エンジンオイル循環装置
【課題】オイルタンクの油量を適切に保持し、始動時におけるオイル循環ポンプの各部の摩耗や焼付きの発生が防止できるエンジンオイル循環装置を提供する。
【解決手段】オイルパン１５に貯留されたオイルをオイル通路を介して潤滑部に送るオイル供給ポンプ２１と、ターボ過給機９０を潤滑したオイルを回収するオイルタンク１７と、オイルタンク１７からオイル吸引通路２９を介して吸引しかつオイルパン１５に送り出すオイル循環ポンプ３１を備え、オイル供給ポンプ２１の作動によるオイル通路の油圧上昇に応動してロータ収容部４１にオイルを供給し、かつオイル供給ポンプ２１の作動停止よるオイル通路の油圧低下に応動してロータ収容部４１内から退避してオイル潤滑路内のオイルとロータ収容部４１内のオイルを空気を介在して分離するバルブ７０を設ける。
【解決手段】オイルパン１５に貯留されたオイルをオイル通路を介して潤滑部に送るオイル供給ポンプ２１と、ターボ過給機９０を潤滑したオイルを回収するオイルタンク１７と、オイルタンク１７からオイル吸引通路２９を介して吸引しかつオイルパン１５に送り出すオイル循環ポンプ３１を備え、オイル供給ポンプ２１の作動によるオイル通路の油圧上昇に応動してロータ収容部４１にオイルを供給し、かつオイル供給ポンプ２１の作動停止よるオイル通路の油圧低下に応動してロータ収容部４１内から退避してオイル潤滑路内のオイルとロータ収容部４１内のオイルを空気を介在して分離するバルブ７０を設ける。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンのオイル循環装置に関し、特にオイルを循環させるポンプの信頼性を確保するエンジンオイル循環装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、ターボ過給機を備える車両用エンジンは、エンジン本体の内部に配置されたオイル供給ポンプによってクランクケースの直下に取り付けられたオイルパン内のオイルを吸い上げて動弁機構等の潤滑部に供給し、潤滑部の潤滑に使用されたオイルは再びオイルパンに回収される。一方、潤滑部の潤滑に使用されたオイルの一部はエンジン本体の下方に配置されたターボ過給機に供給され、ターボ過給機の潤滑及び冷却に使用されたオイルはターボ過給機の下方に配設されたオイルタンクに回収された後に、オイルタンクに接続されたオイル吸入通路を介してスカベンジングポンプ等のオイル循環ポンプによって吸い上げられてオイルパンに送られる。
【０００３】
しかし、この種のオイルタンク及びオイル循環ポンプを備えたエンジンにおいては、車両の傾斜路走行時や旋回走行時にオイルタンク内のオイルが一方側に偏在し、オイルタンクに接続されたオイル吸入通路の吸込口が空気中に露出する状態になると、オイル循環ポンプ内にオイルが導入されなくなりオイルの循環動作が円滑に行えなくなるばかりでなく、オイル循環ポンプ内の摺動部の潤滑性が悪化してポンプ構成部品の摩耗を招くと共にシール箇所のシール性が確保できなくなり、ポンプの信頼性を損なうことが懸念される。
【０００４】
この対策として、例えば特許文献１には、オイル供給ポンプの吐出口側とオイル循環ポンプの吸込口側との間をバイパス管により接続して、エンジン運転時にオイル供給ポンプ側からオイル循環ポンプ側にオイルを供給してオイル循環ポンプのポンプ室内に常にオイルを存在させて、ポンプ機構の各摺動部の潤滑性やシール箇所のシール性を確保する技術が開示されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−２６６２３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献１によると、オイル供給ポンプの吐出口側とオイル循環ポンプの吸込口側との間をバイパス管により接続してオイル供給ポンプ側からオイル循環ポンプ側にオイルを供給することから、車両の傾斜路走行時や旋回走行時にオイルタンク内のオイルが一方側に偏在してオイル吸入通路の吸込口が空気中に露出する状態においても、オイル供給ポンプ側からオイル循環ポンプ側にオイルが供給されてポンプ機構の各摺動部の潤滑性やシール箇所のシール性が確保できる。
【０００７】
しかし、エンジンの停止時に、停止したオイル循環ポンプ内に残存するオイルがオイルタンク側に流下すると、その流下するオイルに起因するサイフォン現象によってオイル循環ポンプ内を介してオイルギャラリ及びオイル供給ポンプ、更にはオイルパン内のオイルがバイパス管及び停止した循環ポンプ等を介してオイルタンク側に戻されることが懸念される。
【０００８】
これによりオイルタンク内のオイルがオーバフローしてターボ過給機、例えばターボ軸受部等からオイル洩れに至る要因となる。また、オイル循環ポンプ内に配置されたポンプ機構の各摺動部には、油膜が十分に形成されず潤滑不足となり再始動時に該部に摩耗や焼付きが発生する要因となる。特に、オイルタンクとオイル循環ポンプとの間に高低差があると、オイル循環ポンプとオイルタンクを結ぶオイル吸入通路が長く、オイル循環ポンプの始動からオイルタンク内のオイルがオイル循環ポンプに供給されるまでのタイムラグが大きくなり、オイル循環ポンプの潤滑不足により摩耗や焼付きの発生が懸念される。
【０００９】
従って、かかる点に鑑みなされた本発明の目的は、オイルタンクの油量を適切に保持し、始動時におけるオイル循環ポンプの各部の摩耗や焼付きの発生を防止するエンジンオイル循環装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成する請求項１に記載のエンジンオイル循環装置の発明は、オイルを貯留するオイル貯留部と、該オイル貯留部に貯留されたオイルをオイル通路を介して潤滑部に送るオイル供給ポンプと、上記潤滑部を潤滑したオイルを回収するオイルタンクと、該オイルタンク内のオイルを吸引しかつオイル貯留部に送り出すポンプ機構がポンプ機構収容部に収容されたオイル循環ポンプを備えたオイル循環装置において、上記オイル供給ポンプの作動による油圧上昇に応動してポンプ機構収容部内に突出して連通し、オイル供給ポンプの作動停止よるオイル通路の油圧低下に応動してポンプ機構収容部内から退避するバルブを備えたことを特徴とする。
【００１１】
この発明によると、エンジンが停止された時には、オイル供給ポンプの停止によるオイル通路内の油圧低下に伴い、バルブがポンプ機構収容部内から退避してオイル供給が停止すると共にオイル通路のオイルとポンプ機構収容部内にオイルが空気を介在して分離されることから、オイル循環ポンプ内のオイルがオイル吸入通路を介してオイルタンク側に流下してもそのサイフォン現象によってオイル通路内のオイルが吸い出されることなく、オイルタンクの油量が適切に保持されてオイルタンクのオイルがオーバフローすることが防止できる。
【００１２】
一方、エンジンの始動後瞬時にオイル供給ポンプからオイル通路を介してポンプ機構収容部内に突出するバルブのオイル孔からポンプ機構収容部内にオイルが噴出して供給され、オイル循環ポンプの始動からオイルタンク内のオイルがオイル吸入通路を介してオイル循環ポンプに供給されるまでにタイムラグがある場合でも、始動後迅速にポンプ機構収容部内の摺動部が潤滑されて始動時における各部の摩耗や焼付きの発生が防止できる。また、ポンプ機構収容部内にオイルが供給されることでポンプ摺動部の密閉性が向上し、オイルの吸い上げが迅速に開始する。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、請求項１のエンジンオイル循環装置において、上記オイル循環ポンプは、上記ポンプ機構収容部に連通するオイル導入通路を備え、上記オイル通路は、上記オイル導入通路と連通するギャラリを備え、上記バルブは、上記オイル導入通路内に摺動自在に嵌装されて上記オイル供給ポンプの作動による上記ギャラリから供給される油圧上昇によって上記オイル導入通路内を前進移動して上記ポンプ機構収容部内に突出して連通する一方、上記オイル供給ポンプの作動停止による上記ギャラリ内の油圧低下によって上記オイル導入通路内を後退移動して上記ポンプ機構収容部内から後退するバルブ本体を備えたことを特徴とする。
【００１４】
この発明によると、エンジンが停止された時には、オイル供給ポンプの停止によるオイルギャラリ内の油圧低下に伴いバルブ本体がオイル導入通路内を後退移動してポンプ機構収容部内から退避してオイル導入通路内のオイルとポンプ機構収容部内のオイルが空気を介在して分離され、オイル循環ポンプ内のオイルがオイル吸入通路を介してオイルタンク側に流下してもサイフォン現象によってオイル導入通路及びオイルギャラリ内のオイルが吸い出されることなく、オイルタンク内の油量は適切に保持される。一方、エンジンの始動後瞬時にバルブ本体がオイル導入孔内を前進移動してポンプ機構収容部内に突出してポンプ機構収容部内にオイルを供給することができ、始動後迅速にポンプ機構収容部内の摺動部が潤滑されて始動時における各部の摩耗や焼付きの発生が防止できる。
【００１５】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２のエンジンオイル循環装置において、上記オイルタンクは、上記オイル貯留部に貯留されるオイルの油面より下方に位置し、上記オイル循環ポンプはスカベンジングポンプであり、上記オイル供給ポンプはフィードポンプであることを特徴とする。
【００１６】
この発明によると、停止状態から再始動されるとき、オイル通路を介してオイル循環ポンプ内に供給されるオイルによって、ポンプ機構収容部内の摺動部に油膜が確実に形成され、摺動部の摩耗や焼付きを確実に防止できる。更に、再始動直後瞬時にオイル通路から供給されるオイルがオイルタンクからオイル供給通路を介してポンプ機構収容部内に供給されるオイルの呼び水となり、再始動直後の吸上げ性能を確保することも可能となる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によると、エンジンが停止された時にはオイル供給ポンプの停止によるオイル通路内の油圧低下に伴い、オイル通路からオイル循環ポンプのポンプ機構収容部へのオイル供給が停止すると共にオイル通路内のオイルとポンプ機構収容部内のオイルが空気を介在して分離され、オイル循環ポンプ内のオイルがオイルタンク側に流下してもサイフォン現象によってオイル導入通路内のオイルが吸い出されることがなくなり、オイルタンク内の油量が適切に保持される。
【００１８】
一方、エンジンの始動後瞬時にオイル供給ポンプからオイル通路を介してオイル循環ポンプのポンプ機構収容部内にオイルが供給され、始動後迅速にポンプ機構収容部内の摺動部が潤滑されて始動時における各部の摩耗や焼付きの発生が防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明によるエンジンのオイル循環装置の実施の形態を、縦置き配置された車両用水平対向式エンジンを例に図１乃至図７を参照して説明する。
【００２０】
図１は、水平対向式エンジンの概略を示す一部断面正面図であり、図２は模式的に示す説明図である。
【００２１】
図１及び図２に示すようにエンジン１０は、エンジン本体１１の中央に配置されたクランクケース１２に左右のバンク１３Ｌ、１３Ｒが設けられている。クランクケース１２の直下にオイル貯留部となるオイルパン１５が取り付けられ、一方のバンク、例えば右のバンク１３Ｒの下面にターボ過給機９０が配置される。ターボ過給機９０はオイルパン１５内のオイルＯＬの油面Ｌａより下方に位置している。
【００２２】
エンジン本体１１の内部にエンジン１０の始動と共に作動するフィードポンプによるオイル供給ポンプ２１が配置され、オイル供給ポンプ２１の吸込側となるオイルストレーナ２２及びオイル吸引通路２３を介してオイルパン１５内のオイルＯＬを吸引し、オイルＯＬをエンジン本体１１内のオイルギャラリから各潤滑部に圧送すると共に、一部を分岐してターボ過給機９０の潤滑及び冷却のためにターボ過給機９０のオイル入口９１に送油するオイル通路が形成されている。
【００２３】
ターボ過給機９０の下部に開口するオイル出口９２が、オイルドレン連通路１６を介してオイルタンク１７の上部に連通し、オイルタンク１７の下部はオイル吸入通路２９を介してオイル循環ポンプ３１の吸入ポート４７に連通し、オイル循環ポンプ３１の吐出ポート４２がシリンダヘッド１４Ｌに形成されたオイル吐出通路となるカムシャフト孔１４ｂ及びバンク１３Ｌに形成されたドレン通路１３ｂを介在してオイルパン１５に連通する。また、オイルタンク１７の上部は、圧力調整パイプ２７によって常時正圧に維持されるクランクケース１２内に連通している。
【００２４】
このオイル循環ポンプ３１は、左側のバンク１３Ｌのシリンダヘッド１４Ｌに配設され、シリンダヘッド１４Ｌに配置された動弁機構６５Ｌの図示しないカムシャフトに動力伝達可能に連結されて駆動される。
【００２５】
オイル循環ポンプ３１の概要を図３乃至６を参照して説明する。図３はオイル循環ポンプ３１の概要を示す断面図、図４はオイル循環ポンプ３１のポンプハウジング部３５の概要を示す図３のＩ−Ｉ線断面図である。なお、図４にはインナロータ３３及びアウタロータ３４等は仮想線で示されている。
【００２６】
オイル循環ポンプ３１は、内接形歯車タイプのスカベンジングポンプであって、一端部が動弁機構６５Ｌの図示しないカムシャフトに動力伝達可能に連結される駆動軸３２と、駆動軸３２の他端部に結合されたポンプ機構となるインナロータ３３と、アウタロータ３４と、インナロータ３３及びアウタロータ３４を収容するポンプ機構収容部となるロータ収容部４１が形成されるポンプハウジング部３５を有し、ポンプハウジング部３５はポンプハウジング部３６とポンプカバー部４５から形成される。
【００２７】
ポンプハウジング部３６は、図３及び図４に示すようにシリンダヘッド１４Ｌの側面１４ａに端面３７ａが当接して取り付けられる板状のベース部３７及びベース部３７から有底円筒状に突出してカムシャフト孔１４ｂに嵌入する突部３８を有し、突部３８の中央部に駆動軸３２が貫通する駆動軸孔３９が形成されている。ベース部３７にシリンダヘッド１４Ｌの側面１４ａに開口するギャラリ６８に連通するオイル供給孔４０が形成される。
【００２８】
ポンプハウジング部３６には、ベース部３７の第１接合面３７ｂに開口し周面４１ａ及び底面４１ｂを有するロータ収容部４１が形成され、底面４１ｂに駆動軸孔３９が連続形成されている。ロータ収容部４１の底面４１ｂから突部３８の先端に連通する吐出ポート４２が形成されている。更に、ポンプハウジング部３６には、オイル供給孔４０とロータ収容部４１とを連通するオイル導入孔５０が形成される。
【００２９】
ポンプカバー部４５は、ポンプハウジング部３６のベース部３７の形状に倣った板状でポンプハウジング部３６のベース部３７の第１接合面３７ｂに接合可能な第２接合面４６ｂを有するベース部４６及びポンプハウジング部３６に形成されたロータ収容部４１に対応した第２接合面４６ｂの部位から外部に連通する吸入ポート４７が形成されている。このオイル導入孔５０、吐出ポート４２及び吸入ポート４７の詳細については後述する。
【００３０】
これらポンプハウジング部３６に形成されたベース部３７の第１接合面３７ｂと、ポンプカバー部材４５のベース部４６の第２接合面４６ｂとを対向させて図示しないボルト結合することによってポンプハウジング部３６にポンプカバー部４５が取り付けられてポンプハウジング部３６に形成されたロータ収容部４１の開口がポンプカバー部４５により閉塞されたポンプハウジング部３５が形成される。このように構成されたハウジング部３５は、オイル導入孔５０及び吐出ポート４２が近接してロータ収容部４１の上部に開口し吸入ポート４２がロータ収容部４１の下部に開口し、かつオイル導入孔５０と吸入ポート４７、吐出ポート４２とが直接的に連通することなく、互いにロータ収容部４１を介在して連通する。
【００３１】
インナロータ３３は、駆動軸３２の他端に嵌合して同軸上に固着させる軸孔３３ｂを有し、外周に複数個、例えば６個の歯部３３ａが等間隔で周方向に沿って形成されている。この歯部３３ａの歯形は、例えばトロコイド歯形に形成されている。
【００３２】
アウタロータ３４は、インナロータ３３の中心軸に対し、所定の偏心量をもってポンプハウジング部３６のロータ収容部４１内に回転自在に配置され、アウタロータ３４の半径方向の移動は、その外周面３４ｂがロータ収容部４１の周面４１ａに摺動自在に嵌合することによって規制され、軸方向の移動は両端面がロータ収容部４１の底面４１ｂとポンプカバー部材４５の第２接合面４６ａとに摺動自在に当接することによって規制される。アウタロータ３４の内周には、インナロータ３３の歯部３３ａと噛み合う複数個、例えば７個の歯溝３４ａが周方向に等間隔で形成されている。そして、インナロータ３３が矢印方向に回転されるとき、アウタロータ３４はインナロータ３３の回転に伴って相対的に同方向にロータ収容部４１内で回転する。
【００３３】
アウタロータ３４の歯溝３４ａとインナロータ３３の隣り合う歯部３３ａとに囲まれる空間によって複数の閉込部が形成され、各閉込部の容積はインナロータ３３の回転によって変化する。この閉込部の容積が増加する部位に対応してポンプカバー部４５の吸入ポート４７が開口している。一方、閉込部の容積が減少する部位に対応してポンプハウジング部材３６の吐出ポート４２が開口している。更に、ロータ収容部４１に開口するオイル導入通路５０にバルブ７０が配設される。
【００３４】
図５及び図６を参照してオイル導入通路５０にバルブ７０が配設されるバルブ機構を説明する。
【００３５】
オイル導入通路５０の先端には、円筒状のバルブ嵌合部５０ａ及びネジ部５０ｂが形成される。更に、このネジ部５０ｂに螺合するネジ部が形成され筒部５１ａ及びフランジ部５１ｂが一体形成されると共に軸芯に沿ってバルブガイド孔５１ｃが穿設されたストッパ部材５１を備える。
【００３６】
バルブ７０は、バルブ本体７１及び付勢手段となるスプリング８１を備えている。バルブ本体７１は、ノズル本体７２とノズルピース７７によって構成される。ノズル本体７２は、オイル導入通路５０のバルブ嵌合部５０ａより小径の円柱状に形成され基部７２ａ、基部７２ａに環状の段部７２ｂを介して連続形成されてバルブ嵌合部５０ａに摺動自在に嵌合する大径の嵌合部７２ｃ、嵌合部７２ｃに段部７２ｄを介して連続形成される円柱状のガイド部７２ｅが同軸上に連続形成された略円柱状に形成される。
【００３７】
ノズル本体７２の基部７２ａに、その外周に開口部７４ａが開口する比較的大径のオイル導入孔７４が穿設され、更にノズル本体７２の軸心に沿って延在して基端がオイル導入孔７４に連通し先端がガイド部７２ｅの先端面７２ｆに開口する比較的小径でオリフィス状のオイル通路孔７５が穿設されている。先端面７２ｆにオイル通路孔７５と同軸上のネジ孔７６が形成される。
【００３８】
ノズルピース７７は、ストッパ部材５１に形成されたバルブガイド孔５１ｃに挿入可能な外径を有する円柱状のノズル部７８及びノズル本体７２のネジ孔７６に螺合するネジ部７９が一体形成される。更にノズルピース７７の軸心に沿ってネジ部７９からノズル部７８の先端７８ａに亘って貫通するノズル孔８０が穿設されている。
【００３９】
このノズルピース７７のネジ部７９をノズル本体７２のネジ孔７６に螺合してノズル本体７２のガイド部７２ｅに取り付けることによって、ノズル本体７２とノズルピース７７とが一体結合されたバルブ本体７１が形成される。また、オイル導入孔７４、オイル通路７６、ノズル孔８０によって基端７２ａから先端７８ａに連通するオイル孔７３が形成される。
【００４０】
このバルブ本体７１は、図４及び図７に示すように、その嵌合部７２ｃがバルブ嵌合部５０ａに嵌合し、かつガイド部７２ｅがストッパ部材５１のバルブガイド孔５１ｃに嵌合してオイル導入通路５０に装着され、バルブ本体７１の段部７２ｄとストッパ部材５１の端部５１ｃとの間にスプリング８１が装着される。
【００４１】
このように構成されたバルブ７０は、オイル供給孔４０を介してオイル導入通路５０へのオイルＯＬの供給が停止し、油圧が作用していない状態では、図４に示すようにスプリング８１の伸長によってバルブ本体７１がオイル導入通路５０内に押し込まれた後、後退位置に保持され、ノズルピース７７がロータ収容部４１から退避した状態に保持される。一方、オイル導入通路５０にオイルＯＬが供給されると、バルブ本体７１の基部７２ａ及び段部７２ｂに上昇した油圧が作用し、図６に示すようにスプリング８１の付勢力に抗してスプリング８１を収縮させつつバルブ本体７１が前進移動し、スプリング８１が最も収縮した前進位置に保持される。この前進位置においてはノズルピース７７がストッパ部材５１のバルブガイド孔５１ｃからロータ収容部４１内に突出すると共に、オイル導入通路５０内のオイルＯＬがバルブ本体７１の基部７２ａに開口する開口部７４ａからオイル導入孔７４に導入され、オイル連通孔７５、ノズル孔８０を経てロータ収容部４１内に噴出して供給される。
【００４２】
図７に示すオイル系統図を参照してオイルＯＬの各部への送油を説明する。エンジンの運転によりエンジン本体１１の内部に配置されたオイル供給ポンプ２１の作動により、オイルパン１５内のオイルＯＬがオイルストレーナ２２及びオイル吸引通路２３を介して吸引されてオイルクーラ６０によって油温が適正化されてクランクケース１２側の左右のメインギャラリ６１Ｌ及び６１Ｒに導かれる。
【００４３】
左側のメインギャラリ６１Ｌに供給されたオイルＯＬは、クランク軸部６３Ｌを潤滑すると共に、メインギャラリ６１Ｌから分岐してギャラリ６４Ｌを介して動弁機構６５Ｌに送油され、動弁機構６５Ｌを潤滑してオイルパン１５に回収される。
【００４４】
右側のメインギャラリ６１Ｒに供給されたオイルＯＬは、クランク軸部６３Ｒを潤滑すると共に、メインギャラリ６１Ｒから分岐して右側のバンク１３Ｒのシリンダヘッド１４Ｒに配置されたギャラリ６４Ｒを介して動弁機構６５Ｒを潤滑し、オイルパン１５に回収される。更に、シリンダヘッド１４Ｒ内でギャラリ６４Ｒから分岐したギャラリ６６を経てオイル連通路６７にオイルＯＬが供給され、オイル通路６７を介してターボ過給機９０のオイル入口９１からターボ過給機９０に供給されて、ターボ過給機９０のタービンホイール側軸受及びコンプレッサホイール側軸受等を潤滑及び冷却したオイルＯＬは、オイル出口９２からオイルドレン連通路１６を介してオイルタンク１７に回収される。
【００４５】
ここで、ターボ過給機９０において、各タービン室内でタービンホイールによって加圧されたエア及びコンプレッサ室内のコンプレッサホイールによって加圧されたエアがセンタハウジング内に漏れ出したターボブローバイガスは高圧であり、オイルドレン連通路１６から高圧でオイルタンク１７内に排出され、オイルタンク１７内を加圧する。一方、オイルタンク１７内はオイルドレン連通路１６からオイルタンク１７に排出されるターボブローバイガスの排出圧力より低圧のクランクケース１２内に圧力調整パイプ２７によって連通されて減圧され、オイルタンク１７に供給されたオイル及びターボブローバイガスはオイルタンク１７の上部よりターボブローバイガスが圧力調整パイプ２７を介してクランクケース１２内に供給される。
【００４６】
一方、エンジンの運転に伴い、回転駆動される動弁機構６５Ｒのカムシャフトに動力伝達可能に連結されたオイル循環ポンプ３１の駆動軸３２が回転駆動され、互いに回転するインナロータ３３の歯部３３ａとアウタロータ３４の歯溝３４ａによって形成される閉込部によって吸入ポート４７からオイル吸入通路２９を介してオイルタンク１７内のオイルが吸引され、吐出ポート４２からカムシャフト孔１４ｂ及びドレン通路１３ｂを介してオイルパン１５内に回収される。
【００４７】
また、ギャラリ６４から分岐したギャラリ６８にオイルが供給され、ギャラリ６８からオイル供給孔４０を介してオイル導入通路５０に供給される。オイル導入通路５０の油圧によりオイル導入通路５０に設けられたバルブ７０は、バルブ本体７１の基部７２ａ及び段部７２ｂに上昇した油圧が作用し、スプリング８１の付勢力に抗してスプリング８１を収縮させつつバルブ本体７１が前進移動しスプリング８１が最も収縮した前進位置に保持される。この前進位置においてはノズルピース７７がストッパ部材５１のバルブガイド孔５１ｃからロータ収容部４１内に突出すると共に、オイル導入通路５０内のオイルＯＬがバルブ本体７１の基部７２ａに開口する開口部７４ａからオイル導入孔７４に導入され、オイル連通孔７５、ノズル孔８０を経てロータ収容部４１内に噴出して供給される。
【００４８】
これにより、車両が傾斜路を走行する場合や旋回に伴って横Ｇ（遠心力）が作用して、オイルタンク１７に貯留されているオイルＯＬがオイルタンク１７の一方に偏在してオイルタンク１７に接続するオイル吸入通路２９の吸込口が空気中に露出する状態となっても、ギャラリ６８側からオイル供給孔４０及びオイル導入通路５０を介してロータ収容部４１内にオイルＯＬが供給され、ロータ収容部４１内のオイルＯＬが存在しなくなるといった状況が生じることはない。その結果、オイル循環ポンプ３１の各摺動部分の潤滑性が悪化してポンプ構成部品の摩耗を招くことがなくなり、また、シール箇所のシール性が損なわれる状態が回避することができてオイル循環ポンプ３１の信頼性が確保できる。
【００４９】
このようにエンジン１０が運転された後に、エンジン１０が停止された時には、エンジン１０の停止に伴い、オイル供給ポンプ２１及びオイル循環ポンプ３１が停止する。
【００５０】
オイル供給ポンプ２１の停止によりギャラリ６８からオイル供給孔４０へのオイル供給が停止してオイル導入通路５０内の油圧が低下する。オイル導入通路５０内の油圧低下に伴い、バルブ本体７１の基部７２ａ及び段部７２ｂへの油圧作用が減少してスプリング８１の付勢力によりバルブ本体７１が前進位置から後退位置に移動してノズルピース７７がロータ収容部４１内から退避する。一方、オイル循環ポンプ３１の停止に伴いロータ収容部４１内に残存するオイルの一部は吐出ポート４７から流出してロータ収容部４１の上部に空気が存在する。
【００５１】
これにより、ノズルピース７７とロータ収容部４１内に残存するオイルとが空気を介在して互いに分離される。
【００５２】
このオイル導入通路５０内のオイルとロータ収容部４１内のオイルとの分離によりロータ収容部４１内に残存するオイルがオイル供給通路２９を介してオイルタンク１７側に流下しても、その流下するオイルに起因するサイフォン現象によるオイル導入通路５０及びオイル供給孔４０を介してギャラリ内のオイルの吸い出しがなくなる。そのためオイルタンク１７内のオイルが過剰に増大することなく適切な油量が保持されてオイルタンク１７からオーバーフローしてターボ過給機９０からオイルが漏れ出す等の不具合が防止できる。
【００５３】
ここで、停止状態からエンジン１０を再始動されると、エンジン１０の始動に伴い、回転駆動される動弁機構６５Ｌのカムシャフトによってオイル循環ポンプ３１の駆動軸３２が回転駆動され、インナロータ３３とアウタロータ３４が回転してオイル循環ポンプ３１も始動する。一方、エンジン１０の始動により、上記同様にオイル供給ポンプ２１が作動し、オイルＯＬがクランクケース１２内及び左右のメインギャラリ６１Ｌ、６１Ｒ、バンク１３Ｌ、１３Ｒ内のギャラリ６４Ｌ、６４Ｒに導かれてクランク軸部６３Ｌ、６３Ｒ及び動弁機構６５Ｌ、６５ＲにオイルＯＬを供給して潤滑すると共に、再始動後瞬時にギャラリ６４Ｌから分岐したギャラリ６８にもオイルＯＬが供給され、ギャラリ６８からオイル供給孔４０を介してオイル導入通路５０にオイルＯＬが供給される。
【００５４】
オイル導入通路５０へのオイル供給により、オイル導入通路５０に設けられたバルブ７０は、バルブ本体７１の基部７２ａ及び段部７２ｂに上昇した油圧が作用し、スプリング８１の付勢力に抗してバルブ本体７１が前進移動しスプリング８１が最も収縮した前進位置に移動してノズルピース７７がストッパ部材５１のバルブガイド孔５１ｃからロータ収容部４１内に突出すると共に、オイル導入通路５０内のオイルＯＬがバルブ本体７１の基部７２ａに開口する開口部７４ａからオイル導入孔７４に導入され、オイル連通孔７５、ノズル孔８０を経てロータ収容部４１内に供給される。
【００５５】
これにより、停止状態から再始動されるとき、オイルタンク１７内のオイルＯＬがオイル吸入通路２９を経て吸入ポート４７からロータ収容部４１内に導入される前に、再始動直後瞬時にギャラリ６８からオイル供給孔４０、及びオイル導入通路５０を介してロータ収容部４１内に供給されるオイルＯＬによって、インナロータ３３の歯部３３ａとアウタロータ３４の歯溝３４ａとの間の摺動部、及びアウタロータ３４の外周面３４ｂとロータ収容部４１の周面４１ａとの間の摺動部に油膜が確実に形成されることとなる。その結果、再始動時においてインナロータ３３及びアウタロータ３４に関連する摺動部の摩耗や焼付きを確実に防止できる。更に、再始動直後瞬時にギャラリ６８からオイル導入通路５０を介してロータ収容部４１内に供給されるオイルＯＬが呼び水となり、再始動直後の吸上げ性能を確保することも可能となる。
【００５６】
従って、本実施の形態によると、エンジン１０が停止された時には、オイル供給ポンプ２１の停止によるオイル導入通路５０の油圧低下に伴い、オイル導入通路５０からオイル循環ポンプ３１のロータ収容部４１内へのオイル供給が停止すると共に、スプリング８１の付勢力によりバルブ本体７１のノズルピース７７がロータ収容部４１内から退避してオイル導入通路５０とロータ収容部４１のオイルが空気を介在して分離され、ロータ収容部４１内のオイルがオイル吸入通路２９を介してオイルタンク１７側に流下しても、その流下するオイルに起因するサイフォン現象によるオイル導入通路５０及びオイル供給孔４０を介してギャラリ内のオイルの吸い出しがなくなり、オイルタンク１７内のオイルが適切に保持される。
【００５７】
一方、エンジンの始動後瞬時にオイル供給ポンプ２１から圧送されるオイルをギャラリ６８、オイル導入通路５０及びバルブ７０を介してオイル循環ポンプ３１のロータ収容部４１内に供給することができ、オイル循環ポンプ３１より下方に配置されたオイルタンク１７内のオイルがロータ収容部４１に供給されるまでにタイムラグがある場合でも、始動後迅速にロータ収容部４１内のアウタロータ３３やインナロータ３４等の摺動部が潤滑されて始動時における各部の摩耗や焼付きの発生が防止できる。
【００５８】
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されることなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、上記実施の形態ではバルブ本体７１を別体に形成したノズル本体７２とノズルピース７７とにより構成したが、予めノズル本体７２とノズルピール７７を一体に形成することもできる。
【００５９】
また、実施の形態では、駆動軸３２を動弁機構６５Ｌのカムシャフトと動力伝達可能に連結し、カムシャフトの回転によってオイル循環ポンプ３１を駆動する場合を例に説明したが、駆動軸３２を電動モータ等によって駆動することもできる。
【００６０】
上記実施の形態でターボ過給機を備えた水平対向式エンジンを例に説明したが、ターボ過給機を備えたＶ型エンジンや他の形式のエンジンに適用することも、また、他の種々のオイルポンプに適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の実施の形態の概要を示すオイルポンプが装着された水平対向式エンジンの概略を示す一部断面正面図である。
【図２】同じく、模式的に示す説明図である。
【図３】オイル循環ポンプの説明図である。
【図４】図３のＩ−Ｉ線断面図である。
【図５】バルブ機構の作動説明図である。
【図６】バルブ機構の作動説明図である。
【図７】オイル系統図である。
【符号の説明】
【００６２】
１０ エンジン
１５ オイルパン（オイル貯留部）
１７ オイルタンク
２１ オイル供給ポンプ
２３ オイル吸引通路
２９ オイル吸入通路
３１ オイル循環ポンプ
３３ インナロータ（ポンプ機構）
３４ アウタロータ（ポンプ機構）
３５ ポンプハウジング部
４１ ロータ収容部（ポンプ機構収容部）
４２ 吐出ポート
４５ ポンプカバー部
４７ 吸入ポート
５０ オイル導入通路
７０ バルブ
７１ バルブ本体
７２ ノズル本体
７７ ノズルピース
８１ スプリング
７３ オイル孔
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンのオイル循環装置に関し、特にオイルを循環させるポンプの信頼性を確保するエンジンオイル循環装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、ターボ過給機を備える車両用エンジンは、エンジン本体の内部に配置されたオイル供給ポンプによってクランクケースの直下に取り付けられたオイルパン内のオイルを吸い上げて動弁機構等の潤滑部に供給し、潤滑部の潤滑に使用されたオイルは再びオイルパンに回収される。一方、潤滑部の潤滑に使用されたオイルの一部はエンジン本体の下方に配置されたターボ過給機に供給され、ターボ過給機の潤滑及び冷却に使用されたオイルはターボ過給機の下方に配設されたオイルタンクに回収された後に、オイルタンクに接続されたオイル吸入通路を介してスカベンジングポンプ等のオイル循環ポンプによって吸い上げられてオイルパンに送られる。
【０００３】
しかし、この種のオイルタンク及びオイル循環ポンプを備えたエンジンにおいては、車両の傾斜路走行時や旋回走行時にオイルタンク内のオイルが一方側に偏在し、オイルタンクに接続されたオイル吸入通路の吸込口が空気中に露出する状態になると、オイル循環ポンプ内にオイルが導入されなくなりオイルの循環動作が円滑に行えなくなるばかりでなく、オイル循環ポンプ内の摺動部の潤滑性が悪化してポンプ構成部品の摩耗を招くと共にシール箇所のシール性が確保できなくなり、ポンプの信頼性を損なうことが懸念される。
【０００４】
この対策として、例えば特許文献１には、オイル供給ポンプの吐出口側とオイル循環ポンプの吸込口側との間をバイパス管により接続して、エンジン運転時にオイル供給ポンプ側からオイル循環ポンプ側にオイルを供給してオイル循環ポンプのポンプ室内に常にオイルを存在させて、ポンプ機構の各摺動部の潤滑性やシール箇所のシール性を確保する技術が開示されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−２６６２３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献１によると、オイル供給ポンプの吐出口側とオイル循環ポンプの吸込口側との間をバイパス管により接続してオイル供給ポンプ側からオイル循環ポンプ側にオイルを供給することから、車両の傾斜路走行時や旋回走行時にオイルタンク内のオイルが一方側に偏在してオイル吸入通路の吸込口が空気中に露出する状態においても、オイル供給ポンプ側からオイル循環ポンプ側にオイルが供給されてポンプ機構の各摺動部の潤滑性やシール箇所のシール性が確保できる。
【０００７】
しかし、エンジンの停止時に、停止したオイル循環ポンプ内に残存するオイルがオイルタンク側に流下すると、その流下するオイルに起因するサイフォン現象によってオイル循環ポンプ内を介してオイルギャラリ及びオイル供給ポンプ、更にはオイルパン内のオイルがバイパス管及び停止した循環ポンプ等を介してオイルタンク側に戻されることが懸念される。
【０００８】
これによりオイルタンク内のオイルがオーバフローしてターボ過給機、例えばターボ軸受部等からオイル洩れに至る要因となる。また、オイル循環ポンプ内に配置されたポンプ機構の各摺動部には、油膜が十分に形成されず潤滑不足となり再始動時に該部に摩耗や焼付きが発生する要因となる。特に、オイルタンクとオイル循環ポンプとの間に高低差があると、オイル循環ポンプとオイルタンクを結ぶオイル吸入通路が長く、オイル循環ポンプの始動からオイルタンク内のオイルがオイル循環ポンプに供給されるまでのタイムラグが大きくなり、オイル循環ポンプの潤滑不足により摩耗や焼付きの発生が懸念される。
【０００９】
従って、かかる点に鑑みなされた本発明の目的は、オイルタンクの油量を適切に保持し、始動時におけるオイル循環ポンプの各部の摩耗や焼付きの発生を防止するエンジンオイル循環装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成する請求項１に記載のエンジンオイル循環装置の発明は、オイルを貯留するオイル貯留部と、該オイル貯留部に貯留されたオイルをオイル通路を介して潤滑部に送るオイル供給ポンプと、上記潤滑部を潤滑したオイルを回収するオイルタンクと、該オイルタンク内のオイルを吸引しかつオイル貯留部に送り出すポンプ機構がポンプ機構収容部に収容されたオイル循環ポンプを備えたオイル循環装置において、上記オイル供給ポンプの作動による油圧上昇に応動してポンプ機構収容部内に突出して連通し、オイル供給ポンプの作動停止よるオイル通路の油圧低下に応動してポンプ機構収容部内から退避するバルブを備えたことを特徴とする。
【００１１】
この発明によると、エンジンが停止された時には、オイル供給ポンプの停止によるオイル通路内の油圧低下に伴い、バルブがポンプ機構収容部内から退避してオイル供給が停止すると共にオイル通路のオイルとポンプ機構収容部内にオイルが空気を介在して分離されることから、オイル循環ポンプ内のオイルがオイル吸入通路を介してオイルタンク側に流下してもそのサイフォン現象によってオイル通路内のオイルが吸い出されることなく、オイルタンクの油量が適切に保持されてオイルタンクのオイルがオーバフローすることが防止できる。
【００１２】
一方、エンジンの始動後瞬時にオイル供給ポンプからオイル通路を介してポンプ機構収容部内に突出するバルブのオイル孔からポンプ機構収容部内にオイルが噴出して供給され、オイル循環ポンプの始動からオイルタンク内のオイルがオイル吸入通路を介してオイル循環ポンプに供給されるまでにタイムラグがある場合でも、始動後迅速にポンプ機構収容部内の摺動部が潤滑されて始動時における各部の摩耗や焼付きの発生が防止できる。また、ポンプ機構収容部内にオイルが供給されることでポンプ摺動部の密閉性が向上し、オイルの吸い上げが迅速に開始する。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、請求項１のエンジンオイル循環装置において、上記オイル循環ポンプは、上記ポンプ機構収容部に連通するオイル導入通路を備え、上記オイル通路は、上記オイル導入通路と連通するギャラリを備え、上記バルブは、上記オイル導入通路内に摺動自在に嵌装されて上記オイル供給ポンプの作動による上記ギャラリから供給される油圧上昇によって上記オイル導入通路内を前進移動して上記ポンプ機構収容部内に突出して連通する一方、上記オイル供給ポンプの作動停止による上記ギャラリ内の油圧低下によって上記オイル導入通路内を後退移動して上記ポンプ機構収容部内から後退するバルブ本体を備えたことを特徴とする。
【００１４】
この発明によると、エンジンが停止された時には、オイル供給ポンプの停止によるオイルギャラリ内の油圧低下に伴いバルブ本体がオイル導入通路内を後退移動してポンプ機構収容部内から退避してオイル導入通路内のオイルとポンプ機構収容部内のオイルが空気を介在して分離され、オイル循環ポンプ内のオイルがオイル吸入通路を介してオイルタンク側に流下してもサイフォン現象によってオイル導入通路及びオイルギャラリ内のオイルが吸い出されることなく、オイルタンク内の油量は適切に保持される。一方、エンジンの始動後瞬時にバルブ本体がオイル導入孔内を前進移動してポンプ機構収容部内に突出してポンプ機構収容部内にオイルを供給することができ、始動後迅速にポンプ機構収容部内の摺動部が潤滑されて始動時における各部の摩耗や焼付きの発生が防止できる。
【００１５】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２のエンジンオイル循環装置において、上記オイルタンクは、上記オイル貯留部に貯留されるオイルの油面より下方に位置し、上記オイル循環ポンプはスカベンジングポンプであり、上記オイル供給ポンプはフィードポンプであることを特徴とする。
【００１６】
この発明によると、停止状態から再始動されるとき、オイル通路を介してオイル循環ポンプ内に供給されるオイルによって、ポンプ機構収容部内の摺動部に油膜が確実に形成され、摺動部の摩耗や焼付きを確実に防止できる。更に、再始動直後瞬時にオイル通路から供給されるオイルがオイルタンクからオイル供給通路を介してポンプ機構収容部内に供給されるオイルの呼び水となり、再始動直後の吸上げ性能を確保することも可能となる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によると、エンジンが停止された時にはオイル供給ポンプの停止によるオイル通路内の油圧低下に伴い、オイル通路からオイル循環ポンプのポンプ機構収容部へのオイル供給が停止すると共にオイル通路内のオイルとポンプ機構収容部内のオイルが空気を介在して分離され、オイル循環ポンプ内のオイルがオイルタンク側に流下してもサイフォン現象によってオイル導入通路内のオイルが吸い出されることがなくなり、オイルタンク内の油量が適切に保持される。
【００１８】
一方、エンジンの始動後瞬時にオイル供給ポンプからオイル通路を介してオイル循環ポンプのポンプ機構収容部内にオイルが供給され、始動後迅速にポンプ機構収容部内の摺動部が潤滑されて始動時における各部の摩耗や焼付きの発生が防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明によるエンジンのオイル循環装置の実施の形態を、縦置き配置された車両用水平対向式エンジンを例に図１乃至図７を参照して説明する。
【００２０】
図１は、水平対向式エンジンの概略を示す一部断面正面図であり、図２は模式的に示す説明図である。
【００２１】
図１及び図２に示すようにエンジン１０は、エンジン本体１１の中央に配置されたクランクケース１２に左右のバンク１３Ｌ、１３Ｒが設けられている。クランクケース１２の直下にオイル貯留部となるオイルパン１５が取り付けられ、一方のバンク、例えば右のバンク１３Ｒの下面にターボ過給機９０が配置される。ターボ過給機９０はオイルパン１５内のオイルＯＬの油面Ｌａより下方に位置している。
【００２２】
エンジン本体１１の内部にエンジン１０の始動と共に作動するフィードポンプによるオイル供給ポンプ２１が配置され、オイル供給ポンプ２１の吸込側となるオイルストレーナ２２及びオイル吸引通路２３を介してオイルパン１５内のオイルＯＬを吸引し、オイルＯＬをエンジン本体１１内のオイルギャラリから各潤滑部に圧送すると共に、一部を分岐してターボ過給機９０の潤滑及び冷却のためにターボ過給機９０のオイル入口９１に送油するオイル通路が形成されている。
【００２３】
ターボ過給機９０の下部に開口するオイル出口９２が、オイルドレン連通路１６を介してオイルタンク１７の上部に連通し、オイルタンク１７の下部はオイル吸入通路２９を介してオイル循環ポンプ３１の吸入ポート４７に連通し、オイル循環ポンプ３１の吐出ポート４２がシリンダヘッド１４Ｌに形成されたオイル吐出通路となるカムシャフト孔１４ｂ及びバンク１３Ｌに形成されたドレン通路１３ｂを介在してオイルパン１５に連通する。また、オイルタンク１７の上部は、圧力調整パイプ２７によって常時正圧に維持されるクランクケース１２内に連通している。
【００２４】
このオイル循環ポンプ３１は、左側のバンク１３Ｌのシリンダヘッド１４Ｌに配設され、シリンダヘッド１４Ｌに配置された動弁機構６５Ｌの図示しないカムシャフトに動力伝達可能に連結されて駆動される。
【００２５】
オイル循環ポンプ３１の概要を図３乃至６を参照して説明する。図３はオイル循環ポンプ３１の概要を示す断面図、図４はオイル循環ポンプ３１のポンプハウジング部３５の概要を示す図３のＩ−Ｉ線断面図である。なお、図４にはインナロータ３３及びアウタロータ３４等は仮想線で示されている。
【００２６】
オイル循環ポンプ３１は、内接形歯車タイプのスカベンジングポンプであって、一端部が動弁機構６５Ｌの図示しないカムシャフトに動力伝達可能に連結される駆動軸３２と、駆動軸３２の他端部に結合されたポンプ機構となるインナロータ３３と、アウタロータ３４と、インナロータ３３及びアウタロータ３４を収容するポンプ機構収容部となるロータ収容部４１が形成されるポンプハウジング部３５を有し、ポンプハウジング部３５はポンプハウジング部３６とポンプカバー部４５から形成される。
【００２７】
ポンプハウジング部３６は、図３及び図４に示すようにシリンダヘッド１４Ｌの側面１４ａに端面３７ａが当接して取り付けられる板状のベース部３７及びベース部３７から有底円筒状に突出してカムシャフト孔１４ｂに嵌入する突部３８を有し、突部３８の中央部に駆動軸３２が貫通する駆動軸孔３９が形成されている。ベース部３７にシリンダヘッド１４Ｌの側面１４ａに開口するギャラリ６８に連通するオイル供給孔４０が形成される。
【００２８】
ポンプハウジング部３６には、ベース部３７の第１接合面３７ｂに開口し周面４１ａ及び底面４１ｂを有するロータ収容部４１が形成され、底面４１ｂに駆動軸孔３９が連続形成されている。ロータ収容部４１の底面４１ｂから突部３８の先端に連通する吐出ポート４２が形成されている。更に、ポンプハウジング部３６には、オイル供給孔４０とロータ収容部４１とを連通するオイル導入孔５０が形成される。
【００２９】
ポンプカバー部４５は、ポンプハウジング部３６のベース部３７の形状に倣った板状でポンプハウジング部３６のベース部３７の第１接合面３７ｂに接合可能な第２接合面４６ｂを有するベース部４６及びポンプハウジング部３６に形成されたロータ収容部４１に対応した第２接合面４６ｂの部位から外部に連通する吸入ポート４７が形成されている。このオイル導入孔５０、吐出ポート４２及び吸入ポート４７の詳細については後述する。
【００３０】
これらポンプハウジング部３６に形成されたベース部３７の第１接合面３７ｂと、ポンプカバー部材４５のベース部４６の第２接合面４６ｂとを対向させて図示しないボルト結合することによってポンプハウジング部３６にポンプカバー部４５が取り付けられてポンプハウジング部３６に形成されたロータ収容部４１の開口がポンプカバー部４５により閉塞されたポンプハウジング部３５が形成される。このように構成されたハウジング部３５は、オイル導入孔５０及び吐出ポート４２が近接してロータ収容部４１の上部に開口し吸入ポート４２がロータ収容部４１の下部に開口し、かつオイル導入孔５０と吸入ポート４７、吐出ポート４２とが直接的に連通することなく、互いにロータ収容部４１を介在して連通する。
【００３１】
インナロータ３３は、駆動軸３２の他端に嵌合して同軸上に固着させる軸孔３３ｂを有し、外周に複数個、例えば６個の歯部３３ａが等間隔で周方向に沿って形成されている。この歯部３３ａの歯形は、例えばトロコイド歯形に形成されている。
【００３２】
アウタロータ３４は、インナロータ３３の中心軸に対し、所定の偏心量をもってポンプハウジング部３６のロータ収容部４１内に回転自在に配置され、アウタロータ３４の半径方向の移動は、その外周面３４ｂがロータ収容部４１の周面４１ａに摺動自在に嵌合することによって規制され、軸方向の移動は両端面がロータ収容部４１の底面４１ｂとポンプカバー部材４５の第２接合面４６ａとに摺動自在に当接することによって規制される。アウタロータ３４の内周には、インナロータ３３の歯部３３ａと噛み合う複数個、例えば７個の歯溝３４ａが周方向に等間隔で形成されている。そして、インナロータ３３が矢印方向に回転されるとき、アウタロータ３４はインナロータ３３の回転に伴って相対的に同方向にロータ収容部４１内で回転する。
【００３３】
アウタロータ３４の歯溝３４ａとインナロータ３３の隣り合う歯部３３ａとに囲まれる空間によって複数の閉込部が形成され、各閉込部の容積はインナロータ３３の回転によって変化する。この閉込部の容積が増加する部位に対応してポンプカバー部４５の吸入ポート４７が開口している。一方、閉込部の容積が減少する部位に対応してポンプハウジング部材３６の吐出ポート４２が開口している。更に、ロータ収容部４１に開口するオイル導入通路５０にバルブ７０が配設される。
【００３４】
図５及び図６を参照してオイル導入通路５０にバルブ７０が配設されるバルブ機構を説明する。
【００３５】
オイル導入通路５０の先端には、円筒状のバルブ嵌合部５０ａ及びネジ部５０ｂが形成される。更に、このネジ部５０ｂに螺合するネジ部が形成され筒部５１ａ及びフランジ部５１ｂが一体形成されると共に軸芯に沿ってバルブガイド孔５１ｃが穿設されたストッパ部材５１を備える。
【００３６】
バルブ７０は、バルブ本体７１及び付勢手段となるスプリング８１を備えている。バルブ本体７１は、ノズル本体７２とノズルピース７７によって構成される。ノズル本体７２は、オイル導入通路５０のバルブ嵌合部５０ａより小径の円柱状に形成され基部７２ａ、基部７２ａに環状の段部７２ｂを介して連続形成されてバルブ嵌合部５０ａに摺動自在に嵌合する大径の嵌合部７２ｃ、嵌合部７２ｃに段部７２ｄを介して連続形成される円柱状のガイド部７２ｅが同軸上に連続形成された略円柱状に形成される。
【００３７】
ノズル本体７２の基部７２ａに、その外周に開口部７４ａが開口する比較的大径のオイル導入孔７４が穿設され、更にノズル本体７２の軸心に沿って延在して基端がオイル導入孔７４に連通し先端がガイド部７２ｅの先端面７２ｆに開口する比較的小径でオリフィス状のオイル通路孔７５が穿設されている。先端面７２ｆにオイル通路孔７５と同軸上のネジ孔７６が形成される。
【００３８】
ノズルピース７７は、ストッパ部材５１に形成されたバルブガイド孔５１ｃに挿入可能な外径を有する円柱状のノズル部７８及びノズル本体７２のネジ孔７６に螺合するネジ部７９が一体形成される。更にノズルピース７７の軸心に沿ってネジ部７９からノズル部７８の先端７８ａに亘って貫通するノズル孔８０が穿設されている。
【００３９】
このノズルピース７７のネジ部７９をノズル本体７２のネジ孔７６に螺合してノズル本体７２のガイド部７２ｅに取り付けることによって、ノズル本体７２とノズルピース７７とが一体結合されたバルブ本体７１が形成される。また、オイル導入孔７４、オイル通路７６、ノズル孔８０によって基端７２ａから先端７８ａに連通するオイル孔７３が形成される。
【００４０】
このバルブ本体７１は、図４及び図７に示すように、その嵌合部７２ｃがバルブ嵌合部５０ａに嵌合し、かつガイド部７２ｅがストッパ部材５１のバルブガイド孔５１ｃに嵌合してオイル導入通路５０に装着され、バルブ本体７１の段部７２ｄとストッパ部材５１の端部５１ｃとの間にスプリング８１が装着される。
【００４１】
このように構成されたバルブ７０は、オイル供給孔４０を介してオイル導入通路５０へのオイルＯＬの供給が停止し、油圧が作用していない状態では、図４に示すようにスプリング８１の伸長によってバルブ本体７１がオイル導入通路５０内に押し込まれた後、後退位置に保持され、ノズルピース７７がロータ収容部４１から退避した状態に保持される。一方、オイル導入通路５０にオイルＯＬが供給されると、バルブ本体７１の基部７２ａ及び段部７２ｂに上昇した油圧が作用し、図６に示すようにスプリング８１の付勢力に抗してスプリング８１を収縮させつつバルブ本体７１が前進移動し、スプリング８１が最も収縮した前進位置に保持される。この前進位置においてはノズルピース７７がストッパ部材５１のバルブガイド孔５１ｃからロータ収容部４１内に突出すると共に、オイル導入通路５０内のオイルＯＬがバルブ本体７１の基部７２ａに開口する開口部７４ａからオイル導入孔７４に導入され、オイル連通孔７５、ノズル孔８０を経てロータ収容部４１内に噴出して供給される。
【００４２】
図７に示すオイル系統図を参照してオイルＯＬの各部への送油を説明する。エンジンの運転によりエンジン本体１１の内部に配置されたオイル供給ポンプ２１の作動により、オイルパン１５内のオイルＯＬがオイルストレーナ２２及びオイル吸引通路２３を介して吸引されてオイルクーラ６０によって油温が適正化されてクランクケース１２側の左右のメインギャラリ６１Ｌ及び６１Ｒに導かれる。
【００４３】
左側のメインギャラリ６１Ｌに供給されたオイルＯＬは、クランク軸部６３Ｌを潤滑すると共に、メインギャラリ６１Ｌから分岐してギャラリ６４Ｌを介して動弁機構６５Ｌに送油され、動弁機構６５Ｌを潤滑してオイルパン１５に回収される。
【００４４】
右側のメインギャラリ６１Ｒに供給されたオイルＯＬは、クランク軸部６３Ｒを潤滑すると共に、メインギャラリ６１Ｒから分岐して右側のバンク１３Ｒのシリンダヘッド１４Ｒに配置されたギャラリ６４Ｒを介して動弁機構６５Ｒを潤滑し、オイルパン１５に回収される。更に、シリンダヘッド１４Ｒ内でギャラリ６４Ｒから分岐したギャラリ６６を経てオイル連通路６７にオイルＯＬが供給され、オイル通路６７を介してターボ過給機９０のオイル入口９１からターボ過給機９０に供給されて、ターボ過給機９０のタービンホイール側軸受及びコンプレッサホイール側軸受等を潤滑及び冷却したオイルＯＬは、オイル出口９２からオイルドレン連通路１６を介してオイルタンク１７に回収される。
【００４５】
ここで、ターボ過給機９０において、各タービン室内でタービンホイールによって加圧されたエア及びコンプレッサ室内のコンプレッサホイールによって加圧されたエアがセンタハウジング内に漏れ出したターボブローバイガスは高圧であり、オイルドレン連通路１６から高圧でオイルタンク１７内に排出され、オイルタンク１７内を加圧する。一方、オイルタンク１７内はオイルドレン連通路１６からオイルタンク１７に排出されるターボブローバイガスの排出圧力より低圧のクランクケース１２内に圧力調整パイプ２７によって連通されて減圧され、オイルタンク１７に供給されたオイル及びターボブローバイガスはオイルタンク１７の上部よりターボブローバイガスが圧力調整パイプ２７を介してクランクケース１２内に供給される。
【００４６】
一方、エンジンの運転に伴い、回転駆動される動弁機構６５Ｒのカムシャフトに動力伝達可能に連結されたオイル循環ポンプ３１の駆動軸３２が回転駆動され、互いに回転するインナロータ３３の歯部３３ａとアウタロータ３４の歯溝３４ａによって形成される閉込部によって吸入ポート４７からオイル吸入通路２９を介してオイルタンク１７内のオイルが吸引され、吐出ポート４２からカムシャフト孔１４ｂ及びドレン通路１３ｂを介してオイルパン１５内に回収される。
【００４７】
また、ギャラリ６４から分岐したギャラリ６８にオイルが供給され、ギャラリ６８からオイル供給孔４０を介してオイル導入通路５０に供給される。オイル導入通路５０の油圧によりオイル導入通路５０に設けられたバルブ７０は、バルブ本体７１の基部７２ａ及び段部７２ｂに上昇した油圧が作用し、スプリング８１の付勢力に抗してスプリング８１を収縮させつつバルブ本体７１が前進移動しスプリング８１が最も収縮した前進位置に保持される。この前進位置においてはノズルピース７７がストッパ部材５１のバルブガイド孔５１ｃからロータ収容部４１内に突出すると共に、オイル導入通路５０内のオイルＯＬがバルブ本体７１の基部７２ａに開口する開口部７４ａからオイル導入孔７４に導入され、オイル連通孔７５、ノズル孔８０を経てロータ収容部４１内に噴出して供給される。
【００４８】
これにより、車両が傾斜路を走行する場合や旋回に伴って横Ｇ（遠心力）が作用して、オイルタンク１７に貯留されているオイルＯＬがオイルタンク１７の一方に偏在してオイルタンク１７に接続するオイル吸入通路２９の吸込口が空気中に露出する状態となっても、ギャラリ６８側からオイル供給孔４０及びオイル導入通路５０を介してロータ収容部４１内にオイルＯＬが供給され、ロータ収容部４１内のオイルＯＬが存在しなくなるといった状況が生じることはない。その結果、オイル循環ポンプ３１の各摺動部分の潤滑性が悪化してポンプ構成部品の摩耗を招くことがなくなり、また、シール箇所のシール性が損なわれる状態が回避することができてオイル循環ポンプ３１の信頼性が確保できる。
【００４９】
このようにエンジン１０が運転された後に、エンジン１０が停止された時には、エンジン１０の停止に伴い、オイル供給ポンプ２１及びオイル循環ポンプ３１が停止する。
【００５０】
オイル供給ポンプ２１の停止によりギャラリ６８からオイル供給孔４０へのオイル供給が停止してオイル導入通路５０内の油圧が低下する。オイル導入通路５０内の油圧低下に伴い、バルブ本体７１の基部７２ａ及び段部７２ｂへの油圧作用が減少してスプリング８１の付勢力によりバルブ本体７１が前進位置から後退位置に移動してノズルピース７７がロータ収容部４１内から退避する。一方、オイル循環ポンプ３１の停止に伴いロータ収容部４１内に残存するオイルの一部は吐出ポート４７から流出してロータ収容部４１の上部に空気が存在する。
【００５１】
これにより、ノズルピース７７とロータ収容部４１内に残存するオイルとが空気を介在して互いに分離される。
【００５２】
このオイル導入通路５０内のオイルとロータ収容部４１内のオイルとの分離によりロータ収容部４１内に残存するオイルがオイル供給通路２９を介してオイルタンク１７側に流下しても、その流下するオイルに起因するサイフォン現象によるオイル導入通路５０及びオイル供給孔４０を介してギャラリ内のオイルの吸い出しがなくなる。そのためオイルタンク１７内のオイルが過剰に増大することなく適切な油量が保持されてオイルタンク１７からオーバーフローしてターボ過給機９０からオイルが漏れ出す等の不具合が防止できる。
【００５３】
ここで、停止状態からエンジン１０を再始動されると、エンジン１０の始動に伴い、回転駆動される動弁機構６５Ｌのカムシャフトによってオイル循環ポンプ３１の駆動軸３２が回転駆動され、インナロータ３３とアウタロータ３４が回転してオイル循環ポンプ３１も始動する。一方、エンジン１０の始動により、上記同様にオイル供給ポンプ２１が作動し、オイルＯＬがクランクケース１２内及び左右のメインギャラリ６１Ｌ、６１Ｒ、バンク１３Ｌ、１３Ｒ内のギャラリ６４Ｌ、６４Ｒに導かれてクランク軸部６３Ｌ、６３Ｒ及び動弁機構６５Ｌ、６５ＲにオイルＯＬを供給して潤滑すると共に、再始動後瞬時にギャラリ６４Ｌから分岐したギャラリ６８にもオイルＯＬが供給され、ギャラリ６８からオイル供給孔４０を介してオイル導入通路５０にオイルＯＬが供給される。
【００５４】
オイル導入通路５０へのオイル供給により、オイル導入通路５０に設けられたバルブ７０は、バルブ本体７１の基部７２ａ及び段部７２ｂに上昇した油圧が作用し、スプリング８１の付勢力に抗してバルブ本体７１が前進移動しスプリング８１が最も収縮した前進位置に移動してノズルピース７７がストッパ部材５１のバルブガイド孔５１ｃからロータ収容部４１内に突出すると共に、オイル導入通路５０内のオイルＯＬがバルブ本体７１の基部７２ａに開口する開口部７４ａからオイル導入孔７４に導入され、オイル連通孔７５、ノズル孔８０を経てロータ収容部４１内に供給される。
【００５５】
これにより、停止状態から再始動されるとき、オイルタンク１７内のオイルＯＬがオイル吸入通路２９を経て吸入ポート４７からロータ収容部４１内に導入される前に、再始動直後瞬時にギャラリ６８からオイル供給孔４０、及びオイル導入通路５０を介してロータ収容部４１内に供給されるオイルＯＬによって、インナロータ３３の歯部３３ａとアウタロータ３４の歯溝３４ａとの間の摺動部、及びアウタロータ３４の外周面３４ｂとロータ収容部４１の周面４１ａとの間の摺動部に油膜が確実に形成されることとなる。その結果、再始動時においてインナロータ３３及びアウタロータ３４に関連する摺動部の摩耗や焼付きを確実に防止できる。更に、再始動直後瞬時にギャラリ６８からオイル導入通路５０を介してロータ収容部４１内に供給されるオイルＯＬが呼び水となり、再始動直後の吸上げ性能を確保することも可能となる。
【００５６】
従って、本実施の形態によると、エンジン１０が停止された時には、オイル供給ポンプ２１の停止によるオイル導入通路５０の油圧低下に伴い、オイル導入通路５０からオイル循環ポンプ３１のロータ収容部４１内へのオイル供給が停止すると共に、スプリング８１の付勢力によりバルブ本体７１のノズルピース７７がロータ収容部４１内から退避してオイル導入通路５０とロータ収容部４１のオイルが空気を介在して分離され、ロータ収容部４１内のオイルがオイル吸入通路２９を介してオイルタンク１７側に流下しても、その流下するオイルに起因するサイフォン現象によるオイル導入通路５０及びオイル供給孔４０を介してギャラリ内のオイルの吸い出しがなくなり、オイルタンク１７内のオイルが適切に保持される。
【００５７】
一方、エンジンの始動後瞬時にオイル供給ポンプ２１から圧送されるオイルをギャラリ６８、オイル導入通路５０及びバルブ７０を介してオイル循環ポンプ３１のロータ収容部４１内に供給することができ、オイル循環ポンプ３１より下方に配置されたオイルタンク１７内のオイルがロータ収容部４１に供給されるまでにタイムラグがある場合でも、始動後迅速にロータ収容部４１内のアウタロータ３３やインナロータ３４等の摺動部が潤滑されて始動時における各部の摩耗や焼付きの発生が防止できる。
【００５８】
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されることなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、上記実施の形態ではバルブ本体７１を別体に形成したノズル本体７２とノズルピース７７とにより構成したが、予めノズル本体７２とノズルピール７７を一体に形成することもできる。
【００５９】
また、実施の形態では、駆動軸３２を動弁機構６５Ｌのカムシャフトと動力伝達可能に連結し、カムシャフトの回転によってオイル循環ポンプ３１を駆動する場合を例に説明したが、駆動軸３２を電動モータ等によって駆動することもできる。
【００６０】
上記実施の形態でターボ過給機を備えた水平対向式エンジンを例に説明したが、ターボ過給機を備えたＶ型エンジンや他の形式のエンジンに適用することも、また、他の種々のオイルポンプに適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の実施の形態の概要を示すオイルポンプが装着された水平対向式エンジンの概略を示す一部断面正面図である。
【図２】同じく、模式的に示す説明図である。
【図３】オイル循環ポンプの説明図である。
【図４】図３のＩ−Ｉ線断面図である。
【図５】バルブ機構の作動説明図である。
【図６】バルブ機構の作動説明図である。
【図７】オイル系統図である。
【符号の説明】
【００６２】
１０ エンジン
１５ オイルパン（オイル貯留部）
１７ オイルタンク
２１ オイル供給ポンプ
２３ オイル吸引通路
２９ オイル吸入通路
３１ オイル循環ポンプ
３３ インナロータ（ポンプ機構）
３４ アウタロータ（ポンプ機構）
３５ ポンプハウジング部
４１ ロータ収容部（ポンプ機構収容部）
４２ 吐出ポート
４５ ポンプカバー部
４７ 吸入ポート
５０ オイル導入通路
７０ バルブ
７１ バルブ本体
７２ ノズル本体
７７ ノズルピース
８１ スプリング
７３ オイル孔
【特許請求の範囲】
【請求項１】
オイルを貯留するオイル貯留部と、該オイル貯留部に貯留されたオイルをオイル通路を介して潤滑部に送るオイル供給ポンプと、上記潤滑部を潤滑したオイルを回収するオイルタンクと、該オイルタンク内のオイルを吸引しかつオイル貯留部に送り出すポンプ機構がポンプ機構収容部に収容されたオイル循環ポンプを備えたオイル循環装置において、
上記オイル供給ポンプの作動による上記オイル通路の油圧上昇に応動して上記オイル通路内を移動して上記ポンプ機構収容部内に突出し、上記オイル供給ポンプの作動停止よる上記オイル通路の油圧低下に応動して上記オイル通路内を移動して上記ポンプ機構収容部内から退避するバルブを備えたことを特徴とするエンジンオイル循環装置。
【請求項２】
上記オイル循環ポンプは、ポンプ機構収容部に連通するオイル導入通路を備え、
上記オイル通路は、上記オイル導入通路と連通するギャラリを備え、
上記バルブは、上記オイル導入通路内に摺動自在に嵌装されて上記オイル供給ポンプの作動による上記ギャラリから供給される油圧上昇によって上記オイル導入通路内を前進移動して上記ポンプ機構収容部内に突出して連通する一方、上記オイル供給ポンプの作動停止による上記ギャラリ内の油圧低下によって上記オイル導入通路内を後退移動して上記ポンプ機構収容部内から後退するバルブ本体を備えたことを特徴とする請求項１に記載のエンジンオイル循環装置。
【請求項３】
上記オイルタンクは、上記オイル貯留部に貯留されるオイルの油面より下方に位置し、上記オイル循環ポンプはスカベンジングポンプであり、上記オイル供給ポンプはフィードポンプであることを特徴とする請求項１または２に記載のエンジンオイル循環装置。
【請求項１】
オイルを貯留するオイル貯留部と、該オイル貯留部に貯留されたオイルをオイル通路を介して潤滑部に送るオイル供給ポンプと、上記潤滑部を潤滑したオイルを回収するオイルタンクと、該オイルタンク内のオイルを吸引しかつオイル貯留部に送り出すポンプ機構がポンプ機構収容部に収容されたオイル循環ポンプを備えたオイル循環装置において、
上記オイル供給ポンプの作動による上記オイル通路の油圧上昇に応動して上記オイル通路内を移動して上記ポンプ機構収容部内に突出し、上記オイル供給ポンプの作動停止よる上記オイル通路の油圧低下に応動して上記オイル通路内を移動して上記ポンプ機構収容部内から退避するバルブを備えたことを特徴とするエンジンオイル循環装置。
【請求項２】
上記オイル循環ポンプは、ポンプ機構収容部に連通するオイル導入通路を備え、
上記オイル通路は、上記オイル導入通路と連通するギャラリを備え、
上記バルブは、上記オイル導入通路内に摺動自在に嵌装されて上記オイル供給ポンプの作動による上記ギャラリから供給される油圧上昇によって上記オイル導入通路内を前進移動して上記ポンプ機構収容部内に突出して連通する一方、上記オイル供給ポンプの作動停止による上記ギャラリ内の油圧低下によって上記オイル導入通路内を後退移動して上記ポンプ機構収容部内から後退するバルブ本体を備えたことを特徴とする請求項１に記載のエンジンオイル循環装置。
【請求項３】
上記オイルタンクは、上記オイル貯留部に貯留されるオイルの油面より下方に位置し、上記オイル循環ポンプはスカベンジングポンプであり、上記オイル供給ポンプはフィードポンプであることを特徴とする請求項１または２に記載のエンジンオイル循環装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００９−１９７６３６（Ｐ２００９−１９７６３６Ａ）
【公開日】平成２１年９月３日（２００９．９．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３８６０６（Ｐ２００８−３８６０６）
【出願日】平成２０年２月２０日（２００８．２．２０）
【出願人】（０００００５３４８）富士重工業株式会社 (3,010)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年９月３日（２００９．９．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年２月２０日（２００８．２．２０）
【出願人】（０００００５３４８）富士重工業株式会社 (3,010)
【Ｆターム（参考）】
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