JP2009068364A

JP2009068364A - エンジンのバランサ装置

Info

Publication number: JP2009068364A
Application number: JP2007235186A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Osawa; 宏大澤
Original assignee: Suzuki Motor Corp
Current assignee: Suzuki Motor Corp
Priority date: 2007-09-11
Filing date: 2007-09-11
Publication date: 2009-04-02
Anticipated expiration: 2027-09-11
Also published as: US8047176B2; CN101387329B; US20090064962A1; DE102008046494B4; DE102008046494A1; JP4858368B2; CN101387329A

Abstract

【課題】オイルポンプを備えたエンジンのバランサ装置において、チェーン側の空間とオイルストレーナ側の空間とを区画し、チェーンで撹拌されてエアが混入したオイルがオイルストレーナに吸入されることを防止でき、また、チェーンテンショナの組付作業性の向上や、バランサ装置の組着性を向上させることにある。
【解決手段】シリンダブロックをオイルパンの取付面側から見た場合、オイルポンプハウジング４６にバランサハウジング１６内のバランサシャフトと直交する方向に突出する突出部５２を形成し、この突出部５２の反チェーン側の側壁にオイルストレーナ５４を取り付ける一方、突出部５２を収納するようオイルパンの取付面を外方に拡大した空間にチェーン５０に張力を付与するチェーンテンショナ５６を配設している。
【選択図】図４

Description

この発明は、エンジンのバランサ装置に係り、特にオイルポンプを備えたエンジンのバランサ装置に関する。

車両用エンジンとしての、例えば、４サイクル４気筒エンジンにおいては、そのレイアウト上、ピストン・コネクティングロッド系の重心に２次の慣性力を生じるものである。
この２次の慣性力を打ち消す手段として、エンジンには、エンジン回転数の２倍の速度（倍速）でバランサシャフトを回転させるバランサ装置を備えている。
このバランサ装置の設置方法にあっては、一般的に、バランサ装置をシリンダブロックに一体化させる方法や、バランサ装置をクランクシャフト直下でクランクロアケースあるいはオイルパンに取り付ける方法がある。
このバランサ装置をクランクシャフト直下でクランクロアケースあるいはオイルパンに取り付ける設置方法の場合、バランサシャフトとクランクシャフトとをチェーンで連結するものがある。このようにチェーンを利用する場合、チェーンテンショナの設置は、必須である。

従来、バランサユニットの駆動装置には、バランサ装置をクランクシャフト直下に配置し、クランクシャフトのスプロケットとバランサ装置のバランサシャフトのスプロケットとにチェーンを巻き掛け、クランクシャフトのスプロケットとチェーンの一部とをオイルパン内のオイルから遮断するカバーを、オイルパン内に設け、エンジンへのエア混入オイルの吸入を防止するものがある。
往復ピストンエンジンのつり合い装置において、バランサ装置をクランクシャフト直下に配置し、クランクシャフトのスプロケットとバランサ装置のバランサシャフトのスプロケットとにチェーンを巻き掛け、２つのバランサシャフト中の一方のバランサシャフトに潤滑油ポンプのロータを直結し、他方のバランサシャフトの端部にチェーンテンショナを配設し、コンパクト化を図るものがある。
特開２０００−９２９１号公報特開２０００−６５１４５号公報

ところが、従来、クランクシャフト直下でクランクロアケースあるいはオイルパンに取り付けられ、オイルポンプを備えたエンジンのバランサ装置においては、バランサシャフトとクランクシャフトとをチェーンで連結していることから、チェーンで撹拌されたエアが混入したオイルがオイルストレーナに吸入されやすく、また、チェーンに張力を付与するチェーンテンショナの配置等で、バランサ装置の組着性が低下するという不都合があった。

そこで、この発明の目的は、オイルポンプを備えたエンジンのバランサ装置において、エアが混入したオイルがオイルポンプに吸入されること防止するとともに、バランサ装置の組着性を向上させるエンジンのバランサ装置を提供することにある。

この発明は、オイルパンに臨むシリンダブロックの下部に互いに反対方向に回転する一対のバランサシャフトを収容するバランサハウジングを配設し、このバランサハウジングの軸方向端部にオイルポンプを収容するオイルポンプハウジングを一体的に連結し、前記バランサシャフトの一方を前記オイルポンブハウジングから突出させた部位にバランサスプロケットを配設し、このバランサスプロケットにチェーンを介してクランクシャフトの回転を伝達する一方、前記バランサシャフトの他方で前記オイルポンプを駆動するエンジンのバランサ装置において、前記シリンダブロックを前記オイルパンの取付面側から見た場合、前記オイルポンプハウジングに前記バランサハウジング内の前記バランサシャフトと直交する方向に突出する突出部を形成し、この突出部の反チェーン側の側壁にオイルストレーナを取り付ける一方、前記突出部を収納するよう前記オイルパンの前記取付面を外方に拡大した空間に前記チェーンに張力を付与するチェーンテンショナを配設したことを特徴とする。

この発明のエンジンのバランサ装置は、エアが混入したオイルがオイルポンプに吸入されること防止するとともに、バランサ装置の組着性を向上させることができる。

この発明は、エアが混入したオイルがオイルポンプに吸入されること防止するとともに、バランサ装置の組着性を向上させる目的を、オイルストレーナやチェーンテンショナのレイアウトを変更して実現するものである。
以下、図面に基づいてこの発明の実施例を詳細且つ具体的に説明する。

図１〜図５は、この発明の実施例を示すものである。図１〜図４において、１は車両用のエンジンである。
図２に示すように、エンジン１は、４サイクル４気筒（♯１〜♯４）のものであり、各気筒（♯１〜♯４）毎の第１〜第４シリンダ２Ａ〜２Ｄを形成したシリンダブロック３と、このシリンダブロック３の下面に装着したクランクロアケース４と、このクランクロアケース４の下面に装着したオイルパン５と、シリンダブロック３の上面に装着したシリンダヘッド６とを備えている。クランクロアケース４は、複数のケース取付ボルト７でシリンダブロック３の下面に組み付けられる。
シリンダブロック３の下部の第１〜第５ブロック側ジャーナル壁部８Ａ〜８Ｅとクランクロアケース４の上部の第１〜第５ケース側ジャーナル壁部９Ａ〜９Ｅとの間には、クランクシャフト１０の第１〜第５ジャーナル部１１Ａ〜１１Ｅが夫々軸支されている。
クランクシャフト１０には、各気筒毎で、第１〜第８カウンタウェイト１２Ａ〜１２Ｈが備えられているとともに、第１〜第４コネクティングロッド１３Ａ〜１３Ｄを介してシリンダブロック３の第１〜第４シリンダ２Ａ〜２Ｄ内で往復動する第１〜第４ピストン１４Ａ〜１４Ｄが連結している。

図１、図２に示すように、エンジン１のシリンダブロック３の下方、つまり、クランクロアケース４の下方でオイルパン５内には、バランサ装置１５が配設される。このバランサ装置１５は、各ピストン１４・各コネクティングロッド１３系の重心の２次の慣性力を打ち消す手段である。
このバランサ装置１５は、図１、図２、図４、図５に示すように、バランサハウジング１６を備えている。このバランサハウジング１６は、アッパハウジング１７とロアハウジング１８とからなり、オイルパン５に臨むシリンダブロック３の下部に互いに反対方向に回転する一対のバランサシャフトとして、クランクシャフト１０の２倍の速度（倍速）で回転する第１バランサシャフト（ドライブシャフト）１９・第２バランサシャフト（ドリブンシャフト）２０を収容するように配設されている。
図５に示すように、この第１バランサシャフト１９・第２バランサシャフト２０は、クランクシャフト１０の下方において各軸線Ｃ１・Ｃ２がクランクシャフト１０と夫々平行に延びるように配設され、また、クランクロアケース４とオイルパン５との合わせ面に対して平行に延びるように配設される。また、第１バランサシャフト１９は、第２バランサシャフト２０よりも車両前方側に配設されている。

図５のバランサ装置１５のロアハウジング１８を取り外した状態の底面図に示すように、アッパハウジング１７は、車両幅方向に延びる第１バランサシャフト１９・第２バランサシャフト２０を軸支するように、所定間隔で車両前後方向に延びる右側軸支部２１と左側軸支部２２とを備えている。
右側軸支部２１には、第１バランサシャフト１９の右側を軸支する第１右側軸受部２３と、第２バランサシャフト２０の右側を軸支する第２右側軸受部２４と、第１右側軸受部２３に連設した第１右側エンジン取付ボス２５と、第２右側軸受部２４に連設した第２右側エンジン取付ボス２６とを備えている。第１右側エンジン取付ボス２５には、第１右側取付ボルト２７が取り付けられる。第２右側エンジン取付ボス２６には、第２右側取付ボルト２８が取り付けられる。
左側軸支部２２には、第１バランサシャフト１９の左側を軸支する第１左側軸受部２９と、第２バランサシャフト２０の左側を軸支する第２左側軸受部３０と、第１左側軸受部２９に連設した第１左側エンジン取付ボス３１と、第２左側軸受部３０に連設した第２左側エンジン取付ボス３２とを備えている。第１左側エンジン取付ボス３１には、第１左側取付ボルト３３が取り付けられる、第２左側エンジン取付ボス３２には、第２左側取付ボルト３４が取り付けられる。
なお、図示しないが、ロアハウジング１８は、アッパハウジング１７の右側軸支部２１と左側軸支部２２とに対応する右側軸支部と左側軸支部とを備えている。

図５に示すように、第１バランサシャフト１９は、第１右側軸受部２３に軸支される第１右側ジャーナル部３５と、第１左側軸受部２９に軸支される第１左側ジャーナル部３６と、第１右側ジャーナル部３５と第１左側ジャーナル部３６間で且つ第１右側ジャーナル部３５側の第１バランサギヤ３７及び第１左側ジャーナル部３６側の第１中央側バランサウエイト３８と、第１左側ジャーナル部３６よりも車両左方で片持ち状態に支持される第１端側バランサウエイト３９とを備えている。

第２バランサシャフト２０は、第２右側軸受部２４に軸支される第２右側ジャーナル部４０と、第２左側軸受部３０に軸支される第２左側ジャーナル部４１と、第２右側ジャーナル部４０と第２左側ジャーナル部４１間で且つ第２右側ジャーナル部４０側で前記第１バランサギヤ３７に噛み合う第２バランサギヤ４２及び第２左側ジャーナル部４１側の第２中央側バランサウエイト４３と、第２左側ジャーナル部４１よりも車両左方で片持ち状態に支持される第２端側バランサウエイト４４とを備えている。

図４に示すように、バランサハウジング１６の軸方向端部、つまり、バランサハウジング１６の右側端部には、オイルポンプ４５を収容するオイルポンプハウジング４６が一体的に連結される。オイルポンプ４５は、第２バランサシャフト２０の右端部に取り付けられる。
そして、バランサシャフトの一方である第１バランサシャフト１９には、図５に示すように、オイルポンプハウジング４６から突出した部位１９Ｅに、バランサスプロケット４７が配設される。このバランサスプロケット４７は、図１、図５に示すように、第２バランサシャフト１９の先端にスプロケット取付ボルト４８で取り付けられている。
図３に示すように、バランサスプロケット４７とクランクシャフト１０に取り付けたクランクスプロケット４９とには、チェーン５０が巻き掛けられる。
この場合、バランサスプロケット４７の歯数は、クランクスプロケット４９の歯数の半分に設定される。よって、クランクシャフト１０の回転がチェーン５０を介してバランサスプロケット４７に伝達されたときに、このバランサスプロケット４７は、クランクシャフト１０のクランクスプロケット４９の回転数の２倍、つまり、エンジン回転数の２倍で回転する。これにより、バランサスプロケット４７を備えた第１バランサシャフト１９は、エンジン回転数の２倍の速度（倍速）で回転するとともに、この第１バランサシャフト１９に第１バランサギヤ３７及び第２バランサギヤ４２を介して１対１の回転数比で連結した第２バランサシャフト２０は、第１バランサシャフト１９と同様に、エンジン回転数の２倍の速度（倍速）で回転する。これにより、エンジン１が発生する２次起振力、つまり、各ピストン１４・各コネクティングロッド１３系の重心の２次の慣性力を打ち消すことができる。
つまり、バランサ装置１５においては、バランサスプロケット４７にチェーン５０を介してクランクシャフト１０の回転を伝達する一方、他方のバランサシャフトである第２バランサシャフト２０によりオイルポンプ４５を駆動する。

図４に示すように、シリンダブロック３をオイルパン５の取付面側から見た場合、つまり、クランクロアケース４の下部のオイルパン取付面５１側から見た場合、オイルポンプハウジング４６には、内部にオイルポンプ４５に連通するオイル通路４５Ａが形成されるとともにバランサハウジング１６内の第１、第２バランサシャフト１９、２０と直交する方向に突出する突出部５２を形成する。
そして、図１、図３、図４に示すように、この突出部５２の反チェーン側側壁５３にはオイルポンプ４５にオイルを吸入するオイルストレーナ５４を取り付ける一方、突出部５２を収納するようにオイルパン取付面５１を外方（車両前方）に拡大した空間５５にはチェーン５０に張力を付与するチェーンテンショナ５６を配設する。
この場合、図１、図３に示すように、チェーン５０は、車両右方から視て、時計方向に回転される（図１、図３の矢印で示す）。チェーンテンショナ５６は、クランクシャフト１０と第１バランサシャフト１９との間で且つチェーン５０よりも車両前方に配設される。
チェーンテンショナ５６は、テンショナ本体部５７とこのテンショナ本体部５７により往復動されて車両前方側からチェーン５０の外表面に接するチェーン当接部５８とからなり、さらに、クランクロアケース４の第１ケース側ジャーナル壁部９Ａとクランクシャフト１０の第１カウンタウェイト１２Ａの間の隙間に配置され、図１に示すように、車両右方側からのテンショナ取付ボルト５９・５９でクランクロアケース４の端部壁６１に取り付けられる。
オイルストレーナ５４は、図１、図４に示すように、第１バランサシャフト１９よりも車両前方側に配設され、且つオイルポンプハウジング４６の車両前側部に取り付けられ、オイルポンプ４５に連結したオイル吸入管６０に接続している。
このような構造としたことにより、先ず、シリンダブロック３をオイルパン５の取付面側から見た場合、オイルポンプハウジング４６にバランサハウジング１６内のバランサシャフト１９・２０と直交する方向に突出する突出部５２を形成し、この突出部５２の反チェーン側側壁５３にオイルストレーナ５４を取り付けたため、突出部５２によってチェーン５０側の空間とオイルストレーナ５４側の空間とを区画でき、チェーン５０で撹拌されてエアが混入したオイルがオイルストレーナ５４に吸入されることを防止できる。
また、突出部５２を収納するためにオイルパン取付面５１を外方に拡大した空間５５にチェーンテンショナ５６を配設したため、チェーンテンショナ５６をシリンダブロック３の下方からタイミングチェーンに邪魔されることなく組み付けでき、チェーンテンショナ５６の組付作業性を向上できる。
更に、エアが混入したオイルがオイルポンプ４５に吸入されること防止するとともに、バランサ装置１５の組着性を向上させることができる。

また、図１、図４に示すように、チェーン４９に対向するシリンダブロック３の端部壁、つまり、クランクロアケース４の端部壁６１に貫通孔６２・６２を形成し、この貫通孔６２・６２に外方である車両右方から挿入されるボルトであるテンショナ取付ボルト５９・５９によってチェーンテンショナ５６を端部壁６１の内側に締結する。また、図１、図２に示すように、クランクシャフト１０の第１カウンタウェイト１２Ａの外表面には、チェーン５０に隣接したセンサプレート６３が取り付けられている。
このような構造としたことにより、チェーン５０に対向するシリンダブロック３の端部壁６１に貫通孔６２・６２を形成し、この貫通孔６２・６２に外方から挿入されるテンショナ取付ボルト５９・５９によってチェーンテンショナ５６を端部壁６１の内側に締結したため、チェーンテンショナ５６をシリンダブロック３としてのクランクロアケース４に締結する作業をシリンダブロック３の外方から実施でき、チェーンテンショナ５６の組付作業性を向上できる。
また、テンショナ取付ボルト５９が車両右方側からクランクロアケース４に取り付けられ、テンショナ取付ボルト５９の頭部がバランサ装置１５側に突出することがないため、バランサ装置１５周辺の空間を拡大でき、バランサ装置１５のシリンダプロック３ヘの組付作業性を向上できる。

オイルポンプハウジングに突出部を形成したり、オイルストレーナやチェーンテンショナのレイアウトを変更する構造を、他のエンジンにも適用することも可能である。

オイルパンを取り除いた状態でバランサ装置を備えたエンジンの斜め下方からの斜視図である。バランサ装置を備えたエンジンの断面図である。図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線によるエンジンの拡大断面図である。バランサ装置を備えたエンジンの底面図である。ロアハウジングを取り外した状態のバランサ装置の底面図である。

符号の説明

１エンジン
２シリンダ
３シリンダブロック
４クランクロアケース
５オイルパン
６シリンダヘッド
１０クランクシャフト
１５バランサ装置
１６バランサハウジング
１９第１バランサシャフト
２０第２バランサシャフト
４５オイルポンプ
４６オイルポンプハウジング
４７バランサスプロケット
４９クランクスプロケット
５０チェーン
５１オイルパン取付面
５２突出部
５３反チェーン側側壁
５４オイルストレーナ
５５空間
５６チェーンテンショナ
５９テンショナ取付ボルト
６１端部壁
６２貫通孔

Claims

オイルパンに臨むシリンダブロックの下部に互いに反対方向に回転する一対のバランサシャフトを収容するバランサハウジングを配設し、このバランサハウジングの軸方向端部にオイルポンプを収容するオイルポンプハウジングを一体的に連結し、前記バランサシャフトの一方を前記オイルポンブハウジングから突出させた部位にバランサスプロケットを配設し、このバランサスプロケットにチェーンを介してクランクシャフトの回転を伝達する一方、前記バランサシャフトの他方で前記オイルポンプを駆動するエンジンのバランサ装置において、前記シリンダブロックを前記オイルパンの取付面側から見た場合、前記オイルポンプハウジングに前記バランサハウジング内の前記バランサシャフトと直交する方向に突出する突出部を形成し、この突出部の反チェーン側の側壁にオイルストレーナを取り付ける一方、前記突出部を収納するよう前記オイルパンの前記取付面を外方に拡大した空間に前記チェーンに張力を付与するチェーンテンショナを配設したことを特徴とするエンジンのバランサ装置。
前記チェーンに対向する前記シリンダブロックの端部壁に貫通孔を形成し、この貫通孔に外方から挿入されるボルトによって前記チェーンテンショナを前記シリンダブロックの前記端部壁の内側に締結したことを特徴とする請求項１に記載のエンジンのバランサ装置。