(57)【要約】【解決手段】  冷却水通路１７のウォータジャケット１７ａと潤滑油供給通路１６の主供給通路１６Ａとにわたってヒートパイプ２８が設けられている。エンジンの暖機時にウォータジャケット１７ａ内の冷却水Ｗの温度が上昇すると、ヒートパイプ２８を介して主供給通路１６Ａ内の潤滑油６が速やかに昇温される。そして、該昇温された潤滑油６が各分岐通路１６Ｂを介してクランクシャフト７のジャーナル部７Ａ、ピン部７Ｂへ供給される。【効果】  潤滑油６が速やかに昇温されることでクランクシャフト７の摺動部分のフリクションロスが低減され、エンジンの燃費を向上させることができる。【選択図】  図２
2013204573.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
クランクシャフトの複数のジャーナル部を軸支する複数のメインベアリング部を有するエンジン本体と、潤滑油を貯溜するオイルパンと、上記エンジン本体に形成されて潤滑油が流通する潤滑油供給通路と、上記エンジン本体に形成されて冷却水が流通することによりエンジン本体を冷却する冷却水通路と、上記冷却水通路の入口とラジエータの冷却水出口とを接続して、冷却水をラジエータから冷却水通路へ流通させる供給通路と、上記冷却水通路の出口とラジエータの冷却水入口とを接続して、冷却水通路内で温度が上昇した冷却水をラジエータへ戻す還流通路とを備えて、
エンジンの作動中においては、上記オイルパン内の潤滑油を上記潤滑油供給通路を介して上記クランクシャフトの摺動部分へ供給するようにしたエンジンにおいて、
上記冷却水通路内で温度が上昇した冷却水の熱を上記潤滑油供給通路内の潤滑油へ伝熱する伝熱手段を設けて、エンジンの暖機時においては、上記伝熱手段を介して潤滑油供給通路内の潤滑油を昇温させることを特徴とするエンジン。
【請求項２】
上記潤滑油供給通路は、上記クランクシャフトの長手方向に沿って形成された主供給通路と、該主供給通路から分岐する分岐通路とを備えており、上記伝熱手段は、上記冷却水通路と上記潤滑油供給通路の主供給通路とにわたって設けられていることを特徴とする請求項１に記載のエンジン。
【請求項３】
上記エンジン本体はシリンダブロックとシリンダヘッドとを備えており、上記冷却水通路は、上記シリンダブロックに形成されたウォータジャケットと、上記シリンダヘッドに形成されたヘッド側通路とを備えており、上記伝熱手段は銅製のヒートパイプからなり、該ヒートパイプは上記ウォータジャケットと潤滑油供給通路の主供給通路とにわたって設けられていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のエンジン。
【請求項４】
上記ヒートパイプは全体として水平に設けられており、該ヒートパイプは、上記主供給通路内の潤滑油の温度上昇を抑制するオイルクーラーとしても機能することを特徴とする請求項３に記載のエンジン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はエンジンに関し、より詳しくは、暖機時においてエンジン本体で温まった冷却水の熱を利用して潤滑油を昇温させるようにしたエンジンに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、暖機時にエンジン本体からラジエータへ戻される冷却水の熱を利用して潤滑油を昇温させるようにしたエンジンは公知である（例えば特許文献１）。この特許文献１のエンジンは、暖機時においてはエンジン本体からラジエータへ流れる冷却水をオイルクーラーに流通させ、それにより熱交換器としてのオイルクーラーを介して潤滑油を昇温させるようになっている。
また、従来、トラスミッションの潤滑油を外部加熱源を用いて昇温させるようにした装置が提案されている（特許文献２）。この特許文献２の装置においては、潤滑油を流通させる複数の流体回路の連通状態を切り換える切換手段を備えており、暖機時においては、トランスミッションと外部加熱源とを連通させる流体回路に潤滑油を流通させることで、トランスミッションの潤滑油を昇温させるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２７１６４４号公報
【特許文献２】特開２０１０−２４９２５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、従来、エンジンの暖機時においては、エンジン内の摺動部の摩擦を低減させるためにオイルパン内の潤滑油を速やかに昇温させることが要望されている。
そこで、前述した特許文献１の装置においては、暖機時にオイルクーラーを介してオイルパン内の潤滑油を昇温させるように構成しているが、オイルパン内の潤滑油の温度が上昇するまでに時間が掛かるという欠点があった。
また、上記特許文献２の装置においても潤滑油全体を外部加熱源によって昇温させる構成となっているので、この特許文献２の装置をエンジン本体の暖機に用いたとしても潤滑油の温度が上昇するまでに時間が掛かるという欠点がある。
したがって、従来の装置においては暖機時のフリクションロスが大きくなり、ひいてはエンジンの燃費が低下するという欠点があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述した事情に鑑み、本発明は、クランクシャフトの複数のジャーナル部を軸支する複数のメインベアリング部を有するエンジン本体と、潤滑油を貯溜するオイルパンと、上記エンジン本体に形成されて潤滑油が流通する潤滑油供給通路と、上記エンジン本体に形成されて冷却水が流通することによりエンジン本体を冷却する冷却水通路と、上記冷却水通路の入口とラジエータの冷却水出口とを接続して、冷却水をラジエータから冷却水通路へ流通させる供給通路と、上記冷却水通路の出口とラジエータの冷却水入口とを接続して、冷却水通路内で温度が上昇した冷却水をラジエータへ戻す還流通路とを備えて、エンジンの作動中においては、上記オイルパン内の潤滑油を上記潤滑油供給通路を介して上記クランクシャフトの摺動部分へ供給するようにしたエンジンにおいて、
上記冷却水通路内で温度が上昇した冷却水の熱を上記潤滑油供給通路内の潤滑油へ伝熱する伝熱手段を設けて、エンジンの暖機時においては、上記伝熱手段を介して潤滑油供給通路内の潤滑油を昇温させることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００６】
このような構成によれば、エンジンの暖機時においては、伝熱手段を介して潤滑油供給通路内の潤滑油を速やかに昇温させることができ、該昇温された潤滑油をクランクシャフトの摺動部分へ供給することができる。そのため、暖機時におけるフリクションロスを低減させることができ、燃費が良好なエンジンを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の一実施例を示す構成図。
【図２】図１のＩＩ―ＩＩ線に沿う要部の断面図。
【図３】本発明の第２実施例を示す要部の断面図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、図示実施例について本発明を説明すると、図１ないし図２は自動車用エンジンの要部の構成を示したものである。図１ないし図２において、本実施例のエンジンのエンジン本体１は、シリンダブロック２とシリンダヘッド３とを備えており、シリンダブロック２の下部にクランクケース４が連結されており、さらにクランクケース４の下部にオイルパン５が連結されている。このオイルパン５内に潤滑油６としてのエンジンオイルが貯溜されている。
【０００９】
クランクケース４およびシリンダブロック２内にクランクシャフト７が設けられている。このクランクシャフト７の各ジャーナル部７Ａは、シリンダブロック２の各メインベアリング部２Ａとそこに連結されたベアリングキャップ１１およびそれら各部の内周面に装着されたすべり軸受１２によって回転自在に軸支されている。クランクシャフト７の各ピン部７Ｂにはコンロッド１３を介してピストン１４が連結されている。
本実施例のエンジンはシリンダ１５を４つ備えた４気筒のエンジンであり、従ってクランクシャフト７は、４箇所のピン部７Ｂと５箇所のジャーナル部７Ａを備えている。上記クランクシャフト７の各ジャーナル部７Ａを軸支するために、上記メインベアリング部２Ａは５箇所形成されており、それらの各箇所にベアリングキャップ１１が合計５個連結されている。
クランクシャフト７における各ジャーナル部７Ａと隣接位置の各ピン部７Ｂおよび各すべり軸受１２とにわたって、各部の軸心に対して傾斜させた図示しない給油通路が形成されている。
【００１０】
シリンダブロック２には、上記クランクシャフト７の摺動部であるジャーナル部７Ａおよびピン部７Ｂに潤滑油６を供給するための潤滑油供給通路１６が形成されている。この潤滑油供給通路１６は、クランクシャフト７の長手方向に沿ってシリンダブロック２に形成された主供給通路１６Ａと、この主供給通路１６Ａから分岐して各メインベアリング部２Ａの内周面に開口する分岐通路１６Ｂと、上記主供給通路１６Ａと上記オイルパン５内とを連通させ、かつ図示しないオイルポンプが設けられる導入通路とを備えている。なお、オイルポンプの駆動時においては、この潤滑油供給通路１６内に潤滑油６が常時導入された状態となっている。
そして、クランクシャフト７が回転されるエンジンの暖機時（作動時）においては、オイルパン５内の潤滑油６は、図示しないオイルポンプにより潤滑油供給通路１６の主供給通路１６A及び分岐通路１６Ｂを介してクランクシャフト７の摺動部となる各ジャーナル部７Ａへ供給されるとともに、前述したクランクシャフト７内の図示しない給油通路を経由してピン部７Ｂへも供給されるようになっている。
【００１１】
さらに、シリンダブロック２とシリンダヘッド３とにわたって冷却水通路１７が設けられており、この冷却水通路１７に冷却水Ｗを流通させることでエンジン本体１を冷却するようになっている。
冷却水通路１７は、シリンダブロック２に形成されたウォータージャケット１７ａとシリンダヘッド３に形成されたヘッド側通路１７ｂおよびそれらを連通させるための図示しないガスケットに穿設された複数の連通孔とから構成されている。そして、シリンダブロック２の側面に開口するウォータージャケット１７ａの端部が冷却水通路１７の入口１７Ａとなっており、シリンダヘッド３の側面に開口するヘッド側通路１７ｂの一端が冷却水通路１７の出口１７Ｂとなっている。
冷却水通路１７の入口１７Ａは、供給通路２１を介してラジエータ２２側の冷却水Ｗの吐出口２２Ａに接続されており、他方、冷却水通路１７の出口１７Ｂは、還流通路２３を介してラジエータ２２側の冷却水Ｗの吸入口２２Ｂへ接続されている。
シリンダブロック２に近い供給通路２１の途中には、エンジン作動時に作動されるウォータポンプＰが設けられており、エンジンの作動中においては、このウォータポンプＰによって冷却水Ｗが上記冷却水通路１７内へ給送されるようになっている。
【００１２】
さらに、冷却水通路１７の出口１７ＢとウォータポンプＰよりも少し上流の供給通路２１とにわたってバイパス通路２４が設けられている。バイパス通路２４の一端２４Ａは上記出口１７Ｂに接続されており、バイパス通路２４の他端２４Ｂは供給通路２１に接続されている。バイパス通路２４の途中には、自動車内の暖房源となるヒーターコア２５が設けられている。バイパス通路２４の他端２４Ｂと供給通路２１の接続箇所には冷却水Ｗの温度に応じて流路を第１位置と第２位置とに切り換えるサーモスタット２６が配置されている。
本実施例においては、上記サーモスタット２６によって、エンジンの作動後の暖機時と暖機の完了後において、冷却水Ｗの循環ルートを切り換えるようになっている。つまり、エンジンが作動されて暖機運転が開始されると、開始直後では冷却水Ｗの温度が所定温度よりも低いのでサーモスタット２６は第１位置となっている。そのため、サーモスタット２６の前後の供給通路２１の連通が阻止される一方、サーモスタット２６より下流の供給通路２１とバイパス通路２４が連通する。そのため、作動中のウォータポンプＰによって冷却水Ｗは、冷却水通路１７、バイパス通路２４およびサーモスタット２６より下流の供給通路２１を流通する第２循環ルートＲ２のみで循環する。つまり、エンジンの暖機時においては、両通路２１、２３とラジエータ２２を介する第１循環ルートＲ１では冷却水Ｗは循環しないようになっている。
そして、エンジンの暖機が終了して冷却水Ｗの温度が所定温度まで上昇すると、サーモスタット２６が第１位置から第２位置へ切り換えられる。そのため、暖機終了後においては、サーモスタット２６の前後の供給通路２１が連通する一方、供給通路２１とバイパス通路２４の他端２４Ｂとの連通が阻止される。そのため、暖機終了後においては、冷却水Ｗは、両通路２１、２３、冷却水通路１７およびラジエータ２２を介する第１循環ルートＲ１のみで循環し、前述した第２循環ルートＲ２では循環しないようになっている。このように、本実施例のエンジンは、バイパス通路２４とサーモスタット２６を備えることにより、暖機時には第２循環ルートＲ２で冷却水Ｗが循環し、暖機終了後においては第１循環ルートＲ１で冷却水Ｗが循環するようになっている。
【００１３】
しかして、本実施例は上述した構成を前提として、エンジン本体１の暖機時において潤滑油６の温度を速やかに上昇させるために冷却水通路１７と潤滑油供給通路１６とにわたって伝熱手段２７を追加したことが特徴である。本実施例においては、冷却水通路１７内で温度が上昇した冷却水Ｗの熱を伝熱手段２７により主供給通路１６Ａ内の潤滑油６へ伝熱することで、その位置の潤滑油６を直接に昇温させるようになっている。
伝熱手段２７は、全体としてコ字形をした銅製のヒートパイプ２８からなり、その内部は真空となっている。ヒートパイプ２８は、クランクシャフト７の長手方向に沿って伸びる一対の第１挿入部２８Ａと第２挿入部２８Ｂ、およびそれらの一端を接続する接続部２８Ｃから構成されている。
そして、ヒートパイプ２８の第１挿入部２８Ａは、上記冷却水通路１７のウォータジャケット１７ａに水平に挿入されており、他方、ヒートパイプ２８の第２挿入部２８Ｂは、潤滑油供給通路１６の主供給通路１６内に水平に挿入されている。なお、第１挿入部２８Ａの一端の外周部とそれをウォータジャケット１７Ａに貫通させた箇所には液密を保持する図示しないシール部材が装着されている。また、第１挿入部２８Ｂの長手方向両端の外周部と主供給通路１６内との間にも液密を保持するシール部材３１が装着されている。  
【００１４】
ヒートパイプ２８の第１挿入部２８Ａはウォータジャケット１７ａ内の冷却水Ｗに浸漬されており、他方、第２挿入部２８Ｂは主供給通路１６Ａ内の潤滑油６に浸漬されている。そのため、エンジンの作動中においては、ウォータジャケット１７ａ内の温まった冷却水Ｗの熱がヒートパイプ２８を介して主供給通路１６Ａ内の潤滑油６に伝熱されることで、該主供給通路１６内の潤滑油６が速やかに昇温されるようになっている。このように、本実施例においては、ヒートパイプ２８の第１挿入部２８Ａが受熱部となっており、他方、第２挿入部２８Ｂが放熱部となっている。そして、図２からも明らかなように、このヒートパイプ２８は、受熱部としての第１挿入部２８Ａの高さが放熱部である第２挿入部２８Ｂよりも低い状態に維持される、いわゆる「ボトムヒート」の配置となっている。このように、本実施例のヒートパイプ２８からなる伝熱手段２７は、ウォータジャケット１７ａ内で温まった冷却水Ｗの熱を主供給通路１６Ａ内の潤滑油６に直接伝熱して、該主供給通路１６Ａ内の潤滑油６を昇温させるようになっている。
【００１５】
以上の構成において、エンジンが作動されて暖機運転が開始されると、オイルパン５内の潤滑油６は図示しないポンプによって潤滑油通路１６を介してクランクシャフト７の摺動部であるジャーナル部７Ａ、ピン部７Ｂへ供給される。
エンジン作動に伴ってウォータポンプＰも作動されるが、エンジンの作動直後においては冷却水Ｗの温度が低いのでサーモスタット２６は第１位置となっている。そのため、冷却水Ｗは、バイパス通路２４と供給通路２１の一部および冷却水通路１７を経由する第２循環ルートＲ２のみで循環される。
そして、エンジン本体１の熱によって冷却水通路１７内の冷却水Ｗの温度は上昇し、該温まった冷却水Ｗの熱は伝熱手段２７としてヒートパイプ２８を介して主供給通路１６Ａの潤滑油６に伝熱される。これにより、主供給通路１６Ａ内の潤滑油６が速やかに昇温されてから各分岐通路１６Ｂを経由して各ジャーナル部７Ａとピン部７Ｂへ供給される。
【００１６】
前述した特許文献１の装置では、オイルパン内の潤滑油全体を加熱して、それをクランクシャフト等へ供給している。これに対して、本実施例においては、主供給通路１６Ａ内の潤滑油６をヒートパイプ２８によって直接加熱し、それを各ジャーナル部７Ａ、ピン部７Ｂへ供給するようにしている。そのため、速やかに昇温された潤滑油６が各ジャーナル部７Ａ、ピン部７Ｂへ供給されるので、暖機時におけるクランクシャフト７のフリクションロスを低減させることができ、燃費も向上させることができる。
なお、暖機運転が終了して冷却水Ｗの温度が所定温度まで上昇すると、サーモスタット２６が第１位置から第２位置へ切り換わる。そのため、暖機が終了すると、その後、冷却水Ｗは両通路２１、２３とラジエータ２２を経由する記第１循環ルートＲ１で循環するようになっている。そして、この暖機後のエンジン作動中においては、伝熱手段２７としてのヒートパイプ２８が主供給通路１６Ａ内の潤滑油６に対するオイルクーラーとして機能するので、クランクシャフト７のジャーナル部７Ａ、ピン部７Ｂに供給される潤滑油６が過剰に加熱されないようになっている。
【００１７】
次に、図３は本発明の第２実施例を示したものである。この第２実施例においては、伝熱手段２７を構成するヒートパイプ２８全体を同じ高さで水平となるように配置したことが特徴である。すなわち、ウォータジャケット１７ａに挿入された第１挿入部２８Ａの高さと、主供給通路１６Ａ内に挿入された第２挿入部２８Ｂの高さ、および接続部２８ｃは同じ高さに設定されており、従ってコ字形のヒートパイプ２８全体が同じ高さで水平となるようにエンジン本体１に配置されている。換言すると、この図３に示す実施例においては、ヒートパイプ２８はボトムヒートではない配置となっている。その他の構成は上述した第１の実施例と同じであり、それと対応する構成部分には同一の部材番号を付している。
このような実施例であっても、上述した第１の実施例と同等の効果を得ることが可能である。また、この図３の実施例においては、ヒートパイプ２８は、受熱部としての第１挿入部２８Ａと放熱部としての第２挿入部２８Ｂは同じ高さとなっている。そのため、ヒートパイプ２８のオイルクーラーとしての機能は、この図３の実施例の方が上記第１の実施例よりも効果が上がると考えられる。
【００１８】
なお、上述した実施例においては、ヒートパイプ２８における受熱部としての第１挿入部２８Ａをウォータジャケット１７ａ内に挿入しているが、第１挿入部２８Ａをヘッド側通路１７ｂに挿入するようにしても良い。さらに、第１挿入部２８Ａを冷却水通路１７の代わりにバイパス通路２４内に挿入するようにしても良い。そのような構成であっても、冷却水通路１７内で温まった冷却水Ｗの熱をヒートパイプ２８を介して主供給通路１６Ａ内の潤滑油６へ伝熱して、該主供給通路１６Ａ内の潤滑油６を昇温させることができる。
【符号の説明】
【００１９】
１‥エンジン本体                      ２Ａ‥メインベアリング部
５‥オイルパン                        ６‥潤滑油
７‥クランクシャフト                  ７Ａ‥ジャーナル部
１６‥潤滑油供給通路                  １６Ａ‥主供給通路
１７‥冷却水通路                      １７ａ‥ウォータジャケット
２１‥供給通路                        ２３‥還流通路
２７‥伝熱手段
【図１】
2013204573.tif 000003
【図２】
2013204573.tif 000004
【図３】
2013204573.tif 000005