(57)【要約】【課題】エンジンの始動性の向上、燃料消費量の低減およびエンジンの耐久性の確保を実現することが可能な内燃機関の潤滑装置および内燃機関を提供する。【解決手段】オイルパン部１のオイル貯留室２内に、第１室２ａと、その外周を取り囲むように隔壁５を隔てて設けられた第２室２ｂと、第１室２ａおよび第２室２ｂを連通する連通口２ｃとを備え、第１室２ａの底部の隔壁５に第１室２ａのエンジンオイルの温度に応じて開閉するサーモスタット９を設置した。サーモスタット９は、第１室２ａ内のエンジンオイルの温度が予め設定された温度より低い時は閉じているが、エンジンオイルの温度が予め設定された温度以上になると開いて第１室２ａの底部から第２室２ｂの底部の低温のエンジンオイルを第１室２ａ内に流して第１室２ａ内のエンジンオイルの温度を効率的に下げるように作動する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の潤滑装置のオイル貯留室内に、吸引配管が挿入される第１室と、該第１室を囲む第２室とを隔壁で仕切られた状態で設けるとともに、前記隔壁において前記第１室および前記第２室の上部に各室を連通する連通口をエンジンオイルの油面よりも下部に配置し、
前記隔壁において前記連通口の配置位置よりも下部に、前記第１室内のエンジンオイルの温度が予め設定された温度以上になると通路を開き、前記第１室内のエンジンオイルの温度が前記設定温度より低くなると前記通路を閉じるサーモスタットを設けた内燃機関の潤滑装置。
【請求項２】
前記隔壁を、断熱構造で形成した請求項１記載の内燃機関の潤滑装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の潤滑装置を備える内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の潤滑装置および内燃機関に関し、更に詳しくは、エンジンの始動性の向上、燃料消費量の低減およびエンジンの耐久性の確保を実現することが可能な内燃機関の潤滑装置および内燃機関に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンの潤滑装置は、エンジンの潤滑系各部（回転部および摺動部）にエンジンオイルを供給することにより、潤滑系各部のフリクション（摩擦抵抗）を低減し、エンジンの機能を充分に発揮させる機能を備えている。図５に従来のエンジンの潤滑装置におけるオイルパン部５０を示す。図中の矢印Ａはエンジンオイルの流れを示している。オイルパン部５０のオイル貯留室５１内にはオイルストレーナ５２がオイル貯留室５１の底部に設置されており、エンジンオイルをオイルストレーナ５２の先端より吸い上げてエンジンの潤滑系各部に供給するようになっている。このように従来の潤滑装置では、オイル貯留室５１の底部から低温のエンジンオイルを潤滑系各部に供給する構成とすることにより、高温のエンジンオイルによるエンジンの破損を防ぎ、エンジンの耐久性を確保している。
【０００３】
一方、近年は、低燃費化の要求によりエンジンオイルの粘度を下げる傾向にあり、エンジンの始動直後は、油温が低くエンジンオイルの粘度が高くなりフリクションが大きくなっている。そこで、エンジンの潤滑系各部のフリクションを下げるためには迅速に油温を上昇させる必要があるが、図５の従来の潤滑装置のオイルパン部５０では、オイル貯留室５１の底部からエンジンオイルを吸い上げているので、エンジンオイル全体が温まらないと循環させるエンジンオイルの油温は上昇しない。そのため、エンジンの始動性が低下し、エンジン始動から暖機までに時間がかかると共に、エンジンの潤滑系各部のフリクションが大きくなり、燃料消費量が増加してしまう、という問題がある。
【０００４】
図６にエンジンベンチで計測したエンジン回転数とトルク毎のオイルパン油温の関係例を示す。油温は回転・負荷毎に異なっており、低負荷状態は高負荷状態に比べて油温が低くなっているので、エンジンオイルの粘度が高くなりその分フリクションが増加している（すなわち、燃料消費率が高くなっている）と考えられる。
【０００５】
なお、このようなエンジンの暖機の促進を図るために、オイルパンのオイル貯留室を第１室と第２室とに分ける構成が開示されている（例えば特許文献１，２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開昭５６−１６３６１３号公報
【特許文献２】特開昭６２−７８４２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、エンジンの始動性の向上、燃料消費量の低減およびエンジンの耐久性の確保を実現することができる内燃機関の潤滑装置および内燃機関を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するための本発明の内燃機関の潤滑装置は、オイル貯留室内に、吸引配管が挿入される第１室と、該第１室を囲む第２室とを隔壁で仕切られた状態で設けるとともに、前記隔壁において前記第１室および前記第２室の上部に各室を連通する連通口をエンジンオイルの油面よりも下部に配置し、前記隔壁において前記連通口の配置位置よりも下部に、前記第１室内のエンジンオイルの温度が予め設定された温度以上になると通路を開き、前記第１室内のエンジンオイルの温度が前記設定温度より低くなると前記通路を閉じるサーモスタットを設けたものである。
【０００９】
また、上記の内燃機関の潤滑装置において、前記隔壁を断熱構造で形成する。これにより、第１室のエンジンオイルを温まり易くして迅速に昇温することができる。
【００１０】
上記の目的を達成するための本発明の内燃機関は、前記潤滑装置を備えるものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の内燃機関の潤滑装置および内燃機関によれば、オイルパン部のオイル貯留室内に、第１室と、第１室を囲むように隔壁を介して設けられた第２室と、第１室および第２室の上部にこれら各室を連通する連通口とを備え、第１室の底部の隔壁に第１室内のエンジンオイルの温度に応じて開閉するサーモスタットを設置したことにより、第２室の上部の高温のエンジンオイルが連通口を通じて第１室に流れるので第１室内のエンジンオイルの温度を高く保つことができる。このため、エンジンの始動性を向上させることができ、エンジン始動から暖機までの時間を短縮することができるとともに、エンジンオイルの粘度が低くなりエンジンの潤滑系各部のフリクションを低減することができるので、燃料消費量を低減することができる。一方、第１室内のエンジンオイルの温度が予め設定された温度以上になると、上記連通口よりも下方に位置する第１室の底部のサーモスタットが開いて第２室の底部の低温のエンジンオイルがサーモスタットの開口部を通じて第１室内に流れ込み第１室のエンジンオイルの温度を効率的かつ迅速に低下させ、その温度が高くなり過ぎないようにすることができる。その結果、エンジンオイルが高温になることに起因するエンジンオイルの劣化を抑制できる。また、エンジンオイルが劣化することに起因するエンジンの破壊を抑制できるので、エンジンの耐久性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態である内燃機関の潤滑装置における低温時のオイルパン部の要部断面図である。
【図２】図１の内燃機関の潤滑装置における高温時のオイルパン部の要部断面図である。
【図３】図１および図２のオイルパン部内のエンジンオイルの油温マップを示す図である。
【図４】本発明の実施の形態である内燃機関の潤滑装置におけるオイルパン部の変形例の要部断面図である。
【図５】従来のエンジンの潤滑装置におけるオイルパン部の断面図である。
【図６】図５のオイルパン部内のエンジンオイルの油温マップを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態の内燃機関について添付の図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１４】
本実施の形態の内燃機関の潤滑装置は、オイルパン部のオイル貯留室内に貯留されたエンジンオイルを、オイル貯留室内に挿入された吸引配管を通じてオイルポンプにより吸引してエンジンの潤滑系各部（回転部および摺動部）に供給する装置である。図１および図２に本実施の形態のエンジンにおける潤滑装置のオイルパン部１を示す。図１は低温時、図２は高温時におけるオイルパン部１の要部断面図を示している。なお、図１および図２の矢印Ａはエンジンオイルの流れを示している。
【００１５】
オイルパン部１のオイル貯留室２は、シリンダブロック３に接合された外壁４により囲まれることで形成されている。このオイル貯留室２内には、第１室２ａと、その外周（下面および側面）を取り囲む隔壁５を介して配置された第２室２ｂと、それらの各室同士を連通する連通口２ｃとが設置されている。これら第１室２ａ、第２室２ｂおよび連通口２ｃはエンジンオイルの油面Ｂよりも下部に配置されるようになっており、エンジンオイル自体は連通口２ｃを通じて第１室２ａおよび第２室２ｂ内に自由に行き来できる。
【００１６】
第１室２ａ内の底部には、オイルストレーナ６が、その吸引口を第１室２ａの下面に対向させた状態で挿入されている。このオイルストレーナ６はオイル流通管７を通じて図示しないオイルポンプに接続されている。第１室２ａ内のエンジンオイルはオイルポンプの回転駆動によりオイルストレーナ６の吸引口を通じて吸い上げられてエンジンの潤滑系各部に圧送供給される。なお、オイル流通管７は、ボルト８ａによりシリンダブロック３に固定されている。
【００１７】
この第１室２ａの外周（側面および下面）を取り囲む第２室２ｂ内のエンジンオイルの温度は、矢印Ｃ，Ｄで示すように、底部で低く、上部に向かうにつれて高くなるが、連通口２ｃが第１室２ａおよび第２室２ｂの上部に形成されているので、第２室２ｂの上部の相対的に高温のエンジンオイルが連通口２ｃを通じて第１室２ａ内に流れる。これにより、第１室２ａ内のエンジンオイルの全体の温度を高くすることができる。このため、エンジンの始動性を向上させることができ、エンジン始動から暖機までの時間を短縮することができるとともに、エンジンオイルの粘度が低くなりエンジンの潤滑系各部のフリクション（摩擦抵抗）を低減できるので、燃料消費量を低減することができる。
【００１８】
また、第１室２ａは、その外周（側面および下面）が第２室２ｂに取り囲まれオイルパン部１の外部から隔てられており、上下方向およびこれに交差する横方向のほぼ中央に位置しているため、第１室２ａ内のエンジンオイルが外部の温度の影響を受け難く、第１室２ａ内のエンジンオイルを高温に維持し易い構成になっている。このため、第１室２ａ内のエンジンオイルの温度は変動が小さく急激に低下し難い構成になっている。その上、第１室２ａと第２室２ｂとを区分けする隔壁５が断熱二重構造（断熱構造）とされているため、第１室２ａのエンジンオイルは温まり易く冷め難い構成になっている。その結果、上記したエンジン始動から暖機までの時間の短縮と、エンジンの潤滑系各部のフリクションの低減との効果をより効率的に引き出すことができる。なお、隔壁５はボルト８ｂによりシリンダブロック３に固定されている。
【００１９】
また、第１室２ａの下面の隔壁５には、サーモスタット９が取り付けられている。サーモスタット９は、図示しないサーモエレメントとバルブとを備え、サーモエレメントによって感知された温度に応じてバルブを開閉する構成になっている。すなわち、第１室２ａ内のエンジンオイルが予め設定された温度以上になると、図２に示すように、サーモスタット９内のバルブが開いて、第２室２ｂ内の底部の相対的に低温のエンジンオイルが第１室２ａの底部のサーモスタット９の開口部を通じて第１室２ａ内に流れる。第２室２ｂ底部は外部と隣接する位置にあり放熱し易い構造となっているので、その第２室２ｂの底部（低温層）から第１室２ａ内にエンジンオイルが流入することにより、第１室２ａ内のエンジンオイルの温度を下げることができる。
【００２０】
すなわち、本実施の形態の潤滑装置のオイルパン部１の構造では、第１室２ａ内のエンジンオイルの温度を迅速に上げる観点から第１室２ａの外周を第２室２ｂで囲み外部から離し、しかも断熱構造を持つ隔壁５で第１室２ａを囲んでいるので第１室２ａ内のエンジンオイルが冷め難い構造となっている。このような構造において第１室２ａのエンジンオイルを迅速に下げるために、連通口２ｃとは別の連通口２ｃよりも下部に位置するサーモスタット９を通じて第２室２ｂの底部の冷えたエンジンオイルを第１室２ａ内に供給する。これにより、第１室２ａのエンジンオイルの温度を効率的かつ迅速に低下させ、第１室２ａ内のエンジンオイルが高くなり過ぎないようにする。
【００２１】
一方、第１室２ａ内のエンジンオイルが上記の予め設定された温度より下がると、図１に示すようにサーモスタット９のバルブが閉じて第１室２ａの底部での第２室２ｂから第１室２ａへのエンジンオイルの流通が阻止される。これにより、第１室２ａ内のエンジンオイルの温度を所望の値に保つことができる。サーモスタット９を用いた場合には、電気回路システムを用いた場合に比べてコンパクトで安価となる。また、厳しい環境変化にも充分に耐えることができる。更に、モータを用いる場合よりも広域な温度環境下で使用することができる。また、作動音が無く、電源も不要となる。
【００２２】
次に、このような潤滑装置の作動例について図１〜図３を参照しながら説明する。
【００２３】
エンジンの始動前は、エンジンオイルは低温状態である。エンジンが運転を開始すると、燃焼による放熱や摩擦による発熱等によりエンジンオイルの温度が上昇する。温度が高くなったエンジンオイルは、オイルパン部１のオイル貯留室２に流れる。その結果、オイル貯留室２内の油温が上昇する。この時、エンジンオイルの温度差によって比重差が生じ、矢印Ｄ，Ｃで示すように、上部のエンジンオイルは暖かく、下部のエンジンオイルは冷たくなる。図５に示した従来の潤滑装置のオイルパン部５０では、オイルパン部５０のオイル貯留室５１の下部からエンジンオイルを吸い上げるためオイル貯留室５１内のエンジンオイルの温度が上昇するのに時間がかかる。
【００２４】
これに対して、本実施の形態のエンジンの潤滑装置では、図１に示すように、第２室２ｂ内上部の相対的に高温のエンジンオイルが連通口２ｃを通じて第１室２ａに流れるので、第１室２ａ内のエンジンオイルの温度が高くなる。この第１室２ａ内のエンジンオイルをオイルストレーナ６から吸い込むので循環させるエンジンオイルの温度の上昇が早くなる。これにより、エンジンの始動性を向上させることができ、エンジン始動から暖機までの時間を短縮することができるとともに、エンジンの機械部のフリクションを低減することができるので、燃料消費量を低減することができる。
【００２５】
また、第１室２ａを上下方向およびこれに交差する横方向のほぼ中央に位置させ、第１室２ａの下面および側面を第２室２ｂで囲繞し、さらに隔壁５を断熱二重構造としたことにより、第１室２ａ内のエンジンオイルの保温性を高めることができるので、上記効果をより一層引き出すことができる。
【００２６】
一方、第１室２ａのエンジンオイルが高温（例えば１００℃程度）になると図２に示すように第１室２ａの底部のサーモスタット９のバルブが開くことにより、第２室２ｂの底部の低温のエンジンオイルがサーモスタット９の開口部（通路）を通じて第１室２ａに流れる。この第２室２ｂの底部は外部に隣接しており放熱し易い構成となっているので、第１室２ａ内のエンジンオイルの温度を効率的かつ迅速に下げることができる。この第１室２ａ内のエンジンオイルをオイルストレーナ６から吸い込むためエンジンオイルの温度の上昇を抑制することができる。これにより、エンジンオイルの劣化を抑制または防止することができる上、エンジンオイルが高温になることに起因するエンジンの破損を抑制することができ、エンジンの耐久性を確保することができる。
【００２７】
このように、本実施の形態のエンジンの潤滑装置では、サーモスタット９によりエンジンオイルの温度を感知し、エンジンオイルの温度を一定（例えば１００℃程度）に保つようにサーモスタット９のバルブ開度をコントロールする。エンジンオイルの温度は、一般に図６に示したように、低回転・低負荷では比較的低温な状態になっているが、本実施の形態のエンジンの潤滑装置によれば、図３に示すように、エンジンオイルの温度を低負荷でも一定（例えば１００℃程度）に保つことができる。エンジンの停止時には、オイルパン部１の第２室２ｂから放熱されエンジンオイルの温度が下がるが、本実施の形態のエンジンの潤滑装置では、第１室２ａは高い温度を持続することができるので、エンジンの再始動の際にも、高温のエンジンオイルを使用して始動することができる。その結果、エンジンの始動性を向上させることができ、また、燃料消費量を低減することができる。
【００２８】
また、エンジンオイルは、高温（一般には１３０℃程度以上）になると劣化するので冷却する必要がある。本実施の形態のエンジンの潤滑装置では、オイルパン部１のオイル貯留室２の底部のエンジンオイルを低温に保ち、第１室２ａ内のエンジンオイルの温度が高くなり過ぎるとサーモスタット９が作動して第１室２ａ内に第２室２ｂの低温のエンジンオイルを流し、第１室２ａ内のエンジンオイルの温度を下げる。このため、エンジンオイルの劣化を抑制することができるが、その効果をより向上させるために、図４に示すように、オイルパン部１の外壁４の下面および側面に放熱用のフィン１０を取り付けても良い。これにより、第２室２ｂ内のエンジンオイルを効率的に冷却することができるので、エンジンオイルの劣化をより抑制することができる。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
本発明の内燃機関の潤滑装置および内燃機関は、オイルパン部のオイル貯留室内に、第１室と、その外周を囲むように隔壁を介して設けられた第２室と、第１室および第２室の上部にそれらの各室を連通する連通口とを備え、第１室の底部の隔壁に第１室内のエンジンオイルの温度に応じて開閉するサーモスタットを設置したことにより、エンジンの始動性の向上、燃料消費量の低減およびエンジンの耐久性の確保を実現できるので、自動車等の潤滑装置および内燃機関に利用できる。
【符号の説明】
【００３０】
１  オイルパン部
２  オイル貯留室
２ａ  第１室
２ｂ  第２室
２ｃ  連通口
４  外壁
５  隔壁
６  オイルストレーナ
９  サーモスタット
１０  フィン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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