JP6922715B2 - 内燃機関の潤滑油供給装置 - Google Patents

Description

本発明は内燃機関の潤滑油供給装置に関する。

内燃機関のカムシャフトに設けられたカム部がロッカーアームを押圧することで、吸気バルブおよび排気バルブを開閉する。これらの部材の摩耗を抑制するため、潤滑油（オイル）を供給する。

潤滑油を圧送するポンプは、内燃機関により駆動される。このため、潤滑油の量の増加はポンプおよび内燃機関の負担を増加させ、燃費を悪化させる要因となる。したがって潤滑油の量を低減することが好ましい。例えばカム部から潤滑油を噴出させ、さらにカムシャフト上のバッフルプレートの窪みから潤滑油を滴下する技術がある（例えば特許文献１）。

特開２００９−６２８５２号公報

しかしバッフルプレートの構造が複雑になり、コストが増加する恐れがある。そこで、簡単な構造であり、かつ潤滑油の量の低減が可能な内燃機関の潤滑油供給装置を提供することを目的とする。

上記目的は、シリンダヘッドに取り付けられるヘッドカバーとカムシャフトとの間に配置され、前記カムシャフトに潤滑油を供給する供給口を有するカムシャワーと、前記カムシャフトと前記カムシャワーとの間に設けられ、前記カムシャワーとの間に隙間を有し、前記供給口と重なる位置に穴を有するバッフルプレートと、を具備し、前記カムシャフトにはカム部が設けられ、前記カムシャワーの供給口および前記バッフルプレートの穴は前記カム部の上方に位置し、前記カムシャワーは前記カムシャフトに向けて突出するノズルを有し、前記ノズルに前記供給口が設けられ、前記ノズルは前記バッフルプレートの穴に挿入され、前記穴の内壁は前記ノズルから離間する内燃機関の潤滑油供給装置によって達成できる。

前記ノズルの下端は前記バッフルプレートの下面よりも前記カムシャフト側に位置してもよい。

前記カムシャワーにはポンプにより前記潤滑油が供給されてもよい。

前記バッフルプレートは、前記穴の周囲に、前記カム部に向けて傾斜する傾斜部を有してもよい。

前記バッフルプレートの上面に溝が設けられてもよい。

前記バッフルプレートにスリットが設けられてもよい。

簡単な構造であり、かつ潤滑油の量の低減が可能な内燃機関の潤滑油供給装置を提供できる。

図１（ａ）は潤滑油供給装置を例示する断面図である。図１（ｂ）はヘッドカバーを例示する平面図である。 図２（ａ）はバッフルプレートの穴およびカムシャワーのノズルを拡大した図である。図２（ｂ）は第１変形例における穴およびノズルを例示する拡大図である。図２（ｃ）は第２変形例におけるヘッドカバーを例示する平面図である。 図３（ａ）は第３変形例におけるヘッドカバーを例示する平面図である。図３（ｂ）は第４変形例におけるヘッドカバーを例示する平面図である。図３（ｃ）は第５変形例におけるヘッドカバーを例示する平面図である。

（実施形態）
以下、図面を参照して本実施形態の内燃機関の潤滑油供給装置について説明する。図１（ａ）は潤滑油供給装置１００を例示する断面図である。潤滑油供給装置１００は、例えば自動車などの車両に搭載され、ガソリンエンジンおよびディーゼルエンジンなどの内燃機関（エンジン）に適用される。内燃機関は例えば４気筒エンジンなどの多気筒エンジンとすることができる。

図１（ａ）に示すヘッドカバー１０は不図示のシリンダヘッドに取り付けられている。ヘッドカバー１０内にカムシャフト２０が収納されている。プレート３０はヘッドカバー１０とカムシャフト２０との間に配置され、ヘッドカバー１０の下に取り付けられている。プレート３０とカムシャフト２０との間にカムシャワー３２が設けられている。カムシャフト２０とカムシャワー３２との間にバッフルプレート４０が設けられている。ヘッドカバー１０、カムシャワー３２、プレート３０、およびバッフルプレート４０は例えばアルミニウム合金などの金属または樹脂で形成されている。

プレート３０とヘッドカバー１０との間にガス通路１１が形成され、ブローバイガスはガス通路１１を流通する。ヘッドカバー１０は複数の仕切り壁１４を有する。仕切り壁１４は下方向（Ｙ方向）に突出し、下方向または奥行方向において仕切り壁１４とガス通路１１の内壁との間には空間が形成される。ブローバイガスはエンジンの排気通路からガス通路１１に流れ込み、仕切り壁１４に衝突しながらガス通路１１を流通する。これにより気液分離が行われ、ブローバイガスから潤滑油が除去される。気液分離後のブローバイガスは、ヘッドカバー１０の排気口１２を通じて吸気通路１５に導入される。吸気通路１５に流入したブローバイガスは吸気とともにエンジンの燃焼室に導入され、燃焼する。

カムシャフト２０には複数のカム部２２が設けられ、カム部２２はロッカーアーム２４に接触する。バルブ２６はエンジンの吸気バルブまたは排気バルブであり、ロッカーアーム２４に接触する。燃料と空気との混合気が燃焼するとエンジンのクランクシャフトが回転し、回転力は例えばチェーン等を介してカムシャフト２０に伝達される。これによりカムシャフト２０とカム部２２とはＸ軸を回転軸線として回転する。カム部２２の回転によりロッカーアーム２４が揺動し、バルブ２６は上下に往復運動し、シリンダヘッドの吸気ポートおよび排気ポートが開閉する。

図１（ｂ）はヘッドカバー１０を例示する平面図であり、バッフルプレート４０は点線で示す。図１（ｂ）に示すようにヘッドカバー１０下面の周縁部にはシール部材１６が形成されている。カムシャワー３２はヘッドカバー１０の下面に設けられ、複数のノズル３４および供給口３６を有する。点線で示すように、バッフルプレート４０はガス通路１１およびカムシャワー３２を覆う。

図２（ａ）はバッフルプレート４０の穴４２およびカムシャワー３２のノズル３４を拡大した図である。図１（ａ）および図２（ａ）に示すように、カムシャワー３２とプレート３０との間に貯留室３３が形成される。ポンプ３１から供給される潤滑油は貯留室３３に溜まる。カムシャワー３２のノズル３４は下側に突出し、その先端には供給口３６が設けられている。ノズル３４および供給口３６はカム部２２の直上に位置する。貯留室３３内の潤滑油は供給口３６からカム部２２に供給される。潤滑油によりカムシャフト２０、カム部２２およびロッカーアーム２４などの摩耗および焼付などが抑制される。

ポンプ３１の吐出量を増大させることで、カムシャワー３２からカム部２２への潤滑油の供給量を増大させることができる。しかし、ポンプ３１はエンジンにより駆動されるため、ポンプ３１の吐出量の増大はエンジンの燃費を悪化させる。ポンプ３１の吐出量を抑制するには、カム部２２から飛散する潤滑油を捕集し、再利用することが重要である。

バッフルプレート４０は平坦な板であり、複数の穴４２を有する。バッフルプレート４０はカムシャワー３２から離間しており、これらの間には隙間４１が形成される。穴４２はバッフルプレート４０を上下に貫通し、穴４２の直径はノズル３４の直径より大きい。ノズル３４は穴４２に挿入され、穴４２の内壁はノズル３４から離間しており、間には隙間が形成される。ノズル３４の下端はバッフルプレート４０の下面よりもカムシャフト２０側（＋Ｙ側）に位置する。ノズル３４および穴４２はカム部２２の直上に位置する。

カムシャフト２０およびカム部２２が回転することで、潤滑油が飛散する。飛散した潤滑油の一部はバッフルプレート４０の下面に衝突し、一部はバッフルプレート４０の端部から隙間４１に入り込む。隙間４１に侵入した潤滑油はバッフルプレート４０の上面に落下し、バッフルプレート４０上を流れ、重力の作用により穴４２からカム部２２へと落下する。これにより潤滑油が再利用される。

以上、本実施形態によれば、潤滑油は、カムシャワー３２から離間したバッフルプレート４０の上に回り込み、バッフルプレート４０の穴４２からカム部２２に供給される。つまり、カム部２２から飛散する潤滑油をバッフルプレート４０で捕集し、再利用することができる。このため、カムシャワー３２からの潤滑油の供給量を低減することができる。また、バッフルプレート４０は穴４２が設けられた板であり、簡単な構造であるため、低コストである。すなわち本実施形態によれば簡単な構造で潤滑油の量の低減が可能である。

カムシャワー３２からの潤滑油の供給量を低減できるため、ポンプ３１の吐出量も低減することができる。この結果、ポンプ３１およびエンジンの負担が軽減されるため、エンジンの燃費が改善する。

カムシャワー３２はカムシャフト２０に向けて突出するノズル３４を有し、ノズル３４は穴４２に挿入されている。カムシャワー３２の表面に付着した潤滑油は、ノズル３４を伝ってカム部２２に落下する。したがって潤滑油の効果的な再利用が可能であり、ポンプ３１の吐出量を低減できるため、エンジンの燃費が改善する。

ノズル３４の長さは任意に定めることができる。潤滑油をカム部２２に正確に滴下させるため、ノズル３４の下端は例えばバッフルプレート４０の下面よりもカム部２２側（下側）に位置することが好ましい。ノズル３４に供給口３６を設けることで、潤滑油が効果的にカム部２２に供給される。カムシャワー３２はノズル３４を有さなくてもよい。ただし、カムシャワー３２の表面に付着する潤滑油をカム部２２に滴下するために、ノズル３４を設けることが好ましい。

バッフルプレート４０の穴４２およびカムシャワー３２の供給口３６の数は変更可能であり、複数のカム部２２のそれぞれの直上に位置することが好ましい。各カム部２２に潤滑油を供給し、摩耗および焼付を抑制することができる。

図１（ａ）に示すガス通路１１にはブローバイガスが流通する。ブローバイガスに混入した潤滑油は、燃焼室において燃焼される。このため潤滑油の消費量が多くなってしまう。したがって、ガス通路１１に仕切り壁１４を設け、ブローバイガスから潤滑油を除去することが好ましい。また、ガス通路１１に潤滑油を入り込ませないため、バッフルプレート４０はガス通路１１の下に位置することが好ましい。カムシャフト２０の回転で飛散した潤滑油の一部はバッフルプレート４０の下面に衝突し、潤滑油のガス通路１１への侵入およびブローバイガスへの混入が抑制される。

（第１変形例）
図２（ｂ）は第１変形例における穴４２およびノズル３４を例示する拡大図である。バッフルプレート４０ａの穴４２の周囲に傾斜部４３が形成されている。傾斜部４３は穴４２およびノズル３４を囲み、穴４２の内側に近づくにつれ下側（カム部２２側）に傾斜する。バッフルプレート４０ａの上面の潤滑油は傾斜部４３を流れ落ち、カム部２２に滴下する。すなわち、傾斜部４３により潤滑油の効果的な供給が可能である。また、穴４２の周囲に傾斜部４３を形成すればよいので、バッフルプレート４０ａの構成は簡易であり、低コスト化が可能である。

（第２変形例）
図２（ｃ）は第２変形例におけるヘッドカバー１０を例示する平面図である。図２（ｃ）に示すように、バッフルプレート４０ｂの上面に溝４４が設けられている。例えば溝４４の一端は穴４２に到達し、他端はバッフルプレート４０ｂの端部に位置する。溝４４が潤滑油の経路となり、穴４２までの流れが円滑になる。溝４４の数および形状は変更してもよい。

（第３変形例）
図３（ａ）は第３変形例におけるヘッドカバー１０を例示する平面図である。図３（ａ）に示すように、バッフルプレート４０ｃに複数のスリット４６が形成されている。スリット４６は、カム部２２側（下側）からカムシャワー３２側（上側）にかけてバッフルプレート４０ｃを貫通する。

カムシャフト２０の回転により飛散する潤滑油は、スリット４６を通じてバッフルプレート４０ｃの上面に付着する。このため、バッフルプレート４０ｃの上面から穴４２を通じてカム部２２に供給される潤滑油が多くなる。すなわち潤滑油の捕集および再利用が促進される。スリット４６の数、形状および位置などは変更可能である。例えば複数の穴４２それぞれに対応してスリット４６を設けてもよい。

（第４変形例）
図３（ｂ）は第４変形例におけるヘッドカバー１０を例示する平面図である。図３（ｂ）に示すように、ヘッドカバー１０に複数のバッフルプレート４０ｄが取り付けられている。カムシャフト２０の回転により飛散する潤滑油は、バッフルプレート４０ｄ間の隙間を通じてバッフルプレート４０ｄの上面に付着する。このため、バッフルプレート４０ｄの上面から穴４２を通じてカム部２２に供給される潤滑油が多くなる。すなわち潤滑油の捕集および再利用が促進される。バッフルプレート４０ｄの数およびレイアウトなどは変更可能である。

（第５変形例）
図３（ｃ）は第５変形例におけるヘッドカバー１０を例示する平面図である。図３（ｃ）に示すように、バッフルプレート４０ｅは、ガス通路１１の下部に設けられており、ヘッドカバー１０の下面全体を覆わない。前述のように、バッフルプレート４０ｅにより潤滑油を遮り、ガス通路１１への侵入を抑制することができる。したがって、図３（ｃ）のように、ヘッドカバー１０の下部のうち少なくともガス通路１１の下にバッフルプレート４０ｅを設けることが好ましい。ただし、潤滑油を効果的に捕集し再利用するためには、例えば図１（ｂ）のように、ヘッドカバー１０の下面の広い範囲（面積の半分以上）を覆う、大きなバッフルプレート４０ｅを設けることが好ましい。また、実施形態、第１〜第５変形例を組み合わせてもよい。

以上本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

１０ ヘッドカバー
１１ ガス通路
１２ 排気口
１４ 仕切り壁
１６ シール部材
２０ カムシャフト
２２ カム部
２４ ロッカーアーム
２６ バルブ
３０ プレート
３２ カムシャワー
３３ 貯留室
３４ ノズル
３６ 供給口
４０、４０ａ〜４０ｅ バッフルプレート
４２ 穴
４３ 傾斜部
４４ 溝
４６ スリット
１００ 潤滑油供給装置

Claims (6)

1. シリンダヘッドに取り付けられるヘッドカバーとカムシャフトとの間に配置され、前記カムシャフトに潤滑油を供給する供給口を有するカムシャワーと、
   前記カムシャフトと前記カムシャワーとの間に設けられ、前記カムシャワーとの間に隙間を有し、前記供給口と重なる位置に穴を有するバッフルプレートと、を具備し、
   前記カムシャフトにはカム部が設けられ、
   前記カムシャワーの供給口および前記バッフルプレートの穴は前記カム部の上方に位置し、
   前記カムシャワーは前記カムシャフトに向けて突出するノズルを有し、
   前記ノズルに前記供給口が設けられ、
   前記ノズルは前記バッフルプレートの穴に挿入され、
   前記穴の内壁は前記ノズルから離間する内燃機関の潤滑油供給装置。
2. 前記ノズルの下端は前記バッフルプレートの下面よりも前記カムシャフト側に位置する請求項１に記載の内燃機関の潤滑油供給装置。
3. 前記カムシャワーにはポンプにより前記潤滑油が供給される請求項１または２に記載の内燃機関の潤滑油供給装置。
4. 前記バッフルプレートは、前記穴の周囲に、前記カム部に向けて傾斜する傾斜部を有する請求項１から３のいずれか一項に記載の内燃機関の潤滑油供給装置。
5. 前記バッフルプレートの上面に溝が設けられている請求項１から４のいずれか一項に記載の内燃機関の潤滑油供給装置。
6. 前記バッフルプレートにスリットが設けられている請求項１から５のいずれか一項に記載の内燃機関の潤滑油供給装置。
   

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