JP2015094312A - 内燃機関のオイル通路構造 - Google Patents

Abstract

【課題】オイルポンプから吐出されるオイルの圧力損失を低減することができる内燃機関のオイル通路構造を提供すること。【解決手段】フランジ２３によって取り囲まれるポンプケース６の外周壁面６Ａに、第１の吐出ポート部２９および第２の吐出ポート部３０が形成される。第１の吐出ポート部２９は、第１の吐出ポート部２９の半径方向の外縁部２９ａの一部がアウターロータ１５の内歯１５ａの歯底円に沿って延在するとともに、第１の吐出ポート部２９の半径方向の内縁部の一部がフランジ２３の内周部に沿って延在し、インナーロータ１４の外歯１４ａとアウターロータ１５の内歯１５ａとの歯間から、インナーロータ１４の軸線方向においてオイルクーラ側に開口する。第２の吐出ポート部３０は、第１の吐出ポート部２９に連続してアウターロータ１５の半径方向外方に位置し、インナーロータ１４の軸線方向においてオイルクーラ側に開口する。【選択図】図２

Description

本発明は、内燃機関のオイル通路構造に関し、特に、オイルポンプからオイル補機の間に形成された内燃機関のオイル通路構造に関する。

自動車等の車両に搭載される内燃機関にあっては、フロントカバーに設置されるオイルポンプの圧力損失を低減することを目的として、オイルポンプから吐出されるオイルの処理を行うオイルフィルタ等のオイル補機を、オイルポンプの吐出ポートの外側に設置したものがある。この種のポンプケースとしては、オイル補機を取付けるフランジを吐出ポートに対向するようにしてポンプケースに形成したものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に記載されるケースは、オイルポンプを覆うポンプケースにオイルフィルタが取付けられている。オイルフィルタは、ホルダ部に形成されたフランジに取付けられており、オイルフィルタのオイル流入口は、ホルダ部に形成された小径の丸穴からなるオイル入口部を介してオイルポンプのオイル吐出口に対向している。

オイルフィルタのオイル流入口は、ホルダ部の隔壁によって囲まれた空間からなる油溝を介してオイル入口部に対向しており、オイルポンプによりオイル吐出口からオイル入口部に吐出されたオイルは、油溝に集められてオイルフィルタのオイル流入口に導入される。

このため、オイルポンプからオイルフィルタに至るまでのオイル通路長を最小限に抑えてオイルの流路抵抗を低減することができ、オイルポンプの圧力損失を低減することができる。

特許第４６６３５８１号公報

しかしながら、このような従来の内燃機関のオイル通路構造にあっては、オイル吐出口に対向するホルダ部のオイル入口部が、小径の丸穴から構成されており、オイルポンプのオイル吐出口からオイル入口部に吐出されるオイルの流動抵抗を小さくすることができず、オイルの圧力損失を低減することが困難である。

本発明は、上記のような問題点に着目してなされたものであり、オイルポンプから吐出されるオイルの圧力損失を低減することができる内燃機関のオイル通路構造を提供することを目的とするものである。

本発明の第１の態様は、複数の外歯を有するインナーロータと、外歯より多数の内歯を有してインナーロータに偏心した状態で噛合し、外歯と内歯との間で容積を増減する複数の作動室を形成するアウターロータと、アウターロータを回転自在に支持するポンプケースおよびロータケースと、作動室の容積が拡大する領域に連通するようにポンプケースに形成された吸入ポートと、作動室の容積が縮小する領域に連通するようにポンプケースに形成された吐出ポートとを含んで構成されるオイルポンプと、吐出ポートから吐出されるオイルを取り入れるオイル吸入孔を有するオイル補機とを備える内燃機関のオイル通路構造であって、アウターロータに対して外側に位置するポンプケースの外周壁面に形成され、オイル補機をポンプケースに取付けるフランジを有し、インナーロータの軸線方向から見た場合に、フランジは、作動室の容積が最大となる領域と作動室の容積が最小となる領域とを通過するようにポンプケースに形成され、フランジによって取り囲まれるポンプケースの外周壁面に、吐出ポートが形成され、吐出ポートは、第１の吐出ポート部および第２の吐出ポート部を有し、第１の吐出ポート部は、第１の吐出ポート部の半径方向の外縁部の一部がアウターロータの内歯の歯底円に沿って延在するとともに、第１の吐出ポートの半径方向の内縁部の一部がフランジの内周部に沿って延在し、インナーロータの外歯とアウターロータの内歯との歯間から、インナーロータの軸線方向においてオイル補機側に開口し、第２の吐出ポート部は、第１の吐出ポート部に連続してアウターロータの半径方向外方に位置し、インナーロータの軸線方向においてオイル補機側に開口するものから構成されている。

本発明の第２の態様としては、オイル吸入孔が吐出ポートに対向する位置に開口してもよい。

このように上記の第１の態様によれば、インナーロータの軸線方向から見た場合に、フランジが、作動室の容積が最大となる領域と作動室の容積が最小となる領域とを通過するようにポンプケースに形成され、フランジによって取り囲まれるポンプケースの外周壁面に、第１の吐出ポートおよび第２の吐出ポートが形成される。

第１の吐出ポートは、その半径方向の外縁部の一部がアウターロータの内歯の歯底円に沿って延在するとともに、その半径方向の内縁部の一部がフランジの内周部に沿って延在し、インナーロータの外歯とアウターロータの内歯との歯間から、インナーロータの軸線方向においてオイル補機側に開口するので、第１の吐出ポート部からオイル補機にオイルを吐出することができる。

また、第２の吐出ポート部が、第１の吐出ポート部に連続してアウターロータの半径方向外方に位置し、インナーロータの軸線方向においてオイル補機側に開口するので、インナーロータの外歯とアウターロータの内歯との歯間から第１の吐出ポート部と反対側のロータケースに吐出されたオイルを、ロータケースを伝って第２の吐出ポート部に流した後に、第２の吐出ポートを介してオイル補機に吐出することができる。

この結果、フランジが、作動室の容積が最大となる領域と作動室の容積が最小となる領域とを通過するようにポンプケースに形成されたオイルポンプであっても、第１の吐出ポート部および第２の吐出ポート部からなる大きい開口面積を有する吐出ポートからオイル補機に短い距離でオイルを吐出することができ、オイルの流路抵抗を低減してオイルの圧力損失を低減することができる。

上記の第２の態様によれば、オイル吸入孔が吐出ポートに対向する位置に開口するので、第１の吐出ポート部および第２の吐出ポート部から吐出されたオイルをオイル供給孔に直接流入させることができ、オイルの流動抵抗をより効果的に低減して、オイルの圧力損失をより効果的に低減することができる。

図１は、本発明の内燃機関のオイル通路構造の一実施形態を示す図であり、エンジンの斜視図である。 図２は、本発明の内燃機関のオイル通路構造の一実施形態を示す図であり、ポンプケースの正面図である。 図３は、本発明の内燃機関のオイル通路構造の一実施形態を示す図であり、図２のＶ１−Ｖ１方向矢視断面図である。 図４は、本発明の内燃機関のオイル通路構造の一実施形態を示す図であり、図２のＶ２−Ｖ２方向矢視断面図である。 図５は、本発明の内燃機関のオイル通路構造の一実施形態を示す図であり、ポンプケースの背面図である。 図６は、本発明の内燃機関のオイル通路構造の一実施形態を示す図であり、ポンプケースを裏面から見た斜視図である。 図７は、本発明の内燃機関のオイル通路構造の一実施形態を示す図であり、ポンプケースを正面から見た斜視図である。 図８は、本発明の内燃機関のオイル通路構造の一実施形態を示す図であり、ポンプケースの正面図である。 図９は、本発明の内燃機関のオイル通路構造の一実施形態を示す図であり、ロータケースの正面図である。 図１０は、本発明の内燃機関のオイル通路構造の一実施形態を示す図であり、インナーロータおよびアウターロータを取り外した状態のポンプケースの正面図である。 図１１は、本発明の内燃機関のオイル通路構造の一実施形態を示す図であり、図７のＶ３方向から見たオイルクーラの背面図である。

以下、本発明に係る内燃機関のオイル通路構造の実施形態について、図面を用いて説明する。
図１〜図１１は、本発明に係る一実施形態の内燃機関のオイル通路構造を示す図である。

まず、構成を説明する。
図１において、内燃機関としてのエンジン１は、図示しないピストンやクランクシャフト７等が収容されたシリンダブロック２と、シリンダブロック２の上部に搭載され、図示しない吸排気バルブや吸排気カムシャフト等が収容されたシリンダヘッド３と、シリンダヘッド３の上部に取付けられたシリンダヘッドカバー４と、シリンダブロック２の下部に設けられ、オイルが貯留されるオイルパン５とを含んで構成されている。

シリンダブロック２の右端部にはケースを兼ねるポンプケース６が取付けられている。ポンプケース６の外方にはクランクシャフト７の右端部に設けられたクランクプーリ７ａが取付けられており、このクランクプーリ７ａにはタイミングベルト８が巻き掛けられている。

ポンプケース６の外方には補機の回転軸の端部に取付けられたプーリ９、１０が設けられており、このプーリ９、１０にはタイミングベルト８が巻き掛けられている。このため、クランクプーリ７ａの回転がタイミングベルト８を介してプーリ９、１０に伝達されてプーリ９、１０が回転する。ここで、プーリ９を備えた補機としては、例えば、ウォータポンプから構成されており、プーリ１０は、例えば、タイミングベルト８の張力を調整するアイドラプーリである。

図２〜図４、図９、図１０において、ポンプケース６にはロータケース１３が取付けられており、図２〜図９に示すように、ロータケース１３とポンプケース６との間にはトロコイドポンプからなるオイルポンプ１１が収容されている。

オイルポンプ１１は、複数の外歯１４ａを有するインナーロータ１４と、内歯１５ａを有するアウターロータ１５とを備えており、アウターロータ１５の内歯１５ａは、インナーロータ１４の外歯１４ａより一本多く形成されている。すなわち、アウターロータ１５は、外歯１４ａより多数の内歯１５ａを有している。

インナーロータ１４は、バランサシャフト１６の端部に連結されており、このバランサシャフト１６は、クランクシャフト７と平行に配置され、クランクシャフト７の周期的な回動振動を相殺する。バランサシャフト１６の回転軸は、アウターロータ１５の回転軸に対して偏心して設けられており、アウターロータ１５は、ポンプケース６に回転自在に支持されている。このため、アウターロータ１５の内歯１５ａは、インナーロータ１４の外歯１４ａに偏心した状態で噛合している。

オイルポンプ１１は、インナーロータ１４とアウターロータ１５とが偏心した状態において、外歯１４ａと内歯１５ａとが噛合することにより、外歯１４ａと内歯１５ａとの間にオイルを収容する作動室１７が形成される。

作動室１７は、インナーロータ１４の回転方向（図２、図５の矢印Ａ方向）から見て徐々に容積が増加する膨張作動室と徐々に容積が減少する圧縮作動室から構成されており、作動室１７の数は、アウターロータ１５の内歯１５ａおよびインナーロータ１４の外歯１４ａの数によって決定される。

そして、アウターロータ１５およびインナーロータ１４が図２、図５中、矢印Ａ方向に回転すると、作動室１７の容積増加および容積減少が連続して発生し、これによりオイルポンプ１１は、オイルを吸入および吐出することができる。

ポンプケース６およびロータケース１３には吸入ポート１８が形成されている。この吸入ポート１８は、インナーロータ１４の軸線方向に対して一方側に対向してインナーロータ１４の回転方向に所定長に亘って延在しており、作動室１７の容積が拡大する領域に連通している。

ポンプケース６およびロータケース１３には吐出ポート１９が形成されている。この吐出ポート１９は、インナーロータ１４の軸線方向に対して他方側に対向してインナーロータ１４の回転方向に所定長に亘って延在しており、作動室１７の容積が縮小する領域に連通している。

図２、図４、図６において、吸入ポート１８にはオイル吸入穴２０が形成されており、このオイル吸入穴２０は、オイルパン５に連通している。このため、オイルポンプ１１が作動すると、オイルパン５に貯留されたオイルがオイル吸入穴２０から吸入ポート１８に導入される。

ポンプケース６にはリリーフオイル導入穴２１が形成されており、このリリーフオイル導入穴２１は、吐出ポート１９に連通している。リリーフオイル導入穴２１の下流側には図示しないリリーフ弁が設けられており、このリリーフ弁は、吐出ポート１９から吐出されるオイルの圧力が一定圧力以上となった場合に開弁する。

ポンプケース６にはリリーフオイル排出穴２２が形成されており、このリリーフオイル排出穴２２は、リリーフ弁が開放すると、リリーフオイル導入穴２１に連通し、リリーフオイル導入穴２１からリリーフされるオイルを吸入ポート１８に排出する。

図１〜図４、図７、図８において、ポンプケース６には環状のフランジ２３が形成されており、図１、図７に示すように、フランジ２３にはオイル補機としてのオイルクーラ２４が取付けられている。オイルクーラ２４は、冷却水導入管２５ａおよび冷却水排出管２５ｂを備えており、冷却水導入管２５ａは、冷却水をオイルクーラ２４に導入し、冷却水排出管２５ｂは、オイルクーラ２４から冷却水を排出する。

オイルクーラ２４の内部にはオイル吸入孔２４ａが形成されており（図１１参照）、このオイル吸入孔２４ａは、吐出ポート１９から吐出されたオイルをオイルクーラ２４に導入する。吐出ポート１９からオイルクーラ２４に導入されたオイルは、冷却水導入管２５ａからオイルクーラ２４に導入される冷却水によって冷却され、オイルを冷却した冷却水は、冷却水排出管２５ｂを通して排出される。

オイルクーラ２４にはオイルフィルタ２６が取付けられており（図１参照）、オイルフィルタ２６にはオイルクーラ２４によって冷却されたオイルが導入される。オイルフィルタ２６に導入されたオイルは、オイルフィルタ２６に内蔵された図示しないフィルタエレメントで浄化された後、フランジ２３の中心部に形成されたオイル供給孔２７に導入される（図１、図７、図８参照）。オイル供給孔２７は、ポンプケース６およびロータケース１３の間に形成されるオイル供給通路２８に連通しており（図２、図５、図６、図９、図１０参照）、オイル供給通路２８は、図示しないメインギャラリに連通している。

このため、オイル供給孔２７からオイル供給通路２８を介してメインギャラリに導入されたオイルは、メインギャラリからクランクシャフトやピストンの摺動部、あるいは、吸排気カムシャフトの摺動部等に供給され、これら摺動部が潤滑される。

一方、フランジ２３は、アウターロータ１５に対して外側に位置するポンプケース６の外周壁面６Ａに設けられている。フランジ２３は、インナーロータ１４の軸線方向から見た場合に、作動室１７の容積が最大となる領域（図９、図１０でＢで示す領域）と作動室１７の容積が最小となる領域（図９、図１０でＣで示す領域）とを通過するようにポンプケース６に形成されている。

図２、図４、図７、図８において、吐出ポート１９は、フランジ２３によって取り囲まれるポンプケースの外周壁面６Ａに形成されており、吐出ポート１９は、第１の吐出ポート部２９および第２の吐出ポート部３０を備えている。

図２、図８に示すように、第１の吐出ポート部２９は、第１の吐出ポート部２９の半径方向の外縁部２９ａの一部がアウターロータ１５の内歯１５ａの歯底円に沿って延在するとともに、第１の吐出ポート部２９の半径方向の内縁部２９ｂの一部がフランジ２３の内周部に沿って延在しており、インナーロータ１４の外歯１４ａとアウターロータ１５の内歯１５ａとの歯間から、インナーロータ１４の軸線方向においてオイルクーラ２４側に開口している。

また、第２の吐出ポート部３０は、第１の吐出ポート部２９に連続してアウターロータ１５の半径方向外方に位置しており、インナーロータの１４の軸線方向においてオイルクーラ２４側に開口している。また、第２の吐出ポート部３０は、リリーフオイル導入穴２１に連通している。

また、図１１に示すように、オイル吸入孔２４ａは、第１の吐出ポート部２９および第２の吐出ポート部３０に対向する位置に開口しており、第１の吐出ポート部２９および第２の吐出ポート部３０から吐出されたオイルは、オイル吸入孔２４ａに直接取り入れられる。

次に、作用を説明する。
図２中、反時計回転方向に回転するインナーロータ１４およびアウターロータ１５の回転に伴って容積が拡大される作動室１７に吸入ポート１８からオイルが吸入される。このオイルは、インナーロータ１４およびアウターロータ１５の回転に伴って容積が縮小する作動室１７から第１の吐出ポート１９に直接吐出される（図４のＮ１のオイルの流れ）。

また、第１の吐出ポート部２９と反対側に吐出されるオイルは、ロータケース１３を伝って第２の吐出ポート部３０に導入され、第２の吐出ポート部３０から吐出される（図４のＮ２のオイルの流れ）。第１の吐出ポート部２９および第２の吐出ポート部３０から吐出されるオイルは、オイル吸入孔２４ａを介してオイルクーラ２４に取り入れられた後、冷却水によって冷却される。この冷却水によって冷却されたオイルは、オイルクーラ２４からオイルフィルタ２６に導入され、オイルフィルタ２６のフィルタエレメントで浄化された後、オイルクーラ２４に戻され、フランジ２３の中心部に形成されたオイル供給孔２７を介してオイル供給通路２８に供給される。

このように本実施形態のエンジン１のオイル通路構造によれば、インナーロータ１４の軸線方向から見た場合に、フランジ２３が、作動室１７の容積が最大となる領域と作動室の容積が最小となる領域とを通過するようにポンプケース６に形成され、フランジ２３によって取り囲まれるポンプケース６の外周壁面６Ａに、第１の吐出ポート部２９および第２の吐出ポート部３０が形成される。

そして、第１の吐出ポート部２９は、第１の吐出ポート部２９の半径方向の外縁部２９ａの一部がアウターロータ１５の内歯１５ａの歯底円に沿って延在するとともに、第１の吐出ポート部２９の半径方向の内縁部の一部がフランジ２３の内周部に沿って延在し、インナーロータ１４の外歯１４ａとアウターロータ１５の内歯１５ａとの歯間から、インナーロータ１４の軸線方向においてオイルクーラ２４側に開口するので、第１の吐出ポート部２９からオイルクーラ２４にオイルを直接吐出することができる。

また、第２の吐出ポート部３０は、第１の吐出ポート部２９に連続してアウターロータ１５の半径方向外方に位置し、インナーロータ１４の軸線方向においてオイルクーラ２４側に開口するので、インナーロータ１４の外歯１４ａとアウターロータ１５の内歯１５ａとの歯間から第１の吐出ポート部２９と反対側のロータケース１３に吐出されたオイルを、ロータケース１３を伝って第２の吐出ポート部３０に流した後に、第２の吐出ポート部３０を介してオイルクーラ２４に吐出することができる。

この結果、フランジ２３が、作動室の容積が最大となる領域と作動室の容積が最小となる領域とを通過するようにポンプケース６に形成されたオイルポンプ１１であっても、第１の吐出ポート部２９および第２の吐出ポート部３０からなる大きい開口面積を有する吐出ポート１９からオイルクーラ２４に短い距離でオイルを吐出することができ、オイルの流路抵抗を低減してオイルの圧力損失を低減することができる。

また、本実施形態のエンジン１のオイル通路構造によれば、オイルクーラ２４のオイル吸入孔２４ａを、吐出ポート１９に対向する位置に開口させたので、第１の吐出ポート部２９および第２の吐出ポート部３０から吐出されたオイルをオイル吸入孔２４ａに直接流入させることができ、オイルの流動抵抗をより効果的に低減して、オイルの圧力損失をより効果的に低減することができる。

なお、本実施形態のエンジン１のオイル通路構造は、フランジ２３に取付けられるオイル補機がオイルクーラ２４から構成されているが、フランジ２３に取付けられるオイル補機をオイルフィルタから構成してもよい。

本発明の実施形態を開示したが、当業者によっては本発明の範囲を逸脱することなく変更が加えられうることは明白である。すべてのこのような修正及び等価物が次の請求項に含まれることが意図されている。

１…エンジン（内燃機関）、６…ポンプケース、６Ａ…外周壁面、１１…オイルポンプ、１３…ロータケース、１４…インナーロータ、１４ａ…外歯、１５…アウターロータ、１５ａ…内歯、１７…作動室、１８…吸入ポート、１９…吐出ポート、２３…フランジ、２４…オイルクーラ（オイル補機）、２４ａ…オイル吸入孔、２９…第１の吐出ポート部、２９ａ…外縁部、２９ｂ…内縁部、３０…第２の吐出ポート部

Claims (2)

1. 複数の外歯を有するインナーロータと、前記外歯より多数の内歯を有して前記インナーロータに偏心した状態で噛合し、前記外歯と前記内歯との間で容積を増減する複数の作動室を形成するアウターロータと、前記アウターロータを回転自在に支持するポンプケースおよびロータケースと、前記作動室の容積が拡大する領域に連通するように前記ポンプケースに形成された吸入ポートと、前記作動室の容積が縮小する領域に連通するように前記ポンプケースに形成された吐出ポートとを含んで構成されるオイルポンプと、
   前記吐出ポートから吐出されるオイルを取り入れるオイル吸入孔を有するオイル補機とを備える内燃機関のオイル通路構造であって、
   前記アウターロータに対して外側に位置する前記ポンプケースの外周壁面に形成され、前記オイル補機を前記ポンプケースに取付けるフランジを有し、
   前記インナーロータの軸線方向から見た場合に、前記フランジは、前記作動室の容積が最大となる領域と前記作動室の容積が最小となる領域とを通過するように前記ポンプケースに形成され、
   前記フランジによって取り囲まれる前記ポンプケースの外周壁面に、前記吐出ポートが形成され、
   前記吐出ポートは、第１の吐出ポート部および第２の吐出ポート部を有し、
   前記第１の吐出ポート部は、第１の吐出ポート部の半径方向の外縁部の一部が前記アウターロータの内歯の歯底円に沿って延在するとともに、前記第１の吐出ポートの半径方向の内縁部の一部が前記フランジの内周部に沿って延在し、前記インナーロータの外歯と前記アウターロータの内歯との歯間から、前記インナーロータの軸線方向において前記オイル補機側に開口し、
   前記第２の吐出ポート部は、前記第１の吐出ポート部に連続して前記アウターロータの半径方向外方に位置し、前記インナーロータの軸線方向において前記オイル補機側に開口することを特徴とする内燃機関のオイル通路構造。
2. 前記オイル吸入孔が前記吐出ポートに対向する位置に開口することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関のオイル通路構造。

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