JP4480615B2

JP4480615B2 - オイルタンク

Info

Publication number: JP4480615B2
Application number: JP2005113568A
Authority: JP
Inventors: 節志村; 泰啓斉藤
Original assignee: Toyota Boshoku Corp; Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Boshoku Corp; Toyota Motor Corp
Priority date: 2005-04-11
Filing date: 2005-04-11
Publication date: 2010-06-16
Anticipated expiration: 2025-04-11
Also published as: JP2006291848A

Description

本発明は、ドライサンプ式の内燃機関の潤滑装置に用いられるオイルタンクに関する。

ドライサンプ式の内燃機関の潤滑装置に用いられるオイルタンクにおいて、タンク上部に遠心分離方式のサイクロン形セパレータを備え、このセパレータ内にて潤滑油を旋回させて空気を除去し、その後空気を除去した潤滑油をタンクに戻すオイルタンクが知られている（特許文献１参照）。その他、本発明に関連する先行技術文献として特許文献２が存在する。

特開平３−９６６１０号公報特開平８−１８７４０３号公報

上述したセパレータなど遠心力を利用して潤滑油から気泡を分離する気液分離手段では、気泡を分離する前の潤滑油（以降、分離前潤滑油と略称する。）を分離前潤滑油から気泡が分離される程度の速度で旋回させる。気泡が分離された後の潤滑油（以降、分離後潤滑油と略称する。）は、加速された状態でオイルタンクに排出されるため、分離後潤滑油がオイルタンクの壁面に衝突してオイルタンク内に潤滑油を飛散させる。

そこで、本発明は、オイルタンク内における潤滑油の飛散を抑制することが可能なオイルタンクを提供することを目的とする。

本発明のオイルタンクは、ドライサンプ式の内燃機関の潤滑装置に用いられて前記内燃機関の機関本体とは別体に設けられ、かつ前記機関本体から戻される潤滑油に遠心力を利用した気液分離作用を与え、得られた気泡を気体排出口から排出し、残余の潤滑油を液体排出口から排出する気液分離手段を備えたオイルタンクにおいて、前記液体排出口が前記オイルタンクに貯留されている潤滑油中に配置され、前記液体排出口から排出された残余の潤滑油が有する運動エネルギを漸次低下させる運動エネルギ低下手段として、前記液体排出口と一方の面が対向し、かつ一端を中心に回転可能に設けられる板部材と、前記板部材の状態を前記一方の面が前記液体排出口と対向する位置に回復させる回復手段と、を備えていることにより、上述した課題を解決する（請求項１）。

本発明のオイルタンクによれば、液体排出口から排出された残余の潤滑油、即ち分離後潤滑油が有する運動エネルギを漸次低下させることができるので、この分離後潤滑油がオイルタンクの壁面に衝突したときの衝撃を抑制することができる。そのため、オイルタンク内における潤滑油の飛散を抑制することができる。また、本発明によれば、液体排出口から排出された分離後潤滑油を板部材に当て、分離後潤滑油が有する運動エネルギを板部材を回転させるためのエネルギに変換することができる。そのため、分離後潤滑油の運動エネルギを低下させることができる。また、板部材は分離後潤滑油によって回転させられても回復手段によって一方の面が液体排出口と対向する位置に戻されるので、分離後潤滑油を一方の面に当て続けることができる。

以上に説明したように、本発明によれば、気液分離手段の液体排出口から排出された残余の潤滑油（分離後潤滑油）の運動エネルギを漸次低下させ、分離後潤滑油がオイルタンクの壁面に衝突するときの衝撃を抑制することができる。そのため、オイルタンク内に貯留されている潤滑油の油面の変動を抑え、潤滑油の泡立ちや潤滑油の飛散を抑制することができる。また、分離後潤滑油がオイルタンクの壁面に衝突したときに発生する音を抑制することができる。

［参考例１］
図６は本発明の実施の形態を示すものであるが、まずは本発明の実施の形態と共通部分を有する参考例１を図１〜図３を参照して説明する。図１は、本発明に係るオイルタンクが用いられた潤滑装置を車両用の内燃機関に組み込んだ実施形態の全体構成を示している。潤滑装置１は、いわゆるドライサンプ方式であり、車両用の内燃機関１００に設けられている。内燃機関１００の機関本体１０１には吸気通路１０２が接続され、吸気通路１０２にはスロットル弁１０３が設けられている。潤滑装置１は、機関本体１０１の各部へ潤滑油を供給するフィードポンプ２と、機関本体１０１のオイルパン１０４に戻された潤滑油を排出するスカベンジポンプ３と、スカベンジポンプ３にて排出された潤滑油が導かれるオイルタンク４と、を備えている。オイルタンク４内の潤滑油は、フィードポンプ２により供給通路５を介して機関本体１０１の各部に供給される。機関本体１０１の各部を潤滑した潤滑油は、オイルパン１０４に回収され、その後スカベンジポンプ３によって排出通路６を介してオイルパン１０４からオイルタンク４に戻される。このように潤滑油は、オイルタンク４と機関本体１０１とを循環する。

スカベンジポンプ３は、オイルパン１０４に回収された潤滑油とともにブローバイガスなどの気体をオイルタンク４に導く。そのため、オイルタンク４の上部には、オイルタンク４内に溜まったブローバイガスなどの気体を吸気通路１０２に導くＰＣＶ通路７が接続されている。なお、オイルタンク４は、オイルタンク４からブローバイガスが外部に漏れ出さないように、オイルタンク４に接続される供給通路５、排出通路６、及びＰＣＶ通路７を除き外部に対して略閉じられている。ＰＣＶ通路７は主通路７１と副通路７２とを有している。図１に示したように主通路７１は、オイルタンク４とスロットル弁１０３よりも下流側の吸気通路１０２とを接続する。副通路７２は、オイルタンク４とスロットル弁１０３よりも上流側の吸気通路１０２とを接続する。副通路７２には、予め設定した設定圧力を超えた場合に開弁するチェックバルブ７３が設けられている。そのため、オイルタンク４内の圧力が設定圧力を超えた場合には、オイルタンク４内のブローバイガスなどの気体が主通路７１及び副通路７２をそれぞれ通って吸気通路１０２に導かれる。なお、内燃機関１００には、スロットル弁１０２よりも上流側の吸気通路１０２とオイルパン１０４とを連通する連通通路１０５が設けられており、この連通通路１０５を介してオイルパン１０４に新気が導入される。

オイルタンク４は、機関本体１０１からオイルタンク４に戻される潤滑油（分離前潤滑油）からブローバイガスなどの気体を分離するための気液分離器８と、オイルタンク４内で飛散した潤滑油のＰＣＶ通路７への侵入を阻止するバッフル板９とを備えている。気液分離器８は、遠心力を利用して分離前潤滑油から気体を分離する遠心分離方式のもので、上部側面に設けられた潤滑油導入口８ａから内部に分離前潤滑油を導き、矢印Ａで示したように分離前潤滑油をその内部で旋回させて遠心分離させ、分離前潤滑油から気泡を得る。このようにして気液分離器８は分離前潤滑油に気液分離作用を与える。得られた気泡は、気体排出口８ｃから排出され、オイルタンク４に導かれる。一方、遠心分離によって気泡が分離された後の残余の潤滑油（分離後潤滑油）は、下部側面に設けられた液体排出口８ｂからオイルタンク４内に排出される。なお、液体排出口８ｂは、図１に示したようにオイルタンク４内に貯留されている潤滑油の液面Ｌよりも下に、即ちオイルタンク４に貯留されている潤滑油中に設けられる。そのため、液体排出口８ｂから排出される分離後潤滑油は、オイルタンク４に貯留されている潤滑油中に排出される。バッフル板９は第一のバッフル板９１及び第二のバッフル板９２を含んでおり、第一のバッフル板９１及び第二のバッフル板９２はオイルタンク４の上部に位置するＰＣＶ通路７の入口部を取り囲むようにそれぞれ配置されている。また、ＰＣＶ通路７の入口部には、ＰＣＶ通路７に導かれる気体とこの気体に混入している潤滑油とを分離する不図示のセパレータが設けられている。

図２及び図３は、図１のオイルタンク４の一部を拡大して示している。図２に詳しく示したように、オイルタンク４は、液体排出口８ｂから排出された分離後潤滑油の流れを変化させるガイド１０を備えている。ガイド１０は、気液分離器８の液体排出口８ｂとオイルタンク４の壁面のうち液体排出口８ｂと対向する壁面４ａとの間に配置され、分離後潤滑油の流れをオイルタンク４内を旋回する方向に変化させる方向変更部としてのバッフル部１０ａと、分離後潤滑油がバッフル部１０ａに沿って移動するように分離後潤滑油の流れ方向を制限する移動抑制部としての飛散防止部１０ｂとを備えている。図３を参照してガイド１０の形状を詳しく説明する。なお、図３（ａ）は、オイルタンク４を図２の上方から見た図を示し、図３（ｂ）はオイルタンク４を図２の手前側から見た図を示している。図３（ａ）に示したように、バッフル部１０ａは平板で形成され、液体排出口８ｂから排出された分離後潤滑油の流れがオイルタンク４内を気液分離器８が配置されている方向に向かって進むように、即ち液体排出口８ｂから排出された分離後潤滑油がオイルタンク４内を旋回するように湾曲した形状を有している。図３（ｂ）に示したように、飛散防止部１０ｂは、バッフル部１０ａから斜め上方及び斜め下方にそれぞれ突出する平板によって形成され、オイルタンク４の上下方向への分離後潤滑油の移動が抑制されるように上下に湾曲した形状を有している。

参考例１のオイルタンク４によれば、液体排出口８ｂから排出された分離後潤滑油が、ガイド１０によってオイルタンク４内を旋回する方向に流れを変えられるので、オイルタンク４内に貯留されている潤滑油及びオイルタンク４の壁面との摩擦損失などによって分離後潤滑油が有する運動エネルギを漸次低下させることができる。そのため、分離後潤滑油がオイルタンク４の壁面と衝突するときの衝撃を抑えることができる。また、ガイド１０の飛散防止部１０ｂによってオイルタンク４の上下方向への分離後潤滑油の移動を抑制することができるので、液面Ｌにおける波の発生を抑制することができる。このように、分離後潤滑油がオイルタンク４の壁面と衝突したときの衝撃を抑制するとともに、オイルタンク４内に貯留されている潤滑油の波立ちや泡立ちを抑えることで、オイルタンク４内における潤滑油の飛散を抑制することができる。また、潤滑油の飛散を抑制することで、ＰＣＶ通路７への潤滑油の流入を抑制することができる。さらに、分離後潤滑油がオイルタンク４の壁面に衝突するときの衝撃を抑制することで、この分離後潤滑油の衝突時に発生する音を抑えることができる。なお、ガイド１０は、上述したように分離後潤滑油の流れを変化させて分離後潤滑油が有する運動エネルギを漸次低下させることで、参考例１の運動エネルギ低減手段として機能する。

［参考例２］
図４は、本発明の参考例２に係るオイルタンク４の要部を示している。なお、図４（ａ）はオイルタンク４の斜視図を示し、図４（ｂ）は図４（ａ）のオイルタンク４を上から見た図を示している。図４において図２と共通する部分には同一の参照符号を付し、それらの説明を省略する。図４のオイルタンク４は、液体排出口８ｂから排出された分離後潤滑油がその内部に導かれる迷路構造物２０を備えている。迷路構造物２０は、上面２１、下面２２及び側面２３がそれぞれ平板で形成された箱状の形状を有している。図４（ａ）に示したように、側面２３には潤滑油流入口２４及び潤滑油流出口２５が設けられ、潤滑油流入口２４は気液分離器８の液体排出口８ｂと対向するように設けられる。図４（ｂ）に示したように迷路構造物２０の内部には仕切り板２６によって迷路が形成されており、潤滑油流入口２４から流入した分離後潤滑油は図４に矢印Ｂで示した所定の経路に従って潤滑油流出口２５へ移動する。

潤滑油流入口２４から迷路構造物２０の内部に導かれた分離後潤滑油は、図４（ｂ）に示したように仕切り板２６と衝突して移動方向が変化することで、矢印Ｂで示した所定の経路に従って移動する。このように分離後潤滑油を迷路構造物２０内を移動させることで、分離後潤滑油が有する運動エネルギを、分離後潤滑油と仕切り板２６との衝突、分離後潤滑油と仕切り板２６との摩擦損失、及び分離後潤滑油とオイルタンク４内に貯留されている潤滑油との摩擦損失などによって漸次低下させることができる。このように、分離後潤滑油が有する運動エネルギを漸次低下させることで、迷路構造物２０は参考例２の運動エネルギ低下手段として機能する。

このように、参考例２のオイルタンク４によれば、迷路構造物２０にて分離後潤滑油が有する運動エネルギを漸次低下させることができるので、迷路構造物２０から流出した分離後潤滑油がオイルタンク４の壁面と衝突するときの衝撃を抑えることができる。そのため、オイルタンク４内における潤滑油の飛散を抑制し、ＰＣＶ通路７への潤滑油の流入を抑制することができる。また、分離後潤滑油がオイルタンク４の壁面と衝突するときに発生する音を抑制することができる。

なお、仕切り板２６は全てが平板でなくてもよい。例えば、仕切り板２６の一部をパンチングメタルなど複数の貫通孔を有する孔開きプレートで形成してもよい。この場合、分離後潤滑油が有する運動エネルギを、分離後潤滑油を孔開きプレートを通過させることによっても低下させることができる。

［参考例３］
図５は、本発明の参考例３に係るオイルタンク４の要部を示している。なお、図５において図２と共通する部分には同一の参照符号を付し、それらの説明を省略する。図５に示したように、参考例３のオイルタンク４は、その内部に羽根車３０が設けられている点が他の参考例と異なる。羽根車３０は、回転軸３１と、回転軸３１を左右に回転可能に支持する支持部３２と、回転軸３１と一体に回転するように回転軸３１に取り付けられる複数（図５では４枚）の羽根３３とを備えている。また、図５に示したように羽根車３０は、気液分離器８の液体排出口８ｂからオイルタンク４に貯留されている潤滑油中に排出された分離後潤滑油が複数の羽根３３のいずれかに衝突するように配置される。また、羽根車３０は、オイルタンク４内において液体排出口８ｂとオイルタンク４の壁面との間に配置される。なお、この参考例における気液分離器８の液体排出口８ｂには、気液分離器８に開口している孔の他、この孔に接続されたガイドなどの部品の出口が含まれる。すなわち、羽根車３０は、気液分離器８の液体排出口８ｂ又は液体排出口８ｂに接続されたガイドなどの部品の出口からオイルタンク４に貯留されている潤滑油中に排出された分離後潤滑油によって回転駆動されるように配置されている。

この参考例３のオイルタンク４によれば、液体排出口８ｂから排出される分離後潤滑油を羽根車３０の羽根３３に衝突させ、分離後潤滑油が有する運動エネルギを羽根車３０が回転するためのエネルギに変換させることによって分離後潤滑油が有する運動エネルギを漸次低下させることができる。そのため、分離後潤滑油がオイルタンク４の壁面と衝突したときの衝撃を抑え、オイルタンク４内における潤滑油の飛散を抑制することができる。また、この潤滑油の飛散の抑制によってＰＣＶ通路７への潤滑油の流出を抑制できる。このように分離後潤滑油が有する運動エネルギを漸次低下させることで、羽根車３０は参考例３の運動エネルギ低下手段として機能する。

なお、羽根車の形状は、図５に示した形状に限定されない。例えば、プロペラ状の羽根車が液体排出口８ｂから排出される分離後潤滑油と対向するように設けられていてもよい。この場合も、分離後潤滑油の運動エネルギをプロペラを回転させるエネルギに変換することができるので、分離後潤滑油が有する運動エネルギを漸次低下させ、分離後潤滑油がオイルタンク４の壁面に衝突するときの衝撃を抑えることができる。

［実施の形態］
図６は、本発明の実施の形態に係るオイルタンク４の要部を示している。なお、図６において図２と共通する部分には同一の参照符号を付し、それらの説明を省略する。この実施形態では、図６に示したようにオイルタンク４内に板部材としてのバッフル板４０が、一方の面４０ａが液体排出口８ｂと対向するように設けられている。バッフル板４０は、バッフル板の一端に設けられた軸４１を中心として左右に回転可能なようにオイルタンク４内に取り付けられている。また、バッフル板４０には、バッフル板４０の一方の面４０ａに一端が固定されるとともにオイルタンク４の底面に他端が固定され、バッフル板４０を図６の矢印Ｃ方向に引っ張る第一のばねと、バッフル板４０の他方の面４０ｂに一端が固定されるとともにオイルタンク４の底面に他端が固定され、バッフル板４０を図６の矢印Ｄ方向に引っ張る第二のばねとが設けられている。第一のばね４２及び第二のばね４３は、バッフル板４０に対してこれらのばね４２、４３の力以外の力が作用していない場合、バッフル板４０の先端４０ｃが上を向くようにバッフル板４０を矢印Ｃ及びＤ方向にそれぞれ引っ張っている。

図６に示したようにバッフル板４０の一方の面４０ａには、気液分離器８の液体排出口８ｂから排出された分離後潤滑油が衝突する。そのため、バッフル板４０は、液体排出口８ｂから排出された分離後潤滑油によって図６の矢印Ｄ方向に傾けられる。この際、バッフル板４０には分離後潤滑油の流れに抗して矢印Ｃ方向に回転するように第一のばね４２から力が加えられる。このように第一のばね４２から力が加えられることで、バッフル板４０は分離後潤滑油の流れに対する抵抗として機能し、分離後潤滑油が有する運動エネルギを低下させる。そのため、分離後潤滑油がオイルタンク４の壁面と衝突するときの衝撃が抑制され、オイルタンク４内における潤滑油の飛散が抑制される。これにより、ＰＣＶ通路７への潤滑油の流出が抑制される。なお、上述したように分離後潤滑油によって傾けられたバッフル板４０を、一方の面４０ａが液体排出口８ｂと対向する位置に回復させることで、第一のばね４２及び第二のばね４３は本発明の回復手段として機能する。また、上述したように分離後潤滑油の運動エネルギを漸次低下させることで、バッフル板４０、第一のばね４２及び第二のばね４３は本発明の運動エネルギ低下手段として機能する。

本発明の参考例１に係るオイルタンクが用いられた潤滑装置を車両用の内燃機関に組み込んだ参考例の全体構成を示す図。図１のオイルタンクの斜視図。図１のオイルタンクの一部を拡大して示す図で、（ａ）は、オイルタンクを図２の上方から見た図、（ｂ）はオイルタンクを図２の手前側から見た図。本発明の参考例２に係るオイルタンクを示す図で、（ａ）はオイルタンクの斜視図、（ｂ）はオイルタンクの上面図。本発明の参考例３に係るオイルタンクを示す図。本発明の実施の形態に係るオイルタンクを示す図。

符号の説明

１潤滑装置
４オイルタンク
８気液分離器（気液分離手段）
８ｂ液体排出口
８ｃ気体排出口
１０ガイド（ガイド部材、運動エネルギ低下手段）
１０ａバッフル部（方向変更部）
１０ｂ飛散防止部（移動抑制部）
２０迷路構造物（運動エネルギ低下手段）
２４潤滑油流入口
２５潤滑油流出口
３０羽根車（運動エネルギ低下手段）
４０バッフル板（板部材、運動エネルギ低下手段）
４２第一のばね（回復手段、運動エネルギ低下手段）
４３第二のばね（回復手段、運動エネルギ低下手段）
１００内燃機関
１０１機関本体

Claims

ドライサンプ式の内燃機関の潤滑装置に用いられて前記内燃機関の機関本体とは別体に設けられ、かつ前記機関本体から戻される潤滑油に遠心力を利用した気液分離作用を与え、得られた気泡を気体排出口から排出し、残余の潤滑油を液体排出口から排出する気液分離手段を備えたオイルタンクにおいて、
前記液体排出口が前記オイルタンクに貯留されている潤滑油中に配置され、
前記液体排出口から排出された残余の潤滑油が有する運動エネルギを漸次低下させる運動エネルギ低下手段として、前記液体排出口と一方の面が対向し、かつ一端を中心に回転可能に設けられる板部材と、前記板部材の状態を前記一方の面が前記液体排出口と対向する位置に回復させる回復手段と、を備えていることを特徴とするオイルタンク。