JP2020073807A - バランサ装置とオイルポンプ及びバランサシャフト軸受部の潤滑システム - Google Patents
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Abstract
【課題】軸受部に供給されるオイルを濾過することによって、軸受部の耐久性の低下を抑制可能なバランサ装置などを提供する。【解決手段】バランサハウジングの内部に、ベアリング11〜14を介して回転可能に設けられたバランサシャフト5,6と、バランサシャフト5,6からの動力によって駆動されるオイルポンプ2とを有し、オイルポンプ2の吐出ポート42から吐出されたオイルは、吐出通路48を介してメインオイルギャラリー10に供給されている。吐出ポート42から吐出通路48に、オイルの一部を濾過する軸受用フィルタ55が設けられ、吐出通路48から分岐してベアリングに連通した連通路50は、軸受用フィルタ55によって濾過されたオイルの一部が供給されるようになっている。【選択図】図10
Description
本発明は、例えば内燃機関に用いられるバランサ装置とオイルポンプ及びバランサシャフト軸受部の潤滑システムに関する。
近年、内燃機関の潤滑油(以下、オイルという。)を吐出するオイルポンプを、バランサ装置のバランサシャフトによって直接駆動するものがある。
例えば、以下の特許文献1に記載されたバランサ装置においては、オイルポンプから吐出されたオイルをバランサシャフトの軸受部に供給することによって軸受部の潤滑を行っている。
前記従来の技術は、オイルポンプから吐出されたオイルを、直接バランサシャフトの軸受部に供給しているため、オイルに混入した金属摩耗粉などのいわゆるコンタミが軸受部に入り込んでしまう。これによって、軸受部の耐久性が低下してしまうおそれがあった。
本願発明は、バランサシャフトの軸受部に供給されるオイルを予め濾過することによって、軸受部の耐久性の低下を抑制することが可能なバランサ装置とオイルポンプ及びバランサシャフト軸受部の潤滑システムを提供することを目的としている。
本発明の好ましい一態様としては、ハウジングの内部に、軸受部を介して回転可能に設けられたバランサシャフトと、バランサシャフトからの動力によって駆動されるオイルポンプとを有し、該オイルポンプの吐出部から吐出通路及びオイルフィルタを介してメインオイルギャラリーにオイルを供給するようになっている。前記吐出部から前記ハウジングの外に向かう吐出通路に、該吐出通路を流れるオイルの一部を濾過する軸受用フィルタが設けられている。また、吐出通路から分岐して軸受部に連通した連通路は、前記軸受用フィルタによって濾過されたオイルが供給されるようになっている。
本発明によれば、バランサシャフトの軸受部の耐久性の低下を抑制することができる。
以下、本発明に係るバランサ装置などの実施形態を図面に基づいて詳述する。
〔第1実施形態〕
図1は本実施形態に係るバランサ装置が内燃機関のシリンダブロックの下部に取り付けられた状態を示す模式図、図2は本実施形態に係るオイルポンプがバランサ装置に組み付けられた状態を示す斜視図、図3は本実施形態のオイルポンプとバランサ装置の背面図、図4はバランサ装置のアッパハウジングを外したバランサ装置の平面図、図5はバランサ装置の平面図、図6は図5のA−A線断面図である。
〔第1実施形態〕
図1は本実施形態に係るバランサ装置が内燃機関のシリンダブロックの下部に取り付けられた状態を示す模式図、図2は本実施形態に係るオイルポンプがバランサ装置に組み付けられた状態を示す斜視図、図3は本実施形態のオイルポンプとバランサ装置の背面図、図4はバランサ装置のアッパハウジングを外したバランサ装置の平面図、図5はバランサ装置の平面図、図6は図5のA−A線断面図である。
バランサ装置1は、内燃機関E(この実施形態では直列4気筒の内燃機関)のシリンダブロックSBの下部に取り付けられたオイルパン30内に収容されている。バランサ装置1は、内燃機関EのシリンダブロックSB及びベアリングキャップBCに軸受されたクランクシャフトCSから回転力が伝達されている。また、このバランサ装置1には、オイルポンプ2が一体的に設けられている。このオイルポンプ2は、バランサ装置1から回転力が伝達されて駆動されるようになっている。
内燃機関Eの内部には、第2通路(流出部)であるメインオイルギャラリー10が設けられている。このメインオイルギャラリー10は、後述するように、オイルポンプ2によってオイルパン30内に貯留されたオイルが吸入、吐出されて後述するオイル供給部である吐出通路48を介して供給されるようになっている。
バランサ装置1は、図2、図3に示すように、内燃機関EにおけるシリンダブロックSBの下面に、複数(本実施形態では4本)の脚部1aが図外の取付手段である図外の4本の取付ボルトを介して固定されている。4つの脚部1aは、後述するアッパハウジング3の上面に一体に設けられて、それぞれの上端に位置決め用の中空ピン1bが上方に突出している。
バランサ装置1は、アッパハウジング3と、該アッパハウジング3のオイルパン底部側に複数の固定手段である締結ボルト25によって結合されるロアハウジング4と、を有している。アッパハウジング3及びロアハウジング4は、共に金属材としてのアルミニウム合金材によって成形されている。両ハウジング3,4の間に形成された収容部内には、並行に配置された一対のバランサシャフトであるドライブシャフト5及びドリブンシャフト6が回転可能に支持されている。ドライブシャフト5の回転軸方向の一端部には、クランクシャフトCSによって回転駆動される駆動ヘリカルギアと噛み合って回転力が伝達されるヘリカル型の駆動ギア7が設けられている。なお、アッパハウジング3とロアハウジング4は、図6に示すように、この実施形態では2本のピン25a、25bによって互いに位置決めされている。
また、ドライブシャフト5の回転軸方向の他端側には、図4に示すように、ヘリカル型のドライブギア8がドライブシャフト5と一体に回転できるように固定されている。さらに、ドリブンシャフト6には、ドライブギア8と噛み合って回転力が伝達されるヘリカルギア型のドリブンギア9が固定されている。
これらのアッパハウジング3とロアハウジング4とによって、ハウジングであるバランサハウジングが構成されている。
ロアハウジング4は、アッパハウジング3とほぼ同形の矩形箱状に形成されている。また、ロアハウジング4の一端面は、オイルポンプ2が取り付けられる平坦状の被取り付け面28となっている。この被取り付け面28は、側部に図外の複数(本実施形態では4つ)の雌ねじ孔が形成されている。
ドライブシャフト5は、図4に示すように、回転軸方向の両端側の一対のジャーナル部5a、5bがアッパハウジング3とロアハウジング4との間に設けられた軸受部(ベアリングメタル)である一対のプレーンベアリング11、12によって軸受されている。
また、ドライブシャフト5は、一端部の駆動ギア7が図外の駆動ヘリカルギアと噛み合うことによって、クランクシャフトの回転力が伝達される。このように、ドライブシャフト5が回転すると、該ドライブシャフト5の他端に固定されたドライブギア8からドリブンシャフト6に固定されたドリブンギア9を介して互いに反対方向へクランクシャフトCSの2倍の速度で回転するようになっている。
さらに、ドライブシャフト5は、一対のジャーナル部5a、5bの軸方向の間にカウンターウエイト5cが一体に設けられている。
ドリブンシャフト6は、ドライブシャフト5と同じく回転軸方向の両端側に形成された一対のジャーナル部6a、6bがアッパハウジング3とロアハウジング4との間に設けられた軸受部(ベアリングメタル)である一対のプレーンベアリング13、14に軸受されている。また、この一対のジャーナル部6a、6bの軸方向間にカウンターウエイト6cが一体に設けられている。
各プレーンベアリング11〜14は、図4及び図6に示すように、両ハウジング3、4側でそれぞれが半割円弧状に形成されて、各対向端部を突き合わせて全体が円筒状に形成されている。また、各プレーンベアリング11〜14は、各半割部が両ハウジング3,4間に設けられた上下各一対の仕切壁15a、15b、16a、16bの対向面に形成された半円弧状の軸受け溝内に配置されている。
図7はプレーンベアリング11〜14のうちの下側の半割部の側面図である。
各プレーンベアリング11〜14は、図7に示すように、内周部11a〜14aと外周部11b〜14bの二層構造に形成されている。この内周部11a〜14aが軟質な金属であるアルミニウム合金材を主とした材料によって形成されている。一方、外周部11b〜14bは、鉄系金属によって形成されている。
このように、内周部11a〜14aを、軟質なアルミニウム合金材を主とした材料とすることによって、この内周部11a〜14aの内周面とジャーナル部5a〜6bの外周面との間に入り込んだ金属摩耗粉などのコンタミを埋収することができる。
また、内周部11a〜14aの肉厚tは、約0.2mmであるのに対して、外周部11b〜14bの肉厚t1は、約1.3mmに設定されている。さらに、各外周部11b〜14bの外周面には、両シャフト5,6の回転中の連れ回りを規制する回り止め突起11c〜14cがそれぞれ設けられている。
また、図4及び図6に示すように、各仕切壁15a,15b、16a、16bのロアハウジング4との対向面には、各プレーンベアリング11〜14に潤滑油を供給する通路溝17、18が形成されている。
この各通路溝17,18は、両ハウジング3,4の各仕切壁15,16を繋ぐ一方の壁部3a、4aの対向面に形成された一本の連通溝19によって互いに連通されている。なお、図4ではロアハウジング4側の通路溝17,18及び連通溝19のみを示しているが、アッパハウジング3側にのみ形成されても良いし、両方に形成されてもよい。
各通路溝17,18は、各一端部が各軸受け溝の内周面に形成された環状溝20a、20bに開口している。一方、各他端部は、環状溝20c、20dを介して連通溝19に接続されている。各環状溝20a〜20dは、各軸受け溝の内周面の幅方向のほぼ中央に形成されている。各通路溝17、18及び連通溝19は、両ハウジング3,4が締結ボルト25によって上下方向から結合された状態では、アッパハウジング3の対向面との間に通路が形成されるようになっている。
各プレーンベアリング11〜14は、周壁の所定位置に、各環状溝20a〜20dに連通するオイル孔である連通孔11d、12d、13d、14dが貫通形成されている。この連通孔11d〜14dは、各プレーンベアリング11〜14の周壁の幅方向のほぼ中央位置の同一円周上にそれぞれ4つずつ(ベアリング1枚につき2つずつ)形成されている。この各連通孔11d〜14dによって、各内周部11a〜14aの内周面と各ジャーナル部5a〜6bの外周面との間の隙間内にオイルを導入するようになっている。
また、ドリブンシャフト6は、回転軸方向の一端部6dに駆動ギア7よりも小径な外部ギアとしての駆動側ヘリカルギア21が固定されている。この駆動側ヘリカルギア21は、オイルポンプ2を駆動する。
図8はオイルポンプの各構成部品を分解して示す斜視図、図9はカバー部材32を外した状態のオイルポンプの正面図である。
オイルポンプ2は、一般的な可変容量型のベーンポンプであるから簡単に説明する。ポンプハウジングは、固定手段としての複数(本実施形態では4本)のボルト26によって、バランサ装置1の両ハウジング3、4の被取り付け面28側に取り付けられている。
このポンプハウジングは、樹脂や金属材である例えばアルミニウム合金材からなるハウジング本体31と、同じくアルミニウム合金材からなるカバー部材32と、から構成されている。
ハウジング本体31は、一端側が開口しており、内部にポンプ収容室を有する断面コ字形状に形成されている。また、カバー部材32は、ハウジング本体31の開口を閉塞するように取り付けられており、ハウジング本体31より薄肉に形成されている。
また、オイルポンプ2は、ポンプ軸33と、ロータ34と、ベーン35と、を備えている。ポンプ軸33は、ポンプ収容室のほぼ中心部に配置されて、回転軸方向の両端部がハウジング本体31及びカバー部材32を貫通して回転自在に支持されている。ロータ34は、ポンプ収容室内に回転可能に収容されて、中心部がスプラインの嵌め合いによってポンプ軸33に結合されている。ベーン35は、ロータ34の外周部に放射状に切欠形成された複数(本実施形態では7つ)のスロット内にそれぞれ出没可能に収容されている。
また、オイルポンプ2は、カムリング37と、付勢部材としてのコイルばね38と、一対のベーンリング39,39とを備えている。カムリング37は、内周に円形の穴が設けられたリング形状に形成されている。また、カムリング37の穴は、各ベーン35の外周側と接触するようになっている。
さらに、カムリング37は、揺動可能になっており、カムリング37が揺動することによって、ロータ34の回転中心に対して、カムリング37の穴の偏心量を変えられるようになっている。このカムリング37の内周面と、ロータ34の外周面及び隣接するベーン35、35と、によって複数のポンプ室36が形成される。
コイルばね38は、ハウジング本体31内に収容され、ロータ34の回転中心に対するカムリング37の穴の中心の偏心量が増大する方向へカムリング37を常に付勢している。
ベーンリング39,39は、ロータ34のスロット内に配置された各ベーン35のロータ34内周側端が接触するようになっている。
なお、カムリング37と、ポンプ軸33と、ロータ34及び各ベーン35がポンプ要素を構成している。
ハウジング本体31のポンプ収容室の底面のほぼ中央位置には、ポンプ軸33の一端部を回転自在に支持する軸受孔31aが貫通形成されている。さらに、ハウジング本体31のポンプ収容室の底面には、ピボットピン40が挿入される図外のピボットピン穴が設けられている。また、ポンプ収容室の内周壁には、ピボットピン40の軸方向に延びるようにピン溝が形成されている。
また、ポンプ収容室の内周壁には、後述するカムリング37のシール部材27が摺動するシール摺接面31cが形成されている。
ハウジング本体31は、外周側に形成されたボス部に複数(本実施形態では3つ)のボルト挿入孔31fが形成されている。これらのボルト挿入孔31fに挿入される取付手段である複数(本実施形態では3本)の第2ボルト29によって、ハウジング本体31とカバー部材32が結合される。
また、ハウジング本体31には、4つのボルト26のうち、3つのボルト26が挿入する3つのボルト挿通孔31gが貫通形成されている。また同じく下部側には、バランサ装置1に対してカバー部材32と一緒に位置決めする位置決め用のピン63が挿入される位置決め用の孔31hが貫通形成されている。
カバー部材32は、図8に示すように、軸受孔31aに対向した位置に、ポンプ軸33の軸方向の他端側を回転自在に支持する軸受孔32aが貫通形成されている。このカバー部材32は、ハウジング本体31が取り付けられる内端側のハウジング取り付け面32bと、バランサ装置1の被取り付け面28に当接して取り付けられる外端側のバランサ取り付け面32cと、を有している。
カバー部材32の外周部側には、3つの第2ボルト29が固定される3つの雌ねじ孔32dが形成されている。また、カバー部材32には、4つのボルト26が挿入される4つのボルト挿通孔32eが貫通形成されている。
カバー部材32には、位置決め用のピン25c,63が挿入される2つの位置決め用の孔32fが貫通形成されている。
ハウジング本体31とカバー部材32は、対向する各取り付け面31e、32bの各外周側に吸入部である吸入ポート41と、吐出部である吐出ポート42が設けられている。吸入ポート41は、ポンプ要素のポンプ作用に伴ってポンプ室36の内部容積が増大する領域(吸入領域)に円弧凹状に開口形成されている。一方、吐出ポート42は、ポンプ要素のポンプ作用に伴ってポンプ室36の内部容積が減少する領域(吐出領域)に円弧凹状に開口形成されている。吸入ポート41と吐出ポート42は、それぞれ軸受孔31a、32aを挟んでほぼ対向するように配置されている。
吸入ポート41には、図9に示すように、後述するばね収容室44側に配置された吸入孔41aがカバー部材32の底壁を貫通して外部へと開口形成されている。これにより、オイルパン30内の潤滑油が、ストレーナ46と吸入通路47、吸入孔41a及び吸入ポート41を介して吸入領域の各ポンプ室36に吸入されるようになっている。
吐出ポート42は、ハウジング本体31の底壁を貫通形成された吐出通路48に連通している。この吐出通路48は、吐出ポート42下流側の吐出孔48aを介してメインオイルギャラリー10に連通している。なお、吐出通路48は、吐出ポート42の下流側の一部、つまり吐出ポート42と吐出孔48aの間の一部を含むものとする。
メインオイルギャラリー10は、たとえばピストンに冷却オイルを噴射するオイルジェットや、バルブタイミング制御装置、クランクシャフトCSの軸受などにオイルを供給するようになっている。
メインオイルギャラリー10には、吐出通路48から圧送されたオイル内の異物を捕集するオイルフィルタ49が設けられている。
また、吐出通路48には、吐出圧が過剰になった場合に、オイルフィルタ49の破損などを抑制するリリーフ弁24が設けられている。このリリーフ弁24は、図8に示すように、吐出通路48から分岐した分岐通路の開口端を開閉するボール弁体24aと、該ボール弁体24aを閉方向へ付勢するコイルスプリング24bと、円環状のスプリングリテーナ24cとから構成されている。
また、メインオイルギャラリー10には、後述する制御油室45に電磁切換弁22を介してオイルを供給する供給通路10aが分岐形成されている。
電磁切換弁22には、制御油室45内に供給通路10aを介してメインオイルギャラリー10の油圧を導くか、あるいは制御油室45内の油圧をオイルパン30内に排出する給排通路23が接続されている。また、この電磁切換弁22には、供給通路10aから分岐した図外のパイロット通路に連通するパイロットポートと、給排通路23と連通する給排ポートと、給排通路23と排出通路を連通するドレンポートと、供給通路10aと連通する供給ポートがそれぞれ形成されている。前記排出通路は、オイルパン30に連通している。
ポンプ軸33は、軸受孔32aから突出した回転軸方向の一端部に、駆動側ヘリカルギア21に噛合する従動側ヘリカルギア43が圧入固定されている。そして、ドリブンシャフト6の回転力が、両ヘリカルギア21,43を介してポンプ軸33に伝達される。
また、ポンプ軸33は、駆動側ヘリカルギア21と従動側ヘリカルギア43との間の減速比によって、クランクシャフトの回転数(回転速度)とほぼ同一となるように設定されている。
ロータ34は、中央にポンプ軸33が挿入される挿入孔が貫通形成されている。この挿入孔の内周面には、スプライン溝が軸方向に沿って形成されている。
各ベーン35は、ベーンリング39,39によってロータ34の内周側への移動が規制されている。このため、ロータ34は、各ベーン35がカムリング37の内周面とベーンリング39,39の外周面と接触した状態で、カムリング37及びベーンリング39,39に対して相対的に移動することが可能になる。
カムリング37は、鉄系金属を焼結工法によって成形することによって円筒状に一体形成されている。このカムリング37は、外周部に形成されたピボット溝37aとピン溝とによって支持されたピボットピン40が揺動支点になっている。また、カムリング37は、ピボット溝37aに対しカムリング37の中心を挟んだほぼ反対側の位置に、コイルばね38と連係するアーム部37bが径方向に沿って突出するように設けられている。
ここで、ハウジング本体31内には、吸入孔41aを介してポンプ収容室と連通するばね収容室44内に付勢部材としてのコイルばね38が収容されている。
このコイルばね38は、セット荷重Wに基づく弾性力をもって、アーム部37bを介してカムリング37を、ロータ34の回転中心に対する偏心量が増大する方向(図9中の反時計方向)へ常に付勢するようになっている。これにより、カムリング37は、コイルばね38のばね力によってアーム部37bの外面がばね収容室44の壁面に形成されたストッパ面44aに押し付けられた状態となる。この状態で、カムリング37は、ロータ34の回転中心に対するその偏心量が最大となる位置に保持される。
また、カムリング37の外周部には、シール摺接面31cと対向するように設けられたシール保持溝にシール部材27が収容保持されている。
カムリング37のピボット溝37aとシール部材27との間の外周域には、制御油室45が設けられている。この制御油室45は、ハウジング本体31の内周面とカムリング37の外周面との間で、かつピボットピン40とシール部材27とによって仕切られている。
制御油室45は、給排通路23と電磁切換弁22を介して供給通路10aに連通している。したがって、この制御油室45は、メインオイルギャラリー10からの油圧が供給通路10a、電磁切換弁22及び給排通路23を介して供給される。または、給排通路23と電磁切換弁22を介して内部油圧が排出されるようになっている。
カムリング37は、制御油室45に面する外周面が受圧面37eとして構成されている。カムリング37は、受圧面37eに受ける供給通路10aからの油圧によって、コイルばね38の付勢力に抗してロータ34の回転中心に対する偏心量が減少する方向(図9中の時計方向)へ揺動力(移動力)を付与するようになっている。
すなわち、制御油室45の内部油圧が、ロータ34の回転中心に対する偏心量が減少する方向へカムリング37に作用させることによって、このカムリング37を同心方向の移動量制御に供されている。
ここで、カムリング37の揺動位置は、コイルばね38の付勢力によるカムリング37の偏心方向の付勢力と、制御油室45の内圧に基づく付勢力が所定の力関係をもってバランスする。
電磁切換弁22は、コントロールユニットからのパルス電流によってデューティ比に比例してソレノイド推力を発生し、パイロット圧と同じ方向に3方弁に推力を作用させるようになっている。
つまり、電磁切換弁22のコイルへコントロールユニットからのパルス通電が停止され非通電(デューティ比0)のときはソレノイド推力がなく、スプリング力で決定される設定圧になる。
これによって、制御油室45は、3方弁で給排通路23と給排ポートとの連通が遮断されると共に、給排通路23とドレンポートが連通することから、内部の油圧が排出されて低圧状態となる。
コントロールユニットから、電磁切換弁22のコイルへ通電するための信号が出力され、さらに、通電量(デューティ比)が増加すると、それに伴いソレノイド推力が増加してパイロット圧をアシストする。このため、電磁切換弁22は、3方弁がスプリング力に抗して作動し、給排ポートが供給ポートと連通すると共に、ドレンポートとは非連通となる。これによって、電磁切換弁22は、スプリング力の設定圧以下の油圧で作動して低い油圧で一定に制御することが可能になる。
したがって、制御油室45の内部圧力が上昇して、カムリング37をコイルばね38のばね力に抗して同心方向へ連続的に揺動させ、ポンプ吐出圧を低減させる。
コントロールユニットは、機関の油温や水温、機関回転数や負荷等の内燃機関の運転状態とメインオイルギャラリー10のオイルフィルタ49下流側に設けられた図外の油圧センサからの油圧情報信号等に基づいて電磁切換弁22の作動を制御する。つまり、電磁切換弁22は、油圧センサからの油圧情報信号に基づいて制御油室45内の油圧を無段階で連続的に制御する。これによって、燃費の向上を図っている。
図10は図3のB−B線断面図であって、バランサ装置とオイルポンプの一部を断面した平面図である。
ハウジング本体31とカバー部材32及びアッパハウジング3の内部には、図10に示すように、吐出通路48から分岐した第1通路である連通路50が形成されている。
連通路50は、吐出通路48の吐出ポート42から遠い部位から分岐して設けられている。また、吐出通路48は、連通路50との分岐箇所の内面に軸受用フィルタ55が取り付けられるほぼ円柱状の取付穴51が形成されている。
連通路50は、図10及び図6に示すように、ハウジング本体31内において取付穴51側からほぼL字形状に折り曲げられた第1連通部50aと、カバー部材32の内部幅方向に沿って貫通形成された第2連通部50bと、アッパハウジング3の内部にほぼ水平方向に沿って形成された第3連通部50cと、該第3連通部50cの下流側の端部からロアハウジング4の内部にほぼ垂直方向に沿って形成された第4連通部50dと、から構成されている。
取付穴51は、吐出通路48の内周面において、該吐出通路48を流れるオイルの流れ方向に対して交差する方向に配置されている。つまり、取付穴51は、吐出通路48の内周面のうち、オイルの流れ方向に対して交差する方向の対向面間に円環状の2つの第1、第2取付穴51a、51bによって構成されている。前記交差する方向とは、必ずしも直交する方向ではなく僅かな傾斜角度をもって交わる場合も含む。以下同じ。
また、取付穴51は、図10に示すように、吐出孔48aの軸心Pに対して図中下側へオフセット配置されている。
図10中右側の第1取付穴51aは、内径が図10中左側の第2取付穴51bのそれよりも小さく形成されている。第2取付穴51bは、外端側がハウジング本体31の外面から突出した円筒壁52の内部に開口形成されている。
この円筒壁52の内周面には、プラグ53が螺着可能な雌ねじ52aが形成されている。プラグ53は、フランジ状の頭部53aと、該頭部53aの一側面中央に設けられ、外周に前記雌ねじ52aに螺着する雄ねじが切られた軸部53bと、から構成されている。したがって、プラグ53は、雌雄ねじを介して円筒壁52の内部から取り外し可能に設けられている。
連通路50の第1連通部50aは、上流側の一端部が取付穴51と同軸状の短い直線状に形成されている。該一端部の下流側からほぼL字形状に折曲された他端部は、ハウジング本体31の内部にカバー部材32へ向かって比較的長い直線状に形成されている。この他端部は、先端開口50fがカバー部材32に臨んでいる。
第2連通部50bは、第1連通部50aの他端部の先端開口50f側からクランク状に折り曲げられて、下流側の端部が第3連通部50cに連通している。また、第2連通部50bの下流側の端部は、第3連通部50cの上流側の端部と連通しているが、この両連通部50b、50cとの連通箇所には、絞り部54が設けられている。
この絞り部54は、金属材である例えば鉄系金属によって中空パイプ状に形成され、内部にオリフィス通路54aが貫通形成されている。絞り部54は、アッパハウジング3の被取り付け面28とこれに対向するカバー部材32のバランサ取り付け面32cとの間に脱着可能に設けられている。つまり、被取り付け面28とバランサ取り付け面32cに臨む第2連通部50bと第3連通部50cの対向端部にそれぞれ円柱状の挿入孔が形成されている。絞り部54は、オリフィス通路54aによって形成された一端の開口部と他端の開口部が前記両挿入孔内にそれぞれ脱着可能に圧入固定されて、両者50b、50cを跨ぐように配置されている。
オリフィス通路54aは、本実施形態ではその内径が連通路50の内径よりも小さな例えば約0.3mmになっており、この内径によって連通路50を通るオイル量を調整するようになっている。このオリフィス通路54aの内径を適宜変更することによって、流量を任意に設定することができる。
第3連通部50cは、絞り部54側の上流端から直線状に延びて、その下流側の端部50eが第4連通部50dの上流側の端部にほぼ交差する方向から接続されている。
第4連通部50dは、図6に示すように、下流側の端部50fがドリブンシャフト6側の環状溝20cに接続されている。
したがって、連通路50の各連通部50a〜50dから環状溝20cに流入したオイルは、通路溝17や連通溝19及び通路溝18を通流して、各プレーンベアリング11〜14の外周面に供給される。さらに、各連通孔11d〜14dを介してプレーンベアリング11〜14の内周面と各ジャーナル部5a、5b、6a、6bの外周面との間に流入して、プレーンベアリング11〜14の内外周面を効果的に潤滑する。
図11Aは軸受用フィルタ55の斜視図、Bは軸受用フィルタ55の縦断面図である。
軸受用フィルタ55は、図11A、Bに示すように、合成樹脂材によって一体に形成された支持枠56と、該支持枠56の内部に固定支持された濾過部であるフィルタ部57と、から構成されている。
支持枠56は、全体がほぼ円筒状に形成されて、軸方向の両端部に設けられ、第1取付穴51a、51b内に支持される第1、第2円筒部58、59と、該両円筒部58、59の対向端縁間を繋ぐ4本の枠辺部60a、60b、60c、60dと、を備えている。
一端側の第1円筒部58は、他端側の第2円筒部59に比較して外径が小さく形成されていると共に、軸方向の長さも僅かに短く形成されている。また、この第1円筒部58は、内部に貫通形成された開口部58aが形成されている。この開口部58aは、第1連通部50aの上流側の一端部に軸方向から連通している。
また、第1円筒部58は、第1取付穴51aに軸方向から挿入可能になっている。この第1円筒部58が挿入された状態では、先端面が第1取付穴51aの環状底面に突き当たってそれ以上の挿入が規制されるようになっている。
第2円筒部59は、外端部に形成された円盤状の底壁59aによって有底状に形成され、外周面が第2取付穴51bの内周面にほぼ密着状態で挿通可能になっている。
各枠辺部60a〜60dは、それぞれの両端縁が各円筒部58,59の対向内面に一体に接続されていると共に、全体の内径が各円筒部58,59の内径とほぼ同一に形成されている。また、各枠辺部60a〜60dは、フィルタ部57を外部に十分に露出させるためにそれぞれ細長く形成されているが、一つの枠辺部60aの幅寸法は広く形成されている。これは、支持枠56内にフィルタ部57を樹脂モールド固定する際に、円筒状に丸めたフィルタ部57の対向端部を枠辺部60a内で突き合わせた状態でモールドするからである。つまり、突き合わせ部が枠辺部60aに埋設された形になる。これによって、フィルタ部57の突き合わせ部からのオイルの漏れを抑制している。
フィルタ部57は、金属材あるいは合成樹脂材によってメッシュ状に形成され、その網目の大きさが80番(オープニング0.198mm)程度のものが用いられている。これは、メインオイルギャラリー10の手前のオイルフィルタ49の目が0.01〜0.02mmで高い濾過性を確保しているのに対して十分に粗く設定してオイルの通流時における圧損(流動抵抗)の発生を抑制するようになっている。
第2円筒部59の底壁59aの外面とプラグ53の軸部先端面との間には、軸受用フィルタ55を第1取付穴51aの内端面に押し付けるウエーブばね61が設けられている。
そして、軸受用フィルタ55は、まず、取付穴51に取り付ける際に、円筒壁52の外端開口から挿入して取付穴51に挿入保持される。
その後、ウエーブばね61を、円筒壁52の内部に組み付けつつ雌雄ねじを介してプラグ53を締め付ける。これによって、軸受用フィルタ55は、ウエーブばね61のばね力によって第1円筒部58の外端面が第1取付穴51aの内端面に軸方向から弾性的に押し付けられるようになっている。このような構成からして、軸受用フィルタ55は、ウエーブばね61のばね力によって安定に支持される。また、軸受用フィルタ55は、取付穴51に対してプラグ53の脱着により着脱可能に形成されている。
そして、軸受用フィルタ55は、取付穴51に取り付けられた状態では、図10に示すように、吐出孔48aの軸心Pから図中、下方位置にオフセット配置されている。このため、軸受用フィルタ55のフィルタ部57は、ほぼ中央位置の図中上側の一部が吐出孔48aの投影面の図中下側の一部に重なるように配置されている。
また、軸受用フィルタ55は、取付穴51に取り付けられた状態において、フィルタ部57側の外周面と取付穴51の内周面との間に、空間部である半円筒状の環状通路62が形成されている。
〔本実施形態におけるオイルポンプの作動〕
以下、本実施形態に係るオイルポンプ2(可変容量型ポンプ)の作動を図9に基づいて簡単に説明する。
〔本実施形態におけるオイルポンプの作動〕
以下、本実施形態に係るオイルポンプ2(可変容量型ポンプ)の作動を図9に基づいて簡単に説明する。
機関の始動から例えばアイドリング運転などの低回転の運転状態である場合は、クランクシャフトの回転力をバランサ装置1のドライブシャフト5が受けて、ドライブギア8,ドリブンギア9を介してドリブンシャフト6が回転駆動する。これにより、オイルポンプ2は、ドリブンシャフト6の駆動側ヘリカルギア21からポンプ軸33の従動側ヘリカルギア43に回転力が伝達される。したがって、ポンプ軸33が回転駆動してポンプ要素によるポンプ作用を行う。この状態では、電磁切換弁22のコイルは、非通電状態となっている。したがって、電磁切換弁22は、給排通路23と給排ポート及びドレンポートを連通する一方、供給ポートを閉止している。
これにより、制御油室45の内部が低圧になることから、カムリング37は、コイルばね38のばね力によってロータ34の回転中心に対して最大偏心量の位置に保持されている。つまり、機関回転数がこの状態では、ポンプの吐出圧特性は、機関回転数の上昇に伴って吐出圧及び吐出流量が増大する状態に制御される。
次に、機関回転が上昇して負荷や油温が高まり、ピストンにオイルを噴射するオイルジェットの作動が必要な運転状態になると、コントロールユニットからの信号により電磁切換弁22に通電する。これによって、パイロット圧にアシスト力が働いて、3方弁が供給ポートと給排ポートを連通すると共にドレンポートを閉止する。
このため、メインオイルギャラリー10の油圧が、供給通路10a、電磁切換弁22及び給排通路23を通って制御油室45に供給され、該制御油室45の内圧が上昇する。カムリング37は、制御油室45の内圧上昇に伴ってコイルばね38のばね力に抗して図10に示すロータ34の回転中心に対する最大偏心位置から図中左方向へ連続的に揺動してロータ回転中心に対する偏心量が減少する。これによって、機関回転数に対する吐出圧及び吐出流量の増加が抑制される制御が行われる。
そして、本実施形態では、前述のように、オイルポンプ2の吐出ポート42から吐出されたオイルは、その大部分が軸受用フィルタ55を避けて吐出通路48からメインオイルギャラリー10方向へ流入するが、一部がフィルタ部57を通って第1円筒部58の開口部58aから第1連通部50aに流入する。
すなわち、吐出ポート42から吐出通路48に流入したオイルは、図10中、太い矢印で示すように、その大部分がフィルタ部57で濾過されずにそのままオイルフィルタ49を通ってメインオイルギャラリー10に流入する。一方、フィルタ部57を通って濾過されたオイルは、図中、細い矢印で示すように、第1連通部50aと、第2連通部50b及び絞り部54、第3連通部50cを通って第4連通部50dから環状溝20cに流入する。
この環状溝20cに流入したオイルは、通路溝17や連通溝19及び通路溝18を通って他の各環状溝20a、20b、20dに流入する。その一部のオイルが、各連通孔11dから14dを通って各プレーンベアリング11〜14の内周面側に流入する。
したがって、各プレーンベアリング11〜14は、外周面と仕切壁15,16の各軸受け溝の内周面との間、及び内周面と各ジャーナル部5a〜6bの外周面との間が十分かつ積極的に潤滑される。これによって、各シャフト5,6のスムーズな回転が得られると共に、各プレーンベアリング11〜14の耐久性が向上する。
また、吐出通路48から連通路50に流入するオイルは、軸受用フィルタ55のフィルタ部57によって十分に濾過されることから、各プレーンベアリング11〜14にはいわゆるコンタミの流入を抑制できる。なお、フィルタ部57を通過したコンタミは、各プレーンベアリング11〜14の内周面に埋収される。
また、フィルタ部57は、前述のように、網目が比較的大きく形成されていることから、オイルの流動抵抗が少なくなり連通路50へのオイルの供給性が良好になると共に、目詰まりの発生を抑制できる。
さらに、軸受用フィルタ55は、吐出通路48のオイルの流動方向に対して交差する方向に配置され、また、その一部が吐出孔48aの投影面に重なっているだけである。したがって、吐出ポート42から吐出されたオイルは、フィルタ部57の外周面の一部に突き当たるものの、フィルタ部57の外周面に沿って円弧状に流れて吐出孔48a方向へ流動する。このため、フィルタ部57に付着したコンタミは、オイルの流体圧によって洗い流されることから、フィルタ部57の目詰まりをさらに抑制できる。
また、フィルタ部57は、円筒状に形成されていることによって、小さなスペースで大きな表面積を確保できる。このため、軸受用フィルタ55を、連通路50内においてどのような配置をしても吐出通路48のオイルの流動方向に対して交差する部位を小さくすることができる。これによって、フィルタ部57の目詰まりの発生が起こりにくくなる。
さらに、吐出通路48から軸受用フィルタ55方向へ流れたオイルは、その一部が環状通路62を通るが、この環状通路62を通る際に、フィルタ部57に付着したコンタミも洗い流すように排除する。このため、フィルタ部57外周面のコンタミの付着を抑制できる。
軸受用フィルタ55は、取付穴51内に取り付けられた状態でウエーブばね61により第1円筒部58の先端面が第1取付穴51aの内端面に軸心方向から押し付けられている。これによって、第1円筒部58の先端面と第1取付穴51aの内端面との間が密着状態となりシール性が向上する。したがって、第1円筒部58の外周面側から連通路50へのオイルの漏れを抑制できる。
また、環状通路62によって、吐出通路48を流れるオイルの動圧をフィルタ部57全体で受け易くなると共に、オイルを吐出通路48の下流側へ案内できる。これによって、フィルタ部57の目詰まりをさらに抑制することができる。
本実施形態における軸受であるプレーンベアリング11〜14は、潤滑オイルの供給が特に重要であり、また、コンタミが入り込むことによって耐久性の低下が大きくなる。したがって、本実施形態のように、コンタミが除去されたオイルを十分かつ積極的に供給することの効果は大きい。
本実施形態では、連通路50の途中に設けられた絞り部54によって、オイルの量を調整することができるので、各プレーンベアリング11〜14に供給されるオイルの量を適正にすることができる。また、この絞り部54の存在によって、アッパハウジング3とカバー部材32との対向面との間からのオイルのリークを抑制できる。
絞り部54は、脱着可能に取り付けられていることから、必要に応じて絞り部54を自由に交換することができる。
絞り部54は、アッパハウジング3とカバー部材32の位置決めを兼ねている。
軸受用フィルタ55やウエーブばね61は、プラグ53を介して着脱可能に設けられていることから、軸受用フィルタ55やウエーブばね61の自由な交換が可能になる。
絞り部54は、中空パイプではなく、いずれかの連通部の内周面を内方に膨出させて通路断面積を小さくすることや、第1連通部50aの他端部の先端開口50fと第2連通部50bの当接部や、第2連通部50bと第3連通部50cの当接部を意図的にずらせて、通路断面積を小さくすることでも代用可能である。なお、中空パイプは、被取り付け面28とバランサ取り付け面32cにそれぞれ形成される挿入孔の位置によっては屈曲した中空パイプであっても良い。
本実施形態では、連通路50を、メインオイルギャラリー10を介さずにオイルポンプ2の内部とバランサ装置1の内部に形成して短い通路によって構成したことから、メインオイルギャラリー10からバランサ装置1への油路が不要となり、エンジン全体としての油路構造を簡略化でき、内燃機関全体の製造コストを低減できる。
〔第2実施形態〕
図12〜図15は第2実施形態を示し、軸受用フィルタ55をリリーフ弁24の弁体として利用したものである。
〔第2実施形態〕
図12〜図15は第2実施形態を示し、軸受用フィルタ55をリリーフ弁24の弁体として利用したものである。
図12はハウジング本体31とカバー部材32及びアッパハウジング3の一部を断面して示す要部平面図、図13はオイルポンプ2のハウジング本体31の要部断面図、図14は断面されたハウジング本体31の一部の斜視図、図15はハウジング本体31とカバー部材32及びアッパハウジング3の一部を断面して連通路50の通路構造を示す図である。
すなわち、ポンプハウジングのハウジング本体31とカバー部材32の内部に、第2通路であるリリーフ通路70が形成されている。このリリーフ通路70は、ハウジング本体31の吐出ポート42側の外側部に形成された円筒壁31iの内部に形成されている。このリリーフ通路70は、吐出ポート42に直接的に連通しているが吐出通路48の一部を構成する取付孔になっている。つまり、このリリーフ通路70の内部には、軸受用フィルタ55が設けられている。
リリーフ通路70(取付孔)は、吐出ポート42から吐出通路48の吐出孔48aに流入するオイルの流れ方向に対して直交する方向の位置に形成されている。なお、直交する方向とは、必ずしも直角ではなく、前記吐出孔48aへのオイルの流れに対して所定の角度をもって形成されているものも含む。
円筒壁31iの吐出ポート42側の一端部内周には、段差状の環状突部70aが形成されている。また、吐出ポート42と反対側の他端部の開口付近には、段差大径状の環状凹部70bが形成されている。環状突部70aは、図14に示すように、軸受用フィルタ55の後述する受圧面55cに油圧が掛かるように、軸受用フィルタ55の小径部55bより大径に形成されている。
また、円筒壁31iの吐出ポート42寄りの側壁には、リリーフ通路70と外部(オイルパン30内)とを連通するドレン孔71が貫通形成されている。
また、リリーフ通路70は、下流側(円筒壁31iの他端部側)がハウジング本体31とカバー部材32の内部及びアッパハウジング3の内部に連続して形成された連通路50に連通している。
この連通路50は、図12及び図15に示すように、第1連通部50aと第2連通部50bと、第3連通部50cと、第4連通部50dと、から構成されている。
第1連通部50aは、ハウジング本体31内に形成されて、一端部がリリーフ通路70の吐出ポート42と反対側の後端側部に開口している。第2連通部50bは、カバー部材32の内部幅方向に貫通形成されて、一端部が第1連通部50aの他端部に段差状に連通している。第3連通部50cは、アッパハウジング3の内部にほぼ水平方向に沿って形成されて、一端部が第2連通部50bに連通している。第4連通部50dは、アッパハウジング3の上下方向に沿って形成されて、一端部が第3連通部50cの他端部に連通し、他端部が前述した環状溝20cに連通している。
軸受用フィルタ55は、例えば金属材である鉄やアルミニウム合金材によってほぼ円筒状に形成されて、内部に通路孔55aが貫通形成されている。また、軸受用フィルタ55の吐出ポート42側の一端部には、環状突部70aに軸方向から当接可能な段差小径状の円筒状の小径部55bが形成されている。また、この小径部55bは、環状突部70aより小径に形成されている。
通路孔55aの吐出ポート42に臨む先端開口には、濾過部であるフィルタ部57が固定されている。このフィルタ部57は、金属材あるいは合成樹脂材によって円盤状に形成されて、網目の大きさが第1実施形態と同じく80番(オープニング0.198mm)程度のものが用いられている。
軸受用フィルタ55の他端部の環状外端面と環状凹部70b内に圧入固定されたプラグ72との間には、コイルスプリング73が装着されている。軸受用フィルタ55は、コイルスプリング73のばね力によって、吐出ポート42側に付勢されている。つまり、コイルスプリング73のばね力によって、受圧面55cに対向する環状突部70aの対向面に当接するように付勢されている。なお、コイルスプリング73のばね荷重は、吐出ポート42に作用する吐出圧との関係で任意に設定されている。
したがって、オイルポンプ2のポンプ作用によって吐出ポート42から吐出されるオイルの吐出圧が所定圧以下である場合は、軸受用フィルタ55はコイルスプリング73のばね力によって、図13に示すように、受圧部55bの先端面が環状突部70aの対向面に当接した位置になっている。
ポンプ回転数の上昇に伴いオイルの吐出圧が所定以上になると、この油圧を、環状突部70aと小径部55bの隙間を介して軸受用フィルタ55の受圧面55cが受ける。これによって、軸受用フィルタ55は、コイルスプリング73のばね力に抗して後退移動して、外周面でドレン孔71の内側開口を開く。これによって、吐出ポート42からリリーフ通路70に吐出されたオイルをオイルパン30内に排出する。このため、ポンプ吐出圧の過剰な上昇を抑制してオイルフィルタ49などの破損などを抑制できる。
その際、環状凹部70bとプラグ72の圧入面は、厳密にシールされているものではなく、軸受用フィルタ55が後退移動した際の背圧を逃がすようになっている。あるいは、プラグ72に図外の小孔を形成して背圧を逃がすようになっている。
また、吐出ポート42から吐出通路48に吐出されたオイルは、その大部分が図12の太い矢印で示すように、吐出通路48から吐出孔48aに流入してメインオイルギャラリー10方向へ流入する。一方、吐出されたオイルの一部は、図中細い矢印で示すように、軸受用フィルタ55のフィルタ部57を通過して、通路孔55aから連通路50内に流入する。ここから、第1実施形態と同じく環状溝20cや該環状溝20cから通路溝17,18などを介して各プレーンベアリング11〜14の内外周の潤滑に供される。
したがって、この実施形態においても、各プレーンベアリング11〜14に対するオイルの十分かつ積極的な供給によって耐久性の向上が図れる。
また、吐出通路48に吐出された大部分のオイルは、フィルタ部57の外面に沿って流れるため、フィルタ部57の外面に付着したコンタミが洗い流されて除去される。これによってフィルタ部57へのコンタミの付着を十分に抑制できる。
また、フィルタ部57は、その網目の大きさが第1実施形態ものと同じく比較的大きく形成されているから、オイルの流動抵抗を抑制できる。
また、本実施形態では、軸受用フィルタ55をリリーフ弁24の一部として利用したことから、別途リリーフ弁を設ける必要がなくなり、製造コストや組立コストの低減化が図れる。
〔第3実施形態〕
図16は第3実施形態を示し、ハウジング本体31の上端部に一体に形成された突出壁31j内に、吐出通路48から分岐した連通路50が形成されていると共に、吐出通路48の一部に軸受用フィルタ55が配置されている。
〔第3実施形態〕
図16は第3実施形態を示し、ハウジング本体31の上端部に一体に形成された突出壁31j内に、吐出通路48から分岐した連通路50が形成されていると共に、吐出通路48の一部に軸受用フィルタ55が配置されている。
すなわち、ハウジング本体31の突出壁31jの内壁面に、取付穴51が形成されている。突出壁31jの内部には、連通路50が取付穴51の端部から折り返し状に折曲形成されている。
取付穴51は、吐出通路48の一部に沿って直線状に形成されていると共に、吐出孔48aに対してはほぼ直交するように配置されている。一方、連通路50は、取付穴51の軸線上の端部から屈曲部50hを介して折り返し状に折曲された直線状の第1連通部50a有している。この第1連通部50aは、取付穴51とほぼ平行に形成されている。なお、取り付け孔51は、一部が吐出通路48に沿って平行に形成されているが、吐出通路48とは常に平行ではなくとも僅かに角度をもって形成されている場合も含む。
連通路50は、第1連通部50aを介して下流側がカバー部材32内などに形成された連通路50の一部をなす図外の第2連通部、第3連通部及び第4連通部を介して環状溝20cに連通している。
吐出通路48は、図外のメインオイルギャラリーに連通していると共に、該メインオイルギャラリーにはオイルフィルタが設けられている。
軸受用フィルタ55は、第1実施形態のものと同じであって、両端部の第1、第2円筒部58,59が取付穴51の第1、第2取り付け孔溝51a、51b内に収容固定されている。また、支持枠56の内部に、濾過部であるフィルタ部57が固定されている。
また、軸受用フィルタ55は、取付穴51を介して吐出通路48の吐出孔48aと反対側の対向位置に設けられている。つまり、この軸受用フィルタ55は、吐出ポート42から吐出通路48の吐出孔48aの反対側の位置に配置されている。つまり、吐出ポート42から吐出通路48に吐出されるオイルの流動方向に沿った位置に設けられている。なお、図中66、67はボール栓体である。
吐出ポート42から吐出されたオイルは、その大部分が図中太い矢印で示すように、吐出通路48(吐出孔48a)を通ってメインオイルギャラリー10側に流入する。一方、一部が、図中細い矢印で示すように、フィルタ部57を通過して第1円筒部58の開口部58aから屈曲部50hに流入し、さらに第1連通部50aに流入する。さらにこのオイルは、バランサ装置1の環状溝20cから各プレーンベアリング11〜14に供給される。
このように、吐出ポート42から流出したオイルの一部が、軸受用フィルタ55を介して各プレーンベアリング11〜14に対して十分に供給されることから、耐久性の向上が図れる。
また、軸受用フィルタ55は、吐出通路48の吐出孔48aと反対側に位置し、吐出孔48aに対してオフセットした特異な位置に配置されている。このため、吐出ポート42から吐出されたオイルの一部が、軸受用フィルタ55の外周面を軸線方向に沿って吐出孔48a方向へ流入する。つまり、フィルタ部57の外周面を洗うように流動することから、フィルタ部57の外周面に付着したコンタミが効果的に除去される。したがって、フィルタ部57へのコンタミの付着が十分に抑制できる。
本発明は、前記各実施形態の構成に限定されるものではなく、可変容量型オイルポンプ以外の一般的な固定容量型オイルポンプにも適用することができる。また、オイルポンプとしては、ベーンポンプ以外に、内接型トロコイドポンプや外接型ギアポンプなどを用いても構わない。
また、オイルポンプ2は、オイルポンプ2が取り付けられる相手側は、前記バランサ装置1に限定されるものではなく、例えば内燃機関とすることも可能である。つまり、バランサ装置1とは一体的ではなく、離間した位置に設けられているものであってもよい。
さらに、ドライブシャフト5とドリブンシャフト6の軸受部としては、プレーンベアリングに限定されるものではなく、例えばニードルベアリングやボールベアリングなどであってもよい。
また、第1実施形態における絞り部54は、第2、第3実施形態に適用することも可能である。
以上の実施形態は、バランサシャフトを2本使用しているが、これを1本のバランサ装置に適用することも可能である。また、ハウジングを上下に分割する例を示したが、前後に分割したり、シリンダブロックの内部にバランサシャフトを直接収容配置することも可能である。
以上説明した実施形態に基づくバランサ装置とオイルポンプ及びバランサ軸受部の潤滑システムとしては、例えば、以下に述べる態様のものが考えられる。
その一つの態様において、内部に収容部と軸受部を有するハウジングと、前記軸受部に回転可能に設けられたバランサシャフトと、前記ハウジングに設けられ、前記バランサシャフトからの動力によって駆動されて、吐出部が前記ハウジングの外に設けられたオイルフィルタを介して内燃機関のメインオイルギャラリーと連通するオイルポンプと、前記吐出部から前記ハウジングの外に向かう吐出通路に設けられ、該吐出通路を流れるオイルの一部を濾過する軸受用フィルタと、前記吐出通路から分岐して設けられ、前記軸受用フィルタによって濾過されたオイルを前記軸受部に供給する連通路と、を備えている。
この発明によれば、軸受部の耐久性を向上させることができる。
さらに好ましくは、前記軸受用フィルタは、その網目が前記オイルフィルタよりも大きく形成されている。
この発明によれば、前記オイルフィルタより網目が大きいことにより、連通路へのオイルの供給性が良好になると共に、オイルフィルタよりも目詰まりの発生が少ない。
この発明によれば、前記オイルフィルタより網目が大きいことにより、連通路へのオイルの供給性が良好になると共に、オイルフィルタよりも目詰まりの発生が少ない。
さらに好ましくは、前記軸受用フィルタは、濾過部の一部が前記吐出通路を流れるオイルの流動方向に対して横断する方向に配置されている。
この発明によれば、吐出通路に流れるオイルに混入した金属摩耗粉などのコンタミを、連通路内を避けてハウジングの外側のメインオイルギャラリー方向へ案内できるので、軸受用フィルタの目詰まりを抑制できる。
さらに好ましくは、前記軸受用フィルタの濾過部は、円筒状に形成されている。
この発明によれば、濾過部を円筒状に形成することによって、小さいスペースで表面積を大きくすることができる。このため、軸受用フィルタを連通路内においてどのように配置しても吐出通路のオイルの流動方向に対して交差する部が小さくできる。これによって、目詰まりを起こしにくくなる。
さらに好ましくは、前記濾過部は、前記吐出通路を流れるオイルの流れ方向に対して交差する方向に配置されている。
この発明によれば、濾過部によって吐出通路を流れるオイルの流れを変化させることができるので、連通路へのオイル流入量を抑制することができる。
さらに好ましくは、前記軸受用フィルタは、軸方向の両端部が筒状に形成されて、該筒状の一端部側に開口部が形成され、他端部側が有底状に形成された支持枠と、該支持枠の内部に支持された前記濾過部と、を有している。
さらに好ましくは、前記支持枠は、前記両端部の間を結ぶ細長い枠辺部を有し、該枠辺部の内側に前記濾過部が支持されている。
この発明によれば、支持枠の枠辺部によって内側の濾過部の露出面積を可及的に大きくしたことから、オイルの濾過効果を大きくできる。
さらに好ましくは、前記連通路の吐出通路との分岐部に、前記軸受用フィルタが配置される取付穴が形成されている共に、前記取付穴の一端側と前記支持枠の他端部との間に、前記支持枠の一端部側を取り付け穴の他端方向へ押し付ける付勢部材が設けられている。
付勢部材により支持枠の一端部側が前記取付穴の他端方向へ押し付けることによって、支持枠の一端部の開口に対するシール性が確保されて、支持枠の一端部の外側から連通路へのオイルの漏れを抑制できる。
さらに好ましくは、前記支持枠の両端部以外の部と前記取付孔の内周面との間に、円筒状に空間部が形成されている。
前記円筒状の空間部によって前記吐出通路を流れるオイルの動圧を濾過部全体で受け易くなることから、濾過部の目詰まりを少なくすることができる。
さらに好ましくは、前記支持枠の一端部の外径は、他端部の外径よりも小さく形成されている。
さらに好ましくは、前記軸受部は、円環状のベアリングメタルによって構成された半割状のプレーンベアリングによって形成されている。
プレーンベアリングは、潤滑油の供給が特に重要であり、さらに金属摩耗粉が入り込むことによって耐久性の悪化が大きくなることから、本発明を用いることの効果が大きい。
さらに好ましくは、前記プレーンベアリングにオイル孔が形成されていると共に、該オイル孔を介して前記連通路とプレーンベアリングの内周が連通している。
プレーンベアリングの潤滑性能が向上する。
さらに好ましくは、前記プレーンベアリングの内周部は、外周部よりも軟質な材料によって形成されている。
プレーンベアリングの内周面側に入り込んだコンタミを埋収させることができる。
さらに好ましくは、前記プレーンベアリングの内周部は、アルミニウム合金材からなっている。
さらに好ましくは、前記連通路には、絞り部が設けられている。 絞り部によって軸受部に流れるオイルの量を任意に調整することができる。
さらに好ましくは、前記ハウジングは、複数のブロックが組み合わされることによって構成され、前記絞り部は、前記ハウジングの各ブロックの対向する分割面に跨って配置されると共に、脱着可能に配置されている。
通路断面積など必要に応じて絞り部を交換できるばかりか各ブロックの対向分割面間からのオイルのリークを抑制できる。
さらに好ましくは、前記絞り部は、中空パイプによって構成されて、一端の開口部と他端の開口部が前記対向分割面にそれぞれ対向して形成された各挿入孔に挿入固定されている。
さらに好ましくは、前記絞り部は、各挿入孔が形成される部品の位置決めを兼ねている。
別の好ましい態様としては、内部に収容部と軸受部を有するハウジングと、前記軸受部に回転可能に設けられたバランサシャフトと、オイルポンプによって内燃機関の摺動部を潤滑するためのオイルが供給されるオイル供給部から分岐して設けられ、前記軸受部に連通する連通路と、前記オイル供給部に設けられ、該オイル供給部から前記連通路に流入するオイルを濾過する軸受用フィルタと、前記オイル供給部から前記軸受用フィルタによって濾過されないオイルをオイルフィルタに向けて流出させる流出部と、を備えている。
さらに別の好ましい態様として、内燃機関の摺動部にオイルを供給するオイルポンプであって、吐出されたオイルの一部を濾過し、それ以外のオイルは濾過しない軸受用フィルタと、前記軸受用フィルタによって濾過されたオイルをバランサ装置の軸受部に供給する第1通路と、前記軸受用フィルタによって濾過されないオイルを内燃機関のオイルフィルタに向けて流出させる第2通路と、を備えている。
さらに別の好ましい態様として、軸受部に回転可能に設けられたバランサシャフトと、吐出部がオイルフィルタを介して内燃機関のメインオイルギャラリーに連通するオイルポンプと、前記吐出部から前記メインオイルギャラリーに向かう通路に設けられ、オイルの一部を濾過し、それ以外を濾過しないように設けられた軸受用フィルタと、前記軸受用フィルタによって濾過されたオイルを前記軸受部に供給する連通路と、を備えている。
1…バランサ装置、2…オイルポンプ、3…アッパハウジング、4…ロアハウジング、5…ドライブシャフト、6…ドリブンシャフト、7…駆動ギア、8…ドライブギア、9…ドリブンギア、10…メインオイルギャラリー、10a…供給通路、21…駆動側ヘリカルギア、22…電磁切換弁、23…給排通路、24…リリーフ弁、31…ハウジング本体、32…カバー部材、33…ポンプ軸、34…ロータ、35…ベーン、36…ポンプ室、37…カムリング、38…コイルばね、41…吸入ポート(吸入部)、42…吐出ポート(吐出部)、43…従動側ヘリカルギア、45…制御油室、48…吐出通路、48a…吐出孔、50…連通路、50a〜50d…第1〜第4連通部、51…取付穴、51a…第1取付穴、51b…第2取付穴、55…軸受用フィルタ、56…支持枠、57…フィルタ部57、58…第1円筒部、59…第2円筒部、60a〜60d…枠辺部、70…リリーフ通路。
Claims (20)
- 内部に収容部と軸受部を有するハウジングと、
前記軸受部に回転可能に設けられたバランサシャフトと、
前記ハウジングに設けられ、前記バランサシャフトからの動力によって駆動されて、吐出部が前記ハウジングの外に設けられたオイルフィルタを介して内燃機関のメインオイルギャラリーと連通するオイルポンプと、
前記吐出部から前記ハウジングの外に向かう吐出通路に設けられ、該吐出通路を流れるオイルの一部を濾過する軸受用フィルタと、
前記吐出通路から分岐して設けられ、前記軸受用フィルタによって濾過されたオイルを前記軸受部に供給する連通路と、
を備えたことを特徴とする内燃機関のバランサ装置。 - 請求項1に記載の内燃機関のバランサ装置において、
前記軸受用フィルタは、その網目が前記オイルフィルタよりも大きく形成されていることを特徴とする内燃機関のバランサ装置。 - 請求項1に記載の内燃機関のバランサ装置において、
前記軸受用フィルタは、濾過部の一部が前記吐出通路を流れるオイルの流動方向に対して交差する方向に配置されていることを特徴とする内燃機関のバランサ装置。 - 請求項3に記載の内燃機関のバランサ装置において、
前記軸受用フィルタの濾過部は、円筒状に形成されていることを特徴とする内燃機関のバランサ装置。 - 請求項4に記載の内燃機関のバランサ装置において、
前記濾過部は、前記吐出通路を流れるオイルの流れ方向に対して直交する方向あるいは流れに沿った方向に配置されていることを特徴とする内燃機関のバランサ装置。 - 請求項4に記載の内燃機関のバランサ装置において、
前記軸受用フィルタは、軸方向の両端部が筒状に形成されて、該筒状の一端部側に開口部が形成され、他端部側が有底状に形成された支持枠と、該支持枠の内部に支持された前記濾過部と、を有していることを特徴とする内燃機関のバランサ装置。 - 請求項6に記載の内燃機関のバランサ装置において、
前記支持枠は、前記両端部の間を結ぶ細長い枠辺部を有し、該枠辺部の内側に前記濾過部が支持されていることを特徴とする内燃機関のバランサ装置。 - 請求項7に記載の内燃機関のバランサ装置において、
前記吐出通路の連通路との分岐部に、前記軸受用フィルタが配置される取付穴が形成されている共に、前記取付穴の一端側と前記支持枠の他端部との間に、支持枠の一端部側を前記取付穴の他端方向へ押し付ける付勢部材が設けられていることを特徴とする内燃機関のバランサ装置。 - 請求項6に記載の内燃機関のバランサ装置において、
前記支持枠の両端部以外の部位と前記取付穴の内周面との間に、筒状の空間部が形成されていることを特徴とする内燃機関のバランサ装置。 - 請求項9に記載の内燃機関のバランサ装置において、
前記支持枠の一端部の外径は、他端部の外径よりも小さく形成されていることを特徴とする内燃機関のバランサ装置。 - 請求項1に記載の内燃機関のバランサ装置において、
前記軸受部は、プレーンベアリングによって形成されていることを特徴とする内燃機関のバランサ装置。 - 請求項11に記載の内燃機関のバランサ装置において、
前記プレーンベアリングにオイル孔が形成されていると共に、該オイル孔を介して前記連通路とプレーンベアリングの内周が連通していることを特徴とする内燃機関のバランサ装置。 - 請求項11に記載の内燃機関のバランサ装置において、
前記プレーンベアリングの内周部は、外周部よりも軟質な材料によって形成されていることを特徴とする内燃機関のバランサ装置。 - 請求項13に記載の内燃機関のバランサ装置において、
前記プレーンベアリングの内周部は、アルミニウム合金材からなることを特徴とする内燃機関のバランサ装置。 - 請求項1に記載の内燃機関のバランサ装置において、
前記連通路には、絞り部が設けられていることを特徴とする内燃機関のバランサ装置。 - 請求項15に記載の内燃機関のバランサ装置において、
前記ハウジングは、複数のブロックが組み合わされることによって形成され、
前記絞り部は、前記ハウジングの各ブロックの対向する対向面に跨って配置されると共に、脱着可能に配置されていることを特徴とする内燃機関のバランサ装置。 - 請求項16に記載の内燃機関のバランサ装置において、
前記絞り部は、中空パイプによって構成されて、一端の開口部と他端の開口部が前記対向面にそれぞれ対向して形成された各挿入孔に挿入固定されていることを特徴とする内燃機関のバランサ装置。 - 内部に収容部と軸受部を有するハウジングと、
前記軸受部に回転可能に設けられたバランサシャフトと、
オイルポンプによって内燃機関の摺動部を潤滑するためのオイルが供給されるオイル供給部から分岐して設けられ、前記軸受部に連通する連通路と、
前記オイル供給部に設けられ、該オイル供給部から前記連通路に流入するオイルを濾過する軸受用フィルタと、
前記オイル供給部から前記軸受用フィルタによって濾過されないオイルを前記摺動部に向けて流出させる流出部と、
を備えたことを特徴とする内燃機関のバランサ装置。 - 内燃機関の摺動部にオイルを供給するオイルポンプであって、
吐出されたオイルの一部を濾過し、それ以外のオイルは濾過しない軸受用フィルタと、
前記軸受用フィルタによって濾過されたオイルをバランサ装置の軸受部に供給する第1通路と、
前記軸受用フィルタによって濾過されないオイルを内燃機関の摺動部に向けて流出させる第2通路と、
を備えたことを特徴とするオイルポンプ。 - 軸受部に回転可能に設けられたバランサシャフトと、
吐出部がオイルフィルタを介して内燃機関のメインオイルギャラリーに連通するオイルポンプと、
前記吐出部から前記メインオイルギャラリーに向かう通路に設けられ、オイルの一部を濾過し、それ以外を濾過しないように設けられた軸受用フィルタと、
前記軸受用フィルタによって濾過されたオイルを前記軸受部に供給する連通路と、
を備えたことを特徴とするバランサシャフト軸受部の潤滑システム。
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