(57)【要約】【課題】オイルポンプの軸方向の長さをできるだけ短くでき、しかも、ポンプハウジングの半径方向の大きさをできるだけ小さくすることができる新規なオイルポンプ、及びこのオイルポンプを一体化した内燃機関のバランサ装置を提供することにある。【解決手段】ポンプ本体３６の回転軸３７の軸線方向と直交するようにポンプハウジング３０と固定されるポンプカバー３１に、ポンプ本体３６を回転する回転軸３７の軸線方向と直交する方向に向けて延びるリリーフ通路３８が形成されていると共に、リリーフ通路３８の一部にリリーフ弁３９とリリーフ弁を閉じる方向に付勢するスプリング４０が設けられている。【選択図】図５
2018080586.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポンプ本体を収納するポンプ収容部が形成されたポンプハウジングと、前記ポンプ収容部を覆うと共に、前記ポンプ本体の回転軸が挿通され、しかも前記回転軸の軸線方向に直交するように前記ポンプハウジングに固定されたポンプカバーとを備え、
前記ポンプカバーには、前記ポンプ本体に作動油を吸入する吸入系と、前記ポンプ本体から作動油を吐出する吐出系が設けられ、更に前記ポンプカバーには、前記ポンプ本体の前記回転軸の軸線方向と直交する方向に向けて延び、前記吐出系に接続されたリリーフ通路が形成され、前記リリーフ通路の一部に前記吐出系の吐出圧が所定圧以上になると開くリリーフ弁が設けられていることを特徴とするオイルポンプ。
【請求項２】
内部にポンプ本体が収納されるポンプ収容部が設けられたポンプハウジングと、
前記ポンプ本体の回転軸の回転によって回転するロータと、
前記ロータの外周側に出没可能に設けられた複数のベーンと、
前記ロータと前記複数のベーンとを収容し、前記ロータの外周面と複数の前記ベーンで複数の作動油室を形成すると共に、前記ロータの回転中心に対して偏心し、その偏心量が制御される前記ポンプ収容部内に揺動可能に配置されたカムリングと、
前記ポンプ収容部を覆うと共に、前記回転軸が挿通され、しかも前記回転軸の軸線方向に直交するように前記ポンプハウジングに固定されたポンプカバーと、
前記ポンプカバーは、前記ポンプ本体に作動油を吸入する吸入系と、前記ポンプ本体から作動油を吐出する吐出系を備え、更に前記ポンプ本体の前記回転軸の軸線方向と直交する方向に向けて延び、前記吐出系に接続されたリリーフ通路が形成され、前記リリーフ通路の一部に前記吐出系の吐出圧が所定圧以上になると開くリリーフ弁が備えられている
ことを特徴とするオイルポンプ。
【請求項３】
請求項１或いは請求項２に記載のオイルポンプにおいて、
前記ポンプカバーと前記ポンプハウジングが固定されて重ね合わされた重合領域以外の前記ポンプカバーに形成された非重合領域に、前記リリーフ弁を収納した前記リリーフ通路が形成されていることを特徴とするオイルポンプ。
【請求項４】
請求項３に記載のオイルポンプにおいて、
前記リリーフ通路は、前記ポンプカバーの非重合領域の側端面から前記回転軸に近づくように穿孔されており、前記リリーフ弁が開かれた時の作動油を外部に逃がす排出口が、前記非重合領域の外側表面から前記リリーフ通路に接続されていることを特徴とするオイルポンプ。
【請求項５】
請求項４に記載のオイルポンプにおいて、
前記リリーフ通路内には、リリーフ弁としてのボール弁と、前記ボール弁を所定の閉止圧で閉じる方向に付勢する圧縮スプリングが配置され、更に前記ポンプカバーの前記側端面に穿孔された前記リリーフ通路の前記ボール弁とは反対側が封止プラグで封止されていることを特徴とするオイルポンプ。
【請求項６】
請求項３に記載のオイルポンプにおいて、
前記リリーフ通路が設けられた非重合領域の軸方向の厚さは、前記ポンプカバーに挿通される前記回転軸を軸支する軸受の軸方向の厚さと比較して、同等或いは薄く形成されていることを特徴するオイルポンプ。
【請求項７】
一端に内燃機関によって回転される機関側ギアと噛み合うバランサ駆動ギアが固定され、他端に第１ギアが固定される共に、前記バランサ駆動ギアと前記第１ギアの間に設けられた第１バランスウエイトを有した第１バランサシャフトと、
一端に前記第１ギアと噛み合う第２ギアが固定され、他端にオイルポンプのポンプ駆動ギアと噛み合う減速ギアが固定される共に、前記第２ギアと前記減速ギアの間に設けられた第２バランスウエイトを有した第２バランサシャフトと、
前記バランサ駆動ギア、前記第１バランスウエイトを含む前記第１バランサシャフト、前記第１ギア、前記第２ギア、前記第２バランスウエイトを含む前記第２バランサシャフト、前記減速ギアが載置された下部側ハウジングと、
前記バランサ駆動ギア、前記第１バランスウエイトを含む前記第１バランサシャフト、前記第１ギア、前記第２ギア、前記第２バランスウエイトを含む前記第２バランサシャフト、前記減速ギア、及び前記ポンプ駆動ギアを上側から覆う形状に形成され、前記下部側ハウジングに組み付けられた上部側ハウジングと、
前記下部側ハウジングと前記上部側ハウジングの一方、或いは両方に固定されたオイルポンプを備えると共に、前記オイルポンプは、
ポンプ本体を収納するポンプ収容部が形成されたポンプハウジングと、
前記ポンプ収容部を覆うと共に、前記ポンプ本体の回転軸が挿通され、しかも前記回転軸の軸線方向に直交するように前記ポンプハウジングに固定され、更に前記下部側ハウジングと前記上部側ハウジングの一方或いは両方の端面に固定されたポンプカバーと、
前記ポンプカバーと前記下部側ハウジング、及び前記上部側ハウジングの前記端面の間に配置され、前記回転軸に固定されて前記減速ギアと噛み合うポンプ駆動ギアとを有し、
更に、前記ポンプカバーには、前記ポンプ本体に作動油を吸入する吸入系と、前記ポンプ本体から作動油を吐出する吐出系が設けられ、更に前記ポンプカバーには、前記ポンプ本体の前記回転軸の軸線方向と直交する方向に向けて延び、前記吐出系に接続されたリリーフ通路が形成され、前記リリーフ通路の一部に前記吐出系の吐出圧が所定圧以上になると開くリリーフ弁が設けられている
ことを特徴とする内燃機関のバランサ装置。
【請求項８】
請求項７に記載の内燃機関のバランサ装置において、
前記ポンプカバーと前記ポンプハウジングが固定されて重ね合わされた重合領域以外の前記ポンプカバーに形成された非重合領域に、前記リリーフ弁を収納した前記リリーフ通路が形成されていることを特徴とする内燃機関のバランサ装置。
【請求項９】
請求項８に記載の内燃機関のバランサ装置において、
前記リリーフ通路は前記ポンプカバーの非重合領域の側端面から前記回転軸に近づくように穿孔されており、前記リリーフ弁が開かれた時の作動油を外部に逃がす排出口が、前記非重合領域の外側表面から前記リリーフ通路に接続されていることを特徴とする内燃機関のバランサ装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の内燃機関のバランサ装置において、
前記リリーフ通路内には、リリーフ弁としてのボール弁と、前記ボール弁を所定の閉止圧で閉じる方向に付勢する圧縮スプリングが配置され、更に前記ポンプカバーの前記側端面に穿孔された前記リリーフ通路の前記ボール弁とは反対側が封止プラグで封止されていることを特徴とする内燃機関のバランサ装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の内燃機関のバランサ装置において、
前記排出口は、前記下部側ハウジング、及び前記上部側ハウジングとは反対側の前記非重合領域に形成されていることを特徴とする内燃機関のバランサ装置。
【請求項１２】
請求項８に記載の内燃機関のバランサ装置において、
前記リリーフ通路が設けられた非重合領域の軸方向の厚さは、前記ポンプカバーに挿通される前記回転軸を軸支する軸受の軸方向の厚さと比較して、同等或いは薄く形成されていることを特徴する内燃機関のバランサ装置。
【請求項１３】
請求項８に記載の内燃機関のバランサ装置において、
前記非重合領域に、オイルポンプをバランサハウジングに固定するボルトの挿通孔が形成されていることを特徴とする内燃機関のバランサ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は内燃機関に使用されるオイルポンプ、及びこのオイルポンプを備える内燃機関のバランサ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的な内燃機関においては、油圧機器の油圧源や機械的な摺動部の潤滑に使用する油圧源として、内燃機関で駆動される可変容量型オイルポンプが使用されている。（以下では、油圧機器の油や潤滑のための油を作動油として表記する。）この可変容量型オイルポンプとしては、例えば、特開２０１１−１１１９２６号公報（特許文献１）に記載された可変容量型ポンプが知られている。
【０００３】
この可変容量型オイルポンプは、ベーン式のオイルポンプであって、ポンプハウジングとカムリングの間に隔成された制御油室内に作動油が導入されることによってロータの回転中心に対してカムリングの偏心量が小さくなる方向（同心方向）へカムリングを付勢するように作用する吐出圧による付勢力と、カムリングの偏心量が大きくなる方向（偏心方向）へカムリングを付勢するスプリングによるばね力とに基づいて、機関回転数に応じてカムリングの偏心量を制御することにより、要求吐出圧の異なる複数の油圧機器にオイルを供給することを可能にしている。
【０００４】
また、内燃機関には、クランクシャフトによって駆動される第１バランサシャフトと、この第１バランサシャフトによって駆動される第２バランサシャフトとを回転自在に収容してなるバランサ装置を設け、このバランサ装置によって内燃機関で生じる振動を低減するようにしている。そして、これらの第１バランサシャフト及び第２バランサシャフトにはバランスウエイトが設けられており、これら第１バランサシャフト及び第２バランサシャフトをクランクシャフトの回転数の２倍で回転させ、クランクシャフトに生じる慣性力と第１バランサシャフト、及び第２バランサシャフトで生じる慣性力とを釣り合わせることによって、内燃機関の振動を低減するようにしている。
【０００５】
更に、このバランサ装置においては、特開２０１０−２３０１２９号公報（特許文献２）にあるように、バランサ装置を内燃機関本体の下部に締結してオイルパン内に配置し、両バランサシャフトのうちの第１バランサシャフトをクランクシャフトによって回転駆動し、この第１バランサシャフトによって第２バランサシャフトを同期用のギア伝動手段を介して駆動すると共に、第２バランサシャフトによって特許文献１にあるような可変容量型オイルポンプを駆動することも知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−１１１９２６号公報
【特許文献２】特開２０１０−２３０１２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
このようなオイルポンプにおいては、例えば、作動油の温度が低い状態で回転数を高くした時に、作動油の粘性が高いことから吐出圧が急激に上昇して、吐出圧が最大設定圧以上に高くなることある。このため、オイルポンプを構成する構成部品が損傷したりして、オイルポンプが作動不能になる恐れがある。そして、この吐出圧が高圧になるのを抑制するために、オイルポンプの吐出側に安全弁であるリリーフ機構が設けられている。このリリーフ機構は、吐出側に接続されたリリーフ通路を閉じるリリーフ弁と、このリリーフ弁を閉じ方向に所定の閉止圧で付勢する圧縮スプリングより構成され、オイルポンプの吐出圧が圧縮スプリングの閉止圧を超えると、リリーフ弁が開かれて吐出圧を減圧するものである。
【０００８】
そして、このリリーフ弁の移動方向は、オイルポンプのベーンを回転させる回転軸が延びる軸線方向に設定されており、同様に圧縮スプリングも回転軸が延びる軸線方向に配置されている。このように、このリリーフ機構としては、軸線方向に作動する構成となっているため、この分だけオイルポンプの体格が軸線方向に大きくなる。また、リリーフ機構は回転軸と略平行にポンプ室に隣接して配置されている場合があり、ポンプ室を覆うポンプハウジングが、半径方向で外側に向けて大きくなる。このため、オイルポンプが配置される空間容積が制限される領域では、オイルポンプが配置できなくなるという課題があった。
【０００９】
特に、オイルポンプがバランサ装置に一体化されている構成においては、バランサ装置は内燃機関の下側の軸方向中央部に配置され、オイルポンプはその後端部となるように配置されている。そして、バランサ装置の後端部側は、自動車の走行に必要な補機類が多く配置されているので、これらの補機類と干渉しないで配置できることが必要である。このため、オイルポンプの軸方向の長さを短くすることが要請され、同様に、ポンプハウジングの半径方向の大きさを、カムリングの移動範囲とカムスプリングの収納に必要なだけの大きさにすることも要請されている。
【００１０】
本発明の目的は、オイルポンプの軸方向の長さを短くでき、しかも、ポンプハウジングの半径方向の大きさを小さくすることができる新規なオイルポンプ、及びこのオイルポンプを一体化した内燃機関のバランサ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の第１の特徴は、ポンプ本体の回転軸の軸線方向と直交するようにポンプハウジングに固定されるポンプカバーに、ポンプ本体を回転する回転軸の軸線方向と直交する方向に向けて延びるリリーフ通路が形成されていると共に、リリーフ通路の一部に吐出側の吐出圧が所定圧以上になると開くリリーフ弁が設けられている、ところにある。
【００１２】
また、本発明の第２の特徴は、ポンプ本体の回転軸の軸線方向と直交するようにポンプハウジングに固定されるポンプカバーに、ポンプ本体を回転する回転軸の軸線方向と直交する方向に向けて延びるリリーフ通路が形成されていると共に、リリーフ通路の一部に吐出側の吐出圧が所定圧以上になると開くリリーフ弁が設けられ、更にこのポンプカバーがバランサ装置を構成するハウジングの端面に隣接して固定されている、ところにある。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の第１の特徴によれば、ポンプ本体を回転する回転軸の軸線と直交するポンプカバーに、リリーフ弁とリリーフ弁を閉じる方向に付勢するスプリングが設けられたリリーフ通路を形成したので、軸方向の長さを短くでき、しかもポンプハウジングを半径方向に小さくすることができるようになる。
【００１４】
また、本発明の第２の特徴によれば、上述の構成に加えてリリーフ通路を備えたポンプカバーをバランサ装置のハウジングの端面に隣接して固定したので、オイルポンプの軸方向の長さとポンプハウジングの半径方向の大きさを小さくでき、更に周囲の補機類と干渉しないでオイルポンプを設置することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】バランサ装置が設けられた内燃機関の断面を示す断面図である。
【図２】本発明の実施形態になるオイルポンプを取り付けたバランサ装置の全体斜視図である。
【図３】図２に示すバランサ装置を軸方向に断面した断面図である。
【図４】図３に示すバランサ装置の分解斜視図である。
【図５】図３に示すバランサ装置で上部側ハウジングを取り外した状態の断面図である。
【図６】リリーフ通路とポンプ本体を含む断面を示す断面図である。
【図７】図４に示すオイルポンプの分解斜視図である。
【図８】オイルポンプのポンプハウジング側の断面を示す断面図である。
【図９】オイルポンプのオイルハウジング側から見た正面図である。
【図１０】ポンプカバーを外側から見た正面図である。
【図１１】図１０に示すポンプカバーを内側から見た背面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明するが、本発明は以下の実施形態に限定されることなく、本発明の技術的な概念の中で種々の変形例や応用例をもその範囲に含むものである。
【００１７】
本発明の実施形態を説明する前に、先ず図１に基づいて内燃機関とバランサ装置の設置状態を説明する。図１は内燃機関０１の縦断面を示すものである。内燃機関０１は例えば、直列４気筒のレシプロ方式の内燃機関である。シリンダヘッド０２の下部には、シリンダブロック０３が設けられており、シリンダブロック０３の下面には、ラダーフレーム０４が固定されている。ラダーフレーム０４には、図示しないクランクシャフトが回転自在に支持されており、クランクシャフトは、その軸方向を内燃機関の前後方向に沿って配置されている。
【００１８】
内燃機関０１は、車体前後方向に対してクランクシャフトが横向きとなるように車両に搭載されており、クランクシャフトの軸方向における一部分には、図示しない機関側ギアが固定されている。機関側ギアは後述するバランサ装置を駆動するための駆動ギアである。更に、ラダーフレーム０４の下部には、内部に作動油（潤滑オイル）が貯留されるオイルパン０５が取り付けられており、このオイルパン０５の内部には、内燃機関０１の二次振動を抑制するためのバランサ装置１０が収容されている。
【００１９】
バランサ装置１０は、詳細は後述するが、上部側ハウジング、下部側ハウジング、バランサ本体、及びオイルポンプ１１を有している。上部側ハウジング、及び下部側ハウジングは、複数の固定ボルト（バランサ締結ボルト）０６により、上下方向に重なる状態でシリンダブロック０３またはラダーフレーム０４の下面に固定されている。また、オイルポンプ１１は、バランサ装置１０に複数の固定ボルト（オイルポンプ締結ボルト）０７によって連結されて一体化されている。オイルポンプ１１は、所定の運転状態に応じてポンプ室の容積変化量を変化させる可変容量型オイルポンプである。
【００２０】
本実施形態に使用される可変容量型オイルポンプは、ポンプ高回転時にポンプ室の容積変化量を減少させる機構を有するベーンポンプであり、例えば、上述した特開２０１１−１１１９２６号公報等に記載された公知のものが用いられている。オイルポンプ１１は、複数の固定ボルト０７により下部側ハウジング１２の軸方向の端面側に固定されている。
【００２１】
そして、このようなオイルポンプ１１においては、オイルポンプ１１の吐出側にリリーフ機構が設けられている。上述した通り、従来のオイルポンプに設けられているリリーフ機構においては、リリーフ機構を構成するリリーフ弁の移動方向は、オイルポンプのベーンを回転させる回転軸が延びる軸線方向に設定されており、同様に圧縮スプリングも回転軸が延びる軸線方向に配置されている。このため、オイルポンプの体格が軸線方向に大きくなる傾向にある。また、リリーフ機構が回転軸と略平行にポンプ室に隣接して配置されている場合は、ポンプハウジングが半径方向で外側に向けて大きくなる傾向にある。このため、オイルポンプが配置される空間容積が制限される領域では、オイルポンプが配置できなくなるという課題がある。
【００２２】
また、オイルポンプがバランサ装置に一体化されている場合では、バランサ装置は内燃機関の下側の軸方向中央部に配置され、オイルポンプはその後端部となるように配置されている。そして、バランサ装置の後端部側は、自動車の走行に必要な補機類が多く配置されているので、これらの補機類と干渉しないで配置できることが必要である。
【００２３】
そこで、本実施形態では、オイルポンプ１１の軸方向の長さをできるだけ短くでき、しかも、ポンプハウジングの半径方向の大きさをできるだけ小さくすることができるオイルポンプの構成を提案するものである。以下、本実施形態になるオイルポンプ及び内燃機関のバランサ裝置について図２乃至図１１を用いて詳細に説明する。
【００２４】
図２はオイルポンプ１１が取り付けられたバランサ装置１０を斜めから眺めた全体的な構成を示し、図３はバランサ装置１０の軸方向断面を示している。図２の右側、及び図３の左側が車両の前側（フロント側）であり、図２の左側及び図３の右側が車両の後側（リア側）である。そして、このバランサ装置１０は図１に示すようにシリンダブロック０３またはラダーフレーム０４に固定されるものである。
【００２５】
図２、図３において、バランサ装置１０のリア側には、オイルポンプ１１が固定されており、バランサ装置１０に内蔵された第２バランサシャフトによって回転駆動されるものである。バランサ装置１０は、下部側ハウジング１２と上部側ハウジング１３によって形成された収納空間に、バランサ本体が収納されている。
【００２６】
図３においては、第１バランサシャフト１４側を軸方向に沿って断面したものであり、オイルポンプ１１側の第１バランサシャフト１４の端面には、バランサ駆動ギア１５が固定されている。このバランサ駆動ギア１５は、クランクシャフトによって回転される機関側ギアによって回転、駆動されるものである。
【００２７】
また、第１バランサシャフト１４の他端には、ギア伝動機構を構成する第１ギア１６が固定されており、図示しない第２バランサシャフトに固定された第２ギアに噛み合う構成とされている。更に、バランサ駆動ギア１５と第１ギア１６の間の第１バランサシャフト１４には第１バランスウエイト１７が設けられている。第１バランスウエイト１７と第１ギア１６の間はフロント側第１軸受１８で軸支され、第１バランスウエイト１７とバランサ駆動ギア１５の間はリア側第１軸受１９で軸支されている。
【００２８】
オイルポンプ１１の回転軸にはポンプ駆動ギア２０が固定されており、図示しない第２バランサシャフトの端面に固定された減速ギアで回転されるものである。このポンプ駆動ギア２０はオイルポンプ１１と一体化されており、バランサ装置１０に組み付けられることによって、減速ギアと噛み合されるようになっている。したがって、ポンプ駆動ギア２０は、下部側ハウジング１２及び上部側ハウジング１３のオイルポンプ１１側の端面とオイルポンプ１１のポンプカバーとの間に配置される構成となっている。
【００２９】
上部側ハウジング１３のバランサ駆動ギア１５が配置される領域には、露出開口２１が形成されており、この露出開口２１からバランサ駆動ギア１５の一部が上側に突出して露出されている。これによって、機関側ギアと噛み合わせることが可能となる。また、露出開口２１からオイルポンプ１１の側には、上部側ハウジング１３に形成された、ポンプ駆動ギア２０を上側から覆う防油壁２２が形成されている。
【００３０】
図２に戻って、オイルポンプ１１はポンプ本体が収納されたポンプハウジング３０と、このポンプハウジング３０を密閉するように覆うポンプカバー３１から構成されている。ポンプハウジング３０とポンプカバー３１とは、固定ボルト３２で相互に一体的に固定され、ポンプハウジング３０とポンプカバー３１の両者は、固定ボルト０７で下部側ハウジング１２に固定されている。尚、固定ボルト０７Ｃはポンプカバー３１と下部側ハウジング１２を固定しているものである。したがって、ポンプカバー３１は、バランサ装置１０を構成する下部側ハウジング１２、上部側ハウジング１３の端面に隣接して配置される構成となる。
【００３１】
ポンプハウジング３０とポンプカバー３１が重ね合わされて重合領域以外の非重合領域３３にはリリーフ機構３４が形成されている。このリリーフ機構３４はポンプカバー３１内に形成されたリリーフ通路と、このリリーフ通路の一部に内蔵されたリリーフ弁、及びこのリリーフ弁を閉じる方向に付勢された圧縮スプリングから構成されている。このリリーフ機構３４の詳細については、後述する図面に基づき説明する。
【００３２】
リリーフ機構３４のリリーフ通路は、ポンプカバー３１の表面に開口された排出口３５を介して外部に開放されており、リリーフ弁が開かれた状態で高圧の作動油を外部に排出するものである。この排出口３５は、バランサ装置１０の下部側ハウジング１２、上部側ハウジング１３の端面とは反対側に向けて開放されており、高圧の作動油がバランサ装置１０の第２バランサシャフトに固定された減速ギアとポンプ駆動ギア２０の噛み合い面に降りかからないようにしている。減速ギアとポンプ駆動ギア２０の噛み合い面に必要以上の作動油が供給されると、この部分で回転抵抗が増加して、燃費の観点で好ましくないからである。
【００３３】
図４は、図３に示すバランサ装置１０を構成部品毎に分解して斜めから眺めたものである。下部側ハウジング１２と上部側ハウジング１３で形成される収納空間には、内燃機関の振動を抑制するバランサ本体が収納されており、更に、図面の左側のリア側にはオイルポンプ１１が固定されている。
【００３４】
バランサ本体は、バランスウエイトを有する第１回転系と、これもバランスウエイトを有する第２回転系から構成され、第１回転系の回転をギア伝動機構で反転させて第２回転系を回転させる構成となっている。そして、第１回転系と第２回転系を回転させることで、起振力を発生させ、ピストンの往復運動に起因する内燃機関の起振力二次成分と逆位相の起振力を発生させて内燃機関の振動の低減を図るようにしている。
【００３５】
第１回転系は上述した通り、第１バランサシャフト１４の両端に固定されたバランサ駆動ギア１５、第１ギア１６、及び第１バランサシャフト１４を軸支するリア側第１軸受１８、フロント側第１軸受１９、及び第１バランサシャフト１４に設けられた第１バランスウエイト１７から構成されている。リア側第１軸受１８とフロント側第１軸受１９は、下部側ハウジング１２と上部側ハウジング１３の間に固定、支持され、これによって第１バランサシャフト１４を回転、支持するものである。また、バランサ駆動ギア１５、第１ギア１６は、下部側ハウジング１２と上部側ハウジング１３の間の収納空間に回転可能に収納されている。
【００３６】
一方、第２回転系は、第２バランサシャフト２３の両端に固定された減速ギア２４、第２ギア２５、及び第２バランサシャフト２３を軸支するリア側第２軸受２６、フロント側第２軸受２７、及び第２バランサシャフト２３に設けられた第２バランスウエイト２８から構成されている。ここで、減速ギア２４はオイルポンプ１１の回転軸に固定されたポンプ駆動ギア２０と噛み合わされ、ポンプ駆動ギア２０を回転させるものである。
【００３７】
また、リア側第２軸受２６とフロント側第２軸受２７は、下部側ハウジング１２と上部側ハウジング１２の間に固定、支持され、これによって第２バランサシャフト２３を回転、支持するものである。また、減速ギア２４、第２ギア２５は、下部側ハウジング１２と上部側ハウジング１３の間の収納空間に回転可能に収納されている。ここで、ポンプ駆動ギア２０はオイルポンプ１１に一体的に固定されているので、図４の図面では隠れて見ることができない。
【００３８】
下部側ハウジング１２のオイルポンプ１１側の端面には、下部側ハウジング１２と一体的に形成された油受部２９が設けてあり、この上側に減速ギア２４とポンプ駆動ギア２０が配置されるものである。同様に、上部側ハウジング１３のオイルポンプ１１側の端面には、上部側ハウジング１３と一体的に形成された防油壁２２が設けてあり、この下側に減速ギア２４とポンプ駆動ギア２０が配置されるものである。したがって、減速ギア２４とポンプ駆動ギア２０は、油受部２９と防油壁２２によって上下から挟まれる形態となっている。
【００３９】
上部側ハウジング１３の露出開口２１以外は、オイルポンプ１１のポンプ駆動ギア２０を含めて、防油壁２２を一体的に形成する上部側ハウジング１３で覆われている。このため、オイルポンプ１１を駆動するポンプ駆動ギア２０に、内燃機関０１から落下してくる作動油が降りかかるのが少なくなり、減速ギア２４とポンプ駆動ギア２０の噛み合い部分における回転抵抗の増加を抑制することができる。
【００４０】
そして、バランサ装置１０の上方に配設されているクランクシャフトに固定された機関側ギアが回転すると、この機関側ギアの回転数の２倍の回転数で、バランサ駆動ギア１５が回転し、バランサ駆動ギア１５が固定された第１バランサシャフト１４も回転されるようになる。また、第１バランサシャフト１４に固定された第１ギア１６と噛み合った第２ギア２５が回転することで、第１バランサシャフト１４と位相調整された第２バランサシャフト２３を回転させ、バランサ起振力を発生させている。このバランサ装置１０は、ピストンの往復運動に起因する内燃機関の起振力の二次成分と逆位相の起振力を発生させて、内燃機関の振動を低減するものである。このようなバランサ装置１０は良く知られたものである。
【００４１】
図５は、オイルポンプ１１が組み付けられたバランサ装置１０を、上部側ハウジング１３と下部側ハウジング１２との間で断面した状態を示している。
【００４２】
第１バランサシャフト１４の両端には、バランサ駆動ギア１５、第１ギア１６が固定され、第１バランサシャフト１４はリア側第１軸受１８とフロント側第１軸受１９によって軸支されている。また、リア側第１軸受１８とフロント側第１軸受１９の間の第１バランサシャフト１４には、第１バランスウエイト１７が設けられている。
【００４３】
同様に、第１バランサシャフト１４と平行に配置された第２バランサシャフト２３の両端には、第２ギア２５、減速ギア２４が固定され、第２バランサシャフト２３はリア側第２軸受２６とフロント側第２軸受２７によって軸支されている。また、リア側第２軸受２６とフロント側第２軸受２７の間の第２バランサシャフ２３には、第２バランスウエイト２８が設けられている。第２ギア２５は第１ギア１６によって回転され、これによって、第２バランサシャフト２３が回転され、更に減速ギア２４が回転されるものである。
【００４４】
第１バランサシャフト１４に固定されたバランサ駆動ギア１５とオイルポンプ１１の間には、オイルポンプ１１の回転軸３７の端部に固定されたポンプ駆動ギア２０が設けられ、このポンプ駆動ギア２０は、バランサ駆動ギア１５に隣接して配置されている。更にポンプ駆動ギア２０は減速ギア２４に噛み合され、ポンプ駆動ギア２０と減速ギア２４は半径方向で同一平面上に位置するように配置されている。
【００４５】
ポンプカバー３１がバランサ装置１０のバランサ駆動ギア１５側の端面に固定ボルト０７で固定（図４参照）されている。また、ポンプカバー３１にはポンプ本体３６を収納したポンプハウジング３０が固定されている。ポンプ駆動ギア２０の中央付近にはオイルポンプ１１の回転軸３７が固定されており、この回転軸３７は、ポンプカバー３１を貫通してポンプハウジング３０によって軸支されている。したがって、回転軸３７はポンプ駆動ギア２０の回転によって回転され、回転軸３７の回転はポンプ本体３６に伝えられてポンプ作用を行うものである。
【００４６】
ここで、回転軸３７は、ポンプカバー３１とポンプハウジング３０によって軸支されており、この部分の軸受は滑り軸受を使用している。また、ポンプ本体３６を収納したポンプハウジング３０の開口面は、回転軸３７の軸線と直交するポンプカバー３１の取付面が固定されており、このポンプカバー３１には後述するように、ポンプ本体３６に作動油を吸入する吸入系である吸入ポートや吸入口と、作動油を吐出する吐出系である吐出ポートや吐出口が形成されている。
【００４７】
ポンプカバー３１は、回転軸３７の軸線に直交する形態で回転軸３７を軸支しており、ポンプカバー３１とポンプハウジング３０が重ね合わされた重合領域以外の非重合領域３３のポンプカバー３１内にリリーフ機構３４が設けられている。
【００４８】
リリーフ機構３４は図６に示している通り、ポンプカバー３１に形成した吐出ポート５０(図１１参照)に接続され、ポンプカバー３１内に形成されたリリーフ通路３８と、このリリーフ通路３８に配置されたリリーフ弁（ここではボール弁を使用)３９と、このリリーフ弁３９を閉じ方向に付勢するスプリング４０から構成されている。リリーフ通路３８の開放端は封止プラグ５３によって封止されている。
【００４９】
リリーフ通路３８は、ポンプカバー３１の側端面３１Ｓ側からポンプカバー３１の外表面に沿って回転軸３７に近づくように穿孔されており、これによって排出口３５を非重合領域３３側からリリーフ通路３８に容易に接続することができる。
【００５０】
リリーフ通路３８はポンプ本体３６の吐出側と流体的に接続されており、リリーフ弁３９がリリーフ通路３８に形成された弁座から離脱して開かれることによって、高圧の作動油を排出口３５から排出するものである。スプリング４０は、圧縮スプリングであり、吐出圧が所定圧以上、例えば最大設定圧以上に高くなるとリリーフ弁３９を開くように閉止圧が設定されている。
【００５１】
尚、ポンプカバー３１は、リリーフ機構３４を設けることができる厚さを備えている領域が必要となるが、少なくとも非重合領域３３はこの厚さが確保されている。もちろん、ポンプカバー３１の全体の厚さを均一に厚くすることも可能であるが、オイルポンプ１１の重量増加を考慮すると、少なくとも、回転軸３７を軸支する軸受部分と、非重合領域３３だけを厚くすれば、他の領域は薄くすることができるのでオイルポンプ１１の重量増加を抑制することができる。
【００５２】
また、リリーフ機構３４は、非重合領域３３に設けられるので、ポンプカバー３１の滑り軸受部分の軸長と、ポンプハウジング３０の軸長によって決まるオイルポンプ１１の総軸長に関与していないので、リリーフ機構３４を任意の体格に設計することができる。もちろん、リリーフ機構３４が配置されている非重合領域３３の厚さは、ポンプカバー３１の滑り軸受部分の軸長（＝厚さ）と同等、或いはこれより薄くすることも可能であり、このようにすると更にオイルポンプ１１の重量増加を抑制することができる。
【００５３】
図７は、図４に示すオイルポンプ１１を構成部品毎に分解して斜めから眺めたものであり、図８はオイルポンプ１１の軸線に直交する方向に断面したものである。
【００５４】
図７、図８において、ポンプハウジング３０に形成された凹形状のポンプ収容部４１に、ポンプ本体３６が収納されるものである。ポンプ収納部４１には、略中央に回転軸３７と嵌合されたロータ４２が配置され、その内径中心が回転軸３７と偏心した状態でカムリング４３が配置されている。カムリング４３はピポット４４を支点として揺動可能で、初期状態ではアーム部４５とポンプ収容部４１内に配置された制御スプリング４６の予圧によって、カムリング４３は、図８で右方向に押されて偏心量は最大設定の状態にある。
【００５５】
ロータ４２に設けられた複数のスリットにはベーン４７が配置され、ロータ４２の回転時には、ロータ４２の外周面から出没しながら、先端がカムリング４３の内周面を摺動する。停止時にもベーン４７の全てが内側に後退しないように、ベーンリング４８で支えられている。
【００５６】
そして、ロータ４２の外周面とカムリング４３の内周面、及び２枚のベーン４７で形成される空間(＝ポンプ室)が、図８に示すように反時計回りのロータ４２の回転に伴い容積が増減する。ポンプ室の容積が増加する範囲でポンプハウジング３０とポンプカバー３１の側面に吸入ポート４９が設けられ、容積が減少する範囲でポンプハウジング３０とポンプカバー３１の側面に吐出ポート５０が設けられている。吸入ポート４９はポンプカバー３１またはポンプハウジング３０に設けられた吸入口５１（ここではポンプカバー３１に配置）と接続され、吐出ポート５０はポンプカバー３１またはポンプハウジング３０に設けられた吐出口５２（ここではポンプハウジング３０に配置）（図９参照）と接続され、更にポンプ外部と接続されている。そして、オイルポンプ１１は、吸入口５１を介してオイルパンから作動油を吸い上げ、吐出口５２を経て内燃機関のメインギャラリへ作動油を吐出してポンプ作用を行うものである。このポンプ本体３６の構成や動作は、特許文献１にあるように良く知られているので、これ以上の説明は省略する。
【００５７】
さて、本実施形態の特徴は、回転軸３７の軸線方向に直交するように配置されたポンプカバー３１に、これも回転軸３７の軸線方向に直交するように延びるリリーフ機構３４を設けたものである。
【００５８】
図７にある通り、ポンプカバー３１の非重合領域３３には、リリーフ機構３４が設けてあり、このリリーフ機構３４を構成するリリーフ通路３８は、回転軸３７の軸線方向に直交する方向に延びており、その先端は吐出ポート５０と接続されている。このリリーフ通路３８には、図５、図６に示すようにリリーフ弁３９と圧縮スプリング４０が収納され、その後側から封止プラグ５３によって封止されている。
【００５９】
図９は、オイルポンプ１１をポンプハウジング３０の軸線方向の外側から見たものであり、ポンプカバー３１とポンプハウジング３０は、３個の固定ボルト３２によって一体的に固定されている。また、ポンプカバー３１とポンプハウジング３０には、バランサ装置１０の下部側ハウジング１２と固定するためのボルト挿通孔０８が形成されており、図示していない３個の固定ボルト０７が挿通して下部側ハウジング１２に共締めされるものである。また、ポンプカバー３１に形成されたボルト挿通孔０８Ｃは、非重合領域３３におけるリリーフ機構３４の回転軸３７の径方向の外側に形成され、図２に示す固定ボルト０７Ｃが挿通されて下部側ハウジング１２に固定されるものである。
【００６０】
ポンプカバー３１とポンプハウジング３０が重ね合わされた重合領域以外の非重合領域３３に、リリーフ機構３４が形成されており、バランサ装置１０のハウジング１２、１３とは反対側の面に、リリーフ弁３９が開かれた時に作動油を逃がす排出口３５が形成されている。このようにバランサ装置１０のハウジング１２、１３とは反対側の排出口３５から作動油を逃がすので、ハウジング１２、１３の間に収納されている減速ギア２４、ポンプ駆動ギア２０に作動油が降りかからなくなり、減速ギア２４、ポンプ駆動ギア２０に必要以上の作動油が供給されるのを抑制できるものである。
【００６１】
図１０はポンプカバー３１を外側から見たものであり、図１１はポンプカバー３１を内側から見たものである。そして、図１０に示す面はバランサ装置１０のハウジング１２、１３に対向する面である。
【００６２】
図１０、図１１において、ポンプカバー３１には回転軸３７が挿通され、しかも軸受を兼ねる挿通孔５４が形成されている。また、ポンプカバー３１の内側の面には、ポンプハウジング３０と協働して形成される、吸入ポート４９や吸入口５１、及び吐出ポート５０が設けられている。また、リリーフ機構３４のリリーフ通路３８は、吐出ポート５０と接続されており、吐出圧が最大設定圧より高くなると、リリーフ通路３８から排出口３５に向けて作動油を逃がして吐出圧を減圧させるように機能する。このリリーフ機構３４の構成は図６に示している通りである。
【００６３】
このように、ポンプ本体３６を回転する回転軸３７の軸線と直交するポンプカバー３１に、リリーフ弁３９とリリーフ弁３９を閉じる方向に付勢する圧縮スプリング４０が設けられたリリーフ通路３８を形成しているので、オイルポンプの軸方向の長さを短くでき、しかも、ポンプハウジング３０の半径方向に隣接してリリーフ機構３４が配置されていないので、ポンプハウジング３０を半径方向に小さくすることができるようになる。
【００６４】
また、上述の構成に加えて、リリーフ機構３４を備えたポンプカバー３１をバランサ装置１０のハウジング１２、１３の端面に隣接して固定したので、オイルポンプ１１の軸方向の長さとポンプハウジング３０の半径方向の大きさを小さくでき、しかも周囲の補機類と干渉しないでオイルポンプ１１を設置することができる。
【００６５】
更に、リリーフ通路３８がポンプカバー３１の半径方向の面に沿って形成されているので、リリーフ弁３９のストロークを長くとることができ、充分な減圧効果を得ることができる。仮に、軸方向にリリーフ通路３８を形成した場合では、本実施形態と同様な長さのストロークを得ようとすると、リリーフ通路３８の軸方向長さが長くなる課題が発生する。このため、軸方向長さを短くするようにリリーフ通路３８を形成すると、リリーフ弁３９のストロークが不足して、充分な減圧効果が得られなくなる課題が新たに発生する。
【００６６】
また、上下分割されたバランサ装置１０のハウジングに一体的にオイルポンプ１１を配置するオイルポンプ一体型のバランサ装置においては、上下分割された下部側ハウジング１２または上部側ハウジング１３の一方側にオイルポンプ１１を固定する場合に、ボルト挿通孔０８Ｃを非重合領域３３の外周側に配置することにより、オイルポンプ１１の下部側ハウジング１２への限られた固定位置を確保でき、ポンプ収納部４１の吐出ポート５０付近を囲むように、固定ボルト３２が螺合されるボルト孔０９を配置できるので、ポンプハウジング３０とポンプカバー３１を固定ボルト３２で固定したときに、吐出ポート５０の周囲の接触面を強固に密着することができる。
【００６７】
さらに、ボルト挿通孔０８Ｃを非重合領域３３の外周側に形成することにより固定ボルト０７Ｃのハウジングへの固定位置を下部側ハウジング１２または上部側ハウジング１３の境界線近く位置に配置できるため、バランサ装置１０とオイルポンプ１１を強固に密着することができる。
【００６８】
また、非重合領域３３に設けられたリリーフ機構３４の外側に、ボルト挿通孔０８Ｃを設けているので、他のボルト挿通孔０８と協働して広い範囲でバランサ装置１０のハウジング１２、１３と固定することができるので、固定強度を高めることができるようになる。
【００６９】
また、ポンプハウジング３０とポンプカバー３１を重ね合せる重合領域以外のポンプカバー３１の非重合領域３３に、リリーフ機構３４を形成している。このため、リリーフ機構３４の厚みは、ポンプハウジング３０とポンプカバー３１によって決まるオイルポンプ１１の軸線方向の長さに影響を与えることがないので、オイルポンプ１１の軸線方向の長さを短くできるようになる。更に、リリーフ機構３４は、ポンプハウジング３０の半径方向に隣接して配置されないので、ポンプハウジング３０の半径方向の大きさにも影響を与えることがなく、ポンプハウジング３０の半径方向の大きさをできるだけ小さくすることができる。
【００７０】
また、リリーフ機構３４は、厚さが確保された非重合領域３３に設けられているので、これ以外のポンプカバー３１の厚さを薄くでき、これによってもオイルポンプ１１の軸線方向の長さを短くすることができるほか、オイルポンプ１１の重量増加を抑制することができる。
【００７１】
ここで、ポンプカバー３１は、リリーフ機構３４を設けた分だけ半径方向に拡大されることになる。しかしながら、オイルポンプ１１をバランサ装置１０のハウジング１２、１３に固定する場合、ハウジング１２、１３の端面の面積が大きいので、ポンプカバー３１が半径方向に拡大しても、取り付け上の影響はさほど問題にならないものである。更に、オイルポンプ１１とバランサ装置１０の間にリリーフ機構３４を備えたポンプカバー３１が位置するので、他の補機類に干渉する恐れが少なくなり、オイルポンプ１１の設置性を向上することができる。
【００７２】
以上述べた通り、本発明によれば、ポンプ本体の回転軸の軸線と直交するようにポンプハウジングに固定されるポンプカバーに、ポンプ本体を回転する回転軸の軸線方向と直交する方向に向けて延びるリリーフ通路が形成されていると共に、リリーフ通路の一部にリリーフ弁とリリーフ弁を閉じる方向に付勢するスプリングが設けられている構成とした。これによって、ポンプ本体を回転する回転軸の軸線と直交するポンプカバーに、リリーフ弁とリリーフ弁を閉じる方向に付勢するスプリングが設けられたリリーフ通路を形成したので、軸方向の長さを短くでき、しかもポンプハウジングを半径方向に小さくすることができるようになる。
【００７３】
また、上述の構成に加えて、リリーフ機構を備えたポンプカバーをバランサ装置のハウジングの端面に隣接して固定するので、オイルポンプの軸方向の長さとポンプハウジングの半径方向の大きさを小さくでき、更に周囲の補機類と干渉しないでオイルポンプを設置することができる。
【００７４】
尚、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【符号の説明】
【００７５】
１０…バランサ装置、１１…オイルポンプ、１２…下部側ハウジング、１３…上部側ハウジング、１４…第１バランサシャフト、１５…バランサ駆動ギア、１６…第１ギア、１７…第１バランスウエイト、１８…フロント側第１軸受、１９…リア側第１軸受、２０…ポンプ駆動ギア、２１…露出開口、２２…防油壁、２３…第２バランサシャフト、２４…減速ギア、２５…第２ギア、２６…フロント側第２軸受、２７…リア側第２軸受、２８…第２バランスウエイト、２９…油受部、３０…ポンプハウジング、３１…ポンプカバー、３２…固定ボルト、３３…非重合領域、３４…リリーフ機構、３５…排出口、３６…ポンプ本体、３７…回転軸、３８…リリーフ通路、３９…リリーフ弁、４０…圧縮スプリング、４１…ポンプ収容部、４２…ロータ、４３…カムリング、４４…ピボット、４５…アーム部、４６…制御スプリング、４７…ベーン、４８…ベーンリング、４９…吸入ポート、５０…吐出ポート、５１…吸入口、５２…吐出口、５３…封止プラグ、５４…挿通孔。
【図１】
2018080586.tif 000003
【図２】
2018080586.tif 000004
【図３】
2018080586.tif 000005
【図４】
2018080586.tif 000006
【図５】
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【図６】
2018080586.tif 000008
【図７】
2018080586.tif 000009
【図８】
2018080586.tif 000010
【図９】
2018080586.tif 000011
【図１０】
2018080586.tif 000012
【図１１】
2018080586.tif 000013