(57)【要約】【課題】エンジン始動時のクランクシャフト等にオイルを供給し、当該箇所における潤滑性を改善することを課題とする。【解決手段】オイル供給装置１２は、シリンダブロック４の側壁４ａに装着されている。オイル供給装置１２は、フレーム１３、このフレーム１３の下縁に立設された挿脱部材１４、鍔１５と一体となったワックス収容部１６を備えている。鍔１５の端部には、鍔１５から垂直に立設する壁体１７が設けられている。ワックス収容部１６内には、熱膨張するワックスが収容されている。ワックス収容部１６は、下部から挿脱部材１４が挿入されてフレーム１３に組み付けられている。フレーム１３の上縁と鍔１５との間にはスプリング１８が挟持される。フレーム１３の下縁と鍔１５との間には収縮バッグ１９が装着される。収縮バッグ１９は側面が蛇腹状に形成され、メインギャラリ９へ接続される連通部を形成する連通パイプ１９ｂを備えている。【選択図】図１
2009144622.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンのオイル経路に連通する連通部を有し、内部にオイルを貯留可能な収縮バックと、
当該収縮バッグの圧縮手段と、
当該圧縮手段が収縮バッグを圧縮しない状態に保持する保持手段と、
を備えたことを特徴とする潤滑装置。
【請求項２】
請求項１記載の潤滑装置において、
前記圧縮手段は、スプリングの弾性力によって前記収縮バッグを押圧する鍔であることを特徴とする潤滑装置。
【請求項３】
請求項１記載の潤滑装置において、
前記圧縮手段は、スプリングの弾性力によって前記収縮バッグを押圧する鍔であり、
前記保持手段は、フレームと、前記鍔と一体となるワックス収容部と、当該ワックス収容部内のワックス温度に応じて当該ワックス収容部に対して挿脱し、前記フレームに当接可能な挿脱部材と、前記鍔が前記収縮バッグを押圧しない状態に保持するピンと、
を含むことを特徴とする潤滑装置。
【請求項４】
請求項３記載の潤滑装置において、
前記ピンは、前記鍔に対し、アクチュエータによって出没することを特徴とする潤滑装置。
【請求項５】
請求項１記載の潤滑装置において、
前記連通部は、前記収縮バッグとクランクシャフト周辺へのオイル供給路へ分岐する前記オイル経路とを連通することを特徴とした潤滑装置。
【請求項６】
請求項１記載の潤滑装置において、
前記収縮バッグは、断熱構造を備えたことを特徴する潤滑装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか一項記載の潤滑装置が、シリンダブロックの側壁に装着され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、エンジン内にオイルを供給する潤滑装置及びこれを備えたエンジンに関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンは、多くの摺動部や回転部を有している。エンジンは、これらの箇所にオイルを供給して焼き付き抑制を図り、また、摩擦抵抗を減らしてエンジンの機能を十分に発揮するための潤滑装置を備えている。このような潤滑装置の構成、作用の一例を説明すると以下の如くである。例えば、オイルポンプより吐出された潤滑油は、オイルフィルタを経由し、シリンダヘッド、または、シリンダブロック部分にて冷却水との熱交換通路を通った後、ヘッドギャラリ、オイルジェット通路、メインギャラリ等に送られる。
【０００３】
ヘッドギャラリに送られた潤滑油は、動弁系のカム、ハイドロリックラッシュアジャスタ、カムジャーナル等に供給され、これらを作動、潤滑した油は、シリンダヘッドのアッパデッキからシリンダブロックを貫通する油落とし穴を通ってオイルパンへ戻される。
【０００４】
オイルジェット通路に送られた潤滑油は、シリンダ部等に設けられたオイルジェットからピストン摺動部分に噴出される。
【０００５】
メインギャラリに送られた潤滑油は、クランクシャフトのジャーナル、軸内部のオイル孔からコンロッドベアリング等に供給され、潤滑後オイルパンに落下する。
【０００６】
このような潤滑装置にあっては、熱交換通路にて冷却水との熱交換を行うことで、潤滑油温が低い暖機運転中に、冷却水温の上昇に伴い潤滑油を速やかに昇温させてフリクションを低減し、また定常運転時に、適正な平衡油温に維持して良好な潤滑性を保つようになっている。
【０００７】
このような潤滑装置を改良するものとして、特許文献１の開示がある。特許文献１には、オイルポンプより吐出された潤滑油をウォータジャケットの冷却水内もしくはその近傍を通す熱交換通路を設け、この熱交換通路の下流にオイルフィルタを介装し、このオイルフィルタを通過した潤滑油を動弁系、クランク軸系、ピストン潤滑系等に送る潤滑通路を形成する構成が開示されている。
【０００８】
【特許文献１】特開平８−２１２２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、クランクシャフト等の摩擦条件に着目すると、エンジン始動時のクランクシャフトの回転し始めは、油膜が薄く、厳しい摩擦条件に置かれることとなる。前記特許文献１を含め、従来の潤滑装置では、オイルポンプによる潤滑油の供給を行うため、メカ式ポンプでは、高油圧となるまでに時間がかかり、そもそも、メカ式ポンプは、クランクシャフト等の回転力を動力としているため、クランクシャフト等の回転し始めにオイルを供給することはできない。また、電動ポンプを採用した場合は、消費電力が増え、搭載コスト面でも不利である。
【００１０】
そこで、本発明は、エンジン始動時のクランクシャフト等にオイルを供給し、当該箇所における潤滑性を改善することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
かかる課題を解決するための本発明の潤滑装置は、エンジンのオイル経路に連通する連通部を有し、内部にオイルを貯留可能な収縮バックと、当該収縮バッグの圧縮手段と、当該圧縮手段が収縮バッグを圧縮しない状態に保持する保持手段と、を備えたことを特徴とする（請求項１）。このような構成とし、圧縮手段により収縮バッグを圧縮することにより、収縮バッグ内のオイルをオイル供給必要箇所に供給することができる。収縮バッグの圧縮をエンジン始動に先立って行うことにより、クランクシャフト等が回転し始める前にオイルの供給を完了することができ、クランクシャフト等の回転し始めにおけるフリクションを改善することができる。
【００１２】
このような潤滑装置における前記圧縮手段は、スプリングの弾性力によって前記収縮バッグを押圧する鍔とすることができる（請求項２）。また、前記圧縮手段は、スプリングの弾性力によって前記収縮バッグを押圧する鍔とするとともに、前記保持手段は、フレームと、前記鍔と一体となるワックス収容部と、当該ワックス収容部内のワックス温度に応じて当該ワックス収容部に対して挿脱し、前記フレームに当接可能な挿脱部材と、前記鍔が前記収縮バッグを押圧しない状態に保持するピンと、を含む構成とすることができる（請求項３）。ワックス収容部内のワックスは、エンジンの暖機が進行すると熱膨張することによって挿脱部材をワックス収容部から押し出す。ワックス収容部は、挿脱部材を押し出すことにより、スプリングの弾性力に抗して鍔とともに上昇する。これにより収縮バッグが膨張することができるスペースが形成される。上昇した鍔にはピンが掛合し、ワックスが冷えて挿脱部材がワックス収容部に収容できる状態となっても鍔及びワックス収容部はその位置に留まる。収縮バッグには、エンジンのオイル経路内を流通する加圧されたオイルが自動的に流入する。収縮バッグ内にオイルが貯留することにより次回のエンジン始動時に備えることができる。
【００１３】
前記ピンは、前記鍔に対し、アクチュエータによって出没する構成とすることができる（請求項４）。アクチュエータの動作を制御することにより、任意の時期に本発明の潤滑装置によるオイルの供給を行うことができる。例えば、運転席側のドアの開錠がされたこと、運転席側のドアが開けられたこと、運転席のシートに着席したこと、エンジンスタートのためにキーシリンダーにキーが差し込まれたこと、イグニションがＯＮ状態とされたこと等、その動作に引き続いてエンジン始動動作が行われることが予測される行動を検知することができるセンサの信号に基づいてアクチュエータを動作させることができる。
【００１４】
クランクシャフトは、その回転し始めに油膜が薄く、フリクションが大きくなり易い。そこで、前記連通部は、前記収縮バッグとクランクシャフト周辺へのオイル供給路へ分岐する前記オイル経路とを連通する構成とすることができる（請求項５）。
【００１５】
また、前記収縮バッグは、断熱構造を備えた構成とすることにより、温度の高いオイルを潤滑部に供給し、よりフリクションの低減を図ることができる（請求項６）。なお、収縮バッグの素材としては、各種ゴム材、ナイロンポリエチレンを採用することができる。これらの素材は、柔軟性を有し、収縮バッグに用いることにより、収縮バッグを収縮させてオイルの貯留、排出をすることができる。これらの素材の耐熱温度は１２０℃程度であるが、収縮バッグは、以下で説明するようにエンジンの外部に配置されるので、耐熱性に関する問題はない。また、耐熱性を重視する場合は、ポリエーテルイミド等も採用することができる。
【００１６】
このような潤滑装置をシリンダブロックの側壁に装着することにより、本発明のエンジンとすることができる（請求項７）。本発明の潤滑装置の作動には、ワックスが受熱して膨張することが必要である。そこで、シリンダブロックの側壁に潤滑装置を装着するようにすれば、エンジンの発する熱によりワックスを膨張させ、オイル経路内の油圧により収縮バッグ内にオイルを貯留することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の潤滑装置は、ポンプを用いることなくクランクシャフト等へオイルを供給することができるので、クランクシャフト等の回転初期のフリクションを低減することができる。
【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、本発明の潤滑装置１を組み込んだエンジン２の概略構成を示した説明図である。また、図２は、エンジン２のクランクシャフト３の周辺をその上方から見た状態を示す説明図である。エンジン２は、シリンダブロック４にシリンダヘッド５とオイルパン６が組み付けられている。シリンダブロック４の下端にはクランクシャフト３が配置されている。また、シリンダブロック４内には、コンロッド７を介してクランクシャフト３と接続されたピストン８が収容されている。シリンダブロック４には、本発明におけるオイル経路に相当するメインギャラリ９が形成されている。このメインギャラリ９からは、クランクシャフト３へオイルを供給するオイル供給路１０が分岐している。オイル供給路１０は、クランクシャフト３のジャーナル３ａへ向かって延びている。オイルパン６内には、ストレーナ１１が配置されている。図示しないオイルポンプによりストレーナ１１から吸い上げられたオイルは、メインギャラリ９等のオイル経路に供給される。
【００２０】
シリンダブロック４の側壁４ａには、オイル供給装置１２が装着されている。図３は、オイル供給装置１２の分解説明図である。オイル供給装置１２は、フレーム１３、このフレーム１３の下縁に立設された挿脱部材１４を備えている。また、鍔１５と一体となったワックス収容部１６を備えている。鍔１５の端部には、鍔１５から垂直に立設する壁体１７が設けられている。ワックス収容部１６内には、熱膨張するワックスが収容されている。このようなワックス収容部１６は、下部から挿脱部材１４が挿入されてフレーム１３に組み付けられる。フレーム１３の上縁と鍔１５との間にはスプリング１８が挟持される。また、フレーム１３の下縁と鍔１５との間には収縮バッグ１９が装着される。収縮バッグ１９は側面が蛇腹状に形成されるとともに、中心部に空間１９ａが形成されたドーナツ状をなしている。空間１９ａには挿脱部材１４が挿通される。また、収縮バッグ１９は、メインギャラリ９へ接続される連通部を形成する連通パイプ１９ｂを備えている。収縮バッグ１９は、断熱素材を用いた断熱構造を有している。なお、スプリング１８と鍔部１５が本発明における収縮バッグ１９の圧縮手段を構成している。
【００２１】
フレーム１３の側部には本発明における保持手段に相当する鍔保持装置２０が装着されている。鍔保持装置２０は、アクチュエータ２２により動作するピン２１を備えている。ピン２１には掛合部２４が形成されており、この掛合部２４とアクチュエータ２２との間にスプリング２３が装着されている。このような鍔保持装置２０は、アクチュエータ２２がＯＮ状態となるとピン２１が引き込まれ、アクチュエータ２２がＯＦＦ状態となると、スプリング２３の付勢力により、元の位置に復帰する。アクチュエータ２２には、ＥＣＵ（Electronic  control  unit）２５が電気的に接続されている。ＥＣＵ２５には、イグニション２６が接続されており、イグニション２６のＯＮ／ＯＦＦ信号を受け取って、この信号に基づいてアクチュエータ２２へ作動指令を発する。ピン２１は、鍔１５が上昇した状態で鍔１５側に迫り出すことで鍔１５の下側に掛合し、スプリング１８の付勢力によって下方に押圧される鍔１５を、収縮バッグ１９を圧縮しない状態に保持する。なお、ワックス収容部１６内のワックスが膨張しているときには、挿脱部材１４がワックス収容部１６から押し出され、ワックス収容部１６と一体となった鍔１５を上方に保持することができる。しかし、ワックスが収縮すると挿脱部材１４は、ワックス収容部１６内に収容可能となり、鍔１５は下降可能な状態となる。そこで、ピン２１を鍔１５の下側に掛合させることにより、鍔１５を上方に留めておくことができる。
【００２２】
以上のように構成される潤滑装置１の動作を図４乃至図６に示したオイル供給装置２０の状態の変化を中心に説明する。図４は、冷間時及びオイル吸込完了時の状態を示している。ただし、冷間時と、オイル吸込完了時では、ワックス収容部１６内のワックスの状態が異なっている。すなわち、オイル吸込完了時のワックスは膨張状態にあり、冷間時のワックスは通常状態にある。このため、冷間時には、挿脱部材１４はワックス収容部１６内の深い位置まで挿入可能な状態となっている。ＥＣＵ２５は、イグニション２６のＯＮ信号を受けると、即座にアクチュエータ２２へ作動指令を発する。アクチュエータ２２に通電され、アクチュエータ２２が作動すると、ピン２１はスプリング２３の付勢力に抗してアクチュエータ２２側に引き込まれる。これにより、ピン２１と鍔１５との掛合状態が解除される。ピン２１との掛合状態が解除された鍔１５は、スプリング１８の弾性力によって下方に押し出される。このとき、ワックス収容部１６内のワックスは膨張していないので、挿脱部材１４を内部に収容することができ、鍔１５が下降することに対する障害とはならない。押し出された鍔１５は、収縮バッグ１９を押圧し、内部の保温されたオイルを、連通パイプ１９ｂを通じてメインギャラリ９へ圧送する。オイルが圧送され、収縮バッグ１９が押し潰された状態を図５に示す。メインギャラリ９へ圧送されたオイルは、オイル供給路１０を通じてクランクシャフト３のジャーナル３ａへ供給される。この後、エンジン２が始動すれば、クランクシャフト３周辺にオイルが供給された状態でクランクシャフト３が回転を始めることになる。このとき、クランクシャフト３におけるフリクションは低減されている。なお、アクチュエータ２２は、ピン２１を引き込み、一旦、鍔１５が下降を開始すればピン２１は、壁体１７に当接する状態となるので、ピン２１は、引き込まれた状態が維持される。このため、ピン２１が壁体１７と重なり、当接するようになれば、アクチュエータ２２の通電は解除してよい。
【００２３】
エンジン２が稼動状態となると、メインギャラリ９を含むオイル経路にはオイルポンプにより送油され、オイル経路内の油圧は上昇する。しかし、暖機が進行していない段階では、ワックス収容部１６内のワックスが膨張しておらず、鍔１５はスプリング１８によって押圧されている。このため、収縮バッグ１９は膨らむことができず、内部にオイルが流入することができない。その後、暖機が進行し、ワックス収容部１６内のワックスが膨張し始めると、挿脱部材１４は、ワックス収容部１６から押し出され始める。すると、ワックス収容部１６と一体となった鍔１５は、図６に示すように徐々に上昇し始める。鍔１５が上昇すると、鍔１５とフレーム１３の下縁との間にスペースが生まれる。このようなスペースが生まれると、収縮バッグ１９は膨らむことができる。このため、メインギャラリ９内の油圧が上昇していると、メインギャラリ９内のオイルが収縮バッグ１９内に流入し、収縮バッグ１９を膨らませる。
【００２４】
エンジン２の暖機がさらに進行し、ワックス収容部１６の受熱量が増加すると、ワックスはさらに膨張し、挿脱部材１４を押し出して、スプリング１８の付勢力に抗して鍔１５及びワックス収容部１６を上昇させる。鍔１５と一体となった壁体の位置が、ピン２１の位置よりも上側となる位置まで上昇すると、スプリング２３によって鍔１５側に付勢されているピン２１が迫り出す。この結果、再び図４に示すように迫り出したピン２１と鍔１５とが掛合した状態となる。これにより、鍔１５は、この位置を維持できるようになる。すなわち、エンジン２が停止し、ワックスが膨張状態から通常状態へ戻っても鍔１５の位置は保持される。エンジン２が停止し、再び冷間状態となっても収縮バッグ１９内には暖機が進行した際に高温となったオイルが貯留、保温されているので、次回の冷間始動時に備えることができる。なお、一旦エンジン２を停止したときであっても、ワックスが冷却され、通常状態となっていないときは、エンジン２の再始動時にアクチュエータ２２が作動しても挿脱部材１４はワックス収容部１６内に収容されることがない。従って、鍔１５は下降することができず、収縮バッグ１９が押圧されてオイルが圧送されることはない。
【００２５】
以上説明したように、本発明の潤滑装置１によれば、オイルポンプを用いることなく潤滑部へオイル供給をすることができる。また、このようなオイル供給は、エンジン始動前に行うことができるので、クランクシャフト３等が回転し始めるときには当該箇所に油膜を形成しておくことができ、良好な潤滑特性を得ることができる。
【００２６】
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。例えば、連通パイプ１９ｂに逆止弁を装着して収縮バッグ１９内のオイルが漏れ出ることを防止する構成とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の潤滑装置を組み込んだエンジンの概略構成を示した説明図である。
【図２】エンジンのクランクシャフトの周辺をその上方から見た状態を示す説明図である。
【図３】オイル供給装置の分解説明図である。
【図４】冷間時及びオイル吸込完了時のオイル供給装置の状態を示した説明図である。
【図５】ピンと鍔との掛合が解除され、収縮バッグが押し潰されてオイルが圧送された状態を示す説明図である。
【図６】鍔が上昇し、収縮バッグ内にオイルが流入する状態を示す説明図である。
【符号の説明】
【００２８】
１  潤滑装置
２  エンジン
３  クランクシャフト
３ａ  ジャーナル
４  シリンダブロック
５  シリンダヘッド
６  オイルパン
７  コンロッド
８  ピストン
９  メインギャラリ
１０  オイル供給路
１１  ストレーナ
１２  オイル供給装置
１３  フレーム
１４  挿脱部材
１５  鍔
１６  ワックス収容部
１７  壁体
１８  スプリング
１９  収縮バッグ
２０  鍔保持装置
２１  ピン
２２  アクチュエータ
２５  ＥＣＵ
２６  イグニション
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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