JP2005054702A - 内燃機関のオイル戻し通路構造 - Google Patents

Abstract

【課題】オイル落とし孔２３を通した潤滑油のクランクケース７側への戻りとブローバイガスの動弁室２２への流れとを円滑に行う。
【解決手段】内燃機関１のシリンダブロック３とシリンダヘッド４とに亘って上下に連続したオイル落とし孔２３が形成されており、クランクケース７と動弁室２２とを連通している。金属や合成樹脂等からなる別体のパイプ２５がオイル落とし孔２３内に挿入されており、その上端部２５ａおよび下端部２５ｃが、それぞれオイル落とし孔２３から突出している。上端部２５ａは、Ｕ字状に湾曲し、先端が下方を向いて開口する。下端部２５ｃは、スカート部３ａの内壁面に沿うように側方に湾曲している。動弁室２２内に供給された潤滑油は、パイプ２５外側の流路を介してクランクケース７側へ流れ、ブローバイガスは、パイプ２５内側の流路を介してクランクケース７から動弁室２２側へ流れる。
【選択図】図１

Description

この発明は、自動車用内燃機関などにおいて、シリンダヘッド側に供給された潤滑油をシリンダブロック側のクランクケースに戻すために、シリンダヘッドとシリンダブロックとに亘ってオイル落とし孔を形成してなるオイル戻し通路構造の改良に関する。

例えば自動車用内燃機関における潤滑装置は、一般に、クランクケース底部のオイルパンに貯留された潤滑油を、オイルポンプにより吸い上げるとともに、シリンダブロックのメインギャラリを介して各部へ圧送し、かつ各部から流れ落ちる使用後の潤滑油を、オイルパンに再び回収するようになっている。特に、シリンダヘッド側の動弁装置等に供給された潤滑油は、シリンダヘッドの内部空間の底部に一旦集まり、ここから、シリンダヘッドとシリンダブロックとに亘って上下に連続して形成されたオイル落とし孔を通して、クランクケース側に流れ落ちる構成となっている。上記オイル落とし孔は、シリンダヘッドの側部に配置され、シリンダブロック側部の気筒間の部分を通るように形成されるのが一般的である。

一方、自動車用内燃機関などにおいては、ピストンの隙間からクランクケース側に漏れ出たブローバイガスを処理するために、クランクケース内に新気を導入するとともに、この新気とともにブローバイガスを機関吸気系に戻すように構成したブローバイガス処理装置を備えるのが一般的であるが、このブローバイガス処理装置において、機関吸気系ヘ至るブローバイガス配管をシリンダヘッドの内部空間に接続し、例えばシリンダヘッドカバー内側に配置されるオイルセパレータを介してブローバイガスを導出するようにした構成が多く採用されている。このような場合、上記オイル落とし孔は、クランクケースとシリンダヘッドの内部空間とを連通するブローバイガス通路としても用いられることになる。

そのため、同じオイル落とし孔内を、シリンダヘッド側から下方へ向かって潤滑油が流れ落ちるとともに、クランクケース側から上方へ向かってブローバイガスが上昇しようとするので、それぞれの流れが円滑とならない問題がある。

特許文献１には、このような問題の解決のために、オイル落とし孔の上部および下部に、オイル落とし孔からＶ字形に分岐するブローバイガス用の分岐通路をそれぞれ形成したオイル戻し通路構造が開示されている。
特開平９−５３４３２号公報

しかしながら、上記特許文献１の構成においても、オイル落とし孔の長さの大部分を占める中間部分では、同じオイル落とし孔内を潤滑油とブローバイガスとが逆方向に流れるので、特に、潤滑油供給量およびブローバイガス発生量がともに大となる機関高速域においては、それぞれの流れが互いに妨げられる、という不具合がある。

この結果、シリンダヘッドの内部空間に滞留する潤滑油量が多くなり、カムシャフト等の運動部品によって巻き上げられるオイルミストが増加して、ブローバイガスとともに外部へ持ち出されるオイル消費量が増える。また、クランクケース内のブローバイガス濃度が高くなりやすく、オイル劣化の一因となる。

この発明に係る内燃機関のオイル戻し通路構造は、シリンダヘッドとシリンダブロックとに亘って上下に連続して形成されたオイル落とし孔を備えており、このオイル落とし孔の上端がシリンダヘッドの内部空間の底面に開口しているとともに、下端がクランクケースの上部壁面に開口している。

そして、上記オイル落とし孔内に、ブローバイガス通路となる別部材からなるパイプが挿入されており、その上端部および下端部が、それぞれ上記オイル落とし孔の開口端から突出している。

従って、オイル落とし孔が、パイプ内側のブローバイガス用の流路と、パイプ外側の潤滑油用の流路と、に明確に区画される。シリンダヘッド側に供給された潤滑油は、該シリンダヘッドの内部空間の底面から上記パイプの外側の流路を通って、クランクケース側に流れ落ちる。また、ブローバイガスは、パイプ内の流路を通って、クランクケース内からシリンダヘッド側へと流れる。上記パイプの上端部がオイル落とし孔の上端の開口端から上方へ突出しているので、パイプ内の流路には潤滑油は入りにくい。また、上記パイプの下端部がオイル落とし孔の下端の開口端から下方へ突出して開口しているので、潤滑油の流れに阻害されずに、クランクケース内のブローバイガスがパイプ内に流入する。

この発明に係る内燃機関のオイル戻し通路構造によれば、互いに逆方向に流れる潤滑油の流れとブローバイガスの流れとがオイル落とし孔内で干渉せずに、それぞれパイプの外側の流路と内側の流路とに分かれて円滑に流れる。従って、機関高速域にあっても、シリンダヘッド側からクランクケース内へ確実に潤滑油を戻すことができるとともに、クランクケース内のブローバイガス濃度が高くなることがない。

以下、この発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明する。

図１は、この発明に係るオイル戻し通路構造を備えた自動車用内燃機関１の断面図を示している。この内燃機関１は、直列多気筒内燃機関であって、複数のシリンダ２を備えたシリンダブロック３と、このシリンダブロック３の上面に取り付けられたシリンダヘッド４と、を主体として構成されている。これらのシリンダブロック３およびシリンダヘッド４は、例えばアルミニウム合金あるいは鋳鉄などを用いて、それぞれ一体に鋳造されており、図示せぬガスケットを介して図示せぬ複数本のシリンダヘッドボルトにより互いに堅固に固定されている。上記シリンダブロック３の下面つまりスカート部３ａの下端には、潤滑油を貯留するオイルパン５が取り付けられており、これによって、スカート部３ａの内側に、クランクシャフト６を収容したクランクケース７が密閉状態に形成されている。

上記シリンダブロック３の前端部には、上記クランクシャフト６によって機械的に駆動されるオイルポンプ８が配置されており、このオイルポンプ８によりオイルパン５内から吸い上げられた潤滑油を濾過するために、シリンダブロック３の一方の側面に、オイルフィルタ９が配置されている。潤滑油は、このオイルフィルタ９を通過した後、シリンダブロック３内部の潤滑油通路を通して、シリンダヘッド４を含めた機関各部へ供給される。

上記シリンダヘッド４には、吸気ポート１１および排気ポート１２が形成されているとともに、吸気弁１３を開閉駆動するカムシャフト１４やロッカアーム１５等からなる吸気側動弁機構１６と、排気弁１７を開閉駆動するカムシャフト１８やロッカアーム１９等からなる排気側動弁機構２０と、を備えており、これらの動弁機構１６，２０に、図示せぬ潤滑油通路を介してシリンダブロック３側から潤滑油が供給されるようになっている。上記シリンダヘッド４の上面には、合成樹脂等から成形されたシリンダヘッドカバー２１が取り付けられており、これによって、シリンダヘッド４の内部空間となる動弁室２２が密閉状態に形成されている。上記の動弁機構１６，２０は、この動弁室２２内に収容されており、これらの動弁機構１６，２０で使用された潤滑油は、この動弁室２２の底部に一旦集められる形となり、かつ、ここから下方のクランクケース７側へ戻されることになる。なお、図示していないが、上記シリンダヘッドカバー２１に、内燃機関１の吸気系に連通するブローバイガス配管が接続されており、シリンダヘッドカバー２１内側に設けられた図示せぬオイルセパレータを介して動弁室２２からブローバイガスが導出されるようになっている。

上記動弁室２２から上記クランクケース７へ潤滑油を戻すために、複数本のオイル落とし孔２３が、シリンダヘッド４とシリンダブロック３とに亘って上下に連続した内部通路として形成されている。各オイル落とし孔２３は、内燃機関１の吸気側もしくは排気側の側部において、シリンダ２の中心軸線に対し平行な直線状に形成され、かつシリンダブロック３の隣接するシリンダ２の間の部分を通るように形成されている。そして、オイル落とし孔２３の上端は、シリンダヘッド４の動弁室２２の底面に開口し、かつ下端は、クランクケース７の上部壁面、詳しくはシリンダ２下端のロアデッキ部分からスカート部３ａへ移行する部分の上部壁面に開口している。なお、図示例では、内燃機関１の吸気側および排気側の双方にオイル落とし孔２３が設けられているが、この種の内燃機関１は、実際には、一方に傾いた姿勢で車載されるので、相対的に低い側となるいずれか一方のみにオイル落とし孔２３が設けられる場合もある。

ここで、本発明では、上記オイル落とし孔２３内に、別部材からなる細いパイプ２５が挿入されている。このパイプ２５は、金属、合成樹脂、あるいはゴム等からなり、中間部分がオイル落とし孔２３に沿った直線状をなしているとともに、上端部および下端部が、それぞれオイル落とし孔２３の開口端から突出している。オイル落とし孔２３の上端開口から突出しているパイプ２５の上端部２５ａは、図２に拡大して示すように、Ｕ字形に曲げられており、先端開口２５ｂが下方へ向かって開口している。なお、動弁室２２底面に溜まる潤滑油により先端開口２５ｂが塞がれることがないように、動弁室２２底面と先端開口２５ｂとの間には、適宜な間隔が確保されている。また、オイル落とし孔２３の下端開口から突出しているパイプ２５の下端部２５ｃは、スカート部３ａの内壁面に沿うように、側方へ湾曲しており、先端開口２５ｄが、オイル落とし孔２３の内壁の延長線よりも外側において開口している。上記のパイプ２５は、予め所定形状に成形されており、該パイプ２５の弾性変形を利用する形で、オイル落とし孔２３の上端側から挿入することにより装着されている。

このような構成によれば、動弁室２２からクランクケース７側へ戻る潤滑油は、オイル落とし孔２３内のパイプ２５外側の流路を流れ落ちる。このとき、パイプ２５の上端部２５ａは、オイル落とし孔２３の上端の開口端から上方へ突出しており、かつ下方へ向かって湾曲しているので、動弁室２２底面を流れる潤滑油がパイプ２５内に流れ込むことがない。また、クランクケース７に向かって開口するオイル落とし孔２３の下端では、オイル落とし孔２３に沿って直線状に潤滑油が流れ落ちようとするので、やはりパイプ２５の先端開口２５ｄを潤滑油が塞いでしまうことがない。従って、クランクケース７内のブローバイガスは、潤滑油の流れに阻害されることなくパイプ２５内側の流路を円滑に流れ、動弁室２２に流入する。また、パイプ２５下端の先端開口２５ｄは、上述のように潤滑油の流れから離れているので、ブローバイガスとともに潤滑油が吸い込まれることはない。動弁室２２に流入したブローバイガスは、前述したように、図示せぬブローバイガス配管を通して機関吸気系に導出される。

なお、上記パイプ２５は、複数のオイル落とし孔２３の全てに設けてもよいが、内燃機関１の車載姿勢等を考慮して、一部のオイル落とし孔２３のみに設けるようにしてもよい。

上記のパイプ２５は、オイル落とし孔２３内で厳格に位置決めして支持する必要はなく、オイル落とし孔２３から下方へ抜け落ちないように、適宜な手段で保持すれば足りる。例えば、図３に示すように、先端がＣ字形のフック状をなすブラケット２６を用い、そのフック状部分を上記パイプ２５の上端部２５ａに係合させるとともに、このブラケット２６を、オイル落とし孔２３に隣接するカムシャフトベアリングキャップ２７を固定するベアリングキャップボルト２８によって共締めすることで、パイプ２５を保持することができる。このようにカムシャフトベアリングキャップ２７とブラケット２６を共締めする構成によれば、ブラケット２６固定用のボス部をシリンダヘッド４に新規に設ける必要がない。

また図４は、オイル落とし孔２３から突出しているパイプ２５の上端部２５ａに、板状の突起片３０を取り付け、この突起片３０によってオイル落とし孔２３内に落下するのを防止するようにした構成を示している。上記突起片３０は、オイル落とし孔２３の開口よりも大きく形成されており、仮にパイプ２５が一方に片寄った場合でも、オイル落とし孔２３の開口周縁の上に係合した状態を保ち、オイル落とし孔２３内に落下することはない。なお、この突起片３０によってオイル落とし孔２３を塞いでしまうことがないように、突起片３０は細い帯状となっており、かつ先端をＬ字形に折り曲げて、オイル落とし孔２３の開口から浮き上がった状態を保つようになっている。

図５は、上記パイプ２５の上端部２５ａの異なる形状を示しており、この実施例では、上端部２５ａが、コ字状をなすように折り曲げられており、先端開口２５ｂが同様に、下方を指向している。

また、図６，図７は、上記パイプ２５の下端部２５ｃの異なる構成を示すもので、この実施例では、下端部２５ｃがスカート部３ａ内壁面に沿うように側方へ斜めに折れ曲がっているとともに、その先端開口２５ｄが、やはりオイル落とし孔２３の内壁の延長線Ｌよりも外側において開口している。そして、上記先端開口２５ｄの近傍に、円形のフランジ状をなす遮蔽板３２が取り付けられている。この遮蔽板３２は、上記先端開口２５ｄと上記延長線Ｌとの間に位置し、かつ上記延長線Ｌと並行となるように、パイプ２５に対しては傾いて取り付けられている。このように遮蔽板３２を設けることによって、オイル落とし孔２３から下方へ流れ落ちる潤滑油が、パイプ２５の先端開口２５ｄに向かうことがなく、図示のように、パイプ２５の折り曲げた部分の長さが短く、先端開口２５ｄの位置がオイル落とし孔２３の下端開口に比較的近い場合でも、パイプ２５の先端開口２５ｄが潤滑油の流れによって塞がれてしまうことがない。従って、ブローバイガスの流れが円滑になるとともに、ブローバイガスとともに潤滑油が吸い込まれることがない。

一方、クランクケース７内に浮遊するオイルミストは、上記のようにパイプ２５によって構成されるブローバイガス通路に、ブローバイガスとともに吸い込まれることがあり、この現象を抑制するためには、吸い込み口となるパイプ２５下端での流速を低減することが好ましい。図８は、このような流速低減のために、パイプ２５の下端部を斜めに複数本（例えば３本）に分岐させ、複数の吸い込み口３３ａ〜３３ｃを構成した実施例を示している。また、図９は、９０°折り曲げた形で３本の管路に分岐させ、同様に３個の吸い込み口３３ａ〜３３ｃを構成した実施例を示している。なお、これらの構成では、パイプ２５の下端の分岐部分を分割して別部品として形成し、オイル落とし孔２３に挿入したパイプ２５の先端に、クランクケース７側から取り付けることになる。

なお、オイル落とし孔２３は、一般に、シリンダヘッド４およびシリンダブロック３の鋳造時に中子により形成されるので、厳密な直線状の通路に限られず、ある程度曲がった形状など任意の形状に形成できるが、上記パイプ２５を、比較的軟質な合成樹脂やゴムなどから可撓性を有するものとして成形すれば、非直線状のオイル落とし孔２３に対しても容易に適用することが可能である。

この発明に係るオイル戻し通路構造を備えた内燃機関の断面図。 パイプの上端部のみを示す拡大断面図。 ブラケットによりパイプを支持した実施例を示すシリンダヘッドの要部の上面図。 突起片によりパイプを支持した実施例の要部の説明図。 パイプ上端部の異なる実施例を示す正面図。 パイプ下端部の異なる実施例を示す要部の断面図。 この実施例のパイプ下端部の斜視図。 パイプ下端部を複数に分岐した実施例の説明図。 パイプ下端部を複数に分岐した他の実施例の説明図。

符号の説明

３…シリンダブロック
４…シリンダヘッド
７…クランクケース
２１…シリンダヘッドカバー
２２…動弁室
２３…オイル落とし孔
２５…パイプ

Claims (7)

1. 内燃機関のシリンダヘッドとシリンダブロックとに亘って上下に連続して形成され、かつ上端がシリンダヘッドの内部空間の底面に開口しているとともに、下端がクランクケースの上部壁面に開口するオイル落とし孔を備えてなる内燃機関のオイル戻し通路構造において、
   上記オイル落とし孔内に、ブローバイガス通路となる別部材からなるパイプを挿入し、かつその上端部および下端部を、それぞれ上記オイル落とし孔の開口端から突出させたことを特徴とする内燃機関のオイル戻し通路構造。
2. 上記オイル落とし孔から突出した上記パイプの上端部が、コ字状ないしはＵ字状に曲げられて、先端開口が下方へ向かって開口していることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関のオイル戻し通路構造。
3. 上記オイル落とし孔から突出した上記パイプの下端部が、側方へ向かうように曲げられて、先端が、上記オイル落とし孔の内壁の延長線よりも外側において開口していることを特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関のオイル戻し通路構造。
4. 上記延長線と上記パイプの先端開口との間に位置する遮蔽板が、上記パイプの下端部に取り付けられていることを特徴とする請求項３に記載の内燃機関のオイル戻し通路構造。
5. 上記オイル落とし孔から突出した上記パイプの下端部が、複数本に分岐していることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の内燃機関のオイル戻し通路構造。
6. 上記オイル落とし孔から突出した上記パイプの上端部を支持するブラケットが、上記オイル落とし孔に隣接するカムシャフトベアリングキャップを固定するベアリングキャップボルトにより共締めされていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の内燃機関のオイル戻し通路構造。
7. 上記オイル落とし孔から突出した上記パイプの上端部に、上記オイル落とし孔の開口周縁に係合する突起片が取り付けられており、この突起片によって上記パイプが吊り下げられていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の内燃機関のオイル戻し通路構造。
   

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