JPH0718328B2 - 内燃機関におけるオイルポンプ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 A.発明の目的 （１）産業上の利用分野 本発明はクランク軸上に設けられて動弁系に介装され
る、偏心駆動カムと偏心従動カムとよりなる1/2減速機
を利用して構成される内燃機関のオイルポンプ装置に関
するものである。

（２）従来の技術 従来内燃機関の各被潤滑部に潤滑油を供給するためのオ
イルポンプとしてトロコイドポンプ、ギヤポンプ、プラ
ンジャポンプ、あるいはベーンポンプが用いられる（自
動車工学全書４「ガソリンエンジン」山海堂発行参
照）。

（３）発明が解決しようとする問題点 ところが従来のオイルポンプ自体何れも高価である上、
該ポンプはクランク軸によりギヤ伝動機構等の伝動装置
を介して駆動するようにしているため、これが機関の大
型化、重量増の原因となるばかりでなく、機関の潤滑系
のコストが大幅に嵩むという問題がある。

本発明は上記事情にかんがみてなされたもので、クラン
ク軸の回転を1/2に減速して動弁カムに伝達するための1
/2減速機を前記潤滑用オイルポンプに兼用できるように
した新規な内燃機関におけるオイルポンプ装置を提供す
ることを目的とするものである。

B.発明の構成 （１）問題点を解決するための手段 前記目的達成のため本発明によれば、機関本体に回転自
在に支承されるクランク軸に、該クランク軸により駆動
される偏心駆動カムと、該カムの外周面に外接されて機
関本体に回転自在に支承され前記偏心駆動カムにより1/
2減速比で駆動される偏心従動カムとよりなる1/2減速機
を設け、該偏心従動カムの外周面に動弁カムを形成し、
この動弁カムに動弁機構の吸，排気用カムフォロアを連
接し、かつ前記偏心駆動カムと偏心従動カム間に画成さ
れる容積可変空間を油密に封緘してポンプ室に形成し、
該ポンプ室に、前記偏心駆動カムおよび偏心従動カムの
回転によって開閉される吸入ポートおよび吐出ポートに
連通し、前記吸入ポートをオイル溜に、また前記吐出ポ
ートを給油路にそれぞれ連通する。

（２）作用 前記構成によれば、クランク軸の回転により1/2減速機
が作動され、その外周の動弁カムが回転され、カムフォ
ロアを含む動弁機構を介して吸，排気弁が所定のタイミ
ングで開閉作動される。また前記1/2減速機の偏心駆動
カムと偏心従動カムとによりオイルポンプが構成され、
該ポンプによってオイル溜内のオイルを機関の被潤滑部
に強制給油し得る。

（３）実施例 以下、図面により本発明装置をバーチカルクランク軸型
四サイクル内燃機関に実施した場合の実施例について説
明する。

第１〜３図において、機関本体Ｅのクランクケース１に
は、鉛直方向に配設されるクランク軸２が回転自在に支
承される。クランクケース１の底壁1₁には、クランク軸
２の軸部2₁を囲むように減速機室３が形成され、該室３
内にクランク軸２に連動される、後述の1/2減速機Ｒが
収容される。この1/2減速機Ｒはクランク軸２の軸部2₁
にスプライン係合されてワッシャ４を介してナット５に
より固着される偏心駆動カムCa₁と、このカムCa₁の外周
に外接されて、クランクケース１の底壁1₁に回転自在に
支承される偏心従動カムCa₂とより構成され、後述する
ようにクランク軸２、すなわち偏心駆動カムCa₁の回転
は1/2減速されて偏心従動カムCa₂に伝達されるようにな
っている。偏心従動カムCa₂の外周には一つの動弁カム
６が一体に形成され、この動弁カム６のカム面には従来
公知の動弁装置のカムフォロア7,8が連接されている。
したがってクランク軸２の回転は前記1/2減速機Ｒを介
して1/2減速されて動弁カム６に伝達され、該動弁カム
６の回転により通常のようにカムフォロア7,8を有する
動弁装置を介して燃焼室に設けられる吸，排気弁を所定
のタイミングで開閉作動できるようになっている。

次に前記1/2減速機Ｒの構成をさらに詳しく説明する。
前記クランク軸２と一体に回転できるように固着されて
いる偏心駆動カムCa₁には一対の第1,第２偏心輪10₁,10₂
が一体に並設されている。前記一対の第1,第２偏心輪10
₁,10₂に外接する偏心従動カムCa₂が第1,第２偏心輪10₁,
10₂のクランク軸２に対する偏心量ｅと等しい偏心量ｅ
でクランクケース１の底壁1₁に回転自在に支持されてい
る。偏心従動カムCa₂の外周面には、吸，排気用の一つ
の動弁カム６が形成され、この動弁カム６に前述の吸，
排気用カムフォロア7,8のスリッパ面7₁,8₁が当接され
る。

第1,第２偏心輪10₁,10₂は横断面円形の筒状外周面を有
し、クランク軸２の直径方向に見て互いに反対方向にク
ランク軸２の中心軸線C₀から偏心量ｅだけ偏心してい
る。

第1,第２偏心輪10₁,10₂の位置に対応して、クランク軸
２の中心軸線C₀から偏心量ｅだけ偏心した中心軸線C₁を
有する偏心従動カムCa₂の中空部を形成する第1,第２内
周面12₁,12₂は第1,第２偏心輪10₁,10₂の外周面を取り囲
んでいる。

第１内周面12₁は、クランク軸２の回転に伴って常に第
１偏心輪10₁を挟んだ状態でその第１偏心輪10₁に外接し
つつ回転する互いに並行な一対の対向面部12₁-1,12₁-2
を有するとともに、第２内周面12₂は、クランク軸２の
回転に伴って常に第２偏心輪10₂を挟んだ状態で該第２
偏心輪10₂に外接しつつ回転する互いに平行な一対の対
向面部12₂-1,12₂-2を有し、第１内周面12₁の各対向面部
12₁-1,12₁-2と第２内周面12₂の各対向面部12₂-1,12₂-2
とは互いに90°だけ位相がずれた状態で形成されてい
る。

また前記1/2減速機Ｒは潤滑オイルを機関の各被潤滑部
に給油するためのオイルポンプＰにも構成される。前記
偏心駆動カムCa₁の第１偏心輪10₁の一側面はクランクケ
ース１の壁面に液密状に摺動自在に密接され、また該第
１偏心輪10₁の他端面は、偏心従動カムCa₂の内周面に一
体に形成されるフランジ状画壁14に液密状に摺動自在に
密接されていて前記第１偏心輪10₁の外周面と偏心従動
カムCa₂の中空部の第１内周面12₁間は側面よりみて三日
月状のポンプ室15に形成され、該ポンプ室15は後述する
ように偏心駆動カムCa₁と偏心従動カムCa₂との相対回転
により容量が可変となり、ポンピング作用が営まれる。
前記画壁14には前記ポンプ室15の円形状吸入ポート16が
開口され、この吸入ポート16は減速機室３内に形成され
るオイル溜20に連通されている。そして第１偏心輪10₁
および偏心従動カムCa₂の回転に応じてポンプ室15と連
通し、あるいはその連通が遮断されるようになってい
る。またクランクケース１の底壁1₁には前記ポンプ室15
に隣接して吐出ポート17が形成され、この吐出ポート17
は後述するように第１偏心輪10₁および偏心従動カムCa₂
の回転によってポンプ室15に連通し、あるいはその連通
が遮断されるようになっており吐出ポート17はクランク
軸２に形成した給油路18およびクランクケース１の底壁
1₁に形成した給油路19に通常連通しており、オイルポン
プＰによって加圧されたオイルは吐出ポート17より前記
給油路18,19を通って機関の各被潤滑部に圧送される。

クランクケース１の底壁1₁には前記1/2減速機Ｒの外周
を取り囲むようにオイル溜20が形成され、このオイル溜
20は偏心従動カムCa₂の軸受に形成した切欠21を通して1
/2減速機Ｒ内に連通され、該減速機Ｒはオイル内に浸漬
されている。

第４〜６図の各（ａ）において、第１偏心輪10₁が右向
きに偏心した状態にあるときには対向面部12₁-1,12₁-2
は水平方向に延在し、このときには第２偏心輪10₂は左
向きに偏心しているとともに対向面部12₂-1,12₂-2は上
下方向に延在している。この状態においてクランク軸２
が矢印ｆの向きに回転すると、各一対の対向面部と第1,
第２偏心輪10₁,10₂との各一対の外接線のうち、クラン
ク軸２の中心軸線C₀からの距離が増大する側の外接線上
において、第1,第２偏心輪10₁,10₂が対向面部を押圧し
て偏心従動カムCa₂にトルクを伝達する。すなわち、第
１偏心輪10₁は、対向面部12₁-1を押圧するとともに第２
偏心輪10₂は対向面部12₂-1を押圧する。その結果、第1,
第２偏心輪10₁,10₂の回転が90°進んだときには、第４
〜６図各（ｂ）のように偏心従動カムCa₂の回転が45°
進む。第１偏心輪10₁は更に対向面部12₁-1を押し続ける
とともに第２偏心輪10₂は、対向面部12₂-1を押し続け、
第1,第２偏心輪10₁,10₂の回転が180°進むと、第４〜６
図各（ｃ）のように偏心従動カムCa₂の回転は90°だけ
進む。この時点で第1,第２偏心輪10₁、10₂が更に回転す
ると、第１偏心輪10₁は対向面部12₁-2を押し始めるとと
もに、第２偏心輪10₂は対向面部12₂-1を押し続ける。第
1,第２偏心輪10₁,10₂の回転が更に進んで270°まで回転
すると、第４〜６図各（ｄ）のように偏心従動カムCa₂
は135°だけ回転する。

以上のようにクランク軸２の回転により偏心駆動カムCa
₁と、偏心従動カムCa₂が第４〜６図の各（ａ）〜（ｄ）
に示す回転運動を繰り返すことによりクランク軸２の回
転は1/2の減速比を以て偏心従動カムCa₂に伝達され、偏
心従動カムCa₂上の動弁カム６により、前述のように一
対のカムフォロア7,8が揺動され、プッシュロッドを介
して図示しない吸，排気弁が作動される。

ところで前述のように1/2減速機Ｒが一回転する間、オ
イルポンプＰは次のように作動してオイル溜20内のオイ
ルを吸入して給油路18,19に圧送する。第４〜６図各
（ａ）に示す状態、すなわち、クランク軸２の回転角０
°ではポンプ室15の容積は最も大きく、そこに大きく開
口した吸入ポート16が連通していてオイル溜20内のオイ
ルは、吸入ポート16を通ってポンプ室15内に流入する。

クランク軸２の回転が90°進んだときは、第１偏心輪10
₁の回転も90°進むので、第４〜６図各（ｂ）に示すよ
うに、ポンプ室15内の容積は減少しはじめるが未だ吸入
ポート16が開口しているので、ポンプ作用は発生しな
い。

クランク軸２の回転が180°進んだときは、第１偏心輪1
0₁の回転も180°進んで第４〜６図各（ｃ）に示すよう
に、ポンプ室15の容積はさらに減少するとともに、吸入
ポート16は第１偏心輪10₁によって閉じられ、一方吐出
ポート17がポンプ室15に連通するに至るので、ポンプ室
15内の加圧オイルは吐出ポート17を通って給油路18,19
に分配されて給油作用が行われ、機関の被潤滑部を潤滑
する。

クランク軸２および第１偏心輪10₁の回転がさらに進ん
で270°まで回転すると、第４〜６図各（ｄ）のように
ポンプ室15内の容積はさらに減少して前記ポンプ作用が
継続される。

クランク軸２および第１偏心輪10₁の回転がさらに進ん
で360°まで回転すれば、それらは第４〜６図各（ａ）
の状態に戻り、ポンプ作用の一サイクルが終了し、前記
ポンプ室15と反対側に形成される他のポンプ室において
クランク軸２の回転に伴って前述と同じポンプ作用が行
われる。

C.発明の効果 以上のように本発明によれば、四サイクル内燃機関の動
弁系に介装される1/2減速機をオイルポンプにも構成す
ることができるので、従来の前記オイルポンプが不要と
なり機関の大幅な軽量化、コストダウンを達成すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示すもので、第１図は第２図
I-I線に沿う展開断面図、第２図は第１図II-II線に沿う
断面図、第３図は第１図III-III線に沿う断面図、第４
図（ａ）〜（ｄ）は第１偏心カムと偏心従動カムとの関
係をクランク軸の回転角の変化に対応して順次示した第
２図と同じ断面図、第５図（ａ）〜（ｄ）は第２偏心カ
ムと偏心従動カムとの関係をクランク軸の回転角の変化
に対応して順次示した第３図と同じ断面図、第６図は、
第2,3図（ａ）〜（ｄ）に対応して示した第１図と同じ
断面図である。 Ca₁……偏心駆動カム、Ca₂……偏心従動カム、Ｅ……機
関本体 ２……クランク軸、7,8……カムフォロア、11……動弁
カム、15……ポンプ室、16……吸入ポート、17……吐出
ポート、18,19……給油路、20……オイル溜

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】機関本体（Ｅ）に回転自在に支承されるク
   ランク軸（２）に、該クランク軸（２）により駆動され
   る偏心駆動カム（Ca₁）と、該カム（Ca₁）の外周面に外
   接されて機関本体（Ｅ）に回転自在に支承され前記偏心
   駆動カム（Ca₁）により1/2減速比で駆動される偏心従動
   カム（Ca₂）とよりなる1/2減速機を設け、該偏心従動カ
   ム（Ca₂）の外周面に動弁カム（６）を形成し、この動
   弁カム（６）に動弁機構の吸，排気用カムフォロア（7,
   8）を連接し、かつ前記偏心駆動カム（Ca₁）と偏心従動
   カム（Ca₂）間に画成される容積可変空間を油密に封緘
   してポンプ室（15）に形成し、該ポンプ室（15）に、前
   記偏心駆動カム（Ca₁）および偏心従動カム（Ca₂）の回
   転によって開閉される吸入ポート（16）および吐出ポー
   ト（17）に連通し、前記吸入ポート（16）をオイル溜
   （20）に、また前記吐出ポート（17）を給油路（18,1
   9）にそれぞれ連通したことを特徴とする内燃機関にお
   けるオイルポンプ装置。