JP3566836B2 - 車両用内燃機関 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シリンダブロックと、クランクシャフトを支持するベアリングキャップ部材を一体的に形成したオイルパンまたはロアブロックとを備える内燃機関に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車用エンジン（内燃機関）は、通常、シリンダブロックと、このシリンダブロックの上部にガスケットを介装して結合されるシリンダヘッドと、前記シリンダブロックのクランクケース側端面にパッキンを介装して結合されるロアブロックまたはオイルパンとを備えており、クランクシャフトがベアリングキャップを介して回転自在に装着されている。
【０００３】
例えば、特公昭５９−５０８６４号公報に開示されているように、クランクシャフトを軸受けする複数のベアリングキャップがオイルパン内を横切る隔壁状にオイルパンと一体的に形成されたベアリングブロックを備えた自動車用エンジンが知られている。
【０００４】
通常、この種のエンジンでは、オイルパン内の油面変動が発生し易く、コンロッドが前記油面に当たって摩擦力が増大するという問題や、オイル内にエアが混在して油圧が低下するという不具合が指摘されている。このため、上記の従来技術では、ベアリングキャップの下部両側部にオイルの流路となる貫通孔が形成されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近年、エンジンを小型化したいという要請が高く、これを実現するためにロアブロックまたはオイルパン自体の小型化が図られている。しかしながら、上記の従来技術では、ベアリングキャップの下部両側部に貫通孔を設けるため、オイルパン自体が小型化されると、この貫通孔の開口面積が小さくなってしまう。これにより、オイルパン内の油面の変動を有効に抑えることができず、コンロッドと油面との衝突による摩擦力の増大や、油圧の低下等が発生するという問題を解消することができない。
【０００６】
本発明は、この種の問題を解決するものであり、オイルパン内の油面変動を確実に阻止するとともに、小型化に適する車両用内燃機関を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を解決するために、本発明に係る内燃機関では、シリンダブロックと、クランクシャフトを支持するベアリングキャップ部を一体的に形成したオイルパンまたはロアブロックとの合わせ面に、互いに隣合う気筒間を連通するための連通路が形成される。これにより、内燃機関自体の小型化に際しても、連通路の開口面積を十分に確保して気筒間の圧力差を緩和することができ、オイルパン内の油面変動を有効に阻止することが可能になる。
【０００８】
また、連通路が、外壁側に向かって円弧状に湾曲形成されるため、気筒間での気流の流れが円滑に遂行され、油面の変動を確実に回避することができる。
【０００９】
また、連通路が、シリンダブロックとオイルパンまたはロアブロックとの締結部位の間に位置して設けられる。従って、締結部位が外方に突出することがなく、内燃機関の小型化が容易に図られる。
【００１０】
さらにまた、連通路とオイル通路とが、合わせ面の一方の側部と他方の側部とにそれぞれ設けられており、これによって内燃機関が大型化することを阻止することが可能になる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施形態に係る内燃機関が採用されるハイブリット車両Ｖの概略を示す。
【００１２】
ハイブリット車両Ｖは、燃料としてガソリンを燃焼させることにより、駆動力を発生させる内燃エンジン（内燃機関）Ｅと、電力によって駆動力を発生させる一方、電力の回生が可能なアシスト用モータジェネレータＭと、フライホイールを含むクラッチ機構Ｃと、前記駆動力を切り替えて駆動軸１０に伝達するトランスミッションＴとを備える。
【００１３】
モータジェネレータＭは、モータ駆動回路１２によって駆動制御されるものであり、このモータ駆動回路１２には、高圧系の電力を供給／充電する例えば、キャパシタである第１蓄電器１３と、ダウンバータ１４を介して電力を蓄積する第２蓄電器１５とが接続される。ハイブリッド車両Ｖは、マネージメント制御回路１６を有し、このマネージメント制御回路１６には、モータ駆動回路１２を介してモータジェネレータＭを制御するモータ制御回路１７と、内燃エンジンＥを制御するエンジン制御回路１８とが接続される。
【００１４】
図２および図３に示すように、内燃エンジンＥは３気筒からなり、オイルパン２２とシリンダブロック２４とシリンダヘッド２６とヘッドカバー２７とを備え、前記オイルパン２２および前記シリンダヘッド２６間にクランクシャフト２８が軸支される。
【００１５】
クランクシャフト２８は、ジャーナル３０ａ〜３０ｄと、クランクピン３２ａ〜３２ｃと、カウンタウエイト３４ａ〜３４ｆとにより構成されている。クランクピン３２ａ〜３２ｃには、コンロッド３６ａ〜３６ｃの大端部が連結されるとともに、このコンロッド３６ａ〜３６ｃの小端部には、シリンダブロック２４のシリンダボア３８ａ〜３８ｃに摺動自在に嵌合するピストン４０ａ〜４０ｃが連結される。
【００１６】
図３および図４に示すように、オイルパン２２には、第１〜第３ベアリングキャップ部４２ａ〜４２ｃが一体的に設けられる。第１〜第３ベアリングキャップ部４２ａ〜４２ｃは、クランクシャフト２８の軸線に（矢印Ａ方向）直交する方向（矢印Ｂ方向）に延在して壁部として構成される。第１〜第３ベアリングキャップ部４２ａ〜４２ｃの上面には、シリンダブロック２４の下部に設けられた半円状の上側軸受け部４４ａ〜４４ｃと協働してクランクシャフト２８のジャーナル部３０ａ〜３０ｄを回転自在に支持する半円状の下側軸受け部４６ａ〜４６ｃが形成される。オイルパン２２の一方の側壁部４７には、補機であるエアコン用コンプレッサ４８およびオイルフィルタ５０が取り付けられる。
【００１７】
図５に示すように、オイルパン２２とシリンダブロック２４との合わせ面には、互いに隣合う気間間を連通する第１および第２連通路５２、５４が形成される。第１連通路５２は、オイルパン２２の他方の側壁部６４側で第２ベアリングキャップ部４２ｂに形成される第１凹部５６と、シリンダブロック２４のクランクケース側端面に形成される第１凹部５８とから構成される。第２連通路５４は、オイルパン２２の他方の側壁部６４側で第３ベアリングキャップ部４２ｃに形成される第２凹部６０と、シリンダブロック２４のクランクケース側側面に形成される第２凹部６２とから構成される。
【００１８】
図４および図６に示すように、第１凹部５６は、オイルパン２２の他方の側壁部６４側に向かって円弧状に湾曲形成されるとともに、前記オイルパン２２とシリンダブロック２４との締結部位として該オイルパン２２に形成されたボルト穴６６ａ、６６ｂ間に位置して設けられる。
【００１９】
第２凹部６０は、第１凹部５６と同様に、オイルパン２２の側壁部６４側に向かって円弧状に湾曲形成されるとともに、前記オイルパン２２に形成されたボルト穴６６ｂ、６６ｃ間に位置して設けられる。
【００２０】
第２凹部６０の下方には、ブラケット取り付け用ボス６８が形成されており、この第２凹部６０は、前記ボス６８を避けるために上下方向に湾曲している（図４〜図７参照）。
【００２１】
シリンダブロック２４の第１凹部５８は、オイルパン２２の第１凹部５６と同様に構成されており、外壁側に向かって円弧状に湾曲形成される。第２凹部６２は、オイルパン２２の第２凹部６０と同様に構成されており、外壁側に向かって円弧状に湾曲形成されるとともに、ボス６８を避けるために開口面積が減少した前記第２凹部６０を補うべく、第１凹部５８よりも高さ方向に大きく設定されている（図５参照）。第１および第２凹部５８、６２は、シリンダブロック２４の各ボルト穴７０の間に位置して設けられている。オイルパン２２とシリンダブロック２４とは、ボルト穴６６ａ〜６６ｃおよびボルト穴７０等に挿入されるボルト７２を介して一体的に固定される。
【００２２】
図７に示すように、オイルパン２２の一方の側壁部４７には、オイルフィルタ５０を取り付けるねじ孔７６に近接して給油路７８が開放しており、この給油路７８は、前記オイルパン２２内のオイルを図示しないオイルポンプを介して前記オイルフィルタ５０に供給するための通路である。ねじ孔７６には、オイルフィルタ５０を通って浄化されたオイルを供給するための給油路８０が形成され、この給油路８０が、シリンダブロック２４とオイルパン２２との接合面に設けられるメインギャラリー（オイル通路）８２に連通する。メインギャラリー８２の外方側端部には、漏れたオイルを収容するための受け溝８３が連通する。メインギャラリー８２の内方側端部には、シリンダブロック２４とオイルパン２２との間に形成された通路８４が連通し、この通路８４を介してシリンダブロック系およびシリンダヘッド系にオイルが分流される。
【００２３】
具体的には、通路８４は、クランクシャフト２８の軸方向に延在した後にクランクシャフト２８のジャーナル部３０ａ〜３０ｄにオイルを供給するための各凹部８６およびピストン４０ａ〜４０ｃにオイルを供給するオイルジェット（図示せず）に連通する。通路８４は、さらにシリンダヘッド２６、シリンダブロック２４および第１〜第３ベアリングキャップ部４２ａ〜４２ｃを一体的に連結するための通しボルト８８の周囲に設けられた通路９０を介して前記シリンダヘッド２６側の潤滑部に連通する。
【００２４】
図５に示すように、シリンダブロック２４には、第１および第２連通路５２、５４の上方に位置してパイプ部材９２が配置されている。このパイプ部材９２には、一次バランサ軸９４の軸部が収容されるとともに、この軸部の両端部に該軸部より大径なウエイトが設けられている。このウエイトがウエイト収容部９６ａ、９６ｂに収容され、このウエイト収容部９６ａ、９６ｂ間に第１および第２連通路５２、５４が配置される。
図２に示すように、内燃エンジンＥの出力側には、クランクシャフト２８に直接、ロータが接続されたモータジェネレータＭが連結され、このモータジェネレータＭのロータには、クラッチ機構Ｃを構成するディスク状のフライホイール（図示せず）が固定される。クラッチ機構Ｃの出力側には、トランスミッションＴが装着され、このトランスミッションＴは、本実施形態ではＭＴを用いているが、ＡＴを採用してもよい。
【００２５】
このように構成される本実施形態に係る内燃機関の動作について、以下に説明する。
【００２６】
先ず、ハイブリット車両Ｖにおいて、内燃エンジンＥが駆動されると、クランクシャフト２８が回転し、このクランクシャフト２８に係合するコンプレッサが駆動される。一方、図示しないオイルポンプの作用下に、オイルパン２２内のオイル供給路７８からオイルフィルタ５０内に導入されて浄化された後、給油路８０からメインギャラリー８２に導入される。
【００２７】
図７に示すように、オイルは、通路８４を介して凹部８６から第１〜第３ベアリングキャップ部４２ａ〜４２ｃとジャーナル部３０ａ〜３ｄに供給されるとともに、コンロッド３６ａ〜３６ｃに形成されたオイルジェットやシリンダブロック２４に取り付けられたオイルジェット等を介してピストン４０ａ〜４０ｃにオイルが噴出される。一方、通しボルト８８の周囲に形成された通路９０からシリンダヘッド２６にオイルが供給され、種々の摺動部にこのオイルが供給された後、オイルパン２２に戻される。
【００２８】
クランクシャフト２８の回転は、モータジェネレータＭ、クラッチ機構ＣおよびトランスミッションＴを介して駆動軸１０に伝達される。その際、モータジェネレータＭが駆動されて、内燃エンジンＥによる駆動力に対するアシスト力を発生させることができる。
【００２９】
この場合、本実施形態では、オイルパン２２とシリンダブロック２４との合わせ面に、互いに隣合う気筒間を連通する第１および第２連通路５２、５４が形成される。具体的には、第１連通路５２が、オイルパン２２に形成される第１凹部５６とシリンダブロック２４に形成される第１凹部５８とから構成される一方、第２連通路５４が、前記オイルパン２２に形成される第２凹部６０とシリンダブロック２４に形成される第２凹部６２とから構成される。
【００３０】
従って、内燃エンジンＥ全体のコンパクト化を図るために、特にオイルパン２２を小型化する際にも、第１および第２連通路５２、５４の開口面積を十分に確保することができる。例えば、第１〜第３ベアリングキャップ部４２ａ〜４２ｃの下部側に貫通孔を形成する構成では、オイルパン２２が小型化されるのに伴って前記貫通孔が狭小化されるのに対し、前記オイルパン２２とシリンダブロック２４との合わせ面に形成される第１および第２連通路５２、５４では、該オイルパン２２の小型化に関わらず、所望の開口面積を容易に確保することが可能になるからである。
【００３１】
これにより、各気筒間を確実に連通して前記気筒間内の圧力差を緩和することができ、オイルパン２２内の油面に変動等が発生することがなく、例えば、コンロッド３６ａ〜３６ｃが前記油面に当たって摩擦力が増大することや、オイル内にエアが混在して油圧が低下することを有効に阻止することが可能になるという効果が得られる。
【００３２】
さらに、本実施形態では、第１および第２連通路５２、５４が、オイルパン２２およびシリンダブロック２４の外壁側に向かって円弧状に湾曲形成されている。このため、気筒間での気流の流れが一層円滑に遂行され、前記オイルパン２２内の油面の変動を確実に回避することができる。
【００３３】
また、第１および第２連通路５２、５４が、オイルパン２２とシリンダブロック２４との締結部位の間、すなわち、ボルト穴６６ａ〜６６ｃの間および各ボルト穴７０の間に位置して設けられている。従って、締結部位が外方に突出することがなく、内燃エンジンＥの小型化が容易に図られるという利点が得られる。
【００３４】
さらにまた、第１および第２連通路５２、５４がオイルパン２２の他方の側壁部６４側に位置する合わせ面に形成されるとともに、オイル通路であるメインギャラリー８２が一方の側壁部４７側に位置する合わせ面に形成されている。これにより、例えば、一方の側壁部４７側の合わせ面にメインギャラリー８２と第１および第２連通路５２、５４とを形成するものに比べ、内燃エンジンＥが大型化することを確実に阻止できる。
【００３５】
また、図５に示すように、一次バランサ軸９４のウエイトを収容するウエイト収容部９６ａ、９６ｂ間の下方に位置して第１および第２連通路５２、５４が設置されている。このため、ウエイト収容部９６ａ、９６ｂと第１および第２連通路５２、５４の干渉を阻止でき、設計自由度が向上する。具体的には、ウエイトの大きさや第１および第２連通路５２、５４の大きさを自由に設定することが可能になる。
【００３６】
なお、本実施形態では、第１〜第３ベアリングキャップ部４２ａ〜４２ｃがオイルパン２２に一体的に形成されているが、これに限定されるものではない。例えば、第１〜第３ベアリングキャップ部４２ａ〜４２ｃをロアブロック（図示せず）に一体的に設け、このロアブロックにオイルパンを装着して構成してもよい。
【００３７】
また、本実施形態では、内燃エンジンＥがハイブリッド車両Ｖに組み込まれたているが、通常の内燃エンジン車両に適応することも可能である。
【００３８】
【発明の効果】
以上のように、本発明に係る内燃機関では、シリンダブロックと、ベアリングキャップ部を一体的に形成したオイルパンまたはロアブロックとの合わせ面に、互いに隣合う気筒間を連通する連通路が形成されるため、内燃機関自体の小型化に際しても、前記連通路の開口面積を十分に確保することができ、オイルパン内の油面変動を有効に阻止することが可能になる。従って、内燃機関全体を有効かつ容易に小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る内燃エンジンが適用されるハイブリッド車両の概略説明図である。
【図２】前記内燃エンジンの外観側面図である。
【図３】前記内燃エンジンの縦断面説明図である。
【図４】前記内燃エンジンを構成するオイルパンの斜視説明図である。
【図５】前記内燃エンジンの背面説明図である。
【図６】前記オイルパンの平面図である。
【図７】前記内燃エンジンを第２連通路に沿って切断した断面図である。
【符号の説明】
２２…オイルパン ２４…シリンダブロック
２６…シリンダヘッド ２８…クランクシャフト
４２ａ、４２ｂ、４２ｃ…ベアリングキャップ部
５２、５４…連通路 ５６、５８、６０、６２…凹部
６４…側壁部
６６ａ、６６ｂ、６６ｃ、７０…ボルト穴
６８…ボス ８２…メインギャラリー
Ｅ…内燃エンジン

Claims (3)

1. シリンダブロックと、クランクシャフトを支持するベアリングキャップ部を一体的に形成したオイルパンまたはロアブロックとを備える車両用内燃機関であって、
   前記シリンダブロックと前記オイルパンまたは前記ロアブロックとの合わせ面には、互いに隣合う気筒間を連通するための連通路が形成され、前記連通路は、前記クランクシャフトの一方の側部側に対応して前記合わせ面に形成されるとともに、
   前記クランクシャフトの他方の側部側に対応する前記合わせ面には、該クランクシャフトの軸方向に延在するメインギャラリーであるオイル通路が形成されることを特徴とする車両用内燃機関。
2. 請求項１記載の内燃機関において、前記連通路は、前記シリンダブロックと前記オイルパンまたは前記ロアブロックとの締結部位の間に位置し、該シリンダブロックと該オイルパンまたは該ロアブロックの円弧状に湾曲した外壁に沿って湾曲形成されていることを特徴とする車両用内燃機関。
3. 請求項１または２記載の内燃機関において、前記シリンダブロックの側壁面から突出してバランサ軸が配設され、前記連通路は前記シリンダブロックと前記オイルパンまたは前記ロアブロックのそれぞれに設けられた凹部により形成され、且つ該連通路のシリンダブロック側凹部は前記バランサ軸のバランサウェイト収容部を避けた位置に設けられることを特徴とする車両用内燃機関。

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