JPWO2007091720A1 - 潤滑装置及びオイルパン - Google Patents
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Abstract
Description
前記オイルパンの構造として、前記オイルの昇温を促進することで暖機運転の進行を促進し得るような、所謂2槽式オイルパン構造が広く知られている。この2槽式オイルパン構造を備えた前記オイルパン(以下、単に「2槽式オイルパン」と称する。)は、前記オイルパン内を主室(第一室と称されることもある)と副室(第二室と称されることもある)との2槽に区画するように構成されている。
この2槽式オイルパンを備えた前記潤滑装置は、前記主室内の前記オイルを前記被潤滑機構に供給するように構成されている。また、この2槽式オイルパンは、前記オイル(及び前記被潤滑部材)の温度が低い暖機運転中に前記主室と前記副室との間での前記オイルの流通を制限し、前記オイル(及び前記被潤滑部材)が適当な温度まで昇温した暖機運転終了後に前記制限を解除するように構成されている。
この2槽式オイルパンは、以下のように動作する。まず、暖機運転中においては、前記主室と前記副室との間の前記オイルの流通が制限される。これにより、前記被潤滑機構と前記オイルパンとの間の前記オイルの循環量が、前記主室内に貯留された前記オイルの量に実質的に制限される。よって、前記主室内のオイル(及び前記被潤滑部材)の温度が速やかに上昇し、暖機運転の進行が促進され得る。
また、暖機運転終了後には、前記制限が緩和ないし解除される。これにより、前記副室内に貯留されている前記オイルが前記主室に流入し得るようになる。すなわち、前記オイルパン内の前記オイルのほぼ全量が、前記被潤滑機構と前記オイルパンとの間の前記オイルの循環に供され得るようになる。よって、前記被潤滑機構にて、前記オイルによる良好な潤滑及び冷却が行われ得る。
このような2槽式オイルパンの具体例としては、特開2003−222012号公報(特許文献1)や、特公平5−43850号公報(特許文献2)に記載されたものが知られている。
特開2003−222012号公報(特許文献1)に記載の構成においては、前記オイルパンの内側の空間内に、オイルパンセパレーターが配置されている。このオイルパンセパレーターは、前記オイルパンの内側の前記空間を、前記主室と前記副室との2つの区画に仕切るように構成及び配置されている。
前記主室は、前記被潤滑機構としてのエンジンブロックに向けて開口するように形成されている。この主室は、前記エンジンブロックから前記オイルパンに還流して来る前記オイルを受容し得るように、当該エンジンブロックと連通して設けられている。この主室内の底部には、オイルストレーナーが配置されている。このオイルストレーナーは、前記オイルポンプと接続されていて、前記主室内における前記オイルの吸い込み口を備えている。
前記オイルパンセパレーターには、前記主室と前記副室とを連通させる第一連通孔及び第二連通孔が形成されている。前記第一連通孔は、前記第二連通孔よりも、上方であって、且つ大きな開口径に形成されている。例えば、前記第一連通孔は、直径約8mmの円形の貫通孔として、数個形成されている。また、前記第二連通孔は、直径約2mmの円形の貫通孔として、多数(十数〜数十個)形成されている。
かかる構成を有する前記2槽式オイルパンにおいては、前記オイルの温度変化に伴う粘度変化によって、前記主室と前記副室との間の前記オイルの流通状態が制御される。
具体的には、暖機運転中の低温で粘度が高い前記副室の底部の前記オイルは、開口径が小さく下方に形成された前記第二連通孔を通過し難い。なお、暖機運転中でも、温度が比較的高い前記副室の上部の前記オイルは、開口径が大きく上方に形成された前記第一連通孔を容易に通過して前記主室の上部に流入し得る。一方、暖機運転が進行して、前記副室内の前記オイルが上昇すると、前記第一連通孔及び前記第二連通孔を介して前記主室と前記副室との間の前記オイルの流通が行われ得るようになる。
特公平5−43850号公報(特許文献2)に記載の構成においては、前記主室と前記副室とを仕切る仕切板に、連通部が設けられている。この連通部には、前記主室内の前記オイルの温度に応じて作動する弁装置が設けられている。この弁装置は、暖機運転により前記オイルがある程度高い高温側設定温度(例えば60℃程度)に昇温されるまでは閉じて前記高温側設定温度以上になると開く弁であるサーモスタット弁を備えている。
また、前記装置において、前記副室から前記第一連通孔及び前記第二連通孔を介して前記主室へ流入して前記オイルストレーナーの前記吸い込み口に吸い込まれるオイル流路を想定した場合の、当該オイル流路における前記オイルの流動抵抗をR2−1とする。また、前記主室内に予め貯留されている前記オイルが前記オイルストレーナーの前記吸い込み口に吸い込まれるオイル流路を想定した場合の、当該オイル流路における前記オイルの流動抵抗をR1−1とする。この場合、明らかに、R2−1の方がR1−1よりも大きい。
よって、前記装置においては、暖機運転終了後であっても、暖機運転中と同様に、主として前記主室内に貯留された前記オイルが、前記オイルストレーナーの前記吸い込み口によって吸い込まれて、前記被潤滑機構に供給されることになる。したがって、当該装置においては、前記副室内に貯留されている前記オイルが、前記エンジンブロックと当該オイルパンとの間の循環に供されにくかった。このため、当該装置においては、当該オイルパン内部に(特に前記主室内に継続的に)貯留されている前記オイルの劣化が早くなることがあり得た。
一方、特公平5−43850号公報(特許文献2)に記載の前記2槽式オイルパンを備えた装置においては、前記弁装置の開閉により、比較的大きな開口径のオイル通路が、運転状態に応じて確実に開閉され得る。よって、暖機運転中にあっては、前記副室から前記主室への前記オイルの流入の制限が確実に行われ得る。また、前記副室暖機運転終了後にあっては、当該オイル連通路を介して前記主室と前記副室とが連通することで、前記副室から前記主室への前記オイルの流入が容易に行われ得る。
もっとも、当該装置においては、オイル交換を行う際に、前記主室内の前記オイルの温度は前記高温側設定温度以下となっており、前記弁装置は閉じられている。このため、空になった当該オイルパンに新鮮な前記オイルを注入する際に、当該注入作業がスムーズに行われ難い。
すなわち、当該注入作業の際には、通常、前記吸い込み口が配置されている前記主室内に、新鮮な前記オイルがまず注入される。そして、当該主室内から前記副室内へ当該オイルが順次流出することで、当該オイルパン内に当該オイルが均等に行き渡り得る。しかしながら、前記弁装置が閉じられている場合、前記主室内から前記副室内への前記オイルの流出が速やかに行われ難い。このような場合、前記主室と前記副室との間でオイルレベルの差が生じる。よって、オイル交換の際に、オイルレベルゲージを用いて当該オイルパン内のオイルレベルを調整することが困難であった。
本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、暖機運転が良好に促進され、前記オイルの早期劣化が可及的に抑制され、且つオイル交換作業が速やかに行われ得る2槽式オイルパン、及び当該2槽式オイルパンを備えた潤滑装置を提供することにある。
本発明の対象となる潤滑装置は、被潤滑機構の潤滑のためのオイルを当該被潤滑機構に向けて供給し得るように構成されている。この潤滑装置は、オイルパンと、オイルポンプと、オイルストレーナーと、を備えている。また、本発明の対象となる前記オイルパンは、前記オイルを内側の空間内にて貯留し得るように構成されている。このオイルパンは、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。
前記オイルポンプは、前記オイルパン内に貯留された前記オイルを、前記被潤滑機構に向けて送出し得るように構成されている。前記オイルストレーナーは、前記空間内における前記オイルの吸い込み口を備えていて、前記オイルポンプとオイル流路によって接続されている。
前記オイルパンカバーは、前記被潤滑機構に向けて開口するオイル貯留用凹部を備えている。前記オイルパンセパレーターは、前記オイル貯留用凹部の内側の空間を、第一室と第二室とに分割するように、構成及び配置されている。
前記第一室は、前記被潤滑機構と連通するように、当該被潤滑機構に向けて開口する空間として形成されている。この第一室の底部には、前記オイルストレーナーの前記吸い込み口が配置されている。前記第二室は、前記第一室と隣接するように設けられている。
本発明のオイルパンには、連通弁が設けられ得る。この連通弁は、前記オイルパンセパレーターに設けられる。この連通弁は、前記被潤滑機構の運転状態に応じて前記第一室と前記第二室とを連通させ得るように構成されている。
(1)前記目的を達成するために、本発明のオイルパン及び潤滑装置は、実質的に当該第一室から当該第二室への前記オイルの流出のみを許可し得るように構成された一方向弁を備えたことを特徴としている。この一方向弁は、前記オイルパンセパレーターに設けられている。また、この一方向弁は、前記第一室内のオイルレベルと前記第二室内のオイルレベルとの差によって作動するように構成されている。
かかる構成において、前記被潤滑機構が運転されると、前記オイルポンプが作動する。このオイルポンプの作動により、前記第一室の底部の前記オイルが、前記オイルストレーナーの前記吸い込み口から吸い出されて、前記オイル流路を通って当該オイルポンプに供給される。このようにして前記第一室の底部から吸い出されて前記オイルポンプに供給された前記オイルは、当該オイルポンプによって、前記被潤滑機構に向けて送出される。
被潤滑機構に供給された前記オイルは、当該被潤滑機構にて潤滑作用を奏すると同時に、当該被潤滑機構にて摩擦や燃料の燃焼によって発生している熱を吸収することで昇温する。この昇温したオイルは、重力の作用で前記オイルパンに向けて還流して来る。この還流オイルが、前記被潤滑機構と連通する前記第一室に流入することで、当該第一室内に貯留されている前記オイルが昇温する。
また、始動直前においては、前記第一室と前記第二室とでオイルレベルがほぼ同一であった反面、冷間始動され暖機運転が開始されると、上述のように、前記第一室内の前記オイルが前記オイルポンプによって吸い出されることで、前記第一室の方が前記第二室よりもオイルレベルが低くなり、当該第一室と当該第二室との間でオイルレベルの差が生じる。
もっとも、前記一方向弁は、実質的に前記第一室から当該第二室への前記オイルの流出のみを許可するように構成されている。よって、上述のようなオイルレベルの差が生じても、当該一方向弁を介しての、前記第二室から前記第一室への前記オイルの流入は、実質的に生じない。
このように、暖機運転中においては、前記オイルポンプによって前記第一室内から前記オイルが吸い出される一方、前記第二室から前記第一室への前記オイルの流入は制限される。特に、前記一方向弁を介しての前記第二室から前記第一室への前記オイルの流入は、実質的に生じないようになっている。
これにより、前記被潤滑機構と前記オイルパンとの間で循環される前記オイルの量が、前記第一室内に貯留されている前記オイルの量に実質的に制限される。したがって、当該第一室内における前記オイルの昇温が促進され、暖機運転の進行が促進される。
なお、暖機運転中と暖機運転終了後との切り換えは、前記被潤滑機構の運転状態に応じて行われ得る。この「運転状態」としては、例えば、前記オイルの温度の他に、冷却水温、運転開始からの経過時間、等が用いられ得る(これらの「運転状態」に関する因子は、単独で、あるいは適宜複合して用いられ得る。)。
また、オイル交換のために、当該オイルパンから前記オイルの全量が排出される場合、通常は、前記オイルパンカバーの底部に装着されたドレインボルトが外されることで、当該ドレインボルトによって塞がれていたドレインボルト孔が開放される。
このドレインボルト孔の開放により、前記第二室内の前記オイルが優先的に外部に排出され、当該第二室のオイルレベルが下がる。そして、当該第二室と前記第一室との間で、当該第一室の方が高くなるような(所定量の)オイルレベルの差が生じる。
このようなオイルレベルの差が生じた場合、前記一方向弁が、実質的に当該第一室から当該第二室への前記オイルの流出のみを許可するように作動する。この一方向弁の作動により、前記第一室内に残留した前記オイルが、前記第二室へ流出し、当該第二室及び前記ドレインボルトを介して外部に排出される。したがって、当該オイルパン内に貯留された前記オイルが、効率よく速やかに外部に排出される。
さらに、オイル交換の際に、空の前記オイルパン内に新鮮な前記オイルが注入された場合、例えば、当該オイルが前記第一室に集中的に流入する。そして、当該第一室内のオイルレベルのみが上昇する。この場合も、当該第一室と前記第二室との間で、当該第一室の方が高くなるようなオイルレベルの差が生じる。
このオイルレベルの差により、上述と同様に前記一方向弁が作動する。これにより、前記第一室に注入された新鮮な前記オイルが、当該一方向弁を介して、前記第二室にも供給される。よって、前記第一室及び前記第二室のオイルレベルの調整が確実に行われ得る。したがって、当該オイルパンへの新鮮な前記オイルの注入が、効率よくスムーズに行われ得る。
このように、本構成によれば、暖機運転が良好に促進され、前記オイルの早期劣化が可及的に抑制され得るとともに、オイル交換作業における前記オイルの排出及び注入が速やかに行われ得る。
(2)前記オイルパン及び前記潤滑装置は、以下のように構成されていてもよい:前記オイルパンセパレーターは、底板と側板とを備えている。前記側板は、前記底板を囲むように設けられている。この側板は、前記底板の端部と接続されている。また、前記側板と前記底板とから形成された第一室形成用凹部が、前記被潤滑機構に向けて開口するように構成されている。
ここで、前記底板及び前記側板は、より好ましくは、一体に成形されている。また、前記底板及び前記側板は、より好ましくは、熱伝導性が低く断熱性の高い材質(耐熱性の合成樹脂等)から構成されている。
かかる構成においては、前記被潤滑機構に向けて(上方に)開口する前記第一室形成用凹部の外側に、前記被潤滑機構に向けて(上方に)開口する前記オイルパンカバーが配置される。これにより、前記オイルパンセパレーターにおける前記第一室形成用凹部を構成する部分よりも外側の空間によって、前記第二室が形成される。
すなわち、前記側板が前記オイルパンカバーの内側面から離隔するように、前記オイルパンセパレーターを配置することで、前記第一室の側方における外側に、前記第二室が形成され得る。また、前記底板が前記オイルパンカバーの下端部における内壁面から離隔するように、前記オイルパンセパレーターを配置することで、前記第一室の下方における外側に、前記第二室が形成され得る。
この第二室は、前記第一室の外側に形成されることで、当該第一室を断熱的に覆う断熱層として機能し得る。
また、オイル交換の際に、上述のように、前記ドレインボルトが外されることで前記ドレインボルト孔が開放されると、まず、前記第一室よりも外側に形成された前記第二室内の前記オイルが外部に排出される。これにより、当該第二室のオイルレベルが下がる。そして、当該第二室とその内側の前記第一室との間で、当該第一室の方が高くなるような(所定量の)オイルレベルの差が生じる。
このようなオイルレベルの差が生じると、前記一方向弁が、実質的に当該第一室から当該第二室への前記オイルの流出のみを許可するように作動する。この一方向弁の作動により、前記第一室内に残留した前記オイルが、その外側の前記第二室へ流出し、当該第二室及び前記ドレインボルトを介して外部に排出される。このようにして、当該オイルパン内に貯留された前記オイルが、効率よく速やかに外部に排出される。
さらに、オイル交換の際に、空の前記オイルパン内に新鮮な前記オイルが注入された場合、例えば、当該オイルが前記第一室形成用凹部に集中的に流入する。これにより、前記第一室と前記第二室との間でオイルレベルに差が生じる。
このオイルレベルの差によって、前記第一室形成用凹部に注入された新鮮な前記オイルが、前記一方向弁を介して、当該第一室形成用凹部の外側に形成された前記第二室へ流出する。このようにして、前記第一室形成用凹部に注入された前記オイルが前記第二室にも供給される。
本構成によれば、暖機運転の際に前記第一室がその外側の前記第二室によって断熱的に覆われることで、当該第一室内のオイルの昇温が効果的に促進され得る。これにより、暖機運転の進行がよりいっそう促進され得る。
同時に、本構成によれば、前記第二室が前記第一室の外側に形成された場合であっても、当該オイルパン内に貯留された前記オイルの全量が排出される際に、前記第一室からその外側の前記第二室へ、前記オイルが効率よく排出され得る。また、当該オイルパンへの新鮮な前記オイルの注入の際に、前記第一室からその外側の前記第二室へ、前記オイルが効率よく供給され得る。これにより、オイル交換作業が速やかに行われ得る。
(2’)前記オイルパン及び前記潤滑装置が、還流オイル貯留セパレーターと、オイル還流制御弁と、をさらに備えていてもよい。
ここで、前記還流オイル貯留セパレーターは、前記第二室の上方に、還流オイル貯留室を形成し得るように構成されている。この還流オイル貯留室は、前記被潤滑機構から前記オイルパンに向けて還流して来る還流オイルのうちの、前記第一室に直接還流する部分以外の残部を貯留し得るように形成されている。
前記オイル還流制御弁は、前記還流オイル貯留セパレーターに設けられている。このオイル還流制御弁は、前記被潤滑機構における運転状態に応じて開かれることで、前記還流オイル貯留室から前記第二室への前記オイルの流入を許可し得るように構成されている。
具体的には、前記還流オイル貯留セパレーターは、水平仕切板と、垂直仕切板とから構成され得る。ここで、前記水平仕切板は、前記オイルパンセパレーターに形成された前記第一室形成用凹部の上端と接続されている。この水平仕切板は、前記第二室と前記還流オイル貯留室とを上下方向に仕切るように、構成・配置されている。
前記垂直仕切板は、前記水平仕切板から上方に向けて立設されている。そして、前記水平仕切板及び前記垂直仕切板によって形成された、前記オイルを貯留可能な凹部によって、前記還流オイル貯留室が構成されている。
かかる構成において、前記被潤滑機構に供給された前記オイルは、上述の通り、当該被潤滑機構にて潤滑及び冷却作用を奏することで昇温し、重力の作用で前記オイルパンに向けて還流して来る。この還流オイルの一部は、前記被潤滑機構と連通する前記第一室に流入する。これにより、当該第一室内に貯留されている前記オイルが昇温する。また、前記還流オイルの残部は、前記還流オイル貯留室に一旦受容される。
暖機運転中は、前記還流オイル貯留セパレーターに設けられたオイル還流制御弁が閉じられることで、前記第二室と前記還流オイル貯留室との連通が遮断される。
これにより、制限された量の前記オイルが前記被潤滑機構と前記オイルパンとの間で循環されることで、当該第一室内における前記オイルの昇温が促進される。また、前記第二室の上方に位置する前記還流オイル貯留室に、所定量の前記還流オイルが貯留される。
そして、暖機運転終了後は、前記オイル還流制御弁が開かれることで、前記還流オイル貯留室に貯留された前記還流オイルが前記第二室の上部に流入し、当該第二室のオイルレベルが上昇する。この第二室のオイルレベルの上昇によって、当該第二室の方が前記第一室よりも高くなるようなオイルレベルの差が生じる。
本構成によれば、オイル交換作業の迅速性が確保されつつ、暖機運転終了後の当該オイルパン内の前記オイルの効率的な循環が行われ得る。
(3)前記オイルパン及び前記潤滑装置は、以下のように構成されていてもよい:前記オイルパンセパレーターにおける、前記底板と前記側板の上端部との間には、貫通孔からなる注油孔が形成されている。また、前記一方向弁は、前記第一室内のオイルレベルと前記第二室内のオイルレベルとの差の状態によって、前記注油孔を開閉し得るように構成及び配置された注油孔閉塞弁体を備えている。
かかる構成において、オイル交換の際に、上述のように、前記第二室よりも前記第一室の方が高くなるような(所定量の)オイルレベルの差が生じる。このようなオイルレベルの差が生じることで、前記注油孔閉塞弁体によって前記注油孔が開放され、オイルレベルの高い前記第一室からオイルレベルの低い前記第二室への前記オイルの流出が生じる。
一方、暖機運転中に前記第一室よりも前記第二室の方が高くなるようなオイルレベルの差が生じても、前記注油孔は前記注油孔閉塞弁体によって閉塞される。よって、暖機運転中における前記注油孔を介しての前記第二室から前記第一室への前記オイルの流入が制限される。
本構成によれば、暖機運転の際に前記注油孔を介しての前記第二室から前記第一室内への前記オイルの流入が、簡略な装置構成によって確実に制限され得る。また、オイル交換作業が速やかに行われ得る前記一方向弁が、簡略な装置構成によって実現され得る。
(4)前記注油孔閉塞弁体の外縁と、前記注油孔の内縁とが、線接触するように、当該注油孔及び当該注油孔閉塞弁体が形成されていてもよい。
かかる構成において、前記第二室内のオイルレベルが、前記注油孔及び前記注油孔閉塞弁体の上方となっている際に、前記注油孔閉塞弁体の外縁と前記注油孔の内縁との接合部に向けて、スラッジや不純物等が沈降し得る。
もっとも、本構成においては、前記注油孔閉塞弁体の外縁と前記注油孔の内縁とが線接触している。すなわち、前記注油孔閉塞弁体の外縁と前記注油孔の内縁とが(比較的広い面積で)面接触している場合と異なり、前記スラッジ等が保持され得るような、当該外縁と当該内縁とが狭い隙間を隔てて対向する面積が小さい。
よって、本構成によれば、前記注油孔閉塞弁体の外縁と前記注油孔の内縁との接合部に前記スラッジ等が固着することで、上述のオイルレベルの差に基づく前記注油孔閉塞弁体の適切な開閉動作が妨げられたり、前記注油孔が常時連通したりするような、不具合の発生が、可及的に抑制され得る。
(5)前記オイルパン及び前記潤滑装置は、以下のように構成されていてもよい:前記オイルパンセパレーターにおける、前記側板と前記底板との接続部と、前記側板の上端と、の間には、突出部が形成されている。この突出部は、前記オイルパンの外側に向けて側方に突出するように設けられている。前記注油孔は、前記突出部の上端部を構成する突出部上板に形成されている。前記注油孔閉塞弁体は、自重により下降することで前記注油孔を前記突出部上板の上方から閉塞し得るように構成されている。この場合、前記注油孔閉塞弁体が、前記オイルよりも比重が若干高い(好ましくは略1.2倍ないし略2倍程度)材質から構成されていることが好ましい。
かかる構成において、暖機運転中に、前記第一室と前記第二室との間で、前記第二室の方が高くなるようなオイルレベルの差が生じて、当該第二室におけるオイルレベルが前記突出部上板よりも高くなる場合が生じ得る。
この場合、当該突出部上板の上方の前記オイルの圧力によって、前記注油孔閉塞弁体が下方に向けて押圧される。この注油孔閉塞弁体が受ける押圧と当該注油孔閉塞弁体の自重とにより、前記注油孔が閉塞される。すなわち、前記注油孔を介しての前記第一室から前記第二室への前記オイルの流出が抑制される(当該一方向弁が閉じられる)。
これにより、暖機運転中における、当該注油孔を介しての、前記第二室から前記第一室への前記オイルの不用意な流入が、簡略な構成によって効果的に抑制され得る。
また、オイル交換の際に、上述のように、まず前記第二室内の前記オイルのみが外部に排出されると、当該第二室とその内側の前記第一室との間で、当該第二室の方が低くなるような(所定量の)オイルレベルの差が生じる。このようなオイルレベルの差が生じると、前記第一室内に注入された前記オイルの圧力によって、前記注油弁閉塞弁体が上方に押し上げられる。すると、前記注油孔が開かれ、当該注油孔を介して前記オイルが前記第二室へ流出する。これにより、前記第一室内に残留した前記オイルが前記第二室へ流出する。
さらに、前記オイルが前記第一室内に集中的に注入された場合、当該第一室内のオイルレベルのみが上昇する。この第一室内のオイルレベルが、前記突出部上板の高さまで達すると、当該第一室内に注入された前記オイルの圧力によって、前記注油弁閉塞弁体が上方に押し上げられる。すると、前記注油孔が開放され、当該注油孔を介して前記オイルが前記第一室から前記第二室へ供給される。
本構成によれば、簡略な装置構成によって、暖機運転の促進性能が確保されつつ、オイル交換作業の迅速性が達成され得る。
(6)前記オイルパン及び前記潤滑装置は、以下のように構成されていてもよい:本オイルパン及び本潤滑装置は、オイルレベルゲージ支持部をさらに備えている。このオイルレベルゲージ支持部には、オイルレベルゲージ挿通孔が形成されている。このオイルレベルゲージ挿通孔は、オイルレベルゲージを挿通し得るように構成されている。このオイルレベルゲージは、棒状部材からなり、前記オイルパン内のオイルレベルを目視にて確認し得るように構成されている。そして、前記オイルレベルゲージ支持部は、前記オイルレベルゲージ挿通孔に前記オイルレベルゲージを挿通することで、当該オイルレベルゲージを支持し得るように構成されている。また、前記一方向弁は、前記オイルレベルゲージ支持部における前記オイルレベルゲージ挿通孔に、前記オイルレベルゲージに代えて、オイル交換の際に用いられるオイル交換装置における前記オイルの排出又は注入用のチューブが挿通された場合に、前記注油孔閉塞弁体が前記注油孔を開放するように構成されている。
かかる構成においては、オイル交換の際に、前記オイル交換装置の前記チューブが、前記オイルレベルゲージ支持部における前記オイルレベルゲージ挿通孔に挿通される。これにより、前記注油孔が開放されることで、前記第一室と前記第二室とが連通する。
よって、当該オイルパン内に貯留された前記オイルが、前記チューブを介して外部に排出される際に、前記注油孔を介して前記オイルが流通することで、前記第一室及び前記第二室内に貯留された前記オイルが速やかに前記チューブを介して外部に排出される。また、空になった当該オイルパン内に新鮮な前記オイルが前記チューブを介して注入される際に、前記注油孔を介して前記オイルが流通することで、前記第一室及び前記第二室に新鮮な前記オイルが速やかに行き渡る。
本構成によれば、前記オイル交換装置によって前記第一室及び前記第二室の一方から急激に使用済みの前記オイルが排出されたり、空の前記第一室及び前記第二室の一方に対して急激に新鮮な前記オイルが注入されたりした場合であっても、前記第一室と前記第二室との間で大きな圧力差が生じることが抑制され得る。
よって、前記第一室と前記第二室とを区分する前記オイルパンセパレーターが上述のような大きな圧力差によって破損することが効果的に防止され得る。したがって、前記オイル交換装置を用いたオイル交換作業が、良好かつより迅速に行われ得る。
(7)前記一方向弁は、当接部と、リンク部と、を備えていてもよい。ここで、前記当接部は、前記オイルレベルゲージ挿通孔の中心軸線の延長線上に配置されている。この当接部は、前記チューブが前記オイルレベルゲージ挿通孔に挿通された場合に、前記チューブの先端部と当接し得るように構成されている。また、前記リンク部は、前記当接部と前記チューブの前記先端部とが当接して当該先端部により前記当接部が押圧された場合に、前記注油孔が開放する方向に前記注油孔閉塞弁体を移動させるように構成されている。
かかる構成において、オイル交換の際に、前記オイル交換装置の前記チューブが前記オイルレベルゲージ挿通孔に挿通されることで、当該チューブの先端部は、前記当接部と当接し、且つ当該当接部を押圧する。すると、前記リンク部は、前記注油孔が開放する方向に前記注油孔閉塞弁体を移動させるように作動する。
本構成によれば、前記オイル交換装置を用いたオイル交換作業の際の前記注油孔の開放が、簡略な装置構成によって確実に行われ得る。
(8)前記当接部の表面には、凹凸が形成されていてもよい。この凹凸は、前記チューブの前記先端部に形成された開口であるチューブ先端開口と前記当接部とが当接した場合に、当該チューブ先端開口の端縁との間で隙間が形成され得るような形状に形成されている。
例えば、ナーリング(ローレット)加工、サンドブラスト加工、溝加工等によって、前記凹凸が形成され得る。また、前記当接部に穴や貫通孔を形成することで、前記凹凸が形成され得る。
かかる構成によれば、当該オイルパン内に貯留された前記オイルを、前記オイル交換装置を用いて排出する際に、前記チューブ先端開口が前記当接部の前記表面によって塞がれることが防止され得る。
(9)前記当接部は、前記オイルレベルゲージ支持部に前記オイルレベルゲージが支持されている状態で、当該オイルレベルゲージの先端と離隔するように配置されていてもよい。
かかる構成において、運転中は、前記オイルレベルゲージが前記オイルレベルゲージ挿通孔に挿通されることで、前記オイルレベルゲージ支持部に支持されている。この場合、当該オイルレベルゲージの前記先端は、前記当接部と当接しない。よって、当該オイルレベルゲージを前記オイルレベルゲージ挿通孔に挿通することによって前記注油孔が開放されることはない。
本構成によれば、運転時の前記注油孔の閉塞と、前記オイル交換装置を用いたオイル交換作業の際の前記注油孔の開放とが、簡略な装置構成によって確実に行われ得る。
(10)前記オイルパンセパレーターの前記底板と前記オイルパンカバーの底部との間には、前記第二室を構成する隙間が形成されていてもよい。
かかる構成においては、前記第二室は、前記第一室の側方及び下方のすべてを覆うように形成され得る。よって、暖機運転の際に前記第一室がその外側の前記第二室によって断熱的に覆われることで、当該第一室内のオイルの昇温が効果的に促進され得る。これにより、暖機運転の進行がよりいっそう促進され得る。また、本構成によれば、前記第二室が前記第一室の外側のすべてを覆うように形成された場合であっても、オイル交換作業が速やかに行われ得る。
(11)前記第一室内のオイルレベルに応じて作動することでドレイン孔を開閉し得るように構成されたフロート弁が、さらに備えられていてもよい。ここで、前記ドレイン孔は、前記オイルパンセパレーターの前記底板に形成された貫通孔である。このドレイン孔は、前記第二室を構成する前記隙間と、その上方に位置する前記第一室の底部と、を連通させるように形成されている。そして、前記フロート弁は、フロート部と、弁機構と、を備えている。
前記フロート部は、前記第一室の内側に配置されていて、当該第一室内に貯留された前記オイル中で浮力により浮上し得るように構成されている。前記弁機構は、前記第一室内のオイルレベルの上昇に伴う前記フロート部の上昇によって、前記ドレイン孔を閉塞し得るように構成されている。
かかる構成において、前記第一室内のオイルレベルが充分高い場合、前記フロート部が上限位置まで上昇する。これにより、前記ドレイン孔が、前記弁機構によって閉塞される。よって、暖機運転中における、前記ドレイン孔を介しての前記第二室の底部から前記第一室の底部への前記オイルの流入が抑制(遮断)される。
一方、例えば、極低温始動時において、始動直前のオイル量が少なかったような場合、前記第一室内のオイルレベルが極端に低くなり得る。このような場合、前記フロート部が下降することで、前記弁機構による前記ドレイン孔の閉塞が解除され、前記ドレイン孔を介して前記第二室の底部から前記第一室の底部に前記オイルが供給され得る。
また、オイル交換のために、当該オイルパンから前記オイルの全量が排出される際、前記ドレインボルトが外されることで、前記ドレインボルト孔が開放される。これにより、前記第二室のオイルレベルが下がる。このとき、前記第一室内には、排出されるべき前記オイルが残留していて、前記フロート部が浮力を受けることで、前記弁機構によって前記ドレイン孔が閉塞されている。
もっとも、この場合、前記第一室内のオイルレベルが前記第二室のオイルレベルよりも高くなり、(所定量の)オイルレベルの差が生じることで、前記一方向弁が開かれる。これにより、当該第一室内に貯留されている前記オイルが、当該一方向弁を介して、前記第二室へ流出する。
このように、本構成によれば、前記ドレイン孔が前記フロート弁によって閉塞されつつ、前記第一室内の急激なオイルレベルの低下という不測の事態が生じた場合に前記フロート弁が作動する。よって、暖機運転の進行が確実に促進されつつ、前記被潤滑機構への前記オイルの供給量不足の発生が効果的に抑制され得る。
また、オイル交換のために当該オイルパンから前記オイルの全量が排出される際に、前記一方向弁が作動することで、前記第一室内に貯留された前記オイルが比較的早期に前記第二室に排出され得る。よって、オイル交換作業が速やかに行われ得る。
(12)前記弁機構は、ドレイン孔閉塞弁体と、接続バーと、支持部と、から構成されていてもよい。
ここで、前記ドレイン孔閉塞弁体は、前記第一室の内側であって、前記ドレイン孔の上方に配置されている。前記接続バーは、前記ドレイン孔閉塞弁体と前記フロート部とを接続するように構成されている。前記支持部は、前記接続バーを回動可能に支持するように構成されている。そして、当該弁機構は、前記第一室内のオイルレベルの上昇に伴う前記フロート部の上昇によって前記接続バーが第1の方向に回動することで前記ドレイン孔閉塞弁体が下降し、前記第一室内のオイルレベルの下降に伴う前記フロート部の下降によって前記接続バーが前記第1の方向と反対の第2の方向に回動することで前記ドレイン孔閉塞弁体が上昇するように構成されている。
すなわち、かかる構成においては、前記フロート弁の各構成要素は、前記オイルパンセパレーターの前記底板よりも上方に配置されている。
本構成によれば、前記オイルパンカバーの底部が上方に変形して、当該底部と前記オイルパンセパレーターの前記底板との距離が変動しても、前記第一室内のオイルレベルに応じて前記フロート弁が確実に作動し得る。
また、本構成によれば、前記フロート弁の確実な作動が確保されつつ、前記オイルパンカバーの底部と前記オイルパンセパレーターの前記底板との間の前記隙間が可及的に小さくされ得る。そして、前記オイルパンセパレーターの底板と前記オイルストレーナーの前記吸い込み口との間隔が、当該吸い込み口による前記オイルの吸い込みが良好に行われる程度に広く設定されつつ、当該底板及び当該吸い込み口が、可及的に低い位置に配置され得る。
これにより、当該オイルパン内における前記オイルの貯留量が少なくなった場合であっても、前記第一室内のオイルレベルが、前記オイルストレーナーの前記吸い込み口よりも上方に保たれやすくなる。したがって、前記被潤滑機構への前記オイルの供給量の不足の発生が可及的に抑制され得る。また、当該オイルパン及び当該第一室の容量をそれほど大きくすることなく、前記被潤滑機構への前記オイルの供給量が確保され得る。よって、暖機運転の際の当該第一室内の前記オイルの昇温がより早期に行われ、さらなる燃費低減効果が得られる。
(13)前記一方向弁は、前記フロート弁における前記フロート部の上限位置よりも低くなるように形成されている。すなわち、かかる構成においては、前記一方向弁が、前記第一室の底部に相当する位置であって、前記フロート部の前記上限位置よりも低い位置に配置されている。具体的には、例えば、前記注油孔、前記注油孔閉塞弁体、又は前記突出部上板が、前記上限位置よりも低い位置に配置されている。
かかる構成において、オイル交換のために、前記オイルパンカバーの底部に装着された前記ドレインボルトが外されることで、当該ドレインボルトによって塞がれていた前記ドレインボルト孔が開放される。すると、まず前記第二室内の前記オイルが外部に排出され始め、当該第二室のオイルレベルが下がり始める。そして、当該第二室と前記第一室との間で、前記一方向弁が開かれ得る程度の(わずかな)オイルレベルの差が生じる。
このオイルレベルの差に基づいて生じる前記第一室と前記第二室との差圧によって、当該第一室内に貯留された前記オイルが、前記一方向弁を介して前記第二室へ流出し、当該第二室を通って外部に排出される。このようにして、オイル排出の初期から終期に至るまで、前記第一室及び前記第二室の双方から当該オイルパンの外部へと、前記オイルが、ほぼ連続的に排出され得る。
上述のような、前記一方向弁を介しての、前記第一室から前記第二室への前記オイルの流出は、当該第一室内のオイルレベルが前記一方向弁とほぼ同じ高さになる時点まで生じる。もっとも、この時点においては、当該第一室内のオイルレベルは、前記フロート弁における前記フロート部の上限位置よりも低くなっている。よって、この時点においては、前記ドレイン孔が開放されている。したがって、当該ドレイン孔を介して、前記第一室の底部に残留していた前記オイルが前記第二室の底部(前記隙間)に排出され得る。
一方、かかる構成において、オイル交換のために、空の前記オイルパン内に新鮮な前記オイルが注入される際、まず空の前記第一室内に当該オイルが注入される。このとき、前記フロート弁は下降していて前記ドレイン孔は開放されている。よって、当該オイルは、前記ドレイン孔を介して前記第二室内に流入する。
前記第二室内のオイルレベルが上昇して、前記オイルパンセパレーターの前記底板にまで達すると、前記フロート弁が上昇し始める。もっとも、前記フロート部が前記上限位置まで上昇して前記ドレイン穴が閉塞される前に、前記一方向弁が開かれる。これにより、前記第一室に一旦注入された前記オイルが引き続き前記第二室に供給され得る。そして、前記第一室への前記オイルの注入が終了するまで、前記一方向弁が開き続け得る。すなわち、オイル注入の初期から終期に至るまで、前記第一室及び前記第二室の双方に、新鮮な前記オイルが、連続的に注入され得る。
このように、本構成によれば、前記オイルの注入及び排出の際に、前記一方向弁が比較的早期に開かれ、前記第一室内のオイルレベルの変化と前記第二室内のオイルレベルの変化とが、ほぼ常時連動して変化する。よって、本構成によれば、オイル交換作業がより速やかに行われ得る。
また、本構成によれば、オイル注入の際に、前記第一室のオイルレベルと前記第二室のオイルレベルとがほぼ一致するように、前記第一室と前記第二室のオイルレベルの調整が適切に行われ得る。したがって、オイル注入の際に、前記オイルレベルゲージによって、当該オイルパン内のオイル量が適切且つ容易に把握され得る。
さらに、万一、スラッジ等の堆積によって前記フロート弁が開かなくなった場合であっても、前記第一室から可及的に多量の前記オイルが前記第二室に排出され得る。よって、当該第一室に残留した古い前記オイルの量が可及的に抑制され得る。また、前記オイルの注入の際に、前記ドレイン孔が開いていなくても、比較的早期に前記第一室から前記第二室への前記オイルの供給が生じ得る。
このように、本構成によれば、前記オイルを排出する際に、前記第一室内に貯留された前記オイルが確実に前記第二室へ排出され得る。また、前記第一室に一旦注入された新鮮な前記オイルが確実に前記第二室に供給され得る。したがって、本構成によれば、オイル交換がより速やか且つ確実に行われ得る。
特に、上述のように、前記弁機構が、前記ドレイン孔閉塞弁体と、前記接続バーと、前記支持部と、から構成されていて、前記フロート弁の各構成要素が、前記オイルパンセパレーターの前記底板よりも上方に配置されている場合に、前記オイルの排出及び注入が確実に行われ得る。
図2は、図1に示されているオイルパンの実施形態の概略構成を示す側断面図である。
図3は、図2に示されているドレイン孔の周辺を拡大した側断面図である。
図4A及び図4Bは、図2に示されている連通弁の周辺を拡大した側断面図であって、図4Aは低温時における閉弁状態を示したものであり、図4Bは高温時における開弁状態を示したものである。
図5は、図2に示されている注油弁の周辺を拡大した側断面図である。
図6A、図6B、図7A、図7B、図8A、図8B、図9A、及び図9Bは、図2に示されているオイルパンにおけるオイル交換の際の、フロート弁及び注油弁の動作の様子を示す側断面図である。
図10は、図2に示されているオイルパンの変形例の概略構成を示す側断面図である。
図11Aは、図10に示されているオイルパンにおけるオイル注入時の動作の様子を示す側断面図である。図11Bは、このオイルパンにおける暖機運転時の動作の様子を示す側断面図である。
図12は、図5に示されている注油弁の変形例の構成を拡大して示す側断面図である。
図13は、図5に示されている注油弁の別の変形例の構成を拡大して示す側断面図である。
図14Aは、図2に示されているフロート弁の変形例の構成を拡大して示す平面図であり、図14Bは、同側断面図である。
図15Aは、図2に示されているフロート弁の別の変形例の構成を拡大して示す平面図であり、図14Bは、同側断面図である。
図16A、図16B、及び図16Cは、図2に示されているフロート弁のさらに別の変形例の構成を示す側断面図である。
図17A及び図17Bは、図2に示されているフロート弁のさらに別の変形例の構成を示す図であって、図17Aはフロートガイド部材の平面図であり、図17Bは、オイルパンセパレーターのドレイン孔周辺を拡大した側断面図である。
図18A、図18B、及び図18Cは、図17に示されているフロート弁の動作の様子を示す側断面図である。
図19Aは、図2に示されているフロート弁のさらに別の変形例の構成を示す正面図であり、図19Bは同側面図である。
図20は、図2に示されているオイルパン及び注油弁の別の変形例の要部の構成を示す側断面図である。
図21は、図20に示されている注油弁の平面図である。
図22は、図2に示されているオイルパンの別の変形例の構成を示す側断面図である。
<実施形態のエンジンの概略構成>
図1は、本発明の潤滑装置の一実施形態であるエンジン10の概略図である。このエンジン10は、エンジンブロック20と、オイルパン30と、オイル供給部40と、を備えている。
被潤滑機構としてのエンジンブロック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。このエンジンブロック20の下端部には、オイルパン30が接続されている。このオイルパン30は、エンジンブロック20内の潤滑のためのオイルを、その内側の空間内にて貯留し得るように構成されている。オイルパン30の詳細な構成については後述する。
オイル供給部40は、オイルパン30内に貯留されているオイルを、エンジンブロック20の内部の各部に供給し得るように、以下のように構成されている。
オイルストレーナー41は、オイルパン30の内側に配置されている。このオイルストレーナー41は、オイルパン30の内側に貯留されたオイルを吸い込むためのオイル吸い込み口41aを備えている。また、このオイルストレーナー41は、エンジンブロック20に設けられたオイルポンプ42と接続されている。
オイルポンプ42は、オイルパン30内に貯留されたオイルを、エンジンブロック20内の前記被潤滑部材に向けて送出し得るように構成されている。具体的には、本実施形態においては、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いる。このオイルポンプ42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。
オイルストレーナー41とオイルポンプ42とは、ストレーナー流路43によって接続されている。このストレーナー流路43は、金属製又は合成樹脂製のパイプからなり、その下端がオイルストレーナー41に接続されている。このストレーナー流路43の上端は、エンジンブロック20の下端部に形成されたオイル通路であるポンプ入口通路42bと接続されている。
オイルポンプ42のオイル送出側は、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ー44と、オイル輸送路45を介して接続されている。また、オイルフィルター44は、前記各被潤滑部材に向かうオイル流路として設けられたオイル供給路46と接続されている。
<実施形態のオイルパンの構成>
図2は、図1に示されているオイルパン30の実施形態である、オイルパン130の概略構成を示す側断面図である。
図2を参照すると、本実施形態のオイルパン130は、オイルパンカバー131と、オイルパンセパレーター132と、還流オイル貯留セパレーター133と、ロワーケース134と、フロート弁135と、連通弁136と、オイル還流制御弁137と、注油弁138と、を備えている。
<<オイルパンカバー>>
オイルパンカバー131は、オイルパン130の下部カバーを構成する部材である。このオイルパンカバー131は、鋼板をプレス金型で絞り加工することによって、上方のシリンダブロック20aに向かって開口するように、バスタブ状に形成されている。すなわち、このオイルパンカバー131は、上方のシリンダブロック20aに向かって開口するように形成されたオイル貯留用凹部131aの内側の空間内に、オイルを貯留し得るように構成されている。
オイル貯留用凹部131aは、底板131a1と側板131a2とから構成されている。底板131a1と側板131a2とは、上述のバスタブ形状を形成するように、継ぎ目なく一体に成形されている。側板131a2は、底板131a1の周縁から上方に立設するように設けられている。
なお、本実施形態においては、オイル貯留用凹部131aの上端である、オイルパンカバー131の側板131a2の上端は、図中1点鎖線で示されているように、オイルレベルゲージ50におけるオイルレベルの表示「F」に相当する高さに設定されている。
ここで、オイルレベルゲージ50は、棒状部材からなり、その先端部にて、オイルパン130内(第二室30b内)のオイルレベルを目視で確認し得るように構成されている。
底板131a1における最低位置には、ドレインボルト孔131cが設けられている。ここで、「最低位置」とは、エンジン10を含む所定の装置(例えば自動車等)が水平な地面に置かれた場合の、鉛直方向(重力が作用する方向)における最も低い位置をいうものとする。
このドレインボルト孔131cの内縁部には、ドレインボルト131dが捩じ込まれ得るように、ネジ山が形成されている。そして、オイルパンカバー131は、オイル貯留用凹部131aに貯留されたオイルがドレインボルト孔131cに向かって重力の作用で淀みなくスムーズに流れ落ち得るような形状に構成されている。
オイルパンカバー131の側板131a2の上端における周縁部には、フランジ部131eが形成されている。このフランジ部131eは、側板131a2の上端から外側に延びるように立設されている。このフランジ部131eが後述するロワーケース134にボルト等で固定されることで、当該オイルパンカバー131が、当該ロワーケース134を介して、シリンダブロック20aの下端部と接続されている。
<<オイルパンセパレーター>>
オイルパンセパレーター132は、熱伝導性の低い合成樹脂によって、一体に成形されている。
このオイルパンセパレーター132を構成する材料としては、例えば、ナイロン、ポリイミド、ポリアミドイミド(PAI)、ポリサルフォン(PSF)、ポリアリレート(PAR)、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(PFA)等の、耐熱性の高い(耐熱温度が150℃、好ましくは250℃を超える)合成樹脂、又はこれらをガラス繊維等によって強化したものが、好適に用いられ得る。
本実施形態においては、オイルパンセパレーター132は、耐熱性、機械的強度、及び高温クリープ強度が高い、ガラス繊維強化された6ナイロン樹脂によって構成されているものとする。
オイルパンセパレーター132は、オイルパンカバー131におけるオイル貯留用凹部131a内に配置されている。そして、当該オイルパンセパレーター132は、当該オイル貯留用凹部131aを、第一室30aと第二室30bとに分割し得るように、構成及び配置されている。
ここで、第一室30aは、シリンダブロック20aに向かって開口するように形成されている。また、この第一室30aは、シリンダブロック20aと、第一室開口部30a1を介して連通するように設けられている。この第一室30aの底部には、オイルストレーナー41のオイル吸い込み口41aが配置されている。
第二室30bは、当該オイルパンセパレーター132を隔てて、第一室30aと隣接するように設けられている。この第二室30bは、第一室30aの側方及び下方を囲むように、当該第一室30aの外側に設けられている。すなわち、第一室30aの下方及び側方の空間であって、オイルパンカバー131とオイルパンセパレーター132とで挟まれた空間によって、第二室30bが形成されている。
オイルパンセパレーター132には、第一室形成用凹部132aが設けられている。この第一室形成用凹部132aの内側の空間によって、シリンダブロック20aに向かって開口する第一室30aが形成されている。この第一室形成用凹部132aは、底板132a1と側板132a2とから形成されている。
底板132a1は、オイルパンカバー131の底板131a1との間に、第二室30bを構成する隙間が形成されるように配置されている。
側板132a2は、底板132a1を囲むように設けられている。また、側板132a2は、底板132a1の端部(周縁部)から上方に立設するように設けられている。さらに、側板132a2は、オイルパンカバー131の側板131a2との間に、第二室30bを構成する隙間が形成されるように配置されている。この底板132a1の端部と側板132a2の下端部とが接続されることで、底板132a1及び側板132a2は、継ぎ目なく一体に成形されている。
側板132a2の上端部、すなわち第一室30aの上端部には、第一室開口部30a1が形成されている。本実施形態においては、第一室開口部30a1の位置は、図中1点鎖線で示されているように、オイルレベルゲージ50におけるオイルレベルの表示「F」に相当する高さに設定されている。この第一室開口部30a1は、シリンダブロック20aと第一室30aとを連通させるように形成されている。すなわち、シリンダブロック20aから重力の作用により落下してくる還流オイルが、この第一室開口部30a1を通過して、第一室30a内に達し得るように、当該第一室開口部30a1が形成されている。
第一室形成用凹部132aにおける、図示しないパワートレイン機構と近接する側(図中右側)の底部には、側方に向けて突出するように、突出部132bが設けられている。この突出部132bは、第一室30aの底部が第二室30b側(外側)に突出するように形成されている。この突出部132bの上端部には、平板状の突出部上板132b1が形成されている。この突出部上板132b1は、水平面と略平行な平坦部として形成されている。
本実施形態においては、突出部132bは、オイルパン130の底部に形成されている。すなわち、突出部上板132b1は、オイルレベルゲージ50におけるオイルレベルの表示「L」に相当する高さよりも下方に形成されている。また、突出部上板132b1は、オイルパン130の最低部であるオイルパンカバー131の底板131a1と、上述のオイルレベル「L」と、の中間位置に配置されている。さらに、この突出部上板132b1は、オイルストレーナー41の上端部と略同じ高さに形成されている。
ここで、オイルレベルゲージ50におけるオイルレベル「L」は、例えば、過酷な運転条件下でもオイルストレーナー41のオイル吸い込み口41aからオイルが良好に吸い込まれる最低限のオイルレベルに相当する高さに設定され得る。
具体例としては、オイルレベル「L」は、極低温環境下(例えば−30℃程度)における冷間始動時にて、オイルストレーナー41のオイル吸い込み口41aから空気が吸入されないような、始動前の最低限のオイルレベルに設定され得る。このようなオイルレベル「L」の高さは、実験等によって設定され得る。
また、オイルレベル「F」は、上述のオイルレベル「L」におけるオイル貯留量に対して、適当な量のオイルを加えた場合のオイルレベルに設定され得る。
本実施形態のオイルパン130においては、第一室30a内のオイルレベルが「F」の場合の当該第一室30a内のオイルの貯留量は、略2.8リットルに設定されている。また、第一室30a内のオイルレベルが「L」の場合の当該第一室30a内のオイルの貯留量は略1.6リットルに設定されている。そして、オイルレベル「F」とオイルレベル「L」との高さの差は、略10〜50mmに設定されている。
オイルパンセパレーター132の側板132a2の上端における周縁部には、フランジ部132cが形成されている。このフランジ部132cは、側板132a2の上端から外側に延びるように立設されている。このフランジ部132cが後述するロワーケース134にボルト等で固定されることで、当該オイルパンセパレーター132が、当該ロワーケース134を介して、シリンダブロック20aの下端部と接続されている。
オイルパンセパレーター132の底板132a1の最低位置には、貫通孔としてのドレイン孔132dが設けられている。このドレイン孔132dは、オイルパンカバー131の底板131a1とオイルパンセパレーター132の底板132a1との間の、第二室30bを形成する隙間と、その上方に位置する第一室30aの底部と、を連通させ得るように形成されている。
また、このドレイン孔132dは、オイルストレーナー41のオイル吸い込み口41aの近傍位置に形成されている。このドレイン孔132dは、低温(例えば0℃程度)の高粘度のオイルであっても第一室30aの外部(第二室30b側)に流出させ得る程度の充分な大きさ(例えば直径20mm程度)に形成されている。
<<還流オイル貯留セパレーター>>
還流オイル貯留セパレーター133は、オイルパンセパレーター132における上述の突出部上板132b1の上方に配置されている。この還流オイル貯留セパレーター133は、上述の図示しないパワートレイン機構と近接する部分(図中右側の部分)における第二室30bの上方に、還流オイル貯留室30cを形成し得るように構成されている。
この還流オイル貯留室30cは、シリンダブロック20aからオイルパン130に向けて還流して来る前記還流オイルのうちの、第一室30aに直接流入する部分以外の残部を、暖機運転中に所定量貯留し得るように構成されている。すなわち、還流オイル貯留室30cは、シリンダブロック20aにおける、上述の図示しないパワートレイン機構と近接する側にて、重力の作用で還流してきた前記還流オイルを、受容して一旦貯留し得るように形成されている。
本実施形態における還流オイル貯留セパレーター133は、オイルパンセパレーター132と同材質の合成樹脂によって構成されていて、当該オイルパンセパレーター132と一体に形成されている。この還流オイル貯留セパレーター133は、水平仕切板133aと、垂直仕切板133bと、から構成されている。
水平仕切板133aは、平板状の部材であって、オイルパンセパレーター132の突出部上板132b1と略平行に配置されている。この水平仕切板133aは、第二室30bの上部と還流オイル貯留室30cとを仕切るように配置されている。
水平仕切板133aの、上述の図示しないパワートレイン機構から離間する側(図中左側)の端部から、上方に延びるように、垂直仕切板133bが立設されている。この垂直仕切板133bは、エンジン長手方向(気筒配列方向、すなわちクランクシャフト22の長手方向:図中左右方向)における還流オイル貯留室30cの一端部を規定するように配置されている。
水平仕切板133aには、オイル還流貫通孔133c及びオイルレベルゲージ支持貫通孔133dが形成されている。
オイル還流貫通孔133cは、還流オイル貯留室30cの外側に形成されている。すなわち、このオイル還流貫通孔133cは、垂直仕切板133bよりも、上述の図示しないパワートレイン機構から離間する側(図中左側)に配設されている。このオイル還流貫通孔133cは、垂直仕切板133bを乗り越えて還流オイル貯留室30cから溢れ出た前記還流オイルの少なくとも一部が通過して第二室30bに流入し得るように形成されている。
オイルレベルゲージ支持貫通孔133dは、水平仕切板133aに形成された貫通孔であって、棒状のオイルレベルゲージ50を支持し得るように構成されている。このオイルレベルゲージ支持貫通孔133dは、第二室30bにおける最高位置に形成されている。また、オイルレベルゲージ支持貫通孔133dは、還流オイル貯留室30cの内側に形成されている。すなわち、このオイルレベルゲージ支持貫通孔133dは、上述の図示しないパワートレイン機構と近接する側(図中右側)の、水平仕切板133aの端部に配設されている。
このオイルレベルゲージ支持貫通孔133dは、オイルレベルゲージ50が挿入された状態において、当該オイルレベルゲージ50との間に所定幅の狭い隙間が形成されるような形状に形成されている。ここで、当該「所定幅の狭い隙間」とは、暖機運転中の低温で高粘度のオイルの通過が困難となるような狭さである反面、暖機運転終了後の比較的高温(例えば60℃以上)で低粘度のオイルの通過が容易となるような程度のクリアランスを有するような幅(例えば数mm程度)をいう。
そして、本実施形態においては、オイルパンセパレーター132及び還流オイル貯留セパレーター133は、エンジン10のあらゆる運転状態においてオイルが常に良好に循環し得るような、適宜の形状に形成されている。すなわち、暖機運転中にて、適切な量の前記還流オイルが第一室開口部30a1を介して直接的に第一室30a内に還流することで、極低温始動時の第一室30a内のオイル不足が防止されつつ、当該第一室30a内のオイルの昇温による暖機運転が充分に促進されるように、水平仕切板133a及び垂直仕切板133bの形状が適宜設定されている。
具体的には、本実施形態のオイルパン130は、シリンダブロック20aの下端の開口部のうちの略30〜60%が第一室30aに直接に対向するように構成されている。換言すれば、本実施形態のオイルパン130は、シリンダブロック20aの下端の開口部のうちの略40〜70%が、還流オイル貯留室30cと対向するように構成されている。そして、前記還流オイルのうちの略30〜60%が第一室30aに直接還流し、前記還流オイルのうちの略40〜70%が、還流オイル貯留室30cに一旦受容される(このうちの一部は、垂直仕切板133bを乗り越えて第一室30a内に流入することがあり得る)ように、オイルパンセパレーター132及び還流オイル貯留セパレーター133の形状が適宜設定されている。
<<ロワーケース>>
ロワーケース134は、シリンダブロック20aの下端部に配置されたクランクシャフト22の下方を覆うように配置されている。このロワーケース134は、側壁部134aと、スロープ部134bと、上側フランジ部134cと、下側フランジ部134dと、内側フランジ部134eと、から構成されている。
側壁部134aは、クランクシャフト22の下方を側方から覆うように、筒状に構成されている。スロープ部134bは、側壁部134aの下端の開口における、上述の図示しないパワートレイン機構と近接する側(図中右側)の部分を、下側から塞ぐように配置されている。このスロープ部134bの上面は、受け止められた前記還流オイルが上述のオイルパンカバー131の内側の空間に向かって緩やかに送り込まれ得るように形成されている。
そして、このロワーケース134における側壁部134a及びスロープ部134bと、上述の還流オイル貯留セパレーター133における水平仕切板133a及び垂直仕切板133bと、によって囲まれた空間によって、上述の還流オイル貯留室30cが形成されている。
側壁部134aの上端から外側に略水平に延びるように、上側フランジ部134cが形成されている。この上側フランジ部134cが、ボルト等によってシリンダブロック20aの下端面に接合・固定されることで、当該ロワーケース134がシリンダブロック20aと接続されている。
側壁部134a及びスロープ部134bの下端から外側に略水平に延びるように、下側フランジ部134dが形成されている。この下側フランジ部134dに、上述のオイルパンカバー131におけるフランジ部131eが接合・固定されることで、当該オイルパンカバー131がロワーケース134の下端の開口を塞ぐように、当該ロワーケース134と接続されている。
側壁部134a及びスロープ部134bの下端から内側に略水平に延びるように、内側フランジ部134eが形成されている。この内側フランジ部134eに、上述のオイルパンセパレーター132におけるフランジ部132c、及び還流オイル貯留セパレーター133の端部が接合・固定されることで、当該オイルパンセパレーター132及び還流オイル貯留セパレーター133が、オイルパンカバー131の内側の空間内にて支持されている。
<<フロート弁>>
オイルパンセパレーター132の底部に形成された上述のドレイン孔132dには、フロート弁135が装着されている。フロート弁135は、第一室30a内のオイルレベルに応じて作動することで、ドレイン孔132dを開閉し得るように構成されている。このフロート弁135は、フロート部135aと、接続バー135bと、ドレイン孔閉塞弁体135cと、を備えている。
フロート部135aは、第一室30a内に配置されている。このフロート部135aは、第一室30a内に貯留されたオイル中で浮力により浮上し得るように構成されている。具体的には、フロート部135aは、オイルの比重(0.85〜0.98)よりも低い比重を有する材質から構成されている。このフロート部135aは、例えば、耐熱性を有する発泡性樹脂(フェノール樹脂、ポリエステル、ポリプロピレン等の発泡体)や、耐熱性を有する合成樹脂の中空成形体等から構成され得る。
フロート部135aは、接続バー135bの一端部に設けられている。接続バー135bの他端部には、ドレイン孔閉塞弁体135cが接続されている。このドレイン孔閉塞弁体135cは、第二室30b側に配置されていて、当該ドレイン孔閉塞弁体135cがオイルパンセパレーター132の底板132a1に当接することで、ドレイン孔132dを下方から塞ぎ得るように構成されている。
図3は、図2に示されているドレイン孔132dの周辺を拡大した側断面図である。図3を参照すると、ドレイン孔閉塞弁体135cの上面であって、ドレイン孔132d(底板132a1)と対向する面であるバルブ表面135c1は、凸状の球面状に形成されている。また、ドレイン孔132dの下側の開口端であって、バルブ表面135c1と対向する部分には、弁体接触面132d1が形成されている。この弁体接触面132d1は、凹状の球面状に形成されている。
ここで、本実施形態においては、バルブ表面135c1における曲率半径Rvと、弁体接触面132d1の曲率半径RHとの関係が、Rv≦RHとなるように、バルブ表面135c1及び弁体接触面132d1が形成されている。
再び図2を参照すると、本実施形態のフロート弁135は、第一室30a内のオイルレベルが所定のフロート下降開始レベル以上となった場合に、フロート部135aの浮力によって図2に示されている上限位置まで上昇することで、ドレイン孔閉塞弁体135cによってドレイン孔132dを下方から塞ぎ得るように構成されている。また、このフロート弁135は、第一室30a内のオイルレベルが前記フロート下降開始レベルより下となって、第一室30a内のオイル量の不足が生じた場合に、下降することでドレイン孔132dを開放し得るように構成されている。
なお、このフロート弁135は、上限位置まで上昇した場合のフロート部135aの高さ(以下、単に「フロート部135aの上限位置」と称する。)が、オイルパンセパレーター132の突出部132bにおける上端部を構成する突出部上板132b1よりも高くなるように配置されている。また、本実施形態における「フロート部135aの高さ」は、フロート部135aにおける重心位置をいうものとする。そして、本実施形態のフロート弁135においては、「フロート部135aの上限位置」と、前記フロート下降開始レベルとが、ほぼ一致するように構成されている。
<<第一室と第二室との間のオイル連通路の構成>>
オイルパンセパレーター132の側板132a2の底部には、連通弁136が設けられている。この連通弁136は、側板132a2を貫通するように設けられている。
連通弁136は、エンジン10の運転状態に応じて変化する第一室30a内のオイルの温度に応じて第一室30aと第二室30bとを連通させ得るように構成されている。すなわち、この連通弁136によって、第一室30aと第二室30bとの間でのオイルの流通が第一室30a内のオイルの温度に応じて可能となるオイル連通路が構成されている。
連通弁136は、オイルレベルゲージ50におけるオイルレベル表示「L」よりも低く、且つオイルストレーナー41のオイル吸い込み口41aよりも高い位置に配置されている。また、この連通弁136の中央部が、フロート部135aの前記上限位置とほぼ等しくなる(好ましくは、前記上限位置よりも若干(数mmないし数cm程度)高くなる)ように、当該連通弁136が配置されている。また、連通弁136は、還流オイル貯留室30cから最も遠い側の側板132a2に設けられている。
図4A及び図4Bは、図2に示されている連通弁136の周辺を拡大した側断面図である。ここで、図4Aは、低温時における閉弁状態を示し、図4Bは、高温時における開弁状態を示している。この連通弁136は、第一室30a内のオイルの温度に感応する感温部であるワックス136aを備えている。この連通弁136は、ワックス136aが第一室30a側に位置するように配置されている。
ワックス136aは、金属製のサーモスタット弁体136bの内部に封入されている。このサーモスタット弁体136bは、中心に貫通孔を有する略円板状の連通路開閉弁136b1と、内部にワックス136aが封入された空洞部を有する略円柱形状の本体部136b2と、連通路開閉弁136b1及び本体部136b2を接続する略円筒形状の接続部136b3とから構成されている。
連通路開閉弁136b1に形成された上述の貫通孔は、接続部136b3の円筒の内側の空間と接続するように形成されている。これらの貫通孔及び空間の内側には、ロッド136cが配置されている。このロッド136cは、ワックス136aが封入された前記空洞部内にその一端が露出するように配置されている。また、このロッド136cは、前記一端と反対側の他端が連通路開閉弁136b1からサーモスタット弁体136bの外部に露出するように配置されている。
連通路開閉弁136b1の前記貫通孔には、シール部材136eが挿入されている。このシール部材136eによって、サーモスタット弁体136b内に封入されているワックス136aが、当該サーモスタット弁体136bの外部に漏出しないようにシールされている。
サーモスタット弁体136bにおける本体部136b2の周囲は、金属製の略円筒状の部材である筐体136dによって囲まれている。この筐体136dには、貫通孔としての第一室側開口部136d1が形成されている。この第一室側開口部136d1は、当該筐体136dの内側の空間と外側の空間(第一室30a)とを連通させ得るように構成されている。
筐体136dの、第一室30a側の端部には、貫通孔136d2が形成されている。この貫通孔136d2は、その内側をサーモスタット弁体136bの本体部136b2が移動(摺動)し得るように構成されている。
筐体136dの、第二室30b側の端部には、円板状のフランジ部136fが、外側(図中上下方向)に向かって延びるように形成されている。このフランジ部136fが、オイルパンセパレーター132の側板132a2に対してボルトB及びナットNによって固定されることにより、連通弁136が当該側板132a2に装着されている。
フランジ部136fよりも第二室30b側には、当該第二室30b側に露出した板状部材からなる第二室側カバー136gが設けられている。この第二室側カバー136gには、貫通孔である第二室側開口部136g1が形成されている。また、第二室側カバー136gには上述のロッド136cにおける前記他端が固着されている。そして、当該第二室側カバー136gと連通路開閉弁136b1とが当接した場合に、筐体136dの内側の空間と第二室側カバー136gの内側の空間との連通が当該連通路開閉弁136b1によって遮断され得るように、当該第二室側カバー136g(及び連通路開閉弁136b1)の形状が設定されている。
筐体136dの内側の空間には、サーモスタット弁体136bの周囲を囲むように配置されたコイルスプリング136hが配置されている。このコイルスプリング136hは、その一端側が連通路開閉弁136b1に当接し、他端側が筐体136dにおける前記一端側に当接するように配置されている。
かかる構成を有する連通弁136は、ワックス136aが封入されているサーモスタット弁体136bの周囲の温度が所定の開弁温度よりも低温の場合、ワックス136aが収縮することで、図4Aに示されているように、第一室30aと第二室30bとの連通を遮断するように構成されている(閉弁状態)。
すなわち、上述のようなワックス136aの収縮により、コイルスプリング136hの弾性力によってワックス136aの封入されている空洞部内にロッド136cが押し込まれることで、第二室側カバー136gと連通路開閉弁136b1とが当接して、第一室30aと第二室30bとの連通が遮断されるようになっている。
また、この連通弁136は、ワックス136aが封入されているサーモスタット弁体136bの周囲の温度が高温の場合、ワックス136aが溶融されて当該ワックス136aの体積が膨張することで、図4Bに示されているように、第一室側開口部136d1と第二室側開口部136g1との間で筐体136dの内部を通したオイル連通路(以下、単に「オイル連通路」と称する。)が開通するように構成されている(開弁状態)。
すなわち、上述のようなワックス136aの膨張により、ワックス136aの封入されている空洞部内からロッド136cの前記一端が押し出されることで、サーモスタット弁体136bがコイルスプリング136hの押圧力に抗して第一室30a側に押し出され、第二室側カバー136gと連通路開閉弁136b1との間に隙間が生じるようになっている。
そして、当該連通弁136は、温度上昇に応じて開弁率(前記オイル連通路における最大流路断面積に対する現在の流路断面積の割合)が高くなるようになっている。
すなわち、当該連通弁136の近傍における第一室30a内のオイル温度に応じて、ワックス136aの膨張によってサーモスタット弁体136bが第一室30a側に押し出される力と、前記コイルスプリング136hによる押圧力とが釣り合うような所定の位置に、当該サーモスタット弁体136bが位置することで、前記オイル連通路におけるオイルの交流状態が前記オイル温度に応じて変化するようになっている。
このように、ワックス136a、サーモスタット弁体136b、及びロッド136cにより、第一室30a内のオイルの温度に応じて変形し得る感温変形部が構成されている。
<<第二室と還流オイル貯留室との間のオイル還流路の構成>>
再び図2を参照すると、水平仕切板133aと、垂直仕切板133bと、ロワーケース134とによって、上述の還流オイル貯留室30cが形成されている。
上述の通り、オイル還流貫通孔133cは、還流オイル貯留室30cによって一旦受け止められた後に垂直仕切板133bを乗り越えて当該還流オイル貯留室30cから溢れ出た前記還流オイルを、第二室30bに還流させ得るように形成されている。
また、オイルレベルゲージ支持貫通孔133dは、オイルレベルゲージ50が挿入された状態において、当該オイルレベルゲージ50との間に所定幅の狭い隙間が形成されるような形状に形成されている。すなわち、このオイルレベルゲージ支持貫通孔133dは、暖機運転終了後に相当する高温の前記還流オイルを、還流オイル貯留室30cから第二室30bの上部へ還流させ得るように構成されている。
さらに、還流オイル貯留室30cの底板を構成する水平仕切板133aには、オイル還流凹部133a1が形成されている。このオイル還流凹部133a1には、オイル還流制御弁137が設けられている。
オイル還流制御弁137は、上述の連通弁136と同様の構成を有している。すなわち、オイル還流制御弁137は、還流オイル貯留室30cに貯留されたオイルの温度に応じて開閉することで、還流オイル貯留室30cとその下方の第二室30bとの連通状態を制御し得るように構成されている。
そして、オイル還流制御弁137は、還流オイル貯留室30cに一時的に貯留されている前記還流オイルの温度が所定の高温(例えば60℃)に達した場合に開弁することで、当該還流オイルを還流オイル貯留室30cから一気に第二室30b内に流入させ得るように構成されている。
なお、本実施形態においては、還流オイル貯留室30cと第二室30bとの連通部を構成するオイル還流制御弁137と、第一室30aと第二室30bとの連通部(前記オイル連通路)を構成する連通弁136とは、対角位置(最も離れた位置)に配置されている。また、本実施形態においては、オイル還流制御弁137は、連通弁136よりも後から開弁するように構成されている。
以上の通り、還流オイル貯留室30cと、第二室30bの上部とは、連通弁136が、還流オイル貯留室30cと第二室30bとの連通部であるオイル還流制御弁137と対角位置(最も離れた位置)に配置されている。オイル還流貫通孔133c、オイルレベルゲージ支持貫通孔133d、及びオイル還流制御弁137を介して連通するようになっている。
すなわち、当該第一室開口部30a1によって、前記還流オイルが第一室30aに直接的に還流する第一のオイル還流路が構成されている。また、オイル還流貫通孔133c、オイルレベルゲージ支持貫通孔133d、及びオイル還流制御弁137によって、前記還流オイルが(一旦還流オイル貯留室30cに受容された後に)第二室30bに還流する第二のオイル還流路が構成されている。
<<注油弁>>
オイルパンセパレーター132の突出部132bにおける上端部を構成する突出部上板132b1には、注油弁138が設けられている。すなわち、注油弁138は、フロート弁135におけるフロート部135aの前記上限位置よりも低い位置に形成されている。
注油弁138は、第一室30a内のオイルレベルと第二室30b内のオイルレベルとの差によって作動するように構成されている。そして、この注油弁138は、実質的に第一室30aから第二室30bへのオイルの流出のみを許可し得るように構成されている。この注油弁138の具体的な構成は、以下の通りである。
突出部上板132b1には、貫通孔からなる注油孔132b2が形成されている。そして、注油弁138は、第一室30a内のオイルレベルと第二室30b内のオイルレベルとの差の状態によって、注油孔132b2を開閉し得るように構成及び配置された注油孔閉塞弁体138aを備えている。
この注油孔閉塞弁体138aは、自重により下降することで注油孔132b2を突出部上板132b1の上方から閉塞し得るように構成されている。本実施形態においては、注油孔閉塞弁体138aは、オイルの比重(0.85〜0.98)よりも若干高い比重(好ましくは略1.2倍ないし略2倍程度)を有する材質から構成されている。
具体的には、本実施形態における注油孔閉塞弁体138aは、オイルパンセパレーター132と同じ材質である、ガラス繊維を重量%で30%含有することで強化された6ナイロン樹脂(比重1.37程度)から構成されている。
図5は、図2に示されている注油弁138の周辺を拡大した側断面図である。図5を参照すると、注油孔閉塞弁体138aの外縁部の下面であって、注油孔132b2と対向する面である注油弁表面138a1は、円錐面状に形成されている。そして、注油孔132b2の内縁が注油弁表面138a1と線接触するように、当該注油孔132b2の内縁形状が設定されている。
具体的には、図5に示されているように、本実施形態においては、注油孔132b2の内縁形状は、側断面視にて鋭角に形成されている。また、注油孔132b2の内縁部の上面であって、注油孔閉塞弁体138aと対向する面である注油孔上面132b3は、注油弁表面138a1の傾斜よりも緩やかな傾斜を有する円錐凹部(conical depression)状に形成されている。
注油孔閉塞弁体138aから下方に突出するように、ガイドピン138bが設けられている。このガイドピン138bは、突出部上板132b1に設けられた注油弁ガイド132b4に形成された貫通孔であるガイド孔132b5に挿通されている。
ガイドピン138bの下端には、ガイド孔132b5の内径よりも大きな外径を有するストッパー138cが形成されている。このストッパー138cは、注油孔閉塞弁体138aの上昇位置を規制し得るように構成されている。
<実施形態の装置構成の動作説明>
以下、本実施形態のオイルパン130を備えたエンジン10の動作について説明する。
図2を参照すると、本実施形態におけるエンジン10の始動前においては、一般に、第一室30aと第二室30bとでオイルレベルがほぼ等しくなっている。
図1及び図2を参照すると、エンジン10が始動されると、クランクシャフト22が回転する。このクランクシャフト22の回転によって、オイルポンプ42のローター42aが回転することで、当該オイルポンプ42が作動する。このオイルポンプ42の作動により、第一室30aにおける底部に配置されたオイルストレーナー41のオイル吸い込み口41aを介して、当該第一室30a内のオイルが吸い出される。
このようにして第一室30aから吸い出されたオイルは、ストレーナー流路43及びポンプ入口通路42bを通ってオイルポンプ42に達する。オイルポンプ42に達したオイルは、当該オイルポンプ42によって、オイル輸送路45に向けて送出され、オイルフィルター44及びオイル供給路46を介して、ピストン21やクランクシャフト22等の被潤滑部材に供給される。
ピストン21やクランクシャフト22等の被潤滑部材に供給されたオイルは、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する。その後、当該オイルは、重力の作用で、前記被潤滑機構としてのエンジンブロック20からオイルパン30に向かって還流する。
図2を参照すると、この還流オイルは、その一部が第一室開口部30a1を通って直接的に第一室30aに還流し、残部がロワーケース134(スロープ部134b)や還流オイル貯留セパレーター133(水平仕切板133a)によって受け止められる。
<<暖機運転中>>
ここで、冷間始動時における始動直後(暖機運転中)においては、第一室30a内のオイルの温度が低温である。また、還流オイル貯留室30c内には、前記還流オイルが少量しか貯留されておらず、その温度も比較的低温である。この場合、図4Aに示されているように、連通弁136及びオイル還流制御弁137は閉弁状態となる。
再び図2を参照すると、連通弁136の閉弁により、第一室30aの底部と第二室30bとの間の前記オイル連通路が遮断される。また、第一室30a内のオイルレベルが極端に下がっていない場合、フロート弁135は第一室30a内のオイル中で浮力により上昇している。よって、当該フロート弁135のドレイン孔閉塞弁体135c(バルブ表面135c1)によりドレイン孔132dが閉塞されている。
よって、第二室30b内(の底部)の低温のオイルの第一室30aの底部への流入が抑制される。すなわち、エンジンブロック20に供給され得るオイルの量が、第一室30a内に貯留されている量に制限される。
冷間始動後の暖機運転中において、オイルポンプ42によって第一室30a内のオイルが吸い出されと、第一室30a内のオイルレベルが、始動前よりも下がる。一方、第一室30aと第二室30bとの間でのオイルの流通は生じないので、第二室30b内のオイルレベルは、始動前とほぼ同じである。したがって、冷間始動後の暖機運転中においては、第一室30aの方が第二室30bよりもオイルレベルが低くなる。
このようなオイルレベルの差が生じても、注油弁138は開かない。すなわち、この注油弁138の上方の第二室30b内のオイルによる圧力によって、注油弁138における注油孔閉塞弁体138aが下方に付勢され、注油孔132b2が注油孔閉塞弁体138aによって閉塞される。
また、第一室30a内に前記還流オイルの一部が還流することで、当該第一室30a内のオイルが昇温する。このように、前記還流オイルの還流によって第一室30a内のオイルが昇温されつつ、エンジンブロック20とオイルパン130との間で循環するオイルの量が制限される。これにより、第一室30a内のオイル、及び上述の被潤滑部材の昇温が促進される。すなわち、暖機運転の進行が促進される。
さらに、暖機運転中は、第二室30b内(の底部)の低温のオイルの第一室30aの底部への流入が抑制されている。よって、第一室30a内のオイルレベルが(例えば10mm程度)下がり、第二室30bのオイルレベルよりも低くなる。すなわち、第一室30aと第二室30bとの間でオイルレベルの差が生じる。
暖機運転中は、オイル還流制御弁137が閉弁状態にある。よって、還流オイル貯留室30cに貯留された前記還流オイルの第二室30bへの流入が抑制される。これにより、所定量の前記還流オイルが当該還流オイル貯留室30cに貯留され得る。
なお、垂直仕切板133bを乗り越えて当該還流オイル貯留室30cから溢れ出た前記還流オイルは、オイル還流貫通孔133cを通って第二室30b内に流入し、あるいは、第一室開口部30a1を通って第一室30aに流入する。
<<暖機運転終了>>
第一室30a内のオイルの温度が所定の高温(例えば60℃程度)に達した時点で、暖機運転が終了する。この暖機運転の終了の際には、まず、第一室30a内のオイルの昇温に基づいて、連通弁136が、図4Bに示されている開弁状態となる。これにより、第一室30aの底部と、第二室30bとの間の前記オイル連通路が開通する。この連通弁136の開弁によって前記オイル連通路が開通すると、暖機運転中に生じた上述の第一室30aと第二室30bとのオイルレベルの差の発生に伴う差圧によって、第二室30b内のオイルが第一室30aの底部に流入する。
続いて、還流オイル貯留室30c内に、オイル還流制御弁137の感温部(図4に示されている連通弁136におけるワックス136aに対応する部分)が浸漬された状態で、当該還流オイル貯留室30c内のオイルが昇温することで、オイル還流制御弁137が開弁状態となる。これにより、還流オイル貯留室30c内に貯留された前記還流オイルが、オイル還流制御弁137を通って重力の作用で勢いよく第二室30bの上部に流入する。この第二室30bの上部への前記還流オイルの流入により、第一室30aと第二室30bとのオイルレベルの差が、瞬間的に再び生じる。このオイルレベルの差の発生に伴う差圧によって、第二室30b内のオイルが第一室30aの底部に流入する。
その後、連通弁136の開弁によって、第一室30aと第二室30bとのオイルレベルの差はほとんどなくなる。すなわち、オイルレベルの差は、第一室30aの方が若干低くなるにとどまる。この場合においても、オイルストレーナー41のオイル吸い込み口41aにて生じている負圧の影響が、当該オイル吸い込み口41aの近傍位置に形成された連通弁136における前記オイル連通路に及ぼされる。これにより、第二室30b内のオイルが第一室30aの底部に流入し得る。
<<第一室内のオイルレベルの急激な低下時>>
運転中に、何らかの理由で、第一室30a内のオイルレベルが急激に低下する場合が生じ得る。
例えば、極低温環境下における冷間始動時において、始動時点のオイル貯留量がオイルレベル「L」近辺であった場合、始動直後に第一室30a内のオイルがオイルポンプ42によって吸い出される一方、低温で高粘度のオイルはなかなかオイルパン130(第一室30a)に還流して来ない。
このような場合、第一室30a内のオイルレベルが、フロート弁135の前記フロート下降開始レベル(フロート部135aの上限位置)よりも低くなり得る。このとき、フロート弁135が下降し、ドレイン孔132dが開放される。このドレイン孔132dの開放により、第一室30aの底部と第二室30bの底部とが、当該ドレイン孔132dを介して連通する。
このドレイン孔132dは、上述の通り、オイルストレーナー41のオイル吸い込み口41aの近傍に形成されている。よって、当該オイル吸い込み口41aにて生じている負圧の影響がドレイン孔132dに及び、当該ドレイン孔132dを介して、第二室30bの底部からオイルが第一室30aの底部に流入し、オイルストレーナー41のオイル吸い込み口41aに供給される。
その後、前記還流オイルが大量にオイルパン130に還流して来る場合がある。この場合、暖機運転中は、オイル還流制御弁137は閉弁状態にある。また、暖機運転中は、前記還流オイルの温度もあまり高温ではない。よって、オイルレベルゲージ50とオイルレベルゲージ支持貫通孔133dとの間の隙間を当該還流オイルが通過することは困難である。したがって、この場合、当該還流オイルは第一室開口部30a1を介して第一室30a内に集中的に還流する。これにより、第一室30a内のオイルレベルが第二室30bよりも高くなる。
このような前記還流オイルの第一室30aへの集中的な還流によって、第一室30a内のオイルレベルが第二室30bよりも高くなるようなオイルレベルの差が生じた場合、注油弁138が開く。すなわち、第一室30aと第二室30bとのオイルレベルの差によって生じた差圧により、注油孔閉塞弁体138aが押し上げられることで、注油孔132b2が開放される。このようにして注油弁138が開かれると、注油孔132b2を介して、第一室30aから第二室30bへオイルが流出する。
この場合、前記還流オイルの第一室30aの上部への集中的な還流によって生じた第一室30aと第二室30bとの差圧により、第一室30aの底部の比較的低温のオイルが、優先的に注油孔132b2を介して第二室30bへ流出する。すなわち、第一室30a内の比較的低温のオイルが第二室30bへ流出し、比較的高温の前記還流オイルが優先的に第一室30aに残留する。
また、第二室30bへ流出したオイルも、極低温始動当初より第二室30bに貯留されているオイルよりも比較的高温である。よって、注油孔132b2を介して第二室30bに流入したオイルにより、第二室30b内のオイルの温度も若干上昇する。
このように、前記還流オイルの第一室30aへの集中的な還流によって、注油孔132b2を介してのオイルの循環が生じることで、暖機運転の進行がさらに促進され得る。
<<オイル交換時>>
図6Aないし図9Bは、図2に示されているオイルパン130におけるオイル交換の際の、フロート弁135及び注油弁138の動作の様子を示す側断面図である。
<<<オイル排出時>>>
図6Aを参照すると、ドレインボルト孔131cが開放されると、第二室30b内のオイルが、ドレインボルト孔131cを介して外部に排出される。これにより、第二室30b内のオイルレベルが低下する。
ここで、オイル交換作業は、エンジン停止後しばらくしてから行われる。よって、このオイル排出時においては、連通弁136は閉弁状態となっている。また、第一室30a内には多量のオイルが残留している。よって、フロート弁135が前記上限位置にあり、オイルパンセパレーター132のドレイン孔132dは閉塞されている。
したがって、オイル排出の初期においては、ドレイン孔132d及び連通弁136を介しての、第一室30aと第二室30bとの連通が、実質的に遮断されている。これにより、図6Aに示されているように、オイルの排出による第二室30b内のオイルレベルの低下に伴って、第一室30aと第二室30bとの間で、第一室30aの方が高くなるようなオイルレベルの差が、わずかに且つ瞬間的に生じる。
このようなオイルレベルの差が生じた場合、第一室30aと第二室30bとの差圧が生じる。この差圧によって、図6Aに示されているように、注油孔閉塞弁体138aが押し上げられる。これにより、注油孔132b2が開放され、当該注油孔132b2を介して第一室30aから第二室30bへオイルが排出される。
このようにして、オイル排出の初期から、第一室30aと第二室30bとのオイルレベルの調整が行われつつ、第一室30a及び第二室30bからオイルが速やかに外部に排出される。
続いて、図6Aに示されている状態よりもさらにオイルレベルが下がって、図6Bに示されているように、第一室30a内のオイルレベルが前記フロート下降開始レベルよりも下になる。すると、フロート弁135が下降する。これにより、ドレイン孔132dも開放される。この場合、注油孔132b2及びドレイン孔132dを介して、第一室30aから第二室30bへオイルが排出される。
さらにオイルレベルが下がって、図7Aに示されているように、第一室30a内のオイルレベルが突出部上板132b1よりも下になる。すると、注油弁138における注油孔閉塞弁体138aが自重により下降し、注油孔132b2が閉塞される。もっとも、フロート弁135は下降しているので、ドレイン孔132dは開放されたままである。この場合、ドレイン孔132dを介して、第一室30aから第二室30bへオイルが排出される。そして、最終的に、図7Bに示されているように、オイルパン130内のすべてのオイルが外部に排出される。
このように、本実施形態においては、オイル排出の初期から終期に至るまで、第一室30a及び第二室30bの双方から当該オイルパン130の外部へと、オイルが、ほぼ連続的に排出される。
<<<オイル注入時>>>
オイルパン130内のすべてのオイルが、ドレインボルト孔131cを介して外部に排出された後、図8Aに示されているように、当該ドレインボルト孔131cにドレインボルト131dが捩じ込まれ、ドレインボルト孔131cが閉塞される。この状態で、新鮮なオイルがオイルパン130の上方から注入される。この新鮮なオイルは、第一室開口部30a1を通って、まず第一室30a内に集中的に流入する(ごく一部はオイル還流貫通孔133cを介して第二室30bに流入し得る)。
もっとも、オイル注入の初期においては、フロート弁135が下降していて、ドレイン孔132dが開放されている。よって、図8Bに示されているように、第一室30aに注入されたオイルは、ドレイン孔132dを介して、第二室30bに流出する。
第二室30bのオイルレベルが、オイルパンセパレーター132の底板132a1よりも上方に達すると、オイルが第一室30a内にも充填され始める。そして、第一室30a内のオイルレベルが、前記上限位置まで達すると、フロート弁135によってドレイン孔132dが閉塞される。
もっとも、第一室30a内のオイルレベルが、突出部上板132b1よりも高くなると、当該第一室30a内のオイルによって注油孔閉塞弁体138aが押し上げられる。これにより、図9Aに示されているように、注油孔132b2が開放され、第一室30a内に注入されたオイルが、当該注油孔132b2を介して第二室30bにも注入される。
この注油孔閉塞弁体138aを構成する材質の比重は、オイルよりも若干高いだけである。よって、第一室30aへのオイルの注入が継続している間は、注油孔132b2を通って上方に向けて流れるオイルの強い勢いによって、図9Aに示されているように、注油孔閉塞弁体138aは浮上した状態を維持する。
上述のように、本実施形態においては、オイル注入の比較的初期から終期に至るまで、第一室30aと第二室30bとの間のオイルレベルがほぼ等しくなるように、第一室30a及び第二室30b内のオイルレベルの調整が行われる。そして、第一室30aへのオイルの注入が終了すると、図9Bに示されているように、注油孔閉塞弁体138aが自重により下降することで、注油孔132b2が閉塞される。
<実施形態の装置構成による作用・効果>
図2を参照すると、本実施形態の装置構成においては、注油弁138によって、オイル交換作業における、オイル排出時及びオイル注入時のいずれにおいても、第一室30aと第二室30bとの間のオイルレベルの調整が適切に行われ得る。
したがって、本実施形態によれば、オイル注入の際に、オイルレベルゲージ50を用いて、オイル注入量の把握が適切且つ容易に行われ得る。さらに、オイル排出時及びオイル注入時にて第一室30aと第二室30bとの間で大きなオイルレベルの差(差圧)が生じることでオイルパンセパレーター132が破損するという不具合が、効果的に抑制され得る。このように、本実施形態によれば、2槽式オイルパンを備えた潤滑装置におけるオイル交換作業が、適切且つ迅速に行われ得る。
また、本実施形態の装置構成においては、注油弁138が、オイルよりも若干比重が高い材質からなる注油孔閉塞弁体138aを備えている。そして、注油孔閉塞弁体138aが、自重及び第一室30aと第二室30bとの間のオイルレベルの差によって上下動することで、注油孔132b2を開閉する。これにより、第一室30aの底部に形成された突出部132bにおける突出部上板132b1に設けられた注油孔132b2におけるオイルの流通方向が、実質的に、第一室30aから第二室30bに向かう方向に規制される。
よって、本実施形態によれば、暖機運転中における、注油孔132b2を介しての、第二室30bから第一室30aへの不用意なオイルの流入が確実に遮断され得る。また、本実施形態によれば、前記還流オイルが大量に第一室30aに還流して来た場合に、当該第一室30aから第二室30bへオイルが供給される。したがって、本実施形態によれば、簡略な装置構成によって、暖機運転が良好に促進されるとともに、オイル交換作業が迅速且つ適切に行われ得る。
図5を参照すると、本実施形態の装置構成においては、注油孔閉塞弁体138aの外縁を構成する注油弁表面138a1と、注油孔132b2の内縁とが、線接触する。これにより、スラッジ等が保持され得るような狭い隙間が形成される面積が小さくなる。
よって、本実施形態によれば、注油弁表面138a1と注油孔132b2の内縁との接合部にスラッジ等が固着することで注油弁138の適切な開閉動作が妨げられたり、注油孔132b2が常時連通したりするような不具合の発生が、可及的に抑制され得る。
再び図2を参照すると、本実施形態の装置構成においては、注油弁138が、フロート弁135におけるフロート部135aの前記上限位置よりも低い位置に設けられている。すなわち、突出部上板132b1、注油孔132b2、及び注油孔閉塞弁体138aが、前記上限位置よりも低い位置に配置されている。
これにより、フロート弁135によりドレイン孔132dが開放されるオイルレベルが、注油弁138により注油孔132b2が開放されるオイルレベルよりも高くなる。この場合、オイル排出時には、注油弁138が閉じる前にフロート弁135が開く。また、オイル注入時には、フロート弁135が閉まる前に注油弁138が開く。よって、本実施形態によれば、オイル交換がより速やか且つ確実に行われ得る。
また、本実施形態の装置構成においては、オイル貯留用凹部131a及びその内側の第一室形成用凹部132aが、前記被潤滑機構としてのシリンダブロック20aに向けて開口するように設けられていて、オイルパンカバー131とオイルパンセパレーター132との間に第二室30bを形成する所定の間隙が形成されている。すなわち、本実施形態においては、第一室30aの外側に第二室30bが形成されている。
よって、本実施形態によれば、第二室30bが、第一室30aを断熱的に覆う断熱層として機能し得る。したがって、本実施形態によれば、暖機運転中の第一室30a内のオイルの昇温がより促進され、暖機運転の進行がよりいっそう促進され得る。さらに、本実施形態によれば、オイル交換作業の際に、第二室30bと、その内側に位置する第一室30aとのオイルレベルの調整が、適切に行われ得る。
このように、本実施形態によれば、オイル交換作業の迅速性が確保されつつ、暖機運転終了後のオイルパン130内のオイルの効率的な循環が行われ得る。
また、本実施形態の装置構成においては、連通弁136によって、暖機運転中と暖機運転終了後との間で、第一室30aと第二室30bとの間の前記オイル連通路における連通状態が、確実に切り換えられ得る。
よって、本実施形態によれば、暖機運転の進行の促進という2槽式オイルパン構造の効果を減殺させることなく、暖機運転終了後における第一室30aと第二室30bとの間のオイルの循環を盛んに行わせることができる。したがって、第一室30a内の限られた量のオイルのみが集中的に使用されて早期にオイルが劣化するという従来技術の問題点が解決され、当該オイルの耐久性の悪化が抑制され得る。
また、本実施形態の装置構成においては、第二室30bの上方に、還流オイル貯留室30cが形成されている。そして、連通弁136の開弁の後から、オイル還流制御弁137が開弁する。
よって、本実施形態によれば、第二室30b内に貯留されていたオイルが、第一室30aに対してより早期に供給され得る。これにより、第一室30a内のオイルレベルの極端な低下が可及的に抑制され得る。すなわち、エンジンブロック20へのオイルの供給量の不足の発生が、可及的に抑制され得る。
また、本実施形態の装置構成においては、連通弁136が、還流オイル貯留室30cと第二室30bとの連通部であるオイル還流制御弁137と対角位置(最も離れた位置)に配置されている。そして、オイル還流制御弁137の開弁によって連通弁136と対角位置にて生じた第二室30bにおける一時的なオイルレベルの上昇により、当該連通弁136近傍の第二室30b内のオイルが、当該連通弁136を介して第一室30a内に流入する。
よって、本実施形態によれば、オイルパン130内のオイルの循環が盛んに行われ得る。したがって、オイルの耐久性の悪化がよりいっそう抑制され得る。
また、本実施形態の装置構成においては、暖機運転中に第一室30a内のオイルの量の不足が生じていない場合には、フロート弁135によって、ドレイン孔132dが確実に閉塞される。一方、暖機運転中であっても、第一室30a内のオイルレベルが極端に低下した場合には、フロート弁135が下降することで、ドレイン孔132dが開放され、当該ドレイン孔132dを介して第二室30b内のオイルが第一室30a内に供給され得る。
よって、本実施形態によれば、暖機運転の促進が阻害されることなく、万一急激な第一室30a内のオイルレベルの低下が生じても前記被潤滑機構に対するオイル供給量の不足の発生を可及的に抑制することが可能となる。
また、本実施形態の装置構成によれば、バルブ表面135c1が球面状に構成されている。よって、当該バルブ表面135c1とドレイン孔132dとの良好な密着状態が得られる。したがって、暖機運転中のドレイン孔132dにおけるオイルのシール性能がより向上する。
図3を参照すると、本実施形態の装置構成においては、バルブ表面135c1における曲率半径Rvと、ドレイン孔132dにおける弁体接触面132d1の曲率半径RHとの関係が、Rv≦RHとなるように、バルブ表面135c1及び弁体接触面132d1が形成されている。
ここで、Rv≒RHの場合、ほぼ同一曲率のバルブ表面135c1と弁体接触面132d1とが、より広い範囲で面接触する。よって、両者の密着性がより向上し、ドレイン孔132dにおけるオイルのシール性能がより向上する。
一方、Rv<RHの場合、弁体接触面132d1とバルブ表面135c1と間に小さな隙間が形成される。よって、(急発進・急加速・旋回時等)オイルに遠心力や加速度が加えられて油面が傾くことでフロート弁135が傾いた場合であっても、バルブ表面135c1と弁体接触面132d1とが良好に密着しつつ、当該フロート弁135がスムーズに揺動する。
したがって、この場合、当該フロート弁135が揺動する際に弁体接触面132d1とバルブ表面135c1との間に大きな隙間が生じてドレイン孔132dにおけるオイルのシール性能が大きく悪化することが、効果的に抑制され得る。
また、この場合、弁体接触面132d1とバルブ表面135c1と間の隙間の幅は、外側になる程広くなる。さらに、バルブ表面135c1の傾斜は、外側になる程大きくなる。よって、当該隙間における異物の堆積・固着が発生しにくくなる。
<変形例の例示>
なお、上述の実施形態は、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を単に例示したものにすぎない。よって、本発明は、もとより、上述の実施形態に何ら限定されるものではない。よって、本発明の本質的部分を変更しない範囲内において、上述の実施形態の構成に対して種々の変形が施され得ることは当然である。
以下、先願主義の下で本願の出願の際に追記し得る程度で、変形例について幾つか例示する。以下の各変形例の説明において、上述の実施形態における各構成要素と同様の構成・機能を有する構成要素については、当該変形例においても同一の名称及び同様(完全同一又は下2桁が同一)の符号が付されているものとする。そして、当該構成要素の説明については、上述の実施形態における説明が、矛盾しない範囲で適宜援用され得るものとする。
もっとも、変形例とて、以下の例示に限定されるものではないことは、いうまでもない。本願発明を、上述の実施形態及び下記変形例の記載に基づいて限定解釈することは、先願主義の下で出願を急ぐ出願人の利益を不当に害する反面、模倣者を不当に利するものであって、発明の保護及び利用を目的とする特許法の目的に反し、許されない。
また、下記の各変形例は、技術的に矛盾しない範囲において、適宜複合して適用され得ることも、いうまでもない。
(01)図10は、図2に示されているオイルパン130の変形例の概略構成を示す側断面図である。また、図11A及び図11Bは、図10に示されているオイルパン130における動作の様子を示す側断面図である。ここで、図11Aはオイル注入時の様子を示しており、図11Bは暖機運転時の様子を示している。
この変形例のオイルパン130においては、突出部132bが、上述の実施形態よりも大きい容積で形成されている。そして、当該変形例においては、当該突出部132bにおける上端部を構成する突出部上板132b1が、オイルレベル「L」に相当する高さに位置するように、オイルパンセパレーター132が構成されている。
かかる構成によれば、図11Aに示されているように、上述の実施形態と同様、第一室30aと第二室30bとの間のオイルレベルの差に基づいて、オイル注入の際に、注油弁138が開く。これにより、オイル注入が迅速に行われ得る。
また、かかる構成によれば、図11Bに示されているように、暖機性能を確保し得る程度で、第一室30aの底部のオイルの貯留量を大きくすることができる。これにより、上述したような極低温環境下での冷間始動の際に第一室30a内のオイル量の不足が生じることが、可及的に抑制され得る。
さらに、かかる構成によれば、突出部132bの側方の、狭い幅の第二室30bの部分が、上下方向に沿って長めに形成される。これにより、図11Bに示されているように、暖機運転中における第一室30aと第二室30bとのオイルレベルの差を比較的に大きくすることができる。したがって、暖機運転が終了して連通弁136が開弁した際に、第二室30b内のオイルを第一室30aへと勢いよく流入させることで、オイルパン130内におけるオイルの循環が良好に行われる。
(02)図12は、図5に示されている注油弁138の変形例の構成を拡大して示す側断面図である。また、図13は、図5に示されている注油弁138の別の変形例の構成を拡大して示す側断面図である。
図12に示されているように、注油弁表面138a1は、球面状又は曲面状に構成されていてもよい。また、図13に示されているように、注油弁表面138a1と注油孔上面132b3とが面接触していても差し支えない。
(03)図14A及び図14Bは、図2に示されているフロート弁135の変形例の構成を拡大して示す図である。ここで、図14Aは平面図であり、図14Bは側断面図である。なお、図14Aにおいては、フロート弁135を構成する各部材が2点鎖線で示されている。
この変形例においては、オイルパンセパレーター132の底板132a1の上側表面(第一室30a側の表面)であって、ドレイン孔132dの近傍の位置には、フロートガイド部材139が固定されている。このフロートガイド部材139は、フロート弁135における接続バー135bと対向するように配置されている。このフロートガイド部材139は、当該接続バー135bを囲むように構成されていて、当該接続バー135bの上下動をガイドすることでフロート弁135の傾きを抑制し得るようになっている。
具体的には、フロートガイド部材139は、フロート弁135における接続バー135bを囲むように構成された板状のガイド部139aと、そのガイド部139aから下方に向けて立設された複数の脚部139bとを備えている。そして、このフロートガイド部材139は、フロート弁135が下方に移動してドレイン孔132dが開放された場合に、当該ドレイン孔132d、及び上述のガイド部139aの下方の空間であって複数の脚部139b同士の間の空間を通って、第一室30aと第二室30bとの間でオイルが流通し得るように構成されている。
かかる構成によれば、車両の運転中であって、発進、停止、旋回、登降坂等の際に、オイルが移動しても、フロート弁135の傾きが抑制される。また、このバルブ表面135c1は、外側に凸の球面状に形成されている。したがって、オイルが移動してフロート弁135が若干傾いても、フロート部135aの浮力により、球面状の当該バルブ表面135c1が円形のドレイン孔132dと良好に密着する。これにより、特に暖機運転中における、ドレイン孔132dでのオイルのシールが良好に行われ得る。
図14Bに示されているように、フロート弁135のドレイン孔閉塞弁体135cにおけるバルブ表面135c1が球面状である場合、上述のとおり、当該フロート弁135の傾きによって第一室30aと第二室30bとの間のオイルの流通の制限(遮断)状態が大きく悪化することはない。よって、この場合、図14A及び図14Bに示されているように、フロートガイド部材139のガイド部139aに形成されたガイド孔139a1と、接続バー135bの外周面とのクリアランスが比較的大きく(例えば5mm程度に)設定され得る。
かかる構成によれば、第一室30a内におけるオイルレベルの変化に伴うフロート弁135の上下動がきわめて円滑に行われ得る。特に、第一室30a及び第二室30bからオイルの全量を排出する際に、当該オイル排出作業がきわめてスムーズに行われ得る。
また、図14Bに示されているように、オイルパンセパレーター132の底板132a1における、ドレイン孔132dの下端部には、上述の実施形態と同様に、弁体接触面132d1が形成されていてもよい。
(04)図15A及び図15Bは、図2に示されているフロート弁135の別の変形例の構成を拡大して示す図である。ここで、図15Aは平面図であり、図15Bは側断面図である。
図15に示されているように、バルブ表面135c1が円錐面状である場合、フロートガイド部材139のガイド部139aに形成されたガイド孔139a1と、接続バー135bの外周面とのクリアランスが比較的小さく(例えば1ないし数mm程度に)設定され得る。これにより、フロート弁135の傾きが抑制され得る。したがって、フロート弁135の傾きによって第一室30aと第二室30bとの間のオイルの流通の制限(遮断)状態が大きく悪化することが抑制され得る。
(05)図16A、図16B、及び図16Cは、図2に示されているフロート弁135のさらに別の変形例の構成を示す側断面図である。
この変形例におけるフロート弁235は、フロート部235aと、接続バー235bと、ドレイン孔閉塞弁体235cと、から構成されている。この変形例においては、フロート部235aの下面235a1(後述するフロートガイド部材239と対向する面)における中央部が略円錐面状に形成されていて、その周囲が平面状に形成されている。すなわち、フロート部235aにおける下面235a1によって、当該フロート部235aの下端部に凸部が形成されている。そして、ドレイン孔閉塞弁体235cにおけるバルブ表面235c1は、外側に凸の球面状に形成されている。
また、当該変形例におけるフロートガイド部材239は、ガイド部239aと脚部239bとから構成されている。当該変形例におけるフロートガイド部材239(ガイド部239a)は、接続バー235bの長さ方向における大部分を覆い得るように構成されている。
また、フロートガイド部材239の上面239a2は、上述のフロート部235aの下面235a1に倣った形状に形成されている。すなわち、当該フロート部235aの下面235a1における中央部が円錐凹部状に形成されていて、その周囲が平面状に形成されている。そして、フロートガイド部材239の上面239a2によって、当該フロートガイド部材239の上端部に凹部が形成されている。
さらに、図16Aに示されているように、フロート弁235が前記上限位置にある場合に、フロート部235aの下面235a1と、フロートガイド部材239の上面239a2との間の隙間δが一定になるように、当該下面235a1及び上面239a2は平行に形成されている。すなわち、この変形例においては、上述のようなオイル排出時や、第一室30a内における急激な油面低下時に、必要量のオイルがドレイン孔132dを通過し得るような最小限のリフト量δに、フロート弁235の下降量の最大値が設定されている。
かかる構成においては、図16Bに示されているように、フロートガイド部材239(ガイド部239a)によって、フロート弁235の接続バー235bの長さ方向における大部分が囲まれている。よって、フロート弁235の傾き量が可及的に制限され得る。
また、図16Bに示されているように、前記上限位置にてフロート弁235が傾いても、ドレイン孔132dとバルブ表面235c1との良好な密着状態が維持される。よって、ドレイン孔132dにおけるオイルのシール性能が良好に維持され得る。
また、図16Cに示されているように、フロート弁235の下降位置にて、フロート部235aの下端部に形成された上述の凸部と、フロートガイド部材239の上端部によって形成された上述の凹部とが係合する。そして、図16A及び図16Cに示されているように、フロート弁235の移動量が、必要最小限に設定されている。
かかる構成によれば、フロート弁235の上下動の際に、当該フロート弁235の傾きが少なくなる。よって、フロート弁235の上下動がスムーズに行われ得る。したがって、第一室30a内のオイルレベルの上昇に伴って、フロート弁235がスムーズに前記上限位置に移動し、速やかにかつ確実にドレイン孔132dが閉鎖され得る。また、第一室30a内のオイルレベルの低下に伴って、フロート弁235がスムーズに下降位置に移動し、速やかにかつ確実にドレイン孔132dが開放され、当該ドレイン孔132dを介して所定量のオイルが第一室30aと第二室30bとの間で流通し得る。
(06)図17A及び図17Bは、図2に示されているフロート弁135のさらに別の変形例の構成を示す図である。図18A及び図18Bは、図17に示されているフロート弁の動作の様子を示す側断面図である。この変形例においては、フロート弁335とフロートガイド部材339とが備えられている。ここで、図17Aは、フロートガイド部材339の平面図であり、図17Bは、オイルパンセパレーター132のドレイン孔132d周辺を拡大した側断面図である。
図17Aに示されているように、当該変形例のフロートガイド部材339は、円板状のガイド部339aと、円筒形状の脚部339bとから構成されている。ガイド部339aの平面視における中央部には、フロート弁335を貫通させるように、ガイド孔339a1が形成されている。また、図17A及びBに示されているように、脚部339bには、オイルの通り道である複数の開口部339b1が形成されている。
図17Bを参照すると、この変形例のフロート弁335は、フロート部335aと、ステム部材335bと、ドレイン孔閉塞弁体335cと、フロートストッパー部材335dと、から構成されている。
フロート部335aは、外形形状が略円筒状に形成されている。すなわち、フロート部335aには、上述の円柱における中心軸に沿って、フロート貫通孔335a2が形成されている。このフロート貫通孔335a2は、棒状のステム部材335bによって貫通されている。そして、フロート貫通孔335a2の内側表面が、棒状のステム部材335bの外側表面と所定の間隙を有するように、当該フロート貫通孔335a2が形成されている。すなわち、フロート部335aは、ステム部材335bと図中上下方向に沿って相対移動し得るように構成されている。
また、フロート部335aの上側表面(ドレイン孔閉塞弁体335cと対向する表面と反対側の表面)である、フロート上側表面335a3は、良好な平面度の平面状に形成されている。
ステム部材335bは、ドレイン孔閉塞弁体335cから第一室30a側に向けて上方に延びるように、当該ドレイン孔閉塞弁体335cと一体に形成されている。このステム部材335bは、上述のように、フロート部335aに形成されたフロート貫通孔335a2を所定の間隙をもって貫通することで、当該フロート部335aの上下動をガイドし得るように構成されている。
ステム部材335bの内部には、ステム内オイル流路335b1が形成されている。このステム内オイル流路335b1は、暖機運転終了前の低温で高粘度のオイルが通過し得るように、比較的大きな径(例えば4mm程度)に形成されている。このステム内オイル流路335b1における、第二室30b側の端部である第二室側開口335b2は、ドレイン孔閉塞弁体335cの下側表面(後述するバルブ下側表面335c2)における略中央部に形成されている。
ドレイン孔閉塞弁体335cは、ドレイン孔132dを第二室30b側から閉鎖し得るように構成されている。このドレイン孔閉塞弁体335cの、ドレイン孔132dと対向する表面であるバルブ上側表面335c1は、上側に凸の球面状に形成されている。ドレイン孔閉塞弁体335cにおける、第二室30b側に露出する表面であるバルブ下側表面335c2は、凹面状に形成されている。
フロートストッパー部材335dは、ステム部材335bの上端部と一体に設けられている。フロートストッパー部材335dの下側表面(フロート部335aと対向する表面)であるストッパー下側表面335d1は、良好な平面度の平面状に形成されている。このフロートストッパー部材335dは、上述のストッパー下側表面335d1がフロート部335aにおけるフロート上側表面335a3と当接することで、当該フロート部335aの上昇を規制し得るように構成されている。
ストッパー下側表面335d1には、第一室30a内にて開口し得る開口部としての第一室側開口335d2が形成されている。この第一室側開口335d2は、フロートストッパー部材335dの内部に形成されたストッパー内オイル流路335d3における、第一室30a側の端部を構成する開口部であって、フロート部335aにおけるフロート上側表面335a3と対向するように形成されている。
すなわち、ドレイン孔閉塞弁体335cにおける第二室30b側の表面であるバルブ下側表面335c2に形成された第二室側開口335b2と、フロートストッパー部材335dにおけるストッパー下側表面335d1に形成された第一室側開口335d2とを接続するように、ステム内オイル流路335b1及びストッパー内オイル流路335d3からなるフロート弁内オイル流路が形成されている。
かかる構成において、第一室30a内のオイルレベルが充分高い場合、図18Aに示されているように、フロート部335aがフロートストッパー部材335dと当接する上限位置まで上昇する。この上限位置まで上昇したフロート部335aの上側表面であるフロート上側表面335a3は、第一室側開口335d2が形成されたフロートストッパー部材335dの下側表面であるストッパー下側表面335d1と当接する。
これにより、当該第一室側開口335d2が、フロート上側表面335a3によって塞がれる。そして、上述のフロート弁内オイル流路を介しての第一室30aと第二室30bとの間のオイルの流通が抑制(遮断)される。
一方、第一室30a内のオイルレベルが下がると、図18Bに示されているように、フロート部335aが上述の前記上限位置から下降する。このとき、ドレイン孔閉塞弁体335cの底部の表面であるバルブ下側表面335c2は、第二室30b内の油圧により、ドレイン孔132dを塞ぐように上方に向けて押圧されている。
よって、ドレイン孔閉塞弁体335cがドレイン孔132dを塞いだ状態(ドレイン孔閉塞弁体335c、ステム部材335b、及びフロートストッパー部材335dが前記上限位置にある状態)で、フロート部335aのみが下降する。
このとき、フロート上側表面335a3によって塞がれていた第一室側開口335d2が開放される。すると、ドレイン孔閉塞弁体335cの底部のバルブ下側表面335c2に形成された第二室側開口335b2と、第一室側開口335d2との間の、上述のフロート弁内オイル流路が開通される。そして、上述のようなドレイン孔閉塞弁体335cの底部における油圧により、第二室30b内のオイルが、第二室側開口335b2から前記フロート弁内オイル流路内に流入し、当該フロート弁内オイル流路の第一室30a側の端部を構成する第一室側開口335d2から第一室30a内へ流入する。
かかる構成によれば、暖機運転中に第一室30a内のオイルレベルが極端に低くなった場合(例えば、低温始動時において、始動直前のオイル量が少なかったような場合)に、当該フロート弁内オイル流路を介して第二室30bから第一室30aへオイルが供給され得る。
ここで、当該変形例においても、ドレイン孔閉塞弁体335cにおける、ドレイン孔132dと対向する表面であるバルブ上側表面335c1が、上側に凸の球面状に形成されている。
これにより、運転中にオイルが移動して、前記上限位置にあるフロート弁335が傾いた場合であっても、バルブ上側表面335c1がドレイン孔132dと良好に接触している。よって、運転中(特に暖機運転中)におけるドレイン孔132dを介しての第一室30aと第二室30bとの間の不用意なオイルの連通が抑制され得る。
また、第一室30a及び第二室30b内のオイルの全量を交換する際に、図18Bの場合よりもさらに第一室30a内のオイルレベルが下がって、当該オイルレベルがフロートガイド部材339以下になると、図18Cに示されたように、フロート部335aは、フロートガイド部材339における平板状のガイド部339aの上に載置された状態となる。
そして、上述のようなドレイン孔閉塞弁体335cの底部における油圧が低下ないし消失することで、ドレイン孔閉塞弁体335c、ステム部材335b、及びフロートストッパー部材335dが下降位置まで移動する。これにより、ドレイン孔132dが全面的に開放される。よって、第一室30a内の残留オイルが第二室30b側に確実に排出され得る。
また、当該変形例においても、フロート弁335におけるステム部材335bと対向するように、フロートガイド部材339が設けられている。
これにより、運転中に前記上限位置にあるフロート弁335の傾きがある程度抑制され得る。
また、第一室30a及び第二室30b内のオイルの全量を交換する場合に、ドレイン孔閉塞弁体335c、ステム部材335b、及びフロートストッパー部材335dの上下動がガイドされる。
これにより、第一室30a及び第二室30b内のオイルの全量を交換する場合の、フロート弁335のスムーズな上下動が実現される。したがって、第一室30a内のオイルレベルの上昇により、フロート弁335が前記上限位置(図18A)に確実に移動し、ドレイン孔132dにおける良好なオイルのシール性能が得られる。さらに、第一室30a及び第二室30b内のオイルの全量排出の際に、ドレイン孔132dがスムーズに開放され、第一室30a内の残留オイルが第二室30b側に確実に排出され得る。
(07)図19A及び図19Bは、図2に示されているフロート弁135のさらに別の変形例の構成を示す拡大図である。ここで、図19Aは正面図であり、図19Bは側面図である。なお、図19においては、オイルパンカバー131の底板131a1、及びオイルパンセパレーター132の底板132a1は、断面で示されている。
この変形例のフロート弁435は、フロート部435aと、接続バー435bと、ドレイン孔閉塞弁体435cと、回動支持部435eと、から構成されている。
この変形例においては、上述の他の変形例とは異なり、ドレイン孔閉塞弁体435cが、第一室30aの内側であって、ドレイン孔132dの上方に配置されている。すなわち、この変形例のフロート弁435は、オイルパンセパレーター132の底板132a1よりも上方であって、第一室30aの内側に、形成及び配置されている。
接続バー435bの略中央部には、球体状の回動支点部435b3が形成されている。この接続バー435bの上端部は、フロート部435aの下端部に設けられた一対のリブ435a4と、ピン435b4を介して接続されている。すなわち、フロート部435aは、ピン435b4によって回動可能に支持されている。
接続バー435bの下端部には、球体状のドレイン孔閉塞弁体435cが接続されている。このドレイン孔閉塞弁体435cと対向するように、オイルパンセパレーター132の底板132a1における、ドレイン孔132dの周囲には、ガイド斜面132d2が形成されている。このガイド斜面132d2は、円錐凹部状に形成されていて、
一対の回動支持部435eは、オイルパンセパレーター132の底板132a1から、上方の第一室30aに向けて立設されている。これら一対の回動支持部435eが互いに対向する内側表面には、それぞれ、支持凹部435e1が形成されている。この支持凹部435e1は、回動支持部435eの上端部に設けられている。また、支持凹部435e1は、回動支点部435b3とほぼ同一の曲率半径を有する球面状の凹部から構成されている。そして、向かい合うように形成された一対の支持凹部435e1の内側に、球体状の回動支点部435b3が収容されている。
このようにして、接続バー435bは、一対の回動支持部435eによって、回動支点部435b3及び支持凹部435e1を回動中心として回動可能に支持されている。
すなわち、図19Aを参照すると、接続バー435bは、前記回動中心を中心として、回動支持部435eと干渉しない程度に、比較的小さな角度で回動し得るようになっている。また、図19Bを参照すると、接続バー435bは、前記回動中心を中心として、ドレイン孔閉塞弁体435cがオイルパンセパレーター132の底板132a1に当接する(フロート部435aが前記上限位置まで上昇する)状態から、フロート部435aの下端のリブ435a4が底板132a1に当接する状態までの範囲で、図中時計回り及び反時計回りに回動し得るようになっている。
図19Bを参照すると、かかる構成を有する本変形例のフロート弁435においては、第一室30a内のオイルレベルの上昇に伴うフロート部435aの上昇によって、接続バー435bが、図中反時計回り(第1の方向)に回動する。これにより、ドレイン孔閉塞弁体435cが下降する。そして、フロート部435aが前記上限位置まで上昇すると、ドレイン孔閉塞弁体435cがオイルパンセパレーター132の底板131a1に当接し、ドレイン孔132dが上方から閉塞される。
また、このフロート弁435においては、第一室30a内のオイルレベルの下降に伴うフロート部435aの下降によって、接続バー435bが、図中時計回り(前記第1の方向と反対の第2の方向)に回動する。これにより、ドレイン孔閉塞弁体435cが上昇し、ドレイン孔132dが開放される。
図19Aを参照すると、このフロート弁435においては、フロート部435aの上昇に伴うドレイン孔閉塞弁体435cの下降の際に、当該ドレイン孔閉塞弁体435cが、ドレイン孔132dを確実に閉塞するように、当該ドレイン孔132dの真上に案内され得る。さらに、このフロート弁435においては、車両の発進、旋回、加速等によって加速度が加えられることで、オイルが図中左右方向に揺動した場合であっても、ドレイン孔閉塞弁体435cによるドレイン孔132dの閉塞が確実に行われる。
すなわち、浮力によるフロート部435aの上昇の反作用で、ドレイン孔閉塞弁体435cが下方に付勢される。すると、球面状に形成された、当該ドレイン孔閉塞弁体435cの下面(ドレイン孔132dと対向する表面)が、円錐凹部状のガイド斜面132d2と当接することで、ドレイン孔閉塞弁体435cがドレイン孔132dの真上に案内され、所定の押圧力でドレイン孔132dを上方から閉塞する。
この変形例の構成においては、オイルパンカバー131の底板131a1と、オイルパンセパレーター132の底板132a1との間に、フロート弁435を構成する部品が配置されていない。
よって、かかる構成によれば、オイルパンカバー131の底板131a1が上方に変形して、当該底板131a1とオイルパンセパレーター132の底板132a1との間隔が小さくなっても、第一室30a内のオイルレベルに応じたフロート弁435の作動が妨げられない。したがって、フロート弁435が第一室30a内のオイルレベルに応じて確実に作動し得る。
また、本構成によれば、上述のようにフロート弁435の確実な作動を確保しつつ、オイルパンカバー131の底板131a1とオイルパンセパレーター132の底板132a1との間の隙間を小さくすることができる。
これにより、オイルパンセパレーター132の底板132a1とオイルストレーナー41のオイル吸い込み口41a(図2参照)との間隔を広く設定して、当該オイル吸い込み口41aによるオイルの吸い込みが良好に行われるようにすることができる程度に広く設定しつつ、当該底板132a1及びオイル吸い込み口41aを、可及的に低い位置に配置することが可能となる。
このような配置によれば、オイルの貯留量が少なくなった場合であっても、第一室30a内のオイルレベルがオイルストレーナー41のオイル吸い込み口41aよりも上方に保たれやすくなる。
したがって、前記被潤滑機構へのオイルの供給量の不足の発生が可及的に抑制され得る。さらに、当該オイルパン30(図1参照)及び第一室30aの容量をそれほど大きくすることなく、前記被潤滑機構へのオイルの供給量が確保され得る。よって、暖機運転の際の当該第一室30a内のオイルの昇温がより早期に行われ、さらなる燃費低減効果が得られる。
なお、この変形例のフロート弁435においては、第二室30b(特にオイルパンセパレーター132の底板132a1の下方に形成された第二室30b)内にオイルが全く収容されていない場合であっても、第一室30a内のオイルレベルが、フロート部435aの前記上限位置よりも上方にある場合、ドレイン孔132dが開放され得ない。
よって、この変形例のフロート弁435は、図2に示されている構成のオイルパンセパレーター132と組み合わされて適用される。
すなわち、オイル排出の際に、この変形例のフロート弁435の開弁(フロート部435aの下降及びドレイン孔閉塞弁体435cの上昇の開始)が生じた後に、図2に示されている注油弁138が開弁するように、オイルパンセパレーター132、注油弁138、及びフロート弁435が構成されている。
換言すれば、図2における突出部上板132b1及び注油孔閉塞弁体138aが、フロート部435aの前記上限位置よりも低くなるように、オイルパンセパレーター132、注油弁138、及びフロート弁435が構成されている。
したがって、上述の構成によれば、図2に示されているような、突出部132b及び注油弁138がオイルパン130における底部に形成されている構成と、フロート弁435がオイルパンセパレーター132の底板132a1の上側(第一室30aの内側)に設けられている構成とが相俟って、良好な暖機性能と、オイル交換作業の迅速性・確実性とが、同時に達成され得る。
(08)図20は、図2に示されているオイルパン130及び注油弁138の別の変形例の要部の構成を示す側断面図である。図21は、図20に示されている注油弁138の平面図である。
まず図20を参照すると、このオイルパン130においては、還流オイル貯留セパレーター133の水平仕切板133aから上方に突出するように、オイルレベルゲージ支持部133eが形成されている。そして、このオイルレベルゲージ支持部133eを貫通するように、オイルレベルゲージ支持貫通孔133dが形成されている。
このオイルレベルゲージ支持貫通孔133dの上端部であって、オイルレベルゲージ支持貫通孔133dの周囲には、円錐凹部からなるレベルゲージガイド面133e1が形成されている。
この変形例におけるオイルレベルゲージ支持貫通孔133dは、オイル交換装置の際に用いられる周知のオイル交換装置における、オイルの排出又は注入用のチューブ60が挿通され得るように構成されている。上述のオイル交換装置としては、例えば、特開平6−191600号公報や、特開平7−42524号公報等に記載されている構成のものが知られている。
この変形例におけるオイルパンセパレーター132の突出部132bは、上述の実施形態の構成(図2参照)と同様に、オイルパン130の底部に設けられている。
この変形例における注油弁138は、突出部上板132b1及び注油孔132b2の上方に配置されている。そして、当該注油弁138は、注油孔132b2を上方から閉塞し得るとともに、上述のチューブ60がオイルレベルゲージ支持貫通孔133dに挿通された場合に、注油孔132b2を開放し得るように、以下の通りに構成されている。
注油弁138は、注油孔閉塞弁体138aと、ガイドピン138bと、ストッパー138cと、リンクバー138dと、ガイド孔138eと、リンク支持リブ138fと、ピン138gと、リンク下降ストッパー138hと、当接部138kと、を備えている。
注油孔閉塞弁体138aは、注油孔132b2を上方から閉塞し得るように、当該注油孔132b2の上方に配置されている。この注油孔閉塞弁体138aを構成する材質も、上述の実施形態と同様である。
注油孔閉塞弁体138aから上方に延びるように、丸棒状のガイドピン138bが立設されている。このガイドピン138bの上端部には、当該ガイドピン138bよりも大きな外径を有するストッパー138cが設けられている。
棒状部材からなるリンクバー138dの一端部には、貫通孔としてのガイド孔138eが形成されている。このガイド孔138eには、ガイドピン138bが、上下動自在に挿通されている。また、ガイド孔138eは、その開口径がストッパー138cよりも小さくなるように形成されている。
このリンクバー138dは、図20にて実線で示されているように略水平状態となっている場合に、ガイド孔138eによって注油孔閉塞弁体138aの上下動がガイドされ得るように構成されている。また、リンクバー138dは、図20にて2点鎖線で示されているように時計回りに回動した場合に、ストッパー138c及びガイドピン138bを介して、注油孔閉塞弁体138aを持ち上げ得るように構成されている。
オイルパンセパレーター132の突出部上板132b1から上方に延びるように、一対のリンク支持リブ138fが立設されている。この一対のリンク支持リブ138fは、ピン138gを介してリンクバー138dを回動可能に支持するように、リンクバー138dを挟むように設けられている。
ここで、ピン138gは、リンクバー138dの長手方向における中心よりも、ガイド孔138eが形成されている前記一端部と反対側の他端部側に偏った位置で、当該リンクバー138dを回動可能に支持するように設けられている。すなわち、リンクバー138dにおける、ピン138gから前記一端部側(図中左側)の質量が、他端側及び後述する当接部138kの質量よりも大きくなるように、ピン138gの位置が設定されている。
突出部上板132b1から上方に突出するように、リンク下降ストッパー138hが立設されている。
このリンク下降ストッパー138hは、リンク支持リブ138fと注油孔132b2との間の位置に設けられている。また、このリンク下降ストッパー138hは、リンクバー138dの前記一端部側の自重による下降に基づく、当該リンクバー138dのピン138gを中心とした図中反時計回りの回転を受け止めて、当該リンクバー138dの前記一端部側を略水平に支持し得るように構成されている。
リンクバー138dの前記一端部と反対側の他端部には、当接部138kが設けられている。本実施形態においては、この当接部138kは、平板状に構成されている。この当接部138kは、オイルレベルゲージ支持貫通孔133dの中心軸線の延長線上に配置されている。そして、この当接部138kは、上述のチューブ60がオイルレベルゲージ支持貫通孔133dに挿通された場合に、当該チューブ60の先端部と当接し得るように構成されている。
ここで、図20に示されているように、当接部138kは、オイルレベルゲージ支持部133eにオイルレベルゲージ50が支持されている状態で、当該オイルレベルゲージ50の先端と離隔するように配置されている。
この変形例の注油弁138は、オイルレベルゲージ支持部133eのオイルレベルゲージ支持貫通孔133dに対して、オイルレベルゲージ50に代えてチューブ60が挿通された場合に、図中2点鎖線で示されているようにリンクバー138dが回動するように構成されている。
そして、当該注油弁138は、この場合に、リンクバー138dによって注油孔閉塞弁体138aが持ち上げられることで、注油孔132b2が強制的に開放されるように構成されている。すなわち、本発明のリンク部は、リンクバー138dと、リンク支持リブ138fと、ピン138gと、当接部138kとから構成されている。
図21を参照すると、当接部138kの上側表面には、突起138k1及び溝138k2が形成されている。本実施形態においては、平板にナーリング(ローレット)加工を行うことで、当該突起138k1及び溝138k2が形成されている。
これらの突起138k1及び溝138k2は、チューブ60の前記先端部に形成された開口であるチューブ先端開口60aと当接部138kとが当接した場合に、当該チューブ先端開口60aの端縁と当接部138kとの間で隙間が形成され得るような形状に形成されている。
再び図20を参照すると、かかる変形例の構成において、エンジン運転中は、オイルレベルゲージ50が、オイルレベルゲージ支持部133eに支持されている。すなわち、エンジン運転中は、オイルレベルゲージ50がオイルレベルゲージ支持貫通孔133dに挿通されている。
この場合、当該オイルレベルゲージ50の先端は、当接部138kと当接しない。よって、この場合、注油孔132b2は開放されない。したがって、特に暖機運転中における、注油孔132b2の閉塞状態が確保される。
一方、上述の実施形態と同様にオイル交換が行われる際には、ガイドピン138bの上下動がガイド孔138eによってガイドされることで、注油孔閉塞弁体138aが上下動する。これにより、上述の実施形態と同様に、第一室30aと第二室30bとの間のオイルレベルの調整が行われる。
また、上述の実施形態とは異なり、前記オイル交換装置を用いたオイル交換が行われる場合には、チューブ60が、オイルレベルゲージ支持貫通孔133dに挿通される。すると、当該チューブ60の先端部が当接部138kと当接する。そして、当接部138kがチューブ60によって下方に押圧される。
この場合、リンクバー138dは、図中2点鎖線で示されているように、図中時計回りに回転する。このリンクバー138dの回転によって、注油孔閉塞弁体138aが、ガイドピン138b及びストッパー138cを介して上方に持ち上げられる。これにより、注油孔132b2が開放される。
よって、当該オイルパン130内に貯留されたオイルが、チューブ60を介して外部に排出される際に、注油孔132b2を介してオイルが第一室30aと第二室30bとの間を容易に流通し得るようになる。これにより、当該第一室30a及び第二室30b内に貯留されたオイルが、チューブ60を介して速やかに外部に排出される。
また、オイルの全量が排出されて空になった当該オイルパン130内に、新鮮なオイルがチューブ60を介して注入される際に、注油孔132b2を介してオイルが第一室30aと第二室30bとの間を容易に流通し得るようになる。これにより、第一室30a及び第二室30bの双方に、新鮮なオイルが速やかに行き渡る。
なお、チューブ60の長さが短い場合、チューブ先端開口60aが当接部138kの上側表面と当接したままの状態で、オイルの排出及び注入が行われることがあり得る。
もっとも、本構成においては、当接部138kの上側表面には、突起138k1及び溝138k2が形成されている。この突起138k1及び溝138k2によって、当接部138kの上側表面とチューブ先端開口60aとの間には、隙間が形成される。したがって、チューブ先端開口60aが塞がれることが防止され得る。
上述したように、この変形例の構成によれば、運転時の注油孔132b2の閉塞と、前記オイル交換装置を用いたオイル交換作業の際の注油孔132b2の開放とが、簡略な装置構成によって確実に行われ得る。
(09)本発明の構成は、前記実施形態のようなエンジン以外にも、例えば、自動変速機等、オイルパンを備えた各種の潤滑装置に対して適用可能である。
(10)連通弁136及び/又はオイル還流制御弁137としては、上述したような所謂サーモスタット弁装置の他に、電磁弁、油圧作動弁、空気圧作動弁等、外部装置(エンジンコントロールユニット)によって開閉や開度を制御可能な構造の弁装置が用いられ得る。また、連通弁136及び/又はオイル還流制御弁137にヒータを装着することで、前記外部装置による強制的な開弁が可能になる。
(11)オイルパンセパレーター132と、還流オイル貯留セパレーター133とは、別部材として独立に構成され得る。この場合、オイルパンセパレーター132と、還流オイル貯留セパレーター133とは、接着、嵌め込み、ボルト締め等によって接合され得る。
(12)還流オイル貯留セパレーター133は、省略され得る。すなわち、還流オイル貯留室30cは、省略され得る。
この場合、オイルパンセパレーター132における、第一室形成用凹部132aよりも外側(上側)の部分は、上方に向かうにつれてストレーナー流路43から遠ざかるような斜面を構成するように形成され得る。すなわち、当該部分は、オイルが第一室30aに向けてスムーズに流れ落ち得るような斜面を構成するように形成され得る。そして、当該部分に、オイルレベルゲージ支持貫通孔133d及びオイルレベルゲージ支持部133eが形成され得る。
(13)ロワーケース134は、シリンダブロック20aと一体に形成されていてもよい。あるいは、ロワーケース134は、オイルパンカバー131と一体に形成されていてもよい。さらには、ロワーケース134は、オイルパンセパレーター132と一体に形成されていても差し支えない。
(14)オイルパンセパレーター132に突出部132bが形成されていない場合、注油弁138は、側板132a2の底部に設けられ得る。この場合、当該注油弁138が設けられる側板132a2の部分は、下方に向かうにしたがってストレーナー流路43から遠ざかるような斜面として形成され得る。そして、注油孔閉塞弁体138aとして、上端部が当該側板132a2によって回動可能に支持された平板状の部材から構成され得る。
(15)前記オイル交換装置におけるチューブ60の非装着時にて、リンクバー138dを略水平に維持するための構成として、種々のものが用いられ得る。
例えば、ピン138gの周囲を囲むように設けられたねじりバネが用いられ得る。あるいは、リンクバー138dの前記一端部側と、オイルパンセパレーター132における突出部132bの上端部を構成する突出部上板132b1と、の間を架け渡すように配置されたコイルバネが用いられ得る。
(16)突起138k1及び溝138k2は、上述したナーリング(ローレット)加工の他、サンドブラスト加工、溝加工等によって形成されていてもよい。また、当接部138kに穴あけや貫通孔の形成を行うことで、当接部138kに凹凸が形成されていてもよい。
(17)その他、特段に言及されていない変形例についても、本発明の本質的部分を変更しない範囲内において、本発明の範囲内に含まれることは当然である。例えば、上述の各実施形態の説明において、一体に形成されていた構成要素は、継ぎ目なく一体に成形されていてもよいし、複数の別体のパーツを接着・溶着・ネジ止め等により接合することによって形成されていてもよい。また、連通弁136は、省略され得る(図22参照)。
(18)また、本発明の課題を解決するための手段を構成する各要素における、作用・機能的に表現されている要素は、上述の実施形態・実施例や変形例にて開示されている具体的構造の他、当該作用・機能を実現可能な、いかなる構造をも含む。
図1は、本発明の潤滑装置の一実施形態であるエンジン10の概略図である。このエンジン10は、エンジンブロック20と、オイルパン30と、オイル供給部40と、を備えている。
図2は、図1に示されているオイルパン30の実施形態である、オイルパン130の概略構成を示す側断面図である。
オイルパンカバー131は、オイルパン130の下部カバーを構成する部材である。このオイルパンカバー131は、鋼板をプレス金型で絞り加工することによって、上方のシリンダブロック20aに向かって開口するように、バスタブ状に形成されている。すなわち、このオイルパンカバー131は、上方のシリンダブロック20aに向かって開口するように形成されたオイル貯留用凹部131aの内側の空間内に、オイルを貯留し得るように構成されている。
オイルパンセパレーター132は、熱伝導性の低い合成樹脂によって、一体に成形されている。
還流オイル貯留セパレーター133は、オイルパンセパレーター132における上述の突出部上板132b1の上方に配置されている。この還流オイル貯留セパレーター133は、上述の図示しないパワートレイン機構と近接する部分(図中右側の部分)における第二室30bの上方に、還流オイル貯留室30cを形成し得るように構成されている。
ロワーケース134は、シリンダブロック20aの下端部に配置されたクランクシャフト22の下方を覆うように配置されている。このロワーケース134は、側壁部134aと、スロープ部134bと、上側フランジ部134cと、下側フランジ部134dと、内側フランジ部134eと、から構成されている。
オイルパンセパレーター132の底部に形成された上述のドレイン孔132dには、フロート弁135が装着されている。フロート弁135は、第一室30a内のオイルレベルに応じて作動することで、ドレイン孔132dを開閉し得るように構成されている。このフロート弁135は、フロート部135aと、接続バー135bと、ドレイン孔閉塞弁体135cと、を備えている。
オイルパンセパレーター132の側板132a2の底部には、連通弁136が設けられている。この連通弁136は、側板132a2を貫通するように設けられている。
再び図2を参照すると、水平仕切板133aと、垂直仕切板133bと、ロワーケース134とによって、上述の還流オイル貯留室30cが形成されている。
オイルパンセパレーター132の突出部132bにおける上端部を構成する突出部上板132b1には、注油弁138が設けられている。すなわち、注油弁138は、フロート弁135におけるフロート部135aの前記上限位置よりも低い位置に形成されている。
以下、本実施形態のオイルパン130を備えたエンジン10の動作について説明する。
ここで、冷間始動時における始動直後(暖機運転中)においては、第一室30a内のオイルの温度が低温である。また、還流オイル貯留室30c内には、前記還流オイルが少量しか貯留されておらず、その温度も比較的低温である。この場合、図4Aに示されているように、連通弁136及びオイル還流制御弁137は閉弁状態となる。
第一室30a内のオイルの温度が所定の高温(例えば60℃程度)に達した時点で、暖機運転が終了する。この暖機運転の終了の際には、まず、第一室30a内のオイルの昇温に基づいて、連通弁136が、図4Bに示されている開弁状態となる。これにより、第一室30aの底部と、第二室30bとの間の前記オイル連通路が開通する。この連通弁136の開弁によって前記オイル連通路が開通すると、暖機運転中に生じた上述の第一室30aと第二室30bとのオイルレベルの差の発生に伴う差圧によって、第二室30b内のオイルが第一室30aの底部に流入する。
運転中に、何らかの理由で、第一室30a内のオイルレベルが急激に低下する場合が生じ得る。
図6Aないし図9Bは、図2に示されているオイルパン130におけるオイル交換の際の、フロート弁135及び注油弁138の動作の様子を示す側断面図である。
図6Aを参照すると、ドレインボルト孔131cが開放されると、第二室30b内のオイルが、ドレインボルト孔131cを介して外部に排出される。これにより、第二室30b内のオイルレベルが低下する。
オイルパン130内のすべてのオイルが、ドレインボルト孔131cを介して外部に排出された後、図8Aに示されているように、当該ドレインボルト孔131cにドレインボルト131dが捩じ込まれ、ドレインボルト孔131cが閉塞される。この状態で、新鮮なオイルがオイルパン130の上方から注入される。この新鮮なオイルは、第一室開口部30a1を通って、まず第一室30a内に集中的に流入する(ごく一部はオイル還流貫通孔133cを介して第二室30bに流入し得る)。
図2を参照すると、本実施形態の装置構成においては、注油弁138によって、オイル交換作業における、オイル排出時及びオイル注入時のいずれにおいても、第一室30aと第二室30bとの間のオイルレベルの調整が適切に行われ得る。
なお、上述の実施形態は、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を単に例示したものにすぎない。よって、本発明は、もとより、上述の実施形態に何ら限定されるものではない。よって、本発明の本質的部分を変更しない範囲内において、上述の実施形態の構成に対して種々の変形が施され得ることは当然である。
Claims (26)
- 被潤滑機構の潤滑のためのオイルを当該被潤滑機構に向けて供給し得るように構成された潤滑装置において、
前記オイルを内側の空間内にて貯留し得るように構成されたオイルパンと、
そのオイルパン内に貯留された前記オイルを前記被潤滑機構に向けて送出し得るように構成されたオイルポンプと、
前記空間内における前記オイルの吸い込み口を備えていて、前記オイルポンプとオイル流路によって接続されたオイルストレーナーと、
を備え、
前記オイルパンは、
前記被潤滑機構に向けて開口するオイル貯留用凹部を備えたオイルパンカバーと、
前記オイル貯留用凹部の内側の空間を、前記オイルストレーナーの前記吸い込み口が底部に配置され且つ前記被潤滑機構と連通するように当該被潤滑機構に向けて開口する第一室と、その第一室と隣接する第二室と、に分割するように構成及び配置されたオイルパンセパレーターと、
前記オイルパンセパレーターに設けられていて、前記第一室内のオイルレベルと前記第二室内のオイルレベルとの差によって作動することで、実質的に当該第一室から当該第二室への前記オイルの流出のみを許可し得るように構成された一方向弁と、
を備えたことを特徴とする潤滑装置。 - 請求の範囲1に記載の潤滑装置であって、
前記オイルパンセパレーターは、
底板と、
その底板を囲むように設けられていて、当該底板の端部と接続された側板と、
を備え、
前記側板と前記底板とから形成された第一室形成用凹部が、前記被潤滑機構に向けて開口するように構成されていることを特徴とする潤滑装置。 - 請求の範囲2に記載の潤滑装置であって、
前記オイルパンセパレーターにおける、前記底板と前記側板の上端部との間には、貫通孔からなる注油孔が形成されていて、
前記一方向弁は、前記第一室内のオイルレベルと前記第二室内のオイルレベルとの差の状態によって、前記注油孔を開閉し得るように構成及び配置された注油孔閉塞弁体を備えたことを特徴とする潤滑装置。 - 請求の範囲3に記載の潤滑装置であって、
前記注油孔閉塞弁体の外縁と、前記注油孔の内縁とが、線接触するように、当該注油孔及び当該注油孔閉塞弁体が形成されていることを特徴とする潤滑装置。 - 請求の範囲3又は請求の範囲4に記載の潤滑装置であって、
前記オイルパンセパレーターにおける、前記側板と前記底板との接続部と、前記側板の上端と、の間には、前記オイルパンの外側に向けて側方に突出した突出部が形成されていて、
前記注油孔は、前記突出部の上端部を構成する突出部上板に形成され、
前記注油孔閉塞弁体は、自重により下降することで前記注油孔を前記突出部上板の上方から閉塞し得るように構成されていることを特徴とする潤滑装置。 - 請求の範囲3ないし請求の範囲5のいずれかに記載の潤滑装置において、
棒状部材から構成されていて前記オイルパン内のオイルレベルを目視にて確認するためのオイルレベルゲージを挿通し得るオイルレベルゲージ挿通孔が形成されていて、当該オイルレベルゲージ挿通孔に前記オイルレベルゲージを挿通することで当該オイルレベルゲージを支持し得るように構成されたオイルレベルゲージ支持部をさらに備え、
前記一方向弁は、前記オイルレベルゲージ支持部における前記オイルレベルゲージ挿通孔に、前記オイルレベルゲージに代えて、オイル交換の際に用いられるオイル交換装置における前記オイルの排出又は注入用のチューブが挿通された場合に、前記注油孔閉塞弁体が前記注油孔を開放するように構成されていることを特徴とする潤滑装置。 - 請求の範囲6に記載の潤滑装置であって、
前記一方向弁は、
前記オイルレベルゲージ挿通孔の中心軸線の延長線上に配置されていて、前記チューブが前記オイルレベルゲージ挿通孔に挿通された場合に、前記チューブの先端部と当接し得るように構成された当接部と、
その当接部と前記チューブの前記先端部とが当接して当該先端部により前記当接部が押圧された場合に、前記注油孔が開放する方向に前記注油孔閉塞弁体を移動させるように構成されたリンク部と、
を備えたことを特徴とする潤滑装置。 - 請求の範囲7に記載の潤滑装置であって、
前記当接部の表面には、前記チューブの前記先端部に形成された開口であるチューブ先端開口と当接した場合に当該チューブ先端開口の端縁との間で隙間が形成され得るような凹凸が形成されていることを特徴とする潤滑装置。 - 請求の範囲7又は請求の範囲8に記載の潤滑装置であって、
前記当接部は、前記オイルレベルゲージ支持部に前記オイルレベルゲージが支持されている状態で、当該オイルレベルゲージの先端と離隔するように配置されていることを特徴とする潤滑装置。 - 請求の範囲2ないし請求の範囲9のいずれかに記載の潤滑装置であって、
前記オイルパンセパレーターの前記底板と前記オイルパンカバーの底部との間には、前記第二室を構成する隙間が形成されていることを特徴とする潤滑装置。 - 請求の範囲10に記載の潤滑装置において、
前記第一室内のオイルレベルに応じて作動することで、前記第二室を構成する前記隙間とその上方に位置する前記第一室の底部とを連通させるように前記オイルパンセパレーターの前記底板に形成された貫通孔であるドレイン孔を開閉し得るように構成されたフロート弁をさらに備え、
そのフロート弁は、
前記第一室の内側に配置されていて、当該第一室内に貯留された前記オイル中で浮力により浮上し得るように構成されたフロート部と、
前記第一室内のオイルレベルの上昇に伴う前記フロート部の上昇によって、前記ドレイン孔を閉塞し得るように構成された弁機構と、
を備えたことを特徴とする潤滑装置。 - 請求の範囲11に記載の潤滑装置であって、
前記弁機構は、
前記第一室の内側であって、前記ドレイン孔の上方に配置されたドレイン孔閉塞弁体と、
そのドレイン孔閉塞弁体と前記フロート部とを接続する接続バーと、
その接続バーを回動可能に支持する支持部と、
を備えていて、
前記第一室内のオイルレベルの上昇に伴う前記フロート部の上昇によって前記接続バーが第1の方向に回動することで前記ドレイン孔閉塞弁体が下降し、前記第一室内のオイルレベルの下降に伴う前記フロート部の下降によって前記接続バーが前記第1の方向と反対の第2の方向に回動することで前記ドレイン孔閉塞弁体が上昇するように構成されていることを特徴とする潤滑装置。 - 請求の範囲11又は請求の範囲12に記載の潤滑装置であって、
前記一方向弁は、前記フロート弁における前記フロート部の上限位置よりも低い位置に配置されていることを特徴とする潤滑装置。 - 被潤滑機構の潤滑のためのオイルを貯留し得るように構成されたオイルパンにおいて、
前記被潤滑機構に向けて開口するオイル貯留用凹部を備えたオイルパンカバーと、
前記オイル貯留用凹部の内側の空間を、前記被潤滑機構と連通するように当該被潤滑機構に向けて開口する第一室と、その第一室と隣接する第二室と、に分割するように構成及び配置されたオイルパンセパレーターと、
前記オイルパンセパレーターに設けられていて、前記第一室内のオイルレベルと前記第二室内のオイルレベルとの差によって作動することで、実質的に当該第一室から当該第二室への前記オイルの流出のみを許可し得るように構成された一方向弁と、
を備えたことを特徴とするオイルパン。 - 請求の範囲14に記載のオイルパンであって、
前記オイルパンセパレーターは、
底板と、
その底板を囲むように設けられていて、当該底板の端部と接続された側板と、
を備え、
前記側板と前記底板とから形成された第一室形成用凹部が、前記被潤滑機構に向けて開口するように構成されていることを特徴とするオイルパン。 - 請求の範囲15に記載のオイルパンであって、
前記オイルパンセパレーターにおける、前記底板と前記側板の上端部との間には、貫通孔からなる注油孔が形成されていて、
前記一方向弁は、前記第一室内のオイルレベルと前記第二室内のオイルレベルとの差の状態によって、前記注油孔を開閉し得るように構成及び配置された注油孔閉塞弁体を備えたことを特徴とするオイルパン。 - 請求の範囲16に記載のオイルパンであって、
前記注油孔閉塞弁体の外縁と、前記注油孔の内縁とが、線接触するように、当該注油孔及び当該注油孔閉塞弁体が形成されていることを特徴とするオイルパン。 - 請求の範囲16又は請求の範囲17に記載のオイルパンであって、
前記オイルパンセパレーターにおける、前記側板と前記底板との接続部と、前記側板の上端と、の間には、前記オイルパンの外側に向けて側方に突出した突出部が形成されていて、
前記注油孔は、前記突出部の上端部を構成する突出部上板に形成され、
前記注油孔閉塞弁体は、自重により下降することで前記注油孔を前記突出部上板の上方から閉塞し得るように構成されていることを特徴とするオイルパン。 - 請求の範囲16ないし請求の範囲18のいずれかに記載のオイルパンにおいて、
棒状部材から構成されていて前記オイルパン内のオイルレベルを目視にて確認するためのオイルレベルゲージを挿通し得るオイルレベルゲージ挿通孔が形成されていて、当該オイルレベルゲージ挿通孔に前記オイルレベルゲージを挿通することで当該オイルレベルゲージを支持し得るように構成されたオイルレベルゲージ支持部をさらに備え、
前記一方向弁は、前記オイルレベルゲージ支持部における前記オイルレベルゲージ挿通孔に、前記オイルレベルゲージに代えて、オイル交換の際に用いられるオイル交換装置における前記オイルの排出又は注入用のチューブが挿通された場合に、前記注油孔閉塞弁体が前記注油孔を開放するように構成されていることを特徴とするオイルパン。 - 請求の範囲19に記載のオイルパンであって、
前記一方向弁は、
前記オイルレベルゲージ挿通孔の中心軸線の延長線上に配置されていて、前記チューブが前記オイルレベルゲージ挿通孔に挿通された場合に、前記チューブの先端部と当接し得るように構成された当接部と、
その当接部と前記チューブの前記先端部とが当接して当該先端部により前記当接部が押圧された場合に、前記注油孔が開放する方向に前記注油孔閉塞弁体を移動させるように構成されたリンク部と、
を備えたことを特徴とするオイルパン。 - 請求の範囲20に記載のオイルパンであって、
前記当接部の表面には、前記チューブの前記先端部に形成された開口であるチューブ先端開口と当接した場合に当該チューブ先端開口の端縁との間で隙間が形成され得るような凹凸が形成されていることを特徴とするオイルパン。 - 請求の範囲20又は請求の範囲21に記載のオイルパンであって、
前記当接部は、前記オイルレベルゲージ支持部に前記オイルレベルゲージが支持されている状態で、当該オイルレベルゲージの先端と離隔するように配置されていることを特徴とするオイルパン。 - 請求の範囲15ないし請求の範囲22のいずれかに記載のオイルパンであって、
前記オイルパンセパレーターの前記底板と前記オイルパンカバーの底部との間には、前記第二室を構成する隙間が形成されていることを特徴とするオイルパン。 - 請求の範囲23に記載のオイルパンにおいて、
前記第一室内のオイルレベルに応じて作動することで、前記第二室を構成する前記隙間とその上方に位置する前記第一室の底部とを連通させるように前記オイルパンセパレーターの前記底板に形成された貫通孔であるドレイン孔を開閉し得るように構成されたフロート弁をさらに備え、
そのフロート弁は、
前記第一室の内側に配置されていて、当該第一室内に貯留された前記オイル中で浮力により浮上し得るように構成されたフロート部と、
前記第一室内のオイルレベルの上昇に伴う前記フロート部の上昇によって、前記ドレイン孔を閉塞し得るように構成された弁機構と、
を備えたことを特徴とするオイルパン。 - 請求の範囲24に記載のオイルパンであって、
前記弁機構は、
前記第一室の内側であって、前記ドレイン孔の上方に配置されたドレイン孔閉塞弁体と、
そのドレイン孔閉塞弁体と前記フロート部とを接続する接続バーと、
その接続バーを回動可能に支持する支持部と、
を備えていて、
前記第一室内のオイルレベルの上昇に伴う前記フロート部の上昇によって前記接続バーが第1の方向に回動することで前記ドレイン孔閉塞弁体が下降し、前記第一室内のオイルレベルの下降に伴う前記フロート部の下降によって前記接続バーが前記第1の方向と反対の第2の方向に回動することで前記ドレイン孔閉塞弁体が上昇するように構成されていることを特徴とするオイルパン。 - 請求の範囲24又は請求の範囲25に記載のオイルパンであって、
前記一方向弁は、前記フロート弁における前記フロート部の上限位置よりも低い位置に配置されていることを特徴とするオイルパン。
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