JP2015098811A - 内燃機関 - Google Patents
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Abstract
【課題】オイルポンプ装置とバランサ装置とを連携する2つのギヤのバックラッシュの大きさが変化するのを抑制することが可能な内燃機関を提供する。
【解決手段】このエンジン(内燃機関)100では、アッパケース21とロアケース22とは締結面A1において締結されており、クランクケース10とロアケース22とは締結面A2において締結されており、クランクケース10とオイルポンプハウジング31とは締結面A3において締結され、アッパケース21とオイルポンプハウジング31とはオイルポンプ装置30とバランサ装置20とを連携するオイルポンプギヤ37及びバランサギヤ28の近傍の締結面A4において締結されており、締結面A1〜A4は同一平面上に設けられている。
【選択図】図1
【解決手段】このエンジン(内燃機関)100では、アッパケース21とロアケース22とは締結面A1において締結されており、クランクケース10とロアケース22とは締結面A2において締結されており、クランクケース10とオイルポンプハウジング31とは締結面A3において締結され、アッパケース21とオイルポンプハウジング31とはオイルポンプ装置30とバランサ装置20とを連携するオイルポンプギヤ37及びバランサギヤ28の近傍の締結面A4において締結されており、締結面A1〜A4は同一平面上に設けられている。
【選択図】図1
Description
本発明は、内燃機関に関し、特に、バランサ装置とオイルポンプ装置とを連携する2つのギヤを備える内燃機関に関する。
従来、バランサ装置とオイルポンプ装置とを連携する2つのギヤを備える内燃機関が知られている(例えば、特許文献1参照)。
上記特許文献1には、シリンダヘッド及びシリンダブロック等を含むシリンダと、シリンダの下方に配置されるクランクケースと、クランクケースの下方に配置されるオイルパンとを備えるエンジン(内燃機関)が開示されている。
オイルパン内には、バランサ装置とオイルポンプ装置とが収容されている。バランサ装置及びオイルポンプ装置は、クランクケースの下面に締結用ボルトなどにより締結されている。
エンジンに設けられたクランク軸の一方端部には、駆動スプロケットが取り付けられている。オイルポンプ装置のオイルポンプ軸の一方端部には、従動スプロケットが取り付けられている。これらの駆動スプロケットと従動スプロケットとには、伝動チェーンが巻き掛けられている。これにより、クランク軸の回転力(駆動力)は、伝動チェーンを介してオイルポンプ装置に伝達される。
オイルポンプ装置のオイルポンプ軸の他方端部には、駆動ギヤが取り付けられている。バランサ装置のバランサ軸の一方端部には、従動ギヤが取り付けられている。これらのオイルポンプ軸の駆動ギヤとバランサ軸の従動ギヤとは噛合(連携)している。これにより、オイルポンプ装置に伝達された回転は、駆動ギヤ及び従動ギヤを介してバランサ装置に伝達される。
しかしながら、上記特許文献1に開示された内燃機関では、エンジン駆動中にクランク軸が回転(駆動)することによって、オイルポンプ装置に対して伝動チェーンの張力が働き、オイルポンプ装置のオイルポンプハウジングやオイルポンプ軸が変形するため、オイルポンプ装置とバランサ装置を連携する2つのギヤ(駆動ギヤ及び従動ギヤ)の位置関係が変化するという不都合がある。
このため、オイルポンプ装置とバランサ装置とを連携する2つのギヤ(駆動ギヤ及び従動ギヤ)のバックラッシュの大きさが変化する(ばらつく)という問題点がある。
具体的には、オイルポンプ装置は、エンジンの前側(従動スプロケット側)で伝動チェーンにより駆動されるため、伝動チェーンにより前側が持ち上げられ、後側にある駆動ギヤ(オイルポンプギヤ)と従動ギヤ(バランサギヤ)との噛合い部でギヤ中心が離れる方向に変形する。これらのギヤは、軸間ピッチが拡がればバックラッシュが大きくなるため、ギヤの歯打ち音が大きくなるという不都合がある。
オイルポンプ装置とバランサ装置とが別体式でギヤバックラッシュに対する組付誤差の影響を小さくするために、クランクケースのオイルポンプ装置及びバランサ装置の取付面を同一面上に配置する等の工夫をするが、エンジン運転中の際オイルポンプ装置は伝動チェーンにより常に前側を引っ張られる状態であるため、オイルポンプ後側のギヤ噛合い部はその影響を受けた変形により実働時のギヤ間ピッチを変化させて、これがバックラッシュばらつきにつながる。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、オイルポンプ装置とバランサ装置とを連携する2つのギヤ(駆動ギヤ及び従動ギヤ)のバックラッシュの大きさが変化するのを抑制することが可能な内燃機関を提供することを目的としている。
上述の課題を解決するための手段として、本発明による内燃機関は、以下のように構成されている。
すなわち、本発明による内燃機関は、バランサ装置とオイルポンプ装置とクランクケースとを備え、前記バランサ装置は、アッパケースとロアケースとを上下に締結して形成されるバランサハウジングと、前記バランサハウジングに配置されたバランサ軸と、前記バランサ軸の端部に設けられたバランサギヤとを含み、前記オイルポンプ装置は、前記バランサハウジングとは別体のオイルポンプハウジングと、前記オイルポンプハウジングに配置されたオイルポンプ軸と、オイルポンプ軸の一方端部に設けられるとともに前記バランサ装置のバランサギヤと連携するオイルポンプギヤとを含み、前記オイルポンプ軸の他方端部には、クランク軸と連携する伝動チェーンが設けられている構成を前提としている。
また、本発明による内燃機関は、前記バランサハウジングのアッパケースとロアケースとは、第1締結面において締結されており、前記クランクケースと前記バランサハウジングのロアケースとは、第2締結面において締結されており、前記クランクケースと前記オイルポンプ装置とは、第3締結面において締結されており、前記バランサハウジングのアッパケースと前記オイルポンプ装置とは、前記オイルポンプ装置と前記バランサ装置とを連携する前記オイルポンプギヤ及び前記バランサギヤの近傍の第4締結面において締結されており、前記第1、第2、第3及び第4締結面は、同一平面上に設けられていることを特徴とするものである。
かかる構成を備える内燃機関によれば、バランサ装置のアッパケースとオイルポンプハウジングとを締結することによって、オイルポンプハウジングの締結剛性が上がり、伝動チェーンからの張力を受けてもオイルポンプギヤが変位しにくくなる。その一方で、オイルポンプギヤが変位した場合には、バランサギヤもそれに連動した変位を起こすため、両ギヤの位置関係の崩れが抑制され、よりバックラッシュの大きさの変化を抑制することができる。
オイルポンプ装置とバランサ装置と締結する位置をオイルポンプ装置とバランサ装置とを連携する2つのギヤ(オイルポンプギヤ及びバランサギヤ)の近傍とすることによって、両ギヤの変位を連動させる効果が大きくなるため、バックラッシュの大きさの変化を抑制する効果を向上させることができる。
また、一般的に2つの部材の一部同士を密着させてそれらを締結するためには、それぞれに対して締結面(取付面)の形成(面加工)を行うことが必要だが、面加工を1回行うごとに高さ方向の誤差が生じることが知られている。バランサハウジングを上下に分割する構成は、分割せず一体形成する構成に比べて面加工が多くなるため、バランサハウジングの軸受けの位置の誤差が大きくなる。その結果、オイルポンプ装置とバランサ装置とを連携する2つのギヤのバックラッシュがばらつくこととなる。
これに対して、本発明では複数の締結面(第1〜第4締結面)を同一平面上に設けているが、一つの部材に対して複数個所の面加工を行う場合、それらが同一平面上にあればそれらの面加工を同時に行うことができるため、必要な面加工の回数が減り、高さ方向の誤差を抑えられる。これにより、オイルポンプ装置とバランサ装置とを連携する2つのギヤのバックラッシュのばらつきを抑えることができる。
上記のように、本発明による内燃機関によれば、オイルポンプ装置とバランサ装置とを連携する2つのギヤ(オイルポンプギヤ及びバランサギヤ)のバックラッシュの大きさが変化するのを抑制することができる。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
本実施形態による内燃機関(以下、エンジンともいう)100は、図示しないシリンダヘッド、シリンダブロック、後述するクランクケース10、及び、オイルパン等を備えている。
シリンダブロックには、複数の気筒が設けられており、これらの気筒内には、ピストンが収容されている。各ピストンは、それぞれコンロッドを介して、図1に示すクランク軸11のクランクピンに連結されている。
クランクケース10の下方側には、オイルを貯留するオイルパンが装着されている。オイルパン内には、図1に示すように、エンジン100の振動や騒音の発生を抑制するバランサ装置20と、オイルパンに貯留されたオイルを所定の部位に送油するオイルポンプ装置30とが収容されている。
クランク軸11の前側(矢印X1方向側)の端部には、駆動スプロケット12aが取り付けられている。オイルポンプ装置30の矢印X1方向側の端部には、従動スプロケット12bが取り付けられている。これらの駆動スプロケット12a及び従動スプロケット12bには、伝動チェーン40が巻き掛けられている。これにより、クランク軸11の回転力(駆動力)は、伝動チェーン40を介してオイルポンプ装置30に伝達され、オイルポンプ装置30が駆動される。また、伝動チェーン40のテンション(張力)は、チェーンテンショナ41により調整されている。
オイルポンプ装置30とバランサ装置20とは、別体で構成されているとともに、隣接して配置されている。これらのオイルポンプ装置30及びバランサ装置20は、後述する2つのギヤ(オイルポンプギヤ37及びバランサギヤ28)により連携(噛合)されており、オイルポンプ装置30からバランサ装置20に回転が伝達されるように構成されている。
バランサ装置20は、図1〜図3に示すように、矢印Z1方向側(上方側)に配置されたアッパケース21と、矢印Z2方向側(下方側)に配置されたロアケース22とにより構成されたバランサハウジング23を備えている。アッパケース21とロアケース22とは、締結用ボルト24(図3参照)等により上下分割面において上下方向(Z方向)に締結されている。なお、アッパケース21とロアケース22との上下分割面は、本発明の「第1締結面」の一例である。
バランサハウジング23には、図2に示すように、Y方向に平行に配置された一対の駆動側バランサ軸25及び従動側バランサ軸26が収容されている。駆動側バランサ軸25は、バランサハウジング23の矢印Y2方向側に配置されている。従動側バランサ軸26は、バランサハウジング23の矢印Y1方向側に配置されている。これらのバランサ軸は、クランク軸11と平行に配置されているとともに、軸受部(図示せず)によりバランサハウジング23内に回転自在に支持されている。
図2に示すように、駆動側バランサ軸25には、2つのウエイト部25aが軸方向(X方向)に沿って形成されている。同様に、従動側バランサ軸26には、2つのウエイト部26aが軸方向(X方向)に沿って形成されている。
駆動側バランサ軸25の矢印X1方向側の端部には、駆動側連動ギヤ27と、バランサギヤ28とが同軸上に取り付けられている。従動側バランサ軸26の矢印X1方向側の端部には、従動側連動ギヤ29が取り付けられており、従動側連動ギヤ29は、駆動側連動ギヤ27と連携(噛合)している。これにより、従動側連動ギヤ29には、駆動側連動ギヤ27の回転が伝達される。
図1及び図2に示すように、バランサ装置20のロアケース22の外縁部には、4つの締結部(バランサ側第1締結部221、バランサ側第2締結部222、バランサ側第3締結部223、バランサ側第4締結部224)が形成されている。バランサ側第1締結部221は、ウエイト部26aのウエイト部25aとは反対側(矢印Y1方向側)に形成されている。バランサ側第2締結部222は、従動側連動ギヤ29のオイルポンプ装置30が配置される側(矢印X1方向側)に形成されている。バランサ側第3締結部223は、ウエイト部25aのウエイト部26aとは反対側(矢印Y2方向側)に形成されている。バランサ側第4締結部224は、駆動側連動ギヤ27の従動側連動ギヤ29とは反対側(矢印Y2方向側)に形成されている。
図2に示すように、バランサ側第1締結部221、バランサ側第2締結部222、バランサ側第3締結部223及びバランサ側第4締結部224の上面には、それぞれ、バランサ装置20をクランクケース10に取り付ける際にクランクケース10の下面と当接した状態で締結されるバランサ側第1締結面221a、バランサ側第2締結面222a、バランサ側第3締結面223a及びバランサ側第4締結面224aが形成されている。なお、バランサ側第1締結面221a、バランサ側第2締結面222a、バランサ側第3締結面223a及びバランサ側第4締結面224aは、本発明の「第2締結面」の一例である。これらのバランサ側第1締結面221a、バランサ側第2締結面222a、バランサ側第3締結面223a及びバランサ側第4締結面224aは、同一平面上に形成されている。
バランサ側第1締結部221、バランサ側第2締結部222、バランサ側第3締結部223及びバランサ側第4締結部224には、それぞれ、バランサ側第1締結孔221b、バランサ側第2締結孔222b、バランサ側第3締結孔223b及びバランサ側第4締結孔224bが上下方向(Z方向)に沿って形成されている。これらの締結孔には、それぞれ、バランサ装置20をクランクケース10の下面に取り付けるための締結用ボルト42(図1参照)が取り付けられている。
図1〜図3に示すように、バランサ装置20のアッパケース21の外縁部には、1つの締結部(バランサ側第5締結部211)が形成されている。バランサ側第5締結部211は、駆動側連動ギヤ27と従動側連動ギヤ29との噛合部分のオイルポンプ装置30が配置される側(矢印X1方向側)に形成されている。図3に示すように、バランサ側第5締結部211の下面には、オイルポンプ装置30の後述するポンプ側第3締結面36aと当接した状態で締結されるバランサ側第5締結面211aが形成されている。バランサ側第5締結部211には、バランサ側第5締結孔211bが上下方向(Z方向)に沿って形成されている。バランサ側第5締結孔211bには、下方にオイルポンプ装置30を取り付けるための締結用ボルト(図示せず)が取り付けられる。
オイルポンプ装置30は、図4に示すように、オイルポンプハウジング31と、前後方向(X方向)両側の端部が突出した状態でオイルポンプハウジング31に収容されたオイルポンプ軸32と、オイルポンプ軸32の矢印Y2方向側に形成されたポンプ側第1締結部33と、オイルポンプ軸32の矢印Y1方向側に形成された連結部34と、連結部34の矢印X1方向側に形成されたポンプ側第2締結部35と、連結部34の矢印X2方向側に形成されたポンプ側第3締結部36とを備えている。
オイルポンプ軸32の矢印X1方向側(伝動チェーン40側)の端部には、上記した従動スプロケット12b(図1参照)が取り付けられている。オイルポンプ軸32の矢印X2方向側(バランサ装置20側)の端部には、オイルポンプギヤ37(図1参照)が取り付けられている。連結部34は、オイルポンプ装置30から矢印Y1方向側へ突出するとともに、オイルポンプ軸32の軸方向(X方向)に沿って延びるように形成されている。
図4に示すように、ポンプ側第1締結部33及びポンプ側第2締結部35の上面には、それぞれ、クランクケース10の下面と当接した状態で締結されるポンプ側第1締結面33a及びポンプ側第2締結面35aが形成されている。なお、ポンプ側第1締結面33a及びポンプ側第2締結面35aは、本発明の「第3締結面」の一例である。また、ポンプ側第3締結部36の上面には、バランサ装置20のバランサ側第5締結面211a(図3参照)と当接した状態で締結されるポンプ側第3締結面36aが形成されている。なお、バランサ装置20のバランサ側第5締結面211a、及び、オイルポンプ装置30のポンプ側第3締結面36aは、本発明の「第4締結面」の一例である。これらのポンプ側第1締結面33a、ポンプ側第2締結面35a及びポンプ側第3締結面36aは、同一平面上に形成されている。
ポンプ側第1締結部33、ポンプ側第2締結部35及びポンプ側第3締結部36には、それぞれ、上下方向(Z方向)に沿ってポンプ側第1締結孔33b、ポンプ側第2締結孔35b及びポンプ側第3締結孔36bが形成されている。ポンプ側第1締結孔33b、ポンプ側第2締結孔35b及びポンプ側第3締結孔36bには、それぞれ締結用ボルト(図示せず)が取り付けられる。
ここで、本実施形態では、図1、図3及び図4に示すように、ポンプ側第3締結面36aは、バランサ装置20のバランサ側第5締結面211aと当接した状態で締結用ボルト(図示せず)により締結されている。また、ポンプ側第3締結面36aと、バランサ装置20のバランサ側第5締結面211aとは、バランサギヤ28とオイルポンプギヤ37との連携部分(噛合部分)近傍に配置(締結)されている。
図5に示すように、クランクケース10の中央には、開口部10aが形成されている。クランクケース10の下面(底面)には、開口部10aを取り囲むように、6つの締結部(ケース側第1締結部13、ケース側第2締結部14、ケース側第3締結部15、ケース側第4締結部16、ケース側第5締結部17、ケース側第6締結部18)が形成されている。これらの締結部の下面には、それぞれ、ケース側第1締結面13a、ケース側第2締結面14a、ケース側第3締結面15a、ケース側第4締結面16a、ケース側第5締結面17a、ケース側第6締結面18aが形成されている。ケース側第1締結面13a、ケース側第2締結面14a、ケース側第3締結面15a、ケース側第4締結面16a、ケース側第5締結面17a、ケース側第6締結面18aは、同一平面上に形成されている。なお、ケース側第1締結面13a、ケース側第2締結面14a、ケース側第3締結面15a及びケース側第4締結面16aは、本発明の「第2締結面」の一例である。また、ケース側第5締結面17a及びケース側第6締結面18aは、本発明の「第3締結面」の一例である。
ケース側第1締結部13、ケース側第2締結部14、ケース側第3締結部15、ケース側第4締結部16、ケース側第5締結部17、ケース側第6締結部18には、それぞれ、ケース側第1締結孔13b、ケース側第2締結孔14b、ケース側第3締結孔15b、ケース側第4締結孔16b、ケース側第5締結孔17b、ケース側第6締結孔18bが形成されている。
クランクケース10のケース側第1締結面13a(図5参照)は、バランサ装置20のバランサ側第1締結面221a(図2参照)と当接した状態で締結用ボルト42(図1参照)により締結されている。クランクケース10のケース側第2締結面14a(図5参照)は、バランサ装置20のバランサ側第2締結面222a(図2参照)と当接した状態で締結用ボルト42(図1参照)により締結されている。クランクケース10のケース側第3締結面15a(図5参照)は、バランサ装置20のバランサ側第3締結面223a(図2参照)と当接した状態で締結用ボルト42(図1参照)により締結されている。クランクケース10のケース側第4締結面16a(図5参照)は、バランサ装置20のバランサ側第4締結面224a(図2参照)と当接した状態で締結用ボルト42(図1参照)により締結されている。
クランクケース10のケース側第5締結面17a(図5参照)は、オイルポンプ装置30のポンプ側第1締結面33a(図4参照)と当接した状態で締結用ボルト(図示せず)により締結されている。クランクケース10のケース側第6締結面18a(図5参照)は、オイルポンプ装置30のポンプ側第2締結面35a(図4参照)と当接した状態で締結用ボルト(図示せず)により締結されている。
次に、図1、図3、図5及び図6を参照して、クランクケース10と、バランサ装置20及びオイルポンプ装置30との締結面(締結位置)について詳細に説明する。なお、図6に示す概略図は、例えば図1に示すエンジン100を矢印Y2方向側から見た場合を模式的に示した図である。
なお、図6に示す本実施形態において、A1は、上記した本発明の「第1締結面」であり、バランサハウジング23のアッパケース21の下面とロアケース22の上面との締結面(上下分割面)を示している。A2は、上記した本発明の「第2締結面」であり、クランクケース10の下面とバランサハウジング23のロアケース22の上面との締結面を示している。A3は、上記した本発明の「第3締結面」であり、クランクケース10の下面とオイルポンプ装置30の上面との締結面を示している。A4は、上記した本発明の「第4締結面」であり、バランサハウジング23のアッパケース21の下面とオイルポンプ装置30(オイルポンプハウジング31)の上面との締結面を示している。なお、これらの締結面A1、A2、A3及びA4は、同一平面上に設けられている。
図6に示すように、クランクケース10へのバランサ装置20及びオイルポンプ装置30の組み付けは、ケース側第1締結部13〜ケース側第6締結部18(図5参照)に示す位置で行われ、加工のばらつきを最小限にするために各締結部は、同一面上に配置されている。バランサ装置20は、バランサハウジング23のロアケース22側の上下分割面(A1)でクランクケース10に締結される(A2)。さらに、オイルポンプ装置30の締結面は、図3に示すバランサ側第5締結面211aの位置(A4)で、かつ、バランサハウジング23の上下分割面(A1)に設定される。オイルポンプ装置30は、ポンプ側第1締結面33a及びポンプ側第2締結面35aの位置(A3)でクランクケース10に締結されるとともに、ポンプ側第3締結面36aの位置(A4)でバランサハウジング23のアッパケース21に締結される。
本実施形態では、クランクケース10の締結面(ケース側第1締結面13a〜ケース側第6締結面18a)を同一面上に設定し、さらに図1に示すように、同一面のバランサハウジング23のアッパケース21のバランサ側第5締結面211aに(もしくは複数箇所に)バランサギヤ28とオイルポンプギヤ37との噛合い位置近傍に設定することを特徴としている。これにより、締結面A1〜A4が全て同一面上に揃い、オイルポンプ装置30とバランサ装置20との締結位置をバランサギヤ28とオイルポンプギヤ37との噛合い位置近傍に設定でき、組付誤差によるギヤバックラッシュのばらつきと伝動チェーン40によるオイルポンプ装置30の傾きによるギヤバックラッシュへの影響の低減を実現できる。
次に、図1〜図4、図6に示す本実施形態及び図7に示す比較例(従来設計例)を参照して、クランクケース10とバランサ装置20とオイルポンプ装置30との締結面(締結位置)について説明する。
図7に示す概略図は、例えば図1に示すエンジン100を矢印Y2方向側から見た場合を比較例における構成に置き換えて模式的に示した図である。
図7に示す比較例において、A11は、バランサハウジング123のアッパケース121の下面と、ロアケース122の上面との締結面(上下分割面)を示している。A12は、クランクケース110の下面と、バランサハウジング123のロアケース122の上面との締結面を示している。A13は、クランクケース110の下面と、オイルポンプ装置130の上面との締結面を示している。A14は、バランサハウジング123のアッパケース121の下面と、オイルポンプ装置130の上面との締結面を示している。図7に示す比較例では、締結面A11(A12)と、A13と、A14とは、同一平面上には設けられておらず、互いに異なる高さで配置されている。
図6に示す本実施形態と図7に示す比較例は、共にクランクケース10(110)へのバランサ装置締結部(バランサ取付ボス)とオイルポンプ装置締結部(オイルポンプ取付ボス)とを備えている。しかしながら、図7に示す比較例では、バランサ装置120のクランクケース110への締結面A12と、オイルポンプ装置130のクランクケース110への締結面A13との高さが異なる。このため、締結面A2(A12)及びA3(A13)を加工する際、本実施形態では締結面A2及びA3それぞれが同一面上のため1回のワークチャッキングで加工刃具をそのままスライドするだけで加工できる(同一工程で加工可)。
これに対して、比較例では、仮に同じ1回のワークチャッキングで加工しても、締結面A12及びA13を加工するのに加工刃具を持ち替える必要があり、同一工程では加工できない。加工刃具を持ち替えることにより、その段差が例えば5mmあったとすると、そこには加工精度による誤差が一般的に±0.3mm生じる。この誤差がバランサ装置120(締結面A12)とオイルポンプ装置130(締結面A13)との取付高さに反映されて、上記したバランサギヤ28とオイルポンプギヤ37との間のピッチ(ギヤ間ピッチ)がその分ばらつきを有することになり、ギヤのバックラッシュもばらつきが大きくなる。一方、本実施形態では、同一工程でクランクケース10のケース側第1締結部13〜ケース側第6締結部18の各締結部(締結面A2及びA3)を加工できるため、この高さは加工時の精度で平面度程度の誤差しか発生しない。なお、本実施形態では、平面度は0.05程度である。これにより、ギヤ間ピッチへの影響も少なく結果的にバックラッシュのばらつきも低減できる。本実施形態のように同一工程で加工できれば、加工工程数も削減でき、原価低減につながる。
また、上記した比較例と本実施形態とでは、共にバランサ装置20(120)の締結面A2(A12)とハウジング上下分割面A1(A11)とを同一にしてあるが、これは元々分割面は精度良い加工をするため、そこを締結面にすることで取付ばらつきを低減している。また、更に本実施形態のバランサ装置20とオイルポンプ装置30との締結面A4もバランサハウジング上下分割面A2と同一にすることによって、上記のクランクケース10の加工の説明と同様にバランサ装置20の締結面(図2に示すバランサ装置20のバランサ側第1締結面221a〜バランサ側第4締結面224a)の高さとオイルポンプ装置30を締結する締結面(図3に示すバランサ側第5締結面211a)の高さは、同一面で平面度レベルの高さ精度を維持できる。加工工程もバランサ装置20のバランサ側第5締結面211aを含めて同一工程で加工可能となり原価低減につながる。オイルポンプ装置30についても締結面(図4に示すポンプ側第1締結面33a及びポンプ側第2締結面35a)の高さと、バランサ装置20を取り付ける締結面(図4に示すポンプ側第3締結面36a)の高さとは、同一面で平面度レベルの高さ精度を維持できる。加工工程もバランサ取付部を含めて同一工程で加工可能となり原価低減につながる。締結面の加工工程は、クランクケース、バランサ装置、オイルポンプ装置全体で、比較例での6工程に対して、本実施形態では3工程となる。
次に、図1、図6及び図7を参照して、比較例と本実施形態との締結面の取付誤差について説明する。
本実施形態では、図1及び図6に示すように、バックラッシュを問題にするバランサギヤ28とオイルポンプギヤ37との噛合い部付近に、バランサ装置20とオイルポンプ装置30とを締結する締結部(バランサ側第5締結面211a及びポンプ側第3締結面36a)を設ける。しかしながら、例えば図7の比較例に示すようにクランクケース110とバランサ装置120との締結面A12、クランクケース110とオイルポンプ装置130との締結面A13、アッパケース121とオイルポンプ装置130との締結面A14が同一面上に設けられていない場合には、クランクケース110内でバランサ締結面A12とオイルポンプ締結面A13との段差で一般的に加工公差が±0.3、バランサ装置120内でクランクケース締結面A12とオイルポンプ締結面A14の段差で一般的に加工公差が±0.3、また、オイルポンプ装置130内でクランクケース締結面A13とバランサハウジング締結面A14との段差で一般的に加工公差が±0.3が存在する。
これらを単純に加算して考慮すると、比較例では結果的にバランサハウジング123のアッパケース121及びオイルポンプ装置130の締結面A14のばらつき(公差)が±0.9となり、それだけで双方のギヤ中心間距離の上下方向(Z方向)分あることになるためギヤバックラッシュに対し、大きなばらつき要因となる。
以上説明したように、本実施形態によるエンジン100によれば、以下に列記するような効果が得られる。
本実施形態では、上記のように、バランサ装置20のアッパケース21とオイルポンプ装置30(オイルポンプハウジング31)とを締結することによって、オイルポンプハウジング31の締結剛性が上がり、伝動チェーン40からの張力を受けてもオイルポンプギヤ37が変位しにくくなる。その一方で、オイルポンプギヤ37が変位した場合には、バランサギヤ28もそれに連動した変位を起こすため、両ギヤの位置関係の崩れが抑制され、よりバックラッシュの大きさの変化を抑制することができる。
オイルポンプ装置30とバランサ装置20と締結する位置をオイルポンプ装置30とバランサ装置20とを連携する2つのギヤ(オイルポンプギヤ37及びバランサギヤ28)の近傍とすることによって、両ギヤの変位を連動させる効果が大きくなるため、バックラッシュの大きさの変化を抑制する効果を向上させることができる。
また、一般的に2つの部材の一部同士を密着させてそれらを締結するためには、それぞれに対して締結面(取付面)の形成(面加工)を行うことが必要だが、面加工を1回行うごとに高さ方向の誤差が生じることが知られている。バランサハウジング23の上下分割面を取付面にする本実施形態に対して、上下分割面と異なる面を取付面にする構成のバランサハウジングでは、取付面の分だけ面加工が増えるため、バランサハウジング23の軸受けの位置(=上下分割面)の誤差が大きくなる。その結果、オイルポンプ装置30とバランサ装置20とを連携する2つのギヤのバックラッシュがばらつくこととなる。
これに対して、上記実施形態では複数の締結面A1、締結面A2、締結面A3及び締結面A4を同一平面上に設けているが、一つの部材に対して複数個所の面加工を行う場合、それらが同一平面上にあればそれらの面加工を同時に行うことができるため、必要な面加工の回数が減り、高さ方向(Z方向)の誤差を抑えられる。これにより、オイルポンプ装置30とバランサ装置20とを連携する2つのギヤのバックラッシュのばらつきを抑えることができる。
また、一般的にオイルポンプ装置とバランサ装置との一体化は、単純にハウジングが一つになるだけでなく、潤滑油路がオイルポンプ装置からエンジン外側のオイルフィルタ及びオイルクーラを経由してもう一度バランサ装置の軸受部にオイルフィルタを通ったオイルを戻す油路をハウジング内に設ける必要があり、複雑なドリル加工が必要となりコストアップにつながる。また、オイルポンプ装置とバランサ装置との一体化は、各ギヤの軸心を1つのハウジング内の加工で保証できるため、別体式に比べてギヤバックラッシュに対する組付誤差の影響を排除できる一方、構造が複雑になるためコストがかかるというデメリットもある。この点について、本実施形態では、上記のように、オイルポンプ装置30とバランサ装置20とを別体式により構成することによって、構造が複雑になるのを抑制することができるので、コストがかかるのを抑制することができるというメリットがある。
本発明は、内燃機関に利用することができ、より詳細には、バランサ装置とオイルポンプ装置とを連携する2つのギヤを備える内燃機関に利用することができる。
10 クランクケース
11 クランク軸
20 バランサ装置
21 アッパケース
22 ロアケース
23 バランサハウジング
25 バランサ軸(駆動側バランサ軸)
28 バランサギヤ
30 オイルポンプ装置
31 オイルポンプハウジング
37 オイルポンプギヤ
100 エンジン(内燃機関)
A1 締結面(第1締結面)
A2 締結面(第2締結面)
A3 締結面(第3締結面)
A4 締結面(第4締結面)
11 クランク軸
20 バランサ装置
21 アッパケース
22 ロアケース
23 バランサハウジング
25 バランサ軸(駆動側バランサ軸)
28 バランサギヤ
30 オイルポンプ装置
31 オイルポンプハウジング
37 オイルポンプギヤ
100 エンジン(内燃機関)
A1 締結面(第1締結面)
A2 締結面(第2締結面)
A3 締結面(第3締結面)
A4 締結面(第4締結面)
Claims (1)
- バランサ装置とオイルポンプ装置とクランクケースとを備え、
前記バランサ装置は、アッパケースとロアケースとを上下に締結して形成されるバランサハウジングと、前記バランサハウジングに配置されたバランサ軸と、前記バランサ軸の端部に設けられたバランサギヤとを含み、
前記オイルポンプ装置は、前記バランサハウジングとは別体のオイルポンプハウジングと、前記オイルポンプハウジングに配置されたオイルポンプ軸と、オイルポンプ軸の一方端部に設けられるとともに前記バランサ装置のバランサギヤと連携するオイルポンプギヤとを含み、
前記オイルポンプ軸の他方端部には、クランク軸と連携する伝動チェーンが設けられている内燃機関において、
前記バランサハウジングのアッパケースとロアケースとは、第1締結面において締結されており、
前記クランクケースと前記バランサハウジングのロアケースとは、第2締結面において締結されており、
前記クランクケースと前記オイルポンプ装置とは、第3締結面において締結されており、
前記バランサハウジングのアッパケースと前記オイルポンプ装置とは、前記オイルポンプ装置と前記バランサ装置とを連携する前記オイルポンプギヤ及び前記バランサギヤの近傍の第4締結面において締結されており、
前記第1、第2、第3及び第4締結面は、同一平面上に設けられていることを特徴とする内燃機関。
Priority Applications (1)
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JP2013238603A JP2015098811A (ja) | 2013-11-19 | 2013-11-19 | 内燃機関 |
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JP2013238603A JP2015098811A (ja) | 2013-11-19 | 2013-11-19 | 内燃機関 |
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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DE112017000089T5 (de) | 2016-03-17 | 2018-05-09 | Mazda Motor Corporation | Hilfsantriebsvorrichtung für einen motor |
JP2020084963A (ja) * | 2018-11-30 | 2020-06-04 | トヨタ自動車株式会社 | オイルポンプ |
-
2013
- 2013-11-19 JP JP2013238603A patent/JP2015098811A/ja active Pending
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE112017000089T5 (de) | 2016-03-17 | 2018-05-09 | Mazda Motor Corporation | Hilfsantriebsvorrichtung für einen motor |
US10865857B2 (en) | 2016-03-17 | 2020-12-15 | Mazda Motor Corporation | Accessory drive device for engine |
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