JP3985485B2 - シリンダブロックのバランサ取付構造 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、シリンダブロックのバランサ取付構造に関し、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2000−81362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、クランクシャフト及びその軸受部は、バランサハウジング、該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、及びシリンダブロックの下面により取り囲まれる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、クランクシャフトはシリンダブロックの複数の軸受部で回転可能に支持される。各軸受部はシリンダブロックの前後側面の縦壁部及び各気筒間の縦壁部にベアリングキャップがボルト等で取り付けられて構成される。一方、シリンダブロックの側面を挟んでクランクシャフトの外部突出端には、一般に、大きなイナーシャのフライホイールが組み付けられる。よって、シリンダブロックの内部においてクランクシャフトを支持する気筒間軸受部を強固にしておかないと、シリンダブロックの側面軸受部を挟んで外部に位置するフライホイールに大きな面振れが生じ、エンジン回転に過度の変動・振動が発生する。
【0005】
本発明は、このような不具合に対処するもので、上記バランサ装置を利用して、クランクシャフト軸受部の剛性を高め、もってフライホイールの面振れを抑制することを課題とする。
【0006】
【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、連動ギヤで互いに噛合う一対のバランサシャフトのうちの一方に、クランクシャフトに設けられた駆動ギヤと噛み合う従動ギヤが設けられ、クランクシャフトと同期して回転駆動される一対のバランサシャフトをオイルパン内に備え、クランクシャフトの上半分を軸支する各気筒間縦壁部に、クランクシャフトの下半分を軸支するベアリングキャップが締結されることにより複数のクランクシャフト軸受部が構成されたエンジンにおけるシリンダブロックのバランサ取付構造であって、上記バランサシャフトを回転可能に収容するハウジング取付用の締結部材を挿通する挿通孔が形成された柱状に延びる複数のタレットを該ハウジングと一体形成し、該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配設すると共に、上記複数の気筒間縦壁部における上記ベアリングキャップの上面が接合される面に、それぞれタレットの挿通孔に挿通される上記締結部材の取付孔が形成されて、この締結部材によって複数の気筒間縦壁部にそれぞれのタレットを接合すると共に、上記複数のタレットを、ベアリングキャップとシリンダブロックのクランクケース壁との間に配置し、且つ上記複数の気筒間縦壁部と複数のタレットとの接合部のうち、フライホイール側の気筒間縦壁部とタレットとの接合部に、上記ハウジングを位置決めする位置決め部を設け、上記従動ギヤと連動ギヤを、バランサシャフトの軸方向において隣合わせに設け、かつバランサシャフトのフライホイール側端部に配置したことを特徴とする。
【0007】
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クランクシャフト及びクランクシャフト軸受部を跨いでシリンダブロックの下面に取り付けるに際し、その複数のバランサ取付部のうちのいくつかはクランクシャフト軸受部の近傍に配置してある。よって、クランクシャフト及びクランクシャフト軸受部は、例えば前述したようにバランサハウジング、タレット、及びシリンダブロックの下面により取り囲まれることになるが、その場合に、クランクシャフト軸受部とバランサ取付部とが単一面内に配置され(クランクシャフト軸受部とハウジン取付用締結部材の取付孔(実施の形態におけるバランサ取付孔10c…10c)とが単一面の気筒間縦壁部のシリンダブロック下面に配置され)、その結果、バランサ装置を取り付けることによって(バランサ装置を利用して)、クランクシャフト軸受部の近傍で剛体構造が形成されて、該剛体構造によりクランクシャフト軸受部の剛性が向上する。
【0008】
加えて、複数のバランサ取付部のうちフライホイールに近い側の取付部において(複数の気筒間壁部のうち、フライホイールに近い側の気筒間縦壁部において)バランサハウジングの位置決めをしたから、該取付部においてはバランサ装置がシリンダブロックに強固にきつく取り付けられ、これによりクランクシャフト及びクランクシャフト軸受部を取り囲む剛体構造がなお一層強固なものとなり、その結果、例えば逆にフライホイールに遠い側の取付部においてバランサハウジングの位置決めをしたような場合と比べて、シリンダブロックの側面軸受部を挟んで外部に位置するフライホイールの面振れを抑制する効果がより一層高くなる。
【0009】
もっとも、バランサハウジングの位置決めをすることにより、シリンダブロックに支持されたクランクシャフトとバランサハウジングに支持されたバランサシャフトとが位置ずれを起こすことなくギヤ装置で連結され、両シャフト間の良好な駆動力の伝達が達成されることはいうまでもない。
【0010】
このように、バランサ装置をクランクシャフト軸受部の剛性アップに利用することで、それ専用の補強部材等をシリンダブロックに組み付ける必要がない。そして、クランクシャフトの支持剛性の向上により、クランクシャフトの振動や、フライホイールの面振れ等の不具合を効果的に低減できる。
【0011】
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、上記位置決め部は、上記締結部材を挿通するチューブラピンと上記取付孔とタレットの挿通孔とにより構成され、このチューブラピンは上記取付孔および挿通孔に圧入されていることを特徴とする。
【0012】
この発明によれば、チューブラピンは上記取付孔および挿通孔に圧入される。
【0015】
【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。
【0016】
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21L,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。
【0017】
バランサハウジング22は、上側部材22U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,21R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。
【0018】
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21b,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。
【0019】
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11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。
【0020】
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23…23に圧入されている。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。
【0021】
このように、バランサシャフト21L,21Rを回転可能に収容するバランサハウジング22をクランクシャフト11及びその軸受部を跨いでシリンダブロック10の下面10aに取り付けるに際し、その複数のバランサ取付孔10c…10cをクランクシャフト11の軸受部の近傍に配置したから、クランクシャフト11及びクランクシャフト軸受部は、バランサハウジング22、タレット23…23、及びシリンダブロック10の下面10aにより取り囲まれる。しかも、クランクシャフト軸受部とバランサ取付孔10c…10cとを気筒間縦壁部13を含む単一面内に配置したから、結局、バランサ装置20を取り付けることによって、クランクシャフト軸受部の近傍で剛体構造が形成され、そして該剛体構造によって、クランクシャフト軸受部の剛性が向上する。その結果、クランクシャフト11の振動やフライホイール2の面振れを抑制することができる。
【0022】
さらに、図4、図5に符号Aで示すように、複数の取付孔10c…10cのうちフライホイール2側の2つの取付孔10c,10cは内径が比較的小さく、符号Bで示すように、反フライホイール2側の2つの取付孔10c,10cは内径が比較的大きく形成されている。よって、複数のタレット23…23のうちフライホイール2側の2つのタレット23,23は取付孔10c,10cにきつく強固に圧入され、反フライホイール2側の2つのタレット23,23は取付孔10c,10cにゆるくスキマバメされている。つまり、複数のバランサ取付孔10c…10cのうちフライホイール2に近い側の取付孔10c,10cにおいてバランサハウジング22を位置決めしている。
【0023】
これにより、フライホイール2に近い側において、クランクシャフト11及びその軸受部を取り囲む剛体構造がなお一層強固なものとなり、その結果、例えば逆にフライホイール2に遠い側の取付孔10c,10cにおいてバランサハウジング22の位置決めをしたような場合と比べて、シリンダブロック10のフライホイール2側の側面軸受部(あるいはその側面縦壁部12a)を挟んで外部に位置するフライホイール2の面振れを抑制する効果がより一層高くなる。
【0024】
もっとも、バランサハウジング22をシリンダブロック10に対して位置決めすることにより、シリンダブロック10に支持されたクランクシャフト11とバランサハウジング22に支持されたバランサシャフト21L,21Rとが位置ずれを起こすことなくギヤ11a,21c,21b,21bで相互に連結され、もってシャフト11,21L,21R間の良好な駆動力の伝達が達成されることはいうまでもない。
【0025】
このように、バランサ装置20をクランクシャフト軸受部の剛性アップに利用するので、それ専用の補強部材等をシリンダブロック10に組み付ける必要がない。そして、クランクシャフト11の支持剛性の向上により、前述したように、該クランクシャフト11の振動や、フライホイール2の面振れ等の不具合を効果的に低減することができる。
【0026】
なお、図4に示すように、本実施の形態においては、左前側のタレット23の前部27にもチューブラピン26が圧入されている。そしてそれに対応してシリンダブロック10の下面10aにも該チューブラピン26と嵌合する孔10dが形成されている。ただし、この孔10dは、その他の孔10c…10cと同様、バランサ取付孔でもあるが、主たる機能は、シリンダブロック10からバランサ装置20にオイルを供給する通路である。よって、この孔10dに上記左前部27のチューブラピン26を嵌合させることにより、図3に矢印で示すように、シリンダブロック10から供給されたオイルがバランサ装置20内のバランサシャフト21L,21R等に導入される。そのため、バランサハウジング22には、左前部27から連通するオイル導入通路28が形成されている。
【0027】
ここで、この左前部チューブラピン26及びオイル供給孔10dでバランサハウジング22を位置決めしてもよい。つまりピン26と孔10dとの嵌め合いをきつくするのである(前述した強固な圧入A)。こうすれば、バランサハウジング22の位置決めと共に、シリンダブロック10からバランサ装置20へのオイル供給通路10dの位置決めもまた行われるから、該オイルの漏れが抑制されて、バランサ装置20へのオイルの供給不足や、バランサ装置20周辺へのオイルの無駄な飛散といった問題が低減する。
【0028】
なお、このようにオイル供給孔10dのほうでバランサ装置20の位置決めをする場合は、隣接するもともとの左前部取付孔10cのほうはゆるいスキマバメとする(符号B)。バランサハウジング22の取付けを歪まず円滑に行なうためである。
【0029】
また、一般に、位置決めを行なうチューブラピン26にあっては、タレット23もしくは左前部27に対する圧入の度合い(きつさ)を、孔10cもしくは10dに対するそれよりも大きくする。バランサ装置20をシリンダブロック10から取り外したときに、シリンダブロック10の側にチューブラピン26…26が残らないようにするためである。
【0030】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、バランサ装置を利用して、クランクシャフト軸受部の剛性を高め、もってクランクシャフトの振動やフライホイールの面振れを抑制することができる。本発明は、シリンダブロックにバランサ装置が取り付けられた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。
【符号の説明】
1 エンジン
2 フライホイール
10 シリンダブロック
10a シリンダブロックの下面
10c バランサ取付孔
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
26 チューブラピン
Claims (2)
- 連動ギヤで互いに噛合う一対のバランサシャフトのうちの一方に、クランクシャフトに設けられた駆動ギヤと噛み合う従動ギヤが設けられ、クランクシャフトと同期して回転駆動される一対のバランサシャフトをオイルパン内に備え、クランクシャフトの上半分を軸支する各気筒間縦壁部に、クランクシャフトの下半分を軸支するベアリングキャップが締結されることにより複数のクランクシャフト軸受部が構成されたエンジンにおけるシリンダブロックのバランサ取付構造であって、
上記バランサシャフトを回転可能に収容するハウジング取付用の締結部材を挿通する挿通孔が形成された柱状に延びる複数のタレットを該ハウジングと一体形成し、
該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配設すると共に、上記複数の気筒間縦壁部における上記ベアリングキャップの上面が接合される面に、それぞれタレットの挿通孔に挿通される上記締結部材の取付孔が形成されて、この締結部材によって複数の気筒間縦壁部にそれぞれのタレットを接合すると共に、
上記複数のタレットを、ベアリングキャップとシリンダブロックのクランクケース壁との間に配置し、
且つ上記複数の気筒間縦壁部と複数のタレットとの接合部のうち、フライホイール側の気筒間縦壁部とタレットとの接合部に、上記ハウジングを位置決めする位置決め部を設け、
上記従動ギヤと連動ギヤを、バランサシャフトの軸方向において隣合わせに設け、かつバランサシャフトのフライホイール側端部に配置したことを特徴とするシリンダブロックのバランサ取付構造。 - 上記位置決め部は、上記締結部材を挿通するチューブラピンと上記取付孔とタレットの挿通孔とにより構成され、このチューブラピンは上記取付孔および挿通孔に圧入されていることを特徴とする請求項1に記載のシリンダブロックのバランサ取付構造。
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