JP2006249973A - 内燃機関のオイル通路構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 十分なオイルを流すことができると共に、全体として内燃機関の小型も促進できるオイル通路構造を提供する。
【解決手段】 シリンダヘッド３の側面３ａにオイル通路９の開口９ａを設けると共に、前記開口９ａを覆うようにして取付けフランジ１０を前記側面３ａに固定し、前記取付けフランジ１０の内壁に前記オイル通路９に接続し、オイルを流すバイパスオイル通路１１を設けた内燃機関のオイル通路構造である。この構造は、自由度をもってオイル通路を配置でき、またシリンダヘッド側の排気ポートの設計についても自由度が向上する。さらに、フランジ部分にオイル通路を形成して活用する構造であるので、全体として内燃機関の小型化を促進することもできる。
【選択図】 図１

Description

本発明は内燃機関のオイル通路構造に関する。より詳細には、シリンダヘッド周辺の配管構成を改善した内燃機関のオイル通路構造に関する。

内燃機関は高速で運動する部分を多く含むので摩擦を抑制するためのオイルを循環させている。内燃機関のシリンダブロック、シリンダヘッド等には、必要な箇所にオイルを供給するためのオイル通路が形成されている。一般には内燃機関の下部にオイルパンを配置し、このオイルパンに蓄えたオイルをポンプで各部に圧送する。オイルの一部は内燃機関の上方に位置するシリンダヘッドへ供給され、オイルが流れ落ちながら各部を潤滑する。このようにオイルを供給することで摩擦による磨耗、破損、発熱等を抑制できる。例えば特許文献１はシリンダヘッドの排気マニホールドの取付け構造について開示しており、オイル通路（同文献では、オイル落し孔と称している）がシリンダヘッド内に形成されている。

特開２００５−３６６７０号公報

特許文献１で開示するように、従来にあってオイル通路はシリンダヘッド等の内燃機関の構造体内に形成されていた。図９は、オイル通路が形成されている従来のシリンダヘッドについて示した図である。図９（Ａ）は一般的なシリンダヘッド１００に形成されているオイル通路１０１について示している。シリンダヘッド１００には排気ポート１０２、締付けボルト１０３、ラッシュジャスタ通路（ＨＬＡ通路）１０４等が配置されるので、これらと干渉しない位置にオイル通路１０１が設定されている。また、図９（Ｂ）は近年、提案されている排気マニホール一体型のシリンダヘッド１１０について示している。一体型シリンダヘッド１１０の場合は、内部に形成した排気マニホールドＥＭと干渉しないようにオイル通路１１１を設定する必要があった。さらに、一体型シリンダヘッド１１０はコンパクト化を図ったものであるため、特にオイル通路を設けるスペースを確保することがより困難となっている。また、このオイル通路は排気ポートの近くに配置されるので高温によってオイルが劣化し易いという問題もある。

また、図１０で示すように車両の設計により内燃機関は、（Ａ）で示すような横置き配置、（Ｂ）で示すような縦置き配置となる場合がある。このように車両ＣＲへの内燃機関の搭載形態によってオイルの溜まり易い箇所（オイル溜りＰ）が異なる。このように内燃機関の搭載形態についても配慮してオイル通路を設定することが望ましい。

オイルを効率良く下に落すためには、オイル溜りＰにオイル通路を配置することが必要である。しかし、前述したように配置位置の制限があるのでオイル通路をオイル溜りＰに設定できない場合が多い。また、これに関連して十分な大きさのオイル通路を確保することも困難となっている。適切なオイル通路を設定できないとオイル循環をスムーズに行えない。また、十分な大きさのオイル通路を確保できないとオイルの回収効率が落ちるので大きなオイルパンを配置することが必要となる。その一方、必要なオイル通路を確保したシリンダヘッドを設計すると、体格が大きくなり車両に搭載できない等の問題が発生する。以上説明したように、内燃機関のシリンダヘッドに好ましいオイル通路を確保することが困難となっている。

よって、本発明の目的は、十分なオイルを流すことができると共に、全体として内燃機関の小型も促進できるオイル通路構造を提供することである。

上記目的は、シリンダヘッドの側面にオイル通路の開口を設けると共に、前記開口を覆うようにして取付けフランジを前記側面に固定し、前記取付けフランジの内壁に前記オイル通路に接続し、オイルを流すバイパスオイル通路を設けた内燃機関のオイル通路構造によって達成できる。

本発明によると、フランジの内壁にバイパスオイル通路を形成するので、従来よりも自由度をもってオイル通路を配置でき、またシリンダヘッド側の排気ポートの設計についても自由度が向上する。バイパスオイル通路は十分な大きさに設定できるのでオイル流量も確保できる。このようなバイパスオイル通路は金型等で簡単に、低コストで製造できる。また、従来にあって使用されていないフランジ部分にオイル通路を形成して活用する構造であるので、全体として内燃機関の小型化を促進することもできる。

また、前記シリンダヘッドはシリンダブロック上に固定され、前記バイパスオイル通路が前記シリンダブロックに形成したオイル落し通路に接続されている構造としてもよい。そして、前記バイパスオイル通路は、前記シリンダヘッドに設けた他のオイル通路を介して、前記オイル落し通路に接続されている構造としてもよい。また、前記取付けフランジが前記シリンダブロック側まで延在しており、前記バイパスオイル通路が前記オイル落し通路に接続されている構造としてもよい。

また、前記シリンダヘッドが排気マニホールドを一体に備えた一体型シリンダヘッドでもよい。また、前記取付けフランジは、排気ガスを機外に排出する配管を前記シリンダヘッドに接続するためのフランジであってもよい。また、前記取付けフランジの前記内壁に、冷却流体を流す冷却通路をさらに備えていることがより好ましい。冷却流体として冷却水、冷却用のガス、エア等を採用できる。

本発明によれば、十分なオイルを流すことができると共に、全体として内燃機関の小型を促進できる内燃機関のオイル通路構造を提供できる。

以下、図面を参照して本発明の一実施形態に係る内燃機関のオイル通路構造について説明する。

図１は、実施例１のオイル通路構造を備えた内燃機関１Ａの側面構成を示した図である。２はシリンダブロックである。このシリンダブロック２上にシリンダヘッド３が載置されている。シリンダブロック２のシリンダ内には上下動するピストン４が収容されている。シリンダヘッド３内には吸気ポート５及び排気ポート６が形成されており、吸気ポート５内には吸気弁７、排気ポート６内には排気弁８が配置されている。

シリンダヘッド３に形成されているオイル通路９は、シリンダヘッド３の側面３ａに開口９ａを有している。なお、図１では開口９ａ周辺のオイル通路９を図示し、他の部分については図示を省略している。開口９ａの部分のオイル通路９は下向き（シリンダブロック２の方向）ではなく、側面３ａに向かって形成されている。また、参照符号３ｂで示しているのはＨＬＡ通路である。

そして、上記開口９ａが形成された領域を覆うようにして、取付けフランジ１０がシリンダヘッド３の側面３ａに固定されている。この取付けフランジ１０は、排気ポート６から出る排気ガスを機外に排出する配管ＥＰを固定されるための部材である。取付けフランジ１０は、例えば排気マニホールド或いはターボチャージャをシリンダヘッド３に固定するためのフランジである。

取付けフランジ１０の内壁（シリンダヘッド３側の面）１０ａには、上記オイル通路９に接続するバイパスオイル通路１１が形成されている。このバイパスオイル通路１１は、オイル通路９の一部をシリンダヘッド３の外側に引出した構造を実現する。このようにオイル通路を外側に取出した構造にすると、シリンダヘッド３内では配置が困難なっているオイル通路を自由に配管できる。また、従来にあっては内部に配置していたオイル通路が減少するので、シリンダヘッド３側に余裕が発生するので排気ポート６の設計の自由度が増し、また機体の小型化を促進することもできる。なお、本実施例１では、シリンダヘッド３の下側にバイパスオイル通路１１に接続するオイル通路（他のオイル通路）１２が形成されている。このオイル通路１２は、更にその下側でシリンダブロック２に形成したオイル落し通路２１に接続している。よって、シリンダヘッド３の外側に出たオイルを下側位置しているシリンダブロック２のオイル落し通路２１戻して落下させることができる。

さらに、図２及び図３を参照してバイパスオイル通路１１の周辺構成について説明する。図２（Ａ）は、シリンダヘッド３の側面３ａを示した図である。この図２（Ａ）は、図１におけるＡ−Ａ矢視方向へ見たシリンダヘッド３の側面図である。図２（Ｂ）は取付けフランジ１０の内壁１０ａを示した図である。この図２（Ｂ）は図１において逆のＢ−Ｂ矢視方向へ見た図である。さらに、図３はＣ−Ｃ矢視方向へ見たシリンダヘッド３の平面図である。

図２（Ａ）で示すように、シリンダヘッド３の側面３ａにはオイル通路９の開口９ａが形成されている。下側には戻り側となるオイル通路１２の開口１２ａが形成されている。これらの開口９ａと開口１２ａを接続するように、取付けフランジ１０の内壁１０ａにバイパスオイル通路１１が形成されることになる。

また、図１では図示していないが、図２ではより好ましい構造として冷却用通路についても外部に引出したバイパス構造例を示している。図２（Ａ）で符号１３ａが冷却水の送り側通路の開口、符号１４ａが冷却水の戻り側通路の開口である。なお、図３では排気ガスを送出す配管ＥＰを排気マニホールドＥＭとした場合の構造例を示している。図３の符号１６は締付け用のヘッドボルトである。

図２（Ｂ）で示す取付けフランジ１０の内壁１０ａには、シリンダヘッド３の側面３ａに対応した配管構造が形成されている。バイパスオイル通路１１は、側面３ａに形成された複数のオイル送り側の開口９ａと、オイル戻り側の開口１２ａとを接続するように形成されている。図２で示している例では、シリンダヘッド３の側面３ａにオイル送り側の開口９ａが５個、オイル戻り側の開口１２ａが２個形成されている。そして、これらを接続するように１つのバイパスオイル通路１１が取付けフランジ１０の内壁１０ａ側に形成されている。ここで示すのは、一例である。開口９ａ、１２ａの位置や個数は必要に応じて増減することができる。また、１つのバイパスオイル通路１１で全て接続することは必須でない。図２（Ｂ）で示すバイパスオイル通路１１を例えば左右に分割して２系統としてもよい。

取付けフランジ１０の内壁１０ａには、冷却水を流すバイパス冷却用通路１５がバイパスオイル通路１１と同様に形成されている。このバイパス冷却用通路１５は冷却水送り側の開口１３ａと冷却水戻り側の開口１４ａとを接続するように形成されている。特にバイパス冷却用通路１５は配管ＥＰを囲むリング状に形成されている。このようにバイパス冷却用通路１５を形成しておくと、高温となり易い取付けフランジ１０を効率良く冷却できる。よって、取付けフランジ１０の変形や亀裂の発生を予防できる。例えば取付けフランジ１０でターボチャージャをシリンダヘッド３に固定している場合には、ターボチャージャ側の冷却機構を軽減或いは廃止することができる。また、取付けフランジ１０の温度昇温を抑制することで、バイパスオイル通路１１を流れるオイルの温度劣化を防止することもできる。

ところで、従来にあって、フランジは配管をシリンダヘッドに取付けるためだけの部材であった。そのためフランジは一般に中実な部材であった。本実施例ではこのフランジの内壁面に凹部を設けてバイパス経路を形成する。フランジの内壁は平坦で露出しているので、例えば図２（Ｂ）で示すような形状は金型等で簡単に作製できる。取付けフランジ自体は従来から使用されていた固定治具であり、本実施例１はその内壁を活用するだけであるから部品点が増加することもない。上記から明らかなように実施例１で示したオイル通路構造は、取付けフランジ１０側に設けたバイパスオイル通路１１によって、本来のオイル通路９の一部が外部に置換されることになる。よって、シリンダヘッド３側にスペースの余裕ができるので内燃機関全体の小型化を促進することもできる。また、下向きにオイル通路を設けることが困難である箇所にオイル溜りがある場合でも、取付けフランジ１０側に引出すオイル通路９は横向きとなるので最適位置に開口９ａを形成できる。このように開口９ａを設定できれば、オイルを円滑に循環させることができるのでオイルパン（図示せず）の小型化を図ることもできる。

なお、図２で図示するように、オイル通路９の開口９ａをシリンダヘッド３の側面３ａに複数することは必須ではないが、このように複数配置しておくと内燃機関１０の配置姿勢によりオイルが溜まる箇所が変化しても広範囲に対処できるので好ましい。すなわち、先に図１０で説明したように、同じ内燃機関であっても車両への搭載の仕方でオイル溜りの位置が変化するような場合でも、これに対処してオイルを円滑に流すことができる。従来にあって、このような場合にはオイル通路を変更したシリンダヘッドを製造することが必要となったが、本実施例の構造を採用すればこのような無駄を省くことができる。

さらに、図４〜図６を参照して実施例２について説明する。図４は、実施例２のオイル通路構造を備えた内燃機関１Ｂの側面構成を示した図である。重複する説明を避けるため、実施例１で示した内燃機関１Ａと同一の部位には同じ符号を付している。この実施例２は、取付けフランジ１０が下端側でシリンダブロック２の上部と一部重なるように形成されている。この構造は、実施例１で示している構造のようにシリンダヘッド３側にオイル戻し用のオイル通路１２を設ける必要が無いのでシリンダヘッド３側の配管構造を簡素化できる。

ところで、従来にあっては、設計したシリンダブロック毎にオイル落し通路の位置が異なる場合があった。このようにシリンダブロック側のオイル落し通路の位置が変わると、シリンダヘッド２側も対応の変更を行うことが必要となる。そのため、高価なシリンダヘッド３を新規に製造することが必要となりコスト上昇の要因となっていた。しかし、実施例２で示すオイル通路構造を採用するとこのような事態を回避できる。以下この点について説明する。

図４は、取付けフランジ１０をシリンダヘッド３の側面３ａに取り付ける直前の様子を示している。なお、図４ではシリンダヘッド３に形成されている送り側の冷却用通路１３と戻り側の冷却用通路１４とを図示している。この図４で示すように、取付けフランジ１０の下端はシリンダブロック２の上部と一部重なる位置まで延在している。この部分にバイパスオイル通路１１の後述する接続部がある。一方、シリンダブロック２の側面にはオイル落し通路２１の開口２１ａが形成されている。よって、取付けフランジ１０をシリンダヘッド３に固定すると、バイパスオイル通路１１とオイル落し通路２１とを接続できる。

ここで、シリンダブロック２のオイル落し通路２１が前述したように設計上の都合で変化した場合を考える。このような場合には、異なる位置に接続部を設けた取付けフランジ１０を予め準備しておくことで対処できる。図５及び図６は、異なるタイプの取付けフランジ１０Ａ、１０Ｂのそれぞれについて示した図である。図５（Ａ）と図６（Ａ）では、シリンダヘッド３の開口位置は同じであるがシリンダブロック２に形成されている開口２１ａの位置が変化している。

図５（Ｂ）で示す取付けフランジ１０Ａはバイパスオイル通路１１の接続部が１１ａ、１１ｂに形成されているので、シリンダブロック２のオイル落し通路２１の開口２１ａに接続できる。同様に、図６（Ｂ）で示す取付けフランジ１０Ｂは異なる位置にバイパスオイル通路１１の接続部１１ｃ、１１ｄが形成されているので、シリンダブロック２のオイル落し通路２１の開口２１ａに接続できる。このように、接続部が異なる位置に形成されている取付けフランジ１０を予め準備しておけばシリンダブロック２のオイル落し通路２１が変更されても簡単に対処できる。

以上のように、実施例２のオイル通路構造を採用すると、シリンダブロックが変更されても取付けフランジ１０を取り替えるだけで容易に対応できる。よって、ＦＦタイプとＦＲタイプ或いは直列型とＶ型などで内燃機関のシリンダブロックが変更となった場合でも取付けフランジ１０を取り替えるだけで簡単に対処できる。本実施例２によるとシリンダヘッドの共通化が可能となるので製造コストを大幅に抑制できる。

さらに図７及び図８を参照して実施例３について説明する。この実施例３は、実施例２で示したオイル通路構造を排気マニホールド一体型のシリンダヘッドを備えた内燃機関１Ｃに適用した例である。なお、本実施例３でも重複する説明を避けるため、実施例１で示した内燃機関１Ａと同一の部位には同じ符号を付している。図７は、排気マニホールド一体型のシリンダヘッド３１を含む内燃機関１Ｃの平面構成図、図８（Ａ）はシリンダヘッド３１の側面３１ａを示した図、図８（Ｂ）は取付けフランジ１０の内壁１０ａを示した図である。

図７及び図８で示す実施例３の構造でも、実施例２の場合と同様の効果を得ることができる。なお、図８（Ｂ）で示すバイパスオイル通路１１は接続部１１ｅ、１１ｆでオイル落し通路２１に接続される。

排気マニホールド一体型のシリンダヘッドは構造が小型化するので、前述したようにオイル通路を配置することが困難である。これと表裏一体に、シリンダヘッドにオイル通路を配置すると排気ポート６の設計の自由度が減少してしまう。しかし、取付けフランジ１０内にバイパスオイル通路１１を配置する形態を採用することで、排気ポート６の設計の自由度が高くなるので、よりコンパクトなシリンダヘッドを設計することができる。また、バイパスオイル通路１１を採用することでオイルを十分に供給できるようになる。さらに、取付けフランジ１０内にバイパス冷却用通路１５を設けることで、オイルが温度上昇し易い排気マニホールド一体型のシリンダヘッドでのこれを効率良く抑制できる。

実施例３は、実施例２の構造を排気マニホールド一体型のシリンダヘッドにも適用する場合を示している。実施例１の構造を排気マニホールド一体型のシリンダヘッドに適用してもよい。また、上記実施例では冷却用通路に冷却水を流す場合について説明したが、冷却機能を有する空気等の他の流体を流してもよい。

以上本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

実施例１のオイル通路構造を備えた内燃機関の側面構成を示した図である。 （Ａ）は実施例１のシリンダヘッドの側面を示した図、（Ｂ）は取付けフランジの内壁を示した図である。 Ｃ−Ｃ矢視方向へ見た実施例１のシリンダヘッドの平面図である。 実施例２のオイル通路構造を備えた内燃機関の側面構成を示した図である。 実施例２のオイル通路構造で採用される取付けフランジの例について示した図である。 実施例２のオイル通路構造で採用される取付けフランジの他の例について示した図である。 実施例３のオイル通路構造を備えたシリンダヘッドの平面構成を示した図である。 （Ａ）は実施例３のシリンダヘッドの側面を示した図、（Ｂ）は取付けフランジの内壁を示した図である。 オイル通路が形成されている従来のシリンダヘッドについて示した図である。 内燃機関の車両への配置形態について示した図である。

符号の説明

１Ａ〜１Ｃ 内燃機関
２ シリンダブロック
３ シリンダヘッド
３ａ シリンダヘッドの側面
４ ヘッドカバー
９ オイル通路
９ａ 開口
１０ 取付けフランジ
１０ａ 取付けフランジの内壁
１１ バイパスオイル通路
１３、１４ 冷却用通路
１５ バイパス冷却用通路
２１ シリンダブロックのオイル落し通路
ＥＰ 配管
ＥＭ 排気マニホールド

Claims (7)

1. シリンダヘッドの側面にオイル通路の開口を設けると共に、前記開口を覆うようにして取付けフランジを前記側面に固定し、
   前記取付けフランジの内壁に前記オイル通路に接続し、オイルを流すバイパスオイル通路を設けたことを特徴とする内燃機関のオイル通路構造。
2. 前記シリンダヘッドはシリンダブロック上に固定され、前記バイパスオイル通路が前記シリンダブロックに形成したオイル落し通路に接続され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通路構造。
3. 前記バイパスオイル通路は、前記シリンダヘッドに設けた他のオイル通路を介して、前記オイル落し通路に接続されていることを特徴とする請求項２に記載の内燃機関のオイル通路構造。
4. 前記取付けフランジが前記シリンダブロック側まで延在しており、前記バイパスオイル通路が前記オイル落し通路に接続されていることを特徴とする請求項２に記載の内燃機関のオイル通路構造。
5. 前記シリンダヘッドが排気マニホールドを一体に備えた一体型シリンダヘッドであることを特徴とする請求項１から４のいずれに記載の内燃機関のオイル通路構造。
6. 前記取付けフランジは、排気ガスを機外に排出する配管を前記シリンダヘッドに接続するためのフランジであることを特徴とする請求項１から５のいずれに記載の内燃機関のオイル通路構造。
7. 前記取付けフランジの前記内壁に、冷却流体を流す冷却通路をさらに備えたことを特徴とする請求項６に記載の内燃機関のオイル通路構造。

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