JP2007278170A - 内燃機関の潤滑構造 - Google Patents

Abstract

【課題】シリンダブロック等に形成されたオイルホール内の異物がクランクベアリング等の摺動部に流入することを抑制する。
【解決手段】シリンダブロック２の内部に形成するオイルホール６を、クランクベアリング４の油供給孔４ａの手前で分岐し、その一方の分岐通路（給油用ホール６１）を油供給孔４ａに導き、他方の分岐通路（捕捉用ホール６２）を油供給孔４ａとは異なる部位に導いている。そして、このように捕捉用ホール６２を設けることによって、オイルホール６に流れる潤滑油中に含まれる金属屑等の異物を、クランクベアリング４の油供給孔４ａの手前で捕捉することが可能になり、クランクベアリング４への異物進入を抑制することができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、クランクシャフトのベアリングなどの摺動部に潤滑油を供給する内燃機関の潤滑構造に関する。

車両等に搭載される内燃機関（以下、エンジンともいう）においては、クランクシャフトやコネクティングロッド等のベアリング、給排気バルブ等の動弁系におけるカム部等の摺動部に潤滑油を供給する潤滑構造が知られている。エンジンの潤滑構造においては、一般に、エンジンの下部に配置のオイルパンに貯留された潤滑オイルを、エンジンの運転時に、オイルストレーナを介してオイルポンプによって汲み上げ、さらにオイルフィルタにて浄化した後に、クランクシャフトやコネクティングロッドのベアリング等の各摺動部に供給している。このようなエンジンの潤滑構造の一例を図９に示す。

まず、図９に示すエンジン２０１は、クランクシャフト２０３を中心として左右一対のバンク２２１，２２２がＶ字状に設けられたＶ型エンジンであって、シリンダブロック２０２の上部中央（一対のバンク２２１，２２２の交差部）にメインオイルホール２０５が形成されている。また、シリンダブロック２０２にはクランクベアリング２０４に給油を行うためのオイルホール２０６が形成されており、このオイルホール２０６の一端（上端）はメインオイルホール２０５に連通している。オイルホール２０６の他端（下端）はクランクベアリング２０４の油供給孔２０４ａに連通している。そして、このような潤滑構造においては、オイルパンからオイルポンプにて汲み上げられた潤滑油が、メインオイルホール２０５→オイルホール２０６→クランクベアリング２０４の順で流れる。

ところで、クランクベアリング等の摺動部に供給する潤滑油には、金属屑等の異物が含まれている。金属屑等の異物は、オイルストレーナやオイルフィルタによって、ある程度の大きさのものは除去できるが、小さな異物はオイルストレーナやオイルフィルタを通過してしまい、クランクベアリング等の摺動部に流入するという問題がある。

このような問題を解消する技術として、下記の特許文献１に記載の技術がある。

特許文献１に記載の技術では、エンジンのドレンパンの下方に取り付けられるドレンボルトの先端部を永久磁石で構成することにより、潤滑油中に含まれる金属屑等の磁性を持つ屑を永久磁石の吸引力にて捕捉している。
実開平０６−００６８９６号公報 特開２００１−２１４７２３号公報

ところで、図９に示したような潤滑構造では、オイルポンプ→シリンダブロックのメインオイルホール→オイルホール→クランクベアリングの順で潤滑油が流れるため、エンジン工場などで組付けた後の初運転時や、エンジンの運転初期時などにおいて、オイルホール内の金属屑等の異物がクランクベアリングに進入し、最悪の場合、クランクベアリングが焼付くという問題が発生する。また、エンジンの他の摺動部についても、運転初期時等においてオイルホール中の異物が進入するという問題が発生する。

ここで、潤滑油の循環系に配置されているオイルストレーナやオイルフィルタは、オイルパンからオイルポンプにて汲み上げられた潤滑油中に含まれる異物をシリンダブロックの手前で捕捉するものであり、エンジンの初運転時や運転初期時にオイルホール内に存在している異物がクランクベアリングに流入することを阻止することはできない。また、上記した特許文献１に記載の技術では、オイルパン内に流入した潤滑油中の金属屑を捕捉することは可能であるが、この技術においても、シリンダブロック内のオイルホールに存在する金属屑等の異物がクランクベアリング等の摺動部に流入することを阻止することはできない。

本発明はそのような実情を考慮してなされたもので、内燃機関のシリンダブロック等に形成されたオイルホール内の異物がクランクベアリング等の摺動部に流入することを抑制することが可能な内燃機関の潤滑構造を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は、内燃機関本体に形成された潤滑油路を通じて摺動部の油供給口に潤滑油を供給する内燃機関の潤滑構造において、前記摺動部の油供給口の手前で潤滑油路が少なくとも２方に分岐しており、前記油供給口に連通する分岐油路と、前記油供給口とは異なる部位に導かれる分岐油路とが形成されていることを特徴としている。

本発明によれば、潤滑油路（オイルホール）に流れる潤滑油中に含まれる金属屑等の異物を、摺動部の油供給口の手前で、油供給口とは異なる部位に分岐した分岐油路にて捕捉することが可能になり、これによってオイルホール内の異物の摺動部への流入を減少させることができる。

ここで、本発明において、潤滑油中の異物を捕捉する捕捉用の分岐油路（油供給口とは異なる部位に分岐する分岐油路）を、メインオイルホール等からの潤滑油の流れに沿って直線状に延びる形状とするとともに、油供給口への給油用の分岐油路を、捕捉用の分岐油路から斜めに枝分かれする形状（例えば図２参照）とすることが好ましい。このような構造を採用すると、オイルホール内に流入した潤滑油は、捕捉用の分岐油路から斜めに枝分かれした分岐油路に流れて摺動部の油供給口に流入するのに対し、金属屑等の質量の大きな異物は略直線状に進行して捕捉用の分岐油路に流入しやすくなるので、オイルホール内に存在する異物を効率よく捕捉することができる。

本発明において、油供給口とは異なる部位に分岐される捕捉用の分岐油路に開閉弁を設けておいてもよい。このように開閉弁を設けておくと、捕捉用の分岐油路にて捕捉した異物を、開閉弁の開弁によりオイルパン等に逃がすことが可能になる。これにより、捕捉用の分岐油路に異物が大量に溜まり、異物が油供給口に連通する分岐油路側に溢れ出すことを防止することができる。

また、このような開閉弁を設ける場合、開閉弁として機関温度が所定値以下（例えば５０℃以下）であるときに開弁する構造のものを用いることが好ましい。このように、低温時に開弁する開閉弁を設けておくと、エンジンの初運転時や運転初期時において、オイルホール内に存在している異物をオイルパン等に効率よく分離することが可能になり、クランクベアリング等の摺動部への異物進入を更に抑制することができる。

本発明において、油供給口とは異なる部位に分岐される捕捉用の分岐油路に磁石を設けておいてもよい。このような構成を採用すると、潤滑油中に含まれる鉄系異物を、捕捉用の分岐油路に効率よく捕捉することが可能になり、クランクベアリング等の摺動部への異物進入を更に抑制することができる。

本発明において、油供給口に連通する分岐油路に、潤滑油中の異物を捕捉するフィルタを設けておいてよい。このように分岐油路にフィルタを設けておくと、捕捉用の分岐油路に捕捉されずに、油供給口に連通する分岐油路側に流れようとする異物も捕捉することができるので、クランクベアリング等の摺動部への異物進入を更に抑制することができる。

本発明において、油供給口とは異なる部位に分岐される分岐油路に、潤滑油中の異物を捕捉するフィルタを設けておいてもよい。

本発明によれば、シリンダブロック等の内燃機関本体内の潤滑油路を、摺動部の油供給口の手前で分岐して、油供給口に連通する分岐油路と、油供給口とは異なる部位に分岐した分岐油路を設けているので、潤滑油路に流れる潤滑油中に含まれる金属屑等の異物を、摺動部の油供給口の手前で捕捉することが可能となり、シリンダブロック内部の潤滑油路（オイルホール）から摺動部への異物進入を抑制することができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

図１は本発明を適用したエンジンのシリンダブロックを模式的に示す図である。

この例のエンジン１は、クランクシャフト３を中心として左右一対のバンク２１，２２がＶ字状に設けられたＶ型エンジンである。エンジン１のシリンダブロック２にはクランクケース２３が一体形成されている。クランクケース２３の中央部には、クランクシャフト（クランクジャーナル）３を支持するクランクベアリング４が設けられている。クランクベアリング４は、アッパベアリング４１及びロアベアリング４２によって構成されている。クランクベアリング４には、ベアリング外周面と内周面とを連通する油供給孔（油供給口）４ａと、ベアリング内周面に沿って延びる潤滑油溝（図示せず）とが形成されている。

そして、クランクシャフト（クランクジャーナル）３は、シリンダブロック２とクランクキャップ２４によって上下から挟み込まれた状態で、アッパベアリング４１及びロアベアリング４２によって回転可能に支持されている。

一方、エンジン１のシリンダブロック２の上部中央（一対のバンク２１，２２の交差部）にメインオイルホール５が形成されている。このメインオイルホール５には、オイルパンからオイルポンプにて汲み上げられた潤滑油が供給される。また、シリンダブロック２にはクランクベアリング４に給油を行うためのオイルホール６が形成されている。オイルホール６の上端はメインオイルホール５に連通している。オイルホール６の下端部分は、クランクベアリング４の油供給孔４ａの手前で２方に分岐している。このオイルホール６の分岐構造について以下に説明する。

−実施形態１−
図１及び図２に示すように、オイルホール６は、メインオイルホール５から下方（鉛直方向）に向けて直線状に延びる上流側ホール６０と、その上流側ホール６０から下方（クランクベアリング４）に向けて直線状に延びる捕捉用ホール６２と、この捕捉用ホール６２から斜め下方に枝分かれした給油用ホール６１とによって構成されている。

給油用ホール６１の先端（下端）はクランクベアリング４の油供給孔４ａに連通している。一方、捕捉用ホール６２の先端（下端）は、磁性体製のプラグ６３によって閉鎖されており、この捕捉用ホール６２の給油用ホール６１の分岐部分の下流側が異物捕捉部６２ａとなっている。なお、捕捉用ホール６２は、上流側ホール６０及び給油用ホール６１よりも内径が大きく形成されている。

以上の図１及び図２の構造においては、捕捉用ホール６２の下端がプラグ６３によって閉鎖されているので、メインオイルホール５からオイルホール６内に流入した潤滑油は、上流側ホール６０を通過した後、給油用ホール６１側へと流れてクランクベアリング４の油供給孔４ａに流入する。一方、潤滑油中に含まれる金属屑等の質量が大きな異物は、上流側ホール６０を通過した後においても、略直線状に進行するので、捕捉用ホール６２の異物捕捉部６２ａに捕捉される。これによって給油用ホール６１側に流れる異物の量を少なくすることができ、クランクベアリング４への異物進入を抑制することができる。

ここで、図２に示す構造において、捕捉用ホール６２の下端部を塞ぐプラグ６３を一部もしくは全体を永久磁石とすると、潤滑油中に含まれる鉄系異物を捕捉用ホール６２内に吸引して捕捉することが可能になるので、クランクベアリング４への異物進入を更に抑制することができる。

また、図２の構造に加えて、図３に示すように、給油用ホール６１に、潤滑油中に含まれる金属屑等の異物を捕捉するためのフィルタ（例えば金属製のメッシュネット）７を配置しておいてもよい。このように給油用ホール６１にフィルタ７を設けておくと、捕捉用ホール６２に捕捉されずに、給油用ホール６１側に流れようとする異物も捕捉することができるので、クランクベアリング４への異物進入を更に抑制することができる。

また、図２の構造において、図４に示すように、捕捉用ホール６２の下端部を塞ぐプラグ６３に替えて、潤滑油中に含まれる金属屑等の異物を捕捉するためのフィルタ（例えば金属製のメッシュネット）８を設けておいてもよい。この場合、捕捉用ホール６２にて潤滑油中の異物を捕捉することができるとともに、フィルタ８を通過した潤滑油（異物が除去された潤滑油）を、クランクベアリング４の外周面に供給することが可能となり、クランクベアリング４の潤滑性を高めることができる。なお、この図４に示す例と図３に示す例とを組み合わせた構造つまり給油用ホール６１及び捕捉用ホール６２の双方にフィルタ７，８を設けた構造を採用してもよい。

また、図２の構造において、図５に示すように、捕捉用ホール６２内で給油用ホール６１との分岐部の上流側に、金属屑等の異物が給油用ホール６１側に流れることを阻止するバッフルプレート９を設けておいてもよい。

−実施形態２−
オイルホールの分岐構造の他の例を図６を参照しながら説明する。

この例においても、図２の構造と同様に、シリンダブロック１０２の内部に形成するオイルホール１０６を、メインオイルホール５（図１参照）から下方に向けて直線状に延びる上流側ホール１６０、捕捉用ホール１６２、及び、その捕捉用ホール１６２（縦ホール１６２ａ）から斜め下方に枝分かれした給油用ホール１６１によって構成している。

ただし、この例では、捕捉用ホール１６２を、単なる直線形状とするのではなく、上流側ホール１６０から下方に直線上に延びる縦ホール１６２ａと、その縦ホール１６２ａから略９０°の曲り部を介して水平方向に延びる水平ホール１６２ｂによって構成している点に特徴がある。

水平ホール１６２ｂは、シリンダブロック１０２の下方に配置されたオイルパンに、油戻通路（図示せず）を介して接続されている。また、水平ホール１６２ｂには、リリーフバルブ１６３が設けられている。リリーフバルブ１６３は、例えばバイメタルまたは形状記憶合金（または樹脂）などによって開閉動作する開閉弁であって、シリンダブロック１０２の温度（潤滑油の油温）が所定値以下（例えば５０℃以下）のときに開弁する。

図６に示す構造によれば、オイルホール１０６内に流入した潤滑油は、上流側ホール１６０を通過した後、給油用ホール１６１側へと流れてクランクベアリング４の油供給孔４ａに流入する一方、潤滑油中に含まれる金属屑等の質量が大きな異物は、上流側ホール１６０を通過した後、略直線状に進行して捕捉用ホール１６２に流入する。このとき、シリンダブロック１０２の温度（潤滑油の油温）が所定値（例えば５０℃）よりも高い場合、リリーフバルブ１６３は閉弁状態であるので、捕捉用ホール１６２に流入した異物は、この捕捉用ホール１６２内に捕捉される。これによって給油用ホール１６１側に流れる異物の量を少なくすることができ、クランクベアリング４への異物進入を抑制することができる。

一方、エンジン運転初期で、シリンダブロック１０２の温度（潤滑油の油温）が所定値以下（例えば５０℃以下）のときには、リリーフバルブ１６３が開弁状態となるので、捕捉用ホール１６２に流入した異物、及び、捕捉用ホール１６２内に既に捕捉されている異物は、水平ホール１６２ｂから油戻通路を通じてオイルパンへと導かれる。このように、この例では、捕捉用ホール１６２に捕捉した異物を、リリーフバルブ１６３の開弁によりオイルパンに逃がすことができるので、捕捉用ホール１６２に異物が大量に溜まり、異物が給油用ホール１６１側に溢れ出すことを防止することができる。

ここで、シリンダブロック１０２の加工時（オイルホール加工時等）において、メインオイルホール１０５やオイルホール１０６内に金属の切粉や鋳砂等の異物が残存する場合があるが、エンジン運転初期でエンジン回転数が低い状態のときに、リリーフバルブ１６３を開弁することにより、そのような残存異物をオイルパンに効率よく分離することが可能となり、金属の切粉や鋳砂等の異物がクランクベアリング４に進入することを阻止することができる。

なお、図６の構造に加えて、図７に示すように、給油用ホール１６１に、潤滑油中に含まれる金属屑等の異物を捕捉するためのフィルタ（例えば金属製のメッシュネット）１０７を配置しておいてもよい。このように給油用ホール１６１にフィルタ１０７を設けておくと、捕捉用ホール１６２に捕捉されずに、給油用ホール１６１側に流れようとする異物も捕捉することができるので、クランクベアリング４への異物進入を更に抑制することができる。

また、図６の構造において、図８に示すように、捕捉用ホール１６２内で給油用ホール１６１との分岐部の上流側に、金属屑等の異物が給油用ホール１６１側に流れることを阻止するバッフルプレート１０９を設けておいてもよい。

−他の実施形態−
以上の例では、オイルホールを２方に分岐した例を示したが、本発明はこれに限られることなく、クランクベアリングに複数の油供給孔を設けるとともに、オイルホールを油供給孔の手前で３方以上に分岐し、その分岐した複数の分岐油路をそれぞれクランクベアリングの各油供給孔に導く構造としてもよい。

以上の例では、クランクベアリングに潤滑油を供給する潤滑構造の例を示したが、本発明はこれに限られることなく、シリンダブロックやシリンダヘッド等のエンジン本体の内部に形成されたオイルホールを通じて潤滑油が供給される他の摺動部の潤滑構造に本発明を適用してもよい。

以上の例では、Ｖ型エンジンに本発明を適用した例を示したが、これに限られることなく、直列多気筒エンジンにも本発明は適用可能である。

本発明の実施形態の概略構成を模式的に示す図である。 図１の要部構造を示す断面図である。 図２の実施形態の変形例を示す断面図である。 図２の実施形態の変形例を示す断面図である。 図２の実施形態の変形例を示す断面図である。 本発明の他の実施形態の要部構造を示す断面図である。 図６の実施形態の変形例を示す断面図である。 図６の実施形態の変形例を示す断面図である。 従来のエンジンの潤滑構造の一例を模式的に示す図である。

符号の説明

１ エンジン
２，１０２ シリンダブロック
２１ バンク
２２ バンク
２３ クランクケース
２４ クランクキャップ
３ クランクシャフト
４ クランクベアリング
４ａ 油供給孔（油供給口）
５ メインオイルホール
６，１０６ オイルホール（潤滑油路）
６０，１６０ 上流側ホール
６１，１６１ 給油用ホール
６２，１６２ 捕捉用ホール
６３ プラグ
７，８，１０７ フィルタ
１６３ リリーフバルブ（開閉弁）

Claims (6)

1. 内燃機関本体に形成された潤滑油路を通じて摺動部の油供給口に潤滑油を供給する内燃機関の潤滑構造であって、
   前記摺動部の油供給口の手前で潤滑油路が少なくとも２方に分岐しており、前記油供給口に連通する分岐油路と、前記油供給口とは異なる部位に導かれる分岐油路とが形成されていることを特徴とする内燃機関の潤滑構造。
2. 請求項１記載の内燃機関の潤滑構造において、
   前記油供給口とは異なる部位に分岐した分岐油路に開閉弁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。
3. 請求項２記載の内燃機関の潤滑構造において、
   前記開閉弁は、機関温度が所定値以下であるときに開弁することを特徴とする内燃機関の潤滑構造。
4. 請求項１記載の内燃機関の潤滑構造において、
   前記油供給口とは異なる部位に分岐した分岐油路に磁石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。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載の内燃機関の潤滑構造において、
   前記油供給口に連通する分岐油路に、潤滑油中の異物を捕捉するフィルタ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。
6. 請求項１または５に記載の内燃機関の潤滑構造において、
   前記油供給口とは異なる部位に分岐した分岐油路に、潤滑油中の異物を捕捉するフィルタ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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