JP4161202B2 - エンジンにおけるバランサハウジングの取付構造 - Google Patents
エンジンにおけるバランサハウジングの取付構造 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はエンジンにおけるバランサハウジングの取付構造に係り、詳しくは、バランサ軸を回転可能に支持するバランサハウジングをシリンダブロックの下側に取付ける取付構造に関するものである。
【０００２】
【関連する背景技術】
運転中のエンジンの振動低減を目的として、クランク軸の回転に同期してバランサ軸を回転駆動して、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を相殺するようにした対策が実施されている。この種のバランサ軸はシリンダブロックの下側に配置されることもあり、この場合のバランサ軸はバランサハウジング内に回転可能に支持され、バランサハウジングをシリンダブロックの下側にボルトで締結することでクランク軸の支持剛性の向上を図っている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。
【０００３】
特許文献１に記載されたバランサハウジングの取付構造では、エンジンのシリンダブロック側に対してクランク軸の各ジャーナル部を個別にベアリングキャップで回転可能に支持し、これらのベアリングキャップの下部にバランサハウジングをボルトで締結している。
又、特許文献２に記載されたバランサハウジングの取付構造では、ベアリングキャップの機能を備えたロアブロックによりクランク軸の各ジャーナル部を回転可能に支持しており、このロアブロックの下部にバランサハウジングをボルトで共締めしている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平４−２４８０４１号公報（第２図）
【特許文献２】
特開２０００−６５１４７号公報（第９図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記特許文献１に記載されたエンジンにおけるバランサハウジングの取付構造では、バランサハウジングを介して各ベアリングキャップを相互に連結することで、クランク軸の支持剛性向上を図っている。しかしながら、この構成では各ベアリングキャップ相互間の撓みを抑制するに過ぎないため、十分な支持剛性の向上を達成できず、ひいては、剛性不足に起因するエンジン騒音を低減できなかった。
【０００６】
又、上記特許文献２に記載されたエンジンにおけるバランサハウジングの取付構造では、各ベアリングキャップを含むシリンダブロックの下部がロアブロックにより構成されているため、クランク軸の支持剛性の点では問題ない。しかしながら、形状が複雑なロアブロックを製作する必要があるため、製造コストが高騰する上に、支持剛性の向上にバランサハウジングは何ら貢献せず、ロアブロックのみでクランク軸を支持することから堅牢な構造が要求され、エンジンの重量増加を引き起こす等の問題が生じた。
【０００７】
本発明の目的は、構成の複雑化による製造コストの高騰やエンジンの重量増加等のデメリットを回避した上で、十分なクランク軸の支持剛性を達成してエンジン騒音を確実に低減することができるエンジンにおけるバランサハウジングの取付構造を提供することにある。
【０００８】
【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、バランサ軸を回転可能に支持したバランサハウジングをシリンダブロックの下側に配置し、バランサ軸をクランク軸により同期して回転駆動するエンジンにおいて、シリンダブロック側に対してクランク軸の各ジャーナル部を個別にベアリングキャップで回転可能に支持し、バランサハウジングに単一のバランサ軸を支持してクランク軸を挟んだ両側の何れか一方にオフセットして配置し、バランサハウジングの一側をオフセット側のシリンダブロックの下部に締結すると共に、バランサハウジングの他側をベアリングキャップの下部に締結したものである。
【０００９】
従って、バランサハウジングはシリンダブロックの下側に配置された状態でクランク軸によりバランサ軸を同期して回転駆動されて、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を相殺する。
そして、バランサハウジングはクランク軸の各ジャーナル部を個別に支持するベアリングキャップの下部に締結されると共に、シリンダブロックの下部に対しても締結される。結果として各ベアリングキャップはバランサハウジングを介して相互に連結されて相互間での撓み（位置変位）が抑制されるばかりでなく、バランサハウジングを介してシリンダブロックにも連結されてシリンダブロックに対する撓みも抑制されるため、十分なクランク軸の支持剛性が得られる。又、支持剛性を確保するために各ベアリングキャップを一体化する対策が必要なくなるため、この対策によるコスト高騰や重量増加等のデメリットが未然に回避される。
加えて、単一のバランサ軸を支持したバランサハウジングはクランク軸を挟んだ両側方向の寸法が比較的狭いため、クランク軸を挟んだ何れか一方にオフセットして無理なく配置できる。その結果、十分なクランク軸の支持剛性を確保した上で、オイルパン内のスペースを効率良く利用してバランサハウジングを配置可能となる。
【００１０】
請求項２の発明は、バランサ軸を回転可能に支持したバランサハウジングをシリンダブロックの下側に配置し、バランサ軸をクランク軸により同期して回転駆動するエンジンにおいて、シリンダブロック側に対してクランク軸の各ジャーナル部を個別にベアリングキャップで回転可能に支持し、バランサハウジングの軸受部を各ベアリングキャップと略対応するように設けて、軸受部に単一のバランサ軸を支持してクランク軸を挟んだ両側の何れか一方にオフセットして配置し、バランサハウジングの一側をオフセット側のシリンダブロックの下部に締結すると共に、バランサハウジングの他側を全てのベアリングキャップの下部に締結したものである。
従って、本発明においても、上記請求項１の発明で述べた種々の作用効果が得られる。加えて、バランサハウジングの軸受部を各ベアリングキャップと略対応させてベリングキャップの下部に対して締結しているため、バランサハウジングを最大限に活用して効率良くクランク軸の支持剛性を向上可能となると共に、軸受部の高い剛性を利用してベアリングキャップの撓みが一層確実に抑制される。
【００１４】
請求項３の発明は、請求項１または２において、バランサ軸を支持したバランサハウジングのハウジング本体からクランク軸を挟んだ反オフセット側に向けてバッフルプレートを一体的に延設し、延設したバッフルプレートの端部を反オフセット側のシリンダブロックの下部に締結したものである。
従って、シリンダブロックの下部においてクランク軸を挟んでバランサハウジングをオフセットさせた側にはバランサハウジングのハウジング本体が位置し、反オフセット側にはバッフルプレートが位置し、これらのハウジング本体とバッフルプレートによりクランク軸側とオイルパン側とが区画されるため、オイルパン内の油面変動が抑制されると共に、クランク軸によるオイルの攪拌が防止される。
【００１５】
又、結果としてバランサハウジングがベアリングキャップの締結箇所の両側でシリンダブロック側に締結されるため、ベアリングキャップの撓みが効率良く抑制されて、クランク軸の支持剛性が更に向上する。
好ましい態様として、バランサ軸の下側でバランサ軸の外周に沿って湾曲するようにハウジング本体を形成することが望ましい。このように構成した場合には、ハウジング本体によりクランク軸に加えてバランサ軸もオイルパン側と区画されるため、バランサ軸によるオイルの攪拌が防止され、更に湾曲形成されたハウジング本体によりバランサハウジング全体の剛性が向上するという作用が得られる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化したエンジンにおけるバランサハウジングの取付構造の一実施形態を説明する。
図１は本実施形態のバランサハウジングの取付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。
【００１８】
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に示すようにエンジン前側より見て左方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。
【００１９】
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。
【００２０】
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の下面には左右２箇所ずつねじ孔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。
【００２１】
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が固定されており、以下、当該バランサハウジング１１の構成及び取付状態を詳述する。
図４は図３に対応してバランサハウジング１１を示した底面図、図５はバランサハウジング１１を斜め前方より見た斜視図であり、バランサハウジング１１はアルミダイキャストにより一体形成されている。図１に示すようにシリンダブロック２の下側には、クランク軸４を挟んだ右側（つまり、エンジン１の反傾斜側）にオフセットしてバランサハウジング１１のハウジング本体１２が配置され、このハウジング本体１２の左側からは左方（クランク軸４を挟んだ反オフセット側）に向けてバッフルプレート１３が一体的に延設されている。
【００２２】
図１，５に示すように、ハウジング本体１２は下方に凸状、上方に凹状の半円筒状をなし、エンジン１の前後方向に延びるように配設されている。ハウジング本体１２内の前後２箇所には断面円形状をなす軸受孔１４ａを備えた軸受リブ１４（軸受部）が形成され、図２に示すように、これらの軸受リブ１４の前後位置は、＃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の前後位置と略対応している。ハウジング本体１２の右側には、各軸受リブ１４と対応する前後位置にそれぞれボルト孔１５が上下に貫設され、これらのボルト孔１５を介してバランサハウジング１１の左側はボルト１５ａ（図１に示す）によりシリンダブロック２の右側のねじ孔８に締結されている。
【００２３】
ハウジング本体１２の左側には、各軸受リブ１４上にそれぞれ受取側ボス１６が突設されると共に、上記＃１気筒と＃２気筒との間のベアリングキャップ５、及び＃３気筒の後側のベアリングキャップ５と対応する前後位置にスペーサボス１７が突設され、これらの受取側ボス１６及びスペーサボス１７の上面１６ａ，１７ａは上記雌ねじボス９及び供給側ボス１０の下面１０ａに当接している。各受取側ボス１６及びスペーサボス１７にはそれぞれボルト孔１８が上下に貫設され、これらのボルト孔１８を介してバランサハウジング１１の中央はボルト１８ａにより各ベアリングキャップ５のねじ孔９ａに締結されている。
【００２４】
上記バッフルプレート１３はハウジング本体１２とほぼ等しい前後長を有する略平板状をなし、バッフルプレート１３の左側には各軸受リブ１４と対応する前後位置にそれぞれボルト孔１９が上下に貫設され、これらのボルト孔１９を介してバランサハウジング１１の右側はボルト１９ａによりシリンダブロック２の左側のねじ孔８に締結されている。
【００２５】
図２に示すように、ハウジング本体１２内には偏心位置に複数のウエイト２０ａを備えたバランサ軸２０がクランク軸４と平行に配設され、バランサ軸２０の前後２箇所のジャーナル部２０ｂは各軸受リブ１４の軸受孔１４ａ内にそれぞれ嵌め込まれて回転可能に支持されている。バランサ軸２０の前端は前側の軸受リブ１４から前方に突出してボルト２１により被動ギア２３が装着され、この被動ギア２３はクランク軸４の前端に装着された駆動ギア２２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２０は逆方向に回転駆動され、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。
【００２６】
図５に示すようにバランサハウジング１１の前側には、ハウジング本体１２とバッフルプレート１３との境界に位置するようにカバー部材２４が一体形成されている。カバー部材２４は上記駆動ギア２２を内包して駆動ギア２２の外周を下方のオイルパン７側から隠蔽し、駆動ギア２２によるオイルの攪拌を防止するようになっている。
【００２７】
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２５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２５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２６が形成され、各上部オイル溝２６内はオイル分配路２７を介して上記メインギャラリ２５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。
【００２８】
従って、メインギャラリ２５内のオイルは各オイル分配路２７を経て各上部オイル溝２６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２８が形成され、これらの下部オイル溝２８はシリンダブロック２側の上部オイル溝２６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２８の一側にはオイル供給路２９の一端が接続され、オイル供給路２９の他端は上記供給側ボス１０の下面１０ａに開口している。
【００２９】
供給側ボス１０のオイル供給路２９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１６の上面１６ａにはオイル受取路３０の一端が開口し、各オイル受取路３０の他端はバランサハウジング１１の前後の軸受孔１４ａ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２５からのオイルは上部オイル溝２６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２６内から下部オイル溝２８内を経てオイル供給路２９及びオイル受取路３０に案内された後に、バランサハウジング１１の軸受孔１４ａとバランサ軸２０のジャーナル部２０ｂとの間で潤滑作用を奏する。
【００３０】
尚、詳細は説明しないが、オイル供給路２９とオイル受取路３０との結合箇所にはシール性を確保するための対策が施されている。
次に、以上のように構成されたエンジン１におけるバランサハウジング１１の取付構造の作用を説明する。
まず、バランサハウジング１１はクランク軸４の各ジャーナル部４ａを個別に支持する全てのベアリングキャップ５の下部に締結されると共に、シリンダブロック２の下部に対しても締結されている。結果として各ベアリングキャップ５は、バランサハウジング１１を介して相互に連結されて相互間での撓み（位置変位）が抑制されるばかりでなく、バランサハウジング１１を介してシリンダブロック２にも連結されてシリンダブロック２に対する撓みも抑制されるため、十分なクランク軸４の支持剛性を達成して、剛性不足に起因するエンジン騒音を確実に低減することができる。
【００３１】
又、このようにクランク軸４の支持剛性を十分に確保できるため、例えば特許文献２に記載の技術のように各ベアリングキャップ５を一体化する対策を実施する必要がない。よって、この対策を実施した場合の製造コストの高騰やエンジンの重量増加等のデメリットを未然に回避することができる。
しかも、バランサハウジング１１の軸受リブ１４はバランサ軸２０を支持するための高い剛性を有しているが、本実施形態では、この軸受リブ１４をシリンダブロック２側のベアリングキャップ５と略対応させて直接的に締結しているため、軸受リブ１４の高い剛性を利用してベアリングキャップ５の撓みを一層確実に抑制できる。
【００３２】
更に、クランク軸４を挟んだ右側にオフセットしてバランサハウジング１１のハウジング本体１２を配置して、ハウジング本体１２の右側をシリンダブロック２の右側に締結すると共に、ハウジング本体１２の左側をベアリングキャップ５に締結し、このハウジング本体１２から左方に向けて延設したバッフルプレート１３の左側をシリンダブロック２の左側に締結している。つまり、バランサハウジング１１は、ベアリングキャップ５を締結した箇所の両側でシリンダブロック２側に締結されるため、ベアリングキャップ５の撓みを効率良く抑制できる。
【００３３】
加えて、図５に示すように、ハウジング本体１２はバランサ軸２０の外周に沿って湾曲する形状をなして高い剛性を有し、一方、ハウジング本体１２と略平板状のバッフルプレート１３との境界部分はほぼ直角に屈曲する断面形状のため撓み易いものの、この境界部分に一体形成されたカバー部材２４により撓みが抑制されるため、結果としてバランサハウジング１１全体の剛性が大幅に向上し、この点もベアリングキャップ５の撓み抑制に大きく貢献する。
【００３４】
従って、これらの要因によりバランサハウジング１１を利用してベアリングキャップ５の撓みを確実に抑制し、もって、クランク軸４の支持剛性を一層向上させることができる。
又、バランサハウジング１１は、ハウジング本体１２とバッフルプレート１３によりエンジン１のクランク軸４側とオイルパン７側とを区画しているため、オイルパン７内の油面変動を抑制したり、クランク軸４によるオイルの攪拌を防止する作用も奏する。しかも、ハウジング本体１２がバランサ軸２０の下側に位置することから、クランク軸４に加えてバランサ軸２０もオイルパン７側と区画して、バランサ軸２０によるオイルの攪拌も防止できる。よって、油面変動やオイルの攪拌によって引き起こされる種々のトラブルを回避できるという利点も得られる。
【００３５】
一方、単一のバランサ軸２０を支持したハウジング本体１２は左右方向の寸法が比較的狭いため、上記のようにクランク軸４を挟んだ右側にオフセットしてハウジング本体１２を配置すると、ハウジング本体１２の右側がシリンダブロック２の下部の右側付近に位置し、ハウジング本体１２の他側がベアリングキャップ５の下部付近に位置し、無理なくハウジング本体１１を配置できる。
【００３６】
加えて、オイルパン７内に貯留されたオイルの水平な油面に対してシリンダブロック２が左側に傾斜することから、オイルパン７内の右側にはデッドスペースが形成され、このデッドスペースにハウジング本体１２が配置される。
従って、これらの要因によりオイルパン７内のスペースを効率良く利用してハウジング本体１２を配置でき、もって、バランサハウジング１１の設置によるエンジン１の大型化、特にエンジン高の増加を抑制することができる。
【００３７】
一方、各ベアリングキャップ５に対するバランサハウジング１１の締結は１箇所ずつであるものの、上記のようにバランサハウジング１１をベアリングキャップ５の締結箇所の両側でシリンダブロック２側に締結しているため、ベアリングキャップ５の撓み抑制作用は十分に得られる。そして、このように締結を１箇所とすることで組立工程でのボルト締め操作等を簡略化できるという利点もある。
【００３８】
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、直列３気筒ガソリンエンジン１におけるバランサハウジング１１の取付構造として具体化したが、バランサ軸２０を支持するバランサハウジング１１をシリンダブロック２の下部に取付けたエンジン１であれば、その種別や形式はこれに限ることはなく、例えばディーゼルエンジンに適用したり、気筒数や気筒配列を変更したりしてもよい。
【００３９】
又、上記実施形態では、ハウジング本体１２に単一のバランサ軸２０を支持してクランク軸４を挟んだ右側にオフセットして配置すると共に、左方に向けてバッフルプレート１３を延設したが、バランサ軸２０の数やハウジング本体１２の配置状態はこれに限ることはなく、例えば、バッフルプレート１３を廃止した上で、２本のバランサ軸２０を支持するハウジング本体１２をクランク軸４の左右両側に亘って配置してもよい。
【００４０】
更に、上記実施形態では、バランサハウジング１１を全てのベアリングキャップ５に締結したが、必ずしも全てのベアリングキャップ５を締結する必要はなく、例えば、図２に示す＃３気筒の後側のベアリングキャップ５には締結しないように構成してもよい。
一方、上記実施形態では、バランサ軸２０を駆動ギア２２及び被動ギア２３を利用して回転駆動したが、駆動方式はこれに限ることはなく、例えばチェーン駆動に代えてもよい。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１の発明のエンジンにおけるバランサハウジングの取付構造によれば、バランサハウジングをベアリングキャップの下部及びシリンダブロックの下部にそれぞれ締結することにより、構成の複雑化による製造コストの高騰やエンジンの重量増加等のデメリットを回避した上で、十分なクランク軸の支持剛性を達成してエンジン騒音を確実に低減でき、さらにバランサハウジングをオフセットして配置することで、十分なクランク軸の支持剛性を確保した上で、オイルパン内のスペースを効率良く利用してバランサハウジングを配置することができる。
【００４２】
請求項２の発明のエンジンにおけるバランサハウジングの取付構造によれば、請求項１に加えて、バランサハウジングの軸受部を各ベアリングキャップと略対応させて全てのベリングキャップの下部に対して締結することにより、バランサハウジングを最大限に活用して効率良くクランク軸の支持剛性を向上できると共に、軸受部の高い剛性を利用してベアリングキャップの撓みを一層確実に抑制することができる。
【００４３】
請求項３の発明のエンジンにおけるバランサハウジングの取付構造によれば、請求項１または２に加えて、ハウジング本体とバッフルプレートによりオイルパン内の油面変動を抑制できると共に、クランク軸によるオイルの攪拌を防止でき、しかも、バランサハウジングをベアリングキャップの締結箇所の両側でシリンダブロック側に締結することで、ベアリングキャップの撓みを効率良く抑制してクランク軸の支持剛性を更に向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態のバランサハウジングの取付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】図３に対応してバランサハウジングを示した底面図である。
【図５】バランサハウジングを斜め前方より見た斜視図である。
【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
４ａ ジャーナル部
１１ バランサハウジング
１２ ハウジング本体
１３ バッフルプレート
１４ 軸受リブ（軸受部）
２０ バランサ軸
【発明の属する技術分野】
本発明はエンジンにおけるバランサハウジングの取付構造に係り、詳しくは、バランサ軸を回転可能に支持するバランサハウジングをシリンダブロックの下側に取付ける取付構造に関するものである。
【０００２】
【関連する背景技術】
運転中のエンジンの振動低減を目的として、クランク軸の回転に同期してバランサ軸を回転駆動して、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を相殺するようにした対策が実施されている。この種のバランサ軸はシリンダブロックの下側に配置されることもあり、この場合のバランサ軸はバランサハウジング内に回転可能に支持され、バランサハウジングをシリンダブロックの下側にボルトで締結することでクランク軸の支持剛性の向上を図っている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。
【０００３】
特許文献１に記載されたバランサハウジングの取付構造では、エンジンのシリンダブロック側に対してクランク軸の各ジャーナル部を個別にベアリングキャップで回転可能に支持し、これらのベアリングキャップの下部にバランサハウジングをボルトで締結している。
又、特許文献２に記載されたバランサハウジングの取付構造では、ベアリングキャップの機能を備えたロアブロックによりクランク軸の各ジャーナル部を回転可能に支持しており、このロアブロックの下部にバランサハウジングをボルトで共締めしている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平４−２４８０４１号公報（第２図）
【特許文献２】
特開２０００−６５１４７号公報（第９図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記特許文献１に記載されたエンジンにおけるバランサハウジングの取付構造では、バランサハウジングを介して各ベアリングキャップを相互に連結することで、クランク軸の支持剛性向上を図っている。しかしながら、この構成では各ベアリングキャップ相互間の撓みを抑制するに過ぎないため、十分な支持剛性の向上を達成できず、ひいては、剛性不足に起因するエンジン騒音を低減できなかった。
【０００６】
又、上記特許文献２に記載されたエンジンにおけるバランサハウジングの取付構造では、各ベアリングキャップを含むシリンダブロックの下部がロアブロックにより構成されているため、クランク軸の支持剛性の点では問題ない。しかしながら、形状が複雑なロアブロックを製作する必要があるため、製造コストが高騰する上に、支持剛性の向上にバランサハウジングは何ら貢献せず、ロアブロックのみでクランク軸を支持することから堅牢な構造が要求され、エンジンの重量増加を引き起こす等の問題が生じた。
【０００７】
本発明の目的は、構成の複雑化による製造コストの高騰やエンジンの重量増加等のデメリットを回避した上で、十分なクランク軸の支持剛性を達成してエンジン騒音を確実に低減することができるエンジンにおけるバランサハウジングの取付構造を提供することにある。
【０００８】
【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、バランサ軸を回転可能に支持したバランサハウジングをシリンダブロックの下側に配置し、バランサ軸をクランク軸により同期して回転駆動するエンジンにおいて、シリンダブロック側に対してクランク軸の各ジャーナル部を個別にベアリングキャップで回転可能に支持し、バランサハウジングに単一のバランサ軸を支持してクランク軸を挟んだ両側の何れか一方にオフセットして配置し、バランサハウジングの一側をオフセット側のシリンダブロックの下部に締結すると共に、バランサハウジングの他側をベアリングキャップの下部に締結したものである。
【０００９】
従って、バランサハウジングはシリンダブロックの下側に配置された状態でクランク軸によりバランサ軸を同期して回転駆動されて、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を相殺する。
そして、バランサハウジングはクランク軸の各ジャーナル部を個別に支持するベアリングキャップの下部に締結されると共に、シリンダブロックの下部に対しても締結される。結果として各ベアリングキャップはバランサハウジングを介して相互に連結されて相互間での撓み（位置変位）が抑制されるばかりでなく、バランサハウジングを介してシリンダブロックにも連結されてシリンダブロックに対する撓みも抑制されるため、十分なクランク軸の支持剛性が得られる。又、支持剛性を確保するために各ベアリングキャップを一体化する対策が必要なくなるため、この対策によるコスト高騰や重量増加等のデメリットが未然に回避される。
加えて、単一のバランサ軸を支持したバランサハウジングはクランク軸を挟んだ両側方向の寸法が比較的狭いため、クランク軸を挟んだ何れか一方にオフセットして無理なく配置できる。その結果、十分なクランク軸の支持剛性を確保した上で、オイルパン内のスペースを効率良く利用してバランサハウジングを配置可能となる。
【００１０】
請求項２の発明は、バランサ軸を回転可能に支持したバランサハウジングをシリンダブロックの下側に配置し、バランサ軸をクランク軸により同期して回転駆動するエンジンにおいて、シリンダブロック側に対してクランク軸の各ジャーナル部を個別にベアリングキャップで回転可能に支持し、バランサハウジングの軸受部を各ベアリングキャップと略対応するように設けて、軸受部に単一のバランサ軸を支持してクランク軸を挟んだ両側の何れか一方にオフセットして配置し、バランサハウジングの一側をオフセット側のシリンダブロックの下部に締結すると共に、バランサハウジングの他側を全てのベアリングキャップの下部に締結したものである。
従って、本発明においても、上記請求項１の発明で述べた種々の作用効果が得られる。加えて、バランサハウジングの軸受部を各ベアリングキャップと略対応させてベリングキャップの下部に対して締結しているため、バランサハウジングを最大限に活用して効率良くクランク軸の支持剛性を向上可能となると共に、軸受部の高い剛性を利用してベアリングキャップの撓みが一層確実に抑制される。
【００１４】
請求項３の発明は、請求項１または２において、バランサ軸を支持したバランサハウジングのハウジング本体からクランク軸を挟んだ反オフセット側に向けてバッフルプレートを一体的に延設し、延設したバッフルプレートの端部を反オフセット側のシリンダブロックの下部に締結したものである。
従って、シリンダブロックの下部においてクランク軸を挟んでバランサハウジングをオフセットさせた側にはバランサハウジングのハウジング本体が位置し、反オフセット側にはバッフルプレートが位置し、これらのハウジング本体とバッフルプレートによりクランク軸側とオイルパン側とが区画されるため、オイルパン内の油面変動が抑制されると共に、クランク軸によるオイルの攪拌が防止される。
【００１５】
又、結果としてバランサハウジングがベアリングキャップの締結箇所の両側でシリンダブロック側に締結されるため、ベアリングキャップの撓みが効率良く抑制されて、クランク軸の支持剛性が更に向上する。
好ましい態様として、バランサ軸の下側でバランサ軸の外周に沿って湾曲するようにハウジング本体を形成することが望ましい。このように構成した場合には、ハウジング本体によりクランク軸に加えてバランサ軸もオイルパン側と区画されるため、バランサ軸によるオイルの攪拌が防止され、更に湾曲形成されたハウジング本体によりバランサハウジング全体の剛性が向上するという作用が得られる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化したエンジンにおけるバランサハウジングの取付構造の一実施形態を説明する。
図１は本実施形態のバランサハウジングの取付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。
【００１８】
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に示すようにエンジン前側より見て左方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。
【００１９】
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。
【００２０】
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の下面には左右２箇所ずつねじ孔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。
【００２１】
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が固定されており、以下、当該バランサハウジング１１の構成及び取付状態を詳述する。
図４は図３に対応してバランサハウジング１１を示した底面図、図５はバランサハウジング１１を斜め前方より見た斜視図であり、バランサハウジング１１はアルミダイキャストにより一体形成されている。図１に示すようにシリンダブロック２の下側には、クランク軸４を挟んだ右側（つまり、エンジン１の反傾斜側）にオフセットしてバランサハウジング１１のハウジング本体１２が配置され、このハウジング本体１２の左側からは左方（クランク軸４を挟んだ反オフセット側）に向けてバッフルプレート１３が一体的に延設されている。
【００２２】
図１，５に示すように、ハウジング本体１２は下方に凸状、上方に凹状の半円筒状をなし、エンジン１の前後方向に延びるように配設されている。ハウジング本体１２内の前後２箇所には断面円形状をなす軸受孔１４ａを備えた軸受リブ１４（軸受部）が形成され、図２に示すように、これらの軸受リブ１４の前後位置は、＃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の前後位置と略対応している。ハウジング本体１２の右側には、各軸受リブ１４と対応する前後位置にそれぞれボルト孔１５が上下に貫設され、これらのボルト孔１５を介してバランサハウジング１１の左側はボルト１５ａ（図１に示す）によりシリンダブロック２の右側のねじ孔８に締結されている。
【００２３】
ハウジング本体１２の左側には、各軸受リブ１４上にそれぞれ受取側ボス１６が突設されると共に、上記＃１気筒と＃２気筒との間のベアリングキャップ５、及び＃３気筒の後側のベアリングキャップ５と対応する前後位置にスペーサボス１７が突設され、これらの受取側ボス１６及びスペーサボス１７の上面１６ａ，１７ａは上記雌ねじボス９及び供給側ボス１０の下面１０ａに当接している。各受取側ボス１６及びスペーサボス１７にはそれぞれボルト孔１８が上下に貫設され、これらのボルト孔１８を介してバランサハウジング１１の中央はボルト１８ａにより各ベアリングキャップ５のねじ孔９ａに締結されている。
【００２４】
上記バッフルプレート１３はハウジング本体１２とほぼ等しい前後長を有する略平板状をなし、バッフルプレート１３の左側には各軸受リブ１４と対応する前後位置にそれぞれボルト孔１９が上下に貫設され、これらのボルト孔１９を介してバランサハウジング１１の右側はボルト１９ａによりシリンダブロック２の左側のねじ孔８に締結されている。
【００２５】
図２に示すように、ハウジング本体１２内には偏心位置に複数のウエイト２０ａを備えたバランサ軸２０がクランク軸４と平行に配設され、バランサ軸２０の前後２箇所のジャーナル部２０ｂは各軸受リブ１４の軸受孔１４ａ内にそれぞれ嵌め込まれて回転可能に支持されている。バランサ軸２０の前端は前側の軸受リブ１４から前方に突出してボルト２１により被動ギア２３が装着され、この被動ギア２３はクランク軸４の前端に装着された駆動ギア２２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２０は逆方向に回転駆動され、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。
【００２６】
図５に示すようにバランサハウジング１１の前側には、ハウジング本体１２とバッフルプレート１３との境界に位置するようにカバー部材２４が一体形成されている。カバー部材２４は上記駆動ギア２２を内包して駆動ギア２２の外周を下方のオイルパン７側から隠蔽し、駆動ギア２２によるオイルの攪拌を防止するようになっている。
【００２７】
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２５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２５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２６が形成され、各上部オイル溝２６内はオイル分配路２７を介して上記メインギャラリ２５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。
【００２８】
従って、メインギャラリ２５内のオイルは各オイル分配路２７を経て各上部オイル溝２６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２８が形成され、これらの下部オイル溝２８はシリンダブロック２側の上部オイル溝２６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２８の一側にはオイル供給路２９の一端が接続され、オイル供給路２９の他端は上記供給側ボス１０の下面１０ａに開口している。
【００２９】
供給側ボス１０のオイル供給路２９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１６の上面１６ａにはオイル受取路３０の一端が開口し、各オイル受取路３０の他端はバランサハウジング１１の前後の軸受孔１４ａ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２５からのオイルは上部オイル溝２６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２６内から下部オイル溝２８内を経てオイル供給路２９及びオイル受取路３０に案内された後に、バランサハウジング１１の軸受孔１４ａとバランサ軸２０のジャーナル部２０ｂとの間で潤滑作用を奏する。
【００３０】
尚、詳細は説明しないが、オイル供給路２９とオイル受取路３０との結合箇所にはシール性を確保するための対策が施されている。
次に、以上のように構成されたエンジン１におけるバランサハウジング１１の取付構造の作用を説明する。
まず、バランサハウジング１１はクランク軸４の各ジャーナル部４ａを個別に支持する全てのベアリングキャップ５の下部に締結されると共に、シリンダブロック２の下部に対しても締結されている。結果として各ベアリングキャップ５は、バランサハウジング１１を介して相互に連結されて相互間での撓み（位置変位）が抑制されるばかりでなく、バランサハウジング１１を介してシリンダブロック２にも連結されてシリンダブロック２に対する撓みも抑制されるため、十分なクランク軸４の支持剛性を達成して、剛性不足に起因するエンジン騒音を確実に低減することができる。
【００３１】
又、このようにクランク軸４の支持剛性を十分に確保できるため、例えば特許文献２に記載の技術のように各ベアリングキャップ５を一体化する対策を実施する必要がない。よって、この対策を実施した場合の製造コストの高騰やエンジンの重量増加等のデメリットを未然に回避することができる。
しかも、バランサハウジング１１の軸受リブ１４はバランサ軸２０を支持するための高い剛性を有しているが、本実施形態では、この軸受リブ１４をシリンダブロック２側のベアリングキャップ５と略対応させて直接的に締結しているため、軸受リブ１４の高い剛性を利用してベアリングキャップ５の撓みを一層確実に抑制できる。
【００３２】
更に、クランク軸４を挟んだ右側にオフセットしてバランサハウジング１１のハウジング本体１２を配置して、ハウジング本体１２の右側をシリンダブロック２の右側に締結すると共に、ハウジング本体１２の左側をベアリングキャップ５に締結し、このハウジング本体１２から左方に向けて延設したバッフルプレート１３の左側をシリンダブロック２の左側に締結している。つまり、バランサハウジング１１は、ベアリングキャップ５を締結した箇所の両側でシリンダブロック２側に締結されるため、ベアリングキャップ５の撓みを効率良く抑制できる。
【００３３】
加えて、図５に示すように、ハウジング本体１２はバランサ軸２０の外周に沿って湾曲する形状をなして高い剛性を有し、一方、ハウジング本体１２と略平板状のバッフルプレート１３との境界部分はほぼ直角に屈曲する断面形状のため撓み易いものの、この境界部分に一体形成されたカバー部材２４により撓みが抑制されるため、結果としてバランサハウジング１１全体の剛性が大幅に向上し、この点もベアリングキャップ５の撓み抑制に大きく貢献する。
【００３４】
従って、これらの要因によりバランサハウジング１１を利用してベアリングキャップ５の撓みを確実に抑制し、もって、クランク軸４の支持剛性を一層向上させることができる。
又、バランサハウジング１１は、ハウジング本体１２とバッフルプレート１３によりエンジン１のクランク軸４側とオイルパン７側とを区画しているため、オイルパン７内の油面変動を抑制したり、クランク軸４によるオイルの攪拌を防止する作用も奏する。しかも、ハウジング本体１２がバランサ軸２０の下側に位置することから、クランク軸４に加えてバランサ軸２０もオイルパン７側と区画して、バランサ軸２０によるオイルの攪拌も防止できる。よって、油面変動やオイルの攪拌によって引き起こされる種々のトラブルを回避できるという利点も得られる。
【００３５】
一方、単一のバランサ軸２０を支持したハウジング本体１２は左右方向の寸法が比較的狭いため、上記のようにクランク軸４を挟んだ右側にオフセットしてハウジング本体１２を配置すると、ハウジング本体１２の右側がシリンダブロック２の下部の右側付近に位置し、ハウジング本体１２の他側がベアリングキャップ５の下部付近に位置し、無理なくハウジング本体１１を配置できる。
【００３６】
加えて、オイルパン７内に貯留されたオイルの水平な油面に対してシリンダブロック２が左側に傾斜することから、オイルパン７内の右側にはデッドスペースが形成され、このデッドスペースにハウジング本体１２が配置される。
従って、これらの要因によりオイルパン７内のスペースを効率良く利用してハウジング本体１２を配置でき、もって、バランサハウジング１１の設置によるエンジン１の大型化、特にエンジン高の増加を抑制することができる。
【００３７】
一方、各ベアリングキャップ５に対するバランサハウジング１１の締結は１箇所ずつであるものの、上記のようにバランサハウジング１１をベアリングキャップ５の締結箇所の両側でシリンダブロック２側に締結しているため、ベアリングキャップ５の撓み抑制作用は十分に得られる。そして、このように締結を１箇所とすることで組立工程でのボルト締め操作等を簡略化できるという利点もある。
【００３８】
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、直列３気筒ガソリンエンジン１におけるバランサハウジング１１の取付構造として具体化したが、バランサ軸２０を支持するバランサハウジング１１をシリンダブロック２の下部に取付けたエンジン１であれば、その種別や形式はこれに限ることはなく、例えばディーゼルエンジンに適用したり、気筒数や気筒配列を変更したりしてもよい。
【００３９】
又、上記実施形態では、ハウジング本体１２に単一のバランサ軸２０を支持してクランク軸４を挟んだ右側にオフセットして配置すると共に、左方に向けてバッフルプレート１３を延設したが、バランサ軸２０の数やハウジング本体１２の配置状態はこれに限ることはなく、例えば、バッフルプレート１３を廃止した上で、２本のバランサ軸２０を支持するハウジング本体１２をクランク軸４の左右両側に亘って配置してもよい。
【００４０】
更に、上記実施形態では、バランサハウジング１１を全てのベアリングキャップ５に締結したが、必ずしも全てのベアリングキャップ５を締結する必要はなく、例えば、図２に示す＃３気筒の後側のベアリングキャップ５には締結しないように構成してもよい。
一方、上記実施形態では、バランサ軸２０を駆動ギア２２及び被動ギア２３を利用して回転駆動したが、駆動方式はこれに限ることはなく、例えばチェーン駆動に代えてもよい。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１の発明のエンジンにおけるバランサハウジングの取付構造によれば、バランサハウジングをベアリングキャップの下部及びシリンダブロックの下部にそれぞれ締結することにより、構成の複雑化による製造コストの高騰やエンジンの重量増加等のデメリットを回避した上で、十分なクランク軸の支持剛性を達成してエンジン騒音を確実に低減でき、さらにバランサハウジングをオフセットして配置することで、十分なクランク軸の支持剛性を確保した上で、オイルパン内のスペースを効率良く利用してバランサハウジングを配置することができる。
【００４２】
請求項２の発明のエンジンにおけるバランサハウジングの取付構造によれば、請求項１に加えて、バランサハウジングの軸受部を各ベアリングキャップと略対応させて全てのベリングキャップの下部に対して締結することにより、バランサハウジングを最大限に活用して効率良くクランク軸の支持剛性を向上できると共に、軸受部の高い剛性を利用してベアリングキャップの撓みを一層確実に抑制することができる。
【００４３】
請求項３の発明のエンジンにおけるバランサハウジングの取付構造によれば、請求項１または２に加えて、ハウジング本体とバッフルプレートによりオイルパン内の油面変動を抑制できると共に、クランク軸によるオイルの攪拌を防止でき、しかも、バランサハウジングをベアリングキャップの締結箇所の両側でシリンダブロック側に締結することで、ベアリングキャップの撓みを効率良く抑制してクランク軸の支持剛性を更に向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態のバランサハウジングの取付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】図３に対応してバランサハウジングを示した底面図である。
【図５】バランサハウジングを斜め前方より見た斜視図である。
【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
４ａ ジャーナル部
１１ バランサハウジング
１２ ハウジング本体
１３ バッフルプレート
１４ 軸受リブ（軸受部）
２０ バランサ軸
Claims (3)
- バランサ軸を回転可能に支持したバランサハウジングをシリンダブロックの下側に配置し、該バランサ軸をクランク軸により同期して回転駆動するエンジンにおいて、
上記シリンダブロック側に対して上記クランク軸の各ジャーナル部を個別にベアリングキャップで回転可能に支持し、上記バランサハウジングに単一のバランサ軸を支持して上記クランク軸を挟んだ両側の何れか一方にオフセットして配置し、該バランサハウジングの一側をオフセット側の上記シリンダブロックの下部に締結すると共に、該バランサハウジングの他側を上記ベアリングキャップの下部に締結したことを特徴とするエンジンにおけるバランサハウジングの取付構造。 - バランサ軸を回転可能に支持したバランサハウジングをシリンダブロックの下側に配置し、該バランサ軸をクランク軸により同期して回転駆動するエンジンにおいて、
上記シリンダブロック側に対して上記クランク軸の各ジャーナル部を個別にベアリングキャップで回転可能に支持し、上記バランサハウジングの軸受部を各ベアリングキャップと略対応するように設けて、該軸受部に単一のバランサ軸を支持して上記クランク軸を挟んだ両側の何れか一方にオフセットして配置し、該バランサハウジングの一側をオフセット側の上記シリンダブロックの下部に締結すると共に、該バランサハウジングの他側を上記全てのベアリングキャップの下部に締結したことを特徴とするエンジンにおけるバランサハウジングの取付構造。 - 上記バランサ軸を支持した上記バランサハウジングのハウジング本体から上記クランク軸を挟んだ反オフセット側に向けてバッフルプレートを一体的に延設し、該延設したバッフルプレートの端部を反オフセット側の上記シリンダブロックの下部に締結したことを特徴とする請求項１または２記載のエンジンにおけるバランサハウジングの取付構造。
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