JP2017122420A - 内燃機関のクランク室内圧低減機構 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】クランクケース11に回転可能に支持されるクランクシャフト12と、クランクシャフト12から回転力が伝達される回転軸(バランサシャフト16)と、回転軸に設けられ、回転軸と一体で回転する吸引機構(プライマリドライブギア31)と、クランク室20から排出物が排出される第1の排出通路(排出通路、合流通路、排出ホース66)と、第1の排出通路に連通されると共に回転軸の内部に設けられた第2の排出通路(排出通路67)と、を有し、吸引機構は、第2の排出通路に連通されると共に、回転軸の半径方向の外側に向かって延び、外部の空間に連通する第3の排出通路(孔70)を有する。
【選択図】図4
Description
図1は、本実施形態に係るクランク室内圧低減機構を有する自動二輪車の左側面図である。先ず、図1を用いて自動二輪車100の全体構成について説明する。なお、以下の説明において図1を含めた各図では、必要に応じて車両の前側を矢印Frにより、車両の後側を矢印Rrによりそれぞれ示し、また、車両の右側を矢印Rにより、車両の左側を矢印Lにより示す。
図2は、本実施形態におけるエンジン10の全体構成を示す側面図である。本実施形態のエンジン10は、並列多気筒エンジン、具体的には4サイクル並列4気筒エンジンを用いている。エンジン10は、複数のエンジンマウントを介して車体フレーム101に一体的に結合され、それ自体で車体フレーム101の剛性部材として作用する。
エンジン10は、クランクシャフト12を収容して回転可能に支持するクランクケース11と、ピストンを上下動可能に収容するシリンダ13と、動弁装置を収容するシリンダヘッド14と、シリンダヘッド14に蓋着するシリンダヘッドカバー15とが連接して構成されている。本実施形態のエンジン10は、シリンダ13のシリンダ軸線がクランクシャフト12から前斜め上側に向かうように傾斜している。また、本実施形態のエンジン10は、シリンダヘッド14に収容された動弁装置が、クランクシャフト12から図示しないギアトレインを介して駆動される。
クランクシャフト12の回転は、バランサシャフト16、カウンタシャフト17、ドライブシャフト18の順に伝達された後、ドライブシャフト18の端部に軸着されたドライブスプロケット19からチェーン112に伝達される。なお、各シャフト間はギアを介して伝達されることで、動力伝達方向における上流のシャフトと下流のシャフトとでは回転方向は逆方向になる。
図3は、クランクケース11の一部を切断した断面図である。
クランクケース11は、クランクシャフト12の軸線Cとバランサシャフト16の軸線とを繋ぐ割り面Pを隔てて、アッパケース11Aとロアケース11Bとの2つ割りで構成されている。クランクケース11には、後述するクランクシャフト支持部により仕切られることでクランク室20が形成される。
ここで、クランク室20の具体的な構成について図4を参照して説明する。図4は、図3に示すロアケース11Bを割り面Pと直交する矢印方向、すなわち図3に示すI−I線を矢印方向から見た図である。
クランクケース11には、車幅方向(左右方向)に沿って左側から順に、第1気筒に対応する第1クランク室20a、第2気筒に対応する第2クランク室20b、第3気筒に対応する第3クランク室20c、第4気筒に対応する第4クランク室20dが形成されている。第1クランク室20a〜第4クランク室20dは、それぞれが独立して密閉して構成されている。
第1クランク室20a〜第4クランク室20dは、クランクシャフト支持部21、第1クランク室20aの側壁22および第4クランク室20dの側壁22により回転自在に支持されたクランクシャフト12を収容している。図3に示すように、クランクシャフト12は、クランクピン23を介してコネクティングロッド24が連結される。各コネクティングロッド24の先端にはピストン25が揺動自在に取り付けられ、ピストン25はシリンダ13内を上下に往復運動する。また、第1クランク室20a〜第4クランク室20dの内壁面は、クランクシャフト12の軸線Cと略同心の平滑な円筒形状に形成される。したがって、ピストン25の往復運動によって回転するコネクティングロッド24やクランクウェブなどの回転物と、クランク室20の内壁面との間隔を一定にすることができ、回転物と内壁面とのポンピングロスを低減することができる。
ミッション室32には、カウンタシャフト17とドライブシャフト18とがクランクシャフト12と平行に回転自在に軸支されている。
乗員によるシフト操作に応じてシフトカム39が回動すると、シフトカム39のカム溝の形状に応じてシフトフォーク41がシフトフォークシャフト42の軸線方向に沿って移動する。したがって、変速ギア38の一部が軸線方向に移動して、カウンタシャフト17からドライブシャフト18に回転を伝達する変速ギア37、38の組み合わせが変更される。
また、クランクケース11およびオイルパン45の前側であってクランクケース11およびオイルパン45から離れた位置には、複数のステーを介してオイルクーラ46が支持される。オイルクーラ46の上部にはインレットホース47の一端が結合され、下部にはアウトレットホース48の一端が結合される。インレットホース47の他端は、クランクケース11のロアケース11Bの前面に結合され、クランクケース11内でオイルポンプと接続される。また、アウトレットホース48の他端は、クランクケース11のロアケース11Bおよびオイルパン45の前側を経由して、ロアケース11Bの前面と右側面とで形成される略角部に結合され、ロアケース11Bの右側面に着脱自在に装着されたオイルフィルタ49内に接続される。
また、開口部61から前斜め下側に向かって傾斜して排出通路62が形成される。排出通路62は、第1クランク室20a〜第4クランク室20dからエンジンオイルおよびブローバイガス(以下、排出物ともいう)が開口部61から排出される通路である。排出通路62は、ロアケース11Bに一体で形成される。ここで、排出通路62は、クランク室20の円筒形状の接線方向に延出している。クランク室20内ではクランクウェブ26などによって掻き回されることでエンジンオイルはクランクシャフト12の回転方向(図7に示す矢印方向)と同じ方向に運動する。したがって、開口部61から排出通路62を上述したように延出させることでエンジンオイルが運動エネルギーを保ったまま排出通路62に進入することができる。
なお、合流通路63は、排出通路62の通路断面積よりも通路断面積を拡大させている。したがって、排出物が排出されるときに圧力損失が生じる合流通路63において通路断面積を拡大させることで圧力損失を低減でき、排出物の吸入の効率を向上させることができる。
ここで、上述した排出通路62、合流通路63、および、排出ホース66は、第1の排出通路の一例に対応する。
また、バランサシャフト16の軸方向のうち一端側、具体的にはクランクドリブンギア28の端面側には開口部68が形成されている。すなわち、排出通路67は、軸方向の一端側が開口部68によって開口されている。この開口部68には、ベアリング69が取り付けられている。開口部68には、上述した排出ホース66がベアリング69を介して接続される。したがって、排出ホース66と排出通路67とは、互いに連通する。
一方、バランサシャフト16の軸方向のうち他端側、具体的にはプライマリドライブギア31には排出通路67から半径方向の外側に放射状に延びる細い孔70が形成されている。ここで、孔70は、第2の排出通路に連通される第3の排出通路の一例に対応する。孔70は、プライマリドライブギア31の隣接する歯の間で開口している。すなわち、孔70は、プライマリドライブギア31の各歯の強度が低下しないように、歯先ではなく歯底で開口している。このような孔70が形成されたプライマリドライブギア31は、吸引機構の一例に対応する。なお、プライマリドライブギア31の端面側は、クランクドリブンギア28のように開口しておらず閉塞されている。
具体的には、クランクシャフト12が回転することで、クランクシャフト12に軸着されたクランクドライブギア27がクランクドリブンギア28を介してバランサシャフト16を回転させる。バランサシャフト16の回転に応じてプライマリドライブギア31が回転することで、プライマリドライブギア31の孔70内の気体が遠心力によってプライマリドライブギア31の外部、すなわちミッション室32に排出される。したがって、プライマリドライブギア31の孔70に連通する、バランサシャフト16内の排出通路67が負圧になるために、排出通路67に連通する、排出ホース66、合流通路63、排出通路62および、各クランク室20が負圧になる。したがって、各クランク室20内の排出物は強制的に吸引され、排出通路62、合流通路63、排出ホース66、排出通路67、および、孔70を経由してミッション室32に排出される。このとき、第1クランク室20a〜第4クランク室20dは、上述した排出する経路を除いて、独立して密閉されているために排出物を効率よく排出することができる。したがって、第1クランク室20a〜第4クランク室20d内でエンジンオイルおよびブローバイガスが残留せず、第1クランク室20a〜第4クランク室20d内でクランクシャフト12が抵抗なく回転でき、ポンピングロスを低減することができる。
また、回転軸であるバランサシャフト16の内部に排出物を排出するための第2の通路としての排出通路67を設けることで、クランクケース11に第2の排出通路を設ける必要がなく、クランクケース11の構造を簡素化でき、生産性を向上させることができる。
また、バランサシャフト16はクランクシャフト12と同じ速度で高速回転することから、バランサシャフト16に吸引機構を設けることで、他の回転軸に吸引機構を設ける場合に比べて効果的にクランク室20内の排出物を排出することができる。
上述した実施形態では、吸引機構を設ける回転軸が、クランクシャフト12から直接、回転力が伝達されるバランサシャフト16である場合について説明したが、この場合に限られない。すなわち、吸引機構を設ける回転軸は、クランクシャフト12から直接または間接的に回転力が伝達されるカウンタシャフト17やドライブシャフト18であってもよい。この場合には、カウンタシャフト17あるいはドライブシャフト18に設ける孔70は、クランク室20とは異なる空間に連通させる。
上述した実施形態では、クランク室20内の排出物を、クランク室20と一体で形成されたミッション室32に排出する場合について説明したが、この場合に限られず、クランク室20とは別体で形成されたミッション室32に排出してもよい。
上述した実施形態では、クランク室20内の排出物をミッション室32に排出する場合について説明したが、この場合に限られず、クランク室20およびミッション室32とは異なる空間に排出する構造であってもよい。
上述した実施形態では、エンジン10が並列4気筒エンジンである場合について説明したが、この場合に限られず、異なる配列(例えば、V型エンジン)および異なる気筒数(例えば、単気筒、4気筒以外)のエンジンであってもよい。このとき、例えば単気筒の場合には、合流通路63を形成する必要がなく、排出通路62から排出ホース66に直接、連通させることができる。
上述した実施形態では、エンジン10を自動二輪車に適用する場合について説明したが、この場合に限られず、類似構造を有する車両にも適用することができる。
Claims (3)
- クランクケースのクランク室内の排出物を強制的に吸引して排出する内燃機関のクランク室内圧低減機構であって、
前記クランクケースに回転可能に支持されるクランクシャフトと、
前記クランクシャフトから直接または間接的に回転力が伝達される回転軸と、
前記回転軸に設けられ、前記回転軸と一体で回転する吸引機構と、
前記クランク室から排出物が排出される第1の排出通路と、
前記第1の排出通路に連通されると共に前記回転軸の内部に設けられた第2の排出通路と、を有し、
前記吸引機構は、
前記第2の排出通路に連通されると共に、前記回転軸の半径方向の外側に向かって延び、外部の空間に連通する第3の排出通路を有することを特徴とする内燃機関のクランク室内圧低減機構。 - 前記吸引機構は、前記回転軸が備える駆動伝達部品に設けられることを特徴とする請求項1に記載の内燃機関のクランク室内圧低減機構。
- 前記回転軸は、前記クランクシャフトから直接、回転力が伝達されるバランサシャフトであることを特徴とする請求項1または2に記載の内燃機関のクランク室内圧低減機構。
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