JP5821809B2

JP5821809B2 - 内燃機関

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Publication number: JP5821809B2
Application number: JP2012187349A
Authority: JP
Inventors: 小林　真一; 真一小林; 高宏原田
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2012-08-28
Filing date: 2012-08-28
Publication date: 2015-11-24
Anticipated expiration: 2032-08-28
Also published as: JP2014043826A

Description

本発明は、内燃機関に関し、特に、複数のオイル戻し通路が合流するオイル戻し空間が設けられたシリンダブロックを備える内燃機関に関する。

従来、複数のオイル戻し通路が合流するオイル戻し空間が設けられたシリンダブロックを備える内燃機関が知られている（たとえば、特許文献１参照）。

上記特許文献１に開示された内燃機関は、シリンダブロックと、シリンダブロックの上方に配置されたシリンダヘッドと、シリンダブロックの下方に配置されたオイルパンとを備えている。シリンダブロックには、４つのシリンダボアが設けられている。４つのシリンダボアの外周には、４つのシリンダボアを囲むようにウォータジャケットが設けられている。ウォータジャケットの外側（ウォータジャケットのシリンダボアとは反対側）には、所定の間隔を隔てて５つのオイル戻し通路が設けられている。このオイル戻し通路は、シリンダボアの軸方向（上下方向）に沿って形成されている。

また、５つのオイル戻し通路のうちシリンダブロックの最端部に隣接するオイル戻し通路には、シリンダブロックの長手方向に沿ってオイルが流れるバイパス溝が接続されている。このバイパス溝は、断面視において、上方（シリンダヘッド側）から下方（オイルパン側）に沿って徐々に狭くなる形状（いわゆるテーパ形状）に形成されている。

上記の構成により、シリンダヘッドからシリンダブロックのオイル戻し通路およびバイパス溝に滴下したオイルは、ウォータジャケットにより冷却されながらオイルパンに流れる。

特開２００１−２０７８１６号公報

内燃機関を高出力化する際には、高出力化に伴って、オイルの冷却性能を向上させる必要がある。また、冷却性能を向上させるためには、オイルとウォータジャケットとの熱交換を促進する必要がある。しかしながら、上記特許文献１に開示された内燃機関では、オイルとウォータジャケットとの熱交換が不十分であるため、冷却性能が確保できない恐れがある。このような観点から、オイルの冷却性能を向上させることが可能な内燃機関が望まれている。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、オイルの冷却性能を向上させ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。

上述の課題を解決するための手段として、本発明による内燃機関は、以下のように構成されている。

すなわち、本発明による内燃機関は、複数のオイル戻し通路が設けられたシリンダヘッドと、前記シリンダヘッドの下方に配置され、ウォータジャケットに対向するように前記
シリンダヘッドのオイル戻し通路が合流するオイル戻し空間が設けられたシリンダブロックとを備える構成を前提としており、このような内燃機関において、前記シリンダヘッドのオイル戻し通路の前記シリンダブロック側の端部に、オイルを前記オイル戻し空間内の前記ウォータジャケット側の壁面に案内する拡散部が設けられており、前記拡散部は、前記シリンダヘッド側から前記シリンダブロックのオイル戻し空間に向かって徐々に広がる形状に形成されていることを特徴とするものである。

かかる構成を備える内燃機関によれば、オイル戻し通路の前記シリンダブロック側の端部に、オイルをオイル戻し空間内のウォータジャケット側の壁面に案内する拡散部が設けられており、その拡散部はシリンダヘッド側からシリンダブロックのオイル戻し空間に向かって徐々に広がる形状に形成されているので、オイルは、オイル戻し通路端部の拡散部の内面に沿ってシリンダブロック壁面側（オイル戻し空間のウォータジャケット側の壁面）に拡散されやすくなる。これにより、オイルとウォータジャケットとの熱交換を促進させることができるので、オイルの冷却性能をより向上させることができる。また、エンジン高出力化により潤滑油温（オイルの温度）が上昇するため、オイルクーラを用いて油温を低減する方法があるが、本発明では、高価なオイルクーラを使用することなくオイルを冷却することができる。

本発明の具体的な構成として、以下の複数のものが挙げられる。

本発明による内燃機関において、好ましくは、シリンダブロックのオイル戻し空間は、前記ウォータジャケットに沿ってシリンダボアの列方向に延びるように形成されているとともに、前記オイル戻し通路の前記拡散部は、前記オイル戻し空間が延びる方向に沿うように形成されていることを特徴とする。このように構成すれば、オイルをシリンダブロック壁面側に拡散させながら、シリンダブロックのオイル戻し空間の扁平形状に沿った方向にオイルを滴下させることができる。

また、本発明による内燃機関において、好ましくは、オイル戻し通路の拡散部は、前記オイル戻し空間が延びる方向の一方向のみに沿うように形成されていることを特徴とする。このように構成すれば、シリンダブロックのオイル戻し空間内に滴下したオイルをオイルの流れ方向に整流し、オイルが合流する合流部での流速低下を抑制することができる。これに加えて、シリンダヘッドのオイル戻し通路のシリンダブロック側の開口端のみを広げる形状とすることにより、シリンダヘッドのオイル戻し通路の径を大きくすることなく、オイルをシリンダブロック壁面側に拡散させ、ウォータジャケットとの接触面積を広げることが可能となる。これにより、オイルを真っ直ぐ滴下させる場合と比べて、シリンダブロックのオイル戻し空間を有効活用できる。

上記のように、本発明による内燃機関によれば、オイルの冷却性能を向上させることができる。

本発明の第１実施形態によるエンジンにおけるオイルの循環系統の一例を示す構成図である。第１実施形態によるエンジンブロックの一例を示す斜視図である。第１実施形態によるエンジンブロックに形成されたオイル通路の一例を示す透視斜視図である。第１実施形態によるシリンダヘッドの下面図である。第１実施形態によるシリンダブロックの平面図である。図５に示すシリンダブロックのＡ−Ａ断面を示す図であり、シリンダヘッドの上部オイル通路に１つまたは２つの拡散部が形成されている場合を示す図である。図５に示すシリンダブロックのＢ−Ｂ断面を示す図である。第１実施形態によるシリンダブロックにおけるオイル通路の接続状態を示す部分拡大図である。本発明の第２実施形態によるシリンダブロックの断面図であり、シリンダヘッドの上部オイル通路にオイルの流れ方向に沿って１つの拡散部が形成されている場合を示す図である。

以下、本発明に係る内燃機関の実施形態について、図面を参照して説明する。

（第１実施形態）
−オイル循環系統−
図１〜図８を参照して、本発明の第１実施形態について説明する。まず、図１を参照して、本発明に係る直列４気筒エンジンにおけるオイルの循環系統について説明する。エンジン１は、ピストン１１、クランクシャフト１２、カムシャフト１３等の種々の被潤滑機構が配設されるエンジンブロック２と、当該種々の被潤滑機構を潤滑するオイルをエンジン１内で循環させる潤滑系統３とを備えている。なお、エンジン１は、本発明の「内燃機関」の一例である。

エンジンブロック２は、図２に示すように、シリンダヘッド２１およびシリンダブロック２２を備えている。また、シリンダヘッド２１およびシリンダブロック２２には、図１に示すように、ピストン１１、クランクシャフト１２、カムシャフト１３等の種々の被潤滑部材が配設されている。エンジンブロック２の下端部には、これらの被潤滑部材に対して供給されるべきオイルを貯留する部材であるオイルパン３０が配設されている。

潤滑系統３は、オイルパン３０の内側に貯留されているオイルを上記の種々の被潤滑部材へ供給可能とするべく、以下の通り構成されている。

オイルパン３０の内側には、オイルストレーナ３１が配設されている。オイルストレーナ３１は、オイル内の異物等を除去するものであって、オイルパン３０に貯留されているオイルを吸い込むための吸込口３１ａを有し、ストレーナ流路３３を介して、エンジンブロック２に設けられたオイルポンプ３２に接続されている。

オイルポンプ３２は、オイルパン３０に収納されたオイルを吸い上げて、オイルフィルタ３４を介して、被潤滑部材に対して、潤滑油として供給するポンプであって、例えば、ロータリーポンプ等から構成されている。また、オイルポンプ３２のロータは、クランクシャフト１２の回転に伴って回転するべく、クランクシャフト１２に係合されている。更に、オイルポンプ３２は、エンジンブロック２の外部に設けられたオイルフィルタ３４のオイル入口と、オイル輸送管３５を介して接続されている。オイルフィルタ３４のオイル出口は、上記の種々の被潤滑部材に向かうオイル流路として設けられたオイル供給管３６と接続されている。

エンジン１の運転が開始されると、クランクシャフト１２の回転に伴ってオイルポンプ３２が駆動される。そして、図１に矢印Ｖで示すように、オイルポンプ３２は、オイルパン３０に貯留されているオイルをオイルストレーナ３１の吸込口３１ａから吸入し、吸入されたオイルを、オイル輸送管３５、オイルフィルタ３４、オイル供給管３６を順次経由して、エンジンブロック２内の潤滑対象である被潤滑部材に供給する。このようにして被潤滑部材に供給されたオイルは、被潤滑部材にて潤滑油として機能すると共に、被潤滑部材の動作時に生じる摩擦熱等の熱を吸収した後、重力によって滴下してオイルパン３０に回収される。

−シリンダヘッド−
次に、シリンダヘッド２１の構造について説明する。シリンダヘッド２１は、図１に示すように、その上部にカムシャフト１３等の種々の被潤滑部材が配設されると共に、図２および図３に示すように、その側面に４個の排気ポート２１４が配設されている。各排気ポート２１４は、それぞれ、シリンダボア２２３に接続され、図略のエキゾーストマニホールドに対して排気ガスを排出するものである。シリンダヘッド２１と、シリンダブロック２２との間には、燃焼ガス、冷却水およびオイル漏れを防止するシリンダヘッドガスケット（図示せず）が組み付けられている。

図４に示すように、シリンダヘッド２１の下側表面には、４つの燃焼室２１ａが形成されている。各燃焼室２１ａの上面には、各排気ポート２１４に連通される２つの排気弁孔２１４ａと、各吸気ポート（図示せず）に連通される２つの吸気弁孔２１５ａとが設けられている。また、シリンダヘッド２１には、シリンダブロック２２と固定するヘッドボルト（図示せず）を挿通するための挿通孔２１ｂが形成されており、この挿通孔２１ｂは、シリンダブロック２２に設けられた雌ネジ孔２２ａ（図５参照）に対応するように設けられている。

また、シリンダヘッド２１の４つの燃焼室２１ａの外周には、燃焼室２１ａを取り囲むように複数のウォータジャケット２１ｃが設けられている。また、シリンダヘッド２１のＹ方向側に設けられたウォータジャケット２１ｃの外側には、ウォータジャケット２１ｃに対向（隣接）するように４つの上部オイル通路２１１ａ、２１１ｂ、２１１ｃおよび２１１ｄが設けられている。なお、上部オイル通路２１１ａ〜２１１ｄは、それぞれ、本発明の「オイル戻し通路」の一例である。また、上部オイル通路２１１ａ〜２１１ｄの詳細な構成については、後述する。

−シリンダブロック−
次に、シリンダブロック２２の構造について説明する。シリンダブロック２２は、図５に示すように、ウォータジャケット２２１、中部オイル通路２２２、および、シリンダボア２２３を備えている。なお、中部オイル通路２２２は、本発明の「オイル戻し空間」の一例である。

シリンダボア２２３は、略円筒状に形成され、ピストン１１（図１参照）が摺動自在に収納されて、上端部に燃焼室２１ａが形成されるものである。なお、燃焼室２１ａは、ピストン１１の頂面、シリンダボア２２３の内周面、および、シリンダヘッド２１の下側表面の一部によって構成される。

ウォータジャケット２２１は、冷却水によってシリンダボア２２３の壁面を冷却するものであって、シリンダボア２２３（シリンダボア２２３ａ、２２３ｂ、２２３ｃおよび２２３ｄ）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２２１には、図略の流入口および流出口が形成されている。

また、ウォータジャケット２２１を流通する冷却水は、シリンダヘッド２１のウォータジャケット２１ｃ（図４参照）と流通可能に構成されており、ウォータジャケット２１ｃに流通する冷却水によりシリンダヘッド２１の燃焼室２１ａの周囲が冷却される。

ウォータジャケット２２１の流入口は、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。流入口から流入した冷却水は、シリンダボア２２３ａ、２２３ｂ、２２３ｃ、２２３ｄのそれぞれの外周に沿って順次矢印ＶＷの向きに流れ、シリンダボア２２３ｄの外周に形成された流出口から排出される。流出口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。

−オイル通路の全体構成−
まず、オイル通路の全体構成について説明する。シリンダヘッド２１の上部オイル通路２１１は、図１および図３に示すように、シリンダヘッド２１の上方に配設されたカムシャフト１３等の被潤滑部材から滴下したオイルを、シリンダブロック２２の上端位置近傍まで滴下させる通路である。中部オイル通路２２２は、シリンダヘッド２１の上部オイル通路２１１ａ〜２１１ｄが合流するように構成されており、上部オイル通路２１１から滴下したオイルを、オイルパン３０まで滴下させる通路である。

すなわち、シリンダヘッド２１の上方に配設されたカムシャフト１３等の被潤滑部材から滴下したオイルは、シリンダヘッド２１に形成された上部オイル通路２１１、および、シリンダブロック２２に形成された中部オイル通路２２２を、順次経由して、オイルパン３０まで滴下する。

−上部オイル通路の構成−
次に、上部オイル通路２１１ａ〜２１１ｄの構成について説明する。図３に示すように、シリンダヘッド２１には、４つの上部オイル通路２１１ａ〜２１１ｄが形成されている。上部オイル通路２１１ａは、４個の排気ポート２１４のうち、シリンダボア２２３の列方向（Ｘ軸方向）における端部（図３では左端）に配置された排気ポート２１４の外側に配置されている。また、上部オイル通路２１１ｂ、２１１ｃおよび２１１ｄは、４個の排気ポート２１４のうち、シリンダボア２２３の列方向（Ｘ軸方向）における各排気ポート２１４間にそれぞれ配置されている。

ここで、第１実施形態では、図４〜図６に示すように、上部オイル通路２１１ａ〜２１１ｄのシリンダブロック２２側の開口端のうち、シリンダブロック２２のウォータジャケット２２１に面する側（ウォータジャケット２２１に対向する側の部分）は、シリンダブロック２２のウォータジャケット２２１に近づく形状とされている。

具体的には、図４および図５に示すように、上部オイル通路２１１ａのシリンダブロック２２側の開口端には、ウォータジャケット２２１側に近づくように、ウォータジャケット２２１側に向かって１つの拡散部２１２ａが形成されている。この拡散部２１２ａは、いわゆるフレア形状を有しており、上部オイル通路２１１ａ内を滴下するオイルをシリンダブロック２２の中部オイル通路２２２内のウォータジャケット２２１側の壁面に拡散させる機能（案内する機能）を有している。また、上部オイル通路２１１ａの開口端に拡散部２１２ａが形成されていることにより、上部オイル通路２１１ａのシリンダブロック２２側の開口端のウォータジャケット２２１側の周長は、ウォータジャケット２２１とは反対側の周長よりも大きくなっている。

また、上部オイル通路２１１ａの拡散部２１２ａの上方には、図６に示すように、拡散部２１２ａよりも径の小さい直管部２１３ａが形成されている。この直管部２１３ａは、上下方向（Ｚ軸方向）に延びるように形成された略真円柱状の孔である。上部オイル通路２１１ａの拡散部２１２ａは、正面から見て（Ｙ方向から見て）、シリンダヘッド２１側（上方）からシリンダブロック２２側（下方）に向かって徐々に広がる形状（傾斜した形状）を有している。これにより、上部オイル通路２１１ａ内を滴下するオイルは、拡散部２１２ａの徐々に広がる形状（傾斜した形状）の部分の内面に沿ってオイルをシリンダブロック２２の中部オイル通路２２２内のウォータジャケット２２１側の壁面に拡散および接触するように誘導されるので、上部オイル通路２１１ａ内を滴下するオイルの伝熱濡れ面積を拡大することが可能となる。

また、図４および図５に示すように、上部オイル通路２１１ｂ（２１１ｃ）（２１１ｄ）のシリンダブロック２２側の開口端には、ウォータジャケット２２１側に近づくように、ウォータジャケット２２１側に向かって２つの拡散部２１２ｂおよび２１３ｂ（拡散部２１２ｃおよび２１３ｃ）（拡散部２１２ｄおよび２１３ｄ）が形成されている。これらの拡散部２１２ｂおよび２１３ｂ（２１２ｃおよび２１３ｃ）（２１２ｄおよび２１３ｄ）は、いわゆるフレア形状を有しており、上部オイル通路２１１ｂ（２１１ｃ）（２１１ｄ）内を滴下するオイルをシリンダブロック２２の中部オイル通路２２２内のウォータジャケット２２１側の壁面に拡散させる機能（案内する機能）を有している。

また、上部オイル通路２１１ｂ（２１１ｃ）（２１１ｄ）の開口端に拡散部２１２ｂおよび２１３ｂ（２１２ｃおよび２１３ｃ）（２１２ｄおよび２１３ｄ）が形成されていることにより、上部オイル通路２１１ｂ（２１１ｃ）（２１１ｄ）のシリンダブロック２２側の開口端のウォータジャケット２２１側の周長は、ウォータジャケット２２１とは反対側の周長よりも大きくなっている。

また、上部オイル通路２１１ｂ（２１１ｃ）（２１１ｄ）の拡散部２１２ｂおよび２１３ｂ（２１２ｃおよび２１３ｃ）（２１２ｄおよび２１３ｄ）の上方には、図６に示すように、各拡散部よりも径の小さい直管部２１４ｂ（直管部２１４ｃ）（直管部２１４ｄ）が形成されている。この直管部２１４ｂ（２１４ｃ）（２１４ｄ）は、上下方向（Ｚ軸方向）に延びるように形成された略真円柱状の孔である。上部オイル通路２１１ｂ（２１１ｃ）（２１１ｄ）の拡散部２１２ｂおよび２１３ｂ（２１２ｃおよび２１３ｃ）（２１２ｄおよび２１３ｄ）は、正面から見て（Ｙ方向から見て）、シリンダヘッド２１側（上方）からシリンダブロック２２側（下方）に向かって徐々に広がる形状（傾斜した形状）を有している。

これにより、上部オイル通路２１１ｂ（２１１ｃ）（２１１ｄ）内を滴下するオイルは、拡散部２１２ｂおよび２１３ｂ（２１２ｃおよび２１３ｃ）（２１２ｄおよび２１３ｄ）の徐々に広がる形状（傾斜した形状）の部分の内面に沿ってオイルをシリンダブロック２２の中部オイル通路２２２内のウォータジャケット２２１側の壁面に拡散および接触するように誘導されるので、上部オイル通路２１１ｂ（２１１ｃ）（２１１ｄ）内を滴下するオイルの伝熱濡れ面積を拡大することが可能となる。

−中部オイル通路の構成−
次に、中部オイル通路２２２の構成について説明する。図３に示すように、中部オイル通路２２２は、シリンダヘッド２１の上部オイル通路２１１ａ〜２１１ｄから滴下したオイルを、シリンダブロック２２の下端部に配設されたオイルパン３０（図１参照）まで滴下させる通路である。中部オイル通路２２２は、２つの第１オイル室２２２ａおよび第２オイル室２２２ｂを含んでいる。また、第１オイル室２２２ａおよび第２オイル室２２２ｂの下方には、後述する接続通路２２５を介して下部オイル通路２２２ｃが接続されている。

図５に示すように、第１オイル室２２２ａおよび第２オイル室２２２ｂ（中部オイル通路２２２）は、それぞれ、ウォータジャケット２２１に沿って４個のシリンダボア２２３（２２３ａ〜２２３ｄ）の列方向（Ｘ軸方向、図５では左右方向）に延設されている。具体的には、第１オイル室２２２ａおよび第２オイル室２２２ｂ（中部オイル通路２２２）は、平面視において、幅方向（Ｙ方向）と比較して上下方向（図３のＺ方向）が長い扁平形状に形成されている。中部オイル通路２２２のシリンダボア２２３の列方向（Ｘ軸方向）の中央部近傍には、第１オイル室２２２ａと第２オイル室２２２ｂとを区画する隔壁部２４が形成されている。

また、シリンダヘッド２１がシリンダブロック２２に取り付けられた状態では、シリンダヘッド２１の上部オイル通路２１１ａ〜２１１ｄは、それぞれ、シリンダブロック２２の雌ネジ孔２２ａの近傍に配置されている。また、上部オイル通路２１１ａ〜２１１ｄの各拡散部（２１２ａ、２１２ｂ、２１３ｂ、２１２ｃ、２１３ｃ、２１２ｄ、２１３ｄ）は、平面視において（Ｚ方向から見て）、中部オイル通路２２２の形状（扁平形状）に沿うようにそれぞれ配置されている。

すなわち、上部オイル通路２１１ａの拡散部２１２ａは、中部オイル通路２２２の形状（扁平形状）に沿って隔壁部２４側を向くように配置されている。また、上部オイル通路２１１ｂの拡散部２１３ｂは、中部オイル通路２２２の形状（扁平形状）に沿って隔壁部２４とは反対側を向くように配置されている。また、上部オイル通路２１１ｂの拡散部２１４ｂは、中部オイル通路２２２の形状（扁平形状）に沿って隔壁部２４側を向くように配置されている。

また、上部オイル通路２１１ｃの拡散部２１２ｃは、中部オイル通路２２２の形状（扁平形状）に沿って第２オイル室２２２ｂ側を向くように配置されている。また、上部オイル通路２１１ｃの拡散部２１３ｃは、中部オイル通路２２２の形状（扁平形状）に沿って第１オイル室２２２ａ側を向くように配置されている。また、上部オイル通路２１１ｄの拡散部２１２ｄは、中部オイル通路２２２の形状（扁平形状）に沿って隔壁部２４側を向くように配置されている。また、上部オイル通路２１１ｄの拡散部２１３ｄは、中部オイル通路２２２の形状（扁平形状）に沿って隔壁部２４側とは反対側を向くように配置されている。

第１オイル室２２２ａおよび第２オイル室２２２ｂは、図６に示すように、それぞれ、上部オイル通路２１１ａ〜２１１ｄ内を滴下するオイルを、ウォータジャケット２２１の下端位置近傍まで滴下させるオイル通路として機能する。これにより、第１オイル室２２２ａおよび第２オイル室２２２ｂ内のオイルをウォータジャケット２２１内の冷却水と効率的に熱交換させることができるので、第１オイル室２２２ａおよび第２オイル室２２２ｂ内においてオイルを充分に冷却することが可能となる。

第１オイル室２２２ａおよび第２オイル室２２２ｂは、オイルの流れる方向（下方向）に向かってオイル室の幅が狭くなるように形成されている。すなわち、第１オイル室２２２ａおよび第２オイル室２２２ｂは、オイルの滴下する方向（下方向）に向かって先細りするテーパ形状を有している。

また、第１オイル室２２２ａおよび第２オイル室２２２ｂは、それぞれ、傾斜面２２０ａおよび傾斜面２２０ｂを有している。傾斜面２２０ａおよび傾斜面２２０ｂは、それぞれ、第１オイル室２２２ａおよび第２オイル室２２２ｂから滴下したオイルを下方向に導くように水平方向に対して所定の角度傾斜している。

第１オイル室２２２ａおよび第２オイル室２２２ｂは、それぞれ、略水平に（Ｘ軸方向に沿って）形成されている。すなわち、第１オイル室２２２ａおよび第２オイル室２２２ｂは、概ねＸ軸方向と平行に形成されている。

上部オイル通路２１１ａ〜２１１ｃから第１オイル室２２２ａへ滴下したオイルは、ウォータジャケット２２１内を流れる冷却水で冷却されながら、Ｘ軸の正方向（図３の右下方向、図６の右側方向）に流れ、下部オイル通路２２２ｃへ流入する。その一方で、上部オイル通路２１１ｃおよび２１１ｄから第２オイル室２２２ｂへ滴下したオイルは、ウォータジャケット２２１内を流れる冷却水で冷却されながら、Ｘ軸の負方向（図３の左下方向、図６の左側方向）に流れる。なお、上部オイル通路２１１ｃは、隔壁部２４の上方に位置しているので、上部オイル通路２１１ｃから滴下するオイルは、第１オイル室２２２ａおよび第２オイル室２２２ｂの両方に流れる。

そして、第１オイル室２２２ａ内に滴下したオイルと第２オイル室２２２ｂ内に滴下したオイルとが下部オイル通路２２２ｃの上端位置において合流した後に、下部オイル通路２２２ｃへ流入する。

下部オイル通路２２２ｃは、図７に示すように、第２オイル室２２２ｂ（第１オイル室２２２ａ）から滴下したオイルを、オイルパン３０まで滴下させる通路である。また、下部オイル通路２２２ｃは、ウォータジャケット２２１の下端位置近傍で、第１オイル室２２２ａおよび第２オイル室２２２ｂ内を滴下したオイルを合流させて、その後、略垂直にオイルパン３０まで滴下させるべく形成されている（図３および図７参照）。これにより、ウォータジャケット２２１の下端位置を通過したオイルを速やかにオイルパン３０まで滴下させることができるので、下部オイル通路２２２ｃ内を通過する際のオイルの受熱を抑制することが可能である。

−中部オイル通路と下部オイル通路との接続部の構造−
次に、図８を参照して、第１オイル室２２２ａおよび第２オイル室２２２ｂと、下部オイル通路２２２ｃとの接続部の構造について説明する。図８（ａ）は、第１オイル室２２２ａおよび第２オイル室２２２ｂと、下部オイル通路２２２ｃとの接続部近傍の上面図であり、図８（ｂ）は、第１オイル室２２２ａおよび第２オイル室２２２ｂと、下部オイル通路２２２ｃとの接続部近傍の側面図である。

第１オイル室２２２ａおよび第２オイル室２２２ｂの下端部と、下部オイル通路２２２ｃの上端部との間には、接続通路２２５が形成されている。なお、接続通路２２５は、便宜上、下部オイル通路２２２ｃの一部であるものとして説明する。接続通路２２５は、Ｙ軸方向（紙面に対して手前方向および奥行方向）に略円柱状に形成されている。

また、接続通路２２５の上側面におけるＹ軸の負方向の端部には、２つの略方形状の孔２２４が形成されている。孔２２４は、第１オイル室２２２ａおよび第２オイル室２２２ｂから接続通路２２５へ、オイルを滴下可能にするものである。すなわち、第１オイル室２２２ａおよび第２オイル室２２２ｂを滴下したオイルは、それぞれ、孔２２４を通過して、接続通路２２５へ流入する。そして、孔２２４を通過して接続通路２２５へ流入したオイルは、接続通路２２５をＹ軸の正方向に流れる。

更に、接続通路２２５の下側面におけるＹ軸の正方向の端部には、略方形状の孔２２６が形成されている。孔２２６は、接続通路２２５から下部オイル通路２２２ｃの垂直通路へ、オイルが滴下可能にするものである。すなわち、接続通路２２５をＹ軸の正方向に流れたオイルは、孔２２６を通過して、下部オイル通路２２２ｃの垂直通路へ流入する。

以上説明したように、第１実施形態によるエンジン１によれば、以下に列記するような効果が得られる。

第１実施形態では、上記のように、シリンダヘッド２１の上部オイル通路２１１ａ〜２１１ｄのシリンダブロック２２側の開口端のうち、ウォータジャケット２２１に面する側を、ウォータジャケット２２１に近づけた形状とする。これにより、シリンダヘッド２１の上部オイル通路２１１ａ〜２１１ｄのシリンダブロック２２側の開口端のみを広げる形状とすることにより、シリンダヘッド２１の上部オイル通路２１１ａ〜２１１ｄの径を大きくすることなく、オイルをシリンダブロック２２の壁面側（中部オイル通路２２２のウォータジャケット２２１側の面）に拡散させ、ウォータジャケット２２１との接触面積を広げることが可能となる。その結果、オイルを真っ直ぐ滴下させる場合と比べて、シリンダブロック２２の中部オイル通路２２２（第１オイル室２２２ａおよび第２オイル室２２２ｂ）を有効活用できる。その結果、オイルとウォータジャケット２２１との熱交換を促進させることができるので、オイルの冷却性能を向上させることができる。また、エンジン高出力化により潤滑油温（オイルの温度）が上昇するため、オイルクーラを用いて油温を低減する方法があるが、上記第１実施形態では、高価なオイルクーラを使用することなくオイルを冷却することができる。

また、第１実施形態では、上記のように、シリンダヘッド２１の上部オイル通路２１１ａ〜２１１ｄのシリンダブロック２２側の開口端のうち、ウォータジャケット２２１に面する側を、シリンダヘッド２１側からシリンダブロック２２側に向かって徐々に広げることにより、ウォータジャケット２２１に近づけた形状とする。これにより、上部オイル通路２１１ａ〜２１１ｄの開口端の徐々に広がる部分の内面に沿ってシリンダブロック２２の壁面側（中部オイル通路２２２のウォータジャケット２２１側の面）にオイルを拡散させやすくなる。その結果、オイルとウォータジャケット２２１との熱交換を促進させることができるので、オイルの冷却性能をより向上させることができる。

また、第１実施形態では、上記のように、シリンダヘッド２１の上部オイル通路２１１ａ〜２１１ｄのシリンダブロック２２側の開口端のうち、ウォータジャケット２２１に面する側を、平面視において、シリンダブロック２２の中部オイル通路２２２（第１オイル室２２２ａおよび第２オイル室２２２ｂ）の扁平形状に沿うようにウォータジャケット２２１に近づけた形状とする。これにより、オイルをシリンダブロック２２の壁面側（中部オイル通路２２２のウォータジャケット２２１側の面）に拡散させながら、シリンダブロック２２の中部オイル通路２２２の扁平形状に沿った方向にオイルを滴下させることができる。

（第２実施形態）
次に、図９を参照して、本発明の第２実施形態について説明する。この第２実施形態では、上部オイル通路に１つまたは２つの拡散部が形成された上記第１実施形態とは異なり、上部オイル通路にオイルの流れに沿った方向にのみ１つの拡散部が形成された例について説明する。

この第２実施形態によるエンジン１０１に設けられたシリンダヘッド１２１には、４つの上部オイル通路３１１ａ、３１１ｂ、３１１ｃおよび３１１ｄが形成されている。なお、４つの上部オイル通路３１１ａ〜３１１ｄは、それぞれ、本発明の「オイル戻し通路」の一例である。

３つの上部オイル通路３１１ａ〜３１１ｃは、シリンダブロック２２の第１オイル室２２２ａの上方に配置されている。１つの上部オイル通路３１１ｄは、シリンダブロック２２の第２オイル室２２２ｂの上方に配置されている。すなわち、上部オイル通路３１１ａ〜３１１ｃ内を滴下するオイルは、第１オイル室２２２ａ内に滴下する。上部オイル通路３１１ｄ内を滴下するオイルは、第２オイル室２２２ｂ内に滴下する。

ここで、第２実施形態では、上部オイル通路３１１ａ〜３１１ｄのシリンダブロック２２側の開口端には、それぞれ、拡散部３１２ａ〜３１２ｄが１つずつ形成されている。これらの拡散部３１２ａ〜３１２ｄは、いわゆるフレア形状を有しており、シリンダブロック２２の隔壁部２４側（接続通路２２５側）を向くように形成されている。

これにより、上部オイル通路３１１ａ〜３１１ｄ内から中部オイル通路２２２内に滴下するオイルを、オイルの流れる方向（オイルが接続通路２２５に向かって流れる方向）に整流させることが可能となり、オイルの合流時の流速低下を防ぐことが可能となる。

また、上部オイル通路３１１ａ〜３１１ｄの拡散部３１２ａ〜３１２ｄは、正面から見て、シリンダヘッド２１側（上方）からシリンダブロック２２側（下方）に向かって徐々に広がる形状（傾斜した形状）を有している。これにより、上部オイル通路３１１ａ〜３１１ｄ内を滴下するオイルは、拡散部３１２ａ〜３１２ｄの傾斜した形状の内面に沿って隔壁部２４側（図９では中央方向）に整流される。

また、４つの上部オイル通路３１１ａ〜３１１ｄの各拡散部３１２ａ〜３１２ｄは、シリンダブロック２２のウォータジャケット２２１（図５参照）側に近づく形状とされている。これにより、中部オイル通路２２２内に滴下するオイルは、中部オイル通路２２２のウォータジャケット２２１側の壁面に拡散および接触するように誘導されるので、上部オイル通路３１１ａ〜３１１ｄ内を滴下するオイルの伝熱濡れ面積を拡大することが可能となる。

また、上部オイル通路３１１ａ〜３１１ｄの各拡散部３１２ａ〜３１２ｄの上方には、それぞれ、拡散部３１２ａ〜３１２ｄよりも径の小さい直管部３１３ａ、３１３ｂ、３１３ｃおよび３１３ｄが形成されている。なお、第２実施形態のその他の構成は、上記第１実施形態と同様である。

以上説明したように、第２実施形態によるエンジン１０１によれば、以下に列記するような効果が得られる。

第２実施形態では、上記のように、シリンダヘッド１２１の上部オイル通路３１１ａ〜３１１ｄのシリンダブロック２２側の開口端のうち、シリンダブロック２２の中部オイル通路２２２（第１オイル室２２２ａおよび第２オイル室２２２ｂ）内のオイルの流れに沿った方向にのみウォータジャケット２２１に面する側をウォータジャケット２２１に近づけた形状とする。これにより、シリンダブロック２２の中部オイル通路２２２（第１オイル室２２２ａおよび第２オイル室２２２ｂ）内に滴下したオイルをオイルの流れ方向に整流し、オイルが合流する合流部での流速低下を抑制することができる。これに加えて、シリンダヘッド１２１の上部オイル通路３１１ａ〜３１１ｄのシリンダブロック２２側の開口端のみを広げる形状とすることにより、シリンダヘッド１２１の上部オイル通路３１１ａ〜３１１ｄの径を大きくすることなく、オイルをシリンダブロック２２の壁面側（中部オイル通路２２２のウォータジャケット２２１側の面）に拡散させ、ウォータジャケット２２１との接触面積を広げることが可能となる。その結果、オイルを真っ直ぐ滴下させる場合と比べて、シリンダブロック２２の中部オイル通路２２２（第１オイル室２２２ａおよび第２オイル室２２２ｂ）を有効活用できる。なお、第２実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。

−他の実施形態−
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

たとえば、上記第１および第２実施形態では、シリンダヘッドに４つの上部オイル通路を形成する例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、シリンダヘッドに２つまたは３つの上部オイル通路または５つ以上の上部オイル通路を形成してもよい。

また、上記第１および第２実施形態では、上部オイル通路の拡散部を中部オイル通路の扁平形状に沿って形成する例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、上部オイル通路内を滴下するオイルを中部オイル通路のウォータジャケット側の壁面に拡散させることが可能であれば、必ずしも上部オイル通路の拡散部を中部オイル通路の扁平形状に沿って形成しなくてもよい。

また、上記第１および第２実施形態では、上部オイル通路のシリンダブロック側の開口端に１つまたは２つの拡散部が形成する例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、上部オイル通路のシリンダブロック側の開口端に３つ以上の拡散部を形成してもよい。

また、上記第１および第２実施形態では、上部オイル通路の拡散部を下方に向かって徐々に広がるように形成する例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、上部オイル通路内を滴下するオイルを中部オイル通路のウォータジャケット側の壁面に拡散させることが可能であれば、上部オイル通路の拡散部を下方に向かって徐々に広がる形状以外の形状にしてもよい。

また、上記第１および第２実施形態では、中部オイル通路内に第１オイル室と第２オイル室とを区画する隔壁部を形成する例を示したが、本発明では、中部オイル通路内に隔壁部を形成しなくてもよい。

また、上記第１および第２実施形態では、本発明を直列４気筒エンジンに適用する例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、直列４気筒以外の多気筒エンジン、Ｖ型エンジン、水平対向型エンジンなどにも本発明を適用可能である。

本発明は、内燃機関に利用することができ、特に、複数のオイル戻し通路が合流するオイル戻し空間が設けられたシリンダブロックを備える内燃機関に利用することができる。

１、１０１エンジン（内燃機関）
２１、１２１シリンダヘッド
２１１ａ、２１１ｂ、２１１ｃ、２１１ｄ、３１１ａ、３１１ｂ、３１１ｃ、３１１ｄ上部オイル通路（オイル戻し通路）
２１２ａ、２１２ｂ、２１３ｂ、２１２ｃ、２１３ｃ、２１２ｄ、２１３ｄ、３１２ａ、３１２ｂ、３１２ｃ、３１２ｄ拡散部
２２シリンダブロック
２２１ウォータジャケット
２２２中部オイル通路（オイル戻し空間）
２２２ａ第１オイル室（オイル戻し空間）
２２２ｂ第２オイル室（オイル戻し空間）

Claims

複数のオイル戻し通路が設けられたシリンダヘッドと、
前記シリンダヘッドの下方に配置され、ウォータジャケットに対向するように前記シリンダヘッドのオイル戻し通路が合流するオイル戻し空間が設けられたシリンダブロックとを備える内燃機関において、
前記シリンダヘッドのオイル戻し通路の前記シリンダブロック側の端部に、オイルを前記オイル戻し空間内の前記ウォータジャケット側の壁面に案内する拡散部が設けられており、前記拡散部は、前記シリンダヘッド側から前記シリンダブロックのオイル戻し空間に向かって徐々に広がる形状に形成されていることを特徴とする内燃機関。
請求項１に記載の内燃機関において、
前記シリンダブロックのオイル戻し空間は、前記ウォータジャケットに沿ってシリンダボアの列方向に延びるように形成されているとともに、前記オイル戻し通路の前記拡散部は、前記オイル戻し空間が延びる方向に沿うように形成されていることを特徴とする内燃機関。
請求項２に記載の内燃機関において、
前記オイル戻し通路の前記拡散部は、前記オイル戻し空間が延びる方向の一方向のみに沿うように形成されていることを特徴とする内燃機関。