JP2015175272A - 潤滑油供給機構 - Google Patents

Abstract

【課題】過給機の機械効率を向上させることができる潤滑油供給機構を提供する。【解決手段】エンジンおよびエンジンに取り付けられる過給機１３０に潤滑油Ａ１・Ａ２を供給する潤滑油供給機構１であって、エンジンのシリンダブロック１１０に潤滑油Ａ１を供給するためのブロック側油路１４と、ブロック側油路１４の経路上に配置され、ブロック側油路１４を流れる潤滑油Ａ１が貯溜されるブロック側オイルパン１０と、過給機１３０に潤滑油Ａ２を供給するためのヘッド側油路２４と、ヘッド側油路２４の経路上に配置され、ヘッド側油路２４を流れる潤滑油Ａ２が貯溜されるヘッド側オイルパン２０と、を具備し、ブロック側油路１４とヘッド側油路２４とを互いに独立した油路として構成する。【選択図】図１

Description

本発明は、エンジンおよびエンジンに取り付けられる過給機に潤滑油を供給する潤滑油供給機構に関する。

従来、エンジンおよびエンジンに取り付けられる過給機には、例えば、エンジンに設けられるオイルパンから潤滑油が供給される（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に開示される技術では、エンジンより動力が伝達されて駆動するメインオイルポンプによって、エンジンおよび過給機に潤滑油を供給する。特許文献１に開示される技術では、メインオイルポンプが供給する潤滑油量が十分ではない場合（例えば、運転条件等によって潤滑油の粘度が高くなってしまい、通常よりも多い量の潤滑油が必要となる場合等）に補助オイルポンプを駆動させる。

これにより、特許文献１に開示される技術では、メインオイルポンプでの潤滑油供給量の不足分を補助オイルポンプで補っている。

ここで、エンジンに潤滑油を供給することにより、潤滑油には多くのスラッジが含まれてしまう。

特許文献１に開示される技術では、エンジンおよび過給機に供給した潤滑油を同じオイルパンに戻す構成であるため、多くのスラッジが含まれた潤滑油を過給機に供給してしまうこととなる。

この場合には、過給機のタービン軸を支持する軸受を効果的に潤滑できない可能性がある。従って、特許文献１に開示される技術では、過給機の機械効率を向上させることができない可能性がある。

特開２００６−８３７８２号公報

本発明は、以上の如き状況を鑑みてなされたものであり、過給機の機械効率を向上させることができる潤滑油供給機構を提供するものである。

請求項１においては、エンジンおよび前記エンジンに取り付けられる過給機に潤滑油を供給する潤滑油供給機構であって、前記エンジンのシリンダブロックに潤滑油を供給するための第一の油路と、前記第一の油路の経路上に配置され、前記第一の油路を流れる潤滑油が貯溜される第一のオイルパンと、前記過給機に潤滑油を供給するための第二の油路と、前記第二の油路の経路上に配置され、前記第二の油路を流れる潤滑油が貯溜される第二のオイルパンと、を具備し、前記第一の油路と前記第二の油路とを互いに独立した油路として構成する、ものである。

請求項２においては、前記第二のオイルパンに貯溜される潤滑油に浸かった状態で配置され、前記第二のオイルパンに貯溜される潤滑油を圧送する電動式のオイルポンプと、をさらに具備する、ものである。

請求項３においては、前記第二の油路は、前記エンジンのシリンダヘッドに、前記第二のオイルパンに貯溜される潤滑油を供給するための油路として形成される、ものである。

請求項４においては、前記第二のオイルパンは、前記過給機の下方に配置される、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、過給機の機械効率を向上させることができる。

請求項２においては、過給機の機械効率を効果的に向上させることができる。

請求項３においては、シリンダヘッド内に配置される部材の機械効率を向上させることができる。

請求項４においては、効率的に潤滑油を循環させることができる。

本発明の一実施形態に係る潤滑油供給機構の構成を示した模式図。 過給機に供給される潤滑油を示した模式図。 潤滑油供給機構の別実施形態を示した模式図。

以下では、本発明の一実施形態に係る潤滑油供給機構１について説明する。

図１に示すように、本実施形態に係るエンジンは、シリンダブロック１１０およびシリンダヘッド１２０等を具備する。エンジンのシリンダヘッド１２０の一側面には、過給機１３０が取り付けられる。

エンジンは、例えば、自動車等の車両に搭載される。シリンダブロック１１０には、クランクシャフト１１２およびピストン１１４等が設けられる。シリンダヘッド１２０には、エキゾーストカムシャフト１２２およびインテークカムシャフト１２４等が設けられる。

過給機１３０は、エンジンの吸引空気の圧力を高めるためのものである。本実施形態に係る過給機１３０は、エンジンの排気ガスを利用して空気を圧縮し、当該圧縮した空気をエンジン内に送るものである。過給機１３０は、ターボ式の過給機であり、ハウジング１３２内に配置されるタービン軸１３４、タービン軸１３４の中途部を支持する二つの軸受１３６・１３８、タービン軸１３４の両端部に支持されるホイール等を具備する（図２参照）。

なお、過給機の種類は、本実施形態に限定されるものでなく、例えば、エンジンの動力が伝達されて駆動する機械式の過給機であっても構わない。

潤滑油供給機構１は、このようなエンジン（シリンダブロック１１０およびシリンダヘッド１２０）および過給機１３０に潤滑油Ａ１・Ａ２を供給するものである。

潤滑油供給機構１は、ブロック側オイルパン１０、ブロック側オイルポンプ１２、ブロック側油路１４、ヘッド側オイルパン２０、ヘッド側オイルポンプ２２、およびヘッド側油路２４等を具備する。

ブロック側オイルパン１０は、シリンダブロック１１０の下部に取り付けられる。ブロック側オイルパン１０には、潤滑油Ａ１が貯溜される。

ブロック側オイルポンプ１２は、エンジンのシリンダブロック１１０内に配置される。ブロック側オイルポンプ１２は、例えば、エンジンのクランクシャフト１１２と連結され、クランクシャフト１１２の回転によって駆動するトコロイドポンプ等によって構成される。つまり、ブロック側オイルポンプ１２は、エンジンによって駆動されるとともに、当該エンジンの回転数に応じた回転数で駆動される。

ブロック側オイルポンプ１２内には、当該ブロック側オイルポンプ１２の吐出圧に応じて、当該ブロック側オイルポンプ１２の吐出側から吸入側へと潤滑油Ａ１を戻すリリーフバルブ（不図示）が設けられる。

ブロック側オイルポンプ１２は、オイルストレーナ１０ａおよび配管等を介してブロック側オイルパン１０と連通する。ブロック側オイルポンプ１２は、エンジンの駆動によって駆動することでブロック側オイルパン１０より潤滑油Ａ１を吸引し、シリンダブロック１１０のクランクシャフト１１２等に向けて潤滑油Ａ１を圧送する。

ブロック側オイルポンプ１２によって圧送される潤滑油Ａ１は、オイルフィルター１２ａを介して、シリンダブロック１１０に形成される孔であるメインオイルホール（不図示）へと供給される。オイルフィルター１２ａには、当該オイルフィルター１２ａに目詰まりが生じた際に潤滑油Ａ１を流通させるためのリリーフバルブ（不図示）が設けられる。

シリンダブロック１１０のメインオイルホールに供給された潤滑油Ａ１は、シリンダブロック１１０内に配置される部材、例えば、クランクシャフト１１２、ピストン１１４、チェーンテンショナー１１６、およびタイミングチェーン１１８等にそれぞれ分岐して供給される。

つまり、シリンダブロック１１０には、メインオイルホールよりクランクシャフト１１２およびピストン１１４等に向けて分岐して伸びる複数の通路が形成されている。潤滑油Ａ１は、当該各通路を通ってシリンダブロック１１０に供給される。

潤滑油Ａ１は、シリンダブロック１１０に供給された後でブロック側オイルパン１０に回収される。

つまり、シリンダブロック１１０には、クランクシャフト１１２およびピストン１１４等の下方よりブロック側オイルパン１０に向けて伸びるとともに、ブロック側オイルパン１０の上方で開口する通路として、オイル落とし（不図示）が形成されている。潤滑油Ａ１は、当該オイル落としを通ってブロック側オイルパン１０に回収される。

ブロック側油路１４は、ブロック側オイルパン１０からシリンダブロック１１０のクランクシャフト１１２およびピストン１１４等に供給され、その後、ブロック側オイルパン１０に回収されるまでの潤滑油Ａ１の経路である。

つまり、本実施形態に係るブロック側油路１４は、ブロック側オイルポンプ１２とオイルストレーナ１０ａとを連通する配管、シリンダブロック１１０のメインオイルホール、シリンダブロック１１０に形成される各通路、およびオイル落とし等によって構成される。

このように、本実施形態に係るブロック側油路１４は、エンジンのシリンダブロック１１０に潤滑油Ａ１を供給するための第一の油路として機能する。

また、本実施形態に係るブロック側オイルパン１０は、ブロック側油路１４の経路上に配置され、ブロック側油路１４を流れる潤滑油Ａ１が貯溜される第一のオイルパンとして機能する。

ヘッド側オイルパン２０は、例えば、エンジンの過給機１３０が取り付けられる側面と同じ面に取り付けられ、過給機１３０の下方に配置される。つまり、ヘッド側オイルパン２０は、エンジンのシリンダヘッド１２０一側面に取り付けられる。ヘッド側オイルパン２０には、潤滑油Ａ２が貯溜される。

ヘッド側オイルポンプ２２は、市販の電動式のポンプによって構成される。ヘッド側オイルポンプ２２は、例えば、車両に搭載されるＥＣＵ（Ｅｎｇｉｎｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）およびバッテリ（不図示）と電気的に接続され、ＥＣＵからの電気信号によってバッテリから電圧が印加されて駆動する。

本実施形態に係るヘッド側オイルポンプ２２は、ヘッド側オイルパン２０の内側、より詳細には、ヘッド側オイルパン２０の潤滑油Ａ２に浸かった状態で配置される。ヘッド側オイルポンプ２２は、配管等を介してシリンダヘッド１２０に形成される孔であるオイルホール（不図示）と連通する。

ヘッド側オイルポンプ２２は、駆動することでヘッド側オイルパン２０よりシリンダヘッド１２０に向けて潤滑油Ａ２を圧送する。

つまり、本実施形態に係るヘッド側オイルポンプ２２は、ヘッド側オイルパン２０に貯溜される潤滑油Ａ２を圧送するオイルポンプとして機能する。

ヘッド側オイルポンプ２２によって圧送される潤滑油Ａ２は、シリンダヘッド１２０のオイルホールを通ってシリンダヘッド１２０内に配置される部材、例えば、エキゾーストカムシャフト１２２およびインテークカムシャフト１２４等にそれぞれ分岐して供給される。

つまり、シリンダヘッド１２０には、オイルホールよりシリンダヘッド１２０のエキゾーストカムシャフト１２２およびインテークカムシャフト１２４等に向けて分岐して伸びる複数の通路が形成されている。潤滑油Ａ２は、当該各通路を通ってシリンダヘッド１２０に供給される。

潤滑油Ａ２は、シリンダヘッド１２０に供給された後でヘッド側オイルパン２０に回収される。

つまり、シリンダヘッド１２０には、エキゾーストカムシャフト１２２およびインテークカムシャフト１２４等の下方よりヘッド側オイルパン２０に向けて伸びるとともにヘッド側オイルパン２０と連通する通路として、オイル落とし（不図示）が形成されている。潤滑油Ａ２は、当該オイル落としを通ってヘッド側オイルパン２０に回収される。

また、図１および図２に示すように、ヘッド側オイルポンプ２２によって圧送される潤滑油Ａ２は、シリンダヘッド１２０のオイルホールを通って過給機１３０内に配置される部材、例えば、ハウジング１３２内のタービン軸１３４を支持する二つの軸受１３６・１３８等にもそれぞれ分岐して供給される。

つまり、シリンダヘッド１２０には、オイルホールより過給機１３０に向けて分岐して伸びる通路（不図示）が形成されている。過給機１３０のハウジング１３２には、前記シリンダヘッド１２０の通路と連通し、軸受１３６・１３８等に向けて分岐して伸びる通路（不図示）が形成されている。潤滑油Ａ２は、当該各通路を通って過給機１３０に供給される（図２の上側に示す矢印Ａ２参照）。

潤滑油Ａ２は、過給機１３０に供給された後でヘッド側オイルパン２０に回収される。

つまり、過給機１３０には、軸受１３６・１３８等の下方よりヘッド側オイルパン２０に向けて伸びるとともに、ヘッド側オイルパン２０の上方で開口する通路として、オイル落とし（不図示）が形成されている。潤滑油Ａ２は、当該オイル落としを通ってヘッド側オイルパン２０に回収される（図２の下側に示す矢印Ａ２参照）。

ヘッド側油路２４は、ヘッド側オイルパン２０からシリンダヘッド１２０および過給機１３０に供給され、その後、ヘッド側オイルパン２０に回収されるまでの潤滑油Ａ２の経路である。

つまり、本実施形態に係るヘッド側油路２４は、ヘッド側オイルポンプ２２とシリンダヘッド１２０とを連通する配管、シリンダヘッド１２０のオイルホール、シリンダヘッド１２０および過給機１３０の各通路、およびオイル落とし等によって構成される。

このように、本実施形態に係るヘッド側油路２４は、過給機１３０に潤滑油Ａ２を供給するための第二の油路として機能する。

また、本実施形態に係るヘッド側オイルパン２０は、ヘッド側油路２４の経路上に配置され、ヘッド側油路２４を流れる潤滑油Ａ２が貯溜される第二のオイルパンとして機能する。

本実施形態に係るヘッド側オイルパン２０は、過給機１３０の下方に配置されている。

このため、潤滑油供給機構１は、過給機１３０の軸受１３６・１３８等を潤滑した潤滑油Ａ２を自重によって落下させるだけで、潤滑油Ａ２をヘッド側オイルパン２０に戻すことができる。

従って、潤滑油供給機構１は、効率的に（別途ポンプ等によってヘッド側オイルパン２０に圧送することなく）潤滑油Ａ２を回収できる。

ここで、シリンダブロック１１０に潤滑油Ａ１を供給することにより、潤滑油Ａ１には多くのスラッジが含まれてしまう。

そこで、本実施形態に係る潤滑油供給機構１は、一つの油路を分岐させてシリンダブロック１１０および過給機１３０に一つのオイルパンの潤滑油を供給するのではなく、独立した二つの油路１４・２４より二つのオイルパン１０・２０の潤滑油Ａ１・Ａ２を別々に供給する構成としている。

つまり、本実施形態に係る潤滑油供給機構１は、シリンダブロック１１０に供給される潤滑油Ａ１が過給機１３０に供給されることがないように、潤滑油の油路を二つに分けている。

これによれば、潤滑油供給機構１は、スラッジが多く含まれる潤滑油Ａ１をシリンダブロック１１０だけに供給することとなる。つまり、潤滑油供給機構１は、スラッジが多く含まれない潤滑油Ａ２を過給機１３０に供給できる。

このため、潤滑油供給機構１は、過給機１３０のタービン軸１３４を支持する軸受１３６・１３８を効果的に潤滑できるとともに、軸受１３６・１３８でのコーキングの発生を抑制できる。

従って、潤滑油供給機構１は、過給機１３０に供給する潤滑油Ａ２の耐酸化劣化性を向上できる。

つまり、潤滑油供給機構１は、過給機１３０の機械効率を向上させることができる。

このように、潤滑油供給機構１は、ブロック側油路１４とヘッド側油路２４とを互いに独立した油路として構成する。

前述のように、本実施形態に係るヘッド側オイルポンプ２２は、ヘッド側オイルパン２０に貯溜される潤滑油Ａ２に浸かった状態で配置されている。

これによれば、潤滑油供給機構１は、低温環境下に置かれたエンジンを駆動させるとき等において、ヘッド側オイルポンプ２２の発熱を利用して、ヘッド側オイルパン２０の潤滑油Ａ２を温めることができる。

従って、潤滑油供給機構１は、低温環境下においても速やかに潤滑油Ａ２の粘度を下げることができるため、過給機１３０のフリクションを低減できる。

なお、本発明に係るオイルポンプ（本実施形態に係るヘッド側オイルポンプ２２）は、駆動時に第二のオイルパン（本実施形態に係るヘッド側オイルパン２０）内の空気を吸引しない程度に、第二のオイルパンの潤滑油に浸かっていればよい。

つまり、本実施形態において、「潤滑油Ａ２に浸かった状態」とは、ヘッド側オイルポンプ２２の吸引口が、ヘッド側オイルポンプ２２の駆動時に潤滑油Ａ２に浸かっている状態を指す。従って、ヘッド側オイルポンプ２２は、駆動時に必ずしも全体がヘッド側オイルパン２０の潤滑油Ａ２に浸かっている状態でなくてもよく、例えば、駆動時に上端部が油面から出ていても構わない。

潤滑油供給機構１は、このようなヘッド側オイルポンプ２２として電動式のオイルポンプを採用している。

これによれば、ヘッド側オイルポンプ２２は、印加電圧に応じた量の潤滑油Ａ２を圧送できる。

このため、ヘッド側オイルポンプ２２は、クランクシャフト１１２の回転数、すなわち、エンジンの運転状態に関わらず、過給機１３０に潤滑油Ａ２を安定して供給できる。つまり、ヘッド側オイルポンプ２２は、過給機１３０に対して、常に適正量に調整された潤滑油Ａ２を供給できる。

従って、潤滑油供給機構１は、過給機１３０のフリクションを低減できるため、過給機１３０の機械効率を効果的に向上させることができる。

また、潤滑油供給機構１は、ヘッド側オイルパン２０に貯溜されている潤滑油Ａ２によってヘッド側オイルポンプ２２を冷却することができる。従って、潤滑油供給機構１は、ヘッド側オイルポンプ２２の冷却効率を向上できる。

さらに、潤滑油供給機構１は、ヘッド側オイルポンプ２２をヘッド側オイルパン２０から離れた位置に配置した場合と比較して、ヘッド側オイルポンプ２２に潤滑油Ａ２の漏れを防止するためのシール部材を取り付ける必要がなくなる。

つまり、潤滑油供給機構１は、電動式のヘッド側オイルポンプ２２をヘッド側オイルパン２０の潤滑油Ａ２に浸かった状態で配置することにより、過給機１３０の機械効率を向上させることができるだけでなく、ヘッド側オイルポンプ２２の長寿命化および部品点数の削減を実現できる。

本実施形態に係る潤滑油供給機構１は、過給機１３０を潤滑する潤滑油Ａ２を、シリンダヘッド１２０にも供給している。

これによれば、潤滑油供給機構１は、スラッジが多く含まれない潤滑油Ａ２をシリンダヘッド１２０に供給できる。このため、潤滑油供給機構１は、シリンダヘッド１２０のエキゾーストカムシャフト１２２およびインテークカムシャフト１２４等を効果的に潤滑できる。

従って、潤滑油供給機構１は、シリンダヘッド１２０に供給する潤滑油Ａ２の耐酸化劣化性を向上できる。

つまり、潤滑油供給機構１は、シリンダヘッド１２０内に配置される部材（例えば、エキゾーストカムシャフト１２２およびインテークカムシャフト１２４等）機械効率を向上させることができる。

このように、ヘッド側油路２４は、エンジンのシリンダヘッド１２０に、ヘッド側オイルパン２０に貯溜される潤滑油Ａ２を供給するための油路として形成される。

なお、潤滑油供給機構の構成は、シリンダブロックに供給する潤滑油の油路と過給機に供給する潤滑油の油路とが隔絶されていればよく、本実施形態に限定されるものでない。

例えば、潤滑油供給機構は、図３に示す別実施形態に係る潤滑油供給機構２０１のように、シリンダブロック１１０およびシリンダヘッド１２０に潤滑油Ａ２０１を供給する第一の油路２１４と、過給機１３０だけに潤滑油Ａ２０２を供給する第二の油路２２４とを具備していても構わない。

１ 潤滑油供給機構
１０ ブロック側オイルパン（第一のオイルパン）
１４ ブロック側油路（第一の油路）
２０ ヘッド側オイルパン（第二のオイルパン）
２４ ヘッド側油路（第二の油路）
１１０ シリンダブロック
１３０ 過給機
Ａ１ 潤滑油（第一の油路を流れる潤滑油）
Ａ２ 潤滑油（第二の油路を流れる潤滑油）

Claims (4)

1. エンジンおよび前記エンジンに取り付けられる過給機に潤滑油を供給する潤滑油供給機構であって、
   前記エンジンのシリンダブロックに潤滑油を供給するための第一の油路と、
   前記第一の油路の経路上に配置され、前記第一の油路を流れる潤滑油が貯溜される第一のオイルパンと、
   前記過給機に潤滑油を供給するための第二の油路と、
   前記第二の油路の経路上に配置され、前記第二の油路を流れる潤滑油が貯溜される第二のオイルパンと、
   を具備し、
   前記第一の油路と前記第二の油路とを互いに独立した油路として構成する、
   潤滑油供給機構。
2. 前記第二のオイルパンに貯溜される潤滑油に浸かった状態で配置され、前記第二のオイルパンに貯溜される潤滑油を圧送する電動式のオイルポンプと、
   をさらに具備する、
   請求項１に記載の潤滑油供給機構。
3. 前記第二の油路は、
   前記エンジンのシリンダヘッドに、前記第二のオイルパンに貯溜される潤滑油を供給するための油路として形成される、
   請求項１または請求項２に記載の潤滑油供給機構。
4. 前記第二のオイルパンは、
   前記過給機の下方に配置される、
   請求項１から請求項３にまでのいずれか一項に記載の潤滑油供給機構。

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