JP6102265B2

JP6102265B2 - 車両用エンジンのバランサ装置

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Publication number: JP6102265B2
Application number: JP2013002006A
Authority: JP
Inventors: 昇史杉山
Original assignee: Suzuki Motor Co Ltd
Current assignee: Suzuki Motor Co Ltd
Priority date: 2013-01-09
Filing date: 2013-01-09
Publication date: 2017-03-29
Anticipated expiration: 2033-01-09
Also published as: DE102013225811B4; CN103912377A; DE102013225811A1; CN103912377B; JP2014134124A

Description

本発明は、車両用エンジンの振動を抑制するバランサ装置に関し、例えばクランク軸とバランサ軸とを連動すると共に、クランク軸とウォータポンプの駆動軸とも連動する場合に好適なものである。

このような車両用エンジンのバランサ装置としては、例えば下記特許文献１や特許文献２に記載されるものがある。このうち、下記特許文献１に記載される車両用エンジンのバランサ装置では、クランク軸に対し、クランク軸線方向及びシリンダ軸線方向と交差する方向の一方側にオイルポンプの駆動軸を配置し、クランク軸線方向及びシリンダ軸線方向と交差する方向の他方側にバランサ軸を配置し、そのバランサ軸のエンジン上方、即ちシリンダヘッド側にウォータポンプの駆動軸を配置している。クランク軸、オイルポンプの駆動軸、バランサ軸、ウォータポンプの駆動軸は、夫々、ギヤを介して連結されている。また、下記特許文献２に記載される車両用エンジンのバランサ装置では、クランク軸に対してクランク軸線方向及びシリンダ軸線方向と交差する方向にバランサ軸を配置し、ギヤを介してクランク軸とバランサ軸を連結する。バランサ軸に設けられるバランサギヤは、シリンダブロックの外壁に形成されたギヤ収納部内に収納される。

特開２００６−２８３７７８号公報特開２０１０−７４８４号公報

しかしながら、前記特許文献１に記載される車両用エンジンのバランサ装置では、エンジンをクランク軸の軸線方向から見た場合に、バランサ軸に設けられたバランサギヤよりもウォータポンプがエンジンの外側に張り出している。そのため、クランク軸の軸線及びシリンダ軸線と交差する方向で、エンジンの幅寸法が増加し、エンジンが大型化するという問題がある。また、前記特許文献２に記載される車両用エンジンのバランサ装置では、バランサギヤをシリンダブロックの外壁に形成されたギヤ収納部内に収納している。バランサ軸に連結されるクランク軸にはクランクピン及びウエブが設けられ、バランサ軸にはバランサウエイトが設けられるため、クランク軸とバランサ軸との軸間寸法は大きい。また、２気筒エンジン又は３気筒エンジンでは、一般にクランク軸とバランサ軸とは同じ回転速度で逆回転する。そのため、バランサ軸に設けられるバランサギヤの外径は大きく、このバランサギヤを収納するギヤ収納部はエンジンの外側に張り出す。そのため、クランク軸の軸線及びシリンダ軸線と交差する方向で、エンジンの幅寸法が増加し、エンジンが大型化するという問題がある。また、何れの特許文献に記載される車両用エンジンのバランサ装置でも、バランサギヤ周辺の剛性が考慮されていない。そのため、バランサギヤやバランサ軸の回転に伴う振動や騒音が増加し易いという問題もある。

本発明は、上記のような問題点に着目してなされたものであり、エンジンの大型化を抑制することができ、バランサギヤやバランサ軸の回転に伴う振動や騒音を低減することが可能な車両用エンジンのバランサ装置を提供することを目的とするものである。

上記課題を解決するために、発明の一態様は、車両用エンジンの振動を抑制するバランサ装置において、エンジンのシリンダブロックに回転自在に支持されるクランク軸と、前記クランク軸に対してエンジンのシリンダ軸線方向と交差する方向に配置され、前記クランク軸の軸線と平行な軸線を有し、複数のバランサ軸受部を介して前記シリンダブロックに回転自在に支持されるバランサ軸と、前記クランク軸の軸線方向の一方の端部で当該クランク軸に設けられ、前記クランク軸の軸線方向の一方の端部側に位置する前記シリンダブロックの外壁よりもエンジン外側に配置されるクランクギヤと、前記クランクギヤと噛み合い、前記クランク軸の軸線方向の一方の端部と同じ側の端部で前記バランサ軸に設けられ、前記バランサ軸を前記クランク軸と逆方向に回転させるバランサギヤと、前記シリンダブロックから前記クランク軸の軸線方向の一方の端部側に突出するようにして当該シリンダブロックに一体に形成され、前記クランクギヤの外周及び前記バランサギヤの外周を囲むギヤ収納部周壁と、前記クランク軸に連動して回転するウォータポンプ駆動軸と、前記ウォータポンプ駆動軸によって駆動されるウォータポンプと、前記バランサギヤのエンジン上側に配置され、前記シリンダブロックに一体に形成され、前記ウォータポンプが取付けられるウォータポンプハウジングと、前記シリンダブロックから前記クランク軸の軸線方向の一方の端部側に突出するようにして当該シリンダブロックに一体に形成され、前記ウォータポンプ駆動軸の軸線よりもエンジン外側で且つ前記バランサ軸の軸線よりもエンジン外側で前記ウォータポンプハウジングの外周面と前記ギヤ収納部周壁とを連結する下側フランジ部と、前記シリンダブロックから前記クランク軸の軸線方向の一方の端部側に突出するようにして当該シリンダブロックに一体に形成され、前記ウォータポンプハウジングと前記ギヤ収納部周壁との間の領域に配置され、前記シリンダブロック内に形成されたオイル通路の加工用に開口されたオイル通路用ボスと、を備えたことを特徴とする車両用エンジンのバランサ装置である。

また、前記複数のバランサ軸受部は、前記クランク軸の軸線方向で前記バランサギヤ側の端部寄りに配置される第１バランサ軸受部と、前記第１バランサ軸受部に隣り合う第２バランサ軸受部とを有し、前記第１バランサ軸受部と前記第２バランサ軸受部との間で前記バランサ軸に設けられた第１バランサウエイトと、前記シリンダブロックから前記クランク軸の軸線及び前記シリンダ軸線と交差する方向に膨らむようにして当該シリンダブロックに形成され、前記第１バランサウエイトが収納される膨出部と、前記第１バランサ軸受部のエンジン上方で前記クランク軸の軸線及び前記シリンダ軸線と交差する方向に突出する前記ウォータポンプハウジングの前記第２バランサ軸受部側端部と前記膨出部とを連結するリブと、を備えた。

また、前記オイル通路用ボスは、前記ウォータポンプハウジングと前記ギヤ収納部周壁とを連結する。

また、前記ウォータポンプを前記ウォータポンプハウジングに締結するためのウォータポンプハウジング側締結部を前記ウォータポンプハウジングに複数設け、少なくとも前記バランサギヤを覆うギヤ収納部蓋部材を前記ギヤ収納部周壁に締結するためのギヤ収納部周壁側締結部を前記ギヤ収納部周壁に複数設け、前記複数のウォータポンプハウジング側締結部のうちの一つのウォータポンプハウジング側締結部と前記複数のギヤ収納部周壁側締結部のうちの一つのギヤ収納部周壁側締結部とを前記下側フランジ部で連結すると共に、他のウォータポンプハウジング側締結部と他のギヤ収納部周壁側締結部とを前記オイル通路用ボスで連結した。

また、前記シリンダブロックを車体に連結するマウント部材を締結するためのマウント用締結部を前記シリンダブロックのエンジン上端縁部に形成し、前記マウント用締結部と前記ウォータポンプハウジングとを上側フランジ部で連結した。

発明の一態様によれば、クランクギヤ及びバランサギヤをクランク軸の軸線方向の一方の端部側に位置するシリンダブロックの外壁よりもエンジン外側に配置する。また、そのクランクギヤの外周及びバランサギヤの外周を囲むギヤ収納部周壁をシリンダブロックからクランク軸の軸線方向の一方の端部側に突出するようにして当該シリンダブロックに一体に形成する。また、ウォータポンプハウジングを、バランサギヤのエンジン上側で、シリンダブロックに一体に形成する。また、ウォータポンプ駆動軸の軸線よりもエンジン外側で且つバランサ軸の軸線よりもエンジン外側で、ウォータポンプハウジングの外周面とギヤ収納部周壁とを連結する下側フランジ部をシリンダブロックからクランク軸の軸線方向の一方の端部側に突出するようにして当該シリンダブロックに一体に形成する。そのため、バランサギヤのエンジン上方の空間部を利用してウォータポンプを配置できる。従って、エンジンをクランク軸の軸線方向から見た場合、従来に比べて、ウォータポンプやウォータポンプハウジングがエンジン外側に張り出す量（突出量）を抑制することができる。その結果、クランク軸の軸線方向及びシリンダ軸線と交差する方向へのシリンダブロックの幅寸法の増加を抑制することができ、エンジンの大型化を抑制することができる。また、エンジンをクランク軸の軸線方向から見た場合、バランサギヤの外周を囲むギヤ収納部周壁がエンジン外側に突出することもない。更に、ウォータポンプハウジングとギヤ収納部周壁とを下側フランジ部で連結したことで、バランサギヤ周辺の剛性を高めることができ、バランサギヤやバランサ軸の回転によって生じる振動や騒音を低減することができる。

また、バランサギヤ側の端部寄りに配置された第１バランサ軸受部と、第１バランサ軸受部に隣り合う第２バランサ軸受部との間で、第１バランサウエイトをバランサ軸に設ける。また、その第１バランサウエイトが収納される膨出部を、シリンダブロックからクランク軸の軸線及びシリンダ軸線と交差する方向に膨らむようにして当該シリンダブロックに形成する。また、第１バランサ軸受部のエンジン上方でクランク軸の軸線及びシリンダ軸線と交差する方向に突出するウォータポンプハウジングの第２バランサ軸受部側端部と膨出部とをリブで連結する。そのため、ウォータポンプハウジングの剛性が高まり、ウォータポンプ駆動軸の回転に伴って生じる振動を抑制することができる。また、バランサギヤと第１バランサウエイトとの間のシリンダブロックの剛性を集中して高めることができ、バランサギヤやバランサ軸の回転によって生じる振動や騒音、及びバランサギヤの回転で生じる第１バランサウエイトの振動及び騒音を確実に低減することができる。

また、シリンダブロック内に形成されたオイル通路の加工用に開口され且つシリンダブロックからクランク軸の軸線方向の一方の端部側に突出するようにして当該シリンダブロックに一体に形成されるオイル通路用ボスによって、ウォータポンプハウジングとギヤ収納部周壁との間の領域でウォータポンプハウジングとギヤ収納部周壁とを連結する。そのため、ウォータポンプが取付けられるウォータポンプハウジングとギヤ収納部周壁とをオイル通路用ボスにより一体化することができ、バランサギヤ周辺の剛性を確実に高めて、バランサギヤやバランサ軸の回転によって生じる振動や騒音を低減することができる。

また、複数のウォータポンプハウジング側締結部のうちの一つのウォータポンプハウジング側締結部と複数のギヤ収納部周壁側締結部のうちの一つのギヤ収納部周壁側締結部とを下側フランジ部で連結すると共に、他のウォータポンプハウジング側締結部と他のギヤ収納部周壁側締結部とをオイル通路用ボスで連結する。そのため、下側フランジ部やオイル通路用ボスの変形や振動を抑制することができ、これによりバランサギヤ周辺の剛性を更に高めて、バランサギヤやバランサ軸の回転によって生じる振動や騒音を低減することができる。

また、シリンダブロックを車体に連結するマウント部材を締結するためのマウント用締結部をシリンダブロックのエンジン上端縁部に形成し、マウント用締結部とウォータポンプハウジングとを上側フランジ部で連結する。そのため、ウォータポンプハウジングのエンジン上側部分を補強することができ、ウォータポンプ取付面のエンジン上側部分の振動を抑制することができる。これにより、ウォータポンプハウジング周辺の剛性を更に高めることができ、このウォータポンプハウジングに連結されるギヤ収納部周壁のバランサギヤ周辺の剛性を更に高めて、バランサギヤやバランサ軸の回転によって生じる振動や騒音を低減することができる。

本発明の車両用エンジンのバランサ装置が適用されたエンジンの第１実施形態を示す斜視図である。図１のエンジンの平面図である。図１のエンジンの側面図である。図１のエンジンの正面図である。図１のエンジンから液通路蓋部材及びギヤ収納部蓋部材を外した状態の側面図である。図１のエンジンから液通路蓋部材及びギヤ収納部蓋部材を外した状態の正面図である。図１のエンジンのシリンダブロックの底面図である。本発明の車両用エンジンのバランサ装置が適用された第２実施形態のエンジンから液通路蓋部材及びギヤ収納部蓋部材を外した状態の側面図である。

次に、本発明の車両用エンジンのバランサ装置の第１実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は、本実施形態のエンジンの斜視図、図２は、図１のエンジンをクランク軸の軸線方向から見た側面図、図３は、図１のエンジンをクランク軸の軸線と直交方向から見た正面図である。本実施形態の車両は、車両前方にエンジンルームを持ち、このエンジンルーム内にエンジンを搭載する。本実施形態のエンジンは、直列２気筒エンジンであり、例えばクランク軸の軸線を車両幅方向に向けて配置した横置きエンジンである。エンジン本体を構成する主機は、シリンダブロック１の上方にシリンダヘッド２を搭載する。シリンダヘッド２の上方にはシリンダヘッドカバー３が取付けられる。本実施形態のシリンダブロック１は、下部にクランクケース４が一体的に取付けられている。そのため、シリンダブロック１の下方にはオイルパン５が直接取付けられている。

なお、エンジンは、種々の向きで車両に搭載されるが、凡そシリンダヘッドがシリンダブロックの上方になるように搭載されるので、この方向をエンジン上方、逆方向をエンジン下方というように定義する。また、シリンダブロック１の内部には、エンジン上方からエンジン下方に向けて軸線を有するシリンダ（シリンダボア）が形成されている。そのため、エンジンの上下方向軸線をシリンダ軸線と定義する。また、シリンダヘッド２内には、例えば車両幅方向に軸線を有するカム軸が内装されており、クランク軸６と同期回転する。そのため、クランク軸６とカム軸とは、図１の図示右側、或いは図４の図示右側に配置されたカムチェーンで連結されている。このカムチェーンは、チェーンカバー７で覆われ、そのチェーンカバー７に対し、図１の図示右側、或いは図４の図示右側に変速機が取付けられる。そのため、変速機が取付けられる側を変速機側と記す。変速機の出力側は駆動系を経て駆動輪に接続されている。また、図１の図示手前側には排気マニホールドを介して排気管が取付けられ、図１の図示奥方側には吸気マニホールドを介して吸気ダクトが取付けられる。そのため、排気マニホールドが取付けられる側を排気系側、吸気マニホールドが取付けられる側を吸気系側と記す。

前記シリンダに対向するシリンダヘッドのシリンダブロックへの接合面には燃焼室が形成されている。また、前記シリンダ内にはピストンが内装されている。ピストンは、コネクティングロッド（コンロッド）を介してクランク軸６に連結されている。クランク軸６は、図示しないクランク軸受部を介してシリンダブロック１のクランクケース４に回転自在に支持されている。従って、燃焼室内での混合気の燃焼によってピストンがシリンダ内部をエンジン上下方向に往復移動すると、その往復運動がクランク軸６の回転運動に変換され、その回転駆動力が変速機を経て駆動輪に伝達され、車両の駆動力となる。ちなみに、シリンダブロック１の上端縁部のうち、変速機側と反対側（こちら側をクランク軸６の軸線方向の一方とも記す）の外壁の排気系側端部及び吸気系側端部には、例えば図４に示すマウント部材９を介して、当該シリンダブロック１を車体にマウントするためのマウント用締結部（ボス）８が設けられている。

クランク軸６の軸線方向の一方の端部には、シリンダブロック１のエンジン外側において、クランクプーリ１０が取付けられている。クランクプーリ１０は、駆動ベルト１１を介してウォータポンププーリ１２に連結されている。そのため、ウォータポンププーリ１２の回転中心となるウォータポンプ駆動軸１３はクランク軸６と連動して回転する。このウォータポンプ駆動軸１３はウォータポンプ１４に連結されている。そのため、ウォータポンプ１４はウォータポンプ駆動軸１３によって駆動される。ウォータポンプ１４は、シリンダブロック１に形成されたウォータポンプハウジング１５内に収納される。このウォータポンプハウジング１５の一部は、後述するバランサギヤのエンジン上方の空間部において、シリンダブロック１からクランク軸６の軸線及びシリンダ軸線と交差する方向に突出するように当該シリンダブロック１に一体的に形成されている。また、ウォータポンプハウジング１５の一部は、クランク軸６の軸線方向の一方の端部側に位置するシリンダブロック１の外壁からエンジン外側に突出されており、この突出部分とシリンダブロック１の当該外壁との間にウォータポンプ１４が収納される。なお、シリンダブロック１の外壁からクランク軸６の軸線方向の一方の端部側に突出するウォータポンプハウジング１５は、ウォータポンプ１４を収納すると共に、エンジン冷却液の液通路となっており、この液通路は液通路蓋部材１８によって閉塞されている。

本実施形態の車両用エンジンは、直列二気筒エンジンである（シリンダ毎の行程が３６０°位相ずれしている）から、燃焼行程でエンジンに生じる振動を抑制するためにバランサ軸１６を備えるのが望ましい。バランサ軸１６は、クランク軸６と同期し且つクランク軸６と逆方向に回転する。このバランサ軸１６は、例えば図４に示すように、クランク軸６の軸線方向及びシリンダ軸線と交差する方向の排気系側に配置される。そして、バランサ軸１６は、軸線をクランク軸６の軸線と平行にして、シリンダブロック１のクランクケース４内に収納されている。クランク軸６とバランサ軸１６は、互いにギヤで連結されており、それらのギヤは、クランク軸６の軸線方向の一方の端部側に位置するシリンダブロック１の外壁よりエンジン外側で、当該シリンダブロック１に形成されたギヤ収納部内に収納されている。このギヤ収納部は、エンジンの完成状態では、図１、図３に示すように、ギヤ収納部蓋部材１７によって閉塞されている。

図５は、図１のエンジンから液通路蓋部材１８及びギヤ収納部蓋部材１７を外した状態の側面図、図６は、同じく図１のエンジンから液通路蓋部材１８及びギヤ収納部蓋部材１７を外した状態の正面図である。例えば、図５の紙面手前側、図６の図示左方が、前述したクランク軸６の軸線方向の一方に相当する。このクランク軸６の軸線方向の一方の端部にはクランクギヤ１９が設けられている。また、クランク軸６の軸線方向の一方の端部と同じ側のバランサ軸１６の端部にはバランサギヤ２０が設けられている。そして、クランクギヤ１９とバランサギヤ２０は互いに噛み合っている。これらクランクギヤ１９の外周及びバランサギヤ２０の外周はギヤ収納部周壁２１で囲われている。このギヤ収納部周壁２１は、クランク軸６の軸線方向の一方の端部側に位置するシリンダブロック１の外壁に形成されている。このギヤ収納部周壁２１は、シリンダブロック１からクランク軸６の軸線方向の一方の端部側に突出するようにして当該シリンダブロック１に一体に形成されている。そして、このギヤ収納部周壁２１を覆うようにギヤ収納部蓋部材１７が取付けられている。そのため、ギヤ収納部周壁２１には、ギヤ収納部蓋部材１７をギヤ収納部周壁２１に締結するためのギヤ収納部周壁側締結部３５が複数形成されている。

なお、前述のように、ウォータポンプ１４及びウォータポンプハウジング１５は、バランサギヤ２０のエンジン上方の空間に配置されている。そのため、エンジンをクランク軸６の軸線方向から見た場合、ウォータポンプ１４やウォータポンプハウジング１５がエンジン外側に張り出す量（突出量）を抑制することができる。また、クランク軸６の軸線方向の一方の端部側に位置するシリンダブロック１の外壁からエンジン外側に突出するウォータポンプハウジング１５の一部は、エンジン内部の冷却液通路に冷却液を供給する冷却液供給口２３とウォータポンプ１４を接続する液通路周壁２２を兼ねており、この液通路周壁２２に液通路蓋部材１８が取付けられる。液通路蓋部材１８には、予めウォータポンプ駆動軸１３及びウォータポンプ１４が取付けられている。従って、液通路蓋部材１８を液通路周壁２２に取付けると、ウォータポンプ１４はウォータポンプハウジング１５に収納される。またそのため、液通路周壁２２には、液通路蓋部材１８、即ちウォータポンプ１４を液通路周壁２２、即ちウォータポンプハウジング１５に締結するためのウォータポンプハウジング側締結部３４が複数形成されている。また、クランク軸６の軸線方向の一方の端部側に位置するシリンダブロック１の外壁のうち、ウォータポンプハウジング１５の中央部には、エンジン内部の冷却液通路から冷却液を排出する冷却液排出口２５が形成されている。ちなみに、ウォータポンプハウジング１５の一部をなす液通路周壁２２とギヤ収納部周壁２１との間の領域には、オイル通路用ボス２４が設けられている。このオイル通路用ボス２４は、シリンダブロック１内に形成されたオイル通路の加工用に開口されたものであり、クランク軸６の軸線方向の一方の端部側に位置するシリンダブロック１の外壁からエンジン外側に突出するようにして当該シリンダブロック１に一体に形成されている。

図７は、図１のエンジンのシリンダブロック１の底面図である。図に示す符号２６が、シリンダブロック１に形成されたシリンダである。これらシリンダ２６のエンジン下方、つまり図７の紙面手前側にクランク軸６が配置される。このクランク軸６のうち、各シリンダ２６のエンジン下方直下には、図示しないクランクピンやウエブが設けられている。バランサ軸１６には、図６にも示すように、これらクランクピンやウエブに対向する位置にバランサウエイト２７、２８が設けられている。ここでは、図６、図７の図示左方、即ちクランク軸６の軸線方向の一方の端部寄りのバランサウエイトを第１バランサウエイト２７とし、図示右方、即ちクランク軸６の軸線方向の他方の端部寄りのバランサウエイトを第２バランサウエイト２８とする。バランサ軸１６の第１バランサウエイト２７よりクランク軸６の軸線方向一方の端部寄りには第１バランサ軸受部２９が設けられている。また、第１バランサウエイト２７と第２バランサウエイト２８との間には第２バランサ軸受部３０が設けられている。また、第２バランサウエイト２８よりクランク軸６の軸線方向他方の端部寄りには第３バランサ軸受部３１が設けられている。そして、これらの軸受部によりバランサ軸１６がシリンダブロック１に回転自在に支持されている。

バランサ軸受部２９〜３１は、夫々、クランク軸６のクランクジャーナルを支持するクランク軸受部に対向する位置に配置されている。そのため、シリンダブロック１のうち、バランサ軸受部２９〜３１の部位には、シリンダブロック１の内部を区画する区画壁部が設けられており、この区画壁部に各バランサ軸受部２９〜３１が取付けられている。一方、バランサウエイト２７、２８の部位に相当するエンジン外側には、シリンダブロック１の側壁しかない。そのため、各バランサウエイト２７、２８を収納するためにシリンダブロック１の側壁をクランク軸６の軸線及びシリンダ軸線と交差する方向に膨らませて膨出部３２、３３を形成した。ここでは、第１バランサウエイト２７を収納する膨出部を第１膨出部３２、第２バランサウエイト２８を収納する膨出部を第２膨出部３３とする。なお、前記バランサギヤ２０のエンジン上方に形成されているウォータポンプハウジング１５の一部は、前記第１バランサ軸受部２９のエンジン上方で、クランク軸６の軸線方向及びシリンダ軸線と交差する方向に突出している。

本実施形態では、シリンダブロックのうちバランサギヤ２０の周辺の剛性を高めてバランサギヤ２０やバランサ軸１６の回転に伴う騒音や振動を抑制するために、液通路周壁２２、即ちウォータポンプハウジング１５の外周面とギヤ収納部周壁２１とを下側フランジ部３６で連結する。フランジ部は、縁部を意味する。この下側フランジ部３６は、ウォータポンプ駆動軸１３の軸線よりもエンジン外側で且つバランサ軸１６の軸線よりもエンジン外側に位置する。そして、下側フランジ部３６を、シリンダブロック１からクランク軸６の軸線方向の一方の端部側に突出するようにして当該シリンダブロック１に一体に形成する。バランサ軸１６は、バランサウエイト２７、２８の回転とバランサギヤ２０の回転によって、第１バランサ軸受部２９に比較的大きな荷重が加わる。そのため、バランサギヤ２０から噛み合い音などの異音や振動が発生し易くなったり、また、バランサ軸１６の振れ回りが増加して、バランサギヤ２０の異音や振動が増加し易くなったりする。本実施形態では、下側フランジ部３６によってウォータポンプハウジング１５とギヤ収納部周壁２１とを連結してシリンダブロックのうちバランサギヤ２０の周辺の剛性を高めることにより、バランサギヤ２０やバランサ軸１６の回転に伴う騒音や振動を抑制することが可能となる。

また、本実施形態では、シリンダブロックのうちバランサギヤ２０の周辺の剛性を高めてバランサギヤ２０やバランサ軸１６の回転に伴う騒音や振動を抑制するために、シリンダブロック１を車体にマウントするマウント部材９用のマウント用締結部８と液通路周壁２２、即ちウォータポンプハウジング１５とを上側フランジ部３７で連結する。前述のように、バランサギヤ２０を収納するギヤ収納部周壁２１とウォータポンプハウジング１５とは下側フランジ部３６によって連結され、これによりシリンダブロックのうちバランサギヤ２０の周辺の剛性が高められている。そこで、ウォータポンプハウジング１５とマウント用締結部８とを上側フランジ部３７によって連結すれば、バランサギヤ２０を収納するギヤ収納部周壁２１もマウント用締結部８に連結されることになる。そのため、シリンダブロックのうちバランサギヤ２０の周辺の剛性がより一層高められ、バランサギヤ２０やバランサ軸１６の回転に伴う騒音や振動をより一層抑制することが可能となる。

また、クランク軸６の軸線方向の一方の端部側に位置するシリンダブロック１の外壁に対し、当該外壁よりクランク軸６の軸線方向中央部寄りのウォータポンプハウジング１５は、バランサ軸１６の第１バランサ軸受部２９のエンジン上方で、クランク軸６の軸線及びシリンダ軸線と交差する方向に突出している。本実施形態では、第１バランサ軸受部２９のエンジン上方で、クランク軸６の軸線及びシリンダ軸線と交差する方向に突出するウォータポンプハウジング１５の第２バランサ軸受部３０側の端部と第１膨出部３２とをリブ３８で連結する。前述のように、バランサギヤ２０は、バランサ軸１６の振れ幅の増加やバランサギヤ２０の噛み合い音の増加によって振動し易い。そこで、ウォータポンプハウジング１５の第２バランサ軸受部３０側の端部と第１膨出部３２とをリブ３８で連結することにより、第１バランサ軸受部２９、即ちバランサギヤ２０と第１バランサウエイト２７との間のシリンダブロックの剛性を集中して高めることができる。その結果、バランサギヤ２０の回転によって生じる振動や騒音、及びバランサギヤの回転で生じる第１バランサウエイト２７の振動及び騒音を低減することができる。

このように本実施形態の車両用エンジンのバランサ装置では、クランクギヤ１９及びバランサギヤ２０をクランク軸６の軸線方向の一方の端部側に位置するシリンダブロック１の外壁よりもエンジン外側に配置する。また、そのクランクギヤ１９の外周及びバランサギヤ２０の外周を囲むギヤ収納部周壁２１をシリンダブロック１からクランク軸６の軸線方向の一方の端部側に突出するようにして当該シリンダブロック１に一体に形成する。また、ウォータポンプハウジング１５を、バランサギヤ２０のエンジン上側で、シリンダブロック１に一体に形成する。また、ウォータポンプ駆動軸１３の軸線よりもエンジン外側で且つバランサ軸１６の軸線よりもエンジン外側で、ウォータポンプハウジング１５の外周面とギヤ収納部周壁２１とを連結する下側フランジ部３６をシリンダブロック１からクランク軸６の軸線方向の一方の端部側に突出するようにして当該シリンダブロック１に一体に形成する。そのため、バランサギヤ２０のエンジン上方の空間部を利用してウォータポンプ１４を配置できる。従って、エンジンをクランク軸の軸線方向から見た場合、従来に比べて、ウォータポンプ１４やウォータポンプハウジング１５がエンジン外側に張り出す量（突出量）を抑制することができる。その結果、クランク軸６の軸線方向及びシリンダ軸線と交差する方向へのシリンダブロック１の幅寸法の増加を抑制することができ、エンジンの大型化を抑制することができる。また、エンジンをクランク軸の軸線方向から見た場合、バランサギヤ２０の外周を囲むギヤ収納部周壁２１がエンジン外側に突出することもない。更に、ウォータポンプハウジング１５とギヤ収納部周壁２１とを下側フランジ部３６で連結したことで、バランサギヤ２０の周辺の剛性を高めることができ、バランサギヤ２０やバランサ軸１６の回転によって生じる振動や騒音を低減することができる。

また、バランサギヤ２０側の端部寄りに配置された第１バランサ軸受部２９と、第１バランサ軸受部２９に隣り合う第２バランサ軸受部３０との間で、第１バランサウエイト２７をバランサ軸１６に設ける。また、その第１バランサウエイト２７が収納される第１膨出部３２を、シリンダブロック１からクランク軸６の軸線及びシリンダ軸線と交差する方向に膨らむようにして当該シリンダブロック１に形成する。また、第１バランサ軸受部２９のエンジン上方でクランク軸６の軸線及びシリンダ軸線と交差する方向に突出するウォータポンプハウジング１５の第２バランサ軸受部３０側端部と第１膨出部３２とをリブ３８で連結する。そのため、ウォータポンプハウジング１５の剛性が高まり、ウォータポンプ駆動軸１３の回転に伴って生じる振動を抑制することができる。また、バランサ軸１６から加わる荷重が最も大きい、バランサギヤ２０と第１バランサウエイト２７との間のシリンダブロック１の剛性を集中して高めることができ、バランサギヤ２０やバランサ軸１６の回転によって生じる振動や騒音、及びバランサギヤ２０の回転で生じる第１バランサウエイト２７の振動及び騒音を確実に低減することができる。

また、シリンダブロック１を車体に連結するマウント部材９を締結するためのマウント用締結部８をシリンダブロック１のエンジン上端縁部に形成し、マウント用締結部８とウォータポンプハウジング１５とを上側フランジ部３７で連結する。そのため、ウォータポンプハウジング１５のエンジン上側部分を補強することができ、ウォータポンプ取付面を構成する液通路周壁２２のエンジン上側部分の振動を抑制することができる。これにより、ウォータポンプハウジング１５周辺の剛性を更に高めることができ、このウォータポンプハウジング１５に連結されるギヤ収納部周壁２１のバランサギヤ周辺の剛性を更に高めて、バランサギヤ２０やバランサ軸１６の回転によって生じる振動や騒音を低減することができる。

図８は、本発明の車両用エンジンのバランサ装置が適用された第２実施形態のエンジンから液通路蓋部材１８及びギヤ収納部蓋部材１７を外した状態の側面図である。本実施形態では、前記第１実施形態で説明したオイル通路用ボス２４の位置を液通路周壁２２、即ちウォータポンプハウジング１５とギヤ収納部周壁２１との間の領域で変更し、このオイル通路用ボス２４によって、液通路周壁２２、即ちウォータポンプハウジング１５とギヤ収納部周壁２１とを連結する。そのため、ウォータポンプハウジング１５とギヤ収納部周壁２１とを一体化して、シリンダブロックのうちバランサギヤ２０の周辺の剛性を高めることができる。また、本実施形態では、前記第１実施形態で説明した複数のウォータポンプハウジング側締結部３４のうちの一つのウォータポンプハウジング側締結部３４と複数のギヤ収納部周壁側締結部３５のうちの一つのギヤ収納部周壁側締結部３５とを下側フランジ部３６で連結すると共に、他のウォータポンプハウジング側締結部３４と他のギヤ収納部周壁側締結部３５とをオイル通路用ボス２４で連結する。そのため、下側フランジ部３６やオイル通路用ボス２４の変形や振動を抑制することができ、これによりシリンダブロックのうちバランサギヤ２０の周辺の剛性を高めることができる。

このように、本実施形態の車両用エンジンのバランサ装置では、前記第１実施形態に加えて、シリンダブロック１内に形成されたオイル通路の加工用に開口され且つシリンダブロック１からクランク軸６の軸線方向の一方の端部側に突出するようにして当該シリンダブロック１に一体に形成されるオイル通路用ボス２４によって、ウォータポンプハウジング１５とギヤ収納部周壁２１との間の領域でウォータポンプハウジング１５とギヤ収納部周壁２１とを連結する。そのため、ウォータポンプ１４が取付けられるウォータポンプハウジング１５とギヤ収納部周壁２１とをオイル通路用ボス２４により一体化することができ、シリンダブロックのうちバランサギヤ２０の周辺の剛性を確実に高めて、バランサギヤ２０やバランサ軸１６の回転によって生じる振動や騒音を低減することができる。

また、複数のウォータポンプハウジング側締結部３４のうちの一つのウォータポンプハウジング側締結部３４と複数のギヤ収納部周壁側締結部３５のうちの一つのギヤ収納部周壁側締結部３５とを下側フランジ部３６で連結すると共に、他のウォータポンプハウジング側締結部３４と他のギヤ収納部周壁側締結部３５とをオイル通路用ボス２４で連結する。そのため、下側フランジ部３６やオイル通路用ボス２４の変形や振動を抑制することができ、これによりシリンダブロックのうちバランサギヤ２０の周辺の剛性を更に高めて、バランサギヤ２０やバランサ軸１６の回転によって生じる振動や騒音を低減することができる。

なお、エンジンの配置や変速機・補機類との連結は、前記に限定されるものではなく、如何様なエンジンの配置、変速機・補機類との連結にあっても、本発明の車両用エンジンのバランサ装置は適用可能である。また、エンジンの形式についても、前記に限定されるものではなく、バランサ軸を必要とするあらゆるエンジンに本発明の車両用エンジンのバランサ装置は適用可能である。

１シリンダブロック
２シリンダヘッド
３シリンダヘッドカバー
４クランクケース
５オイルパン
６クランク軸
７チェーンケース
８マウント用締結部
９マウント部材
１０クランクプーリ
１１駆動ベルト
１２ウォータポンププーリ
１３ウォータポンプ駆動軸
１４ウォータポンプ
１５ウォータポンプハウジング
１６バランサ軸
１７ギヤ収納部蓋部材
１８液通路蓋部材
１９クランクギヤ
２０バランサギヤ
２１ギヤ収納部周壁
２２液通路周壁
２３冷却液供給口
２４オイル通路用ボス
２５冷却液排出口
２６シリンダ
２７第１バランサウエイト
２８第２バランサウエイト
２９第１バランサ軸受部
３０第２バランサ軸受部
３１第３バランサ軸受部
３２第１膨出部
３３第２膨出部
３４ウォータポンプハウジング側締結部
３５ギヤ収納部周壁側締結部
３６下側フランジ部
３７上側フランジ部
３８リブ

Claims

車両用エンジンの振動を抑制するバランサ装置において、
エンジンのシリンダブロックに回転自在に支持されるクランク軸と、
前記クランク軸に対してエンジンのシリンダ軸線方向と交差する方向に配置され、前記クランク軸の軸線と平行な軸線を有し、複数のバランサ軸受部を介して前記シリンダブロックに回転自在に支持されるバランサ軸と、
前記クランク軸の軸線方向の一方の端部で当該クランク軸に設けられ、前記クランク軸の軸線方向の一方の端部側に位置する前記シリンダブロックの外壁よりもエンジン外側に配置されるクランクギヤと、
前記クランクギヤと噛み合い、前記クランク軸の軸線方向の一方の端部と同じ側の端部で前記バランサ軸に設けられ、前記バランサ軸を前記クランク軸と逆方向に回転させるバランサギヤと、
前記シリンダブロックから前記クランク軸の軸線方向の一方の端部側に突出するようにして当該シリンダブロックに一体に形成され、前記クランクギヤの外周及び前記バランサギヤの外周を囲むギヤ収納部周壁と、
前記クランク軸に連動して回転するウォータポンプ駆動軸と、
前記ウォータポンプ駆動軸によって駆動されるウォータポンプと、
前記バランサギヤのエンジン上側に配置され、前記シリンダブロックに一体に形成され、前記ウォータポンプが収納されるウォータポンプハウジングと、
前記シリンダブロックから前記クランク軸の軸線方向の一方の端部側に突出するようにして当該シリンダブロックに一体に形成され、前記ウォータポンプ駆動軸の軸線よりもエンジン外側で且つ前記バランサ軸の軸線よりもエンジン外側で前記ウォータポンプハウジングの外周面と前記ギヤ収納部周壁とを連結する下側フランジ部と、
前記シリンダブロックから前記クランク軸の軸線方向の一方の端部側に突出するようにして当該シリンダブロックに一体に形成され、前記ウォータポンプハウジングと前記ギヤ収納部周壁との間の領域に配置され、前記シリンダブロック内に形成されたオイル通路の加工用に開口されたオイル通路用ボスと、
を備えたことを特徴とする車両用エンジンのバランサ装置。
前記複数のバランサ軸受部は、前記クランク軸の軸線方向で前記バランサギヤ側の端部寄りに配置される第１バランサ軸受部と、
前記第１バランサ軸受部に隣り合う第２バランサ軸受部とを有し、
前記第１バランサ軸受部と前記第２バランサ軸受部との間で前記バランサ軸に設けられた第１バランサウエイトと、
前記シリンダブロックから前記クランク軸の軸線及び前記シリンダ軸線と交差する方向に膨らむようにして当該シリンダブロックに形成され、前記第１バランサウエイトが収納される膨出部と、
前記第１バランサ軸受部のエンジン上方で前記クランク軸の軸線及び前記シリンダ軸線と交差する方向に突出する前記ウォータポンプハウジングの前記第２バランサ軸受部側端部と前記膨出部とを連結するリブと、を備えたことを特徴とする請求項１に記載の車両用エンジンのバランサ装置。
前記オイル通路用ボスは、前記ウォータポンプハウジングと前記ギヤ収納部周壁とを連結することを特徴とする請求項１又は２に記載の車両用エンジンのバランサ装置。
前記ウォータポンプを前記ウォータポンプハウジングに締結するためのウォータポンプハウジング側締結部を前記ウォータポンプハウジングに複数設け、
少なくとも前記バランサギヤを覆うギヤ収納部蓋部材を前記ギヤ収納部周壁に締結するためのギヤ収納部周壁側締結部を前記ギヤ収納部周壁に複数設け、
前記複数のウォータポンプハウジング側締結部のうちの一つのウォータポンプハウジング側締結部と前記複数のギヤ収納部周壁側締結部のうちの一つのギヤ収納部周壁側締結部とを前記下側フランジ部で連結すると共に、他のウォータポンプハウジング側締結部と他のギヤ収納部周壁側締結部とを前記オイル通路用ボスで連結したことを特徴とする請求項３に記載の車両用エンジンのバランサ装置。
前記シリンダブロックを車体に連結するマウント部材を締結するためのマウント用締結部を前記シリンダブロックのエンジン上端縁部に形成し、
前記マウント用締結部と前記ウォータポンプハウジングとを上側フランジ部で連結したことを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の車両用エンジンのバランサ装置。