(57)【要約】【課題】エンジンの振動と騒音を吸収し、ポンピングされるオイルの容量を変化させ、燃料消耗、及びオイルポンプで発生する騒音と振動を低減させることができる可変容量オイルポンプを備えたバランスシャフトモジュールを提供する。【解決手段】本発明の一実施形態による可変容量オイルポンプを備えたバランスシャフトモジュールは、エンジンから回転力を伝達され、第１不平衡質量が形成される第１バランスシャフトと、連結ギヤを通じて前記第１バランスシャフトから回転力を伝達され、第２不平衡質量が形成される第２バランスシャフトと、前記第２バランスシャフトの回転によりオイルを吸入または吐出し、吐出されるオイル圧力に応じて容量が可変する可変容量オイルポンプと、を含むことを特徴とするる。【選択図】図１
2015078683.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンから回転力を伝達され、第１不平衡質量が形成される第１バランスシャフトと、
連結ギヤを通じて前記第１バランスシャフトから回転力を伝達され、第２不平衡質量が形成される第２バランスシャフトと、
前記第２バランスシャフトの回転によりオイルを吸入または吐出し、吐出されるオイル圧力に応じて容量が可変となる可変容量オイルポンプと、
を含むことを特徴とする可変容量オイルポンプを備えたバランスシャフトモジュール。
【請求項２】
前記第１、２バランスシャフトは、エンジンのクランクシャフトの速度の２倍で回転することを特徴とする請求項１に記載の可変容量オイルポンプを備えたバランスシャフトモジュール。
【請求項３】
前記可変容量オイルポンプは、
前記第２バランスシャフトにより回転するように配置され、外周面から中心方向へベイン溝が形成され、前記ベイン溝は回転方向に間隔を置いて形成されるインナーローターと、
前記ベイン溝に一端部が挿入され、他端部は前記インナーローターの外周面で突出するように配置されるベインと、
内周面には吸入部内周面、圧縮部内周面、および吐出部内周面が順次に形成され、前記インナーローターと前記ベインが内周面の内側に配置されるように外側を囲み、外周面の一側はピボットを中心に回転して前記インナーローターと偏心量が調節されるように配置されるアウターリングと、
その外周面が前記ベインの一端を支持して前記ベインの他端が前記アウターリングの内周面に接触するようにするイナーリングと、
前記アウターリングを前記ピボットを中心に回転するように弾性的に支持して前記インナーローターと前記アウターリングの偏心量を可変的に調節する弾性部材と、
を含むことを特徴とする請求項１に記載の可変容量オイルポンプを備えたバランスシャフトモジュール。
【請求項４】
前記第２バランスシャフトの長さ方向に形成される厚さにおいて、
前記アウターリングは第１厚さを有し、前記吸入部内周面は第２厚さを有し、前記圧縮部内周面は第３厚さを有し、前記吐出部内周面は第４厚さを有し、
前記第２厚さは前記第１厚さより小さく、前記第４厚さは前記第３厚さにより小さいことを特徴とする請求項３に記載の可変容量オイルポンプを備えたバランスシャフトモジュール。
【請求項５】
前記第１厚さと前記第３厚さとは同一であることを特徴とする請求項４に記載の可変容量オイルポンプを備えたバランスシャフトモジュール。
【請求項６】
前記第２厚さと前記第４厚さとは同一であることを特徴とする請求項４に記載の可変容量オイルポンプを備えたバランスシャフトモジュール。
【請求項７】
前記インナーローターの回転方向に形成される前記ベイン間のベイン間角は、前記圧縮部内周面の圧縮部角より小さいことを特徴とする請求項３に記載の可変容量オイルポンプを備えたバランスシャフトモジュール。
【請求項８】
前記アウターリングおよび前記インナーローターの側面と接するハウジングをさらに含み、
前記ハウジングには、前記アウターリングの圧縮部内周面と対応して平らな圧縮部面が形成され、
前記圧縮部面の一側には、前記アウターリングの吸入部内周面と対応して吸入チャンバーが形成され、前記圧縮部面の他側には、前記アウターリングの吐出部内周面と対応して吐出チャンバーが形成されることを特徴とする請求項３に記載の可変容量オイルポンプを備えたバランスシャフトモジュール。
【請求項９】
前記アウターリングの内側には、前記吸入部内周面の間にオイルが吸入される吸入口内側面が前記ベインの回転方向に形成され、
前記吐出口内周面の間にオイルが吐出される吐出部内側面が前記ベインの回転方向に形成され、
前記吸入部内周面と前記吸入口内側面との間の距離は、前記ベインの回転方向に徐々に減少し、
前記吐出口内周面と前記吐出口内側面との間の距離は、前記ベインの回転方向に徐々に増加することを特徴とする請求項３に記載の可変容量オイルポンプを備えたバランスシャフトモジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可変容量オイルポンプを備えたバランスシャフトモジュールに係り、より詳しくは、エンジンの振動を減衰させるバランスシャフトに可変容量オイルポンプを装着して振動、騒音、及び燃料消費を低減させる可変容量オイルポンプを備えたバランスシャフトモジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に車両のエンジンで振動および騒音（ＮＶＨ）改善のためにバランスシャフトモジュール（ＢＳＭ；ｂａｌａｎｃｅ  ｓｈａｆｔ  ｍｏｄｕｌｅ）が適用されている。
従来のバランスシャフトモジュールは、先端に設けられたチェーンスプロケットを通じてエンジンのクランクシャフトと接続され、不平衡質量が配置される第１バランスシャフトと、連結ギヤを通じて前記第１バランスシャフトにより回転し、不平衡質量が配置される第２バランスシャフトとを含む。
そして、前記第１バランスシャフトと前記第２バランスシャフトとを連結する連結ギヤにオイルポンプの機能を行うようにして振動と騒音を低減させる機能とオイルポンプ機能とを共に行う技術が公開された。
しかし、オイルポンプの容量がバランスシャフトの回転に依存して吐出されるオイルの容量を変更することができず、エンジンの回転数が高い場合には燃料消耗が増加し、またオイルポンプで騒音と振動が発生することがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平０６−１２９４９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、エンジンの振動と騒音を吸収し、ポンピングされるオイルの容量を可変とし、燃料消耗、及びオイルポンプで発生する騒音と振動を低減させることができる可変容量オイルポンプを備えたバランスシャフトモジュールを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明による可変容量オイルポンプを備えたバランスシャフトモジュールは、
エンジンから回転力を伝達され、第１不平衡質量が形成される第１バランスシャフトと、
連結ギヤを通じて前記第１バランスシャフトから回転力を伝達され、第２不平衡質量が形成される第２バランスシャフトと、
前記第２バランスシャフトの回転によりオイルを吸入または吐出し、吐出されるオイル圧力に応じて容量が可変となる可変容量オイルポンプと、
を含むことを特徴とする。
【０００６】
前記第１、２バランスシャフトは、エンジンのクランクシャフトの速度の２倍で回転することを特徴とする。
【０００７】
前記可変容量オイルポンプは、
前記第２バランスシャフトにより回転するように配置され、外周面から中心方向へベイン溝が形成され、前記ベイン溝は回転方向に間隔を置いて形成されるインナーローターと、
前記ベイン溝に一端部が挿入され、他端部は前記インナーローターの外周面で突出するように配置されるベインと、
内周面には吸入部内周面、圧縮部内周面、および吐出部内周面が順次に形成され、前記インナーローターと前記ベインが内周面の内側に配置されるように外側を囲み、外周面の一側はピボットを中心に回転して前記インナーローターと偏心量が調節されるように配置されるアウターリングと、
その外周面が前記ベインの一端を支持して前記ベインの他端が前記アウターリングの内周面に接触するようにするイナーリングと、
前記アウターリングを前記ピボットを中心に回転するように弾性的に支持して前記インナーローターと前記アウターリングの偏心量を可変的に調節する弾性部材と、
を含むことを特徴とする。
【０００８】
前記第２バランスシャフトの長さ方向に形成される厚さにおいて、
前記アウターリングは第１厚さを有し、前記吸入部内周面は第２厚さを有し、前記圧縮部内周面は第３厚さを有し、前記吐出部内周面は第４厚さを有し、
前記第２厚さは前記第１厚さより小さく、前記第４厚さは前記第３厚さにより小さいことを特徴とする。
ここで、バランスシャフトの長さ方向に形成される厚さとは、バランスシャフトの長さ方向に沿った各部材の巾を言う。
【０００９】
前記第１厚さと前記第３厚さとは同一であり、前記第２厚さと前記第４厚さとは同一であることを特徴とする。
【００１０】
前記インナーローターの回転方向に形成される前記ベイン間のベイン間角は、前記圧縮部内周面の圧縮部角より小さいことを特徴とする。
【００１１】
前記アウターリングおよび前記インナーローターの側面と接するハウジングをさらに含み、
前記ハウジングには、前記アウターリングの圧縮部内周面と対応して平らな圧縮部面が形成され、
前記圧縮部面の一側には、前記アウターリングの吸入部内周面と対応して吸入チャンバーが形成され、前記圧縮部面の他側には、前記アウターリングの吐出部内周面と対応して吐出チャンバーが形成されることを特徴とする。
【００１２】
前記アウターリングの内側には、前記吸入部内周面の間にオイルが吸入される吸入口内側面が前記ベインの回転方向に形成され、
前記吐出口内周面の間にオイルが吐出される吐出部内側面が前記ベインの回転方向に形成され、
前記吸入部内周面と前記吸入口内側面との間の距離は、前記ベインの回転方向に徐々に減少し、
前記吐出口内周面と前記吐出口内側面との間の距離は、前記ベインの回転方向に徐々に増加することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、バランスシャフトに可変容量オイルポンプを適用することによって、エンジンの振動を吸収すると同時にエンジンの燃料消耗を低減させ、重量を節減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態による可変容量オイルポンプを備えたバランスシャフトモジュールの概略構成図である。
【図２】本発明の実施形態による可変容量オイルポンプを備えたバランスシャフトモジュールの断面図である。
【図３】本発明の実施形態による可変容量オイルポンプを備えたバランスシャフトモジュールの一部分解側面図である。
【図４】本発明の実施形態による可変容量オイルポンプに備えらえたアウターリングの斜視図である。
【図５】本発明の実施形態による可変容量オイルポンプの一部詳細側面図である。
【図６】本発明の実施形態による可変容量オイルポンプに備えられたハウジングの一部斜視図である。
【図７】本発明の実施形態による可変容量オイルポンプを備えたバランスシャフトモジュールの効果を示すグラフである。
【図８】一般的なオイルポンプの一部概略断面図である。
【図９】本発明の実施形態によるオイルポンプの一部概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明の実施形態による可変容量オイルポンプを備えたバランスシャフトモジュールの概略構成図であり、図２は、本発明の実施形態による可変容量オイルポンプを備えたバランスシャフトモジュールの断面図である。
図１および図２に示す通り、モジュールは、ハウジング２００と、スプロケット１００と、第１バランスシャフト１０５と、オイルポンプ１４０と、第１連結ギヤ１１５と、第１不平衡質量１２５と、第２バランスシャフト１１０と、第２連結ギヤ１２０と、第２不平衡質量１３０とを含む。
【００１６】
スプロケット１００は、エンジンのクランクシャフト（図示せず）から回転力を伝達され、第１バランスシャフト１０５を回転させる。第１連結ギヤ１１５と第２連結ギヤ１２０は、互いに外接して、第１バランスシャフト１０５が第２バランスシャフト１１０を回転させる。
そして、第１、２不平衡質量１２５、１３０は、回転しながら振動源であるエンジン（図示せず）で発生する振動を相殺して低減し、第１、２バランスシャフトは、エンジンのクランクシャフトの回転速度より２倍速く回転するように設定される。
【００１７】
第２バランスシャフト１１０の一端部にオイルポンプ１４０が配置され、オイルポンプ１４０は吐出されるオイル圧力によってポンピング容量が可変するタイプである。
図２ないし図６を参照して可変容量オイルポンプの構造について詳細に説明する。
図３は、本発明の実施形態による可変容量オイルポンプを備えたバランスシャフトモジュールの一部分解側面図である。
図３に示す通り、可変容量オイルポンプ１４０は、ハウジング２００と、ベイン３１０と、ピボット３００と、アウターリング３０５と、イナーリング３１５と、インナーローター３２０と、弾性部材３２５とを含む。
ハウジング２００には、第１バランスシャフト１０５が貫通する第１シャフトホール３４０が形成され、インナーローター３２０の中心部には、第２バランスシャフト１１０が貫通する第２シャフトホール３４５が形成される。
【００１８】
インナーローター３２０の外周面には、中心部にベイン溝が形成され、ベイン溝の内側にベイン３１０の一端部が挿入される。ベイン３１０の他端部はインナーローター３２０の外周面で突出している。
アウターリング３０５の内側にインナーローター３２０とベイン３１０が配置され、イナーリング３１５がベイン３１０を押してベイン３１０の他端部がアウターリング３０５の内周面にスライドするように密着する。
アウターリング３０５の一側は、ピボット３００を中心に回転可能に配置され、アウターリング３０５がピボット３００を中心に回転することによって、インナーローター３２０とアウターリング３０５の偏心量が調節される。
【００１９】
アウターリング３０５の他側は、弾性部材３２５により時計方向に弾性支持される。そして、オイルポンプ１４０の吐出口側圧力が高くなると、圧力チャンバー３５０のオイル圧力が上昇してアウターリング３０５がピボット３００を中心に時計反対方向に回転し、弾性部材３２５は圧縮され、アウターリング３０５とインナーローター３２０の中心が一致または近接する。
図示したように、インナーローター３２０の第２シャフトホール３４５内に第２バランスシャフト１１０が挿入され、第２バランスシャフト１１０と共にインナーローター３２０が回転する。
インナーローター３２０の回転によってベイン３１０がイナーリング３１５の内周面を沿ってスライドすると、ベイン３１０、インナーローター３２０、およびアウターリング３０５の間において空間が大きい側でオイルを吸入し、空間が小さい側でオイルを吐出する。
【００２０】
図４は、本発明の実施形態による可変容量オイルポンプに備えられたアウターリングの斜視図である。
図４に示す通り、アウターリング３０５は、円形の内周面を有し、外周面にはピボット３００が挿入されるピボット溝４０５と、シーリング部材が挿入されるシーリング溝４０２と、弾性部材３２５により支持されるアーム４００とが形成される。
アウターリング３０５の内周面には、吸入部内周面４１０と、圧縮部内周面４１２と、吐出部内周面４１４とが時計方向に順次形成される。
アウターリング３０５と第２バランスシャフト１１０とが組み立てられた状態でアウターリング３０５の第２バランスシャフト１１０の長さ方向厚さにおいて、アウターリング３０５は全体的に第１厚さ４２０を有する。
【００２１】
そして、吸入部に対応する吸入部内周面４１０は第２厚さ４２２を有し、圧縮部に対応する圧縮部内周面４１２は第３厚さ４２４を有し、吐出口と対応する吐出部内周面４１４は第４厚さ４２６を有する。
図示の通り、第１厚さ４２０と第３厚さ４２４は同一であり、第２厚さ４２２と第４厚さ４２６は同一であり、第２厚さ４２２は第１厚さ４２０より小さい。  そして、第２厚さ４２２と第４厚さ４２６の領域は第１厚さ４２０の領域の中心部に配置される。
圧縮部内周面４１２に対応する領域は、シーリング角４３０に該当する。
【００２２】
図５は、本発明の実施形態による可変容量オイルポンプの一部詳細側面図である。
図５および図４に示す通り、インナーローター３２０の外周面に形成されるベイン溝にベイン３１０が挿入され、ベイン３１０とベイン３１０との間には予め設定されたベイン間角５００が形成される。
同時に、イナーリング３１５の圧縮部内周面４１２に対応するシーリング角４３０と、ベイン３１０間のベイン間角５００と、ベイン間角を含む圧縮部角５０５とが形成される。
本発明の実施形態で、図示したように、圧縮部角５０５はベイン間角５００より大きく、ベイン間角５００はシーリング角４３０より大きい。
同時に、ベイン間角５００が圧縮部角５０５内に含まれると、ベイン３１０とアウターリング３０５の内周面との間の隙にオイルＰが吸入して実質的な吸入または圧縮が行われる。
【００２３】
図６は、本発明の実施形態による可変容量オイルポンプに備えられたハウジングの一部斜視図である。
図６に示す通り、ハウジング２００には、吸入部内周面４１０に対応して吸入チャンバー５１０が形成され、吐出部内周面４１４と対応して吐出チャンバー５１５が形成され、圧縮部内周面４１２と対応して平らな圧縮部面６００が形成される。
図７は、本発明の実施形態による可変容量オイルポンプを備えたバランスシャフトモジュールの効果を示すグラフである。
図７に示す通り、横軸はエンジンの回転数を示し、縦軸は可変容量オイルポンプ１４０で吐出される圧力を示す。
初期仕様ではエンジン回転数３，０００ないし６，０００の領域でエンジン回転数に応じてオイル圧力が急激に減少したが、改善仕様ではエンジン回転数に応じてオイル圧力が安定的に維持される。同時に、改善仕様では発生する騒音も減ることが分かる。
【００２４】
図８は、一般的なオイルポンプの一部概略的な断面図であり、図９は、本発明の実施形態によるオイルポンプの一部概略断面図である。
図８に示す通り、アウターリング（図４の３０５に該当）に関するものであって、アウターリングには吸入側に吸入口内側面８００が形成され、吐出口側に吐出口内側面８１０が形成され、吸入口内側面８００と吐出口内側面８１０との間に吸入口内周面４１０が形成される。
同時に、吸入口内周面４１０を間において吸入口内側面８００と対応して吸入口内周面４１０が形成され、吐出口内側面８１０と対応して吐出口内周面４１４が形成される。
図示したように、吸入口内側面８００と吸入口内周面４１０との間の距離は、ベイン３１０の回転方向に急激に減少し、吐出口内側面８１０と吐出口内周面４１４との間の距離は、ベイン３１０の回転方向に急激に増加する構造を有する。
図９では図８との差異点についてのみ説明する。図示したように、吸入口内側面８００と吸入口内周面４１０との間の距離は、ベイン３１０の回転方向に徐々に減少し、吐出口内側面８１０と吐出口内周面４１４との間の距離は、ベイン３１０の回転方向に徐々に増加する構造を有する。
したがって、オイルポンプの駆動時、急激な脈動を抑制して騒音と振動を低減させることができる。
【００２５】
以上で本発明の好適な実施形態を説明したが、本発明は前記実施形態に限定されず、本発明の実施形態から当該発明が属する技術分野における通常の知識を有する者による、容易に変更されて均等であると認められる範囲のすべての変更を含む。
【符号の説明】
【００２６】
１００…スプロケット
１０５…第１バランスシャフト
１１０…第２バランスシャフト
１１５…第１連結ギヤ
１２０…第２連結ギヤ
１２５…第１不平衡質量
１３０…第２不平衡質量
１４０…オイルポンプ
２００…ハウジング
３００…ピボット
３０５…アウターリング
３１０…ベイン
３１５…イナーリング
３２０…インナーローター
３２５…弾性部材
３４０…第１シャフトホール
３４５…第２シャフトホール
４００…アーム
４０２…シーリング溝
４０５…ピボット溝
４１０…吸入部内周面
４１２…圧縮部内周面
４１４…吐出部内周面
４２０…第１厚さ
４２２…第２厚さ
４２４…第３厚さ
４２６…第４厚さ
５００…ベイン間角
５０５…圧縮部角
５１０…吸入チャンバー
５１５…吐出チャンバー
６００…圧縮部面
【図１】
2015078683.tif 000003
【図２】
2015078683.tif 000004
【図３】
2015078683.tif 000005
【図４】
2015078683.tif 000006
【図５】
2015078683.tif 000007
【図６】
2015078683.tif 000008
【図７】
2015078683.tif 000009
【図８】
2015078683.tif 000010
【図９】
2015078683.tif 000011