JP5802177B2

JP5802177B2 - オイルパンの保温及び冷却構造

Info

Publication number: JP5802177B2
Application number: JP2012187807A
Authority: JP
Inventors: 禎杉本
Original assignee: Aisin Keikinzoku Co Ltd
Current assignee: Aisin Keikinzoku Co Ltd
Priority date: 2012-08-28
Filing date: 2012-08-28
Publication date: 2015-10-28
Anticipated expiration: 2032-08-28
Also published as: JP2014043835A

Description

本発明は、エンジンオイルを貯留するオイルパンの保温及び冷却構造に関する。

エンジンの動作中はエンジン系統の潤滑と冷却が必要である。
そこで、エンジンの底部にオイルを貯留するためのオイルパンを設け、エンジンが稼働し始めるとオイルパンからオイルをオイルポンプにて吸い上げ、必要に応じてオイルフィルターやストレーナーにて濾過した後に、クランクシャフト、シリンダー壁、動弁部などのエンジン内の各部に圧送され、再度、オイルパンに戻る。
また、エンジンの稼働によりオイルの温度が上昇するので冷却機構も設けられている。
エンジンオイルにはシリンダーとピストンのごく僅かな隙間に入り込んで両者を潤滑するとともに油膜を形成することで、この隙間に気密性を保持することが必要であり、ある程度の粘性が必要である。
しかし、このようなエンジンオイルは低温になると粘度が高くなり、摺動部のフリクションが増大し、燃費が下がる原因の１つになっている。
したがってエンジンの燃費の向上を図るにはエンジンの始動後、オイルが所定の温度まで速やかに上昇するようにオイルパンを保温し、オイルが高温になるとオイルパンの放熱を促進、冷却系統への負荷を低減するのが望ましい。

特許文献１は、オイルパンをオイルパン本体と外装部の間にバイメタルを配置した二層構造にし、低油温時には外装部がオイルパン本体から離間することで隙間を形成し、その保温効果によりオイル温度の上昇を促進し、高油温時にはバイメタルの変化により外装部がオイルパン本体に密着し、オイルを冷却する技術を開示する。
しかし、同公報に開示するオイルパンは二層構造であることから、従来の一層構造のオイルパンよりも高油温時の放熱特性に劣るものであり、低油温時においても単にオイルパン本体と外装部の間に隙間を形成するだけなので保温特性も不充分である。

特開２０１０−９０７５６号公報

本発明は、オイルの低温時には保温効果が高く、高温時には放熱冷却特性に優れるオイルパンの保温及び冷却構造の提供を目的とする。

本発明に係るオイルパンの保温及び冷却構造は、オイルパンと当該オイルパンの底面外側にヒートシンクを備え、ヒートシンクは前端側を枢着し、後端側を上下方向に可動制御してあり、オイルパンに貯留されているオイルが低温のときは前記ヒートシンクの後端側が下降することでヒートシンクが傾斜しオイルパンの底面外側と当該ヒートシンクとの間に隙間を形成し、前記オイルが高温になると前記ヒートシンクの後端側が上昇することでヒートシンクがオイルパンの底面外側に密着することを特徴とする。

本発明に係るオイルパンの構造は、車両用エンジンのオイルパンに適していて、走行する車両の前側をヒートシンクの前端側と表現し、車両の後側をヒートシンクの後端側と表現する。
本発明に係るオイルパンはオイルの温度がエンジンの始動時等において所定の温度より低い場合にヒートシンクの前端側よりも後端側が下になるように傾斜することでオイルパンの底面の外側とヒートシンクの後端側との間に隙間を形成しつつ、車両の走行風の流れをヒートシンクに沿って下方に誘導した点に特徴がある。
この際にヒートシンクの先端側は、オイルパンの底面外側に接触していても少し離れていてもよい。
このように走行風を傾斜させたヒートシンクの下面にて下方に逃がすことでシートシンクとオイルパン底面の外側面との間に設けた空気層の隙間による保温効果が高くなる。

ここで、前記ヒートシンクはアルミ押出形材で製作してあるとともに、オイルパンの底面外側に密着又は隙間を形成するベース部と、当該ベース部から垂下させた放熱フィンを有するものであってもよい。
アルミニウム及びその合金からなる押出形材でヒートシンクを製作すると、熱伝導性が高く放熱性に優れたヒートシンクとなる。
ここで、ヒートシンクの後端が下降し、オイルパンの底面の外側面と、このヒートシンクとの間に形成される隙間に異物が飛び込むのを防止できるように、前記ヒートシンクの後端側が下降することで形成されるオイルパンの底面外側とヒートシンクの間の隙間を外周部でふさぐ包囲壁を有するようにしてもよい。
本発明において、ヒートシンクの後端側を上下動する駆動手段に制限がなく、アクチュエータ等の機械的駆動手段や電磁石のＯＮ・ＯＦＦ等の磁力的駆動手段等が例として挙げられる。

本発明は、オイルパン底面の外側にヒートシンクを取り付け、ヒートシンクの後端側が上下動するようにしたので、オイルパンに貯留されているオイルの温度が低いときにはヒートシンクの後端側が下降することでオイルパンの底面の外側とヒートシンクの間に空気層からなる隙間ができ、この隙間が断熱層となりオイルパンを外側から保温する。
これによりオイルの温度上昇を促進する。
一方、エンジン系統の発熱によりオイルの温度が所定温度以上に上昇すると、ヒートシンクの後端側が上昇し、このヒートシンクがオイルパンの底面外側に密着することでオイルパンの放熱性が高くなる。
また、本発明では、ヒートシンクの後端側を上下動させるようにしたので駆動機構が単純であるとともに、下降した際にヒートシンクの後端側が下方に位置する傾斜面になるので走行風が下方に離れるように誘導され、オイルパンの保温効果が向上する。

本発明に係るオイルパンの保温及び冷却構造の説明図を示し、（ａ）はオイルの温度が低温時、（ｂ）はオイルの温度が高温時の状態を示す。Ａ−Ａ線断面端面図を示す。電磁石のＯＮ・ＯＦＦによる駆動機構の例を示し、（ａ）はオイルの低温時、（ｂ）はオイルの高温時の状態を示す。ヒートシンクの外周部に包囲壁を設けた例を示す。

本発明に係るオイルパンの保温及び冷却構造例を以下、図面に基づいて説明するが、これに限定されるものではなく、特にヒートシンクの後端側の上下動手段に制限はない。
図１はエンジンの底部に設けたオイルパン１１の断面図及びその底面１１ａの外側下部に取り付けたヒートシンク１２の構造例を示す。
ヒートシンク１２は図２にＡ−Ａ線断面端面図を示すように、プレート状のベース部１２ａから複数の放熱フィン１２ｂを垂下させた例になっている。
ヒートシンク１２のベース部１２ｂの上面がオイルパン１１の底面１１ａの外側に密着可能になっていれば限らずしも平坦状でなくてもよく、曲面にて密着可能になっていてもよい。
本実施例は、ヒートシンク１２をアルミニウム合金の押出形材で製作してあり、複数の放熱フィン１２ｂが車両の走行方向に沿って平行になるようにベース部１２ａから一体的に垂下させてある。

ヒートシンク１２の車両走行方向前端側はオイルパンの底部に取り付けた枢着部材１２ｃの枢着軸１２ｄにて回動自在に連結してある。
ヒートシンク１２の後端部が駆動手段１３にて上下動するようになっていて、本実施例のように枢着部材１２ｃは固定式であってもよく、ヒートシンクの後端側が上下動する際にオイルパン１１との干渉をさけやすいように枢着部材１２ｃも少し上下動してもよい。
ただし、枢着部材１２ｃが少し上下動する場合でもヒートシンクの後端側が下降した状態ではヒートシンク１２の下面が車両の前方から後方に向けて下方に傾斜するようになっている。
図１に示した実施例はサーモアクチュエータの本体部（センサー部）１３ａをオイルパン１１に貯留してあるオイル１中に配設し、ピストン部１３ｂが下方に向けて伸縮するようになっている。
このピストン部１３ｂとヒートシンク１２の後端側をリンク部材１３ｃを介してリンク連結した例になっている。
リンク部材１３ｃの途中はオイルパンの底部に取り付けた支持部材１３ｄと軸部１３ｅにて軸連結し、リンク部材１３ｃの前端とヒートシンクに軸着１３ｆし、後端をピストン部１３ｂに軸着１３ｇしてある。
オイルの温度が低温のときは図１（ａ）に示すようにサーモアクチュエータのピストン部１３ｂがセンサー部１３ａの温度検知により縮小し、リンク部材１３ｃを介してヒートシンク１２の後端が下降した状態になっている。
この状態ではオイルパン１１の底面１１ａの外側とヒートシンク１２との間に隙間Ｓが形成され、この隙間Ｓによる断熱空気層として作用し、オイルパンの底部が保温されている。
隙間Ｓは前端側が小さく、後端側が大きくなるようになっていて、ヒートシンク１１の下面が後端に行くに従い、下方に位置するように傾斜する。
これにより、図１（ａ）に矢印で示すように走行風の流れが下方に誘導される。
エンジンが始動し、その後の稼働に伴い、オイル１の温度が上昇するとサーモアクチュエータからなる駆動手段１３のピストン部１３ｂがセンサー部１３ａの検知により伸長し、ヒートシンクの後端がリンク部材１３ｃにより上昇し、ヒートシンク１２のベース部１２ａの上面がオイルパン１１の底面外側に密着する。
この状態を図１（ｂ）に示す。
この状態ではオイル１の熱がオイルパン１１の底面１１ａ及びベース部１２ａを経由し、放熱フィン１２ｂにより放熱冷却される。

図３は電磁石２３ｂによる駆動手段２３の例を示す。
駆動手段２３はオイルパン１１側のオイルの温度を検知する温度センサー２３ａにつながれた電磁石２３ｂと、ヒートシンク１２側に取り付けた磁性体２３ｃからなり、ヒートシンク１２の後端側はシャフト２３ｄに取り付けたスプリング２３ｆにより下方に付勢されている。
オイルの温度が上昇すると、これを温度センサー２３ａが検知し、電磁石２３ｂがＯＮになり、ヒートシンク１２の後端側を引き付ける。
これにより図３（ｂ）に示すようにスプリング２３ｆに対抗しながらヒートシンク１２の後端側が上昇し、オイルパン１１の底面１１ａに密着する。

図４はヒートシンクのベース部１２ａとオイルパン１１の底面１１ａとの隙間をヒートシンクの外周部に沿ってふさぐ蛇腹状の包囲壁１４でおおった例を示す。
これによりヒートシンク１１の後端側の上下動による隙間Ｓに雨、小石、土等の異物が侵入するのを防ぐことができる。

１オイル
１１オイルパン
１１ａ底面
１２ヒートシンク
１２ａベース部
１２ｂ放熱フィン
１３駆動手段（サーモアクチュエータ）
１４包囲壁
Ｓ隙間

Claims

オイルパンと当該オイルパンの底面外側にヒートシンクを備え、
ヒートシンクは前端側を枢着し、後端側を上下方向に可動制御してあり、
オイルパンに貯留されているオイルが低温のときは前記ヒートシンクの後端側が下降することでヒートシンクが傾斜しオイルパンの底面外側と当該ヒートシンクとの間に隙間を形成し、
前記オイルが高温になると前記ヒートシンクの後端側が上昇することでヒートシンクがオイルパンの底面外側に密着することを特徴とするオイルパンの保温及び冷却構造。
前記ヒートシンクはアルミ押出形材で製作してあるとともに、オイルパンの底面外側に密着又は隙間を形成するベース部と、当該ベース部から垂下させた放熱フィンを有することを特徴とする請求項１記載のオイルパンの保温及び冷却構造。
前記ヒートシンクの後端側が下降することで形成されるオイルパンの底面外側とヒートシンクの間の隙間を外周部でふさぐ包囲壁を有することを特徴とする請求項１又は２記載のオイルパンの保温及び冷却構造。