JP2022146710A - エンジン - Google Patents

Abstract

【課題】ガス遮断性に優れると共に汎用性が高いオイル落とし通路を開示する。【解決手段】シリンダヘッド１又はシリンダブロック４にて形成されたオイル落とし通路３の一部に、ラビリンス部材５が装着されている。ラビリンス部材５は、下窄まりの第１通路８と、その下方に位置したオイル溜まり１０と、オイル溜まり１０の外側に位置した第２通路１１とを備えており、第１通路８の下端はオイル溜まり１０に部分的に入り込んでいる。オイル溜まり１０は第１通路８によって２つの室に仕切られるため、ブローバイガスが上方に立ちのぼったり新気が下方に流下したりしても、それらはオイル溜まり１０を通過することはできない。ラビリンス部材５は嵌め込み式であって汎用性が高い。オイルの流れもスムーズである。【選択図】図１

Description

本願発明は、シリンダヘッド及びシリンダブロックにオイル落とし通路を形成したエンジンに関するものである。

ガソリンエンジンやディーゼルエンジン等のエンジンにおいて、動弁機構の潤滑等の仕事をしたオイルは、シリンダヘッドの底部に集められてから、シリンダヘッド及びシリンダブロックの側部に貫通したオイル落とし通路を通ってオイルパンに戻されている。

他方、エンジンでは、ピストンとシリンダボアとの間から燃焼ガスがブローバイガスとしてクランク室に吹き抜ける現象がある。そこで、ブローバイガスを吸気系に還流させるＰＣＶ通路を設けており、ＰＣＶ通路の中途部に、オイルミストを捕集するオイルセパレータを設けている。

ＰＣＶ通路の構造やオイルセパレータについては様々な構造が提案されているが、シリンダブロックにＰＣＶ通路とオイルセパレータとを設けて、ブローバイガスがオイルセパレータからＰＣＶバルブを介して吸気系にパイプ（ホース）で送られる方式と、ヘッドカバーにＰＣＶ通路とオイルセパレータとを設けて、ブローバイガスがヘッドカバーからＰＣＶバルブを介して吸気系に送られる方式とに大別されると云える。

更に、後者のようにヘッドカバーにＰＣＶ通路とオイルセパレータとを設ける場合、シリンダブロック及びシリンダヘッド並びにヘッドカバーにもＰＣＶ通路を設けて、ブローバイガスを動弁室に拡散させることなくヘッドカバーのＰＣＶ通路に導く場合と、タイミングチェーンが配置されている前部空間をＰＣＶ通路に兼用して、前部空間から動弁室に立ち昇ったブローバイガスをヘッドカバーのＰＣＶ通路に導く場合とがある。いずれにしても、動弁室にはオイルの劣化防止のために換気用の新気が導入されており、新気は、例えば前部空間をからクランクケースに流入している。

そして、従来、ブローバイガスがオイル落とし通路から動弁室に流入してオイル分離性能が悪化する問題や、逆に、新気がオイル落とし通路からクランクケースに流入して前部空間の換気が不十分になったりする問題があった。

この点について、本願発明者は、特許文献１において、オイル落とし通路に、オイル溜まりによってブローバイガスや新気の通過を阻止するトラップを設けることを開示した。

特開２０２０－５１３７１号公報

特許文献１によると、オイル落とし通路を新気やブローバイガスが通過することを防止して、ブローバイガスがオイル落とし通路から動弁室に流入してオイル分離性能が悪化する問題や、新気がオイル落とし通路からクランクケースに流入して前部空間の換気が不十分になったりする問題を防止できる。
。

本願発明は、特許文献１を更に発展させたもので、ブローバイガスや新気の通過阻止機能を向上させることや、汎用性の向上を課題とするものである。

本願発明は、
「シリンダブロックとこれに重ね固定されたシリンダヘッドとを備え、前記シリンダヘッド及びシリンダブロックに、オイルをオイルパンに向けて流下させるオイル落とし通路が形成されて、前記オイル落とし通路に、ブローバイガスが立ち昇ることを阻止する通気遮断部を設けている」
という構成において、
「前記通気遮断部は、オイルが流下する下窄まりの第１通路と、その下方に位置して前記第１通路の下端が入り込んだオイル溜まりと、前記オイル溜まりの外周と前記オイル落とし通路の内周面との間に開口した第２通路とを備えている」
という特徴を備えている。

本願発明において、第１通路は、下に行くに従って断面積が徐々に小さくなる漏斗状に形成することが可能である。他方、第２通路は、下に行くほど断面積が大きくなる逆漏斗状に形成することが可能である。

本願発明では、オイル溜まりに第１通路の下端が入り込んでいるため、オイル通路は通気遮断部の箇所でラビリンス構造（迷路構造、蛇行構造）になっており、第１通路からオイル溜まりに流下したオイルは、オイル溜りにおいて第１通路の下端を潜ってから第２通路の側に流れて、オイル溜まりの縁から溢れて第２通路に流下する。

そして、第１通路の下端がオイル溜まりに入り込んでいるため、オイル溜は第１通路の下端を挟んで２つの室に区分されており、新気やブローバイガスは第１通路の下端を潜らないと通気遮断部を通過できないが、第１通路の下端はオイルに浸かっているため、新気やブローバイガスはオイル溜まりを通過できない。従って、新気やブローバイガスの通過阻止機能を向上させて、新気による換気機能やブローバイガスからの油分除去機能を向上できる。

また、本願発明では、第１通路とオイル溜まりとが上下に配置されているため、オイルはオイル溜まりで蛇行して流れるものの、基本的には上から下に向けて流れる。従って、シリンダヘッドのオイル落とし通路とシリンダブロックのオイル落とし通路とをクランク状にずらす必要はなくて、オイル落とし構造を簡単化できる。また、オイルの流れもスムーズ化できる。従って、汎用性に優れている。

上記のように、第１通路を下窄まりの漏斗状に形成すると、オイル溜まりへのオイルの流入がガイドされるため、オイル溜まりへのオイルの流れ込みをスムーズ化できる。また、第２通路を下広がりの逆漏斗状に形成すると、第２通路からのオイルの流下を促進できて好適である。

第１実施形態を示す図で、（Ａ）はシリンダヘッドの部分的な縦断正面図、（Ｂ）は（Ａ）の部分拡大図、（Ｃ）は通気遮断部の平面図である。 第１実施形態において、ラビリンス部材をシリンダヘッドの下端に設けた状態を示す縦断正面図である。 第２実施形態に係るシリンダブロックの平面図である。 図３の IV-IV視断面図である。 第３実施形態を示す図で、（Ａ）は縦断面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ－Ｂ視断面図である。

(1).第１実施形態
次に、本願発明の実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態は、自動車用エンジンに適用している。まず、図１，２に示す１実施形態を説明する。図１において符号１はシリンダヘッドを示しており、シリンダヘッド１は周壁２を備えている。

シリンダヘッド１の底部のうち、例えば排気側の周壁２に近接した部位にオイル落とし通路３が形成されている。図２ではシリンダブロック４も部分的に表示しているが、図２のとおり、オイル落とし通路３は、シリンダヘッド１とシリンダブロック４とに貫通しており、下端はクランク室に開口している。

図１の例において、シリンダヘッド１におけるオイル落とし通路３の上部に、通気遮断部を構成するラビリンス部材５が上から嵌着している。他方、図２の適用例では、ラビリンス部材５は、シリンダヘッド１に形成されたオイル落とし通路３の下部に下方から装着している。

ラビリンス部材５は、円筒状の基本形態を成しており、軸心を挟んで一方の内側面６に繋がって下向きに延びる庇状仕切り壁７を形成することにより、下方に向けて窄まった第１通路８が形成されている。更に、第１通路８の下方に、軸心を挟んで他方の内側面９に繋がって上向きに開口したオイル溜まり１０が形成されており、オイル溜まり１０と一方の内側面６との間に、オイル溜まり１０から溢れたオイルが流下する第２通路１１が形成されている。

第１通路８の下端（庇状仕切り壁７の下端）は、オイル溜まり１０の内部に部分的に入り込んでいる。また、庇状仕切り壁７のうちオイル溜まり１０の上に位置した部位は、下に行くに従って他方の内側面９に近づく傾斜面になって、オイル溜まり１０に入り込んだ部位はオイル落とし通路３と平行になっている。従って、第１通路８は、下方に向けて窄まりつつ下端部はストレート状になった漏斗状の形態を成している。

オイル溜まり１０の外壁１０ａは、下に行くほど他方の内側面９から離れるように傾斜している。従って、第２通路１１は、下に行くほど広がった逆漏斗状になっている。第１通路８の下端の平断面積と第２通路１１の上端の平断面積とは略同じに設定している。

ラビリンス部材５は合成樹脂製又は金属製であり、合成樹脂の成形品又は金属のダイキャスト品の場合は、上下２つのパーツを接合することによって製造されている。金属製の場合は、ロストワックス法等の鋳造によって単一品に製造することも可能である。

本実施形態において、オイルは第１通路８からオイル溜まり１０に入り込み、オイル溜まり１０から溢れて第２通路１１に流下するが、オイルはラビリンス部材５を上から下に流れるため、オイルをスムーズに落とすことができる。

他方、オイル溜まり１０は庇状仕切り壁６の下端部によって２つの室に仕切られているため、ブローバイガスがオイル落とし通路３を下方から立ち昇ったり、新気がオイル落とし通路３に上から入り込んだりしても、それらブローバイガスや新気がオイル溜まり１０を通過することはできない。すなわち、ラビリンス部材５は、オイルの流れは阻害しないが、ブローバイガスや新気のようなガスの通過は遮断する機能を有している。

そして、オイル溜まり１０に第１通路８が入り込んでいることにより、オイル溜まり１０に対する仕切り機能が高いため、自動車の走行によってオイル溜まり１０の油面が変化しても、庇状仕切り壁６がオイルに浸かっている状態は維持されており、従って、ガスの通気遮断機能は維持されている。

オイル落とし通路３はシリンダヘッド１とシリンダブロック４とに一直線状に空けることが多いが、本実施形態のラビリンス部材５はオイル落とし通路３の一部に配置するもので、シリンダヘッド１のオイル落とし通路３とシリンダブロック４のオイル落とし通路３とを水平方向にずらす必要はないため、汎用性が高い。

実施形態のように第１通路８を下窄まりの漏斗状に形成すると、泡立ちを抑制した状態でオイルをオイル溜まり１０にスムーズに導くことができる利点がある。また、第２通路１１を下窄まりの漏斗状に形成すると、流れ抵抗を無くしてオイルを速やかに流下させることができる利点がある。

図２のように、ラビリンス部材５をシリンダヘッド１の下端部に配置すると、シリンダヘッド１の底部に大量のオイルが流れ出ているときに、シリンダヘッド１のオイル落とし通路３にオイルを充満させて、オイルの圧力によってラビリンス部材５の通過を促進できる利点がある。

(2).他の実施形態
図３，４に示す第２実施形態では、ラビリンス部材５をシリンダブロック４の上端に配置している。図３において、符号１３はシリンダボアを示し、符号１４は冷却水ジャケットを示している。この実施形態では、図３に示すように、シリンダブロック４のうち排気側の縁部に、クランク軸線方向（前後方向）に長い第１中継通路１５と第２中継通路１６とが上向きに開口し、これら第１中継通路１５と第２中継通路１６とに、シリンダヘッド１のオイル落とし通路３と、シリンダブロック４のオイル落とし通路３とが上下から連通している。

そして、中継通路１５，１６に前後長手のラビリンス部材５ａ，５ｂを装着している。第１中継通路１５に装着している第１ラビリンス部材５ａには、シリンダヘッド１のオイル落とし通路３に連通した１つの第１通路８と、第１通路８の下方に配置されたオイル溜まり１０と、シリンダブロック４のオイル落とし通路３の上に位置した第２通路１１とが形成されている。

他方、第２中継通路１６に装着している第２ラビリンス部材５ｂには、シリンダヘッド１のオイル落とし通路３を挟んで前後に分離した２つの第１通路８と、各第１通路８の下方に配置された前後２つのオイル溜まり１０と、前後２つのオイル溜まり１０の間に位置した１つの第２通路１１とが形成されている。従って、第２ラビリンス部材５ｂでは、庇状仕切り壁６は、前後に広がっている。

この実施形態では、中継通路１５，１６が前後に長い形態であるため、中継通路１５，１６が熱交換部を構成して、冷間運転時にオイルでシリンダブロック４を加温したり、暖機後の通常運転時にオイルをシリンダブロック４によって冷却したりすることができる。

図５に示す第３実施形態のラビリンス部材５は、中央部に下向きの第１通路８が形成された上部材１７と、環状のオイル溜まり１０が形成された下部材１８とで構成されている。上下部材１７，１８は上下に重なって、シリンダヘッド１とシリンダブロック４とで挟み保持されている。また、下部材１８は、外周部を構成するリング部を備えており、リング部とオイル溜まり１０とが複数のブリッジ２１を介して連結されて、隣り合ったブリッジ２１の間に第２通路１１が開口している。

この第３実施形態では、ラビリンス部材５をシリンダヘッド１の下端部に配置しているが、シリンダブロック４の上端部に配置したり、シリンダヘッド１の下端部とシリンダブロック４の上端部とに跨がった状態で配置したりしてもよい。

以上、本願発明の実施形態を説明したが、本願発明は他にも様々に具体化できる。例えば、第１通路とオイル溜まりと第２通路とのうち一部又は全部を、シリンダヘッド又はシリンダブロックに一体に形成することが可能である。

本願発明は、オイル落とし通路を備えたエンジンに具体化できる。従って、産業上利用できる。

１ シリンダヘッド
３ オイル落とし通路
４ シリンダブロック
５，５ａ，５ｂ 通気遮断部を構成するラビリンス部材
６ 一方の内側面
７ 庇状仕切り壁
８ 第１通路
９ 他方の内側面
１０ オイル溜まり
１１ 第２通路

Claims (1)

1. シリンダブロックとこれに重ね固定されたシリンダヘッドとを備え、前記シリンダヘッド及びシリンダブロックに、オイルをオイルパンに向けて流下させるオイル落とし通路が形成されて、前記オイル落とし通路に、ブローバイガスが立ち昇ることを阻止する通気遮断部を設けている構成であって、
   前記通気遮断部は、オイルが流下する下窄まりの第１通路と、その下方に位置して前記第１通路の下端が入り込んだオイル溜まりと、前記オイル溜まりの外周と前記オイル落とし通路の内周面との間に開口した第２通路とを備えている、
   エンジン。
   

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