JP4859914B2 - バランスシャフトモジュール - Google Patents
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Description
発明のさらなる展開によると、バランスシャフトの各回転数において、遠心分離器のガス搬送作用に反して、搬送装置のガス搬送作用により内燃機関のクランク室のガス圧力よりも低いガス圧力がバランスシャフト内に発生する。搬送装置はバランスシャフト内に低圧力を発生させることに配慮される。遠心分離器はブローバイガスから粒子を分離するのみならず、搬送スクリューである場合は、特に遠心分離器の粒子搬送作用に基づき、搬送装置のガス搬送作用とは逆方向のガス搬送作用も働く。したがって、バランスシャフト内を所望の低圧力にするため搬送装置のガス搬送作用を遠心分離器のガス搬送作用より大きくし、それによってクランク室内のブローバイガスが常にバランスシャフト内に流れ込むような配置にする必要がある。ガス搬送に必要なこの低圧力作用はバランスシャフトの各回転数によって、または内燃機関の各回転数に応じて保証されなければならない。内燃機関がより高い回転数を示すときはブローバイガスの量が増加するので、クランク室内のブローバイガスの圧力は上昇する。それに応じてクランク室内圧力とバランスシャフト内圧力とに圧力差を発生させるため、バランスシャフト内の搬送作用を高める必要がある。
浄化ブローバイガス流出開口はバランスシャフトに設けられ、特に中空シャフトあるいはバランスシャフト管として形成されたバランスシャフト要素の端部に設けられる。
図1および2は自動車等の内燃機関用のバランスシャフトモジュール1を示す。バランスシャフトモジュール1はバランスシャフト2と、回転するバランスシャフト2のそばに静止するカートリッジ3とから構成される。バランスシャフト2は軸受4,5および6によりカートリッジ3に回転可能に軸支される。バランスシャフト2は中空シャフト9を形成するバランスシャフト管8の形のバランスシャフト要素7で構成される。バランスシャフト2の回転軸10から偏芯したバランスシャフト2の内部11にバランスウエイト12が配置される。バランスシャフト2は、カートリッジ3から突出する中空シャフト支持部14に配置されバランスシャフト2に固定結合された駆動歯車13によって回転駆動される。バランスシャフト管8は円筒部15を有し、この円筒部15は円錐拡張部16に移行する。円筒部15の反対側となる円錐拡張部16の端部の直径に相当する寸法の円筒部17が接続し、この円筒部17が円錐縮小部18に移行する。円筒部19がこれに続く。円筒部19は円筒部15と同一の直径で形成される。円筒部19は円錐縮小部20に接続し、この円錐縮小部20は別の円筒部に続き、直径がわずかに小さい円筒部22に移行し、さらに直径がわずかに小さい円筒部23に接続し、これが中空シャフト支持部14を形成する。カートリッジ3は管状に形成され円筒部24を有し、一端は直径のより小さい円筒部25に移行し、他端領域26は軸方向に軸受6で終わる。組み立てのため端面27の領域に組立金具28が設けられるが、この組立金具28は取り付け要素用の取り付け開口29、例えばネジが備わる。
2 バランスシャフト
3 カートリッジ
4 軸受
5 軸受
6 軸受
7 バランスシャフト要素
8 バランスシャフト管
9 中空シャフト
10 回転軸
11 内部
12 バランスウエイト
13 駆動歯車
14 中空シャフト支持部
15 円筒部
16 円錐部
17 円筒部
18 円錐部
19 円筒部
20 円錐部
21 円筒部
22 円筒部
23 円筒部
24 円筒部
25 円筒部
26 端部領域
27 端面
28 組立金具
29 取り付け開口
30 遮蔽要素
31 軸方向遮蔽板
32 生のブローバイガス流入開口
33 生のブローバイガス流入開口
34 浄化ブローバイガス流出開口
35 搬送装置
36 翼車
37 搬送装置ハウジング
38 遠心分離器
39 油遠心分離器
40 遠心分離器要素
41 搬送スクリュー
42 搬送スクリュー部分
43 搬送スクリュー部分
44 螺旋
45 開始部
46 開始部
47 終端
48 終端
49 間隔保持具
50 流路
51 遠心分離器パッキングリング
51’ ガス開口
52 隙間
53 ガス吸入開口
54 ガス吐出開口
55 潤滑剤溝
56 クランク室
57 側方流路付きポンプ
58 粒子流出開口
59 粒子流出開口
Claims (21)
- バランスシャフト(2)と、少なくともバランスシャフト(2)を内部に収納し軸受(4,5,6)を使用してバランスシャフト(2)を保持するカートリッジ(3)とを備えた自動車などの内燃機関のバランスシャフトモジュール(1)であって、
カートリッジ(3)はバランスシャフト(2)の遠心分離器(38)に接続された少なくとも1つの生のブローバイガス流入開口(32,33)と、カートリッジ(3)内でブローバイガスの搬送を行う搬送装置(35)としての側方流路付きポンプ(57)とを備え、
バランスシャフト(2)は、側方流路付きポンプ(57)の下流に少なくとも1つの浄化ブローバイガス流出開口(34)を備え、
バランスシャフト(2)の外面に、側方流路付きポンプ(57)の翼車(36)が配置されたバランスシャフトモジュール(1)。 - 遠心分離器(38)は油遠心分離器(39)であることを特徴とする請求項1に記載のバランスシャフトモジュール。
- 遠心分離器(38)は生のブローバイガスから粒子を分離するためバランスシャフト(2)のバランスシャフト要素(7)上に配置された少なくとも1つの遠心分離器要素(40)を備えたことを特徴とする請求項1または2のいずれかに記載のバランスシャフトモジュール。
- 遠心分離器要素(40)は搬送スクリュー(41)であることを特徴とする請求項3に記載のバランスシャフトモジュール。
- バランスシャフト要素(7)は中空シャフト(9)またはバランスシャフト管(8)であることを特徴とする請求項3または4のいずれかに記載のバランスシャフトモジュール。
- 搬送スクリュー(41)の端部(47,48)は生のブローバイガス流入開口(32,33)の位置にあることを特徴とする請求項4または5のいずれかに記載のバランスシャフトモジュール。
- バランスシャフト(2)の各回転数において、遠心分離器(38)のガス搬送作用に反して、側方流路付きポンプ(57)のガス搬送作用により内燃機関のクランク室(56)のガス圧力よりも低いガス圧力がバランスシャフト(2)の内部に生じることを特徴とする請求項1ないし6のいずれか1項に記載のバランスシャフトモジュール。
- 生のブローバイガス流入開口(32,33)は半径方向開口であることを特徴とする請求項1ないし7のいずれか1項に記載のバランスシャフトモジュール。
- 浄化ブローバイガス流出開口(34)は軸方向開口であることを特徴とする請求項1ないし8のいずれか1項に記載のバランスシャフトモジュール。
- 搬送スクリュー(41)は逆向きの2つの搬送スクリュー部分(42,43)を有し、各搬送スクリュー部分(42,43)のそれぞれの一端(45,46)は生のブローバイガス流入開口(32,33)の間の位置にあり、各搬送スクリュー部分(42,43)のそれぞれの他端(47,48)は生のブローバイガス流入開口(32,33)の位置にあることを特徴とする請求項4ないし9のいずれか1項に記載のバランスシャフトモジュール。
- 生のブローバイガス流入開口(32,33)を通って流入した生のガスは、搬送スクリュー(41)とバランスシャフト要素(7)の間に形成された流路(50)に沿って、少なくとも一部が搬送スクリュー部分(42,43)の一端(45,46)まで流れることを特徴とし、
さらに一端(45,46)の位置のバランスシャフト要素(7)に、バランスシャフト要素(7)の内部(11)に生のガスを導く少なくとも1つのガス開口(51’)を設けたことを特徴とする請求項10に記載のバランスシャフトモジュール。 - 流路(50)の領域には少なくとも1つの搬送スクリュー(41)をバランスシャフト要素(7)上に支持する間隔保持具(49)が備わったことを特徴とする請求項11に記載のバランスシャフトモジュール。
- 側方流路付きポンプ(57)はカートリッジ(3)に付設された搬送装置ハウジング(37)を備えたことを特徴とする請求項1ないし12のいずれか1項に記載のバランスシャフトモジュール。
- 側方流路付きポンプ(57)の搬送装置ハウジング(37)の入口側は、バランスシャフト要素(7)を半径方向に貫通する少なくとも1つのガス吸入開口(53)を介して、バランスシャフト要素(7)の内部に接続されたことを特徴とする請求項13に記載のバランスシャフトモジュール。
- 側方流路付きポンプ(57)の搬送装置ハウジング(37)の出口側は、バランスシャフト要素(7)を半径方向に貫通する少なくとも1つのガス吐出開口(54)を介して、バランスシャフト要素(7)の内部に接続されたことを特徴とする請求項13または14のいずれかに記載のバランスシャフトモジュール。
- バランスシャフト(2)の内部(11)はガス吸入開口(53)とガス吐出開口(54)との間に軸方向遮蔽板(31)を備えたことを特徴とする請求項15に記載のバランスシャフトモジュール。
- バランスシャフト(2)の軸受(4,5,6)は、該軸受(4,5,6)から流出する軸受潤滑剤が少なくとも一つの生のブローバイガス流入開口(32,33)に達するように配置されたことを特徴とする請求項1ないし16のいずれか1項に記載のバランスシャフトモジュール。
- 生のブローバイガス流入開口(32,33)に導く少なくとも1つの軸受潤滑剤溝(55)がカートリッジ(3)に付設されたことを特徴とする請求項1ないし17のいずれか1項に記載のバランスシャフトモジュール。
- 軸受潤滑剤溝(55)は軸受(4、5,6)を軸方向に貫通することを特徴とする請求項18に記載のバランスシャフトモジュール。
- 生のブローバイガス流入開口(32,33)は分離される粒子用の粒子流出開口(58,59)であることを特徴とする請求項1ないし19のいずれか1項に記載のバランスシャフトモジュール。
- 浄化ブローバイガス流出開口(34)は内燃機関の吸気管および/または過給器に接続されることを特徴とする請求項1ないし20のいずれか1項に記載のバランスシャフトモジュール。
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