特許 7392555 エンジンのオイルクーラの振動低減構造

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-11-28

(45)【発行日】2023-12-06

(54)【発明の名称】エンジンのオイルクーラの振動低減構造

(51)【国際特許分類】

   F01M 11/03 20060101AFI20231129BHJP

   F01P 11/08 20060101ALI20231129BHJP

   F16F 15/02 20060101ALI20231129BHJP

   F02B 77/00 20060101ALI20231129BHJP

【ＦＩ】

F01M11/03 C

F01P11/08 B

F16F15/02 C

F02B77/00 B

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2020065896

(22)【出願日】2020-04-01

(65)【公開番号】P2021161988

(43)【公開日】2021-10-11

【審査請求日】2023-02-21

(73)【特許権者】

【識別番号】000003137

【氏名又は名称】マツダ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001427

【氏名又は名称】弁理士法人前田特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】福田 絢涼

(72)【発明者】

【氏名】中尾 翔太

【審査官】津田 真吾

(56)【参考文献】

【文献】特開平６－１５９０３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭５９－１２６１１７（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２００５－４８７２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】中国実用新案第２０３３６２２５９（ＣＮ，Ｕ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ０１Ｍ １１／０３

Ｆ０１Ｐ １１／０８

Ｆ１６Ｆ １５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

オイルフィルタと、
前記オイルフィルタよりも重いオイルクーラと、
エンジン本体おける前後左右いずれかの壁部に取り付けられ、前記オイルクーラ及び前記オイルフィルタを支持するブラケットと、
第１動吸振器と、を備え、
前記ブラケットは、
前記壁部に取り付けられ、水平方向のうち該壁部に沿う方向である第１方向に延びる取付部と、
前記取付部に交差した状態で接続し、前記壁部から離れる方向に延出する延出部と、を有し、
前記延出部は、前記第１方向一方側において前記オイルクーラを支持する一方、該第１方向他方側において前記オイルフィルタを支持しており、
前記第１動吸振器は、
前記延出部に固定された第１固定部と、
重心が前記第１方向において前記オイルクーラに重なる位置に配置された第１質量部と、
前記第１固定部と前記第１質量部とを連結する弾性を有する第１連結部と、を有する、エンジンのオイルクーラの振動低減構造。

【請求項2】

請求項１において、
前記第１固定部の前記延出部に対する固定箇所は、前記オイルクーラ及び前記オイルフィルタ全体の重心よりも前記壁部から離れた側に位置する、エンジンのオイルクーラの振動低減構造。

【請求項3】

請求項２において、
前記第１質量部の重心は、前記第１固定部よりも前記壁部から離れた側に位置する、エンジンのオイルクーラの振動低減構造。

【請求項4】

請求項１から３のいずれか１つにおいて、
前記延出部の表面には、凸部が設けられており、
前記第１固定部は、前記凸部に固定されている、エンジンのオイルクーラの振動低減構造。

【請求項5】

請求項１から４のいずれか１つにおいて、
前記延出部は、前記取付部における前記第１方向一方側又は他方側に偏心した位置に接続している、エンジンのオイルクーラの振動低減構造。

【請求項6】

請求項１から５のいずれか１つにおいて、
第２動吸振器をさらに備え、
前記第２動吸振器は、
前記延出部に固定された第２固定部と、
重心が前記第１方向において前記オイルフィルタに重なる位置に配置された第２質量部と、
前記第２固定部と前記第２質量部とを連結する弾性を有する第２連結部と、を有する、エンジンのオイルクーラの振動低減構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、エンジンのオイルクーラの振動低減構造に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１に開示のオイルフィルタ・オイルクーラ・ユニットは、エンジン本体の側壁部に取り付けられたブラケットに、オイルフィルタ及びオイルクーラが支持されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００５－４８７２５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記特許文献１のように、オイルクーラ及びオイルフィルタを一つのブラケットで支持した場合、オイルクーラ及びオイルフィルタは、互いに略同位相で上下に振動することがある。この上下振動の振幅は、オイルフィルタよりも重いオイルクーラ側において、特に大きい。

【0005】

本発明は斯かる点に鑑みてなされたものであり、オイルクーラ及びオイルフィルタを一つのブラケットで支持したユニットにおいて、特にオイルクーラの上下振動を低減することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明に係るエンジンのオイルクーラの振動低減構造は、オイルフィルタと、上記オイルフィルタよりも重いオイルクーラと、エンジン本体おける前後左右いずれかの壁部に取り付けられ、上記オイルクーラ及び上記オイルフィルタを支持するブラケットと、第１動吸振器と、を備え、上記ブラケットは、上記壁部に取り付けられ、水平方向のうち上記壁部に沿う方向である第１方向に延びる取付部と、上記取付部に交差した状態で接続し、上記壁部から離れる方向に延出する延出部と、を有し、上記延出部は、上記第１方向一方側において上記オイルクーラを支持する一方、上記第１方向他方側において上記オイルフィルタを支持しており、上記第１動吸振器は、上記延出部に固定された第１固定部と、重心が上記第１方向において上記オイルクーラに重なる位置に配置された第１質量部と、上記第１固定部と上記第１質量部とを連結する弾性を有する第１連結部と、を有する。

【0007】

延出部に支持されたオイルクーラ及びオイルフィルタは、ブラケットにおける取付部と延出部との接続箇所を起点に、互いに略同位相で上下に振動する。この上下振動の振幅は、オイルフィルタよりも重いオイルクーラにおいて、特に大きい。したがって、オイルクーラの振動を低減することが特に要求される。

【0008】

かかる構成によれば、第１動吸振器の第１質量部をオイルクーラ側に配置することによって、オイルクーラ及びオイルフィルタの上下振動とは逆位相の上下振動を、オイルクーラに付与することができる。これにより、振幅の大きなオイルクーラの上下振動を低減することができる。

【0009】

一実施形態では、上記第１固定部の上記延出部に対する固定箇所は、上記オイルクーラ及び上記オイルフィルタ全体の重心よりも上記壁部から離れた側に位置する。

【0010】

延出部に支持された物体の振動は、上下方向成分に加えて、第１方向に延びる中心軸回りの回転方向成分を含むことがある。当該回転方向成分における振動の振幅は、壁部から離れるに従い、大きくなる。

【0011】

かかる構成によれば、第１動吸振器は、全体として、オイルクーラ及びオイルフィルタ全体の重心よりも、壁部から離れて位置する。すなわち、第１動吸振器全体の当該回転方向成分における振動の振幅は、オイルクーラ及びオイルフィルタの当該回転方向成分における振動の振幅よりも、大きくなる。これにより、第１質量部がオイルクーラに付与する当該回転方向成分における逆位相の振動の振幅を、より大きくすることができる。

【0012】

一実施形態では、上記第１質量部の重心は、上記第1固定部よりも上記壁部から離れた側に位置する。

【0013】

かかる構成によれば、第１固定部と延出部との固定箇所をこれ以上動かせない場合であっても、第１質量部の重心の位置を、さらに壁部から離れた側に位置付けることができる。

【0014】

一実施形態では、上記延出部の表面には、凸部が設けられており、上記第１固定部は、上記凸部に固定されている。

【0015】

かかる構成によれば、第１動吸振器のブラケットに対する取付剛性が弱まるので、第１質量部をより振動しやすくすることができる。

【0016】

一実施形態では、上記延出部は、上記取付部における上記第１方向一方側又は他方側に偏心した位置に接続している。

【0017】

オイルクーラの上下振動を低減するという観点からは、延出部を取付部における第１方向の中央部に接続して、延出部と取付部との接続剛性を高めることが有効である。しかし、通常、オイルクーラの位置及びオイルフィルタの位置は、エンジンの潤滑系統や冷却系統のレイアウトによって決定される。このため、オイルクーラ及びオイルフィルタを支持する延出部を、取付部における第１方向片側に偏心した位置に、接続せざるを得ない場合がある。この場合、オイルクーラは、延出部が取付部における第１方向中央部に接続された場合に比較して、振動しやしくなる。そこで、上記振動低減対策を施すことによって、延出部と取付部との接続箇所の偏心に起因するオイルクーラの振動のしやすさを緩和することができる。

【0018】

一実施形態では、第２動吸振器をさらに備え、上記第２動吸振器は、上記延出部に固定された第２固定部と、重心が上記第１方向において上記オイルフィルタに重なる位置に配置された第２質量部と、上記第２固定部と上記第２質量部とを連結する弾性を有する第２連結部と、を有する。

【0019】

オイルクーラとオイルフィルタとの質量アンバランスや延出部と取付部との接続箇所の偏心等によって、ブラケットにねじり振動等が発生する可能性がある。かかる構成によれば、オイルクーラ側に第１動吸振器を設けるのみならず、オイルフィルタ側に第２動吸振器を設けることによって、ブラケットに発生するねじり振動等を低減することが期待できる。

【発明の効果】

【0020】

本発明によれば、オイルクーラ及びオイルフィルタを一つのブラケットで支持したユニットにおいて、特にオイルクーラの上下振動を低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】図１は、本発明の実施形態に係るエンジンを示す右側面図である。

【図2】図２は、図１におけるオイルクーラ・オイルフィルタ・ユニットを拡大して示す図である。

【図3】図３は、図２における第１動吸振器を拡大して示す図である。

【図4】図４は、オイルクーラ・オイルフィルタ・ユニットを示す上面図である。

【図5】図５は、オイルクーラ及び第１質量部の振動の第１の態様を示す図である。

【図6】図６は、オイルクーラ及び第１質量部の振動の第２の態様を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物あるいはその用途を制限することを意図するものでは全くない。

【0023】

図１に示すエンジン１は、複数のシリンダ（図示せず）が車両前後方向（図１における左右方向）に並ぶ縦置き多気筒エンジンであり、クランクシャフト（図示せず）の中心軸の延びる方向（クランク軸方向）が車両前後方向に一致する。

【0024】

図１において、Ｘは後述する第１方向、Ｚは上下方向、θは当該第１方向に延びる中心軸回りの回転方向である。図４において、Ｙは後述する右側壁部２ａから離れる方向である。

【0025】

図１に示すように、シリンダブロック２の上部には、シリンダヘッド３が設けられている。なお、図１中、４はオイルパン、５はウォータポンプである。本明細書において、シリンダブロック２、シリンダヘッド３、及びオイルパン４をまとめて、「エンジン本体１０」という。図示しないが、エンジン本体１０の後側には、トランスミッションが配置されている。

【0026】

エンジン１は、オイルフィルタ６を備える。オイルフィルタ６は、エンジン１の各部位を潤滑するエンジンオイルを、濾過する。

【0027】

エンジン１は、オイルクーラ７を備える。オイルクーラ７は、エンジンオイルを、エンジン冷却液によって冷却する。オイルクーラ７は、オイルフィルタ６よりも重い。

【0028】

図２に示すように、オイルクーラ７及びオイルフィルタ６は、上側から見て略Ｔ字状（図４参照）のブラケット２０に支持されており、オイルクーラ・オイルフィルタ・ユニットＵを構成している。ブラケット２０は、シリンダブロック２（エンジン本体１０）の右側壁部２ａに取り付けられている。

【0029】

ブラケット２０は、右側壁部２ａに取り付けられた取付部２１を有する。取付部２１は、水平方向のうち右側壁部２ａに沿う方向である第１方向に延びている。

【0030】

本実施形態において、第１方向は、クランク軸方向に略一致する。以下、図における右側（車両前側）を第１方向一方側、図における左側（車両後側）を第１方向他方側という。

【0031】

取付部２１は、第１方向に長手の略台形板状に形成されている。取付部２１は、シリンダブロック２の右側壁部２ａに設けられた取付座２ｂ（図４参照）に、ボルト２２によって、締結されている。

【0032】

ブラケット２０は、取付部２１に交差した状態で接続された延出部２３を有する。具体的には、延出部２３は、取付部２１における第１方向他方側に偏心した位置Ａに接続している（以下、「接続箇所Ａ」という）。また、延出部２３は、取付部２１における上下方向下側の部分に接続している。

【0033】

図２，４に示すように、延出部２３は、右側壁部２ａから離れる方向に延出している。また、延出部２３は、下方向にも延出している。

【0034】

延出部２３は、第１方向一方側において、オイルクーラ７を支持する。具体的には、延出部２３の第１方向一方側には、クーラ支持部２４が設けられている。クーラ支持部２４には、フランジ部２４ａが形成されている。オイルクーラ７は、そのフランジ部７ａがフランジ部２４ａに接合された状態で、ボルト２６によって締結されている。図４に示すように、クーラ支持部２４（フランジ部２４ａ）は、上側から見て、少し右側壁部２ａ側に傾いている。

【0035】

一方、延出部２３は、第１方向他方側において、オイルフィルタ６を支持している。具体的には、延出部２３の第１方向他方側には、フィルタ支持部２８が設けられている。フィルタ支持部２８には、開口（図示せず）が形成されている。有底筒状のオイルフィルタ６は、当該開口に嵌め込まれている。

【0036】

図示しないが、ブラケット２０の内部には、エンジンオイルが流れるオイル流路と、冷却液が流れる冷却流路とが設けられている。具体的には、取付部２１から延出部２３に至る部分には、オイル流路として、シリンダブロック２の内部とオイルフィルタ６とを連通する上流路と、オイルフィルタ６とオイルクーラ７とを連通する中流路と、オイルクーラ７とシリンダブロック２の内部とを連通する下流路と、が設けられている。また、延出部２３には、冷却流路として、オイルクーラ７とブラケット２０の外部とを連通する流路が設けられている。

【0037】

以下、エンジンのオイルクーラの振動低減構造について、詳細に説明する。図３に示すように、本実施形態に係るエンジン１は、第１動吸振器（ダイナミックダンパ）４０を備える。第１動吸振器４０は、バネ‐マス系で構成されており、第１方向に延在し且つ上下方向を厚み方向とする板バネ４１と、板バネ４１の先端部に設けられたブロック４２と、を有する。

【0038】

ブロック４２は、第１動吸振器４０の質量部を構成する（以下、「第１質量部４２」という）。図３に示すように、第１質量部４２は、その重心Ｇ１が第１方向においてオイルクーラ７に重なる位置に配置されている。

【0039】

板バネ４１は、弾性を有する。板バネ４１の基端部４１ａは、第１動吸振器４０の固定部を構成する（以下、「第１固定部４１ａ」という）。第１固定部４１ａは、延出部２３に固定されている。

【0040】

具体的には、延出部２３の上部の表面には、凸部として、上方に突出する略円柱状のボス部３０が設けられている。第１固定部４１ａは、ボス部（凸部）３０に固定されている。具体的には、ボス部３０には、ねじ穴（図示せず）が設けられている。ボルト３１を、第１固定部４１ａに設けられたボルト通し孔（図示せず）に通して、ボス部３０のねじ穴に螺合している。これにより、第１固定部４１ａは、ボス部３０に締結されている。なお、図３，４中、符号３２は、第１固定部４１ａの第１方向における位置を位置決めする位置決め部である。

【0041】

板バネ４１の基端部（第１固定部）４１ａよりも第１方向一方側の部分は、第１動吸振器４０の第１連結部４１ｂを構成する（以下、「第１連結部４１ｂ」という）。第１連結部４１ｂは、第１固定部４１ａと第１質量部４２とを連結している。

【0042】

図４に示すように、第１固定部４１ａの延出部２３に対する固定箇所Ｂ（ボス部３０）は、オイルクーラ７及びオイルフィルタ６全体の重心位置Ｇ２よりも、右側壁部２ａから離れた側（図４における下側）に位置する。

【0043】

また、図４に示すように、板バネ４１は、第１方向に真直に延びるのではなく、基端部（第１固定部）４１ａ側から先端部（第１質量部）４２側にかけて、第１方向一方側且つ右側壁部２ａから離れる方向に、斜めに延びている。すなわち、第１質量部４２の重心Ｇ１は、第１固定部４１ａ（固定箇所Ｂ）よりも、右側壁部２ａから離れた側（図４における下側）に位置する。

【0044】

なお、第１動吸振器４０の固有振動数は、オイルクーラ７の固有振動数近傍となることが好ましい。このためには、第１質量部４２の質量、第１連結部４１ｂ（板バネ４１）の曲げ剛性を、適宜設定すればよい。第１連結部４１ｂ（板バネ４１）の曲げ剛性を設定するためには、第１連結部４１ｂの長さ、ヤング率及び断面２次モーメントを、適宜設定すればよい。

【0045】

以上の通り、エンジン１の駆動時等において、延出部２３に支持されたオイルクーラ７及びオイルフィルタ６は、ブラケット２０における取付部２１と延出部２３との接続箇所Ａを起点に、互いに略同位相で上下に振動する。この上下振動の振幅は、図５，６に示すように、オイルフィルタ６よりも重いオイルクーラ７において、特に大きい。したがって、オイルクーラ７の振動を低減することが特に要求される。

【0046】

本実施形態によれば、第１動吸振器４０の第１質量部４２をオイルクーラ７側に配置することによって、オイルクーラ７及びオイルフィルタ６の上下振動とは逆位相の上下振動を、オイルクーラ７に付与することができる。具体的には、図５に示すように、オイルクーラ７が上方に移動するとき、第１質量部４２は、オイルクーラ７の近傍（上側）において反対に下方に移動する。一方、図６に示すように、オイルクーラ７が下方に移動するとき、第１質量部４２は、オイルクーラ７の近傍（上側）において反対に上方に移動する。これにより、振幅の大きなオイルクーラ７の上下振動を低減することができる。

【0047】

以上、オイルクーラ７及びオイルフィルタ６を一つのブラケット２０で支持したユニットＵにおいて、特にオイルクーラ７の上下振動を低減することができる。

【0048】

延出部２３に支持された物体（オイルクーラ７、オイルフィルタ６、及び第１動吸振器４０）の振動は、上下方向（Ｚ方向）成分に加えて、第１方向（Ｘ方向）に延びる中心軸回りの回転方向（θ方向）成分を含むことがある。当該回転方向（θ方向）成分における振動の振幅は、右側壁部２ａから離れるに従い、大きくなる。

【0049】

第１動吸振器４０は、全体として、オイルクーラ７及びオイルフィルタ６全体の重心Ｇ２よりも、右側壁部２ａから離れて位置する。すなわち、第１動吸振器４０全体の当該回転方向（θ方向）成分における振動の振幅は、オイルクーラ７及びオイルフィルタ６の当該回転方向（θ方向）成分における振動の振幅よりも、大きくなる。これにより、第１質量部４２がオイルクーラ７に付与する当該回転方向（θ方向）成分における逆位相の振動の振幅を、より大きくすることができる。

【0050】

第１固定部４１ａと延出部２３との固定箇所Ｂをこれ以上動かせない場合であっても、第１質量部４２の重心Ｇ１の位置を、さらに右側壁部２ａから離れた側に位置付けることができる。

【0051】

第１固定部４１ａがボス部（凸部）３０に固定されるので、第１動吸振器４０のブラケット２０に対する取付剛性が弱まり、第１質量部４２をより振動しやすくすることができる。

【0052】

オイルクーラ７の上下振動を低減するという観点からは、延出部２３を取付部２１における第１方向の中央部Ｃに接続して、延出部２３と取付部２１との接続剛性を高めることが有効である。しかし、通常、オイルクーラ７の位置及びオイルフィルタ６の位置は、エンジンの潤滑系統や冷却系統のレイアウトによって決定される。このため、オイルクーラ７及びオイルフィルタ６を支持する延出部２３を、取付部２１における第１方向片側（例えば他方側）に偏心した位置Ａに、接続せざるを得ない場合がある。この場合、オイルクーラ７は、延出部２３が取付部２１における第１方向中央部Ｃに接続された場合に比較して、振動しやしくなる。そこで、上記振動低減対策を施すことによって、延出部２３と取付部２１との接続箇所Ａの偏心に起因するオイルクーラ７の振動のしやすさを緩和することができる。

【0053】

以下、本実施形態の変形例について説明する。図３に二点鎖線で示すように、本変形例において、エンジン１は、第２動吸振器５０をさらに備える。第２動吸振器５０の基本構成は、第１動吸振器４０とほとんど同じである。すなわち、第２動吸振器５０は、延出部２３に固定された第２固定部５１ａと、重心Ｇ３が第１方向においてオイルフィルタ６に重なる位置に配置された第２質量部５２と、第２固定部５１ａと第２質量部５２とを連結する弾性を有する第２連結部５１ｂと、を有する。

【0054】

オイルクーラ７とオイルフィルタ６との質量アンバランスや延出部２３と取付部２１との接続箇所Ａの偏心等によって、ブラケット２０にねじり振動等が発生する可能性がある。本変形例によれば、オイルクーラ７側に第１動吸振器４０を設けるのみならず、オイルフィルタ６側に第２動吸振器５０を設けることによって、ブラケット２０に発生するねじり振動等を低減することが期待できる。

【0055】

以上、本発明を好適な実施形態により説明してきたが、こうした記述は限定事項ではなく、勿論、種々の改変が可能である。

【0056】

延出部２３は、取付部２１における第１方向他方側ではなく、一方側に偏心した位置に接続してもよい。また、延出部２３は、取付部２１における第１方向片側に偏心した位置ではなく、中央部Ｃに接続してもよい。

【0057】

ブラケット２０の形状は、略Ｔ字状に限定されず、例えば略Ｌ字状でもよい。延出部２３が取付部２１に交差した状態で接続し、右側壁部２ａから離れる方向に延出するのであれば、いかなる構成でもよい。

【0058】

ブラケット２０の取付箇所は、シリンダブロック２の右側壁部２ａに限定されない。ブラケット２０は、エンジン本体１０（シリンダブロック２、シリンダヘッド３、及びオイルパン４）における前後左右いずれかの壁部に、取り付けられればよい。

【0059】

例えば、オイルクーラ７及びオイルフィルタ６を支持するブラケット２０を２つ以上用意して、エンジン本体１０における前後左右の壁部のうちの２つ以上の壁部に、当該ブラケット２０を、１つずつ取り付けても差し支えない。

【0060】

連結部は、板バネで構成されなくてもよい。連結部は、弾性を有するならば、いかなる部材で構成されてもよい。

【0061】

エンジン１は、横置きエンジンでもよい。

【産業上の利用可能性】

【0062】

本発明は、エンジンのオイルクーラの振動低減構造に適用できるので、極めて有用であり、産業上の利用可能性が高い。

【符号の説明】

【0063】

Ａ 接続箇所
Ｂ 固定箇所
Ｇ１ 重心
Ｇ２ 重心
Ｇ３ 重心
θ 回転方向成分
Ｘ 第１方向（クランク軸方向）
Ｙ 右側壁部から離れる方向
Ｚ 上下方向
１ エンジン
２ シリンダブロック
２ａ 右側壁部
３ シリンダヘッド
４ オイルパン
６ オイルフィルタ
７ オイルクーラ
１０ エンジン本体
２０ ブラケット
２１ 取付部
２３ 延出部
３０ ボス部（凸部）
４０ 第１動吸振器
４１ 板バネ
４１ａ 第１固定部（基端部）
４１ｂ 第1連結部
４２ 第１質量部（ブロック）
５０ 第２動吸振器
５１ａ 第２固定部
５１ｂ 第２連結部
５２ 第２質量部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】