるための当接面が形成されている。

上記構成によれば、クランクケース内における開口部側とバランスシャフト側との間でのオイルの行き来は、ラダーフレームの下面に形成されている突出部によって遮られて抑制されるようになる。このため、開口部から落下するオイルがバランスシャフトにかかったり、回転するバランスシャフトに掻き上げられたオイルが開口部に吸い込まれたりすることを抑制でき、それらに起因する問題の発生を抑制することができる。また、ラダーフレームの製造時には、同ラダーフレームを位置決めするために用いられる治具が上記突出部の当接面に当てられ、それによってラダーフレームの位置決めが行われる。このようにラダーフレームの下面に形成されている突出部が製造時におけるラダーフレームの位置決めにも用いられるため、その位置決めのための位置決め部材を別途ラダーフレームに設ける必要はない。従って、位置決め部材を別途ラダーフレームに設けなくてもよい分、ラダーフレーム（内燃機関）の製造コストを低く抑えることができる。

内燃機関の全体構成を示す略図。 同機関におけるラダーフレーム及びクランクケースを上方から見た状態を示す平面図。 ラダーフレームを製造する際に用いられる搬送治具の上部を示す斜視図。 搬送治具の上部を示す正面図。 ラダーフレームの下面における開口部周りを示す斜視図。

以下、内燃機関の一実施形態について、図１〜図５を参照して説明する。
図１に示す内燃機関は、自動車等の車両に原動機として搭載されるものであり、車両に搭載されているときには鉛直方向（図１の上下方向）に対し所定角度傾いた状態となっている。

この内燃機関は、シリンダブロック１の下端部に取り付けられて同シリンダブロック１との間で水平方向に延びるクランクシャフト２を回転可能に支持するラダーフレーム３と、そのラダーフレーム３の下面に取り付けられて内部にオイルが溜められているクランクケース４と、を備えている。

クランクケース４内には、クランクシャフト２からの回転が伝達される二つのバランスシャフト５が回転可能に支持されている。バランスシャフト５は、クランクシャフト２と平行に延びるとともに重心位置が同バランスシャフト５の軸線上からずれた状態となっており、クランクシャフト２と同期した回転を通じて内燃機関におけるピストンの往復移動に伴う慣性力を打ち消し、それによって同機関の運転を円滑にするものである。

上記ラダーフレーム３の下面には、内燃機関のシリンダブロック１及びラダーフレーム３に形成されているオイル戻し通路６に繋がる開口部６ａ、及び、同じくシリンダブロック１及びラダーフレーム３に形成されているブローバイガス吸入通路７に繋がる開口部７ａが形成されている。

上記オイル戻し通路６は、内燃機関のオイルポンプによってクランクケース４内から汲み上げられて同機関の各所を潤滑した後のオイルをクランクケース４内に戻すためのものである。オイル戻し通路６の開口部６ａは、内燃機関の幅方向（図１の略左右方向）の一方側、詳しくはバランスシャフト５よりも図１の左側に位置している。オイル戻し通路６は、内燃機関が車両に搭載されて鉛直方向に傾いているときには、同機関と同様に鉛直方向に対し傾いた状態で上下方向に延びている。

上記ブローバイガス吸入通路７は、内燃機関の燃焼室からクランクケース４内に漏れたガスを吸入して同機関の吸気系に送るためのものである。ブローバイガス吸入通路７の開口部７ａは、内燃機関の幅方向（図１の略左右方向）のもう一方側、詳しくはバランスシャフト５よりも図１の右側に位置している。ブローバイガス吸入通路７も、内燃機関が車両に搭載されて鉛直方向に傾いているときには、同機関と同様に鉛直方向に対し傾いた状態で上下方向に延びている。

内燃機関におけるラダーフレーム３の下面であって、開口部６ａ側とバランスシャフト５側との間の部分には、それら開口部６ａ側とバランスシャフト５側との間でのオイルの行き来を遮る突出部８が形成されている。この突出部８は、開口部６ａにおけるバランスシャフト５側の部分に隣接して位置している。突出部８における開口部６ａ側の部分には、ラダーフレーム３の下面に対し垂直であり、且つ、クランクシャフト２及びバランスシャフト５に対し平行となるガイド面９が形成されている。また、突出部８におけるバランスシャフト５側の部分には、突出部８の下端に向かうほど上記ガイド面９側に近づくように傾斜する傾斜面１０が形成されている。

上記ラダーフレーム３の下面であって、開口部７ａ側とバランスシャフト５側との間の部分には、それら開口部７ａ側とバランスシャフト５側との間でのオイルの行き来を遮る突出部１１が形成されている。この突出部１１は、開口部７ａにおけるバランスシャフト５側の部分に隣接して位置している。突出部１１における開口部７ａ側の部分には、ラダーフレーム３の下面に対し垂直であり、且つ、クランクシャフト２及びバランスシャフト５に対し平行となるガイド面１２が形成されている。また、突出部１１におけるバランスシャフト５側の部分には、突出部１１の下端に向かうほど上記ガイド面１２側に近づくように傾斜する傾斜面１３が形成されている。

図２は、図１の内燃機関におけるラダーフレーム３及びクランクケース４を上方から見た状態を示している。図２から分かるように、オイル戻し通路６（開口部６ａ）及びブローバイガス吸入通路７（開口部７ａ）はそれぞれ、バランスシャフト５の軸線方向に沿って所定間隔をおいて複数設けられている。また、開口部６ａ，７ａの近傍に設けられている突出部８，１１（図１）も、開口部６ａ，７ａと同様、バランスシャフト５の軸線方向に沿って所定間隔をおいて複数設けられている（図１には一つずつ図示）。

図３及び図４はそれぞれ、ラダーフレーム３を製造する際に用いられる搬送治具１４の全体構成、及び、同搬送治具１４の上部を示している。搬送治具１４の上部には二列に並べられた多数のローラ１５が回転可能に支持されている。そして、ラダーフレーム３の製造時には、同ラダーフレーム３が搬送治具１４のローラ１５上に載せられて同ローラ１５の並ぶ方向に搬送される。

搬送治具１４において、二列となるローラ１５の列の間には、ラダーフレーム３の搬送を案内するための一対の搬送ガイド１６が設けられている。これら搬送ガイド１６は、ローラ１５の列と同方向に延びている。図４に示すように、一対の搬送ガイド１６のうち、一方はローラ１５上に載せられたラダーフレーム３における突出部８のガイド面９に当てられるものであり、もう一方は上記ラダーフレーム３における突出部１１のガイド面１２に当てられるものである。

このように搬送治具１４の搬送ガイド１６が突出部８，１１のガイド面９，１２に当てられることにより、搬送治具１４のローラ１５の上で搬送されるラダーフレーム３が二列となるローラ１５の列と直交する方向（図４の左右方向）に対し位置決めされる。その結果、ラダーフレーム３がローラ１５の列に沿って搬送されるとき、そうした搬送方向（図４の紙面と直交する方向）からずれないように一対の搬送ガイド１６と突出部８，１１とによってラダーフレーム３の搬送が案内される。

なお、このようにラダーフレーム３が搬送されるときの搬送治具１４は位置決め用の治具としての役割を担い、ラダーフレーム３における突出部８，１１のガイド面９，１２は上記治具が当てられる当接面としての役割を担う。

次に、本実施形態の内燃機関の作用について説明する。
内燃機関のオイルポンプによってクランクケース４内から汲み上げられて同機関の各所を潤滑した後のオイルは、オイル戻し通路６を通って図５に示す開口部６ａからクランクケース４内に戻される。上記開口部６ａからクランクケース４内に流出するときのオイルは、開口部６ａ（オイル戻し通路６）の中心線を中心とする放射状に流出するため、仮にラダーフレーム３の下面に突出部８が形成されていないとすると、開口部６ａからクランクケース４内に流出したオイルがバランスシャフト５にかかるおそれがある。このようにオイルがバランスシャフト５にかかると、そのオイルが回転するバランスシャフト５によりクランクケース４内の空気と混ざり合わされるため、クランクケース４内に溜められたオイル中の気泡が多くなる。

しかし、ラダーフレーム３の下面には開口部６ａ側とバランスシャフト５側との間でのオイルの行き来を遮る突出部８が形成されているため、開口部６ａからクランクケース４内に流出したオイルのうちバランスシャフト５側に向かうオイルは、上記突出部８に衝突してバランスシャフト５の上にかからないよう落下方向が変更される。その結果、オイル戻し通路６を通過して開口部６ａからクランクケース４内に流出するオイルは、図１に矢印で示すようにクランクケース４の内側壁に沿って落下してゆき、同クランクケース４の下部に溜まるようになる。従って、回転するバランスシャフト５に上記オイルがかかり、それに起因してクランクケース４内に溜められたオイル中の気泡が多くなることを抑制できる。

また、クランクケース４内に溜められたオイルが回転するバランスシャフト５によって掻き上げられるとき、仮にラダーフレーム３の下面に突出部１１（図１）が形成されていないとすると、掻き上げられた上記オイルが開口部７ａ（ブローバイガス吸入通路７）に吸い込まれるおそれがある。

しかし、ラダーフレーム３の下面には開口部７ａ側とバランスシャフト５側との間でのオイルの行き来を遮る突出部１１が形成されているため、回転するバランスシャフト５によって掻き上げられた上記オイルのうち開口部７ａ側に向かうオイルは、上記突出部１１に衝突して開口部７ａ側への飛散が遮られる。このため、上記オイルが開口部７ａ（ブローバイガス吸入通路７）内に吸い込まれることを抑制できる。

また、ラダーフレーム３の製造時には搬送治具１４の搬送ガイド１６が上記突出部８，１１のガイド面９，１２に当てられ、それによってラダーフレーム３の搬送時の位置決めが行われるようになる。このようにラダーフレーム３の下面に形成されている突出部８，１１が製造時におけるラダーフレーム３の位置決めにも用いられるため、その位置決めのための位置決め部材を別途ラダーフレーム３に設ける必要はない。従って、位置決め部材を別途ラダーフレーム３に設けなくてもよい分、ラダーフレーム３（内燃機関）の製造コストを低く抑えることができる。

以上詳述した本実施形態によれば、以下に示す効果が得られるようになる。
（１）ラダーフレーム３の下面に突出部８，１１を形成することにより、クランクケース４内における開口部６ａ，７ａ側とバランスシャフト５側との間でのオイルの行き来を抑制することができる。更に、上記突出部８，１１に搬送治具１４の搬送ガイド１６を当てるためのガイド面９，１２が形成されているため、位置決め部材を別途ラダーフレーム３に設けることによる同ラダーフレーム３（内燃機関）の製造コストが高くなることを抑制できる。従って、クランクケース４内における開口部６ａ，７ａ側とバランスシャフト５側との間でのオイルの行き来を抑制することができ、且つ、ラダーフレーム３（内燃機関）の製造コストを低く抑えることができる。

（２）クランクケース４に溜まったオイルが回転するバランスシャフト５によって掻き上げられるため、ラダーフレーム３の下面には上記掻き上げられたオイルが付着するようになる。このようにラダーフレーム３の下面に付着したオイルは、その下面に沿って内燃機関の幅方向（図１の略左右方向）に流れるが、そうしたオイルの流れのうち突出部８，１１に当たるものは、突出部８，１１の傾斜面１０，１３によってクランクケース４の内側壁（図１の左右両側の内側壁）に向かって流れるように導かれる。従って、上述したようにラダーフレーム３の下面に沿って内燃機関の幅方向に流れるオイルが、回転するバランスシャフト５の上に落下することを抑制できる。

なお、上記実施形態は、例えば以下のように変更することもできる。
・突出部８，１１において、必ずしも傾斜面１０，１３を形成する必要はない。
・突出部８と突出部１１とは必ずしも両方が形成されている必要はなく、いずれか一方のみが形成されていてもよい。

・内燃機関の幅方向（図１の略左右方向）の両側のうち一方側に、オイル戻し通路６（開口部６ａ）及びブローバイガス吸入通路７（開口部７ａ）との両方を形成するようにしてもよい。

１…シリンダブロック、２…クランクシャフト、３…ラダーフレーム、４…クランクケース、５…バランスシャフト、６…オイル戻し通路、６ａ…開口部、７…ブローバイガス吸入通路、７ａ…開口部、８…突出部、９…ガイド面、１０…傾斜面、１１…突出部、１２…ガイド面、１３…傾斜面、１４…搬送治具、１５…ローラ、１６…搬送ガイド。

Claims (1)

1. シリンダブロックの下端部に取り付けられて同シリンダブロックとの間でクランクシャフトを回転可能に支持するラダーフレームと、そのラダーフレームの下面に取り付けられて内部にオイルが溜められているクランクケースと、そのクランクケース内に回転可能に支持されているバランスシャフトと、を備えており、前記ラダーフレームの下面には、同ラダーフレーム及び前記シリンダブロックに設けられている通路に繋がる開口部が形成されている内燃機関において、
   前記ラダーフレームの下面における前記開口部側と前記バランスシャフト側との間の部分には、それら前記開口部側と前記バランスシャフト側との間でのオイルの行き来を遮る突出部が形成されており、
   前記突出部には、前記ラダーフレームの製造時に位置決め用の治具を当てるための当接面が形成されている
   ことを特徴とする内燃機関。

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