JP2007040312A - 内燃機関 - Google Patents

Abstract

【課題】オイルの注入口やブローバイガス通路を適切に設定し、設計の自由度を向上させた内燃機関を提供する。
【解決手段】オイルパン１４内に貯留したオイルを少なくともシリンダブロック５内に供給して潤滑を行う潤滑機構を有する内燃機関において、
電磁駆動弁を用いており、
タイミングチェーンを覆うチェーンカバー２の側面に膨出部を設け、前記膨出部にブローバイガスのオイルセパレータ３６及びオイルの注入口１、ＰＣＶバルブ３７を備えた。
【選択図】図２

Description

本発明は、潤滑用のオイル（以下エンジンオイルとも称する）の注入口や、ブローバイガス経路等を適切に設定した内燃機関に関するものである。

一般に、内燃機関は、シリンダブロックの上方にシリンダヘッドを搭載し、このシリンダヘッドに動弁機構を設けるとともにこの動弁機構を被包する被包体であるカムシャフトハウジングやヘッドカバー等を装着して前記動弁機構を配設する動弁室を区画している。また、シリンダブロックの下方には、エンジンオイルを貯留するオイルパンを装着している。

このような内燃機関では、オイルパン内に貯留したエンジンオイルをオイルポンプにより各部位に圧送して潤滑を行ったのち、クランクケース内に流れ落ちたオイルをオイルパン内に回収している。

なお、エンジンオイルは、擦れ粕の混入や疲労によって劣化するので、適宜交換する必要がある。図１８に示す従来のエンジンにおいて、エンジンオイルの交換は、通例、クランクケース下面のオイルパン１４に設けられたドレン２２を開いて抜き取り、ドレン２２を閉じてからシリンダヘッド４のカバー２３上部に設けられた注入口１のオイルフィラーキャップ２４を開き、新たなオイルを注入する。

また、前記シリンダヘッドカバー２３の上部には、図１９（ａ），（ｂ）に示す如く、オイルセパレータ３６を設け、クランクケース内からシリンダヘッドカバー内を介して還流されるブローバイガスをこのオイルセパレータ３６に通して吸気系に還流することで、ブローバイガス中のエンジンオイルを分離除去する(特許文献１参照。)。
特開平１０−１２１９３５号

上述のようにシリンダヘッドカバー２３上にオイルの注入口１やオイルセパレータ３６を設けた内燃機関においては、設計の自由度が低く、特にシリンダヘッドカバー２３直上にエアクリーナを配置する場合、オイル注入口部分を避けて抉れた形に配置するなど、エアクリーナ形状の複雑化や、水平方向における外形寸法の増大化を招くといった不都合があった。更にオイルセパレータ３６やオイル注入口１との干渉を避けて高さ方向に嵩張る構成となっていた。

また、電磁駆動弁を用いたエンジン等、シリンダヘッドカバー内にエンジンオイルを必要としない内燃機関に適用することも困難であった。

そこで本発明は、オイルの注入口やブローバイガス通路を適切に設定し、設計の自由度を向上させた内燃機関の提供を目的とするものである。

本発明は、上記した課題を解決するために以下のような手段を採用した。
〔１〕：本発明に係る内燃機関は、オイルパン内に貯留したオイルを少なくともシリンダブロック内に供給して潤滑を行う潤滑機構を有する内燃機関において、
前記シリンダブロックの側面又はオイルパンの一部にオイルの注入口を備えた。

これにより、例えばエアクリーナーを内燃機関直上に配置する場合にもオイルの注入口とエアクリーナーとが干渉せず、設計の自由度が向上する。

〔２〕：本発明に係る内燃機関は、オイルパン内に貯留したオイルを少なくともシリンダブロック内に供給して潤滑を行う潤滑機構を有する内燃機関において、
前記シリンダブロックの側面又はオイルパンの一部の開口に一端部が連通した給油経路と、前記開口と反対側の端部で前記給油経路と連通した注入口とを備えた。

これにより従来給油経路として用いていたチェーンカバーや、シリンダヘッド内のオイル戻し穴等を廃止でき、小型化・簡素化が図れる。
また、オイル注入口をエンジンルーム内壁やエンジンルーム内の他の機関等、給油作業の行い易い位置に懸架させることが可能となる。

〔３〕：上記〔２〕に記載の内燃機関において、前記給油経路をブローバイガスの通路と兼用した。

これにより内燃機関の簡素化や小型化が図れる。

〔４〕：上記〔１〕又は〔２〕に記載の内燃機関において、電磁駆動式の動弁装置をシリンダヘッド部に備え、
前記シリンダヘッド部と隔てたシリンダブロック内部と、オイルパン内とで前記オイルを循環させた。

これによりシリンダヘッドカバー内にオイルを循環させる必要のない電磁駆動式の動弁装置を採用した内燃機関において、オイルの注入口をシリンダヘッドカバー上部以外に配置可能となり、全高が低く抑えられる。また、エアクリーナーを内燃機関直上に配置する場合にもオイルの注入口とエアクリーナーとが干渉せず、設計の自由度が向上する。

更に、オイルの注入口をシリンダヘッドカバー上部に設けた場合に必要であったシリンダヘッドからシリンダブロックへオイルを戻す穴を廃止でき、小型・軽量化が図れる。

〔５〕：上記〔１〕から〔４〕の何れか１項に記載の内燃機関において、前記オイルの注入口がクランクプーリー側の面に設けた。

これにより、クランクプーリーやこれに駆動される補記により、デットスペースになりやすいスペースを有効に活用できる。また、クランクプーリーはエンジンルーム前方に配置されることが多いので、これに伴いオイル注入口も前方に配置されることになり、給油作業を行い易くサービス性が良い。

〔６〕：上記〔１〕から〔５〕の何れか１項に記載の内燃機関において、前記オイルの注入口を水平面内において、クランクプーリー及び前記クランクプーリーに捲回されるベルトと異なる位置に備えた。

これにより、給油時にオイルを溢してもクランクプーリーやこれに捲回されるベルトにオイルがかかることがなく、サービス性が向上する。

〔７〕：ブローバイガス還元装置を備えた内燃機関において、
タイミングチェーンを覆うチェーンカバーに、ブローバイガスの還流口を設け、前記還流口と吸気系とを連通した。

これにより、例えばエアクリーナーを内燃機関直上に配置する場合にもエアクリーナーと干渉せず、設計の自由度が向上する。

〔８〕：ブローバイガス還元装置を備えた内燃機関において、
タイミングチェーンを覆うチェーンカバーに、ＰＣＶバルブを備えた。

これにより、シリンダーヘッド内をブローバイガス経路とする必要がなくなり、設計の自由度が向上する。

〔９〕：ブローバイガス還元装置を備えた内燃機関において、
空気導入口をシリンダブロックに設けた。

これにより、空気導入経路の簡素化が図れる。

〔１０〕：ブローバイガス還元装置を備えた内燃機関において、
タイミングチェーンを覆うチェーンカバーにブローバイガスの通路及び空気導入口の何れか一方を設け、他方をシリンダブロックに設けた。

これにより、ブローバイガス経路や空気導入経路を適切に設定することができ、設計の自由度の向上や空気導入経路の簡素化が図れる。

〔１１〕：ブローバイガス還元装置を備えた内燃機関において、
タイミングチェーンを覆うチェーンカバーの側面に膨出部を設け、前記膨出部にブローバイガスのオイルセパレータ及びオイルの注入口を備えた。

これによりオイルセパレータとオイルの注入口を別々に設けた場合と比べてデットスペースが少なくなり、内燃機関の小型化が図れる。

以上、説明したように本発明によれば、オイルの注入口やブローバイガス通路を適切に設定し、設計の自由度を向上させた内燃機関を提供できる。

〈実施形態１〉
以下、本発明の実施の形態を図示例と共に説明する。

図１は本実施形態の要部断面図、図２は本実施形態の概略構成図である。
本例の内燃機関は、シリンダブロック５の上方にシリンダヘッド４を搭載し、このシリンダヘッド４に電磁駆動式の動弁機構２５を設けるとともに、この動弁機構２５を被包するシリンダヘッドカバー２３を装着して前記動弁機構２５を配設する動弁室２６を区画している。また、シリンダブロック５の下方には、エンジンオイルを貯留するオイルパン１４を装着している。

前記シリンダブロック５下部のクランクケース内には、クランク軸２７が設けられ、このクランク軸２７端部のクランクスプロケット２８と、オイルポンプ２９側のスプロケット３１とにタイミングチェーン３２が巻回され、これを覆うチェーンカバー２がシリンダブロック５の前面に対して取り付けられている。

このシリンダブロック５、オイルパン１４、チェーンカバー２等の内部では、オイルパ
ン１４に貯留されたエンジンオイルが、オイルポンプ２９によって吸い上げられ、オイルフィルター（不図示）を介してクランク軸２７やコネクティングロッド３３、ピストン３４、シリンダ３５等の潤滑に供され、こののち流下してオイルパンに還流する。

本例では、動弁機構２５として、励磁電流の印加により発生する電磁力を利用して吸排気弁を開閉駆動する電磁駆動方式のものを採用しているため、動弁室２６内にエンジンオイルを循環する必要がなく、前記シリンダブロック５やオイルパン１４内でエンジンオイルを循環させている。なお、バルブ３とバルブガイド６の間への給油は必要であり、アクチュエータ７内のオイルを共用している。即ち、アクチュエータ７内のオイルがアーマチャ８とコアブッシュ９−１，９−２間の潤滑後、バルブスライドシール（不図示）側に導かれた（滴下された）オイルがバルブスライドシールを介してバルブ３とバルブガイド６間に供給される。

従って、エンジンオイルを交換する際に新たなオイルを注入するオイル注入口１をシリンダヘッドカバー上部ではなく、チェーンカバー２に設けている。

オイル注入口１から注入されたオイルは、チェーンカバー２内壁を伝って流下し、オイルパン１４内に貯留される。

また、チェーンカバー２には、図２に示すようにブローバイガス還元装置のオイルセパレータ３６やＰＣＶ（Positive Crankcase Ventilation）バルブ３７が設けられている。

これによりシリンダブロック５内のブローバイガスが、チェーンカバー２内側、オイルセパレータ３６、ＰＣＶバルブ３７、そしてブローバイガス通路３８を通って吸気系に還流されている。

これに伴い、低負荷運転時には、エアクリーナーからのフレッシュエアが、エア通路３９を介してシリンダブロック５に設けたフレッシュエア導入口１１からシリンダブロック５内に導入されている。なお、内燃機関の構成上、シリンダヘッド４の一部をフレッシュエア導入口１１として利用することで配管が簡素化できる場合には、このような構成をとっても良い。

また、高負荷運転時には、クランクケース内のブローバイガス圧力が高まり、ブローバイガス通路３８と併せてエア通路３９にもブローバイガスが流れて吸気系に還流される。

図３は、本実施形態においてオイルの注入口とオイルセパレータを設けたチェーンカバーを示す図であり、（ａ）は正面（外面）図、（ｂ）は断面図、（ｃ）は裏面図である。また、図４，図５は、オイル注入口とオイルセパレータ取り付け部分の説明図である。

同図に示すように、チェーンカバー２は、その上部に外側（正面側）へ向けて張り出した膨出部２ａが設けられ、この膨出部２ａ上端にオイル注入口１が設けられている。

このオイル注入口１から、注入されたオイルは、連通孔１ａを通って膨出部２a内に達
し、チェーンカバー内壁を伝ってオイルパン１４内に貯留される。

このようにチェーンカバー２を膨出させてオイル注入口１を設けたことにより、比較的幅の狭いチェーンカバーに充分な径の注入口を確保でき、スムーズに注油を行うことができると共に、多量のオイルを一時に注入した場合にも膨出部２ａの容積が充分に確保されているのでオイルの吹きこぼれが少なくなっている。

また、膨出部２ａには、オイルセパレータ３６が設けられている。このオイルセパレータ３６は、膨出部２ａを隔壁３６ｆで略半分に仕切り、このシンンダ側の側壁としてバッフルプレート３６ａを取り付けて構成されている。

クランクケースからのブローバイガスは、チェーンカバー内を通り、バッフルプレート３６ａに設けられた導入口３６ｂから、オイルセパレータ内に流入し、仕切り板３６ｃ等に突き当たりながら通過する際にオイル分が分離され、この後排出口３６ｄから排出される。

排出口３６ｄには、ＰＣＶバルブ３７が螺合され、上記排出されるブローバイガスの流量を調節している。

なお、分離されたオイルは、オイル戻し穴３６ｅからチェーンカバー内に戻される。

また、本実施形態のオイル注入口１は、図６の平面図に示したように、水平面内において、クランクプーリー４１（補機駆動用のプーリー）及び前記クランクプーリー４１に捲回されるベルト４２と異なる位置に設けており、万一、注油時にオイルを溢してもクランクプーリー４１やベルト４２にかからないようにしている。

以上のように本形態では、オイル注入口１やオイルセパレータ３６、ＰＣＶバルブ３７をチェーンカバー２に設けたことにより、設計の自由度を向上させており、エアクリーナーを直上に設ける場合にもエアクリーナ形状の複雑化や、水平方向における外形寸法の増大化を招かない。また、オイル注入口１やオイルセパレータ３６をシリンダヘッドカバー２３上面より低い位置に設けているので、高さ方向でエアクリーナと干渉することもない。更にオイル注入口とオイルセパレータとを同一の膨出部に設けたことにより、それぞれを別々に配置した場合と比べてデットスペースが少なく小型化が図れる。

また、膨出部２ａをクランクプーリー４１側の面に設けているため、比較的デッドゾーンとなりやすいスペースを有効に利用できる。更にオイル注入口１が前面に配置されるので、サービス性を損なうことなく注油作業が可能となっている。

また、電磁駆動弁を用いたエンジン等、シリンダヘッドカバー内にエンジンオイルを必要としない内燃機関に適用することが可能である。

なお、ブローバイガス経路は、図２に示した経路に限定されるものではなく、図７に示したようにブローバイガス経路や空気通路を逆転させた構成でもよい。

〈実施形態２〉
図８は、本発明の実施形態２の説明図である。本形態は、前述の実施形態１と比べて動弁機構にカムやカムシャフトを用いた点が異なり、その他の構成は略同じである。本形態において前述の実施形態１と同一の要素には同符号を付して再度の説明を省略している。

クランク軸２７に設けたクランクスプロケット２８と、動弁装置４６のカムシャフト４３に設けたカムスプロケット４４とにタイミングチェーン４５が捲回され、クランク軸２７の回転がカムシャフト４３に伝達されてカム４３ａを回転させ、このカム面に従動してバルブ３が開閉する。

図９は、タイミングチェーン４５，３２を覆うチェーンカバー４７の正面図である。

本例においてもチェーンカバー４７に膨出部２ａを設けてオイル注入口１とオイルセパ
レータ３６を設けたことにより、前述の実施形態と同様に設計の自由度を向上させている。

〈実施形態３〉
図１０，図１１は、本発明の実施形態３の説明図である。本形態は、前述の実施形態１と比べ、チェーンカバーを廃止して注油口をシリンダブロックに直接設けた点が異なっており、その他の構成は略同じである。本形態において前述の実施形態１と同一の要素には同符号を付して再度の説明を省略している。

本例では、オイルポンプをインボリュート型やトロコイド型とし、クランク軸と直結して駆動する構成としてチェーン及びチェーンカバーを廃止している。
このためオイル注入口１をシリンダブロック５に直接設けている。

これにより本実施形態によれば、前述の実施形態１と同様に設計の自由度が向上すると共に、給油経路を必要としないので、チェーンカバーを廃止でき、内燃機関の小型化や、簡素化が図れる。また、従来のシリンダヘッドカバー上部から注油する構成と比べ、オイルの戻し穴をシリンダヘッド内やシリンダブロック内に設ける必要が無いため、強度を低下させずに肉厚を薄くでき、小型・軽量化が図れる。

なお、図１２に示したようにオイル注入口１の取り付け位置をシリンダブロック５に代えてオイルパン１４としても良い。

〈実施形態４〉
図１３，図１４は、本発明の実施形態４の説明図である。本形態は、前述の実施形態３と比べ、シリンダブロックのオイル導入用の開口から内燃機関上部にかけて給油経路を設けてオイル注入口を内燃機関上部に配置した点が異なっており、その他の構成は略同じである。本形態において前述の実施形態３と同一の要素には同符号を付して再度の説明を省略している。

本例では、シリンダブロック５側面にオイルを導入する為の開口部５ａを設け、該開口部５ａに導入口４８を取り付け、該導入口４８からシリンダヘッド前面に固設した筐体５０を給油パイプ４９で連接し、この導入口４８、給油パイプ４９、筐体５０で構成される給油経路の上端部にオイル注入口１を設けている。

この筐体５０内には、オイルセパレータ３６を設けており、該オイルセパレータ３６を通り、分離されたブローバイガスがＰＣＶバルブ３７を介してブローバイガス通路３８に還流されるように構成している。

図１５（ａ）は、筐体５０の縦断面図、図１５（ｂ）はこの横断面図である。
注入口１から注入されたオイルは、筐体５０、給油パイプ４９そして導入口４８を介してシリンダブロック５内に導入され、オイルパン１４へ流下し、貯留される。

また、シリンダブロック内のブローバイガスは、開口部５０ａから導入口４８、給油パイプ４９を介して筐体５０に流入する。

筐体５０内の開口部５０ａ，５０ｃからオイルセパレータ３６に流入したブローバイガスは、図１５（ｂ）の矢印で示したように、仕切り板５０ｂ等に突き当たりながら蛇行して通過する際にオイル分が分離され、排出口５０ｄからＰＣＶバルブ３７を介して吸気側に排出される。

なお、分離されたオイルは、開口部５０ａ側へ下向きに傾斜した底板５０ｅに沿い蛇行して流れ、開口部５０ｃ，５０ａから給油バイプ４９に戻される。

また、オイルの導入口（開口部５０ａ）４８やオイル注入口１は、内燃機関正面に限らず、排気・吸気側側面など他の面に設けても良い。

以上のように本実施形態によれば、前述の実施形態３と同様に設計の自由度の向上及びチェーンカバーの廃止による小型化が図れると共に、オイル注入口を内燃機関上部に設けたことによりサービス性を向上している。

なお、本例では筐体５０、即ちオイル注入口１をシリンダヘッド４に固設したが、給油経路が冗長にならない程度に他の位置に設けても良い。例えばエンジンルーム内壁やエンジンルーム内の他の機関等、給油作業の行い易い位置に懸架しても良い。

〈実施形態５〉
図１６，図１７は、本発明の実施形態５の説明図である。本形態は、前述の実施形態４と比べ、オイルの導入口及び開口部をオイルパンに設けた点が異なっており、その他の構成は略同じである。本形態において前述の実施形態４と同一の要素には同符号を付して再度の説明を省略している。

同図に示したように、オイルパン１４の一部に開口部１４ａを設けてオイルの導入口４８を取り付け、給油パイプ４９、筐体５０及び注入口１と連通させたことにより、前述の実施形態４と同様、設計の自由度の向上及びチェーンカバーの廃止による小型化が図れると共に、オイル注入口１を内燃機関上部に設けたことによってメンテナンス性を向上させている。

なお、オイル注入口１からオイルレベル面までを一直線に見通せる構成とした場合には、ここにオイルレベルゲージを挿入して、従来シリンダヘッドやシリンダブロックに設けていたオイルレベルゲージ用の穴を省略しても良い。

本発明に係る実施形態１の要部説明図 本発明に係る実施形態１の概念図 実施形態１のチェーンカバーを示す図 実施形態１の要部説明図 実施形態１の要部説明図 オイル注入口とクランクプーリーの位置関係を示す図 実施形態１の他の構成例を示す図 本発明に係る実施形態２の要部説明図 実施形態２のチェーンカバーを示す図 本発明に係る実施形態３の要部説明図 本発明に係る実施形態３の模式説明図 実施形態３の他の構成例を示す図 本発明に係る実施形態４の要部説明図 本発明に係る実施形態４の模式説明図 オイル注入口及びオイルセパレータ付近の説明図 本発明に係る実施形態５の要部説明図 本発明に係る実施形態５の模式説明図 従来の内燃機関の概略構成図 従来例の要部説明図

符号の説明

１・・・オイル注入口
２，４７・・チェーンカバー
２ａ・・膨出部
４・・・シリンダヘッド
５・・シリンダブロック
１１・・フレッシュエア導入口
１４・・オイルパン
２０・・クランク軸
２３・・シリンダヘッドカバー
２４・・オイルフィラーキャップ
２５・・動弁機構
２７・・クランク軸
３２，４５・・タイミングチェーン
３６・・オイルセパレータ
３７・・ＰＣＶバルブ
４１・・クランクプーリー

Claims (1)

1. ブローバイガス還元装置を備えた内燃機関において、
   電磁駆動弁を用いており、
   タイミングチェーンを覆うチェーンカバーの側面に膨出部を設け、前記膨出部にブローバイガスのオイルセパレータ及びオイルの注入口、ＰＣＶバルブを備えたことを特徴とする内燃機関。
   

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