(57)【要約】【解決手段】  排気管１８とエンジン本体１とにわたって、暖機時に潤滑油６を昇温させる銅製のヒートパイプ２３が設けられている。より詳細には、排気管１８には受熱部材２２が連結されており、この受熱部材２２にヒートパイプ２３の一端２３Ａが連結されている。ヒートパイプ２３の他端２３Ｂおよびその隣接部分である放熱部２３Ｃは、潤滑油６の通路である主供給通路１４Ａ内に挿入されている。【効果】  エンジンの暖機時には、排気ガスの熱が受熱部材２２とヒートパイプ２３を介して主供給通路１４Ａ内の潤滑油６へ伝導されるので、該潤滑油６が速やかに昇温される。暖機時のフリクションロスを低減させて、燃費が良好なエンジンを提供できる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
クランクシャフトを収容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上記クランクシャフトの長手方向に沿って形成されて潤滑油が流通する主供給通路と、上記主供給通路から分岐して形成されて潤滑油が流通する分岐通路と、エンジン本体に接続されて排気ガスを排出する排気手段とを備えて、上記オイルパン内の潤滑油を上記主供給通路および分岐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の暖機装置において、
上記排気手段から上記主供給通路にわたって伝熱手段を設けて、暖機時においては上記伝熱手段を介して排気ガスの熱を主供給通路内の潤滑油に伝導させて、該主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の暖機装置。
【請求項２】
上記伝熱手段は、排気ガスの熱が上記主供給通路内の潤滑油へ伝導される状態と伝導されない状態とに切り換え可能な断続機構を備えており、
上記排気手段から伝熱手段へ伝熱された温度が所定温度以上となったら、上記断続機構によって上記排気ガスの熱が上記主供給通路内の潤滑油へ伝導されないことを特徴とする請求項１に記載のエンジンの暖機装置。
【請求項３】
上記伝熱手段は、排気手段に取り付けられた受熱部材と、一端を上記受熱部材に連結されるとともに他端を含めた放熱部を上記主供給通路内に挿入される銅製のヒートパイプとを備えることを特徴とする請求項１に記載のエンジンの暖機装置。
【請求項４】
上記伝熱手段は、排気ガスの熱が上記ヒートパイプへ伝導される状態と伝導されない状態とに切り換え可能な断続機構を備えており、
上記受熱部材の温度が所定の温度以上となったら、上記断続機構によって上記受熱部材からヒートパイプへの熱の伝導が阻止されることを特徴とする請求項３に記載のエンジンの暖機装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はエンジンの暖機装置に関し、より詳しくは、排気ガス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の暖機装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、排気ガスを利用したエンジンの暖機装置が提案されている（例えば特許文献１）。
この特許文献１の装置においては、排気管の途中に昇降可能な可動管を設けるとともに、ヒートパイプの一端を上記可動管に貫入する一方、ヒートパイプの他端をオイルパンに貫入している。そして、暖機時においては、排気ガスの熱が上記ヒートパイプを介してオイルパン内の潤滑油に伝達されるので、該潤滑油が昇温されるようになっている。また、上記ヒートパイプは高さの低い側から高い側へ熱を伝導する性質を備えており、潤滑油の温度が上昇するとアクチュエータによって上記可動管とヒートパイプの一端が所定高さまで上昇されるようになっている。その際にはヒートパイプの他端はヒートパイプの一端よりも高さが低くなるので、ヒートパイプを介しての排気ガスの熱の伝導が阻止されて、潤滑油の温度の上昇が停止され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】実開昭６２−１９０８１５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分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。しかしながら、特許文献１の装置においては、暖機時にヒートパイプを介してオイルパン内の潤滑油を昇温させているので、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。したがって、上記従来の暖機装置においては、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、クランクシャフトを収容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上記クランクシャフトの長手方向に沿って形成されて潤滑油が流通する主供給通路と、上記主供給通路から分岐して形成されて潤滑油が流通する分岐通路と、エンジン本体に接続されて排気ガスを排出する排気手段とを備えて、上記オイルパン内の潤滑油を上記主供給通路および分岐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の暖機装置において、
上記排気手段から上記主供給通路にわたって伝熱手段を設けて、暖機時においては上記伝熱手段を介して排気ガスの熱を主供給通路内の潤滑油に伝導させて、該主供給通路内の潤滑油を昇温させるようにしたものである。
【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、伝熱手段を介して排気ガスの熱が主供給通路内の潤滑油に伝導されるので、該主供給通路内の潤滑油が速やかに昇温されてからクランクシャフトの摺動部分へ供給される。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、燃費の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要部の断面図。
【図２】一部を断面で示した図１の要部の左側面図。
【図３】図１の要部の作動状態を示す拡大図。
【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を示したものである。図１ないし図２において、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内にエンジンオイルとしての潤滑油６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１１が設けられており、クランクシャフト１１の各ジャーナル部１１Ａはシリンダブロック２のメインベアリング部２Ａによって回転自在に軸支されている。クランクシャフト１１の各ピン部１１Ｂにはコンロッド１２を介してピストン１３が連結されている。
図示は省略するが、クランクシャフト１１の各ジャーナル部１１Ａとそれらの隣接位置の各ピン部１１Ｂにわたって、各部の軸心に対して斜めに傾斜させた給油通路が形成されている。他方、シリンダブロック２には、上記クランクシャフト１１の摺動部分に潤滑油６を給油するための潤滑油供給通路１４が形成されている。
この潤滑油供給通路１４は、クランクシャフト１１の長手方向に沿ってシリンダーブロック２に形成された主供給通路１４Ａと、この主供給通路１４Ａ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１４Ｂと、上記主供給通路１４Ａ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、オイルポンプの作動時においては、潤滑油供給通路１４内には潤滑油６が常時導入された状態となっている。
【００１０】
そして、クランクシャフト１１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、上記図示しない導入通路および作動状態のオイルポンプを介して上記主供給通路１４Ａへ給送された後に、各分岐通路１４Ｂを介してメインベアリング部２Ａおよび上記クランクシャフト１１のジャーナル部１１Ａへ供給される。そして、クランクシャフト１１の回転に伴って、上記各分岐通路１４Ｂから供給された潤滑油６はクランクシャフト１１内の給油通路を経由してクランクシャフト１１の摺動部となる各ジャーナル部１１Ａ、ピン部１１Ｂへ供給されるようになっている。
また、エンジンの暖機時（作動時）においては、シリンダ１５内の燃焼ガスは、シリンダヘッド３の排気口３Ａとそこに接続された排気手段１６を介して排出されるようになっている。この排気手段１６は、各分岐端１７Ａを各シリンダ１５の排気口３Ａに接続されたエキゾーストマニホールド１７と、エキゾーストマニホールド１７の外方端１７Ｂに接続された排気管１８とを備えている。
【００１１】
しかして、本実施例は上述した構成のエンジンを前提として、エンジン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、排気手段１６と潤滑油供給通路１４とにわたって伝熱手段２１を設けたことが特徴である。
すなわち、エキゾーストマニホールド１７の外方端１７Ｂと排気管１８の一端１８Ａとの接続箇所にフランジ状の受熱部材２２を介在させてあり、それらの部材は複数の連結ボルト１９により一体に連結されている。
【００１２】
受熱部材２２は伝熱性がある部材からなり、この受熱部材２２には下方に向けて伸びる延長部２２Ａが形成されている。
そして、この延長部２２Ａの下端にヒートパイプ２３の一端２３Ａが連結されている。ヒートパイプ２３は、その内部が真空となった銅製で中空のパイプである。
このヒートパイプ２３の途中は、受熱部材２２の延長部２２Ａの位置からシリンダブロック２の外壁面に沿って水平方向へ伸びてからＵ字状に折り曲げられ、その後、他端２３Ｂを含めた隣接する直線状部分からなる放熱部２３Ｃが上記主供給通路１４Ａ内の略全域内に挿入されている。
受熱部材２２は、エキゾーストマニホールド１７の外方端１７Ｂと排気管１８の一端１８Ａとの間に挟持されているので、エンジンが作動されてシリンダ１５内の排気ガスが排気手段１６を介して排気される際には、エキゾーストマニーホールド１７、受熱部材２２および排気管１８が排気ガスの熱によって加熱される。そして、排気ガスによって加熱された受熱部材２２の熱がヒートパイプ２３およびその放熱部２３Ｃとを介して、主供給通路１４Ａ内の潤滑油に伝導されるようになっている。
【００１３】
このように、上記受熱部材２２とその延長部２２Ａが排気ガスによって加熱された際には、排気ガスの熱はヒートパイプ２３を介してその放熱部２３Ｃへ伝達され、さらに、放熱部２３Ｃの熱は主供給通路１４Ａ内の潤滑油へ伝導されて、該潤滑油が速やかに昇温されるようになっている。
この際の伝熱経路は、図２に想像線で示したとおりである。このように、本実施例においては、シリンダヘッド３の主供給通路１４Ａ内の潤滑油６をヒートパイプ２３の放熱部２３Ｃによって直接加熱するようにしている。そのため、エンジンの暖機時においては、ヒートパイプ２３の放熱部２３Ｃによって昇温させた主供給通路１４Ａ内の潤滑油６が各分岐通路１４Ｂを介して前述したクランクシャフト１１の摺動部分へ速やかに供給されるようになっている。
【００１４】
また、本実施例においては、シリンダーブロック２の主供給通路１４Ａの高さ位置に対して、受熱部材２２の延長部２２Ａの高さは低くなるように構成されている。そのため、ヒートパイプ２３の一端２３Ａは、ヒートパイプ２３の他端２３Ｂ側となる放熱部２３Ｃよりも高さが低い状態に維持されている。
このように、本実施例のヒートパイプ２３は、受熱部となる一端２３Ａが放熱部２３Ｃよりも高さが低くなる、いわゆる「ボトムヒート」の配置となっている。
【００１５】
さらに、本実施例においては、排気ガスの熱をヒートパイプ２３に伝導する状態と伝導しない状態とに切り換え可能な断続機構２４を上記延長部２２Ａに近接させて設けている（図１参照）。
すなわち、図示しないブラケットに固定されたソレノイド２５を上記延長部２２Ａの隣接位置に対向させて配置してあり、このソレノイド２５の可動軸２５Ａの先端に断面台形となる伝熱部材２６を取り付けている。この伝熱部材２６は、熱伝導率が高く、かつ耐熱性を有する部材から構成されている。
【００１６】
一方、上記伝熱部材２６の断面形状に合わせて、この伝熱部材２６の対向位置となる延長部２２Ａには、断面台形の空間からなる切断部２２Ｂが形成されている。つまり、この切断部２２Ｂによって、その上下位置の延長部２２Ａが分離されている。
そして、切断部２２Ｂよりも下方の延長部２２Ａには、温度センサー２７が取り付けられており、この温度センサー２７によって検出された延長部２２Ａの温度、すなわちヒートパイプ２３の一端２３Ａの温度は図示しない制御手段へ伝達されるようになっている。
上記ソレノイド２５は、制御手段によって作動を制御されるようになっており、制御手段によってソレノイド２５が作動されていない状態では、ソレノイド２５の伝熱部材２６は切断部２２Ｂに嵌合されて密着した状態となっている（図１に示す状態）。つまり、この状態であれば、排気ガスの熱は受熱部材２２、伝熱部材２６を介してヒートパイプ２３に伝導されるようになっている。
【００１７】
他方、受熱部材２２の温度は上記温度センサー２７によって検出されて制御手段に伝達されるようになっている。そして、温度センサー２７が検出した延長部２２Ａの温度、つまり、ヒートパイプ２３の一端２３Ａの温度が所定温度となると、制御手段は上記ソレノイド２５を作動させるようになっている。その際には可動軸２５Ａにより伝熱部材２６が後退されて、それまで接触していた切断部２２Ｂから分離する（図３参照）。これにより、排気ガスの熱は受熱部材２２からヒートパイプ２３へ伝導されなくなる。つまり、ヒートパイプ２３の放熱部２３Ｃによる主供給通路１４Ａ内の潤滑油６の加熱は停止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２３の放熱部２３Ｃによる主供給通路１４Ａ内の潤滑油６が加熱され過ぎるのを防止するために断続機構２４が設けられており、従って、潤滑油６が所定の温度以上に昇温されないようになっている。
上述した説明から理解できるように、本実施例の伝熱手段２１は、受熱部材２２、ヒートパイプ２３、温度センサー２７および断続機構２４から構成されている。
【００１８】
以上の構成において、エンジンの非作動状態においては、図１に示すように断続機構２４のソレノイド２５は作動されていないので、伝熱部材２６は受熱部材２２の切断部２２Ｂに嵌合して接触した状態となっている。
この状態からエンジンが作動されて暖機が開始されると、オイルパン５内の潤滑油６は図示しないオイルポンプによって潤滑油通路１４を介してクランクシャフト１１の摺動部分へ供給される。その際に、排気ガスの熱はヒートパイプ２３の放熱部２３Ｃへ伝導されるので、該放熱部２３Ｃによって主供給通路１４Ａ内の潤滑油が直接昇温される。そのため、主供給通路１４Ａ内で速やかに昇温された潤滑油６が分岐通路１４Ｂを経由してクランクシャフト１１の摺動部分へ供給される。
このように、速やかに昇温された潤滑油６がクランクシャフト１１における各ジャーナル部１１Ａおよび各ピン部１１Ｂへ供給される。そのため、本実施例においては、暖機時におけるフリクションロスを小さくすることが可能となり、ひいてはエンジンの燃費を向上させることができる。上述したように、特許文献１の装置においては、オイルパン内の潤滑油を昇温させてからそれをクランクシャフトの摺動部分へ供給しているのに対して、本実施例においては、シリンダブロック２の主供給通路１４Ａ内の潤滑油を昇温させて、それを近接位置の各ジャーナル部１１Ａへ供給するようにしている。そのため、本実施例においては、上記特許文献１の装置よりも暖機時のフリクションロスを低減させることができ、特許文献１の装置より燃費は良好となる。
また、エンジンの暖機開始後において、温度センサー２７によって検出したヒートパイプ２３Ａの一端２３Ａの温度が所定の温度以上となると、図示しない制御手段はソレノイド２５を作動させるので、その可動軸２５Ａが後退される（図３参照）。それにより、伝熱部材２６が切断部２２Ｂから離隔するので、受熱部材２２からヒートパイプ２３への熱の伝導が停止され、従って、所定の温度以上に潤滑油６が昇温されることはない。
【００１９】
なお、上記実施例における断続機構２４は必須の構成ではなく、それを省略しても良い。つまり、伝熱手段２１を、上記受熱部材２２とヒートパイプ２３とで構成しても良い。
【００２０】
さらに、伝熱効率を考慮すると、上記ヒートパイプ２３の受熱部と放熱部間の長さが短いことが好ましく、さらにヒートパイプ２３は出来るだけ熱伝導率が大きいことが好ましい。
また、上述した実施例においては断続機構２４を設けて、排気ガスの熱がヒートパイプ２３に伝導される状態とされない状態とに切り換え可能に構成されているが、このような機械的な構成を採用する代わりに、受熱部材２２として特殊な材料を採用してもよい。例えば、温度の上昇による化学変化や相変化によって熱抵抗が増加する特殊な材料を上記受熱部材２２として用いても良い。この場合には、排気ガスの熱によって受熱部材２２が加熱された際に該受熱部材２２の熱抵抗が増加する。それにより、受熱部材２２を介してヒートパイプ２３への熱の伝導が抑制されることになるので、上述した断続機構２４を用いた場合と同等の効果を得ることが可能である。
【符号の説明】
【００２１】
１‥エンジン本体                      ５‥オイルパン
６‥潤滑油                            １１‥クランクシャフト
１４‥潤滑油供給通路                  １４Ａ‥主供給通路
２１‥伝熱手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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