JP3802734B2

JP3802734B2 - オイルパン

Info

Publication number: JP3802734B2
Application number: JP2000173270A
Authority: JP
Inventors: 善一新保
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2000-06-09
Filing date: 2000-06-09
Publication date: 2006-07-26
Anticipated expiration: 2020-06-09
Also published as: JP2001355422A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、潤滑オイルが貯溜されるオイルパンに関する。
【０００２】
【従来の技術】
周知のように、車載エンジンの車外騒音対策として、その防音性能を確保するために、上記オイルパン全体を防音カバーで覆うようにしたものがある。
【０００３】
ところが、一般に、防音カバーには断熱効果があるために、こうして防音カバーで覆われたオイルパンでは、その内部に蓄えられている潤滑オイルの放熱性能が低下するようになる。このため、潤滑オイルの過度な温度上昇を抑制すべく、オイルクーラー等の機器を新たに設ける必要が生じていた。
【０００４】
そこで従来は、例えば実開昭６３−４６６５２号公報等にみられるように、上記防音カバーに給気口と排気口を形成しておき、エンジンの稼働中、送風ファンによりこれら給気口及び排気口を介してオイルパンと防音カバーとの間に冷却風を強制送風するようにしたものも提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このように、防音カバーに給気口と排気口とが形成されたオイルパンによれば、防音材による防音効果を保ちつつ、潤滑オイルの冷却性能を向上させることはできる。
【０００６】
しかし、同従来のオイルパンでは、潤滑オイルの温度が低い状態でエンジンが稼働されるときにも送風ファンが動作することとなり、冷間始動時等、潤滑オイルを早期に昇温させることが望ましい状態にあるにもかかわらず、潤滑オイルの冷却が行われるようになる。このため、潤滑オイルの粘度が高くフリクションの大きな状態でエンジンが稼働される時間が長くなり、エンジンの燃費性能も自ずと低下することとなっていた。
【０００７】
なお、こうした実情は、エンジンの潤滑オイルが貯溜されるオイルパンのみならず、変速機の潤滑等に用いられるトランスミッションオイルが貯溜されるオイルパンにおいても概ね共通したものとなる。
【０００８】
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、潤滑オイルの冷却性能と保温性能とを好適に両立させることの可能な構造を有するオイルパンを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
先ず、請求項１記載の発明は、エンジンの潤滑オイルが貯溜されるオイルパンにおいて、当該オイルパンの外側略全体を覆うカバーと、同オイルパンと同カバーとの間に部分的に介在して前記潤滑オイルの放熱を遮断する断熱部材と、前記オイルパンと前記カバーとの間の前記断熱部材が介在しない部分からなる前記オイルパンに冷却媒体を供給することによって前記潤滑オイルと熱交換を行うための冷却媒体通路と、前記エンジンの運転状況に基づき前記冷却媒体通路の開口面積を調節して同通路を流れる冷却媒体の流量を調量する調節手段とを備えることをその要旨とする。
【００１０】
上記構成によれば、エンジンの運転状況に基づき冷却媒体通路を流れる冷却媒体の流量を調量して冷却媒体の冷却能力を調節することができる。従って、潤滑オイルの冷却性能と保温性能とを好適に両立させることができるようになる。
【００１３】
また、この請求項１記載のオイルパンにおいて、前記調節手段は、例えばこれを請求項２に記載される発明によるように、前記エンジンの運転状況として前記潤滑オイルの温度を監視する手段と、該監視される温度に応じて前記冷却媒体通路の開口面積を調節するアクチュエータとを備えるものとして構成することができる。
【００１４】
また、請求項３記載の発明は、請求項２記載のオイルパンにおいて、前記潤滑オイルの温度を監視する手段は、同潤滑オイルの温度変化に伴ってその形状が変化する感温部材であり、前記アクチュエータは、該感温部材の形状の変化に伴って開閉し前記冷却媒体通路の開口面積を調節する弁手段であることをその要旨とする。
【００１５】
上記構成によれば、潤滑オイルの温度変化による感温部材の形状変化に伴って弁手段が開閉されるため、冷却媒体通路の開口面積を潤滑オイルの温度変化に応じて自動的に調節することができるようになる。
【００１６】
また、請求項４記載の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載のオイルパンにおいて、前記エンジンは車両に搭載された車載エンジンであり、前記冷却媒体は、当該車両の走行に伴って生じる走行風であることをその要旨とする。
【００１７】
上記構成によれば、車載エンジンに設けられるオイルパンにあって、車両の走行に伴って生じる走行風を冷却媒体として用いるようにしたために、例えば、送風ファン等の冷却媒体通路に冷却媒体を強制的に供給するための構成を別途設けることなく同冷却媒体を冷却媒体通路に供給することができるようになる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、この発明にかかるオイルパンの一実施の形態について、その具体構成を説明する。
【００１９】
先ず、図１を参照して、本実施の形態のオイルパンの配設態様を説明する。
図１に示すように、オイルパン１０は、車両１に搭載されるエンジン２０の下部に設けられており、その内部には潤滑オイルが蓄えられている。この潤滑オイルはオイルポンプ（図示略）によってエンジン２０の各駆動部に圧送されて、その潤滑に用いられる。そして、この潤滑に用いられた後の潤滑オイルは、上記各駆動部から再びオイルパン１０内に戻されるようになっている。
【００２０】
また、エンジン２０には、自動変速機３０が取り付けられており、この自動変速機３０にも、その下部にオイルパン３１が設けられている。このオイルパン３１の内部には上記自動変速機３０の潤滑に供せられる潤滑オイルが蓄えられている。
【００２１】
図２はオイルパン１０の底面図であり、図３，図４はそれぞれ同図２のＡ−Ａ断面図，Ｂ−Ｂ断面図である。これら各図に示されるように、上記オイルパン１０は、潤滑オイルが蓄えられる本体１５と、この本体１５の外側略全体を覆うカバー１２と、本体１５とカバー１２との間に介在する断熱部材１６とからなる三層構造をなしている。上記本体１５は金属材料からなり、エンジン２０の下部開口全体を覆うようにして、ボルト（図示略）により同エンジン２０に取り付けられている。カバー１２は、硬質のゴム等により形成されている。図２に示すように、このカバー１２の底面において車両前方側の端部には、車両１の左右方向に延びる矩形状の給気口１３が形成されるとともに、その車両後方側の側面の下端部には、同じく車両１の左右方向に延びる矩形状の排気口１４が形成されている。
【００２２】
また、断熱部材１６は、例えば無機繊維を圧縮成形する等して形成されている。なお、上記オイルパン１０の底部において上記本体１５とカバー１２との間には上記断熱部材１６が介在されておらず、これら本体１５とカバー１２との間には隙間１１ａが形成されている。上記給気口１３及び排気口１４は、この隙間１１ａに開口しており、同隙間１１ａはこれら給気口１３及び排気口１４を介して外部と連通可能になっている。また、上記オイルパン１０にあって、その車両側方側にあたる各面についても、上記断熱部材１６が部分的に介在しておらず、本体１５とカバー１２との間には隙間１１ｂが形成されている。この隙間１１ｂは、給気口１３及び排気口１４それぞれの近傍にてオイルパン１０の底部に形成された隙間１１ａに連通されている。これら各隙間１１ａ，１１ｂによりオイルパン１０の潤滑オイルを冷却するための冷却通路１１が構成されている。
【００２３】
そして、このオイルパン１０は、上記冷却通路１１に車両の走行に伴って生じる走行風を、潤滑オイルの温度に応じて適宜取り込むことのできる構造にすることで、潤滑オイルの保温性能と冷却性能とを両立させるようにしている。
【００２４】
以下、上記冷却通路１１に走行風を取り込む構造について、図５を併せ参照して説明する
図５は、図３のＣ部を拡大して示している。同図に示されるように、上記カバー１２には、給気口１３を開閉可能なフラップ１７がヒンジ１８を介して取り付けられている。また、上記本体１５において給気口１３の近傍には感温部材１９が設けられている。この感温部材１９は、本体１５に取り付けられた検知部１９ａと、同検知部１９ａに出没可能に設けられた主軸１９ｂとを備えている。この主軸１９ｂは、その先端部がリンク４０ａ，４０ｂを介してフラップ１７に連結されている。従って、主軸１９ｂのストローク量が変化すると、フラップ１７がヒンジ１８を軸に回動し、給気口１３の開口面積が調節される。
【００２５】
また、検知部１９ａの内部には、同検知部１９ａの温度変化に伴って体積が変化する感温ワックス（図示略）が封入されている。上記主軸１９ｂはこの感温ワックスの体積変化に伴ってそのストローク量が変化する。例えば、オイルパン１０内の潤滑オイルの温度が上昇し、それに伴って上記検知部１９ａの温度が上昇すると、感温ワックスの体積が増大して上記主軸１９ｂのストローク量が増大する。その結果、フラップ１７の開度が増大するようになる。逆に、オイルパン１０内の潤滑オイルの温度が下降し、それに伴って上記検知部１９ａの温度が下降すると、感温ワックスの体積が減少して上記主軸１９ｂのストローク量が減少する。その結果、フラップ１７の開度が減少するようになる。
【００２６】
図６は、この潤滑オイルの温度とフラップ１７の開度との関係を示すグラフである。同図に示されるように、潤滑オイルの温度が第１の所定温度Ｔａ以下である場合には、上記主軸１９ｂのストローク量が最小となり、フラップ１７は全閉状態に保持される。また、潤滑オイルの温度がこの第１の所定温度Ｔａよりも高い第２の所定温度Ｔｂ以上であるときには、上記主軸１９ｂのストローク量は最大となり、フラップ１７は全開状態に保持される。更に、潤滑オイルの温度が第１の所定温度Ｔａよりも高く第２の所定温度Ｔｂ未満の範囲にあるときには、潤滑オイルの温度が高くなるにつれて、上記主軸１９ｂのストローク量が増大し、それに伴ってフラップ１７の開度も比例的に増大するようになる。なお、上記第１の所定温度Ｔａは暖機運転が終了した直後の潤滑オイルの温度と略等しく設定され、上記第２の所定温度は高負荷運転によって過熱状態にあるときの潤滑オイルの温度と略等しく設定されている。
【００２７】
図７は、上記フラップ１７の動作態様についてその具体例を示したものであり、以下、この図７を参照して、上記エンジン２０の運転状況の変化に伴うフラップ１７の開度変化について説明する。なお、同図７において、（ａ）はオイルパン１０（潤滑オイル）の温度推移を示し、（ｂ）はフラップ１７の開度を示す。
【００２８】
先ず、エンジン２０が始動されると（図７中のタイミングｔ１）、その後において潤滑オイルの温度は上昇するようになる。このときには、潤滑オイルの温度は上記第１の所定温度Ｔａ以下であり、上記フラップ１７が閉じられているために冷却通路１１に走行風は導入されない。このため、同図７中に線Ｌ１にて示すフラップ１７が設けられていない場合における潤滑オイルの温度上昇と比較して、早期に同温度が上昇するようになり、エンジン２０の暖機が促進されるようになる。
【００２９】
その後、上記エンジン２０の暖機が終了すると、潤滑オイルの温度は上記第１の所定温度Ｔａと略等しくなって安定するようになる（同図７中のタイミングｔ２〜ｔ３）。このときにおいても上記フラップ１７は閉じられている。
【００３０】
そして、車両１が登坂走行や高速走行する等して、エンジン２０が高負荷にて運転されるようになると（同図７中のタイミングｔ３）、その後において潤滑オイルの温度が上昇するようになる。
【００３１】
そして、潤滑オイルの温度が上記第１の所定温度Ｔａから更に上昇すると、フラップ１７が開かれるようになり、上記給気口１３を通じて冷却通路１１内に走行風が導入されるようになる。そして、この走行風がオイルパン１０に当接することにより潤滑オイルと走行風との間で熱交換がなされ、潤滑オイルの熱が走行風によって奪われるようになる。このように走行風が冷却通路１１に導入されることでオイルパン１０内の潤滑オイルが冷却され、同図７中に線Ｌ２にて示す冷却通路１１が設けられない場合における潤滑オイルの温度上昇と比較して、その温度上昇が抑制されるようになる。また、走行風は冷却通路１１内に留まることなく上記排気口１４から外部に排出されるようになる。
【００３２】
その後、エンジン２０の高負荷運転が継続されて、潤滑オイルの温度が更に上昇するようになると（同図７中のタイミングｔ３〜ｔ４）、この温度上昇に伴って上記フラップ１７の開度も徐々に大きくなる。すなわち、オイルパン１０の冷却性能も徐々に高められるようになる。このため、潤滑オイルの温度に合わせて適切な冷却能力を確保することができるようになる。
【００３３】
そして、潤滑オイルの温度が上記第２の所定温度Ｔｂに達すると（同図７中のタイミングｔ４）、上記フラップ１７が全開になる。すなわち、上記給気口１３の開口面積が最大になり、冷却通路１１を通過する走行風の流量も最大になるために、上記オイルパン１０の冷却性能が最大になる。
【００３４】
その後、車両１が通常運転されるようになると（同図７中のタイミングｔ５）、その後において潤滑オイルの温度は下降するようになる。
そして、潤滑オイルの温度が再び上記第２の所定温度Ｔｂまで下降すると（同図７中のタイミングｔ６）、上記フラップ１７は徐々に閉じられるようになり、更に同温度が上記第１の所定温度Ｔａにまで下降すると（同図７中のタイミングｔ７）、同フラップ１７は閉じられる。
【００３５】
その後、エンジン２０が停止されると（同図７中のタイミングｔ８）、その後において潤滑オイルの温度は徐々に下降するようになる。この際、断熱部材１６の断熱効果により、同図７中に線Ｌ３に示す断熱部材１６が設けられないオイルパンにおける潤滑オイルの温度下降と比較して、その温度下降が抑制されるようになる。このため、エンジン２０の停止後、短時間の間に再始動される場合には、比較的潤滑オイルの温度が高くフリクションの小さい状態にて同エンジン２０が始動される。その結果、その始動性能及び燃費性能が向上するようになる。
【００３６】
以上説明したように、本実施の形態のオイルパンによれば、以下に記載するような効果が得られるようになる。
（１）本体１５とカバー１２との間に冷却通路１１を設け、この冷却通路１１に走行風を流すようにするとともに、潤滑オイルの温度に応じて、その走行風の流量を調量するようにしたために、走行風による潤滑オイルの冷却効果を同潤滑オイル自身の温度に応じて調節することができるようになる。しかも、走行風が流れない状態にされるときには、断熱部材１６による保温効果を得ることができる。従って、潤滑オイルの冷却性能と保温性能とを好適に両立させることができるようになる。
【００３７】
（２）潤滑オイルの温度変化に伴ってその主軸１９ｂのストローク量が変化する感温部材１９により給気口１３を開閉可能なフラップ１７を設け、同フラップ１７の開度を上記感温部材１９の主軸１９ｂのストローク量にて調節するようにしたために、潤滑オイルの温度に応じて冷却通路１１の開口面積を自動的に調節することができるようになる。このため、例えば潤滑オイルの温度を検出したり、その検出結果に基づいてアクチュエータの動作量を調節する等といった制御を行う必要がなくなり、簡易な構成にすることができる。
【００３８】
（３）車両１の走行に伴って生じる走行風を冷却通路１１内に導入するようにしたために、例えば送風ファン等、同冷却通路１１内に強制的に送風する構成を別途設ける必要がない。
【００３９】
なお、上記実施の形態は、以下のようにその構成を変更して実施することもできる。
・上記実施の形態では、本体１５とカバー１２との間に断熱部材１６を設けるようにしたが、例えば防音材など、潤滑オイルの保温性能を発揮するものであればどのようなものを設けるようにしてもよい。
【００４０】
・上記実施の形態では、給気口１３を、オイルパン１０の底面における車両前方側の端部に設けるようにしたが、走行風が冷却通路１１内に流入し易い部分であれば、どのような部分に設けるようにしてもよい。
【００４１】
・上記実施の形態では、排気口１４を、オイルパン１０の車両後方側の側面の下端部に設けるようにしたが、走行風を冷却通路１１内から排出し易い部分であれば、どのような部分に設けるようにしてもよい。
【００４２】
・上記実施の形態では、オイルパン１０の底面全体と、同オイルパン１０における車両側方側の側面の一部とにそれぞれ隙間１１ａ，１１ｂを設け、これら両隙間１１ａ，１１ｂにより冷却通路１１を構成するようにしたが、これら冷却通路を構成する隙間１１ａ，１１ｂを設ける部分は、潤滑オイルの冷却に効果的な部分であれば適宜変更してもよい。
【００４３】
・上記実施の形態では、冷却通路１１に車両１の走行風を適宜流すようにしたが、他に例えば冷却ファンを設け、該冷却ファンから送られる風をこの冷却通路１１に適宜流すようにしてもよい。
【００４４】
・また、この冷却通路１１内には、冷却水や冷却ガスなどの冷却媒体を流通させるようにしてもよい。
・上記実施の形態では、フラップ１７を給気口１３のみに設けたが、加えて排気口１４にも同様の構成のフラップを設けるようにしてもよい。また、排気口１４のみにフラップ１７を設けるようにしてもよい。
【００４５】
・上記実施の形態では、潤滑オイルの温度変化に応じてフラップ１７の開度を調節するアクチュエータとして感温部材１９を適用するようにしたが、例えばバイメタル等、自身の温度変化に応じてその動作量が変化する動作部を備えるものであれば、どのようなものを適用するようにしてもよい。こうした構成によっても、上記動作部をフラップ１７に取り付ければ、潤滑オイルの温度変化に応じてフラップ１７の開度を調節することができるようになる。
【００４６】
・また、潤滑オイルの温度を検出する温度センサ等を設けるとともに、例えばソレノイドや、モータ、ダイヤフラム等のアクチュエータを設け、検出される潤滑オイルの温度に基づいて上記アクチュエータの動作量を制御して、フラップ１７の開度を制御するようにしてもよい。
【００４７】
・更に、このアクチュエータの動作量の制御は、潤滑オイルの温度に基づくものの他、エンジンの運転状態を監視し、その監視結果に基づいて実行するようにしてもよい。こうした構成によれば、例えば車両が登坂、高速、牽引走行等して、エンジンが高負荷運転状態となったことに基づいて、フラップ１７の開度を大きくする等、潤滑オイルの温度変化を予測して、同フラップ１７の開度を調節することが可能になる。
【００４８】
・上記実施の形態では、上記冷却通路１１等の冷却手段の作動態様を調節する場合について例示したが、断熱部材１６等、潤滑オイルを保温するための手段がその保温効果を可変とし得る構造を有するものである場合には、この保温手段側の作動態様を調節する構造としてもよい。要は、潤滑オイルの温度も含め、エンジンの運転状況に応じてそれら冷却手段及び保温手段の少なくとも一方の作動態様を調節する手段を備えるものであればよい。
【００４９】
・上記実施の形態では、エンジン２０の潤滑に用いられる潤滑オイルを蓄えておくオイルパン１０に本発明のオイルパンを適用するようにしたが、自動変速機３０における潤滑及び動力伝達に用いられる潤滑オイルを蓄えておくオイルパン３１に本発明を適用するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかるオイルパンの一実施の形態について、その配設態様を示す概略構成図。
【図２】同実施の形態のオイルパンの底面図。
【図３】図２のＡ−Ａ線に沿った断面構造を示す断面図。
【図４】図２のＢ−Ｂ線に沿った断面構造を示す断面図。
【図５】図３のＣ部を拡大して示す要部拡大図。
【図６】潤滑オイルの温度とフラップの開度との関係を示すグラフ。
【図７】同実施の形態のオイルパンの動作態様の一例を説明するためのタイミングチャート。
【符号の説明】
１…車両、１０…オイルパン、１１ａ，１１ｂ…冷却通路、１２…カバー、１３…給気口、１４…排気口、１５…タンク、１６…断熱部材、１７…フラップ、１８…ヒンジ、１９…感温部材、１９ａ…検知部、１９ｂ…主軸、２０…エンジン、３０…自動変速機、３１…ＡＴオイルパン、４０ａ，４０ｂ…リンク。

Claims

エンジンの潤滑オイルが貯溜されるオイルパンにおいて、
当該オイルパンの外側略全体を覆うカバーと、同オイルパンと同カバーとの間に部分的に介在して前記潤滑オイルの放熱を遮断する断熱部材と、前記オイルパンと前記カバーとの間の前記断熱部材が介在しない部分からなる前記オイルパンに冷却媒体を供給することによって前記潤滑オイルと熱交換を行うための冷却媒体通路と、前記エンジンの運転状況に基づき前記冷却媒体通路の開口面積を調節して同通路を流れる冷却媒体の流量を調量する調節手段とを備える
ことを特徴とするオイルパン。
前記調節手段は、前記エンジンの運転状況として前記潤滑オイルの温度を監視する手段と、該監視される温度に応じて前記冷却媒体通路の開口面積を調節するアクチュエータとを備えて構成される
請求項１記載のオイルパン。
前記潤滑オイルの温度を監視する手段は、同潤滑オイルの温度変化に伴ってその形状が変化する感温部材であり、前記アクチュエータは、該感温部材の形状の変化に伴って開閉し前記冷却媒体通路の開口面積を調節する弁手段である
請求項２記載のオイルパン。
前記エンジンは車両に搭載された車載エンジンであり、前記冷却媒体は、当該車両の走行に伴って生じる走行風である
請求項１〜３のいずれかに記載のオイルパン。