(57)【要約】【課題】リリーフ手段を備えたトロコイド式オイルポンプにおいて、リリーフオイルの脈動によって振動・騒音が発生することを防止する。【解決手段】リリーフ通路２９は、吐出通路に連通した第１部分２９ａと、第１部分２９ａに連通した状態でポンプカバー１３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とを有しており、リリーフ弁３１は第２部分２９ｂに設けている。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に当たるが、第３部分２９ｃとオイル当接面３７との成す角度θ２を鈍角に設定している。オイルの運動エネルギが吸入通路１９に衝撃して作用することはないため、振動・騒音の発生を防止できる。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
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おり、
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って、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前記吐出通路から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おり、前記リリーフ通路のうち前記ポンプカバーの部分にリリーフ弁を配置し、前記リリーフ通路のうち前記リリーフ弁より下流側の終端部が前記吸入通路に向けて開口している構成であって、
前記リリーフ通路の終端部の軸線を、前記吸入通路の内面のうち前記リリーフ通路から噴出したオイルが衝突するオイル当接面の垂線に対して傾斜させている、
内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特公平０７−８８８２０号公報
【特許文献２】特開２００２−４８０７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
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。
【０００７】
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。
【０００８】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
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。
【００１０】
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って、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前記吐出通路から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おり、前記リリーフ通路のうち前記ポンプカバーの部分にリリーフ弁を配置し、前記リリーフ通路のうち前記リリーフ弁より下流側の終端部が前記吸入通路に向けて開口している。
【００１１】
そして、前記リリーフ通路の終端部の軸線（換言するとオイルの噴出方向）を、前記吸入通路の内面のうち前記リリーフ通路から噴出したオイルが衝突するオイル当接面の垂線に対して傾斜させている。
【発明の効果】
【００１２】
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。
【００１３】
これに対して本願発明では、リリーフ通路の終端から噴出したオイルはその流れ方向が吸入通路の内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。
【００１４】
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。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施形態に係る内燃機関の側面図である。
【図２】第１実施形態のチェンカバーを外側から見た斜視図である。
【図３】チェンカバーとポンプカバーとの分離図であり、チェンカバーは裏側から見ている。
【図４】（Ａ）は図１の IVA-IVA視概略断面図、（Ｂ）は図１の IVB-IVB視概略断面図である。
【図５】第１実施形態の要部を示す図で、（Ａ）は図３の VA-VA視断面図、（Ｂ）は図３の VB-VB視断面図、（Ｃ）は（Ｂ）のＣ−Ｃ視断面図、（Ｄ）は（Ｃ）のＤ−Ｄ視断面図である。
【図６】第１実施形態の変形例である第２実施形態を示す図である。
【図７】第３実施形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
(1).第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。まず、図１〜５に示す第１実施形態を説明する。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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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が形成されている。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
(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、吸入通路１９と吐出通路２０との間の部位においてポンプ室１５に連通した状態で吸入通路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。
【００２７】
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。
【００２８】
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２９ａの上端部は小径部２９ａ′になっており、リリーフ弁３１が小径部２９ａ′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。
【００２９】
リリーフ通路２９の第３部分は請求項に記載した終端部に相当するものであり、本実施形態では、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。）。
【００３０】
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。
【００３１】
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３５をオイル当接面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）オイルの流れ方向の側）の角度θ２を鈍角に設定している。
【００３２】
本実施形態では、オイル当接面３７は下に行く程ポンプカバー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が、第３部分２９ｃの軸心３６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に対して傾斜しているので、オイル当接面３７を合わせ面３９と平行な姿勢に設定しても、第３部分２９ｃとオイル当接面３７とが成す角θ２を鈍角に設定できる。
【００３３】
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。
【００３４】
本実施形態のように第３部分２９ｃの軸線３５を筒部３０（或いは第２部分２９ｂ）の軸線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、オイル当接面３７は合わせ面３９を平行のままとしたり、合わせ面３９に対する傾斜角度を小さくしたり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。
【００３５】
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。
【００３６】
(3).他の実施形態・その他
図６では、第１実施形態の変形例である第２実施形態を示している。すなわちこの実施形態では、リリーフ通路２９の第３部分２９ｃ（終端部）は側面視で合わせ面３９と略直交した姿勢に形成している一方、ポンプハウジング部１２のオイル当接面３７を、上に行くに従って合わせ面３９から遠ざかるように傾斜させると共に、オイル当接面３７の上に円弧面４０を形成している。この変形例でも、第１実施形態と同じ振動防止効果が発揮される。
【００３７】
図７に示す実施形態では、第３部分２９ｃの軸心３６をリリーフ弁３１の軸心方向から見て（すなわち平断面視で）合わせ面３９に対して傾斜させており、これにより、第３部分２９ｃの軸心３６をオイル当接面３７の垂線３８に対して傾斜させており、結果として、第３部分２９ｃの軸心３６とオイル当接面３７との成す角度θ２が鈍角になっている。この例から理解できるように、第３部分２９ｃの軸心３６とオイル当接面３７との成す角度は、どの方向から見た状態で傾斜させてもよいのである（換言すると、オイル当接面３７は、オイルの噴出方向から見てどの方向に傾斜していてもよい。）。
【００３８】
本実施形態では、第３部分２９ｃはオイルの吸引方向に向かって倒れるように傾斜しており、従って、第３部分２９ｃから噴出したオイルはオイルパンから吸引されたオイルの流れに乗るようにしてポンプ室１５に吸引される。これとは逆に、第３部分２９ｃをオイルの吸引方向と反対側に倒れように傾斜させてもよい。また、一点差線で示すように、オイル当接面３７を合わせ面３９に対して傾斜させることで、θ２をより大きくすることも可能である。
【００３９】
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。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
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。
【符号の説明】
【００４１】
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
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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