JP2005002838A - オイル通路の結合構造 - Google Patents

Abstract

【課題】オイル通路の結合箇所のシール性を確実に確保して、オイル漏れやエアレーションに起因する潤滑不良を未然に防止できるオイル通路の結合構造を提供する。
【解決手段】ベアリングキャップ５側にオイル供給路２１を形成する一方、ベアリングキャップ５の下側に固定されたバランサハウジング１１側にオイル受取路２２を形成し、バランサハウジング１１にオイル受取路２２を中心とした円形状で上方に向けて縮径する嵌合部２５を形成し、嵌合部２５をオイル供給路２５内に嵌合させて、嵌合部２５の下部を塑性変形させてベアリングキャップ５の下面１０ａとバランサハウジング１１の上面１３ａとの間で圧潰させてシール性を確保する。
【選択図】 図５

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は異なる部材間に亘って形成されたオイル通路の結合構造に関するものである。
【０００２】
【関連する背景技術】
例えばエンジンの各部には、軸受等を潤滑するためのオイルを案内するオイル通路が形成されており、この種のオイル通路が異なる部材間に亘って形成されている場合、オイル通路の結合箇所のシールが不完全であると、オイル漏れによる油圧低下やエアレーションによるオイル中への空気の巻込み等を生じて、オイル通路の下流側において正常な潤滑が期待できなくなる。そこで、一般にオイル通路の結合箇所にはシール対策が実施されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
以下、当該特許文献１に記載されたオイル通路の結合構造を述べると、オイル通路は、シリンダブロック、シリンダブロックの下側でクランク軸を支持するベアリングキャップ、ベアリングキャップの下側に固定されたギャラリ部材に亘って形成されている。オイルポンプから供給されたオイルの一部はオイル通路によりシリンダブロック側からベアリングキャップを経てギャラリ部材に供給され、ギャラリ部材内で分配された後にベアリングキャップを経て上記クランク軸或いはシリンダブロックに設けられたバランサ軸の軸受部に案内されて潤滑に利用される。
【０００４】
そして、シリンダブロックとベアリングキャップ間、及びベアリングキャップとギャラリ部材間において、各オイル通路の外周には筒状の位置決めピンが嵌合し、この位置決めピンにより互いに結合された両部材を位置決めすると共に、オイル通路のシール性を確保している。
【０００５】
【特許文献１】
特公平６−７２５２７号公報（第４図）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献１に記載されたオイル通路の結合構造は、位置決めに用いられる周知の位置決めピンをシール対策に流用しているに過ぎず、シール性を確保する機能としては十分とは言い難かった。即ち、位置決めピンはオイル通路の拡径された開口部に単に嵌合しているだけのため、オイル通路の内周と位置決めピンの外周との間隙を完全に防止することは困難であり、僅かな間隙を介してオイル漏れやエアレーションが生じて、下流側に位置するクランク軸やバランサ軸の軸受部に潤滑不良が生じる虞があった。
【０００７】
又、オイル通路の結合箇所毎に位置決めピンを必要とするため部品点数が増加すると共に、組付工程では位置決めピンの嵌合操作を要することから組立作業が煩雑化し、ひいては製造コスト高騰の要因となり、しかも、組付工程での位置決めピンの組込み忘れは、上記オイル漏れやエアレーションに起因する軸受部の潤滑不良に直結するという問題もあった。
【０００８】
本発明の目的は、オイル通路の結合箇所のシール性を確実に確保して、オイル漏れやエアレーションに起因する潤滑不良を未然に防止でき、且つ、別部品を要することなく製造コストの高騰や部品の組込み忘れによるトラブルを未然に回避することができるオイル通路の結合構造を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１の発明は、鉄系材料からなる第１の部材とアルミ系材料からなる第２の部材とを相互に当接させて連結し、第１の部材及び第２の部材の当接面を境界として、第１の部材に形成した第１オイル通路と第２の部材に形成した第２オイル通路とを連通させたオイル通路の結合構造において、第２の部材の当接面に、第１の部材側に向けて縮径して第１オイル通路の内径より基端部が大径で先端部が小径となるように嵌合部を突設すると共に、嵌合部の先端面に第２オイル通路を開口させ、嵌合部を第１オイル通路内に嵌合し、嵌合部の基端部を塑性変形させて第１の部材と第２の部材との当接面の間で圧潰させたものである。
【００１０】
従って、第１の部材と第２の部材とが連結されると、第２の部材の嵌合部が第１の部材の第１オイル通路内に嵌合されて、第１オイル通路と第２オイル通路との間でオイルの流通が可能となる。このとき、鉄系材料からなる第１の部材の第１オイル通路に比較してアルミ系材料からなる第２の部材の嵌合部は軟らかいため、第１オイル通路の内径より大きな嵌合部の基端部は塑性変形しながら第１オイル通路内に嵌合し、塑性変形した部分が第１の部材と第２の部材との当接面の間で圧潰される。
【００１１】
その結果、第１の部材と第２の部材とは嵌合部の嵌合により位置決めされるのみならず、嵌合部が圧潰することで当接面の間がシールされる。そして、嵌合部の塑性変形した部分は、常に第１の部材と第２の部材の当接面の形状に倣って圧潰するため、十分なシール性を確保可能となり、第１オイル通路及び第２オイル通路を確実に結合して、この結合箇所でのオイル漏れやエアレーションが未然に防止される。
【００１２】
又、第２の部材に形成した嵌合部を第１の部材の第１オイル通路内に嵌合させるだけのため、部品点数は全く増加しないと共に、組立作業では第１の部材及び第２の部材を通常通りに連結するだけでよいため、組立作業が簡略化され、更に、別部品を要しないため、部品の組込み忘れによるオイル漏れやエアレーション等を未然に回避可能となる。
【００１３】
請求項２の発明は、請求項１において、第１の部材が、エンジンのシリンダブロックに固定されてクランク軸を回転可能に支持し、クランク軸の軸受部に一端側を接続するように第１オイル通路が形成されたベアリングキャップであり、第２の部材が、ベアリングキャップに固定されてバランサ軸を回転可能に支持し、バランサ軸の軸受部に一端側を接続するように第２オイル通路が形成されたバランサハウジングであり、ベアリングキャップとバランサハウジングとの当接面で第１オイル通路及び第２オイル通路の他端側を連通させると共に、第１オイル通路内にバランサハウジングに突設した嵌合部を嵌合させたものである。
【００１４】
従って、エンジンのシリンダブロックにはベアリングキャップが固定されてクランク軸を回転可能に支持し、このベアリングキャップにはバランサハウジングが固定されてバランサ軸を回転可能に支持し、クランク軸の軸受部を潤滑するオイルの一部が第１オイル通路及び第２オイル通路を経てバランサ軸の軸受部に供給される。
【００１５】
ここで、下流側のバランサ軸の軸受部に正常な油膜を形成するためには、第１オイル通路及び第２オイル通路を経て高い油圧でオイルを供給する必要があるが、嵌合部の圧潰によりシール性が確保されているため、このような高い油圧にも十分に耐えてバランサ軸の軸受部にオイルを確実に供給可能となる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をエンジンのベアリングキャップとバランサハウジング間のオイル通路の結合構造に具体化した一実施形態を説明する。
図１は本実施形態のオイル通路の結合構造が適用されたエンジンを示す断面図、図２は同じくエンジンを示す側断面図、図３は同じくエンジンを示す底面図である。
【００１７】
エンジン１は直列３気筒ガソリンエンジンとして構成され、図１に示すように傾斜状態で車両に搭載されている。エンジン１のシリンダブロック２には図２，３の右方より＃１、＃２、＃３の各気筒の順にシリンダ３が形成され、シリンダブロック２の左側（後方）には図示しない変速機が接続されている。シリンダブロック２内にはシリンダ３の列設方向に沿って４箇所に断面半円状をなすベアリング保持部２ａが形成され、これらのベアリング保持部２ａと対応するようにシリンダ３の列設方向に沿ってクランク軸４（図２に先端のみを示す）が配設されている。
【００１８】
シリンダブロック２の各ベアリング保持部２ａにはそれぞれベアリングキャップ５（第１の部材）が配設され、各ベアリングキャップ５はボルト６によりシリンダブロック２に固定されている。これらのベアリングキャップ５に形成された断面半円状のベアリング保持部５ａはシリンダブロック２側のベアリング保持部２ａと対応し、内周に嵌め込まれた図示しないクランクベアリングを介してクランク軸４のジャーナル部４ａ（図１に示す）をそれぞれ回転可能に支持している。
【００１９】
シリンダブロック２の下側には図示しないボルトによりオイルパン７が固定され、このオイルパン７によりシリンダブロック２の下側が閉鎖されている。オイルパン７内において、シリンダブロック２の下面の周囲４箇所にはねじ孔８が形成される一方、各ベアリングキャップ５の下面にはそれぞれ雌ねじボス９及び供給側ボス１０が隣接して突設されている。
【００２０】
上記ねじ孔８及び各雌ねじボス９に形成されたねじ孔９ａを用いて、オイルパン７内のシリンダブロック２の下側にはバランサハウジング１１（第２の部材）がボルト１２（図１に示す）により固定されており、上記各ベアリングキャップ５の雌ねじボス９及び供給側ボス１０の下面１０ａ（当接面）には、バランサハウジング１１上に形成された受取側ボス１３の上面１３ａ（当接面）が当接している。ここで、本実施形態では、ベアリングキャップ５が鋳鉄で製作される一方、バランサハウジング１１はアルミで製作されている。
【００２１】
図２に示すように、＃１気筒の前側のベアリングキャップ５、及び＃２気筒と＃３気筒との間のベアリングキャップ５と略対応するように、バランサハウジング１１内の前後２箇所には断面円状の軸受孔１１ａが形成されている。バランサハウジング１１内には偏心位置に複数のウエイト１４ａを備えたバランサ軸１４が上記クランク軸４と平行に配設され、バランサ軸１４の前後２箇所のジャーナル部１４ｂは軸受孔１１ａによりそれぞれ回転可能に支持されている。
【００２２】
クランク軸４の先端には駆動ギア１５が装着され、この駆動ギア１５はバランサ軸１４の先端に装着された被動ギア１６と噛合している。クランク軸４の回転に同期してバランサ軸１４は逆方向に回転され、これにより各気筒のピストンやコンロッドの上下運動によって発生する起振力が相殺される。
一方、図１，２に示すように、シリンダブロック２内の一側にはクランク軸４と平行にオイル供給用のメインギャラリ１７が形成され、エンジン１の運転中には図示しないオイルポンプからのオイルがメインギャラリ１７内に供給される。シリンダブロック２の各ベアリング保持部２ａには半円状の内周に沿って上部オイル溝１８が形成され、各上部オイル溝１８内はオイル分配路１９を介して上記メインギャラリ１７とそれぞれ連通する一方、上記クランクベアリングのオイル孔を介してクランク軸４のジャーナル部４ａと連通している。
【００２３】
従って、メインギャラリ１７内のオイルは各オイル分配路１９を経て各上部オイル溝１８内に供給され、更にクランクベアリングのオイル孔を経てクランク軸４のジャーナル部４ａに供給され、ジャーナル部４ａとクランクベアリングとの間で潤滑作用を奏する。
又、＃１気筒の前側のベアリングキャップ５、及び＃２気筒と＃３気筒との間のベアリングキャップ５のベアリング保持部５ａには、半円状の内周に沿って下部オイル溝２０が形成され、これらの下部オイル溝２０はシリンダブロック２側の上部オイル溝１８と連続して環状をなし、クランクベアリングの周囲を取り囲んでいる。それぞれの下部オイル溝２０の一側にはオイル供給路２１（第１オイル通路）の一端が接続され、オイル供給路２１の他端は上記供給側ボス１０の下面１０ａに開口している。
【００２４】
尚、本実施形態ではベアリングキャップ５の共用化のために、下部オイル溝２０及びオイル供給路２１を形成しない側の２つのベアリングキャップ５にも供給側ボス１０を設けたが、これらのベアリングキャップ５については供給側ボス１０を省略してもよい。
一方、供給側ボス１０のオイル供給路２１の開口部と対応するように、バランサハウジング１１側の受取側ボス１３の上面１３ａにはオイル受取路２２（第２オイル通路）の一端が開口し、各オイル受取路２２の他端はバランサハウジング１１の前後の軸受孔１１ａ内にそれぞれ開口している。従って、上記のようにメインギャラリ１７からのオイルは上部オイル溝１８内に供給されてクランク軸４の軸受部の潤滑に利用されると共に、オイルの一部は上部オイル溝１８内から下部オイル溝２０内を経てオイル供給路２１及びオイル受取路２２に案内された後に、バランサハウジング１１の軸受孔１１ａとバランサ軸１４のジャーナル部１４ｂとの間で潤滑作用を奏する。
【００２５】
一方、上記供給側ボス１０側のオイル供給路２１と受取側ボス１３側のオイル受取路２２との連結箇所には、シール性の確保、及びバランサハウジング１１の位置決めを目的とした対策が実施されており、以下、その詳細を説明する。
図４はオイル供給路２１とオイル受取路２２との結合箇所を示す部分拡大図、図５はオイル供給路２１とオイル受取路２２との結合前の状態を示す部分拡大図、図６はオイル供給路２１と嵌合部２５との関係を示す図５の平面図である。
【００２６】
まず、図５，６に基づいて結合前の供給側ボス１０と受取側ボス１３の形状を説明すると、バランサハウジング１１側の受取側ボス１３の上面１３ａには嵌合部２５が突設され、この嵌合部２５はオイル受取路２２の開口部を中心とした円形状をなして、嵌合部２５の上面（先端面）にオイル受取路２２が開口している。又、嵌合部２５は上方に向けて縮径する断面台形状、換言すると円錐の上部を平坦に削り取った形状をなしている。例えば嵌合部２５は、受取側ボス１３の上面１３を研削する際に所期形状に嵌合部２５を削り残すことで形成されている。
【００２７】
そして、ベアリングキャップ５側のオイル供給路２１の内径ｄに対して、嵌合部２５の最上部（先端部）の外径Ｄ１は小さく、嵌合部２５の最下部（基端部）の外径Ｄ２は大きく設定されており（Ｄ１＜ｄ＜Ｄ２）、オイル供給路２１の開口部には面取り部２６が形成されている。
シリンダブロック２及びベアリングキャップ５に対してバランサハウジング１１がボルト１２により固定された状態では、図４に示すように嵌合部２５がオイル供給路２１内に最下部まで嵌合すると共に、供給側ボス１０の下面１０ａに受取側ボス１３の上面１３ａが当接しており、オイル供給路２１とオイル受取路２２とが結合してオイルの流通を可能としている。
【００２８】
鋳鉄製のベアリングキャップ５に形成されたオイル供給路２１に比較してアルミ製のバランサハウジング１１に形成された嵌合部２５は軟らかいため、この状態においてオイル供給路２１の内径ｄより径が大きい嵌合部２５の下部は塑性変形しながらオイル供給路２１内に嵌合しており、所定ピッチだけ離間した２箇所での嵌合によりベアリングキャップ５に対してバランサハウジング１１が位置決めされている。又、嵌合部２５の塑性変形した部分（換言すれば、嵌合部２５におけるオイル供給路２１の内径ｄより外周側の部分）は、供給側ボス１０の下面１０ａと受取側ボス１３の上面１３ａとの間で圧潰されている。
【００２９】
つまり、オイル供給路２１に対する嵌合部２５の嵌合によりバランサハウジング１１を位置決めするのみならず、嵌合部２５の塑性変形した部分を供給側ボス１０の下面１０ａと受取側ボス１３の上面１３ａとの間で圧潰させることで、これらの面１０ａ，１３ａの間のシール性を確保している。嵌合部２５の塑性変形した部分は、常に供給側ボス１０の下面１０ａと受取側ボス１３の上面１３ａの形状に倣って圧潰するため、これらの面１０ａ，１３ａが譬え何らかの要因で所期の加工精度や表面粗さを満足していない場合であっても、それに倣った嵌合部２５の圧潰により十分なシール性が確保される。
【００３０】
ここで、下流側のバランサ軸１４の軸受部で正常な油膜を形成するために、バランサ軸１４の軸受部にはメインギャラリ１７からのオイルが減圧されることなく直接的に供給されている。従って、オイル供給路２１とオイル受取路２２との結合箇所は、その高い油圧に耐え得ることが要求されるが、上記嵌合部２５の圧潰により十分なシール性が確保されているため、オイル漏れやエアレーションを生じることなくバランサ軸１４の軸受部にオイルを確実に供給し、もってバランサ軸１４の軸受部の潤滑不良を未然に防止することができる。
【００３１】
一方、以上のオイル通路の結合構造を実施するにはバランサハウジング１１の受取側ボス１３に嵌合部２５を形成するだけでよく、部品点数は全く増加しないと共に、エンジン組立工程では通常通りボルト１２の締付け操作だけで簡単にバランサハウジング１１を固定でき、組立作業を簡略化できる。
又、上記のようにオイル供給路２１の内径ｄと嵌合部２５の外径Ｄ１，Ｄ２とを所定の大小関係にする必要があるものの、嵌合部２５を塑性変形さえできれば各径ｄ、Ｄ１，Ｄ２に厳密な交差は要求されず、一方、２箇所のオイル供給路２１及び２箇所の嵌合部２５のピッチについても、多少の誤差が生じていても嵌合部２５の塑性変形によりガタツクことなくバランサハウジング１１を位置決め可能であるため、厳密な交差は要求されない。よって、以上の部品点数の減少、組立作業の簡略化、各部に要求される交差等の要因により、全体としての製造コストを大幅に低減することができる。
【００３２】
しかも、先行技術で説明した位置決めピンのような別部品を要しないため、部品の組込み忘れによりオイル漏れやエアレーション等のトラブルが発生する虞もなく、ひいてはエンジン１の信頼性を向上できるという利点も得られる。
以上で実施形態の説明を終えるが、本発明の態様はこの実施形態に限定されるものではない。例えば上記実施形態では、エンジン１のベアリングキャップ５とバランサハウジング１１間のオイル通路２１，２２の結合構造に具体化したが、適用する対象はこれに限らず、エンジン以外の機械部品に形成されたオイル通路の結合構造として具体化してもよい。
【００３３】
更に、エンジン１を対象とする場合であっても別の箇所に適用してもよく、例えばオイルポンプとシリンダブロックとの間のオイル通路の結合構造に具体化してもよい。この場合、鋳鉄製のシリンダブロックに対してオイルポンプのケーシングをアルミで製作し、ケーシングに形成した嵌合部をシリンダブロック側のオイル通路内に嵌合させれば、上記実施形態と同様に嵌合部の圧潰によりシール性を確保することができる。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１の発明のオイル通路の結合構造によれば、オイル通路の結合箇所のシール性を確実に確保して、オイル漏れやエアレーションに起因する潤滑不良を未然に防止でき、且つ、別部品を要することなく製造コストの高騰や部品の組込み忘れによるトラブルを未然に回避することができる。
【００３５】
請求項２の発明のオイル通路の結合構造によれば、請求項１に加えて、バランサ軸に供給されるオイルの高い油圧にも十分に耐え、確実なオイル供給によりバランサ軸の潤滑不良を未然に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態のオイル通路の結合構造が適用されたエンジンを示す断面図である。
【図２】同じくエンジンを示す側断面図である。
【図３】同じくエンジンを示す底面図である。
【図４】オイル供給路とオイル受取路との結合箇所を示す部分拡大図である。
【図５】オイル供給路とオイル受取路との結合前の状態を示す部分拡大図である。
【図６】オイル供給路と嵌合部との関係を示す図５の平面図である。
【符号の説明】
１ エンジン
２ シリンダブロック
４ クランク軸
５ ベアリングキャップ（第１の部材）
１０ａ 下面（当接面）
１１ バランサハウジング（第２の部材）
１３ａ 上面（当接面）
１４ バランサ軸
２１ オイル供給路（第１オイル通路）
２２ オイル受取路（第２オイル通路）
２５ 嵌合部

Claims (2)

1. 鉄系材料からなる第１の部材とアルミ系材料からなる第２の部材とを相互に当接させて連結し、該第１の部材及び第２の部材の当接面を境界として、上記第１の部材に形成した第１オイル通路と上記第２の部材に形成した第２オイル通路とを連通させたオイル通路の結合構造において、
   上記第２の部材の当接面に、上記第１の部材側に向けて縮径して上記第１オイル通路の内径より基端部が大径で先端部が小径となるように嵌合部を突設すると共に、該嵌合部の先端面に上記第２オイル通路を開口させ、該嵌合部を上記第１オイル通路内に嵌合し、該嵌合部の基端部を塑性変形させて上記第１の部材と第２の部材との当接面の間で圧潰させたことを特徴とするオイル通路の結合構造。
2. 上記第１の部材は、エンジンのシリンダブロックに固定されてクランク軸を回転可能に支持し、該クランク軸の軸受部に一端側を接続するように上記第１オイル通路が形成されたベアリングキャップであり、上記第２の部材は、上記ベアリングキャップに固定されてバランサ軸を回転可能に支持し、該バランサ軸の軸受部に一端側を接続するように上記第２オイル通路が形成されたバランサハウジングであり、
   上記ベアリングキャップと上記バランサハウジングとの当接面で上記第１オイル通路及び上記第２オイル通路の他端側を連通させると共に、該第１オイル通路内に上記バランサハウジングに突設した上記嵌合部を嵌合させたことを特徴とする請求項１記載のオイル通路の結合構造。

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