(57)【要約】【課題】冷間時にオイルジェットへの潤滑油の供給を制限できるよう改良した潤滑油供給装置を提供する。【解決手段】潤滑油供給装置は、潤滑油の貯留部に接続する潤滑油通路から分岐した第１通路と第２通路と、第１通路に設置された切替バルブと、を備える。第１通路はピストンに潤滑油を供給するオイルジェットに向けて、第２通路はオイルジェットとは異なる部分に向けて、潤滑油を供給する通路である。切替バルブは第１通路を開閉するためのバルブ部材を備える。バルブ部材には第１ばねと第２ばねとが接続される。第１ばねは第１通路を閉じる方向に、第２ばねは第１通路を開く方向に、バルブ部材を変位させるように付勢されたばねである。また、第２ばねは温度に応じて付勢力が変化する形状記憶合金ばねである。切替バルブは、第２ばねの温度が低温の場合に、バルブ部材が第１通路を閉じる位置にある状態とされる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
潤滑油の貯留部から内燃機関の各部に潤滑油を供給するための潤滑油通路と、
前記潤滑油通路に集合部において接続する、第１通路と第２通路と、
前記第１通路の、前記集合部より下流側に設置された切替バルブと、を備え、
前記第１通路は、前記内燃機関の各気筒のピストンに潤滑油を供給するためのオイルジェットに接続し、前記オイルジェットに潤滑油を供給するための通路であり、
前記第２通路は、前記内燃機関のオイルジェットとは異なる部分に潤滑油を供給するための通路であって、
前記切替バルブは、
前記第１通路を開閉するためのバルブ部材と、
前記バルブ部材に接続し、前記バルブ部材を、前記第１通路を閉じる方向に変位させるように付勢された第１ばねと、
前記バルブ部材に接続し、前記バルブ部材を、前記第１通路を開く方向に変位させるように付勢され、温度に応じて付勢力が変化する形状記憶合金ばねである第２ばねと、を備え、
前記第２ばねの温度が所定温度より低い場合に、前記バルブ部材が、前記第１通路を閉じる位置にある状態とされることを特徴とする内燃機関の潤滑油供給装置。
【請求項２】
前記切替バルブは、前記集合部の下流において、前記第１通路と前記第２通路とに接続する、バルブ設置用通路内に配置され、
前記バルブ設置用通路は、前記第１通路に接続する側において、前記第１通路と交差して、第１通路の壁面を突出させて形成された凸部により閉じられ、
前記バルブ部材が前記第１通路を閉じている状態のとき、前記切替バルブより上流側の前記第１通路に供給された潤滑油は、前記凸部に流入できることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の潤滑油供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の潤滑油供給装置に関し、詳しくは、内燃機関の各気筒のピストンに潤滑油を供給するオイルジェットに潤滑油を供給するための通路に設置される潤滑油供給装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、メインギャラリを介して内燃機関の潤滑各部に潤滑油を供給すると共に、オイルジェットからピストンに潤滑油を供給する潤滑油供給装置が開示されている。この装置のオイルジェット上流にはオイルコントロールバルブが配置されている。この装置は、温度に応じてオイルコントロールバルブが減圧することで、オイルジェットギャラリ内の油圧を低下させ、オイルジェットからの潤滑油の噴射を停止状態とする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−０２５４０３号公報
【特許文献２】特開２０１１−０１２６５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ピストンに潤滑油を噴射することでピストンの過熱を防止するシステムでは、内燃機関の冷間時には、効率的にピストンの温度上昇を図るため、潤滑油の噴射を制限することが望ましい。この点、上記特許文献１では、冷間時には、オイルコントロールバルブ等の電気デバイスを用いて油路を切り替えることで、オイルジェットからピストンへの潤滑油の供給を制御している。
【０００５】
しかしながら、潤滑油の供給の制御に電気デバイスを用いる場合、制御の複雑化、高コスト化を招くことが考えられる。更に、電気デバイス搭載のためのスペースの確保が必要となる。
【０００６】
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、電気デバイス等の追加や複雑な制御を要することなく、冷間時にオイルジェットへの潤滑油の供給を制限できるよう改良した潤滑油供給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】
【０００７】
第１の発明は、上記の目的を達成するため、内燃機関の潤滑油供給装置であって、
潤滑油の貯留部から内燃機関の各部に潤滑油を供給するための潤滑油通路と、
前記潤滑油通路に集合部において接続する、第１通路と第２通路と、
前記第１通路の、前記集合部より下流側に設置された切替バルブと、を備える。
前記第１通路は、前記内燃機関の各気筒のピストンに潤滑油を供給するためのオイルジェットに接続し、前記オイルジェットに潤滑油を供給するための通路であり、
前記第２通路は、前記内燃機関のオイルジェットとは異なる部分に潤滑油を供給するための通路である。
前記切替バルブは、
前記第１通路を開閉するためのバルブ部材と、
前記バルブ部材に接続し、前記バルブ部材を、前記第１通路を閉じる方向に変位させるように付勢された第１ばねと、
前記バルブ部材に接続し、前記バルブ部材を、前記第１通路を開く方向に変位させるように付勢され、温度に応じて付勢力が変化する形状記憶合金ばねである第２ばねと、を備え、
前記第２ばねの温度が所定温度より低い場合に、前記バルブ部材が、前記第１通路を閉じる位置にある状態とされる。
【０００８】
第２の発明は、第１の発明において、前記切替バルブは、前記集合部の下流において前記第１通路と前記第２通路とに接続する、バルブ設置用通路内に配置される。
前記バルブ設置用通路は、前記第１通路に接続する側において、前記第１通路と交差して、第１通路の壁面を突出させて形成された凸部により閉じられ、
前記バルブ部材が前記第１通路を閉じている状態のとき、前記切替バルブより上流側の前記第１通路に供給された潤滑油は、前記凸部に流入できる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、第２ばねの温度に応じた付勢力の変化を利用した切替バルブにより、温度が所定温度により低い場合に第１通路が閉じられる。これにより、低温の領域において、自動的にオイルジェットへの潤滑油の供給が停止される。従って、電子デバイスの追加や複雑な制御をすることなく、効果的に低温時の潤滑油の供給を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態のシステムの全体構成について説明するための図である。
【図２】本発明の実施の形態の切替バルブについて説明するための図である。
【図３】本発明の実施の形態の切替バルブに用いられるばねの特性を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
実施の形態．
以下、図１を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１は、本発明の実施の形態の潤滑油供給装置及びそれが適用されるシステムの全体構成を示す模式図である。本実施の形態にかかるシステムは、潤滑油の貯留部としてのオイルパン２を備えている。オイルパン２には、潤滑油通路４が連通し、潤滑油通路４にはオイルポンプ６が設置されている。オイルポンプ６の下流で、潤滑油通路４は、シリンダヘッド側の潤滑各部（例えば、カムシャフトジャーナル等）に潤滑油を供給するための潤滑油通路８と、シリンダブロック側に潤滑油を供給するためのメインジャーナル１０（潤滑油通路）とに分岐している。
【００１２】
メインジャーナル１０は、潤滑油通路８との分岐点よりも下流側の集合部１０ａにおいて、第１通路２０と、第２通路３０とに分かれている。第１通路２０は、オイルジェットギャラリ２２に接続する。オイルジェットギャラリ２２は、各気筒２４に対応して設置され、各気筒２４のピストンに向けてオイルを噴射する各オイルジェット２６に接続する。即ち、潤滑油は、第１通路２０及びオイルジェットギャラリ２２を介し、オイルジェット２６からピストンに供給される。
【００１３】
第２通路３０は、ピストン以外のシリンダヘッドの潤滑各部に潤滑油を供給する各通路に接続される。具体的に例えば、第2通路は、クランクジャーナル３２等に接続し、クランクジャーナル３２を介しクランクピン等に潤滑油が供給される。
【００１４】
集合部１０ａの下流の、第１通路２０と第２通路３０とには、潤滑油の流れを切り替えるための切替バルブ４０が設置されている。以下、切替バルブ４０の構成について説明する。図２は、本発明の実施の形態の切替バルブ４０について説明するための模式図であり、図２（ａ）、（ｂ）は切替バルブ４０全体を表し、図２（ｃ）は切替バルブ４０に用いられるスプールの、図２（ａ）におけるＡ−Ｂ方向の断面を表している。
【００１５】
図２（ａ）に示されるように、切替バルブ４０はバルブ設置用通路４２内に設置される。バルブ設置用通路４２は中空の管部材である。バルブ設置用通路４２は、一端において第２通路３０に連通する。バルブ設置用通路４２は、他端側において第１通路２０と交差し、バルブ設置用通路４２の管軸方向（図２（ａ）の線Ｃ−Ｄ方向）を延長した方向に、第１通路２０の外側に向けて突出する凸部４２ａを有する。バルブ設置用通路４２の他端側は凸部４２ａの底面４２ｂより閉じられている。バルブ設置用通路４２の凸部４２ａは、第1通路２０の一部を構成する第１通路２０の凸部でもあり、バルブ設置用通路４２の凸部４２ａの壁面は、第１通路２０の壁面を同時に構成する。
【００１６】
バルブ設置用通路４２内部には、スプール４４（バルブ部材）が設置されている。バルブ設置用通路４２の壁面には、管軸方向に向かって突起部であるガイド（図示せず）が設けられている。一方、図２（ｃ）に示されるように、スプール４４のガイドに係合する位置には、管軸方向の切り欠き部４４ａが設けられている。スプール４４は、切り欠き部４４ａがバルブ設置用通路４２内のガイドに係合するように設置され、バルブ設置用通路４２内をガイドに沿って管軸方向に摺動可能に設置されている。スプール４４は、管軸方向とは垂直な方向に、スプール４４を貫通する貫通孔４６を有している。
【００１７】
スプール４４の管軸方向に垂直な一面であって第１通路２０側に近い面には、第１ばね４８の一端が固定されている。第１ばね４８の他端は、第１通路２０の壁面であって、バルブ設定用通路４２の端部である底面４２ｂに固定されている。第１ばね４８は、圧縮ばねであり、スプール４４を、第２通路３０側に押圧する方向に付勢されている。
【００１８】
スプール４４の、第１ばね４８が設置された面に対向する面には、第２ばね５０の一端が固定されている。第２ばね５０の他端は、第２通路３０の、バルブ設置用通路４２を管軸方向に投影した面内に固定されている。
【００１９】
第２ばね５０は、Ｎｉ−Ｔｉ系合金からなる形状記憶合金ばねである。第２ばね５０は、圧縮ばねであり、スプール４４を、第１通路２０側に押圧する方向に付勢されている。第２ばね５０は形状記憶合金ばねであり、その温度によって付勢力が変化し、低温の領域にあるときスプール４４を押圧するばね力が弱く、高温の領域にあるときスプール４４を押圧するばね力が強くなる特性を有している。
【００２０】
図３は、本発明の実施の形態の切替バルブ４０に用いられている第１ばね４８と第２ばね５０とのばね力を比較して説明するための図である。図３において横軸は温度、縦軸はばね力を表している。また、図３において、線（１）は第１ばね４８のばね力、線（２）は第２ばねのばね力を現している。
【００２１】
図３に示されるように、第１ばね４８のばね力は温度変化の影響を受けず、同一の力で付勢された場合には、ほぼ一定のばね力でスプール４４を第２通路３０側に押すことができる。
【００２２】
一方、第２ばね５０のばね力は、同一の力で付勢された場合であっても、温度が低い領域では第１ばね４８のばね力より弱く、温度ｔ０（例えば、６０℃）で第１ばね４８のばね力と同じばね力を発揮する。温度ｔ０を超えると、第１ばね４８のばね力よりも第２ばね力５０のばね力が上回る。
【００２３】
本実施の形態の切替バルブ４０は、第２ばね５０の温度の違いによる付勢力の変化を利用して、その温度に応じて、第１通路２０を開閉する。具体的に、内燃機関の冷間時、第２ばね５０も低い状態では、第１ばね４８がスプール４４を押す力が第２バネ５０のばね力に対抗して、スプール４４は第２通路３０側に強く押される。この状態にあるとき、図２（ａ）に示されるように、スプール４４は貫通孔４６の形成されていない部分において第１通路２０を閉じる。このため冷間時の温度が低い領域では、潤滑油は、第２通路３０側にのみ流通し、オイルジェットギャラリ２２側には流通しない。従って、冷間時にオイルジェット２６からピストンに潤滑油が供給されることを、自動的に抑制することができる。
【００２４】
なお、この状態のとき、スプール４４は、スプール４４より下流側の第１通路２０を閉鎖するが、スプール４４より上流側において、スプール４４と第１通路２０の凸部４２ａの壁面との間には隙間ができるように構成されている。第１通路２０がスプール４４下流で閉じられている状態のとき、第１通路２０側に流通する潤滑油の一部は、この隙間を介してバルブ設置用通路４２の凸部４２ａ内に一時的に流れ込むことができる。これにより、第１通路２０の閉鎖時に、スプール４４の上流にかかる油圧をキャンセルすることができる。
【００２５】
一方、内燃機関の温度上昇に伴い、第２ばね５０の温度が冷間の状態から次第に上昇すると、第２ばね５０がスプール４４を押す力が次第に大きくなる。その結果、第２ばね５０のばね力が、第１ばね４８のばね力に打ち勝って、スプール４４を第１通路２０の方向に押すと、図２（ｂ）に示されるように、スプール４４が第１通路２０とスプール４４の貫通孔４６とが連通する位置にくる。これにより第１通路２０が貫通孔４６により開放され、第１通路２０からオイルジェットギャラリ２２に潤滑油が供給される状態となる。
【００２６】
第２ばね５０の温度が上昇するにつれて、貫通孔４６と第１通路２０との接合面は大きくなり、第１通路２０の潤滑油が流通できる通路の断面積が大きくなる。更に高温の領域になると、貫通孔４６出口面は全面が第１通路２０と接合し、このとき第１通路２０は最大開度で開かれた状態となる。
【００２７】
以上説明したように、本実施の形態の切替バルブ４０によれば、冷間時、第２ばね５０が低温の場合には、第１通路２０が自動的に閉じられ、オイルジェット２６への潤滑油の供給が停止される。これにより、複雑な電気デバイスや制御等を追加することなく、従来から用いられているオイルジェットを利用して、冷間時に自動的かつ効果的にピストンへの潤滑油の噴射を停止させることできる。
【００２８】
なお、本発明における、第１ばね４８のばね力と第２ばね５０のばね力との強さが逆転する温度や、切替バルブ４０により第１通路２０が閉鎖される冷間時の温度は、内燃機関ごとのピストンへの潤滑油供給を避けるべき温度に応じて、適宜設定される。この設定された温度に応じて、スプール４４のバルブ設置用通路４２内での位置関係や、貫通孔４６の位置、第１ばね４８、第２ばね５０それぞれのばね力の強さの関係、第２ばね５０のばね力の温度に応じた変化の特性等を調整することで、所定の低温域に第１通路２０を閉鎖する切替バルブを実現することができる。
【００２９】
また、本実施の形態では、スプール４４が潤滑油を流通させる貫通孔４６を有し、貫通孔４６から、潤滑油が第１通路２０の下流に流通する場合について説明した。しかし、この発明においては、貫通孔４６を有するスプール４４に替えて、他のバルブ部材を用いたものであってもよい。具体的に、例えば、第１通路２０を開閉するためのバルブ部材は貫通孔を有さず、冷間時においては、バルブ部材が第１通路２０を閉じる位置に変位されるようにし、温度上昇に伴い、バルブ部材が、第１通路２０を全く閉じない位置、例えば凸部４２ａ内部や、バルブ設置用通路４２の第１通路２０と交差していない部分に向けて変位されるようにすることで、第１通路２０を開く構成としてもよい。このような場合にも、第１ばね４８のばね力、第２ばね５０のばね力の特性、バルブ部材の大きさやバルブ設置用通路４２内での位置関係を調整することで、低温の領域で自動的に第１通路２０を閉じる切替バルブを実現することができる。
【００３０】
また、本実施の形態では、バルブ設置用通路４２に形成されたガイドと、これに係合するスプール４４の切り欠き部４４ａとにより構成されるガイド機構を有するものについて説明した。しかし、この発明において切替バルブは、このようなガイド機構を有しないものであってもよい。
【００３１】
また、本実施の形態では、第２ばね５０の一端が第２通路３０の壁面に固定され、スプール４４を第１通路２０側に押す場合について説明した。これにより、内燃機関の温度変化に対し、高い感度で第２ばね５０の温度を変化させることができる。しかし、この発明において、第２ばね４８の設置位置はこれに限るものではない。例えば、形状記憶合金ばねである第２ばね５０の端部を、第１通路２０側に固定し、通常のばねである第１ばね４８の端部を、第２通路３０側に固定してもよい。この場合にも、例えば、冷間の領域において第２ばね５０のばね力が弱い場合に、第１ばねによりスプール等のバルブ部材が、第１部材が閉じる位置に変位され、温度上昇に伴い、第２ばね５０のばね力が強くなるにつれて、バルブ部材が第１通路２０を開く位置に押す構成とすることで、切替バルブを実現することができる。
【００３２】
また、バルブ設置用通路４２は第２通路３０側には連通せず、第１通路２０にのみ交差し、凸部４２ａとは反対側の端部側にも凸部を有する構成としてもよい。この場合にも、両側の凸部の底面それぞれに、第１ばね４８又は第２ばね５０の一端部を設置することで、同様に、温度に応じて、第１通路２０を開閉するようにバルブ部材を摺動させる切替バルブを実現できる。
【００３３】
また、本実施の形態では、第１ばね４８、第２ばね５０が共に、圧縮ばねである場合について説明した。しかし、この発明はこれに限るものではなく、例えば、第１ばね４８、第２ばね５０が共に引張りばねであってよい。この場合にも、冷間領域にあり、第２ばね５０がスプール４４を引っ張る力が比較的弱い場合に、バルブ部材がオイルジェットギャラリ２２を閉じる位置にくるように、第１ばね４８、第２ばね５０のばね力を調整し、所定の低温の領域でオイルジェット２６への潤滑油の供給を停止するようにすればよい。
【００３４】
また、本実施の形態では、第２ばね５０として、形状記憶合金であるＮｉ−Ｔｉにより構成されるばねを用いる場合について説明した。しかし、本発明はこれに限るものではなく、他の材料により構成された形状記憶ばねであってもよい。また、形状記憶ばねに限られず、温度によってそのばね力が回復する形状記憶合金ばねと同様の特性を有するばねであれば、他のばねであってもよい。
【００３５】
また、以上の実施の形態において各要素の個数、数量、量、範囲等の数に言及した場合、特に明示した場合や原理的に明らかにその数に特定される場合を除いて、その言及した数に、この発明が限定されるものではない。また、この実施の形態において説明する構造や方法等は、特に明示した場合や明らかに原理的にそれに特定される場合を除いて、この発明に必ずしも必須のものではない。
【符号の説明】
【００３６】
２  オイルパン
４  潤滑油通路
６  オイルポンプ
８  潤滑油通路
１０  メインジャーナル（潤滑油通路）
１０ａ  集合部
２０  第１通路
２２  オイルジェットギャラリ
２４  気筒
２６  オイルジェット
３０  第２通路
３２  クランクジャーナル
４０  切替バルブ
４２  バルブ設置用通路
４２ａ  凸部
４２ｂ  底面
４４  スプール
４４ａ  切り欠き
４６  貫通孔
４８  第１ばね
５０  第２ばね
【図１】
2013155634.tif 000003
【図２】
2013155634.tif 000004
【図３】
2013155634.tif 000005