JP2020183722A - 車両用オイル供給機構 - Google Patents

Abstract

【課題】オイルパンとオイルストレーナとを備えた車両用オイル供給機構において、高負荷走行時のオイルストレーナのエア吸いによるオイルの油圧の低下を低減できる構造を提供する。【解決手段】オイル吸入口３０よりも開口面積の小さいエア導入穴３２が、オイル吸入口３０よりも上方に形成されているため、走行中にオイルパン２２に貯留されるオイル２４の油面が傾いたときには、エア導入穴３２から空気が吸入され、オイル２４の油圧の低下が抑制される。また、エア導入穴３２が、車両１０の前後方向でオイル吸入口３０よりも車両後方側に形成されているため、登坂走行中などの高負荷走行時は、エア導入穴３２がオイル２４に油没し、エア導入穴３２から空気が吸入されることが抑制される。従って、オイルストレーナ２６内に空気が吸入されないため、高負荷走行時において高い油圧を得ることができる。【選択図】図２

Description

本発明は、オイルパンに貯留されるオイルをオイルストレーナを経由して汲み上げる車両用オイル供給機構の、エア吸いによる油圧低下を低減する技術に関する。

オイルパンに貯留されるオイルをオイルストレーナを経由して汲み上げる構造の車両用オイル供給機構において、例えば旋回走行中や登坂走行中にオイルパンに貯留されているオイルの油面が傾くと、オイルストレーナの吸入口の一部が油面から出てしまうことが考えられる。このとき、オイルストレーナの吸入口から空気が吸入されるエア吸いが発生し、オイルに多量の空気が混入することで、オイルの油圧が低下する虞がある。これに対して、例えば、特許文献１のように、筒状に形成されたオイル吸込フィルタの周壁に、複数個のオイル透過孔が形成された構造では、オイルパンに貯留されたオイルの油面が傾くと、オイル透過孔が空気と徐々に連通することで、多量の空気の吸い込みを抑制し、急激な油圧の低下を抑制できると考えられる。

実開平５−７５４１４号公報 特開２００７−６４１２５号公報 特開２０１７−１７２７２１号公報

しかしながら、特許文献１に記載の構造の場合、オイル透過孔がオイル吸込フィルタの全体に亘って形成され、旋回走行時や登坂走行時などを含めた全てのオイルの油面が傾く走行条件下において、エア吸いが発生してしまう虞がある。ここで、登坂走行時などの高負荷走行時は、オイルの油圧を高く設定する必要があるが、特許文献１に記載の構造では、オイルの油面の傾きに伴って空気が徐々にオイルストレーナ内に吸入されることで、オイルが狙った油圧まで上がらず、車両の走行性能が低下する虞があった。

本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、オイルが貯留されるオイルパンと、オイルストレーナと、を備えた車両用オイル供給機構において、高負荷走行時のオイルストレーナのエア吸いによるオイルの油圧の低下を低減できる構造を提供することにある。

第１発明の要旨とするところは、（ａ）オイルが貯留されるオイルパンと、そのオイルパン内に設けられたオイルストレーナと、を備えた車両用オイル供給機構において、（ｂ）前記オイルストレーナは、オイルを吸い込む吸入口と、前記吸入口よりも開口面積の小さいエア導入穴とを、備え、（ｃ）前記エア導入穴は、車両搭載状態において、前記吸入口よりも鉛直方向で上方に形成され、且つ、車両の前後方向で前記吸入口よりも後方側に形成されていることを特徴とする。

また、第２発明の要旨とするところは、第１発明の車両用オイル供給機構において、前記エア導入穴は、車両搭載状態において、車両の車幅の方向で前記吸入口が形成される範囲内に形成されていることを特徴とする。

また、第３発明の要旨とするところは、第２発明の車両用オイル供給機構において、前記エア導入穴は、車両搭載状態において、鉛直方向の上部が、車両の車幅の方向でそのエア導入穴の中央に向かうほど鉛直上方に向かって傾斜されていることを特徴とする。

第１発明の車両用オイル供給機構によれば、吸入口よりも開口面積の小さいエア導入穴が、鉛直方向で吸入口よりも上方に形成されているため、走行中にオイルパンに貯留されるオイルの油面が傾いたときには、吸入口から空気が吸入される前に、エア導入穴から空気が吸入される。ここで、エア導入穴は、開口面積が吸入口よりも小さいことから、吸入口から空気が吸入される場合に比べて吸入される空気の量が少なくなる。また、エア導入穴から空気が吸入されることで、オイルの油面の低下も抑えられ、吸入口から空気が吸入されることが抑制される。これより、吸入口から空気が吸入される場合に比べて、オイルストレーナ内に吸入される空気の量が低減されるため、オイルの油圧の低下を低減することができる。また、登坂走行中や加速走行中などの高負荷走行時は、オイルが車両後方側に移動するが、エア導入穴が、車両の前後方向で吸入口よりも車両後方側に形成されているため、エア導入穴がオイルに油没し、エア導入穴から空気が吸入されることが抑制される。従って、オイルストレーナ内に空気が吸入されることがなくなり、高負荷走行時において高い油圧を得ることができる。

また、第２発明の車両用オイル供給機構によれば、車両の旋回走行中は、オイルの油面が左右の何れかに傾くが、エア導入穴が、車両の車幅方向において、吸入口が位置する範囲内に形成されているため、旋回走行中は、吸入口に先だってエア導入穴から空気が吸入される。これより、旋回走行中はエア導入穴から空気が吸入され、吸入口から空気が吸入されることが抑制される。従って、吸入口から空気が吸入される場合に比べて、オイルの油圧の低下を低減することができる。

また、第３発明の車両用オイル供給機構によれば、エア導入穴が、車両搭載状態において、車両の車幅方向でそのエア導入穴の中央に向かうほど鉛直上方に向かって傾斜されているため、旋回走行中であっても、その旋回走行によるオイルの油面の傾きに対してエア導入穴から空気が吸入されにくくなる。従って、旋回走行中であっても、所定の走行条件下ではエア導入穴から空気が吸入されなくなり、エア導入穴から空気が吸入されることでオイルの油圧が低下することが抑制される。

本発明が適用された車両の概略図である。 図１のエンジンを構成するエンジンブロック、および、エンジンブロックの下部に接続されるオイルパンの内部の状態を示している。 左旋回走行中におけるオイルパンの内部の状態を示している。 図３のオイルストレーナの拡大図である。 図４のエア導入穴の拡大図である。 登坂走行中におけるオイルパンの内部の状態を示す図である。

以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下の実施例において図は適宜簡略化或いは変形されており、各部の寸法比および形状等は必ずしも正確に描かれていない。

図１は、本発明が適用された車両１０の概略図である。車両１０は、駆動力源としてのエンジン１２と、エンジン１２の動力を左右一対の車軸１４を介して前輪１６に伝達するトランスアクスル１８とを、含んで構成されている。車両１０は、車両前方にエンジン１２およびトランスアクスル１８が横置きされる、ＦＦ形式（フロントエンジン・フロントドライブ形式）の車両である。

図２は、図１のエンジン１２を構成するエンジンブロック２０、および、エンジンブロック２０の下部に接続されるオイルパン２２の内部の状態を示している。図２は、車両１０を右側から見たときのエンジンブロック２０およびオイルパン２２の状態（姿勢）に対応している。図２において紙面上方が鉛直上方に対応し、紙面下方が鉛直下方に対応している。また、紙面右側が車両前方に対応し、紙面左側が車両後方に対応している。なお、図２は、車両１０が平坦な路面にあるときであって、車両１０において加減速のないときの走行状態を示している。

図２に示すように、エンジンブロック２０の下部には、オイルパン２２が図示しないボルトによって接続されている。オイルパン２２は、所定の厚みを有する鉄板部材から構成される盆状の部材である。オイルパン２２には、所定量のエンジンオイル２４（以下、オイル２４）が貯留されており、図示しないオイルポンプによってオイル２４が吸い上げられてエンジン１２の各部に供給される。

オイルパン２２のオイル２４が貯留されている空間内には、オイルストレーナ２６が設けられている。オイルストレーナ２６は、ボルト２８によってエンジンブロック２０に固定されている。オイルストレーナ２６は、オイルパン２２に貯留されているオイル２４を、エンジン１２によって駆動される図示しないオイルポンプによって吸い上げるとき、オイル２４に混入されている異物を、オイルストレーナ２６内部に設けられているフィルタによって除去するものである。エンジン１２の各部にオイル２４を供給する車両用オイル供給機構４０は、オイルパン２２およびオイルストレーナ２６を含んで構成されている。

図２に示す車両搭載状態において、オイルストレーナ２６の鉛直方向の下部には、オイル２４を吸い込むためのオイル吸入口３０が形成されている。オイル吸入口３０は、平坦な路面であって、加減速のない走行状態では、オイル２４の内部に油没されるように、オイルストレーナ２６の鉛直方向で下部の位置に形成されている。なお、オイル吸入口３０が、本発明の吸入口に対応している。

ところで、オイルストレーナ２６において、例えば登坂走行中にエンジン１２の回転速度が高回転になると、オイルポンプによって吸い上げられるオイル２４の量が増加し、オイルパン２２内のオイル２４の油面の高さが低くなる。さらに、路面の勾配によってオイル２４の油面が傾くことで、オイル吸入口３０の一部が油面から出てしまい、そこから大量の空気がオイルストレーナ２６内に吸入されるエア吸いが発生することで、急激な油圧低下が発生する虞がある。このオイル吸入口３０からのエア吸いを防止するためには、オイル２４の油量を増加したり、オイルパン２２の深さを深くすることが考えられるが、車両の重量が増加したり、エンジン１２の配置位置が高くなったりすることで、燃費の悪化や走行性能の低下に繋がってしまう。

上記問題を解消するため、オイルストレーナ２６には、オイル吸入口３０に先だって空気が吸入されるエア導入穴３２が形成されている。エア導入穴３２は、オイルストレーナ２６の外部空間と内部空間を連通する連通穴である。エア導入穴３２は、車両１０の前後方向においてオイル吸入口３０よりも車両後方側の位置に形成されている。また、エア導入穴３２は、図２に示す加減速のない走行状態では、オイル２４に油没されている。従って、図２に示す状態では、エア導入穴３２から空気は吸入されない。

図３は、左旋回走行中におけるオイルパン２２の内部の状態を示している。図３は、車両搭載状態において、車両１０の後方から見た図に対応している。図３において、紙面右側が車両１０の右側に対応し、紙面左側が車両１０の左側に対応している。また、図３において、紙面上方が鉛直方向の上方に対応し、紙面下方が鉛直方向の下方に対応している。

図３において、オイルストレーナ２６の鉛直下部であって、車両１０の車幅の方向（以下、車幅方向）で範囲Ｌの位置にオイル吸入口３０が形成されている。また、エア導入穴３２が、オイルストレーナ２６において車両後方側に位置する壁に形成されている。エア導入穴３２は、鉛直方向でオイル吸入口３０よりも上方に形成されている。すなわち、エア導入穴３２は、車両１０の車幅方向において、オイル吸入口３０が位置する範囲Ｌの範囲内に形成されている。従って、車両旋回走行中において、オイル２４の油面が傾いたとき、オイル吸入口３０に先だって、エア導入穴３２がオイル２４の油面から出てくることとなる。結果として、オイル吸入口３０に先だって、エア導入穴３２から空気が吸入される。

例えば、左旋回走行中は、図３に示すように、オイルパン２２に貯留されているオイル２４が車両右側に偏るため、車両左側に向かうほどオイルパン２２の底部からのオイルの油面の高さが低くなる。このとき、図３に示すように、エア導入穴３２がオイル２４の油面から出ることで、エア導入穴３２から空気が吸入される。

図４は、図３のオイルストレーナ２６の拡大図である。オイルストレーナ２６の車幅方向で右側には、図示しないオイルポンプに接続される接続部３４が設けられている。オイル吸入口３０は、オイルストレーナ２６の鉛直下部に形成されている。エア導入穴３２は、五角形に形成されている。また、エア導入穴３２は、車幅方向においてオイル吸入口３０が形成される範囲Ｌの範囲内に形成されている。

ここで、エア導入穴３２の開口面積Ｓは、オイル吸入口３０の開口面積よりも小さくされている。オイル吸入口３０の開口面積は、オイル吸入口３０のオイル２４が吸入される部位の面積、すなわち車載状態においてオイルストレーナ２６を鉛直下部から見たときの面積に対応している。また、エア導入穴３２の開口面積Ｓは、図４に示すエア導入穴３２を形成する五角形の面積に対応している。

エア導入穴３２の開口面積Ｓが、オイル吸入口３０の開口面積よりも小さくされることで、旋回走行中にエア導入穴３２がオイル２４の油面から出たとき、エア導入穴３２から吸入される空気の量が、オイル吸入口３０から空気が吸入される場合に比べて少量となる。このように、旋回走行中にエア導入穴３２から少量の空気がオイルストレーナ２６内に吸入されることで、オイルストレーナ２６内に吸入される空気の量が減少する。また、エア導入穴３２からオイルストレーナ２６内に空気が吸入されることで、オイル２４の油圧の低下が緩和され、オイル２４の油圧の急激な低下が抑制される。また、エア導入穴３２からオイルストレーナ２６内に空気が吸入されることで、オイルポンプのオイル２４の吸い上げ量が減少するため、オイル２４の油面の低下も緩和される。従って、オイル吸入口３０がオイルの油面から出ることが抑制され、オイル吸入口３０から空気が吸入されることが抑制される。

また、エア導入穴３２は、車両搭載状態において、鉛直方向の上部が、車両１０の車幅方向でエア導入穴３２の中央に向かうほど鉛直上方に向かって傾斜されている。具体的には、エア導入穴３２の鉛直方向の上部には、車両左側の端部から車両右側に向かうに従い上方に向かって傾斜する傾斜部３６（図５参照）が形成されている。また、エア導入穴３２の鉛直方向の上部には、車両右側の端部から車両左側に向かうに従い上方に向かって傾斜する傾斜部３８（図５参照）が形成されている。そして、エア導入穴３２の車幅方向の中央近傍において、互いの傾斜部３６、３８が繋がることで、エア導入穴３２の車幅方向の中央部が鉛直上方に突き出している。

エア導入穴３２の鉛直方向の上部に形成される、傾斜部３６および傾斜部３８の傾きは、車両旋回走行中におけるオイル２４の油面の傾きに合わせた形状とされている。図５は、図４のエア導入穴３２の拡大図である。図５において、ＯＬ１〜ＯＬ３は、左旋回走行中の異なる走行状態におけるオイル２４の油面を示している。

例えば、左旋回走行中において、オイル２４の油面ＯＬ１の状態では、エア導入穴３２全体がオイル２４に油没されている。このとき、エア導入穴３２から空気が吸入されない。一方、オイル２４の油面がさらに傾き、油面ＯＬ２の状態になると、オイル２４の油面が、エア導入穴３２の傾斜部３６に沿った状態となり、さらにオイル２４の油面が傾くと、オイル２４の油面ＯＬ３の状態となり、エア導入穴３２の一部がオイル２４の油面の位置よりも高くなる。このとき、エア導入穴３２のオイル２４の油面よりも上方に位置する部位から空気が吸入される。

車両旋回走行中であっても、エア導入穴３２から空気が吸入されない方が望ましい。これに対して、エア導入穴３２の鉛直上部が傾斜されることで、左旋回走行中であっても、油面ＯＬ２となるまではエア導入穴３２から空気が吸入されなくなる。このように、エア導入穴３２の鉛直上部が傾斜されることで、左旋回走行中であってもオイルの油面の傾きが油面ＯＬ２となるまではエア導入穴３２から空気が吸入されなくなるため、左旋回走行中であってもエア導入穴３２から空気が吸入されることが少なくなる。なお、図５は、左旋回走行中の態様を示すものであったが、右旋回走行中においても、傾斜部３８が形成されることで、エア導入穴３２から空気が吸入されることが少なくなる。また、エア導入穴３２の傾斜部３６、３８が形成される位置および傾斜部３６、３８の傾き（形状）等は、予め実験等に基づいて設定され、急旋回走行時などオイルの油面の傾きが所定値を越えるまでは、エア導入穴３２がオイルに油没されるように設定されている。

図６は、登坂走行中におけるオイルパン２２の内部の状態を示している。図６は、図２と同様に、車両搭載状態において、車両１０を右側から見たときの状態に対応している。図６において、紙面右側が車両前方に対応し、紙面左側が車両後方に対応し、紙面上方が鉛直上方に対応し、紙面下方が鉛直下方に対応している。図６に示すように、登坂走行中は、路面の勾配に応じてエンジンブロック２０およびオイルパン２２が図２に比べて傾いている。このとき、車両後方側にオイル２４が偏るため、車両後方側に向かうほど、オイルパン２２の底部からの油面の高さが高くなる。従って、オイルストレーナ２６の車両１０の前後方向において後方に位置するエア導入穴３２は、オイル２４に油没されることとなる。このことから、登坂走行中は、エア導入穴３２が油没することとなり、エア導入穴３２からオイルストレーナ２６内に空気が吸入されなくなる。

登坂走行中は、エンジン１２にかかる負荷も大きくなり、オイルポンプによって汲み上げられるオイル２４の油圧が低下しないことが好ましい。これに対して、登坂走行中は、図６に示すようにエア導入穴３２が油没されるため、エア導入穴３２から空気が吸入されなくなり、オイル２４の油圧の低下が抑制される。

また、車両１０の加速走行中においても、オイル２４の油面の位置とオイルストレーナ２６との相対位置は、図６と略同じとなる。すなわち、車両１０が加速されることで、オイル２４が車両後方側に移動する。従って、加速走行中においても、図６に示すように、オイルストレーナ２６に形成されるエア導入穴３２が油没した状態となる。加速走行中は、エンジン１２にかかる負荷も大きくなることから、オイルポンプによって汲み上げられるオイル２４の油圧が低下しないことが好ましい。これに対して、加速走行中は、エア導入穴３２が油没され、エア導入穴３２から空気が吸入されることがないため、オイル２４の油圧の低下が抑制される。

上述のように、本実施例によれば、オイル吸入口３０よりも開口面積の小さいエア導入穴３２が、鉛直方向でオイル吸入口３０よりも上方に形成されているため、走行中にオイルパン２２に貯留されるオイル２４の油面が傾いたときには、オイル吸入口３０から空気が吸入される前に、エア導入穴３２から空気が吸入される。ここで、エア導入穴３２は、開口面積が吸入口よりも小さいことから、オイル吸入口３０から空気が吸入される場合に比べて吸入される空気の量が少なくなる。また、エア導入穴３２から空気が吸入されることで、オイル２４の油面の低下も抑えられ、オイル吸入口３０から空気が吸入されることが抑制される。これより、オイル吸入口３０から空気が吸入される場合に比べて、オイルストレーナ２６内に吸入される空気の量が低減されるため、オイル２４の油圧の低下を低減することができる。

また、登坂走行中や加速走行中などの高負荷走行時は、オイル２４が車両後方側に移動するが、エア導入穴３２が、車両１０の前後方向でオイル吸入口３０よりも車両後方側に形成されているため、エア導入穴３２がオイル２４に油没し、エア導入穴３２から空気が吸入されることが抑制される。従って、オイルストレーナ２６内に空気が吸入されることがなくなり、高負荷走行時において高い油圧を得ることができる。これに関連して、オイル２４の油量を増加する必要がなくなるため、燃費の悪化が抑制される。また、オイル２４の油量が増加しないことで、暖機性能についても向上する。また、オイルパン２２の深さを深くする必要もなくなるため、エンジン１２の配置位置が高くなることもなくなり、結果として走行性能の低下を抑制することができる。

また、本実施例によれば、車両１０の旋回走行中は、オイル２４の油面が左右の何れかに傾くが、エア導入穴３２が、車両１０の車幅方向において、オイル吸入口３０が位置する範囲内に形成されているため、旋回走行中は、オイル吸入口３０に先だってエア導入穴３２から空気が吸入される。これより、旋回走行中はエア導入穴３２から空気が吸入され、オイル吸入口３０から空気が吸入されることが抑制される。従って、オイル吸入口３０から空気が吸入される場合に比べて、オイル２４の油圧の低下を低減することができる。また、エア導入穴３２が、車両搭載状態において、車両１０の車幅方向でそのエア導入穴３２の中央に向かうほど鉛直上方に向かって傾斜されているため、旋回走行中であっても、その旋回走行によるオイル２４の油面の傾きに対してエア導入穴３２から空気が吸入されにくくなる。従って、旋回走行中であっても、所定の走行条件下ではエア導入穴３２から空気が吸入されることがなくなり、エア導入穴３２から空気が吸入されることでオイルの油圧が低下することが抑制される。

以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。

例えば、前述の実施例では、内燃機関であるエンジン１２の内部に配置されるオイルストレーナ２６に、エア導入穴３２が形成されるものであったが、本発明は、必ずしもエンジン１２に限定されない。例えば、トランスミッションの内部に配置されるオイルストレーナに、エア導入穴が形成されるものであっても構わない。要は、車両において、オイルパン内に設けられたオイルストレーナを備えた構成であれば、本発明を適宜適用することができる。

また、前述の実施例では、エア導入穴３２が五角形に形成されていたが、必ずしも五角形に限定されない。例えば、エア導入穴が三角形に形成されるものであってもよい。また、エア導入穴３２の鉛直方向の上端が尖った形状となっていたが、必ずしも尖った形状とする必要はなく、エア導入穴の上端部が、車幅方向と平行に形成されても構わない。

また、前述の実施例では、車両１０は、エンジン１２を駆動源とするＦＦ形式の車両であったが、本発明は、必ずしも上記態様に限定されない。本発明は、例えばハイブリッド車両であっても適用され得る。要は、オイルパンに貯留されるオイルをオイルストレーナを経由して吸い上げる構造の車両用オイル供給機構を備える車両であれば、適宜適用され得る。

なお、上述したのはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。

２２：オイルパン
２４：オイル
２６：オイルストレーナ
３０：オイル吸入口（吸入口）
３２：エア導入穴
４０：車両用オイル供給機構

Claims (3)

1. オイルが貯留されるオイルパンと、該オイルパン内に設けられたオイルストレーナと、を備えた車両用オイル供給機構において、
   前記オイルストレーナは、オイルを吸い込む吸入口と、前記吸入口よりも開口面積の小さいエア導入穴とを、備え、
   前記エア導入穴は、車両搭載状態において、前記吸入口よりも鉛直方向で上方に形成され、且つ、車両の前後方向で前記吸入口よりも後方側に形成されている
   ことを特徴とする車両用オイル供給機構。
2. 前記エア導入穴は、車両搭載状態において、車両の車幅の方向で前記吸入口が形成される範囲内に形成されている
   ことを特徴とする請求項１の車両用オイル供給機構。
3. 前記エア導入穴は、車両搭載状態において、鉛直方向の上部が、車両の車幅の方向で該エア導入穴の中央に向かうほど鉛直上方に向かって傾斜されている
   ことを特徴とする請求項２の車両用オイル供給機構。

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