JP2006266207A

JP2006266207A - エンジンの潤滑油供給装置

Info

Publication number: JP2006266207A
Application number: JP2005087988A
Authority: JP
Inventors: Toru Fujikawa; 透藤川
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 2005-03-25
Filing date: 2005-03-25
Publication date: 2006-10-05

Abstract

【課題】エンジンで駆動される第１ポンプと電動モータで駆動される第２ポンプとを用いて潤滑油供給装置を合理的に構成する。
【解決手段】エンジン本体に取付けられるタイミングチェーンカバー１６に第１ポンプＰ１の吐出油路２４と、第２ポンプＰ２の吸引油路３２と、第２ポンプＰ２の吐出油路３３とを一体的に形成する。吐出油路２４の中間位置に第１オイルフィルタＦ１を配置し、吸引油路３２にオイルパン４からの潤滑油Ｌを導くストレーナ３２を備えた。
【選択図】図４

Description

本発明は、エンジン底部のオイルパンの潤滑油を吸引して送り出すエンジン駆動型の第１ポンプと、電動モータ駆動型の第２ポンプとが備えられ、この第１ポンプの潤滑油供給系と前記第２ポンプの潤滑油供給系とが並列的に形成されるエンジンの潤滑油供給装置に関する。

上記のように構成されたエンジンの潤滑油供給装置として、エンジンによって駆動されるメインオイルポンプ（本発明の第１ポンプ）と、電動オイルポンプ（本発明の第２ポンプ）とを備え、共通するストレーナを介してオイルパンのオイル（本発明の潤滑油）をメインオイルポンプと電動オイルポンプとに供給する吸い上げ側の油路が形成され、メインポンプの吐出油路と電動オイルポンプの吐出油路とを合流させて負荷に供給するものが存在する（例えば、特許文献１参照）。

この特許文献１では、エンジンの立ち上がり時のようにメインオイルポンプからの吐出圧が低い場合には、電動オイルポンプを駆動することによって、吐出油路にオイルを供給できる点が記載されている。つまり、潤滑油温が著しく高く粘性が低い状況や、始動時、低速運転時のポンプ回転数が低い状況であっても、電動オイルポンプを駆動することによって吐出圧を高め、エンジン各部に必要とする量の潤滑油の供給を行えるものである。

また、この特許文献１では、エンジンの始動の後に潤滑油の油温が上昇した場合には、メインオイルポンプからの吐出圧が上昇するので、このメインオイルポンプから供給される潤滑油の油量も増大する。このような現象を考えると、電動オイルポンプは主としてエンジンの始動時や低速運転時あるいは著しい高油温時だけに用い、潤滑油の油温が適切で油圧が適圧まで上昇した状況では電動オイルポンプを停止させ、メインオイルポンプからの潤滑油をエンジン各部に供給することも考えられる。

このように潤滑油の油温が適切な値まで上昇した際にメインオイルポンプだけで潤滑油の供給を行うものでは、電動オイルポンプの大型化を抑制し、コストダウンにも繋がるものとなる。

特開２００３‐２６９３２７号公報（段落番号〔０００６〕〜〔０００８〕、図１）

オイルパンはエンジン底部にあるため、例えば、エンジン上部のカムシャフトの部位に潤滑油を供給することを考えると、比較的長い油路を形成する必要がある。しかしながら、エンジンで駆動される第１ポンプと、電動モータで駆動される第２ポンプとを用いた潤滑油供給装置では油路が長くなるばかりでなく、構造が複雑化しやすく、合理的な油路系が望まれている。

本発明の目的は、第１ポンプと第２ポンプとを用いて潤滑油を合理的に供給し得る装置を構成する点にある。

本発明の特徴は、エンジン底部のオイルパンの潤滑油を吸引して送り出すエンジン駆動型の第１ポンプと、電動モータ駆動型の第２ポンプとが備えられ、この第１ポンプの潤滑油供給系と前記第２ポンプの潤滑油供給系とを並列的に形成しているエンジンの潤滑油供給装置において、
タイミングチェーンを収容するタイミングチェーンカバーがエンジン本体に配置され、このタイミングチェーンカバー内に対して前記第２ポンプの取付部と、この第２ポンプの潤滑油供給系とが設けられる点にある。

この構成により、タイミングチェーンカバーに備えた第２ポンプ取付部に第２ポンプを取付けることにより、この第２ポンプからの潤滑油をタイミングチェーンカバーの潤滑油路系を介してエンジン各部に供給することが可能となる。従って、エンジンの外部に特別に配管を行う等の組み立ての手間を省ける潤滑油供給装置が構成された。

本発明は、前記第２ポンプの潤滑油供給系が、前記オイルパンから第２ポンプに潤滑油を送る吸引油路と、この第２ポンプからの潤滑油を前記タイミングチェーンカバーの吐出部まで送る吐出油路とで構成されると共に、前記オイルパンのオイルの油面から前記第２ポンプまでの高さが、前記油面から前記吐出部までの高さの１／２以下に設定されても良い。

この構成により、オイルパンの潤滑油の油面に近いレベルに第２ポンプを配置することが可能となり、例えば、エンジンを長時間停止したことにより第２ポンプの吸引油路から潤滑油が抜け出して、この吸引油路に空気が混入した場合でも確実な吸引を行える。

本発明は、前記第２ポンプの駆動軸の軸芯の方向が、該エンジンの振動方向と交差する方向に設定されても良い。

この構成により、駆動軸を回転駆動することにより潤滑油を送り出すポンプでは、駆動軸の軸芯に交差する方向（例えば、ラジアル方向）に振動が作用した場合と比較して、駆動軸の軸芯方向に沿った方向（スラスト方向）に振動が作用した場合において性能低下や故障を発生しやすいものである。このような理由から第２ポンプの駆動軸の軸芯の方向を、該エンジンの振動方向と交差する方向に設定することによって第２ポンプの性能低下や故障を抑制して耐久性を向上させている。

本発明は、前記第１ポンプの潤滑油供給系が、前記オイルパンから第１ポンプに潤滑油を送る吸引油路と、この第１ポンプからの潤滑油を送り出す吐出油路とで構成されると共に、この吸引側油路と吐出油路との少なくとも一方の油路が前記タイミングチェーンカバー内に形成されても良い。

この構成により、タイミングチェーンカバーに対して第１ポンプの吸引油路と吐出油路との少なくとも一方が形成されるので、配管によって油路を形成する等の組立の手間を省ける。

本発明は、前記第１ポンプの吐出油路の中間に配置したオイルフィルタを前記タイミングチェーンカバーの一方の端部側に備えると共に、このタイミングチェーンカバーの他方の端部側に前記第２ポンプが配置されても良い。

この構成により、オイルフィルタと第２ポンプとの間の距離を大きくできるので、潤滑油の油温が上昇することに起因してオイルフィルタの温度が上昇した場合でも、この温度上昇を第２ポンプに伝え難くして第２ポンプを保護できる。

本発明は、前記第２ポンプの吸引油路の端部に潤滑油を吸引するストレーナを形成すると共に、このストレーナを前記タイミングチェーンカバーに突出形成しても良い。

この構成により、タイミングチェーンカバーをエンジン本体に取付けることにより、オイルパンの潤滑油をストレーナから第２ポンプに導くことも可能となり、このストレーナと第２ポンプとの間に特別に油路を形成する必要もない。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１及び図３に示すように、シリンダヘッド１、シリンダブロック２、クランクケース３、オイルパン４夫々を上下に重ね合わせる形態で連結すると共に、シリンダブロック２に形成された複数のシリンダボア夫々に摺動自在に収容したピストン５と、クランクケース３に回転自在に支持したクランクシャフト６とをコネクティングロッド７で連結して車輌用のエンジンが構成されている。

前記シリンダヘッド１には開閉自在な吸気バルブ１０と排気バルブ１１とを備えると共に、これらのバルブ１０、１１を開閉作動させる一対のカムシャフト１２を備えている。図面には示さないが、前記シリンダブロック２には前記シリンダボアの外周部分に冷却水を循環させる空間を形成し、この冷却水をシリンダブロック２の内部で循環させる、又は、外部のラジエータとの間で循環させるウォータポンプを備えている。

図４及び図５に示すように、前記オイルパン４は潤滑油Ｌの貯留空間を形成しており、油面ＬＳで示すレベルまで潤滑油Ｌが貯留される。

前記クランクケース３のクランクシャフト６の一方の端部に備えたスプロケット１３と前記一対のカムシャフト１２に備えた入力スプロケット１４とに亘ってタイミングチェーン１５を巻回し、これらを収容するタイミングチェーンカバー１６がエンジン本体に連結固定されている。因みに、エンジン本体とは、シリンダヘッド１、シリンダブロック２、クランクケース３、オイルパン４等のエンジンの主要部分を意味し、前記タイミングチェーンカバー１６はエンジン本体に対して分離自在に取付けられている。

前記タイミングチェーン１５に代えて、タイミングベルトあるいはギヤを用いてクランクシャフト６の回転に同期した回転力を一対のカムシャフト１２に伝える構成を採用しても良い。

以上のように説明したエンジンの構造は従来からのものと基本的に変わるものではなく、本発明は、前記タイミングチェーンカバー１６に対して潤滑油Ｌの油路を形成した潤滑油供給装置を備えた点に特徴を有する。

つまり、この潤滑油供給装置は、図２〜図５に示すように、前記オイルパン４に貯留された潤滑油Ｌを吸引して送り出すエンジン駆動型の第１ポンプＰ１と、電動モータ駆動型の第２ポンプＰ２とを備えると共に、第１ポンプＰ１の潤滑油供給系と前記第２ポンプＰ２の潤滑油供給系とを前記タイミングチェーンカバー１６に並列的に形成したものである。尚、第１ポンプＰ１が単位時間内に供給する潤滑油の量は、第２ポンプＰ２の１０倍程度である。

前記第１ポンプＰ１は、前記クランクシャフト６の駆動ギヤ２０に咬合する被駆動ギヤ２１を備え、この被駆動ギヤ２１からの動力で駆動されるトロコイド型のポンプ本体２２を備えている。この第１ポンプＰ１の潤滑油供給系は、前記オイルパン４からの潤滑油Ｌを供給する吸引油路２３と、この第１ポンプＰ１から潤滑油を送り出す吐出油路２４とで構成されている。因みに、この第１ポンプＰ１として前記クランクシャフト６の軸上に配置したものを用いても良い。

前記吸引油路２３の吸引側の端部にストレーナ２３Ａを備え、前記吐出油路２４の中間位置に第１オイルフィルタＦ１を備えている。この吐出油路２４はタイミングチェーンカバー１６の上下方向での中間位置に形成した吐出部１６Ｄからシリンダブロック２の潤滑油供給路等、エンジンの各部に送られる。

前記タイミングチェーンカバー１６は、アルミニウム合金等の鋳造物であり、前記吸引油路２３の一部と前記吐出油路２４とは前記タイミングチェーンカバー１６にドリル加工等によって作り出された孔部によって形成され、前記第１オイルフィルタＦ１は吐出油路２４に連通するようにタイミングチェーンカバー１６の一方の側面に取付けられている。

前記吸引油路２３はクランクケース３の側部からオイルパン４の内部に形成された孔部や管路によって形成され、この端部に対して前記ストレーナ２３Ａを取付けている。

前記第２ポンプＰ２は、図５に示すように、前記タイミングチェーンカバー１６のポンプ取付部１６Ａに嵌め込む形態で取付けたトロコイド型のポンプ本体３０と、このポンプ本体３０を駆動する電動モータ３１とで構成されている。この第２ポンプＰ２の潤滑油供給系は、前記オイルパン４からの潤滑油Ｌを供給する吸引油路３２と、この第２ポンプＰ２から潤滑油を送り出す吐出油路３３とで構成されている。前記吸引油路３２の吸引側の端部にストレーナ３２Ａを備え、この吸引油路３２の中間に第２オイルフィルタＦ２を備えている。

図４に示すように、前記第１ポンプＰ１に対するストレーナ２３Ａと、前記第２ポンプＰ２に対するストレーナ３２Ａとの距離Ｄを、夫々の吸引時に潤滑油Ｌの流れが干渉しない程度の値に設定しており、例えば、前記第１ポンプＰ１が潤滑油Ｌを強力に吸引する際に、この吸引に起因する潤滑油の流れによって前記第２ポンプＰ２での潤滑油Ｌの吸引を阻害しないものにしている。

この第２ポンプＰ２における、吸引油路３２と吐出油路３３とは、前記第１ポンプＰ１における吐出油路２４と同様に前記タイミングチェーンカバー１６にドリル加工等によって作り出された孔部によって形成されている。また、この第２ポンプＰ２の吸引油路３２のストレーナ３２Ａは、図５に示すようにタイミングチェーンカバー１６の下部から、オイルパン４の方向に突出する形態で取付けたストレーナ形成部材１７で構成されている。つまり、前記クランクケース３の下部には、このストレーナ形成部材１７が挿通する開口３Ａが形成され、この開口３Ａとストレーナ形成部材１７との間に潤滑油Ｌの漏出を抑制するシール１８が配置されている。

前記第２オイルフィルタＦ２は、前記タイミングチェーンカバー１６のフィルタ取付部１６Ｂに嵌め込み、蓋体３４によって固定している。

図５に示すように、前記第２ポンプＰ２における吐出油路３３はタイミングチェーンカバー１６の上部位置に形成した吐出部１６Ｃからシリンダヘッド１の潤滑油供給路等、エンジンの各部に送られる。

この潤滑油供給装置では図３に示すように、オイルパン４の油面ＬＳから第２ポンプＰ２までの高さＨ２が、オイルパン４の油面ＬＳから前記吐出部１６Ｃまでの高さＨ１の１／２以下に設定されている。このように、オイルパン４の潤滑油Ｌの油面ＬＳに近い位置に第２ポンプＰ２を配置することが可能となり、例えば、エンジンを長時間停止したことにより第２ポンプＰ２の吸引油路３２から潤滑油が抜け出して、この吸引油路３２に空気が混入した場合でも確実な吸引を行えるものにしている。

前記第２ポンプＰ２の駆動軸の軸芯Ｘの方向をエンジンの振動方向と直交する方向（交差する方向の一例）に設定している。このエンジンの振動方向とは、クランクシャフト６の軸芯方向と並行する軸芯を中心とした揺れとして捉えることが可能であり、前記第２ポンプＰ２の駆動軸の軸芯Ｘの方向に対してエンジンの振動がラジアル方向から作用するように姿勢を設定することによって、第２ポンプＰ２の耐久性を向上させている。

図３に示す如く、エンジンのクランクシャフト６の軸芯に沿う方向視においてタイミングチェーンカバー１６の一方の端部側に第１オイルフィルタＦ１を配置し、他方の端部側に第２ポンプＰ２を配置している。このような位置関係で夫々を配置することにより、潤滑油Ｌの油温が上昇することに起因して第１オイルフィルタＦ１の温度が上昇した場合でも、この温度上昇を第２ポンプＰ２に伝え難くして、この第２ポンプＰ２の保護を実現している。

このように、本発明の潤滑油供給装置では、エンジンで駆動される第１ポンプＰ１の潤滑油供給系と、電動モータ３１で駆動される第２ポンプＰ２の潤滑油供給系とをタイミングチェーンカバー１６に対して並列的に形成しているので、低温環境下でエンジンを始動した場合のように潤滑油Ｌの粘性が高く、第１ポンプＰ１からの潤滑油の吐出圧が低下する状況であっても第２ポンプＰ２を駆動することによって、吐出圧の上昇を図ってエンジン各部に必要とする量の潤滑油の供給を行えるものにしている。

また、タイミングチェーンカバー１６に対して第１ポンプＰ１の潤滑油供給系と、第２ポンプＰ２の潤滑油供給系と形成するので、特別な配管を取付けることや、エンジン本体に油路を形成する組み立て上の手間を省けるものになる。特に、第２ポンプＰ２の配置によって潤滑油Ｌの良好な吸引を実現すると共に、第１オイルフィルタＦ１からの熱の作用を抑制し、第２ポンプＰ２の姿勢の設定によって第２ポンプＰ２の耐久性を向上させ、この第２ポンプＰ２のストレーナ３２Ａをタイミングチェーンカバー１６と一体的に形成することによって油路系の組み立てを容易にしている。

更に、本発明のように金属製のタイミングチェーンカバー１６に対して油路を形成しているので、油路に送られる高温の潤滑油をタイミングチェーンカバー１６で放熱することも実現する。

〔別実施の形態〕
本発明は、上記した実施の形態以外に以下のように構成しても良い。

（ａ）吸引油路２３、３２の一部あるいは吐出油路２４、３３をタイミングチェーンカバー１６に形成する手段として、図６に示すように、タイミングチェーンカバー１６に溝１６Ｇを形成し、この溝１６Ｇをプレート１６Ｐで覆い、ビス４０等で固定することにより、溝１６Ｇを油路とすることも可能である。特に、本発明ではタイミングチェーンカバー１６の内面や外面に対して配管を取付けることによって油路を形成するものを除外するものではなく、配管を取付けることによって形成した油路と、タイミングチェーンカバー１６に一体的に形成した油路とを組み合わせて潤滑油供給装置を構成しても良い。

（ｂ）前記実施形態では、第１ポンプＰ１から吐出部１６Ｄに至る吐出油路２４と、第２ポンプＰ２から吐出部１６Ｃに至る吐出油路３３とを並列的に形成していたが、第１ポンプＰ１と第２ポンプＰ２とからの作動油を合流させて単一の吐出部に送るように形成しても良い。特に、夫々の吐出油路２４、３３において複数の吐出部を形成し、例えば、シリンダヘッド１とシリンダブロック２との複数箇所に吐出油路２４、３３から潤滑油Ｌを供給するように構成しても良い。

エンジンを模式的に示す斜視図タイミングチェーンカバーの油圧系を示す油圧回路図エンジンの側面図タイミングチェーンカバーの部位を模式的に示す斜視図タイミングチェーンカバーの部位を示す断面図別実施の形態の油路の構造を示す分解斜視図

符号の説明

４オイルパン
１５タイミングチェーン
１６タイミングチェーンカバー
１６Ａ取付部
１６Ｃ吐出部
２３吸引油路
２４吐出油路
３２吸引油路
３２Ａストレーナ
３３吐出油路
Ｆ１オイルフィルタ：第１オイルフィルタ
Ｈ１高さ
Ｈ１高さ
Ｌ潤滑油
ＬＳ油面
Ｐ１第１ポンプ
Ｐ２第２ポンプ
Ｘ軸芯

Claims

エンジン底部のオイルパンの潤滑油を吸引して送り出すエンジン駆動型の第１ポンプと、電動モータ駆動型の第２ポンプとが備えられ、この第１ポンプの潤滑油供給系と前記第２ポンプの潤滑油供給系とが並列的に形成されるエンジンの潤滑油供給装置であって、
タイミングチェーンを収容するタイミングチェーンカバーがエンジン本体に配置され、このタイミングチェーンカバー内に対して前記第２ポンプの取付部と、この第２ポンプの潤滑油供給系とが設けられるエンジンの潤滑油供給装置。
前記第２ポンプの潤滑油供給系が、前記オイルパンから第２ポンプに潤滑油を送る吸引油路と、この第２ポンプからの潤滑油を前記タイミングチェーンカバーの吐出部まで送る吐出油路とで構成されると共に、前記オイルパンのオイルの油面から前記第２ポンプまでの高さが、前記油面から前記吐出部までの高さの１／２以下に設定される請求項１記載のエンジンの潤滑油供給装置。
前記第２ポンプの駆動軸の軸芯の方向が、該エンジンの振動方向と交差する方向に設定される請求項１又は２記載のエンジンの潤滑油供給装置。
前記第１ポンプの潤滑油供給系が、前記オイルパンから第１ポンプに潤滑油を送る吸引油路と、この第１ポンプからの潤滑油を送り出す吐出油路とで構成されると共に、この吸引側油路と吐出油路との少なくとも一方の油路が前記タイミングチェーンカバー内に形成される請求項１〜３のいずれか一項に記載のエンジンの潤滑油供給装置。
前記第１ポンプの吐出油路の中間に配置したオイルフィルタを前記タイミングチェーンカバーの一方の端部側に備えると共に、このタイミングチェーンカバーの他方の端部側に前記第２ポンプが配置される請求項１〜４のいずれか一項に記載のエンジンの潤滑油供給装置。
前記第２ポンプの吸引油路の端部に潤滑油を吸引するストレーナが形成されると共に、このストレーナが前記タイミングチェーンカバーに突出形成される請求項１〜５のいずれか一項に記載のエンジンの潤滑油供給装置。