JP7476157B2

JP7476157B2 - 内燃機関

Info

Publication number: JP7476157B2
Application number: JP2021178887A
Authority: JP
Inventors: 将洋上川
Original assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Current assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Priority date: 2021-11-01
Filing date: 2021-11-01
Publication date: 2024-04-30
Anticipated expiration: 2041-11-01
Also published as: JP2023067537A

Description

本願発明は、自動車等の内燃機関に関するものであり、オイルの送油通路に特徴を有するものである。

内燃機関においては、潤滑用のオイルが使用されている。潤滑用のオイルは、オイルパンに収容され、当該オイルパンからシリンダブロックに至る送油通路を介してシリンダブロックに供給され、シリンダブロックに形成されたメインギャラリから内燃機関の各所に送られてオイルパンに戻る。潤滑用のオイルは、送油通路内に設けられたオイルポンプによってオイルパンから吸い上げられて内燃機関内を循環する。

オイルパンからシリンダブロックに至る送油通路の構成として、当該オイルパン内にオイルストレーナを設け、オイルポンプの下流側にオイルフィルタカートリッジを設けたものが知られている（例えば、特許文献１）。

オイルストレーナは、フィルタ機能を備えたもので、オイルを吸引するオイルポンプに大きな異物が混入することを防いで、オイルポンプを保護するものである。また、オイルフィルタカートリッジは、内燃機関内に金属粉などの微細な異物が混入することを防いで、内燃機関を円滑に動作させるためのものである。

特許第６７９２３７７号公報

上記従来技術では、オイルポンプの上流側に設けられるオイルストレーナは、シリンダブロックの下面に固定されるオイルパン内に取り付けられており、内燃機関を有する自動車等のユーザや当該自動車の販社など（以下、ユーザ等という）によって容易に取り外すことができないものであった。このため、オイルストレーナに異物が付着した場合、当該異物が除去されずに送油通路における圧損が大きい状態で使用され続けてしまう懸念があった。

送油通路の圧損が大きい状態で使用され続けると、オイルを内燃機関内で円滑に搬送させることができずオイルによる潤滑の効果が低減するため、内燃機関を効率よく駆動することができない。

本発明が解決しようとする課題は、送油通路の圧損を改善してオイルを円滑に搬送することが可能な内燃機関を提供することである。

上記課題を解決するために、本発明の内燃機関は、オイルを収容するオイルパンと、前記オイルパンの前面に設けられるチェーンカバーと、前記オイルパンのオイルを吸引してシリンダブロックに供給するオイルポンプと、前記オイルを濾過するフィルタ部材を有し、前記オイルパンから前記シリンダブロックに至るオイルの送油通路中であって前記オイルポンプの上流側に着脱可能に設けられたオイルフィルタユニットと、を備え、前記オイルポンプは、前記チェーンカバー内に設けられ、前記オイルフィルタユニットは、前記チェーンカバーに着脱可能に設けられ、前記オイルフィルタユニット内の前記送油通路は、Ｕ字状に設けられ、前記オイルフィルタユニット内の前記送油通路との上流側に、前記チェーンカバーとの合わせ面に前記フィルタ部材を設けられ、前記オイルフィルタユニット内の前記送油通路との下流側は、前記オイルポンプへ繋がる送油通路に接続しているものである。

この構成によれば、送油通路においてオイルポンプの上流側に位置するオイルフィルタユニットが着脱可能であるので、当該オイルフィルタユニットが有するフィルタ部材に付着した異物を容易に除去できる。これにより、送油通路における圧損を改善することができる。

本発明の内燃機関によれば、送油通路の圧損を改善してオイルを円滑に搬送することが可能となる。

図１は、実施形態の内燃機関の全体構成を示す模式図である。図２は、実施形態の送油通路を示す模式図である。

以下、実施形態の内燃機関について図面を参照して説明する。図１は、内燃機関の全体構成を示す模式図である。内燃機関１は、例えば自動車に用いられる内燃機関である。内燃機関１の基本構成は従来から知られているものであり、内燃機関１は、シリンダブロック２と、シリンダヘッド３と、ヘッドカバー４と、オイルパン５と、チェーンカバー６と、オイルフィルタユニット７と、を備える。

なお、以下の説明において、図１における上下方向を内燃機関１の高さ方向、図１における左右方向を内燃機関１の前後方向、図１における紙面と直交する方向を内燃機関１の左右方向という場合がある。また、内燃機関１の前後方向および左右方向を含めて水平方向という場合がある。

シリンダブロック２は、内燃機関１の前後方向に併設される例えば４つのシリンダボア２１を有する。各シリンダボア２１には、ピストン２２が内燃機関１の高さ方向に摺動自在に設けられている。ピストン２２にはコンロッド２３が連結されている。ピストン２２がシリンダボア２１内を往復動すると、当該往復動がコンロッド２３によってクランク軸２４の回転に変換される。

シリンダヘッド３は、シリンダブロック２の上部に設けられる。シリンダヘッド３には、図示していないが、各シリンダボア２１に対応して設けられる燃焼室、当該燃焼室の吸気ポートを開閉する吸気バルブ、当該燃焼室の排気ポートを開閉する排気バルブ等が設けられている。吸気バルブおよび排気バルブは、クランク軸２４と連動するカム軸３１の回転により動作する。なお、図１においては便宜的にカム軸３１を１つのみ図示しているが、シリンダヘッド３には、吸気バルブを動作させる吸気用のカム軸３１と排気バルブを動作させる排気用のカム軸３１とが設けられている。

ヘッドカバー４は、シリンダヘッド３の上部に固定されるカバーである。

オイルパン５は、シリンダブロック２の下面に固定され、内燃機関１の各所に供給される潤滑用のオイルを収容する。オイルパン５に収容されたオイルは、後述するオイルポンプ８によって吸引され、内燃機関１の各所（ピストン２２、クランク軸２４、カム軸３１等）に供給される。オイルは、内燃機関１の各所を通過し、これら各所を潤滑してオイルパン５に戻る。

チェーンカバー６は、シリンダブロック２およびオイルパン５の前面に設けられる。チェーンカバー６は、クランク軸２４に固定された主動スプロケットおよび各カム軸３１に設けられた従動スプロケット（ともに図示せず）に巻き付けられたタイミングチェーン６１を覆うカバーである。

チェーンカバー６内には、オイルポンプ８が設けられている。オイルポンプ８は、内燃機関１の左右方向において、タイミングチェーン６１と重畳するよう配置されている。オイルポンプ８は、オイルパン５内のオイルを吸い上げて内燃機関１の各所にオイルを供給する。

オイルフィルタユニット７は、フィルタ部材を備える。フィルタ部材は、オイルポンプ８によってオイルパン５から吸い上げられるオイルに含まれる異物を捕捉して当該オイルを濾過する。フィルタ部材は、オイルに含まれる金属粉などの微細な異物を捕捉することが可能となっている。したがって、上記フィルタ部材は、シリンダブロック２とオイルパン５を固定する際に用いられたシール材のかすなどの比較的大きな異物も捕捉することができる。

オイルフィルタユニット７は、チェーンカバー６に着脱可能に設けられる。例えば、オイルフィルタユニット７は、その中心部に内燃機関１の前後方向に延びる雌ネジを備え、この雌ネジがチェーンカバー６に形成された雄ネジに螺合することでチェーンカバー６に取り付けられる。また、オイルフィルタユニット７は、上記雄ネジと雌ネジとの螺合を解除することで、チェーンカバー６から取り外すことができる。

なお、オイルフィルタユニット７をチェーンカバー６に着脱可能とする構成は、上記雄ネジと雌ネジとの螺合によるものに限らず、他の構成を採用してもよい。オイルフィルタユニット７をチェーンカバー６から取り外すことで、ユーザ等はオイルフィルタユニット７が有するフィルタ部材に付着した異物を容易に除去することができる。

次に、図２を参照して、内燃機関１におけるオイルの通路構成について説明する。オイルパン５に収容されたオイルは、オイルパン５からシリンダブロック２に至る送油通路１０およびシリンダブロック２に形成されるメインギャラリ２５を介して、ピストン２２、クランク軸２４、カム軸３１等の内燃機関１の各所に供給され、その後オイルパン５に戻される。なお、送油通路１０において、オイルパン５に近い側を上流側、シリンダブロック２に近い側を下流側という。

送油通路１０は、通路管１１、ユニット内通路１２、カバー内上流通路１３、オイルポンプ８、およびカバー内下流通路１４とから構成される。

通路管１１は、チェーンカバー６を前後方向に貫通して設けられ、オイルパン５内からチェーンカバー６の前面まで延びている。通路管１１は、直管状に形成されており、チェーンカバー６の長手方向と直交する方向である前後方向に沿って水平に延びている。これにより、チェーンカバー６内に形成されてオイルパン５とオイルフィルタユニット７とを結ぶ通路は最短となり、当該通路の流路抵抗を小さくすることができるので、送油通路１０の圧損を抑えることができる。なお、オイルパン５とオイルフィルタユニット７とを結ぶ通路は、上記構成に限るものでなく、例えば水平方向に対して傾斜して設けられていてもよい。

ユニット内通路１２は、オイルフィルタユニット７内に形成されるオイルの通路であり、フィルタ部１２１と通路部１２２とで構成される。

フィルタ部１２１は、内燃機関１の前後方向に延びる管状部材で構成され、通路部１２２から取り外し可能に設けられている。フィルタ部１２１は、通過するオイルに含まれる微細な異物を捕捉して当該オイルを濾過するフィルタ部材を備えている。

フィルタ部１２１の前後方向の両端は開口しており、オイルフィルタユニット７がチェーンカバー６に取り付けられた状態で、フィルタ部１２１の上流側開口１２３が通路管１１下流側開口と接続される。これにより、ユニット内通路１２は通路管１１を介してオイルパン５と連通する。フィルタ部１２１は、オイルフィルタユニット７がチェーンカバー６から取り外された状態では露出される。

オイルフィルタユニット７がチェーンカバー６に取り付けられた状態では、図示しないＯリング等のシール材によって、フィルタ部１２１と通路管１１との間がシールされている。なお、フィルタ部１２１の上流側開口１２３に接続される通路管１１の下流側開口に、オイルフィルタユニット７が取り外された際に当該開口を閉塞する弁を設けることも可能である。これにより、通路管１１を水平方向に延びるように設けても、オイルフィルタユニット７をチェーンカバー６から取り外した際に通路管１１の開口からオイルが漏れることを確実に防ぐことができる。

通路部１２２は、オイルフィルタユニット７がチェーンカバー６に取り付けられた状態で、フィルタ部１２１とカバー内上流通路１３とを接続する管状部材である。詳細には、通路部１２２の上流側開口１２４はフィルタ部１２１の下流側開口と接続され、通路部１２２の下流側開口はカバー内上流通路１３の上流側開口１３１と接続される。なお、オイルフィルタユニット７がチェーンカバー６に取り付けられた状態では、図示しないＯリング等のシール材によって、通路部１２２とカバー内上流通路１３との間がシールされている。

また、通路部１２２は、フィルタ部１２１を着脱可能に保持する。ユーザ等は、オイルフィルタユニット７をチェーンカバー６から取り外し、さらにフィルタ部１２１を通路部１２２から取り外すことで、フィルタ部１２１のみを取り出すことができる。これにより、ユーザ等はフィルタ部１２１のフィルタ部材に付着した異物をより容易に除去することができる。なお、ユニット内通路１２は、フィルタ部１２１と通路部１２２とを着脱可能とせずに一体に構成したものであってもよい。また、ユニット内通路１２は、管状部材で構成せずにオイルフィルタユニット７内に形成される空間を利用することによって構成してもよい。

オイルフィルタユニット７は、フィルタ部１２１の他に別途フィルタ部材を備えることも可能である。例えば、通路部１２２の下流側開口の近傍にフィルタ部材を設けてもよい。オイルフィルタユニット７にフィルタ部材を多段に設けることで内燃機関１の各所に供給されるオイルをより浄化することができ、これによって潤滑の効果を向上させることができる。しかも、これらフィルタ部材は、チェーンカバー６から取り外せるオイルフィルタユニット７に設けられるので、捕捉した異物を除去することにより送油通路１０の圧損を改善することができる。

なお、上記したようにオイルの浄化作用をより向上させるためにオイルポンプ８の上流側に多段のフィルタを設ける場合、吸引力が高いオイルポンプ８を使用することが望ましい。フィルタ部材を多段に設けることによって、オイルポンプ８の吸込み側の流路抵抗が大きくなるからである。内燃機関１において、オイルの浄化を強化することが優先される場合はフィルタ部材を多段に設け、ポンプの性能を抑えることが優先される場合はフィルタ部材を一段とすればよい。

上述したとおり、ユニット内通路１２は、送油通路１０の一部を構成するものであって、かつ、送油通路１０から取り外し可能となっている。言い方を変えると、ユニット内通路１２を有するオイルフィルタユニット７は、オイルを濾過するフィルタ部材を有し、オイルパン５からシリンダブロック２に至るオイルの送油通路中であってオイルポンプ８の上流側に着脱可能に設けられたものである。

カバー内上流通路１３は、チェーンカバー６内に設けられ、内燃機関１の高さ方向に延びる管状部材で構成される。カバー内上流通路１３は、通路部１２２の上流側開口１３１とオイルポンプ８の吸入口８１とを接続する。

オイルポンプ８は、オイルフィルタユニット７よりも上方に位置して、チェーンカバー６内に設けられる。また、オイルポンプ８は、オイルパン５の前側かつオイルフィルタユニット７の後側に位置して設けられる。本実施形態においては、オイルポンプ８は、図示しないロータを備え、当該ロータがクランク軸２４に連結されて駆動されるものであるが、オイルポンプ８の構成はこれに限らず任意に選択可能である。オイルポンプ８は、オイルパン５内に収容されたオイルを吸入口８１から吸い込み、排出口８２から排出して内燃機関１の各所にオイルを供給する機能を有する。

カバー内下流通路１４は、チェーンカバー６内に設けられ、内燃機関１の高さ方向に延びる管状部材で構成される。カバー内下流通路１４は、オイルポンプの排出口８２とシリンダブロック２内に形成されるメインギャラリ２５とを接続する。

メインギャラリ２５は、オイルポンプ８よりも上方に位置してシリンダブロック２に形成される。メインギャラリ２５は、内燃機関１の各所に通ずる通路（図示せず）と繋がっている。

このように、オイルポンプ８は、高さ方向において、送油通路１０に連通してシリンダブロック２に形成されたメインギャラリ２５とオイルフィルタユニット７との間に配置される。また、オイルポンプ８は、水平方向において、オイルパン５とオイルフィルタユニット７との間に配置される。

上記構成に基づく作用について説明する。オイルポンプ８が駆動されると、オイルパン５に収容されているオイルは通路管１１を通過してオイルフィルタユニット７のユニット内通路１２に流れ込む。このとき、オイルに含まれる異物はフィルタ部１２１に設けられたフィルタ部材で捕捉され、オイルが濾過される。

フィルタ部１２１を通過して濾過されたオイルは、通路部１２２、カバー内上流通路１３を介して吸入口８１からオイルポンプ８内に流れ込む。オイルポンプ８内に流れ込むオイルはオイルフィルタユニット７で濾過されているので、異物の存在によりオイルポンプ８の動作が損なわれることが防止される。

オイルは、オイルポンプ８の排出口８２からカバー内下流通路１４を通過して、シリンダブロック２に形成されたメインギャラリ２５に流れ込み、メインギャラリ２５から内燃機関１の各所に供給される。そして、内燃機関１の各所を通過したオイルはオイルパン５に戻る。

ユーザ等は必要に応じてあるいは定期的にオイルフィルタユニット７をチェーンカバー６から取り外すことができる。例えば、ユーザ等は上述したオイルの通路におけるオイルの流れが円滑でなくなった場合等に、オイルフィルタユニット７をチェーンカバー６から取り外すことができる。

オイルフィルタユニット７をチェーンカバー６から取り外すには、内燃機関１の前後方向を軸方向としてオイルフィルタユニット７を回転させる。これにより、チェーンカバー６の雄ネジとオイルフィルタユニット７の雌ネジとの螺合が解除されて、オイルフィルタユニット７はチェーンカバー６から取り外される。

ユーザ等は取り外されたオイルフィルタユニット７のフィルタ部１２１を洗浄するなどして、フィルタ部材に付着した異物を除去する。オイルフィルタユニット７がチェーンカバー６から取り外された状態では、フィルタ部１２１は露出しているので、フィルタ部材に付着した異物を除去する作業がやりやすい。また、本実施形態のフィルタ部１２１は通路部１２２から取り外すことが可能であるので、上記異物除去の作業性をより向上することができる。

フィルタ部１２１とは別に通路部１２２にフィルタ部材が設けられている場合、ユーザ等はこのフィルタ部材についても付着した異物を除去することができる。通路部１２２にフィルタ部材を設ける場合も異物除去の作業性を良好なものとするために、オイルフィルタユニット７がチェーンカバー６から取り外された状態で当該フィルタ部材が露出するよう配置することが望ましい。

内燃機関１は、フィルタ部材に付着した異物が除去されたオイルフィルタユニット７がチェーンカバー６に取り付けられて使用される。

以上説明したとおり、本実施形態の内燃機関１は、オイルを収容するオイルパン５と、オイルパン５内のオイルを吸引してシリンダブロック２に供給するオイルポンプ８と、前記オイルを濾過するフィルタ部材を有し、オイルパン５からシリンダブロック２に至る前記オイルの送油通路１０中であってオイルポンプ８の上流側に着脱可能に設けられたオイルフィルタユニット７と、を備える。

これにより、オイルポンプ８への異物の流入を阻止するフィルタ部材を有するオイルフィルタユニット７を着脱することで、当該フィルタ部材に付着した異物を容易に除去することができる。このため、送油通路の圧損を改善することができ、オイルを円滑に搬送することが可能となる。したがって、内燃機関１を効率よく駆動することができ、内燃機関１は、例えば自動車に用いられた場合に燃費の向上に寄与する。

また、本実施形態の内燃機関１のオイルポンプ８は、高さ方向において、送油通路１０に連通してシリンダブロック２に形成されたメインギャラリ２５とオイルフィルタユニット７との間に配置される。

これにより、オイルフィルタユニット７からオイルポンプ８を介してメインギャラリ２５に至る通路を、高さ方向において一方向（本実施形態では下方から上方に向かう方向）とすることができる。このため、オイルフィルタユニット７からメインギャラリ２５にかけて効率的にオイルを供給することができる。したがって、オイルをより円滑に搬送することができる。

さらに、本実施形態の内燃機関１のオイルポンプ８は、水平方向において、オイルパン５とオイルフィルタユニット７との間に配置される。より詳細には、オイルポンプ８は、水平方向においてオイルパン５とオイルフィルタユニット７との間に配置されるチェーンカバー６内に、タイミングチェーン６１と重畳して配置されている。

これにより、水平方向におけるオイルパン５とオイルフィルタユニット７との間のスペースを活用してオイルポンプ８を配置することができる。別の言い方をすると、オイルフィルタユニット７を着脱可能に取付けるためのチェーンカバー６のスペースを活用してオイルポンプ８を配置することができる。したがって、内燃機関１内のスペースを有効活用することができ、内燃機関１の小型化を図ることができる。

加えて、本実施形態の内燃機関１は、従来技術のようにオイルポンプ８の上流側に大きな異物を捕捉するフィルタ部材を、下流側に微細な異物を捕捉するフィルタ部材をそれぞれ設けるのではなく、オイルポンプ８の上流側に微細な異物を捕捉するフィルタ部材を着脱可能な構成としている。すなわち、本実施形態の内燃機関１は、オイルポンプ８の下流側に位置するフィルタ部材を備えていない。

これにより、送油通路１０の流路抵抗が低減され、この点においてもオイルをより円滑に搬送することができる。

以上、本願発明の内燃機関１について説明したが、本願発明の内燃機関１は、上記実施形態の構成に限るものではない。例えば、上記実施形態においては、オイルパン５からシリンダブロック２に至るオイルの送油通路１０は、チェーンカバー６内とオイルフィルタユニット７内とに設けられているが、ヘッドカバー４内にも設けられていてよい。具体的には、カバー内下流通路１４がヘッドカバー４に繋がっていて、ヘッドカバー４から内燃機関１の各所にオイルが供給される構成としてもよい。

また、上記実施形態においては、オイルフィルタユニット７をチェーンカバー６に着脱可能に設けているが、オイルパン５やシリンダブロック２に着脱可能に設けてもよい。この場合でも、オイルフィルタユニット７が取り付けられた状態では、オイルフィルタユニット７が有するフィルタ部材は送油通路においてオイルポンプ８の上流側に位置するよう構成される。

１内燃機関
２シリンダブロック
５オイルパン
７オイルフィルタユニット
８オイルポンプ
１０送油通路

Claims

オイルを収容するオイルパンと、
前記オイルパンの前面に設けられるチェーンカバーと、
前記オイルパンのオイルを吸引してシリンダブロックに供給するオイルポンプと、
前記オイルを濾過するフィルタ部材を有し、前記オイルパンから前記シリンダブロックに至るオイルの送油通路中であって前記オイルポンプの上流側に着脱可能に設けられたオイルフィルタユニットと、
を備え、
前記オイルポンプは、前記チェーンカバー内に設けられ、
前記オイルフィルタユニットは、前記チェーンカバーに着脱可能に設けられ、
前記オイルフィルタユニット内の前記送油通路は、Ｕ字状に設けられ、
前記オイルフィルタユニット内の前記送油通路との上流側に、前記チェーンカバーとの合わせ面に前記フィルタ部材を設けられ、
前記オイルフィルタユニット内の前記送油通路との下流側は、前記オイルポンプへ繋がる送油通路に接続している、
内燃機関。
前記オイルポンプは、高さ方向において、前記送油通路に連通して前記シリンダブロックに形成されたメインギャラリと前記オイルフィルタユニットとの間に配置される、
請求項１に記載の内燃機関。
前記オイルポンプは、水平方向において、前記オイルパンと前記オイルフィルタユニットとの間に配置される、
請求項１または２に記載の内燃機関。