JP2010216416A - オイルクーラの取付構造およびこれを備えたｖ型エンジン - Google Patents

Abstract

【課題】オイルクーラおよびオイルクーラを経由する油路を適正に配置してオイル漏れを抑制することのできるオイルクーラの取付構造を提供する。
【解決手段】エンジンＥに対するオイルクーラ１３の取付構造において、エンジンＥは、シリンダブロック１の下方にオイルパン２が配置され、オイルパン２のクランク軸６方向の一端側にＡＴ７が取り付けられ、オイルパン２は、オイルストレーナ１４の吸込口１４ａがその内部に開口する深底部２ａと、深底部２ａとＡＴ７との間に形成された後部浅底部２ｃとを有するものとし、オイルクーラ１３を後部浅底部２ｃの下方に取り付ける。
【選択図】図３

Description

本発明は、内燃機関に対するオイルクーラの取付構造および、該オイルクーラの取付構造を備えたＶ型エンジンに関する。

内燃機関では一般的に、オイルパン内に貯留されたエンジンオイルが、エンジンポンプで汲み上げられてクランクシャフトやカムシャフトなどの各摺動部に供給され、潤滑や冷却などに供された後にオイルパンに滴下して循環利用される。そして、エンジン温度が上昇すると、エンジンオイルの温度も上昇するため、油温を適正に保つためにエンジンオイルの油路にはオイルクーラが介装されることがある。このオイルクーラはこれまで、オイルフィルタとその取付部品との間に挟まれて設けられることが多く、このように配置することにより、油路の外回し配管が不要となり、事故時の破損などによってエンジンオイルが漏洩する危険性が低減されていた。

ところで、オイルパン内には、エンジンオイルに含まれる異物を捕集するためにオイルストレーナが設けられる。オイルストレーナは、オイルパン内のエンジンオイルを吸い込むための吸込口を備えており、エンジン駆動中に空気を吸い込むことのないように、この吸込口はオイルパンの底面近傍に配置される。

ところが、自動車に搭載されたエンジンでは、加減速や旋回などによって水平方向の加速度が発生するため、オイルパン内のエンジンオイルの液面が水平に保たれず、エンジンオイルの吸込口から空気が流入することがある。このように空気がエンジンオイル油路へ流入することを防止するために、車両用４サイクルエンジンにおいて、オイルパンのクランク軸方向の中央部にオイルストレーナが配置される深底部を形成し、オイルパンのクランク軸方向の両端側に浅底部を形成するとともに、深底部のクランク軸直角方向の少なくとも一方に深底部よりも底浅の延出オイル溜まり部を設けた技術が知られている（特許文献１参照）。

特許第３５５７４４６号公報

しかしながら、エンジンの車載レイアウトの都合上、オイルクーラをオイルフィルタの近傍に設置することができない場合、外回し配管を設けてオイルクーラを経由する油路を確保せざるを得ず、外回し配管が多くなると、事故時などにオイル漏れが生じる危険が高くなってしまう。また、外回し配管だけでなく、オイルクーラ自体が破損によりオイル漏れを起こすことも考えられるため、オイルクーラの設置位置も破損の危険性を考慮して決定される必要がある。

本発明は、このような従来技術に課せられた問題点を解消するべく案出されたものであり、その主な目的は、オイルクーラおよびオイルクーラを経由する油路を適正に配置してオイル漏れを抑制することのできるオイルクーラの取付構造を提供することにある。

このような課題を解決するために、第１の発明は、内燃機関（Ｅ）に対するオイルクーラ（１３）の取付構造において、内燃機関（Ｅ）は、シリンダブロック（１）の下方にオイルパン（２）が配置され、オイルパン（２）のクランク軸（６）方向の一端側にトランスミッション（７）が取り付けられ、オイルパン（２）は、ストレーナ（１４）の吸込口（１４ａ）がその内部に開口する深底部（２ａ）と、深底部（２ａ）とトランスミッション（７）との間に形成された浅底部（２ｃ）とを有し、オイルクーラ（１３）が浅底部（２ｃ）の下方に取り付けられたことを特徴とする。

この発明によれば、オイルクーラがオイルパンの浅底部の下方に取り付けられることにより、エンジンルームのスペース効率が高められ、トランスミッションとオイルパンの深底部とによりオイルクーラがクランク軸方向両側から囲まれて保護されるため、事故時や悪路走行時などの破損の危険性が低減される。また、オイルクーラは、オイルパンの下方に配置されるため、走行風による冷却効果を得ることもできる。

また、第２の発明は、第１の発明に係るオイルクーラ（１３）の取付構造において、ストレーナ（１４）の吸込口（１４ａ）とオイルクーラ（１３）とを連通する油路が浅底部（２ｃ）の底壁を貫通することを特徴とする。

この発明によれば、浅底部の下方に取り付けられたオイルクーラへ至る油路が浅底部の底壁を貫通する、すなわち、当該油路の少なくとも一部がオイルパン内を通って配設されることにより、外回し配管を無くし或いは短くして油路の破損を抑制することができる。また、外回し配管をなくしたことにより、および、オイルパン内に配設された油路は例え破損してもオイルがオイルパン内に戻ることにより、油量の減少によるエンジンの故障など大きな故障に繋がる危険が低減される。また、油路がオイルパン内を通って配設されるため、外回し配管に比べて油路長を短くすることができる。

また、第３の発明は、それぞれのシリンダボア（１ｃｌ，１ｃｒ）がクランク軸（６）方向に互いにオフセットした一対のバンク（１ｂｌ，１ｂｒ）を有し、一対のバンク（１ｂ）の間にクランク軸（６）方向に延在するメインギャラリ（８）が形成されたＶ型エンジン（Ｅ）であって、シリンダブロック（１）の下方に設置され、クランク軸（６）方向の一端側にトランスミッション（７）が取り付けられるとともに、ストレーナ（１４）の吸込口（１４ａ）が設けられる深底部（２ａ）と、深底部（２ａ）とトランスミッション（７）との間に形成された浅底部（２ｃ）とを有するオイルパン（２）と、ストレーナ（１４）の吸込口（１４ａ）とメインギャラリ（８）とを連通する油路に介装され、浅底部（２ｃ）の下方に取り付けられたオイルクーラ（１３）とを備え、前記油路は、ストレーナ（１４）の吸込口（１４ａ）とオイルクーラ（１３）とを連通する部分が浅底部（２ｃ）の底壁を貫通し、オイルクーラ（１３）とメインギャラリ（８）とを連通する部分がオフセットにより一方のバンク（１ｂｌ）の端部に形成されたスペースを通ることを特徴とする。

この発明によれば、第１および第２の発明による効果に加えて、オイルクーラとメインギャラリとを連通する油路がオフセットにより形成されたスペースを通ることにより、外回し配管を無くし或いは短くして更に油路の破損を抑制することができる。

このように本発明によれば、オイルクーラをトランスミッションとオイルパンの深底部とにより囲まれるように配置することにより、オイルクーラのオイル漏れを抑制するとともにエンジンルームのスペース効率を高め、オイルクーラを経由する油路をオイルパン内に通して外回し配管を抑制することにより、油路におけるオイル漏れを抑制することができる。

本発明が適用されたＶ型エンジンを搭載した自動車の要部側面図である。 シリンダヘッドなどを省略して図１に示したＶ型エンジンの側面図である。 図２中のIII−III断面図である。 図２中のIV―IV断面図である。 オイルクーラ取付部材の斜視図である。 図１に示した自動車の前部下面図である。

以下に添付の図面に示された一実施の形態を参照して本発明について詳細に説明する。なお、各部材の説明において方向を示す場合、エンジンが図１に示すように配置された状態において上下を定め、車両進行方向を基準にして前後左右を定めるものとする。

図１に示すように、ＦＲ（フロントエンジン・リヤドライブ）方式の自動車Ｖには、本発明が適用された４サイクルＶ型６気筒エンジン（以下、単にエンジンＥと記す）が搭載されている。このエンジンＥは、狭角が９０度をなす一対のシリンダバンク１ｂｌ，１ｂｒ（図４参照）を備えたシリンダブロック１と、シリンダブロック１の下面に接合されたオイルパン２と、シリンダブロック１の両シリンダバンクの各上面に接合されたシリンダヘッド３と、各シリンダヘッド３の上部にそれぞれ一対に設けられた図示しないカムシャフトを覆うシリンダヘッドカバー４と、両シリンダヘッド３の間すなわち両シリンダバンク１ｂ間に設置されたスロットルボディ５などからなっている。

エンジンＥは縦置きとされ、シリンダブロック１の内部には、ベアリングを介して回転自在に支持されたクランクシャフト６（図４参照）が前後方向に延在しており、クランクシャフト６の後端に連結するオートマチックトランスミッション７（以下、ＡＴ７と略称する）がシリンダブロック１とオイルパン２との後端面に接合されている。

オイルパン２は、クランク軸方向の中間部に形成された深底部２ａと、深底部２ａの前方に形成された前部浅底部２ｂと、深底部２ａの後方に形成された後部浅底部２ｃとを備えている。なお、前部浅底部２ｂおよび後部浅底部２ｃは、深底部２ａとの比較において底浅に形成され、すなわち底面が高い位置に配置されている。また、前部浅底部２ｂは、その下方にステアリングラックを摺動自在に保持するステアリングギヤボックス９が配置され、後部浅底部２ｃよりも底浅に形成されている。

また、エンジンＥの下方には、オイルパン２の前部浅底部２ｂとの間にステアリングギヤボックス９を収容するように車体に取り付けられたアンダーカバー１０が配置されている。このアンダーカバー１０によって、エンジンＥやエンジンルーム内の補機類が飛び石などから保護されている。

図２に示すように、シリンダブロック１の左側バンク１ｂｌには、前後方向に配置された３つのシリンダボア１ｃｌが形成され、右側バンク１ｂｒには、２点鎖線で示す同じく前後方向に配置された３つのシリンダボア１ｃｒが左側バンク１ｂｌのシリンダボア１ｃｌよりも後方へオフセットした位置に形成されている（図４を併せて参照のこと）。

シリンダブロック１の前面には、クランクシャフト６の回転により駆動されるトロコイド型のオイルポンプ１１が取り付けられており、オイルパン２の前端には、オイルポンプ１１の下面に接続されたオイルフィルタ１２が取りけられており、オイルパン２の後部浅底部２ｃの下方には、オイルクーラ取付部材２０を介してエンジンオイルクーラ１３が取り付けられている。エンジンオイルクーラ１３は、内部に流通する冷却水との間で熱交換を行うことにより、エンジンＥの各摺動部に供給されて加熱したエンジンオイルの温度を低下させるクーラとして機能するとともに、寒冷期におけるエンジン始動時などには、低温になっているエンジンオイルの温度を上昇させるウォーマーとしても機能する。

図３に示すように、オイルパン２の深底部２ａには、エンジンオイルに含まれる異物を捕集するオイルストレーナ１４が配設されている。オイルストレーナ１４は、その最下部にエンジンオイルを吸い込むための吸込口１４ａを備えており、この吸込口１４ａが深底部２ａの略中央における底面近傍に開口するように配置されている。このような配置とされることにより、自動車Ｖが加減速または旋回走行したときにも吸込口１４ａからオイルストレーナ１４内に空気が流入することがないようにされている。

また、オイルパン２の上端面は図３中にハッチングで示されるように略矩形を呈しているが、深底部２ａは左右にそれぞれ延出する膨出部２ｄを有している。このように、オイルパン２が膨出部２ｄを有することにより、前後に両浅底部２ｂ，２ｃが形成されてもオイルパン２内の油面が過度に高くなることが防止され、換言すれば、エンジンＥの駆動に支障を来すことなく貯留できるエンジンオイル量の増大が図られている。

オイルストレーナ１４の上端に形成された開口部には、取付フランジ１６ａを介して第１オイル管１６の上流端が接続されている。第１オイル管１６は、前後方向に延在するとともにその下流端がオイルポンプ１１の吸込口に接続されており、オイルストレーナ１４から吸い込んだエンジンオイルをオイルポンプ１１に供給する油路を形成する。オイルポンプ１１の吐出口側には、オイルパン２の前壁を貫通してオイルフィルタ１２へ至る油路が形成されており、オイルポンプ１１から吐出されたエンジンオイルの全流がオイルフィルタ１２によってろ過される。オイルフィルタ１２には、その下流側に油路が一体形成されており、この油路の下流端がオイルパン２の前面に形成された図示しない貫通孔へ接続されている。一方、この貫通孔のオイルパン２内側には、取付フランジ１７ａを介して第２オイル管１７の上流端が接続される。第２オイル管１７は、前後方向に延在するとともにその下流側部分が下方へ湾曲し（図２参照）、その下流端がオイルパン２の後部浅底部２ｃの底壁に形成された図示しない貫通孔へ取付フランジ１７ｂを介して接続される。

また、第２オイル管１７が接続された貫通孔の近傍には、同様に後部浅底部２ｃの底壁に形成された図示しない貫通孔が形成されており、上下方向に延在する第３オイル管１８の下端がこの貫通孔の上側に取付フランジ１８ａを介して接続されている。詳細については後述するが、第３オイル管１８は、エンジンオイルクーラ１３から後述するメインギャラリ８へ至る油路の一部を構成する。

ところで、これら第２オイル管１７および第３オイル管１８が配置されない後部浅底部２ｃの右側部分には、クランクシャフト６の回転角度を検出するクランク角センサを設けるために貫通孔として形成されたクランク角センサ取付部２ｅが配置されている。そして、クランク角センサ取付部２ｅの近傍には、底壁から略垂直に立ち上がるオイル飛散防止壁２ｆが形成されている。このオイル飛散防止壁２ｆが形成されることにより、各部を潤滑した後に滴下して飛散したエンジンオイルやコンロッドに撹拌されて飛散したエンジンオイルがクランク角センサに大量に降りかかることが防止される。また、急加速によってエンジンオイルが後方へ移動しても、エンジンオイルがクランク角センサに被り難くされている。また、クランク角センサ取付部２ｅの下方に後述するＡＴオイルクーラ３１が配置されることにより、飛び石などによってクランク角センサが損傷することが防止される。

図４、図５に示すように、オイルクーラ取付部材２０は、左右方向に長い矩形状を呈しており、その下面には、エンジンオイルクーラ１３の他、ＡＴ７の潤滑、作動に供されるＡＴ（Automatic Transmission）オイルを冷却するＡＴオイルクーラ３１が取り付けられる。エンジンオイルクーラ１３およびＡＴオイルクーラ３１は、同一形状を呈しており、エンジンＥのクランク軸線を通る垂直面を中心にして左右対称に配置される。

図５に示すように、オイルクーラ取付部材２０の四隅および中央部には、オイルパン２にボルト締結するための取付ボス２１がそれぞれ設けられている。また、オイルクーラ取付部材２０の上面におけるエンジンオイルクーラ１３の上方部分には、上方へ突出する２つの配管部２２，２３が形成されている。一方の配管部２２はエンジンオイルクーラ１３への流入路であり、他方の配管部２３はエンジンオイルクーラ１３からの流出路である。

各配管部２２，２３の上面には環状溝２４がそれぞれ形成されており、この環状溝２４にシール部材が挿入された状態で、オイルクーラ取付部材２０が取付ボス２１を介してオイルパン２の後部浅底部２ｃの下面に接合されることにより、前述した第２オイル管１７の接続する開口に配管部２２が接続され、前述した第３オイル管１８の接続する開口に配管部２３が接続される。すなわち、オイルフィルタ１２とエンジンオイルクーラ１３とを連通する油路がオイルパン２の内部を縦断した後、後部浅底部２ｃの底壁を貫通し、エンジンオイルクーラ１３とメインギャラリ８とを連通する油路も同様に後部浅底部２ｃの底壁を貫通している。

一方、オイルクーラ取付部材２０の上面におけるＡＴオイルクーラ３１の上方部分には、配管部２２，２３よりも小さく上方へ突出し、ＡＴオイルクーラ３１と連通する油路がそれぞれ上面に開口する２つのフランジ部２５，２６が形成されている。一方のフランジ部２５はＡＴオイルクーラ３１への流入路であり、他方のフランジ部２６はＡＴオイルクーラ３１からの流出路である。両フランジ部２５，２６にはＡＴ７と連通するＡＴオイル管３２，３３がそれぞれ取付フランジ３２ａ，３３ａを介して接続されている。

さらに、オイルクーラ取付部材２０の上面には、冷却水配管２９と接続されて冷却水を流入させるための流入冷却水接続部２７と、冷却水配管３０と接続されて冷却水は流出させるための流出冷却水接続部２８とが設置されている。流入冷却水接続部２７と流出冷却水接続部２８とは一対のみ設けられており、流入冷却水接続部２７から流入した冷却水は、エンジンオイルクーラ１３でエンジンオイルの冷却に供された後、ＡＴオイルクーラ３１へ流入してＡＴオイルの冷却に供される。このように、エンジンオイルクーラ１３とＡＴオイルクーラ３１とが１つのオイルクーラ取付部材２０に取り付けられて近接配置されるため、両者が離れた位置に配置された場合に比べて冷却水の配管長が短くされている。

なお、図１、２、４に示すように、流入冷却水接続部２７に接続された冷却水配管２９は、シリンダブロック１の左側方に上下に延在するように配置され、その上流端が取付フランジ２９ａを介してシリンダブロック１の左側面に接続されている。そして、シリンダブロック１の内部に形成されたウォータージャケット１ｄを流通する冷却水が冷却水配管２９に流入し、エンジンオイルクーラ１３へ供給される。一方、流出冷却水接続部２８に接続された冷却水配管３０は、シリンダブロック１の左側方から後方へ取り回されて上方へ延設された後、一対のシリンダバンク１ｂ間を通って前方へ延設され、エンジンＥの前部に設けられた図示しないウォーターポンプに接続される。

また、図１および図６に示すように、エンジンＥの下方に配置されたアンダーカバー１０は、その後端がオイルパン２の深底部２ａと平面視で重なる位置まで延びており、深底部２ａの大部分および両オイルクーラ１３，３１の全体が露出している。そのため、深底部２ａおよび両オイルクーラ１３，３１に走行風が当たることとなり、深底部２ａおよび両オイルクーラ１３，３１が走行風によっても冷却され、エンジンオイルの冷却効果が高められている。

図４に示すように、シリンダブロック１におけるクランクシャフト６の上方、すなわち左右一対のバンク１ｂ間には、メインギャラリ８が形成されている。メインギャラリ８は、クランクシャフト６と平行に延在しており、クランクシャフト６のジャーナル部や、左右のシリンダボア１ｃｌ，１ｃｒ内を摺動するピストンに対するオイルジェット部、左右のシリンダヘッド３ｌ，３ｒに設けられたカムシャフトなどへエンジンオイルを分配する。そして、図２に併せて示すように、シリンダブロック１の内部には、第３オイル管１８の下流端（上端）をメインギャラリ８とを連通するシリンダブロック内油路１９が形成されている。シリンダブロック内油路１９は、略鉛直方向に延在する下部鉛直部１９ａと、下部鉛直部１９ａの上端から屈曲して斜めに延在する上部傾斜部１９ｂとから構成される。そして、図２に示すように、シリンダブロック内油路１９は、シリンダボア１ｃｌがシリンダボア１ｃｒよりも前方へオフセットしたことにより形成される左側バンク１ｂｌの後端部に形成されたスペースを通るように配置される。

このように両オイルクーラ１３，３１がオイルパン２の後部浅底部２ｃの下方に取り付けられることにより、エンジンルームのスペース効率が向上が図られる。また、両オイルクーラ１３，３１がＡＴ７とオイルパン２の深底部２ａとによって前後方向から囲まれるため、事故時や悪路走行時などの破損の危険性が低減される。

また、オイルストレーナ１４からエンジンオイルクーラ１３へ至る油路は、オイルポンプ１１とエンジンオイルクーラ１３との間にオイルフィルタ１２が介装されているため、一旦オイルパン２の外部を通るが、その大部分がオイルパン２内部を通り、後部浅底部２ｃの底壁を貫通するため、外回し配管部分が短くされ、油路の破損が抑制されている。なお、オイルフィルタ１２をエンジンオイルクーラ１３の下流に配置すれば、オイルストレーナ１４からエンジンオイルクーラ１３へ至る油路の全てをオイルパン２内部を通すことも可能である。このように、油路を外部に露出させないだけでなく、オイルパン２内を通すことにより、例えオイル管が破損してエンジンオイルが漏れたり接続不良により漏れたとしても、漏洩したエンジンオイルはオイルパン２内に戻るため、油量の減少によってエンジンＥが故障など、大きな故障に繋がる危険が低減される。

さらに、エンジンオイルクーラ１３とメインギャラリ８とを連通する油路がシリンダボア１ｃｌ，１ｃｒのオフセットにより形成されたスペースを通ることにより、外回し配管を無くなって油路の破損が抑制されるとともに、油路長が短縮されて油圧の低下なども抑制される。

以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されることなく幅広く変形実施することができる。例えば、上記実施形態では、ＦＲ自動車に本発明を適用しているが、４輪駆動車やＭＲ（Midship engine Rear drive）車、ＲＲ（Rear engine Rear drive）車に適用してもよい。この他、各装置の具体的構成や配置など、本発明の趣旨を逸脱しない範囲であれば適宜変更可能である。

１ シリンダブロック
１ｂｌ，１ｂｒ バンク
１ｃｌ，１ｃｒ シリンダボア
２ オイルパン
２ａ 深底部
２ｂ 前部浅底部
２ｃ 後部浅底部
２ｄ 膨出部
３ シリンダヘッド
６ クランクシャフト
８ メインギャラリ
１１ オイルポンプ
１２ オイルフィルタ
１３ エンジンオイルクーラ
１４ オイルストレーナ
１４ａ 吸込口
１９ シリンダブロック内油路
２０ オイルクーラ取付部材
３１ ＡＴオイルクーラ
Ｅ エンジン
Ｖ 自動車

Claims (3)

1. 内燃機関に対するオイルクーラの取付構造であって、
   前記内燃機関は、シリンダブロックの下方にオイルパンが配置され、該オイルパンのクランク軸方向の一端側にトランスミッションが取り付けられ、
   前記オイルパンは、ストレーナの吸込口がその内部に開口する深底部と、該深底部と前記トランスミッションとの間に形成された浅底部とを有し、
   前記オイルクーラが前記浅底部の下方に取り付けられたことを特徴とするオイルクーラの取付構造。
2. 前記ストレーナの吸込口と前記オイルクーラとを連通する油路が前記浅底部の底壁を貫通することを特徴とする、請求項１に記載のオイルクーラの取付構造。
3. それぞれのシリンダボアがクランク軸方向に互いにオフセットした一対のバンクを有し、該一対のバンクの間に前記クランク軸方向に延在するメインギャラリが形成されたＶ型エンジンであって、
   シリンダブロックの下方に設置され、前記クランク軸方向の一端側にトランスミッションが取り付けられるとともに、ストレーナの吸込口が設けられる深底部と、該深底部と前記トランスミッションとの間に形成された浅底部とを有するオイルパンと、
   前記ストレーナの吸込口と前記メインギャラリとを連通する油路に介装され、前記浅底部の下方に取り付けられたオイルクーラと
   を備え、
   前記油路は、前記ストレーナの吸込口と前記オイルクーラとを連通する部分が前記浅底部の底壁を貫通し、前記オイルクーラと前記メインギャラリとを連通する部分が前記オフセットにより一方のバンクの端部に形成されたスペースを通ることを特徴とするＶ型エンジン。

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