JP2015190456A - エンジンユニット - Google Patents

Abstract

【課題】オイルタンクを備えたエンジンユニットにおいて、オイルタンク内の潤滑油を可動部分へ送り、可動部分からオイルパンに戻されてきた潤滑油をオイルタンクへ送る技術を提供する。ひいては、エンジンの可動部分の摩耗を抑え、該エンジンの寿命を延ばす技術を提供する。【解決手段】エンジン１と、前記エンジン１の潤滑油Ｌを貯えるオイルタンク２と、前記エンジン１から前記オイルタンク２へ潤滑油Ｌを送る排出パイプ３と、前記オイルタンク２から前記エンジン１へ潤滑油を送る供給パイプ４と、を備えたエンジンユニット１００において、前記エンジン１は、潤滑油Ｌを受けるオイルパン１１６が設けられるとともに、該オイルパン１１６から潤滑油Ｌを吸い上げるストレーナ１４を具備した構造とされ、前記供給パイプ４は、前記オイルパン１１６に接続されて前記ストレーナ１４の吸入口１４ｉ近傍に潤滑油Ｌを送り出す、とした。【選択図】図７

Description

本発明は、エンジンユニットに関する。

従来より、天然ガスや都市ガス等の可燃性ガスを空気と混合し、燃焼させることによって稼働するエンジンが知られている（特許文献１参照）。このようなエンジンは、潤滑油を受けるオイルパンが設けられている。潤滑油は、オイルパンから吸い上げられて各所の可動部分に送られ、再びオイルパンに戻される。

ところで、潤滑油は、化学構造の変化や異物の混入等により、徐々に潤滑性能が劣化していく。そのため、オイルタンクを備え、潤滑油量を増やすことにより、長期にわたって潤滑油の交換を不要としたエンジンユニットが存在していた（特許文献２参照）。しかし、オイルタンク内の潤滑油を可動部分へ送ることなく、オイルパン内の潤滑油を何度も可動部分へ送るのでは、可動部分の摩耗を抑えることはできない。そこで、オイルタンク内の潤滑油を可動部分へ送り、可動部分からオイルパンに戻されてきた潤滑油をオイルタンクへ送る技術が求められていたのである。

特開２００７−１３２２８１号公報 特開２００８−３８７８１号公報

本発明は、オイルタンクを備えたエンジンユニットにおいて、オイルタンク内の潤滑油を可動部分へ送り、可動部分からオイルパンに戻されてきた潤滑油をオイルタンクへ送る技術を提供することを目的としている。ひいては、エンジンの可動部分の摩耗を抑え、該エンジンの寿命を延ばす技術を提供することを目的としている。

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

即ち、請求項１に係る発明は、
エンジンと、
前記エンジンの潤滑油を貯えるオイルタンクと、
前記エンジンから前記オイルタンクへ潤滑油を送る排出パイプと、
前記オイルタンクから前記エンジンへ潤滑油を送る供給パイプと、を備えたエンジンユニットにおいて、
前記エンジンは、潤滑油を受けるオイルパンが設けられるとともに、該オイルパンから潤滑油を吸い上げるストレーナを具備した構造とされ、
前記供給パイプは、前記オイルパンに接続されて前記ストレーナの吸入口近傍に潤滑油を送り出す、としたものである。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載したエンジンユニットにおいて、
前記供給パイプは、その吐出口が前記ストレーナの吸入口を覆うスカートに対して対向するように配置される、としたものである。

請求項３に係る発明は、請求項１又は請求項２に記載したエンジンユニットにおいて、
潤滑油を圧送するためのオイルポンプを具備し、
前記オイルポンプは、前記供給パイプの中途部に配置される、としたものである。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。

請求項１に記載の発明によれば、エンジンは、潤滑油を受けるオイルパンが設けられるとともに、該オイルパンから潤滑油を吸い上げるストレーナを具備した構造となっている。そして、供給パイプは、オイルパンに接続されてストレーナの吸入口近傍に潤滑油を送り出す。これにより、オイルタンクからオイルパンへ送られてきた潤滑油は、オイルパン内で拡散することなく、直ちにストレーナに吸い上げられることとなる。そのため、オイルタンク内の潤滑油を可動部分へ送り、可動部分からオイルパンに戻されてきた潤滑油をオイルタンクへ送ることができる。従って、エンジンの可動部分の摩耗を抑え、該エンジンの寿命を延ばすことが可能となる。

請求項２に記載の発明によれば、供給パイプは、その吐出口がストレーナの吸入口を覆うスカートに対して対向するように配置される。これにより、オイルタンクからオイルパンへ送られてきた潤滑油は、オイルパン内で拡散することなく、確実にストレーナに吸い上げられることとなる。そのため、オイルタンク内の潤滑油を可動部分へ送り、可動部分からオイルパンに戻されてきた潤滑油をオイルタンクへ送ることができる。従って、エンジンの可動部分の摩耗を抑え、該エンジンの寿命を延ばすことが可能となる。

請求項３に記載の発明によれば、オイルポンプは、供給パイプの中途部に配置される。これにより、オイルタンク内の潤滑油は、強制的にストレーナの吸入口近傍に送り出され、確実にストレーナに吸い上げられることとなる。そのため、オイルタンク内の潤滑油を可動部分へ送り、可動部分からオイルパンに戻されてきた潤滑油をオイルタンクへ送ることができる。従って、エンジンの可動部分の摩耗を抑え、該エンジンの寿命を延ばすことが可能となる。

エンジンユニットを示す図。 エンジンの構造を示す図。 エンジン内部における潤滑油経路を示す図。 オイルタンクの構造を示す図。 オイルタンク内部における潤滑油の流動方向を示す図。 エンジンユニット全体における潤滑油経路を示す図。 潤滑油が拡散せずにストレーナに吸い上げられる状況を示す図。

本願の発明に係るエンジンユニット１００について説明する。

図１は、エンジンユニット１００を示している。

本エンジンユニット１００は、ガスヒートポンプの動力源として使用される。エンジンユニット１００は、エンジン１を備えている。また、エンジンユニット１００は、オイルタンク２を備えている。

まず、エンジン１の構造について簡単に説明する。

図２は、エンジン１の構造を示している。

エンジン１は、天然ガスや都市ガス等の可燃性ガスを空気と混合し、燃焼させることによって稼働する。エンジン１は、主に主体部１１と、吸気経路部１２と、排気経路部１３と、で構成されている。

主体部１１は、燃料を燃焼させて得たエネルギーを回転運動に変換する。主体部１１は、主にシリンダブロック１１１と、シリンダヘッド１１２と、ピストン１１３と、クランクシャフト１１４と、ヘッドカバー１１５と、オイルパン１１６と、で構成されている。

主体部１１には、シリンダブロック１１１に設けられたシリンダ１１ｃと、該シリンダ１１ｃに摺動自在に収納されたピストン１１３と、該ピストン１１３に対向するように配置されたシリンダヘッド１１２と、で燃焼室Ｃが構成されている。つまり、燃焼室Ｃは、ピストン１１３の摺動運動によって容積が変化する内部空間を指す。ピストン１１３は、コネクティングロッドによってクランクシャフト１１４と連結されており、該ピストン１１３の摺動運動によってクランクシャフト１１４を回転させる。なお、シリンダヘッド１１２の上部には、ヘッドカバー１１５が設けられている。また、シリンダブロック１１１の下部には、オイルパン１１６が設けられている。オイルパン１１６には、潤滑油Ｌが溜まっている。

吸気経路部１２は、可燃性ガスと空気を混合して燃焼室Ｃへ導く。吸気経路部１２は、主にミキサ１２１と（図１参照）、吸気マニホールド１２２と、で構成されている。

ミキサ１２１は、外部から吸入された空気に可燃性ガスを供給して混合気を作成する。ミキサ１２１は、吸気マニホールド１２２の一端に取り付けられている。吸気マニホールド１２２は、ミキサ１２１によって作成された混合気を各燃焼室Ｃへ案内する。吸気マニホールド１２２は、４つの燃焼室Ｃへ混合気を案内すべく、各燃焼室Ｃへ分岐するように形成されている。なお、吸気マニホールド１２２は、パイプによってヘッドカバー１１５と接続されている。シリンダブロック１１１やヘッドカバー１１５の内部圧力が高まるのを防ぐためである。

排気経路部１３は、燃焼室Ｃから排出された排気を外部へ導く。排気経路部１３は、主に排気マニホールド１３１と、触媒コンバータ１３２と（図１参照）、で構成されている。

排気マニホールド１３１は、各燃焼室Ｃから排出された排気を触媒コンバータ１３２へ案内する。排気マニホールド１３１は、４つの燃焼室Ｃから排気を案内すべく、各燃焼室Ｃから合流するように形成されている。触媒コンバータ１３２は、アルデヒド類に起因する異臭を除去する。触媒コンバータ１３２は、白金等による触媒反応を利用してアルデヒド類を酸化させる。なお、触媒コンバータ１３２の下流側には、排気を利用して水を熱する熱交換器１３３が取り付けられている（図１参照）。

以下に、エンジン１内部における潤滑油経路について説明する。

図３は、エンジン１内部における潤滑油経路を示している。なお、図中の矢印は、潤滑油Ｌが流れる方向を表す。

潤滑油Ｌは、ストレーナ１４によって吸い上げられ、シリンダブロック１１１の油路へ導かれる。ストレーナ１４は、金属製のパイプであり、シリンダブロック１１１に形成された油路を下方へ延長している。なお、ストレーナ１４は、吸引口１４ｉを覆うスカート１４Ｓが下向きに設けられており、空気を吸い込まないように設計されている。

その後、潤滑油Ｌは、シリンダブロック１１１の油路を通り、該シリンダブロック１１１に取り付けられたオイルポンプ１５へ導かれる。オイルポンプ１５は、いわゆるトロコイドポンプであり、潤滑油Ｌの圧力を高めることによって送り出す。なお、オイルポンプ１５は、リリーフバルブを備えており、潤滑油Ｌの圧力が所定値を超えないように設計されている。

その後、潤滑油Ｌは、シリンダブロック１１１の油路を通り、該シリンダブロック１１１に取り付けられたオイルフィルタ１６へ導かれる。オイルフィルタ１６は、いわゆるカートリッジフィルタであり、濾紙によって異物を除去する。なお、オイルフィルタ１６は、リリーフバルブを備えており、濾紙が目詰まりをしても潤滑油Ｌを塞き止めないように設計されている。

その後、潤滑油Ｌは、シリンダブロック１１１の油路を通り、該シリンダブロック１１１のオイルギャラリ１１ｇへ導かれる。オイルギャラリ１１ｇは、シリンダブロック１１１に形成された空間であり、該オイルギャラリ１１ｇから複数の油路が延びている。そのため、オイルギャラリ１１ｇに導かれた潤滑油Ｌは、各所の可動部分に分配されることとなる。

例えば、一部の潤滑油Ｌは、シリンダブロック１１１の油路を通り、該シリンダブロック１１１のベアリングマウント１１ｍへ導かれる。ベアリングマウント１１ｍは、シリンダブロック１１１に形成された構造壁であり、該ベアリングマウント１１ｍに固定されるベアリングキャップ１１ｃとともにクランクシャフト１１４を支持する。こうして、ベアリングマウント１１ｍに導かれた潤滑油Ｌは、クランクシャフト１１４の軸受（可動部分）を潤滑するのである。なお、潤滑油Ｌは、クランクシャフト１１４の軸受を潤滑した後に、該軸受から溢れてオイルパン１１６に落下する。

このように、潤滑油Ｌは、オイルパン１１６から吸い上げられて各所の可動部分に送られ、再びオイルパン１１６に戻されるのである。

次に、オイルタンク２の構造について簡単に説明する。

図４は、オイルタンク２の構造を示している。

オイルタンク２は、エンジン１の潤滑油Ｌを貯える。オイルタンク２は、一般的に「サブタンク」と呼ばれている。そのため、以下では、サブタンク２として説明する。

サブタンク２は、板材を溶接して形成された中空容器である。そのため、サブタンク２は、大量の潤滑油Ｌを貯えることができる。サブタンク２の上部には、給油口が設けられており、かかる給油口には、タンクキャップ２１が取り付けられている。更に、サブタンク２の上部には、油面の低下を検出できるレベルセンサ２２が取り付けられている。なお、サブタンク２は、パイプ２３によってシリンダブロック１１１と接続されている。サブタンク２の内部圧力とシリンダブロック１１１の内部圧力の平衡を保つためである。

サブタンク２は、排出パイプ３によってオイルパン１１６と接続されている。排出パイプ３は、エンジン１からサブタンク２へ潤滑油Ｌを送るものである。より詳細に説明すると、排出パイプ３は、エンジン１のオイルパン１１６からサブタンク２へ潤滑油Ｌを送るものである。排出パイプ３は、その一端がオイルパン１１６の側面に接続され（図６及び図７参照）、その他端がサブタンク２の後面に接続されている。

更に、サブタンク２は、供給パイプ４によってオイルパン１１６と接続されている。供給パイプ４は、サブタンク２からエンジン１へ潤滑油Ｌを送るものである。より詳細に説明すると、供給パイプ４は、サブタンク２からエンジン１のオイルパン１１６へ潤滑油Ｌを送るものである。供給パイプ４は、その一端がサブタンク２の前面に接続され、その他端がオイルパン１１６の底面に接続されている（図６及び図７参照）。なお、本エンジンユニット１００においては、供給パイプ４の中途部にオイルクーラ４１とオイルポンプ４２が配置されている（図１及び図６参照）。オイルクーラ４１は、潤滑油Ｌを冷やし所定の温度にすることができる。オイルポンプ４２は、潤滑油Ｌの圧力を高め、該潤滑油Ｌをオイルパン１１６へ送り出すことができる。

加えて、本エンジンユニット１００においては、サブタンク２の上方にメインタンク５が載置されている（図１及び図６参照）。メインタンク５は、大量の潤滑油Ｌを貯えることができる。メインタンク５の上部には、給油口が設けられており、かかる給油口には、タンクキャップ５１が取り付けられている。なお、メインタンク５は、給油管５２によってサブタンク２と接続されている。メインタンク５からサブタンク２へ潤滑油Ｌを適宜に送ることにより、サブタンク２内の潤滑油量を一定に維持するためである。これは、給油ポンプ５３の運転を制御することによって行われる。

以下に、サブタンク２内部における潤滑油Ｌの流動方向について説明する。

図５は、サブタンク２内部における潤滑油Ｌの流動方向を示している。なお、図中の矢印は、潤滑油Ｌが流れる方向を表す。

まず、排出パイプ３と供給パイプ４の接続位置について具体的に説明する。

上述したように、排出パイプ３は、サブタンク２の後面に接続されている。より詳細に説明すると、排出パイプ３は、サブタンク２の後面であって、中央よりも右側に接続されている。そのため、潤滑油Ｌは、サブタンク２の中央よりも右側へ送り込まれることとなる。従って、サブタンク２に送られてきた潤滑油Ｌは、周囲の潤滑油Ｌとともにゆっくりと左旋回し、該サブタンク２の全体に拡散していく。

更に、上述したように、供給パイプ４は、サブタンク２の前面に接続されている。より詳細に説明すると、供給パイプ４は、サブタンク２の前面であって、中央よりも左側に接続されている。そのため、潤滑油Ｌは、サブタンク２の中央よりも左側から送り出されることとなる。従って、サブタンク２を満たす潤滑油Ｌは、徐々に速度を増しながら供給パイプ４の吸入口に収束し、該サブタンク２から送り出されていく。

このように、潤滑油Ｌは、サブタンク２の内部で拡散して混ざり合い、再びサブタンク２から送り出されるのである。

以上がエンジンユニット１００を構成するエンジン１とサブタンク２の説明である。

次に、エンジンユニット１００全体における潤滑油経路を説明する。

図６は、エンジンユニット１００全体における潤滑油経路を示している。なお、図中の矢印は、潤滑油Ｌが流れる方向を表す。

まず、オイルパン１１６内の潤滑油Ｌは、排出パイプ３によってサブタンク２へ送られる。排出パイプ３は、オイルパン１１６の下層部に接続されていることから、スラッジ（金属粉等の異物や凝固物を指す）の混入が多い状態の潤滑油Ｌがサブタンク２へ送られる。そして、サブタンク２に送られてきた潤滑油Ｌは、該サブタンク２内に一時的に貯溜されるのである。このとき、潤滑油Ｌ中に漂うスラッジは、サブタンク２の底に沈殿することとなる。

その後、サブタンク２内の潤滑油Ｌは、供給パイプ４によってオイルパン１１６へ送られる。供給パイプ４は、サブタンク２の上層部又は中間層部に接続されていることから、スラッジの混入が少ない状態の潤滑油Ｌがオイルパン１１６へ送られる。そして、オイルパン１１６に送られてきた潤滑油Ｌは、ストレーナ１４に吸い上げられ、各所の可動部分へ送られるのである。なお、可動部分からオイルパン１１６へ戻されてきた潤滑油Ｌは、オイルパン１１６内に一時的に貯溜される。このとき、潤滑油Ｌ中に漂うスラッジは、オイルパン１１６の底に沈殿し、サブタンク２へ送られる。

以下に、本エンジンユニット１００の技術的特徴について説明する。

図７は、潤滑油Ｌが拡散せずにストレーナ１４に吸い上げられる状況を示している。なお、図中の矢印は、潤滑油Ｌが流れる方向を表す。

本エンジンユニット１００における技術的特徴は、供給パイプ４がオイルパン１１６に接続されてストレーナ１４の吸入口１４ｉ近傍に潤滑油Ｌを送り出す点である。これは、供給パイプ４から送り出された潤滑油Ｌが直ちにストレーナ１４に吸い上げられるように考慮したことによる。つまり、サブタンク２からオイルパン１１６へ送られてきた潤滑油Ｌが、オイルパン１１６内で拡散することなく、直ちにストレーナ１４に吸い上げられるようにしたのである。

このように、エンジン１は、潤滑油Ｌを受けるオイルパン１１６が設けられるとともに、該オイルパン１１６から潤滑油Ｌを吸い上げるストレーナ１４を具備した構造となっている。そして、供給パイプ４は、オイルパン１１６に接続されてストレーナ１４の吸入口１４ｉ近傍に潤滑油Ｌを送り出す。これにより、サブタンク２からオイルパン１１６へ送られてきた潤滑油Ｌは、オイルパン１１６内で拡散することなく、直ちにストレーナ１４に吸い上げられることとなる。そのため、サブタンク２内の潤滑油Ｌを可動部分へ送り、可動部分からオイルパン１１６に戻されてきた潤滑油Ｌをサブタンク２へ送ることができる。従って、エンジン１の可動部分の摩耗を抑え、該エンジン１の寿命を延ばすことが可能となる。

本エンジンユニット１００においては、以下に説明する構造により、かかる技術的特徴を実現している。

即ち、本エンジンユニット１００においては、供給パイプ４の吐出口４ｏとストレーナ１４の吸入口１４ｉを覆うスカート１４Ｓが対向するように設計されている。このような設計としたのは、供給パイプ４から送り出された潤滑油Ｌがスカート１４Ｓの中に入るため、該潤滑油Ｌを確実に吸い上げることができると考えたからである。また、供給パイプ４から送り出された潤滑油Ｌがスカート１４Ｓに囲まれるため、該潤滑油Ｌの拡散を防ぐことができると考えたからである。

このように、供給パイプ４は、その吐出口４ｏがストレーナ１４の吸入口１４ｉを覆うスカート１４Ｓに対して対向するように配置される。これにより、サブタンク２からオイルパン１１６へ送られてきた潤滑油Ｌは、オイルパン１１６内で拡散することなく、確実にストレーナ１４に吸い上げられることとなる。そのため、サブタンク２内の潤滑油Ｌを可動部分へ送り、可動部分からオイルパン１１６に戻されてきた潤滑油Ｌをサブタンク２へ送ることができる。従って、エンジン１の可動部分の摩耗を抑え、該エンジン１の寿命を延ばすことが可能となる。

次に、本エンジンユニット１００の他の特徴点について説明する。

上述したように、本エンジンユニット１００においては、供給パイプ４の中途部にオイルポンプ４２が配置されている（図１及び図６参照）。オイルポンプ４２は、潤滑油Ｌの圧力を高め、該潤滑油Ｌをオイルパン１１６へ送り出すことができる。

このように、オイルポンプ４２は、供給パイプ４の中途部に配置される。これにより、サブタンク２内の潤滑油Ｌは、強制的にストレーナ１４の吸入口１４ｉ近傍に送り出され、確実にストレーナ１４に吸い上げられることとなる。そのため、サブタンク２内の潤滑油Ｌを可動部分へ送り、可動部分からオイルパン１１６に戻されてきた潤滑油Ｌをサブタンク２へ送ることができる。従って、エンジン１の可動部分の摩耗を抑え、該エンジン１の寿命を延ばすことが可能となる。

１００ エンジンユニット
１ エンジン
１１ 主体部
１１１ シリンダブロック
１１６ オイルパン
１４ ストレーナ
１４ｉ 吸入口
１４Ｓ スカート
２ オイルタンク（サブタンク）
３ 排出パイプ
４ 供給パイプ
４ｏ 吐出口
４２ オイルポンプ
Ｌ 潤滑油

Claims (3)

1. エンジンと、
   前記エンジンの潤滑油を貯えるオイルタンクと、
   前記エンジンから前記オイルタンクへ潤滑油を送る排出パイプと、
   前記オイルタンクから前記エンジンへ潤滑油を送る供給パイプと、を備えたエンジンユニットにおいて、
   前記エンジンは、潤滑油を受けるオイルパンが設けられるとともに、該オイルパンから潤滑油を吸い上げるストレーナを具備した構造とされ、
   前記供給パイプは、前記オイルパンに接続されて前記ストレーナの吸入口近傍に潤滑油を送り出す、ことを特徴とするエンジンユニット。
2. 前記供給パイプは、その吐出口が前記ストレーナの吸入口を覆うスカートに対して対向するように配置される、ことを特徴とする請求項１に記載のエンジンユニット。
3. 潤滑油を圧送するためのオイルポンプを具備し、
   前記オイルポンプは、前記供給パイプの中途部に配置される、ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のエンジンユニット。

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