説明

オイル落とし通路構造

【課題】バランスシャフトをクランク軸で駆動するさいに、両軸の端部に配置された回転伝達ギア同士の噛み合わせ部で発生する噛み合い音がオイル落とし通路を抜けてシリンダヘッド側に抜け、ヘッドカバーを共鳴させて異音を発生させる。
【解決手段】伝達ギア同士の噛み合わせ部を配置した部分をギア室とし、前記オイル落とし通路は、前記ギア室側の開口が前記噛み合わせ部の直上に配置され、前記オイル落とし通路の中途部分に、通路下流部の断面積が通路上流部の断面積に比べ、小さくなる断面積絞り部が設けられたことを特徴とする。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は内燃機関であって、バランスシャフトをクランク軸で駆動する機構を有するエンジンのオイル落とし通路構造に関する。特に、シリンダヘッドからオイルパンにオイルを戻す途中で、クランク軸とバランスシャフトの駆動部分を潤滑するオイル落とし通路構造に関する。
【背景技術】
【0002】
シリンダ内でピストンを上下させ、燃料を燃焼させるタイプの内燃機関においては、ピストンの上下運動による振動の相殺が課題となる。特に4ストロークの2気筒エンジンでは、2つの気筒を交互に燃焼させようとすると、2つのピストンは同位相で上下するため、大きな振動が生じる。
【0003】
この振動をキャンセルするために、クランク軸と平行にバランサを設ける技術が知られている。バランサには、回転軸に対して非対称となるように質量配分がされており、回転することで、振動を発生する。この振動をピストンの上下運動による振動に対して位相をずらすことでエンジン全体としての振動を相殺させる。
【0004】
バランサの回転はバランサに設けられたバランスシャフトをクランク軸で回転させる。したがって、バランスシャフトの潤滑についてはすでにいくつかの技術が提案されている。
【0005】
特許文献1には、クランクシャフトに回転駆動されるオイルポンプと、クランクシャフトと同期して回転駆動されるバランスシャフトを備え、シリンダブロックの側壁側にバランスシャフトとオイルポンプを上下方向に並んで配置し、バランスシャフトを収装する部分と、オイルポンプを収装する部分を一体形成するバランスシャフト付エンジンが開示されている。
【0006】
この発明では、エンジン運転時にバランスシャフト軸受部がエンジン前後方向または上下方向に倒れる変形によってフリクションが増大することを回避できるとされる。
【0007】
また、特許文献2には、シリンダヘッド側からオイルパンにオイルを戻す際に、バランスシャフトにらせん状の溝で形成されたポンプ体を設け、ポンプ体によってシリンダヘッド側からオイルパン側にオイルを積極的に戻す技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0008】
【特許文献1】特開平11−117806号公報
【特許文献2】特開2011−047284号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
特許文献1および2も、シリンダヘッドからオイルパン側にオイルを戻す際にシリンダブロック中でのオイルの扱いについての技術を開示している。しかしながら、クランク軸がバランスシャフトを駆動する部分の騒音については、何らの開示もない。
【0010】
クランク軸がバランスシャフトを駆動する際は、両方の軸の端部にギアを配置させ、互いのギアを噛み合わせることで、クランク軸の回転を伝え、バランスシャフトを回転させる。この噛み合わせ部は機械的な嵌合が生じているので、潤滑が必要とされる。最も簡単な潤滑法は、シリンダヘッドからこのギアの噛み合わせ部に通じるオイル落とし通路を形成し、オイルを噛み合わせ部に滴下させることである。
【0011】
しかしながら、エンジン回転数が低い場合などで、このオイルの供給が間欠的になる際、オイル落とし通路を通じて、これらギア同士の噛み合い音がシリンダヘッド側に抜け、ヘッドカバーを共振させて異音を発生させるという課題が生じる。
【0012】
また、オイル落とし通路は、ギア同士の噛み合わせ部にちょうど滴下させなければ、潤滑の効果が薄い。したがって、オイル落とし通路からエンジン内部の壁面にオイルが伝わることがあると、噛み合わせ部の上方にオイル落とし通路の開口を設けても、噛み合わせ部を効果的に潤滑できないという課題が生じる。
【課題を解決するための手段】
【0013】
本発明は、上記の課題に鑑みて想到されたものであり、クランク軸とバランスシャフトの端部に配設されたギア同士の噛み合わせ部に効果的にオイルを滴下させるとともに、噛み合わせ部で発生した噛み合い音がシリンダヘッド側に抜け、ヘッドカバーを透過、もしくは共振させて異音を発生させるのを防止するための、オイル落とし通路構造を提供するものである。
【0014】
具体的に本発明のオイル落とし通路構造は、
シリンダブロックのクランク軸端部側に設けられたギア室と、
前記クランク軸と平行に配され、端部が前記ギア室内に露出されたバランスシャフトと、
前記ギア室内に露出されたクランク軸の端部に設けた駆動ギアと、
前記駆動ギアとの間に噛み合わせ部を有し、前記バランスシャフトの端部に設けられたバランスシャフトギアと、
前記シリンダブロックの上面から前記ギア室に連通するオイル落とし通路を有するバランスシャフト付き内燃機関のオイル落とし通路構造であって、
前記オイル落とし通路は、
前記ギア室側の開口が前記噛み合わせ部の直上に配置され、
前記オイル落とし通路の中途部分に、前記オイル落とし通路下流部の断面積が前記オイル落とし通路上流部の断面積に比べ小さくなる断面積絞り部が設けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【0015】
本発明は、オイル落とし通路の途中部に、通路の断面積を上流側から下流側にかけ小さくする断面積絞り部を設けたので、噛み合わせ部からの噛み合い音がシリンダヘッド側に抜ける際に減少し、エンジン全体としての異音の発生を防止する。また、オイル落とし通路を噛み合わせ部の直上に配置することで、噛み合わせ部に確実にオイルが滴下させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0016】
【図1】本発明に係る内燃機関の組立斜視図である。
【図2】図1の一部を組み付けた図である。
【図3】図2の一部拡大図である。
【図4】本発明に係る断面積絞り部の他の実施形態を示す図である。
【図5】本発明に係る断面積絞り部の他の実施形態を示す図である。
【図6】本発明に係る断面積絞り部の他の実施形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0017】
以下に図面を参照しながら本発明に係る内燃機関の構造について説明する。なお、以下の説明は本発明の一実施形態を例示するものであり、本発明の趣旨から外れない範囲内で、下記の実施形態を変更しても、本発明の技術的範囲に含まれるのは言うまでもない。
【0018】
図1は、本発明のオイル落とし通路構造1を有するエンジンのシリンダブロック11およびオイルパン12を示す。本発明のオイル落とし通路構造1は、クランク軸と平行にバランスシャフトが配設されているエンジンに好適に用いることができる。図1では、2気筒のエンジンを例示するが、2気筒に限定されるものではない。
【0019】
図示していないが、シリンダブロック11の上方にはシリンダヘッドが配置され、カム室などが設けられる。シリンダヘッドの上面はヘッドカバーなどで覆われる。
【0020】
シリンダブロック11には、シリンダ14が直線的に配置され、その下方にはクランク軸(図示せず)が配置される。シリンダブロック11のクランク軸に平行な両端部には、クランク軸の軸受15が形成される。バランスシャフト(図示せず)は、クランク軸と平行であって、クランク軸よりシリンダヘッド側に設けられる。なお、図1では、クランク軸の軸受15とバランスシャフトの軸受16を示し、クランク軸およびバランスシャフトは記載を省略している。
【0021】
シリンダブロック11のクランク軸の軸受15が形成されている端部の一方には、ギア室20が設けられる。ギア室20は、シリンダブロック側壁11sからクランク軸を突出させ、その突出させた長さ方向にシリンダブロック側壁11sの周縁から立ち上がる立壁11aをシリンダブロック側壁11sの周囲に設けて形成される。なお、シリンダブロック11の下方、つまりオイルパン12側には、この立壁11aはなくてもよい。クランク軸の突出方向18は、開放状態であるが、ここは、オイルリテーナ13で蓋がされる。
【0022】
オイルパン12のギア室20が形成された側面12sは、オイルリテーナ13が立壁11aと結合されたときに、ちょうど結合することができるフランジの厚み13t分だけ延長して形成される。したがって、ギア室20は、シリンダブロック側壁11sと、シリンダブロック側壁11sの周囲でクランク軸が突出する方向18に立ち上がる立壁11aと、オイルリテーナ13で、前後左右と上側が仕切りされ、下方については、オイルパン12に向かって少なくとも開口部分を有する。ギア室20内のギアを潤滑したオイルをオイルパン12に返すためである。
【0023】
ギア室20内には、クランク軸の一端が突出されている他、バランスシャフトの一端も突出されている。そして、クランク軸の一端には駆動ギア22が取り付けられる。また、バランスシャフトの一端にもバランスシャフトギア24が取り付けられる。駆動ギア22とバランスシャフトギア24は、互いに噛み合わされた噛み合わせ部26を有している。つまり、クランク軸が回転すると、駆動ギア22が回転し、その回転力は、バランスシャフトギア24を介して、バランスシャフトを回転させる。
【0024】
シリンダブロック11には、シリンダヘッドに供給された潤滑用のオイルをオイルパン12に返すためのオイル落としと呼ばれるオイルの通路がいくつか設けられる。これをオイル落とし通路と呼ぶ。オイル落とし通路は、シリンダヘッドからオイルパン12に戻る間にシリンダブロック11中の必要な部分を潤滑する。ギア室20では駆動ギア22とバランスシャフトギア24が噛み合って回転するので、潤滑する必要がる。
【0025】
したがって、シリンダヘッドとギア室20との間のシリンダブロック11の上方の端部(ギア室20の上部に当たる)には、オイル落とし通路30が形成される。ギア室20の中で潤滑させたい部分は駆動ギア22とバランスシャフトギア24の噛み合わせ部26である。従って、このオイル落とし通路30は、噛み合わせ部26の直上に設けられる。
【0026】
図2は、ギア室20に駆動ギア22およびバランスシャフトギア24を収納した様子を示す。オイル落とし通路30のギア室20側の開口30dは、噛み合わせ部26の直上に形成される。ここで直上とは、噛み合わせ部26の鉛直上方という意味であり、オイル落とし通路30のギア室20側の開口30dからオイルを滴下させたとき、噛み合わせ部26にちょうどオイルが落下する位置をいう。図ではオイルの滴下を矢印で示した。従って、エンジンを取り付けの際に、若干傾斜させる場合等は、開口30dは、その傾斜も考慮した噛み合わせ部26の鉛直上方に配置させてよい。
【0027】
ギア室20内では、すでに述べたように、駆動ギア22とバランスシャフトギア24が噛み合わされ回転する。そのため、機械音が発生する。この音は、オイル落とし通路30からシリンダヘッドに抜け、シリンダカバーから放射される場合がある。特にエンジン回転数が低い場合は、オイル落とし通路30を落下するオイルが間欠的になる。そのため、オイルがオイル落とし通路30を通過していない時に、ギア同士の噛み合わせ音がオイル落とし通路30を抜けてヘッドカバー等を振動させ、異音を発生させることになる。
【0028】
本発明のオイル落とし通路構造1では、オイル落とし通路30の途中に、オイル落とし通路30の断面積が上流(シリンダヘッド側)から下流(ギア室20側)に向かって狭くなる断面積絞り部35が設けられる。断面積絞り部35は、シリンダヘッド側からギア室20側に向かって同一断面積となる貫通孔を穿設したのち、漏斗型の断面積絞り部材36を貫通孔内に挿設することで形成する。
【0029】
図3には、図2の一部拡大図(図3(a))とオイル落とし通路30の断面図(図3(b))を示す。オイル落とし通路30は、シリンダブロック11の上面11fからギア室20側に形成されている。断面積絞り部35は、上流側のオイル落とし通路30の開口径30mから下流側の開口径30nに断面積を絞る。これは、漏斗型の断面積絞り部材36によって行われる。
【0030】
このような断面積絞り部35は、ギア室20側からみると、ちょうどトランペット等のミュートに似た構造となる。すなわち、ギア室20側から見たときのオイル落とし通路30の最奥端31で反射した音波が、断面積絞り部材36の出口付近32の音波を打ち消すことによって、シリンダブロック11上面側に抜ける音の振幅を小さくする。結果、シリンダヘッド側に抜ける音は減衰させられる。したがって、最奥端31は、音響反射部と呼ぶことができる。
【0031】
図4には断面積絞り部材36の他の実施形態を示す。ギア室20側から見た時の最奥端31での音波の反射をより多くするには、図4に示すように、シリンジ型の断面積絞り部材36を用いても良い。この部材は、一方が開放された円柱状の部材であり、底面に、底面の径よりも小さい孔が形成されており、その穴は円柱の開放端部と反対側に延設された形状をしている。つまり、開放された側の径30mであって、下流側の開口径30nに断面積が絞られる。
【0032】
この部材がオイル落とし通路30に挿設されると、ギア室20側から見た最奥端31は平面が形成されているので、より音波が反射しやすく、断面積絞り部材36の出口付近32において、ギア室20側からの音波と干渉しやすくなる。結果、シリンダヘッドに抜ける音は小さくなる。
【0033】
すなわち、本発明でいう断面積絞り部35は、単にオイル落とし通路30の断面積を絞って置作するだけでなく、断面積を絞った側(断面積絞り部35より下流側)に、音響反射部を有することもできる。音響反射部は、断面積絞り部35の出口側よりも上流側に形成された空間である。
【0034】
図5には、他の実施形態を示す。図5の例では、オイル落とし通路30自体の断面積を途中で変化させる場合を示す。上流側(シリンダヘッド側のオイル落とし通路30の径は、断面積絞り部35より下流側のオイル落とし通路30の径より大きい。
【0035】
この形状では、図3および図4のように、ギア室20側からの音波を相殺するような構造(音響反射部)は持たないが、ギア室20側のオイル落とし通路30の開口30dの径が小さくなるので、シリンダヘッド側に抜ける音波をある程度減衰させることができる。
【0036】
図6(a)および図6(b)には、他の実施形態を示す。ギア室20内で発生するギア同士の噛み合い音がオイル落とし通路30を抜けなくするには、オイル落とし通路30内に常にオイルで蓋がされるようにしても実現することができる。これは、上記の実施形態が、オイル落とし通路30を抜ける音波を途中で反射させ、打ち消し合わせることで、音を減衰させたのに対し、音の抜け自体を防止するという技術思想に基づく。
【0037】
このため、本実施の形態では、オイル落とし通路30内に、トラップ部材40を挿設する(図6参照)。トラップ部材40は、オイル落とし通路30内に屈曲部41を設ける。屈曲部41には常にオイルが滞留するので、ギア室20側からシリンダヘッド側には、音波が抜けない。
【0038】
図6(a)にはトラップ部材40の斜視図を示し、図6(b)には、トラップ部材40の断面を示す。全体は円筒状をしており、両端に半円弧の板材42と、弧の部分から直角に曲がる板材43が接合された、断面L字状の仕切り部材44が隙間をあけて互い違いに配置されている。下側の仕切り部材44とオイル落とし通路30の内面30iとの間に屈曲部41が形成され、オイル2が滞留する。上流側(シリンダヘッド側)からオイル2が供給されると、下側の仕切り部材44の板材43の縁からあふれるオイル2が下流側(ギア室20側)に流れる。
【0039】
このトラップ部材40は、オイル落とし通路30に挿設されることで、オイル落とし通路30の断面積を上流側から下流側にかけ、小さくしている。したがって、トラップ部材40を使用した場合も断面積絞り部35が形成されたこととなる。
【0040】
以上のように本発明のオイル落とし通路構造1では、通路の途中に断面積絞り部35を設けたので、ギア室20内のギア同士の噛み合わせ部26で発生する噛み合い音が減衰されるので、シリンダヘッドなどから異音が発生するのを防止することができる。
【産業上の利用可能性】
【0041】
本発明に係る内燃機関の構造は2気筒のエンジンに好適に利用できるほか、2気筒以上のエンジンであっても利用することができる。
【符号の説明】
【0042】
1 オイル落とし通路構造
2 オイル
11 シリンダブロック
11a 立壁
11f シリンダブロックの上面
11s シリンダブロック側壁
12 オイルパン
12s オイルパンのギア室側側面
13 オイルリテーナ
13t フランジの厚み
14 シリンダ
15 クランク軸の軸受
16 バランスシャフトの軸受
18 クランク軸の突出方向
20 ギア室
22 駆動ギア
24 バランスシャフトギア
26 噛み合わせ部
30 オイル落とし通路
30d オイル落とし通路のギア室側開口
30i オイル落とし通路の内面
30m 上流側のオイル落とし通路の開口径
30n 下流側のオイル落とし通路の開口径
31 最奥端
32 断面積絞り部材の出口付近
35 断面積絞り部
36 断面積絞り部材
40 トラップ部材
41 屈曲部
42 半円弧の板材
43 板材
44 仕切り部材

【特許請求の範囲】
【請求項1】
シリンダブロックのクランク軸端部側に設けられたギア室と、
前記クランク軸と平行に配され、端部が前記ギア室内に露出されたバランスシャフトと、
前記ギア室内に露出されたクランク軸の端部に設けた駆動ギアと、
前記駆動ギアとの間に噛み合わせ部を有し、前記バランスシャフトの端部に設けられたバランスシャフトギアと、
前記シリンダブロックの上面から前記ギア室に連通するオイル落とし通路を有するバランスシャフト付き内燃機関のオイル落とし通路構造であって、
前記オイル落とし通路は、
前記ギア室側の開口が前記噛み合わせ部の直上に配置され、
前記オイル落とし通路の中途部分に、前記オイル落とし通路下流部の断面積が前記オイル落とし通路上流部の断面積に比べ小さくなる断面積絞り部が設けられていることを特徴とするオイル落とし通路構造。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【公開番号】特開2013−113276(P2013−113276A)
【公開日】平成25年6月10日(2013.6.10)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−262735(P2011−262735)
【出願日】平成23年11月30日(2011.11.30)
【出願人】(000002967)ダイハツ工業株式会社 (2,560)
【Fターム(参考)】