JPH0791220A - 内燃機関の潤滑装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 オイルポンプの駆動損失を低減する。 【構成】 オイルポンプからのオイルを、ピストンの往
復動を回転に変換するクランク軸系、吸・排気弁を駆動
する動弁系等の潤滑部、およびタイミングチェーンのテ
ンショナ等の油圧動作部に送る内燃機関において、クラ
ンク軸の主軸受に導入したオイルをジャーナル部に形成
した油溝から軸中心側を避けてクランクピン部に送るオ
イル孔を形成し、クランクピン部に装着するコンロッド
の大端部ボア形状をコンロッド軸と直角方向に大きくす
ると共に、このクランク軸系および吸・排気弁を駆動す
る動弁系等の潤滑部にオイルを送る低圧大流量用のオイ
ルポンプ１０と、この低圧大流量用のオイルポンプ１０
からのオイルを加圧してタイミングチェーンのテンショ
ナ等の油圧動作部に送る高圧小流量用のオイルポンプ１
１とを設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、内燃機関の潤滑装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】内燃機関においては、オイルポンプから
オイルがピストンの往復動を回転に変換するクランク軸
系、吸・排気弁を駆動する動弁系等の潤滑部に供給さ
れ、潤滑が行われると共に、カム軸を駆動するタイミン
グチェーンのテンショナ、あるいは吸・排気弁のリフ
ト、開閉タイミングを変える可変動弁機構を設けたもの
では、これら各油圧動作部にオイルが供給され、その油
圧によってタイミングチェーンの張力が調整され、また
可変動弁機構の作動によって吸・排気弁のリフト、開閉
タイミングが制御される（自動車工学全書 ガソリンエ
ンジン…株式会社山海堂発行等参照）。

【０００３】この場合、クランク軸系には、オイルが主
軸受に供給され、ジャーナル部が潤滑されると共に、そ
のオイルが軸内部に形成されたオイル孔を通ってクラン
クピン部に送られるが、このクランクピン部への良好な
給油性が得られるように、ジャーナル部に円周に油溝
を、油溝からクランクピン部にオイルを導くオイル孔を
軸中心側を避けて形成したものがある。

【０００４】この油溝により、主軸受部に導入されたオ
イルの圧力低下が減少（特に機関の高回転域）され、ま
た軸中心側を避けたオイル孔により、オイルの圧力が低
いときでもオイル孔内が負圧になって給油が途切れるよ
うなことがなく、クランクピン部にオイルが充分に送ら
れる（特願平５ー１１９９３４号、１７３０８０号
等）。

【０００５】また、クランクピン部に装着されるコンロ
ッドについては、その大端部ボア形状をコンロッド軸と
直角方向に大きく、つまりコンロッドとクランクピン部
とのコンロッド軸と直角方向のクリアランスをいくらか
大きくするように形成すれば、前述のオイル孔等と併
せ、オイル孔からこれらの摺動面へオイルが流出しやす
くなり、打音等の不具合を招くことなく、機関の低回転
域から高回転域まで充分な潤滑が得られる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来オイル
ポンプの吐出圧は、テンショナ等の油圧動作部に合わせ
て高い圧力に設定され、クランク軸系、動弁系にも比較
的高圧のオイルが供給されていた。

【０００７】テンショナあるいは吸・排気弁のリフト、
開閉タイミングを変えるＶＴＣ（バリアブル バルブ
タイミングコントローラ）、ＶＶＬ（バリアブル バル
ブリフタ）等の可変動弁機構では、小流量ではあるが、
要求特性を満たすように所定高圧の油圧によって作動さ
れる。

【０００８】ところが、前述のように、ジャーナル部に
油溝を、油溝に続くオイル孔を軸中心側を避けて形成す
ると共に、コンロッドの大端部ボア形状をコンロッド軸
と直角方向に大きく形成したクランク軸系では、低圧で
も、各部に必要な量のオイルが供給されることが確認さ
れており、潤滑が充分に行われる。また、動弁系も低圧
のオイルによって充分に潤滑されるのである。

【０００９】したがって、これらのクランク軸系、動弁
系に高圧のオイルを供給していたのでは、オイルポンプ
の駆動損失を招くことになる。

【００１０】この発明は、オイルポンプの駆動損失を低
減できる潤滑装置を提供することを目的としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】第１の発明は、オイルポ
ンプからのオイルを、ピストンの往復動を回転に変換す
るクランク軸系、吸・排気弁を駆動する動弁系等の潤滑
部、およびタイミングチェーンのテンショナ等の油圧動
作部に送る内燃機関において、クランク軸の主軸受に導
入したオイルをジャーナル部に形成した油溝から軸中心
側を避けてクランクピン部に送るオイル孔を形成し、ク
ランクピン部に装着するコンロッドの大端部ボア形状を
コンロッド軸と直角方向に大きくすると共に、このクラ
ンク軸系および吸・排気弁を駆動する動弁系等の潤滑部
にオイルを送る低圧大流量用のオイルポンプと、この低
圧大流量用のオイルポンプからのオイルを加圧してタイ
ミングチェーンのテンショナ等の油圧動作部に送る高圧
小流量用のオイルポンプとを設ける。

【００１２】第２の発明は、オイルポンプからのオイル
を、ピストンの往復動を回転に変換するクランク軸系、
吸・排気弁を駆動する動弁系等の潤滑部、およびタイミ
ングチェーンのテンショナ等の油圧動作部に送る内燃機
関において、クランク軸の主軸受に導入したオイルをジ
ャーナル部に形成した油溝から軸中心側を避けてクラン
クピン部に送るオイル孔を形成し、クランクピン部に装
着するコンロッドの大端部ボア形状をコンロッド軸と直
角方向に大きくすると共に、このクランク軸系および吸
・排気弁を駆動する動弁系等の潤滑部に通じるオイル通
路に、オイルポンプの吐出圧を機関の中・高回転域に相
対的に低下させる可変オリフィスを設ける。

【００１３】

【作用】第１の発明では、低圧大流量用のオイルポンプ
からクランク軸系、動弁系等の潤滑部にオイルが供給さ
れるが、この場合オイルが低圧でも、ジャーナル部に油
溝を、油溝に続くオイル孔を軸中心側を避けて形成する
と共に、コンロッドの大端部ボア形状をコンロッド軸と
直角方向に大きく形成したクランク軸系では、各部に充
分な量のオイルが供給され、動弁系と同様に潤滑が良好
に行われる。

【００１４】この一方、低圧大流量用のオイルポンプか
らのオイルを、高圧小流量用のオイルポンプにより加圧
することによって、テンショナ等の油圧動作部に所定高
圧の油圧が供給され、これによりそれぞれオイルポンプ
が効率良く駆動される。

【００１５】第２の発明では、クランク軸系、動弁系等
の潤滑部に通じるオイル通路に設けた可変オリフィスに
よって、機関の中・高回転域にオイルポンプの吐出圧を
相対的に低下させる、つまりオイルポンプの吐出量が増
大する回転域には、可変オリフィスを開いてクランク軸
系、動弁系への供給量を増やすことで、オイルポンプの
吐出圧をテンショナ等の油圧動作部に要求される圧力に
保つ。

【００１６】この一方、機関の低回転域のようにオイル
ポンプの吐出量が下がる回転域には、可変オリフィスの
開度を小さくしてクランク軸系、動弁系への供給量を減
らすことで、同じくオイルポンプの吐出圧をテンショナ
等の油圧動作部に要求される圧力に保ち、これによりオ
イルポンプの容量を小さくして駆動損失を低減する。

【００１７】なお、可変オリフィスの開度を小さくする
と、クランク軸系へのオイルの圧力が低下するが、ジャ
ーナル部に油溝を、油溝に続くオイル孔を軸中心側を避
けて形成すると共に、コンロッドの大端部ボア形状をコ
ンロッド軸と直角方向に大きく形成したクランク軸系で
は、各部にオイルがスムーズに導かれる。

【００１８】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。

【００１９】図１に示すように、低圧大流量用のオイル
ポンプ１０と高圧小流量用のオイルポンプ１１とが設け
られる。

【００２０】低圧大流量用のオイルポンプ１０にはエン
ジンによって駆動されるトコロイドポンプ等が用いられ
る。

【００２１】このオイルポンプ１０は、図示しないオイ
ルパンからのオイルを、ピストンの往復動を回転に変換
するクランク軸系、吸・排気弁を駆動する動弁系等の潤
滑部、および高圧小流量用のオイルポンプ１１に送る。

【００２２】高圧小流量用のオイルポンプ１１には図２
のように動弁系のカム軸１２によってシリンダ１３内を
プランジャ１４が往復動されるプランジャポンプ等が用
いられる。

【００２３】このオイルポンプ１１は、低圧大流量用の
オイルポンプ１０から送られたオイルを加圧して、タイ
ミングチェーンのテンショナの油圧動作部、ならびに吸
・排気弁のリフト、開閉タイミングを変えるＶＴＣ（バ
リアブル バルブ タイミングコントローラ）、ＶＶＬ
（バリアブル バルブ リフタ）等の可変動弁機構を設
けたものでは、それぞれの油圧動作部に送る。

【００２４】図３、図４にはクランク軸系を示す。クラ
ンク軸系に送られるオイルはクランク軸１５の主軸受
（図示しない）に導入されるが、その主軸受によって支
持されるジャーナル部１６には、円周に油溝１７が形成
され、この油溝１７から軸１５中心側を避けてクランク
ピン部１８にオイル孔１９が形成される。

【００２５】このオイル孔１９は、略接線方向から油溝
１７に開口するように形成され、クランクピン部１８側
ではピン偏心方向と直交する側の摺動面に開口するよう
に形成される。

【００２６】この場合、主軸受の内周に円周溝を設けた
場合には、ジャーナル部１６の一部に油溝１７を形成す
れば良い。

【００２７】また、クランクピン部１８に装着されるコ
ンロッド２０は、図５のようにその大端部ボア２１の形
状がコンロッド軸と直角方向に大きく、つまりコンロッ
ド２０とクランクピン部１８とのコンロッド軸と直角方
向のクリアランスがいくらか大きくなるように形成され
る。

【００２８】この場合、予めコンロッド軸と直角方向の
クリアランスを大きくしたメタルをコンロッド２０に取
付けても良いが、キャップ・ロッドの締付力を正規締付
力より低くした状態で、ボア２１を真円加工することに
より、そのクリアランスを大きくしても良い。

【００２９】このような構成のため、クランク軸系、動
弁系等には低圧大流量用のオイルポンプ１０からオイル
が送られる。

【００３０】このオイルは低圧であるが、クランク軸系
に送られたオイルは、主軸受を潤滑すると共に、ジャー
ナル部１６の油溝１７から軸中心側を避けたオイル孔１
９を介してクランクピン部１８にスムーズに導かれ、か
つコンロッド軸と直角方向に大きく形成された大端部ボ
ア２１形状によって、その摺動面に充分に供給され、動
弁系に同じく潤滑が良好に行われる。

【００３１】このため、低圧大流量用のオイルポンプ１
０は低圧のオイルを送れば良いことから、そのオイルポ
ンプ１０の駆動力が小さくてすむ。

【００３２】一方、低圧大流量用のオイルポンプ１０か
ら高圧小流量用のオイルポンプ１１に送られたオイル
は、高圧小流量用のオイルポンプ１１によって加圧され
てタイミングチェーンのテンショナ等の油圧動作部に送
られる。

【００３３】このため、油圧動作部に要求される所定高
圧のオイルが供給されると共に、その油圧動作部にのみ
高圧のオイル（小流量）を送れば良いことから、高圧オ
イルの供給を効率良く行え、そのオイルポンプ１１の駆
動損失が低減される。

【００３４】したがって、ポンプの駆動力、駆動損失が
大幅に低減される。

【００３５】図６、図７は本発明の他の実施例を示すも
ので、オイルポンプ３０からのオイルをクランク軸系、
動弁系に導くオイル通路３１，３２に可変オリフィス３
３，３４を設けている。

【００３６】可変オリフィス３３，３４は、それぞれア
クチュエータ３５の駆動によって、開度を大きくしたり
あるいは小さくするようになっており、これらの開度制
御はコントロールユニット３６が行う。

【００３７】コントロールユニット３６は、エンジンの
回転数を検出する回転数センサ３７からの信号に基づい
て、可変オリフィス３３を図８のようにエンジンの中回
転域以下では開度を小さくし，高回転域では開度を大き
くするべく制御する。また、可変オリフィス３４を図９
のようにエンジンの低回転域では開度を大きくし、中回
転域では小さくし、高回転域では中開度に制御する。

【００３８】なお、要求油量の大きいクランク軸系の可
変オリフィス３３は口径を大きく、要求油量の比較的小
さい動弁系の可変オリフィス３４は口径を小さく形成す
る。

【００３９】即ち、エンジンの低回転域では、可変オリ
フィス３３の開度を小さくすることで、オイルポンプ３
０の吐出圧を高めて、テンショナ等の油圧動作部へ高圧
のオイルを送る。低回転域では、クランク軸系は相対的
に少ない油量で潤滑する。また、可変オリフィス３４の
開度を大きくするが、動弁系への油量は少ないため、支
障はない。

【００４０】オイルポンプ３０の吐出量が増えるエンジ
ンの中回転域では、同じく可変オリフィス３３の開度を
小さくすることで、オイルポンプ３０の吐出圧を、テン
ショナ等の油圧動作部に要求される圧力に保つ。このと
き、可変オリフィス３４の開度を小さくすることで、動
弁系への油量過剰を抑えると共に、クランク軸系への油
量を増加する。

【００４１】オイルポンプ３０の吐出量が増大するエン
ジンの高回転域では、可変オリフィス３３の開度を大き
くし、クランク軸系への油量を増加することで、オイル
ポンプ３０の吐出圧を相対的に低下させ，テンショナ等
の油圧動作部に要求される圧力に保つ。このとき、可変
オリフィス３４を中開度にすることで、クランク軸系へ
の油量過剰を抑える。

【００４２】これによれば、オイルポンプ３０はエンジ
ンの中・高回転域に吐出圧を抑えられた図１０のような
油圧特性になり、このためポンプの容量を小型化できる
ため、ポンプの駆動損失を大きく低減できる。

【００４３】また、可変オリフィス３３によってクラン
ク軸系への油量制御を行え、最適な潤滑状態を得ること
が可能になる。

【００４４】

【発明の効果】以上のように第１の発明は、オイルポン
プからのオイルを、ピストンの往復動を回転に変換する
クランク軸系、吸・排気弁を駆動する動弁系等の潤滑
部、およびタイミングチェーンのテンショナ等の油圧動
作部に送る内燃機関において、クランク軸の主軸受に導
入したオイルをジャーナル部に形成した油溝から軸中心
側を避けてクランクピン部に送るオイル孔を形成し、ク
ランクピン部に装着するコンロッドの大端部ボア形状を
コンロッド軸と直角方向に大きくすると共に、このクラ
ンク軸系および吸・排気弁を駆動する動弁系等の潤滑部
にオイルを送る低圧大流量用のオイルポンプと、この低
圧大流量用のオイルポンプからのオイルを加圧してタイ
ミングチェーンのテンショナ等の油圧動作部に送る高圧
小流量用のオイルポンプとを設けたので、各部にオイル
を効率良く供給して、オイルポンプの駆動力、駆動損失
を大幅に低減できる。

【００４５】第２の発明は、オイルポンプからのオイル
を、ピストンの往復動を回転に変換するクランク軸系、
吸・排気弁を駆動する動弁系等の潤滑部、およびタイミ
ングチェーンのテンショナ等の油圧動作部に送る内燃機
関において、クランク軸の主軸受に導入したオイルをジ
ャーナル部に形成した油溝から軸中心側を避けてクラン
クピン部に送るオイル孔を形成し、クランクピン部に装
着するコンロッドの大端部ボア形状をコンロッド軸と直
角方向に大きくすると共に、このクランク軸系および吸
・排気弁を駆動する動弁系等の潤滑部に通じるオイル通
路に、オイルポンプの吐出圧を機関の中・高回転域に相
対的に低下させる可変オリフィスを設けたので、容量の
小さいポンプにて各部に要求量、要求圧のオイルを供給
でき、ポンプの駆動損失を大幅に低減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例のポンプ系統図である。

【図２】プランジャポンプの断面図である。

【図３】クランク軸の要部断面図である。

【図４】オイル孔の系統図である。

【図５】コンロッドの部分構成図である。

【図６】他の実施例のポンプ系統図である。

【図７】可変オリフィスの構成図である。

【図８】可変オリフィスの制御特性図である。

【図９】可変オリフィスの制御特性図である。

【図１０】ポンプの油圧特性図である。

【符号の説明】

１０ 低圧大流量用のオイルポンプ １１ 高圧小流量用のオイルポンプ １５ クランク軸 １６ ジャーナル部 １７ 油溝 １８ クランクピン部 １９ オイル孔 ２０ コンロッド ２１ 大端部ボア ３０ オイルポンプ ３１，３２ オイル通路 ３３，３４ 可変オリフィス ３６ コントロールユニット ３７ 回転数センサ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 オイルポンプからのオイルを、ピストン
   の往復動を回転に変換するクランク軸系、吸・排気弁を
   駆動する動弁系等の潤滑部、およびタイミングチェーン
   のテンショナ等の油圧動作部に送る内燃機関において、
   クランク軸の主軸受に導入したオイルをジャーナル部に
   形成した油溝から軸中心側を避けてクランクピン部に送
   るオイル孔を形成し、クランクピン部に装着するコンロ
   ッドの大端部ボア形状をコンロッド軸と直角方向に大き
   くすると共に、このクランク軸系および吸・排気弁を駆
   動する動弁系等の潤滑部にオイルを送る低圧大流量用の
   オイルポンプと、この低圧大流量用のオイルポンプから
   のオイルを加圧してタイミングチェーンのテンショナ等
   の油圧動作部に送る高圧小流量用のオイルポンプとを設
   けたことを特徴とする内燃機関の潤滑装置。
2. 【請求項２】 オイルポンプからのオイルを、ピストン
   の往復動を回転に変換するクランク軸系、吸・排気弁を
   駆動する動弁系等の潤滑部、およびタイミングチェーン
   のテンショナ等の油圧動作部に送る内燃機関において、
   クランク軸の主軸受に導入したオイルをジャーナル部に
   形成した油溝から軸中心側を避けてクランクピン部に送
   るオイル孔を形成し、クランクピン部に装着するコンロ
   ッドの大端部ボア形状をコンロッド軸と直角方向に大き
   くすると共に、このクランク軸系および吸・排気弁を駆
   動する動弁系等の潤滑部に通じるオイル通路に、オイル
   ポンプの吐出圧を機関の中・高回転域に相対的に低下さ
   せる可変オリフィスを設けたことを特徴とする内燃機関
   の潤滑装置。