JP2018003612A - エンジンのオイル通路構造 - Google Patents

Abstract

【課題】高温領域冷却部でオイルの熱交換効率を向上させつつ低温領域冷却部でオイルの圧力損失を低減することで、オイルポンプを大型化することなくエンジンの冷却効率を向上できること。【解決手段】シリンダ内にエンジンオイルを流動させるシリンダ側オイル通路６７と、シリンダヘッド内にエンジンオイルを流動させるシリンダヘッド側オイル通路６８と、を有するエンジンのオイル通路構造６５であって、シリンダ側オイル通路及びシリンダヘッド側オイル通路は、排気に接する部位または燃焼室上方部位を含む高温領域をエンジンオイルにより冷却する高温領域冷却部１１０と、吸気に接する部位または燃焼室周囲部位を含み高温領域よりも温度が低い低温領域をエンジンオイルにより冷却する低温領域冷却部１１１とを有し、高温領域冷却部１１０は、低温領域冷却部１１１よりも通路断面積が小さく形成されて、エンジンオイルの流速が高く設定されたものである。【選択図】 図５

Description

本発明は、エンジンオイルによりエンジンを潤滑し且つ冷却するエンジンのオイル通路構造に関する。

自動二輪車のエンジンには、点火プラグ、吸気ポート及び排気ポートが形成されるシリンダヘッド内にヘッド側冷却用オイル通路を形成するためのオイル通路中子構造を備えたものがある（特許文献１参照）。このオイル通路中子は、オイル流入路を形成する第１のボスと、オイル流出路を形成する第２のボスと、点火プラグの周辺や排気ポートの周辺を流れてオイル流入路とオイル流出路とを連通する冷却通路部とを有する。シリンダヘッドは、オイル通路中子により形成されたヘッド側冷却用オイル通路内をエンジンオイルが流動することで冷却される。

特開２０１３−７２３５４号公報

特許文献１に記載のオイル通路中子構造では、シリンダヘッドに形成されたヘッド側冷却用オイル通路は、オイル流入路とオイル流出路間に設けられた冷却通路が、点火プラグの周囲及び排気ポートの周囲に分岐されてオイルが流れるように形成されている。

エンジンオイルは、水に比べて比熱が低いため、冷却性能を向上させるためには、冷却オイルの流速を充分高める必要がある。しかし、特許文献１に記載のオイル通路中子構造では、オイル流入口やオイル流出口を増加させることで、冷却通路の流路断面積が増えてしまい、オイル流速が低下して冷却性能が低下してしまう。

水と比べて比熱の低いエンジンオイルで冷却性能を向上させるためには流速を高める必要があるが、この場合にオイルポンプを大型化すると、オイルポンプの駆動ロスが発生したり、その重量が増大してしまう。

本発明における実施形態の目的は、上述の事情を考慮してなされたものであり、高温領域冷却部でオイルの熱交換効率を向上させつつ低温領域冷却部でオイルの圧力損失を低減することで、オイルポンプを大型化することなくエンジンの冷却効率を向上できるエンジンのオイル通路構造を提供することにある。

本発明の実施形態におけるエンジンのオイル通路構造は、シリンダ内にエンジンオイルを流動させるシリンダ側オイル通路と、このシリンダ側オイル通路に連通してシリンダヘッド内にエンジンオイルを流動させるシリンダヘッド側オイル通路と、を有するエンジンのオイル通路構造であって、前記シリンダ側オイル通路及び前記シリンダヘッド側オイル通路は、排気に接する部位または燃焼室上方部位を含む高温領域を前記エンジンオイルにより冷却する高温領域冷却部と、吸気に接する部位または燃焼室周囲部位を含み前記高温領域よりも温度が低い低温領域を前記エンジンオイルにより冷却する低温領域冷却部とを有し、前記高温領域冷却部は、前記低温領域冷却部よりも通路断面積が小さく形成されて、エンジンオイルの流速が高く設定されて構成されたことを特徴とするものである。

本発明の実施形態によれば、エンジンオイルは水に比べて比熱が小さいので、熱交換効率を向上させるためには流速を高めなければならないが、高温領域冷却部では、エンジンオイルの流速が高く設定されているので、熱交換効率を向上させることができる。また、低温領域冷却部では、高温領域冷却部よりもエンジンオイルの流速が低いので、エンジンオイル流動時の圧力損失を低減できる。これらのことから、オイルポンプを大型化することなくエンジンの冷却効率を向上させることができる。

本発明に係るエンジンのオイル通路構造の一実施形態が適用されたエンジンを搭載した自動二輪車を示す左側面図。 図１のエンジンをオイルクーラとともに示す正面図。 図１及び図２のエンジンを示す右側面図。 図２及び図３のエンジンを構成するシリンダアッセンブリを示す左側面図。 図１〜図３におけるエンジンのオイル通路構造を示す系統図。 図２〜図４のシリンダアッセンブリを構成するシリンダの平面図。 図２〜図４のシリンダアッセンブリを構成するシリンダヘッドを下方から目視した底面図。 図７に示すシリンダヘッドから蓋部材を取り外した状態の平面図。 図８のＩＸ−ＩＸ線に沿う断面図。 図２〜図４におけるシリンダアッセンブリのシリンダとシリンダヘッドとに設けられるオイル通路構造を示す斜視図。 図１０に示されたオイル通路構造を排気ポート側から目視した斜視図。 図１０に示されたオイル通路構造を左斜め側方から目視した斜視図。 図１０のオイル通路構造を示す平面図。 図１０に示されたオイル通路構造を排気ポート側から目視した側面図。 図１０に示されたオイル通路構造を吸気ポート側から目視した側面図。 図１３に示されたオイル通路構造を左側方から目視した側面図。

以下、本発明を実施するための形態を、図面に基づき説明する。
図１は、本発明に係るエンジンのオイル通路構造の一実施形態が適用されたエンジンを搭載する自動二輪車の左側面図を示すものである。図２は、図１のエンジンをオイルクーラとともに示す正面図であり、図３は、自動二輪車のエンジンを示す左側面図である。本実施形態において、上下、左右及び前後の表現は、車両乗車時の乗員、特に運転者を基準にしたものである。

図１に示す自動二輪車１０は、前端部にヘッドパイプ１２を備える車体フレーム１１を有する。この車体フレーム１１は所謂クレードルフレームであり、ヘッドパイプ１２、メインチューブ１３、ダウンチューブ１４、及び左右一対のシートレール１５を備えて構成される。

車体フレーム１１の前部上方に位置するヘッドパイプ１２には、ステアリング機構１６が枢支される。このステアリング機構１６に、前輪１９を回転自在に軸支するとともにサスペンション機構を内蔵したフロントフォーク１７及びハンドルバー１８が取り付けられている。前輪１９は、ハンドルバー１８を用いて左右に操舵される。フロントフォーク１７には、前輪１９の上部を覆うようにフロントフェンダ２０が固定されている。

メインチューブ１３は、ヘッドパイプ１２の上部後面から車両斜め後下方へ延出されるとともに、湾曲して車両下方へ延び、下端部が図示しないピボットブラケットに結合される。また、ダウンチューブ１４は、ヘッドパイプ１２の下部後面から車両下方へ延びるとともに、湾曲して車両後方へ延び、後端部が前記ピボットブラケットに結合される。このピボットブラケットにはピボット軸支持部（不図示）が架設され、このピボット軸支持部にスイングアーム２３が車両上下方向に揺動自在に枢支される。このスイングアーム２３の後端に、後輪２４が回転自在に軸支される。

メインチューブ１３には、左右一対のシートレール１５が結合されて車両後方へ延びる。これら左右一対のシートレール１５が、車両前後方向に順次配置された複数本のフレームブリッジ（不図示）により連結されて補強される。これらのシートレール１５は、左右一対のシートピラー２５を介して前記ピボットブラケットに支持される。このシートレール１５には、後輪２４の上方を覆うリアフェンダ２６が支持される。また、シートレール１５及びシートピラー２５、スイングアーム２３の間にリアクッションユニット２７が装荷されて、後輪２４からの衝撃荷重を緩衝している。

メインチューブ１３には、燃料タンク２８がヘッドパイプ１２の後方位置で支持される。また、シートレール１５によりシート２９が、燃料タンク２８の車両後方に隣接して支持される。

一方、ステアリング機構１６またはフロントフォーク１７に、車両前方上部を覆うフロントカバー３２が設置され、このフロントカバー３２にヘッドライト３３等が配設される。また、メインチューブ１３及びシートレール１５には、燃料タンク２８の後部下方及びシート２７の前部下方の領域を覆う左右一対のサイドカバー３４が取り付けられる。更に、シートレール１５には、後輪２４の上方でシート２７の後部下方の領域を覆うリアカバー３５が取り付けられる。

更に、メインチューブ１３とダウンチューブ１４との間にエンジン３８が搭載される。このエンジン３８は例えば４サイクル単気筒エンジンであり、燃料タンク２８の下方に位置づけられる。エンジン３８は、後輪２４との間に巻き掛けられたドライブチェーン３９を介して後輪２４を駆動する。

エンジン３８は、図２〜図４に示すように構成され、クランクケース４０とクランクケース４０の上面前部に結合されたシリンダアッセンブリ４１とを有する。シリンダアッセンブリ４１は、シリンダ４２と、このシリンダ４２の頂部を塞ぐシリンダヘッド４３と、このシリンダヘッド４３の頂部を塞ぐヘッドカバー４４とを備えて構成される。シリンダヘッド４３の後部には、エンジン吸気系を構成する図示しないキャブレタ（またはスロットルボディ）及びエアクリーナ等が順次接続される。また、シリンダヘッド４３の前部に、エンジン排気系である図示しないエキゾーストパイプ及び排気マフラが順次接続される。

クランクケース４０は、図２に示すように、左側半体４０Ａと右側半体４０Ｂとが結合面４０Ｃにて結合されて構成され、左側半体４０Ａにマグネットカバー４５が、右側半体４０Ｂにクラッチカバー４６がそれぞれ設けられる。クランクケース４０のクランク室内に、図３に示すクランクシャフト４７が回転自在に軸支される。また、クランクケース４０内には、クランク室に隣接してミッション室４８が形成される。このミッション室４８内に、カウンタシャフト４９やドライブシャフト５０（ともに図５）を備えるトランスミッション（Ｔ／Ｍ）５１が収容される。また、クランクケース４０の下部に、エンジンオイルを貯溜するオイルパン５２が設けられる。

シリンダアッセンブリ４１は、クランクケース４０にやや前傾姿勢で結合される。シリンダアッセンブリ４１を構成するシリンダ４２内に図３に示すように、円筒形状のシリンダボア５３が形成される。このシリンダボア５３内に、クランクシャフト４７にコンロッド（不図示）を介して連結されたピストン５４が往復移動可能に配設される。また、シリンダ４２には、図６に示すように、シリンダボア５３に隣接してカムチェーン室５５が形成されている。

図２及び図３に示すシリンダヘッド４３は、シリンダ４２の頂部に結合してシリンダボア５３の上方を塞ぐことで、ピストン５４との間に燃焼室５６を形成する。この燃焼室５６内で混合気が燃焼することでピストン５４が往復移動する。また、シリンダヘッド４３は、背面壁側に、混合気を燃焼室５６内へ供給する一対の吸気ポート５７が設けられ、正面壁側に、燃焼室５６にて生成された燃焼ガスを排出する一対の排気ポート５８が設けられる。

図１３に示すように、一対の吸気ポート５７は上流側が合流し、また、一対の排気ポート５８は下流側が合流しており、それぞれ燃焼室５６付近で２股状に分岐されている。また、図７、図１１及び図１２に示すように、吸気ポート５７の燃焼室５６側開口端に吸気バルブシート５７Ｓが配置され、この吸気バルブシート５７Ｓに吸気バルブ５９（後述）が接離される。吸気バルブ５９は、吸気バルブシート５７Ｓに接触することで吸気ポート５７を閉弁し、吸気バルブシート５７Ｓから離反することで吸気ポート５７を開弁する。更に、排気ポート５８の燃焼室５６側開口端に排気バルブシート５８Ｓが配置され、この排気バルブシート５８Ｓに排気バルブ６０（後述）が接離される。排気バルブ６０は、排気バルブシート５８Ｓに接触することで排気ポート５８を閉弁し、排気バルブシート５８Ｓから離反することで排気ポート５８を開弁する。

また、シリンダヘッド４３には、図６〜図８に示すように、吸気ポート５７を開閉する一対の吸気バルブ５９、排気ポート５８を開閉する一対の排気バルブ６０を駆動するための動弁機構６１が、ヘッドカバー４４との間に収容される。この動弁機構６１のカムシャフトは、クランクシャフト４７との間で図示しないカムチェーンを介して駆動される。このカムチェーン（不図示）は、シリンダ４２のカムチェーン室５５及びシリンダヘッド４３のカムチェーン室６３内に配設される。

図４及び図７に示すように、シリンダヘッド４３の左側壁から燃焼室５６へ向かって、点火プラグ差込部６２が貫通して形成され、この点火プラグ差込部６２に点火プラグ３７が、左側から斜め下に差し込まれて装着されている。この点火プラグ３７の点火動作により、吸気ポート５７を経て燃焼室５６内に供給された混合気が点火されて燃焼する。

また、図６〜図８に示すように、シリンダ４２及びシリンダヘッド４３におけるそれぞれシリンダボア５３、燃焼室５６の周囲４箇所にはボルト穴６４が形成される。これらのボルト穴６４にスタッドボルトが挿通されることで、シリンダ４２及びシリンダヘッド４３がクランクケース４０に結合される。

ところで、エンジン３８は図２及び図５に示すように、エンジンオイルを用いてエンジン３８を潤滑し且つ冷却するためのオイル通路構造６５を有する。このオイル通路構造６５は、クランクケース側オイル通路６６、シリンダ側オイル通路６７及びシリンダヘッド側オイル通路６８を備えて構成される。

クランクケース側オイル通路６６は、クランクケース４０に設けられたオイル通路であり、クランクケース４０及びシリンダ４２内の各潤滑部へエンジンオイルを供給して潤滑する。また、シリンダ側オイル通路６７は、シリンダ４２内にエンジンオイルを流動させるオイル通路であり、特に燃焼室５６の周囲をエンジンオイルにより冷却する。更に、シリンダヘッド側オイル通路６８は、シリンダ側オイル通路６７に連通してシリンダヘッド４３内にエンジンオイルを流動させるオイル通路であり、エンジンオイルにより動弁機構６１を潤滑するとともに、排気ポート５８の周囲及び燃焼室５６の上方部位を主に冷却する。

クランクケース側オイル通路６６は、図２及び図５に示すように、第１オイル通路部７１、オイルポンプ６９、第２オイル通路部７２、オイルフィルタ７０、第３オイル通路部７３が順次接続され、更に、オイルフィルタ７０に第４オイル通路部７４が接続されて構成される。

第１オイル通路部７１は、オイルパン５２に直接、または図示しないオイルストレーナを介して連通される。また、オイルポンプ６９は、クランクシャフト４７に回転一体の補機ドライブギア（不図示）により駆動される機械式オイルポンプである。したがって、オイルポンプ６９の出力は、クランクシャフト４７の回転数（すなわちエンジン３８の回転数）に依存し、クランクシャフト４７の回転数が高くなるほど多量のエンジンオイルを吐出する。

オイルポンプ６９の稼動により、オイルパン５２内のエンジンオイルは直接、またはオイルストレーナにより異物が除去された後に、第１オイル通路部７１を経てオイルポンプ６９から吐出され、第２オイル通路部７２を経てオイルフィルタ７０に流入して、エンジンオイル中の異物が除去される。

このオイルフィルタ７０にて異物が除去されたエンジンオイルは、第３オイル通路部７３を経てエンジン３８の各潤滑部、つまり、クランク室内のクランクシャフト４７、シリンダ４２のシリンダボア５３内を摺動するピストン５４、ミッション室４８内のトランスミッション５１等へ供給されて、これらのクランクシャフト４７、ピストン５４、トランスミッション５１（カウンタシャフト４９、カウンタギア（不図示）、ドライブシャフト５０及びドライブギア（不図示）を含む）を潤滑する。また、第４オイル通路部７４は、シリンダ側オイル通路６７の第５オイル通路部７５に接続される。

シリンダ側オイル通路６７は、図２及び図５に示すように、互いに連通する第５オイル通路部７５及び第６オイル通路部７６と、第５オイル通路部７５からオイルクーラ８０に接続されるオイルクーラ流入側オイルホース８１と、互いに連通する第１１オイル通路部８６及び第１４オイル通路部８９とを備えて構成される。第１１オイル通路部８６は、シリンダ４２の燃焼室５６の周囲を冷却する燃焼室周囲冷却部を構成する。

また、シリンダヘッド側オイル通路６８は、シリンダ側オイル通路６７の第６オイル通路部７６に連通して動弁機構６１を潤滑する第７オイル通路部７７と、オイルクーラ流出側オイルホース８２に接続された第８オイル通路部８３と、この第８オイル通路部８３に連通する排気ポート等冷却部としての第９オイル通路部８４と、この第９オイル通路部８４に連通された排気バルブシート冷却部としての第１０オイル通路部８５と、吸気ポート冷却部としての第１２オイル通路部８７と、点火プラグ差込部冷却部としての第１３オイル通路部８８とを備えて構成される。

シリンダ側オイル通路６７の第５オイル通路部７５は、図２、図３及び図５に示すように、シリンダ４２の正面壁の下部に水平方向に直線状に延在して形成される。この第５オイル通路部７５に流入したエンジンオイルは、その一部が、第６オイル通路部７６を経て、シリンダヘッド側オイル通路６８の第７オイル通路部７７に至り、この第７オイル通路部７７から動弁機構６１（図８）の特にカムシャフトへ導かれて、この動弁機構６１を潤滑する。

ここで、シリンダ側オイル通路６７の第６オイル通路部７６は、図２及び図６に示すように、第５オイル通路部７５に直交して交差し、上方へ延在してシリンダ４２内に形成される。シリンダヘッド側オイル通路６８の第７オイル通路部７７は、図２及び図７に示すようにシリンダ側オイル通路６７の第６オイル通路部７６に連通し、シリンダヘッド４３に略垂直方向に延在して形成されて、動弁機構６１のカムシャフト近傍に至る。

図２及び図５に示すように、シリンダ側オイル通路６７の第５オイル通路部７５に流入したエンジンオイルは、その残部が、流入側オイルホース８１を経てオイルクーラ８０へ送られて冷却される。このオイルクーラ８０は、図１及び図２に示すように、車体フレーム１１のダウンチューブ１４におけるエンジン３８の斜め前上方に配置される。特に、このオイルクーラ８０は、自動二輪車１０の走行風に晒され易いように、前輪１９及びフロントフェンダ２０を正面に臨む位置を避けて配置されることが好ましい。また、オイルクーラ８０の背面には、冷却風を発生する冷却ファンが配置されている。したがって、オイルクーラ８０は、流入したエンジンオイルが、冷却ファン（不図示）による冷却風や自動二輪車１０の走行風と熱交換して積極的に冷却される。

オイルクーラ８０により冷却されたエンジンオイルは、図２、図４及び図５に示すように、オイルクーラ流出側オイルホース８２を経てシリンダヘッド側オイル通路６８の第８オイル通路部８３に流入し、この第８オイル通路部８３から排気ポート等冷却部を構成する第９オイル通路部８４へ流入する。

第８オイル通路部８３は、図２及び図４に示すように、シリンダヘッド４３の正面壁における左側面壁との角部に形成される。また、第９オイル通路部（排気ポート等冷却部）８４は、後に詳説するが、図１１に示すように、シリンダヘッド４３における排気ポート５８の周囲及び燃焼室５６の上方部位に形成され、第８オイル通路８３からのエンジンオイルを流動させることで上述の排気ポート５８の周囲及び燃焼室５６の上方部位を冷却する。更に、第１０オイル通路部（排気バルブシート冷却部）８５は、シリンダヘッド４３における排気バルブシート５８Ｓの前方付近及び排気ポート５８の下方部位に形成され、第９オイル通路部８４からのエンジンオイルを流動させることで、上述の排気バルブシート５８Ｓの前方付近及び排気ポート５８の下方部位を冷却する。

第１０オイル通路部８５内を流れたエンジンオイルは、図５及び図１１に示すように、次にシリンダ側オイル通路６７の第１１オイル通路部（燃焼室周囲冷却部）８６に流入する。この第１１オイル通路部８６は、シリンダ４２におけるシリンダヘッド４３との接合面でシリンダボア５３の周囲に形成され、シリンダヘッド側オイル通路６８の第１０オイル通路部８５からのエンジンオイルを全体として略環状に流動させることで、燃焼室５６の周囲を冷却する。この燃焼室５６の周囲を冷却したエンジンオイルは、図５及び図６に示すように、第１１オイル通路部８６からシリンダ側オイル通路６７の第１４オイル通路部８９を経てクランクケース４０内のオイルパン５２に戻される。この第１４オイル通路部８９は、シリンダ４２の正面壁における左正面壁との角部に垂直方向に形成される。シリンダ４２とシリンダヘッド４３は、それらの接合面にガスケット９２（図７）が介装され、このガスケット９２により液密構造に接合され、シール性を向上させている。

但し、上述の第１１オイル通路部８６は、全体として略円環状に形成されるが、後に詳説するように、途中に２つの区切り部分９０ａ、９０ｂが図６に示すように設けられる。区切り部分９０ａは、その両側で図５及び図７に示すように、シリンダヘッド側オイル通路６８の第１２オイル通路部８７に、区切り部分９０ｂは、その両側でシリンダヘッド側オイル通路６８の第１３オイル通路部８８にそれぞれ連通される。第１２オイル通路部８７は吸気ポート５７の下方部位をエンジンオイルにより冷却する吸気ポート冷却部である。また、第１３オイル通路部８８は、図４及び図５に示すように、点火プラグ差込部６２の下方部位をエンジンオイルにより冷却する点火プラグ差込部冷却部である。

図１０、図１１及び図１２に示すように、シリンダヘッド側オイル通路６８における排気ポート等冷却部としての第９オイル通路部８４は、上流側中子９３により形成される上流部９４と、下流側中子９５により形成される下流部９６と、を有して構成される。この第９オイル通路部８４の上流部９４は、図１１及び図１３に示すように、排気ポート５８の２股状の分岐部分の間に設けられ、上流端が第８オイル通路部８３に連通し、下流端が下流部９６に連通する。

また、第９オイル通路部８４の下流部９６は、排気ポート５８の上方部位及び燃焼室５６の上方部位に設けられる。この第９オイル通路部８４の下流部９６は、実際には、図８及び図９に示すように、シリンダヘッド４３の頂面に設けられて上方に開口する開放部９９が下流側中子９５により形成され、この開放部９９を蓋部材１００が上方から覆うことで構成される。下流部９６の開放部９９は、燃焼室５６及び排気ポート５８の上方で且つ動弁機構６１の下方の領域にあって、それぞれ一対の吸気バルブ５９と排気バルブ６０との間に形成される。

第９オイル通路部８４の下流部９６の開放部９９は、ジグザグ状に蛇行して形成され、または燃焼室５６の周縁のうち対向する部位を横切るように例えばコ字形状に形成されることで、流路長が直線状の場合に比べて長くなり、これにより、内部を流れるエンジンオイルの熱交換効率が高められる。また、下流部９６の開放部９９を形成する下流側中子９５には、図１１及び図１２に示すように、外周面に窪み９１が形成されている。この窪み９１により、開放部９９の流路内壁面に、この開放部９９の内側へ突出する突起が形成される。

第９オイル通路８４における下流部９６の蓋部材１００は、図９に示すように、前述の如く下流部９６の開放部９９を上方から覆うものであり、開放部９９の流路の形状に対応した突部１０１が突出して形成されている。この蓋部材１００の突部１０１が開放部９９の流路に差し込まれて係合することで、突部１０１と開放部９９との隙間が第９オイル通路部８４の下流部９６として構成される。

また、図９に示すように、蓋部材１００の接合面１００ａと開放部９９の接合面９９ａとが接合された状態で、蓋部材１００は取付ボルト１０２を用いてシリンダヘッド４３に結合される。このとき、蓋部材１００の接合面１００ａと開放部９９の接合面９９ａのいずれか一方（例えば蓋部材１００の接合面１００ａ）は、平面加工が施されていない非加工面、即ち鋳肌面に形成されている。これにより、接合された蓋部材１００の接合面１００ａと開放部９９の接合面９９ａとの隙間に、気泡等の気体が通過可能に構成される。

図５、図１１及び図１３に示すように、オイルクーラ８０により冷却されて第８オイル通路部８３から第９オイル通路部８４の上流部９４内に流入したエンジンオイルは、この上流部９４内を流れる間に排気ポート５８の２股状の分岐部分を冷却し、更に、第９オイル通路部８４の下流部９６内を蛇行して流れる間に、燃焼室５６及び排気ポート５８のそれぞれの上方部位を冷却して第１０オイル通路部８５へ流出する。このように第９オイル通路部（排気ポート等冷却部）８４内を流れるエンジンオイルによって、排気ポート５８の周囲及び燃焼室５６の上方部位が冷却される。尚、図８中の符号１０３は、動弁機構６１を収容するカムハウジングの一部を示す。

図１１及び図１４に示すように、シリンダヘッド側オイル通路６８における排気バルブシート冷却部としての第１０オイル通路部８５は、通路用中子９７により、第９オイル通路部８４の下流部９６及び第１１オイル通路部８６に連通して形成される。この第１０オイル通路部８５は、シリンダヘッド４３における排気バルブシート５８Ｓの前方付近及び排気ポート５８の下方部位に設けられる。第９オイル通路部８４の下流部９６から第１０オイル通路部８５内に流入したエンジンオイルは、この第１０オイル通路部８５内を流れる間に排気バルブシート５８Ｓの前方付近及び排気ポート５８の下方部位を冷却して第１１オイル通路部８６へ流出する。

なお、第１０オイル通路部８５が第１１オイル通路部８６ではなく第８オイル通路部８３に連通され、第９オイル通路８４の上流部９４が第８オイル通路部８３ではなく第１１オイル通路部８６に連通されることで、オイルクーラ８０により冷却された第８オイル通路部８３からのエンジンオイルが、第１０オイル通路部８５、第９オイル通路部８４の下流部９６、第９オイル通路部８４の上流部９４、第１１オイル通路部８６へと順次流動して、排気バルブシート５８Ｓ、排気ポート５８の周囲、燃焼室５６の上方部位を順次冷却してもよい。

図５、図６及び図１１に示すように、シリンダ側オイル通路６７における燃焼室周囲冷却部としての第１１オイル通路部８６は、シリンダ４２におけるシリンダヘッド４３との接合面に、シリンダボア５３（燃焼室５６）の周囲に略環状に形成された環状溝１０５と、シリンダ４２とシリンダヘッド４３との間に挟持されたガスケット９２（図７）とにより区画されて構成される。環状溝１０５は、シリンダヘッド４３の排気ポート５８の下方領域に対応する流入口部８６ａで、シリンダヘッド４３の第１０オイル通路部８５に連通し、シリンダボア５３（燃焼室５６）を、区切り部分９０ａ、９０ｂを除いて略一周し、流出口部８６ｂがシリンダ側オイル通路６７の第１４オイル通路部８９に連通される。

この環状溝１０５もリング状の中子１０４により形成され、このリング状の中子１０４には、内周面及び外周面に沿って複数の窪みが形成され、この窪みに対応して、環状溝１０５の内側に複数の突起１０６が形成される。このように構成された第１１オイル通路部８６（特に環状溝１０５）内をエンジンオイルが流動することで、シリンダ４２及びシリンダヘッド４３における燃焼室５６の周囲が冷却される。

第１１オイル通路部８６の環状溝１０５は、周方向に間隔を置いた２つの区切り部分９０ａ，９０ｂにより、３つの円弧状部分１０５ａ、１０５ｂ、１０５ｃに区分けされる。第１１オイル通路部８６をシリンダ４２側からシリンダヘッド４３側に持ち上げる部分で、環状溝１０５を第１及び第２区切り部分９０ａ、９０ｂで区切っている。第１１オイル通路部８６の２つの区切り部分９０ａ、９０ｂのリブは、オープンデッキシリンダのボア剛性を向上させている。これにより、シリンダ４２は、クローズドシリンダ同様、ピストン側圧を受けても変形しにくくなる。

また、第１１オイル通路部８６は、図５及び図６に示すように、第１区切り部分９０ａを境に、第１円弧状部分１０５ａ、第２円弧状部分１０５ｂがシリンダヘッド側オイル通路６８の第１２オイル通路部８７に連通しており、第２区切り部分９０ｂを境に、第２円弧状部分１０５ｂ、第３円弧状部分１０５ｃが第１３オイル通路部８８に連通している。なお、第１１オイル通路部８６には、シリンダ４２内を流れるエンジンオイルのオイル温度を測定する油温センサ１０８が設置されている。

具体的には、第１１オイル通路部８６の環状溝１０５は、図６及び図１５に示すように、第１円弧状部分１０５ａの下流端が、シリンダヘッド側オイル通路６８における吸気ポート冷却部としての第１２オイル通路部８７に連通され、この第１２オイル通路部８７にエンジンオイルを供給して、吸気ポート５７の分岐部の下方部位を冷却している。この第１２オイル通路部８７で吸気ポート５７の下方部位を冷却したエンジンオイルは、第１２オイル通路部８７が第１１オイル通路部８６の環状溝１０５における第２円弧状部分１０５ｂの上流端に連通されることで、この第２円弧状部分１０５ｂに戻される。

また、第１１オイル通路部８６の環状溝１０５は、図６及び図１６に示すように、第２円弧状部分１０５ｂの下流端と第３円弧状部分１０５ｃの上流端とが、シリンダヘッド側オイル通路６８における点火プラグ差込部冷却部としての第１３オイル通路部８８に連通される。環状溝１０５の第２円弧状部分１０５ｂに戻されたエンジンオイルは、第２円弧状部分１０５ｂを冷却した後、その下流端からシリンダヘッド側オイル通路６８の第１３オイル通路部８８に送られ、この第１３オイル通路部８８で点火プラグ差込部６２（図４）の下方部位を冷却している。この第１３オイル通路部８８を通ったエンジンオイルは、その下流端から第１１オイル通路部８６の第３円弧状部分１０５ｃの上流端に戻される。

図５、図６及び図１１に示すように、第１１オイル通路部８６の第３円弧状部分１０５ｃに戻されたエンジンオイルは、第３円弧状部分１０５ｃを冷却した後、流出口部８６ｂから第１４オイル通路部８９に流出し、クランクケース側オイル通路６６を経てオイルパン５２に戻される。

ところで、図５及び図１１に示すように、シリンダ側オイル通路６７及びシリンダヘッド側オイル通路６８のうちで、第９オイル通路部（排気ポート等冷却部）８４及び第１０オイル通路部（排気バルブシート冷却部）８５は熱負荷が高く、第１３オイル通路部（点火プラグ差込部冷却部）８８は次に熱負荷が高く、第１２オイル通路部（吸気ポート冷却部）８７は第１３オイル通路部８８よりも熱負荷が低く、第１１オイル通路部（燃焼室周囲冷却部）８６は第１２オイル通路部（吸気ポート冷却部）８７よりも熱負荷が低くなっている。

従って、上述の第９オイル通路部（排気ポート等冷却部）８４、第１０オイル通路部（排気バルブシート冷却部）８５及び第１３オイル通路部（点火プラグ差込部冷却部）８８は、エンジン３８において排気に接する部位または燃焼室５６の上方部位を含む高温領域をエンジンオイルにより冷却する高温領域冷却部１１０である。また、前述の第１１オイル通路部（燃焼室周囲冷却部）８６及び第１２オイル通路部（吸気ポート冷却部）８７は、エンジン３８において吸気に接する部位または燃焼室５６の周囲を含み前記高温領域よりも温度が相対的に低い低温領域をエンジンオイルにより冷却する低温領域冷却部１１１である。

本実施形態では、高温領域冷却部１１０（第９オイル通路部８４、第１０オイル通路部８５、第１３オイル通路部８８）は、低温領域冷却部１１１（第１１オイル通路部８６、第１２オイル通路部８７）よりも通路断面積が小さく形成されている。従って、高温領域冷却部１１０（第９オイル通路部８４、第１０オイル通路部８５、第１３オイル通路部８８）では、低温領域冷却部１１１（第１１オイル通路部８６、第１２オイル通路部８７）よりも内側を流れるエンジンオイルの流速が高く設定される。

具体的には、高温領域冷却部１１０のうちの第９オイル通路部８４の上流部９４は、シリンダ側オイル通路６７及びシリンダヘッド側オイル通路６８のうちで通路断面積が最も小さく形成される。従って、第９オイル通路部８４の上流部９４内を流れるエンジンオイルの流速は、シリンダ側オイル通路６７及びシリンダヘッド側オイル通路６８のうちで最も速く設定されている。また、低温領域冷却部１１１のうちの第１１オイル通路部８６は、その通路断面積がシリンダヘッド側オイル通路６８及びシリンダ側オイル通路６７のうちで最も大きく形成される。例えば、第１１オイル通路部８６の通路断面積は、第１２オイル通路部８７の通路断面積よりも大きく形成されて、内側を流れるエンジンオイルの流速は、第１１オイル通路部８６内の方が第１２オイル通路部８７内によりも低く設定される。

上述の如く、高温領域冷却部１１０（第９オイル通路部（排気ポート等冷却部）８４、第１０オイル通路部（排気バルブシート冷却部）８５、第１３オイル通路部（点火プラグ差込部冷却部）８８）では、低温領域冷却部１１１（第１１オイル通路部（燃焼室周囲冷却部）８６、第１２オイル通路部（吸気ポート冷却部）８７）よりも内側を流れるエンジンオイルの流速が高く設定されたのは、水に比べて比熱が低く粘度が高いエンジンオイルの特性に起因する。通路（管路）内を流れる流体が層流から乱流へ遷移するときの臨界レイノルズ数Ｒｅは、エンジンオイルの場合に３×１０^３程度である。そこで、高温領域冷却部１１４（第９オイル通路部８４、第１０オイル通路部８５、第１３オイル通路部８８）内を流れるエンジンオイルのレイノルズ数は、臨界レイノルズ数Ｒｅよりも大きく設定され、これにより、高温領域冷却部１１０内を流れるエンジンオイルは乱流状態となって熱交換効率が向上し、冷却効率が向上する。

低温領域冷却部１１１（第１１オイル通路部８６、第１２オイル通路部８７）内を流れるエンジンオイルのレイノルズ数は、臨界レイノルズ数Ｒｅによりも小さく設定され、これにより、低温領域冷却部１１１内を流れるエンジンオイルは層流状態となって圧力損失が低減される。また、高温領域冷却部１１０（第９オイル通路部８４、第１０オイル通路部８５、第１３オイル通路部８８）内を流れるエンジンオイルは、低温領域冷却部１１１（第１１オイル通路部８６、第１２オイル通路部８７）内のエンジンオイルに比べて粘性が低いので、流速を高めても圧力損失が生じ難いが、そのレイノルズ数が１×１０^４よりも小さく設定されることで、高温領域冷却部１１０内を流れるエンジンオイルの過度な圧力損失が抑制される。

以上のように構成されたことから、本実施形態によれば、次の効果（１）〜（４）を奏する。
（１）図５及び図１１に示すように、排気に接する部位または燃焼室５６の上方部位を含む高温領域をエンジンオイルにより冷却する高温領域冷却部１１０（第９オイル通路部（排気ポート等冷却部）８４、第１０オイル通路部（排気バルブシート冷却部）８５、第１３オイル通路部（点火プラグ差込部冷却部）８８）は、吸気に接する部位または燃焼室５６の周囲部位を含む低温領域をエンジンオイルにより冷却する低温領域冷却部１１１（第１１オイル通路部（燃焼室周囲冷却部）８６、第１２オイル通路部（吸気ポート冷却部）８７）よりも、通路断面積が小さく形成されて、エンジンオイルの流速が高く設定されている。

エンジンオイルは水に比べて比熱が小さいので、熱交換効率を向上させるためには流速を高めなければならないが、高温領域冷却部１１０（第９オイル通路部８４、第１０オイル通路部８５．第１３オイル通路部８８）では、エンジンオイルの流速が高く設定されているので、熱交換効率を向上させて冷却効率を向上させることができる。また、低温領域冷却部１１１（第１１オイル通路部８６、第１２オイル通路部８７）では、高温領域冷却部１１０よりもエンジンオイルの流速が低いので、エンジンオイル流動時の圧力損失を低減できる。これらのことから、オイルポンプ６９を大型化することなくエンジン３８の冷却効率を向上させることができる。

（２）高温領域冷却部１１０（第９オイル通路部８４、第１０オイル通路部８５、第１３オイル通路部８８）は、低温領域冷却部１１１（第１１オイル通路部８６、第１２オイル通路部８７）よりも通路断面積が小さく形成されている。エンジン３８の冷機時にはエンジンオイルの粘性が高くなるので、通路断面積が小さいほどエンジンオイルが流れ難くなる。このため、高温領域である排気ポート５８の周囲、燃焼室５６の上方部位、排気バルブシート５８Ｓの前方付近及び点火プラグ差込部６２が暖められ易くなるので、エンジン３８を効果的に早期暖機できる。

（３）図１１、図１３及び図１４に示すように、第９オイル通路部（排気ポート等冷却部）８４の上流部９４が排気ポート５８の２股状の分岐部分の間に設けられ、しかも、この上流部９４の通路断面積が、シリンダ側オイル通路６７及びシリンダヘッド側オイル通路６８のうちで最も小さく形成されている。このため、第９オイル通路部８４の上流部９４内を流れるエンジンオイルによる熱交換効率が最も高くなることで、エンジン３８のうち最も高温になる部位を効率良く冷却することができる。

（４）図８及び図１１に示すように、第９オイル通路部（排気ポート等冷却部）８４の下流部９６が排気ポート５８の上方部位及び燃焼室５６の上方部位に形成され、蛇行して設けられたので、下流部９６の流路長が直線状の場合に比べて長くなって、この下流部９６内を流れるエンジンオイルによる冷却効率を向上させることができると共に、冷機始動時の早期暖機を実現できる。

更に、第９オイル通路部８４の下流部９６が蛇行して形成されることで、この下流部９６の通路表面積が増大するので、この下流部９６内を流れるエンジンオイルの熱交換効率が促進されて、冷却効率を更に向上させることができる。

以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これらの実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができ、また、それらの置き換えや変更は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

例えば、図９〜図１１に示すように、第９オイル通路部８４の上流部９４は上流側中子９３により、下流部９６の開放部９９は下側中子９５により、第１０オイル通路部８５は通路用中子９７により、第１１オイル通路部８６の環状溝１０５は略リング状の中子１０４によりそれぞれ形成される場合を述べたが、これらの第９オイル通路部８４の上流部９４、下流部９６、第１０オイル通路部８５、第１１オイル通路部８６の環状溝１０５、第１２オイル通路部８７、第１３オイル通路部８８は、中子を廃止して機械加工により形成してもよい。

また、第９オイル通路部８４の下流部９６を構成する蓋部材１００の突部１０１（図９）の表面には、熱交換面積を増大させるために、微細な突出部や窪み部を形成してもよい。更に、図１〜図３に示すオイルクーラ８０は、エンジン３８が小型でオイルクーラ８０を廃止してもエンジン３８の冷却性能が確保される場合には、廃止してもよい。

３７…点火プラグ、３８…エンジン、４２…シリンダ、４３…シリンダヘッド、５６…燃焼室、５７…吸気ポート、５８…排気ポート、５８Ｓ…排気バルブシート、６０…排気バルブ、６２…点火プラグ差込部、６５…オイル通路構造、６７…シリンダ側オイル通路、６８…シリンダヘッド側オイル通路、８４…第９オイル通路部（排気ポート等冷却部）、８５…第１０オイル通路部（排気バルブシート冷却部）、８６…第１１オイル通路部（燃焼室周囲冷却部）、８７…第１２オイル通路部（吸気ポート冷却部）、８８…第１３オイル通路部（点火プラグ差込部冷却部）、９４…上流部、９６…下流部、１１０…高温領域冷却部、１１１…低温領域冷却部。

Claims (7)

1. シリンダ内にエンジンオイルを流動させるシリンダ側オイル通路と、このシリンダ側オイル通路に連通してシリンダヘッド内にエンジンオイルを流動させるシリンダヘッド側オイル通路と、を有するエンジンのオイル通路構造であって、
   前記シリンダ側オイル通路及び前記シリンダヘッド側オイル通路は、排気に接する部位または燃焼室上方部位を含む高温領域を前記エンジンオイルにより冷却する高温領域冷却部と、吸気に接する部位または燃焼室周囲部位を含み前記高温領域よりも温度が低い低温領域を前記エンジンオイルにより冷却する低温領域冷却部とを有し、
   前記高温領域冷却部は、前記低温領域冷却部よりも通路断面積が小さく形成されて、エンジンオイルの流速が高く設定されて構成されたことを特徴とするエンジンのオイル通路構造。
2. 前記高温領域冷却部は、シリンダヘッドに形成された排気ポートの周囲及び燃焼室の上方部位をエンジンオイルにより冷却する排気ポート等冷却部と、前記シリンダヘッドに設けられた排気バルブが接離する排気バルブシート付近を、前記排気ポート等冷却部から流入するエンジンオイルにより冷却する排気バルブシート冷却部と、前記シリンダヘッドに装着された点火プラグの差込部の下方部位をエンジンオイルにより冷却する点火プラグの差込部冷却部と、を有することを特徴とする請求項１に記載のエンジンのオイル通路構造。
3. 前記排気ポートが２股状に分岐され、前記排気ポート等冷却部の上流部は、前記排気ポートにおける前記２股状の分岐部分の間に設けられ、且つシリンダ側オイル通路及びシリンダヘッド側オイル通路のうちで通路面積が最も小さく形成されたことを特徴とする請求項２に記載のエンジンのオイル通路構造。
4. 前記排気ポート等冷却部の下流部は、排気ポートの上方部位及び燃焼室の上方部位に設けられ、通路が蛇行して形成されたことを特徴とする請求項２または３に記載のエンジンのオイル通路構造。
5. 前記低温領域冷却部は、排気バルブシート冷却部から流入するエンジンオイルによりシリンダの燃焼室周囲を冷却する燃焼室周囲冷却部と、シリンダヘッドに形成された吸気ポートの下方部位をエンジンオイルにより冷却する吸気ポート冷却部と、を有することを特徴とする請求項２乃至４のいずれか１項に記載のエンジンのオイル通路構造。
6. 前記燃焼室周囲冷却部は、その通路断面積が吸気ポート冷却部の通路断面積よりも大きく形成されたことを特徴とする請求項５に記載のエンジンのオイル通路構造。
7. 前記高温領域冷却部を流れるエンジンオイルのレイノルズ数は、エンジンオイルが層流から乱流に遷移するときの臨界レイノルズ数よりも大きく設定され、前記低温領域冷却部を流れるエンジンオイルのレイノルズ数は、前記臨界レイノルズ数よりも小さく設定されたことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のエンジンのオイル通路構造。

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