JP4711911B2 - エンジンのオイルストレーナ構造 - Google Patents

Description

本発明は、エンジンのバランサーハウジングとオイルパンとの間に、オイルパン内のオイルを濾過するオイルストレーナを配置したエンジンのオイルストレーナ構造に関する。

エンジンのクランクシャフトをシリンダブロックとの間に挟持するロアブロックの下面にバランサーハウジングを支持し、このバランサーハウジングのロアハウジングの下面にオイルパンからオイルポンプに吸引されるオイルを濾過するオイルフィルターを一体に内蔵したものが、下記特許文献１により公知である。
特開２００１−７４１０５号公報

ところで上記従来のものは、バランサーハウジングのロアハウジングにオイルストレーナを一体に内蔵しているため、スペース上の制約からオイルストレーナの位置が２本のバランサーシャフトの間に限定されてしまい、オイル吸入口を適切な位置に配置することが難しいという問題や、オイルストレーナのストレーナエレメントの面積やオイルの流路断面積を充分に確保することが難しいという問題があった。

本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、バランサーハウジングおよびオイルパンに挟まれた狭い空間に高機能のオイルストレーナを配置できるようにすることを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、エンジンのバランサーハウジングとオイルパンとの間に、オイルパン内のオイルを濾過するオイルストレーナを配置したエンジンのオイルストレーナ構造であって、オイルストレーナは、オイルパンに貯留したオイル内に開口するオイル吸入孔が形成された金型成形品よりなる下側部材と、オイルポンプに連なるオイル排出孔が形成された金型成形品よりなる上側部材とを、その結合面にストレーナエレメントの外周部を挟むように結合して構成されてバランサーハウジングに支持され、オイル吸入孔およびオイル排出孔間のオイルの流路断面積は、オイル吸入孔からオイル排出孔に向かって次第に減少することを特徴とするエンジンのオイルストレーナ構造が提案される。

また請求項２に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、オイルストレーナは、オイル吸入孔側の上下方向厚さがオイル排出孔側の上下方向厚さよりも薄いことを特徴とするエンジンのオイルストレーナ構造が提案される。

尚、実施の形態の上側第１部材５３は本発明の上側部材に対応する。

請求項１の構成によれば、オイルパンに貯留したオイル内に開口するオイル吸入孔が形成された金型成形品よりなる下側部材と、オイルポンプに連なるオイル排出孔が形成された金型成形品よりなる上側部材とを、その結合面にストレーナエレメントの外周部を挟むように結合して構成したオイルストレーナをバランサーハウジングに支持したので，オイルストレーナを偏平な形状にしてバランサーハウジングの下面およびオイルパンの底面に挟まれた狭い空間にコンパクトに配置できるだけでなく、ストレーナエレメントの面積を最大限に拡大して目詰まりを防止することができる。しかも金型成形品よりなる下側部材および上側部材は形状の自由度が高いため、オイル吸入孔およびオイル排出孔を最適の位置に配置するとともに、オイル吸入孔およびオイル排出孔間のオイルの流路断面積を充分に確保することができる。更に、オイル吸入孔およびオイル排出孔間のオイルの流路断面積は、オイル吸入孔からオイル排出孔に向かって次第に減少するので、オイルパンから吸引されてオイルストレーナの内部を流れるオイルの流速を次第に増加させてオイルポンプへの吸入抵抗を最小限に抑えることができる。

また請求項２の構成によれば、オイルストレーナは、オイル吸入孔側の上下方向厚さがオイル排出孔側の上下方向厚さよりも薄いので、オイルストレーナがオイルパンの底面と干渉するのを避けることができる。

以下、本発明の実施の形態を添付の図面に基づいて説明する。

図１〜図９は本発明の第１の実施の形態を示すもので、図１エンジンの正面図、図２は図１の２−２線断面図、図３は図２の３−３線矢視図、図４は図２の４−４線矢視図、図５は図３の５−５線断面図、図６は図３の６−６線断面図、図７はオイルストレーナを斜め下方から見た分解斜視図、図８はオイルストレーナ斜め上方から見た分解斜視図、図９はオイルストレーナを備えたバランサー装置の斜視図である。

図１および図２から明らかなように、自動車のディーゼルエンジンＥのシリンダブロック１１の下面にロアブロック１２が固定され、ロアブロック１２の下面にオイルを貯留するオイルパン１３が固定される。ロアブロック１２の下面にエンジンＥの二次振動を低減するバランサー装置１４が設けられており、このバランサー装置１４はオイルパン１３に収納される。シリンダブロック１１とロアブロック１２との間にクランクシャフト１５が回転自在に支持されており、クランクシャフト１５の軸端に設けた駆動スプロケット１６とバランサー装置１４の駆動バランサーシャフト２９の軸端に設けた従動スプロケット１７とに無端チェーン１８が巻き掛けられる。

図３〜図６から明らかなように、バランサー装置１４のバランサーハウジング１９は上下に分割されたアッパーハウジング２０およびロアハウジング２１を複数本のボルト２２…で結合し、その車体右側の端面に右サイドハウジング２３を複数本のボルト２４…で結合し、その車体左側の端面に左サイドハウジング２５を複数本のボルト２６…で結合して構成される。バランサーハウジング１９は、アッパーハウジング２０およびロアハウジング２１を貫通する２本のボルト２７，２７と、右サイドハウジング２３を貫通する２本のボルト２８，２８とでロアブロック１２の下面に固定される。

バランサーハウジング１９に駆動バランサーシャフト２９および従動バランサーシャフト３０が平行に支持されており、駆動バランサーシャフト２９には、その一端側から他端側に向けて従動スプロケット１７、駆動ギヤ３１、第１バランサーウエイト３２および第２バランサーウエイト３３が設けられる。また従動バランサーシャフト３０には、その一端側から他端側に向けて従動ギヤ３４、第１バランサーウエイト３５および第２バランサーウエイト３６が設けられる。クランクシャフト１５に設けた駆動スプロケット１６と駆動バランサーシャフト２９に設けた従動スプロケット１７とに無端チェーン１８が巻き掛けられる。また駆動バランサーシャフト２９に設けた駆動ギヤ３１と従動バランサーシャフト３０に設けた従動ギヤ３４とが噛合する。

従って、エンジンＥの運転によりクランクシャフト１５の回転が駆動スプロケット１６、無端チェーン１８および従動スプロケット１７を介して駆動バランサーシャフト２９に伝達され、駆動バランサーシャフト２９の回転が駆動ギヤ３１および従動ギヤ３４を介して従動バランサーシャフト３０に伝達される。このとき、クランクシャフト１５の駆動スプロケット１６の歯数は駆動バランサーシャフト２９の従動スプロケット１７の歯数の２倍に設定され、かつ駆動ギヤ３１の歯数は従動ギヤ３４の歯数に等しく設定されているため、駆動バランサーシャフト２９および従動バランサーシャフト３０はクランクシャフト１５の回転数の２倍の回転数で相互に逆方向に回転し、駆動バランサーシャフト２９および従動バランサーシャフト３０に設けた第１、第２バランサーウエイト３２，３３；３５，３６によりエンジンＥの二次振動が低減される。

図６に明瞭に示されるように、右サイドハウジング２３のアッパーハウジング２０およびロアハウジング２１に対する結合面にトロコイドポンプよりなるオイルポンプ３７の円形のポンプ室２３ａが開口しており、このポンプ室２３ａの内部に相互に噛合するアウターロータ３８およびインナーロータ３９が相互に噛合した状態で収納される。ポンプ室２３ａに臨む吸入ポート４０はロアハウジング２１の下面に開口する吸入通路４１に連通する。またポンプ室２３ａに臨む吐出ポート４２は右サイドハウジング２３の上面の（ロアブロック１２との結合面に開口する吐出通路４３（図３参照）に連通する。

次に、図４〜図９に基づいて、オイルパン１３からオイルポンプ３７に吸入されるオイルを濾過するオイルストレーナ５１の構造を説明する。

図７および図８から明らかなように、オイルストレーナ５１は金型により合成樹脂で射出成形される下側部材５２、上側第１部材５３および上側第２部材５４と、合成樹脂メッシュよりなるストレーナエレメント５５との合計４つの部材で構成される。

下側部材５２は勾玉状に湾曲して上面が開放する浅い容器状の本体部５２ａと、本体部５２ａの外周の一部から斜め上方に延出する板状の支持腕部５２ｂと、支持腕部５２ｂの上端に連なる直線状のオイル戻し通路形成部５２ｃと、オイル戻し通路形成部５２ｃの一端から下向きに延びるパイプ状のオイル排出管部５２ｄとを備える。本体部５２ａの一端側（幅の広い側）には長方形状のオイル吸入孔５２ｆが開口し、オイル戻し通路形成部５２ｃの上面にはオイル排出管部５２ｄに連通する樋状の溝５２ｇが形成される。オイル排出管部５２ｄの下端に開口するオイル出口孔５２ｅはオイルパン１３に貯留したオイルの液面下に位置しており、クランクケース内の圧力変動がシリンダヘッドに連なるオイル戻し通路を介して吸気系に影響を与えないようになっている。

上側第１部材５３は下側部材５２の本体部５２ａと略同形状の部材であって、下面が開放する浅い容器状に形成されるとともに、その他端側（幅の狭い側）に上向きに貫通するオイル排出孔５３ａが形成される。また上側第１部材５３の外周の３カ所にボルト孔を有する取付ボス５３ｂ，５３ｃ，５３ｄが突設される。

上側第２部材５４は下側部材５２のオイル戻し通路形成部５２ｃと略同形状の部材であって、その下面にオイル戻し通路形成部５２ｃの樋状の溝５２ｇに対向する樋状の溝５４ａが形成されるとともに、オイル排出管部５２ｄと反対側の端部に上向きに貫通するオイル入口孔５４ｂが形成される。またオイル入口孔５４ｂの両側にはボルト孔を有する取付ボス５４ｃ，５４ｄが突設される。

しかして、上側第１部材５３の下面および上側第２部材５４の下面は、下側部材５２の本体部５２ａの上面およびオイル戻し通路形成部５２ｃの上面にそれぞれ溶着により結合されるが、その際に上側第１部材５３の下面と下側部材５２の本体部５２ａの上面との間にストレーナエレメント５５の外周部が挟まれて固定される。その結果、下側部材５２の本体部５２ａおよびストレーナエレメント５５間にダーティチャンバ５６が区画され、上側第１部材５３およびストレーナエレメント５５間にクリーンチャンバ５７が区画される。また下側部材５２のオイル戻し通路形成部５２ｃの溝５２ｇと上側第２部材５４の溝５４ａとの間にオイル戻し通路５８が形成され、このオイル戻し通路５８の両端は前記オイル入口孔５４ｂおよび前記オイル排出管部５２ｄに連通する。

オイルストレーナ５１の下側部材５２、上側第１部材５３および上側第２部材５４を合成樹脂の金型成形品で構成したので形状の設計自由度を高めることができ、バランサーハウジング１９およびオイルパン１３に挟まれた狭い空間にコンパクトで高機能なオイルストレーナ５１を配置することができる。特に、オイルポンプ３７へのオイルの吸入経路に関しては、オイル吸入孔５２ｆおよびオイル排出孔５３ａを最適の位置に配置するとともに、オイルの流路断面積を充分に確保することができる。またブローバイガスから分離したオイルの戻し経路に関しては、オイル出口孔５２ｅの位置をオイルストレーナ５１のオイル吸入口５２ｆから充分に離し、かつオイルの液面上に露出しないように配置することができる。

このように構成されたオイルストレーナ５１は、図４から明らかなように、上側第１部材５３の３個の取付ボス５３ｂ，５３ｃ，５３ｄのボルト孔を下から上に貫通する３本のボルト５９…でバランサーハウジング１９のロアハウジング２１に締結され、上側第２部材５４の２個の取付ボス５４ｃ，５４のボルト孔を下から上に貫通する２本のボルト６０，６０でバランサーハウジング１９のアッパーハウジング２０に締結される。このとき、上側第２部材５４の２個の取付ボス５４ｃ，５４ｄはアッパーハウジング２０の駆動バランサーシャフト２９側の端部に固定され、上側第１部材５３の２個の取付ボス５３ｂ，５３ｃはロアハウジング２１の従動バランサーシャフト３０側に固定され、上側第１部材５３の残りの１個の取付ボス５３ｄはロアハウジング２１の駆動バランサーシャフト２９および従動バランサーシャフト３０の間に固定されるため、オイルストレーナ５１はロアハウジング２１の下面を覆うような位置関係で支持される。

この取付状態で、上側第１部材５３のオイル排出孔５３ａはロアハウジング２１の下面に開口する吸入通路４１を介してオイルポンプ３７の吸入ポート４０に連通する（図６参照）。また上側第２部材５４のオイル入口孔５４ｂは、アッパーハウジング２０の下面に開口するオイル戻し通路２０ａを介して右サイドハウジング２３のロアブロック１２への結合面に開口するオイル戻し通路２３ｂに連通する（図９参照）。この右サイドハウジング２３のオイル戻し通路２３ｂは、ロアブロック１２およびシリンダブロック１１の内部を貫通するオイル戻し通路（図示せず）を経てシリンダヘッドに形成したラビリンス型の気液分離室（図示せず）に連通する。

次に、上記構成を備えた本発明の第１の実施の形態の作用を説明する。

エンジンＥを運転するとクランクシャフト１５の回転が無端チェーン１８を介して駆動バランサーシャフト２９に伝達され、駆動バランサーシャフト２９の回転が駆動ギヤ３１および従動ギヤ３４を介して従動バランサーシャフト３０に伝達されることで、従動バランサーシャフト３０に接続されたオイルポンプ３７が作動する。

その結果、オイルパン１３に貯留されたオイルがオイルストレーナ５１の下側部材５２のオイル吸入孔５２ｆから吸入され、ダーティチャンバ５６からストレーナエレメント５５を通過して濾過された後、クリーンチャンバ５７から上側第１部材５３のオイル排出孔５３ａを通過し、更にバランサーハウジング１９のロアハウジング２１の吸入通路４１（図３および図６参照）および右サイドハウジング２３の吸入ポート４０を経てオイルポンプ３７に吸入される。

オイルポンプ３７の吐出ポート４２に吐出されたオイルは、右サイドハウジング２３の吐出通路４３（図３参照）からロアブロック１２に供給され、そこから複数の経路に分岐してクランクシャフト１５のジャーナル部や動弁機構の潤滑に供される。

その際に、オイルストレーナ５１のダーティチャンバ５６およびクリーンチャンバ５７を区画する下側部材５２の本体部５２ａおよび上側第２部材５４は上下方向に偏平な形状を有しており、それらの結合面に大面積のストレーナエレメント５５の外周部が挟まれて固定されるので、ストレーナエレメント５５によるオイルの流通抵抗の増加を最小限に抑えるとともに、ストレーナエレメント５５の目詰まりを防止することができる。

図７および図８から明らかなように、オイルパン１３の底面との干渉を避けるために、オイルストレーナ５１の厚さはオイル吸入孔５２ｆ側で薄く、オイル排出孔５３ａ側で厚くなっているが、オイルストレーナ５１の幅をオイル吸入孔５２ｆ側で広く、オイル排出孔５３ａ側で狭くすることで、オイルの流路断面積の急変を防止してオイルの流通抵抗の増加を最小限に抑えている。特に、オイルストレーナ５１の流路．面積をオイル吸入孔５２ｆ側からオイル排出孔５３ａ側に向けて次第に狭くしたので、オイル吸入孔５２ｆから排出孔５３ａに向けて流れるオイルの流速をゆっくりと増加させてオイルポンプ３７への流入抵抗の低減を図ることができる。

エンジンＥの燃焼室から漏れたブローバイガスはオイル分を含んだ状態でシリンダヘッドに供給され。そこに設けた気液分離室でブローバイガスとオイルとに分離された後、ブローバイガスは吸気系に戻されてオイルはオイルパン１３に戻される。ブローバイガスから分離されたオイルは、シリンダブロック１１およびロアブロック１２に形成した図示せぬオイル戻し通路内を流下し、ロアブロック１２に結合されるバランサーハウジング１９の右サイドハウジング２３のオイル戻し通路２３ｂ（図３および図９参照）と、アッパーハウジング２０のオイル戻し通路２０ａ（図３および図９参照）とを通過して、オイルストレーナ５１の上側第２部材５４のオイル入口孔５４ｂ（図８および図９参照）に流入する。

上側第２部材５４のオイル入口孔５４ｂに流入したオイルは、下側部材５２のオイル戻し通路形成部５２ｃおよび上側第２部材５４間に形成されたオイル戻し通路５８と、下側部材５２のオイル排出管部５２ｄとを通過し、オイル出口孔５２ｅからオイルパン内オイル液面下に戻される。

このように、ブローバイガスを分離した後のオイルをオイルパン１３に戻すためのオイル戻し通路５８およびオイル排出管部５２ｄをオイルストレーナ５１と一体に形成したので、それらを別部材で構成する場合に比べて部品点数および組付工数を削減することができる。

またオイルパン１９内のオイルを濾過するオイルストレーナ５１の一部を構成する下側部材５２と、ブローバイガスから分離したオイルをオイルパン１９に戻すオイル戻し部材の一部を構成する下側部材５２とを共用したので、部材を共用しない場合に合計４個になる部材数を合計３個に抑え、オイルストレーナ５１およびオイル戻し部材の部品点数およびコストを削減することができる。

更にバランサーハウジング１９に結合される上側第１部材５３および上側第２部材５４を別部材としたので、それら上側第１、第２部材５３，５４の部品精度を高めてバランサーハウジング１９への結合を容易にし、結合部からのオイルの漏れを抑制することができる。仮に上側第１、第２部材５３，５４を一部材で構成すると、部材の寸法が大型化するとともに、同一部材にオイル排出孔５３ａおよびオイル入口孔５４ｂを形成することが必要となり、それらオイル排出孔５３ａおよびオイル入口孔５４ｂをバランサーハウジング１９の吸入通路４１およびオイル戻し通路２０ａに位置合わせするための寸法精度が厳しくなり、加工コストの上昇を招くことになる。

ところで、オイルストレーナ５１のオイル吸入孔５２ｆとオイル出口孔５２ｅとの位置関係によっては、オイル吸入孔５２ｆに作用するオイルポンプ３７の吸引負圧がオイル出口孔５２ｅに作用してしまい、オイル出口孔５２ｅに連なる気液分離室におけるブローバイガスおよびオイルの分離に悪影響を与える可能性がある。しかしながら、本実施の形態によれば、下側部材５２のオイル戻し通路形成部５２ｃおよび上側第２部材５４間に形成したオイル戻し通路５８によってオイル吸入孔５２ｆに対するオイル出口孔５２ｅの位置関係を自由に設定し、オイルポンプ３７の吸引負圧の影響を回避することができる。

しかも下側部材５２に下向きに突出するオイル排出管部５２ｄを形成し、その下端にオイル出口孔５２ｅを開口させたので、オイル出口孔５２ｅがオイル液面上に露出するのを確実に防止し、クランクケースの圧力変動が気液分離に悪影響を及ぼすのを防止することができる。

またオイルストレーナ５１はバランサーハウジング１９の両端間を架橋するように支持され、バランサーハウジング１９の下面とオイルパン１３の底面との間の空間を仕切っているため、オイルストレーナ５１に車両の加減速、車両の旋回、路面の傾斜等に伴うオイルの液面の変動を抑制するバッフルプレートの機能を発揮させ、オイルへのエアの混入によるオイルポンプ３７のエア噛みを確実に防止することができる。これにより、特別のバッフルプレートを設ける必要をなくしたり、既存のバッフルプレートを小型化したりすることができ、部品点数の削減やコストの削減が可能となる。特に、下側部材５２の本体部５２ａとオイル戻し通路形成部５２ｃとを接続する支持腕部５２ｂが板状に形成されているため、その支持腕部５２ｂでオイルの移動を効果的に抑制してバッフルプレートとしての機能を高めることができる。

次に、図１０に基づいて本発明の第２の実施の形態を説明する。

第２の実施の形態は、オイルストレーナ５１の上側第１部材５３の上面に、バランサーハウジング１９のロアハウジング２１の下面に向かって上向きに突出するリブ５３ｅを一体に形成したものである。このリブ５３ｅの延びる方向は、下側部材５２の支持腕部５２ｂの延びる方向と概ね直交している。

このように、上側第１部材５３にリブ５３ｅを一体に形成することで、オイルストレーナ５１の剛性を高めることが可能になるだけでなく、前記リブ５３ｅにバッフルプレートの機能を発揮させてオイルパン１３内のオイルの液面の波立ちを一層効果的に抑制することができる。特に、支持腕部５２ｂの延びる方向とリブ５３ｅの延びる方向とを直交させたので、オイルの移動方向に関わらずに液面の波立ちを抑制することができる。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。

例えば、実施の形態ではブローバイガスから分離したオイルをオイルパン１３に戻すためのオイル戻し通路５８およびオイル排出管部５２ｄをオイルストレーナ５１と一体に形成しているが、それらをオイルストレーナ５１と別体に形成しても良い。

また実施の形態では下側部材５２、上側第１部材５３および上側第２部材５４を合成樹脂の金型成形品で構成しているが、金属の金型成形品（プレス製品やダイキャスト製品）で構成することができる。

本発明の第１の実施の形態に係るエンジンの正面図 図１の２−２線断面図 図２の３−３線矢視図 図２の４−４線矢視図 図３の５−５線断面図 図３の６−６線断面図 オイルストレーナを斜め下方から見た分解斜視図 オイルストレーナ斜め上方から見た分解斜視図 オイルストレーナを備えたバランサー装置の斜視図 本発明の第２の実施の形態に係る、前記図８に対応する図

１３ オイルパン
１９ バランサーハウジング
３７ オイルポンプ
５１ オイルストレーナ
５２ 下側部材
５２ｆ オイル吸入孔
５３ 上側第１部材（上側部材）
５３ａ オイル排出孔
５５ ストレーナエレメント
Ｅ エンジン

Claims (2)

1. エンジン（Ｅ）のバランサーハウジング（１９）とオイルパン（１３）との間に、オイルパン（１３）内のオイルを濾過するオイルストレーナ（５１）を配置したエンジンのオイルストレーナ構造であって、
   オイルストレーナ（５１）は、オイルパン（１３）に貯留したオイル内に開口するオイル吸入孔（５２ｆ）が形成された金型成形品よりなる下側部材（５２）と、オイルポンプ（３７）に連なるオイル排出孔（５３ａ）が形成された金型成形品よりなる上側部材（５３）とを、その結合面にストレーナエレメント（５５）の外周部を挟むように結合して構成されてバランサーハウジング（１９）に支持され、オイル吸入孔（５２ｆ）およびオイル排出孔（５３ａ）間のオイルの流路断面積は、オイル吸入孔（５２ｆ）からオイル排出孔（５３ａ）に向かって次第に減少することを特徴とするエンジンのオイルストレーナ構造。
2. オイルストレーナ（５１）は、オイル吸入孔（５２ｆ）側の上下方向厚さがオイル排出孔（５３ａ）側の上下方向厚さよりも薄いことを特徴とする、請求項１に記載のエンジンのオイルストレーナ構造。

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