JPH0893430A - 内燃機関の潤滑システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 オイルポンプの駆動損失を小さく抑えられる
内燃機関の潤滑システムを提供する。 【構成】 機関に駆動されるオイルポンプ１と、オイル
ポンプ１から吐出するオイルを機関の潤滑部４，５に導
く供給通路６と、機関の潤滑部４，５を迂回してオイル
ポンプ１から吐出するオイルを逃がすバイパス通路１１
と、バイパス通路１１の開口面積を油温が上昇するのに
伴って小さく調節する感温弁１２とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関の潤滑システ
ムの改良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の内燃機関の潤滑システムとして、
例えば図９に示すようなものがある(特開平６−２００
７２４号公報、参照)。

【０００３】これについて説明すると、機関により駆動
される定容量型オイルポンプ１は、オイルパン９に溜め
られたオイルを吸い上げ、機関各部に供給するようにな
っている。

【０００４】オイルポンプ１から吐出するオイルは、レ
ギュレータバルブ２、オイルフィルタ３が介装される供
給通路６を経てクランクシャフトの主軸受等を含むメイ
ン潤滑部４と、オリフィス８を介してシリンダヘッド上
の動弁系潤滑部５の二系等に分流して導かれる。

【０００５】オイルポンプ１の吐出圧特性は、油温が最
も上昇する運転条件でも、潤滑を行うのに最低限必要が
値が得られるようにレギュレータバルブ２を介して調節
され、機関各部の耐久性を損なわないようになってい
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、オイルポン
プ１の駆動力は、その吐出圧と吐出流量の積によって決
まるため、吐出圧が高いほど大きくなる。

【０００７】また、低回転域では潤滑部を循環する油量
が増大するほど、潤滑部の油温が低下して摩擦損失が増
大する傾向があるため、低回転域においてもオイルポン
プ１の駆動力はその吐出圧が高いほど大きくなる。

【０００８】このため、最高油温時に適正な吐出圧が得
られるようにレギュレータバルブ２の開弁特性を設定す
ると、通常油温時は図３に破線で示すようにオイルポン
プ１の吐出圧が必要以上に高くなり、オイルポンプ１の
駆動損失が増大するという問題点がある。

【０００９】本発明は上記の問題点を解消し、オイルポ
ンプの駆動損失を小さく抑えられる内燃機関の潤滑シス
テムを提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の内燃機
関の潤滑システムは、機関に駆動されるオイルポンプ
と、オイルポンプから吐出するオイルを機関の潤滑部に
導く供給通路と、機関の潤滑部を迂回してオイルポンプ
から吐出するオイルを逃がすバイパス通路と、バイパス
通路の開口面積を油温が上昇するのに伴って小さく調節
する感温弁と、を備える。

【００１１】請求項２に記載の内燃機関の潤滑システム
は、請求項１に記載の発明において、感温弁は油温が予
め設定された所定値以上に上昇するとバイパス通路を略
全閉する構成とする。

【００１２】請求項３に記載の内燃機関の潤滑システム
は、請求項１または２に記載の発明において、供給通路
の途中にオイルを濾過するオイルフィルタを介装し、バ
イパス通路をオイルフィルタより下流側の供給通路に接
続する。

【００１３】請求項４に記載の内燃機関の潤滑システム
は、請求項１から３のいずれか一つに記載の発明におい
て、感温弁の開度をサーモワックスの熱膨張によって起
こる体積変化に応じて変化させる機構を備える。

【００１４】請求項５に記載の内燃機関の潤滑システム
は、請求項１から３のいずれか一つに記載の発明におい
て、互いに熱膨張率の異なる２枚の板状部材を張り合わ
せたバイメタルを備え、感温弁の開度をバイメタルの変
形に応じて変形させる機構を備える。

【００１５】請求項６に記載の内燃機関の潤滑システム
は、請求項１から３のいずれか一つに記載の発明におい
て、第一の部材と、第一の部材より熱膨張率の小さい第
二の部材を備え、感温弁の開度を第一の部材と第二の部
材の間に画成される隙間によって変化させる構造とす
る。

【００１６】請求項７に記載の内燃機関の潤滑システム
は、請求項６に記載の発明において、第一の部材として
円盤状部材を備え、第一の部材より熱膨張率の小さい第
二の部材として円筒状部材を備え、感温弁の開度を円筒
状部材の内周部と円盤状部材の外周部の間に画成される
隙間によって変化させる構造とする。

【００１７】請求項８に記載の内燃機関の潤滑システム
は、請求項６に記載の発明において、第一の部材として
棒状部材を備え、第一の部材より熱膨張率の小さい第二
の部材として筒状部材を備え、感温弁の開度を筒状部材
の底部と棒状部材の先端の間に画成される隙間によって
変化させる構造とする。

【００１８】

【作用】請求項１に記載の内燃機関の潤滑システムにお
いて、感温弁は油温が低下するのに応じてバイパス通路
の開口面積を大きくして、通路抵抗を減らす。これによ
り低油温時でもオイルポンプの吐出圧が必要以上に上昇
することが抑えられ、オイルポンプの駆動損失を小さく
抑えられる。

【００１９】請求項２に記載の内燃機関の潤滑システム
において、感温弁は油温が所定値以上に上昇するとバイ
パス通路を略全閉してオイルポンプの吐出圧を最高に高
める。感温弁が略全閉する油温を機関各部の耐久性が保
証される最高温度に設定することにより、油温が最も上
昇する運転条件でも、オイルポンプの吐出圧を十分に高
められ、機関各部の耐久性を損なわない。

【００２０】請求項３に記載の内燃機関の潤滑システム
において、バイパス通路をオイルフィルタより下流側の
供給通路に接続するため、オイルフィルタによって濾過
された清浄なオイルが感温弁に導かれ、感温弁の作動不
良を来すことを防止できる。

【００２１】請求項４に記載の内燃機関の潤滑システム
において、感温弁の開度はサーモワックスの熱膨張によ
って起こる体積変化に応じて変化する。

【００２２】請求項５に記載の内燃機関の潤滑システム
において、感温弁の開度はバイメタルの変形に応じて変
形する。

【００２３】請求項６に記載の内燃機関の潤滑システム
において、感温弁の開度は互いに熱膨張率の異なる第一
の部材と第二の部材の間に画成される隙間によって変化
する。

【００２４】請求項７に記載の内燃機関の潤滑システム
において、感温弁はその開度が円筒状部材の内周部と円
盤状部材の外周部の間に画成される隙間によって変化
し、バイパス通路の開口面積の調整幅を大きく設定する
ことができる。

【００２５】請求項８に記載の内燃機関の潤滑システム
において、感温弁はその開度が筒状部材の底部と棒状部
材の先端の間に画成される隙間によって変化し、バイパ
ス通路の開口面積を精密に調節することができる。

【００２６】

【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて
説明する。

【００２７】図１に示すように、機関により駆動される
定容量型オイルポンプ１は、オイルパン９に溜められた
オイルを吸い上げ、機関各部に供給するようになってい
る。

【００２８】オイルポンプ１から吐出するオイルは、レ
ギュレータバルブ２、オイルフィルタ３が介装される供
給通路６を経てクランクシャフトの主軸受等を含むメイ
ン潤滑部４と、オリフィス８を介してシリンダヘッド上
の動弁系潤滑部５の二系等に分流して導かれる。

【００２９】オイルフィルタ３はオイル中に混入する異
物等を取り除き、清浄なオイルが機関各部に供給される
ようになっている。

【００３０】オイルポンプ１から吐出するオイルをメイ
ン潤滑部４と動弁系潤滑部５を迂回して逃がすバイパス
通路１１が配設される。バイパス通路１１はその入口側
端部が供給通路６のオイルフィルタ３より下流側に接続
され、その出口側端部がクランク室を介してオイルパン
９に連通する。なお、バイパス通路１１の出口側端部を
オイルポンプ１の吸込側に連通させてもよい。

【００３１】バイパス通路１１の開口面積を油温が上昇
するのに応じて小さくする感温弁１２が設けられる。

【００３２】図２に示すように、シリンダブロック１３
は供給通路６を画成する壁部１４を有し、バイパス通路
１１としてこの壁部１４に供給通路６とクランク室１５
を連通するバイパス通孔１６が形成される。

【００３３】感温弁１２は、バイパス通孔１６を開閉す
る弁体１７を備える。弁体１７の先端は円錐面状に突出
形成される一方、バイパス通孔１６の供給通路６に対す
る開口部に弁体１７を着座させるシート部１９がテーパ
状に形成される。

【００３４】感温弁１２は、弁体１７を開弁方向に付勢
するリターンスプリング２０と、このリターンスプリン
グ２０に抗して弁体１７を閉弁方向に駆動するサーモワ
ックス２１を備える。

【００３５】弁体１７の基端部に当接するロッド２４が
設けられ、ロッド２４の基端部を包む弾性体２３がハウ
ジング２２の内部に取付けられる。サーモワックス２１
はハウジング２２と弾性体２３の間に封入される。

【００３６】ハウジング２２は供給通路６を流れるオイ
ルにさらされ、オイルからの伝熱によりサーモワックス
２１の温度が上昇すると、サーモワックス２１が膨張
し、体積変化を起こす。感温弁１２は、サーモワックス
２１が膨張するのに伴って弾性体２３を介してロッド２
４を押し出し、弁体１７を閉弁方向に移動するようにな
っている。

【００３７】感温弁１２は、油温が所定値以上に上昇す
ると、弁体１７がシート部１９に着座して、バイパス通
孔１６を全閉する構成とする。この感温弁１２が全閉す
る設定油温は、機関各部の耐久性が保証される最高温度
に設定される。

【００３８】以上のように構成され、次に作用について
説明する。

【００３９】図３は、オイルポンプ１の吐出圧と機関回
転数の関係を示す特性図である。機関回転数に対するオ
イルポンプ１の吐出圧の上昇率は、レギュレータバルブ
２が閉弁した低回転数域で大きく、レギュレータバルブ
２が開弁する回転域で小さくなる。

【００４０】油温が上昇するほどオイルの粘性は低下し
て通路抵抗が小さくなるため、仮に感温弁１２が設けら
れない場合は、オイルポンプ１の吐出圧が油温が上昇す
るほど低下するので、最高油温時に適正な吐出圧が得ら
れるように設定すると、通常油温時は図３に破線で示す
ようにオイルポンプ１の吐出圧が必要以上に高くなり、
オイルポンプ１の駆動損失が必要以上に増大するという
問題点がある。

【００４１】これに対処して、感温弁１２は油温が低い
程バイパス通路１１の開口面積を大きくして、オイルポ
ンプ１から吐出するオイルが循環する通路抵抗が油温に
応じて大きく変動しなように調節する。これにより通常
油温時も図３に実線で示すようにオイルポンプ１の吐出
圧が最高油温時と同等に保たれ、オイルポンプ１の駆動
損失を小さく抑えられ、機関の燃費を低減することがで
きる。

【００４２】感温弁１２は油温が所定値以上に上昇する
とバイパス通路１１を略全閉してオイルポンプの吐出圧
を高めることにより、油温が最も上昇する運転条件で
も、オイルポンプの吐出圧が十分に高められ、機関各部
の耐久性を損なわない。

【００４３】感温弁１２はサーモワックス２１の熱膨張
により開閉作動する構造のため、構造の簡素化がはか
れ、十分な耐久性が確保される。

【００４４】また、バイパス通路１１は供給通路６のオ
イルフィルタ３より下流側に接続される構造のため、オ
イルフィルタ３によって異物等が取り除かれた清浄なオ
イルが感温弁１２に導かれ、感温弁１２の作動不良等を
防止することができる。

【００４５】次に、図４に示した他の実施例について説
明する。なお、図１、図２との対応部分には同一符号を
用いて説明する。

【００４６】感温弁１２は、弁体１７を開弁方向に付勢
するリターンスプリング２０と、このリターンスプリン
グ２０に抗して弁体１７を閉弁方向に駆動するバイメタ
ル３１を備える。

【００４７】バイメタル３１は熱膨張率の異なる２枚の
板状部材を張り合わせて形成され、その基端部がボルト
３２を介して機関本体に固定され、その先端部が弁体１
７の基端部に当接する。

【００４８】バイメタル３１は供給通路６を流れるオイ
ルにさらされ、オイルからの伝熱によりその温度が上昇
すると、２枚の板状部材の熱膨張差によってその先端部
が図中下方に反るように曲げ変形を起こし、弁体１７を
閉弁方向に駆動するようになっている。

【００４９】感温弁１２は、油温が所定値以上に上昇す
ると、弁体１７がシート部１９に着座して、バイパス通
孔１６を全閉する構成とする。この感温弁１２が全閉す
る設定油温は、機関各部の耐久性が保証される最高温度
に設定される。

【００５０】この場合、感温弁１２はバイメタル３１に
より開閉作動する構造のため、構造の簡素化がはかれ、
十分な耐久性が確保される。

【００５１】次に、図５に示した他の実施例について説
明する。なお、図１、図２との対応部分には同一符号を
用いて説明する。

【００５２】シリンダブロック１３にオイルフィルタ３
が取付けられる。図中６ａはオイルポンプ１から吐出す
るオイルをオイルフィルタ３に導く供給通路、６ｂはオ
イルフィルタ３から出たオイルを機関各部に導く供給通
路である。

【００５３】シリンダブロック１３にはオイルフィルタ
３より下流側の供給通路６ｂとクランク室１５を連通す
るバイパス通孔４１が形成される。

【００５４】バイパス通孔４１のクランク室１５に開口
する端部を開閉する感温弁１２が設けられる。

【００５５】感温弁１２は熱膨張率の異なる円盤状部材
４２とこれを嵌合させる円筒状部材４３を備える。円盤
状部材４２は環状突起部４５を介して円筒状部材４３の
底部に重ねられ、両者はシリンダブロック１３にボルト
４４を介して同心状に結合される。

【００５６】バイパス通路１１は、図６にも示すよう
に、バイパス通孔４１と、円筒状部材４３に開口した通
孔４６と、円筒状部材４３の外周面４３ａと円盤状部材
４２の内周面４２ａの間に画成される隙間４７とによっ
て構成される。

【００５７】円盤状部材４２は円筒状部材４３より熱膨
張率の小さい材質で形成され、円盤状部材４２と円筒状
部材４３の温度が上昇するのにしたがって両者の間に画
成される隙間４７は小さくなり、油温が所定値以上に上
昇すると、円盤状部材４２の外周面４２ａが円筒状部材
４３の内周面４３ａに接合して、バイパス通路１１を全
閉する構成とする。この感温弁１２が全閉する設定油温
は、機関各部の耐久性が保証される最高温度に設定され
る。

【００５８】感温弁１２は、円筒状部材４３の外周面４
３ａと円盤状部材４２の内周面４２ａの間に画成される
隙間４７の断面積を変化させる構造のため、バイパス通
路１１の開口面積の調整幅を大きく設定することができ
る。

【００５９】この場合、感温弁１２は基本的に熱膨張率
の異なる２つの部材４２，４３によって構成されるた
め、構造の簡素化がはかれ、十分な耐久性が確保され
る。

【００６０】次に、図７に示した他の実施例について説
明する。なお、図１、図２との対応部分には同一符号を
用いて説明する。

【００６１】シリンダブロック１３にオイルフィルタ３
が取付けられる。図中６ａはオイルポンプ１から吐出す
るオイルをオイルフィルタ３に導く供給通路、６ｂはオ
イルフィルタ３から出たオイルを機関各部に導く供給通
路である。

【００６２】シリンダブロック１３にはオイルフィルタ
３より下流側の供給通路６ｂとクランク室１５を連通す
るバイパス通孔５１とバイパス通孔５０が形成される。

【００６３】バイパス通孔５１には円柱状の感温弁１２
が介装される。通孔５１の一端に螺合するボルト５４が
設けられ、ボルト５４の先端と感温弁１２の間にスプリ
ング５５が介装される。感温弁１２はスプリング５５の
付勢力により通孔１６の途中に形成されたテーパ面６２
に押付られる。

【００６４】図８に示すように、感温弁１２は熱膨張率
の異なる円柱５２とこれを嵌合させる筒状部材５３を備
える。円柱５２はその基端部を筒状部材５３の基端部に
螺合させて、筒状部材５３に対して同心状に固定され
る。

【００６５】バイパス通路１１は、バイパス通孔５１
と、筒状部材５３の底部５３ａに開口した通孔５６と、
筒状部材５３の底部５３ａと円柱５２の先端面５２ａの
間に画成される隙間５７と、円筒状部材４３の側部に開
口した通孔６１と、バイパス通孔５０によって構成され
る。

【００６６】円柱５２は筒状部材５３より熱膨張率の小
さい材質で形成され、円柱５２と筒状部材５３の温度が
上昇するのにしたがって両者の間に画成される隙間５７
は小さくなり、油温が所定値以上に上昇すると、円柱５
２の先端面５２ａが筒状部材５３の底部５３ａに接合し
て、バイパス通路１１を全閉する構成とする。この感温
弁１２が全閉する設定油温は、機関各部の耐久性が保証
される最高温度に設定される。

【００６７】感温弁１２は、筒状部材５３の底部５３ａ
と円柱５２の先端面５２ａの間に画成される隙間５７の
断面積を変化させる構造のため、バイパス通路１１の開
口面積を精密に調節することができる。

【００６８】この場合、感温弁１２は基本的に熱膨張率
の異なる２つの部材５２，５３によって構成されるた
め、構造の簡素化がはかれ、十分な耐久性が確保され
る。

【００６９】

【発明の効果】以上説明したように請求項１に記載の内
燃機関の潤滑システムは、機関に駆動されるオイルポン
プと、オイルポンプから吐出するオイルを機関の潤滑部
に導く供給通路と、機関の潤滑部を迂回してオイルポン
プから吐出するオイルを逃がすバイパス通路と、バイパ
ス通路の開口面積を油温が上昇するのに伴って小さく調
節する感温弁とを備えたため、低油温時でもオイルポン
プの吐出圧が必要以上に上昇することが抑えられ、オイ
ルポンプの駆動損失を小さく抑えられ、機関の燃費を低
減できる。

【００７０】請求項２に記載の内燃機関の潤滑システム
は、請求項１に記載の発明において、感温弁は油温が予
め設定された所定値以上に上昇するとバイパス通路を略
全閉する構成としたため、感温弁が略全閉する油温を機
関各部の耐久性が保証される最高温度に設定することに
より、油温が最も上昇する運転条件でも、オイルポンプ
の吐出圧が十分に高められ、機関各部の耐久性を損なわ
ない。

【００７１】請求項３に記載の内燃機関の潤滑システム
は、請求項１または２に記載の発明において、供給通路
の途中にオイルを濾過するオイルフィルタを介装し、バ
イパス通路をオイルフィルタより下流側の供給通路に接
続したため、オイルフィルタによって濾過された清浄な
オイルが感温弁に導かれ、感温弁の作動不良を来すこと
を防止できる。

【００７２】請求項４に記載の内燃機関の潤滑システム
は、請求項１から３のいずれか一つに記載の発明におい
て、感温弁の開度をサーモワックスの熱膨張によって起
こる体積変化に応じて変化させる機構を備えたため、感
温弁は構造の簡素化がはかれ、耐久性を十分に確保する
ことができる。

【００７３】請求項５に記載の内燃機関の潤滑システム
は、請求項１から３のいずれか一つに記載の発明におい
て、互いに熱膨張率の異なる２枚の板状部材を張り合わ
せたバイメタルを備え、感温弁の開度をバイメタルの変
形に応じて変形させる機構を備えたため、感温弁はバイ
メタルを介して構造の簡素化がはかれ、耐久性を十分に
確保することができる。

【００７４】請求項６に記載の内燃機関の潤滑システム
は、請求項１から３のいずれか一つに記載の発明におい
て、第一の部材と、第一の部材より熱膨張率の小さい第
二の部材を備え、感温弁の開度を第一の部材と第二の部
材の間に画成される隙間によって変化させる構造とした
ため、感温弁は構造の簡素化がはかれ、耐久性を十分に
確保することができる。

【００７５】請求項７に記載の内燃機関の潤滑システム
は、請求項６に記載の発明において、第一の部材として
円盤状部材を備え、第一の部材より熱膨張率の小さい第
二の部材として円筒状部材を備え、感温弁の開度を円筒
状部材の内周部と円盤状部材の外周部の間に画成される
隙間によって変化させる構造としたため、バイパス通路
の開口面積の調整幅を大きく設定することができる。

【００７６】請求項８に記載の内燃機関の潤滑システム
は、請求項６に記載の発明において、第一の部材として
棒状部材を備え、第一の部材より熱膨張率の小さい第二
の部材として筒状部材を備え、感温弁の開度を筒状部材
の底部と棒状部材の先端の間に画成される隙間によって
変化させる構造としたため、バイパス通路の開口面積を
精密に調節することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す潤滑システム図。

【図２】同じく感温弁の断面図。

【図３】ポンプ吐出圧の特性図。

【図４】他の実施例を示す感温弁の断面図。

【図５】さらに他の実施例を示す感温弁等の断面図。

【図６】同じく感温弁等の側面図。

【図７】さらに他の実施例を示す感温弁等の断面図。

【図８】同じく感温弁の側面図。

【図９】従来例を示す潤滑システム図。

【符号の説明】

１ オイルポンプ ２ レギュレータバルブ ３ オイルフィルタ ４ メイン潤滑部 ５ ヘッド潤滑部 ６ 供給通路 １１ バイパス通路 １２ 感温弁 １５ クランク室 １７ 弁体 ２１ サーモワックス ３１ バイメタル ４２ 円盤状部材 ４３ 円筒状部材 ４７ 隙間 ５２ 棒状部材 ５３ 筒状部材 ５７ 隙間

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】機関に駆動されるオイルポンプと、 オイルポンプから吐出するオイルを機関の潤滑部に導く
   供給通路と、 機関の潤滑部を迂回してオイルポンプから吐出するオイ
   ルを逃がすバイパス通路と、 バイパス通路の開口面積を油温が上昇するのに伴って小
   さく調節する感温弁と、 を備えたことを特徴とする内燃機関の潤滑システム。
2. 【請求項２】感温弁は油温が予め設定された所定値以上
   に上昇するとバイパス通路を略全閉する構成としたこと
   を特徴とする請求項１に記載の内燃機関の潤滑システ
   ム。
3. 【請求項３】供給通路の途中にオイルを濾過するオイル
   フィルタを介装し、 バイパス通路を供給通路のオイルフィルタより下流側に
   接続したことを特徴とする請求項１または２に記載の内
   燃機関の潤滑システム。
4. 【請求項４】感温弁の開度をサーモワックスの熱膨張に
   よって起こる体積変化に応じて変化させる機構を備えた
   ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載
   の内燃機関の潤滑システム。
5. 【請求項５】互いに熱膨張率の異なる２枚の板状部材を
   張り合わせたバイメタルを備え、 感温弁の開度をバイメタルの変形に応じて変形させる機
   構を備えたことを特徴とする請求項１から３のいずれか
   一つに記載の内燃機関の潤滑システム。
6. 【請求項６】第一の部材と、第一の部材より熱膨張率の
   小さい第二の部材を備え、 感温弁の開度を第一の部材と第二の部材の間に画成され
   る隙間によって変化させる構造としたことを特徴とする
   請求項１から３のいずれか一つに記載の内燃機関の潤滑
   システム。
7. 【請求項７】第一の部材として円盤状部材を備え、 第一の部材より熱膨張率の小さい第二の部材として円筒
   状部材を備え、 感温弁の開度を円筒状部材の内周部と円盤状部材の外周
   部の間に画成される隙間によって変化させる構造とした
   ことを特徴とする請求項６に記載の内燃機関の潤滑シス
   テム。
8. 【請求項８】第一の部材として棒状部材を備え、 第一の部材より熱膨張率の小さい第二の部材として筒状
   部材を備え、 感温弁の開度を筒状部材の底部と棒状部材の先端の間に
   画成される隙間によって変化させる構造としたことを特
   徴とする請求項６に記載の内燃機関の潤滑システム。