JP6066709B2 - Internal combustion engine - Google Patents
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Description
本願発明は、タイミングチェン等の動弁機構用伝動手段を覆うチェンカバーをオイルポンプ(トロコイドポンプ)の一部に兼用している内燃機関に関するものである。なお、動弁機構用伝動手段としてはギアやタイミングベルトも使用可能であり、従って、厳密には、「チェンカバー」の文言はギアやタイミングベルトとマッチしていないが、「チェンカバー」の用語は一般化しているので、本願では、伝動手段を覆う広い概念のカバーとしてチェンカバーの文言を使用している。 The present invention relates to an internal combustion engine in which a chain cover that covers a transmission mechanism for a valve mechanism such as a timing chain is also used as a part of an oil pump (trochoid pump). Note that gears and timing belts can also be used as the transmission mechanism for the valve operating mechanism. Therefore, strictly speaking, the term “chain cover” does not match the gears and timing belt, but the term “chain cover” is used. In this application, the wording of the chain cover is used as a broad concept cover that covers the transmission means.
車両用の内燃機関のオイルポンプとしては、小型で高出力であることから、一般に、回転軸心をずらしたインナーロータとアウターロータとを有するトロコイドポンプが使用されている。このトロコイド式のオイルポンプは、互いに噛み合ったインナーロータ及びアウターロータの対をポンプハウジングとポンプカバーとで挟んだ構造になっており、インナーロータをクランク軸に直結したタイプと、クランク軸の回転動力をチェン又はギアでインナーロータに伝達する方式とがあり、クランク軸直結方式はコンパクト化できる利点である。 As an oil pump for an internal combustion engine for a vehicle, a trochoid pump having an inner rotor and an outer rotor whose rotational axes are shifted is generally used because of its small size and high output. This trochoid oil pump has a structure in which a pair of meshed inner rotor and outer rotor is sandwiched between a pump housing and a pump cover. The inner rotor is directly connected to the crankshaft and the rotational power of the crankshaft. Is transmitted to the inner rotor by a chain or a gear, and the crankshaft direct connection method is an advantage that can be made compact.
インナーロータをクランク軸に直結したタイプとした例として、例えば特許文献1,2があり、このうち特許文献2では、動弁機構駆動用タイミングチェンを覆うチェンカバーをポンプハウジング部に兼用している。この特許文献2のようにポンプカバーの一部をオイルポンプの構成部材に兼用すると、オイルポンプはより一層コンパクト化する。
Examples of the type in which the inner rotor is directly connected to the crankshaft include, for example,
いずれにしても、オイルポンプは吐出圧が過大になった場合にオイルを逃がすリリーフ通路を備えており、リリーフ通路にばねで付勢されたリリーフ弁を配置することで、吐出圧が過大になるとオイルを逃がすようになっている。そして、特許文献1には、従来はリリーフオイルがオイルパンに戻されていたことから、オイルポンプの機械的損失が大きかったことに鑑み、リリーフ通路の終端を吸入通路に開口させることで、オイルポンプの機械的損失を低減することが記載されている。
In any case, the oil pump has a relief passage that allows oil to escape when the discharge pressure becomes excessive, and if a relief valve that is biased by a spring is placed in the relief passage, the discharge pressure becomes excessive. Oil is supposed to escape. And in
さて、トロコイドポンプはインナーロータとアウターロータとの間の空間にオイルを閉じ込めて圧送するものであるが、オイルの圧送は間欠的に行われるため、吐出圧に圧力変動が発生し、これがオイルの脈動として現れる。 Now, the trochoid pump confins oil in the space between the inner rotor and outer rotor, and pumps it, but since oil is pumped intermittently, pressure fluctuations occur in the discharge pressure, which is Appears as pulsation.
特許文献2は、吐出されるオイルの脈動そのものを減衰させることを目的にした発明であるが、オイルの脈動はリリーフ通路においても発生しており、特許文献2のようにリリーフオイルをオイルポンプの吸入通路に戻すと、リリーフ通路から戻ったリリーフオイルによって騒音が発生したり、オイルポンプのシール性に悪影響を与えたりするおそれがあった。特に、リリーフ通路から戻るリリーフオイルは高圧であることから、リリーフオイルの脈動に起因した騒音やシール性悪化の問題は顕著に現れやすいと云える。
本願発明はこのような現状を改善すべく成されたものであり、リリーフオイルの脈動に起因した騒音等の問題を簡単な構造で効果的に抑制せんとするものである。 The present invention has been made to improve such a current situation, and aims to effectively suppress problems such as noise caused by pulsation of relief oil with a simple structure.
本願発明の内燃機関は、一側面からクランク軸を突出させたシリンダブロックと、前記シリンダブロックの一側面に固定されていてクランク軸で駆動される動弁機構用伝動手段を覆うチェンカバーと、前記クランク軸で駆動されるオイルポンプとを備えている。 An internal combustion engine of the present invention includes a cylinder block having a crankshaft protruding from one side surface, a chain cover that is fixed to one side surface of the cylinder block and covers a transmission mechanism for a valve mechanism that is driven by the crankshaft, And an oil pump driven by a crankshaft.
前記ポンプハウジング部とポンプカバーとの合わせ面にオイルの吸入通路と吐出通路とが形成されていると共に、オイルの吐出圧が過大になった場合に吐出されたオイルを吸入通路に逃がすリリーフ通路が、前記ポンプカバーを経由して吸入通路に戻るように形成されていて、前記リリーフ通路のうち前記ポンプカバーに形成されている部分に、当該リリーフ通路を開閉するリリーフ弁が移動自在に配置されており、
従って、前記リリーフ通路は、吐出されたオイルが流入する第1部分と、前記リリーフ弁が移動する第2部分と、前記第2部分と吸入通路とに連通した第3部分とを有しており、前記吸入通路の内面のうち前記ポンプハウジング部で形成された部分が、前記リリーフ通路の第3部分から噴出したオイルが当たるオイル当接面になっている。
An oil suction passage and a discharge passage are formed on the mating surface of the pump housing portion and the pump cover, and a relief passage for allowing the discharged oil to escape to the suction passage when the oil discharge pressure becomes excessive. the via pump cover so formed as to return to the suction passage, the portion formed in the pump cover of the relief passage, the relief valve for opening and closing the relief passage is arranged movably And
Accordingly, the relief passage has a first portion into which the discharged oil flows, a second portion in which the relief valve moves, and a third portion in communication with the second portion and the suction passage. , the pump portion formed by the housing portion of the inner surface of the suction passage, the oil ejected from
そして、前記リリーフ通路の第3部分は、前記吸入通路のうち前記リリーフ通路の第1部分に近い側に寄せて形成されている一方、
前記オイル当接面は、前記ポンプハウジング部とポンプカバーとの合わせ面に対して、前記リリーフ通路の第1部分から離れるに従って前記合わせ面から遠ざかるように傾斜しており、
かつ、前記リリーフ通路の第3部分の軸線を、前記オイル当接面に対して、当該オイル当接面に近づくに従ってリリーフ通路の第1部分から離れるように傾斜させている。
Then,
The oil abutment surface, relative to the pump housing portion and the mating surface of the pump cover is inclined away from said mating face with increasing distance from the first part portion of the relief passage,
In addition, the axis of the third portion of the relief passage is inclined with respect to the oil contact surface so as to move away from the first portion of the relief passage as the oil contact surface is approached.
本願発明者たちの検討したところ、オイルがリリーフしたときの騒音は、主として、リリーフ通路から噴出したオイルが吸入通路の内面(壁面)に衝突することで発生していると推測される。すなわち、リリーフ通路から噴出したオイルが吸入通路の内面に勢い良く衝突するため、吸入通路を構成しているチェンカバーに膜振動が発生し、これが騒音の原因になっていると推測される。 As a result of investigations by the inventors of the present application, it is estimated that noise when oil is relieved is mainly caused by the oil ejected from the relief passage colliding with the inner surface (wall surface) of the suction passage. That is, since the oil ejected from the relief passage collides with the inner surface of the suction passage vigorously, film vibration is generated in the chain cover constituting the suction passage, and this is presumed to be a cause of noise.
これに対して本願発明では、リリーフ通路の終端(第3部分)から噴出したオイルはその流れ方向が吸入通路のオイル当接面で反らされることにより、オイルの運動エネルギが吸入通路の内面にそのまま衝撃として作用することを著しく抑制できるため、オイルに脈動が生じていても、チェンカバーに振動が発生することを防止又は著しく抑制できるのであり、これにより、オイルリリーフ時に騒音が発生したりシール性が低下したりすることを防止又は著しく抑制することができる。 On the other hand, in the present invention, the oil jetted from the end (third portion) of the relief passage is deflected in the flow direction at the oil contact surface of the suction passage, so that the kinetic energy of the oil is changed to the inner surface of the suction passage. Therefore, even if there is pulsation in the oil, it is possible to prevent or remarkably suppress the vibration of the chain cover, which may cause noise during oil relief. It is possible to prevent or remarkably suppress the deterioration of the sealing performance.
また、制動部材を設けるのではなく、吸入通路の形状を工夫することで振動を抑制したものであるため、構造は簡単でコスト面においても有益である。 Further, since the vibration is suppressed by devising the shape of the suction passage instead of providing a braking member, the structure is simple and beneficial in terms of cost.
(1).実施形態の概要
次に、本願発明の実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態は車両用内燃機関に適用しており、図1に示すように、内燃機関は、ピストン1が往復動するシリンダボア2を有するシリンダブロック3と、シリンダブロック3の上面に固定されたシリンダヘッド4と、これらシリンダブロック3及びシリンダヘッド4の一側面に固定されたチェンカバー5とを有している。シリンダブロック3の下面にはオイルパン6が固定されている。他方、シリンダヘッド4の上面にはシリンダヘッドカバー7が固定されている。
(1). Summary of the implementation forms will be described with reference to the embodiment of the present invention with reference to the drawings. This embodiment is applied to an internal combustion engine for a vehicle. As shown in FIG. 1, the internal combustion engine includes a
なお、以下の説明で方向を特定するため左右や内側・外側の文言を使用するが、これら左右方向の文言は図1を基準にしている。また、内側と外側は、チェンカバー5を基準にすると、シリンダブロック3を向いた方向を内側と呼んで、シリンダブロック3と反対側の露出した側を外側と呼んでいる。また、本実施形態では図1を正面図としている。従って、側面視は、クランク軸8の軸線と直交した水平方向から見た状態になる。
In the following description, in order to specify the direction, left and right and inner and outer words are used, and these left and right words are based on FIG. Further, with respect to the inner side and the outer side, when the
図2及び図4(A)に示すように、チェンカバー5は周壁5aを有していてシリンダブロック3及びシリンダヘッド4に向けて開口した浅いトレー状の形態を成しており、下部にはクランク軸8が貫通する軸穴9が空いている。図4(B)に大まかに示すように,クランク軸8のうちチェンカバー5から露出した部分には補機駆動プーリ10が固定されて、この補機駆動プーリ10に巻き掛けられた補機駆動ベルト11により、オルタネータやウォータポンプのような補機が駆動される。
As shown in FIGS. 2 and 4A, the
チェンカバー5のうち軸穴9を中心として左右両側に広がる部分は、オイルポンプの一部を構成するポンプハウジング部12になっており、このポンプハウジング部12に内側からポンプカバー13が重ねられていて、ポンプカバー13はボルト14(図4(A)参照)の群でポンプハウジング部12に固定されている。図4(B)では、ポンプカバー13は模式的に示している。図4(A)のとおり、ポンプカバー13のうちクランク軸8の周囲の部分は凹んでおり、この凹んだ部分に、図4(B)に示すように、クランク軸8に固定されたスプロケット8aが配置されており、スプロケット8aにタイミングチェン8bが巻き掛けられている。
The portion of the
図4に示すように、ポンプハウジング部12のうちクランク軸8の周囲の箇所にはポンプカバー13の外側に凹んだポンプ室15が形成されており、このポンプ室15に、互いに噛み合ったインナーロータ16とアウターロータ17とが配置されている。従って、チェンカバー5の一部とポンプカバー13とロータ16,17とでオイルポンプ18が構成されている。敢えて述べるまでもないが、クランク軸8はポンプカバー13に貫通している。
As shown in FIG. 4, a
ポンプハウジング部12とポンプカバー13との合わせ面には、オイルをポンプ室15に導く吸入通路19と、加圧されたオイルを排出する吐出通路20とが、左右逆方向に向くように形成されている。吸入通路19及び吐出通路20は、ポンプハウジング部12とポンプカバー13との両方を凹ませることで形成されている。
The mating surfaces of the
図示していないが、インナーロータ16の外周とアウターロータ17の内周とには互いに噛み合う凹凸が形成されている。そして、アウターロータ17の外周面は真円になっているが、インナーロータ16の回転軸心とアウターロータ17の回転軸心とは少しずれており、両ロータ16,17の回転により、吸入通路19から吐出通路20にオイルが間欠的に圧送される。
Although not shown in the drawing, the outer periphery of the
図3及び図5に示すように、ポンプカバー13のうちポンプハウジング部12と反対側の部位には下向きに延びるオイル導入通路21が一体に形成されており、オイル導入通路21の終端が、吸入通路19のうち概ね左右中間部に連通している。オイル導入通路21には、ストレーナを有する吸い上げユニットが固定されている。
As shown in FIGS. 3 and 5, an
吐出通路20を出たオイルはいったんオイルフィルター22に至り、それから図3に示す中継通路23に戻って、パイプ状の排出通路24からオイルギャラリー等の送油路に送られる。排出通路24の先端は、シリンダブロック3に形成した送油路に当接させることも可能である。
The oil that has exited the
図2に明示するように、チェンカバー5の端部にはフィルター保持部25を形成しており、このフィルター保持部25に、オイルフィルター22がねじ込まれるねじ筒26を外向きに突設している。ねじ筒26はクランク軸8と平行になっており、このため、オイルフィルター22もクランク軸8と略平行の横向き姿勢に配置されている。フィルター保持部25の外面にはねじ筒26の外側に位置した環状溝27が形成されており、環状溝27の箇所には、中継通路23に連通する中継穴28が空いている。
As clearly shown in FIG. 2, a
(2).リリーフ手段
図3及び図5に示すように、ポンプハウジング部12とポンプカバー13とには、オイルの吐出圧が設定値以上に高くなるとオイルを吸入通路19に戻すリリーフ通路29が形成されている。このリリーフ通路29は、ポンプ室15を介して吐出通路20に連通すると共に吸入通路19と同じ方向に延びる第1部分29aと、オイル導入通路21と略平行な姿勢に形成された第2部分29bと、第2部分29bと吸入通路19とに連通した第3部分29cとで構成されている。
(2) Relief means As shown in FIGS. 3 and 5, the
リリーフ通路29の第1部分29aは、ポンプハウジング部12とポンプカバー13との両方に設けた溝で形成されており、第2部分29bはポンプカバー13に筒部30を設けることで形成されており、第3部分29cはポンプカバー13に穴を空けることで形成されている。筒部30は、側面視で下に行くほどポンプハウジング部12及びポンプカバー13の合わせ面39から離れるように傾斜している。換言すると、筒部30は、下に行くほどシリンダブロック3に近づく(或いはチェンカバー5から遠ざかる)ように傾斜している。
The
そして、筒部30に、棒状のリリーフ弁31を嵌め入れて、リリーフ弁31をばね32で上向きに付勢している。リリーフ通路29のうち第2部分29bの上端部は小径部29b′になっており、リリーフ弁31が小径部29b′の下面に当たることでリリーフ通路29は塞がれている。ばね32はばね受け33で支持されており、ばね受け33は割ピン34等の支持手段で抜け不能に保持されている。
A rod-shaped
リリーフ通路29の第3部分29cは終端部に相当するものであり、本実施形態では、第3部分29cは側面視で前後2カ所に設けている(勿論、筒部30の軸心35と直交した線の箇所に1箇所だけ設けてもよい。)。また、リリーフ通路29の第3部分29cは、図5(B)(C)に示すとおり、吸入通路19のうちリリーフ通路29の第1部分29aに近い側に開口するように寄せて形成されている。
The
リリーフ通路29の第3部分29cの軸心36は、筒部30(或いはリリーフ弁31)の軸心35と鈍角θ1を成すように少し下側に倒れた姿勢になっている。このため、第3部分29cが筒部30の軸線と直交している場合に比べて、オイルは第3部分29cにスムースに流れ込む。
The
図5(D)に明示するように、リリーフ通路29の第3部分29cは、吸入通路19を構成するポンプハウジング部12の内面に向けて開口している。従って、第3部分29cから噴出したリリーフオイルは吸入通路19の内面の一部であるオイル当接面37に当たるが、第3部分29cの軸心36を、オイル当接面37に近づくに従って第1部分29aから離れるように、オイル当接面37の垂線38に対して傾斜させることにより、側面視で第3部分29cの軸心36とオイル当接面37とが成す下側(第1部分29aと反対側)の角度θ2を鈍角に設定している。
As clearly shown in FIG. 5D, the
本実施形態では、オイル当接面37は、下に行くほど(リリーフ通路29の始端部29aから離れるほど)ポンプカバー13(或いはポンプハウジング部12及びポンプカバー13の合わせ面39)から離れるように傾斜している。
In the present embodiment, the
以上の構成において、オイルポンプ18の吐出圧が過大になると、リリーフ弁31がオイルで押されて後退し、オイルがリリーフ通路29の第3部分29cから吸入通路19に噴出するが、第3部分29cから噴出したオイルは吸入通路19のオイル当接面37に正面から衝突することなく、オイル当接面37によって下側に反らされるようにガイドされてスムースに方向変換して吸入通路19に吸収される。このため、オイルの動圧が吸入通路19の内面に衝撃として作用することはなくて、振動及びこれに起因した騒音やシール性低下を防止できるのである。
In the above configuration, when the discharge pressure of the
本実施形態のように、第3部分29cの軸心(軸線)35を筒部30(或いは第2部分29b)の軸心35に対して傾斜させると、リリーフオイルの流れをスムース化できるため、振動の抑制に効果的である。また、本実施形態のように第3部分29cの軸心35を合わせ面39に対して傾斜させると、合わせ面39に対する傾斜角度を小さくすることができるため、設計を大きく変更する必要がない利点がある。
As in the present embodiment, when the axis (axis) 35 of the
また、本実施形態のように、第3部分29cの軸心35を合わせ面39に対して傾斜させると共に、オイル当接面37も合わせ面39に対して傾斜させると、第3部分29cの軸心35とオイル当接面37とが成す角度θ2をできるだけ大きくできるため、オイルのガイド機能を高めて振動の発生をより効果的に防止できる利点がある。吸入通路19のうちオイル当接面37の下の部分を側面視で円弧状に形成すると、オイルのガイド機能をより一層向上させることができる。
Further, when the
本願発明は、上記の実施形態の他にも様々に具体化できる。例えばリリーフ弁はロッド方式には限らず、例えばニードル方式や回動板方式なども採用できる。弁体としてボールを使用することも可能である。 The present invention can be embodied in various ways other than the above-described embodiment. For example, the relief valve is not limited to the rod type, and for example, a needle type or a rotating plate type can also be adopted. It is also possible to use a ball as the valve body.
本願発明は、実際にオイルポンプに適用できる。従って、産業上利用できる。 The present invention is actually applicable to an oil pump. Therefore, it can be used industrially.
1 シリンダブロック
5 チェンカバー
8 クランク軸
12 オイルポンプを構成するポンプハウジング部
13 ポンプカバー
15 ポンプ室
16 インナーロータ
17 アウターロータ
18 オイルポンプ
19 吸入通路
20 吐出通路
22 オイルフィルター
29 リリーフ通路
29a 第1部分
29b 第2部分
29c 第3部分(終端部)
30 筒部
31 弁体
32 ばね
35 筒部の軸心
36 第3部分の軸心
37 オイル当接面
38 オイル当接面の垂線
39 ポンプハウジング部とポンプカバーとの合わせ面
DESCRIPTION OF
30
Claims (1)
前記オイルポンプは、前記クランク軸と一体に回転するインナーロータ及びアウターロータを前記チェンカバーに設けたポンプハウジング部とこれに重ね固定されたポンプカバーとで挟んだ構造であり、
前記ポンプハウジング部とポンプカバーとの合わせ面にオイルの吸入通路と吐出通路とが形成されていると共に、オイルの吐出圧が過大になった場合に吐出されたオイルを吸入通路に逃がすリリーフ通路が、前記ポンプカバーを経由して吸入通路に戻るように形成されていて、前記リリーフ通路のうち前記ポンプカバーに形成されている部分に、当該リリーフ通路を開閉するリリーフ弁が移動自在に配置されており、
従って、前記リリーフ通路は、吐出されたオイルが流入する第1部分と、前記リリーフ弁が移動する第2部分と、前記第2部分と吸入通路とに連通した第3部分とを有しており、前記吸入通路の内面のうち前記ポンプハウジング部で形成された部分が、前記リリーフ通路の第3部分から噴出したオイルが当たるオイル当接面になっている構成であって、
前記リリーフ通路の第3部分は、前記吸入通路のうち前記リリーフ通路の第1部分に近い側に寄せて形成されている一方、
前記オイル当接面は、前記ポンプハウジング部とポンプカバーとの合わせ面に対して、前記リリーフ通路の第1部分から離れるに従って前記合わせ面から遠ざかるように傾斜しており、
かつ、前記リリーフ通路の第3部分の軸線を、前記オイル当接面に対して、当該オイル当接面に近づくに従ってリリーフ通路の第1部分から離れるように傾斜させている、
内燃機関。 A cylinder block with a crankshaft protruding from one side surface, a chain cover that is fixed to one side surface of the cylinder block and covers transmission means for a valve mechanism that is driven by the crankshaft, and oil that is driven by the crankshaft With a pump,
The oil pump has a structure in which an inner rotor and an outer rotor that rotate integrally with the crankshaft are sandwiched between a pump housing portion provided in the chain cover and a pump cover that is overlapped and fixed thereto ,
An oil suction passage and a discharge passage are formed on the mating surface of the pump housing portion and the pump cover, and a relief passage for allowing the discharged oil to escape to the suction passage when the oil discharge pressure becomes excessive. the via pump cover so formed as to return to the suction passage, the portion formed in the pump cover of the relief passage, the relief valve for opening and closing the relief passage is arranged movably And
Accordingly, the relief passage has a first portion into which the discharged oil flows, a second portion in which the relief valve moves, and a third portion in communication with the second portion and the suction passage. , the formed part pump housing part of the inner surface of the suction passage, the oil ejected from part 3 content of the relief passage is a structure that is a person barrel oil abutment surface,
Part 3 content of the relief passage is, while being formed closer to the side close to the first part portion of the relief passage of the suction passage,
The oil abutment surface, relative to the pump housing portion and the mating surface of the pump cover is inclined away from said mating face with increasing distance from the first part portion of the relief passage,
And, the axis of the third portion of the relief passage is inclined with respect to the oil contact surface so as to move away from the first portion of the relief passage as the oil contact surface is approached.
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