JP4591406B2 - 内燃機関のオイル通路構造 - Google Patents

Description

本発明は、オイルポンプから吐出されたオイルを内燃機関の各摺動部に供給するようにした内燃機関のオイル通路構造に関し、詳しくは、オイル通路内でのオイルの圧力損失を低減させる対策に係る。

一般に、内燃機関のオイル通路は、オイルポンプから吐出されたオイルの油圧を保ちつつオイルが円滑に供給されるように、可能な限り迂回させたりすることなく短い経路でオイルを流通させることが行われている。

そのため、オイル通路の経路上にカムシャフトなどが配置されている場合には、このカムシャフトを迂回させることなく、カムシャフトを軸受する軸受メタルが装着されるハウジング側の装着面と、この軸受メタルをハウジングに取り付けるキャップ側の装着面と、上記ハウジング側の装着面に連続し、上記キャップが取り付けられるハウジング側の取付面とにオイル通路を凹設することによって、短い経路でオイルを流通させるようにすることが従来より行われている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００４−１００６２８号公報

ところが、上記従来のもののように、軸受メタルのハウジング側の装着面およびキャップ側の装着面並びにハウジング側の取付面に凹設されたオイル通路では、特に高速回転するカムシャフトなどの回転体を支える軸受メタルのハウジング側の装着面およびキャップ側の装着面の剛性を確保しなければならないために必要十分な流路断面積を確保し難く、これでは、返ってオイル通路内でのオイルの圧力損失を招くことになる。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、オイル通路内でのオイルの圧力損失を低減することができる内燃機関のオイル通路構造を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明では、オイルポンプから吐出されたオイルを内燃機関の各摺動部に供給するようにした内燃機関のオイル通路構造を前提とし、カムシャフトのジャーナル部を軸受するカムシャフト用軸受メタルを装着するハウジング側の装着面および上記カムシャフト用軸受メタルをハウジングに取り付けるキャップ側の装着面のうちの少なくともハウジング側の装着面と、このハウジング側の装着面に連続し、上記キャップが取り付けられるハウジング側の取付面およびキャップ側の取付面のうちの少なくともハウジング側の取付面とに、上記オイルポンプからのオイルを流通させるオイル通路を凹設している。そして、上記ハウジング側の装着面および上記キャップ側の装着面のうちの上記オイル通路と向き合うカムシャフト用軸受メタルの背面側に、上記オイル通路の流路断面積をカムシャフト用軸受メタル側に拡張させ且つカムシャフト用軸受メタルの内周面側の摺動面に非連通である通路拡張部を凹設している。

この特定事項により、オイル通路の経路上にカムシャフトが配置されている場合、このオイル通路は、軸受メタル（カムシャフト用軸受メタル）のハウジング側の装着面およびキャップ側の装着面のうちの少なくともハウジング側の装着面と、このハウジング側の装着面に連続するハウジング側の取付面およびキャップ側の取付面のうちの少なくともハウジング側の取付面とに凹設され、ハウジング側の装着面およびキャップ側の装着面のうちのオイル通路と向き合う軸受メタルの背面側に凹設した通路拡張部によって、高速回転するカムシャフトを支える軸受メタルのハウジング側の装着面およびキャップ側の装着面の剛性を確保しつつ流路断面積が軸受メタル側へ十分に確保されることになり、よってカムシャフトを迂回するオイル通路内でのオイルの圧力損失を効率よく低減させることが可能となる。

そして、上記ハウジング側の装着面と上記ハウジング側の取付面とのオイル通路の底面同士を、断面円弧状の曲面によって連結している場合には、オイル通路のハウジング側の装着面とハウジング側の取付面との間でのオイルの流通が断面円弧状の曲面によってスムーズに行われ、オイル通路内でのオイルの圧力損失を低減させる上で非常に有利なものとなる。

以上、要するに、ハウジング側の装着面およびキャップ側の装着面のうちのオイル通路と向き合う軸受メタルの背面側に通路拡張部を設けることで、ハウジング側の装着面およびキャップ側の装着面の剛性を確保しつつオイル通路の流路断面積を軸受メタル側へ十分に確保でき、よってカムシャフトを迂回するオイル通路内でのオイルの圧力損失を効率よく低減させることができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。

図１は本発明の実施例に係わるオイル通路構造を用いたエンジンを示し、このエンジン１は、シリンダヘッド１０、シリンダブロック２、クランクシャフト３、並びに吸気用および排気用カムシャフト４，５を備えている。上記シリンダブロック２の下端にはオイルポンプＯが設けられ、このオイルポンプＯから吐出されてメインギャラリ２０に導入されたオイルは、クランクシャフト３や吸気用および排気用カムシャフト４，５などのジャーナル部３ａ，４ａ，５ａを軸受する摺動部としてのクランクシャフト用軸受メタルやカムシャフト用軸受メタル６（図２に排気用カムシャフト５側の軸受メタルのみ示す）に供給されるようになっている。

上記メインギャラリ２０には、クランクシャフト３のクランクシャフト用軸受メタルにオイルを個々に供給する第１オイル通路２１，２１，…が連結されており、このクランクシャフト用軸受メタル６に供給されたオイルによってクランクシャフト３の各ジャーナル部３ａを潤滑するようになされている。また、メインギャラリ２０には、吸気用および排気用カムシャフト４，５のカムシャフト用軸受メタル６にオイルを供給する第２オイル通路２２が連結されており、このカムシャフト用軸受メタル６に供給されたオイルによって吸気用および排気用カムシャフト４，５の各ジャーナル部４ａ，５ａを潤滑するようになされている。この第２オイル通路２２は、エンジン１のフロント側（図１では左側）を上方へ延びて設けられ、エンジン１のリヤ側（図１では右側）には、メインギャラリ２０に連結されて上方へ延びる第３オイル通路２３が設けられている。この第３オイル通路２３には、吸気用および排気用カムシャフト４，５の最リヤ側のカムシャフト用軸受メタル６を迂回してさらに下流側の摺動部や冷却部位にオイルを供給する第４オイル通路２４（オイル通路）が連結されている。

次に、第４オイル通路２４の構造を図２に基づいて説明する。この場合、同一構成となるので、 図２では第４オイル通路２４の上流側部分の構造についてのみ説明する。

カムシャフト用軸受メタル６は、上下に分割可能な半円弧状のアッパ側半割り軸受６１およびロア側半割り軸受６２により構成され、それぞれの内周面側の摺動面６１ａ，６２ａによって排気用カムシャフト５のジャーナル部５ａを摺動自在に支持している。そして、上記第４オイル通路２４の上流側部分は、排気用カムシャフト５の最リヤ側のカムシャフト用軸受メタル６が装着されるシリンダヘッド１０側（ハウジング側）の断面略半円弧状の装着面１１と、このシリンダヘッド１０側の装着面１１に連続するシリンダヘッド１０側の取付面としての締結面１２、つまりカムシャフト用軸受メタル６をシリンダヘッド１０に取り付けるキャップが締結されるシリンダヘッド１０側の締結面１２とに凹設されて構成され、上記第３オイル通路２３からのオイルを流通させるようにしている。更に、上記シリンダヘッド１０側の装着面１１の第４オイル通路２４の上流側部分と向き合うカムシャフト用軸受メタル６の背面側、つまりロア側半割り軸受６２の背面側（反摺動面側）には、上記第４オイル通路２４の上流側部分の流路断面積を２倍に拡張させるようにカムシャフト用軸受メタル６側に凹設された通路拡張部６３が設けられている。この場合、シリンダヘッド１０側の装着面１１における第４オイル通路２４の上流側部分の底面と、シリンダヘッド１０側の締結面１２における第４オイル通路２４の底面とは、互いに鋭角な面同士で連結されている。

そして、第４オイル通路２４の下流側部分は、吸気用カムシャフト４の最リヤ側のカムシャフト用軸受メタル６が装着されるシリンダヘッド１０側（ハウジング側）の断面略半円弧状の装着面１１と、このシリンダヘッド１０側の装着面１１に連続するシリンダヘッド１０側の取付面としての締結面１２とに凹設されて構成されている。また、上記シリンダヘッド１０側の装着面１１の第４オイル通路２４の下流側部分と向き合うカムシャフト用軸受メタル６の背面側には、第４オイル通路２４の下流側部分の流路断面積を２倍に拡張させるように軸受メタル６側に凹設された通路拡張部６３が設けられている。そして、第３オイル通路２３からのオイルは、排気用カムシャフト５の最リヤ側のカムシャフト用軸受メタル６を迂回する第４オイル通路２４の上流側部分および吸気用カムシャフト４の最リヤ側のカムシャフト用軸受メタル６を迂回する第４オイル通路２４の下流側部分を介してさらに下流側の摺動部や冷却部位に供給されるようになっている。

ここで、シリンダヘッド１０側の装着面１１およびシリンダヘッド１０側の締結面１２にのみ凹設して流路断面積を軸受メタル６側へ拡張させない第４オイル通路と、シリンダヘッド１０側の装着面１１およびシリンダヘッド１０側の締結面１２に加えて流路断面積を軸受メタル６側へ２倍に拡張させた本発明の第４オイル通路２４とを流通する際のオイルの流量（ｌ／ｍｉｎ）に対する計算圧損値（ｋＰａ）の特性を図３に基づいて説明する。

シリンダヘッド１０側の装着面１１およびシリンダヘッド１０側の締結面１２にのみ凹設して流路断面積を軸受メタル６側へ拡張させない第４オイル通路では、図３に破線で示すように、オイルの流量が増加するに従い計算圧損値が飛躍的に増加していることが判る。

これに対し、シリンダヘッド１０側の装着面１１およびシリンダヘッド１０側の締結面１２に加えて流路断面積を軸受メタル６側へ２倍に拡張させた本発明の第４オイル通路２４では、図３に実線で示すように、オイルの流量が増加しても計算圧損値がさほど増加していないことが判る。

したがって、上記実施例では、第３オイル通路２３の経路上に吸気用および排気用カムシャフト４，５が配置されている場合、この第３オイル通路２３に連結された第４オイル通路２４は、カムシャフト用軸受メタル６のシリンダヘッド１０側の装着面１１と、このシリンダヘッド１０側の装着面１１に連続するシリンダヘッド１０側の締結面１２とに凹設されて構成され、シリンダヘッド１０側の装着面１１の第４オイル通路２４と向き合うロア側半割り軸受６２の背面側に凹設した通路拡張部６３によって、高速回転する吸気用および排気用カムシャフト４，５を支えるカムシャフト用軸受メタル６のシリンダヘッド１０側の装着面１１の剛性を確保しつつ流路断面積がカムシャフト用軸受メタル６側へ２倍に確保されることになり、よって吸気用および排気用カムシャフト４，５を迂回する第４オイル通路２４内でのオイルの圧力損失を効率よく低減させることができる。

なお、上記実施例では、シリンダヘッド１０側の装着面１１における第４オイル通路２４の上流側部分の底面と、シリンダヘッド１０側の締結面１２における第４オイル通路２４の底面とを、互いに鋭角な面同士で連結したが、図４に示すように、シリンダヘッド１０側の装着面１１における第４オイル通路２４の上流側部分の底面と、シリンダヘッド１０側の締結面１２における第４オイル通路２４の上流側部分の底面とが、断面円弧状の曲面によって連結されていてもよく、この場合には、第４オイル通路２４のシリンダヘッド１０側の装着面１１と締結面１２との間でのオイルの流通が断面円弧状の曲面によってスムーズに行われ、第４オイル通路２４内でのオイルの圧力損失を低減させる上で非常に有利なものとなる。
［参考例］

次に、参考例を図５および図６に基づいて説明する。

この参考例では、バランスシャフトを軸受するバランスシャフト用軸受メタルにオイル通路構造を適用している。

すなわち、本参考例では、図５に示すように、クランクシャフト３の下方には、左右一対のバランスシャフト７Ｌ，７Ｒが設けられている。この左右のバランスシャフト７Ｌ，７Ｒは、シリンダブロック２の下面に対しキャップとしてのバランスシャフトハウジング２９によって下方から覆われて取り付けられている。

メインギャラリ２０には、左右のバランスシャフト７Ｌ，７Ｒの前後両端部をそれぞれ軸受するバランスシャフト用軸受メタル８にオイルを供給する第５オイル通路２５が連結されており、このバランスシャフト用軸受メタル８に供給されたオイルによって左右のバランスシャフト７Ｌ，７Ｒの各ジャーナル部７Ｌａ，７Ｒａを潤滑するようになされている。この第５オイル通路２５には、左右のバランスシャフト７Ｌ，７Ｒの前後両端部のバランスシャフト用軸受メタル８を迂回して周囲から各バランスシャフト７Ｌ，７Ｒのジャーナル部７Ｌａ，７Ｒａにオイルを供給する第６オイル通路２６（オイル通路）が連結されている。

各バランスシャフト用軸受メタル８は、上下に分割可能な半円弧状のアッパ側半割り軸受８１およびロア側半割り軸受８２により構成され、それぞれの内周面側の摺動面８１ａ，８２ａによって左右のバランスシャフト７Ｌ，７Ｒのジャーナル部７Ｌａ，７Ｒａを摺動自在に支持している。そして、上記第６オイル通路２６は、各バランスシャフト７Ｌ，７Ｒの前後両端のバランスシャフト用軸受メタル８が装着されるシリンダブロック２側（ハウジング側）の断面略半円弧状の装着面２７と、図６にも示すように、上記各バランスシャフト７Ｌ，７Ｒの前後両端のバランスシャフト用軸受メタル８が装着されるバランスシャフトハウジング２９側（キャップ側）の断面略半円弧状の装着面８３と、上記シリンダブロック２側の左右の装着面２７同士の間を連続するシリンダブロック２側の取付面としての締結面２８、つまり左右のバランスシャフト用軸受メタル８をシリンダブロック２の下面に取り付けるためのバランスシャフトハウジング２９が締結されるシリンダブロック２側の装着面２７同士の間に位置する締結面２８と、このシリンダブロック２の締結面２８と対峙し、バランスシャフトハウジング２９側の装着面８３同士の間に位置する締結面８４とにそれぞれ凹設されて構成され、上記第５オイル通路２５からのオイルを流通させるようにしている。

更に、上記シリンダブロック２側の装着面２７の第６オイル通路２６と向き合うバランスシャフト用軸受メタル８の背面側、つまりアッパ側半割り軸受８１の背面側（反摺動面８１ａ側）と、上記バランスシャフトハウジング２９側の装着面８３の第６オイル通路２６と向き合うバランスシャフト用軸受メタル８の背面側、つまりロア側半割り軸受８２の背面側（反摺動面８２ａ側）とには、上記第６オイル通路２６の流路断面積を２倍に拡張させるようにバランスシャフト用軸受メタル８側に凹設された通路拡張部８５が設けられている。また、上記各バランスシャフト用軸受メタル８の周方向所定間隔隔てた４カ所には、第６オイル通路２６内のオイルをバランスシャフト７Ｌ，７Ｒのジャーナル部７Ｌａ，７Ｒａに供給する連通孔８６，８６，…が設けられている。つまり、第５オイル通路２５からのオイルは、第６オイル通路２６および各連通孔８６を介してバランスシャフト７Ｌ，７Ｒのジャーナル部７Ｌａ，７Ｒａに供給されるようになっている。

したがって、上記参考例では、第５オイル通路２５の経路上に左右のバランスシャフト７Ｌ，７Ｒが配置されている場合、この第５オイル通路２５に連結された第６オイル通路２６は、バランスシャフト用軸受メタル８のシリンダブロック２側の装着面２７およびバランスシャフトハウジング２９側の装着面８３と、このシリンダブロック２側の左右の装着面２７同士の間に位置する締結面２８およびバランスシャフトハウジング２９側の左右の装着面８３同士の間に位置する締結面８４とに凹設されて構成されており、シリンダブロック２側の左右の装着面２７の第６オイル通路２６と向き合うアッパ側半割り軸受８１の背面側およびバランスシャフトハウジング２９側の左右の装着面８３の第６オイル通路２６と向き合うロア側半割り軸受６２の背面側に凹設した通路拡張部８５によって、高速回転する左右のバランスシャフト７Ｌ，７Ｒを支えるバランスシャフト用軸受メタル８のシリンダブロック２側の装着面２７の剛性を確保しつつ流路断面積がバランスシャフト用軸受メタル８側へ２倍に確保されることになり、よって左右のバランスシャフト７Ｌ，７Ｒを迂回する第６オイル通路２６内でのオイルの圧力損失を効率よく低減させることができる。

なお、上記各例では、第４または第６オイル通路２４，２６の流路断面積を通路拡張部６３，８５によって２倍に拡張させたが、通路拡張部によるオイル通路の流路断面積の拡張率はこれに限定されるものではなく、オイル通路を流通する際のオイルの流量に対する計算圧損値に応じて適宜変更可能である。

本発明の実施例に係わるオイル通路構造を適用したエンジン全体を示す斜視図である。 同じくシリンダヘッドの装着面に対してカムシャフト用軸受メタルを装着する前の状態を示す分解斜視図である。 同じく流路断面積を軸受メタル側へ拡張させない第４オイル通路と、流路断面積を通路拡張部により軸受メタル側へ２倍に拡張させた本発明の第４オイル通路とを流通する際のオイルの流量に対する計算圧損値の特性を示す特性図である。 実施例の変形例に係るシリンダヘッドの装着面に対してカムシャフト用軸受メタルを装着する前の状態を示す分解斜視図である。 参考例に係るオイル通路構造を適用した左右のバランスシャフト付近の断面図である。 同じくバランスシャフトハウジングを上方から見た平面図である。

符号の説明

１ エンジン（内燃機関）
１０ シリンダヘッド（ハウジング）
１１ シリンダヘッド側の装着面（ハウジング側の装着面）
１２ シリンダヘッド側の締結面（ハウジング側の取付面）
２ シリンダブロック（ハウジング）
２４ 第４オイル通路（オイル通路）
２６ 第６オイル通路（オイル通路）
２７ シリンダブロック側の装着面（ハウジング側の装着面）
２８ シリンダブロック側の締結面（ハウジング側の取付面）
２９ バランスシャフトハウジング（キャップ）
６ カムシャフト用軸受メタル（軸受メタル）
６３ 通路拡張部
８ バランスシャフト用軸受メタル（軸受メタル）
８３ バランスシャフトハウジング側の装着面（キャップ側の装着面）
８４ バランスシャフトハウジング側の締結面（キャップ側の取付面）
８５ 通路拡張部
Ｏ オイルポンプ

Claims (2)

1. オイルポンプから吐出されたオイルを内燃機関の各摺動部に供給するようにした内燃機関のオイル通路構造であって、
   カムシャフトのジャーナル部を軸受するカムシャフト用軸受メタルを装着するハウジング側の装着面および上記カムシャフト用軸受メタルをハウジングに取り付けるキャップ側の装着面のうちの少なくともハウジング側の装着面と、このハウジング側の装着面に連続し、上記キャップが取り付けられるハウジング側の取付面およびキャップ側の取付面のうちの少なくともハウジング側の取付面とには、上記オイルポンプからのオイルを流通させるオイル通路が凹設されており、
   上記ハウジング側の装着面および上記キャップ側の装着面のうちの上記オイル通路と向き合うカムシャフト用軸受メタルの背面側には、上記オイル通路の流路断面積をカムシャフト用軸受メタル側に拡張させ且つカムシャフト用軸受メタルの内周面側の摺動面に非連通である通路拡張部が凹設されていることを特徴とする内燃機関のオイル通路構造。
2. 請求項１に記載の内燃機関のオイル通路構造において、
   上記ハウジング側の装着面と上記ハウジング側の取付面とのオイル通路の底面同士は、断面円弧状の曲面によって連結されていることを特徴とする内燃機関のオイル通路構造。

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