JP2009287577A

JP2009287577A - 内燃機関の潤滑装置

Info

Publication number: JP2009287577A
Application number: JP2009213767A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Murata; 真一村田
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 2000-02-02
Filing date: 2009-09-15
Publication date: 2009-12-10
Anticipated expiration: 2020-12-26
Also published as: JP5251798B2

Abstract

【課題】クランク軸に、歯車伝動装置等の動力伝達装置を介して、クランキング可能に電動機の出力軸を連結した内燃機関において、前記動力伝達装置の潤滑を独立した潤滑装置を用いることなく、簡単かつ低コストの装置で以って十分になすことにより、潤滑不良並びにこれに伴う構成部材の焼き付き及び騒音の発生を防止する。
【解決手段】クランク軸に、歯車伝動装置等の動力伝達装置を介して電動機の出力軸を連結し、該電動機によりクランキング可能に構成された内燃機関において、シリンダブロック５に形成され前記クランク軸７の主軸受６に潤滑油を供給するメインギャラリ５０と、前記メインギャラリ５０から前記シリンダブロック５内で分岐して前記動力伝達装置に直接潤滑油を供給する油孔５１とを備えたことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、クランク軸に、動力伝達装置を介して電動機の出力軸を連結し、該電動機によりクランキング可能に構成された内燃機関において、前記動力伝達装置を潤滑するための潤滑装置に関する。

自動車においては、近年、環境問題等から燃費(燃料消費率)を改善する手段として、スタート・ストップシステム、つまり車両の停止時に、ある条件下でエンジンのアイドリング運転を停止して燃費を低減する手段の採用が提案されている。
かかるスタート・ストップシステムにおいては、コンピュータ制御により車両のスタート・ストップがなされるが、かかるスタート時に、スタータ(始動電動機)の騒音や車両の発進遅れがドライバーの意志に関することなく発生するため、ドライバーに違和感を与えることが多々ある。

かかる問題点を解消する手段として、電動機とエンジンのクランク軸との間の動力伝達装置中にワンウェイクラッチあるいは遠心クラッチを介装して、該動力伝達装置の歯車を常時噛み合うようにした手段が提案されている。かかる手段においては、電動機側は常時エンジン側と連結されているため、電動機側のピニオンとエンジン側のリングギヤとの噛み合いによる打音の発生が無く、前記のような車両の発進遅れの発生も無い。また、常時噛み合いであるため、歯車の精度が高められるので、噛み合いによる騒音も低減される。

また、近年、自動車においては、内燃機関と電動モータとを組み合わせて出力を得るとともに、該電動モータをスタータとして用いるようにしたハイブリッドシステムが採用されつつある。かかるハイブリッドシステムにおいても電動機側は常時エンジン側と連結されているため、前記のような騒音や発進遅れの発生はない。
なお、本出願に関連する先行技術文献として、特開平０６−３４１３２７号公報（特許文献１）、及び実開昭６０−０２３２４９号公報（特許文献２）が知られている。

特開平０６−３４１３２７号公報実開昭６０−０２３２４９号公報

前記ワンウェイクラッチを用いたスタート・ストップシステムにあっては、通常、該ワンウェイクラッチをフライホイールに組み込む構造で、該ワンウェイクラッチの潤滑は、これに封入したグリース油によって行っている。このため、装置の回転による遠心力により、
グリース油が外輪側へ移動し、内輪側の潤滑が不十分となって、クラッチの焼き付きを引き起こすことがある。

また、かかるワンウェイクラッチを用いたシステムにあっては、前記のように、ワンウェイクラッチをフライホイールに組み込む構造であるため、いわゆる半クラッチの状態でクラッチフェーシング面が発熱すると、この熱をワンウェイクラッチ部も受熱し、これによって、潤滑用のグリース油が劣化し潤滑不良によるワンウェイクラッチの焼き付きが発生する。尚、類似の問題は遠心クラッチを用いた場合にも発生する。

また、前記ハイブリッドシステムにあっては、電動モータとエンジンとを連結する歯車伝動装置の潤滑は、通常、独立した潤滑システムを設けているため、装置の構造が複雑になり、装置コストも高くなる。

本発明はかかる従来技術の課題に鑑み、クランク軸に、動力伝達装置を介して、クランキング可能に電動機の出力軸を連結した内燃機関において、前記動力伝達装置の潤滑を独立した潤滑装置を用いることなく、簡単かつ低コストの装置で以って十分になすことにより、潤滑不良並びにこれに伴う構成部材の焼き付き及び騒音の発生を防止することを目的とする。

本発明はかかる課題を解決するため、本発明として、クランク軸に、動力伝達装置を介して電動機の出力軸を連結し、該電動機によりクランキング可能に構成された内燃機関において、シリンダブロックに形成され前記クランク軸の主軸受に潤滑油を供給するメインギャラリと、前記メインギャラリから前記シリンダブロック内で分岐して前記動力伝達装置に直接潤滑油を供給する第１の油通路と、を備えたことを特徴とする内燃機関の潤滑装置を提案する。

かかる発明によれば、メインギャラリから直接動力伝達装置へ潤滑油を導入しているため、常時十分量の潤滑油を供給することができ、動力伝達装置の構成部材の耐久性が向上する。

また、かかる発明によれば、メインギャラリからの潤滑油を利用して動力伝達装置の所要部を潤滑するので、格別の潤滑機構を設けることなく簡単かつ低コストの手段で以って動力伝達装置の潤滑をなすことができる。

また、電動機と内燃機関との間の前記動力伝達装置を歯車列で構成した場合には、該歯車列の歯車は常時噛み合っているため、噛合精度が高められ、例えばバックラッシの縮小や噛合率の向上が可能となり、しかも前記のように、歯車の噛合部には充分な量の潤滑油が供給されているため、歯車の噛み合いによる振動や騒音の発生を回避できる。

また、本発明において好ましくは、前記動力伝達装置は、前記クランク軸にリングギヤを回転可能に取り付けるベアリングと、前記ベアリングより前記クランク軸の径方向外側に位置し、前記クランク軸側と前記リングギヤとに連結されるワンウェイクラッチとを備えるとよい。

かかる構成によれば、ベアリングとワンウェイクラッチがクランク軸の径方向に沿って位置しているためベアリングに供給された潤滑油、他の動力伝達装置構成部材から流入した潤滑油、または内燃機関の停止中にベアリングに溜まった潤滑油を遠心力によりワンウェイクラッチ側に供給することができる。これによって、潤滑油不足や過熱によるワンウェイクラッチの磨耗や焼き付きの発生を防止できる。

また、本発明において好ましくは、前記メインギャラリから前記主軸受に供給された潤滑油の一部を前記動力伝達装置に供給する第２の油通路を備えるとよい。
かかる構成によれば、メインギャラリの油圧により直接供給される第１の油通路と、メインギャラリから主軸受を介して供給される第２の油通路との異なる供給方法を用いるため確実な潤滑ができる。

また、本発明において好ましくは、前記第１の油通路は、前記第２の油通路より上方に位置するとよく、第１の油通路は自重により、第２の油通路は遠心力により動力伝達装置全体に潤滑油を供給することができる。

以上記載の如く本発明によれば、メインギャラリから直接動力伝達装置へ潤滑油を導入しているため、常時十分量の潤滑油を供給することができ、動力伝達装置の構成部材の耐久性が向上する。また、メインギャラリからの潤滑油を利用して動力伝達装置の所要部を潤滑するので、格別の潤滑機構を設けることなく簡単かつ低コストの手段で以って動力伝達装置の潤滑をなすことができる。

また、前記電動機と内燃機関との間の動力伝達装置を歯車列で構成した場合には、該歯車列の歯車は常時噛み合っているため、噛合精度が高められ、しかも前記のように、歯車の噛合部には充分な量の潤滑油が供給されているため、歯車の噛み合いによる振動や騒音の発生を回避できる。

図１は本発明の実施形態に係る自動車用内燃機関のスタータ用リングギヤ近傍のクランク軸心に沿う断面図である。図１のＡ−Ａ線断面図である。図２のＢ−Ｂ線断面図である。

以下、本発明を図に示した実施例を用いて詳細に説明する。但し、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。

図１は本発明の実施形態に係る自動車用内燃機関のスタータ用リングギヤ近傍のクランク軸心に沿う断面図、図２は図１のＡ−Ａ矢視図、図３は図２のＢ−Ｂ線断面図である。

図１〜３において、５は内燃機関（以下エンジンという）のシリンダブロック、７はクランク軸、６は主軸受、８はオイルパンである。１２は該クランク軸７の軸端部に穿孔され前記主軸受６に潤滑油を供給するための油孔で、前記主軸受６の軸受面に開口されている。
１はスタータ用のリングギヤ、３はフライホイールで、該フライホイール３及び該リングギヤ１のボス部１ａは複数のボルト１１により、共締めにて前記クランク軸７の軸端面に固着されている。図１に示されるように、前記リングギヤ１の外径はフライホイール３の外径よりも小さく形成されている。

９はギヤケース、１３はミッションケースで、該ギヤケース９は外周側をボルト１１２により該ミッションケース１３と共締めにて前記シリンダブロック５に締め付け固着されるとともに、内周側を図示しないボルトにより前記シリンダブロック５に締め付け固着されている。
１１１はギヤカバーで、その外周部を複数のボルト２６により前記ギヤケースに固着されている。該ギヤカバー１１１の内側と前記ギヤケース９とによって、油溜め空間２３が形成され、該油溜め空間２３内に前記リングギヤ１が収納され、これらの外周が臨む空間となっている。

そして、前記クランク軸７とシリンダブロック５との間には、前記油溜め空間２３の上部に連通される油導入用の隙間２９が形成されている。尚、該隙間２９に加えて、前記クランク軸７の油孔１２と前記油溜め空間２３とを連通する小径の油孔（図示省略）を設けて、油孔１２内の潤滑油の一部を、該油孔を通して前記油溜め空間２３に導入するように構成してもよい。２１は前記ギヤケース９に穿孔された油戻し孔で、前記油溜め空間２３の下部とオイルパン８内とを連通している。該油戻し孔２１のエンジン高さ方向位置は、前記リングギヤ１及びサブギヤ２の外周がオイルパン８内の油面２４よりも若干上部になるような位置に設定される。

２２はブリーズ孔で、前記オイルパン８内の上部と前記油溜め空間２３内とを連通し、該油溜め空間２３内の空気抜きを行うようになっている。１４は前記リングギヤ１のボス部１ａとクランク軸７の外周面との間に介装されたＯリングである。４は前記ギヤカバー１１１に取り付けられたオイルシールで、前記油溜め空間２３と外部とをシールしている。

図２〜３において、１８は電動モータで、前記ギヤケース９に複数の該ボルト２７により固着されている。１７は該電動モータ１８のモータ軸１９に固定されたピニオンギヤ、１６は両端部を前記ギヤケース９及びギヤカバー１１１に回転自在に支持された中間ギヤで、図２に示すように、該ピニオンギヤ１７と中間ギヤ１６と前記リングギヤ１とは常時噛み合っており、前記電動モータ１８の動力をピニオンギヤ１７、中間ギヤ１６、及びリングギヤ１を経て前記フライホイール３及びトランスミッション（図示省略）に伝達するようになっている。３４は前記電動モータ１８とギヤケース９との間に介装されたＯリングである。

かかる構成からなる潤滑装置を備えた内燃機関の運転時において、主軸受６を潤滑した後、前記隙間２９を通して前記油溜め空間２３に供給され、あるいは前記クランク軸７の油孔１２から不図示の油孔を通って油溜め空間２３に供給された潤滑油は、動力伝達装置を構成するリングギヤ１の回転によって霧化されて該油溜め空間２３内を飛散されることにより、常時噛み合っている前記ピニオンギヤ１７、中間ギヤ１６、及びリングギヤ１の噛合部等の、動力伝達装置の所要部を潤滑する。

そして、前記のような潤滑作用をなした後の潤滑油は前記油溜め空間２３の底部に貯まった後、前記油戻し孔２１を通ってオイルパン８内に戻される。また、前記動力伝達装置を構成する各ギヤの回転等による油溜め空間２３内の圧力は前記ブリーズ孔２２を通して前記オイルパン８内に解放されるので、該油溜め空間２３内に過大な圧力上昇の発生は無い。
また、該油溜め空間底部に一定量の潤滑油が溜まるように設定すれば、ギヤの掻き揚げによる潤滑油の供給もできる。

従って、主軸受６等のエンジン潤滑部を潤滑後の潤滑油を利用して、各ギヤ噛合部等の動力伝達装置の所要部を潤滑するので、格別の潤滑機構を設けることなく簡単かつ低コストの装置で以って動力伝達装置の潤滑をなすことができる。
また、該エンジンからの潤滑油を油溜め空間２３に導き、動力伝達装置のリングギヤ１及びサブギヤ２の回転によって前記動力伝達装置の所要部を潤滑するので、所要の部位に確実に潤滑油を供給することができる。

また、動力伝達装置を構成するリングギヤ１を、これの外周下端がオイルパン８内の油面２４よりも上方になるように取り付けるとともに、前記油溜め空間２３とオイルパン８内とを連通する油戻し孔２１を設けので、該油溜め空間２３内の潤滑油が、回転しているリングギヤ１及びサブギヤ２の回転抵抗となることがなく、かかる回転抵抗に伴う動力損失の発生が回避される。

また、前記のように、動力伝達装置を構成するリングギヤ１、中間ギヤ１６、ピニオンギヤ１７等の歯車列の歯車は常時噛み合っているため、噛合精度が高められ、しかも前記のように、各歯車１、１６、１７の噛合部には充分な量の潤滑油が供給されているため、歯車の噛み合いによる振動や騒音の発生が回避される。なお、仕切り壁４０をオイルパン８内部の端部に設けても同様の効果が得られる。

さらに、前記リングギヤ１の内側にワンウェイクラッチ０３０が設けられている。即ち、０３０はワンウェイクラッチで、その入力側は前記リングギヤ１に連結され、出力側は前記クランク軸７に固定されたボス部１ａに連結されて、該リングギヤ１側からクランク軸７側への回転の伝達のみを可能としている。

３２はベアリングで、前記リングギヤ１の内周とボス部１ａの外周との間に介装され、ワンウェイクラッチ０３０の入力側と出力側とを相対回転可能に支持している。
３１は前記クランク軸７及びボス部１ａの内部を貫通して設けられた第２の油通路の油孔で、前記クランク軸７内の油孔１２とワンウェイクラッチ０３０とを連通し、該油孔１２内の潤滑油の一部を、該油孔３１を通して該ワンウェイクラッチ０３０に供給するようになっている。

前記ワンウェイクラッチ０３０には、前記油溜め空間２３に供給された潤滑油が、前記リングギヤ１の回転により霧化され、該ワンウェイクラッチ０３０を潤滑するのに加えて、前記油孔１２内の潤滑油の一部が該油孔３１を通して供給される。
これにより、エンジンの運転中、該ワンウェイクラッチ０３０には、前記のように、２つのルートから常時所要の潤滑油が供給されることとなり、潤滑油不足によるワンウェイクラッチの磨耗や焼き付きの発生を防止できる。
また、充分な量の潤滑油が供給されるので、クラッチ側からの熱により該ワンウェイクラッチ０３０が過熱されるのを回避できる。

５０は機関のメインギャラリ、５１は前記ギヤケース９に穿孔された前記メインギャラリよりも小径の第１の油通路である油孔で、前記メインギャラリ５０の端部から前記油溜め空間２３内の前記リングギヤ１と中間ギヤ１６との噛み合い部を含む歯車噛み合い部に向けて開口されている。５４は前記メインギャラリ５０のギヤケース９側開口部をシールするОリングである。
また、５２は前記メインギャラリ５０から分岐された該メインギャラリよりも小径の油孔で、主軸受６内に穿孔された油孔５３を介して前記クランク軸７内の油孔１２に接続されている。

かかる実施形態において、前記メインギャラリ５０から分岐されて油孔５１に導入された潤滑油は、該油孔５１から前記油溜め空間２３内のリングギヤと中間ギヤとの噛み合い部を含む歯車噛み合い部に向けて噴出され、該噛み合い部を潤滑した後、油溜め空間２３内の底部に落下する。
一方、前記メインギャラリ５０から分岐されて油孔５２に導入された潤滑油は、主軸受６内に穿孔された油孔５３を介して前記クランク軸７内の油孔１２に入る。そして、前記第２実施例と同様に、該油孔１２から分岐した油孔３１を通して、該油孔１２内の潤滑油の一部が前記ワンウェイクラッチ０３０側に供給される。

かかる実施形態によれば、機関のメインギャラリ５０から油孔５１を通して歯車の噛み合い部、ワンウェイクラッチ０３０等の回転部材に直接に潤滑油を供給し、あるいは該メインギャラリ５０から油孔５２及びクランク軸の油孔１２及び油孔３１を介して前記ワンウェイクラッチ０３０を含む回転部材に潤滑油を供給するように構成したので、格別な潤滑油供給源及び供給システムを必要とせず所要の潤滑を行うことができる。
また、メインギャラリ５０から歯車、ワンウェイクラッチ等の動力伝達装置構成部材への潤滑油を導入しているため、常時十分量の潤滑油を各動力伝達装置構成部材の潤滑部に供給することができ、前記動力伝達装置構成部材の耐久性が向上する。
尚、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、ワンウェイクラッチに換えて遠心クラッチを適用してもよく、さらに、クラッチを設けないギヤ機構でもよく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形実施が可能である。

クランク軸に、動力伝達装置を介して、クランキング可能に電動機の出力軸を連結した内燃機関において、前記動力伝達装置の潤滑を独立した潤滑装置を用いることなく、簡単かつ低コストの装置で以って十分になすことにより、潤滑不良並びにこれに伴う構成部材の焼き付き及び騒音の発生を防止できるので、内燃機関の潤滑装置への利用に適する。

１リングギヤ
１ａボス部
３フライホイール
４オイルシール
５シリンダブロック
６主軸受
７クランク軸
８オイルパン
９ギヤケース
１１１ギヤカバー
１２、３１、５１、５２、５３油孔
１３ミッションケース
１４、３４、５４Ｏリング
１６中間ギヤ
１７ピニオンギヤ
１８電動モータ
２１油戻し孔
２２ブリーズ孔
２３油溜め空間
２４油面
０３０ワンウェイクラッチ
３２ベアリング

Claims

クランク軸に、動力伝達装置を介して電動機の出力軸を連結し、該電動機によりクランキング可能に構成された内燃機関において、
シリンダブロックに形成され前記クランク軸の主軸受に潤滑油を供給するメインギャラリと、
前記メインギャラリから前記シリンダブロック内で分岐して前記動力伝達装置に直接潤滑油を供給する第１の油通路と、を備えたことを特徴とする内燃機関の潤滑装置。
前記動力伝達装置は、前記クランク軸にリングギヤを回転可能に取り付けるベアリングと、前記ベアリングより前記クランク軸の径方向外側に位置し、前記クランク軸側と前記リングギヤとに連結されるワンウェイクラッチとを備えたことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の潤滑装置。
前記メインギャラリから前記主軸受に供給された潤滑油の一部を前記動力伝達装置に供給する第２の油通路を備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関の潤滑装置。
前記第１の油通路は、前記第２の油通路より上方に位置することを特徴とする請求項３に記載の内燃機関の潤滑装置。