JPH10141038A - エンジンのオイル潤滑装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 カムシャフトに対するオイルの供給量が増加
して戻し油路からの自然流下だけでは返送が追いつかな
くなったら、カムがオイル面に浸かる前に、強制的に汲
み出す。 【解決手段】 カムシャフト５の延長上に当たるデッド
スペースに、タービン型のポンプＰを配置し、そのポン
プＰの翼車６を、回転軸６ａカムシャフト５と一直線と
なるように連結し、吸い込み口８をカム５ａの回転軌跡
より下方まで拡大し、排出口６をバイパスパイプ１２に
接続する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、頭上カム方式のエ
ンジンにおけるオイル潤滑装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】頭上カム方式のエンジンでは、シリンダ
ヘッド内にカムシャフトを組み込み、そのカムシャフト
に一体形成されているカムによって直接、或いはロッカ
ーアームを介してバルブを動作せしめることにより、バ
ルブタイミイングのレスポンスを早めるために好適利用
されている。そのためには、電気的手段やエンジンの回
転によって駆動されるオイルポンプによって、オイルパ
ン、或いはオイルタンクからオイルをカムシャフト室内
に圧送し、カムシャフト室内に溜ったオイルを、前記オ
イルパン或いはオイルタンクに回収する強制潤滑手段が
採られている。前記オイルの回収には、一般に、図４に
例示するように、カムシャフト室４の内底面に形成され
たオイル回収穴１４から、シリンダヘッド、シリンダブ
ロック内に形成された戻し油路を通ってオイルパン、或
いはオイルタンクに返送する構造が採用されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】エンジンが高速回転す
れば、カムシャフトもそれに比例して高速で回転するた
め、少なくとも高速回転時には大量のオイルを供給し、
潤滑機能を高める必要がある。エンジンの回転によって
動作するオイルポンプであれば、オイルの供給量がエン
ジンの回転に伴ってコントロールされるが、電気的手段
により駆動されるオイルポンプにあっては、オイルの供
給量を、あらかじめ高速回転時に適合するよう設定して
おくか、エンジンの回転に応じて可変とすることにな
る。いずれにしても、エンジンが高速回転時には大量の
オイルがカムシャフト室内に供給されるが、シリンダヘ
ッド内には吸気路や排気路、バルブ機構、冷却水ジャケ
ット形成用空間などが形成されており、同様に、シリン
ダブロック内にもシリンダ室や冷却水ジャケット形成用
空間などが形成されていて、それらの間をぬって形成さ
れる戻し油路の太さには制限があるため、回収しきれな
いオイルがカムシャフト室内に滞留し、その滞留した余
剰のオイルによってカムシャフトの回転抵抗やオイルの
消費量の増大を招き、又オイル漏れの原因ともなる。そ
こで従来において、例えば、特開平７−６２０２８号公
報に記載のように、カムシャフトの回転により動作する
プランジャポンプにより、前記戻し油路を利用してオイ
ルを圧送する装置が提案されているが、プランジャポン
プは常時オイルを圧送し続けるので、低速時において
も、ポンプの動作に要するエネルギロスが大きく、又、
プランジャポンプをシリンダヘッド内に配置するための
スペースを必要とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、ポンプの配置
と形態とを最適な設定とし、必要に応じて余剰オイルを
効率よく回収可能としたオイル潤滑装置であって、その
構成は、シリンダヘッドのカムシャフト室内に、一端に
てクランクシャフトよりの動力が伝達されるカムシャフ
トの他端部側にて、エンジンの回転によって駆動される
オイルポンプを組み込み、そのオイルポンプの吸い込み
口をカムシャフト室内に開口する一方、排出口をバイパ
ス路でクランクケース或いはオイルタンクに接続したこ
とにある。そして前記オイルポンプは、翼車の回転軸を
カムシャフトの片端側延長上に同軸連結したタービン型
ポンプとし、そのタービン型ポンプの吸い込み口を、カ
ムシャフト室の底面に達しない範囲で、少なくともカム
先端の回転軌跡より下方領域まで拡大し、又、そのオイ
ルポンプは、カムシャフト室内の端部にケーシングを組
み付け、排出口をカムシャフトホールからケースの外方
に導出させたものとすることが望ましい。

【０００５】

【発明の実施の形態】本発明に係るオイル潤滑装置の実
施の一例を、図面に基づいて説明する。図１はエンジン
の全体を示したもので、ピストン１，１．．の上方に位
置し、シリンダヘッド２とヘッドカバー３とで囲まれた
カムシャフト室４内には、カムシャフト５，５が回転自
在に組み付けられ、それらのカムシャフト５，５は、一
端部において、エンジンのクランクシャフトからチェー
ンやギヤといった伝達機構６を介し、クランクシャフト
の１／２のスピードで回転するようになっている。カム
シャフト５，５の一端部側は、カムシャフト室４内より
外部に突出し、伝達機構６につながっているが、他端部
側はカムシャフト室４内に存在する。カムシャフト５，
５の他端部とカムシャフト室４内周壁部との間にはデッ
ドスペースが存在していて、そのデッドスペースには、
図２に示すように、カムシャフト５の他端側延長上に連
結された翼車６と、その翼車６を包み込んだケーシング
７とで構成されるタービン型のポンプＰが組み付けられ
ている。

【０００６】前記ポンプＰは、吸い込み口８が、回転軸
６ａの直下方向に対し、カムシャフト室４の底面より少
し上方で、カム５ａの回転軌跡における最下位置より下
方の領域まで拡大するよう開口しており、又排出口９
は、シリンダブロック２に切り欠き形成されているカム
シャフトホール１０から外方に導出され、その排出口９
には、先端がオイルパン１１内に導入されたバイパスパ
イプ１２が接続されている。又、シリンダヘッド、シリ
ンダブロックには、従来どうり供給油路１３と戻し油路
（図示ぜず）とが設けられていて、供給油路１３を利用
して、図示しないポンプによって、オイルパン１１内の
オイルをカムシャフト室４内に圧送し、カムシャフト室
４内に溜まったオイルは戻し油路をつたって回収される
ようになっている。

【０００７】このように形成された潤滑装置では、エン
ジンが低速回転し、カムシャフトへのオイル圧送量が少
ないときには、従来と同様に戻し油路をつたって流下
し、オイルパンへと回収される。エンジンが高速回転
し、戻し油路からだけではカムシャフト室からの排出が
追いつかなくなると、カムシャフト室内にはオイルが滞
留し始める。オイル面が吸い込み口まで上昇すると、滞
留したオイルがポンプ内に吸い込まれ、バイパスパイプ
を介してオイルパンへと送り出されるので、オイル面は
それ以上上昇することはない。

【０００８】エンジンが回転している間、ポンプの翼車
はカムシャフトと一体回転しているが、オイル面が吸い
込み口のレベルまで達していなければ、ポンプはカムシ
ャフト室内の気体を送り出すことになり、翼車に加わる
負荷はオイルを圧送する場合に比べて大幅に減少し、エ
ネルギロスも減少する。又、カムシャフト室内に溜まっ
た余剰のオイルは、オイル面がカムの回転軌跡の領域に
達する前に汲み出されるから、オイル面はそれ以上上昇
せず、カムがオイル面を叩いたり、オイル内を通過して
抵抗を受けることもない。そしてポンプは、カムシャフ
ト室内のデッドスペースを利用して効率よく組み付けら
れ、シリンダヘッド加工時に形成されるカムシャフトホ
ールを利用して排出口が外方に導出されているので、実
施するために特殊な設計変更をする必要がなく、カムシ
ャフトキャップが不要になるといった付随的効果も有す
る。

【０００９】尚、前記実施の態様では、ポンプにタービ
ン型を採用しているが、使用するポンプについては、エ
ンジンの回転によって動作するものならどのような形式
のものでも採用することができ、その中でも回転式ポン
プを採用すると、無負荷時におけるエネルギロスが少な
く好ましい。又ポンプの組み込み位置はカムシャフトの
延長上に限定するものでなく、カムシャフト室内で、例
えば二本のカムシャフトを備えたエンジンであれば、そ
れらのカムシャフトとカムシャフトとの間といったよう
に、軸受け及びその軸受けで支持されたカムシャフトと
干渉しないどこのデッドスペースにでも配置でき、駆動
力も翼車をカムシャフトに直結する以外、例えばギヤを
介して連結したり、カムシャフト回転用のタイミングチ
ェーンを利用してエンジンのクランクシャフトから直接
伝達されるようにもできる。

【００１０】本発明ににおいて、ドライサンプのエンジ
ンにあっては、オイルの回収先はオイルパンでなくオイ
ルタンクとなる。又、バイパス路は、別体のパイプやチ
ューブを利用せず、シリンダヘッド、やシリンダブロッ
クの外周面に沿って一体形成することもできる。

【００１１】

【発明の効果】本発明によれば、ポンプがデッドスペー
スを利用して組み込まれるから、エンジンの外方にポン
プが露出することは無い。そして高速回転時は、過剰供
給によって返送しきれずにカムシャフト室内に滞留した
オイルが強制的に送り出されるので、余剰オイルによっ
てカムがオイル面を叩き、オイルの飛散や抵抗が大きく
なることはないし、オイル消費量が増えたり、オイル漏
れするなどの弊害も起こらない。又、ポンプにタービン
型を採用し、吸い込み口をカムシャフト室の底面より上
方で、少なくともカムの回転軌跡における最下位置より
下方領域に開口させることによって、低速回転時には翼
車が無負荷で回転し、高速回転時にオイル面が上昇した
ときのみ、ポンプとして機能するから、ポンプ取り付け
によるディメリットはない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るオイル潤滑装置の概要を示した説
明図である。

【図２】ポンプ組み込み部分の説明図である。

【図３】図２におけるポンプのＡ−Ａ線断面説明図であ
る。

【図４】従来例の説明図である。

【符号の説明】

１・・ピストン、２・・シリンダヘッド、３・・ヘッド
カバー、４・・カムシャフト室、５・・カムシャフト、
５ａ・・カム、６・・翼車、６ａ・・回転軸、７・・ケ
ーシング、８・・吸い込み口、９・・排出口、１０・・
カムシャフトホール、１１・・オイルパン、１２・・バ
イパスパイプ、１３・・供給油路、１４・・オイル回収
穴、Ｐ・・ポンプ。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シリンダヘッドのカムシャフト室内に、
   一端にてクランクシャフトよりの動力が伝達されるカム
   シャフトの他端側にて、エンジンの回転によって駆動さ
   れるオイルポンプを組み込み、そのオイルポンプの吸い
   込み口をカムシャフト室内に開口する一方、排出口をバ
   イパス路でクランクケース或いはオイルタンクに接続し
   たエンジンの潤滑装置。
2. 【請求項２】 前記オイルポンプが、翼車の回転軸をカ
   ムシャフトの片端側延長上に同軸連結したタービン型の
   ポンプとし、そのタービン型のポンプの吸い込み口を、
   カムシャフト室の底面に達しない範囲で、少なくともカ
   ム先端の回転軌跡より下方領域まで拡大した請求項１に
   記載したエンジンのオイル潤滑装置。
3. 【請求項３】 前記オイルポンプが、カムシャフト室内
   の端部にケーシングを組み付け、排出口をカムシャフト
   ホールからケースの外方に導出した請求項１又は２に記
   載したエンジンのオイル潤滑装置。