(57)【要約】【課題】内燃機関の潤滑油流通構造において、笛吹き音を低減する構造を備えた安価な分岐部材を提供する。【解決手段】内燃機関の潤滑油流通構造における分岐部材４０は、オイルが流入する入口から出口に向かうにつれて断面積が小さくなるテーパ部４３ａを有する流入通路４３と、流入通路４３に連通する貯留室４４と、貯留室４４から分岐する複数の流出通路４１，４２を備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
オイルが流入する入口から出口に向かうにつれて断面積が小さくなるテーパ部を有する流入通路と、
前記流入通路に連通する貯留室と、
前記貯留室から分岐する複数の流出通路を備えた分岐部材。
【請求項２】
前記テーパ部は円錐状である請求項１に記載の分岐部材。
【請求項３】
前記テーパ部はＣ面取り形状である請求項２に記載の分岐部材。
【請求項４】
前記テーパ部はＲ面取り形状である請求項１に記載の分岐部材。
【請求項５】
前記テーパ部は階段状である請求項１に記載の分岐部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の潤滑油流通構造に用いられる分岐部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関における、バルブリフトなどの動弁機構やクランクジャーナルなどのクランク機構においては、金属部品同士が接触して摺動する箇所が数多く存在する。それら金属部品同士の摺動による摩耗を防ぎ作動を滑らかにするためには、摺動部位に潤滑油（以下、オイルとも言う）を供給することが必要である。このため、内燃機関には潤滑油流通構造が備えられている。潤滑油流通構造により、オイルパンから吸い上げられたオイルは、オイルポンプから吐出され、メインギャラリーを経由し、複数の通路に分岐し、それぞれの通路から潤滑が必要な摺動部位に供給される。このようにして、単一のオイルパンから複数の摺動部位にオイルを供給することができる。オイルを分岐させる箇所には、分岐部材が備えられている。
【０００３】
特許文献１においては、分岐部材と、該分岐部材の上流側に配置され分岐部材と連通している分岐部材ホルダ部を備えた内燃機関の潤滑構造が開示されている。分岐部材は、オイルが供給される供給通路と、供給通路から分岐する複数の分岐通路と、供給通路と分岐通路が交差する部分およびその部分から連続する閉塞空間に亘って画定された分岐ポート部を有する。分岐部材ホルダ部は、オイルの流量を制限する流量制限通路を有する。分岐部材の供給通路の断面積は、分岐通路の断面積の総和よりも大きく、かつ流量制限通路の断面積よりも大きい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２２１９８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
分岐部材の内部をオイルが流通するときには、オイルに混入する空気（気泡）が原因で笛吹き音が発生する。笛吹き音とはホイッスル等の笛を吹いたときに発生する音であり、約１〜４ｋＨｚの周波数特性を有する。等ラウドネス曲線からも分かるように、この周波数特性の音は、人間の耳に特に聞こえやすい。笛吹き音が内燃機関で発生すると、ドライバ等乗車中の人にとって耳障りであり、運転中の注意力が散漫になるおそれがある。笛吹き音は内燃機関の回転数が７００〜９００ｒｐｍのときに多く発生する。
【０００６】
特許文献１に開示されている潤滑構造では、流通するオイルが流量制限通路から供給通路内に流入すると、単位面積当たりの流量が減少して流速が低下するので、閉塞空間の突き当たりで反転して戻るオイル量が減少し、オイルが各分岐通路に流入し易くなる。反転するオイル量が減少すると渦流が減少するので、渦流の圧力変化で引き起こされる分岐部材の強制振動が減少し異音の放射が防止される。この構造により、分岐部材は、上流側に設けられた油圧機器などに影響を与えることなく、異音の放射を防止できる。
【０００７】
しかし、特許文献１に開示されている分岐部材では、分岐部材の振動を原因としない笛吹き音の低減に対しては効果が低いという問題があった。また、分岐部材と分岐部材ホルダ部は金属材料を切削加工して形成するので、機械加工費がかかりコスト高となる。さらに、分岐部材と分岐部材ホルダ部を高耐熱高強度の樹脂で成形することも可能であるが、アンダーカットが必要になり金型構造が複雑になるという問題があった。
【０００８】
上記問題に鑑み、本発明は、笛吹き音を低減する構造を備えた安価な分岐部材を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明に係る分岐部材の特徴構成は、オイルが流入する入口から出口に向かうにつれて断面積が小さくなるテーパ部を有する流入通路と、前記流入通路に連通する貯留室と、前記貯留室から分岐する複数の流出通路を備えている点にある。
【００１０】
このように、流入通路において、貯留室に向かうにつれて断面積が小さくなるテーパ部を備えていれば、潤滑油流通構造を備えた内燃機関にオイルを流通させたときに、分岐部材で発生する笛吹き音を低減させることができる。
【００１１】
本発明に係る分岐部材においては、前記テーパ部が円錐状であると好適である。
【００１２】
このように、流入通路において、貯留室に向かうにつれて断面積が連続的に小さくなるテーパ部を備えていれば、分岐部材で発生する笛吹き音を低減させることができる。
【００１３】
本発明に係る分岐部材においては、前記テーパ部がＣ面取り形状であると好適である。
【００１４】
このように、流入通路において、テーパ部がＣ面取り形状であれば、貯留室に向かうにつれて断面積が小さくなるので、分岐部材で発生する笛吹き音を低減させることができる。
【００１５】
本発明に係る分岐部材においては、前記テーパ部がＲ面取り形状であると好適である。
【００１６】
流入通路において、軸芯方向で曲面状に形成されているものの貯留室に向かうにつれて断面積が小さくなるテーパ部を備えている点は、上記各構成と同じである。従って、このような構成においても、分岐部材で発生する笛吹き音を低減させることができる。
【００１７】
本発明に係る分岐部材においては、前記テーパ部が階段状であると好適である。
【００１８】
このように、流入通路において、断面積の減少が段階的であっても、貯留室に向かうにつれて断面積が小さくなるテーパ部を備えていれば、分岐部材で発生する笛吹き音を低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】内燃機関の潤滑油流通構造を模式的に表す斜視図である。
【図２】第１実施形態に係る分岐部材の構造を模式的に表す斜視図である。
【図３】図２のIII-III断面図である。
【図４】分岐部材にオイルを流通させたときに発生する音の音圧周波数特性のグラフである。
【図５】第２実施形態に係る分岐部材の構造を表す断面図である。
【図６】第３実施形態に係る分岐部材の構造を表す断面図である。
【図７】第４実施形態に係る分岐部材の構造を表す断面図である。
【図８】第５実施形態に係る分岐部材の構造を表す断面図である。
【図９】第６実施形態に係る分岐部材の構造を表す断面図である。
【図１０】第７実施形態に係る分岐部材の構造を表す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
〔第１実施形態〕
１．内燃機関の潤滑油流通構造
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。図１に第１実施形態に係る分岐部材を備えた内燃機関１の潤滑油流通構造を模式的に表す斜視図を示す。この内燃機関１においては、オイルパン２内のオイルは、オイルポンプ３で吸い上げられてオイルフィルタ４で濾過されてから、メインギャラリー１０を介してシリンダブロック側に供給される。メインギャラリー１０の両端からは、二系統の給油通路である第１通路２０と第２通路３０が延在しており、それらを介してシリンダヘッド側に個別にオイルを供給する。
【００２１】
メインギャラリー１０は、シリンダブロックの気筒配列方向にオイルを搬送して、クランクジャーナル部の潤滑やオイルジェットによる気筒内の潤滑を行う。シリンダブロック内の各部を潤滑、冷却したオイルは、オイルパン２に環流される。
【００２２】
第１通路２０は、メインギャラリー１０の一方の端部に接続されており、吸気側ＯＣＶ（オイルコントロールバルブ）５へオイルを供給する。吸気側ＯＣＶ５からはさらに中継通路２１が延在しており、その先には排気側ＯＣＶ６が接続される。中継通路２１を介して吸気側ＯＣＶ５から排気側ＯＣＶ６へさらにオイルが流通される。吸気側ＯＣＶ５と排気側ＯＣＶ６に到達したオイルは、その後、吸気側および排気側の弁開閉時期制御装置（不図示）へそれぞれ供給され、不要なオイルはオイルパン２に環流される。
【００２３】
第２通路３０は、メインギャラリー１０の他方の端部に連結されており、第２通路３０の反対側の端部は、シリンダヘッドカバーに設けられている分岐部材４０と接続されている。分岐部材４０からは、金属または樹脂で形成されるシャワーパイプ５１，５２が延在する。分岐部材４０の構造については後述する。
【００２４】
一方のシャワーパイプ５１は吸気側カムシャフト（不図示）の上方に配置され、他方のシャワーパイプ５２は排気側カムシャフト（不図示）の上方に配置され、シリンダヘッドカバー（不図示）の内側に固定される。シャワーパイプ５１，５２の先端は閉塞されており、所定の間隔で複数の吐出孔が壁面を貫通している。シャワーパイプ５１，５２を流通するオイルは、流通途中で該複数の吐出孔からシリンダヘッド内部に向けて放出され、吸気側と排気側のそれぞれのカムシャフト、カムロブ、ロッカーアーム、バルブ等の潤滑に使用される。
【００２５】
第２通路３０の分岐部材４０よりも上流側では、第２通路３０から分岐して気筒配列方向と平行に配置された２本の給油通路５３，５４が接続されている。給油通路５３，５４は金属または樹脂で形成され、複数のラッシュアジャスタ５５と交差している。給油通路５３，５４の先端は閉塞されている。ラッシュアジャスタ５５と交差する箇所で、給油通路５３，５４の壁面は開孔され、ラッシュアジャスタ５５の給油孔と連通している。これにより、給油通路５３，５４を流通するオイルはラッシュアジャスタ５５に供給される。
【００２６】
２．分岐部材４０の構造
図２に本実施形態に係る分岐部材４０の構造を模式的に表す斜視図を示す。図３に、図２のIII-III断面図を示す。分岐部材４０は、円柱形を有しており、流入通路４３と、貯留室４４と、２本の流出通路４１，４２を備えている。流出通路４１，４２は同芯である。分岐部材４０は金属または樹脂製であり、流入通路４３の軸芯を通りかつ流出通路４１，４２の軸芯に垂直な平面を接合面とする２部品を接合して製造される。
【００２７】
流入通路４３は、分岐部材４０の下端面４５の中心から、内部（上方）に向かって開孔された貫通孔である。分岐部材４０は下端面４５においてシール部材（不図示）を介して第２通路３０と接続される。下端面４５における流入通路４３の内径は、第２通路３０の内径よりも小さい。流入通路４３は下端面４５から内部に向かうにつれて断面積が小さくなるテーパ部４３ａを有している。図２，図３においては、テーパ部４３ａは円錐状であり、流入通路４３の軸芯に対するテーパ部４３ａの内周面の傾斜は、例えば１５度である。
【００２８】
貯留室４４は流入通路４３と同芯の円形断面を有する空間であり、流入通路４３の容積よりも大きい。従って、容積の小さい流入通路４３を通過したオイルは貯留室４４に流入したときに、単位面積当たりの流量が減少して流速が低下する。本実施形態においては貯留室４４は円柱状であるが、この形状に限られず、断面が角形であってもよい。
【００２９】
流出通路４１，４２は、貯留室４４の流入通路４３と反対側の内周面から径方向外側に向かって延在する。流出通路４１，４２はシャワーパイプ５１，５２に接続される。
【００３０】
本実施形態に係る分岐部材４０を使用した潤滑油流通構造を備えた内燃機関１にオイルを流通させると、笛吹き音が低減される。これは、流入通路４３がテーパ部４３ａを有するためである。図４に、分岐部材４０を含む潤滑油流通構造を備えた内燃機関１にオイルを流通させたときに、分岐部材４０で発生する音の音圧周波数特性のグラフを実線で示す。また図４に、比較対象として、テーパ部を有さず、その代わり一定内径の円筒状の流入通路を備えた分岐部材にオイルを流通させたときに発生する音の音圧周波数特性のグラフを破線で示す。内燃機関１の回転数は８００ｒｐｍで、集音マイクは内燃機関１のシリンダヘッドカバー表面から上方に１０ｃｍ離れた箇所に設置した。図４から、円筒状の流入通路を備えた分岐部材においては、３．５ｋＨｚ付近の音圧レベルが大きくなっており、笛吹き音が発生していることが読み取れる。しかし、テーパ部４３ａを備えた分岐部材４０においては、３．５ｋＨｚ付近の音圧レベルが他の周波数と同等まで低下しており、笛吹き音が低減されたことがわかる。
【００３１】
このように、流入通路４３において、貯留室４４に向かうにつれて断面積が連続的に小さくなるテーパ部４３ａを備えていれば、潤滑油流通構造を備えた内燃機関にオイルを流通させたときに、分岐部材４０で発生する笛吹き音を低減させることができる。
【００３２】
図２，図３に示す分岐部材４０では、テーパ部４３ａの傾斜角度を１５度にしたが、これに限られるものではない。下端面４５から内部に向かうにつれて内径が小さくなっていくテーパ形状を有する限り、１５度よりも大きくても小さくても良い。また、傾斜角度とは独立して、貯留室４４と連通する側のテーパ部４３ａの先端の内径を変化させても良い。
【００３３】
以下に、テーパ部４３ａを含む流入通路４３の形状が異なる分岐部材４０について説明する。
【００３４】
〔第２実施形態〕
図５に、第２の実施形態に係る分岐部材４０の断面図を示す。この分岐部材４０は、流入通路４３がテーパ部４３ａと、テーパ部４３ａの先端部から連続的に形成され貯留室４４と連通する円筒部４３ｂとで構成されている。円筒部４３ｂの内径は一定である。軸芯に対するテーパ部４３ａの角度は第１実施形態と同じ１５度である。貯留室４４と連通する側の円筒部４３ｂの先端の内径は第１実施形態のテーパ部４３ａの先端の内径と同径である。このため、下端面４５におけるテーパ部４３ａの内径は、第１実施形態のテーパ部４３ａの内径よりも小さくなっている。
【００３５】
このように、流入通路４３は、円錐状であるテーパ部４３ａと円筒部４３ｂを組み合わせたものから構成されているが、貯留室４４に向かうにつれて断面積が小さくなるテーパ部４３ａを備えていれば、分岐部材４０で発生する笛吹き音を低減させることができる。
【００３６】
本実施形態に係る分岐部材４０では、テーパ部４３ａの傾斜角度を１５度にしたが、これに限られるものではなく、１５度よりも大きくても小さくても良い。また、傾斜角度とは独立して、円筒部４３ｂの長さや内径を変化させても良い。
【００３７】
〔第３実施形態〕
図６に、第３実施形態に係る分岐部材４０の断面図を示す。この分岐部材４０は、流入通路４３において、テーパ部４３ａが軸芯に対する傾斜が４５度のＣ面取り加工により形成されていることを特徴とする。第２実施形態の分岐部材４０と比較して傾斜角度が大きい分、円筒部４３ｂの長さが長くなっている。このように、流入通路４３は、Ｃ面取り形状であるテーパ部４３ａと円筒部４３ｂを組み合わせたものから構成されているが、貯留室４４に向かうにつれて断面積が小さくなるテーパ部４３ａを備えていれば、分岐部材４０で発生する笛吹き音を低減させることができる。
【００３８】
〔第４実施形態〕
図７に、第４実施形態に係る分岐部材４０の断面図を示す。この分岐部材４０は、流入通路４３において、テーパ部４３ａがＲ面取り加工により形成されていることを特徴とする。本実施形態の分岐部材４０も第２実施形態の分岐部材４０と比較してテーパ部４３ａの長さが短くなり、円筒部４３ｂの長さが長くなっている。このように、流入通路４３において、軸芯方向で曲面状に形成されているものの貯留室４４に向かうにつれて断面積が小さくなるテーパ部４３ａを備えている点は、上記各実施形態の構成と同じである。従って、このような構成においても、分岐部材４０で発生する笛吹き音を低減させることができる。もちろん、円筒部４３ｂがなくなるほどの大きなＲ面取り加工を施しても良いのは言うまでもない。
【００３９】
〔第５実施形態〕
図８に、第５実施形態に係る分岐部材４０の断面図を示す。この分岐部材４０は、流入通路４３において、テーパ部４３ａが階段状に加工されて形成されていることを特徴とする。このように、流入通路４３において、断面積の減少が段階的であっても、貯留室４４に向かうにつれて断面積が小さくなるテーパ部４３ａを備えていれば、分岐部材４０で発生する笛吹き音を低減させることができる。
【００４０】
〔第６実施形態〕
図９に、第６実施形態に係る分岐部材４０の断面図を示す。この分岐部材４０は、流入通路４３において、テーパ部４３ａよりも下端面４５側に流入円筒部４３ｄを有していることを特徴とする。流入円筒部４３ｄの内径は、テーパ部４３ａの下端面４５側端部の内径と同じである。テーパ部４３ａは、第３実施形態の分岐部材４０と同様に、Ｃ面取りが施されている。このように、流入通路４３において、第２通路３０との境界がテーパ部４３ａになっていない場合でも、貯留室４４に向かうにつれて断面積が小さくなるテーパ部４３ａを備えていれば、分岐部材４０で発生する笛吹き音を低減させることができる。
【００４１】
本実施形態では流入円筒部４３ｄの内径をテーパ部４３ａの下端面４５側端部の内径と同じにしたが、これに限るものではない。この内径よりも大きくても良い。例えば、第２通路３０の内径と同じ内径にしてもよい。流入円筒部４３ｄの内径が大きい方が、笛吹き音の低減に効果がある。
【００４２】
〔第７実施形態〕
図１０に、第７実施形態に係る分岐部材４０の断面図を示す。この分岐部材４０は、テーパ部４３ａが軸芯に対する傾斜が４５度のＣ面取り加工により形成されると共に、貯留室４４側から施したＣ面取り加工である逆テーパ部４３ｃを有している。このように、流入通路４３において、貯留室４４との境界が逆テーパ状になって広がる形状を有していても、貯留室４４に向かうにつれて断面積が小さくなるテーパ部４３ａを備えていれば、分岐部材４０で発生する笛吹き音を低減させることができる。
【００４３】
図１０においては、流入通路４３は円筒部４３ｂを有しているが、円筒部４３ｂがない形状、すなわち、テーパ部４３ａと逆テーパ部４３ｃのみにより流入通路４３が形成されても良い。また、テーパ部４３ａと逆テーパ部４３ｃのＣ面の大きさが異なっていても良い。
【００４４】
上記各実施形態の構成は、可能な限り組み合わせることができる。
【００４５】
上記各実施形態に係る分岐部材４０は、内燃機関１の回転数が７００〜９００ｒｐｍで発生する笛吹き音だけに限られず、他の回転数で発生する笛吹き音に対しても適用可能であることは言うまでもない。
【００４６】
本発明は、内燃機関の潤滑油流通構造に用いることが可能である。
【符号の説明】
【００４７】
４１，４２  流出通路
４３        流入通路
４３ａ      テーパ部
４４        貯留室
【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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【図１０】
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