JP2016109074A - エンジンのバッフルプレート構造 - Google Patents

Abstract

【課題】オイルパン上に貯留される潤滑油にエアが混入することをより確実に抑制する。【解決手段】 エンジンＥのクランクシャフト５と、クランクシャフト５の下部に設けられるオイルパン２０と、クランクシャフト５とオイルパン２０の底部との間に設けられるバッフルプレート２１と、バッフルプレート２１に貫通して設けられオイルパン上の空間に通じる排出孔２５と、バッフルプレート２１上に設けられ排出孔２５へ向かう潤滑油の流れを曲げる流路からなる気泡分離部２２とを備えるエンジンのバッフルプレート構造とした。気泡分離部２２は排出孔２５を囲んで設けられる弧状の流路で構成される。また、排出孔２５はクランクシャフト５の回転中心線を通る鉛直線ｃよりもクランクシャフト５の回転方向下流側に位置し、バッフルプレート２１は排出孔２５へ向かって下り勾配に設けられる。【選択図】図１

Description

この発明は、エンジンのオイルパン上の空間に配置されるバッフルプレートの構造に関する。

エンジンの下部に設けられたオイルパン上には、エンジンの各部を潤滑するための潤滑油が貯留されている。オイルパン上の潤滑油は、オイルポンプによってエンジンの各部に供給された後、再びオイルパン上に戻ってくるようになっている。

オイルパンの底部と、エンジンのクランクシャフトとの間には、バッフルプレートと呼ばれる板状の部材が設けられている。バッフルプレートは、エンジン各部からの油路の出口やクランクシャフトから落下した潤滑油を一旦受けて、その潤滑油を、バッフルプレートに設けた排出孔を通じてオイルパンへ落下させている。

ところで、オイルパン上に貯留される潤滑油内にエアが混入して気泡が生じると、オイルポンプやその他油圧機器の動作に異常を生じさせてしまうことがある。また、潤滑油内へのエアの混入は油面の上昇を招くので、クランクシャフトやその他部材の駆動トルクの増加を生じさせてしまう場合もある。

そこで、例えば、特許文献１では、バッフルプレートに設けられる排出孔を、クランクシャフトの回転中心を通る鉛直線よりもクランクシャフトの回転方向下流側に設け、その排出孔の先にオイルパンの底部から立ち上がる衝突壁を設けている。バッフルプレート上の潤滑油を、クランクシャフトの回転風によって排出孔を通じて衝突壁に導き、オイルパン上へ落下する際の潤滑油へのエアの混入を抑制している（例えば、特許文献１参照）。

特開２００７−２０５２２８号公報

上記特許文献１の技術によれば、クランクシャフトの回転風により誘導された潤滑油が排出孔を出て衝突壁に当たった後、その衝突壁をつたって流下することにより、オイルパンへの落下の際の潤滑油へのエアの混入をある程度抑制できる。

しかし、潤滑油へのエアの混入は、潤滑油がバッフルプレート上に落下する際にも生じ得る。これらのエア混入により生じた気泡はすぐには消滅せず、その多くがオイルパン上に落下してしまうので好ましくない。

そこで、この発明の課題は、オイルパン上に貯留される潤滑油にエアが混入することをより確実に抑制することである。

上記の課題を解決するために、この発明は、エンジンのクランクシャフトと、前記クランクシャフトの下部に設けられるオイルパンと、前記クランクシャフトと前記オイルパンの底部との間に設けられるバッフルプレートと、前記バッフルプレートに貫通して設けられ前記オイルパン上の空間に通じる排出孔と、前記バッフルプレート上に設けられ前記排出孔へ向かう潤滑油の流れを曲げる流路からなる気泡分離部とを備えるエンジンのバッフルプレート構造を採用した。

また、前記気泡分離部は前記排出孔を囲んで設けられる弧状の流路で構成される構成を採用することができる。

また、前記弧状の流路は、カーブ外側に側壁部をカーブ内側に前記排出孔の縁を備え、前記側壁部の裾から前記排出孔の縁に向かって下り勾配のすり鉢状である構成を採用することができる。

これらの各構成において、前記排出孔は前記クランクシャフトの回転中心線を通る鉛直線よりも前記クランクシャフトの回転方向下流側に位置している構成を採用することができる。

また、これらの各構成において、前記バッフルプレートは前記排出孔へ向かって下り勾配である構成を採用することができる。

さらに、前記気泡分離部は前記バッフルプレート上に複数設けられ、前記バッフルプレート上で潤滑油が偏りやすい箇所に最も近い前記気泡分離部の流路の入口を他の前記気泡分離部の流路の入口よりも大きくした構成を採用することができる。

前記気泡分離部の流路の入口は前記クランクシャフトが備えるカウンタウェイトの幅方向中心線の延長上に位置する構成を採用することができる。

前記気泡分離部の流路の一部に、その流路の断面積が上流側の流路の断面積よりも小さい流速増大部を備える構成を採用することができる。

前記気泡分離部は、その上部に空気抜き孔を有した蓋体を備え、前記空気抜き孔は前記排出孔の直上に設ける構成を採用することができる。

この発明は、クランクシャフト下方のバッフルプレートに、オイルパン上への空間に通じる排出孔へ向かう潤滑油の流れを曲げる流路からなる気泡分離部を備えたので、潤滑油に混入している気泡を排出孔に至る前に分離することができる。このため、オイルパン上に貯留される潤滑油にエアが混入することをより確実に抑制することができる。

この発明の一実施形態を示すエンジンの縦断面図である。 図１のII-II断面図である。 （ａ）は気泡分離部の分解斜視図、（ｂ）は図２のIII-III断面図である。 他の実施形態を示す要部拡大平面図である。

この発明の実施形態を、図面に基づいて説明する。この実施形態は、車両用のエンジンＥにおいて用いられ、エンジンＥのクランクシャフト５と、クランクシャフト５の下部に設けられるオイルパン２０の底部との間に設けられるバッフルプレート２１の構造に関するものである。

エンジンＥの主たる構成は、図１に示す上方から下方に向かって順に、シリンダヘッド部１３、シリンダブロック等からなるシリンダ本体１、そのシリンダ本体１の下方に連結されるオイルパン２０等である。

シリンダヘッド部１３内には、吸排気用のバルブ６，７、そのバルブ６，７に装着されるバルブスプリング８、バルブ６，７を開閉させるカム９を備えたカムシャフト等が収容されている。

シリンダ本体１の内部には燃焼室３が形成され、また、その燃焼室３の下部に、ピストン２、コネクティングロッド４、クランクシャフト５等が収容されている。エンジンＥを車両に搭載した状態において、シリンダ軸線は、鉛直方向に対して傾斜して配置される場合が多いが、この図では、シリンダ軸線が鉛直方向に向く例を記載している。

シリンダ本体１下部のクランクケース内において、ピストン２の往復運動に応じて回転運動するクランクシャフト５は、そのシャフトの軸方向が図１の奥行き方向へ延びるように配置されている（図２のクランクシャフト５の回転中心を示す軸方向線ｄ参照）。このクランクシャフト５には、全体のバランスをとるためのカウンタウェイト１５が軸方向に沿って、気筒数に合わせて複数設けられている。そして、クランクシャフト２は、クランクケースに対しメタル軸受等を介して回転自在に支承されている。

この実施形態のエンジンＥは直列４気筒であるので、カウンタウェイト１５も合計４つが軸方向に沿って等間隔で配置されている（図２のカウンタウェイト１５の幅方向中心線ｅ参照）。

クランクシャフト５とオイルパン２０の底部との間には、板状の部材からなるバッフルプレート２１が設けられている。

バッフルプレート２１には、そのバッフルプレート２１を挟んで下方の空間、すなわち、オイルパン２０上の空間（以下、潤滑油貯留空間Ｒと称する。）と、バッフルプレート２１を挟んで上方との空間を連通するように、排出孔２５が上下を貫通して設けられている。

潤滑油貯留空間Ｒには、オイルストレーナ１１が設けられている。オイルストレーナ１１の一端は、常に、潤滑油貯留空間Ｒ内に貯留された潤滑油Ｌに浸漬される位置に設けられている。オイルストレーナ１１の他端はオイルポンプ１０に接続されている。エンジンＥの運転時には、オイルポンプ１０の動作により潤滑油Ｌがオイルストレーナ１１を介して吸引され、その潤滑油Ｌが、シリンダブロック等に形成された送り油路１２を通じて、エンジン各部を潤滑、冷却等した後、戻り油路１４を通じて再び潤滑油貯留空間Ｒに還流される。

バッフルプレート２１は、潤滑油貯留空間Ｒ内に貯留される潤滑油Ｌの液面よりも上方に配置される。また、バッフルプレート２１は、クランクシャフト５の各部のうち最も下方に位置する部材であるカウンタウェイト１５の軌跡に支障しない位置となっている。

バッフルプレート２１は、エンジンＥの各部からの戻り油路１４の出口やクランクシャフト５から落下した潤滑油Ｌを受けて、その潤滑油Ｌを、バッフルプレート２１に設けた排出孔２５を通じて潤滑油貯留空間Ｒへ落下させている。

バッフルプレート２１に設けられる排出孔２５は、クランクシャフト５の回転中心を通る鉛直線ｃよりも、図中に矢印ａで示すクランクシャフト５の回転方向下流側に設けられる。この実施形態では、排出孔２５は、鉛直線ｃよりもクランクシャフト５の回転方向下流側であって、バッフルプレート２１の端部付近に設けられている。

また、バッフルプレート２１は、排出孔２５のある側とは反対の端部側から、排出孔２５のある端部側へ向かって下り勾配となるように設置され、潤滑油Ｌが排出孔２５に導かれやすいようになっている。

排出孔２５の周囲には、バッフルプレート２１上に落下した潤滑油Ｌの流れを曲げた後、排出孔２５へ向かわせる流路２７からなる気泡分離部２２が設けられている。

気泡分離部２２では、潤滑油Ｌの流れを曲げる、すなわち屈曲又は弧状にカーブさせることにより、その潤滑油Ｌ及び潤滑油Ｌに含まれる気泡に遠心力を生じさせる。この遠心力により、潤滑油Ｌに含まれる気泡は、屈曲部やカーブの外側に移動する。これにより、排出孔２５へ向かう潤滑油Ｌから気泡を分離することができる。このため、排出孔２５から潤滑油貯留空間Ｒへ落下する潤滑油Ｌに、気泡が含まれる事態を抑制することができる。

これは、潤滑油Ｌの流れ方向が変わる場合、すなわち、流れ方向が屈曲や弧状のカーブで曲がる場合、潤滑油Ｌに含まれる気泡は、遠心力の作用方向に沿って移動しやすいことを利用したものである。

この実施形態では、気泡分離部２２を、排出孔２５の全周を囲んで設けられる円弧状の流路２７で構成している。また、その円弧状の流路２７の外周側、すなわち、遠心力が作用する側に、円筒状の側壁部２６が設けられている。遠心力によって、流路２７のカーブ外側へ移動した気泡は、側壁部２６に当たってつぶれ、そのつぶれた気泡のエアは、気泡分離部２２の上部を塞ぐ蓋体２３に設けた空気抜き孔２４から上部へ向かって速やかに放出される。

このように、流路２７の屈曲や弧状のカーブの外側には、遠心力で分離された気泡が衝突する側壁部２６を設けることが望ましい。また、その流路２７の上方には、空気抜き孔２４を設けることが望ましい。

この実施形態では、空気抜き孔２４は排出孔２５の直上に設けられているので、流路２７のいずれの箇所からも排出孔２５がほぼ均一な距離にあり、流路２７の各部からの排気がスムーズである。

また、その弧状の流路２７は、図３に示すように、カーブ外側の側壁部２６の裾から、カーブ内側の排出孔２５の縁に向かって下り勾配のすり鉢状となっている。このため、流路２７のいずれの位置からも、排出孔２５への潤滑油Ｌの排出がスムーズである。

この実施形態では、気泡分離部２２は、バッフルプレート２１上に複数設けられている。気泡分離部２２は、バッフルプレート２１上で潤滑油Ｌが偏って存在しやすい箇所に設けることが好ましいが、特に、複数の気泡分離部２２を備えている場合は、その潤滑油Ｌが偏りやすい箇所に最も近い気泡分離部２２の流路の入口を、他の気泡分離部２２の流路の入口よりも大きくすることが好ましい。

バッフルプレート２１上で潤滑油Ｌが偏りやすい箇所とは、例えば、平面視において、エンジンＥ各部からの油路１４の出口を通り、且つ、クランクシャフト５の軸方向線ｄに直交する線の延長線上にある気泡分離部２２、又は、その延長線上に近い気泡分離部２２が挙げられる。あるいは、クランクシャフト５の軸方向線ｄに沿って、最も端部に位置する気泡分離部２２が挙げられる。クランクシャフト５の軸方向端部付近は、特に、横置きエンジンの車両では、車両が旋回する際に潤滑油Ｌが偏って存在しやすい場所である。

ここで、気泡分離部２２の流路２７の入口は、図２に示すように、クランクシャフト５が備えるカウンタウェイト１５の幅方向中心線ｅの延長上に位置させることが好ましい。カウンタウェイト１５の回転に伴う風圧で、潤滑油Ｌ及び気泡が気泡分離部２２の流路２７に導かれやすいからである。

また、例えば、図４に示すように、気泡分離部２２の流路２７の一部に、その流路２７の断面積が、すぐ上流側及びすぐ下流側の流路２７の断面積よりも小さい流速増大部２８を設けてもよい。

流速増大部２８は、流路２７内において、潤滑油Ｌの流れ方向に沿って徐々に流路の断面積が小さくなっていればよく、その流路２７の断面積の縮小によって、潤滑油Ｌの流れが速くなるようになっている。流速が高まった潤滑油Ｌは、流速増大部２８を通過した後も、ある程度その高められた流速が維持される。潤滑油Ｌの流速が速くなれば、流路２７が曲がる際に気泡に生じる遠心力を増大させ、気泡の分離能力を高めることができる。

図４では、流速増大部２８を、潤滑油Ｌの流れ方向に沿って上流側から下流側に向かって徐々に平面視の幅が狭まる形態としている。流路２７の途中に流れ方向に沿って徐々に側壁部２６に近づくフィンを設けることにより、その流路２７の幅を縮小している。

これらの実施形態では、気泡分離部２２を、排出孔２５を囲んで設けられる平面視弧状の流路２７で構成したが、気泡分離部２２は、バッフルプレート２１上の潤滑油Ｌの流れを曲げる流路２７で構成されていればよく、弧状にカーブする流路２７や、くの字状に屈曲する流路２７、ジグザグに屈曲を繰り返す流路２７等、種々の形態を採用できる。

これらの実施形態は、４気筒の車両用のエンジンＥを例に、この発明の構成を説明したが、この発明のバッフルプレート構造は、実施形態以外の各種用途、各種形式のエンジンにおいても適用できる。

１ シリンダ本体
２ ピストン
３ 燃焼室
４ コネクティングロッド
５ クランクシャフト
６，７ バルブ
８ バルブスプリング
９ カム
１０ オイルポンプ
１１ オイルストレーナ
１２ 送り油路
１３ シリンダヘッド部
１４ 戻り油路
２０ オイルパン
２１ バッフルプレート
２２ 気泡分離部
２３ 蓋部
２４ 空気抜き孔
２５ 排出孔
２６ 側壁部
２７ 流路
２８ 流速増大部
Ｅ エンジン
Ｌ 潤滑油
Ｒ 潤滑油貯留空間

Claims (9)

1. エンジンのクランクシャフトと、
   前記クランクシャフトの下部に設けられるオイルパンと、
   前記クランクシャフトと前記オイルパンの底部との間に設けられるバッフルプレートと、
   前記バッフルプレートに貫通して設けられ前記オイルパン上の空間に通じる排出孔と、
   前記バッフルプレート上に設けられ前記排出孔へ向かう潤滑油の流れを曲げる流路からなる気泡分離部と、
   を備えるエンジンのバッフルプレート構造。
2. 前記気泡分離部は前記排出孔を囲んで設けられる弧状の流路で構成される請求項１に記載のエンジンのバッフルプレート構造。
3. 前記弧状の流路は、カーブ外側に側壁部を、カーブ内側に前記排出孔の縁を備え、前記側壁部の裾から前記排出孔の縁に向かって下り勾配のすり鉢状である請求項２に記載のエンジンのバッフルプレート構造。
4. 前記排出孔は前記クランクシャフトの回転中心線を通る鉛直線よりも前記クランクシャフトの回転方向下流側に位置している請求項１から３の何れか１項に記載のエンジンのバッフルプレート構造。
5. 前記バッフルプレートは前記排出孔へ向かって下り勾配である請求項１から４のいずれか１項に記載のエンジンのバッフルプレート構造。
6. 前記気泡分離部は前記バッフルプレート上に複数設けられ、前記バッフルプレート上で潤滑油が偏りやすい箇所に最も近い前記気泡分離部の流路の入口を他の前記気泡分離部の流路の入口よりも大きくした請求項１から５の何れか１項に記載のエンジンのバッフルプレート構造。
7. 前記気泡分離部の流路の入口は前記クランクシャフトが備えるカウンタウェイトの幅方向中心線の延長上に位置する請求項１から６の何れか１項に記載のエンジンのバッフルプレート構造。
8. 前記気泡分離部の流路の一部に、その流路の断面積が上流側の流路の断面積よりも小さい流速増大部を備える請求項１から７の何れか１項に記載のエンジンのバッフルプレート構造。
9. 前記気泡分離部は、その上部に空気抜き孔を有した蓋体を備え、
   前記空気抜き孔は、前記排出孔の直上に設けられる請求項１から８の何れか１項に記載のエンジンのバッフルプレート構造。

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