JP2017150395A - 内燃機関 - Google Patents

Abstract

【課題】クランク軸の回転によってオイルがミスト化してブローバイガスと一緒に排出されることを抑制する。
【解決手段】シリンダブロック１のうち軸受け部２を挟んだ一方の部位に、ブローバイガス排出通路８が下向きに開口するように形成されている。オイルパン９のうちブローバイガス排出通路８の下方の部位に、２つの傾斜面１３ａを有するガイド部１３が形成れている。ガイド部１３の上端は、オイルパン９の上端近傍に位置している。クランク軸５の回転によって横向きに飛ばされた油滴は、ガイド部１３の傾斜面１３ａに案内されて、クランク軸５の軸線方向に向きを変えて、凹陥部９ａの底部９ｂを伝って下方に流下する。傾斜面１３ａの存在により、油滴が衝突によってミスト化することを抑制できる。また、ガイド部１３の上面板１３ｂはオイルパン９の上端近傍に位置しているため、油滴がガイド部１３に衝突してオイルミストが発生しても、当該オイルミストがブローバイガス排出通路８に流入することを抑制できる。
【選択図】図２

Description

本願発明は内燃機関に関するもので、オイルパンの構造に特徴を有している。

自動車用等の内燃機関においては、シリンダブロックには、クランク室に吹き抜けたブローバイガスを排出するためのブローバイガス排出通路が形成されていることが多い。このブローバイガス排出通路は、シリンダブロックのうちクランク軸と平行な部分（軸受け部を挟んだ片側）に設けており、下端（入り口）はオイルパンに向けて開口している。

他方、自動車用の内燃機関では、走行による油面の揺れ抑制等のために、オイルパンの上部にバッフルプレートを配置していることが多いが、バッフルプレートは、クランクアームやコンロッドの回動軌跡に近付けて位置しているため、バッフルプレートに流下したオイルが、コンロッドやクランクアームによって横向きに飛ばされる現象が生じる。換言すると、オイルが、バッフルプレートの上面に沿ってオイルパンの内周面に向けて飛ばされる現象が生じる。すると、飛ばされたオイルがオイルパンの内面に衝突してミスト化し、これがブローバイガス排出通路に流入することがあった。

この点について特許文献１には、バッフルプレートに、飛散したオイルが当たる衝突面を設けて、衝突面の下方にオイル排出穴を設けることが開示されており、また、特許文献２には、オイルパンの上端部のうちブローバイガス排出通路の下方に、ブローバイガス排出通路へのオイルミストの進入を抑制する防止壁を設けることが開示されている。

特開２０１０−１６３９３３号公報 特開２０１５−１１３７７１号公報

特許文献１は、油滴がオイルパンの側面まで到達する前に、バッフルプレートに設けた衝突面に当ててオイルパンに流下させようとするものであり、これによって、オイルミストが発生してもブローバイガス排出通路への流入を抑制しようとするものと云えるが、オイルの飛散速度はクランク軸に近いほど速いため、油滴がオイルパンの内面に当たる場合に比べて、オイルミストの発生量は多いといえる。

すると、発生したオイルミストがクランク軸の旋回による流れに乗ってブローバイガス排出通路に運ばれることを的確に抑制できるか否かは疑問であるといえる。つまり、特許文献１では、オイルミストの発生量が多いと思われるが、衝突壁の個所で発生したオイルミストをオイルパンの内部に向けてガイドする有効な手段が講じられているとはいえないため、オイルミストがブローバイガス排出通路に吸引されることを的確に阻止できるか否かは、疑問である。

他方、特許文献２は、油滴の飛散距離は特許文献１よりも長くなるため、オイルミストの発生量は特許文献１に比べると少なくなると思われ、しかも、油滴がオイルパンの内面に当たってオイルミストが発生しても、オイルミストがブローバイガス排出通路に向かうことが庇状の防止壁によって阻止されるため、オイルの消失防止機能は高いといえる。

しかし、特許文献２の防止壁は、オイルミストの流れを阻害する邪魔板として機能するのみであり、オイルミストの発生を抑制するという機能は備えておらず、この面で、オイルの消失抑制のためにまだ改良の余地があるといえる。また、特許文献２の防止壁は、庇状の形態であることから、オイルパンとは別部材として製造されているため、取り付けに手間がかかるという問題もある。

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、シリンダブロックとその下面に配置したオイルパンとを有しており、前記シリンダブロックのうちクランク軸を挟んだ一方の部位に、前記オイルパンに向けて開口したブローバイガス排出通路を設けている内燃機関において、
前記オイルパンの内周面のうち前記ブローバイガス排出通路の下方の部位に、前記クランク軸の回転によって横向きに飛ばれたオイルをクランク軸線方向に方向変換させる傾斜面を有する平面視略山形のガイド部が形成されており、前記ガイド部の上面は、前記オイルパンの上端近傍に位置させている。

本願発明において、「平面視」とは、ブローバイガス排出通路の入り口からオイルパンの内部を向いた方向という意味であり、鉛直線方向を意味するものではない。つまり、シリンダボアが鉛直姿勢の場合は、平面視は鉛直方向から見た状態になるが、スラント型の内燃機関の場合は、平面視が必ずしも鉛直方向視でない場合もある。

なお、オイルパンは単槽式と二槽式とがあるが、本願発明はいずれにも適用できる。二槽式に適用する場合は、ガイド部は内槽に設けることになる。また、ガイド部は、他の部材との干渉等の問題が無ければ、オイルパンの上方に突出させることも可能である。

本願発明では、飛散した油滴をガイド部の傾斜面のガイド作用により、クランク軸線方向に方向変換させることができるため、油滴が衝撃によってミスト化することを大幅に抑制できる。更に述べると、油滴は、オイルパンの内部で最も遠くまで飛ばされてからオイルパンの内面に当たるため、速度も低下していて、ミスト化しにくくなっていると共に、ガイド部の傾斜面に沿った方向変化もしやすくなっており、このため、ガイド部のガイド機能が的確に発揮されて、オイルのミスト化を大幅に抑制できる。

そして、ガイド部の上端はオイルパンの上端近傍に位置しているため、特許文献２の防止壁を設けたのと同じ状態になっていて、ガイド部は、オイルミストがブローバイガス排出通路に向けて流れることを抑制する役割も発揮している。これら、オイルミストの発生を抑制できることと、オイルミストが発生してもブローバイガス排出通路に向けて流れることを抑制できることとが相まって、オイルの消失を的確に抑制できる。

また、特許文献１では、バッフルプレートに衝突面を設けたことにより、バッフルプレートの上面にオイルが溜まりやすくなるおそれがあり、すると、コンロッドやクランクアームによるオイル叩き現象が生じることが懸念されるが、本願発明では、バッフルプレートには特段の加工を施す必要はなくて、バッフルプレートはオイル叩き現象が生じない（或いは生じにくい）態様にできるため、トルク低減を抑制して燃費の向上にも貢献できるといえる。

更に、ガイド部はオイルパンの底まで延びていても差し支えないため、ガイド部をオイルパンに一体に設けることも容易である。特に、オイルパンが（特に二槽式の場合は内槽が）樹脂製の場合は、ガイド部を設けた状態に簡単に成形できるため、コストダウンの面からは特に好適である。板金製のオイルパンであっても、ガイド部は膨出加工によって容易に形成可能である。

（Ａ）（Ｂ）とも第１実施形態をクランク軸線方向から見た断面図であり、（Ａ）は図２のIA-IA 視断面図、（Ｂ）は図２のIB-IB 視断面図である。 図１（Ａ）のII-II 視平面図である。 （Ａ）（Ｂ）とも他の実施形態を示す平面図である。 更に他の実施形態を示す図で、図１（Ａ）と同じ個所の断面図である。

(1).第１実施形態
次に、本願発明の実施形態を図面に基づいて発明する。まず、図１，２に示す第１実施形態を説明する。図１は、要部をクランク軸線方向から見た断面図であり、シリンダブロック１に設けた複数の軸受け部２に、軸受けメタル３及びクランクキャップ４を介してクランク軸５が回転自在に保持されている。クランクキャップ４は、ボルト６で軸受け部２に固定されている。符号７は、シリンダボアを示している。

クランク軸５には、隣り合った軸受け部２の間において図示しない一対のクランクアームが固定されており、クランクアームの先端にクランクピン６を固定し、クランクピン６にコンロッドの一端部（下端部）が相対動自在に連結されている。

そして、シリンダブロック１のうち、軸受け部２を挟んだ片方の部位に、クランク室に吹き抜けたブローバイガスを吸気系に還流させるためのブローバイガス排出通路８が、下方に開口した状態に形成されている。本実施形態では、ブローバイガス排出通路８の始端はカムキャップ４の取り付け面に位置しているが、ブローバイガス排出通路８の始端は、カムキャップ４の取り付け面よりも下に位置させる場合もある。

本実施形態では、ブローバイガス排出通路８は、シリンダボア７の軸線と略平行に形成されている。また、ブローバイガス排出通路８は、クランク軸５の下方においてクランクピン６が周回する方向の前方に形成されている。なお、軸受け部２は複数あるが、ブローバイガス排出通路８は、通常は、１つの軸受け部２の個所に形成している。

シリンダブロック１の下方には、外槽９′と内槽９″とからなる二槽式のオイルパン９を配置している。外槽９′は、アルミ鋳造品又はアルミダイキャスト品のような金属製であり、その上端に設けた外向きのフランジ１０が、シリンダブロック１の下面にボルト（図示せず）で固定されている。なお、外槽９′は、樹脂成形品や板金加工品を採用することも可能である。

内槽９″は樹脂の射出成形品であり、図１（Ｂ）に示すように、内槽９″の周壁と外槽９′の周壁との間には、基本的にはある程度の間隔が空いている。なお、外槽９′と内槽９″との間の空間へのオイルの流下を防止する必要がある場合は、内槽９″の上端縁に、ゴム質のシール材を設けて、シール材を外槽９′の内周面に当接させることも行われている。また、内槽９″をダイキャスト品又は板金加工品とすることも可能である。

また、内槽９″の底部の構造としては、全体に底板を設けて内外の槽が完全に分かれたタイプと、底板を部分的に設けて内外の槽を部分的に連通させたタイプと、底板を殆ど設けずに内外の槽が底部で広く連通しているタイプとが有り得るが、本願発明はいずれのタイプにも適用できる。なお、内槽９″は、外槽９′に設けたボス部等にビスで固定されており、ビスによる固定部は水平状に形成されている。

オイルパン９の内部には、バッフルプレート１１が配置されている。バッフルプレート１１は、コンロッドやクランクアームと接触しない状態で、なるべく上に配置されており（エンジンのコンパクト化のためである）、このため、バッフルプレート１１に流下したオイルが、コンロッド及びクランクアームの回転により、図１に点線矢印１２で示すように、オイルパン９における内槽９″の一内側面９ａに向けて、横向きに飛ばされる傾向を呈している。

そこで、オイルパン９を構成する内槽９″の一内側面のうちブローバイガス排出通路８の下方の部位に、平面視でオイルパン９の内部に向けて突出した平面視山形のガイド部１３が、一体に形成されている。従って、ガイド部１３は、平面視で逆方向に傾斜した２つの傾斜面１３ａを有している。

オイルパン９を構成する内槽９″の周壁は、既述のとおり、基本的には外槽９′の周壁との間に間隔が空くように設定されている。そこで、ガイド部１３は、内槽９″の周壁の一部を外槽９′の内周に近づくように平面視で山形に形成すると共に、周壁のうちガイド部１３を挟んだ両側の部分を外槽９′の内周に当接又は密接させることによって構成している。従って、内槽９″には、平面視でオイルパン９の内部に向いて開口した凹陥部９ａがガイド部１３を挟んだ両側に形成されており、凹陥部９ａの底部９ｂは、外槽９′の内周に当接又は近接している。

ガイド部１３は平面視山形の上面板１３ｂを有しており、上面板１３ｂに、当該上面板１３ｂを囲うような形態のリブ１４を一体に設けている。リブ１４は、上面板１３ｂの全体を囲ってはおらず、山の裾になる部分は、リブ１４が途切れた切り開き部１５になっている。従って、オイルが上面板１３ｂに到達しても、オイルは切り開き部１５からオイルパン９の内部（内槽９″の内部）に流下する。

切り開き部１５を設けずに、リブ１４の両端が外槽９′の周壁に当接又は近接させてもよい。この場合は、上面板１３ｂに、上下に貫通した連通穴を形成したり、外槽９′の周壁に向けて開口した切り欠きを形成したりすることにより、オイルを、ガイド部１３と外槽９′との間の空間に流下させたらよい。

ガイド部１３の上面板１３ｂは外槽９′の上端よりも少し低くなっており、リブ１４の上端は外槽９′の上端と同じ高さになっている。但し、上面板１３ｂやリブ１４の高さ位置は任意に設定できるものであり、上面板１３ｂを外槽９′の上端の高さ位置に設定して、リブ１４を更に上向き突出させることも可能である。内槽９″の周壁は、ガイド部１３と凹陥部９ａの個所を除いて、外槽９′の上端よりもある程度低くなっている。

以上の構成において、クランク軸５は図１において時計回りに回転するため、既述のとおり、バッフルプレート１１に流下したオイルは、図１（Ａ）において、点線矢印１２で示すように右から左に飛ばされる傾向を呈する。すなわち、油滴がガイド部１３に向けて飛ばされる。しかるに、図２に点線矢印１２で示すように、油滴はガイド部１３の傾斜面１３ａにガイドされて、クランク軸５と平行な方向に方向変換し、主として凹陥部９ａの底部９ｂを伝って下方に流下する。

従って、油滴が衝撃によってオイルミスト化することを、大幅に抑制できる。また、リブ１４の上端は外槽９′の上端と略同じ高さになっているため、オイルミストが発生して上昇する傾向を呈しても、オイルミストはガイド部１３の側面に付着して流下し、ブローバイガス排出通路８への流入は阻害される。

このように、油滴がオイルミスト化することを抑制できることと、仮にオイルミストが発生してもブローバイガス排出通路８への流入を大幅に抑制できること、及び、油滴はガイド部１３の個所で速度が低下していて、仮にオイルミストが発生してもその発生量が少ないこととの相乗作用により、オイルがミスト化してブローバイガス排出通路８に吸引されることを著しく抑制できる。また、ガイド部１３はオイルパン９を構成する内槽９″に一体成形されているため、製造コストも抑制できる。

本実施形態のように、ガイド部１３の上端にリブ１４を設けると、オイルミストの上昇抑止機能が高くなるため、より好適である。オイルはコンロッドやクランクアームの回転によって飛ばされるので、ガイド部１３は、軸受け部２の厚さよりも大きい前後幅寸法として、飛散した油滴が傾斜面１３ａに的確に向かうように設定している。

(2).他の実施形態
次に、図３，４に示す他の実施形態を説明する。図３に示す実施形態は、第１実施形態と同様に、オイルパン９を二槽式に構成して、内槽９″にガイド部１３を形成している。そして、図３のうち（Ａ）に示す第２実施形態は、ガイド部１３を平面視台形に形成したものである（台形も山形の範疇に含まれる。）。図３のうち（Ｂ）に示す第３実施形態では、ガイド部１３を、１つの傾斜面１３ａのみを備えた平面視直角三角形状に形成している。

ブローバイガス排出通路８を端に位置した軸受け部の個所に設ける等して、ガイド部１３の片面にしかオイルの飛散がない場合は、第３実施形態のような形態も採用可能である。１つの内燃機関に複数のブローバイガス排出通路８を設けている場合は、ブローバイガス排出通路８の配置個所の構造に応じて、ガイド部１３の形態を変えることも可能である。傾斜面１３ａは、オイルパン９の内部に向けて凸に湾曲した形態であってもよい。或いは、ガイド部１３を平面視半円状に形成することも可能である。

図４に示す第４実施形態では、オイルパン９を単層式に構成して、その一部にガイド部１３を形成している。オイルパン９は、樹脂の成形品やアルミ鋳物のような金属の鋳造品又は、ダイキャスト品であるが、鋼板等を使用した板金加工品も採用できる。

ガイド部１３は、オイルパン９の底部まで到達している。従って、ガイド部１３は油面より深い深さに形成されているが、これは、オイルパン９を射出成形法で製造するに際して、型抜きの容易性のためである。条件が許せば、ガイド部１３は、オイルが飛散する高さにのみ形成したら足りる。オイルパン９の壁の中途高さ部位に、内部に向い段部（肩部）がある場合は、ガイド部１３は段部の上側に形成することになる。一点鎖線１６で示すように、ガイド部１３の外面を肉ヌスミすることも可能であり、この場合は、材料の使用量を抑制できる。

本願発明は、実際に内燃機関に具体化できる。従って、産業上利用できる。

１ シリンダブロック
２ 軸受け部
４ クランクキャップ
５ クランク軸
８ ブローバイガス排出通路
９ オイルパン
９′ 外槽
９″ 内槽
９ａ 内槽の凹陥部
９ｂ 凹陥部の底部
１１ バッフルプレート
１３ ガイド部
１３ａ 傾斜面
１３ｂ 上面
１４ リブ

Claims (1)

1. シリンダブロックとその下面に配置したオイルパンとを有しており、前記シリンダブロックのうちクランク軸を挟んだ一方の部位に、前記オイルパンに向けて開口したブローバイガス排出通路を設けている構成であって、
   前記オイルパンの内周面のうち前記ブローバイガス排出通路の下方の部位に、前記クランク軸の回転によって横向きに飛ばれたオイルをクランク軸線方向に方向変換させる傾斜面を有する平面視略山形のガイド部が形成されており、前記ガイド部の上面は、前記オイルパンの上端近傍に位置させている、
   内燃機関。

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