JP2007170278A - 内燃機関の潤滑構造 - Google Patents

Abstract

【課題】シリンダヘッド２とシリンダブロック３とに跨る油通路（５８）を有する内燃機関の潤滑構造において、シリンダヘッド２とシリンダブロック３との結合部分から外部へ潤滑油を漏洩させないようにする。
【解決手段】油通路（５８）は、シリンダヘッド２側に設けられる油孔２ｃと、シリンダブロック３側に設けられる油孔３ａと、いずれか一方の油孔（２ｃ）から他方の油孔（３ａ）へ跨る状態で挿入配置されるガイドパイプ６０とを含む。シリンダヘッド２とシリンダブロック３との結合部分に隙間が発生しても、一方の油孔（２ｃ）から潤滑油がガイドパイプ６０内を通って他方の油孔（３ａ）への流れるようになり、前記隙間から外部へ潤滑油が漏洩することが防止される。
【選択図】図４

Description

本発明は、内燃機関のシリンダヘッドとシリンダブロックとに跨る油通路を有する潤滑構造に関する。

内燃機関では、シリンダヘッド側に配設される動弁機構に潤滑油を供給するようになっている（例えば、特許文献１参照。）。

一般的に、例えばオイルパン内の潤滑油を、オイルポンプにより吸い上げ、シリンダブロックからシリンダヘッドに跨って設けられる油供給通路を経てシリンダヘッド内の動弁機構に供給するようになっている。

また、シリンダヘッド内で動弁機構を潤滑した潤滑油は、シリンダヘッドからシリンダブロックに跨って設けられる油戻し通路を経てオイルパン側へ戻される。

このような油供給通路や油戻し通路は、例えばシリンダヘッド側に設けられる油孔とシリンダブロック側に設けられる油孔とを連通連結して構成されている。通常、シリンダヘッドとシリンダブロックとの結合部分には、そこの密封性を高めるためにヘッドガスケットが介装されている。
特開平９−５３４３２号公報

上記従来例において、何らかの原因で、シリンダヘッドとシリンダブロックとの結合部分に隙間が生じた場合には、ヘッドガスケットを介在させていても、前記油供給通路や油戻し通路を流れる潤滑油が前記隙間から外部へ漏洩することがある。

ところで、シリンダヘッドとオイルパンとの間で送受する潤滑油の通路として、内燃機関の外部に設置する配管とすることも可能であるが、その場合には、前記外付け配管そのものやそれを設置するのに必要な部品が必要となるとともに、設置作業が煩雑となる等、コスト上昇を余儀なくされる。しかも、外付け配管が外部に露呈している関係より、飛び石や内燃機関の振動による経時的な破損が懸念される。このようなことから、外付け配管の設置は得策ではないと言える。

本発明は、シリンダヘッドとシリンダブロックとに跨る油通路を有する内燃機関の潤滑構造において、シリンダヘッドとシリンダブロックとの結合部分から潤滑油を漏洩しにくくすることを目的としている。

本発明は、シリンダヘッドとシリンダブロックとに跨る油通路を有する内燃機関の潤滑構造であって、前記油通路は、シリンダヘッド側に設けられる油孔と、シリンダブロック側に設けられる油孔と、いずれか一方の油孔から他方の油孔へ跨る状態で挿入配置されるガイドパイプとを含むことを特徴としている。

この構成によれば、仮に、シリンダヘッドとシリンダブロックとの結合部分に隙間が発生しても、シリンダヘッドの油孔とシリンダブロックの油孔とのいずれか一方から他方へ潤滑油が流れ込むときに、この潤滑油がガイドパイプの内側を通るから、前記隙間から外部へ潤滑油が漏洩することが防止される。

なお、前記ガイドパイプは、金属や合成樹脂等の管を素材とすることが可能であるから、手間のかかる旋削加工等を施すことなく簡単に製造でき、設備コストの低減が可能となる。また、ガイドパイプは、シリンダヘッドまたはシリンダブロックのいずれか一方の油孔に例えば圧入等によって嵌入固定することで組み付けることが可能であるので、取り付け作業が短時間で簡単に行うことができる。

また、従来例で説明したように内燃機関の外部に外付け配管を設けないので、部品数ならびに組立工数が減少し、設備コストの低減が可能となり、また、経時的な破損の心配もなくなる。

好ましくは、前記油通路は、前記シリンダヘッド側の油孔から前記シリンダブロック側の油孔へ油を導く油戻し通路とされる。

この構成によれば、潤滑油がシリンダヘッドの油孔からシリンダブロックの油孔に自重落下して流れ込む形態となる。この場合、仮に、シリンダヘッドとシリンダブロックとの結合部分に隙間が発生しても、シリンダヘッドの油孔からシリンダブロックの油孔へ潤滑油が流れ込むときに、この潤滑油がガイドパイプの内側を通るから、前記隙間から外部へ潤滑油が漏洩することが防止される。

好ましくは、前記ガイドパイプは、前記シリンダヘッド側の油孔内に嵌入固定されるとともに、前記シリンダブロック側の油孔内に挿入される。

この構成によれば、ガイドパイプがシリンダヘッドとシリンダブロックとの結合部分に位置決めされた状態で配置されるようになるから、前記シリンダヘッド側の油孔と前記シリンダブロック側の油孔とが途切れることなく連通連結されるようになる。

しかも、ガイドパイプがシリンダヘッド側の油孔に嵌入固定されているから、シリンダヘッド側の油孔を下向きに流れる潤滑油のうち、当該シリンダヘッド側の油孔内周面を伝って落ちる潤滑油は、ガイドパイプの内周面を伝ってシリンダブロック側の油孔に導かれるようになる。これにより、仮にシリンダブロックとシリンダヘッドとの結合部分に隙間ができたとしても、潤滑油が前記隙間から外部へ漏洩することが防止される。

好ましくは、前記シリンダヘッドと前記シリンダブロックとの間には、ヘッドガスケットが介装されており、このヘッドガスケットには、前記ガイドパイプが挿通される挿通孔が設けられる。このように、上記内燃機関の構成を詳しく特定することができる。なお、挿通とは、例えばガイドパイプを孔内に隙間を持つように挿入された状態のことを意味している。

本発明によれば、シリンダヘッドとシリンダブロックとに跨る油通路を通る潤滑油がシリンダヘッドとシリンダブロックとの結合部分から外部へ漏洩することを防止できるようになる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１から図５に本発明の一実施形態を示している。

本発明に係る内燃機関の潤滑構造の説明に先立ち、当該潤滑構造の適用対象となる内燃機関を図３に示して説明する。

図３には、自動車等の車両に搭載される内燃機関（エンジンともいう）の概略構成を示している。ここでの内燃機関は、例えばＤＯＨＣ型直噴式四気筒ガソリンエンジンとされているが、図３には説明の都合上、一気筒のみを示している。但し、内燃機関の形式については特に限定されるものではない。

図３に示す内燃機関は、シリンダヘッド２とシリンダブロック３とピストン４とで区画する燃焼室５に、吸入系および吸気ポート２ａから導入される空気と燃料噴射弁６から直接的に噴射される燃料とからなる所定割合の混合気を、点火プラグ７で点火して燃焼させることにより、ピストン４からコネクティングロッド８を介してクランクシャフト９を回転させるようにしており、燃焼後の排気ガスを排気ポート２ｂから排気系へ排出させるようになっている。

シリンダヘッド２には、吸気ポート２ａを開閉する吸気弁１０と、排気ポート２ｂを開閉する排気弁１１とがそれぞれ配置されているとともに、吸気弁１０を開閉動作させる吸気側カムシャフト１２と、排気弁１１を開閉動作させる排気側カムシャフト１３とが搭載されている。

なお、上述した吸気弁１０、排気弁１１、吸気側カムシャフト１２、排気側カムシャフト１３等について、動弁機構２０と言い、動弁機構２０は、シリンダヘッドカバー１で外部から隠蔽されている。この動弁機構２０は、内燃機関の形式によってロッカアームやラッシュアジャスタ等も含まれる。

吸気側カムシャフト１２および排気側カムシャフト１３は、図示していないが、一般的に、クランクシャフト９によりタイミングチェーン（あるいはタイミングベルト）を介して回転駆動される。

この実施形態では、吸気側カムシャフト１２のみに油圧式の可変バルブタイミング機構（ＶＶＴ）３０を付設した例を挙げている。

この可変バルブタイミング機構３０は、必要に応じて吸気側カムシャフト１２の位相を連続可変することにより吸気弁１０のバルブタイミング（開き、閉じ）を制御するものであり、例えば一般的に公知のベーン型アクチュエータからなる。

このベーン型アクチュエータからなる油圧式の可変バルブタイミング機構３０は、図示していないが、進角油圧室および遅角油圧室を有し、いずれか一方の油圧室内に対する油圧供給を、オイルコントロールバルブ（ＯＣＶ）４０でもって制御することにより、吸気側カムシャフト１２を進角側または遅角側に駆動するようになっている。

ここで、上述したような構成の内燃機関についての潤滑構造を説明する。

このような内燃機関では、例えば図１および図２に示すように、シリンダブロック３の底部に設けられるオイルパン（オイル貯留部）１４内のオイルを、オイルポンプ（ＯＰ）５１で汲み上げてオイルフィルタ（ＯＦ）５２で濾過してから、二つの油供給路５３，５４を経てシリンダブロック３側とシリンダヘッド２側とに供給させるようになっている。

なお、シリンダブロック３側に供給された潤滑油は、クランクシャフトジャーナル部の潤滑やオイルジェットによる気筒内の潤滑を行ってから、オイルパン１４に戻される。一方、シリンダヘッド２側に供給された潤滑油は、動弁機構２０を構成する各部の潤滑に用いられるとともに、オイルコントロールバルブ４０を通じて可変バルブタイミング機構３０の進角側油圧室および遅角側油圧室（符号省略）への油圧供給に用いられてから、オイルパン１４に戻される。

このようにオイルパン１４内の潤滑油を内燃機関内部で循環して利用するようになっている。

オイルコントロールバルブ４０には、シリンダヘッド側油供給路５４の下流で二又に分岐されている第１分岐路５５が連通連結されており、動弁機構２０側には、シリンダヘッド側油供給路５４の第２分岐路５６が連通連結されている。

なお、オイルポンプ５１は、クランクシャフト９により図示していない適宜のベルト等を介して回転駆動されるようになっている。

シリンダブロック側油供給通路５３は、一般的に公知のメインギャラリーと呼ばれるものであり、シリンダブロック３内部において横方向（気筒配列方向）に潤滑油を搬送して、図示していないが複数箇所のクランクシャフトジャーナルや気筒毎のオイルジェット等にそれぞれ供給するようになっている。

シリンダヘッド側油供給通路５４は、シリンダヘッド２内の動弁機構２０側に潤滑油を供給するとともに、オイルコントロールバルブ４０から必要に応じて可変バルブタイミング機構３０の進角油圧室および遅角油圧室（符号省略）へ適宜の油圧を供給するようになっている。

次に、シリンダヘッド２に供給された潤滑油をオイルパン１４へ戻すための油戻し経路のうち、シリンダヘッド２からシリンダブロック３への油戻し通路５８について説明する。

油戻し通路５８は、図４に示すように、シリンダヘッド２側に設けられる油孔２ｃと、シリンダブロック３側に設けられる油孔３ａと、両油孔２ｃ，３ａに跨る状態で挿入配置されるガイドパイプ６０とを含んで構成される。

具体的に、シリンダヘッド２には、シリンダブロック３に対する結合面つまり下面へ向けて開口するように油孔２ｃが複数設けられている。また、シリンダブロック３にも、シリンダヘッド２の油孔２ｃと連通連結される複数の油孔３ａが設けられている。

シリンダヘッド２の油孔２ｃの直径は、シリンダブロック３の油孔３ａの直径より大きく設定されている。

なお、両油孔２ｃ，３ａは、シリンダヘッド２やシリンダブロック３の鋳造時にシリンダヘッド２やシリンダブロック３の肉厚部分にシリンダ長手方向に沿うようにして設けることができるが、鋳造後に形成してもよい。また、各油孔２ｃ，３ａの形成位置は、隣り合うシリンダ間の領域で比較的肉厚が厚い部分に、複数設置される。さらに、この油孔２ｃ，３ａは、シリンダヘッド２内のブローバイガスをクランクケース側へ戻す通路としても利用することもある。

シリンダブロック３とシリンダヘッド２との結合部分には、ヘッドガスケット１５が介装されており、このヘッドガスケット１５には、ガイドパイプ６０が挿通される挿通孔１５ａが設けられている。

ガイドパイプ６０は、その上側がシリンダヘッド２側の油孔２ｃ内に嵌入固定されていて、下側がシリンダブロック３側の油孔３ａ内に挿入されている。

詳しくは、ガイドパイプ６０は、図４に示すように、その上側約１／３が大径部６１とされ、下側約１／３が小径部６２とされ、中間の約１／３がテーパ部６３とされることによって、いわゆる漏斗状に形成されている。そして、このガイドパイプ６０の上側の大径部６１が、シリンダヘッド２側の油孔２ｃ内に圧入により嵌入されることで固定されており、下側の小径部６２がシリンダブロック３側の油孔３ａに径方向での対向隙間ができるように挿入されている。

このような油戻し通路５８を有する場合において、シリンダブロック３にシリンダヘッド２を取り付ける際の手順を説明する。

まず、シリンダブロック３の上面にヘッドガスケット１５を載せる一方、シリンダヘッド２の油孔２ｃにおいてシリンダヘッド２下面側開口にガイドパイプ６０の上側の大径部６１を嵌入固定する。このとき、ガイドパイプ６０の下側の小径部６２をシリンダヘッド２の下面から突出させるようにしておく。

この後、ガイドパイプ６０の下側に突出している小径部６２をシリンダブロック３の油孔３ａ内に挿入するように位置合わせしてから、シリンダヘッド２をシリンダブロック３上に載せる。このようにすると、シリンダブロック３にシリンダヘッド２が正確に搭載されることになり、その状態のまま、連結用のボルト（図示省略）で両者を結合することができる。

以上説明したように、油戻し通路５８では、ガイドパイプ６０をシリンダヘッド２側に固定することによりガイドパイプ６０をシリンダヘッド２とシリンダブロック３との結合部分に位置決めした状態で配置している。

これにより、シリンダヘッド２側の油孔２ｃとシリンダブロック３側の油孔３ａとが途切れることなく連通連結されるようになり、シリンダヘッド２とシリンダブロック３との結合部分から外部への潤滑油の漏洩を防止することができる。

しかも、ガイドパイプ６０の上側の大径部６１をシリンダヘッド２側の油孔２ｃに圧入状態で嵌入固定しているから、シリンダヘッド２側の油孔２ｃを下向きに流れる潤滑油のうち、シリンダヘッド２側の油孔２ｃの内周面を伝って落ちる潤滑油は、ガイドパイプ６０の内周面を伝ってシリンダブロック３側の油孔３ａに導かれるようになる。

そのため、仮に、図５に示すように、シリンダヘッド２とシリンダブロック３との結合部分に隙間Ｘが発生していたとしても、シリンダヘッド２の油孔２ｃを通る潤滑油は、図５中の矢印Ｙで示すように、ガイドパイプ６０内を通ってシリンダブロック３の油孔３ａへ流入することになって、前記隙間Ｘから外部へ漏洩せずに済むことになる。

参考までに、従来例の場合、図６に示すように、シリンダヘッド２とシリンダブロック３との結合部分に隙間Ｘが発生すると、シリンダヘッド２の油孔２ｃの潤滑油が図６中の矢印Ｚで示すように、前記隙間Ｘから外部へ漏洩しやすくなる。

ところで、従来例で説明したように内燃機関の外部に外付け配管を設ける場合に比べて、部品数ならびに組立工数が減少し、設備コストの低減が可能となり、また、経時的な破損の心配もなくなる。

というのは、本発明でのガイドパイプ６０は、金属や合成樹脂等の管を素材とすることが可能であって、手間のかかる旋削加工等を施すことなく簡単に製造できるからであり、また、ガイドパイプ６０は、シリンダヘッド２の油孔２ｃに例えば圧入等によって嵌入固定することで組み付けることが可能であるから、取り付け作業を短時間で簡単に行えるからである。

以下、本発明の他の実施形態を説明する。

（１）上記実施形態では、可変バルブタイミング機構３０を吸気側のみに付設したタイプの例を挙げたが、排気側のみに付設したタイプ、吸気側と排気側との両方にそれぞれ付設したタイプ、あるいは可変バルブタイミング機構３０を用いていないタイプにも本発明を適用できる。

（２）上記実施形態では、シリンダヘッド２とシリンダブロック３とに跨る油戻し通路５８にガイドパイプ６０を用いる潤滑構造を例示しているが、図示していないがシリンダヘッド２とシリンダブロック３とに跨る油供給通路にガイドパイプ６０を用いることも可能である。

（３）上記実施形態では、ガイドパイプ６０をいわゆる漏斗状としているが、その形状は単純な円筒形であっても、また適宜の異径形状等であってもよく、特に限定されるものではない。

本発明に係る内燃機関の潤滑構造の一実施形態を示す概念図である。 図１に示す潤滑構造の主として油供給経路を立体的に示す斜視図である。 図１に示す潤滑構造が適用される内燃機関を示す概略構成図である。 図３の一部を詳しく示す拡大図である。 図４においてシリンダヘッドとシリンダブロックとの結合部分に隙間が発生した状態を示す説明図である。 従来例においてシリンダヘッドとシリンダブロックとの結合部分に隙間が発生した状態を示す説明図である。

符号の説明

２ シリンダヘッド
２ｃ シリンダヘッドの油孔（油戻し通路５８の一部）
３ シリンダブロック
３ａ シリンダブロックの油孔（油戻し通路５８の一部）
１４ オイルパン
２０ 動弁機構
３０ 可変バルブタイミング機構
５１ オイルポンプ
５３ シリンダブロック側油供給路
５４ シリンダヘッド側油供給路
５８ 油戻し通路
６０ ガイドパイプ（油戻し通路５８の一部）

Claims (4)

1. シリンダヘッドとシリンダブロックとに跨る油通路を有する内燃機関の潤滑構造であって、
   前記油通路は、シリンダヘッド側に設けられる油孔と、シリンダブロック側に設けられる油孔と、いずれか一方の油孔から他方の油孔へ跨る状態で挿入配置されるガイドパイプとを含むことを特徴とする内燃機関の潤滑構造。
2. 請求項１において、前記油通路は、前記シリンダヘッド側の油孔から前記シリンダブロック側の油孔へ油を導く油戻し通路とされることを特徴とする内燃機関の潤滑構造。
3. 請求項２において、前記ガイドパイプは、前記シリンダヘッド側の油孔内に嵌入固定されるとともに、前記シリンダブロック側の油孔内に挿入されていることを特徴とする内燃機関の潤滑構造。
4. 請求項１から３のいずれかにおいて、前記シリンダヘッドと前記シリンダブロックとの間には、ヘッドガスケットが介装されており、このヘッドガスケットには、前記ガイドパイプが挿通される挿通孔が設けられていることを特徴とする内燃機関の潤滑構造。

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