(57)【要約】【課題】オイルポンプを小型化することができるエンジン潤滑装置及びそのようなエンジン潤滑装置を搭載したエンジンを提供することを課題とする。【解決手段】エンジン潤滑装置を搭載したエンジン（１）は、シリンダブロック（２）の上側にシリンダヘッド（３）が組み付けら、シリンダヘッド（３）内に上側オイルパン（７）が配置されている。上側オイルパン（７）には、リードバルブ（７ｂ）が装着された供給穴（７ａ）が穿設されている。リードバルブ（７ｂ）は、エンジン稼働時にシリンダヘッド（３）内へ上昇してくるブローバイガスのガス圧によって開弁し、上側オイルパン（７）の下側に位置するクランクシャフト４やカムシャフト６等の潤滑部位に潤滑油が供給される。滴下した潤滑油は下側オイルパン（５）内に貯留し、オイルポンプ（１２）によって汲み上げられ、再び上側オイルパン（７）に回収される。【選択図】図１
2007321700.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料を潤滑油として利用するエンジンの潤滑装置であって、
シリンダヘッド内の潤滑部位よりも上側に配置され、潤滑油を滴下させる供給穴が穿設された上側オイルパンと、
前記上側オイルパンに潤滑油を供給する潤滑油供給手段と、
滴下した潤滑油を前記オイルパンに回収する潤滑油回収手段と、
を備えたことを特徴とするエンジン潤滑装置。
【請求項２】
請求項１記載のエンジン潤滑装置において、
前記上側オイルパンは、シリンダヘッドカバー内に配置されたことを特徴とするエンジン潤滑装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載のエンジンの潤滑装置において、
前記潤滑油供給手段は、燃料タンクからエンジンの噴射系へ燃料供給を行うサプライポンプとしたことを特徴とするエンジン潤滑装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一項記載のエンジン潤滑装置において、
前記供給穴は、ブローバイガスのガス圧によって開弁する差圧弁を備えたことを特徴とするエンジン潤滑装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一項記載のエンジン潤滑装置において、
前記潤滑油回収手段は、エンジン下部に装着する下側オイルパンと、
当該下側オイルパンから前記上側オイルパンへ潤滑油を吸い上げるオイルポンプを備えたことを特徴とするエンジン潤滑装置。
【請求項６】
請求項１乃至４のいずれか一項記載のエンジン潤滑装置において、
前記潤滑油回収手段は、エンジン下部に装着する下側オイルパンと、
当該下側オイルパンから前記上側オイルパンへ潤滑油を吸い上げるオイルポンプを備え、
当該オイルポンプは、ピストンオイルジェットに接続されていることを特徴とするエンジン潤滑装置。
【請求項７】
請求項１乃至４のいずれか一項記載のエンジン潤滑装置において、
前記潤滑油回収手段は、エンジン下部に装着する下側オイルパンと、
当該下側オイルパンから前記上側オイルパンへ潤滑油を吸い上げるオイルポンプを備え、
当該オイルポンプは、ピストンオイルジェットに接続されているとともに、当該オイルポンプを逆回転させて前記上側オイルパン内の潤滑油を前記ピストンオイルジェットに供給することを特徴としたエンジン潤滑装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか一項記載のエンジン潤滑装置を搭載し、
潤滑部位の軸受を転がり軸受としたことを特徴とするエンジン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軽油等の燃料を潤滑油として利用するエンジンに装着されるエンジン潤滑装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、燃料タンクとディーゼルエンジンとの間に気泡分離を行うリザーバを配設し、そのリザーバとエンジンとの間に潤滑系燃料循環回路と、燃焼系燃料循環回路とを構成した軽油潤滑式ディーゼルエンジンが開示されている（特許文献１）。このような軽油潤滑式ディーゼルエンジンでは、燃料となる軽油がエンジン各部の潤滑剤としても用いられ、エンジン各部を循環する。このため、潤滑専用のオイルは不要であり、オイル交換の手間も省くことができる。
【０００３】
図３は、特許文献１に記載された燃料潤滑式ディーゼルエンジン１００の主として燃料供給部分の概略構成を示した説明図である。燃料潤滑式ディーゼルエンジン１００は、燃料タンク１０１、リザーバタンク１０２、オイルパン１０３を備えている。燃料タンク１０１とリザーバタンク１０２とは、セジメンタ（油水分離器）１０４、供給ポンプ（送油ポンプ）１０５を備えた油路１０６により連通している。
【０００４】
燃料潤滑式ディーゼルエンジン１００は、潤滑油の供給を必要とするエンジン各部１０７へ潤滑油としての燃料を供給する潤滑系燃料循環回路１０８を有している。この潤滑系燃料供循環回路１０８には、冷却器１１２、フィルタ１０９、潤滑ポンプ１１０が配設されており、潤滑ポンプ１１０を駆動することにより燃料をリザーバタンク１０２から吸い上げてエンジン各部１０７へ供給している。エンジン各部１０７へ供給された後の燃料は、オイルパン１０３内へ流下し、スカベンジポンプ１１１により吸い上げられて再びリザーバタンク１０２へ戻されるようになっている。
【０００５】
また、燃料潤滑式ディーゼルエンジン１００は、筒内へ燃料を噴射する噴射系１１４へ燃料を供給する燃焼系燃料循環回路１１３を有している。この燃焼系燃料循環回路１１３には、前記潤滑系燃料循環回路１０８と共通の冷却器１１２、フィルタ１１５、噴射ポンプ１１６が配設されており、噴射ポンプ１１６を駆動することにより燃料をリザーバタンク１０２から吸い上げて噴射系１１４へ供給している。噴射系１１４に供給された燃料のうち、燃焼に供されなかった燃料は再びリザーバタンク１０２へ戻される。
【０００６】
【特許文献１】実開昭６０−１９４１１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前記のように特許文献１に記載された燃料潤滑式ディーゼルエンジン１００では、潤滑ポンプ１１０を用いてエンジン各部１０７への潤滑油の供給を行っている。ここで、エンジン内に張り巡らされ、エンジン各部１０７へ通じる油路は細かったり、長かったり、途中で開放されたりしていることからその間の圧力損失等を考慮した圧力で圧送するようになっている。このため、潤滑ポンプ１１０はある程度の大きさが必要となる。このような潤滑系の構造は、燃料の他に潤滑油を別途準備する形式の一般的なエンジンにおいてもほぼ同様の構成を採用している。
【０００８】
そこで、本発明は、オイルポンプを小型化することができるエンジン潤滑装置及びそのようなエンジン潤滑装置を搭載したエンジンを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
かかる課題を達成するための、本発明のエンジン潤滑装置は、燃料を潤滑油として利用するエンジンの潤滑装置であって、シリンダヘッド内の潤滑部位よりも上側に配置され、潤滑油を滴下させる供給穴が穿設された上側オイルパンと、前記上側オイルパンに潤滑油を供給する潤滑油供給手段と、滴下した潤滑油を前記オイルパンに回収する潤滑油回収手段と、を備えたことを特徴とする（請求項１）。本発明のエンジン潤滑装置は、燃料を潤滑油として利用する形式のエンジンに搭載されるものである。ここで、このようなエンジンに用いられる燃料としては軽油が想定される。軽油は、一般的なエンジンオイルよりも粘性が低い。このため、上側オイルパンに設けた供給穴からスムーズに滴下することができる。滴下した潤滑油はシリンダヘッド内のカムシャフト周辺等の潤滑部位に供給される。
なお、潤滑部位には、潤滑油の供給が必要となるエンジン内の各部が含まれる。
【００１０】
このようなエンジン潤滑装置における前記上側オイルパンは、シリンダヘッドカバー内に配置された構成とすることができる（請求項２）。
【００１１】
また、このようなエンジン潤滑装置における前記潤滑油供給手段は、燃料タンクからエンジンの噴射系へ燃料供給を行うサプライポンプとした構成とすることができる（請求項３）。例えば、燃料タンクとサプライポンプとの間に上側オイルパンを配置し、サプライポンプが駆動されることによって燃料タンク内の燃料、すなわち潤滑油を吸い上げて上側オイルパン内に供給する構成とすることができる。このような構成とする場合、サプライポンプの下流に配置される噴射系には上側オイルパン内の燃料が供給されることとなる。
【００１２】
このようなエンジン潤滑装置における前記供給穴は、ブローバイガスのガス圧によって開弁する差圧弁を備えた構成とすることができる（請求項４）。例えば、エンジン停止時に供給穴を閉塞しておかないと、上側オイルパン内の潤滑油が流れ落ちてしまい、エンジンを再始動使用としたときに潤滑部位への潤滑油の供給が滞る。そこで、エンジン停止時に供給穴から潤滑油が流れ落ちることを防止することができる差圧弁を備えた構成とすることができる。このような差圧弁としては、エンジン稼働時に生じるブローバイガスによって押し開けるような、例えば、リードバルブを採用することができる。
【００１３】
このようなエンジン潤滑装置における前記潤滑油回収手段は、エンジン下部に装着する下側オイルパンと、当該下側オイルパンから前記上側オイルパンへ潤滑油を吸い上げるオイルポンプを備えた構成とすることができる（請求項５）。ここで、オイルポンプは、従来の潤滑ポンプと比較して非常に小型のものとすることができる。これは、従来の潤滑ポンプがエンジン内に張り巡らされた油路へ潤滑油を供給すべく、ある程度の圧力により潤滑油を圧送しなければならないのに対し、本発明におけるオイルポンプは、下側オイルパンから上側オイルパンへ潤滑油を汲み上げるだけの仕事をすればよいからである。また、従来のエンジンの下部には、オイルパンが組み付けられているものがあるが、本発明における下側オイルパンは、上側から滴下してくる潤滑油の受け皿としての機能を果たすことができればよいので、従来の一般的なオイルパンと比較して浅いものでもよい。
【００１４】
このように、オイルポンプを備えた構成とする場合、当該オイルポンプは、ピストンオイルジェットに接続されている構成とすることができる（請求項６）。従来のエンジンにおいても、ピストンの裏側等に潤滑油を噴射するピストンオイルジェットを備えたものがあるが、このようなピストンオイルジェットへの潤滑油の供給を前記オイルポンプにより行う趣旨である。
【００１５】
また、前記のようにオイルポンプを備えた構成とする場合、当該オイルポンプは、ピストンオイルジェットに接続されているとともに、前記オイルポンプを逆回転させて前記上側オイルパン内の潤滑油を前記ピストンオイルジェットに供給する構成とすることができる（請求項７）。前記のようにオイルポンプは下側オイルパンから上側オイルパンへ潤滑油を汲み上げる働きをする。このような働きをしているときの回転方向を正回転とすると、オイルポンプを逆回転させて上側オイルパン内の潤滑油をピストンオイルジェットへ供給するように構成することができる。例えば、エンジン始動時等に下側オイルパン内の潤滑油量が少量となっている場合が想定されるが、このような状態ではピストンオイルジェットからピストン周辺への適切な潤滑油の供給が行えないおそれがある。また、上側オイルパンから滴下する潤滑油ではピストン周辺に到達するまで時間がかかる。そこで、下側オイルパン内の潤滑油量が不足しているような状況であっても上側オイルパンから潤滑油を供給することにより、ピストン周辺の適切な潤滑性能を確保することができる。
【００１６】
本発明のエンジン潤滑装置は、前記のように主として上側オイルパン内の潤滑油を下方に滴下させることによって各部の潤滑を行う。クランクシャフト周辺も上方から滴下する潤滑油や自らが掻き上げる潤滑油の飛沫によって潤滑性能を確保しようとするものである。このため、本発明のエンジン潤滑装置を搭載するエンジンは、より適切な潤滑特性を得るべく潤滑部位の軸受を転がり軸受とした構成とすることが望ましい（請求項８）。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、シリンダヘッド内の潤滑部位よりも上側に配置される上側オイルパンから潤滑部位へ潤滑油を滴下して供給するようにしたので、高圧の潤滑ポンプを備えることなく、潤滑部位での潤滑性能を確保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明を実施するための最良の形態を図面と共に詳細に説明する。
【実施例】
【００１９】
図１は、本発明のエンジン潤滑装置を搭載したエンジン１の概略構成を示す模式図である。エンジン１は、燃料である軽油を潤滑油として利用する形式を採用した４気筒エンジンである。
なお、図１は、主として各構成要素の配置や各構成要素間の接続関係を示すものであり、各構成要素の縮尺は実際のものとは異なる。
【００２０】
エンジン１は、シリンダブロック２の上側にシリンダヘッド３が組み付けられている。シリンダブロック２内にはクランクシャフト４が配置されている。また、シリンダブロック２の下部には、下側オイルパン５が設けられている。シリンダヘッド３内には、カムシャフト６が配置されており、その上側に上側オイルパン７が配置されている。ここで、クランクシャフト４やカムシャフト６は、それぞれ本発明における潤滑部位に相当する。潤滑部位には、これらの箇所以外にも、潤滑油の供給が必要となる箇所が含まれる。このように、上側オイルパン７は、エンジン１内の潤滑部位の上側に配置されている。これらの潤滑部位における軸受には、ボールベアリング等の転がり軸受が採用されている。
【００２１】
上側オイルパン７には、潤滑油を滴下させる給油穴７ａが穿設されている。この給油穴７ａには、それぞれブローバイガスのガス圧によって開弁する差圧弁であるリードバルブ７ｂが装着されている。このリードバルブ７ｂは、上側オイルパン７内に貯留される潤滑油の重さによって開弁してしまわないように上側オイルパン７の内側に装着されている。
【００２２】
上側オイルパン７には燃料タンク８が接続されている。また、上側オイルパン７はサプライポンプ９を介して噴射系１０に接続されている。サプライポンプ９は燃料タンク８内の燃料を吸い上げて高圧でインジェクタに供給するものであるが、このようなサプライポンプ９と燃料タンク８との間に上側オイルパン７を配置することにより、燃料タンク８内の燃料を潤滑油として上側オイルパン７内へ供給することができる。なお、噴射系１０には、図示しないコモンレール、インジェクタ等が含まれる。このようなサプライポンプ９は本発明における潤滑油供給手段に相当する。
【００２３】
下側オイルパン５内には、ストレーナ１１が配置され、ストレーナ１１はオイルポンプ１２に接続されている。オイルポンプ１２には下側オイルパン５内の潤滑油を上側オイルパン７へ汲み上げる汲み上げパイプ１３の一端側が接続されている。この汲み上げパイプ１３の他端側は上側オイルパン７に接続されている。オイルポンプ１２は、電動式のものであり、ＥＣＵ（Electronic  control  unit）１４に接続されている。オイルポンプ１２はＥＣＵ１４の指令に従って正回転及び逆回転できるようになっている。また、ストレーナ１１は、オイルポンプ１２との間に電磁アクチュエータを備えた開閉弁１５が装着されている。この開閉弁１５もＥＣＵ１４に接続されている。オイルポンプ１２は、シリンダブロック２内に組み込まれたピストン１６に向かって潤滑油を噴射するピストンオイルジェット１７が接続されている。下側オイルパン５、オイルポンプ１２、ピストンオイルジェット１７は、本発明における潤滑油回収手段に含まれる。
【００２４】
次に、以上のように構成されるエンジン潤滑装置の動作につき、説明する。図２は、上側オイルパン７周辺の拡大図であり、（ａ）は、エンジン１が停止している状態、（ｂ）は、エンジン１が稼働している状態を示すものである。エンジン１が停止しているときは、リードバルブ７ｂは供給穴７ａを閉塞した状態となっている。このため、上側オイルパン７内の潤滑油は、上側オイルパン７内に保持される。すなわち、上側オイルパン７内の潤滑油の供給穴７ａを通じた滴下は制限される。この結果、下側オイルパン５内の潤滑油量は増加しない。ここで、下側オイルパン５は、滴下した潤滑油の受け皿であり、多量の潤滑油を貯留するだけの容量を有していない。このため、エンジン始動直後にピストンオイルジェット１７から噴射される潤滑油が下側オイルパン５内に貯留されていないことが想定される。このような事態に対処すべく、エンジン１の始動信号を受けたＥＣＵ１４は、オイルポンプ１２に対し、逆回転を行うように指令を発する。また、ＥＣＵ１４は、同時に開閉弁１５を閉弁状態とするように指令を出す。これにより、多量の潤滑油が貯留されている上側オイルパン７からピストンオイルジェット１７へ潤滑を供給することができ、エンジン１の始動直後からピストン１６周辺の良好な潤滑特性を確保することができる。このような制御をすると、供給穴７ａから滴下する潤滑油がピストン１６の周辺に到達するまで待つことなく、ピストン１６周辺の良好な潤滑特性を確保することにもなる。なお、クランクシャフト４の軸受等は、クランクシャフト４が回転する際に下側オイルパン５内の潤滑油を掻き上げた飛沫により潤滑されることから、開閉弁１５を開放して下側オイルパン５内の潤滑油量を増量し、飛沫が生じ易くする制御を行うこともできる。
【００２５】
エンジン１が始動すると、ブローバイガスが発生し、発生したブローバイガスは、矢示１８で示すようにシリンダヘッド３内にも上昇する。すると、リードバルブ７ｂは、図２（ｂ）に示すように供給穴７ａを開放する。供給穴７ａが開放されると、上側オイルパン７内の潤滑油は滴下を開始する。滴下した潤滑油はカムシャフト６やクランクシャフト４といった潤滑部位に供給され、各部の潤滑に供される。ここで、潤滑油は軽油であることから、冷間時においても粘度が低く、スムーズに供給穴７ａから滴下して潤滑部位に供給される。また、潤滑油は滴下するのみで、圧力をかけて供給されるものではないが、潤滑部位の軸受は転がり軸受としているので、良好な潤滑特性を確保することができている。
【００２６】
上側オイルパン７内の潤滑油は、燃料としても用いられるものである。上側オイルパン７には、サプライポンプ９と接続されていることから燃料としても消費される。このため、上側オイルパン７内の潤滑油は徐々に消費されるが、サプライポンプ９の吸引作用により燃料タンク８内の燃料（潤滑油）が上側オイルパン７内に補充される。
【００２７】
また、エンジン始動後は、ＥＣＵ１４は、オイルポンプ１２に対し正回転を行うように指令を発すると共に、開閉弁１５に対し、開弁指令を発する。これにより、上側オイルパン７から滴下し、下側オイルパン５内に貯留した潤滑油を再び上側オイルパン７に回収することができる。
【００２８】
以上説明したように、本発明におけるオイルポンプ１２は下側オイルパン５から上側オイルパン７迄潤滑油を汲み上げるだけでよい。すなわち、従来の潤滑ポンプのようにエンジン各部に張り巡らされた油路に行き渡るように潤滑油を圧送する必要がない。このため、オイルポンプ１２は従来の潤滑ポンプと比較して小型のものを採用している。小型のオイルポンプ１２を採用することにより、作動時のフリクションを低減することができる。
【００２９】
上記実施例は本発明を実施するための例にすぎず、本発明はこれらに限定されるものではなく、これらの実施例を種々変形することは本発明の範囲内であり、更に本発明の範囲内において、他の様々な実施例が可能であることは上記記載から自明である。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】エンジン潤滑装置を搭載したエンジンの概略構成を示す模式図である。
【図２】上側オイルパン周辺の拡大図であり、（ａ）は、エンジンが停止している状態、（ｂ）は、エンジンが稼働している状態を示すものである。
【図３】従来の燃料潤滑式ディーゼルエンジンの主として燃料供給部分の概略構成を示した説明図である。
【符号の説明】
【００３１】
１  エンジン
２  シリンダブロック
３  シリンダヘッド
４  クランクシャフト
５  下側オイルパン
６  カムシャフト
７  上側オイルパン
７ａ  供給穴
７ｂ  リードバルブ
８  燃料タンク
９  サプライポンプ
１０  噴射系
１１  ストレーナ
１２  オイルポンプ
１３  汲み上げパイプ
１４  ＥＣＵ
１５  開閉弁
１６  ピストン
１７  ピストンオイルジェット
【図１】
2007321700.tif 000003
【図２】
2007321700.tif 000004
【図３】
2007321700.tif 000005