JP4415660B2 - 内燃機関のオイル回収構造 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関の構造に関し、特にオイルを回収するための構造に関する。

エンジンオイルは、クランクケースの下部に設けられたオイルパンに蓄えられており、そこからオイルストレーナによって吸い上げられて、エンジン内に設けられた潤滑油通路を通り、オイルパンに戻る、という循環をする。

この循環において、クランクケース内にあるオイルは、クランクシャフト等の回転物に撹拌されるので、エンジンフリクションとなる。

そこで、撹拌抵抗を減少させてエンジンフリクションを小さくするために、クランクケースとオイルパンとを独立して設け、これらの部屋をリードバルブを介して連結するという構造にして、クランクケース内部に溜まったオイルを、クランクシャフトの回転を利用して、リードバルブを介してオイルパンへ送り出す技術が特許文献１に記載されている。
特開２００３−６５０１７号

しかしながら、特許文献１に記載の方法では、クランクシャフトの回転を利用してオイルをオイルパンに押し込もうとしても、クランクケースとオイルパンとの差圧が発生してリードバルブが開いていないとオイルの排出ができないという問題があった。

そこで、本発明では、クランクケース内のオイルをオイルパンへ確実に排出することが可能な構造とすることを目的とする。

本発明の内燃機関のオイル回収構造は、クランクケースとオイルパンとを独立して形成し、クランクシャフトに締結されたピストンの上下動に伴って発生する前記クランクケース内の圧力変動を利用して、前記クランクケースから前記オイルパンに向けて空気およびオイルを送り出す第１の連通路と、前記オイルパンから前記クランクケースに向けて空気を吸引させる第２の連通路と、を設け、前記第２の連通路にはオイルを分離するラビリンス構造のセパレータを介在させる。

本発明によれば、クランクケースとオイルパンとを独立に形成し、エンジン運転中にクランクケース→オイルパン→クランクケースと循環する空気およびオイルの流れを生じさせ、かつセパレータを設けることによって、オイルパンからクランクケースへはオイルがほとんど流れ込まないようにしたので、クランクケース内のオイルを確実にオイルパンに回収することが可能となる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

図１は第１実施形態のエンジンの断面図である。１はクランクシャフト８を支持するクランクケース、２はオイルを溜めておくオイルパン、１２はクランクケース１とオイルパン２を分割する隔壁、３は隔壁１２に設けられ、クランクケース１からオイルパン２方向へ開口可能なリードバルブ、４は隔壁１２に設けられ、オイルパン２からクランクケース１方向に開口可能なリードバルブ、５はリードバルブ４の入口部分（隔壁１２のオイルパン２側の面）に設けたセパレータ、７はオイルパン２内にあるオイルを吸い上げるためのオイルストレーナ、６、１０はクランクシャフト８の回転により生じる空気の流れを整流するバッフルプレートであり、前記空気の流れを受けるような位置に隙間１１がスリット状に設けられている。

なお、リードバルブ３は、クランクシャフト８の回転によって発生する空気の流れの下流側で、かつバッフルプレート６に当った空気の流れに含まれるオイルが落ちる位置（オイル落とし位置）付近であって、オイルが絶えず多く存在している位置付近に設置する。

リードバルブ４は隔壁１２内でリードバルブ３から可能な限り遠くなるような位置に設置し、バッフルプレート６の下の空間に開口する。なお、隔壁１２からバッフルプレート６までを貫通して、バッフルプレート６の上の空間に開口するようにしても構わない。

セパレータ５は、オイルパン２側の開口部５ａからリードバルブ４までの経路に仕切り板５ｂを設けることによって、空気は流れるもののオイルは流れ難い構造となっている。

上記エンジン内での空気およびオイルの流れについて説明する。

クランクケース１内がオイルパン２内よりも高圧の場合にはリードバルブ３が開き、クランクケース１内のオイルが空気とともにオイルパン２に流れ込む。また、クランクケース１内がオイルパン２内よりも低圧の場合には、リードバルブ４が開き、オイルパン２内の空気がクランクケース１内に流れこむ。このとき、セパレータ５があることによってオイルが分離され、オイルパン２のオイルがリードバルブ４からクランクケース１に流れ込むのを防止する。

エンジン運転中は、クランクシャフト８が回転することによってクランクシャフト８に締結された図示しないピストンが上下動し、ピストンが降下するときにクランクケース１内が加圧され、ピストンが上昇するときに減圧され、クランクケース１内では圧力変動が生じる。これにより、クランクケース１からリードバルブ３を通ってオイルパン２へ、そしてオイルパン２からリードバルブ４を通ってクランクケース１へ、という空気の循環流れが発生する。

この空気の循環流れによって、リードバルブ３が開くと、クランクケース１にあるオイルは空気とともにオイルパン２に回収される。また、リードバルブ３はバッフルプレート６によるオイル落とし位置付近にあるため、より多くのオイルがオイルパン２に流れ込む。

しかし、リードバルブ４が開いたときには、リードバルブ３からりリードバルブ４までの距離が長いため、さらにはセパレータ５の作用によって、空気のみがクランクケース１に流れ込み、オイルはオイルパン２に残る。

上記のように、エンジン運転中に生じるクランクケース１内の圧力変動を利用して循環流れを形成し、この循環流れを利用してクランクケース１内のオイルを効率よくオイルパン２に回収することが可能であるので、クランクケース１内のオイル量は減少し、オイルを撹拌することで生じるフリクションロスが減少するので、エンジンの出力向上や燃費向上を図ることができる。

以上により、本実施形態では、クランクケース１とオイルパン２を隔壁１２によって分割し、隔壁１２にはクランクケース１からオイルパン２の向きで開口するリードバルブ３と、オイルパン２からクランクケース１に向けて開口するリードバルブ４とを設けたので、クランクシャフト８の回転に伴って生じるクランクケース１内の圧力変動によって、クランクケース１→オイルパン２→クランクケース１と循環する空気の流れが生じる。この循環流れにより、リードバルブ３が開いたときにクランクケース１内にあるオイルはオイルパン２に流れ込むが、リードバルブ４をリードバルブ３から可能な限り遠い位置に設置し、さらにリードバルブ４入口部には、オイルは流れ難く空気は流れ易い構造のセパレータ５を設けたので、リードバルブ４が開いたときには、循環流れ中のオイルはオイルパン２内に落ちている、もしくはセパレータ５のはたらきによって、空気のみがオイルパン２からクランクケース１に流れ込む。したがって、クランクケース１内のオイル量は低減され、オイルの撹拌によるフリクションが低減されるので、エンジンの出力向上や燃費向上を図ることができる。

第２実施形態について図２を用いて説明する。

図２は本実施形態のエンジンの断面図である。本実施形態は第１実施形態の構成から隔壁１２、リードバルブ３、４をなくし、セパレータ５をバッフル６に設けた構成となっており、クランクケース１とオイルパン２とはバッフルプレート６によって分割されている。

バッフルプレート６にはクランクシャフト８の回転方向に向き合う位置に隙間１１が設けられ、これと反対側には吸引口２１が設けられ、このとき隙間１１と吸引口２１の位置関係は、第１実施形態のリードバルブ３とリードバルブ４の関係と同様に、可能な限り長い距離となるように設置する。なお、吸引口２１にはセパレータ５が設けられる。

エンジン運転中には、クランクシャフト８が回転することによって、クランクケース１内に空気の流れが生じる。この空気の流れは隙間１１を通ってオイルパン２に流れ込み、これによってオイルパン２内の空気は吸引口２１、セパレータ５を通ってオイルパン２からクランクケース１に流れるので、クランクケース１→オイルパン２→クランクケース１という循環流れが生じることとなる。

この空気の循環流れとともに、クランクケース１内のオイルはオイルパン２に流れ込む。しかし、隙間１１とセパレータ５までの距離が長いことや、セパレータ５の作用によって、第１実施形態と同様にオイルが分離されてオイルパン２からクランクケース１へは空気だけが流れる。

以上により本実施形態では、クランクシャフト８の回転を利用して空気の循環流れを形成することによって、第１実施形態と同様に、クランクケース１内のオイルを効率よくオイルパン２に回収し、オイル撹拌によるフリクションを低減することが可能となり、エンジンの出力向上や燃費向上を図ることができる。

なお、オイル撹拌によるフリクションロスを低減させるための手段としては、オイルタンクをエンジンとは別体に設け、オイルポンプなどにより強制的にクランクケースないのオイルを排出し、オイルタンクとの間でオイルを循環させる、いわゆるドライサンプエンジンがあるが、第１実施形態、第２実施形態はオイルポンプや別体のオイルタンクを設ける必要がないので、コストや重量の面で有利である。

なお、本発明は上記の実施の形態に限定されるわけではなく、特許請求の範囲に記載の技術的思想の範囲内で様々な変更を成し得ることは言うまでもない。

本発明は、内燃機関の潤滑油回収構造に適用可能である。

第１実施形態の概略図である。 第２実施形態の概略図である。

符号の説明

１ クランクケース
２ オイルパン
３ リードバルブ
４ リードバルブ
５ セパレータ
６ バッフルプレート
７ オイルストレーナ
８ クランクシャフト
９ シリンダヘッド
１０ バッフルプレート
１１ 隙間
１２ 隔壁

Claims (3)

1. クランクケースとオイルパンとを独立して形成し、
   クランクシャフトに締結されたピストンの上下動に伴って発生する前記クランクケース内の圧力変動を利用して、前記クランクケースから前記オイルパンに向けて空気およびオイルを送り出す第１の連通路と、
   前記オイルパンから前記クランクケースに向けて空気を吸引させる第２の連通路と、を設け、
   前記第２の連通路にはオイルを分離するラビリンス構造のセパレータを介在させることを特徴とする内燃機関のオイル回収構造。
2. 隔壁によって前記クランクケースとオイルパンとを分割し、
   前記隔壁に前記第１の連通路および第２の連通路を設け、
   前記第１の連通路は前記クランクケースから前記オイルパンに向けての流れを許容するリードバルブを備え、
   前記第２の連通路は前記オイルパンから前記クランクケースに向けての流れを許容するリードバルブを備える請求項１に記載の内燃機関のオイル回収構造。
3. クランクケースとオイルパンとを独立して形成し、
   クランクシャフト等の回転体が回転することによって生じる空気の動圧を受けやすい位置に、前記クランクケースから前記オイルパンに向けて空気及びオイルを送り出す第１の通路を、
   クランクシャフト等の回転体が回転することによって生じる空気の動圧を受け難い位置に、前記オイルパンから前記クランクケースに向けて空気を吸引させる第２の連通路を、それぞれ設け、
   前記第２の連通路にはオイルを分離するラビリンス構造のセパレータを介在させることを特徴とする内燃機関のオイル回収構造。

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