JPH0953432A - 内燃機関の潤滑油戻し通路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ブローバイガスの発生量が多くなる運転領域
においても、シリンダヘッドのエンジンオイルを円滑に
オイルパンに落下させることを可能とした内燃機関の潤
滑油戻し通路を提供する。 【解決手段】 エンジン１のシリンダ軸線ＣＬより下方
側には、シリンダブロック３の下端面からシリンダヘッ
ド４の上面に貫通する潤滑油戻し通路２０が形成されて
いる。潤滑油戻し通路２０は、シリンダ軸線ＣＬと平行
して形成された主通路２１と、主通路２１の下方部分か
らシリンダ軸線ＣＬよりに斜め下方に分岐した比較的小
径の第１分岐通路２２と、主通路２１の上方部分からシ
リンダ軸線ＣＬよりに斜め上方に分岐した比較的小径の
第２分岐通路２３とからなっており、第１分岐通路２２
の下端には飛沫侵入防止手段であるストッパプレート２
４が取り付けられ、主通路２１の下端には潤滑油案内手
段であるガイドプレート２５が取り付けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の潤滑油
戻し通路に係り、詳しくはシリンダヘッドからオイルパ
ンへのエンジンオイルの落下量を確保する技術に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】一般に、自動車等に用いられる内燃機関
（以下、エンジンと記す）では、機械式のオイルポンプ
によりオイルパンに貯留したエンジンオイルを各部に圧
送し、摺動部や転動部等の潤滑や冷却等を行っている。
特に、カムシャフトやバルブリフタ等の動弁系部材をシ
リンダヘッドに備えたＯＨＣ型のエンジンでは、高温と
なる燃焼室壁面の冷却の必要も相俟って、多量のエンジ
ンオイルがシリンダヘッドに供給される。そして、シリ
ンダヘッドでの潤滑や冷却を終えたエンジンオイルは、
シリンダブロック等に形成された潤滑油戻し通路（オイ
ル戻し穴）を介してオイルパンに落下し、オイルポンプ
により再び各部に圧送される。

【０００３】一方、近年のエンジンでは、ピストンリン
グの隙間から漏れるブローバイガス（未燃混合気および
燃焼ガス）の大気中への流出や、ブローバイガスによる
エンジンオイルの劣化を防ぐため、ＰＣＶ（Positive C
rankcase Ventilation）システムが備えられている。Ｐ
ＣＶシステムでは、エアクリーナ等からクランクケース
内に新気を導入する一方、クランクケース内で発生した
ブローバイガスをシリンダヘッドを介して吸気系に導入
し、これを混合気と伴に燃焼させる。尚、ＰＣＶシステ
ムを備えない旧来のエンジンでは、クランクケース等に
取り付けられたブリーザ装置を介して、ブローバイガス
を大気中に放出していた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ＰＣＶシス
テムを備えたエンジンでは、ブローバイガスがクランク
ケースからシリンダヘッドに向けて上昇するが、このこ
とに起因して以下のような不具合が生じることがあっ
た。例えば、カムシャフトがタイミングベルトで駆動さ
れるエンジンでは、クランクケースとシリンダヘッドと
を連通するチェーンケースが存在しないため、潤滑油や
ブローバイガスは、シリンダブロックの側壁等に形成さ
れた比較的面積の小さい通路を流通する。そのため、ブ
ローバイガスの抜けは当然に悪くなり、ピストンの上下
動に伴う圧力脈動も相俟って、クランクケースの内圧が
シリンダヘッドの内圧よりも高くなることが多い。した
がって、シリンダブロック内に潤滑油戻し通路とブロー
バイガス通路とを独立して形成しても、ブローバイガス
の排出量が多くなる高負荷・高回転域には潤滑油戻し通
路にもブローバイガスが侵入し、エンジンオイルの落下
が阻害されることがあった。

【０００５】ところが、このようにエンジンオイルの落
下が阻害されても、オイルパン内のオイルレベルがオイ
ルストレーナの吸込位置より高い間はオイルポンプによ
るエンジンオイルの供給は停止されないため、ごく短時
間でシリンダヘッド内がエンジンオイルで満たされるこ
とになる。この状態で、更にエンジンオイルの供給が行
われると、シリンダヘッドからオーバフローしたエンジ
ンオイルは、ブローバイガス通路を介して吸気系に流入
し、燃焼室内で混合気と伴に消費（燃焼）されることに
なる。その結果、排気中に多量の白煙が生じたり、点火
プラグや吸排気バルブ等を汚損する他、オイルレベルが
下限値よりも低下した場合、クランクシャフト等へのエ
ンジンオイルの供給が円滑に行えなくなる虞もあった。
尚、このような不具合が起こる傾向は、エンジンオイル
に作用する重力の落下方向（通路の傾き方向）の成分が
小さいシリンダ軸線が傾斜したエンジン（例えば、傾斜
配置された直列エンジンやＶ型エンジン等）で顕著とな
る。

【０００６】本発明は、上記状況に鑑みなされたもの
で、ブローバイガスの発生量が多くなる運転領域におい
ても、シリンダヘッドのエンジンオイルを円滑にオイル
パンに落下させることを可能とした内燃機関の潤滑油戻
し通路を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明の請求項
１では、この目的を達成するために、シリンダ軸線が鉛
直線に対して傾斜した内燃機関に形成される潤滑油戻し
通路であって、前記シリンダ軸線と略平行しかつ当該シ
リンダ軸線より下方に形成され、前記内燃機関のシリン
ダヘッドとクランクケースとを連通する主通路と、当該
主通路の下方部分から前記シリンダ軸線よりに分岐し、
前記クランクケース内に開口した第１分岐通路と、前記
主通路の上方部分から前記シリンダ軸線よりに分岐し、
前記シリンダヘッド内に開口した第２分岐通路とを備え
たものを提案する。

【０００８】また、請求項２では、請求項１の潤滑油戻
し通路において、前記第２分岐通路が、前記主通路より
上方で前記シリンダヘッド内に開口するものを提案す
る。また、請求項３では、請求項１または２の潤滑油戻
し通路において、前記シリンダヘッドには潤滑油が貯留
される潤滑油溜りが形成され、前記主通路が当該潤滑油
溜りに連通する一方で、前記第２分岐通路は当該潤滑油
溜りより上方で前記シリンダヘッド内に開口するものを
提案する。

【０００９】また、請求項４では、請求項１〜３の潤滑
油戻し通路において、前記第１分岐通路の下端には潤滑
油飛沫の当該第１分岐通路への侵入を防止する飛沫侵入
防止手段が設けられたものを提案する。また、請求項５
では、請求項１〜４の潤滑油戻し通路において、前記主
通路の下端には潤滑油を案内する潤滑油案内手段が設け
られたものを提案する。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の
一実施形態を詳細に説明する。図１には、本発明を適用
した自動車用エンジンにおける、シリンダボア間の縦断
面を示してある。同図において、１はＯＨＣ型の４サイ
クル直列４気筒エンジン（以下、単にエンジンと記す）
であり、シリンダ軸線ＣＬが鉛直線（図示せず）に対し
て傾斜した状態で、図示しない車体に搭載されるように
なっている。エンジン１は、クランクケース２が一体と
なったシリンダブロック３と、シリンダブロック３の上
面に締結されたシリンダヘッド４とを主たる構造部材と
している。そして、これらの他に、クランクケース２の
下面に取り付けられたオイルパン５と、シリンダヘッド
４の上面に取り付けられたカムカバー６とでその外形が
形成されている。

【００１１】クランクケース２にはクランクシャフト７
が回動自在に支持され、クランクシャフト７には、コネ
クティングロッド８を介して、シリンダボア９内で往復
動するピストン１０が連結されている。また、シリンダ
ヘッド４には、その下面に燃焼室１１が形成されると共
に、カムシャフト１２、ロッカアーム１３、吸排気バル
ブ１４，１５、バルブスプリング１６等からなる動弁機
構が組付けられている。図中、１７はシリンダブロック
３の冷却に供される冷却水通路であり、図示しないウォ
ータポンプから吐出された冷却水が循環する。

【００１２】さて、本実施形態のエンジン１では、図１
中の左側、すなわちシリンダ軸線ＣＬより下方側に、シ
リンダブロック３の下端面からシリンダヘッド４の上面
に貫通する潤滑油戻し通路２０が形成されている。潤滑
油戻し通路２０は、シリンダ軸線ＣＬと平行して形成さ
れた主通路２１と、主通路２１の下方部分からシリンダ
軸線ＣＬよりに斜め下方に分岐した比較的小径の第１分
岐通路２２と、主通路２１の上方部分からシリンダ軸線
ＣＬよりに斜め上方に分岐した比較的小径の第２分岐通
路２３とからなっている。

【００１３】図２（図１中のII部拡大図）に示したよう
に、第１分岐通路２２の下端には飛沫侵入防止手段であ
るストッパプレート２４が、また、主通路２１の下端に
は潤滑油案内手段であるガイドプレート２５が、それぞ
れボルト締めされている。両プレート２４，２５はそれ
ぞれ第１分岐通路２２と主通路２１のシリンダ軸線ＣＬ
側の壁面に連続するように延設されており、ガイドプレ
ート２５は、クランクケース２の内壁面に沿って、該内
壁面と所定の間隔をなすように形成されている。

【００１４】一方、シリンダヘッド３の上面には、図１
中の左右と中央とに仕切突起２６，２７に区画された潤
滑油溜り２８，２９，３０とが形成されると共に、仕切
突起２６，２７には潤滑油溜り２８，２９，３０を連通
する図示しない連通溝が形成されている。そして、図３
（図１中のIII部拡大図）に示したように、左側の潤滑
油溜り２８の下部には主通路２１が連通する一方、左側
の仕切突起２６の上面には第２分岐通路２３が開口して
いる。

【００１５】カムカバー６の上面には二本のブローバイ
ガスホース３１，３２が取り付けられており、ブローバ
イガスホース３１はＰＣＶバルブを介してサージタンク
に連通し、ブローバイガスホース３２はエアクリーナ内
に連通している。また、図１中の右側、すなわちシリン
ダ軸線ＣＬより上方側には、シリンダブロック３の下端
面からシリンダヘッド４の上面に貫通するブローバイガ
ス通路３３が形成されている。図１中、３４はオイルパ
ン５に貯留されたエンジンオイルであり、３５は潤滑油
溜り２８に貯留されたエンジンオイルである。

【００１６】以下、本実施形態の作用を述べる。エンジ
ン１が始動されると、オイルパン５内のエンジンオイル
３４は、図示しないオイルポンプによりエンジン各部に
圧送され、摺動部や転動部等の潤滑やシリンダヘッド４
等の冷却を行う。シリンダヘッド４側に供給されたエン
ジンオイルは、動弁機構の潤滑や燃焼室１１周辺の冷却
を行った後、潤滑油溜り２８から潤滑油戻し通路２０を
介してオイルパン５内に落下する。尚、潤滑油溜り２
８，２９，３０は仕切突起２６，２７の連通溝により連
通されているため、潤滑油溜り２９，３０からオーバフ
ローしたエンジンオイルは潤滑油溜り２８を経由して潤
滑油戻し通路２０に流入する。

【００１７】一方、エンジン１の運転中には、燃焼室１
１からクランクケース２内にブローバイガスが漏れる
が、その漏れ量は低負荷・低回転域では比較的少ない。
したがって、このような運転領域では、ブローバイガス
ホース３１およびＰＣＶバルブを介してサージタンクに
ブローバイガスを負圧吸引させると共に、ブローバイガ
スホース３２から新気を導入してクランクケース２内の
換気を行う。この際には、ブローバイガス通路３３の流
路面積のブローバイガス発生量に対する余裕が十分であ
るため、ブローバイガスはブローバイガス通路３３のみ
を介してクランクケース２からシリンダヘッド４に流入
する。したがって、潤滑油戻し通路２０にブローバイガ
スが流入する虞はなく、潤滑油溜り２８のエンジンオイ
ル３５は抵抗なくクランクケース２に落下する。

【００１８】ところが、高負荷・高回転域になると、燃
焼室圧力の上昇やピストンリングのフラッタリング等に
より、ブローバイガス発生量が急激に多くなる。このよ
うな運転領域では、ブローバイガスホース３１からサー
ジタンクへの経路だけでは不十分となり、ブローバイガ
スはブローバイガスホース３２を介してエアクリーナに
も導入される。そして、ブローバイガス通路３３のブロ
ーバイガス発生量に対する余裕も不足するため、ブロー
バイガスの一部は、潤滑油戻し通路２０を介してクラン
クケース２からシリンダヘッド４に流入する。

【００１９】さて、本実施形態では、高負荷・高回転域
でブローバイガスが潤滑油戻し通路２０に侵入した場合
にも、これによるエンジンオイルの落下の阻害は問題と
ならないレベルに抑えられている。以下、その理由を図
２，図３を参照して詳細に述べる。エンジン１の運転時
には、エンジンオイルがオイルポンプにより各部に供給
され、シリンダヘッド４に供給されたものは、潤滑油溜
り２８から潤滑油戻し通路２０を介してオイルパン５に
戻される。そのため、潤滑油戻し通路２０の主通路２１
には略一定量のエンジンオイルが常時流れており、主通
路２１の下端に至った後、図２に示したように、ガイド
プレート２５に案内されてクランクケース２の内壁面に
沿って流れ落ちる。その結果、主通路２１の下端は流れ
るエンジンオイルで満たされることになり、該部からの
ブローバイガスの侵入は起こらず、エンジンオイルが円
滑にオイルパン５に戻ることになる。尚、本実施形態で
は、主通路２１下端の流路面積が、シリンダヘッド４に
供給されるエンジンオイル量に対して十分な値に設定さ
れている。また、エンジンオイルは、その粘度が比較的
高いため、ガイドプレート２５の下端から滴下すること
によって、オイルパン５内のエンジンオイル３４に泡立
ちを発生させる虞が少ない。

【００２０】一方、クランクケース２内で発生したブロ
ーバイガスの一部は、第１分岐通路２２を介して、主通
路２１内に流入する。この際、第１分岐通路２２の下端
にはストッパプレート２４が設けられているため、クラ
ンクシャフト７の回転等により飛沫となったエンジンオ
イルが振り掛かっても、図２に示したように、その第１
分岐通路２２への侵入が防止される。主通路２１に流入
したブローバイガスは、エンジンオイルとは逆に主通路
２１内を上昇した後、第２分岐通路２３からシリンダヘ
ッド４内に流入する。この際、第２分岐通路２３が仕切
突起２６の上面に開口しているため、潤滑油溜り２８に
エンジンオイル３５が溜まっていても、ブローバイガス
の流通が妨げられることはない。

【００２１】以上述べたように、本実施形態では、潤滑
油戻し通路２０の上下にブローバイガス用の分岐通路２
２，２３を形成したため、シリンダヘッド４からクラン
クケース２へのエンジンオイルの落下量を十分に確保し
ながら、高負荷・高回転時に発生する大量のブローバイ
ガスをクランクケース２からシリンダヘッド４に流入さ
せることができるようになった。

【００２２】以上で具体的実施形態の説明を終えるが、
本発明はこの実施形態に限られるものではない。例え
ば、上記実施形態は、半発明を傾斜配置の直列エンジン
に適用したものであるが、Ｖ型エンジン等にも好適であ
る。また、上記実施形態では、第１分岐通路と第２分岐
通路とを主通路に対して傾斜させたが、主通路と平行に
形成するようにしてもよい。この場合、上記実施形態に
比べ第２分岐通路が主通路の近傍に開口するため、シリ
ンダヘッドの潤滑油溜りの容積が小さくなるが、分岐通
路のレイアウトは容易になる。

【００２３】また、ガイドプレートやストッパプレート
は、クランクケースやシリンダブロックに一体化させて
もよく、この場合にはシリンダヘッドの主通路や分岐通
路を形成する中子等の製造がやや困難になるが、部品点
数を削減することができる。また、エンジンオイルのシ
リンダヘッドからクランクケースへの流れ方や、エンジ
ンオイル飛沫の掛かり方によっては、必ずしもガイドプ
レートやストッパプレートを設ける必要はない。また、
潤滑油案内手段として、ガイドプレートに代えて、オイ
ルパンに至るガイドパイプを主通路の下端に取り付ける
ようにしてもよい。この場合、パイプをクランクシャフ
トの回転軌跡から外す必要があるためレイアウトがやや
困難になるが、上記実施形態に比べてエンジンオイルの
泡立ちをより一層低減させることができる。その他、本
発明の主旨を逸脱しない範囲であれば、潤滑油戻し通路
やブローバイガス通路の設置部位や、シリンダヘッド上
のオイル溜りの形状等についても適宜変更可能である。

【００２４】

【発明の効果】本発明の請求項１に係る潤滑油戻し通路
によれば、シリンダ軸線が鉛直線に対して傾斜した内燃
機関に形成される潤滑油戻し通路であって、前記シリン
ダ軸線と略平行しかつ当該シリンダ軸線より下方に形成
され、前記内燃機関のシリンダヘッドとクランクケース
とを連通する主通路と、当該主通路の下方部分から前記
シリンダ軸線よりに分岐し、前記クランクケース内に開
口した第１分岐通路と、前記主通路の上方部分から前記
シリンダ軸線よりに分岐し、前記シリンダヘッド内に開
口した第２分岐通路とを備えるようにしたため、ブロー
バイガスの発生量が多い場合にも、ブローバイガスは両
分岐通路を流通することになり、主通路内での潤滑油の
流通が確保される。

【００２５】また、請求項２によれば、請求項１の潤滑
油戻し通路において、前記第２分岐通路が、前記主通路
より上方で前記シリンダヘッド内に開口するものとした
ため、シリンダヘッド内の潤滑油により第２分岐通路が
閉塞され難くなる。また、請求項３によれば、請求項１
または２の潤滑油戻し通路において、前記シリンダヘッ
ドには潤滑油が貯留される潤滑油溜りが形成され、前記
主通路が当該潤滑油溜りに連通する一方で、前記第２分
岐通路は当該潤滑油溜りより上方で前記シリンダヘッド
内に開口するものとしたため、潤滑油溜りの潤滑油が主
通路に円滑に流入する一方、ブローバイガスが潤滑油に
妨げられることなく第２分岐通路からシリンダヘッド内
に流入する。

【００２６】また、請求項４によれば、請求項１〜３の
潤滑油戻し通路において、前記第１分岐通路の下端に潤
滑油飛沫の当該第１分岐通路への侵入を防止する飛沫侵
入防止手段を設けるようにしたため、クランクシャフト
等により跳ね掛けられた潤滑油飛沫が第１分岐通路に侵
入しなくなる。また、請求項５によれば、請求項１〜４
の潤滑油戻し通路において、前記主通路の下端に潤滑油
を案内する潤滑油案内手段を設けるようにしたため、潤
滑油が滴下してオイルパン内の潤滑油に泡立ちを生じさ
せるようなことがなくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した自動車用エンジンの縦断面図
である。

【図２】図１中のII部拡大図である。

【図３】図１中のIII部拡大図である。

【符号の説明】

１ エンジン ２ クランクケース ３ シリンダブロック ４ シリンダヘッド ５ オイルパン ６ カムカバー ８ コネクティングロッド １０ ピストン １２ カムシャフト ２０ 潤滑油戻し通路 ２１ 主通路 ２２ 第１分岐通路 ２３ 第２分岐通路 ２４ ストッパプレート ２５ ガイドプレート ２６ 仕切突起 ２８ 潤滑油溜り ３１，３２ ブローバイガスホース ３３ ブローバイガス通路 ＣＬ シリンダ軸線 ３４，３５ エンジンオイル

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シリンダ軸線が鉛直線に対して傾斜した
   内燃機関に形成される潤滑油戻し通路であって、 前記シリンダ軸線と略平行しかつ当該シリンダ軸線より
   下方に形成され、前記内燃機関のシリンダヘッドとクラ
   ンクケースとを連通する主通路と、 当該主通路の下方部分から前記シリンダ軸線よりに分岐
   し、前記クランクケース内に開口した第１分岐通路と、 前記主通路の上方部分から前記シリンダ軸線よりに分岐
   し、前記シリンダヘッド内に開口した第２分岐通路とを
   備えたことを特徴とする内燃機関の潤滑油戻し通路。
2. 【請求項２】 前記第２分岐通路が、前記主通路より上
   方で前記シリンダヘッド内に開口することを特徴とす
   る、請求項１記載の内燃機関の潤滑油戻し通路。
3. 【請求項３】 前記シリンダヘッドには潤滑油が貯留さ
   れる潤滑油溜りが形成され、前記主通路が当該潤滑油溜
   りに連通する一方で、前記第２分岐通路は当該潤滑油溜
   りより上方で前記シリンダヘッド内に開口することを特
   徴とする、請求項１または２記載の内燃機関の潤滑油戻
   し通路。
4. 【請求項４】 前記第１分岐通路の下端には潤滑油飛沫
   の当該第１分岐通路への侵入を防止する飛沫侵入防止手
   段が設けられたことを特徴とする、請求項１〜３のいず
   れか一項に記載の内燃機関の潤滑油戻し通路。
5. 【請求項５】 前記主通路の下端には潤滑油を案内する
   潤滑油案内手段が設けられたことを特徴とする、請求項
   １〜４のいずれか一項に記載の内燃機関の潤滑油戻し通
   路。