JP2015124696A - 内燃機関 - Google Patents

Abstract

【課題】チェーン室のオイルミストがブローバイガス通路に吸引されたり、オイルパンのオイルがタイミングチェーンに飛散したりすることを抑制する。
【解決手段】タイミングチェーン１３を覆うチェーンカバー５をオイルパン４の上面よりも下方に位置させることで、チェーン室１４をオイルパン４の上面よりも下方にずらしていに。チェーンカバー５がオイルパン４の端壁として機能するので、オイルパン４の一端部には上向き開口部２３を形成しているが、上向き開口部２３を部分的に塞ぐ仕切り壁２７を設けている。チェーン室１４とオイルパン４との間の流通が抑制されるため、チェーン室１４のオイルミストがオイルパン４に流入してブローバイガス通路３８に級いされることや、オイルパン４のオイルがタイミングチェーン１３に向けて飛散することを抑制できる。
【選択図】図７

Description

本願発明は車両用等の内燃機関に関するものであり、潤滑油の処理に特徴を有する。

内燃機関は潤滑油を溜めるオイルパンを備えており、潤滑油は主としてシリンダブロックに設けたオイル落とし穴からオイルパンに流下している。また、一般に、シリンダブロックの一端面にはチェーンカバー（チェーンケース）を固定し、チェーンカバーとシリンダブロックとの間のチェーン室に、タイミングチェーンやこれが巻き掛けられたスプロケットを配置している。

他方、内燃機関ではクランクケースに吹き抜けた燃焼ガス（ブローバイガス）を吸気系に戻すことが行われており、そこで、シリンダブロックにはブローバイガス通路（ＰＣＶ通路）を設けている（例えば特許文献１）。また、潤滑油の劣化防止のために、クランクケースの内部に新気を導入することも行われている。そこで、シリンダブロックに新気導入通路を設けている。

特開２００６−１３２３６０号公報

さて、タイミングチェーンにも潤滑油が供給されているが、タイミングチェーンは高速で周回するため潤滑油がミスト化し、ミスト化した潤滑油がクランクケースに漏洩してブローバイガス通路に吸引される現象が発生しており、このため、潤滑油の消費量が増える問題や、ブローバイガスに乗ってオイルミストが気筒（燃焼室）に流入する量が増えることで、オイルミストの燃え滓であるデポジットが増えるという問題があった。

特に、チェーン室をオイルパンの上面よりも下方の位置まで延長して、オイルパンの一端部を上向きに開口させると、オイルミストがクランクケースの側に漏洩しやすくなるため、潤滑油の消費量が増える傾向が高かった。

また、車両の傾きや揺れ等でオイルパンの潤滑油が飛沫となってチェーン室に飛散することがあり、すると、潤滑油のミスト化が進んで、ブローバイガス通路からの持ち出しが一層増加する虞があり、これも、チェーン室をオイルパンの上面よりも下方の位置まで延長した場合に顕著に現れる。

本願発明は、このような現状を改善すべく成されたものである。

本願発明の内燃機関は、従来と同様に、シリンダブロックとその下面に固定されたオイルパン、及び、前記シリンダブロックの一端面に重なったチェーンカバーを備えており、前記シリンダブロックの一端部にはクランク軸を回転自在に保持するエンドクランクキャップが固定されている。

更に、前記チェーンカバーとシリンダブロックとの間は、前記クランク軸に固定されたスプロケット及びこれに巻き掛けられたタイミングチェーンが配置されたチェーン室になっており、前記チェーンカバーの下端をオイルパンの一端面に重なるように下方に延長することにより、前記チェーン室の下端をオイルパンの上面よりも下方に位置させると共に、前記オイルパンの一端部を上向きに開口させることにより、チェーン室の下部とオイルパンの内部とを連通させている。

そして、前記オイルパン又はチェーンカバー若しくは前記オイルパンに配置したバッフルプレートに、前記チェーン室からオイルパン内へのオイルの流れ込みは許容しつつ前記チェーン室の下部とオイルパン内とを部分的に仕切る仕切り壁を、前記エンドクランクキャップの下方か又は外側若しくは内側に位置するように設けている。この場合、外側・内側とは、クランク軸方向を向いて、オイルパンの外側・内側という意味である。

本願発明では、仕切り壁の存在によってチェーン室とオイルパン内部との連通面積が少なくなるため、タイミングチェーンの周回で発生したオイルミストがオイルパン内やクランクケースに漏洩する量を抑制して、ブローバイガス通路から持ち出されることを著しく抑制できる。従って、潤滑油の消費量を少なくしてランニングコストを抑制できると共に、ブローバイガスに乗って燃焼室に流入するオイルミストの量を低減して、デポジットの発生も抑制できる。

また、車両の傾きや揺れ等によってオイルパン内の潤滑油が飛沫となってチェーン室に飛散することも抑制できるため、オイルミストの発生量自体も低減することができるのであり、これによっても、潤滑油の消費量を少なくしてランニングコスト抑制に貢献できる。

また、仕切り壁は、クランクケースに吹き抜けたブローバイガスがチェーン室に流入することを抑制する機能も発揮するため、チェーン室に浮遊しているオイルミストがブローバイガスによって劣化することも抑制できる。

さて、チェーン室は動弁室に連通している一方、動弁室にも新気が導入しているため、チェーン室は新気導入通路としても機能しているが、チェーン室とブローバイガス通路とが近いと、チェーン室から供給された新気がブローバイガス通路に集中的に流れてしまって、他の部位に設けた新気導入通路からブローバイガス通路への新気の吸引が悪くなり、その結果、クランクケース内ての換気性能が悪くなるおそれがある。

これに対して本願発明では、チェーン室とオイルパン内部との連通面積が少なくなるため、チェーン室の近くにブローバイガス通路を設けていても、チェーン室の新気がブローバイガス通路に吸引されることを抑制できるため、他の新気導入通路からの新気がブローバイガス通路に向かうことを助長でき、その結果、クランクケース全体での換気性能を向上させることができる。

機関本体をクランク軸と直交した方向から見た側面図である。 機関本体の部分的な分離側面図である。 チェーンカバーを省略した状態での正面図である。ハッチング表示箇所は断面ではなくと端面を表示している。 チェーンカバーとオイルパンとの分離正面図である。チェーンカバーは裏返した状態に表示している。また、ハッチング表示箇所は断面ではなくと端面を表示している。 シリンダブロックとチェーンカバーとの分離底面図である。ハッチング表示箇所は断面ではなくて端面（下端面）を表示している。 オイルパンの平面図である。ハッチング表示箇所は断面ではなくて端面（上端の平面）を表示している。 チェーンカバーを表示した状態での図３の VII-VII断面図である。

(1).概要
次に、本願発明の実施形態を説明する。まず、主として図１〜３を参照して概要を説明する。内燃機関の基本構造は従来と同様であり、機関本体の主要要素として、シリンダブロック１とその上面に重ね固定されたシリンダヘッド２とを備えている。機関本体は、更に、シリンダヘッド２の上面に固定されたシリンダヘッドカバー３と、シリンダブロック１の下面に固定されたオイルパン４、及び、シリンダブロック１とオイルパン４の一端面１ａ，４ａに重ね固定された１つのチェーンカバー（チェーンケース）５とを有している。図示していないが、オイルパン４の内部にはバッフルプレートを配置している。

本実施形態の内燃機関は４気筒であり、従って、シリンダブロック１には４つのシリンダボア６が形成されていて、各シリンダボア６にピストン７が摺動自在に嵌まっている。他方、シリンダヘッド２の一方の長手側面には４つの排気穴８が一列に開口し、他方の長手側面には４つの吸気穴（図示せず）が一列に開口している。

シリンダブロック１の下半部はクランクケースを構成しており、下端にクランク軸９が回転自在に保持されている。クランク軸９は５つのジャーナルを有しており、そこで、図４のとおり、シリンダブロック１には、下向き開口半円状の５つの軸受け部１０，１１が形成されており、軸受け部１０，１１に、ジャーナルを下方から保持するクランクキャップがボルトで固定されている。

図では、チェーンカバー５の側に位置して符号１０で示した軸受け部をエンド軸受け部と呼び、これに固定されているクランクキャップ１２をエンドクランクキャップと呼ぶこととする。なお、クランク軸８の軸心はシリンダブロック１の下面よりも少し上に位置している。また、図４から理解できるように、各軸受け部１０，１１の中心はシリンダボア６の中心から少し横方向（短手方向）にずれている。従って、ピストン７が上死点にあるときクランクピンは横方向にずれており、このため、クランク軸９は図３の矢印で示す方向に回転する。

シリンダブロック１とチェーンカバー５とで囲われた空間は、タイミングチェーン１３が配置されたチェーン室１４になっており、クランク軸８のうちチェーン室１４に位置した部分に主動スプロケット１５が固定されて、これにタイミングチェーン１３が巻き掛けられている。他方、シリンダヘッド２には、カム軸（図示せず）と同心の２つの従動スプロケット１６が取り付けられており、タイミングチェーン１３はこれらにも巻き掛けられている。

また、クランク軸９の一端部はチェーンカバー５の外側に露出しており、この露出した端部にクランクプーリ１７を固定し、クランクプーリ１７に補機駆動ベルト（図示せず）が巻き掛けられてる。なお、シリンダブロック１の他端面１ｂにはミッションケース（図背せず）が取り付けられる。

(2).詳細
次に、他の図面も参照して本願発明の特徴部分を説明する。チェーンカバー５はダイキャスト品又は鋳造品であり、シリンダブロック１の側に向けて開口した浅いトレー状の形態を成しており、これにより、当該チェーンカバー５の内側にチェーン室１４が形成されている。

チェーンカバー５には、クランク軸９が貫通する中心穴１８が空いている。そして、本では、図６に概略を示すように、チェーンカバー５にオイルポンプのポンプハウジング部１９が一体に形成されており、ポンプハウジング部１９にはポンプ室１９ａが形成されている。ポンプハウジング部１９のうちポンプ室１９ａを挟んだ左右側部に、オイル流入穴２０とオイル吐出穴２１とが開口している。

ポンプハウジング部１９にはポンプカバー（図示せ）が固定されて、ポンプハウジング部１９とポンプカバーとの間に、クランク軸９に直結されたインナーロータとこれに噛み合ったアウターロータ（いずれも図示せず）が配置されている。また、チェーンカバー５には、ウォータポンプの一部を構成するウォータポンプハウジング２２設けている。

チェーンカバー５の下端はオイルパン４の上面よりも下方に延長されており、従って、チェーン室１４はオイルパン４の上面から下方に延びている。そこで、オイルパン４の一端部の壁には上向き開口部２３が形成されており、チェーン室１４とオイルパン４の内部とは上向き開口部２３を介して連通している。

図７のとおり、チェーンカバー５の底壁２４と上向き開口部２３の最下端とは同じ高さになっており、このため、オイルはチェーン室１４からオイルパン４に流れ落ちる。図７では潤滑油の油面２５をチェーン室１４の下端よりも下に描いているが、潤滑油をチェーン室１４の下端部まで溜めることも可能である。図１に示すように、オイルパン４は、チェーンカバー５の側が浅くて、チェーンカバー５から離れた端部が深くなるように形成しており、途中に中間段部４ｂを形成している。

図３，４のとおり、オイルパン４の一端部には、上向き開口部２３の左右間隔を狭める第１仕切り壁２６と第２仕切り壁２７とを設けている。すなわち、オイルパン４における一方の長手側壁４ｃの端部には平面視でこれと略直交した第１仕切り壁２６を一体に設け、オイルパン４における他方の長手側壁４ｄの端部には平面視でこれと略直交した第１仕切り壁２７を一体に設けており、両者は、エンドクランクキャップ１２を挟んだ両側に位置している。

そして、第１仕切り壁２６には、チェーンカバー５に向けて開口したオイル取り込み穴２８と、上面に向けて開口したオイル排出穴２９とを設けている。オイル排出穴２９は、シリンダブロック１に形成したメインオイル通路３０（図４参照）に連通する。例えば図３，４のとおり、また、オイルパン４の一端面４ａのうちチェーンカバー５よりも下方の部位には、外向きねじ筒３１を有するオイルフィルター取り付け部３２を設けており、図２のとおり、ねじ筒３１にオイルフィルター３３がねじ込まれる。

オイルフィルター取り付け部３２のうちねじ筒３１の横にはオイル流出口３４が開口しており、オイル流出口３４は、オイルパン４の内部に形成した通路を介してオイル取り込み穴２８と連通している。他方、ねじ筒３１は、図示しない内部通路を介してオイル排出穴２９に連通している。

第２仕切り壁２７には、ストレーナ（図示せず）の横向き筒部が嵌まる上向き開口の凹所３５と、ストレーナを固定するための横向きねじ穴３６とが形成されており、ストレーナの横向き筒部がチェーンカバー５のオイル流入穴２０と連通する。図７に示すように、第２仕切り壁２７はエンドクランクキャップ１２の外側に位置していると共に、第２仕切り壁２７の後面（チェーンカバー５と反対側の面）がエンドクランクキャップ１２の前面と略同じ位置に位置するように設定している。従って、クランクアーム９ａが第２仕切り壁２７に当たることはない。

図４に示すように、シリンダブロック１の下面のうちメインオイル通路３０と反対側に位置した長手下面３７でかつ、チェーンカバー５に最も近いシリンダボア４（第１シリンダボア）と２番目に近いシリンダボア４（第２シリンダボア）との間の部位に、ブローバイガス通路３８が開口している。ブローバイガス通路３８はシリンダブロック１及びシリンダヘッド２を上下に貫通している。そして、シリンダヘッドカバー３にはブローバイガス通路からオイルを分離する気液分離室を設けており、ブローバイガス通路３８はシリンダヘッド２にも形成されており、上端が気液分離室に連通されている。

また、同じく図４に示すように、シリンダブロック１の下面のうちメインオイル通路３０を設けた側の長手下面３９でかつ隣り合ったシリンダボア４の間に位置した３箇所に、新気導入通路４０を開口させている。敢えて述べる必要はないが、ブローバイガス通路３８と新気導入通路４０とはオイルパン４に向けて開口している。

(3).まとめ
オイルポンプのポンプハウジングをチェーンカバーに設けることは広く行われているが、本実施形態ようにオイルフィルター取り付け部３２をオイルパン４に設けると、オイル通路はポンプ室１９ａよりも下方に位置するため、ウォータポンプハウジング２２も下に寄せるといったことができて、チェーンカバー５の外側の空間を有効利用できる。

そして、本実施形態では、第１仕切り壁２６，２７により、チェーン室１４で発生したオイルミストがオイルパン４の内部に漏洩してブローバイガス通路３８に吸引されることを抑制できるが、第１仕切り壁２６はオイル通路を兼用して第２仕切り壁２７はストレーナの取り付け部を兼用しているため、それだけ構造を簡単化・コンパクト化して機関の軽量化に貢献できる。

また、例えば内燃機関をクランク軸９が前後方向に延びる姿勢で車両に搭載した場合、坂道走行に際してチェーンカバー５が下向きになる場合があり、すると、オイルパン４のオイルがチェーン室１４に向けて移動して、飛沫がチェーン室１４に飛び込むことがありる。そして、飛沫がタイミングチェーン１３に触れるとミスト化するが、本実施形態では仕切り壁２６，２７が存在していて飛沫がチェーン室１４に飛び込むことを抑制できるため、オイルのミスト化を抑制できる。

また、チェーン室１４は新気通路としても機能しているが、本実施形態では、第２仕切り壁２７がチェーン室１４とブローバイガス通路３８との間に位置しているため、チェーン室１４の新気がブローバイガス通路３８にすぐに吸引されることを防止できる。このため、チェーン室１４から流入した新気はクランク室をまんべんなく流れると共に、各新気導入通路４０から排出された新気をブローバイガス通路３８に吸引する機能が向上して、全体として換気性能を向上できる。

本実施形態では第１仕切り壁２６と第２仕切り壁２７とが間隔を開けた状態に形成されているが、図６に二点鎖線４１で示すように、第１仕切り壁２６と第２仕切り壁２７とをその下部を除いて一体に繋ぐことも可能である。この場合は、オイルミストやオイル飛沫の遮断効果は一層高くなる。

また、本実施形態では仕切り壁をオイルパン４に設けたが、仕切り壁はチェーンカバーに設けたり、図示しないバッフルプレートに設けたりすることも可能である。

本願発明は、実際に内燃機関に具体化できる。従って、産業上利用できる。

１ シリンダブロック
４ オイルパン
５ チェーンカバー
６ シリンダボア
９ クランク軸
１１ シリンダブロックの軸受け部
１２ エンドクランクキャップ
１３ タイミングチェーン
１４ チェーン室
１５ 主動スプロケット
１９ ポンプハウジング
２３ 切り開き凹所（連通部）
２４ チェーンカバー５の底壁
２６ 第１仕切り壁
２７ 第２仕切り壁
３２ オイルフィルター取り付け部
３８ ブローバイガス通路
４０ 新気導入通路

Claims (1)

1. シリンダブロックとその下面に固定されたオイルパン、及び、前記シリンダブロックの一端面に重なったチェーンカバーを備えており、
   前記シリンダブロックの一端部にはクランク軸を回転自在に保持するエンドクランクキャップが固定されている一方、
   前記チェーンカバーとシリンダブロックとの間は、前記クランク軸に固定されたスプロケット及びこれに巻き掛けられたタイミングチェーンが配置されたチェーン室になっており、前記チェーンカバーの下端をオイルパンの一端面に重なるように下方に延長することにより、前記チェーン室の下端をオイルパンの上面よりも下方に位置させると共に、前記オイルパンの一端部を上向きに開口させることにより、チェーン室の下部とオイルパンの内部とを連通させている構成であって、
   前記オイルパン又はチェーンカバー若しくは前記オイルパンに配置したバッフルプレートに、前記チェーン室からオイルパン内へのオイルの流れ込みは許容しつつ前記チェーン室の下部とオイルパン内とを部分的に仕切る仕切り壁を、前記エンドクランクキャップの下方か又は外側若しくは内側に位置するように設けている、
   内燃機関。

Images