JP7067494B2 - 内燃機関 - Google Patents

Description

本発明は、クランクケース内に漏れ出したブローバイガスを吸気経路へ環流させる内燃機関に関する。

従来、クランクケース内に漏れ出したブローバイガスを吸気経路へ環流させる内燃機関に関する技術が種々提案されている。例えば、下記特許文献１に記載された内燃機関では、クランク軸と連動して回転するバランサ軸と、バランサ軸に偏心して設けられるバランサウエイトと、バランサウエイトの回転軌跡を囲んで該バランサウエイトを密閉する隔壁と、隔壁よりも内側であってバランサウエイトが存在していない空間である空間部と、隔壁よりも外側のクランクケース室内と、を連通する開口部と、を備えている。

そして、クランクケース室内の容積が所定値以上のときに、バランサウエイトが開口部を閉じることで空間部とクランクケース室内との連通を遮断し、クランクケース室内の容積が所定値未満のときにバランサウエイトが開口部を開くことで空間部とクランクケース室内と連通するように構成されている。

特開２０１２－２５１４５１号公報

しかしながら、前記特許文献１に記載された内燃機関では、クランクケース室内の容積が所定値未満のときにバランサウエイトが隔壁に設けられた開口部を開くように構成されているため、ブローバイガスの圧力が高くなった際に、開口部が開かれる。このため、クランクケース室内で攪拌されたエンジンオイルを内包したブローバイガスが、高圧力かつ高速で開口部からベンチレーションシステムのオイルミストセパレータに流入する。その結果、ブローバイガスに内包されたエンジンオイルの粒径の大きいオイルミストが、オイルミストセパレータから吸気経路に流入しやすくなり、燃焼室における燃焼の不安定を生じさせる虞がある。

そこで、本発明は、このような点に鑑みて創案されたものであり、オイルミストセパレータへ流入するブローバイガスのエンジンオイル分を低減して、燃焼の安定性を向上させることができる内燃機関を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の第１の発明は、内燃機関のクランクケース内に設けられるクランク軸と、前記クランクケースの上方に配置されるシリンダブロックと、前記シリンダブロックの上端部に固定されるシリンダヘッドと、前記内燃機関の一方側の側部に設けられて、前記クランクケース内に漏れ出したブローバイガスを前記一方側の側部に沿って上方へ導くブローバイガス通路と、前記ブローバイガス通路の下流側にブローバイガス入口部が連通して、ブローバイガス中に含まれるオイルミストを回収した後、ブローバイガスを吸気経路へ環流するオイルミストセパレータと、前記ブローバイガス通路の下流側に配置されて、前記ブローバイガス入口部に対向した状態で、前記クランク軸と連動して回転する遮蔽部材と、を備え、前記クランクケースは、該クランクケース内のブローバイガスを前記ブローバイガス通路の上流側に流出させるブローバイガス流出部を有し、前記遮蔽部材は、回転軸方向に貫通し、各気筒の行程に同期して、ブローバイガスの圧力が高圧でないときに、前記ブローバイガス入口部の少なくとも一部を開放する開口部と、前記開口部に対して周方向外側に設けられて、各気筒の行程に同期して、ブローバイガスの圧力が高圧のときに、前記ブローバイガス入口部を覆う閉塞部と、を有する、内燃機関である。

次に、本発明の第２の発明は、上記第１の発明に係る内燃機関において、前記遮蔽部材は、バランサウエイトを含み、前記バランサウエイトを軸支するバランサ軸と、前記バランサウエイトの外周部に前記バランサ軸と同軸に設けられたバランサギヤと、前記バランサギヤに前記クランク軸の回転駆動力を伝達するクランク動力伝達機構と、を備え、前記閉塞部は、前記バランサウエイトに設けられて、前記バランサギヤを介して前記クランク軸の回転に同期して回転されて、ブローバイガスの圧力が高圧のときに、前記ブローバイガス入口部を覆う、内燃機関である。

次に、本発明の第３の発明は、上記第１の発明に係る内燃機関において、前記遮蔽部材は、バランサウエイトを含み、前記バランサウエイトを軸支するバランサ軸と、前記バランサウエイトの外周部に前記バランサ軸と同軸に設けられたバランサギヤと、前記バランサギヤにカムシャフトの回転駆動力を伝達するカム動力伝達機構と、を備え、前記閉塞部は、前記バランサウエイトに設けられて、前記バランサギヤを介して前記カムシャフトの回転に同期して回転されて、ブローバイガスの圧力が高圧のときに、前記ブローバイガス入口部を覆う、内燃機関である。

次に、本発明の第４の発明は、上記第１の発明乃至第３の発明のいずれか１つの発明に係る内燃機関において、前記閉塞部は、クランク角が爆発行程の上死点のときに、前記ブローバイガス入口部を覆うと共に、クランク角が爆発行程の上死点を含む所定角度の間のときに、前記ブローバイガス入口部の少なくとも一部を覆う、内燃機関である。

次に、本発明の第５の発明は、上記第１の発明乃至第４の発明のいずれか１つの発明に係る内燃機関において、前記遮蔽部材は、前記クランク軸の回転速度の略半分の回転速度で回転される場合には、気筒数に等しい数の前記開口部及び前記閉塞部を有する、内燃機関である。

次に、本発明の第６の発明は、上記第１の発明乃至第４の発明のいずれか１つの発明に係る内燃機関において、前記遮蔽部材は、前記クランク軸の回転速度にほぼ等しい回転速度で回転される場合には、気筒数の半分に等しい数の前記開口部及び前記閉塞部を有する、内燃機関である。

第１の発明によれば、ブローバイガスを吸気経路へ環流するオイルミストセパレータのブローバイガス入口部は、ブローバイガス通路の下流側に連通している。また、ブローバイガス通路の下流側に配置されて、ブローバイガス入口部に対向した状態で、クランク軸と連動して回転する遮蔽部材が設けられている。そして、遮蔽部材には、回転軸方向に貫通し、各気筒の行程に同期して、ブローバイガスの圧力が高圧でないときに、ブローバイガス入口部の少なくとも一部を開放する開口部が設けられている。また、遮蔽部材には、各気筒の行程に同期して、ブローバイガスの圧力が高圧のときに、ブローバイガス入口部を覆う閉塞部が、開口部に対して周方向外側に設けられている。

これにより、各気筒の行程に同期して、ブローバイガスの圧力が高圧のときに、オイルミストセパレータのブローバイガス入口部が、遮蔽部材の閉塞部によって覆われる。また、各気筒の行程に同期して、ブローバイガスの圧力が高圧でないときに、オイルミストセパレータのブローバイガス入口部の少なくとも一部が、ブローバイガス通路に開放される。その結果、クランクケース内で攪拌されたエンジンオイルを内包したブローバイガスが、高圧力かつ高速でブローバイガス入口部からオイルミストセパレータに流入するのを抑止できる。従って、ブローバイガス通路からオイルミストセパレータへ流入するブローバイガスのエンジンオイル分を低減して、燃焼の安定性を向上させることができる。

第２の発明によれば、バランサウエイトは、外周部に設けられたバランサギヤに、クランク動力伝達機構によってクランク軸の回転駆動力が伝達されるため、バランサウエイトをクランク軸の回転に容易に同期させて回転駆動することができる。これにより、ブローバイガスの圧力が高圧のときに、バランサウエイトの閉塞部が、各気筒の行程に同期してオイルミストセパレータのブローバイガス入口部を覆うことができる。

第３の発明によれば、バランサウエイトは、外周部に設けられたバランサギヤに、カム動力伝達機構によってカムシャフトの回転駆動力が伝達されるため、バランサウエイトをカムシャフトの回転に容易に同期させて回転駆動することができる。これにより、ブローバイガスの圧力が高圧のときに、バランサウエイトの閉塞部が、各気筒の行程に同期してオイルミストセパレータのブローバイガス入口部を覆うことができる。

第４の発明によれば、遮蔽部材に設けられた閉塞部は、クランク角が爆発行程の上死点のときに、ブローバイガス入口部を覆うと共に、クランク角が爆発行程の上死点を含む所定角度の間のときに、ブローバイガス入口部の少なくとも一部を覆う。これにより、ブローバイガスの圧力が最も高いときを含む高圧力の間、オイルミストセパレータのブローバイガス入口部が遮蔽部材の閉塞部によって覆われる。この結果、ブローバイガス通路からオイルミストセパレータへ流入するブローバイガスのエンジンオイル分を低減して、燃焼の安定性を向上させることができる。

第５の発明によれば、遮蔽部材は、クランク軸の回転速度の略半分の回転速度で回転される場合には、気筒数に等しい数の開口部及び閉塞部を有している。これにより、遮蔽部材の１回転で、全気筒の爆発行程に対応してブローバイガス入口部を覆うことができる。その結果、ブローバイガス通路からオイルミストセパレータへ流入するブローバイガスのエンジンオイル分を低減して、燃焼の安定性を向上させることができる。

第６の発明によれば、遮蔽部材は、クランク軸の回転速度にほぼ等しい回転速度で回転される場合には、気筒数の半分に等しい数の開口部及び閉塞部を有している。これにより、遮蔽部材の２回転で、全気筒の爆発行程に対応してブローバイガス入口部を覆うことができる。その結果、ブローバイガス通路からオイルミストセパレータへ流入するブローバイガスのエンジンオイル分を低減して、燃焼の安定性を向上させることができる。

本実施形態に係る内燃機関の概略構成を説明する断面図である。 図１のＸ１部分の拡大図である。 図２のＸ２－Ｘ２矢視の一部切欠き断面図である。 ブローバイガスの流路を説明する図である。 バランサウエイトの回転と各気筒の行程との対応を説明する図である。 バランサウエイトの閉塞部がブローバイガス入口部を覆う角度を説明する図である。 比較例のバランサウエイトをバランサ軸の軸方向から見た正面図である。 図３に示すバランサウエイトと図７に示す比較例のバランサウエイトとのブローバイガス入口部におけるブローバイガスの入口圧力の一例を示す図である。 他の第１実施形態に係るバランサウエイトギヤにカムシャフトの回転駆動力を伝達するカム動力伝達機構の一例を示す図である。 他の第２実施形態に係るバランサウエイト、バランサギヤ、及び、タイミングギヤの構成を説明する図である。 他の第２実施形態に係るバランサウエイトの回転と各気筒の行程との対応を説明する図である。

以下、本発明に係る内燃機関を具体化した一実施形態に基づき図面を参照しつつ詳細に説明する。尚、各図に適宜に示される矢印「前」、「後」は、内燃機関の前後方向を示し、又、矢印「上」、「下」は、内燃機関の上下方向を示している。更に、矢印「左」、「右」は、内燃機関の左右方向示している。以下の説明において、方向に関する記述は、この方向を基準として行うものとする。

図１に示すように、内燃機関１は、左右にＶ字型となるように設けられた右バンク１２Ｒと不図示の左バンク１２Ｌを有する４サイクルＶ型６気筒のディーゼルエンジンである。尚、ガソリンエンジンであっても同様に適用できる。内燃機関１は、シリンダヘッド１１（図１中、破線で示す。）と、シリンダブロック１２と、クランクケース１３とを含むエンジン本体３を備えている。図１は、エンジン本体３のクランク軸１５を含む縦断面を左側方から見た際の図である。

シリンダブロック１２の右バンク１２Ｒと不図示の左バンク１２Ｌには、各々に気筒（シリンダ）１２Ａが３個ずつ前後方向に並んで配置され、エンジン本体３は、６個の気筒１２Ａを有している。シリンダヘッド１１は、シリンダブロック１２の上端部に固定され、各気筒１２Ａの上部に不図示の燃焼室と吸気ポートと排気ポートを形成している。また、シリンダヘッド１１には、不図示の吸気装置が連結されていて、各吸気ポートを介して燃焼室に吸気が供給されるように構成されている。また、シリンダヘッド１１には、不図示の排気装置が連結されていて、燃焼室の排気が排気ポートを介して排気されるように構成されている。

クランクケース１３は、シリンダブロック１２の下端部に固定されている。クランクケース１３の内部には、クランク軸１５が回転可能に支持されて収容されている。また、クランクケース１３の下部には、エンジンオイルを溜めるオイルパン１６が設けられている。エンジンオイルは、図示しないオイルポンプによってオイルパン１６からエンジン本体３内の上部に送られて各部を潤滑した後、自重により落下してオイルパン１６に戻る。また、クランクケース１３の一方側（図１中、後方側）の側部１３Ｗには、オイルパン１６よりも上方側の位置に、クランクケース１３の外側に貫通して、クランクケース１３内のブローバイガスをクランクケース１３の外方へ流出させるブローバイガス流出部１３Ａが形成されている。

シリンダブロック１２の右バンク１２Ｒと不図示の左バンク１２Ｌに設けられた各気筒１２Ａの内部には、不図示のピストンが上下方向に往復移動可能に収容されている。各ピストンは、各コネクティングロッド１８によりクランク軸１５に連結されている。また、シリンダブロック１２の右バンク１２Ｒと不図示の左バンク１２Ｌとの基端側の中央部の下方内側には、前後方向に沿ってバランサ軸２１が回転可能に支持されて収容されている。

バランサ軸２１の一端側（図１中、後端側）は、エンジン本体３の一方側（図１中、後方側）の側部３Ａから所定長さ外方に突出して、振動を抑制するための軸方向視略円形のバランサウエイト２２がボルト止め等によりバランサ軸２１と同軸に固定されている。また、バランサウエイト２２の外周部には、バランサギヤ２３がバランサ軸２１と同軸に設けられている。バランサウエイト２２及びバランサギヤ２３は、遮蔽部材の一例として機能する。

一方、クランク軸１５の一端側（図１中、後端側）は、エンジン本体３の一方側（図１中、後方側）の側部３Ａから所定長さ外方に突出して、外周部にバランサギヤ２３に噛み合うタイミングギヤ２５が固定されている。タイミングギヤ２５の歯数は、バランサギヤ２３の歯数の半分に設定され、クランク軸１５の２回転（クランク角で７２０度ＣＡ）で、バランサウエイト２２及びバランサ軸２１が１回転するように構成されている。タイミングギヤ２５は、クランク動力伝達機構の一例として機能する。

そして、エンジン本体３の一方側（図１中、後方側）の側部３Ａには、ブローバイガス流出部１３Ａ、タイミングギヤ２５、バランサウエイト２２、及び、バランサギヤ２３を覆うブローバイガス通路カバー２７が取り付けられている。また、ブローバイガス通路カバー２７の略中央部には、貫通孔２７Ａが形成され、クランク軸１５の一端側（図１中、後端側）がオイルシール２８を介して挿通されている。

これにより、ブローバイガス通路カバー２７の内側とエンジン本体３の一方側（図１中、後方側）の側部３Ａとの間に、ブローバイガス流出部１３Ａからバランサウエイト２２及びバランサギヤ２３の一方側（図１中、後方側）の側面に達するブローバイガス通路３１が形成される。従って、クランクケース１３のブローバイガス流出部１３Ａからエンジン本体３の外方へ流出したブローバイガスは、ブローバイガス通路３１によって上方へ案内されて、バランサウエイト２２及びバランサギヤ２３の一方側（図１中、後方側）の側面に達する。

また、シリンダブロック１２の右バンク１２Ｒと不図示の左バンク１２Ｌとの間には、エンジン本体３の一方側（図１中、後方側）の側部３Ａの近傍位置にオイルミストセパレータ３３が設けられている。オイルミストセパレータ３３は、ブローバイガス中に含まれるエンジンオイルのオイルミストを捕集した後、ブローバイガスをベンチレーションホース３５を介して吸気経路へ環流させる装置である。オイルミストセパレータ３３には、サイクロン式、衝突板式、迂回式等、種々の方式を適用できる。

図２及び図３に示すように、オイルミストセパレータ３３の下方には、バランサウエイト２２及びバランサギヤ２３に対向するエンジン本体３の一方側（図２中、後方側）の側部３Ａから、バランサ軸２１に対して略平行に、エンジン本体３の他方側（図２中、前方側）に向かって所定深さ窪むように形成された有底円筒状のブローバイガス入口部３３Ａが設けられている。そして、ブローバイガス入口部３３Ａの奥側端部は、オイルミストセパレータ３３の下端部に接続されている。従って、オイルミストセパレータ３３は、ブローバイガス入口部３３Ａを介して、バランサウエイト２２及びバランサギヤ２３に対向するエンジン本体３の一方側（図２中、後方側）の側部３Ａに連通している。

また、図３に示すように、軸方向視略円形のバランサウエイト２２は、中心角約４５度で中心部近傍から外周部近傍まで断面略扇形に切り欠かれた開口部２２Ａが、約６０度の等中心角度で６個形成されている。また、各開口部２２Ａの間には、つまり、各開口部２２Ａの周方向外側には、中心角約１５度でブローバイガス入口部３３Ａのブローバイガスの入口側（図２中、右側端部）を覆うことが可能な軸方向視略扇形の閉塞部２２Ｂが、約６０度の等中心角度で６個形成されている。また、各開口部２２Ａは、ブローバイガス入口部３３Ａのブローバイガスの入口側よりも大きくなるように形成されている。

また、図２及び図３に示すように、ブローバイガス通路カバー２７の周縁部は、略直角にエンジン本体３の一方側（図１中、後方側）の側部３Ａに沿って所定高さ延出されると共に、上端部側は、正面視略逆Ｕ字状に形成されて、バランサギヤ２３のバランサ軸２１よりも上方側の外周部の近傍を覆うように設けられている。また、図２に示すように、バランサウエイト２２の各閉塞部２２Ｂの軸方向厚さは、ブローバイガス入口部３３Ａに対向した際に、該ブローバイガス入口部３３Ａの入口側の近傍に達する厚さに形成されている。

従って、バランサウエイト２２の閉塞部２２Ｂが、ブローバイガス入口部３３Ａに対向した際には、該ブローバイガス入口部３３Ａの入口側が閉塞部２２Ｂによってほぼ塞がれると共に、バランサギヤ２３のバランサ軸２１よりも上方側の外周部も、ブローバイガス通路カバー２７の上端部側の周縁部によって、ほぼ塞がれる。一方、バランサウエイト２２の開口部２２Ａが、ブローバイガス入口部３３Ａに対向した際には、該ブローバイガス入口部３３Ａの入口側が開口部２２Ａによって開放されると共に、バランサギヤ２３のバランサ軸２１よりも上方側の外周部は、ブローバイガス通路カバー２７の上端部側の周縁部によって、ほぼ塞がれる。

その結果、図４に示すように、各気筒１２Ａの上部に形成された燃焼室からクランクケース１３内に（矢印４１方向に）漏れ出たブローバイガスは、クランクケース１３の一方側（図４中、後方側）の側部１３Ｗに形成されたブローバイガス流出部１３Ａから外方（矢印４２方向）へ流出する。続いて、ブローバイガス流出部１３Ａから外方へ流出したブローバイガスは、ブローバイガス通路カバー２７によって覆われるブローバイガス通路３１の下流側（図４中、下端側）に流入して、上方向（矢印４３方向）、つまり、上流側へ流れ、バランサウエイト２２及びバランサギヤ２３に達する。

そして、バランサウエイト２２の開口部２２Ａがブローバイガス入口部３３Ａに対向している場合には、バランサウエイト２２に達したブローバイガスは、開口部２２Ａを介してブローバイガス入口部３３Ａ内に（矢印４４方向に）流入する。ブローバイガス入口部３３Ａに流入したブローバイガスは、ブローバイガス入口部３３Ａの奥側端部から上方向（矢印４５方向）に流れ、オイルミストセパレータ３３内に流入する。オイルミストセパレータ３３内に流入したブローバイガスは、ブローバイガス中に含まれるエンジンオイルのオイルミストが捕集された後、ベンチレーションホース３５を介して吸気経路へ環流され、再び燃焼室に供給される。

一方、バランサウエイト２２の閉塞部２２Ｂがブローバイガス入口部３３Ａに対向している場合には、該ブローバイガス入口部３３Ａの入口側（図２中、後端側）が覆われてほぼ閉塞されると共に、バランサギヤ２３のバランサ軸２１よりも上方側の外周部も、ブローバイガス通路カバー２７の上端部側の周縁部によって、ほぼ塞がれる（図３参照）。そのため、バランサウエイト２２に達したブローバイガス通路３１内のブローバイガスは、ブローバイガス入口部３３Ａへの進入を阻止される。

次に、上記ように構成された内燃機関１のバランサウエイト２２によるオイルミストセパレータ３３のブローバイガス入口部３３Ａの開閉タイミングと各気筒１２Ａの行程との対応を図５及び図６に基づいて説明する。図５に示すように、内燃機関１は、４サイクルＶ型６気筒のディーゼルエンジンであることから、各気筒１２Ａ（図１参照）に設けられた不図示のピストンが、クランク角で１２０度（１２０度ＣＡ）の位相差をもって上下動する。また、各気筒１２Ａは、それぞれ不図示のピストンが上下して、クランク角で１８０度ＣＡ毎に吸気行程→圧縮行程→爆発行程→排気行程となる。

そのため、各気筒１２Ａでの燃焼（そのための燃料噴射）のタイミングは、１２０度ＣＡずつ位相をずらしたタイミングに設定される。具体的には、各気筒１２Ａの気筒番号をそれぞれ１番、２番、３番、・・・６番とすると、例えば、１番気筒→２番気筒→３番気筒→４番気筒→５番気筒→６番気筒の順に燃焼が行われる。つまり、１番気筒が圧縮行程の圧縮上死点（３６０度ＣＡ）に達して燃料が噴射されると、２番気筒→３番気筒→４番気筒→５番気筒→６番気筒の順に１２０度ＣＡずつ位相をずらしたタイミングで圧縮上死点に達して燃料噴射により燃焼する。

その結果、１番気筒→２番気筒→３番気筒→４番気筒→５番気筒→６番気筒の順に燃焼が行われると、各気筒１２Ａの圧縮上死点（３６０度ＣＡ）から所定クランク角まで、例えば、３９０度ＣＡまで、つまり、爆発上死点（３６０度ＣＡ）から所定クランク角まで、例えば、３９０度ＣＡまでの爆発行程において、気筒１２Ａの不図示の燃焼室から高圧のブローバイガスがクランクケース１３内に漏れ出す（図４参照）。そして、このブローバイガスの高圧力は、クランクケース１３の一方側（図１中、後方側）の側部１３Ｗに形成されたブローバイガス流出部１３Ａからブローバイガス通路３１を上方へ伝搬して、バランサウエイト２２の後方側（図２中、右側）のブローバイガスまで伝搬する。

また、上記の通り、バランサウエイト２２の外周部に設けられたバランサギヤ２３の歯数は、クランク軸１５の一端側の外周部に固定されたタイミングギヤ２５の歯数の２倍に設定されている。このため、クランク軸１５の２回転（クランク角で７２０度ＣＡ）で、バランサウエイト２２及びバランサギヤ２３が１回転するように構成されている。つまり、バランサウエイト２２は、バランサギヤ２３を介してクランク軸１５の回転速度の半分の回転速度で回転される。また、図５に示すように、バランサウエイト２２の気筒数に等しい６個の閉塞部２２Ｂは、中心角約１５度の略扇形に形成されて、中心角６０度の等間隔で同心円上に配置されている。

また、図５及び図６に示すように、クランク軸１５が２回転する間に、バランサウエイト２２は、中心角で６０度（クランク角で１２０度ＣＡ）回転する毎に、６個の閉塞部２２Ｂが、順番に、各気筒１２Ａの爆発行程の爆発上死点（３６０度ＣＡ）から所定クランク角まで、例えば、３９０度ＣＡまで、オイルミストセパレータ３３のブローバイガス入口部３３Ａを覆うように設定されている。

次に、本実施形態のバランサウエイト２２と、図７に示す比較例として従来の一例であるバランサウエイト５１とを、それぞれにおいて、バランサ軸２１の一端側（図１中、後端側）に固定した場合における、ブローバイガス入口部３３Ａに流入するブローバイガスの入口圧力について図８に基づいて説明する。先ず、比較例としてのバランサウエイト５１について図７に基づいて説明する。尚、図７において、図３に示すバランサウエイト２２の構成と同一符号は、上記バランサウエイト２２の構成と同一あるいは相当部分を示すものである。

図７に示すように、比較例としての軸方向視略円形のバランサウエイト５１は、バランサウエイト２２と同様に、外周部にバランサギヤ２３がバランサ軸２１と同軸に設けられている。バランサウエイト５１は、ボルト２１Ａによりバランサ軸２１と同軸に固定されている。バランサウエイト５１は、中心角約７０度で中心部近傍から外周部近傍まで断面略扇形に切り欠かれた２個の開口部５１Ａが、中心角約１５度の軸方向視略扇形の閉塞部２２Ｂと、中心角約２０５度の軸方向視略扇形の閉塞部５１Ｂとを、それぞれの間に周方向に沿って挟むように設けられている。

そして、上記のように構成された比較例としてのバランサウエイト５１をバランサ軸２１の一端側（図１中、後端側）に固定して、内燃機関１のクランク軸１５を回転駆動した際における、ブローバイガス入口部３３Ａに流入するブローバイガスの入口圧力の測定結果の一例を図８の破線５５で示す。

また、バランサウエイト２２をバランサ軸２１の一端側（図１中、後端側）に固定して、各閉塞部２２Ｂが各気筒１２Ａの爆発上死点（３６０度ＣＡ）から所定クランク角まで、例えば、３９０度ＣＡまでの爆発行程において、ブローバイガス入口部３３Ａを覆うように設定する。そして、この状態で内燃機関１のクランク軸１５を回転駆動した際における、ブローバイガス入口部３３Ａに流入するブローバイガスの入口圧力の測定結果の一例を図８の実線５６で示す。

図８の破線５５で示すように、従来のバランサウエイト５１をバランサ軸２１の一端側固定した際には、ブローバイガス入口部３３Ａに流入するブローバイガスの入口圧力のピーク圧力は、約－１．６～－２．０［ｋＰａ］である。一方、図８の実線５６で示すように、本発明を具体化したバランサウエイト２２をバランサ軸２１の一端側固定した際には、ブローバイガス入口部３３Ａに流入するブローバイガスの入口圧力のピーク圧力は、約－２．７～－３．０［ｋＰａ］である。

従って、バランサウエイト２２の各閉塞部２２Ｂは、各気筒１２Ａの爆発上死点（３６０度ＣＡ）から所定クランク角まで、例えば、３９０度ＣＡまでの爆発行程において、ブローバイガスの圧力が高圧のときに、ブローバイガス入口部３３Ａを覆うことによって、ブローバイガス入口部３３Ａに流入するブローバイガスの入口圧力のピーク圧力を、従来のバランサウエイト５１よりも低減することができる。

その結果、バランサウエイト２２をバランサ軸２１の一端側（図１中、後端側）に固定することによって、クランクケース１３内で攪拌されたエンジンオイルを内包したブローバイガスが、高圧力かつ高速でブローバイガス入口部３３Ａからオイルミストセパレータ３３に流入するのを抑止できる。従って、ブローバイガス通路３１からオイルミストセパレータ３３へ流入するブローバイガスのエンジンオイル分を低減して、燃焼の安定性を向上させることができる。

また、バランサウエイト２２は、外周部に設けられたバランサギヤ２３に、クランク軸１５の一端側（図１中、右端側）の外周部に固定されたタイミングギヤ２５によってクランク軸１５の回転駆動力が伝達される。その結果、バランサウエイト２２をクランク軸１５の回転に容易に同期させて回転駆動することができる。これにより、ブローバイガスの圧力が高圧のときに、バランサウエイト２２の各閉塞部２２Ｂが、クランク軸１５の回転に同期してオイルミストセパレータ３３のブローバイガス入口部３３Ａを覆うことができる。

また、バランサウエイト２２は、シリンダブロック１２の気筒数に等しい６個の開口部２２Ａ及び６個の閉塞部２２Ｂを有している。これにより、バランサウエイト２２及びバランサギヤ２３の１回転で、全気筒１２Ａの爆発行程に対応してブローバイガス入口部３３Ａを覆うことができる。その結果、ブローバイガス通路３１からオイルミストセパレータ３３へ流入するブローバイガスのエンジンオイル分を低減して、燃焼の安定性を向上させることができる。

本発明の内燃機関は、前記実施形態で説明した構成、構造、外観、形状、処理手順等に限定されることはなく、本発明の要旨を変更しない範囲内で種々の変更、改良、追加、削除が可能である。尚、以下の説明において上記図１～図８の前記実施形態に係る内燃機関１の構成等と同一符号は、前記実施形態に係る内燃機関１の構成等と同一あるいは相当部分を示すものである。

［他の第１実施形態］
（Ａ）例えば、図９に示すように、他の第１実施形態に係る内燃機関６０の構成は、前記実施形態の内燃機関１の構成とほぼ同じ構成である。但し、以下のように構成してもよい。内燃機関１のタイミングギヤ２５に替えて、カムシャフト６１の一端側（図１中、後端側）に、バランサギヤ２３に噛み合うタイミングギヤ６２を同軸に固定するようにしてもよい。

そして、タイミングギヤ６２の歯数は、バランサギヤ２３と同一の歯数に設定するようにしてもよい。バランサウエイト２２は、ボルト２１Ａによりバランサ軸２１（図１参照）と同軸に固定されている。従って、カムシャフト６１の１回転、つまり、クランク軸１５（図１参照）の２回転（クランク角で７２０度ＣＡ）で、バランサウエイト２２及びバランサ軸２１が１回転するように構成される。タイミングギヤ６２は、カム動力伝達機構の一例として機能する。

また、ブローバイガス通路カバー２７に替えて、ブローバイガス流出部１３Ａ（図１参照）、クランク軸１５、バランサウエイト２２、バランサギヤ２３、及び、カムシャフト６１の一端側に固定されたタイミングギヤ６２を覆うブローバイガス通路カバー６３をエンジン本体３の一方側（図１中、後方側）の側部３Ａに取り付けるようにしてもよい。これにより、ブローバイガス通路カバー６３の内側とエンジン本体３の一方側（図１中、後方側）の側部３Ａとの間に、ブローバイガス流出部１３Ａからバランサウエイト２２及びバランサギヤ２３の一方側（図１中、後方側）の側面に達するブローバイガス通路６５が形成される。

また、前記実施形態の内燃機関１と同様に、カムシャフト６１が１回転する間に、バランサウエイト２２は、中心角で６０度（クランク角で１２０度ＣＡ）回転する毎に、６個の閉塞部２２Ｂが、順番に、各気筒１２Ａ（図１参照）の爆発行程の爆発上死点（３６０度ＣＡ）から所定クランク角まで、例えば、３９０度ＣＡまで、オイルミストセパレータ３３のブローバイガス入口部３３Ａを覆うように設定されるようにしてもよい。

これにより、バランサウエイト２２の各閉塞部２２Ｂは、各気筒１２Ａの爆発上死点（３６０度ＣＡ）から所定クランク角まで、例えば、３９０度ＣＡまでの爆発行程において、ブローバイガスの圧力が高圧のときに、ブローバイガス入口部３３Ａを覆うことができ、ブローバイガス入口部３３Ａに流入するブローバイガスの入口圧力のピーク圧力を低減することができる。

その結果、クランクケース１３内で攪拌されたエンジンオイルを内包したブローバイガスが、高圧力かつ高速でブローバイガス入口部３３Ａからオイルミストセパレータ３３に流入するのを抑止できる。従って、ブローバイガス通路６５からオイルミストセパレータ３３（図１参照）へ流入するブローバイガスのエンジンオイル分を低減して、燃焼の安定性を向上させることができる。

［他の第２実施形態］
（Ｂ）また、例えば、図１０に示すように、他の第２実施形態に係る内燃機関７１の構成は、前記実施形態の内燃機関１の構成とほぼ同じ構成である。但し、以下のように構成してもよい。内燃機関１のバランサウエイト２２に替えて、バランサ軸２１の一端側（図１中、後端側）に、軸方向視略円形のバランサウエイト７２を同軸に固定するようにしてもよい。また、バランサウエイト７２の外周部に、バランサギヤ２３をバランサ軸２１と同軸に設けるようにしてもよい。バランサウエイト７２及びバランサギヤ２３は、遮蔽部材の一例として機能する。

また、クランク軸１５の一端側（図１中、後端側）の外周部に、タイミングギヤ２５に替えて、タイミングギヤ７５を同軸に固定するようにしてもよい。タイミングギヤ７５の歯数は、バランサギヤ２３の歯数と同じ歯数に設定され、クランク軸１５の２回転（クランク角で７２０度ＣＡ）で、バランサウエイト７２及びバランサ軸２１が２回転するように構成されている。タイミングギヤ７５は、クランク動力伝達機構の一例として機能する。

また、軸方向視略円形のバランサウエイト７２は、中心角約９０度で中心部近傍から外周部近傍まで断面略扇形に切り欠かれた開口部７２Ａが、約１２０度の等中心角度で３個形成されている。また、各開口部７２Ａの間には、中心角約３０度でブローバイガス入口部３３Ａのブローバイガスの入口側（図１中、右側端部）を覆うことが可能な軸方向視略扇形の閉塞部７２Ｂが、約１２０度の等中心角度で３個形成されている。また、各開口部７２Ａは、ブローバイガス入口部３３Ａのブローバイガスの入口側よりも大きくなるように形成されている。

上記のように構成された内燃機関７１のバランサウエイト７２によるオイルミストセパレータ３３（図１参照）のブローバイガス入口部３３Ａの開閉タイミングと各気筒１２Ａの行程との対応を図１１に基づいて説明する。図１１に示すように、内燃機関７１は、４サイクルＶ型６気筒のディーゼルエンジンであることから、各気筒１２Ａ（図１参照）に設けられた不図示のピストンが、クランク角で１２０度（１２０度ＣＡ）の位相差をもって上下動する。また、各気筒１２Ａは、それぞれ不図示のピストンが上下して、クランク角で１８０度ＣＡ毎に吸気行程→圧縮行程→爆発行程→排気行程となる。

そのため、各気筒１２Ａでの燃焼（そのための燃料噴射）のタイミングは、１２０度ＣＡずつ位相をずらしたタイミングに設定される。具体的には、各気筒１２Ａの気筒番号をそれぞれ１番、２番、３番、・・・６番とすると、例えば、１番気筒→２番気筒→３番気筒→４番気筒→５番気筒→６番気筒の順に燃焼が行われる。つまり、１番気筒が圧縮行程の圧縮上死点（３６０度ＣＡ）に達して燃料が噴射されると、２番気筒→３番気筒→４番気筒→５番気筒→６番気筒の順に１２０度ＣＡずつ位相をずらしたタイミングで圧縮上死点に達して燃料噴射により燃焼する。

その結果、１番気筒→２番気筒→３番気筒→４番気筒→５番気筒→６番気筒の順に燃焼が行われると、各気筒１２Ａの圧縮上死点（３６０度ＣＡ）から所定クランク角まで、例えば、３９０度ＣＡまで、つまり、爆発上死点（３６０度ＣＡ）から所定クランク角まで、例えば、３９０度ＣＡまでの爆発行程において、気筒１２Ａの不図示の燃焼室から高圧のブローバイガスがクランクケース１３内に漏れ出す（図４参照）。そして、このブローバイガスの高圧力は、クランクケース１３の一方側（図１中、後方側）の側部１３Ｗ（図１参照）に形成されたブローバイガス流出部１３Ａ（図１参照）からブローバイガス通路３１（図１参照）を上方へ伝搬して、バランサウエイト７２の後方側（図１中、右側）のブローバイガスまで伝搬する。

また、上記の通り、クランク軸１５の２回転（クランク角で７２０度ＣＡ）で、バランサウエイト７２及びバランサギヤ２３が２回転するように構成されている。つまり、バランサウエイト７２は、クランク軸１５の回転速度と等しい回転速度で回転される。また、図１０に示すように、バランサウエイト７２の気筒数の半分に等しい３個の閉塞部７２Ｂは、中心角約３０度の略扇形に形成されて、中心角１２０度の等間隔で同心円上に配置されている。

また、図１１に示すように、クランク軸１５が２回転する間に、バランサウエイト７２は、中心角で１２０度（クランク角で１２０度ＣＡ）回転する毎に、３個の閉塞部７２Ｂが、順番に、各気筒１２Ａの爆発行程の爆発上死点（３６０度ＣＡ）から所定クランク角まで、例えば、３９０度ＣＡまで、オイルミストセパレータ３３（図１参照）のブローバイガス入口部３３Ａを覆うように設定されている。

従って、バランサウエイト７２の各閉塞部７２Ｂは、各気筒１２Ａの爆発上死点（３６０度ＣＡ）から所定クランク角まで、例えば、３９０度ＣＡまでの爆発行程において、ブローバイガスの圧力が高圧のときに、ブローバイガス入口部３３Ａを覆うことによって、ブローバイガス入口部３３Ａに流入するブローバイガスの入口圧力のピーク圧力を、従来のバランサウエイト５１（図７参照）よりも低減することができる。

その結果、クランクケース１３内で攪拌されたエンジンオイルを内包したブローバイガスが、高圧力かつ高速でブローバイガス入口部３３Ａからオイルミストセパレータ３３（図１参照）に流入するのを抑止できる。従って、ブローバイガス通路３１（図１参照）からオイルミストセパレータ３３へ流入するブローバイガスのエンジンオイル分を低減して、燃焼の安定性を向上させることができる。

また、バランサウエイト７２は、外周部に設けられたバランサギヤ２３に、クランク軸１５の一端側（図１中、右端側）の外周部に固定されたタイミングギヤ７５によってクランク軸１５の回転駆動力が伝達される。その結果、バランサウエイト７２をクランク軸１５の回転に容易に同期させて回転駆動することができる。これにより、ブローバイガスの圧力が高圧のときに、バランサウエイト７２の各閉塞部７２Ｂが、クランク軸１５の回転に同期してオイルミストセパレータ３３のブローバイガス入口部３３Ａを覆うことができる。

また、バランサウエイト７２は、シリンダブロック１２の気筒数の半分に等しい３個の開口部７２Ａ及び３個の閉塞部７２Ｂを有している。これにより、バランサウエイト７２及びバランサギヤ２３の２回転で、全気筒１２Ａの爆発行程に対応してブローバイガス入口部３３Ａを覆うことができる。その結果、ブローバイガス通路３１（図１参照）からオイルミストセパレータ３３（図１参照）へ流入するブローバイガスのエンジンオイル分を低減して、燃焼の安定性を向上させることができる。

（Ｃ）また、例えば、シリンダブロック１２の気筒数は、６個に限らず、２個、４個、８個等、任意の気筒数にしてもよい。そして、２個、４個、８個等、任意の気筒数にした際に、バランサギヤ２３の歯数が、タイミングギヤ２５の歯数の半分の歯数に設定された場合、つまり、バランサウエイト２２（図１参照）の回転速度が、クランク軸１５の回転速度の半分の回転速度に設定された場合には、バランサウエイト２２に、気筒数に等しい個数の閉塞部２２Ｂ（図３参照）を等中心角度毎に設けるようにしてもよい。また、周方向における各閉塞部２２Ｂの間には、軸方向視略扇形の開口部を形成するようにしてもよい。

これにより、クランク軸１５が２回転する間に、バランサウエイト２２が１回転するため、各閉塞部２２Ｂが、各気筒１２Ａの爆発行程の上死点（３６０度ＣＡ）から所定クランク角まで、例えば、３９０度ＣＡまで、オイルミストセパレータ３３（図１参照）のブローバイガス入口部３３Ａ（図１参照）を覆うように設定することができる。従って、バランサウエイト２２の各閉塞部２２Ｂは、ブローバイガス入口部３３Ａを覆うことによって、ブローバイガス入口部３３Ａに流入するブローバイガスの入口圧力のピーク圧力を、従来のバランサウエイト５１（図７参照）よりも低減することができる。

その結果、クランクケース１３内で攪拌されたエンジンオイルを内包したブローバイガスが、高圧力かつ高速でブローバイガス入口部３３Ａからオイルミストセパレータ３３（図１参照）に流入するのを抑止できる。従って、ブローバイガス通路３１（図１参照）からオイルミストセパレータ３３へ流入するブローバイガスのエンジンオイル分を低減して、燃焼の安定性を向上させることができる。

また、２個、４個、８個等、任意の気筒数にした際に、バランサギヤ２３の歯数が、タイミングギヤ２５の歯数に等しい歯数に設定された場合、つまり、バランサウエイト７２（図１０参照）の回転速度が、クランク軸１５の回転速度に等しい回転速度に設定された場合には、バランサウエイト７２に、気筒数の半分の個数、つまり、１個又は複数個の閉塞部７２Ｂ（図１０参照）を設けるようにしてもよい。例えば、複数個の閉塞部７２Ｂを設ける場合には、等中心角度毎に設けるようにしてもよい。また、周方向における各閉塞部７２Ｂの間には、軸方向視略扇形の開口部を形成するようにしてもよい。

これにより、クランク軸１５が２回転する間に、バランサウエイト７２が２回転するため、各閉塞部７２Ｂが、各気筒１２Ａの爆発行程の上死点（３６０度ＣＡ）から所定クランク角まで、例えば、３９０度ＣＡまで、オイルミストセパレータ３３（図１参照）のブローバイガス入口部３３Ａ（図１参照）を覆うように設定することができる。従って、バランサウエイト７２の各閉塞部７２Ｂは、ブローバイガス入口部３３Ａを覆うことによって、ブローバイガス入口部３３Ａに流入するブローバイガスの入口圧力のピーク圧力を、従来のバランサウエイト５１（図７参照）よりも低減することができる。

その結果、クランクケース１３内で攪拌されたエンジンオイルを内包したブローバイガスが、高圧力かつ高速でブローバイガス入口部３３Ａからオイルミストセパレータ３３（図１参照）に流入するのを抑止できる。従って、ブローバイガス通路３１（図１参照）からオイルミストセパレータ３３へ流入するブローバイガスのエンジンオイル分を低減して、燃焼の安定性を向上させることができる。

（Ｄ）また、例えば、前記実施形態に係る内燃機関１では、タイミングギヤ２５とバランサギヤ２３は、互いに噛み合ったが、タイミングギヤ２５とバランサギヤ２３を互いに離間して配置するようにしてもよい。そして、タイミングギヤ２５の回転駆動力、つまり、クランク軸１５の回転駆動力をタイミングチェーンを介してバランサギヤ２３に伝達するようにしてもよい。これにより、バランサギヤ２３及びバランサウエイト２２とオイルミストセパレータ３３のブローバイガス入口部３３Ａを互いに対向するように配置する設計自由度を増すことができる。

１、６０、７１ 内燃機関
３ エンジン本体
３Ａ、１３Ｗ 側部
１１ シリンダヘッド
１２ シリンダブロック
１２Ａ 気筒
１３ クランクケース
１３Ａ ブローバイガス流出部
１５ クランク軸
２１ バランサ軸
２２、７２ バランサウエイト
２２Ａ、７２Ａ 開口部
２２Ｂ、７２Ｂ 閉塞部
２３ バランサギヤ
２５、６２ タイミングギヤ
２７、６３ ブローバイガス通路カバー
３１、６５ ブローバイガス通路
３３ オイルミストセパレータ
３３Ａ ブローバイガス入口部
６１ カムシャフト

Claims (6)

1. 内燃機関のクランクケース内に設けられるクランク軸と、
   前記クランクケースの上方に配置されるシリンダブロックと、
   前記シリンダブロックの上端部に固定されるシリンダヘッドと、
   前記内燃機関の一方側の側部に設けられて、前記クランクケース内に漏れ出したブローバイガスを前記一方側の側部に沿って上方へ導くブローバイガス通路と、
   前記ブローバイガス通路の下流側にブローバイガス入口部が連通して、ブローバイガス中に含まれるオイルミストを回収した後、ブローバイガスを吸気経路へ環流するオイルミストセパレータと、
   前記ブローバイガス通路の下流側に配置されて、前記ブローバイガス入口部に対向した状態で、前記クランク軸と連動して回転する遮蔽部材と、
   を備え、
   前記クランクケースは、該クランクケース内のブローバイガスを前記ブローバイガス通路の上流側に流出させるブローバイガス流出部を有し、
   前記遮蔽部材は、
   回転軸方向に貫通し、各気筒の行程に同期して、ブローバイガスの圧力が高圧でないときに、前記ブローバイガス入口部の少なくとも一部を開放する開口部と、
   前記開口部に対して周方向外側に設けられて、各気筒の行程に同期して、ブローバイガスの圧力が高圧のときに、前記ブローバイガス入口部を覆う閉塞部と、
   を有する、
   内燃機関。
2. 請求項１に記載の内燃機関において、
   前記遮蔽部材は、バランサウエイトを含み、
   前記バランサウエイトを軸支するバランサ軸と、
   前記バランサウエイトの外周部に前記バランサ軸と同軸に設けられたバランサギヤと、
   前記バランサギヤに前記クランク軸の回転駆動力を伝達するクランク動力伝達機構と、
   を備え、
   前記閉塞部は、前記バランサウエイトに設けられて、前記バランサギヤを介して前記クランク軸の回転に同期して回転されて、ブローバイガスの圧力が高圧のときに、前記ブローバイガス入口部を覆う、
   内燃機関。
3. 請求項１に記載の内燃機関において、
   前記遮蔽部材は、バランサウエイトを含み、
   前記バランサウエイトを軸支するバランサ軸と、
   前記バランサウエイトの外周部に前記バランサ軸と同軸に設けられたバランサギヤと、
   前記バランサギヤにカムシャフトの回転駆動力を伝達するカム動力伝達機構と、
   を備え、
   前記閉塞部は、前記バランサウエイトに設けられて、前記バランサギヤを介して前記カムシャフトの回転に同期して回転されて、ブローバイガスの圧力が高圧のときに、前記ブローバイガス入口部を覆う、
   内燃機関。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の内燃機関において、
   前記閉塞部は、クランク角が爆発行程の上死点のときに、前記ブローバイガス入口部を覆うと共に、クランク角が爆発行程の上死点を含む所定角度の間のときに、前記ブローバイガス入口部の少なくとも一部を覆う、
   内燃機関。
5. 請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の内燃機関において、
   前記遮蔽部材は、前記クランク軸の回転速度の略半分の回転速度で回転される場合には、気筒数に等しい数の前記開口部及び前記閉塞部を有する、
   内燃機関。
6. 請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の内燃機関において、
   前記遮蔽部材は、前記クランク軸の回転速度にほぼ等しい回転速度で回転される場合には、気筒数の半分に等しい数の前記開口部及び前記閉塞部を有する、
   内燃機関。

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