JP4309305B2

JP4309305B2 - エンジンオイル循環装置

Info

Publication number: JP4309305B2
Application number: JP2004143725A
Authority: JP
Inventors: 田潤吉; 野一治奥
Original assignee: デンヨー株式会社
Priority date: 2004-05-13
Filing date: 2004-05-13
Publication date: 2009-08-05
Anticipated expiration: 2024-05-13
Also published as: JP2005325745A

Description

本発明は、エンジンのオイルを循環させる装置に係り、とくにオイル用補助タンクを有するエンジンのオイル循環装置に関する。

エンジン駆動発電機のように、長時間運転されるエンジン駆動作業機では、エンジンオイルの交換のための休止期間をできるだけ少なくする必要がある。
このため、特許文献１に示す提案がなされている。これは、図５に示すように、オイル溜２００に補助タンク２０７を設けてオイルの総量を増し、オイルの特性劣化を遅らせて交換時期を延ばすものである。
すなわち、オイル溜２００内のオイルは、ストレーナ２０１からポンプ２０２により吸引され、主供給流路２２０内に配されたオイルクーラ２０４、フィルタ２０５を経て、オイル供給部２０６を潤滑しオイル溜２００に戻る。この間、オイルはより汚れていく。

また、ポンプ２０２により吸引されたオイルの一部は、主供給流路２２０から分岐してバイパス流路２２１に入り、流量調整弁２０３を経て補助タンク２０７に送られる。これにより、オイル溜２００内の油面は所定の位置より低下する。

油面が低下すると、補助タンク２０７とオイル溜２００とを結ぶ補給流路２２２におけるオイルレギュレータ２０８が作動して、補助タンク２０７からオイル溜２００にオイルを送り込む。

このように、ポンプ２０２によりオイル溜２００と補助タンク２０７との間をオイルが循環するため、オイルの汚れが平均化し、しかも補助タンク２０７からオイルの補充が行なわれるから、油面低下もなく長時間の運転を可能にしている。
また特許文献２には、もう一つのエンジンオイル補給装置が提案されている。
これは、図6に示すものであり、オイル劣化時間の延長とオイルパン２３２の油面位置安定化とを行うために、エンジン本体２３１の下方にはオイルパン２３２が形成されており、エンジン本体２３１の各部を潤滑するためポンプ２３４が設けられている。

このオイルポンプ２３４は、オイル中に沈埋されたオイルストレーナ２３３によってオイルを吸引するから、オイルは、オイルクーラ２３５、オイルフィルタ２３６、オイルギャラリ２３７を経てエンジン本体２３１各部を潤滑洗浄した後に、オイルパン２３２に戻る。

エンジン本体２３１の潤滑装置２３０には、各所にセフティバルブ２３９とかレギュレータバルブ２３８が配設されている。また、オイルポンプ２３４の吐出側配管には、オイルパン内部のオイルを清浄化するための分岐配管が形成され、エンジン本体２３１の運転中は少量のオイルがストップ弁２４０を経てフィルタ２４１に入り、カーボン粒子や不溶解物質を濾過する。

さらにオイルは、ストップ弁２４２、逆止弁２４３、バルブ２４４を経てオイルタンク２４６に送り込まれる。送り込まれたオイルは、オーバーフローパイプ２４７に送り込まれ、バルブ２４８を経てオイルパン２３２に戻される。戻されるオイル量は、清浄化処理のためにオイルパン２３２から分岐したオイル量に等しいため、オイルパン２３２内部の油面変化はない。
一方、オイルパン２３２内部のオイルは、少量ずつではあるが、エンジンを運転するに連れて減少していく。このため、自動給油タンク２５０をオイルパン２３２の上方に配し、落差を利用してバルブ２５１、フロート弁２５２を経て新しいオイルをオイルパン２３２に供給する。フロート弁の取付け位置は、オイルパン２３２に貯留するオイルの油面と同一に設定されている。このフロート弁２５２により、オイルパン２３２に貯留されるオイルは、常に所定の油面位置を保っている。
特開平5-106785号公報特開平9-13937号公報

特許文献１に示されたものは、循環するオイルの総量を増して劣化を遅くしているので、オイルの交換時期を遅らせることはできても長期間の運転に対処できるものではない。また、オイルレギュレータ２０８の不具合等により補助タンク２０７内のオイルがオイルパン２００内部に必要以上に流れ込み、エンジンの運転に支障を来たす場合もある。

また、特許文献２に示されたものは、オイルを貯留する２つの補助タンク、つまりオイルタンク２４６および自動給油タンク２５０を設けなければならない。これら２つのタンクは、オイルパン２３２より上方に配さなければならず、しかも長時間運転を考慮して大型のエンジン２３１の場合はオイル量も数10リットルから時には数１００リットルを超えることもあり、高所に設置することが難しい。しかも、オイルの不足分を補充するために使用しているフロート弁２５２の不具合があると、必要以上のオイルを給油することもある。

本発明は上述の点を考慮してなされたもので、設置、調整が比較的容易な構成でありながらエンジンに長期に亘り安定してオイルを供給し続けることができるエンジンオイル循環装置を提供することを目的とする。

上記目的達成のため、本発明では、
エンジンのオイルパンに連通しており、エンジンに供給すべきオイルを満たした補助タンクを有し、前記補助タンクから前記オイルパンにオイルを供給するポンプを持った管路と、該オイルパンから前記補助タンクにオイルを強制還流させるポンプを持った管路とをそなえたエンジンオイル循環装置において、一端が前記オイルパンのオイル中に浸漬され、他端が前記補助タンク内で垂直上向きを成して前記オイルパンの目標油面高さ位置とほぼ同等の位置に開口しており、前記オイルパンから前記補助タンクにオイルを戻す管状連通部材、をそなえたことを特徴とするエンジンオイル循環装置、
を提供するものである。

本発明は上述のように、エンジンのオイルを補助タンクからオイルパンにポンプにより供給し、他のポンプにより補助タンクに強制循環させることとし、一端がオイルパンの油中に浸漬され他端が補助タンク内の前記オイルパンの目標油面高さと同等の位置に開口した管状連通部材をそなえたため、動作不安定の原因である機械的、電気的な要素の動作を伴うことなく油面を安定的に所定高さに保つことができる。

以下、図１ないし図４を参照して本発明の実施例を説明する。

図１は、本発明の一実施例の構成を示す説明図である。この図１に示すように、エンジン５０は、オイルパン５０ａにオイルが貯留され、その上部がオイル油面と連通し、潤滑を必要とする部材を収めた空間５０ｂとなっている。オイルパン５０ａには、ストレーナ５０ｃが設けられており、ポンプ５１により吸引されてオイルの清浄化とエンジンの潤滑とが行なわれる。また、オイル油面と連通した空間５０ｂは、図示しないブリーザ装置を介した上で、直接または図示しないエアクリーナを介して大気に連通している。

一方、オイルパン５０ａには、補助タンク６０との間でオイルの循環を行うための２つの循環路が形成されている。循環路のその１は、管状連通部材６１を往路とし、ポンプ６４付きのオイル供給管１０８，１０９を復路とする循環路である。

ここで、管状連通部材６１は、図示右端がオイルパン５０ａに接続され、他端が補助タンク６０内のオイルパン油面目標高さＨ0とほぼ同等の高さ位置に開口している。そして、管状連通部材６１の開口端には、高さ位置の調整可能な嵌装部材６２が設けられており、この嵌装部材６２の位置を変化させて管状連通部材６１の開口端の位置をオイルパンの目標油面高さＨ0に適合させることができる。

そのために、管状連結部材６１の開口端近傍は垂直に形成されており、嵌装部材６２が垂直方向に移動して位置調節し得るように形成されている。また、管状連通部材６１の開口端からはオイルが噴出することがあるが、オイルの噴出方向にオイルの噴出を検出する検出手段６３を配する。

２つの循環路のその２は、循環管路１００，１０１，１０２，１０３，１０４および１０５により構成される。この循環管路には、フィルタ８０、ポンプ８１、リリーフ弁８２、仕切り弁８３、遠心分離を含む高度な清浄化処理を行う清浄装置９０を有しており、ポンプ８１と仕切り弁８３との間には、安全回路として循環管路１０３から補助タンク６０に至る管路に油圧上昇が生じた場合にリリーフ弁８２の動作により清浄装置９０へオイルを送らずに、直接、補助タンク６０へ逃がす管路１０６が設けられている。

補助タンク６０には、この他に、最高油面検出手段６６，最低油面検出手段６７、およびフィルタ６５付きの逃がし管１０７が設けられており、補助タンク６０内の油面異常を検出、保護するように構成されている。

このオイル循環装置は、エンジン５０のオイルパンの油面高さが最高油面高さＨ1と最低油面高さＨ2との間に保たれるように動作するもので、定常的な目標高さをＨ0とし、目標高さＨ0を最高油面高さＨ1に近付けることが望ましい。

そして、この目標高さＨ0は、補助タンク６０内の管状連通部材６１の開口端に設けられた嵌装部材６２の高さ調節により設定される。すなわち、嵌装部材６２の図示上端位置よりもエンジン５０内のオイル油面が高ければ、嵌装部材６２の開口端からオイルが溢れ出るから、エンジン５０内の油面が目標高さＨ0を超えることはない。

一方、油面が目標高さＨ0より下がろうとしても、補助タンク６０内のオイルが、ポンプ６４により供給されていて油面が目標高さＨ0を下回ることはない。

このように、エンジン５０の運転中やエンジン停止時における清浄装置９０の運転を目的とした本発明のエンジンオイル潤滑装置の運転時においても、エンジン５０内の油面が制御される。また、補助タンク６０の油面は、検出手段６６，６７により検出されており、異常レベルになったときは、警報発令やエンジン停止等の措置を執ることができる。また、エンジン５０が異常運転状態となり、嵌装部材６２の開口端からオイルを噴出すると、検出手段６３のフロート６３ａを押し上げるから検出手段６３によりエンジンの非常停止命令等の動作を行うことができる。

エンジン５０の運転によりオイルは徐々に汚れていくが、オイルパン５０ａ内のオイルは、定常的にポンプ８１により清浄装置９０に送り込まれて清浄化処理が施されており、オイルの劣化が少ない。そして、この清浄装置９０は、保守点検を行うことがあるが、その際にエンジン５０の運転を停止する必要はない。

図２は、エンジン５０を長時間に亘って運転したことにより、全体的にオイル量が減少した状態を示している。オイル量の減少の結果、補助タンク６０内のオイル量が減少しているが、エンジン５０のオイルパン５０ａ内のオイル量は目標高さＨ0を維持している。

これは、補助タンク６０からエンジン５０へのオイル供給を行うポンプ６４の吐出量がエンジン５０から補助タンク６０へのオイル還流を行うポンプ８１の吐出量と同等以上であるためである。この結果、オイルパン５０ａでは、注入されるオイル量が排出されるオイル量と同等以上であるため、燃料とともに燃焼する等による僅かな自然減はあるものの、オイルパン５０ａ内のオイル量は目標高さＨ0を保つ。

図３は、エンジン５０の故障によりオイルを貯留するオイルパン５０ａに連通する空間の圧力が異常上昇した状態を示しており、この場合は早急にエンジン５０の運転を停止する必要がある。

エンジン５０内の圧力上昇によりオイルパン５０ａ内部のオイルは管状連通部材６１に向かって圧送され、開口端から検出手段６３に向かって噴出する。これによりフロート６３ａが押し上げられるから、検出手段６３はエンジン停止のための信号を送出する。

このような状況では、オイルパン５０ａ内のオイル量減少に伴いストレーナ５０ｃが露出したときに、図示しないエンジン油圧回路内の油圧検出手段が検知動作を行ってエンジンを緊急停止する。検出手段６３によるエンジン停止は、その前段階でエンジンの緊急停止を行い、エンジンの損傷を軽微な段階で止めることができる。

図４は、上記実施例における機械式の検出手段６３に替えて、圧力センサ式検出手段７０を用いた実施例を示している。この場合は、嵌装部材６２の開口端からオイルが噴出して圧力センサ式検出手段７０の受圧面を押圧すると、センサ７０が出力を生じる。この出力が検出回路７１の検出レベルを超えると、出力接点を閉じてアクチュエータ７２を作動させ、エンジンを緊急停止させる。

他の実施例

上記実施例では、管状連通部材６１を１本の管状連通部材として示しているが、並列関係に分割された構成とすることも可能である。

また、検出手段６３，７０は、さらに他の噴出圧力あるいは噴出量を検知し得る手段に置き換えてもよい。そして、検出手段６３と別個に設けられている検出手段６６は、検出手段６３に高さの異なる２つのフロートを上下方向に設け下段をエンジンの異常検出、上段を異常油面上昇とし、各別にスイッチを動作させ、２つのスイッチの動作態様で検出を行なって検出手段６６を省いてもよい。すなわち、２つのスイッチがオフなら正常、下側スイッチがオンでエンジン異常、２つのスイッチがオンなら補助タンク内の異常油面上昇となる。

本発明の一実施例の構成を示す説明図。図１の実施例において循環装置全体のオイル量が減少した状態を示す説明図。図１の実施例においてエンジン内に異常が発生した状態を示す説明図。図１の実施例における補助タンク内のセンサとして圧力センサを用いた構成を示す説明図。従来のエンジンへのオイル供給装置の構成を示す説明図。従来のオイル清浄化装置をそなえたオイル供給装置の構成を示す説明図。

符号の説明

５０エンジン、５０ａ，２３２オイルパン、５０ｂ空間、
５０ｃ，２０１ストレーナ、５１，２０２ポンプ、
６０，２０７補助タンク、６０ａオイル、６０ｂ内部空間、
６１管状連通部材、６２嵌装部材、６３噴出検出手段、
６６，６７油面検出手段、７０圧力検出手段、７１検出回路、
７２アクチュエータ、８１ポンプ、８２リリーフ弁、
８３仕切り弁、９０清浄装置、
１００，１０１，１０２，１０３，１０４，１０５循環管路、
１０７逃がし管、１０８，１０９オイル供給管、
２００オイルパン、２０３流量調整弁、２０４，２３５オイルクーラ、２０５，２４１フィルタ、２０６オイル供給部、２０８レギュレータ、２２０供給流路、２２１バイパス流路、２２２補給流路、
２３０エンジン潤滑装置、２３１エンジン本体、
２３３オイルストレーナ、２３４オイルポンプ、２３６オイルフィルタ、２３７オイルギャラリ、２３８レギュレータバルブ、
２３９セフティバルブ、２４０，２４２ストップ弁、２４３逆止弁、
２４４，２４８，２５１バルブ、２４５ヒータ、２４６オイルタンク、
２４７オーバーフローパイプ、２５０自動給油タンク、
２５２フロート弁、２７０戻し管路、２７１供給回路、２７３配管。

Claims

エンジンのオイルパンに連通しており、エンジンに供給すべきオイルを満たした補助タンクを有し、前記補助タンクから前記オイルパンにオイルを供給するポンプを持った管路と、該オイルパンから前記補助タンクにオイルを強制還流させるポンプを持った管路とをそなえたエンジンオイル循環装置において、
一端が前記オイルパンのオイル中に浸漬され、他端が前記補助タンク内で垂直上向きを成して前記オイルパンの目標油面高さ位置とほぼ同等の位置に開口しており、前記オイルパンから前記補助タンクにオイルを戻す管状連通部材、
をそなえたことを特徴とするエンジンオイル循環装置。
請求項1記載のエンジンオイル循環装置において、
前記管状連通部材の前記補助タンク内に配される開口端の高さ方向の位置は、可変であるエンジンオイル循環装置。
請求項２記載のエンジンオイル循環装置において、
前記管状連通部材は、前記開口端に高さ方向の位置調節のための嵌装部材が設けられたエンジンオイル循環装置。
請求項1記載のエンジンオイル循環装置において、
前記管状連通部材の開口した端部に対向して配され、前記オイルが噴出したことを検出する検出手段を有するエンジンオイル循環装置。
請求項１記載のエンジンオイル循環装置において、
ポンプと清浄手段とを有し、前記エンジンと前記補助タンクとの間に配されて前記オイルの清浄化を行う清浄化循環路をそなえたエンジンオイル循環装置。
請求項５記載のエンジンオイル循環装置において、
前記補助タンクから前記オイルパンへのオイル供給量は、前記清浄化循環路による循環と同等以上であるエンジンオイル循環装置。