特許第5998788号(P5998788)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2022.1.31 β版

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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】5998788
(24)【登録日】2016年9月9日
(45)【発行日】2016年9月28日
(54)【発明の名称】オイルポンプ構造
(51)【国際特許分類】
   F01M 1/16 20060101AFI20160915BHJP
【FI】
   F01M1/16 A
【請求項の数】6
【全頁数】11
(21)【出願番号】特願2012-207786(P2012-207786)
(22)【出願日】2012年9月21日
(65)【公開番号】特開2014-62489(P2014-62489A)
(43)【公開日】2014年4月10日
【審査請求日】2015年7月24日
(73)【特許権者】
【識別番号】000002082
【氏名又は名称】スズキ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001380
【氏名又は名称】特許業務法人東京国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】森 正樹
(72)【発明者】
【氏名】真鍋 康彦
【審査官】 稲葉 大紀
(56)【参考文献】
【文献】 特開2006−152920(JP,A)
【文献】 特開2005−248836(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
F01M 1/16, 1/02
F04C 2/10,14/24
F16K17/04
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
オイルポンプによりオイル吸入通路に汲み上げられたオイルを吐出通路に吐出し、吐出したオイルをオイルフィルタを経て内燃機関の所要部に供給するオイル供給装置を設け、前記オイル吐出通路内の油圧によりリリーフバルブが移動し開弁するとオイル吐出通路がオイル吸入通路と連通してオイルを戻すリリーフバルブ機構を内蔵したオイルポンプ構造において、
前記リリーフバルブ機構は、前記オイルポンプのポンプロータ幅方向一側に並列され、かつ前記オイル吐出通路およびオイル吸入通路と筒状のリリーフバルブボディの余剰油入口から余剰油出口に至る余剰油循環経路とが共通の同一平面上に配置され、
前記リリーフバルブ機構は、オイルポンプのポンプ駆動軸と直交する交差方向でかつ前記オイル吐出通路下流の開口部からオイル吐出通路を経てオイル吸入通路に挿入可能に配設されることを特徴とするオイルポンプ構造。
【請求項2】
前記オイルポンプのオイルポンプボディ内に形成されるオイル吐出通路とオイル吸入通路は、連通空間を介して連通される一方、
前記リリーフバルブ機構は、筒状のリリーフバルブボディとこのリリーフバルブボディのスリーブ孔に収容される有底筒状のリリーフバルブおよびリリーフ用スプリングとから単体で機能するバルブ構造に構成され、
前記リリーフバルブ機構の筒状リリーフバルブボディをオイル吐出通路から連通空間を通してリリーフ吸入通路に挿入して前記オイルポンプボディに内蔵させることで、前記オイル吐出通路は、オイル吸入通路から分離して形成された請求項1に記載のオイルポンプ構造。
【請求項3】
前記リリーフバルブ機構の筒状リリーフバルブボディは、オイル吐出通路下流の開口部から挿入する組付け構造に構成され、
前記オイルポンプボディは、オイル吐出通路とオイル吸入通路の連通空間からオイル吐出通路の開口部まで、前記筒状リリーフバルブボディの外径より大径で開放されている請求項2に記載のオイルポンプ構造。
【請求項4】
前記オイルポンプのオイルポンプボディ内に前記連通空間を通して前記リリーフバルブ機構を挿入し、組み付けて内蔵させると、
前記リリーフバルブ機構は、筒状のリリーフバルブボディ内に、前記オイル吐出通路内に開口する余剰油入口から前記オイル吸入通路内に開口する余剰油出口に至るインナーリリース構造の余剰油経路が構成された請求項2または3に記載のオイルポンプ構造。
【請求項5】
前記リリーフバルブ機構の余剰油入口および余剰油出口は、ポンプ駆動油の軸方向から見た側面視においてオイルポンプの吐出ポート形状の外径円内に配置された請求項1に記載のオイルポンプ構造。
【請求項6】
前記リリーフバルブ機構は、リリーフバルブの圧抜き通路がオイルストレーナの締付ねじ部の下穴で兼用させて構成された請求項1または2に記載のオイルポンプ構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、エンジンのオイルポンプの仕事効率を向上させ、高効率化を図るオイルポンプ構造に関する。
【背景技術】
【0002】
二輪車両や四輪車両等のエンジンには、オイルポンプの仕事効率を向上させる技術として、オイルポンプから余剰に吐出されたオイルを油圧で開閉するリリーフバルブ機構を介してオイル吸入通路へ戻すインナーリリーフ構造のオイル戻し技術が知られている。
【0003】
従来のインナーリリーフ構造のオイル戻し技術では、オイルポンプから吐出される余剰オイルがオイル吐出通路からリリーフバルブ機構を経てオイル吸入通路へ戻る循環経路を形成しており、リリーフバルブ機構の配置を容易にするために、リリーフバルブ機構はオイルポンプのポンプロータから離れた位置に設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開平6−200722号公報
【特許文献2】特開2011−47352号公報
【特許文献3】特開2001−317644号公報
【特許文献4】特開平11−81956号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
インナーリリーフ構造を採用した従来のオイル戻し構造では、オイルポンプのポンプロータからリリーフバルブ機構が離れた位置に設けられているために、
第1に、オイル吸入通路に戻るオイル通路長が長くなり、オイル通路の曲折箇所の増加によりオイル流動抵抗が増大し、仕事の回収効率が悪化すること、
第2に、リリーフバルブ機構の設置により、大型化、重量増加を招くこと、
第3に、リリーフバルブ機構を設けたリリーフバルブ挿入穴に盲栓の追加が必要となり、部品点数の増加や重量増加を招くことが挙げられ、問題となっていた。
【0006】
本発明は、上述した事情を考慮してなされたもので、余剰油循環経路を短縮してオイル流動抵抗を軽減させ、オイルポンプの小型軽量化や仕事効率の高効率化を図ることができるオイルポンプ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】
【0007】
本発明は、上述した課題を解決するために、オイルポンプによりオイル吸入通路に汲み上げられたオイルを吐出通路に吐出し、吐出したオイルをオイルフィルタを経て内燃機関の所要部に供給するオイル供給装置を設け、前記オイル吐出通路内の油圧によりリリーフバルブが移動し開弁するとオイル吐出通路がオイル吸入通路と連通してオイルを戻すリリーフバルブ機構を内蔵したオイルポンプ構造において、前記リリーフバルブ機構は、前記オイルポンプのポンプロータ幅方向一側に並列され、かつ前記オイル吐出通路およびオイル吸入通路と筒状のリリーフバルブボディの余剰油入口から余剰油出口に至る余剰油循環経路とが共通の同一平面上に配置され、前記リリーフバルブ機構は、オイルポンプのポンプ駆動軸と直交する交差方向でかつ前記オイル吐出通路下流側の開口部からオイル吐出通路を経てオイル吸入通路に挿入可能に配設されることを特徴とするオイルポンプ構造である。
【発明の効果】
【0009】
本発明においては、オイル吐出通路およびオイル吸入通路と、リリーフバルブ機構の余剰油入口および余剰油出口に至る余剰油循環経路とが共通の同一平面上に配置されたことにより、リリーフバルブ機構とオイルポンプロータまでの距離がより近接して配設でき、一層の小型化が可能となる。さらに、リリーフバルブ機構の余剰油循環系路が短縮され、オイル流動抵抗を軽減して効率よくオイルをオイル吸入通路に戻すことができ、オイルポンプの仕事効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
図1】本発明に係るオイルポンプ構造を備えた自動二輪車用エンジンの全体構成図。
図2】オイルポンプの全体を示す斜視図。
図3】オイルポンプの上面図。
図4図2に示されたポンプスプロケットおよびオイルストレーナを取り外して示すオイルポンプの側面図。
図5図4に示されたオイルポンプのC−C線に沿って示す断面図。
図6図4に示されたオイルポンプからポンプ上ケースを取り外して示す側断面図。
図7図4に示されたオイルポンプをD−D線に沿って展開して示す断面図。
図8図3に示されたオイルポンプをE−E線に沿って示す断面図。
図9図3に示されたオイルポンプをE−E線に沿って示す断面図で、リリーフバルブ機構の余剰油循環経路を説明する図。
図10図4に示されたオイルポンプをD−D線に沿って展開して示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。
【0012】
図1は、本発明に係るオイルポンプ構造を備えたエンジンを示す全体構成図である。このエンジン10は例えば自動二輪車に搭載されるもので、クランクケース11上にシリンダブロック12、シリンダヘッド13およびシリンダヘッドカバー14が順次重ねられ、前傾して設けられる。クランクケース11は、上クランクケース15と下クランクケース16を組み合せて構成され、下クランクケース16の下側にオイルを貯留したオイルパン17が設けられる。
【0013】
下クランクケース16の例えば右側にはオイルポンプ18が設置され、このオイルポンプ18の下部にオイルストレーナ19がストレーナ締付部19aを介して締め付けられ、固定される。オイルポンプ18はオイルパン17に貯留されたオイルをオイルストレーナ19を通して汲み上げ、汲み上げられたオイルをオイル吐出側に吐出し、続いて、オイルクーラ23でオイルを冷却し、オイルフィルタ22でろ過した後、エンジン10の所要部に送り、オイル潤滑している。
【0014】
オイルポンプ18は、図2に示すように、ポンプ本体ケースを構成するオイルポンプボディ25にポンプ蓋ケース26が側方から合されてポンプ本体27が構成され、このポンプ本体27が複数の締付ねじ27a,27a,…で締結され、一体に形成される。オイルポンプボディ25の頂部には、クランクケース合せ面25aが形成され、この合せ面25aを介して下クランクケース16右側方のポンプ取付け面(図示省略)に合せた状態でオイルポンプ18は締結手段(図示せず)で締め付けられ、取り付けられる。オイルポンプ18には、オイルポンプボディ25およびポンプ蓋ケース26のポンプ本体27を貫いてポンプ駆動軸28が図3に示すように、回転自在に軸支される。なお、符号29はポンプ駆動軸28の外側端側に設けられたポンプスプロケットである。
【0015】
また、オイルポンプ18は、オイルポンプボディ25とポンプ蓋ケース26が組み合されて図3および図4に示すように、ポンプ本体27が一体に構成される。ポンプ本体27の内部にはオイルパン17のオイルがオイルストレーナ19を通して汲み上げられるオイル吸入通路30が形成される。ポンプ本体27にはオイル吸入通路30、ポンプ室31およびオイル吐出通路32が図5に示すようにそれぞれ構成される。ポンプ室31内には例えばトロコイド式のポンプロータ33が収容されている。ポンプロータ33は、図6および図7に示すようにポンプ駆動軸28に回転自在に取り付けられ、ポンプ駆動軸28の回転により、ポンプロータ33がポンプ室31内を偏心して回転駆動され、オイル吸入通路30内のオイルをポンプ室31に導いて圧縮し、続いて図示しない吐出ポートを経てオイル吐出通路32に吐出し、このオイル吐出通路32から図1に示すオイルフィルタ22を経由してオイルフィルタ22でろ過した後、エンジン(内燃機関)10の所要部に供給され、各所要部をオイル潤滑するようになっている。
【0016】
オイルポンプ18はポンプ本体27のオイルポンプボディ25内に形成されたオイル吐出通路32は頂部である下流側に、図5に示すようにオイル吐出口(開口部)32aが開口している。オイル吐出通路32は連通室34内を介してオイル吸入通路30に連通している。その際、オイルポンプボディ25の連通空間34を密に塞ぐようにリリーフバルブ機構35が挿入して内蔵される。
【0017】
リリーフバルブ機構35は、全体として筒状のスリーブ構造に構成され、下端がオイル吸入通路30の底部側ストッパ段部30aに当接して、保持される。連通空間34は、リリーフバルブ機構35を挿設し、据え付けた状態で、筒状のリリーフバルブボディ36の頭部側に装着されるOリング等の密封手段39で軸封される。リリーフバルブ機構35は、オイル吐出通路32とオイル吸入通路30とを分離させ、セパレートしている。
【0018】
ところで、リリーフバルブ機構35は、スリーブ構造をなす筒状のリリーフバルブボディ36と、このリリーフバルブボディ36のスリーブ孔に摺動自在に収容された有底円筒状のリリーフバルブ37と、このリリーフバルブ37をオイル吐出通路32側にばね付勢するリリーフ用スプリング38とを有し、単体で機能するバルブ構造に構成される。リリーフバルブ37は、中心線C1が図7および図8に示すように、ポンプ駆動軸28と直交するように立体交差して配置され、ポンプロータ33の近くに配設され、位置される。
【0019】
リリーフバルブ機構35は、リリーフバルブボディ36のスリーブ孔が図5に示すように余剰油循環経路40を構成している。余剰油循環経路40は、リリーフバルブ37の余剰油(オイル)入口41から余剰油(オイル)出口42に至るインナーリリーフ構造の油路である。リリーフバルブ機構35は、オイル吐出通路32から分岐された余剰油を、オイル潤滑経路をバイパスしてオイル吸入通路30に戻すインナーリリーフ構造の余剰油循環経路40をポンプ本体27内に構成している。
【0020】
リリーフバルブ機構35は、図5および図7に示すように、ポンプロータ33の軸方向一側近くに設けられる。このオイルポンプ18の内部構造では、オイル吸入通路30およびオイル吐出通路32と、余剰油入口41から余剰油出口42に至る余剰油循環経路40とが共通の同一平面上に配設される。オイルポンプ18のオイル吐出通路32およびオイル吸入通路30と、リリーフバルブ機構35の余剰油循環経路40とが共通の同一平面上に存在するポンプ本体27内の配置構造とすることで、余剰油入口41から余剰油出口42に至る余剰油循環経路40の油路長さを短くすることができ、オイル流路抵抗を軽減(小さく)させることができる。
【0021】
また、リリーフバルブ機構35は、有底円筒状リリーフバルブ37の余剰油入口41および余剰油出口42が、図8および図9に示すように、ポンプ駆動軸28の中心線Oの上下となるように交差して配置される。リリーフバルブ37の余剰油入口41はオイル吐出通路32に臨むように開口しており、余剰油出口42はオイル吸入通路30内に開口している。なお、余剰油出口42は、作業環境の良い場所で、リリーフバルブボディ36の途中をスリーブ孔に直交する方向に穴加工するだけでよいから、穴加工は容易である。
【0022】
さらに、ポンプ本体27のオイルポンプボディ25には、オイル吸入通路30とオイル吐出通路32の連通空間34からオイル吐出通路32の下流側開口部(オイル吐出口)32aまで筒状のリリーフバルブボディ36の外径より大きな大径形状の空間が直線状に開放されており、オイル吐出通路32下流側の開口部32aからリリーフバルブ機構35の挿入、取付けが容易に行なわれる形状、構造に構成される。
【0023】
また、リリーフバルブ機構35は、図5および図8に示すように、オイル吐出通路32下流側のオイル吐出口(開口部)32aから筒状のリリーフバルブボディ36を矢印Aで示すように挿入可能な形状、構造に構成したので、オイルポンプボディ25のクランクケース合せ面25a側の開口部32aから容易にリリーフバルブ機構35をオイル吐出通路32内に挿入して組み付けることができる。その際、リリーフバルブ機構35の組込みに盲栓が不要となり、盲栓を省略することができる。したがって、従来技術で使用されている盲栓や盲栓用横穴の穿設は不要となり、部品点数が減少し、オイルポンプボディ25の内部構造を簡素化することができる。
【0024】
本実施形態のオイルポンプ18は、リリーフバルブ機構35をインナーリリーフ構造に構成して、余剰油循環経路40の短縮化を図ることができる上、オイル、流動抵抗を低減させることができ、効率よくオイルをオイル吸入通路30側に戻すことができる。
【0025】
さらに、リリーフバルブ機構35の筒状リリーフバルブボディ36は、余剰油循環経路40の一方の開放端を余剰油入口41としてオイル吐出経路32に連通し、他方の余剰油出口42はオイル吸入通路30と連通してインナーリリーフ構造を構成しているため、オイルポンプボディ25への穴加工や加工穴を塞ぐ盲栓は不要となり、オイルポンプボディ25の加工工数とコストを低減させることができる。筒状のリリーフバルブボディ36のオイル出口42の形成は加工が容易な外部作業位置で行なうことができるので容易であり、このオイル出口42はリリーフバルブ37の摺動により、余剰油出口42を開閉させることができ、結果として余剰油循環経路40を開閉することができる。オイルポンプ18のオイルポンプボディ25に内蔵されるリリーフバルブ機構35に余剰油循環経路40を形成することができるための穴加工や盲栓の装着は不要となる。
【0026】
リリーフバルブ機構35は、独立した単体のバルブ構造に構成され、オイルポンプボディ25のオイル吐出通路32側からの挿入や組付けが容易で内蔵させる構造としたので、インナーリリーフ構造をとらないエンジンのオイルポンプに使用してリリーフバルブ機構の部品の共通化を図ることも可能である。リリーフバルブ機構35は使用環境や要求性能に応じて容易にリリーフバルブの開弁量や流量調整を行なうことができる。
【0027】
加えて、本実施形態に係るオイルポンプ18の構造では、オイルポンプ18の吐出側圧力が多くなると、単体のリリーフバルブ機構35は、オイル吐出通路32の吐出圧力がリリーフバルブ37に作用し、スプリング38を縮ませて下方に摺動させるので、リリーフバルブ37を自動的に開くことができる。その際、余剰油循環経路40の余剰油入口41,出口42は図9に示すように、オイルポンプ18の吐出ポート形状の外径円B内に配置されているため、流路長が短く、流動抵抗が小さいので、効率よく余剰油をオイル吸入通路30に戻すことができる。さらに、ポンプ駆動軸28と単体のリリーフバルブ機構35は近接して立体交差状に設けられているために、オイルポンプ18全体の小型・軽量化が図れる。
【0028】
さらに、単体のリリーフバルブ機構35は、オイルポンプボディ25のオイル吐出通路32側より挿入し、底部をオイルポンプボディ25に突き当てて位置決め固定する簡素な組付け構造であるため、組付け性が容易となり、さらに、オイル吸入通路30より油圧が高いオイル吐出通路32側からの挿入のために固定ボルトやリテーナが不要となって部品点数を削減できる。
【0029】
オイルポンプ18のオイルポンプボディ25に挿入され、組み付けられるリリーフバルブ機構35を作動させるためには、図5および図10に示すように、リリーフ用スプリング45側に圧抜き通路46が必要となる。本実施形態のオイルポンプ18の組付け構造では、図1に示すオイルストレーナ19の組付け(ねじ)部19a内で、圧抜き通路46を兼用したため、圧抜き通路46の加工や盲栓が不要となり、製造コストや部品点数の削減を図ることができる。
【0030】
[リリーフバルブ機構の組付け方法]
リリーフバルブ機構35をオイルポンプ18のオイルポンプボディ25に組み付ける方法を説明する。
【0031】
リリーフバルブ機構35は、筒状(スリーブ状)のリリーフバルブボディ36とこのバルブボディ36のスリーブ孔(リリーフ孔)に収容される有底円筒状のリリーフバルブ37およびリリーフ用スプリング38とから単体で機能するオイルポンプ18の内蔵構造に構成される。リリーフバルブ機構35をオイルポンプ18のオイルポンプボディ25内に内蔵するインナーリリーフ構造に構成し、リリーフバルブ機構35を図5および図8に示すように、オイルポンプボディ25のオイル吐出通路32内に上方から挿入される。
【0032】
具体的には、リリーフバルブ機構35をオイルポンプボディ25のポンプ吐出通路32下流側の開口部、すなわちオイル吐出口32a側から挿入することができる。このとき、リリーフバルブ機構35の筒状バルブボディ36は、オイル吐出口32a側からオイル吐出通路32内に挿入し、図5図7および図8に示すように、オイル吸入通路30の底部側ストッパ段部30aに突き当てて位置決めさせる組付け構造に構成される。リリーフバルブ機構35の筒状バルブケース36をオイル吸入通路30のストッパ段部30aに突き当てて位置決めさせるだけで、リリーフバルブ機構35のオイルポンプボディ25への組付けが完了するので、リリーフバルブ機構35の組付け性が簡単かつ容易に行なうことができる。
【0033】
なお、リリーフバルブ機構35は単体のバルブ構造に組み立ててからオイルポンプ18のオイルポンプボディ25に組み付ける例を示したが、リリーフバルブ機構35は、初めに、筒状のリリーフバルブボディ36のオイル吐出通路32から連通空間34部を経てオイル吸入通路30に挿入し、ストッパ段部30aに突き当て位置決めし、組み付けてから、リリーフ用スプリング38および有底円筒状のリリーフバルブ37をリリーフバルブボディ36のスリーブ孔内に挿入して単体バルブ構造のリリーフバルブ機構35を構成してもよい。
【0034】
いずれにしても、単体バルブ構造のリリーフバルブ機構35をオイルポンプ18のポンプボディ25に組み込むだけで、リリーフバルブ機構35をオイルポンプボディ25内に位置決めして内蔵させることができる。リリーフバルブ機構35をオイルポンプボディ36に組み込み、内蔵させるだけで、オイルポンプボディ25内にインナーリリーフ構造の余剰油循環経路40が構成される。
【0035】
リリーフバルブ機構35を内蔵したオイルポンプボディ25へのポンプ蓋ケース26の締付けやオイルストレーナ19の取付けは、リリーフバルブ機構35の組付け前に行なっても、あるいは、組付け後に行なってもよい。オイルポンプボディ25に、ポンプ駆動軸28やオイルポンプ18およびリリーフバルブ機構35を組み込んだ後、ポンプ蓋ケース26を覆わせて締め付け、ポンプスプロケット29やオイルストレーナ19を取り付けると、図3に示すオイルポンプ18が組み付けられて構成される。オイルポンプ18は、頂部のクランクケース合せ面25aを上向きにして、図1に示すように、クランクケース11の右側方下部のポンプ取付面(図示せず)に合せ、締付けボルト等の締付手段で締め付けることにより、エンジン10の下部に取り付けられる。
【0036】
リリーフバルブ機構35を内蔵したオイルポンプ18はエンジン10の下部に取り付けられて組み立てられる。オイルポンプ18には単体構造のリリーフバルブ機構35が内蔵されるが、このリリーフバルブ機構35は、リリーフバルブ37が激しく開閉動作する環境下においては、リリーフバルブボディ36にオイルポンプ18より高い強度や耐摩耗性が要求される。その際、リリーフバルブ機構35は単体バルブ構造で構成され、オイルポンプ18に内蔵されるが、オイルポンプ18とは別体であることを考慮すると、ポンプ本体27は軽合金材料で構成され、筒状のリリーフバルブボディ36は鉄鋼材料で構成されるといった異種材料の組合せが可能となる。
【0037】
なお、本実施形態では、オイルポンプを自動二輪車のエンジンに適用した例を示したが、このオイルポンプは四輪車両のエンジン、船外機や水上乗物車両のエンジン、さらに、芝刈り機や汎用エンジンに適用することができる。
【符号の説明】
【0038】
10 エンジン
11 クランクケース
12 シリンダブロック
13 シリンダヘッド
14 シリンダヘッドカバー
15 上クランクケース
16 下クランクケース
17 オイルパン
18 オイルポンプ
19 オイルストレーナ
22 オイルフィルタ
23 オイルクーラ
25 オイルポンプボディ
26 ポンプ蓋ケース
27 ポンプ本体
28 ポンプ駆動軸
29 ポンプスプロケット
30 オイル吸入通路
31 ポンプ室
32 オイル吐出通路
33 ポンプロータ
34 連通空間
35 リリーフバルブ機構
36 リリーフバルブボディ(筒状バルブケース)
37 リリーフバルブ(弁体)
38 スプリング
39 密封手段(Oリング)
40 余剰油循環経路
41 オイル入口(余剰油入口)
42 オイル出口(余剰油出口)
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8
図9
図10