JP6268463B2 - バランサハウジング - Google Patents

Description

本発明は、車両のエンジンのオイルパン内に搭載されるバランサシャフトを収容するバランサハウジングの構造に関する。

車両等に搭載されるエンジンおいては、２次慣性力による振動（２次振動）が生じることが一般的に知られている。このような２次振動を抑制するための技術としては、バランサシャフトを設け、このバランサシャフトの回転により２次慣性力を打ち消すように慣性力を発生させるようにしたものが知られている。具体的な構成としては、例えば、バランサシャフトを上ハウジング及び下ハウジング（バランサハウジング）内に収容した状態で、エンジンの下側に設けられたオイルパン内に設けたものがある（例えば、特許文献１参照）。

特開２００５−３６８７２号公報

例えば、４気筒のエンジンの場合、２次振動を抑制するためには、バランサシャフトをクランクシャフトの回転の２倍の速さで回転させる必要がある。このため、バランサシャフトを支持するバランサハウジングの軸受け部には、バランサシャフトの回転に伴って高い負荷がかかってしまう。このため、例えば、リブ等をバランサハウジングに設けることで、軸受け部の剛性を高めることが望ましい。このとき、リブの大きさに制限がなければ、軸受け部の剛性は十分に高めることができる。

しかしながら、バランサシャフトをオイルパン内に設けた構造では、所定量のオイルを収容するための容積を確保する必要があるため、リブの大きさが制限されてしまう。このため、リブによって軸受け部の剛性を十分に高めることができない虞がある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、バランサシャフトを支持する軸受け部の剛性をリブによって適切に高めることができるバランサハウジングを提供することを目的とする。

上記課題を解決する本発明の第１の態様は、エンジンのオイルパン内に設けられて、並設された一対のバランサシャフトを収容するバランサハウジングであって、一対の前記バランサシャフトをそれぞれクランクシャフトの回転に応じて回転可能に支持し、並設された軸受け部を有するロアハウジングと、前記ロアハウジングを固定するアッパハウジングと、を備え、前記ロアハウジングは、並設された前記軸受け部の間の外側に設けられて、前記アッパハウジングに固定される第１及び第２の固定部と、並設された前記軸受け部の間の内側に設けられて、前記アッパハウジングに固定される第３の固定部と、前記第１の固定部と前記第２の固定部との間に亘って連続し、前記バランサシャフトの軸方向においてその幅方向端部が前記軸受け部の幅方向端部よりも外側になるよう拡幅されるリブと、前記リブの内側に設けられて前記第３の固定部を含む肉抜き部と、を備えることを特徴とするバランサハウジングにある。

本発明の第２の態様は、第１の態様のバランサハウジングであって、前記肉抜き部は、少なくとも４つの頂点を有する形状に形成され、前記頂点のうち前記リブの拡幅された位置にある各頂点は、前記軸受け部の幅方向端部よりも外側に設けられることを特徴とするバランサハウジングにある。

本発明の第３の態様は、第１又は２の態様のバランサハウジングであって、前記肉抜き部は、６つの頂点を有する形状に形成され、前記軸受け部の幅方向端部の外側に設けられる第１の頂点及び第２の頂点と、前記軸受け部の幅方向端部よりも内側に設けられる第３から第６の頂点と、を備えることを特徴とするバランサハウジングにある。

かかる第１から第３の態様では、リブの高さを抑制しつつ、軸受け部の剛性を高めることができる。すなわち、オイルパン内の油量を大幅に減少させることなく、リブによって軸受け部の剛性を高めることができる。

本発明の第４の態様は、第１から３の何れか一つの態様のバランサハウジングであって、前記軸受け部の幅方向端部よりも内側に設けられる各頂点は、一対の前記バランサシャフトの軸中心間の領域よりも外側に位置していることを特徴とするバランサハウジングにある。

本発明の第５の態様は、第１から４の何れか一つの態様のバランサハウジングであって、前記肉抜き部は、前記軸受け部の幅方向端部よりも外側に設けられる第１の頂点及び第２の頂点と、前記軸受け部の幅方向端部よりも内側に設けられる第３から第６の頂点と、を有し、前記第３から第６の頂点が一対の前記バランサシャフトの軸中心間の領域よりも外側に位置していることを特徴とするバランサハウジングにある。

かかる第４又は第５の態様では、一対のバランサシャフトの軸中心間の領域においては、軸受け部の断面積が大きく変化することがない。これにより、バランサシャフトの回転に伴って、ロアハウジングに生じる応力集中を抑制することができる。

以上のように本発明のバランサハウジングによれば、オイルパン内の油量を大幅に減少させることなく、リブによってロアハウジングの軸受け部の剛性が高められ、バランサシャフトを支持する軸受け部における応力集中も抑制される。したがって、バランサシャフトの回転に伴うロアハウジングの軸受け部の破損を抑制することができる。

本発明の一実施形態に係るバランサユニットを示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係るロアハウジングの底面側を示す平面図である。 本発明の一実施形態に係るロアハウジングの断面図である。 本発明の一実施形態に係るロアハウジングの断面図である。 本発明の一実施形態に係るロアハウジングの変形例を示す平面図である。 本発明の一実施形態に係るロアハウジングの変形例を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係るロアハウジングの変形例を示す平面図である。

以下、本発明の一実施形態について図面を参照して詳細に説明する。

図１に示すように、自動車等の車両に搭載される４気筒のエンジンを構成するシリンダブロック１１の下端部にはオイルパン１２が設けられている。そして、このオイルパン１２内には、エンジンの振動（２次振動）を低減させるためのバランサユニット２０が設けられている。

バランサユニット２０は、一対のバランサシャフト２１と、これら一対のバランサシャフト２１を収容するバランサハウジング２３とから主に構成されている。なおバランサシャフト２１自体は、既存の構成を採用すればよいため、詳しい説明は省略する。

バランサハウジング２３は、ロアハウジング２４と、アッパハウジング２５とで構成されている。ロアハウジング２４は、エンジンを車両に搭載した状態で、バランサハウジング２３の下方側を構成する部材である。一方、アッパハウジング２５は、エンジンを車両に搭載した状態で、バランサハウジング２３の上方側を構成する部材であり、ロアハウジング２４を固定している。これらロアハウジング２４とアッパハウジング２５とは、互いに締結部材である締結ボルト２６によって固定されている。

そして、一対のバランサシャフト２１は、これらロアハウジング２４とアッパハウジング２５とで構成されるバランサハウジング２３内に回転可能に収容されている。

なお締結ボルト２６によって固定されたロアハウジング２４及びアッパハウジング２５は、固定ボルト２７によってシリンダブロック１１の底部に固定されている。ロアハウジング２４及びアッパハウジング２５の側部には、固定孔２８（図２参照）が形成されており、固定ボルト２７がこの固定孔２８に挿通されてシリンダブロック１１の底面側に固定されている。

本発明は、このようなバランサハウジング２３を構成するロアハウジング２４の構造に特徴がある。以下、本実施形態に係るロアハウジング２４の構造について説明する。

図２は、ロアハウジングの底面側を示す平面図であり、図３は、図２のＡ−Ａ断面図であり、図４は、図２のＢ−Ｂ断面図である。

図２〜図４に示すように、ロアハウジング２４の内面側には、一対の各バランサシャフト２１の両端部付近をそれぞれ回転可能に支持する軸受け部２９が設けられている。これらの軸受け部２９は、所定幅で、バランサシャフト２１の並設方向（第１の方向）に延設されている。

なお図示は省略するが、アッパハウジング２５にも、ロアハウジング２４の軸受け部２９に対向する位置に、軸受け部が設けられている。そして、バランサシャフト２１は、ロアハウジング２４の軸受け部２９と、アッパハウジング２５の図示しない軸受け部とに挟まれて、バランサハウジング２３内に回転可能に収容されている。

またロアハウジング２４の軸受け部２９には、アッパハウジング２５と固定される複数の固定部３０が設けられている。本実施形態では、上述のようにロアハウジング２４とアッパハウジング２５とは締結ボルト２６が締結されることで固定されている（図１参照）。このため、本実施形態では、各固定部３０には、締結ボルト２６が挿通される締結孔３１がそれぞれ形成されている。言い換えれば、軸受け部２９の締結孔３１が形成された部分が、固定部３０となる。具体的には、各バランサシャフト２１の外側に第１の固定部３０ａと第２の固定部３０ｂとが設けられ、並設された一対のバランサシャフト２１の間に第３の固定部３０ｃが設けられている。

またロアハウジング２４の外面には、軸受け部２９に対向する部分にリブ４０が設けられている。このリブ４０は、バランサシャフト２１の並設方向（第１の方向）に沿って設けられ、軸受け部２９の幅方向端部よりも外側になるように拡幅されている。本実施形態では、リブ４０は、第１の固定部３０ａと第２の固定部３０ｂとの間に亘ってバランサシャフト２１の軸中心間の領域１００の中央付近が最大幅となるよう連続して設けられている。また、リブ４０の間（リブ４０の内側）には、肉抜き部４１が設けられており、第３の固定部３０ｃは、この肉抜き部４１に設けられている。これにより、各固定部（第１から第３の固定部）３０の高さ（締結ボルト２６が固定される座面の高さ）は、同じ高さとなっている。

ここで、リブ４０の間に設けられる肉抜き部４１は、平面視において略六角形に形成されており、第３の固定部３０ｃのバランサシャフト２１の軸方向（第２の方向）外側にある第１の頂点４２ａ及び第２の頂点４２ｂと、第３の固定部３０ｃの軸受け部２９の延設方向（第１の方向）外側にある第３から第６の頂点４２ｃ〜４２ｆと、を有する。なお、バランサハウジング１０はアルミダイキャストで作られ、肉抜き部４１の各頂点には角Ｒ部が設けられる。そして、これら第１の頂点４２ａ及び第２の頂点４２ｂは、軸受け部２９の幅方向外側に設けられている。すなわち第１の頂点４２ａ及び第２の頂点４２ｂは、軸受け部２９の幅方向において、軸受け部２９に対向する領域の外側に設けられている。一方、第３から第６の頂点４２ｃ〜４２ｆは、軸受け部２９の幅方向（第２の方向）内側に設けられている。すなわち第３から第６の頂点４２ｃ〜４２ｆは、軸受け部２９の幅方向（バランサシャフト２１の軸方向）において、軸受け部２９に対向する領域内に設けられている。

言い換えれば、肉抜き部４１の周囲に設けられるリブ４０は、基本的には軸受け部２９に対向する領域に設けられているが、軸受け部２９の幅方向において第３の固定部３０ｃとは反対側を凸とする山型に形成され、軸受け部２９に対向する領域の外側まで延設されている（図２参照）。

このように、ロアハウジング２４の軸受け部２９に対向する位置にリブ４０が設けられていることで、軸受け部２９の剛性を高めることができるため、一対のバランサシャフト２１の回転に伴うロアハウジング２４の破損を抑制することができる。特に、リブ４０が、上述のように山型に形成されていることで、リブ４０の高さを比較的低くしても、軸受け部２９の剛性を効果的に高めることができる。さらに、オイルパン１２内の容積の減少を抑制することができるという効果もある。

また第３から第６の頂点４２ｃ〜４２ｆが軸受け部２９の幅方向内側に設けられ、第１の頂点４２ａ及び第２の頂点４２ｂが軸受け部２９に対向する領域の外側に設けられていることで、各バランサシャフト２１の回転に伴うロアハウジング２４の破損をより確実に抑制することができる。軸受け部２９に対向する領域は、一対のバランサシャフト２１の回転に伴う負荷が大きくなり易いため、第１の頂点４２ａ及び第２の頂点４２ｂが、軸受け部２９に対向する領域内にあると、この部分、つまり肉抜き部４１とリブ４０との境界部分に応力集中が生じ易い。しかしながら、第１の頂点４２ａ及び第２の頂点４２ｂが、軸受け部２９に対向する領域の外側にあれば、この部分への応力集中が抑えられる。したがって、各バランサシャフト２１の回転に伴うロアハウジング２４の破損をより確実に抑制することができる。

また本実施形態では、軸受け部２９の延設方向にある肉抜け部４１の各頂点は、軸受け部２９の幅方向内側に設けられ、且つ軸受け部２９によって支持された一対のバランサシャフト２１の軸中心間の領域１００の内側に位置している。すなわち、肉抜き部４１の第３から第６の頂点４２ｃ〜４２ｆが、一対のバランサシャフト２１の軸中心間の領域１００の外側に位置している。これにより、一対のバランサシャフト２１の回転に伴うロアハウジング２４の破損をより確実に抑制することができる。

例えば、図６中に矢印で示すように、一対のバランサシャフト２１は、ロアハウジング２４側（バランサハウジング２３の底面側）においては、それぞれ内側に向かって回転する。このため、一対のバランサシャフト２１の軸中心間の領域１００には、一対のバランサシャフト２１のそれぞれの回転に伴う負荷がかかるためか、ロアハウジング２４にかかる負荷が大きくなり易い。したがって、肉抜き部４１の第３から第６の頂点４２ｃ〜４２ｆが、一対のバランサシャフト２１の軸中心間の領域１００内に位置していると、その部分に応力集中が生じ易い。そして、この応力集中に起因してロアハウジング２４の破損が生じてしまう虞がある。

しかしながら、肉抜き部４１の第３から第６の頂点４２ｃ〜４２ｆが、一対のバランサシャフト２１の軸中心間の領域１００の外側に位置していることで、肉抜き部４１とリブ４０との境界部分にかかる負荷が大幅に抑制される。したがって、一対のバランサシャフト２１の回転に伴うロアハウジング２４の破損をより確実に抑制することができる。

さらに肉抜き部４１の第３から第６の頂点４２ｃ〜４２ｆが、一対のバランサシャフト２１の軸中心間の領域１００の外側に位置していることで、領域１００内においてはロアハウジング２４の断面積が大きく変化する部分がなくなり、領域１００内での応力集中も抑えられる。したがって、バランサシャフト２１の回転に伴うロアハウジング２４の破損をさらに確実に抑制することができる。

なお、肉抜き部４１の第３の固定部３０ｃの軸受け部２９の延設方向外側にある第３から第６の頂点４２ｃ〜４２ｆの位置は、上述の構成に限定されるものではない。例えば、図５及び図６に示すように、肉抜き部４１の第３から第６の頂点４２ｃ〜４２ｆは、一対のバランサシャフト２１の軸中心間の領域１００の内側に配置されていてもよい。このような構成であっても、勿論、上述のように一対のバランサシャフト２１の回転に伴うロアハウジング２４の破損を抑制することができる。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能なものである。

上述の実施形態では、肉抜き部４１が第１から第６の頂点４２ａ〜４２ｆを有する略六角形に形成された構成を例示したが、肉抜き部４１の形状は、これに限定されるものではない。肉抜き部４１は、例えば、図７（ａ）に示すように、第１から第４の頂点５２ａ〜５２ｄを有する略菱形に形成されていてもよい。すなわち、肉抜き部４１が、平面視において略菱形に形成され、第３の固定部３０ｃのバランサシャフト２１の軸方向外側にある第１の頂点５２ａ及び第２の頂点５２ｂと、第３の固定部３０ｃの軸受け部２９の延設方向外側にある第３の頂点５２ｃ及び第４の頂点５２ｄと、を有するようにしてもよい。

また肉抜き部４１は、例えば、図７（ｂ）に示すように、第１〜第８の頂点６２ａ〜６２ｈを有する略八角形に形成されていてもよいし、楕円形であってもよい。すなわち肉抜き部４１は、平面視において略八角形または楕円形に形成され、第３の固定部３０ｃのバランサシャフト２１の軸方向外側にある第１から第４の頂点６２ａ〜６２ｄ（楕円形の場合は短軸方向端部）と、第３の固定部３０ｃの軸受け部２９の延設方向外側にある第５から第８の頂点６２ｅ〜６２ｈ（楕円形の場合は長軸方向端部）と、を有するようにしてもよい。

１１ シリンダブロック
１２ オイルパン
２０ バランサユニット
２１ バランサシャフト
２３ バランサハウジング
２４ ロアハウジング
２５ アッパハウジング
２６ 締結ボルト
２７ 固定ボルト
２８ 固定孔
２９ 軸受け部
３０ 固定部
３１ 締結孔
４０ リブ
４１ 延設部

Claims (5)

1. エンジンのオイルパン内に設けられて、並設された一対のバランサシャフトを収容するバランサハウジングであって、
   一対の前記バランサシャフトをそれぞれクランクシャフトの回転に応じて回転可能に支持し、並設された軸受け部を有するロアハウジングと、
   前記ロアハウジングを固定するアッパハウジングと、を備え、
   前記ロアハウジングは、
   並設された前記軸受け部の間の外側に設けられて、前記アッパハウジングに固定される第１及び第２の固定部と、
   並設された前記軸受け部の間の内側に設けられて、前記アッパハウジングに固定される第３の固定部と、前記第１の固定部と前記第２の固定部との間に亘って連続し、前記バランサシャフトの軸方向においてその幅方向端部が前記軸受け部の幅方向端部よりも外側になるよう拡幅されるリブと、
   前記リブの内側に設けられて前記第３の固定部を含む肉抜き部と、
   を備えることを特徴とするバランサハウジング。
2. 請求項１に記載のバランサハウジングであって、
   前記肉抜き部は、少なくとも４つの頂点を有する形状に形成され、
   前記頂点のうち前記リブの拡幅された位置にある各頂点は、前記軸受け部の幅方向端部よりも外側に設けられることを特徴とするバランサハウジング。
3. 請求項１又は２に記載のバランサハウジングであって、
   前記肉抜き部は、６つの頂点を有する形状に形成され、前記軸受け部の幅方向端部の外側に設けられる第１の頂点及び第２の頂点と、前記軸受け部の幅方向端部よりも内側に設けられる第３から第６の頂点と、を備える
   ことを特徴とするバランサハウジング。
4. 請求項１から３の何れか一項に記載のバランサハウジングであって、
   前記軸受け部の幅方向端部よりも内側に設けられる各頂点は、一対の前記バランサシャフトの軸中心間の領域よりも外側に位置していることを特徴とするバランサハウジング。
5. 請求項１から４の何れか一項に記載のバランサハウジングであって、
   前記肉抜き部は、前記軸受け部の幅方向端部よりも外側に設けられる第１の頂点及び第２の頂点と、前記軸受け部の幅方向端部よりも内側に設けられる第３から第６の頂点と、を有し、
   前記第３から第６の頂点が一対の前記バランサシャフトの軸中心間の領域よりも外側に位置していることを特徴とするバランサハウジング。

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