(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら、エンジンとポンプとの間にブリーザ室を設けた場合、ポンプには油分の少ない気体を加圧して排出する仕事が要求される。即ち、断熱圧縮工程による自己発熱に耐えるだけの耐久性を持ち、且つ温度環境が変化しても高い気密性を維持することが要求される。また、ポンプと吸気経路もしくは排気経路との間にブリーザ室を設けた場合、ポンプ室を通過する油分が密封性及び冷却性に有効に作用するものの、油分を圧縮する工程は機械的損失が大きいことから、そのままではポンピングロスの低減効果を相殺してしまうこととなる。
【0007】
特にV型エンジンにあっては、エンジンケース上部にシリンダヘッド及び吸気管や排気管が配置構成される。このような制約されたスペースに十分な容量のブリーザやポンプを配設するのは困難な場合が多い。
【0008】
本発明はかかる実情に鑑み、常に効果的に優れたブリーザ機能とポンピングロス低減を実現するバキュームポンプの取付構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明によるバキュームポンプの取付構造は、エンジンケース内を吸引し、前記エンジンケース内の圧力を負圧にさせるバキュームポンプの取付構造であって、前記バキュームポンプよりも上方にブリーザ室を配置し、前記バキュームポンプは、
前記エンジンケースの側部に設けられて前記ブリーザ室に対して
下方に離間するように配置され、エンジンの略上下方向に延びて、一方側端部が前記バキュームポンプの吸入口に接続されて反対側端部が前記ブリーザ室へと連通する吸入側管路を有し、
前記吸入側管路は、前記エンジンケースの側方外部に取り付けられて、一端が前記バキュームポンプの吸入口に接続されるガス送給管を備え、前記バキュームポンプの作動によって、ブローバイガスが、前記吸入側管路を介して前記ブリーザ室から吸引される構成としたことを特徴とする。
【0010】
また、本発明のバキュームポンプの取付構造において、前記バキュームポンプの上部にブローバイガスの吸入口を配置したことを特徴とする。
また、本発明のバキュームポンプの取付構造において、前記バキュームポンプの下部にブローバイガスの吐出口を配置したことを特徴とする。
【0011】
また、本発明のバキュームポンプの取付構造において、前記バキュームポンプのロータ軸は、オイルポンプのロータ軸と同軸としたことを特徴とする。
また、本発明のバキュームポンプの取付構造において、前記クランクケースは上下分割式であり、前記バキュームポンプは、下側クランクケースに配置され、前記吸入側管路は、前記クランクケースの分割面を跨ぐように前記クランクケースの側壁の外部に設けられる別体の
前記ガス送給管を含んで構成されたことを特徴とする。
【0012】
また、本発明のバキュームポンプの取付構造において、前記ブリーザ室は、クランクケースの一方の側面に配置したことを特徴とする。
また、本発明のバキュームポンプの取付構造において、前記ブリーザ室は、V型エンジンにおける両側バンクのクランクケース間に配置したことを特徴とする。
【0013】
また、本発明のバキュームポンプの取付構造において、前記バキュームポンプのロータをルーツ式ブロアとしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【0014】
本発明によれば、シリンダの典型的にはVバンク間に配置されたブリーザ室からエアに含まれる油分を、エンジン下方に配置されたバキュームポンプに導くことでバキュームポンプのロータまわりの潤滑に有効利用することができる。更に、エアに含まれる油分が、ロータまわりのシーリング作用によりポンプ効率を増大させることが可能となる。
【発明を実施するための形態】
【0016】
以下、図面に基づき、本発明におけるバキュームポンプの取付構造の好適な実施の形態を説明する。
先ず、本発明を適用した車両全体構造について説明する。この実施形態においては
図1に示すような自動二輪車100とし、この自動二輪車100に搭載したエンジンには後述するようにバキュームポンプが配置される。なお、以下の説明中で用いる各図において、必要に応じて車両の前方を矢印Frにより、車両の後方を矢印Rrにより示し、また、車両の側方右側を矢印Rにより、車両の側方左側を矢印Lにより示す。
【0017】
図1において鋼製或いはアルミニウム合金材でなる車体フレーム101の前部には、ステアリングヘッドパイプ102によって左右に回動可能に支持された左右2本のフロントフォーク103が設けられる。フロントフォーク103の上端にはハンドルバー104が固定され、ハンドルバー104の両端にグリップ105を有する。フロントフォーク103の下部には前輪106が回転可能に支持されると共に、前輪106上部を覆うようにフロントフェンダ107が固定される。前輪106は、前輪106と一体回転するブレーキディスク108を有している。
【0018】
車体フレーム101はステアリングヘッドパイプ102から後方に向けて左右二又状に分岐し、それぞれが後下がりに傾斜して延出する。車体フレーム101の後部にはスイングアーム109が揺動可能に結合すると共に、両者間にリヤショックアブソーバが装架される。スイングアーム109の後端には後輪110が回転可能に支持される。後輪110は、後述するエンジンの動力を伝達するチェーン111が巻回されたドリブンスプロケット112を介して、回転駆動されるようになっている。なお、チェーン111の上方にはチェーンカバー113が付設され、後輪110の上方にはリヤフェンダ114が配置される。
【0019】
車体フレーム101には後述するエンジンユニット10が搭載され、このエンジンユニット10には燃料供給装置から混合気が供給されると共に、エンジン内での燃焼後の排気ガスが排気管を通って排気される。本実施形態において、エンジンは例えば4サイクル多気筒(4気筒)エンジンであってよい。また、それぞれの気筒の排気管はエンジンユニット10の下側にて結合し、その後排気チャンバを経て車両後端付近でマフラ115から排気されるような構成も可能である。なお、マフラ115は、後述する着座シート等を支持するシートレール116等を利用して取付支持される。
【0020】
エンジンユニット10の上方には、燃料タンク117が搭載され、燃料タンク117の後方にライダシート118及びタンデムシート119が連設される。ライダシート118及びタンデムシート119に対応して、フートレスト120及びフートレスト121(ピリオンステップ)が配置される。この例では車両左側において、前後方向略中央下部にプロップスタンド122を有している。更に
図1において、123はヘッドランプ、124はスピードメータ、タコメータ或いは各種インジケータランプ等を含むメータユニット、125はステー126を介してフェアリング127に支持されるバックミラーである。
【0021】
車両外装において、フェアリング127及びサイドカウル128によって車両の主に前部及び側部が覆われ、車両後部にはサイドカバー129あるいはシートカウル130が被着し、これらにより所謂、流線型を有する車両の外観フォルムが形成される。また、フェアリング127の前端部において、エアクリーナに空気を送給するための空気取入口(詳細図示を省略する)が開口している。なお、本発明はかかる外観タイプの車両にのみ限定されるものではなく、その他の場合も適用可能である。
【0022】
次に
図2は、本実施形態におけるエンジンユニット10まわりの具体的な構成例を示している。この例では所謂V型エンジンとし、エンジンユニット10は前後にそれぞれ配置されたシリンダ(もしくはシリンダブロック)11によりVバンクが形成され(側面視)、シリンダブロック11の下方に上下分割式のクランクケース12(アッパクランクケース12A及びロアクランクケース12B)が一体的に結合する。なお、エンジンは2気筒以上の多気筒エンジンであり、それらの気筒によりVバンクの前バンク及び後バンクが構成される。エンジンユニット10の最下部、即ちロアクランクケース12Bの下側にオイルパン13が付設される。エンジンユニット10は複数のエンジンマウント14を介して車体フレーム101と一体的に結合し、それ自体で車体フレーム101の剛性部材として作用する。
【0023】
シリンダブロック11のシリンダヘッドカバー11Aの上側には、吸気装置に清浄空気を供給するためのエアクリーナ15が配置される。エアクリーナ15にはエアフィルタ等が内蔵され、基本的には所定のボリュームを持つ中空構造を有し、車体フレーム101のメインフレーム左右間にすっぽりと収容保持される。また、エアクリーナ15の前端部にはエア吸入部16を介してエアダクトが接続され、このエアダクトはエアクリーナ15前方へと延設され、前述した空気取入口として車両前端部で開口する。
【0024】
前後のシリンダ11で構成されるVバンク間には、側面視で略逆三角形状のVバンク空間17が形成され、このVバンク空間17の左右端には
図2及び
図3のようにサイドカバー18が被着する。サイドカバー18はシリンダ11に一体的に結合する。また、Vバンク空間17の上側には、上述したエアクリーナ15が搭載され、即ちVバンク空間17はエアクリーナ15及びサイドカバー18によって閉塞され、実質的に密閉状態となっている。このVバンク空間17とエアクリーナ15内部は連通しており、ここでこれら両空間によりエアボックス19が画成され、このエアボックス19内に燃料供給装置や吸気装置20等が配置構成される。
【0025】
この実施形態のエンジンユニット10は、
図3及び
図4に示すようにV型4気筒エンジンを有し、前後の各Vバンクにはそれぞれ2つのシリンダ11が左右並置される。各シリンダ11ともVバンク空間17に向けてインテークパイプ21が突設され、吸気の流れとしては上流側となるインテークパイプ21の上側に、図示しないスロットルボディが結合配置される。
【0026】
さて、本発明において、
図4に示されるようにVバンク空間17の中央下部、即ちV字の底部に位置して容積式のブリーザ室22が設けられる。ブリーザ室22は
図3のようにその上端部に敷設されたカバー23によりVバンク空間17と仕切られ、つまりカバー23の下側にブリーザ室22が配置される。このブリーザ室22は通常の場合同様に油分の少ないエアを取り入れ易くする目的からエンジンユニット10における極力高い位置に配置され、この例でもクランクケース12のアッパクランクケース12Aと連通している。そして、エンジンケース内のブローバイガスを含んだエアを取り入れて気液分離するようになっている。
【0027】
一方、
図2あるいは
図4のようにエンジンケース内を負圧にするためのバキュームポンプ24がエンジンユニット10の下方部位に配置される。バキュームポンプ24は後述するようにクランクシャフトの回転により駆動され、エンジンケース内のエアを吸引して該エンジンケース内の圧力を負圧にさせる作用を有する。ブリーザ室22又はエアボックス19の特にVバンク空間17とバキュームポンプ24との間は、主にガス送給管25を介して相互に連通される。
【0028】
ここで、
図5及び
図6等を参照して、バキュームポンプ24の具体的な取付もしくは配置構造等について説明する。先ず、エンジンユニット10においてVバンクを形成する各シリンダ11内で往復動するピストンと連結するクランクシャフト26は、アッパクランクケース12A及びロアクランクケース12Bの合せ面にて回転自在に支持され、クランクケース12の後側に延出するように形成されたミッションケース27内には、
図6に示すようにクランクシャフト26とそれぞれ平行に、カウンタシャフト28とドライブシャフト29が前後に配列される。クランクシャフト26の右端部にはプライマリドライブギヤ30が取り付けられ、カウンタシャフト28の右端側にはプライマリドリブンギア31が回転自在に軸支され、更にその右側にクラッチ装置32が設けられる。プライマリドライブギヤ30及びプライマリドリブンギア31は常時噛合している。
【0029】
図示を省略するが、カウンタシャフト28にはその軸方向に沿って、駆動側のギア群が列設され、ドライブシャフト29にはその軸方向に沿って、カウンタシャフト28側のギア群に対応して噛合する従動側のギア群が列設される。これらのギア群によって構成される変速ギアは、図示しないシフト機構によりカウンタシャフト28及びドライブシャフト29上を移動し、これにより所望のギア比でドライブシャフト29が回転駆動されるようになっている。ドライブシャフト29の左端側はミッションケース27の側壁より外方に突出して設けられたドライブスプロケットが設けられ、このドライブスプロケットの回転によりチェーン112を介して後輪111を回転駆動するようになっている。
【0030】
また、
図6に示されるようにカウンタシャフト28の下方側近には、エンジン各部に潤滑油を供給するためのオイルポンプ33が配置される。オイルポンプ33は
図5(a)に示されるようにそのロータ軸34がロアクランクケース12Bの下部付近に配置され、且つ
図6のようにカウンタシャフト28と平行となるようにロアクランクケース12Bの側壁に取り付けられる。また、オイルポンプ33はオイルパン13の上方に位置している。更に、
図6に示されるようにカウンタシャフト28に軸支されるプライマリドリブンギア31と一体的に回転するギア35と、オイルポンプ33のロータ軸34に取り付けられたギア36とが相互に噛合し、これによりクランクシャフト28の回転によりオイルポンプ33を駆動するようになっている。
【0031】
バキュームポンプ24は上記の場合において、そのロータ軸37がオイルポンプ33のロータ軸34と同軸に配置され、ロアクランクケース12Bの側壁の外部に取り付けられる。バキュームポンプ24のロータ軸37は連結ロッド38を介して、オイルポンプ33のロータ軸34と連結される。このためバキュームポンプ24はオイルポンプ33と同様にオイルパン13の上方に位置する。前述したようにブリーザ室22はVバンク空間17の中央下部に配置され、
図5(b)等からも明らかなようにブリーザ室22とバキュームポンプ24との間にはかなりの高低差がある。この場合、
図6に示されるようにバキュームポンプ24の取付部において、ロアクランクケース12Bの側壁との間に典型的にはベークライト製の遮熱板39が介挿され、これによりエンジンからの発熱によるバキュームポンプ24の温度上昇を低減することができる。
【0032】
バキュームポンプ24とブリーザ室22又はエアボックス19とは前述したように、ガス送給管25を介して相互に連通される。ここで、バキュームポンプ24の具体的構成例において、この実施形態ではルーツ式ブロアを用いる。このルーツ式ポンプによれば、慣性質量が小さいためエンジンの回転速度変動に対して追従性に優れる。また、バキュームポンプ24内の潤滑が必要な可動部とエアを圧送するルーツブロア部とが分離しているため、そのルーツブロア部が無潤滑であっても高速回転に耐えることができる。
【0033】
図7に示すようにバキュームポンプ24は、ケーシング40内に駆動ロータ41及び従動ロータ42が回転可能に収容される。駆動ロータ41はロータ軸37により軸支され、従動ロータ42はロータ軸43により軸支される。また、ケーシング40の上部にはケース40内部に連通する吸入口44が設けられ、ケーシング40の下部にはケース40内部に連通する吐出口45が設けられる。ロータ軸37により駆動ロータ41が回転することで、従動ロータ42が従動回転し、これにより吸入口44から吸入したエアもしくはガスを吐出口45から吐出する。
【0034】
ガス送給管25は
図4にも示されるように、吸入口44に接続する吸入側管路25Aと吐出口45に接続する吐出側管路25Bを有し、この例では吸入側管路25A及び吐出側管路25Bが単一のガス送給管25内に形成される。ガス送給管25がエンジンユニット10に取り付けられることで、吸入側管路25Aのバキュームポンプ24とは反対側端部は
図8の点線で示すように、ブリーザ室22からロアクランクケース12B及びエンジンカバーの一部を通って形成される吸入経路46と接続される。吐出側管路25Bのバキュームポンプ24とは反対側端部は
図9の一点鎖線で示すように、エンジンカバー及びロアクランクケース12Bの一部を通って形成される吐出経路47と接続され、エアボックス19へと連通する。
【0035】
上記構成においてエンジンを始動すると、クランクシャフト28が回転し、動弁装置や変速装置等が作動して通常のエンジン作動状態となる。その際、クランクシャフト28の回転でオイルポンプ33が作動し、エンジンユニット10内の潤滑を要する部位に潤滑油を適宜供給する。また、このとき同時にエンジンケース内には幾分かのブローバイガスが発生するが、オイルポンプ33に連結されたバキュームポンプ24が作動し、ブリーザ室22を経てブローバイガスを効果的に吸引する。
【0036】
本実施形態においてブリーザ室22又はエアボックス19とオイルポンプ33との間にはガス送給管25で接続され、バキュームポンプ24の作動により先ず、
図8のように吸入側管路25Aを介してブリーザ室22が吸引される。エンジンケース内からブリーザ室22へと吸い込まれたブローバイガスは、該ブリーザ室22内で気液分離が進行し、その油分の少ないエアがバキュームポンプ24に吸入される。バキュームポンプ24は吐出側管路25Bを介して、そのエアを
図9のようにエアボックス19へと吐出し、そのエアを含む吸気が吸気装置によりインテークパイプ21を介して再びエンジンに供給される。
【0037】
本発明の特徴的な作用効果について説明すると先ず、ブリーザ室22は
図5(b)等に示されるようにバキュームポンプ24よりも上方に配置される。
このようなブリーザ室22及びバキュームポンプ24の配置関係とすることで、ブリーザ室22からオイルミストを含んだブローバイガスを吸引しても、ブリーザ室22の下方にバキュームポンプ24が配置されるため、両者間の高低差によりオイルが下方のバキュームポンプ24の摺動部(
図7(a)の領域X)に滴下される。そして、これによりバキュームポンプ24の摺動部の磨耗の低減や耐久性の向上が図れる。また、その油分が、バキュームポンプ24における駆動ロータ41及び従動ロータ42とケーシング40との間をシールし、これによりバキュームポンプ24のポンプ効率を増大させることが可能となる。
【0038】
上記のようにシリンダ11のVバンク間に配置されたブリーザ室22からエアに含まれる油分を、エンジン下方に配置されたバキュームポンプ24に導くことでバキュームポンプ24のロータまわりの潤滑に有効利用することができる。更にエアに含まれる油分が、ロータまわりのシーリング作用によりポンプ効率を増大させることが可能となる。
【0039】
また、バキュームポンプ24においてその上部にブローバイガスの吸入口44が配置される。吸入口44をこのように配置することで、上述したバキュームポンプ24の摺動部にブローバイガス中に含まれるオイルが
図7(b)矢印Yのように滴下され、この摺動部を効率良く潤滑することができる。
一方、バキュームポンプ24の下部にブローバイガスの吐出口45が配置される。吐出口45をこのように配置することで、バキュームポンプ24の吸入側に滴下されたオイルが
図7(b)矢印Zのようにケーシング40の壁面を上から下に伝わって駆動ロータ41及び従動ロータ42とケーシング40の壁面との潤滑を効果的に行うことができる。
【0040】
また、バキュームポンプ24のロータ軸37は、オイルポンプ33のロータ軸34と同軸に設定される。
バキュームポンプ24用とオイルポンプ33用のロータを同軸に回転させて、効率よく双方のポンプを駆動することが可能となる。また、このロータの同軸配置により装置のコンパクト化を図ることができる。
【0041】
また、ブリーザ室22は、クランクケース12の一方の側面に配置される。即ち、例えば
図5(b)に示されるようにシリンダ11のうち前側Vバンクの後側にブリーザ室22が配置される。
ブリーザ室22をこのように配置することで、シリンダブロック11に隣接するブリーザ室22をバキュームポンプ24によって減圧し、ポンプピングロスを効果的に低減することができる。
【0042】
この場合、本実施形態にあってはブリーザ室22は、V型エンジンにおけるVバンクのクランクケース12相互間に配置される。
本実施形態のようにV型エンジンにおいては、ブリーザ室22をVバンクのクランクケース12相互間に配置することにより、両側のクランケース12内共に均等にバキュームポンプ24によって効率良く吸引することができる。
【0043】
更に、本実施形態ではバキュームポンプ24のロータをルーツ式ブロアとしている。ポンプ効率の良いルーツ式ブロアを採用することで、バキュームポンプ24の性能を有効に向上することができる。
【0044】
以上、本発明を種々の実施形態と共に説明したが、本発明はこれらの実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の範囲内で変更等が可能である。
上記実施形態において、バキュームポンプはルーツ式ブロアを採用しているが、歯車式、プランジャ式あるいはリショルム式等、他のポンプ形式でもよい。また、ポンプ駆動源としてクランクシャフトの場合の他に、例えば電動モータやエンジン排気圧力等を利用することも可能である。
【0045】
また、バキュームポンプからブリーザ室の隣接部位に吐出する例を説明したが、エアクリーナ15に対して直接還流させてもよい。
更に、V型エンジンの他に、例えば直列多気筒エンジンに対しても同様に適用可能であり、上記実施形態の場合と同様の作用効果が得られる。