JP2007327388A - 内燃機関の潤滑構造、異物除去方法、及び製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】内燃機関組み立て時の残留異物がクランクシャフトの軸受けに入り込むことを抑制することにより、同軸受けの損傷を一層抑制する。
【解決手段】エンジンの潤滑構造は、エンジンのオイルポンプからオイルが供給される主給油路１３と、内燃機関のクランクシャフト１１に対して設けられる複数のベアリング８，９と主給油路１３とをそれぞれ接続する複数の補助給油路１４，１５とを備える。内燃機関の潤滑構造は、補助給油路１４，１５の油路内を流れるオイルを排出可能な排出通路１６が第２の補助給油路１５にそれぞれ接続されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、内燃機関の潤滑構造、異物除去方法、及び製造方法に関する。

一般に、内燃機関のクランクシャフトの回転軸であるクランクジャーナルは、クランクベアリングを介してシリンダブロック及びベアリングキャップにより支持されている。そして、このジャーナルとベアリングとの間にはオイルポンプによって圧力が高められたオイルが供給され、これらの間の潤滑が行われている。

このような内燃機関の潤滑構造としては、特許文献１に記載されるような潤滑構造が提案されている。図４に示されるように、クランクシャフト１０は、各ジャーナル１１に対応して設けられるベアリング１０７によって回転可能に支持されている。ベアリング１０７はシリンダブロック１１２に取り付けられている。ベアリング１０７には、同ベアリング１０７の内周面から外周面に貫通する油孔１０７ａがジャーナル１１に対応して形成されている。シリンダブロック１１２には貫通孔１１２ａが形成されており、同貫通孔１１２ａが油孔１０７ａに接続されている。クランクシャフト１０のクランクピン１２にはコンロッドを介してピストンが連結されており、ピストンの往復運動によりクランクシャフト１０が軸線Ｌを中心軸として回転する。クランクシャフト１０の一端にはプーリ１０６が設けられている。

クランクシャフト１０の下部には内燃機関の各部を潤滑するオイルが貯留されるオイルパン１が設けられている。オイルパン１には、オイル内に混入した大きな異物を除去するためのオイルストレーナ２が浸漬して配設されている。オイルストレーナ２にはパイプ１０３を介してオイルポンプ１０４が接続されている。オイルポンプ１０４にはプーリ１０５が接続されている。このプーリ１０５は、ベルト１１１を介してプーリ１０６に連結されている。クランクシャフト１０のトルクは、プーリ１０６，ベルト１１１、及びプーリ１０５を介してオイルポンプ１０４に入力されてオイルポンプ１０４が駆動する。

オイルポンプ１０４には、主給油管１０８の一方の端部が接続されている。主給油管１０８の他方の端部には主給油管１０８内の油圧が所定値以上になると開弁する規制弁１１０が設けられている。また、この主給油管１０８には、シリンダブロック１１２に形成される貫通孔１１２ａ及び補助給油管１０９を通じて、ベアリング１０７に形成された油孔１０７ａが接続されている。なお、油孔１０７ａ、貫通孔１１２ａ、及び補助給油管１０９により補助給油路１１３が構成されている。

このような内燃機関の潤滑構造によれば、オイルパン１に貯留されるオイルがオイルポンプ１０４により加圧されてジャーナル１１とベアリング１０７との間に供給される。また、オイル内に混入する異物により補助給油路に詰まりが生じて主給油管１０８内の油圧が所定値以上に上昇すると規制弁１１０が開放される。このため、補助給油路１１３を詰まらせた異物が主給油管１０８内のオイルとともに規制弁１１０から排出されるため、ベアリング１０７に確実にオイルを供給することができるようになる。
実開昭６４−０２２８１０号公報

ところで、特許文献１に記載の内燃機関の潤滑構造にあっては、主給油管１０８と補助給油路１１３との接続部付近の異物を除去することはできるものの、補助給油路１１３の内部まで入り込んだ異物を除去することはできない。このため、例えば内燃機関の組み立て段階において補助給油路内に異物（以下、「残留異物」と略記す。）が残留していたときには、この残留異物はオイルの流れと共にジャーナル１１とベアリング１０７との間に供給される。ここで、残留異物の大きさがジャーナル１１とベアリング１０７との間のクリアランスより大きいときには、この残留異物はジャーナル１１とベアリング１０７との間にトラップされることとなる。その結果、この残留異物によりジャーナル１１及びベアリング１０７が損傷して、これらに焼き付き等が生じるおそれがある。

本発明はこうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、内燃機関組み立て時の残留異物がクランクシャフトの軸受けに入り込むことを抑制することにより、同軸受けの損傷を一層抑制することにある。

以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項１に記載の発明は、内燃機関のオイルポンプからオイルが供給される主給油路と、内燃機関のクランクシャフトに対して設けられる複数の軸受けと前記主給油路とをそれぞれ接続する複数の補助給油路とを備える内燃機関の潤滑構造において、前記補助給油路の油路内を流れるオイルを排出可能な排出通路が前記補助給油路にそれぞれ接続されてなることを要旨としている。

同構成によれば、補助給油路の油路内を流れるオイルを排出可能な排出通路が補助給油路にそれぞれ接続されているため、排出通路からオイルを排出することによりオイルに混入した異物を排出することができる。その結果、内燃機関組み立て時の残留異物が補助給油路内に存在したとしても、同残留異物がクランクシャフトの軸受けに入り込むことを抑制することができるため、同軸受けの損傷を抑制することができる。なお、クランクシャフトに対して設けられる軸受けとは、クランクシャフトのジャーナルを回転可能に支持するベアリングや、クランクピンとコンロッドとの間に設けられるベアリング等を含むものとする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の内燃機関の潤滑構造において、前記排出通路は前記補助給油路の最下流側の部分に接続されてなることを要旨としている。
同構成によれば、排出通路は補助給油路の最下流側の部分に接続されているため、排出通路からオイルを排出する際に補助給油路内のオイルに混入された異物を確実に排出することができる。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の内燃機関の潤滑構造において、前記排出通路には、同排出通路内のオイルの圧力が前記オイルポンプの駆動時の圧力よりも小さい所定圧力以下のときに開くとともに、前記所定圧力を超えるときに閉じる規制弁が設けられてなることを要旨としている。

同構成によれば、排出通路には、同排出通路内のオイルの圧力がオイルポンプの駆動時の圧力よりも小さい所定圧力以下のときに開くとともに、所定圧力を超えるときに閉じる規制弁が設けられている。その結果、排出通路内に所定圧力以下のオイルを供給することにより、補助給油路内を流れるオイルを排出させてオイルに混入した異物を排出することができる。また、オイルポンプの駆動時には補助給油路内を流れるオイルの排出が規制されるため、内燃機関の駆動時にはクランクシャフトに対して設けられる軸受けにオイルを供給することができる。

具体的には、請求項４に記載の発明によるように、軸受けは、クランクシャフトのジャーナルを回転可能に支持するクランクベアリングであり、オイル排出通路は、補助給油路の油路内を流れるオイルを内燃機関のオイルパンに排出するものであるといった構成を採用することができる。

請求項５に記載の発明は、内燃機関の異物除去方法において、内燃機関の組立完成から駆動開始までの間に、内燃機関のクランクシャフトに対して設けられる複数の軸受けとオイルポンプからオイルが供給される主給油路とをそれぞれ接続する複数の補助給油路からオイルを排出させることを要旨としている。

同工程によれば、内燃機関の組立完成から駆動開始までの間に、内燃機関のクランクシャフトに対して設けられる複数の軸受けとオイルポンプからオイルが供給される主給油路とをそれぞれ接続する複数の補助給油路からオイルを排出させる。このため、内燃機関の組立完成時に補助給油路内に残留異物が存在したとしても、内燃機関の駆動の前に補助給油路からオイルを排出することにより、同オイルに混入された異物を排出することができる。その結果、クランクシャフトに対して設けられる軸受けに異物が入り込むことを抑制することができるため、同軸受けの損傷を未然に抑制することができる。

請求項６に記載の発明は、内燃機関の製造方法において、請求項５に記載の内燃機関の異物除去方法を実施する工程を含むことを要旨としている。
同工程によれば、内燃機関の製造方法は、請求項５に記載の内燃機関の異物除去方法を実施する工程を含む。その結果、クランクシャフトに対する軸受けの損傷を未然に抑制された内燃機関を製造することができる。

以下、本発明にかかる内燃機関の潤滑構造、異物除去方法及び製造方法を車両用エンジンに具体化した実施形態を図１乃至図３を参照して説明する。尚、図４と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。

図１に示されるように、クランクシャフト１０は、各ジャーナル１１に対して設けられる第１のベアリング８と第２のベアリング９とから構成される一組の軸受け（以下、「ベアリング８，９」と略記する。）によって回転可能に支持されている。クランクシャフト１０の上方に設けられる第１のベアリング８はシリンダブロック６に取り付けられている。クランクシャフト１０の下方に設けられる第２のベアリング９はベアリングキャップ７に取り付けられている。シリンダブロック６、ベアリング８，９、及びベアリングキャップ７には、ジャーナル１１とベアリング８，９との間にオイルを供給するための潤滑機構２０が形成されている。なお、この潤滑機構２０の構造の詳細については後述する。

オイルストレーナ２には第１のパイプ３ａを介してオイルポンプ４が接続されている。このオイルポンプ４はクランクシャフト１０に駆動連結されており、同ポンプ４はクランクシャフト１０の回転に伴って作動する。オイルポンプ４には、第２のパイプ３ｂを介してオイルに含まれる異物を捕捉するためのオイルフィルタ５が接続されている。第２のパイプ３ｂには内部を流れるオイルの油圧を検出するための油圧センサ３０が分岐パイプ３ｄを介して接続されている。分岐パイプ３ｄの一方の端部は第２のパイプ３ｂの内部に開口しており、他方の端部は油圧センサ３０により閉塞されている。この分岐パイプ３ｄの他方の端部は、油圧センサ３０を取り外すことにより開口させることが可能である。オイルフィルタ５は、第３のパイプ３ｃを介してシリンダブロック６内に形成される主給油路１３に接続されている。主給油路１３は軸線Ｌと並行に延びて形成されており、第１の補助給油路１４を介して潤滑機構２０の各々に接続されている。

ここで、潤滑機構２０の構造の詳細について図１のＡ−Ａ断面図である図２を参照して説明する。
図２に示されるように、クランクシャフト１０のジャーナル１１の外周を囲うようにして、シリンダブロック６に設けられる第１のベアリング８及びベアリングキャップ７に設けられる第２のベアリング９が配置されている。第１のベアリング８及び第２のベアリング９は共に半円筒状に形成されており、第１のベアリング８の周方向の両端面は第２のベアリング９の周方向の両端面と当接している。第１のベアリング８には、同ベアリング８の周方向に所定間隔をおいて３つの油孔８ａが形成されている。この油孔８ａは、第１のベアリング８の外周面から内周面に貫通している。シリンダブロック６には、この第１のベアリング８の外周面に沿って第２の補助給油路１５が形成されている。第１のベアリング８の周方向に関して、第２の補助給油路１５はその一方の開口端がベアリングキャップ７の頂面７ａによって閉塞されている。また、第２の補助給油路１５はその他方の開口端にベアリングキャップ７に形成される排出通路１６が接続されている。すなわち、上記主給油路１３から補助給油路１４，１５へと流れるオイルに対して、排出通路１６は補助給油路１４，１５の最下流側の部分に接続されている。この排出通路１６は、第２の補助給油路１５との接続部分からベアリングキャップ７のオイルパン１側の外周面に貫通している。排出通路１６のオイルパン１側の開口部には、規制弁１７が設けられている。規制弁１７は、排出通路１６内のオイルの油圧が所定圧力ＰＫ以下のときには開くとともに、同油圧が所定圧力ＰＫを超えるときには閉じる。すなわち、排出通路１６内のオイルの油圧が所定圧力ＰＫ以下のときにはオイルが排出されるとともに、同油圧が所定圧力ＰＫを超えるときにはオイルの排出が規制される。ここで、所定圧力ＰＫは、オイルポンプ４の駆動時に補助給油路１４，１５の油路内のオイルに生じる油圧よりも小さい値に設定されている。

なお、本実施形態おいては、第１の補助給油路１４及び第２の補助給油路１５によって潤滑装置の補助給油路（以下、「補助給油路１４，１５」と略記する）が構成されている。

このような構成を有する内燃機関の潤滑構造によれば、オイルパン１に貯留されるオイルがオイルポンプ４によって加圧されてオイルフィルタ５を通じて主給油路１３に供給される。さらに、主給油路１３に供給されたオイルは第１の補助給油路１４を通じて第２の補助給油路１５に供給される。

補助給油路１４，１５に供給されたオイルは第１のベアリング８に形成される油孔８ａを通じてジャーナル１１とベアリング８，９との間に供給されて、これらの間の潤滑が行われる。

また、本実施形態の潤滑構造によれば、第２の補助給油路１５に供給されたオイルが規制弁１７の設けられる排出通路１６にも供給される。したがって、排出通路１６内のオイルの油圧が所定圧力ＰＫを超えるときには規制弁１７は閉じるため、排出通路１６からオイルパン１へのオイルの排出が規制される。一方、排出通路１６内のオイルの油圧が所定圧力ＰＫ以下のときには規制弁１７が開くため、排出通路１６からオイルパン１へのオイルの排出が行われることとなる。

続いて、本実施形態にかかるエンジンの異物除去方法、及び製造方法について図１乃至図３を参照して説明する。図３には、本実施形態にかかるエンジンの製造工程の一部の工程、及び同エンジンが搭載される車両の製造工程の一部の工程が示されている。具体的には、図３の工程Ａ，Ｂはエンジンの製造工程における一部の工程であり、同工程Ａ〜Ｄは車両の製造工程における一部の工程である。

図３に示されるように、エンジンの製造工程の一部としてエンジンの組み立てが実施される（工程Ａ）。具体的には、エンジンを構成する各部品、例えばクランクシャフト１０、シリンダブロック６等が組み立てられる。

工程Ａが実施された後に、組立てられたエンジンの検査工程が実施される（工程Ｂ）。この検査工程では、例えばエンジンにオイル漏れがあるか否かを検査するオイル漏れ検査工程等が実施される。このオイル漏れ検査工程では、油圧センサ３０が取り外されて、所定油圧ＰＫ以下のオイルが分岐パイプ３ｄから第２のパイプ３ｂに供給される。第２のパイプ３ｂに供給されたオイルは、オイルフィルタ５を通じて主給油路１３、第１の補助給油路１４、及び潤滑機構２０に供給される。このようなオイルの供給により、主給油路１３や補助給油路１４，１５等にオイル漏れの生じる箇所があるか否かの検査が実施される。このとき、潤滑機構２０の第２の補助給油路１５から排出通路１６に供給されるオイルの油圧は所定圧ＰＫ以下であるため、規制弁１７は開かれている。このため、主給油路１３及び補助給油路１４，１５を流れたオイルは、排出通路１６を通じてオイルパン１へと排出されることとなる。なお、このオイル漏れ検査工程においては、分岐パイプ３ｄから供給されるオイルの一部がオイルポンプ４に供給されるため、オイルポンプ４が駆動してクランクシャフト１０が回転するおそれがある。このため、工程Ｂにおいては、このようなクランクシャフト１０の回転を規制するために同クランクシャフト１０が固定される。このような工程Ｂの実施を経てエンジンの製造工程が完了する。

工程Ｂが実施された後に、車両の構成部品を車両に組付ける工程が実施される（工程Ｃ）。例えば、上記エンジンの検査工程においてエンジンが良品である旨判定されたエンジンやトランスミッション等が車両に組付けられる。

工程Ｃが実施された後に、車両の検査工程が実施される（工程Ｄ）。この検査工程では、例えば車両のエンジンを実際に駆動させて、機関各部が正常に駆動するか否かを検査する検査工程等が実施される。すなわち、エンジンは、この工程Ｄにおいて駆動開始となる。このような工程Ｄの実施を経て車両の組立が完成する。

以上詳述したように、本実施形態によれば、以下に列記する作用効果が得られる。
（１）補助給油路１４，１５の油路内を流れるオイルを排出可能な排出通路１６が第２の補助給油路１５にそれぞれ接続されているため、オイル漏れ検査工程において、排出通路１６からオイルを排出することによりオイルに混入した異物を排出することができる。その結果、内燃機関組み立て時の残留異物が補助給油路１４，１５内に存在したとしても、同残留異物がベアリング８，９に入り込むことを抑制することができるため、同ベアリング８，９の損傷を抑制することができる。

（２）排出通路１６は補助給油路１４，１５の最下流側の部分に接続されているため、オイル漏れ検査工程において、排出通路１６からオイルを排出する際に補助給油路１４，１５内のオイルに混入された異物を確実に排出することができる。換言すれば、補助給油路１４，１５の最下流側の部分ではなく途中部分に排出通路１６が接続されている場合には、その接続部よりも下流側に存在する残留異物を排出することが困難となる。

（３）排出通路１６には、同排出通路１６内のオイルの圧力がオイルポンプ４の駆動時の圧力よりも小さい所定圧力ＰＫ以下のときに開くとともに、所定圧力ＰＫを超えるときに閉じる規制弁１７が設けられている。その結果、オイル漏れ検査工程において、排出通路１６内に所定圧力ＰＫ以下のオイルを供給することにより、補助給油路１４，１５内を流れるオイルを排出させてオイルに混入した異物を排出することができる。また、オイルポンプ４の駆動時には補助給油路１４，１５内を流れるオイルの排出が規制されるため、エンジンの駆動時にはベアリング８，９にオイルを供給することができる。

さらに、運転者によるエンジンの始動初期には、すなわちオイルポンプ４の始動初期には排出通路１６内のオイルの圧力が所定圧力ＰＫ以下となるため、エンジンの始動毎に主給油路１３や補助給油路１４，１５に存在する異物を排出することができる。

（４）エンジンの異物除去方法は、エンジンの組立完成から駆動開始までの間に、エンジンのクランクシャフト１０に対して設けられる複数のベアリング８，９とオイルポンプ４からオイルが供給される主給油路１３とをそれぞれ接続する複数の補助給油路１４，１５からオイルを排出させる。このため、エンジンの組立完成時に補助給油路１４，１５内に残留異物が存在したとしても、エンジンの駆動の前に補助給油路１４，１５からオイルを排出することにより、同オイルに混入された異物を排出することができる。その結果、ベアリング８，９に異物が入り込むことを抑制することができるため、同ベアリング８，９の損傷を未然に抑制することができる。

（５）また、エンジンの製造方法は、このようなエンジンの異物除去方法を実施するオイル漏れ検査工程を含むため、ベアリング８，９の損傷を未然に抑制されたエンジンを製造することができる。

尚、上記実施形態は、これを適宜変更した以下の形態にて実施することもできる。
・上記実施形態では、排出通路１６に規制弁１７が設けられていたが、排出通路１６にこのような規制弁１７が設けられていなくてもよい。すなわち、排出通路１６に規制弁を設けることなく、オイル漏れ検査工程において排出通路１６からオイルの排出を実施し、同工程が終了した後に排出通路１６をキャップにより塞いでオイルの排出を規制するようにしてもよい。要するに、補助給油路１４，１５内を流れるオイルに混入した異物を排出するために排出通路１６からのオイルの排出が可能であり、異物を排出した後に排出通路１６からのオイルの排出が規制されるような構成をエンジンが有していればよい。

・上記実施形態では、排出通路１６は、補助給油路１４，１５の最下流側の部分に接続されていたが、補助給油路１４，１５の上流の部分或いは中流の部分に接続されていてもよい。

・上記実施形態では、クランクシャフト１０のジャーナル１１を回転可能に支持するベアリング８，９に本発明を適用したが、クランクピン１２を回転可能に支持するベアリング（クランクピンとコンロッドとの間に設けられるベアリング）に本発明を適用してもよい。その場合は、クランクピン１２のベアリングにオイルを供給する給油路に排出通路を接続すればよい。

本発明にかかるエンジンの潤滑構造についてその構成を示す部分破断断面図。 図１の潤滑構造においてジャーナルとベアリングとの間を潤滑する潤滑機構の構成を示す断面図。 図１のエンジンについてその製造工程の一部、及び同エンジンが搭載される車両の製造工程の一部を示すフローチャート。 従来のエンジンの潤滑構造の構成を示す部分破断断面図。

符号の説明

１…オイルパン、２…オイルストレーナ、３ａ…第１のパイプ、３ｄ…第２のパイプ、３ｃ…第３のパイプ、３ｄ…分岐パイプ、４，１０４…オイルポンプ、５…オイルフィルタ、６，１１２…シリンダブロック、７…ベアリングキャップ、７ａ…頂面、８…第１のベアリング、８ａ，１０７ａ…油孔、９…第２のベアリング、１０…クランクシャフト、１１…ジャーナル、１２…クランクピン、１３，１０８…主給油路、１４…第１の補助給油路、１５…第２の補助給油路、１６…排出通路、１７，１１０…規制弁、２０…潤滑機構、３０…油圧センサ、１０３…パイプ、１０５，１０６…プーリ、１０７…ベアリング、１０９…補助給油管、１１１…ベルト、１１２ａ…貫通孔、１１３…補助給油路。

Claims (6)

1. 内燃機関のオイルポンプからオイルが供給される主給油路と、内燃機関のクランクシャフトに対して設けられる複数の軸受けと前記主給油路とをそれぞれ接続する複数の補助給油路とを備える内燃機関の潤滑構造において、
   前記補助給油路の油路内を流れるオイルを排出可能な排出通路が前記補助給油路にそれぞれ接続されてなる
   ことを特徴とする内燃機関の潤滑構造。
2. 請求項１に記載の内燃機関の潤滑構造において、
   前記排出通路は前記補助給油路の最下流側の部分に接続されてなる
   ことを特徴とする内燃機関の潤滑構造。
3. 請求項１又は２に記載の内燃機関の潤滑構造において、
   前記排出通路には、同排出通路内のオイルの圧力が前記オイルポンプの駆動時の圧力よりも小さい所定圧力以下のときに開くとともに、前記所定圧力を超えるときに閉じる規制弁が設けられてなる
   ことを特徴とする内燃機関の潤滑構造。
4. 請求項１乃至３のいずれか１項に記載の内燃機関の潤滑構造において、
   前記軸受けは、前記クランクシャフトのジャーナルを回転可能に支持するクランクベアリングであり、前記排出通路は、前記補助給油路の油路内を流れるオイルを内燃機関のオイルパンに排出するものである
   ことを特徴とする内燃機関の潤滑構造。
5. 内燃機関の組立完成から駆動開始までの間に、
   内燃機関のクランクシャフトに対して設けられる複数の軸受けとオイルポンプからオイルが供給される主給油路とをそれぞれ接続する複数の補助給油路からオイルを排出させる
   ことを特徴とする内燃機関の異物除去方法。
6. 請求項５に記載の内燃機関の異物除去方法を実施する工程を含む
   ことを特徴とする内燃機関の製造方法。

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