(57)【要約】【課題】簡易な構成で潤滑油の冷却を可能とする内燃機関の潤滑装置を提供する。【解決手段】シリンダヘッド１２とシリンダブロックとを有する内燃機関の内部に潤滑油を循環供給する内燃機関の潤滑装置として、潤滑油をシリンダヘッド１２の上方から同シリンダヘッド１２内のオイル流通面５０に直接滴下せしめるオイル滴下部４０を設けた。このオイル滴下部４０は、シリンダヘッド１２内のオイル流通面５０のうち、特に吸気側に対して潤滑油を滴下せしめる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダヘッドとシリンダブロックとを有する内燃機関の内部に潤滑油を循環供給する内燃機関の潤滑装置において、
前記潤滑油を前記シリンダヘッドの上方から同シリンダヘッド内のオイル流通面に直接滴下せしめるオイル滴下部を設けた
ことを特徴とする内燃機関の潤滑装置。
【請求項２】
前記オイル滴下部は、前記シリンダヘッドの吸気側オイル流通面に前記潤滑油を滴下せしめるものである
請求項１に記載の内燃機関の潤滑装置。
【請求項３】
前記オイル滴下部は、前記シリンダヘッドの内部に形成されている冷却水通路の上部に位置するオイル流通面に前記潤滑油を滴下せしめるものである
請求項１または２に記載の内燃機関の潤滑装置。
【請求項４】
前記オイル滴下部による潤滑油の滴下を制御する制御部をさらに備え、
前記制御部は、前記オイル滴下部による潤滑油の滴下を、前記内燃機関の暖機運転が完了していることを条件に行う
請求項１〜３のいずれか一項に記載の内燃機関の潤滑装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記内燃機関の暖機運転中は、前記オイル滴下部による潤滑油の滴下を禁止する
請求項４に記載の内燃機関の潤滑装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、内燃機関の内部に潤滑油を循環させる内燃機関の潤滑装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、内燃機関の内部では、部品同士の摩擦や衝撃等を抑えるために、潤滑装置によって潤滑油の循環が行われている。この潤滑油として用いられるエンジンオイルは、過度にオイル温度が上昇すると性能が劣化するため、その循環過程において冷却が必要となる。
【０００３】
そこで従来、例えば特許文献１に記載の潤滑装置では、シリンダヘッド内の冷却水通路内部やその近傍に潤滑油路となる通路を形成するとともに、この潤滑油路への循環油量を制御する制御弁を設けてオイルを循環させている。このような構成によれば、必要に応じて冷却水通路の付近にオイルを通過させることで、冷却水とオイルの熱交換を促進させることが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平７−１８０５２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１に記載の潤滑装置のように、冷却水通路内部やその近傍に潤滑油路を形成すれば、確かに効率の良い熱交換が促進されるようにはなるものの、内燃機関としての構成が複雑となり、生産効率が悪化しかねない。また、既に生産中の内燃機関に対して上記構造を適用するとなると、大幅な構造変更を要するため、生産コストの増大が避けられない。なお、エンジンオイルの冷却方法としては他に、オイルクーラ等の冷却装置を設けることも考えられるが、こうした冷却装置を別途設けるとなると、やはりコスト面での不利が避けられない。
【０００６】
この発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、簡易な構成で潤滑油の冷却を可能とす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】
【０００７】
以下、上記課題を解決するための手段及びその作用効果について記載する。
【０００８】
請求項１に記載の発明は、シリンダヘッドとシリンダブロックとを有する内燃機関の内部に潤滑油を循環供給する内燃機関の潤滑装置において、前記潤滑油を前記シリンダヘッドの上方から同シリンダヘッド内のオイル流通面に直接滴下せしめるオイル滴下部を設けたことを要旨とする。
【０００９】
上記構成によれば、オイル流通面における潤滑油量の増加と、オイル流通面とオイル流通面上の既存のオイル膜との境界部の撹乱により、潤滑油の放熱を促進させることができるようになる。したがって、内燃機関内に複雑な構成を設けることなく、潤滑油を冷却することが可能となる。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の内燃機関の潤滑装置において、前記オイル滴下部は、前記シリンダヘッドの吸気側オイル流通面に前記潤滑油を滴下せしめるものであることを要旨とする。
【００１１】
上記構成によれば、排気側よりも温度が低い吸気側のオイル流通面に潤滑油の滴下が行われるため、潤滑油からオイル流通面への効率のよい熱移動が可能となる。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の内燃機関の潤滑装置において、前記オイル滴下部は、前記シリンダヘッドの内部に形成されている冷却水通路の上部に位置するオイル流通面に前記潤滑油を滴下せしめるものであることを要旨とする。
【００１３】
上記構成によれば、より温度の低い冷却水通路上部のオイル流通面に対して潤滑油の滴下が行われるため、潤滑油からオイル流通面へのより効率のよい熱移動が可能となる。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の内燃機関の潤滑装置において、前記オイル滴下部による潤滑油の滴下を制御する制御部をさらに備え、前記制御部は、前記オイル滴下部による潤滑油の滴下を、前記内燃機関の暖機運転が完了していることを条件に行うことを要旨とする。
【００１５】
上記構成によれば、暖機運転が完了して潤滑油が高温となるときに適切に潤滑油の冷却を行うことが可能となる。
【００１６】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の内燃機関の潤滑装置において、前記制御部は、前記内燃機関の暖機運転中は、前記オイル滴下部による潤滑油の滴下を禁止することを要旨とする。
【００１７】
上記構成によれば、潤滑油に対する過度の熱交換が抑えられ、潤滑油の温度に起因して暖機遅れが生じることを抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】この発明にかかる内燃機関の潤滑装置の第１の実施の形態について、その全体構成を示す断面図。
【図２】図１のＡ１−Ａ１線におけるシリンダヘッドの平面構造を示す平面図。
【図３】図２のＡ２−Ａ２線における断面構造、およびエンジンオイルの滴下、流れを模式的に示す断面図。
【図４】第１の実施の形態の潤滑装置について、エンジンオイルの滴下の態様を模式的に示す略図、およびオイル流通面におけるエンジンオイルの温度変化を示すグラフ。
【図５】エンジンオイルの滴下量と放熱量の関係を示すグラフ。
【図６】この発明にかかる内燃機関の潤滑装置の第２の実施の形態について、図３に対応する断面構造、およびエンジンオイルの滴下、流れを模式的に示す断面図。
【図７】この発明にかかる内燃機関の潤滑装置の第３の実施の形態について、図３に対応する断面構造、およびエンジンオイルの滴下、流れを模式的に示す断面図。
【図８】第３の実施の形態の潤滑装置によるオイル滴下制御の制御手順を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
（第１の実施の形態）
以下、この発明にかかる内燃機関の潤滑装置の第１の実施の形態について、図１〜図５を参照して説明する。まず、図１を参照して、この実施の形態にかかる潤滑装置の概略構成について説明する。
【００２０】
図１に示すように、内燃機関１０のシリンダブロック１１には、クランクシャフト２０が回転可能に支持されている。そして、シリンダブロック１１の上部にはシリンダヘッド１２が組み付けられ、さらにシリンダヘッド１２にはその上部を覆うようにしてシリンダヘッドカバー１３が組み付けられている。一方、シリンダブロック１１の下部にはスカート１１ａが形成されており、このスカート１１ａにはオイルパン１４が組み付けられている。そして、このオイルパン１４には、クランクシャフト２０をはじめ、カムシャフト２１等の機関摺動部を潤滑するための潤滑油であるエンジンオイルが貯留されている。
【００２１】
また、スカート１１ａの内部にあって、クランクシャフト２０の近傍には、同クランクシャフト２０の回転によって駆動されるオイルポンプ３０が設けられている。クランクシャフト２０の回転に伴ってオイルポンプ３０が作動すると、オイルパン１４のエンジンオイルはストレーナ３１および吸入管３２を介してオイルポンプ３０に汲み上げられる。そして、オイルポンプ３０に汲み上げられたエンジンオイルは、シリンダヘッド１２やシリンダブロック１１の内部に形成された図示しない潤滑油の供給通路を通じてクランクシャフト２０やカムシャフト２１等、種々の機関摺動部に供給される。
【００２２】
さらに、この実施の形態では、シリンダヘッドカバー１３の下部に、シリンダヘッド１２に向けてエンジンオイルを滴下させるオイル滴下部４０が設けられている。このオイル滴下部４０には、オイルポンプ３０から潤滑油供給通路３３を通ってエンジンオイルが供給される。
【００２３】
このようにして内燃機関１０の内部に供給されたエンジンオイルは、シリンダヘッド１２およびシリンダブロック１１に形成されたオイル落し３４や、クランクシャフト２０から落下してオイルパン１４に戻される。そして、オイルパン１４に戻されたエンジンオイルはオイルポンプ３０によって汲み上げられ、再び内燃機関１０の内部に供給、すなわち循環供給される。
【００２４】
続いて、オイル滴下部４０によるエンジンオイルの滴下の態様について、図２〜図５を参照して説明する。まず、図２，図３を参照して、シリンダヘッド１２の上面におけるエンジンオイルの滴下位置およびエンジンオイルの流れについて説明する。
【００２５】
図２に記号Ｉとして示すように、この実施の形態では、シリンダヘッド１２の上面におけるオイル流通面５０の吸気側にエンジンオイルが滴下される。また、図３に示すように、シリンダヘッド１２の内部には、吸気ポート６０、排気ポート６１、点火プラグ孔６２、燃焼室６３が形成されているとともに、冷却水の通路である冷却水通路７０，７１，７２等が設けられており、これらの上部がオイル流通面５０となっている。なお、このオイル流通面５０には、カムシャフト等に供給された後にシリンダヘッド１２の上面に達したエンジンオイルも流通している。
【００２６】
そして、オイル滴下部４０は、図３に矢印Ａ１１で示すように、エンジンオイルをオイル流通面５０の吸気側端部であるオイル滴下位置Ｘ１に直接滴下させる。こうして、滴下されたエンジンオイルは、同図３に矢印Ａ１２で示すようにオイル流通面５０上を流れ、オイル落し（図示略）を通って上述のようにオイルパンに戻る。
【００２７】
次に、このように構成されるこの実施の形態にかかる内燃機関の潤滑装置の作用について説明する。
【００２８】
図３に示すように、オイル滴下部４０によりオイル流通面５０にエンジンオイルが滴下されると、オイル流通面５０上のエンジンオイル量が増えることにより、エンジンオイルからの放熱量が増加する。また、オイル流通面５０には、すでにオイル流通面５０上に存在するエンジンオイルによりオイル膜が形成されているが、オイル滴下部４０により上方から滴下されたエンジンオイルは、その落下の勢いによって既存のオイル膜を破ってオイル流通面５０に到達する。そのため、同図３に矢印Ｂ１で示すように、滴下されたエンジンオイルからオイル流通面５０への熱移動が促進される。
【００２９】
ここで、このオイル滴下部４０より滴下されたエンジンオイルからオイル流通面５０への熱移動について、図４を参照してさらに詳述する。
【００３０】
図４に示すように、オイル滴下部４０からエンジンオイルが滴下されると、エンジンオイルは滴状になって落下する。そして、落下の勢いにより、滴下されたエンジンオイルは、既存のオイル膜８０を破ってオイル膜８０とオイル流通面５０との境界に達する。すなわち、滴下されたエンジンオイルは、オイル膜８０に阻害されることなくエンジンオイルよりも温度の低いオイル流通面５０に達する。このため、図４のグラフに示すように、オイル滴下位置において、滴下されたエンジンオイルからオイル流通面５０への熱移動が促進され、ひいてはエンジンオイルの温度の低下が促進される。またこのとき、図３に示すシリンダヘッド１２の上面は、排気側よりも吸気側の方が温度が低いため、エンジンオイルの滴下位置をオイル流通面５０の吸気側とすることで、熱移動を効率よく行わせることが可能となる。
【００３１】
このように、この実施の形態では、オイル滴下部４０によりエンジンオイルをシリンダヘッド１２の上方からオイル流通面５０に直接滴下させることで、オイル流通面５０におけるエンジンオイル量の増加に加え、オイル流通面５０と既存のオイル膜８０との境界部での撹乱により、エンジンオイルの放熱を促進させることができるようになる。なお、このとき、図５に示すように、オイル滴下部４０からのエンジンオイルの滴下量が多いほど、放熱量も多くなる。
【００３２】
以上説明したように、この実施の形態にかかる内燃機関の潤滑装置によれば、以下に列記するような効果が得られるようになる。
【００３３】
（１）エンジンオイルをシリンダヘッド１２の上方から同シリンダヘッド１２内のオイル流通面５０に直接滴下させるオイル滴下部４０を設けた。これにより、オイル流通面５０におけるエンジンオイル量の増加に加え、オイル流通面５０と既存のオイル膜８０との境界部での撹乱により、エンジンオイルの放熱を促進させることができるようになる。したがって、内燃機関内に複雑な構成を設けることなく、エンジンオイルを冷却することが可能となり、ひいてはエンジンオイルの劣化を抑制することができるようになる。なお、上方からエンジンオイルを滴下した際、カムシャフト等の温度が高い部分にエンジンオイルが接触すると、オイル温度が上昇してしまう。その点、この実施の形態では、カムシャフト等を経由せず、温度の低いオイル流通面５０にエンジンオイルを直接滴下するようにしたことで、エンジンオイルの温度を効率よく低減させることを可能としている。
【００３４】
（２）オイル滴下部４０は、シリンダヘッド１２の吸気側オイル流通面５０にエンジンオイルを滴下させるようにした。シリンダヘッド１２の上面は、排気側よりも吸気側の方が温度が低い。したがって、エンジンオイルからオイル流通面５０への効率のよい熱移動が可能となる。
（第２の実施の形態）
次に、この発明にかかる内燃機関の潤滑装置の第２の実施の形態を、第１の実施の形態との相違点を中心に、先の図３に対応する図である図６を参照して説明する。なお、この実施の形態にかかる潤滑装置も、その基本的な構成は第１の実施の形態と同等であり、図６においても第１の実施の形態と実質的に同一の要素にはそれぞれ同一の符号を付して示し、重複する説明は割愛する。
【００３５】
図６に示すように、この実施の形態にかかる内燃機関の潤滑装置も、第１の実施の形態と同様、オイル滴下部４０によりエンジンオイルを上方からシリンダヘッド１２のオイル流通面５０に直接滴下させる。ただし、この実施の形態では、エンジンオイルの滴下位置が第１の実施の形態と異なっている。
【００３６】
すなわち、図６に矢印Ａ２１として示すように、この実施の形態において、オイル滴下部４０は、オイル流通面５０の吸気側であって、シリンダヘッド１２の内部に形成された冷却水通路７０の上部に位置するオイル滴下位置Ｘ２にエンジンオイルを直接滴下させる。こうして滴下されたエンジンオイルも、同図６に矢印Ａ２２で示すようにオイル流通面５０上を流れ、オイル落し（図示略）を通ってオイルパンに戻る。
【００３７】
ここで、このように構成されるこの実施の形態にかかる内燃機関の潤滑装置の作用について説明する。
【００３８】
先の第１の実施の形態と同様、オイル滴下部４０によりオイル流通面５０にエンジンオイルが滴下されると、オイル流通面５０上のエンジンオイル量が増えることにより、エンジンオイルからの放熱量が増加する。また、オイル滴下部４０により上方から滴下されたエンジンオイルは、その落下の勢いによって既存のオイル膜を破ってオイル流通面５０に到達する。そのため、図６に矢印Ｂ２で示すように、滴下されたエンジンオイルからオイル流通面５０への熱移動が促進される。
【００３９】
しかも、この実施の形態においては、オイル滴下位置Ｘ２が冷却水通路７０の上部に位置しているため、オイル滴下位置Ｘ２におけるオイル流通面５０の温度は、第１の実施の形態のオイル滴下位置Ｘ１におけるオイル流通面５０の温度よりも低い。したがって、エンジンオイルからオイル流通面５０へ、より効率よく熱移動を行わせることが可能となる。
【００４０】
以上説明したように、この実施の形態にかかる内燃機関の潤滑装置によれば、先の第１の実施の形態の（１），（２）の効果に加え、以下のような効果が得られるようになる。
【００４１】
（３）オイル滴下部４０は、シリンダヘッド１２の内部に形成されている冷却水通路７０の上部に位置するオイル流通面５０にエンジンオイルを滴下させるようにした。これにより、より温度の低いオイル流通面５０に対してエンジンオイルの滴下が行われるため、エンジンオイルからオイル流通面５０へのより効率のよい熱移動が可能となる。
（第３の実施の形態）
次に、この発明にかかる内燃機関の潤滑装置の第３の実施の形態を、第１の実施の形態との相違点を中心に、先の図３に対応する図である図７、並びに図８を参照して説明する。なお、この実施の形態にかかる潤滑装置も、その基本的な構成は第１の実施の形態と同等であり、図７においても第１の実施の形態と実質的に同一の要素にはそれぞれ同一の符号を付して示し、重複する説明は割愛する。
【００４２】
図７に示すように、この実施の形態にかかる内燃機関の潤滑装置も、第１の実施の形態と同様、オイル滴下部４０によりエンジンオイルを上方からシリンダヘッド１２のオイル流通面５０に直接滴下させる。ただし、この実施の形態では、オイル滴下部４０によるオイル滴下を制御する制御部９０が設けられている。制御部９０は、内燃機関の運転状態、特に暖機運転が行われているか否かに基づいて、オイル滴下部４０によるオイル滴下を制御する。なお、この実施の形態では冷却水の水温の情報をもとに暖機運転の状態を判断している。そしてこの実施の形態において、制御部９０からオイル滴下を許可する信号が発せられている間、オイル滴下部４０からは、図７に矢印Ａ１１で示すように、オイル流通面５０の吸気側端部であるオイル滴下位置Ｘ１にエンジンオイルが直接滴下される。この滴下されたエンジンオイルも、同図７に矢印Ａ１２で示すようにオイル流通面５０上を流れ、オイル落し（図示略）を通ってオイルパンに戻る。
【００４３】
ここで、上記制御部９０によるオイル滴下部４０の制御態様について、図８を参照して説明する。
【００４４】
図８に示すルーチンは、内燃機関の運転が始動される都度、制御部９０を通じて行われる処理である。まず、ステップＳ１１で、内燃機関の暖機運転が完了しているか否かが判断される。このステップＳ１１の処理において、暖機運転が完了していないと判断される場合、すなわち暖機運転中であると判断されるときは、ステップＳ１２へ進み、オイル滴下部４０によるオイル滴下が禁止される。その後、時間の経過に伴って冷却水の温度が上昇し、同ステップＳ１１の処理として、暖機運転が完了したと判断されると、ステップＳ１３に進み、今度は内燃機関が運転中であるか否かが判断される。
【００４５】
このステップＳ１３の処理として、内燃機関が運転中であると判断されると、ステップＳ１４に進み、オイル滴下が実行される。以後、内燃機関運転中はステップＳ１３、ステップＳ１４の処理が繰り返され、エンジンオイルの滴下が継続される。内燃機関の運転が停止されると、ステップＳ１３の処理として内燃機関が運転中でないと判断され、ステップＳ１５に進み、オイル滴下が停止される。
【００４６】
このように、この実施の形態では、内燃機関の暖機運転が完了していることを条件にオイル滴下部４０によるエンジンオイルの滴下が行われるとともに、内燃機関の暖機運転中にはオイル滴下部４０によるエンジンオイルの滴下が禁止される。
【００４７】
次に、このように構成されるこの実施の形態にかかる内燃機関の潤滑装置の作用について、先の図７を参照して説明する。
【００４８】
オイル滴下部４０によりオイル流通面５０にエンジンオイルが滴下されると、オイル流通面５０上のエンジンオイル量が増えることにより、エンジンオイルからの放熱量が増加する。オイル滴下部４０により上方から滴下されたエンジンオイルは、その落下の勢いによって既存のオイル膜を破ってオイル流通面５０に到達する。そのため、図７に矢印Ｂ１で示すように、滴下されたエンジンオイルからオイル流通面５０への熱移動が促進される。
【００４９】
ここで、この実施の形態では上述のように、内燃機関の暖機運転が完了していることを条件にエンジンオイルの滴下を行うようにしている。すなわち、暖機運転が完了すると、内燃機関内の機関摺動部を循環するエンジンオイルの温度が上昇することから、このような状況下でオイル滴下部４０によりシリンダヘッド１２の上面の、しかも吸気側のオイル流通面５０にオイルを滴下させれば、エンジンオイルの高温時に適切にエンジンオイルの冷却を行うことが可能となる。
【００５０】
また同時に、この実施の形態では、暖機運転中にはエンジンオイルの滴下を禁止している。暖機運転中はエンジンオイルの温度も低いため、このような場合に必要以上にエンジンオイルに対する熱交換がなされると、内燃機関の暖機に遅れが生じかねない。したがって、暖機運転中にはオイル滴下部４０によるオイル流通面５０へのエンジンオイルの滴下を禁止することにより、エンジンオイルの温度に起因する暖機遅れを抑制することが可能となる。
【００５１】
以上説明したように、この実施の形態にかかる内燃機関の潤滑装置によれば、先の第１の実施の形態の（１），（２）の効果に加え、以下のような効果が得られるようになる。
【００５２】
（４）制御部９０が、オイル滴下部４０によるエンジンオイルの滴下を、内燃機関の暖機運転が完了していることを条件に行うようにした。これにより、エンジンオイルの高温時に適切にエンジンオイルの冷却を行うことが可能となる。
【００５３】
（５）制御部９０が、内燃機関の暖機運転中は、オイル滴下部４０によるエンジンオイルの滴下を禁止するようにした。これにより、エンジンオイルの温度に起因する暖機遅れを抑制することが可能となる。
（他の実施の形態）  
なお、上記実施の形態は、以下のような形態にて実施することもできる。
【００５４】
・上記第３の実施の形態では、制御部９０がオイル滴下の実行の有無そのものを制御するようにしたが、これに代えて、オイル滴下量を制御するようにしてもよい。すなわち、内燃機関の暖気完了後に、エンジンオイルの温度の上昇に伴ってエンジンオイルの滴下量を増やすようにしてもよい。また、このとき、暖機運転中はオイル滴下を完全に禁止せず、滴下量を少なく抑えるようにしてもよい。第３の実施の形態も含め、これらいずれの制御にしろ、オイル滴下部４０としては、例えば電磁弁等によってオイル滴下通路が開閉、もしくは通路面積が可変とされる構成であればよい。
【００５５】
・上記第３の実施の形態では、オイル流通面５０の吸気側端部であるオイル滴下位置Ｘ１に対してエンジンオイルを滴下させたが、第２の実施の形態のように、冷却水通路７０の上部に位置するオイル滴下位置Ｘ２に滴下させるようにしてもよい。これによれば、エンジンオイルからオイル流通面５０へのより効率のよい熱移動が可能となる。
【００５６】
・上記各実施の形態では、図２に示したようにシリンダヘッド１２の上面の一箇所にエンジンオイルを滴下させるようにしたが、オイル滴下部４０を複数設けて複数箇所に滴下させるようにしてもよい。これによれば、より自由度の高いエンジンオイルの冷却が可能となる。
【００５７】
・上記各実施の形態では、オイル流通面５０の吸気側にエンジンオイルを滴下させることとしたが、少なくともエンジンオイルをシリンダヘッド１２の上方から同シリンダヘッド１２内のオイル流通面５０に直接滴下せしめるオイル滴下部を有する構成であれば、エンジンオイルの冷却は可能である。
【符号の説明】
【００５８】
１０…内燃機関、１１…シリンダブロック、１２…シリンダヘッド、１３…シリンダヘッドカバー、１４…オイルパン、３０…オイルポンプ、４０…オイル滴下部、５０…オイル流通面、６０…吸気ポート、６１…排気ポート、７０，７１，７２…冷却水通路、８０…オイル膜、９０…制御部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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