JP2003106127A - エンジンのシリンダブロック構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 バランサ装置とオイルドレン通路とが干渉し
合う場合でも、オイルの飛散を防止し、且つバランサ装
置をシリンダブロックに安定に取り付けることを課題と
する。 【解決手段】クランクシャフト１１と同期して回転駆動
するバランサシャフト２１Ｌをオイルパン１６内に備え
るエンジンのシリンダブロック１０の構造において、バ
ランサシャフト２１Ｌを収容するハウジング２２をクラ
ンクシャフト１１及びそのベアリングキャップ１４を跨
いでシリンダブロック１０の下面１０ａに取り付け、該
ハウジング２２の脚部２３の外壁で、シリンダブロック
１０の下面１０ａを越えて下方に延び、オイルパン１６
内に開口するオイルドレン通路３０の内壁を提供する。
オイルドレン通路３０の内壁を除去して、該通路３０と
バランサハウジング２２との干渉を避けながら、オイル
の無駄な飛散が防止できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、エンジンのシリン
ダブロック構造に関し、エンジン下部構造の改良の技術
分野に属する。

【０００２】

【従来の技術】自動車用等のエンジンにおいて、振動・
騒音の発生を抑制するためにバランサ装置が備えられる
ことがある。バランサ装置は、一般に、シリンダブロッ
クに軸支されたクランクシャフトに平行に配置されたバ
ランサシャフトを有する。バランサシャフトはクランク
シャフトにギヤ装置等で連結され、クランクシャフトと
同期して回転駆動される。バランサシャフトの軸心から
オフセットして設けられたウエイト部が回転することに
よりモーメントが生成し、該モーメントが各気筒の爆発
により発生するエンジン全体の振動を抑制し騒音を低減
する。

【０００３】本出願人がすでに提案したように（特願２
０００−８１３６２号）、上記バランサシャフトをクラ
ンクシャフトの下方でオイルパン内に位置させて備える
ことがある。バランサシャフトはハウジング内に回転可
能に収容され、該ハウジングがシリンダブロックの下面
にボルト等で取り付けられる。バランサシャフトをクラ
ンクシャフトに対して左右均衡に配置する関係上、上記
ハウジングはクランクシャフト及び該クランクシャフト
の軸受部、より具体的にはベアリングキャップ等を跨い
で配置される。その結果、バランサハウジングをシリン
ダブロックに取り付けるタレットと称される脚部がシリ
ンダブロックの側壁に近接する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、シリンダブ
ロックの側壁にオイルドレン通路が形成されることがあ
る。該通路は、一般に、シリンダブロックの内側に膨出
し、上記バランサハウジングの取り付け面であるシリン
ダブロックの下面を越えて下方に延び、そしてオイルパ
ン内に開口してオイルを排出する。よって、このオイル
ドレン通路とバランサハウジングとがシリンダ列方向と
直交する方向に重なり合って配置される場合は、それら
同士の干渉の問題が起こる。

【０００５】その場合、オイルドレン通路の壁を除去す
ると、オイルが無駄に飛散し、オイルパンへのオイルの
戻り量が減って好ましくない。一方、バランサハウジン
グの幅を狭くすることも困難である。ハウジング内に収
容したバランサシャフトやウエイト部、あるいはバラン
サシャフトとクランクシャフトとの間のギヤ装置等の大
きさが予め定められているからである。また、タレット
の位置を内側に寄せることも、バランサ装置のシリンダ
ブロックへの取り付け面積が不足して安定な取り付けが
図れなくなり好ましくない。

【０００６】本発明は、このような不具合に対処するも
ので、バランサハウジングとオイルドレン通路とが相互
に干渉し合う場合でも、オイルの飛散を防止し、且つバ
ランサ装置をシリンダブロックの下面に安定に取り付け
ることを課題とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】すなわち、本願の請求項
１に記載の発明は、クランクシャフトと同期して回転駆
動されるバランサシャフトをオイルパン内に備えるエン
ジンのシリンダブロック構造であって、上記バランサシ
ャフトを収容するハウジングを上記クランクシャフト及
び該クランクシャフトの軸受部を跨いでシリンダブロッ
クの下面に取り付け、該ハウジングに、シリンダブロッ
クの下面を越えて下方に延び、オイルパン内に開口する
オイルドレン通路の一部を構成する部分を設けたことを
特徴とする。

【０００８】この発明によれば、バランサシャフトを収
容するハウジングをシリンダブロックの下面に取り付け
るに際し、該ハウジングに、シリンダブロックの下面を
越えてオイルパン内に至るオイルドレン通路の一部を構
成させたから、オイルドレン通路の壁を除去して、該オ
イルドレン通路とバランサハウジングとの干渉を避けな
がらも、該バランサハウジングでオイルドレン通路の本
来通りの形態を確保することができて、オイルの無駄な
飛散を防止することが可能となる。また、バランサハウ
ジングは、オイルドレン通路と干渉しないから、こちら
も本来通り、タレットを例えばシリンダブロックの側壁
等に近接して位置させることができ、バランサ装置をシ
リンダブロックの下面に安定に取り付けることが可能と
なる。

【０００９】このように、バランサハウジングをシリン
ダブロックの従来構造の一部として有効利用することに
より、該バランサハウジングとオイルドレン通路との干
渉の問題が起こる場合でも、従来のオイルドレン通路の
一部を切り欠いたり除去するだけで済み、シリンダブロ
ックの設計変更を最小限に抑えることができる。

【００１０】次に、請求項２に記載の発明は、上記請求
項１に記載の発明において、シリンダブロックのシリン
ダ列方向に延びる側壁と、該側壁からシリンダブロック
の内側に突出するリブと、該リブの先端に近接するハウ
ジングの外壁とで囲まれる空間をオイルドレン通路とし
たことを特徴とする。

【００１１】この発明によれば、バランサハウジングに
オイルドレン通路の一部を構成させる一具体例が示され
る。この場合、オイルドレン通路はシリンダブロックの
シリンダ列方向に延びる側壁に形成される。該側壁から
内側にリブを突設し、該リブの先端にバランサハウジン
グの外壁が近接することにより、シリンダブロックの側
壁と、リブと、ハウジングの外壁とで囲まれる空間が形
成される。その空間をオイルドレン通路とすれば、バラ
ンサハウジングがオイルドレン通路の一部を構成するこ
とになる。

【００１２】次に、請求項３に記載の発明は、上記請求
項２に記載の発明において、リブは、シリンダブロック
の鋳造時の型割用リブであることを特徴とする。

【００１３】この発明によれば、シリンダブロックの鋳
造時に用いる複数の型の合わせ部で発生するバリを上記
のオイルドレン通路形成用のリブにしてしまうから、バ
リの数を低減でき、且つ上記リブを合理的に無駄なく形
成することができる。この場合、上記型同士の合わせ部
としては、例えば、オイルドレン通路形成用の中子と、
シリンダブロックの内側形成用のコアとの合わせ部等が
挙げられる。

【００１４】次に、請求項４に記載の発明は、上記請求
項１から３のいずれかに記載の発明において、ブローバ
イガスをブローバイガス還元装置に導入するための導入
孔を、バランサシャフトの上方を避けてシリンダブロッ
クの下面に開口させたことを特徴とする。

【００１５】この発明によれば、オイルパン内のオイル
がブローバイガス導入孔からブローバイガス還元装置
（ＰＣＶ：positive crankcase ventilation）に導入さ
れることが抑制される。つまり、このエンジンでは、バ
ランサシャフトをオイルパン内に備えたから、バランサ
シャフトのウエイト部が回転したり、あるいはそれによ
りモーメントが生成したりすることにより、オイルパン
内の油面変動が激しくなる。よって、そのようなバラン
サシャフトの上方にＰＣＶやセパレータに通じるブロー
バイガス導入孔を開口させた場合には、該導入孔を通っ
てオイルパン内のオイルがＰＣＶやセパレータに向う量
（オイル上り量）が多くなり、該オイルが燃焼室に供給
されてしまう可能性が大きくなる。そこで、この発明で
は、上記導入孔をバランサシャフトの上方を避けて配置
したのである。これにより、結果的にオイルの燃焼を可
及的に抑制することができる。以下、発明の実施の形態
を通して本発明をさらに詳しく説明する。

【００１６】

【発明の実施の形態】図１は、本実施の形態に係るエン
ジン１の下部構造を示す底面図である。ただし、シリン
ダブロック１０の下面にはバランサ装置２０のみが取り
付けられている。本来は、バランサ装置２０の上方にク
ランクシャフト１１が配設される。また、シリンダブロ
ック１０のフライホイール２側の側面縦壁部１２ａと、
反フライホイール２側の側面縦壁部１２ｂと、各気筒間
縦壁部１３…１３とに、図２に示すように、ベアリング
キャップ１４…１４がボルト１５…１５で締結されて複
数（この例では５つ）の軸受部が構成される。そして、
クランクシャフト１１は該軸受部で回転可能に支持され
る。また、同じく図２に示すように、シリンダブロック
１０の下端部１０ｂにはオイルパン１６が取り付けられ
る。このエンジン１は、直列４気筒ガソリンエンジンで
あって、シリンダブロック１０は例えばアルミニウム合
金製である。

【００１７】図３は、バランサ装置２０の単体図であ
る。ただし、シリンダブロック１０に取り付けた際にお
いてその上方から見た状態を示す（平面図）。よって、
図１に主に表れている面（下面）２２Ｌと反対の面（上
面）２２Ｕが表れている。図４は、図３のイ−イ線に沿
う縦断面図、図５は、ウ−ウ線に沿う縦断面図である。
よって、図４には、フライホイール２側からエンジン１
を見たときの左側のバランサシャフト２１Ｌが表れ、図
５には、右側のバランサシャフト２１Ｒが表れている。
このバランサ装置２０は、これらのバランサシャフト２
１Ｌ，２１Ｒを回転可能に収容するハウジング２２を有
し、該ハウジング２２から複数（この例では４つ）の脚
部（タレット）２３…２３が延びている。

【００１８】バランサハウジング２２は、上側部材２２
Ｕと下側部材２２Ｌとが複数のボルト２４…２４で締結
されて構成されている。各バランサシャフト２１Ｌ，２
１Ｒは、クランクシャフト１１と平行に延び、且つその
軸心Ｌ，Ｒは、クランクシャフト１１の軸心Ｙを通る垂
直面に対して同一水平面内で左右対称に配置されてい
る。バランサシャフト２１Ｌ，２１Ｒは、重心が軸心
Ｌ，Ｒからオフセットしたウエイト部２１ａ，２１ａを
有し、該ウエイト部２１ａ，２１ａを挟んでハウジング
２２の軸受部で支持されている。両ウエイト部２１ａ，
２１ａは、バランサシャフト２１Ｌ，２１Ｒの回転中、
常に互いに同じ高さに位置する。

【００１９】バランサシャフト２１Ｌ，２１Ｒの一端部
（この例ではフライホイール２側の端部）に連動ギヤ２
１ｂ，２１ｂが設けられ、互いに噛み合っている。ま
た、一方のバランサシャフト（この例では左側のバラン
サシャフト２１Ｌ）に従動ギヤ２１ｃが設けられ、クラ
ンクシャフト１１の駆動ギヤ１１ａと噛み合っている。
これにより、バランサシャフト２１Ｌ，２１Ｒはクラン
クシャフト１１と同期して回転駆動する。

【００２０】タレット２３…２３は、ハウジング２２の
上側部材２２Ｕから前後左右の４隅の部位において上方
に延びている。図２に示すように、各タレット２３がそ
れぞれ下方からボルト２５でシリンダブロック１０の下
面１０ａに締結されることにより、バランサハウジング
２２がクランクシャフト１１及び該クランクシャフト１
１の軸受部、より詳しくはベアリングキャップ１４を跨
ぐようにしてシリンダブロック１０の下面１０ａに取り
付けられている。このときハウジング２２はシリンダブ
ロック１０の下端部１０ｂより下方に突出し、バランサ
シャフト２１Ｌ，２１Ｒはオイルパン１６内に位置す
る。また、タレット２３…２３は、シリンダブロック１
０の左右の側壁に近接して位置する（図１参照：なお、
図２には、シリンダブロック１０の左の側壁に符号１０
ｄを付してある）。

【００２１】図４、図５に示すように、各タレット２３
…２３の上端面からチューブラピン２６…２６が上方に
突出している。チューブラピン２６…２６はタレット２
３…２３に圧入されている。また、左前側のタレット２
３の前部２７にもチューブラピン２６が圧入されてい
る。シリンダブロック１０の下面１０ａに各チューブラ
ピン２６…２６と嵌合する複数の取付孔１０ｃ…１０ｃ
が設けられている。各取付孔１０ｃ…１０ｃは、図２に
示すように、クランクシャフト１１の軸受部の近傍に配
置されている。つまり、気筒間縦壁部１３及びベアリン
グキャップ１４のすぐ側方に位置している。ハウジング
取付用ボルト２５…２５はこれらのチューブラピン２６
…２６（左前部２７のチューブラピン２６を除く）を挿
通している。各チューブラピン２６…２６が対応する取
付孔１０ｃ…１０ｃに嵌合し、その状態でボルト２５…
２５が取付孔１０ｃ…１０ｃと連続するシリンダブロッ
ク１０のネジ孔に締め込まれている。

【００２２】図２に示すように、シリンダブロック１０
の左側壁１０ｄにオイルドレン通路３０が形成されてい
る。この通路３０は、バランサハウジング２２の取り付
け面であるシリンダブロック１０の下面１０ａを越えて
下方に延び、シリンダブロック１０の内側に膨出し（よ
り詳しくは、シリンダブロック１０の下部のスカート部
における左側壁１０ｄから内側に膨出し）、そしてオイ
ルパン１６内に開口してオイルを矢印に示すように排出
する。

【００２３】図１に示すように、このオイルドレン通路
３０は、クランクシャフト１１の複数の軸受部のうち、
最もフライホール２側にある気筒間軸受部のすぐ左側方
にある。また、バランサハウジング２２の複数のタレッ
ト２３…２３のうち、左前側のタレット２３及びその前
にある左前部２７も、同様に、クランクシャフト１１の
複数の軸受部のうち、最もフライホール２側にある気筒
間軸受部のすぐ左側方にある。つまり、オイルドレン通
路３０とバランサハウジング２２（より具体的には、ハ
ウジング２２のタレット等２３，２７）とが、シリンダ
列方向と直交する方向に重なり合って配置されている。

【００２４】図２に示すように、オイルドレン通路３０
は、シリンダブロック１０の下部のスカート部における
左側壁１０ｄと、該側壁１０ｄからシリンダブロック１
０の内側に突出する２つのリブ３１，３１（図１参照）
と、該リブ３１，３１の先端に近接して位置するハウジ
ング２２の外壁（より具体的には、ハウジング２２の左
前側のタレット２３の外壁）とで囲まれて形成された空
間である。すなわち、バランサハウジング２２にオイル
ドレン通路３０の一部（オイルドレン通路３０の内側の
縦壁）を構成させているのである。

【００２５】これにより、シリンダブロック１０側にオ
イルドレン通路３０の内壁を形成する必要がなくなり、
バランサハウジング２２とオイルドレン通路３０との干
渉が避けられる。その結果、バランサハウジング２２に
関しては、左前側のタレット２３を、本来通り、シリン
ダブロック１０の左側壁１０ｄに近接して位置させるこ
とができ、その結果、バランサ装置２０をシリンダブロ
ック１０の下面１０ａに安定に取り付けることが可能と
なる。

【００２６】これに対し、オイルドレン通路３０との干
渉を避けるために、タレット２３の取付位置をシリンダ
ブロック１０の内側に寄せたりすると、例えば、バラン
サ装置２０全体のシリンダブロック１０への取り付け面
積が不足して安定な取り付けが図れない、ベアリングキ
ャップ１４との干渉が起こる、シリンダブロック１０の
下面１０ａにタレット２３を取り付けるのに相応しい部
位（例えば偏平な部位、タレット２３との接触面積を十
分大きくとれる部位等）がなくなる等の問題が起こる。

【００２７】また、バランサハウジング２２内には、予
め定められたサイズのバランサシャフト２１Ｌ，２１Ｒ
やウエイト部２１ａ，２１ａ、あるいは連動ギヤ２１
ｂ，２１ｂや従動ギヤ２１ｃ等が収容されているから、
オイルドレン通路３０との干渉を避けるために、バラン
サハウジング２２の幅自体を狭くすることも限界があ
り、満足な対策にはならない。

【００２８】一方、オイルドレン通路３０に関しては、
その内壁がなくても、近接して位置するバランサハウジ
ング２２がその役目を肩代わりするから、これも本来通
りにオイルドレン通路の形態が確保できて、オイルが図
２に示した矢印のように良好にオイルパン１６に戻さ
れ、オイルの無駄な飛散を防止することが可能となる。

【００２９】このように、バランサハウジング２２をシ
リンダブロック１０の従来構造の一部として有効利用す
ることにより、該バランサハウジング２２とオイルドレ
ン通路３０との干渉の問題が生じるような場合でも、従
来のオイルドレン通路３０の一部を切り欠いたり除去す
るだけで済み、シリンダブロック１０全体の設計変更を
最小限に抑制することができる。

【００３０】なお、以上の例では、オイルドレン通路３
０の一部を構成するリブ３１，３１をシリンダブロック
１０側に設けたが、これに代えて、あるいはこれと共
に、バランサハウジング２２側に設けてもよい。例え
ば、バランサハウジング２２の外壁からシリンダブロッ
ク１０の側壁に向って突出するリブを形成する。このハ
ウジング２２側のリブは、そのままシリンダブロック１
０の側壁まで延びてもよいし、あるいはシリンダブロッ
ク側のリブと突き合わせるようにしてもよい。

【００３１】また、以上の例では、バランサハウジング
２２のタレット２３も、またオイルドレン通路３０も、
共に上下に延びる形状であり、且つ両者２３，３０が近
接して位置しているから、タレット２３の外壁がそのま
まオイルドレン通路３０の内壁を構成することができた
が、例えば、タレット２３がオイルドレン通路３０の近
傍になく、オイルドレン通路３０の近傍にはハウジング
２２の上側部材２２Ｕの側壁しかないような場合は、該
上側部材２２Ｕの側壁に、リブ３１，３１に沿って上下
に延びる内壁部分を形成するようにしてもよい。

【００３２】次に、このシリンダブロック１０の他の特
徴点を説明する。図６に示すように、このシリンダブロ
ック１０の鋳造時には複数の型Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３が用い
られる。１つ（Ｍ１）は、シリンダブロック１０の内側
形成用のコアである。他の１つ（Ｍ２）は、シリンダブ
ロック１０の外側形成用の型である。さらに他の１つ
（Ｍ３）は、上記のオイルドレン通路３０を形成するた
めの中子である。これらの型は、例えば砂で作製され
る。型Ｍ２はシリンダブロック１０の外側形成用である
から、他の型Ｍ１，Ｍ３と接触し合うことがない。しか
し、型Ｍ１と型Ｍ３とは、共にシリンダブロック１０の
内側形成用であるから、相互に接触し合い、どうしても
その合わせ部でバリが発生する。

【００３３】このシリンダブロック１０においては、上
記リブ３１，３１は、上記の２つの型Ｍ１，Ｍ３の合わ
せ部における型割用リブである。したがって、バリの数
を低減させることができ、また上記リブ３１，３１を合
理的に無駄なく形成することができる。

【００３４】また、図７に示すように、このシリンダブ
ロック１０の左側壁１０ｄの外面にはブローバイガス還
元装置（ＰＣＶ）４１が取り付けられる。ＰＣＶ４１
は、シリンダブロック１０の左側壁１０ｄの内側に形成
されたブローバイガス導入孔４０を通り、且つセパレー
タ（図示せず）を介して導入されたブローバイガスを吸
気系（図示せず）に戻す。ブローバイガス導入孔４０
は、図１に示すように、バランサシャフト２１Ｌ，２１
Ｒ（あるいはバランサ装置２０）の上方を避けてシリン
ダブロック１０の下面１０ａに開口している。

【００３５】つまり、このエンジン１では、バランサシ
ャフト２１Ｌ，２１Ｒをオイルパン１６内に備えたか
ら、バランサシャフト２１Ｌ，２１Ｒのウエイト部２１
ａ，２１ａが回転したり、あるいはそれによりモーメン
トが生成したりすることにより、オイルパン１６内の油
面変動が激しくなる。よって、そのようなバランサシャ
フト２１Ｌ，２１Ｒ、あるいはバランサ装置２０の上方
にＰＣＶ４１に通じるブローバイガス導入孔４０を開口
させると、オイルパン１６内のオイルが該導入孔４０を
通ってＰＣＶ４１に導入される量が多くなり、オイルが
燃焼室に供給されてしまう可能性が大きくなる。そこ
で、上記導入孔４０をバランサ装置２０の上方を避けて
配置したのである。これにより、オイルパン１６内のオ
イルがブローバイガス導入孔４０からＰＣＶ４１に導入
されることが抑制され、結果的にオイルの燃焼を可及的
に抑制することが可能となる。

【００３６】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、バラン
サハウジングをシリンダブロックの従来構造の一部とし
て有効利用することにより、該バランサハウジングとオ
イルドレン通路とが干渉し合う場合でも、バランサ装置
をシリンダブロックの下面に安定に取り付けながらオイ
ルの飛散を防止することができる。本発明は、バランサ
シャフトをオイルパン内に備えるエンジン一般への幅広
い利用が期待できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施の形態に係るエンジンのシリン
ダブロックの底面図である。

【図２】 図１のア−ア線に沿う部分拡大縦断面図であ
る。

【図３】 上記シリンダブロックに取り付けたバランサ
装置の平面図である。

【図４】 図３のイ−イ線に沿う縦断面図である。

【図５】 図３のウ−ウ線に沿う縦断面図である。

【図６】 上記シリンダブロックの鋳造時の説明図であ
る。

【図７】 上記シリンダブロックの左側面図である。

【符号の説明】

１ エンジン １０ シリンダブロック １０ａ シリンダブロックの下面 １０ｄ シリンダブロックの左側壁 １１ クランクシャフト １６ オイルパン ２１Ｌ，２１Ｒ バランサシャフト ２２ バランサハウジング ２３ タレット ３０ オイルドレン通路 ３１ リブ ４０ ブローバイガス導入孔 ４１ ブローバイガス還元装置（ＰＣＶ）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ１６Ｊ 10/00 Ｆ１６Ｊ 10/00 Ｚ (72)発明者 松江 新 広島県安芸郡府中町新地３番１号 マツダ 株式会社内 (72)発明者 広瀬 一郎 広島県安芸郡府中町新地３番１号 マツダ 株式会社内 Ｆターム(参考） 3G013 AA00 BB26 BD04 3G015 AA00 BA01 BA05 BD02 BF03 BF08 CA06 DA01 DA10 EA12 3G024 AA37 AA38 BA23 BA24 DA18 DA26 3J044 AA18 CC30 DA09

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 クランクシャフトと同期して回転駆動さ
   れるバランサシャフトをオイルパン内に備えるエンジン
   のシリンダブロック構造であって、上記バランサシャフ
   トを収容するハウジングを上記クランクシャフト及び該
   クランクシャフトの軸受部を跨いでシリンダブロックの
   下面に取り付け、該ハウジングに、シリンダブロックの
   下面を越えて下方に延び、オイルパン内に開口するオイ
   ルドレン通路の一部を構成する部分を設けたことを特徴
   とするエンジンのシリンダブロック構造。
2. 【請求項２】 シリンダブロックのシリンダ列方向に延
   びる側壁と、該側壁からシリンダブロックの内側に突出
   するリブと、該リブの先端に近接するハウジングの外壁
   とで囲まれる空間をオイルドレン通路としたことを特徴
   とする請求項１に記載のエンジンのシリンダブロック構
   造。
3. 【請求項３】 リブは、シリンダブロックの鋳造時の型
   割用リブであることを特徴とする請求項２に記載のエン
   ジンのシリンダブロック構造。
4. 【請求項４】 ブローバイガスをブローバイガス還元装
   置に導入するための導入孔を、バランサシャフトの上方
   を避けてシリンダブロックの下面に開口させたことを特
   徴とする請求項１から３のいずれかに記載のエンジンの
   シリンダブロック構造。