JP2006242160A - オイル交換装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 新油の給油や廃油の処分を簡便に行え、かつ、作業のために車両を拘束する時間を短縮できるオイル交換装置を提供する。
【解決手段】 交換タンク３に新油を入れて車両に装着する。交換タンク３内の新油は、オイルポンプ又は内燃機関の負圧又は位置エネルギーを用いてリザーブタンク２に移送される。その後、オイルパン１内の廃油を、オイルポンプ又は内燃機関の負圧を用いて交換タンク３に移送し、空になったオイルパン１に対してリザーブタンク２内の新油をオイルポンプ又は内燃機関の負圧又は位置エネルギーを用いて移送する。交換タンク３内の廃油は、車両から交換タンク３を取り外して廃棄処分する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、エンジンオイルなどのオイル交換を行う装置に関する。

特許文献１には、オイルパンに新しいオイルを供給するためのオイルタンクと、廃油タンクとを備え、オイル劣化時にオイルパンから廃油タンクにオイルを排出させた後、前記オイルタンクから新しいオイルをオイルパンに供給させるオイル自動交換装置が開示されている。
実開昭６１−１５５６１３号公報

ところで、前記オイル自動交換装置では、自動でオイル交換がなされるものの、車載状態のオイルタンクに対して新しいオイルを給油し、また、廃油タンクから排出される廃油を別の容器で受けて廃棄する必要がある。
従って、前記オイルタンクに対してオイル缶から新しいオイルを給油する場合には、オイルタンクの上方位置でオイル缶を長時間支える作業が要求され、また、廃油タンクからの廃油を排出させる際には、車両の下に潜ったりする必要があるため、衣服や周囲を汚してしまう可能性がある。

このため、ユーザーが簡易に新しいオイルの給油及び廃油の処分を行えないと共に、新しいオイルの給油や廃油の廃棄のために車両を拘束する時間が長くなってしまうという問題があった。
本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、新油の給油や廃油の処分を一般のユーザーが簡便に行え、かつ、作業のために車両を拘束する時間を短縮できるオイル交換装置を提供することを目的とする。

そのため、本発明では、システムに対して着脱可能なオイルタンクを介してオイルの交換を行う構成とした。

上記構成によると、システムから取り外したオイルタンクに対して新油を給油したり、或いは、廃油が移送されたオイルタンクをシステムから取り外して処理したりすることが可能となる。
従って、システムに固定されたオイルタンクに直接新油を給油し、また、システムに固定されたオイルタンクから廃油を排出させる場合に比べて、新油の給油や廃油の処分を簡便に行え、かつ、作業のために車両を拘束する時間を短縮できる。

以下に本発明の実施形態を説明する。
図１は、本発明の第１実施形態のオイル交換装置を示す模式図である。
図１において、オイルパン１は、車両用の内燃機関のオイル循環システムを構成するものであり、内燃機関の下部に一体的に設けられ、エンジンオイルが貯蔵される。
尚、オイルパン１が車両用の自動変速機のオイル循環システムを構成し、ＡＴＦ（automatic transmission fluid）を貯蔵するものであっても良い。

リザーブタンク２は、車両（システム）に固定されるオイルタンク（第１オイルタンク）であり、また、交換タンク３は、車両に対して着脱可能に構成されるオイルタンク（第２オイルタンク）である。
前記交換タンク３と前記リザーブタンク２とは第１配管４によって接続され、前記リザーブタンク２とオイルパン１とは第２配管５によって接続される。

更に、前記第１配管４の途中と前記第２配管５の途中とを接続する第３配管６が設けられる。
そして、前記第３配管６が前記第１配管４に接続される接続部６ａと、前記リザーブタンク２との間の第１配管４には、交換タンク３内のオイルを前記リザーブタンク２に移送するための電動式の第１オイルポンプ７が設けられる。

また、前記第３配管６が前記第２配管５に接続される接続部６ｂと、前記オイルパン１との間の第２配管５には、前記リザーブタンク２内のオイルを前記オイルパン１に移送し、また、前記オイルパン１内のオイルを交換タンク３に移送するための電動式の第２オイルポンプ８が設けられる。
前記第１オイルポンプ７及び第２オイルポンプ８は、車両に搭載されるバッテリを電源として作動し、前記第２オイルポンプ８は回転方向の切り替えによってオイルの移送方向を反転できるようにしてある。

更に、各オイル経路を開閉するために、前記交換タンク３と接続部６ａとの間に第１電磁弁１１、前記接続部６ａと第１オイルポンプ７との間に第２電磁弁１２、前記リザーブタンク２と接続部６ｂとの間に第３電磁弁１３、前記第３配管６の途中に第４電磁弁１４が介装されている。
また、前記交換タンク３，リザーブタンク２及びオイルパン１内をそれぞれ大気開放するために設けられる大気開放管２１〜２３に、それぞれ第５〜第７電磁弁１５〜１７が介装されている。

前記交換タンク３，リザーブタンク２は、オイルパン１を備えた内燃機関と共に、エンジンルーム内に配設される。
図２及び図３は、前記交換タンク３の着脱構造を示す。
前記交換タンク３は、カートリッジタイプのオイルタンクであり、前記リザーブタンク２の上方に取り付けられるハウジング３１に対して着脱される。

前記ハウジング３１は、上方が開放される箱状に形成され、その内部に前記交換タンク３を収容する。
前記ハウジング３１内には、ハウジング３１の内周壁に摺接しつつ上下に平行移動する受け板３２が設けられ、該受け板３２の下面とハウジング３１の底面との間には、スプリング３３が介装されている。

前記交換タンク３の底面には、スプリング３４によって閉弁方向に付勢される弁体３５を備える接合部３６が設けられ、該接合部３６を介して交換タンク３からの新油の送り出し、及び、交換タンク３への廃油の注入が行われる。
一方、前記受け板３２には、前記接合部３６を挿通させ、受け板３２の下面に前記接合部３６を突出させる貫通穴３２ａが形成される。

前記交換タンク３をハウジング３１に装着する際には、前記接合部３６が前記貫通穴３２ａに挿通されるように、前記交換タンク３を受け板３２上に乗せるようにする。
ここで、交換タンク３にオイルが入っている場合には、その自重によって前記スプリング３３を押し縮めることになり、交換タンク３はハウジング３１内に嵌め込まれる。
前記ハウジング３１の底部には、前記接合部３６に係合して前記弁体３５を開弁させる開弁機構３７が設けられている。

前記開弁機構３７は、前記弁体３５に突き当たることで開弁させる棒状の開弁部材３７ａと、該開弁部材３７ａが挿通される貫通穴を有し、開弁部材３７ａに沿って上下方向に移動可能に構成され、前記接合部３６の外周が嵌合するホルダ部３７ｂと、前記ホルダ部３７ｂを上方に付勢するスプリング３７ｃとを備えて構成される。
前記交換タンク３をハウジング３１の底部に向けて押し付けると、接合部３６がホルダ部３７ｂに嵌合され、ホルダ部３７ｂを下方に押し下げることになる。

上記ホルダ部３７ｂの下方への移動に伴って、開弁部材３７ａは相対的にホルダ部３７ｂの底面からせり上がり、開閉部材３７ａが前記弁体３５をスプリング３４の付勢力に抗して上方に移動させ、開弁させる。
前記交換タンク３は、前記弁体３５が開弁する位置で図示省略したロック機構によってロックされるようになっている。

前記ホルダ部３７ｂには、前記第１配管４に接続されるオイル穴３７ｄが周壁を貫通して設けられていて、前記オイル穴３７ｄを介して交換タンク３内のオイルの取り出し、また、交換タンク３へのオイルの移送が行われる。
交換タンク３を取り外す場合には、前記ロック機構によるロックを外し、ハウジング３１内から引き抜くようにするが、ここで、アシスト手段としての前記スプリング３３が交換タンク３をハウジング３１内から押し出す方向の力を発生することで、交換タンク３の取り外し操作力が軽減される。

前記ハウジング３１とリザーブタンク２との間隙には、オイルポンプ・バルブモジュール４１が設けられる。
前記オイルポンプ・バルブモジュール４１は、前記第１オイルポンプ７、第２オイルポンプ８、各電磁弁１１〜１７を含んで構成され、該オイルポンプ・バルブモジュール４１とオイルパン１とが第２配管５によって接続されている。

図２において、符号６１はエア抜きチューブであり、符号６２はリザーブタンク２からのオイル吸出しチューブである
尚、前記各電磁弁１１〜１７は、全てＯＦＦ状態で閉弁され、ＯＮ状態で開弁する常閉型の電磁弁である。
上記構成によるオイル交換の流れを、図４のフローチャート及び図５の作業手順を参照しつつ、以下に説明する。

オイルパン１内のエンジンオイルを交換する際には、まず、交換タンク３（カートリッジ）内に前回交換された廃油が入っている場合には、この廃油を捨てる作業から行う。
前記廃油の廃棄作業は、前記交換タンク３をハウジング３１から取り外して、交換タンク３内の廃油を別の廃棄用容器に移し替える作業となる。
従って、廃油を廃棄するときに、車両の下に潜り込む必要がなく、衣服や周囲を汚すことがない。

尚、前記交換タンク３からの廃油の廃棄は、例えばガソリンスタンドにおいて行うことが可能である。
交換タンク３が空になると続いて、前記交換タンク３内に新油を注ぎ込む。
前記新油の給油も、交換タンク３をハウジング３１から外した状態で行えるので、無理な姿勢で給油を行う必要がなく、オイル缶から交換タンク３に対して容易に新油を給油できる。

前記交換タンク３に対する新油の給油は、前記接合部３６を取り外し可能なキャップ式とし、前記接合部３６を外して現れる開口部から行わせても良いし、前記接合部３６とは別に給廃油口を設けても良い。
新油が入れられた交換タンク３をハウジング３１に装着すると、各電磁弁１１〜１７のうち、電磁弁１１，１２，１５，１６のみを開弁させた状態で、第１オイルポンプ７を作動させることで、交換タンク３（カートリッジ）内の新油をリザーブタンク２に移送させる（Ｓ１）。

そして、内燃機関を停止させた車両の停止状態で（Ｓ２）、各電磁弁１１〜１７のうち、電磁弁１１，１４，１６，１７のみを開弁させた状態で第２オイルポンプ８を作動させて、オイルパン１内の廃油を交換タンク３に移送させ（Ｓ３）、オイルパン１内を空にする。
次いで、各電磁弁１１〜１７のうち、電磁弁１３，１６，１７のみを開弁させた状態で、オイルパン１内の廃油を交換タンク３に移送させたときとは逆方向に第２オイルポンプ８を作動させることで、リザーブタンク２内の新油をオイルパン１内に移送させる（Ｓ４）。

上記の操作によってオイルパン１内のオイルは新油に入れ替えられ、交換タンク３内には廃油が入れられた状態になる。
上記第１実施形態によると、前述のように、新油の給油及び廃油の廃棄が着脱可能な交換タンク３を介して簡便に行え、オイル交換のために車両が拘束される時間を短くできると共に、電動ポンプを用いることで、タンク間のオイルの移送を確実に行わせることができる。

ここで、オイルパン１内の廃油を交換タンク３に移送させる作業と、リザーブタンク２内の新油をオイルパン１内に移送させるとは連続的に行わせて、オイルパン１にオイルがない状態で運転されることを回避することが必要であるが、交換タンク３からリザーブタンク２への新油の移送は運転中であっても可能であり、予めリザーブタンク２に新油を移送させておいて、その後、運転が停止されたときに、オイルパン１におけるオイル交換を実行させることができる。

また、オイル交換作業に伴う前記各電磁弁１１〜１７及びオイルポンプ７，８の作動制御は、作業者のスイッチ操作に基づいて行わせることができる。
前記スイッチとして、例えば、交換タンク３からリザーブタンク２への移送を指示するスイッチと、オイルパン１から交換タンク３への廃油の移送を指示するスイッチ、リザーブタンク２からオイルパン１への新油の移送を指示するスイッチを設けることで、必要な作動指示を行える。

更に、各タンク２，３にオイル量を計測するセンサを設け、必要な新油量よりも少ないときに、オイルパン１におけるオイル交換を禁止するように構成することができる。
また、交換タンク３には、新油が入っている場合と廃油が入っている場合があるので、交換タンク３のオイルが新油であるか廃油であるかを例えば光の透過率などで判断して、廃油が入っている場合に、リザーブタンク２へのオイルの移送を禁止すれば、廃油が再度オイルパン１に入れられてしまうことが回避できる。

また、交換タンク３に中を覗ける窓を設けることで、新油と廃油との取り違えを容易に回避できる。
更に、交換タンク３内に新油が必要量入っていることを検出できれば、交換必要タイミングを走行距離やオイルの使用時間やオイルの汚れなどから自動的に判断して、交換作業を自動で実行させることもできる。

オイル交換を自動的に行わせる場合には、オイルパン１でのオイル交換中における内燃機関の始動を禁止したり、機関が長時間停止されている時間帯を学習して機関が運転される可能性が低い時間にオイル交換を実行させたりすることができ、また、交換必要タイミングになっているのに交換タンク３への新油の給油が行われない場合に警告を発し、更に、交換タンク３に廃油を移送した場合に、廃油の廃棄を促す警告を発する構成とすることができる。

また、前記交換タンク３をハウジング３１に対してロックする機構としては、交換タンク３を内部に収容したハウジング３１の上部開口を閉塞する蓋部材を用いることが可能である。
ところで、上記第１実施形態では、交換タンク３からリザーブタンク２への新油の移送、オイルポン１から交換タンク３への廃油の移送、及び、リザーブタンク２からオイルパン１への新油の移送を、オイルポンプ７，８を用いて行わせたが、図６に示す第２実施形態では、内燃機関の吸入負圧を用いて前記リザーブタンク２中に負圧を閉じ込め、交換タンク３からリザーブタンク２への新油の移送を、前記負圧を利用して行う。

図６においては、図１に示した第１オイルポンプ７が省略され、代わりに、内燃機関の吸気マニホールド５１と前記リザーブタンク２との接続する負圧管５２を設けると共に、前記負圧管５２の途中に電磁弁５３を介装させてある。
それ以外の構成は、図１に示した第１実施形態と同じである。
上記第２実施形態では、交換タンク３からリザーブタンク２への新油の移送を行わせる前の内燃機関の運転状態において、前記電磁弁５３を開いてリザーブタンク２内に内燃機関の吸入負圧を導入し、その後、前記電磁弁５３を閉じてリザーブタンク２内に負圧を閉じ込める。

交換タンク３内の新油をリザーブタンク２に移送するときには、電磁弁１１，１２，１５のみを開くことで、交換タンク３内の圧力とリザーブタンク２内との圧力差により新油が交換タンク３からリザーブタンク２へと移送される。
上記第２実施形態では、電動式のオイルポンプを１つだけ使用するので、電動式のオイルポンプを２つ用いる第１実施形態に比べ、システムコストを低減でき、また、機関停止中におけるバッテリの消耗を軽減できる。

図７は、第２実施形態と同様に、交換タンク３からリザーブタンク２への新油の移送を、内燃機関の吸入負圧を用いて行わせ、更に、オイルパン１から交換タンク３への廃油の移送にも内燃機関の吸入負圧を用い、また、リザーブタンク２からオイルパン１への新油の移送を、位置エネルギーを用いて行う第３実施形態を示す。
図７に示す第３実施形態では、一端が前記吸気マニホールド５１に接続され、他端が２つに分岐して交換タンク３とリザーブタンク２とにそれぞれ接続する負圧管５４を設け、前記負圧管５４の分岐部５４ａと交換タンク３との間に電磁弁５５を介装し、前記負圧管５４の分岐部５４ａとリザーブタンク２との間に電磁弁５６を介装してある。

また、リザーブタンク２をオイルパン１よりも高い位置に配置し、位置エネルギーによってリザーブタンク２からオイルパン１へ新油が移送されるようにしてある。
まず、交換タンク３からリザーブタンク２に新油を移送させる場合には、予め機関の運転中に電磁弁５６を開いてリザーブタンク２に負圧を閉じ込めておき、電磁弁１１，１２，１５のみを開くことで、交換タンク３内の圧力とリザーブタンク２内との圧力差により
交換タンク３からリザーブタンク２へと新油を移送させる。

次いで、空になった交換タンク３内に負圧を導入させるべく内燃機関の運転中に電磁弁５５を開き、その後電磁弁５５を閉じて交換タンク３内に負圧を閉じ込める。
内燃機関が停止されると、電磁弁１１，１４，１７を開き、交換タンク３内の圧力とオイルパン１内の圧力との圧力差により、廃油がオイルパン１から交換タンク３に移送されるようにする。

オイルパン１内の廃油が交換タンク３内に排出されると、電磁弁１３，１６，１７を開くことで、位置エネルギーによってリザーブタンク２内の新油がオイルパン１に移送される。
上記第３実施形態では、電動ポンプを全く用いずに、タンク間のオイル移送を行わせることができるので、第２実施形態に比べてより一層のコスト低減を図れると共に、機関停止中におけるバッテリの消耗をより軽減できる。

図８は、交換タンク３からリザーブタンク２への新油の移送を、位置エネルギーを用いて行わせ、リザーブタンク２からオイルパン１への新油の移送も位置エネルギーを用い、オイルパン１から交換タンク３への廃油の移送を内燃機関の吸入負圧を用いて行わせる第４実施形態を示す。
図８において、内燃機関の吸気マニホールド５１と交換タンク３とを接続する負圧管５７を設け、該負圧管５７の途中に電磁弁５８を介装させてある。

更に、エンジンルーム内において、交換タンク３をリザーブタンク２よりも高い位置に配設し、更に、リザーブタンク２をオイルパン１よりも高い位置に配設してある。
上記構成の第４実施形態では、電磁弁１１，１２，１５，１６を開くことで、交換タンク３内の新油を、位置エネルギーを用いてリザーブタンク２に移送させる。
その後、電磁弁５８のみを開くことで交換タンク３内に負圧を導入し、その後電磁弁５８を閉じて、交換タンク３内に負圧を閉じ込める。

内燃機関が停止されると、電磁弁１１，１４，１７のみを開くことで、交換タンク３内の圧力とオイルパン１内の圧力との圧力差により、廃油がオイルパン１から交換タンク３に移送されるようにする。
オイルパン１内の廃油が排出されると、電磁弁１３，１６，１７を開くことで、位置エネルギーによってリザーブタンク２内の新油をオイルパン１に移送させる。

上記第４実施形態によると、位置エネルギーを最大限に活用して、オイルの移送を行わせることができ、電動ポンプを使用せずに、然も、最も簡便な配管構成で、オイルの移送を確実行わせることができる。
尚、交換タンク３からリザーブタンク２への新油の移送を、位置エネルギーを用いて行わせ、リザーブタンク２からオイルパン１への新油の移送も位置エネルギーを用い、オイルパン１から交換タンク３への廃油の移送を、オイルポンプを用いて行わせることも可能である。

また、オイルパン１よりも交換タンク３を下方に位置させ、廃油の移送を、位置エネルギーを用いて行わせることも可能であるが、交換タンク３がエンジンルーム内の下方に位置すると、交換タンク３の着脱作業が容易に行えなくなるので、交換タンク３を、エンジンルーム内の上方に位置させ、オイルポンプ又は機関の吸入負圧を用いて廃油の移送を行わせることが好ましい。

更に、車両に対して着脱可能な新油用の交換タンクと廃油用の交換タンクとを個別に設けるようにしても良い。

本発明の第１実施形態を示すシステム図。 上記第１実施形態における交換タンクの着脱構造を示す図。 図２に示した接合部の部分拡大図。 上記第１実施形態のオイル交換におけるオイル移送処理の流れを示すフローチャート。 上記第１実施形態のオイル交換における操作手順を示す工程図。 本発明の第２実施形態を示すシステム図。 本発明の第３実施形態を示すシステム図。 本発明の第４実施形態を示すシステム図。

符号の説明

１…オイルパン，２…リザーブタンク，３…交換タンク，４〜６…配管、７，８…オイルポンプ、１１〜１７…電磁弁、２１〜２３…大気開放管、３１…ハウジング、３３…スプリング、３６…接合部、３７…開弁機構、４１…オイルポンプ・バルブモジュール、５１…吸気マニホールド

Claims (10)

1. システムに対して着脱可能なオイルタンクを介してオイルの交換を行うことを特徴とするオイル交換装置。
2. 前記着脱可能なオイルタンク内のオイルが、新油と廃油とに交換されることを特徴とする請求項１記載のオイル交換装置。
3. オイルパンと、複数のオイルタンクとを備え、前記複数のオイルタンクの少なくとも一部がシステムに対して着脱可能であることを特徴とする請求項１又は２記載のオイル交換装置。
4. オイルパンと、第１オイルタンクと、システムに対して着脱可能な第２オイルタンクと、前記第２オイルタンクのオイルを、新油と前記オイルパン内の廃油とに前記第１オイルタンクを介して交換するオイル交換手段とを備えたことを特徴とする請求項２記載のオイル交換装置。
5. 前記オイル交換手段が、前記第２オイルタンク内の新油を前記第１オイルタンク内に移送させた後、前記オイルパン内の廃油を前記第２オイルタンクに移送し、その後、前記第１オイルタンク内の新油を前記オイルパン内に移送することを特徴とする請求項４記載のオイル交換装置。
6. 前記オイル交換装置が、内燃機関が搭載される車両においてオイル交換を行う構成であり、
   前記オイル交換手段が、前記内燃機関の吸気負圧を用いてオイルの移送を行うことを特徴とする請求項４又は５記載のオイル交換装置。
7. 前記オイル交換手段が、電動オイルポンプを用いてオイルの移送を行うことを特徴とする請求項４又は５記載のオイル交換装置。
8. 前記オイル交換手段が、位置エネルギーを用いてオイルの移送を行うことを特徴とする請求項４又は５記載のオイル交換装置。
9. 前記着脱可能なオイルタンクの前記システムに対する着脱の操作力を軽減するアシスト手段を備えたことを特徴とする請求項１〜８のいずれか１つに記載のオイル交換装置。
10. 車両に搭載される内燃機関のオイルを交換することを特徴とする請求項１〜９のいずれか１つに記載のオイル交換装置。

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