(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
クランク軸方向の一側にマウント部が設定された横置きエンジンと、このエンジンの他側に締結されたトランスミッションとを含むパワープラントと、前記エンジンに回転可能に装着されたバランスシャフトとからなるパワープラントのバランサ装置において、
前記パワープラントの重心からエンジンが発生する慣性力の中心までの距離よりも、パワープラント重心からバランスシャフトが発生する慣性力の中心までの距離を長くする一方、
前記エンジンが発生する慣性力Ｆと、パワープラント重心からエンジンが発生する慣性力の中心までの距離Ｌ1 と、パワープラント重心からバランスシャフトが発生する慣性力の中心までの距離Ｌ2 と、パワープラント重心から前記マウント部までの距離Ｌ3 と、パワープラントの慣性モーメントＩと、パワープラントの重量ｍと、から、
前記マウント部における前記エンジンが発生する慣性力による上下振動の発生を抑制するように前記バランスシャフトが発生する慣性力ＦB を、次式により求めることを特徴とするパワープラントのバランサ装置。
ＦB ＝［（Ｉ＋ｍ・Ｌ1 ・Ｌ3 ）／（Ｉ＋ｍ・Ｌ2 ・Ｌ3 ）］・Ｆ
【請求項２】
前記バランスシャフトはエンジンのオイルパン内部に配設されていることを特徴とする請求項１記載のパワープラントのバランサ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、往復運動型エンジンにバランスシャフトを設けて、往復動慣性質量により発生する振動を低減させるパワープラントのバランサ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、エンジンとトランスミッションからなるパワープラントと、エンジンに回転可能に装着されたバランスシャフトとからなるパワープラントのバランサ装置として、特開平５−１７２１８７号公報に開示されたものがある。
このものは、図３に示すように、パワープラント１の重心２からエンジン３が発生する慣性力の中心４までの距離Ｌｆよりも、パワープラント１の重心２からバランスシャフト５が発生する慣性力の中心６までの距離Ｌｘを長くし、パワープラント１の重心２に作用する両慣性力によるモーメントを釣り合わせるようにしたものである。
【０００３】
即ち、エンジンの発生する慣性力Ｆによる、パワープラント１の重心２回りのピッチングモーメントＭＥは、ＭＥ＝ＦＬｆである。一方、バランスシャフト５の発生する慣性力Ｆｘによる、パワープラント１の重心２回りのピッチングモーメントＭＢは、ＭＢ＝ＦｘＬｘである。両慣性力によるピッチングモーメントを相殺させた場合は、ＦＬｆ＝ＦｘＬｘである。
【０００４】
ここで、上記のように、Ｌｘ＞Ｌｆとすることにより、Ｆｘ＜Ｆとすることができる。
従って、バランスシャフト５の重量を、従来必要とされていたＦに対応する重量から、それよりも小さいＦｘに対応する重量に、ピッチングモーメントの発生を伴うことなく、低減できる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来のパワープラントのバランサ装置においては、ピッチングモーメントの発生を抑えることができるが、上下方向の並進力（Ｆ−Ｆｘ）が残留してしまい、次の問題がある。
この並進力の値は、次のように演算される。
【０００６】
即ち、ＦＬｆ＝ＦｘＬｘであるから、Ｆｘ＝Ｆ（Ｌｆ／Ｌｘ）となり、これから、Ｆ−Ｆｘ＝［１−（Ｌｆ／Ｌｘ）］Ｆとなる。
このような並進力の残留によって、例えばＦＦ車等の横置きエンジンの前端部（クランク軸方向の一側）に設定されたエンジンマウント（エンジン取付部）における上下振動の発生を十分に抑制できないため、車室内のこもり音の低減を図ることができない。
【０００７】
即ち、図４は、本発明者らがＦＦ車（排気量２０００ｃｃ）の車室内こもり音の入力部位別の寄与率を実験により求めたグラフであり、エンジン前端部に設定されたエンジンマウント部位の車室内こもり音に対する寄与率が５１％と高い。
従って、エンジン前端部に設定されたエンジンマウント部における並進力を原因とする上下振動の発生を抑制しなければ、車室内のこもり音の低減を図ることができない。
【０００８】
そこで、本発明は以上のような従来の問題点に鑑み、車室内こもり音に対して寄与率の高いクランク軸方向の一側のエンジンマウント部における慣性力Ｆによる振動を抑制すると同時に、バランスシャフトの重量の軽減を図ることができるパワープラントのバランサ装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
このため、請求項１に係る発明は、
クランク軸方向の一側にマウント部が設定された横置きエンジンと、このエンジンの他側に締結されたトランスミッションとを含むパワープラントと、前記エンジンに回転可能に装着されたバランスシャフトとからなるパワープラントのバランサ装置において、
前記パワープラントの重心からエンジンが発生する慣性力の中心までの距離よりも、パワープラント重心からバランスシャフトが発生する慣性力の中心までの距離を長くする一方、
前記エンジンが発生する慣性力Ｆと、パワープラント重心からエンジンが発生する慣性力の中心までの距離Ｌ1 と、パワープラント重心からバランスシャフトが発生する慣性力の中心までの距離Ｌ2 と、パワープラント重心から前記マウント部までの距離Ｌ3 と、パワープラントの慣性モーメントＩと、パワープラントの重量ｍと、から、
前記マウント部における前記エンジンが発生する慣性力による上下振動の発生を抑制するように前記バランスシャフトが発生する慣性力ＦB を、次式により求めることを特徴とする。
ＦB ＝［（Ｉ＋ｍ・Ｌ1 ・Ｌ3 ）／（Ｉ＋ｍ・Ｌ2 ・Ｌ3 ）］・Ｆ
【００１１】
請求項１に係る発明において、エンジン前端部に設定されたエンジンマウント部位の車室内こもり音に対する寄与率は高く、エンジンマウント部における慣性力Ｆを原因とする上下振動の発生を抑制すれば、車室内のこもり音の低減を図ることができる。
本発明においては、慣性力Ｆにより発生するマウント部の振動を０とするバランスシャフトが発生する慣性力ＦB を、演算式（ＦB ＝［（Ｉ＋ｍ・Ｌ1 ・Ｌ3）／（Ｉ＋ｍ・Ｌ2 ・Ｌ3 ）］・Ｆ）によって設定し、これを満足するバランスシャフトを用いることにより、エンジンマウント部における不平衡力を原因とする上下振動の発生を抑制でき、車室内のこもり音の低減を図ることができる。
【００１２】
一方、上記のように、Ｌ2 ＞Ｌ1 とした結果、上記の演算式から、ＦB ＜Ｆが明らかである。
即ち、バランスシャフトの重量を、従来必要とされていたＦに対応する重量から、それよりも小さいＦB に対応する重量に低減でき、バランスシャフトの軽量化を図れると共に、バランスシャフトの小型化によって、バランスシャフトのエンジンにおける設置スペースの縮小化を図れる。
【００１３】
以上によって、バランスシャフトの発生する慣性力ＦB をパワープラント重心からバランスシャフトが発生する慣性力の中心までの距離Ｌ2 の位置で発生するようなバランスシャフトを適用することによって、エンジンマウント部の上下振動を発生させることなく、バランスシャフトの軽量化を図ることができ、ひいては燃費の向上、動力性能の向上を図ることができる。
【００１４】
請求項２に係る発明において、上記のように、Ｌ2 ＞Ｌ1 とした結果、バランスシャフトは従来よりもエンジンのクランク軸方向の一側に寄って配設される。このため、バランスシャフトが内部に配設されるオイルパン自体の位置をエンジンのクランク軸方向の一側に移動することができ、シリンダブロック下部において、オイルパン設置部と隣り合う部位のスペースを拡大することができる。
【００１５】
又、バランスシャフトの軽量化、即ち、小型化によって、オイルパン内部におけるバランスシャフトの設置スペースを縮小することができ、これによって、オイルパン自体の小型化が図れ、これによっても、シリンダブロック下部において、オイルパン設置部と隣り合う部位のスペースを拡大することができる。
シリンダブロック下部において、オイルパン設置部と隣り合う部位のスペースには、排気管や車体のメンバ等が配置され、このスペースの拡大により、排気管や車体のメンバ等のレイアウトが容易となる等、これらの配置の自由度が増し、配置し易くなる。
【００１６】
【発明の効果】
請求項１に係る発明によれば、車室内こもり音に対して寄与率の高いクランク軸方向の一側のエンジンマウント部におけるエンジンの発生する慣性力Ｆによる振動を抑制すると同時に、バランスシャフトの重量の軽減を図ることができ、ひいては燃費の向上、動力性能の向上を図ることができる。
【００１７】
請求項２に係る発明によれば、シリンダブロック下部において、オイルパン設置部と隣り合う部位のスペースの拡大により、このスペースに配置される排気管や車体のメンバ等のレイアウトが容易となる等、これらの配置の自由度が増し、配置し易くなる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、添付された図面を参照して本発明を詳述する。
図１及び図２において、クランク軸方向の一側（前端部）がマウント部１０に設定された横置きエンジン（例えば、直列４気筒エンジン）１１とトランスミッション及びアクスルが一体的に設けられたトランスアクスル１２とは、一体的に連結されてパワープラント１３を構成している。
【００１９】
エンジン１１のシリンダブロック１４下部に結合されたオイルパン１５内部には、バランスシャフト１６がエンジン１１のクランク軸１７の中心軸と平行に該クランク軸１７の両側に対応する下側に配設されており、クランク軸１７の回転に同期させて回転されることによって、エンジン１１のピストン・コネクティングロッド系の質量の往復動によって生じる振動を低減している。
【００２０】
ここで、本発明においては、パワープラント１３の重心１８からエンジン中心（エンジンが発生する慣性力の中心）１９までの距離Ｌ1 よりも、パワープラント１３の重心１８からバランスシャフト１６が発生する慣性力の中心２０までの距離Ｌ2 を長くする（Ｌ2 ＞Ｌ1 ）。
更に、本発明においては、エンジン１１が発生する慣性力をＦ、パワープラント１３の重心１８からマウント部１０までの距離をＬ3 、パワープラント１３の慣性モーメントをＩ、パワープラント１３の重量をｍとしたときに、バランスシャフトが発生する慣性力ＦB を次式により求める。
【００２１】
ＦB ＝［（Ｉ＋ｍ・Ｌ1 ・Ｌ3 ）／（Ｉ＋ｍ・Ｌ2 ・Ｌ3 ）］・Ｆ
かかる式は、次のようにして導かれる。
【００２２】
【外１】
0003731352.tif 000002
【００２３】
次に、かかる構成の作用・ 効果について説明する。
前述したように、エンジン１１の前端部に設定されたエンジンマウント部位の車室内こもり音に対する寄与率は高く、マウント部１０におけるエンジンの発生する慣性力Ｆを原因とする上下振動の発生を抑制すれば、車室内のこもり音の低減を図ることができる。
【００２４】
本発明においては、エンジンの発生する慣性力Ｆを原因とするマウント部１０の振動を０とするＦB を、（５）式によって設定し、これを満足するバランスシャフト１６を用いることにより、マウント部１０におけるエンジンの発生する慣性力Ｆを原因とする上下振動の発生を抑制でき、車室内のこもり音の低減を図ることができる。
【００２５】
【外２】
0003731352.tif 000003
【００２６】
一方、上記のように、Ｌ2 ＞Ｌ1 とした結果、（５）式から、ＦB ＜Ｆが明らかである。
即ち、バランスシャフト１６の重量を、従来必要とされていたＦに対応する重量から、それよりも小さいＦB に対応する重量に低減でき、バランスシャフト１６の軽量化を図れると共に、バランスシャフト１６の小型化によって、バランスシャフト１６のエンジン１１における設置スペースの縮小化を図れる。
【００２７】
以上によって、バランスシャフト１６の発生する慣性力ＦB をパワープラント１３の重心１８からバランスシャフト１６が発生する慣性力の中心２０までの距離Ｌ2 の位置で発生するようなバランスシャフト１６を適用することによって、エンジンの発生する慣性力Ｆを原因とするマウント部１０の上下振動を発生させることなく、バランスシャフト１６の軽量化を図ることができ、ひいては燃費の向上、動力性能の向上を図ることができる。
【００２８】
特に、本実施形態においては、バランスシャフト１６がオイルパン１５内に配設されるものに本発明のバランサ装置を適用することにより、次のような利点がある。
即ち、上記のように、Ｌ2 ＞Ｌ1 とした結果、バランスシャフト１６は従来よりもエンジン１１の前方に配設される。このため、バランスシャフト１６が内部に配設されるオイルパン１５自体の位置をエンジンの前方に移動することができ、エンジン１１のシリンダブロック１４のオイルパン１５後方のスペースを拡大することができる。
【００２９】
又、バランスシャフト１６の軽量化、即ち、小型化によって、オイルパン１５内部におけるバランスシャフト１６の設置スペースを縮小することができ、これによって、オイルパン１５自体の小型化が図れ、これによっても、オイルパン１５後方のスペースを拡大することができる。
オイルパン１５後方のスペースには、図２に示すように、排気管２１や車体のメンバ２２等が配置され、このスペースの拡大により、排気管２１や車体のメンバ２２等のレイアウトが容易となる等、これらの配置の自由度が増し、配置し易くなるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係るパワープラントのバランサ装置の一実施形態を示す概略正面断面図
【図２】  同上の実施形態の詳細正面断面図
【図３】  従来のパワープラントのバランサ装置の一例を示す概略正面断面図
【図４】  ＦＦ車における車室内こもり音の入力部位別寄与率を表すグラフ
【符号の説明】
１０  マウント部
１１  横置きエンジン
１２  トランスアクスル
１３  パワープラント
１４  シリンダブロック
１５  オイルパン
１６  バランスシャフト
１７  クランク軸
１８  パワープラントの重心
１９  エンジン中心（エンジンが発生する慣性力の中心）
２０  バランスシャフトが発生する慣性力の中心
【図１】
0003731352.tif 000004
【図２】
0003731352.tif 000005
【図３】
0003731352.tif 000006
【図４】
0003731352.tif 000007