(57)【要約】【課題】機関温度が低い暖気運転時にオイルをバイパス送油路に通して排気管で加温するタイプの内燃機関において、暖気運転後にオイルがバイパス送油路に溜まったままになることを防止する。【解決手段】オイルのメイン送油路１９とバイパス送油路２７とは四方弁２６で接続されている。四方弁２６の第４ポート３３に吸引通路３２の始端が接続されており、吸引通路３２の終端はメイン送油路１９のうちオイルポンプ１８より上流側に接続されている。オイルがメイン送油路１９を直通する状態ではバイパス送油路２７のオイルは吸引通路３２からメイン送油路１９に吸引される。このため、バイパス送油路２７に溜まったオイルが排気管１３で加温され続けることが防止される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
オイルをオイルポンプでオイル貯留部から吸い上げて潤滑部に送るメイン送油路と、前記メイン送油路のうち前記オイルポンプと潤滑部との間に設けたバイパス送油路とを有しており、前記バイパス送油路に、機関温度が予め設定した値よりも低い場合にオイルを加温するための加温部を設けた構成であって、
前記メイン送油路とバイパス送油路とを、オイルがメイン送油路のみを流れる状態とバイパス送油路を流れてメイン送油路に戻る状態とに切り替え自在であると共に、オイルが前記バイパス送油路を流れる状態からメイン送油路のみを流れる状態に切り替わるとバイパス送油路に溜まっていたオイルがメイン送油路に吸引されるように接続している、
内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、オイルで潤滑される内燃機関に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ガソリンエンジンやディーゼルエンジンのような内燃機関は多数の可動部材を有しており、これらの可動部材はオイルで潤滑されている。すなわち、内燃機関は多くの潤滑部を有している。そして、オイルはオイルパン等のオイル貯留部からオイルポンプで吸い上げられて各潤滑部に送油されるが、機関温度が低いとオイルの粘度も低くて流動性が低いため、オイルの流れ抵抗が高くなって動力損失が大きくなるという問題がある。
【０００３】
そこで、特許文献１には、オイルポンプと潤滑部とを繋ぐメイン送油路にバイパス送油路を設けて、機関温度が設定温度より低い場合は、バイパス送油路を排気ガスで温めることが記載されている。特許文献１において、機関温度が設定温度まで上昇したら、送油経路がバイパス送油路からメイン送油路に切り替えられ、オイルは加温されることなくメイン送油路から各潤滑部に送られる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２７８２５６号公報（特に図３）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
さて、特許文献１のバイパス送油路は、排気管の内部に露出した内油路Ｅ２と、オイルをメイン送油路Ｄ１から内油路Ｅ２に向けて送る行き管路Ｅ１と、内油路Ｅ２で加温されたオイルをメイン送油路Ｄ１に戻す戻り管路Ｅ３とで構成されており、メイン送油路Ｄ１と行き管路Ｅ１との接続部に切り替え弁７８を設けている。
【０００６】
しかるに、特許文献１では、オイルがメイン送油路Ｄ１のみを通るように切り替え弁７８を切り替えても、オイルは正圧で圧送されているため戻り管路Ｅ３からバイパス送油路に逆流することになり、バイパス送油路に逆流したオイルは機関の運転中は逃げ場をなくして排気ガスで加熱され続けているため、異常な高温になって非常に危険であると共にオイルの劣化も促進される。
【０００７】
本願発明はこのような現状に鑑み成されたものであり、安全性確保とオイル劣化防止とを図りつつオイルを的確に加温できるようにすることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本願発明の内燃機関は、オイルをオイルポンプでオイル貯留部から吸い上げて潤滑部に送るメイン送油路と、前記メイン送油路のうち前記オイルポンプと潤滑部との間に設けたバイパス送油路とを有しており、前記バイパス送油路に、機関温度が予め設定した値よりも低い場合にオイルを加温するための加温部を設けた構成において、前記メイン送油路とバイパス送油路とを、オイルがメイン送油路のみを流れる状態とバイパス送油路を流れてメイン送油路に戻る状態とに切り替え自在であると共に、オイルが前記バイパス送油路を流れる状態からメイン送油路のみを流れる状態に切り替わるとバイパス送油路に溜まっていたオイルがメイン送油路に吸引されるように接続している。
【０００９】
オイルがバイパス送油路を経由する状態からメイン送油路のみを流れる状態に切り替わるとバイパス送油路に溜まっていたオイルをメイン送油路に吸引する吸引手段としては、例えば、メイン送油路とバイパス送油路との接続部に四方弁を設けて、切り替えに伴って、バイパス送油路のオイルを吸引通路からメイン送油路吸引したり、メイン送油路のうちバイパス送油路の終端が接続される部位にオリフィス部を設けて、オリフィス部の吸引作用（エゼクタ作用）によって吸引したりすることができる。勿論、他の方法も採用可能である。
【発明の効果】
【００１０】
本願発明によると、バイパス送油路からの送油をメイン送油路からの送油に切り替えると、バイパス送油路のオイルが吸引除去されるため、オイルが異常な高温まで加熱されて危険な状態になることやオイルが劣化することを防止しつつ、機関低温時にオイルを加温して動力損失を抑制できると共に、機関を早期暖気することができる。また、本願発明ではメイン送油路のみでの送油に切り替えることでバイパス送油路の全体又は大部分のオイルをメイン送油路に戻すことができるため、バイパス送油路の長さを必要最小限の長さに短くしてもオイルの異常加熱の問題はない。従って、バイパス送油路のコンパクト化にも貢献できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第1 実施形態を示す図で、（Ａ）は全体の模式図、（Ｂ）（Ｃ）は四方弁の動きを示す図である。
【図２】第２実施形態を示す図で、（Ａ）は全体の模式図、（Ｂ）は作用を示す図である。
【図３】第３実施形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
(1).第１実施形態
次に、本願発明を車両用内燃機関に適用した実施形態を図面に基づいて説明する。まず、図１に示す第１実施形態を説明する。内燃機関の基本構成は従来と同様であり、シリンダブロック１とシリンダヘッド２とを主要要素として機関本体が構成されており、シリンダブロック１の下面にはオイルパン３を固定している。シリンダブロック１にはピストン４が摺動自在に嵌まったシリンダボア５を形成しており、シリンダブロック１の下部には、ピストン４で回転駆動されるクランク軸６が回転自在に保持されている。
【００１３】
シリンダヘッド２には、吸気弁７で開閉される吸気口８が形成されて、吸気口８には吸気マニホールド９が接続されていると共に、排気弁１０で開閉される排気口１２が形成されて、排気口１１には排気マニホールド１２が接続されている。排気マニホールド１２には排気管１３が接続されている。シリンダヘッド２の上面には、吸気弁７を駆動する吸気カム軸１４と排気弁１０を駆動する排気カム軸１５とが回転自在に保持されており、カム軸１３，１４等の動弁機構はシリンダヘッドカバー１６で覆われている。
【００１４】
図示していないが、シリンダブロック１の一端部にはチェーンケースが固定されており、シリンダブロック１とチェーンケースとで囲われて空間に、カム軸１３，１４を駆動するチェーンやこれが巻き掛けられたスプロケットを配置している。内燃機関はまた、排気ガスで駆動されるターボ過給機１７を有している。
【００１５】
内燃機関は多くの潤滑部を有している。例えば、シリンダボア５の内周面、動弁機構、カム軸１３，１４を駆動する動力伝達部、ターボ過給機１７等である。これらの潤滑部には、オイルパン３からオイルポンプ１８を介してオイルが圧送される。すなわち、内燃機関はオイルポンプ１８が介挿されたメイン送油路１９を有しており、オイルは、メイン送油路１９から、シリンダブロック１に設けたオイルギャラリー等の枝通路を介して各潤滑部に送られる。
【００１６】
潤滑の仕事をしたオイルがオイルパン３に戻る経路は、潤滑部の場所によって相違する。例えば、シリンダボア５を潤滑したオイルはクランク室からオイルパン３に自然流下し、動弁機構を潤滑したオイルはシリンダブロック１に設けた戻り通路２０を介してオイルパン３に流下し、カム軸１３，１４を駆動する動力伝達部を潤滑したオイルは専用の通路からオイルパン３に流下し、ターボ過給機１７を潤滑したオイルは専用の管路２１を介してオイルパン３に戻る。
【００１７】
オイルパン３にはストレーナ２２が浸漬しており、オイルはストレーナ２２を介してメイン送油路１９に吸い上げられる。メイン送油路１９のうちオイルポンプ１８の下流側にはオイルフィルター２３を設けており、また、オイルポンプ１８にはオイルパン３に戻るリリーフ通路２４が接続されており、リリーフ通路２４にリリーフ弁２５を設けている。オイルの圧力が過大になると、オイルはリリーフ通路２４からオイルパン３に戻る。
【００１８】
メイン送油路１９のうちオイルフィルター２３より下流側に、切り替え手段の一例として電磁式の四方弁（切り替え弁）２６を設けており、四方弁２６からバイパス送油路２７が分岐している。バイパス送油路２７は排気管１３に巻かれた加温部２７ａを有しており、終端はメイン送油路１９に接続されている。バイパス送油路２７のうち終端近くの部位には、オイルをメイン送油路１９の方向のみに流す逆止弁２８を介挿している。
【００１９】
四方弁２６は、メイン送油路１９の流入側が接続された第１ポート２９と、メイン送油路１９の出口側が接続された第２ポート３０と、バイパス送油路２７が接続された第３ポート３１と、メイン送油路１９のうちオイルポンプ１８よりも上流側の部位に接続された吸引通路３２が接続された第４ポート３３とを有しており、吸引通路３２には、オイルをメイン送油路１９の方のみに流す逆止弁３４を設けている。
【００２０】
四方弁２６は、通電をＯＮ・ＯＦＦすると、図示しないスプールの動きにより、第１ポート２９と第２ポート３０とが連通すると共に第３ポート３１と第４ポート３３とが連通した第１状態と、第１ポート２９と第３ポート３０とが連通して第２ポート３０と第４ポート３３とは閉じた第２状態とに選択的に切り替えられる。
【００２１】
四方弁２６は機関温度を検知する温度センサ（図示せず）と連動しており、機関温度が予め設定した値より高い場合は分図（Ｂ）の第１状態に保持されており、このため、オイルは黒抜き矢印で示すようにメイン送油路１９を直通して各潤滑部に送られる。他方、機関温度が設定値以下の場合は、四方弁２６は分図（Ｃ）の第２状態に切り替わり、このため、オイルは白抜き矢印で示すようにバイパス送油路２７を通って排気管１３で加温され、メイン送油路１９に戻る。
【００２２】
そして、機関温度が設定値以下の状態から設定値よりも高くなることで四方弁２６が第２状態から第１状態に切り替わると、白抜き点線矢印で示すように、バイパス送油路２７に溜まっていたオイルは吸引通路３２及びメイン送油路１９を介してオイルポンプ１８に吸引される。このため、機関温度が高い第１状態においてバイパス送油路２７にオイルが溜まったままになることはなく、その結果、オイルが劣化したり異常高温化したりすることはない。この第１実施形態では、四方弁２６と吸引通路３２とにより、バイパス送油路２７のオイルをメイン送油路１９に戻す吸引手段が構成されている。
【００２３】
また、加温部２７ａのみのオイルを吸引除去するのではなく、バイパス送油路２７の大部分（逆止弁２８よりも上流側の全部）のオイルを吸引するものであるため、バイパス送油路２７が短くてもオイルの劣化等の問題は生じない。従って、バイパス送油路２７をできるだけ短くしてコンパクト化できる。従って、逆止弁２８はできるだけメイン送油路１９に近い部位に設けるのか好ましい。
【００２４】
なお、四方弁２６の切り替えの契機となる機関温度には、シリンダブロック１やシリンダヘッド２のような機関本体の温度のみならず、冷却水の温度やオイルの温度も含んでいる。従って、四方弁２６の切り替えをオイル自身の温度によって行うことも本願発明に含まれる。また、吸引通路３２に設けた逆止弁３４は一種の安全装置であり、オイルの吸引機能の面では無くてもよい。また、加温部２７ａは巻き付け方式には限らず、排気管の内部に挿入する方式であってもよい。
【００２５】
(2).他の実施形態
図２に示す第２実施形態では、切り替え手段として四方弁２６ではなくて三方弁３６を設けている。従って、第２実施形態では第１実施形態の吸引通路３２は備えておらず、四方弁２６と吸引通路３２に代わる吸引手段として、メイン送油路１９のうちバイパス送油路２７の終端が接続される部位に内径が窄まったオリフィス部３７を形成し、オリフィス部３７のうちくびれ部（縮径部）３７ａよりも下流側の拡径部３７ｂにバイパス送油路２７の終端を接続している。
【００２６】
この実施形態では、オイルがオリフィス部３７のくびれ部３７ａを通ってから拡径部３７ｂに至ると負圧効果が発生し、バイパス送油路２７に溜まっていたオイルがメイン送油路１９に吸引される。メイン送油路１９を流れるオイルには方向性が付与されているので、バイパス送油路２７のオイルが抜け切ってもオイルがバイパス送油路２７に逆流することはない（逆止弁２８が存在しているので、そもそも逆流の問題はない。）。
【００２７】
第２実施形態では、分図（Ｂ）に示すように、バイパス送油路２７の終端部２７ｂは、その終端に行くに従ってメイン送油路１９に近づくように傾斜している。従って、メイン送油路１９を流れるオイルの流れ方向とバイパス送油路２７の終端部２７ｂを流れるオイルの流れ方向とが夾角で交叉している。このため、オリフィス部２７に発生した負圧でバイパス送油路２７のオイルを吸引することを効率的に行える。
【００２８】
図３に示す第３実施形態では、第２実施形態と同様にメイン送油路１９とバイパス送油路２７とを三方弁３６で接続し、また、第１実施形態と同様に、バイパス送油路２７とメイン送油路１９とを吸引通路３２で接続し、吸引通路３２に電磁式の２ポート切り替え弁３８を介在させている。吸引通路３２の終端は、メイン送油路１９のうちオイルポンプ２８よりも上流側の部位に接続されている。
【００２９】
この第３実施形態は、第１実施形態における四方弁２６の戻し機能を切り替え弁３８に代替させたものであり、オイルがバイパス送油路２７を流れている状態では切り替え弁３８は閉じていて、オイルがメイン送油路１９のみを流れる状態に移行すると、切り替え弁３８が開いてバイパス送油路２７に溜まっていたオイルがメイン送油路１９に吸引される。
【００３０】
切り替え弁３８を三方弁３６と完全に連動させて、オイルがメイン送油路１９のみを直通している状態では切り替え弁３８を開き状態に保持してもよいが、バイパス送油路２７に溜まっていたオイルがメイン送油路１９に吸引され切ったら、切り替え弁３８を閉じることも可能である。また、吸引通路３２のうち例えば切り替え弁３８より上流側の部位に逆止弁を設けてもよい。
【００３１】
本願発明の具体例は上記の実施形態に限定されるものではなく、他にも様々に具体化できる。例えば、メイン送油路のうち切り替え弁よりも下流側の部位にオイルの流れで駆動される補助ポンプを設けて、補助ポンプとバイパス送油路との吸引通路で接続するといったことも可能である（吸引通路には逆止弁を設けるのが好ましい。）。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本願発明は車両用等の内燃機関に具体化できる。従って、産業上利用できる。
【符号の説明】
【００３３】
１  シリンダブロック
２  シリンダヘッド
３  オイル貯留部の一例としてのオイルパン
４  ピストン
５  シリンダボア
１４，１５  カムシャフト
１８  オイルポンプ
１９  メイン送油路
２６  切り替え弁の一例としての四方弁
２７  バイパス送油路
２７ａ  加温部
２８  逆止弁
３２  吸引通路
３６  切り替え弁の一例としての三方弁
３７  吸引手段の一例としてのオリフィス部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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