(57)【要約】【課題】オイルパン内に貯留されているオイルにおける気泡率の上昇を抑制することができる内燃機関を提供すること。【解決手段】内燃機関１０は、オイルパン１４内に配置されているバランスシャフト１５と、バランスシャフト１５の軸部１５１を収容するカバー部材２０とを備えている。カバー部材２０のうち軸部１５１よりも下方には、カバー部材２０内と外部とを連通する開口２３が設けられている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
クランクシャフトと同期して回転するバランスシャフトがオイルパン内に配置されており、前記バランスシャフトには規定方向に延伸する軸部が設けられている内燃機関において、
前記バランスシャフトの前記軸部を収容するカバー部材を備え、
前記カバー部材のうちの前記軸部よりも下方には、同カバー部材内と外部とを連通する開口が設けられている
ことを特徴とする内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オイルパン内にバランスシャフトが配置されている内燃機関に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に記載されるバランサ装置は、バランスシャフトと、バランスシャフトに固定されており、且つ同バランスシャフトの中心軸から重心が偏心しているマスとを備えている。当該バランス装置にあっては、マスを収容する樹脂製のカバーがバランスシャフトに取り付けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−７９６７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
バランスシャフトは、一般的に、内燃機関のオイルパン内に配置されている。そのため、オイルパン内における油面の高さによっては、バランスシャフトがオイルに漬かっていることがある。このような状態でバランスシャフトが回転すると、当該バランスシャフトの回転によってオイルが飛散することがある。そして、飛散したオイルが油面に落下した際に、オイル中に空気が入り込み、オイルパン内に貯留されているオイルの気泡率が高くなってしまう。ここでいう気泡率とは、オイルに混入する気泡の割合のことである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するための内燃機関は、クランクシャフトと同期して回転するバランスシャフトがオイルパン内に配置されており、前記バランスシャフトには規定方向に延伸する軸部が設けられているものである。この内燃機関は、前記バランスシャフトの前記軸部を収容するカバー部材を備えている。そして、前記カバー部材のうちの前記軸部よりも下方には、同カバー部材内と外部とを連通する開口が設けられている。
【０００６】
上記構成によれば、バランスシャフトの軸部の一部分がオイルパン内におけるオイルに浸っている状態でバランスシャフトが回転すると、軸部とカバー部材との間に介在する空間が、軸部の回転によって掻き上げられたオイルによって充填される。このように当該空間がオイルによって充填されると、バランスシャフトの回転に伴うオイル中への空気の入り込みを抑制できるようになる。したがって、オイルパン内に貯留されているオイルにおける気泡率の上昇を抑制することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】実施形態の内燃機関において、オイルパン内の構造を模式的に示す断面図。
【図２】同内燃機関において、クランクシャフト及びバランスシャフトと、その周辺構成を模式的に示す構成図。
【図３】バランスシャフトが回転し始めた際の作用図。
【図４】バランスシャフトの回転によって、同バランスシャフトの軸部とカバー部材との間の空間がオイルで充填された様子を示す作用図。
【図５】バランスシャフトの軸部の周辺の領域におけるオイルの量の推移を示すタイミングチャート。
【図６】変更例の内燃機関において、バランスシャフトの軸部とカバー部材との位置関係を示す模式図。
【図７】変更例の内燃機関において、バランスシャフトの軸部とカバー部材との位置関係を示す模式図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、内燃機関の一実施形態を図１〜図５に従って説明する。
図１及び図２に示すように、本実施形態の内燃機関１０は、クランクシャフト１１と、クランクシャフト１１よりも下方に配置されているバランスシャフト１５とを備えている。また、内燃機関１０には、クランクシャフト１１を回転自在な状態で支持する複数の軸受部材１３が設けられており、これら各軸受部材１３はシリンダブロックに固定されている。なお、各軸受部材１３は、クランクシャフト１１の延伸方向（図２では左右方向）に沿って配置されている。
【０００９】
また、内燃機関１０は、内燃機関１０内を循環するオイルが貯留されるオイルパン１４を有しており、このオイルパン１４内にバランスシャフト１５が配置されている。
クランクシャフト１１には駆動ギヤ１２が固定されており、バランスシャフト１５には従動ギヤ１６が固定されている。従動ギヤ１６が駆動ギヤ１２に歯合されているため、バランスシャフト１５は、クランクシャフト１１の回転に同期して回転するようになっている。
【００１０】
バランスシャフト１５は、図２における左右方向である規定方向Ｚに延伸する軸部１５１と、軸部１５１に固定されているマスとを有している。そして、本実施形態の内燃機関１０には、バランスシャフト１５の軸部１５１を収容するカバー部材２０が設けられている。図２に示すように、カバー部材２０は、規定方向Ｚに延伸しており、バランスシャフト１５の軸部１５１よりも上方に配置されている各軸受部材１３に支持されている。
【００１１】
図１には、規定方向Ｚと直交する方向に沿って切断した、バランスシャフト１５の軸部１５１、カバー部材２０及びオイルパン１４の断面形状が図示されている。図１において、内燃機関１０の上下方向（すなわち、クランクシャフト１１とバランスシャフト１５とが並ぶ方向）、及び、規定方向Ｚの双方と直交する方向を横方向Ｘという。
【００１２】
図１に示すように、カバー部材２０と軸部１５１との間には、空間ＳＰが介在している。すなわち、カバー部材２０は、軸部１５１に接触していない。こうしたカバー部材２０は、軸部１５１の中心軸１５１ａよりも上方に配置されている断面略円弧状の本体部２１と、本体部２１の横方向Ｘにおける両端から下方に延伸する一対のサイド部２２とを有している。本体部２１の両端のうち、一方の端は軸部１５１よりも横方向Ｘにおける一方側に位置しているとともに、他方の端は軸部１５１よりも横方向Ｘにおける他方側に位置している。そのため、横方向Ｘにおける各サイド部２２の間に、軸部１５１が配置されることとなる。
【００１３】
各サイド部２２の下端２２１は、軸部１５１よりも下方に配置されている。そのため、本実施形態では、各サイド部２２の下端２２１により、カバー部材２０内と外部とを連通する開口２３が形成される。この開口２３は、バランスシャフト１５の軸部１５１よりも下方に位置している。なお、図１に示すように軸部１５１の一部分がオイルパン１４内におけるオイルに浸っている場合、各サイド部２２の下端２２１は、オイルパン１４内における油面１００よりも下方に位置している。
【００１４】
次に、図３〜図５を参照し、本実施形態の作用及び効果について説明する。なお、図５において、縦軸のオイル量とは、バランスシャフト１５の軸部１５１の周辺の領域におけるオイルの量のことである。当該領域におけるオイルの気泡率が高くなるほど、このオイル量が少なくなる。ここでいう気泡率とは、オイルに混入する気泡の割合のことである。
【００１５】
図３に実線矢印で示すようにバランスシャフト１５が回転し始めると、バランスシャフト１５の軸部１５１とカバー部材２０との間の空間ＳＰ内には、図３に破線矢印で示すように、回転する軸部１５１によって掻き上げられたオイルが入り込むようになる。このようにバランスシャフト１５の回転初期では、図５に実線で示すように、軸部１５１の周辺の領域におけるオイルの量が少なくなる。すなわち、当該領域におけるオイルの気泡率が高くなる。これは、軸部１５１の回転によって掻き上げられて空間ＳＰ内に入り込んだオイルが油面１００に落下する際に、空間ＳＰ内の空気が当該オイルに巻き込まれてオイル中に入り込むためである。
【００１６】
しかし、バランスシャフト１５の回転が継続されると、軸部１５１によって空間ＳＰ内に掻き上げられたオイルによって、空間ＳＰ内の空気は空間ＳＰ外に押し出される。その結果、図４に示すように、空間ＳＰ内はオイルによって充填される。このような状態になると、軸部１５１の回転によって掻き上げられたオイルが油面１００に落下する事象が生じにくくなる。すなわち、カバー部材２０の内部では、図４の実線矢印で示す方向への軸部１５１の回転に伴って、図４の破線矢印で示す方向にオイルが循環する。その結果、軸部１５１の回転に伴うオイル中への空気の入り込みを抑制できるようになる。すると、図５に実線で示すように、軸部１５１の周辺の領域におけるオイルの量が多くなる。すなわち、当該領域におけるオイルの気泡率が低くなる。
【００１７】
ここで、図５には、カバー部材２０が設けられていない比較例におけるオイル量の推移が破線で図示されている。比較例では、バランスシャフト１５が回転し始めると、軸部１５１によって掻き上げられたオイルが油面１００に落下する際に、オイルパン１４内の空気がオイル中に入り込む。その結果、図５に破線で示すように、軸部１５１の周辺の領域におけるオイルの量が徐々に低下する、すなわちオイルの気泡率が徐々に高くなる。その後もバランスシャフト１５の回転が継続されると、軸部１５１によって掻き上げられたオイルの油面１００への落下が継続される。つまり、軸部１５１の回転に伴うオイル中への空気の入り込みが継続する。その結果、軸部１５１の周辺の領域におけるオイルの量が一定量で保持され、すなわちオイルの気泡率が一定の率で保持されるようになる。
【００１８】
軸部１５１の周辺の領域におけるオイルの量が安定した状態になった場合のオイル量を安定オイル量とし、バランスシャフト１５の回転開始時におけるオイル量を初期オイル量というものとする。本実施形態における初期オイル量Ｒｆ１と安定オイル量Ｒｓ１との乖離ΔＲ１は、比較例の場合における初期オイル量Ｒｆ２と安定オイル量Ｒｓ２との乖離ΔＲ２が小さくなる。すなわち、バランスシャフト１５の回転に起因するオイルの気泡率の増加量が小さい。
【００１９】
したがって、バランスシャフト１５の軸部１５１を収容するカバー部材２０を設けることにより、オイルパン１４内に貯留されているオイルにおける気泡率の上昇を抑制することができる。
【００２０】
本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・内燃機関として、バランスシャフト１５の軸部１５１の中心軸１５１ａよりも上方にバッフルプレートが配置されている機関がある。こうした内燃機関１０にあっては、例えば図６に示すように、バッフルプレート２５に一対のサイド部２２Ａを設け、カバー部材２０Ａとして機能させるようにしてもよい。すなわち、このカバー部材２０Ａは、バッフルプレート２５のうちの横方向Ｘにおける一方側の部分にサイド部２２Ａを取り付け、バッフルプレート２５のうちの横方向Ｘにおける他方側の部分にサイド部２２Ａを取り付けた構成となっている。この場合であっても、カバー部材２０Ａのうち軸部１５１よりも下方には、カバー部材２０Ａの内部と外部とを連通する開口２３Ａが設けられている。
【００２１】
・カバー部材は、バランスシャフト１５の軸部１５１を収容するとともに、軸部１５１よりも下方に配置される開口を有しているのであれば、任意の形状であってもよい。例えば、カバー部材として、例えば図７に示すような断面円弧状をなすカバー部材２０Ｂを採用してもよい。図７に示すカバー部材２０Ｂは、規定方向Ｚと直交する方向に切断した場合における断面形状が円弧状をなしている。この場合、カバー部材２０Ｂの周方向における両端によって、開口２３Ｂが形成されることとなる。
【００２２】
・カバー部材２０を支持する構造は、上記実施形態で説明した構造とは異なる構造であってもよい。例えば、カバー部材２０をオイルパン１４に支持させるようにしてもよい。この場合、カバー部材２０は、オイルパン１４に固定されている支持部材を介してオイルパン１４に支持されることとなる。
【符号の説明】
【００２３】
１０…内燃機関、１１…クランクシャフト、１４…オイルパン、１５…バランスシャフト、１５１…軸部、２０，２０Ａ，２０Ｂ…カバー部材、２３，２３Ａ，２３Ｂ…開口。
【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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【図７】
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