JP3552414B2

JP3552414B2 - 内燃機関のオイルパン装置

Info

Publication number: JP3552414B2
Application number: JP22471296A
Authority: JP
Inventors: 英喜山村
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1996-08-27
Filing date: 1996-08-27
Publication date: 2004-08-11
Anticipated expiration: 2016-08-27
Also published as: US5960763A; KR19980018992A; JPH1061488A; KR100298139B1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、内燃機関のシリンダブロック下部に設けられるオイルパン装置に関し、特にバッフルプレートを備えたオイルパン装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
内燃機関のオイルパン装置は、一般に、潤滑油が貯留される深底部と浅底部とを有しており、クランクケース上方から流れ落ちてきた潤滑油が浅底部によって深底部に集められるとともに、クランクシャフトによって駆動されるオイルポンプが、この深底部からオイルストレーナを介して潤滑油を吸い上げる構成となっている。
【０００３】
このオイルパンにおいては、高速回転するクランクシャフトやコンロッドと潤滑油とが極力衝突しないように、浅底部上面に流れ落ちた潤滑油を、速やかに深底部側へ案内する必要がある。そのため、従来から、例えば特開昭６２−２４７１５８号公報等に記載されているように、オイルパンの浅底部底面に、機関前後方向に沿ったリブ状の整流板を設け、この整流板によって潤滑油を深底部へ円滑に案内するようにした構成が示されている。
【０００４】
また、浅底部上に一時的に存在する潤滑油が車両旋回時に揺動してクランクシャフト等の回転物と衝突することがないように、オイルパンの浅底部上面に、薄い金属板からなるバッフルプレートを配設したオイルパン装置もある。このようにバッフルプレートを設ける場合には、該バッフルプレートの適宜位置にスリット状の油回収孔が複数個開口形成され、この油回収孔を通してオイルパンの浅底部に潤滑油が流れ落ちるようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の構成においては、バッフルプレートにおける油回収孔と整流板との位置関係について格別の配慮がなされていない。そのため、例えば機関高速域のように潤滑油の循環量が多いときに、バッフルプレートの油回収孔を通してバッフルプレート上面からオイルパン底面へ潤滑油が円滑に排出されないことがあり、バッフルプレート上に潤滑油が長く残存する状態となって、クランクシャフト等の回転物と衝突し易くなる、という不具合があった。このようにクランクケース内で潤滑油にクランクシャフト等が衝突すると、潤滑油中に空気が混入し易くなり、また油の粘性により機械的損失が増大する。
【０００６】
尚、バッフルプレートの油回収孔の開口面積を過度に大きくすることは、車両旋回時等におけるバッフルプレートの本来の機能を損なうため、好ましくない。
【０００７】
この発明の主な目的は、バッフルプレートにおける油回収孔の開口面積を増大させることなく、該油回収孔を通した油回収速度を向上させ、バッフルプレート上での潤滑油と回転物との衝突を抑制することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明は、潤滑油が貯留される深底部を機関前後方向の一端部に有するとともに、浅底部底面に機関前後方向に沿った複数の整流板が突出形成されてなるオイルパンを、内燃機関のシリンダブロック下面に取り付け、かつこのオイルパンの浅底部の上面にバッフルプレートを配設してなる内燃機関のオイルパン装置において、上記バッフルプレートにスリット状に形成される油回収孔を、クランクシャフトの回転方向について上記整流板の直後となる位置に該整流板に沿って形成するとともに、この整流板先端とバッフルプレート下面とを、微小間隙を介して近接させ、かつ上記油回収孔は、バッフルプレートの一部を上方へ切り起こすことによりクランクシャフトの回転方向に対向するように開口しており、上記整流板は、上記クランクシャフトの回転方向に対し下流側となる側面が傾斜面となっていることを特徴としている。
【０００９】
クランクケース内には、クランクシャフトの回転に伴って、その回転方向に沿った空気流が発生する。オイルパン底部では、この空気流に押されて、整流板を横切る方向に潤滑油が流れようとする。つまり、油回収孔に隣接した整流板先端とバッフルプレート下面との間の微小間隙を通って潤滑油の一部が高速で流動する。そのため、クランクシャフトの回転方向について整流板の直後に位置する油回収孔においては、いわゆるベンチュリ効果によってバッフルプレート下面側の圧力が低下し、これによって、油回収孔を通したバッフルプレート上面側から下面側への流れが促進される。
【００１０】
また、クランクシャフトの回転に伴って生じる空気流に押されてオイルパン底面上を流れる潤滑油は、上記整流板によってせき止められるため、その背面側となる油回収孔下方の位置には、潤滑油がほとんど存在しない状態となる。そのため、油回収孔を通してバッフルプレート上面から下方へ流れる潤滑油の流れが阻害されることがない。
【００１１】
特に上記構成においては、スリット状をなす油回収孔の全体に亙ってベンチュリ効果が発生し、バッフルプレート上面から浅底部底面上へ速やかに潤滑油が回収される。しかも、整流板の下流側の側面が傾斜面となっているので、クランクシャフト回転方向に沿って上記の微小間隙を通る流れが円滑となり、ベンチュリ効果がより強化される。また、クランクシャフトの回転に伴って浅底部底面上を斜めに進もうとする潤滑油が油回収孔に隣接している整流板によってせき止められ、油回収孔からは油量が少ない整流板の背部に潤滑油が流れ落ちるようになるので、浅底部底面を多量の潤滑油が流れている状態においても、油回収孔を通した潤滑油の回収が阻害されない。従って、クランクケースの上方から流れ落ちてくる潤滑油を速やかに深底部へ案内することができ、浅底部のバッフルプレート上に存在する時間が非常に短くなる。
【００１２】
さらに、上記のスリット状の油回収孔は、バッフルプレートの一部を上方へ切り起こすことによりクランクシャフトの回転方向に対向するように開口している。これにより、クランクシャフトの回転により発生する空気流によってバッフルプレート上の潤滑油を油回収孔へ押し込む作用も発生し、上述したベンチュリ効果と相俟って一層速やかに潤滑油が回収される。
【００１３】
機関の幅方向における油回収孔と整流板先端との相対位置は、上述したベンチュリ効果が最も良好に発生するように設定すれば良い。例えば、請求項２においては、スリット状の油回収孔の一方の開口縁に沿って整流板先端縁が位置している。
【００１４】
請求項３においては、上記油回収孔は、機関の幅方向に複数列形成されており、それぞれの開口縁に沿って整流板先端縁が位置している。つまり、複数の整流板においてベンチュリ効果が有効に利用される。
【００１５】
さらに請求項４においては、上記バッフルプレートは、機関前後方向においてコンロッドと対応する部分が、回転物の運動軌跡に沿って部分的に凹んでおり、その最低部に油回収孔が設けられている。すなわち、バッフルプレート上に流れ落ちてきた潤滑油は、部分的に凹んだ凹部に集められ、最も低い位置にある油回収孔を通してバッフルプレート下方へ速やかに排出される。
【００１６】
また、請求項５においては、クランクシャフトの回転方向について上流側となるバッフルプレートの一方の側縁とオイルパン側壁との間に、比較的大きな間隙が設けられている。この間隙を通して、クランクシャフトの回転に伴って生じる空気流がバッフルプレートとオイルパン底面との間に取り込まれる。これにより、上述したベンチュリ作用が一層確実に発生する。
【００１７】
【発明の効果】
この発明に係る内燃機関のオイルパン装置によれば、クランクシャフトの回転に伴って発生する空気流を利用して油回収孔下方でベンチュリ作用が発生する。また同時に、バッフルプレートの下側を流れる潤滑油が油回収孔下方に多量に存在しないようになり、油回収孔を通した潤滑油の流れが阻害されない。従って、油回収孔を通したバッフルプレートの上面側から下面側への潤滑油回収速度が向上し、機関高速域のように潤滑油循環量が多い時にもバッフルプレート上面に潤滑油が存在する時間を非常に短くでき、クランクシャフト等の回転物と潤滑油との衝突を抑制できる。
【００１８】
しかも上記油回収孔を、バッフルプレートの一部を上方へ切り起こして形成することで、上述したベンチュリ作用と合わせて、クランクシャフトの回転に伴う潤滑油の押し込み作用を有効に利用することができ、潤滑油の回収速度が一層向上する。
【００１９】
また請求項４の構成によれば、バッフルプレートの部分的に凹んだ凹部から潤滑油を速やかに回収でき、バッフルプレート上を潤滑油が流れることがない。
【００２０】
また請求項５の構成によれば、クランクシャフトの回転に伴ってクランクケース内に生じる空気流がバッフルプレートとオイルパンとの間に確実に取り込まれ、油回収孔付近に確実にベンチュリ作用を発揮させることができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の好ましい実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００２２】
図１〜図３は、この発明を直列４気筒内燃機関のオイルパン装置として構成した一実施例を示している。図示せぬシリンダブロックの下面、詳しくはスカート部下縁に取り付けられるオイルパン１は、アルミニュウムダイキャストからなるオイルパン本体２と、金属板をプレス成形してなるタンク部３とから構成されており、上記オイルパン本体２によって平坦な浅底部１ａが構成されているとともに、上記タンク部３によって、潤滑油が貯留される深底部１ｂが構成されている。上記タンク部３は、内燃機関の前端部下面に位置するものであり、オイルパン本体２下面に形成されたフランジ部１０に図示せぬボルトを介して固定され、オイルパン本体２と一体となっている。そして、このタンク部３に向かって開口する開口部を除くオイルパン本体２の底壁２ｂつまりオイルパン１の浅底部１ａのほぼ全面を覆うように、バッフルプレート４が配設されている。また上記オイルパン本体２の後端部には、図示せぬ変速機が結合されるトランスミッション取付部５が形成されている。上記オイルパン本体２の底壁２ｂは、図３に示すように、クランクシャフト６の一部をなすカウンタウエイト７やコンロッド８に比較的近接して位置しているものであり、かつこの底壁２ｂとカウンタウエイト７等との間を仕切るようにバッフルプレート４が配設されている。尚、図１，図３において、符号９は、クランクシャフト６を支持するベアリングキャップを示している。上記オイルパン本体２の上面外周部には、図示せぬシリンダブロック側のフランジ面に接合されるフランジ部１１が形成されている。
【００２３】
上記のバッフルプレート４によって覆われるオイルパン本体２の底壁２ｂには、図２に示すように、機関前後方向に沿った３枚の整流板１２，１３，１４が一体に形成されている。これらの整流板１２〜１４は、オイルパン本体２の底壁２ｂの機関前後方向のほぼ全体に亙って垂直なリブ状に形成されており、浅底部１ａとなるオイルパン本体２底面を４本の通路部１５，１６，１７，１８に区画している。また各整流板１２〜１４の後端部は、図２に示すように、クランクシャフト６の回転方向（図１の矢印ω方向）に対向するように湾曲している。すなわち、オイルパン１の底面上においては、図２に矢印ωとして示す方向にカウンタウエイト７等の回転物が移動する。この移動方向に対向して通路部１５，１６，１７，１８の端部が開口するように整流板１２〜１４の端部が湾曲している。また機関の幅方向については、中央の第２の整流板１３がオイルパン本体２底壁２ｂの中心（クランクシャフト６の回転中心の直下）に位置し、これを中心として、第１の整流板１２と第３の整流板１４とが左右にほぼ対称に配置されている。また図１に示すように、第１の整流板１２と第２の整流板１３においては、回転物の移動方向ωに対し下流側となる側面が、それぞれ傾斜面１２ａ，１３ａとなっている。
【００２４】
上記オイルパン本体２の内周には、図１に示すように、フランジ部１１よりも低い高さを有するボス部１９が複数箇所に形成されており、このボス部１９上面に、上記バッフルプレート４がボルト３５（図２参照）を介して固定されている。
【００２５】
図４および図５は、上記バッフルプレート４のみを示している。このバッフルプレート４は、比較的薄い金属板をプレス成型したものであって、図４，図５に明らかなように、機関前後方向に並んで３箇所に凹部２０，２１，２２が設けられている。これらの凹部２０〜２２は、カウンタウエイト７およびコンロッド８との干渉を避けると共に、オイル叩きを考慮し、設定してあり、各凹部２０，２１，２２が、図３に示すようにそれぞれ＃２気筒，＃３気筒，＃４気筒に対応している。また図１に示すように、各凹部２０〜２２は、コンロッド８等の回転物の運動軌跡３３に沿うように形成され、幅方向の中央部が最も低くなっている。換言すれば、各凹部２０〜２２は、楕円球面に近似した形状に凹んでいる。尚、第３の凹部２２が位置するバッフルプレート４後端部においては、変速機取付のために上方へ膨らんでいるオイルパン本体２の膨出部３７に対応して、略矩形の切欠部３６が形成されている。
【００２６】
上記バッフルプレート４には、合計５個の油回収孔が２３〜２７が形成されている。これらの油回収孔２３〜２７は、いずれも機関前後方向に沿って細長いスリット状をなすものであり、図４に明らかなように、機関の幅方向に２列に配列されている。すなわち、機関の幅方向中央部に第１の油回収孔２３と第２の油回収孔２４とが形成されており、またバッフルプレート４の一方の側部に沿って、第３の油回収孔２５と第４の油回収孔２６と第５の油回収孔２７とが直線状に並んで形成されている。また、第１の油回収孔２３と第３の油回収孔２５とは、バッフルプレート４の第１の凹部２０内に位置しており、第１の油回収孔２３が凹部２０の最低部に位置している。同様に第２の油回収孔２４と第４の油回収孔２６は、第２の凹部２１内に位置し、第２の油回収孔２４が凹部２１の最低部に配置されている。また第５の油回収孔２７は、第３の凹部２２内に配置されている。
【００２７】
上記油回収孔２３〜２７は、バッフルプレート４の母材に直線状に切り込みを形成するとともに、これに隣接した部分を切り起こし部２８として上方へ僅かに切り起こすことにより形成されている。従って、各油回収孔２３〜２７は、実質的には、切り起こし部２８の傾斜に沿って斜め上方へ向かって開口している。この開口方向は、クランクシャフト６の回転方向を考慮して設定されており、上述したカウンタウエイト７等の回転物の移動方向ωに対向するように各油回収孔２３〜２７が開口している。
【００２８】
また上記バッフルプレート４の側部の２箇所には、上方に立ち上がるほぼ筒状をなす油落とし孔ガイド２９が取り付けられている。この油落とし孔ガイド２９は、その上端が図示せぬシリンダブロック側の油落とし孔下端開口に対向するようになっており、該油落とし孔を通して流れ落ちてくる潤滑油をバッフルプレート下面側へ案内している。
【００２９】
尚、この油落とし孔ガイド２９は、第３〜第５の油回収孔２５〜２７と反対側に位置している。つまり回転物の移動方向ωに対して、相対的に上流側となる側部に第３〜第５の油回収孔２５〜２７が設けられ、相対的に下流側となる位置に油落とし孔ガイド２９が設けられている。
【００３０】
図１および図２に示すように、上記バッフルプレート４がオイルパン本体２に取り付けられた状態においては、第１の油回収孔２３および第２の油回収孔２４は、中央の第２の整流板１３に隣接している。また第３〜第５の油回収孔２５〜２７は、第１の整流板１２に隣接している。特に、各油回収孔２３〜２７は、回転物の移動方向ωに対し、それぞれの整流板１３，１２の直後となる位置に開口している。つまり、図１に示すように、油回収孔２３〜２７の開口縁（詳しくは移動方向ωに対し上流側となる方の開口縁）に沿って整流板１３，１２の先端縁が位置している。そして、各油回収孔２３〜２７に隣接する整流板１３，１２先端とバッフルプレート４下面との間には微小間隙３１が保持されている。この微小間隙３１の大きさは、後述するベンチュリ効果が最も良好に発生するように設定されるものであり、例えば２ｍｍ程度となっている。尚、各整流板１２，１３の高さは、図３に示すように、機関前後方向について一定である。
【００３１】
また上記バッフルプレート４の一方の側部、具体的には回転物の移動方向ωについて上流側となる側の側縁とオイルパン本体２側壁２ａとの間には、バッフルプレート４の全長に亙って比較的大きな間隙３０が設けられている。つまり、この間隙３０は、クランクケースの一方の側壁面に沿って設けられており、クランクシャフト６の回転に伴って生じる空気流がクランクケース内壁面に沿ってバッフルプレート４下面側に円滑に流れ込むようになっている。
【００３２】
次に上記実施例の構成における作用について説明する。
【００３３】
上記の構成においては、シリンダブロック側から図示せぬ油落とし孔を通して排出された潤滑油は、油落とし孔ガイド２９を通して主に第４の通路部１８に流入し、該通路部１８を通してタンク部３側へ案内される。またクランクケース内の反対側の内壁面を伝わって流れ落ちてきた潤滑油は、バッフルプレート４との間の間隙３０を介して第１の通路部１５に流入し、主にこの通路部１５を通してタンク部３側へ案内される。またバッフルプレート４の上面に落ちた潤滑油は、油回収孔２３〜２７を通して第２の通路部１６および第３の通路部１７へ回収され、かつこれらの通路部１６，１７を通してタンク部３側へ案内されることになる。
【００３４】
ここで、上述したようにクランクケース内でクランクシャフト６がω方向へ高速で回転する結果、クランクケース内にこのω方向に沿った空気流が発生する。この空気流に押されて、潤滑油は、図１に矢印Ｓとして示すように、機関幅方向に沿った速度成分を伴った形で第１〜第３通路部１５〜１７へ流入する。各油回収孔２３〜２７は、前述したように、回転物の運動方向ωに対向するように開口しているので、バッフルプレート４上面に存在する潤滑油は各油回収孔２３〜２７へ押し込まれる形となる。
【００３５】
また、図１に矢印Ｖとして示すように、第１の通路部１５から第２の通路部１６へと第１の整流板１２上方の微小間隙３１を通して潤滑油もしくは空気が高速で流れようとする。そのため、ここでいわゆるベンチュリ作用が発生し、油回収孔２５，２６，２７を通して潤滑油を下方へ引き込む力が発生する。同様に、第２の通路部１６から第３の通路部１７へと第２の整流板１３上方の微小間隙３１を通して潤滑油もしくは空気が矢印Ｖとして示すように高速で流れるため、ここでもベンチュリ作用が発生し、油回収孔２３，２４を通して潤滑油が下面側へ引き込まれる。
【００３６】
従って、上述した空気流による押し込み作用と相俟って、各油回収孔２３〜２７を通して通路部１６，１７へ潤滑油が速やかに回収される。尚、整流板１２，１３の一方の側面が傾斜面１２ａ，１３ａとなっているため、上述したベンチュリ作用のための流れが円滑となる。また、クランクケース内で発生する空気流は、上記間隙３０を通してバッフルプレート４下面側へ積極的に案内される。これにより、上述したベンチュリ効果が確実に発生する。
【００３７】
また同時に、各通路部１５，１６，１７を流れる潤滑油の流れは、ω方向に向かう空気流に押されるため、それぞれの通路部１５，１６，１７内で一方へ片寄ったものとなる。例えば、第１の通路部１５においては、第１の整流板１２側に潤滑油が集まろうとする。同様に第２の通路部１６においては、第２の整流板１３側に、第３の通路部１７においては、第３の整流板１４側に、それぞれ潤滑油が集まろうとする。そのため、各油回収孔２３〜２７を通して下方へ潤滑油が流れ落ちるときに、油回収孔２３〜２７の下方を流れている潤滑油は非常に少なくなっている。又、各通路部１５〜１７は独立している為、一つの通路部の油がとなりの通路部の油流れを乱すこともない。そのため、各油回収孔２３〜２７を通して下方へ向かう流れＳは、各通路部１６，１７内を流れてくる潤滑油と干渉せずに、円滑に流れる。
【００３８】
従って、油回収孔２３〜２７による潤滑油の回収速度が向上し、バッフルプレート４上面に落ちた潤滑油が速やかにバッフルプレート４下面側へ排出される。しかも、第１の油回収孔２３および第２の油回収孔２４は、それぞれ凹部２０，２１の中央の最低部に位置しているため、各凹部２０，２１に流れ込んだ潤滑油が、ここから確実に、かつ速やかに排出される。
【００３９】
従って、バッフルプレート４上面に潤滑油が滞留してカウンタウエイト７等の回転物と衝突することが少なくなり、潤滑油中への空気の混入や機械損失の発生が抑制される。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係るオイルパン装置の断面図であって、図２のＡ−Ａ線に沿った断面図。
【図２】このオイルパン装置全体の平面図。
【図３】図２のＢ−Ｂ線に沿ったオイルパン装置全体の断面図。
【図４】バッフルプレートのみを示す平面図。
【図５】図４のＣ−Ｃ線に沿ったバッフルプレートの断面図。
【符号の説明】
１…オイルパン
２…オイルパン本体
３…タンク部
４…バッフルプレート
１２〜１４…整流板
２３〜２７…油回収孔
３１…微小間隙

Claims

潤滑油が貯留される深底部を機関前後方向の一端部に有するとともに、浅底部底面に機関前後方向に沿った複数の整流板が突出形成されてなるオイルパンを、内燃機関のシリンダブロック下面に取り付け、かつこのオイルパンの浅底部の上面にバッフルプレートを配設してなる内燃機関のオイルパン装置において、
上記バッフルプレートにスリット状に形成される油回収孔を、クランクシャフトの回転方向について上記整流板の直後となる位置に該整流板に沿って形成するとともに、この整流板先端とバッフルプレート下面とを、微小間隙を介して近接させ、
かつ上記油回収孔は、バッフルプレートの一部を上方へ切り起こすことによりクランクシャフトの回転方向に対向するように開口しており、
上記整流板は、上記クランクシャフトの回転方向に対し下流側となる側面が傾斜面となっていることを特徴とする内燃機関のオイルパン装置。
上記油回収孔の開口縁に沿って整流板先端縁が位置することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関のオイルパン装置。
上記油回収孔は、機関の幅方向に複数列形成されており、それぞれの開口縁に沿って整流板先端縁が位置することを特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関のオイルパン装置。
上記バッフルプレートは、機関前後方向においてコンロッドと対応する部分が、回転物の運動軌跡に沿って部分的に凹んでおり、その最低部に油回収孔が設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の内燃機関のオイルパン装置。
上記クランクシャフトの回転方向について上流側となるバッフルプレートの一方の側縁とオイルパン側壁との間に、クランクシャフトの回転に伴って生じる空気流を取り込むように間隙が設けられていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の内燃機関のオイルパン装置。