JP3171032B2 - エンジンの水油熱交換装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、エンジンの冷却装置
の冷却水と潤滑装置のオイルとの熱交換装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】エンジンの冷却装置として、例えば図３
３に示すようなものがある。ウォータポンプ１からの冷
却水は、シリンダブロック２、シリンダヘッド３のウォ
ータジャケット４，５を流れ、サーモスタット６の開閉
に応じてアウトレット７，８からラジエータを通りある
いはラジエータをバイパスして、ウォータポンプ１の入
口に戻る回路を循環している。

【０００３】一方、エンジンの潤滑装置として、オイル
パンのオイルをオイルポンプが吸上げ、各摺動部に送る
ものがあり、図３４のようにシリンダブロック２のウォ
ータジャケット４の直下方に、オイルを導くオイルギャ
ラリ９が通っている。このオイルギャラリ９を通る際に
オイルはウォータジャケット４の冷却水と熱交換を行
い、エンジンの高温時にも適正な油温を保つようになっ
ている（社団法人自動車技術会 １９９０年１２月１日
発行 自動車技術ハンドブック 第１分冊等参照）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】近年、エンジンのフリ
クションの低減を図るため、ウォータジャケットを浅底
化することが考えられている。これは、シリンダブロッ
クのウォータジャケットをシリンダ容積部つまりピスト
ンが下死点にあるときのピストンリング位置に略相当す
る部位までの浅底形状にすることで、シリンダ壁温を高
維持してフリクションを低減するのである。

【０００５】しかし、このようにすると、ウォータジャ
ケットが下方のオイルギャラリから離れてしまい、ウォ
ータジャケットの冷却水とオイルギャラリのオイルとの
熱交換を期待できなくなる。

【０００６】この場合、始動直後のようなエンジン低温
時には、油温の上昇が遅れてかえってフリクションの増
加を招いたり、高回転運転時のようなエンジン高温時に
は、油温（平衡油温）が過度に上昇しかねないのであ
る。

【０００７】また、ウォータジャケットを浅底化した場
合、シリンダブロックの剛性等に影響する。シリンダブ
ロックの構造壁が少なくなる分、剛性等が低下すること
になる。

【０００８】また、オイルポンプからのオイルはオイル
フィルタ等を通して送るのであるが、そのオイルフィル
タ等の配置が良くないと、シリンダブロックのオイルギ
ャラリ等との接続を行いにくくなる。

【０００９】この発明は、冷却水とオイルとの良好な熱
交換を可能にすると共に、剛性等の向上を図り、構造を
簡素化することを目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】第１の発明は、ウォータ
ジャケットの冷却水をウォータポンプを介して循環する
循環経路を設けた冷却装置と、オイルポンプからのオイ
ルを各摺動部等に導く潤滑装置とを備えるエンジンにお
いて、シリンダブロックのウォータジャケットをピスト
ンが下死点にあるときのピストンリング位置に略相当す
る部位までの浅底形状に形成する一方、そのウォータジ
ャケットの下方にシリンダ列方向に冷却水を通す水通路
を、潤滑装置のオイル通路に隣接して形成する。

【００１１】第２の発明は、第１の発明における水通路
は、冷却装置の循環経路に設けたラジエータのバイパス
通路である。

【００１２】第３の発明は、第２の発明におけるバイパ
ス通路には、サーモスタットがラジエータ通路を開いた
ときにも冷却水の一部が流れるようになっている。

【００１３】第４の発明は、第１の発明における水通路
は、冷却装置の循環経路に設けたラジエータの入口通路
である。

【００１４】第５の発明は、第１の発明における水通路
は、冷却装置の循環経路に設けたラジエータの出口通路
である。

【００１５】第６の発明は、第１の発明におけるオイル
通路は、オイルポンプからのオイルをクランク軸の軸受
部に導く通路である。

【００１６】第７の発明は、第１、第６の発明における
オイル通路の下流は、リリーフバルブを介してオイルポ
ンプの吸込み側につながる。

【００１７】第８の発明は、第１、第６の発明における
オイル通路の入口部にオイルの流量を制御する制御バル
ブを設け、オイル通路の下流はリリーフバルブを介して
オイルポンプの吸込み側につながる。

【００１８】第９の発明は、第１の発明における水通路
を、オイル通路に対してエンジン外方側に設ける。

【００１９】第１０の発明は、第１の発明における水通
路を、シリンダブロックのスカート開始点付近に設け
る。

【００２０】第１１の発明は、第１の発明における水通
路は、シリンダブロックのスカート開始点付近からスカ
ート中央付近に達する断面形状を持つ。

【００２１】第１２の発明は、第１の発明における水通
路を鋳抜きにより形成し、オイル通路をドリル加工によ
り形成する。

【００２２】第１３の発明は、第１の発明における水通
路とシリンダヘッドのウォータアウトレットとを結ぶ連
通路を１つ以上形成し、この連通路の外壁がシリンダブ
ロックの縦方向のリブを成し、水通路の外壁がシリンダ
ブロックの横方向のリブを成す。

【００２３】第１４の発明は、第１３の発明における連
通路をシリンダボア間に形成する。

【００２４】第１５の発明は、第８の発明における制御
バルブをエンジンフロントカバーに内蔵すると共に、オ
イルフィルタの取付フランジをエンジンフロントカバー
に形成する。

【００２５】第１６の発明は、第１５の発明において、
オイルポンプからオイルフィルタ、制御バルブへの油路
をエンジンフロントカバーに形成する。

【００２６】第１７の発明は、第８の発明における制御
バルブをオイルパンまたはそのラダーフレームに内蔵す
ると共に、オイルフィルタの取付フランジをオイルパン
またはそのラダーフレームに形成する。

【００２７】第１８の発明は、第１７の発明において、
少なくともオイルフィルタと制御バルブとを結ぶ油路を
オイルパンまたはそのラダーフレームに形成する。

【００２８】

【作用】第１の発明では、浅底化したウォータジャケッ
トの下方に水通路を潤滑装置のオイル通路に隣接して形
成したため、オイルがオイル通路を通る際に水通路の冷
却水と熱交換が行われる。

【００２９】第２の発明では、前記水通路にラジエータ
をバイパスする冷却水が流される。このため、エンジン
の低温時にウォータジャケットの水温上昇に伴い、オイ
ルが速やかに昇温される。

【００３０】この場合、第３の発明のように、水通路に
サーモスタットがラジエータ通路を開いたときにも冷却
水の一部が流れるようにすることで、エンジンの高温時
にオイルの温度の上昇が抑えられる。

【００３１】第４の発明では、前記水通路にラジエータ
に向かう冷却水が流される。このラジエータへの冷却水
によってオイルが熱交換され、エンジンの高温時にオイ
ルが所定温度に維持される。

【００３２】第５の発明では、前記水通路にラジエータ
を通った冷却水が流される。このため、所定低温の冷却
水によってオイルが熱交換され、エンジンの高温時にオ
イルが所定温度に維持される。

【００３３】第６の発明では、オイルポンプからクラン
ク軸の軸受部に送られるオイルが水通路の冷却水と熱交
換される。

【００３４】第７の発明のように、オイル通路の下流を
リリーフバルブを介してオイルポンプの吸込み側につな
げると、オイル通路に要求量のオイルを通すことが可能
になり、冷却水との良好な熱交換が得られる。

【００３５】第８の発明のように、オイル通路の入口部
にオイルの流量を制御する制御バルブを設け、オイル通
路の下流をリリーフバルブを介してオイルポンプの吸込
み側につなげると、各摺動部に所定量のオイルを供給し
ながらオイル通路に要求量のオイルを通すことが可能に
なり、冷却水との要求通りの熱交換が得られる。

【００３６】第９の発明では、前記水通路をオイル通路
に対してエンジン外方側に設けるので、オイル通路から
クランク軸の軸受部への通路形成が容易になる。

【００３７】第１０の発明では、前記水通路をシリンダ
ブロックのスカート開始点付近に設けるので、ウォータ
ジャケットを浅底化した場合のスカート開始点付近の剛
性の低下が防止される。

【００３８】第１１の発明では、前記水通路をシリンダ
ブロックのスカート開始点付近からスカート中央付近に
達する断面に形成するので、クランクケース内壁に沿う
オイルの流れとの熱交換も行える。

【００３９】第１２の発明では、前記水通路を鋳抜きに
より形成し、オイル通路をドリル加工により形成するの
で、生産性が良く、両通路を隣接形成できる。

【００４０】第１３の発明では、シリンダブロックの外
壁部に水通路と連通路の各外壁によって縦横にリブを成
すので、シリンダブロックの高い剛性および良好な音振
性能が得られる。

【００４１】この場合、第１４の発明のように、連通路
をシリンダボア間に形成することで、より音振性能等が
向上されると共に、連通路がシリンダヘッド各部に供給
されたオイルをオイルパンへと戻すオイル落とし通路と
近接することになり、そのオイルとの熱交換も行える。

【００４２】第１５の発明では、第８の発明における制
御バルブをエンジンフロントカバーに内蔵すると共に、
エンジンフロントカバーにオイルフィルタの取付フラン
ジを形成するので、オイルポンプ、オイルフィルタ、制
御バルブおよびオイル通路の接続が容易になり、構造が
簡素化する。

【００４３】この場合、第１６の発明のように、オイル
ポンプからオイルフィルタ、制御バルブへの油路をエン
ジンフロントカバーに形成することで、エンジンフロン
ト側の構造がより簡素化する。

【００４４】第１７の発明では、第８の発明における制
御バルブをオイルパンまたはそのラダーフレームに内蔵
すると共に、オイルフィルタの取付フランジをオイルパ
ンまたはそのラダーフレームに形成するので、制御バル
ブならびにオイルフィルタの取付けが容易になる。

【００４５】この場合、第１８の発明のように、少なく
ともオイルフィルタと制御バルブとを結ぶ油路をオイル
パンまたはそのラダーフレームに形成することで、構造
がより簡素化する。

【００４６】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。

【００４７】図１のように、エンジンの冷却構造は、エ
ンジンフロント側に設置されたウォータポンプ１０から
の冷却水が、シリンダブロック１１のウォータジャケッ
ト１２に送られて、エンジンリア側に流れながら、その
ウォータジャケット１２の上部に設けられた各開口より
シリンダヘッド１３のウォータジャケット１４に流入さ
れる。シリンダヘッド１３のウォータジャケット１４に
流入された冷却水は、ウォータジャケット１４をエンジ
ンリア側に流れて、アウトレット１５，１６からジャケ
ット外に流出される。

【００４８】シリンダブロック１１のウォータジャケッ
ト１２は、図２のように浅底形状に、即ちシリンダ壁温
を高温に維持してフリクションの低減を図るために、ピ
ストンが下死点にあるときのピストンリング位置に略相
当する部位までの浅底形状に形成される。

【００４９】ウォータジャケット１４の一方のアウトレ
ット１５にはラジエータの入口通路１７が接続され、他
方のアウトレット１６にはラジエータのバイパス通路１
８が接続される。

【００５０】バイパス通路１８には、アウトレット１６
に連通路２０を介して接続されると共に、シリンダブロ
ック１１に図２のようにウォータジャケット１２の下方
のスカート部２１の開始点付近にて、シリンダ列方向に
水通路２２が形成される。水通路２２は、後述するメイ
ンギャラリに近接してエンジン外方側に形成される。

【００５１】水通路２２の下流の戻り通路２３およびラ
ジエータの出口通路２４は、サーモスタット２５を介し
てウォータポンプ１０の入口側通路２６に接続される。

【００５２】このサーモスタット２５には、図３のよう
に戻り通路２３を常にウォータポンプ１０の入口側通路
２６に連通する所定の開口２７が設けられる。即ち、図
４に示すように、冷却水温が所定値以下でサーモスタッ
ト２５により戻り通路２３が開かれた状態（ラジエータ
の出口通路２４が閉じられた状態）では、シリンダブロ
ック１１、シリンダヘッド１３のウォータジャケット１
２，１４を通った冷却水のほぼ全量が水通路２２に流さ
れ、冷却水温が高くサーモスタット２５によりラジエー
タの出口通路２４が開かれた状態では、シリンダブロッ
ク１１、シリンダヘッド１３のウォータジャケット１
２，１４を通った冷却水の大部分がラジエータに導かれ
る一方、開口２７を介してその一部の冷却水が水通路２
２に流される。

【００５３】水通路２２の外壁２８は、図５のようにシ
リンダブロック１１の横方向のリブを成すように形成さ
れる。水通路２２とシリンダヘッド１１のアウトレット
１６とを接続する連通路２０は、１つ以上設けられると
共に、その連通路２０の外壁３０はシリンダブロック１
１の縦方向のリブを成すように形成される。連通路２０
はシリンダボア３１間に形成される。

【００５４】なお、３２は車室暖房用のヒータコアに通
じるヒータ通路である。

【００５５】図６は潤滑装置の送油系統を示し、３３は
オイルパン、３４はエンジンにより駆動されるオイルポ
ンプである。

【００５６】オイルポンプ３４より吐出されたオイル
は、オイルフィルタ（図示しない）を通して、シリンダ
ヘッド１３側のヘッドギャラリ３５、クランク軸系のメ
インギャラリ３６に送られる。

【００５７】ヘッドギャラリ３５に送られたオイルは、
動弁系のカム、カムジャーナル、吸排気バルブのハイド
ロリックラッシュアジャスタ等に供給される。

【００５８】メインギャラリ３６に送られたオイルは、
クランク軸のメインベアリングならびに軸内部のオイル
孔からコンロッドベアリング等に供給されるが、このメ
インギャラリ３６は、図２のようにシリンダブロック１
１にスカート部２１の開始点付近（前記水通路２２が近
接する）にてシリンダ列方向に設けられ、それぞれ所定
の位置に形成される供給路３７を介してメインベアリン
グ側に接続される。

【００５９】オイルポンプ３４の吐出側通路３８にはリ
リーフ通路４０が設けられ、オイルポンプ３４の吐出圧
が所定値以上のときにリリーフ通路４０のリリーフバル
ブ４１が開いてリリーフオイルが吸込み側に戻される。

【００６０】前記メインギャラリ３６はドリル加工によ
り形成され、前記水通路２２、連通路２０（シリンダブ
ロック部分）等はシリンダブロック１１と一体鋳造（鋳
抜き）により形成される。

【００６１】水通路２２は、この場合図７に示すように
シリンダブロック１１のスカート部２１の開始点付近か
らスカート部２１の中央付近に達する通路断面を持つよ
うに形成しても良い。

【００６２】このような構成のため、オイルポンプ３４
より吐出されたオイルは、オイルフィルタを介してヘッ
ドギャラリ３５、メインギャラリ３６に送られる。

【００６３】ヘッドギャラリ３５のオイルは、動弁系の
カム、カムジャーナル、吸排気バルブのハイドロリック
ラッシュアジャスタ等に供給され、これらの潤滑等を終
えたオイルは、シリンダヘッド１３、シリンダブロック
１１に形成されたオイル落とし通路４２（図５参照）を
介してオイルパン３３に戻される。

【００６４】メインギャラリ３６のオイルは、メインギ
ャラリ３６を通る際に隣接する水通路２２の冷却水と熱
交換されると共に、供給路３７からクランク軸のメイン
ベアリングならびに軸内部のオイル孔を通ってコンロッ
ドベアリング等に供給され、潤滑した後、オイルパン３
３に戻される。

【００６５】ここで、水通路２２にはシリンダブロック
１１、シリンダヘッド１３のウォータジャケット１２，
１４を通った冷却水が流れる一方、ウォータジャケット
１２を浅底化したエンジンでは、エンジン始動後冷却水
温が速やかに上昇する。

【００６６】このため、暖機運転時にオイルを速やかに
昇温でき、ウォータジャケット１２の浅底化とによりフ
リクションを大幅に低減できる。

【００６７】一方、エンジンの高温時には冷却水の大部
分がラジエータを通り、そのため水通路２２を流れる冷
却水はほぼ平衡した温度となる。

【００６８】したがって、オイルを冷却でき、高温高回
転運転時にオイルの温度が高くなり過ぎることがなく、
適正な平衡油温に維持できる。

【００６９】この場合、油量の多いクランク軸系のメイ
ンギャラリ３６のオイルを熱交換させるので、熱交換を
良好に行える。

【００７０】また、水通路２２を鋳抜きによって、メイ
ンギャラリ３６をドリル加工によって形成するので、両
通路２２，３６の間隔を狭めることができ、高い伝熱性
が得られる。両通路２２，３６を鋳抜きにより形成する
のでは、２重の中子が必要となって生産性が悪化する
上、鋳造精度からくる中子間の肉厚制限によって、両通
路２２，３６の間隔を狭めることが困難になる。

【００７１】また、水通路２２がメインギャラリ３６に
対してエンジン外方側にあるので、メインギャラリ３６
からクランク軸のメインジャーナル側への供給路３７の
形成が容易になる。

【００７２】また、水通路２２をシリンダブロック１１
のスカート部２１の開始点付近に設けたので、その壁構
造によってウォータジャケット１２の浅底化に対してス
カート部２１の開始点付近の剛性の低下を防止できる。

【００７３】また、水通路２２の外壁２８と連通路２０
の外壁３０とによってシリンダブロック１１の外壁部に
縦横にリブを形成したので、シリンダブロック１１の曲
げおよびねじれ剛性が向上すると共に、音振性能が良好
になる。

【００７４】また、この場合連通路２０をシリンダボア
３１間に形成することで、音振性能等がより向上すると
共に、連通路２０がシリンダヘッド１３側から潤滑等を
終えたオイルをオイルパンへと戻すオイル落とし通路４
２に近接して、そのオイルとの熱交換も行え、効率が良
くなる。

【００７５】また、図７のように水通路２２をシリンダ
ブロック１１のスカート部２１の開始点付近からスカー
ト部２１の中央付近までの通路断面に形成すると、クラ
ンクの振れ回り等によって飛散してクランクケース内壁
（スカート部内壁）４３に沿う壁流となってオイルパン
３３に戻るオイルとの熱交換を積極的に行え、熱交換を
十分促進できる。

【００７６】図８は潤滑装置の送油系統の別の例を示
す。

【００７７】オイルポンプ３４の吐出側通路３８にオイ
ルフィルタ（図示しない）の下流に接続してオイルをク
ランク軸系に送るメインギャラリ３６を、前述の実施例
と同様にシリンダブロック１１の水通路２２に隣接、形
成して、オイルと冷却水との熱交換を行うのであるが、
この場合そのメインギャラリ３６の下流にリリーフバル
ブ４４を設けたリリーフ通路４５を形成して、リリーフ
通路４５を介してオイルポンプ３４の吸込み側に接続し
ている。

【００７８】オイルポンプ３４からのオイルは、ヘッド
ギャラリ３５、メインギャラリ３６に送られると共に、
その吐出圧が所定値以上になると、メインギャラリ３６
の下流のリリーフ通路４５のリリーフバルブ４４が開
き、メインギャラリ３６を介してリリーフオイルがオイ
ルポンプ３４の吸込み側に戻される。即ち、エンジンの
回転が高いときほどメインギャラリ３６に多量のオイル
が流される。

【００７９】このようにすれば、油温が高くなるエンジ
ン高回転運転時にオイルと冷却水との十分な熱交換を行
える。

【００８０】なお、リリーフ通路４５はメインギャラリ
３６と同様に水通路２２に近接して形成しても良い。

【００８１】図９は潤滑装置の送油系統のさらに別の例
を示す。

【００８２】オイルポンプ３４の吐出側通路３８にオイ
ルフィルタ（図示しない）の下流に接続してオイルをク
ランク軸系に送るメインギャラリ３６を、前述の実施例
と同様にシリンダブロック１１の水通路２２に隣接、形
成して、オイルと冷却水との熱交換を行うと共に、メイ
ンギャラリ３６の下流にリリーフバルブ４４を設けたリ
リーフ通路４５を形成して、リリーフ通路４５を介して
オイルポンプ３４の吸込み側に接続するが、この場合そ
のメインギャラリ３６の入口部にオイルの流量を制御す
る制御バルブ４６を設けている。

【００８３】制御バルブ４６は、最小流量を保つオリフ
ィス部４７とオイルポンプ３４の吐出圧に応じて流路を
開く弁部４８からなる。

【００８４】この制御バルブ４６を設ければ、オイルポ
ンプ３４の吐出量がそれほど多くないエンジン低回転時
からヘッドギャラリ３５側に所定量のオイルを供給で
き、エンジン回転の上昇に伴ってメインギャラリ３６側
に要求量のオイルを供給できると共に、油温がある程度
高くなり始める運転時にオイルと冷却水との熱交換を効
率良く行え、エンジン高回転時に熱交換を十分に行え
る。

【００８５】なお、図示してないが、各実施例中、ピス
トン摺動部にオイルジェットからオイルを噴出するため
のオイルジェット通路はメインギャラリ３６が兼ねるよ
うに形成しても良い。

【００８６】図１０、図１１はシリンダブロック１１に
形成した水通路５０をラジエータの入口側通路にした例
である。

【００８７】エンジンフロント側のウォータポンプ１０
からの冷却水が、シリンダブロック１１のウォータジャ
ケット１２に送られてエンジンリア側に流れ、そのウォ
ータジャケット１２の上部に設けられた開口よりシリン
ダヘッド１３のウォータジャケット１４に流入される。
シリンダヘッド１３のウォータジャケット１４に流入さ
れた冷却水は、エンジンリア側からフロント側に流れ
て、アウトレット５１からジャケット１４外に流出され
る。

【００８８】アウトレット５１は２つに分流されて、一
方が戻り通路５２に接続され、他方が連通路５３を介し
て、シリンダブロック１１にウォータジャケット１２の
下方のスカート部２１の開始点付近にてシリンダ列方向
に形成された水通路５０に接続される。水通路５０は、
潤滑装置のメインギャラリ３６に近接してエンジン外方
側に形成されている。（前図２等参照）。

【００８９】水通路５０の下流はラジエータの入口通路
５４に接続され、ラジエータの出口通路５５および前記
戻り通路５２は、サーモスタット５６を介してウォータ
ポンプ１０の入口側通路２６に接続される。

【００９０】即ち、図１１のように冷却水温が所定値以
下でサーモスタット５６により戻り通路５２が開かれた
状態（ラジエータの出口通路５５が閉じられた状態）で
は、シリンダブロック１１、シリンダヘッド１３のウォ
ータジャケット１２，１４を通った冷却水のほぼ全量が
戻り通路５２からウォータポンプ１０に戻され、冷却水
温が高くサーモスタット５６によりラジエータの出口通
路５５が開かれた状態では、シリンダブロック１１、シ
リンダヘッド１３のウォータジャケット１２，１４を通
った冷却水のほぼ全量が水通路５０に流され、ラジエー
タに導入されてその出口通路５５を介してウォータポン
プ１０に戻される。

【００９１】したがって、エンジンの高温時に水通路５
０に冷却水が十分に流れるため、メインギャラリ３６の
オイルとの熱交換を促進でき、前図１の例に比較してよ
り適正な平衡油温を確保できる。

【００９２】図１２、図１３はシリンダブロック１１に
形成した水通路５７をラジエータの出口側通路にした例
である。

【００９３】エンジンフロント側のウォータポンプ１０
からの冷却水が、シリンダブロック１１のウォータジャ
ケット１２に送られてエンジンリア側に流れ、そのウォ
ータジャケット１２の上部に設けられた開口よりシリン
ダヘッド１３のウォータジャケット１４に流入される。
シリンダヘッド１３のウォータジャケット１４に流入さ
れた冷却水は、エンジンリア側からフロント側に流れ
て、アウトレット５８からジャケット１４外に流出され
る。

【００９４】アウトレット５８は２つに分流されて、一
方に戻り路６０が形成され、他方にラジエータの入口通
路６１が接続される。

【００９５】ラジエータの出口通路６２には、導入路６
３を介して、シリンダブロック１１にウォータジャケッ
ト１２の下方のスカート部２１の開始点付近にてシリン
ダ列方向に形成された水通路５７が接続される。水通路
５７は、潤滑装置のメインギャラリ３６に近接してエン
ジン外方側に形成されている（前図２等参照）。

【００９６】水通路５７の下流の連絡路６４および前記
戻り路６０は、サーモスタット６５を介してウォータポ
ンプ１０の入口側通路２６に接続される。

【００９７】即ち、図１３のように冷却水温が所定値以
下でサーモスタット６５により戻り路６０が開かれた状
態では、シリンダブロック１１、シリンダヘッド１３の
ウォータジャケット１２，１４を通った冷却水のほぼ全
量が戻り路６０からウォータポンプ１０に戻され、冷却
水温が高くサーモスタット６５により連絡路６４が開か
れた状態（ラジエータの出口通路６２が開かれた状態）
では、シリンダブロック１１、シリンダヘッド１３のウ
ォータジャケット１２，１４を通った冷却水のほぼ全量
がラジエータに導入され、水通路５７を流れてウォータ
ポンプ１０に戻される。

【００９８】したがって、エンジンの高温時にラジエー
タを通って冷却された冷却水が水通路５７に流れるた
め、メインギャラリ３６のオイルを十分に冷却でき、前
図１０の場合に比較して平衡油温を下げることができ
る。

【００９９】図１４〜図１７はメインギャラリ３６の入
口部に制御バルブを設ける際の取付、構造の例を示す。
これは、メインギャラリ３６とオイルジェット通路６６
とが別通路のものである。

【０１００】制御バルブ６７は、図１６のようにパイプ
状のボディ６８内に弁体７０が摺動自由に収装され、ス
プリング７１によってボディ６８前端側に付勢されてい
る。弁体７０の円周部には所定の位置に周溝７２が形成
され、前端部にはその周溝７２につながる導孔７３が開
口されている。ボディ６８の前端には入口孔７４が形成
され、前端側の側面には直交方向の２カ所にそれぞれ前
端から所定の位置に出口孔７５，７６が形成されてい
る。

【０１０１】シリンダブロック１１に形成されるメイン
ギャラリ３６の入口部には、図１５、図１７のようにク
ランクケース内壁（スカート部内壁）４３側からバルブ
孔７７が形成される。バルブ孔７７の前方のスカート部
２１外壁には、オイルフィルタ７８を取付けるための取
付面８０が形成され、オイルポンプ３４の吐出側通路３
８につながるオイルフィルタ７８の入口流路８１と、バ
ルブ孔７７につながるオイルフィルタ７８の出口流路８
２とが開設される。出口流路８２の途中にはヘッドギャ
ラリ３５が分岐され、バルブ孔７７の前端部にはメイン
ギャラリ３６と直交方向に設けられた導孔８３を介して
オイルジェット通路６６が接続される。

【０１０２】このバルブ孔７７に制御バルブ６７が、ボ
ディ６８の出口孔７６をメインギャラリ３６に、出口孔
７５をオイルジェット通路６６の導孔８３に合わせて挿
入、設置される。制御バルブ６７の取付基部８４には位
置決め用の突起８５が設けられる。

【０１０３】オイルポンプ３４より吐出されたオイル
は、入口流路８１、オイルフィルタ７８、出口流路８２
を通り、ヘッドギャラリ３５および制御バルブ６７側に
送られるが、エンジンの回転が低く、オイルポンプ３４
の吐出量がそれほど多くないときは、制御バルブ６７の
弁体７０がほぼ初期位置に保たれて、導孔７３、周溝７
２のみによりメインギャラリ３６が開通され、このため
オイルは大部分がヘッドギャラリ３５に送られ、一部が
メインギャラリ３６に送られる。

【０１０４】エンジンの回転が上昇してオイルポンプ３
４の吐出量が増えてくると、制御バルブ６７の弁体７０
が後退してオイルジェット通路６６が開かれ、オイルジ
ェット通路６６にもオイルが送られる。

【０１０５】さらにエンジンの回転が上昇してくると、
制御バルブ６７の弁体７０の後退によってメインギャラ
リ３６が開かれ、メインギャラリ３６に送られるオイル
が増加される。

【０１０６】したがって、エンジンの低回転時からヘッ
ドギャラリ３５に所定量のオイルが供給され、エンジン
の回転の上昇に伴ってメインギャラリ３６、オイルジェ
ット通路６６に必要量のオイルが供給される。

【０１０７】このようにすれば、制御バルブ６７、オイ
ルフィルタ７８の取付けが容易になり、流路の接続、構
造が簡素化する。

【０１０８】図１８〜図２２は制御バルブ８６、オイル
フィルタ７８をエンジンフロントカバー８７に配設した
例である。図１８は送油系統を示し、図１９、図２０は
フロントカバー８７の表側と切欠き断面を、図２１、図
２２はフロントカバー８７の裏側と部分断面を示す。

【０１０９】フロントカバー８７の略中央下部にオイル
ポンプ３４が配置され、その周囲下部側に吸込みポート
８８が、その周囲斜め上部側に吐出ポート９０が形成さ
れている。

【０１１０】吸込みポート８８につながる孔９１にパイ
プ９２が接続され、パイプ９２の先端に取付けたストレ
ーナ９３がオイルパン３３に設置される。

【０１１１】吐出ポート９０の流れ方向前方には、傾斜
面に形成されたフロントカバー８７の側部にオイルフィ
ルタ７８を取付けるためのフランジ部９４が形成されて
いる。吐出ポート９０につながる入口流路９５と、これ
に平行な出口流路９６とがフランジ部９４に開口され、
このフランジ部９４にオイルフィルタ７８が取付けられ
る。

【０１１２】出口流路９６は、吐出ポート９０、オイル
ポンプ３４の上部側を緩やかな曲路でフロントカバー８
７の反対側まで延設され、その下流側に制御バルブ８６
が設けられている。

【０１１３】制御バルブ８６は、フロントカバー８７の
側部からバルブ孔９７が空けられて、弁体９８と弁体９
８を前端側に付勢するスプリング１００が収装される。
バルブ孔９７の前端部の側面には、常時開かれる小ポー
ト１０１と、弁体９８の後退に応じて開かれるポート１
０２とが形成され、これらはメインギャラリ３６との連
結ポート１０３と接続される。

【０１１４】出口流路９６の途中には、ヘッドギャラリ
３５との連結ポート１０４と接続される分岐流路１０５
が形成されている。

【０１１５】制御バルブ８６の下方にはメインギャラリ
３６の下流の戻り通路（リリーフ通路）１０６とつなが
る戻りポート１０７が形成され、戻りポート１０７はリ
リーフバルブ１０８を介してオイルポンプ３４の吸込み
ポート８８と接続される。

【０１１６】リリーフバルブ１０８は、フロントカバー
８７の下部からバルブ孔１１０が空けられて、弁体１１
１と弁体１１１を前端側に付勢するスプリング１１２が
収装されて形成される。

【０１１７】オイルポンプ３４の吐出ポート９０と吸込
みポート８８の間に、吐出圧が異常に高くなったときに
開放する安全弁１１３が設けられている。

【０１１８】なお、図２３に示すように、制御バルブ８
６はオイルポンプ３４の吐出圧が規定値Ａになるとポー
ト１０２を開き始めて、規定値Ｂにてポート１０２を全
開するように、リリーフバルブ１０８はオイルポンプ３
４の吐出圧が規定値Ｄになると戻りポート１０７をオイ
ルポンプ３４の吸込みポート８８に開通し始めるように
設定される。

【０１１９】オイルポンプ３４より吐出されたオイル
は、入口流路９５、オイルフィルタ７８、出口流路９６
を通り、分岐流路１０５、連結ポート１０４を介してヘ
ッドギャラリ３５に、および出口流路９６下流の制御バ
ルブ８６、連結ポート１０３を介してメインギャラリ３
６に送られる。

【０１２０】エンジンの回転が低く、オイルポンプ３４
の吐出量がそれほど多くないときは（吐出圧が規定値Ａ
以下）、制御バルブ８６の小ポート１０１のみにより連
結ポート１０３が開通され、このためオイルは大部分が
ヘッドギャラリ３５に送られ、一部がメインギャラリ３
６に送られる。

【０１２１】エンジンの回転が上昇して、オイルポンプ
３４の吐出量が増え吐出圧が規定値Ａ以上になると、制
御バルブ８６のポート１０２が開かれ、メインギャラリ
３６に送られるオイルが増加される。

【０１２２】さらにエンジンの回転が上昇して、オイル
ポンプ３４の吐出量が増え吐出圧が規定値Ｂ以上になる
と、制御バルブ８６のポート１０２が全開され、メイン
ギャラリ３６に十分なオイルが送られる。

【０１２３】そして、さらにエンジンの回転が上昇し
て、オイルポンプ３４の吐出量が増え吐出圧が規定値Ｄ
以上になると、メインギャラリ３６下流の戻り通路１０
６につながる戻りポート１０７のリリーフバルブ１０８
が開かれ、戻り通路１０６から戻りポート１０７を介し
てリリーフオイルがオイルポンプ３４の吸込み側に戻さ
れる。

【０１２４】これによって、エンジン低回転時からヘッ
ドギャラリ３５に所定量のオイルが供給され、エンジン
の回転の上昇に伴ってメインギャラリ３６に必要量のオ
イルが供給されると共に、エンジンの回転が高いときほ
ど多量のオイルがメインギャラリ３６に流される。

【０１２５】このようにすれば、オイルポンプ３４、オ
イルフィルタ７８、制御バルブ８６等の設置および各流
路の構成、接続が容易になり、エンジンフロント側の構
造を簡素化できる。

【０１２６】図２４〜図３２は制御バルブ１１４、オイ
ルフィルタ７８をオイルパン３３のラダーフレーム１１
５に配設した例である。図２４は配置構成を示し、図２
５〜図２８はフロントカバー部分を、図２９〜図３２は
ラダーフレーム部分を示す。

【０１２７】フロントカバー１１６の略中央下部にオイ
ルポンプ３４が配置され、その周囲斜め下部側に吸込み
ポート１１７が、その周囲斜め上部側に吐出ポート１１
８が形成される。

【０１２８】吸込みポート１１７につながる孔１２０に
パイプ１２１が接続され、パイプ１２１の先端に取付け
たストレーナ１２２がオイルパン３３に設置される。

【０１２９】吐出ポート１１８につながる流路１２３
は、フロントカバー１１６の側部からシリンダブロック
１１下部に取付けられるオイルパン３３のアルミ合金等
からなるラダーフレーム１１５側に延設され、ラダーフ
レーム１１５の側部にオイルフィルタ７８を取付けるた
めのフランジ部１２４が設けられる。

【０１３０】ラダーフレーム１１５には、前記流路１２
３に接続されるオイルフィルタ７８の入口流路１２５
と、出口流路１２６とが形成され、オイルフィルタ７８
と反対側まで延設された出口流路１２６の下流側が、ヘ
ッド側流路１２７とメイン側流路１２８とに分岐され
る。

【０１３１】ラダーフレーム１１５の側部からヘッド側
流路１２７とメイン側流路１２８とを貫通して制御バル
ブ１１４のバルブ孔１３０が空けられ、バルブ孔１３０
にスプリング１３１と、スプリング１３１によってメイ
ン側流路１２８の閉じ方向に付勢される弁体１３２とが
収装され、弁体１３２のストッパを兼ねる取付栓１３３
が固定される。取付栓１３３の軸部には、ヘッド側流路
１２７を遮断しないよう穴１３４が形成される。弁体１
３２の先端部は小径に形成され、メイン側流路１２８の
最小流路面積が設定されると共に、その段差および弁体
１３２の先端に受けるオイルの圧力によって開動され
る。

【０１３２】ヘッド側流路１２７の下流ならびにメイン
側流路１２８の下流は、それぞれフロントカバー１１６
の側部に形成された案内路１３５，１３６に接続され
る。案内路１３５はシリンダヘッド１３のヘッドギャラ
リ３５に接続され、案内路１３６は連結ポート１３７等
を介してシリンダブロック１１のメインギャラリ３６に
接続される。

【０１３３】案内路１３６に近傍には、メインギャラリ
３６の下流の戻り通路（リリーフ通路）１３８とつなが
る戻りポート１４０（図２４では位置をずらしてある）
が形成され、戻りポート１４０はリリーフバルブ１４１
を介してオイルポンプ３４の吸込みポート１１７と接続
される。リリーフバルブ１４１は、フロントカバー１１
６の下部からバルブ孔１４２が空けられて形成される。

【０１３４】オイルポンプ３４の吐出ポート１１８と吸
込みポート１１７の間に、吐出圧が異常に高くなったと
きに開放する安全弁１４３が設けられる。

【０１３５】なお、前図２３のように、制御バルブ１１
４はオイルポンプ３４の吐出圧が規定値Ａになるとメイ
ン側流路１２８を開き始めて、規定値Ｂにてメイン側流
路１２８を全開するように、リリーフバルブ１４１はオ
イルポンプ３４の吐出圧が規定値Ｄになると戻りポート
１４０をオイルポンプ３４の吸込みポート１１７に開通
し始めるように設定される。

【０１３６】このようにすれば、エンジンフロント側の
構造を簡素化できると共に、加工性の良いアルミ合金等
のラダーフレーム１１５のため、オイルフィルタ７８、
制御バルブ１１４等の設置およびこれらの接続をより容
易に行え、高い製作性を確保できる。

【０１３７】なお、オイルフィルタ７８、制御バルブ１
１４ならびにこれらの接続流路をオイルパン３３のフレ
ームに設置ならびに形成することもできる。

【０１３８】

【発明の効果】以上のように第１の発明によれば、浅底
化したウォータジャケットの下方に冷却水を通す水通路
を潤滑装置のオイル通路に隣接して形成したため、オイ
ルと冷却水との熱交換を行え、良好な潤滑状態を確保で
きる。

【０１３９】第２の発明によれば、前記水通路にラジエ
ータをバイパスする冷却水を流すので、エンジンの低温
時にオイルが速やかに昇温し、フリクションが低減され
る。

【０１４０】第３の発明によれば、この場合水通路にサ
ーモスタットがラジエータ通路を開いたときにも冷却水
の一部が流れるので、エンジンの高温時にオイルの温度
の上昇を抑え、適正な平衡油温が維持される。

【０１４１】第４の発明によれば、前記水通路にラジエ
ータに向かう冷却水を流すので、エンジンの高温時に十
分な冷却水によってオイルとの熱交換を促進し、より適
正な平衡油温が確保される。

【０１４２】第５の発明によれば、前記水通路にラジエ
ータを通った冷却水を流すので、エンジンの高温時にオ
イルを十分に冷却し、平衡油温を下げられる。

【０１４３】第６の発明によれば、オイル通路を介して
クランク軸の軸受部に送られる油量が多いので、冷却水
との熱交換が良好に行われる。

【０１４４】第７の発明によれば、リリーフバルブを設
けることによって、オイル通路に多量のオイルを通すこ
とが可能になり、冷却水との熱交換がより促進される。

【０１４５】第８の発明によれば、オイル通路の入口部
に制御バルブを設け、かつ前記リリーフバルブを設ける
ことによって、各摺動部に所定量のオイルを供給しなが
ら、冷却水との要求通りの熱交換が確保される。

【０１４６】第９の発明によれば、前記水通路がエンジ
ン外方側になるので、オイル通路からクランク軸の軸受
部への通路形成が容易になる。

【０１４７】第１０の発明によれば、前記水通路をシリ
ンダブロックのスカート開始点付近に設けるので、スカ
ート開始点付近の剛性低下が防止される。

【０１４８】第１１の発明によれば、前記水通路をシリ
ンダブロックのスカート開始点付近からスカート中央付
近に達する断面に形成するので、クランクケース内壁に
沿うオイルの流れとの熱交換も良好に行える。

【０１４９】第１２の発明によれば、前記水通路を鋳抜
きにより、オイル通路をドリル加工により形成するの
で、生産性が良く、両通路を隣接形成して高い伝熱性が
確保される。

【０１５０】第１３の発明によれば、シリンダブロック
の外壁部に水通路と連通路の各外壁によって縦横にリブ
を成すので、ウォータジャケットを浅底化したシリンダ
ブロックの高い剛性および良好な音振性能が得られる。

【０１５１】第１４の発明によれば、この場合連通路を
シリンダボア間に形成することで、より音振性能等が向
上すると共に、連通路がシリンダヘッド各部に供給され
たオイルをオイルパンへと戻すオイル落とし通路と近接
して、そのオイルとの熱交換も良好に行える。

【０１５２】第１５の発明によれば、前記制御バルブを
設ける場合、制御バルブをエンジンフロントカバーに内
蔵すると共に、エンジンフロントカバーにオイルフィル
タの取付フランジを形成するので、オイルポンプ、オイ
ルフィルタ、制御バルブの設置およびオイル通路の接続
が容易になり、構造が簡素化する。

【０１５３】第１６の発明によれば、この場合オイルポ
ンプからオイルフィルタ、制御バルブへの油路をエンジ
ンフロントカバーに形成することで、構造がより簡素化
する。

【０１５４】第１７の発明によれば、前記制御バルブを
設ける場合、制御バルブをオイルパンまたはそのラダー
フレームに内蔵すると共に、オイルフィルタの取付フラ
ンジをオイルパンまたはそのラダーフレームに形成する
ので、制御バルブならびにオイルフィルタの取付けが容
易になる。

【０１５５】第１８の発明によれば、この場合、少なく
ともオイルフィルタと制御バルブとを結ぶ油路をオイル
パンまたはそのラダーフレームに形成することで、構造
がより簡素化する。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例の冷却構造、冷却水の流れを示す斜視図
である。

【図２】シリンダブロックの断面図である。

【図３】サーモスタットの断面図である。

【図４】冷却系の動作説明図である。

【図５】シリンダブロックの斜視図である。

【図６】潤滑系統図である。

【図７】別の実施例の水通路の断面図である。

【図８】別の実施例の潤滑系統図である。

【図９】別の実施例の潤滑系統図である。

【図１０】別の実施例の冷却構造、冷却水の流れを示す
斜視図である。

【図１１】その冷却系の動作説明図である。

【図１２】別の実施例の冷却構造、冷却水の流れを示す
斜視図である。

【図１３】その冷却系の動作説明図である。

【図１４】別の実施例の潤滑装置の配置構成図である。

【図１５】制御バルブの取付図である。

【図１６】制御バルブの斜視図である。

【図１７】制御バルブの断面図である。

【図１８】別の実施例の潤滑装置の配置構成図である。

【図１９】フロントカバーの正面図である。

【図２０】その一部切欠き断面図である。

【図２１】フロントカバーの裏面図である。

【図２２】その部分断面図である。

【図２３】各バルブの動作特性図である。

【図２４】別の実施例の潤滑装置の配置構成図である。

【図２５】フロントカバーの裏面図である。

【図２６】そのポンプカバー部分の正面図である。

【図２７】図２５のＡ−Ａ線断面図である。

【図２８】図２６のＢ−Ｂ線断面図である。

【図２９】ラダーフレームの正面図である。

【図３０】その部分断面図である。

【図３１】その部分側面図である。

【図３２】その部分側面図である。

【図３３】従来の冷却系の斜視図である。

【図３４】シリンダブロックの断面図である。

【符号の説明】

１０ ウォータポンプ １１ シリンダブロック １２ ウォータジャケット １３ シリンダヘッド １４ ウォータジャケット １８ バイパス通路 ２０ 連通路 ２１ スカート部 ２２ 水通路 ２５ サーモスタット ３３ オイルパン ３４ オイルポンプ ３５ ヘッドギャラリ ３６ メインギャラリ ４４ リリーフバルブ ４５ リリーフ通路 ４６ 制御バルブ ４７ オリフィス部 ４８ 弁部 ５０ 水通路 ５３ 連通路 ５６ サーモスタット ５７ 水通路 ６３ 導入路 ６５ サーモスタット ６６ オイルジェット通路 ６７ 制御バルブ ７７ バルブ孔 ７８ オイルフィルタ ８６ 制御バルブ ８７ フロントカバー ８８ 吸込みポート ９０ 吐出ポート ９４ フランジ部 ９５ 入口流路 ９６ 出口流路 ９７ バルブ孔 ９８ 弁体 １００ スプリング １０１ 小ポート １０２ ポート １０５ 分岐流路 １０７ 戻りポート １０８ リリーフバルブ １１０ バルブ孔 １１１ 弁体 １１２ スプリング １１４ 制御バルブ １１５ ラダーフレーム １１６ フロントカバー １１７ 吸込みポート １１８ 吐出ポート １２３ 流路 １２４ フランジ部 １２５ 入口流路 １２６ 出口流路 １２７ ヘッド側流路 １２８ メイン側流路 １３０ バルブ孔 １３１ スプリング １３２ 弁体 １３５，１３６ 案内路 １４０ 戻りポート １４１ リリーフバルブ １４２ バルブ孔

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F01M 5/00 F01M 1/06 F01M 1/16 F01P 7/16 502 F01P 11/08

Claims (18)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ウォータジャケットの冷却水をウォータ
   ポンプを介して循環する循環経路を設けた冷却装置と、
   オイルポンプからのオイルを各摺動部等に導く潤滑装置
   とを備えるエンジンにおいて、シリンダブロックのウォ
   ータジャケットをピストンが下死点にあるときのピスト
   ンリング位置に略相当する部位までの浅底形状に形成す
   る一方、そのウォータジャケットの下方にシリンダ列方
   向に冷却水を通す水通路を形成し、この水通路に潤滑装
   置のオイル通路が隣接していることを特徴とするエンジ
   ンの水油熱交換装置。
2. 【請求項２】 前記水通路は、冷却装置の循環経路に設
   けたラジエータのバイパス通路である請求項１に記載の
   エンジンの水油熱交換装置。
3. 【請求項３】 前記バイパス通路には、サーモスタット
   がラジエータ通路を開いたときにも冷却水の一部が流れ
   るようになっている請求項２に記載のエンジンの水油熱
   交換装置。
4. 【請求項４】 前記水通路は、冷却装置の循環経路に設
   けたラジエータの入口通路である請求項１に記載のエン
   ジンの水油熱交換装置。
5. 【請求項５】 前記水通路は、冷却装置の循環経路に設
   けたラジエータの出口通路である請求項１に記載のエン
   ジンの水油熱交換装置。
6. 【請求項６】 前記オイル通路は、オイルポンプからの
   オイルをクランク軸の軸受部に導く通路である請求項１
   に記載のエンジンの水油熱交換装置。
7. 【請求項７】 前記オイル通路の下流は、リリーフバル
   ブを介してオイルポンプの吸込み側につながることを特
   徴とする請求項１または６に記載のエンジンの水油熱交
   換装置。
8. 【請求項８】 前記オイル通路の入口部にオイルの流量
   を制御する制御バルブを設け、オイル通路の下流はリリ
   ーフバルブを介してオイルポンプの吸込み側につながる
   ことを特徴とする請求項１または６に記載のエンジンの
   水油熱交換装置。
9. 【請求項９】 前記水通路を、オイル通路に対してエン
   ジン外方側に設けたことを特徴とする請求項１に記載の
   エンジンの水油熱交換装置。
10. 【請求項１０】 前記水通路を、シリンダブロックのス
    カート開始点付近に設けたことを特徴とする請求項１に
    記載のエンジンの水油熱交換装置。
11. 【請求項１１】 前記水通路は、シリンダブロックのス
    カート開始点付近からスカート中央付近に達する断面形
    状を持つことを特徴とする請求項１に記載のエンジンの
    水油熱交換装置。
12. 【請求項１２】 前記水通路を鋳抜きにより形成し、オ
    イル通路をドリル加工により形成することを特徴とする
    請求項１に記載のエンジンの水油熱交換装置。
13. 【請求項１３】 前記水通路とシリンダヘッドのウォー
    タアウトレットとを結ぶ連通路を１つ以上形成し、この
    連通路の外壁がシリンダブロックの縦方向のリブを成
    し、水通路の外壁がシリンダブロックの横方向のリブを
    成すことを特徴とする請求項１に記載のエンジンの水油
    熱交換装置。
14. 【請求項１４】 前記連通路をシリンダボア間に形成し
    たことを特徴とする請求項１３に記載のエンジンの水油
    熱交換装置。
15. 【請求項１５】 前記制御バルブをエンジンフロントカ
    バーに内蔵すると共に、オイルフィルタの取付フランジ
    をエンジンフロントカバーに形成したことを特徴とする
    請求項８に記載のエンジンの水油熱交換装置。
16. 【請求項１６】 オイルポンプからオイルフィルタ、制
    御バルブへの油路をエンジンフロントカバーに形成した
    ことを特徴とする請求項１５に記載のエンジンの水油熱
    交換装置。
17. 【請求項１７】 前記制御バルブをオイルパンまたはそ
    のラダーフレームに内蔵すると共に、オイルフィルタの
    取付フランジをオイルパンまたはそのラダーフレームに
    形成したことを特徴とする請求項８に記載のエンジンの
    水油熱交換装置。
18. 【請求項１８】 少なくともオイルフィルタと制御バル
    ブとを結ぶ油路をオイルパンまたはそのラダーフレーム
    に形成したことを特徴とする請求項１７に記載のエンジ
    ンの水油熱交換装置。