JP6819548B2 - オイル供給装置 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関に設けられるオイル供給装置に関する。

特許文献１に記載のオイル供給装置には、制御油室の内圧が変更されるとオイルの吐出圧が変わる可変容量型のオイルポンプと、制御油室の内圧を調整すべく作動するオイル制御バルブと、オイル制御バルブの制御ポートとオイルポンプの制御油室とを繋ぐ制御パイプとが設けられている。こうしたオイル供給装置では、オイル制御バルブの作動によって制御パイプを介した制御油室に対するオイルの給排を調整することにより、オイルポンプにおけるオイルの吐出圧を制御することができる。

特開２０１４−１５９７６１号公報

クランク軸が車両の前後方向に沿って延びるように車両に搭載される内燃機関に上記のオイル供給装置を適用した場合、内燃機関のうち、クランク軸の延伸方向における一方側にオイルポンプが配置され、クランク軸の延伸方向における他方側にオイル制御バルブが配置されることがある。この場合、オイルポンプがオイル制御バルブから離れて配置されることとなるため、制御パイプが長くなる。このように制御パイプが長いと、制御パイプを介した制御油室に対するオイルの給排態様を変更したときに、オイルポンプにおけるオイルの吐出圧の変化開始に遅れが生じやすい。そのため、こうした応答遅れを最小限度に留めるためには、制御パイプの内部の容積が大きくなりすぎないように、制御パイプとして一直線に延びるパイプを採用することが考えられる。

ところで、制御パイプは、オイルパンなどの内燃機関の構成部材にブラケットを介してボルト締結されることがある。また、制御パイプ内を流れるオイルの温度は内燃機関の運転状態や外気温などによって変わるため、制御パイプ内を流れるオイルの温度によって同制御パイプがその延伸方向に伸縮する。このように制御パイプが伸縮した場合、ブラケットのうち、上記構成部材に固定されているボルト締結部が変位しないにも拘わらず、制御パイプに固定されている管固定部が変位し、当該変位に起因する負荷がボルト締結部に加わる。特に、一直線に延びるパイプを制御パイプとして採用した場合、同制御パイプが伸縮したときにおける管固定部の変位量が多くなり、ボルト締結部に加わる、当該変位に起因する荷重が大きくなりやすい。そして、ボルト締結部に加わる荷重が大きいほど、ボルトによってブラケットを内燃機関の構成部材に締結する力が弱くなりやすい。

上記課題を解決するためのオイル供給装置は、制御油室の内圧が変更されるとオイルの吐出圧が変わるように構成されているオイルポンプと、前記制御油室の内圧を調整すべく作動するオイル制御バルブと、前記オイル制御バルブと前記制御油室とを繋ぐ制御パイプと、前記制御パイプを支持する板状のブラケットと、を備えている。内燃機関のクランク軸の延伸方向において、前記内燃機関の中心よりも一方側に前記オイルポンプが配置され、前記内燃機関の中心よりも他方側に前記オイル制御バルブが配置されるようになっている。また、前記制御パイプは、規定方向に延びるとともに、一端が前記オイル制御バルブに接続される第１ストレート部と、前記第１ストレート部の他端に接続されるとともに、前記規定方向とは交差する方向に延伸し、同第１ストレート部よりも短い第２ストレート部と、を有している。そして、前記ブラケットは、前記内燃機関の構成部材にボルト締結される締結部と、前記第２ストレート部に固定されている管固定部と、前記締結部と前記管固定部との間に位置するとともに、屈曲している屈曲部と、を有している。

上記構成によれば、制御パイプは、オイル制御バルブに接続されている第１ストレート部と、第１ストレート部の延伸方向とは異なる方向に延伸する第２ストレート部とを有しており、第２ストレート部がブラケットを介して内燃機関の構成部材に支持される。そのため、制御パイプが一直線に伸びる形状である場合と比較し、制御パイプが延びたり縮んだりした際における、管固定部の変位量が大きくなりにくい。

また、上記構成では、ブラケットは、締結部と管固定部との間に屈曲部が配置された構成となっている。このようにブラケットに屈曲部を設けたことにより、制御パイプの変形によって管固定部が変位したとしても、制御パイプの変形に起因する荷重を屈曲部によってある程度吸収することができる。そのため、制御パイプの変形に起因する荷重がブラケットの締結部に加わりにくくなる。

したがって、制御パイプ内を流れるオイルの温度に応じて同制御パイプが変形した際にブラケットの締結部に加わる荷重を小さくすることができるようになる。

オイル供給装置の一実施形態の概略を示す構成図。 同オイル供給装置がオイルパンに取り付けられている様子を模式的に示す斜視図。 （ａ）は同オイル供給装置の制御パイプを示す斜視図、（ｂ）は同制御パイプを支持するブラケットを示す斜視図。 （ａ）及び（ｂ）は、制御パイプが収縮した際の作用図。 （ａ）及び（ｂ）は、制御パイプが伸長した際の作用図。

以下、オイル供給装置の一実施形態を図１〜図５に従って説明する。
図１に示す本実施形態のオイル供給装置２０は、車載の内燃機関に搭載されるものである。図１に示すように、オイル供給装置２０は、オイルポンプ３０と、オイルポンプ３０におけるオイルの吐出圧を調整すべく作動するオイル制御バルブ４０と、オイル制御バルブ４０の作動を制御する制御装置２１とを備えている。

オイルポンプ３０は、内燃機関のクランク軸の回転に基づいて作動するポンプである。すなわち、オイルポンプ３０は、吸入ポート３１を介してオイルを内部に吸入し、内部で加圧したオイルを吐出ポート３２から吐出するようになっている。吸入ポート３１は内燃機関のオイルパン１１に通じる吸入油路１１Ａに連通しており、吐出ポート３２は内燃機関のメインオイルギャラリ１２に通じる吐出油路１２Ａに連通している。そして、メインオイルギャラリ１２に供給されたオイルは、内燃機関のうち、オイルの供給を必要とするオイル需要部に供給され、その後、オイルパン１１に戻るようになっている。

なお、オイルポンプ３０は、可変容量型のポンプである。すなわち、オイルポンプ３０は制御油室３３を有しており、この制御油室３３の内圧が変更されるとオイルポンプ３０におけるオイルの吐出圧が変化するようになっている。

オイル制御バルブ４０は、スリーブ４１と、スリーブ４１の内側に配置されているスプール４２と、スリーブ４１の内側に配置されているバルブスプリング４３と、制御装置２１によって制御される電磁駆動式のアクチュエータ４４とを備えている。このオイル制御バルブ４０では、アクチュエータ４４からスプール４２に入力される駆動力によって、図中左右方向であるスリーブ４１の軸方向におけるスプール４２の位置が調整されるようになっている。

スリーブ４１には、制御ポート４１１と、供給ポート４１２と、排出ポート４１３とが設けられている。制御ポート４１１は、制御パイプ５０を介してオイルポンプ３０の制御油室３３と繋がっている。供給ポート４１２には、吐出油路１２Ａから分岐する供給油路１２Ｂが接続されている。排出ポート４１３には、オイルを排出するための排出油路１３Ａが接続されている。また、スプール４２の外周面には、供給ポート４１２と連通している環状溝４２１が全周にわたって形成されている。

アクチュエータ４４からスプール４２に駆動力が入力されていない場合、バルブスプリング４３の付勢力によって、スプール４２の先端（図１では左端）が制御ポート４１１よりも上記軸方向一方側（図１では右側）に位置しており、制御ポート４１１が排出ポート４１３と連通している。これにより、オイルポンプ３０の制御油室３３から制御ポート４１１に還流してきたオイルが排出ポート４１３を介してオイルパン１１に排出されるため、制御油室３３の内圧が低くなる。

そして、アクチュエータ４４からスプール４２に駆動力が入力されるようになると、バルブスプリング４３の付勢力に抗してスプール４２が図１に示す位置から上記軸方向他方側（図１では左側）に変位するようになる。こうしたスプール４２の変位によって、スプール４２のうち、環状溝４２１よりも先端側（図１では左側）の部位によって制御ポート４１１が閉塞されると、制御ポート４１１と排出ポート４１３との連通が解除される。これにより、制御油室３３のオイルが、排出ポート４１３を介してオイルパン１１に戻されなくなる。

アクチュエータ４４からスプール４２に入力される駆動力がさらに大きくなると、スプール４２の更なる変位によって制御ポート４１１と環状溝４２１内とが連通するようになる。環状溝４２１は供給ポート４１２と連通しているため、制御ポート４１１は供給ポート４１２と環状溝４２１を介して連通することとなる。その結果、供給ポート４１２を介してスリーブ４１内に流入してきたオイルが制御ポート４１１を介して制御油室３３に供給されるため、制御油室３３の内圧が高くなる。

図２には、本実施形態のオイル供給装置２０が内燃機関に搭載された状態が模式的に図示されている。図２に示すように、オイル供給装置２０は、内燃機関の構成部品の一例であるオイルパン１１に取り付けられている。すなわち、クランク軸の延伸方向であるクランク延伸方向Ｘにおいて、内燃機関の中心よりも一方側にオイルポンプ３０が配置されており、内燃機関の中心よりも他方側にオイル制御バルブ４０が配置されている。つまり、クランク延伸方向Ｘにおいてオイル制御バルブ４０はオイルポンプ３０から離れて配置されている。そのため、オイル制御バルブ４０の制御ポート４１１とオイルポンプ３０の制御油室３３とを繋ぐ制御パイプ５０は長くなってしまう。そして、この制御パイプ５０は、ブラケット６０を介してオイルパン１１に支持されている。

図２及び３（ａ）に示すように、制御パイプ５０は、一端がオイル制御バルブ４０に接続されているとともに、規定方向Ｙに延伸する第１ストレート部５１と、第１ストレート部５１の他端に接続されているとともに、規定方向Ｙとは異なる方向に延伸する第２ストレート部５２とを有している。また、制御パイプ５０は、第２ストレート部５２に接続されているとともに、第２ストレート部５２の延伸方向とは異なる方向に延伸する第３ストレート部５３と、一端が第３ストレート部５３に接続されているとともに、他端がオイルポンプ３０に接続されている接続用通路部５４とを有している。第１ストレート部５１の延伸方向である規定方向Ｙは、クランク延伸方向Ｘと概ね一致している。また、第１ストレート部５１の長さは、第２ストレート部５２の長さ及び第３ストレート部５３の長さよりも大きい。具体的には、制御パイプ５０の一端（すなわち、オイル制御バルブ４０に接続される端）から制御パイプ５０の他端（すなわち、オイルポンプ３０に接続される端）までの直線距離の半分よりも、第１ストレート部５１のほうが長い。

第２ストレート部５２と第１ストレート部５１とのなす角θが「９０度」未満となるように、制御パイプ５０が構成されている。そのため、第２ストレート部５２の両端のうち、第１ストレート部５１に接続されている端は、第３ストレート部５３に接続されている端よりもクランク延伸方向Ｘにおいてオイル制御バルブ４０側に位置している。そして、第２ストレート部５２の長手方向における第２ストレート部５２の中間部分がブラケット６０に支持されている。

図３（ｂ）に示すように、ブラケット６０は、板状をなしている。このブラケット６０は、ボルト６０Ａによってオイルパン１１に締結される締結部６１と、第２ストレート部５２に固定されている管固定部６２と、締結部６１と管固定部６２との間に配置されている屈曲部６３とを有している。屈曲部６３は、屈曲している。そのため、ブラケット６０に荷重が入力された際に、屈曲部６３は、制御パイプ５０に固定されている管固定部６２及びオイルパン１１にボルト締結されている締結部６１よりも変形しやすい。なお、ブラケット６０は、締結部６１、屈曲部６３及び管固定部６２の並ぶ方向が第２ストレート部５２の延伸方向とほぼ直交するように配置されている。

次に、図４及び図５を参照し、本実施形態の作用及び効果について説明する。
制御パイプ５０内を流れるオイルの温度は、内燃機関の運転状態や外気温の影響によって変化しやすい。すなわち、オイルの温度が高くなると、制御パイプ５０が暖められ、制御パイプ５０が延びるように変形する。一方、オイルの温度が低くなると、制御パイプ５０が冷やされ、制御パイプ５０が縮むように変形する。

図４には、制御パイプ５０が縮むように変形した場合が模式的に図示されている。この場合、制御パイプ５０の第１ストレート部５１が収縮するため、図４（ａ）に示すように、ブラケット６０に支持されている第２ストレート部５２がオイル制御バルブ４０側に変位する。なお、図４（ａ）では、第１ストレート部５１が収縮する前の状態が二点鎖線で示され、第１ストレート部５１が収縮した状態が実線で示されている。

この場合、ブラケット６０にあっては、管固定部６２がオイル制御バルブ４０側に変位する、すなわち管固定部６２が締結部６１から離れるように変位する。その結果、図４（ｂ）に示すように、こうした管固定部６２の変位によって、屈曲部６３の屈曲度合いが小さくなるように、屈曲部６３が変形する。なお、図４（ｂ）では、第１ストレート部５１が収縮する前のブラケット６０の状態が二点鎖線で示され、第１ストレート部５１が収縮した場合のブラケット６０の状態が実線で示されている。

このように屈曲部６３が変形することにより、制御パイプ５０の収縮によってブラケット６０に入力された荷重が、屈曲部６３によってある程度吸収される。その結果、制御パイプ５０の収縮に起因する荷重が締結部６１に入力されにくくなる。すなわち、制御パイプ５０が収縮した際に締結部６１に入力される荷重を小さくすることができる。

このように、本実施形態によれば、制御パイプ５０が変形したとしても、ブラケット６０の締結部６１に入力される荷重が大きくなりにくい。そのため、ボルト６０Ａによってブラケット６０をオイルパン１１に締結する力が弱くなりにくくなる。

一方、図５には、制御パイプ５０が延びるように変形した場合が模式的に図示されている。この場合、制御パイプ５０の第１ストレート部５１が伸長するため、図５（ａ）に示すように、ブラケット６０に支持されている第２ストレート部５２がオイルポンプ３０側に変位する。なお、図５（ａ）では、第１ストレート部５１が伸長する前の状態が二点鎖線で示され、第１ストレート部５１が伸長した状態が実線で示されている。

この場合、ブラケット６０にあっては、管固定部６２がオイルポンプ３０側に変位する、すなわち管固定部６２が締結部６１に近づくように変位する。その結果、図５（ｂ）に示すように、こうした管固定部６２の変位によって、屈曲部６３の屈曲度合いが大きくなるように、屈曲部６３が変形する。なお、図５（ｂ）では、第１ストレート部５１が伸長する前のブラケット６０の状態が二点鎖線で示され、第１ストレート部５１が伸長した場合のブラケット６０の状態が実線で示されている。

このように屈曲部６３が変形することにより、制御パイプ５０の伸長によってブラケット６０に入力された荷重が、屈曲部６３によってある程度吸収される。その結果、制御パイプ５０の伸長に起因する荷重が締結部６１に入力されにくくなる。すなわち、制御パイプ５０が伸長した際に締結部６１に入力される荷重を小さくすることができる。

なお、上記実施形態は、以下のように変更して実施することができる。上記実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。

・上記実施形態では、制御パイプ５０を支持するブラケット６０がオイルパン１１にボルト締結されている。しかし、オイルポンプ３０やオイル制御バルブ４０の配置によっては、オイルパン１１以外の他の内燃機関の構成部品（例えば、クランクケース）にブラケット６０をボルト締結させるようにしてもよい。

１１…オイルパン、２０…オイル供給装置、３０…オイルポンプ、３３…制御油室、４０…オイル制御バルブ、５０…制御パイプ、５１…第１ストレート部、５２…第２ストレート部、６０…ブラケット、６１…締結部、６２…管固定部、６３…屈曲部。

Claims (1)

1. 制御油室の内圧が変更されるとオイルの吐出圧が変わるように構成されているオイルポンプと、前記制御油室の内圧を調整すべく作動するオイル制御バルブと、前記オイル制御バルブと前記制御油室とを繋ぐ制御パイプと、前記制御パイプを支持する板状のブラケットと、を備え、
   内燃機関のクランク軸の延伸方向において、前記内燃機関の中心よりも一方側に前記オイルポンプが配置され、前記内燃機関の中心よりも他方側に前記オイル制御バルブが配置されるようになっており、
   前記制御パイプは、規定方向に延びるとともに、一端が前記オイル制御バルブに接続される第１ストレート部と、前記第１ストレート部の他端に接続されるとともに、前記規定方向とは交差する方向に延伸し、同第１ストレート部よりも短い第２ストレート部と、を有し、
   前記ブラケットは、前記内燃機関の構成部材にボルト締結される締結部と、前記第２ストレート部に固定されている管固定部と、前記締結部と前記管固定部との間に位置するとともに、屈曲している屈曲部と、を有する
   オイル供給装置。