JP4439649B2 - 内燃機関用オイルポンプ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明はドライサンプ式潤滑構造を備えた内燃機関に使用するオイルポンプに係り、特に小型・軽量かつ大容量化を図ったものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
フィードポンプとスカベンジポンプを備えるドライサンプ式内燃機関のオイルポンプは公知であり、例えば実開平１−１７９１０９号にはフィードポンプとスカベンジポンプを別々に設けたものが示されている。また、特開平２−９９０４号には、同様のフィードポンプとスカベンジポンプを別々に設けるとともに、フィードポンプの吐出側通路にリリーフバルブを設け、その排出口をスカベンジポンプの吐出側通路へ専用通路を介して連通させることが示されている。また、特開平８−７４７４７号には、ポンプハウジングとアウターロータをアルミ系合金で構成し、インナーロータを鉄系燒結金属としたオイルポンプが示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記各従来例のように、フィードポンプとスカベンジポンプを別々に設けるとそれだけ部品点数が増大し、装置全体が大型かつ重量化し、構造及び製造が複雑になる。また、バギー車のような荒れ地や傾斜の急な地面を走行する車両は、最低地上高を確保し、かつ低重心化を図るため、ドライサンプ式潤滑を採用することが有利であるが、この場合でも車体の傾きを考慮してオイルパンの構造を決定しなければならないため、設計上の制約が大きくなった。そのうえ、前記従来例のようにポンプハウジングとアウターロータをアルミ系合金で構成すれば、両部材の熱膨張の大きさが相違することに伴う不具合を解消できるが、インナーロータを鉄系燒結金属とすることにより、インナーロータとアウターロータ間における熱膨張の相違が依然として大きく、これによりポンプ性能向上の障害になるおそれがある。そのうえ、鉄系のインナーロータを使用するため、オイルポンプ全体が重量化してしまうことになる。そこで本願発明は、係る諸問題点の解決を目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため本願の内燃機関用オイルポンプに関する第１の発明は、内燃機関のクランク軸の軸線が車両前後方向に延びるように車両に搭載され、前記内燃機関のクランクケースは前ケースと後ケースとに前後で分割して形成され、オイルタンクから前記内燃機関の各潤滑部へオイルを供給するフィードポンプと、内燃機関のオイル溜りに溜まったオイルを前記オイルタンクへ戻すためのスカベンジポンプを備え、これらが一体に組立てられた内燃機関用オイルポンプにおいて．
前記フィードポンプとスカベンジポンプの各ロータを同一駆動軸上に並設するとともに、
前記スカベンジポンプはメインスカベンジポンプと前記メインスカベンジポンプより小さいサブスカベンジポンプの２つを設けるとともに、
前記前ケースと前記後ケースによってクランクケースの底部のうち前後方向中央部のオイル溜りを形成し、
前記後ケースの後面側にクランクケースの底部のうち前後方向後部のオイル溜りを形成し、
前記前後方向中央部のオイル溜りから前記メインスカベンジポンプがオイルを吸引し、
前記前後方向後部のオイル溜りから前記サブスカベンジポンプがオイルを吸引することを特徴とする。
【０００５】
第２の発明は、請求項１に記載した発明において、前記フィードポンプとスカベンジポンプと前記フィードポンプの吐出側通路に臨むリリーフバルブを共通のポンプハウジング中に設けるとともに、リリーフバルブの排出口を前記スカベンジボンブの吐出側通路へ連通させ、この連通路をポンプハウジング中に設けたことを特徴とする。
【０００６】
第３の発明は、請求項１に記載した発明において、前起フィードボンブ及びスカベンジポンプがそれぞれポンプハウジング側へ固定されたアウターロータとその内側を転動するインナーロータを備えるとともに、これらポンプハウジング、アウターロータ及びインナーロータをアルミ系合金で構成したことを特徴とする。
【０００７】
【発明の効果】
第１の発明によれば、フィードポンプと複数のスカベンジポンプの各ロータが同一軸上に並べて設けたので、同一駆動軸上に３個以上のロータが設けられることになり、ポンプ全体として大容量化するとともに、部品点数を削減し、小型、軽量化を実現でき、さらに構造の簡単化及び製造を簡単にできる。そのうえ、スカベンジポンプを複数設け、各スカベンジポンプが、複数ヶ所に設けられた異なるオイル溜まりからそれぞれ別々にオイル吸い上げが可能になり、車体姿勢の変化に対応してそれぞれがいずれかのオイル溜まりから常時オイルを吸い上げることができるため安定した潤滑ができ、車体姿勢の変化に対応し易くなる。また、オイルパン等のオイル溜まり部分に関する設計が容易になる。
【０００８】
第２の発明によれば、フィードポンプとスカベンジポンプを一体にすることにより、共通のポンプハウジング内にてリリーフバルブの排出口をスカベンジポンプの吐出側通路へ直接連通できるので、配管が不要となり構造が簡単になる。
【０００９】
第３の発明によれば、ポンプハウジング、アウターロータ及びインナーロータをそれぞれアルミ系合金で構成したので、それぞれの熱膨張係数をほぼ等しくできる。その結果、ポンプハウジングとアウターロータの間及びアウターロータとインナーロータの間に、それぞれ熱膨張の相違に基づく大きなクリアランスを設ける必要がなくなった。このため、ポンプ性能の向上を図ることができ、かつオイルポンプ全体の軽量化を実現できる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて４輪バギー車に適用された一実施例を説明する。図１は実施例に係るオイルポンプの断面図、図２は実施例の適用された４輪バギー車の車体要部側面図、図３は潤滑系統図、図４はオイルポンプ及びそのオイル通路構造を示す断面図である。
【００１１】
まず図２により４輪バギー車の全体構造を概説する。この４輪バギー車は、車体フレーム１の前後へそれぞれ左右一対づつの前輪２及び後輪３を備え、車体フレーム１の中央部にエンジンと変速機を一体に備えたパワーユニット４が支持されている。パワーユニット４はクランク軸５を車体の前後方向へ向けて配置する縦置き形式である。
【００１２】
この４輪バギー車は４輪駆動式であり、パワーユニット４の下部にクランク軸５と平行に設けられている出力軸６により、前輪プロペラ軸７を介して前輪２を駆動し、後輪プロペラ軸８を介して後輪３を駆動する。
【００１３】
パワーユニット４を構成するクランクケース１０の前側は前ケースカバー１１で覆われ、後部側は後ケースカバー１２で覆われ、これらでパワーユニットケースを構成している。クランクケース１０はさらに前ケース１０ａと後ケース１０ｂとに前後へ分割されている。また、クランクケース１０の上部にはシリンダブロック１３、シリンダヘッド１４及びシリンダヘッドカバー１５が取付けられ、シリンダヘッド１４の吸気口へは気化器１６が接続され、さらにこの気化器１６には後方からエアクリーナー１７が接続されている。シリンダヘッド１４の排気口には排気管１８が接続されている。
【００１４】
パワーユニット４の前方にはオイルクーラー２０が配置され、送り側ホース２１を介してクランクケース１０に設けられたオイルポンプと通じ、戻り側ホース２２を介してクランクケース１０内に設けられたオイルポンプと通じている。図中の符号２３は冷却ファン、２４はハンドル、２５は燃料タンク、２６は鞍乗り型シートである。
【００１５】
次に、このパワーユニット４におけるドライサンプ式潤滑系統を説明する。図４に示すように、このパワーユニット４に設けられるオイルポンプ３０は、１つのフィードポンプ３１と、２つのスカベンジポンプ、すなわちメインスカベンジポンプ３２とサブスカベンジポンプ３３を有する。
【００１６】
フィードポンプ３１はオイルタンク３４からストレーナ３５を介してオイルを吸引し、オイルフィルター３６へ吐出する。オイルフィルター３６から吐出されたオイルは、エンジン各部の潤滑部へ送られて潤滑する。
【００１７】
潤滑後のオイルは、オイルパンもしくはクランクケース１０の底部等のオイル溜まり３７，３８へ滴下して溜まる。オイル溜まり３７，３８は、高さやクランクケース１０内の前後・左右への配置等が異なるように設けられ、車体姿勢がどのように変化してもいずれかのスカベンジポンプからオイルを吸引できるように設定されている。
【００１８】
これらのオイル溜まり３７，３８に溜まったオイルは、メインスカベンジポンプ３２、サブスカベンジポンプ３３によりそれぞれストレーナ３９，４０を介して吸引され、それぞれの吐出側より送り側ホース２１を介してオイルタンク２０へ送られ、ここで冷却されたオイルは戻り側ホース２２を介して再びオイルタンク３４へ戻される。オイルタンクはパワーユニット４の外部へ設けても内蔵してもよい。
【００１９】
なお、フィードポンプ３１の吐出側通路とメインスカベンジポンプ３２及びサブスカベンジポンプ３３の吐出側通路の間にリリーフバルブ４１が設けられ、フィードポンプ３１の吐出側通路内における油圧が所定のリリーフ圧を越えたとき、リリーフバルブ４１を開いて過剰分を逃がし、メインスカベンジポンプ３２及びサブスカベンジポンプ３３からの吐出オイルと合わせてオイルタンク２０へ送るようになっている。
【００２０】
次に、オイルポンプについて説明する。図１及び図４に示すように、オイルポンプ３０はクランクケース１０の前ケース１０ａと後ケース１０ｂの間に設けられ、クランクケース１０へ内蔵されている。オイルポンプ３０は一体化されているフィードポンプ３１、サブスカベンジポンプ３３及びメインスカベンジポンプ３２が、図示しないチェーンを介してクランク軸と同期回転するスプロケット４２を一端に設けた駆動軸４３により一緒に駆動されるようになている。
【００２１】
すなわち、駆動軸４３上にフィードポンプロータ４４、サブスカベンジポンプロータ４５、メインスカベンジポンプロータ４６が軸方向へ並べてそれぞれが一体回転可能に取付けられた。３ロータ並設構造をなし、各ロータ部分は独立したポンプ室に設けられた個別ポンプを構成し、これらの個別ポンプがフィードポンプ３１、サブスカベンジポンプ３３及びメインスカベンジポンプ３２をそれぞれ構成する。
【００２２】
オイルポンプ３０のポンプハウジングは駆動軸４３の軸直交方向へ４分割された第１ブロック４７、第２ブロック４８、第３ブロック４９及び第４ブロック５０からなるそれぞれアルミ系合金の鋳造品であり、通しボルト５１で相互に連結一体化されている。第３ブロック４９はサブスカベンジポンプ３３とメインスカベンジポンプ３２の仕切壁を兼ねている。また、第２ブロック４８及び第４ブロック５０に形成された各ポンプ室に臨む内壁面に直接トコロイド形状等の内歯が設けられ、これらの部分が各ポンプのアウターロータ３１ａ、３３ａ、３２ａをなしている。
【００２３】
一方、フィードポンプロータ４４、サブスカベンジポンプロータ４５、メインスカベンジポンプロータ４６は、それぞれアルミ系燒結金属製であり、同様に外周側へトコロイド形状等の外歯が設けられて対応するアウターロータ３１ａ、３３ａ、３２ａの内側を転動するように噛み合わされるインナーロータをなし、これらアウターロータとインナーロータの組み合わせにより、ギヤポンプ式の、フィードポンプ３１、サブスカベンジポンプ３３及びメインスカベンジポンプ３２を構成する。
【００２４】
サブスカベンジポンプ３３はオイル溜まり３８上に溜まったオイルをその上方に設けられストレーナ４０から後ケース１０ｂ中に形成されたサブスカベンジポンプ吸入口５２を介して第４ブロック５０に形成されたサブ通路５３及びこれに連通するよう第２ブロック４８と第３ブロック４９の間に形成されたサブ通路５４より吸入し、第２ブロック４８に形成したサブスカベンジポンプ吐出口５５へ吐出する。
【００２５】
メインスカベンジポンプ３２はオイル溜まり３８よりも低いクランクケース２８の中央底部のオイル溜まり３７上に溜まったオイルをストレーナ３９から吸い上げ、後ケース１０ｂに設けられたメインスカベンジポンプ吸入口５６より第４ブロック５０に形成されたメイン通路５７から吸引し、第４ブロック５０に形成されたメインスカベンジポンプ吐出口５８へ吐出する。
【００２６】
サブスカベンジポンプ吐出口５５とメインスカベンジポンプ吐出口５８はそれぞれ集合吐出通路５９と連通し、各スカベンジポンプから吐出されたオイルは、この集合吐出通路５９を経て前ケース１０ａ側に形成されたスカベンジポンプ吐出通路６０へ送られ、さらに送り側ホース２１を介してオイルタンク２０へ送り出される。
【００２７】
フィードポンプ３１は前ケース１０ａのオイル入り口（図示せず）から第１ブロック４７及び第２ブロック４８間に形成されたフィードポンプ吸入口６１から吸引し、第１ブロック４７及び第２ブロック４８に設けられ、フィードポンプ吐出口６２及びこれに連通して前ケース１０ａに設けられたオイルフィルタ連通路６３を経てオイルフィルター３６へ送られる。
【００２８】
なお、図１に明らかなように、オイルポンプ３０の上部には、フィードポンプ吐出口６２と連通するリリーフ室６４が第１ブロック４７から第４ブロック５０にかけて形成され、その中間部である第２ブロック４８部分は狭い通路である小径筒部６５をなし、この小径筒部６５内をリリーフバルブ４１が駆動軸４３と平行する方向へ液密に摺動自在となっている。
【００２９】
リリーフバルブ４１は筒状をなし、その中間部にフランジ６６が設けられ、リリーフスプリング６７に付勢されて小径筒部６５の一端部であるシート部６８へ押し当てられている。リリーフバルブ４１のフランジ６６よりフィードポンプ吐出口６２側部分に貫通口６９が設けられている。但し、この貫通口６９は、フランジ６６がシート部６８へ押し当てられている限り、小径筒部６５の内壁によって塞がれリリーフバルブ４１内のオイルを貫通口６９から逃がさないようになっている。
【００３０】
リリーフバルブ４１のフランジ６６が設けられた中間部はリリーフバルブ４１内を左右に区画する隔壁７０が設けられ、ここにパイロット穴７１が左右を連通して形成されている。またリリーフバルブ４１のフィードポンプ吐出口６２と反対側端部はリリーフスプリング６７の一端に対するバネ受けを兼ねたガイド７２の外周にはまり、リリーフバルブ４１の図右側端部の開口部はガイド７２により閉じられている。
【００３１】
フィードポンプ吐出口６２へ吐出されるオイルの油圧がリリーフ圧すなわちリリーフスプリング６７のセット荷重に打ち勝つと、リリーフバルブ４１がリリーフスプリング６７を圧縮する方向へ移動し、フランジ６６がシート部６８から離座し、やがて貫通口６９が小径筒部６５から抜け出すと第４ブロック５０側のリリーフ室６４へ連通し、フィードポンプ吐出口６２側からリリーフ室６４へオイルの一部を逃がすことによりフィードポンプ３１の吐出圧を一定レベルに下げる。
【００３２】
リリーフ室６４はその端部の排出口７３がメインスカベンジポンプ吐出口５８へ直接連通しており、リリーフ室６４へ逃がされたオイルはメインスカベンジポンプ吐出口５８へ戻されて、さらに集合吐出通路５９においてサブスカベンジポンプ吐出口５５及びメインスカベンジポンプ吐出口５８からの吐出オイルと一緒になってオイルタンク２０側へ送られる。これらの排出口７３、メインスカベンジポンプ吐出口５８及びサブスカベンジポンプ吐出口５５及び集合吐出通路５９はいずれも、オイルポンプ３０のハウジングとしての意味で一体である部材中に直接形成された通路である。
【００３３】
なお、リリーフ室６４はその端部の排出口７３がメインスカベンジポンプ吐出口５８へ直接連通しており、リリーフ室６４へ逃がされたオイルはメインスカベンジポンプ吐出口５８へ戻されて、さらに集合吐出通路５９においてサブスカベンジポンプ吐出口５５及びメインスカベンジポンプ吐出口５８からの吐出オイルと一緒になってオイルタンク２０側へ送られる。これらの排出口７３、メインスカベンジポンプ吐出口５８及びサブスカベンジポンプ吐出口５５及び集合吐出通路５９はいずれも、オイルポンプ３０ハウジングとしての意味で一体である部材中に直接形成された通路である。
【００３４】
次に、本実施例の作用を説明する。図１に示すように、オイルポンプ３０は共通軸である駆動軸４３上に３つのロータ、すなわちフィードポンプロータ４４、サブスカベンジポンプロータ４５及びメインスカベンジポンプロータ４６を並設することにより、３つのポンプ、すなわちフィードポンプ３１、サブスカベンジポンプ３３及びメインスカベンジポンプ３２を一体化している。
【００３５】
したがって、これら３つのポンプを別々に設ける場合と比べて、部品点数を削減し、配管を省略することができ、かつクランクケース１０内における配置を集合できるので必要配置スペースを少なくできることにより、スカベンジポンプを大容量化できる。しかもその大容量の割合には全体を小型かつ軽量化し、オイルポンプ３０の構造を簡単にして製造を容易にする。
【００３６】
また、２つのメインスカベンジポンプ３２とサブスカベンジポンプ３３を設けることにより、クランクケース１０の底部のうち前後方向中央部のオイル溜まり３７と後部のオイル溜まり３８とに異なる位置から別々にオイルを吸い上げるので、車体姿勢の変化に対応して各部いずれかのオイル溜まり３７，３８から常時オイルを吸い上げでき、安定した潤滑ができる。
【００３７】
特に、オイル溜まり３８からサブスカベンジポンプ３３でオイルを吸い上げたので、急坂登坂時などの車体前部が上がった状態でも効果的に潤滑できる。したがって、クランクケース１０の底部に対する設計の自由度が高くなり、クランクケース１０の底部に対する必要な最低地上高を維持しつつ低重心化を図ることが容易になる。したがって、ドライサンプ式潤滑構造を採用した４輪バギー車などの不整地走行車両に好適なとなる。
【００３８】
また、リリーフバルブ４１の排出口７３をメインスカベンジポンプ吐出口５８と同一の第４ブロック５０中にて直接連通接続させて形成できるので、配管の必要がなくなり構造を簡単化できる。
【００３９】
さらに、アルミ系合金の鋳造品であり、ポンプハウジングを構成する第２ブロック４８及び第４ブロック５０にアウターロータ３１ａ、３３ａ、３２ａを一体に形成し、一方、インナーロータであるフィードポンプロータ４４、サブスカベンジポンプロータ４５及びメインスカベンジポンプロータ４６をそれぞれアルミ系燒結金属製としたので、アウターロータ３１ａ、３３ａ、３２ａと対応するインナーロータ（４４，４５，４６）をそれぞれほぼ同じ熱膨張係数にできる。その結果、これらのアウターロータとインナーロータ間における熱膨張の差が少なくなり、従来例のような熱膨張の大きな相違に基づく必要以上に大きなクリアランスを両部材間に設けなくても済むため、オイルポンプの性能を向上できる。しかも、ポンプハウジング（４７〜５０）及びこれと一体のアウターロータ３１ａ、３３ａ、３２ａのみならずインナーロータ（４４，４５，４６）もアルミ系材料で構成したから、オイルポンプ３０全体のさらなる軽量化を実現できる。
【００４０】
なお、本願発明は上記実施例に限定
されず、種々に応用・変形が可能であり、例えばフィードポンプ３１側を複数ロータにすることができ、さらにはフィードポンプ及びスカベンジポンプ双方を複数づつ設けることができる。そのうえ、ポンプハウジングの一部である第２ブロック４８及び第４ブロック５０に対してアウターロータ３１ａ、３３ａ、３２ａをそれぞれ別体にすることもでき、この場合でも各アウターロータ３１ａ、３３ａ、３２ａをそれぞれアルミ系燒結金属製等のアルミ系材料にすれば熱膨張係数の略一致及び軽量化の実現を期待できる。
また、ドライサンプ式であれば、４輪バギー車に限らず他の車両に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例に係るオイルポンプの断面図
【図２】実施例の適用された４輪バギー車の車体要部側面図
【図３】潤滑系統図
【図４】オイルポンプ及びそのオイル通路構造を示す断面図
【符号の説明】
４：パワーユニット、２０：オイルタンク、１０：クランクケース、３０：オイルポンプ、３１：フィードポンプ、３１ａ：アウターロータ、３２：メインスカベンジポンプ、３２ａ：アウターロータ、３３：サブスカベンジポンプ、３３ａ：アウターロータ、３８：オイル溜まり、３７：オイル溜まり、４１：リリーフバルブ、４３：駆動軸、４４：フィードポンプロータ（インナーロータ）、４５：サブスカベンジポンプロータ（インナーロータ）、４６：メインスカベンジポンプロータ（インナーロータ）、５６：メインスカベンジポンプ吸入口、５５：サブスカベンジポンプ吐出口、５８：メインスカベンジポンプ吐出口、５７：メイン通路、６１：フィードポンプ吸入口、６２：フィードポンプ吐出口、７３：排出口
【発明の属する技術分野】
この発明はドライサンプ式潤滑構造を備えた内燃機関に使用するオイルポンプに係り、特に小型・軽量かつ大容量化を図ったものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
フィードポンプとスカベンジポンプを備えるドライサンプ式内燃機関のオイルポンプは公知であり、例えば実開平１−１７９１０９号にはフィードポンプとスカベンジポンプを別々に設けたものが示されている。また、特開平２−９９０４号には、同様のフィードポンプとスカベンジポンプを別々に設けるとともに、フィードポンプの吐出側通路にリリーフバルブを設け、その排出口をスカベンジポンプの吐出側通路へ専用通路を介して連通させることが示されている。また、特開平８−７４７４７号には、ポンプハウジングとアウターロータをアルミ系合金で構成し、インナーロータを鉄系燒結金属としたオイルポンプが示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記各従来例のように、フィードポンプとスカベンジポンプを別々に設けるとそれだけ部品点数が増大し、装置全体が大型かつ重量化し、構造及び製造が複雑になる。また、バギー車のような荒れ地や傾斜の急な地面を走行する車両は、最低地上高を確保し、かつ低重心化を図るため、ドライサンプ式潤滑を採用することが有利であるが、この場合でも車体の傾きを考慮してオイルパンの構造を決定しなければならないため、設計上の制約が大きくなった。そのうえ、前記従来例のようにポンプハウジングとアウターロータをアルミ系合金で構成すれば、両部材の熱膨張の大きさが相違することに伴う不具合を解消できるが、インナーロータを鉄系燒結金属とすることにより、インナーロータとアウターロータ間における熱膨張の相違が依然として大きく、これによりポンプ性能向上の障害になるおそれがある。そのうえ、鉄系のインナーロータを使用するため、オイルポンプ全体が重量化してしまうことになる。そこで本願発明は、係る諸問題点の解決を目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため本願の内燃機関用オイルポンプに関する第１の発明は、内燃機関のクランク軸の軸線が車両前後方向に延びるように車両に搭載され、前記内燃機関のクランクケースは前ケースと後ケースとに前後で分割して形成され、オイルタンクから前記内燃機関の各潤滑部へオイルを供給するフィードポンプと、内燃機関のオイル溜りに溜まったオイルを前記オイルタンクへ戻すためのスカベンジポンプを備え、これらが一体に組立てられた内燃機関用オイルポンプにおいて．
前記フィードポンプとスカベンジポンプの各ロータを同一駆動軸上に並設するとともに、
前記スカベンジポンプはメインスカベンジポンプと前記メインスカベンジポンプより小さいサブスカベンジポンプの２つを設けるとともに、
前記前ケースと前記後ケースによってクランクケースの底部のうち前後方向中央部のオイル溜りを形成し、
前記後ケースの後面側にクランクケースの底部のうち前後方向後部のオイル溜りを形成し、
前記前後方向中央部のオイル溜りから前記メインスカベンジポンプがオイルを吸引し、
前記前後方向後部のオイル溜りから前記サブスカベンジポンプがオイルを吸引することを特徴とする。
【０００５】
第２の発明は、請求項１に記載した発明において、前記フィードポンプとスカベンジポンプと前記フィードポンプの吐出側通路に臨むリリーフバルブを共通のポンプハウジング中に設けるとともに、リリーフバルブの排出口を前記スカベンジボンブの吐出側通路へ連通させ、この連通路をポンプハウジング中に設けたことを特徴とする。
【０００６】
第３の発明は、請求項１に記載した発明において、前起フィードボンブ及びスカベンジポンプがそれぞれポンプハウジング側へ固定されたアウターロータとその内側を転動するインナーロータを備えるとともに、これらポンプハウジング、アウターロータ及びインナーロータをアルミ系合金で構成したことを特徴とする。
【０００７】
【発明の効果】
第１の発明によれば、フィードポンプと複数のスカベンジポンプの各ロータが同一軸上に並べて設けたので、同一駆動軸上に３個以上のロータが設けられることになり、ポンプ全体として大容量化するとともに、部品点数を削減し、小型、軽量化を実現でき、さらに構造の簡単化及び製造を簡単にできる。そのうえ、スカベンジポンプを複数設け、各スカベンジポンプが、複数ヶ所に設けられた異なるオイル溜まりからそれぞれ別々にオイル吸い上げが可能になり、車体姿勢の変化に対応してそれぞれがいずれかのオイル溜まりから常時オイルを吸い上げることができるため安定した潤滑ができ、車体姿勢の変化に対応し易くなる。また、オイルパン等のオイル溜まり部分に関する設計が容易になる。
【０００８】
第２の発明によれば、フィードポンプとスカベンジポンプを一体にすることにより、共通のポンプハウジング内にてリリーフバルブの排出口をスカベンジポンプの吐出側通路へ直接連通できるので、配管が不要となり構造が簡単になる。
【０００９】
第３の発明によれば、ポンプハウジング、アウターロータ及びインナーロータをそれぞれアルミ系合金で構成したので、それぞれの熱膨張係数をほぼ等しくできる。その結果、ポンプハウジングとアウターロータの間及びアウターロータとインナーロータの間に、それぞれ熱膨張の相違に基づく大きなクリアランスを設ける必要がなくなった。このため、ポンプ性能の向上を図ることができ、かつオイルポンプ全体の軽量化を実現できる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて４輪バギー車に適用された一実施例を説明する。図１は実施例に係るオイルポンプの断面図、図２は実施例の適用された４輪バギー車の車体要部側面図、図３は潤滑系統図、図４はオイルポンプ及びそのオイル通路構造を示す断面図である。
【００１１】
まず図２により４輪バギー車の全体構造を概説する。この４輪バギー車は、車体フレーム１の前後へそれぞれ左右一対づつの前輪２及び後輪３を備え、車体フレーム１の中央部にエンジンと変速機を一体に備えたパワーユニット４が支持されている。パワーユニット４はクランク軸５を車体の前後方向へ向けて配置する縦置き形式である。
【００１２】
この４輪バギー車は４輪駆動式であり、パワーユニット４の下部にクランク軸５と平行に設けられている出力軸６により、前輪プロペラ軸７を介して前輪２を駆動し、後輪プロペラ軸８を介して後輪３を駆動する。
【００１３】
パワーユニット４を構成するクランクケース１０の前側は前ケースカバー１１で覆われ、後部側は後ケースカバー１２で覆われ、これらでパワーユニットケースを構成している。クランクケース１０はさらに前ケース１０ａと後ケース１０ｂとに前後へ分割されている。また、クランクケース１０の上部にはシリンダブロック１３、シリンダヘッド１４及びシリンダヘッドカバー１５が取付けられ、シリンダヘッド１４の吸気口へは気化器１６が接続され、さらにこの気化器１６には後方からエアクリーナー１７が接続されている。シリンダヘッド１４の排気口には排気管１８が接続されている。
【００１４】
パワーユニット４の前方にはオイルクーラー２０が配置され、送り側ホース２１を介してクランクケース１０に設けられたオイルポンプと通じ、戻り側ホース２２を介してクランクケース１０内に設けられたオイルポンプと通じている。図中の符号２３は冷却ファン、２４はハンドル、２５は燃料タンク、２６は鞍乗り型シートである。
【００１５】
次に、このパワーユニット４におけるドライサンプ式潤滑系統を説明する。図４に示すように、このパワーユニット４に設けられるオイルポンプ３０は、１つのフィードポンプ３１と、２つのスカベンジポンプ、すなわちメインスカベンジポンプ３２とサブスカベンジポンプ３３を有する。
【００１６】
フィードポンプ３１はオイルタンク３４からストレーナ３５を介してオイルを吸引し、オイルフィルター３６へ吐出する。オイルフィルター３６から吐出されたオイルは、エンジン各部の潤滑部へ送られて潤滑する。
【００１７】
潤滑後のオイルは、オイルパンもしくはクランクケース１０の底部等のオイル溜まり３７，３８へ滴下して溜まる。オイル溜まり３７，３８は、高さやクランクケース１０内の前後・左右への配置等が異なるように設けられ、車体姿勢がどのように変化してもいずれかのスカベンジポンプからオイルを吸引できるように設定されている。
【００１８】
これらのオイル溜まり３７，３８に溜まったオイルは、メインスカベンジポンプ３２、サブスカベンジポンプ３３によりそれぞれストレーナ３９，４０を介して吸引され、それぞれの吐出側より送り側ホース２１を介してオイルタンク２０へ送られ、ここで冷却されたオイルは戻り側ホース２２を介して再びオイルタンク３４へ戻される。オイルタンクはパワーユニット４の外部へ設けても内蔵してもよい。
【００１９】
なお、フィードポンプ３１の吐出側通路とメインスカベンジポンプ３２及びサブスカベンジポンプ３３の吐出側通路の間にリリーフバルブ４１が設けられ、フィードポンプ３１の吐出側通路内における油圧が所定のリリーフ圧を越えたとき、リリーフバルブ４１を開いて過剰分を逃がし、メインスカベンジポンプ３２及びサブスカベンジポンプ３３からの吐出オイルと合わせてオイルタンク２０へ送るようになっている。
【００２０】
次に、オイルポンプについて説明する。図１及び図４に示すように、オイルポンプ３０はクランクケース１０の前ケース１０ａと後ケース１０ｂの間に設けられ、クランクケース１０へ内蔵されている。オイルポンプ３０は一体化されているフィードポンプ３１、サブスカベンジポンプ３３及びメインスカベンジポンプ３２が、図示しないチェーンを介してクランク軸と同期回転するスプロケット４２を一端に設けた駆動軸４３により一緒に駆動されるようになている。
【００２１】
すなわち、駆動軸４３上にフィードポンプロータ４４、サブスカベンジポンプロータ４５、メインスカベンジポンプロータ４６が軸方向へ並べてそれぞれが一体回転可能に取付けられた。３ロータ並設構造をなし、各ロータ部分は独立したポンプ室に設けられた個別ポンプを構成し、これらの個別ポンプがフィードポンプ３１、サブスカベンジポンプ３３及びメインスカベンジポンプ３２をそれぞれ構成する。
【００２２】
オイルポンプ３０のポンプハウジングは駆動軸４３の軸直交方向へ４分割された第１ブロック４７、第２ブロック４８、第３ブロック４９及び第４ブロック５０からなるそれぞれアルミ系合金の鋳造品であり、通しボルト５１で相互に連結一体化されている。第３ブロック４９はサブスカベンジポンプ３３とメインスカベンジポンプ３２の仕切壁を兼ねている。また、第２ブロック４８及び第４ブロック５０に形成された各ポンプ室に臨む内壁面に直接トコロイド形状等の内歯が設けられ、これらの部分が各ポンプのアウターロータ３１ａ、３３ａ、３２ａをなしている。
【００２３】
一方、フィードポンプロータ４４、サブスカベンジポンプロータ４５、メインスカベンジポンプロータ４６は、それぞれアルミ系燒結金属製であり、同様に外周側へトコロイド形状等の外歯が設けられて対応するアウターロータ３１ａ、３３ａ、３２ａの内側を転動するように噛み合わされるインナーロータをなし、これらアウターロータとインナーロータの組み合わせにより、ギヤポンプ式の、フィードポンプ３１、サブスカベンジポンプ３３及びメインスカベンジポンプ３２を構成する。
【００２４】
サブスカベンジポンプ３３はオイル溜まり３８上に溜まったオイルをその上方に設けられストレーナ４０から後ケース１０ｂ中に形成されたサブスカベンジポンプ吸入口５２を介して第４ブロック５０に形成されたサブ通路５３及びこれに連通するよう第２ブロック４８と第３ブロック４９の間に形成されたサブ通路５４より吸入し、第２ブロック４８に形成したサブスカベンジポンプ吐出口５５へ吐出する。
【００２５】
メインスカベンジポンプ３２はオイル溜まり３８よりも低いクランクケース２８の中央底部のオイル溜まり３７上に溜まったオイルをストレーナ３９から吸い上げ、後ケース１０ｂに設けられたメインスカベンジポンプ吸入口５６より第４ブロック５０に形成されたメイン通路５７から吸引し、第４ブロック５０に形成されたメインスカベンジポンプ吐出口５８へ吐出する。
【００２６】
サブスカベンジポンプ吐出口５５とメインスカベンジポンプ吐出口５８はそれぞれ集合吐出通路５９と連通し、各スカベンジポンプから吐出されたオイルは、この集合吐出通路５９を経て前ケース１０ａ側に形成されたスカベンジポンプ吐出通路６０へ送られ、さらに送り側ホース２１を介してオイルタンク２０へ送り出される。
【００２７】
フィードポンプ３１は前ケース１０ａのオイル入り口（図示せず）から第１ブロック４７及び第２ブロック４８間に形成されたフィードポンプ吸入口６１から吸引し、第１ブロック４７及び第２ブロック４８に設けられ、フィードポンプ吐出口６２及びこれに連通して前ケース１０ａに設けられたオイルフィルタ連通路６３を経てオイルフィルター３６へ送られる。
【００２８】
なお、図１に明らかなように、オイルポンプ３０の上部には、フィードポンプ吐出口６２と連通するリリーフ室６４が第１ブロック４７から第４ブロック５０にかけて形成され、その中間部である第２ブロック４８部分は狭い通路である小径筒部６５をなし、この小径筒部６５内をリリーフバルブ４１が駆動軸４３と平行する方向へ液密に摺動自在となっている。
【００２９】
リリーフバルブ４１は筒状をなし、その中間部にフランジ６６が設けられ、リリーフスプリング６７に付勢されて小径筒部６５の一端部であるシート部６８へ押し当てられている。リリーフバルブ４１のフランジ６６よりフィードポンプ吐出口６２側部分に貫通口６９が設けられている。但し、この貫通口６９は、フランジ６６がシート部６８へ押し当てられている限り、小径筒部６５の内壁によって塞がれリリーフバルブ４１内のオイルを貫通口６９から逃がさないようになっている。
【００３０】
リリーフバルブ４１のフランジ６６が設けられた中間部はリリーフバルブ４１内を左右に区画する隔壁７０が設けられ、ここにパイロット穴７１が左右を連通して形成されている。またリリーフバルブ４１のフィードポンプ吐出口６２と反対側端部はリリーフスプリング６７の一端に対するバネ受けを兼ねたガイド７２の外周にはまり、リリーフバルブ４１の図右側端部の開口部はガイド７２により閉じられている。
【００３１】
フィードポンプ吐出口６２へ吐出されるオイルの油圧がリリーフ圧すなわちリリーフスプリング６７のセット荷重に打ち勝つと、リリーフバルブ４１がリリーフスプリング６７を圧縮する方向へ移動し、フランジ６６がシート部６８から離座し、やがて貫通口６９が小径筒部６５から抜け出すと第４ブロック５０側のリリーフ室６４へ連通し、フィードポンプ吐出口６２側からリリーフ室６４へオイルの一部を逃がすことによりフィードポンプ３１の吐出圧を一定レベルに下げる。
【００３２】
リリーフ室６４はその端部の排出口７３がメインスカベンジポンプ吐出口５８へ直接連通しており、リリーフ室６４へ逃がされたオイルはメインスカベンジポンプ吐出口５８へ戻されて、さらに集合吐出通路５９においてサブスカベンジポンプ吐出口５５及びメインスカベンジポンプ吐出口５８からの吐出オイルと一緒になってオイルタンク２０側へ送られる。これらの排出口７３、メインスカベンジポンプ吐出口５８及びサブスカベンジポンプ吐出口５５及び集合吐出通路５９はいずれも、オイルポンプ３０のハウジングとしての意味で一体である部材中に直接形成された通路である。
【００３３】
なお、リリーフ室６４はその端部の排出口７３がメインスカベンジポンプ吐出口５８へ直接連通しており、リリーフ室６４へ逃がされたオイルはメインスカベンジポンプ吐出口５８へ戻されて、さらに集合吐出通路５９においてサブスカベンジポンプ吐出口５５及びメインスカベンジポンプ吐出口５８からの吐出オイルと一緒になってオイルタンク２０側へ送られる。これらの排出口７３、メインスカベンジポンプ吐出口５８及びサブスカベンジポンプ吐出口５５及び集合吐出通路５９はいずれも、オイルポンプ３０ハウジングとしての意味で一体である部材中に直接形成された通路である。
【００３４】
次に、本実施例の作用を説明する。図１に示すように、オイルポンプ３０は共通軸である駆動軸４３上に３つのロータ、すなわちフィードポンプロータ４４、サブスカベンジポンプロータ４５及びメインスカベンジポンプロータ４６を並設することにより、３つのポンプ、すなわちフィードポンプ３１、サブスカベンジポンプ３３及びメインスカベンジポンプ３２を一体化している。
【００３５】
したがって、これら３つのポンプを別々に設ける場合と比べて、部品点数を削減し、配管を省略することができ、かつクランクケース１０内における配置を集合できるので必要配置スペースを少なくできることにより、スカベンジポンプを大容量化できる。しかもその大容量の割合には全体を小型かつ軽量化し、オイルポンプ３０の構造を簡単にして製造を容易にする。
【００３６】
また、２つのメインスカベンジポンプ３２とサブスカベンジポンプ３３を設けることにより、クランクケース１０の底部のうち前後方向中央部のオイル溜まり３７と後部のオイル溜まり３８とに異なる位置から別々にオイルを吸い上げるので、車体姿勢の変化に対応して各部いずれかのオイル溜まり３７，３８から常時オイルを吸い上げでき、安定した潤滑ができる。
【００３７】
特に、オイル溜まり３８からサブスカベンジポンプ３３でオイルを吸い上げたので、急坂登坂時などの車体前部が上がった状態でも効果的に潤滑できる。したがって、クランクケース１０の底部に対する設計の自由度が高くなり、クランクケース１０の底部に対する必要な最低地上高を維持しつつ低重心化を図ることが容易になる。したがって、ドライサンプ式潤滑構造を採用した４輪バギー車などの不整地走行車両に好適なとなる。
【００３８】
また、リリーフバルブ４１の排出口７３をメインスカベンジポンプ吐出口５８と同一の第４ブロック５０中にて直接連通接続させて形成できるので、配管の必要がなくなり構造を簡単化できる。
【００３９】
さらに、アルミ系合金の鋳造品であり、ポンプハウジングを構成する第２ブロック４８及び第４ブロック５０にアウターロータ３１ａ、３３ａ、３２ａを一体に形成し、一方、インナーロータであるフィードポンプロータ４４、サブスカベンジポンプロータ４５及びメインスカベンジポンプロータ４６をそれぞれアルミ系燒結金属製としたので、アウターロータ３１ａ、３３ａ、３２ａと対応するインナーロータ（４４，４５，４６）をそれぞれほぼ同じ熱膨張係数にできる。その結果、これらのアウターロータとインナーロータ間における熱膨張の差が少なくなり、従来例のような熱膨張の大きな相違に基づく必要以上に大きなクリアランスを両部材間に設けなくても済むため、オイルポンプの性能を向上できる。しかも、ポンプハウジング（４７〜５０）及びこれと一体のアウターロータ３１ａ、３３ａ、３２ａのみならずインナーロータ（４４，４５，４６）もアルミ系材料で構成したから、オイルポンプ３０全体のさらなる軽量化を実現できる。
【００４０】
なお、本願発明は上記実施例に限定
されず、種々に応用・変形が可能であり、例えばフィードポンプ３１側を複数ロータにすることができ、さらにはフィードポンプ及びスカベンジポンプ双方を複数づつ設けることができる。そのうえ、ポンプハウジングの一部である第２ブロック４８及び第４ブロック５０に対してアウターロータ３１ａ、３３ａ、３２ａをそれぞれ別体にすることもでき、この場合でも各アウターロータ３１ａ、３３ａ、３２ａをそれぞれアルミ系燒結金属製等のアルミ系材料にすれば熱膨張係数の略一致及び軽量化の実現を期待できる。
また、ドライサンプ式であれば、４輪バギー車に限らず他の車両に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例に係るオイルポンプの断面図
【図２】実施例の適用された４輪バギー車の車体要部側面図
【図３】潤滑系統図
【図４】オイルポンプ及びそのオイル通路構造を示す断面図
【符号の説明】
４：パワーユニット、２０：オイルタンク、１０：クランクケース、３０：オイルポンプ、３１：フィードポンプ、３１ａ：アウターロータ、３２：メインスカベンジポンプ、３２ａ：アウターロータ、３３：サブスカベンジポンプ、３３ａ：アウターロータ、３８：オイル溜まり、３７：オイル溜まり、４１：リリーフバルブ、４３：駆動軸、４４：フィードポンプロータ（インナーロータ）、４５：サブスカベンジポンプロータ（インナーロータ）、４６：メインスカベンジポンプロータ（インナーロータ）、５６：メインスカベンジポンプ吸入口、５５：サブスカベンジポンプ吐出口、５８：メインスカベンジポンプ吐出口、５７：メイン通路、６１：フィードポンプ吸入口、６２：フィードポンプ吐出口、７３：排出口
Claims (3)
- 内燃機関のクランク軸の軸線が車両前後方向に延びるように車両に搭載され、前記内燃機関のクランクケースは前ケースと後ケースとに前後で分割して形成され、オイルタンクから前記内燃機関の各潤滑部へオイルを供給するフィードポンプと、内燃機関のオイル溜りに溜まったオイルを前記オイルタンクへ戻すためのスカベンジポンプを備え、これらが一体に組立てられた内燃機関用オイルポンプにおいて、
前記フィードポンプとスカベンジポンプの各ロータを同一駆動軸上に並設するとともに、
前記スカベンジポンプはメインスカベンジポンプと前記メインスカベンジポンプより小さいサブスカベンジポンプの２つを設けるとともに、
前記前ケースと前記後ケースによってクランクケースの底部のうち前後方向中央部のオイル溜りを形成し、
前記後ケースの後面側にクランクケースの底部のうち前後方向後部のオイル溜りを形成し、
前記前後方向中央部のオイル溜りから前記メインスカベンジポンプがオイルを吸引し、
前記後部のオイル溜りから前記サブスカベンジポンプがオイルを吸引することを特徴とする内燃機関用オイルポンプ。 - 前記フィードポンプとスカベンジポンプと前記フィードポンプの吐出側通路に臨むリリーフバルブを共通のポンプハウジング中に設けるとともに、リリーフバルブの排出口を前記スカベンジボンブの吐出側通路へ連通させ、この連通路をポンプハウジング中に設けたことを特徴とする請求項１に記載した内燃機関用オイルポンプ。
- 前記フィードボンブ及びスカベンジポンプがそれぞれポンプハウジング側へ固定されたアウターロータとその内側を転動するインナーロータを備えるとともに、これらポンプハウジング、アウターロータ及びインナーロータをアルミ系合金で構成したことを特徴とする請求項１に記載した内燃機関用オイルポンプ。
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