JP6146114B2 - 車両用エンジンのバランサ潤滑構造 - Google Patents

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の潤滑構造に関し、特に車両用エンジンに過給器を備えてい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潤滑構造としては、例えば下記特許文献１に記載されるものがある。この特許文献１に記載される車両用エンジンの潤滑構造は、クランク軸の軸線方向の一方の端部に取付けられたクランクギヤと、それに噛み合うギヤを潤滑するものである。この車両用エンジンの潤滑構造では、シリンダブロックに設けられたオイルギャラリ、即ちオイル通路をクランクギヤ及びそれに噛み合うギヤ側に分岐する。そして、その分岐端部をクランクギヤ及びそれに噛み合うギヤの噛み合い部に開口して、オイルギャラリからのオイルがクランクギヤ及びそれに噛み合うギヤの噛み合い部に供給されるようにしている。

実開平２−９１２５４号公報

前記特許文献１によれば、クランクギヤと噛み合うギヤがバランサ軸に取付けられたバランサギヤである場合にも、同様にオイルギャラリからオイルを分岐して供給する必要が生じる。ところで、エンジンに過給器を備える場合、過給器及び過給器の軸受の潤滑が重要である。過給器は、エンジンと別体なので、過給器を潤滑するためのオイルの経路と、クランクギヤ及びバランサギヤを潤滑するためのオイルの経路を形成する必要がある。しかしながら、そのようにすると、オイルの圧力損失が大きく、結果的に容量の大きなオイルポンプが必要となる。

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、ギヤの潤滑性能を維持しながら、オイルの圧力損失を低減することが可能な車両用エンジンのバランサ潤滑構造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の潤滑構造において、前記エンジンに設けられた過給器と、前記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、前記クランク軸の軸線と軸線が平行で、かつ、前記クランク軸と横方向に並んで配置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軸線方向端部で前記バランサ軸に設けられたバランサギヤと、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、前記クランクギヤ及び前記バランサギヤを収納し、前記過給器のエンジン下方で前記クランク軸の軸線と直交する方向に張り出すようにして形成されて前記バランサギヤを収納するバランサギヤ側収納部を有するギヤ収納部と、前記過給器及び前記過給器の軸受部を潤滑したオイルが排出され、前記過給器の底部と前記ギヤ収納部のバランサギヤ側収納部とを連絡するオイルドレインホースと、前記クランク軸の軸線に対して傾斜して前記ギヤ収納部の天井壁に形成されるとともに、前記オイルドレインホースと連絡し、前記バランサギヤの外周部に向けて開口するオイル排出口とを備え、前記ギヤ収納部の前記天井壁は、前記バランサ軸の軸線方向から見て略横方向に延び、前記バランサギヤの上面との間でオイルが流れる隙間を形成しており、前記オイル排出口が、前記天井壁において前記バランサギヤの上端に向けて開口することにより、前記排出口から排出されたオイルが前記隙間を通して前記バランサギヤと前記クランクギヤとが噛み合う噛み合い部に案内されることを特徴とする車両用エンジンのバランサ潤滑構造である。

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収納するためのギヤ収納部をシリンダブロックからクランク軸の軸線方向における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。このギヤ収納部には、過給器のエンジン下方でクランク軸の軸線と直交する方向に張り出すバランサギヤ側収納部を形成する。そして、過給器の底部とギヤ収納部のバランサギヤ側収納部とをオイルドレインホースで連絡し、このオイルドレインホースに連絡するオイル排出口をギヤ収納部の天井壁でバランサギヤの外周部に向けて開口する。オイルドレインホースには過給器及び過給器の軸受部を潤滑したオイルが排出されるから、そのオイルはオイル排出口からバランサギヤの外周部に向けて供給される。バランサギヤ側収納部は過給器のエンジン下方に位置しているので、オイルドレインホースの全長を短縮することができ、過給器から排出されるオイルをスムーズにバランサギヤの外周部に供給することができる。そのため、バランサギヤの潤滑性能を維持又は向上することができ、バランサギヤとクランクギヤとの噛み合いによって生じる歯打ち音の発生を抑制することができる。また、従来のようにオイルギャラリからギヤへオイルを供給する必要がなくなり、その分のオイルの圧力損失をなくすことができる。そして、これにより、エンジン全体としては、過給器へのオイルの供給に伴うオイルの圧力損失だけで済むことから、オイルの圧力損失を低減することができる。その結果、オイルポンプの吐出量を低減できることからオイルポンプの容量を小さくすることが可能となり、合わせてオイルポンプのフリクションロスを低減することもできる。

本発明の車両用エンジンのバランサ潤滑構造が適用されたエンジンの第１実施形態を示す正面図である。 図１のエンジンの斜視図である。 ギヤカバーを外した状態での図１のエンジンの側面図である。 図１のＸ−Ｘ断面図である。 図３におけるギヤ収納部周辺の拡大図である。 図５のＹ−Ｙ断面図である。 本発明の車両用エンジンのバランサ潤滑構造が適用された第２実施形態のエンジンのギヤ収納部周辺の拡大図である。

次に、本発明の車両用エンジンのバランサ潤滑構造の第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正面図、図２は、図１のエンジンの斜視図、図３は、図１のエンジンの側面図、図４は、図１のＸ−Ｘ断面図である。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、クランク軸６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、下部にアッパクランクケースが一体的に形成されており、その下方にロアクランクケース４が取付けられている。このロアクランクケース４の下方には、オイルを収容するオイルパン５が取付けられている。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２がシリンダブロック１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）７が形成されている。従って、エンジン上下方向軸線はシリンダ軸線でもある。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、チェーンケース８で覆われ、そのチェーンケース８に対し、図１の図示右側に変速機９が取付けられる。変速機９の出力側は駆動系を経て駆動輪に接続されている。本実施形態では、オイルパン５内のオイルを加圧するオイルポンプ１６はチェーンケース８の内部に設けられ且つクランク軸６に接続されている。

シリンダ（シリンダボア）７におけるシリンダブロック１とシリンダヘッド２の接合部には燃焼室１０が形成されている。燃焼室１０には、吸気ポート１１及び排気ポート１２が接続されている。吸気ポート１１は、吸気マニホールドを介して吸気ダクトに連絡され、吸気ダクトには過給器１３が介装されている。排気ポート１２は、排気マニホールドを介して過給器１３に接続され、過給器１３の排出側に排気管１４が接続され、排気管１４には触媒コンバータ１５が介装されている。過給器１３は、排気によってタービンを回転し、タービンと同軸に回転するコンプレッサによって吸気を圧縮し、過給する。

シリンダ（シリンダボア）７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のアッパクランクケース及びロアクランクケース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７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９を経て駆動輪に伝達され、車両の駆動力となる。

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のバランサ装置としてバランサ軸１７を備えるのが望ましい。バランサ軸１７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１７は、例えば図４に示すように、クランク軸６の軸線と交差し且つシリンダ軸線と交差する方向で過給器１３の下方に配置される。そして、バランサ軸１７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のアッパクランクケース及びロアクランクケース４内に収納されている。

クランク軸６とバランサ軸１７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１８内に収納されている。このギヤ収納部１８は、エンジンの完成状態では、図１、図２に示すように、ギヤカバー１９によって閉塞されている。図３は、図１のエンジンからギヤカバー１９を外した状態の側面図、図５は、図３のギヤ収納部１８の周辺の拡大図である。例えば、図５の紙面手前側が、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２０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１７の端部にはバランサギヤ２１が設けられている。そして、クランクギヤ２０とバランサギヤ２１は互いに噛み合っている。

これらクランクギヤ２０及びバランサギヤ２１はギヤ収納部１８の周壁内に収納され、更にエンジンの完成状態でギヤカバー１９にも覆われている。このギヤ収納部１８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１８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。ここでは、ギヤ収納部１８のうち、例えば図５の図示左方部分を、クランクギヤ２０を収納するクランクギヤ側収納部２２とし、図５の図示右方部分を、バランサギヤ２１を収納するバランサギヤ側収納部２３とする。このうち、バランサギヤ側収納部２３は、バランサ軸１７が過給器１３の下方に位置しているため、クランク軸６の軸線と直交する方向に張り出すようにして形成されている。

そして、過給器１３の底部とギヤ収納部１８のバランサギヤ側収納部２３とがオイルドレインホース２４で連絡されている。図６は、図５のＹ−Ｙ断面図であり、オイルドレインホース２４とバランサギヤ側収納部２３との接続部の縦断面図に相当する。オイルドレインホース２４に連絡するオイル排出口２５は、ギヤ収納部１８の天井壁２６でバランサギヤ２１の外周部に向けて開口している。過給器１３の内部には、オイルポンプ１６から潤滑用のオイルが供給されている。このオイルは冷媒を兼ねる。過給器１３及び過給器１３の軸受部２７を潤滑したオイルは、オイルドレインホース２４に排出される。オイルドレインホース２４の下端部はギヤ収納部１８の天井壁２６でバランサギヤ２１の外周部に向けて開口しているので、過給器１３から排出されたオイルは、そのままバランサギヤ２１の外周部に供給され、バランサギヤ２１及びそれと噛み合うクランクギヤ２０を潤滑する。そのため、従来のように、シリンダブロック１内に形成したオイルギャラリを分岐して、バランサギヤ２１及びクランクギヤ２０のオイル通路を形成する必要がない。

このように本実施形態の車両用エンジンのバランサ潤滑構造では、クランクギヤ２０及びバランサギヤ２１を収納するためのギヤ収納部１８をシリンダブロック１からクランク軸６の軸線方向における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。このギヤ収納部１８には、過給器１３のエンジン下方でクランク軸６の軸線と直交する方向に張り出すバランサギヤ側収納部２３を形成する。そして、過給器１３の底部とギヤ収納部１８のバランサギヤ側収納部２３とをオイルドレインホース２４で連絡し、このオイルドレインホース２４に連絡するオイル排出口２５をギヤ収納部１８の天井壁２６でバランサギヤ２１の外周部に向けて開口する。オイルドレインホース２４には過給器１３及び過給器１３の軸受部２７を潤滑したオイルが排出されるから、そのオイルはオイル排出口２５からバランサギヤ２１の外周部に向けて供給される。バランサギヤ側収納部２３は過給器１３のエンジン下方に位置しているので、オイルドレインホース２４の全長を短縮することができ、過給器１３から排出されるオイルをスムーズにバランサギヤ２１の外周部に供給することができる。そのため、バランサギヤ２１の潤滑性能を維持又は向上することができ、バランサギヤ２１とクランクギヤ２０との噛み合いによって生じる歯打ち音の発生を抑制することができる。また、従来のようにオイルギャラリからギヤへオイルを供給する必要がなくなり、その分のオイルの圧力損失をなくすことができる。そして、これにより、エンジン全体としては、過給器１３へのオイルの供給に伴うオイルの圧力損失だけで済むことから、オイルの圧力損失を低減することができる。その結果、オイルポンプ１６の吐出量を低減できることからオイルポンプ１６の容量を小さくすることが可能となり、合わせてオイルポンプ１６のフリクションロスを低減することもできる。

図７は、本発明の車両用エンジンのバランサ潤滑構造が適用された第２実施形態のエンジンを示すものであり、図５と同様にギヤ収納部周辺の拡大図である。本実施形態のエンジンの構成は、前記第１実施形態のエンジンの構成と同様又はほぼ同様であり、同等の構成には同等の符号を付して、その詳細な説明省略する。本実施形態では、過給器１３の底部に接続されたオイルドレインホース２４のオイル排出口２５が、単にバランサギヤ２１の外周部に向けて開口されるだけでなく、バランサギヤ２１とクランクギヤ２０の噛み合い部に向けて開口されている。そのため、本実施形態では、バランサギヤ２１とクランクギヤ２０の両者にオイルを同時に供給することができ、ギヤの潤滑性能を高めることができる。その結果、バランサギヤ２１とクランクギヤ２０の歯打ち音をより一層抑制することができる。

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潤滑構造は適用可能である。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、過給器を備え且つクランクギヤとバランサギヤが噛み合う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潤滑構造は適用可能である。

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 ロアクランクケース
５ オイルパン
６ クランク軸
７ シリンダ（シリンダボア）
８ チェーンケース
９ 変速機
１０ 燃焼室
１１ 吸気ポート
１２ 排気ポート
１３ 過給器
１４ 排気管
１５ 触媒コンバータ
１６ オイルポンプ
１７ バランサ軸
１８ ギヤ収納部
１９ ギヤカバー
２０ クランクギヤ
２１ バランサギヤ
２２ クランクギヤ側収納部
２３ バランサギヤ側収納部
２４ オイルドレインホース
２５ オイル排出口
２６ 天井壁
２７ 軸受部

Claims (1)

1. 車両用エンジンの振動を抑制するバランサ装置の潤滑構造において、
   前記エンジンに設けられた過給器と、
   前記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、
   前記クランク軸の軸線と軸線が平行で、かつ、前記クランク軸と横方向に並んで配置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軸線方向端部で前記バランサ軸に設けられたバランサギヤと、
   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、前記クランクギヤ及び前記バランサギヤを収納し、前記過給器のエンジン下方で前記クランク軸の軸線と直交する方向に張り出すようにして形成されて前記バランサギヤを収納するバランサギヤ側収納部を有するギヤ収納部と、
   前記過給器及び前記過給器の軸受部を潤滑したオイルが排出され、前記過給器の底部と前記ギヤ収納部のバランサギヤ側収納部とを連絡するオイルドレインホースと、
   前記クランク軸の軸線に対して傾斜して前記ギヤ収納部の天井壁に形成されるとともに、前記オイルドレインホースと連絡し、前記バランサギヤの外周部に向けて開口するオイル排出口とを備え、
   前記ギヤ収納部の前記天井壁は、前記バランサ軸の軸線方向から見て略横方向に延び、前記バランサギヤの上面との間でオイルが流れる隙間を形成しており、
   前記オイル排出口が、前記天井壁において前記バランサギヤの上端に向けて開口することにより、前記排出口から排出されたオイルが前記隙間を通して前記バランサギヤと前記クランクギヤとが噛み合う噛み合い部に案内されることを特徴とする車両用エンジンのバランサ潤滑構造。

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