JP3873898B2 - 内燃機関のオイルパン制振構造 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、内燃機関のシリンダブロック下面に取り付けられるオイルパンの制振構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車用内燃機関に代表される多くの内燃機関では、シリンダブロック下面に浅底部と深底部とを有するオイルパンが取り付けられており、ここに潤滑油を貯留するとともに、オイルポンプにて吸い上げて各部へ圧送する構成となっている。ここで、オイルパンは、一般に金属板をプレス成形した薄肉の構造となっており、従って、機関の加振入力により膜振動し、比較的大きな放射音が発生する、という問題がある。特に、多量の潤滑油が常時存在する深底部に比較して、浅底部で大きな放射音が発生しやすい。
【０００３】
そのため、従来から、特開昭５８−１３００１０号公報等に示されているように、オイルパンを外側オイルパンと内側オイルパンとの２重構造とし、かつ両者の間隙に潤滑油を満たして、その油層の変形によるエネルギ減衰作用により振動を抑制するようにした低騒音のオイルパンが提案されている。このものでは、外側オイルパンが振動すると、内側オイルパンとの間に形成されている油層が伸縮変形し、これに伴う潤滑油の粘性の作用により振動エネルギが減衰するのである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来の構成では、内側オイルパンの底面や側面が略平坦となっているので、その動剛性が低い。そのため、外側オイルパンが振動しても、これに伴う油層の変形が少なく、制振効果を十分に発揮することができない。従って、内側オイルパンを付加することによる重量増に比べて騒音低減効果が低い、という不具合があった。
【０００５】
また、エネルギ減衰作用を高めるためには油層の厚さを薄くした方がよいが、そのために内側オイルパンと外側オイルパンとの間隙を小さく設定すると、潤滑油の交換時に間隙内の潤滑油の排出が困難になる。しかも、間隙内の潤滑油が長期に亙って滞留した状態となってしまい、スラッジが蓄積し易くなる。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
そこで、この発明は、流下する潤滑油を貯留するとともにドレンコックを有するオイルパンが内燃機関の下部に固定されており、
少なくとも底面の一部を含むオイルパン内壁面との間に間隙を生じるようにオイルパン内壁面に沿った壁面を有するインナパンが、オイルパンの内側に配設されており、
このインナパンは、上記ドレンコックに対応する開口部を有し、
該インナパン壁面とオイルパン内壁面との間の間隙は、少なくとも該インナパンの周縁部および上記開口部においてオイルパン内の空間に開放されていて、潤滑油が侵入することにより、油膜粘性による振動減衰作用が生じる薄い油層を形成しており、
上記インナパンには、オイルパン内壁面との間で油通路を生じるように、該インナパン内側に向けて凸となったビードが形成されており、
上記ビードは、
上記インナパンの底面に、内燃機関のクランク軸方向に沿った縦方向のビードを複数本形成するとともに、この縦方向の複数本のビードを、クランク軸と略直交する方向に沿って形成した横方向のビードでもって接続し、かつ、この横方向のビードを、ドレンコックに対応する開口部に接続したことを特徴としている。
【００１０】
【作用】
オイルパンとインナパンとの間には、薄い油層が形成されている。この状態でオイルパンが膜振動すると、両者の間隔の微小変化に伴って油層が伸縮変形する。つまり、薄い油層内を壁面に沿って潤滑油が流動しようとし、潤滑油の粘性によってエネルギ減衰作用が得られる。これによりオイルパンの振動が抑制される。このとき、ビードの形成によりインナパンの剛性が高められているので、油層の変形が確実に生じ、大きな減衰作用が得られる。特に、クランク軸方向に沿ってビードを設けることにより、クランク軸方向に沿って細長いインナパンの剛性が一層効果的に向上する。ここで、上記ビードは、インナパン内側に向かって凸となっているので、油層となるオイルパン，インナパン間の間隙が広がってしまうことがない。
【００１１】
また、潤滑油排出時には、ビードが排出通路として機能し、潤滑油の流れを円滑化する。特に、複数のビードが合流してドレンコックに至り、円滑に潤滑油が排出される。また、機関運転中もビード内を潤滑油が通流し、スラッジの発生を抑制する。
【００１３】
【実施例】
以下、この発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１４】
図１〜図４は、この発明の第１実施例を示している。オイルパン１は、鋼板をプレス成形したものであって、機関前端寄りの部分が略矩形の深底部１ａとなっており、かつ残部が浅底部１ｂとなっている。これらの深底部１ａおよび浅底部１ｂの底面は、それぞれ略平坦面をなしている。また、外周縁部には、フランジ部２が形成されており、該フランジ部２がシリンダブロック（図示せず）の下縁にボルト結合されるようになっている。
【００１５】
上記オイルパン１内には、鋼板をプレス成形してなるインナパン３が収容されている。このインナパン３は、オイルパン１と同様に深底部３ａおよび浅底部３ｂを有し、全体としてオイルパン１の内壁面に沿った形状をなしている。つまり、オイルパン１内に嵌合させた状態で各壁面間に僅かな間隙が生じ得るように、オイルパン１と略相似形の底壁３ｃおよび側壁３ｄを有し、しかもオイルパン１内壁面形状よりも僅かに小さな寸法に形成されている。このインナパン３はオイルパン１に対して特に固定されておらず、オイルパン１内の油中に沈降することにより、オイルパン１底面ならびに側壁面との間に薄い油層４が画成されるようになっている。なお、オイルパン１の側壁面とインナパン３の側壁３ｄとの間の間隙は、潤滑油の円滑な流入を図るために、例えば２〜３ｍｍ程度に設定されている。
【００１６】
図１に示すように、上記オイルパン１の深底部１ａの底部一側部には、ドレンコック１１が着脱可能に螺着している。そして、インナパン３の上記ドレンコック１１と対応する部位には、該ドレンコック１１と干渉しないように、潤滑油排出用の開口部１２が形成されている。
【００１７】
また、上記インナパン３の底壁３ｃには、図４に示すように、長手方向つまり機関のクランク軸方向に沿う複数本例えば３本の縦方向ビード１３と、これに略直交する方向に沿う１本の横方向ビード１４とが形成されている。縦方向のビード１３は、深底部１ａと浅底部１ｂとに連続して平面的には略直線状に形成されている。横方向のビード１４は、深底部１ａの底部において３本の縦方向のビード１３と交差してこれらを互いに接続しており、その一方の端部１４ａが、上記ドレンコック１１用の開口部１２に接続されている。ここで、上記各ビード１３，１４は、インナパン３の内側に向かって凸となった断面半円形もしくはＵ字形をなしている。また、縦方向のビード１３と横方向のビード１４は、同一の高さに形成されている。
【００１８】
またオイルパン１の上面開口部には、油面の揺動を抑制するためのバッフルプレート５が溶接にて固定されており、このバッフルプレート５より下方つまりオイルパン１底面との間にインナパン３が収容されている。これにより、インナパン３の過度の動きが規制され、例えばコンロッド６やクランク軸７（図２参照）等と干渉する虞れがない。バッフルプレート５には、上面に滴下した潤滑油を下方へ流下させる油落とし孔（図示せず）が複数形成されているが、その一部がオイルパン１の側縁に近接して設けられており、オイルパン１側壁面とインナパン３の側壁３ｄとの間の油層４内に潤滑油を落とすようになっている。従って、機関運転中のオイルパン１の油面１５は、図示するようにインナパン３の上縁よりも低位となるが、油層４内には確実に潤滑油が保持される。
【００１９】
次に、上記実施例の作用を説明する。上記のようにオイルパン１内に薄い油層４を介してインナパン３を配設した構成では、シリンダブロック側からの加振入力によりオイルパン１の底壁や側壁が膜振動すると、オイルパン１とインナパン３との間隔の微小変化が生じ、これに伴って油層４が伸縮変形する。つまり、油層４内の潤滑油が２つの面に沿って流動しようとする。従って、振動エネルギが潤滑油の運動エネルギに変換され、かつ潤滑油の粘性により減衰される。そのため、実際に生じる振動が大幅に抑制され、放射音が低減する。特に、油層４を構成する一方の面となるインナパン３の動剛性が、ビード１３，１４により高く確保されるので、オイルパン１の振動に伴う油層４の伸縮変形つまり潤滑油の微小な移動が確実に発生し、潤滑油の粘性を利用した振動減衰作用が確実に得られる。図５は、インナパン３の剛性と放射音との関係を示したもので、図示するように、インナパン３の剛性が大きいほど放射音を低減できる。なお、この減衰作用は、一般的な振動モデルにおける減衰要素と同様に幅広い周波数領域で効果があり、放射音を全体として低減することができる。
【００２０】
一方、油層４の厚さについては、図６に示すように、油層４を薄くするほど放射音を低減できるのであるが、上記のようにビード１３，１４を、インナパン３の内側へ向けて凸とすることにより、該ビード１３，１４部分以外での油層４を何ら厚くすることなくビード１３，１４の形成が可能である。つまり、ビード１３，１４をインナパン３の外側へ向けて凸とすると、図７の（ａ）に示すように、油層４の厚さｔ１は厚くなってしまうが、インナパン３の内側へ向けて凸とすることにより、（ｂ）に示すように、油層４の厚さｔ２をビード１３，１４の高さに無関係に薄くできる。従って、剛性確保の上で必要なビード１３，１４の断面形状を何ら制約なく確保できる。なお、図６は、インナパン３を非固定状態とした場合における厚さの影響を示している。
【００２１】
また上記実施例では、インナパン３が非固定状態で油中に沈降しているので、インナパン３をオイルパン１に溶接する場合に比較して、溶接精度等に影響されずに、油層４の厚さを十分に薄くすることができる。しかも、オイルパン１底面とインナパン３底壁３ｃとの間の油層４については、インナパン３の自重が作用することから、インナパン３がオイルパン１内壁面に強く押し付けられ、これにより生じる薄い油層４の中で油が流動するため、エネルギ減衰作用が一層大きく得られる。図８は、インナパン３を固定した場合と非固定とした場合の振動レベルを比較したもので、底面での間隙が同一であっても、非固定で沈降させた構成の方が振動が抑制される。
【００２２】
また上記構成では、インナパン３底面がオイルパン１底面に密接した状態となったとしても、ビード１３，１４が油通路となって底部の油層４内の潤滑油が常に流動するようになるので、潤滑油の滞留によるスラッジの発生が抑制される。そして、潤滑油の交換時、特に排出時には、縦横に連続したビード１３，１４が通路となって油層４内の潤滑油がドレンコック１１部分へ速やかに案内され、簡単に排出される。同様に潤滑油注入時には、ビード１３，１４を介して確実に油層４内へ潤滑油を導くことができる。
【００２３】
次に、図９は、この発明の第２実施例を示している。この実施例では、インナパン３が複数の溶接点１６においてオイルパン１にスポット溶接されている。つまり、油層４となる間隙を各部に保った状態でインナパン３がオイルパン１に固定されている。この実施例によれば、前述した第１実施例に比較して振動低減の点では若干不利となるが、コンロッド６等との干渉を確実に回避できる。
【００２４】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、この発明に係る内燃機関のオイルパン制振構造によれば、ビードの形成によりインナパンの剛性が高くなるため、オイルパンとの間に形成される油層がオイルパンの振動に伴って確実に変形するようになり、油層内の潤滑油の粘性による振動減衰効果が高く得られる。
【００２５】
特にビードをクランク軸方向に沿って形成することで、細長いインナパンの底面の剛性を効果的に高めることができ、オイルパン底面部分での放射音を大幅に低減できる。
【００２６】
またビードが油通路として機能するので、油層内の潤滑油の排出が容易となる。特に、縦横に連続させたビードをドレンコック近傍にまで延ばすことにより、油層内の潤滑油がドレンコック部分に円滑に導かれる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１実施例を示す図２のＡ−Ａ線に沿った断面図。
【図２】この第１実施例の縦断面図。
【図３】図２のＢ−Ｂ線に沿った断面図。。
【図４】インナパンの平面図。
【図５】インナパンの剛性による放射音の変化を示す特性図。
【図６】油層の厚さによる放射音の変化を示す特性図。
【図７】ビードを外側へ向けて凸とした場合の油層の状態（ａ）とビードを内側へ向けて凸とした場合の油層の状態（ｂ）を対比して示す説明図。
【図８】底面部分での間隙と振動レベルとの関係を示す特性図。
【図９】この発明の第２実施例を示す縦断面図。
【符号の説明】
１…オイルパン
３…インナパン
４…油層
５…バッフルプレート
１１…ドレンコック
１３…縦方向のビード
１４…横方向のビード

Claims (1)

1. 流下する潤滑油を貯留するとともにドレンコックを有するオイルパンが内燃機関の下部に固定されており、
   少なくとも底面の一部を含むオイルパン内壁面との間に間隙を生じるようにオイルパン内壁面に沿った壁面を有するインナパンが、オイルパンの内側に配設されており、
   このインナパンは、上記ドレンコックに対応する開口部を有し、
   該インナパン壁面とオイルパン内壁面との間の間隙は、少なくとも該インナパンの周縁部および上記開口部においてオイルパン内の空間に開放されていて、潤滑油が侵入することにより、油膜粘性による振動減衰作用が生じる薄い油層を形成しており、
   上記インナパンには、オイルパン内壁面との間で油通路を生じるように、該インナパン内側に向けて凸となったビードが形成されており、
   上記ビードは、
   上記インナパンの底面に、内燃機関のクランク軸方向に沿った縦方向のビードを複数本形成するとともに、この縦方向の複数本のビードを、クランク軸と略直交する方向に沿って形成した横方向のビードでもって接続し、かつ、この横方向のビードを、ドレンコックに対応する開口部に接続したことを特徴とする内燃機関のオイルパン制振構造。

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