内燃機関
【課題】内燃機関の潤滑装置に備えられた複数の物質を含むオイルフィルターが仮詰まり状態になった場合であっても、オイルの流通をより適切に確保する。
【解決手段】本発明に係る内燃機関１０は、オイル通路３４に設けられて所定の成分を吸着する機能を有する複数の物質を収容するオイルフィルター３２と、前記オイル通路３４に連通して前記オイルフィルター３２をバイパスするように延びるバイパス通路４０と、該バイパス通路４０のオイルの流量を調節する流量調節装置４２とを備える。流量調節装置４２は、オイルフィルター３２におけるオイルの粘度が所定粘度以上であるのでオイルフィルター３２が仮詰まり状態にあるときオイルフィルター３２の上流側のオイルがバイパス通路４０へ流れることを許容するように構成されている。
【解決手段】本発明に係る内燃機関１０は、オイル通路３４に設けられて所定の成分を吸着する機能を有する複数の物質を収容するオイルフィルター３２と、前記オイル通路３４に連通して前記オイルフィルター３２をバイパスするように延びるバイパス通路４０と、該バイパス通路４０のオイルの流量を調節する流量調節装置４２とを備える。流量調節装置４２は、オイルフィルター３２におけるオイルの粘度が所定粘度以上であるのでオイルフィルター３２が仮詰まり状態にあるときオイルフィルター３２の上流側のオイルがバイパス通路４０へ流れることを許容するように構成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車等に用いることができる内燃機関に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、内燃機関の潤滑システム内で使用する化学フィルターを開示する。特許文献１の記載によれば、この化学フィルターは、内燃機関潤滑システム内のオイルフィルターのハウジング内に使用されるか、またはそのオイルフィルターのバイパス部分に使用され、イオン交換材料を有することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２００８−５４０１２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
オイルフィルターにはイオン交換材料を含ませることができる。しかし、一般にオイルの温度が低いほどオイルの粘度は上昇するという特徴をオイルは有するので、オイルの温度が低いときほどイオン交換材料といった物質を複数含むオイルフィルターをオイルは通過し難いという傾向がある。そして、オイルの粘度が高いのでオイルフィルターが仮詰まり状態になった場合には、オイルの流れが滞らないように内燃機関の潤滑装置においてオイルの流通を確保することが望まれる。
【０００５】
そこで、本発明はかかる点に鑑みて創案されたものであり、その目的は、複数の物質を含むオイルフィルターが仮詰まり状態になった場合であっても、オイルの流通をより適切に確保することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様に係る内燃機関は、オイル通路に設けられ、所定の成分を吸着する機能を有する複数の物質を収容するオイルフィルターと、前記オイル通路に連通して前記オイルフィルターをバイパスするように延びるバイパス通路と、該バイパス通路のオイルの流量を調節する流量調節装置であって、前記オイルフィルターにおけるオイルの粘度が所定粘度以上であるので前記オイルフィルターが仮詰まり状態にあるとき前記オイルフィルターの上流側のオイルが前記バイパス通路へ流れることを許容するように構成された流量調節装置とを備えたことを特徴とする。
【０００７】
前記流量調節装置は、前記オイルフィルターの上流側のオイルの圧力が所定圧を超えたときに前記バイパス通路を開通させる機構を備えるとよい。
【０００８】
前記バイパス通路は、前記オイルフィルターと熱交換可能に構成されているとよい。
【０００９】
前記バイパス通路は、前記オイルフィルター内を通るように構成されているとよい。
【００１０】
前記バイパス通路は、前記オイルフィルターに接するように構成されているとよい。
【００１１】
前記オイル通路におけるオイルの粘度に応じて前記オイルフィルターに向けたオイルの流量を調節する第２流量調節装置がさらに備えられているとよい。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態に係る内燃機関の概念図である。
【図２】図１の内燃機関のオイルフィルターおよびその周囲の拡大模式図である。
【図３】図１の内燃機関の制御弁の制御を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の好適な実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。
【００１４】
図１に本発明の一実施形態に係る内燃機関（以下、エンジン）１０が概念的に示されている。ここでは、内燃機関１０は車両に搭載されている。ただし、本実施形態でのエンジン１０は、直列４気筒形式のエンジンであるが、本発明が適用されるエンジンは、その気筒数や気筒配列形式ばかりか、火花点火式機関であるか圧縮着火式機関であるかさえも問わない。
【００１５】
エンジン１０はクランクケースを一体的に備えたシリンダブロック１２と、シリンダヘッド１４と、シリンダヘッド１４を上方から覆うヘッドカバー１６と、オイルパン１８とを備える。吸気通路２０のスロットルバルブ２２を介して取り込まれた空気と燃料噴射弁から噴射された燃料との混合気は燃焼室で燃焼され、排気ガスは排気通路２４を介して排出される。
【００１６】
シリンダブロック１２とシリンダヘッド１４には、ヘッドカバー１６内またはシリンダヘッド１４内とクランクケース内つまりオイルパン１８内とを連通するようにオイル戻し通路（オイル落とし通路）２６が形成されている（設けられている）。オイル戻し通路２６は、例えば動弁系の潤滑を終えたオイルをシリンダヘッド１４からオイルパン１８内へ向けて戻す（落とす）ための通路であると同時に、クランクケース内のブローバイガスをヘッドカバー１６内に向けて上昇移動させるための通路である。なお、オイル戻し通路２６の数は幾つであってもよい。
【００１７】
ここで、ブローバイガスとは、ピストンのピストンリングと、シリンダブロック１２のシリンダボアとの隙間からクランクケース内へ漏れ出るガスのことである。このブローバイガスは多量の炭化水素や水分を含む。このため、ブローバイガスがあまりに多いとそれはエンジンオイルの早期劣化やエンジン内部の錆の原因になる。また、ブローバイガスには炭化水素が含まれているため、それをこのまま大気に解放することは環境上好ましくない。そのため、エンジン１０は、図示しないブローバイガス環流装置を備えている。ブローバイガスは、ヘッドカバー１６内に導入された後、吸気負圧を利用して後述の経路を通じて強制的に吸気系統へ戻され、燃焼室に供給される。
【００１８】
ブローバイガス環流装置は、図示しないが、スロットルバルブ２２の下流側の吸気通路と、ヘッドカバー１６内とをつなぐＰＣＶ通路を備えている。ここでＰＣＶとはPositive Crankcase Ventilationの略称である。また、スロットルバルブ２２の上流側の吸気通路と、ヘッドカバー１６内とは大気通路によって連通されている。ＰＣＶ通路にはこれを開閉するＰＣＶバルブが設けられる。ＰＣＶバルブは吸気負圧の大きさに応じて開閉し、流量を変えるものであり、ここではヘッドカバー１６に固設されている。
【００１９】
ところで、そのようなブローバイガス中にはＮＯｘ、ＳＯｘおよび水分が含まれている。そして、例えば、ヘッドカバー１６がエンジンからの熱を伝達されづらくかつその外面が外気に晒されて冷却風等によって冷却されるので、ヘッドカバー１６の内面には結露等による凝縮水が生じやすい。よって、特にヘッドカバー１６内では、それらの反応により、酸性物質、例えば硝酸、硫酸ができやすい。これら酸性物質は、潤滑油つまりエンジンオイルに混ざり得、エンジン内部におけるスラッジの発生、付着、堆積を促し得る。
【００２０】
そこで、エンジンオイルからそのような酸性物質つまり酸性成分を除去するべく、エンジン１０の潤滑装置３０はオイルフィルター３２を有する。潤滑装置３０は、図１においてはその一部のみが誇張して模式的に表されている。潤滑装置３０は、上記オイル戻し通路２６やオイルパン１８内を含むオイル通路３４をエンジン１０において有し、オイル通路３４の途中にオイルフィルター３２を備える。
【００２１】
ただし、図１では、オイルフィルター３２を含む実施形態における潤滑装置３０の一部を誇張して表すべく、オイルフィルター３２を含む潤滑装置３０の一部がエンジン本体１０´の外側に描かれている。しかし、オイルフィルター３２等の設置位置は図１に表された位置に限定されるものではなく、種々の箇所に変更可能であり、例えばエンジン本体１０´の各部の外側に接する部分にまたは内側に定められることが可能である。
【００２２】
潤滑装置３０はストレーナ３６およびオイルポンプ３８を備え、オイルパン１８内のオイルはストレーナ３６を通じてオイルポンプ３８によって汲み上げられる（吸引される）。こうして汲み上げたオイルは図示しない（オイルフィルター３２とは別の）オイルフィルターを介して、エンジン１０に形成された主オイル通路３４ａ（各供給部位に対応した複数の油路を含む。）を通じて、エンジン１０内の各部、例えばカムシャフトジャーナル、クランクジャーナル、コンロッド、ピストンに供給される。そして、こうして各部に供給された潤滑油つまりオイルは自らの自重により最終的にはオイルパン１８に戻る。なお、オイルがこのようにエンジン１０内で循環するように流れる空間をここでは「オイル通路」と称している。
【００２３】
オイル通路３４は、ここでは上記主オイル通路３４ａと該主オイル通路３４ａにつながる副オイル通路３４ｂとを備えている。上記オイルフィルター３２は副オイル通路３４ｂに位置づけられている。しかし、オイルフィルター３２は主オイル通路３４ａに設けられてもよく、例えばオイル戻し通路２６に設けられてもよい。なお、副オイル通路３４ｂに流入したオイルは最終的にはその自重によりオイルパン１８に流れ得る。
【００２４】
このような潤滑装置３０における上記オイルフィルター３２は、フィルター部３２ａ、３２ｂ、外殻部材３２ｃ、および、これらフィルター部３２ａ、３２ｂに挟まれるように外殻部材３２ｃとフィルター部３２ａ、３２ｂとによって区画形成された収容部（収容室）３２ｄを有する（図２参照）。フィルター部３２ａ、３２ｂは、それぞれ多孔質部材であり、ここでは具体的に流路方向（図２の矢印ａ１、ａ２の方向）に実質的に延びるオイルが流通可能な複数の細孔を有する。フィルター部３２ａ、３２ｂは、オイル中の固体粒等の固形物を捕捉するように備えられている。また、フィルター部３２ａ、３２ｂは、収容部３２ｄの形状、大きさを維持し、収容部３２ｄ内に設けられた複数の反応体（またはろ過体）つまり物質を保護および保持するように設けられている。
【００２５】
収容部３２ｄに収容された複数の反応体は、主に、イオン交換体（イオン交換材料）である（イオン交換体の働きをする）ハイドロタルサイトからなる。ハイドロタルサイトは所定のイオン（イオン成分）を吸着する機能を有する。換言すると、所定のイオンをエンジンオイルから除去するべく、そのような所定のイオンを吸着する機能を収容部３２ｄの反応体は有する。具体的には、ブローバイガス中のＮＯｘと水とにより生じ得る硝酸イオン（ＮＯ３−）、ブローバイガス中のＳＯｘと水とにより生じ得る硫酸イオン（ＳＯ４２−）をオイル中から除去するべくハイドロタルサイトは設けられている。なお、ハイドロタルサイトとして、種々のハイドロタルサイトが用いられ得、例えば和光純薬工業株式会社製の「Ｍｇ６Ａｌ２（ＯＨ）（ＣＯ３）１６」が用いられることができる。
【００２６】
したがって、潤滑装置３０のオイル通路３４のうちの副オイル通路３４ｂに設けられたオイルフィルター３２をオイルが通過するとき、オイルフィルター３２の収容部３２ｄの複数の反応体の作用によってオイル中の上記したような成分をオイルから除去することが可能になる。
【００２７】
ところで、このようなハイドロタルサイトは、ここでは非常に細かな状態で、例えば微細粒の状態で、オイルフィルター３２の収容部３２ｄに収容されている。換言すると、オイルフィルター３２の収容部３２ｄには多数の（複数の）微細なハイドロタルサイトが収容されている。
【００２８】
他方、潤滑装置３０のオイル通路３４を流通するエンジンオイルは、一般に、その温度が低下するほどその粘度が高まるという特性を有する。一般にオイルの粘度が低いときには、オイルはオイルフィルター３２の複数の反応体の間を流れ得る。しかし、オイルの粘度が所定粘度以上であるときには、オイルはオイルフィルター３２の複数の反応体の間を流れ難く、例えば一時的にそれらの間に留まり得る。このような場合、複数の反応体はそのオイルと混ざって泥状になっていて、オイルフィルター３２は仮詰まり状態にある。このような場合であっても、副オイル通路３４ｂにおけるオイルの流通を確保することが望まれる。そこで、オイルフィルター３２をバイパスするように延びるバイパス通路４０が設けられている。
【００２９】
バイパス通路４０はオイル通路３４のうちの副オイル通路３４ｂに連通している。バイパス通路４０はオイルフィルター３２の上流側部分から分岐してその下流側部分に合流するように形成されている。そして、バイパス通路４０の上流側端部４０ａはその下流側端部４０ｂよりも鉛直方向上方に位置付けられている。それ故、オイルフィルター３２においてオイルの流通が難しくなったとき、オイルフィルター３２よりも鉛直方向上方の上流側に溜まるオイルをその自重によりバイパス通路４０を介してオイルフィルター３２よりも下流側に導くことができる。
【００３０】
しかし、通常は、オイルフィルター３２にオイルを通すことでオイルから上記したような成分を除去することが望まれる。そこで、上記したようにオイルフィルター３２をオイルが通過し難くなった場合に、つまり、オイルフィルター３２におけるオイルの粘度が所定粘度以上であってオイルフィルター３２が仮詰まり状態にあるときに、バイパス通路４０にオイルが流れることを許容するように、流量調節装置４２が設けられている。
【００３１】
流量調節装置４２は、バイパス通路４０のオイルの流量を調節する装置であり、オイルフィルター３２におけるオイルの通路抵抗に応じてバイパス通路４０へオイルが流れることを許容するように構成されている。具体的には、流量調節装置４２は、図２に模式的に示すように、弁座４２ａに対して進退移動可能でそこに着座することができる弁体４２ｂと、弁体４２ｂを弁座４２ａに対して付勢する付勢部材としてのばね４２ｃとを有している。付勢部材はばね４２ｃに限定されず、他の弾性体から構成されることも可能である。ばね４２ｃは、オイルフィルター３２におけるオイルの通路抵抗が所定レベルよりも高いときにバイパス通路４０へオイルを流すことを可能にするように設計選択されている。換言すると、オイルフィルター３２が上記仮詰まり状態にあるときに、オイルフィルター３２の上流側にオイルが溜まり得るが、その場合にその溜まったオイルの圧力がばね３２による付勢力を超えるようにばね３２は構成されている。このように、流量調節装置４２は、オイルフィルター３２の上流側のオイルの圧力が所定圧を超えたときにバイパス通路４０を開通させる機構を備えている。そのため、そのようなとき、オイルフィルター３２の上流側に溜まるオイルはバイパス通路４０に流れ込むことができ、オイルフィルター３２をバイパスしてオイルパン１８に流れ込むことができる（図２の矢印ａ３、ａ４参照）。よって、エンジン１０の潤滑装置３０において、オイルの流れが滞ることを防ぐことが可能になる。
【００３２】
また、上記バイパス通路４０はオイルフィルター３２と熱交換可能に、ここでは特にその収容部３２ｄと熱交換可能に構成されている。具体的には、図２に示すように、それらの間で熱交換が可能なように、上記バイパス通路４０はオイルフィルター３２の収容部３２ｄ内を通るように構成されている。したがって、バイパス通路４０を流れるオイルからオイルフィルター３２の収容部３２ｄに熱を供給して、収容部３２ｄを温めることができる。なお、バイパス通路４０はオイルフィルター３２に接するように、例えばその収容部３２ｄの周囲に接するように構成されてもよく、この場合には周囲からオイルフィルター３２に熱を供給することができる。また、バイパス通路４０は、オイルフィルター３２の他の部分と熱交換可能に構成されることもできる。
【００３３】
例えば、オイルフィルター３２の収容部３２ｄにおいて複数の反応体が粘度の高いオイルと混ざって泥状になっているとき、上記したように流量調節装置４２を介してオイルがバイパス通路４０に流れ込むことができる。エンジン１０が作動開始して所定時間経過したときなどには、オイルの温度は所定温度を超えている。したがって、そのようなときにバイパス通路４０を流れるオイルは所定温度を超えていて温かいまたは熱いので、そのオイルの熱が伝達されることで収容部３２ｄは加熱される。その結果、オイルフィルター３２が上記したように仮詰まり状態になっていても、迅速にオイルフィルター３２におけるオイルの温度を上昇させてその流動性を高めて、複数の反応体の凝集を弱めることができる。よって、オイルフィルター３２の仮詰まりを迅速に解消することができる。
【００３４】
そして、潤滑装置３０では、エンジンオイルの温度が低いのでその粘度が高いときに、オイルフィルター３２に向けてオイルが流れることを抑制するように、第２流量調節装置４４が設けられている。第２流量調節装置４４は、流量調節弁である制御弁４６と、その開閉動作を制御するための制御手段として機能する図示しない電子制御ユニット（ＥＣＵ）の一部とを含んで構成されている。
【００３５】
制御弁４６は、ここでは、副オイル通路３４ｂのオイルフィルター３２へのオイルの流量を調節するように副オイル通路３４ｂの上流側端部に設けられている（図１参照）。制御弁４６は、具体的には全開状態と全閉状態とに選択的に制御され、ここではＥＣＵからの作動信号に基づいてアクチュエータが作動することで開閉動作する。
【００３６】
エンジン１０は、上記ＥＣＵを備える。ＥＣＵは、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ａ／Ｄ変換器、入力インタフェース、出力インタフェース等を含むマイクロコンピュータで構成されている。入力インタフェースには、エンジン回転速度を検出するためのエンジン回転速度センサ、エンジン負荷を検出するためのエンジン負荷センサ、エンジンオイルの粘度を検出するための粘度検出手段としての粘度センサ４８等を含む各種センサ類が電気的に接続されている。これら各種センサ類からの出力信号（検出信号）に基づき、予め設定されたプログラムにしたがって円滑なエンジン１０の運転ないし作動がなされるように、ＥＣＵは出力インタフェースから電気的に燃料噴射弁、スロットルバルブ２２用のアクチュエータ、制御弁４６用のアクチュエータ等に作動信号（駆動信号）を出力する。
【００３７】
このようなＥＣＵの一部は第２流量調節装置４４の制御弁４６に対する制御手段として機能する。また、粘度検出手段としての上記粘度センサ４８とＥＣＵの一部とはエンジンオイルの粘度を検出する粘度検出装置を実質的に構成する。なお、粘度センサ４８はオイルパン１８に設けられているが、オイル通路３４の他の箇所に設けられることも可能である。
【００３８】
次に、上記制御弁４６の作動制御に関して図３に基づいて説明する。なお、図３のフローは、エンジン１０が起動された後、繰り返される。
【００３９】
まず、エンジンオイルの粘度が所定粘度以上か否かが判定される（ステップＳ３０１）。オイルの粘度は粘度センサ４８からの出力信号に基づいて検出される。所定粘度はオイルフィルター３２にその粘度のオイルが流れ込んだときにオイルフィルター３２におけるオイルの流通が悪影響を受ける可能性がある粘度として予め実験に基づいて定められている。より具体的には、ここでは、この所定粘度は、上記したようにオイルがオイルフィルター３２の複数の反応体と混ざったときにそれらが泥状になり、オイルフィルター３２が仮詰まり状態になるか否かに基づいて定められている。
【００４０】
例えば、冷間始動時などにはオイルの温度が所定温度以下であるのでその粘度が所定粘度以上である。したがって、そのようなときにはオイルの粘度が所定粘度以上であるので（ステップＳ３０１で肯定判定）、制御弁４６は閉じるようにＥＣＵによって制御される（ステップＳ３０３）。なお、ここでは、通常、制御弁４６は閉じられている。
【００４１】
他方、例えばオイルの温度が所定温度を超えてその粘度が所定粘度を下回ったときには（ステップＳ３０１で否定判定）、制御弁４６は開くようにＥＣＵによって制御される（ステップＳ３０５）。したがって、オイルフィルター３２に向けてオイルが流れるようになる。
【００４２】
これにより、例えば、オイルフィルター３２の収容部３２ｄにおけるオイルの通路抵抗が所定レベルを超えていないとき、オイルフィルター３２にオイルが流れてオイル中から上記所定成分を除くことが可能になる。他方、オイルフィルター３２の収容部３２ｄにおけるオイルの通路抵抗が所定レベルよりも高いとき、つまりオイルフィルター３２が仮詰まり状態にあるとき、オイルの一部はオイルフィルター３２を通過する場合があり得るが、オイルは上記したようにバイパス通路４０に流れ得る。これにより、バイパス通路４０のオイルによってオイルフィルター３２の収容部３２ｄを上記したように加熱することができる。よって、オイルフィルター３２の収容部３２ｄの反応体やオイルの流動性が高まりまたはそれら反応体の一体性が緩和され、オイルフィルター３２の通路抵抗を下げることが可能になる。
【００４３】
なお、上記実施形態では、エンジンオイルの粘度を検出するべく粘度センサ４８が設けられたが、それと共にまたは代わりにエンジンオイルの温度を検出するための温度センサ（温度検出手段）が設けられることができる。この場合、温度センサとＥＣＵの一部とはエンジンオイルの温度を検出する温度検出装置またはエンジンオイルの粘度を検出するための粘度検出装置を実質的に構成し、ＥＣＵはエンジンオイルの温度または粘度に基づいて制御弁４６の開閉動作を制御することができる。エンジンオイルの粘度は、その温度と相関関係を有するからである。なお、ＥＣＵは別々に検出されたエンジンオイルの温度および粘度の両方に基づいて制御弁４６の開閉動作を制御してもよい。
【００４４】
以上、本発明を上記実施形態に基づいて説明したが、例えば流量調節装置４２は上記したような構成に限定されない。オイルフィルター３２が仮詰まり状態になるほどオイルフィルター３２におけるオイルの粘度が高いとき、オイルフィルター３２の上流側にはオイルが溜まり得る。そこで、流量調節装置４２は、そのように溜まったオイルの存在を検知してバイパス通路４０を開通させるように構成されることができる。この場合、流量調節装置４２は、バイパス通路におけるオイルの流量を調節するための制御弁と、オイルフィルター３２上流側に溜まったオイルの量を検出するためのオイル量検出手段としてのセンサと、該センサからの出力に基づいて前記制御弁の開閉動作を制御するための制御手段とを備えることができる。その制御手段の機能は上記ＥＣＵの一部に担われ得る。オイルフィルター３２上流側に溜まったオイルの量を検出するためのオイル量検出手段としてのセンサは、例えば、オイルフィルター３２上流側のオイル通路のオイル溜部に設けられ得る。
【００４５】
また、オイルフィルターで用いられる反応体は、上記の如きハイドロタルサイトに限定されない。反応体は所定の成分をオイル中から吸着除去する機能を有する物質であり得、例えばイオン交換樹脂であってもよい。反応体として種々のアニオン性イオン交換樹脂やカチオン性イオン交換樹脂を用いることが可能である。なお、イオン交換樹脂としては、例えば、三菱化学社製ダイヤイオン（登録商標）シリーズのイオン交換樹脂、ローム・アンド・ハース社製アンバーライト（登録商標）シリーズのイオン交換樹脂がある。
【００４６】
アニオン性イオン交換樹脂等の反応体の使用によりオイル中から除去することが望まれるイオン成分には、硝酸イオン（ＮＯ３−）、硫酸イオン（ＳＯ４２−）ばかりでなく、例えば、ブローバイガスから生じ得る酢酸イオン（ＣＨ３ＣＯＯ−）、同様にブローバイガスから生じ得るギ酸イオン（ＨＣＯＯ−）、塩化物イオン（Ｃｌ−）、クロム酸イオン（ＣｒＯ４２−）がある。これらを含む群またはこれらからなる群から選択された少なくとも１つのイオン成分を吸着する機能を有する反応体が用いられ得る。
【００４７】
また、スラッジ生成を抑制するようにオイル通路、例えばヘッドカバー１６内面にアルカリ性物質、例えば炭酸カルシウムが設けられた場合、Ｃａイオンを吸着する機能を有する反応体が用いられるとよい。また、オイル中に添加剤としてカルシウムスルホネートが添加されている場合には、このカルシウムスルホネートからＣａイオンが生じ得るので、このような場合にもＣａイオンを吸着する機能を有する反応体が用いられるとよい。
【００４８】
なお、カチオン性イオン交換樹脂等の反応体の使用によりオイル中から除去することが望まれるイオンには、そのようなＣａイオン（Ｃａ２＋）ばかりでなく、例えば、Ａｌ３＋、Ｆｅ２＋、Ｆｅ３＋、Ｃｒ３＋、Ｐｂ２＋、Ｎｉ２＋、Ｃｕ２＋、Ｍｇ２＋、Ｔｉ＋がある。これらは、オイルへの添加剤、例えばＺｎＤＴＰから生じたり、エンジンの構成部材の磨耗および／または溶出により生じたりする。特に、エンジンの摺動部の摩耗によりエンジンオイル中に生じるＣｕイオン、Ａｌイオン、Ｆｅイオン等は、除去されることが望まれる。これらを含む群またはこれらからなる群から選択された少なくとも１つのイオン成分を吸着する機能を有する反応体が用いられ得る。
【００４９】
また、反応体といった物質は、ハイドロタルサイトやイオン交換樹脂以外のものであってもよい。無機イオン交換体、キレート樹脂、合成吸着剤等の反応体を用いることが可能である。反応体として、所定の成分を吸着する機能を有する種々の物質や、所定の成分を吸着する機能と別の所定の成分を放出する機能とを有する種々の物質を用いることができる。
【００５０】
また、反応体によって吸着除去されるべき成分は、上記したような硝酸イオン、硫酸イオン等の酸、添加物から生じた成分、エンジンの構成部材の磨耗および／または溶出により生じた成分であって、オイル中の不要成分または不純物であるとよい。なお、吸着されるべき成分は、上記イオン成分に限定されず、また、イオン成分以外の成分をも含み得る。またオイルへ反応体から放出されるべき成分はエンジンオイルに無害である成分またはオイルへの添加剤として機能する有用成分であるとよい。なお、同様に、放出されるべき成分は、上記イオンに限定されず、イオン以外の成分も含み得る。
【００５１】
このような反応体を用いて、オイル中の不要成分または不純物を除去できるので、オイル中にそのような不要成分または不純物を供給する可能性のある種々の材料および／または薬剤等の物質を、酸化防止剤、金属系洗浄剤、摩擦調整剤、無灰分散剤、ｐＨ調整剤としてオイルへ加えることも可能になる。
【００５２】
なお、オイルフィルターに収容される物質は上記反応体に限定されない。所定の成分を吸着する機能を有する種々の物質がオイルフィルターに収容され得る。そして、特に、本発明は、オイルフィルターに収容される複数の物質がそれぞれ微細物である場合に有効である。
【００５３】
また、オイルフィルターでは、金網ケース、金網や樹脂などを用いて形成された袋状ケース、メッシュタイプの筒状ケース（内筒と外筒との間に収納領域を有する。）等が用いられて収容部が形成され得、その中に複数の物質が入れられ得る。
【００５４】
以上、本発明を上記実施形態およびその変形例に基づいて説明した。しかし、本発明は、それら実施形態等に限定されず、他の実施形態を許容する。本発明には、特許請求の範囲によって規定される本発明の思想に包含されるあらゆる変形例や応用例、均等物が含まれる。
【符号の説明】
【００５５】
１０ エンジン
１２ シリンダブロック
１４ シリンダヘッド
１６ ヘッドカバー
１８ オイルパン
２０ 吸気通路
２２ スロットルバルブ
２４ 排気通路
２６ オイル戻し通路
３０ 潤滑装置
３２ オイルフィルター
３４ オイル通路
３８ オイルポンプ
４０ バイパス通路
４２ 流量調節装置
４４ 第２流量調節装置
４８ 粘度センサ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車等に用いることができる内燃機関に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、内燃機関の潤滑システム内で使用する化学フィルターを開示する。特許文献１の記載によれば、この化学フィルターは、内燃機関潤滑システム内のオイルフィルターのハウジング内に使用されるか、またはそのオイルフィルターのバイパス部分に使用され、イオン交換材料を有することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２００８−５４０１２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
オイルフィルターにはイオン交換材料を含ませることができる。しかし、一般にオイルの温度が低いほどオイルの粘度は上昇するという特徴をオイルは有するので、オイルの温度が低いときほどイオン交換材料といった物質を複数含むオイルフィルターをオイルは通過し難いという傾向がある。そして、オイルの粘度が高いのでオイルフィルターが仮詰まり状態になった場合には、オイルの流れが滞らないように内燃機関の潤滑装置においてオイルの流通を確保することが望まれる。
【０００５】
そこで、本発明はかかる点に鑑みて創案されたものであり、その目的は、複数の物質を含むオイルフィルターが仮詰まり状態になった場合であっても、オイルの流通をより適切に確保することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様に係る内燃機関は、オイル通路に設けられ、所定の成分を吸着する機能を有する複数の物質を収容するオイルフィルターと、前記オイル通路に連通して前記オイルフィルターをバイパスするように延びるバイパス通路と、該バイパス通路のオイルの流量を調節する流量調節装置であって、前記オイルフィルターにおけるオイルの粘度が所定粘度以上であるので前記オイルフィルターが仮詰まり状態にあるとき前記オイルフィルターの上流側のオイルが前記バイパス通路へ流れることを許容するように構成された流量調節装置とを備えたことを特徴とする。
【０００７】
前記流量調節装置は、前記オイルフィルターの上流側のオイルの圧力が所定圧を超えたときに前記バイパス通路を開通させる機構を備えるとよい。
【０００８】
前記バイパス通路は、前記オイルフィルターと熱交換可能に構成されているとよい。
【０００９】
前記バイパス通路は、前記オイルフィルター内を通るように構成されているとよい。
【００１０】
前記バイパス通路は、前記オイルフィルターに接するように構成されているとよい。
【００１１】
前記オイル通路におけるオイルの粘度に応じて前記オイルフィルターに向けたオイルの流量を調節する第２流量調節装置がさらに備えられているとよい。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態に係る内燃機関の概念図である。
【図２】図１の内燃機関のオイルフィルターおよびその周囲の拡大模式図である。
【図３】図１の内燃機関の制御弁の制御を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の好適な実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。
【００１４】
図１に本発明の一実施形態に係る内燃機関（以下、エンジン）１０が概念的に示されている。ここでは、内燃機関１０は車両に搭載されている。ただし、本実施形態でのエンジン１０は、直列４気筒形式のエンジンであるが、本発明が適用されるエンジンは、その気筒数や気筒配列形式ばかりか、火花点火式機関であるか圧縮着火式機関であるかさえも問わない。
【００１５】
エンジン１０はクランクケースを一体的に備えたシリンダブロック１２と、シリンダヘッド１４と、シリンダヘッド１４を上方から覆うヘッドカバー１６と、オイルパン１８とを備える。吸気通路２０のスロットルバルブ２２を介して取り込まれた空気と燃料噴射弁から噴射された燃料との混合気は燃焼室で燃焼され、排気ガスは排気通路２４を介して排出される。
【００１６】
シリンダブロック１２とシリンダヘッド１４には、ヘッドカバー１６内またはシリンダヘッド１４内とクランクケース内つまりオイルパン１８内とを連通するようにオイル戻し通路（オイル落とし通路）２６が形成されている（設けられている）。オイル戻し通路２６は、例えば動弁系の潤滑を終えたオイルをシリンダヘッド１４からオイルパン１８内へ向けて戻す（落とす）ための通路であると同時に、クランクケース内のブローバイガスをヘッドカバー１６内に向けて上昇移動させるための通路である。なお、オイル戻し通路２６の数は幾つであってもよい。
【００１７】
ここで、ブローバイガスとは、ピストンのピストンリングと、シリンダブロック１２のシリンダボアとの隙間からクランクケース内へ漏れ出るガスのことである。このブローバイガスは多量の炭化水素や水分を含む。このため、ブローバイガスがあまりに多いとそれはエンジンオイルの早期劣化やエンジン内部の錆の原因になる。また、ブローバイガスには炭化水素が含まれているため、それをこのまま大気に解放することは環境上好ましくない。そのため、エンジン１０は、図示しないブローバイガス環流装置を備えている。ブローバイガスは、ヘッドカバー１６内に導入された後、吸気負圧を利用して後述の経路を通じて強制的に吸気系統へ戻され、燃焼室に供給される。
【００１８】
ブローバイガス環流装置は、図示しないが、スロットルバルブ２２の下流側の吸気通路と、ヘッドカバー１６内とをつなぐＰＣＶ通路を備えている。ここでＰＣＶとはPositive Crankcase Ventilationの略称である。また、スロットルバルブ２２の上流側の吸気通路と、ヘッドカバー１６内とは大気通路によって連通されている。ＰＣＶ通路にはこれを開閉するＰＣＶバルブが設けられる。ＰＣＶバルブは吸気負圧の大きさに応じて開閉し、流量を変えるものであり、ここではヘッドカバー１６に固設されている。
【００１９】
ところで、そのようなブローバイガス中にはＮＯｘ、ＳＯｘおよび水分が含まれている。そして、例えば、ヘッドカバー１６がエンジンからの熱を伝達されづらくかつその外面が外気に晒されて冷却風等によって冷却されるので、ヘッドカバー１６の内面には結露等による凝縮水が生じやすい。よって、特にヘッドカバー１６内では、それらの反応により、酸性物質、例えば硝酸、硫酸ができやすい。これら酸性物質は、潤滑油つまりエンジンオイルに混ざり得、エンジン内部におけるスラッジの発生、付着、堆積を促し得る。
【００２０】
そこで、エンジンオイルからそのような酸性物質つまり酸性成分を除去するべく、エンジン１０の潤滑装置３０はオイルフィルター３２を有する。潤滑装置３０は、図１においてはその一部のみが誇張して模式的に表されている。潤滑装置３０は、上記オイル戻し通路２６やオイルパン１８内を含むオイル通路３４をエンジン１０において有し、オイル通路３４の途中にオイルフィルター３２を備える。
【００２１】
ただし、図１では、オイルフィルター３２を含む実施形態における潤滑装置３０の一部を誇張して表すべく、オイルフィルター３２を含む潤滑装置３０の一部がエンジン本体１０´の外側に描かれている。しかし、オイルフィルター３２等の設置位置は図１に表された位置に限定されるものではなく、種々の箇所に変更可能であり、例えばエンジン本体１０´の各部の外側に接する部分にまたは内側に定められることが可能である。
【００２２】
潤滑装置３０はストレーナ３６およびオイルポンプ３８を備え、オイルパン１８内のオイルはストレーナ３６を通じてオイルポンプ３８によって汲み上げられる（吸引される）。こうして汲み上げたオイルは図示しない（オイルフィルター３２とは別の）オイルフィルターを介して、エンジン１０に形成された主オイル通路３４ａ（各供給部位に対応した複数の油路を含む。）を通じて、エンジン１０内の各部、例えばカムシャフトジャーナル、クランクジャーナル、コンロッド、ピストンに供給される。そして、こうして各部に供給された潤滑油つまりオイルは自らの自重により最終的にはオイルパン１８に戻る。なお、オイルがこのようにエンジン１０内で循環するように流れる空間をここでは「オイル通路」と称している。
【００２３】
オイル通路３４は、ここでは上記主オイル通路３４ａと該主オイル通路３４ａにつながる副オイル通路３４ｂとを備えている。上記オイルフィルター３２は副オイル通路３４ｂに位置づけられている。しかし、オイルフィルター３２は主オイル通路３４ａに設けられてもよく、例えばオイル戻し通路２６に設けられてもよい。なお、副オイル通路３４ｂに流入したオイルは最終的にはその自重によりオイルパン１８に流れ得る。
【００２４】
このような潤滑装置３０における上記オイルフィルター３２は、フィルター部３２ａ、３２ｂ、外殻部材３２ｃ、および、これらフィルター部３２ａ、３２ｂに挟まれるように外殻部材３２ｃとフィルター部３２ａ、３２ｂとによって区画形成された収容部（収容室）３２ｄを有する（図２参照）。フィルター部３２ａ、３２ｂは、それぞれ多孔質部材であり、ここでは具体的に流路方向（図２の矢印ａ１、ａ２の方向）に実質的に延びるオイルが流通可能な複数の細孔を有する。フィルター部３２ａ、３２ｂは、オイル中の固体粒等の固形物を捕捉するように備えられている。また、フィルター部３２ａ、３２ｂは、収容部３２ｄの形状、大きさを維持し、収容部３２ｄ内に設けられた複数の反応体（またはろ過体）つまり物質を保護および保持するように設けられている。
【００２５】
収容部３２ｄに収容された複数の反応体は、主に、イオン交換体（イオン交換材料）である（イオン交換体の働きをする）ハイドロタルサイトからなる。ハイドロタルサイトは所定のイオン（イオン成分）を吸着する機能を有する。換言すると、所定のイオンをエンジンオイルから除去するべく、そのような所定のイオンを吸着する機能を収容部３２ｄの反応体は有する。具体的には、ブローバイガス中のＮＯｘと水とにより生じ得る硝酸イオン（ＮＯ３−）、ブローバイガス中のＳＯｘと水とにより生じ得る硫酸イオン（ＳＯ４２−）をオイル中から除去するべくハイドロタルサイトは設けられている。なお、ハイドロタルサイトとして、種々のハイドロタルサイトが用いられ得、例えば和光純薬工業株式会社製の「Ｍｇ６Ａｌ２（ＯＨ）（ＣＯ３）１６」が用いられることができる。
【００２６】
したがって、潤滑装置３０のオイル通路３４のうちの副オイル通路３４ｂに設けられたオイルフィルター３２をオイルが通過するとき、オイルフィルター３２の収容部３２ｄの複数の反応体の作用によってオイル中の上記したような成分をオイルから除去することが可能になる。
【００２７】
ところで、このようなハイドロタルサイトは、ここでは非常に細かな状態で、例えば微細粒の状態で、オイルフィルター３２の収容部３２ｄに収容されている。換言すると、オイルフィルター３２の収容部３２ｄには多数の（複数の）微細なハイドロタルサイトが収容されている。
【００２８】
他方、潤滑装置３０のオイル通路３４を流通するエンジンオイルは、一般に、その温度が低下するほどその粘度が高まるという特性を有する。一般にオイルの粘度が低いときには、オイルはオイルフィルター３２の複数の反応体の間を流れ得る。しかし、オイルの粘度が所定粘度以上であるときには、オイルはオイルフィルター３２の複数の反応体の間を流れ難く、例えば一時的にそれらの間に留まり得る。このような場合、複数の反応体はそのオイルと混ざって泥状になっていて、オイルフィルター３２は仮詰まり状態にある。このような場合であっても、副オイル通路３４ｂにおけるオイルの流通を確保することが望まれる。そこで、オイルフィルター３２をバイパスするように延びるバイパス通路４０が設けられている。
【００２９】
バイパス通路４０はオイル通路３４のうちの副オイル通路３４ｂに連通している。バイパス通路４０はオイルフィルター３２の上流側部分から分岐してその下流側部分に合流するように形成されている。そして、バイパス通路４０の上流側端部４０ａはその下流側端部４０ｂよりも鉛直方向上方に位置付けられている。それ故、オイルフィルター３２においてオイルの流通が難しくなったとき、オイルフィルター３２よりも鉛直方向上方の上流側に溜まるオイルをその自重によりバイパス通路４０を介してオイルフィルター３２よりも下流側に導くことができる。
【００３０】
しかし、通常は、オイルフィルター３２にオイルを通すことでオイルから上記したような成分を除去することが望まれる。そこで、上記したようにオイルフィルター３２をオイルが通過し難くなった場合に、つまり、オイルフィルター３２におけるオイルの粘度が所定粘度以上であってオイルフィルター３２が仮詰まり状態にあるときに、バイパス通路４０にオイルが流れることを許容するように、流量調節装置４２が設けられている。
【００３１】
流量調節装置４２は、バイパス通路４０のオイルの流量を調節する装置であり、オイルフィルター３２におけるオイルの通路抵抗に応じてバイパス通路４０へオイルが流れることを許容するように構成されている。具体的には、流量調節装置４２は、図２に模式的に示すように、弁座４２ａに対して進退移動可能でそこに着座することができる弁体４２ｂと、弁体４２ｂを弁座４２ａに対して付勢する付勢部材としてのばね４２ｃとを有している。付勢部材はばね４２ｃに限定されず、他の弾性体から構成されることも可能である。ばね４２ｃは、オイルフィルター３２におけるオイルの通路抵抗が所定レベルよりも高いときにバイパス通路４０へオイルを流すことを可能にするように設計選択されている。換言すると、オイルフィルター３２が上記仮詰まり状態にあるときに、オイルフィルター３２の上流側にオイルが溜まり得るが、その場合にその溜まったオイルの圧力がばね３２による付勢力を超えるようにばね３２は構成されている。このように、流量調節装置４２は、オイルフィルター３２の上流側のオイルの圧力が所定圧を超えたときにバイパス通路４０を開通させる機構を備えている。そのため、そのようなとき、オイルフィルター３２の上流側に溜まるオイルはバイパス通路４０に流れ込むことができ、オイルフィルター３２をバイパスしてオイルパン１８に流れ込むことができる（図２の矢印ａ３、ａ４参照）。よって、エンジン１０の潤滑装置３０において、オイルの流れが滞ることを防ぐことが可能になる。
【００３２】
また、上記バイパス通路４０はオイルフィルター３２と熱交換可能に、ここでは特にその収容部３２ｄと熱交換可能に構成されている。具体的には、図２に示すように、それらの間で熱交換が可能なように、上記バイパス通路４０はオイルフィルター３２の収容部３２ｄ内を通るように構成されている。したがって、バイパス通路４０を流れるオイルからオイルフィルター３２の収容部３２ｄに熱を供給して、収容部３２ｄを温めることができる。なお、バイパス通路４０はオイルフィルター３２に接するように、例えばその収容部３２ｄの周囲に接するように構成されてもよく、この場合には周囲からオイルフィルター３２に熱を供給することができる。また、バイパス通路４０は、オイルフィルター３２の他の部分と熱交換可能に構成されることもできる。
【００３３】
例えば、オイルフィルター３２の収容部３２ｄにおいて複数の反応体が粘度の高いオイルと混ざって泥状になっているとき、上記したように流量調節装置４２を介してオイルがバイパス通路４０に流れ込むことができる。エンジン１０が作動開始して所定時間経過したときなどには、オイルの温度は所定温度を超えている。したがって、そのようなときにバイパス通路４０を流れるオイルは所定温度を超えていて温かいまたは熱いので、そのオイルの熱が伝達されることで収容部３２ｄは加熱される。その結果、オイルフィルター３２が上記したように仮詰まり状態になっていても、迅速にオイルフィルター３２におけるオイルの温度を上昇させてその流動性を高めて、複数の反応体の凝集を弱めることができる。よって、オイルフィルター３２の仮詰まりを迅速に解消することができる。
【００３４】
そして、潤滑装置３０では、エンジンオイルの温度が低いのでその粘度が高いときに、オイルフィルター３２に向けてオイルが流れることを抑制するように、第２流量調節装置４４が設けられている。第２流量調節装置４４は、流量調節弁である制御弁４６と、その開閉動作を制御するための制御手段として機能する図示しない電子制御ユニット（ＥＣＵ）の一部とを含んで構成されている。
【００３５】
制御弁４６は、ここでは、副オイル通路３４ｂのオイルフィルター３２へのオイルの流量を調節するように副オイル通路３４ｂの上流側端部に設けられている（図１参照）。制御弁４６は、具体的には全開状態と全閉状態とに選択的に制御され、ここではＥＣＵからの作動信号に基づいてアクチュエータが作動することで開閉動作する。
【００３６】
エンジン１０は、上記ＥＣＵを備える。ＥＣＵは、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ａ／Ｄ変換器、入力インタフェース、出力インタフェース等を含むマイクロコンピュータで構成されている。入力インタフェースには、エンジン回転速度を検出するためのエンジン回転速度センサ、エンジン負荷を検出するためのエンジン負荷センサ、エンジンオイルの粘度を検出するための粘度検出手段としての粘度センサ４８等を含む各種センサ類が電気的に接続されている。これら各種センサ類からの出力信号（検出信号）に基づき、予め設定されたプログラムにしたがって円滑なエンジン１０の運転ないし作動がなされるように、ＥＣＵは出力インタフェースから電気的に燃料噴射弁、スロットルバルブ２２用のアクチュエータ、制御弁４６用のアクチュエータ等に作動信号（駆動信号）を出力する。
【００３７】
このようなＥＣＵの一部は第２流量調節装置４４の制御弁４６に対する制御手段として機能する。また、粘度検出手段としての上記粘度センサ４８とＥＣＵの一部とはエンジンオイルの粘度を検出する粘度検出装置を実質的に構成する。なお、粘度センサ４８はオイルパン１８に設けられているが、オイル通路３４の他の箇所に設けられることも可能である。
【００３８】
次に、上記制御弁４６の作動制御に関して図３に基づいて説明する。なお、図３のフローは、エンジン１０が起動された後、繰り返される。
【００３９】
まず、エンジンオイルの粘度が所定粘度以上か否かが判定される（ステップＳ３０１）。オイルの粘度は粘度センサ４８からの出力信号に基づいて検出される。所定粘度はオイルフィルター３２にその粘度のオイルが流れ込んだときにオイルフィルター３２におけるオイルの流通が悪影響を受ける可能性がある粘度として予め実験に基づいて定められている。より具体的には、ここでは、この所定粘度は、上記したようにオイルがオイルフィルター３２の複数の反応体と混ざったときにそれらが泥状になり、オイルフィルター３２が仮詰まり状態になるか否かに基づいて定められている。
【００４０】
例えば、冷間始動時などにはオイルの温度が所定温度以下であるのでその粘度が所定粘度以上である。したがって、そのようなときにはオイルの粘度が所定粘度以上であるので（ステップＳ３０１で肯定判定）、制御弁４６は閉じるようにＥＣＵによって制御される（ステップＳ３０３）。なお、ここでは、通常、制御弁４６は閉じられている。
【００４１】
他方、例えばオイルの温度が所定温度を超えてその粘度が所定粘度を下回ったときには（ステップＳ３０１で否定判定）、制御弁４６は開くようにＥＣＵによって制御される（ステップＳ３０５）。したがって、オイルフィルター３２に向けてオイルが流れるようになる。
【００４２】
これにより、例えば、オイルフィルター３２の収容部３２ｄにおけるオイルの通路抵抗が所定レベルを超えていないとき、オイルフィルター３２にオイルが流れてオイル中から上記所定成分を除くことが可能になる。他方、オイルフィルター３２の収容部３２ｄにおけるオイルの通路抵抗が所定レベルよりも高いとき、つまりオイルフィルター３２が仮詰まり状態にあるとき、オイルの一部はオイルフィルター３２を通過する場合があり得るが、オイルは上記したようにバイパス通路４０に流れ得る。これにより、バイパス通路４０のオイルによってオイルフィルター３２の収容部３２ｄを上記したように加熱することができる。よって、オイルフィルター３２の収容部３２ｄの反応体やオイルの流動性が高まりまたはそれら反応体の一体性が緩和され、オイルフィルター３２の通路抵抗を下げることが可能になる。
【００４３】
なお、上記実施形態では、エンジンオイルの粘度を検出するべく粘度センサ４８が設けられたが、それと共にまたは代わりにエンジンオイルの温度を検出するための温度センサ（温度検出手段）が設けられることができる。この場合、温度センサとＥＣＵの一部とはエンジンオイルの温度を検出する温度検出装置またはエンジンオイルの粘度を検出するための粘度検出装置を実質的に構成し、ＥＣＵはエンジンオイルの温度または粘度に基づいて制御弁４６の開閉動作を制御することができる。エンジンオイルの粘度は、その温度と相関関係を有するからである。なお、ＥＣＵは別々に検出されたエンジンオイルの温度および粘度の両方に基づいて制御弁４６の開閉動作を制御してもよい。
【００４４】
以上、本発明を上記実施形態に基づいて説明したが、例えば流量調節装置４２は上記したような構成に限定されない。オイルフィルター３２が仮詰まり状態になるほどオイルフィルター３２におけるオイルの粘度が高いとき、オイルフィルター３２の上流側にはオイルが溜まり得る。そこで、流量調節装置４２は、そのように溜まったオイルの存在を検知してバイパス通路４０を開通させるように構成されることができる。この場合、流量調節装置４２は、バイパス通路におけるオイルの流量を調節するための制御弁と、オイルフィルター３２上流側に溜まったオイルの量を検出するためのオイル量検出手段としてのセンサと、該センサからの出力に基づいて前記制御弁の開閉動作を制御するための制御手段とを備えることができる。その制御手段の機能は上記ＥＣＵの一部に担われ得る。オイルフィルター３２上流側に溜まったオイルの量を検出するためのオイル量検出手段としてのセンサは、例えば、オイルフィルター３２上流側のオイル通路のオイル溜部に設けられ得る。
【００４５】
また、オイルフィルターで用いられる反応体は、上記の如きハイドロタルサイトに限定されない。反応体は所定の成分をオイル中から吸着除去する機能を有する物質であり得、例えばイオン交換樹脂であってもよい。反応体として種々のアニオン性イオン交換樹脂やカチオン性イオン交換樹脂を用いることが可能である。なお、イオン交換樹脂としては、例えば、三菱化学社製ダイヤイオン（登録商標）シリーズのイオン交換樹脂、ローム・アンド・ハース社製アンバーライト（登録商標）シリーズのイオン交換樹脂がある。
【００４６】
アニオン性イオン交換樹脂等の反応体の使用によりオイル中から除去することが望まれるイオン成分には、硝酸イオン（ＮＯ３−）、硫酸イオン（ＳＯ４２−）ばかりでなく、例えば、ブローバイガスから生じ得る酢酸イオン（ＣＨ３ＣＯＯ−）、同様にブローバイガスから生じ得るギ酸イオン（ＨＣＯＯ−）、塩化物イオン（Ｃｌ−）、クロム酸イオン（ＣｒＯ４２−）がある。これらを含む群またはこれらからなる群から選択された少なくとも１つのイオン成分を吸着する機能を有する反応体が用いられ得る。
【００４７】
また、スラッジ生成を抑制するようにオイル通路、例えばヘッドカバー１６内面にアルカリ性物質、例えば炭酸カルシウムが設けられた場合、Ｃａイオンを吸着する機能を有する反応体が用いられるとよい。また、オイル中に添加剤としてカルシウムスルホネートが添加されている場合には、このカルシウムスルホネートからＣａイオンが生じ得るので、このような場合にもＣａイオンを吸着する機能を有する反応体が用いられるとよい。
【００４８】
なお、カチオン性イオン交換樹脂等の反応体の使用によりオイル中から除去することが望まれるイオンには、そのようなＣａイオン（Ｃａ２＋）ばかりでなく、例えば、Ａｌ３＋、Ｆｅ２＋、Ｆｅ３＋、Ｃｒ３＋、Ｐｂ２＋、Ｎｉ２＋、Ｃｕ２＋、Ｍｇ２＋、Ｔｉ＋がある。これらは、オイルへの添加剤、例えばＺｎＤＴＰから生じたり、エンジンの構成部材の磨耗および／または溶出により生じたりする。特に、エンジンの摺動部の摩耗によりエンジンオイル中に生じるＣｕイオン、Ａｌイオン、Ｆｅイオン等は、除去されることが望まれる。これらを含む群またはこれらからなる群から選択された少なくとも１つのイオン成分を吸着する機能を有する反応体が用いられ得る。
【００４９】
また、反応体といった物質は、ハイドロタルサイトやイオン交換樹脂以外のものであってもよい。無機イオン交換体、キレート樹脂、合成吸着剤等の反応体を用いることが可能である。反応体として、所定の成分を吸着する機能を有する種々の物質や、所定の成分を吸着する機能と別の所定の成分を放出する機能とを有する種々の物質を用いることができる。
【００５０】
また、反応体によって吸着除去されるべき成分は、上記したような硝酸イオン、硫酸イオン等の酸、添加物から生じた成分、エンジンの構成部材の磨耗および／または溶出により生じた成分であって、オイル中の不要成分または不純物であるとよい。なお、吸着されるべき成分は、上記イオン成分に限定されず、また、イオン成分以外の成分をも含み得る。またオイルへ反応体から放出されるべき成分はエンジンオイルに無害である成分またはオイルへの添加剤として機能する有用成分であるとよい。なお、同様に、放出されるべき成分は、上記イオンに限定されず、イオン以外の成分も含み得る。
【００５１】
このような反応体を用いて、オイル中の不要成分または不純物を除去できるので、オイル中にそのような不要成分または不純物を供給する可能性のある種々の材料および／または薬剤等の物質を、酸化防止剤、金属系洗浄剤、摩擦調整剤、無灰分散剤、ｐＨ調整剤としてオイルへ加えることも可能になる。
【００５２】
なお、オイルフィルターに収容される物質は上記反応体に限定されない。所定の成分を吸着する機能を有する種々の物質がオイルフィルターに収容され得る。そして、特に、本発明は、オイルフィルターに収容される複数の物質がそれぞれ微細物である場合に有効である。
【００５３】
また、オイルフィルターでは、金網ケース、金網や樹脂などを用いて形成された袋状ケース、メッシュタイプの筒状ケース（内筒と外筒との間に収納領域を有する。）等が用いられて収容部が形成され得、その中に複数の物質が入れられ得る。
【００５４】
以上、本発明を上記実施形態およびその変形例に基づいて説明した。しかし、本発明は、それら実施形態等に限定されず、他の実施形態を許容する。本発明には、特許請求の範囲によって規定される本発明の思想に包含されるあらゆる変形例や応用例、均等物が含まれる。
【符号の説明】
【００５５】
１０ エンジン
１２ シリンダブロック
１４ シリンダヘッド
１６ ヘッドカバー
１８ オイルパン
２０ 吸気通路
２２ スロットルバルブ
２４ 排気通路
２６ オイル戻し通路
３０ 潤滑装置
３２ オイルフィルター
３４ オイル通路
３８ オイルポンプ
４０ バイパス通路
４２ 流量調節装置
４４ 第２流量調節装置
４８ 粘度センサ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
オイル通路に設けられ、所定の成分を吸着する機能を有する複数の物質を収容するオイルフィルターと、
前記オイル通路に連通して前記オイルフィルターをバイパスするように延びるバイパス通路と、
該バイパス通路のオイルの流量を調節する流量調節装置であって、前記オイルフィルターにおけるオイルの粘度が所定粘度以上であるので前記オイルフィルターが仮詰まり状態にあるとき前記オイルフィルターの上流側のオイルが前記バイパス通路へ流れることを許容するように構成された流量調節装置と
を備えたことを特徴とする内燃機関。
【請求項２】
前記流量調節装置は、前記オイルフィルターの上流側のオイルの圧力が所定圧を超えたときに前記バイパス通路を開通させる機構を備えることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関。
【請求項３】
前記バイパス通路は、前記オイルフィルターと熱交換可能に構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関。
【請求項４】
前記バイパス通路は、前記オイルフィルター内を通るように構成されていることを特徴とする請求項３に記載の内燃機関。
【請求項５】
前記バイパス通路は、前記オイルフィルターに接するように構成されていることを特徴とする請求項３に記載の内燃機関。
【請求項６】
前記オイル通路におけるオイルの粘度に応じて前記オイルフィルターに向けたオイルの流量を調節する第２流量調節装置をさらに備えたことを特徴とする請求項１から５のいずれかに内燃機関。
【請求項１】
オイル通路に設けられ、所定の成分を吸着する機能を有する複数の物質を収容するオイルフィルターと、
前記オイル通路に連通して前記オイルフィルターをバイパスするように延びるバイパス通路と、
該バイパス通路のオイルの流量を調節する流量調節装置であって、前記オイルフィルターにおけるオイルの粘度が所定粘度以上であるので前記オイルフィルターが仮詰まり状態にあるとき前記オイルフィルターの上流側のオイルが前記バイパス通路へ流れることを許容するように構成された流量調節装置と
を備えたことを特徴とする内燃機関。
【請求項２】
前記流量調節装置は、前記オイルフィルターの上流側のオイルの圧力が所定圧を超えたときに前記バイパス通路を開通させる機構を備えることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関。
【請求項３】
前記バイパス通路は、前記オイルフィルターと熱交換可能に構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関。
【請求項４】
前記バイパス通路は、前記オイルフィルター内を通るように構成されていることを特徴とする請求項３に記載の内燃機関。
【請求項５】
前記バイパス通路は、前記オイルフィルターに接するように構成されていることを特徴とする請求項３に記載の内燃機関。
【請求項６】
前記オイル通路におけるオイルの粘度に応じて前記オイルフィルターに向けたオイルの流量を調節する第２流量調節装置をさらに備えたことを特徴とする請求項１から５のいずれかに内燃機関。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１２−１９７６９０（Ｐ２０１２−１９７６９０Ａ）
【公開日】平成２４年１０月１８日（２０１２．１０．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−６１１０７（Ｐ２０１１−６１１０７）
【出願日】平成２３年３月１８日（２０１１．３．１８）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月１８日（２０１２．１０．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月１８日（２０１１．３．１８）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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