(57)【要約】【課題】オイルを冷却水で昇温させたり降温させたりすることを、簡単な構造で的確に実現する。【解決手段】動弁室に流れ出たオイルは、シリンダヘッド９に設けたヘッド側オイル落とし孔１５から、シリンダブロック１に設けたブロック側オイル落とし孔１６に流下する。ブロック側オイル落とし孔１６は、前後の流下孔１７とその上端に連通した前後長手の拡幅部１８とで構成されており、拡幅部１８は、ウォータジャケット４における１つのサイド弧状部分４ａに沿って前後に長くなっている。拡幅部１８の内側面１８ｂに、表面積増大手段としてフィン２０の群が形成されている。ヘッド側オイル落とし孔１５は拡幅部１８の前後中間部に位置しており、ヘッド側オイル落とし孔１５から流下したオイルは、フィン２０の群により、ウォータジャケット４の冷却水と効率良く熱交換する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダブロックとその上面に配置されたシリンダヘッドとを備えており、前記シリンダブロックには、シリンダボアの群を囲うウォータジャケットが上向きに開口するように形成されていて、前記ウォータジャケットは、１つのシリンダボアを部分的に囲う弧状部分が連続した形態になっており、
更に、前記シリンダヘッドに形成したヘッド側オイル落とし孔と前記シリンダブロックに形成したブロック側オイル落とし孔とが、前記ウォータジャケットの外側において上下に連通している構成であって、
前記ブロック側オイル落とし孔の上部は、前記ウォータジャケットにおける１つの弧状部分を全体的に囲うように広がった拡幅部になっており、前記拡幅部のうち前記ウォータジャケットの側に位置した内側面に表面積増大手段を形成している、
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ものであり、特に、オイルの処理に特徴を有している。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関では潤滑等のためにオイルが必須であり、このオイルは、オイルポンプで圧送されて各部位に供給されている。そして、動弁室に送られたオイルは、動弁室の底面に流れ落ちて、シリンダヘッド及びシリンダブロックに設けたオイル落とし孔からオイルパンに流下するようになっている。
【０００３】
オイルは機関の温度に応じて昇温するが、コールドスタート時のような暖機運転時にはオイルを早期昇温させるのが好ましく、暖機運転を経た通常運転時には、オイルを降温させることが好ましい。そこで、冷却水を利用してオイルを昇温又は降温させることが考えられており、その例として特許文献１には、オイルパンに配置したバッフルプレートに冷却水流路を形成し、バッフルプレートに流下したオイルを冷却水で冷却することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２５７８７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１は、オイルの冷却性能には優れていると解されるが、バッフルパレートを鋳造品として特別の構造に製造しなければならないのみならず、冷却水の送り用管路と戻し用管路とを特別に配管せねばならないため、コストが大幅に嵩むという問題がある。
【０００６】
また、バッフルプレートはオイルパンに配置されていることから、暖機運転時に機関の熱がバッフルプレートに伝わることはなく、このため、シリンダヘッドを経由した冷却水をバッフルプレートに流しても、バッフルプレートが放熱材として機能してしまって、冷却水の早期昇温を却って阻害したり、オイルがバッフルプレートに接触しても昇温効果を発揮せずに暖機時間の短縮には貢献し難いと解される。
【０００７】
本願発明はこのような現状に鑑みなされたものであり、冷却水によるオイルの昇温と降温とを簡単な構造で的確に実現しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本願発明の内燃機関は、
「シリンダブロックとその上面に配置されたシリンダヘッドとを備えており、前記シリンダブロックには、シリンダボアの群を囲うウォータジャケットが上向きに開口するように形成されていて、前記ウォータジャケットは、１つのシリンダボアを部分的に囲う弧状部分が連続した形態になっており、
更に、前記シリンダヘッドに形成したヘッド側オイル落とし孔と前記シリンダブロックに形成したブロック側オイル落とし孔とが、前記ウォータジャケットの外側において上下に連通している」
という基本構成になっている。
【０００９】
そして、上記基本構成において、
「前記ブロック側オイル落とし孔の上部は、前記ウォータジャケットにおける１つの弧状部分を全体的に囲うように広がった拡幅部になっており、前記拡幅部のうち前記ウォータジャケットの側に位置した内側面に表面積増大手段を形成している」
という構成が付加されている。
【００１０】
本願発明において、拡幅部の表面積増大手段は、例えば、上下方向に長いフィンの群と成したり、置き中子を使用して製造された迷路構造と成したりすることができる。また、表面積増大手段はシリンダブロックに一体に形成してもよいし、別部材を鋳込みや嵌め込みによって形成することも可能である。
【発明の効果】
【００１１】
本願発明では、シリンダブロックに設けたウォータジャケットの冷却水を利用して、動弁室から流下するオイルを昇温させたり降温させたりすることができる。すなわち、暖機運転時には、シリンダブロックで加温された冷却水でオイルを昇温させることができる一方、オイルの温度が冷却水の温度よりも高くなっている運転域には、シリンダブロックを通る冷却水によってオイルを冷却することができる。
【００１２】
つまり、暖機運転時には、拡幅部の表面積増大手段をオイルウォーマとして機能させて、通常運転時には、拡幅部の表面積増大手段をオイルクーラとして機能させることができる。
【００１３】
そして、冷却水とオイルとの間の熱交換は、ウォータジャケットと拡幅部との間の隔壁を介してダイレクトに行うものであるため、昇温機能及び冷却機能ともに優れている。従って、特に暖機運転の短縮に貢献できる。更に、シリンダブロックに必須の要素であるオイル落とし孔に拡幅部を形成する構造であるため、特別の部材や配管は不要であって構造は簡単であり、コストが嵩むことも防止又は大幅に抑制できる。
【００１４】
特に、実施形態のように、表面積増大手段として縦長のフィンの群を採用すると、鋳型を部分的に変更するだけで製造できるため、実質的にはコストの上昇はなくて、特に好適である。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】第１実施形態に係るシリンダブロックの平面図である。
【図２】シリンダヘッドのオイル落とし孔とシリンダブロックの拡幅部との配置関係を示す図で、（Ａ）はシリンダヘッドの要部断面図、（Ｂ）はシリンダブロックの要部平面図である。
【図３】（Ａ）は図２（Ａ）のIIIA-IIIA 視断面図、（Ｂ）は第２実施形態の平面図、（Ｃ）は（Ｂ）のＣ−Ｃ視断面図である。
【図４】（Ａ）は第３実施形態の要部平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ視断面図、（Ｃ）は第４実施形態の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
(1).第１実施形態の概要
次に、本願発明の実施形態を図面に基づいて説明する。まず、図１〜図３（Ａ）に示す第１実施形態を説明する。本実施形態は３気筒であり、従って、図１のとおり、シリンダブロック１には、３つのシリンダボア２がクランク軸線方向３に一列に並んで形成されている。便宜的に、クランク軸線方向３を前後方向と呼ぶこととする（従って、シリンダボア２は前後方向に並んでいる。）。
【００１７】
シリンダブロック１には、シリンダボア２の群を囲う閉ループ構造のウォータジャケット４が、上向きに開口するように形成されている。ウォータジャケット４は、ボア間部５に向けて入り込んだ部分を有している。このため、ウォータジャケット４のうちクランク軸線方向Ｏを挟んで両側に位置した部分は、各シリンダボア２の箇所ごとに、当該シリンダボア２を部分的に囲うサイド弧状部分４ａになっている。従って、ウォータジャケット４のうちクランク軸線方向３を挟んで両側に位置した部分は、３つのサイド弧状部分４ａが連続している。
【００１８】
また、ウォータジャケット４のうちシリンダボア２の列の両端の外側に位置した部分は、概ねエンドのシリンダボア２の１／４程度を囲うエンド弧状部分４ｂになっており、ウォータジャケット４の端に位置したサイド弧状部分４ａは、エンド弧状部分４ｂと一連に連続している。
【００１９】
シリンダブロック１のうち排気側面の一端部に、ウォータポンプで圧送された冷却水が流入する冷却水入口６を形成している。本実施形態の内燃機関は、暖機運転時に冷却水をシリンダヘッドのみに流して、通常運転時には、冷却水をシリンダブロック１のウォータジャケット４に流す２系統冷却方式を採用しており、冷却水入口６には、冷却水をシリンダヘッドのみに向かわせる上部通路７と、冷却水をシリンダブロック１のウォータジャケット４のみに流す下部通路８とが連通している。シリンダブロック１のウォータジャケット４に流入した冷却水は、図示しない堰部材（或いは、スペーサに形成した堰部）により、排気側に流れるように設定されている。
【００２０】
冷却水は、冷却水入口６に内蔵したサーモ弁（図示せず）により、上部通路７と下部通路８とのうちいずれかに流れるようになっている。但し、冷却水の温度によって上部通路７と下部通路８との両方に流れる領域が存在したり、冷却水の一部は常に上部通路７に流れるように設定したり、上部通路７から一部の冷却水がシリンダブロック１のウォータジャケット４に流れるように設定したりすることが可能である。
【００２１】
シリンダブロック１のうちシリンダボア２の列を挟んだ両側に、シリンダヘッド９（図２（Ａ）参照）を固定するためのヘッドボルト１０がねじ込まれている。ヘッドボルト１０は、シリンダボア２の群を挟んでウォータジャケット４の外側に４本ずつ位置されており、中間部の２本のヘッドボルト１０はボア間部５の外側に位置して、エンド部の２本のヘッドボルト１０は、前後両端のシリンダボア２を外れた箇所に位置している。クランク軸線方向に隣り合ったヘッドボルト１０の間隔は、等しい寸法になっている。
【００２２】
本実施形態では、図２（Ａ）に部分的に示すように、シリンダヘッド９は、各シリンダボア２に対応した一対ずつの排気ポート１１が１つの排気集合通路１２に連通しており、シリンダヘッド９の排気側面のうち中間部の排気ポート１１の外側の部位に、排気集合通路１２に連通した１つの排気出口孔１３が開口している。すなわち、シリンダヘッド９は、排気マニホールド内蔵方式になっている。
【００２３】
そして、中間に位置した一対の排気ポート１１の間の部位は排気出口孔１３に向かう中間隔壁１４になっているが、この中間隔壁１４の先端部に貫通するように、ヘッド側オイル落とし孔１５が上下に貫通するように形成されている。従って、本実施形態では、ヘッド側オイル落とし孔１５は、中間部のシリンダボア２の軸心の外側に形成されている。
【００２４】
(2).シリンダブロックのオイル落とし孔
シリンダブロック１には、ヘッド側オイル落とし孔に連通したブロック側オイル落とし孔１６が形成されているが、ブロック側オイル落とし孔１６は、中間のシリンダボア２の前後両側に位置したボア間部５の外側に位置している２本の流下孔１７と、２本の流下孔１７の上部に連通した１つの拡幅部１８とで構成されており、拡幅部１８は、中間に位置したサイド弧状部分４ａの全体を囲うように、前後方向に長く延びており、両端はヘッドボルト１０の外側に位置している。そして、拡幅部１８の前後中間部にヘッド側オイル落とし孔１５が重なっている。
【００２５】
なお、シリンダブロック１のちボア間部５の下方の部分は、クランク軸ジャーナルが形成された中間壁１９になっており、ヘッドボルト１０及び流下孔１７は中間壁１９の箇所に位置している。
【００２６】
図３（Ａ）に示すように、拡幅部１８の深さはウォータジャケット４の深さと略同じ程度になっており、底面１８ａは、前後中間位置が最も高くて、前後端に行くに従って低くなるように傾斜している（オイルを流下孔１７にガイドするためである。）。
【００２７】
そして、ブロック側オイル落とし孔１６における拡幅部１８のうちウォータジャケット４に近い内側面１８ｂは、中間部のサイド弧状部分４ａに倣うように緩く湾曲しており、この内側面１８ｂに、請求項に記載した表面積増大手段として、縦長のフィン（リブ）２０が前後方向に並んで多数形成されている。フィン２０の上端は、シリンダブロック１の上面よりもある程度下方に位置させている。これは、ヘッド側オイル落とし孔１５から流下したオイルが前後方向に広がることを許容するためである。
【００２８】
実施形態では、フィン２０を平面視で台形状に形成しているが、フィン２０は、等幅の長方形に形成したり、平面視三角形に形成したりしてもよい。また、各フィン２０の先端を拡幅部１８の外側面１８ｃに近接させてもよい。フィン２０は、熱伝導率の高い金属板の鋳込みによって形成することも可能である。シリンダブロック１とシリンダヘッド９との間には金属板製等のガスケット２１が介在しており、ガスケット２１は、拡幅部１８の箇所ではくり抜かれているが、ヘッド側オイル落とし孔１５の箇所だけくり抜いてもよい。
【００２９】
本実施形態において、動弁室の底面に流れ込落ちたオイルは、ヘッド側オイル落とし孔１５を経由してブロック側オイル落とし孔１６の拡幅部１８の前後中間部に流下し、次いで、フィン２０の群の抵抗によって前後に分かれつつ、各フィン２０と接触して下方に流下し、それから、ブロック側オイル落とし孔１６における前後の流下孔１７に流れ込んで、最終的にはオイルパンに流下する。
【００３０】
そして、フィン２０の群は、ウォータジャケット４を構成するサイド弧状部分４ａと隔壁を介して接しているため、冷却水とオイルとの熱交換がダイレクトに行われる。すなわち、まず、暖機運転時に冷却水がウォータジャケット４に留まっている状態では、冷却水はシリンダブロック１の熱によって昇温しているため、ウォータジャケット４の冷却水によってオイルを早期昇温させることができる。これにより、暖機時間の短縮に貢献できる。従って、本願発明は、２系冷却方式の内燃機関において特に好適である。
【００３１】
また、暖機運転を脱して通常運転時において、オイルの温度が冷却水の温度よりも高い場合は、オイルの熱がウォータジャケット４の冷却水に放熱して、オイルを冷却することができる。すなわち、シリンダブロック１のウォータジャケット４をオイルクーラとして機能させることができる。そして、ブロック側オイル落とし孔１６の形状を変更するだけであるため、コストが嵩むことを防止できる。
【００３２】
(3).他の実施形態
図３（Ｂ）（Ｃ）に示す第２実施形態では、ガスケット２１に、フィン２０の群にだけ重なる連通孔２２を形成して、フィン２０の群に向けて突出した重なる庇部２３を形成している。そして、庇部２３を、フィン２０に向けて傾斜させつつ、前後中間部から前後両端に向けて低くなるように傾斜させている。
【００３３】
この実施形態では、ヘッド側オイル落とし孔１５から拡幅部１８に流下したオイルを、ガスケット２１の庇部２３により、フィン２０の群に向けて均等に拡散させて流すことができる。このため、オイルと冷却水との間の熱交換の効率を向上させることができる。
【００３４】
図３（Ａ）（Ｂ）に示す第３実施形態では、シリンダヘッド９には、各気筒に対応して排気ガス出口孔が空いている。従って、シリンダヘッド９の排気側面には、気筒の数の枝管を有する排気マニホールドが接続されている。そして、中間に位置した排気ガス出口の前後両側に、ヘッド側オイル落とし孔１５を形成している。つまり、ヘッド側オイル落とし孔１５も、シリンダブロック１の中間隔壁１４の上に形成されている。従って、シリンダヘッド９のヘッド側オイル落とし孔１５とシリンダブロック１の流下孔１７とが、上下方向に一直線に重なっている。
【００３５】
そして、ヘッド側オイル落とし孔１５は拡幅部１８の前後両端部に位置しているため、ガスケット２１の庇部２３により、オイルを連通孔２２からフィン２０の群に向けて拡散して流し込んでいる。庇部２３は、前後中間部に向けて低くなるように傾斜しており、かつ、先端縁に向けて低くなるように傾斜している。
【００３６】
第３実施形態では、庇部２３は拡幅部１８の全長に亙って延びるように形成しているが、図４（Ｃ）に示す第４実施形態では、庇部２３は前後両端部のみに形成している。この実施形態でも、オイルをフィン２０の群に対して拡散して流すことができる。
【００３７】
以上、本願発明の実施形態を説明したが、本願発明は他にも様々に具体化できる。例えば、オイル落とし孔を形成する場所は１つのサイド弧状部分４ａの外側である必要はないのであり、例えば、１つのエンド弧状部分４ｂの外側に設けることも可能である。また、複数の弧状部分４ａ，４ｂの外側に設けることも可能である。
【００３８】
表面積増大手段の例としては、実施形態のような上下に長い直線状のフィン２０に限らず、オイルがジグザグ状に流れ落ちる迷路構造なども採用できる。拡幅部の内側面に、多数の突起を横向きに突設することも可能である（すなわち、剣山を横向きにしたような態様も可能である。）。
【００３９】
図３（Ａ）や図４（Ｂ）の状態で、フィン２０を上下にジグザグに曲がった形状に形成することも可能であり、この場合は、フィン２０とオイルとの接触性が格段に高くなる。隣り合ったフィン２０の間の間隔を、下に向けて幅狭となるように形成することによっても、オイルとフィン２０との接触性を向上させることができる。
【００４０】
実施形態では、ブロック側オイル落とし孔１６は２つの流下孔１７を有しているが、流下孔１７は、拡幅部１８の前後中間部に１つだけ形成してもよい。
【００４１】
本願発明は、内燃機関に具体化できる。従って、産業上利用できる。
【符号の説明】
【００４２】
１  シリンダブロック
２  シリンダボア
４  ウォータジャケット
４ａ  サイド弧状部分
４ｂ  エンド弧状部分
５  ボア間部
６  冷却水入口
９  シリンダヘッド
１０  ヘッドボルト
１１  排気ポート
１３  排気出口孔
１５  ヘッド側オイル落とし孔
１６  ブロック側オイル落とし孔
１７  流下孔
１８  拡幅部
２０  表面積増大手段を構成するフィン
２１  ガスケット
２２  連通孔
２３  庇部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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