JP3923313B2 - エンジンのバランサー装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、クランクシャフトの下方に配置したバランサーハウジングに、バランサーシャフトの軸端に対向する開口を形成したエンジンのバランサー装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
かかるエンジンのバランサー装置は、特開２００１−１２５５１号公報により公知である。
【０００３】
上記特開２００１−１２５５１号公報に記載されたバランサーハウジングは上下に２分割されており、バランサーシャフトに形成したジャーナルは、バランサーハウジングのアッパーハウジングおよびロアハウジングに形成したジャーナル支持部に挟まれて支持される。ジャーナル支持部の加工精度を確保するには、アッパーハウジングおよびロアハウジングを一体に組み立てた状態で該ジャーナル支持部を共加工する必要があり、そのためにバランサーシャフトの軸端が対向するバランサーハウジングの端面に工具を挿入する開口が形成される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、バランサーハウジングに加工用の開口を形成すると、その開口からバランサーハウジングの内部にオイルが浸入するため、バランサーウエイトがオイルを攪拌して回転抵抗が増加する問題がある。これを回避するため、従来はバランサーシャフトの軸端を前記開口に接近させることでオイルの浸入を抑制していたが、このようにすると、バランサーシャフトの軸端と開口との間の微小な隙間に介在するオイルに剪断力が作用するため、特にオイルの粘性が高まる低温時に回転抵抗が増加する問題がある。しかも部品の寸法のばらつきを考慮して前記隙間を管理することがはしく、そのために組み付けの作業性が悪化するという問題がある。
【０００５】
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、バランサーハウジングの開口からのオイルの浸入を効果的に阻止することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、クランクシャフトの下方に配置したバランサーハウジングに、バランサーシャフトの軸端に対向する開口を形成したエンジンのバランサー装置において、前記開口を外側より覆う位置にオイル浸入抑制部材が設けられ、そのオイル浸入抑制部材が、オイルパンに貯留したオイルの油面の暴れを抑制するバッフルプレートの一部を折り曲げて構成されることを特徴とするエンジンのバランサー装置が提案される。
【０００７】
上記構成によれば、バランサーハウジングのバランサーシャフトの軸端に対向する位置に設けた開口を外側より覆う位置にオイル浸入抑制部材を設けたので、バランサーハウジングの内部へのオイルの浸入を抑制することができ、バランサーハウジングの内部のオイルの攪拌に伴う回転抵抗の増加を抑制することができる。またバランサーシャフトの軸端を開口に接近させてオイルの浸入を阻止する必要がなくなるので、バランサーシャフトの軸端と開口との間の微小な隙間に介在するオイルの剪断力に起因する回転抵抗の増加も回避することができる。しかもバランサーハウジングの開口を外側より覆う位置にオイル浸入抑制部材を設けたので、そのオイル浸入抑制部材をバランサーハウジングの内部に設ける場合に比べて取付作業が容易である。更に、バランサーシャフトの軸端と開口との間の隙間を精密に管理する必要がないため、組み付けの作業性も向上する。その上、オイルパンに貯留したオイルの油面の暴れを抑制するバッフルプレートの一部を折り曲げて前記オイル浸入抑制部材を構成したので、特別のオイル浸入抑制部材を設ける必要がなくなって部品点数の削減および組み付け工数の削減に寄与することができるとともに、バッフルプレートの剛性の向上にも寄与することができる。
【０００８】
また請求項２に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、前記オイル浸入抑制部材をバランサーハウジングに支持したことを特徴とするエンジンのバランサー装置が提案される。
【０００９】
上記構成によれば、オイル浸入抑制部材をバランサーハウジングに支持したので、バランサーハウジングの組立時にオイル浸入抑制部材を予め組み付けてアセンブリ化することができる。しかもバランサーハウジングの開口とオイル浸入抑制部材との位置合わせの精度が高くなり、その位置調整も容易になる。
【００１０】
尚、実施例の駆動バランサーシャフト１８および従動バランサーシャフト１９は本発明のバランサーシャフトに対応し、実施例の第１〜第３バッフルプレート４７〜４９は本発明のバッフルプレートに対応し、実施例の邪魔板４９ｄ，５１は本発明のオイル浸入抑制部材に対応する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を、添付図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。
【００１２】
図１〜図１２は本発明の第１実施例を示すもので、図１はエンジンの正面図、図２は図１の２−２線断面図、図３は図２の３−３線断面図、図４は図２の４−４線断面図、図５は図３の５−５線断面図、図６は図２の６−６線矢視図、図７は図２の７−７線矢視図、図８は図６の８−８線断面図、図９は図６の９−９線断面図、図１０は図６の１０−１０線断面図、図１１は図６の１１−１１線断面図、図１２は図６の１２−１２線断面図である。
【００１３】
図１に示すように、車両用の直列４気筒エンジンＥの外郭は、上方から下方にヘッドカバー１１、シリンダヘッド１２、シリンダブロック１３、ロアブロック１４およびオイルパン１５を積層して構成されており、シリンダ軸線Ｌは鉛直方向に対して排気側（図中左側）に傾斜している。ロアブロック１４の下面に固定されてオイルパン１５の内部に収納された二次バランサー装置１６は、バランサーハウジング１７に支持された駆動側バランサーシャフト１８および従動バランサーシャフト１９を備えており、シリンダブロック１３およびロアブロック１４間に支持されたクランクシャフト２０の軸端に設けたスプロケット２１と駆動側バランサーシャフト１８の軸端に設けたスプロケット２２とが無端チェーン２３で接続される。
【００１４】
図２〜図５に示すように、シリンダブロック１３に設けた４個のシリンダボア２４…に摺動自在に嵌合する４個のピストン２５…は、クランクシャフト２０の４個のピン２０ａ…にそれぞれコネクティングロッド２６…を介して接続される。ロアブロック１４の内部に嵌合する５個のベアリングキャップ２７…が各々２本のボルト２８，２８でシリンダブロック１３の下面に締結されており、シリンダブロック１３と５個のベアリングキャップ２７…との間にクランクシャフト２０の５個のジャーナル２０ｂ…が回転自在に支持される。
【００１５】
二次バランサー装置１６のバランサーハウジング１７はアッパーハウジング２９およびロアハウジング３０を１１本のボルト３１…；３２，３２；３３，３３；３４ａ，３４ａ，３４ｂ，３４ｂで結合し、更にアッパーハウジング２９およびロアハウジング３０の一端部にポンプハウジング３５を複数本のボルト３６…で結合してなる。ロアハウジング３０のポンプハウジング３５側の端部にはバランサーハウジング１７の上面側に回り込む上壁部３０ｂが形成されており、この上壁部３０ｂがアッパーハウジング２９およびポンプハウジング３５に挟まれている。このとき、アッパーハウジング２９とロアハウジング３０の上壁部３０ｂとの間にスリット状の開口α（図６、図８および図９）が形成される。
【００１６】
駆動バランサーシャフト１８および従動バランサーシャフト１９を挟むように配置された３本のボルト３１…は、アッパーハウジング２９側から挿入されてロアハウジング３０に締結される。駆動バランサーシャフト１８の外側に配置された２本のボルト３２，３２と、従動バランサーシャフト１９の外側に配置された２本のボルト３３，３３とは、アッパーハウジング２９側から挿入されてロアハウジング３０に締結される。またバランサーハウジング１７の一端側においてポンプハウジング３５に挿入された２本のボルト３４ａ，３４ａがベアリングキャップ２７を貫通してシリンダブロック１３の下面に締結されるとともに、バランサーハウジング１７の他端側においてロアハウジング３０側から挿入された２本のボルト３４ｂ，３４ｂが、アッパーハウジング２９およびベアリングキャップ２７を貫通してシリンダブロック１３の下面に締結される。
【００１７】
アッパーハウジング２９は前記４本のボルト３４ａ，３４ａ，３４ｂ，３４ｂが貫通する４個の取付座２９ａでベアリングキャップ２７，２７に支持されており、従ってアッパーハウジング２９の上面とベアリングキャップ２７，２７の下面との間に隙間β（図４参照）が形成される。
【００１８】
次に、図６〜図１２に基づいて二次バランサー装置１６の構造を更に説明する。
【００１９】
図８から明らかなように、二次バランサー装置１６の駆動バランサーシャフト１８には、その一端側から他端側に向けて前記スプロケット２２、第１ジャーナル１８ａ、駆動ギヤ１８ｂ、第１バランサーウエイト１８ｃ、第２ジャーナル１８ｄおよび第２バランサーウエイト１８ｅが設けられており、第１、第２ジャーナル１８ａ，１８ｄがアッパーハウジング２９およびロアハウジング３０に挟まれるように支持される。図９から明らかなように、二次バランサー装置１６の従動バランサーシャフト１９には、その一端側から他端側に向けて第１ジャーナル１９ａ、従動ギヤ１９ｂ、第１バランサーウエイト１９ｃ、第２ジャーナル１９ｄおよび第２バランサーウエイト１９ｅが設けられており、第１、第２ジャーナル１９ａ，１９ｄがアッパーハウジング２９およびロアハウジング３０に挟まれるように支持される。
【００２０】
ポンプハウジング３５の内部に突出する従動バランサーシャフト１９の一端にオイルポンプ４１（図９参照）が設けられる。オイルポンプ４１は周知のトロコイドポンプから構成されるもので、従動バランサーシャフト１９に固定されたインナーロータ４２と、ポンプハウジング３５に回転自在に支持されてインナーロータ４２に噛み合うアウターロータ４３とを備える。ロアハウジング３０の下面にはオイルパン１５に貯留したオイルの油面Ｏ下に位置するストレーナ４４が設けられており、ストレーナ４４とオイルポンプ４１の吸入ポート４１ａとがロアハウジング３０の下面に一体に形成したオイル通路３０ａ（図１２参照）で接続される。ストレーナ４４は、オイル中の異物を濾過するストレーナエレメント４４ａと、ストレーナエレメント４４ａを覆うストレーナカバー４４ｂとで構成される。オイルポンプ４１の吐出ポート４１ｂは、図示せぬオイル通路を介してシリンダブロック１３のメインギャラリ１３ａ（図３および図４参照）に接続される。
【００２１】
アッパーハウジング２９には、駆動ギヤ１８ｂおよび従動ギヤ１９ｂが臨む一対の開口２９ｂ，２９ｂと、第１バランサーウエイト１８ｃ，１９ｃが臨む一対の開口２９ｃ，２９ｃと、第２バランサーウエイト１８ｅ，１９ｅが臨む一対の開口２９ｄ，２９ｄとが形成される。これらの開口２９ｂ，２９ｂ；２９ｃ，２９ｃ；２９ｄ，２９ｄを設けることで、コネクティングロッド２６…の下端の軌跡Ｔ（図３参照）がアッパーハウジング２９の上面と干渉するのを防止しているので、エンジンの小型化が可能である。。またバランサーハウジング１７のポンプハウジング３５と反対側の端面には、駆動バランサーシャフト１８および従動バランサーシャフト１９の軸端に臨む開口１７ａ，１７ｂ（図１０参照）が、アッパーハウジング２９およびロアハウジング３０に跨がって形成される。この開口１７ａ，１７ｂは、バランサーハウジング１７の内部に駆動バランサーシャフト１８および従動バランサーシャフト１９の第１、第２ジャーナル１８ａ，１９ａ；１８ｄ，１９ｄの支持部を機械加工するためのもので、その開口１７ａ，１７ｂの内径は前記第１、第２ジャーナル１８ａ，１９ａ；１８ｄ，１９ｄの外径よりも若干大きくなっている。
【００２２】
アッパーハウジング２９の駆動バランサーシャフト１８側の端部に、その上面に開口する４個のオイル排出孔４５ａ〜４５ｄが形成される。各々のオイル排出孔４５ａ〜４５ｄはクランクシャフト２０の軸線方向に延びる長孔状に形成される。バランサーハウジング１７の従動バランサーシャフト１９側の端部に、アッパーハウジング２９およびロアハウジング３０の合わせ面に沿って延びる１本（または複数本）のスリット状のオイル排出孔４６が形成される。オイル排出孔４５ａ〜４５ｄはシリンダ軸線Ｌの方向に開口し、オイル排出口４６はシリンダ軸線Ｌに直交する方向に開口する。シリンダ軸線Ｌの傾斜により、バランサーハウジング１７は駆動バランサーシャフト１８側が低くなり、従動バランサーシャフト１９側が高くなるように傾斜しているが、駆動バランサーシャフト１８側のオイル排出口４５ａ〜４５ｄおよび従動バランサーシャフト１９側のオイル排出口４６はオイルパン１５に貯留したオイルの油面Ｏ（図３参照）よりも高い位置に配置される。
【００２３】
アッパーハウジング２９の駆動バランサーシャフト１８側の端部上面に、概略長方形の第１バッフルプレート４７が、アッパーハウジング２９およびロアハウジング３０を結合する前記２本のボルト３２，３２によって共締めされ、またアッパーハウジング２９の従動バランサーシャフト１９側の端部上面に、概略長方形の第２バッフルプレート４８が、アッパーハウジング２９およびロアハウジング３０を結合する前記２本のボルト３３，３３によって共締めされているので、部品点数および締結スペースの削減が可能である。更に、ロアブロック１４の下面にコ字状の第３バッフルプレート４９が４本のボルト５０…で固定される。
【００２４】
しかして、エンジンＥの運転によりクランクシャフト２０の回転がスプロケット２１、無端チェーン２３およびスプロケット２２を介して駆動バランサーシャフト１８に伝達され、駆動バランサーシャフト１８の回転は駆動ギヤ１８ｂおよび従動ギヤ１９ｂを介して従動バランサーシャフト１９に伝達される。このとき、クランクシャフト２０のスプロケット２１の歯数は駆動バランサーシャフト１８のスプロケット２２の歯数の２倍に設定され、かつ駆動ギヤ１８ｂの歯数は従動ギヤ１９ｂの歯数に等しく設定されているため、駆動バランサーシャフト１８および従動バランサーシャフト１９はクランクシャフト２０の回転数の２倍の回転数で相互に逆方向に回転し（図１１および図１２の矢印Ａ，Ｂ参照）、駆動バランサーシャフト１８および従動バランサーシャフト１９に設けた第１、第２バランサーウエイト１８ｃ，１９ｃ；１８ｅ，１９ｅによりエンジンＥの二次振動が低減される。
【００２５】
エンジンＥの運転中にクランクシャフト２０がクランクケース内のオイルをはね上げるため、そのオイルが開口２９ｂ，２９ｂ；２９ｃ，２９ｃ；２９ｄ，２９ｄ；１７ａ，１７ｂを通してバランサーハウジング１７の内部に浸入しようとする。バランサーハウジング１７の内部にオイルが浸入すると、そのオイルを駆動ギヤ１８ｂ、従動ギヤ１９ｂ、第１、第２バランサーウエイト１８ｃ，１９ｃ；１８ｅ，１９ｅ等が攪拌して攪拌抵抗が増加する問題がある。そこで、図１１の矢印Ａ，Ｂ方向に回転する駆動バランサーシャフト１８および従動バランサーシャフト１９の駆動ギヤ１８ｂ、従動ギヤ１９ｂ、第１、第２バランサーウエイト１８ｃ，１９ｃ；１８ｅ，１９ｅ等で掻き上げたオイルを、バランサーハウジング１７のオイル排出孔４５ａ〜４５ｄ，４６から外部に排出してオイルパン１５に戻すことで、前記攪拌抵抗の増加を防止するようになっている。
【００２６】
このとき、図１０〜図１２に示すように、第１、第２バッフルプレート４７，４８の外端縁および第３バッフルプレート４９のカバー部４９ａ，４９ｂの外端縁は下向きに折れ曲がっているため、オイル排出孔４５ａ〜４５ｄ，４６から排出されたオイルを下向きに方向変換してオイルパン１５にスムーズに戻すことができる。
【００２７】
バランサーハウジング１７に固定した第１バッフルプレート４７および第２バッフルプレート４８と、ロアブロック１４に固定した第３バッフルプレート４９とにより、オイルパン１５の内部に貯留されたオイルの油面Ｏの暴れが防止される。またクランクシャフト２０の回転に伴ってはね上がられたオイルの飛沫がクランクケースの内部に飛び散ったとき、バランサーハウジング１７のオイル排出孔４５ａ〜４５ｄ，４６が第１〜第３バッフルプレート４７〜４９によって覆われているため、前記オイルの飛沫を第１〜第３バッフルプレート４７〜４９で遮ってオイル排出孔４５ａ〜４５ｄ，４６からバランサーハウジング１７の内部に浸入するのを防止することができる。
【００２８】
特に、コ字状に形成された第３バッフルプレート４９は切欠部４９ｃを挟んで形成された一対のカバー部４９ａ，４９ｂを備えており、一方のカバー部４９ａで一つのオイル排出口４５ｄを覆うとともに他方のカバー部４９ｂでオイル排出口４６の一部を覆いながら、切欠部４９ｃによって第３バッフルプレート４９の重量を軽減することができる。しかも第３バッフルプレート４９をロアブロック１４に固定する４本のボルト５０…のうちの２本が切欠部４９ｃよりもカバー部４９ａ，４９ｂに近い位置に配置されているので、カバー部４９ａ，４９ｂの剛性を高めて振動を抑制することができる。
【００２９】
図２、図７および図１０から明らかなように、第３バッフルプレート４９の切欠部４９ｃに臨み、かつ一対のカバー部４９ａ，４９ｂに挟まれた位置には、下向きに折り曲げられた邪魔板４９ｄが設けられる。第３バッフルプレート４９の邪魔板４９ｄは、駆動バランサーシャフト１８および従動バランサーシャフト１９の軸端に臨むようにバランサーハウジング１７に形成された開口１７ａ，１７ｂ（図１０参照）を覆うように配置されており、この邪魔板４９ｄによってオイルが開口１７ａ，１７ｂからバランサーハウジング１７の内部に浸入するのを防止することができる。しかも邪魔板４９ｄでオイルの浸入を阻止できるので、駆動バランサーシャフト１８および従動バランサーシャフト１９の軸端と開口１７ａ，１７ｂとの間の隙間を精密に管理する必要がなくなり、第３バッフルプレート４９の組み付けの作業性も向上する。また邪魔板４９ｄはバランサーハウジング１７の外部に設けられているため、それをバランサーハウジング１７の内部に設ける場合に比べて取り付けが容易である。
【００３０】
邪魔板４９ｄによってバランサーハウジング１７の内部へのオイルの浸入を阻止することで、第１バランサーウエイト１８ｃ，１９ｃ、第２バランサーウエイト１８ｅ，１９ｅ、駆動ギヤ１８ｂ、従動ギヤ１９ｂ等がバランサーハウジング１７の内部でオイルを攪拌するのを抑制し、回転抵抗の増加を最小限に抑えることができる。また邪魔板４９ｄを第３バッフルプレート４９と一体に形成したことで部品点数の増加や組付工数の増加を防止することができるばかりか、邪魔板４９ｄを折り曲げたことで第３バッフルプレート４９の剛性が向上する。
【００３１】
次に、本発明の第２実施例を図１３および図１４に基づいて説明する。
【００３２】
第２実施例は、第１実施例の第１バッフルプレート４７および第２バッフルプレート４８をバランサーハウジング１７の他端まで延長し、その延長部を下向きに折り曲げて邪魔板５１としたもので、この邪魔板５１は第１実施例の邪魔板４９ｄと同様に、駆動バランサーシャフト１８および従動バランサーシャフト１９の軸端に臨むようにバランサーハウジング１７に形成された開口１７ａ，１７ｂを覆うように配置される。
【００３３】
この第２実施例によっても、前記第１実施例と同様の作用効果を達成することができる。特に、邪魔板５１を有する第１バッフルプレート４７および第２バッフルプレート４８がバランサーハウジング１７に固定されるので、開口１７ａ，１７ｂに対する邪魔板５１の位置合わせを容易かつ精密に行うことができる。またバランサーハウジング１７の上方および側方に設けたオイル排出孔４５ａ〜４５ｄ，４６を覆う第１バッフルプレート４７および第２バッフルプレート４８を利用して開口１７ａ，１７ｂを覆うことができるので、部品点数の削減が可能である。しかも第１バッフルプレート４７および第２バッフルプレート４８が邪魔板５１により接続されて一体化されるので、部品点数の一層の削減が可能である。
【００３４】
以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。
【００３５】
例えば、実施例では第１、第２バッフルプレート４７，４８をバランサーハウジング１７に固定し、第３バッフルプレート４９をロアブロック１４に固定しているが、それらの取付位置は適宜変更することができる。
【００３６】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、バランサーハウジングのバランサーシャフトの軸端に対向する位置に設けた開口を外側より覆う位置にオイル浸入抑制部材を設けたので、バランサーハウジングの内部へのオイルの浸入を抑制することができ、バランサーハウジングの内部のオイルの攪拌に伴う回転抵抗の増加を抑制することができる。またバランサーシャフトの軸端を開口に接近させてオイルの浸入を阻止する必要がなくなるので、バランサーシャフトの軸端と開口との間の微小な隙間に介在するオイルの剪断力に起因する回転抵抗の増加も回避することができる。しかもバランサーハウジングの開口を外側より覆う位置にオイル浸入抑制部材を設けたので、そのオイル浸入抑制部材をバランサーハウジングの内部に設ける場合に比べて取付作業が容易である。更に、バランサーシャフトの軸端と開口との間の隙間を精密に管理する必要がないため、組み付けの作業性も向上する。
【００３７】
その上、オイルパンに貯留したオイルの油面の暴れを抑制するバッフルプレートの一部を折り曲げてオイル浸入抑制部材を構成したので、特別のオイル浸入抑制部材を設ける必要がなくなって部品点数の削減および組み付け工数の削減に寄与することができるとともに、バッフルプレートの剛性の向上にも寄与することができる。
【００３８】
また特に請求項２の発明によれば、オイル浸入抑制部材をバランサーハウジングに支持したので、バランサーハウジングの組立時にオイル浸入抑制部材を予め組み付けてアセンブリ化することができる。しかもバランサーハウジングの開口とオイル浸入抑制部材との位置合わせの精度が高くなり、その位置調整も容易になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１実施例に係るエンジンの正面図
【図２】 図１の２−２線断面図
【図３】 図２の３−３線断面図
【図４】 図２の４−４線断面図
【図５】 図３の５−５線断面図
【図６】 図２の６−６線矢視図
【図７】 図２の７−７線矢視図
【図８】 図６の８−８線断面図
【図９】 図６の９−９線断面図
【図１０】 図６の１０−１０線断面図
【図１１】 図６の１１−１１線断面図
【図１２】 図６の１２−１２線断面図
【図１３】 本発明の第２実施例に係る、前記図６に対応する図
【図１４】 図１３の１４−１４線断面図
【符号の説明】
１５ オイルパン
１７ バランサーハウジング
１７ａ 開口
１７ｂ 開口
１８ 駆動バランサーシャフト（バランサーシャフト）
１９ 従動バランサーシャフト（バランサーシャフト）
２０ クランクシャフト
４７ 第１バッフルプレート（バッフルプレート）
４８ 第２バッフルプレート（バッフルプレート）
４９ 第３バッフルプレート（バッフルプレート）
４９ｄ 邪魔板（オイル浸入抑制部材）
５１ 邪魔板（オイル浸入抑制部材）

Claims (2)

1. クランクシャフト（２０）の下方に配置したバランサーハウジング（１７）に、バランサーシャフト（１８，１９）の軸端に対向する開口（１７ａ，１７ｂ）を形成したエンジンのバランサー装置において、
   前記開口（１７ａ，１７ｂ）を外側より覆う位置にオイル浸入抑制部材（４９ｄ，５１）が設けられ、
   そのオイル浸入抑制部材（４９ｄ，５１）は、オイルパン（１５）に貯留したオイルの油面の暴れを抑制するバッフルプレート（４７，４８，４９）の一部を折り曲げて構成されることを特徴とする、エンジンのバランサー装置。
2. 前記オイル浸入抑制部材（５１）をバランサーハウジング（１７）に支持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ー装置。

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