(57)【要約】【課題】オイルポンプの駆動損失を低減できる内燃機関の潤滑装置を提供する。【解決手段】内燃機関１の潤滑装置１００であって、ギア室１０の上下方向に延びる内壁１２に形成され、且つ、ギアＧ４の径方向外側に近接して位置される貫通穴２０と、貫通穴２０の周囲の内壁１２に形成された凹部３０と、エンジン本体２の外側で貫通穴２０に接続され、被潤滑部Ｔａにオイルを供給するオイル供給通路４０と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の潤滑装置であって、
前記内燃機関は、
クランクシャフトからカムシャフトにトルクを伝達すると共に、オイルで潤滑されるギアと、
エンジン本体の内部に形成され、前記ギアを収容するギア室と、
前記エンジン本体の外部に設けられ、オイルで潤滑される被潤滑部と、を備え、
前記潤滑装置は、
前記ギア室の上下方向に延びる内壁に形成され、前記ギア室の内部と外部とを連通し、且つ、前記ギアの径方向外側に近接して位置される貫通穴と、
前記貫通穴の周囲の前記内壁に形成された凹部と、
前記エンジン本体の外側で前記貫通穴に接続され、前記被潤滑部にオイルを供給するオイル供給通路と、を備える
ことを特徴とする潤滑装置。
【請求項２】
前記オイル供給通路は、前記貫通穴の位置から下流側に向かって上方に延びる
請求項１に記載の潤滑装置。
【請求項３】
前記凹部は、テーパ状の断面形状を有する
請求項１または２に記載の潤滑装置。
【請求項４】
前記貫通穴は、前記ギアの径方向の中心に向かって開口される
請求項１〜３何れか一項に記載の潤滑装置。
【請求項５】
前記被潤滑部は、ターボチャージャの軸受である
請求項１〜４何れか一項に記載の潤滑装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、内燃機関の潤滑装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、内燃機関の潤滑装置は、オイルポンプを備える。オイルポンプは、オイルで潤滑される被潤滑部（例えば、ピストンの摺動面、動弁系の軸受、ターボチャージャの軸受）に対して、オイル供給通路を通じて高圧のオイルを供給する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実開平３−７３６０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一方、被潤滑部には、オイルを多く必要としないものがある。そのため、こうした被潤滑部にオイルポンプから多量のオイルが供給されると、過剰にオイルが供給される可能性がある。その結果、オイルポンプの駆動損失が増加する虞がある。
【０００５】
そこで、本開示は、かかる事情に鑑みて創案され、その目的は、オイルポンプの駆動損失を低減できる内燃機関の潤滑装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の一の態様によれば、内燃機関の潤滑装置であって、前記内燃機関は、クランクシャフトからカムシャフトにトルクを伝達すると共に、オイルで潤滑されるギアと、エンジン本体の内部に形成され、前記ギアを収容するギア室と、前記エンジン本体の外部に設けられ、オイルで潤滑される被潤滑部と、を備え、前記潤滑装置は、前記ギア室の上下方向に延びる内壁に形成され、前記ギア室の内部と外部とを連通し、且つ、前記ギアの径方向外側に近接して位置される貫通穴と、前記貫通穴の周囲の前記内壁に形成された凹部と、前記エンジン本体の外側で前記貫通穴に接続され、前記被潤滑部にオイルを供給するオイル供給通路と、を備えることを特徴とする潤滑装置が提供される。
【０００７】
好ましくは、前記オイル供給通路は、前記貫通穴の位置から下流側に向かって上方に延びる。
【０００８】
また、前記凹部は、テーパ状の断面形状を有する。
【０００９】
また、前記貫通穴は、前記ギアの径方向の中心に向かって開口される。
【００１０】
また、前記被潤滑部は、ターボチャージャの軸受である。
【発明の効果】
【００１１】
本開示に係る内燃機関の潤滑装置によれば、オイルポンプの駆動損失を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】潤滑装置を含む内燃機関の全体構成図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ断面図である。
【図３】図１のＩＩＩ部に示した潤滑装置の拡大断面図である。
【図４】第１変形例の潤滑装置を含む内燃機関の全体構成図である。
【図５】第２変形例の潤滑装置の拡大断面図である。
【図６】第３変形例の潤滑装置を含む内燃機関の全体構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、添付図面を参照して本開示の実施形態を説明する。なお、本開示は、以下の実施形態に限定されない点に留意されたい。
【００１４】
図１は、潤滑装置１００を含む内燃機関１の全体構成図であり、図２は、図１のＩＩ−ＩＩ断面図である。図１中に示す矢印Ｆは、オイルの流れを表す。なお、図中に示す上下前後左右の各方向は、内燃機関１を搭載した車両（不図示）の各方向に一致するが、説明の便宜上定められたものに過ぎないものとする。
【００１５】
図１及び図２に示すように、本実施形態の内燃機関１は、車両に搭載された多気筒の圧縮着火式内燃機関すなわちディーゼルエンジンである。車両は、トラック等の大型車両である。しかしながら、車両及び内燃機関１の種類、形式、用途等に特に限定はなく、例えば車両は乗用車等の小型車両であっても良いし、内燃機関１は火花点火式内燃機関すなわちガソリンエンジンであっても良い。
【００１６】
内燃機関１は、エンジン本体２と、エンジン本体２に接続された吸気通路３及び排気通路４を備える。また、詳細は後述するが、内燃機関１は、エンジン本体２の内部に形成されたギア室１０と、ギア室１０に収容された複数のギアＧ１〜Ｇ６と、エンジン本体２の外部に設けられたターボチャージャＴと、を備える。オイルで潤滑されるターボチャージャＴの軸受Ｔａは、特許請求の範囲にいう被潤滑部に該当する。
【００１７】
エンジン本体２は、シリンダブロック５と、シリンダブロック５の下部に一体形成されたクランクケース６と、シリンダブロック５の上部に接続されたシリンダヘッド７と、クランクケース６の下部に接続されたオイルパン８と、シリンダヘッド７の上部に接続されたヘッドカバー９と、を備える。また、エンジン本体２は、シリンダブロック５、クランクケース６、及びシリンダヘッド７、オイルパン８及びヘッドカバー９のそれぞれの後部に接続されたギアハウジング１１を備える。
【００１８】
図示しないが、シリンダブロック５には、複数のシリンダが設けられ、各シリンダには、ピストンが収容される。
【００１９】
クランクケース６には、前後方向に延びるクランクシャフトＳ１が回転可能に支持される。クランクシャフトＳ１の後端部は、クランクケース６内から後方に突出しており、この突出した部分には、クランクギアＧ１が固定される。
【００２０】
シリンダヘッド７には、各シリンダの吸気ポート及び排気ポート（不図示）が形成される。また、シリンダヘッド７には、前後方向に延びる２本のカムシャフトＳ２，Ｓ３が回転可能に支持される。カムシャフトＳ２，Ｓ３は、互いに左右方向に間隔を空けて平行に設けられる。各カムシャフトＳ２，Ｓ３は、シリンダヘッド７内から後方に突出しており、これらの突出した部分には、それぞれカムギアＧ２，Ｇ３が固定される。
【００２１】
オイルパン８は、クランクケース６を下側から覆うように設けられる。また、オイルパン８の後端部８ａは、クランクケース６の後端の位置よりも後方に延在される。
【００２２】
オイルパン８には、エンジンオイルが貯留される。図示しないが、オイルパン８に貯留されたオイルは、オイルポンプの駆動により、エンジン本体２内に形成された油路を通じて、ピストンの摺動面、カムシャフトＳ２，Ｓ３の軸受、及びギア室１０内のギアＧ１〜Ｇ６等の被潤滑部に供給される。
【００２３】
ヘッドカバー９は、シリンダヘッド７を上側から覆うように設けられる。また、ヘッドカバー９の後端部９ａは、シリンダヘッド７の後端の位置より後方に延在される。
【００２４】
ギアハウジング１１は、シリンダブロック５、クランクケース６及びシリンダヘッド７のそれぞれの後壁と、オイルパン８及びヘッドカバー９のそれぞれの後端部８ａ，９ａと共に、ギア室１０を画成する。
【００２５】
ギアハウジング１１は、シリンダブロック５、クランクケース６及びシリンダヘッド７を後側から覆うように設けられる。すなわち、ギアハウジング１１は、左右及び上下方向に延びる後壁部１１ａと、後壁部１１ａの左右両端の位置から前方に延びて、シリンダブロック５、クランクケース６及びシリンダヘッド７のそれぞれの後壁に気密に接続される左右の側壁部１１ｂ，１１ｃと、を有する。
【００２６】
また、ギアハウジング１１の下端部は、オイルパン８の後端部８ａに気密に接続され、ギアハウジング１１の上端部は、ヘッドカバー９の後端部９ａに気密に接続される。
【００２７】
ギア室１０内では、下方から順に、クランクギアＧ１、第１中間ギアＧ４、第２中間ギアＧ５、第３中間ギアＧ６、及び左右のカムギアＧ２，Ｇ３が噛合される。これにより、クランクシャフトＳ１からカムシャフトＳ２，Ｓ３にトルクを伝達するためのギアトレーンが構成される。なお、本実施形態の内燃機関１では、吸気弁及び排気弁（不図示）をそれぞれ別のカムシャフトＳ２，Ｓ３で駆動するＤＯＨＣ（Ｄｏｕｂｌｅ  ＯｖｅｒＨｅａｄ  Ｃａｍｓｈａｆｔ）方式が採用されているが、後述するＳＯＨＣ（Ｓｉｎｇｌｅ  ＯｖｅｒＨｅａｄ  Ｃａｍｓｈａｆｔ）方式が採用されても良い。
【００２８】
第１中間ギアＧ４は、オイルポンプを駆動するためのポンプギアとして機能する。図示しないが、オイルポンプは、ギアハウジング１１の後壁部１１ａの外壁に取り付けられる。他方、第２及び第３中間ギアＧ５，Ｇ６は、アイドルギアである。但し、これらのギアの種類は、任意であって良く、例えば、第１中間ギアＧ４もアイドルギアであって良い。
【００２９】
第１中間ギアＧ４は、前後方向に延びる第１中間シャフトＳ４の前端部に固定される。図示しないが、第１中間シャフトＳ４は、オイルポンプ内の駆動ギアに連結される。
【００３０】
第２及び第３中間ギアＧ５，Ｇ６は、前後方向に延びる第２及び第３中間シャフトＳ５，Ｓ６のそれぞれの後端部に回転可能に支持される。第２中間シャフトＳ５は、シリンダブロック５の後壁部に固定され、第３中間シャフトＳ６は、シリンダヘッド７の後壁部に固定される。
【００３１】
また、各ギアＧ１〜Ｇ６は、オイルポンプから供給されたオイルで潤滑される。具体的には、各ギアＧ１〜Ｇ６の軸受部（不図示）にオイルが供給され、クランクシャフトＳ１の回転駆動により各ギアＧ１〜Ｇ６が回転することで、軸受部を潤滑し終えたオイルが各ギアＧ１〜Ｇ６の歯に供給される。そして、これらの軸受部及び歯を潤滑し終えたオイルは、各ギアＧ１〜Ｇ６から径方向外側に飛散される。
【００３２】
吸気通路３は、シリンダヘッド７の吸気ポートに接続された吸気マニホールド３ａと、吸気マニホールド３ａの上流端に接続された吸気管３ｂと、吸気管３ｂの途中に設けられた、ターボチャージャＴのコンプレッサハウジング（不図示）と、を含む。
【００３３】
排気通路４は、シリンダヘッド７の排気ポートに接続された排気マニホールド４ａと、排気マニホールド４ａの下流端に接続された、ターボチャージャＴのタービンハウジングＴｂと、を含む。
【００３４】
一部しか図示しないが、ターボチャージャＴは、タービンケーシングＴｂ内に収容されたタービンと、コンプレッサハウジング内に収容されたコンプレッサホイールと、を備える。また、ターボチャージャＴは、タービン及びコンプレッサホイールを連結する回転軸Ｔｃと、回転軸Ｔｃを回転可能に支持する軸受Ｔａと、軸受Ｔａを支持する軸受ハウジングＴｄと、を備える。
【００３５】
ターボチャージャＴの軸受Ｔａには、ボールベアリングが用いられる。ターボチャージャＴの軸受Ｔａは、ピストンの摺動面やカムシャフトＳ２，Ｓ３の軸受等に比べて、少ない量のオイルで潤滑される低油量被潤滑部である。なお、ターボチャージャＴの軸受Ｔａは、任意の種類であって良く、例えば、フルフロートベアリングまたはセミフロートベアリングであっても良い。
【００３６】
軸受ハウジングＴｄには、軸受Ｔａにオイルを供給するためのオイル供給路ｄ１と、軸受Ｔａからオイルを排出するためのオイル排出路ｄ２と、が形成される。
【００３７】
オイル供給路ｄ１の入口には、後述するオイル供給通路としてのオイル供給管４０の下流端が接続される。一方、オイル排出路ａ２の出口には、クランクケース６内にオイルを戻すためのオイル戻り管５０の上流端が接続される。
【００３８】
本実施形態の潤滑装置１００は、ギア室１０内で第１中間ギアＧ４から飛散されたオイルをターボチャージャＴの軸受Ｔａに供給するように構成される。
【００３９】
具体的には、図３に示すように、潤滑装置１００は、ギアハウジング１１の右側壁部１１ｃの内壁１２に形成された貫通穴２０と、貫通穴２０の周囲の内壁１２に形成された凹部３０と、エンジン本体２の外側で貫通穴２０に接続されたオイル供給管４０と、を備える。
【００４０】
貫通穴２０は、右側壁部１１ｃの上下方向に延びる内壁１２に形成され、ギア室１０の内部と外部とを連通する。また、貫通穴２０は、凹部３０の最深部３１の位置からギア室１０の外側（図示、右側）に向かって形成される。
【００４１】
本実施形態の貫通穴２０は、第１中間ギアＧ４の径方向外側（図示、右側）に近接して位置される。具体的には、貫通穴２０は、第１中間ギアＧ４の径方向の中心Ｃと同じ高さ位置に位置される。また、第１中間ギアＧ４の第１中間シャフトＳ４は、ギア室１０の左右方向の中心位置（図１に示した一点鎖線Ｘ）よりも貫通穴２０側に位置される。
【００４２】
図３に一点鎖線Ｙで示すように、貫通穴２０は、第１中間ギアＧ４の径方向の中心Ｃに向かって開口される。また、貫通穴２０は、円形である（図２を参照）。
【００４３】
凹部３０は、テーパ状の断面形状を有する。すなわち、凹部３０は、最深部３１に向かうにつれ、開口面積Ａが狭くなるように形成される。また、凹部３０の壁面３２は、断面直線状に延びて貫通穴２０の入口に接続される。
【００４４】
また、詳細は後述するが、凹部３０の寸法は、ターボチャージャＴの軸受Ｔａに対して、潤滑に必要な比較的少量のオイルを、支障なく供給できるような大きさに設定される。
【００４５】
また、本実施形態の凹部３０は、貫通穴２０と同軸に位置され、円形状に開口される（図２を参照）。但し、これらの位置及び形状は、任意であって良く、例えば、略矩形状に開口されていても良い。
【００４６】
オイル供給管４０の上流端は、貫通穴２０の出口にフランジ接続される。また、本実施形態のオイル供給管４０は、貫通穴２０の位置から下流側に向かって上方に延びる。また、上方に延びたオイル供給管４０は、ヘッドカバー９の高さ位置で下方に折り返されて、ターボチャージャＴのオイル供給路ｄ１の入口に上側から接続される。
【００４７】
本実施形態の潤滑装置１００によれば、第１中間ギアＧ４から径方向右側へ飛散されたオイルを凹部３０内に溜めることができる。そして、飛散されたオイルの圧力により、凹部３０内に溜められたオイルを貫通穴２０からオイル供給管４０内に押し出すことができる。これにより、オイル供給管４０内の下流側にオイルを流して、ターボチャージャＴの軸受Ｔａに供給できる。
【００４８】
ところで、図示しないが、一般的な潤滑装置では、ターボチャージャの軸受に対しては、ピストンの摺動面、動弁系の軸受等と同様に、オイルポンプから高圧のオイルが供給される。
【００４９】
しかしながら、上述したように、ターボチャージャＴの軸受Ｔａは、ピストンの摺動面やカムシャフトＳ２，Ｓ３の軸受等に比べて、オイルを多く必要としない。そのため、ターボチャージャＴの軸受Ｔａにオイルポンプから多量のオイルが供給されると、過剰にオイルが供給される可能性がある。その結果、オイルポンプの駆動損失が増加する虞がある。
【００５０】
これに対して、図１〜図３に示したように、本実施形態の潤滑装置１００によれば、ターボチャージャＴの軸受Ｔａに対しては、オイルポンプからオイルを供給するのではなく、第１中間ギアＧ４から飛散されたオイルを凹部３０に溜めて供給できる。すなわち、オイルを多く必要とするピストンの摺動面やカムシャフトＳ２，Ｓ３の軸受には、オイルポンプから多量のオイルを供給する一方、オイルを多く必要としないターボチャージャＴの軸受Ｔａには、第１中間ギアＧ４から飛散された比較的少量のオイルを供給できる。これにより、オイルポンプが過剰にオイルを供給するのを抑制できる。
【００５１】
よって、本実施形態の潤滑装置１００であれば、オイルポンプの駆動損失を低減することが可能になる。
【００５２】
また、凹部３０は、ギア室１０の上下方向に延びる内壁１２に形成される。そのため、凹部３０は、第１中間ギアＧ４から凹部３０に向けて飛散されたオイルを直接的に溜めるだけでなく、各ギアＧ１〜Ｇ６から飛散されて内壁１２を流下するオイルをも溜めて、オイル供給管４０内に送ることができる。これにより、ターボチャージャＴの軸受Ｔａの潤滑に必要な十分なオイル量を確保することが可能になる。
【００５３】
また、本実施形態のオイル供給管４０は、貫通穴２０の位置から下流側に向かって上方に延びる。すなわち、凹部３０内に溜められたオイルは、飛散されたオイルの圧力により、貫通穴２０からオイル供給管４０内に押し出され、オイル供給管４０内を上昇する。そのため、オイルポンプによらなくても、貫通穴２０よりも上方に位置するターボチャージャＴの軸受Ｔａに対して、確実にオイルを供給できる。
【００５４】
また、凹部３０は、テーパ状の断面形状を有する。これにより、凹部３０内に溜まったオイルに飛散したオイルの圧力を利用して、凹部３０から出るオイルの圧力を有利に上昇させることができる。そのため、ターボチャージャＴの軸受Ｔａへの円滑なオイル供給に有利である。
【００５５】
他方、各ギアＧ１〜Ｇ６を潤滑し終えたオイルは、それぞれ径方向に沿って放射状に飛散される傾向がある。そのため、仮に、貫通穴２０が、第１中間ギアＧ４の径方向の中心Ｃに向かって開口されていない場合には、第１中間ギアＧ４から飛散されたオイルの向きと貫通穴２０の向きとが異なることになり、貫通穴２０へのオイル導入に不利になる。
【００５６】
これに対して、本実施形態の貫通穴２０は、第１中間ギアＧ４の径方向の中心Ｃに向かって開口されるので、第１中間ギアＧ４から右方向に直線的に飛散されたオイルを、進行方向を変えることなく貫通穴２０にスムーズに導入することができる。そのため、貫通穴２０にオイルを導入する際の抵抗を抑制できる。
【００５７】
上述した基本実施形態は、以下のような変形例またはその組合わせとすることができる。下記の説明においては、上記の実施形態と同一または対応する構成要素に同じ符号を用い、それらの詳細な説明は省略する。
【００５８】
（第１変形例）
貫通穴２０及び凹部３０は、第１中間ギアＧ４ではなく、それ以外のギアＧ１〜Ｇ３，Ｇ５，Ｇ６の径方向外側に近接していても良い。
【００５９】
具体的には、図４に示すように、第１変形例の貫通穴２０は、第３中間ギアＧ６の径方向外側（図示、右側）に近接して位置される。なお、第１変形例の内燃機関１では、左側のカムギアＧ２及びカムシャフトＳ２が省略され、吸気弁及び排気弁（不図示）を１本のカムシャフトＳ３で駆動するＳＯＨＣ（Ｓｉｎｇｌｅ  ＯｖｅｒＨｅａｄ  Ｃａｍｓｈａｆｔ）方式が採用される。これにより、カムギアＧ３に噛合される第３中間ギアＧ６は、ギア室１０の左右方向の中心位置（一点鎖線Ｘ）よりも貫通穴２０側に位置される。
【００６０】
（第２変形例）
凹部３０は、テーパ状の断面形状でなくても良い。具体的には、図５に示すように、第２変形例の凹部３０は、ボウル状ないし浅皿状の断面形状を有する。すなわち、第２変形例の凹部３０の壁面３３は、断面曲線状に形成され、周囲の内壁１２から最深部３１にかけて緩やかに湾曲される。
【００６１】
（第３変形例）
クランクシャフトＳ１からカムシャフトＳ２，Ｓ３へのトルク伝達には、チェーン機構が用いられても良い。
【００６２】
具体的には、図６に示すように、第３変形例では、第２及び第３中間ギアＧ５，Ｇ６が省略され、左右のカムギアＧ２，Ｇ３の代わりに左右のカムスプロケットＲ１，Ｒ２が設けられる。また、第１中間ギアＧ４に隣接して第１中間シャフトＳ４に駆動スプロケットＲ３が設けられる。そして、これらのスプロケットＲ１〜Ｒ３にタイミングチェーン６０が掛け回される。
【００６３】
第３変形例では、上述した基本実施形態と同様に、第１中間ギアＧ４から径方向外側にオイルが飛散されるので、その飛散されたオイルを凹部３０内に溜めて、ターボチャージャＴの軸受Ｔａに供給できる。
【００６４】
（第４変形例）
図示しないが、潤滑装置１００の被潤滑部は、ターボチャージャＴの軸受Ｔａに限定されず、エンジン本体２の外部に設けられたその他の被潤滑部であって良い。
【００６５】
以上、本開示の実施形態を詳細に述べたが、本開示の実施形態は上述の実施形態のみに限らず、特許請求の範囲によって規定される本開示の思想に包含されるあらゆる変形例や応用例、均等物が本開示に含まれる。従って、本開示は、限定的に解釈されるべきではなく、本開示の思想の範囲内に帰属する他の任意の技術にも適用することが可能である。
【符号の説明】
【００６６】
１  内燃機関
２  エンジン本体
１０  ギア室
１１  ギアハウジング
１２  内壁
２０  貫通穴
３０  凹部
４０  オイル供給管（オイル供給通路）
１００  潤滑装置
Ｆ  オイルの流れ
Ｇ１  クランクギア
Ｇ２，Ｇ３  カムギア
Ｇ４  第１中間ギア（ギア）
Ｇ５  第２中間ギア
Ｇ６  第３中間ギア
Ｓ１  クランクシャフト
Ｓ２，Ｓ３  カムシャフト
Ｓ４  第１中間シャフト
Ｓ５  第２中間シャフト
Ｓ６  第３中間シャフト
Ｔ  ターボチャージャ
Ｔａ  軸受
【図１】
2020153348.tif 000003
【図２】
2020153348.tif 000004
【図３】
2020153348.tif 000005
【図４】
2020153348.tif 000006
【図５】
2020153348.tif 000007
【図６】
2020153348.tif 000008