JP4566031B2 - 潤滑装置及びエンジン - Google Patents

Description

本発明は、被潤滑部材を備えた被潤滑機構（例えば、エンジンブロックや自動変速機構等）の潤滑のためのオイルを貯留可能なオイルパンを備えた、エンジンその他の潤滑装置に関する。

一般に、この種の潤滑装置（例えば、エンジンや自動変速装置等）は、オイルパン内に貯留されているオイルがオイルポンプに吸入され、このオイルが被潤滑部材（例えば、ギヤ、カムシャフト、クランクシャフト、ピストン等）に供給されるように構成されている。また、当該潤滑装置は、上述のように被潤滑部材に供給されたオイルが、当該被潤滑部材にて潤滑作用を奏するとともに当該被潤滑部材から摩擦熱等の熱を吸収した後、重力の作用でオイルパンに還流するよう構成されている。

この種の潤滑装置において、下記特許文献１に記載の通り、ピストン冷却用のオイルジェットノズル（以下単に「オイルノズル」と称する）を備えたものが知られている。かかる装置は、オイルポンプにより吸入されたオイルの一部を当該オイルノズルからピストンの背面（ピストンの下部であって、ピストン頂面の裏側の面をいう。）に噴射することで、ピストンが冷却されるように構成されている。
特開平８−２４６８７１号公報

この種の潤滑装置において、始動時には、オイルパン内のオイルレベルが一旦大きく低下する。この始動時にオイルポンプにより吸入されて被潤滑部材に供給されたオイルは、しばらく時間が経過すると重力の作用でオイルパンに還流して来る。しかしながら、低温始動時（特に極低温始動時）においては、オイルの粘度が非常に高いため、オイルパンからオイルポンプ及び被潤滑部材を介してオイルパンに還流するオイルの還流速度は非常に遅い。そして、始動時に被潤滑部材に向けて送出されたオイルがオイルパンに還流して来る前に、オイルパン内からオイルが次々とオイルポンプによって吸い出される。よって、低温始動時においては、オイルパン内のオイルレベルが大きく下がった状態がある程度の時間継続することがある。

ここで、低温始動時におけるオイルパン内のオイルの貯留量が少ない場合、オイルポンプの吸入口よりもオイルレベルが下がって当該吸入口から空気が吸入され、オイルポンプから被潤滑部材へのオイル送出圧が低下し、被潤滑部材へのオイルの供給量が不足する事態が生じ得る。

特に、上述の特許文献１に記載の装置においては、オイルポンプから送出されたオイルの一部が、ピストン冷却のためのオイルノズルに供給されるため、低温始動時にオイルノズル以外に供給されるべきオイルの量が不足しやすかった。

さらに、この種の潤滑装置における暖機運転時間の短縮を図るための所謂２槽式オイルパンを備えた潤滑装置の場合、オイルパン内部が２つの区画に分割されている。よって、前記吸入口が配置された区画（第１室）のオイル貯留量は、通常の（１槽式）オイルパンのオイル貯留量よりも少ない。そして、当該潤滑装置においては、暖機運転中における両区画の間のオイルの交流が制限されている。したがって、従来の２槽式オイルパンを備えた潤滑装置においては、低温始動時（すなわち暖機運転開始時）における第１室のオイルレベルの低下が著しく、暖機運転中に第１室のオイルレベルがオイルポンプのオイル吸入口よりも低くなって被潤滑部材へのオイルの供給量が不足する事態が生じやすかった。

本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、その目的は、ピストン等の特定の被潤滑部材を冷却するためのオイルノズルを備えた、エンジン等の潤滑装置において、良好な潤滑状態が実現され得る潤滑装置を提供することにある。

（１）本発明の対象となる潤滑装置は、被潤滑部材の潤滑のためのオイルを貯留するオイルパンと、そのオイルパン内に貯留されたオイルを吸入して前記被潤滑機構に向けて送出するオイルポンプと、そのオイルポンプにより送出されたオイルの一部を前記被潤滑部材の冷却のために当該被潤滑部材に向けて噴射するオイルノズルと、を備えている。そして、上述の目的を達成するため、本発明の特徴は、前記構成を有する潤滑装置が、さらに、前記オイルパン内のオイルレベルに応じた信号を出力するオイルレベルセンサと、そのオイルレベルセンサの出力に応じて前記オイルノズルのオイル噴射状態を変更するオイル噴射状態変更手段と、を備えたことにある。

かかる構成を備えた本発明の潤滑装置においては、例えば、オイルパン内のオイルレベルが低い場合、当該低いオイルレベルに対応するオイルレベルセンサの出力に応じて、オイル噴射状態変更手段により、オイルノズルにおけるオイル噴射が制限（停止ないし噴射量の減少）される。具体的には、オイルレベルが限界レベル以下となった場合に、オイルノズルにおけるオイル噴射が停止される。あるいは、オイルレベルが制限開始レベル以下となった場合に、オイルノズルにおけるオイル噴射量が制限され、当該制限量はオイルレベルが下がるに従って増加し、限界レベルに達した時点でオイル噴射が停止される。これにより、当該オイルノズルにおけるオイル噴射の制限に係るオイル量が、被潤滑部材における潤滑に供され得る。したがって、オイルパン内のオイルレベルに応じて、被潤滑部材における潤滑状態が良好に保持され得るようなオイルノズルのオイル噴射状態が設定され得る。

（２）本発明の他の特徴は、前記構成（１）の潤滑装置が、さらに以下の構成を備えたことにある。前記オイルパンは、オイルパンカバーとオイルパンセパレーターとを備えている。オイルパンカバーは、オイルを内側の空間内に貯留可能に構成されている。オイルパンセパレーターは、オイルを貯留可能なオイルパンカバーの内側の空間を、前記オイルポンプのオイル吸入口が配置された第１室と、その第１室に隣接する第２室とに分割するように、当該空間内に配置されている。前記オイルレベルセンサは、前記第１室内のオイルレベルに応じた信号を出力するように配置されている。

かかる構成を備えた本発明の潤滑装置においては、暖機運転中における第１室と第２室との間のオイルの交流が制限されている。例えば、オイルパンセパレーターには、前記第１室と前記第２室との間でオイルが交流可能なオイル連通路が設けられていて、前記オイル連通路は、前記被潤滑機構における暖機運転の状態に応じて前記第１室と前記第２室との間のオイルの交流状態が変化するように構成されている。

本発明の構成によれば、低温始動時に第１室内のオイルレベルが急激に低下してオイルポンプのオイル吸込口よりも低くなることが可及的に防止され得る。よって、当該構成によれば、２槽式オイルパンを備えた潤滑装置におけるオイルパン内のオイルレベルに応じて、被潤滑部材における潤滑状態が良好に保持され得るようなオイルノズルのオイル噴射状態が設定され得る。

（３）本発明の他の特徴は、前記構成（１）又は（２）の潤滑装置が、さらに、オイルの温度に応じた信号を出力する油温センサを備え、前記オイル噴射状態変更手段が前記オイルレベルセンサ及び油温センサの出力に応じて前記オイルノズルのオイル噴射状態を変更するように構成されたことにある。

具体的には、例えば、オイル噴射状態変更手段は、テーブル（ルックアップテーブル、マップ）等を用いて、前記限界レベル，制限開始レベル，制限量等を、オイルの温度に応じて設定するように構成されている。

かかる構成を備えた本発明の潤滑装置においては、例えば、オイルの温度が非常に低温でオイルの粘度が非常に高い場合、オイルノズルのオイル噴射量を制限するオイルパン内（第１室内）のオイルレベルを高めに設定することで、低温始動時におけるオイルポンプのオイル吸込口からの空気の吸入が可及的に防止され得る。また、オイルの温度が高温で粘度が低い場合、オイルノズルのオイル噴射量を制限するオイルパン内（第１室内）のオイルレベルを低めに設定することで、オイルノズルによるオイル噴射により冷却すべき特定の被潤滑部材における充分な冷却効果が得られる。

（４）本発明の対象となるエンジンは、ピストンを往復運動可能に内蔵するシリンダが形成されたシリンダブロックを備え、前記ピストンを含む複数の被潤滑部材を内蔵するエンジンブロックと、前記シリンダブロックに接続され、当該エンジンブロック内の潤滑のためのオイルを貯留するオイルパンと、そのオイルパン内に貯留されたオイルを吸入して前記被潤滑部材に向けて送出するオイルポンプと、そのオイルポンプから送出されたオイルの一部を前記ピストンの下部に向けて噴射する第１噴射口を備えたオイルノズルと、を備えている。

そして、上述の目的を達成するため、本発明の特徴は、前記構成を有するエンジンが、さらに、前記オイルパン内のオイルレベルに応じた信号を出力するオイルレベルセンサと、そのオイルレベルセンサの出力に応じて前記オイルノズルのオイル噴射状態を変更するオイル噴射状態変更手段と、を備えたことにある。

かかる構成を備えた本発明のエンジンにおいては、例えば、オイルパン内のオイルレベルが低い場合、当該低いオイルレベルに対応するオイルレベルセンサの出力に応じて、オイル噴射状態変更手段により、オイルノズルにおけるピストン冷却のためのオイル噴射が制限（停止ないし噴射量の減少）される。具体的には、オイルレベルが限界レベル以下となった場合に、オイルノズルにおけるピストン冷却のためのオイル噴射が停止される。あるいは、オイルレベルが制限開始レベル以下となった場合に、オイルノズルにおけるピストン冷却のためのオイル噴射量が制限され、当該制限量はオイルレベルが下がるに従って増加し、限界レベルに達した時点で当該オイル噴射が停止される。これにより、当該オイルノズルにおけるオイル噴射の制限に係るオイル量が、ピストンの冷却以外のエンジン内の潤滑に供され得る。

（５）本発明の他の特徴は、前記構成（４）のエンジンが、さらに以下の構成を備えたことにある。前記オイルパンは、オイルパンカバーとオイルパンセパレーターとを備えている。オイルパンカバーは、オイルを内側の空間内に貯留可能に構成されている。オイルパンセパレーターは、オイルを貯留可能なオイルパンカバーの内側の空間を、前記オイルポンプのオイル吸入口が配置された第１室と、その第１室に隣接する第２室とに分割するように、当該空間内に配置されている。前記オイルレベルセンサは、前記第１室内のオイルレベルに応じた信号を出力するように配置されている。かかる構成のエンジンは、上述の構成（２）と同様に作用する。

（６）本発明の他の特徴は、前記構成（４）又は（５）のエンジンが、さらに、オイルの温度に応じた信号を出力する油温センサを備え、前記オイル噴射状態変更手段が前記オイルレベルセンサ及び油温センサの出力に応じて前記オイルノズルのオイル噴射状態を変更するように構成されたことにある。かかる構成のエンジンは、上述の構成（３）と同様に作用する。

（７）本発明の他の特徴は、前記構成（４）ないし（６）のエンジンが、さらに以下の構成を備えたことにある。前記オイルノズルは、前記オイルポンプにより送出されたオイルの一部を前記シリンダの内壁（以下、単に「シリンダ壁」と称する）に向けて噴射する第２噴射口をさらに備えている。前記オイル噴射状態変更手段は、前記第１及び第２噴射口のオイル噴射状態を変更するように構成されている。

かかる構成を備えた本発明のエンジンにおいては、例えば、オイルパン内（第１室内）のオイルレベルが低い場合、オイル噴射状態変更手段は、シリンダ壁に向けて（主としてシリンダ壁とピストンとの潤滑のために）噴射する第２噴射口からオイルを適量だけ噴射させつつ、ピストンの下部に向けて（主としてピストン冷却のために）噴射する第１噴射口におけるオイルの噴射を制限する。第２噴射口から噴射されたオイルは、ピストンの下部のピストンスカートによって掻き落とされ、オイルパン内（第１室内）に迅速に還流する。これにより、ピストンの潤滑を良好にしつつ、その他の被潤滑部材に対してオイルを供給するためのオイルパン内のオイル貯留量が可及的に確保され得る。

一方、オイルパン内（第１室内）のオイルレベルが高い場合、オイル噴射状態変更手段は、（第２噴射口におけるオイルの噴射を制限しつつ）第１噴射口の噴射の制限を解除する。これにより、ピストンが充分冷却されてエンジンの耐久性等が向上する。

本発明によれば、オイルパン内のオイルレベルに応じて、被潤滑部材における潤滑状態が良好に保持され得るようなオイルノズルのオイル噴射状態が設定され得る。したがって、本発明によれば、ピストン等の（冷却されることが性能上好ましい）特定の被潤滑部材の冷却が適宜行われつつ、（特に低温始動時における）良好な潤滑状態が実現され得るエンジン等の潤滑装置を提供することが可能になる。

以下、本発明の実施形態（本願の出願時点において取り敢えず出願人が最良と考えている実施形態）について図面を参照しつつ説明する。

＜エンジンの概略構成＞
図１は、本発明の実施形態である多気筒のエンジン１０の概略構成を示している。このエンジン１０は、シリンダヘッド及びシリンダブロックを含む被潤滑機構としての本体部（エンジンブロック）２０と、そのエンジンブロック２０の下端部に接続されたオイルパン３０と、当該エンジン１０の内部の潤滑のためのオイルを当該エンジン１０内で循環させるための潤滑系統４０とを備えている。

エンジンブロック２０には、ピストン２１、クランクシャフト２２、カムシャフト２３等の複数の被潤滑部材が配置されている。オイルパン３０は、その内側の空間内に、エンジンブロック２０内の潤滑のためのオイルを貯留可能に構成されている。

潤滑系統４０は、オイルパン３０の内側に貯留されているオイルが当該オイルパン３０内から吸い出されて前記被潤滑部材へ供給され、当該被潤滑部材からオイルパン３０内に還流し得るように、以下の通り構成されている。

オイルパン３０の内側に貯留されているオイルを吸入する吸入口４１ａを底部に備えたオイルストレーナー４１が、オイルパン３０の前記内側の空間内に配置されている。このオイルストレーナー４１は、エンジンブロック２０内に設けられたオイルポンプ４２に向けてオイルを送出するための金属製の管であるストレーナー流路４３と接続されている。

オイルポンプ４２は、周知のロータリーポンプから構成されており、そのローター４２ａは、クランクシャフト２２と共に回転するように当該クランクシャフト２２と機械的に結合されている。このオイルポンプ４２は、エンジンブロック２０の内部に形成されたオイル流路であるポンプ入口流路４２ｂを介してストレーナー流路４３と接続されている。また、オイルポンプ４２は、エンジンブロック２０の内部に形成されたオイル流路（エンジンブロック２０を構成する金属塊の内部に形成されたトンネル状の穴：以下同様）であるポンプ出口流路４２ｃと接続されている。すなわち、オイルストレーナー４１、ストレーナー流路４３、及びポンプ入口流路４２ｂを介してオイルポンプ４２に吸入されたオイルは、当該オイルポンプ４２からポンプ出口流路４２ｃへ送出されるようになっている。ポンプ出口流路４２ｃは、エンジンブロック２０の外部に設けられたオイルフィルタ４４と接続されていて、オイルポンプ４２から送出されたオイルがオイルフィルタ４４に導入されるようになっている。

オイルフィルタ４４は、エンジンブロック２０の内部に形成されたオイル流路であるメインオイルホール４５と接続されていて、オイルフィルタ４４によって濾過されたオイルがメインオイルホール４５に供給されるようになっている。メインオイルホール４５から分岐するオイル流路であるサブオイルホール４６は、エンジン１０内の各部へオイルを供給するオイル供給路として形成されている。

エンジンブロック２０の下部には、各気筒に対応してオイルノズル４７が装着されている。このオイルノズル４７は、各気筒においてピストン２１の背面方向にオイルを噴射し得るように構成されている（詳細は後述する）。エンジンブロック２０の内部には、オイル還流路４８が形成されていて、当該オイル還流路４８を通ってオイルが被潤滑部材からオイルパン３０に重力の作用で還流するようになっている。

＜第１実施形態の要部構成＞
図２は、図１に示されている前記エンジン１０の第１実施形態の概略構成図である。この図２においては、エンジン１０の底部（オイルパン３０の周辺）が断面図として表されているとともに、エンジン１０の中腹部（ピストン２１からオイルポンプ４２まで）が概略図として表されている。

＜＜オイルパン＞＞
本実施形態におけるオイルパン３０は、当該オイルパン３０の外側カバーを構成するバスタブ状の部材であるオイルパンカバー３１と、そのオイルパンカバー３１の上方に重ねられるように配置されたバスタブ状の部材であるオイルパンセパレーター３２とから構成されている。オイルパンカバー３１は、鋼板をプレス加工することによって一体成形されている。オイルパンセパレーター３２は、熱伝導性の低い合成樹脂を射出成形することにより一体成型されている。

オイルパンカバー３１は、底板３１ａと、その底板３１ａの周囲に立設された側板３１ｂと、その側板３１ｂの上端縁から外側に向けて水平に伸びるように形成されたフランジ部３１ｆとから構成されている。この底板３１ａと側板３１ｂとで囲まれた空間（以下、単に「オイルパンカバー３１の内側の空間」と称する）は、上方のエンジンブロック２０に含まれるシリンダブロック２０ａに向けて開口した凹部として構成されていて、当該凹部の内側の空間内にオイルを貯留することができるようになっている。この凹部の底部を構成する底板３１ａにはドレインボルト孔３１ｄが設けられている。このドレインボルト孔３１ｄは、Ｍ１２のボルトであるドレインボルト３６が捩じ込まれ得る雌ねじ山が形成された貫通孔として形成されている。

オイルパンセパレーター３２は、底板３２ａと、その底板３２ａの周囲に立設された側板３２ｂと、その側板３２ｂの上端縁から外側に向けて水平に伸びるように形成されたフランジ部３２ｆとから構成されている。この底板３２ａと側板３２ｂとで囲まれた空間は、上方のシリンダブロック２０ａと連通するように当該シリンダブロック２０ａに向けて開口した凹部として構成されている。この凹部の底部には、オイルストレーナー４１が配置されている。このオイルストレーナー４１は、その吸入口４１ａが、底板３２ａの内面（上面）から所定の狭い間隔（例えば１０ｍｍ程度）を隔てるように配置されている。すなわち、当該凹部によって、オイルストレーナー４１の吸入口４１ａが配置された第１室３０ａが形成されている。

オイルパンカバー３１のフランジ部３１ｆとオイルパンセパレーター３２のフランジ部３２ｆとが積み重ねられるように、オイルパンカバー３１の上方（図中上方、すなわちシリンダブロック２０ａに向かう方向）にオイルパンセパレーター３２が積み重ねられている。これにより、オイルパンセパレーター３２における前記凹部が、オイルパンカバー３１の内側の空間内に収容されるように配置されている。そして、前記積み重ねられたフランジ部３１ｆ及び３２ｆがボルト３３によってシリンダブロック２０ａの下端面２０ａ１に固定されることで、オイルパンカバー３１及びオイルパンセパレーター３２がエンジンブロック２０に対して装着されている。これにより、第１室３０ａは、上方のエンジンブロック２０に配置された被潤滑部材（図１におけるピストン２１やクランクシャフト２２等）から還流して来る戻りオイルを受容し得るようになっている。

また、オイルパンカバー３１の底板３１ａと、オイルパンセパレーター３２の底板３２ａとの間には、所定の間隙が設定されている。これにより、第１室３０ａの下方及び側方に、オイルパンカバー３１とオイルパンセパレーター３２とで囲まれた空間が形成されている。すなわち、当該空間により、第１室３０ａの下方及び側方に隣接して配置された空間である第２室３０ｂが形成されている。

オイルパンセパレーター３２の側板３２ｂの中腹部ないし上部（後述するオイルレベルＦとオイルレベルＬとの間の高さ）には、暖機運転中の低温で粘度の高いオイルであっても通過が困難でない程度の大きさ（例えば直径８〜１０ｍｍ程度の円形又はこれに相当する面積の多角形若しくは楕円形）の上部連通孔３２ｃが複数設けられている。この上部連通孔３２ｃは、エンジン１０（図１参照）が停止中の場合、及び暖機運転後において第１室３０ａ内のオイルがオイルストレーナー４１を介して吸い出された場合における、第１室３０ａと第２室３０ｂとの油面の調整を行うために設けられている。

オイルパンセパレーター３２の底板３２ａには、貫通孔としてのドレイン孔３２ｄが形成されている。このドレイン孔３２ｄは、オイル交換のために当該オイルパン３０からオイルを抜く際に第１室３０ａ内のオイルを外側の第２室３０ｂへ流出させ得る一方、暖機運転において第２室３０ｂ内の低温で粘度の高いオイルが第１室３０ａ内に流入してオイルストレーナー４１の吸入口４１ａから吸い込まれることが困難な程度の大きさ（例えば直径２〜３ｍｍ程度の円形）に形成されている。

オイルパンセパレーター３２の側板３２ｂの底部には、サーモスタット弁装置３４が、当該側板３２ｂを貫通するように設けられている。このサーモスタット弁装置３４は、自動車のエンジンの冷却水循環系に用いられている周知のサーモスタット弁と同様の構成を内部に備えていて、当該サーモスタット弁装置３４の近傍における第１室３０ａ内のオイルの温度に応じて、当該サーモスタット弁装置３４の内部を介しての第１室３０ａと第２室３０ｂとのオイルの交流状態が変更され得るように構成されている。すなわち、当該サーモスタット弁装置３４は、前記温度が所定の開弁温度以上となった場合に、当該サーモスタット弁装置３４の内部にオイル連通路が開通し、このオイル連通路を介して第１室３０ａと第２室３０ｂとのオイルの交流が可能となるように構成されている。また、当該サーモスタット弁装置３４は、前記温度が前記開弁温度よりも低い場合に、前記オイル連通路が遮断されるように構成されている。

＜＜オイルパンからのオイル供給系＞＞
ストレーナー流路４３の上端がシリンダブロック２０ａの下端面２０ａ１に固定されることで、当該ストレーナー流路４３が、シリンダブロック２０ａの内部に形成されたオイル流路であるポンプ入口流路４２ｂに接続されている。上述の通り、このポンプ入口流路４２ｂの下流（オイル供給方向先：以下同じ）にはオイルポンプ４２が配置されている。また、オイルポンプ４２の下流にはオイルフィルタ４４が配置されていて、両者はポンプ出口流路４２ｃを介して接続されている。オイルフィルタ４４とメインオイルホール４５とは、シリンダブロック２０ａの内部に形成されたオイル流路であるフィルタ出口流路４４ａを介して接続されている。

オイルノズル４７は、ピストン２１の背面にオイルを噴射し得るように構成されたピストン用噴射管４７ａを備えていて、当該ピストン用噴射管４７ａからオイルをピストン２１の背面に向けて噴射することでピストン２１が冷却されるようになっている。メインオイルホール４５とオイルノズル４７とを接続するサブオイルホール４６には、オイルノズル４７のオイル噴射状態を変更するオイル噴射状態変更手段としてのオイルノズル制御弁４９が設けられている。このオイルノズル制御弁４９は、電磁弁から構成されていて、当該オイルノズル制御弁４９の状態に応じてオイルノズル４７のピストン用噴射管４７ａにおける噴射状態が変更されるようになっている。

＜＜オイルジェットにおけるオイル噴射制御系＞＞
オイルパン３０の底部には、油温センサ６２が装着されている。この油温センサ６２は、その先端部に形成された検知部が第１室３０ａ内に露出するように配置されていて、当該検知部により第１室３０ａの底部（オイルストレーナー４１の近傍）のオイルの温度に応じた信号を出力するように構成されている。

シリンダブロック２０ａの内部であってシリンダ壁２０ａ２の近傍には、エンジン１０の冷却水の通路であるウオータージャケット２０ａ３が形成されている。シリンダブロック２０ａには水温センサ６３が装着されている。水温センサ６３は、その先端部に形成された検知部がウオータージャケット２０ａ３の内側の空間内に露出するように配置されていて、当該検知部によりエンジン１０の冷却水温に応じた信号を出力するように構成されている。

オイルパン３０の底部には、オイルレベルセンサ６４が装着されている。このオイルレベルセンサ６４は、検知部６４ａと、その検知部６４ａを支持する基部６４ｂと、その基部６４ｂに接続されたフランジ部６４ｃとから構成されている。このオイルレベルセンサ６４は、そのフランジ部６４ｃがオイルパンカバー３１の側板３１ｂの外側面と当接しつつ、その基部６４ｂが当該側板３１ｂとオイルパンセパレーター３２の側板３２ｂとを貫通するように配置されている。そして、当該オイルレベルセンサ６４は、その検知部６４ａが第１室３０ａ内に配置されることで、第１室３０ａ内のオイルレベルを検知し得るように構成されている。

検知部６４ａは、オイルよりも比重の小さなフロート６４ａ１と、そのフロート６４ａ１の平面視における略中心を貫通するように上下方向に沿って配置されたガイド軸６４ａ２と、そのガイド軸６４ａ２の下端に設けられたストッパー６４ａ３とからなる。フロート６４ａ１には、磁石が内蔵されている。ガイド軸６４ａ２の内部には、リードスイッチ及びチップ抵抗が複数組備えられていて、当該リードスイッチ等は当該ガイド軸６４ａ２の軸方向（長手方向）に適宜の間隔で配列されている。これにより、オイルレベルセンサ６４は、第１室３０ａ内のオイルレベルが所定の作動開始レベル（図中Ｅ１）以下となった場合に、フロート６４ａ１が当該オイルレベルに応じてガイド軸６４ａ２に沿って上下動し、ガイド軸６４ａ２に内蔵されたリードスイッチ等によってフロート６４ａ１の位置（ガイド軸６４ａ２との相対位置）に応じた電気信号が出力され得るように構成されている（特開２００１−１８３４３４号公報参照）。また、フロート６４ａ１の下端がストッパー６４ａ３に接触したときに第１室３０ａ内のオイルレベルが所定の最低レベル（図中Ｅ２）以下になったことを検知し得るようになっている。

作動開始レベルＥ１は、オイルレベルゲージ（図示せず）によるオイルレベルの表示が「Ｌ（Ｌｏｗ）」となる場合のオイルレベルＬよりも充分低い位置（例えば、第１室３０ａ内のオイルレベルが上述のオイルレベルＬである場合の第１室３０ａ内のオイル貯留量の略１／２〜１／４に相当する量のオイルが、第１室３０ａ内に貯留されている場合のオイルレベルに相当する高さ）であって、且つオイルストレーナー４１の吸入口４１ａの下端よりも高い位置に設定されている。すなわち、オイルレベルゲージによるオイルレベルの表示がＬ近辺の状態でエンジン１０が始動されて、暖機運転中に第１室３０ａ内から比較的多量のオイルが吸い出されても、オイルストレーナー４１の吸入口４１ａから空気が吸い込まれて被潤滑機構としてのエンジンブロック２０においてオイル不足が生じることが防止されるようになっている。また、作動開始レベルＥ１は、サーモスタット弁装置３４の高さ方向における中心と略同じ高さに設定されている。最低レベルＥ２は、オイルストレーナー４１の上端よりも低く、且つ吸入口４１ａよりも高い位置に設定されている。

なお、前記オイルレベルＬは、第１室３０ａ内にオイルが約１．６リットル貯留されている場合の当該第１室３０ａのオイルレベルを指すものである。また、図中に示されているオイルレベルＦは、オイルレベルゲージによるオイルレベルの表示が「Ｆ（Ｆｕｌｌ）」となる場合のオイルレベルを指すものである。このオイルレベルＦは、オイルレベルがＬである場合の第１室３０ａ内のオイル貯留量よりも約１．２〜１．６リットル多い量のオイルが当該第１室３０ａ内に貯留されている場合の、当該第１室３０ａ内のオイルレベルを指すものである。すなわち、本オイルパン３０においては、エンジン停止中の第１室３０ａのオイルレベルをＦとＬとの間に設定することで、エンジン運転中（特に低温始動時）に第１室３０ａ内のオイルレベルがオイルストレーナー４１の吸入口４１ａよりも低くなることが可及的に防止されるようになっている。

オイルノズル制御弁４９、油温センサ６２、水温センサ６３、及びオイルレベルセンサ６４は、電気制御装置７０と電気的に接続されている。すなわち、油温センサ６２、水温センサ６３、及びオイルレベルセンサ６４からの信号が電気制御装置７０に入力され、電気制御装置７０からの出力によってオイルノズル制御弁４９の作動が制御されるようになっている。

電気制御装置７０は、ＣＰＵと、ＲＯＭと、ＲＡＭと、バックアップＲＡＭと、インターフェースとから構成されたマイクロコンピュータであり、これらは互いにバスにより接続されている。ＲＯＭには、ＣＰＵにより実行されるルーチン（プログラム）、当該ルーチンが実行される際に参照されるテーブル（ルックアッテーブル、マップ）やパラメータ等が、当該ＣＰＵによって読み出し可能に予め格納されている。ＲＡＭには、ＣＰＵにより必要に応じてデータが一時的に格納されるようになっている。バックアップＲＡＭは、当該電気制御装置７０の電源オン状態でデータが格納され得るとともに、この格納されたデータがエンジン１０の停止中であって当該電気制御装置７０の電源オフ中も保持されるようになっている。インターフェースは、前記各センサ６２〜６４と接続されていて、ＣＰＵに当該各センサ６２〜６４からの信号を供給するとともに、当該ＣＰＵの指示に応じて、オイルノズル制御弁４９の作動を制御するための信号を当該オイルノズル制御弁４９に供給し得るようになっている。

＜実施形態の構成による作用・効果＞
以下、上述の構成を備えたエンジン１０の動作を、図１及び図２を用いて、実施例を交えて説明する。

エンジン１０の暖機運転が終了して、サーモスタット弁装置３４におけるオイル連通路が開通された状態でエンジン１０が停止された後、エンジン１０が所定時間継続して停止していると、当該オイル連通路やオイルパンセパレーター３２の上部連通孔３２ｃを介して、第１室３０ａ内のオイルレベルと第２室３０ｂ内のオイルレベルとが平均化される。

エンジン１０が再び始動されると、オイルポンプ４２の作動に伴って第１室３０ａ内のオイルストレーナー４１の吸入口４１ａにて発生する負圧によって、第１室３０ａ内のオイルが当該吸入口４１ａから吸入される。この吸入されたオイルは、ストレーナー流路４３、ポンプ入口流路４２ｂを介してオイルポンプ４２に吸入され、オイルポンプ４２からポンプ出口流路４２ｃを介してオイルフィルタ４４に送出される。オイルフィルタ４４に送出されたオイルは、当該オイルフィルタ４４にて濾過された後、フィルタ出口流路４４ａを介してメインオイルホール４５に送出され、当該メインオイルホール４５からサブオイルホール４６を介してエンジンブロック２０内の各部（ピストン２１等の被潤滑部材及びオイルノズル４７）に向けて送出される。オイルノズル制御弁４９が開弁状態である場合であって、且つオイルノズル４７に向けてオイルが所定の圧力で送出されている場合、当該オイルは、サブオイルホール４６及びオイルノズル制御弁４９を介してオイルノズル４７に到達し、ピストン用噴射管４７ａからピストン２１の背面に向けて噴射される。これにより、ピストン２１が冷却される。

ここで、エンジン始動直後には、通常、暖機運転が行われる。暖機運転中は、第１室３０ａ内のオイルの温度がサーモスタット弁装置３４における前記所定の開弁温度よりも低いため、サーモスタット弁装置３４におけるオイル連通路が遮断されている。よって、エンジン始動時に第１室３０ａ内のオイルが大量に吸い出されても、エンジン始動時のオイルパン３０内のオイル貯留量が充分多くて上部連通孔３２ｃを介して第２室３０ｂの上部のオイルが第１室３０ａ内に流入し得る場合以外は、第１室３０ａに第２室３０ｂからオイルが補充されることはない。また、エンジン始動時に第１室３０ａから吸い出されたオイルがエンジンブロック２０から再び第１室３０ａに還流して来るまでには、かなりの時間を要する（低温始動時においてはオイルの粘度が高いため、なおさらである。）。したがって、特にエンジン始動時において第１室３０ａ内のオイルレベルがＬ付近やＬ以下である場合、エンジン始動直後に第１室３０ａ内のオイルレベルが大きく低下する。

ところで、オイルノズル４７からのオイル噴射によるピストン２１の冷却は、特に高出力時、高負荷時、高回転時におけるエンジン１０の耐久性向上等のために有効なものであって、暖機運転中や定常運転中にピストン２１の冷却が短時間中断されても、エンジン１０の性能に大きな悪影響を与えることはない。

そこで、本実施形態においては、第１室３０ａ内のオイルレベルが、オイルレベルセンサ６４の作動領域（作動開始レベルＥ１以下）になった場合に、電気制御装置７０によるオイルノズル制御弁４９の開閉制御（開度の減少ないし閉鎖）が行われ、オイルノズル４７におけるオイルの噴射が抑制される。これにより、オイルノズル４７へのオイルの供給量の抑制分だけ第１室３０ａからのオイルの吸い出し必要量が減少するので、第１室３０ａ内のオイルレベルの低下の度合いが緩和される。また、ピストン２１の冷却用のオイルノズル４７への供給が制限されたオイル量が、オイルノズル４７以外の他の被潤滑部材における潤滑に供され得るため、当該被潤滑部材における良好な潤滑状態が確保され得る。

上述の電気制御装置７０によるオイルノズル制御弁４９の開閉制御は、オイルレベルセンサ６４の出力に基づいて、例えば、以下の通り行われる。

第１室３０ａ内のオイルレベルが所定の閉弁レベル以下になった場合に、電気制御装置７０によりオイルノズル制御弁４９が閉弁状態に制御される。この閉弁レベルは、例えば、最低レベルＥ２に設定され得る。

ここで、上述の閉弁レベルは、油温センサ６２の出力（すなわち第１室３０ａ内のオイルの温度）と、電気制御装置７０に内蔵されているＲＯＭに記憶されたテーブルとに基づいて設定されることが好適である。

すなわち、例えば、エンジン始動時の第１室３０ａ内のオイルレベルが前記最低レベルＥ２よりわずかに高い場合であって、且つオイルの温度が非常に低い（粘度が非常に高い）場合、エンジン１０の回転数の急変等により当該オイルレベルが急激に下がって第１室３０ａ内のオイルレベルがオイルストレーナー４１の吸入口４１ａよりも低くなる可能性がある。そこで、このような場合においても、第１室３０ａ内のオイルレベルがオイルストレーナー４１の吸入口４１ａよりも低くならないようにするために、当該吸入口４１ａよりも若干高めに設定されている前記最低レベルＥ２よりもさらに若干高めのオイルレベルが前記閉弁レベルに設定される。これにより、オイルストレーナー４１の吸入口４１ａにおける空気の吸入による被潤滑部材への潤滑用オイル供給量の不足の発生が、より効果的に回避され得る。

第１室３０ａ内のオイルレベルが作動開始レベルＥ１以下になった場合に、電気制御装置７０がオイルノズル制御弁４９の開度を減少させるように当該オイルノズル制御弁４９の作動を制御することで、オイルノズル４７へのオイル供給量が減少される。すなわち、第１室３０ａ内のオイルレベルが作動開始レベルＥ１と最低レベルＥ２との間である場合、オイルレベルに応じて、電気制御装置７０によりオイルノズル制御弁４９の開度が調整される。この調整の度合いは、例えば、オイルレベルセンサ６４の出力と、電気制御装置７０に内蔵されているＲＯＭに記憶されたテーブルとに基づいて設定され得る。また、第１室３０ａ内のオイルレベルが最低レベルＥ２以下になった場合に、電気制御装置７０によりオイルノズル制御弁４９が閉弁状態に制御される。

なお、上述のオイルノズル制御弁４９の開度の減少は、当該オイルノズル制御弁４９における流路断面積を減少させる方法以外にも、様々な方法が採り得る。例えば、オイルノズル制御弁４９として所謂開閉弁（開度が１００％又は０％に矩形波的に制御される弁）が用いられた場合、当該オイルノズル制御弁の開放時間のデューティ比を減少する方法が採り得る。また、油温センサ６２の出力（すなわち第１室３０ａ内のオイルの温度）に基づいて、前記テーブルが変更されるようにしてもよい。この場合、開度が０％とされるオイルレベルが最低レベルＥ２からオイル温度の低下に応じて上昇するように、前記テーブルが構成されていることが好適である。

＜第２実施形態＞
図３は、図１に示されている前記エンジン１０の第２実施形態の概略構成図である。なお、上述の第１実施形態と共通する部分については説明を省略し、図面に現れている構成要素については同一の符号を付するものとする。

本実施形態においては、第１実施形態のオイルノズル４７が、ピストン用噴射管４７ａに加えてシリンダ用噴射管４７ｂを備えている。このシリンダ用噴射管４７ｂは、シリンダ壁２０ａ２に向けて、当該シリンダ壁２０ａ２とピストン２１との潤滑のためのオイルを噴射し得るように構成されている。また、メインオイルホール４５とオイルノズル４７とを連絡するサブオイルホール４６は、ピストン冷却用オイル供給路４６ａと、シリンダ潤滑用オイル供給路４６ｂとに分岐していて、この分岐部にオイルノズル制御弁４９が設けられている。ピストン冷却用オイル供給路４６ａは、オイルノズル４７のピストン用噴射管４７ａにオイルを供給するためのオイル流路として、シリンダブロック２０ａの内部に形成されている。シリンダ潤滑用オイル供給路４６ｂは、オイルノズル４７のシリンダ用噴射管４７ｂにオイルを供給するためのオイル流路として、シリンダブロック２０ａの内部に形成されている。オイルノズル制御弁４９は、電気制御装置７０からの制御信号に応じて、ピストン冷却用オイル供給路４６ａ及びシリンダ潤滑用オイル供給路４６ｂへのオイルの供給状態を変更し得るように構成されている。

かかる構成を有する本実施形態においては、通常（第１室３０ａ内のオイルレベルが充分高い場合）は、オイルノズル制御弁４９により、ピストン冷却用オイル供給路４６ａとサブオイルホール４６とが連通され、シリンダ潤滑用オイル供給路４６ｂとサブオイルホール４６との連通は遮断される。これにより、サブオイルホール４６からオイルノズル制御弁４９を介してオイルがピストン冷却用オイル供給路４６ａに送出され、オイルノズル４７のピストン用噴射管４７ａからピストン２１の背面に向けてオイルが噴射され、ピストン２１の冷却が行われる。

一方、第１室３０ａ内のオイルレベルが低い場合、オイルノズル制御弁４９は、サブオイルホール４６とピストン冷却用オイル供給路４６ａとの連通を抑制（遮断ないし流路断面積減少）しつつ、サブオイルホール４６とシリンダ潤滑用オイル供給路４６ｂとの連通の遮断を解除する。これにより、オイルノズル４７のピストン用噴射管４７ａからのオイルの噴射が抑制される。また、オイルノズル４７のシリンダ用噴射管４７ｂからシリンダ壁２０ａ２に向けてオイルが噴射されることで、ピストン２１とシリンダ壁２０ａ２との潤滑状態は良好に保持される。

ここで、本実施形態においても、上述の第１実施形態と同様に、オイルレベルに応じてサブオイルホール４６とピストン冷却用オイル供給路４６ａ及びシリンダ潤滑用オイル供給路４６ｂとの連通状態が調整されることが好適である。また、当該連通状態の調整にあたって、油温センサ６２の出力が考慮されることが好適である。

＜変形例の示唆＞
なお、上述の各実施形態及び各実施例は、上述した通り、出願人が取り敢えず本願の出願時点において最良であると考えた本発明の実施形態や実施例を単に例示したものにすぎないのであって、本発明はもとより上述の実施形態や実施例に何ら限定されるものではなく、本発明の本質的部分を変更しない範囲内において種々の変形を施すことができることは当然である。以下、変形例について幾つか例示するが、変形例とて下記のものに限定されるものではないことはいうまでもない。

（ｉ）本発明のオイルパンの構成は、前記実施形態のようなエンジンの他、例えば、自動変速機等、オイルパンを備えた潤滑装置が適用された各種の装置にも適用可能である。また、オイルレベルセンサ６４の構造も、上述の実施形態のものに限定されない。

（ii）サーモスタット弁装置３４に代えて、オイルの温度（粘度）によって通過率が変化し得る小径の貫通孔が用いられてもよい。また、電磁弁や油圧作動弁等、外部からの電気信号や流体圧力によって開度を制御可能な構造の弁装置が用いられてもよい。

（iii）オイルノズル４７におけるオイルの噴射状態の制御にあたって、油温センサ６２の出力に代えて水温センサ６３の出力が考慮されてもよい。また、テーブルに代えて、所定の数式から演算するようにしてもよい。また、オイルノズル４７はオイルパン３０に装着されていてもよい。

（iv）第２実施形態において、ピストン用噴射管４７ａを備えたオイルノズルと、シリンダ用噴射管４７ｂを備えたオイルノズルとが、別々に設けられていてもよい。また、ピストン冷却用オイル供給路４６ａとシリンダ潤滑用オイル供給路４６ｂとが共通のサブオイルホール４６から分岐されている上述の第２実施形態の構成に代えて、ピストン冷却用オイル供給路４６ａ及びシリンダ潤滑用オイル供給路４６ｂが別々のサブオイルホール４６と接続されていて、ピストン冷却用オイル供給路４６ａの開閉のためのオイルノズル制御弁と、シリンダ潤滑用オイル供給路４６ｂの開閉のためのオイルノズル制御弁とが別個に設けられていてもよい。

本発明の実施形態に係るエンジンの概略構成図である。 図１に示したエンジンの第１実施形態の概略構成図である。 図１に示したエンジンの第２実施形態の概略構成図である。

符号の説明

１０…エンジン、２０…エンジンブロック、２０ａ…シリンダブロック、２０ａ２…シリンダ壁、２１…ピストン、２２…クランクシャフト、２３…カムシャフト、３０…オイルパン、３０ａ…第１室、３０ｂ…第２室、３１…オイルパンカバー、３２…オイルパンセパレーター、４１…オイルストレーナー、４１ａ…吸入口、４２…オイルポンプ、４５…メインオイルホール、４６…サブオイルホール、４６ａ…ピストン冷却用オイル供給路、４６ｂ…シリンダ潤滑用オイル供給路、４７…オイルノズル、４７ａ…ピストン用噴射管、４７ｂ…シリンダ用噴射管、４９…オイルノズル制御弁、６２…油温センサ、６３…水温センサ、６４…オイルレベルセンサ、７０…電気制御装置（ＥＣＵ）

Claims (5)

1. 被潤滑部材の潤滑のためのオイルを貯留するオイルパンと、
   そのオイルパン内に貯留されたオイルを吸入して前記被潤滑部材に向けて送出するオイルポンプと、
   そのオイルポンプにより送出されたオイルの一部を、前記被潤滑部材の冷却のために当該被潤滑部材に向けて噴射するオイルノズルと、
   を備えた潤滑装置において、
   前記オイルパン内のオイルレベルに応じた信号を出力するオイルレベルセンサと、
   前記オイルレベルが所定レベル以下となった場合に前記オイルノズルによるオイル噴射を制限するオイル噴射状態変更手段と、
   を備えたことを特徴とする潤滑装置。
2. 請求項１に記載の潤滑装置であって、
   前記オイルパンは、
   オイルを内側の空間内に貯留可能なオイルパンカバーと、
   前記空間を、前記オイルポンプのオイル吸入口が配置された第１室と、その第１室に隣接する第２室とに分割するように、当該空間内に配置されたオイルパンセパレーターと、
   を備え、
   前記オイルレベルセンサは、前記第１室内のオイルレベルに応じた信号を出力するように配置されたことを特徴とする潤滑装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載の潤滑装置であって、
   オイルの温度に応じた信号を出力する油温センサを備え、
   前記オイル噴射状態変更手段は、前記オイルレベルセンサ及び油温センサの出力に応じて前記オイルノズルのオイル噴射状態を変更するように構成されたことを特徴とする潤滑装置。
4. ピストンを往復運動可能に内蔵するシリンダが形成されたシリンダブロックを備え、前記ピストンを含む複数の被潤滑部材を内蔵するエンジンブロックと、
   前記シリンダブロックに接続され、当該エンジンブロック内の潤滑のためのオイルを貯留するオイルパンと、
   そのオイルパン内に貯留されたオイルを吸入して前記被潤滑部材に向けて送出するオイルポンプと、
   そのオイルポンプから送出されたオイルの一部を前記ピストンの下部に向けて噴射する第１噴射口を備えたオイルノズルと、
   を備えたエンジンにおいて、
   前記オイルパン内のオイルレベルに応じた信号を出力するオイルレベルセンサと、
   前記オイルレベルが所定レベル以下となった場合に前記オイルノズルによるオイル噴射を制限するオイル噴射状態変更手段と、
   を備えたことを特徴とするエンジン。
5. 請求項４に記載のエンジンであって、
   前記オイルノズルは、前記オイルポンプにより送出されたオイルの一部を前記シリンダの内壁に向けて噴射する第２噴射口をさらに備え、
   前記オイル噴射状態変更手段は、前記第１及び第２噴射口のオイル噴射状態を変更するように構成されたことを特徴とするエンジン。

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