JP4246130B2 - 内燃機関のオイル通路配置構造 - Google Patents

Description

本発明は、小型車両用内燃機関の、潤滑系オイル通路の配置構造に関するものである。

従来技術として、オイルフィルタを下クランクケースの前部に配置し、内燃機関の側面視で、オイルフィルタとメインギャラリとをクランク軸に対してオフセット配置した構成の例がある（例えば、特許文献１参照。）。

特許第３１８０５４０号公報。

従来の構成では、オイルパンからオイルフィルタにオイルを経由させる際に、経路が直線的ではなく、大きく迂回しているので、オイル通路が長く、圧力損失が発生する。また、メインギャラリから各ジャーナル軸受部にオイルを分配する通路形成が長く、複雑である。本発明はクランク軸のジャーナル部へのオイル経路を短縮化でき、且つ損失を低減できるオイル通路配置構造を提供しようとするものである。

本発明は上記課題を解決したものであって、請求項１に記載の発明は、オイルを各潤滑部位に供給するオイルポンプと、供給するオイルを浄化するオイルフィルタと、内燃機関の幅方向に配置され上記オイルがジャーナル部に給油されるクランク軸と、クランク軸と平行に配置され上記クランク軸の各ジャーナル部に給油するオイル通路となるメインギャラリと、上記クランク軸を内蔵するクランクケースと、上記クランクケースの下部に接続されたオイルパンとを備えた内燃機関のオイル通路配置構造において、上記内燃機関の側面視において、オイルフィルタ、メインギャラリ、クランク軸がシリンダ方向に略直線上に配置され、内燃機関の幅方向でメインギャラリの中央部にオイルフィルタからのオイルフィルタ出口配管が接続され、上記オイルフィルタがオイルパン下面に取付けられ、上記オイルパンへのオイルフィルタの取付け部は、オイルパンの浅底部を形成する部位に設けられ、上記メインギャラリは、クランクケースの下部に上記オイルパンが接続される部位より上記クランク軸寄りに配置され、オイルパンへのオイルフィルタの上記取付け部は、上記オイルパン内に***し、該取付け部の高さは、上記クランクケースの下部にオイルパンが接続される部位より高いことを特徴とする内燃機関のオイル通路配置構造である。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の内燃機関のオイル通路配置構造において、上記オイルフィルタ取付け部の周辺に、内燃機関の下方に伸びるオイルフィルタ保護壁が設けられたことを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の内燃機関のオイル通路配置構造において、上記オイルフィルタ取付け部の外周部から下方へ延びるオイルフィルタ保護壁が設けられ、該オイルフィルタ保護壁は、上記オイルパンへに連結されるとともに、オイルパンへの上記浅底部の下面から下方に露出していることを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項１ないし３のいずれかに記載の内燃機関のオイル通路配置構において、上記オイルポンプからのオイルを上記オイルフィルタに供給するオイルフィルタ入口オイル通路が、上記メインギャラリの下方でかつ上記オイルフィルタの上方の位置でクランクケース内に設けられることを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の内燃機関のオイル通路配置構造において、平面視で、上記オイルフィルタがオイルパンの左右方向に関してほぼ中央に配置され、上記オイルフィルタ入口オイル通路は、上記オイルフィルタと重ならない位置に配置されたことを特徴とする。
請求項６に記載の発明は、請求項４または５に記載の内燃機関のオイル通路配置構造において、上記オイルフィルタ入口オイル通路とオイルフィルタからの上記オイルフィルタ出口配管と上記メインギャラリとが四角形状をなして連結されたことを特徴とする。
請求項７記載の発明は、請求項１ないし６のいずれかに記載の内燃機関のオイル通路配置構造において、バッフルプレートが上記オイルフィルタ取付け部を覆うように配設されたことを特徴とする。
請求項８記載の発明は、請求項１ないし７のいずれかに記載の内燃機関のオイル通路配置構造において、上記オイルフィルタ取付け部の高さは、内燃機関各部を潤滑したオイルがオイルパンに戻る部分であるオイルパン入口の開口高さより高いことを特徴とする。

請求項１の発明によって、オイルフィルタからクランク軸のジャーナル部へのオイル経路を短縮化でき、圧力損失を低減できる。また、オイルフィルタで清浄化されたオイルを短い経路によりジャーナル部に供給できるため、ジャーナル部の磨耗を低減できる。またフリクションを低減できる。さらに、オイル通路を短縮しつつ、各ジャーナル軸受部に均等にオイル供給ができる。また、オイルフィルタ位置もほぼ内燃機関の中央部に位置するので、オイルフィルタからのオイル経路を車両のデッドスペースに配置することができ、コンパクト化ができる。また、オイル経路を短縮化できるため、オイルフィルタ交換時にクランクケース等へのオイル付着が防止できる。さらに、オイルフィルタの突出を抑えられるとともに、オイル通路をさらに短縮できる。また、オイルフィルタを下クランクケースに近い位置に取付けできるので、取付け剛性が向上する。

請求項２の発明によって、飛び石等の衝突に対してオイルフィルタを保護することができる。

請求項３の発明によって、部品点数を削減しながら、オイルパンから露出するオイルイルタを確実に保護することができる。飛び石等の衝突に対してオイルフィルタを保護することができる。

請求項４の発明によって、フィルタ入口オイル通路をメインギャラリとオイルフィルタとの間に位置に配置してオイル通路をコンパクトに効率よく配置できる。

請求項５の発明によって、オイルフィルタをオイルフィルタ入口オイル通路に干渉することなく、メインギャラリに近い位置に設けることができる。
請求項６の発明は、オイル通路の剛性付与に有効である。
請求項７の発明は、波打つオイルをバッフルプレートにて抑えることができる。
請求項８の発明によって、オイルパンに戻るオイルの飛散が抑えられる。

図１は、本発明の一実施形態に係る４気筒ＤＯＨＣウェットサンプ式内燃機関１の縦断面を右方から見た図に、冷却系オイル回路を示した図である。矢印Ｆは前方を指している。この内燃機関１は動力発生部２と変速機部３とが一体化されている。内燃機関１の外殻は、 下クランクケース５、上クランクケース６、シリンダブロック７、シリンダヘッド８、シリンダヘッドカバー９、及びオイルパン10からなっている。上下に２分割されているクランクケース５、６の合わせ面の軸受に、クランク軸11、変速機のメイン軸12、カウンタ軸13が回転可能に支持されている。

シリンダブロック７は４気筒であり、各シリンダ穴14の中には、それぞれピストン15が摺動可能に収容され、コンロッド16を介して、クランク軸11と接続されている。各ピストン15の上面に向き合うシリンダヘッド８の下部に燃焼室20が設けてある。

シリンダヘッド８の上方から、上記各燃焼室20の上部中央に、それぞれ点火プラグ21が挿入され、その先端が燃焼室20内に臨んでいる。シリンダヘッド８には、各燃焼室20に連なる吸気ポート22と排気ポート23が設けられ、その内端が燃焼室に開口している。吸気ポート22と排気ポート23の内端開口には、それぞれの開口を開閉する吸気弁24と排気弁25が設けてある。シリンダヘッド８とシリンダヘッドカバー９の合わせ面の近くに吸気カム軸26、排気カム軸27を始めとする動弁機構28が設けられている。

下クランクケース５の下部に、浅底部10Ａと深底部10Ｂとを備えたオイルパン10が接続されている。オイルパン10の深底部10Ｂにストレーナ30を備えたオイル吸入管31が設けられ、その上部にオイルポンプ32が接続されている。オイルポンプ32は冷却系用オイルポンプ32Ａと潤滑系用オイルポンプ32Ｂとからなり、同一のオイルポンプ軸33に接続されている。

上記内燃機関には冷却系オイル回路と潤滑系オイル回路が独立に設けられている。それぞれのオイル回路には、上記冷却系用オイルポンプ32Ａと潤滑系用オイルポンプ32Ｂとから別々にオイルが供給される。図１には冷却系オイル回路が示してあり、図２には潤滑系オイル回路が示してある。

図１の冷却系オイル回路において、冷却系用オイルポンプ32Ａに連なる冷却系吐出管Ａ1が上方へ向かって伸びている。この管は、下クランクケース内オイル通路Ａ2、上クランクケース内オイル通路Ａ3を経て、シリンダブロック７内に設けられた冷却系供給側オイルギャラリ38に達する。同オイルギャラリ38に油温センサ47が設けてある。同オイルギャラリ38からのオイル進路は、シリンダブロック７の後壁内に気筒毎に設けられた冷却系供給オイル通路Ａ4に分岐し、各オイル通路はそれぞれシリンダヘッド８内に気筒毎に独立に設けられたオイルジャケット40につながる。このオイルジャケット40は、シリンダブロック７の前壁に設けられた冷却系戻りオイル通路Ａ5につながり、上クランクケース６に設けられた戻りオイル通路Ａ6を経て、冷却系戻り側オイルギャラリ42に達する。

ここから先のオイル通路は１本となり、上クランクケース６に設けられた連絡オイル通路Ａ7を経て、サーモスタット43に達する。この装置において、油温が高い場合にはオイルクーラへつながるオイルポートが開き、オイルはオイルクーラ連結パイプＡ8へ流れる。油温が低い時はオイルクーラへつながるオイルポートが閉じて、オイルはバイパス通路Ａ9を経て、上クランクケース内オイル戻り通路45へ流入する。オイルクーラにつながる戻り連結パイプＡ10からの戻りオイルは、上記流路45につながる下クランクケース内オイル戻り通路46へ、オイルクーラ戻りパイプ取付け部67を経て流入するようになっている。クランクケース内オイル戻り通路45、46に流入したオイルは下方へ流れ、オイルパン10内へ戻る。以上が冷却系オイル回路の概要である。

図２の潤滑系オイル回路において、潤滑系オイルポンプ32Ｂに連なる潤滑系吐出管Ｂ1が、オイルパン10の中で湾曲しながら前方へ伸び、オイルフィルタ50に接続されている。下クランクケース内でオイルフィルタ50の上方かつクランク軸11の下方にメインギャラリ51が設けてあり、オイルフィルタ50の中央から伸びるオイルフィルタ出口配管Ｂ2が接続されている。クランク軸11を支持するために、下クランクケース５の複数の仕切り壁と上クランクケース６の複数の仕切り壁との間ににジャーナル軸受52が設けてある。上記メインギャラリ51から分岐して上記複数のジャーナル軸受52へ向かうオイル通路Ｂ3が下クランクケースの各仕切り壁の壁体内に穿設されている。

上クランクケース６の上部にオイルジェット用オイルギャラリ53が設けてある。このオイルギャラリ53は、上クランクケース仕切り壁に穿設されたオイル通路Ｂ4によって、中央部の一つのジャーナル軸受52と連通している。各シリンダ穴14毎に上記オイルジェット用オイルギャラリ53に連なる後部噴射ノズル54が設けられ、各シリンダ穴の後部へオイルが噴射される。チェーンテンショナ55を潤滑するオイルが上記オイルジェット用オイルギャラリ53からオイル通路Ｂ5によって供給される。各シリンダ穴14の側部の上クランクケース仕切り壁には各ジャーナル軸受52に連通する前部噴射ノズル56が設けられ、ジャーナル軸受52を通過したオイルが各シリンダ穴14の前部へ噴射される。

中央部の上記とは別の、一つのジャーナル軸受52の周囲部に連通し、シリンダ上方へ向かうオイル通路Ｂ6が上クランクケース仕切り壁の一つに穿設され、シリンダブロック内オイル通路Ｂ7、シリンダヘッド内オイル通路Ｂ8、及び上部オイル通路Ｂ9を経て、吸気カム軸26および排気カム軸27に潤滑用オイルが送られる。カム軸等を潤滑したオイルは、中央部のカムチェーン室を経てオイルパン10へ戻る。以上が潤滑系オイル回路の概要である。

図３はオイルパン10付近の縦断面図、図４はオイルパン付近の上面図である。矢印Ｆは前方を指している。これらの図において、オイルパン10の深底部10Ｂにはストレーナ30を備えたオイル吸入管31が設けられ、オイルポンプ32につながっている。オイルポンプ32は冷却系用オイルポンプ32Ａと潤滑系用オイルポンプ32Ｂとからなり、同一のオイルポンプ軸33に接続されている。本発明は潤滑系オイル通路の配置構造に関するものであるため、以下の説明は潤滑系関連事項に限られる。

オイルパン10の浅底部10Ａにはオイルフィルタ50が取付けられている。オイルフィルタ取付け部73はオイルパン内に***し、その***は平面視では冷却系オイル戻り通路46の出口に連なるオイルパン入口74とストレーナ30との間に位置している。オイルパン10内に***するオイルフィルタ取付け部73の高さは上記オイルパン入口74の開口高さより高い。オイルパンへのオイルフィルタの取付け部73は、オイルパンの浅底部を形成する部位、即ち、オイルパン下面で最も下クランクケースに近い部位に設けられている。オイルフィルタ取付け部73の外周部は下方へ伸び、オイルフィルタ保護壁73ａとなっており、その下端はオイルパン浅底部10Ａの下面から下方へ露出している。。

オイルフィルタ取付け部73の上面及びストレーナ30の上方に面を有するバッフルプレート75がオイルパンの上部を覆って設けられている。バッフルプレート75はパンチング孔加工した金属板で作られており、車両運転時におけるオイルパン10内のオイルの波打ちや飛散を抑え、泡立ちを防止するためのものである。

潤滑系オイルポンプ32Ｂに連なる潤滑系吐出管Ｂ1が、オイルパン10の中で湾曲しながら前方へ伸び、オイルフィルタ入口オイル通路34を経てオイルフィルタ50に接続されている。潤滑箇所へ送られるオイルはオイルフィルタ50の中を通過して浄化され、浄化されたオイルはオイルフィルタ出口配管Ｂ2を経由してメインギャラリ51へ送られる。

図５はオイルフィルタ50とその上方にあるメインギャラリ51付近の横断面を後方から見た図である。図において、下クランクケース５には、中央にカムチェーン室57の下部があり、その両側に各２個のクランク室17があり、両端部の側壁５ａと上記各室を仕切る仕切り壁５ｂとで、合計６個の壁体が設けてある。これら壁体のなかにメインギャラリ51につながるオイル通路Ｂ3が設けてあり、このオイル通路を経由して、オイルがクランク軸11のジャーナル部に供給される。ジャーナル軸受52には、軸受部の全周に連なる油溝52ａが設けてある。

図６は上下クランクケース５、６、とシリンダブロック７の横断面を後方から見た図である。上下クランクケース５、６の間のジャーナル軸受52にクランク軸11が回転可能に支持されている。各ジャーナル軸受52には上述のように全周に亘る油溝52ａが設けてある。クランク軸には上記油溝に開口するクランク軸内オイル通路Ｂ10が穿設されており、他端部はコンロッド16の大端部に開口している。メインギャラリ51からオイル通路Ｂ3を経てジャーナル軸受52に送られたオイルによって、クランク軸11のジャーナルとコンロッド16の大端の摺動部が潤滑される。

カムチェーン室57の右側に隣接する上クランクケース６の仕切り壁６ｂに、オイル通路Ｂ6が穿設されている。これはシリンダブロック７の仕切り壁７ｄに穿設されたオイル通路Ｂ7およびシリンダヘッド８に穿設されたオイル通路Ｂ8に接続されており、ジャーナル軸受52の油溝52ａを通過したオイルが、これらのオイル通路を経由してシリンダヘッド８へ供給され、カム軸26、27の軸受部やカム山部の潤滑に供される。

各シリンダ穴14に対応する上クランクケース６の側壁６ａと仕切り壁６ｂの側部には各ジャーナル軸受52の油溝52ａに連通する前部噴射ノズル56が設けられ、ジャーナル軸受52の油溝52ａを通過したオイルが各シリンダ穴14の前部へ噴射され、ピストン15の摺動部が潤滑される。カムチェーン室57の左側に隣接する上クランクケース６の仕切り壁６ｂに穿設ｂされているオイル通路Ｂ4は、後述のオイルジェット用オイルギャラリ53に連通している。

図７は内燃機関１の要部縦断面図である。矢印Ｆは前方を指している。図において、上クランクケース６の上部にオイルジェット用オイルギャラリ53が設けてある。このオイルギャラリ53は、図６のカムチェーン室57の左側に隣接する仕切り壁６ｂに穿設されているオイル通路Ｂ4に連通している。このオイルギャラリ53に後部噴射ノズル54が接続されており、ジャーナル軸受52の油溝52ａを通過したオイルが、オイルギャラリ53とノズル54を経て、各シリンダ穴14の後部へ噴射され、ピストンの摺動部が潤滑される。上記オイルジェット用オイルギャラリ53からチェーンテンショナ55へオイル通路Ｂ5によってオイルが供給され、チェーンテンショナ55を潤滑する。

上クランクケース仕切り壁の側部には各ジャーナル軸受52に連通する前述の前部噴射ノズル56が設けられ、ジャーナル軸受52を通過したオイルが各シリンダ穴14の前部へ噴射される。

カムチェーン室の右側の仕切り壁６ｂ（図６）に設けられたオイル通路Ｂ6はシリンダブロック７のオイル通路Ｂ7、シリンダヘッド８のオイル通路Ｂ8に連通し、更にカム軸上側軸受部材の中に穿設された上部オイル通路Ｂ9に連通している。

クランク軸の一つのジャーナル軸受部から圧送されたオイルが上記オイル通路を経由して、吸気カム軸26および排気カム軸27に送られ、カム軸の軸受部やカム山とバルブリフタとの摺動部の潤滑に供される。カム軸等を潤滑したオイルは、中央部のカムチェーン室57を経てオイルパン10へ戻る。

本実施形態のオイル通路配置構造は上記のように構成され、作用するので、次のような効果がある。
（１）図２に示されるように、内燃機関の側面視において、オイルフィルタ、メインギャラリ、クランク軸をシリンダ方向、即ち上下方向に、略直線上に配置してあるので、クランク軸のジャーナル部へのオイル経路を短縮化でき、損失を低減できる。
（２）内燃機関の幅方向でメインギャラリの中央部にオイルフィルタからのオイル経路を形成してあるので、オイル通路を短縮しつつ、各ジャーナル軸受部に均等にオイル供給ができる。また、オイルフィルタ位置もほぼ内燃機関の中央部に位置するので、オイルフィルタからのオイル経路を車両のデッドスペースに配置することができ、コンパクトな配置となっている。
（３）オイルフィルタをオイルパン下面に取付けてあるので、オイル経路を短縮化できる。また、オイルフィルタ交換時にクランクケース等へのオイル付着が防止できる。
（４）オイルパンへのオイルフィルタの取付け部は、オイルパンの浅底部、即ち、オイルパン底面のなかで、最も下クランクケースに近い部位に設けてあるので、オイルフィルタの外部への突出を抑えられるとともに、オイル通路をさらに短縮できる。また、下クランクケースに近い位置に取付けできるので、取付け剛性が向上する。
（５）オイルフィルタ取付け部の周辺に、内燃機関の下方に伸びるオイルフィルタ保護壁を設けてあるので、飛び石等の当接に対してオイルフィルタを保護することができる。

本実施形態の内燃機関の冷却系オイル回路を示した図である。 本実施形態の内燃機関の潤滑系オイル回路を示した図である。 オイルパン付近の縦断面図である。 オイルパン付近の上面図である。 オイルフィルタとメインギャラリ51付近の横断面を後方から見た図である。 上下クランクケースとシリンダブロックの横断面を後方から見た図である。 内燃機関の要部縦断面図である。

符号の説明

５…下クランクケース、６…上クランクケース、７…シリンダブロック、８…シリンダヘッド、10…オイルパン、10Ａ…浅底部、10Ｂ…深底部、11…クランク軸、11ａ…ジャーナル部、17…クランク室、30…ストレーナ、31…オイル吸入管、32…オイルポンプ、32Ａ…冷却系用オイルポンプ、32Ｂ…潤滑系用オイルポンプ、34…オイルフィルタ入口オイル通路、50…オイルフィルタ、51…メインギャラリ、52…ジャーナル軸受、52ａ…油溝
、53…オイルジェット用オイルギャラリ、73…オイルフィルタ取付け部、73ａ…オイルフィルタ保護壁

Claims (8)

1. オイルを各潤滑部位に供給するオイルポンプと、
   供給するオイルを浄化するオイルフィルタと、
   内燃機関の幅方向に配置され上記オイルがジャーナル部に給油されるクランク軸と、
   クランク軸と平行に配置され上記クランク軸の各ジャーナル部に給油するオイル通路となるメインギャラリと、
   上記クランク軸を内蔵するクランクケースと、
   上記クランクケースの下部に接続されたオイルパンと、
   を備えた内燃機関のオイル通路配置構造において、
   上記内燃機関の側面視において、オイルフィルタ、メインギャラリ、クランク軸がシリンダ方向に略直線上に配置され、
   内燃機関の幅方向でメインギャラリの中央部にオイルフィルタからのオイルフィルタ出口配管が接続され、
   上記オイルフィルタがオイルパン下面に取付けられ、
   上記オイルパンへのオイルフィルタの取付け部は、オイルパンの浅底部を形成する部位に設けられ、
   上記メインギャラリは、クランクケースの下部に上記オイルパンが接続される部位より上記クランク軸寄りに配置され、
   オイルパンへのオイルフィルタの上記取付け部は、上記オイルパン内に***し、該取付け部の高さは、上記クランクケースの下部にオイルパンが接続される部位より高い
   ことを特徴とする内燃機関のオイル通路配置構造。
2. 上記オイルフィルタ取付け部の周辺に、内燃機関の下方に伸びるオイルフィルタ保護壁が設けられ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通路配置構造。
3. 上記オイルフィルタ取付け部の外周部から下方へ延びるオイルフィルタ保護壁が設けられ、該オイルフィルタ保護壁は、上記オイルパンへに連結されるとともに、オイルパンへの上記浅底部の下面から下方に露出していることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関のオイル通路配置構造。
4. 上記オイルポンプからのオイルを上記オイルフィルタに供給するオイルフィルタ入口オイル通路が、上記メインギャラリの下方でかつ上記オイルフィルタの上方の位置でクランクケース内に設けられることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の内燃機関のオイル通路配置構造。
5. 平面視で、上記オイルフィルタがオイルパンの左右方向に関してほぼ中央に配置され、上記オイルフィルタ入口オイル通路は、上記オイルフィルタと重ならない位置に配置されたことを特徴とする請求項４に記載の内燃機関のオイル通路配置構造。
6. 上記オイルフィルタ入口オイル通路とオイルフィルタからの上記オイルフィルタ出口配管と上記メインギャラリとが四角形状をなして連結されたことを特徴とする請求項４または５に記載の内燃機関のオイル通路配置構造。
7. バッフルプレートが上記オイルフィルタ取付け部を覆うように配設されたことを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の内燃機関のオイル通路配置構造。
8. 上記オイルフィルタ取付け部の高さは、内燃機関各部を潤滑したオイルがオイルパンに戻る部分であるオイルパン入口の開口高さより高いことを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の内燃機関のオイル通路配置構造。

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