JP4586308B2

JP4586308B2 - エンジンの潤滑油供給装置

Info

Publication number: JP4586308B2
Application number: JP2001195226A
Authority: JP
Inventors: 秀悦鈴木; 裕久高野; 洋介立石; 禎則三浦; 直広原
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd; Aisin Corp
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 2001-01-30
Filing date: 2001-06-27
Publication date: 2010-11-24
Anticipated expiration: 2021-06-27
Also published as: JP2002303111A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンの潤滑油供給装置、特に、エンジンによって駆動されるオイルポンプからメイン通路に吐出される潤滑油を、クランク系分岐通路を通してクランク系潤滑部に供給するとともに、動弁系分岐通路を通して動弁系潤滑部に供給するようにしたエンジンの潤滑油供給装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の潤滑油供給装置は、例えば、特開平６−２１２９３２号公報に示されていて、同公報に示されている潤滑油供給装置では、前記オイルポンプとして定容量型オイルポンプが採用され、前記クランク系分岐通路にエンジン回転数が上昇するのに伴って流路抵抗を小さくされるクランク系オリフィス（可変絞り）が設けられ、前記動弁系分岐通路にエンジン回転数が上昇するのに伴って流路抵抗を大きくされる動弁系オリフィス（可変絞り）が設けられている。
【０００３】
上記した公報に示されている潤滑油供給装置においては、クランク系オリフィス（可変絞り）および動弁系オリフィス（可変絞り）の協働作用により、オイルポンプの吐出圧を抑えることができるものの、オイルポンプとして定容量型オイルポンプが採用されていて、オイルポンプからの吐出量はエンジン回転数の上昇に伴って順次連続的に増大するため、オイルポンプの駆動損失を十分に低減することはできない。なお、オイルポンプとして定容量型オイルポンプを採用するとともに、同オイルポンプに対して調圧バルブを並列的に設けた潤滑油供給装置では、図６に示した折れ点Ｄまたはｄ（調圧バルブの減圧作動開始点）を有するＡ１（低油温時）またはＡ２（高油温時）の特性線が得られる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記したオイルポンプ（定容量型オイルポンプ）の駆動損失は、オイルポンプとして、例えば、特開平９−１２６１５３号公報に示されている可変容量型オイルポンプ（吐出ポートをメイン吐出ポートとサブ吐出ポートとし、これら両吐出ポートからの吐出量を制御弁にて減量制御するようにしたオイルポンプ）を採用することにより、低減可能である。なお、オイルポンプの駆動損失は、他の可変容量型オイルポンプ（吸入ポートをメイン吸入ポートとサブ吸入ポートとし、これら両吸入ポートへの吸入量を制御弁にて減量制御するようにしたオイルポンプ）を採用しても低減可能である。
【０００５】
上記した特開平９−１２６１５３号公報に示されている可変容量型オイルポンプを採用した潤滑油供給装置では、図６に示した折れ点Ｅ，Ｆ，Ｇまたはｅ，ｆ，ｇを有するＢ１（低油温時）またはＢ２（高油温時）の特性線を得ることが可能であるため、図６のＤＥＦＧまたはｄｅｆｇで囲まれる各領域に相当する駆動損失を低減することが可能である。しかし、現時点ではオイルポンプ駆動損失の更なる低減が要求されている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記した要求に対処すべく、エンジンによって駆動されるオイルポンプからメイン通路に吐出される潤滑油を、クランク系分岐通路を通してクランク系潤滑部に供給するとともに、動弁系分岐通路を通して動弁系潤滑部に供給するようにしたエンジンの潤滑油供給装置において、前記オイルポンプとして設定圧以上の吐出圧で吐出量を減少させる可変容量型オイルポンプを採用するとともに、前記メイン通路に油温の上昇に応じて流路を広げて流路抵抗を小さくする油温検知式可変絞りを設けたこと（請求項１に係る発明）に特徴がある。この場合において、前記動弁系分岐通路に油圧の上昇に応じて流路を絞って流路抵抗を大きくする油圧検知式可変絞りを設けること（請求項２に係る発明）も可能である。
【０００９】
【発明の作用・効果】
本発明によるエンジンの潤滑油供給装置（請求項１に係る発明）においては、エンジンによって駆動される可変容量型オイルポンプから油温検知式可変絞りを設けたメイン通路に吐出される潤滑油が、クランク系分岐通路を通してクランク系潤滑部に供給されるとともに、動弁系分岐通路を通して動弁系潤滑部に供給される。
【００１３】
ところで、メイン通路に設けた油温検知式可変絞りは、油温の上昇に応じて流路を広げて流路抵抗を小さくするものであり、低油温時には高油温時に比して、オイルポンプからの吐出量がエンジン回転数の上昇に伴って増大して吐出圧が上昇する際の上昇勾配を大きくする。このため、低油温時には高油温時に比して、エンジン回転数が低い状態で、オイルポンプの吐出圧が所定圧（油温検知式可変絞りが絞り機能を発揮し始める油圧）に上昇し、それ以降にはメイン通路への潤滑油の供給を抑える。
【００１４】
したがって、可変容量型オイルポンプ自体の吐出量減少作用と、油温検知式可変絞りによる潤滑油供給抑制作用の相乗効果が得られて、オイルポンプの駆動損失を十分に低減することが可能である。なお、この場合には、図６に示した折れ点Ｅ，Ｆ，Ｇを有し折れ点Ｇ（油温検知式可変絞りが絞り機能を発揮し始める油圧）以降の上昇勾配が緩い特性線Ｂ１ａ（低油温時）を得ることが可能であるため、可変容量型オイルポンプを採用しただけの潤滑油供給装置に比して、図６の特性線Ｂ１とＢ１ａ間の領域に相当する駆動損失を低減することが可能である。
【００１５】
上記した本発明の実施に際して、前記動弁系分岐通路に油圧の上昇に応じて流路を絞って流路抵抗を大きくする油圧検知式可変絞りを設けた場合（請求項２に係る発明）においては、エンジンによって駆動される可変容量型オイルポンプから油温検知式可変絞りを設けたメイン通路に吐出される潤滑油が、クランク系分岐通路を通してクランク系潤滑部に供給されるとともに、油圧検知式可変絞りを設けた動弁系分岐通路を通して動弁系潤滑部に供給される。
【００１６】
ところで、メイン通路に設けた油温検知式可変絞りは、油温の上昇に応じて流路を広げて流路抵抗を小さくするものであり、低油温時には高油温時に比して、オイルポンプからの吐出量がエンジン回転数の上昇に伴って増大して吐出圧が上昇する際の上昇勾配を大きくする。このため、低油温時には高油温時に比して、エンジン回転数が低い状態で、オイルポンプの吐出圧が所定圧（油温検知式可変絞りが絞り機能を発揮し始める油圧）に上昇し、それ以降にはメイン通路への潤滑油の供給を抑える。
【００１７】
一方、動弁系分岐通路に設けた油圧検知式可変絞りは、油圧（オイルポンプの吐出圧）の上昇に応じて流路を絞って流路抵抗を大きくするものであり、オイルポンプからの吐出量がエンジン回転数の上昇に伴って増大して吐出圧が上昇すると、動弁系分岐通路での流路抵抗を大きくして、動弁系分岐通路に必要以上の潤滑油が供給されることを抑えるとともに、クランク系分岐通路への潤滑油の供給量を多くする。このため、クランク系分岐通路への潤滑油の供給量を適正量とする可変容量型オイルポンプの設定が可能となる。
【００１８】
したがって、低油温時には、メイン通路に設けた油温検知式可変絞りの作用と、動弁系分岐通路に設けた油圧検知式可変絞りの作用と、可変容量型オイルポンプ自体の吐出量減少作用の相乗作用により、また、高油温時には、動弁系分岐通路に設けた油圧検知式可変絞りの作用と、可変容量型オイルポンプ自体の吐出量減少作用の相乗作用により、オイルポンプの駆動損失を十分に低減することが可能である。なお、この場合には、図６に示した折れ点Ｅ，Ｈ，Ｉ有し折れ点Ｉ（油温検知式可変絞りが絞り機能を発揮し始める油圧）以降の上昇勾配が緩い特性線Ｃ１（低油温時）または折れ点ｅ，ｈ，ｉを有する特性線Ｃ２（高油温時）を得ることが可能であるため、可変容量型オイルポンプを採用しただけの潤滑油供給装置に比して、図６の特性線Ｂ１とＣ１間または特性線Ｂ２とＣ２間の領域に相当する駆動損失を低減することが可能である。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明によるエンジンの潤滑油供給装置を概略的に示していて、この潤滑油供給装置においては、エンジン２０によって駆動されるオイルポンプ１１にオイルパン１２から吸い込まれて同オイルポンプ１１からメイン通路Ｐ１に吐出される潤滑油が、クランク系分岐通路Ｐ２を通してエンジン２０のクランク系潤滑部２１に供給されるとともに、動弁系分岐通路Ｐ３を通してエンジン２０の動弁系潤滑部２２に供給された後に、エンジン２０のオイルパン１２に還流するように構成されている。
【００２０】
また、図１に示した潤滑油供給装置においては、メイン通路Ｐ１に油温検知式可変絞り１３とオイルフィルタ１４が設けられ、動弁系分岐通路Ｐ３に油圧検知式可変絞り１５が設けられている。なお、オイルポンプ１１に対して並列的に設けたレギュレータバルブ１６は、オイルポンプ１１の最高吐出圧を規定するものであり、リリーフバルブといわれることもある。
【００２１】
ところで、本実施形態においては、オイルポンプ１１として、設定圧（図６の点Ｅ，ｅ）以上の吐出圧（レギュレータバルブ１６により規定される最高吐出圧より低い圧）で図６の特性線Ｂ１，Ｂ２で示したように吐出量（メイン通路Ｐ１への供給量）を減少させる可変容量型オイルポンプ（例えば、特開平９−１２６１５３号公報に示されている可変容量型オイルポンプで、吐出ポートをメイン吐出ポートとサブ吐出ポートとし、これら両吐出ポートからの吐出量を制御弁にて減量制御するようにしたオイルポンプ）が採用されている。
【００２２】
また、油温検知式可変絞り１３として、図２に示した構成でメイン通路Ｐ１を流れる油温の上昇に応じて図３に示したように流路を広げて流路抵抗を小さくする可変絞りが採用されるとともに、油圧検知式可変絞り１５として、図４に示した構成で動弁系分岐通路Ｐ３内油圧の上昇に応じて図５に示したように流路を絞って流路抵抗を大きくする可変絞りが採用されている。
【００２３】
図２に示した油温検知式可変絞り１３は、有底段付のスリーブ１３ａ１とキャップ１３ａ２からなる弁体１３ａ、この弁体１３ａ内にゴム弾性体１３ｂとともに封入されたサーモワックス１３ｃ、弁体１３ａのキャップ１３ａ２を貫通してゴム弾性体１３ｂ内に嵌合するロッド１３ｄ、および弁体１３ａを図２に右方に付勢するスプリング１３ｅによって構成されている。また、油温検知式可変絞り１３では、メイン通路Ｐ１を流れる油温の上昇に応じて、サーモワックス１３ｃが膨張してゴム弾性体１３ｂを図３に示したように弾性変形させることで、ロッド１３ｄが弁体１３ａから突出する反作用により、弁体１３ａがスプリング１３ｅの作用に抗して図２に左方に移動して流路を広げるようになっている。
【００２４】
一方、図４に示した油圧検知式可変絞り１５は、動弁系分岐通路Ｐ３を横切るようにして設けられて同可変絞り１５より下流の油圧をパイロット通路を通して図４の左側に受けるスプール１５ａと、これを図４の左方に付勢するスプリング１５ｂによって構成されている。また、この油圧検知式可変絞り１５では、動弁系分岐通路Ｐ３内油圧の上昇に応じて、スプール１５ａがスプリング１５ｂの作用に抗して図４の右方に移動して図５に示したように流路を絞るようになっている。
【００２５】
上記のように構成した本実施形態においては、エンジン２０によって駆動される可変容量型オイルポンプ１１から油温検知式可変絞り１３とオイルフィルタ１４を設けたメイン通路Ｐ１に吐出される潤滑油が、クランク系分岐通路Ｐ２を通してクランク系潤滑部２１に供給されるとともに、油圧検知式可変絞り１５を設けた動弁系分岐通路Ｐ３を通して動弁系潤滑部２２に供給される。
【００２６】
ところで、メイン通路Ｐ１に設けた油温検知式可変絞り１３は、油温の上昇に応じて流路を広げて流路抵抗を小さくするものであり、低油温時には高油温時に比して、オイルポンプ１１からの吐出量がエンジン回転数の上昇に伴って増大して吐出圧が上昇する際の上昇勾配を大きくする。このため、低油温時には高油温時に比して、エンジン回転数が低い状態で、オイルポンプ１１の吐出圧が所定圧（油温検知式可変絞り１３が絞り機能を発揮し始める油圧で、図６の折れ点Ｉの油圧）に上昇し、それ以降にはメイン通路Ｐ１への潤滑油の供給を抑える。
【００２７】
一方、動弁系分岐通路Ｐ３に設けた油圧検知式可変絞り１５は、動弁系分岐通路Ｐ３内油圧（オイルポンプ１１の吐出圧に応じて昇降する油圧）の上昇に応じて流路を絞って流路抵抗を大きくするものであり、オイルポンプ１１からの吐出量がエンジン回転数の上昇に伴って増大して吐出圧が上昇すると、動弁系分岐通路Ｐ３での流路抵抗を大きくして、動弁系分岐通路Ｐ３に必要以上の潤滑油が供給されることを抑えるとともに、クランク系分岐通路Ｐ２への潤滑油の供給量を多くする。このため、クランク系分岐通路Ｐ２への潤滑油の供給量を適正量とする可変容量型オイルポンプ１１の設定が可能となる。
【００２８】
したがって、低油温時には、メイン通路Ｐ１に設けた油温検知式可変絞り１３の作用と、動弁系分岐通路Ｐ３に設けた油圧検知式可変絞り１５の作用と、可変容量型オイルポンプ１１自体の吐出量減少作用の相乗作用により、また、高油温時には、動弁系分岐通路Ｐ３に設けた油圧検知式可変絞り１５と、可変容量型オイルポンプ１１自体の吐出量減少作用の相乗作用により、図６に示した低温時の特性線Ｃ１と高温時の特性線Ｃ２を得ることが可能である。
【００２９】
図６の特性線Ｃ１（低油温時の特性線）は、折れ点Ｅ，Ｈ，Ｉ有し、折れ点Ｉ（油温検知式可変絞り１３が絞り機能を発揮し始める油圧）以降の上昇勾配が緩いものであり、また特性線Ｃ２（高油温時の特性線）は折れ点ｅ，ｈ，ｉを有するものである。なお、図６の折れ点Ｅ，ｅまでの各特性は、メイン吐出ポートとサブ吐出ポートからの吐出量が制御弁にて減量制御されない領域の特性であり、図６の折れ点Ｅ，ｅ〜折れ点Ｈ，ｈまでの各特性は、サブ吐出ポートからの吐出量のみが制御弁にて減量制御される領域の特性であり、図６の折れ点Ｈ，ｈ〜折れ点Ｉ，ｉまでの各特性は、サブ吐出ポートからの吐出量が制御弁にてゼロとされメイン吐出ポートからのみ潤滑油が吐出される領域の特性であり、図６の折れ点Ｉ，ｉ以降の各特性は、サブ吐出ポートからの吐出量が制御弁にてゼロとされメイン吐出ポートからの吐出量が制御弁にて減量制御される領域の特性である。
【００３０】
このため、本実施形態では、可変容量型オイルポンプ１１を採用しただけの潤滑油供給装置（図６に示した折れ点Ｅ，Ｆ，Ｇを有する特性線Ｂ１（低油温時）と折れ点ｅ，ｆ，ｇを有する特性線Ｂ２（高油温時）が得られる装置）に比して、図６の特性線Ｂ１とＣ１間または特性線Ｂ２とＣ２間の領域に相当する駆動損失を低減することが可能で、オイルポンプ１１の駆動損失を十分に低減することが可能である。
【００３１】
また、本実施形態においては、設定圧以上の吐出圧で吐出量を減少させる可変容量型オイルポンプ１１の作用と、動弁系分岐通路Ｐ３に設けた油圧検知式可変絞り１５の作用の相乗作用により、エンジン低回転時、オイルポンプ１１の吐出圧を抑えながら、動弁系分岐通路Ｐ３を通して動弁系潤滑部２２に供給される潤滑油の油量を十分に確保することができ、エンジン高回転時、動弁系分岐通路Ｐ３を通して動弁系潤滑部２２に供給される潤滑油の油量が過大になることを防止し、動弁系潤滑部２２を潤滑した潤滑油をオイルパン１２へ還流させる通路の回収能力を超えない流量に抑えることができる。
【００３２】
上記実施形態においては、メイン通路Ｐ１に油温検知式可変絞り１３を設け、動弁系分岐通路Ｐ３に油圧検知式可変絞り１５を設けて、本発明を実施したが、本発明は油圧検知式可変絞り１５を無くして実施することも可能である。なお、上記実施形態から油圧検知式可変絞り１５を無くした実施形態では、図６の特性線Ｂ１ａとＢ２を得ることが可能である。
【００３３】
また、上記実施形態においては、図２および図３に示した油温検知式可変絞り１３を採用するとともに、図４および図５に示した油圧検知式可変絞り１５を採用して実施したが、油温検知式可変絞り１３に代えて図７または図８に示した油温検知式可変絞り１１３，２１３を採用して実施すること、油圧検知式可変絞り１５に代えて図９〜図１１または図１２および図１３に示した油圧検知式可変絞り１１５，２１５を採用して実施すること、或いは油圧検知式可変絞り１５に代えて図１４および図１５に示した油温感応型の油圧検知式可変絞り３１５を採用して実施することも可能である。
【００３４】
図７に示した油温検知式可変絞り１１３は、メイン通路Ｐ１の一部を部分的に開閉するバルブプレート１１３ａと、これを支持する渦巻き状のバイメタル１１３ｂによって構成されていて、メイン通路Ｐ１を流れる油温の上昇に応じて、バイメタル１１３ｂが伸張してバルブプレート１１３ａを図７の仮想線に示したように移動させることで、流路を広げるようになっている。
【００３５】
図８に示した油温検知式可変絞り２１３は、メイン通路Ｐ１に組付けた弁体２１３ａと、これを開方向に付勢する形状記憶合金製スプリング２１３ｂと、弁体２１３ａを閉方向に付勢するばね鋼製スプリング２１３ｃによって構成されていて、メイン通路Ｐ１を流れる油温の上昇に応じて、形状記憶合金製スプリング２１３ｂが伸張して弁体２１３ａを開方向に移動させることで、流路を広げるようになっている。
【００３６】
図９〜図１１に示した油圧検知式可変絞り１１５は、動弁系分岐通路Ｐ３に設けられて略三角形状のフランジ部１１５ａ１と上端に向けて深くなる溝部１１５ａ２を有して動弁系分岐通路Ｐ３の上流側油圧（ポンプ側油圧）をフランジ部１１５ａ１側に受けるスプール１１５ａと、これを図９の下方に付勢して環状（一部に切欠１１５ｃ１が有る）の弁座１１５ｃに着座させるスプリング１１５ｂによって構成されていて、動弁系分岐通路Ｐ３の上流側油圧の上昇に応じて、スプール１１５ａがスプリング１１５ｂの作用に抗して図１１に示したように上方に移動して流路を絞るようになっている。
【００３７】
図１２および図１３に示した油圧検知式可変絞り２１５は、動弁系分岐通路Ｐ３を横切るようにして設けられて絞られた下流の油圧を通孔２１５ａ１を通して図１２の右側に受けるスプール２１５ａと、これを図１２の右方に付勢するスプリング２１５ｂによって構成されていて、動弁系分岐通路Ｐ３内油圧の上昇に応じて、スプール２１５ａがスプリング２１５ｂの作用に抗して図１２の左方に移動して図１３に示したように流路を絞るようになっている。
【００３８】
図１４および図１５に示した油温感応型の油圧検知式可変絞り３１５は、動弁系分岐通路Ｐ３を横切るようにして設けられて絞られた下流の油圧をパイロット通路を通して図１４の左側に受けるスプール３１５ａと、これを図１４の左方に付勢するスプリング３１５ｂと、スプール３１５ａをスプリング３１５ｄを介して右方に押動するサーモワックス３１５ｃとによって構成されている。
【００３９】
この油圧検知式可変絞り３１５では、動弁系分岐通路Ｐ３内の油温上昇に応じて、サーモワックス３１５ｃが膨張してスプリング３１５ｄを図１５に示したように圧縮変形させることで、スプリング３１５ｂの図示右方向への付勢力を変化させてスプール３１５ａの開弁圧を変化させるようになっている。なお、図４および図５に示した油圧検知式可変絞り１５に代えて、図１４および図１５に示した油温感応型の油圧検知式可変絞り３１５を採用した実施形態では、図６に示した低油温時の特性線Ｃ１と高油温時の特性線Ｘ（折れ点ｊ，ｋ，ｍを有するもの）を得ることが可能であり、オイルポンプ１１の駆動損失を更に低減することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるエンジンの潤滑油供給装置の一実施形態を概略的に示す油圧回路図である。
【図２】図１に示した油温検知式可変絞りの詳細な拡大断面図である。
【図３】図２に示した油温検知式可変絞りの作動説明図である。
【図４】図１に示した油圧検知式可変絞りの詳細な拡大断面図である。
【図５】図４に示した油圧検知式可変絞りの作動説明図である。
【図６】エンジン回転数とオイルポンプからメイン通路への吐出量（吐出圧）との関係を示す特性線図である。
【図７】図２に示した油温検知式可変絞りに代えて採用可能な油温検知式可変絞りの一実施形態を示す図である。
【図８】図２に示した油温検知式可変絞りに代えて採用可能な油温検知式可変絞りの他の実施形態を示す断面図である。
【図９】図４に示した油圧検知式可変絞りに代えて採用可能な油圧検知式可変絞りの一実施形態を示す断面図である。
【図１０】図９に示したスプール単体の平面図である。
【図１１】図９に示した油圧検知式可変絞りの作動説明図である。
【図１２】図４に示した油圧検知式可変絞りに代えて採用可能な油圧検知式可変絞りの他の実施形態を示す断面図である。
【図１３】図１２に示した油圧検知式可変絞りの作動説明図である。
【図１４】図４に示した油圧検知式可変絞りに代えて採用可能な油圧検知式可変絞りのその他の実施形態を示す断面図である。
【図１５】図１４に示した油圧検知式可変絞りでサーモワックスが膨張した状態を示す断面図である。
【符号の説明】
１１…オイルポンプ、１２…オイルパン、１３、１１３、２１３…油温検知式可変絞り、１４…オイルフィルタ、１５、１１５、２１５、３１５…油圧検知式可変絞り、１６…レギュレータバルブ、２０…エンジン、２１…クランク系潤滑部、２２…動弁系潤滑部、Ｐ１…メイン通路、Ｐ２…クランク系分岐通路、Ｐ３…動弁系分岐通路。

Claims

エンジンによって駆動されるオイルポンプからメイン通路に吐出される潤滑油を、クランク系分岐通路を通してクランク系潤滑部に供給するとともに、動弁系分岐通路を通して動弁系潤滑部に供給するようにしたエンジンの潤滑油供給装置において、前記オイルポンプとして設定圧以上の吐出圧で吐出量を減少させる可変容量型オイルポンプを採用するとともに、前記メイン通路に油温の上昇に応じて流路を広げて流路抵抗を小さくする油温検知式可変絞りを設けたことを特徴とするエンジンの潤滑油供給装置。
請求項１に記載のエンジンの潤滑油供給装置において、前記動弁系分岐通路に油圧の上昇に応じて流路を絞って流路抵抗を大きくする油圧検知式可変絞りを設けたことを特徴とするエンジンの潤滑油供給装置。