特許 7673591 エンジンのオイル通路構造

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2025-04-28

(45)【発行日】2025-05-09

(54)【発明の名称】エンジンのオイル通路構造

(51)【国際特許分類】

   F01M 5/00 20060101AFI20250430BHJP

   F01M 1/06 20060101ALI20250430BHJP

   F01M 13/00 20060101ALI20250430BHJP

   F02F 1/10 20060101ALI20250430BHJP

   F02F 1/20 20060101ALI20250430BHJP

【ＦＩ】

F01M5/00 Z

F01M1/06 Q

F01M1/06 E

F01M13/00 H

F02F1/10 Z

F02F1/20

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2021139262

(22)【出願日】2021-08-27

(65)【公開番号】P2023032898

(43)【公開日】2023-03-09

【審査請求日】2024-06-18

(73)【特許権者】

【識別番号】000003137

【氏名又は名称】マツダ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100101454

【弁理士】

【氏名又は名称】山田 卓二

(74)【代理人】

【識別番号】100197561

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 三喜男

(72)【発明者】

【氏名】山賀 勇真

(72)【発明者】

【氏名】乃生 芳尚

(72)【発明者】

【氏名】河口 健太郎

(72)【発明者】

【氏名】小池 祐輔

【審査官】櫻田 正紀

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１０－１２７１６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－２４９９５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－１０８８５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１６／０３６３０９５（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１９－１４８２２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２２－０１２２７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２２－１１４８７５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ０１Ｍ ５／００

Ｆ０１Ｍ １／０６

Ｆ０１Ｍ １３／００

Ｆ０２Ｆ １／１０

Ｆ０２Ｆ １／２０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

エンジン本体のシリンダブロックの下方に配置されたオイルパンに貯留されたオイルを、オイルポンプによって輸送して被潤滑部に供給した後に前記オイルパンに戻って循環するエンジンのオイル通路構造であって、
前記エンジン本体のシリンダヘッドに設けられて、前記シリンダヘッド側から前記オイルパンへとオイルを戻すためのヘッド側オイルリターン通路を備え、
前記ヘッド側オイルリターン通路の内周面は、オイルに対する濡れ性を前記ヘッド側オイルリターン通路の流路方向に変化させて、前記内周面を伝って流れるオイルの流れを促進する濡れ性変化部を有しているエンジンのオイル通路構造。

【請求項2】

前記濡れ性変化部は、前記ヘッド側オイルリターン通路の前記内周面に親油性が前記ヘッド側オイルリターン通路の上流部から下流部側に向けて高くなるように形成された複数の凹部を備える
請求項１に記載のエンジンのオイル通路構造。

【請求項3】

前記シリンダヘッドは、金属材料によって形成され、
前記複数の凹部は、前記ヘッド側オイルリターン通路の上流部から下流部側に向けて深さが深く形成された
請求項２に記載のエンジンのオイル通路構造。

【請求項4】

前記ヘッド側オイルリターン通路の前記内周面には、フッ素樹脂材料からなる層が設けられており、
前記複数の凹部は、前記ヘッド側オイルリターン通路の上流部から下流部側に向けて深さが浅く形成された
請求項２に記載のエンジンのオイル通路構造。

【請求項5】

前記シリンダヘッドは、金属材料によって形成され、
前記複数の凹部は、前記ヘッド側オイルリターン通路の上流部から下流部側に向けて幅が大きく形成された
請求項２又は請求項３に記載のエンジンのオイル通路構造。

【請求項6】

前記ヘッド側オイルリターン通路の前記内周面には、フッ素樹脂材料からなる層が設けられており、
前記複数の凹部は、前記ヘッド側オイルリターン通路の上流部から下流部側に向けて幅が大きく形成された
請求項２又は請求項５に記載のエンジンのオイル通路構造。

【請求項7】

前記ヘッド側オイルリターン通路は、前記シリンダヘッドの排気側に設けられている
請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のエンジンのオイル通路構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、自動車等の車両に搭載されるエンジンのオイル通路構造に関する。

【背景技術】

【0002】

車両に搭載されるエンジンは、一般に、エンジンのシリンダブロックの下側に設けられたオイルパン内に貯留されているオイルが、オイルポンプによって吸い出され、例えば、シリンダ、ピストン、カム等のエンジンの被潤滑部に供給されるように構成されている。

【0003】

被潤滑部に供給されたオイルは、被潤滑部を潤滑すると共に、被潤滑部から摩擦熱等の熱を受熱して、エンジン本体に設けられたオイルリターン通路を介してオイルパンに戻される。

【0004】

被潤滑部に供給されたオイルは、被潤滑部の温度に応じて被潤滑部から受熱して温度が上昇する場合がある。この場合、オイルの温度上昇によってオイルの粘度が下がって潤滑性が低下するため、オイルを冷却することが好ましい。

【0005】

特許文献１には、複数のシリンダを備えたシリンダブロックと、シリンダブロックの上面に配置されてピストンと共に燃焼室を形成するシリンダヘッドと、に形成されたエンジンのオイルリターン通路構造が開示されている。前記オイルリターン通路は、シリンダヘッドとシリンダブロックにそれぞれ形成されると共に互いに連通されたヘッド側リターン通路とブロック側リターン通路とを備える。

【0006】

前記シリンダブロックのシリンダの径方向外側には、シリンダを冷却するための冷却水を循環させるためのウォータジャケットがシリンダの外周を取り囲むように設けられている。前記ブロック側リターン通路は、ウォータジャケットのシリンダ径方向外側に設けられて、上下方向に延びている。ブロック側リターン通路のウォータジャケット側の内側面には、複数のフィンが設けられており、ウォータジャケット内を流れる冷却水を利用してオイルリターン通路を通過するオイルの放熱を促進させてオイルの昇温が抑制されるようになっている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【文献】特開２０１９－１４８２２７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

燃費の向上を目的に通常の粘度を備えたオイルよりも上限温度が低い低粘度オイルを採用する場合や、コスト及び部品点数の削減を目的にオイルクーラを廃止する場合、オイル自体の温度上昇の抑制がさらに求められている。

【0009】

本発明は、オイルの温度上昇を抑制可能なエンジンのオイル通路構造を提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明は、エンジン本体のシリンダブロックの下方に配置されたオイルパンに貯留されたオイルを、オイルポンプによって輸送して被潤滑部に供給した後に前記オイルパンに戻って循環するエンジンのオイル通路構造であって、前記エンジン本体のシリンダヘッドに設けられて、前記シリンダヘッド側から前記オイルパンへとオイルを戻すためのヘッド側オイルリターン通路を備え、
前記ヘッド側オイルリターン通路の内周面は、オイルに対する濡れ性を前記ヘッド側オイルリターン通路の流路方向に変化させて、前記内周面を伝って流れるオイルの流れを促進する濡れ性変化部を有しているエンジンのオイル通路構造を提供する。

【0011】

本発明によれば、濡れ性変化部によって、ヘッド側オイルリターン通路においてオイルに対する濡れ性をヘッド側オイルリターン通路の流路方向に変化させることができる。ヘッド側オイルリターン通路の上流側から下流側に向けてオイルを移動させてヘッド側オイルリターン通路の下流側に向かって流れるオイルの流れを促進することができ、ヘッド側オイルリターン通路内におけるオイルの滞留時間を削減できる。

【0012】

ヘッド側オイルリターン通路が形成されたシリンダヘッドが、排気ガスによって暖められた場合においても、ヘッド側オイルリターン通路内におけるオイルの滞留時間を削減でき、オイルがシリンダヘッドから受熱することが抑制され、オイルの昇温を低減することができる。

【0013】

前記濡れ性変化部は、前記ヘッド側オイルリターン通路の前記内周面に親油性が前記ヘッド側オイルリターン通路の上流部から下流部側に向けて高くなるように形成された複数の凹部を備えてもよい。

【0014】

本構成により、濡れ性変化部には、ヘッド側オイルリターン通路の内周面に複数の凹部が形成されるので、複数の凹部の形成による比較的簡単な構成によって、親油性をヘッド側オイルリターン通路の上流側から下流側に向けて高くしてヘッド側オイルリターン通路の上流側から下流側に向けてオイルを移動させてヘッド側オイルリターン通路の下流側にオイルを案内することができ、ヘッド側オイルリターン通路内におけるオイルの滞留時間を削減できる。

【0015】

前記シリンダヘッドは、金属材料によって形成され、前記複数の凹部は、前記ヘッド側オイルリターン通路の上流部から下流部側に向けて深さが深く形成されてもよい。

【0016】

本構成により、ヘッド側オイルリターン通路の内周面にヘッド側オイルリターン通路の上流側から下流側に向けて深さが深く形成される複数の凹部によって、親油性をヘッド側オイルリターン通路の上流側から下流側に向けて高くすることができる。

【0017】

前記ヘッド側オイルリターン通路の前記内周面には、フッ素樹脂材料からなる層が設けられており、前記複数の凹部は、前記ヘッド側オイルリターン通路の上流部から下流部側に向けて深さが浅く形成されてもよい。

【0018】

本構成により、ヘッド側オイルリターン通路の内周面にヘッド側オイルリターン通路の上流側から下流側に向けて深さが浅く形成される複数の凹部によって、親油性をヘッド側オイルリターン通路の上流側から下流側に向けて高くすることができる。

【0019】

前記シリンダヘッドは、金属材料によって形成され、前記複数の凹部は、前記ヘッド側オイルリターン通路の上流部から下流部側に向けて幅が大きく形成されてもよい。

【0020】

本構成により、ヘッド側オイルリターン通路の内周面にヘッド側オイルリターン通路の上流側から下流側に向けて幅が大きく形成される複数の溝部によって、親油性をヘッド側オイルリターン通路の上流側から下流側に向けてさらに高くすることができる。

【0021】

前記ヘッド側オイルリターン通路の内周面には、フッ素樹脂材料からなる層が設けられており、前記複数の凹部は、前記ヘッド側オイルリターン通路の上流部から下流部側に向けて幅が大きく形成されてもよい。

【0022】

本構成により、ヘッド側オイルリターン通路の内周面にヘッド側オイルリターン通路の上流側から下流側に向けて幅が大きく形成される複数の凹部によって、親油性をヘッド側オイルリターン通路の上流側から下流側に向けてさらに高くすることができる。

【0023】

前記ヘッド側オイルリターン通路は、前記シリンダヘッドの排気側に設けられてもよい。

【0024】

本構成により、ヘッド側オイルリターン通路を形成するエンジン本体が、排気ガスによって暖められた場合においても、ヘッド側オイルリターン通路内におけるオイルの滞留時間を削減でき、オイルがシリンダヘッドから受熱することが抑制され、オイルの昇温を低減することができる。

【発明の効果】

【0025】

本発明にかかるエンジンのオイル通路構造によれば、オイルの温度上昇を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0026】

【図1】本発明の実施形態に係るエンジンの構成を示す概略図である。

【図2】図１におけるＩＩ－ＩＩ線に沿ったシリンダヘッドの断面図である。

【図3】図１におけるＩＩＩ－ＩＩＩ線に沿ったシリンダブロックの断面図である。

【図4】本発明の実施形態に係るエンジンのオイル通路を示す断面図である。

【図5】本発明の実施形態に係るエンジンのオイル供給通路を示す概略図である。

【図6】本発明の実施形態に係るエンジンのオイル通路を示す他の断面図である。

【図7】図４における矢印ＶＩＩで示すヘッド側オイルリターン通路の模式的断面図である。

【図8】オイルに対する濡れ性を説明するための説明図である。

【図9】図７に示すヘッド側オイルリターン通路の変形例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0027】

以下、本発明の実施形態について添付図面を参照しながら説明する。

【0028】

本発明の実施形態に係るオイル通路構造は、エンジン１に適用されている。図１に示すように、本発明の実施形態に係るエンジン１は、自動車等の車両に搭載され、クランク軸６ａが前後方向に延びるいわゆる縦置き式のエンジン１である。エンジン１は、エンジン本体１０を備え、エンジン本体１０は、シリンダ２が形成されたシリンダブロック３と、シリンダ２上に配設されるシリンダヘッド４とを備える。

【0029】

シリンダ２内には、ピストン５が往復動可能に配置されている。ピストン５は、シリンダブロック３の下部に回転自在に支持されたクランクシャフト６にコンロッド７を介して連結され、ピストン５の往復運動がクランクシャフト６の回転運動に変換されるようになっている。

【0030】

シリンダヘッド４は、例えばアルミニウム合金等の金属材料で形成されている。シリンダヘッド４には、吸気ポート１５及び排気ポート１６が形成されている。各シリンダ２に２つの吸気ポート１５及び排気ポート１６が設けられ、２つの吸気ポート１５及び排気ポート１６はそれぞれ、シリンダ２の中心軸２ａと直交するクランク軸６ａの軸方向に離間して設けられている。

【0031】

吸気ポート１５には、空気を燃焼室８に供給する吸気通路（図示せず）が接続され、排気ポート１６には、燃焼室８から燃焼ガスである排気ガスを排出する排気通路（図示せず）が接続されている。排気通路には、排気装置としての排気ガスを浄化する触媒を備えた触媒装置１１及び排気管１２が接続されている。触媒装置１１とエンジン１は、車体幅方向に並んで配置されている。

【0032】

シリンダヘッド４の上部には、仮想線で示すように、吸気ポート１５及び排気ポート１６をそれぞれ開閉する吸気弁及び排気弁が配設されている。吸気弁は、クランクシャフト６に駆動連結された吸気カムシャフト１７によって所定のタイミングで吸気ポート１５を開閉し、吸気行程において空気を燃焼室８に供給するようになっている。排気弁は、クランクシャフト６に駆動連結された排気カムシャフト１８によって所定のタイミングで排気ポート１６を開閉し、排気行程において燃焼室８から排気ガスを排出するようになっている。

【0033】

シリンダヘッド４の内部には、冷却水が循環するヘッド側ウォータジャケット１４が形成されている。ヘッド側ウォータジャケット１４は、燃焼室８の上方で、図１に示されている断面では、吸気ポート１５と排気ポート１６の間に設けられている。ヘッド側ウォータジャケット１４は、各燃焼室８の上方を取り囲むように形成されている。シリンダヘッド４は、シリンダヘッド４の上下方向の略中央部付近で、ヘッド側ウォータジャケット１４の上方にデッキ面４ａを有する。

【0034】

図２に示すように、シリンダヘッド４は、気筒方向に延びて平面視で矩形状を有する。デッキ面４ａには、シリンダ２毎に点火プラグ（図示せず）を装着するためのボス部５１が設けられている。デッキ面４ａには、ボス部５１を挟んで吸気側及び排気側にはそれぞれ吸気用ボス部５２と排気用ボス部５３が設けられている。吸気用ボス部５２には吸気弁が配置され、排気用ボス部５３には排気弁が配置されている。

【0035】

デッキ面４ａには、シリンダヘッド４をシリンダブロック３に取り付けるためのヘッドボルト（図示せず）を挿通するヘッドボルト挿通穴５４ａが気筒ごとにシリンダ２を囲むように複数設けられている。デッキ面４ａには、後述のヘッド側リターン通路４２，４６が、ヘッドボルト挿通穴５４ａの反クランク軸側の側壁側に設けられている。

【0036】

図１に示すように、シリンダヘッド４は、デッキ面４ａのクランク軸に直交する幅方向の両側部から外側に向かって上方に延びる吸気側傾斜面４ｂ及び排気側傾斜面４ｃと、デッキ面４ａのクランク軸の一端側と他端側から立ち上がる前面部４ｄと後面部４ｅとを有する（図２参照）。前面部４ｄ及び後面部４ｅには、吸気カムシャフト１７及び排気カムシャフト１８を配置するための凹部が設けられている。

【0037】

図１に示すように、排気側傾斜面４ｃは、シリンダヘッド２の側壁部の内面の一部を構成し、触媒装置１１に隣接しているため、触媒装置１１の排気ガスによって排気側傾斜面４ｃは、デッキ面４ａに比べて高温となる。デッキ面４ａの幅方向の中央部は、ヘッド側ウォータジャケット１４の上方に位置しており、デッキ面４ａの中央部がデッキ面４ａの両側部に比べて冷却される。

【0038】

図３に示すように、シリンダブロック３の上側には、冷却水が流通する冷却部としてのシリンダ側ウォータジャケット１３がシリンダ２の径方向外側でシリンダ２を取り囲むように設けられている。シリンダ側ウォータジャケット１３は、シリンダ列のシリンダ２の径方向外側を囲う閉ループ構造を有している。シリンダ側ウォータジャケット１３は、上向きに開口するように形成されている。

【0039】

シリンダ側ウォータジャケット１３のうちクランク軸６ａの軸線方向を挟んで両側に位置した部分は、シリンダ２を部分的に囲う複数の弧状部１３ａと、シリンダ２間に向かって入り込んだ複数の凹部１３ｂを有する。シリンダ側ウォータジャケット１３は、気筒列の軸方向の両側の部分では、弧状部１３ａと凹部１３ｂとが交互に連続して配置されている。気筒列の前後の端部においては、弧状部１３ａ同士を連結すると共にシリンダ２の前後端部を囲う前端部１３ｃ及び後端部１３ｃがそれぞれ配置されている。

【0040】

シリンダブロック３の気筒列を挟んだ両側には、シリンダヘッド４を固定するためのヘッドボルトをねじ込むための複数のねじ穴５４ｂが設けられている。各ねじ穴５４ｂは、平面視でシリンダ側ウォータジャケット１３の凹部１３ｂ、前端部１３ｃ、及び、後端部１３ｃの外側に配置されている。

【0041】

図４に示すように、シリンダブロック３は、上側に位置するシリンダブロックアッパ３ａとシリンダブロックアッパ３ａの下方に配置されるシリンダブロックロア３ｂとを有し、シリンダ側ウォータジャケット１３は、シリンダブロックアッパ３ａの上側の領域に設けられている。シリンダ側ウォータジャケット１３は、シリンダブロック３の上端から下方に向かって後述のメインギャラリ３７ａの上方近傍まで延びる深さで形成されている。

【0042】

本実施形態において、シリンダブロックロア３ｂの下端には、ピストン５、クランクシャフト６、カムシャフト１７，１８等の被潤滑部を潤滑するためのオイルを貯留するためのオイルパン３０が配置されている。

【0043】

本実施形態では、エンジン１は、図１に示すように、シリンダ２の中心軸２ａが垂直方向から１０度などの所定角度θ１排気側に傾斜した方向に延びるように配置された状態で車体フレームに支持されて車両に搭載されている。

【0044】

図１、図４～図６に示すように、エンジン１には、被潤滑部（ピストン５、クランクシャフト６、カムシャフト１７，１８等）を潤滑するオイルをエンジン１内で循環させるオイル通路２０が備えられている。オイル通路２０は、被潤滑部にオイルを供給するオイル供給通路２１と、被潤滑部に供給したオイルをオイルパンに戻すためのオイルリターン通路２２とを有する。

【0045】

図５に示すように、オイル供給通路２１は、オイルパン３０に貯留されているオイルを吸い上げるオイルポンプ３１と、オイルポンプ３１から吐出されるオイルを濾過するオイルフィルタ３２と、オイルポンプ３１から吐出されるオイルを冷却するオイルクーラ３３と、エンジン本体１０に設けられた供給油路３５とを備える。

【0046】

供給油路３５は、オイルパン３０側に設けられた第１供給油路３６と、シリンダブロック３に設けられた第２供給油路３７と、シリンダヘッド４に設けられた第３供給油路３８と、第１供給油路３６と第２供給油路３７とを連通させる第１連通油路３９と、第２供給油路３７と第３供給油路３８とを連通させる第２連通油路４０とを備える。

【0047】

図１及び図５に示すように、オイルポンプ３１は、クランクシャフト６により駆動され、オイルポンプ３１から吐出されたオイルは、第１供給油路３６を通ってオイルフィルタ３２へ流入して濾過された後、オイルクーラ３３へ流入して冷却される。オイルクーラ３３で冷却されたオイルは、第１連通油路３９を通ってシリンダブロック３の第２供給油路３７に供給される。

【0048】

図１、図４及び図５に示すように、第１供給油路３６は、オイルパン３０内に設けられると共にオイルポンプ３１とオイルフィルタ３２とを接続する油路３６ａと、オイルパン３０の排気側の側面に隣接して設けられると共にオイルフィルタ３２とオイルクーラ３３とを接続する油路３６ｂと、オイルクーラ３３から上方に延びると共にシリンダブロック３に設けられた第１連通油路３９に接続される３６ｃとを備える。

【0049】

図４及び図５に示すように、第１連通油路３９は、シリンダブロックロア３ｂに設けられると共に排気側に開口してシリンダ２の径方向（エンジン本体１０の幅方向）に延びる油路３９ａと、油路３９ａの径方向内側の端部から上方に延びてシリンダブロックロア３ｂを上方に開口する油路３９ｂと、シリンダブロックアッパ３ａに設けられると共に油路３９ｂに連通させて上方に延びる油路３９ｃとを備える。

【0050】

第２供給油路３７は、油路３９ｃが接続されると共に気筒列方向に延びるメインギャラリ３７ａと、メインギャラリ３７ａから分岐してクランク軸６ａ側に向かって下方に延びてクランクシャフト６の被潤滑部にオイルを供給するための複数の分岐油路３７ｂとを備える。

【0051】

メインギャラリ３７ａは、シリンダブロック３の気筒列方向に直交する幅方向においてシリンダブロック３の排気側の位置であってシリンダ２の下端部近傍に位置している。複数の分岐油路３７ｂのそれぞれの下流端は、シリンダブロック３のクランク軸６ａに向かって開口している。

【0052】

図５及び図６に示すように、第２供給油路３７は、メインギャラリ３７ａの一方側の端部から分岐して幅方向に延びて第２連通油路４０に連通する油路３７ｃをさらに備える。

【0053】

第２連通油路４０は、シリンダブロックアッパ３ａに設けられると共に油路３７ｃのメインギャラリ３７ａ側の端部から上方に延びる油路４０ａと、シリンダヘッド４に設けられて油路４０ａに連通すると共に上方に延びる油路４０ｂとを備える。

【0054】

第３供給油路３８は、油路４０ｂの上端から幅方向両側に延びる油路３８ａと、油路３８ａの排気側と吸気側から上方に延びる一対の油路３８ｂと、油路３８ｂから気筒列方向に延びるヘッド側ギャラリ３８ｃとを備える。ヘッド側ギャラリ３８ｃは、ヘッド側ギャラリ３８ｃからカムシャフト１７，１８の吸気側及び排気側それぞれのカムジャーナル等にオイルを供給するように形成された複数の分岐油路３８ｄを備える。

【0055】

なお、オイル供給通路２１は、上述の構成以外にも、例えば、ピストンを冷却するためのオイルジェット等にオイルを供給するように形成されている。

【0056】

図４に示すように、オイル供給通路２１を介してエンジン１の被潤滑部としてのカムシャフト１７，１８に供給されたオイルは、シリンダヘッド４の吸気側及び排気側傾斜面４ｂ，４ｃ及びデッキ面４ａに滴下され（矢印a）、デッキ面４ａに設けられたオイルリターン通路２２を構成するヘッド側リターン通路４２，４６を通ってオイルパン３０に戻される。

【0057】

エンジン１の車体搭載状態において、デッキ面４ａは、水平面２ｂに対して排気側が吸気側よりも下方となるように傾斜している。よって、デッキ面４ａに滴下したオイルは、排気側のヘッド側リターン通路４２に案内されやすくなっている。

【0058】

オイルリターン通路２２は、被潤滑部としてのカムシャフト１７，１８に供給されたオイルが排気ポート１６側と吸気ポート１５側に分かれて流れる複数の排気側リターン通路４１及び吸気側リターン通路４５とを備える。排気側リターン通路４１及び吸気側リターン通路４５は、シリンダヘッド４に設けられたヘッド側リターン通路４２，４６と、シリンダブロック３に設けられたブロック側リターン通路４３，４７とを備える。排気側リターン通路４１と吸気側リターン通路４５とは、同様の構成を備えるため、排気側リターン通路４１について説明する。

【0059】

ヘッド側リターン通路４２は、平面視で略円形状に形成されて上下方向に延びている。ヘッド側リターン通路４２は、シリンダヘッド４の排気側に複数備えられると共にブロック側リターン通路４３に連通されるようになっている。ヘッド側リターン通路４２は、各シリンダ２間で、各シリンダ２と気筒列方向にずれた位置に配置されている。

【0060】

ブロック側リターン通路４３は、平面視で略円形状に形成されて上下方向に延びている。ブロック側リターン通路４３は、シリンダブロックアッパ３ａの上端から下端にかけて上下方向に延びるアッパ側通路リターン４３ａ，４３ｂと、シリンダブロックロア３ｂの上端から下方に延びてオイルパン３０に開口するロア側リターン通路４３ｆを備えている。

【0061】

アッパ側リターン通路４３ａ，４３ｂは、シリンダブロックアッパ３ａの上側に位置する上側リターン通路４３ａと、シリンダブロックアッパ３ａの下側に位置する下側リターン通路４３ｂとを備える。

【0062】

上側リターン通路４３ａは、図３及び図４に示すように、シリンダ側ウォータジャケット１３に隣接すると共に、シリンダ側ウォータジャケット１３に沿って設けられている。上側リターン通路４３ａは、シリンダブロック３の上端からシリンダ側ウォータジャケット１３の下端近傍まで延びている。上側リターン通路４３ａは、シリンダ側ウォータジャケット１３と略同じ程度の深さで形成されている。

【0063】

上側リターン通路４３ａは、シリンダ側ウォータジャケット１３の弧状部１３ａ間で、シリンダ２間に入り込んだ凹部１３ｂの外側に位置している。上側リターン通路４３ａは、シリンダ２間で、各シリンダ２の中心軸２ａと気筒列方向位置がオフセットしている。

【0064】

下側リターン通路４３ｂは、オイル供給通路２１の第１連通油路３９の油路３９ｃの外側に隣接すると共に、油路３９ｃに沿って設けられている。下側リターン通路４３ｂは、メインギャラリ３７ａの近傍からシリンダブロックアッパ３ａの下端まで延びている。

【0065】

上側リターン通路４３ａと下側リターン通路４３ｂとは、気筒列方向に直交する幅方向位置がオフセットしており、下側リターン通路４３ｂは、上側リターン通路４３ａよりもエンジン本体１０の外壁側に配置されている。上側リターン通路４３ａと下側リターン通路４３ｂとの間には、上側リターン通路４３ａと下側リターン通路４３ｂとを連通させるための径方向通路４３ｃが設けられている。

【0066】

径方向通路４３ｃは、略円形状を有し、シリンダブロック３の外壁部からシリンダ側ウォータジャケット１３の下方側に向かって、上側リターン通路４３ａ及び下側リターン通路４３ｂに直交する方向に延びている。上側リターン通路４３ａの下端部が径方向通路４３ｃに連通され、下側リターン通路４３ｂの上端部が径方向通路４３ｃに連通されることで、上側リターン通路４３ａと下側リターン通路４３ｂが径方向通路４３ｃを介して連通されている。

【0067】

ロア側通路４３ｆは、シリンダブロックロア３ｂの上端から下端に向かって上下方向に延びている。ロア側通路４３ｆは、下側リターン通路４３ｂに連通すると共に、オイルパン３０に開口するように形成されている。

【0068】

エンジン１の運転が開始されると、クランクシャフト６の回転に伴ってオイルポンプ３１が駆動される。そして、図５に矢印で示すように、オイルポンプ３１は、オイルパン３０に貯留されているオイルをオイルポンプ３１の吸込口３１ａから吸入し、吸入されたオイルを、第１供給油路３６、第１連通油路３９、第２供給油路３７、第２連通油路４０、第３供給油路３８を順次経由して、エンジン本体１０内の被潤滑部に供給する。

【0069】

このようにして被潤滑部に供給されたオイルは、オイル供給通路２１を介して被潤滑部を潤滑すると共に、被潤滑部の動作時に生じる摩擦熱等の熱を吸収した後にオイルリターン通路２２を介してオイルパン３０に戻される。

【0070】

オイルリターン通路２２に流入するオイルは、被潤滑部の動作時に生じる摩擦熱等の熱を吸収することで温められているため、ヘッド側ウォータジャケット１４の上方を含む位置に設けられたデッキ面４ａ、及び、シリンダ側ウォータジャケット１３に隣接して設けられた上側リターン通路４３ａでオイルの熱を放熱することで冷却されて、オイルパン３０に戻される。

【0071】

図７は、図４に示すヘッド側リターン通路の断面図である。図７には、本発明の実施形態におけるオイルリターン通路の模式的断面図が示されている。図７に示すように、ヘッド側リターン通路４２は、エンジン１の排気側の外壁部に隣接して設けられている。このため、ヘッド側リターン通路４２を通過するオイルは、触媒装置１１によって受熱したシリンダヘッド４の外壁部からの受熱によって昇温しやすい。これに対し、本実施形態では、親油性がヘッド側リターン通路４２の上流側から下流側に向けて高くなるようにオイルに対する濡れ性をヘッド側リターン通路４２の流路方向に変化させることで、ヘッド側リターン通路４２を流れるオイルをヘッド側リターン通路４２から流出しやすくすることで、ヘッド側リターン通路４２におけるオイルの昇温を抑制させる。

【0072】

図７に示すようにヘッド側リターン通路４２には、親油性がヘッド側リターン通路の上流側から下流側に向けて高くなるようにオイルに対する濡れ性がヘッド側リターン通路４２の流路方向に変化された濡れ性変化部６０が設けられている。

【0073】

濡れ性変化部６０は、ヘッド側リターン通路４２の内周面４２ａに親油性がヘッド側リターン通路４２の上流側から下流側に向けて高くなるように形成された複数の凹部としての複数の溝部６１を備えている。複数の溝部６１はそれぞれ、ヘッド側リターン通路４２の周方向全体に亘ってヘッド側リターン通路４２の周方向に延びるように形成され、複数の溝部６１は、ヘッド側リターン通路４２の上流側から下流側にそれぞれ離間して形成されている。

【0074】

複数の溝部６１はそれぞれ、所定幅Ｗ１を有すると共に所定深さＤ１を有するＵ字状に形成されている。複数の溝部６１の幅Ｗ１は、同一に設定され、複数の溝部６１の深さＤ１は、ヘッド側リターン通路４２の上流側から下流側に向って深くなるように設定されている。

【0075】

このように、複数の溝部６１は、深さＤ１がヘッド側リターン通路４２の上流側から下流側に向かって深くなるように形成され、これにより、親油性がヘッド側リターン通路４２の上流側から下流側に向けて高くなるように形成されている。図６では、図を見やすくするために溝部６１を拡大して示しているが、溝部６１は、例えば幅及び深さが数μｍ～数十μｍの範囲内で形成される微細な溝部である。

【0076】

図８は、オイルに対する濡れ性を説明するための説明図である。図８（ａ）は、オイル１００が壁面１０１に付着した状態を示し、図８（ｂ）は、オイル１００が壁面１０１に設けられた溝部１０２に侵入した状態を示している。図８では、溝部１０２の幅をＷとし、溝部１０２の深さをＤとし、溝部１０２の開口面積をａ１とし、溝部１０２の面積をａ２として示している。

【0077】

オイル１００が図８（ａ）に示す状態から図８（ｂ）に示す状態に変形し、オイル１００が新しい表面を作るときに必要なエネルギーをＥ１とすると、エネルギーＥ１は、次式：Ｅ１＝Ｅｓｕｒｆ×（ａ２－ａ１）によって表すことができる。ここで、Ｅｓｕｒｆはオイル１００の表面自由エネルギーを示している。

【0078】

また、オイル１００が図８（ｂ）に示す状態から図８（ａ）に示す状態に変形し、オイル１００を壁面１０１、具体的には溝部１０２の壁面１０１から引き剥がすときに必要なエネルギーをＥ２とすると、エネルギーＥ２は、次式：Ｅ２＝Ｅｉｎｔｅｒｆａｃｅ×ａ２によって表すことができる。ここで、Ｅｉｎｔｅｒｆａｃｅはオイル１００の界面相互作用エネルギーを示している。

【0079】

壁面１０１に対するオイル１００の親油性の度合いである親油度は（Ｅ２－Ｅ１）で表すことができ、Ｅ１＜Ｅ２の場合には図８（ｂ）に示すようにオイル１００が壁面１０１の溝部１０２に侵入した状態が安定し（親油）、エネルギーＥ１とエネルギーＥ２との差（Ｅ２－Ｅ１）が大きいほど親油度が高くなる。Ｅ１＞Ｅ２の場合には図８（ａ）に示すようにオイル１００が壁面１０１に付着した状態が安定する（撥油）。

【0080】

親油度（Ｅ２－Ｅ１）は、（Ｅｉｎｔｅｒｆａｃｅ－Ｅｓｕｒｆ）×ａ２＋Ｅｓｕｒｆ×ａ１として表され、溝部１０２が次式：Ｅｉｎｔｅｒｆａｃｅ＞Ｅｓｕｒｆである金属材料によって形成される場合、溝部１０２の深さＤを大きくすると溝部１０２の面積ａ２が大きくなることから、親油度が高くなって親油性が高くなる。

【0081】

一方、溝部１０２が、次式：Ｅｉｎｔｅｒｆａｃｅ＜Ｅｓｕｒｆであるフッ素樹脂材料によって形成される場合、溝部１０２の深さＤを大きくすると溝部１０２の面積ａ２が大きくなることから、親油度が低くなって親油性が低くなり撥油性が高くなる。

【0082】

また、溝部１０２の幅Ｗを大きくすると溝部１０２の面積ａ２と溝部１０２の開口面積ａ１との差が小さくなってエネルギーＥ１が小さくなることから、溝部１０２が金属材料又はフッ素樹脂材料のいずれの材料によって形成される場合についても、親油度が高くなって親油性が高くなる。

【0083】

図７に示すヘッド側リターン通路４２では、複数の溝部６１は、深さＤ１がヘッド側リターン通路４２の上流側から下流側に向かって深くなるように形成され、親油性がヘッド側リターン通路４２の上流側から下流側に向けて高くなるように形成されている。

【0084】

このように、親油性がヘッド側リターン通路４２の上流側から下流側に向けて高くなるようにオイルに対する濡れ性を変化させることで、ヘッド側リターン通路４２の上流側から下流側に向けてオイルを移動させてヘッド側リターン通路４２の下流側にオイルを案内することができ、ヘッド側リターン通４２路内におけるオイルの滞留時間を削減できる。

【0085】

ヘッド側リターン通路４２が形成されたエンジン本体１０が、触媒装置１１の排気ガス等によって温められた場合においても、ヘッド側リターン通路４２内におけるオイルの滞留時間を削減でき、オイルがエンジン本体１０から受熱することが抑制され、オイルの昇温を低減することができる。

【0086】

濡れ性変化部６０には、ヘッド側リターン通路４２の内周面に複数の凹部としての溝部６１が形成されるので、複数の凹部６１の形成による比較的簡単な構成によって、濡れ性変化部６０を形成することができる。

【0087】

図９は、図３に示すヘッド側リターン通路４２の変形例を示す断面図である。図９に示すヘッド側リターン通路４２の内周面４２ａには、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）などのフッ素樹脂からなる層４２ｂが設けられている。フッ素樹脂からなる層４２ｂは、例えば厚さが数百μｍで形成される。フッ素樹脂からなる層４２ｂは、撥油性を有している。

【0088】

図９に示すヘッド側リターン通路４２についても、図７に示すヘッド側リターン通路４２と同様に、親油性がヘッド側リターン通路４２の上流側から下流側に向けて高くなるようにオイルに対する濡れ性がヘッド側リターン通路４２の流路方向に変化された濡れ性変化部７０が設けられている。ヘッド側リターン通路４２のフッ素樹脂からなる層４２ｂの内周面４２ｃに、撥油性が低くなる、すなわち親油性が高くなる親油性が上流側から下流側に向けて高くなるように形成された複数の溝部７１を備える濡れ性変化部７０を備えてもよい。

【0089】

フッ素樹脂からなる層４２ｂの内周面４２ｃに形成された複数の溝部７２はそれぞれ、ヘッド側リターン通路４２の周方向全体に亘ってヘッド側リターン通路４２の周方向に延びるように形成され、複数の溝部７１は、ヘッド側リターン通路４２の上端側から下端側にそれぞれ離間して形成されている。

【0090】

複数の溝部７１はそれぞれ、所定幅Ｗ２を有すると共に所定深さＤ２を有するＵ字状に形成されている。複数の溝部７１の幅Ｗ２は、同一に設定され、複数の溝部７１の深さＤ２は、ヘッド側リターン通路４２の上流側から下流側に向って浅くなるように設定されている。

【0091】

複数の溝部７１は、深さＤ２がヘッド側リターン通路４２の上流側から下流側に向かって浅くなるように形成され、これにより、親油性がヘッド側リターン通路４２の上流側から下流側に向けて高くなるように形成されている。

【0092】

このように、親油性がヘッド側リターン通路４２の上流側から下流側に向けて高くなるようにオイルに対する濡れ性を変化させることで、ヘッド側リターン通路４２の上流側から下流側に向けてオイルを移動させてヘッド側リターン通路４２の下流側にオイルを案内することができ、ヘッド側リターン通路４２内におけるオイルの滞留時間を削減できる。

【0093】

本実施形態では、ヘッド側リターン通路４２に形成される複数の溝部６１は、幅Ｗ１が同一に設定されて深さＤ１がヘッド側リターン通路４２の上流側から下流側に向かって深くなるように形成されているが、深さＤ１を一定に設定しつつ、幅Ｗ１がヘッド側リターン通路４２の上流側から下流側に向けて大きく形成されてもよい。

【0094】

本実施形態では、ヘッド側リターン通路４２において、フッ素樹脂からなる層４２ｂの内周面４２ｃに形成された複数の溝部７１は、幅Ｗ２が同一に設定されて深さＤ２がヘッド側リターン通路４２の上流側から下流側に向かって浅くなるように形成されているが、深さＤ２を一定に設定しつつ、幅Ｗ２がヘッド側リターン通路４２の上流側から下流側に向けて大きく形成されてもよい。

【0095】

本実施形態では、複数の溝部６１，７１は、断面Ｕ字状に形成されているが、断面矩形状、三角形状などの他の断面形状に形成することも可能である。複数の溝部６１，７１は、ヘッド側リターン通路４２の周方向全体に亘ってヘッド側リターン通路４２の周方向に延びるように形成されているが、ヘッド側リターン通路４２の周方向の一部、例えば、排気側にのみヘッド側リターン通路４２の周方向に延びるように形成するようにしてもよい。

【0096】

本実施形態では、ヘッド側リターン通路４２に形成される複数の溝部６１は、幅Ｗ１が同一に設定されて深さＤ１がヘッド側リターン通路４２の上流側から下流側に向かって深くなるように形成されているが、深さＤ１の変化に加えて、幅Ｗ１がヘッド側リターン通路４２の上流側から下流側に向けて大きく形成されてもよい。これにより、ヘッド側リターン通路４２の上流側から下流側に向かって、より親油性が高められる。

【0097】

本実施形態では、ヘッド側リターン通路４２において、フッ素樹脂からなる層４２ｂの内周面４２ｃに形成された複数の溝部７１は、幅Ｗ２が同一に設定されて深さＤ２がヘッド側リターン通路４２の上流側から下流側に向かって浅くなるように形成されているが、深さＤ２の変化に加えて、幅Ｗ２がヘッド側リターン通路４２の上流側から下流側に向けて大きく形成されてもよい。これにより、ヘッド側リターン通路４２の上流側から下流側に向かって、より親油性が高められる。

【0098】

本実施形態では、ヘッド側リターン通路４２の濡れ性変化部６０，７０に設けられた複数の凹部が複数の溝部６１，７１によって形成されているが、複数の凹部はヘッド側リターン通路４２の内周面に周方向に並べて配置された複数のディンプル列を流路方向に並べて配置することで形成されてもよい。ディンプル列は、例えば、平面視で円形状に形成され、その断面がヘッド側リターン通路４２の径方向外側に凹となる円弧状を有する複数のディンプルを周方向に沿って並べて配置したものであってもよい。周方向に並ぶディンプル列を構成する複数のディンプルは、同じ深さ及び幅としての直径で形成されている。流路方向に並べて配置されたディンプル列の深さ及び幅としての直径は、複数の溝部６１，７１同様に、親油性が流路方向に変化するように設定されてもよい。これにより、ヘッド側リターン通路４２の上流側から下流側に向かって親油性が高められる。

【0099】

本発明は、例示された実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の改良及び設計上の変更が可能である。

【産業上の利用可能性】

【0100】

以上のように、本発明によれば、オイルの温度上昇を抑制可能なエンジンのオイル通路構造を提供することができるので、エンジンの製造産業分野において好適に利用される可能性がある。

【符号の説明】

【0101】

１ エンジン
３ シリンダブロック
１０ エンジン本体
１１ 排気装置
２０ オイル通路
３０ オイルパン
３１ オイルポンプ
４２ ヘッド側リターン通路
４２ａ 内周面
６０ 濡れ性変化部
６１ 複数の溝部（複数の凹部）
Ｄ１ 深さ
Ｗ１ 幅

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】