JP5699879B2 - 内燃機関 - Google Patents

Description

本発明は、シリンダヘッド、ガスケット、及び、シリンダブロックを順次オイルが流下する内燃機関に関する。特に、車両等に搭載されるエンジンに関する。

従来、シリンダヘッド、ガスケット、及び、シリンダブロックを順次オイルが流下する内燃機関が知られている。また、シリンダブロックに形成されたウォータジャケットを用いて、流下するオイルを冷却する種々の装置等が提案されている。

例えば、オイルがシリンダブロックに形成されたウォータジャケット側の中間壁に沿って流れるように、第２戻り油路に案内部材が配置された内燃機関が開示されている（特許文献１参照）。この内燃機関では、案内部材によってウォータジャケット側の中間壁にオイルを確実に接触させることができるため、オイルの冷却効率を高めることができる。

特開２０１０−２２９８３１号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載の内燃機関では、案内部材を配設する必要があるため、製造コストが増大する虞がある。また、案内部材をシリンダブロックと一体成形する場合には、鋳造及び加工が困難になるため、製造コストが増大する虞がある。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、製造コストの増大を回避すると共に、オイルの冷却効率を高めることが可能な内燃機関を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、本発明に係る内燃機関は、以下のように構成されている。

すなわち、本発明に係る内燃機関は、シリンダヘッド、ガスケット、及び、シリンダブロックを順次流下するオイルを、前記シリンダブロック内を流通する冷却水によって冷却する内燃機関であって、前記シリンダブロック及び前記シリンダヘッドが、オイルを流通可能に構成されたオイル通路と、このオイル通路に対してシリンダボア側に設けられ冷却水が流通可能に構成されたウォータジャケットとをそれぞれ備え、前記ガスケットが、前記シリンダヘッドの前記オイル通路における前記ウォータジャケット側の内面に沿って流下するオイル及び前記シリンダヘッドの前記オイル通路における前記ウォータジャケットと反対側の内面に沿って流下するオイルを共に前記シリンダブロックの前記オイル通路へ流下させるオイル孔を備え、前記オイル孔は、中心が、前記シリンダブロックの前記オイル通路上端の開口の中心に対して、前記ウォータジャケット側へオフセットされ、これにより得られた、前記ウォータジャケットと反対側の内周縁によって、前記シリンダヘッドから流入するオイルを、前記シリンダブロックの前記オイル通路の前記ウォータジャケット側へ誘導して流下させるべく形成されていることを特徴としている。

かかる構成を備える内燃機関によれば、前記オイル孔は、中心が、前記シリンダブロックの前記オイル通路上端の開口の中心に対して、前記ウォータジャケット側へオフセットされ、これにより得られた、前記ウォータジャケットと反対側の内周縁によって、前記シリンダヘッドから流入するオイルを、前記シリンダブロックの前記オイル通路の前記ウォータジャケット側へ誘導して流下させるべく形成されているため、製造コストの増大を回避すると共に、オイルの冷却効率を高めることができる。

すなわち、本発明に係るオイル孔は、従来のオイル孔と比較して、その位置及び形状の少なくとも一方を変更することによって、前記シリンダヘッドから流入するオイルを、前記オイル通路の前記ウォータジャケット側へ誘導して流下させるべく形成されている。つまり、前記ウォータジャケットと反対側において、前記オイル孔の内周縁が、前記オイル通路の上端の内周面から突出して形成されており、この前記オイル孔の内周縁に前記シリンダヘッドから流下してきたオイルが衝突して、前記ウォータジャケット側へ誘導され、オイルの冷却効率を高めることができるのである。

したがって、上記構成を備える内燃機関によれば、単に前記オイル孔の位置及び形状の少なくとも一方を変更すればよいので、オイルの冷却効率を高めるための製造コストの増大を回避することができるのである。

また、本発明に係る内燃機関は、前記オイル孔が、当該オイル孔の開口面積が前記シリンダブロックの前記オイル通路上端の開口面積よりも小さく形成されると共に、当該オイル孔の中心が前記シリンダブロックの前記オイル通路上端の開口の中心に対して前記ウォータジャケット側へオフセットされて形成されていることが好ましい。

かかる構成を備える内燃機関によれば、前記オイル孔が、当該オイル孔の開口面積が前記シリンダブロックの前記オイル通路上端の開口面積よりも小さく形成されると共に、当該オイル孔の中心が前記シリンダブロックの前記オイル通路上端の開口の中心に対して前記ウォータジャケット側へオフセットされて形成されているため、単に前記オイル孔の位置及び形状を変更すればよいので、オイルの冷却効率を高めるための製造コストの増大を回避することができる。

また、本発明に係る内燃機関は、前記オイル孔における前記ウォータジャケット側の内周縁が、前記シリンダブロックの前記オイル通路上端の開口の前記ウォータジャケット側における内周面と略面一とするべく形成されていることが好ましい。

かかる構成を備える内燃機関によれば、前記オイル孔における前記ウォータジャケット側の内周縁が、前記シリンダブロックの前記オイル通路上端の開口の前記ウォータジャケット側における内周面と略面一とするべく形成されているため、前記ウォータジャケット側においてオイルがスムーズに流下するので、オイルの冷却効率を更に高めることができる。

本発明に係る内燃機関によれば、前記オイル孔が、前記シリンダヘッドから流入するオイルを、前記オイル通路の前記ウォータジャケット側へ誘導して流下させるべく形成されているため、製造コストの増大を回避すると共に、オイルの冷却効率を高めることができる。

本発明に係るエンジンの要部の一例を示す斜視図である。 図１のＡ−Ａ断面の一例を示す断面図である。 図２のＢ−Ｂ矢視図の一例を示す図である。 図２のＣ−Ｃ矢視図の一例（第一実施形態）を示す図である。 図４に係るオイル落とし通路を示す断面図である。 図２のＣ−Ｃ矢視図の他の一例（第二実施形態）を示す図である。 図６に係るオイル落とし通路を示す断面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

−エンジン１−
図１は、本発明に係るエンジン１００の要部の一例を示す斜視図である。まず、図１を参照してエンジン１００の全体構成について説明する。エンジン１００は、例えば、４気筒（１番気筒〜４番気筒）のガソリンエンジンであって、シリンダブロック１、ガスケット２、及び、シリンダヘッド３を備えている。ここで、エンジン１００は、特許請求の範囲に記載の「内燃機関」に相当する。また、図１には、便宜上、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸からなる直交座標系を記載されている。

シリンダブロック１は、ピストンが挿入され、燃焼室を形成する複数の（ここでは、４個の）円筒状の４つのシリンダボア１３（１３１〜１３４：図３参照）が収容されるものであって、内部にウォータジャケット１２及びオイル通路１１が形成されている（図３参照）。

ガスケット２は、シリンダブロック１とシリンダヘッド３の間に介設され、シール部材として機能するものである。具体的には、ガスケット２は、シリンダブロック１に配設されたシリンダボア１３（図３参照）における内圧を外部と遮断する。また、ガスケット２は、シリンダブロック１に配設されたウォータジャケット１２（図３参照）からシリンダボア１３への冷却水の浸入を阻止すると共に、シリンダブロック１に配設されたオイル通路１１（図３参照）からシリンダボア１３へのエンジンオイルの浸入を阻止する。更に、ガスケット２には、シリンダヘッド３のオイル通路３１から流下するオイルをシリンダブロック１のオイル通路１１へ流通させるオイル孔２１（図２参照）が形成されている。

シリンダヘッド３は、燃焼室の一部を構成すると共に、図略の吸気バルブ、排気バルブ、点火プラグ等が配設されるものである。また、シリンダヘッド３には、内部にオイル通路３１が形成されている（図２参照）。

本実施形態では、エンジン１００が、ガソリンエンジンである場合について説明するが、エンジン１００が、ディーゼルエンジンである形態でもよい。

−オイル落とし通路及びウォータジャケット１２−
次に、図２及び図３を参照して、エンジン１００の内部に形成されているオイル落とし通路及びウォータジャケット１２について説明する。図２は、図１のＡ−Ａ断面の一例を示す断面図である。ここで、Ａ−Ａ断面は、図１に示すＹ−Ｚ平面と平行な平面での断面（縦断面）である。図３は、図２のＢ−Ｂ矢視図（シリンダブロック１の上面図）の一例を示す図である。

まず、オイル落とし通路について説明する。まず、エンジンオイルは、シリンダヘッド３の上部に配設された図略の吸気バルブ及び排気バルブのカム、カムシャフト等からなる駆動機構等に供給され、シリンダヘッド３の上側の表面に滴下される。そして、エンジンオイルは、シリンダヘッド３の上側の表面を、オイル通路３１の上端の開口位置に向けて流動して、オイル通路３１に流入する。

次いで、シリンダヘッド３のオイル通路３１内を流下し、ガスケット２に形成されたオイル孔２１を経由して、シリンダブロック１のオイル通路１１へ流入する。そして、シリンダブロック１のオイル通路１１を流下して、シリンダブロック１の下方に配設された図略のオイルパンに流入する。オイルパン内のエンジンオイルは、図略のオイルポンプによって、シリンダヘッド３の上部に配設された図略の吸気バルブ及び排気バルブのカム、カムシャフト等からなる駆動機構等に供給される。

上述のように、エンジンオイルは、シリンダヘッド３のオイル通路３１、ガスケット２のオイル孔２１、及び、シリンダブロック１のオイル通路１１からなるオイル落とし通路を順次流下する。また、図３に示すように、シリンダブロック１のオイル通路１１は、３分割されて、それぞれ、ウォータジャケット１２に沿って、Ｘ軸方向に直線状に延設されている。すなわち、３つのオイル通路１１が、それぞれ、ウォータジャケット１２に沿って、Ｘ軸方向に直線状に延設されて形成されている。次に、ウォータジャケット１２について説明する。ウォータジャケット１２は、冷却水によってシリンダボア１３の壁面を冷却するものであって、図３に示すように、シリンダボア１３（１３１〜１３４）の外周に沿って形成されている。また、ウォータジャケット１２には、流入口１２１及び流出口１２２が形成されている。

流入口１２１は、図略のウォータポンプから冷却水が供給可能に構成されている。流入口１２１から流入した冷却水は、シリンダボア１３１、１３２、１３３、１３４のそれぞれの外周に沿って順次矢印Ｖ１の向きに流れ、シリンダボア１３４の外周に形成された流出口１２２から排出される。流出口１２２から排出された冷却水は、図略のラジエータに送出可能に構成され、当該ラジエータにおいて、冷却水によって回収された熱が大気に放出される。

−オイル孔２１（第一実施形態）−
次に、図４及び図５を参照して、本発明の第一実施形態に係るオイル孔２１について説明する。図４は、図２のＣ−Ｃ矢視図（ガスケット２の上面図）の一例（第一実施形態）を示す図である。図５（ａ）は、従来のオイル落とし通路の一例を示すＤ−Ｄ断面であって、図５（ｂ）は、図４に係るオイル落とし通路を示すＤ−Ｄ断面図である。

図５（ａ）に示すように、従来のオイル落とし通路は、シリンダヘッド３のオイル通路３１、ガスケット２Ｂのオイル孔２１Ｂ、及び、シリンダブロック１のオイル通路１１から構成されている。また、３つのオイル孔２１Ｂのウォータジャケット１２側の内周縁２１１Ｂは、それぞれ、オイル通路１１のウォータジャケット１２側の内周面１１１と面一に形成され、３つのオイル孔２１Ｂのウォータジャケット１２と反対側の内周縁２１２Ｂは、それぞれ、オイル通路１１のウォータジャケット１２と反対側の内周面１１２と面一に形成されている。したがって、矢印Ｖ２に示すように、シリンダヘッド３のオイル通路３１の中を流下したオイルは、流れを遮られることなく、そのまま、３つのオイル孔２１Ｂの中、及び、オイル通路１１の中を流下する。

これに対して、図５（ｂ）に示すように、本発明の第一実施形態に係るオイル落とし通路は、シリンダヘッド３のオイル通路３１、ガスケット２のオイル孔２１、及び、シリンダブロック１のオイル通路１１から構成されている。また、本発明の第一実施形態に係るオイル孔２１は、シリンダヘッド３のオイル通路３１から流入するオイルを、オイル通路のウォータジャケット１２側へ誘導して流下させるべく形成されている。

具体的には、３つのオイル孔２１は、それぞれ、図４に示すように、オイル孔２１の開口面積Ｓ２が、シリンダブロック１のオイル通路１１上端の開口面積Ｓ１（図３参照）よりも小さく形成されると共に、３つのオイル孔２１の中心が、それぞれ、シリンダブロック１に形成されたオイル通路１１上端の開口の中心に対してウォータジャケット１２側へオフセットされて形成されている。

本実施形態においては、ウォータジャケット１２側における各オイル孔２１の内周縁２１１は、シリンダブロック１に形成されたオイル通路１１上端の開口のウォータジャケット１２側の内周面１１１と略面一とするべく形成されている。また、ウォータジャケット１２と反対側における各オイル孔２１の内周縁２１２は、シリンダブロック１に形成されたオイル通路１１上端の開口のウォータジャケット１２と反対側の内周面１１２から突出して形成されている。

このようにして、３つのオイル孔２１の内周縁２１２が、それぞれ、シリンダブロック１に形成されたオイル通路１１上端の開口のウォータジャケット１２と反対側の内周面１１２から突出して形成されているため、ウォータジャケット１２と反対側におけるシリンダヘッド３のオイル通路３１から流入するオイルは、ガスケット２のオイル孔２１の内周縁２１２によって流下が妨害され、図５（ｂ）に矢印Ｖ３で示すように、ウォータジャケット１２側へ誘導される。したがって、シリンダブロック１に形成された３つのオイル通路１１において、ウォータジャケット１２側のオイル流量が増加するため、オイルの冷却効率を高めることができる。

また、上述のように、３つのオイル孔２１について、それぞれ、オイル孔２１の開口面積Ｓ２（図４参照）がオイル通路１１上端の開口面積Ｓ１（図３参照）よりも小さく形成されると共に、オイル孔２１の中心がオイル通路１１上端の開口の中心に対してウォータジャケット１２側へオフセットされて形成されている（図４、図５（ｂ）参照）ため、単にオイル孔２１の位置及び形状を変更すればよいので、オイルの冷却効率を高めるための製造コストの増大を回避することができる。

更に、各オイル孔２１のウォータジャケット１２側の内周縁２１１が、それぞれ、オイル通路１１上端の開口のウォータジャケット１２側の内周面１１１と面一とするべく形成されている（図４、図５（ｂ）参照）ため、ウォータジャケット１２側においてオイルがスムーズに流下するので、オイルの冷却効率を更に高めることができる。

なお、本実施形態では、３つのオイル孔２１のウォータジャケット１２側に内周縁２１１が、それぞれ、シリンダヘッド３に形成されたオイル通路３１下面の開口のウォータジャケット１２側の内周面３１１とも面一とするべく形成されているため、ウォータジャケット１２側においてオイルが更にスムーズに流下するので、オイルの冷却効率を更に高めることができる。

−オイル孔２１Ａ（第二実施形態）−
次に、図６及び図７を参照して、本発明の第二実施形態に係るオイル孔２１Ａについて説明する。図６は、図２のＣ−Ｃ矢視図（ガスケット２Ａの上面図）の他の一例（第二実施形態）を示す図である。図７は、図６に係るオイル落とし通路を示すＥ−Ｅ断面図である。

図７に示すように、本発明の第二実施形態に係るオイル落とし通路は、シリンダヘッド３のオイル通路３１、ガスケット２Ａのオイル孔２１Ａ、及び、シリンダブロック１のオイル通路１１から構成されている。また、本発明の第二実施形態に係るオイル孔２１Ａは、シリンダヘッド３のオイル通路３１から流入するオイルを、オイル通路のウォータジャケット１２側へ誘導して流下させるべく形成されている。

具体的には、図６に示すように、３つのオイル孔２１Ａの実線で示す開口部の中心は、それぞれ、オイル通路１１上端の破線で示す開口部の中心に対して、ウォータジャケット１２側へオフセットされて形成されている。本実施形態においては、ウォータジャケット１２側における各オイル孔２１Ａの内周縁２１１Ａは、それぞれ、ウォータジャケット１２側におけるシリンダブロック１に形成されたオイル通路１１上端の開口の内周面１１１よりウォータジャケット１２側に形成されている。また、ウォータジャケット１２と反対側における各オイル孔２１Ａの内周縁２１２Ａは、それぞれ、ウォータジャケット１２と反対側におけるシリンダブロック１に形成されたオイル通路１１上端の開口の内周面１１２から突出して形成されている。

このようにして、ガスケット２の３つのオイル孔２１Ａは、それぞれ、ウォータジャケット１２と反対側におけるシリンダブロック１に形成されたオイル通路１１上端の開口の内周面１１２から突出して形成されているため、ウォータジャケット１２と反対側におけるシリンダヘッド３のオイル通路３１から流入するオイルは、ガスケット２のオイル孔２１Ａの内周縁２１２Ａによって流下が妨害され、図７に矢印Ｖ４で示すように、ウォータジャケット１２側へ誘導される。したがって、オイルの冷却効率を高めることができる。

また、上述のように、各オイル孔２１Ａの開口部の中心は、それぞれ、オイル通路１１上端の開口の中心に対して、ウォータジャケット１２側へオフセットされて形成されている（図７参照）ため、単にオイル孔２１Ａの位置を変更すればよいので、オイルの冷却効率を高めるための製造コストの増大を回避することができる。

第一実施形態及び第二実施形態では、オイル孔２１、２１Ａが、Ｘ軸方向に一定の幅に形成されている場合について説明するが、Ｘ軸方向にオイル孔の幅が変化する形態でもよい。例えば、ウォータジャケット１２に近接するＸ軸方向の位置において、オイル孔の幅が広く、ウォータジャケット１２から離間するＸ軸方向の位置において、オイル孔の幅が狭く形成されている形態が好ましい。この場合には、オイル孔のウォータジャケット１２に近接するＸ軸方向の位置において、多量のオイルを流下させることができるため、オイルの冷却効率を更に高めることができる。

第一実施形態及び第二実施形態では、シリンダブロック１のオイル通路１１が、３分割されて、それぞれ、ウォータジャケット１２に沿って、Ｘ軸方向に直線状に延設されている場合について説明するが、シリンダブロック１のオイル通路１１が、ウォータジャケット１２に沿って形成されていればよい。例えば、１つのオイル通路１１が、ウォータジャケット１２に沿って直線状にＸ軸方向に延設されている形態でもよいし、１つのオイル通路１１が、ウォータジャケット１２に沿って断面視略円弧状に形成されている形態でもよい。また、第一実施形態及び第二実施形態では、オイル通路１１が、Ｘ軸方向に３分割されている場合について説明するが、Ｘ軸方向に複数（例えば、２つ、又は、４つ以上）に分割されている形態でもよい。

本発明は、シリンダヘッド、ガスケット、及び、シリンダブロックを順次オイルが流下する内燃機関に利用することができる。特に、車両等に搭載されるエンジンに好適に利用することができる。

１００ エンジン（内燃機関）
１ シリンダブロック
１１ オイル通路
１２ ウォータジャケット
１２１ 流入口
１２２ 流出口
１３（１３１〜１３４） シリンダボア
２、２Ａ ガスケット
２１、２１Ａ オイル孔
２１１、２１１Ａ 内周縁
２１２、２１２Ａ 内周縁
３ シリンダヘッド
３１ オイル通路
３１１ 内周面

Claims (3)

1. シリンダヘッド、ガスケット、及び、シリンダブロックを順次流下するオイルを、前記シリンダブロック内を流通する冷却水によって冷却する内燃機関であって、
   前記シリンダブロック及び前記シリンダヘッドは、オイルを流通可能に構成されたオイル通路と、このオイル通路に対してシリンダボア側に設けられ冷却水が流通可能に構成されたウォータジャケットとをそれぞれ備え、
   前記ガスケットは、前記シリンダヘッドの前記オイル通路における前記ウォータジャケット側の内面に沿って流下するオイル及び前記シリンダヘッドの前記オイル通路における前記ウォータジャケットと反対側の内面に沿って流下するオイルを共に前記シリンダブロックの前記オイル通路へ流下させるオイル孔を備え、
   前記オイル孔は、中心が、前記シリンダブロックの前記オイル通路上端の開口の中心に対して、前記ウォータジャケット側へオフセットされ、これにより得られた、前記ウォータジャケットと反対側の内周縁によって、前記シリンダヘッドから流入するオイルを、前記シリンダブロックの前記オイル通路の前記ウォータジャケット側へ誘導して流下させるべく形成されていることを特徴とする内燃機関。
2. 請求項１に記載の内燃機関において、
   前記オイル孔は、当該オイル孔の開口面積が前記シリンダブロックの前記オイル通路上端の開口面積よりも小さく形成されると共に、当該オイル孔の中心が前記シリンダブロックの前記オイル通路上端の開口の中心に対して前記ウォータジャケット側へオフセットされて形成されていることを特徴とする内燃機関。
3. 請求項２に記載の内燃機関において、
   前記オイル孔における前記ウォータジャケット側の内周縁は、前記シリンダブロックの前記オイル通路上端の開口の前記ウォータジャケット側における内周面と略面一とするべく形成されていることを特徴とする内燃機関。

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