JP6087868B2 - 内燃機関の動弁室の潤滑油回収構造 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関の動弁室の潤滑油回収構造に関し、詳しくは、動弁室内のオイルを捕捉するバッフルを設けることで粘度が低い高温状態のままオイルを回収する技術に関する。

シリンダヘッドに吸気ポート又は排気ポートが形成される内燃機関では、ポートの開閉弁として、弁体である傘部と傘部を移動させる軸体であるステムとを有するポペットバルブが一般的に用いられる。これらの吸気弁又は排気弁は、シリンダヘッドの上面（動弁室底面）からステムエンドを突出させるようにシリンダヘッドに摺動可能に設けられ、吸排気弁を駆動する動弁機構を収容するように、シリンダヘッドの上面側に動弁室が設けられる。

動弁機構の各摺動部はオイル等で潤滑される必要がある。例えば、シリンダ軸線を傾斜させて設置される内燃機関に設けられる動弁機構の潤滑構造として、ＤＯＨＣ型動弁機構の上側に位置するカム軸の下方に、カムノーズの回転軌跡を下方から覆う潤滑油溜め部材をシリンダヘッドと下側カム軸受とに一体に設けた構造が公知となっている（特許文献１参照）。

同様に、シリンダ軸線を傾斜させて設置される内燃機関に適用される動弁機構の潤滑構造として、ＳＯＨＣ型動弁機構の上側に位置するロッカシャフトとロッカアームとの摺動部又は上側に位置するロッカシャフトとカムホルダ（ロッカシャフトの軸受部）との摺動部から飛散するオイルを集めて動弁カムの摺動面に導入するための導入壁をカムホルダの側面に設けた構造が公知となっている（特許文献２参照）。

特許第２９１１４６３号公報 実公平６−３１３０号公報

従来の動弁機構の潤滑構造では、動弁室内で飛散するオイルの一部を集めることができる。しかしながら、大部分のオイルは動弁室の底壁面に落下して溜まり、一定量のオイルが溜まると動弁室の底壁（シリンダヘッド）に設けられたオイル落とし孔から下方に配置されたオイルパンに回収されることになる。

ところが、一般的にシリンダヘッドの内部には、燃焼ガスや排気ガスによる温度上昇を防止するために冷却水通路が形成されている。また、冷却水通路が形成されていないとしても、シリンダヘッドは比較的大きな熱容量を持っており、シリンダヘッドに奪われる熱量は大きい。そのため、オイルがシリンダヘッドの上面に溜まると、オイルは冷やされてその粘度が高くなる。

オイルの粘度が高いと、軸受部や各摺動部においてせん断抵抗が高くなり、またポンプの仕事量も増えるため、内燃機関の機械損失が増加して熱効率が悪くなってしまう。

本発明は、このような背景に鑑み、潤滑に供されたオイルを粘度が低い高温状態のまま回収することができる動弁室の潤滑油回収構造を提供することを課題とする。

このような課題を解決するために、本発明は、少なくとも１つのシリンダ（１）を有するシリンダブロック（２）と、前記シリンダブロックの上部に締結され、燃焼室（６）の上縁を画成するシリンダヘッド（３）と、前記シリンダヘッドの上部に締結され、前記シリンダヘッドと共に動弁室（１７）を画成するヘッドカバー（４）と、前記燃焼室に連通するように前記シリンダヘッドに形成された吸気ポート（７）及び排気ポート（８）と、前記シリンダヘッドに摺動可能に取り付けられ、記吸気ポート及び前記排気ポートを開閉する吸気弁（１０）及び排気弁（１１）と、前記動弁室に収容され、前記吸気弁及び前記排気弁を駆動する動弁機構（１８）と、前記動弁機構の摺動部（２１ａ、２２ａ、２３ａ）にオイルを供給する潤滑油供給通路（２４）と、前記シリンダヘッドの動弁室底面（３ｃ）に開口し、前記動弁室内のオイルを回収するオイル回収通路（３４）とを備える内燃機関（Ｅ）の動弁室の潤滑油回収構造であって、前記シリンダヘッドの動弁室底面との間に隙間を形成するように前記動弁室内に設けられ、前記動弁室内のオイルを捕捉するバッフル（３０）を更に備え、前記バッフルが、捕捉したオイルを前記オイル回収通路に流下させる排出口（３２ａ）を有する構成とする。

この構成によれば、動弁機構の摺動部に供給されて潤滑に供された後のオイルをバッフルでシリンダヘッドの動弁室底面に接触させることなく捕捉し、捕捉した比較的高温のオイルを排出口からオイル回収通路に排出することで、オイルがシリンダヘッドの動弁室底面に接触することを抑制できるので、冷間時にも高温かつ粘度が低い状態のままオイルを回収することができる。また、粘度の低い状態で再度オイルポンプから潤滑部位へオイルを供給することができるため、各摺動部の抵抗を減らし、オイルポンプの仕事量を軽減することで、内燃機関の熱効率を向上させることができる。

また、上記の発明において、前記動弁機構（１８）が、前記吸気弁（１０）及び前記排気弁（１１）の少なくとも一方を開閉させる動弁カム（１９ａ）が形成されたカムシャフト（１９）を有し、前記シリンダヘッド（３）には、前記カムシャフトを回転可能に支持する複数のカムホルダ（２３）が設けられ、前記バッフル（３０）が、互いに隣接する２つのカムホルダ間に当該カムホルダに近接あるいは当接するように配置されている構成とすることができる。

この構成によれば、潤滑のためにオイルが供給及び排出されるカムホルダに当接あるいは近接するようにバッフルが配置されたことにより、カムホルダ間でシリンダヘッドの動弁室底面を覆うように設けられたバッフルによって動弁室内のオイルを確実に捕捉でき、動弁室内に貯留されるオイルの量が低減するため、オイルの回収効率が向上する。

また、上記の発明において、前記シリンダヘッド（３）には、シリンダ軸線（１Ｘ）に対して斜めに延在して前記燃焼室（６）に至る点火プラグ挿入孔（２９）が形成され、前記バッフル（３０）が、前記点火プラグ挿入孔を画成する壁の傾斜面（３ｅ）に前記シリンダヘッドの動弁室底面（３ｃ）よりも高い位置で取り付けられている構成とすることができる。

この構成によれば、シリンダヘッドの動弁室底面から突出した傾斜面にバッフルが取り付けられることで、特別な取付部を新たに設けることなく、バッフルをシリンダヘッドの動弁室底面に接触させないように設けることができる。また、バッフルが傾斜面に取り付けられるため、鉛直面に取り付ける場合に比べて取付作業が行いやすい。

また、上記の発明において、前記潤滑油供給通路（２４）が、オイルを供給することで前記排気弁（１１）を冷却する冷却油供給手段（２６）を含み、前記バッフル（３０）が、前記排気弁を冷却したオイルの少なくとも一部を捕捉するように設けられている構成とすることができる。

燃焼室に直接面するうえに燃焼後の排気が流通する排気ポートに配設される排気弁は、高温に晒され劣化しやすい。そこで、このような構成とすることにより、冷却油供給手段から排気弁に供給されるオイルによって排気弁の熱劣化を抑制することができる。また、排気弁の熱を吸収したオイルをも高温のままバッフルで捕捉することができる。

また、上記の発明において、前記冷却油供給手段（２６）が、前記排気弁（１１）のステムエンド近傍に取り付けられたリテーナ（１５）に向けてオイルを供給し、前記バッフル（３０）が、前記リテーナから飛散するオイルの少なくとも一部を捕捉するように、前記排気弁が閉弁位置にあるときの前記リテーナよりも下方に配置されている構成とすることができる。

この構成によれば、簡単な構成のバッフルで、オイルに排気弁の熱を吸収させ、排気弁の熱を吸収したオイルを捕捉することができる。

また、上記の発明において、前記排気弁には、両端が当該排気弁の外面に開口する排気弁冷却通路（１１ｄ）が形成され、前記冷却油供給手段（２６）が前記排気弁冷却通路にオイルを供給し、前記バッフル（３０）が、前記排気弁冷却通路から排出されるオイルの少なくとも一部を捕捉するように、前記排気弁が閉弁位置にあるときの前記排気弁冷却通路の排出側開口（１１ｊ）よりも下方に配置されている構成とすることができる。

この構成によれば、排気弁の内部を流通することで効率的に排気弁の熱を吸収したオイルが、一層高温かつ粘度が低い状態のまま回収される。

また、上記の発明において、前記動弁機構（１８）が、前記吸気弁（１０）及び前記排気弁（１１）の少なくとも一方を開閉させる動弁カム（１９ａ）が形成されたカムシャフト（１９）を有し、前記バッフル（３０）は前記動弁カムの回転軌跡に沿って上面を凹ませた窪み部（３１）を有しており、前記バッフルの前記排出口（３２ａ）が前記オイル回収通路（３４）の内部又は上方に配置され、前記バッフルの前記窪み部から延出して前記排出口に至る第１延出部（３２）が、前記排出口に向けて下り勾配に傾斜しているか又は下り階段状となっている構成とすることができる。

この構成によれば、バッフルに動弁カムの回転軌跡に沿った窪み部を形成することで、動弁室内のオイルを捕捉できるバッフルを動弁室の容量を変えずに設置することができる。また、第１延出部が排出口に向けてオイルを流下させやすい形状とされたことで、オイルをバッフル上に溜めることなくオイル回収通路に向けて排出できるようになり、オイル回収率が向上する。

また、上記の発明において、前記内燃機関が前記シリンダの前記燃焼室側を一方に傾斜させた状態で設置され、前記オイル回収通路が前記シリンダヘッドの動弁室底面における前記一方側に開口し、前記バッフルの前記排出口が、当該バッフルの前記一方側の端部に設けられ、前記動弁機構が、前記吸気弁及び前記排気弁の少なくとも一方を開閉させる動弁カムが形成されたカムシャフトを有し、前記バッフルが、前記動弁カムの回転軌跡に沿って下方に凹んだ半円筒状の窪み部（３１）と、前記窪み部から前記排出口（３２ａ）に至る第１延出部（３２）と、前記窪み部から他方側に延出する第２延出部（３３）とを有するプレート部材からなり、前記第１延出部が、前記第２延出部に対して低い位置に配置されている構成とすることができる。

この構成によれば、プレート部材からなるバッフルに、動弁室の小型化のために動弁カムの回転軌跡に沿った窪み部を形成した場合、窪み部内にオイルが溜まって動弁機構の駆動時の抵抗となるが、第１延出部が第２延出部に対して低い位置に配置されたことにより、バッフル上に溜まったオイルが動弁機構の駆動時の抵抗となることが抑制される。また、バッフル上にオイルが溜まりにくくなるため、オイル回収効率が向上する。

また、上記の発明において、前記第１延出部（３２）及び前記第２延出部（３３）が前記排出口（３２ａ）に向けて共に下り勾配に傾斜しており、前記第１延出部の勾配が前記第２延出部の勾配より小さい構成とすることができる。

この構成によれば、第１延出部と窪み部との連結位置がより低くなるため、窪み部内にオイルが溜まることが抑制され、オイル回収効率が向上する。

このように本発明によれば、潤滑に供されたオイルを粘度が低い高温状態のまま回収することができる内燃機関の動弁室の潤滑構造を提供することができる。

第１実施形態に係る内燃機関の要部断面図 ヘッドカバーを外した状態の図１中のII方向矢視図 ヘッドカバーを外した状態の図１中のIII方向矢視図 図１に示すシリンダヘッドを斜め上方から見た斜視図 図１に示すシリンダヘッドの断面斜視図 第２実施形態に係る内燃機関の要部断面図 図６に示す排気弁の断面図

以下、図面を参照して、本発明に係る内燃機関Ｅの動弁室の潤滑油構造について、いくつかの実施形態を挙げて詳細に説明する。以下では、内燃機関Ｅが自動車に搭載された状態を基準として図１に示す上下の方向に従って説明する。

≪第１実施形態≫
まず、図１〜図５を参照しながら本発明の第１実施形態について説明する。図１に示すように、内燃機関Ｅは、直列多気筒の自動車用ガソリンエンジンであり、図示しないピストンが収容される複数のシリンダ１を備えたシリンダブロック２と、シリンダブロック２の上部に締結されたシリンダヘッド３と、シリンダヘッド３の上部に締結されたヘッドカバー４とを備えている。

シリンダ１は、それぞれ略上下方向に延在し、互いに平行かつ一列となるようにシリンダブロック２に形成されている。以下、列設された複数のシリンダ１の配列方向をシリンダ列方向という。各シリンダ１は、上端がシリンダブロック２の上端面２ａに開口し、下端がシリンダブロック２の下部に形成されたクランク室（図示しない）に開口している。シリンダブロック２のシリンダ１の側部には、各シリンダ１の側周部を一体に囲むようにブロック冷却液通路５が形成されている。ブロック冷却液通路５は、各シリンダ１の側周部に沿うように湾曲しており、ブロック冷却液通路５の上端はシリンダブロック２の上端面２ａに開口している。ブロック冷却液通路５は、冷却水やオイル、冷媒などの冷却液を流通させるべく、シリンダブロック２の成型時に砂型などによって空洞として形成される。

シリンダヘッド３の下面３ａの各シリンダ１に対向する部分には、曲面状の窪みである燃焼室凹部３ｂが形成されている。各燃焼室凹部３ｂは、各シリンダ１のピストンよりも上方の部分と共に燃焼室６を画成する。つまり、シリンダヘッド３が燃焼室６の上縁を画成している。

シリンダヘッド３の内部には、一端がシリンダ列方向に沿う一側面に開口し、他端が各燃焼室凹部３ｂの壁面に開口する吸気ポート７と、一端がシリンダヘッド３のシリンダ列方向に沿う他側面に開口し、他端が燃焼室凹部３ｂの壁面に開口する排気ポート８とが、各シリンダ１につき２本ずつ形成されている。燃焼室凹部３ｂを基準として吸気ポート７が設けられた側を吸気側、排気ポート８が設けられた側を排気側とする。内燃機関Ｅは、シリンダ１の上側（燃焼室６側）を吸気側に傾斜させた状態で自動車に搭載され、シリンダヘッド３の下面３ａは吸気側において排気側よりも低くなっている。

シリンダヘッド３の上面（上向き面）におけるヘッドカバー４よりも排気側には、シリンダ軸線１Ｘに対して斜めに延在して燃焼室６に連通する点火プラグ挿入孔２９（図５参照）が形成され、この点火プラグ挿入孔２９に図示しない点火プラグが挿入される。

また、シリンダヘッド３の内部には、燃焼室６内や排気ポート８内の燃焼ガスからの熱伝搬による温度上昇を抑制するために、燃焼室凹部３ｂ、吸気ポート７及び排気ポート８の周辺にヘッド冷却液通路９（９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄ等）が形成されている。ヘッド冷却液通路９も、冷却水やオイル、冷媒などの冷却液を流通させるべく、シリンダヘッド３の成型時に砂型などによって空洞として形成される。

ヘッド冷却液通路９は、主冷却液通路９ａ、上排気側冷却液通路９ｂ、下排気側冷却液通路９ｃ、図示しない排気側連結通路、吸気側冷却液通路９ｄ、及び図示しない吸気側連結通路等を有している。主冷却液通路９ａは、複数の燃焼室凹部３ｂの上方近傍を通過するようにシリンダヘッド３のシリンダ列方向（長手方向）に延在している。上排気側冷却液通路９ｂ及び下排気側冷却液通路９ｃは、排気ポート８を上下から互いに挟み合うように配置され、それぞれシリンダヘッド３の長手方向に延在している。排気側連結通路は、主冷却液通路９ａと上排気側冷却液通路９ｂ及び下排気側冷却液通路９ｃとを連通する。吸気側冷却液通路９ｄは、吸気ポート７の下方に配置され、シリンダヘッド３の長手方向に延在している。吸気側連結通路は、主冷却液通路９ａと吸気側冷却液通路９ｄとを連通する。主冷却液通路９ａ、上排気側冷却液通路９ｂ、下排気側冷却液通路９ｃ及び吸気側冷却液通路９ｄでは、冷却液がシリンダ列方向に流通する。

シリンダヘッド３には、各吸気ポート７及び排気ポート８を開閉する吸気弁１０及び排気弁１１が各シリンダ１につき２本ずつ設けられている。吸気弁１０及び排気弁１１はそれぞれ、シリンダヘッド３に嵌合されたバルブガイド１２、１２によって摺動可能に支持され、各吸気ポート７及び排気ポート８を横切るように配置された棒状のステム１０ａ、１１ａと、ステム１０ａ、１１ａの下端に一体に形成され、各吸気ポート７及び排気ポート８と燃焼室凹部３ｂとの接続部分に設けられた円環状のバルブシート１３、１３に着座する弁体である傘部１０ｂ、１１ｂとを有するポペットバルブである。傘部１０ｂ、１１ｂの外周部分には、バルブシート１３、１３に当接する円錐台形のバルブフェース１０ｃ、１１ｃ（シール面）が形成されている。

本実施形態では、吸気弁１０は耐熱性のステンレス鋼によって中実に形成されている。排気弁１１は、同じくステンレス鋼によって、傘部１１ｂからステム１１ａに到る図示しない空洞部が内部に形成された中空構造とされている。この空洞部は、排気弁１１が開弁位置にあるときにシリンダヘッド３の上面よりも上方（後述する動弁室１７内）に延びている。空洞部の内部には熱伝導率の高い冷媒が封入され、冷媒が傘部１１ｂで燃焼ガスから受け取った熱をステム１１ａで放出することで、排気弁１１が効果的に冷却される。冷媒としては例えばナトリウムを用いることができる。

バルブガイド１２は、グラファイトを含む潤滑性に優れた焼結材により略円筒形状に形成されている。バルブガイド１２は、シリンダヘッド３の吸気側及び排気側の上面からそれぞれ燃焼室６に向けてシリンダ軸線１Ｘに対して斜めに延在して吸気ポート７及び排気ポート８に連通するように形成された円形断面の貫通孔に圧入され、シリンダヘッド３の上面から更に上方（後述する動弁室１７内）に突出する状態でシリンダヘッド３に固定される。

各バルブガイド１２のシリンダヘッド３の上面から突出する部分には、円盤形状のばね座１４、１４が、バルブガイド１２の軸線に直交し、かつシリンダヘッド３の上面に当接するように嵌着される。一方、吸気弁１０及び排気弁１１の上端をなすステムエンド近傍には円盤形状のリテーナ１５、１５がそれぞれ固定されており、各リテーナ１５とばね座１４との間にはバルブスプリング１６、１６が縮設されている。これにより、吸気弁１０及び排気弁１１は、常時上向き（閉弁方向）に付勢されて傘部１０ｂ、１１ｂがバルブシート１３、１３に着座し、吸気ポート７及び排気ポート８の燃焼室６側の端部を閉塞する。吸気弁１０及び排気弁１１に対して設けられたバルブガイド１２、ばね座１４、リテーナ１５及びバルブスプリング１６は、それぞれ共通部材とされている。各リテーナ１５は、吸気弁１０又は排気弁１１が閉弁位置にあるときにシリンダヘッド３の上端面３ｄと概ね同じ高さに配置されている。

シリンダヘッド３とヘッドカバー４との間には、両者によって動弁室１７が画成されている。動弁室１７には、吸気弁１０及び排気弁１１を開弁駆動する動弁機構１８が収容される。動弁機構１８は、シリンダヘッド３に回転可能に取り付けられるカムシャフト１９、カムシャフト１９の上方に配置されるロッカシャフト２０、ロッカシャフト２０により揺動可能に支持される吸気ロッカアーム２１及び排気ロッカアーム２２等を備えている。カムシャフト１９には、それぞれ一対の吸気弁１０及び排気弁１１を駆動する４つの動弁カム１９ａがシリンダ１毎に形成されている。

シリンダヘッド３の上面のうち、ヘッドカバー４が締結される上端面３ｄは、シリンダヘッド３の下面３ａと平行に形成されている。シリンダヘッド３の上端面３ｄには、動弁室１７の下部を画成する凹部が形成され、シリンダヘッド３の上面のうち、この凹部の底部分が動弁室１７の底面となっている（以下、この部分を動弁室底面３ｃと称する）。この動弁室底面３ｃには、シリンダ列方向と直交する方向に延在し、シリンダ列方向から各シリンダ１を挟む位置に配置されてカムシャフト１９を回転可能に支持する複数のカムホルダ２３（図４参照）が突出形成されている。

各カムホルダ２３は、シリンダヘッド３と一体に形成され、軸受下部が形成されたロアカムホルダと、軸受上部が形成され、ロアカムホルダにボルトで締結されたアッパカムホルダとにより構成される。動弁機構１８の摺動部となるカムシャフト１９を軸支する軸受部２３ａ（図５）には軸受面に開口する潤滑油供給通路２４の第１分岐路２４ａ（図５）から潤滑油が供給される。潤滑に供されて高温となったオイルは軸受隙間からカムホルダ２３の外部に排出される。

各カムホルダ２３の上部には、ロッカシャフト２０を支持するロッカホルダ２５がアッパカムホルダと共通のボルトによってシリンダヘッド３に共締めされている。各カムホルダ２３の上縁は、シリンダヘッド３の上端面３ｄと同一平面となっている。したがって、カムシャフト１９は、動弁室１７内でシリンダヘッド３の上端面３ｄよりも下側に配置され、ロッカシャフト２０は動弁室１７内でシリンダヘッド３の上端面３ｄよりも上側に配置される。

吸気ロッカアーム２１及び排気ロッカアーム２２は、それぞれロッカシャフト２０に対して揺動可能に取り付けられている。吸気ロッカアーム２１及び排気ロッカアーム２２は、それぞれ軸受部２１ａ、２２ａと、軸受部２１ａ、２２ａから対応する吸気弁１０又は排気弁１１方向に延び、吸気弁１０又は排気弁１１のステムエンドに当接するスクリュアジャスタ２１ｂ、２２ｂが取り付けられた一端と、軸受部２１ａ、２２ａに対して一端と相反する側に延び、動弁カム１９ａに転接するローラ２１ｃ、２２ｃが取り付けられた他端とを有している。動弁機構１８の摺動部となる吸気ロッカアーム２１及び排気ロッカアーム２２の軸受部２１ａ、２２ａには、ロッカシャフト２０内に形成された潤滑油供給通路２４の第２分岐路２４ｂから潤滑油が供給される。潤滑に供されて高温となったオイルは軸受隙間から吸気ロッカアーム２１及び排気ロッカアーム２２の外部に排出される。

カムシャフト１９が図示しない動力伝達機構を介してクランクシャフトの２分の１の回転速度をもって回転駆動されると、ローラ２１ｃ、２２ｃを介して動弁カム１９ａに転接する吸気ロッカアーム２１及び排気ロッカアーム２２がそれぞれ所定のタイミングで揺動する。これにより、吸気弁１０及び排気弁１１がバルブスプリング１６の付勢力に抗して下向き（開弁方向）に駆動されて傘部１０ｂ、１１ｂがバルブシート１３、１３から離間し、吸気ポート７及び排気ポート８が開放されて燃焼室６と連通する。

図２及び図３に併せて示すように、ロッカホルダ２５の上部には、オイルを供給することで排気弁１１を冷却するオイルジェット装置２６（バルブクーリングジェット装置）が取り付けられている。オイルジェット装置２６は、カムホルダ２３上でシリンダ列方向に延在して内部にジェットオイルギャラリ２７ａ（図１）を形成する分配管２７と、各排気弁１１に対応する位置で分配管２７から排気側に延出し、内部に潤滑油供給通路２４の第３分岐路２４ｃ（図３）を形成するとともに、オイルを噴出するノズル２８ａが先端に形成された分岐管２８とを有している。各分岐管２８は、排気弁１１のステムエンドに対応する位置で下方に向けて湾曲し、ノズル２８ａを下方に向けている。

より詳細には、各シリンダ１に対して排気弁１１と同様に対に設けられた分岐管２８は、シリンダ列方向について一対の排気弁１１、１１の中心からそれぞれ内側にオフセットした位置に設けられ、排気弁１１が閉弁位置にある状態で排気側ロッカシャフトよりも上方においてノズル２８ａをリテーナ１５に向けて配置している。したがって、図３に示すように、ノズル２８ａから噴射されるオイルは、リテーナ１５に衝突してリテーナ１５の熱を吸収すると共にリテーナ１５で跳ね返って動弁室１７内を飛散する。

図１に示すように、動弁室１７内において、シリンダヘッド３の動弁室底面３ｃは、吸気側及び排気側においてばね座１４を面で支持すべく、シリンダヘッド３の下面３ａに対してそれぞれ吸気側及び排気側に下り勾配に傾斜した斜面となっている。両斜面の間では、シリンダヘッド３の動弁室底面３ｃはカムシャフト１９を受容すべく凹面となっている。また、排気側の斜面の更に排気側において、前述した点火プラグ挿入孔２９（図５）を画成する壁の外面によって吸気側に傾斜する傾斜面３ｅが形成されている。一方、吸気側の斜面の更に吸気側では、吸気側に傾斜する斜面を延長させるようにシリンダヘッド３の動弁室底面３ｃが続いており、その端部でシリンダヘッド３の上端面３ｄからの深さが最も深くなっている。この最も深い部分は、内燃機関Ｅが吸気側に傾斜していることからも、動弁室１７の底面のなかで最も低い部分となる。

動弁室１７の下部には、動弁室１７内のオイルを捕捉するためのバッフル（隔壁）であるバッフルプレート３０がカムシャフト１９を下方から包み込むように設けられている。バッフルプレート３０は、後述する固定部を除いてシリンダヘッド３の動弁室底面３ｃとの間に隙間を形成するように設置される。

図４及び図５に併せて示すように、バッフルプレート３０は、互いに隣接配置された一対のカムホルダ２３間に当該一対のカムホルダ２３に近接あるいは当接するように配置され、動弁カム１９ａの回転軌跡に沿って上面を下方に凹ませた半円筒状の（断面凹形状の）窪み部３１と、窪み部３１から吸気側に延出し、一対の吸気弁１０、１０の間を通過した後にシリンダ列方向に屈曲或いは湾曲し、吸気側の先端部にオイルを流下させる排出口３２ａが形成された第１延出部３２と、窪み部３１から排気側に延出し、一対の排気弁１１、１１の間を通ってシリンダヘッド３の傾斜面３ｅに至る第２延出部３３とを有している。本実施形態では、バッフルプレート３０はプレス成形によって一枚の鋼板から形成される。

また、バッフルプレート３０は、上縁が、シリンダヘッド３の上端面３ｄよりも低く（すなわち排気弁１１のリテーナ１５よりも低く）、かつカムホルダ２３の軸受部２３ａの高さ方向の中央よりも若干低い位置で、シリンダヘッド３の上端面３ｄと略平行な平面上に延在するような形状及び配置とされている。これにより、カムホルダ２３の軸受部２３ａ並びに吸気ロッカアーム２１及び排気ロッカアーム２２（図１）の軸受部２１ａ、２２ａで潤滑に供され、高温になってこれらの部分から排出されるオイルや、排気弁１１のリテーナ１５に供給され、高温になって飛散するオイルの大部分が、バッフルプレート３０によって捕捉される。

図４及び図５に示すように、第１延出部３２及び第２延出部３３は、Ｕ字状断面を呈する溝構造とされており、それぞれ窪み部３１との連結部側において、その両側方に配置された一対のバルブスプリング１６（図１）の輪郭に沿って湾曲状に幅広となる形状とされている。また、第１延出部３２及び第２延出部３３は、排気側から吸気側へ、すなわち排出口３２ａに向けて共に下り勾配に傾斜しており、捕捉されたオイルが排出口３２ａに向けて流下しやすくなっている。或いは、第１延出部３２及び第２延出部３３が排出口３２ａに向けて下り階段状となる形態としてもよく、このような形態とした場合にも、捕捉されたオイルが排出口３２ａに向けて流下しやすくなる。

第１延出部３２の延出端は開放されており、これにより延出端が排出口３２ａを構成している。第１延出部３２と窪み部３１との連結部の底壁には貫通孔３０ａが形成されており、図示しないビスがこの底壁の貫通孔３０ａに挿通されてシリンダヘッド３に螺着されることにより、当該連結部がシリンダヘッド３の動弁室底面３ｃに対して若干の接触面積をもって固定される。なお、ビスが取り付けられる部分は、第１延出部３２の下流側部分に比べて幅広であるため、ビスが底壁から突出していてもオイルの排出口３２ａへの流下は阻害されない。

一方、第２延出部３３の延出端は端壁３３ａにより閉塞されており、この端壁３３ａにも貫通孔３０ａが形成されている。図示しないビスがこの端壁３３ａの貫通孔３０ａに挿通されてシリンダヘッド３に螺着されることにより、第２延出部３３の延出端がシリンダヘッド３の動弁室底面３ｃよりも高い位置で傾斜面３ｅに固定される。

図４に示すように、シリンダヘッド３の内部には、動弁室１７内のオイルをオイルパンに回収するためのオイル回収通路３４が、シリンダヘッド３の動弁室底面３ｃに開口するようにシリンダ１毎に形成されている。オイル回収通路３４は、シリンダヘッド３の動弁室底面３ｃにおいて動弁室１７内で最も低くなる吸気側端部に上端を開口させ、シリンダブロック２を通ってクランク室に連通する。

第１延出部３２の最低位に形成された排出口３２ａは、オイル回収通路３４の上端開口の近傍に配置されている。これにより、バッフルプレート３０により捕捉されたオイルはオイル回収通路３４の上端開口の近傍に流下し、オイル回収通路３４に回収される。本実施形態では、排出口３２ａがオイル回収通路３４の上端開口の鉛直上方向の近傍に配置されている。或いは、排出口３２ａが上端開口からオイル回収通路３４の内部に突入する形態としてもよい。このような形態とした場合には、捕捉されたオイルが排出口３２ａからオイル回収通路３４に一層回収されやすくなる。

前述したように第１延出部３２及び第２延出部３３は共に排出口３２ａに向けて下り勾配に傾斜しているが、第２延出部３３の勾配は第１延出部３２の勾配よりも大きくなっている。また、図５に示すように、第１延出部３２と窪み部３１との連結部は、第２延出部３３と窪み部３１との連結部よりも低い位置に配置されている。つまり、第１延出部３２が第２延出部３３に対して低い位置に配置されている。

以上のように構成された動弁室１７の潤滑油回収構造では、図４に示すように、動弁室１７内のオイルを捕捉するバッフルプレート３０がシリンダヘッド３の動弁室底面３ｃとの間に隙間を形成するように動弁室１７内に設けられ、バッフルプレート３０が、捕捉したオイルをオイル回収通路３４の上端開口の近傍に流下させる排出口３２ａを有している。そのため、動弁機構１８の摺動部に供給されて潤滑に供された後のオイルがバッフルプレート３０によってシリンダヘッド３の動弁室底面３ｃに接触することなく捕捉され、捕捉された比較的高温のオイルがバッフルプレート３０の排出口３２ａからオイル回収通路３４に排出される。これにより、オイルがシリンダヘッド３の動弁室底面３ｃに接触することが抑制され、冷間時にも高温かつ粘度が低い状態のままオイルが回収されるため、オイルの速やかなオイルパンへの回収が可能になる。また、粘度の低い状態で再度オイルポンプから潤滑部位へオイルを供給することが可能になるため、摺動部の抵抗及びオイルポンプの仕事量が軽減され、内燃機関Ｅの熱効率が向上する。

また、動弁室１７の潤滑油回収構造では、図１に示すように、動弁機構１８が吸気弁１０及び排気弁１１の少なくとも一方を開閉させる動弁カム１９ａを備えたカムシャフト１９を有し、カムシャフト１９を回転可能に支持する複数のカムホルダ２３がシリンダヘッド３に設けられている。そして本実施形態では、図４に示すように、オイルが供給及び排出されるカムホルダ２３間に当該カムホルダ２３に近接あるいは当接するようにバッフルプレート３０が配置されている。そのため、バッフルプレート３０がカムホルダ２３間でシリンダヘッド３の動弁室底面３ｃを覆い、動弁室１７内のオイルが確実にバッフルプレート３０によって捕捉される。これにより、動弁室１７内に貯留させるオイルの量が低減するため、回収効率が向上する。

更に本実施形態では、図５に示すように、燃焼室６に至る点火プラグ挿入孔２９がシリンダ軸線１Ｘに対して斜めに延在してシリンダヘッド３に形成され、シリンダヘッド３の動弁室底面３ｃよりも高い位置で点火プラグ挿入孔２９を画成する壁の傾斜面３ｅにバッフルプレート３０が取り付けられている。そのため、特別な取付部を新たに設けることなく、バッフルプレート３０をシリンダヘッド３の動弁室底面３ｃに接触させないように設けることが可能になっている。また、バッフルプレート３０が傾斜面３ｅに取り付けられるため、鉛直面に取り付ける場合に比べて取付作業が行いやすい。

図１に示すように、吸気弁１０及び排気弁１１は燃焼室６に面するように設けられ、特に排気弁１１は燃焼後の排気が流通する排気ポート８に配設される。そのため、排気弁１１は高温に晒されて劣化しやすい。そこで、本実施形態では、動弁室１７の潤滑油回収構造が、オイルを供給することで排気弁１１を冷却する冷却油供給手段としてのオイルジェット装置２６を更に備えており、バッフルプレート３０は、排気弁１１を冷却したオイルの少なくとも一部を捕捉するように設けられている。そのため、オイルジェット装置２６によって排気弁１１に供給されるオイルによって排気弁１１の熱劣化が抑制される。また、排気弁１１の熱を吸収したオイルをも高温のままバッフルプレート３０で捕捉することが可能である。

そして本実施形態では、図２及び図３に示すように、オイルジェット装置２６は、排気弁１１のステムエンド近傍に取り付けられたリテーナ１５に向けてオイルを供給しており、図１に示すように、バッフルプレート３０は、リテーナ１５から飛散するオイルの少なくとも一部を捕捉するように、排気弁１１が閉弁位置にあるときのリテーナ１５よりも下方に配置されている。これにより、排気弁１１の熱を吸収したオイルを簡単な構成のバッフルプレート３０で捕捉することが可能になっている。

また本実施形態では、図１、図４及び図５に示すように、バッフルプレート３０が動弁カム１９ａの回転軌跡に沿って上面を凹ませた窪み部３１を有し、窪み部３１から延出してオイル回収通路３４の内部又は上方に配置された排出口３２ａに至る第１延出部３２が、排出口３２ａに向けて下り勾配に傾斜しているか又は下り階段状となっている。そのため、動弁室１７内のオイルを捕捉できるバッフルプレート３０を動弁室１７の容量を変えずに設置可能になっている。また、第１延出部３２が排出口３２ａに向けてオイルを流下させやすい形状とされたことで、オイルがバッフルプレート３０上に溜まることなくオイル回収通路３４に向けて排出されるようになり、オイル回収率が向上する。

一方、プレート部材からなるバッフルプレート３０に、動弁室１７の小型化のために動弁カム１９ａの回転軌跡に沿った窪み部３１を形成した場合、窪み部３１内にオイルが溜まって動弁機構１８の駆動時の抵抗となり得る。そこで本実施形態では、図１に示すように、内燃機関Ｅがシリンダ１の燃焼室６側を吸気側に傾斜させた状態で自動車に搭載され、図４に示すように、オイル回収通路３４がシリンダヘッド３の動弁室底面３ｃにおける吸気側に開口し、バッフルプレート３０の排出口３２ａがバッフルプレート３０の吸気側の端部に設けられている。更に、プレート部材からなるバッフルプレート３０が、動弁カム１９ａの回転軌跡に沿って下方に凹んだ半円筒状の窪み部３１と、窪み部３１から排出口３２ａに至る第１延出部３２と、窪み部３１から排気側に延出する第２延出部３３とを有しており、図１及び図５に示すように、第１延出部３２が、第２延出部３３に対して低い位置に配置されている。これにより、バッフルプレート３０上に溜まったオイルが動弁機構１８の駆動時の抵抗となることが抑制される。また、バッフルプレート３０上にオイルが溜まりにくいため、オイル回収効率が向上する。

加えて、第１延出部３２及び第２延出部３３が排出口３２ａに向けて共に下り勾配に傾斜しており、第１延出部３２の勾配が第２延出部３３の勾配より小さくなっているため、第１延出部３２と窪み部３１との連結位置をより低くすることが可能になっている。これにより、窪み部３１内にオイルが溜まることが抑制され、オイル回収効率が向上する。

≪第２実施形態≫
次に、図６及び図７を参照しながら本発明の第２実施形態について説明する。なお、第１実施形態と同様の部材や部位には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

図６に示すように、本実施形態では、オイルジェット装置２６の分岐管２８が第１実施形態と異なっている。具体的には、各分岐管２８は、シリンダ列方向について排気弁１１に対してオフセットしない同一位置で分配管２７から排気側に延出し、排気弁１１のステムエンドよりも排気側で湾曲して下方に延びた後、シリンダ軸線１Ｘ方向において排気弁１１のステムエンドと概ね同一位置で再度湾曲して吸気側に延び、ノズル２８ａを吸気側に向けている。

排気弁１１は、図７に示すように、その内部に排気弁冷却通路１１ｄを画成している。排気弁冷却通路１１ｄは、傘部１１ｂに形成された冷却室１１ｅと、冷却室１１ｅに連通するようにステム１１ａに形成された冷却供給通路１１ｆ及び冷却排出通路１１ｇとから構成されている。冷却供給通路１１ｆは、ステムエンドの近傍かつリテーナ１５取付用の環状溝１１ｈよりも上方でステム１１ａの外周面の一方側に供給側開口１１ｉを形成している。冷却排出通路１１ｇは、ステムエンドの近傍かつ環状溝１１ｈの上方でステム１１ａの外周面の他方側に排出側開口１１ｊを形成している。前述した分岐管２８のノズル２８ａは、排気弁１１が閉弁位置にあるときの一方の冷却供給通路１１ｆの供給側開口１１ｉに向けてオイルを噴射する。

冷却供給通路１１ｆに供給されたオイルは冷却室１１ｅに送られ、燃焼ガスの熱を吸収して高温になった後、冷却排出通路１１ｇを通って排出側開口１１ｊから排気弁１１の外部に排出される。図６に示すように、バッフルプレート３０は、排気弁１１が閉弁位置にあるときの排出側開口１１ｊよりも下方に上縁が位置するように配置されている。したがって、排気弁１１から排出されるオイルは、ステムエンドの近傍かつリテーナ１５の上方から吸気側に噴出され、その大部分がバッフルプレート３０の窪み部３１により捕捉される。

第１実施形態では、排気弁１１が、傘部１１ｂで燃焼ガスから受け取った熱をステム１１ａ及びリテーナ１５で放出しており、バルブガイド１２及びシリンダヘッド３を介してヘッド冷却液通路９に放熱していたが、本実施形態では、排気弁１１が、主に排気弁冷却通路１１ｄを流通するオイルに放熱する。そのため、排気弁１１の熱を効率的に吸収したオイルを、一層高温かつ粘度が低い状態のまま回収することが可能である。

以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明に係る動弁室１７の潤滑油構造は上記実施形態に限定されることなく幅広く変形実施することができる。例えば、上記実施形態では、一例として自動車用の内燃機関Ｅに動弁室１７の潤滑油構造を適用しているが、鉄道車両や船舶、航空機等にも広く適用することができる。また、上記実施形態では、内燃機関Ｅが直列多気筒のガソリンエンジンとされているが、単気筒エンジンやディーゼルエンジンなどであってもよい。また、上記実施形態では、動弁機構１８が動弁室１７に１本のカムシャフト１９を有するＳＯＨＣ型とされているが、２本のカムシャフト１９を有するＤＯＨＣ型とされてもよい。この他、各部材や部位の具体的構成や配置、数量、角度、素材等、本発明の趣旨を逸脱しない範囲であれば適宜変更可能である。一方、上記実施形態に示した各構成要素は必ずしも全てが必須ではなく、適宜選択することができる。

１ シリンダ
１Ｘ シリンダ軸線
２ シリンダブロック
２ａ 上端面
３ シリンダヘッド
３ａ 下面
３ｃ 動弁室底面
３ｅ 傾斜面
４ ヘッドカバー
６ 燃焼室
７ 吸気ポート
８ 排気ポート
１０ 吸気弁
１１ 排気弁
１１ｄ 排気弁冷却通路
１１ｊ 排出側開口
１５ リテーナ
１７ 動弁室
１８ 動弁機構
１９ カムシャフト
１９ａ 動弁カム
２１ａ 軸受部（摺動部）
２２ａ 軸受部（摺動部）
２３ カムホルダ
２３ａ 軸受部（摺動部）
２４ 潤滑油供給通路
２４ａ 第１分岐路
２４ｂ 第２分岐路
２４ｃ 第３分岐路
２６ オイルジェット装置（冷却油供給手段）
２９ 点火プラグ挿入孔
３０ バッフルプレート（バッフル）
３１ 窪み部
３２ 第１延出部
３２ａ 排出口
３３ 第２延出部
３４ オイル回収通路
Ｅ 内燃機関

Claims (9)

1. 少なくとも１つのシリンダを有するシリンダブロックと、
   前記シリンダブロックの上部に締結され、燃焼室の上縁を画成するシリンダヘッドと、
   前記シリンダヘッドの上部に締結され、前記シリンダヘッドと共に動弁室を画成するヘッドカバーと、
   前記燃焼室に連通するように前記シリンダヘッドに形成された吸気ポート及び排気ポートと、
   前記シリンダヘッドに摺動可能に取り付けられ、前記吸気ポート及び前記排気ポートを開閉する吸気弁及び排気弁と、
   前記動弁室に収容され、前記吸気弁及び前記排気弁を駆動する動弁機構と、
   前記動弁機構の摺動部にオイルを供給する潤滑油供給通路と、
   前記シリンダヘッドの動弁室底面に開口し、前記動弁室内のオイルを回収するオイル回収通路と
   を備える内燃機関の動弁室の潤滑油回収構造であって、
   前記シリンダヘッドには、シリンダ軸線に対して斜めに延在して前記燃焼室に至る点火プラグ挿入孔が形成され、
   前記シリンダヘッドの動弁室底面との間に隙間を形成するように前記動弁室内に設けられ、前記動弁室内のオイルを捕捉するバッフルを更に備え、
   前記バッフルが、捕捉したオイルを前記オイル回収通路に流下させる排出口を有し、前記点火プラグ挿入孔を画成する壁の傾斜面に前記シリンダヘッドの動弁室底面よりも高い位置で取り付けられていることを特徴とする内燃機関の動弁室の潤滑油回収構造。
2. 少なくとも１つのシリンダを有するシリンダブロックと、
   前記シリンダブロックの上部に締結され、燃焼室の上縁を画成するシリンダヘッドと、
   前記シリンダヘッドの上部に締結され、前記シリンダヘッドと共に動弁室を画成するヘッドカバーと、
   前記燃焼室に連通するように前記シリンダヘッドに形成された吸気ポート及び排気ポートと、
   前記シリンダヘッドに摺動可能に取り付けられ、前記吸気ポート及び前記排気ポートを開閉する吸気弁及び排気弁と、
   前記排気弁のステムエンド近傍に取り付けられたリテーナと、
   前記動弁室に収容され、前記吸気弁及び前記排気弁を駆動する動弁機構と、
   前記動弁機構の摺動部にオイルを供給する潤滑油供給通路と、
   前記シリンダヘッドの動弁室底面に開口し、前記動弁室内のオイルを回収するオイル回収通路と
   を備える内燃機関の動弁室の潤滑油回収構造であって、
   前記シリンダヘッドの動弁室底面との間に隙間を形成するように前記動弁室内に設けられ、前記動弁室内のオイルを捕捉するバッフルを更に備え、
   前記バッフルが、捕捉したオイルを前記オイル回収通路に流下させる排出口を有し、かつ一対に設けられた前記排気弁の間に延在し、前記排気弁が閉弁位置にあるときの前記リテーナよりも下方に配置されていることを特徴とする内燃機関の動弁室の潤滑油回収構造。
3. 前記動弁機構が、前記吸気弁及び前記排気弁の少なくとも一方を開閉させる動弁カムが形成されたカムシャフトを有し、
   前記シリンダヘッドには、前記カムシャフトを回転可能に支持する複数のカムホルダが設けられ、
   前記バッフルが、互いに隣接する２つのカムホルダ間に当該カムホルダに近接あるいは当接するように配置されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の内燃機関の動弁室の潤滑油回収構造。
4. 前記潤滑油供給通路が、オイルを供給することで前記排気弁を冷却する冷却油供給手段を更に備え、
   前記バッフルが、前記排気弁を冷却したオイルの少なくとも一部を捕捉するように設けられていることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の内燃機関の動弁室の潤滑油回収構造。
5. 前記冷却油供給手段が、前記排気弁のステムエンド近傍に取り付けられたリテーナに向けてオイルを供給し、
   前記バッフルが、前記リテーナから飛散するオイルの少なくとも一部を捕捉するように、前記排気弁が閉弁位置にあるときの前記リテーナよりも下方に配置されていることを特徴とする請求項４に記載の内燃機関の動弁室の潤滑油回収構造。
6. 前記排気弁には、両端が当該排気弁の外面に開口する排気弁冷却通路が形成され、
   前記冷却油供給手段が前記排気弁冷却通路にオイルを供給し、
   前記バッフルが、前記排気弁冷却通路から排出されるオイルの少なくとも一部を捕捉するように、前記排気弁が閉弁位置にあるときの前記排気弁冷却通路の排出側開口よりも下方に配置されていることを特徴とする請求項４に記載の内燃機関の動弁室の潤滑油回収構造。
7. 前記動弁機構が、前記吸気弁及び前記排気弁の少なくとも一方を開閉させる動弁カムが形成されたカムシャフトを有し、
   前記バッフルは前記動弁カムの回転軌跡に沿って上面を凹ませた窪み部を有しており、
   前記バッフルの前記排出口が前記オイル回収通路の内部又は上方に配置され、
   前記バッフルの前記窪み部から延出して前記排出口に至る第１延出部が、前記排出口に向けて下り勾配に傾斜しているか又は下り階段状となっていることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載の内燃機関の動弁室の潤滑油回収構造。
8. 前記内燃機関が前記シリンダの前記燃焼室側を一方に傾斜させた状態で設置され、
   前記オイル回収通路が前記シリンダヘッドの動弁室底面における前記一方側に開口し、
   前記バッフルの前記排出口が、当該バッフルの前記一方側の端部に設けられ、
   前記動弁機構が、前記吸気弁及び前記排気弁の少なくとも一方を開閉させる動弁カムが形成されたカムシャフトを有し、
   前記バッフルが、前記カムシャフトの回転軌跡に沿って下方に凹んだ半円筒状の窪み部と、前記窪み部から前記排出口に至る第１延出部と、前記窪み部から他方側に延出する第２延出部とを有するプレート部材からなり、
   前記第１延出部が、前記第２延出部に対して低い位置に配置されていることを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれか一項に記載の内燃機関の動弁室の潤滑油回収構造。
9. 前記第１延出部及び前記第２延出部が前記排出口に向けて共に下り勾配に傾斜しており、前記第１延出部の勾配が前記第２延出部の勾配より小さいことを特徴とする請求項８に記載の内燃機関の動弁室の潤滑油回収構造。

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