(57)【要約】【課題】オイルタンクに貯留されているオイルの気泡混入率を低減可能な内燃機関の潤滑装置を提供する。【解決手段】第１潤滑系及び第２潤滑系を有する機関本体３とは別体に設けられるオイルタンク２１を備え、機関本体３とオイルタンク２１との間でオイルを循環させる内燃機関１の潤滑装置２０において、オイルタンク２１のオイルを第１潤滑系に供給するフィードポンプ２４を備えるとともに、スカベンジポンプ２２によって機関本体３から回収したオイルに気液分離器２３にて気液分離作用を与え、気体の混入が低減された一部のオイルをオイルタンク２１に戻し、残余のオイルを第２潤滑系である動弁装置１０のカム１２及びチェーンに供給する。【選択図】図１
2008031959.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１潤滑系及び第２潤滑系を有する機関本体とは別体に設けられるオイルタンクを備え、前記機関本体と前記オイルタンクとの間でオイルを循環させる内燃機関の潤滑装置において、
前記オイルタンクのオイルを前記第１潤滑系に供給する第１供給手段と、前記機関本体から前記オイルタンクにオイルを戻すためのリターン経路に設けられ、前記機関本体から回収したオイルに気液分離作用を与え、気体の混入が低減された一部のオイルを前記オイルタンクに戻すとともに残余のオイルを前記第２潤滑系に供給する第２供給手段と、を備えていることを特徴とする内燃機関の潤滑装置。
【請求項２】
前記第２潤滑系は、前記内燃機関の動弁機構のカム機構及びチェーンであることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の潤滑装置。
【請求項３】
前記第２潤滑系は、前記内燃機関のピストンに向けてオイルを噴射するオイルジェット機構であることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の潤滑装置。
【請求項４】
前記第２潤滑系は、前記内燃機関の動弁機構のカム機構及びチェーンと、前記内燃機関のピストンに向けてオイルを噴射するオイルジェット機構であり、
前記第２供給手段は、前記内燃機関の回転数が高いほど前記オイルジェット機構に供給される残余のオイルの量が増加するように、前記動弁機構のカム機構及びチェーンに供給される残余のオイルの量と前記オイルジェット機構に供給される残余のオイルの量とを変更する供給オイル量変更手段を備えていることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の潤滑装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ドライサンプ式の内燃機関の潤滑装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ドライサンプ式の潤滑装置では、フィードポンプによって機関本体とは別体に設けられたオイルタンクから機関本体の各部にオイルを供給し、スカベンジポンプによって機関本体の各部で使用されたオイルを機関本体からオイルタンクに戻している。このようなドライサンプ式の潤滑装置において、オイルタンク内に気液分離装置を設け、この気液分離装置でオイルの気液分離及び消泡を行う潤滑装置が知られている（特許文献１参照）。その他、本発明に関連する先行技術文献として特許文献２〜５が存在する。
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−２８５９７４号公報
【特許文献２】特開２００５−１２０８２７号公報
【特許文献３】特開２００２−３３９８７４号公報
【特許文献４】実開平４−３７８１５号公報
【特許文献５】実開平３−９５０１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の気液分離装置のように遠心力を利用してオイルから気体を分離する気液分離装置では、オイルから完全に気体を分離することが困難であり、また例えば処理すべきオイルの量が多いと気液分離が不十分なオイルが排出されるおそれがある。特許文献１の潤滑装置ではオイルタンク内に気液分離装置の排出口が設けられているため、オイルタンクに気液分離の不十分なオイルが戻され、オイルタンク内に貯留されているオイルの気泡混入率が上昇するおそれがある。なお、気泡混入率とは、オイル内に気体が混入されている割合である。
【０００５】
そこで、本発明は、オイルタンクに貯留されているオイルの気泡混入率を低減可能な内燃機関の潤滑装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の内燃機関の潤滑装置は、第１潤滑系及び第２潤滑系を有する機関本体とは別体に設けられるオイルタンクを備え、前記機関本体と前記オイルタンクとの間でオイルを循環させる内燃機関の潤滑装置において、前記オイルタンクのオイルを前記第１潤滑系に供給する第１供給手段と、前記機関本体から前記オイルタンクにオイルを戻すためのリターン経路に設けられ、前記機関本体から回収したオイルに気液分離作用を与え、気体の混入が低減された一部のオイルを前記オイルタンクに戻すとともに残余のオイルを前記第２潤滑系に供給する第２供給手段と、を備えていることにより、上述した課題を解決する（請求項１）。
【０００７】
本発明の潤滑装置では、オイルタンクには第２供給手段の気液分離作用によって気体の混入が低減された一部のオイルのみが戻されるので、オイルタンクに貯留されているオイルの気泡混入率を低減できる。また、第２供給手段は気液分離作用を与えた後の残余のオイルを第２潤滑系に供給するので、第１供給手段の負荷を低減できる。
【０００８】
なお、本発明における残余のオイルとは、第２供給手段によって気液分離作用が与えられたオイルからオイルタンクに戻されたオイルを除いたもの全てを指す。
【０００９】
本発明の潤滑装置の一形態において、前記第２潤滑系は、前記内燃機関の動弁機構のカム機構及びチェーンであってもよいし（請求項２）、前記第２潤滑系は、前記内燃機関のピストンに向けてオイルを噴射するオイルジェット機構であってもよい（請求項３）。機関本体の各潤滑部分のうち、これらの箇所では気泡混入率の高いオイルが供給されても適切に潤滑を行わせることができる。そこで、これらの箇所には第２供給手段によってオイルを供給し、気泡混入率が低いオイルタンク内のオイルの無駄な使用を防止するとともに第１供給手段の負荷を低減させる。
【００１０】
本発明の潤滑装置の一形態において、前記第２潤滑系は、前記内燃機関の動弁機構のカム機構及びチェーンと、前記内燃機関のピストンに向けてオイルを噴射するオイルジェット機構であり、前記第２供給手段は、前記内燃機関の回転数が高いほど前記オイルジェット機構に供給される残余のオイルの量が増加するように、前記動弁機構のカム機構及びチェーンに供給される残余のオイルの量と前記オイルジェット機構に供給される残余のオイルの量とを変更する供給オイル量変更手段を備えていてもよい（請求項４）。ピストンは内燃機関の回転数が高いほど高温になるので、内燃機関の回転数が高いほどより多くのオイルがピストンの冷却に必要となる。一方、一般に内燃機関の回転数が低いと機関本体内の回転体によって飛散するオイルの量が減少するので、動弁機構においては内燃機関の回転数が低いときに多くのオイルが必要となる。この形態では、内燃機関の回転数が高いほどオイルジェット機構に供給される残余のオイルの量を増加させるので、内燃機関の回転数に応じて適切な箇所にオイルを供給できる。また、このように第２供給手段によって残余のオイルが供給される箇所を設定することにより、第１供給手段の負荷をさらに低減させることができる。
【発明の効果】
【００１１】
以上に説明したように、本発明によれば、気液分離作用によって気体の混入が低減されたオイルのみがオイルタンクに戻されるので、オイルタンク内のオイルの気泡混入率を低減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図１は、本発明の潤滑装置が組み込まれた内燃機関の一例を示している。図１の内燃機関（以下、エンジンと呼ぶこともある。）１は、車両に走行用動力源として搭載されるもので、複数（図１では１つ）の気筒２が設けられる機関本体３と、各気筒２に接続される吸気通路４及び排気通路５を備えている。気筒２には、ピストン６が往復動自在に挿入されるとともに吸気通路４及び排気通路５を開閉する吸気弁７及び排気弁８が設けられる。エンジン１は、動弁機構としての動弁装置１０及び潤滑装置２０を備えている。動弁装置１０は、エンジン１のクランク軸（不図示）の回転をチェーンでカム軸１１、１１に伝達し、これらカム軸１１、１１に設けられたカム機構としてのカム１２、１２によって吸気弁７及び排気弁８を開閉駆動する周知のものである。
【００１３】
潤滑装置２０は、ドライサンプ式の潤滑装置であり、機関本体３と別体に設けられるオイルタンク２１と、スカベンジポンプ２２と、気液分離器２３と、フィードポンプ２４とを備え、スカベンジポンプ２２によって機関本体３内から汲み上げたオイルをリターン経路２５を介してオイルタンク２１に戻し、オイルタンク２１のオイルを供給経路２６を介してフィードポンプ２４にて機関本体３に送ることによってオイルを機関本体３とオイルタンク２１との間で循環させている。図２は、気液分離器２３を拡大して示す図である。図２に示したように気液分離器２３は、上部側面に設けられた導入口２３ａから内部にオイルを導き、図２に矢印Ａで示したようにオイルをその内部で旋回させてオイルに気液分離作用を与えるものである。この気液分離作用によって気泡の混入が低減された一部のオイルは気液分離器２３の底部に設けられた第１排出口２３ｂから排出され、残余のオイルは気液分離器２３の上部に設けられた第２排出口２３ｃから排出される。
【００１４】
周知のように機関本体３には、オイルを供給すべき複数の潤滑部が設けられている。複数の潤滑部としては、例えばエンジン１のクランク軸及びコンロッド、動弁装置１０、及びピストン６の下面にオイルを噴射してピストン６にオイルを供給するオイルジェット機構３０などがある。潤滑装置２０は、これら複数の潤滑部にオイルを供給する。また、潤滑装置２０は、油圧によって制御を行う油圧制御機器、例えば動弁装置１０に設けられるラッシュアジャスタや、カム軸の位相を変更するための可変バルブタイミング機構などにもオイルを供給している。これら潤滑装置２０によってオイルが供給される箇所（以下、オイル供給箇所と略称することもある。）には、気泡が混入しているオイルが供給された場合にその気泡の影響が大きい箇所と、その気泡の影響が小さい箇所とがある。例えば、エンジン１のクランク軸、コンロッド、及び油圧制御機器では、オイルに気泡が混入していると油圧が上昇し難くなったり、オイルが圧送され難くなるため、気泡の影響が大きい。一方、動弁装置１０のカム１２やチェーン、及びオイルジェット機構３０では、オイルを噴射してこれらの箇所に供給するため、気泡の影響が小さい。また、これら動弁装置１０のカム軸１１、カム１２及びピストン６には機関本体３内に浮遊しているオイルミストによってもオイルが供給されるので、潤滑装置２０によって供給されるオイルに気泡が混入していてもその影響は小さい。
【００１５】
次に、潤滑装置２０におけるオイルの流れを説明する。オイルタンク２１内のオイルは、フィードポンプ２４によって機関本体３に設けられたメインオイルホール３ａに供給される。メインオイルホール３ａは上述したオイル供給箇所のうち動弁装置１０のカム軸１１、カム１２及びチェーンを除く全ての箇所（以下、第１オイル供給箇所と呼ぶこともある。）と連通しており、メインオイルホール３ａに供給されたオイルはこれら第１オイル供給箇所に送られる。第１オイル供給箇所に送られたオイルはこれら第１オイル供給箇所で潤滑などに使用され、その後機関本体３内の底部に設けられたオイル回収部３ｂに回収される。オイル回収部３ｂに回収されたオイルは、スカベンジポンプ２２によって汲み出され、気液分離器２３に送られる。気液分離器２３では、図２に示したようにオイルを気液分離作用を与える。この気液分離作用によって気泡の混入が低減された一部のオイルは、第１排出口２３ｂからオイルタンク２１に送られる。一方、気液分離器２３に送られたオイルのうち、第１排出口２３ｂから排出されなかった残余のオイルは、第２排出口２３ｃから動弁装置１０のカム軸１１、カム１２及びチェーンに送られる。なお、動弁装置１０のカム軸１１、カム１２及びチェーンに送られたオイルは、これらの箇所で潤滑に使用された後、オイル回収部３ｂに回収される。
【００１６】
以上に説明したように、本発明の潤滑装置２０では、気液分離器２３によって気泡の混入が低減された一部のオイルのみがオイルタンク２１に戻されるので、オイルタンク２１内のオイルの気泡混入率を低減できる。また、気液分離器２３の第２排出口２３ｃから排出される残余のオイルを、動弁装置１０のカム軸１１、カム１２及びチェーンに供給されるので、フィードポンプ２４によってオイルを供給すべき箇所を低減させることができる。そのため、フィードポンプ２４の負荷を低減できる。なお、気液分離器２３の第２排出口２３ｃから排出される残余のオイルには第１排出口２３ｂから排出されるオイルよりも多くの気泡が混入しているが、上述したように動弁装置１０のカム軸１１、カム１２及びチェーンはその気泡の影響が小さいので、残余のオイルにてこれらの箇所を良好に潤滑できる。
【００１７】
このように各オイル供給箇所にオイルを供給することにより、フィードポンプ２４が本発明の第１供給手段として機能し、スカベンジポンプ２２及び気液分離器２３が本発明の第２供給手段として機能する。また、第１供給箇所が本発明の第１潤滑系に相当し、動弁装置１０のカム軸１１、カム１２及びチェーンが本発明の第２潤滑系に相当する。
【００１８】
気液分離器２３の第２排出口２３ｃから排出された残余のオイルが供給される供給先は、動弁装置１０のカム軸１１、カム１２及びチェーンに限定されない。上述したようにオイルジェット機構３０に気泡が混入しているオイルが供給されても、その気泡の影響は小さいので、ピストン６を良好に潤滑できる。そこで、第２排出口２３ｃから排出された残余のオイルをオイルジェット機構３０に供給し、オイルタンク２１のオイルをオイル供給箇所のうちオイルジェット機構３０を除く全ての箇所に供給してもよい。この場合、オイルジェット機構３０が本発明の第２潤滑系に相当し、オイル供給箇所のうちオイルジェット機構３０を除く全ての箇所が第１潤滑系に相当する。
【００１９】
気液分離器２３においてオイルから気体を分離する分離効率は、第２排出口２３ｃの径ｄ（図２参照）を拡げることによって向上させることができる。そこで、第２排出口２３ｃの径ｄを拡げてオイルタンク２１に戻されるオイルの気泡混入率をさらに低減させてもよい。これにより、オイルタンク２１内のオイルの気泡混入率をさらに低減できる。
【００２０】
図３を参照して本発明の潤滑装置の他の形態について説明する。なお、図３において図１と共通の部分には同一の参照符号を付して説明を省略する。図３の潤滑装置２０では、気液分離器２３の第２排出口２３ｃから排出された残余のオイルが動弁装置１０のカム軸１１、カム１２及びチェーンとオイルジェット機構３０の両方に供給可能なようにこれらの部分がオイル供給通路４０で接続されている点が異なる。図３に示したようにオイル供給通路４０には供給オイル量変更手段としてのオイル供給量変更弁４１が設けられている。オイル供給量変更弁４１は１つの入口及び２つの出口を有しており、２つの出口のうちの一方の出口は第１オイル供給通路４０ａによって動弁装置１０と接続され、他方の出口は第２オイル供給通路４０ｂによってオイルジェット機構３０と接続されている。また、オイル供給量変更弁４１の入口は第３オイル供給通路４０ｃによって気液分離器２３の第２排出口２３ｃと接続されている。オイル供給量変更弁４１は、弁体の位置を変化させることによって入口から流入した残余のオイルのうち一方の出口から排出される残余のオイルの量と他方の出口から排出される残余のオイルの量との割合を調整できる。そのため、オイル供給量変更弁４１の弁体の位置を変化させることによって図３の矢印Ａ方向、すなわち動弁装置１０に送られる残余のオイルの量と、図３の矢印Ｂ方向、すなわちオイルジェット機構３０に送られる残余のオイルの量との割合を変更することができる。
【００２１】
オイル供給量変更弁４１の動作は、エンジン１の運転状態を制御する周知のエンジンコントロールユニット（不図示）により、エンジン１の運転状態に応じて制御される。例えばエンジン１の回転数が高いほど、オイルジェット機構３０に送られる残余のオイルの量が増加し、動弁装置１０のカム軸１１、カム１２及びチェーンに送られる残余のオイルの量が減少するようにオイル供給量変更弁４１の動作の制御する。エンジン１の回転数が高い場合はピストン６の温度が上昇するので、オイルジェット機構３０に送られる残余のオイルの量を増加させることによってピストン６の過熱を防止できる。一方、アイドリング時などエンジン１の回転数が低い場合は、回転数が高い場合よりもピストン６の温度が低下するので、ピストン６への無駄なオイルの供給を防止すべく動弁装置１０のカム軸１１、カム１２及びチェーンに送られる残余のオイルの量を増加させる。また、エンジン１の回転数が低い場合は、エンジン１のクランク軸などによるオイルの飛散が減少し、機関本体３内を浮遊するオイルミストの量が減少するので、動弁装置１０のカム軸１１、カム１２及びチェーンに送られる残余のオイルの量を増加させることにより、これらの部分に供給されるオイル量を適切に調整する。
【００２２】
図３に示した形態では、気液分離器２３から排出された残余のオイルが動弁装置１０のカム軸１１、カム１２及びチェーンとオイルジェット機構３０の両方に送られるので、フィードポンプ２４の負荷をさらに低減できる。また、動弁装置１０のカム軸１１、カム１２及びチェーンに送られる残余のオイルの量とオイルジェット機構３０に送られる残余のオイルの量との割合をエンジン１の運転状態に応じて変更するので、エンジン１の運転状態に応じて適切な箇所に適切な量のオイルを供給できる。
【００２３】
本発明は、上述した形態に限定されることなく、種々の形態にて実施することができる。例えば、気液分離器から残余のオイルが供給される箇所は上述した箇所に限定されない。機関本体に設けられ、気泡の混入したオイルが供給されてもその影響の小さい種々の場所を残余のオイルの供給先に設定してよい。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の潤滑装置が組み込まれた内燃機関の一例を示す図。
【図２】図１の気液分離器を拡大して示す図。
【図３】本発明の潤滑装置の他の形態を示す図。
【符号の説明】
【００２５】
１  内燃機関
３  機関本体
６  ピストン
１０  動弁装置（動弁機構）
１２  カム（カム機構、第２潤滑系）
２０  潤滑装置
２１  オイルタンク
２２  スカベンジポンプ（第２供給手段）
２３  気液分離器（第２供給手段）
２４  フィードポンプ（第１供給手段）
２５  リターン経路
３０  オイルジェット機構（第２潤滑系）
４１  オイル供給量変更弁（供給オイル量変更手段）
【図１】
2008031959.tif 000003
【図２】
2008031959.tif 000004
【図３】
2008031959.tif 000005