(57)【要約】【課題】シリンダヘッドとオイルとの熱交換を促進する。【解決手段】内燃機関１は、シリンダヘッド２がシリンダブロック３に対して車両上方側に位置するよう車両に搭載されるとともに、シリンダヘッド２のアッパデッキ１６に、当該シリンダヘッド２内のオイル１４をシリンダブロック３側へ流すオイル穴１７が形成されている。シリンダヘッド２は、内部に冷却水が流れるウォータジャケット１１が形成されているとともに、アッパデッキ１６には、複数のフィン１５が突出形成されている。これによって、シリンダヘッド２とオイル１４との熱交換が促進される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダヘッドがシリンダブロックに対して車両上方側に位置するよう車両に搭載されるとともに、上記シリンダヘッドに当該シリンダヘッド内のオイルをシリンダブロック側へ流す部位が形成された内燃機関において、
上記部位に複数のフィンを有することを特徴とする内燃機関。
【請求項２】
上記複数のフィンは、上記部位に沿って細長い形状を呈し、長手方向に沿った側面が上記オイルの流れ方向と対向するように配置されていることを特徴とする請求項１に記載に内燃機関。
【請求項３】
上記複数のフィンは、上記オイルの流れ方向に対して千鳥状に配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関。
【請求項４】
上記複数のフィンは、上記シリンダヘッドの排気ポート側に相対的に多く形成されていること特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の内燃機関。
【請求項５】
上記内燃機関は多気筒内燃機関であり、
上記シリンダヘッドには、当該シリンダヘッドの内部に各気筒の排気ポートが合流する合流部が形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関、特にシリンダヘッド側からシリンダブロック側へオイルが流れる内燃機関に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両に搭載される内燃機関では、多数の軸受部分や摺動部分がオイル（潤滑油）により潤滑されるようになっている。シリンダヘッド側からシリンダブロック側にオイルが流れる内燃機関では、シリンダヘッドのアッパデッキに、オイルを下方へ落とすための油落とし穴が開口している。
【０００３】
例えば、特許文献１には、シリンダブロックに形成されたウォータジャケットが仕切り部によってシリンダボアの上部を冷却する上段側冷却水通路とシリンダボアの下部を冷却する下段側冷却水通路とに分割されるとともに、シリンダブロックの一側面にブロック側オイル通路が形成された構成が開示されている。このブロック側オイル通路は、気筒列方向に幅広のオイル落とし流路と、オイル落とし流路の下方に位置し、オイル落とし流路の底面のうち気筒列方向中央位置付近に接続された流下通路と、を有している。また、オイル落とし流路内には、上端部が仕切り部の高さ以上となるようにリブ部が形成されている。
【０００４】
このような特許文献１においては、暖機中（冷機時）にあっては、粘性の高いオイルがリブ部の上端を乗り越えるようにしてオイル落とし流路内を気筒列方向中央に向かって流れつつ流下通路へと導かれ、暖機後にあっては、粘性の低くなったオイルがリブ部の表面に沿って下方へ流れつつ流下通路へと導かれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１４−１０５５７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、この特許文献１の内燃機関において、暖機中に上段側冷却水通路内の冷却水と熱交換を行うのは、主としてブロック側オイル通路のオイルのうち仕切り部よりも上方側のオイルである。すなわち、暖機中にオイルと上段側冷却水通路内の冷却水とが熱交換する領域は限られており、速やかに内燃機関を暖機できない虞がある。また、リブ部は、オイル落とし流路内という狭い空間に設けられているので、リブ部による伝熱面積拡大には限度がある。すなわち、暖機後におけるオイルの温度上昇抑制を図る上では、更なる改善の余地がある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の内燃機関は、シリンダヘッドがシリンダブロックに対して車両上方側に位置するよう車両に搭載されるとともに、上記シリンダヘッドに当該シリンダヘッド内のオイルをシリンダブロック側へ流す部位が形成されたものであって、上記部位に複数のフィンを有することを特徴としている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、オイルと熱交換する内燃機関の各部の中で比較的面積の広い部位に複数のフィンを設けることにより当該部位の表面積が一層大きくなり、シリンダヘッドとオイルとの熱交換が促進される。
【０００９】
すなわち、冷却水温が相対的に高い暖機中（冷機時）等においては、オイルがシリンダヘッドから受熱することで油温の上昇が促進され、内燃機関の暖機を促進することができる。油温が相対的に高い暖機後等においては、オイルがシリンダヘッドへ放熱することで油温の上昇を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明が適用された内燃機関の概略構成を模式的に示した説明図。
【図２】本発明に係る内燃機関のシリンダヘッドの概略を示した平面図。
【図３】図２のＡ−Ａ線に沿った断面図。
【図４】本発明に係る内燃機関のシリンダヘッドの一部を拡大して示した断面図。
【図５】冷却水温及び油温の冷機始動からの経時変化を示した特性図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明が適用された内燃機関１の概略構成を模式的に示した説明図である。
【００１２】
図１に示すように、内燃機関１は、シリンダヘッド２がシリンダブロック３に対して車両上方側に位置するように車両に搭載されるものであって、シリンダヘッド２と、シリンダ４が形成されたシリンダブロック３と、シリンダヘッド２に支持されるカムシャフト５と、シリンダ４内を往復動するピストン６と、コンロッド７を介してピストン６に連結されたクランクシャフト８と、シリンダブロック３の下部に取り付けられるオイルパン９と、から大略構成されている。
【００１３】
シリンダヘッド２及びシリンダブロック３の内部には、冷却水１０が循環するウォータジャケット１１、１２がそれぞれ形成されている。シリンダヘッド２のウォータジャケット１１とシリンダブロック２のウォータジャケット１２は、互いに連通するものであり、両者によって燃焼室１３及びシリンダ４等が取り囲まれている。
【００１４】
カムシャフト５には、カムシャフト５の各部を潤滑するために、オイルパン９内のオイル（潤滑油）１４が供給されている。カムシャフト５に各部を潤滑したオイル１４は、複数のフィン１５が形成されたシリンダヘッドヘッド２のアッパデッキ１６に滴下する。カムシャフト５の下方に位置するアッパデッキ１６に受け止められたシリンダヘッド２内のオイル１４は、アッパデッキ１６に開口するオイル穴１７を介してシリンダブロック側へ流れ落ちオイルパン９に戻る。つまり、アッパデッキ１６は、シリンダヘッド２内のオイル１４をシリンダブロック側へ流す部位である。オイル穴１７は、シリンダヘッド２に形成されたものであって、シリンダブロック３に形成されたシリンダブロック側オイル穴１７と連通している。
【００１５】
ここで、図１中の矢印は、内燃機関１内部の熱の移動の一例を模式的に示したものである。内燃機関１の各部においては、相対的に温度が高い方から相対的に温度の低い方へ熱が移動する。つまり、冷却水１０やオイル１４には、シリンダヘッド２やシリンダブロック３から受熱する場合もあれば、シリンダヘッド２やシリンダブロック３に対して放熱する場合もある。
【００１６】
図２及び図３は、内燃機関１が直列３気筒の場合のシリンダヘッド２の一例を示すものである。図２は、シリンダヘッド２の概略を示した平面図である。図３は、図２のＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【００１７】
シリンダヘッド２は、アルミ合金や鋳鉄により一体的に鋳造されたものであって、複数のボルト１８によりシリンダブロック３に固定される。シリンダヘッド２には、上述したウォータジャケット１１の他に、各気筒の吸気ポート１９と各気筒の排気ポート２０が形成されている。各吸気ポート１９には、シリンダヘッド２に接続された図示せぬ吸気マニホールドから空気が供給される。また、本実施例においては、各排気ポート２０に排出された排気がシリンダヘッド２に接続された図示せぬ排気マニホールドで合流している。
【００１８】
シリンダヘッド２は、気筒列に方向に沿って細長い矩形の略箱形状を呈している。すなわち、シリンダヘッド２は、アッパデッキ１６と、気筒列方向の一端側に位置するヘッド一端壁２１と、気筒列方向の他端側に位置するヘッド他端壁２２と、気筒列方向に沿った左右のヘッド一側壁２３及びヘッド他側壁２４と、を有し、アッパデッキ１６の周囲がヘッド一端壁２１、ヘッド他端壁２２、ヘッド一側壁２３及びヘッド他側壁２４によって囲まれている。ヘッド一側壁２３は吸気ポート側に位置し、ヘッド他側壁２４は排気ポート側に位置している。
【００１９】
アッパデッキ１６には、点火プラグ（図示せず）が取り付けられる点火プラグ取り付け部２５、吸気弁２６のバルブスプリング（図示せず）が着座するボス部２７、排気弁２８のバルブスプリング（図示せず）が着座するボス部２９、オイル穴１７等が形成されているとともに、複数のフィン１５が突出形成されている。
【００２０】
本実施例におけるオイル穴１７は、ヘッド一側壁２３に隣接する２つの吸気ポート側オイル穴１７ａとヘッド他側壁２４に隣接する１つの排気ポート側オイル穴１７ｂである。説明の便宜上、内燃機関１の３つの気筒を、ヘッド一端壁２１側から第１気筒、第２気筒、第３気筒とすると、吸気ポート側オイル穴１７ａは、気筒列方向で、第１気筒と第２気筒の間、及び第２気筒と第３気筒の間に形成されている。排気ポート側オイル穴１７ｂは、気筒列方向で、第２気筒と第３気筒の間に形成されている。なお、本実施例における排気ポート側オイル穴１７ｂは、ブローバイガスが通流可能となっている。
【００２１】
フィン１５は、アッパデッキ１６に沿って細長い形状を呈し、長手方向に沿った側面が、オイル穴１７へ向かうオイル１４の流れ方向と対向するよう形成されている。具体的には、本実施例におけるフィン１５は、気筒列方向に沿って細長い矩形の突起である。
【００２２】
また、フィン１５は、オイル穴１７へ向かうオイル１４の流れ方向に対して千鳥状に配置されているとともに、排気ポート２０が形成されているヘッド他側壁２４側に相対的に多く形成されている。
【００２３】
また、フィン１５のうち、油面よりも上方にある部分は、アッパデッキ１６上のオイル１４との熱交換面積の増大に寄与しない。そのため、アッパデッキ１６上に突出形成された複数のフィン１５は、その大部分が、図４に示すように、運転時におけるアッパデッキ１６上のオイル１４の油面よりも低くなるよう設定されている。
【００２４】
図５は、上述した実施例の内燃機関１と比較例の内燃機関における冷却水温及び油温の冷機始動からの経時変化を示した特性図である。
【００２５】
図５中に実線で示す特性線Ｔｗ１は、上述した実施例の内燃機関１における冷却水温を示している。図５中に太実線で示す特性線Ｔｇ１は、上述した実施例の内燃機関１における油温を示している。図５中に波線で示す特性線Ｔｗ２は、比較例の内燃機関における冷却水温を示している。図５中に太波線で示す特性線Ｔｇ２は、比較例の内燃機関における油温を示している。ここで、比較例の内燃機関は、上述した実施例の内燃機関１と略同一構成となっているが、アッパデッキ１６にフィン１５が設けられていない。
【００２６】
ウォータジャケット１１は、オイル穴１７等からなるオイル１４の循環経路に比べて内燃機関１の熱源となる燃焼室１３に近接している。そのため、内燃機関１を始動すると、冷却水１０の温度（冷却水温）は、オイル１４の温度（油温）より速やかに上昇した後に、所期の温度に収束する。油温は、冷却水温より緩やかに上昇するが、やがて冷却水温よりも高温の所期の温度に収束する。
【００２７】
オイル１４と熱交換する内燃機関１の各部の中で比較的面積の広いアッパデッキ１６に複数のフィン１５を設けることにより、アッパデッキ１６の表面積が一層大きくなり、シリンダヘッド２とオイル１４との熱交換が促進される。
【００２８】
すなわち、冷却水温が相対的に高い暖機中（冷機時）等においては、オイル１４がシリンダヘッド２から受熱することで油温の上昇が促進され、内燃機関の暖機を促進することができる。油温が相対的に高い暖機後等においては、オイル１４がシリンダヘッド２に放熱することで油温の上昇を抑制することができる。
【００２９】
そして、複数のフィン１５は、アッパデッキ１６に沿って細長い形状を呈し、フィン長手方向に沿った側面がオイル穴１７に向かうオイル１４の流れ方向と対向するように配置されているので、フィン１５に対してオイル１４が当たりやすくなり、オイル１４とシリンダヘッド２との間の熱交換を一層促進することができる。
【００３０】
また、複数のフィン１５が、アッパデッキ１６上におけるオイル１４の流れ方向に対して千鳥状に配置されているので、フィン１５に対してオイル１４を効率よく当てることができる。
【００３１】
複数のフィン１５は、排気ポート２０側に相対的に多く形成されているので、高温の排気が流れることによりシリンダヘッドの中で相対的に高温となる排気ポートの周囲とオイル１４との熱交換により、冷却水温が相対的に高い暖機中等においては一層効率良く内燃機関１の暖機を促進することができる。
【００３２】
なお、本発明は、シリンダヘッド２がシリンダブロック３に対して車両上方側に位置するように車両に搭載される内燃機関に対して適用可能であり、例えば、Ｖ型内燃機関に対しても適用可能である。
【００３３】
そして、フィン１５の形状は、アッパデッキ１６に沿って細長い形状であれば、矩形に限定されるものではなく、矩形以外の形状にすることも可能である。
【００３４】
また、上述した実施例におけるシリンダヘッド２は、排気マニホールドが接続され、この排気マニホールドで各気筒からの排気が合流しているが、シリンダヘッド２の内部で各吸気ポート１９が合流するようにシリンダヘッド２を形成するようにしてもよい。すなわち、シリンダヘッド２に、当該シリンダヘッドの内部で各気筒の排気ポート２０と合流する合流部を形成するようにしてもよい。この場合、シリンダヘッドは、排気から受熱する部分が相対的に増大することになり、冷却水温が相対的に高い暖機中等においては一層効率良く暖機を促進することができる。
【符号の説明】
【００３５】
１…内燃機関
２…シリンダヘッド
３…シリンダブロック
４…シリンダ
５…カムシャフト
６…ピストン
７…コンロッド
８…クランクシャフト
９…オイルパン
１０…冷却水
１１…ウォータジャケット
１２…ウォータジャケット
１３…燃焼室
１４…オイル
１５…フィン
１６…アッパデッキ
１７…オイル穴
１７ａ…吸気ポート側オイル穴
１７ｂ…排気ポート側オイル穴
１９…吸気ポート
２０…排気ポート
【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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