(57)【要約】【課題】潤滑油の油温を常に適切に維持する内燃機関の潤滑装置を提供する。【解決手段】エンジン内部に潤滑油を循環させることで可動部を潤滑する潤滑系を備えた内燃機関に設けられる。潤滑油の循環経路中に、内部の発熱体によって潤滑油を温める昇温装置４０を備え、昇温装置は、内燃機関とは異なる作動源によって作動する。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジン内部に潤滑油を循環させることで可動部を潤滑する潤滑系を備えた内燃機関に設けられる潤滑装置であって、
潤滑油の循環経路中に、内部の発熱体によって潤滑油を温める昇温装置を備え、
前記昇温装置は、前記内燃機関とは異なる作動源によって作動することを特徴とする内燃機関の潤滑装置。
【請求項２】
前記昇温装置は、内部に潤滑油の循環経路が形成された潤滑油冷却用の熱交換器に設けられることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の潤滑装置。
【請求項３】
潤滑油温度が所定値よりも低い場合には前記昇温装置を作動させ、潤滑油温度が所定値以上になった場合に前記昇温装置を停止させることを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の潤滑装置。
【請求項４】
前記熱交換器は、内部にエンジン冷却用の冷却水の循環経路と、前記潤滑油と前記冷却水との間で熱を伝播する熱交換部材とを備え、
前記昇温装置は、前記発熱体が前記熱交換部材に近接するように、前記熱交換器に設けられることを特徴とする請求項２又は３に記載の内燃機関の潤滑装置。
【請求項５】
冷却水温度が所定値以上になった場合に前記昇温装置を停止させることを特徴とする請求項４に記載の内燃機関の潤滑装置。
【請求項６】
前記昇温装置は、作動源がバッテリであることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の内燃機関の潤滑装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動二輪車等の車両におけるエンジンに対して好適な内燃機関の潤滑装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１に開示されるようにエンジンオイル等の潤滑油とエンジン冷却水との間で熱交換を行い、潤滑油の油温が高くなり過ぎないように冷却する水冷式オイルクーラを設ける構造が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３８２３５３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述の従来装置のような水冷式オイルクーラを装備したエンジンにおいて、低温の環境下で低負荷の運転を続けるとエンジンオイルが過冷却となり、油温が十分に上昇せず、そのままでは燃焼により発生した水蒸気が蒸発せずにエンジンオイルに混入したままになる。そして、この状態で運転し続けるとエンジン内部の潤滑不良の原因となる。
また、エンジン始動直後は油温が十分に上昇しておらず、このためエンジンオイルの粘性が高くなり、メカニカルロスが大きくなるばかりか燃費の悪化を招来する等の原因となる。
【０００５】
本発明はかかる実情に鑑み、潤滑油の油温を常に適切に維持する内燃機関の潤滑装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明による内燃機関の潤滑装置は、エンジン内部に潤滑油を循環させることで可動部を潤滑する潤滑系を備えた内燃機関に設けられる潤滑装置であって、潤滑油の循環経路中に、内部の発熱体によって潤滑油を温める昇温装置を備え、前記昇温装置は、前記内燃機関とは異なる作動源によって作動することを特徴とする。
【０００７】
また、本発明の内燃機関の潤滑装置において、前記昇温装置は、内部に潤滑油の循環経路が形成された潤滑油冷却用の熱交換器に設けられることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の内燃機関の潤滑装置において、潤滑油温度が所定値よりも低い場合には前記昇温装置を作動させ、潤滑油温度が所定値以上になった場合に前記昇温装置を停止させることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の内燃機関の潤滑装置において、前記熱交換器は、内部にエンジン冷却用の冷却水の循環経路と、前記潤滑油と前記冷却水との間で熱を伝播する熱交換部材とを備え、前記昇温装置は、前記発熱体が前記熱交換部材に近接するように、前記熱交換器に設けられることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の内燃機関の潤滑装置において、冷却水温度が所定値以上になった場合に前記昇温装置を停止させることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の内燃機関の潤滑装置において、前記昇温装置は、作動源がバッテリであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、エンジンとは独立して作動可能な昇温装置を設けることで、エンジンや冷媒の状態に関係なく潤滑油を昇温することができる。そして、いち早く潤滑油を適温にすることができ、メカニカルロスが低減されて燃費向上等に寄与する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態に係るエンジンユニットの左側面図である。
【図２】本発明の実施形態に係るエンジンユニットの右側面図である。
【図３】本発明の実施形態に係るエンジンユニットの正面図である。
【図４】本発明の実施形態に係るエンジンユニットの底面図である。
【図５Ａ】本発明の内燃機関の潤滑装置に係るオイルクーラの斜視図である。
【図５Ｂ】本発明の内燃機関の潤滑装置に係るオイルクーラの斜視図である。
【図６】本発明の内燃機関の潤滑装置に係るオイルクーラの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面に基づき、本発明における内燃機関の潤滑装置の好適な実施の形態を説明する。
本発明の実施形態において本発明を自動二輪車に適用した例とする。なお、以下の説明中で用いる各図において、必要に応じて車両の前方を矢印Ｆｒにより、車両の後方を矢印Ｒｒにより示し、また、車両の側方右側を矢印Ｒにより、車両の側方左側を矢印Ｌにより示す。
【００１５】
図１は本発明の適用例を示すエンジンユニット１０の左側面図、図２はエンジンユニット１０の右側面図である。なお、図示を省略するが、エンジンユニット１０は、鋼製あるいはアルミニウム合金材でなる車体フレームに設定されている複数のエンジンマウントにより当該自動二輪車の略車両中央部に搭載支持される。本実施形態において、エンジンユニット１０は後述するように例えば水冷式４サイクルのＶ型ツインエンジンを有する。
【００１６】
図２〜図４を参照して、エンジンユニット１０の基本的構成について説明する。なお、図３はエンジンユニット１０の正面図、図４は同底面図である。本実施形態では前述のように、車両の前後に沿ってＶ字状に一対の気筒が配置されたＶ型ツインエンジンを搭載する。エンジンの基部において左右方向に水平支持されるクランクシャフト１１を収容するクランクケース１２を有し、クランクケース１２の上方に一方の前気筒１３が前傾して結合すると共に、他方の後気筒１４が後傾して結合する。
前気筒１３及び後気筒１４ともクランクケース１２からシリンダブロック１５、シリンダヘッド１６及びシリンダヘッドカバー１７が順次重なるように一体的に結合する。Ｖバンクを形成する前気筒１３及び後気筒１４の前後バンクによる挟み角（バンク角）は、典型的には９０°であるが、これよりも小さいバンク角も可能である。
【００１７】
クランクシャフト１１の左軸端側にはクランクケース１２に隣接して、マグネトカバー１８により覆われるマグネト室１９が設けられる。また、クランクシャフト１１の右軸端側且つ後側にはクランクケース１２に隣接して、クラッチカバー２０により覆われるクラッチ室２１が設けられる。クランクケース１２の後部にはトランスミッションケース２２が一体的に形成され、このトランスミッションケース２２内に図示しないカウンタシャフトや複数のトランスミッションギヤが配設される。クランクケース１２の底部にはオイルパン２３が付設される。クランクケース１２やトランスミッションケース２２は一体的に結合し、全体としてエンジンユニット１０のケーシングアセンブリを構成する。このように構成されるＶ型ツインエンジンは複数のエンジンマウントを介して車体フレームに懸架されることで車体フレームの内側に一体的に結合支持される。
【００１８】
エンジンユニット１０の動力はクランクケース１２内のクランクシャフト１１からトランスミッションケース２２内のトランスミッションを経て最終的に、その出力端であるドライブスプロケットへ伝達される。このドライブスプロケットが動力伝達用のチェーンを介してドリブンスプロケット、従って後輪を回転駆動するようになっている。
【００１９】
エンジンユニット１０には更に、なお詳細図示を省略するが、エアクリーナ及び燃料供給装置からそれぞれ供給される空気（吸気）及び燃料でなる混合気を供給する吸気系、燃焼後の排気ガスをエンジンから排出する排気系、エンジンを冷却する冷却系及びエンジンの可動部を潤滑する潤滑系、更にはそれらを作動制御する制御系（ＥＣＵ；Engine Control Unit）が付属する。制御系の制御により複数の機能系が上述の補機類等と協働し、これによりエンジンユニット１０全体として円滑作動が遂行される。
【００２０】
上記の場合、より具体的には吸気系において前気筒１３のシリンダヘッド１６の後側には吸気口（吸気ポートもしくはインテークポート）が開口し、この吸気口に吸気管（インテークパイプ）を介してスロットルボディ２４が接続される。後気筒１４のシリンダヘッド１６の前側には同様に吸気口が開口し、この吸気口に吸気管を介してスロットルボディ２４が接続される。この例では前気筒１３の吸気口及び後気筒１４の吸気口ともＶバンク内に設けられ、そのＶバンクの上方中央部に配置されたエアクリーナのエアクリーナボックスから、それぞれのスロットルボディ２４を介して清浄化された空気が供給される。
【００２１】
各スロットルボディ２４にはその内部に形成されている吸気通路を、アクセル開度に応じて開閉するスロットルバルブ（図示せず）が装着され、エアクリーナから送給されてくる空気の流量が制御される。なお、それらのスロットルバルブ２４を機械式又は電気もしくは電磁式に駆動するバルブ駆動機構を有している。一方、それぞれのスロットルボディ２４にはスロットルバルブの下流側に燃料噴射用のインジェクタが配置され、これらのインジェクタに対して燃料ポンプによって燃料タンク内の燃料が供給される。この場合、各インジェクタは上述の制御系の制御により所定タイミングでスロットルボディ２４内の吸気流路に燃料を噴射し、これにより前気筒１３及び後気筒１４のそれぞれ燃焼室に所定空燃比の混合気が供給される。
【００２２】
次に、排気系において前気筒１３及び後気筒１４での燃焼ガスをエンジンから排出する排気装置を有する。排気装置において、前気筒１３のシリンダヘッド１６の前側には排気口（排気ポートもしくはエキゾーストポート）が開口し、この排気口に排気管（エキゾーストパイプ）２５が接続される。また、後気筒１４のシリンダヘッド１６の後側には同様に排気口が開口し、この排気口に排気管２５が接続される。なお、本例では前気筒１３及び後気筒１４のそれぞれ排気管２５は下流側で相互に接続される。
【００２３】
また、冷却系において、シリンダブロック１５を含むシリンダの周囲には冷却水が循環するように形成されたウォータジャケットが構成される。図１及び図２等に示すように、ウォータジャケットを含むエンジンに送給される冷却水を冷却するラジエータ２６を装備する。ラジエータ２６は走行風を当てることにより、内部を流通する冷却水の熱を放散させるが、この例では図３のように正面視で車体幅方向に長辺を有する長方形を呈し、車体フレームのステアリングヘッドパイプの下端付近からシリンダヘッドカバー１７の前方付近まで、適度に前傾姿勢で車体フレームにより支持される。また、冷却系に冷却水を循環させるためのウォータポンプ２７（図２において概略位置を示す）をクランクケース１２に内蔵し、シリンダ、ラジエータ２６及びウォータポンプ２７は冷却水ホースにより相互に接続される。
【００２４】
ウォータポンプ２７にはラジエータ２６から、冷却された冷却水が冷却水ホース２８を介して供給される。ウォータポンプ２７は、ラジエータ２６で冷却された冷却水を吐出して、ウォータジャケット内を流通させ、これによりエンジンが冷却される。ウォータジャケット内を流通した冷却水は冷却水ホース２９を介して、ラジエータ２６へ送給される。ラジエータ２６ではエンジンから送給された冷却水を冷却し、再び冷却水ホース２８を介してウォータポンプ２７へ供給する。
【００２５】
更に、潤滑系においてクランクシャフト１１や前気筒１３及び後気筒１４のそれぞれシリンダヘッド１６内に構成される動弁装置、そしてそれらを連結するカムチェーン、トランスミッション等々が含まれる。本実施形態において潤滑系に対して、通常のオイルポンプを使用するが、このオイルポンプはクランクケース１２に内蔵され、オイルパン２３から吸い上げた潤滑油を潤滑系に送給する。
【００２６】
潤滑系において、オイルパン２３にはオイルストレーナが配設されており、このオイルストレーナを介してオイルパン２３内の潤滑油がオイルポンプへと吸い込まれる。なお、オイルポンプは、クランクシャフト１１を駆動源として回転駆動される。オイルパン２３内のオイルは吸込口から吸い上げられ、オイルポンプへ供給され、オイルポンプから吐出される潤滑油は先ず熱交換器であるオイルクーラ３０に供給される。オイルクーラ３０で冷却された潤滑油はオイルフィルタ３１へ送給され、オイルフィルタ３１は更にその下流側でオイル通路を介してメインギャラリへと接続される。なお、メインギャラリはクランクケース１２の底部付近において左右方向に延設され、このメインギャラリからは、クランクシャフト１１や動弁装置等を含む潤滑系へ潤滑油を送給するために複数の潤滑油通路が分岐する。
【００２７】
オイルクーラ３０はクランクケース１２の前側下部に取り付けられ、その前部に、オイルフィルタ３１が一体化するかたちで結合固定される。ここで、オイルクーラ３０は冷媒としてラジエータ２６で冷却された冷却水を用いる。図２及び図３等に示されるように冷却水ホース２８の途中適所とオイルクーラ３０の冷却水通路が接続管３２を介して接続され、冷却水が供給される。また、オイルクーラ３０の上記の冷却水通路とウォータポンプ２７が接続管３３を介して接続され、冷媒として使用された冷却水がウォータポンプ２７側へ還流される。
【００２８】
図５Ａ及び図５Ｂは、オイルクーラ３０の外観構成を示している。オイルクーラ３０は概略円環状を呈し、その円環内部に潤滑油が流通する後述するコア部を有すると共に、そのコア部の周囲を冷却水が流通するようにした冷却水通路を有する。冷却水の流入口３４及び流出口３５が付設され、接続管３２が接続される流入口３４から流入した冷却水が、矢印ようにオイルクーラ３０のケーシング内で周回するように流通し、その後、接続管３３が接続される流出口３５から冷却水が流出するようになっている。
【００２９】
本発明において特に、潤滑系を構成する潤滑装置は、潤滑油の循環経路中に昇温装置を備える。この昇温装置は後述のように、内部にエンジン冷却用の冷媒の循環経路が通路するようした潤滑油用の熱交換器、即ちオイルクーラ３０に設けられる。
ここで、オイルクーラ３０の具体的な構成例を説明する。図６は、本実施形態におけるオイルクーラ３０の断面構造を示している。オイルクーラ３０は概略円環状もしくはドーナッツ状のケーシング３６内に、所定形状にプレス成形された複数のプレート３７ａが積層されてなるコア部３７を有し、オイルポンプから供給された潤滑油がコア部３７内で図６の矢印Ａのように流れる。ケーシング３６内でコア部３７の外周に沿って冷却水通路（図示せず）が形成されており、この冷却水通路内を冷却水が流通することで、コア部３７内の潤滑油が冷却される。
【００３０】
オイルクーラ３０の前部に結合されたオイルフィルタ３１に、オイルクーラ３０から潤滑油が送給される。オイルクーラ３０には例えば図５Ｂに示すようにコア部３７を流通した潤滑油の流出口３８が形成されており、この流出口３８から図６にも示すように矢印Ｂのように潤滑油がオイルフィルタ３１へと流入する。オイルフィルタ３１へ流入して浄化された潤滑油は、図５Ｂ及び図６の矢印Ｃのようにオイルクーラ３０のケーシング３６の中央部に形成された潤滑油通路３９を通って、上述したメインギャラリへ送給される。
【００３１】
オイルクーラ３０のコア部３７の多層構造を形成するプレート３７ａ相互間には、図６のように昇温装置を構成する電熱ヒータ４０が配設される。この電熱ヒータ４０は具体的には電熱線により構成され、ケーシング３６内を流通する潤滑油及び冷却水に対して液密性を保持して装着される。この場合、複数のプレート３７ａが積層されてなるコア部３７内に電熱ヒータ４０が実質的に満遍なく配設され、コア部３７をむらなく均等に加熱することができる。電熱ヒータ４０は車載のバッテリに接続され、該バッテリを電源として発熱する。電熱ヒータ４０に対する電源の供給は、後述するように潤滑油あるいは冷却水の温度に基づき、ＥＣＵによりＯＮ・ＯＦＦ制御することができる。
【００３２】
上記の場合、冷却系における冷却水の温度を検出する冷却水温度センサを有し、この冷却水温度センサによる冷却水温度の検出信号がＥＣＵへ送られる。この冷却水温度センサは例えば、オイルクーラ３０に冷媒としての冷却水を供給するための冷却水ホース２８あるいはオイルクーラ３０の冷却水通路の途中適所等に設置される。また、潤滑系における潤滑油の温度を検出する潤滑油温度センサを有し、この潤滑油温度センサによる潤滑油温度の検出信号がＥＣＵへ送られる。この潤滑油温度センサは例えば、オイルパン２３あるいは該オイルパン２３からオイルクーラ３０への潤滑油通路の途中適所等に設置される。
【００３３】
本発明による内燃機関の潤滑装置の基本動作において、オイルポンプが作動してオイルストレーナを介してオイルパン２３内の潤滑油が吸い上げられる。オイルポンプから吐出された潤滑油は先ずオイルクーラ３０に供給され、オイルクーラ３０で冷却された潤滑油はオイルフィルタ３１へ送給される。潤滑油はオイルフィルタ３１からメインギャラリへと供給され、その後、メインギャラリからクランクシャフト１１や動弁装置等を含む潤滑を要する可動部へと供給される。
【００３４】
本発明において特に、エンジンとは独立して作動可能な昇温装置を設けることで、エンジンや冷媒の状態に関係なく潤滑油を昇温することができる。例えば低温低負荷走行時や寒冷条件下の始動時においても、いち早く潤滑油を適温にすることができ、メカニカルロスが低減されて燃費向上になると共に、クランクケース１２内の水分の気化を促進して潤滑油を良好な状態に保持することができる。
【００３５】
潤滑油の温度は潤滑油温度センサにより検出され、また冷却水の温度は冷却水温度センサにより検出され、それらの検出信号がＥＣＵへ送られ、即ち潤滑油の温度及び冷却水の温度は常に監視されている。検出された潤滑油の温度が所定値よりも低い場合にはＥＣＵは電熱ヒータ４０をＯＮさせ、これによりケーシング３６内を流通する潤滑油が加熱されて昇温する。一方、潤滑油の温度が所定値以上になった場合にＥＣＵは電熱ヒータ４０をＯＦＦさせ、このように潤滑油が適温に保持される。
【００３６】
また、潤滑油を冷却水によって冷却するオイルクーラ３０に電熱ヒータ４０を設けることで、潤滑油と共に冷却水をも昇温可能になる。始動時等においてそれら双方をいち早く適温にすることができる。
この場合、潤滑油の温度が高温になった場合には、より低温の冷却水によって潤滑油が冷却され、潤滑油を適温に保つことができる。
【００３７】
更に、冷却水の温度が所定値以上になった場合には電熱ヒータ４０を停止させ、冷却水による潤滑油の温度上昇を抑えることができる。このように潤滑油の温度を常に適切に維持管理することができる。
【００３８】
以上、本発明を種々の実施形態と共に説明したが、本発明はこれらの実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の範囲内で変更等が可能である。
本発明は、自動二輪車の例に限らず、冷却水を循環させて冷却する冷却系と可動部を潤滑する潤滑系を備えた内燃機関に対して有効に適用可能である。
【符号の説明】
【００３９】
１０  エンジンユニット、１１  クランクシャフト、１２  クランクケース、１３  前気筒、１４  後気筒、１５  シリンダブロック、１６  シリンダヘッド、１７  シリンダヘッドカバー、２３  オイルパン、２４  スロットルボディ、２５  排気管、２６  ラジエータ、２７  ウォータポンプ、２８，２９  冷却水ホース、３０  オイルクーラ、３１  オイルフィルタ、３２，３３  接続管、３４  流入口、３５  流出口、３６  ケーシング、３７  コア部３７、３８  流出口、３９  潤滑油通路、４０  電熱ヒータ。
【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５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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