JP2007291893A - オイルタンク - Google Patents

Abstract

【課題】燃料を潤滑油として利用するエンジンと組み合わせるオイルタンクにおいて、エンジン潤滑系を潤滑した潤滑系リターン燃料を再びエンジン潤滑系や噴射系に供給する場合の不都合を回避すべく、不純物を除去できるオイルタンクを提供することを課題とする。
【解決手段】オイルタンク（１）は、オイルタンク本体（１２）の底部に凹部（１３）が設けられている。凹部（１３）の底部にはドレイン孔（１３ｂ）が設けられている。オイルタンク本体（１２）の内部にはセパレータ（１４）が装着される。セパレータ（１４）は、オイルタンク本体（１２）の内部を第一室（１５）とその第二室（１６）とに分割する。セパレータ（１４）は、凹部（１３）内まで延びる側板部（１４ｄ）を備える。エンジン内部から戻され第一室（１５）内に流入した燃料は凹部（１３）を通過して第二室（１６）内に流入し、再び潤滑、燃焼に供される。
【選択図】図２

Description

本発明は、燃料を潤滑油として利用するエンジンと組み合わされるオイルタンクに関するものである。

従来、燃料タンクとディーゼルエンジンとの間に気泡分離を行うリザーバを配設し、そのリザーバとエンジンとの間に潤滑系燃料循環回路と、燃焼系燃料循環回路とを構成した燃料潤滑式ディーゼルエンジンが開示されている（特許文献１）。このような燃料潤滑式ディーゼルエンジンでは、燃料となる軽油がエンジン各部の潤滑油としても用いられ、エンジン各部を循環する。このため、潤滑専用のオイルは不要であり、オイル交換の手間も省くことができる。また、軽油は従来の一般的な潤滑用のオイルと比較して粘度が低く、エンジン各部でのフリクションの低減が可能であり、軽油を潤滑油として利用することにより燃費の向上も期待される。

図４は、特許文献１に記載された燃料潤滑式ディーゼルエンジン１００の主として燃料供給部分の概略構成を示した説明図である。燃料潤滑式ディーゼルエンジン１００は、燃料タンク１０１、リザーバタンク１０２、オイルパン１０３を備えている。燃料タンク１０１とリザーバタンク１０２とは、セジメンタ（油水分離器）１０４、供給ポンプ（送油ポンプ）１０５を備えた油路１０６により連通している。

燃料潤滑式ディーゼルエンジン１００は、潤滑油の供給を必要とするエンジン潤滑系１０７へ潤滑油としての燃料を供給する潤滑系燃料循環回路１０８を有している。この潤滑系燃料循環回路１０８には、冷却器１１２、フィルタ１０９、潤滑ポンプ１１０が配設されており、潤滑ポンプ１１０を駆動することにより燃料をリザーバタンク１０２から吸い上げてエンジン潤滑系１０７へ供給している。エンジン潤滑系１０７へ供給された後の燃料は、オイルパン１０３内へ流下し、スカベンジポンプ１１１により吸い上げられて再びリザーバタンク１０２へ戻されるようになっている。

また、燃料潤滑式ディーゼルエンジン１００は、筒内へ燃料を噴射する噴射系１１４へ燃料を供給する燃焼系燃料循環回路１１３を有している。この燃焼系燃料循環回路１１３には、前記潤滑系燃料循環回路１０８と共通の冷却器１１２、フィルタ１１５、噴射ポンプ１１６が配設されており、噴射ポンプ１１６を駆動することにより燃料をリザーバタンク１０２から吸い上げて噴射系１１４へ供給している。噴射系１１４に供給された燃料のうち、燃焼に供されなかった燃料は再びリザーバタンク１０２へ戻される。

このように特許文献１に記載された燃料潤滑式ディーゼルエンジン１００は、潤滑系燃料循環回路１０８と燃焼系燃料循環回路１１３の二系統の燃料循環回路を有している。

一方、オイルパンにおけるゴミや金属粉等の不純物をストレーナが吸い込まないようにする技術として特許文献２の提案がある。特許文献２にはオイルパン底壁部に環状に凹溝を形成し、凹溝の内側の堤部で囲われた台座部もしくは該台座部に対向してオイルストレーナを取り付けたオイル吸込口を開設すると共に、凹溝の深部にドレイン孔を設けた構成が開示されている。
実開昭６０−１９４１１２号公報 実開平２−１４１６１９号公報

前記のように特許文献１に開示した燃料潤滑式ディーゼルエンジン１００は燃料を潤滑油として利用することから、潤滑専用のオイルは不要である。

しかしながら、前記のような軽油潤滑式ディーゼルエンジン１００では、燃料タンク１０１、リザーバタンク１０２、オイルパン１０３といった３つのタンクを備えた構成となっており、車両への搭載が困難になることが考えられる。

そこで、装備するタンクをオイルタンクの一つに纏め、当該一つのオイルタンクからエンジン潤滑系と噴射系へ供給する構成とすることが考えられる。

ところが、このような一つのオイルタンクからエンジン潤滑系と噴射系へ供給する構成とすると、以下のような不都合が生じると考えられる。

エンジン潤滑系からの潤滑系リターン燃料は、ススやゴミ、金属粉といった不純物が混入した状態でオイルタンクに戻される。このため、時間が経つにつれ、汚れの度合いが進行した燃料が噴射系１１４に供給されるおそれが高まる。汚れた燃料を噴射系１１４に供給することは噴射弁の噴射性能等に悪影響を及ぼすことが懸念される。すなわち、噴射弁の噴射孔を詰まらせたり、噴射孔から燃料を吹き続けさせたりするおそれがある。また、汚れた燃料がエンジン潤滑系１０７へ供給されれば、摺動摩耗を増大させるおそれがある。

噴射系へ供給される燃料から不純物を取り除く手段として、一般的に燃料フィルタが装着されているが、エンジン潤滑系からのリターン燃料が戻されるオイルタンクから噴射系へ燃料を供給することとすると燃料フィルタで捕捉する不純物が多く、燃料フィルタの信頼性の低下、交換頻度の増加に繋がるおそれがある。

このような状況を回避すべく、特許文献２記載のオイルパンを組み合わせることが考えられるが、特許文献２記載のオイルパンは、燃料を潤滑油として利用することは想定しておらず、燃料を潤滑油として利用するエンジンと組み合わせようとする場合、さらなる改良の余地がある。

そこで、本発明は、燃料を潤滑油として利用するエンジンと組み合わせるオイルタンクにおいて、エンジン潤滑系を潤滑した潤滑系リターン燃料を再びエンジン潤滑系や噴射系に供給する場合の不都合を回避すべく、不純物（金属粉等、汚れ成分、デポジット）を除去することのできるオイルタンクを提供することを課題とする。

かかる課題を達成するための、本発明のオイルタンクは、燃料を潤滑油として利用するエンジンと組み合わされるオイルタンクであって、オイルタンク本体と、オイルタンク本体の底部に設けられた凹部と、前記オイルタンク本体内部を、エンジン内部から戻された燃料が流入する第一室と、燃料吸込口が配置された第二室とに分割するセパレータと、を備え、前記第一室に戻された燃料が前記凹部を通過して前記第二室内に流入することを特徴としている（請求項１）。このような構成とすることによりエンジン内部から戻された燃料中に含まれる不純物を凹部に回収することができる。

すなわち、第一室に戻された不純物を含む燃料が第二室内に流入する際に前記凹部を通過することにより、不純物を凹部に回収することができる。この結果、燃料吸込口から吸い上げられる燃料中の不純物の含有量を低下させることができる。凹部から第二室への流入部分に不純物の流通を抑制する網等を装着すれば凹部での不純物の回収効率を向上させることができる。

本発明におけるエンジン内部から第一室に戻される燃料は、主としてエンジン潤滑系を流通し、エンジン各部の潤滑に供された潤滑系リターン燃料であるが、噴射系に供給された後の噴射系リターン燃料を含めることもできる。本発明におけるオイルタンクの形式は、オイルパンのようにエンジンブロック下部に配置される形式としてもよいし、エンジンとは別置きとする形式としてもよい。いずれの形式とする場合にもエンジン内部から戻される燃料が直接第二室に流入することがないような構成とする。

なお、本発明における燃料吸込口はエンジン潤滑系へ燃料を供給するものと、噴射系へ燃料を供給するものとを別個に設けてもよいし、燃料吸込口は一つとして経路の途中でエンジン潤滑系へ通じる経路と噴射系へ通じる経路とに分岐するようにしてもよい。

このようなオイルタンクでは、前記凹部にドレイン孔を設けた構成とすることができる（請求項２）。例えば、凹部の底部にドレイン孔を設けておけば、ドレイン孔を通じた燃料排出時に凹部に回収した不純物を容易にオイルタンク外部へ排出することができる。

このようなオイルタンクにおける前記セパレータは、前記オイルタンク本体内部を上下に分割し、上側の室を前記第一室とし、下側の室を前記第二室とした構成とすることができる（請求項３）。例えば、オイルタンクの形式をオイルパンのようにエンジンブロック下部に配置される形式とした場合には、エンジン内部からオイルタンク内に燃料が滴下する。この滴下した燃料を、第一室を形成するセパレータで受け、さらに、オイルタンク本体の底部に設けた凹部に導いて不純物を取り除き、その後、第二室へ流通させる。このような構成におけるセパレータは、オイルパン本体内部を第一室と第二室とに分割し、エンジン内部から滴下した燃料を直接第二室内へ流入させない役割を担っている。

このようなオイルタンクにおけるセパレータは、前記凹部へ向かう下り傾斜面を形成した構成とすることができる（請求項４）。例えば、前記のようにオイルタンク本体内部を上下に分割するセパレータとした場合、オイルタンク本体の底部に設けられた凹部にスムーズに燃料を流下させるために下り傾斜面を形成しておくと都合がよい。

また、このようなオイルタンクにおけるセパレータは、前記オイルタンク本体内部を左右方向に分割し、一方の室を前記第一室とし、他方の室を前記第二室とした構成とすることもできる（請求項５）。このような構成としても凹部内に不純物を回収することができる。なお、本明細書ではオイルタンク本体内部を左右方向に分割すると表現しているが、オイルタンクの方向については適宜決めることができるため、セパレータによりオイルタンク内部を前後方向に分割したものも本発明の範囲内である。要は、第一室と第二室とが並列に配置されているものは本発明の範囲となる。

このようなオイルタンクにおいて、オイルタンク本体を形成する底板は前記凹部へ向かう下り傾斜面を形成した構成とすることできる（請求項６）。このような構成とすることにより、効率よく凹部に不純物を回収することができる。

以上のようなオイルタンクにおけるセパレータは、前記第一室と前記第二室との間で空気の流通を許容する連通孔を備えた構成とすることが望ましい（請求項７）。このような構成とすることにより、第一室内と第二室内の気圧を同レベルとし、第一室内から第二室内へ容易に燃料が流入できるようにすることができる。

本発明のオイルタンクは、オイルタンク本体の底部に設けた凹部内に不純物を回収するものであるが、このような作用をより確実なものとすべく、前記凹部は、燃料中の不純物を当該凹部の底部に沈殿させる燃料の流れを形成する流通方向制御部を備えた構成とすることができる（請求項８）。

なお、本発明では、軽油等の燃料を潤滑油として利用するエンジンの配管については特に限定することはない。また、本発明のオイルタンクは、エンジン潤滑系、噴射系への燃料供給、エンジン潤滑系からの潤滑系リターン燃料の流入、貯留を一つのタンクで行うことができるものであるが、他のタンクと組み合わせて用いる場合も本発明の実施に属する。

本発明によれば、燃料を潤滑油として利用するエンジンと組み合わされるオイルタンクを、オイルタンク本体と、オイルタンク本体の底部に設けられた凹部と、前記オイルタンク本体内部を、エンジン内部から戻された燃料が流入する第一室と、燃料吸込口が配置された第二室とに分割するセパレータと、を備え、前記第一室に戻された燃料が前記凹部を通過して前記第二室内に流入する構成としたので、凹部に不純物を回収することができる。この結果、フィルタ、特に燃料フィルタが捕捉する不純物の量が軽減し、燃料フィルタの寿命が延び、交換回数を低減することができる。

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。

図１は、実施例１のオイルタンク１を組み合わせたエンジン２の概略構成を示した説明図である。ここで、オイルタンク１は、エンジン２のシリンダブロックの下部に一体的に設けられたものである。また、エンジン２は、燃料である軽油を潤滑油として利用する形式を採用している。このようなエンジン２は、潤滑油の供給を必要とするエンジン潤滑系３へ潤滑油としての燃料を供給する潤滑系燃料供給経路４を有している。この潤滑系燃料供給経路４には機械式の低圧ポンプ５、フィルタ６が配設されており、エンジン２が始動し、低圧ポンプ５が駆動されることにより燃料がオイルタンク１からから吸い上げられてエンジン潤滑系３へ供給される。ここで、エンジン潤滑系３はエンジン２のシリンダヘッド周りやクランク軸周りなど、従来のエンジンにおいてエンジンオイルの供給を受ける箇所を指す。

エンジン２は、さらに、潤滑系燃料供給経路４を通じてエンジン潤滑系３へ供給された潤滑系リターン燃料をオイルタンク１へ戻す潤滑系リターン経路７を有している。

また、エンジン２は、筒内へ燃料を噴射する噴射系８へ燃料を供給する噴射系燃料供給経路９を有している。この噴射系燃料供給経路９は、オイルタンク１から低圧ポンプ５までは、潤滑系燃料供給経路４と共通の経路となっている。噴射系燃料供給経路９は、低圧ポンプ５の下流にフィルタ２６を備え、さらに１０ＭＰａ以上の高圧で燃料を圧送可能な高圧ポンプ１０を備えている。このような構成とすることにより、噴射系８には低圧ポンプ５で一旦昇圧された燃料が高圧ポンプ１０によってさらに昇圧されて噴射系８へ供給される。すなわち、低圧ポンプ５は、エンジン潤滑系３への潤滑ポンプの役割を果たすと共に噴射ポンプの第一段目の昇圧ポンプの役割を果たす。

エンジン２は、噴射系燃料供給経路９を通じて噴射系８へ供給された後の噴射系リターン燃料をオイルタンク１へ戻す噴射系リターン経路１１を有している。なお、噴射系リターン燃料とは、低圧ポンプ５や、コモンレールおよび燃料噴射弁（いずれも図示せず）の各々から戻されるリターン燃料を指す。

次に、オイルタンク１の構成につき、オイルタンク１の断面図である図２を参照しつつ詳細に説明する。オイルタンク１は、オイルタンク本体１２を備えている。このオイルタンク本体１２の底部には、凹部１３が設けられている。凹部１３の上端側には本発明における流通方向制御部に相当する肩部１３ａが形成されている。また、凹部１３の底部にはドレイン孔１３ｂが設けられており、このドレイン孔１３ｂにはドレインボルト１７が装着されている。

オイルタンク本体１２の内部にはセパレータ１４が装着されている。このセパレータ１４は、オイルタンク本体１２の内部を上下に分割し、上側に位置する第一室１５とその下側に位置する第二室１６とを形成している。セパレータ１４には、凹部１３へ向かう下り傾斜面が形成された天板部１４ａとこの天板部１４ａと連続し、凹部１３内まで延びる側板部１４ｄを備えている。天板部１４ａには第一室１５と第二室１６との間で空気の流通を許容する連通孔１４ｂが穿設され、この連通孔１４ｂの上側には庇部材１４ｃが設けられている。側板部１４ｄの下端部とオイルタンク本体１２との間に形成された第二室１６へ通じる凹部１３の口部１３ｃには不純物の第二室１６への浸入を抑制する網体２０が装着されている。

セパレータ１４に形成された第二室１６内には、潤滑系燃料供給経路４の端部でありストレーナ１８を装着した燃料吸込口１９が配置されている。一方、第一室１５側となるセパレータ１４の天板部１４ａの上面側には潤滑系リターン経路７からの潤滑系リターン燃料２１、噴射系リターン経路１１からの噴射系リターン燃料２２が滴下するようになっている。

次に、以上のように構成されるオイルタンク１内の燃料流通の様子について説明する。まず、エンジン２が始動し、低圧ポンプ５の駆動が開始されると、第二室１６内の燃料が燃料吸込口１９をから吸い上げられる。吸い上げられた燃料は低圧ポンプ５で分岐し、一方は潤滑系燃料供給経路４を通じてエンジン潤滑系３へ供給され、他方は噴射系燃料供給経路９を通じて噴射系８へ供給される。エンジン潤滑系３へ供給された後の潤滑系リターン燃料２１は、潤滑系リターン経路７を通じて第一室１５内へ戻される。噴射系８へ供給された後の噴射系リターン燃料２２は、噴射系リターン経路１１を通じて第一室１５内へ戻される。これらの潤滑系リターン燃料２１、噴射系リターン燃料２２は、図２中、矢示２３、２４で示すように凹部１３内への流入する。潤滑系リターン燃料２１、噴射系リターン燃料２２には、種々の不純物が混入しているが、このように凹部１３内へ流入することにより凹部１３内へ不純物を沈殿させて回収することができる。また、凹部１３内へ流入した燃料は肩部１３ａに流れを制御され、矢示２５で示すような流れが形成される。これにより、不純物を凹部１３の底部側へ戻す作用を生み出すことができる。

第一室１５内に戻された潤滑系リターン燃料２１、噴射系リターン燃料２２は、凹部１３を通過して第二室１６内に流入する。この際、不純物は網体２０に遮断されるので不純物の第二室１６内への浸入が抑制されている。なお、第一室１５と第二室１６とは連通孔１４ｂで連通しているので両室の気圧は調整され、燃料はスムーズに第二室１６内へ流入することができる。また、連通孔１４ｂの上部には庇部材１４ｃが設けられているので、不純物を含んだ状態の潤滑系リターン燃料２１、噴射系リターン燃料２２が直接第二室１６内へ流入することはない。

以上のように循環し、再び第二室１６内に流入した燃料は燃料吸込口１９により吸い上げられ、エンジン潤滑系３で潤滑に供され、または、噴射系８での噴射により消費される。

一方、凹部１３で回収した不純物は、ドレインボルト１７を取り去ることにより、ドレイン孔１３ｂから外部へ排出することができる。

以上、説明したように本実施例のオイルタンク１は、凹部１３内に不純物を回収することができるので、フィルタ６やフィルタ２６で捕捉される不純物が低減する。この結果、これらのフィルタ６、２６の長寿命化、信頼性の向上を図ることができる。また、場合によっては、フィルタ６を取り除いた構成とすることも可能である。

次に、本発明の実施例２について図３を参照しつつ説明する。実施例２のオイルタンク３０は、実施例１のオイルタンク１と異なり、エンジン本体とは別個に配置する形式となっている。このような形式のオイルタンク３０は、エンジンの重心を下げることができ、レイアウトの面でも設計の自由度が広がるというメリットがある。

このようなオイルタンク３０のオイルタンク本体３１は、実施例１のオイルタンク１のオイルタンク本体１２とは異なりシリンダブロックの下部に装着される形式ではないことから天板３１ａを備えている。この天板３１ａには、オイルタンク３０内の気圧を一定に保つための吸排気孔３１ａ１が設けられている。

オイルタンク本体３１の底部には、実施例１のオイルタンク１と同様に凹部３２が設けられている。凹部３２には、肩部３２ａ、ドレイン孔３２ｂが設けられ、ドレイン孔３２ｂにはドレインボルト１７が装着されている。また、凹部３２の口部３２ｃとオイルタンク本体３１との間に網体２０が装着されている。これらの点は、実施例１と同様である。

また、オイルタンク本体３１の底板３１ｂは、凹部３２へ不純物を回収し易くすべく、凹部３２へ向かう下り傾斜面が形成されている。

オイルタンク本体３１の内部にはセパレータ３３が装着されている。このセパレータ３３は、オイルタンク本体３１の内部を左右方向に分割し、第一室３４と第二室３５とを形成している点で実施例１と異なっている。ただし、セパレータ３３には第一室３４と第二室３５とを連通する連通孔３３ａが形成されている点、下端が凹部３２内まで延びている点は実施例１と共通する。

セパレータ３３によってオイルタンク本体３１内に形成された第二室３５内には、実施例１と同様に潤滑系燃料供給経路４の端部でありストレーナ１８を装着した燃料吸込口１９が配置されている。一方、第一室３４側には、潤滑系リターン経路７の終端を形成するパイプ３６と、噴射系リターン経路１１の終端を形成するパイプ３７とが挿入されており、それぞれのパイプ３６、３７から潤滑系リターン燃料２１、噴射系リターン燃料２２が第一室３４内に放出されるようになっている。

以上説明したようなオイルタンク３０を実施例１のオイルタンク１に代えてエンジン２と組み合わせることにより実施例１と同様の作用効果を奏することができる。

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。

実施例１のオイルタンクを組み合わせたエンジンの概略構成を示した説明図である。 実施例１のオイルタンクの断面図である。 実施例２のオイルタンクの断面図である。 従来の燃料潤滑式ディーゼルエンジンの主として燃料供給部分の概略構成を示した説明図である。

符号の説明

１、３０ オイルタンク
２ エンジン
３ エンジン潤滑系
４ 潤滑系燃料供給経路
５ 低圧ポンプ
６、２６ フィルタ
７ 潤滑系リターン経路
８ 噴射系
９ 噴射系燃料供給経路
１０ 高圧ポンプ
１１ 噴射系リターン経路
１２、３１ オイルタンク本体
１３、３２ 凹部
１３ａ、３２ａ 肩部
１３ｂ、３２ｂ ドレイン孔
１３ｃ、３２ｃ 口部
１４、３３ セパレータ
１４ａ 天板部
１４ｂ、３３ａ 連通孔
１４ｃ 庇部材
１４ｄ 側板部
１５、３４ 第一室
１６、３５ 第二室
１７ ドレインボルト
１８ ストレーナ
１９ 燃料吸込口
２０ 網体
２１ 潤滑系リターン燃料
２２ 噴射系リターン燃料
３６、３７ パイプ

Claims (8)

1. 燃料を潤滑油として利用するエンジンと組み合わされるオイルタンクであって、
   オイルタンク本体と、
   オイルタンク本体の底部に設けられた凹部と、
   前記オイルタンク本体内部を、エンジン内部から戻された燃料が流入する第一室と、燃料吸込口が配置された第二室とに分割するセパレータと、
   を備え、
   前記第一室に戻された燃料が前記凹部を通過して前記第二室内に流入することを特徴としたオイルタンク。
2. 請求項１記載のオイルタンクにおいて、
   前記凹部にドレイン孔を設けたことを特徴とするオイルタンク。
3. 請求項１記載のオイルタンクにおいて、
   前記セパレータは、前記オイルタンク本体内部を上下に分割し、上側の室を前記第一室とし、下側の室を前記第二室としたことを特徴とするオイルタンク。
4. 請求項１記載のオイルタンクにおいて、
   前記セパレータは、前記凹部へ向かう下り傾斜面を形成したことを特徴とするオイルタンク。
5. 請求項１記載のオイルタンクにおいて、
   前記セパレータは、前記オイルタンク本体内部を左右方向に分割し、一方の室を前記第一室とし、他方の室を前記第二室とすることを特徴としたオイルタンク。
6. 請求項１記載のオイルタンクにおいて、
   前記オイルタンク本体を形成する底板は前記凹部へ向かう下り傾斜面を形成したことを特徴とするオイルタンク。
7. 請求項１記載のオイルタンクにおいて、
   前記セパレータは、前記第一室と前記第二室との間で空気の流通を許容する連通孔を備えたことを特徴とするオイルタンク。
8. 請求項１記載のオイルタンクにおいて、
   前記凹部は、燃料中の不純物を当該凹部の底部に沈殿させる燃料の流れを形成する流通方向制御部を備えたことを特徴とするオイルタンク。
   

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