JP2007138760A - Engine lubrication system - Google Patents

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JP2005331012A
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Haruyuki Katayama
晴之 片山
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Toyota Motor Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an engine lubrication system reducing bubbling of oil and air suction in an engine equipped with a two-sump type oil pan and a balance shaft. <P>SOLUTION: The engine lubrication system (1) comprises a gear pump (8) formed of driven gears (9a, 9b) enclosed by a case (10) having an oil suction opening (10a), which drive gears are installed on a pair of balance shafts (9) driven by a drive gear (12a) installed on a crankshaft (12), the oil pan (3), and an oil pan separator disposed in the oil pan (3) and dividing an interior into a first chamber (6) and a second chamber (7), wherein the gear pump (8) is received in the first chamber (6). In such an operation state that oil in the first chamber (6) is bubbled, an electromagnetic clutch (16) is engaged and oil is sucked up from the second chamber (7) by an oil pump (15). <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、オイルパンセパレータによって第一室と第二室とに仕切られたオイルパン(二槽式オイルパン)内からエンジン潤滑各部にオイルを供給するエンジンの潤滑装置に関する。   The present invention relates to an engine lubrication device that supplies oil to various parts of an engine lubrication from within an oil pan (two tank type oil pan) partitioned into a first chamber and a second chamber by an oil pan separator.

従来から、エンジンの潤滑・冷却にはエンジンオイルが用いられている。このエンジンオイルは、エンジンの下部に設けられたオイルパンに貯留され、オイルポンプによってエンジン各部に循環される。エンジン各部を循環したエンジンオイルは、下方のオイルパン内に滴下する。そして、オイルパン内に滴下したエンジンオイルは、再度オイルポンプによってエンジン各部に循環される。この間、エンジンオイルはエンジン各部から熱を受け取って各部を冷却する。また、エンジンオイルは、エンジン各部で油膜を形成して各部品間の潤滑を促進すると共に、部品の酸化を防止するなどの役目もある。   Conventionally, engine oil has been used for engine lubrication and cooling. This engine oil is stored in an oil pan provided in the lower part of the engine, and is circulated to each part of the engine by an oil pump. The engine oil that has circulated through each part of the engine is dripped into the lower oil pan. And the engine oil dripped in the oil pan is circulated to each part of the engine again by the oil pump. During this time, the engine oil receives heat from each part of the engine and cools each part. The engine oil also has a role of forming an oil film in each part of the engine to promote lubrication between the parts and preventing oxidation of the parts.

ここで、エンジンの冷間始動直後は、オイルパン内部に貯留されたエンジンオイルは冷えており、粘度も高く、エンジン各部を循環して各部を潤滑させるのに適した状態ではない。そこで、冷間始動直後は、できるだけ早くエンジンオイルを昇温させて適切な粘度を有する状態にさせたい。このために、オイルパンを複数の区画に分け、冷間始動直後は一方の区画内のエンジンオイルが循環されやすい状況を作り、この区画内のエンジンオイルをより早期に昇温させ、その一方、暖機完了後は、エンジンオイルの過熱を回避してエンジンオイルを好ましい状態とすることが既に検討されている(特許文献1)。このようなエンジンオイルの早期昇温は、フリクションの早期低減による燃費向上にも寄与するものであり、近年の燃費向上に対する強い要望からも改善が望まれる点である。   Here, immediately after the cold start of the engine, the engine oil stored in the oil pan is cold, the viscosity is high, and it is not in a state suitable for circulating each part of the engine and lubricating each part. Therefore, immediately after the cold start, it is desired to raise the temperature of the engine oil as soon as possible so that it has an appropriate viscosity. For this purpose, the oil pan is divided into a plurality of compartments, and immediately after the cold start, the engine oil in one compartment is easily circulated, and the engine oil in this compartment is heated earlier, After warming-up is complete, it has already been studied to avoid overheating of the engine oil and make the engine oil in a preferable state (Patent Document 1). Such an early temperature rise of engine oil contributes to an improvement in fuel efficiency due to an early reduction of friction, and an improvement is also desired from the recent strong demand for an improvement in fuel efficiency.

図4は、特許文献1に記載されたオイルパン50の構造を説明する断面図であるが、エンジンオイルの昇温を効果的に行うべく、凹部51aを有するオイルパンセパレータ51をオイルパン52内に設け、凹部51a内にエンジンオイルの吸込口53aが位置するようにストレーナ53を配置するとともに、凹部51aの側壁51a1の上部及び下部に凹部51aの内外を連通させる連通孔54、55を設けた構成を採用している。このような連通孔54、55のうち、凹部51aの側壁51a1の下部に設けた連通孔55は、エンジンオイルの粘度変化を利用して凹部51a内外のエンジンオイルの流通を制御するようになっている。すなわち、連通孔55の径を小径としておき、暖機時の粘度の高いエンジンオイルは連通孔55を通過する際の通油抵抗が大きいことを利用して凹部51a内外のエンジンオイルの混合を防止し、一方、暖機完了後の粘度の低いエンジンオイルは連通孔55を通過することができ、凹部51a内外のエンジンオイルの混合が行われる構成となっている。凹部51aの内外でエンジンオイルが混合されれば、低温の凹部51a外側のオイルによって、高温となった凹部51a内側のエンジンオイルの温度を低下させることができる。   FIG. 4 is a cross-sectional view for explaining the structure of the oil pan 50 described in Patent Document 1. In order to effectively increase the temperature of the engine oil, the oil pan separator 51 having the recess 51a is placed in the oil pan 52. The strainer 53 is disposed so that the engine oil suction port 53a is positioned in the recess 51a, and communication holes 54 and 55 are provided in the upper and lower portions of the side wall 51a1 of the recess 51a to communicate the inside and outside of the recess 51a. The configuration is adopted. Among the communication holes 54 and 55, the communication hole 55 provided in the lower part of the side wall 51a1 of the recess 51a controls the circulation of the engine oil inside and outside the recess 51a using the viscosity change of the engine oil. Yes. That is, the diameter of the communication hole 55 is set to a small diameter, and the engine oil having a high viscosity during warm-up prevents the mixing of the engine oil inside and outside the recess 51a by utilizing the large oil resistance when passing through the communication hole 55. On the other hand, low-viscosity engine oil after completion of warm-up can pass through the communication hole 55, and the engine oil inside and outside the recess 51a is mixed. If the engine oil is mixed inside and outside the recess 51a, the temperature of the engine oil inside the recess 51a that has become hot can be lowered by the oil outside the recess 51a at a low temperature.

一方、凹部51aの側壁51a1の上部に設けた連通孔54は、エンジンオイルの粘度に拘わらず凹部51aの内外でエンジンオイルを流通させることができ、主に、エンジンブロック56内部を循環し、オイルパンセパレータ51内(凹部51a内側)に滴下したエンジンオイルをオイルパンセパレータ51の凹部51aの内側から外側へ流出させる。このため、矢示57で示す様な、凹部51aの上部から流出したエンジンオイルが、エンジンオイルの粘度に応じて再び凹部51aの下部から凹部51a内に流入するというエンジンオイルの循環経路が形成され、エンジンオイルの混合を促進し、エンジンオイルを冷却するようになっている。混合されたエンジンオイルは吸込口53aから吸い上げられ、上部からエンジンブロック56内に供給される。   On the other hand, the communication hole 54 provided in the upper part of the side wall 51a1 of the recess 51a can circulate the engine oil inside and outside the recess 51a regardless of the viscosity of the engine oil. The engine oil dropped into the pan separator 51 (inside the recess 51a) is caused to flow from the inside to the outside of the recess 51a of the oil pan separator 51. Therefore, as shown by an arrow 57, an engine oil circulation path is formed in which the engine oil flowing out from the upper portion of the recess 51a flows again into the recess 51a from the lower portion of the recess 51a according to the viscosity of the engine oil. It is designed to promote engine oil mixing and cool engine oil. The mixed engine oil is sucked up from the suction port 53a and supplied into the engine block 56 from above.

一方、エンジンには、ドリブンギアを備え、クランクシャフトに装着されたドライブギアによって駆動される一対のバランスシャフトが装着されたものがある。図5は、バランスシャフトの構成の一例を示す分解斜視図である。各バランスシャフト60は、一方の側に偏ったアンバランスウェイト60aをそれぞれ有している。そして、一方のバランスシャフト60には第一ドリブンギア60dが装着され、他方のバランスシャフト60には第一ドリブンギア60dと噛み合う第二ドリブンギア60eが装着されている。このようなバランスシャフト60は軸受部60c上に載置され、ハウジング60bとによって支持されるクランクシャフト62には、第一ドリブンギア60dと噛み合うドライブギア62aが装着されている。このクランクシャフト62のドライブギア62aの回転に伴って第一ドリブンギア60dが回転すると、これと噛み合う第二ドリブンギア60eが第一ドリブンギア60dとは逆方向に回転する。バランスシャフト60は、このような動作をすることによりクランクシャフト62の回転によって生じる二次慣性力を相殺している。   On the other hand, some engines include a driven gear and a pair of balance shafts that are driven by a drive gear attached to a crankshaft. FIG. 5 is an exploded perspective view showing an example of the configuration of the balance shaft. Each balance shaft 60 has an unbalance weight 60a that is biased to one side. A first driven gear 60d is attached to one balance shaft 60, and a second driven gear 60e that meshes with the first driven gear 60d is attached to the other balance shaft 60. The balance shaft 60 is mounted on the bearing portion 60c, and a drive gear 62a that meshes with the first driven gear 60d is mounted on the crankshaft 62 that is supported by the housing 60b. When the first driven gear 60d rotates with the rotation of the drive gear 62a of the crankshaft 62, the second driven gear 60e meshing with the first driven gear 60d rotates in the opposite direction to the first driven gear 60d. The balance shaft 60 cancels the secondary inertia force generated by the rotation of the crankshaft 62 by performing such an operation.

特開2003−222012号公報JP 2003-222012 A

前記のようなバランスシャフト60は、特許文献1のオイルパン50が取り付けられたエンジンに設置されることもあるが、この場合、クランクシャフト62によって駆動されるバランスシャフト60は、オイルパンセパレータ51の凹部51a内に収容されることとなる。   The balance shaft 60 as described above may be installed in an engine to which the oil pan 50 of Patent Document 1 is attached. In this case, the balance shaft 60 driven by the crankshaft 62 is the oil pan separator 51. It will be accommodated in the recess 51a.

しかし、このようにバランスシャフト60を凹部51a内に収容すると、以下のような不都合が生じるおそれがある。すなわち、ストレーナ53の吸込口53aが配置された凹部51a内でアンバランスウェイト60aが回転すると凹部51a内の油面を叩いてオイルを泡立たせてしまい、ストレーナ53がエアの吸い込みを起こしかねない。特にエンジンが高負荷、高回転の状態となったときにはこのようなおそれが高まる。また、エアの吸い込みは潤滑不良の原因ともなり極力排除すべきものであるが、オイルパン50のようないわゆる二槽式オイルパンでは、凹部51aの嵩が低くなりがちであることから、アンバランスウェイト60aが油面と近くなり、又は浸ってしまってオイルを泡立て易くなる。   However, if the balance shaft 60 is housed in the recess 51a in this way, the following inconvenience may occur. That is, if the unbalance weight 60a rotates in the recess 51a in which the suction port 53a of the strainer 53 is arranged, the oil surface in the recess 51a is struck to cause the oil to foam, and the strainer 53 may cause air to be sucked. Such a fear increases particularly when the engine is in a high load and high rotation state. Inhalation of air is a cause of poor lubrication and should be eliminated as much as possible. However, in a so-called two-tank oil pan such as the oil pan 50, the volume of the recess 51a tends to be low. 60a becomes close to the oil level or is soaked and oil is easily bubbled.

そこで、本発明は、二槽式オイルパンとバランスシャフトとを備えたエンジンにおいて、オイルの泡立ち、ひいてはエアの吸い込みを軽減することのできるエンジンの潤滑装置を提供することを目的とする。   SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an engine lubrication device capable of reducing foaming of oil and consequently suction of air in an engine including a two-tank oil pan and a balance shaft.

かかる目的を達成するための本発明のエンジンの潤滑装置は、クランクシャフトに装着されたドライブギアによって駆動される一対のバランスシャフトのそれぞれに装着されたドリブンギヤをオイル吸入口を備えたケースで覆って構成したギアポンプと、エンジンブロック下部に装着されるオイルパンと、当該オイルパン内に配置し、当該オイルパン内を、第一室と第二室とに仕切るオイルパンセパレータと、を備え、前記第一室はエンジンブロックの内部と連通すると共に前記ギアポンプを収容することを特徴とする(請求項1)。このような構成とすることにより、オイルパン内をオイルパンセパレータで仕切られた二槽式オイルパンの第一室内のオイルをオイルポンプではなく、バランスシャフトの駆動に用いられるドリブンギアを利用したギアポンプにより吸い上げることができる。すなわち、第一室内にはストレーナの吸込口を配置しない構成とすることができる。なお、第二室は第一室の周囲を覆うような配置とすることが望ましい。   In order to achieve this object, an engine lubrication device of the present invention covers a driven gear mounted on each of a pair of balance shafts driven by a drive gear mounted on a crankshaft with a case having an oil suction port. A gear pump configured, an oil pan attached to the lower part of the engine block, and an oil pan separator disposed in the oil pan and partitioning the oil pan into a first chamber and a second chamber, One chamber communicates with the interior of the engine block and houses the gear pump (claim 1). By adopting such a configuration, the oil in the first chamber of the two-tank type oil pan partitioned by the oil pan separator in the oil pan is not an oil pump, but a gear pump that uses a driven gear that is used to drive a balance shaft. Can be sucked up. That is, it can be set as the structure which does not arrange | position the inlet of a strainer in a 1st chamber. The second chamber is preferably arranged so as to cover the periphery of the first chamber.

このようなエンジンの潤滑装置では、前記第二室に吸込口を配置したストレーナと、当該ストレーナの吸込口から第二室内のオイルを吸い上げるオイルポンプと、前記第一室からオイルを吸い上げる第一オイル吸上経路と、前記第二室からオイルを吸い上げる第二オイル吸上経路と、前記第一オイル吸上経路と前記第二オイル吸上経路とを切り替えるオイル吸上経路切替手段と、を備えた構成とすることができる(請求項2)。このような構成とすれば、オイル吸上経路切替手段によってオイル吸上経路を切り替えることにより、例えば、エンジンの高負荷、高回転時等は外側に第一室の周囲に配された第二室内から積極的にオイルを吸い込むことができる。バランスシャフトが収容されていない第二室内のオイルはエンジンの高負荷、高回転時であってもアンバランスウェイトがオイル面を叩くことによるオイルの泡立ちが発生することがなくエアの吸い込みを回避することができる。   In such an engine lubrication device, a strainer in which a suction port is arranged in the second chamber, an oil pump that sucks oil in the second chamber from the suction port of the strainer, and a first oil that sucks oil from the first chamber A suction path, a second oil suction path for sucking oil from the second chamber, and an oil suction path switching means for switching between the first oil suction path and the second oil suction path. It can be set as a structure (Claim 2). With such a configuration, by switching the oil suction route by the oil suction route switching means, for example, at the time of high engine load, high rotation, etc., the second chamber disposed outside the first chamber on the outside Oil can be actively sucked from. The oil in the second chamber, which does not contain the balance shaft, avoids the inhalation of air without causing oil bubbling due to the unbalanced weight hitting the oil surface even when the engine is heavily loaded and running at high speed. be able to.

このようなエンジンの潤滑装置では、前記オイル吸上経路切替手段は、前記オイルポンプの駆動を入切する電磁クラッチとすることができる(請求項3)。オイルポンプの駆動軸に電磁クラッチを組み込んで、第二室からオイルの吸い上げを行いたいときにこの電磁クラッチを繋ぎ、オイルポンプを駆動するようにすれば、どちらの室からオイルを吸い込むかを選択することができる。オイル吸上経路切替手段は、要は、エンジンの運転状況等に応じてオイル吸込経路を切り替えることができればよいことから、オイルポンプを駆動制御可能な電動オイルポンプとしたり、前記第二オイル吸上経路上に設置した開閉制御可能なリリーフバルブとしたりすることもできる(請求項4)。このリリーフバルブを例えば電磁リリーフバルブとし、第二室からのオイル吸い上げを停止したい状況では電磁リリーフバルブを開放することによってオイルポンプが吸い上げたオイルをリリースし、エンジン潤滑各部に第二室内のオイルが送油されないようにすることができる。   In such an engine lubrication device, the oil suction path switching means may be an electromagnetic clutch that turns on and off the drive of the oil pump. If you install an electromagnetic clutch on the drive shaft of the oil pump and want to suck up oil from the second chamber, connect this electromagnetic clutch and drive the oil pump. can do. In short, the oil suction path switching means is only required to be able to switch the oil suction path according to the operating condition of the engine. Therefore, the oil suction path switching means can be an electric oil pump capable of driving and controlling the oil pump, or the second oil suction path switching means. It is also possible to use a relief valve installed on the route that can be opened and closed. For example, when the relief valve is an electromagnetic relief valve and you want to stop sucking up oil from the second chamber, the oil released by the oil pump is released by opening the electromagnetic relief valve. It is possible to prevent oil from being sent.

また、前記オイル吸上経路切替手段は、前記第一オイル吸上経路と第二オイル吸上経路との合流点に設置した三方弁とすることができる(請求項5)。三方弁を切り替えることによってどちらの室からオイルを吸い上げ、エンジン潤滑各部に送油することができる。また、このような三方弁を装着した構成とすれば、オイルが第一オイル吸上経路を逆流することを解消することができる。すなわち、オイルポンプの送油能力がギアポンプの送油能力を上回っているような運転状況のときには第一オイル吸上経路にオイルが流れ込んでしまう(逆流)ことが懸念されるが、三方弁を切り替えることにより、このようなオイルの逆流は解消することができる。   The oil suction path switching means may be a three-way valve installed at the junction of the first oil suction path and the second oil suction path (Claim 5). By switching the three-way valve, oil can be sucked from either chamber and sent to each part of the engine lubrication. Moreover, if it is set as the structure which mounted | wore with such a three-way valve, it can eliminate that oil flows back through the 1st oil suction path. In other words, there is a concern that oil may flow into the first oil suction path (backflow) when the operating condition is such that the oil pumping capacity of the oil pump exceeds the oil pumping capacity of the gear pump, but the three-way valve is switched. Thus, such a back flow of oil can be eliminated.

このように三方弁を装着した構成とする場合、第一室からのオイルの吸い上げを遮断した際に、第一オイル吸上経路中の行き場を失ったオイルの油圧が上昇し、ギアポンプの駆動抵抗となることが考えられる。そこで、三方弁と共に前記第一オイル吸上経路にリリーフバルブを設置した構成とすることが望ましい(請求項6)。   When the three-way valve is installed in this way, when the oil suction from the first chamber is cut off, the oil pressure of the oil that has lost its place in the first oil suction path increases, and the drive resistance of the gear pump It is possible to become. Therefore, it is desirable that a relief valve be installed in the first oil suction path together with the three-way valve (claim 6).

本発明によれば、二槽式オイルパンのクランクシャフトに装着されたドライブギアによって駆動される一対のバランスシャフトのそれぞれに装着されたドリブンギヤをオイル吸入口を備えたケースで覆って構成したギアポンプによってエンジンブロックの内部と連通する第一室内のオイルを吸い上げると共に、運転状況に応じてストレーナにより第二室からオイルを吸い込めるようにしたので、第一室内の泡立ったオイルを極力吸い上げないようにし、エア混入を回避することができる。また、二槽式オイルパンを用いることから、暖機時には容量が少なく第二室に覆われた第一室内のオイルを循環させることにより早期暖機を達成することができ、暖機完了後は温度の低い第二室内のオイルを循環させることにより適切なオイル循環を実現することができる。   According to the present invention, by a gear pump configured by covering a driven gear attached to each of a pair of balance shafts driven by a drive gear attached to a crankshaft of a two-tank oil pan with a case having an oil suction port. While sucking up oil in the first chamber that communicates with the inside of the engine block and sucking in oil from the second chamber by the strainer according to the operating situation, try not to suck up foamy oil in the first chamber as much as possible, Air mixing can be avoided. In addition, since a two-tank oil pan is used, early warm-up can be achieved by circulating the oil in the first chamber that has a small capacity and is covered by the second chamber when warming up. Appropriate oil circulation can be realized by circulating oil in the second chamber having a low temperature.

以下、本発明を実施するための最良の形態を図面と共に詳細に説明する。   Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

まず、本発明のエンジンの潤滑装置1について説明する。図1は、潤滑装置1を装着した二槽式オイルパン2の概略構成を説明する断面図である。二槽式オイルパン2は、オイルパン3の内部に、凹部4aを有するオイルパンセパレータ4が設けられている。オイルパン3はエンジンブロック5の下部に装着され、オイルパンセパレータ4の凹部4aはエンジンブロック5の内部と連通する第一室6を形成している。すなわち、オイルパン3内はオイルパンセパレータ4によって第一室6と第二室7とに仕切られている。   First, the engine lubrication apparatus 1 of the present invention will be described. FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of a two-tank oil pan 2 equipped with a lubricating device 1. The two-tank oil pan 2 is provided with an oil pan separator 4 having a recess 4 a inside the oil pan 3. The oil pan 3 is attached to the lower part of the engine block 5, and the recess 4 a of the oil pan separator 4 forms a first chamber 6 that communicates with the interior of the engine block 5. That is, the oil pan 3 is partitioned into a first chamber 6 and a second chamber 7 by an oil pan separator 4.

凹部4aの側壁4a1には、第一室5と第二室6とを連通させる第一連通孔20が設けられている。この第一連通孔20は、凹部4aの側壁4a1のできるだけ上側に設けることが好ましく、本実施例の二槽式オイルパン2では、第一室5及び第二室6に貯留させるオイル量の下限レベル付近に設けている。また、凹部4aの側壁4a1の下部にはオイルの粘度変化を利用して第一室5と第二室6とのオイルの流通を制御する第二連通孔21が設けられている。   The side wall 4a1 of the recess 4a is provided with a first series of through holes 20 that allow the first chamber 5 and the second chamber 6 to communicate with each other. This first series of through holes 20 is preferably provided as high as possible on the side wall 4a1 of the recess 4a. In the two-tank oil pan 2 of this embodiment, the amount of oil stored in the first chamber 5 and the second chamber 6 is It is provided near the lower limit level. Further, a second communication hole 21 for controlling the flow of oil between the first chamber 5 and the second chamber 6 using a change in the viscosity of the oil is provided at the lower portion of the side wall 4a1 of the recess 4a.

第一室6内にはギアポンプ8が収容されている。このギアポンプ8は、一対のバランスシャフト9のそれぞれに装着された第一ドリブンギヤ9a、第二ドリブンギア9bをオイル吸入口10aを備えたケース10で覆って構成されている。このようなケース10には第一室からオイルを吸い上げる第一オイル吸上経路11が形成されている。一対のバランスシャフト9はそれぞれアンバランスウェイトを備えている。一方のバランスシャフトに装着された第一ドリブンギア9aはクランクシャフト12に装着されたドライブギア12aと噛み合っており、エンジンが始動しクランクシャフト12が回転するとこれに伴って回転する。また、他方のバランスシャフトに装着されたドリブンギア9bはドリブンギア9aとのみ噛み合っている。このため、第一ドリブンギア9aと第二ドリブンギア9bとは逆方向に回転する。このように第一ドリブンギア9a、第二ドリブンギア9bが逆方向に回転することにより第一室6内のオイルがオイル吸込口10aから吸い上げられ第一オイル吸上経路11へ送油される。   A gear pump 8 is accommodated in the first chamber 6. The gear pump 8 is configured by covering a first driven gear 9a and a second driven gear 9b mounted on each of a pair of balance shafts 9 with a case 10 having an oil suction port 10a. In such a case 10, a first oil suction path 11 for sucking oil from the first chamber is formed. Each of the pair of balance shafts 9 includes an unbalance weight. The first driven gear 9a mounted on one balance shaft meshes with the drive gear 12a mounted on the crankshaft 12, and rotates as the engine starts and the crankshaft 12 rotates. In addition, the driven gear 9b attached to the other balance shaft meshes only with the driven gear 9a. For this reason, the first driven gear 9a and the second driven gear 9b rotate in opposite directions. As described above, the first driven gear 9a and the second driven gear 9b rotate in the opposite directions, whereby the oil in the first chamber 6 is sucked up from the oil suction port 10a and sent to the first oil suction path 11.

一方、第二室7内にはストレーナ13の吸込口13aが配置されている。ストレーナ13には第二オイル吸上経路14が形成されており、この第二オイル吸上経路14上にはオイルポンプ15が設置されている。このオイルポンプ15はクランクシャフト12により駆動されるものであるが、電磁クラッチ16を備えており、この電磁クラッチ16を入切りすることによりオイルポンプ15からの送油を制御することができる。このような制御を行うため、電磁クラッチ16にはECU17が接続されている。このECU17には電磁クラッチ16の制御を行うための油圧を取得するため油圧センサ18、水温やアクセル開度等のその他の各種データを取得するためのセンサ群19と接続されている。
なお、第二オイル吸上経路14は、オイルポンプ15の下流で第一オイル吸上経路11と合流している。
On the other hand, a suction port 13 a of the strainer 13 is disposed in the second chamber 7. A second oil wicking path 14 is formed in the strainer 13, and an oil pump 15 is installed on the second oil wicking path 14. The oil pump 15 is driven by the crankshaft 12, but includes an electromagnetic clutch 16, and oil supply from the oil pump 15 can be controlled by turning on and off the electromagnetic clutch 16. In order to perform such control, the ECU 17 is connected to the electromagnetic clutch 16. The ECU 17 is connected to a hydraulic pressure sensor 18 for acquiring hydraulic pressure for controlling the electromagnetic clutch 16 and a sensor group 19 for acquiring various other data such as water temperature and accelerator opening.
The second oil suction path 14 joins the first oil suction path 11 downstream of the oil pump 15.

以下、このように構成される潤滑装置1の動作につき説明する。まず、冷間時にエンジンが始動するとクランクシャフト12が回転するとドライブギア12aと噛み合った第一ドリブンギア9a、さらにはこの第一ドリブンギア9aと噛み合った第二ドリブンギア9bが回転し始める。これにより第一室6内のオイルがギアポンプ8のオイル吸込口10aから吸い上げられ第一オイル吸上経路11へ送油され、エンジン潤滑各部に供給される。一方、センサ群19からの水温等のデータからECU17が冷間状態であると判断し、また、アクセル開度等のデータに基づいてエンジンが高負荷、高回転となっていないと判断したときは、電磁クラッチ16は、ECU17からの指令により断絶された状態となっている。これによりオイルポンプ15は駆動されず、第二室7内からのオイルの吸い上げは行われない。   Hereinafter, the operation of the lubricating device 1 configured as described above will be described. First, when the engine is started in the cold state, when the crankshaft 12 rotates, the first driven gear 9a meshed with the drive gear 12a and further the second driven gear 9b meshed with the first driven gear 9a start to rotate. As a result, the oil in the first chamber 6 is sucked up from the oil suction port 10a of the gear pump 8, sent to the first oil suction path 11, and supplied to each part of the engine lubrication. On the other hand, when it is determined from the data such as the water temperature from the sensor group 19 that the ECU 17 is in a cold state, and it is determined that the engine is not at a high load and high speed based on the data such as the accelerator opening. The electromagnetic clutch 16 is disconnected by a command from the ECU 17. As a result, the oil pump 15 is not driven, and no oil is sucked up from the second chamber 7.

潤滑装置1は冷間始動から暖機がん完了するまでは、以上のような動作をすることから第一室6からのみエンジン潤滑各部にオイルを供給することになる。第一室6内のオイル量は少量であることから早期の昇温が可能であり、燃費向上が期待される。なお、暖機中で高回転を用いない状況下であればバランスシャフトのアンバランスウェイトにより油面が激しく叩かれることはないため、オイルが泡立ち、エアの吸い込みが生じるおそれは少ない。
このように暖機中は電磁クラッチ16が断絶された状態となっており、オイルポンプ15は駆動されていないが、ECU17は油圧センサ18からのデータに基づいて油圧が低下した状態を検知した場合には電磁クラッチ16を繋ぎオイルポンプ15を駆動して第二室7からのオイルの供給を開始する。これによりエンジン潤滑各部における潤滑不良を回避することができる。
Since the lubrication apparatus 1 operates as described above from the cold start to the completion of warm-up, oil is supplied to each part of the engine lubrication only from the first chamber 6. Since the amount of oil in the first chamber 6 is small, it is possible to raise the temperature quickly and to improve fuel efficiency. Note that the oil level is not struck violently by the unbalanced weight of the balance shaft when warming up and high rotation is not used, so there is little risk of oil bubbling and air inhalation.
In this way, the electromagnetic clutch 16 is disengaged during warm-up, and the oil pump 15 is not driven, but the ECU 17 detects a state in which the hydraulic pressure has decreased based on data from the hydraulic sensor 18. Then, the electromagnetic clutch 16 is connected and the oil pump 15 is driven to start supplying oil from the second chamber 7. Thereby, it is possible to avoid poor lubrication in each part of the engine lubrication.

一方、暖機完了後や、エンジンの高負荷、高回転状態での運転が行われており、第一室6内のオイルだけではオイル量が不足するような場合にはECU17は電磁クラッチ16へ指令を出してクラッチを繋ぎ、オイルポンプ15を駆動する。エンジンが高負荷、高回転状態で運転されているときは第一室6内のオイルの油面はアンバランスウェイトによって叩かれ泡立つことがあるが、第二室7から十分にオイルを吸い上げることによりエンジン潤滑各部における潤滑不良を回避することができる。   On the other hand, after the warm-up is completed or when the engine is operated under a high load and high rotation state, and the amount of oil is insufficient with only the oil in the first chamber 6, the ECU 17 switches to the electromagnetic clutch 16. A command is issued, the clutch is engaged, and the oil pump 15 is driven. When the engine is operated under a high load and high rotation state, the oil level of the oil in the first chamber 6 may be beaten and foamed by the unbalanced weight, but by sufficiently sucking up the oil from the second chamber 7 Lubrication failure in each part of the engine lubrication can be avoided.

このように本発明によれば二槽式オイルパン2とすることによって早期暖機完了を図ることができる。また、振動を軽減するために装着したバランスシャフト9のアンバランスウェイトが油面を叩くことによるオイルの泡立ち、これに伴うエアの吸い込みの問題も解消することができる。   Thus, according to the present invention, early warm-up can be achieved by using the two-tank oil pan 2. Further, the problem of oil bubbling caused by the unbalanced weight of the balance shaft 9 mounted to reduce vibrations hitting the oil surface and the accompanying air suction can be solved.

次に本発明の実施例2について図2を参照しつつ説明する。実施例2の潤滑装置30が実施例1の潤滑装置1と異なる点は、実施例2の潤滑装置30が実施例1の潤滑装置1における電磁クラッチ16に代えてオイルポンプ15の下流でかつ第一オイル吸上経路11と第二オイル吸上経路14との合流点の上流に設置される電磁リリーフバルブ31とした点である。これにより、オイルポンプ15はエンジンが稼働しているときは常に駆動された状態となる。電磁リリーフバルブ31はECU17により開弁制御がなされている。電磁リリーフバルブ31は、冷間始動時、暖機中には開弁状態とされる。従って第二室7内からオイルポンプ15により吸い上げられたオイルは第二室7内へリリースされることとなり、エンジン潤滑各部へは第一室6内のオイルのみが供給されることとなる。これにより実施例1の場合と同様に冷間時、暖機中には第一室6内の少量のオイルが循環するので早期暖機が可能となる。   Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The lubrication device 30 of the second embodiment is different from the lubrication device 1 of the first embodiment in that the lubrication device 30 of the second embodiment replaces the electromagnetic clutch 16 in the lubrication device 1 of the first embodiment and is downstream of the oil pump 15. The electromagnetic relief valve 31 is installed upstream of the junction of the first oil suction path 11 and the second oil suction path 14. As a result, the oil pump 15 is always driven when the engine is operating. The electromagnetic relief valve 31 is controlled to open by the ECU 17. The electromagnetic relief valve 31 is opened during cold start and during warm-up. Accordingly, the oil sucked up by the oil pump 15 from the second chamber 7 is released into the second chamber 7, and only the oil in the first chamber 6 is supplied to each part of the engine lubrication. As a result, as in the case of the first embodiment, a small amount of oil in the first chamber 6 circulates during the warming up in the cold state, so that the early warming up is possible.

一方、暖機完了後や、エンジンの高負荷、高回転状態での運転が行われており、第一室6内のオイルだけではオイル量が不足するような場合にはECU17は電磁リリーフバルブ31へ指令を出して閉弁する。これによりオイルポンプ15によって吸い上げられたオイルは第二オイル吸上経路14を通じてエンジン潤滑各部に供給される。   On the other hand, after the warm-up is completed or when the engine is operated under a high load and high rotation state, and the amount of oil is insufficient with only the oil in the first chamber 6, the ECU 17 performs the electromagnetic relief valve 31. To close the valve. Thereby, the oil sucked up by the oil pump 15 is supplied to each part of the engine lubrication through the second oil suction path 14.

なお、他の構成については実施例1の場合と同様であるので、同一の構成要素については図面中同一の参照番号を付し、その詳細な説明は省略する。   Since other configurations are the same as those in the first embodiment, the same components are denoted by the same reference numerals in the drawings, and detailed description thereof is omitted.

次に本発明の実施例3について図3を参照しつつ説明する。実施例3の潤滑装置40が実施例1の潤滑装置1と異なる点は、実施例3の潤滑装置40が実施例1の潤滑装置1における電磁クラッチ16に代えて第一オイル吸上経路11と第二オイル吸上経路13との合流点に設置した三方弁41と第一オイル吸上経路11上に設置したリリーフバルブ42とした点である。三方弁41はECU17と接続されている。リリーフバルブ42は所定の圧力Pとなると開放される形式のものを採用した。   Next, Embodiment 3 of the present invention will be described with reference to FIG. The lubrication device 40 of the third embodiment is different from the lubrication device 1 of the first embodiment in that the lubrication device 40 of the third embodiment replaces the electromagnetic clutch 16 in the lubrication device 1 of the first embodiment with the first oil suction path 11. The three-way valve 41 installed at the junction with the second oil suction path 13 and the relief valve 42 installed on the first oil suction path 11 are used. The three-way valve 41 is connected to the ECU 17. The relief valve 42 is of a type that is opened when a predetermined pressure P is reached.

このような構成の潤滑装置40では、冷間始動時、暖機中には、三方弁41はECU17の指令によって、第一オイル吸上経路11のオイルの流通を許容するように切り替えられる。一方、暖機完了後は、ECU17の指令によって第二オイル吸上経路14のオイルの流通を許容するように切り替えられる。このように三方弁41を切り替えることによりオイル吸上経路を切り替えるようにしたことによりオイルポンプ15とギアポンプ8の吸上能力の差に起因して第一オイル吸上経路11内と第二オイル吸上経路14内の油圧が生じていてもオイルの逆流を防止することができる。   In the lubricating device 40 having such a configuration, at the time of cold start and during warm-up, the three-way valve 41 is switched to allow the oil flow in the first oil suction path 11 according to a command from the ECU 17. On the other hand, after the warm-up is completed, switching is performed so as to allow the oil flow in the second oil suction path 14 according to a command from the ECU 17. By switching the oil suction path by switching the three-way valve 41 in this way, the first oil suction path 11 and the second oil suction path are caused by the difference in suction capacity between the oil pump 15 and the gear pump 8. Even if the hydraulic pressure in the upper path 14 is generated, the backflow of oil can be prevented.

また、ギアポンプ8はエンジン稼働中は常に駆動された状態にあることから第一オイル吸上経路11のオイルの流通が遮断されると第一オイル吸上経路11内の油圧が上昇し、バランスシャフト9の回転抵抗となり、ひいてはエンジンの運転効率を損ねることになりかねないが、第一オイル吸上経路11内の油圧が所定の圧力Pに達するとリリーフバルブ42が開弁し、油圧が低下するのでこのような事態を回避することができる。   Further, since the gear pump 8 is always driven while the engine is running, when the oil flow in the first oil suction path 11 is interrupted, the hydraulic pressure in the first oil suction path 11 increases, and the balance shaft Although this may result in a rotational resistance of 9, which may impair the operation efficiency of the engine, when the oil pressure in the first oil suction path 11 reaches a predetermined pressure P, the relief valve 42 opens and the oil pressure decreases. So this situation can be avoided.

なお、他の構成については実施例1の場合と同様であるので、同一の構成要素については図面中同一の参照番号を付し、その詳細な説明は省略する。   Since other configurations are the same as those in the first embodiment, the same components are denoted by the same reference numerals in the drawings, and detailed description thereof is omitted.

上記実施例は本発明を実施するための例にすぎず、本発明はこれらに限定されるものではなく、これらの実施例を種々変形することは本発明の範囲内であり、更に本発明の範囲内において、他の様々な実施例が可能であることは上記記載から自明である。   The above-described embodiments are merely examples for carrying out the present invention, and the present invention is not limited thereto. Various modifications of these embodiments are within the scope of the present invention. It is apparent from the above description that various other embodiments are possible within the scope.

実施例1の潤滑装置を装着した二槽式オイルパンの概略構成を説明する断面図である。It is sectional drawing explaining schematic structure of the 2 tank type oil pan equipped with the lubricating device of Example 1. FIG. 実施例2の潤滑装置を装着した二槽式オイルパンの概略構成を説明する断面図である。It is sectional drawing explaining schematic structure of the 2 tank type oil pan equipped with the lubricating device of Example 2. FIG. 実施例3の潤滑装置を装着した二槽式オイルパンの概略構成を説明する断面図である。It is sectional drawing explaining schematic structure of the 2 tank type oil pan equipped with the lubricating device of Example 3. FIG. 従来の二槽式オイルパンの概略構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows schematic structure of the conventional 2 tank type oil pan. バランスシャフトの仕組みを示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows the structure of a balance shaft.

符号の説明Explanation of symbols

1、30、40 潤滑装置
2 二槽式オイルパン
3 オイルパン
4 オイルパンセパレータ
4a 凹部
4a1 側壁
5 エンジンブロック
6 第一室
7 第二室
8 ギアポンプ
9 バランスシャフト
9a 第一ドリブンギア
9b 第二ドリブンギア
10 ケース
10a オイル吸込口
11 第一オイル吸上経路
12 クランクシャフト
12a ドライブギア
13 ストレーナ
13a 吸込口
14 第二オイル吸上経路
15 オイルポンプ
16 電磁クラッチ
17 ECU
18 圧力センサ
19 センサ群
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 30, 40 Lubrication device 2 Two tank type oil pan 3 Oil pan 4 Oil pan separator 4a Recess 4a1 Side wall 5 Engine block 6 First chamber 7 Second chamber 8 Gear pump 9 Balance shaft 9a First driven gear 9b Second driven gear 10 Case 10a Oil Suction Port 11 First Oil Suction Path 12 Crankshaft 12a Drive Gear 13 Strainer 13a Suction Port 14 Second Oil Suction Path 15 Oil Pump 16 Electromagnetic Clutch 17 ECU
18 Pressure sensor 19 Sensor group

Claims (6)

クランクシャフトに装着されたドライブギアによって駆動される一対のバランスシャフトのそれぞれに装着されたドリブンギヤをオイル吸入口を備えたケースで覆って構成したギアポンプと、
エンジンブロック下部に装着されるオイルパンと、
当該オイルパン内に配置し、当該オイルパン内を、第一室と第二室とに仕切るオイルパンセパレータと、を備え、
前記第一室はエンジンブロックの内部と連通すると共に前記ギアポンプを収容することを特徴とするエンジンの潤滑装置。
A gear pump configured by covering a driven gear mounted on each of a pair of balance shafts driven by a drive gear mounted on a crankshaft with a case having an oil suction port;
An oil pan attached to the lower part of the engine block;
An oil pan separator disposed in the oil pan and partitioning the oil pan into a first chamber and a second chamber;
The first chamber is in communication with the interior of the engine block and houses the gear pump.
請求項1記載のエンジンの潤滑装置において、
前記第二室に吸込口を配置したストレーナと、
当該ストレーナの吸込口から第二室内のオイルを吸い上げるオイルポンプと、
前記第一室からオイルを吸い上げる第一オイル吸上経路と、
前記第二室からオイルを吸い上げる第二オイル吸上経路と、
前記第一オイル吸上経路と前記第二オイル吸上経路とを切り替えるオイル吸上経路切替手段と、
を備えたことを特徴とするエンジンの潤滑装置。
The engine lubrication device according to claim 1,
A strainer having a suction port disposed in the second chamber;
An oil pump for sucking up oil in the second chamber from the suction port of the strainer;
A first oil suction path for sucking oil from the first chamber;
A second oil suction path for sucking oil from the second chamber;
Oil suction path switching means for switching between the first oil suction path and the second oil suction path;
An engine lubrication device comprising:
請求項2記載のエンジンの潤滑装置において、
前記オイル吸上経路切替手段は、前記オイルポンプの駆動を入切する電磁クラッチであることを特徴とするエンジンの潤滑装置。
The engine lubrication device according to claim 2,
The engine lubrication device according to claim 1, wherein the oil suction path switching means is an electromagnetic clutch for turning on and off the driving of the oil pump.
請求項2記載のエンジンの潤滑装置において、
前記オイル吸上経路切替手段は、前記第二オイル吸上経路上に設置したリリーフバルブであることを特徴としたエンジンの潤滑装置。
The engine lubrication device according to claim 2,
The engine lubrication device, wherein the oil suction path switching means is a relief valve installed on the second oil suction path.
請求項2記載のエンジンの潤滑装置において、
前記オイル吸上経路切替手段は、前記第一オイル吸上経路と第二オイル吸上経路との合流点に設置した三方弁であることを特徴としたエンジンの潤滑装置。
The engine lubrication device according to claim 2,
The engine oil lubrication path switching means is a three-way valve installed at a junction of the first oil suction path and the second oil suction path.
請求項5記載のエンジンの潤滑装置において、
前記第一オイル吸上経路にリリーフバルブを設置したことを特徴とするエンジンの潤滑装置。
The engine lubrication device according to claim 5, wherein
An engine lubrication device comprising a relief valve installed in the first oil suction path.
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