(57)【要約】【課題】低温始動時における潤滑油の昇温時間の短縮と、高温時における潤滑性能とを両立する。【解決手段】本発明の潤滑油供給方法は、潤滑油を収容するよう構成された潤滑油収容部に吸い込み口を配置し、潤滑油収容部に収容した潤滑油を前記吸い込み口から吸い上げて摺動部へ供給するものである。そして、潤滑油として低粘度成分及び高粘度成分の２相からなる潤滑油を用い、吸い込み口が高粘度成分内に存在するよう潤滑油収容部に収容した状態で吸い込みを開始する。【選択図】図１
2015121260.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
潤滑油を収容するよう構成された潤滑油収容部に吸い込み口を配置し、
前記潤滑油収容部に収容した潤滑油を前記吸い込み口から吸い上げて摺動部へ供給する潤滑油供給方法において、
低粘度成分及び高粘度成分の２相からなる潤滑油を、吸い込み口が高粘度成分内に存在するよう前記潤滑油収容部に収容した状態で吸い込みを開始することを特徴とする潤滑油供給方法。
【請求項２】
請求項１に記載の潤滑油供給方法において、
前記潤滑油は低粘度成分と高粘度成分とが温度に応じて混合又は分離する特性を有し、所定温度以下では前記低粘度成分が上側、前記高粘度成分が下側となる分離状態であることを特徴とする潤滑油供給方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載の潤滑油供給方法において、
前記吸い込み口は、吸い込み開始後に前記吸い込み口が前記低粘度成分に囲まれた状態になったときでも、前記低粘度成分と前記潤滑油収容部の底面との間に前記高粘度成分が存在するように、前記潤滑油収容部の底面からの距離を確保して配置されていることを特徴とする潤滑油供給方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関や変速機等の摺動部に潤滑油を供給する潤滑油供給方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関や変速機等の摺動部に潤滑油を供給する方法として、潤滑油をオイルパンからオイルポンプにより吸い上げたり、回転体により掻き揚げたりする方法が知られている。ところで、潤滑油の粘度は温度に依存し、低温になるほど増大し、高温になるほど低下するという特性がある。したがって、例えば氷点下における冷間始動のように極低温の状態では潤滑油の粘度が高くなり、潤滑油を摺動部に送り出す際に生じるロスが常温時に比べて大きくなってしまう。使用する潤滑油の低温時における粘度を低くするほど上記のロスを低減できるが、そのような潤滑油では、油温が上昇した場合に粘度低下によって油膜切れが生じ易くなる。上記のような粘度の増大によるロスと粘度の低下による油膜切れとを解消するために、オイルパンをセパレータにより仕切られた２槽式とし、低温時には一方の槽の潤滑油のみを用いる構成が特許文献１に開示されている。当該構成は、一方の槽の潤滑油のみを使用することで、潤滑油の全量を使用する場合に比べて油温の上昇を早め、潤滑油を摺動部へ送り出す際に発生するロスの早期低減を図るものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−８３７３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記文献の構成のようにオイルパンを２槽に分割しても、始動時の油温が低くなるほど潤滑油の粘度は高くなる。したがって、例えばオイルポンプを用いてオイルストレーナから潤滑油を吸い込む場合に、吸い込まれる潤滑油の動きに他の潤滑油の流動が追従できず、ストレーナの吸い込み口周辺に潤滑油が存在しない状況が発生するおそれがある。このような状況が発生すれば、吸い込み口から空気が吸い込まれて潤滑油系統に空気が混入することとなり、摺動部の潤滑不足、油圧不足、潤滑油の昇温遅れ等が生じる。一方、空気の混入を防止するために、粘度が高い状態でも吸い込み口周辺に十分な量の潤滑油が存在するように潤滑油量を増加させると、２槽に分割したところで相当量の潤滑油を使用することとなり、結局、油温の上昇が遅れることとなる。
【０００５】
そこで本発明では、低温始動時における潤滑油の昇温時間の短縮と、高温時における潤滑性能とを両立することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のある態様によれば、潤滑油収容部に吸い込み口を配置し、潤滑油を吸い込み口から吸い上げて摺動部へ供給する潤滑油供給方法において、潤滑油として低粘度成分及び高粘度成分の２相からなる潤滑油を使用する。そして、潤滑油を吸い込み口が高粘度成分内に存在するよう潤滑油収容部に収容した状態で吸い込みを開始する。
【発明の効果】
【０００７】
上記態様によれば、吸い込み口が高粘度成分内に存在する状態で吸い込みを開始するので、低温始動時において、吸い込み口２Ａ周辺の高粘度成分が吸い込まれたときに他の部位の高粘度成分の流動が追従できずに、吸い込み口２Ａと高粘度成分との間に隙間が生じる場合には、その隙間に低粘度成分が流入する。その結果、潤滑油経路への空気の混入を回避することができ、潤滑油の油温上昇時間の短縮や油膜切れの防止といった効果が得られる。また、潤滑油は高粘度成分を含むので、高油温時の油膜切れを防止することもできる。すなわち、低温始動時における潤滑油の昇温時間の短縮と、高温時における潤滑性能とを両立することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、本発明の実施形態を適用するオイルパンの断面図である。
【図２】図２は、オイルパンに高粘度成分のみの潤滑油を収容した状態を示す図である。
【図３】図３は、極低温時に図２の状態で運転開始した場合のオイルパン内の様子を示す図である。
【図４】図４は、極低温時に図１の状態で運転開始した場合のオイルパン内の様子を示す図である。
【図５】図５は、図４の状態から所定時間が経過した状態を示す図である。
【図６】図６（Ａ）は、高粘度成分のみの潤滑油で空気混入を防止する場合の油面を示す図である。図６（Ｂ）は、図６（Ａ）と同じオイルパンで本発明の実施形態を適用する場合の油面を示す図である。図６（Ｃ）は本発明の実施形態の適用により小型化したオイルパンを示す図である。
【図７】図７は、本発明の実施形態の他の例を示す図である。
【図８】図８は、潤滑油の成分毎の油温上昇に要する時間を示す図である。
【図９】図９は、潤滑油の成分毎のオイルポンプ仕事を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
【００１０】
図１は、本発明の実施形態を適用するオイルパン（オイル収容部）１の断面図である。オイルパン１には、吸い込み口２Ａがオイルパン１の底面１Ａと対向するようにオイルストレーナ２が配置されている。このオイルパン１は、例えば車両用の内燃機関や変速機等の下面に取り付けられ、収容している潤滑油は図示しないオイルポンプが駆動することで吸い込み口２Ａから吸い上げられ、供給通路を介して内燃機関等の摺動部へ供給される。
【００１１】
本実施形態で使用する潤滑油は、低粘度成分及び高粘度成分の２相からなり、低粘度成分と高粘度成分とは油温に応じて分離状態又は混合状態となる特性を有する。例えば、内燃機関の冷機始動時のような低温時には、図１に示すように低粘度成分が上側、高粘度成分が下側となる分離状態になる。
【００１２】
なお、上記の２相からなる潤滑油としては、例えば特開２０１３‐２３５９６号公報に記載されているものを使用することができる。
【００１３】
上記の潤滑油を、吸い込み口２Ａが高粘度成分内に存在するようにオイルパン１に収容し、この状態で潤滑油の供給、つまり潤滑油の吸い込みを開始する。すなわち、少なくとも車両の運転開始時には、吸い込み口２Ａは高粘度成分内に存在する。
【００１４】
次に、本実施形態により解決しようとする課題について説明する。
【００１５】
図２は、上述したオイルパン１に高粘度成分のみの潤滑油を収容した状態を示す図である。図３は、例えば氷点下のような極低温時に図２の状態で運転開始した場合における、潤滑油吸い込み直後のオイルパン１内の状態を示す図である。
【００１６】
潤滑油には、油温が低下するほど粘度が増大し、油温が上昇するほど粘度が低下する、という特性がある。このため、極低温時には粘度が常温時に比べて大幅に増大しており、吸い込み口２Ａの周辺の潤滑油が吸い込まれた直後には、図３に示すように吸い込み口２Ａの周辺に潤滑油がなくなり、吸い込み口２Ａから空気を吸い込んでしまうおそれがある。図３の状態から時間が経過すれば吸い込み口２Ａの周辺に潤滑油が流入し、再び潤滑油を吸い込むこととなるが、潤滑油の粘度が高くなるほど吸い込み口２Ａの周辺に潤滑油が流入するまでに要する時間が長くなる。したがって、吸い込み口２Ａの周辺に潤滑油が流入するまでの間に吸い込み口２Ａは空気を吸い込んでしまう。このように吸い込み口２Ａから空気が吸い込まれて潤滑油経路に空気が混入すると、摺動部の潤滑不足や、潤滑油の昇温時間が長くなる等の問題が生じる。
【００１７】
吸い込み直後に吸い込み口２Ａとオイルパン１内の空気層とが連通しない程度に潤滑油量を増やせば、空気の混入は防止できるものの、油量の増加に伴い重量が増加してしまう。また、上述した空気の混入を防止するために低粘度の潤滑油を使用すると、油温が上昇した場合にさらに粘度が低下し、油膜切れを生じるおそれがある。
【００１８】
次に、本実施形態による作用効果について説明する。
【００１９】
図４は、例えば氷点下のような極低温時に図１の状態で運転開始した場合における、潤滑油吸い込み直後のオイルパン１内の状態を示す図である。図５は、図４の状態から所定時間が経過した後のオイルパン１内の状態を示す図である。
【００２０】
図４に示すように、吸い込み直後には吸い込み口２Ａの周辺から潤滑油の高粘度成分がなくなっているが、吸い込み口２Ａと高粘度成分との間に生じた空間には、低粘度成分が流入している。これにより、吸い込み口２Ａからは低粘度成分が吸い込まれることとなり、空気が吸い込まれることはない。そして時間の経過に伴って高粘度成分が流動すると、図５に示すように高粘度成分が低粘度成分を上方に押し上げ、吸い込み口２Ａの周辺は再び高粘度成分となる。
【００２１】
すなわち、オイルパン１内の高粘度成分の流動が吸い込みに追従できずに吸い込み口２Ａと高粘度成分との間に隙間が生じる場合でも、その隙間に低粘度成分が流入することで吸い込み口２Ａから空気が吸い込まれることを防止できる。そして、油圧経路への空気の混入が防止されることで、図８に示すように油温上昇に要する時間が短縮される。
【００２２】
油温上昇に要する時間が短縮されれば、油圧上昇に要する時間も短縮されるので、図９に示すようにオイルポンプの仕事量が減少し、車両の燃費（または電費）性能が向上する。
【００２３】
また、高粘度成分のみの場合に比べて少ない油量でも空気の混入を防止できるので、重量増大を招くことがない。
【００２４】
さらに、潤滑油には高粘度成分が含まれているので、油温上昇時における油膜切れを防止することもできる。
【００２５】
図６（Ａ）−（Ｃ）は本実施形態による効果を説明するための図であり、図６（Ａ）は高粘度成分のみで空気混入を防止する場合、図６（Ｂ）は図６（Ａ）と同一のオイルパン１を使用して本実施形態を適用する場合、図６（Ｃ）は本実施形態の適用によりオイルパン１を小型化した場合、について示している。なお、図６（Ｂ）の破線は、図６（Ａ）の油面を示しており、図６（Ｃ）の破線は図６（Ａ）のオイルパン１の形状を示している。
【００２６】
図６（Ａ）と図６（Ｂ）とを比較すると、図６（Ｂ）の方が、油面が低くなっている。これは、上述したように低粘度成分及び高粘度成分からなる２相の潤滑油を使用することで、より少ない油量で空気の混入を防止することができるからである。このように油面が低下すると、例えばオイルパン１を内燃機関のクランクケース下面に設置する場合に、オイルパン１内の潤滑油と内燃機関のクランクシャフトとの衝突、クランクシャフトによる潤滑油の撹拌、及びクランクケース内でのミスト飛散を抑制できる。その結果、内燃機関の機械フリクションが減少し、車両の燃費（又は電費）性能が向上する。
【００２７】
一方、図６（Ｃ）のように潤滑油量が減少した分だけオイルパン１を小型化すれば、潤滑ユニットを小型化することができ、車両等への搭載性が向上する。
【００２８】
図７は、潤滑油の昇温時間をより短縮する方法について説明するための図である。基本的には図４と同様であるが、このオイルパン１は内燃機関又は変速機の下面に設置されており、図面左方が車両進行方向である。
【００２９】
車両走行中は、車体下面と路面との間を空気が流れる（以下、流れる空気を走行風ともいう）ので、内燃機関又は変速機の下面に設置されたオイルパン１は走行風に曝される。このため、潤滑油はオイルパン１を介して走行風と熱交換することとなる。
【００３０】
本実施形態では、図７に示すように、吸い込み口２Ａの周辺に低粘度成分が流入した状態において低粘度成分とオイルパン１の底面１Ａとの間に高粘度成分が存在するように、吸い込み口２Ａからオイルパン１の底面１Ａまでの距離ｄ１を設定する。これにより、高粘度成分によって低粘度成分が外部環境から断熱され、低粘度成分の温度上昇が走行風によって抑制されることを回避できる。その結果、オイルポンプで圧送される際に生じる熱量が油温上昇に有効に活用されるようになり、低粘度成分の油温上昇時間を短縮することができる。そして、低粘度成分が速やかに温度上昇することで、潤滑油経路中やオイルパン１内で低粘度成分と接する高粘度成分の油温上昇時間も短縮されるので、本実施形態によれば潤滑油全体の油温上昇時間を短縮することができる。
【００３１】
以上説明した本実施形態の作用効果についてまとめると、次のようになる。
【００３２】
（１）オイルパン（潤滑油収容部）１に収容した潤滑油を吸い込み口２Ａから吸い上げて内燃機関等の摺動部へ供給する潤滑油供給方法において、低粘度成分及び高粘度成分の２相からなる潤滑油を、吸い込み口２Ａが高粘度成分内に存在するようオイルパン１に収容した状態で吸い込みを開始する。これにより、例えば極低温始動時のように、潤滑油の粘度が高くなって吸い込み口２Ａ周辺の高粘度成分の吸い込みによる流動に他の部位の高粘度成分の流動が追従できず、吸い込み口２Ａと高粘度成分との間に隙間が生じる場合には、その隙間に低粘度成分が流入する。その結果、潤滑油経路への空気の混入を回避することができ、潤滑油の油温上昇時間の短縮や油膜切れの防止といった効果が得られる。また、潤滑油は高粘度成分を含むので、高油温時の油膜切れを防止することもできる。
【００３３】
さらに、空気混入を防止するための油量増量を抑制できるので、オイルパン１内の油面を低下させることができる。これにより、例えば内燃機関の潤滑ユニットであれば、オイルパン１内の潤滑油とクランクシャフトとの衝突、クランクシャフトによる潤滑油の撹拌、及びクランクケース内でのミスト飛散を抑制できる。その結果、内燃機関の機械フリクションが減少し、車両の燃費（又は電費）性能が向上する。
【００３４】
また、油量増量の抑制に伴い潤滑ユニットを小型化すれば、車両への搭載性の向上を図ることができる。
【００３５】
なお、ヒータ等の加熱装置を用いることなく油温を速やかに上昇させることができるので、加熱装置への電力供給によるコストアップや、部品点数増大に伴うコストアップといった問題を回避できる。
【００３６】
（２）潤滑油は低粘度成分と高粘度成分とが温度に応じて混合又は分離する特性を有し、冷間始動時のような低温状態（所定温度以下）では低粘度成分が上側、高粘度成分が下側となる分離状態となる。これにより、低温始動時には低粘度成分が吸い込み口２Ａから吸い込まれることでオイルポンプの仕事が減少し、車両の燃費（又は電費）性能が向上する。
【００３７】
（３）吸い込み口２Ａは、吸い込み開始後に吸い込み口２Ａが低粘度成分に囲まれた状態になったときでも、低粘度成分とオイルパン１の底面１Ａとの間に高粘度成分が存在するように、底面１Ａからの距離を確保して配置されている。このため、高粘度成分によって低粘度成分が外部環境から断熱されて、走行風による低粘度成分の冷却が抑制される。その結果、潤滑油の油温上昇時間が短縮される。
【００３８】
なお、本発明は上記の実施の形態に限定されるわけではなく、特許請求の範囲に記載の技術的思想の範囲内で様々な変更を成し得ることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００３９】
１    オイルパン（潤滑油収容部）
２    ストレーナ
２Ａ  吸い込み口
【図８】
2015121260.tif 000003
【図９】
2015121260.tif 000004
【図１】
2015121260.tif 000005
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2015121260.tif 000009
【図６】
2015121260.tif 000010
【図７】
2015121260.tif 000011