JP2023003579A - オイル潤滑装置 - Google Patents

Abstract

【課題】装置の小型化を図りつつ、オイルパンから吸引したオイルに混入したエアを抜くことができるオイル潤滑装置を提供する。【解決手段】オイル潤滑装置１００は、オイルパン１０８と、オイルタンク１１０と、エアは通すがオイルは通さない圧力応答式の弁装置１４０と、ベーンポンプ１１２に接続されオイルタンクからオイルを吸引する第１吸引経路１４４と、第１吸引経路から吸引したオイルをベーンポンプから冷却器１４２に吐出する第１吐出経路１４６と、ベーンポンプに接続されオイルパンからオイルを吸引する第２吸引経路１４８と、第２吸引経路から吸引したオイルをベーンポンプから弁装置に吐出する第２吐出経路１５０と、第２吐出経路の弁装置の手前から分岐して第１吐出経路に合流しオイルを冷却器に吐出する第３吐出経路１５２と、第１および第３吐出経路から吐出されたオイルを冷却器から機械要素に導く供給経路１８２、１８４、１８６とを備える。【選択図】図１

Description

本発明は、所定の機械要素に潤滑オイルを導くオイル潤滑装置に関する。

エンジンやミッション等においてギヤやシャフトなどの機械要素に潤滑オイルを供給する方式には、ウエットサンプ方式とドライサンプ方式が知られている。ウエットサンプ方式では、クランクケースの下部に配置されたオイルパンからポンプによって機械要素に直接オイルを供給する。ウエットサンプ方式は、クランクケースの下部に大容量のオイルパンを配置するスペースが必要であり、エンジンが大型化する場合がある。

一方、ドライサンプ方式では、オイルパンからオイルタンクにオイルを移動させて貯留し、オイルタンクから所定の機械要素にオイルを供給する（例えば特許文献１）。ドライサンプ方式においては、二輪車において車体が大きく傾いたり、四輪車において大きな横Ｇ（横向きの加速度）が働いたりした場合でも、安定してオイルを供給できるという利点がある。

特許文献１には、ドライサンプ方式のエンジンの潤滑装置が記載されている。このエンジンの潤滑装置は、クランクケースの下部に配置された容量の小さいオイルパンと、オイルパンに接続されたオイルタンクと、１つのオイルポンプとを備える。

このオイルタンクは、シリンダブロックの前面、クランクケースの前面およびエギゾーストパイプにより区画される空間内に配置されている。またオイルタンクの内部には冷却水通路が設けられている。さらにオイルタンク内のオイルは、オイルポンプによって被潤滑部（機械要素）に圧送された後、オイルパンを介してオイルポンプによってオイルタンクに戻される。

特許文献１では、デッドスペースとして存在していた上記の空間内にオイルタンクを配置したことにより、オイルタンクを配置するスペースを確保する必要がないので、車両全体のコンパクト化を図ることができる、としている。またオイルタインクの内部に冷却水通路を設けたことにより、オイル冷却用配管を設ける必要がなくなり、配管スペースが不要であるため、コンパクト化をより図ることができる、としている。

実開平１－１７６７０８号公報

ところでドライサンプ方式では、オイルタンクに比べてオイルパンの容量が小さく、走行中などに車体が傾くと、オイルパンから吸引したオイルにエアが混入する場合がある。またオイルパンに貯まったオイルにギヤが触れるように配置されている場合もあり、オイルが撹拌されてエアが混入する場合もある。この場合、ポンプに接続された経路などにエアが溜まってしまい、エアが抵抗になってオイルの供給が抑制され、その結果、機械要素の摩擦が高まり、焼き付きが生じてしまうおそれがある。

特許文献１では、容量の小さいオイルパンと、デッドスペースに配置されたオイルタンクとを有し、さらにオイルポンプは１つで済むため、装置の小型化を図ることはできるものの、オイルパンから吸引したオイルにエアが混入する事態については何ら対策が講じられていない。

本発明は、このような課題に鑑み、装置の小型化を図りつつ、オイルパンから吸引したオイルに混入したエアを抜くことができるオイル潤滑装置を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、本発明にかかるオイル潤滑装置の代表的な構成は、所定の機械要素に潤滑オイルを導くオイル潤滑装置であって、機械要素を通過したオイルが滴下するオイルパンと、オイルを貯留するオイルタンクと、２系統の入出力を有するポンプと、オイルを冷却する冷却器と、エアは通すがオイルは通さない圧力応答式の弁装置と、ポンプに接続され、オイルタンクからオイルを吸引する第１吸引経路と、第１吸引経路から吸引したオイルをポンプから冷却器に吐出する第１吐出経路と、ポンプに接続され、オイルパンからオイルを吸引する第２吸引経路と、第２吸引経路から吸引したオイルをポンプから弁装置に吐出する第２吐出経路と、第２吐出経路の弁装置の手前から分岐して第１吐出経路に合流し、オイルを冷却器に吐出する第３吐出経路と、第１吐出経路および第３吐出経路から吐出されたオイルを冷却器から各部機械要素に導く供給経路と、を備えたことを特徴とする。

上記構成では、オイルパンのオイルは、第２吸引経路によってポンプに吸引され、さらに第２吐出経路によってポンプから弁装置に吐出される。そして弁装置は、エアは通すがオイルは通さない圧力応答式であるため、オイルパンから吸引したオイルにエアが混入した場合はエアを放出することができる。また、弁装置にエアではなくオイルが到達した場合には、弁装置が閉じるため、第２吐出経路から分岐した第３吐出経路によってオイルが冷却器に吐出される。このようにして、第３吐出経路のオイルにはエアは混入しない。

一方、オイルタンクのオイルは、第１吸引経路によってポンプに吸引され、さらに第１吐出経路によってポンプから冷却器に吐出される。オイルパンのオイルは機械要素によって撹拌されているためエア（気泡）が混入するが、オイルタンクのオイルはすでに気泡が抜けているため、第１吐出経路のオイルにはエアは混入しない。

上記構成によれば、冷却器には第１吐出経路と第３吐出経路からオイルが供給されるが、いずれの経路のオイルにもエアが混入しない。すなわち本発明にかかるオイル潤滑装置は、ドライサンプ方式において、オイルパンから吸引したオイルに混入したエアを抜くことができる。その結果、冷却器により冷却された潤滑オイルを、供給経路によって所定の機械要素に安定して供給することができるため、機械要素の摩擦が高まったり、焼き付きが生じたりすることを防止することができる。また、このようなエア抜きを行う動作を１つのポンプで行うことが可能であるため、装置の小型化を図ることもできる。

上記のオイル潤滑装置はさらに、冷却器の後段に設けられた複数の供給経路と、各供給経路の流量を調整するバルブとを備えるとよい。

これにより、第１吐出経路から吐出されるオイルタンクのオイルおよび第３吐出経路から吐出されるオイルパンのエアが抜かれたオイルは、バルブによって適切な流量に調整された上で、複数の供給経路によって冷却器から複数の機械要素に安定して供給される。このため、複数の機械要素の摩擦が高まったり、焼き付きが生じたりすることをより十分に防止することができる。

上記の弁装置は、ケーシングと、ケーシングに形成され、第２吸引経路に接続された通路と、ケーシングの内部に形成され、通路と連通するとともに、ケーシングの通路に対向する開口を介して外部と連通する収容部と、収容部に形成された弁座と、収容部に収容されたポペットと、収容部の開口側の端面に一端が固定され、他端がポペットを支持するばねと、を備え、ポペットは、エアが通路を通って収容部に到達すると、エアの動圧を受けてばねが弾性変形しないことにより、弁座を塞がず、オイルが通路を通って収容部に到達すると、オイルの動圧を受けてばねが弾性変形することにより、弁座を塞ぐとよい。

上記構成では、エアが収容部に到達するとポペットが弁座を塞がないので、開口からエアを放出することができ、また、オイルが収容部に到達するとポペットが弁座を塞ぐので、収容部の内部にオイルを留めることができる。このようにして弁装置は、エアは通すがオイルは通さないという動作を実現する。

本発明によれば、装置の小型化を図りつつ、オイルパンから吸引したオイルに混入したエアを抜くことができるオイル潤滑装置を提供することができる。

本発明の実施形態におけるオイル潤滑装置の全体構成図である。 図１の弁装置を説明する図である。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。

図１は、本発明の実施形態におけるオイル潤滑装置１００の全体構成図である。オイル潤滑装置１００は、ドライサンプ方式において、所定の機械要素に潤滑オイルを導く装置である。所定の機械要素としては、エンジンやミッションなどにおける図中に示すギヤ１０２や軸受１０４、さらにはモータ１０６などが挙げられる。

オイル潤滑装置１００は、オイルパン１０８と、オイルタンク１１０と、ベーンポンプ１１２とを備える。オイルパン１０８は、ギヤ１０２や軸受１０４の下方に配置され、これらの機械要素を通過したオイルが滴下する。オイルタンク１１０は、オイルパン１０８に隣接して配置され、オイルを貯留する。

ベーンポンプ１１２では、内周面がほぼ楕円形状のカムリング１１４の内部に、軸１１６を中心に回転可能なロータ１１８が配置されている。これにより、カムリング１１４とロータ１１８との間に２つのポンプ室１２０、１２２が形成される。また、ロータ１１８の溝１２４には、背圧によって進退可能に複数のベーン１２６が挿通されている。

カムリング１１４には、オイルを外部に循環させるための第１吸入口１２８、第２吸入口１３２および第１吐出口１３６、第２吐出口１３８が形成されている。すなわちベーンポンプ１１２には、第１吸入口１２８、ポンプ室１２０および第１吐出口１３６で構成される循環経路と、第２吸入口１３２、ポンプ室１２２および第２吐出口１３８で構成される循環経路とが形成されている。

ここで、オイルパン１０８のオイルは、ギヤ１０２や軸受１０４によって撹拌されているためエア（気泡）が混入する場合がある。また、二輪車において車体が大きく傾くと、オイルパン１０８から吸引したオイルにエアが混入する場合もある。このような場合、ベーンポンプ１１２に接続された経路などにエアが溜まってしまい、エアが抵抗になってオイルの供給が抑制され、その結果、機械要素の摩擦が高まり、焼き付きが生じてしまうおそれがある。

そこでオイル潤滑装置１００では、オイルパン１０８から吸引したオイルに混入したエアを抜くことができる構成を採用した。すなわちオイル潤滑装置１００はさらに、エアは通すがオイルは通さない圧力応答式の弁装置１４０と、オイルを冷却する冷却器１４２と、第１吸引経路１４４および第１吐出経路１４６と、第２吸引経路１４８および第２吐出経路１５０と、第３吐出経路１５２とを備える。

第１吸引経路１４４は、図示のように第１接続部１５４を介してベーンポンプ１１２の第１吸入口１２８に接続されていて、さらにオイルタンク１１０に配置されたストレーナ１５６に接続されている。これにより、第１吸引経路１４４は、ベーンポンプ１１２が駆動すると、ストレーナ１５６を通過したオイルタンク１１０のオイルを、ベーンポンプ１１２のポンプ室１２０に吸引する。また、第１吐出経路１４６は、第１吐出口１３６から吐出されたオイルを冷却器１４２に導く。

第２吸引経路１４８は、第２接続部１５８を介してベーンポンプ１１２の第２吸入口１３２に接続されていて、さらにオイルパン１０８に配置されたストレーナ１６０に接続されている。これにより、第２吸引経路１４８は、ベーンポンプ１１２が駆動すると、ストレーナ１６０を通過したオイルパン１０８のオイルを、ベーンポンプ１１２のポンプ室１２２に吸引する。また、第２吐出経路１５０は、第２吐出口１３８から吐出されたオイルを弁装置１４０に導く。

第３吐出経路１５２は、第２吐出経路１５０の途中であって弁装置１４０の手前に位置する分岐点１６２で第２吐出経路１５０から分岐し、さらに合流点１６４で第１吐出経路１４６に合流し、オイルを冷却器１４２に吐出する。また第３吐出経路１５２の途中には、逆止弁１６６が設けられ、オイルの逆流を防止している。

図２は、図１の弁装置１４０を説明する図である。弁装置１４０は、圧力応答式であって、筒状のケーシング１６８と、ポペット１７０と、ばね１７２とを有する。ケーシング１６８の内部には、段差状の収容部１７４が形成されている。収容部１７４は、ケーシング１６８の開口１７５を介して外部と連通している。ポペット１７０は、ケーシング１６８の収容部１７４に収容されていて、ばね１７２によって支持されている。

またケーシング１６８は、弁座１７６と通路１７８とを有する。弁座１７６は、収容部１７４に連通している。通路１７８は、第２吸引経路１５０（図１参照）に接続され、さらに収容部１７４に連通している。

ばね１７２は、その一端が収容部１７４内の油路１７９の端面１８０に固定され、他端がポペット１７０を支持している。またばね１７２は、エアの動圧がポペット１７０に作用してもほとんど弾性変形せず（図２（ａ）参照）、オイルの動圧がポペット１７０に作用すると弾性変形して、ポペット１７０が弁座１７６を塞ぐよう（図２（ｂ）参照）、ばね定数を適宜設定している。

弁装置１４０では、第２吸引経路１５０から弁装置１４０に吐出されたオイルにエアが混入した場合、図２（ａ）に示すようにエアが通路１７８を通って収容部１７４に到達する。ポペット１７０は、収容部１７４に収容されているため、エアの動圧を受ける。ばね１７２は、エアの動圧がポペット１７０に作用しても弾性変形しない。

このため、ポペット１７０は移動せず、ケーシング１６８の弁座１７６を塞ぐことはない。これにより、エアは、図２（ａ）の矢印Ａに示すように弁座１７６とポペット１７０の隙間を通って、さらに開口１７５から外部に放出される。このようにして、弁装置１４０は、オイルパン１０８から吸引したオイルにエアが混入した場合はエアを放出することができる。

また弁装置１４０では、第２吸引経路１５０から弁装置１４０に吐出されたオイルにエアが混入していない場合、図２（ｂ）に示すようにオイルが通路１７８を通って収容部１７４に到達し、ポペット１７０がオイルの動圧を受ける。ばね１７２は、オイルの動圧がポペット１７０に作用すると弾性変形する。

このため、ポペット１７０は、オイルの動圧を受けて矢印Ｂに示すように移動し、ケーシング１６８の弁座１７６を塞ぐ。つまり弁装置１４０は、図２（ｂ）に示すように閉じられて、オイルが収容部１７４の内部に留まる。このようにして、弁装置１４０は、エアは通すがオイルは通さないという動作を実現する。

このようにオイル潤滑装置１００では、弁装置１４０にエアが到達するとエアを放出し、弁装置１４０にエアではなくオイルが到達した場合には、弁装置１４０が閉じるため、図１に示す第２吐出経路１５０から分岐した第３吐出経路１５２によって、オイルが冷却器１４２に吐出される。このため、第３吐出経路１５２のオイルにはエアは混入しない。

一方、オイルタンク１１０のオイルは、第１吸引経路１４４によってベーンポンプ１１２に吸引され、さらに第１吐出経路１４６によってベーンポンプ１１２から冷却器１４２に吐出される。オイルパン１０８のオイルは機械要素によって撹拌されているためエア（気泡）が混入する場合があるものの、オイルタンク１１０のオイルは、すでに気泡が抜けているため、第１吐出経路１４６のオイルにはエアは混入しない。このため、冷却器１４２には第１吐出経路１４６と第３吐出経路１５２からオイルが供給されるが、いずれの経路のオイルにもエアが混入しない。

したがってオイル潤滑装置１００によれば、ドライサンプ方式において、オイルパン１０８から吸引したオイルに混入したエアを抜くことができる。また、このようなエア抜きを行う動作を１つのベーンポンプ１１２で行うことが可能であるため、装置の小型化を図ることもできる。

オイル潤滑装置１００はさらに、冷却器１４２の後段に設けられた複数（ここでは３つ）の供給経路１８２、１８４、１８６と、バルブ１８８とを備える。バルブ１８８は、各供給経路１８２、１８４、１８６の流量を調整する。各供給経路１８２、１８４、１８６は、第１吐出経路１４６および第３吐出経路１５２から吐出されたオイルを、冷却器１４２から機械要素であるギヤ１０２、軸受１０４、モータ１０６にそれぞれ導く。

このため、第１吐出経路１４６から吐出されるオイルタンク１１０のオイルおよび第３吐出経路１５２から吐出されるオイルパン１０８のエアが抜かれたオイルは、冷却器１４２により冷却され、さらにバルブ１８８によって適切な流量に調整される。

そして冷却器１４２により冷却されたオイルは、複数の供給経路１８２、１８４、１８６によって冷却器１４２から複数の機械要素に安定して供給される。なおオイルパン１０８には、ギヤ１０２や軸受１０４に供給されこれを通過したオイルが滴下し、オイルタンク１１０には、モータ１０６に供給されこれを通過したオイルが滴下する。

したがってオイル潤滑装置１００によれば、複数の機械要素の摩擦が高まったり、焼き付きが生じたりすることをより十分に防止することができる。なお所定の機械要素にオイルを供給する供給経路は、ここでは３つとしたが、機械要素の数に応じて適宜の数だけ設けてもよい。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

本発明は、所定の機械要素に潤滑オイルを導くオイル潤滑装置として利用することができる。

１００…オイル潤滑装置、１０２…ギヤ、１０４…軸受、１０６…モータ、１０８…オイルパン、１１０…オイルタンク、１１２…ベーンポンプ、１１４…カムリング、１１６…軸、１１８…ロータ、１２０、１２２…ポンプ室、１２４…ロータの溝、１２６…ベーン、１２８…第１吸入口、１３２…第２吸入口、１３６…第１吐出口、１３８…第２吐出口、１４０…弁装置、１４２…冷却器、１４４…第１吸引経路、１４６…第１吐出経路、１４８…第２吸引経路、１５０…第２吐出経路、１５２…第３吐出経路、１５４…第１接続部、１５６、１６０…ストレーナ、１５８…第２接続部、１６２…分岐点、１６４…合流点、１６６…逆止弁、１６８…ケーシング、１７０…ポペット、１７２…ばね、１７４…収容部、１７５…ケーシングの開口、１７６…弁座、１７８…通路、１７９…油路、１８０…油路の端面、１８２、１８４、１８６…供給経路、１８８…バルブ

Claims (3)

1. 所定の機械要素に潤滑オイルを導くオイル潤滑装置であって、
   前記機械要素を通過したオイルが滴下するオイルパンと、
   オイルを貯留するオイルタンクと、
   ２系統の入出力を有するポンプと、
   オイルを冷却する冷却器と、
   エアは通すがオイルは通さない圧力応答式の弁装置と、
   前記ポンプに接続され、前記オイルタンクからオイルを吸引する第１吸引経路と、
   前記第１吸引経路から吸引したオイルを前記ポンプから前記冷却器に吐出する第１吐出経路と、
   前記ポンプに接続され、前記オイルパンからオイルを吸引する第２吸引経路と、
   前記第２吸引経路から吸引したオイルを前記ポンプから前記弁装置に吐出する第２吐出経路と、
   前記第２吐出経路の前記弁装置の手前から分岐して前記第１吐出経路に合流し、オイルを前記冷却器に吐出する第３吐出経路と、
   前記第１吐出経路および前記第３吐出経路から吐出されたオイルを前記冷却器から各部機械要素に導く供給経路と、を備えたことを特徴とするオイル潤滑装置。
2. 当該オイル潤滑装置はさらに、前記冷却器の後段に設けられた複数の前記供給経路と、該各供給経路の流量を調整するバルブとを備えることを特徴とする請求項１に記載のオイル潤滑装置。
3. 前記弁装置は、
   ケーシングと、
   前記ケーシングに形成され、前記第２吸引経路に接続された通路と、
   前記ケーシングの内部に形成され、前記通路と連通するとともに、ケーシングの該通路に対向する開口を介して外部と連通する収容部と、
   前記収容部に形成された弁座と、
   前記収容部に収容されたポペットと、
   前記収容部の開口側の端面に一端が固定され、他端が前記ポペットを支持するばねと、を備え、
   前記ポペットは、
   エアが前記通路を通って前記収容部に到達すると、エアの動圧を受けてばねが弾性変形しないことにより、前記弁座を塞がず、
   オイルが前記通路を通って前記収容部に到達すると、オイルの動圧を受けてばねが弾性変形することにより、前記弁座を塞ぐことを特徴とする請求項１または２に記載のオイル潤滑装置。

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