JP2021046891A - オイルポンプ付きバランサ装置 - Google Patents

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雅史 栗田
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崇 平野
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Masaharu Kitamura
正晴 北村
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Abstract

【課題】内燃機関に設けられた油路と接続することが容易なオイルポンプ付きバランサ装置を提供する。【解決手段】内燃機関からの回転力をポンプ構成体に伝達し、ポンプ構成体の回転軸線に沿って配置されたバランサシャフト21R、Lを支持する軸受保持部を有し、ポンプ構成体の回転軸線の方向においてポンプハウジングに取り付けられたバランサハウジング22と、バランサハウジングの一側面にまとめて形成され、内燃機関のメインオイルギャラリに接続する油路に接続される複数の油路開口部であって、吐出部と前記内燃機関のメインオイルギャラリとを接続する吐出油路の吐出油路開口部35aと、内燃機関のメインオイルギャラリと制御油室とを接続するフィードバック油路のフィードバック油路開口部34aと、内燃機関のメインオイルギャラリと軸受保持部とを接続する軸受油路の軸受油路開口部33aと、を有した前記複数の油路開口部とを備える。【選択図】図4

Description

本発明は、オイルポンプ付きバランサ装置に関する。
特許文献1には、オイルポンプ側に、オイルが吐出される吐出油路接続部と、吐出油路接続部から吐出されたオイルを、内燃機関に設けられた油路を介してオイルポンプに戻すためのフィードバック油路接続部と、がそれぞれ設けられ、バランサ装置側に、吐出油路から吐出されたオイルを、内燃機関に設けられた油路を介してバランサ装置の回転軸の軸受部に供給するための軸受潤滑油路接続部が設けられているオイルポンプ付きバランサ装置が開示されている。
国際公開第2017/141917号公報
しかしながら、特許文献1に記載のオイルポンプ付きバランサ装置では、吐出油路接続部、フィードバック油路接続部および軸受潤滑油路接続部が、それぞれ別々の場所に設けられていたので、内燃機関に設けられた油路と接続することが煩雑であるという問題があった。
本発明の目的の一つは、内燃機関に設けられた油路と接続することが容易なオイルポンプ付きバランサ装置を提供することにある。
本発明の一実施形態におけるオイルポンプ付きバランサ装置は、内部にポンプ収容室が設けられたポンプハウジングと、ポンプ収容室に収容され、回転力が伝達されると、吸入部から導かれたオイルを吐出部から前記内燃機関の油路に吐出するポンプ構成体と、ポンプ構成体の回転軸線に対する径方向において、ポンプ収容室とポンプ構成体の間に設けられ、吐出部から吐出されると共に前記内燃機関の油路を通過し、調圧されたたオイルが導かれることによってポンプ構成体から吐出されるオイルの油圧を変化させる制御油室と、内燃機関からの回転力を前記ポンプ構成体に伝達し、ポンプ構成体の回転軸線に沿って配置されたバランサシャフトを支持する軸受保持部を有し、ポンプ構成体の回転軸線の方向においてポンプハウジングに取り付けられたバランサハウジングと、バランサハウジングの一側面にまとめて形成され、内燃機関のメインオイルギャラリに接続する油路に接続される複数の油路開口部であって、吐出部と前記内燃機関のメインオイルギャラリとを接続する吐出油路の吐出油路開口部と、内燃機関のメインオイルギャラリと制御油室とを接続するフィードバック油路のフィードバック油路開口部と、内燃機関のメインオイルギャラリと軸受保持部とを接続する軸受油路の軸受油路開口部と、を有した前記複数の油路開口部とを備えたことを特徴とする。
よって、本発明のオイルポンプ付きバランサ装置にあっては、内燃機関に設けられた油路と接続することが容易にできる。
実施形態1の内燃機関とバランサ装置の正面断面図である。 実施形態1の内燃機関とバランサ装置の側面断面図である。 実施形態1のオイルポンプのポンプカバーを取り外した状態のオイルポンプの回転軸方向のバランサ装置側から見た図である。 実施形態1のバランサ装置の平面図である。 実施形態1の図4のB−B断面図である。 実施形態1のバランサ装置の斜視図である。 実施形態1の図4のF−F断面斜視図である。 実施形態1の図4のF−F断面図である。 実施形態1の図4のG−G断面斜視図である。 実施形態1の図4のG−G断面図である。 実施形態1の図4のE−E断面斜視図である。 実施形態1の図4のE−E断面図である。 実施形態2のバランサ装置の模式図である。
〔実施形態1〕
図1は、実施形態1の内燃機関とバランサ装置の正面断面図であり、図2は、実施形態1の内燃機関とバランサ装置の側面断面図である。
内燃機関1は、シリンダブロック10を有している。
シリンダブロック10は、フライホイール2側の側面縦壁部12aと逆側の側面縦壁部12b間に、3つの気筒間縦壁部13間に配置された4つのピストン3を有している。
すなわち、直列4気筒の内燃機関であり、シリンダブロック10は、アルミニウム合金製である。
4つのピストン3は、シリンダブロック10とシリンダブロック10に複数のボルト15で締結される5つのベアリングキャップ14にて、回転自在に支持されたクランクシャフト11に回転自在に支持され、4つのピストン3の図示上下方向の動きが、クランクシャフト11の回転として伝達されるようになっている。
バランサ装置20は、内燃機関1の下部のオイルパン16内に収められている。
バランサ装置20は、内燃機関1の左右中心軸線Qに対し、メインオイルギャラリ52と反対側に配置され、クランクシャフト11に設けられた駆動ギア11aに噛み合う従動ギア21cと連動ギア21bと重心が回転軸線Rからオフセットしたウエイト部21aを有する第1バランサシャフト21Rと、内燃機関1の左右中心軸線Qに対し、メインオイルギャラリ52側に配置され、後述する連動ギア21bに噛み合う連動ギア21b1と重心が回転軸線Lからオフセットしたウエイト部21aと、ポンプ駆動用のピニオンギア42を有する第2バランサシャフト21Lと(図5参照)、第1バランサシャフト21Rと第2バランサシャフト21Lを回転自在に支持し、各バランサシャフト21R、21Lのウエイト21aを全周囲うように形成されたバランサハウジング22を有している。
バランサハウジング22は、上側バランサハウジング部材22Uと下側バランサハウジング部材22Lより構成され、合わせ面22Leにて当接して、ボルト24にて固定されている。
各バランサシャフト21R、21Lは、クランクシャフト11と平行に延び、第1バランサシャフト21Rの回転軸線R、第2バランサシャフト21Lの回転軸線Lは、クランクシャフト11の回転軸線Yを通る垂直面に対して同一水平面内で左右対称に配置されている。
なお、バランサハウジング22は、シリンダブロック10の下面に形成された複数の取付孔10cに螺合する複数のボルト25にてシリンダブロック10に固定されている。
これにより、各バランサシャフト21R、21Lは、クランクシャフト11に設けられた駆動ギア11aに噛み合う従動ギア21cと連動ギア21bに噛み合う連動ギア21b1により、クランクシャフト11と同期して回転駆動される。
詳細は後述するが、メインオイルギャラリ52に近い第2バランサシャフト21L側のバランサハウジング22には、軸受潤滑油路33の軸受潤滑油路開口部33a、フィードバック油路34のフィードバック油路開口部34a、オイルポンプ40の吐出油路35の吐出油路開口部35aがまとめて形成されている。
別の言い方をすれば、後述する図4に示す通り、内燃機関1の一部であるシリンダブロック10からバランスハウジング22を見たときに、軸受潤滑油路33の軸受潤滑油路開口部33a、フィードバック油路34のフィードバック油路開口部34a、オイルポンプ40の吐出油路35の吐出油路開口部35aが、ロータ103の回転軸線Pに対する径方向におけるバランサハウジング22の一側面にまとめて設けられている。
さらに別の言い方をすれば、メインオイルギャラリ52に向かって、軸受潤滑油路33の軸受潤滑油路開口部33a、フィードバック油路34のフィードバック油路開口部34a、オイルポンプ40の吐出油路35の吐出油路開口部35aが、バランサハウジング22にまとめて設けられている。
すなわち、クランクシャフト11に設けられた駆動ギア11aに噛み合う従動ギア21cを有する第1バランサシャフト21R側のバランサハウジング22ではなく、メインオイルギャラリ52に近い第2バランサシャフト21L側のバランサハウジング22には、軸受潤滑油路開口部33a、フィードバック油路開口部34a、吐出油路開口部35aを形成するスペースに余裕があり、3つの開口部をまとめて形成することが容易であり、さらに、内燃機関1に設けられた軸受潤滑油路開口部33a、フィードバック油路開口部34a、吐出油路開口部35aに対応するメインオイルギャラリ52に接続する油路の孔10d、10e、10f(図8、10、12参照)と接続することが容易となる。
また、図2に示すように、バランサハウジング22の図示右側には、上側バランサハウジング部材22Uと下側バランサハウジング部材22Lの両方に跨って配置され、上側バランサハウジング部材22Uにオイルポンプ40が取り付けられている。
なお、内燃機関1の一部であるシリンダブロック10からバランスハウジング22を見たときに、軸受潤滑油路33の軸受潤滑油路開口部33a、フィードバック油路34のフィードバック油路開口部34a、オイルポンプ40の吐出油路35の吐出油路開口部35aが、ロータ103の回転軸線Pにおけるバランサ装置20の側面にまとめて設けてもよい。
図3は、実施形態1のオイルポンプのポンプカバーを取り外した状態のオイルポンプの回転軸方向のバランサ装置側から見た図である。
オイルポンプ40は、ポンプボディ111内に凹形状のポンプ収容室119を有している。
ポンプ収容室119内のほぼ中央には、ポンプシャフト102と一体化されたロータ(ポンプ構成体)103が配置され、カムリング(ポンプ構成体)104がその内径中心をロータ103の回転軸線Pと偏心させた状態で配置される。
なお、ロータ103と一体のポンプシャフト102の端部に取り付けられた従動ギア40a(図2参照)が、第2バランサシャフト21Lの端部に取り付けられたピニオンギア42と噛み合うことにより、ロータ103が回転軸線P回りに回転駆動される。
カムリング104は、ピボットピン162を支点として揺動可能であり、初期状態ではアーム部141とポンプボディ111内のポンプ収容室119間に配置されたスプリング106のセット荷重によって、カムリング104は図中反時計方向に押されて偏心量は、設定最大の状態にある。
また、ポンプ収容室119には、後述するポンプカバー112が、ボルト71により取り付けられ、密封される(図6参照)。
ロータ103に設けられた複数のスリット131には、それぞれベーン(ポンプ構成体)105が配置され、ロータ103の回転時にはロータ103の外径から出没しながら、先端がカムリング104の内周面を摺動する。
なお、停止時にもすべてのベーン105が引っ込まないように、ベーンリング151で支えている。
ロータ103の外周面とカムリング104の内周面と2枚のベーン105で形成される空間であるポンプ室116が、図示反時計回りのロータ103の回転に伴い容積が増減する。
ポンプ室116の容積が増加する範囲で、ポンプボディ111、ポンプカバー112の側面に、吸入ポート(吸入部)132が設けられ、ポンプ室116の容積が減少する範囲で、ポンプボディ111、ポンプカバー112の側面に、吐出ポート(吐出部)142が設けられている。
吸入ポート132は、オイルパン16からオイルを吸い上げ、吐出ポート142は、内燃機関1のメインオイルギャラリ52へオイルを吐出してポンプ作用を実行する。
なお、オイルポンプ40の理論吐出量は、各ポンプ室116の容積変化の大きさ(最大容積部と最小容積部との容積差)、すなわち、偏心量によって決まり、偏心量によって理論吐出量を可変にすることができる。
ポンプ収容室119の内周面とカムリング104の外周面、ピボットピン162、シール部242と、ロータ103の回転軸線P方向の両側面をポンプボディ111の底部とポンプカバー112で囲まれる空間にて、油圧制御室115を形成している。
油圧制御室115に、メインオイルギャラリ52のオイルが後述するフィードバック油路34を介して、不図示の調圧弁により調圧されたオイルの油圧が作用することで、油圧力がピボットピン162を支点としてカムリング104に図中時計回り方向へ作用し、スプリング106の付勢力とのバランスで偏心量を調整する。
すなわち、油圧制御室115内の油圧が高まり油圧力が大きくなると、スプリング106の付勢力に対抗してカムリング104を、ピボットピン162を支点として時計回り方向へ移動させ、偏心量を減少させて、理論吐出量を減少させ、過大な油圧の上昇を防止している。
なお、メインオイルギャラリ52のオイルの油圧は、不図示の油圧センサでモニタしており、不図示のコントロールユニットが、内燃機関1の回転数、負荷、オイル温度、冷却水温度などの運転条件に応じて、必要な油圧を算出し、調圧弁に指示することにより、無段階で連続的に油圧をフィードバック制御して、燃費向上を図っている。
図4は、実施形態1のバランサ装置の平面図であり、図5は、実施形態1の図4のB−B断面図であり、図6は、実施形態1のバランサ装置の斜視図であり、図7は、実施形態1の図4のF−F断面斜視図であり、図8は、実施形態1の図4のF−F断面図であり、図9は、実施形態1の図4のG−G断面斜視図であり、図10は、実施形態1の図4のG−G断面図であり、図11は、実施形態1の図4のE−E断面斜視図であり、図12は、
実施形態1の図4のE−E断面図である。
バランサハウジング22は、前述したように、上側バランサハウジング部材22Uと下側バランサハウジング部材22Lの2部材から構成され、下側バランサハウジング部材22Lが、上側バランサハウジング部材22Uに、合わせ面22Leにて当接して、複数のボルト24にて、締結固定されている。
第2バランサシャフト21Lの連動ギア21b1の端部21dは、バランサハウジング22の外部に露出している。
連動ギア21b1の端部21dは、ギアバックラッシュや伝達誤差測定の際に、チャックし、また、インローとして使用する。
連動ギア21b1の端部21dに形成された基準穴21eは、不図示の位置決めクリップを装着することにより、バランサ装置20をシリンダブロック10に取り付けるまでの間、逆さまにしても第2バランサシャフト21Lが、重力で回転しないように保持するために使用される。
なお、図2に示すように、第1バランサシャフト21Rの連動ギア21bも同様の構成であり、同様の作用を奏する。
また、図4に示すように、バランサ装置20は、内燃機関1に設けられるクランクシャフト11の回転力が駆動ギア11aを介して伝達されると共に、オイルポンプ40のロータ103の回転軸線Pの方向において、バランサハウジング22の前後中心軸線Oよりもオイルポンプ40のポンプカバー112とバランサハウジング22の上側バランサハウジング部材22Uとが取り付けられる取付面22Ub側に設けられた駆動ギア11aに噛み合う従動ギア21cを有した第1バランサシャフト21Rとオイルポンプ40のロータ103の回転軸線Pに対する径方向において、第1バランサシャフト21Rと軸受潤滑油路33の軸受潤滑油路開口部33a、フィードバック油路34のフィードバック油路開口部34a、オイルポンプ40の吐出油路35の吐出油路開口部35aとの間に配置され、第1バランサシャフト21Rの回転力をオイルポンプ40のロータ103に伝達する第2バランサシャフト21Lを備えるようにした。
また、第1バランサシャフト21Rと第2バランサシャフト21Lを、2倍速で互いに逆方向に回転させ、第1バランサシャフト21Rと第2バランサシャフト21Lで左右方向の遠心力を相殺することにより、4気筒の内燃機関に適用することができる。
第2バランサシャフト21Lは、ウエイト部21aを挟んで、上側バランサハウジング部材22Uの一対の軸受保持部22Ud、22Udと下側バランサハウジング部材22Lの一対の軸受保持部22Ld、22Ldにより、2個の半割のプレーンベアリング(軸受)30、30を介して、バランサハウジング22に回転自在に支持されている。
また、図2に示すように、第1バランサシャフト21Rも同様の構成で、回転自在に支持されている。
なお、第1バランサシャフト21Rのウエイト部21aと第2バランサシャフト21Lのウエイト部21aは、第1バランサシャフト21Rと第2バランサシャフト21Lの回転中は、常に互いに同じ高さに位置している。
4個の脚部23は、バランサハウジング22の上側バランサハウジング部材22Uから前後左右の4隅の部位において、上方に延びている。
各脚部23の上端面からシム保持中空ピン26が上方に突出している。
なお、各シム保持中空ピン26は、各脚部23に形成された孔に圧入固定されている。
また、バランサハウジング22の上側バランサハウジング部材22Uには、メインオイルギャラリ52から、4個のプレーンベアリング30へ潤滑用のオイルを供給するための軸受潤滑油路開口部33aを有する軸受潤滑油路33、およびオイルポンプ40の吐出量を制御するためのフィードバック油路開口部34aを有するフィードバック油路34が配置されている。
なお、軸受潤滑油路開口部33aには位置決め用中空ピン27が、フィードバック油路開口部34aには位置決め用中空ピン28が圧入されている。
シリンダブロック10の下面には、4個のシム保持中空ピン26とルーズに嵌合する4個の取付孔10c(図1参照)と位置決め用中空ピン27および位置決め用中空ピン28にタイトに嵌合する位置決め孔10d、10e(図8、10参照)が設けてある。
位置決め用中空ピン27および位置決め用中空ピン28は、位置決め孔にタイトに嵌合することにより、油路のクリアランスシール部a(図8、10参照)を形成するとともに、バランサ装置20の位置決めを行っている。
さらに、バランサハウジング22の上側バランサハウジング部材22Uには、メインオイルギャラリ52にオイルポンプ40が吐出したオイルを供給するために、吐出油路開口部35aを有する吐出油路35が配置されている。
この吐出油路開口部35aにも、中空ピン43が圧入されている。
シリンダブロック10の下面には、嵌合孔10fが設けてある(図12参照)。
中空ピン43は、嵌合孔10fにOリング99を介して、嵌合挿入している(図12参照)。
軸受潤滑油路開口部33aの位置決め用中空ピン27とフィードバック油路開口部34aの位置決め用中空ピン28と吐出油路開口部35aの中空ピン43との中心間距離が最も長い軸受潤滑油路開口部33aとフィードバック油路開口部34aの位置決め用中空ピン27と位置決め用中空ピン28により、位置決めを行うようにした。
これにより、中心間距離が最も長い軸受潤滑油路開口部33aとフィードバック油路開口部34aの位置決め用中空ピン27と位置決め用中空ピン28により、位置決め精度が向上するとともに、吐出油路開口部35aの中空ピン43は、メインオイルギャラリ52に接続するシリンダブロック10の油路の孔10fにOリング99を介して接続するので、ルーズな嵌合で、位置決め精度を邪魔することはない。
なお、図4に示すように、軸受潤滑油路開口部33a、フィードバック油路開口部34a、吐出油路開口部35aは、オイルポンプ40のロータ103の回転軸線Pの方向において、バランサハウジング22の前後中心軸線Oよりも、オイルポンプ40とバランサハウジング22の上側バランサハウジング部材22Uとの取付面22Ub側に設けられている。
これにより、軸受潤滑油路33、フィードバック油路34、吐出油路35を短く形成することができ、オイルの漏れや圧損を少なくすることができる。
さらに、バランサハウジング22の上側バランサハウジング部材22Uに、軸受潤滑油路開口部33a、フィードバック油路開口部34a、吐出油路開口部35aを設けている。
これにより、内燃機関1に直付けできるので、コストの増加および部品点数の増加を抑制することができる。
図6には、軸受潤滑油路経路(破線)、フィードバック油路経路(実線)、吐出油路経路(一点鎖線)を矢印で示している。
ここで、上側バランサハウジング部材22Uと下側バランサハウジング部材22Lとの合わせ面に各油路の一部を構成する軸受潤滑油路33の油溝53j、フィードバック油路34の油溝53f、吐出油路35の油溝53d(図7−12参照)が形成されている。
なお、各油溝は、ポンプシャフト102と一体化されたロータ103の回転軸線Pの方向に沿って、オイルポンプ40のポンプカバー112とバランサハウジング22の上側バランサハウジング部材22Uとが取り付けられる取付面22Ubからバランサハウジング22の前後中心軸線Oに向かって、軸受潤滑油路の油溝53j、フィードバック油路の油溝53f、吐出油路の油溝53dの順に形成されている。
これにより、高圧のオイルである軸受潤滑油路33の油溝53jと吐出油路35の油溝53dの間にフィードバック油路の油溝53fを形成したので、フィードバック油路の油溝53fからの漏れを抑制することができ、オイルポンプ40の吐出圧の制御性を向上することができる。
また、バランサハウジング22は、内燃機関1に取り付けられる鉛直方向上側の上側バランサハウジング部材22Uとオイルポンプ40のロータ103の回転軸線Pに対する径方向において、上側バランサハウジング部材22Uを介して内燃機関1に取り付けられる下側バランサハウジング部材22Lから構成した。
これにより、上下分割ハウジングのバランサ装置に適用することができる。
さらに、上側バランサハウジング部材22Uと下側バランサハウジング部材22Lとの合わせ面に、各油路の一部を構成する軸受潤滑油路33の油溝53j、フィードバック油路34の油溝53f、吐出油路35の油溝53dを形成した。
これにより、重力方向と直交する方向に各油溝を形成しているので、オイル漏れを抑制することができるとともに、加工を減らして形成することができる。
図1に示すように、各脚部23がそれぞれ下方側から4個(図中に2個、図外の同様断面でもう2個)の取付孔10cに螺合するボルト25でシリンダブロック10に、バランサ装置20が締結固定されている。
4個の取付孔10cは、クランクシャフト11の軸受部の近傍に配置されている。
すなわち、図2に示すように、気筒間縦壁部13およびベアリングキャップ14のすぐ側方に位置している。
このように、第1バランサシャフト21Rと第2バランサシャフト21Lを回転可能に収容するバランサハウジング22をクランクシャフト11およびクランクシャフト11の軸受部を跨いでシリンダブロック10の下面に取り付けるに際し、4個の取付孔10cをクランクシャフト11の軸受部の近傍に配置したから、クランクシャフト11およびクランクシャフト11の軸受部は、バランサハウジング22、4個の脚部23、シリンダブロック10の下面により取り囲まれる。
この取り囲まれた空間は、後輪駆動自動車においては、車両の前後方向に内燃機関1の長手方向、すなわち、クランクシャフト11の回転軸線Y方向に配置することが多いため、パワステユニット4が内燃機関1の前側、すなわち、シリンダブロック10のフライホイール2と反対側の直下を通ることとなり、オイルパン16内のレイアウト空間は、クランクシャフト11の回転軸線Y方向に狭い空間となるが、バランサ装置20は、パワステユニット4を避けた内燃機関1の中央から後側に配置しているので、パワステユニット4との干渉を回避できる。
なお、4個のシム保持中空ピン26の外周には、C形状のシム17が保持された状態で締結される。
このシム17は、駆動ギア11と従動ギア21cのバックラッシュ調整用のためであり、数種類の厚さのシムから選択して使用するようにしている。
オイルポンプ40は、2個のボルト41で、バランサハウジング22の上側バランサハウジング部材22Uに固定されている。
なお、上側バランサハウジング部材22Uのオイルポンプ40との合わせ面22Ubと下側バランサハウジング部材22Lのオイルポンプ40との合わせ面22Lbとは、共加工して、隙間が発生しないように、オイルポンプ40に当接するように形成している。
また、図5に示すように、第2バランサシャフト21Lの図示右側(内燃機関1の後側)の後端部に一体回転可能に取り付けられたピニオンギア42にて、オイルポンプ従動ギア40a(図2参照)が駆動されて、不図示のオイルストレーナを介して吸入ポート132より吸い込んだオイルを吐出ポート142より吐出して、バランサハウジング22に形成された吐出油路35を経由して、シリンダブロック10のメインオイルギャラリ52へオイルを供給する。
さらに、図8に示すように、軸受潤滑油路33の加工穴を密封するために、ボールプラグ4を設けている。
すなわち、4個のシム保持中空ピン26にて、シム17を介して、駆動ギア11と従動ギア21cのバックラッシュ調整を行っている。
これにより、4個のシム保持中空ピン26に保持されたシム17にて、駆動ギア11と従動ギア21cのバックラッシュ調整が行えるとともに、中空ピン27と中空ピン28にて、位置決めが容易にでき、内燃機関1への組付けが容易になる。
次に、作用効果を説明する。
実施形態1のオイルポンプ付きバランサ装置20の作用効果を以下に列挙する。
(1)クランクシャフト11に設けられた駆動ギア11aに噛み合う従動ギア21cを有する第1バランサシャフト21R側ではなく、メインオイルギャラリ52に近い第2バランサシャフト21L側のバランサハウジング22に、軸受潤滑油路33の軸受潤滑油路開口部33a、フィードバック油路34のフィードバック油路開口部34a、オイルポンプ40の吐出油路35の吐出油路開口部35aを形成するようにした。
よって、軸受潤滑油路開口部33a、フィードバック油路開口部34a、吐出油路開口部35aを形成するスペースに余裕があり、3つの開口部を形成することが容易であり、さらに、内燃機関1に設けられた軸受潤滑油路開口部33a、フィードバック油路開口部34a、吐出油路開口部35aに対応するメインオイルギャラリ52に接続するシリンダブロック10の油路の孔10d、10e、10fと接続することが容易となる。
(2)バランサハウジング22に設けられる軸受潤滑油路開口部33a、フィードバック油路開口部34a、吐出油路開口部35aは、オイルポンプ40のロータ103の回転軸線Pの方向において、バランサハウジング22の前後中心軸線Oよりも、オイルポンプ40とバランサハウジング22の上側バランサハウジング部材22Uとの取付面22Ub側に設けるようにした。
よって、軸受潤滑油路33、フィードバック油路34、吐出油路35を短く形成することができ、オイルの漏れや圧損を少なくすることができる。
(3)上側バランサハウジング部材22Uと下側バランサハウジング部材22Lとの合わせ面に各油路の一部を構成する軸受潤滑油路33の油溝53j、フィードバック油路34の油溝53f、吐出油路35の油溝53dが形成され、各油溝は、ポンプシャフト102と一体化されたロータ103の回転軸線Pの方向に沿って、オイルポンプ40のポンプカバー112とバランサハウジング22の上側バランサハウジング部材22Uとが取り付けられる取付面22Ubからバランサハウジング22の前後中心軸線Oに向かって、軸受潤滑油路の油溝53j、フィードバック油路の油溝53f、吐出油路の油溝53dの順に形成されている。
よって、高圧のオイルである軸受潤滑油路33の油溝53jと吐出油路35の油溝53dの間にフィードバック油路の油溝53fを形成したので、フィードバック油路の油溝53fからの漏れを抑制することができ、オイルポンプ40の吐出圧の制御性を向上することができる。
(4)バランサ装置20は、内燃機関1に設けられるクランクシャフト11の回転力が駆動ギア11aを介して伝達されると共に、オイルポンプ40のロータ103の回転軸線Pの方向において、バランサハウジング22の前後中心軸線Oよりもオイルポンプ40のポンプカバー112とバランサハウジング22の上側バランサハウジング部材22Uとが取り付けられる取付面22Ud側に設けられた駆動ギア11aに噛み合う従動ギア21cを有した第1バランサシャフト21Rとオイルポンプ40のロータ103の回転軸線Pに対する径方向において、第1バランサシャフト21Rと軸受潤滑油路33の軸受潤滑油路開口部33a、フィードバック油路34のフィードバック油路開口部34a、オイルポンプ40の吐出油路35の吐出油路開口部35aとの間に配置され、第1バランサシャフト21Rの回転力をオイルポンプ40のロータ103に伝達する第2バランサシャフト21Lを備えるようにするとともに、第1バランサシャフト21Rと第2バランサシャフト21Lを、2倍速で互いに逆方向に回転させ、第1バランサシャフト21Rと第2バランサシャフト21Lで左右方向の遠心力を相殺するようにした。
よって、バランサ装置20を、4気筒の内燃機関へ適用することができる。
(5)バランサハウジング22は、内燃機関1に取り付けられる鉛直方向上側の上側バランサハウジング部材22Uとオイルポンプ40のロータ103の回転軸線Pに対する径方向において、上側バランサハウジング部材22Uを介して内燃機関1に取り付けられる下側バランサハウジング部材22Lから構成するようにした。
よって、上下分割ハウジングのバランサ装置に適用することができる。
(6)バランサハウジング22は、内燃機関1に取り付けられる鉛直方向上側の上側バランサハウジング部材22Uとオイルポンプ40のロータ103の回転軸線Pに対する径方向において、上側バランサハウジング部材22Uを介して内燃機関1に取り付けられる下側バランサハウジング部材22Lから構成し、上側バランサハウジング部材22Uと下側バランサハウジング部材22Lとの合わせ面に、各油路の一部を構成する軸受潤滑油路33の油溝53j、フィードバック油路34の油溝53f、吐出油路35の油溝53dを形成するようにした。
よって、重力方向と直交する方向に各油溝を形成しているので、オイル漏れを抑制することができるとともに、加工を減らして形成することができる。
(7)バランサハウジング22の上側バランサハウジング部材22Uに、軸受潤滑油路開口部33a、フィードバック油路開口部34a、吐出油路開口部35aを設けるようにした。
よって、内燃機関1に直付けできるので、コストの増加および部品点数の増加を抑制することができる。
(8)軸受潤滑油路開口部33aに圧入される位置決め用中空ピン27と、フィードバック油路開口部34aに圧入される位置決め用中空ピン28と、シム17を保持する4個のシム保持中空ピン26を備えるようにした。
よって、位置決め用中空ピン27と位置決め用中空ピン28にて、位置決めが容易にでき、内燃機関1への組付けが容易にできるとともに、4個のシム保持中空ピン26に保持されたシム17により駆動ギア11と従動ギア21cのバックラッシュ調整を行うことができる。
(9)軸受潤滑油路開口部33a、フィードバック油路開口部34a、吐出油路開口部35aのうち、中心間距離が最も長い軸受潤滑油路開口部33aとフィードバック油路開口部34aの位置決め用中空ピン27と位置決め用中空ピン28を、メインオイルギャラリ52に接続するシリンダブロック10の油路の孔10d、10eにクリアランスシール部aを介して接続し、吐出油路開口部35aの中空ピン43は、メインオイルギャラリ52に接続するシリンダブロック10の油路の孔10fにOリング99を介して接続するようにした。
よって、中心間距離が最も長い軸受潤滑油路開口部33aとフィードバック油路開口部34aの位置決め用中空ピン27と位置決め用中空ピン28により、位置決め精度が向上するとともに、吐出油路開口部35aの中空ピン43は、メインオイルギャラリ52に接続するシリンダブロック10の油路の孔10fにOリング99を介して接続するので、ルーズな嵌合なので、位置決め精度を邪魔することはない。
〔実施形態2〕
図13は、実施形態2のバランサ装置の模式図である。
実施形態2のバランサ装置の構成を説明する。
実施形態1とは異なり、油路開口部が、吐出油路開口部35aと中空ピン201が圧入された帰還油路開口部200aの2つになり、帰還油路200が、バランサハウジング22内で分岐弁202により、オイルが軸受潤滑油路33とフィードバック油路34に分岐され、フィードバック油路34内で調圧弁203により調圧されたオイルが制御油室115へ供給される点を除き、実施形態1と同じ構成であるため、同じ構成には同一符号を付して説明は省略する。
よって、実施形態1の作用効果に加え、油路開口部が2つなので、内燃機関1のメインオイルギャラリ52に接続するシリンダブロック10の油路の孔も2つとなるので、バランサ装置20の内燃機関1との接続がより容易となる。
〔他の実施形態〕
以上、本発明を実施するための実施形態を説明したが、本発明の具体的な構成は実施形態の構成に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても本発明に含まれる。
例えば、実施形態では、バランサハウジング22は上下2分割で説明したが、左右2分割でもよい。
また、中空ピン27、28、43は、バランサハウジング22に圧入しているが、シリンダブロック10の油路の孔10d、10e、10fに圧入してもよい。
以上説明した実施形態から把握しうる技術的思想について、以下に記載する。
オイルポンプ付きバランサ装置は、その一つの態様において、内部にポンプ収容室が設けられたポンプハウジングと、前記ポンプ収容室に収容され、回転力が伝達されると、吸入部から導かれたオイルを吐出部から前記内燃機関の油路に吐出するポンプ構成体と、前記ポンプ構成体の回転軸線に対する径方向において、前記ポンプ収容室と前記ポンプ構成体の間に設けられ、前記吐出部から吐出されると共に前記内燃機関の油路を通過し、調圧されたたオイルが導かれることによって前記ポンプ構成体から吐出されるオイルの油圧を変化させる制御油室と、前記内燃機関からの回転力を前記ポンプ構成体に伝達し、前記ポンプ構成体の回転軸線に沿って配置されたバランサシャフトを支持する軸受保持部を有し、前記ポンプ構成体の回転軸線の方向において前記ポンプハウジングに取り付けられたバランサハウジングと、前記バランサハウジングの一側面にまとめて形成され、前記内燃機関のメインオイルギャラリに接続する油路に接続される複数の油路開口部であって、前記吐出部と前記内燃機関のメインオイルギャラリとを接続する吐出油路の吐出油路開口部と、前記内燃機関のメインオイルギャラリと前記制御油室とを接続するフィードバック油路のフィードバック油路開口部と、前記内燃機関のメインオイルギャラリと前記軸受保持部とを接続する軸受油路の軸受油路開口部と、を有した前記複数の油路開口部と、を備える。
より好ましい態様では、上記態様において、前記複数の油路開口部は、前記ポンプ構成体の回転軸線の方向において、前記バランサハウジングの前後中心軸線よりも、前記ポンプハウジングと前記バランサハウジングとが取り付けられる取付面側に設けられる。
より好ましい態様では、上記態様において、前記バランサハウジングは、第1バランサハウジングと第2バランサハウジングを備え、前記第1バランサハウジングと前記第2バランサハウジングの合わせ面に、前記軸受潤滑油路、前記フィードバック油路、前記吐出油路の一部を構成するそれぞれの油溝が、前記ポンプ構成体の回転軸線の方向に沿って、前記軸受油路の一部を構成する油溝、前記フィードバック油路の一部を構成する油溝、前記吐出油路の一部を構成する油溝の順に形成されている。
さらに別の好ましい態様では、上記態様のいずれかにおいて、前記バランサシャフトは、前記内燃機関に設けられるクランクシャフトの回転力が駆動ギアを介して伝達されると共に、前記ポンプ構成体の回転軸線の方向において、前記バランサハウジングの前後中心軸線よりも前記ポンプハウジングと前記バランサハウジングとが取り付けられる取付面側に設けられた前記駆動ギアに噛み合う従動ギアを有した第1バランサシャフトと、前記ポンプ構成体の回転軸に対する径方向において、前記第1バランサシャフトと前記複数の油路開口部との間に配置され、前記第1バランサシャフトの回転力を前記ポンプ構成体に伝達する第2バランサシャフトと、を備える。
さらに別の好ましい態様では、上記態様のいずれかにおいて、前記バランサハウジングは、前記ポンプ構成体の回転軸線に対する径方向において、前記内燃機関に取り付けられる鉛直方向上側の第1バランサハウジングと、前記ポンプ構成体の回転軸線に対する径方向において、前記第1バランサハウジングを介して前記内燃機関に取り付けられる鉛直方向下側の第2バランサハウジングと、を有する。
さらに好ましい態様では、上記態様において、前記吐出油路、前記フィードバック油路および前記軸受油路の一部を構成するそれぞれの油溝が、前記鉛直方向上側の第1バランサハウジングと前記鉛直方向下側の第2バランサハウジングとの間の合わせ面に形成される。
さらに好ましい態様では、上記態様において、前記鉛直方向上側の第1バランサハウジングと前記鉛直方向下側の第2バランサハウジングの合わせ面に、前記ポンプ構成体の回転軸線の方向に沿って、前記軸受油路の一部を構成する油溝、前記フィードバック油路の一部を構成する油溝、前記吐出油路の一部を構成する油溝の順に形成されている。
さらに好ましい態様では、上記態様において、前記ポンプハウジングは、前記鉛直方向上側の第1バランサハウジングに取り付けられ、前記吐出油路開口部、前記フィードバック油路開口部、前記軸受油路開口部の少なくも1つは、前記鉛直方向上側の第1バランサハウジングに設けられる。
さらに別の好ましい態様では、上記態様のいずれかにおいて、前記吐出油路開口部、前記フィードバック油路開口部、前記軸受油路開口部の少なくとも1つに、中空の筒状部材が設けられる。
さらに好ましい態様では、上記態様において、前記吐出油路開口部、前記フィードバック油路開口部、前記軸受油路開口部のそれぞれに前記中空の筒状部材が圧入されている。
さらに好ましい態様では、上記態様において、前記吐出油路開口部、前記フィードバック油路開口部、前記軸受油路開口部のそれぞれの中心間距離が最も長い2つの開口部の前記中空の筒状部材は、前記内燃機関のメインオイルギャラリに接続する油路にクリアランスシール部を介して接続し、残りの1つの前記中空の筒状部材は、前記内燃機関のメインオイルギャラリに接続する油路にOリングを介して接続する。
オイルポンプ付きバランサ装置は、その一つの態様において、内部にポンプ収容室が設けられたポンプハウジングと、前記ポンプ収容室に収容され、回転力が伝達されると、吸入部から導かれたオイルを吐出部から前記内燃機関の油路に吐出するポンプ構成体と、前記ポンプ構成体の回転軸線に対する径方向において、前記ポンプ収容室と前記ポンプ構成体の間に設けられ、前記吐出部から吐出されると共に前記内燃機関の油路を通過し、調圧されたオイルが導かれることによって前記ポンプ構成体から吐出されるオイルの油圧を変化させる制御油室と、を有したオイルポンプが取り付けられる共に、内燃機関に固定されるオイルポンプ付きバランサ装置において、前記内燃機関からの回転力を前記ポンプ構成体に伝達し、前記ポンプ構成体の回転軸線に沿って配置されたバランサシャフトを支持する軸受保持部を有し、前記ポンプ構成体の回転軸線の方向において前記ポンプハウジングに取り付けられたバランサハウジングと、前記バランサハウジングに形成されると共に、前記内燃機関のメインオイルギャラリに向かって開口し、前記内燃機関の油路に接続される複数の油路開口部であって、前記吐出部と前記内燃機関のメインオイルギャラリとの間を繋げる吐出油路の吐出油路開口部と、前記メインオイルギャラリと前記制御油室および前記軸受部の少なくとも一方との間に繋がる帰還油路の帰還油路開口部と、を有した前記複数の油路開口部と、を備える。
1 内燃機関
11 クランクシャフト
11a 駆動ギア
20 バランサ装置
21c 従動ギア
21c1 従動ギアのポンプハウジング側の端面
21R 第1バランサシャフト
21L 第2バランサシャフト
22 バランサハウジング
22U 上側バランサハウジング部材(第1バランサハウジング)
22L 下側バランサハウジング部材(第2バランサハウジング)
22Le 上側バランサハウジング部材と下側バランサハウジング部材の合わせ面
22Ub ポンプハウジングとバランサハウジングの取付面
22Ud 軸受保持部
22Ld 軸受保持部
27 軸受潤滑用中空ピン
28 フィードバック油路用中空ピン
30 プレーンベアリング(軸受)
33 軸受潤滑油路
33a 軸受潤滑油路開口部
34 フィードバック油路
34a フィードバック油路開口部
35 吐出油路
35a 吐出油路開口部
43 吐出油路用中空ピン
40 オイルポンプ
52 メインオイルギャラリ
53d 吐出油路の油溝
53f フィードバック油路
53j 軸受潤滑油路の油溝
99 Oリング
103 ロータ(ポンプ構成体)
104 カムリング(ポンプ構成体)
105 ベーン(ポンプ構成体)
111 ポンプボディ(ポンプハウジング)
112 ポンプカバー(ポンプハウジング)
115 制御油室
119 ポンプ収容室
132 吸入ポート(吸入部)
142 吐出ポート(吐出部)
200 帰還油路
200a 帰還油路開口部
a クリアランスシール部
O バランサハウジングの前後中心軸線
P ロータの回転軸線
Q 内燃機関の左右中心軸線

Claims (12)

  1. 内燃機関に取り付けられるオイルポンプ付きバランサ装置であって、
    内部にポンプ収容室が設けられたポンプハウジングと、
    前記ポンプ収容室に収容され、回転力が伝達されると、吸入部から導かれたオイルを吐出部から前記内燃機関の油路に吐出するポンプ構成体と、
    前記ポンプ構成体の回転軸線に対する径方向において、前記ポンプ収容室と前記ポンプ構成体の間に設けられ、前記吐出部から吐出されると共に前記内燃機関の油路を通過し、調圧されたたオイルが導かれることによって前記ポンプ構成体から吐出されるオイルの油圧を変化させる制御油室と、
    前記内燃機関からの回転力を前記ポンプ構成体に伝達し、前記ポンプ構成体の回転軸線に沿って配置されたバランサシャフトを支持する軸受保持部を有し、前記ポンプ構成体の回転軸線の方向において前記ポンプハウジングに取り付けられたバランサハウジングと、
    前記バランサハウジングの一側面にまとめて形成され、前記内燃機関のメインオイルギャラリに接続する油路に接続される複数の油路開口部であって、前記吐出部と前記内燃機関のメインオイルギャラリとを接続する吐出油路の吐出油路開口部と、前記内燃機関のメインオイルギャラリと前記制御油室とを接続するフィードバック油路のフィードバック油路開口部と、前記内燃機関のメインオイルギャラリと前記軸受保持部とを接続する軸受油路の軸受油路開口部と、を有した前記複数の油路開口部と、を備えた、
    ことを特徴とするオイルポンプ付きバランサ装置。
  2. 請求項1に記載のオイルポンプ付きバランサ装置において、
    前記複数の油路開口部は、前記ポンプ構成体の回転軸線の方向において、前記バランサハウジングの左右中心軸線よりも、前記ポンプハウジングと前記バランサハウジングとが取り付けられる取付面側に設けられた、
    ことを特徴とするオイルポンプ付きバランサ装置。
  3. 請求項2に記載のオイルポンプ付きバランサ装置において、
    前記バランサハウジングは、第1バランサハウジングと第2バランサハウジングを備え、
    前記第1バランサハウジングと前記第2バランサハウジングの合わせ面に、前記軸受潤滑油路、前記フィードバック油路、前記吐出油路の一部を構成するそれぞれの油溝が、前記ポンプ構成体の回転軸線の方向に沿って、前記軸受油路の一部を構成する油溝、前記フィードバック油路の一部を構成する油溝、前記吐出油路の一部を構成する油溝の順に形成されている、
    ことを特徴とするオイルポンプ付きバランサ装置。
  4. 請求項1に記載のオイルポンプ付きバランサ装置において、
    前記バランサシャフトは、前記内燃機関に設けられるクランクシャフトの回転力が駆動ギアを介して伝達されると共に、前記ポンプ構成体の回転軸線の方向において、前記バランサハウジングの左右中心軸線よりも前記ポンプハウジングと前記バランサハウジングとが取り付けられる取付面側に設けられた前記駆動ギアに噛み合う従動ギアを有した第1バランサシャフトと、前記ポンプ構成体の回転軸に対する径方向において、前記第1バランサシャフトと前記複数の油路開口部との間に配置され、前記第1バランサシャフトの回転力を前記ポンプ構成体に伝達する第2バランサシャフトと、を備えた、
    ことを特徴とするオイルポンプ付きバランサ装置。
  5. 請求項1のオイルポンプ付きバランサ装置において、
    前記バランサハウジングは、前記ポンプ構成体の回転軸線に対する径方向において、前記内燃機関に取り付けられる鉛直方向上側の第1バランサハウジングと、前記ポンプ構成体の回転軸線に対する径方向において、前記第1バランサハウジングを介して前記内燃機関に取り付けられる鉛直方向下側の第2バランサハウジングと、を有した、
    ことを特徴とするオイルポンプ付きバランサ装置。
  6. 請求項5のオイルポンプ付きバランサ装置において、
    前記吐出油路、前記フィードバック油路および前記軸受油路の一部を構成するそれぞれの油溝が、前記鉛直方向上側の第1バランサハウジングと前記鉛直方向下側の第2バランサハウジングとの間の合わせ面に形成された、
    ことを特徴とするオイルポンプ付きバランサ装置。
  7. 請求項6に記載のオイルポンプ付きバランサ装置において、
    前記鉛直方向上側の第1バランサハウジングと前記鉛直方向下側の第2バランサハウジングの合わせ面に、前記ポンプ構成体の回転軸線の方向に沿って、前記軸受油路の一部を構成する油溝、前記フィードバック油路の一部を構成する油溝、前記吐出油路の一部を構成する油溝の順に形成されている、
    ことを特徴とするオイルポンプ付きバランサ装置。
  8. 請求項7に記載のオイルポンプ付きバランサ装置において、
    前記ポンプハウジングは、前記鉛直方向上側の第1バランサハウジングに取り付けられ、
    前記吐出油路開口部、前記フィードバック油路開口部、前記軸受油路開口部の少なくも1つは、前記鉛直方向上側の第1バランサハウジングに設けられた、
    ことを特徴とするオイルポンプ付きバランサ装置。
  9. 請求項1に記載のオイルポンプ付きバランサ装置において、
    前記吐出油路開口部、前記フィードバック油路開口部、前記軸受油路開口部の少なくとも1つに、中空の筒状部材が設けられた、
    ことを特徴とするオイルポンプ付きバランサ装置。
  10. 請求項9に記載のオイルポンプ付きバランサ装置において、
    前記吐出油路開口部、前記フィードバック油路開口部、前記軸受油路開口部のそれぞれに前記中空の筒状部材が圧入されている、
    ことを特徴とするオイルポンプ付きバランサ装置。
  11. 請求項10に記載のオイルポンプ付きバランサ装置において、
    前記吐出油路開口部、前記フィードバック油路開口部、前記軸受油路開口部のそれぞれの中心間距離が最も長い2つの開口部の前記中空の筒状部材は、前記内燃機関のメインオイルギャラリに接続する油路にクリアランスシール部を介して接続し、
    残りの1つの前記中空の筒状部材は、前記内燃機関のメインオイルギャラリに接続する油路にOリングを介して接続する、
    ことを特徴とするオイルポンプ付きバランサ装置。
  12. 内部にポンプ収容室が設けられたポンプハウジングと、
    前記ポンプ収容室に収容され、回転力が伝達されると、吸入部から導かれたオイルを吐出部から前記内燃機関の油路に吐出するポンプ構成体と、
    前記ポンプ構成体の回転軸線に対する径方向において、前記ポンプ収容室と前記ポンプ構成体の間に設けられ、前記吐出部から吐出されると共に前記内燃機関の油路を通過し、調圧されたオイルが導かれることによって前記ポンプ構成体から吐出されるオイルの油圧を変化させる制御油室と、を有したオイルポンプが取り付けられる共に、
    内燃機関に固定されるオイルポンプ付きバランサ装置において、
    前記内燃機関からの回転力を前記ポンプ構成体に伝達し、前記ポンプ構成体の回転軸線に沿って配置されたバランサシャフトを支持する軸受保持部を有し、前記ポンプ構成体の回転軸線の方向において前記ポンプハウジングに取り付けられたバランサハウジングと、
    前記バランサハウジングに形成されると共に、前記内燃機関のメインオイルギャラリに向かって開口し、前記内燃機関の油路に接続される複数の油路開口部であって、前記吐出部と前記内燃機関のメインオイルギャラリとの間を繋げる吐出油路の吐出油路開口部と、前記メインオイルギャラリと前記制御油室および前記軸受部の少なくとも一方との間に繋がる帰還油路の帰還油路開口部と、を有した前記複数の油路開口部と、を備えた、
    ことを特徴とするオイルポンプ付きバランサ装置。
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