JP2006336619A

JP2006336619A - 内燃機関及び内燃機関の給油方法

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Publication number: JP2006336619A
Application number: JP2005165630A
Authority: JP
Inventors: Katsuichi Miyasaka; 克一宮坂; Takanobu Arai; 隆宜荒井
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2005-06-06
Filing date: 2005-06-06
Publication date: 2006-12-14
Anticipated expiration: 2025-06-06
Also published as: JP4506570B2

Abstract

【課題】簡単な構成で、ブローバイガスからのオイルの分離を促進し、かつオイル注入時の異物混入を防止することが可能な内燃機関を提供する。
【解決手段】ヘッドカバー２内にヘッドカバー２の内面、リブ５及びバッフルプレート６によって形成され、導入口９によってヘッドカバー２内と連通されるとともにベンチレーションパイプ８によってヘッドカバー２の外部と連通されるベンチレーション室７と、ヘッドカバー２に開口するオイル注入口１０と、を備えたエンジン１において、オイル注入口１０が導入口９とベンチレーションパイプ８との間のベンチレーション室７に開口し、複数のパンチングホール１３が設けられた外周壁面１２ｄを有し、オイル注入口１０と導入口９との間のベンチレーション室７内にベンチレーション室７内を流通する流体が複数のパンチングホール１３を通過して流れるように外周壁面１２ｄを配置するオイルセパレータ１２を備えている。
【選択図】図２

Description

本発明は、ヘッドカバーにオイル注入口及びブローバイガス通路がそれぞれ設けられた内燃機関及びこの内燃機関の給油方法に関する。

オイルフィラーキャップにオイルセパレート部が一体に設けられ、このオイルフィラーキャップをブローバイ通路に取り付けたエンジンが知られている（特許文献１参照）。その他、本発明に関連する先行技術文献として特許文献２〜４が存在する。

実開平６−７６６１１号公報実開平１−１０２４１８号公報実開平４−６６３１２号公報特開２００３−９７２４１号公報

従来のエンジン（内燃機関）では、オイルセパレート部がオイルフィラーキャップに一体に設けられており、オイル注入時にはオイルセパレート部が取り外されるため、オイルに異物が混入するおそれがある。

そこで、本発明は、簡単な構成で、ブローバイガスからのオイルの分離を促進し、かつオイル注入時の異物混入を防止することが可能な内燃機関及び内燃機関の給油方法を提供することを目的とする。

本発明の内燃機関は、ヘッドカバー内に前記ヘッドカバーの内面と隔壁とによって形成され、導入口によって前記ヘッドカバー内と連通されるとともに排出口によって前記ヘッドカバーの外部と連通されるブローバイガス通路と、前記ヘッドカバーに開口するオイル注入口と、を備えた内燃機関において、前記オイル注入口が前記導入口と前記排出口との間の前記ブローバイガス通路に開口し、複数の貫通孔が設けられたプレート部を有し、前記オイル注入口と前記導入口との間の前記ブローバイガス通路内に前記ブローバイガス通路内を流通する流体が前記複数の貫通孔を通過して流れるように前記プレート部を配置するオイル分離手段を備えていることにより、上述した課題を解決する（請求項１）。

本発明の内燃機関によれば、プレート部が導入口と排出口との間に配置されるので、このプレート部によって通路面積を変化させ、ブローバイガスの流速を変化させることができる。そのため、この流速の変化によってブローバイガスからのオイルの分離を促進させることができる。また、このプレート部は、オイル注入口と導入口との間に配置されるので、オイル注入口から注入されたオイルはプレート部の複数の貫通孔を通過して導入口に導かれる。そのため、オイル注入時には、このオイル分離手段によってオイルへの異物の混入を防止することができる。

本発明の一形態は、前記オイル分離手段として、開口部及び筒部を備えた有底筒状の形状を有し、少なくとも前記筒部の外周壁面のうち対向する一対の壁面が前記プレート部でそれぞれ形成されたオイルセパレータが設けられ、前記オイルセパレータは、前記オイル注入口から前記ブローバイガス通路内に前記開口部が前記オイル注入口を向くように挿入されていてもよい（請求項２）。この場合、オイル注入時にオイルセパレータで分離された異物をオイルセパレータ内に留めることができる。また、オイルセパレータはブローバイガス通路から取り出すことができるので、オイルセパレータによって分離された異物を簡単に取り除くことができる。

本発明の一形態は、前記筒部の外周壁面のうち対向する一対の壁面が前記プレート部で形成され、かつ前記外周壁面のうち前記一対の壁面以外の部分の少なくとも一部に前記複数の貫通孔よりも目の細かいメッシュフィルタが設けられていてもよい（請求項３）。この場合、ブローバイガスがプレート部で形成された一対の壁面を通過するようにブローバイガス通路内にオイルセパレータを配置することで、ブローバイガスからのオイルの分離を促進させることができる。一方、オイル注入時は、オイル注入口から注入されたオイルがメッシュフィルタを介して内燃機関内に注入されるようにオイルセパレータを配置することで、オイルへの異物の混入をより確実に防止することができる。

本発明の給油方法は、ヘッドカバー内に前記ヘッドカバーの内面と隔壁とによって形成され、導入口によって前記ヘッドカバー内と連通されるとともに排出口によって前記ヘッドカバーの外部と連通されるブローバイガス通路と、前記導入口と前記排出口との間の前記ブローバイガス通路に開口するオイル注入口と、開口部及び筒部を備えた有底筒状の形状を有し、前記筒部の外周壁面のうち対向する一対の壁面が複数の貫通孔が設けられたプレート部で形成されるとともに前記外周壁面のうち前記一対の壁面以外の部分の少なくとも一部が前記複数の貫通孔よりも目の細かいメッシュフィルタで形成され、かつ前記オイル注入口から前記ブローバイガス通路内に前記開口部が前記オイル注入口を向くように挿入されるオイルセパレータと、を備えた内燃機関に適用されるオイルの給油方法であって、前記筒部の外周壁面のうちメッシュフィルタで形成された壁面を前記導入口側に向かせて前記オイルセパレータを設置し、この状態で前記オイル注入口からオイルを注入するオイル注入工程と、オイル注入後、前記筒部の外周壁面のうち前記プレート部で形成された前記一対の壁面の一方が前記導入口側を向き、前記一方の壁面の他方が前記排出口側を向くように前記オイルセパレータを設置するオイルセパレータ状態変更工程と、を備えることにより、上述した課題を解決する（請求項４）。

本発明の給油方法によれば、上述した内燃機関と同様に、オイル注入時にプレート部よりも目の細かいメッシュフィルタでオイルから異物を分離するため、オイルへの異物の混入をより確実に防止できる。オイル注入後は、プレート部で形成された一対の壁面の一方が導入口側を、他方が排出口側を向くようにオイルセパレータが設置されるので、ブローバイガスからのオイルの分離を促進させることができる。

以上に説明したように、本発明によれば、オイル分離手段によってブローバイガスからのオイルの分離を促進させることができる。また、オイル注入時にはこのオイル分離手段によってオイルから異物を分離することができるので、オイルへの異物の混入を防止することができる。そのため、簡単な構成で、ブローバイガスからのオイルの分離を促進でき、かつオイル注入時の異物混入を防止できる。

図１及び図２は、本発明の一形態に係る内燃機関の要部を示している。図１は、内燃機関をヘッドカバー側から見た上面図を示し、図２は、図１のII−II線における内燃機関の断面図を示している。なお、図１において波線で囲まれている部分は、ヘッドカバーの内部を示している。内燃機関（以下、エンジンと呼称することがある。）１は、車両に走行用動力源として搭載され、図２に示したように不図示のシリンダヘッドの上部に取り付けられるヘッドカバー２と、シリンダヘッドに回転可能に支持されるカム軸３と、カム軸３と一体回転するように設けられ、カム軸３にエンジン１の回転を伝達するタイミングスプロケット４と、を備えている。ヘッドカバー２の内部には、リブ５によって周囲が固定されたバッフルプレート６が設けられ、このヘッドカバー２の内面、リブ５及びバッフルプレート６によってブローバイガス通路としてのベンチレーション室７が形成されている。また、図１に示したようにベンチレーション室７の周囲にはベンチレーション室７から気体が漏れないようにシール部７ａが設けられている。このようにベンチレーション室７が形成されることで、リブ５及びバッフルプレート６が本発明の隔壁として機能する。図１及び図２に示したように、ベンチレーション室７の一端には、ベンチレーション室７とヘッドカバー２の外部とを連通する排出口として機能するベンチレーションパイプ８が設けられている。一方、ベンチレーション室７の他端には、ヘッドカバー２内とベンチレーション室７とを連通する導入口９が設けられている。なお、ベンチレーションパイプ８は、不図示のブローバイガス還元通路によってエンジン１の吸気通路に接続されている。

図１及び図２に示したようにヘッドカバー２のうちベンチレーション室７が形成された部分にオイル注入口１０が設けられ、このオイル注入口１０はオイルフィラーキャップ１１によって閉じられる。なお、図２に示したようにオイルフィラーキャップ１１には雄ねじが、オイル注入口１０には雌ねじがそれぞれ形成されており、これらのネジによってオイルフィラーキャップ１１がオイル注入口１０に取り付けられる。また、図２に示したように、このオイル注入口１０にはオイル分離手段としてのオイルセパレータ１２が取り付けられている。図３に拡大して示したように、オイルセパレータ１２は、開口部１２ａ及び筒部１２ｂを備えた有底筒状の形状を有している。また、筒部１２ｂの外周壁面１２ｄには、貫通孔としてのパンチングホール１３が複数設けられている。図１に示したように、オイルセパレータ１２は、ベンチレーション室７内に取り付けられた際、筒部１２ｂの外周壁面１２ｄがベンチレーション室７の両方の壁面にそれぞれ接し、かつ図２に示したようにその底部１２ｃがバッフルプレート６に接するように形成されている。すなわち、ベンチレーション室７を流通する流体の略全量が複数のパンチングホール１３を通過して流れるように、ベンチレーション室７内にオイルセパレータ１２が配置される。このように配置されることで、筒部１２ｂの外周壁面１２ｄが本発明のプレート部として機能する。また、図２に示したようにオイルセパレータ１２は、開口部１２ａがオイル注入口１０の方向（図２の上側）を向くように取り付けられる。このオイルセパレータ１２は、オイル注入口１０からベンチレーション室７内に挿入され、オイルフィラーキャップ１１によって移動しないように固定される。

上述したエンジン１における、ブローバイガスの流れに関して説明する。なお、図１及び図２に示した矢印Ａは、ヘッドカバー２内におけるブローバイガスの流れをそれぞれ示している。上述したようにベンチレーション室７の一端に設けられたベンチレーションパイプ８はエンジン１の吸気通路に接続されているため、エンジン１の内部で発生したブローバイガスは、この吸気通路の負圧によってヘッドカバー２内から導入口９を介してベンチレーション室７に導かれる。ベンチレーション室７に導かれたブローバイガスは、図１及び図２に矢印Ａで示したように導入口９からオイルセパレータ１２の複数のパンチングホール１３を通過してベンチレーションパイプ８に流れる。エンジン１の運転時は、オイルフィラーキャップ１１が閉じられているため、ブローバイガスはその全量がベンチレーションパイプ８に導かれる。このようにブローバイガスを流通させることで、オイルセパレータ１２によってブローバイガスの速度を変化させることができる。

次に、このエンジン１へのオイルの注入方法について説明する。なお、図１及び図２に示した矢印Ｂは、ヘッドカバー２内におけるオイルの流れをそれぞれ示している。エンジン１におけるオイルの注入は、オイルフィラーキャップ１１を外し、オイル注入口１０から行われる。オイル注入口１０から注入されたオイルは、オイルセパレータ１２の複数のパンチングホール１３を通過し、ベンチレーション室７に沿って導入口９に導かれる。その後、導入口９からヘッドカバー２内に導かれたオイルはシリンダヘッド及びシリンダブロックを介してエンジン１のクランク室に導かれる。

以上に説明したエンジン１によれば、ベンチレーション室７内にオイルセパレータ１２を配置したので、このオイルセパレータ１２によってブローバイガスの流速を変化させ、ブローバイガスからのオイルの分離を促進させることができる。また、オイル注入時は、オイルがオイルセパレータ１２を介してエンジン１内に導かれるため、オイルセパレータ１２によってオイルへの異物の混入を防止することができる。なお、オイルセパレータ１２はオイル注入口１０から取り出すことができるため、オイルセパレータ１２にて分離された異物を簡単に取り除くことができる。このように、ベンチレーション室７にオイルセパレータ１２を設けることで、このオイルセパレータ１２によってブローバイガスからのオイルの分離を促進させるとともにオイル注入時の異物の混入を防止することができる。

オイルの注入は、オイル注入口１０からベンチレーション室７を介して行われる。一般にエンジン１のシリンダヘッド及びシリンダブロックにはブローバイガスがクランク室からシリンダカバーに速やかに移動するようにブローバイガスを導く通路が形成されている。そのため、注入されたオイル及びブローバイガスから分離されたオイルをこのブローバイガスを導く通路を介して速やかにエンジン１のオイルパンに導くことができる。このようにオイルをオイルパンに速やかに導くことができ、またオイル注入口１０をバッフルプレート６上に配置したことにより、オイルフィラーキャップ１１を外した状態でエンジン１を始動してもエンジン１内のオイルの外部への飛散を抑制することができる。

オイル注入口１０がベンチレーション室７に開口しているので、ヘッドカバー２にベンチレーション室７を設ける部分とオイル注入口１０を設ける部分とを別々に設けなくてもよい。そのため、オイル注入口１０がベンチレーション室７に開口していないヘッドカバー２よりも本発明のエンジン１のヘッドカバー２の方がベンチレーション室７の容積を大きく設定することができる。また、オイル注入口１０はベンチレーション室７のうち導入口９とベンチレーションパイプ８との間に開口していればよいため、オイル注入口１０の配置位置の自由度を向上させることができる。

次に、図４〜７を参照して本発明の他の形態について説明する。なお、図４〜７において上述した図１〜図３と共通する部分には同一の参照符号を付し、それらの説明を省略する。図４（ａ）は、本発明の他の形態に係るエンジン１の要部の上面図を示し、図４（ｂ）は図４（ａ）のIVｂ−IVｂ線におけるエンジン１の断面を示している。図５は、この形態のエンジン１に設けられたオイルセパレータ１２を拡大して示している。図６（ａ）はオイル注入時におけるエンジン１の状態をヘッドカバー２側から見た上面図を示し、図６（ｂ）は図６（ａ）のVIｂ−VIｂ線におけるエンジン１の断面を示している。なお、図４（ａ）の波線で囲まれた部分及び図６（ａ）の波線で囲まれた部分は、ヘッドカバーの内部をそれぞれ示している。また、図４〜７に示した矢印Ａはヘッドカバー２内におけるブローバイガスの流れをそれぞれ示し、矢印Ｂはヘッドカバー２内におけるオイルの流れをそれぞれ示している。

図５に示したように、この形態では、オイルセパレータ１２の筒部１２ｂの外周壁面１２ｄのうち、対向する一対の壁面２０、２１にそれぞれ複数のパンチングホール１３が設けられ、これら一対の壁面２０、２１に対して９０°ずれた位置の壁面２２にパンチングホール１３よりも目が細かいメッシュフィルタ２３が設けられている。なお、筒部１２ｂの外周壁面１２ｄのうち、これら以外の部分は、開口部の無い板部材で形成されている。このように複数のパンチングホール１３が形成されることで、一対の壁面２０、２１が本発明のプレート部に相当する。

次に、この形態のエンジン１におけるオイルの給油方法について説明する。図６に示したように、オイルフィラーキャップ１１が外され、筒部１２ｂの外周壁面１２ｄのうちメッシュフィルタ２３が設けられた壁面２２が導入口９側を向くようにオイルセパレータ１２がベンチレーション室７内に設置される。その後、この状態でオイルが注入される。このようにオイルセパレータ１２を設置することで、壁面２０及び壁面２１に設けられたパンチングホール１３がベンチレーション室７の内面によって塞ぐことができる。そのため、オイルは、メッシュフィルタ２３を介してエンジン１内に導かれる。オイルの注入が終了した後、複数のパンチングホール１３が形成された壁面２０が導入口９側を向き、壁面２１がベンチレーションパイプ８側を向くように、すなわちオイル注入時のオイルセパレータ１２の状態から９０°回転させてオイルセパレータ１２を設置する。その後、オイルフィラーキャップ１１を取り付ける。なお、オイルセパレータ１２は、オイルフィラーキャップ１１によって移動しないように固定される。そのため、エンジン１の運転時は、図４に示した状態でオイルセパレータ１２が固定される。

この形態のエンジン１によれば、エンジン１の運転時は図７（ａ）に矢印Ａで示したようにベンチレーション室７内をブローバイガスが壁面２０、２１を通過して流通するようにオイルセパレータ１２を設置し、オイル注入時は図７（ｂ）に矢印Ｂで示したようにオイルがメッシュフィルタ２３を通過してエンジン１内に流入するようにオイルセパレータ１２を設置する。なお、図７（ａ）、（ｂ）では、左側が導入口９側であり、右側がベンチレーションパイプ８側である。このようにオイルセパレータ１２の状態を変更することで、オイル注入時はメッシュフィルタ２３を介してオイルをエンジン１内に注入できる。そのため、オイルへの異物の混入をより確実に防止することができる。また、メッシュフィルタ２３に対向する壁面には開口部が無いため、オイル注入口１０から注入されたオイルをメッシュフィルタ２３を介して導入口９に速やかに導くことができる。エンジン１の運転時は、ブローバイガスが壁面２０、２１を通過して流通するようにオイルセパレータ１２が取り付けられるので、ブローバイガスの流れに対する抵抗を抑えつつブローバイガスからのオイルの分離を促進することができる。

本発明は、上述した形態に限定されることなく、種々の形態にて実施することができる。例えば、オイルセパレータ１２の外周壁面１２ｄにブローバイガスからのオイルの分離が促進可能な第１のメッシュフィルタと、この第１のメッシュフィルタよりもメッシュが細かい第２のメッシュフィルタとが設けられ、エンジン運転時とオイル注入時とでこれらメッシュフィルタを切り替えてもよい。このようなオイルセパレータでも、ブローバーガスからのオイルの分離を促進させるとともにオイル注入時の異物混入を防止することができる。

本発明の一形態に係るエンジンの要部を示す図。図１のII−II線におけるエンジンの断面を示す図。オイルセパレータを拡大して示す図。本発明の他の形態に係るエンジンの要部を示す図であり、（ａ）はエンジンをヘッドカバー側から見た上面図を示し、（ｂ）は（ａ）のIVｂ−IVｂ線におけるエンジンの断面図を示す。本発明の他の形態に係るエンジンに設けられたオイルセパレータを拡大して示す図。オイル注入時における図４のエンジンの要部を示す図であり、（ａ）はエンジンをヘッドカバー側から見た上面図を示し、（ｂ）は（ａ）のVIｂ−VIｂ線におけるエンジンの断面図を示す。オイルセパレータを示す図であり、（ａ）はエンジン運転時におけるオイルセパレータの上面図を示し、（ｂ）はオイル注入時におけるオイルセパレータの上面図を示す。

符号の説明

１エンジン（内燃機関）
２ヘッドカバー
５リブ（隔壁）
６バッフルプレート（隔壁）
７ベンチレーション室（ブローバイガス通路）
８ベンチレーションパイプ（排出口）
９導入口
１０オイル注入口
１２オイルセパレータ（オイル分離手段）
１２ａ開口部
１２ｂ筒部
１２ｄ外周壁面（プレート部）
１３パンチングホール（貫通孔）
２０壁面（プレート部）
２１壁面（プレート部）
２３メッシュフィルタ

Claims

ヘッドカバー内に前記ヘッドカバーの内面と隔壁とによって形成され、導入口によって前記ヘッドカバー内と連通されるとともに排出口によって前記ヘッドカバーの外部と連通されるブローバイガス通路と、前記ヘッドカバーに開口するオイル注入口と、を備えた内燃機関において、
前記オイル注入口が前記導入口と前記排出口との間の前記ブローバイガス通路に開口し、
複数の貫通孔が設けられたプレート部を有し、前記オイル注入口と前記導入口との間の前記ブローバイガス通路内に前記ブローバイガス通路内を流通する流体が前記複数の貫通孔を通過して流れるように前記プレート部を配置するオイル分離手段を備えていることを特徴とする内燃機関。
前記オイル分離手段として、開口部及び筒部を備えた有底筒状の形状を有し、少なくとも前記筒部の外周壁面のうち対向する一対の壁面が前記プレート部でそれぞれ形成されたオイルセパレータが設けられ、
前記オイルセパレータは、前記オイル注入口から前記ブローバイガス通路内に前記開口部が前記オイル注入口を向くように挿入されることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関。
前記筒部の外周壁面のうち対向する一対の壁面が前記プレート部で形成され、かつ前記外周壁面のうち前記一対の壁面以外の部分の少なくとも一部に前記複数の貫通孔よりも目の細かいメッシュフィルタが設けられていることを特徴とする請求項２に記載の内燃機関。
ヘッドカバー内に前記ヘッドカバーの内面と隔壁とによって形成され、導入口によって前記ヘッドカバー内と連通されるとともに排出口によって前記ヘッドカバーの外部と連通されるブローバイガス通路と、前記導入口と前記排出口との間の前記ブローバイガス通路に開口するオイル注入口と、開口部及び筒部を備えた有底筒状の形状を有し、前記筒部の外周壁面のうち対向する一対の壁面が複数の貫通孔が設けられたプレート部で形成されるとともに前記外周壁面のうち前記一対の壁面以外の部分の少なくとも一部が前記複数の貫通孔よりも目の細かいメッシュフィルタで形成され、かつ前記オイル注入口から前記ブローバイガス通路内に前記開口部が前記オイル注入口を向くように挿入されるオイルセパレータと、を備えた内燃機関に適用されるオイルの給油方法であって、
前記筒部の外周壁面のうちメッシュフィルタで形成された壁面を前記導入口側に向かせて前記オイルセパレータを設置し、この状態で前記オイル注入口からオイルを注入するオイル注入工程と、オイル注入後、前記筒部の外周壁面のうち前記プレート部で形成された前記一対の壁面の一方が前記導入口側を向き、前記一方の壁面の他方が前記排出口側を向くように前記オイルセパレータを設置するオイルセパレータ状態変更工程と、を備えることを特徴とする内燃機関の給油方法。