JPH10141038A - Oil lubricating device for engine - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To set an oil pump in optimum arrangement and configuration by assembling the oil pump in a cam shaft chamber for a cylinder head in such a manner that a suction port in the oil pump is open into the cam shaft chamber and a discharge port is connected to a crank case or an oil tank via a bypass. SOLUTION: In a cam shaft chamber 4 encircled by a cylinder head 2 and a head cover 3, a cam shaft 5 is assembled which has one end protruded from the cam shaft chamber 4 to the outside tied to a transmission mechanism and the other end existing in the cam shaft chamber 4. A turbine type pump P which is formed with a disc wheel 6 and a casing 7 is assembled in a dead space between the other end of the cam shaft 5 and the peripheral wall of the cam shaft chamber 4. The pump P has a suction port 8 open somewhat upward of the bottom of the cam shaft chamber 4 and a discharge port 9 guided outward from a cam shaft hole 10 and communicated into an oil pan with a pipe.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、頭上カム方式のエ
ンジンにおけるオイル潤滑装置に関する。The present invention relates to an oil lubrication device for an overhead cam type engine.

【０００２】[0002]

【従来の技術】頭上カム方式のエンジンでは、シリンダ
ヘッド内にカムシャフトを組み込み、そのカムシャフト
に一体形成されているカムによって直接、或いはロッカ
ーアームを介してバルブを動作せしめることにより、バ
ルブタイミイングのレスポンスを早めるために好適利用
されている。そのためには、電気的手段やエンジンの回
転によって駆動されるオイルポンプによって、オイルパ
ン、或いはオイルタンクからオイルをカムシャフト室内
に圧送し、カムシャフト室内に溜ったオイルを、前記オ
イルパン或いはオイルタンクに回収する強制潤滑手段が
採られている。前記オイルの回収には、一般に、図４に
例示するように、カムシャフト室４の内底面に形成され
たオイル回収穴１４から、シリンダヘッド、シリンダブ
ロック内に形成された戻し油路を通ってオイルパン、或
いはオイルタンクに返送する構造が採用されている。2. Description of the Related Art In an overhead cam type engine, a valve shaft is incorporated in a cylinder head, and the valve is operated directly by a cam integrally formed with the cam shaft or via a rocker arm, thereby achieving valve timing. It is suitably used to speed up the response. To this end, oil is pumped into the camshaft chamber from an oil pan or oil tank by an electric means or an oil pump driven by the rotation of the engine, and the oil accumulated in the camshaft chamber is removed from the oil pan or oil tank. Forcibly lubricating means is adopted. In general, the oil is recovered through an oil recovery hole 14 formed in the inner bottom surface of the camshaft chamber 4 through a return oil passage formed in a cylinder head and a cylinder block, as illustrated in FIG. A structure in which the oil is returned to an oil pan or an oil tank is employed.

【０００３】[0003]

【発明が解決しようとする課題】エンジンが高速回転す
れば、カムシャフトもそれに比例して高速で回転するた
め、少なくとも高速回転時には大量のオイルを供給し、
潤滑機能を高める必要がある。エンジンの回転によって
動作するオイルポンプであれば、オイルの供給量がエン
ジンの回転に伴ってコントロールされるが、電気的手段
により駆動されるオイルポンプにあっては、オイルの供
給量を、あらかじめ高速回転時に適合するよう設定して
おくか、エンジンの回転に応じて可変とすることにな
る。いずれにしても、エンジンが高速回転時には大量の
オイルがカムシャフト室内に供給されるが、シリンダヘ
ッド内には吸気路や排気路、バルブ機構、冷却水ジャケ
ット形成用空間などが形成されており、同様に、シリン
ダブロック内にもシリンダ室や冷却水ジャケット形成用
空間などが形成されていて、それらの間をぬって形成さ
れる戻し油路の太さには制限があるため、回収しきれな
いオイルがカムシャフト室内に滞留し、その滞留した余
剰のオイルによってカムシャフトの回転抵抗やオイルの
消費量の増大を招き、又オイル漏れの原因ともなる。そ
こで従来において、例えば、特開平７−６２０２８号公
報に記載のように、カムシャフトの回転により動作する
プランジャポンプにより、前記戻し油路を利用してオイ
ルを圧送する装置が提案されているが、プランジャポン
プは常時オイルを圧送し続けるので、低速時において
も、ポンプの動作に要するエネルギロスが大きく、又、
プランジャポンプをシリンダヘッド内に配置するための
スペースを必要とする。When the engine rotates at a high speed, the camshaft also rotates at a high speed in proportion thereto.
It is necessary to improve the lubrication function. In the case of an oil pump that operates by the rotation of the engine, the amount of oil supply is controlled with the rotation of the engine, but in the case of an oil pump driven by electric means, the amount of oil supply is It may be set so as to be suitable at the time of rotation, or may be variable according to the rotation of the engine. In any case, a large amount of oil is supplied into the camshaft chamber when the engine rotates at high speed, but an intake path, an exhaust path, a valve mechanism, a space for forming a cooling water jacket, and the like are formed in the cylinder head. Similarly, a cylinder chamber and a space for forming a cooling water jacket are also formed in the cylinder block, and the thickness of a return oil passage formed between the cylinder chamber and the cooling water jacket is limited, so that it cannot be recovered. Oil stays in the camshaft chamber, and the accumulated excess oil causes an increase in rotation resistance of the camshaft and an increase in oil consumption, and also causes oil leakage. Therefore, in the related art, for example, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-62028, an apparatus has been proposed in which oil is pressure-fed using a return oil passage by a plunger pump operated by rotation of a camshaft. Since the plunger pump constantly pumps oil, even at low speeds, the energy loss required for the operation of the pump is large.
Space is required for placing the plunger pump in the cylinder head.

【０００４】[0004]

【課題を解決するための手段】本発明は、ポンプの配置
と形態とを最適な設定とし、必要に応じて余剰オイルを
効率よく回収可能としたオイル潤滑装置であって、その
構成は、シリンダヘッドのカムシャフト室内に、一端に
てクランクシャフトよりの動力が伝達されるカムシャフ
トの他端部側にて、エンジンの回転によって駆動される
オイルポンプを組み込み、そのオイルポンプの吸い込み
口をカムシャフト室内に開口する一方、排出口をバイパ
ス路でクランクケース或いはオイルタンクに接続したこ
とにある。そして前記オイルポンプは、翼車の回転軸を
カムシャフトの片端側延長上に同軸連結したタービン型
ポンプとし、そのタービン型ポンプの吸い込み口を、カ
ムシャフト室の底面に達しない範囲で、少なくともカム
先端の回転軌跡より下方領域まで拡大し、又、そのオイ
ルポンプは、カムシャフト室内の端部にケーシングを組
み付け、排出口をカムシャフトホールからケースの外方
に導出させたものとすることが望ましい。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to an oil lubricating apparatus in which the arrangement and form of a pump are optimally set and the excess oil can be efficiently recovered as needed. In the camshaft chamber of the head, an oil pump driven by the rotation of the engine is installed at the other end of the camshaft at one end where power from the crankshaft is transmitted, and the suction port of the oil pump is inserted into the camshaft. The discharge port is connected to a crankcase or an oil tank via a bypass while opening into the room. The oil pump is a turbine type pump in which the rotating shaft of the impeller is coaxially connected on one end side extension of the camshaft, and the suction port of the turbine type pump has at least a cam within a range not reaching the bottom of the camshaft chamber. It is preferable that the oil pump expands to a region below the rotation trajectory of the tip, and that the oil pump has a casing assembled to an end of the camshaft chamber and a discharge port led out of the camshaft hole to the outside of the case. .

【０００５】[0005]

【発明の実施の形態】本発明に係るオイル潤滑装置の実
施の一例を、図面に基づいて説明する。図１はエンジン
の全体を示したもので、ピストン１，１．．の上方に位
置し、シリンダヘッド２とヘッドカバー３とで囲まれた
カムシャフト室４内には、カムシャフト５，５が回転自
在に組み付けられ、それらのカムシャフト５，５は、一
端部において、エンジンのクランクシャフトからチェー
ンやギヤといった伝達機構６を介し、クランクシャフト
の１／２のスピードで回転するようになっている。カム
シャフト５，５の一端部側は、カムシャフト室４内より
外部に突出し、伝達機構６につながっているが、他端部
側はカムシャフト室４内に存在する。カムシャフト５，
５の他端部とカムシャフト室４内周壁部との間にはデッ
ドスペースが存在していて、そのデッドスペースには、
図２に示すように、カムシャフト５の他端側延長上に連
結された翼車６と、その翼車６を包み込んだケーシング
７とで構成されるタービン型のポンプＰが組み付けられ
ている。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of an oil lubrication device according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows the entire engine, with pistons 1, 1,. . The camshafts 5 and 5 are rotatably assembled in a camshaft chamber 4 located above the cylinder head 2 and surrounded by the cylinder head 2 and the head cover 3. The engine rotates at half the speed of the crankshaft via a transmission mechanism 6 such as a chain or a gear from the crankshaft of the engine. One end sides of the camshafts 5 and 5 protrude outside of the camshaft chamber 4 and are connected to the transmission mechanism 6, while the other end sides are present in the camshaft chamber 4. Camshaft 5,
There is a dead space between the other end of 5 and the inner peripheral wall of the camshaft chamber 4, and the dead space includes:
As shown in FIG. 2, a turbine type pump P including an impeller 6 connected to an extension of the other end of the camshaft 5 and a casing 7 enclosing the impeller 6 is assembled.

【０００６】前記ポンプＰは、吸い込み口８が、回転軸
６ａの直下方向に対し、カムシャフト室４の底面より少
し上方で、カム５ａの回転軌跡における最下位置より下
方の領域まで拡大するよう開口しており、又排出口９
は、シリンダブロック２に切り欠き形成されているカム
シャフトホール１０から外方に導出され、その排出口９
には、先端がオイルパン１１内に導入されたバイパスパ
イプ１２が接続されている。又、シリンダヘッド、シリ
ンダブロックには、従来どうり供給油路１３と戻し油路
（図示ぜず）とが設けられていて、供給油路１３を利用
して、図示しないポンプによって、オイルパン１１内の
オイルをカムシャフト室４内に圧送し、カムシャフト室
４内に溜まったオイルは戻し油路をつたって回収される
ようになっている。In the pump P, the suction port 8 is expanded slightly below the bottom surface of the camshaft chamber 4 and below the lowest position in the rotation trajectory of the cam 5a with respect to the direction directly below the rotary shaft 6a. Open and outlet 9
Is drawn out from a camshaft hole 10 formed in a notch in the cylinder block 2, and has a discharge port 9.
Is connected to a bypass pipe 12 whose tip is introduced into the oil pan 11. The cylinder head and the cylinder block are provided with a conventional supply oil passage 13 and a return oil passage (not shown). The oil pan 11 is supplied by a pump (not shown) using the supply oil passage 13. The oil inside the camshaft chamber 4 is fed under pressure, and the oil accumulated in the camshaft chamber 4 is recovered through a return oil passage.

【０００７】このように形成された潤滑装置では、エン
ジンが低速回転し、カムシャフトへのオイル圧送量が少
ないときには、従来と同様に戻し油路をつたって流下
し、オイルパンへと回収される。エンジンが高速回転
し、戻し油路からだけではカムシャフト室からの排出が
追いつかなくなると、カムシャフト室内にはオイルが滞
留し始める。オイル面が吸い込み口まで上昇すると、滞
留したオイルがポンプ内に吸い込まれ、バイパスパイプ
を介してオイルパンへと送り出されるので、オイル面は
それ以上上昇することはない。In the lubricating device thus formed, when the engine rotates at a low speed and the amount of oil fed to the camshaft is small, the lubricating device flows down through the return oil passage as in the related art and is collected in the oil pan. . When the engine rotates at high speed and the exhaust from the camshaft chamber cannot keep up with the return oil passage alone, oil starts to accumulate in the camshaft chamber. When the oil level rises to the suction port, the retained oil is sucked into the pump and sent out to the oil pan via the bypass pipe, so that the oil level does not rise any further.

【０００８】エンジンが回転している間、ポンプの翼車
はカムシャフトと一体回転しているが、オイル面が吸い
込み口のレベルまで達していなければ、ポンプはカムシ
ャフト室内の気体を送り出すことになり、翼車に加わる
負荷はオイルを圧送する場合に比べて大幅に減少し、エ
ネルギロスも減少する。又、カムシャフト室内に溜まっ
た余剰のオイルは、オイル面がカムの回転軌跡の領域に
達する前に汲み出されるから、オイル面はそれ以上上昇
せず、カムがオイル面を叩いたり、オイル内を通過して
抵抗を受けることもない。そしてポンプは、カムシャフ
ト室内のデッドスペースを利用して効率よく組み付けら
れ、シリンダヘッド加工時に形成されるカムシャフトホ
ールを利用して排出口が外方に導出されているので、実
施するために特殊な設計変更をする必要がなく、カムシ
ャフトキャップが不要になるといった付随的効果も有す
る。[0008] While the engine is running, the pump impeller rotates integrally with the camshaft, but if the oil level has not reached the level of the suction port, the pump will pump gas in the camshaft chamber. Therefore, the load applied to the impeller is greatly reduced as compared with the case where oil is pumped, and the energy loss is also reduced. In addition, since the surplus oil accumulated in the camshaft chamber is pumped out before the oil surface reaches the area of the cam rotation locus, the oil surface does not rise any more, and the cam hits the oil surface, No resistance is passed through. The pump is efficiently assembled using the dead space in the camshaft chamber, and the exhaust port is drawn out using the camshaft hole formed during cylinder head machining. There is no additional design change, and there is an additional effect that the camshaft cap is not required.

【０００９】尚、前記実施の態様では、ポンプにタービ
ン型を採用しているが、使用するポンプについては、エ
ンジンの回転によって動作するものならどのような形式
のものでも採用することができ、その中でも回転式ポン
プを採用すると、無負荷時におけるエネルギロスが少な
く好ましい。又ポンプの組み込み位置はカムシャフトの
延長上に限定するものでなく、カムシャフト室内で、例
えば二本のカムシャフトを備えたエンジンであれば、そ
れらのカムシャフトとカムシャフトとの間といったよう
に、軸受け及びその軸受けで支持されたカムシャフトと
干渉しないどこのデッドスペースにでも配置でき、駆動
力も翼車をカムシャフトに直結する以外、例えばギヤを
介して連結したり、カムシャフト回転用のタイミングチ
ェーンを利用してエンジンのクランクシャフトから直接
伝達されるようにもできる。In the above embodiment, a turbine type pump is used, but any type of pump that can be operated by rotation of the engine can be used. Above all, it is preferable to use a rotary pump because energy loss during no load is small. The position where the pump is installed is not limited to the extension of the camshaft. For example, in the case of an engine having two camshafts, the engine may be installed between the camshafts in the camshaft chamber. , Can be arranged in any dead space that does not interfere with the bearing and the camshaft supported by the bearing, and the driving force is not directly connected to the camshaft, but is connected via gears, for example, or the timing for camshaft rotation It can also be transmitted directly from the engine crankshaft using a chain.

【００１０】本発明ににおいて、ドライサンプのエンジ
ンにあっては、オイルの回収先はオイルパンでなくオイ
ルタンクとなる。又、バイパス路は、別体のパイプやチ
ューブを利用せず、シリンダヘッド、やシリンダブロッ
クの外周面に沿って一体形成することもできる。In the present invention, in a dry sump engine, an oil recovery destination is not an oil pan but an oil tank. Further, the bypass path may be formed integrally along the outer peripheral surface of the cylinder head or the cylinder block without using a separate pipe or tube.

【００１１】[0011]

【発明の効果】本発明によれば、ポンプがデッドスペー
スを利用して組み込まれるから、エンジンの外方にポン
プが露出することは無い。そして高速回転時は、過剰供
給によって返送しきれずにカムシャフト室内に滞留した
オイルが強制的に送り出されるので、余剰オイルによっ
てカムがオイル面を叩き、オイルの飛散や抵抗が大きく
なることはないし、オイル消費量が増えたり、オイル漏
れするなどの弊害も起こらない。又、ポンプにタービン
型を採用し、吸い込み口をカムシャフト室の底面より上
方で、少なくともカムの回転軌跡における最下位置より
下方領域に開口させることによって、低速回転時には翼
車が無負荷で回転し、高速回転時にオイル面が上昇した
ときのみ、ポンプとして機能するから、ポンプ取り付け
によるディメリットはない。According to the present invention, since the pump is incorporated using the dead space, the pump is not exposed outside the engine. And, at the time of high-speed rotation, the oil that has stayed in the camshaft chamber without being returned by excess supply is forcibly sent out, so the excess oil causes the cam to hit the oil surface, and the oil scattering and resistance do not increase, No adverse effects such as increased oil consumption and oil leakage occur. In addition, by adopting a turbine type pump, the suction port is opened above the bottom surface of the camshaft chamber and at least below the lowermost position in the rotation trajectory of the cam, so that the impeller rotates without load at low speed rotation. However, since it functions as a pump only when the oil level rises during high-speed rotation, there is no disadvantage in mounting the pump.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】本発明に係るオイル潤滑装置の概要を示した説
明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram showing an outline of an oil lubrication device according to the present invention.

【図２】ポンプ組み込み部分の説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram of a part incorporated in a pump.

【図３】図２におけるポンプのＡ−Ａ線断面説明図であ
る。FIG. 3 is an explanatory sectional view taken along line AA of the pump in FIG. 2;

【図４】従来例の説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram of a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１・・ピストン、２・・シリンダヘッド、３・・ヘッド
カバー、４・・カムシャフト室、５・・カムシャフト、
５ａ・・カム、６・・翼車、６ａ・・回転軸、７・・ケ
ーシング、８・・吸い込み口、９・・排出口、１０・・
カムシャフトホール、１１・・オイルパン、１２・・バ
イパスパイプ、１３・・供給油路、１４・・オイル回収
穴、Ｐ・・ポンプ。1. Piston, 2. Cylinder head, 3. Head cover, 4. Camshaft chamber, 5. Camshaft,
5a cam, 6 impeller, 6a rotary shaft, 7 casing, 8 inlet, 9 outlet, 10 outlet
Camshaft hole, 11 oil pan, 12 bypass pipe, 13 supply oil passage, 14 oil recovery hole, P pump.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 シリンダヘッドのカムシャフト室内に、
一端にてクランクシャフトよりの動力が伝達されるカム
シャフトの他端側にて、エンジンの回転によって駆動さ
れるオイルポンプを組み込み、そのオイルポンプの吸い
込み口をカムシャフト室内に開口する一方、排出口をバ
イパス路でクランクケース或いはオイルタンクに接続し
たエンジンの潤滑装置。In a camshaft chamber of a cylinder head,
At the other end of the camshaft to which power from the crankshaft is transmitted at one end, an oil pump driven by the rotation of the engine is incorporated, and the suction port of the oil pump is opened into the camshaft chamber while the exhaust port is opened. The engine lubrication device which is connected to the crankcase or oil tank by a bypass. 【請求項２】 前記オイルポンプが、翼車の回転軸をカ
ムシャフトの片端側延長上に同軸連結したタービン型の
ポンプとし、そのタービン型のポンプの吸い込み口を、
カムシャフト室の底面に達しない範囲で、少なくともカ
ム先端の回転軌跡より下方領域まで拡大した請求項１に
記載したエンジンのオイル潤滑装置。2. The oil pump is a turbine type pump in which a rotary shaft of an impeller is coaxially connected to an extension of one end of a cam shaft, and a suction port of the turbine type pump is
2. The engine oil lubricating device according to claim 1, wherein the oil lubricating device extends at least to a region below the rotation locus of the cam tip within a range not reaching the bottom surface of the camshaft chamber. 【請求項３】 前記オイルポンプが、カムシャフト室内
の端部にケーシングを組み付け、排出口をカムシャフト
ホールからケースの外方に導出した請求項１又は２に記
載したエンジンのオイル潤滑装置。3. The oil lubricating device for an engine according to claim 1, wherein the oil pump has a casing assembled to an end in the camshaft chamber, and a discharge port is led out of the camshaft hole to the outside of the case.