JP3767256B2 - 内燃機関の潤滑装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の潤滑装置に関する。より詳細には、潤滑オイルに混入した鉄粉を除去して、シリンダヘッドに備わる電磁部品を潤滑する内燃機関の潤滑装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、内燃機関の更なる性能向上のため、吸排気弁をより自在に制御する目的で、動弁機構としての電磁アクチュエータを搭載した内燃機関が検討されているが、この電磁アクチュエータへは、可動子軸とそのガイドとの間の摺動部（以下、可動子軸摺動部という。）における潤滑及び冷却などの必要から、潤滑オイルが供給される。しかし、潤滑オイルは内燃機関の各部を循環しているため、製造段階で残留した鉄粉や、内燃機関摺動部における摩耗により発生した鉄粉が潤滑オイルに混入すると、潤滑オイルを劣化させるだけでなく、鉄粉を含む潤滑オイルが電磁アクチュエータに供給され、鉄粉が電磁石に吸着されて電磁力の正確な増減制御を阻害し、キャッチング不良の原因となる。また、鉄粉は、可動子軸摺動部に詰まって摩耗を促進し、可動子の円滑な運動を妨げる原因ともなる。
【０００３】
このため、内燃機関の各部を循環した潤滑オイルが電磁アクチュエータなどの電磁部品に供給される直前に、混入した鉄粉を除去する対策が必要となるが、かかる対策として、雄ねじ部端に永久磁石を突設したプラグを、この永久磁石が潤滑オイルと接触するようにシリンダヘッドに配設することにより、前記混入した鉄粉を永久磁石に吸着させて除去する方法がある（特開平９−２１７６１６号公報参照）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このものでは、永久磁石と潤滑オイルとの接触面積が雄ねじ部の径程度しかなく、シリンダヘッドなど内部を流通する潤滑オイルがある程度の流速を有するような箇所に配設するには鉄粉除去性能が低い。このため、前記のようにプラグを配設した場合には、混入した鉄粉を除去しきれず、鉄粉を含む潤滑オイルが電磁部品に供給される虞がある。また、この場合には、永久磁石を突設したプラグを新たな構成要素として追加することとなるため部品点数が増加し、さらにこれを取り付ける際には、シリンダヘッドの加工数が増加する上、取付けのための特別なスペースも必要となる。
【０００５】
かかる実情に鑑み、本発明は、部品点数や加工数の増加を招くことなく、簡易な構成で、効率よく潤滑オイルに混入した鉄粉を除去することができる内燃機関の潤滑装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
このため、請求項１に係る発明は、内燃機関のシリンダヘッドに備わる電磁部品を潤滑オイルにより潤滑する潤滑装置を、シリンダヘッドボルト孔を前記電磁部品へ潤滑オイルを供給する潤滑オイル供給路の一部とし、かつ前記シリンダヘッドボルト孔内に挿入され、前記シリンダヘッドの壁部を貫通して前記シリンダヘッドとシリンダブロックとを結合させるシリンダヘッドボルトを磁化して構成したことを特徴とする。
【０００７】
かかる構成によれば、潤滑オイルに混入した鉄粉は、前記シリンダヘッドボルト孔内を流通する間に、磁化されたシリンダヘッドボルトに吸着され、潤滑オイルから除去される。
【０００８】
請求項２に係る発明は、前記シリンダヘッドボルトが永久磁石を装着されて磁化されていることを特徴とする。
請求項３に係る発明は、前記永久磁石が前記シリンダヘッドボルトの頭部上面に配置されていることを特徴とする。
【０００９】
請求項４に係る発明は、前記永久磁石が前記シリンダヘッドボルトに設けられた挿入孔内に挿入されていることを特徴とする。
請求項５に係る発明は、前記永久磁石が、前記潤滑オイル供給路の屈曲部に位置するように、前記挿入孔内に挿入されていることを特徴とする。
【００１０】
請求項６に係る発明は、前記シリンダヘッドボルトのネジ部が前記シリンダヘッドボルト孔のうち前記潤滑オイル供給路を構成する部分全体に渡って設けられていることを特徴とする。
【００１１】
請求項７に係る発明は、前記電磁部品が吸気弁或いは排気弁を駆動する電磁アクチュエータであり、潤滑オイルが前記電磁アクチュエータのうち少なくとも可動子軸摺動部を潤滑していることを特徴とする。
【００１２】
【発明の効果】
請求項１に係る発明によれば、シリンダヘッドに特別な加工を施して特別な磁化プラグなどを設けることなく、簡易な構成により潤滑オイルに混入した鉄粉を除去することが可能であり、部品点数の削減及びコストの低減に寄与しつつ、鉄粉が電磁部品に吸着するのを回避することができる。
【００１３】
請求項２に係る発明によれば、永久磁石を装着することにより、潤滑オイルに混入した鉄粉を確実に除去しつつ、磁力の低下による吸着した鉄粉の再放出を回避することができる。
【００１４】
請求項３に係る発明によれば、シリンダヘッドボルトが均一に磁化されるため、潤滑オイルに混入した鉄粉に対してシリンダヘッドボルト孔全域に渡って磁力が作用し、より確実に鉄粉を除去することができる。
【００１５】
請求項４に係る発明によれば、任意の箇所に磁力を集中することができる。また、永久磁石を保護するための部品などが不要なため、永久磁石をコンパクトに装着可能であり、シリンダヘッドに余計なスペースを設ける必要がない。
【００１６】
請求項５に係る発明によれば、潤滑オイルの流速の低い箇所に永久磁石による磁力を集中させて鉄粉をシリンダヘッドボルトに吸着させることが可能となるため、鉄粉をより効率よく除去することができる。
【００１７】
請求項６に係る発明によれば、シリンダヘッドボルト孔内を流通する潤滑オイルの流れにネジに沿う方向の成分が生じ、潤滑オイルとシリンダヘッドボルトとの接触時間を延長することができる。また、シリンダヘッドボルトの表面積も大きくなるため、鉄粉の除去性能を高めることができる。
【００１８】
請求項７に係る発明によれば、鉄粉を含む潤滑オイルが電磁アクチュエータに供給されるのを防ぐことができるため、鉄粉が電磁石に吸着したり、可動子軸摺動部に詰まったりして生じるキャッチング不良や摩耗の促進を回避することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る内燃機関の潤滑装置の構成を概略示している。一点鎖線によって示されるＣはシリンダヘッドを表しており、図示しないシリンダブロックに組み付けられ、シリンダヘッドボルトにより固定されている。
【００２０】
ここに、シリンダヘッドボルトを挿入する貫通孔としてのシリンダヘッドボルト孔のうち、シリンダヘッドＣの気筒列方向中央に位置するシリンダヘッドボルト孔１（点線によって示される）が、内燃機関の各部へ潤滑オイルを供給する潤滑オイル供給路（図中の実線部）の一部を構成している。以下、図１を参照して、本潤滑装置の作用を概略説明する。
【００２１】
潤滑オイルは、オイルパン２に収容されており、ここから機関駆動されるオイルポンプ３により内燃機関の各部へ圧送され、各部を潤滑後再びオイルパン２に戻る。
【００２２】
即ち、オイルパン２の潤滑オイルは、オイルストレーナ４で大きな混入物が除去された後、レギュレータ５で調圧され、オイルフィルタ６に送られる。オイルフィルタ６において小さな混入物が除去された潤滑オイルは、メーンギャラリ７に送り込まれ、内燃機関の各部へ分配される。メーンギャラリ７に送り込まれた潤滑オイルの一部は、シリンダブロック及びシリンダヘッドＣに形成された潤滑オイル供給路を通り、動弁機構やバルブ摺動部などを潤滑する。一方、他の一部は、内燃機関を構成する他の要素（例えば、クランクシャフト軸受け）に供給される。
【００２３】
メーンギャラリ７からシリンダヘッドＣに形成された潤滑オイル供給路に送り込まれた潤滑オイルは、シリンダヘッドボルト孔１を通過後、各気筒毎に設けられる動弁機構＃１〜＃４に供給される。本実施形態では、前記動弁機構として電磁部品としての電磁アクチュエータを搭載した例を示している。１気筒につき吸気弁及び排気弁をそれぞれ２つずつ備える内燃機関にあっては、各動弁機構＃１〜＃４は、それぞれ４つの電磁アクチュエータから構成される。
【００２４】
次に、図２を参照して、シリンダヘッドＣの構造について説明する。シリンダヘッドＣは、上部ヘッドＣ１と下部ヘッドＣ２とに分割形成される。これらは、分割部Ｉにおいて連結された状態で、ガスケットを介して図示しないシリンダブロックに組み付けられる。図示されるＡは、前記の各動弁機構＃１〜＃４を構成する電磁アクチュエータであり、上部ヘッドＣ１に形成された収納空間Ｈ内に搭載される。尚、電磁アクチュエータＡは、便宜上、吸気弁側のものを断面図により示し、排気弁側のものを点線によりその配置のみを示している。
【００２５】
電磁アクチュエータＡは、所定間隔離した状態で内蔵されるアッパコア２１及びロアコア２２に対してそれぞれ形成されたコイル２３及び２４に通電して発生する電磁力を制御することにより、アッパコア２１とロアコア２２との間に配置されたプレート状の可動子２５を上下に往復運動させ、図示しない吸気弁及び排気弁を任意に開閉制御する。
【００２６】
可動子２５の中央より上下に延伸する可動子軸２６ａ及び２６ｂは、アッパコア２１及びロアコア２２にそれぞれ設けられたガイド２７ａ及び２７ｂ内に摺動自在に保持される。可動子２５は、これを挟んで対向配置するアッパスプリング２８及びロアスプリング（図示せず）により、可動子軸２６ａ及び２６ｂを介して中間リフト位置方向に付勢され、軸方向に弾性支持されている。
【００２７】
ここに電磁アクチュエータＡの各摺動部（例えば、可動子軸摺動部）には、メーンギャラリ７からの潤滑オイルが供給される。
メーンギャラリ７からシリンダブロックに形成された潤滑オイル供給路（図中の点線部）を介した潤滑オイルは、下部ヘッドＣ２の下面に開口する入口部ＳinからシリンダヘッドＣに形成された潤滑オイル供給路に送り込まれ、その後シリンダヘッドボルト孔１内に送り込まれる。本潤滑装置は、シリンダヘッドＣの気筒列方向中央に位置するシリンダヘッドボルト孔１を潤滑オイル供給路の一部としているが、本発明はこれに限定されず、どの位置のシリンダヘッドボルト孔１を用いても構成可能である。
【００２８】
潤滑オイルは、シリンダヘッドボルト孔１の下端部に形成される潤滑オイル供給路の屈曲部３１ａからシリンダヘッドボルト孔１内に流入し、シリンダヘッドボルト孔１の内周とシリンダヘッドボルト３２の外周との隙間を上方へ流通する。その後、シリンダヘッドボルト孔１と、潤滑オイルをシリンダヘッドボルト孔１からシリンダヘッドＣの略中心位置へと導いて上部ヘッドＣ１内へ送り込む連通孔３３との接続部に形成される潤滑オイル供給路の屈曲部３１ｂからシリンダヘッドボルト孔１外へ送り出される。
【００２９】
従って、シリンダヘッドボルト３２を予め磁化しておくことにより、潤滑オイルがシリンダヘッドボルト孔１内を流通して磁化されたシリンダヘッドボルト３２と接触する間に、その磁力の作用により混入した鉄粉がシリンダヘッドボルト３２に吸着されて除去される。シリンダヘッドボルト３２はあらゆる方法で磁化することができるが、図３及び図４に示すように、永久磁石を装着されることにより磁化されるのが好ましい。
【００３０】
図３は、永久磁石４１をシリンダヘッドボルト３２の頭部上面に配置して装着した例であり、図３（ｂ）はシリンダヘッドボルト３２の頭部を拡大図示している。ここで永久磁石４１は、座金４２の外径φｗより小さい外径φｒを有する有蓋円筒状の固定具４３の蓋部内面に（例えば、かしめて）固着され、固定具４３がシリンダヘッドボルト３２の頭部に装着されることにより、シリンダヘッドボルト３２に装着されてこれ全体を均一に磁化する。
【００３１】
このように全体に渡って均一に磁化されたシリンダヘッドボルト３２を使用した場合には、シリンダヘッドボルト孔１全域に渡って磁力が作用することとなり、より確実に鉄粉を除去することができる。
【００３２】
図４は、永久磁石４１をシリンダヘッドボルト３２の内部に埋め込んで装着した例であり、図４（ｂ）はシリンダヘッドボルト３２のネジ部の拡大断面図である。ここで永久磁石４１は、シリンダヘッドボルト３２のネジ部先端から穿設して形成されるか、或いは鋳造の段階で予め形成される挿入孔５１内に挿入され、屈曲部３１ａに位置するように（例えば、かしめて）固定される。
【００３３】
また、永久磁石４１は、屈曲部３１ｂに位置するように固定してもよい。この場合には、挿入孔５１を更に延設するか、或いは同様にしてシリンダヘッドボルト３２の頭部上面に開口するように形成される挿入孔内に挿入する。
【００３４】
屈曲部３１ａ及び３１ｂでは、潤滑オイルの流速が低いので、このように屈曲部３１ａ或いは３１ｂに磁力を集中して形成するように磁化されたシリンダヘッドボルト３２を使用した場合には、潤滑オイルの流速の低い箇所で集中的に鉄粉を除去することとなり、コンパクトな構成で効率よく鉄粉を除去することができる。
【００３５】
シリンダヘッドボルト孔１から連通孔３３を介して上部ヘッドＣ１内に送り込まれた潤滑オイルは、分岐部３４において各分岐通路３５に分配され、一方は吸気弁側電磁アクチュエータ方向へ、他方は排気弁側電磁アクチュエータ方向へ流通する。
【００３６】
分岐通路３５内を吸気弁側電磁アクチュエータ方向へ流通する潤滑オイルは、分岐通路３５と接続して上部ヘッドＣ１内を気筒列方向に延伸する分配通路３６を介して、分配通路３６と吸気弁側の各電磁アクチュエータ用収納空間Ｈとを連通する連通孔３７から吸気弁側の各電磁アクチュエータＡへ供給される。また、分岐通路３５内を排気弁側電磁アクチュエータ方向へ流通する潤滑オイルも、同様にして排気弁側の各電磁アクチュエータＡへ供給される。
【００３７】
各電磁アクチュエータＡへ供給された潤滑オイルは、連通孔３７と電磁アクチュエータＡの内部とを連通する図示しないオイル通路を介して電磁アクチュエータＡの各摺動部に供給される。さらに、各摺動部を潤滑した潤滑オイルの一部は、可動子軸２６ｂ先端から図示しないバルブ上に滴下し、バルブ摺動部を潤滑する。
【００３８】
このように、本発明によれば、シリンダヘッドボルト孔１を潤滑オイル供給路の一部とすることにより、シリンダヘッドＣに特別な加工を施して特別な磁化プラグなどを設けることなく潤滑オイルに混入した鉄粉を簡易な構成により除去することができ、部品点数の削減及びコストの低減に寄与しつつ、鉄粉が電磁石（コア２１及び２２）に吸着したり、或いは可動子軸摺動部に詰まったりして生じるキャッチング不良や摩耗の促進を回避することができる。
【００３９】
また、本実施形態に係るシリンダヘッドボルト３２のネジ部は、シリンダヘッドボルト孔１の下端部にて終結するように設けられているが、鉄粉除去性能をより向上するには、ネジ部をシリンダヘッドボルト３２と潤滑オイルとの接触部全域、より好ましくは、図５に示すようにシリンダヘッドボルト孔１のうち潤滑オイル供給路を構成する部分全体、即ち屈曲部３１ｂまで設ける。
【００４０】
このようにネジ部を延長して設けることにより、シリンダヘッドボルト孔１内を流通する潤滑オイルの流れにネジに沿う方向の成分が生じる。この概念を図６に示す。シリンダヘッドボルト孔１内を流通する潤滑オイルは、ネジ山に案内されて、シリンダヘッドボルト３２を中心とする螺旋流Ｆを形成する。このため、潤滑オイルとシリンダヘッドボルト３２との接触時間が延長され、またシリンダヘッドボルトの表面積も拡大されるため、鉄粉の除去性能を高めることができる。
【００４１】
尚、この場合においてもシリンダヘッドボルト３２はあらゆる方法で磁化が可能であり、前記のように永久磁石４１を頭部上面に配置されるか、或いは挿入孔５１内に挿入されて磁化されるのが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る内燃機関の潤滑装置の構成図
【図２】同上内燃機関のシリンダヘッドの構造を示す図
【図３】永久磁石の装着例を示す図
【図４】永久磁石の他の装着例を示す図
【図５】ネジ部を延長して設けたシリンダヘッドボルトを示す図
【図６】螺旋流の形成概念を説明する図
【符号の説明】
Ｃ シリンダヘッド
Ａ 電磁アクチュエータ
１ シリンダヘッドボルト孔
７ メーンギャラリ
２５ 可動子
２６ 可動子軸
３１ 屈曲部
３２ シリンダヘッドボルト
４１ 永久磁石
４３ 固定具
５１ 挿入孔
Ｆ 螺旋流

Claims (7)

1. 内燃機関のシリンダヘッドに備わる電磁部品を潤滑オイルにより潤滑する潤滑装置であって、
   シリンダヘッドボルト孔を前記電磁部品へ潤滑オイルを供給する潤滑オイル供給路の一部とし、かつ前記シリンダヘッドボルト孔内に挿入され、前記シリンダヘッドの壁部を貫通して前記シリンダヘッドとシリンダブロックとを結合させるシリンダヘッドボルトを磁化して、潤滑オイルに混入した鉄粉を前記シリンダヘッドボルトに吸着させて除去することを特徴とする内燃機関の潤滑装置。
2. 前記シリンダヘッドボルトは、永久磁石を装着されて磁化されていることを特徴とする請求項１記載の内燃機関の潤滑装置。
3. 前記永久磁石は、前記シリンダヘッドボルトの頭部上面に配置されていることを特徴とする請求項２記載の内燃機関の潤滑装置。
4. 前記永久磁石は、前記シリンダヘッドボルトに設けられた挿入孔内に挿入されていることを特徴とする請求項２記載の内燃機関の潤滑装置。
5. 前記永久磁石は、前記潤滑オイル供給路の屈曲部に位置するように、前記挿入孔内に挿入されていることを特徴とする請求項４記載の内燃機関の潤滑装置。
6. 前記シリンダヘッドボルトのネジ部は、前記シリンダヘッドボルト孔のうち前記潤滑オイル供給路を構成する部分全体に渡って設けられていることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１つに記載の内燃機関の潤滑装置。
7. 前記電磁部品は、吸気弁或いは排気弁を駆動する電磁アクチュエータであり、潤滑オイルは、前記電磁アクチュエータのうち少なくとも可動子軸摺動部を潤滑していることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか１つに記載の内燃機関の潤滑装置。

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