JP6911738B2 - In-vehicle engine - Google Patents

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Description

本発明は、車幅方向に沿って配設されるバランスシャフトを備えた車載エンジンに関する。 The present invention relates to an in-vehicle engine including a balance shaft arranged along the vehicle width direction.

車載エンジンでは、ピストンの往復動に伴って生じる振動を打ち消すためのバランスシャフトがオイルパン内に収容されている（例えば特許文献１参照）。こうしたバランスシャフトの一端には被駆動ギアが設けられている。そして、この被駆動ギアにクランクシャフトの回転力が伝達されることにより、バランスシャフトは回転する。 In the in-vehicle engine, a balance shaft for canceling the vibration generated by the reciprocating movement of the piston is housed in the oil pan (see, for example, Patent Document 1). A driven gear is provided at one end of such a balance shaft. Then, the balance shaft rotates by transmitting the rotational force of the crankshaft to the driven gear.

特開２０１７−１１５６０４号公報JP-A-2017-115604

ところで、バランスシャフトが車幅方向（以下、左右方向という）に沿ってオイルパンに収容されている場合、以下のような問題が生じる。すなわち、車両が右方向や左方向に旋回すると、オイルがその慣性によってオイルパン内の左側や右側に偏るため、オイルの液面が傾くようになる。このようにオイルの液面が傾くと、オイルに浸る被駆動ギアの体積が変化するため、オイルの傾き方によって被駆動ギアに作用するオイルの回転抵抗に差が生じるようになる。その結果、車載エンジンの出力トルクが車両の旋回方向の違いによって異なるものとなり、ドライバビリティの悪化を招くこととなる。 By the way, when the balance shaft is housed in the oil pan along the vehicle width direction (hereinafter referred to as the left-right direction), the following problems occur. That is, when the vehicle turns to the right or left, the oil is biased to the left or right in the oil pan due to its inertia, so that the liquid level of the oil is tilted. When the liquid level of the oil is tilted in this way, the volume of the driven gear immersed in the oil changes, so that the rotational resistance of the oil acting on the driven gear differs depending on how the oil is tilted. As a result, the output torque of the in-vehicle engine differs depending on the difference in the turning direction of the vehicle, which leads to deterioration of drivability.

上記課題を解決するための車載エンジンは、車幅方向に沿って配設されるバランスシャフトを備えている。前記バランスシャフトは、一端に少なくとも一部がオイルパンのオイルに浸漬され、クランクシャフトにより回転駆動される被駆動ギアが設けられ、他端に少なくとも一部が前記オイルパンのオイルに浸漬され、重心が当該バランスシャフトの回転軸線上に位置する回転体が設けられている。 An in-vehicle engine for solving the above problems includes a balance shaft arranged along the vehicle width direction. At least a part of the balance shaft is immersed in the oil of the oil pan and a driven gear that is rotationally driven by the crankshaft is provided at one end, and at least a part of the balance shaft is immersed in the oil of the oil pan at the other end and the center of gravity. Is provided with a rotating body located on the rotation axis of the balance shaft.

上記構成によれば、車両の旋回に伴いオイルパン内のオイルの液面が傾いた場合、例えば、被駆動ギアに作用するオイルの回転抵抗が大きくなると回転体に作用するオイルの回転抵抗は小さくなり、一方で、回転体に作用するオイルの回転抵抗が大きくなると被駆動ギアに作用するオイルの回転抵抗は小さくなる。すなわち、バランスシャフトに作用するオイルの回転抵抗の、オイルの傾き方の違いによる差が小さくなる。したがって、車両の旋回方向の違いによって生じる出力トルクの差も小さくなるため、車両の旋回時におけるドライバビリティの悪化を抑制することができる。 According to the above configuration, when the liquid level of the oil in the oil pan is tilted as the vehicle turns, for example, when the rotational resistance of the oil acting on the driven gear increases, the rotational resistance of the oil acting on the rotating body decreases. On the other hand, as the rotational resistance of the oil acting on the rotating body increases, the rotational resistance of the oil acting on the driven gear decreases. That is, the difference in the rotational resistance of the oil acting on the balance shaft due to the difference in the inclination of the oil becomes small. Therefore, since the difference in output torque caused by the difference in the turning direction of the vehicle is also small, deterioration of drivability when the vehicle is turning can be suppressed.

車載エンジンの一実施形態におけるオイルパン内に収容されたバランスシャフトの側面図。A side view of a balance shaft housed in an oil pan according to an embodiment of an in-vehicle engine. 同実施形態において搭載されるバランスシャフトの斜視図。The perspective view of the balance shaft mounted in the same embodiment. 同実施形態におけるオイルパン内に収容されたバランスシャフトを示す図であり、（ａ）はオイルがオイルパンの左側に偏った状態を示す模式図、（ｂ）はオイルがオイルパンの右側に偏った状態を示す模式図。It is a figure which shows the balance shaft housed in the oil pan in the same embodiment, (a) is a schematic diagram which shows the state which the oil is biased to the left side of an oil pan, (b) is the figure which shows the state which the oil is biased to the right side of an oil pan. The schematic diagram which shows the state.

以下、車載エンジン（以下、エンジンという）の一実施形態について、図１〜図３を参照して説明する。エンジンは、直列３気筒の横置きエンジンである。なお、横置き、すなわちクランクシャフトに駆動連結されるバランスシャフトが車幅方向に沿って配設されるエンジンであれば、気筒数は２気筒以下であっても４気筒以上であってもよい。 Hereinafter, an embodiment of an in-vehicle engine (hereinafter referred to as an engine) will be described with reference to FIGS. 1 to 3. The engine is an in-line 3-cylinder transverse engine. The number of cylinders may be 2 cylinders or less or 4 cylinders or more as long as the engine is placed horizontally, that is, the balance shaft driven and connected to the crankshaft is arranged along the vehicle width direction.

図１に示すように、エンジン１のクランクケース２１には、車幅方向に沿って延びるクランクシャフト２０が収容されている。クランクケース２１の下方には、オイルパン３１が取り付けられている。オイルパン３１内には、車幅方向に沿って延びるバランスシャフト１０が収容されている。 As shown in FIG. 1, the crankcase 21 of the engine 1 accommodates a crankshaft 20 extending along the vehicle width direction. An oil pan 31 is attached below the crankcase 21. A balance shaft 10 extending along the vehicle width direction is housed in the oil pan 31.

図１及び図２に示すように、バランスシャフト１０は、略円柱状の本体部１１と、同本体部１１の一端（図２における左端）に設けられた第１ギア１２とを備えている。第１ギア１２は、クランクシャフト２０の駆動ギア２２に噛合されている。第１ギア１２は、クランクシャフト２０により回転駆動される。また、本体部１１の他端（図２における右端）には、第２ギア１３が設けられている。第２ギア１３は、第１ギア１２と同一の形状を有している。なお、第１ギア１２は被駆動ギアに相当し、第２ギア１３は回転体に相当する。また、第１ギア１２は、車両前進方向に向かってバランスシャフト１０の左側の端部に設けられており、第２ギア１３は、車両前進方向に向かってバランスシャフト１０の右側の端部に設けられている。 As shown in FIGS. 1 and 2, the balance shaft 10 includes a substantially cylindrical main body portion 11 and a first gear 12 provided at one end (left end in FIG. 2) of the main body portion 11. The first gear 12 is meshed with the drive gear 22 of the crankshaft 20. The first gear 12 is rotationally driven by the crankshaft 20. A second gear 13 is provided at the other end of the main body 11 (the right end in FIG. 2). The second gear 13 has the same shape as the first gear 12. The first gear 12 corresponds to the driven gear, and the second gear 13 corresponds to a rotating body. Further, the first gear 12 is provided at the left end of the balance shaft 10 in the vehicle forward direction, and the second gear 13 is provided at the right end of the balance shaft 10 in the vehicle forward direction. Has been done.

バランスシャフト１０には、ピストンの往復動に起因する振動を打ち消すためのアンバランスマスが４箇所に設けられている。まず、本体部１１には、図示しない１番気筒の下方及び３番気筒の下方に位置するようにして、それぞれ略半円柱状のアンバランスマス１５ａ，１５ｂが設けられている。アンバランスマス１５ａ，１５ｂの重心は、バランスシャフト１０の回転軸線Ｃを中心として互いに反対側に位置している。 The balance shaft 10 is provided with unbalanced masses at four locations for canceling vibration caused by the reciprocating movement of the piston. First, the main body 11 is provided with substantially semi-cylindrical unbalanced masses 15a and 15b, respectively, so as to be located below the first cylinder and below the third cylinder (not shown). The centers of gravity of the unbalanced masses 15a and 15b are located on opposite sides of the rotation axis C of the balance shaft 10.

また、バランスシャフト１０の軸方向における両端には、一対のアンバランスマス１４ａ，１４ｂが設けられている。アンバランスマス１４ａ，１４ｂの重心は、バランスシャフト１０の回転軸線Ｃを中心として互いに反対側に位置している。アンバランスマス１４ａ，１４ｂ及び各ギア１２，１３は、ボルト１７によって本体部１１に対してそれぞれ固定されている。 Further, a pair of unbalanced masses 14a and 14b are provided at both ends of the balance shaft 10 in the axial direction. The centers of gravity of the unbalanced masses 14a and 14b are located on opposite sides of the rotation axis C of the balance shaft 10. The unbalanced masses 14a and 14b and the gears 12 and 13 are fixed to the main body 11 by bolts 17, respectively.

図２に示すように、第１ギア１２及び第２ギア１３は、それぞれ一部がオイル３０に浸漬されている。
次に、本実施形態の作用及び効果について説明する。 As shown in FIG. 2, a part of each of the first gear 12 and the second gear 13 is immersed in the oil 30.
Next, the operation and effect of this embodiment will be described.

図３（ａ）に示すように、例えば車両が右方向へ旋回することに伴ってオイル３０がオイルパン３１の左側に偏る場合、オイル３０が偏らない場合と比べて第１ギア１２はオイル３０に浸漬される体積が増える一方、第２ギア１３はオイル３０に浸漬される体積が減ることとなる。したがって、第１ギア１２に作用するオイルの回転抵抗が大きくなる一方で、第２ギア１３に作用するオイルの回転抵抗は小さくなる。 As shown in FIG. 3A, for example, when the oil 30 is biased to the left side of the oil pan 31 as the vehicle turns to the right, the first gear 12 is the oil 30 as compared with the case where the oil 30 is not biased. While the volume immersed in the oil 30 increases, the volume immersed in the oil 30 of the second gear 13 decreases. Therefore, while the rotational resistance of the oil acting on the first gear 12 increases, the rotational resistance of the oil acting on the second gear 13 decreases.

図３（ｂ）に示すように、例えば車両が左方向へ旋回することに伴ってオイル３０がオイルパン３１の右側に偏る場合、オイル３０が偏らない場合と比べて第２ギア１３はオイル３０に浸漬される体積が増える一方、第１ギア１２はオイル３０に浸漬される体積が減ることとなる。したがって、第２ギア１３に作用するオイルの回転抵抗が大きくなる一方で、第１ギア１２に作用するオイルの回転抵抗は小さくなる。 As shown in FIG. 3B, for example, when the oil 30 is biased to the right side of the oil pan 31 as the vehicle turns to the left, the second gear 13 is the oil 30 as compared with the case where the oil 30 is not biased. While the volume immersed in the oil 30 increases, the volume immersed in the oil 30 of the first gear 12 decreases. Therefore, while the rotational resistance of the oil acting on the second gear 13 increases, the rotational resistance of the oil acting on the first gear 12 decreases.

上述したように、本実施形態によれば、バランスシャフト１０に作用するオイルの回転抵抗の、オイル３０の傾き方による差が小さくなる。したがって、車両の旋回方向の違いによって生じる出力トルクの差も小さくなるため、車両の旋回時におけるドライバビリティの悪化を抑制することができる。 As described above, according to the present embodiment, the difference in the rotational resistance of the oil acting on the balance shaft 10 depending on how the oil 30 is tilted becomes small. Therefore, since the difference in output torque caused by the difference in the turning direction of the vehicle is also small, deterioration of drivability when the vehicle is turning can be suppressed.

なお、本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・第１ギア１２がバランスシャフト１０の右側の端部に、第２ギア１３がバランスシャフト１０の左側の端部に設けられていてもよい。 In addition, this embodiment can be implemented by changing as follows. The present embodiment and the following modified examples can be implemented in combination with each other within a technically consistent range.
The first gear 12 may be provided at the right end of the balance shaft 10, and the second gear 13 may be provided at the left end of the balance shaft 10.

・第２ギアは、重心がバランスシャフト１０の回転軸線Ｃ上に位置するものであればよく、第１ギア１２と同一の形状を有していない他の回転体であってもよい。ただし、車両が同じ遠心力で左右に旋回するときに、第１ギア１２及び回転体にそれぞれ作用するオイルの回転抵抗の和がほぼ等しくなるような形状を回転体が有していることが好ましい。 The second gear may be any other rotating body that does not have the same shape as the first gear 12 as long as the center of gravity is located on the rotation axis C of the balance shaft 10. However, it is preferable that the rotating body has a shape in which the sum of the rotational resistances of the oils acting on the first gear 12 and the rotating body is almost equal when the vehicle turns left and right with the same centrifugal force. ..

・オイルパン３１のオイル３０が偏っていない状態において、本体部１１が、第１ギア１２及び第２ギア１３と同様にオイル３０に浸漬されていてもよい。 -In a state where the oil 30 of the oil pan 31 is not biased, the main body 11 may be immersed in the oil 30 in the same manner as the first gear 12 and the second gear 13.

１…エンジン、１０…バランスシャフト、１１…本体部、１２…第１ギア（被駆動ギア）、１３…第２ギア（回転体）、１４ａ，１４ｂ，１５ａ，１５ｂ…アンバランスマス、１６…軸部、１７…ボルト、２０…クランクシャフト、２１…クランクケース、２２…駆動ギア、３０…オイル、３１…オイルパン。 1 ... Engine, 10 ... Balance shaft, 11 ... Main body, 12 ... 1st gear (driven gear), 13 ... 2nd gear (rotating body), 14a, 14b, 15a, 15b ... Unbalanced mass, 16 ... Shaft Parts, 17 ... bolts, 20 ... crankshafts, 21 ... crankcases, 22 ... drive gears, 30 ... oil, 31 ... oil pans.

Claims (1)

車幅方向に沿って配設されるバランスシャフトを備えた車載エンジンであって、
前記バランスシャフトは、一端に少なくとも一部がオイルパンのオイルに浸漬され、クランクシャフトにより回転駆動される被駆動ギアが設けられ、他端に少なくとも一部が前記オイルパンのオイルに浸漬され、重心が当該バランスシャフトの回転軸線上に位置する回転体が設けられており、
前記回転体は、前記被駆動ギアと同一の形状を有するギアである
車載エンジン。 An in-vehicle engine equipped with a balance shaft arranged along the vehicle width direction.
At least a part of the balance shaft is immersed in the oil of the oil pan and a driven gear that is rotationally driven by the crankshaft is provided at one end, and at least a part of the balance shaft is immersed in the oil of the oil pan at the other end and the center of gravity. There are rotating member is provided which is positioned on the rotational axis of the balance shaft,
The rotating body is an in-vehicle engine which is a gear having the same shape as the driven gear.
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