JP2012026320A

JP2012026320A - Lubricating device

Info

Publication number: JP2012026320A
Application number: JP2010163895A
Authority: JP
Inventors: Masami Kawasaki; 昌美川崎
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2010-07-21
Filing date: 2010-07-21
Publication date: 2012-02-09
Anticipated expiration: 2030-07-21
Also published as: JP5617409B2

Abstract

【課題】潤滑装置に組み込んだイオン交換樹脂の温度が低い場合、その温度を高めてイオン交換機能を維持することが望まれる。
【解決手段】内燃機関において相対回転する一対の部材の間に潤滑油を供給するための本発明による潤滑装置２５は、潤滑油の劣化を促進する成分と反応して当該成分を潤滑油から排除する潤滑油劣化抑制部材としてイオン反応部材２４を含み、このイオン反応部材２４は、相対回転に伴って摩擦熱を発生する一対の部材のうちの少なくとも一方の部材の摩擦熱発生領域に近接して一方の部材に配される。例えば、一対の部材が内燃機関のクランク軸１９およびジャーナル軸受２２を介してこのクランク軸１９を回転自在に支持する軸受ハウジング１４ａ，１５ａの場合、イオン反応部材２４はクランク軸１９を取り囲むように軸受ハウジング１４ａ，１５ａの側端面１４ｂ，１５ｂに配することができる。
【選択図】図３When the temperature of an ion exchange resin incorporated in a lubrication apparatus is low, it is desired to increase the temperature to maintain the ion exchange function.
A lubricating device 25 according to the present invention for supplying lubricating oil between a pair of relatively rotating members in an internal combustion engine reacts with a component that promotes deterioration of the lubricating oil and removes the component from the lubricating oil. An ion reaction member 24 is included as a lubricant for suppressing deterioration of lubricating oil, and the ion reaction member 24 is close to a frictional heat generation region of at least one of a pair of members that generate frictional heat with relative rotation. It is arranged on one member. For example, when the pair of members are bearing housings 14 a and 15 a that rotatably support the crankshaft 19 via the crankshaft 19 and the journal bearing 22 of the internal combustion engine, the ion reaction member 24 is a bearing that surrounds the crankshaft 19. It can arrange | position to the side end surfaces 14b and 15b of the housings 14a and 15a.
[Selection] Figure 3

Description

本発明は、潤滑油に含まれる特定成分か、潤滑油中に介在する特定成分か、あるいはこれら両方の特定成分とイオン反応して特定成分を潤滑油から排除するイオン反応部材を含み、相対回転する一対の部材の間に潤滑油を供給するための潤滑装置に関する。 The present invention includes an ion reaction member that ionically reacts with a specific component contained in the lubricating oil, a specific component interposed in the lubricating oil, or both of these specific components to exclude the specific component from the lubricating oil, and the relative rotation The present invention relates to a lubricating device for supplying lubricating oil between a pair of members.

燃料に含まれる特定のイオンか、燃料中に介在する特定のイオンか、あるいはこれら両方の特定イオンと反応して特定イオンを燃料から排除するイオン交換樹脂を含む燃料供給装置が特許文献１にて知られている。より具体的には、燃料供給経路の途中に組み込まれたオイルフィルターをイオン交換樹脂で形成し、燃料中に介在する燃料の酸化や劣化を促進させる成分のイオンをイオン交換樹脂にて吸着し、燃料の酸化や劣化を抑えるようにしている。 Patent Document 1 discloses a fuel supply apparatus including an ion exchange resin that reacts with specific ions contained in fuel, specific ions interposed in the fuel, or both specific ions to remove specific ions from the fuel. Are known. More specifically, an oil filter incorporated in the middle of the fuel supply path is formed of an ion exchange resin, and ions of components that promote oxidation and deterioration of the fuel interposed in the fuel are adsorbed by the ion exchange resin. It tries to suppress the oxidation and deterioration of the fuel.

同様な観点から、潤滑油に含まれる特定のイオンか、潤滑油中に介在する特定のイオンか、あるいはこれら両方の特定イオンと反応して特定イオンを潤滑油から排除するイオン交換樹脂を含む潤滑装置が考えられている。 From a similar point of view, lubrication including an ion exchange resin that reacts with specific ions contained in the lubricating oil, specific ions intervening in the lubricating oil, or both specific ions to remove the specific ions from the lubricating oil. A device is considered.

特開２００８−５４０１２３号公報JP 2008-540123 A

特許文献１に開示された燃料供給装置で用いられるイオン交換樹脂は、温度が低い状態ではそのイオン交換能力を充分に発揮させることができないという特性を有している。このため、気温が低い冬場や内燃機関の冷態始動時などでは、オイルフィルターを通過する燃料の温度が低いため、イオン交換能力を発揮させることができるような温度域にイオン交換樹脂を保持しておくことが望まれる。 The ion exchange resin used in the fuel supply apparatus disclosed in Patent Document 1 has a characteristic that the ion exchange ability cannot be sufficiently exhibited in a state where the temperature is low. For this reason, in winter when the temperature is low or when the internal combustion engine is cold started, the temperature of the fuel that passes through the oil filter is low. It is desirable to keep it.

このような温度維持の必要性は、同様なイオン交換樹脂を組み込んだ潤滑装置においても同様に存在し得るものであり、何らかの対策を施すことが好ましい。 Such necessity of maintaining the temperature can also exist in a lubricating device incorporating a similar ion exchange resin, and it is preferable to take some measures.

［発明の目的］
本発明の目的は、低温状態であってもイオン反応部材を従来のものよりも効率よく機能させることができる潤滑装置を提供することにある。 [Object of invention]
An object of the present invention is to provide a lubricating device capable of functioning an ion reaction member more efficiently than a conventional one even in a low temperature state.

本発明の第１の形態は、内燃機関において相対回転する一対の部材の間に潤滑油を供給するための潤滑装置であって、前記潤滑油の劣化を促進する成分と反応して当該成分を前記潤滑油から排除する潤滑油劣化抑制部材を含み、この潤滑油劣化抑制部材は、前記相対回転に伴って摩擦熱を発生する前記一対の部材のうちの少なくとも一方の部材の摩擦熱発生領域に近接して一方の部材に配されていることを特徴とするものである。 A first aspect of the present invention is a lubricating device for supplying lubricating oil between a pair of relatively rotating members in an internal combustion engine, which reacts with a component that promotes deterioration of the lubricating oil, Including a lubricant deterioration suppressing member that is excluded from the lubricant, and the lubricant deterioration suppressing member is provided in a frictional heat generation region of at least one member of the pair of members that generates frictional heat in association with the relative rotation. It is characterized by being arranged close to one member.

本発明においては、一対の部材の相対回転に伴って摩擦熱が発生する。少なくとも一方の部材には、その摩擦熱発生領域に近接して潤滑油劣化抑制部材が配されており、先の摩擦熱が潤滑油劣化抑制部材に伝わり、その温度が上昇して潤滑油の劣化抑制能力が高まる。潤滑油の劣化抑制能力が高まった潤滑油劣化抑制部材は、潤滑油の劣化を促進する成分と効率よく反応し、これを潤滑油から排除する。 In the present invention, frictional heat is generated with the relative rotation of the pair of members. At least one member is provided with a lubricating oil deterioration suppressing member in the vicinity of the frictional heat generation region, and the previous frictional heat is transmitted to the lubricating oil deterioration suppressing member, and its temperature rises to deteriorate the lubricating oil. Increased suppression capability. The lubricant deterioration suppressing member having an increased ability to suppress the deterioration of the lubricant efficiently reacts with a component that promotes the deterioration of the lubricant and excludes it from the lubricant.

本発明による潤滑装置において、一対の部材が内燃機関のクランク軸および軸受を介してこのクランク軸を回転自在に支持する軸受ハウジングであってよく、この場合には潤滑油劣化抑制部材をクランク軸か、または軸受ハウジングに配することができる。あるいは、一対の部材がクランク軸およびこのクランク軸がオイルシールを介して貫通するクランクケースであってよく、この場合には潤滑油劣化抑制部材をオイルシールの内周端部に配することが好ましい。あるいは、一対の部材が内燃機関のカム軸およびこのカム軸を回転自在に支持する軸受ハウジングであってよく、この場合には潤滑油劣化抑制部材をカム軸か、または軸受ハウジングに配することができる。 In the lubricating device according to the present invention, the pair of members may be a bearing housing that rotatably supports the crankshaft via the crankshaft and the bearing of the internal combustion engine. Or in the bearing housing. Alternatively, the pair of members may be a crankshaft and a crankcase through which the crankshaft passes through an oil seal. In this case, it is preferable to dispose the lubricant deterioration suppressing member at the inner peripheral end of the oil seal. . Alternatively, the pair of members may be a camshaft of the internal combustion engine and a bearing housing that rotatably supports the camshaft. In this case, the lubricant deterioration suppressing member may be arranged on the camshaft or the bearing housing. it can.

本発明の潤滑装置によると、相対回転に伴って摩擦熱を発生する内燃機関の一対の部材の摩擦熱発生領域に近接して潤滑油劣化抑制部材を一方の部材に配したので、発生する摩擦熱によって潤滑油劣化抑制部材を効率よく活性化させることができる。この結果、低温雰囲気であっても潤滑油の劣化を促進する成分を潤滑油劣化抑制部材と効率よく反応させ、これを潤滑油から排除することができる。 According to the lubricating device of the present invention, since the lubricating oil deterioration suppressing member is arranged on one member in the vicinity of the frictional heat generation region of the pair of members of the internal combustion engine that generates frictional heat with relative rotation, the generated friction The lubricant deterioration suppressing member can be efficiently activated by heat. As a result, even in a low temperature atmosphere, a component that promotes the deterioration of the lubricating oil can be efficiently reacted with the lubricating oil deterioration suppressing member, and can be excluded from the lubricating oil.

本発明を内燃機関に応用した一実施形態の概略構造を表す一部破断断面図である。1 is a partially broken sectional view showing a schematic structure of an embodiment in which the present invention is applied to an internal combustion engine. 図１に示した実施形態におけるクランク軸およびこのクランク軸に連接棒を介して連結されたピストンの外観を模式的に表す立体投影図である。FIG. 2 is a three-dimensional projection view schematically showing the appearance of a crankshaft and a piston connected to the crankshaft via a connecting rod in the embodiment shown in FIG. 1. 図１に示した実施形態において、主軸受の部分を抽出拡大した断面図である。In the embodiment shown in FIG. 1, it is sectional drawing which expanded and extracted the part of the main bearing. 図１に示した実施形態において、油シールの部分を抽出拡大した断面図である。In the embodiment shown in FIG. 1, it is sectional drawing which expanded and extracted the part of the oil seal. 図１に示した実施形態において、カム軸およびその軸受ハウジングの概略構造を一部破断状態で表す断面図である。In the embodiment shown in FIG. 1, it is sectional drawing which represents the schematic structure of a cam shaft and its bearing housing in a partially broken state. 図１に示した実施形態において、カム軸およびその軸受ハウジングの概略構造の他の例を一部破断状態で表す断面図である。In the embodiment shown in FIG. 1, it is sectional drawing showing the other example of schematic structure of a cam shaft and its bearing housing in a partially broken state.

本発明による潤滑装置を圧縮点火方式の内燃機関に応用した実施形態について、図１〜図６を参照しながら詳細に説明する。しかしながら、本発明はこのような実施形態のみに限らず、相対回転する一対の部材の間に潤滑油を供給するための潤滑装置でありさえすれば、内燃機関に限らず、他の任意の潤滑装置にも応用することができることは言うまでもない。 An embodiment in which a lubricating device according to the present invention is applied to a compression ignition internal combustion engine will be described in detail with reference to FIGS. However, the present invention is not limited to such an embodiment, and is not limited to an internal combustion engine as long as it is a lubricating device for supplying lubricating oil between a pair of relatively rotating members. Needless to say, it can also be applied to devices.

本実施形態におけるエンジンブロックの概略構造を模式的に図１に示し、そのクランク軸の部分の外観を１つのピストンおよび連接棒と共に抽出して図２に示す。 The schematic structure of the engine block in this embodiment is schematically shown in FIG. 1, and the appearance of the crankshaft portion is extracted together with one piston and a connecting rod and shown in FIG.

本実施形態におけるエンジン１０は、燃料である軽油などを燃料噴射弁１１から圧縮状態にある燃焼室１２内に直接噴射することにより、自然着火させる圧縮点火式の多気筒（本実施形態では直列４気筒）内燃機関である。しかしながら、気筒数や気筒配列形式のみならず、このエンジン１０が点火プラグを用いる火花点火方式の内燃機関であっても何らかまわない。 The engine 10 in this embodiment is a compression ignition type multi-cylinder (in this embodiment, in-line 4 in this embodiment) that directly ignites by directly injecting fuel, such as light oil, into the combustion chamber 12 in a compressed state. Cylinder) an internal combustion engine. However, not only the number of cylinders and the cylinder arrangement format, but also the engine 10 may be a spark ignition type internal combustion engine using a spark plug.

エンジン１０の外殻の主要部は、オイルパン１３と、クランクケース１４と、シリンダーブロック１５と、シリンダーヘッド１６と、シリンダーヘッドカバー１７とで構成されている。エンジンオイル１８を溜めるオイルパン１３は、クランク軸１９を貫通状態で収容するクランクケース１４の一端部（図１中、下端部）に取り付けられている。このクランクケース１４の他端部（図１中、上端部）には、ピストン２０を収容するシリンダーブロック１５の一端側（図１中、下端側）が連結されている。シリンダーブロック１５の他端側（図１中、上端側）には、動弁機構２１の一部が組み込まれたシリンダーヘッド１６の一端側（図１中、下端側）が連結されている。さらに、シリンダーヘッド１６の他端側（図１中、上端側）にはシリンダーヘッドカバー１７が取り付けられている。 The main part of the outer shell of the engine 10 includes an oil pan 13, a crankcase 14, a cylinder block 15, a cylinder head 16, and a cylinder head cover 17. The oil pan 13 that stores the engine oil 18 is attached to one end (the lower end in FIG. 1) of the crankcase 14 that houses the crankshaft 19 in a penetrating state. One end side (lower end side in FIG. 1) of a cylinder block 15 that houses the piston 20 is connected to the other end portion (upper end portion in FIG. 1) of the crankcase 14. One end side (lower end side in FIG. 1) of the cylinder head 16 in which a part of the valve operating mechanism 21 is incorporated is connected to the other end side (upper end side in FIG. 1) of the cylinder block 15. Further, a cylinder head cover 17 is attached to the other end side (the upper end side in FIG. 1) of the cylinder head 16.

クランクケース１４を貫通して取り付けられるクランク軸１９は、複数（図示例では５つ）のクランクジャーナル１９ａと、ピストン２０の数に対応した四対のクランクアーム１９ｂおよびクランクピン１９ｃと、四対のバランスウェイト１９ｄとを有する。クランクジャーナル１９ａとクランクアーム１９ｂおよびクランクピン１９ｃとは、クランク軸１９の長手方向に沿って交互に形成され、バランスウェイト１９ｄはクランクアーム１９ｂと一体に形成されている。 The crankshaft 19 attached through the crankcase 14 includes a plurality (five in the illustrated example) of crank journals 19a, four pairs of crank arms 19b and crank pins 19c corresponding to the number of pistons 20, and four pairs of crank journals 19c. And a balance weight 19d. The crank journal 19a, the crank arm 19b, and the crank pin 19c are alternately formed along the longitudinal direction of the crankshaft 19, and the balance weight 19d is formed integrally with the crank arm 19b.

図１におけるクランクジャーナル１９ａの部分を抽出拡大して図３に示す。各クランクジャーナル１９ａとクランクケース１４およびシリンダーブロック１５の軸受ハウジング１４ａ，１５ａとの間には、ジャーナル軸受２２がそれぞれ組み込まれている。また、クランクケース１４の一部を構成する軸受ハウジング１４ａには、エンジンオイル１８をジャーナル軸受２２に供給するための油路２３が形成されている。さらに、軸受ハウジング１４ａ，１５ａの両側端面１４ｂ，１５ｂには、クランク軸１９を取り囲むようにイオン反応部材２４が環状にそれぞれ配されている。これら油路２３およびイオン反応部材２４は、後述する潤滑装置２５の一部を構成する。 The portion of the crank journal 19a in FIG. 1 is extracted and enlarged and shown in FIG. Journal bearings 22 are incorporated between the respective crank journals 19 a and the bearing housings 14 a and 15 a of the crankcase 14 and the cylinder block 15. An oil passage 23 for supplying the engine oil 18 to the journal bearing 22 is formed in the bearing housing 14 a that constitutes a part of the crankcase 14. Further, ion reaction members 24 are annularly arranged on both side end surfaces 14b, 15b of the bearing housings 14a, 15a so as to surround the crankshaft 19, respectively. The oil passage 23 and the ion reaction member 24 constitute a part of a lubricating device 25 described later.

クランクケース１４を貫通するクランク軸１９の一端側の出力端１９ｅは、図示しない変速機に連結され、その反対側の出力端１９ｆには、冷却装置２６などの補機類や動弁機構２１の駆動装置などが連結される。図１における一方の出力端１９ｅの部分を抽出拡大して図４に示す。クランク軸１９のこれら２つの出力端１９ｅ，１９ｆとクランクケース１４およびシリンダーブロック１５との間には、弾性変形可能なオイルシール２７が介装されている。これにより、クランク軸１９の出力端１９ｅ，１９ｆの外周面とクランクケース１４およびシリンダーブロック１５との間から外部にエンジンオイル１８が漏出するのを防止することができる。オイルシール２７には、これをクランク軸１９の出力端１９ｅ，１９ｆの外周面に押し付けるための環状をなすばね部材２７ａが装着されている。また、クランク軸１９の出力端１９ｅ，１９ｆの外周面が摺接するオイルシール２７の内周端部にも後述する潤滑装置２５の一部を構成するイオン反応部材２４が接合されている。 An output end 19e on one end side of the crankshaft 19 penetrating the crankcase 14 is connected to a transmission (not shown), and an output end 19f on the opposite side is connected to auxiliary equipment such as a cooling device 26 and the valve mechanism 21. A driving device or the like is connected. FIG. 4 is an enlarged view of the portion of one output end 19e in FIG. Between these two output ends 19e, 19f of the crankshaft 19 and the crankcase 14 and the cylinder block 15, an elastically deformable oil seal 27 is interposed. Thereby, it is possible to prevent the engine oil 18 from leaking to the outside from between the outer peripheral surfaces of the output ends 19e, 19f of the crankshaft 19 and the crankcase 14 and the cylinder block 15. The oil seal 27 is provided with an annular spring member 27a for pressing it against the outer peripheral surfaces of the output ends 19e, 19f of the crankshaft 19. Further, an ion reaction member 24 constituting a part of a lubricating device 25 described later is also joined to an inner peripheral end portion of an oil seal 27 in which the outer peripheral surfaces of the output ends 19e and 19f of the crankshaft 19 are in sliding contact.

シリンダーブロック１５には、冷却水通路２８と、エンジンオイル１８を動弁機構２１側に供給するための図示しない油路とが形成されており、この油路は後述する潤滑装置２５の一部を構成する。シリンダーブロック１５に収容されたピストン２０は、クランクケース１４に取り付けられたクランク軸１９に連接棒２９を介して連結されており、その往復運動がクランク軸１９の回転運動に変換される。 The cylinder block 15 is formed with a cooling water passage 28 and an oil passage (not shown) for supplying the engine oil 18 to the valve operating mechanism 21, and this oil passage forms a part of a lubricating device 25 described later. Constitute. The piston 20 accommodated in the cylinder block 15 is connected to a crankshaft 19 attached to the crankcase 14 via a connecting rod 29, and the reciprocating motion is converted into the rotational motion of the crankshaft 19.

シリンダーヘッド１６には、シリンダーブロック１５と、シリンダーヘッド１６とピストン２０とで画成される燃焼室１２に臨む吸気ポート１６ａおよび排気ポート１６ｂと、後述する潤滑装置２５の図示しない油路と、冷却水通路３０とが形成されている。このシリンダーヘッド１６には、吸気ポート１６ａを開閉する吸気弁２１ａおよび排気ポート１６ｂを開閉する排気弁２１ｂならびにこれら吸気弁２１ａおよび排気弁２１ｂを駆動する動弁機構２１の一部も組み込まれている。先の燃料噴射弁１１などもこのシリンダーヘッド１６に組み付けられている。 The cylinder head 16 includes a cylinder block 15, an intake port 16 a and an exhaust port 16 b facing the combustion chamber 12 defined by the cylinder head 16 and the piston 20, an oil path (not shown) of a lubricating device 25 described later, and cooling. A water passage 30 is formed. The cylinder head 16 also incorporates an intake valve 21a for opening and closing the intake port 16a, an exhaust valve 21b for opening and closing the exhaust port 16b, and a part of a valve mechanism 21 for driving the intake valve 21a and the exhaust valve 21b. . The previous fuel injection valve 11 and the like are also assembled to the cylinder head 16.

エンジン１０には、冷却水によってシリンダーブロック１５およびシリンダーヘッド１６を冷却するための冷却装置２６に加え、相対回転する一対の部材の間に潤滑油を供給するための潤滑装置２５が組み込まれている。より具体的には、この潤滑装置２５は、動弁機構２１やシリンダーブロック１５に対するピストン２０の摺接部分ならびにクランクジャーナル１９ａの部分およびクランクピン１９ｃの部分などを潤滑するためのものである。本実施形態における潤滑装置２５は、潤滑油としてのエンジンオイル１８を貯留するオイルパン１３と、図示しないオイルポンプと、クランクケース１４やシリンダーヘッド１６に形成された油路２３（一部図示せず）と、イオン反応部材２４とを有する。 The engine 10 incorporates a cooling device 26 for cooling the cylinder block 15 and the cylinder head 16 with cooling water, and a lubricating device 25 for supplying lubricating oil between a pair of relative rotating members. . More specifically, the lubrication device 25 is for lubricating the sliding contact portion of the piston 20 with respect to the valve mechanism 21 and the cylinder block 15, the portion of the crank journal 19a, the portion of the crank pin 19c, and the like. The lubricating device 25 in the present embodiment includes an oil pan 13 that stores engine oil 18 as lubricating oil, an oil pump (not shown), and an oil passage 23 (not shown) formed in the crankcase 14 and the cylinder head 16. ) And an ion reaction member 24.

オイルポンプは、オイルパン１３に貯溜されたエンジンオイル１８を図示しないストレーナーを介して潤滑が必要な上述した各部に上述した油路２３などを介して圧送する。 The oil pump pressure-feeds the engine oil 18 stored in the oil pan 13 through the above-described oil passage 23 and the like to each of the above-described parts that require lubrication via a strainer (not shown).

イオン反応部材２４は、エンジンオイル１８の劣化を促進する成分と反応して当該成分をエンジンオイル１８から排除する本発明の潤滑油劣化抑制部材として機能する。この成分は、エンジンオイル１８自体に含まれていたり、エンジンオイル１８中に介在するものであってよい。エンジンオイル１８の劣化を促進する成分として、より具体的には、カルシウムイオンＣa²⁺や、銅イオンＣu²⁺，アルミニウムイオンＡl³⁺，鉄イオンＦe^2+,3+，クロームイオンＣr³⁺，鉛イオンＰb²⁺，ニッケルイオンＮi²⁺，マグネシウムイオンＭｇ²⁺，チタンイオンＴi⁺がある。上述したＣa²⁺は、例えばスラッジ生成を抑制するようにエンジンオイル１８の循環系統に設けられたカルシウムを含むエンジンオイル劣化抑制剤が消費されることで生ずる。また、エンジンオイル１８中に添加剤としてカルシウムスルホネートが添加されている場合には、このカルシウムスルホネートからもＣa²⁺が生ずる。Ｃu²⁺，Ａl³⁺，Ｆe^2+,3+，Ｃr³⁺，Ｐb²⁺，Ｎi²⁺，Ｍｇ²⁺，Ｔi⁺は、エンジンオイル１８への添加剤、例えばＺnＤＴＰ(ジアルキルジチオリン酸亜鉛：Zinc Dialkyldithiophosphate)から生じたり、エンジン１０の構成部材の磨耗および／または溶出により生じたりする。これらの陽イオンのうち、特にエンジン１０の摺動部の摩耗によりエンジンオイル１８中に生じるＣa²⁺，Ｃu²⁺，Ａl³⁺，Ｆe^2+,3+などを除去することが望ましい。その理由は、これらの陽イオンを含むエンジンオイル１８中の不純物が凝集してスラッジを形成し、エンジンオイル１８の劣化を促進させやすいためである。この他、ブローバイガス中のＮＯ_Xと水とにより生じ得る硝酸イオンＮＯ₃ ^-や、ブローバイガス中のＳＯ_Xと水とにより生じ得る硫酸イオンＳＯ₄ ^2-を提示することができる。さらに、ブローバイガスから生成し得る酢酸イオンＣＨ₃ＣＯＯ^-，ギ酸イオンＨＣＯＯ^-，塩化物イオンＣl^-，クロム酸イオンＣrＯ₄ ^2-なども挙げることができる。 The ion reaction member 24 functions as a lubricant deterioration suppressing member of the present invention that reacts with a component that promotes deterioration of the engine oil 18 and excludes the component from the engine oil 18. This component may be contained in the engine oil 18 itself or may be present in the engine oil 18. More specifically, the components that promote the deterioration of the engine oil 18 include calcium ions Ca ²⁺ , copper ions Cu ²⁺ , aluminum ions Al ³⁺ , iron ions Fe ^{2 +, 3 +} , and chromium ions Cr ^3+. , Lead ion Pb ²⁺ , nickel ion Ni ²⁺ , magnesium ion Mg ²⁺ , and titanium ion Ti ⁺ . The above-mentioned Ca ²⁺ is generated, for example, when the engine oil deterioration inhibitor containing calcium provided in the circulation system of the engine oil 18 is consumed so as to suppress sludge generation. Further, when calcium sulfonate is added as an additive to the engine oil 18, Ca ²⁺ is also generated from this calcium sulfonate. Cu ²⁺ , Al ³⁺ , Fe ^{2 +, 3 +} , Cr ³⁺ , Pb ²⁺ , Ni ²⁺ , Mg ²⁺ , Ti ⁺ are additives to engine oil 18 such as ZnDTP (zinc dialkyldithiophosphate) : or resulting from Z i n c D ialkyldi t hio p hosphate), or caused by wear and / or elution of components of the engine 10. Among these cations, in particular Ca ²⁺ occurring during engine oil 18 due to wear of the sliding portion of the engine ^{^{10, Cu 2+, Al 3+,}} Fe 2 +, it is desirable to remove such ^{3 +.} The reason is that impurities in the engine oil 18 containing these cations are aggregated to form sludge and the deterioration of the engine oil 18 is easily promoted. In addition, nitrate ions NO ₃ ⁻ that can be generated by NO _x and water in blow-by gas and sulfate ions SO ₄ ²⁻ that can be generated by SO _x and water in blow-by gas can be presented. Furthermore, acetate ion CH ₃ COO ⁻ , formate ion HCOO ⁻ , chloride ion Cl ⁻ , chromate ion CrO ₄ ^{2−, and the} like that can be generated from blow-by gas can also be mentioned.

上述した陽イオンをエンジンオイル１８から排除する場合、イオン反応部材２４としてカチオン性イオン交換樹脂を含むことができる。このカチオン性イオン交換樹脂は、上述した陽イオンを吸着する代わりにエンジンオイル１８の劣化を抑制するか、あるいは促進しないイオン、例えば水素イオンＨ⁺および／またはナトリウムイオンＮa⁺を放出する機能を有する。また、上述した陰イオンをエンジンオイル１８から排除する場合、イオン反応部材２４としてアニオン性イオン交換樹脂を含むことができる。このアニオン性イオン交換樹脂は、上述した陰イオンを吸着する代わりにエンジンオイル１８の劣化を抑制するか、あるいは促進しないイオン、例えば水酸化物イオンＯＨ^-を放出する機能を有する。 When the above-described cation is excluded from the engine oil 18, a cationic ion exchange resin can be included as the ion reaction member 24. This cationic ion exchange resin has a function of suppressing the deterioration of the engine oil 18 instead of adsorbing the above-mentioned cation or releasing ions that do not accelerate, such as hydrogen ions H ⁺ and / or sodium ions Na ^+. . Further, when the anions described above are excluded from the engine oil 18, an anionic ion exchange resin can be included as the ion reaction member 24. This anionic ion-exchange resin has a function of suppressing the deterioration of the engine oil 18 instead of adsorbing the above-described anions or releasing ions that do not accelerate, for example, hydroxide ions OH ⁻ .

このようなイオン交換樹脂は、粒状または多孔質のシート状など、種々の形状のものを採用することができ、本実施形態では多孔質のシート状をなすイオン交換樹脂を２枚以上積層することによって形成している。その厚みを増大させることが可能であれば、金網やパンチングメタル製のケース内に粒状のイオン交換樹脂を充填したものを採用することができる。 Such ion exchange resins may be in various shapes such as granular or porous sheets. In this embodiment, two or more ion exchange resins forming a porous sheet are laminated. Is formed by. If the thickness can be increased, a case in which a granular ion exchange resin is filled in a case made of a metal mesh or punching metal can be employed.

なお、イオン反応部材２４として上述したカチオン性またはアニオン性イオン交換樹脂に限定されるわけではないことに注意されたい。すなわち、上述した機能を有するものであれば無機イオン交換体やキレート樹脂および／または合成吸着剤をイオン反応部材２４として用いることが可能である。従って、エンジンオイル１８から除去されるべき成分は、上述した陽イオンおよび陰イオンなどに止まらない。例えば、エンジンオイル１８に含まれる添加物から生じた成分や、エンジン１０の構成部材の磨耗および／または溶出により生じた金属粉などの不要成分または不純物などを含むことができる。このように、エンジンオイル１８中の不要成分や不純物を除去することができるイオン反応部材２４を用いた場合、このような不要成分や不純物をエンジンオイル１８が含む可能性のある材料や薬剤などの物質を添加剤として添加することができる。より具体的には、これらを酸化防止剤，金属系洗浄剤，摩擦調整剤，無灰分散剤，pＨ調整剤としてエンジンオイル１８に添加することが可能である。 It should be noted that the ion reaction member 24 is not limited to the above-described cationic or anionic ion exchange resin. That is, an inorganic ion exchanger, a chelate resin, and / or a synthetic adsorbent can be used as the ion reaction member 24 as long as it has the functions described above. Therefore, the components to be removed from the engine oil 18 are not limited to the above-described cations and anions. For example, it may include components generated from additives contained in the engine oil 18 and unnecessary components or impurities such as metal powder generated by wear and / or elution of the components of the engine 10. As described above, when the ion reaction member 24 that can remove unnecessary components and impurities in the engine oil 18 is used, such materials and chemicals that the engine oil 18 may contain such unnecessary components and impurities. Substances can be added as additives. More specifically, these can be added to the engine oil 18 as an antioxidant, a metal detergent, a friction modifier, an ashless dispersant, and a pH adjuster.

このイオン反応部材２４は、相対回転に伴って摩擦熱を発生する一対の部材のうちの少なくとも一方の部材の摩擦熱発生領域に近接して一方の部材に配されている。本実施形態では、上述したように軸受ハウジング１４ａ，１５ａの両側端面１４ｂ，１５ｂにクランク軸１９を取り囲むようにイオン反応部材２４が配され、オイルシール２７の内周端部にもイオン反応部材２４が接合されている。ジャーナル軸受２２に接する軸受ハウジング１４ａ，１５ａの内周面およびクランクジャーナル１９ａの外周面は、クランク軸１９の回転に伴って摩擦熱を発生する領域である。本実施形態では、これら軸受ハウジング１４ａ，１５ａの内周面の摩擦熱発生領域に近接したその両側端面１４ｂ，１５ｂにイオン反応部材２４が配されている。クランク軸１９の出力端１９ｅ，１９ｆの外周面およびこれに接するオイルシール２７の内周端部もまた、クランク軸１９の回転に伴って摩擦熱を発生する領域である。本実施形態ではこの摩擦熱発生領域に近接したオイルシール２７の内周端部にもイオン反応部材２４を配している。 The ion reaction member 24 is disposed on one member in the vicinity of the frictional heat generation region of at least one member of the pair of members that generate frictional heat with relative rotation. In the present embodiment, as described above, the ion reaction member 24 is arranged on both side end surfaces 14b and 15b of the bearing housings 14a and 15a so as to surround the crankshaft 19, and the ion reaction member 24 is also disposed on the inner peripheral end portion of the oil seal 27. Are joined. The inner peripheral surfaces of the bearing housings 14 a and 15 a in contact with the journal bearing 22 and the outer peripheral surface of the crank journal 19 a are regions that generate frictional heat as the crankshaft 19 rotates. In the present embodiment, ion reaction members 24 are arranged on both side end surfaces 14b and 15b close to the frictional heat generation regions on the inner peripheral surfaces of the bearing housings 14a and 15a. The outer peripheral surfaces of the output ends 19e and 19f of the crankshaft 19 and the inner peripheral end portion of the oil seal 27 in contact with the output ends 19e and 19f are also regions that generate frictional heat as the crankshaft 19 rotates. In the present embodiment, the ion reaction member 24 is also disposed at the inner peripheral end of the oil seal 27 close to the frictional heat generation region.

オイルパン１３に貯留されたエンジンオイル１８は、クランク軸１９と一体のクランクアーム１９ｂの回転に伴ってはね上げられ、シリンダーブロック１５とピストン２０との摺接部分に供給される。このエンジンオイル１８はまた、オイルポンプによって潤滑が必要とされる動弁機構２１やクランクジャーナル１９ａ，クランクピン１９ｃなどにも供給される。この場合、一対の部材の相対回転に伴って摩擦熱が発生する部位にイオン反応部材２４を配したことにより、このイオン反応部材２４が摩擦熱により加熱されて活性化を促進させることができる。この結果、エンジン１０の冷態始動時や外気温が低温であっても、イオン反応部材２４に接する潤滑油から特定成分のイオンを効率よく除去することができ、潤滑油の劣化を抑制することが可能となる。 The engine oil 18 stored in the oil pan 13 is splashed with the rotation of the crank arm 19b integrated with the crankshaft 19 and supplied to the sliding contact portion between the cylinder block 15 and the piston 20. The engine oil 18 is also supplied to a valve operating mechanism 21, a crank journal 19a, a crank pin 19c, and the like that require lubrication by an oil pump. In this case, by providing the ion reaction member 24 at a site where frictional heat is generated along with the relative rotation of the pair of members, the ion reaction member 24 is heated by the frictional heat to promote activation. As a result, even when the engine 10 is cold-started or the outside air temperature is low, ions of specific components can be efficiently removed from the lubricating oil in contact with the ion reaction member 24, and deterioration of the lubricating oil can be suppressed. Is possible.

上述したイオン反応部材２４は動弁機構２１にも組み込まれており、この動弁機構２１の一部を抽出拡大して図５に示す。内部が潤滑油路３１ａとなった中空のカム軸３１には、吸気弁２１ａおよび排気弁２１ｂを駆動するためのカム３１ｂが所定間隔で形成されている。カム軸３１の長手方向に沿って隣接するカム３１ｂの間には、シリンダーヘッド１６と一体に設けられたカムジャーナル３２と、カム軸３１を囲むようにカムジャーナル３２に取り付けられるカムキャップ３３とが位置し、カム軸３１を回転自在に支持している。つまり、カムジャーナル３２およびカムキャップ３３は、本発明の軸受部として機能する。これらカムジャーナル３２およびカムキャップ３３の内周面３２ａ，３３ａに臨むカム軸３１の外周面３１ｃには、潤滑油路３１ａに連通する給油孔３１ｄが形成されている。これにより、給油孔３１ｄからカム軸３１の外周面３１ｃとカムジャーナル３２およびカムキャップ３３の内周面３２ａ，３３ａとの間にエンジンオイル１８が吐出され、カム軸３１の円滑な回転が促進させる。カム軸３１の外周面３１ｃならびにこのカム軸３１に接するカムジャーナル３２およびカムキャップ３３の内周面３２ａ，３３ａは、カム軸３１の回転に伴って摩擦熱を発生する領域である。イオン反応部材２４は、カム軸３１の回転に伴って摩擦熱を発生するカム軸３１の外周面３１ｃならびにカムジャーナル３２およびカムキャップ３３の内周面３２ａ，３３ａの摩擦熱発生領域に近接してこれらのうちの何れか一方に配されている。本実施形態では、カムジャーナル３２およびカムキャップ３３の内周面３２ａ，３３ａの摩擦熱発生領域に近接したその両側端面３２ｂ，３３ｂにカム軸３１を取り囲むようにイオン反応部材２４がそれぞれ配されている。 The ion reaction member 24 described above is also incorporated in the valve mechanism 21, and a part of the valve mechanism 21 is extracted and enlarged as shown in FIG. 5. A cam 31b for driving the intake valve 21a and the exhaust valve 21b is formed at a predetermined interval on the hollow camshaft 31 whose inside is a lubricating oil passage 31a. Between the cams 31b adjacent to each other along the longitudinal direction of the cam shaft 31, a cam journal 32 provided integrally with the cylinder head 16 and a cam cap 33 attached to the cam journal 32 so as to surround the cam shaft 31 are provided. The camshaft 31 is rotatably supported. That is, the cam journal 32 and the cam cap 33 function as a bearing portion of the present invention. An oil supply hole 31d communicating with the lubricating oil passage 31a is formed on the outer peripheral surface 31c of the cam shaft 31 facing the inner peripheral surfaces 32a and 33a of the cam journal 32 and the cam cap 33. As a result, the engine oil 18 is discharged from the oil supply hole 31d between the outer peripheral surface 31c of the cam shaft 31 and the inner peripheral surfaces 32a and 33a of the cam journal 32 and the cam cap 33, thereby promoting the smooth rotation of the cam shaft 31. . The outer peripheral surface 31 c of the cam shaft 31 and the cam journal 32 in contact with the cam shaft 31 and the inner peripheral surfaces 32 a and 33 a of the cam cap 33 are regions that generate frictional heat as the cam shaft 31 rotates. The ion reaction member 24 is close to the outer peripheral surface 31c of the cam shaft 31 that generates frictional heat as the cam shaft 31 rotates, and the frictional heat generation region of the inner peripheral surfaces 32a and 33a of the cam journal 32 and the cam cap 33. It is arranged in any one of these. In the present embodiment, the ion reaction members 24 are respectively disposed on both side end surfaces 32b and 33b adjacent to the frictional heat generation regions of the inner peripheral surfaces 32a and 33a of the cam journal 32 and the cam cap 33 so as to surround the cam shaft 31. Yes.

上述した実施形態では、軸受ハウジング１４ａ，１５ａの側端面１４ｂ，１５ｂやカムジャーナル３２およびカムキャップ３３の両側端面３２ｂ，３３ｂにイオン反応部材２４を配したが、これをクランク軸１９やカム軸３１に配することも可能である。クランク軸１９に本発明の潤滑油劣化抑制部材としてイオン反応部材２４を配する場合、ジャーナル軸受２２と干渉しないようにイオン反応部材２４をクランクジャーナル１９ａの外周面に配することが望ましい。同様な構成を動弁機構２１に対しても採用した場合の概略構造を図６に示すが、先の実施形態と同一機能の要素にはこれと同一の符号を記すに止め、重複する説明を省略する。すなわち、本実施形態におけるイオン反応部材２４は、カムジャーナル３２およびカムキャップ３３に対して干渉しないように、カム３１ｂに密着させた状態でカム軸３１の外周面３１ｃに配されている。 In the above-described embodiment, the ion reaction member 24 is disposed on the side end surfaces 14b, 15b of the bearing housings 14a, 15a and the both end surfaces 32b, 33b of the cam journal 32 and the cam cap 33. It is also possible to arrange them. When the ion reaction member 24 is disposed on the crankshaft 19 as the lubricating oil deterioration suppressing member of the present invention, it is desirable to dispose the ion reaction member 24 on the outer peripheral surface of the crank journal 19a so as not to interfere with the journal bearing 22. FIG. 6 shows a schematic structure in the case where a similar configuration is also applied to the valve operating mechanism 21, but the same reference numerals are given to elements having the same functions as those in the previous embodiment, and redundant descriptions are given. Omitted. That is, the ion reaction member 24 in this embodiment is arranged on the outer peripheral surface 31c of the cam shaft 31 in a state of being in close contact with the cam 31b so as not to interfere with the cam journal 32 and the cam cap 33.

このように、本発明はその特許請求の範囲に記載された事項のみから解釈されるべきものであり、上述した実施形態においても、本発明の概念に包含されるあらゆる変更や修正が記載した事項以外に可能である。つまり、上述した実施形態におけるすべての事項は、本発明を限定するためのものではなく、本発明とは直接的に関係のないあらゆる構成を含め、その用途や目的などに応じて任意に変更し得るものである。 As described above, the present invention should be construed only from the matters described in the scope of the claims, and in the above-described embodiments, the matters described in all the changes and modifications included in the concept of the present invention are described. Other than possible. That is, all matters in the above-described embodiment are not intended to limit the present invention, and include any configuration not directly related to the present invention. To get.

１０エンジン
１１燃料噴射弁
１２燃焼室
１３オイルパン
１４クランクケース
１４ａ軸受ハウジング
１４ｂ側端面
１５シリンダーブロック
１５ａ軸受ハウジング
１５ｂ側端面
１６シリンダーヘッド
１６ａ吸気ポート
１６ｂ排気ポート
１７シリンダーヘッドカバー
１８エンジンオイル
１９クランク軸
１９ａクランクジャーナル
１９ｂクランクアーム
１９ｃクランクピン
１９ｄバランスウェイト
１９ｅ，１９ｆ出力端
２０ピストン
２１動弁機構
２１ａ吸気弁
２１ｂ排気弁
２２ジャーナル軸受
２３油路
２４イオン反応部材
２５潤滑装置
２６冷却装置
２７オイルシール
２７ａばね部材
２８冷却水通路
２９連接棒
３０冷却水通路
３１カム軸
３１ａ潤滑油路
３１ｂカム
３１ｃ外周面
３１ｄ給油孔
３２カムジャーナル
３２ａ内周面
３２ｂ側端面
３３カムキャップ
３３ａ内周面
３３ｂ側端面 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Engine 11 Fuel injection valve 12 Combustion chamber 13 Oil pan 14 Crankcase 14a Bearing housing 14b Side end surface 15 Cylinder block 15a Bearing housing 15b Side end surface 16 Cylinder head 16a Intake port 16b Exhaust port 17 Cylinder head cover 18 Engine oil 19 Crankshaft 19a Crank Journal 19b Crank arm 19c Crank pin 19d Balance weight 19e, 19f Output end 20 Piston 21 Valve mechanism 21a Intake valve 21b Exhaust valve 22 Journal bearing 23 Oil passage 24 Ion reaction member 25 Lubricator 26 Cooling device 27 Oil seal 27a Spring member 28 Cooling water passage 29 Connecting rod 30 Cooling water passage 31 Cam shaft 31a Lubricating oil passage 31b Cam 31c Outer peripheral surface 31d Oil supply hole 3 Cam journal 32a inner peripheral surface 32b side end surface 33 peripheral surface 33b side end face in the cam cap 33a

Claims

A lubricating device for supplying lubricating oil between a pair of members that relatively rotate in an internal combustion engine,
A lubricating oil deterioration suppressing member that reacts with a component that promotes deterioration of the lubricating oil and excludes the component from the lubricating oil, and the lubricating oil deterioration suppressing member generates frictional heat in association with the relative rotation. A lubricating device, wherein the lubricating device is arranged in the vicinity of a frictional heat generation region of at least one member of the pair of members.

The pair of members is a bearing housing that rotatably supports the crankshaft via a crankshaft and a bearing, and the lubricant deterioration suppressing member is disposed on the crankshaft or the bearing housing. The lubricating device according to claim 1.

The pair of members is a crankshaft and a crankcase through which the crankshaft passes through an oil seal, and the lubricating oil deterioration suppressing member is arranged at an inner peripheral end of the oil seal. The lubricating device according to claim 1 or 2.

The pair of members are a cam shaft and a bearing portion that rotatably supports the cam shaft, and the lubricant deterioration suppressing member is disposed on the cam shaft or the bearing portion. The lubricating device according to any one of claims 1 to 3.

The lubricating device according to any one of claims 1 to 4, wherein the lubricant deterioration suppressing member is an ion reaction member.