JPS63154811A - エンジンの供給潤滑油計量装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、ロークリピストンエンジンもしくは２サイク
ルエンジン等のエンジンに対して潤滑油を計量して圧送
する供給潤滑油計量装置に関する。

（従来技術） 従来から、ロークリピストンエンジン等の燃焼室に潤滑
油を供給してガスシール部分を潤滑するために、エンジ
ンに供給する潤滑油量を運転状態に応じて変化させるメ
タリングオイルポンプが用いられている。

このメタリングオイルポンプは、例えば特公昭５８−１
０５８３号公報に開示されているように、エンジン回転
に連係して回転するプランジャを往復動可能にポンプハ
ウジング内に設け、このプランジャの往復動によって潤
滑油をエンジンに圧送している。そして上記プランジャ
の往復ストローク量（リフト量）をプランジャの一端が
当接するカム面を有するカム軸をエンジンの運転状態に
応じて操作されるレバー等によって回転させて調整し、
供給潤滑油油量を変更するようにしている。

この場合、プランジャはスプリングによつてカム軸に向
って付勢されており、カム軸にはプランジャの一端が当
接する部分に、基礎円に対して小寸法に形成されたカム
面を設け、プランジャの回転に伴ってこのプランジャの
先端部が基礎円とカム面に当接して両者の半径の差に対
応するストロークでプランジャを往復動させるとともに
、カム軸の回転によって偏心形状に形成されているカム
面の接触半径を変えてストローク量を変更し、潤滑油の
吐出量を調整するようにしたものである。

しかしながら、このようにプランジャのストローク量を
調整するためのカム軸を機械式の駆動手段によって回転
させることによって吐出ＩＩ整を行なうようにした場合
、高精度の吐出量制御を行なうことができない欠点があ
り、また偏心形状のカム面は長期間の使用によって摩耗
し易く、さらに吐出量精度が低下することになる。また
、回転方向に半径が異なる偏心形状のカム面の形成は、
加工が煩雑で高精度のカム軸を量産する点で問題があっ
た。

（発明の目的） 上記事情に鑑み、本発明は、潤滑油の吐出精度が高く、
かつカム面の摩耗に対しても有利でその製作における加
工が容易なエンジンの供給潤滑油針ｆｆｉ装置を提供す
ることを目的とする。

（発明の構成） 本発明による供給潤滑油計量装置は、電動モータにより
エンジンの運転状態に応じて軸線方向に進退されるコン
トロールとンを設け、このコントロールピンの外周に、
プランジャの一端が当接するカム面を軸線方向に横断面
積が変化する面形状に形成するとともに、上記コントロ
ールピンの一端に、このコントロールピンと同軸の円錐
面を有する部材を配設し、上記円錐面に対しポジション
センサのプローブの先端をほぼ直角方向から当接させて
上記コントロールピンの位置を検出するようにしたこと
を特徴とするものである。

（発明の効果） 本発明によれば、コントロールピンのカム面を、その軸
線方向に横断面積が変化する面形状に形成し、このコン
トロールピンを電動モータにより軸線方向に移動させて
プランジャのストロークを変更して吐出ｆｉｌｌ整を行
なっていることにより、カム面は同心円状であることか
らその周面のどの位置がプランジャの先端に接触しても
所定の吐出量を得ることができ、カム面の摩耗に関して
有利となる。またカム面が同心円状であることから、そ
の製作における加工が容易で加工精度も高くなる。

サラに、コントロールピンの位置を検出するポジション
センサを設けることにより高精度の吐出量制御が可能に
なる。そしてこの場合、ポジションセンサのプローブの
先端をコントロールピンと同軸の円錐面に当接させてコ
ントロールピンの位置検出を行なっているから、コント
ロールピンの回転がその位置検出に全く影響を与えない
利点がある。

（実　施　例） 以下、本発明の実施例について図面を参照して詳細に説
明する。

第５図は本発明の一実施例の計量装置を備えたロータリ
ピストンエンジンの概略構成を示し、ロークリピストン
エンジンのケーシング１は、トロコイド状の内周面２ａ
を有するロータハウジング２と、その両側に配置された
サイドハウジング３とで構成されている。また、ケーシ
ング１内を遊星回転運動するほぼ三角形のロータ４は偏
心軸５に支承されて、ケーシング１内に３つの作動室６
を画成しており、このロータ４の回転に伴って吸気、圧
縮、爆発および排気の各行程が順次行なわれるようにな
っている。ロータ４の各頂部にはロータハウジング２の
内周面２ａに摺接するアペックスシール７が装着され、
ロータ４の両側面にはサイドハウジング３内面に摺接す
るサイドシール８が装着され、さらにロータ４の各頂部
両側端にはコーナーシール９が装着されている。

ケーシング１には、サイドハウジング３を通って吸気行
程の作動室６に開口する吸気ボート１０と、ロータハウ
ジング２を通って排気行程の作動寥６に開口する排気ポ
ート１１とが設けられており、吸気ボートｌＯおよび排
気ポート１１に吸気通路１２および排気通路１３がそれ
ぞれ接続されている。また、ロータハウジング２の所定
位置には一対の点火プラグ１４が取付けられ、吸気ボー
トｌＯ近傍の吸気通路１２には燃料噴射を行なうインジ
エクタ１５が設置されている。

また、吸気通路１２に臨んでボート給油ノズル１６が取
付けられ、このボート給油ノズル１６からボート給油口
１６ａを介して吐出された潤滑油が吸気通路１２を通し
てケーシング１内にポー１−給油されるとともに、ロー
タハウジング２の内周面２ａに臨んでダイレクト給油ノ
ズル１７が取付けられ、このダイレクト給油ノズル１７
からダイレクト給油口１７ａを介して吐出された潤滑油
がケーシング１内にダイレクト給油される。前記ボート
給油ノズル１６には供給潤滑油計量装置としてのメタリ
ングオイルポンプ２０から第１潤滑油供給通路１８が接
続されており、ダイレクト給油ノズル１７にはメタリン
グオイルポンプ２０から第２潤滑油供給通路１９が接続
されている。また、上記ボートおよびダイレクト給油ノ
ズル１６．１７には、エア通路１６ｂ、１７ｂが接続さ
れている。

なお、図のエンジンは２気筒であり、図示しない気筒に
おいてもボート給油用のボート給油ノズル１６とダイレ
クト給油用のダイレクト給油ノズル１７が配設され、そ
れぞれメタリングオイルポンプ２０から別途に潤滑油供
給通路１８．１９が接続される。

メタリングオイルポンプ２０は、潤滑油を計量して吐出
するようになっており、その吐出量は駆動手段としての
ステッピングモータ２１に対して制御ユニット２５（Ｅ
ＣＵ）から制御信号が出力され、運転状態に対応して制
御される。上記制御ユニット２５には、吸入空気量を検
出するエアフローメータ２６、エンジン回転数を検出す
る回転数センサ２７、冷却水の温度（エンジン温度）を
検出する水温センサ２８、エンジンの加速状態を検出す
る加速スイッチ２９からの各信号が入力されている。さ
らに制御ユニット２５には、メタリングオイルポンプ２
０に取付けられたポジションセンサ３０からの信号も入
力されている。そして、メタリングオイルポンプ２０と
制御ユニット２５とにより、後述のように運転状態に応
じて各給油ノズル１６．１７からの給油の比率を制御す
る。

第１図〜第３図はメタリングオイルポンプ２０の具体的
構造を示しており、ポンプハウジング３１内に、ボート
給油のための潤滑油の計量、吐出を行なう第１プランジ
ヤ３２、およびダイレクト給油のための潤滑油の計量、
吐出を行なう第２プランジヤ３３とが互いに平行にかつ
往復動自在に配設されている。両プランジャ３２．３３
はそれぞれ前部と後部とに分割され、後部の中心孔がそ
れぞれピン３４．３５　（ハウジング側に固定）に嵌挿
されている。

また、ポンプハウジング３１にコントロールピン３６が
プランジャ３２．３３と直交する方向に嵌挿され、この
コントロールピン３６は各プランジャ３２．３３の先端
部が当接する第１および第２のカム面３６ａ、３６ｂを
有する、この第１および第２のカム面３６ａ、３６ｂは
、その軸方向に横断面積が変化するテーパ状の面形状に
形成されている。さらに、コントロールピン３６とステ
ッピングモータ２１のシャフト２４ａとの間には、コン
トロールピン３６の軸線に対してほぼ４５６の傾斜を有
するコントロールピン３６よりも大径の円錐面５０ａと
、この円錐面５０ａの内側にコントロールピン３６に面
して形成された環状溝５０ｂとを備えた部材５０がコン
トロールピン３６と一体に配設されている。そして上記
円錐面５０ａに対し、前記ポジションセンサ３０のプロ
ーブ３０ａの先端がほぼ直角方向から当接しており、ま
た、溝５０ｂとポンプハウジング３１との間にはリター
ンスプリング４３が縮装されて、部材５０がコントロー
ルピン３６とともにステッピングモータ２１のシャフト
２１ａに圧接されるように構成されている。

各プランジ＋３２．３３は、前記ピン３４．３５の外周
にそれぞれ配設されたスプリング３７．３８によりコン
トロールピン３６に向けて付勢されている。さらに、プ
ランジャ３２．３３はギヤ部３２ａ、３３ａがエンジン
の出力軸に連動するドライビングウオーム３９に噛合し
て駆動されて回転される。プランジャ３２．３３の先端
部は両側耳部３２ｂ、３３ｂと中心突部３２ｃ、３３ｃ
とを有し、耳部３２ｂ、３３ｂがコントロールピン３６
の基礎円３６ｃに乗り上げる状態と、中心突部３２ｃ、
３３ｃがカム面３６ａ、３６ｂに当接する状態との間で
往復移動する。なお第３図は、コントロールピン３６が
第１図の下方へ移動してプランジャ３３の中心突部３３
ｃがカム面３６ｂに当接している状態を示す。このプラ
ンジャ３２．３３の回転および往復動により、プランジ
ャ３２．３３内部のビン３４．３５前方の容積が変化す
る計量室３２ｄ、３３ｄに、各吸入ボート４０からの潤
滑油の吸入と吐出ポート４１ａ〜４１ｄへの潤滑油の吐
出とが交互に繰返されるようになっている。

すなわち、潤滑油はドライビングウオーム３９のジャー
ナル部からコントロールピン３６外周部に導入され、こ
こからプランジャ３２．３３と平行に形成された吸入通
路４２からプランジャ３２．３３に直交して両側に開口
する前記吸入ポート４０に連通している。一方、プラン
ジャ３２．３３には吸入ボー）４０と連通可能な位置に
吸入口３２ｅ、３３ｅが開口するとともに、吐出口３２
ｆ、３３ｒ。

が軸方向にずれて開口し、ポンプハウジング３１の吐出
ボート４１ａ〜４１ｄに前記吸入ボート４０と直交する
両側に開口している。第１プランジヤ３２に対応した２
つの第１吐出ボート４１ａ、４１ｂには第１および第２
気筒へのポート給油用の第１潤滑油供給通路１８．１８
が接続され、第２プランジヤ３３に対応した２つの第２
吐出ボート４１ｃ、４１ｄには第１および第２気筒への
ダイレクト給油用の第２潤滑油供給通路１９．１９が接
続されている。

コントロールピン３６の軸方向への移動は、駆動手段と
してのストロークタイプのステンピングモータ２１によ
り駆動される。このステンピングモータ２１のシャフト
２Ｌａは軸方向に出没作動し、前記リターンスプリング
４３で付勢されたコントロールピン３６と同軸上に配設
されている。

したがって、コントロールピン３６は第１図の下方（増
量方向）へはステンピングモータ２１の駆動力で移動し
、上方（減量方向）へはリターンスプリング４３の付勢
力によって移動する。ステンピングモータ２１は、前記
制御ユニット２５から出力されるパルス信号を受け、１
パルスの入力で１ステソ７’（−４長さ）だけコントロ
ールピン３６を摺動させるようになっている。

一方、メタリングオイルポンプ２０においては、コント
ロールピン３６の摺動による各カム面３６ａ、３６ｂの
半径変化により、各プランジャ３２．３３の移動ストロ
ークが変えられ、エンジンの単位回転数当りの潤滑油吐
出量が変化する。そして、この単位回転数当りの吐出量
はステンピングモータ２１を介して制御ユニット２５に
より電気的に制御することができ、かつ、その吐出量変
化の特性は、各カム面３６ａ、３６ｂの形状により、ポ
ート給油とダイレクト給油とに対して個々に設定しうる
。

そこで、予め上記各カム面３６ａ、３６ｂの形状を異な
らせておくことにより、コントロールピン３６の軸方向
位置の変化によって各吐出ボート４１ａ〜４Ｌｄからの
吐出量と吐出比率が種々変るようにし、ステンピングモ
ータ２１の制御によって上記吐出量および吐出比率を運
転状態に応じて制御するものである。例えば、ステンビ
ングモータ２１のステップ数Ｎに応じた単位回転数当り
の吐出量Ｑの変化の特性を第４図に示す。ポート給油に
ついては第１カム面３６ａによって破線のように、また
、ダイレクト給油については第２カム面３６ｂによって
実線のように設定している。

すなわち、ステンピングモータ２１のステップ数Ｎがゼ
ロから大きくなるのにしたがって、ダイレクト給油の吐
出量が増加するが、この吐出量は第１ステップ数Ｎ、ま
では一定の下限値Ｑ、をとり、第１ステツプ数Ｎ１を越
えるとステップ数Ｎの増加につれて吐出量が第３ステッ
プ数Ｎ、の上限値Ｑ２まで直線的に増加するように変化
する。一方、ボート給油の吐出量は、第２ステツプ数Ｎ
２までは一定の下限値Ｑ１をとり、第２ステツプ数Ｎ意
を越えるとステップ数Ｎの増加につれて吐出量が第３ス
テップ数Ｎ、の上限値Ｑ２まで直線的に急増するように
設定されている。上記吐出特性は、ダイレクト給油の方
が効率よいが上限値がＱｔで規ｌＩされるため、このダ
イレクト給油の不足分をボート給油で補うべく吐出比率
が変るように設定しているものである。

そして、制御ユニット２５は吸入空気量とエンジン回転
数に応じて基本吐出量を求め、これを水温、加速等に応
じて補正し、最終的な給油量に対応してステッピングモ
ータ２１を駆動するためのステップ数Ｎを求め、さらに
ポジションセンサ３０でコントロールピン３６の位置を
検出し、所定のパルス信号をステッピングモータ２１に
出力して供給潤滑油の計量制御を行なうものである。

上記実施例においては、潤滑油の吐出量を増量する時に
はコントロールピン３６を第１図の下方に移動させて、
カム面３６ａ、３６ｂの半径の小さい部分にプランジャ
３２．３３の先端部の中心突部３２ｃ、３３ｃが当接す
るようにし、基礎円３６Ｃとの差すなわちストローク量
を大きくして増量するものである。一方、吐出量を低減
する時には、ステップ数Ｎを減少する方向にパルスを出
力し、カム軸３６を第１閣の上方に移動するようにステ
ッピングモータ２１を駆動する。

その場合、円錐面５０ａを備えた部材５０は単にステッ
ピングモータ２１のシャフト２１ａに当接しているだけ
でステッピングモータ２１のシャフト２１ａとコントロ
ールピン３６とは連結されておらず、コントロールピン
３６はＭ１方向へはリターンスプリング４３によって移
動されるものであり、プランジャ３２．３３の回転角が
閉止期間すなわちプランジャ３２．３３の吸入口３２ｅ
、３３ｅおよび吐出口３２ｆ、３３ｆがポンプハウジン
グ３１側の吸入ボート４０および吐出ボート４１ａ〜４
１ｄのいずれとも連通していない時期にあるときにプラ
ンジャ３２．３３を圧縮方向に摺動させることはステッ
ピングモータ２１に太きな負部が作用してステッピング
モータ２１が作動できずにパルス信号に対するステップ
数がずれる脱調現象を発生することになって制御精度が
低下するが、ステッピングモータ２１のシャフト２１ａ
とコントロールピン３６とが分離されており、かつコン
トロールピン３６の摺動位置を検出するポジションセン
サ３０が設けられていることによって上記脱調現象の発
生を防止する構造となっている。

一方、上記のような潤滑油の吐出作動において、吐出ボ
ート４１３〜４１ｄもしくは潤滑油供給通路１８．１９
等が詰って潤滑油が送給されない状態が発生した場合に
は、昇圧した潤滑油がプランジャ３２．３３外周からプ
ランジャ分割部に漏れ、該プランジャ３２．３３の後部
をスプリング３７．３８に抗して移動して前部と分離し
、ウオーム３９の回転運動と遮断してそれ以上の昇圧が
生じないようにしている。

また、ストロークタイプのステッピングモータ２１の使
用により、回転式ステッピングモータの使用による駆動
方式における減速機構等が不要で、駆動系がコンパクト
に形成可能であり、ステッピングモータ２１の取付は晴
度の管理も容易となる。

さらに、ポジションセンサ３０のプローブ３０ａの先端
がコントロールピン３６と同軸に形成されたコントロー
ルピン３６よりも大径の円錐面５０ａに対しほぼ直角方
向から当接していることにより、コントロールピン３６
が回転してもプローブ３０ａのストローク量が変化しな
いため、コントロールピン３６の摺動位置を高精度をも
って検出することができる。

またさらに、上述の実施例においては、リターンスプリ
ング４３が円錐面５０ａを有する部材５００円錐面５０
ａの内側に形成した環状７ｇ５Ｑｂとポンプハウジング
３１との間に縮装されているが、リターンスプリング４
３をこの位置に設けると、装置の大型化を招くことなく
そのスプリング長をコントロールピン３６の下端（第１
図において）に設けるよりも長くとれるので、バネ定数
を同一とした場合、リターンスプリング４３の線径を太
くすることができる、したがって、リターンスプリング
４３の耐久性を向上させることができる効果もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例におけるメタリングオイルポン
プの縦断面図、第２図および第３図はそれぞれ第１図の
■−■線およびｍ−ｍ６ｇに沿う断面図、第４図はメタ
リングオイルポンプの吐出特性を示す特性図、第５図は
供給潤滑油計量装置を備えたロークリピストンエンジン
の全体構成図である。 １６．１７−・・給油ルズル １８．１９−潤滑油供給通路 ２０−・メタリングオイルポンプ ２１−ステッピングモータ ２５−・−Ｉ＋御ユニット ３に一ポジションセンサ ３トボンブハウジング ３２．３３−プランジャ ３６−・・コントロールピン ３９−・・ウオーム　　　３６ａ、３６ｂ・−・カム面
３６Ｃ−・基礎円　　　４０−・・吸入ボート４１ａ〜
４１ｄ・−・吐出ボート ４３・・・リターンスプリング ５０−・・部材　　　　　５０ａ−円錐面５０ｂ・−・
環状溝

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 エンジンの回転に連係して回転するプランジャを往復動
   可能に設け、このプランジャの一端が当接するカム面を
   備えたカムをエンジンの運転状態に応じて駆動すること
   によって上記プランジャの往復ストローク量を変化させ
   、これによりエンジンに供給する潤滑油量を調量するよ
   うにした供給潤滑油計量装置において、 電動モータによりエンジンの運転状態に応じて軸線方向
   に進退されるコントロールピンを設け、このコントロー
   ルピンの外周に上記カム面を軸線方向に横断面積が変化
   する面形状に形成するとともに、上記コントロールピン
   の一端に、このコントロールピンと同軸の円錐面を有す
   る部材を配設し、上記円錐面に対しポジションセンサの
   プローブの先端をほぼ直角方向から当接させて上記コン
   トロールピンの位置を検出するようにしたことを特徴と
   するエンジンの供給潤滑油計量装置。