JP5737484B2 - 内燃機関のオイル通路構造 - Google Patents
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Description
本発明は、内燃機関のオイル通路構造に関する。
内燃機関のシリンダブロック等の機関本体には、潤滑を必要とする軸受部分や摺動部分の他、油圧駆動機器等のオイル供給を必要とする部位へオイルを供給するためのオイルギャラリが形成される(特許文献1参照)。このようなオイルギャラリは、シリンダブロックの鋳造時に鋳抜きにより一体的に鋳抜き形成され、あるいはドリル加工等の機械加工により形成される。また、シリンダブロックの前後の壁面に開口する不使用の開口端部はプラグにより閉塞される。
しかしながら、上述したようにオイルギャラリを鋳造時に鋳抜きにより形成したり機械加工により形成する場合、設備上の制約から製造困難であったり、高額な設備投資が必要となる場合がある。
このような場合、シリンダブロック等の機関本体の壁面にオイルギャラリ用のカバーを取り付けて、このカバーと機関本体の壁面との間にオイルギャラリを形成することが有効である。但し、このようにカバーを設置する場所は、通常、シリンダブロックの前端部近傍の、カムシャフト等を駆動するチェーンシステム部品(チェーン,チェーンテンショナ,チェーンガイド等)が設置される場所であり、レイアウトの制限が厳しいために、設置が困難である、という問題がある。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものである。すなわち本発明では、内燃機関の機関本体の壁面にカバーが取り付けられ、このカバーと、上記機関本体の壁面と、の間に、エンジンオイルが通流するオイルギャラリが形成される。上記カバーには、チェーンテンショナ等のオイル供給を必要とするチェーンシステム部品が取り付けられるとともに、上記オイルギャラリ内の上記エンジンオイルをチェーンシステム部品へ供給するオイル供給口が形成されている。
本発明によれば、機関本体の壁面との間にオイルギャラリを形成するためのギャラリ用のカバーに、チェーンテンショナ等のチェーンシステム部品を取り付けるようにしたので、カバーのオイル供給口を介してオイルギャラリからチェーンシステム部品へ直接的にエンジンオイルを供給することができ、オイル通路構造が簡略化されるとともに、カバーとチェーンシステム部品とを別々に設置する場合に比べて、スペース効率に優れており、部品レイアウトの自由度が高いことから、車両搭載性を大幅に向上することができる。
以下、図示実施例により本発明を説明する。図1〜図5は本発明の第1実施例に係る内燃機関のシリンダブロック10を単体で示している。同図に示すように、このシリンダブロック10は、V型6気筒の内燃機関に用いられるもので、アルミ合金もしくは鋳鉄等の金属材料により鋳造され、左右の各バンクにはそれぞれ3つのシリンダボア11が気筒列方向(クランク軸方向)に沿って配設されている。
シリンダブロック10の前側の壁面12の周縁部には、フロントカバー(図示省略)が取り付けられるフランジ部13が設けられており、このフランジ部13には、フロントカバーを締結固定するカバー用ボルトが挿通する複数のボルト孔14が形成されている。なお、シリンダブロック10の後方には自動変速機やトルクコンバータが配置される。
フロントカバーとシリンダブロック10の前側の壁面12との間には、例えば図9に例示するように、タイミングチェーン15の他、チェーンガイド16及びチェーンテンショナ17等が配設される。タイミングチェーン15は、周知のように、クランクシャフト18の前端に取り付けられるクランクスプロケット19と、吸・排気弁を駆動するカムシャフト20の前端に取り付けられるカムスプロケット21と、に巻き掛けられて、クランクシャフト18の回転をカムシャフト20に1/2の速度で伝達するものである。なお、タイミングチェーン15による動力伝達構造はこれに限らず、例えば図1〜図8に示す第1実施例のものでは、2本のタイミングチェーン15を用いて2本のカムシャフト20を個別に駆動する形式であり、個々のタイミングチェーン15に対してそれぞれチェンーテンショナ17A,17Bが設けられている。
図1〜図5及び図7を参照して、このシリンダブロック10には、エンジンオイルが通流するオイルギャラリの一部として、メインギャラリ23が形成されている。このメインギャラリ23は、シリンダブロック10の鋳造の際に一体的に形成されるものであり、シリンダブロック10のクランク軸方向(気筒列方向)に沿って貫通形成され、その両端の開口部24,24A(図4等参照)がシリンダブロック10の前側の壁面12及び後側の壁面12Aに開口している。メインギャラリ23の後端の開口部24Aは、図示せぬプラグにより閉塞される。
図5〜図7に示すように、シリンダブロック10の前側の壁面12には、メインギャラリ23の前端の開口部24を覆うようにカバー25が取り付けられる。このカバー25は、例えばシリンダブロック10と同様にアルミ合金等の金属材料により鋳造されるもので、このカバー25の裏面と、これに対向するシリンダブロック10の前側の壁面12と、の間に、メインギャラリ23と連通するサブギャラリ26が形成されている。図示せぬオイルポンプにより加圧されたエンジンオイルは、シリンダブロック10の前側の壁面12に開口するオイル導入口27よりサブギャラリ26内へ導入され、このサブギャラリ26内を図4の右方向へ流れた後、メインギャラリ23へと導入される。つまり、サブギャラリ26は、メインギャラリ23へオイルを導入するオイル導入油路を構成している。
ここで、シリンダブロック10の前側の壁面12には、気筒列方向に沿って前側へ一体的に張り出したリブ28が、メインギャラリ23の開口部24を囲うように円環状に形成されており、この円環状のリブ28の先端部に、カバー25の周縁部が複数本のボルト29(図5参照)を用いて固定される。リブ28には、上記複数のボルト29が挿通するボルト孔29Aが形成されている。
図5〜図7に示すように、カバー25には、オイルを必要とするチェーンシステム部品として、2つのチェーンテンショナ17(17A,17B)がテンショナ用ボルト30(図5,図6参照)を用いて固定されている。各チェーンテンショナ17は、周知のように、サブギャラリ26から供給されるオイルの油圧を利用して、タイミングチェーン15(図9参照)の張力を一定に保つものである。このチェーンテンショナ17の具体的な構造については特開2011−2042号公報等により公知であるために、ここでは説明を省略する。
カバー25には、各チェーンテンショナ17へオイルを供給するためのオイル供給口31(31A,31B)が形成されており、このオイル供給口31を介してサブギャラリ26から各チェーンテンショナ17へオイルが供給される。また、カバー25には、一方のチェーンテンショナ17Bを取り付けるための補助プレート32が接合されている。この補助プレート32には、オイルを貯留・保持することが可能なリザーバ部33が設けられており、このリザーバ部33を経由してサブギャラリ26内のオイルをチェーンテンショナ17へ供給するように構成されている。なお、補助プレート32をカバー25に一体的に形成するように構成しても良い。
図11〜図15の第2〜第5実施例は、リザーバ部33の様々なレイアウトの変更例を示している。なお、上述した実施例と同様の構成要素には同じ参照符号を付し、重複する説明を適宜省略する。
上記第1実施例ではリザーバ部33をカバー25側に形成していたが、図11に示す第2実施例では、リザーバ部33Aをチェーンテンショナ17内にのみ設置している。このため、カバー25を簡素な板状の薄肉形状とすることができる。
図12に示す第3実施例では、上記の第1実施例と同様に、カバー25にリザーバ部33Bを形成している。この第2実施例のリザーバ部33Bは、サブギャラリ26から機関前後方向に遠ざかる方向(図12の右方向)へ張り出すように形成されてる。従って、リザーバ部33Bを設けた分、シリンダブロック10の壁面12に対するカバー25の張出量は大きくなり、ひいては、シリンダブロック10の壁面12に対するチェーンテンショナ17の張出量D1も大きくなっている。
図13に示す第4実施例では、カバー25にリザーバ部33Cを形成している。そして、この第3実施例では、カバー25の一部がサブギャラリ26の内部へ入り込むように、このカバー25の一部をシリンダブロック10側へ陥没させることによって、リザーバ部33Cを形成している点で、上記の第3実施例と異なる構造となっている。このような第4実施例によれば、カバー25にリザーバ部33Cを形成しているにもかかわらず、第3実施例に比して、シリンダブロック10の壁面12に対するカバー25の張出量を抑制し、ひいてはシリンダブロック10の壁面12に対するチェーンテンショナ17の張出量D2(D2<D1)を抑制して、機関前後方向の寸法を抑制し、機関搭載性を向上することができる。
図14に示す第5実施例は、基本的には第4実施例と同様であるが、カバー25からチェーンテンショナー17の内部にまたがってリザーバ部33Dを形成している。この場合、機関前後方向寸法は若干長くなるものの、その分、リザーバ部33Dの容積を大きく確保することができる。
図15に示す第6実施例では、上記第1実施例と同様に、サブギャラリ26の通路断面積S1が一定となるように、リザーバ部33Eの形状が設定されている。具体的には、リザーバ部33Eの形状を、このリザーバ部33Eに対向するシリンダブロック10の壁面12の形状に沿った形状としている。更に具体的には、リザーバ部33Eに対向するシリンダブロック10の壁面12が、この壁面12に隣接するシリンダボア11に沿って円筒状に湾曲しており、この円筒状の壁面12に沿うようにカバー25の一部を円筒状に湾曲させている。
以上のような各実施例の特徴的な構成及び作用効果について、以下に列記する。
[1]全ての第1〜第6実施例に共通する構成として、シリンダブロック10の前側の壁面12には、この開口部24を覆うようにカバー25が取り付けられ、このカバー25の裏面と、これに対向するシリンダブロック10の前側の壁面12と、の間に、メインギャラリ23と連通するオイルギャラリとしてのサブギャラリ26が形成されている。従って、図10に示す参考例のようにメインギャラリ23に連通する複数本のオイル通路(サブギャラリ)26Aを加工によりシリンダブロック10に形成する場合に比して、加工工数が削減されるために、製造コストや作業工数の低減化を図ることができる。しかも、メインギャラリ23の前側の開口部24と連通するようにサブギャラリ26を設けているために、メインギャラリ23の開口部24を閉塞するプラグが不要となるために、部品点数を抑制することができる。
図10の参考例のようにドリル加工によりメインギャラリ23に連通するオイル通路26Aを形成する場合、通路面積が狭くなり、またメインギャラリ23と接続する部分が所定角度で急峻に折曲する部分を有する通路構造となるために、通路抵抗が大きくなる。このような参考例に比して、上記実施例によれば、カバー25との間に形成される大きな空間をサブギャラリ26として利用することで、通路面積を十分に大きく確保することが可能となり、通路抵抗を大幅に軽減し、流量を十分に確保することができる。しかも、ドリル加工により形成する場合に比して形状の自由度が高いために、後述するようにシリンダボア11の外郭形状に沿う形でサブギャラリ26からメインギャラリ23へと滑らかに接続する通路構造を形成することができ、参考例のように急峻に折曲する部分を有する通路構造に比して、通路抵抗を大幅に軽減することができる。
特に、第1実施例のようにメインギャラリ23がシリンダブロック10の幅方向中央部に配置されている場合、図10に示す参考例のようにドリル加工によりメインギャラリ23へ連なるオイル通路26Aを形成しようとすると、オイル通路26Aが長くなって加工が困難になるとともに、加工用にシリンダブロック10の前壁を厚肉化する部分が増大し、シリンダブロック10の重量増加や大型化を招きやすいために、本実施例の構造が極めて有用である。
そして、第1〜第6実施例では、カバー25にチェーンシステム部品としてのチェーンテンショナ17が取り付けられ、カバー25に形成されたオイル供給口31を経由してサブギャラリ26内のオイルをチェーンテンショナ17へ供給するように構成している。このように、サブギャラリ26(オイルギャラリ)を形成するためのカバー25にチェーンテンショナ17を取り付けることで、カバーとチェーンテンショナとを個別に設定する場合に比して、スペース効率に優れ、レイアウトの自由度を向上することができる。また、チェーンテンショナ17へオイルを供給するために、図10に示す参考例のようにシリンダブロック10の壁面近傍にドリル加工によりオイル通路26Aを別途形成する必要がなく、チェーンテンショナ17へオイルを供給するためのオイル通路構造を簡素化することができるために、機関搭載性を大幅に向上することができる。
[2]カバー25に取り付けるチェーンシステム部品として、上記実施例では油圧によりタイミングチェーンの張力を一定に保持するチェーンテンショナ17を用いているが、チェーンシステム部品としてはこれに限らず、タイミングチェーン等へオイルを噴出するオイルジェット等の他のチェーンシステム部品であっても良い。
[3]図1〜図9の第1実施例及び図12〜図15の第3〜第6実施例では、オイルを一時的に貯留・保持するためのリザーバ部33(33C〜33E)をカバー25側に設けている。このようにカバー25にリザーバ部33を設けることで、図11の第2実施例のようにチェーンテンショナ17内にのみリザーバ部33Bを設ける場合に比して、リザーバ部の容量を十分に大きく確保することができる。このために、機関始動直後から必要な油圧を確保して、タイミングチェーン15のバタツキ、いわゆるダンピングを抑えて、機関始動時の異音の発生を十分に抑制することができる。
[4]図1〜図9の第1実施例及び図13〜図15の第4〜第6実施例では、カバー25の一部がサブギャラリ26の内部へ入り込むように、このカバー25の一部を機関本体側へ陥没させることによってリザーバ部33(33C〜33E)が形成されている。これによって、上述したように、カバー25にリザーバ部33Cを形成しているにもかかわらず、シリンダブロック10の壁面12に対するチェーンテンショナ17の張出量D2を抑制して、機関前後方向の寸法を抑制することができる。
[5]図1〜図9の第1実施例及び図15の第6実施例では、サブギャラリ26の通路断面積S1が一定となるように、リザーバ部33(33E)の形状が設定されている。つまり、リザーバ部33(33E)に対向する機関本体の壁面12が、この機関本体の壁面12に隣接するシリンダボア11に沿って円筒状に湾曲しており、この円筒状の壁面12に沿うようにカバー25の一部を円筒状に湾曲させている。このように通路断面積S1を一定に保つことで、通路抵抗を抑制するとともに十分な流量を確保することが可能となる。
[6]図5に示すように、カバー25の周縁部に設けられた厚肉のフランジ部28が複数本のボルト29により機関本体としてのシリンダブロック10の壁面12に固定されており、図5の符号α1,α2で示すように、チェーンシステム部品であるチェーンテンショナ17A,17Bの一部を、カバー25のフランジ部28上に載せるように配置している。つまり、チェーンテンショナ17A,17Bの一部をカバー25のフランジ部28にオーバーラップさせている。これによって、チェーンテンショナ17の支持剛性を高くすることができる。ここで、チェーンテンショナ17はタイミングチェーン15からの反力を受けるために、支持剛性が低いと変形し易く、カバー25の面振動による異音の発生の原因となる懸念があるが、このようにチェーンテンショナ17の支持剛性を高くすることにより、異音の発生を抑制することができる。
[7]カバー25にはチェーンシステム部品としてのチェーンテンショナ17が取り付けられ、カバー25に形成されたオイル供給口31を経由してサブギャラリ26内のオイルをチェーンテンショナ17へ供給するように構成している。従って、チェーンテンショナ17へエンジンオイルを供給するために、図10に示す参考例のようにシリンダブロック10の壁面近傍にドリル加工によりオイル通路26Aを別途形成する必要がなく、チェーンテンショナ17へオイルを供給するための通路構造を極めて簡素な構造とすることができる。
[8]図1〜図5に示すように、メインギャラリ23の一端が開口するシリンダブロックの壁面12には、気筒列方向に沿って張り出したリブ28が、メインギャラリ23の前側の開口部24を囲うように円環状に形成されており、この円環状のリブ28の先端部に、カバー25の周縁部がボルト29を用いて固定される構造となっている。このようにシリンダブロック10の壁面にリブ28を突出形成することで、サブギャラリ26の通路面積を十分に確保することができる上に、このリブ28とカバー25とシリンダブロック10の壁面12とにより構成される閉断面形状によって、燃焼起振力による機関振動に起因するシリンダブロック10の横曲げ方向や捩り方向の変形に抗する剛性を向上することができるとともに、ヘッドボルト締結によるシリンダボア11の変形を抑制することができる。
しかも、このリブ28は気筒列方向へ真っ直ぐに張り出したシンプルな形状であるために、シリンダブロック10の鋳造時の型抜き方向を気筒列方向に設定することで、シリンダブロック10の鋳造時にリブ28を容易に一体形成することが可能である。
[9]図2に示すように、リブ28は、クランク軸方向視で、図中の左側のバンクの気筒列中心線L1を横切るとともに、クランクシャフト18の回転中心を通って機関上下方向に延びるブロック中心線L2をも横切るように、シリンダブロック10の幅方向(図2の左右方向)に幅広く延在している。このように、リブ28をシリンダブロック10の幅方向に延在する横長の楕円形状とすることで、特に、このリブ28が設けられたシリンダブロック10の前側の端面に近接するシリンダボア11の周囲の剛性を向上して、ヘッドボルト締結によるシリンダボア11の変形をより確実に抑制することができる。
[10]図4にも示すように、サブギャラリ26の内面の一部を構成するシリンダブロック10の壁面12が、この壁面12に近接するシリンダボア11の形状に沿って円弧状に湾曲しつつ、メインギャラリ23へと滑らかに接続している。このように、サブギャラリ26からメインギャラリへと連なる一連の油通路が、急峻に折曲する部分のない緩やかな湾曲状もしくは直線状の形状により構成されているために、通路抵抗を大幅に軽減し、かつ、その流量を十分に確保することができる。
しかも、シリンダボア11に沿う円筒形状の壁面12を利用してサブギャラリ26からメインギャラリ23へ連なる一連のオイル通路を形成しているために、スペース効率に優れ、小型・軽量化を図ることができる。
[11]図4に示すように、シリンダブロック10のシリンダボア11の周囲には、冷却水が通流するウォータジャケット35が形成されており、上記のサブギャラリ26は、ウォータジャケット35に近接して配置されている。つまり、サブギャラリ26がシリンダボア11の外郭形状に沿う円筒状の壁面12に沿って形成されているために、シリンダボア11の周囲に形成されるウォータジャケット35とサブギャラリ26とが必然的に近接して配置されるようになっている。
このように、ウォータジャケット35とサブギャラリ26とを近接して配置することで、冷却水とオイル間の熱交換が積極的に行われ、油水温差を抑制することができる。
[12]図3に示すように、シリンダブロック10には、上記のリブ28と同様に前側の壁面12より前方へ張り出した油溜め部36が一体的に形成されている。油溜め部36は、一端がリブ28に接続しており、上側に開口する浅皿状に形成されている。この油溜め部36は、その内部に溜められたオイルが一方のオイル供給口31Bを経由してチェーンテンショナ17Bのリザーバ部33へ供給されるように配置されている。
このように油溜め部36を設けることで、機関停止後にも油溜め部36内及びリザーバ部33内にオイルを保持することが可能となり、機関始動直後にもチェーンテンショナ17Bの油圧を確保することができる。
Claims (15)
- 内燃機関の機関本体の壁面にカバーが取り付けられ、
エンジンオイルが通流するオイルギャラリが形成され、
このオイルギャラリが、メインギャラリとサブギャラリとを含み、
上記メインギャラリは、上記機関本体に形成され、一方の端部が機関本体の壁面に開口しており、
上記サブギャラリは、上記カバーと、上記機関本体の壁面と、の間に形成され、上記機関本体の壁面に開口するオイル導入口と上記メインギャラリの一方の端部とを連通しており、
上記カバーには、チェーンシステム部品が取り付けられるとともに、上記サブギャラリ内の上記エンジンオイルを上記チェーンシステム部品へ供給するオイル供給口が形成されている内燃機関のオイル通路構造。 - 上記チェーンシステム部品が、油圧によりタイミングチェーンの張力を一定に保持するチェーンテンショナである請求項1に記載の内燃機関のオイル通路構造。
- 上記カバーに上記エンジンオイルを貯留するリザーバ部を設け、このリザーバ部を経由して上記オイルギャラリ内の上記エンジンオイルを上記チェーンシステム部品へ供給するように構成されている請求項1又は2に記載の内燃機関のオイル通路構造。
- 上記カバーの一部が上記オイルギャラリの内部へ入り込むように、このカバーの一部を機関本体側へ陥没させることによって、上記リザーバ部が形成されている請求項3に記載の内燃機関のオイル通路構造。
- 上記オイルギャラリの通路断面積が一定となるように、上記リザーバ部の形状が設定されている請求項3又は4に記載の内燃機関のオイル通路構造。
- 上記リザーバ部の形状を、このリザーバ部に対向する上記機関本体の壁面の形状に沿った形状とした請求項3〜5のいずれかに記載の内燃機関のオイル通路構造。
- 上記リザーバ部に対向する上記機関本体の壁面が、この機関本体の壁面に隣接するシリンダボアに沿って円筒状に湾曲している請求項3〜6のいずれかに記載の内燃機関のオイル通路構造。
- 上記カバーの周縁部に設けられたフランジ部がボルトにより機関本体の壁面に固定されており、
上記チェーンシステム部品の一部が上記カバーのフランジ部上に配置されている請求項1〜7のいずれかに記載の内燃機関のオイル通路構造。 - 上記オイルギャラリが、メインギャラリとサブギャラリとを含み、
このメインギャラリが、上記機関本体のシリンダブロックに形成されて気筒列方向に延在するとともに、
上記メインギャラリの一端が開口する上記シリンダブロックの前側もしくは後側の壁面に上記カバーが取り付けられ、
上記サブギャラリが、上記カバーと、上記シリンダブロックの壁面と、の間に、上記メインギャラリと連通するように形成されており、
上記カバーには、上記サブギャラリ内の上記エンジンオイルを上記チェーンシステム部品へ供給するためのオイル供給口が形成されている請求項1に記載の内燃機関のオイル通路構造。 - 上記サブギャラリが、上記メインギャラリへ上記エンジンオイルを導入するオイル導入油路を構成している請求項9に記載の内燃機関のオイル通路構造。
- 上記メインギャラリの一端が開口する上記シリンダブロックの壁面には、気筒列方向に沿って張り出したリブが、上記メインギャラリの一端が開口する開口部を囲うように円環状に形成されており、
この円環状のリブの先端部に、上記カバーの周縁部が固定されている請求項9又は10に記載の内燃機関のオイル通路構造。 - 上記リブは、クランク軸方向視で気筒中心線を横切るようにシリンダブロックの幅方向に延在している請求項11に記載の内燃機関のオイル通路構造。
- 上記サブギャラリの内面の一部を構成するシリンダブロックの壁面が、この壁面に近接するシリンダボアの形状に沿って湾曲しつつ、上記メインギャラリへと滑らかに接続している請求項9〜12のいずれかに記載の内燃機関のオイル通路構造。
- 上記サブギャラリは、上記シリンダブロックに形成されるウォータジャケットに近接して配置されている請求項9〜13のいずれかに記載の内燃機関のオイル通路構造。
- 上記メインギャラリが、シリンダブロックの幅方向中央部に配置されている請求項9〜14のいずれかに記載の内燃機関のオイル通路構造。
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