JP4858354B2

JP4858354B2 - エンジンのバランサ装置

Info

Publication number: JP4858354B2
Application number: JP2007208773A
Authority: JP
Inventors: 宏大澤
Original assignee: Suzuki Motor Co Ltd
Current assignee: Suzuki Motor Co Ltd
Priority date: 2007-08-10
Filing date: 2007-08-10
Publication date: 2012-01-18
Anticipated expiration: 2027-08-10
Also published as: US20090038575A1; US7905212B2; CN101363501A; CN101363501B; JP2009041495A; DE102008036758A1

Description

この発明は、エンジンのバランサ装置に係り、特にオイルポンプを一体的にしたエンジンのバランサ装置に関する。

車両用エンジンとしての、例えば、４サイクル４気筒エンジンにおいては、そのレイアウト上、ピストン・コネクティングロッド系の重心に２次の慣性力を生じるものである。
この２次の慣性力を打ち消す手段として、エンジンには、エンジン回転数の２倍の速度（倍速）でバランサシャフトを回転させるバランサ装置を備えている。
このバランサ装置の設置方法にあっては、一般的に、バランサ装置をシリンダブロックに一体化させる方法や、バランサ装置をクランクシャフト直下でクランクロアケースあるいはオイルパンに取り付ける方法がある。
このバランサ装置をクランクシャフト直下でクランクロアケースあるいはオイルパンに取り付ける設置方法の場合、コンパクト化を図るために、バランサ装置とオイルポンプとを一体化させるレイアウトがある。
このようなレイアウトにおいて、オイルポンプのポンプロータは、バランサシャフトと同軸で回転するのが一般的であり、エンジン回転数の２倍の速度で回転させる必要がある。よって、ポンプロータの前後のオイル通路である吸入通路や吐出通路は、極力オイル流れに対し、スムーズに構成する必要がある。

従来、エンジン用つり合い装置には、オイルポンプの吐出圧を調整するリリーフバルブの受容部をハウジングに一体的に設けるとともに、吸入通路の延長線上を避けた位置にリリーフバルブを配設することにより、油路構成の簡略化、装置全体のコンパクト化を図るものである。
エンジン用つり合い装置のハウジングには、２つのバランサシャフトのうちの低い側のバランサシャフトの下方位置にオイルストレーナの取付部を一体形成することにより、小型化を図るものがある。
特開２００３−１２９８１６号公報特開２００３−１１３８９８号公報

ところで、従来、バランサ装置とオイルポンプとを一体化させてレイアウトをした場合に、コンパクト化を図る必要があることから、ポンプロータの前後の吸入通路や吐出通路のオイル通路をスムーズに構成するのが困難であり、オイルポンプの吐出性能が低下するとともに、オイルポンプの駆動損失（駆動ロス）が増加する問題があった。
また、横置き（ＦＦ）のエンジンの場合、オイルストレーナを、車両減速時のエア吸い込みを避けるように、車両前方に配置すると良いが、この場合、オイルストレーナまでのオイル通路が長くなり、バランサ装置のエンジンへの搭載性が悪化する問題があった。

そこで、この発明の目的は、オイルポンプの吐出性能を向上させ、且つエンジンへの搭載性を向上させることができるエンジンのバランサ装置を提供することにある。

この発明は、シリンダ軸線を車両前方に傾斜させたシリンダブロックの下方にはクランクシャフトの倍速で回転する２本のバランサシャフトを収容するハウジングを配設し、このハウジングの長手方向端部に前記バランサシャフトによって駆動されるオイルポンプを取り付け、前記ハウジングに前記オイルポンプのポンプ室とこのポンプ室にオイルを吸入する吸入通路と前記ポンプ室からオイルを吐出する吐出通路とを形成したエンジンのバランサ装置において、前記ポンプ室を前記２本のバランサシャフトのうち車両後方側のバランサシャフトの側に配設する一方、前記吸入通路にオイルを吸入するオイルストレーナを前記２本のバランサシャフトのうち車両前方側のバランサシャフトの軸心よりも車両前方側に配設し、前記ポンプ室の周方向の一側に前記吸入通路と前記吐出通路とを鉛直方向に重ね、且つ前記吸入通路と前記吐出通路とを前記ポンプ室から車両前方に直線的に延びる状態で配設したことを特徴とする。

この発明のエンジンのバランサ装置は、オイルポンプのポンプロータの前後のオイル通路を曲げが少なく且つ場所をとらない構造とすることで、オイルポンプの吐出性能を向上させ、且つバランサ装置のエンジンへの搭載性を向上させることができる

この発明は、オイルポンプの吐出性能を向上させ、且つバランサ装置のエンジンへの搭載性を向上させる目的を、オイルポンプのポンプロータの前後のオイル通路を曲げが少なく且つ場所をとらない構造として実現するものである。
以下、図面に基づいてこの発明の実施例を詳細且つ具体的に説明する。

図１〜図４は、この発明の実施例を示すものである。
図１、図２において、１は車両用の４サイクル４気筒エンジン（以下「エンジン」という）である。このエンジン１は、シリンダ２を形成したシリンダブロック３と、このシリンダブロック３の下面に装着したクランクロアケース４と、このクランクロアケース４の下面に装着したオイルパン５と、シリンダブロック３の上面に装着したシリンダヘッド６とを備えている。
シリンダブロック３とクランクロアケース４との間には、クランクシャフト７が軸支されている。このクランクシャフト７には、コネクティングロッド８を介してシリンダブロック３のシリンダ２内で往復動するピストン９が連結している。
図１に示すように、エンジン１は、シリンダブロック３のシリンダ２のシリンダ軸線ＣＬが垂直線Ｖに対してクランク軸心Ｏから角度θだけ車両前方に傾斜し且つ横置き（ＦＦ）状態で車両に搭載される。

図１に示すように、エンジン１のシリンダブロック３の下方、つまり、クランクロアケース４の下面でオイルパン５内には、バランサ装置１０が配設される。このバランサ装置１０は、ピストン９・コネクティングロッド８系の重心の２次の慣性力を打ち消す手段である。
このバランサ装置１０は、図３、図４に示すように、ハウジング１１を備えている。このハウジング１１は、アッパハウジング１２とロアハウジング１３とからなり、クランクシャフト７の２倍の速度（倍速）で回転する２本の第１バランサシャフト（ドライブシャフト）１４・第２バランサシャフト（ドリブンシャフト）１５を収容している。
この第１バランサシャフト１４・第２バランサシャフト１５は、クランクシャフト７の下方において各軸線Ｃ１・Ｃ２がクランクシャフト７と夫々平行に延びるように配設され、また、クランクロアケース４とオイルパン５との合わせ面に対して平行に延びるように配設される。
また、第１バランサシャフト１４は、第２バランサシャフト１５よりも車両前方側に配設されている。よって、第１バランサシャフト１４は、車両前方側のバランサシャフトとなり、第２バランサシャフト１５は、車両後方側のバランサシャフトとなる。

図４のバランサ装置のロアハウジング１３を取り外した状態の底面図に示すように、アッパハウジング１２は、車両幅方向に延びる第１バランサシャフト１４・第２バランサシャフト１５を軸支するように、所定間隔で車両前後方向に延びる右側軸支部１６と左側軸支部１７とを備えている。
右側軸支部１６には、第１バランサシャフト１４の右側を軸支する第１右側軸受部１８と、第２バランサシャフト１５の右側を軸支する第２右側軸受部１９と、第１右側軸受部１８に連設して第１右側ボルト孔２０を形成した第１右側エンジン取付ボス２１と、第２右側軸受部１９に連設して第２右側ボルト孔２２を形成した第２右側エンジン取付ボス２３とを備えている。第１右側ボルト孔２０には、第１右側取付ボルト２４が挿着される。第２右側ボルト孔２２には、第２右側取付ボルト２５が挿着される。
左側軸支部１７には、第１バランサシャフト１４の左側を軸支する第１左側軸受部２６と、第２バランサシャフト１５の左側を軸支する第２左側軸受部２７と、第１左側軸受部２６に連設して第１左側ボルト孔２８を形成した第１左側エンジン取付ボス２９と、第２左側軸受部２７に連設して第２左側ボルト孔３０を形成した第２左側エンジン取付ボス３１とを備えている。第１左側ボルト孔２８には、第１左側取付ボルト３２が挿着される。第２左側ボルト孔３０には、第２左側取付ボルト３３が挿着される。
なお、図示しないが、ロアハウジング１３は、アッパハウジング１２の右側軸支部１６と左側軸支部１７とに対応する右側軸支部と左側軸支部とを備えている。

第１バランサシャフト１４は、第１右側軸受部１８に軸支される第１右側ジャーナル部３４と、第１左側軸受部２６に軸支される第１左側ジャーナル部３５と、第１右側ジャーナル部３４と第１左側ジャーナル部３５間で且つ第１右側ジャーナル部３４側の第１バランサギヤ３６及び第１左側ジャーナル部３５側の第１中央側バランサウエイト３７と、第１右側ジャーナル部３４よりも車両右方でハウジング１１から突出して延びる延長軸部３８の先端にスプロケット取付ボルト３９で取り付けられたバランサスプロケット４０と、第１左側ジャーナル部３５よりも車両左方で片持ち状態に支持される第１端側バランサウエイト４１とを備えている。

第２バランサシャフト１５は、第２右側軸受部１９に軸支される第２右側ジャーナル部４２と、第２左側軸受部２７に軸支される第２左側ジャーナル部４３と、第２右側ジャーナル部４２と第２左側ジャーナル部４３間で且つ第２右側ジャーナル部４２側で前記第１バランサギヤ３６に噛み合う第２バランサギヤ４４及び第２左側ジャーナル部４３側の第２中央側バランサウエイト４５と、第２左側ジャーナル部４３よりも車両左方で片持ち状態に支持される第２端側バランサウエイト４６とを備えている。

第１バランサシャフト１４のバランサスプロケット４０には、図１に示すように、バランサチェーン４７が巻き掛けられている。また、このバランサチェーン４７は、クランクシャフト７に取り付けたクランクスプロケット４８に連結している。
この場合、バランサスプロケット４０の歯数は、クランクスプロケット４８の歯数の半分に設定される。よって、クランクシャフト７の回転がバランサチェーン４７を介してバランサスプロケット４０に伝達されたときに、このバランサスプロケット４０は、クランクシャフト７のクランクスプロケット４８の回転数の２倍、つまり、エンジン回転数の２倍で回転する。これにより、バランサスプロケット４０を備えた第１バランサシャフト１４は、エンジン回転数の２倍の速度（倍速）で回転するとともに、この第１バランサシャフト１４に第１バランサギヤ３６及び第２バランサギヤ４４を介して１対１の回転数比で連結した第２バランサシャフト１５は、第１バランサシャフト１４と同様に、エンジン回転数の２倍の速度（倍速）で回転する。これにより、エンジン１が発生する２次起振力、つまり、ピストン９・コネクティングロッド８系の重心の２次の慣性力を打ち消すことができる。
図２に示すように、ロアクランクケース４には、右側端面で、バランサチェーン４７のチェーンテンショナ４９がテンショナ取付ボルト５０・５０で取り付けられている。

図１に示すように、ハウジング１１の長手方向端部、つまり、ハウジング１１の右側端部には、バランサシャフトとしての第２バランサシャフト１５によって駆動されるオイルポンプ５１が取り付けられる。つまり、このオイルポンプ５１は、バランサ装置１０のバランサチェーン４７側のハウジング１１の車両右方の右側端面に一体的に設けられる。
このオイルポンプ５１は、図３、図４に示すように、ハウジング１１に直接付設されるオイルポンプケース５２と、このオイルポンプケース５２に車両右方から付設されるオイルポンプカバー５３とを備えている。
また、このオイルポンプ５１は、ポンプロータとして、第２バランサシャフト１５の右側端に取り付けたインナロータ５４と、このインナロータ５４の外周側で噛み合って回転するアウタロータ５５とを備える。
これにより、このオイルポンプ５１は、第１バランサシャフト１４の回転に伴って第１バランサギヤ３６及び第２バランサギヤ４４が回転すると、この第２バランサシャフト１５に取り付けたインナロータ５４及びアウタロータ５５の回転によって駆動される。よって、インナロータ５４及びアウタロータ５５は、第２バランサシャフト１５と共に回転することから、エンジン回転数の２倍の速度（倍速）となり、高速回転となる。

図１に示すように、ハウジング１１には、オイルポンプ５１のポンプ室５６と、このポンプ室５６にオイルを吸入する吸入通路５７と、ポンプ室５６からオイルを吐出する吐出通路５８とが形成される。
ポンプ室５６は、図１に示すように、２本のバランサシャフトのうち車両後方側のバランサシャフトである第２バランサシャフト１５の側に配設される。
吸入通路５７と吐出通路５８とは、オイルポンプケース５２とオイルポンプカバー５３の内部でクランクロアケース４の下面と平行に配設した隔壁５９によって隔離されて上下２段に形成、つまり、吸入通路５７が下側に形成されるとともに、吐出通路５８が上側に形成され、そして、車両前後方向に比較的長い所定距離で略直線状に車両前後方向に形成されている。
このような構造により、オイルポンプ５１のポンプ室５６の前後（上流及び下流）のオイル通路である吸入通路５７及び吐出通路５８は、曲がりの少ないスムーズな形となり、オイルポンプ５１が高速回転で駆動されても、オイル流れに抵抗を生じさせないようにすることができる。

吸入通路５７にオイルを吸入するオイルストレーナ６０は、図１に示すように、２本のバランサシャフトのうち車両前方側のバランサシャフトである第１バランサシャフト１４の軸心Ｃ１よりも車両前方側に配設され、且つオイルポンプケース５２の車両前側部に取り付けられている。このように、オイルストレーナ６０をオイルパン５内で第１バランサシャフト１４よりも車両前方側（エンジン１の右側）にレイアウトすることで、エンジン１が横置き（ＦＦ）の場合に、オイルストレーナ６０は、車両減速Ｇがかかったときに、確実にオイルを吸入できる。
このオイルストレーナ６０には、オイルポンプケース５２内に形成された吸入通路５７に連通するオイル入口部６１に接続したオイル吸入管６２が連結している。このオイル吸入管６２は、オイルストレーナ６０のパイプ部を構成するものであり、図１に示すように、第１バランサシャフト１４よりも車両前方側（エンジン１の右側）にレイアウトされる。
このような構成により、オイルストレーナ６０を、曲げの少ない吸入通路５７とオイル吸入管６２を介して第１バランサシャフト１４よりも車両前方側（エンジン１の右側）にレイアウトすることが可能となる。
また、オイルポンプケース５２には、吐出通路５８に連通したオイル出口部６３が形成され、さらに、このオイル出口部６３に接続した筒状の連結部６４が上方に連結している。この連結部６４は、シリンダブロック３との連結をする機能を有し、また、図３、図４に示すように、第１右側エンジン取付ボス２１に連結した支持部６５で支持されている。
また、オイルポンプカバー５３には、車両前方側で、リリーフバルブ受容部６６が連結部６４に並んで設けられている。
従って、図１に示すように、オイルパン５内のオイルＥＯは、オイルストレーナ６０から吸い込まれ、オイル吸入管６２を経て吸入通路５７からポンプ室５６に至り、そして、このポンプ室５６から吐出通路５８及び連結部６４を経てエンジン１の内部に供給される。
この場合、上記のオイルストレーナ６０及びオイル吸入管６２を第１バランサシャフト１４よりも車両前方側（エンジン１の右側）にレイアウトすることにより、吸入通路５７及び吐出通路５８の曲がりを少なくし、且つこれらの通路をバランサ装置１０のハウジング１１の端部に効率的に配設できる。
また、図１に示すように、ポンプ室５６の周方向の一側には、吸入通路５７と吐出通路５８とが鉛直方向に重ねられている。また、吸入通路５７と吐出通路５８とは、ポンプ室５６から第１バランサシャフト１４よりも車両前方側（エンジン１の右側）に直線的に延びる状態で配設されている。

この結果、この実施例においては、ポンプ室５６を２本のバランサシャフトのうち車両後方側のバランサシャフトである第２バランサシャフト１５の側に配設する一方、吸入通路５７にオイルを吸入するオイルストレーナ６０を２本のバランサシャフトのうち車両前方側のバランサシャフトである第１バランサシャフト１４の軸心Ｃ１よりも車両前方側に配設したことで、図１に示すように、横置き（ＦＦ）のエンジン１の場合に、オイルストレーナ６０を車両減速時にオイルが集まる位置に配設してオイル切れを防止し、且つポンプ室５６とオイルストレーナ６０との間に吸入通路５７や吐出通路５８を曲げずに配設する空間を確保できる。
また、図１に示すように、ポンプ室５６の周方向の一側に吸入通路５７と吐出通路５８とを鉛直方向に重ね、且つ吸入通路５７と吐出通路５８とがポンプ室５６から車両前方側に直線的に延びる状態で配設したことで、ポンプ室５６に連通する吸入通路５７と吐出通路５８とをできる限り直線的な形状とし、クランクシャフト７の倍速で回転するオイルポンプ５１の駆動損失を低減することができる。また、直線的な形状の吸入通路５７と吐出通路５８とをポンプ室５６の周方向に集約してバランサ装置１０の小型化を図り、バランサ装置１０のエンジン１ヘの搭載性を向上させることができる。
更に、図１に示すように、吸入通路５７及び吐出通路５８は、第１バランサシャフト１４の軸心Ｃ１と第２バランサシャフト１５の軸心Ｃ２とを通る直線Ｌを挟む上下両側に配設されている。これにより、直線状の吸入通路５７及び吐出通路５８を第１バランサシャフト１４及び第２バランサシャフト１５の上下にバランス良く配設し、バランサ装置１０の小型化が図り、バランサ装置１０のエンジン１ヘの搭載性を向上させることができる。
更にまた、図１に示すように、吐出通路５８を吸入通路５７の上側に配設し、吐出通路５８の下流端部をシリンダブロック３内のオイル通路にシリンダ軸線ＣＬ方向に延びる筒状の連結部６４を介して連結した。これにより、吸入通路５７及び吐出通路５８の通路構造を簡素化してオイルポンプ５１の駆動損失を低減することができる。また、吐出通路５８をシリンダブロック３に連結する連結部６４によって吸入通路５７の車両前端部をシリンダブロック３に支持し、専用の支持部を削減でき、バランサ装置１０の小型化が図れ、エンジン１ヘの搭載性を向上させることができる。

オイルポンプのポンプロータの前後のオイル通路を曲げが少なく且つ場所をとらない形に構成することを、他のエンジンにも適用することも可能である。

車両に傾斜した状態で搭載されたエンジンの断面図である。バランサ装置を備えたエンジンの斜め下方からの斜視図である。バランサ装置の斜め上方からの斜視図である。ロアハウジングを取り外した状態のバランサ装置の底面図である。

符号の説明

１エンジン
２シリンダ
３シリンダブロック
４クランクロアケース
５オイルパン
６シリンダヘッド
７クランクシャフト
８コネクティングロッド
９ピストン
１０バランサ装置
１１ハウジング
１２アッパハウジング
１３ロアハウジング
１４第１バランサシャフト
１５第２バランサシャフト
３６第１バランサギヤ
４０バランサスプロケット
４４第２バランサギヤ
４７バランサチェーン
４８クランクスプロケット
５１オイルポンプ
５２オイルポンプケース
５３オイルポンプカバー
５４インナロータ
５５アウタロータ
５６ポンプ室
５７吸入通路
５８吐出通路
６０オイルストレーナ
６２オイル吸入管
６４連結部

Claims

シリンダ軸線を車両前方に傾斜させたシリンダブロックの下方にはクランクシャフトの倍速で回転する２本のバランサシャフトを収容するハウジングを配設し、このハウジングの長手方向端部に前記バランサシャフトによって駆動されるオイルポンプを取り付け、前記ハウジングに前記オイルポンプのポンプ室とこのポンプ室にオイルを吸入する吸入通路と前記ポンプ室からオイルを吐出する吐出通路とを形成したエンジンのバランサ装置において、前記ポンプ室を前記２本のバランサシャフトのうち車両後方側のバランサシャフトの側に配設する一方、前記吸入通路にオイルを吸入するオイルストレーナを前記２本のバランサシャフトのうち車両前方側のバランサシャフトの軸心よりも車両前方側に配設し、前記ポンプ室の周方向の一側に前記吸入通路と前記吐出通路とを鉛直方向に重ね、且つ前記吸入通路と前記吐出通路とを前記ポンプ室から車両前方に直線的に延びる状態で配設したことを特徴とするエンジンのバランサ装置。
前記吸入通路及び前記吐出通路は、前記２つのバランサシャフトの軸心を通る直線を挟む上下両側に配設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。
前記吐出通路を前記吸入通路の上側に配設し、前記吐出通路の下流端部を前記シリンダブロックのオイル通路にシリンダ軸線方向に延びる筒状の連結部を介して連結したことを特徴とする請求項２に記載のエンジンのバランサ装置。