JP2016065493A - 内燃機関用オイルポンプ - Google Patents
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Abstract
Description
高温時に合わせてクリアランスを小さく設定するときは、異物の侵入によるフリクションロスや異物によるアルミ系材料のオイルポンプハウジングおよびロータへの損傷が課題となる。
内燃機関のクランク軸の回転がオイルポンプ駆動軸に伝達されて駆動するトロコイド曲線による歯形を用いた容積型の内燃機関用オイルポンプにおいて、
オイルポンプハウジングが鉄系材料で形成され、
前記オイルポンプハウジング内を回転するアウタロータとインナロータがアルミ系材料で形成され、
前記オイルポンプハウジングに対する前記アウタロータおよび前記インナロータの軸方向のサイドクリアランスは、前記アウタロータの径方向のラジアルクリアランスより小さく、かつ、低温時に、前記内燃機関用オイルポンプの上流側に設けられたオイルフィルタのろ過可能な異物の最小粒径にサイドクリアランスの温度変化による最大クリアランス変化量を加えた大きさに設定されることを特徴とする内燃機関用オイルポンプである。
請求項1記載の内燃機関用オイルポンプにおいて、
前記内燃機関用オイルポンプがオイルストレーナを介してオイルを吸入する吸入油路の前記内燃機関用オイルポンプと前記オイルストレーナとの間に、前記オイルフィルタが設けられることを特徴とする。
請求項2記載の内燃機関用オイルポンプにおいて、
前記内燃機関用オイルポンプの吐出油路と前記吸入油路との間には、リリーフバルブが介装されることを特徴とする。
請求項2または請求項3のいずれか1項記載の内燃機関用オイルポンプにおいて、
前記内燃機関は、クランクケースに変速機を備え、
前記変速機の変速用の油圧クラッチにオイルを供給するクラッチ用オイルポンプが、前記内燃機関用オイルポンプとは別個に設けられ、
前記クラッチ用オイルポンプは、アルミ系材料で形成されたオイルポンプハウジング内を、鉄系材料で形成されたアウタロータとインナロータが回転するトロコイド曲線による歯形を用いた容積型のオイルポンプであることを特徴とする。
請求項4記載の内燃機関用オイルポンプにおいて、
前記内燃機関用オイルポンプは、前記クラッチ用オイルポンプよりも軸方向幅が小さいことを特徴とする。
請求項4または請求項5記載の内燃機関用オイルポンプにおいて、
前記オイルフィルタから下流で分岐して前記内燃機関用オイルポンプと前記クラッチ用オイルポンプにオイルが吸入されることを特徴とする。
なお、オイル粘度が高く油圧が上昇するので、低温時にも潤滑に必要な油圧は確保される。
また、高温時に、サイドクリアランスは減少するが、オイルフィルタのろ過可能な異物の最小粒径より以下にならないので、オイルポンプの異物によるフリクションロスを低減することができる。
また、機関回転数が低いときにも、油温が低い低温時は、オイルの粘度が高いため、オイルポンプの回転数が低くても、管路内の油圧が相応に上昇し、その油圧が過大となれば、リリーフバルブが余剰オイルを吸入油路に放出することができる。
また、高温時には、サイドクリアランスは大きくなり、フリクションが低減することでポンプ効率を維持して、必要なクラッチ制御圧は確保することができる。
本実施の形態に係る内燃機関Eは、主変速機Tmと副変速機Tsが組み合わされた動力伝達装置とともにパワーユニットPを構成して4輪駆動可能な不整地走行用車両に搭載されるものである。
図中矢印FRは車両前方を、LHは車両左方を、RHは車両右方を、RRは車両後方をそれぞれ示す。
下側クランクケース21Lの底は、オイルが溜まるオイルパン21Pを構成している。
この主変速機Tmは、内燃機関Eのクランク軸20の右方に位置し、主変速機Tmの前方に略重なって副変速機Tsが突設されている。
以上のメイン軸31,カウンタ軸32,バランサ軸41は、いずれもクランク軸20と平行で前後方向に指向している。
クランク軸20のクランクウエブ20wより後方には、プライマリ駆動歯車28が嵌着されている。
メイン軸31には6個の駆動変速歯車31gが設けられ、カウンタ軸32には駆動変速歯車31gに対応して、これらと常時噛み合う6個の被動変速ギヤ32gが設けられている。
奇数変速段の駆動変速歯車31gはメイン軸内筒31aに、偶数変速段の駆動変速歯車31gはメイン軸外筒31bに設けてある。
中央のプライマリ従動歯車29がクランク軸20に設けられたプライマリ駆動歯車28に噛合する。
クラッチアウタ30ao(30bo)側の一緒に回転する駆動摩擦板とクラッチインナ30ai(30bi)側の一緒に回転する被動摩擦板とを交互に配列した摩擦板群30af(30bf)を加圧プレート30ap(30bp)が加圧可能である。
油圧制御装置35により制御されて加圧プレート30apが駆動されて摩擦板群30afが加圧されると、第1クラッチ30aが接続し、プライマリ従動歯車29に入力された動力がメイン軸内筒31aに伝達され、奇数変速段の駆動変速歯車31gが回転する。
他方、油圧制御装置35の切り換え制御により加圧プレート30bpが駆動されて摩擦板群30bfが加圧されると、第2クラッチ30bが接続し、プライマリ従動歯車29に入力された動力がメイン軸外筒31bに伝達され、偶数変速段の駆動変速歯車31gが回転する。
バランサ軸41のベアリング34fより前方に突出した前端部にはバランサ従動歯車42がバランサ軸41の前端面に螺入されたボルト43により締結されている。
バランサ軸41は、クランク軸20と等速で、かつ逆方向に回転駆動され、内燃機関Eのクランク機構による1次振動を抑制する。
そして、バランサ軸41の前端面に螺着されたボルト43の頭部には、連結凹部43aが形成されており、水ポンプ駆動軸51の後端から後方へ突出した連結凸部51aが、バランサ軸41の前端のボルト43の頭部の連結凹部43aに嵌合して連結し、バランサ軸41の回転が水ポンプ駆動軸51に伝達されて水ポンプ50が駆動される。
この後周壁21r,21rの端面にクランクケーススペーサ70を介して後側機関ケースカバー90と前記クラッチカバー36が後方から被せられる(図1,図2,図5参照)。
クランク軸20より右方のツインクラッチ30の後方にクラッチカバー36が被せられ、クランク軸20およびクランク軸20より左方のオイルポンプユニット60を含むクランクケース21の左側の後方を後側機関ケースカバー90が覆う。
この3つのオイルポンプPs,Pc,Peの共通のオイルポンプ駆動軸61は、バランサ軸41の後方に同軸に位置し、オイルポンプ駆動軸61の前端から突出した連結凸部61bとバランサ軸41の後端に形成された連結凹部41bが嵌合して連結し、バランサ軸41の回転がオイルポンプ駆動軸61に伝達されて、3つのオイルポンプPs,Pc,Peが同時に駆動される。
前周壁内は、左側が側壁71で塞がれ、右側に大きな円開口70sが形成されている。
円開口70sにはツインクラッチ30が貫挿される(図4参照)。
クランクケーススペーサ70の側壁71の軸受凹部71dよりさらに左側に寄ったところに、オイルポンプ駆動軸61を軸支する軸受孔71jが穿孔されている(図4参照)。
スカベンジングポンプボディ65は、クランクケーススペーサ70の側壁71の軸受孔71jと同軸に軸受孔65jを有し、スカベンジングポンプボディ65の後面には、軸受孔65jの周囲に円形に凹んだスカベンジングポンプ室66が形成され、スカベンジングポンプ室66内に円環状をしたアウタロータ67oが回転自在に嵌合され、同アウタロータ67oの内歯にオイルポンプ駆動軸61に係止ピン67ipにより共に回転するように係止して軸支されたインナロータ67iが外歯を噛み合わせて配設されて、スカベンジングポンプPsが構成される。
なお、スカベンジングポンプボディ65の後面に開口したスカベンジングポンプ室66は、クランクケーススペーサ70の側壁71の前面で塞がれる。
オイルポンププレート80には、クランクケーススペーサ70の側壁71の軸受孔71jと同軸に軸受孔80jを有し、オイルポンプ駆動軸61が貫通する。
エンジンオイルポンプボディ85は、オイルポンププレート80の軸受孔80jと同軸に軸受孔85jを有し、エンジンオイルポンプボディ85の前面には、軸受孔85jの周囲に円形に凹んだエンジンオイルポンプ室86が形成され、エンジンオイルポンプ室86内に円環状をしたアウタロータ87oが回転自在に嵌合され、同アウタロータ87oの内歯にオイルポンプ駆動軸61に係止ピン87ipにより共に回転するように係止して一体に回転すべく軸支されたインナロータ87iが外歯を噛み合わせて配設されて、内燃機関用オイルポンプPeが構成される。
なお、エンジンオイルポンプボディ85の前面に開口したエンジンオイルポンプ室86は、オイルポンププレート80の後面で塞がれる。
内燃機関用オイルポンプPeのアウタロータ87oとインナロータ87iおよびエンジンオイルポンプ室86の軸方向幅は、クラッチ用オイルポンプPcのアウタロータ73oとインナロータ73iおよびクラッチオイルポンプ室72の軸方向幅より小さく構成されている(図6参照)。
クランクケーススペーサ70にはオイルポンプユニット60が設けられている。
このクランクケーススペーサ70の側壁71の後方に後側機関ケースカバー90が被せられる。
フィルタハウジング95,96内にはフィルタエレメントが環状に収納される。
なお、オイルクーラ100の上流側の油路から分岐した油路にリリーフバルブ68sが設けられて、油圧が所定圧を超えると、オイルクーラ100を介さずに直接オイルタンクToに流出される。
なお、クラッチ用オイルポンプPcの上流側吸入油路b1と下流側吐出油路b2との間にはリリーフバルブ68cが介装されている。
なお、内燃機関用オイルポンプPeの上流側吸入油路c1と下流側吐出油路c2との間にはリリーフバルブ68eが介装されている。
ここに、クランクケーススペーサ70は、クランクケース21および後側機関ケースカバー90と同じくアルミ系材料で形成されている。
クラッチ用オイルポンプPcのアウタロータ73oとインナロータ73iは鉄系材料で形成されている。
なお、オイルポンププレート80は、鉄系材料で形成されている。
なお、オイル粘度が高く油圧が上昇するので、低温時にも潤滑に必要な油圧は確保される。
また、高温時に、サイドクリアランスCsは減少するが、オイルフィルタのろ過可能な異物の最小粒径より以下にならないので、オイルポンプの異物によるフリクションロスを低減することができる。
さらに、アルミ系材料のアウタロータ87oとインナロータ87iの異物による損傷も減らして、アウタロータ87oとインナロータ87iの耐久性を向上させることができる。
また、機関回転数が低いときにも、油温が低い低温時は、オイルの粘度が高いため、内燃機関用オイルポンプPeの回転数が低くても、管路内の油圧が相応に上昇するので、その油圧が過大となれば、リリーフバルブ68eが余剰オイルを吸入油路c1に放出することができる。
また、高温時には、サイドクリアランスCsは大きくなり、フリクションが低減することでポンプ効率を維持して、必要なクラッチ制御圧は確保することができる。
To…オイルタンク、Ps…スカベンジングポンプ、Pc…クラッチ用オイルポンプ、Pe…内燃機関用オイルポンプ、
Fc…クラッチ用オイルフィルタ、Fe…オイルフィルタ、
1…不整地走行用車両、20…クランク軸、21…クランクケース、22…シリンダブロック、23…シリンダヘッド、30…ツインクラッチ、35…油圧制御装置、41…バランサ軸、50…水ポンプ、51…水ポンプ駆動軸、
60…オイルポンプユニット、61…オイルポンプ駆動軸、
65…スカベンジングポンプボディ、65h…スカベンジングポンプハウジング、66…スカベンジングポンプ室、67o…アウタロータ、67i…インナロータ、
70…クランクケーススペーサ、71…側壁、71h…クラッチオイルポンプハウジング、72…クラッチオイルポンプ室、73o…アウタロータ、73i…インナロータ、80…オイルポンププレート、
85…エンジンオイルポンプボディ、85h…エンジンオイルポンプハウジング、86…エンジンオイルポンプ室、87o…アウタロータ、87i…インナロータ、
90…後側機関ケースカバー、95,96…フィルタハウジング、100…オイルクーラ。
内燃機関のクランク軸の回転がオイルポンプ駆動軸に伝達されて駆動する歯形を用いた容積型の内燃機関用オイルポンプにおいて、
オイルポンプハウジングが鉄系材料で形成され、
前記オイルポンプハウジング内を回転するアウタロータとインナロータがアルミ系材料で形成され、
前記オイルポンプハウジングに対する前記アウタロータおよび前記インナロータの軸方向のサイドクリアランスは、前記アウタロータの径方向のラジアルクリアランスより小さく、かつ、低温時に、前記内燃機関用オイルポンプの上流側に設けられたオイルフィルタのろ過可能な異物の最小粒径にサイドクリアランスの温度変化による最大クリアランス変化量を加えた大きさに設定されることを特徴とする内燃機関用オイルポンプである。
請求項2または請求項3のいずれか1項記載の内燃機関用オイルポンプにおいて、
前記内燃機関は、クランクケースに変速機を備え、
前記変速機の変速用の油圧クラッチにオイルを供給するクラッチ用オイルポンプが、前記内燃機関用オイルポンプとは別個に設けられ、
前記クラッチ用オイルポンプは、アルミ系材料で形成されたオイルポンプハウジング内を、鉄系材料で形成されたアウタロータとインナロータが回転する歯形を用いた容積型のオイルポンプであることを特徴とする。
Claims (6)
- 内燃機関(E)のクランク軸(20)の回転がオイルポンプ駆動軸(61)に伝達されて駆動するトロコイド曲線による歯形を用いた容積型の内燃機関用オイルポンプ(Pe)において、
オイルポンプハウジング(85h)が鉄系材料で形成され、
前記オイルポンプハウジング(85h)内を回転するアウタロータ(87o)とインナロータ(87i)がアルミ系材料で形成され、
前記オイルポンプハウジング(85h)に対する前記アウタロータ(87o)および前記インナロータ(87i)の軸方向のサイドクリアランス(Cs)は、前記アウタロータ(87o)の径方向のラジアルクリアランス(Cr)より小さく、かつ、低温時に、前記内燃機関用オイルポンプ(Pe)の上流側に設けられたオイルフィルタ(Fe)のろ過可能な異物の最小粒径にサイドクリアランスの温度変化による最大クリアランス変化量を加えた大きさに設定されることを特徴とする内燃機関用オイルポンプ。 - 前記内燃機関用オイルポンプ(Pe)がオイルストレーナ(64)を介してオイルを吸入する吸入油路(c1)の前記内燃機関用オイルポンプ(Pe)と前記オイルストレーナ(64)との間に、前記オイルフィルタ(Fe)が設けられることを特徴とする請求項1記載の内燃機関用オイルポンプ。
- 前記内燃機関用オイルポンプ(Pe)の吐出油路(c2)と前記吸入油路(c1)との間には、リリーフバルブ(68e)が介装されることを特徴とする請求項2記載の内燃機関用オイルポンプ。
- 前記内燃機関(E)は、クランクケース(21)に変速機(Tm)を備え、
前記変速機(Tm)の変速用の油圧クラッチ(30)にオイルを供給するクラッチ用オイルポンプ(Pc)が、前記内燃機関用オイルポンプ(Pe)とは別個に設けられ、
前記クラッチ用オイルポンプ(Pc)は、アルミ系材料で形成されたオイルポンプハウジング(71h)内を、鉄系材料で形成されたアウタロータ(73o)とインナロータ(73i)が回転するトロコイド式のオイルポンプであることを特徴とする請求項2または請求項3のいずれか1項記載の内燃機関用オイルポンプ。 - 前記内燃機関用オイルポンプ(Pe)は、前記クラッチ用オイルポンプ(Pc)よりも軸方向幅が小さいことを特徴とする請求項4記載の内燃機関用オイルポンプ。
- 前記オイルフィルタから下流で分岐して前記内燃機関用オイルポンプ(Pe)と前記クラッチ用オイルポンプ(Pc)にオイルが吸入されることを特徴とする請求項4または請求項5記載の内燃機関用オイルポンプ。
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