JP5689930B2 - エンジンの潤滑装置 - Google Patents

Description

本発明は、草刈り機などに使用されるエンジンの潤滑装置に関する。

特許文献１には、シリンダブロックの頭部に設けられた動弁室に別途、設けられたブリーザ室で、吸気バルブおよび排気バルブの潤滑を行ったオイルミストを包含する空気をオイルと空気とに分離するエンジンの潤滑装置が記載されている。

特許文献２には、バルブ駆動部の各部品を潤滑したオイルミストを包含する空気をオイルと空気とに分離する動弁室に加えて、エアクリーナに設けられたブリーザ室で更にオイルと空気とに分離するエンジンの潤滑装置が記載されている。

特許文献３には、オイルミストを動弁室でオイルと空気とに分離し、オイルは戻し通路を介して油溜室に回収されると共に、空気はブリーザ管を介してエアクリーナ内に開放されるエンジンの潤滑装置が記載されている。

しかし、特許文献１および２に記載の潤滑装置では、動弁室と別にブリーザ室を設けているので、構成が複雑になり製造コストが増大するという問題があった。また、特許文献３に記載の潤滑装置では、動弁室でのオイルと空気との分離が不十分であり、エアクリーナ内に開放される空気にオイルミストが混入するという問題があった。

特許第４２７０５９１号公報 特許第３２０５６４３号公報 特許第３２４４４７７号公報

本発明は、前記従来の問題点に鑑みてなされたもので、簡単な構成で確実にオイルミストを包含する空気をオイルと空気とに分離するエンジンの潤滑装置を提供することを課題とする。

前記課題を解決するため、本発明は、
オイルを貯留するオイルパンと、
シリンダヘッドの上方に形成されたオイルチャンバと、
前記オイルパンからミスト化されたオイルを前記オイルチャンバに導く連通路と、
前記オイルチャンバを閉蓋するヘッドカバーと、
を備え、オイルで潤滑されるエンジンの潤滑装置において、
前記ヘッドカバーは、下端が開口した箱状のインナーカバーと、該インナーカバーよりも内寸法が大きく、下端が開口した箱状のアウターカバーの２層構造からなり、前記インナーカバーを前記アウターカバー内に収容し、前記インナーカバーと前記アウターカバーの間に分離部材を配設して挟み込み、
前記インナーカバーは、前記オイルチャンバ内のミスト化されたオイルを吸引する開口を有し、
前記アウターカバーは内面に、前記インナーカバーに向かって突出し、前記アウターカバーを前記インナーカバーに装着したときに前記インナーカバーの上面に当接する１対のリブを有し、該１対のリブの間に前記分離部材を固定し、
前記分離部材は、前記インナーカバーの開口より吸引されたミスト化されたオイルをオイルと空気とに分離し、
前記アウターカバーは、前記分離部材で分離されたオイルを前記インナーカバーとの間で前記オイルチャンバに戻すオイル戻し流路と、前記分離部材で分離された空気をエンジンに吸引させる空気吸引流路とを形成したものである。

オイルチャンバを閉蓋するヘッドカバーに分離部材を設け、この分離部材がミスト化されたオイルをオイルと空気とに分離する。従って、簡単な構成で確実にミスト化されたオイルをオイルと空気とに分離できる。また、分離部材をインナーカバーとアウターカバーとの間で確実に挟み込むことができる。さらに、リブで分離部材をインナーカバーとアウターカバーとの間に確実に固定できる。

前記インナーカバーは、前記開口から前記オイルチャンバ内に垂下し、前記オイルチャンバからミスト化されたオイルが通過するブローバイガス通路を有することが好ましい。
これにより、ブローバイガス通路で、オイルチャンバ内に滞留するミスト化されたオイルを確実に吸い上げることができる。

前記オイル戻し流路は、前記インナーカバーの側壁に形成された戻し溝からなることが好ましい。
これにより、戻し溝を介して、分離部材で分離されたオイルがオイルチャンバに確実に戻ることができる。

前記分離部材は、前記ブローバイガス通路の上端の開口を覆うように配設されることが好ましい。
これにより、ブローバイガス通路に吸引されたミスト化されたオイルが確実に分離部材を通過し、オイルと空気とに分離される。

前記分離部材は、金属製のメッシュからなるデミスタであることが好ましい。
分離部材を簡単な材料から構成することで、製造コストを削減できる。

本発明によれば、簡単な構成で確実にミスト化されたオイルをオイルと空気とに分離できる。

本発明の実施形態に係るエンジンにおいて、ミスト化されたオイルがエンジン内部を流れる経路を示す概略図。 本発明の実施形態に係るエンジンにおいて、オイルチャンバから流出したオイルがエンジン内部を流れる経路を示す概略図。 本発明に係るヘッドカバーの分解斜視図。 図３のヘッドカバーを下方から見た分解斜視図。 図３のヘッドカバーを異なる方向から見た分解斜視図。 （Ａ）はヘッドカバーの内部を流れるオイルの経路を示す概略断面図、（Ｂ）はアウターカバーの湾曲部とインナーカバーとの間に生じる隙間を示す図６（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図。 第２連通路を示すシリンダブロックの断面図。 シリンダブロックの下方斜視図。 第３連通路を示すシリンダブロックの断面図。 クランクケースの上方斜視図。 クランクケースの下方斜視図。

以下、本発明の実施形態を添付図面に従って説明する。

本実施形態におけるエンジン１は、図１に示すように、シリンダブロック１１と、シリンダブロック１１の上部に位置するシリンダヘッド１５と、シリンダブロック１１の下部に位置するクランク収容部４５と、シリンダブロック１１の側面に位置するカムギヤチャンバ７８とを備えている。

シリンダブロック１１内のボア１２には、ピストン１３が往復移動可能に収容されている。ピストン１３の往復運動が、コネクティングロッド１４によって、クランク収容部４５内のクランクシャフト６１の回転運動に変換される。

図２を併せて参照すると、シリンダヘッド１５には、上下方向に往復移動可能に吸気バルブ１６と排気バルブ１７とが配設されている。吸気バルブ１６が配設されている通路は、外部から空気をエンジン１内に空気を取り入れ、浄化するエアクリーナ１８に連通している。排気バルブ１７が配設されている通路は、エンジン１内の燃焼空気を外部に排出するマフラ１９に連通している。

図３に示すように、シリンダブロック１１の上部には、凹状のオイルチャンバ２１が設けられている。オイルチャンバ２１は、二層のヘッドカバー２２により閉蓋される。ヘッドカバー２２は、インナーカバー２３と、アウターカバー３０と、インナーカバー２３とアウターカバー３０との間に配設される分離部材３９とを有している。

インナーカバー２３は樹脂製であり、図４に示すように、下端が開口した箱形状である。インナーカバー２３は、ブローバイガス通路２４と、戻し溝２５（図５参照）と、陥凹部２７とを有している。

ブローバイガス通路２４は、オイルチャンバ２１内に滞留するミスト状のオイルを吸引し、分離部材３９まで案内する。ブローバイガス通路２４は、天壁の開口２３ａから垂下し、インナーカバー２３の内部に延びている。ヘッドカバー２２でオイルチャンバ２１を閉蓋すると、ブローバイガス通路２４は、オイルチャンバ２１およびインナーカバー２３で閉じられた空間と、インナーカバー２３およびアウターカバー３０で閉じられた空間とを連通する。

戻し溝２５は、分離部材３９で分離されたオイルをオイルチャンバ２１に戻す。戻し溝２５は、インナーカバー２３の側壁の外面に、側壁の上端から下端にわたって形成されている。戻し溝２５は、インナーカバー２３の側壁の下端よりも下方に突出する突出部２８の下端まで延びている。戻し溝２５の上端には、インナーカバー２３の天壁に設けられた一対の第１リブ２６が形成されている。これら、第１リブ２６，戻し溝２５および突出部２８がオイル戻し流路を構成している。

陥凹部２７は、分離部材３９で分離された空気の吸気経路の一部を構成する。陥凹部２７は、戻し溝２５が設けられた側壁と対向する側壁の外面に形成された窪みである。また、陥凹部２７は、アウターカバー３０をインナーカバー２３に装着した状態で、後述するブリーザー通路３５と対応する位置に設けられている。

図４に示すように、アウターカバー３０は金属製であり、下端が開口した、インナーカバー２３よりも内寸法が大きい箱形状である。アウターカバー３０は、天壁の内面に設けられた第２リブ３１および第３リブ３３と、側壁に設けられたブリーザー通路３５とを有している。

第２リブ３１と第３リブ３３とは、ブリーザー通路３５が設けられた側壁と平行に延び、所定の間隔を隔てて形成されている。第２リブ３１と第３リブ３３とは、ブリーザー通路３５が設けられた側壁と直交する一方の側壁から他方の側壁まで線状に延びている。第２リブ３１と第３リブ３３との間には、分離部材３９が配設される。従って、第２リブ３１と第３リブ３３とで分離部材３９をインナーカバー２３とアウターカバー３０との間に確実に固定できる。第２リブ３１と第３リブ３３との底面は、アウターカバー３０をインナーカバー２３に装着すると、インナーカバー２３の上面と当接する。

第２リブ３１には、中間に切欠き部３２が形成されている。アウターカバー３０を分離部材３９を介してインナーカバー２３に装着すると、切欠き部３２はインナーカバー２３の第１リブ２６の端部と一致するため、第１リブ２６と切欠き部３２を介して分離部材３９と戻し溝２５との間が連通される。

第３リブ３３は、第２リブ３１とブリーザー通路３５との間に設けられ、両端には湾曲部３４が形成されている。アウターカバー３０を分離部材３９を介してインナーカバー２３に装着すると、湾曲部３４とインナーカバー２３との間に隙間３８（図６（Ｂ）参照）が生じ、この隙間３８を介して分離部材３９と陥凹部２７との間が連通される。

ブリーザー通路３５は、第３リブ３３と対向する側壁に設けられ、外方に向かって水平方向に延びている。ブリーザー通路３５の内側端部と対向するように、アウターカバー３０の内部には、アウターカバー３０の天壁内面から垂下する第４リブ３６が形成されている。また、ブリーザー通路３５には、エアクリーナ１８に連通する通気管３７（図２参照）が接続されている。従って、アウターカバー３０をインナーカバー２３に装着すると、ブリーザー通路３５は、陥凹部２７とエアクリーナ１８とを連通する。前記ブリーザー通路３５、通気管３７およびエアクリーナ１８が空気吸引流路を構成している。

分離部材３９はステンレス製のワイヤメッシュからなるデミスタであり、ミスト状のオイルに含まれるミストを捉えて、オイルと空気とに分離する。このように、分離部材３９を簡単な材料から構成することで、製造コストを削減できる。

上記構成のヘッドカバー２２により閉蓋されるオイルチャンバ２１と、カムギヤチャンバ７８との間には、シリンダブロック１１に第１連通路４１（図１参照）が設けられている。第１連通路４１は、上端が開口４１ａを介してオイルチャンバ２１と連通し、下端が開口４１ｂを介してカムギヤチャンバ７８と連通している。図７に示すように、オイルチャンバ２１とクランク収容部４５との間には、シリンダブロック１１に第２連通路４２が設けられている。第２連通路４２は、上端が開口４２ａを介してオイルチャンバ２１と連通し、下端が開口４２ｂを介してクランク収容部４５と連通している。開口４２ａは、チャンバ２１の底面から下方に傾斜して第２連通路４２と繋がる傾斜面４３と、チャンバ２１の底面から鉛直下方に延びる鉛直溝４４とから構成されている。

クランク収容部４５は、シリンダブロック１１の下端部に形成された軸受けケース４６（図８参照）と、軸受けケース４６に結合するクランクケース５３（図１０参照）とからなる。クランクケース５３の下側には、オイルを溜めるオイルパン７３が装着される。

軸受けケース４６には、カムギヤチャンバ７８の下部と連通し、クランクシャフト６１と噛合するカムギヤ７９の一部が露出する露出孔４７が形成されている。

軸受けケース４６の下端とクランクケース５３の上端には、分岐溝４８が形成されている。分岐溝４８の長手方向中央部は、第２連通路４２の下端と連通している。分岐溝４８の一端は軸受けケース４６の第３連通路５１と連通し、他端はクランクケース５３のオイル流入孔５４と連通している。図９に示すように、第３連通路５１は軸受けケース４６に設けられ、上端がシリンダブロック１１のボア１２の側面に連通し、下端は分岐溝４８に連通している。

図１０に示すように、オイル流入孔５４はクランクケース５３に設けられ、分岐溝４８とオイルパン７３とを連通している。図１１に示すように、オイル流入孔５４は、分岐溝４８から下方に延びる円筒５５の内部に形成されている。

また、軸受けケース４６の下端とクランクケース５３の上端には、断面半円形状の軸受け溝５８と、径の異なる複数の半円形状溝５９，５９が形成されており、軸受け溝５８にクランクシャフト６１が回転可能に軸支される。図１に示すように、クランクシャフト６１の内部には、一端が半円形状溝５９に設けた後述するオイル流出孔６４と連通し、他端がクランクケース５３に設けた後述するミスト化オイル流入孔６８と連通する送油通路６２が形成されている。

図１０および図１１に示すように、クランクケース５３には、オイル流出孔６４と、ミスト化オイル流入孔６８と、ミスト化オイル流出孔６９とが形成されている。

オイル流出孔６４は、オイルパン７３に貯留されたオイルを吸い上げて、クランクシャフト６１の送油通路６２まで案内する。オイル流出孔６４は、軸受け溝５８の底部に設けられ、クランクケース５３を鉛直方向に貫通する平面視円形の孔である。オイル流出孔６４の先端には、オイルパン７３に貯留されたオイルを吸い上げるパイプ６６（図１参照）が接続されている。

ミスト化オイル流入孔６８は、クランクシャフト６１の送油通路６２から吐出されミスト化されたオイルが、オイルパン７３の内部に流入するための孔である。ミスト化オイル流入孔６８は、半円形状溝５９の底部に形成された開口であり、半円形状溝５９とオイルパン７３の内部とを連通している。

ミスト化オイル流出孔６９は、オイルパン７３の内部を流動するミスト化されたオイルがオイルパン７３から流出するための孔である。ミスト化オイル流出孔６９は、半円形状溝５９の底部から下方に向かって延びる中空の四角柱６５の内部に形成されており、上端が半円形状溝５９を介して露出孔４７に連通し、下端はオイルパン７３の後述する流動路７５に連通している。

図１に示すように、オイルパン７３は、上端が開口した箱形状であり、その内部にオイルを貯留する。オイルパン７３の上部には、仕切り部材７４が配設されている。オイルパン７３をクランクケース５３に装着した状態で、クランクケース５３と仕切り部材７４との間には、ミスト化されたオイルがオイルパン７３の内部上側を流動する流動路７５が形成されている。この流動路７５の一端はミスト化オイル流入孔６８に連通し、他端はミスト化オイル流出孔６９に連通している。

カムギヤチャンバ７８は、下部が露出孔４７を介してオイルパン７３と連通すると共に、上部は第１連通路４１を介してオイルチャンバ２１と連通している。カムギヤチャンバ７８内には、カムギヤ７９が回転可能に収容されている。このカムギヤ７９が回転することで、カムギヤ７９に連結されたカムリフタ（図示せず）を介して吸気バルブ１６および排気バルブ１７を作動する。吸気バルブ１６が作動すると、エアクリーナ１８から取り入れた空気をボア１２内に送り込む。排気バルブ１７が作動すると、ボア１２内から燃焼空気が流出し、マフラ１９から排出される。

前記ピストン１３とクランクシャフト６１とは、エンジン１の内部を流動するオイルにより潤滑されている。オイルは、シリンダブロック１１に設けられた複数の連通路４１，４２，５１を含む潤滑装置によって、エンジン１の内部を流動する。

図１に示すように、オイルパン７３に貯留されたオイルは、パイプ６６を介して、オイル流出孔６４の上方に吸い上げられる。オイル流出孔６４の上端からクランクシャフト６１の送油通路６２に流入したオイルは、吐出孔６３から吐出される際に、回転するクランクシャフト６１の遠心力によりミスト状にされる。ミスト化されたオイルは、吐出孔６３から下方に移動し、ミスト化オイル流入孔６８からオイルパン７３の内部に流入して、仕切り部材７４に沿って移動する。そして、ミスト化されたオイルは、ミスト化オイル流出孔６９を上方に移動して、露出孔４７を介してカムギヤチャンバ７８内に流入する。この後、ミスト化されたオイルはカムギヤチャンバ７８内を上方に移動し、第１連通路４１を介してオイルチャンバ２１内に流入して滞留する。

図６（Ａ）に示すように、オイルチャンバ２１内のミスト化されたオイルは、エアクリーナ１８内の負圧によってインナーカバー２３のブローバイガス通路２４に吸い上げられ、分離部材３９を通過することで、オイルと空気とに分離される。このように、オイルチャンバ２１を閉蓋するヘッドカバー２２に分離部材３９を設け、この分離部材３９がミスト化されたオイルをオイルと空気とに分離する。従って、簡単な構成で確実にミスト化されたオイルをオイルと空気とに分離できる。また、分離部材３９は、ブローバイガス通路２４の上端開口を覆うように配設されているので、ブローバイガス通路２４を通過するミスト化されたオイルが確実に分離部材３９を通過し、オイルと空気とに分離される。

分離部材３９で分離された空気は、第３リブ３３の湾曲部３４とインナーカバー２３の表面との隙間３８を介して分離部材３９から流出する。そして、空気はインナーカバー２３とアウターカバー３０との間を図６（Ａ）中矢印Ａ方向に流動し、第４リブ３６を介してブリーザー通路３５まで到達する。この後、空気はブリーザー通路３５から通気管３７を介してエアクリーナ１８まで移動し、エアクリーナ１８内で開放される。

一方、分離部材３９で分離されたオイルは、第２リブ３１の切欠き部３２を介して分離部材３９から流出する。そして、オイルはインナーカバー２３とアウターカバー３０との間を図６（Ａ）中矢印Ｃ方向に移動する。次に、オイルは戻し溝２５とアウターカバー３０との間に流入し、戻し溝２５に沿ってオイルチャンバ２１内に移動して溜められる。更に、オイルは、図２に示すように、第２連通路４２内を下方に移動し分岐溝４８に到達して、ボア１２の内部に供給されるオイルとオイルパン７３に戻されるオイルとに分けられる。

ボア１２の内部に供給されるオイルは、分岐溝４８からシリンダブロック１１の第３連通路５１を介してボア１２の内部まで移動し、ピストン１３などの各部品を潤滑する。この後、オイルはミスト化オイル流入孔６８を介してオイルパン７３に戻される。分岐溝４８から直接、オイルパン７３に戻されるオイルは、クランクケース５３のオイル流入孔５４を介して戻される。

なお、本発明は前記実施形態に限定されず、種々の変形が可能である。
インナーカバーとアウターカバーとに関しては、オイルチャンバ２１からミスト化されたオイルを吸い上げ、オイルと空気とに分離した後、オイルチャンバ２１に戻す限り、その形状は特に限定されない。前記実施形態では、オイル戻し流路をインナーカバー２３に設けたが、これに限定されず、アウターカバー３０に設けてもよい。また、分離部材３９はオイルと空気とを分離する限り、その形状および材料は特に限定されない。

１ エンジン
１８ エアクリーナ（空気吸引流路）
２１ オイルチャンバ
２２ ヘッドカバー
２３ インナーカバー
２３ａ 開口
２４ ブローバイガス通路
２５ 戻し溝（オイル戻し流路）
２６ 第１リブ（オイル戻し流路）
２８ 突出部（オイル戻し流路）
３０ アウターカバー
３１ 第２リブ
３３ 第３リブ
３５ ブリーザー通路（空気吸引流路）
３７ 通気管（空気吸引流路）
３９ 分離部材
４１ 第１連通路
６３ 吐出孔
７３ オイルパン

Claims (5)

1. オイルを貯留するオイルパンと、
   シリンダヘッドの上方に形成されたオイルチャンバと、
   前記オイルパンからミスト化されたオイルを前記オイルチャンバに導く連通路と、
   前記オイルチャンバを閉蓋するヘッドカバーと、
   を備え、オイルで潤滑されるエンジンの潤滑装置において、
   前記ヘッドカバーは、下端が開口した箱状のインナーカバーと、該インナーカバーよりも内寸法が大きく、下端が開口した箱状のアウターカバーの２層構造からなり、前記インナーカバーを前記アウターカバー内に収容し、前記インナーカバーと前記アウターカバーの間に分離部材を配設して挟み込み、
   前記インナーカバーは、前記オイルチャンバ内のミスト化されたオイルを吸引する開口を有し、
   前記アウターカバーは内面に、前記インナーカバーに向かって突出し、前記アウターカバーを前記インナーカバーに装着したときに前記インナーカバーの上面に当接する１対のリブを有し、該１対のリブの間に前記分離部材を固定し、
   前記分離部材は、前記インナーカバーの開口より吸引されたミスト化されたオイルをオイルと空気とに分離し、
   前記アウターカバーは、前記分離部材で分離されたオイルを前記インナーカバーとの間で前記オイルチャンバに戻すオイル戻し流路と、前記分離部材で分離された空気をエンジンに吸引させる空気吸引流路とを形成した
   ことを特徴とするエンジンの潤滑装置。
2. 前記インナーカバーは、前記開口から前記オイルチャンバ内に垂下し、前記オイルチャンバからミスト化されたオイルが通過するブローバイガス通路を有することを特徴とする請求項１に記載のエンジンの潤滑装置。
3. 前記オイル戻し流路は、前記インナーカバーの側壁に形成された戻し溝からなることを特徴とする請求項１又は２に記載のエンジンの潤滑装置。
4. 前記分離部材は、前記ブローバイガス通路の上端の開口を覆うように配設されたことを特徴とする請求項２から３のいずれかに記載のエンジンの潤滑装置。
5. 前記分離部材は、金属製のメッシュからなるデミスタであることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のエンジンの潤滑装置。

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