内燃機関の潤滑装置、および、内燃機関
【課題】小型、且つ、廉価で、内燃機関の状態に応じて適切な量のマイクロバブルを生成してオイルに混入することが可能なマイクロバブル生成器を備える。
【解決手段】内燃機関３０の潤滑装置１０は、潤滑用のオイル１４８を貯溜するオイル溜まり５０ｄからオイル１４８を吸い出すオイルポンプ８０と、オイル溜まり５０ｄからオイルポンプ８０にオイル１４８を供給するオイル供給通路１００と、オイル供給通路１００にエアを供給するエア供給通路１０２と、オイル１４８及びエアに基づいて、オイル１４８の潤滑性能を向上させるマイクロバブルを生成するマイクロバブル生成器１０６と、を備えた内燃機関３０の潤滑装置１０において、エア供給通路１０２に、内燃機関３０の状態に応じて当該エア供給通路１０２を開閉する機械的開閉手段１０３を設けた構成とする。
【解決手段】内燃機関３０の潤滑装置１０は、潤滑用のオイル１４８を貯溜するオイル溜まり５０ｄからオイル１４８を吸い出すオイルポンプ８０と、オイル溜まり５０ｄからオイルポンプ８０にオイル１４８を供給するオイル供給通路１００と、オイル供給通路１００にエアを供給するエア供給通路１０２と、オイル１４８及びエアに基づいて、オイル１４８の潤滑性能を向上させるマイクロバブルを生成するマイクロバブル生成器１０６と、を備えた内燃機関３０の潤滑装置１０において、エア供給通路１０２に、内燃機関３０の状態に応じて当該エア供給通路１０２を開閉する機械的開閉手段１０３を設けた構成とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロバブルを生成して潤滑用のオイルに混入する内燃機関の潤滑装置、および、内燃機関に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、内燃機関においては、潤滑装置によって潤滑用のオイルを内燃機関内に循環させている。この潤滑用のオイルは、摺動部の摩擦を低減することができる。一方、潤滑用のオイルは、オイルの温度が低い場合には、オイルの温度が高い場合と比較して摺動部の摩擦低減に課題がある場合がある。
【０００３】
そこで、内燃機関の潤滑装置にマイクロバブルを生成するマイクロバブル生成器を設け、このマイクロバブル生成器で生成したマイクロバブルをオイルに混入し、それを内燃機関の摺動部に供給する技術が提案されている。マイクロバブルが混入されたオイルは、マイクロバブルが混入されていないオイルと比較して、見掛けの粘度を低くすることができる。この潤滑装置では、オイルにマイクロバブルを混入して、オイルの見掛けの粘度を低下させることにより、摺動部の摩擦による損失を低減するようにしている。
この潤滑装置は、マイクロバブルの生成に用いられるエアを、エアバルブ（電磁バルブ）を介してマイクロバブル生成器に供給するよう構成されている。このエアバルブは、制御手段から出力されるエアバルブ開閉信号に基づいて開閉されるようになっている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００７―９９００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述のように、オイルの粘度は、内燃機関の状態、すなわち、オイルの温度により変化するため、内燃機関の潤滑装置は、その変化に対応して適切な量のマイクロバブルの生成を行うことのできる構成が望まれる。上記従来の内燃機関の潤滑装置は、オイルの温度を検知する油温センサを備えており、制御手段は、油温センサが検知したオイルの温度に応じてオイルへのエアの供給量を制御することにより、オイルの温度に応じて適切な量のマイクロバブルをオイルに混入できるようにしている。
しかしながら、上記従来の潤滑装置は、油温センサ、エアバルブ、及び、制御手段を設けることで構成が複雑になり、部品点数の増加やコストアップを招くという問題がある。
そこで、本発明の目的は、上述した従来の技術が有する課題を解消し、小型、且つ、廉価で、内燃機関の状態に応じて適切な量のマイクロバブルを生成してオイルに混入することが可能なマイクロバブル生成器を備える内燃機関の潤滑装置、および、内燃機関を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するため、本発明の内燃機関の潤滑装置は、潤滑用のオイルを貯溜するオイル溜まりからオイルを吸い出すオイルポンプと、前記オイル溜まりから前記オイルポンプにオイルを供給するオイル供給通路と、前記オイル供給通路にエアを供給するエア供給通路と、前記オイル及び前記エアに基づいて、マイクロバブルを生成して前記オイルの潤滑性能を向上させるマイクロバブル生成器と、を備えた内燃機関の潤滑装置において、前記エア供給通路に、前記内燃機関の状態に応じて当該エア供給通路を開閉する機械的開閉手段を設けたことを特徴とする。
上記構成によれば、内燃機関の状態に応じてエア供給通路を開閉する機械的開閉手段を設けたことで、内燃機関の状態の情報を入力し、その情報に応じた開閉信号を開閉手段に出力するための制御手段を設ける必要がなくなる。
【０００６】
上記構成において、前記機械的開閉手段は、内燃機関の温度に応じて自動開閉することが好ましい。
上記構成によれば、内燃機関の温度に応じてエア供給通路を機械的に自動開閉する機械的開閉手段を設けたことで、内燃機関の温度の情報を入力し、その情報に応じた開閉信号を開閉手段に出力するための制御手段を設ける必要がなくなる。
【０００７】
上記構成において、前記機械的開閉手段は、前記オイル供給通路内の温度に応じて自動開閉することが好ましい。
上記構成によれば、オイル供給通路内の温度に応じて自動開閉する機械的開閉手段を設けたことで、オイル供給通路内の温度の情報を入力し、その情報に応じた開閉信号を開閉手段に出力するための制御手段を設ける必要がなくなる。
特に、オイル供給通路の温度を感知するように、機械的開閉手段を設けたことにより、オイル供給通路を介してオイルポンプに供給されるオイルに対して適切な量のマイクロバブルを混入することができる。
【０００８】
上記構成において、前記機械的開閉手段は、クランクケースの温度に応じて自動開閉することが好ましい。
上記構成によれば、クランクケースの温度に応じて自動開閉する機械的開閉手段を設けたことで、クランクケースの温度の情報を入力し、その情報に応じた開閉信号を開閉手段に出力するための制御手段を設ける必要がなくなる。
特に、内燃機関の摺動部に近いクランクケースの温度を感知するように、機械的開閉手段を設けたことにより、摺動部に対して適切な量のマイクロバブルを混入することができる。
【０００９】
上記構成において、前記エア供給通路と前記オイル供給通路との間の連結部を、前記オイルポンプの下方に設けることが好ましい。
上記構成によれば、エア供給通路とオイル供給通路との間の連結部をオイルポンプの下方に設けることで、エア供給通路からオイル供給通路に供給されたエアは、その浮力によってオイル供給通路をオイルポンプの方へ浮上する。
【００１０】
上記課題を解決するため、本発明の内燃機関は、摺動部に潤滑用のオイルを供給する内燃機関において、マイクロバブルを生成して前記オイルに混入し、前記オイルの潤滑性能を向上させるマイクロバブル生成器を備え、前記オイルの温度に応じてマイクロバブル生成器に導入するエア量を自動的に調整する機械的開閉手段を設けたことを特徴とする。
上記構成によれば、オイルの温度に応じてマイクロバブル生成器に導入するエア量を自動的に調整する機械的開閉手段を設けたことで、オイルの温度の情報を入力し、その情報に応じた開閉信号を開閉手段に出力するための制御手段を設ける必要がなくなる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の内燃機関の潤滑装置によれば、内燃機関の状態の情報を入力し、その情報に応じた開閉信号を開閉手段に出力するための制御手段を設ける必要がなくなるため、小型、且つ廉価で、内燃機関の状態に応じて適切な量のマイクロバブルを生成してオイルに混入することができる。
また、内燃機関の温度の情報を入力し、その情報に応じた開閉信号を開閉手段に出力するための制御手段を設ける必要がなくなるため、小型、且つ廉価で、内燃機関の温度に応じて適切な量のマイクロバブルを生成してオイルに混入することができる。
【００１２】
また、オイル供給通路内の温度の情報を入力し、その情報に応じた開閉信号を開閉手段に出力するための制御手段を設ける必要がなくなるため、小型、且つ廉価で、オイル供給通路内の温度に応じて適切な量のマイクロバブルを生成してオイルに混入することができる。
特に、オイル供給通路を介してオイルポンプに供給されるオイルに対して適切な量のマイクロバブルを混入することができ、その結果、オイルポンプの摩擦を効果的に低下させることができる。
【００１３】
さらに、クランクケースの温度の情報を入力し、その情報に応じた開閉信号を開閉手段に出力するための制御手段を設ける必要がなくなるため、小型、且つ廉価で、クランクケースの温度に応じて適切な量のマイクロバブルを生成してオイルに混入することができる。
特に、摺動部に対して適切な量のマイクロバブルを混入することができ、その結果、摺動部の摩擦を効果的に低下させることができる。
【００１４】
さらにまた、エア供給通路から供給されたエアは、その浮力によってオイル供給通路をオイルポンプの方へ浮上するため、オイルポンプにエアを取り込みやすくすることができる。
本発明の内燃機関によれば、オイルの温度の情報を入力し、その情報に応じた開閉信号を開閉手段に出力するための制御手段を設ける必要がなくなるため、小型、且つ廉価で、オイルの温度に応じて適切な量のマイクロバブルを生成してオイルに混入することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施の形態について説明する。
〔第一の実施の形態〕
図１は、本発明の第一の実施の形態に係る内燃機関の潤滑装置が適用される自動二輪車を示す外観側面図である。
自動二輪車１２は、ロードスポーツ型の自動二輪車である。この自動二輪車１２は、クレードル型の車体フレーム１４と、この車体フレーム１４のヘッドパイプ１５に取付けたフロントフォーク１８と、このフロントフォーク１８に取付けた前輪２０並びにフロントフェンダ２２と、フロントフォーク１８に連結したハンドル２４と、車体フレーム１４の前部上部に跨ぐように取付けた燃料タンク２６と、を有する。
【００１６】
また、自動二輪車１２は、車体フレーム１４の後部上部に取付けたシート（運転者席と同乗者席とを有するダブルシート）２８と、車体フレーム１４の各パイプで囲まれたクレードルスペース内に配置したエンジン（内燃機関）３０と、クレードルスペースの後方に且つシート２８の下方に配置したエアクリーナ３２と、このエアクリーナ３２及びエンジン３０の吸気口（不図示）に接続した気化器３４と、エンジン３０の排気口（不図示）に接続した排気管３５、集合チャンバ３６並びにサイレンサ３８とを有する。さらに、自動二輪車１２は、エンジン３０の前方に配置したラジエータ４０と、車体フレーム１４の後部にピボット１６を介して取付けたスイングアーム４２と、このスイングアーム４２の後端部と車体フレーム１４との間に設けたリヤサスペンション４４と、スイングアーム４２に取付けた後輪４６とを有する。
【００１７】
図２は、エンジン３０を示す断面側面図である。
エンジン３０の外郭は、上方から順にシリンダヘッド５０ａ、シリンダ５０ｂ、および、クランクケース５０ｃによって形成されている。
エンジン３０は、吸気管５２からスロットルバルブ５４を介して空気を吸入し、その空気に燃料噴射弁５６から燃料を噴出する。そして、エンジン３０は、吸気バルブ５８が開いているときに、この空気と燃料との混合気を燃焼室６０に供給する。シリンダ５０ｂ内では、ピストン６２が往復運動をすることにより、混合気の吸気動作、圧縮動作、燃焼動作、及び排気動作を行う。燃焼動作は、図示しない点火プラグにより行われる。排気動作は、排気バルブ６４が開いているときに行われ、排気が排気管６６に排出される。吸気バルブ５８及び排気バルブ６４は、それぞれ対応するカムシャフト６７のカム６７ａによって開閉駆動される。
【００１８】
ピストン６２は、コネクティングロッド７０によってクランクシャフト７２の偏心位置に接続されている。クランクシャフト７２は、ピストン６２が往復運動をすることによって回転をする。始動時には、クランクシャフト７２に接続されたフライホイール７４をスタータモータ７６によって回転させる。
クランクケース５０ｃ内には、クラッチ７８及び変速機３０ａが設けられている。変速機３０ａは、フライホイール７４によって駆動され、クランクシャフト７２の回転数を変速して後輪４６（図１参照）に回転を伝達する。
【００１９】
図３は、エンジン３０の潤滑装置を示す図である。
エンジン３０の潤滑装置１０は、オイルパン（オイル溜まり）５０ｄと、オイルポンプ８０と、オイルパン５０ｄとオイルポンプ８０とを接続するオイル供給通路１００と、を備えている。
オイルパン５０ｄには、エンジン３０の摺動部の潤滑を行うためのオイル１４８が貯溜されている。ここで、摺動部とは、各ピストン６２、クランクシャフト７２、カムシャフト６７のカム６７ａ、バランサ１４０等、回転や摺動などの運動をするエンジン３０の部位である。オイル１４８は潤滑以外にも防錆、冷却、消浄等の作用も有することはもちろんである。オイルパン５０ｄには、オイル１４８をろ過するストレーナ１１２が設けられており、オイルパン５０ｄのオイル１４８に浸されている。
【００２０】
オイルポンプ８０は、オイルパン５０ｄの上方に設けられている。このオイルポンプ８０は、ドリブンスプロケット１３０に連動して回転する。ドリブンスプロケット１３０は、クランクシャフト７２に設けられた図示しないドライプスプロケットに対して、図示しないチェーンで接続されて回転する。
オイル供給通路１００は、オイルパン５０ｄから上方に延び、オイルパン５０ｄの上方に配置されるオイルポンプ８０に接続されている。本実施の形態のオイル供給通路１００は、オイルパン５０ｄから垂直に延びている。
【００２１】
オイルパン５０ｄのオイル１４８は、オイルポンプ８０によって循環される。すなわち、オイル１４８は、オイル供給通路１００を通って出力側管路１０４からオイルフィルタ１３２及び潤滑路１３４を経由してエンジン３０の摺動部に供給される。出力側管路１０４には、過大な圧力がかかることを防止するリリーフ弁１３６が設けられている。潤滑路１３４は、分岐点１３４ａから複数に分岐しており、各摺動部にオイル１４８が供給される。
オイル１４８は、メインシャフト１４２及びカウンタシャフト１４４から変速機３０ａにも供給される。潤滑路１３４の圧力は、オイルプレッシャスイッチ１４６により検出され、所定の圧力が掛かっていることを確認できるようになっている。図３における複数の矢印は、オイル１４８の移動経路を示している。エンジン３０の摺動部に供給されたオイル１４８は、やがて落下してオイルパン５０ｄに回収される。潤滑装置１０には、図示しないオイルクーラが介在してもよい。
【００２２】
図４は、サーモスタットの周辺部におけるエンジン３０を示す断面側面図である。
潤滑装置１０は、さらに、エア供給通路１０２と、エア供給通路１０２に設けられるサーモスタット（機械的開閉手段）１０３と、オイル供給通路１００に設けられてマイクロバブルを生成するバブル生成オリフィス（マイクロバブル生成器）１０６と、を備えている。
エア供給通路１０２は、エアを吸入し、吸入したエアをオイル供給通路１００へ供給するものである。このエア供給通路１０２は、クランクケース５０ｃ内に設けられており、一端にエアを吸入するエア吸入開口１０２ａが形成され、他端にオイル供給通路１００が接続されている。
【００２３】
エア吸入開口１０２ａは、クランクケース５０ｃ内で開口しているため、エア供給通路１０２内に異物が侵入しにくくなっている。エア吸入開口１０２ａと、その近傍部におけるクランクケース５０ｃの壁面との問には適度な隙間が確保されており、該壁面からオイル１４８が伝わり、又は跳ね返って侵入することを防止している。
エア供給通路１０２の一端側は、クラッチ７８（図２参照）等の回転体よりも下方に配設されている。エア供給通路１０２の一端に設けられたエア吸入開口１０２ａは、下方に向けて開口している。これにより、上方から滴下し又は回転体の遠心力により飛散してくるオイル１４８がエア供給通路１０２に混入することを防止している。
【００２４】
エア供給通路１０２は、オイル供給通路１００に直接接続されるエア終端通路１０２ｂと、エア終端通路１０２ｂに接続されるエア中間通路１０２ｃとを有している。このエア中間通路１０２ｃには、エンジン３０の状態（本実施の形態では、温度）に応じてエア供給通路１０２を自動開閉するサーモスタット１０３が設けられている。このサーモスタット１０３は、エア供給通路１０２を開閉する開閉バルブ１０３ａと、この開閉バルブ１０３ａに接続されたロッド１０３ｂと、ロッド１０３ｂを介して開閉バルブ１０３ａに接続された温度感知アクチュエータ１０３ｃと、開閉バルブ１０３ａを閉弁方向（図中矢印Ｃ１方向）へ付勢するリセットスプリング１０３ｄと、を備えている。
【００２５】
温度感知アクチュエータ１０３ｃ内には、温度によって膨張、収縮するワックス（不図示）が設けられている。また、温度感知アクチュエータ１０３ｃの終端（図中右端）には、温度を感知する温度受感部１０３ｅが設けられている。この温度受感部１０３ｅは、オイル供給通路１００内を流れるオイル１４８と接触して、オイル１４８の温度（油温）を感知するように、オイル供給通路１００の側方に接続された油温受感用開口１００ａ内に配置されている。
温度感知アクチュエータ１０３ｃ内のワックスは、温度受感部１０３ｅと接触しているオイル１４８の温度が所定温度まで低下すると、固化して収縮する。このワックスの収縮動作は、温度感知アクチュエータ１０３ｃに接続されるロッド１０３ｂを介して開閉バルブ１０３ａに伝達される。これにより、開閉バルブ１０３ａは、開弁方向（図中矢印Ｏ１方向）に移動して、エア供給通路１０２が開放される。
【００２６】
なお、所定温度は、温度感知アクチュエータ１０３ｃに設けるワックスの溶融特性に依存する。したがって、ワックスの種類を変えることにより、この所定温度を変更することができる。すなわち、ワックスの種類を指定することにより、結果としてマイクロバブルを生成する温度を規定することができる。
【００２７】
一方、温度感知アクチュエータ１０３ｃ内のワックスは、温度受感部１０３ｅと接触しているオイル１４８の温度が所定温度まで上昇すると、液化して膨張する。このワックスの膨張動作は、ロッド１０３ｂを介して開閉バルブ１０３ａに伝達される。これにより、開閉バルブ１０３ａは、閉弁方向に移動して、エア供給通路１０２が遮蔽される。このように、サーモスタット１０３は、オイル供給通路１００を流れるオイル１４８の温度に応じて、エア供給通路１０２を自動開閉する。
【００２８】
エア供給通路１０２の他端、すなわち、エア終端通路１０２ｂは、垂直に延びるオイル供給通路１００の側方に略９０°で接続されている。エア供給通路１０２とオイル供給通路１００との連結部１０１は、オイルポンプ８０の吸込口８０ａ側に設けられている。これにより、エア吸入開口１０２ａから吸入されたエアは、エア供給通路１０２が開放されると、オイルポンプ８０の吸入負圧によって、エア中間通路１０２ｃ及びエア終端通路１０２ｂを通って、オイル供給通路１００を流れるオイル１４８に混入される。
また、エア供給通路１０２とオイル供給通路１００との連結部１０１は、オイルポンプ８０の下方に設けられている。このため、オイル１４８に混入したエアは、その浮力によってオイル供給通路１００をオイルポンプ８０の方へ上昇する。これにより、エアがオイルポンプ８０に取り込まれやすくなる。
【００２９】
図５は、連結部１０１を示す断面側面図である。
エア供給通路１０２のエア終端通路１０２ｂに導かれたエアは、図５中に矢印で示すように、エア供給通路１０２とオイル供給通路１００との連結部１０１に設けられたエア量調整オリフィス１０８を介してオイル供給通路１００に吸い込まれる。これにより、オイル供給通路１００を流れるオイル１４８内にエアが気泡１５６として混入することになる。この混入した気泡１５６は、この時点ではある程度大径であるが、連結部１０１の下流に設けられたバブル生成オリフィス１０６（図３参照）を通過するときに、マイクロバブルになる。ここで、マイクロバブルとは、直径５０μｍ、好ましくは２０〜３０μｍの気泡である。
エア量調整オリフィス１０８は、エア終端通路１０２ｂの開口面積を小さくすることで、オイル１４８内に混入するエア量を規制するものである。このエア量調整オリフィス１０８は、例えば、ねじ込み式であって、交換可能に形成され、オイル１４８内に混入するエア量の調整が可能となっている。これにより、エア量調整オリフィス１０８は、結果としてマイクロバブルの生成量が一定量になるように規制している。
【００３０】
図６は、バブル生成オリフィス１０６におけるオイル供給通路１００を示す断面図である。
バブル生成オリフィス１０６は、オイル供給通路１００内であって、連結部１０１（図３参照）の下流に設けられている。このバブル生成オリフィス１０６は、入力側から出力側に向かって径が小さくなる第１テーパ部１５０と、第１テーパ部１５０によって小径になった絞り部１５２と、出力側で次第に拡径する第２テーパ部１５４とを有し、いわゆるベンチュリ形状となっている。第１テーパ部１５０は、出力側に向かって比較的急に径が小さくなっており、第２テーパ部１５４は、出力側に向かって比較的緩やかに径が大きくなっている。
【００３１】
このようなバブル生成オリフィス１０６では、第１テーパ部１５０でオイル１４８及び気泡１５６が加圧され、増速されることにより、絞り部１５２で気泡１５６が潰れてマイクロバブルが発生しやすい。図６中では多数のマイクロバブルＭＢを点で示している。
第２テーパ部１５４は、比較的緩やかに径が大きくなっていることから、絞り部１５２で発生したマイクロバブルは急激な圧力変動などの影響を受けることなく、消滅せずにそのまま下流側へ流れていく。バブル生成オリフィス１０６は、簡便構成であって、小型、軽量且つ廉価であることはもちろんである。
【００３２】
オイル１４８は、マイクロバブルが混入されると、見かけ上の粘度が低下する。したがって、オイル１４８は、温度が低い場合にマイクロバブルが混入されると、温度が低い場合であっても、エンジン３０の摺動部の摩擦を低減させる。すなわち、マイクロバブルが混入したオイル１４８は、エンジン３０から出力される駆動力に対する損失を抑えている。
また、オイル１４８の粘度は、図３に示すオイル供給通路１００、出力側管路１０４、潤滑路１３４等の管路内油圧に与える影響も大きい。そして、管路内油圧は、オイルポンプ８０の駆動抵抗（フリクション）に影響する。
【００３３】
図７は、マイクロバブルをオイル１４８に混入した場合と、マイクロバブルをオイル１４８に混入しない場合における、オイルポンプ８０のフリクションを示す図である。なお、図７は、縦軸にオイルポンプ８０のフリクション（ｋＷ）を、横軸に管路内油圧（ｋＰａ）を示している。
オイル１４８にマイクロバブルを混入しない場合、点Ｂに示すように、管路内油圧は高くなっており、オイルポンプ８０のフリクションも大きくなっている。これに対して、オイル１４８にマイクロバブルを混入すると、点Ａに示すように、管路内油圧は低くなっており、オイルポンプ８０のフリクションも小さくなっている。
このように、マイクロバブルが混入されてオイル１４８の見かけ上の粘度が低下する結果、管路内油圧が下がり、オイルポンプ８０のフリクションが抑えられる。
【００３４】
以上説明したように、本実施の形態によれば、エンジン３０の状態、例えば、温度に応じてエア供給通路１０２を機械的に自動開閉するサーモスタット１０３を設けたことで、エンジン３０の状態（温度）の情報を入力し、その情報に応じた開閉信号を開閉手段に出力するための複雑且つ高価な制御手段を設ける必要がなくなる。このため、構成の複雑化や大型化を防いでコストアップを抑えつつ、エンジン３０の状態（温度）に応じて適切な量のマイクロバブルを生成してオイル１４８に混入することができる。
エンジン３０の温度が低いときにオイル１４８に混入されたマイクロバブルは、見かけ上の粘度が下がることによりエンジン３０の摺動部の摩擦を低下する作用があり、エンジン３０の摩擦損失を低減することができる。したがって、例えば、低温時にも適温のオイル１４８と同程度の粘度が得られ、オイル１４８の循環抵抗及びオイルポンプ８０の駆動抵抗が小さくなり、暖機効果を短時間で得られる。
【００３５】
特に、オイル供給通路１００内の温度を感知するように、サーモスタット１０３を設けたことにより、オイル供給通路１００を介してオイルポンプ８０に供給されるオイル１４８に対して適切な量のマイクロバブルを混入することができ、その結果、オイルポンプ８０のフリクションを効果的に低下させることができる。
【００３６】
また、本実施の形態によれば、エア供給通路１０２とオイル供給通路１００との連結部１０１をオイルポンプ８０の下方に設けることで、エア供給通路１０２からオイル供給通路１００に導入されたエアは、その浮力によってオイル供給通路１００をオイルポンプ８０の方へ浮上するため、オイルポンプ８０にエアを取り込みやすくすることができる。
【００３７】
なお、マイクロバブルが混入したオイル１４８は、温度が上昇すると、見た目上マイクロバブルが消滅することが本願発明者により確認されている。したがって、マイクロバブルをオイル１４８に混入しても高温時の見かけ上の粘度は変わらず、マイクロバブルの混入したオイル１４８が循環しても、高温時にマイクロバブルがなくなるので、耐久性は維持される。つまり、高温時においてマイクロバブルが消滅することにより、泡噛みの影響を低減させることができるので、オイルパン５０ｄの深さを浅くでき、レイアウトの自由度を向上させることができる。
【００３８】
但し、上記実施の形態は本発明の一態様であり、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能であるのは勿論である。
例えば、本実施の形態では、エア供給通路１０２の他端側にエア量調整オリフィス１０８を設ける構成としたが、エア供給通路１０２自体が適度に細ければ、エア量調整オリフィス１０８は省路してもよい。
【００３９】
また、本実施の形態では、バブル生成オリフィス１０６をオイルポンプ８０の上流側のオイル供給通路１００に設ける構成としたが、バブル生成オリフィス１０６をオイルポンプ８０の下流側の出力側管路１０４に設けてもよい。この場合も、エンジン３０の摺動部には、マイクロバブルが混入したオイル１４８が供給されるので、摺動部の摩擦を低下させ、エンジン３０の摩擦損失を低減することができる。
【００４０】
さらに、本実施の形態では、温度感知アクチュエータ１０３ｃ内にワックスを設けたが、温度感知アクチュエータ１０３ｃ内に、温度によって変形する形状記憶合金やバイメタルを設けてもよい。
【００４１】
〔第二の実施の形態〕
以下、本発明の第二の実施の形態に係るエンジン３０の潤滑装置２１０を説明する。
上述した第一の実施の形態では、サーモスタット１０３を、温度受感部１０３ｅがオイル供給通路１００内の温度を感知するように配置した。本実施の形態のエンジン３０の潤滑装置２１０では、サーモスタット２０３を、温度受感部２０３ｅがクランクケース５０ｃの温度を感知するように配置する。
但し、本実施の形態の潤滑装置２１０は、第一の実施の形態で説明した潤滑装置１０と略同様の構成を有するため、ここでは、潤滑装置１０と同様の構成については同一の符号を用いて説明を省略する。
【００４２】
図８および図９は、潤滑装置２１０が設けられるエンジン３０を示す断面正面図である。
潤滑装置２１０は、潤滑装置１０と同様に、潤滑用のオイル１４８をオイルポンプ８０によって循環させている。すなわち、オイル１４８は、オイル供給通路１００、出力側管路１０４、オイルフィルタ１３２、及び潤滑路１３４を経由して分岐点１３４ａから複数に分岐し、各ピストン６２、クランクシャフト７２、カムシャフト６７のカム６７ａ等、エンジン３０の摺動部に供給される。
【００４３】
図１０は、サーモスタット２０３の周辺部におけるエンジン３０を示す断面側面図である。
潤滑装置２１０は、エア供給通路１０２に相当するエア供給通路２０２と、サーモスタット１０３に相当するサーモスタット（機械的開閉手段）２０３と、を備え、これらのエア供給通路２０２及びサーモスタット２０３以外は、潤滑装置１０と同様の構成を有している。
エア供給通路２０２は、オイル供給通路１００に直接接続されるエア終端通路２０２ｂと、エア終端通路２０２ｂに接続されて上方に延びるエア後方通路２０２ｃと、エア後方通路２０２ｃに接続されるエア中間通路２０２ｄと、を有している。エア供給通路２０２とオイル供給通路１００との連結部２０１には、上述したエア量調整オリフィス１０８が設けられている。エア中間通路２０２ｄには、エンジン３０の状態（本実施の形態では、温度）に応じてエア供給通路２０２を自動開閉するサーモスタット２０３が設けられている。
【００４４】
サーモスタット２０３は、エア供給通路２０２を開閉する開閉バルブ２０３ａと、この開閉バルブ２０３ａに接続されたロッド２０３ｂと、ロッド２０３ｂを介して開閉バルブ２０３ａ接続された温度感知アクチュエータ２０３ｃと、開閉バルブ２０３ａを閉弁方向（図中矢印Ｃ２方向）へ付勢するリセットスプリング２０３ｄとを備えて構成されている。
温度感知アクチュエータ２０３ｃ内には、温度によって膨張、収縮するワックス（不図示）が設けられている。また、温度感知アクチュエータ２０３ｃの終端（図中左端）には、温度を感知する温度受感部２０３ｅが設けられている。この温度受感部２０３ｅは、クランクケース５０ｃの温度を感知するように、エンジン３０の摺動部に近い（本実施の形態では、オイルポンプ８０の上方の）クランクケース５０ｅに接触するように配置されている。
【００４５】
温度感知アクチュエータ２０３ｃ内のワックスは、温度受感部２０３ｅと接触しているクランクケース５０ｅの温度が所定温度まで低下すると、固化して収縮する。なお、所定温度は、温度感知アクチュエータ２０３ｃに設けるワックスの溶融特性に依存する。ワックスの収縮動作は、温度感知アクチュエータ２０３ｃに接続されるロッド２０３ｂを介して開閉バルブ２０３ａに伝達される。これにより、開閉バルブ２０３ａは、開弁方向（図中矢印Ｏ２方向）に移動して、エア供給通路２０２が開放される。
【００４６】
一方、温度感知アクチュエータ２０３ｃ内のワックスは、温度受感部２０３ｅと接触しているクランクケース５０ｅの温度が所定温度まで上昇すると、液化して膨張する。このワックスの膨張動作は、ロッド２０３ｂを介して開閉バルブ２０３ａに伝達される。これにより、開閉バルブ２０３ａは、閉弁方向に移動して、エア供給通路２０２が遮蔽される。このように、サーモスタット２０３は、クランクケース５０ｅの温度に応じて、エア供給通路２０２を自動開閉する。
【００４７】
エア吸入開口２０２ａから吸入されたエアは、エア供給通路２０２が開放されると、オイルポンプ８０の吸入負圧によって、エア中間通路２０２ｄ、エア後方通路２０２ｃ及びエア終端通路２０２ｂを通り、エア量調整オリフィス１０８を介して、オイル供給通路１００を流れるオイル１４８に混入される。オイル１４８に混入したエアは、連結部２０１の下流に設けられたバブル生成オリフィス１０６を通過するときにマイクロバブルになる。
【００４８】
本実施の形態の潤滑装置２１０は、クランクケース５０ｃの温度に応じてエア供給通路２０２を機械的に自動開閉するサーモスタット２０３を設けたことで、クランクケースの温度の情報を入力し、その情報に応じた開閉信号を開閉手段に出力するための複雑且つ高価な制御手段を設ける必要がなくなる。このため、構成の複雑化や大型化を防いでコストアップを抑えつつ、クランクケース５０ｃの温度に応じて適切な量のマイクロバブルを生成してオイル１４８に混入することができる。
クランクケース５０ｃの温度が低いときにオイル１４８に混入されたマイクロバブルは、見かけ上の粘度が下がることによりエンジン３０の摺動部の摩擦を低下させて、エンジン３０の摩擦損失を低減することができる。したがって、例えば、低温時にも適温のオイル１４８と同程度の粘度が得られ、オイル１４８の循環抵抗及びオイルポンプ８０の駆動抵抗が小さくなり、暖機効果を短時間で得られる。
【００４９】
特に、摺動部に近いクランクケース５０ｅの温度を感知するように、サーモスタット２０３を設けたことにより、摺動部に対して適切な量のマイクロバブルを混入することができ、その結果、摺動部の摩擦を効果的に低下させることができる。
【００５０】
但し、上記実施の形態は本発明の一態様であり、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能であるのは勿論である。
例えば、本実施の形態では、サーモスタット２０３の温度感知アクチュエータ２０３ｃ内にワックスを設けたが、温度感知アクチュエータ２０３ｃ内に、温度によって変形する形状記憶合金やバイメタルを設けてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】第一の実施の形態に係る内燃機関の潤滑装置が適用される自動二輪車を示す外観側面図である。
【図２】エンジンを示す断面側面図である。
【図３】エンジンの潤滑装置を示す図である。
【図４】サーモスタットの周辺部におけるエンジンを示す断面側面図である。
【図５】連結部を示す断面側面図である。
【図６】バブル生成オリフィスにおけるオイル供給通路を示すの断面図である。
【図７】マイクロバブルをオイルに混入した場合と、マイクロバブルをオイルに混入しない場合における、オイルポンプのフリクションを示す図である。
【図８】第二の実施の形態に係る潤滑装置が設けられるエンジンを示す断面正面図である。
【図９】第二の実施の形態に係る潤滑装置が設けられるエンジンを示す断面正面図である。
【図１０】サーモスタットの周辺部におけるエンジンを示す断面側面図である。
【符号の説明】
【００５２】
１０ 潤滑装置
１２ 自動二輪車
３０ エンジン（内燃機関）
５０ｃ、５０ｅ クランクケース
５０ｄ オイルパン（オイル溜まり）
８０ オイルポンプ
１００ オイル供給通路
１０１、２０１ 連結部
１０２、２０２ エア供給通路
１０３、２０３ サーモスタット（機械式開閉手段）
１０６ バブル生成オリフィス（マイクロバブル生成器）
１４８ オイル
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロバブルを生成して潤滑用のオイルに混入する内燃機関の潤滑装置、および、内燃機関に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、内燃機関においては、潤滑装置によって潤滑用のオイルを内燃機関内に循環させている。この潤滑用のオイルは、摺動部の摩擦を低減することができる。一方、潤滑用のオイルは、オイルの温度が低い場合には、オイルの温度が高い場合と比較して摺動部の摩擦低減に課題がある場合がある。
【０００３】
そこで、内燃機関の潤滑装置にマイクロバブルを生成するマイクロバブル生成器を設け、このマイクロバブル生成器で生成したマイクロバブルをオイルに混入し、それを内燃機関の摺動部に供給する技術が提案されている。マイクロバブルが混入されたオイルは、マイクロバブルが混入されていないオイルと比較して、見掛けの粘度を低くすることができる。この潤滑装置では、オイルにマイクロバブルを混入して、オイルの見掛けの粘度を低下させることにより、摺動部の摩擦による損失を低減するようにしている。
この潤滑装置は、マイクロバブルの生成に用いられるエアを、エアバルブ（電磁バルブ）を介してマイクロバブル生成器に供給するよう構成されている。このエアバルブは、制御手段から出力されるエアバルブ開閉信号に基づいて開閉されるようになっている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００７―９９００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述のように、オイルの粘度は、内燃機関の状態、すなわち、オイルの温度により変化するため、内燃機関の潤滑装置は、その変化に対応して適切な量のマイクロバブルの生成を行うことのできる構成が望まれる。上記従来の内燃機関の潤滑装置は、オイルの温度を検知する油温センサを備えており、制御手段は、油温センサが検知したオイルの温度に応じてオイルへのエアの供給量を制御することにより、オイルの温度に応じて適切な量のマイクロバブルをオイルに混入できるようにしている。
しかしながら、上記従来の潤滑装置は、油温センサ、エアバルブ、及び、制御手段を設けることで構成が複雑になり、部品点数の増加やコストアップを招くという問題がある。
そこで、本発明の目的は、上述した従来の技術が有する課題を解消し、小型、且つ、廉価で、内燃機関の状態に応じて適切な量のマイクロバブルを生成してオイルに混入することが可能なマイクロバブル生成器を備える内燃機関の潤滑装置、および、内燃機関を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するため、本発明の内燃機関の潤滑装置は、潤滑用のオイルを貯溜するオイル溜まりからオイルを吸い出すオイルポンプと、前記オイル溜まりから前記オイルポンプにオイルを供給するオイル供給通路と、前記オイル供給通路にエアを供給するエア供給通路と、前記オイル及び前記エアに基づいて、マイクロバブルを生成して前記オイルの潤滑性能を向上させるマイクロバブル生成器と、を備えた内燃機関の潤滑装置において、前記エア供給通路に、前記内燃機関の状態に応じて当該エア供給通路を開閉する機械的開閉手段を設けたことを特徴とする。
上記構成によれば、内燃機関の状態に応じてエア供給通路を開閉する機械的開閉手段を設けたことで、内燃機関の状態の情報を入力し、その情報に応じた開閉信号を開閉手段に出力するための制御手段を設ける必要がなくなる。
【０００６】
上記構成において、前記機械的開閉手段は、内燃機関の温度に応じて自動開閉することが好ましい。
上記構成によれば、内燃機関の温度に応じてエア供給通路を機械的に自動開閉する機械的開閉手段を設けたことで、内燃機関の温度の情報を入力し、その情報に応じた開閉信号を開閉手段に出力するための制御手段を設ける必要がなくなる。
【０００７】
上記構成において、前記機械的開閉手段は、前記オイル供給通路内の温度に応じて自動開閉することが好ましい。
上記構成によれば、オイル供給通路内の温度に応じて自動開閉する機械的開閉手段を設けたことで、オイル供給通路内の温度の情報を入力し、その情報に応じた開閉信号を開閉手段に出力するための制御手段を設ける必要がなくなる。
特に、オイル供給通路の温度を感知するように、機械的開閉手段を設けたことにより、オイル供給通路を介してオイルポンプに供給されるオイルに対して適切な量のマイクロバブルを混入することができる。
【０００８】
上記構成において、前記機械的開閉手段は、クランクケースの温度に応じて自動開閉することが好ましい。
上記構成によれば、クランクケースの温度に応じて自動開閉する機械的開閉手段を設けたことで、クランクケースの温度の情報を入力し、その情報に応じた開閉信号を開閉手段に出力するための制御手段を設ける必要がなくなる。
特に、内燃機関の摺動部に近いクランクケースの温度を感知するように、機械的開閉手段を設けたことにより、摺動部に対して適切な量のマイクロバブルを混入することができる。
【０００９】
上記構成において、前記エア供給通路と前記オイル供給通路との間の連結部を、前記オイルポンプの下方に設けることが好ましい。
上記構成によれば、エア供給通路とオイル供給通路との間の連結部をオイルポンプの下方に設けることで、エア供給通路からオイル供給通路に供給されたエアは、その浮力によってオイル供給通路をオイルポンプの方へ浮上する。
【００１０】
上記課題を解決するため、本発明の内燃機関は、摺動部に潤滑用のオイルを供給する内燃機関において、マイクロバブルを生成して前記オイルに混入し、前記オイルの潤滑性能を向上させるマイクロバブル生成器を備え、前記オイルの温度に応じてマイクロバブル生成器に導入するエア量を自動的に調整する機械的開閉手段を設けたことを特徴とする。
上記構成によれば、オイルの温度に応じてマイクロバブル生成器に導入するエア量を自動的に調整する機械的開閉手段を設けたことで、オイルの温度の情報を入力し、その情報に応じた開閉信号を開閉手段に出力するための制御手段を設ける必要がなくなる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の内燃機関の潤滑装置によれば、内燃機関の状態の情報を入力し、その情報に応じた開閉信号を開閉手段に出力するための制御手段を設ける必要がなくなるため、小型、且つ廉価で、内燃機関の状態に応じて適切な量のマイクロバブルを生成してオイルに混入することができる。
また、内燃機関の温度の情報を入力し、その情報に応じた開閉信号を開閉手段に出力するための制御手段を設ける必要がなくなるため、小型、且つ廉価で、内燃機関の温度に応じて適切な量のマイクロバブルを生成してオイルに混入することができる。
【００１２】
また、オイル供給通路内の温度の情報を入力し、その情報に応じた開閉信号を開閉手段に出力するための制御手段を設ける必要がなくなるため、小型、且つ廉価で、オイル供給通路内の温度に応じて適切な量のマイクロバブルを生成してオイルに混入することができる。
特に、オイル供給通路を介してオイルポンプに供給されるオイルに対して適切な量のマイクロバブルを混入することができ、その結果、オイルポンプの摩擦を効果的に低下させることができる。
【００１３】
さらに、クランクケースの温度の情報を入力し、その情報に応じた開閉信号を開閉手段に出力するための制御手段を設ける必要がなくなるため、小型、且つ廉価で、クランクケースの温度に応じて適切な量のマイクロバブルを生成してオイルに混入することができる。
特に、摺動部に対して適切な量のマイクロバブルを混入することができ、その結果、摺動部の摩擦を効果的に低下させることができる。
【００１４】
さらにまた、エア供給通路から供給されたエアは、その浮力によってオイル供給通路をオイルポンプの方へ浮上するため、オイルポンプにエアを取り込みやすくすることができる。
本発明の内燃機関によれば、オイルの温度の情報を入力し、その情報に応じた開閉信号を開閉手段に出力するための制御手段を設ける必要がなくなるため、小型、且つ廉価で、オイルの温度に応じて適切な量のマイクロバブルを生成してオイルに混入することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施の形態について説明する。
〔第一の実施の形態〕
図１は、本発明の第一の実施の形態に係る内燃機関の潤滑装置が適用される自動二輪車を示す外観側面図である。
自動二輪車１２は、ロードスポーツ型の自動二輪車である。この自動二輪車１２は、クレードル型の車体フレーム１４と、この車体フレーム１４のヘッドパイプ１５に取付けたフロントフォーク１８と、このフロントフォーク１８に取付けた前輪２０並びにフロントフェンダ２２と、フロントフォーク１８に連結したハンドル２４と、車体フレーム１４の前部上部に跨ぐように取付けた燃料タンク２６と、を有する。
【００１６】
また、自動二輪車１２は、車体フレーム１４の後部上部に取付けたシート（運転者席と同乗者席とを有するダブルシート）２８と、車体フレーム１４の各パイプで囲まれたクレードルスペース内に配置したエンジン（内燃機関）３０と、クレードルスペースの後方に且つシート２８の下方に配置したエアクリーナ３２と、このエアクリーナ３２及びエンジン３０の吸気口（不図示）に接続した気化器３４と、エンジン３０の排気口（不図示）に接続した排気管３５、集合チャンバ３６並びにサイレンサ３８とを有する。さらに、自動二輪車１２は、エンジン３０の前方に配置したラジエータ４０と、車体フレーム１４の後部にピボット１６を介して取付けたスイングアーム４２と、このスイングアーム４２の後端部と車体フレーム１４との間に設けたリヤサスペンション４４と、スイングアーム４２に取付けた後輪４６とを有する。
【００１７】
図２は、エンジン３０を示す断面側面図である。
エンジン３０の外郭は、上方から順にシリンダヘッド５０ａ、シリンダ５０ｂ、および、クランクケース５０ｃによって形成されている。
エンジン３０は、吸気管５２からスロットルバルブ５４を介して空気を吸入し、その空気に燃料噴射弁５６から燃料を噴出する。そして、エンジン３０は、吸気バルブ５８が開いているときに、この空気と燃料との混合気を燃焼室６０に供給する。シリンダ５０ｂ内では、ピストン６２が往復運動をすることにより、混合気の吸気動作、圧縮動作、燃焼動作、及び排気動作を行う。燃焼動作は、図示しない点火プラグにより行われる。排気動作は、排気バルブ６４が開いているときに行われ、排気が排気管６６に排出される。吸気バルブ５８及び排気バルブ６４は、それぞれ対応するカムシャフト６７のカム６７ａによって開閉駆動される。
【００１８】
ピストン６２は、コネクティングロッド７０によってクランクシャフト７２の偏心位置に接続されている。クランクシャフト７２は、ピストン６２が往復運動をすることによって回転をする。始動時には、クランクシャフト７２に接続されたフライホイール７４をスタータモータ７６によって回転させる。
クランクケース５０ｃ内には、クラッチ７８及び変速機３０ａが設けられている。変速機３０ａは、フライホイール７４によって駆動され、クランクシャフト７２の回転数を変速して後輪４６（図１参照）に回転を伝達する。
【００１９】
図３は、エンジン３０の潤滑装置を示す図である。
エンジン３０の潤滑装置１０は、オイルパン（オイル溜まり）５０ｄと、オイルポンプ８０と、オイルパン５０ｄとオイルポンプ８０とを接続するオイル供給通路１００と、を備えている。
オイルパン５０ｄには、エンジン３０の摺動部の潤滑を行うためのオイル１４８が貯溜されている。ここで、摺動部とは、各ピストン６２、クランクシャフト７２、カムシャフト６７のカム６７ａ、バランサ１４０等、回転や摺動などの運動をするエンジン３０の部位である。オイル１４８は潤滑以外にも防錆、冷却、消浄等の作用も有することはもちろんである。オイルパン５０ｄには、オイル１４８をろ過するストレーナ１１２が設けられており、オイルパン５０ｄのオイル１４８に浸されている。
【００２０】
オイルポンプ８０は、オイルパン５０ｄの上方に設けられている。このオイルポンプ８０は、ドリブンスプロケット１３０に連動して回転する。ドリブンスプロケット１３０は、クランクシャフト７２に設けられた図示しないドライプスプロケットに対して、図示しないチェーンで接続されて回転する。
オイル供給通路１００は、オイルパン５０ｄから上方に延び、オイルパン５０ｄの上方に配置されるオイルポンプ８０に接続されている。本実施の形態のオイル供給通路１００は、オイルパン５０ｄから垂直に延びている。
【００２１】
オイルパン５０ｄのオイル１４８は、オイルポンプ８０によって循環される。すなわち、オイル１４８は、オイル供給通路１００を通って出力側管路１０４からオイルフィルタ１３２及び潤滑路１３４を経由してエンジン３０の摺動部に供給される。出力側管路１０４には、過大な圧力がかかることを防止するリリーフ弁１３６が設けられている。潤滑路１３４は、分岐点１３４ａから複数に分岐しており、各摺動部にオイル１４８が供給される。
オイル１４８は、メインシャフト１４２及びカウンタシャフト１４４から変速機３０ａにも供給される。潤滑路１３４の圧力は、オイルプレッシャスイッチ１４６により検出され、所定の圧力が掛かっていることを確認できるようになっている。図３における複数の矢印は、オイル１４８の移動経路を示している。エンジン３０の摺動部に供給されたオイル１４８は、やがて落下してオイルパン５０ｄに回収される。潤滑装置１０には、図示しないオイルクーラが介在してもよい。
【００２２】
図４は、サーモスタットの周辺部におけるエンジン３０を示す断面側面図である。
潤滑装置１０は、さらに、エア供給通路１０２と、エア供給通路１０２に設けられるサーモスタット（機械的開閉手段）１０３と、オイル供給通路１００に設けられてマイクロバブルを生成するバブル生成オリフィス（マイクロバブル生成器）１０６と、を備えている。
エア供給通路１０２は、エアを吸入し、吸入したエアをオイル供給通路１００へ供給するものである。このエア供給通路１０２は、クランクケース５０ｃ内に設けられており、一端にエアを吸入するエア吸入開口１０２ａが形成され、他端にオイル供給通路１００が接続されている。
【００２３】
エア吸入開口１０２ａは、クランクケース５０ｃ内で開口しているため、エア供給通路１０２内に異物が侵入しにくくなっている。エア吸入開口１０２ａと、その近傍部におけるクランクケース５０ｃの壁面との問には適度な隙間が確保されており、該壁面からオイル１４８が伝わり、又は跳ね返って侵入することを防止している。
エア供給通路１０２の一端側は、クラッチ７８（図２参照）等の回転体よりも下方に配設されている。エア供給通路１０２の一端に設けられたエア吸入開口１０２ａは、下方に向けて開口している。これにより、上方から滴下し又は回転体の遠心力により飛散してくるオイル１４８がエア供給通路１０２に混入することを防止している。
【００２４】
エア供給通路１０２は、オイル供給通路１００に直接接続されるエア終端通路１０２ｂと、エア終端通路１０２ｂに接続されるエア中間通路１０２ｃとを有している。このエア中間通路１０２ｃには、エンジン３０の状態（本実施の形態では、温度）に応じてエア供給通路１０２を自動開閉するサーモスタット１０３が設けられている。このサーモスタット１０３は、エア供給通路１０２を開閉する開閉バルブ１０３ａと、この開閉バルブ１０３ａに接続されたロッド１０３ｂと、ロッド１０３ｂを介して開閉バルブ１０３ａに接続された温度感知アクチュエータ１０３ｃと、開閉バルブ１０３ａを閉弁方向（図中矢印Ｃ１方向）へ付勢するリセットスプリング１０３ｄと、を備えている。
【００２５】
温度感知アクチュエータ１０３ｃ内には、温度によって膨張、収縮するワックス（不図示）が設けられている。また、温度感知アクチュエータ１０３ｃの終端（図中右端）には、温度を感知する温度受感部１０３ｅが設けられている。この温度受感部１０３ｅは、オイル供給通路１００内を流れるオイル１４８と接触して、オイル１４８の温度（油温）を感知するように、オイル供給通路１００の側方に接続された油温受感用開口１００ａ内に配置されている。
温度感知アクチュエータ１０３ｃ内のワックスは、温度受感部１０３ｅと接触しているオイル１４８の温度が所定温度まで低下すると、固化して収縮する。このワックスの収縮動作は、温度感知アクチュエータ１０３ｃに接続されるロッド１０３ｂを介して開閉バルブ１０３ａに伝達される。これにより、開閉バルブ１０３ａは、開弁方向（図中矢印Ｏ１方向）に移動して、エア供給通路１０２が開放される。
【００２６】
なお、所定温度は、温度感知アクチュエータ１０３ｃに設けるワックスの溶融特性に依存する。したがって、ワックスの種類を変えることにより、この所定温度を変更することができる。すなわち、ワックスの種類を指定することにより、結果としてマイクロバブルを生成する温度を規定することができる。
【００２７】
一方、温度感知アクチュエータ１０３ｃ内のワックスは、温度受感部１０３ｅと接触しているオイル１４８の温度が所定温度まで上昇すると、液化して膨張する。このワックスの膨張動作は、ロッド１０３ｂを介して開閉バルブ１０３ａに伝達される。これにより、開閉バルブ１０３ａは、閉弁方向に移動して、エア供給通路１０２が遮蔽される。このように、サーモスタット１０３は、オイル供給通路１００を流れるオイル１４８の温度に応じて、エア供給通路１０２を自動開閉する。
【００２８】
エア供給通路１０２の他端、すなわち、エア終端通路１０２ｂは、垂直に延びるオイル供給通路１００の側方に略９０°で接続されている。エア供給通路１０２とオイル供給通路１００との連結部１０１は、オイルポンプ８０の吸込口８０ａ側に設けられている。これにより、エア吸入開口１０２ａから吸入されたエアは、エア供給通路１０２が開放されると、オイルポンプ８０の吸入負圧によって、エア中間通路１０２ｃ及びエア終端通路１０２ｂを通って、オイル供給通路１００を流れるオイル１４８に混入される。
また、エア供給通路１０２とオイル供給通路１００との連結部１０１は、オイルポンプ８０の下方に設けられている。このため、オイル１４８に混入したエアは、その浮力によってオイル供給通路１００をオイルポンプ８０の方へ上昇する。これにより、エアがオイルポンプ８０に取り込まれやすくなる。
【００２９】
図５は、連結部１０１を示す断面側面図である。
エア供給通路１０２のエア終端通路１０２ｂに導かれたエアは、図５中に矢印で示すように、エア供給通路１０２とオイル供給通路１００との連結部１０１に設けられたエア量調整オリフィス１０８を介してオイル供給通路１００に吸い込まれる。これにより、オイル供給通路１００を流れるオイル１４８内にエアが気泡１５６として混入することになる。この混入した気泡１５６は、この時点ではある程度大径であるが、連結部１０１の下流に設けられたバブル生成オリフィス１０６（図３参照）を通過するときに、マイクロバブルになる。ここで、マイクロバブルとは、直径５０μｍ、好ましくは２０〜３０μｍの気泡である。
エア量調整オリフィス１０８は、エア終端通路１０２ｂの開口面積を小さくすることで、オイル１４８内に混入するエア量を規制するものである。このエア量調整オリフィス１０８は、例えば、ねじ込み式であって、交換可能に形成され、オイル１４８内に混入するエア量の調整が可能となっている。これにより、エア量調整オリフィス１０８は、結果としてマイクロバブルの生成量が一定量になるように規制している。
【００３０】
図６は、バブル生成オリフィス１０６におけるオイル供給通路１００を示す断面図である。
バブル生成オリフィス１０６は、オイル供給通路１００内であって、連結部１０１（図３参照）の下流に設けられている。このバブル生成オリフィス１０６は、入力側から出力側に向かって径が小さくなる第１テーパ部１５０と、第１テーパ部１５０によって小径になった絞り部１５２と、出力側で次第に拡径する第２テーパ部１５４とを有し、いわゆるベンチュリ形状となっている。第１テーパ部１５０は、出力側に向かって比較的急に径が小さくなっており、第２テーパ部１５４は、出力側に向かって比較的緩やかに径が大きくなっている。
【００３１】
このようなバブル生成オリフィス１０６では、第１テーパ部１５０でオイル１４８及び気泡１５６が加圧され、増速されることにより、絞り部１５２で気泡１５６が潰れてマイクロバブルが発生しやすい。図６中では多数のマイクロバブルＭＢを点で示している。
第２テーパ部１５４は、比較的緩やかに径が大きくなっていることから、絞り部１５２で発生したマイクロバブルは急激な圧力変動などの影響を受けることなく、消滅せずにそのまま下流側へ流れていく。バブル生成オリフィス１０６は、簡便構成であって、小型、軽量且つ廉価であることはもちろんである。
【００３２】
オイル１４８は、マイクロバブルが混入されると、見かけ上の粘度が低下する。したがって、オイル１４８は、温度が低い場合にマイクロバブルが混入されると、温度が低い場合であっても、エンジン３０の摺動部の摩擦を低減させる。すなわち、マイクロバブルが混入したオイル１４８は、エンジン３０から出力される駆動力に対する損失を抑えている。
また、オイル１４８の粘度は、図３に示すオイル供給通路１００、出力側管路１０４、潤滑路１３４等の管路内油圧に与える影響も大きい。そして、管路内油圧は、オイルポンプ８０の駆動抵抗（フリクション）に影響する。
【００３３】
図７は、マイクロバブルをオイル１４８に混入した場合と、マイクロバブルをオイル１４８に混入しない場合における、オイルポンプ８０のフリクションを示す図である。なお、図７は、縦軸にオイルポンプ８０のフリクション（ｋＷ）を、横軸に管路内油圧（ｋＰａ）を示している。
オイル１４８にマイクロバブルを混入しない場合、点Ｂに示すように、管路内油圧は高くなっており、オイルポンプ８０のフリクションも大きくなっている。これに対して、オイル１４８にマイクロバブルを混入すると、点Ａに示すように、管路内油圧は低くなっており、オイルポンプ８０のフリクションも小さくなっている。
このように、マイクロバブルが混入されてオイル１４８の見かけ上の粘度が低下する結果、管路内油圧が下がり、オイルポンプ８０のフリクションが抑えられる。
【００３４】
以上説明したように、本実施の形態によれば、エンジン３０の状態、例えば、温度に応じてエア供給通路１０２を機械的に自動開閉するサーモスタット１０３を設けたことで、エンジン３０の状態（温度）の情報を入力し、その情報に応じた開閉信号を開閉手段に出力するための複雑且つ高価な制御手段を設ける必要がなくなる。このため、構成の複雑化や大型化を防いでコストアップを抑えつつ、エンジン３０の状態（温度）に応じて適切な量のマイクロバブルを生成してオイル１４８に混入することができる。
エンジン３０の温度が低いときにオイル１４８に混入されたマイクロバブルは、見かけ上の粘度が下がることによりエンジン３０の摺動部の摩擦を低下する作用があり、エンジン３０の摩擦損失を低減することができる。したがって、例えば、低温時にも適温のオイル１４８と同程度の粘度が得られ、オイル１４８の循環抵抗及びオイルポンプ８０の駆動抵抗が小さくなり、暖機効果を短時間で得られる。
【００３５】
特に、オイル供給通路１００内の温度を感知するように、サーモスタット１０３を設けたことにより、オイル供給通路１００を介してオイルポンプ８０に供給されるオイル１４８に対して適切な量のマイクロバブルを混入することができ、その結果、オイルポンプ８０のフリクションを効果的に低下させることができる。
【００３６】
また、本実施の形態によれば、エア供給通路１０２とオイル供給通路１００との連結部１０１をオイルポンプ８０の下方に設けることで、エア供給通路１０２からオイル供給通路１００に導入されたエアは、その浮力によってオイル供給通路１００をオイルポンプ８０の方へ浮上するため、オイルポンプ８０にエアを取り込みやすくすることができる。
【００３７】
なお、マイクロバブルが混入したオイル１４８は、温度が上昇すると、見た目上マイクロバブルが消滅することが本願発明者により確認されている。したがって、マイクロバブルをオイル１４８に混入しても高温時の見かけ上の粘度は変わらず、マイクロバブルの混入したオイル１４８が循環しても、高温時にマイクロバブルがなくなるので、耐久性は維持される。つまり、高温時においてマイクロバブルが消滅することにより、泡噛みの影響を低減させることができるので、オイルパン５０ｄの深さを浅くでき、レイアウトの自由度を向上させることができる。
【００３８】
但し、上記実施の形態は本発明の一態様であり、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能であるのは勿論である。
例えば、本実施の形態では、エア供給通路１０２の他端側にエア量調整オリフィス１０８を設ける構成としたが、エア供給通路１０２自体が適度に細ければ、エア量調整オリフィス１０８は省路してもよい。
【００３９】
また、本実施の形態では、バブル生成オリフィス１０６をオイルポンプ８０の上流側のオイル供給通路１００に設ける構成としたが、バブル生成オリフィス１０６をオイルポンプ８０の下流側の出力側管路１０４に設けてもよい。この場合も、エンジン３０の摺動部には、マイクロバブルが混入したオイル１４８が供給されるので、摺動部の摩擦を低下させ、エンジン３０の摩擦損失を低減することができる。
【００４０】
さらに、本実施の形態では、温度感知アクチュエータ１０３ｃ内にワックスを設けたが、温度感知アクチュエータ１０３ｃ内に、温度によって変形する形状記憶合金やバイメタルを設けてもよい。
【００４１】
〔第二の実施の形態〕
以下、本発明の第二の実施の形態に係るエンジン３０の潤滑装置２１０を説明する。
上述した第一の実施の形態では、サーモスタット１０３を、温度受感部１０３ｅがオイル供給通路１００内の温度を感知するように配置した。本実施の形態のエンジン３０の潤滑装置２１０では、サーモスタット２０３を、温度受感部２０３ｅがクランクケース５０ｃの温度を感知するように配置する。
但し、本実施の形態の潤滑装置２１０は、第一の実施の形態で説明した潤滑装置１０と略同様の構成を有するため、ここでは、潤滑装置１０と同様の構成については同一の符号を用いて説明を省略する。
【００４２】
図８および図９は、潤滑装置２１０が設けられるエンジン３０を示す断面正面図である。
潤滑装置２１０は、潤滑装置１０と同様に、潤滑用のオイル１４８をオイルポンプ８０によって循環させている。すなわち、オイル１４８は、オイル供給通路１００、出力側管路１０４、オイルフィルタ１３２、及び潤滑路１３４を経由して分岐点１３４ａから複数に分岐し、各ピストン６２、クランクシャフト７２、カムシャフト６７のカム６７ａ等、エンジン３０の摺動部に供給される。
【００４３】
図１０は、サーモスタット２０３の周辺部におけるエンジン３０を示す断面側面図である。
潤滑装置２１０は、エア供給通路１０２に相当するエア供給通路２０２と、サーモスタット１０３に相当するサーモスタット（機械的開閉手段）２０３と、を備え、これらのエア供給通路２０２及びサーモスタット２０３以外は、潤滑装置１０と同様の構成を有している。
エア供給通路２０２は、オイル供給通路１００に直接接続されるエア終端通路２０２ｂと、エア終端通路２０２ｂに接続されて上方に延びるエア後方通路２０２ｃと、エア後方通路２０２ｃに接続されるエア中間通路２０２ｄと、を有している。エア供給通路２０２とオイル供給通路１００との連結部２０１には、上述したエア量調整オリフィス１０８が設けられている。エア中間通路２０２ｄには、エンジン３０の状態（本実施の形態では、温度）に応じてエア供給通路２０２を自動開閉するサーモスタット２０３が設けられている。
【００４４】
サーモスタット２０３は、エア供給通路２０２を開閉する開閉バルブ２０３ａと、この開閉バルブ２０３ａに接続されたロッド２０３ｂと、ロッド２０３ｂを介して開閉バルブ２０３ａ接続された温度感知アクチュエータ２０３ｃと、開閉バルブ２０３ａを閉弁方向（図中矢印Ｃ２方向）へ付勢するリセットスプリング２０３ｄとを備えて構成されている。
温度感知アクチュエータ２０３ｃ内には、温度によって膨張、収縮するワックス（不図示）が設けられている。また、温度感知アクチュエータ２０３ｃの終端（図中左端）には、温度を感知する温度受感部２０３ｅが設けられている。この温度受感部２０３ｅは、クランクケース５０ｃの温度を感知するように、エンジン３０の摺動部に近い（本実施の形態では、オイルポンプ８０の上方の）クランクケース５０ｅに接触するように配置されている。
【００４５】
温度感知アクチュエータ２０３ｃ内のワックスは、温度受感部２０３ｅと接触しているクランクケース５０ｅの温度が所定温度まで低下すると、固化して収縮する。なお、所定温度は、温度感知アクチュエータ２０３ｃに設けるワックスの溶融特性に依存する。ワックスの収縮動作は、温度感知アクチュエータ２０３ｃに接続されるロッド２０３ｂを介して開閉バルブ２０３ａに伝達される。これにより、開閉バルブ２０３ａは、開弁方向（図中矢印Ｏ２方向）に移動して、エア供給通路２０２が開放される。
【００４６】
一方、温度感知アクチュエータ２０３ｃ内のワックスは、温度受感部２０３ｅと接触しているクランクケース５０ｅの温度が所定温度まで上昇すると、液化して膨張する。このワックスの膨張動作は、ロッド２０３ｂを介して開閉バルブ２０３ａに伝達される。これにより、開閉バルブ２０３ａは、閉弁方向に移動して、エア供給通路２０２が遮蔽される。このように、サーモスタット２０３は、クランクケース５０ｅの温度に応じて、エア供給通路２０２を自動開閉する。
【００４７】
エア吸入開口２０２ａから吸入されたエアは、エア供給通路２０２が開放されると、オイルポンプ８０の吸入負圧によって、エア中間通路２０２ｄ、エア後方通路２０２ｃ及びエア終端通路２０２ｂを通り、エア量調整オリフィス１０８を介して、オイル供給通路１００を流れるオイル１４８に混入される。オイル１４８に混入したエアは、連結部２０１の下流に設けられたバブル生成オリフィス１０６を通過するときにマイクロバブルになる。
【００４８】
本実施の形態の潤滑装置２１０は、クランクケース５０ｃの温度に応じてエア供給通路２０２を機械的に自動開閉するサーモスタット２０３を設けたことで、クランクケースの温度の情報を入力し、その情報に応じた開閉信号を開閉手段に出力するための複雑且つ高価な制御手段を設ける必要がなくなる。このため、構成の複雑化や大型化を防いでコストアップを抑えつつ、クランクケース５０ｃの温度に応じて適切な量のマイクロバブルを生成してオイル１４８に混入することができる。
クランクケース５０ｃの温度が低いときにオイル１４８に混入されたマイクロバブルは、見かけ上の粘度が下がることによりエンジン３０の摺動部の摩擦を低下させて、エンジン３０の摩擦損失を低減することができる。したがって、例えば、低温時にも適温のオイル１４８と同程度の粘度が得られ、オイル１４８の循環抵抗及びオイルポンプ８０の駆動抵抗が小さくなり、暖機効果を短時間で得られる。
【００４９】
特に、摺動部に近いクランクケース５０ｅの温度を感知するように、サーモスタット２０３を設けたことにより、摺動部に対して適切な量のマイクロバブルを混入することができ、その結果、摺動部の摩擦を効果的に低下させることができる。
【００５０】
但し、上記実施の形態は本発明の一態様であり、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能であるのは勿論である。
例えば、本実施の形態では、サーモスタット２０３の温度感知アクチュエータ２０３ｃ内にワックスを設けたが、温度感知アクチュエータ２０３ｃ内に、温度によって変形する形状記憶合金やバイメタルを設けてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】第一の実施の形態に係る内燃機関の潤滑装置が適用される自動二輪車を示す外観側面図である。
【図２】エンジンを示す断面側面図である。
【図３】エンジンの潤滑装置を示す図である。
【図４】サーモスタットの周辺部におけるエンジンを示す断面側面図である。
【図５】連結部を示す断面側面図である。
【図６】バブル生成オリフィスにおけるオイル供給通路を示すの断面図である。
【図７】マイクロバブルをオイルに混入した場合と、マイクロバブルをオイルに混入しない場合における、オイルポンプのフリクションを示す図である。
【図８】第二の実施の形態に係る潤滑装置が設けられるエンジンを示す断面正面図である。
【図９】第二の実施の形態に係る潤滑装置が設けられるエンジンを示す断面正面図である。
【図１０】サーモスタットの周辺部におけるエンジンを示す断面側面図である。
【符号の説明】
【００５２】
１０ 潤滑装置
１２ 自動二輪車
３０ エンジン（内燃機関）
５０ｃ、５０ｅ クランクケース
５０ｄ オイルパン（オイル溜まり）
８０ オイルポンプ
１００ オイル供給通路
１０１、２０１ 連結部
１０２、２０２ エア供給通路
１０３、２０３ サーモスタット（機械式開閉手段）
１０６ バブル生成オリフィス（マイクロバブル生成器）
１４８ オイル
【特許請求の範囲】
【請求項１】
潤滑用のオイルを貯溜するオイル溜まりからオイルを吸い出すオイルポンプと、前記オイル溜まりから前記オイルポンプにオイルを供給するオイル供給通路と、前記オイル供給通路にエアを供給するエア供給通路と、前記オイル及び前記エアに基づいて、マイクロバブルを生成して前記オイルの潤滑性能を向上させるマイクロバブル生成器と、を備えた内燃機関の潤滑装置において、
前記エア供給通路に、前記内燃機関の状態に応じて当該エア供給通路を開閉する機械的開閉手段を設けたことを特徴とする内燃機関の潤滑装置。
【請求項２】
請求項１に記載の内燃機関の潤滑装置において、
前記機械的開閉手段は、内燃機関の温度に応じて自動開閉することを特徴とする内燃機関の潤滑装置。
【請求項３】
請求項２に記載の内燃機関の潤滑装置において、
前記機械的開閉手段は、前記オイル供給通路内の温度に応じて自動開閉することを特徴とする内燃機関の潤滑装置。
【請求項４】
請求項２に記載の内燃機関の潤滑装置において、
前記機械的開閉手段は、クランクケースの温度に応じて自動開閉することを特徴とする内燃機関の潤滑装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか１つに記載の内燃機関の潤滑装置において、
前記エア供給通路と前記オイル供給通路との間の連結部を、前記オイルポンプの下方に設けたことを特徴とする内燃機関の潤滑装置。
【請求項６】
摺動部に潤滑用のオイルを供給する内燃機関において、
マイクロバブルを生成して前記オイルに混入し、前記オイルの潤滑性能を向上させるマイクロバブル生成器を備え、
前記オイルの温度に応じてマイクロバブル生成器に導入するエア量を自動的に調整する機械的開閉手段を設けたことを特徴とする内燃機関。
【請求項１】
潤滑用のオイルを貯溜するオイル溜まりからオイルを吸い出すオイルポンプと、前記オイル溜まりから前記オイルポンプにオイルを供給するオイル供給通路と、前記オイル供給通路にエアを供給するエア供給通路と、前記オイル及び前記エアに基づいて、マイクロバブルを生成して前記オイルの潤滑性能を向上させるマイクロバブル生成器と、を備えた内燃機関の潤滑装置において、
前記エア供給通路に、前記内燃機関の状態に応じて当該エア供給通路を開閉する機械的開閉手段を設けたことを特徴とする内燃機関の潤滑装置。
【請求項２】
請求項１に記載の内燃機関の潤滑装置において、
前記機械的開閉手段は、内燃機関の温度に応じて自動開閉することを特徴とする内燃機関の潤滑装置。
【請求項３】
請求項２に記載の内燃機関の潤滑装置において、
前記機械的開閉手段は、前記オイル供給通路内の温度に応じて自動開閉することを特徴とする内燃機関の潤滑装置。
【請求項４】
請求項２に記載の内燃機関の潤滑装置において、
前記機械的開閉手段は、クランクケースの温度に応じて自動開閉することを特徴とする内燃機関の潤滑装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか１つに記載の内燃機関の潤滑装置において、
前記エア供給通路と前記オイル供給通路との間の連結部を、前記オイルポンプの下方に設けたことを特徴とする内燃機関の潤滑装置。
【請求項６】
摺動部に潤滑用のオイルを供給する内燃機関において、
マイクロバブルを生成して前記オイルに混入し、前記オイルの潤滑性能を向上させるマイクロバブル生成器を備え、
前記オイルの温度に応じてマイクロバブル生成器に導入するエア量を自動的に調整する機械的開閉手段を設けたことを特徴とする内燃機関。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１０−７４６７（Ｐ２０１０−７４６７Ａ）
【公開日】平成２２年１月１４日（２０１０．１．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１６４０２９（Ｐ２００８−１６４０２９）
【出願日】平成２０年６月２４日（２００８．６．２４）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１月１４日（２０１０．１．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年６月２４日（２００８．６．２４）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
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