JP2006125201A - Double tank oil pan - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、エンジンブロックの下側に設け、エンジンオイルを貯留させるオイルパンに関する。 The present invention relates to an oil pan that is provided below an engine block and stores engine oil.
従来から、エンジンの潤滑・冷却にはエンジンオイルが用いられている。このエンジンオイルは、エンジンの下部に設けられたオイルパンに貯留され、オイルポンプによってエンジン各部に循環される。エンジン各部を循環したエンジンオイルは、下方のオイルパン内に滴下する。そして、オイルパン内に滴下したエンジンオイルは、再度オイルポンプによってエンジン各部に循環される。この間、エンジンオイルはエンジン各部から熱を受け取って各部を冷却する。また、エンジンオイルは、エンジン各部で油膜を形成して各部品間の潤滑を促進すると共に、部品の酸化を防止するなどの役目もある。 Conventionally, engine oil has been used for engine lubrication and cooling. This engine oil is stored in an oil pan provided in the lower part of the engine, and is circulated to each part of the engine by an oil pump. The engine oil that has circulated through each part of the engine is dripped into the lower oil pan. And the engine oil dripped in the oil pan is circulated to each part of the engine again by the oil pump. During this time, the engine oil receives heat from each part of the engine and cools each part. The engine oil also has a role of forming an oil film in each part of the engine to promote lubrication between the parts and preventing oxidation of the parts.
ここで、エンジンの冷間始動直後は、オイルパン内部に貯留されたエンジンオイルは冷えており、粘度も高く、エンジン各部を循環して各部を潤滑させるのに適した状態ではない。そこで、冷間始動直後は、できるだけ早くエンジンオイルを昇温させて適切な粘度を有する状態にさせたい。このために、オイルパンを複数の区画に分け、冷間始動直後は一方の区画内のエンジンオイルが循環されやすい状況を作り、この区画内のエンジンオイルをより早期に昇温させ、その一方、暖機完了後は、エンジンオイルの過熱を回避してエンジンオイルを好ましい状態とすることが既に検討されている(特許文献1)。このようなエンジンオイルの早期昇温は、フリクションの早期低減による燃費向上にも寄与するものであり、近年の燃費向上に対する強い要望からも改善が望まれる点である。 Here, immediately after the cold start of the engine, the engine oil stored in the oil pan is cold, the viscosity is high, and it is not in a state suitable for circulating each part of the engine and lubricating each part. Therefore, immediately after the cold start, it is desired to raise the temperature of the engine oil as soon as possible so that it has an appropriate viscosity. For this purpose, the oil pan is divided into a plurality of compartments, and immediately after a cold start, the engine oil in one compartment is easily circulated, and the engine oil in this compartment is heated earlier, After warming-up is complete, it has already been studied to avoid overheating of the engine oil and make the engine oil in a preferable state (Patent Document 1). Such an early temperature rise of engine oil contributes to an improvement in fuel efficiency due to an early reduction of friction, and improvement is also desired from the recent strong demand for improvement in fuel efficiency.
図1は、特許文献1に記載されたオイルパン50の構造を説明する断面図であるが、エンジンオイルの昇温を効果的に行うべく、凹部51aを有するオイルパンセパレータ51をオイルパン52内に設け、凹部51a内にエンジンオイルの吸込口53aが位置するようにオイルストレーナ53を配置するとともに、凹部51aの側壁51a1の上部及び下部に凹部51aの内外を連通させる連通孔54、55を設けた構成を採用している。このような連通孔54、55のうち、凹部5aの側壁51a1の下部に設けた連通孔55は、エンジンオイルの粘度変化を利用して凹部51a内外のエンジンオイルの流通を制御するようになっている。すなわち、連通孔55の径を小径としておき、暖機時の粘度の高いエンジンオイルは連通孔55を通過する際の通油抵抗が大きいことを利用して凹部51a内外のエンジンオイルの混合を防止し、一方、暖機完了後の粘度の低いエンジンオイルは連通孔55を通過することができ、凹部51a内外のエンジンオイルの混合が行われる構成となっている。凹部51aの内外でオエンジンイルが混合されれば、低温の凹部51a外側のオイルによって、高温となった凹部51a内側のエンジンオイルの温度を低下させることができる。
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating the structure of an
一方、凹部51aの側壁51a1の上部に設けた連通孔54は、エンジンオイルの粘度に拘わらず凹部51aの内外でエンジンオイルを流通させることができ、主に、エンジンブロック56内部を循環し、オイルパンセパレータ51内(凹部51a内側)に滴下したエンジンオイルをオイルパンセパレータ51の凹部51aの内側から外側へ流出させる。このため、矢示57で示す様な、凹部51aの上部から流出したエンジンオイルが、エンジンオイルの粘度に応じて再び凹部51aの下部から凹部51a内に流入するというエンジンオイルの循環経路が形成され、エンジンオイルの混合を促進し、エンジンオイルを冷却するようになっている。混合されたエンジンオイルは吸込口53aから吸い上げられ、上部からエンジンブロック56内に供給される。
On the other hand, the
以上のような構成により、エンジンの始動直後のエンジンオイルの早期昇温が図られている。 With the configuration as described above, the engine oil can be quickly heated immediately after the engine is started.
ところで、エンジンには、ピストンの往復運動によって発生する慣性力に起因する振動を抑制するバランサが取り付けられたものがある。このようなバランサの発明は、例えば、特許文献2に開示されている。図2は、特許文献2に開示されたエンジンバランサ50の実施形態を示す概略構成図である。この図2によれば、クランクシャフト51が回転可能に支承されるシリンダブロック52の下部にはオイルを貯留するオイルパン53が固定されていると共に、エンジンバランサ50がオイルパン53内に位置するように固定されている。シリンダブロック52には、エンジンにより駆動され、ストレーナ54を介して吸込んだオイルパン53内のオイルをエンジンの各潤滑部へ圧送するオイルポンプ55が取り付けられており、オイルポンプ55からのオイルの一部はエンジンバランサ50の潤滑部へも供給されるようになっている。このように設置されたエンジンバランサ50は、チェーンスプロケット58とチェーン57、クランクスプロケット56を介して、クランクシャフト51と結合している。
このようにバランサはオイルパン内に位置するように固定される。
Some engines are equipped with a balancer that suppresses vibration caused by inertial force generated by the reciprocating motion of a piston. Such a balancer invention is disclosed in, for example,
Thus, the balancer is fixed so as to be located in the oil pan.
しかしながら、このようなバランサは、オイルパン内に配置されてエンジンオイルと接触することによって、エンジンオイルの早期昇温の妨げとなることが考えられる。バランサには金属部品が多数使用されており、一般的に金属は熱容量が大きいことから構造物全体になるとかなりの熱容量を持つ。このように熱容量の大きい構造物は、エンジンオイルと接触することによりエンジンオイルから大量の熱を奪う。このため、エンジンブロック内を循環し、昇温した状態で再びオイルパン内に戻ってきたエンジンオイルがバランサに接触するとエンジンオイルが蓄えた熱が奪われ、温度低下につながる。このような問題は、当然、特許文献1に開示した二槽式オイルパンにおいても起こるもので、同様の問題を有しているといえる。
このように熱容量の大きい構造物がオイルパン内に存在し、エンジンオイルの昇温を妨げると、フリクションの早期低減による燃費向上の実現等も困難となる。
However, it is conceivable that such a balancer is disposed in the oil pan and comes into contact with the engine oil, thereby hindering early temperature rise of the engine oil. Many metal parts are used in the balancer. Generally, metal has a large heat capacity, so that the entire structure has a considerable heat capacity. Such a structure having a large heat capacity takes a large amount of heat from the engine oil by coming into contact with the engine oil. For this reason, when the engine oil which circulates in the engine block and returns to the oil pan in a state where the temperature has been raised comes into contact with the balancer, the heat stored in the engine oil is taken away, leading to a decrease in temperature. Such a problem naturally occurs also in the two-tank oil pan disclosed in
If a structure with such a large heat capacity exists in the oil pan and hinders the temperature rise of the engine oil, it becomes difficult to realize an improvement in fuel consumption by early reduction of friction.
そこで、本発明は、例えばバランサのように熱容量が大きく、エンジンオイルから熱を奪う構造物を備えた状態であっても、できるだけ効率よく早期にエンジンオイルを昇温させることのできる二槽式オイルパンを提供することを目的とする。 Accordingly, the present invention is a two-tank oil that can raise the temperature of engine oil as efficiently and as early as possible even when it has a large heat capacity such as a balancer and a structure that takes heat away from engine oil. The purpose is to provide bread.
かかる目的を達成するための本発明の二槽式オイルパンは、吸込口が配置される第一室と前記吸込口が配置されない第二室とに仕切るオイルパンセパレータをオイルパンの内部に備え、前記オイルパンセパレータは前記第一室を形成する凹部を有し、前記第一室がエンジンブロックの内部と連通され、前記凹部は前記第一室と前記第二室とを連通させる連通孔を有する二槽式オイルパンにおいて、当該二槽式オイルパン内に収容され、当該二槽式オイルパン内に貯留されるエンジンオイルから熱を奪う構造体を前記第二室内に配置したことを特徴とする。
ここで、前記構造体には、例えば、バランサや、スタータの駆動力をクランク軸に伝達する駆動力伝達構造が含まれる。従来、車両に搭載されたエンジンにおいて、車両停止時にエンジンを自動停止して燃費を改善するアイドルストップ機構が採用されたものがある。このアイドルストップ機構は、燃費の改善などのために、車両が交差点等で走行停止状態となった時にエンジンを自動停止するとともに、発進操作時にスタータを回転させてエンジンを自動始動させて車両を発進可能とさせるエンジンの自動停止始動装置(以下、「エコラン装置」という)である。
このようなエコラン装置には、ギア等を介してスタータの駆動力をクランク軸に伝達する駆動力伝達構造を備えたものがあり、ギア等からなる駆動力伝達構造は、潤滑油としてエンジンオイルを利用できることからオイルパン内に収容される。ところが、このような駆動力伝達装置も金属製である場合等は熱容量が大きく、エンジンオイルの早期昇温を図ろうとした場合、前記バランサと同様にその配置には留意すべきものである。
そこで、本発明では、エコラン装置を搭載した車両の駆動力伝達装置についても、前記バランサと同様に、エンジンオイルから熱を奪う構造体であるとして前記第二室内に配置した構成としている。
In order to achieve such an object, the two-tank oil pan of the present invention includes an oil pan separator that partitions into a first chamber in which a suction port is disposed and a second chamber in which the suction port is not disposed, inside the oil pan, The oil pan separator has a recess that forms the first chamber, the first chamber communicates with the interior of the engine block, and the recess has a communication hole that communicates the first chamber with the second chamber. In the two-tank oil pan, a structure that is housed in the two-tank oil pan and takes heat away from the engine oil stored in the two-tank oil pan is disposed in the second chamber. .
Here, the structure includes, for example, a driving force transmission structure that transmits a driving force of a balancer or a starter to the crankshaft. Conventionally, there is an engine mounted on a vehicle that employs an idle stop mechanism that automatically stops the engine when the vehicle stops to improve fuel efficiency. This idle stop mechanism automatically stops the engine when the vehicle stops running at an intersection or the like to improve fuel efficiency, and starts the vehicle by automatically starting the engine by rotating the starter during start operation. This is an automatic engine stop / start device (hereinafter referred to as “eco-run device”) that is made possible.
Some of such eco-run devices have a driving force transmission structure that transmits the driving force of the starter to the crankshaft via a gear or the like, and the driving force transmission structure including the gear or the like uses engine oil as a lubricating oil. Because it is available, it is housed in an oil pan. However, when such a driving force transmission device is also made of metal, etc., the heat capacity is large, and when trying to raise the temperature of the engine oil early, attention should be paid to its arrangement as with the balancer.
Therefore, in the present invention, the driving force transmission device for a vehicle equipped with an eco-run device is also configured in the second chamber as a structure that takes heat away from engine oil, similarly to the balancer.
本発明によれば、第一室と第二室とを有する二槽式オイルパンとし、エンジン始動時に早期昇温のために循環させる少量のエンジンオイルを貯留する第一室内にはバランサ等のエンジンオイルから熱を奪う構造体を配置せず、第二室内に配置した構成としたので、バランサ等をオイルパン内に配置しつつ、第一室内のエンジンオイルを早期に昇温することができる。また、バランサ等が配置された第二室内のエンジンオイルの冷却効果を得ることができる。 According to the present invention, a two-tank oil pan having a first chamber and a second chamber is provided, and an engine such as a balancer is stored in the first chamber for storing a small amount of engine oil to be circulated for early temperature rise when the engine is started. Since the structure that removes heat from the oil is not disposed, but the structure is disposed in the second chamber, the engine oil in the first chamber can be quickly heated while the balancer and the like are disposed in the oil pan. Moreover, the cooling effect of the engine oil in the second chamber in which the balancer or the like is arranged can be obtained.
以下、本発明を実施するための最良の形態を図面と共に詳細に説明する。 Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図3は、本発明の二槽式オイルパン1の平面図であり、図4は図3中のA−A線断面図、図5は図3中のB−B線断面図である。二槽式オイルパン1は、オイルパン2の内部に、凹部3aを有するオイルパンセパレータ3が設けられている。オイルパンセパレータ3の凹部3aは図示しないエンジンブロックと連通する第一室5を形成している。すなわち、オイルパン2内はこのオイルパンセパレータ3によって第二室4と第一室5とに仕切られている。第一室5内にはオイルストレーナ6の吸込口6aが配置されている。また、図4に示すように凹部3aの側壁3a1には、第二室4と第一室5とを連通させる第一連通孔8が設けられている。この第一連通孔8は、凹部3aの側壁3a1のできるだけ上側に設けることが好ましく、本実施例の二槽式オイルパン1では、第二室4及び第一室5に貯留させるエンジンオイル量の下限レベル付近に設けている。また、凹部3aの側壁3a1の下部にはエンジンオイルの粘度変化を利用して第二室4と第一室5とのエンジンオイルの流通を制御する第二連通孔9が設けられている。
3 is a plan view of the two-
また、エンジンブロックに取り付けられるバランサ10が第二室4内に配置されている。バランサ10は、図面上、表れていないが、内部にバランサ側ギアを備えており、エンジンブロックに支持されたクランク軸に設けられた第一のクランク軸側ギアと噛み合って、クランク軸の振動を抑制するようになっている。このようにバランサ10を第二室4内に配置し、収容すべく、サブオイルパン3には図に示すように底浅部3bが形成されている。
A
さらに、オイルパン2の外側には、エコラン装置の一部を構成するスタータ11が取り付けられている。このスタータ11には図3に示すようにプラネタリギア12、スタータギア13がこの順で接続されている。また、このスタータギア13とアイドラギア14とが噛み合い、このアイドラギア14とドリブンギア15とが噛み合い、このドリブンギア15と中間ギア16とが噛み合い、最後にこの中間ギア16が図示しないクランク軸に設けられた第二のクランク軸側ギアと噛み合ってスタータ11の駆動力をクランク軸に伝達するようになっている。本実施例では、二槽式オイルパン1の第二室4内に収納されているこれらのギアのうち、プラネタリギア12、スタータギア13、アイドラギア14、ドリブンギア15、中間ギア16が本発明における「クランク軸に伝達する駆動力伝達構造」に相当する。
Furthermore, a
以上のように構成される二槽式オイルパン1は、冷えた状態のエンジンが始動すると、先ず、第一室5内のエンジンオイルがオイルストレーナ6の吸込口6aから吸い上げられ、エンジンブロック内の各部を循環して再び第一室5内へ戻ってくる。このような過程で、第一室5内のエンジンオイルは徐々に昇温するが、エンジンオイルの粘性の低いエンジン始動当初は第一室5内に貯留されていた少量のエンジンオイルのみを循環させ、エンジンオイルの早期昇温を図っている。このとき、熱容量の大きいバランサ10やクランク軸に伝達する駆動力伝達構造を構成するプラネタリギア12、スタータギア13、アイドラギア14、ドリブンギア15、中間ギア16といった構造物が第一室5内に配置されていたとすると、エンジンブロック内の各部を循環する過程でエンジンオイルが蓄えた熱をこれらの構造物が奪ってしまいエンジンオイルの昇温を妨げることになる。しかし、本実施例ではこれらの構造物は第二室4内に配置されているので第一室5内に戻ってきたエンジンオイルの熱を奪うことはなく、第一室5内のエンジンオイルの早期昇温を妨げることがない。
In the two-
なお、エンジンオイルの昇温が進んで粘度が低下してくると、エンジンオイルは第二連通孔9を通過することができるようになり、第二室4内のエンジンオイルも第一室5内に流入してエンジンブロック各部を循環する。これにより、エンジンオイル温度の過上昇を防止することができる。
When the temperature of the engine oil increases and the viscosity decreases, the engine oil can pass through the
また、熱容量の大きいバランサ10や駆動力伝達構造をなすプラネタリギア12等が第二室4内に収容されているので、第二室4内のエンジンオイルを冷却する効果も期待できる。
Further, since the
エンジンオイルを早期に昇温させることができれば、燃料消費量を抑え、燃費向上を図ることができる。図6は、実験によりエンジン始動時の第一室5内の油温と燃料消費量との関係を求め、その結果をオイルパン内の構造物の有無により対比させて示したグラフである。図6中、実線は、第一室5内にバランサ10、駆動力伝達構造、すなわち、プラネタリギア12、スタータギア13、アイドラギア14、ドリブンギア15、中間ギア16がない場合、破線は第一室5内にバランサ10のみを入れた場合、点線は第一室5内にバランサ10、駆動力伝達構造、すなわち、プラネタリギア12、スタータギア13、アイドラギア14、ドリブンギア15、中間ギア16を入れた場合について示している。
グラフから明らかなように、第一室5内に配置された構造物が少なく、熱容量が小さいほど第一室5内の油温の上昇が早く、また、これに伴って燃料消費量は低下している。
以上の実験結果からも、本発明により、エンジンオイルの早期昇温及び燃料消費量の軽減を達成できることが確認できた。
If the temperature of the engine oil can be raised quickly, fuel consumption can be reduced and fuel consumption can be improved. FIG. 6 is a graph showing the relationship between the oil temperature in the
As is clear from the graph, the fewer the structures arranged in the
From the above experimental results, it was confirmed that the present invention can achieve an early increase in engine oil temperature and reduction in fuel consumption.
上記実施例は本発明を実施するための例にすぎず、本発明はこれらに限定されるものではなく、これらの実施例を種々変形することは本発明の範囲内であり、更に本発明の範囲内において、他の様々な実施例が可能であることは上記記載から自明である。
例えば、上記実施例ではプラネタリギア12、スタータギア13、アイドラギア14、ドリブンギア15、中間ギア16を本発明における「クランク軸に伝達する駆動力伝達構造」としているが、本発明における駆動軸伝達構造に相当する構造、要素は、エコラン装置の設計によっても異なってくるものである。また、上記実施例では、エンジンオイルのレベルセンサやレベルゲージには言及していないが、これらの構造物についても第一室5内のエンジンオイルを早期昇温させる観点からは極力第二室4内に設置することが望ましい。要は、オイルパン内に収容することがある構造物で、オイルストレーナ6などのように第一室5内に配置する必然性があるもの以外については、第二室4内に配置するようにする。
The above-described embodiments are merely examples for carrying out the present invention, and the present invention is not limited thereto. Various modifications of these embodiments are within the scope of the present invention. It is apparent from the above description that various other embodiments are possible within the scope.
For example, in the above embodiment, the
なお、本発明は二槽式オイルパンについてエンジンオイルから熱を奪う構造体を第二室に配置する改良を行っているが、これが、例えば三槽式といった多槽式のオイルパンになった場合であっても、そのような構造体は、できるだけ複数の室のうち、最外郭に位置する室内へ配置するようにする。 In the present invention, the two-tank oil pan is improved by disposing a structure that takes heat away from the engine oil in the second chamber, but when this is a multi-tank oil pan such as a three-tank type, for example. Even so, such a structure is arranged in a chamber located in the outermost outline among a plurality of chambers as much as possible.
1、50 二槽式オイルパン
2、52 オイルパン
2a 第二室オイルドレイン
3、51 オイルパンセパレータ
3a、51a 凹部
3a1 側壁
3b 底浅部
4 第二室
5 第一室
6 ストレーナ
6a 吸込口
8 第一連通孔
9 第二連通孔
10 バランサ
11 スタータ
12 プラネタリギア
13 スタータギア
14 アイドラギア
15 ドリブンギア
16 中間ギア
DESCRIPTION OF
Claims (2)
当該二槽式オイルパン内に収容され、当該二槽式オイルパン内に貯留されるエンジンオイルから熱を奪う構造体を前記第二室内に配置したことを特徴とする二槽式オイルパン。 An oil pan separator that partitions the first chamber in which the suction port is disposed and the second chamber in which the suction port is not disposed is provided inside the oil pan, and the oil pan separator has a recess that forms the first chamber, In the two-tank oil pan, the first chamber is communicated with the interior of the engine block, and the concave portion has a communication hole for communicating the first chamber and the second chamber.
A two-tank oil pan, characterized in that a structure for removing heat from engine oil stored in the two-tank oil pan and stored in the two-tank oil pan is disposed in the second chamber.
The two-tank oil pan according to claim 1, wherein the structure is a driving force transmission structure that transmits a driving force of a balancer and / or a starter to a crankshaft.
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