JP2008196468A - 内燃機関用オイルポンプ - Google Patents

Abstract

【課題】歯幅を増やして吐出量を増大させることができて、ベッドプレートの鋳造型を変更することなく、キャビテーションを防止できる内燃機関用オイルポンプの提供。
【解決手段】ロータとして作用するギヤ（１２、１３）の厚さ方向寸法を大きく構成すると共に、オイル吸入口（１４）に連通するオイル流路（３）の断面積を増大させたことを特徴としている。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車の内燃機関用オイルポンプに関し、より詳細には、内燃機関用オイルポンプの吸入流路構造に関する。ここで、「オイルポンプ」なる文言は、当該オイルポンプの吸入流路をも包含する文言として用いられている。

例えば、シリンダのボア、或いはストロークを増大させて、エンジン排気量を増加させる場合がある。かかる排気量の増加は、冷却用エンジンオイルの供給量を増加することを必要とする。
そして、冷却用エンジンオイルの供給量増加は、オイルポンプの流量を増加することにより対応している。

図３で示すオイル吸入流路は、オイルパン６の底部からオイルポンプ１へ連通している。ここで、冷却用エンジンオイルの供給用オイルポンプ１は、一般的には、図４で示すようなギヤポンプが用いられる場合が多い。

図４において、オイルポンプ１は、ポンプケーシング１１と、その内部に収容された１対のギヤ１２、１３とを有している。１対のギヤ１２、１３の形状、寸法は共通である。
ポンプケーシング１１には、吸入口１４と吐出口１５とを有している。吸入口１４は、図３に示すベッドプレート２の端部２ｅに形成された吸入流路３に連通している。
上述した通り、本明細書において、「オイルポンプ」なる文言は、ポンプケーシング１１で包囲された部分のみならず、ベッドプレート２に形成された吸入流路３をも包含する意味で用いられている。

図３、図４において、オイルポンプ１のギヤ１２は、ギヤトレーンの駆動ギヤＧｄ及びシャフトＳ（全体の図示は省略）と一体化されており、駆動ギヤＧｄによって回転させられている。ギヤ１２とギヤ１３とは噛み合っており、矢印Ｒｇ、Ｒｇ方向に回転している。
吸入口１４から吸入されたエンジンオイルは、矢印Ｆｉ方向に流れ、噛み合うギヤ１２、１３によって圧縮されて、昇圧されたエンジンオイルＦｏが吐出口１５からポンプケーシング１１外に吐出される。

ベッドプレート２側の吸入流路３は、第１の水平流路３１と、第２の水平流路３２と、垂直流路３３とが連続して構成されている。
第２の水平流路３２と垂直流路３３は、流路断面積が概略同等である。それに対して、第１の水平流路３１の断面積は、第２の水平流路３２の断面積よりも大きく構成されている。そのため、第１の水平流路３１と、第２の水平流路３２との境界部（図２のＡ部）では、断面が急激に変化している。

オイルポンプ１の吸い込み口に近い側（第１の水平流路３１）において、急激に断面が大きくなっている場合には、単位時間当たりの流量が増加すると、キャビテーションの発生の原因となる（後述の図２参照）。

ここで、オイルポンプ（ギヤポンプ）１における容量アップ（吐出量の増加）は、ギヤ１２、１３の歯幅の増加によって対応する。ところが、図３に示したようなレイアウトの場合、ギヤ１２、１３の歯幅を増加（吐出量の増加）すると、吸入流路３の断面積も同時に増やさない限り、キャビテーションの発生を伴う可能性が高い。

ベッドプレート２側の流路３において、垂直流路３３の端部３３ｅには、接続部材であるエルボ４が取付けられている。エルボ４において、垂直流路３３が接続されている側とは反対側の端部４ｅには、サクションパイプ５の一端５ｏが接続されている。サクションパイプ５において、エルボ４と接続している側とは反対側の他端には、オイル吸入口５ｉが設けられている。

ベッドプレート外に形成されたオイル流路、例えばエルボ４やサクションパイプ５であれば、流路を構成する管路を管径の大きなものに変更することにより、流路の断面増加に対処することができる。
しかし、ベッドプレート２内に形成されたオイル流路３２、３３を、管径が大きな配管に交換することは不可能である。ベッドプレート２内のオイル流路３２、３３は、ベッドプレート２を鋳造によって製造する際に、一緒に成形されるからである。
なお、図３における符号２２は、空洞部を示している。

その他の従来技術として、オイルポンプからシリンダブロック又はシリンダヘッドまでのオイル供給系統を、コンパクトにできると共に、組付作業が容易なエンジンのオイル供給装置が、開示されている（例えば特許文献１）。
しか支、この従来技術（特許文献１）は、オイル供給系統の小型化及び組付けの容易さを目的としており、上述した問題点を何ら解消するものではない。

別の従来技術として、エンジンのシリンダブロック後端の空間部に内蔵されるオイルポンプが提案されている（例えば特許文献２参照）。
しかし、この従来技術（特許文献２）は、吸入流路の入口及び吐出通路の出口の位置に自由度を持たせ、オイルポンプの配置とオイルギヤラリーとの位置との対応を容易にすることと、小型化とを目的としており、上述した問題点を解消するものではない。

さらに別の技術として、エンジンオイル通路に関する技術が開示されている（例えば、特許文献３参照）。
しかし、この従来技術（特許文献３）は、エンジン停止中にオイル貯留室内のオイルが減少するのを抑制することが目的であり、上述した問題点を解消することはできない。
特開２００５−６１２３２号公報 実開平５-４２６１５号公報 特開２００５‐４８８８２号公報

本発明は、上述した従来技術の問題点に鑑みて提案されたものであり、歯幅を増やして吐出量を増大することが可能であり、ベッドプレートの鋳造型を変更することなく、キャビテーションを防止できる内燃機関用オイルポンプの提供を目的としている。

本発明の内燃機関用オイルポンプは、ロータとして作用するギヤ（１２、１３）の厚さ方向寸法を大きく構成すると共に、オイル吸入口（１４）に連通するオイル流路（３）の断面積を増大させたことを特徴としている（請求項１）。
ここで、本明細書において、「オイルポンプ」なる文言は、オイル吸入口（１４）に連通するオイル流路（３）を含む文言として用いられている。

ここで、オイル吸入口（１４）に連通するオイル流路（３）は、ベッドプレート（２）内で２系統（３２、３４）に分離して形成されており、該２系統のオイル流路（３２、３４）はオイル吸入口（１４）の近傍で合流（Ａ部）しているのが好ましい（請求項２）。

そして、ベッドプレート（２）内に形成された２系統のオイル流路（３２、３４）の合流箇所（Ａ部）とオイル吸入口（１４）とは、単一径の流路（３１）により連通されているのが好ましい（請求項３）。
ここで、ベッドプレート２は鋳造品であり、２系統のオイル流路の内の一方の流路（３４）は、機械加工（例えばボーリング加工）によって形成されることが好ましい。

また、本発明の内燃機関用オイルポンプ（１００）は、自動車用エンジンに設けられているのが好ましい（請求項４）。

上述する構成を具備する本発明の内燃機関用オイルポンプ（１００）によれば、ロータとして作用するギヤ（１２、１３）の厚さ方向寸法を大きく構成しているので、オイル供給量は増大させられる。これにより、エンジンの排気量アップに対して容易に対処することができる。

また、オイル吸入口（１４）に連通するオイル流路（３）の断面積を増大させたので、キャビテーションの発生を阻止することができる。

ここで、ベッドプレートが鋳造品であり、２系統のオイル流路の内の一方の（増加させる）流路（３４）をボーリング等の機械加工で成形すれば、鋳造型を変更することも無く、オイル吸入口（１４）に連通するオイル流路（３）の断面積を増大させることが出来る。
そして、鋳造型を変更する必要が無いので、コスト増加を抑制することができる。

以下、添付図面の図１及び図２を参照して、本発明の実施形態について説明する。

図１において、全体を符号１００で示されるオイルポンプは、オイルポンプ本体１と、ベッドプレート２の端部２ｅに形成された吸込み流路系統３とを有している。
明確には図示されていないが、オイルポンプ１００は、ギヤ（図１では図示せず）の歯幅（ギヤの厚さ寸法）を増大して、吐出量を増大させている。

オイルポンプ１の吸入口１４（図４参照）は、ベッドプレート２の端部２ｅに形成された吸入流路３に連通している。吸入流路３は、第１の水平流路３１と、第２の水平流路３２と、第１の垂直流路３３と、第２の垂直流路３４とで構成されている。

第１の水平流路３１、第２の水平流路３２、第１の垂直流路３３は、図３で示す従来技術と同じであるため、図３と同一の符号で示されている。

図１において、第２の垂直流路３４が設けられている。この第２の垂直流路３４は、第１の水平流路３１と第２の水平流路３２の境界部（Ａ部）を含む余肉２０の領域に、新たに形成されている。なお、第２の垂直流路３４は、例えばボーリングによる穿孔加工等の機械加工によって形成されている。

第１の垂直流路３３の吸入側端部３３ｉは、接続管４０の第１の分岐部４１に接続している。そして、第２の垂直流路３４の吸入側端部３４ｉは、接続管４０の第２の分岐部４２に接続されている。
接続管４０は、第１の分岐部４１と、第２の分岐部４２と、第１の分岐部４１と第２の分岐部４２とが分岐している吸い込み部４３とにより構成されている。

吸込み部４３の内径は、従来技術における接続管４の内径よりも大きく形成されている。吸込み部４３の内径の断面積は、第１の分岐部４１の断面積と、第２の分岐部４２の断面積との和に近い数値に設定されている。
そして、吸込み部４３に接続されるサクションパイプ５０の内径も、吸込み部４３の内径と概略等しくなるように構成されている。

上記以外の構成については、図３、図４の従来技術と同様である。

上述する構成を具備する図１で示すオイルポンプ１００によれば、オイルポンプ本体１のギヤ１２、１３の厚さ方向寸法を大きく構成しており、そのため、オイル供給量は、従来のオイルポンプに比較して増大されている。そのため、シリーズエンジンの排気量アップにも、容易に対処することが出来る。

また、ベッドプレート２の吸入流路３に第２の垂直流路３４を追加することにより、ベッドプレート２内に形成された吸入流路３の断面積を増大させることができる。そして、吸入流路３の断面積が増加するため、キャビテーションの発生を阻止することができる。

ここで、ベッドプレート２は鋳造品であるが、第２の垂直流路３４はボーリング等の機械加工で容易に成形することが出来る。そのため、図１で示すベッドプレート２を製造するに当たっては、従来技術で使用されたベッドプレートの鋳造型を変更する必要が無い。そのため、コスト増加を抑制することができる。

図２は、現存する複数機種のエンジンのギヤ式オイルポンプにおいて、オイルポンプ吐出量（縦軸）と、サクションパイプの内径（横軸）との関係をプロットしたものである。図２において、スマッジング（網掛け）した領域が、キャビテーションを生じない領域を示している。

図２のプロットＰ１は、図３の従来技術に対応するプロットであり、ベッドプレート２の吸入流路３の断面積を変更することなく、オイルポンプのギヤ幅を増加した場合の特性を示している。係るプロットＰ１は、キャビテーションを生じない領域から外れている。そのため、図３で示す従来技術において、ギヤ幅を増大すると、キャビテーションを起こしている。

これに対して、図１で示すように、第２の垂直流路３４を追加して流路３の断面積を増大した場合の特性が、図２におけるプロットＰ２である。図２から明らかな様に、プロットＰ２は、キャビテーションが発生しない領域に位置しており、そのため、キャビテーションを防止できる。

図示の実施形態はあくまでも例示であり、本発明の技術的範囲を限定する趣旨の記述ではないことを付記する。

本発明の実施形態を示す部分断面図。 サクションパイプ内径と、オイルポンプ容量と、キャビテーションとの関係を示す実験データ。 従来のオイルポンプへのオイル供給系統を示した部分断面図。 ギヤ式オイルポンプの断面図。

符号の説明

１・・・オイルポンプ本体
２・・・ベッドプレート
３・・・吸入流路
６・・・オイルパン
１１・・・ケーシング
１２・・・ギヤ
１３・・・ギヤ
１４・・・吸入口
１５・・・吐出口
３１・・・第１の水平流路
３２・・・第２の水平流路
３３・・・垂直流路／第１の垂直流路
３４・・・第２の垂直流路
４０・・・接続管
４１・・・第１の分岐部
４２・・・第２の分岐部
４３・・・吸込み部
５０・・・サクションパイプ

Claims (4)

1. ロータとして作用するギヤの厚さ方向寸法を大きく構成すると共に、オイル吸入口に連通するオイル流路の断面積を増大させたことを特徴とする内燃機関用オイルポンプ。
2. オイル吸入口に連通するオイル流路は、ベッドプレート内で２系統に分離して形成されており、該２系統のオイル流路はオイル吸入口の近傍で合流している請求項１の内燃機関用オイルポンプ。
3. ベッドプレート内に形成された２系統のオイル流路の合流箇所とオイル吸入口とは、単一径の流路により連通されている請求項２の内燃機関用オイルポンプ。
4. 自動車用エンジンに設けられている請求項１〜３の何れか１項の内燃機関用オイルポンプ。

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