以下、本発明に係る内燃機関の実施形態について、図面を参照して説明する。
(第1実施形態)
−オイル循環系統−
図1〜図8を参照して、本発明の第1実施形態について説明する。まず、図1を参照して、本発明に係る直列4気筒エンジンにおけるオイルの循環系統について説明する。エンジン1は、ピストン11、クランクシャフト12、カムシャフト13等の種々の被潤滑機構が配設されるエンジンブロック2と、当該種々の被潤滑機構を潤滑するオイルをエンジン1内で循環させる潤滑系統3とを備えている。なお、エンジン1は、本発明の「内燃機関」の一例である。
エンジンブロック2は、図2に示すように、シリンダヘッド21およびシリンダブロック22を備えている。また、シリンダヘッド21およびシリンダブロック22には、図1に示すように、ピストン11、クランクシャフト12、カムシャフト13等の種々の被潤滑部材が配設されている。エンジンブロック2の下端部には、これらの被潤滑部材に対して供給されるべきオイルを貯留する部材であるオイルパン30が配設されている。
潤滑系統3は、オイルパン30の内側に貯留されているオイルを上記の種々の被潤滑部材へ供給可能とするべく、以下の通り構成されている。
オイルパン30の内側には、オイルストレーナ31が配設されている。オイルストレーナ31は、オイル内の異物等を除去するものであって、オイルパン30に貯留されているオイルを吸い込むための吸込口31aを有し、ストレーナ流路33を介して、エンジンブロック2に設けられたオイルポンプ32に接続されている。
オイルポンプ32は、オイルパン30に収納されたオイルを吸い上げて、オイルフィルタ34を介して、被潤滑部材に対して、潤滑油として供給するポンプであって、例えば、ロータリーポンプ等から構成されている。また、オイルポンプ32のロータは、クランクシャフト12の回転に伴って回転するべく、クランクシャフト12に係合されている。更に、オイルポンプ32は、エンジンブロック2の外部に設けられたオイルフィルタ34のオイル入口と、オイル輸送管35を介して接続されている。オイルフィルタ34のオイル出口は、上記の種々の被潤滑部材に向かうオイル流路として設けられたオイル供給管36と接続されている。
エンジン1の運転が開始されると、クランクシャフト12の回転に伴ってオイルポンプ32が駆動される。そして、図1に矢印Vで示すように、オイルポンプ32は、オイルパン30に貯留されているオイルをオイルストレーナ31の吸込口31aから吸入し、吸入されたオイルを、オイル輸送管35、オイルフィルタ34、オイル供給管36を順次経由して、エンジンブロック2内の潤滑対象である被潤滑部材に供給する。このようにして被潤滑部材に供給されたオイルは、被潤滑部材にて潤滑油として機能すると共に、被潤滑部材の動作時に生じる摩擦熱等の熱を吸収した後、重力によって滴下してオイルパン30に回収される。
−シリンダヘッド−
次に、シリンダヘッド21の構造について説明する。シリンダヘッド21は、図1に示すように、その上部にカムシャフト13等の種々の被潤滑部材が配設されると共に、図2および図3に示すように、その側面に4個の排気ポート214が配設されている。
各排気ポート214は、それぞれ、シリンダボア223に接続され、図略のエキゾーストマニホールドに対して排気ガスを排出するものである。また、図3に示すように、シリンダヘッド21には、4つの上部オイル通路211(211a、211b、211c、211d)が設けられている。なお、上部オイル通路211(211a、211b、211c、211d)は、本発明の「オイル戻し通路」の一例である。また、シリンダヘッド21と、シリンダブロック22との間には、燃焼ガス、冷却水およびオイル漏れを防止するシリンダヘッドガスケット(図示せず)が組み付けられている。
−シリンダブロック−
次に、シリンダブロック22の構造について説明する。シリンダブロック22は、図2に示すように、ウォータジャケット221、中部オイル通路222、および、シリンダボア223を備えている。なお、中部オイル通路222は、本発明の「オイル戻し空間」の一例である。
シリンダボア223は、略円筒状に形成され、ピストン11(図1参照)が摺動自在に収納されて、上端部に燃焼室(図示せず)が形成されるものである。なお、燃焼室は、ピストン11の頂面、シリンダボア223の内周面、および、シリンダヘッド21の下側表面の一部によって構成される。
ウォータジャケット221は、冷却水によってシリンダボア223の壁面を冷却するものであって、シリンダボア223(シリンダボア223a、223b、223cおよび223d)の外周に沿って形成されている。また、ウォータジャケット221には、図略の流入口および流出口が形成されている。
ウォータジャケット221の流入口は、図略のウォータポンプから冷却水が供給可能に構成されている。流入口から流入した冷却水は、図5に示すように、シリンダボア223a、223b、223c、223dのそれぞれの外周に沿って順次矢印VWの向きに流れ、シリンダボア223dの外周に形成された流出口から排出される。流出口から排出された冷却水は、図略のラジエータに送出可能に構成され、当該ラジエータにおいて、冷却水によって回収された熱が大気に放出される。
また、ウォータジャケット221のシリンダボア223とは反対側(外側)の部分には、ウォータジャケット221に対向する(隣接する)ように中部オイル通路222が配置されている。
−オイル通路の全体構成−
まず、オイル通路の全体構成について説明する。図1および図3に示すように、シリンダヘッド21の上部オイル通路211は、シリンダヘッド21の上方に配設されたカムシャフト13等の被潤滑部材から滴下したオイルを、シリンダブロック22の上端位置近傍まで滴下させる通路である。中部オイル通路222は、シリンダヘッド21の上部オイル通路211a〜211dから滴下するオイルが流れ込むように構成されているとともに、上部オイル通路211から滴下したオイルを、オイルパン30まで滴下させる通路である。
すなわち、シリンダヘッド21の上方に配設されたカムシャフト13等の被潤滑部材から滴下したオイルは、シリンダヘッド21に形成された上部オイル通路211、および、シリンダブロック22に形成された中部オイル通路222を順次経由して、オイルパン30まで滴下する。
−上部オイル通路の構成−
次に、上部オイル通路211a〜211dの構成について説明する。図3に示すように、シリンダヘッド21の4つの上部オイル通路211a〜211dは、シリンダボア223の列方向(X軸方向)に沿って配置されている。また、上部オイル通路211a〜211dは、それぞれ、シリンダボア223の軸方向(Z軸方向)に沿って延びるように形成された略真円の柱状孔である。
−中部オイル通路の構成−
次に、中部オイル通路222の構成について説明する。図3に示すように、中部オイル通路222は、シリンダヘッド21の上部オイル通路211a〜211dから滴下したオイルを、シリンダブロック22の下端部に配設されたオイルパン30(図1参照)まで滴下させる通路である。
図4に示すように、中部オイル通路222は、第1オイル室222aと、第1オイル室222aに隣接する第2オイル室222bとを含んでいる。第1オイル室222aおよび第2オイル室222bは、それぞれ、上部オイル通路211a〜211dから滴下するオイルを、ウォータジャケット221(図3参照)の下端位置近傍まで滴下させるオイル通路として機能する。これにより、第1オイル室222aおよび第2オイル室222b内のオイルは、ウォータジャケット221内の冷却水と効率的に熱交換されて、第1オイル室222aおよび第2オイル室222b内において充分に冷却される。
第1オイル室222aの上方には、図4に示すように、3つの上部オイル通路211a〜211cが配置されている。3つの上部オイル通路211a〜211cから滴下するオイルは、第1オイル室222a内に流れるように構成されている。また、第2オイル室222bの上方には1つの上部オイル通路211dが配置されている。1つの上部オイル通路211dから滴下するオイルは、第2オイル室222b内に流れるように構成されている。
図5に示すように、第1オイル室222aおよび第2オイル室222b(中部オイル通路222)は、それぞれ、ウォータジャケット221に沿って4個のシリンダボア223(223a〜223d)の列方向(X軸方向、図5では左右方向)に延設されている。この第1オイル室222aおよび第2オイル室222b(中部オイル通路222)は、平面視において、幅方向(Y軸方向)と比較して上下方向(図3のZ軸方向)が長い扁平形状に形成されている。また、中部オイル通路222のシリンダボア223の列方向(X軸方向)の中央部近傍には、第1オイル室222aと第2オイル室222bとを区画する隔壁部24が形成されている。
図6に示すように、第1オイル室222aおよび第2オイル室222bは、オイルの流れる方向(下方向)に向かってオイル室の幅が狭くなるように形成されている。すなわち、第1オイル室222aおよび第2オイル室222bは、オイルの滴下する方向(下方向)に向かって先細りするテーパ形状を有している。また、第1オイル室222aおよび第2オイル室222bは、それぞれ、略水平に(X軸方向に沿って)形成されており、概ねX軸方向と平行に形成されている。
図3に示すように、第1オイル室222aおよび第2オイル室222bの下方には、後述する接続通路225を介して下部オイル通路222cが接続されている。なお、接続通路225は、本発明の「オイル排出通路」の一例である。
ここで、第1実施形態では、図4〜図6に示すように、第1オイル室222aには、耐熱樹脂からなる板状の第1スペーサ部材41が挿入されている。第2オイル室222bには、耐熱樹脂からなる板状の第2スペーサ部材42が挿入されている。
第1スペーサ部材41は、図4および図5に示すように、第1オイル室222aの流路を分離する分離部41aと、分離部41aに形成された4つのガイド部411b、412b、413bおよび414bとを有している。具体的には、分離部41aは、第1オイル室222aをウォータジャケット221側の領域A1と、ウォータジャケット221とは反対側の領域A2とに分離する。2つのガイド部411bおよび412bは、図5に示すように、分離部41aのウォータジャケット221とは反対側の側面部41cに形成されている。2つのガイド部413bおよび414bは、分離部41aのウォータジャケット221側の側面部41dに形成されている。
分離部41aにより分離された第1オイル室222aのウォータジャケット221側の領域A1は、ウォータジャケット221とは反対側の領域A2と略等しい面積(流路断面積)を有している。すなわち、分離部41aは、第1オイル室222aをウォータジャケット221側の領域A1と、ウォータジャケット221とは反対側の領域A2とが略等しい面積(流路断面積)になるように第1オイル室222aに配置されている。
分離部41aは、第1オイル室222aの形状(扁平形状)に対応するように、シリンダボア223の列方向(X軸方向)に沿って延びるように形成されている。分離部41aのX軸方向の長さは、第1オイル室222aのシリンダボア223の列方向(X軸方向)の長さと略等しく形成されており、分離部41aの側端部41eおよび41fは、第1オイル室222aに対して略隙間なく挿入されている。
分離部41aの側面部41c(側面部41d)に形成されたガイド部411bおよび412b(ガイド部413bおよび414b)は、それぞれ、分離部41a側から外側に向かって突出するように形成されており、第1オイル室222aの壁面(内表面)と隙間なく接触するように配置されている。また、ガイド部411bおよび412b(ガイド部413bおよび414b)は、分離部41aと一体的に形成されている。なお、ガイド部411bおよび412b(ガイド部413bおよび414b)と、分離部41aとを別部材により形成し、接着剤などにより互いに接着固定して使用することも可能である。
ガイド部411bおよび412bは、図4に示すように、分離部41aの上端部41gから下端部41h(側端部41f)(接続通路225)方向に向かって延びている。具体的には、ガイド部411bおよび412bの上端部41g近傍の部分は、上端部41gに対して比較的大きな傾斜角度で下方に延びるように形成されているとともに、ガイド部411bおよび412bの上端部41g近傍の部分よりも下方の部分は、上端部41gに対して比較的小さな傾斜角度で下方(接続通路225方向)に延びるように形成されている。また、分離部41aの上端部41gは、第1オイル室222aの上端面と略同じ高さ(面一)である。なお、ガイド部413bおよび414bは、ガイド部411bおよび412bと同様に構成されているので、詳細な説明は省略する。
また、図6に示すように、分離部41aの側端部41eと下端部41hとの間には、上端部41gに対して傾斜する傾斜部41iが形成されている。この傾斜部41iは、第1オイル室222aの底面220a上に接触するように配置されている。
また、第1実施形態では、シリンダヘッド21の3つの上部オイル通路211a〜211cから滴下されるオイルは、それぞれ、独立した状態で接続通路225に導かれるように構成されている。具体的には、シリンダヘッド21の上部オイル通路211aのシリンダブロック22側の開口部は、分離部41aの上端部41gの側端部41e近傍に配置されている。これにより、上部オイル通路211aから滴下するオイルは、傾斜部41i上に滴下した後に、傾斜部41iに沿って(第1オイル室222aの底面220aに沿って)接続通路225へ流れる(導かれる)。
また、上部オイル通路211bのシリンダブロック22側の開口部は、分離部41aの上端部41gのガイド部411b(ガイド部413b)近傍に配置されている。これにより、上部オイル通路211bから滴下するオイルは、ガイド部411b(ガイド部413b)に滴下した後に、ガイド部411b(ガイド部413b)の表面に沿って接続通路225へ流れる(導かれる)。
また、上部オイル通路211cのシリンダブロック22側の開口部は、分離部41aの上端部41gのガイド部412b(ガイド部414b)近傍に配置されている。これにより、上部オイル通路211cから滴下するオイルは、ガイド部412b(ガイド部414b)に滴下した後に、ガイド部412b(ガイド部414b)の表面に沿って接続通路225へ流れる(導かれる)。
すなわち、第1オイル室222aに配置された第1スペーサ部材41のガイド部411bおよび412b(413bおよび414b)により、3つの上部オイル通路211a〜211cから滴下されるオイルは、それぞれ、第1オイル室222a内において合流することなく独立した状態で接続通路225に導かれることとなる。
また、第1スペーサ部材41のガイド部411bおよび412b(413bおよび414b)上をオイルが流れるので、伝熱濡れ面積を拡大することが可能となり、第1オイル室222aの上部の放熱面積を有効活用することが可能となる。
また、図5に示すように、第2スペーサ部材42は、第2オイル室222bの流路を分離する分離部42aと、分離部42aに形成された2つのガイド部421bおよび422bとを有している。具体的には、分離部42aは、第2オイル室222bをウォータジャケット221側の領域B1と、ウォータジャケット221とは反対側の領域B2とに分離する。ガイド部421bは、分離部42aのウォータジャケット221とは反対側の側面部42cに形成されている。ガイド部422bは、分離部42aのウォータジャケット221側の側面部42dに形成されている。
分離部42aにより分離された第2オイル室222bのウォータジャケット221側の領域B1は、ウォータジャケット221とは反対側の領域B2と略等しい面積(流路断面積)を有している。すなわち、分離部42aは、第2オイル室222bをウォータジャケット221側の領域B1と、ウォータジャケット221とは反対側の領域B2とが略等しい面積(流路断面積)になるように第2オイル室222bに配置されている。
分離部42aは、第2オイル室222bの形状(扁平形状)に対応するように、X軸方向に沿って延びるように形成されている。分離部42aのシリンダボア223の列方向(X軸方向)の長さは、第2オイル室222bのシリンダボア223の列方向(X軸方向)の長さと略等しく形成されており、分離部42aの側端部42eおよび42fは、第2オイル室222bに対して略隙間なく挿入されている。
分離部42aのY軸方向の側面部42cおよび42dのそれぞれに形成された2つのガイド部421bおよび422bは、それぞれ、分離部42a側から外側に向かって突出するように形成されており、第2オイル室222bの壁面(内表面)と隙間なく接触するように配置されている。また、ガイド部421bは、図4に示すように、分離部42aの上端部42gから下端部42h(側端部42f)(接続通路225)方向に向かって延びている。具体的には、ガイド部421bは、上端部42gに対して略直線的に傾斜するように形成されている。また、分離部42aの上端部42gは、第2オイル室222bの上端面と略同じ高さ(面一)である。なお、ガイド部422bは、ガイド部421bと同様に構成されているので、詳細な説明は省略する。
また、図6に示すように、分離部42aの側端部42eと下端部42hとの間には、上端部42gに対して傾斜する傾斜部42iが形成されている。この傾斜部42iは、第2オイル室222bの底面220b上に接触するように配置されている。
また、上部オイル通路211dのシリンダブロック22側の開口部は、分離部42aの上端部42gの側端部42e近傍に配置されている。分離部42aの上部オイル通路211dに対応する部分には、切欠部42jが形成されている。この切欠部42jのX軸方向の大きさは、上部オイル通路211dの直径と略同じである。また、ガイド部421b(ガイド部422b)の端部423bは、切欠部42j上に突出するように配置されている。このガイド部421b(ガイド部422b)の端部423bは、図5に示すように、平面視において、上部オイル通路211dの中央部近傍に位置するように配置されている。
また、図6に示すように、シリンダヘッド21の上部オイル通路211dから滴下するオイルは、ガイド部421b(ガイド部422b)を流れるオイルと、第2オイル室222bの底面220b(傾斜部42i)を流れるオイルとに分流された後に、接続通路225へ流れる(導かれる)。
また、第2スペーサ部材42のガイド部421b(422b)上をオイルが流れるので、伝熱濡れ面積を拡大することが可能となり、第2オイル室222bの上部の放熱面積を有効活用することが可能となる。
図7に示すように、下部オイル通路222cは、第2オイル室222b(第1オイル室222a)から滴下したオイルを、オイルパン30まで滴下させる通路である。また、下部オイル通路222cは、ウォータジャケット221の下端位置近傍で、第1オイル室222aおよび第2オイル室222b内を滴下したオイルを合流させて、その後、略垂直にオイルパン30まで滴下させるべく形成されている(図3および図7参照)。これにより、ウォータジャケット221の下端位置を通過したオイルを速やかにオイルパン30まで滴下させることができるので、下部オイル通路222c内を通過する際のオイルの受熱を抑制することが可能である。
−中部オイル通路と下部オイル通路との接続部の構造−
次に、図8を参照して、第1オイル室222aおよび第2オイル室222bと、下部オイル通路222cとの接続部の構造について説明する。図8(a)は、第1オイル室222aおよび第2オイル室222bと、下部オイル通路222cとの接続部近傍の上面図であり、図8(b)は、第1オイル室222aおよび第2オイル室222bと、下部オイル通路222cとの接続部近傍の側面図である。
図8(a)および図8(b)に示すように、第1オイル室222aおよび第2オイル室222bの下端部と、下部オイル通路222cの上端部との間には、接続通路225が形成されている。なお、接続通路225は、便宜上、下部オイル通路222cの一部であるものとして説明する。接続通路225は、Y軸方向(紙面に対して手前方向および奥行方向)に略円柱状に形成されている。
また、接続通路225の上側面におけるY軸の負方向の端部には、2つの略方形状の孔224が形成されている。孔224は、第1オイル室222aおよび第2オイル室222bから接続通路225へ、オイルを滴下可能にするものである。すなわち、第1オイル室222aおよび第2オイル室222bを滴下したオイルは、それぞれ、孔224を通過して、接続通路225へ流入する。そして、孔224を通過して接続通路225へ流入したオイルは、接続通路225をY軸の正方向に流れる。
更に、接続通路225の下側面におけるY軸の正方向の端部には、略方形状の孔226が形成されている。孔226は、接続通路225から下部オイル通路222cの垂直通路へ、オイルが滴下可能にするものである。すなわち、接続通路225をY軸の正方向に流れたオイルは、孔226を通過して、下部オイル通路222cの垂直通路へ流入する。
以上説明したように、第1実施形態によるエンジン1によれば、以下に列記するような効果が得られる。
第1実施形態では、上記のように、シリンダヘッド21の4つの上部オイル通路211a〜211dから滴下されるオイルをそれぞれ独立した状態で接続通路225に導くように構成する。これにより、シリンダブロック22の第1オイル室222a(第2オイル室222b)のオイルと、シリンダブロック22のウォータジャケット221との熱交換を促進しつつ、シリンダブロック22の第1オイル室222a(第2オイル室222b)において、シリンダヘッド21の上部オイル通路211a〜211dから滴下するオイルが合流する合流部をなくすことができるので、合流時におけるオイルの流速低下を抑制(流速を確保)することができる。これにより、オイルとシリンダブロック22のウォータジャケット221との熱交換が促進されるので、オイルの冷却性能を向上させることが可能となる。
また、第1実施形態では、上記のように、6つのガイド部411b、412b、413b、414b、421bおよび422bをそれぞれシリンダヘッド21の4つの上部オイル通路211a〜211dからのオイルが滴下される位置に対応するように設ける。これにより、シリンダヘッド21の上部オイル通路211a〜211dを流れるオイルをガイド部411b〜414b、421bおよび422bにより個々に接続通路225まで導く(案内する)ことができるので、シリンダブロック22の第1オイル室222a(第2オイル室222b)内においてオイルが合流するのを抑制することができる。これにより、シリンダブロック22の第1オイル室222a(第2オイル室222b)内におけるオイルの合流部をなくすことができるので、合流時におけるオイルの流速低下を抑制することができる。
また、第1実施形態では、上記のように、ガイド部411b〜414b、421bおよび422bをシリンダブロック22の第1オイル室222a(第2オイル室222b)の扁平形状に沿った方向で、かつ、シリンダヘッド21の4つの上部オイル通路211a〜211dからオイルが滴下される位置から接続通路225に向かって延びるように形成する。これにより、ガイド部411b〜414b、421bおよび422bによりシリンダヘッド21の上部オイル通路211a〜211dを流れるオイルを個々に直接的に接続通路225まで導く(案内する)ことができるので、シリンダブロック22の第1オイル室222a(第2オイル室222b)内におけるオイルの合流部をなくすことができる。
また、第1実施形態では、上記のように、第1スペーサ部材41(第2スペーサ部材42)は、シリンダブロック22の第1オイル室222a(第2オイル室222b)を領域A1(領域B1)と領域A2(領域B2)とに分離する分離部41a(分離部42a)と、分離部41a(分離部42a)の側面部41cおよび41d(側面部42cおよび42d)に設けられたガイド部411b〜414b(ガイド部421bおよび422b)とを含む。これにより、第1スペーサ部材41(第2スペーサ部材42)の分離部41a(分離部42a)により、領域A1(領域B1)と、領域A2(領域B2)とを任意の大きさに設定することができる。これにより、第1オイル室222a(第2オイル室222b)内の壁面のオイルによる濡れ面積の大きさを調整することができるので、容易に冷却性能を向上させることができる。
(第2実施形態)
次に、図9〜図11を参照して、第2実施形態について説明する。この第2実施形態では、スペーサ部材の分離部の上方に上部オイル通路が配置される例を示した上記第1実施形態とは異なり、スペーサ部材の分離部のうち上部オイル通路が配置される部分に対応する部分に切欠部を設けた例について説明する。
第2実施形態によるエンジン101では、図9に示すように、第1オイル室222aには、耐熱樹脂からなる板状の第1スペーサ部材51が挿入されている。第1スペーサ部材51は、図10に示すように、第1オイル室222aの流路を分離する分離部51aと、分離部51aに形成された4つのガイド部511b、512b、513bおよび514bとを有している。具体的には、分離部51aは、第1オイル室222aをウォータジャケット221側の領域A1と、ウォータジャケット221とは反対側の領域A2とに分離する。2つのガイド部511bおよび512bは、分離部51aのウォータジャケット221とは反対側の側面部51cに形成されている。2つのガイド部513bおよび514bは、分離部51aのウォータジャケット221側の側面部51dに形成されている。
分離部51aにより分離された第1オイル室222aのウォータジャケット221側の領域A1は、ウォータジャケット221とは反対側の領域A2と略等しい面積(流路断面積)を有している。すなわち、分離部51aは、第1オイル室222aをウォータジャケット221側の領域A1と、ウォータジャケット221とは反対側の領域A2とが略等しい面積(流路断面積)になるように第1オイル室222aに配置されている。
分離部51aは、第1オイル室222aの形状(扁平形状)に対応するように、シリンダボア223の列方向(X軸方向)に沿って延びるように形成されている。分離部51aの第2オイル室222bとは反対側の側端部51eは、第1オイル室222aの壁面(内表面)と間隔を隔てて配置されている。分離部51aの第2オイル室222b側の側端部51fは、第1オイル室222aの側面(内表面)と接触して配置されている。
分離部51aの側面部51cおよび51dにそれぞれ形成された4つのガイド部511b、512b、513bおよび514bの外側表面(外側面)は、第1オイル室222aの壁面と隙間なく接触するように配置されている。また、ガイド部511bおよび512bは、図11に示すように、分離部51aの上端部51gから下端部51h(側端部51f)(接続通路225)方向に向かって延びている。
より具体的には、ガイド部511bおよび512bの上端部51g近傍の部分は、上端部51gに対して比較的大きな傾斜角度で下方に延びるように形成されているとともに、ガイド部511bおよび512bの上端部51g近傍の部分よりも下方の部分は、上端部51gに対して比較的小さな傾斜角度で下方(接続通路225方向)に延びるように形成されている。なお、ガイド部513bおよび514bは、ガイド部511bおよび512bと同様に構成されているので、詳細な説明は省略する。
また、分離部51aの側端部51eと下端部51hとの間には、上端部51gに対して傾斜する傾斜部51iが形成されている。この傾斜部51iは、第1オイル室222aの底面220a上に接触するように配置されている。
ここで、第2実施形態では、第1スペーサ部材51の分離部51aの上端部51gには、分離部51aのうちシリンダヘッド21の3つの上部オイル通路211a、211bおよび211cのシリンダブロック22側の開口部に対応する位置(部分)を避けるように、切欠部51j、51kおよび51lが形成されている。
具体的には、上部オイル通路211aのシリンダブロック22側の開口部は、第1スペーサ部材51の上端部51gの側端部51e近傍に配置されている。切欠部51jは、第1スペーサ部材51の分離部51aの上端部51gのうち、上部オイル通路211aのシリンダブロック22側の開口部に対応する位置に形成されており、上部オイル通路211aから滴下するオイルが分離部51aの上端部51gに衝突しないように構成されている。
また、第1オイル室222aの底面220aのうち、上部オイル通路211aの直下に位置する部分は、平面視において露出している。これにより、シリンダヘッド21の上部オイル通路211aから滴下するオイルは、分離部51aに衝突することなく第1オイル室222aの底面220a上に滴下し、その後、底面220aの表面に沿って(傾斜部51iに沿って)接続通路225へ流れる(導かれる)。
また、切欠部51kは、第1スペーサ部材51の分離部51aの上端部51gのうち、上部オイル通路211bのシリンダブロック22側の開口部に対応する位置に形成されており、上部オイル通路211bから滴下するオイルが分離部51aの上端部51gに衝突しないように構成されている。
また、ガイド部511b(513b)のうち上部オイル通路211bの直下に位置する部分は、平面視において露出している。これにより、シリンダヘッド21の上部オイル通路211bから滴下するオイルは、分離部51aに衝突することなくガイド部511b(513b)上に滴下し、その後、ガイド部511b(513b)の表面に沿って接続通路225へ流れる(導かれる)。
また、切欠部51lは、第1スペーサ部材51の分離部51aの上端部51gのうち、上部オイル通路211cのシリンダブロック22側の開口部に対応する位置に形成されており、上部オイル通路211cから滴下するオイルが分離部51aの上端部51gに衝突しないように構成されている。
また、ガイド部512b(514b)のうち上部オイル通路211cの直下に位置する部分は、平面視において露出している。これにより、上部オイル通路211cから滴下するオイルは、分離部51aに衝突することなくガイド部512b(514b)上に滴下し、その後、ガイド部512b(514b)の表面に沿って接続通路225へ流れる(導かれる)。
上記のように、第1オイル室222aに配置された第1スペーサ部材51のガイド部511bおよび512b(513bおよび514b)により、シリンダヘッド21の3つの上部オイル通路211a〜211cから滴下されるオイルは、それぞれ、第1オイル室222a内において合流することなく独立した状態で接続通路225に導かれることとなる。
また、第1スペーサ部材51のガイド部511bおよび512b(ガイド部513bおよび514b)上をオイルが流れるので、伝熱濡れ面積を拡大することが可能となり、第1オイル室222aの上部の放熱面積を有効活用することが可能となる。
なお、第2実施形態のその他の構成は、上記第1実施形態と同様である。
以上説明したように、第2実施形態によるエンジン101によれば、以下に列記するような効果が得られる。
第2実施形態では、上記のように、第1スペーサ部材51の分離部51aの上端部51gに、シリンダヘッド21の上部オイル通路211a〜211cのシリンダブロック22側の開口部に対応する位置を避けるように切欠部51j、51kおよび51lを設ける。これにより、シリンダヘッド21の上部オイル通路211a〜211cから滴下するオイルが切欠部51j、51kおよび51lを介して第1オイル室222aの底面220aおよびガイド部511b〜514dに直接的に滴下するので、第1スペーサ部材51の分離部51aの上端部51gと衝突するのを抑制することができる。これにより、シリンダヘッド21の上部オイル通路211a〜211cから滴下するオイルの流速低下を抑制することができる。
(第3実施形態)
次に、図12を参照して、第3実施形態について説明する。この第3実施形態では、中部オイル通路(第1オイル室および第2オイル室)をウォータジャケット側の領域とウォータジャケットとは反対側の領域とに分離するようにスペーサ部材を配置する例を示した上記第1実施形態とは異なり、中部オイル通路を4つの上部オイル通路毎に独立するようにスペーサ部材を配置する例を説明する。
この第3実施形態によるエンジン102では、中部オイル通路222には1つのスペーサ部材53が配置されている。なお、第3実施形態では、スペーサ部材53のウォータジャケット221側の側面部とウォータジャケット221とは反対側の側面部とにガイド部が設けられていない例について説明するが、上記第1実施形態と同様にスペーサ部材53にガイド部を設けることも可能である。また、第3実施形態では、上記第1実施形態とは異なり、第1オイル室と第2オイル室との間に隔壁部が設けられていない例について説明する。
中部オイル通路222は、シリンダボア223の列方向(X軸方向)に沿って延びるように扁平形状を有している。中部オイル通路222に配置されたスペーサ部材53は、中部オイル通路222の形状に沿ってシリンダボア223の列方向(X軸方向)に沿って延びている。また、スペーサ部材53は、平面視において、波型形状を有している。
また、中部オイル通路222の4つのシリンダボア223の列方向(X軸方向)の中央部分に対応する位置には、オイルを排出する接続通路225が配置されている。3つの上部オイル通路211a〜211cは、接続通路225に対して左側(X軸の負方向)に配置されているとともに、1つの上部オイル通路211dは、接続通路225に対して右側(X軸の正方向)に配置されている。
ここで、第3実施形態では、スペーサ部材53は、平面視において、4つの上部オイル通路211a〜211dを避けるように配置されている。具体的には、スペーサ部材53は、中部オイル通路222の上部オイル通路211a側から上部オイル通路211d側(X軸方向)に沿って、上部オイル通路211aのウォータジャケット221とは反対側の領域を通り、上部オイル通路211bのウォータジャケット221側の領域を通り、上部オイル通路211cのウォータジャケット221とは反対側の領域を通り、上部オイル通路211dのウォータジャケット221側の領域を通るように配置されている。
つまり、スペーサ部材53は、中部オイル通路222を、上部オイル通路211aに対応する領域C1と、上部オイル通路211bに対応する領域C2と、上部オイル通路211cに対応する領域C3と、上部オイル通路211dに対応する領域C4とに分離するように配置されている。
また、スペーサ部材53は、領域C1に面するガイド部53aと、領域C2に面するガイド部53bと、領域C3に面するガイド部53cと、領域C4に面するガイド部53dとを含んでいる。すなわち、スペーサ部材53は、中部オイル通路222を4つの領域に分離する機能に加えて、上部オイル通路211a〜211dから滴下するオイルをそれぞれ独立した状態で接続通路225へ案内する(ガイドする)機能も有している。
また、スペーサ部材53は、上部オイル通路211a〜211dから滴下するオイルがそれぞれ独立した状態で接続通路225へ案内されるように、ガイド部53a、53b、53cおよび53dが中部オイル通路222の深さ方向に沿って接続通路225方向に向かって延びるように(湾曲するように)形成されている。すなわち、第3実施形態のガイド部53a、53b、53cおよび53dは、上記第1実施形態で示した第1スペーサ部材41(第2スペーサ部材42)のガイド部411b、412b、413bおよび414b(421bおよび422b)と同様の機能を有している。
なお、第3実施形態のその他の構成および効果は、上記第1実施形態と同様である。
(第3実施形態の変形例)
次に、図13を参照して、第3実施形態の変形例について説明する。この第3実施形態の変形例では、3つの上部オイル通路が接続通路に対して左側に配置されているとともに、1つの上部オイル通路が接続通路に対して右側に配置された上記第3実施形態とは異なり、2つの上部オイル通路が接続通路に対して左側に配置されているとともに、2つの上部オイル通路が接続通路に対して右側に配置された例について説明する。
第3実施形態の変形例によるエンジン102aでは、中部オイル通路222には1つのスペーサ部材54が配置されている。
中部オイル通路222は、シリンダボア223の列方向(X軸方向)に沿って延びるように扁平形状を有している。中部オイル通路222に配置されたスペーサ部材54は、中部オイル通路222の形状に沿ってシリンダボア223の列方向(X軸方向)に沿って延びている。また、スペーサ部材54は、平面視において、波型形状を有している。
また、中部オイル通路222の4つのシリンダボア223の列方向(X軸方向)の中央部分に対応する位置には、オイルを排出する接続通路225が配置されている。ここで、第3実施形態の変形例では、2つの上部オイル通路211aおよび211bは、接続通路225に対して左側(X軸の負方向)に配置されているとともに、2つの上部オイル通路211cおよび211dは、接続通路225に対して右側(X軸の正方向)に配置されている。
また、第3実施形態の変形例では、スペーサ部材54は、平面視において、4つの上部オイル通路211a〜211dを避けるように配置されている。具体的には、スペーサ部材54は、中部オイル通路222の上部オイル通路211a側から上部オイル通路211d側(X軸方向)に沿って、上部オイル通路211aのウォータジャケット221とは反対側の領域を通り、上部オイル通路211bのウォータジャケット221側の領域を通り、上部オイル通路211cのウォータジャケット221とは反対側の領域を通り、上部オイル通路211dのウォータジャケット221側の領域を通るように配置されている。
つまり、スペーサ部材54は、中部オイル通路222を、上部オイル通路211aに対応する領域D1と、上部オイル通路211bに対応する領域D2と、上部オイル通路211cに対応する領域D3と、上部オイル通路211dに対応する領域D4とに分離するように配置されている。
また、スペーサ部材54は、領域D1に面するガイド部54aと、領域D2に面するガイド部54bと、領域D3に面するガイド部54cと、領域D4に面するガイド部54dとを含んでいる。すなわち、スペーサ部材54は、中部オイル通路222を4つの領域に分離する機能に加えて、上部オイル通路211a〜211dから滴下するオイルをそれぞれ独立した状態で接続通路225へ案内する(ガイドする)機能も有している。
また、スペーサ部材54は、中部オイル通路222の深さ方向に沿って波型形状を有した状態で中部オイル通路222の底面220a(底面220b)(図6参照)に接触するように形成されている。
これにより、上部オイル通路211aから領域D1に滴下したオイルは、ガイド部54aに沿って中部オイル通路222の下方に滴下するとともに、接続通路225へ流れる(導かれる)。また、上部オイル通路211bから領域D2に滴下したオイルは、ガイド部54bに沿って中部オイル通路222の下方に滴下するとともに、接続通路225へ流れる(導かれる)。
また、上部オイル通路211cから領域D3に滴下したオイルは、ガイド部54cに沿って中部オイル通路222(第2オイル通路222b)の下方に滴下するとともに、接続通路225へ流れる(導かれる)。また、上部オイル通路211dから領域D4に滴下したオイルは、ガイド部54dに沿って中部オイル通路222(第2オイル通路222b)の下方に滴下するとともに、接続通路225へ流れる(導かれる)。
なお、第3実施形態の変形例のその他の構成および効果は、上記第3実施形態と同様である。
(第4実施形態)
次に、図14を参照して、第4実施形態について説明する。この第4実施形態では、中部オイル通路のウォータジャケット側の領域とウォータジャケットとは反対側の領域とを略同じ大きさの流路断面積に分離するようにスペーサ部材を配置した上記第1実施形態とは異なり、中部オイル通路のウォータジャケット側の領域をウォータジャケットとは反対側の領域よりも小さくなるようにスペーサ部材を配置した例について説明する。
この第4実施形態によるエンジン103では、第1オイル室222aに配置された第1スペーサ部材41の分離部41aは、平面視において、第1オイル室222aの中心に対してウォータジャケット221側に偏った状態で配置されている。これにより、中部オイル通路222の第1オイル室222aのウォータジャケット221側の領域A11(流路断面積)は、ウォータジャケット221とは反対側の領域A21(流路断面積)よりも小さい。また、第1スペーサ部材41の分離部41aは、平面視において、上部オイル通路211a〜211cの中心に対してウォータジャケット221側に偏った状態で配置されている。
また、第2オイル室222bに配置された第2スペーサ部材42の分離部42aは、平面視において、第2オイル室222bの中心に対してウォータジャケット221側に偏った状態で配置されている。これにより、中部オイル通路222の第2オイル室222bのウォータジャケット221側の領域B11(流路断面積)は、ウォータジャケット221とは反対側の領域B21(流路断面積)よりも小さい。また、第2スペーサ部材42の分離部42aは、平面視において、上部オイル通路211dの中心に対してウォータジャケット221側に偏った状態で配置されている。
なお、第4実施形態のその他の構成は、上記第1実施形態と同様である。
以上説明したように、第4実施形態によるエンジン103によれば、以下に列記するような効果が得られる。
第4実施形態では、上記のように、シリンダブロック22の第1オイル室222a(第2オイル室222b)に設けられた第1スペーサ部材41(第2スペーサ部材42)の分離部41a(分離部42a)を、シリンダブロック22の第1オイル室222a(第2オイル室222b)のウォータジャケット221に対向する側の流路断面積(領域A11(領域B11))が、第1オイル室222a(第2オイル室222b)のウォータジャケット221に対向する側とは反対側の流路断面積(領域A21(領域B21))よりも小さくなるように配置する。これにより、シリンダブロック22の第1オイル室222a(第2オイル室222b)のウォータジャケット221に対向する側の領域A11(領域B11)に流れるオイルの油面が第1オイル室222a(第2オイル室222b)のウォータジャケット221に対向する側とは反対側の領域A21(領域B21)に流れるオイルの油面に比べて流路断面積が小さい分高くなりやすいので、第1オイル室222a(第2オイル室222b)のウォータジャケット221に対向する側の領域A11(領域B11)の壁面のオイルによる濡れ面積を大きくすることができる。これにより、第1オイル室222a(第2オイル室222b)のウォータジャケット221に対向する側の領域A11(領域B11)の冷却性能を向上することができる。
なお、第4実施形態のその他の効果は、上記第1実施形態と同様である。
−他の実施形態−
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
また、上記第1〜第4実施形態では、第1オイル通路内に配置された第1スペーサ部材に4つのガイド部を形成するとともに、第2オイル通路内に配置された第2スペーサ部材に2つのガイド部を形成する例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、上部オイル通路から滴下するオイルをそれぞれ独立した状態で接続通路に導くことが可能であれば、第1オイル通路内に配置された第1スペーサ部材に4つ以外の数のガイド部を形成するとともに、第2オイル通路内に配置された第2スペーサ部材に2つ以外のガイド部を形成してもよい。
また、上記第1〜第4実施形態では、シリンダヘッドに4つの上部オイル通路を設ける例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、シリンダヘッドに4つ以外の数の上部オイル通路を設けてもよい。また、上記第1〜第4実施形態では、中部オイル通路の接続通路に対して左側に3つの上部オイル通路が配置されるとともに、右側に1つの上部オイル通路が配置される例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、接続通路に対して左側に2つの上部オイル通路を配置するとともに、右側に2つの上部オイル通路を配置してもよい。また、接続通路に対して上記以外の数の組み合わせで上部オイル通路を配置することも可能である。
また、上記第1〜第4実施形態では、中部オイル通路を第1オイル室と第2オイル室とに分離するための隔壁部を設ける例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、上部オイル通路から滴下するオイルをそれぞれ独立した状態で接続通路に導くことが可能であれば、隔壁部を設けなくてもよい。