JP2007309214A - 内燃機関 - Google Patents

Abstract

【課題】エンジン特性の低下を防止できるエンジンを提供する。
【解決手段】エンジンは、オイル１００をクランクケース３６に戻すためのオイルパイプ２０５が設けられた内燃機関であって、オイルパイプ２０５から噴出されたオイル１００をクランクケース３６内部のブロックスカート壁３５に噴出させるための噴出部材２００を備える。
【選択図】図９

Description

この発明は、内燃機関に関し、より特定的にはオイルで潤滑される内燃機関に関するものである。

従来、内燃機関は、たとえば特開２００５−２６４９１７号公報（特許文献１）、特許第３１３６５４１号公報（特許文献２）、実開平５−６６２２９号公報（特許文献３）、特開２００１−６５３２６号公報（特許文献４）に開示されている。
特開２００５−２６４９１７号公報 特許第３１３６５４１号公報 実開平５−６６２２９号公報 特開２００１−６５３２６号公報

従来の内燃機関では、たとえば特許文献１において、排気ブレーキと、ターボ過給機と、エンジン本体部と吸気通路と連通するブローバイガス還流通路と、ブローバイガス還流通路に介挿されるブリーザーおよび圧力制御弁と、ターボ過給機とエンジン本体部とを連通するターボ過給機用潤滑油戻し通路に設けられるターボ過給機用ブリーザーと、ターボ過給機用ブリーザーのブローバイガスを吸気通路に還流させるブローバイガス吸気戻し通路と、排気ブレーキの作動時にブローバイガス吸気戻し通路に設けられる通路開閉弁を開弁し排気ブレーキの非作動時に通路開閉弁を閉弁するバルブ開閉手段とを備える技術が開示されている。

このような従来の技術ではクランクケース内にオイルを戻すときに、クランクケース内部に備えたコンロッドなどの回転体に直接オイルが噴出された場合に、クランクケース内部でオイルが攪拌されてＰＣＶ（Positive Crankcase Ventilation）オイルの持ち去り量が増加する。これにより吸気系へのオイルの流出や回転体に干渉するオイルによるフリクションの増加の要因となる。

そこで、この発明は上述のような問題点を解決するためになされたものであり、クランクケースに戻されたオイルがエンジン特性に悪影響を及ぼすことを防止できる構造の内燃機関を提供することを目的とする。

この発明に従った内燃機関は、オイルをクランクケースに戻すためのオイル通路が設けられた内燃機関であって、オイル通路から噴出されたオイルをクランクケース内部の壁面に噴出させるための噴出部材を備える。

このように構成された内燃機関では、オイル通路から噴出されたオイルをクランクケース内部の壁面に噴出させるための噴出部材を設けることにより、オイルがクランクケース内部の回転体に直接噴射されてクランクケース内部で攪拌されることを防ぐことが可能となる。その結果、攪拌されたオイルミストがＰＣＶ通路に流入することにより生じるＰＣＶオイルの持ち去りを低減する。また、オイルが回転体に干渉することを防ぐので、回転体へのフリクションを低減できる。その結果良好な特性を有する内燃機関を提供することができる。

好ましくは、噴出部材は、オイル通路からクランクケース内に突出した突出部を含む。突出部にはクランクケース内壁近傍に開口部が設けられる。

好ましくは、突出部はオイル通路に内接する円筒体であり、開口部は円筒体の円周方向を長径とする長孔形状である。

好ましくは、クランクケースの上下方向に対して垂直に延びるオイル通路が設けられている。

好ましくは、過給機からクランクケースにオイルを戻すオイル通路が設けられている。
好ましくは、オイル通路はオイルパイプを含む。

この発明に従えば、内燃機関の特性を悪化させることがない構造を提供することができる。

以下、この発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の実施の形態では同一または相当する部分については同一の参照符号を付し、その説明については繰返さない。

（実施の形態１）
図１は、この発明の実施の形態１に従った内燃機関の断面図である。図１を参照して、内燃機関としてのエンジンはエンジンブロック３０を有する。エンジンブロック３０内には複数のピストン１０と、ピストン１０の往復運動をクランクシャフト４０に伝えるコネクティングロッド２０とが設けられる。ピストン１０が往復運動すると、この往復運動がコネクティングロッド２０により回転運動に変換されクランクシャフト４０が回転する。

複数のピストン１０は所定の方向に沿って配列されている。エンジンの形状として、直列型、Ｖ型、Ｗ型または水平対向型などのさまざまな形状を採用することが可能である。

さらに、冷却方式としては水冷式および空冷式の方法を採用することが可能である。また、ガソリンエンジンまたはディーゼルエンジンに本発明を用いてもよい。さらに、内燃機関以外の動力源を組合せた、いわゆるハイブリッド自動車に本発明のエンジンを適用してもよい。

シリンダ３３内にピストン１０が嵌め合わされ、ピストン１０は燃焼室を構成する凹部１３が設けられている。この実施の形態では、凹部１３内で燃焼が行なわれる、いわゆるディーゼルエンジンの例を示している。ピストン１０には凹部１３の周囲にオイル通路１１が設けられる。オイル通路１１にはオイルが噴射され、ピストン１０で発生した熱を除去することが可能である。

シリンダ３３に空気を導入し、かつ燃焼後のガスを排気するためのバルブ４５が設けられる。バルブ４５が開閉することにより、空気の供給または燃焼ガスの排出を行なうことが可能である。

バルブ４５が設けられるシリンダヘッド３９はエンジンブロック３０上に取付けられ、バルブ４５およびカムシャフトなどのさまざまな機器を保持する。シリンダヘッド３９に設けられたバルブおよびカムシャフトなどの駆動部品はオイルにより潤滑されている。

シリンダブロックを構成するエンジンブロック３０には、シリンダヘッド３９内のオイルをオイルパン（図示せず）に戻すためのオイル戻し孔３１が設けられている。オイル戻し孔３１は複数本設けられ、それぞれが互いに距離を隔ててかつ平行に延びるように配置されている。

エンジンブロック３０には、ピストン１０の下面１２にオイルを噴射するためのオイルジェット１１０が設けられている。オイルジェット１１０にはオイルポンプから油圧が供給され、これによりピストン１０のオイル通路１１に向かってオイルを噴射する。

エンジンブロック３０には、また、整流部材１２０が設けられている。整流部材１２０はオイル戻し孔３１からクランクシャフト４０へ向かって流れるオイルがクランクシャフト４０に直接当たることを防止するためのオイル案内板である。

噴出部材２００がエンジンブロック３０のジャーナル壁３８近傍に設けられる。噴出部材２００は、たとえばターボチャージャを潤滑したオイルをクランクケース内に戻すための部材である。なお、この実施の形態ではオイルジェット１１０から離れた位置に噴出部材２００が設けられているが、これに限られるものではなく、オイルジェット１１０側に噴出部材２００が設けられていてもよい。

さらに、この実施の形態では、１つのみの噴出部材２００が設けられているが、複数の噴出部材２００を設けてもよい。

図２は、この発明に従った噴出部材を有する内燃機関の油圧回路を説明するための図である。図２を参照して、油圧回路では、エンジンブロック下部に設けられるオイルパン１３０にオイルが溜められる。オイルパン１３０で溜められたオイルは異物を除去するためのオイルストレーナ１３１を経てオイルポンプ１３２へ供給される。オイルポンプ１３２はエンジンの動力により駆動し、オイルを加圧する。加圧されたオイルはオイルクーラー１３３で冷却される。冷却後のオイルがオイルフィルタ１３４によりろ過される。

オイルフィルタ１３４を通過した油圧が加えられたオイルはオイルホール１４０に供給される。オイルホール１４０はエンジン内のさまざまな部分に延びており、１つはチェーンテンショナ１９７を潤滑してオイルパン１３０へ戻される。

また、オイルホール１４０のオイルはシリンダヘッド３９を潤滑し、さらにシリンダヘッドに設けられたカムシャフトジャーナル１９４を潤滑する。カムシャフトジャーナル１９４を潤滑したオイルの一部はオイルパン１３０に戻される。残りのオイルはロッカーアーム１９６、バキュームポンプ１９５およびサプライポンプ１９９を潤滑する。

オイルホール１４０のオイルはオイルジェット１１０に送られる。オイルジェット１１０がオイルをピストン１０に向かって噴出することにより、オイルがピストン１０を潤滑および冷却する。ピストン１０に噴出されたオイルはオイルパン１３０へ落ちる。

オイルホール１４０のオイルはクランクジャーナル１９１を潤滑し、さらにコネクティングロッド２０へ導かれる。コネクティングロッド２０を潤滑したオイルはオイルパン１３０に落とされる。

また、クランクジャーナル１９１を潤滑したオイルの一部がオイルジェット１９２へ導かれ、さらにタイミングチェーン１９３を潤滑する。

さらに、オイルホール１４０のオイルはターボチャージャ１９０を潤滑する。潤滑後のオイルがオイルパイプ２０５を通じて噴出部材２００へ供給され、噴出部材２００がオイルパン１３０へオイルを戻す。

図３は、図１で示す噴出部材を詳細に示す断面図である。図３を参照して、噴出部材２００は円筒状の突出部２０１を有する。突出部２０１の内部にはオイル１００が充填されている。この実施の形態では、突出部２０１は円筒形状であるが、角筒形状、または楕円筒形状とされていてもよい。突出部２０１は内部が中空構造であり、その内部をオイルが通過することが可能な形状であればよい。

突出部２０１の一部分が切欠かれて開口部２０３を構成している。開口部２０３の形状は楕円形状、または角型または円形などのさまざまな形状であってよい。開口部２０３から矢印２０４で示す方向にオイル１００が噴出する。このとき、オイル１００はジャーナル壁３８を伝ってオイルパンへ落ちる。

図４は、噴出部材の斜視図である。図４を参照して、噴出部材２００は、エンジンブロック３０に取付けられるフランジ部２０２と、フランジ部２０２から突出した突出部２０１とを有する。フランジ部２０２にオイルパイプ２０５が差込まれ、そのオイルパイプ２０５の内周面側に突出部２０１を構成するパイプが差込まれている。突出部２０１はオイルパイプ２０５に嵌合している。突出部２０１には長孔形状の開口部２０３が設けられており、開口部２０３から矢印２０４で示す方向にオイルが噴出する。

なお、この実施の形態では突出部２０１の径が一定であるが、この径は必ずしも一定である必要はなく、突出部２０１の径はフランジ部２０２から遠ざかるにつれて大きくなるか、または反対にフランジ部２０２から遠ざかるにつれて小さくなっていてもよい。

また、開口部２０３も長孔形状であるが、この形状についても特に限定されず、円形状または正方形状であってもよい。

図５は、図４中のＶ−Ｖ線に沿った断面図である。図５を参照して、板状のフランジ部２０２の一方側に突出部２０１が設けられ、他方側にオイルパイプ２０５が嵌め合わせられる。外周側にオイルパイプ２０５が設けられ、内周側に突出部２０１が設けられる。突出部２０１とオイルパイプ２０５との接触面はシール部材などでシールがなされていてもよい。さらに、フランジ部２０２とオイルパイプ２０５との界面もシール部材などでシールがなされていてもよい。

図５で示すように、オイルパイプ２０５および突出部２０１の延びる方向とほぼ直交して延びるように長孔形状の開口部２０３が設けられているが、開口部２０３の形状はこれに限られるものではなく、オイルパイプ２０５および突出部２０１が延びる方向に対して傾斜するように開口部２０３が設けられていてもよい。

図６は、図３中のＶＩ−ＶＩ線に沿った断面図である。図６を参照して、オイル戻し孔３１から矢印１０１で示す方向にオイル１００が流れる。このとき、整流部材１２０がオイル１００を案内するため、矢印Ｒで示す方向に回転する回転体としてのクランクシャフト４０に直接オイル１００が当たることを防止することができる。整流部材１２０は円弧状に湾曲しており、この湾曲方向に沿ってオイル１００が流れる。クランクシャフト４０はコネクティングロッド２０に接続される。コネクティングロッド２０は往復運動するピストン１０に接続される。

また、エンジンブロック３０には噴出部材２００が取付けられる。噴出部材２００の突出部２０１がクランクケース３６内に突出しており、突出部２０１の先端に設けられた開口部２０３からは矢印２０４で示す方向にオイルが噴出される。なおこのオイルはジャーナル壁３８に沿って流れる。噴出部材２００はオイルパイプ２０５を有し、オイルパイプ２０５はターボチャージャ１９０に接続されて、ターボチャージャ１９０からオイル１００が供給される。オイルパイプ２０５はエンジンブロック３０の上下方向に対して直交する方向に延びる横管２０５ａを有し、横管２０５ａがフランジ部２０２に突き刺さる形状とされている。

フランジ部２０２はエンジンブロック３０の肉厚部分に固定されている。なお、オイルパイプ２０５の接続先はターボチャージャ１９０だけでなく、オイルにより潤滑される別の補機類であってもよい。また、エンジンブロック３０上に載置されるオイルコントロールバルブなどであってもよい。

図７は、図１中のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿った断面図である。図７で示す断面では、オイルジェット１１０が現われる。オイルジェット１１０は、オイルジェット本体１１１とノズル１１２とにより構成され、ベース体１１３に取付けられる。オイルホール１４０にオイルジェット本体１１１が接続され、オイルホール１４０からオイルジェット本体１１１に油圧が供給される。供給されたオイルがノズル１１２からピストン１０へ向かって噴射される。

このように構成された実施の形態１に従ったエンジンでは、オイル１００をクランクケース３６へ戻すためのオイル通路としてのオイルパイプ２０５が設けられた内燃機関であって、オイル通路としてのオイルパイプ２０５から噴出されたオイルをクランクケース３６内部のジャーナル壁３８に噴出されるための噴出部材２００を備える。噴出部材２００は、オイルパイプ２０５からクランクケース３６内に突出した突出部２０１を含み、突出部２０１にはクランクケース内のジャーナル壁３８の近傍に開口部２０３が設けられている。突出部２０１はオイルパイプ２０５に内接する円筒体であり、開口部２０３は突出部２０１を構成する円筒体の円周方向を長径とする長孔形状である。

クランクケース３６の上下方向に対して垂直に延びる横管２０５ａを有するオイルパイプ２０５が設けられている。過給機としてのターボチャージャ１９０からクランクケース３６にオイル１００を戻すオイルパイプ２０５が設けられている。また、ターボチャージャ１９０はスーパーチャージャなどの他の過給機で置き換えられていてもよい。すなわち開口部２０３の位置はできるだけジャーナル壁３８の近傍とする。オイルパイプ２０５を延長したような形状とし、この先端部が突出部２０１としてクランクケース３６内へ突出する。突出部２０１の先端は閉じた形状とし、ジャーナル壁３８に向かって開口部２０３を設ける。突出部２０１の形状については、オイルパイプ２０５と別体としているが、これに限られず、オイルパイプ２０５がクランクケース３６内まで延び、このオイルパイプ２０５に開口部２０３が設けられていてもよい。

この発明に従えば、ジャーナル壁３８に沿ってオイル１００を流すことにより、回転物としてのクランクシャフト４０およびコネクティングロッド２０とオイル１００が干渉することを防止する。これによりオイル１００の攪拌を抑制できる。さらに、ジャーナル壁３８に付着したオイルはミストになり難いため、ＰＣＶに流入することがない。

さらに、Ｏリングによるサイドシールが可能となり、原価低減が可能となる。また、パイプ組付け時のガイドとして利用でき、スタッドボルト等が削減できる。

（実施の形態２）
図８は、この発明の実施の形態２に従った噴出部材を有する内燃機関の断面図である。図９は、図８中のＩＸ−ＩＸ線に沿った断面図である。図８および図９を参照して、この発明の実施の形態２に従った噴出部材２００では、図９で示す横断面においてブロックスカート壁３５に向かって矢印２０４で示す方向にオイル１００が流れる。オイル１００はブロックスカート壁３５に沿ってクランクケース３６内に流れ、最終的にはオイルパンへ到達する。実施の形態１に従った突出部２０１よりも実施の形態２に従った突出部２０１の突出量が小さくされている。これは開口部２０３から噴出されたオイル１００がブロックスカート壁３５へ沿って流れやすくするためである。

すなわち、実施の形態１ではジャーナル壁３８に沿ってオイル１００を流していたのに対し、実施の形態２では、エンジンブロック３０のブロックスカート壁３５に沿ってオイル１００を流している。開口部２０３は、ブロックスカート壁３５の近傍に設けられ、ブロックスカート壁３５に沿ってオイルが流れるように、車両に搭載された状態で、開口部２０３が下向きに開口するように配置される。

（実施の形態３）
図１０は、この発明の実施の形態３に従った内燃機関の断面図である。図１０を参照して、この発明の実施の形態３では、オイル戻し孔３１と平行に延びる縦孔３０１が設けられ、この縦孔３０１に噴出部材２００が接続されている点で、実施の形態１および２に従ったエンジンと異なる。オイル戻し孔３１からは矢印３０２で示す方向にブローバイガスが流れている。なお、この点については実施の形態１および２でも同様である。縦孔３０１はブロックスカート壁３５の内側に延びており、噴出部材２００から供給されたオイル１００が矢印２０４で示す方向に流れる。

このように構成された実施の形態１に従ったエンジンでは、突出部２０１から排出されるオイル１００はジャーナル壁３８を伝って下側へ流れる。すなわち、実施の形態３ではシリンダヘッド３９からのオイルの戻し孔３１と並んだ外側に専用の通路としての縦孔を設ける。この通路はエンジンブロック３０の下面から射貫きで形成され、側面より開口している。先のヘッドからの戻し孔３１に対して完全に仕切られている。ターボチャージャ１９０からはオイルパイプ２０５でエンジンブロック３０側面に締結される。これによれば、従来設定されているオイル戻し孔３１への影響がなく、ターボチャージャ１９０からのオイル１００をスムーズにオイルパンへ戻すことが可能となる。これによりオイルの攪拌の発生を防止し、ＰＣＶによるオイルの持ち去りを防ぐことができる。さらに、フリクションも低減できる。

また、ジャーナル部を横に設定できることにより、ブロックスカート部より内側に設定でき、エンジン外側への張出しが少なく、エンジンがコンパクトになる。さらに、周辺部品の搭載度が増す。

なお、実施の形態１から３において整流部材１２０は必ずしも設けられていなくてもよい。縦孔３０１とオイル戻し孔３１とはほぼ平行に延びており、縦孔３０１下でオイル戻し孔３１から流れてきた矢印１０１で示す方向に流れるオイルと縦孔３０１内を矢印２０４で示す方向に流れてきたオイルとが合流する。オイル１００はブロックスカート壁３５に沿って流れる。これにより、オイル１００がクランクシャフト４０およびコネクティングロッド２０によって攪拌されることを防止できる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

この発明の実施の形態１に従った内燃機関の断面図である。 この発明に従った噴出部材を有する内燃機関の油圧回路を説明するための図である。 図１で示す噴出部材を詳細に示す断面図である。 噴出部材の斜視図である。 図４中のＶ−Ｖ線に沿った断面図である。 図３中のＶＩ−ＶＩ線に沿った断面図である。 図１中のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿った断面図である。 この発明の実施の形態２に従った噴出部材を有する内燃機関の断面図である。 図８中のＩＸ−ＩＸ線に沿った断面図である。 この発明の実施の形態３に従った内燃機関の断面図である。

符号の説明

１０ ピストン、１１ オイル通路、１２ 下面、１３ 凹部、２０ コネクティングロッド、３０ エンジンブロック、３１ オイル戻し孔、３３ シリンダ、３５ ブロックスカート壁、３８ ジャーナル壁、３９ シリンダヘッド、４０ クランクシャフト、４５ バルブ、１００ オイル、１１０ オイルジェット、１１１ オイルジェット本体、１１２ ノズル、１２０ 整流部材、１３０ オイルパン、１３１ オイルストレーナ、１３２ オイルポンプ、１３３ オイルクーラー、１３４ オイルフィルタ、１４０ オイルホール、１９０ ターボチャージャ、１９１ クランクシャフトジャーナル、１９２ オイルジェット、１９３ タイミングチェーン、１９４ カムシャフトジャーナル、１９５ バキュームポンプ、１９６ ロッカーアーム、１９７ チェーンテンショナ、１９９ サプライポンプ、２００ 噴出部材、２０１ 突出部、２０２ フランジ部、２０３ 開口部、２０５ オイルパイプ。

Claims (6)

1. オイルをクランクケースに戻すためのオイル通路が設けられた内燃機関であって、
   前記オイル通路から噴出されたオイルをクランクケース内部の壁面に噴出させるための噴出部材を備えた、内燃機関。
2. 前記噴出部材は、前記オイル通路から前記クランクケース内に突出した突出部を含み、前記突出部には前記クランクケース内壁近傍に開口部が設けられる、請求項１に記載の内燃機関。
3. 前記突出部は前記オイル通路に内接する円筒体であり、前記開口部は前記円筒体の円周方向を長径とする長孔形状である、請求項２に記載の内燃機関。
4. 前記クランクケースの上下方向に対して垂直に延びる前記オイル通路が設けられている、請求項１から３のいずれか１項に記載の内燃機関。
5. 過給機から前記クランクケースにオイルを戻す前記オイル通路が設けられている、請求項１から４のいずれか１項に記載の内燃機関。
6. 前記オイル通路はオイルパイプを含む、請求項１から５のいずれか１項に記載の内燃機関。

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