JPS63179110A - 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、ロータ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ものである。

（従来の技術） 従来より、２サイクルエンジン等の燃焼￥に潤滑油を供
給してガスシール部分を潤滑するについて、エンジンに
供給する潤滑油を運転状態に応じて変化させるメタリン
グオイルポンプを備えたものは公知である。（実開昭６
０−８１００号公報参照） また、上記メタリングオイルポンプは、一般に、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設
け、このプランジャの往復動によって潤滑油を圧送する
について、その往復ストローク量をプランジャの一端が
当接するカム軸を回転することによって調整し、供給潤
滑油聞を変更するようにしている。そして、上記カム軸
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
伴って該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。

（発明が解決しようとする問題点） しかして、上記のようにプランジャのストロークωを調
整するためのカム軸のカム面を偏心形状に設け、このカ
ム軸を回転させることによって基礎円とカム面の接触半
径を変えて吐出量調整を行うようにした場合に、長期間
の使用によってカム面が摩耗しゃすく、吐出口精度が低
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
母産する点で問題を有している。

そこで、本発明は上記事情に鑑み、プランジャの一端が
当接するカム軸のカム面形状およびカム軸の動かし方を
変えることによってカム面の摩耗に有利であるとともに
カム軸の形成が容易なエンジンの供給ｍ滑油計量装置を
提供することを目的とするものである。

（問題点を解決するための手段） 本発明の供給潤滑油計量装置は、プランジャの一端が当
接するカム軸のカム面を、軸方向に横断面積が変化する
面形状に形成するとともに、このカム軸をエンジンの運
転状態に応じて軸方向に移動させる駆動手段を設けたこ
とを特徴とするものである。

（作用） 上記のような装置においては、カム軸のカム面を軸方向
に横断面積が変化する同心円状の面形状に形成し、プラ
ンジャのストローク量を変更する際にはこのカム軸を駆
動手段によってエンジンの運転状態に応じて軸方向に移
動し、これによりエンジンに供給する潤滑油の吐出量の
変更調整を行うものである。

（実施例） 以下、図面に沿って本発明の詳細な説明する。

実施例１ 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す。

ロータ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、上記ケーシング１内を遊星回転運動する略三
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を区画形成しており、このロータ４
の回転に伴って吸気、圧縮、爆発、膨張および排気の各
行程が順次行われるようになっている。上記ロータ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シー
ル９が装着されている。

上記ケーシング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室６に開口する排
気ポート１１とが設けられており、上記吸気ボート１０
および排気ポート１１に吸気通路１２および排気通路１
３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１０近傍の吸気通路１２には燃料噴射を行う
インジェクタ１５が設置されている。

また、上記吸気通路１２に臨んでボート給油ノズル１６
が取付けられ、このポート給油ノズル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内にボート給油されるとともに、ロ
ータハウジング２の内周面２．ａ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。前記ポ
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１６．１
７には、エア通路１６１）、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。

上記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、その吐出母は駆動手段とし
てのステップモータ２１に対して制御ユニット２５　（
ＥＣＬＩ）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、吸入空気最
を検出するエア７０−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
。そして、上記メタリングオイルポンプ２０とｉ、ＩＪ
　Ｗ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図ないし第３図は上記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、吐出を行う第２プランジヤ３３とが平行に往復動
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
ビン３４．３５（ハウシング側に固定）に嵌挿されてい
る。

また、ポンプハウジング３１にカム軸３６が上記プラン
ジャ３２．３３と直交する方向に嵌挿され、このカム軸
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。

上記各プランジャ３２．３３は、前記ビン３４゜３５の
外周に配設されたスプリング３７．３８によりカム軸３
６に向けて付勢されている。さらに、上記プランジャ３
２．３３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
、３３ｔ）がカム軸３６の基礎円３６ｃに乗り上げる状
態と、中心突部３２Ｃ，３３Ｇがカム面３６ａ、３６ｂ
に当接する状態とに変位して往復動する。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３
２．３３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
ボート４１８〜４１ｄ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、ｒＲ潤滑油ドライビングウオーム３９のジャ
ーナル部からカム軸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
吸入ボート４０に連通している。一方、プランジャ３２
．３３には上記吸入ボート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３２ｆ、３３ｆ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４１８〜４１ｄは前記吸入ボート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気筒へのボート給油用の第１
１１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。

上記カム軸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ップモータ２１により駆動され
る。このステップモータ２１のシャフト２１ａは軸方向
に出没作動し、カム軸３６と同軸上に配設され、カム軸
３６がリターンスプリング４３によって付勢されてその
一端がシャフト２１ａに圧接するように連係されている
。よって、カム軸３６は第１図の下方（増員方向）へは
ステップモータ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。上記ステップモータ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
ステツプ（一定長さ）だけカム軸３６を摺動させるよう
になっている。

上記メタリングオイルポンプ２０においては、カム軸３
６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ップモ
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、ボート給油とダイレ
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、カム軸３６の軸方向位置の変化
によって各吐出ボート４１ａ〜４１ｄからの吐出量と吐
出比率が種々変るようにし、ステップモータ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、ステップモータ２１のス
テップ数Ｎに応じた単位回転数当りの吐出ｆｆ１Ｑの変
化の特性を第４図に示す。ボ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、ステップモータ２１．のステッ
プ数ＮがＯから大きくなるのにしたがって、ダイレクト
給油の吐出量は第１ステツプ数Ｎ１までは下限値Ｑ１と
し、第１ステツプ数ＮＬを越えるとステップ数Ｎの増加
につれて吐出量が第３ステツプ数Ｎ３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Ｎ２までは下限値Ｑ１とし、
第２ステツプ数Ｎ２を越えるとステップ数Ｎの増加につ
れて吐出量が第３ステツプ数Ｎ３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あり、ダイレ
クト給油の不足分をボート給油で補うように吐出比率が
変るように設定しているものである。

そして、前記制御ユニット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プモ
ータ２１を駆動するためのステップ数Ｎを求め、所定の
パルス信号をステップモータ２１に出力して供給潤滑油
の計１＄１Ｊ御を行うものである。

上記実施例においては、潤滑油の吐出量を増量する時に
はカム軸３６を第１図の下方に移動させて、カム面３６
ａ、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３２Ｃ１３３ｃ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値を大きくし
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図の上方に移動するようにステップモータ
２１を駆動する。

その際、ステップモータ２１のシャフト２１ａとカム軸
３６とは連結されておらず、カム軸３６は減量方向へは
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ｔｚ３２．３３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〜４１ｄ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プモータ２１に太
きな負荷が作用してステップモータ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、前記ステップ
モータ２１のシャフト２１ａとカム軸３６との分離によ
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４１８〜４１ｄ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プモータ２１の使用に
より、回転式ステップ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、ステップモータ２１の取付は精度の管理も容
易となる。

実施例２ この実施例は第６図に示すように、カム軸の駆動手段を
ワイヤを使用して機械式に構成した例である。

メタリングオイルポンプ４５は、ポンプハウジング４６
に前例と同様に構成されたプランジャ３２．３３とカム
軸３６とを備え、このカム軸３６の端部に従動ビン４７
が配設され、該従動ビン４７がスライド部材４８のテー
バ部４８ａに当接し、スライド部材４８のスライド動に
対応してカム軸３６を軸方向に移動するように構成され
ている。

上記スライド部材４８にはスロットル操作に連動するワ
イヤ４９の一端が接続されるとともにスプリング５０が
介装され、該スライド部材４８はワイヤ４９に引張られ
て増量方向に移動し、ワイヤ４９が緩められたときには
スプリング５０によって減量方向に移動する。上記ワイ
ｔ”４９の他端部は、吸気通路５１に介装されたスロッ
トルバルブ５２のバルプシーヤフト５２ａに固着された
回動部材５３く係合され、スロットルｇｉ１度すなわち
負荷に応じて潤滑油の吐出口を増減するように構成され
ている。なお、５４は前記ワイヤ４９を案内するアウタ
ケーブルである。

その他は前例と同様に構成され、同一構造には同一符号
を付している。

そして、スロットル開度の増大に応じてワイヤ４９が引
張られてスライド部材４８がスプリング５０に抗して移
動し、そのテーバ部４８ａによってカム軸３６が図の下
方に移動されると、該カム軸３６のカム面３６ａ、３６
ｂとプランジャ３２゜３３先端の中心突部３２ｃ、３３
ｃとの接触半径が小さくなってプランジャ３２．３３の
ストローク量が太き（なり、吐出ωが増大するものであ
る。

一方、スロットル開度が減少してスライド部材４８が後
退移動すると、カム軸３６はリターンスプリング４３の
付勢力によって閉止期間以外の時期に上記スライド部材
４８のテーバ部４８ａに追従して減量方向に移動するも
のである。

（発明の効果） 上記のような本発明によれば、カム軸のカム面を、その
軸方向に横断面積が変化する面形状に形成し、このカム
軸を軸方向に移動してプランジャのストロークを変更し
て吐出分調整を行うようにしたことにより、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ωを得ることができ、カ
ム面の摩耗に対して有利となる。また、同心円形状であ
ることから、その制作における加工が容易で加工精度が
高く、吐出量の制ａｍ度も向上するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１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図は第１図のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図、第３図は
同■−■線に沿う断面図、 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タリピストン
エンジンの全体構成図、 第６＠は本発明の第２の実施例におけるメタリングオイ
ルポンプ°を駆動機構とともに示す構成図である。 １６．１７・・・・・・給油ノズル １ｓ、ｉ９・・・・・・潤滑油供給通路２０．４５・・
・・・・メタリングオイルボンブ２１・・・・・・ステ
ップモータ　２５・・・・・・ＩＩ　ｍユニット３１．
４６・・・・・・ポンプハウジング３２．３３・・・・
・・プランジャ ３６・・・・・・カム軸　　　　　３９・・・・・・ウ
オーム３６ａ、３６ｂ・・・・・・カム面 ３６ｃ・・・・・・基礎円　　　　４０・・・・・・吸
入ボート４１ａ〜４１ｄ・・・・・・吐出ポート４３・
・・・・・リターンスプリング ４９・・・・・・ワイヤ ステ・、７’！Ｎ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ポンプハウジング内を往復動し、潤滑油を圧送す
   るプランジャと、該プランジャの一端と当接し、プラン
   ジャの往復ストロークを変化させるカム軸とを備え、エ
   ンジンに供給する潤滑油量を調量するエンジンの供給潤
   滑油計量装置において、前記プランジャの一端が当接す
   るカム軸のカム面を、軸方向に横断面積が変化する面形
   状に形成するとともに、このカム軸をエンジンの運転状
   態に応じて軸方向に移動させる駆動手段を設けたことを
   特徴とするエンジンの供給潤滑油計量装置。