JP2014005768A - 内燃機関のオイル貯留装置 - Google Patents

Abstract

【課題】早期のオイル昇温が可能となるように改善された二槽式オイルパンを備える内燃機関のオイル貯留装置を提供することを目的とする。
【解決手段】 内燃機関のオイル貯留装置は、二槽式オイルパンと、オイル導入通路としてのオイルリターン通路２２を備える。二槽式オイルパンは、内部にオイルを貯留しオイルストレーナ３０が配置された第１槽としての内槽スペース３４、およびこれとは独立にオイルを貯留するように内槽スペース３４の外側に又は隣接して設けられた第２槽としての外槽スペース３６とを備えている。オイルリターン通路２２は、一端がターボチャージャ２０のタービンを潤滑したオイルのリターン通路と接続し、他端が内層スペース３４に開放されたものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、内燃機関のオイル貯留装置に関する。

従来、例えば、特開２００８−２５５９５５号公報に開示されているように、二槽式の内燃機関のオイル貯留装置が知られている。この公報では、暖機運転の進行が良好に促進され得る二槽式オイルパン構造を備えている。この２槽式オイルパン構造は、オイルを貯留可能なオイルパンの内側の空間内に、隔壁を備えている。隔壁は、区画板、オイルパンセパレーター、あるいはインナーオイルパンとも称される。隔壁は、オイルパンの内側の空間を、２つの空間に仕切るものである。２つの空間は、被潤滑機構によるオイルの吸込口が配置された内槽（主室とも称す）と、吸込口が配置されない外槽（副室とも称す）である。内槽は、エンジン本体を構成するエンジンブロックの内部と連通するように形成されている。外槽は、内槽の全周囲（側方及び下方）に形成されている。エンジン本体内にて熱を受け取ったオイルは内槽に還流することで、内槽に優先的に集められる。これにより、内槽のオイルを早期に昇温することができる。

特開２００８−２５５９５５号公報 特開２０１１−２２６３９４号公報

内燃機関の冷間始動時等、オイル自体の温度が低い環境下において、早期にオイル温度を高めたいという要求がある。上記従来の技術は、二槽式オイルパン構造により、エンジンから受熱したオイルを内槽に優先的に集めることで、この要求に応えるものである。しかしながら、上記従来の二槽式オイルパンによってもオイル昇温にある程度の時間がかかるため、より早期のオイル昇温を可能とし、これによる内燃機関の暖機促進性能の向上を可能とする構成が望まれていた。

本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、早期のオイル昇温が可能となるように改善された二槽式オイルパンを備える内燃機関のオイル貯留装置を提供することを目的とする。

第１の発明にかかる内燃機関のオイル貯留装置は、
内部にオイルを貯留しオイルストレーナが配置された第１槽、および前記第１槽とは独立にオイルを貯留するように前記第１槽の外側に又は前記第１槽に隣接して設けられた第２槽とを備えた二槽式オイルパンと、
一端が内燃機関のターボチャージャのタービンを潤滑したオイルのリターン通路と接続し、他端が前記第１槽に開放されたオイル導入通路と、
を備えることを特徴とする。

第２の発明は、第１の発明において、
前記二槽式オイルパンは、
外槽オイルパンと、
前記外槽オイルパン内に設けられ当該外槽オイルパン内の空間を前記第１槽と前記第２槽とに仕切るとともに、前記第１槽と前記第２槽との間を連通させる貫通穴を備えた隔壁と、
を含み、
前記隔壁の表面の一部と前記外槽オイルパン内面の一部とが接触した隔壁接触部、又は前記隔壁を貫通して前記第１槽の空間が前記外槽オイルパンの内面に接する貫通接触部を備え、
前記隔壁接触部および前記貫通接触部は、前記外槽オイルパンの周囲に配置され内燃機関の運転に伴い加熱される構成の近傍に配置されていることを特徴とする。

第３の発明は、第２の発明において、
前記加熱される構成が、前記外槽オイルパンの側方および下方を延びる排気管であり、
前記隔壁接触部又は前記貫通接触部が、前記外槽オイルパンにおける前記排気管が延びる位置に沿って設けられていることを特徴とする。

第１の発明によれば、二槽式オイルパンのオイルストレーナが備えられた第１槽に、排気ガスから受熱したオイルを導くことができる。これにより、オイルの早期昇温を可能とすることができる。

第２の発明によれば、オイルパン周囲の熱源から第１槽内のオイルへの熱伝達が良好に行われる。

第３の発明によれば、排気管からの受熱を良好に行うことができる。

本発明の実施の形態１にかかる内燃機関のオイル貯留装置の構成を、これが適用される内燃機関の構成とともに示す図である。 図１のＡ−Ａ線に沿って本実施の形態にかかるオイル貯留装置を切断したときの断面図である。 本発明の実施の形態１にかかる内燃機関のオイル貯留装置の変形例を示す図である。 本発明の実施の形態１にかかる内燃機関のオイル貯留装置の他の変形例の構成を示す図である。 図４（ａ）〜（ｃ）それぞれに対応する模式的な平面図である。 本発明の実施の形態１にかかる内燃機関のオイル貯留装置のさらに他の変形例の構成を示す図である。 本発明の実施の形態２にかかる内燃機関のオイル貯留装置の構成を示す図である。

実施の形態１．
［実施の形態１の構成］
図１は、本発明の実施の形態１にかかる内燃機関のオイル貯留装置の構成を、これが適用される内燃機関の構成とともに示す図である。図１はオイル貯留装置の断面図であり、オイル貯留に直接かかわる構成以外、例えばターボチャージャ２０やオイルポンプ３２等については模式的に記載している。なお、本実施の形態にかかる内燃機関はいわゆる前輪駆動車両の横置きエンジンであり、オイル貯留装置は車両に搭載されており、図１においては図の左側が車両の進行方向であるものとする。

図１に示すように、実施の形態１にかかるオイル貯留装置が適用される内燃機関は、シリンダブロック１０およびシリンダヘッド１２を備えている。シリンダブロック１０の下部に、実施の形態１にかかるオイル貯留装置が取り付けられている。

本実施の形態にかかるオイル貯留装置は、シリンダブロック１０と接続された外槽オイルパン２８を備えている。外槽オイルパン２８の内部空間には、導油板２４、内槽オイルパン用隔壁２６、バッフル板２７、およびオイルストレーナ３０が設けられている。外槽オイルパン２８の内部に内槽オイルパン用隔壁２６が配置されることで、外槽オイルパン２８内部空間を、内槽スペース３４および外槽スペース３６とに区分することができる。

被潤滑機構（エンジン本体や自動変速機構等）は、オイルを、オイル貯留装置から吸い出して、当該被潤滑機構内に配置された各被潤滑部材（例えば、ギヤ、カムシャフト、ピストン等）に供給し得るように構成されている。また、オイル貯留装置は、被潤滑機構内にて潤滑に供されたオイルを、重力の作用で回収し得るように、被潤滑機構と接続されている。本実施の形態では、この被潤滑機構を伝って内燃機関内部を流れるオイルの経路を、模式的にオイル経路１４、１６、１８と称す。オイルストレーナ３０はオイルポンプ３２と接続しており、内槽スペース３４に貯留したオイルが吸い上げられて、このオイル経路１４、１６、１８を経由した後、本実施の形態にかかるオイル貯留装置に回収される。

図１に示すように、本実施の形態にかかるオイル貯留装置は、オイルリターン通路２２が内槽スペース３４に連通している。オイルリターン通路２２は、ターボチャージャ２０に連通している。本実施の形態における内燃機関はターボ過給機付エンジンであり、ターボチャージャ２０の潤滑・冷却に用いられたオイルがオイルリターン通路２２を通じて内槽スペース３４に導かれる。なお、オイルは、ターボチャージャ２０のタービンを潤滑することができる。

なお、ターボチャージャ２０のタービンと連通する排気管４０（図示を部分的に省略している）が、本実施の形態のオイル貯留装置の下方を伸びている。

図２は、図１のＡ−Ａ線に沿って本実施の形態にかかるオイル貯留装置を切断したときの断面図である。外槽オイルパン２８が内槽オイルパン用隔壁２６よりも一回り大きいサイズを有していることが分かる。

暖機運転中は、主室内のオイルが優先的に被潤滑機構内にて循環され、このオイルが当該被潤滑機構にて昇温して再び主室に還流し、昇温した当該オイルが再度被潤滑機構に送られる。これにより、主室内のオイルの昇温、及び被潤滑機構の昇温が、より一層促進される。このようにして、２槽式オイルパン構造においては、暖機運転の進行が効果的に促進される。すなわち、二槽式オイルパンは、内槽のオイルを優先的にエンジン本体に供給することによりオイルの昇温を促進するものであり、一旦エンジン本体に供給されて加熱されたオイルを内槽に導くものである。本実施の形態では、これに加えて、ターボチャージャ２０の潤滑、冷却に用いられたオイルは、排気ガスからの受熱により温度が上昇している。このようなオイルを内槽に導くことで、暖機性を高めることができる。

図３は、本発明の実施の形態１にかかる内燃機関のオイル貯留装置の変形例を示す図である。図１との違いは、オイルリターン通路２２に代えてオイルリターン通路１２２を設けた点にある。オイルリターン通路１２２は、オイルリターン通路２２よりも短い経路であり、導油板２４の上にその端部が配置される。このような構成であっても同様にターボチャージャ２０の使用済みオイルを導くことができる。

図４は、本発明の実施の形態１にかかる内燃機関のオイル貯留装置の他の変形例の構成を示す図である。図４は図２に対応する断面を示す図であり、図５（ａ）〜（ｃ）は図４（ａ）〜（ｃ）それぞれに対応する模式的な平面図である。図５は、図４において紙面上方から下方に向かってオイルパンを見下ろした図にあたる。

オイルパン周辺には、内燃機関の運転に関連して加熱される構成が位置している。その具体的な構成の一つが、排気管４０である。排気管４０はその内部を流通する排気ガスから受熱するため、排気管４０からさらに外槽オイルパン２８へと熱が伝達される。ところで、二槽式オイルパンでは、外槽オイルパン２８および内槽オイルパン用隔壁２６という二重構造となる。これらの部材は金属等の熱伝導性部材で構成されうるため一定の熱伝導性を有しうるものの、排気管４０からの熱は内槽スペース３４のオイルへは届きにくい。外槽スペース３６の配置により、熱供給を受けづらいからである。したがって、内槽スペース３４内のオイルを速やかに昇温させたいという観点からは、不利である。

そこで、本変形例では、まず、図４（ａ）示すように、内槽オイルパン用隔壁２２６の底面と外槽オイルパン２８の内面とが接触する構成とし、その接触部分が排気管４０の上方に位置するようにした。断面図の切断位置を示した図５（ａ）も参照すると、つまり、外槽オイルパン２８における排気管４０の対向部位の表面に、内槽オイルパン用隔壁２２６の表面が接触するようにした。このようにすることで、内槽スペース３４内のオイルの受熱が容易となる。

図４（ｂ）のように変形しても良い。図４（ｂ）では、内槽オイルパン用隔壁２４６を設けており、この内槽オイルパン用隔壁２４６は、底部２４７および側面部２４８を備えた凸部を備えている。断面図の切断位置を示した図５（ｂ）との比較で説明すると、内槽オイルパン用隔壁２４６の当該凸部の底部２４７が外槽オイルパン２８の内面と接している。底部２４７が外槽オイルパン２８の内面と接触する位置は、ちょうど、外槽オイルパン２８を介して、排気管４０と対向している位置にある。

図４（ｃ）のように変形しても良い。図４（ｃ）では、外槽オイルパン２２８を設けており、この外槽オイルパン２２８は、底部２５７および側面部２５８を備えた凹部を備えている（この凹部は、外槽オイルパン２８の内面側に突き出ており、内面側からみれば凸部といえる）。断面図の切断位置を示した図５（ｃ）との比較で説明すると、外槽オイルパン２２８の当該凹部の底部２５７の部位が内槽オイルパン用隔壁２６の表面と接している。この接触する位置は、ちょうど、外槽オイルパン２８を介して、排気管４０と対向している位置にある。

図６は、本発明の実施の形態１にかかる内燃機関のオイル貯留装置のさらに他の変形例の構成を示す図である。図６（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ、図４（ａ）〜（ｃ）の構成を変形したものである。図６の構成と図４の構成の違いは、図４では外槽オイルパンと内槽オイルパン用隔壁との二重構造であったのに対し、図６の構成では外槽オイルパンまたは内槽オイルパン用隔壁に対して溶接等により板材を一体化させることで、内槽スペースや外槽スペースをつくりだす点にある。

図６（ａ）では、外槽オイルパン２８の内面に、仕切板３２６で四方を囲って図４（ａ）と同様の内槽スペースを作り出すように、仕切板３２６の端部（外槽オイルパン２８との接触部）を溶接している。

図６（ｂ）でも同様に、外槽オイルパン２８の内面に、仕切板３４６で四方を囲って図４（ｂ）と同様の内槽スペースを作り出すように、仕切板３４６の端部（外槽オイルパン２８との接触部）を溶接する。仕切板３４６は、屈曲部３４８を備えており、２つの仕切板３４６の屈曲部３４８が向かい合うことで図４（ｂ）の凸部の構成が実現される。

図６（ｃ）は、内槽オイルパン用隔壁２６の外面に、内槽スペース３４の四方を囲うようにして外槽オイルパン用板３２８が溶接される。外槽オイルパン用板３２８はＪ字形状に折り曲げられており、図４（ｃ）と同様の外槽スペースを作り出すように、外槽オイルパン用板３２８の端部（外槽オイルパン２８との接触部）が溶接されている。外槽オイルパン用板３２８は、屈曲部３５８を備えており、四方の外槽オイルパン用板３２８の屈曲部３５８が向かい合うことで図４（ｃ）の凹部の構成が実現される。

実施の形態２.
図７は、本発明の実施の形態２にかかる内燃機関のオイル貯留装置の構成を示す図である。図７には、図１における外槽オイルパン２８などの周辺構成のみを抜粋して図示している。図７では図示を省略したが、実施の形態２においても図１に示したシリンダブロック１０、シリンダヘッド１２、ターボチャージャ２０、導油板２４などの構成が設けられている。

図７に示す実施の形態２にかかるオイル貯留装置は、オイルパン４１０と、この内部において略中央位置に設けられた隔壁４０６とを備えている。隔壁４０６の端部は溶接部４１２においてオイルパン４１０に溶接されている。隔壁４０６によって、オイルパン４１０の内部空間が、前方槽スペース４０４と後方槽スペース４０８とに区分されており、中段の位置において両スペースを連通させる貫通穴およびバッフル板４０９が設けられている。溶接部４１２を境に、オイルパン４１０が、前方槽スペース４０４の容器となる前方部分４１０ａと、後方槽スペース４０８の容器となる後方部分４１０ｂとに区分される。前方槽スペース４０４は、実施の形態１における内槽スペース３４と同様の役割を果たすものである。

実施の形態１におけるオイル貯留装置の変形例として、図４〜６に示す各構成を説明した。これらの変形例においては、内槽スペース３４内のオイルを速やかに昇温させたいという観点から工夫が施され、内槽スペース３４内のオイルの受熱を容易なものとしている。

ところで、図１および図７に示すとおり、排気管４０は、オイルパンの下方のみならず、その側方にも延びている構成となる場合がある。この場合、排気管４０を熱源として捉えると、オイルパン下方からの受熱のみならず、オイルパン側方からの受熱も可能である。

そこで、実施の形態２においては、この点を考慮に入れて、オイルパン側方および下方からの受熱を可能とするようにしている。つまり、実施の形態１の内槽スペース３４にあたる空間である前方槽スペース４０４を、オイルパン４１０の周囲において排気管４０が延びる位置と隣接するように設けている。これにより、排気管４０と前方部分４１０ａの間に、実施の形態１の外槽スペース３６のような他のオイル層を介在させないようにしている。

このような構成によれば、排気管４０におけるオイルパン４１０の前方部分からの放射熱、および排気管によって温められた走行風による熱供給が、前方槽スペース４０４内のオイルに対して行われる。これによりオイル昇温が促進され、暖機性能も向上する。

１０ シリンダブロック
１２ シリンダヘッド
１４ オイル経路
２０ ターボチャージャ
２２ オイルリターン通路
２４ 導油板
２６ 内槽オイルパン用隔壁
２７ バッフル板
２８ 外槽オイルパン
３０ オイルストレーナ
３２ オイルポンプ
３４ 内槽スペース
３６ 外槽スペース
４０ 排気管
１２２ オイルリターン通路
２２６ 内槽オイルパン用隔壁
２２８ 外槽オイルパン
２４６ 内槽オイルパン用隔壁
２４７ 底部
２４８ 側面部
２５７ 底部
２５８ 側面部
３２６ 仕切板
３２８ 外槽オイルパン用板
３４６ 仕切板
３４８ 屈曲部
３５８ 屈曲部
４０４ 前方槽スペース
４０６ 隔壁
４０８ 後方槽スペース
４０９ バッフル板
４１０ オイルパン
４１０ａ 前方部分
４１０ｂ 後方部分
４１２ 溶接部

Claims (3)

1. 内部にオイルを貯留しオイルストレーナが配置された第１槽、および前記第１槽とは独立にオイルを貯留するように前記第１槽の外側に又は前記第１槽に隣接して設けられた第２槽とを備えた二槽式オイルパンと、
   一端が内燃機関のターボチャージャのタービンを潤滑したオイルのリターン通路と接続し、他端が前記第１槽に開放されたオイル導入通路と、
   を備えることを特徴とする内燃機関のオイル貯留装置。
2. 前記二槽式オイルパンは、
   外槽オイルパンと、
   前記外槽オイルパン内に設けられ当該外槽オイルパン内の空間を前記第１槽と前記第２槽とに仕切るとともに、前記第１槽と前記第２槽との間を連通させる貫通穴を備えた隔壁と、
   を含み、
   前記隔壁の表面の一部と前記外槽オイルパン内面の一部とが接触した隔壁接触部、又は前記隔壁を貫通して前記第１槽の空間が前記外槽オイルパンの内面に接する貫通接触部を備え、
   前記隔壁接触部および前記貫通接触部は、前記外槽オイルパンの周囲に配置され内燃機関の運転に伴い加熱される構成の近傍に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関のオイル貯留装置。
3. 前記加熱される構成が、前記外槽オイルパンの側方および下方を延びる排気管であり、
   前記隔壁接触部又は前記貫通接触部が、前記外槽オイルパンにおける前記排気管が延びる位置に沿って設けられていることを特徴とする請求項２に記載の内燃機関のオイル貯留装置。

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