JP2010265838A - バッフル部材 - Google Patents

Abstract

【課題】クランク室とオイルパンとの間の通気性を確保することができ、内燃機関の駆動損失の増大を抑制することが可能なバッフル部材を提供する。
【解決手段】バッフル部材３０は、ピストン１４がコネクティングロッド１５を介して連結されたクランクシャフト１６を収納するクランク室１３と、潤滑油を貯留するオイルパン２０とを備えた内燃機関１０において、クランクシャフトの下方に配設されている。バッフル部材３０は、オイルパン２０の油面２１の略全面にわたって配置され、比重が潤滑油よりも小さい材質で形成される複数の浮遊部材３１と、浮遊部材３１全体を外側から囲うように設けられる枠体３２と、浮遊部材３１を枠体３２内で相互運動可能な状態で連結する連結部材３３と、浮遊部材３１がクランクシャフト１６と干渉しないように、浮遊部材３１の上限位置を規定するストッパ部材３４とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、内燃機関のクランクシャフトとオイルパンとの間に設けられるバッフル部材に関する。

自動車用エンジン等の内燃機関の各部に供給された潤滑油は、内燃機関の下部に設けられたオイルパンに貯留されている。この貯留された潤滑油は、オイルポンプで汲み上げられてオイルフィルタで濾過浄化された後、再度、内燃機関内の各部に供給されるようになっている。そして、内燃機関のクランクシャフトとオイルパンとの間には、潤滑油の片寄り防止等のために、バッフルプレート等のバッフル部材が設けられている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１には、クランク室内の圧力が高くなると、仕切り板がオイルパン内に移動して開口部が開くことによって、内燃機関の駆動損失を抑制することが可能なバッフルプレートが開示されている。

特開２００５−３２５７３７号公報

しかし、特許文献１に記載のバッフルプレートでは、クランク室とオイルパンとの間の通気性が問題となる可能性があり、内燃機関の駆動損失が増大することが懸念される。すなわち、内燃機関においてクランク室のブローバイガスを吸気系へ送るためのＰＣＶシステムが十分に機能している場合には、仕切り板がオイルパン内に移動しにくくなり、開口部が開きにくくなる。このため、クランク室とオイルパンとの間の通気性が確保できず、ピストンの往復運動の抵抗が増大する可能性がある。その結果、ピストンの往復運動で発生する損失が増大し、内燃機関の駆動損失の増大を招いてしまう。なお、特許文献１に記載のバッフルプレートは、単気筒の内燃機関に対してのみ有効であり、多気筒の内燃機関に対しては適用することが困難であると考えられる。

本発明は、そのような問題点を鑑みてなされたものであり、クランク室とオイルパンとの間の通気性を確保することができ、内燃機関の駆動損失の増大を抑制することが可能なバッフル部材を提供することを目的とする。

本発明は、上述の課題を解決するための手段を以下のように構成している。すなわち、本発明は、バッフル部材であって、ピストンがコネクティングロッドを介して連結されたクランクシャフトを収納するクランク室と、潤滑油を貯留するオイルパンとを備えた内燃機関において、上記クランクシャフトの下方に配設されている。そして、上記オイルパンの油面略全面にわたって配置され、比重が潤滑油よりも小さい材質で形成される複数の浮遊部材と、上記浮遊部材全体を外側から囲うように設けられる枠体と、上記浮遊部材を上記枠体内で相互運動可能な状態で連結する連結部材と、上記浮遊部材が上記クランクシャフトと干渉しないように、上記浮遊部材の上限位置を規定するストッパ部材とを備えることを特徴としている。

上記構成によれば、複数の浮遊部材の個々の間には隙間が形成されるため、オイル落とし孔径の小さい従来の板状のバッフル部材に比べて、クランク室とオイルパンとの間の通気性を良好に保つことができる。この場合、内燃機関においてクランク室のブローバイガスを吸気系へ送るためのＰＣＶシステムが十分に機能していたとしても、クランク室とオイルパンとの間の通気性を良好に確保することができる。これにより、ピストンの往復運動の抵抗の増大を抑制することができる。その結果、ピストンの往復運動で発生する損失を抑制でき、内燃機関の駆動損失の増大を抑制することができる。なお、内燃機関が、単気筒の場合にも、多気筒の場合にも、同様に、クランク室とオイルパンとの間の通気性を確保でき、内燃機関の駆動損失の増大を抑制することができる。

また、上記構成によれば、内燃機関において、バッフル部材の上方から落下してきた潤滑油は、上記の隙間を容易に通過してオイルパンにスムーズに戻されるため、バッフル部材の上面に溜まることがほとんどない。これにより、クランクシャフト（カウンタウエイト等）が油面を叩くことによって発生する攪拌抵抗の増大を防ぐことができる。その結果、クランクシャフトの回転運動で発生する損失を抑制でき、内燃機関の駆動損失の増大を抑制することができる。

さらに、バッフル部材の浮遊部材がオイルパン内の油面を覆うように浮遊しているので、旋回時や加減速時などにおいて、オイルパンの油面の揺れや暴れを抑制することができる。これにより、クランクシャフト（カウンタウエイト等）が油面を叩くことによって発生する気泡を抑制することができる。そして、気泡混入による油面の上昇を抑制することができ、攪拌抵抗の増大を抑制できる。その結果、クランクシャフトの回転運動で発生する損失を抑制でき、内燃機関の駆動損失の増大を抑制することができる。

また、バッフル部材の浮遊部材は、オイルパンの油面の高さが変動すると、その変動に追従して上下に移動するため、オイルパンの油面の高さが変動しても、上述したような効果を継続して得ることができる。しかも、この際、浮遊部材の上下方向の上限位置がストッパ部材により規制されるので、浮遊部材がクランクシャフト（カウンタウエイト等）と干渉することを防止できる。

本発明において、上記連結部材は、可撓性を有する線状の部材により形成されていることが好ましい。

また、本発明において、上記枠体は、略矩形に形成され、上記連結部材は、上記枠体の対向する２辺同士をそれぞれつなぐように交差して配置され、上記浮遊部材は、上記連結部材の交差部分に配置されていることが好ましい。

本発明によれば、クランク室とオイルパンとの間の通気性を良好に確保することができるので、ピストンの往復運動で発生する損失を抑制でき、内燃機関の駆動損失の増大を抑制することができる。また、内燃機関において、バッフル部材の上方から落下してきた潤滑油がオイルパンにスムーズに戻されるので、クランクシャフトの回転運動で発生する損失を抑制でき、内燃機関の駆動損失の増大を抑制することができる。

実施形態に係るバッフル部材を適用する内燃機関を示す断面図である。 図１の内燃機関に備えられるバッフル部材を示す平面図である。

本発明を具体化した実施形態について添付図面を参照しながら説明する。

まず、実施形態に係るバッフル部材を適用する内燃機関の概略構成について、図１を参照して説明する。なお、図１では、シリンダヘッドなどの内燃機関上部の図示を省略している。

図１に示すように、内燃機関１０のシリンダブロック１１には、ピストン１４が往復運動するシリンダ１１ａが形成されている。ピストン１４は、コネクティングロッド１５を介してクランクシャフト１６と連結されている。シリンダブロック１１の下側には、クランクケース１２が取り付けられ、クランクケース１２の下側には、オイルパン２０が取り付けられている。

クランクシャフト１６は、シリンダブロック１１およびクランクケース１２によって形成されたクランク室１３内に収納されている。クランクシャフト１６は、図１では紙面に直交する方向に延びている。このクランクシャフト１６は、ピストン１４がコネクティングロッド１５を介して取り付けられるクランクピンと、シリンダブロック１１に対しベアリングキャップ（図示せず）を介して回転自在に支持されるクランクジャーナル１８と、全体の重量バランスを取るためのカウンタウエイト１９とを備えている。そして、内燃機関１０の運転時、燃焼室内で燃料が燃焼する際の燃焼エネルギーによりピストン１４が往復運動すると、その往復運動がコネクティングロッド１５を介してクランクシャフト１６の回転運動に変換されて出力されるようになっている。

内燃機関１０の下部に設けられるオイルパン２０には、内燃機関１０内の各部を潤滑するための潤滑油（エンジンオイル）が貯留されている。オイルパン２０内にはオイルストレーナ（図示せず）が設けられ、このオイルストレーナは、その先端部（下端部）が常に潤滑油に浸漬されるように配置されている。オイルストレーナの基端（上端）は、オイルポンプに接続され、内燃機関１０の運転時には、オイルポンプが作動してオイルパン２０内に貯留された潤滑油を吸い込んで汲み上げるようになっている。そして、内燃機関１０内の各部の潤滑、冷却等に使用された潤滑油は、内燃機関１０内を落下したり、流れ落ちたりして、再びオイルパン２０内に貯留されるようになっている。

上記構成の内燃機関１０において、クランクシャフト１６の下方には、バッフル部材３０が配設されている。以下、このバッフル部材３０について、図１、図２を参照して詳しく説明する。

図２に示すように、バッフル部材３０は、オイルパン２０の油面２１の略全面にわたって配置される複数の浮遊部材３１と、浮遊部材３１の全体を外側から囲うように設けられる枠体３２と、浮遊部材３１を枠体３２内で相互運動可能な状態で連結する連結部材３３と、浮遊部材３１がクランクシャフト１６と干渉しないように、浮遊部材３１の上限位置を規定するストッパ部材３４とを備えている。

バッフル部材３０の各浮遊部材３１は、図２に示すように、球状に形成されている。浮遊部材３１は、比重が潤滑油よりも小さい材質で形成されている。浮遊部材３１の材質としては、例えば、発泡フェノールなどの発泡樹脂、発泡ＮＢＲ（ニトリルブタジエンゴム）などの発泡ゴムを用いることが可能である。

浮遊部材３１は、オイルパン２０内の潤滑油からの浮力を受けると、オイルパン２０の油面２１に浮遊する。図１に示す例では、バッフル部材３０の端部（図１では左右の端部）に位置する浮遊部材３１は、オイルパン２０内の潤滑油から浮力を受けないため、オイルパン２０の油面２１には浮遊していないが、バッフル部材３０の端部以外に位置する浮遊部材３１は、オイルパン２０内の潤滑油から浮力を受けて油面２１に浮遊している。この実施形態では、図１に示すように、オイルパン２０の油面２１の略全体を覆うように、浮遊部材３１が浮遊している。そして、浮遊部材３１は、オイルパン２０の油面２１の高さが変動すると、その変動に追従して上下に移動する。

バッフル部材３０の枠体３２は、金属製の部材であり、図２に示すように、平面視で略矩形に形成され、枠体３２内に浮遊部材３１が収納されている。枠体３２は、オイルパン２０の内壁に固定されている。枠体３２の上下方向の位置は、特に限定されないが、ストッパ部材３４を設ける関係上、クランクシャフト１６の回転軌跡の下限位置Ｈ１よりも下方に設定することが好ましい。

バッフル部材３０の連結部材３３は、例えば、ワイヤなどの線状の部材で形成されており、浮遊部材３１に形成された貫通孔内に挿入されている。連結部材３３は、図２に示すように、平面視では直線状に延びており、連結部材３３の両端部は、枠体３２に固定されている。この実施形態では、図２に示すように、連結部材３３は、枠体３２の対向する２辺３２ａ，３２ｂ同士および２辺３２ｃ、３２ｄ同士をそれぞれつなぐように設けられている。具体的には、枠体３２の対向する２辺３２ａ，３２ｂ同士をつなぐ複数の連結部材３３は、クランクシャフト１６の延びる方向に沿って、互いに平行に配置され、枠体３２の対向する２辺３２ｃ，３２ｄ同士をつなぐ複数の連結部材３３は、クランクシャフト１６の延びる方向と直交する方向に沿って、互いに平行に配置されている。

そして、上述した浮遊部材３１は、互いに直交する連結部材３３の交差部分に設けられている。このため、浮遊部材３１は、図１に示すように、連結部材３３に拘束された状態でオイルパン２０の油面２１に浮遊している。なお、図２に示す場合、前後および左右に隣り合う浮遊部材３１同士の間に隙間が設けられているが、この隙間は必ずしも必要ではなく、前後および左右に隣り合う浮遊部材３１同士が接していてもよい。

上述したような油面２１の高さの変動に追従した浮遊部材３１の移動が可能となるように、連結部材３３の長さは、枠体３２の対向する２辺間の距離よりも大きく設定されている。また、連結部材３３は可撓性を有する材質により形成されている。このため、連結部材３３は、図１に示すように、断面視では、連結部材３３および浮遊部材３１の重みにより下方に垂れ下がっている。

ストッパ部材３４は、浮遊部材３１がクランクシャフト１６と干渉することを回避するために設けられている。ストッパ部材３４は、金属製の網、梁などであり、枠体３２に固定されている。ストッパ部材３４は、略水平に延びており、浮遊部材３１および連結部材３３の上方に設けられている。ストッパ部材３４の上下方向の位置は、クランクシャフト１６の回転軌跡の下限位置Ｈ１よりも下方に設定されている。

この実施形態では、上述のように構成されたバッフル部材３０が内燃機関１０に備えられるので、内燃機関１０の駆動損失の増大を抑制することができる。この効果に関し、２つの観点から詳しく説明する。

第１に、ピストン１４の往復運動で発生する損失を抑制できるので、内燃機関１０の駆動損失の増大を抑制することができる。すなわち、バッフル部材３０には、平面視で４つの浮遊部材３１に囲まれた部分に隙間３５が形成されるので、オイル落とし孔径の小さい従来の板状のバッフル部材に比べて、クランク室１３とオイルパン２０との間の通気性を良好に保つことができる。この場合、内燃機関１０においてクランク室１３のブローバイガスを吸気系へ送るためのＰＣＶシステムが十分に機能していたとしても、クランク室１３とオイルパン２０との間の通気性を良好に確保することができる。

これにより、ピストン１４の往復運動によるクランク室１３内の容積変化および圧力変化が緩和されるので、ピストン１４の往復運動の抵抗の増大を抑制することができる。その結果、ピストン１４の往復運動で発生する損失を抑制でき、内燃機関１０の駆動損失の増大を抑制することができる。なお、内燃機関１０が、単気筒の場合にも、多気筒の場合にも、同様に、クランク室１３とオイルパン２０との間の通気性を確保でき、内燃機関１０の駆動損失の増大を抑制することができる。

第２に、クランクシャフト１６の回転運動で発生する損失を抑制できるので、内燃機関１０の駆動損失の増大を抑制することができる。この効果に関し、３つの場合を挙げて説明する。

（１）この実施形態では、内燃機関１０において、バッフル部材３０の上方から落下してきた潤滑油は、上記の隙間３５を容易に通過してオイルパン２０にスムーズに戻されるため、バッフル部材３０の上面に溜まることがほとんどない。これにより、クランクシャフト１６のカウンタウエイト１９およびコネクティングロッド１５の大端部が油面２１を叩くことによって発生する攪拌抵抗の増大を防ぐことができる。その結果、クランクシャフト１６の回転運動で発生する損失を抑制でき、内燃機関１０の駆動損失の増大を抑制することができる。

（２）車両走行中、旋回時や加減速時などにオイルパン２０内の油面２１が揺れたり暴れたりすると、クランクシャフト１６のカウンタウエイト１９およびコネクティングロッド１５の大端部が油面を叩くことによって気泡が発生し、油面が上昇する。油面が上昇すると、さらにカウンタウエイト１９等で油面が叩かれやすくなり、攪拌抵抗の増大を招く。

この実施形態では、バッフル部材３０の浮遊部材３１がオイルパン２０内の油面２１を覆うように浮遊しているので、旋回時や加減速時などにおいて、上述のような油面２１の揺れや暴れを抑制することができる。これにより、クランクシャフト１６のカウンタウエイト１９等が油面２１を叩くことによって発生する気泡を抑制することができる。そして、気泡混入による油面２１の上昇を抑制することができ、攪拌抵抗の増大を抑制できる。その結果、クランクシャフト１６の回転運動で発生する損失を抑制でき、内燃機関１０の駆動損失の増大を抑制することができる。

（３）オイルパン２０内の油面２１の高さは、内燃機関１０の運転状態により変動し、例えば、内燃機関１０の高回転時には、気泡混入量が増加することで高くなる。また、オイル消費などによりオイルパン２０内の油面２１の高さが変動する。

この実施形態では、バッフル部材３０の浮遊部材３１が可撓性を有する連結部材３３により支持されているため、浮遊部材３１の上下方向の位置が、上述のような油面２１の高さの変動に追従して自動的に調整される。これにより、オイルパン２０内の油面２１の高さが変動しても、上記の（１）、（２）で述べたような効果を継続して得ることができる。しかも、この際、浮遊部材３１の上下方向の上限位置がストッパ部材３４により規制されるので、浮遊部材３１がクランクシャフト１６のカウンタウエイト１９等と干渉することを防止できる。

なお、上述した浮遊部材３１の形状、配置などは、一例であって、さまざまに変更することが可能である。また、浮遊部材３１と連結部材３３とを比重が潤滑油よりも小さい材質により一体形成することも可能である。

本発明は、内燃機関のクランクシャフトと、内燃機関の各部に供給される潤滑油を貯留するオイルパンとの間に設けられるバッフル部材に利用することが可能である。

１０ 内燃機関
１３ クランク室
１４ ピストン
１５ コネクティングロッド
１６ クランクシャフト
２０ オイルパン
２１ 油面
３０ バッフル部材
３１ 浮遊部材
３２ 枠体
３３ 連結部材
３４ ストッパ部材

Claims (3)

1. ピストンがコネクティングロッドを介して連結されたクランクシャフトを収納するクランク室と、潤滑油を貯留するオイルパンとを備えた内燃機関において、上記クランクシャフトの下方に配設されたバッフル部材であって、
   上記オイルパンの油面略全面にわたって配置され、比重が潤滑油よりも小さい材質で形成される複数の浮遊部材と、
   上記浮遊部材全体を外側から囲うように設けられる枠体と、
   上記浮遊部材を上記枠体内で相互運動可能な状態で連結する連結部材と、
   上記浮遊部材が上記クランクシャフトと干渉しないように、上記浮遊部材の上限位置を規定するストッパ部材とを備えることを特徴とするバッフル部材。
2. 請求項１に記載のバッフル部材において、
   上記連結部材は、可撓性を有する線状の部材により形成されていることを特徴とするバッフル部材。
3. 請求項１に記載のバッフル部材において、
   上記枠体は、略矩形に形成され、
   上記連結部材は、上記枠体の対向する２辺同士をそれぞれつなぐように交差して配置され、
   上記浮遊部材は、上記連結部材の交差部分に配置されていることを特徴とするバッフル部材。

Images