JP2022126324A

JP2022126324A - クランクケースの底面部構造

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Publication number: JP2022126324A
Application number: JP2021024340A
Authority: JP
Inventors: 修平長島; Shuhei Nagashima; 公子大貫; Kimiko ONUKI
Original assignee: Isuzu Motors Ltd
Current assignee: Isuzu Motors Ltd
Priority date: 2021-02-18
Filing date: 2021-02-18
Publication date: 2022-08-30

Abstract

【課題】部品点数を抑制しながら、底面部の剛性を確保しつつ、オイル量及びオイルの流れを確保できるクランクケースの底面部構造を提供する。【解決手段】底面部構造１００は、並行に配置された第１及び第２主リブ４０，５０と、第１及び第２主リブ４０，５０に交差する方向に延びる第１及び第２副リブ４１，５１と、を備え、第１副リブ４１は、第１主リブ４０から第２主リブ５０側に向かって延び、かつ第２主リブ５０から離間され、第２副リブ５１は、第２主リブ５０から第１主リブ４０側に向かって延び、かつ第１主リブ５０から離間され、第１及び第２副リブ４１，５１は、互いにオーバーラップするように配置される。【選択図】図４

Description

本開示は、クランクケースの底面部構造に関する。

内燃機関のクランクケースにおいては、底部が底面部によって閉止されているものがある。この底面部には、下方からオイルパンが接続される開口部が形成される。オイルパン内に貯留されたオイルは、内燃機関の被潤滑部に供給された後、クランクケースの底面部の上面を開口部に向かって流れて、オイルパン内に戻される。

クランクケースとしては、オイル量を確保するため、底面部の位置はできるだけ低い位置であることが好ましい。しかし、クランクケースの下方に配置された車両部品との干渉を回避するため、底面部の高さ位置は制限される。

また、内燃機関の運転中に被潤滑部より流下したオイルをオイルパンに戻すための流路を底面部に確保する必要がある。

これらの事情により、従来のクランクケースの底面部では、クランクケース単体で充分な底面部の剛性を確保できず、底面部で騒音が発生することがあった。

そこで、従来の底面部構造は、底面部の剛性を確保しつつ、オイル量及びオイルの流路を確保する手段として、別部品の補強部材、例えば、底面部の上面を覆う板部材を有していた。

特開２００２－３７１８２１号公報

しかしながら、上記のような別部品の補強部材では、部品点数が増加し、これに伴って、内燃機関の生産コストが増加する虞がある。

本開示は、かかる事情に鑑みて創案され、その目的は、部品点数を抑制しながら、底面部の剛性を確保しつつ、オイル量及びオイルの流れを確保できるクランクケースの底面部構造を提供することにある。

本開示の一の態様によれば、クランクケースの底部を閉止する底面部の構造であって、下方にオイルパンが接続される開口部と、前記底面部の上面に形成され、前記開口部に向かって延びると共に、互いに並行に配置された第１及び第２主リブと、前記上面に形成され、前記第１及び第２主リブに交差する方向にそれぞれ延びる第１及び第２副リブと、を備え、前記第１副リブは、前記第１主リブから前記第２主リブ側に向かって遠ざかる方向に延び、かつ前記第２主リブから離間され、前記第２副リブは、前記第２主リブから前記第１主リブ側に向かって遠ざかる方向に延び、かつ前記第１主リブから離間され、前記第１及び第２副リブは、前記第１及び第２主リブの長手方向において互いに離間され、かつ、互いにオーバーラップするように配置されることを特徴とするクランクケースの底面部構造が提供される。

好ましくは、前記第１及び第２副リブは、基端側から先端側に向かうにつれ前記開口部側に向かうようにそれぞれ傾斜される。

また、前記第１副リブの基端は、前記第１主リブに接続され、前記第２副リブの基端は、前記第２主リブに接続される。

また、前記第１及び第２副リブは、それぞれ複数設けられ、前記第１及び第２主リブの長手方向において交互に配置される。

また、前記上面に形成され、前記第１主リブに交差する方向に延びる反対側副リブを更に備え、前記反対側副リブは、前記第１主リブから前記第２主リブの反対側に向かって遠ざかる方向に延びる。

本開示に係るクランクケースの底面部構造によれば、部品点数を抑制しながら、底面部の剛性を確保しつつ、オイル量及びオイルの流れを確保できる。

クランクケースの概略斜視図である。図３のＩＩ－ＩＩ線の位置におけるクランクケースの左面視の概略断面図である。図２のＩＩＩ－ＩＩＩ線の位置におけるクランクケースの底面部の概略上面図である。図３のＩＶ部に示した底面部の概略拡大図である。比較例の底面部の概略拡大図である。車両の制動時における作用効果を示す概略拡大図である。第１変形例の底面部の概略拡大図である。

以下、添付図面を参照して本開示の実施形態を説明する。なお、本開示は以下の実施形態に限定されない点に留意されたい。また、図中に示す上下前後左右の各方向は、説明の便宜上定められたものに過ぎないが、内燃機関Ｅを縦置状態で搭載した車両（不図示）の各方向と一致する。

図１に示すように、内燃機関Ｅは、車両に搭載された多気筒の圧縮着火式内燃機関、例えば直列４気筒ディーゼルエンジンである。車両は、トラック等の大型車両である。しかしながら、車両及び内燃機関Ｅの種類、形式、用途等に特に限定はなく、例えば車両は、乗用車等の小型車両であっても良いし、内燃機関Ｅは、ガソリンエンジン等の火花点火式内燃機関であっても良い。なお、内燃機関Ｅは、車両以外の移動体、例えば船舶、建設機械、または産業機械に搭載されたものであっても良い。また、内燃機関Ｅは、移動体に搭載されたものでなくても良く、定置式のものであっても良い。

クランクケース１は、内燃機関を構成する部品であり、ケース本体１０及び底面部２０を備える。ケース本体１０及び底面部２０は、上面視において、前後方向に延びる略矩形状にそれぞれ形成される。また、ケース本体１０及び底面部２０は、鋳造によりそれぞれ形成される。

ケース本体１０には、クランクシャフトが回転可能に支持される。図中、二点鎖線ＣＳは、クランクシャフトの中心軸を示す。ケース本体１０の上部には、シリンダブロック２が一体形成される。

図２に示すように、ケース本体１０の底部１０ａは、開放されている。本実施形態において、クランクケース１の底部は、ケース本体１０の底部１０ａを実質的に意味する。

本実施形態に係るクランクケース１の底面部構造１００は、クランクケース１の底部すなわちケース本体１０の底部１０ａを閉止する底面部２０の構造である。底面部２０は、下方にオイルパン５が接続される開口部３０を備える。図２中、符号６は、底面部２０の直下方に配置された車両部品を示す。

図２及び図３に示すように、底面部２０は、前後方向に長い深皿状に形成される。また、底面部２０は、前後方向及び左右方向に延びる底壁２１と、底壁２１の前後左右の端縁部から上方に向かって延びる前後左右の側壁２２ａ～２２ｄと、を備える。

また、底面部２０は、底壁２１の後端部が下方に凹んで形成された凹部２３を備える。開口部３０は、凹部２３の底部に形成される。

底壁２１は、前端位置から前後方向の中央部の位置にかけて、クランクシャフトの中心軸ＣＳと平行に後方に延びる。また、底壁２１は、開口部３０の直前では、凹部２３の底部に向かって下方に緩やかに曲げられる。

側壁２２ａ～２２ｄの上縁部には、フランジ２４が形成され、このフランジ２４は、ケース本体１０の底部１０ａに下方からボルト止めされて固定される。これにより、ケース本体１０の底部１０ａが閉止される。なお、図３中、符号２４ａは、側壁２２ａ～２２ｄのフランジ２４に形成された複数のボルト挿通孔を示す。

オイルパン５は、左右方向に長い深皿状に形成される。オイルパン５の上縁部には、フランジ５ａが形成され、このフランジ５ａは、開口部３０の周囲に位置する凹部２３の底部に下方からボルト止めされて固定される。なお、本実施形態では、オイルパン５の容量を十分に確保できるよう、オイルパン５、開口部３０及び右側の側壁２２ｄの後端部が、開口部３０よりも前方に位置する右側の側壁２２ｄよりも右側に突出している。

本実施形態の底面部構造１００は、底面部２０の上面２５に形成された、第１主リブ４０，６０及び第２主リブ５０を備える。第１主リブ４０，６０及び第２主リブ５０は、開口部３０に向かって延びると共に、互いに並行に配置される。ここでいう底面部２０の上面２５は、開口部３０よりも前方の底壁２１の上面を意味する。

また、底面部構造１００は、底面部２０の上面２５に形成された第１副リブ４１，６１及び第２副リブ５１，５２を備える。第１副リブ４１，６１及び第２副リブ５１，５２は、第１主リブ４０，６０及び第２主リブ５０に交差する方向にそれぞれ延びる。

また、底面部構造１００は、底面部２０の上面２５に形成された反対側副リブ４２，６２を備える。反対側副リブ４２，６２は、第１主リブ４０，６０に交差する方向にそれぞれ延びる。

第１主リブ４０，６０は、底面部２０の上面２５の左右両側位置に、１本ずつ配置される。第２主リブ５０は、左右両側の第１主リブ４０，６０の間の位置で、かつ、底面部２０の上面２５の左右方向の中心位置Ｃに、１本配置される。

この中心位置Ｃを基準として、上面２５の左側には、左側の第１主リブ４０に対応して第１副リブ４１及び反対側副リブ４２が設けられ、第２主リブ５０に対応して第２副リブ５１が設けられる。また、上面２５の右側にも、右側の第１主リブ６０に対応して第１副リブ６１及び反対側副リブ６２が設けられ、第２主リブ５０に対応して第２副リブ５２が設けられる。

左右両側の第１主リブ４０，６０同士、第１副リブ４１，６１同士、第２副リブ５１，５２同士、反対側副リブ４２，６２同士は、第２主リブ５０を基準として、互いに左右対称に配置される。よって、以下の説明では、左側の第１副リブ４１、第２副リブ５１及び反対側副リブ４２のみを説明し、右側の主リブ６０、第１副リブ６１、第２副リブ５２及び反対側副リブ６２については説明を省略する。

図４にも示すように、第１主リブ４０及び第２主リブ５０は、上面視において、前後方向に延びる直線状に形成され、互いに平行に配置される。

第１副リブ４１は、第１主リブ４０から第２主リブ５０側に向かって遠ざかる方向（本実施形態では、右側）に延び、かつ第２主リブ５０から離間される。第２副リブ５１は、第２主リブ５０から第１主リブ４０側に向かって遠ざかる方向（本実施形態では、左側）に延び、かつ第１主リブ４０から離間される。

第１及び第２副リブ４１，５１は、第１及び第２主リブ４０，５０の長手方向（前後方向）において互いに離間され、かつ、互いにオーバーラップするように配置される。

第１及び第２副リブ４１，５１は、基端４１ａ，５１ａ側から先端４１ｂ，５１ｂ側に向かって直線状に延びる。また、第１及び第２副リブ４１，５１は、基端４１ａ，５１ａ側から先端４１ｂ，５１ｂ側に向かうにつれ、図３に示した開口部３０側（後側）に向かうようにそれぞれ傾斜される。

第１及び第２副リブ４１，５１は、それぞれ複数（図３の例では、６本）設けられ、第１及び第２主リブ４０，５０の長手方向（前後方向）において交互に配置される。これら第１副リブ４１と第２副リブ５１との前後方向の間隔Ｌは、等間隔である。第１副リブ４１同士は、平行に配置され、第２副リブ５１同士も、平行に配置される。

第１副リブ４１の基端４１ａは、第１主リブ４０に接続され、第２副リブ５１の基端５１ａは、第２主リブ５０に接続される。

第１副リブ４１の先端４１ｂは、第２主リブ５０に近接して配置され、第２副リブ５１の先端５１ｂは、第１主リブ４０に近接して配置される。本実施形態でいう近接とは、これらの隙間をオイルＯが流れる程度に近接し、接触せずに離間されていることを意味する。

第１副リブ４１の先端４１ｂの左右方向の位置Ｘ１は、第２副リブ５１の先端５１ｂの左右方向の位置Ｘ２よりも右側に位置される。これにより、これらリブ４１，５１同士が、オーバーラップ長ΔＸだけ左右方向にオーバーラップされる。

本実施形態の第１副リブ４１及び第２副リブ５１は、それぞれ先端４１ｂ，５１ｂから長手方向の中間位置までの部分において、互いにオーバーラップされる。

反対側副リブ４２は、第１主リブ４０から第２主リブ５０の反対側に向かって遠ざかる方向（本実施形態では、左側）に延びる。また、反対側副リブ４２は、左側の側壁２２ｃから離間される。

また、反対側副リブ４２は、基端４２ａ側から先端４２ｂ側に向かって直線状に延びる。また、反対側副リブ４２は、基端４２ａ側から先端４２ｂ側に向かうにつれ、図３に示した開口部３０側（後側）に向かうように傾斜される。

反対側副リブ４２の基端４２ａは、第１主リブ４０に接続される。反対側副リブ４２の先端４２ｂは、左側の側壁２２ｃに近接して配置される。

図３に示すように、反対側副リブ４２は、複数（図示例では、５本）設けられる。これら反対側副リブ４２同士は、主リブ４０の長手方向（前後方向）において離間され、同じ向きで配置される。

第１及び第２主リブ４０，５０のそれぞれの前端部は、前側の側壁２２ａに接続される。また、第１及び第２主リブ４０，５０のそれぞれの後端部は、開口部３０の直前に位置する凹部２３の底部に接続される。一方、第１及び第２副リブ４１、５２並びに反対側副リブ４２は、底壁２１の前端部から凹部２３の前端までの位置にかけて配置される。これらリブ４０，４１，４２，５０，５１は、鋳造により底面部２０と一体形成される。

図２に示すように、内燃機関Ｅは、車両への搭載状態において、クランクシャフトの中心軸ＣＳが後下がりになるよう後傾状態で配置される。そのため、底面部２０は、ケース本体１０と共に後傾状態で配置される。

本実施形態では、内燃機関Ｅの稼働中、オイルパン５内に貯留されたオイルＯが、内燃機関Ｅの被潤滑部（例えば、ピストンとシリンダの摺動面）に供給された後、ケース本体１０内から底面部２０内に流下される。

底面部２０内に流下されたオイルＯは、上面２５上を開口部３０に向かって後方に流れて、開口部３０からオイルパン５内に戻される。

ところで、一般的に、クランクケースの底面部構造では、底面部の剛性が低い場合に、内燃機関や車両の振動により底面部で騒音が発生することがある。

クランクケースとしてはオイル量を確保するため、底面部の位置はできるだけ低い位置の方が好ましい。しかし、クランクケースの下方に配置された車両部品との干渉を回避するため、底面部の位置は制限される。

また、内燃機関の運転中に被潤滑部より流下したオイルをオイルパンへ戻すためのオイル流路を底面部に確保する必要がある。

これらの事情により、従来のクランクケースの底面部では、クランクケース単体で充分な底面部の剛性が確保できず、底面部で騒音が発生することがあった。そこで、従来の底面部構造は、底面部の剛性を確保しつつ、オイル量及びオイル流路を確保する手段として、別部品の補強部材、例えば、底面部の上面を覆う板部材を有していた。

しかしながら、このような底面部構造では、別部品を追加することで、部品点数が増加し、これに伴って内燃機関の生産コストが増加する虞がある。

これに対して、図４に示したように、本実施形態では、補強部材として、別部品ではなく、底面部２０と一体形成されたリブが用いられる。そのため、部品点数を抑制でき、内燃機関の生産コストを抑えることができる。

また、本実施形態では、第１副リブ４１が第２主リブ５０から離間され、第２副リブ５１が第１主リブ４０から離間され、第１及び第２副リブ４１，５１同士が離間される。そのため、これらリブ４０，５０の間には、左右方向に蛇行しながら後方に向かってオイルＯが流れる蛇行流路７０が形成される。これにより、リブによってオイルＯの流れが阻害されるのを抑制できる。その結果、別部品の補強部材が無くても底面部の剛性を確保することができ、かつオイル量及びオイルの流れも確保できる。

一方、比較例として、例えば、図５に示すように、第１及び第２副リブ４１，５１同士がオーバーラップされていない場合を検討する。なお、下記の説明において、本実施形態と同一または共通の構成要素については、同じ符号を用い、それらの詳細な説明は省略する。

この比較例では、第１及び第２副リブ４１，５１の先端４１ｂ，５１ｂの間で前後方向に延びる折曲線Ｘ３で、底壁２１が左右方向に折れ曲がり易くなる。そのため、底面部２０の剛性を十分に確保できない可能性があり、内燃機関や車両の振動により底面部２０で騒音が発生する虞がある。

これに対して、本実施形態では、図４に示したように、第１及び第２副リブ４１，５１同士がオーバーラップされるため、上述のような折曲線Ｘ３が形成されず、底壁２１を左右方向に折れ曲がり難くできる。これにより、底面部２０の剛性を十分に確保でき、その結果、内燃機関等の振動により底面部２０で騒音が発生するのを抑制できる。

また、本実施形態では、第１及び第２主リブ４０，５０と第１及び第２副リブ４１，５１とが、上述のように配置される。このようなリブ４０，５０，４１，５１の配置であれば、二点鎖線Ｙで示すように、升目状ないしトラス形状に近似した、入り組んだリブを形成できるので、底面部２０の剛性を十分に確保できる。

よって、本実施形態の底面部構造１００であれば、剛性を確保しつつ、オイルＯの流れを確保できる。

また、本実施形態では、反対側副リブ４２を設けたことで、第１主リブ４０と左側の側壁２２ｃの間の位置でも、底面部２０の剛性を確保できる。

また、図３に示したように、底面部２０の上面２５には、左右方向の中心位置Ｃを基準として、右側の位置にも、第１主リブ６０と、第１及び第２副リブ６１，５２と、反対側副リブ６２と、が設けられる。これにより、底面部２０の右側の剛性をも向上できる。

また、反対側副リブ４２は、左側の側壁２２ｃから離間されるので、これらの間の位置で、オイルＯの流れを確保できる。

また、本実施形態では、図４に示すように、第１及び第２副リブ４１，５１並びに反対側副リブ４２は、基端４１ａ，５１ａ，４２ａ側から先端４１ｂ，５１ｂ，４２ｂ側に向かうにつれ開口部３０側（後側）に向かうようにそれぞれ傾斜される。これにより、これらのリブ４１，５１，４２に前面に沿って後方にオイルＯを流し易くでき、オイルＯが溜まり難くできる。

また、図６に示すように、車両の制動時には、前方に逆流しようとするオイルＯを、これらリブ４１，５１，４２の後面で堰き止めることができる。これにより、オイルパン５内からのオイルＯの流出を十分に抑制できる。

次に、上述した実施形態の変形例を説明する。

（第１変形例）
図７は、第１変形例の底面部２０の概略拡大図である。図７に示すように、第１及び第２副リブ４１，５１並びに反対側副リブ４２の少なくとも１つは、基端４１ａ，５１ａ，４２ａ側から先端４１ｂ，５１ｂ，４２ｂ側に向かうにつれ開口部３０側（後側）に向かうようにそれぞれ傾斜されていなくても良い。

第１変形例では、第１及び第２副リブ４１，５１並びに反対側副リブ４２の全てが、第１及び第２主リブ４０，５０に対して傾斜されておらず、直交する方向に延びる。

（第２変形例）
図示しないが、第１及び第２主リブ４０，５０、第１及び第２副リブ４１，５０、並びに反対側副リブ４２は、それぞれ任意の本数及び配置であって良い。また、反対側副リブ４２は、設けられなくても良い。

以上、本開示の実施形態を詳細に述べたが、本開示の実施形態は上述の実施形態のみに限らず、特許請求の範囲によって規定される本開示の思想に包含されるあらゆる変形例や応用例、均等物が本開示に含まれる。従って、本開示は、限定的に解釈されるべきではなく、本開示の思想の範囲内に帰属する他の任意の技術にも適用することが可能である。

１クランクケース
５オイルパン
１０ケース本体
１０ａ底部
２０底面部
２５上面
３０開口部
４０，６０第１主リブ
４１，６１第１副リブ
４２，６２反対側副リブ
５０第２主リブ
５１，５２第２副リブ
１００底面部構造
Ｏオイル

Claims

クランクケースの底部を閉止する底面部の構造であって、
下方にオイルパンが接続される開口部と、
前記底面部の上面に形成され、前記開口部に向かって延びると共に、互いに並行に配置された第１及び第２主リブと、
前記上面に形成され、前記第１及び第２主リブに交差する方向にそれぞれ延びる第１及び第２副リブと、を備え、
前記第１副リブは、前記第１主リブから前記第２主リブ側に向かって遠ざかる方向に延び、かつ前記第２主リブから離間され、
前記第２副リブは、前記第２主リブから前記第１主リブ側に向かって遠ざかる方向に延び、かつ前記第１主リブから離間され、
前記第１及び第２副リブは、前記第１及び第２主リブの長手方向において互いに離間され、かつ、互いにオーバーラップするように配置される
ことを特徴とするクランクケースの底面部構造。
前記第１及び第２副リブは、基端側から先端側に向かうにつれ前記開口部側に向かうようにそれぞれ傾斜される
請求項１に記載の底面部構造。
前記第１副リブの基端は、前記第１主リブに接続され、
前記第２副リブの基端は、前記第２主リブに接続される
請求項１または２に記載の底面部構造。
前記第１及び第２副リブは、それぞれ複数設けられ、前記第１及び第２主リブの長手方向において交互に配置される
請求項１～３の何れか一項に記載の底面部構造。
前記上面に形成され、前記第１主リブに交差する方向に延びる反対側副リブを更に備え、
前記反対側副リブは、前記第１主リブから前記第２主リブの反対側に向かって遠ざかる方向に延びる
請求項１～４の何れか一項に記載の底面部構造。