JP3458680B2 - 潤滑油劣化防止装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は潤滑油劣化防止装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】内燃機関の可動部および可動部を支持す
る支持部を潤滑するために内燃機関内を潤滑油が循環せ
しめられる。ところが、内燃機関の可動部または支持部
の磨耗粉などが潤滑油に混入することにより潤滑油が劣
化し、潤滑油の潤滑特性が低下する。そこで、例えば、
実開昭６２−１９５６１２号では、潤滑油劣化防止剤を
備蓄したタンクを具備する潤滑油劣化防止装置におい
て、運転状況および運転履歴に応じて上記タンクに接続
された電磁弁を開閉制御することにより潤滑油劣化防止
剤を潤滑油循環路に添加し、潤滑油の劣化を抑制してい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記実
開昭６２−１９５６１２号に開示された潤滑油劣化防止
装置では運転状況および運転履歴に応じて潤滑油劣化防
止剤の添加が制御されるため、その制御は複雑である。
また、潤滑油を添加するのに電磁弁を用いるため、その
機関構成は複雑である。したがって、本発明の目的は簡
単な構成により潤滑油劣化防止剤を潤滑油に添加するこ
とにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、１番目の発明では、内燃機関の可動部および該可動
部を支持する支持部を潤滑する潤滑油を循環させるため
の潤滑油循環路と、前記潤滑油の劣化を防止するための
潤滑油劣化防止剤を添加するための潤滑油劣化防止剤添
加手段とを具備する潤滑油劣化防止装置において、前記
潤滑油劣化防止剤添加手段が前記潤滑油劣化防止剤を前
記可動部に摺動接触させることにより前記潤滑油劣化防
止剤を潤滑油に添加する。２番目の発明では、１番目の
発明において、前記潤滑油劣化防止剤添加手段が潤滑油
の粘度の低下に応じて前記潤滑油劣化防止剤を前記可動
部に摺動接触させる。 ３番目の発明では、２番目の発明
において、前記潤滑油劣化防止剤添加手段が潤滑油の圧
力の低下に応じて潤滑油劣化防止剤を前記可動部に摺動
接触させる。 ４番目の発明では、２番目の発明におい
て、前記潤滑油劣化防止剤添加手段が前記可動部または
前記支持部の磨耗度合いに応じて前記潤滑油劣化防止剤
を前記可動部に摺動接触させる。

【０００５】

【０００６】

【０００７】

【０００８】

【０００９】

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明を詳
細に説明する。図１は本発明の潤滑油劣化防止装置が適
用される内燃機関において潤滑油が循環せしめられる潤
滑油循環路（以下、循環路）１０を示す図である。循環
路１０は、潤滑油を一時的に蓄えておくための潤滑油タ
ンク（以下、タンク）１２から延び、順にタンク１２内
の潤滑油を循環路１０内に汲みだすための潤滑油ポンプ
（以下、ポンプ）１４、ポンプ１４から排出された潤滑
油を濾過するための潤滑油フィルタ（以下、フィルタ）
１６に接続される。さらに、フィルタ１６から延びる循
環路１０は、一方では順に機関出力を車輪に伝達するた
めのクランク軸（図２参照）１８を支持するためのクラ
ンク軸受け２０、クランク軸１８とピストン（図示せ
ず）とを接続するコンロッド（図示せず）を支持するた
めのコンロッド支持軸２２、クランク軸１８の動力を例
えば後述するカムシャフト３２に伝達するための伝達ギ
ア２３、ピストンとそのピストンに取り付けられたピス
トンリングとピストンが挿入されたシリンダとを含むピ
ストン部２５に接続され、タンク１２に戻り、他方では
順にシリンダヘッド２４、吸気弁（図示せず）および排
気弁（図示せず）を支持・案内するためのバルブリフタ
ガイド２６に接続される。バルブリフタガイド２６はシ
リンダヘッド２４内に形成されたバルブリフタガイド穴
（図示せず）内に挿入される。バルブリフタガイド２６
から延びる循環路１０は、一方では順にロッカシャフト
２８、ロッカアーム３０に接続され、タンク１２に戻
り、他方では順にカムシャフト３２、カム３４に接続さ
れ、タンク１２に戻る。

【００１１】なお、コンロッド支持軸２２はクランク軸
１８に取り付けられ、カム３４はカムシャフト３２に取
り付けられ、機関駆動に応じてカムシャフト３２と共に
回転せしめられ、ロッカアーム３０はロッカシャフト２
８に回動可能に取り付けられ、上記カム３４と吸気弁お
よび排気弁とを接続する。また、タンク１２側における
循環路１０の先端には循環路１０を濾過するための潤滑
油濾過器３６が取り付けられる。また、ポンプ１４と並
列に第一の圧力調整弁３８が配置されており、第一の圧
力調整弁３８はポンプ１４の下流側の循環路１０内の圧
力が予め定められた圧力より高くなるとポンプ１４から
排出された潤滑油をポンプ１４の下流側の循環路１０に
戻す。また、フィルタ１６と並列に第二の圧力調整弁４
０が配置されており、第二の圧力調整弁４０はフィルタ
１６の下流側の循環路１０内の圧力が予め定められた圧
力より高くなるとポンプ１４から排出された潤滑油をフ
ィルタ１６の下流側の循環路１０に送る。なお、本明細
書において『上流』および『下流』とは潤滑油の流れに
対応した用語である。

【００１２】タンク１２にはタンク１２内に潤滑油を充
填するための潤滑油充填管（以下、充填管）４２が接続
されており、充填管４２の先端開口は充填管蓋４４によ
り閉鎖される。また、タンク１２内にはタンク１２内の
潤滑油の量を検出するためのレベルゲージ４６が外部か
ら挿入される。さらに、タンク１２の底壁には潤滑油を
外部へ排出するための排出口４８が形成されており、こ
の排出口４８はプラグ５０により閉鎖される。

【００１３】次に、本発明の第一実施形態の潤滑油劣化
防止装置を説明する。潤滑油の劣化度合いは内燃機関の
可動部または可動部を支持する支持部の磨耗度合いの増
大に伴い増大する。そこで、第一実施形態では、内燃機
関の可動部または支持部の磨耗度合いに応じて防止剤を
潤滑油に添加する。

【００１４】図２は第一実施形態の潤滑油劣化防止装置
を示す。図３は第一実施形態のクランク軸受けの斜視図
である。なお、図２に示したクランク軸受けは図３の線
ＩＩ−ＩＩに沿った断面である。可動部であるクランク
軸１８の外面５２と支持部であるクランク軸受け（以
下、軸受け）２０の内面５４との間にはクランク軸１８
を潤滑するための潤滑油を受容する循環路１０の一部
（以下、クランク軸循環路）５６が形成される。したが
って、摺動部、すなわち可動部であるクランク軸１８の
外面５２と被摺動部、すなわち支持部である軸受け２０
との間には油膜が形成される。また、軸受け２０には潤
滑油穴２１が設けられており、この潤滑油穴２１にはク
ランク軸循環路５６に潤滑油を供給する循環路１０の一
部である供給管５８が接続される。なお、図２に示した
クランク軸循環路５６の幅は分かりやすいように実際の
幅よりも広く描かれている。また、軸受け２０は台２７
により支持されている。

【００１５】軸受け２０は例えば白色金属製の内側リン
グ２３と例えば鋼製の外側リング２５とからなる。第一
実施形態の内側リング２３には潤滑油の劣化を防止する
ための潤滑油劣化防止剤（以下、防止剤）６０を収容す
る防止剤収容穴（以下、収容穴）６２が形成される。防
止剤６０は収容穴６２内全体に充填されており、クラン
ク軸循環路５６に面した防止剤６０の表面は内側リング
２３の内面５４と面一となっている。防止剤６０は各種
の潤滑油劣化防止剤の固形物であり、クランク軸循環路
５６内の潤滑油によっては溶けないものである。

【００１６】防止剤６０は、図４に示すように、液状ま
たは固体の各種の劣化防止剤を含む多数のカプセル６８
を固形化したものでもよい。また、上記カプセルが比較
的大きいときには、カプセルの分布が不均一となる可能
性があるため、図５に示すようにカプセル７０を整列配
置して固形化するのが好ましい。なお、防止剤６０とし
ては、金属清浄剤、酸化防止剤、無灰分散剤、磨耗防止
剤、無灰錆止め剤、粘度指数向上剤、流動点降下剤、消
泡剤、腐食防止剤、摩擦調整剤などがある。また、内燃
機関の可動部としてコンロッド、支持部としてコンロッ
ド支持軸、または可動部としてバルブリフタガイド、支
持部としてバルブリフタガイド穴、または可動部として
ロッカアーム、支持部としてロッカシャフト、または可
動部としてカム、支持部としてバルブリフタガイド、ま
たは可動部としてピストン、支持部としてシリンダ、ま
たは可動部としてピストンリング、支持部としてシリン
ダ、または可動部として伝達ギア、支持部として被伝達
ギアを選択することも可能である。

【００１７】次に、第一実施形態の作動を説明する。内
燃機関ではクランク軸１８の外面５２が軸受け２０、す
なわち内側リング２３の内面５４に接触するため内側リ
ング２３の内面５４が磨耗する。第一実施形態では、防
止剤６０が内側リング２３の内面５４と面一になるよう
に配置されているため、内側リング２３の内面５４の磨
耗の進行に伴い防止剤６０がクランク軸１８の外面５２
と摺動接触して削られる。こうして防止剤６０が潤滑油
に添加されるため、第一実施形態によれば、簡単な構成
により防止剤を潤滑油に添加することができる。また、
第一実施形態によれば、防止剤が潤滑油の劣化度合いに
対応する磨耗度合いに応じて添加されるため、より精度
よく潤滑油の劣化を抑制することができる。なお、クラ
ンク軸１８の外面５２に接触する防止剤６０の接触面の
面積は内側リング２３の内面５４の磨耗度合いに対応し
た潤滑油の劣化度合いに基づいて決定される。詳細に
は、軸受け２０の内面の一定の磨耗度合いにおける潤滑
油の劣化度合いが大きいほど上記防止剤６０の接触面の
面積を大きくする。なお、防止剤６０が内側リング２３
の磨耗の進行に伴ってすり減ることから内側リング２３
が磨耗して軸受け２０を交換すべきときが防止剤６０を
交換すべきときでもある。したがって第一実施形態では
軸受け２０を交換するときに防止剤６０を新しい防止剤
と交換する。このため第一実施形態によれば防止剤を交
換するためだけの作業を行う必要がない。

【００１８】次に、本発明の第二実施形態の潤滑油劣化
防止装置を説明する。第一実施形態では、軸受けの内面
の磨耗の進行に伴って防止剤が潤滑油に添加されるた
め、潤滑油の劣化を抑制するのに十分な防止剤を潤滑油
に添加することができない可能性がある。そこで、第二
実施形態では、潤滑油の劣化を抑制するのに十分な防止
剤を潤滑油に添加する。

【００１９】図６は第二実施形態の潤滑油劣化防止装置
を示す。第二実施形態の収容穴６２は軸受け２０、すな
わち内側リング２３および外側リング２５と軸受け２０
を支持する台２７とを貫通するように形成されている。
収容穴６２には台２７の外側から蓋ボルト６４が螺合せ
しめられる。蓋ボルト６４には収容穴６２内と外気とを
連通する連通路２９が形成されている。収容穴６２内に
収容された防止剤６０と蓋ボルト６４との間には付勢手
段としてばね６６が配置されている。また、圧縮された
ばね６６は防止剤６０をクランク軸１８へと付勢する。
ばね６６のばね係数は、ばね６６が最も圧縮されたとき
の付勢力がアイドル運転時においてクランク軸循環路５
６内の劣化していない潤滑油の圧力に等しくなるように
選択される。第二実施形態におけるその他の構成は第一
実施形態と同じであるので説明は省略する。

【００２０】次に、第二実施形態の作動を説明する。内
燃機関では機関回転数が高くなるほど循環路１０内の潤
滑油の圧力は高くなる。したがって、最も機関回転数が
小さいアイドル運転時においてクランク軸循環路５６内
の潤滑油の圧力（以下、潤滑油圧）が最も低くなる。ま
た、潤滑油の劣化度合いが増大するほど潤滑油の粘度が
低下し、循環路１０内の潤滑油の圧力は低くなる。さら
に、第二実施形態では、上述したように、ばね係数はば
ね６６の付勢力がアイドル運転時における劣化していな
い潤滑油の圧力に等しくなるように選択される。したが
って、潤滑油が劣化していないときには、全ての機関運
転において、ばね６６の付勢力は潤滑油圧以下であるた
め、防止剤６０は収容穴６２内に収容されたままであ
る。

【００２１】一方、潤滑油が劣化したときには、潤滑油
の粘度が低下し、潤滑油圧が低下する。したがって潤滑
油が劣化して潤滑油圧がばね６６の付勢力より小さくな
ると、防止剤６０が収容穴６２からクランク軸１８の外
面５２に向かって押し出され、クランク軸１８の外面５
２に接触する。防止剤６０はクランク軸１８の外面５２
との摩擦接触、すなわち摺動接触により削られ、潤滑油
に添加される。潤滑油に防止剤６０が添加されると潤滑
油の粘度が上昇し、潤滑油圧が上昇する。上昇した潤滑
油圧がばね６６の付勢力と等しくなると、防止剤６０は
クランク軸１８の外面５２に向かって押されなくなり、
潤滑油への防止剤６０の添加が終了する。

【００２２】以後、潤滑油が劣化して潤滑油の粘度が低
下するたびに、上記作動が繰り返される。したがって、
第二実施形態によれば、第一実施形態に比べて多量の防
止剤を潤滑油に添加することができる。また、第二実施
形態によれば、潤滑油の圧力低下、すなわち劣化度合い
の増大に応じて防止剤が潤滑油に添加される。したがっ
て、より確実に潤滑油の劣化を抑制することができる。
さらに、第二実施形態においては、機関運転が停止され
ているときには潤滑油圧がばね６６の付勢力より小さく
なる。すなわち、機関運転停止時においては防止剤６０
がクランク軸１８の外面５２に接触している。このた
め、機関が始動されたときには防止剤６０が潤滑油に添
加されることとなる。したがって、第二実施形態によれ
ば、機関の始動回数に比例して防止剤を潤滑剤に添加す
ることができる。なお、より少ないばねの伸び量で潤滑
油の劣化を回復するだけの量の防止剤を添加することが
好ましいことから、クランク軸の外面に接触せしめられ
る防止剤の面の面積は大きいほうが好ましい。また、防
止剤６０がすり減って交換すべきときには蓋ボルト６４
を外すことにより新しい防止剤を収容穴６２に挿入する
ことができる。

【００２３】ところで、第二実施形態では、防止剤６０
がクランク軸１８の外面５２に接触せしめられて添加さ
れるたびに防止剤６０が短くなる。したがって、防止剤
６０がクランク軸１８の外面５２に接触せしめられる潤
滑油圧は徐々に低くなる。すなわち、防止剤６０が潤滑
油に添加される時点での潤滑油の劣化度合いは次第に大
きくなる。言い換えれば、徐々に潤滑油の劣化が進行
し、劣化度合いが許容値を越えてしまう。そこで、第二
実施形態におけるばね係数より大きなばね係数を選択
し、アイドル運転時の機関回転数より大きな機関回転数
において潤滑油圧が予め定められた圧力より小さくなっ
たときに防止剤を潤滑油に添加するようにしてもよい。
このように劣化度合いが許容値を越える前から防止剤を
潤滑油に添加することにより、潤滑油の劣化が許容値を
越えることを抑制できる。

【００２４】

【００２５】

【００２６】

【００２７】

【００２８】

【発明の効果】１番目の発明によれば、潤滑油劣化防止
剤が可動部との接触により潤滑油に添加される。したが
って、可動部との摺動接触という簡単な構成により潤滑
油劣化防止剤を潤滑油に添加することができる。 また、
２番目の発明によれば、潤滑油劣化防止剤が潤滑油の粘
度の低下に応じて可動部により削られ、潤滑油に添加さ
れる。潤滑油の粘度は潤滑油の劣化が進むにつれて低下
する。したがって、本発明によれば、潤滑油の劣化の度
合に応じて潤滑油劣化防止剤が潤滑油に添加されるの
で、より精度よく潤滑油の劣化を抑制することができ
る。 また、３番目の発明によれば、潤滑油劣化防止剤が
潤滑油の圧力の低下に応じて可動部により削られ、潤滑
油に添加される。潤滑油の圧力は潤滑油の劣化が進むに
つれて低下する。したがって、本発明によれば、潤滑油
の劣化の度合いに応じて潤滑油劣化防止剤が潤滑油に添
加されるので、より精度よく潤滑油の劣化を抑制するこ
とができる。 また、４番目の発明によれば、潤滑油劣化
防止剤が可動部の磨耗度合いに応じて可動部により削ら
れ、潤滑油に添加される。潤滑油の磨耗度合いが大きく
なると潤滑油の劣化度合いが大きくなる。したがって、
本発明によれば、潤滑油の劣化の度合いに応じて潤滑油
劣化防止剤が潤滑油に添加されるので、より精度よく潤
滑油の劣化を抑制することができる。

【００２９】

【００３０】

【００３１】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の潤滑油劣化防止装置が適用される内燃
機関の潤滑油循環路を示す図である。

【図２】本発明の第一実施形態の潤滑油劣化防止装置を
示す図である。

【図３】クランク軸受けの斜視図である。

【図４】本発明の第一実施形態の潤滑油劣化防止装置に
おける潤滑油劣化防止剤を示す図である。

【図５】本発明の第一実施形態の潤滑油劣化防止装置に
おける他の形態の潤滑油劣化防止剤を示す図である。

【図６】本発明の第二実施形態の潤滑油劣化防止装置を
示す図２と同様の図である。

【符号の説明】 １０…潤滑油循環路 １２…潤滑油タンク １６…潤滑油フィルタ １８…クランク軸 ２０…クランク軸受け ５６…クランク軸循環路 ６０…潤滑油劣化防止剤 ６２…防止剤収容穴 ６６…ばね

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関の可動部および該可動部を支持
   する支持部を潤滑する潤滑油を循環させるための潤滑油
   循環路と、前記潤滑油の劣化を防止するための潤滑油劣
   化防止剤を添加するための潤滑油劣化防止剤添加手段と
   を具備する潤滑油劣化防止装置において、前記潤滑油劣
   化防止剤添加手段が前記潤滑油劣化防止剤を前記可動部
   に摺動接触させることにより前記潤滑油劣化防止剤を潤
   滑油に添加することを特徴とする潤滑油劣化防止装置。
2. 【請求項２】 前記潤滑油劣化防止剤添加手段が潤滑油
   の粘度の低下に応じて前記潤滑油劣化防止剤を前記可動
   部に摺動接触させることを特徴とする請求項１に記載の
   潤滑油劣化防止装置。
3. 【請求項３】 前記潤滑油劣化防止剤添加手段が潤滑油
   の圧力の低下に応じて潤滑油劣化防止剤を前記可動部に
   摺動接触させることを特徴とする請求項２に記載の潤滑
   油劣化防止装置。
4. 【請求項４】 前記潤滑油劣化防止剤添加手段が前記可
   動部または前記支持部の磨耗度合いに応じて前記潤滑油
   劣化防止剤を前記可動部に摺動接触させることを特徴と
   する請求項２に記載の潤滑油劣化防止装置。