JP2021008847A

JP2021008847A - エンジン

Info

Publication number: JP2021008847A
Application number: JP2019122616A
Authority: JP
Inventors: 小山　秀行; Hideyuki Koyama; 秀行小山; 良憲田中; Yoshinori Tanaka; 新吾松延; Shingo Matsunobe; 莉菜金子; Rina Kaneko; 洋樹尾曽; Hiroki Oso
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 2019-06-30
Filing date: 2019-06-30
Publication date: 2021-01-28

Abstract

【課題】横幅を小さくできるエンジンを提供する。【解決手段】エンジンの横壁２に取り付けられフィルタ取付ベース３と、フィルタ取付ベース３に取り付けられたオイルフィルタ４を備え、フィルタ取付ベース３は、エンジンの横壁２に沿う基部３ａと、基部３ａの周縁部から横方向に突出するフィルタ取付座３ｂを備え、オイルフィルタ４は、エンジンの横壁２と平行な向きで、フィルタ取付座３ｂに取り付けられ、フィルタ取付ベース３は、金属製で、断面Ｌ字形の肉壁３ｃを備え、肉壁３ｃ内にエンジンオイル６の放熱通路６ａを備えている。【選択図】図２

Description

本発明は、エンジンに関し、詳しくは、横幅を小さくできるエンジンに関する。

従来、オイルフィルタとオイルクーラを備えたエンジンがある(例えば、特許文献１参照)。

実開平２−２０７１０号公報(図１，図２参照)

《問題点》エンジンの横幅が大きくなる。
特許文献１のエンジンでは、エンジンの横側に、オイルクーラとオイルフィルタが横に重ねて配置されているため、エンジンの横幅が大きくなる。

本発明の課題は、横幅を小さくできるエンジンを提供することにある。

本願発明の構成は、次の通りである。
図１に例示するように、クランク軸(１)の架設方向を前後方向、図２(Ａ)に例示するように、前後方向と直交するエンジンの幅方向を横方向として、
図１，図２(Ａ)に例示するように、エンジンの横壁(２)に取り付けられフィルタ取付ベース(３)と、フィルタ取付ベース(３)に取り付けられたオイルフィルタ(４)を備え、
図２(Ａ)に例示するように、フィルタ取付ベース(３)は、エンジンの横壁(２)に沿う基部(３ａ)と、基部(３ａ)の周縁部から横方向に突出するフィルタ取付座(３ｂ)を備え、オイルフィルタ(４)は、エンジンの横壁(２)と平行な向きで、フィルタ取付座(３ｂ)に取り付けられ、
フィルタ取付ベース(３)は、金属製で、断面Ｌ字形の肉壁(３ｃ)を備え、肉壁(３ｃ)内にエンジンオイル(６)の放熱通路(６ａ)を備えている、ことを特徴とするエンジン。

本願発明は、次の効果を奏する。
《効果》エンジンの横幅を小さくできる。
フィルタ取付座(３ｂ)にエンジンの横壁(２)と平行な向きで取り付けられたオイルフィルタ(４)は、エンジンの横壁(２)からの突出量が小さく、エンジンの横幅を小さくできる。
《効果》エンジンオイルの冷却効率が高い。
金属製で断面Ｌ字形のフィルタ取付ベース(３)は、単位体積当たりの表面積が大きく、放熱通路(６ａ)からのエンジンオイル(６)の放熱量が多いため、エンジンオイル(６)の冷却効率が高い。

本発明の実施形態に係るエンジンを説明する模式的な側面図である。図２(Ａ)は図１のエンジンで用いるフィルタ取付ベースとその周辺部を横壁と平行な向きに見た断面図、図２(Ｂ)はヒートシンクの斜視図、図２(Ｂ)は放熱フィンの斜視図である。

図１と図２は本発明の実施形態に係るエンジンを説明する図で、この実施形態では、水冷式の立形多気筒ディーゼルエンジンについて説明する。

このエンジンは、図１(Ａ)に示すように、シリンダブロック(３３)と、シリンダブロック(３３)の上部に組み付けられたシリンダヘッド(１４)と、シリンダヘッド(１４)の上部に組み付けられたシリンダヘッドカバー(１５)と、シリンダブロック(３３)の前部に設けられた水ポンプ(３７)と、フロントケース(４２)と、、水ポンプ(３７)のポンプ軸(３７ａ)に取り付けられたエンジン冷却ファン(８)と、シリンダブロック(３３)の後部に配置されたフライホイール(１７)と、シリンダブロック(３３)の下部に組み付けられたオイルパン(１８)を備えている。
シリンダヘッド(１４)の横一側に吸気マニホルド(図示せず)が組み付けられ、シリンダヘッド(１４)の横他側に排気マニホルド(１９)が組み付けられている。

このエンジンは、燃料供給装置(１６)と、エンジン始動装置(２０)と、水冷装置(２１)と、エンジン潤滑装置(２２)と、過給機(１０)と、過給機潤滑装置(２６)を備えている。

燃料供給装置(１６)は、図１(Ａ)に示すように、コモンレール式燃料噴射装置であり、これは燃焼室(図示せず)に差し込まれた燃料インジェクタ(２４)と、燃料インジェクタ(２４)に供給する燃料(１６ａ)を蓄圧するコモンレール(２５)と、コモンレール(２５)に燃料(１６ａ)を供給する燃料サプライポンプ(２７)と、燃料サプライポンプ(２７)に供給する燃料(１６ａ)を貯留する燃料タンク(２８)を備えている。
燃料インジェクタ(２４)の電磁弁(２４ａ)の開閉と、コモンレール(２５)の内圧と、燃料サプライポンプ(２７)の回転数は、電子制御装置(２９)で制御され、エンジン回転数やエンジン負荷に応じ、燃料インジェクタ(２４)の電磁弁(２４ａ)の開弁タイミングと開弁時間が設定され、燃料インジェクタ(２４)から所定タイミングで所定量の燃料(１６ａ)が噴射される。
電子制御装置(２９)はエンジンＥＣＵである。ＥＣＵは電子制御ユニットの略称であり、マイコンである。燃料(１６ａ)は軽油である。

エンジン始動装置(２０)は、図１(Ａ)に示すように、スタータモータ(２３)と、スタータモータ(２３)のピニオンギヤ(図示せず)とかみ合うリングギヤ(３０)と、キースイッチ(３１)と、バッテリ(３２)を備えている。
バッテリ(３２)は、キースイッチ(３１)と電子制御装置(２９)を介してスタータモータ(２３)に電気的に接続されている。
キースイッチ(３１)は、ＯＦＦ位置と、ＯＮ位置と、ＳＴＡＲＴ位置を備え、ＯＦＦ位置からＯＮ位置に切り替えると、電子制御装置(２９)を介してバッテリ(３２)から燃料供給装置(１６)やその他の電気系統に給電がなされ、ＯＮ位置からＳＴＡＲＴ位置に切り替えると、バッテリ(３２)からスタータモータ(２３)に給電がなされ、モータリングによりエンジンが始動され、ＯＮ位置からＯＦＦ位置に切り替えると、燃料供給装置(１６)やその他の電気系統への給電が停止され、電子制御装置(２９)は、運転データの記憶等の所定の処理を行った後、処理を終了する。

水冷装置(２１)は、図１(Ａ)に示すように、エンジン冷却水(７)のシリンダブロック(３３)内の水路となるシリンダジャケット(３３ａ)と、シリンダヘッド(１４)内の水路となるシリンダヘッドジャケット(１４ａ)と、サーモスタット弁(３４)が収容されたウォーターフランジ(３５)と、ラジエータ(３６)と、水ポンプ(３７)を備え、水ポンプ(３７)の圧送力で、エンジン冷却水(７)は、シリンダジャケット(３３ａ)、シリンダヘッドジャケット(１４ａ)、ウォーターフランジ(３５)、ラジエータ(３６)、水ポンプ(３７)の順に循環し、エンジンを水冷する。また、エンジン冷却水(７)の一部は、ラジエータ(３６)を迂回し、シリンダジャケット(３３ａ)、シリンダヘッドジャケット(１４ａ)、水ポンプ(３７)の順に循環する。
エンジン冷却水(７)の水温が低い場合には、サーモスタット弁(３４)が閉じ、エンジン冷却水(７)は、ラジエータ(３６)を迂回する循環のみとなり、エンジン冷却水(７)の昇温を早める暖機運転がなされる。

エンジン潤滑装置(２２)は、図１(Ａ)に示すように、オイルパン(１８)と、オイルポンプ(３８)と、オイルストレーナ(３９)と、オイルフィルタ(４)と、オイルギャラリ(４０)を備え、オイルパン(１８)に貯留されているエンジンオイル(６)が、オイルポンプ(３８)の吸引力でオイルストレーナ(３９)から吸い込まれ、オイルポンプ(３８)の圧送力で、オイルフィルタ(４)、オイルギャラリ(４０)を順に介して、クランク軸(１)の軸受部等の摺動部(４１)に供給される。

過給機(１０)は、図１(Ａ)に示すように、排気マニホルド(１９)の上部に組み付けられ、排気タービン(１０ｂ)と、エアコンプレッサ(１０ｃ)と、排気タービン(１０ｂ)とエアコンプレッサ(１０ｃ)の間に設けられたタービン軸の軸受(１０ａ)を備えている。過給機(１０)は、排気マニホルド(１９)から排気タービン(１０ｂ)に流入した排気(１０ｆ)でエアコンプレッサ(１０ｃ)を駆動し、エアクリーナ(図示せず)からの吸気(１０ｄ)をエアコンプレッサ(１０ｃ)から過給パイプ(１０ｅ)を介して吸気マニホルドに過給する。

過給機潤滑装置(２６)は、図１(Ａ)に示すように、オイルフィルタ(４)のオイル供給下流側でオイルギャラリ(４０)の途中から分岐したオイル供給通路(１１)と、過給機(１０)の軸受(１０ａ)から導出されたオイル排出通路(１２)を備え、オイル供給通路(１１)の終端は過給機(１０)の軸受(１０ａ)の上部に連通され、オイル排出通路(１２)の始端は過給機(１０)の軸受(１０ａ)の下部に連通され、終端はオイルパン(１８)の上方で開口されている。
この過給機潤滑装置(２６)では、オイルギャラリ(４０)からオイル供給通路(１１)に分流したエンジンオイル(６)は、過給機(１０)の軸受(１０ａ)を冷却した後、オイル排出通路(１２)からオイルパン(１８)に戻る。

このエンジンは、図１に示すように、クランク軸(１)の架設方向を前後方向、図２(Ａ)に示すように、前後方向と直交するエンジンの幅方向を横方向として、
図１，図２(Ａ)に示すように、エンジンの横壁(２)に取り付けられフィルタ取付ベース(３)と、フィルタ取付ベース(３)に取り付けられたオイルフィルタ(４)を備えている。
フィルタ取付ベース(３)は、図２(Ａ)に示すように、エンジンの横壁(２)に沿う基部(３ａ)と、基部(３ａ)の周縁部から横方向に突出するフィルタ取付座(３ｂ)を備え、オイルフィルタ(４)は、エンジンの横壁(２)と平行な向きで、フィルタ取付座(３ｂ)に取り付けられている。
フィルタ取付ベース(３)は、金属製で、断面Ｌ字形の肉壁(３ｃ)を備え、肉壁(３ｃ)内にエンジンオイル(６)の放熱通路(６ａ)を備えている。

このエンジンでは、フィルタ取付座(３ｂ)にエンジンの横壁(２)と平行な向きで取り付けられたオイルフィルタ(４)は、エンジンの横壁(２)からの突出量が小さく、エンジンの横幅を小さくできる。
また、金属製で断面Ｌ字形のフィルタ取付ベース(３)は、単位体積当たりの表面積が大きく、放熱通路(６ａ)からのエンジンオイル(６)の放熱量が多いため、エンジンオイル(６)の冷却効率が高い。

このエンジンでは、図２(Ａ)に示すように、フィルタ取付ベース(３)を取り付けるエンジンの横壁(２)は、フロントケース(４２)の横壁(４２ａ)である。フィルタ取付ベース(３)を取り付けるエンジンの横壁(２)は、図１に示すシリンダブロック(３３)の横壁(３３ｂ)であってもよい。
エンジンの横壁(２)は、図２(Ａ)に示すように、オイルポンプ(３８)からエンジンオイル(６)を導出するオイル導出通路(２ａ)を備えている。
フィルタ取付ベース(３)は、アルミダイカスト製で、断面Ｌ字形の肉壁(３ｃ)の屈曲部の肉壁(３ｃ)内にエンジンの横壁(２)の未浄油導出通路(２ａ)と連通する未浄油導入通路(３ｆ)を備えている。
オイルフィルタ(４)は、椀形のフィルタケース(４ａ)と、フィルタケース(４ａ)の底を塞ぐ底板(４ｂ)と、底板(４ｂ)の周縁部に設けられた未浄油入口(４ｃ)と、底板(４ｂ)の中央部に取り付けられた浄油出口(４ｄ)と、フィルタケース(４ａ)内に収容された内蔵フィルタ(４ｆ)を備えている。浄油出口(４ｄ)は、フィルタ取付ベース(３)の放熱通路(６ａ)と連通している。

このエンジンでは、オイルポンプ(３８)の吸引力で、オイルパン(１８)内のエンジンオイル(６)がオイルストレーナ(３９)を介してオイルポンプ(３８)に吸引され、オイルポンプ(３８)の圧送力で、エンジンの横壁(２)の未浄油導出通路(２ａ)と、フィルタ取付ベース(３)の未浄油導入通路(３ｆ)と、オイルフィルタ(４)の未浄油入口(４ｃ)と、内蔵フィルタ(４ｆ)の周囲の未浄油室(４ｇ)と、内蔵フィルタ(４ｆ)内の浄油室(４ｈ)と、底板(４ｂ)の浄油出口(４ｄ)を順に介して、フィルタ取付ベース(３の放熱通路(６ａ)に導入される。

図２(Ａ)(Ｂ)に示すように、フィルタ取付ベース(３)は、表面にヒートシンク(３ｄ)を備えている。
このエンジンでは、放熱通路(６ａ)を通過するエンジンオイル(６)の熱は、ヒートシンク(３ｄ)で効率的に放熱されるため、エンジンオイル(６)の冷却効率が高い。
ヒートシンク(３ｄ)は、図２(Ｂ)に示すように、細い棒状で、断面Ｌ字形の肉壁(３ｃ)に挟まれた放熱空間(３ｇ)に臨むフィルタ取付ベース(３)の表面に多数のヒートシンク(３ｄ)が縦横に林立している。放熱空間(３ｇ)は、エンジン冷却風(８ａ)の風路(８ｂ)となっている。

このエンジンでは、図２(Ａ)に示すように、エンジンオイル(６)の放熱通路(６ａ)は、フィルタ取付ベース(３)の断面Ｌ字形の肉壁(３ｃ)に沿うＬ字形に形成され、放熱通路(６ａ)の両端の開口部(６ａｂ)(６ａｃ)の間にオイルクーラ(５)を介在させ、エンジンオイル(６)が放熱通路(６ａ)とオイルクーラ(５)を通過するようにしている。
このエンジンでは、エンジンオイル(６)がオイルクーラ(５)でも冷却されるため、エンジンオイル(６)の冷却効率が高い。

このエンジンでは、図２(Ａ)に示すように、オイルクーラ(５)は直管形で、エンジンの横壁(２)と平行な向きに見て、フィルタ取付ベース(３)の断面Ｌ字形の肉壁(３ｃ)を二辺とする三角形の残りの一辺の位置に配置されている。
このエンジンでは、オイルクーラ(５)がエンジンの横側に大きく張り出さず、エンジンの横幅を小さく維持できる。
また、フィルタ取付ベース(３)の断面Ｌ字形の肉壁(３ｃ)とオイルクーラ(５)が相互に離れ、それぞれの放熱が邪魔されないため、エンジンオイル(６)の冷却効率が高い。

図２(Ａ)に示すように、オイルクーラ(５)は、直管の放熱パイプ(５ａ)と、放熱パイプ(５ａ)の周囲を覆う直管のクーラケース(５ｂ)と、クーラケース(５ｂ)内で放熱パイプ(５ａ)の周囲に設けられたクーラジャケット(５ｃ)を備えている。
放熱パイプ(５ａ)は、入口側管継手(１３ａ)を介してフィルタ取付ベース(３)の放熱通路(６ａ)の出口開口部(６ａｂ)に連通し、出口側管継手(１３ｂ)を介して放熱通路(６ａ)の入口開口部(６ａｃ)に連通している。
放熱通路(６ａ)の出口開口部(６ａｂ)は、フィルタ取付座(３ｂ)の突出端に設けられ、放熱通路(６ａ)の入口開口部(６ａｃ)は、基部(３ａ)の端部に設けられている。

図２(Ａ)に示すように、入口側管継手(１３ａ)は、環状のアイジョイント(１３ｃ)と、アイジョイント(１３ｃ)に挿通された中空ボルト(１３ｄ)と、一対のガスケット(１３ｅ)(１３ｅ)と、アイジョイント(１３ｃ)から導出されたフランジ付きパイプ(１３ｇ)を備え、アイジョイント(１３ｃ)から突出した中空ボルト(１３ｄ)が放熱通路(６ａ)の出口開口部(６ａｂ)にネジ嵌合され、フランジ付きパイプ(１３ｇ)がオイルクーラ(５)の放熱パイプ(５ａ)のオイル入口に接続され、フィルタ取付座(３ｂ)とアイジョイント(１３ｃ)の間、並びに、アイジョイント(１３ｃ)と中空ボルト(１３ｄ)のボルト頭部(１３ｆ)の間にそれぞれガスケット(１３ｅ)が挟み付けられている。
このエンジンでは、放熱通路(６ａ)の出口開口部(６ａｂ)から流出したエンジンオイル(６)は、中空ボルト(１３ｄ)とアイジョイント(１３ｃ)とフランジ付きパイプ(１３ｇ)を順に介してオイルクーラ(５)の放熱パイプ(５ａ)のオイル入口に流入する。
図１(Ｃ)に示すように、フランジ付きパイプ(１３ｇ)には、複数の円板形の放熱フィン(１３ｈ)が設けられている。後述する出口側管継手(１３ｂ)も同様の構造になっている。

図２(Ａ)に示すように、出口側管継手(１３ｂ)は、環状のアイジョイント(１３ｃ)と、アイジョイント(１３ｃ)に挿通された中空ボルト(１３ｄ)と、一対のガスケット(１３ｅ)(１３ｅ)と、アイジョイント(１３ｃ)から導出されたフランジ付きパイプ(１３ｇ)を備え、アイジョイント(１３ｃ)から突出した中空ボルト(１３ｄ)が放熱通路(６ａ)の入口開口部(６ａｃ)にネジ嵌合され、フランジ付きパイプ(１３ｇ)がオイルクーラ(５)の放熱パイプ(５ａ)のオイル出口に接続され、基部(３ａ)とアイジョイント(１３ｃ)の間、並びに、アイジョイント(１３ｃ)と中空ボルト(１３ｄ)のボルト頭部(１３ｆ)の間にそれぞれガスケット(１３ｅ)が挟み付けられている。
このエンジンでは、オイルクーラ(５)の放熱パイプ(５ａ)のオイル出口から流出したエンジンオイル(６)は、フランジ付きパイプ(１３ｇ)とアイジョイント(１３ｃ)と中空ボルト(１３ｄ)を順に介して放熱通路(６ａ)の入口開口部(６ａｃ)から流入する。

クーラジャケット(５ｃ)のエンジン冷却水(７)は、水ポンプ(３７)に吸い込まれ、クーラジャケット(５ｃ)にはシリンダジャケット(３３ａ)からエンジン冷却水(７)が供給される。

このエンジンでは、図１，図２(Ａ)に示すように、フィルタ取付ベース(３)は、基部(３ａ)の中央部が枢軸(３ｅ)で枢支され、枢軸(３ｅ)を中心とするフィルタ取付ベース(３)の回動で、オイルフィルタ(４)の向きが調節されるように構成されている。
このエンジンでは、オイルフィルタ(４)の向きを調節できるため、オイルフィルタ(４)と周辺部品の干渉を避けることができる。

図２(Ａ)に示すように、フィルタ取付ベース(３)の基部(３ａ)は、エンジンの横壁(２)側に枢軸(３ｅ)を中心とする円環オイル溝(３ｈ)を備え、円環オイル溝(３ｈ)は、未浄油導入通路(３ｆ)と連通し、枢軸(３ｅ)を中心としてフィルタ取付ベース(３)を回動させても、エンジンの横壁(２)の未浄油導出通路(２ａ)と円環オイル溝(３ｈ)は常に連通する。
枢軸(３ｅ)は、フィルタ取付ベース(３)をエンジンの横壁(２)に固定する中空の締結ボルト(４３)で、エンジンの横壁(２)の浄油導入通路(２ｂ)にネジ嵌合され、周壁の周方向に複数開口されたオイル入口(４３ａ)と、端面に開口されたオイル出口(４３ｂ)を備え、オイル出口(４３ｂ)はオイルギャラリ(４０)と連通している。
このエンジンでは、オイルポンプ(３８)から圧送されたエンジンオイル(６)は、エンジンの横壁(２)の未浄油導出通路(２ａ)と円環オイル溝(３ｈ)と未浄油導入通路(３ｆ)とオイルフィルタ(４)と放熱通路(６ａ)とオイルクーラ(５)と放熱通路(６ａ)と中空の締結ボルト(４３)と浄油導入通路(２ｂ)を順に介してオイルギャラリ(４０)に流入する。

(１)…クランク軸、(２)…横壁、(３)…フィルタ取付ベース、(３ａ)…基部、(３ｂ)…フィルタ取付座、(３ｃ)…肉壁、(３ｄ)…ヒートシンク、(３ｅ)…枢軸、(４)…オイルフィルタ、(５)…オイルクーラ、(６)…エンジンオイル、(６ａ)…放熱通路、(６ａｂ)…出口開口部、(６ａｃ)…入口開口部。

Claims

クランク軸(１)の架設方向を前後方向、前後方向と直交するエンジンの幅方向を横方向として、
エンジンの横壁(２)に取り付けられフィルタ取付ベース(３)と、フィルタ取付ベース(３)に取り付けられたオイルフィルタ(４)を備え、
フィルタ取付ベース(３)は、エンジンの横壁(２)に沿う基部(３ａ)と、基部(３ａ)の周縁部から横方向に突出するフィルタ取付座(３ｂ)を備え、オイルフィルタ(４)は、エンジンの横壁(２)と平行な向きで、フィルタ取付座(３ｂ)に取り付けられ、
フィルタ取付ベース(３)は、金属製で、断面Ｌ字形の肉壁(３ｃ)を備え、肉壁(３ｃ)内にエンジンオイル(６)の放熱通路(６ａ)を備えている、ことを特徴とするエンジン。
請求項１に記載されたエンジンにおいて、
フィルタ取付ベース(３)は、表面にヒートシンク(３ｄ)を備えている、ことを特徴とするエンジン。
請求項１または請求項２に記載されたエンジンにおいて、
エンジンオイル(６)の放熱通路(６ａ)は、フィルタ取付ベース(３)の断面Ｌ字形の肉壁(３ｃ)に沿うＬ字形に形成され、放熱通路(６ａ)の両端の開口部(６ａｂ)(６ａｃ)の間にオイルクーラ(５)を介在させ、エンジンオイル(６)が放熱通路(６ａ)とオイルクーラ(５)を通過するようにした、ことを特徴とするエンジン。
請求項３に記載されたエンジンにおいて、
オイルクーラ(５)は直管形で、エンジンの横壁(２)と平行な向きに見て、フィルタ取付ベース(３)の断面Ｌ字形の肉壁(３ｃ)を二辺とする三角形の残りの一辺の位置に配置されている、ことを特徴とするエンジン。
請求項１から請求項４のいずれかに記載されたエンジンにおいて、
フィルタ取付ベース(３)は、基部(３ａ)の中央部が枢軸(３ｅ)で枢支され、枢軸(３ｅ)を中心とするフィルタ取付ベース(３)の回動で、オイルフィルタ(４)の向きが調節されるように構成されている、ことを特徴とすエンジン。