(57)【要約】【課題】シリンダヘッドからオイルパンに戻されるオイルの空気の含有量を低減できる内燃機関を提供する。【解決手段】内燃機関は、シリンダブロック１０と、シリンダブロック１０の上端に連結されているシリンダヘッド５０と、シリンダブロック１０の下端に連結されており、オイルを貯留するオイルパン５６と、オイルの自重を利用してシリンダヘッド５０からシリンダブロック１０を通過させてオイルパン５６にオイルを戻すオイル戻し通路３０と、を備えている。この内燃機関のオイル戻し通路３０は、下流端（開口３４）における流路断面積が、同下流端（開口３４）より上流側の流路断面積よりも小さくなっているオイル停滞部である第３オイル通路３３を有している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダブロックと、
前記シリンダブロックの上端に連結されているシリンダヘッドと、
前記シリンダブロックの下端に連結されており、オイルを貯留するオイルパンと、
オイルの自重を利用して前記シリンダヘッドから前記シリンダブロックを通過させて前記オイルパンにオイルを戻すオイル戻し通路と、
を備える内燃機関であって、
前記オイル戻し通路は、下流端における流路断面積が、該下流端より上流側の流路断面積よりも小さくなっているオイル停滞部を有している内燃機関。
【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。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に記載されている内燃機関は、シリンダブロックと、該シリンダブロックの上端に連結されているシリンダヘッドと、シリンダブロックの下端に連結されているオイルパンとを有している。オイルパン内に貯留されているオイルは、オイルポンプによって汲み上げられ、内燃機関の各部に供給される。この内燃機関には、シリンダヘッドからシリンダブロックを通過させてオイルパンにオイルを戻すオイル戻し通路も設けられている。こうした構成により、この内燃機関の各部をオイルが循環する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６‐２４９９５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
オイルパンからオイルポンプによって汲み上げられたオイルは、例えばシリンダヘッドに収容されたカムシャフトなどの回転体の摺動部に供給される。供給されたオイルは、回転体の回転に伴い攪拌され、飛散する。飛散したオイルは、シリンダヘッドの内壁を伝い落ちて集合し、オイル戻し通路に流入する。飛散したオイルが集合するときには、液滴の中に空気が混入するおそれがある。そのため、シリンダヘッドからシリンダブロックを通過してオイルパンにオイルが戻されると、空気を含んだオイルが再びオイルポンプによって汲み上げられて供給され、さらにオイルに空気が取り込まれる悪循環が生じてしまう。特許文献１に記載の内燃機関では、こうした点については考慮されておらず、未だ改善の余地がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するための内燃機関は、シリンダブロックと、前記シリンダブロックの上端に連結されているシリンダヘッドと、前記シリンダブロックの下端に連結されており、オイルを貯留するオイルパンと、オイルの自重を利用して前記シリンダヘッドから前記シリンダブロックを通過させて前記オイルパンにオイルを戻すオイル戻し通路と、を備える内燃機関であって、前記オイル戻し通路は、下流端における流路断面積が、該下流端より上流側の流路断面積よりも小さくなっているオイル停滞部を有している。
【０００６】
上記構成では、オイル停滞部の下流端において流路断面積が小さくされているため、オイル戻し通路を流れるオイルの流れがオイル停滞部の下流端で制限されやすく、オイルがオイル停滞部に滞留しやすくなる。オイル停滞部に滞留している間に、空気とオイルの比重の差によりオイルに含まれている空気がオイルから分離される。そのため、オイル停滞部を通過してオイルパンに排出されたオイルは、空気の含有量が低減されたオイルになる。したがって、上記構成によれば、オイル戻し通路を通じてオイルパンにオイルを戻す過程で、オイルに含まれる空気の量を低減することができるため、循環を繰り返すことによる空気の含有量の増大を抑制することができる。ひいては、空気を大量に含んだオイルが内燃機関の各部に供給されてしまうことを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】内燃機関の一実施形態の構成を示す部分断面図。
【図２】同実施形態におけるバランサハウジングの側壁の構成を示す斜視図。
【図３】ケース部にバランサハウジングが収容されているときのバランサハウジングとケース部との関係を示す斜視図であって、バランサハウジングの側壁を省略して示す斜視図。
【図４】内燃機関のオイル停滞部近傍を拡大して示す断面図。
【図５】他の例の内燃機関のオイル停滞部近傍を拡大して示す断面図。
【図６】他の例の内燃機関のオイル停滞部を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
内燃機関の一実施形態について、図１〜図４を参照して説明する。
図１に示すように、内燃機関のシリンダブロック１０は、クランクシャフト２０を回転可能に支持するブロック部１１と、該ブロック部１１の下端に連結されているケース部１２とを有している。ブロック部１１は、クランクシャフト２０の上半分を支持する上側凹部１３Ａを有する上側ブロック１３と、クランクシャフト２０の下半分を支持する下側凹部１４Ａを有する下側ブロック１４とからなる。上側ブロック１３には、該上側ブロック１３の上端から下端まで連続して延びている第１オイル通路３１が設けられている。下側ブロック１４には、該下側ブロック１４の上端から下端まで連続して延びている第２オイル通路３２が設けられている。第１オイル通路３１の下端と第２オイル通路３２の上端とは接続され、これら各通路３１，３２は連通している。
【０００９】
ケース部１２には、バランサ装置４０が収容されている。バランサ装置４０は、バランサハウジング４１を有している。バランサハウジング４１は、その上端がブロック部１１に連結されている。バランサハウジング４１は、一対の側壁４２を有している。一対の側壁４２はクランクシャフト２０の軸方向に沿って所定の長さ延びており、ケース部１２の対向壁１５と対向している。一対の側壁４２の下端は、底壁４３によって連結されている。バランサハウジング４１には、底壁４３から立設され、一対の側壁４２の一方から他方まで連続して延びている軸受壁４４も設けられている。軸受壁４４は、前記軸方向において複数設けられている。各軸受壁４４の上端部には、半円状の左軸受部４４Ａ及び右軸受部４４Ｂが設けられている。各軸受壁４４におけるそれぞれの左軸受部４４Ａによって、前記軸方向に延びている第１バランスシャフト４５が回転可能に支持されており、それぞれの右軸受部４４Ｂによって、前記軸方向に延びている第２バランスシャフト４６が回転可能に支持されている。
【００１０】
第１バランスシャフト４５のシャフト部４５Ａには、該シャフト部４５Ａよりも大径の第１バランサギア４５Ｂと、該第１バランサギア４５Ｂよりも大径のドリブンギア４５Ｃとが固定されている。第２バランスシャフト４６のシャフト部４６Ａには、該シャフト部４６Ａよりも大径であって、第１バランサギア４５Ｂと略同径の第２バランサギア４６Ｂが固定されている。第１バランサギア４５Ｂと第２バランサギア４６Ｂとは噛合している。クランクシャフト２０には、第１バランスシャフト４５のドリブンギア４５Ｃと噛合しているドライブギア２０Ａが設けられている。こうしたギア機構により、クランクシャフト２０が回転したときには、これと同期してクランクシャフト２０と反対方向に第１バランスシャフト４５が回転し、クランクシャフト２０と同方向に第２バランスシャフト４６が回転する。各バランスシャフト４５，４６の回転数はクランクシャフト２０の回転数の２倍になるように各ギア２０Ａ，４５Ｂ，４５Ｃ，４６Ｂの歯数が設定されている。第１バランスシャフト４５及び第２バランスシャフト４６には、各シャフト部４５Ａ，４６Ａの中心軸から偏心した位置にアンバランスマスが固定されている。そのため、各バランスシャフト４５，４６の回転によって、クランクシャフト２０に連結されたピストンの往復動に起因した慣性力が打ち消され、クランクシャフト２０の回転に起因した内燃機関の振動が抑えられる。
【００１１】
バランサハウジング４１とケース部１２との間には、隙間が形成されている。図１及び図２に示すように、バランサハウジング４１の左側の側壁４２Ａには、外方に向かって突出した区画板４７が設けられている。区画板４７は、互いに対向している一対の対向板部４７Ａ，４７Ｂを有している。対向板部４７Ａ，４７Ｂは、側壁４２Ａの上端から下端まで連続して延びている。対向板部４７Ａ，４７Ｂの下端は、底受け板部４７Ｃによって互いに連結されている。図３に示すように、ケース部１２の対向壁１５は、区画板４７と対向する部分に、該区画板４７側に屈曲して突出した凸部１６を有している。凸部１６は、対向壁１５の上端から下端に向かって所定長さ延びている。区画板４７の突出長さと凸部１６の突出長さとを加算した長さは、バランサハウジング４１とケース部１２との前記隙間の間隔と同じである。そのため、ケース部１２の内部にバランサハウジング４１が収容されている状態では、凸部１６の突出端面１６Ａに、対向板部４７Ａ，４７Ｂの突出端が当接する。このように、ケース部１２の凸部１６、並びにバランサハウジング４１の側壁４２Ａ及び区画板４７によって、第３オイル通路３３が構成されている。凸部１６の突出端面１６Ａは、その上下方向における長さが対向板部４７Ａ，４７Ｂの上下方向における長さよりも短い。そのため、凸部１６の突出端面１６Ａの下端と底受け板部４７Ｃの上端との間には隙間が形成されている。これにより、第３オイル通路３３の下端には、ケース部１２側に開口３４が形成されている。
【００１２】
図１に示すように、シリンダブロック１０の上端には、シリンダヘッド５０が連結されている。シリンダヘッド５０の上端には、シリンダヘッドカバー５１が連結されている。シリンダヘッド５０の内面及びシリンダヘッドカバー５１の内面によって収容室５２が構成されている。シリンダヘッド５０には、収容室５２と第１オイル通路３１とを連通する連通路３５が形成されている。収容室５２には、吸気カムシャフト５３及び排気カムシャフト５４が収容されている。吸気カムシャフト５３及び排気カムシャフト５４は、シリンダヘッド５０及びシリンダヘッドカバー５１によって回転可能に支持されている。各カムシャフト５３，５４は、クランクシャフト２０と同期して回転する。シリンダヘッドカバー５１には、カムシャワーパイプ５５が設けられている。カムシャワーパイプ５５は、各カムシャフト５３，５４の上方に配設されている。カムシャワーパイプ５５には、複数の開口部５５Ａが設けられている。
【００１３】
シリンダブロック１０の下端には、オイルを貯留するオイルパン５６が連結されている。内燃機関には、オイルを内燃機関の各部に供給するオイル供給路５７が設けられている。オイル供給路５７の経路上には、オイルポンプ５８が設けられている。オイルポンプ５８が駆動されると、オイルパン５６に貯留されているオイルがオイル供給路５７に汲み上げられる。オイル供給路５７内のオイルの一部はカムシャワーパイプ５５に供給される。カムシャワーパイプ５５は、開口部５５Ａを通じて各カムシャフト５３，５４にオイルを供給する。供給されたオイルは、各カムシャフト５３，５４を潤滑するとともにその回転に伴い攪拌され、飛散する。飛散したオイルは、シリンダヘッド５０及びシリンダヘッドカバー５１の内壁を伝い落ちて集合し、連通路３５に流入する。連通路３５に流入したオイルは、その自重によって第１オイル通路３１、第２オイル通路３２を通過して、第３オイル通路３３に流れる。第３オイル通路３３に流れたオイルは、第３オイル通路３３の開口３４から外部に排出され、オイルパン５６に戻される。本実施形態では、連通路３５、第１オイル通路３１、第２オイル通路３２、及び第３オイル通路３３によって、シリンダヘッド５０からシリンダブロック１０を通過させてオイルパン５６にオイルを戻すオイル戻し通路３０が構成されている。
【００１４】
連通路３５、第１オイル通路３１、及び第２オイル通路３２の流路断面積は同一になっている。第３オイル通路３３では、第２オイル通路３２に接続されている上端から下端までの流路断面積は同一であり、該下端に設けられている開口３４の流路断面積は第３オイル通路３３の上端から下端までの部分の流路断面積よりも小さくなっている。そのため、第３オイル通路３３は、下流端における流路断面積が、同下流端より上流側の流路断面積よりも小さくなっているオイル停滞部として機能する。換言すれば、オイル戻し通路３０における下流端の開口３４は、該オイル戻し通路３０において最も流路断面積が小さい。なお、「同一」とは、完全に一致している場合だけを意味するのではなく、各部材の製造公差や組み付け公差によるずれを許容するものである。オイル停滞部である第３オイル通路３３は、オイル戻し通路３０における下流端に位置している。
【００１５】
本実施形態の作用効果について説明する。
（１）図４に示すように、第３オイル通路３３は、下流端に位置する開口３４の流路断面積の方が、開口３４より上流側の部分における流路断面積よりも小さくなっている。図４に一点鎖線の矢印で示すように第２オイル通路３２から第３オイル通路３３に流れたオイルは、開口３４によってその流量が絞られ、第３オイル通路３３に滞留しやすくなる。第２オイル通路３２から供給されるオイルには、空気が含まれていることがある。この空気は、第３オイル通路３３にオイルが滞留している間に、空気とオイルの比重の差によりオイルから分離される。こうして空気が分離されたオイルは、図４に実線の矢印で示すように、第３オイル通路３３の開口３４から排出されてオイルパン５６に戻される。第３オイル通路３３を通過してオイルパン５６に排出されるオイルは、空気の含有量が低減されたオイルになる。このように、オイル戻し通路３０を通じてオイルパン５６にオイルを戻す過程で、オイルに含まれる空気の量が低減するため、オイルの循環を繰り返すことによる空気の含有量の増大を抑制することができ、ひいては、空気を大量に含んだオイルが内燃機関の各部に供給されてしまうことを抑制することができる。
【００１６】
（２）ブロック部１１の下端に連結されているバランサハウジング４１及びケース部１２によって第３オイル通路３３を構成している。そのため、オイル戻し通路３０の開口３４がオイルパン５６に近い位置になる。これにより、開口３４から排出されて落下したオイルがオイルパン５６に貯留されているオイルの油面に衝突したときの飛沫の発生が抑制され、オイルへの空気の巻き込みが抑えられる。したがって、オイルパン５６に貯留されているオイルの空気の含有量を低減する上で適切な構成を実現できる。
【００１７】
（３）オイル戻し通路３０の下流端にオイル停滞部である第３オイル通路３３が設けられている。そのため、オイルが停滞する第３オイル通路３３からシリンダヘッド５０までのオイル戻し通路３０の容積を確保することができ、高負荷運転時など一時的にオイルの供給量が増大した場合であってもオイル戻し通路３０からオイルが溢れてしまうことを抑制できる。
【００１８】
なお、上記実施形態は以下のように変更して実施することができる。
・開口３４を第３オイル通路３３の下端に設けなくてもよい。例えば、第３オイル通路３３の下端に代えて上端に開口を設けて、該開口からオイルをオイルパン５６に戻すようにしてもよい。なお、凸部１６の上下方向における長さを区画板４７の上下方向における長さと同じにして突出端面１６Ａに底受け板部４７Ｃの突出端を当接させるとともに、対向板部４７Ａ，４７Ｂのいずれかの上端部に貫通孔を設けることにより、こうした構成を実現できる。この構成では、第２オイル通路３２から第３オイル通路３３に流れたオイルは、第３オイル通路３３に貯留される。そして、貯留されているオイルの量が多くなり、その油面が第３オイル通路３３の上端に設けられている開口に達すると、該開口を通じてオイルが排出される。開口の流路断面積は、第２オイル通路３２の流路断面積よりも小さくされている。このため、オイル戻し通路を流れるオイルは、開口によってその流量が絞られ、第２オイル通路３２に滞留しやすくなる。この構成では、連通路３５、第１オイル通路３１、第２オイル通路３２によって、オイル戻し通路が構成されるとともに、第２オイル通路３２がオイル停滞部となる。
【００１９】
・第３オイル通路３３の構成は上述したものに限られない。例えば以下の構成を採用することができる。
図５に示すように、第３オイル通路６０は、ケース部１２及びバランサハウジング４１によって構成されている。ケース部１２の対向壁６１及びバランサハウジング４１の左側の側壁６２は、下方ほど互いに近接するように傾斜している。これにより、第３オイル通路６０は、上流側から下流側に行くほど徐々に流路断面積が小さくなっている。第３オイル通路６０の下端には、対向壁６１と側壁６２との隙間によって開口６３が形成されている。この構成では、第２オイル通路３２から流入したオイルは、第３オイル通路６０に滞留するとともに、開口６３から下方に向かって排出されてオイルパン５６に戻される。
【００２０】
・ケース部１２の対向壁１５、６１のみによって第３オイル通路３３，６０を構成してもよい。また、バランサハウジング４１のみによって第３オイル通路３３，６０を構成してもよい。また、バランサ装置４０は必ずしも設ける必要はなく、バランサハウジング４１に代えて、ブロック部１１の下端に連結される別の部材を利用して、第３オイル通路３３，６０を構成するようにしてもよい。
【００２１】
・オイル停滞部は、オイル戻し通路３０の下流端以外に設けてもよい。例えば、以下の構成を採用することができる。
図６に示すように、上側ブロック１３に設けられている第１オイル通路７０は、オイル室７１を有している。オイル室７１の上端には、連通路３５に接続されている第１接続路７２が連結されている。オイル室７１の下端には、第２オイル通路３２に接続されている第２接続路７３が連結されている。第１接続路７２の流路断面積に比して第２接続路７３の流路断面積は小さい。また、第２接続路７３の流路断面積は、連通路３５の流路断面積よりも小さい。そのため、オイル室７１は、下流端の流路断面積が、同下流端よりも上流側の流路断面積よりも小さくなっている。したがって、この構成では、第１オイル通路７０のオイル室７１がオイル停滞部となっている。図６に示すように、こうした場合には、第３オイル通路３３を省略することができる。
【００２２】
・オイル戻し通路にオイル停滞部を複数設けるようにしてもよい。こうした場合には、各オイル停滞部における下流端の流路断面積を比較した場合、下流側に設けられているオイル停滞部ほど下流端における流路断面積が小さくなるように配設することが望ましい。
【符号の説明】
【００２３】
１０…シリンダブロック、１１…ブロック部、１２…ケース部、１３…上側ブロック、１３Ａ…上側凹部、１４…下側ブロック、１４Ａ…下側凹部、１５…対向壁、１６…凸部、１６Ａ…突出端面、２０…クランクシャフト、２０Ａ…ドライブギア、３０…オイル戻し通路、３１…第１オイル通路、３２…第２オイル通路、３３…第３オイル通路（オイル停滞部）、３４…開口、３５…連通路、４０…バランサ装置、４１…バランサハウジング、４２…一対の側壁、４２Ａ…左側の側壁、４３…底壁、４４…軸受壁、４４Ａ…左軸受部、４４Ｂ…右軸受部、４５…第１バランスシャフト、４５Ａ…シャフト部、４５Ｂ…第１バランサギア、４５Ｃ…ドリブンギア、４６…第２バランスシャフト、４６Ａ…シャフト部、４６Ｂ…第２バランサギア、４７…区画板、４７Ａ，４７Ｂ…対向板部、４７Ｃ…底受け板部、５０…シリンダヘッド、５１…シリンダヘッドカバー、５２…収容室、５３…吸気カムシャフト、５４…排気カムシャフト、５５…カムシャワーパイプ、５５Ａ…開口部、５６…オイルパン、５７…オイル供給路、５８…オイルポンプ、６０…第３オイル通路（オイル停滞部）、６１…対向壁、６２…左側の側壁、６３…開口、７０…第１オイル通路、７１…オイル室（オイル停滞部）、７２…第１接続路、７３…第２接続路。
【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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