(57)【要約】【課題】この発明は、ピストン式バランサを備える内燃機関において、内燃機関の全高を低く抑えつつ、オイル中の気泡率を効果的に低減させ得る構成を提供することを目的とする。【解決手段】内燃機関１０の気筒１２内に配置される気筒内ピストン１４と対向して運動するバランサピストン２６を備える。当該バランサピストン２６の下方に配置され、内燃機関１０の各部を循環するオイルを貯留するオイルパン３４を備える。オイルパン３４内のオイルの油面３４ａの上方に配置された網状部材３６を備える。バランサピストン２６の頂面２６ａに、当該バランサピストン２６とオイルパン３４内のオイルとが接触した際に当該オイルが網状部材３６に向けて飛翔するように案内する溝２６ｂを備える。【選択図】図１
2010101220.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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運動するバランサピストンと、
前記バランサピストンの下方に配置され、前記内燃機関の各部を循環するオイルを貯留するオイルパンと、
前記オイルパン内のオイルの油面の上方に配置された網状部材と、を備え、
バランサピストンの頂面に、当該バランサピストンと前記オイルパン内のオイルとが接触した際に当該オイルが前記網状部材に向けて飛翔するように案内する溝を備える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。
【請求項２】
前記バランサピストンの前記頂面は、当該バランサピストンの軸線方向に対して傾斜していることを特徴とする請求項１記載のピストン式バランサを備える内燃機関。
【請求項３】
前記溝は、当該溝の一端が前記バランサピストンの側面に対して開放されており、当該溝の他端が前記バランサピストンの側面に対して閉塞されていることを特徴とする請求項１または２記載のピストン式バランサを備える内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−２９３３６３号公報
【特許文献２】特開２００２−２１９３２号公報
【特許文献３】特開２００４−３０１３１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、ピストン式バランサを備える内燃機関において、バランサピストンの下方にオイルパンを配置する構成では、内燃機関の全高を低く抑えるべくバランサピストンがオイルパン内のオイルの油面近くで往復運動するように配置されていると、バランサピストンがオイルと干渉し、オイル中の気泡率が増加してしまうことが懸念される。そして、そのような気泡率の高い状態のオイルを使用して運転を続けると、潤滑を必要とする部品の焼き付きが生じたりすることが懸念される。
【０００５】
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、ピストン式バランサを備える内燃機関において、内燃機関の全高を低く抑えつつ、オイル中の気泡率を効果的に低減させ得る構成を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
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運動するバランサピストンと、
前記バランサピストンの下方に配置され、前記内燃機関の各部を循環するオイルを貯留するオイルパンと、
前記オイルパン内のオイルの油面の上方に配置された網状部材と、を備え、
バランサピストンの頂面に、当該バランサピストンと前記オイルパン内のオイルとが接触した際に当該オイルが前記網状部材に向けて飛翔するように案内する溝を備えることを特徴とする。
【０００７】
また、第２の発明は、第１の発明において、
前記バランサピストンの前記頂面は、当該バランサピストンの軸線方向に対して傾斜していることを特徴とする。
【０００８】
また、第３の発明は、第１または第２の発明において、
前記溝は、当該溝の一端が前記バランサピストンの側面に対して開放されており、当該溝の他端が前記バランサピストンの側面に対して閉塞されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
第１の発明によれば、バランサピストンが往復運動する際に、バランサピストンと衝突したオイルが溝に案内されて網状部材に向けて飛翔するようになる。その結果、飛翔したオイルは、網状部材によって漉されることでオイルに含まれる気泡が潰されたうえで、オイルパンに滴下するようになる。従って、本発明によれば、内燃機関の全高を低く抑えつつ（更には全幅の拡大も不要としつつ）、オイル中の気泡率を効果的に低減させることが可能となる。
【００１０】
第２の発明によれば、バランサピストンの軸線方向に対して傾斜した頂面を利用して、溝に進入したオイルを一方の端部に向けて案内できるようになる。このように、本発明によれば、オイルの飛翔方向を溝の一方に限定することができるようになる。このため、オイルを確実に網状部材に導くことができるようになる。
【００１１】
第３の発明によれば、溝に進入したオイルがバランサピストンの側面に対して開放されている特定の端部側から吐き出されて、網状部材に向けて飛翔するようにするようになる。このように、本発明によれば、オイルの飛翔方向を溝の一方に限定することができるようになる。このため、オイルをより確実に網状部材に導くことができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
実施の形態１．
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１０の概略的な構成を説明するための図である。
本発明では、内燃機関の気筒数を特に問わないが、ここでは、図１に示すように、内燃機関１０は、直列２気筒型エンジンであるものとする。内燃機関１０の各気筒１２の内部には、気筒内ピストン１４が摺動可能に配置されている。気筒内ピストン１４は、コンロッド１６を介して、クランク軸１８に設けられたクランクピン２０と連結されている。尚、ここでは、内燃機関１０の２つの気筒がそれぞれ備えるクランクピン２０は、同位相となるように設定されているものとする。つまり、内燃機関１０は、爆発行程が等間隔となるように構成されている。
【００１３】
図１における内燃機関１０の向きは、当該内燃機関１０が実際に車両に搭載された際の搭載方向に対応している。すなわち、ここでは、内燃機関１０は、気筒内ピストン１４の軸線方向（更には、後述するバランサピストン２６の軸線方向）が地面に対して垂直方向となるようにして車両に搭載されているものとする。尚、以下の明細書中においては、このような向きでの車両に対する内燃機関１０の搭載手法を、単に「垂直搭載」と称することがある。
【００１４】
また、クランク軸１８には、クランク軸１８の軸中心を中心としてクランクピン２０と対称となる位置に、バランサ用クランクピン２２が設けられている。バランサ用クランクピン２２は、バランサ用コンロッド２４を介して、バランサピストン２６に連結されている。バランサピストン２６は、各気筒１２を構成する部材であるシリンダブロック２８の下方に取り付けられたクランクケース３０内に配置されている。バランサピストン２６の周囲には、当該バランサピストン２６の挿入を受けるバランサライナ３２が設けられている。
【００１５】
より具体的には、バランサピストン２６は、バランサライナ３２によって摺動可能に案内された状態で、クランク軸１８の回転に伴って、気筒内ピストン１４と１８０°対向して運動するように構成されている。また、バランサピストン２６は、気筒内ピストン１４の慣性力に釣り合う力であって、かつ逆向きの慣性力が発生するようにその質量が調整されている。以上のようなバランサ用クランクピン２２、バランサ用コンロッド２４、バランサピストン２６、およびバランサライナ３２によって、本実施形態の内燃機関１０のピストン式バランサ機構が実現されている。
【００１６】
また、図１に示すように、バランサピストン２６の下方（クランクケース３０の下方）には、内燃機関１０の各部を潤滑するオイルを溜めておくためのオイルパン３４が設置されている。更に、本実施形態では、オイルパン３４内のオイルの油面３４ａが、バランサピストン２６の往復区間内に及ぶように、バランサピストン２６とオイルパン３４との位置関係が設定されている。
【００１７】
言い換えれば、本実施形態では、バランサピストン２６と油面３４ａとの干渉を許容するように、バランサピストン２６とオイルパン３４との位置関係が設定されている。尚、オイルパン３４内のオイルは、オイル内に挿入されたオイルストレーナ（図３参照）を介して、オイルポンプ（図示省略）によって汲み上げられ、内燃機関１０の各部に供給されるようになっている。
【００１８】
次に、上記図１とともに新たに図２および図３を参照して、実施の形態１の特徴的な構成について説明する。
図２は、図１に示す内燃機関１０の要部を表した斜視図である。
図１に示すように、クランクケース３０内には、オイルパン３４の油面３４ａよりも高い位置に、網状部材３６が設置されている。また、図１、２に示すように、バランサピストン２６の頂面２６ａには、バランサピストン２６とオイルパン３４内のオイルとが接触した際に当該オイルが網状部材３６に向けて飛翔するように案内する溝２６ｂが形成されている。
【００１９】
図３は、図１に示すバランサピストン２６の拡大図である。より具体的には、図３（Ａ）は、バランサピストン２６をその頂面２６ａの方向から見た図であり、図３（Ｂ）は、バランサピストン２６をその側面方向から見た図である。
図３に示すように、上記溝２６ｂは、当該バランサピストン２６の軸中心を通りながら当該頂面２６ａを横断するようにして、直線状に形成されている。また、当該溝２６ｂは、その両端がともにバランサピストン２６の側面に対して開放されるように形成されている。また、図２では一方の網状部材３６の図示を省略しているが、図１に示すように、本実施形態の配置例では、上記網状部材３６は、前記溝２６ｂの各端部と対向する位置にそれぞれ設置されている。
【００２０】
以上説明した溝２６ｂを有するバランサピストン２６と網状部材３６とを備える構成によれば、バランサピストン２６が往復運動する際に、バランサピストン２６と衝突したオイルが溝２６ｂに案内されて網状部材３６に向けて飛翔するようになる。その結果、飛翔したオイルは、網状部材３６によって漉されることでオイルに含まれる気泡が潰されたうえで、オイルパン３４に滴下するようになる。従って、内燃機関１０の全高を低く抑えつつ（更には全幅の拡大も不要としつつ）、オイル中の気泡率を効果的に低減させることが可能となる。
【００２１】
また、気泡率の低減により、オイルポンプの体格を小さくすることができ、ポンプ駆動損失の低減により燃費向上を図ることもできる。更に、上記の構成は、バランサピストン２６の頂面２６ａの加工と網状部材３６の追加のみで実現することができるので、部品点数、質量、コスト、熱容量等の増加をほとんど招くことがない。
【００２２】
また、本実施形態の内燃機関１０のように等間隔で爆発が行われる直列２気筒エンジンでは、気筒内ピストンが上下動する際の慣性力によって、エンジンが当該ピストンの上下方向に振動する。これに対し、本実施形態の内燃機関１０は、気筒内ピストン１４と対向して運動するように構成されたバランサピストン２６を備えているので、気筒内ピストン１４の慣性力をバランサピストン２６の慣性力で打ち消すことができ、内燃機関１０（クランク軸１８）の回転バランスを良好に確保することができる。更に、本実施形態の内燃機関１０は、上記のように、車両に対して垂直搭載が行われているので、ピストン式バランサを備える内燃機関における回転バランスをより良好に確保することができるようになる。
【００２３】
本実施形態では、上記のように、車両に対して垂直搭載が行われている内燃機関１０において、オイルパン３４内のオイルの油面３４ａが、バランサピストン２６の往復区間内に及ぶように、バランサピストン２６とオイルパン３４との位置関係が設定されている。このため、ピストン式バランサを備える内燃機関１０において良好な回転バランスを得るべく垂直搭載を行う際に、内燃機関１０の全高を効果的に低く抑えつつ、オイル中の気泡率を効果的に低減することが可能となる。
【００２４】
実施の形態２．
次に、図４を参照して、本発明の実施の形態２について説明する。
本実施形態のピストン式バランサを備える内燃機関１０の構成は、バランサピストン４０の頂面４０ａの形状と網状部材３６の配置場所が異なっている点を除き、上述した実施の形態１の内燃機関１０と同様であるものとする。
【００２５】
図４は、本発明の実施の形態２におけるバランサピストン４０の拡大図である。より具体的には、図４（Ａ）は、バランサピストン４０をその頂面４０ａの方向から見た図であり、図４（Ｂ）は、バランサピストン４０をその側面方向から見た図である。
図４に示すように、本実施形態においても、バランサピストン４０の頂面４０ａには、バランサピストン４０とオイルパン３４内のオイルとが接触した際に当該オイルが網状部材３６に向けて飛翔するように案内する溝４０ｂが形成されている。
【００２６】
本実施形態では、上述した実施の形態１とは異なり、バランサピストン４０の頂面４０ａは、バランサピストン４０の軸線方向に対して角度θだけ傾斜している。また、図示は省略するが、網状部材３６は、溝４０ｂにおけるバランサピストン４０の軸線方向に後退した側の端部４０ｃ側にのみ設置されているものとする。
【００２７】
上述した実施の形態１のバランサピストン２６のように、頂面２６ａがバランサピストン２６の軸線方向と直交する面として形成されている場合であって溝２６ｂの両端がともにバランサピストン２６の側面に対して開放されている場合には、オイルが溝２６ｂのどちらの端部から吐き出されるかを制御することができない。
【００２８】
これに対し、本実施形態の構成によれば、バランサピストン４０は、特定の端部（バランサピストン４０の軸線方向に進出した側の端部）４０ｄ側からオイル中に進入するようになる。その結果、端部４０ｄ側から溝４０ｂに進入したオイルがもう一方の端部４０ｃ側から吐き出されて、網状部材３６に向けて飛翔するようになる。
【００２９】
このように、本実施形態の頂面４０ａの形状によれば、オイルの飛翔方向を溝４０ｂの一方（端部４０ｃ側）に限定することができるようになる。このため、本実施形態の頂面４０ａの形状によれば、上述した実施の形態１のようにバランサピストン２６の頂面２６ａが油面３４ａと平行な状態でオイル中に進入する場合と比べ、溝４０ｂの開放端方向以外のバランサピストン４０の径方向に飛散するオイル量を少なくすることができ、オイルをより確実に網状部材３６に導くことができるようになる。これにより、上記のようにオイルの飛翔方向を一方に限定できる点と併せて、網状部材３６の設置場所が少なくて済むようになる。
【００３０】
また、本実施形態の構成は、バランサピストンの頂面の形状変更のみで実現することができるので、本構成を採用するに当たって、周辺部品に影響を与えることがない。更に、本実施形態の頂面４０ａの形状によれば、バランサピストン４０がオイル中に進入する際のフリクションを低減することもできる。
【００３１】
実施の形態３．
次に、図５を参照して、本発明の実施の形態３について説明する。
本実施形態のピストン式バランサを備える内燃機関１０の構成は、バランサピストン４０の頂面４０ａの形状と網状部材３６の配置場所が異なっている点を除き、上述した実施の形態１の内燃機関１０と同様であるものとする。
【００３２】
図５は、本発明の実施の形態３におけるバランサピストン５０の拡大図である。より具体的には、図５（Ａ）は、バランサピストン５０をその頂面５０ａの方向から見た図であり、図５（Ｂ）は、バランサピストン５０をその側面方向から見た図である。
図５に示すように、本実施形態においても、バランサピストン５０の頂面５０ａには、バランサピストン５０とオイルパン３４内のオイルとが接触した際に当該オイルが網状部材３６に向けて飛翔するように案内する溝５０ｂが形成されている。
【００３３】
本実施形態では、上述した実施の形態１とは異なり、溝５０ｂの一方の端部５０ｃのみがバランサピストン５０の側面に対して開放されており、他方の端部５０ｄは、バランサピストン５０の側面に対して閉塞されている。また、図示は省略するが、網状部材３６は、溝５０ｂにおける端部５０ｃ側にのみ設置されているものとする。
【００３４】
以上説明した構成によれば、溝５０ｂに進入したオイルがバランサピストン５０の側面に対して開放されている特定の端部５０ｃ側から吐き出されて、網状部材３６に向けて飛翔するようにするようになる。このように、本実施形態の頂面５０ａの形状を採用することによっても、オイルの飛翔方向を溝５０ｂの一方（端部５０ｃ側）に限定することができるようになる。これにより、上述した実施の形態１に比して、網状部材３６の設置場所を少なくすることが可能となる。また、本実施形態の構成は、バランサピストンの頂面の形状変更のみで実現することができるので、本構成を採用するに当たって、周辺部品に影響を与えることがない。
【００３５】
ところで、上述した実施の形態３においては、バランサピストン５０の頂面５０ａを当該バランサピストン５０の軸線方向と直交する面として形成している。しかしながら、このような構成に代えて、例えば、実施の形態２のように傾斜した頂面を備えるようにしつつ、そのような傾斜した頂面に形成される溝の一端をバランサピストンの側面に対して閉塞するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】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概略的な構成を説明するための図である。
【図２】図１に示す内燃機関の要部を表した斜視図である。
【図３】図１に示すバランサピストンの拡大図である。
【図４】本発明の実施の形態２におけるバランサピストンの拡大図である。
【図５】本発明の実施の形態３におけるバランサピストンの拡大図である。
【符号の説明】
【００３７】
１０  内燃機関
１２  気筒
１４  気筒内ピストン
１６  コンロッド
１８  クランク軸
２０  クランクピン
２２  バランサ用クランクピン
２４  バランサ用コンロッド
２６、４０、５０  バランサピストン
２６ａ、４０ａ  バランサピストンの頂面
２６ｂ、４０ｂ  バランサピストンの頂面の溝
２８  シリンダブロック
３０  クランクケース
３２  バランサライナ
３４  オイルパン
３４ａ  油面
３６  網状部材
４０ｃ、４０ｄ、５０ｃ、５０ｄ  溝の端部
【図１】
2010101220.tif 000003
【図２】
2010101220.tif 000004
【図３】
2010101220.tif 000005
【図４】
2010101220.tif 000006
【図５】
2010101220.tif 000007