JP5271379B2 - オイルレベルゲージの取付構造 - Google Patents

Description

本発明は、自動車用内燃機関等におけるオイルレベルゲージの取付構造に係り、詳しくはレベルゲージ挿入孔におけるシール部の損傷を防止する技術に関する。

自動車用の内燃機関（以下、エンジンと記す）には、動弁機構の潤滑やピストンの冷却等を行うべく、エンジンオイルを各部に送給する潤滑システムが備えられている。ウエットサンプ式の潤滑システムの場合、エンジンオイルは、クランクケースの下部に設置されたオイルパンに貯留されており、クランク駆動のオイルポンプによってオイルラインに圧送される。エンジンオイルは、シリンダ壁に付着したものや、ブローバイガスに混入したものが燃焼室内で燃焼されるため、エンジンの運転に伴って徐々に消費される。したがって、自動車のユーザは、オイルレベルゲージを用いることにより、エンジンオイルレベル（すなわち、エンジンオイルの貯留量）を適宜点検する必要がある。

オイルレベルゲージは、その下部に油面検出部が形成されたレベルゲージ本体と、レベルゲージ本体の上部に一体化されたハンドル（取手）とからなっており、油面検出部へのエンジンオイルの付着状態によってエンジンオイルレベルをチェックできる。オイルレベルゲージには、樹脂を素材とする棒状のレベルゲージ本体を採用したもの（特許文献１参照）や、弾性を有する鋼板を素材とするサーベル状のレベルゲージ本体を採用したもの（特許文献２参照）等が公知となっている。また、ハンドルは樹脂を素材とする射出成型品が一般的であり、Ｏリング等の弾性シールが外嵌する円柱状の挿入部を有しており、この挿入部がエンジンに形成されたレベルゲージ挿入孔に嵌入される。
特許４１４５０７９号公報 特開平９−１９５７４７号公報

レベルゲージ挿入孔は、エンジンルーム内に補機類や配管、配線類が多いこともあり、点検作業を容易にすべく（オイルレベルゲージの挿脱を容易にすべく）、エンジンの最上部に位置するカムカバーに形成されることが多い。シリンダヘッドやシリンダブロック等に形成されるゲージ孔は、近年のエンジンのコンパクト化等も相俟って、レベルゲージ挿入孔からオイルパンまでを直線的に形成することが難しい。このようなエンジンでは、オイルレベルゲージの装着時にレベルゲージ本体が屈曲することが避けられず、樹脂製のレベルゲージ本体では、エンジン内部の高温雰囲気に曝されることで屈曲した状態で硬化し、オイルレベルの正確な計測が難しくなったり、オイルレベル点検のために引き抜く際に折損したりする虞もあることから、サーベル状のレベルゲージ本体を有するオイルレベルゲージが採用されることが多かった。

一方、近年のエンジンでは、軽量化やコスト低減を図るためにカムカバーを樹脂の射出成形品としたものが多く、レベルゲージ本体をサーベル状とした場合に以下のような問題が生じることがあった。すなわち、点検作業者がオイルレベルゲージを挿脱する際にはレベルゲージ挿入孔の内面（シール部）に金属製のレベルゲージ本体が接触するため、エンジンの長期間にわたる運転によってオイルレベルゲージの挿脱回数が多くなると、レベルゲージ本体のエッジが摺接することでシール部にささくれや摩耗が生じることが避けられない。その結果、オイルレベルゲージを挿脱する際に、挿入部に装着されたＯリングが傷ついたり、Ｏリングがシール部に密着しなくなってブローバイガスが洩れたりする虞があった。上述した問題を回避すべく、レベルゲージ挿入孔を有する金属製のカラーを圧入等によってカムカバーに一体化させることもできるが、この方法を採った場合にはカムカバーの構成部品点数や製造工数が増加し、製品コストが大幅に上昇することが避けられなかった。

本発明は、このような背景に鑑みなされたもので、レベルゲージ挿入孔におけるシール部の損傷を防止したオイルレベルゲージの取付構造を提供することを目的とする。

本発明の第１の側面では、内燃機関（１）のレベルゲージ挿入孔（１５）にオイルレベルゲージ（２１）を取り付ける構造であって、前記オイルレベルゲージは、金属を素材とするレベルゲージ本体（２２）と、樹脂を素材として当該レベルゲージ本体の先端側に形成された油面検出部（２４）と、当該レベルゲージ本体の基端側に形成されるとともに円柱状の挿入部（３４）を有するハンドル（２３）と、当該挿入部に外嵌する環状の弾性シール材（２５）とを有し、前記レベルゲージ挿入孔は、前記弾性シール材の外径よりもその内径が大きく設定された導入部（４１）と、内周に前記弾性シール材が圧接するシール部（４２）と、当該シール部よりも内径が小さく設定された縮径部（４３）とを開口端側からこの順に連設してなり、前記シール部は、前記導入部の開口縁（４１ａ）と前記縮径部の内縁（４３ａ）とを結ぶことによって描かれるテーパ面（Ｓｔ）よりも外側に位置する。

また、第２の側面では、前記シール部は、前記導入部側の端部が面取り（４４）された。

また、第３の側面では、前記縮径部は、その下部が前記レベルゲージ本体の挿入方向に向けて拡径するテーパ面（４７）となっている。

また、第４の側面では、前記油面検出部の前記ハンドル側の端部は、当該油面検出部の先端が前記縮径部に位置した状態で、前記シール部における前記導入部側の端部よりも当該導入部側に位置する。

また、第５の側面では、前記ハンドルは、前記挿入部の上方に前記レベルゲージ挿入孔の開口端を覆う覆部（３２）を有する。

また、第６の側面では、前記レベルゲージ挿入孔は、樹脂製のエンジンカバー（６）に一体に形成された。

本発明の第１の側面によれば、オイルレベルゲージをレベルゲージ挿入孔に挿脱する際にレベルゲージ本体がシール部に接触し難くなり、シール部の損傷が抑制される。また、第２の側面によれば、挿入部をレベルゲージ挿入孔に挿入する際に、弾性シール材が面取りに案内されてシール部に進入するようになり、弾性シール材の損傷が抑制される。また、第３の側面によれば、レベルゲージ本体や油面検出部に付着したエンジンオイルがオイルレベルゲージを引き抜く際にテーパ面によって拭われるため、シール部に流入したエンジンオイルによる弾性シール材の劣化が抑制される。また、エンジンオイルは、テーパ面に沿って流れることで、オイルパン等に環流しやすくなる。また、第４の側面によれば、オイルレベルゲージをレベルゲージ挿入孔に挿脱する際にレベルゲージ本体がシール部に接触し難くなり、シール部の損傷がより効果的に抑制される。また、第５の側面によれば、挿入作業性の向上や軽量化を図るべく挿入部における弾性シール材装着部位の上方を細くしても、レベルゲージ挿入孔からエンジン内に異物が入り込むことが抑制される。また、第６の側面によれば、射出成形によってレベルゲージ挿入孔を容易に形成することができる。

実施形態に係るエンジンの正面図である。 図１中のII部拡大図である。 実施形態に係るオイルレベルゲージの正面図である。 実施形態に係るレベルゲージ保持部の縦断面図である。 実施形態の作用を示す図である。 実施形態の作用を示す図である。

以下、図面を参照して、本発明を自動車エンジンにおけるオイルレベルゲージの取付構造に適用した一実施形態を詳細に説明する。なお、実施形態の説明にあたっては、図１中の左側を左とし、紙面手前側を前とする。

＜実施形態の構成＞
図１に示すエンジン１は、４サイクル直列４気筒ディーゼルエンジンであり、シリンダブロック２やロアブロック３、シリンダヘッド４、オイルパン５、ヘッドカバー６等によって構成されている。ヘッドカバー６にはレベルゲージ保持部１１が設けられる一方、シリンダブロック２、ロアブロック３およびシリンダヘッド４の右前部にはゲージ孔１２〜１４が穿設されている。図２にも示すように、オイルレベルゲージ２１は、レベルゲージ保持部１１に形成されたレベルゲージ挿入孔１５から挿入され、ゲージ孔１２〜１４を通過してオイルパン５内のエンジンオイルに浸漬される。

（オイルレベルゲージ）
図３に示すように、オイルレベルゲージ２１は、比較的薄い鋼板（例えば、ばね鋼板）を素材とするレベルゲージ本体２２と、レベルゲージ本体２２の上端に固着された樹脂射出成型品のハンドル２３と、レベルゲージ本体２２の下部に一体化された樹脂製の油面検出部２４と、ハンドル２３に装着された弾性シール材たる一対のＯリング２５とからなっている。

ハンドル２３は、点検作業者が指を掛けるためのリング部３１と、リング部３１の下方に形成された円盤状のフランジ部３２と、フランジ部３２の下面から下方に延設された比較的小径の軸部３３と、軸部３３の下端から下方に延設された比較的大径の挿入部３４とからなっている。挿入部３４には上下一対の環状溝３５が形成されており、これら環状溝３５にＯリング２５が保持される。挿入部３４は、一定の外径Ｄｉを有する円柱状に形成されるとともに、レベルゲージ挿入孔１５への挿入を容易にすべく下端側にテーパ３４ａが形成されている。また、Ｏリング２５は、環状溝３５に外嵌することによって拡がり、その外径Ｄｏが自由径よりも大きくなる。

油面検出部２４は、インサートモールド成形によってレベルゲージ本体２２の外周に一体化され、レベルゲージ本体２２の長手方向に沿って長さＬ１を有している。

（レベルゲージ保持部）
図４に示すように、ヘッドカバー６は、レベルゲージ保持部１１が一体に形成された樹脂の射出成型品である。レベルゲージ保持部１１はヘッドカバー６の上部に突設されており、その中心にレベルゲージ挿入孔１５が形成されている。レベルゲージ挿入孔１５は、導入部４１とシール部４２と縮径部４３とを開口端側からこの順に連設するかたちで形成されている。

導入部４１は、開口縁４１ａの内径Ｄ１がＯリング２５の外径Ｄｏ（図３参照）よりも大きく設定されるとともに、シール部４２側に向けて徐々に縮径するテーパ状となっている。また、シール部４２は、その表面が平滑な平行孔となっており、内径Ｄ２が挿入部３４の外径Ｄｉ（図３参照）より大きくかつＯリング２５の外径Ｄｏよりも小さく設定されている。なお、導入部４１とシール部４２との間には、導入部４１とシール部４２とを滑らかに連続させる面取り４４が設けられている。一方、縮径部４３は、上下方向中央が絞られた三角断面形状を呈しており、最も小さい中央部（内縁４３ａ）の内径Ｄ３がシール部４２の内径Ｄ２に対して有意に小さく設定され、その上下部は上方あるいは下方に向けて拡径するテーパ面４６，４７となっている。そして、シール部４２は、導入部４１の開口縁４１ａと縮径部４３の内縁４３ａとを結ぶことによって描かれるテーパ面Ｓｔよりも外側に位置している。本実施形態の場合、導入部４１の開口縁４１ａと縮径部４３の内縁４３ａとの距離Ｌ２は、オイルレベルゲージ２１の油面検出部２４の長さＬ１に対して有意に短く設定されている。

＜実施形態の作用＞
点検作業者は、エンジンオイルレベルを確認する場合、ハンドル２３のリング部３１に指を掛け、オイルレベルゲージ２１をヘッドカバー６のレベルゲージ挿入孔１５から引き抜く。このとき、レベルゲージ本体２２が斜めになった状態でオイルレベルゲージ２１が引き抜かれると、図５に示すように、レベルゲージ本体２２がレベルゲージ挿入孔１５の内周に接触することが避けられない。

しかし、本実施形態では、上述したようにシール部４２が導入部４１の開口縁４１ａと縮径部４３の内縁４３ａとを結ぶことによって描かれるテーパ面Ｓｔよりも外側に位置しているため、レベルゲージ本体２２がレベルゲージ挿入孔１５の内周に最も接近した状態においても（導入部４１の開口縁４１ａと縮径部４３の内縁４３ａとの両方に接触した状態においても）、レベルゲージ本体２２とシール部４２との間には間隙ｃが確保される。これにより、導入部４１の開口縁４１ａと縮径部４３の内縁４３ａが傷つくことがあっても、シール部４２は、レベルゲージ本体２２のエッジによって傷つけられることがなくなり、その内周面に接触するＯリング２５との間の気密性が損なわれることや、シール部４２に接触することによるＯリング２５の損傷が生じ難くなる。

一方、オイルレベルゲージ２１が引き抜かれる際には、レベルゲージ本体２２や油面検出部２４に付着していたエンジンオイルがレベルゲージ挿入孔１５に垂れるが、このエンジンオイルは、縮径部４３で拭われることでシール部４２や導入部４１に流入し難い。これにより、エンジンオイルとの接触に起因するＯリング２５の劣化や膨潤が効果的に抑制され、レベルゲージ挿入孔１５とオイルレベルゲージ２１との間の気密が長期間にわたって維持できるようになる。また、縮径部４３に付着したエンジンオイルは、テーパ面４６，４７を流れることによってゲージ孔１２〜１４に落下することにより、レベルゲージ挿入孔１５から速やかに排除される。

一方、点検作業者は、エンジンオイルレベルの確認を終えると、オイルレベルゲージ２１をレベルゲージ挿入孔１５からゲージ孔１２〜１４に差し込む。このとき、油面検出部２４が斜めになった状態でオイルレベルゲージ２１が差し込まれると、油面検出部２４がレベルゲージ挿入孔１５の内周に接触する。

しかし、本実施形態では、油面検出部２４が樹脂製であるため、油面検出部２４の先端が接触してもシール部４２に傷や摩耗が生じることが殆どない。また、前述したようにオイルレベルゲージ２１の油面検出部２４の長さＬ１が導入部４１の開口縁４１ａと縮径部４３の内縁４３ａとの距離Ｌ２に較べて長いため、図６に示すように、油面検出部２４がある程度差し込まれた時においても、レベルゲージ本体２２がシール部４２に接触することがない。また、Ｏリング２５は、導入部４１とシール部４２との間に面取り４４が設けられているため、挿入部３４がシール部４２に挿入される際に円滑にシール部４２に進入する。そして、挿入部３４がレベルゲージ挿入孔１５に完全に挿入されると、図２に示すように、フランジ部３２がレベルゲージ保持部１１の上端を完全に覆うことになり、レベルゲージ挿入孔１５（導入部４１）とハンドル２３の軸部３３との間に比較的大きな間隙が存在していても、塵埃等がレベルゲージ挿入孔１５に浸入することが防止される。

以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明の態様はこれら実施形態に限られるものではない。例えば、上記実施形態では、鋼板を素材とするレベルゲージ本体を採用したが、鋼線をコイル状に巻いてなるレベルゲージ本体を採用してもよい。また、上記実施形態では樹脂製のヘッドカバーにレベルゲージ挿入孔を形成したが、レベルゲージ挿入孔は、アルミニューム合金を素材とするヘッドカバーに形成してもよいし、他のエンジン構成要素（シリンダヘッドやシリンダブロック等）に形成してもよい。その他、オイルレベルゲージやレベルゲージ保持部の具体的構成や形状、素材等についても、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜設定可能である。

１ エンジン
６ ヘッドカバー（エンジンカバー）
１１ レベルゲージ保持部
１２〜１４ ゲージ孔
１５ レベルゲージ挿入孔
２１ オイルレベルゲージ
２２ レベルゲージ本体
２３ ハンドル
２４ 油面検出部
２５ Ｏリング（弾性シール材）
３２ フランジ部（覆部）
３４ 挿入部
４１ 導入部
４１ａ 開口縁
４２ シール部
４３ 縮径部
４３ａ 内縁
４４ 面取り
４６，４７ テーパ面
Ｓｔ テーパ面

Claims (6)

1. 内燃機関のレベルゲージ挿入孔にオイルレベルゲージを取り付ける構造であって、
   前記オイルレベルゲージは、金属を素材とするレベルゲージ本体と、樹脂を素材として当該レベルゲージ本体の先端側に形成された油面検出部と、当該レベルゲージ本体の基端側に形成されるとともに円柱状の挿入部を有するハンドルと、当該挿入部に外嵌する環状の弾性シール材とを有し、
   前記レベルゲージ挿入孔は、前記弾性シール材の外径よりもその内径が大きく設定された導入部と、内周に前記弾性シール材が圧接するシール部と、当該シール部よりも内径が小さく設定された縮径部とを開口端側からこの順に連設してなり、
   前記シール部は、前記導入部の開口縁と前記縮径部の内縁とを結ぶことによって描かれるテーパ面よりも外側に位置することを特徴とするオイルレベルゲージの取付構造。
2. 前記シール部は、前記導入部側の端部が面取りされたことを特徴とする、請求項１に記載されたオイルレベルゲージの取付構造。
3. 前記縮径部は、その下部が前記レベルゲージ本体の挿入方向に向けて拡径するテーパ面となっていることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載されたオイルレベルゲージの取付構造。
4. 前記油面検出部の前記ハンドル側の端部は、当該油面検出部の先端が前記縮径部に位置した状態で、前記シール部における前記導入部側の端部よりも当該導入部側に位置することを特徴とする、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載されたオイルレベルゲージの取付構造。
5. 前記ハンドルは、前記挿入部の上方に前記レベルゲージ挿入孔の開口端を覆う覆部を有することを特徴とする、請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載されたオイルレベルゲージの取付構造。
6. 前記レベルゲージ挿入孔は、樹脂製のエンジンカバーに形成されたことを特徴とする、請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載されたオイルレベルゲージの取付構造。

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