JP3738622B2 - エンジンのバランサ装置 - Google Patents

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Description

【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は、クランクシャフトの振動を打ち消すエンジンのバランサ装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来のエンジンのバランサ装置として、例えば、特開平8−100837号公報には、バランサ軸に形成されたマス部の軸方向中心をクランクシャフトの軸方向中心に一致させ、クランクシャフトのリア側からバランサ軸へ動力が伝達される構造が開示されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術では、クランクシャフトとバランサシャフトとが略同じ材質(鋳鉄等)で構成されているのに対して、クランクシャフトを軸支するシリンダブロックはクランクシャフトやバランサシャフトとは異なる材質(アルミニウム合金等)で構成されているため、熱膨張の違いによりクランクシャフトからバランサシャフトへ動力を伝達するためのギア同士の噛み合いが悪化してバックラッシュノイズが発生する場合がある。
【0004】
本発明は、上記課題に鑑みてなされ、その目的は、熱膨張の違いによる噛み合いの悪化で発生するバックラッシュノイズ等を低減するエンジンのバランサ装置を提供することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上述の課題を解決し、目的を達成するために、本発明のエンジンのバランサ装置は、以下の構成を備える。即ち、
シリンダブロック(10)の下部に設置され、クランクシャフト(11)とバランサシャフト(22)該クランクシャフトに軸着された駆動ギア(13)と該バランサシャフトに軸着された従動ギア(25)とが同じ材質でかつ該シリンダブロックとは異なる材質で構成され、該クランクシャフトの駆動ギアと該バランサシャフトの従動ギアとが噛み合うことで該バランサシャフトが駆動されるエンジンのバランサ装置において、バランサウェイト(23)が設けられた前記バランサシャフトを軸支するバランサケース(21)と、前記シリンダブロックの下面から延びて、前記バランサケース(21)を前記シリンダブロックの下部に支持する支持部(12)と、を備え、前記支持部(12)は、前記クランクシャフト及びバランサシャフトと同等の線膨張係数を有する材質で構成されると共に、前記クランクシャフトを前記シリンダブロックの下面に軸支するベアリングキャップとは別に設けられており、前記支持部の上端部(12a)を前記シリンダブロックの下面から下方に延びた側面部と前記ベアリングキャップとの間の空間であって前記クランクシャフトの軸心を通る水平方向の直線と一致する前記シリンダブロックの下面に連結し、前記支持部の下端部(12b)と前記バランサケースから延びるアーム部とをスペーサ(15)を介して連結した
【0006】
また、好ましくは、前記クランクシャフトの駆動ギアは、エンジンのフライホイール側に配置されている。
【0007】
また、好ましくは、前記支持部は、前記バランサシャフトへの潤滑油の供給経路を形成している。
【0008】
また、好ましくは、4気筒エンジンの2次振動を抑える2次バランサ装置であって、前記バランサシャフトに設けられたバランサウェイトを、その合力中心がクランクシャフトの軸心を通って該クランクシャフトの軸方向中心を通る直線に一致するように前記バランサシャフトに配置した。
【0009】
【発明の効果】
以上説明のように、請求項1の発明によれば、バランサケースの支持部を、クランクシャフト及びバランサシャフトと同等の線膨張係数を有する材質で構成すると共に、クランクシャフトをシリンダブロックの下面に軸支するベアリングキャップとは別に設け、支持部の上端部をクランクシャフトの軸心を通る水平方向の直線と一致するシリンダブロックの下面に連結し、支持部の下端部とバランサケースから延びるアーム部とをスペーサを介して連結したことにより、熱膨張時の支持部の膨張量とクランクシャフトの軸心からバランサシャフトの軸心までの部分の膨張量は略同等になるため、クランクシャフトからバランサシャフトへ動力を伝達するためのギア同士の噛み合いの悪化を抑えて、バックラッシュノイズを低減することができる。
【0010】
請求項2の発明によれば、クランクシャフトの駆動ギアは、エンジンのフライホイール側に配置されていることにより、クランクシャフトのねじれの影響を最小限に抑えることができる。
【0011】
請求項3の発明によれば、支持部は、バランサシャフトへの潤滑油の供給経路を形成していることにより、潤滑油の供給経路を確保できる。
【0012】
請求項4の発明によれば、4気筒エンジンの2次振動を抑える2次バランサ装置であって、バランサシャフトに設けられたバランサウェイトを、その合力中心がクランクシャフトの軸心を通って該クランクシャフトの軸方向中心を通る直線に一致するようにバランサシャフトに配置したことにより、2次振動を効果的に打ち消すことができる。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態につき、添付の図面を参照して詳細に説明する。
【0014】
図1は、本発明に係る実施形態のエンジンのバランサ装置を搭載する直列4気筒エンジンの下部構造を示す図である。図2は、シリンダブロックとバランサ装置との支持構造を示す図である。図3は、シリンダブロックにタレットを組み付ける方法を説明する分解斜視図である。図4は、シリンダブロックにバランサ装置を組み付ける方法を説明する分解斜視図である。図5は、図4に示すバランサ装置の底面図である。図6は、図5をA方向から見た図である。
【0015】
図1乃至図6に示すように、本実施形態の直列4気筒ガソリンエンジンは、アルミニウム合金製のシリンダブロック10の下部にバランサ装置20が取り付けられている。
【0016】
シリンダブロック10はクランクシャフト11を軸支していると共に、その下部でタレット12を介してバランサ装置20のバランサケース21を支持している。
【0017】
バランサケース21には、2本のバランサシャフト22がクランクシャフト11の軸心11Aを通る垂直方向の直線11Bを基準に水平方向に対称に軸支されている。バランサケース21はバランサシャフト22やベアリング26等の組付けを容易にするために、バランサシャフト22の軸心22aに一致する部分で上下に分割構成されており、複数のボルト27により上下の部材が締結される
各バランサシャフト22にはバランサウェイト23と反転ギア24とが近接して一体的に形成されている。各バランサシャフト22はバランサウェイト23及び反転ギア24の軸方向両端に設けられたベアリング26により2点で軸支されている。2本のバランサシャフト22は双方の反転ギア24の噛み合いにより一方から他方へ動力が伝達される。
【0018】
バランサシャフト22の一方には、クランクシャフト11の駆動ギア13に噛み合う従動ギア25が軸着され、クランクシャフト11からバランサシャフト22の一方に駆動力が伝達されて両バランサシャフト22がクランクシャフト11と共に回転する。
【0019】
フライホイール9はクランクシャフト11からトランスミッション(不図示)への駆動力伝達方向の下流側に軸着されており、クランクシャフト11の駆動ギア13はクランクシャフト11のねじれの少ないフライホイール側(本例では、3気筒目と4気筒目の間)に配置されている。
【0020】
タレット12は、クランクシャフト11及びバランサシャフト22と略同等の線膨張係数を有する材質(例えば、鋳鉄)で構成され、その一端部12aがシリンダブロック10にボルト14により締結されると共に、他端部12bにボルト28を締結することによりスペーサ15を介してバランサケース21をシリンダブロック10の下部に保持する。スペーサ15は、バランサケース21とシリンダブロック10との組み付け時の誤差を打ち消すために配設される。
【0021】
タレット12の一端部12aの上端面は、クランクシャフト11の軸心11Aを通る水平方向の直線11Cと一致している。
【0022】
また、タレット12にはその一端部12aから他端部12bに連通された、シリンダブロック10からバランサ装置20への潤滑油の供給孔が形成されている。すなわち、シリンダブロック10の潤滑油は、タレット12の一端部12aから他端部12bに流れて、シリンダブロック10の下部とバランサケース21との当接面を通ってバランサケース21内部に到達する(図2に示す潤滑油経路R1参照)。
【0023】
本実施形態のバランサ装置20は、特に直列4気筒エンジンの2次振動を打ち消すために配設され、各バランサシャフト22に設けられた2つのバランサウェイト23の合力中心が振動系の重心、即ち、クランクシャフト11の軸心11Aを通ってクランクシャフト11の軸方向中心を通る直線11Dに一致するように配置されている。
【0024】
以上のように、本実施形態によれば、クランクシャフト11及びバランサシャフト22と略同等の線膨張係数を有する材質から構成されるタレット12を介して、バランサケース21をシリンダブロック10の下部に締結すると共に、タレット12の一端部12aの上端面をクランクシャフト11の軸心11Aを通る水平方向の直線11Cと一致させているので、熱膨張時のタレット12の膨張量とクランクシャフトの軸心11Aからバランサシャフトの軸心22aまでの距離tの膨張量は略同等になるため、クランクシャフト11からバランサシャフト22へ動力を伝達するためのギア同士の噛み合いの悪化を抑えて、バックラッシュノイズを低減することができる。
【0025】
尚、本実施形態は、直列4気筒エンジンに限定されず、例えば、直列5気筒エンジンに適用する場合には、図7に示すように、ピッチングモーメントが発生するので、バランサウェイト33がバランサシャフト22に対して互いに反対方向に設けられ、点火時期等を調整して1次振動を小さくすると共に、2次振動をバランサウェイトで打ち消すようになっている。尚、直列5気筒の場合には、全てのバランサウェイトの合力中心が振動系の重心、即ち、クランクシャフトの軸心とクランクシャフトの軸方向中心とに一致させる必要はない。
【0026】
その他の構成は、図1乃至図6で説明した構成と同一の符号を付与して説明を省略する。
【0027】
尚、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で上記実施形態を修正又は変形したものに適用可能である。
【0029】
更に、直列4気筒の場合には、1本のバランサシャフトに設けられるバランサウェイトは複数に分割して構成してもよく、全てのバランサウェイトの合力中心が振動系の重心に一致するように配置すればよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、本発明に係る実施形態のエンジンのバランサ装置を搭載する直列4気筒エンジンの下部構造を示す図である。
【図2】シリンダブロックとバランサ装置との支持構造を示す図である。
【図3】シリンダブロックにタレットを組み付ける方法を説明する分解斜視図である。
【図4】シリンダブロックにバランサ装置を組み付ける方法を説明する分解斜視図である。
【図5】図4に示すバランサ装置の底面図である。
【図6】図6は、図5をA方向から見た図である。
【図7】直列5気筒エンジンに搭載されるバランサ装置の概略図である。
【符号の説明】
10 シリンダブロック
11 クランクシャフト
12 タレット
13 駆動ギア
15 スペーサ
20 バランサ装置
21 バランサケース
22 バランサシャフト
23 バランサウェイト
24 反転ギア
25 従動ギア

Claims (4)

  1. シリンダブロック(10)の下部に設置され、クランクシャフト(11)とバランサシャフト(22)該クランクシャフトに軸着された駆動ギア(13)と該バランサシャフトに軸着された従動ギア(25)とが同じ材質でかつ該シリンダブロックとは異なる材質で構成され、該クランクシャフトの駆動ギアと該バランサシャフトの従動ギアとが噛み合うことで該バランサシャフトが駆動されるエンジンのバランサ装置において、
    バランサウェイト(23)が設けられた前記バランサシャフトを軸支するバランサケース(21)と、
    前記シリンダブロックの下面から延びて、前記バランサケース(21)を前記シリンダブロックの下部に支持する支持部(12)と、を備え、
    前記支持部(12)は、前記クランクシャフト及びバランサシャフトと同等の線膨張係数を有する材質で構成されると共に、前記クランクシャフトを前記シリンダブロックの下面に軸支するベアリングキャップとは別に設けられており、
    前記支持部の上端部(12a)を前記シリンダブロックの下面から下方に延びた側面部と前記ベアリングキャップとの間の空間であって前記クランクシャフトの軸心を通る水平方向の直線と一致する前記シリンダブロックの下面に連結し、
    前記支持部の下端部(12b)と前記バランサケースから延びるアーム部とをスペーサ(15)を介して連結したことを特徴とするエンジンのバランサ装置。
  2. 前記クランクシャフトの駆動ギアは、エンジンのフライホイール側に配置されていることを特徴とする請求項1に記載のエンジンのバランサ装置。
  3. 前記支持部は、前記バランサシャフトへの潤滑油の供給経路を形成していることを特徴とする請求項1に記載のエンジンのバランサ装置。
  4. 4気筒エンジンの2次振動を抑える2次バランサ装置であって、前記バランサシャフトに設けられたバランサウェイトを、その合力中心がクランクシャフトの軸心を通って該クランクシャフトの軸方向中心を通る直線に一致するように前記バランサシャフトに配置したことを特徴とする請求項1に記載のエンジンのバランサ装置。
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