(57)【要約】【課題】機関冷間時にオイルの温度を速やかに上昇させることのできる内燃機関を提供する。【解決手段】内燃機関１０は、燃焼室１４を構成するシリンダボア１２が設けられたシリンダブロック１１と、シリンダブロック１１の上部に取り付けられたシリンダヘッド２１と、シリンダブロック１１の下部に取り付けられたクランクケース３４と、を備えている。シリンダヘッド２１及びシリンダブロック１１には、シリンダヘッド２１内に供給されたオイルをクランクケース３４内に落とすオイル落とし通路４０が設けられている。オイル落とし通路４０には、同オイル落とし通路４０内を横切り且つ延びる方向の異なる棒状の架橋を複数有するメッシュ構造部５１が設けられている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼室を構成するシリンダボアが設けられたシリンダブロックと、
前記シリンダブロックの上部に取り付けられたシリンダヘッドと、
前記シリンダブロックの下部に取り付けられたクランクケースと、を備える内燃機関であって、
前記シリンダヘッド及び前記シリンダブロックに、前記シリンダヘッド内に供給されたオイルを、前記クランクケース内に落とすオイル落とし通路が設けられており、
前記オイル落とし通路に、同オイル落とし通路内を横切り且つ延びる方向の異なる棒状の架橋を複数有するメッシュ構造部が設けられている
内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の各部に供給される潤滑油としてのオイルは、機関冷間時には、温度が低く粘度が高くなっている。このため、機関冷間時には、オイルによって潤滑される部分の抵抗が大きい。そこで、機関冷間時には、燃焼室での混合気の燃焼に伴って発生する熱をオイルに伝達し、オイルの温度を速やかに上昇させることが好ましい。
【０００３】
オイルへの熱の伝達を促進するための構成を備えた内燃機関として、例えば特許文献１には、排気ポート近傍のオイル戻し通路にオイルの流量を制限する流量調整手段を備えた内燃機関が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５‐４２６２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このように、内燃機関においては、機関冷間時に、オイルに効果的に熱を伝達し、オイルの温度を速やかに上昇させることが望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するための内燃機関は、燃焼室を構成するシリンダボアが設けられたシリンダブロックと、前記シリンダブロックの上部に取り付けられたシリンダヘッドと、前記シリンダブロックの下部に取り付けられたクランクケースと、を備える内燃機関であって、前記シリンダヘッド及び前記シリンダブロックに、前記シリンダヘッド内に供給されたオイルを、前記クランクケース内に落とすオイル落とし通路が設けられており、前記オイル落とし通路に、同オイル落とし通路内を横切り且つ延びる方向の異なる棒状の架橋を複数有するメッシュ構造部が設けられていることをその要旨とする。
【０００７】
内燃機関の潤滑油として用いられているオイルは、オイル落とし通路を通過する間に、燃焼室での混合気の燃焼に伴って発生した熱によって温められる。
上記構成では、オイル落とし通路内にメッシュ構造部が設けられている。このため、機関冷間時のように温度が低く粘度が高いオイルがオイル落とし通路を通過する場合には、メッシュ構造部の架橋にオイルが付着してオイルが留まりやすい。すなわち、上記構成によれば、オイル落とし通路にメッシュ構造部が設けられていない場合と比較して、機関冷間時に、オイルがオイル落とし通路内に留まる時間が長くなる。これによって、混合気の燃焼に伴って発生する熱を効果的にオイルに伝達し、オイルの昇温を促進することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１実施形態の内燃機関を示す模式図。
【図２】同実施形態にかかる内燃機関における一部の拡大図。
【図３】第２実施形態の内燃機関を示す模式図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
（第１実施形態）
以下、内燃機関の第１実施形態について、図１及び図２を参照して説明する。
図１に示すように本実施形態の内燃機関１０は、シリンダボア１２が形成されているシリンダブロック１１を備えている。内燃機関１０は、シリンダブロック１１の下部に取り付けられているクランクケース３４を備えている。クランクケース３４には、クランクシャフト３２が収容されている。シリンダボア１２には、クランクシャフト３２の回転と連動して往復動可能なピストン１３が収容されている。クランクシャフト３２とピストン１３とは、コネクティングロッド３３によって接続されている。内燃機関１０は、シリンダブロック１１の上部に取り付けられているシリンダヘッド２１を備えている。内燃機関１０は、シリンダボア１２とピストン１３とシリンダヘッド２１とによって区画されている燃焼室１４を備えている。
【００１０】
内燃機関１０は、潤滑油としてのオイルを貯留するオイルパン３５を備えている。オイルパン３５は、クランクケース３４においてシリンダブロック１１とは反対側に設けられている。オイルパン３５に貯留されているオイルは、オイルポンプによって圧送されて内燃機関１０の各部に供給される。内燃機関１０は、内燃機関１０の各部に供給されたオイルをクランクケース３４内に落としてオイルパン３５にオイルを戻す通路であるオイル落とし通路４０を備えている。
【００１１】
シリンダヘッド２１は、アルミニウム合金を材料として成形されている。シリンダヘッド２１には、燃焼室１４に吸気を導入する吸気ポート２２が形成されている。シリンダヘッド２１には、燃焼室１４において燃焼された混合気を排気として排出する排気ポート２３が形成されている。シリンダヘッド２１には、吸気ポート２２と燃焼室１４との連通を開閉する吸気バルブ２４が設けられている。シリンダヘッド２１には、燃焼室１４と排気ポート２３との連通を開閉する排気バルブ２５が設けられている。シリンダヘッド２１には、吸気バルブ２４及び排気バルブ２５を駆動するカムシャフト３６が取り付けられている。
【００１２】
シリンダヘッド２１には、オイル落とし通路４０を構成するヘッド側通路２６が形成されている。ヘッド側通路２６は、シリンダヘッド２１に設けられている複数の排気ポート２３の間を通過するように設けられている。ヘッド側通路２６には、後述するメッシュ構造部５１が設けられている。
【００１３】
シリンダブロック１１は、アルミニウム合金を材料として成形されている。シリンダブロック１１には、オイル落とし通路４０を構成するブロック側通路１６が形成されている。ブロック側通路１６は、一端がヘッド側通路２６と連通しており、他端がクランクケース３４内と連通している。ブロック側通路１６には、ピストン１３の移動方向における中間位置に、後述するメッシュ構造部５１が設けられている。
【００１４】
図２には、メッシュ構造部５１の一部を拡大して示している。図１及び図２に示すように、オイル落とし通路４０には、オイル落とし通路４０内を横切る棒状の架橋５１Ｂが複数設けられている。メッシュ構造部５１では、延びる方向の異なる架橋５１Ｂが交差して正方形の網目５１Ａが形成されている。すなわち、メッシュ構造部５１では、オイル落とし通路４０内に複数の架橋５１Ｂが張り巡らされ、オイル落とし通路４０内が架橋５１Ｂによって無数の網目５１Ａに区切られている。オイル落とし通路４０のうちヘッド側通路２６に設けられているメッシュ構造部５１は、シリンダヘッド２１と一体に成形されている。オイル落とし通路４０のうちブロック側通路１６に設けられているメッシュ構造部５１は、シリンダブロック１１と一体に成形されている。
【００１５】
オイル落とし通路４０にメッシュ構造部５１が設けられているシリンダヘッド２１及びシリンダブロック１１は、付加製造技術によって造形することができる。付加製造技術としては、例えば、金属粉末にレーザを照射することによって金属粉末を溶融して積層することで三次元の構造体を造形する方法がある。一例としてアルミニウム合金の粉末を用いた付加製造によれば、アルミニウム合金を材料としたシリンダブロックを製造できる。こうした付加製造技術によれば、メッシュ構造部５１が一体成型されたシリンダヘッド２１及びシリンダブロック１１を製造することができる。
【００１６】
本実施形態の作用及び効果について説明する。
内燃機関１０の潤滑油として用いられているオイルは、オイル落とし通路４０を通過する間に、燃焼室１４での混合気の燃焼に伴って発生した熱によって温められる。
【００１７】
内燃機関１０は、オイル落とし通路４０内にメッシュ構造部５１が設けられている。このため、機関冷間時のように温度が低く粘度が高いオイルがオイル落とし通路４０を通過する場合には、メッシュ構造部５１の架橋５１Ｂにオイルが付着してオイルが留まりやすい。すなわち、内燃機関１０によれば、オイル落とし通路４０にメッシュ構造部５１が設けられていない場合と比較して、機関冷間時に、オイルがオイル落とし通路４０内に留まる時間が長くなる。
【００１８】
さらに、内燃機関１０によれば、オイルがオイル落とし通路４０を通過する際に、オイル落とし通路４０の壁面だけではなくメッシュ構造部５１からもオイルに熱を伝えることができる。
【００１９】
また、内燃機関１０では、燃焼室１４から排出される排気が通過する排気ポート２３の近傍にメッシュ構造部５１を有するオイル落とし通路４０が設けられているため、排気の熱がメッシュ構造部５１に伝わりやすい。すなわち、排気の熱がオイルに伝わりやすい。
【００２０】
以上のように、内燃機関１０によれば、混合気の燃焼に伴って発生する熱を効果的にオイルに伝達し、オイルの昇温を促進することができる。
（第２実施形態）
内燃機関の第２実施形態について、図３を参照して説明する。本実施形態の内燃機関１１０は、シリンダブロック１１１の右バンク１１１Ｒに形成されている右側気筒群と、シリンダブロック１１１の左バンク１１１Ｌに形成されている左側気筒群と、を備えている。シリンダブロック１１１は、アルミニウム合金を材料として成形されている。右バンク１１１Ｒと左バンク１１１Ｌは、内燃機関１１０のクランクシャフト１３２を挟んだ両側に位置している。右バンク１１１Ｒには、クランクシャフト１３２の回転中心軸の延伸方向に沿って右側気筒群を構成する複数のシリンダボアが配列されている。同様に左バンク１１１Ｌには、クランクシャフト１３２の回転中心軸の延伸方向に沿って左側気筒群を構成する複数のシリンダボアが配列されている。右バンク１１１Ｒは、右側気筒群のシリンダボアと左側気筒群のシリンダボアとがクランクシャフト１３２に近いほど互いに近づくように、左バンク１１１Ｌに対して傾斜している。内燃機関１１０は、複数のシリンダボアを右バンク１１１Ｒと左バンク１１１Ｌとに分けてＶ字型に配置したＶ型内燃機関である。図３には、右バンク１１１Ｒに形成されている右側気筒群を構成する一つのシリンダボア１１２を図示している。
【００２１】
シリンダブロック１１１の右バンク１１１Ｒには、右側シリンダヘッド１２１Ｒが取り付けられている。右側シリンダヘッド１２１Ｒは、アルミニウム合金を材料として成形されている。右側シリンダヘッド１２１Ｒには、右側気筒群の各燃焼室に吸気を導入する吸気ポートと、同燃焼室内で燃焼された混合気を排出する排気ポートと、が形成されている。図３には、シリンダボア１１２に連通する吸気ポート１２２及び排気ポート１２３を図示している。
【００２２】
シリンダブロック１１１の左バンク１１１Ｌには、左側シリンダヘッド１２１Ｌが取り付けられている。左側シリンダヘッド１２１Ｌは、アルミニウム合金を材料として成形されている。左側シリンダヘッド１２１Ｌには、左側気筒群の各燃焼室に吸気を導入する吸気ポートと、同燃焼室内で燃焼された混合気を排出する排気ポートと、が形成されている。
【００２３】
内燃機関１１０は、シリンダブロック１１１の下部に取り付けられているクランクケース１３４を備えている。クランクケース１３４は、アルミニウム合金を材料として成形されている。内燃機関１１０は、潤滑油としてのオイルを貯留するオイルパン１３７を備えている。オイルパン１３７は、クランクケース１３４においてシリンダブロック１１１とは反対側に設けられている。オイルパン１３７に貯留されているオイルは、オイルポンプによって圧送されて内燃機関１１０の各部に供給される。
【００２４】
内燃機関１１０は、内燃機関１１０の各部に供給されたオイルをクランクケース１３４側に落としてオイルパン１３７にオイルを戻す通路であるオイル落とし通路１４０を備えている。
【００２５】
右側シリンダヘッド１２１Ｒには、オイル落とし通路１４０を構成するヘッド側通路１２６が形成されている。ヘッド側通路１２６は、右側シリンダヘッド１２１Ｒが備える右側気筒群から混合気が排出される各排気ポートの間を通過するように設けられている。ヘッド側通路１２６には、メッシュ構造部５１が設けられている。ヘッド側通路１２６のメッシュ構造部５１は、右側シリンダヘッド１２１Ｒと一体に成形されている。メッシュ構造部５１については、上記第１実施形態の内燃機関１０と同様の構成であるため説明を省略する。
【００２６】
シリンダブロック１１１には、オイル落とし通路１４０を構成するブロック側通路１１６が形成されている。ブロック側通路１１６は、右バンク１１１Ｒの傾斜に合わせてシリンダボア１１２の壁面に沿うように延びている第１通路１１６Ａと、第１通路１１６Ａと連通しておりクランクケース１３４側に延びている第２通路１１６Ｂと、によって構成されている。ブロック側通路１１６における右側シリンダヘッド１２１Ｒ側の端は、ヘッド側通路１２６と連通している。ブロック側通路１１６の第１通路１１６Ａには、シリンダボア１１２に収容されるピストンの移動方向における中間位置にメッシュ構造部５１が設けられている。ブロック側通路１１６の第２通路１１６Ｂにも、メッシュ構造部５１が設けられている。ブロック側通路１１６のメッシュ構造部５１は、シリンダブロック１１１と一体に成形されている。
【００２７】
クランクケース１３４には、オイル落とし通路１４０を構成する案内通路１３６が形成されている。案内通路１３６は、一端がブロック側通路１１６の第２通路１１６Ｂと連通しており、他端がオイルパン１３７に向かって開放されている。案内通路１３６には、メッシュ構造部５１が設けられている。案内通路１３６のメッシュ構造部５１は、クランクケース１３４と一体に成形されている。
【００２８】
メッシュ構造部５１が一体成型された右側シリンダヘッド１２１Ｒ、シリンダブロック１１１及びクランクケース１３４は、付加製造技術によって造形することができる。
以上内燃機関１１０の右バンク１１１Ｒ側に設けられているオイル落とし通路１４０について説明したが、オイル落とし通路１４０と同様にメッシュ構造部５１を備えるオイル落とし通路が内燃機関１１０の左バンク１１１Ｌ側に形成されていてもよい。
【００２９】
本実施形態の作用及び効果について説明する。
内燃機関１１０によれば、オイル落とし通路１４０内にメッシュ構造部５１が設けられていることによって、上記第１実施形態における内燃機関１０と同様に混合気の燃焼に伴って発生する熱を効果的にオイルに伝達し、オイルの昇温を促進することができる。
【００３０】
また、オイル落とし通路１４０にメッシュ構造部５１が設けられていることによって、オイル落とし通路１４０を通過する際にオイルがメッシュ構造部５１に付着するため、オイル落とし通路１４０にメッシュ構造部５１が設けられていない場合と比較してオイルの落下速度を遅くすることができる。特に内燃機関１１０では、オイル落とし通路１４０のうちオイルパン１３７側である案内通路１３６及び第２通路１１６Ｂにもメッシュ構造部５１が設けられている。このため、オイル落とし通路１４０を通過してオイルパン１３７に貯留されているオイルに落下する直前のオイルの落下速度を遅くすることができる。これによって、オイル落とし通路１４０を通過したオイルがオイルパン１３７に貯留されているオイルに落下する際に気泡が発生することを抑制できる。
【００３１】
本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・上記第２実施形態では、案内通路１３６におけるオイルパン１３７側の端部が開放されているが、オイル落とし通路１４０を構成する通路として案内通路１３６と連通する通路がオイルパン１３７に形成されていてもよい。そして、当該通路にメッシュ構造部５１が設けられていれば、上記第２実施形態と同様に、オイルの落下速度を遅くすることができ、気泡の発生を抑制することができる。
【００３２】
・上記第２実施形態では、ヘッド側通路１２６とブロック側通路１１６と案内通路１３６とによって構成されているオイル落とし通路１４０を例示したが、ヘッド側通路１２６とブロック側通路１１６とによってオイル落とし通路を構成してもよい。すなわち、案内通路１３６を省略することができる。案内通路１３６を省略した場合でも、ブロック側通路１１６の第２通路１１６Ｂにメッシュ構造部５１が設けられていれば、オイルの落下速度を遅くすることができ、気泡の発生を抑制することができる。
【００３３】
・ブロック側通路１１６の第２通路１１６Ｂに設けられているメッシュ構造部５１と案内通路１３６に設けられているメッシュ構造部５１は、いずれか一方を省略してもよい。第２通路１１６Ｂ又は案内通路１３６にメッシュ構造部５１が設けられていれば、オイルの落下速度を遅くすることができ、気泡の発生を抑制することができる。
【００３４】
・ブロック側通路１１６の第２通路１１６Ｂにおいて、メッシュ構造部５１を設ける位置は、第２通路１１６Ｂのうちオイルパン１３７に近い部分であることが好ましいが、適宜変更してもよい。また、第２通路１１６Ｂにおいてメッシュ構造部５１を設ける範囲も変更が可能である。第２通路１１６Ｂにメッシュ構造部５１が設けられていれば、オイルの落下速度を遅くすることができ、気泡の発生を抑制することができる。
【００３５】
・案内通路１３６において、メッシュ構造部５１を設ける位置は、案内通路１３６のうちオイルパン１３７に近い部分であることが好ましいが、適宜変更してもよい。また、案内通路１３６においてメッシュ構造部５１を設ける範囲も変更が可能である。案内通路１３６にメッシュ構造部５１が設けられていれば、オイルの落下速度を遅くすることができ、気泡の発生を抑制することができる。
【００３６】
その他、上記各実施形態に共通して変更可能な要素としては次のようなものがある。
・上記第１実施形態では、アルミニウム合金を材料としたシリンダヘッド２１及びシリンダブロック１１を例示しているが、シリンダヘッド２１及びシリンダブロック１１は他の材料によって成形されていてもよい。例えば、シリンダヘッド２１及びシリンダブロック１１は他の金属材料によって成形されていてもよいし、樹脂材料によって成形されていてもよい。上記第２実施形態における右側シリンダヘッド１２１Ｒ、シリンダブロック１１１及びクランクケース１３４についても同様に、アルミニウム合金とは異なる材料によって成形されていてもよい。
【００３７】
・メッシュ構造部５１が設けられているオイル落とし通路は、直列型の内燃機関やＶ型の内燃機関等、内燃機関におけるシリンダの配置に関わらず適用することができる。
・上記第１実施形態におけるオイル落とし通路４０内においてメッシュ構造部５１を設ける位置や範囲は適宜変更が可能である。オイル落とし通路４０内に、オイル落とし通路４０を通過するオイルが付着可能な架橋５１Ｂを有するメッシュ構造部５１が設けられているのであれば、オイルの昇温を促進する効果を奏することができる。
【００３８】
また同様に、上記第２実施形態におけるヘッド側通路１２６及びブロック側通路１１６の第１通路１１６Ａにおいてメッシュ構造部５１を設ける位置や範囲は適宜変更が可能である。
【００３９】
・上記各実施形態では、メッシュ構造部５１として正方形の網目５１Ａを有する構造を例示している。メッシュ構造部５１としては、網目の形状が正方形に限定されるものではない。また、網目５１Ａの大きさや架橋５１Ｂの太さも適宜変更することができる。オイル落とし通路内に、オイル落とし通路を通過するオイルが付着可能な複数の架橋５１Ｂを有するメッシュ構造部５１が設けられているのであれば、上記各実施形態と同様の効果を奏することができる。そのため、複数の架橋５１Ｂは必ずしも規則的に並んでいなくてもよく複数の架橋５１Ｂが不規則に配置されていてもよい。また、架橋５１Ｂが交差していることも必須の要件ではない。
【符号の説明】
【００４０】
１０…内燃機関、１１…シリンダブロック、１２…シリンダボア、１３…ピストン、１４…燃焼室、１６…ブロック側通路、２１…シリンダヘッド、２２…吸気ポート、２３…排気ポート、２４…吸気バルブ、２５…排気バルブ、２６…ヘッド側通路、３２…クランクシャフト、３３…コネクティングロッド、３４…クランクケース、３５…オイルパン、３６…カムシャフト、４０…オイル落とし通路、５１…メッシュ構造部、５１Ａ…網目、５１Ｂ…架橋、１１０…内燃機関、１１１…シリンダブロック、１１１Ｌ…左バンク、１１１Ｒ…右バンク、１１２…シリンダボア、１１６…ブロック側通路、１１６Ａ…第１通路、１１６Ｂ…第２通路、１２１Ｌ…左側シリンダヘッド、１２１Ｒ…右側シリンダヘッド、１２６…ヘッド側通路、１３２…クランクシャフト、１３４…クランクケース、１３６…案内通路、１３７…オイルパン、１４０…オイル落とし通路。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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