(57)【要約】【課題】この発明は、内燃機関の冷機時に、排気ポートの熱を利用してオイルの温度を速やかに上昇させることを目的とする。【解決手段】この発明は、内燃機関のシリンダヘッドに排気ポートを設け、排気ポートに排気バルブを設け、排気バルブを開閉動作させるカムシャフトをシリンダヘッドのカム室内のうち排気ポートの上方に配置した内燃機関のオイル貯留装置において、排気ポートは、その上壁がカム室内に露出する露出部を有し、カム室内には、このカム室の底面から前記カムシャフトに向かって延びる隔壁とシリンダヘッドの外壁とによって囲まれるオイル貯留部を備え、オイル貯留部を露出部の上部に配置し、隔壁の下部には、露出部から受熱して温度上昇したオイル貯留部内のオイルをカム室内に排出する排出口を形成したことを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関のシリンダヘッドに、燃焼室内から排気ガスを排出する排気ポートを設け、前記排気ポートに、その上流側端部を開閉する排気バルブを設け、前記排気バルブを開閉動作させるカムシャフトを前記シリンダヘッドのカム室内のうち前記排気ポートの上方に配置した内燃機関のオイル貯留装置において、前記排気ポートは、その上壁が前記カム室内に露出する露出部を有し、前記カム室内には、このカム室の底面から前記カムシャフトに向かって延びる隔壁と前記シリンダヘッドの外壁とによって囲まれるオイル貯留部を備え、前記オイル貯留部を前記露出部の上部に配置し、前記隔壁の下部には、前記露出部から受熱して温度上昇した前記オイル貯留部内のオイルを前記カム室内に排出する排出口を形成したことを特徴とする内燃機関のオイル貯留装置。
【請求項２】
前記露出部は、前記燃焼室に連通する２つの排気ポートに跨るとともに、前記オイル貯留部の隔壁よりも前記燃焼室側へ延び、前記露出部のうち前記２つの排気ポートに挟まれた部分に、前記排出口から前記燃焼室方向にオイルを流す溝状のオイル通路を形成し、前記カム室の底面を前記燃焼室側から前記シリンダヘッドの外壁側ヘ向かいオイルが流れるように傾斜させ、前記露出部の外縁と隣接する前記カム室の底面で、且つ、前記シリンダヘッドの外壁と接する部分に、オイルを前記カム室からオイルパンヘ戻すオイル戻し通路の入口部を開口させ、前記排出口から前記オイル通路により前記燃焼室側へ流れたオイルを、前記露出部の外縁に沿って前記入口部へと流すようにしたことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関のオイル貯留装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は内燃機関のオイル貯留装置に係り、特に、内燃機関のオイルをオイルパンに速やかに戻すことができる内燃機関のオイル貯留装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の冷間始動時では、各部を潤滑するオイルの温度が低く、オイルの粘性が高くなる。その結果、カム室内で飛散したオイルは、カム室内からオイルパンヘと流れ難くなり、カム室内にオイルが溜まり易くなる。その結果、カムシャフトのカムによってカム室内のオイルが掻き上げられ易くなり、オイル撹拌や駆動損失が増加する虞があった。よって、オイルの温度を速やかに上昇させることは、内燃機関の効率向上に有効である。
内燃機関のオイル温度を上昇させる技術には、オイルをロッカカバー内に長く滞留させ、燃焼熱から受熱してオイル温度を上昇させる例（実開昭６２−１８５８１１）や、排気ポート近傍にオイルを集めて、集めたオイルの温度を排気の熱を利用して上昇させる例（特開２００５−４２６２２）がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実開昭６２−１８５８１１
【特許文献２】特開２００５−４２６２２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、前記特許文献１及び特許文献２の技術は、燃焼室から排出される排気熱を排気ポート近傍に集めたオイルに伝える構造であるが、一番熱量の大きい排気ポートの壁面から直接オイルに排気熱を伝える構造となっていない問題があった。
また、このような構造では、排気ポートの壁面からオイルへ直接熱を伝達させていないため、オイルの温度を上昇させるのに時間がかかるという問題があった。
【０００５】
この発明は、内燃機関の冷機時に、排気ポートの熱を利用してオイルの温度を速やかに上昇させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明は、内燃機関のシリンダヘッドに、燃焼室内から排気ガスを排出する排気ポートを設け、前記排気ポートに、その上流側端部を開閉する排気バルブを設け、前記排気バルブを開閉動作させるカムシャフトを前記シリンダヘッドのカム室内のうち前記排気ポートの上方に配置した内燃機関のオイル貯留装置において、前記排気ポートは、その上壁が前記カム室内に露出する露出部を有し、前記カム室内には、このカム室の底面から前記カムシャフトに向かって延びる隔壁と前記シリンダヘッドの外壁とによって囲まれるオイル貯留部を備え、前記オイル貯留部を前記露出部の上部に配置し、前記隔壁の下部には、前記露出部から受熱して温度上昇した前記オイル貯留部内のオイルを前記カム室内に排出する排出口を形成したことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
この発明の内燃機関のオイル貯留装置は、カムシャフトの回転によってカム室内に飛散するオイルや、シリンダヘッドの外壁を伝わって落下するオイルをオイル貯留部で受け止めて、一時的にオイルをオイル貯留部に貯留することができる。
そこで、内燃機関の冷間始動時にオイル貯留部に流れ込んだオイルは、排気ポートの露出部やこの露出部から熱が伝達されるオイル貯留部の隔壁などから高温な熱を受けることができ、オイルの温度を速やかに上昇できる。
そして、オイルの温度上昇に伴って、オイルの粘性が低下して、オイル貯留部内のオイルを排出口からカム室内へとスムーズに流すことができる。
また、内燃機関の冷間始動時以外では、オイルの温度が高いため、オイルの粘性が低くなり、オイル貯留部に入ったオイルは排出口から速やかにカム室内に流すことができる。
よって、この発明のオイル貯留装置は、特に、内燃機関の冷間始動時で、最も熱量が多い排気ポートの露出部を活用して、オイルの温度を速やかに上昇させることができ、オイルの粘性を低下させてオイルのオイルパンヘの戻りを速やかに行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１はオイル貯留装置を備えた内燃機関の断面図である。（実施例）
【図２】図２はオイル貯留装置の縦断面図である。（実施例）
【図３】図３は図２のＡ−Ａ線による断面図である。（実施例）
【図４】図４は図２のＢ−Ｂ線による断面図である。（実施例）
【図５】図５は図３のＣ−Ｃ線による断面図である。（実施例）
【図６】図６はオイル温度が低温時のオイル貯留装置の縦断面図である。（実施例）
【図７】図７は図６のＤ−Ｄ線による断面図である。（実施例）
【図８】図８はオイル温度が高温時のオイル貯留装置の縦断面図である。（実施例）
【図９】図９は図８のＥ−Ｅ線による断面図である。（実施例）
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下図面に基づいてこの発明の実施例を詳細に説明する。
【実施例】
【００１０】
図１〜図９は、この発明の実施例を示すものである。図１において、１は内燃機関である。内燃機関１は、シリンダブロック２の上部にシリンダヘッド３を取り付け、シリンダヘッド３の上部にシリンダヘッドカバー４を取り付けてカム室５を形成し、シリンダブロック２の下部にオイルパン６を取り付けてオイル室７を形成している。内燃機関１は、シリンダブロック２の上部のシリンダ８にピストン９を摺動可能に収納し、ピストン９をシリンダブロック２の下部に軸支したクランクシャフト１０にコネクティングロッド１１を介して連結している。
前記シリンダヘッド３は、底部１２と底部１２の両側から立ち上がる２つの外壁１３・１４とにより箱形状を有し、蓋形状のシリンダヘッドカバー４を取り付けることで、前記カム室５を形成している。シリンダヘッド３の底部１２には、シリンダ８に対応して上方に窪ませた燃焼室１５を設け、一方の外壁１３から燃焼室１５内に向かって吸気を供給する吸気ポート１６を設け、燃焼室１５内から排気ガスを外壁１４に向かって排出する排気ポート１７を設けている。吸気ポート１６及び排気ポート１７は、燃焼室１５側から各外壁１３・１４側に向かいそれぞれ上方に傾斜するように形成している。また、吸気ポート１６及び排気ポート１７のうち、少なくとも排気ポート１７は、図３・図４に示すように、２つ設けて燃焼室１３に連通している。
シリンダヘッド３には、吸気ポート１６の燃焼室１５に臨む下流側端部の吸気口１８を開閉する吸気バルブ１９を設け、排気ポート１７の燃焼室１５に臨む上流側端部の排気口２０を開閉する排気バルブ２１を設けている。シリンダヘッド３には、吸気バルブ１９を開閉動作させる吸気カムシャフト２２を、カム室５内のうち吸気ポート１６の上方に配置して軸支し、排気バルブ２１を開閉動作させる排気カムシャフト２３を、カム室５内のうち排気ポート１７の上方に配置して軸支している。吸気カムシャフト２２及び排気カムシャフト２３は、前記クランクシャフト１０の回転に同期して回転され、吸気カム２４及び排気カム２５により吸気バルブ１９及び排気バルブ２１をそれぞれ開閉動作する。また、シリンダヘッド３には、吸気ポート１６及び排気ポート１７間の底部１２に燃焼室１５に臨ませて点火プラグ２６を配置し、吸気ポート１６及び排気ポート１７と点火プラグ２６との間の底部１２にウォータジャケット２７を設けている。
【００１１】
前記内燃機関１は、シリンダブロック２にクランク軸１０により駆動されるオイルポンプ２８を備えている。オイルポンプ２８は、オイルパン６内のオイル室７に溜められたオイルをオイル吸込通路２９を介して吸引し、オイル供給通路３０に吐出する。オイル供給通路３０は、シリンダブロック２を貫通してシリンダヘッド３の吸気側の外壁１３に沿って上昇し、カム室５まで延出している。オイル供給通路３０のオイルは、前記クランクシャフト１０、吸気カムシャフト２２、排気カムシャフト２３等に供給され、摺動部位を潤滑する。
前記カム室５内において吸気カムシャフト２２、排気カムシャフト２３を潤滑したオイルは、オイル戻し通路３１によりオイルパン６のオイル室７に戻される。オイル戻し通路３１は、シリンダヘッド３の排気側の外壁１４近傍の底部１２からシリンダブロック２を貫通して下降し、オイル室７まで延出している。
【００１２】
この内燃機関１は、図２〜図５に示すように、排気ポート１７の熱を利用してオイルの温度を速やかに上昇させるオイル貯留装置３２を設けている。オイル貯留装置３２は、２つの排気ポート１７の上壁がカム室５の底面３３からカム室５内に膨出するように露出する露出部３４を有している。露出部３４は、図４に示すように、２つの排気ポート１７の間が２本の円筒の上部のように溝状に窪んだ断面形状を有し、図３に示すように、平面視で外縁がＷ字形状を有し、図２に示すように、外壁１４側から燃焼室１５側に向かい下方に傾斜するように形成している。
カム室５内には、オイル貯留部３５を備えている。オイル貯留部３５は、カム室５の底面３３から上方の排気カムシャフト２３に向かって延びる平面視でコ字形状の隔壁３６と、この隔壁３６が接続するシリンダヘッド３の排気側の外壁１４とによって囲まれ、箱形状に形成している。オイル貯留部３５は、カム室５の底面３３であって２つの排気ポート１７の露出部３４の上部に配置している。隔壁３６の下部には、露出部３４から受熱して温度上昇したオイル貯留部３５内のオイルをカム室５内に排出する排出口３７を形成している。排出口３７は、露出部３４の上面の２つの排気ポート１７に挟まれて窪んだ部分に配置している。
前記露出部３４は、図３に示すように、燃焼室１５に連通する２つの排気ポート１７に跨るとともに、オイル貯留部３５の隔壁３６よりも燃焼室１５側へ延びる形状に形成している。露出部３４のうち２つの排気ポート１７に挟まれて窪んだ部分には、前記排出口３７から燃焼室１５の方向にオイルを流す溝状のオイル通路３８を形成している。前記カム室５の底面３３は、図２・図５に示すように、燃焼室１５側からシリンダヘッド３の排気側の外壁１４側ヘ向かいオイルが流れるように傾斜させている。また、前記カム室５の底面３３は、図４に示すように、露出部３４の外縁側ヘ向かいオイルが流れるように傾斜させている。露出部３４の外縁と隣接するカム室５の底面３３には、図３に示すように、露出部３４の外縁に沿って燃焼室１５側からシリンダヘッド３の排気側の外壁１４と接する部分に向かい下方に傾斜するオイル案内通路３９を形成している。
前記露出部３４の外縁と隣接するカム室５の底面３３で、且つ、シリンダヘッド３の排気側の外壁１４と接する部分のオイル案内通路３９には、オイルをカム室５からオイルパン６ヘ戻す前記オイル戻し通路３１の入口部４０を開口させている。オイル貯留装置３２は、排出口３７からオイル通路３８により燃焼室１５側へ流れたオイルを、露出部３４の外縁に沿ってオイル案内通路３９により入口部４０へと流すようにしている。
【００１３】
内燃機関１の冷間始動時では、オイルの温度が低く、オイルの粘性が高くなる。その結果、カム室５内で飛散したオイルは、カム室５内からオイルパン６ヘと流れ難くなり、カム室５内にオイルが溜まり易くなる。その結果、吸気カムシャフト２２の吸気カム２４及び排気カムシャフト２３の排気カム２５によってオイルが掻き上げられ易くなり、オイル撹拌や駆動損失が増加する虞があった。
この内燃機関１のオイル貯留装置３２は、図２〜図５に示すように、排気カムシャフト２３の回転によってカム室５内に飛散するオイルや、シリンダヘッド３の外壁１４を伝わって落下するオイルをオイル貯留部３５で受け止めて、一時的にオイルをオイル貯留部３５に貯留することができる。
オイル貯留装置３２は、図６・図７に示すように、オイル温度が低い場合、オイルの粘性が高いため、排出口３７からのオイルの流出だけでは排出が足りず、隔壁３６の上方からもオイルが流出する。これにより、オイル貯留装置３２は、オイル貯留部３５内に貯留するオイルの貯留時間を長くし、さらに排気ポート１７の露出部３４やこの露出部３４から熱が伝達されるオイル貯留部３５の隔壁３６、隔壁３６が接続するシリンダヘッド３の外壁１４など全面から熱を受け、オイルの温度上昇が早くなる。
また、オイル貯留装置３２は、図８・図９に示すように、オイル温度が高い場合、オイルの粘性が低くなり、隔壁３６の下端の排出口３７のみからオイルが流出するため、オイルの貯留時間が短く、隔壁３６からの受熱が少ないため、過剰なオイル温度の上昇を抑制できる。
【００１４】
このように、オイル貯留装置３２は、内燃機関１の冷間始動時にオイル貯留部３５に流れ込んだオイルを、排気ポート１７の露出部３４やこの露出部３４から熱が伝達されるオイル貯留部３５の隔壁３６、隔壁３６が接続するシリンダヘッド３の外壁１４などから高温な熱を受けることができ、オイルの温度を速やかに上昇できる。
そして、オイル貯留装置３２は、オイルの温度上昇に伴って、オイルの粘性が低下して、オイル貯留部３５内のオイルを排出口３７からオイル通路３８によりカム室５内へとスムーズに流すことができる。
また、内燃機関１の冷間始動時以外では、オイルの温度が高いため、オイルの粘性が低くなり、オイル貯留部３５に入ったオイルを排出口３７から速やかにカム室５内に流すことができる。
よって、オイル貯留装置３２は、特に、内燃機関１の冷間始動時で、最も熱量が多い排気ポート１７の露出部３４を活用して、オイルの温度を速やかに上昇させることができ、オイルの粘性を低下させてオイルのオイルパン６ヘの戻りを速やかに行うことができる。
【００１５】
また、オイル貯留装置３２は、オイル貯留部３５内のオイルが排出口３７からオイル通路３８を通って燃焼室５側へと流れ、そして、カム室５の底面３３が燃焼室１５側からシリンダヘッド３の外壁１４側へ向かい斜め下方に傾いているため、オイル通路３８を通過したオイルは、露出部３４の外縁に沿ってオイル案内通路３９によりオイル戻し通路３１の入口部４０へと流れる。
そのため、オイル貯留部３５の排出口３７から排出されたオイルは、オイル戻し通路３１の入口部４０まで露出部３４に触れながら流れ、常に露出部３４から受熱することができる。
その結果、オイルは、露出部３４や排気ポート１７から多量の熱を受けることができ、特に、内燃機関１の冷機時においてオイルの粘性を確実に低下させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００１６】
この発明は、内燃機関の冷機時に、排気ポートの熱を利用してオイルの温度を速やかに上昇させることができ、自動車や船舶等に搭載される内燃機関に適用することができる。
【符号の説明】
【００１７】
１  内燃機関
３  シリンダヘッド
４  シリンダヘッドカバー
５  カム室
１４  外壁
１５  燃焼室
１７  排気ポート
２１  排気バルブ
２３  排気カムシャフト
２６  点火プラグ
３０  オイル供給通路
３１  オイル戻し通路
３２  オイル貯留装置
３３  底面
３４  露出部
３５  オイル貯留部
３６  隔壁
３７  排出口
３８  オイル通路
３９  オイル案内通路
４０  入口部
【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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【図９】
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