JP2007211744A - 潤滑油供給装置 - Google Patents

Abstract

【課題】内燃機関において、正確かつ自動的に潤滑油量を検出し、自動的に潤滑油が補給できる潤滑油供給装置を提供する。
【解決手段】エンジン１のオイルパン５内に潤滑油量を検出するフロートスイッチ３１を配置した潤滑油供給装置３０において、前記フロートスイッチ３１をオイルパン５の前後左右中央に配置し、該オイルパン５にオイル供給ポンプ３２を介してオイルタンクと連通し、該オイル供給ポンプ３２とフロートスイッチ３１とを接続し、設定量以下となると自動的に潤滑油を補給するようにした。
【選択図】図３

Description

本発明は、エンジンの潤滑油供給装置の構成に関する。

従来、内燃機関の下部には、回転部分や摺動部分などを潤滑するための潤滑油を貯溜するためにオイルパンを設けているが、このオイルパン内の油量を検油棒で確認したりオイルを補給する場合、必ず内燃機関を停止する必要があった。このように検油棒を用いて油量を確認する技術は公知となっている。（例えば、特許文献１）
また、エンジン停止中にクランク軸の軸受け部に潤滑油を供給できるように構成したものは公知となっている。（例えば、特許文献２）
実開平６−８０８０７号公報 特開２００５−９０３６２号公報

しかし、連続運転のために機関を停止して油量点検をすることが出来ない作業機は、オイル不足のまま運転しエンジントラブルを起こすことがある。
また、作業者が日常点検により、機関の油量を検油棒で確認したり、オイルを補給することになっているが、忘れたり面倒なので省略することが多く、オイル不足に伴うエンジントラブルの原因となっていた。
そして、オイルの入れ過ぎによる油温上昇及び出力低下、また逆にオイル不足に伴うメタル焼付等が多かった。
そこで、本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、内燃機関において、正確かつ自動的に潤滑油量を検出し、自動的に潤滑油が補給できる潤滑油供給装置を提供することにある。

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

即ち、請求項１においては、エンジンのオイルパン内に潤滑油量を検出するフロートスイッチを配置した潤滑油供給装置において、前記フロートスイッチをオイルパンの前後左右中央に配置し、該オイルパンにオイル供給ポンプを介してオイルタンクと連通し、該オイル供給ポンプとフロートスイッチとを接続し、設定量以下となると自動的に潤滑油を補給するようにしたものである。

請求項２においては、請求項１記載の潤滑油供給装置において、前記フロートスイッチをオイルパン底面より立ち上げて固定したものである。

請求項３においては、請求項１記載の潤滑油供給装置において、前記フロートスイッチとオイル供給ポンプとの間に二つのタイマーを介装し、第一設定時間以上フロートスイッチがＯＮすると、オイル供給ポンプを第二設定時間ＯＮする構成としたものである。

請求項４においては、請求項１記載の潤滑油供給装置において、前記フロートスイッチの周囲に多数の開口を有する筒体を配置したものである。

請求項５においては、請求項４記載の潤滑油供給装置において、前記フロートスイッチとオイル供給ポンプとの間にタイマーを介装し、フロートスイッチがＯＮすると、所定の設定時間オイル供給ポンプを駆動する構成としたものである。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。

請求項１においては、エンジンのオイルパン内に潤滑油量を検出するフロートスイッチを配置した潤滑油供給装置において、前記フロートスイッチをオイルパンの前後左右中央に配置し、該オイルパンにオイル供給ポンプを介してオイルタンクと連通し、該オイル供給ポンプとフロートスイッチとを接続し、設定量以下となると自動的に潤滑油を補給するようにしたことにより、オイル補給作業が軽減され、最適な条件でエンジンを運転することができる。またオイルパンの略中央にフロートスイッチが位置するので、エンジンの傾斜の影響を小さくできる。さらには、エンジン作動中であっても潤滑油量の検出が可能となり、給油蓋等を開けることなく潤滑油を補給できる。

請求項２においては、前記フロートスイッチをオイルパン底面より立ち上げて固定したことにより取り付けが簡単に行え、フロートスイッチを安定して作動させることができる。また、メンテナンスも簡単に行える。

請求項３においては、前記フロートスイッチとオイル供給ポンプとの間に二つのタイマーを介装し、第一設定時間以上フロートスイッチがＯＮすると、オイル供給ポンプを第二設定時間ＯＮする構成としたことによりエンジン本体が揺れたり一時的に傾斜した場合などでも、正確な油面を検知して、設定量よりも減少した時に所定量の潤滑油を補給できる。

請求項４においては、前記フロートスイッチの周囲に多数の開口を有する筒体を配置したことよりエンジン本体の揺れによる潤滑油の液面の揺れを低減することができ、オイルレベルの検出精度を向上できる。

請求項５においては、前記フロートスイッチとオイル供給ポンプとの間にタイマーを介装し、フロートスイッチがＯＮすると、所定の設定時間オイル供給ポンプを駆動する構成としたことにより潤滑油が減少すると、所定量の潤滑油を自動的に補給することができる。

次に、発明の実施の形態を説明する。
図１は本発明に係るエンジンの前方斜視図、図２は同じく後方斜視図、図３はフロートスイッチの取付構造を示す正面断面図、図４はフロートスイッチを示す正面一部断面図、図５はタイムスケジュールを示す図、図６は実施例２におけるフロートスイッチの取付構造を示す正面断面図、図７は同じくフロートスイッチを示す正面一部断面図、図８は同じくタイムスケジュールを示す図、図９は同じく類似構造の円筒を取り付けたフロートスイッチを示す正面一部断面図である。なお、以下においては、図１に示す矢印Ａの方向を「前」、その反対側を「後」として説明する。

まず、本発明を適用するエンジンの一例としての、作業機などに搭載されるディーゼルエンジン（以下「エンジン」とする）の全体構成について、図１から図３を用いて説明する。
エンジン１のシリンダブロック２の上部にはシリンダヘッド３が取り付けられ、このシリンダヘッド３の上面はボンネット４で被装されている。また、シリンダブロック２の下部には潤滑油槽であるオイルパン５が取り付けられており、このオイルパン５内にはエンジンオイル（潤滑油）が貯溜されている。この潤滑油は、図示せぬ潤滑油ポンプにより吸入され、潤滑油フィルタ２０を介してエンジン１内の各潤滑箇所へ供給される。

シリンダヘッド３の一側面には吸気マニホールド６が設けられており、その反対側面には排気マニホールド７が設けられている。また、吸気マニホールド６の下方におけるシリンダブロック２の一側には、シリンダブロック２内に形成される燃焼室内へ噴射される燃料を送り込むための燃料噴射ポンプ８が付設されている。この燃料噴射ポンプ８には、その燃料噴射量を調整するためのガバナが付設されており、このガバナにおける調整はガバナレバー９が回動されることより行われる。また、燃料噴射ポンプ８の下部には、エンジン１内へと燃料を供給する燃料フィードポンプ１０が設けられている。この燃料フィードポンプ１０により、図示せぬ燃料タンク内の燃料が吸入されるとともに送出され、エンジン１の燃料供給路に設けられる燃料フィルタ１９を介して燃料噴射ポンプ８へと導入される。

シリンダブロック２内にはクランク軸２３（図３参照）が回転自在に支持されており、シリンダブロック２の前面には、このクランク軸２３の動力を前記燃料噴射ポンプ８等へ伝達するためのギヤ類が収納されているギヤケース１１が取り付けられており、ギヤケースカバー１２により覆われている。このギヤケース１１の前側には冷却ファン１３が取り付けられており、この冷却ファン１３は、前記クランク軸２３の動力がギヤケース１１の前面に設けられる前記クランク軸２３によって駆動されるＶプーリ１４及びＶベルト１５を介して伝達されて回転する。このクランク軸２３の動力は、シリンダブロック２の前側に設けられるオルタネータ１６にも同じくＶプーリ１４及びＶベルト１５を介して伝達される。また、シリンダブロック２の前面には、エンジン冷却水を循環させるための冷却水ポンプ２１が冷却ファン１３と同軸に設けられている。一方、シリンダブロック２の後面には、前記クランク軸２３の後端部に取り付けられるフライホイール１７を覆うフライホイールハウジング１８が固設されている。

次に、本発明に係る潤滑油供給装置３０について図１、図３、図４及び図５を用いて説明する。
図１及び図３に示すように潤滑油供給装置３０は、オイルパン５、フロートスイッチ３１、オイル供給ポンプ３２、及びオイルタンク（図示せず）により構成されている。

フロートスイッチ３１は、図３に示すようにオイルパン５内の底面部の略前後左右中央部に鉛直方向に直立させた状態で固定されている。前記フロートスイッチ３１は、図４に示すように略円筒状である本体上部に円筒状のフロート３３を備えており、該フロート３３は、上下方向に昇降可能な状態でフロートスイッチ３１の軸心部にある棒状のケース部３４に挿通配置されている。またフロート３３は、内部に磁石を内蔵しており、図４に示す制御手段４１を介してオイル供給ポンプ３２と接続されている。ケース部３４の上部に止め輪３５を設けて、該止め輪３５とケース部３４の下端部３６との間においてフロート３３が上下方向一定の範囲のみ昇降可能な状態にしており、油面の傾斜や揺れ等に対して安定した浮力が働くようにしている。但し、フロートスイッチ３１の固定構成は限定するものではなく、間座等に固定する構成であってもかまわない。また、フロート３３の昇降位置は磁石による磁力を検出する構成に限定するものではなく、光や電界等を用いる構成であってもよい。
このように、フロートスイッチ３１をオイルパン５の前後左右中心部に設けたことによってエンジン１が動作している場合や走行中等によりエンジン１が傾斜した場合においてもフロート３３をオイルパン５の略中央部付近の所定の位置で安定して昇降運動させることが可能となり、オイルレベル検出への悪影響を回避することができるようになり油量管理をより安定して行うことができるのである。

オイル供給ポンプ３２は、図１に示すようにオイルパン５の外側部下部にパイプが連通され、該パイプ中途部にオイル供給ポンプ３２を配置して、図示せぬオイルタンク（リザーバ）に連結されて構成されている。

このような構成において、エンジン連続稼動等によりオイルパン５内の潤滑油が徐々に消費され油量が低下していくと、それとともにフロートスイッチ３１の上部にあるフロート３３が降下していく。そうしてフロート３３の下面がケース部下端部３６に接触するとフロートスイッチ３１が検知信号（ＯＮ）を発し、制御手段４１に入力する。該制御手段４１は二つのタイマーＡ・タイマーＢを備えており、図５に示すように、制御する。
即ち、フロートスイッチ３１からのＯＮ信号が制御手段４１に入力されると、タイマーＡが作動しカウントを開始する。そして、該タイマーＡの作動（ＯＮ）時間Ｔ１（第一設定時間）と、フロートスイッチ３１のＯＮ時間を比較し、フロートスイッチ３１のＯＮ時間が第一設定時間Ｔ１よりも短い場合は、エンジンの傾斜等により一時的にフロート３３が下降し、潤滑油の液面は下限に達していないと判断する。一方、フロートスイッチ３１のＯＮ時間が第一設定時間Ｔ１を越えて長くなった場合には、潤滑油の液面が下限よりも低くなり補給が必要と判断して、オイル供給ポンプ３２を第二設定時間Ｔ２の間駆動し、オイルタンクからオイルパン５にオイルを供給する。このオイル供給ポンプ３２を第二設定時間Ｔ２駆動することにより適正量に補給することができる。但し、設定時間Ｔ１、Ｔ２は設定器等により任意に設定できるものである。また、タイマーの代わりにマイコン等の制御手段でＴ１、Ｔ２をカウントしてポンプの駆動回路を制御する構成であっても構わない。

また、本実施例のエンジン１には予備として検油棒４０が備え付けられているが、従来の検油棒４０を用いた検油方法では、図３に示すように油面の管理範囲である上限量及び下限量Ｌの範囲が広くなってしまうため、上限近くに油面が位置するようにオイルを補給すると、エンジンの傾斜や温度変化などにより、溢れ出ることがあり、下限近くに油面が位置すると、傾斜した状態が続くと潤滑油不足が生じる場合があり、適正油量に保つことが困難であったが、本発明においては自動的に検油作業ができるので、頻繁に補油することができ、油面が上限と下限の中央付近に保つことが可能となる。そのため最適な油量でエンジンを運転することができるのである。
こうして、エンジン１のオイルパン５内に潤滑油量を検出するフロートスイッチ３１を配置した潤滑油供給装置３０において、前記フロートスイッチ３１をオイルパン５の前後左右中央に配置し、該オイルパン５にオイル供給ポンプ３２を介してオイルタンクと連通し、該オイル供給ポンプ３２とフロートスイッチ３１とを接続し、設定量以下となると自動的に潤滑油を補給するようにしたことにより、オイル補給作業が軽減され、最適な条件でエンジン１を運転することができる。またオイルパン５の略中央にフロートスイッチ３１が位置するので、エンジン１の傾斜の影響を小さくできる。さらには、エンジン作動中であっても潤滑油量を検出が可能となり、給油蓋等を開けることなく潤滑油を補給できる。
さらに、前記フロートスイッチ３１をオイルパン５底面より立ち上げて固定したことにより取り付けが簡単に行え、フロートスイッチ３１を安定して作動させることができる。また、メンテナンスも簡単に行える。
なお、本実施例ではフロート３３を円筒形状としているが、特に形状を限定するものではない。

そして、エンジン本体が揺れたり一時的に傾斜した場合に油面の揺動による誤作動防止の為にタイマーＡを設けたものであり、油面の揺動によるフロートスイッチ３１の誤った油面変動の検知、及びそれによるオイル供給ポンプ３２の不要な駆動を抑制し、必要時のみを適確に判断して潤滑油の自動供給を行わせることができるのである。

すなわち、前記フロートスイッチ３１とオイル供給ポンプ３２との間に二つのタイマーＡ、Ｂを介装し、第一設定時間Ｔ１以上フロートスイッチ３１がＯＮすると、オイル供給ポンプ３２を第二設定時間Ｔ２ＯＮする構成としたことによりエンジン本体が揺れたり一時的に傾斜した場合などでも、正確な油面を検知して、設定量よりも減少した時に所定量の潤滑油を補給できる。

次に、実施例２として潤滑油供給装置３０の別の実施形態について図６から図９を用いて説明する。
潤滑油供給装置３０の基本構成は実施例１と同様であるが、本実施例では図７、図９に示すように、フロートスイッチ３１の外周部に略等間隔に所定数の円形の穴を開けた円筒５０ａの下端部をオイルパン５底面部に取り付けている。また、前記フロートスイッチ３１とオイル供給ポンプ３２との間にオイル供給ポンプ用タイマーであるタイマーＣを設け、図８に示すようにタイマーＣが作動すると、設定時間Ｔ３だけオイル供給ポンプ３２を駆動してオイルがオイルタンクからオイルパン５に補油されるようにタイムスケジュールを組み構成したものである。

このように構成することで、エンジン稼動や走行中において油面が揺動しているときでも円筒５０ａに開けた多数の穴による緩衝効果により、フロート近傍部分の急激な油面変動を抑制することができるのである。そのためフロートスイッチ３１の誤作動が少なくなり、油面の検出精度が上がる。

すなわち、前記フロートスイッチ３１の周囲に多数の開口を有する筒体である円筒５０ａを配置したことよりエンジン本体の揺れによる潤滑油の液面の揺れを低減することができ、オイルレベルの検出精度を向上できる。
さらに、前記フロートスイッチ３１とオイル供給ポンプ３２との間にタイマーＣを介装し、フロートスイッチ３１がＯＮすると、所定の設定時間オイル供給ポンプ３２を駆動する構成としたことにより潤滑油が減少すると、所定量の潤滑油を自動的に補給することができる。そして、タイマーを一つ省くことが可能となり制御プログラムを簡略化できる。

なお、本実施例では、図７に示すように油面の緩衝効果を得るためフロートスイッチ３１の周囲に開口を有した筒体である円筒５０ａを取り付けたが、円筒５０ａの直径をやや小さくし，取り付け方法を変更して、フロートスイッチ本体に直接取り付けてコンパクト化した円筒５０ａと類似構造である円筒５０ｂ（図９参照）を取り付けたフロートスイッチ３１を用いて本実施例と同様の構成にしても構わない。また、タイマーに設定器を接続してオイルの補給時間（補給量）を所望の時間に設定可能としている。

本発明に係るエンジンの前方斜視図。 同じく後方斜視図。 フロートスイッチの取付構造を示す正面断面図。 フロートスイッチを示す正面一部断面図。 タイムスケジュールを示す図。 実施例２におけるフロートスイッチの取付構造を示す正面断面図。 同じくフロートスイッチを示す正面一部断面図。 同じくタイムスケジュールを示す図。 同じく類似構造の円筒を取り付けたフロートスイッチを示す正面一部断面図

符号の説明

１ エンジン
５ オイルパン
３０ 潤滑油供給装置
３１ フロートスイッチ
３２ オイル供給ポンプ
３３ フロート
５０ａ・５０ｂ 円筒
Ａ・Ｂ・Ｃ タイマー

Claims (5)

1. エンジンのオイルパン内に潤滑油量を検出するフロートスイッチを配置した潤滑油供給装置において、前記フロートスイッチをオイルパンの前後左右中央に配置し、該オイルパンにオイル供給ポンプを介してオイルタンクと連通し、該オイル供給ポンプとフロートスイッチとを接続し、設定量以下となると自動的に潤滑油を補給するようにしたことを特徴とする潤滑油供給装置。
2. 請求項１記載の潤滑油供給装置において、前記フロートスイッチをオイルパン底面より立ち上げて固定したことを特徴とする潤滑油供給装置。
3. 請求項１記載の潤滑油供給装置において、前記フロートスイッチとオイル供給ポンプとの間に二つのタイマーを介装し、第一設定時間以上フロートスイッチがＯＮすると、オイル供給ポンプを第二設定時間ＯＮする構成としたことを特徴とする潤滑油供給装置。
4. 請求項１記載の潤滑油供給装置において、前記フロートスイッチの周囲に多数の開口を有する筒体を配置したことを特徴とする潤滑油供給装置。
5. 請求項４記載の潤滑油供給装置において、前記フロートスイッチとオイル供給ポンプとの間にタイマーを介装し、フロートスイッチがＯＮすると、所定の設定時間オイル供給ポンプを駆動する構成としたことを特徴とする潤滑油供給装置。

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