(57)【要約】【課題】エンジンの全回転数領域において油圧ハンチングを抑制することのできるエンジンの潤滑装置を提供する。【解決手段】エンジンのクランクケース２２下面に取付けられた主オイルパン２４と、主オイルパン内のオイルを、気泡分離器４２を介してエンジンの潤滑部各部へ供給するオイルポンプ４６と、主オイルパンの容量より小さく、かつ、エンジンのクランク室に配設された副オイルパン２８と、副オイルパンの下方に配置されたバランサ３０であって、一対のバランサシャフトと、該バランサシャフトにそれぞれ結合され互いに噛合う一対のギア３４とを備えるバランサと、副オイルパンからバランサの一対のギアの噛合い部にオイルを導くオイル導入通路３６と、一対のギアの噛合い部から主オイルパンにオイルを戻すオイル戻し通路４０と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンのクランクケース下面に取付けられた主オイルパンと、
前記主オイルパン内のオイルを、気泡分離器を介してエンジンの潤滑部各部へ供給するオイルポンプと、
前記主オイルパンの容量より小さく、かつ、エンジンのクランク室に配設された副オイルパンと、
前記副オイルパンの下方に配置されたバランサであって、一対のバランサシャフトと、該バランサシャフトにそれぞれ結合され互いに噛合う一対のギアとを備えるバランサと、
前記副オイルパンから前記バランサの前記一対のギアの噛合い部にオイルを導くオイル導入通路と、
前記一対のギアの噛合い部から前記主オイルパンにオイルを戻すオイル戻し通路と、
を備えることを特徴とするエンジンの潤滑装置。
【請求項２】
前記オイル導入通路には、前記一対のギアの噛合い部に導くオイル量を調整する絞りが設けられていることを特徴とする請求項１に記載のエンジンの潤滑装置。
【請求項３】
前記副オイルパンの容量は、エンジンの低回転時にエンジンに循環されるオイル量とほぼ等しくなるように設定されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のエンジンの潤滑装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジン内でオイルを循環させることによりピストン、クランクシャフト等の運動部品の潤滑部にオイルを供給するエンジンの潤滑装置、特に、バランサを備えるエンジンの潤滑装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両等に搭載されるエンジンには、クランクシャフト、カムシャフト、ピストン等の多くの運動部品が組み込まれるとともに、各運動部品の潤滑部（支持部分、摺動部分等）や油圧作動部（可変動弁機構等）にオイルを供給するための潤滑装置が設けられている。この潤滑装置ではエンジンにより駆動されるオイルポンプから吐出されたオイルがシリンダブロック内を流通し、その一部がクランクシャフト、ピストン等に供給される。また、他のオイルはシリンダブロックを通過した後、シリンダヘッドのカムシャフト等へ供給される。そして、このように供給されたオイルは、各運動部品の潤滑及び冷却や油圧作動部の円滑な作動等のために使用された後、オイルパンに戻される。
【０００３】
ところで、オイルパンに貯留されているオイルをオイルポンプにより吸い上げ潤滑部や油圧作動部に供給する場合、各運動部品や油圧作動部によるオイルの攪拌等に起因してオイル中に多数の気泡が混入されることが知られている。このような気泡が混入したオイルが潤滑部や油圧作動部に用いられると、潤滑面の油膜切れや作動不良を生じることから、かかる混入した気泡を除去する気泡分離システムを備えた潤滑装置が例えば特許文献１や特許文献２にて開示されている。これらにおいては、気泡分離器の内部でオイルの旋回流を発生させ、オイルと気泡とに作用する遠心力の差を利用して、気泡をオイルから分離して除去するようにしている。
【０００４】
【特許文献１】特開平２０００−２１０５０３号公報
【特許文献２】特開平２００３−２５４０２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上述のような気泡分離器を用いて気泡を分離させる場合、オイルに混入している気泡の粒径が小さく、かつ、旋回流の速度が大きいときには分離作用が十分に行われ、気泡を除去することが可能である。
【０００６】
しかしながら、エンジンにより駆動されるオイルポンプから吐出されるオイルの供給量はエンジンの回転数に対応して変化し、エンジンの低回転側ではエンジン各部に供給されるオイル量は少ない。かかる供給オイル量が少ないエンジンの低回転側では、一旦オイル中に気泡が混入すると、この気泡はオイル内に均一に混ざることなく滞留し、大きな粒径の気泡に成長する傾向にある。
【０００７】
このため、気泡分離器を用いたとしても、かかる大きな粒径の気泡が混入したオイルの場合には、オイルと気泡とがランダムに気泡分離器に流入することになり、旋回流速度の維持が困難となり、十分な分離作用を奏させることができない。この結果、オイルポンプに導入された時点で油圧ハンチングを生じさせるおそれがある。
【０００８】
本発明の目的は、かかる問題を解消し、エンジンの全回転数領域において油圧ハンチングを抑制することのできるエンジンの潤滑装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するための本発明の一形態にかかるエンジンの潤滑装置は、エンジンのクランクケース下面に取付けられた主オイルパンと、前記主オイルパン内のオイルを、気泡分離器を介してエンジンの潤滑部各部へ供給するオイルポンプと、前記主オイルパンの容量より小さく、かつ、エンジンのクランク室に配設された副オイルパンと、前記副オイルパンの下方に配置されたバランサであって、一対のバランサシャフトと、該バランサシャフトにそれぞれ結合され互いに噛合う一対のギアとを備えるバランサと、前記副オイルパンから前記バランサの前記一対のギアの噛合い部にオイルを導くオイル導入通路と、前記一対のギアの噛合い部から前記主オイルパンにオイルを戻すオイル戻し通路と、を備えることを特徴とする。
【００１０】
この構成によれば、エンジンの潤滑部各部へ供給されて潤滑等に供されたオイルは、エンジンのクランク室に配設された副オイルパンに回収され、オイル導入通路を介してバランサの一対のギアの噛合い部に導かれる。そして、ギアの噛合いによりオイルは積極的に攪拌され、大きな粒径の気泡が混入したオイルの場合には部分的に脱泡されると共に気泡が小さな粒径に細分化され、オイル戻し通路を介して主オイルパンに戻される。その後、主オイルパン内の気泡が小さな粒径に細分化されたオイルが、オイルポンプにより気泡分離器を介してエンジンの潤滑部各部へ供給される。かくて、気泡が小さな粒径に細分化されたオイルにおいては、気泡分離器において十分に脱泡されるので、油圧ハンチングの発生が抑制される。
【００１１】
ここで、前記オイル導入通路には、前記一対のギアの噛合い部に導くオイル量を調整する絞りが設けられていることが好ましい。
【００１２】
この構成によれば、一対のギアの噛合い部に導かれるオイル量がほぼ一定に調整されるので、ギアの噛合いによるオイルの攪拌での気泡細分化作用を効率よく行うことができる。
【００１３】
また、前記副オイルパンの容量は、エンジンの低回転時にエンジンに循環されるオイル量とほぼ等しくなるように設定されていてもよい。
【００１４】
この構成によれば、エンジンの高回転時においてオイル供給量すなわち循環量が増えた場合には、副オイルパンの容量を超え、副オイルパンからオーバフローし主オイルパンに落下することになる。したがって、ギアの噛合いによるオイルの攪拌過多による気泡混入率の上昇を防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
【００１６】
図１において、エンジン１０は直列４気筒（１気筒のみ示されている）であり、シリンダブロック１２と、その上に配置されたシリンダヘッド１４とを備えている。
【００１７】
シリンダブロック１２は、例えば、鋳鉄、アルミニウム等の金属によって形成されている。シリンダブロック１２には複数のシリンダボアが形成され、ここにピストン１６が往復動可能に収容されている。シリンダブロック１２にはクランクシャフト１８がジャーナルにより回転可能に支持され、同シャフト１８とピストン１６とがコネクティングロッド２０によって連結されている。そして、ピストン１６の往復運動はコネクティングロッド２０及びクランクシャフト１８によって回転運動に変換される。一方、シリンダヘッド１４には、外周にカムを有する不図示のカムシャフトがジャーナルにより回転可能に支持されている。カムシャフトは、同じく不図示のタイミングベルト（あるいはタイミングチェーン）によってクランクシャフト１８に駆動連結されている。このように、シリンダブロック１２及びシリンダヘッド１４には、ピストン１６、クランクシャフト１８、カムシャフト等の多くの運動部品及び該カムシャフトの位相を変える油圧作動部が組み込まれている。
【００１８】
シリンダブロック１２の下部にはクランクケース２２が一体に又は別体で形成され、上面が開放された主オイルパン２４がこのクランクケース２２の下面に取付けられている。主オイルパン２４はオイルを貯留することを目的としたものであり、大きな容量を有している。そして、クランクケース２２及び主オイルパン２４によって囲まれた空間はクランク室２６を形成している。
【００１９】
クランク室２６内の上部には、上面が開放され、かつ前記主オイルパン２４よりも小容量の副オイルパン２８が配設されている。副オイルパン２８は、前述した各運動部品の潤滑部を潤滑した後のオイル及び油圧作動部から排出されたオイルを回収するためのものであり、不図示のステー等の固定手段によってシリンダブロック１２又はクランクケース２２に固定されている。なお、該副オイルパン２８から溢れた、換言すると、オーバフローしたオイルは主オイルパン２４に落下して貯留される。ここで、副オイルパン２８の容量は、エンジン１０の低回転時に循環されるオイル量、すなわち、副オイルパン２８に回収されるオイル量とほぼ等しくなるように設定されている。
【００２０】
クランク室２６において、副オイルパン２８の下方にはエンジン１０のバランサ３０が配置されている。該バランサ３０はクランクケース２２に固設されたハウジング３２に回転自在に収容された不図示の一対のバランサシャフトと、該バランサシャフトにそれぞれ結合され互いに噛合う一対のギア３４とを備えている。なお、各バランスシャフトは、周知のように、一方の側に偏ったアンバランスウェイトをそれぞれ有し、クランクシャフト１８によってその２倍の回転速度で互いに逆方向に回転される。４気筒エンジンである本実施形態のエンジン１０は４つのピストン１６を有しており、そのうちの二つが上死点にあるとき他の二つは下死点にある。アンバランスウェイトは、何れかのピストン１６が上死点又は下死点にあるとき、必ず下方に位置するようにされて、クランクシャフト１８の回転によって生じる二次慣性力が一対のバランスシャフトによって相殺されるように構成されている。なお、アンバランスウェイトの回転による横方向の慣性力は、一対のバランスシャフト間で相殺される。
【００２１】
さらに、副オイルパン２８には、その底部からバランサ３０の一対のギア３４の噛合い部にオイルを導くオイル導入通路３６が一体又は別体に形成されており、そして、このオイル導入通路３６には通過するオイル量を調整する絞り３８が設けられている。一方、バランサ３０のハウジング３２には、その底部から主オイルパン２４にオイルを戻すオイル戻し通路４０が一体又は別体に形成されている。
【００２２】
また、本実施の形態では、主オイルパン２４内に遠心式の気泡分離器４２が設けられており、その入口は不図示のストレーナを介して貯留されているオイル中に開口され、その出口が連通管４４を経てオイルポンプ４６に接続されている。なお、オイルポンプ４６はクランクシャフト１８により駆動され、シリンダブロック１２内に形成された不図示のオイル供給通路にオイルフィルタ（図示略）を介してオイルを供給する。オイルはシリンダブロック１２内を流通し、その一部がクランクシャフト１８、ピストン１６等に供給される。また、他のオイルはシリンダブロック１２を通過した後、シリンダヘッド１４のカムシャフト等へ供給される。
【００２３】
次に、上述のように構成された本実施形態に係る潤滑装置の作用及び効果を、図２（ａ）、（ｂ）のグラフをも参照して説明する。
【００２４】
エンジン１０が作動すると、主オイルパン２４内のオイルはオイルポンプ４６の作動によって気泡分離器４２を介して吸引され、オイル供給通路へ供給される。このオイルの一部はシリンダブロック１２内の油路を通り、ピストン１６、クランクシャフト１８等の運動部品の潤滑部に供給される。また、このオイルの一部はシリンダヘッド１４内の経路へ導かれ、カムシャフト等の運動部品の潤滑部や油圧作動部に供給される。そして、これらの潤滑部等を通過したオイルは戻り通路を通って流下し、副オイルパン２８によって受け止められて回収される。その後、副オイルパン２８の底部からオイル導入通路３６を介してバランサ３０のハウジング３２内の一対のギア３４の噛合い部に導かれる。そして、オイルは一対のギア３４の噛合い部で攪拌された後、ハウジング３２の底部からオイル戻し通路４０を介して主オイルパン２４に戻され、再び気泡分離器４２を介してオイルポンプ４６によって吸引される。このような経路でオイルはエンジン１０内を循環する。
【００２５】
この際、エンジン１０の低回転時には、少量のオイルがエンジン１０内を循環することになるが、副オイルパン２８の容量はこの少量のオイル量とほぼ等しくなるように設定されているので、エンジン１０内を循環するオイルはその全量が副オイルパン２８に一旦回収されて、バランサ３０のハウジング３２内の一対のギア３４の噛合い部に導かれる。
【００２６】
一方、エンジン１０の高回転時には、多量のオイルがエンジン１０内を循環するので、上述のように、オイルの一部が副オイルパン２８に一旦回収されて、副オイルパン２８の回収量を超えた分は副オイルパン２８からオーバフローし、主オイルパン２４に落下することになる。
【００２７】
そこで、副オイルパン２８に回収されて、バランサ３０のハウジング３２内の一対のギア３４の噛合い部に導かれたオイルは、ギアの噛合いにより積極的に攪拌され、大きな粒径の気泡が混入したオイルの場合には部分的に脱泡されると共に気泡が小さな粒径に細分化され、オイル戻し通路４０を介して主オイルパン２４に戻される。そして、気泡が小さな粒径に細分化された主オイルパン２４内のオイルが、オイルポンプ４４により気泡分離器４２を介してエンジンの潤滑部各部へ供給される。
【００２８】
ここで、オイルポンプ４４がクランクシャフト１８により駆動される場合のエンジン回転数とオイル内気泡の粒径との関係を、図２（a）のグラフに示す。このグラフにおける点線Ａは、本発明を用いない従来の潤滑装置の場合であり、エンジン１０の回転数が低い低回転側においてオイル内気泡の粒径が大きくなることを示している。これに対し、本発明の潤滑装置を用いた場合には、上述のように、エンジンの低速回転側において、エンジン１０内を循環するオイルの全量が副オイルパン２８に一旦回収されて、バランサ３０の一対のギア３４の噛合い部により攪拌されて粒径が細分化されるので、実線Ｂで示すように、オイル内気泡の粒径は小さくなる。したがって、エンジンの全回転数領域においてオイル内気泡の粒径は全体的に小さくなる。
【００２９】
また、エンジン回転数とオイルポンプ４６から吐出される油圧との関係を、図２（b）のグラフに示す。このグラフにおける点線Ａは、同様に、本発明を用いない従来の潤滑装置の場合であり、エンジン１０の回転数が低い低回転側においてオイル内気泡の粒径が大きく、油圧ハンチングが生じることを示している。これに対し、本発明の潤滑装置を用いた場合には、上述のように、気泡の粒径が細分化されて気泡分離器４２において十分に脱泡されるので、実線Ｂで示すように、油圧ハンチングの発生が抑制される。
【００３０】
なお、本実施の形態では、オイル導入通路３６に、バランサ３０の一対のギアの噛合い部に導くオイル量を調整する絞り３８が設けられている。したがって、エンジン１０の回転数、延いてはオイルポンプ４６の回転変動によるオイル循環量の変動があったとしても、一対のギアの噛合い部に導かれるオイル量はほぼ一定に調整されるので、ギアの噛合いによるオイルの攪拌での気泡細分化作用を効率よく行うことができる。
【００３１】
また、副オイルパン２８の容量は、エンジン１０の低回転時におけるオイル循環量とほぼ等しくなるように設定されているので、エンジン１０の高回転時においてオイル供給量、延いてはオイル循環量が増えた場合には、副オイルパン２８の回収量を超え、副オイルパン２８からオーバフローし主オイルパンに落下することになる。したがって、ギアの噛合いによるオイルの攪拌過多による気泡混入率の上昇を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の一実施形態を示す断面模式図である。
【図２】（a）はエンジン回転数とオイル内気泡の粒径との関係、（b）はエンジン回転数とオイルポンプから吐出される油圧との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００３３】
１０    エンジン
１２    シリンダブロック
１４    シリンダヘッド
１６    ピストン
２２    クランクケース
２４    主オイルパン
２６    クランク室
２８    副オイルパン
３０    バランサ
３４    一対のギア
３６    オイル導入通路
３８    絞り
４０    オイル戻し通路
４２    気泡分離器
４６  オイルポンプ
【図１】
2008240575.tif 000003
【図２】
2008240575.tif 000004