JP2004084646A - 内燃機関 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、カウンタウエイトがもたらす吸込みの影響を回避して、オイル戻し孔から流出したオイルを飛散させずに流れ出させる内燃機関を提供する。
【解決手段】本発明の内燃機関は、シリンダブロック４下部のシリンダ間を横切る方向に突き出ている壁部７の先端面に、シリンダ間を横切る方向に半月状の軸受部１３とオイル戻し孔２２の出口２２ａを並んで形成し、クランクシャフト８のジャーナル部１０を、軸受部１３と、アーム部１６およびシリンダ列方向に延びるビーム部１７で連結したベアリングキャップ１５で回転自在に支持させた構造において、壁部７の先端面と向き合うベアリングキャップ１５のアーム部１６の上部のうち、出口２２ａを挟む両側に出口２２ａが有る地点からビーム部１７に渡り縦壁部２６を突設し、カウンタウエイト９の回転がもたらす吸込みに影響されずに、オイル戻し孔２２ａからオイル飛散せずに流れ出るようにした。
【選択図】　　図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シリンダヘッドの下部にジャーナル部用軸受部とオイル戻し孔とが並んで形成されている内燃機関に関する。
【０００２】
【従来の技術】
シリンダ内をピストンが往復動するレシプロエンジン（以下、単にエンジンという）は、ピストンの往復動を回転運動に変換するために、シリンダブロックの下部にクランクシャフトのジャーナル部を回転自在に支持させる構造が設けてある。複数のシリンダが直列に並ぶエンジンでは、同支持構造として、シリンダブロックの下部のシリンダ間となる地点に該シリンダ間を横切る方向（シリンダが並ぶ方向とは直角な方向）に延びる壁部を突設し、この壁部の先端面に半月状の軸受部を形成し、該軸受部に組付くベアリングキャップを用いて、クランクシャフトのジャーナル部を軸受部とベアリングキャップとの間に回転自在に挟み込むことが行われている。
【０００３】
こうしたエンジンでは、摺動部などの潤滑や油圧機器の油圧供給などのために、オイルポンプを用いて潤滑部や油圧機器などにオイル（潤滑油）を供給し、摺動部や油圧機器を通過した役目を終えたオイルをシリンダブロックの下部に組付くオイルパンへ戻すことが行われている。通常、このオイルの戻しには、シリンダブロックに役目を終えたオイルが集合するオイル落し孔（オイル戻し孔）を形成し、該オイル落し孔の出口を壁部の先端面に開口させる構造を採用して、オイルパンと最も近い地点からオイルが流れ落ちるようにしている。
【０００４】
ところで、エンジンでは、大形化を抑えつつ剛性強度を高めることが求められている。
【０００５】
そこで、近時では、図４に示されるようにクランクシャフトの各ジャーナル部ａを回転自在に支持している各ベアリングキャップｂの両側をシリンダ列の方向（シリンダｃが並ぶ方向）に延びるビーム部ｄで連結して、エンジンの剛性強度を高めることが行われている。具体的には、ベアリングキャップｂの両側部に、シリンダｃ，ｃ間に形成されている壁部ｆにならって側方へ延びるアーム部ｇを形成し、これら各アーム部ｇの先端部を、クランクシャフトのカウンタウエイトｈを避けたベアリングキャップｂの下側の地点に配置してあるビーム部ｄに連結した補強構造が用いてある。なお、図中ｅは、ベアリングキャップｂと組合ってジャーナル部ａを回転自在に支持する軸受部を示す。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
この構造により、クランクシャフトのカウンタウエイトｈは、図４に示されるようにアーム部ｇと隣接した地点ならびにビーム部ｄの内側で回転する（ジャーナル部ａがカウンタウエイトｈ，ｈ間に形成されることによる）。
【０００７】
ところが、カウンタウエイトｈは、アーム部ｇおよびビーム部ｄがなす狭い空間内を回転するので、アーム部ｇの周辺には周期的に負圧が発生するようになる。このため、負圧がもたらす吸込み力により、図４中の矢印に示されるようにオイル落し孔ｊの出口から流出するオイルが、周期的にビーム部ｄ、ｄ間の内側へ吸い出されて、周囲に飛散する結果となっていた。
【０００８】
このオイルｉの飛散は、エンジンのフリクション（カウンタウエイトｈに油滴が衝突することによる）を招いたり、オイルの劣化（空気に触れやすくなるため）を招いたり、オイル中に気泡が混入しやすくなるなど多くの問題をもたらしている。このため、その改善が要望されている。
【０００９】
本発明は上記事情に着目してなされたものでその目的とするところは、回転するカウンタウエイトがもたらす吸込みに影響されずに、オイル戻し孔の出口から流出したオイルを飛散させずにアーム部端から流れ出させることができる内燃機関を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１に記載の発明は、ベアリングキャップから延びるアーム部の上部のうち、オイル戻し孔出口の出口を挟む両側の各地点に、オイル戻し孔の出口が有る地点からビーム部に渡り縦壁部を突設した構成を採用した。
【００１１】
同構成により、オイルが流れ落ちるオイル戻し孔の出口とその直下のアーム部分との区間、さらにはオイルが伝わるアーム部分の区間は、縦壁部により両側から遮られる。つまり、縦壁部により、戻るオイルの経路に対して、カウンタウエイトの回転で生じる周期的な吸込みが遮られる。
【００１２】
これにより、オイル戻し孔から流出するオイルは、オイル戻し孔の直下に存するアーム部分の上部に流れ落ち、該アーム部の上部を伝わりビーム部側から流れ落ちる。つまり、オイル戻し孔から流出したオイルは、飛散せずに、アーム部を経て、下方へ流れ落ちるようになり、オイルの飛散がもたらす種々の問題が防止される。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、さらにオイルの飛散を効果的に防ぐために、アーム部の上部はベアリングキャップ側から離れるにしたがい壁部の先端面から離れながら下方へ傾斜させた構成とし、縦壁部には、少なくともオイル戻し孔の出口を挟む縦壁部分を、オイル戻し孔が開口している壁部の先端面と接近させて、オイル戻し孔の開口とその直下のアーム部上面の間の隙間を遮る構成を用いた。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、さらにシリンダブロックの下部にオイルパンが組付く構成とするとともにビーム部の側面下部まで縦壁部を連続した構成とし、ベアリングキャップモジュールの下部に、オイルパンの開口の大部分を遮る大きさのバッフルプレートを設け、このバッフルプレートのうち、ビーム部の側面下部と臨む板面部分に通孔を形成して、アーム部を伝わるオイルを縦壁部に続いて通孔からオイルパン内へ流れ落とすようにし、一層、オイルが飛散するおそれを回避した。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図１ないし図３に示す一実施形態にもとづいて説明する。
【００１６】
図１は内燃機関、例えばレシプロエンジン（以下、単にエンジンという）の正断面図を示し、図２は同エンジンの一部を分解した斜視図を示していて、図中１は同エンジンのエンジン本体を示している。
【００１７】
エンジン本体１は、例えば幅（左右）方向が狭く、前後長がそれに比べて長く形成されたシリンダブロック３、同ブロック３の頭部に搭載されたシリンダヘッド２０、同ブロック３の下部に取付けられたオイルパン２５とを有して構成してある。
【００１８】
シリンダブロック３内には、複数の円筒状のシリンダ４が前後方向に直列に並んで形成してある。各シリンダ４は上下方向に向いており、いずれもシリンダブロック４を貫通している。そして、各シリンダ４内には、ピストン５が、コンロッド５ａと共に往復動可能に収めてある（図１のみ図示）。シリンダブロック４の下部の前後端からは、下方に向かってエンドプレート部４ａが延びている。シリンダブロック４の下部の左右両側からは、下方に向かってスカート部４ｂが延びていて、シリンダブロック３の下側に、エンドプレート部４ａとスカート部４ｂで囲まれるクランクケースを形成している。またシリンダブロック３の下部のうち、隣合うシリンダ４，４間からは、いずれも当該シリンダ４，４間を横切る方向に延びる壁部７が突き出ている。これら壁部７は、いずれも先端面がクランクケースの中段となる地点まで突き出ている。このクランクケース内にクランクシャフト８が回転自在に収めてある。
【００１９】
ここで、クランクシャフト８は、シリンダ毎の例えば両端にカウンタウエイト９をもつクランクピン部（図示しない）と、支持部となる複数のジャーナル部１０とを直列に配置して構成してある。つまり、クランクシャフト８のジャーナル部１０とクランクピン部のカウンタウエイト９，９とは隣接する構成となる。
【００２０】
このクランクシャフト８の各ジャーナル部１０が、エンドプレート部４ａの先端面に形成してある半月状の軸受部１２（図２のみ図示）、シリンダ４，４間の壁部７の先端面に形成してある半月状の軸受部１３に嵌まり、それぞれクランクピン部をシリンダ４の直下に配置させている。また各軸受部１２，１３から突き出たジャーナル部１０は、ベアリングキャップモジュール１４で覆ってある。
【００２１】
ベアリングキャップモジュール１４は、図２でも示されるように軸受部１２，１３から突き出たジャーナル部１０を下側から囲う半月状の複数のベアリングキャップ１５と、各ベアリングキャップ１５の両側部からシリンダブロック３のエンドプレート部４ａや壁部７にならって両側に延びるアーム部１６と、各アーム部１６の端部を連結する一対のビーム部１７とを有して構成してある。なお、ビーム部１７は、シリンダ列方向（シリンダ４が並ぶ方向）に沿って延びている。エンドプレート部４ａの先端面や壁部６の先端面と向き合うアーム部１６は、いずれもベアリングキャップ１５側から離れるにしたがい下方へ傾斜してある。これにより、各アーム部１５の上面をベアリングキャップ１５から離れるにしたがいエンドプレート部４ａの先端面、壁部７の先端面から離れるよう傾斜させている。そして、各ベアリングキャップ１５が、エンドプレート部４ａの先端面や壁部６の先端面に螺挿されるボルト部材１８（図１のみに図示）によって固定してある。なお、図１に示されるように両側のビーム部１７は、カウンタウエイト９の回転軌跡Ｐを避けた回転軌跡Ｐの近傍の地点、具体的には回転軌跡Ｐを挟む下部両側の地点に配置させてある。このビーム部付のベアリングキャップ１５により、クランクシャフト８のジャーナル部１０を回転自在に支持すると同時に、エンジン本体１の剛性強度を高めている。
【００２２】
シリンダヘッド２０は、シリンダ毎に、燃焼室、点火プラグ、インジェクタ、クランク出力で駆動される動弁機構（吸気弁、排気弁）が組み付けられている（いずれも図示しない）。これにより、点火プラグの点火動作、吸気弁の吸気動作、排気弁の排気動作、インジェクタの噴射動作にしたがい、それぞれシリンダ４内で所定の燃焼サイクル（吸気、圧縮、燃焼、排気を繰り返すサイクル）が行える構成にしてある。
【００２３】
オイルパン２５は、図１および図２に示されるように上面が開口した箱形に形成してある。そして、開口縁に形成してあるフランジ部２５ａが、クランクケースの周壁を形成しているエンドプレート４ａやスカート部４ｂの端部に接続されている。これにより、オイルパン２５は、内部にベアリングキャップモジュール１４を収めつつ、クランケース開口を覆うようにシリンダブロック３の下部に組付けてある。オイルパン２５には、オイルパン２５内に集溜されたオイルＷ（潤滑油）を圧送するオイルポンプ（図示しない）が収められている。そして、このオイルポンプのポンプ動作により、オイルパン２５内のオイルＷをシリンダブロック３やシリンダヘッド２０に形成したオイル供給路（図示しない）を通じて、軸受部１２，１３、ベアリングキャップ１５、動弁機構の各部など潤滑が求められる部位、さらには油圧供給が求められる油圧機器（図示しない）などへ供給されるようにしてある。
【００２４】
一方、シリンダブロック３のシリンダ列を挟む左側（幅方向一側）には、図２に示されるようにそれぞれシリンダ４，４間から左側へ張り出た左側部分に、ガス上がり孔２１（ガス導入孔）が形成してある。これら各ガス上がり孔２１は上下方向に直線状に延びている。各ガス上がり孔２１の上端（出口）は、シリンダブロック３の上面に開口し、下端（入口）は、シリンダブロック３の下面、詳しくは軸受部１３を挟んだ左側の壁部７の先端面に開口していて、クランケース内からブローバイガスが取り込めるようにしている。また各ガス上がり孔２１の出口は、シリンダヘッド２０の内部に形成された通路を経て、シリンダヘッド２０のカムカバー２０ａに組付けられている吸気圧吸引式の油分離装置（いずれも図示しない）の入口へ連通していて、取り込まれたブローバイガス中から液分（オイルＷなど）が取り除ける構造にしてある。
【００２５】
シリンダブロック３のシリンダ列を挟む右側（幅方向他側）には、図２に示されるようにそれぞれシリンダ４，４間から右側へ張り出た右側部分に、オイル落し孔２２（オイル戻し孔に相当）が形成してある。各オイル落し孔２２は上下方向に直線状に延びている。各オイル落し孔２２の入口をなす上端は、シリンダブロック３の上面に開口している。そして、各オイル落し孔２２の入口は、シリンダヘッド２０に形成された通路（図示しない）を経て、シリンダヘッド２０の動弁機構、油圧機器（図示しない）などと連通していて、役目を終えた各部のオイルＷが戻るようにしてある。なお、各オイル落し孔２２の途中は、シリンダブロック３に形成された通路（図示しない）を経て、軸受部１２やベアリングキャップ１５などの潤滑部と連通していて、潤滑を終えた軸受部１２、ベアリングキャップ１５のオイルＷも戻るようにしてある。また各オイル落し孔２２の出口２２ａをなす下端は、シリンダブロック３の下面、具体的には軸受部１３を挟む右側の壁部７の先端面に開口している。この軸受部１３と並ぶ（シリンダ４，４間を横切る方向）は、軸受部１３と隣接した地点で開口していて、役目を終えたオイル（潤滑油）が、オイルパン２５と近い地点から下方へ流れ出るようにしている。
【００２６】
ベアリングキャップモジュール１４には、オイル落し孔２２からオイルＷが良好にオイルパン２５へ流れ出る工夫が施してある。
【００２７】
この工夫には風防構造が採用してある。風防構造は、図１および図２に示されるように各ベアリングキャップ１５のうち、オイル落し孔２２の出口２２ａと向き合う地点にあるアーム部１６だけに設けてある。この風防構造の詳細が図３に示されている。
【００２８】
同構造について説明すると、２６はアーム部１６の上部両側に形成した一対の縦壁部である。縦壁部２６は、オイル落し孔２２の出口２２ａを挟む両側の地点から上方へ突き出ている。この縦壁部２６は、ベアリングキャップ１５の側面１５ａ（アーム部１６とベアリングキャップ軸受部１５との境界をなす部分）から始まり、アーム部１６の上面に沿いに延びてビーム部１７の外側の側面まで、並行に続いている。つまり、縦壁部２６は、オイル落し孔２２の出口２２ａが有る地点からビーム部１７側に渡り並行に設けてある。これにより、オイル落し孔２２の出口２２ａから流出されるオイルＷを、側面１５やアーム部１６の傾斜した上面部分や縦壁部１５の端部で形成される受入れ部で受け入れて、ビーム部１７側へ導けるようにしている。また縦壁部２６は、オイル落し孔２２の出口２２ａが有る地点の縦壁部分、ここではベアリングキャップ１５の側面１５ａから出口２２ａを過ぎた領域までの縦壁部分２６ａが、その上方の出口２２ａが開口している壁部７の先端面と接近する地点、例えば隙間がほとんど無いよう先端面と近接する地点まで延ばしてある。この縦壁部分２６ａにより、オイル落し孔２２の出口２２ａとその直下のアーム部分との隙間だけをできるだけ小さくなるように遮っている。つまり、出口２２ａ付近の縦壁部分２６ａで、出口２２からその直下のアーム部分までと，その隣接した地点で回転するカウンタウエイト９との間を遮っている。その他の縦壁部分は、アーム部１６の上面を伝わるオイルＷが、その隣接した地点で回転するカウンタウエイト９の影響を受けずにすむ高さで形成してある。
【００２９】
また風防構造の効果を助けるバッフルプレート２６も併用してある。バッフルプレート２６は、ベアリングキャップモジュール１４とオイルパン２５との間に配置してある。バッフルプレート２７は、オイルパン２５の開口の大部分を遮る大きさのプレート部材で形成してある。このバッフルプレート２７が、ボルト２８（図１しか図示せず）で、ビーム部１７の下面に固定され、バッフルプレート２７をベアリングキャップモジュール１４の下部に組付けている。バッフルプレート２７のうち、風防構造が形成されているアーム部１６の端と隣接する板面部分には、それぞれ通孔２９が形成されていて、当該アーム部１６に沿いに流れ落ちるオイルＷが、バッフルプレート２７を通じて、オイルパン２５内へ導出されるようにしている。
【００３０】
こうした風防構造、バッフルプレート構造により、カウンタウエイト９がもたらす空気流動に影響されずに、シリンダブロック３の下部から流れ落ちるオイルＷが良好にオイルパン２５へ戻せるようにしている。
【００３１】
すなわち、エンジンの作動中、クランクシャフト８は、燃焼サイクルがもたらすピストン５の往復動で回転して動力を出力している。またオイルパン２５内のオイルは、オイルポンプにより圧送され、エンジン各部の潤滑部や油圧機器へ供給されている。そして、潤滑を終えたオイルＷや油圧機器など役目を終えたオイルＷが各オイル落し孔２２へ流れ出る。この戻るオイルＷが各壁部７の先端面で開口しているオイル落し孔２２の出口２２ａから流れ出す。
【００３２】
このエンジンの作動中、クランクシャフト８のカウンタウエイト９は、図３に示されるようにアーム部１６とビーム部１７とがなす隅部内を回転していて、アーム部１６の周辺に周期的に負圧を発生させている。
【００３３】
このとき、オイルＷが流れ落ちるオイル落し孔２２の出口２２ａとその直下のアーム部分との区間、さらにはオイルＷが伝わるアーム部１６の上面の区間は、両側から縦壁部２６で遮っている。つまり、縦壁部２６により、戻るオイルＷの経路に対して、カウンタウエイト９で生じる負圧がもたらす吸込み効果は遮られる。
【００３４】
これにより、図１および図３に示されるようにオイル落し孔２２から流出するオイルＷは、吸込み効果の影響を回避しながら、オイル落し孔２２の出口直下に存するアーム部１６の上面に流れ落ち、さらに縦壁部２６で案内されながら、傾斜したアーム部１６の上部を伝わり、ビーム部１７側の端部から下方へ流れ落ち、バッフルプレート２７の通孔２９を通じてオイルパン２５内へ流れ落ちる。
【００３５】
それ故、オイル落し孔２２から流出するオイルＷは、飛散を防ぎつつオイルパン２５へ戻すことができ、オイルＷの飛散によるエンジンフリクションの増加、同じくオイルＷの劣化、同じくオイルＷ中に気泡が混入しやすくなるなどの発生を防ぐことができる。特に傾斜したアーム部１６の上部と、壁部７でオイル落し孔２２の出口２２ａとその直下のアーム部分との間の隙間を遮る構造とを組合わせたことにより、効果的にオイルＷの飛散を防止できる。
【００３６】
しかも、壁部でアーム部１６の端から流れ落ちるオイルＷは、ビーム部１７の側面部まで延びた縦壁部２６、その縦壁部２６に続くバッフルプレート２７の通孔２９を通じて、オイルパン２５内へ流れ落とすようにしてあるので、オイルＷがオイルパン２５内へ流れ落ちるまでの経路全体において、回転するカウンタウエイト９がもたらす吸込み効果の影響を回避でき、一層、効果的なオイルＷの回収ができる。
【００３７】
また縦壁部２６は、補強リブとして機能してベアリングキャップ１５やベアリングキャップモジュール１５のねじれ剛性を高めるから、エンジン１の剛性強度の向上に貢献するといった利点もある。
【００３８】
なお、本発明は上述した一実施形態に限定されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施しても構わない。一実施形態では、縦壁部２６がビーム部の側面まで連なる例を挙げたが、例えば縦壁部２６は、図３中の二点鎖線αで示されるようにビーム部１６の鉛直方向に延びる側面にならう、当該側面を延長した線上の地点まで形成した構造でも、二点鎖線βで示されるように下端を鋭角な切欠した斜面形状でもよい。また一実施形態では、オイル落し孔の出口を挟む縦壁部分だけを壁部の先端面に接近させたが、これに限らず、縦壁部の全体を壁部の先端面に接近させてもよい。
【００３９】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１の発明によれば、縦壁部で、オイルが流れ落ちるオイル戻し孔の出口とその直下のアーム部分との間、さらにはオイルが流れ出すアーム部分の両側を遮るようにしたから、回転するカウンタウエイトがもたらす吸込みの影響されずに、オイル戻し孔の出口からのオイルを飛散させずにアーム部端から流れ出させることができる。
【００４０】
請求項２の発明によれば、さらにオイルの飛散を効果的に防ぐことができる。
【００４１】
請求項３の発明によれば、さらにオイルパン内に流れ落ちるまで経路全体においてオイルの飛散を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の要部となる内燃機関の一部断面した正面図。
【図２】同内燃機関の一部を分解した斜視図。
【図３】図２中のベアリングキャップに形成してある縦壁部周辺の構造を示す斜視図。
【図４】従来のシリンダブロックからオイルがオイルパンに戻る構造を説明するための斜視図。
【符号の説明】
３…シリンダブロック
４…シリンダ
７…壁部
８…クランクシャフト
９…カウンタウエイト
１０…ジャーナル部
１３…軸受部
１４…ベアリングキャップモジュール
１５…ベアリングキャップ
１６…アーム部
１７…ビーム部
２２…オイル落し孔（オイル戻し孔）
２５…オイルパン
２６…縦壁部
２７…バッフルプレート
２９…通孔。

Claims (3)

1. 直列に並んだ上下方向に向く複数のシリンダを有し、かつ下部のシリンダ間からは該シリンダ間を横切る方向に延びる壁部が突き出ていて、該各壁部の先端面には前記シリンダ間を横切る方向に並んで半月状の軸受部と該先端面に開口するオイル戻し孔の出口とが形成されたシリンダブロックと、
   複数のカウンタウエイトを有し、該カウンタウエイトと隣接した部位には前記軸受部と嵌まるジャーナル部が形成されたクランクシャフトと、
   前記軸受部と組付いて前記ジャーナル部と嵌まり当該ジャーナル部を回転自在に支持する複数のベアリングキャップを有し、かつ各ベアリングキャップの相互が、当該ベアリングキャップから前記壁部に沿って延びるアーム部を介して前記カウンターシャフトを避けた地点に配置されたビーム部に連結されてなるベアリングキャップモジュールと
   を具備した内燃機関であって、
   前記ベアリングキャップの前記壁部の先端面と向き合うアーム部の上部には、前記オイル戻し孔の出口を挟む両側の各地点に、前記オイル戻し孔の出口が有る地点から前記ビーム部に渡り縦壁部が突き出ている
   ことを特徴とする内燃機関。
2. 前記アーム部の上部は、前記ベアリングキャップ側から離れるにしたがい前記壁部の先端面から離れながら下方へ傾斜するように形成され、
   前記縦壁部は、前記オイル戻し孔の出口を挟む縦壁部分を、当該オイル戻し孔の出口が開口している壁部の先端面と接近させて、前記オイル戻し孔の出口とその直下のアーム部の上部との間の隙間を遮るようにしてあることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関。
3. 前記シリンダブロックは、その下部に前記ベアリングキャップモジュールが内部に収まるようにオイルパンが組付き、
   前記縦壁部のビーム部側の端部は、当該ビーム部の側面下部まで連続して形成され、
   前記ベアリングキャップモジュールの下部には、前記オイルパンの開口の大部分を遮る大きさを有するとともに、前記ビーム部の側面下部が臨む板面部分には前記アーム部を伝わるオイルを前記縦壁部に続いてガイドして前記オイルパン内へ流れ落とす通孔が形成されたバッフルプレートが設けられていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の内燃機関。

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