JP2017150323A - 車両用内燃機関のオイルパン用バッフルプレート - Google Patents

Abstract

【課題】坂道走行時でもしっかりとオイルを循環させ得るバッフルプレートを提供する。【解決手段】バッフルプレート１６は、底板部１７と側壁部１８とを有しており、底板部１７は、側壁部１８と反対側に向けて緩く傾斜している。かつ、底板部１７のうち側壁部１８と反対側の他側端２３は、オイルがオイルパンに自然流下する自由端になっている。底板部１７に、他側端２３に至る樋状のオイル流路２７を形成している。オイル流路２７の傾斜角度は、底板部１７の傾斜角度よりも遥かに大きい角度（例えば１３〜３０°）になっている。バッフルプレート１６は、オイル流路２７が前を向くようにして、車両搭載式内燃機関のオイルパン９に取り付けられる。坂道走行によって車両が傾いても、オイルはオイル流路２７からオイルパン９に流下するため、オイルの循環が確実化される。【選択図】図１

Description

本願発明は、車両用（自動車用）内燃機関のオイルパンに使用するバッフルプレートに関するものである。

車両用の内燃機関においては、オイルパン内でのオイルの揺れを抑制したり泡立ちを抑制したりする等のために、オイルパンの内部にバッフルプレートを配置することが行われている。

バッフルプレートには、様々な改良が提案されている。その例として特許文献１には、クランク軸線から見て、底板部の左右両側縁に上向き壁部を設けたバッフルプレートにおいて、底板部のうちオイルの流れ方向の下流側の端部にオイル排出穴を設け、更に、オイルパンには、オイル排出穴から流れ出たオイルが当たる衝突壁を設けることが開示されている。

特開２００７−２０５２２８号公報

特許文献１には、気泡を含んだオイルが衝突壁に当たることで気液分離が促進される旨が記載されているが、オイルが衝突壁に当たることでミスト化し、これがブローバイガスと一緒に持ち出されてしまうことが懸念される。すなわち、オイルの消費量が増大することが懸念される。

また、バッフルプレートの底部は、クランク軸線を挟んだ一端部が高くて他端部が低くなるように傾斜しており、この傾斜によってオイルをオイルパンに流下させているが、車両が急な上り坂や下り坂を走行する場合、内燃機関がクランク軸線を左右横長の姿勢にして搭載されていると（すなわち横置き式であると）、バッフルプレートの傾斜角度よりも車両の傾斜角度が大きくなって、オイルの循環が阻害される場合が有り得るという問題も懸念される。

本願発明は、このような現状を改善すべく成されたものである。

本願発明は、オイルパンの内部に配置されるバッフルプレートに係るもので、このバッフルプレートは、オイルを受ける底板部が、クランク軸線方向から見て、シリンダブロックに設けたオイル落とし穴の個所が高くて、クランク軸線を挟んで前記オイル落とし穴と反対側が低くなるように傾斜している。

そして、前記底板部のうち、前記オイル落とし穴に近い側の一側端には、前記底板部の傾斜よりも大きい傾斜で立ち上がった側壁部を設けている一方、前記前記底板部のうち、前記クランク軸線を挟んで前記オイル落とし穴と反対側の他側端は、オイルが流下する下向き傾斜縁になっており、更に、前記底板部に、当該底板部と同じ方向に傾斜しかつ傾斜角度は当該底板部よりも遥かに大きくなっている樋状のオイル流路を、前記他側端まで至るように形成している。

さて、道路構造令では、規制対象になる公道について、道路を１種から４種に区分し、これを更に普通道路と小型道路とに分けており、各々について最大傾斜を規定しているが、道路構造令の最大傾斜は１２％になっている。従って、私道のような特別の場合は除いて、普通は、車両が坂道を走行する場合の傾斜角度は１２％が最大になるといえる。

従って、内燃機関を車両に横置きで車両に搭載している場合、オイル流路の傾斜角度が１２％（約６．８°）以上あったら、オイルをオイルパンに流下させ得るといえる。但し、オイルパンは粘度があり、かつ、粘度は機関温度や外気温度によって異なるので、オイルの的確な流下のためには、ある程度の傾斜角度が必要である。また、車両の加速又は減速によってオイルに底板部を逆流する慣性力が付与されることもあるので、加速又は減速しても確実に流下するような傾斜も必要である。この点、本願発明者たちが研究したところ、６°前後の傾斜があると、オイルは問題なくオイルパンに流下することが判った。

従って、１３°程度以上の傾斜角度があると、普通道路（公道）の全体に対応して、オイルの速やかな流下を確保できるといえる。傾斜角度の上限値は常識的に設計したらよく、例えば、３０°程度あれば十分である。つまり、オイル流路の傾斜角度が急すぎると、オイルが滝のような状態でオイルパンに流下するため、オイル流路の意味がなくなるし、傾斜角度が大きくなり過ぎるとオイルの流速度も上昇し、すると、気泡の発生も増加する。従って、３０°程度が好ましい。

本願発明では、バッフルプレートに垂れ落ちたオイルは、底板部の他側端からオイルパンに流下するが、バッフルプレートの他側端は下向き傾斜の自由端になっているので、オイルはそのままオイルパンに流下して、衝突によるオイルミストの発生はない。これにより、オイルが無駄に消失されることを抑制できる。

また、底板部には大きな傾斜の樋状のオイル流路が形成されているため、底板部に垂れ落ちたオイルとオイル流路に集まってオイルパンに流れる傾向を呈するが、オイルの小さな流れを合流させることにより、オイルと空気との接触性を低減させて、気泡を低減させることができる。これにより、機関に循環するオイルの気泡発生率を抑制できる。

また、車両に横置き式として搭載されたる内燃機関に適用することにより、既述のとおり、坂道走行においてもオイルがオイルパンに戻ることを確実化できる。１３°以上の傾斜角度に設定することにより、公道の全体に対応できることは既に述べたとおりである。

実施形態に係るバッフルプレートの斜視図である。 バッフルプレートとシリンダブロックとの配置関係を示す底面図である。 バッフルプレートをオイルパンに配置状態での平面図である。 図３の IV-IV視断面図である。 図３の V-V視断面図である。 バッフルプレート図３のVI-VI 視方向から見た正面図である。 （Ａ）の機関の搭載状態を示す模式的な平面図、（Ｂ）は坂道走行状態の図である。

(1).基本構成
次に、本願発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、図２，３に示すハッチングは平坦面の表示であり、断面の表示ではない。本実施形態の内燃機関は４気筒である。そこで、図２（底面図）に示すように、シリンダブロック１には、２つのメイン軸受け部２の間に３つの中間軸受け部３が形成されており、これら軸受け部２，３の個所に、軸受けメタル及びクランクキャップを介してクランク軸（いずれも図示せず）が、回転自在に保持されている。図２，３では、クランク軸線を符号４で表示している。

シリンダブロック１のうち、クランク軸線４を挟んで一方の側の中間軸受け部の３の個所に、シリンダヘッドの動弁室と連通したオイル落とし穴５が、下向きに開口するように形成されている。クランク軸は、図２，３に符号６で示すように回転するが、オイル落とし穴５は、クランク軸線４の下半部の回転方向に向かって手前側に位置している。

本実施形態の内燃機関は４気筒なので、コンロッドやクランクピンや、クランクアーム対は４セット存在するが、図２では、コンロッドの回転軌跡を符号７で表示し、クランクアームの回転軌跡を符号８で表示している。

シリンダブロック１の下面には、オイルパン９が固定されている。オイルパン９は、例えば鋳造品であり（ダイキャスト品又は樹脂製品若しくは板金加工品であってもよい）、上端に設けたフランジ１０が、多数のボルト（図示せず）でシリンダブロック１の下面に固定されている。オイルパン９はクランク軸線４の方向に長い形態であり、シリンダブロック１のオイル落とし穴５個所に位置した長手一側壁９ａと、オイル落とし穴５から遠い側に位置した長手他側壁９ｂとを有している。オイルは、コンロッド及びクランクアームの回転により、長手一側壁９ａから長手他側壁９ｂの方向に吹き飛ばされる傾向を呈する。

オイルパン９の底部面はクランク軸線４の方向に等しい深さではなく、短手一側壁９ｃの側が高くて、短手他側壁９ｂの側が深くなっている。従って、図４に明示するように、オイルパン９の底部は、高段部１１を有する段上がり部違いになっており、オイルは、短手他側壁９ｂの側の深底部１２に溜まる。高段部１１と深底部１２との境界部には、中間段部１３が形成されている。また、図５に示すように、深底部１２のうち長手一側壁９ａに寄った部位に、クランク軸線４の方向に長いトンネル部１４を設けており、このトンネル部にストレーナ（図示せず）が内蔵されている。

(2).バッフルプレート
オイルパン９の内部には、バッフルプレート１６を配置している。バッフルプレート１６は、大まかにはクランク軸線４の方向に長い形態であり、底板部１７と、底板部１７の長手一側端に連接した側壁部１８とを有している。底板部１７は、主としてオイルパン９の深底部１２を覆っており、高段部１１を覆う部分は大きくえぐられている。えぐり部を符号１９で表示している。

バッフルプレート１６は、主として底板部１７が、オイルパン９に設けた上向きボス２０にビスで固定されている。このため、バッフルプレート１６には、固定のためのビス穴２１が空いている。バッフルプレート１６は、５か所においてオイルパン９に固定されている。従って、オイルパン９は５つのボス２０を有するが、図５において、中間段部１３に設けたボス２０と、短手他側壁９ｄに近い個所に設けたボス２０とを表示し、他のボスは表示していない。

バッフルプレート１６の側壁部１８は、オイルパン９の長手一側壁９ａとの間に間隔を空けており、かつ、オイル落とし穴５の個所では、長手一側壁９ａから遠ざかるように、第１〜第３の内向き凹入部２２ａ〜２２ｃになっている。このため、オイル落とし穴５から流下したオイルは、内向き凹入部２２の外側においてオイルパン９に流下し、底板部１７には流下しない。

第１内向き凹入部２２ａは、オイルパン９における高段部１１の側の端部に位置し、第２内向き凹入部２２ｂは、オイルパン９における中間段部１３と深底部１２とにかかる部位に位置し、第３内向き凹入部２２ａは、オイルパン９における短手他側壁９ｄに近い側に位置している。

図５に明示するように、バッフルプレート１６の底板部１７は、側壁部１８から他側端２３に向けて低くなるように緩く傾斜している。そして、底板部１７のうちやや側壁部１８に寄った部位には、クランク軸線４の方向に長い小判形になっている第１〜第３の連通穴２４〜２６を設けている。第１連通穴２４は第１内向き凹入部２２ａの個所に位置して、第２連通穴２５は、第２内向き凹入部２２ａと第３内向き凹入部２２ｃとの間の個所に位置し、第３連通穴２６は、第３内向き凹入部２２ｃよりもオイルパン９の短手他側壁９ｄに寄った個所に位置している。

バッフルプレート１６における底板部１７の他側端２３は、自由端になっている。従って、そのいずれの部位からもオイルが流下する。

図１に明示するように、底板部１７のうち第２連通穴２６の個所には、当該第２連穴２６を始端として他側端２３まで延びる樋状のオイル流路２７が形成されている。従って、オイル流路２７はオイルパン９の短手方向に延びる姿勢である。オイル流路２７は断面コ字形であり、このため、底板と左右の側壁とを有しており、側壁は底板部１７に対して屈曲している。水平に対するオイル流路２７の傾斜角度θ１は、約３０°程度になっている。

底板部１７には、下向きに開口した整流部２８を一体に設けている。整流部２８は、クランク軸線４の方向に長い長手内板２９及び長手外板３０、クランク軸線４と直交した方向に長い短手内板３１及び短手外板３２を有しており、深底部１２の個所に位置しているか一部はオイル流路２７にかかっている。

そして、図５に明示するように、長手外板３０の上端部は、第２及び第３連通穴２５，２６の下方において外側に傾斜した傾斜部３０ａになっている。従って、第２及び第３連通穴２５，２６に流入したオイルは、傾斜部３０ａによって外側にガイドされてから、長手外板３０の外面を伝ってオイルパン９の内部に流下する。

整流部２８において、長手内板２９の下端は長手外板３０の下端よりも下に位置している。従って、オイルの移動を規制する機能が高い。また、短手内板３１と短手外板３２とは、オイルパン９における深底部１２の底面に近接している。このため、オイルがクランク軸線４の方向に移動することが、短手内板３１と短手外板３２とによって強く規制される。短手内板３１と短手外板３２は、トンネル部１４との当たりを防止するため、部分的に切り欠かれている。

(3).まとめ
以上の構成において、オイル落とし穴５から流下してオイルは、内向き凹入部２２ａ〜２２ｃの外側からオイルパン９にダイレクトに流入する。このため、バッフルプレート１６にオイルの強い流れが強く当たることはなくて、オイルミストが多発することを防止できる。

他方、バッフルプレート１６の底板部１７に流下したオイルは、その一部は連通穴２４〜２６からオイルパン９の内部に流下して、その余の部分は、底板部１７の上面を流れて他側端２３に至り、他側端２３からオイルパン９の内部に流下する。また、オイルの一部は、オイル流路２７からオイルパン９の内部に流下する（底板部１７に垂れ落ちたオイルが、オイル流路２７に集まるように設定してもよい。）。

そして、オイルが底板部１７やオイル流路２７から流下するにおいて、何らかの部材に強く衝突することはないため、オイルミストの発生を著しく抑制できる。このため、ブローバイガスと一緒に持ち去られてオイルの消費が増えることを防止できる。特に、オイル流路２７を流れるオイルはオイルパン９に溜まってオイルに対して滑らかに当たるため、オイルミストの発生防止機能に特に優れている。

また、底板部１７に整流部２８を設けているため、車両の揺れによるオイルの揺動を著しく抑制できる。特に、実施形態のように整流部２８を箱状に構成すると、車両の前後左右の揺れによるオイルの揺れ動きが４枚の板２９〜３２で的確に抑制されるため、油面の揺れ抑制機能が特に優れている。従って、トンネル部１４への吸い込みも確実になる。

図７（Ａ）に示すように、本実施形態のバッフルプレート１６を搭載した内燃機関３４は、クランク軸線４を横向きにした姿勢では、車両３５のエンジンルーム３６に搭載できる。この場合、バッフルプレート１６は、そのオイル流路２７を車両の手前に向けた姿勢にすることができる。図１，５に表示している「前」「後ろ」は、車両の前後方向を意味している。

そして、図７（Ｂ）に示すように、車両３５が角度θ２の上り坂を登る場合、オイル流路２７はその終端が高くなるが、既述のとおり、一般道路（公道）の傾斜角度θ２の最大値は６°程度であるのに対して、オイル流路２７は３０°程度傾斜しているため、普通の車道を走行する限り、オイルはオイル流路２７からオイルパン９に流下する。このため、オイルが底板部１７に滞留するようなことはなくて、オイルをしっかりと循環させることができる。

実施形態の場合、連通穴２４〜２６は、車両が上向き傾斜したときに、底板部１７に逆流したオイルをオイルパン９に流下させる働きもしている。従って、本実施形態では、上り坂を走行しているときのオイル循環促進は、連通穴２４〜２６とオイル流路２７との両方で行われている。

なお、車両が下り坂を走行する場合は、底板部１７の傾斜角度が大きくなるため、オイルの流れの阻害の問題はない。オイル流路２７が車両の後ろ方向を向いている場合は、上り坂と下り坂との関係が逆になる。従って、オイル流路２７の向きは前後逆でもよいと云えるが、下り坂では内燃機関３４にトルクは発生していないのに対して、上り坂ではトルクが必要でオイルの潤滑の確実性も強く要請されるので、実施形態のとおり、オイル流路２７は車両の前方に向けるのが好ましい。

上記の実施形態ではオイル流路を１本だけ形成したが、複数本のオイル流路を形成することも可能である。オイル流路は、実施形態のようなコ字形である必然性はなく、Ｕ形や台形、三角形、Ｗ形などの様々な形態を採用できる。

また、実施形態はバッフルプレートは、単層式のオイルパンに使用した例であったが、本願発明は、二槽式のオイルパンにも具体化できる。

本願発明は、実際に内燃機関のバッフルプレートに具体化できる。従って、産業上利用できる。

１ シリンダブロック
４ クランク軸線
９ オイルパン
９ａ 長手一側壁
９ｂ 長手他側壁
９ｃ 短手一側壁
９ｄ 短手他側壁
１２ 深底部
１４ ストレーナを内蔵したトンネル部
１６ バッフルプレート
１７ 底板部
１８ 側壁部
２２ａ〜２２ｃ 内向き凹入部
２３ 他側端（自由端）
２４〜２６ 連通穴
２７ オイル流路
２８ 整流部

Claims (1)

1. オイルパンの内部に配置されるバッフルプレートであって、
   オイルを受ける底板部が、クランク軸線方向から見て、シリンダブロックに設けたオイル落とし穴の個所が高くて、クランク軸線を挟んで前記オイル落とし穴と反対側が低くなるように傾斜しており、
   前記底板部のうち、前記オイル落とし穴に近い側の一側端には、前記底板部の傾斜よりも大きい傾斜で立ち上がった側壁部を設けている一方、前記前記底板部のうち、前記クランク軸線を挟んで前記オイル落とし穴と反対側の他側端は、オイルが流下する下向き傾斜縁になっており、
   前記底板部に、当該底板部と同じ方向に傾斜しかつ傾斜角度は当該底板部よりも遥かに大きくなっている樋状のオイル流路を、前記他側端まで至るように形成している、
   車両用内燃機関のオイルパン用バッフルプレート。

Images