JP2020153260A - Oil pan for automobile internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本願発明は、自動車用内燃機関のオイルパンに関するものである。 The present invention relates to an oil pan of an internal combustion engine for automobiles.
内燃機関において、シリンダブロックの下面にはオイルパンがボルトで固定されていると共に、シリンダブロックの後面とオイルパンの後面とに跨がった状態でミッションケースが固定されており、全体としてパワープラントが構成されている。また、タイミングチェーンを覆うフロントカバーの下部がオイルパンの前面に固定されていることも多く、この場合は、フロントカバーもパワープラントの一環を成している。 In an internal combustion engine, an oil pan is fixed to the lower surface of the cylinder block with bolts, and a mission case is fixed so as to straddle the rear surface of the cylinder block and the rear surface of the oil pan. Is configured. In addition, the lower part of the front cover that covers the timing chain is often fixed to the front of the oil pan, and in this case, the front cover is also a part of the power plant.
パワープラントにおいて重要なことは、全体の剛性を高めることである。この点について、特許文献1には、オイルパンの剛性向上手段として、オイルパンの後面に凹所とリブとを形成することが開示されている。
What is important in a power plant is to increase the overall rigidity. Regarding this point,
さて、自動車用内燃機関を車体のエンジンルームに搭載する場合、クランク軸心を車幅方向に向けた横置きタイプと、クランク軸心を車体前後方向に向けた縦置きタイプとに大別され、更に、横置きタイプでは、排気側面を車体前方に向けた前排気と、排気側面を車体後方に向けた後ろ排気とがあり、前排気方式では、走行風を利用して機関本体や排気系部材を冷却できる等の点がある。 When an internal combustion engine for automobiles is mounted in the engine room of a car body, it is roughly divided into a transverse type with the crankshaft center facing the vehicle width direction and a longitudinal type with the crankshaft center facing the front and rear direction of the car body. Further, in the transverse type, there are front exhaust with the exhaust side facing the front of the vehicle body and rear exhaust with the exhaust side facing the rear of the vehicle body, and in the front exhaust method, the engine body and exhaust system members use the running wind. There are points such as being able to cool.
そして、排気管の終端は車体の後部に位置しているため、横置き前排気方式の内燃機関では、排気管はオイルパンの下方を潜らせて後ろに引き出している。そこで、特許文献1にも開示されているように、オイルパンの下面に抉り部を形成して、この抉り部の箇所に排気管を通している。
Since the end of the exhaust pipe is located at the rear of the vehicle body, the exhaust pipe is pulled out behind the oil pan by diving under the oil pan in the transverse engine of the front exhaust system. Therefore, as disclosed in
しかして、オイルパンに抉り部を形成すると、オイルパンの底部は、抉り部の箇所では浅底部になって他の部分は深底部になるが、浅底部の端部にミッションケースが固定されるため、オイルパンの剛性(特に、上下方向から作用する曲げ力に対する剛性)が低下し、結果としてパワープラントの剛性が低下するという問題があった。 Then, when a hollow portion is formed in the oil pan, the bottom portion of the oil pan becomes a shallow bottom portion at the hollowed portion and the other portion becomes a deep bottom portion, but the mission case is fixed to the end portion of the shallow bottom portion. Therefore, there is a problem that the rigidity of the oil pan (particularly, the rigidity against the bending force acting from the vertical direction) is lowered, and as a result, the rigidity of the power plant is lowered.
そして、特許文献1について検討すると、オイルパンの後部を部分的に補強しても、オイルパン全体の剛性向上にはあまり貢献しないため、シリンダブロックとオイルパンとミッションケースとから成るパワープラントとして見ると、パワープラント全体の剛性向上にはさほど貢献しないと解される(特に、クランク軸を上下方向に曲げるような外力に対する剛性向上には、殆ど貢献しないと解される。)。
Then, when
本願発明はこのように現状を契機として成されたものであり、パワープラントの剛性アップに貢献できるオイルパンを、簡単な構造で実現しようとするものである。 The invention of the present application was made in the wake of the current situation as described above, and aims to realize an oil pan capable of contributing to an increase in the rigidity of a power plant with a simple structure.
本願発明は、
「車両前部に設けたエンジンルームに、クランク軸心を車幅方向に長い姿勢と成して排気側面を車両前進方向に向けた姿勢で配置される内燃機関」
に使用されるオイルパンに関するものであり、このオイルパンは、
「上面にシリンダブロックが固定される一対の側壁と、タイミングチェーンを覆うフロントカバーの側に位置した前壁と、ミッションケースが固定される後ろ壁とを有していて、底部には排気管が通る抉り部を形成しており、このため、前記底部は、前記抉り部の箇所では浅底部になってそれより前側の部位は深底部になっている」
という基本構成になっている。
The invention of the present application is
"Internal combustion engine placed in the engine room provided at the front of the vehicle with the crankshaft center in a long posture in the vehicle width direction and the exhaust side facing the vehicle forward direction."
This oil pan is related to the oil pan used in
"It has a pair of side walls where the cylinder block is fixed on the upper surface, a front wall located on the side of the front cover that covers the timing chain, and a rear wall where the mission case is fixed, and there is an exhaust pipe at the bottom. It forms a hollowed out portion through which the bottom portion is a shallow bottom portion at the portion of the hollowed out portion and a deep bottom portion at the portion in front of the hollowed portion. "
It has a basic structure.
そして、上記基本構成において、請求項1のとおり、
「前記両側壁に、クランク軸心方向から見て段状又はリブ状になった補強部が、少なくとも前記浅底部の箇所において前後方向に長く延びるように形成されている」
という特徴を有している。
Then, in the above basic configuration, as described in
"On both side walls, stepped or ribbed reinforcing portions when viewed from the direction of the crankshaft are formed so as to extend long in the front-rear direction at least at the shallow bottom portion."
It has the feature.
本願発明は、請求項2の構成も含んでいる。この請求項2の発明は、請求項1において、
「前記補強部は、前記側壁の全長に亙って形成されていて前端には前記前壁まで回り込んだ前延長部が形成されている一方、
前記前壁の前面に前記フロントカバーが固定されるようになっており、前記補強部の前延長部は、前記フロントカバーの下端部と重なるか近接した高さに設定されている」
という構成になっている。
The invention of the present application also includes the configuration of
"The reinforcing portion is formed over the entire length of the side wall, and the front end is formed with a front extension portion that wraps around to the front wall.
The front cover is fixed to the front surface of the front wall, and the front extension portion of the reinforcing portion is set at a height that overlaps or is close to the lower end portion of the front cover. "
It is configured as.
さて、ミッションケースは片持ち梁の状態でシリンダブロック及びオイルパンの後面に固定されているため、ミッションケースの重量は、オイルパンには、これを上下方向に曲げるような外力として作用する。また、ピストンの動きも、シリンダブロック及びオイルパンを上下方向に曲げるような外力として作用する。 Since the mission case is fixed to the rear surface of the cylinder block and the oil pan in the state of a cantilever, the weight of the mission case acts on the oil pan as an external force that bends the oil pan in the vertical direction. The movement of the piston also acts as an external force that bends the cylinder block and the oil pan in the vertical direction.
そして、横置き前排気方式の内燃機関のオイルパンは抉り部が存在するため、特に上下方向(正確にはシリンダボア軸線方向)の外力に対する剛性が低くなるが、本願発明では、クランク軸心方向に長い側壁に、少なくとも浅底部の箇所において段状やリブ状の補強部が形成されているため、オイルパンは、上下方向の曲げや捩じりに対する剛性が格段に向上する。 Since the oil pan of the internal combustion engine of the horizontal pre-exhaust type has a hollowed portion, the rigidity against an external force in the vertical direction (to be exact, the cylinder bore axis direction) is particularly low, but in the present invention, it is in the crankshaft center direction. Since the stepped or ribbed reinforcing portion is formed on the long side wall at least at the shallow bottom portion, the rigidity of the oil pan against bending and twisting in the vertical direction is remarkably improved.
そして、補強部は段状やリブ状の簡単な構造であって、例えばオイルパンをダイキャストや鋳造で製造するときに一体に形成できる。従って、コストアップや重量増大は生じない。従って、シリンダブロックとオイルパンとミッションケースとからなるパワープラントの剛性向上を、コストアップの問題を招来することなく実現できる。 The reinforcing portion has a simple stepped or ribbed structure, and can be integrally formed when, for example, an oil pan is manufactured by die casting or casting. Therefore, there is no cost increase or weight increase. Therefore, it is possible to improve the rigidity of the power plant including the cylinder block, the oil pan, and the mission case without causing the problem of cost increase.
補強部として段状形態を採用すると、材料の使用量は増大しないため、重量アップを回避できる利点がある。また、シリンダブロックから戻るオイルは、オイルパンの側壁の内面を伝い落ちてくることが多いが、補強部を段部で構成すると、側壁の内面を伝い落ちてきたオイルが段部に当たって流速が低下することにより、オイルに含まれていた気泡を消失させることができる。 If a stepped form is adopted as the reinforcing portion, the amount of material used does not increase, so there is an advantage that an increase in weight can be avoided. In addition, the oil returning from the cylinder block often runs down the inner surface of the side wall of the oil pan, but if the reinforcing portion is composed of stepped portions, the oil that has run down the inner surface of the side wall hits the stepped portion and the flow velocity decreases. By doing so, the bubbles contained in the oil can be eliminated.
ピストンを冷却するためのオイルジェットが落下してクランク軸の回転によって振り飛ばされて側壁の内面に付着することもあるが、この場合も、側壁の内面を伝い落ちてきたオイルが段部に当たって流速が低下することにより、オイルに含まれていた気泡を消失させることができる。 The oil jet for cooling the piston may fall and be shaken off by the rotation of the crankshaft and adhere to the inner surface of the side wall. In this case as well, the oil that has fallen down the inner surface of the side wall hits the step and the flow velocity. By reducing the amount of air, the bubbles contained in the oil can be eliminated.
このように、補強部として段部を採用すると、オイルの気泡消失効果をも有するため、オイルポンプで吸い上げられたオイルに気泡が混入することを抑制できる利点もある。特に、吸気バルブ及び排気バルブのバルブクリアランスを無くすために油圧式のラッシュアジャスタを使用する場合は、オイルに気泡が混入することは極力避けるべきであるが、補強部として段部を形成すると、オイルの気泡消失効果が高いため、ラッシュアジャスタを備えた内燃機関のオイルパンに適用すると特に有益である。補強部を内向きリブで形成しても、同様の効果を享受できる。 As described above, when the step portion is adopted as the reinforcing portion, it also has the effect of eliminating air bubbles in the oil, so that there is an advantage that air bubbles can be suppressed from being mixed in the oil sucked up by the oil pump. In particular, when using a hydraulic lash adjuster to eliminate the valve clearance of the intake valve and exhaust valve, air bubbles should be avoided as much as possible in the oil, but if a step portion is formed as a reinforcing portion, the oil It is particularly useful when applied to an oil pan of an internal combustion engine equipped with a lash adjuster because of its high bubble elimination effect. The same effect can be enjoyed by forming the reinforcing portion with inward ribs.
また、段状の補強部にしてもリブ状の補強部にしても、補強部を形成したことによってオイルパンの内面の面積が増大するため、オイルの冷却性能を向上できる。従って、高温環境下での運転において、オイルの過剰昇温を抑制してオイルの劣化を抑制できる利点もある。 Further, in both the stepped reinforcing portion and the rib-shaped reinforcing portion, the area of the inner surface of the oil pan is increased by forming the reinforcing portion, so that the cooling performance of the oil can be improved. Therefore, there is an advantage that the excessive temperature rise of the oil can be suppressed and the deterioration of the oil can be suppressed in the operation in a high temperature environment.
請求項2では、補強部は前壁まで回り込んでいるため、オイルパン及びパワープラントの剛性を更に向上できる。また、請求項2の発明では、フロントカバーがシリンダブロックとオイルパンとの固定を強化する補強部材の役割を果たしており、従って、フロントカバーもパワープラントの一部を構成するが、オイルパンにおける補強部の前延長部がフロントカバーの下端と重なるか近接しているため、フロントカバーとオイルパンとの結合強度を格段に向上できる。その結果、パワープラントの剛性を更に向上できる。
In
次に、本願発明の実施形態を図面に基づいて説明する。以下では、方向を特定するため前後・左右の文言を使用するが、前後方向はクランク軸心方向であり、左右方向はクランク軸心及びシリンダボア軸心と直交した方向である。前と後ろについては、タイミングチェーンが配置される側を前、ミッションケースが配置される側を後ろとしている。図1等に方向を明示している。 Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following, the front-back and left-right terms are used to specify the direction, but the front-back direction is the crankshaft center direction, and the left-right direction is the direction orthogonal to the crankshaft center and the cylinder bore axis. Regarding the front and the back, the side where the timing chain is arranged is the front, and the side where the mission case is arranged is the back. The direction is clearly shown in FIG.
(1).基本構造
本実施形態が適用されている内燃機関は3気筒であり、図2に示すように、オイルパン1は、クランク軸心Oの方向に長くて上面3aにシリンダブロック2が固定される左右の側壁3と、フロントカバー4が固定される前壁5と、ミッションケース6が固定される後ろ壁7と、これらに前後壁5,7と側壁3とに連続した底部9とを有している。なお、クランク軸心Oは、オイルパン1の上面3aよりも少し上に位置している。
(1). Basic structure The internal combustion engine to which this embodiment is applied has three cylinders, and as shown in FIG. 2, the
図1において、側壁3の上面3aの範囲を平行斜線で示している。従って、図1の平行斜線は断面の表示ではない。側壁3の上面3aには、シリンダブロック2を固定するためのアッパタップ穴10が周方向に沿って形成されている。また、側壁3のうち各タップ穴10の箇所の内面には、アッパタップ穴10を形成する面積を確保するための縦長リブ11が形成されている。
In FIG. 1, the range of the
底部9の後部には、排気管13が通る抉り部14を形成している。このため、底部9は、深さが低い浅底部9aと、その手前に位置して深さが深くなった深底部9bと、両者を繋ぐ段壁9cとで構成されている。敢えて述べるまでもないが、ストレーナは深底部9bに配置される。
At the rear portion of the
図3,4から理解できるように、前壁5は左右側壁3の左右外側に広がっていて、フロントカバー4が重なる前重合面15が形成されている。前重合面15には、フロントカバー4を固定するためのフロントタップ穴16が形成されている。図4に示す平行斜線も平坦面の表示であり、断面の表示ではない。前重合面15には、前向きに開口した凹所17が複数形成されている。また、前壁5に、フロントクランクキャップ(図示せず)を逃がす前凹所18が上向きに開口している。
As can be understood from FIGS. 3 and 4, the
図5に示すように、後ろ壁7に、ミッションケース6密着するリア重合面19が形成されており、リア重合面19に、ミッションケース6を固定するための複数のリアタップ穴20が形成されている。また、後ろ壁7には、クランク軸の軸受を逃がす溝穴21が、クランク軸心Oと同心の状態で上向きに開口している。
As shown in FIG. 5, a
図1,6に示すように、浅底部9aの内面には左右2本の補強リブ22が前後方向に長い姿勢に形成されている。補強リブ22は、段壁9cを経て深底部9bまで至っている。本実施形態が適用される内燃機関は、シリンダボア軸線をやや前傾させたスラントタイプになっている。そして、図4〜6では深底部9bは排気側が高くなっているが、実際には、図6に示すように、シリンダボア軸心O2が鉛直線O2に対して前傾して、深底部9bの底面は水平姿勢になる。
As shown in FIGS. 1 and 6, two left and right reinforcing
オイルパン1は、アルミを材料にしたダイキャスト品であり、内面には、上向きに拡大するように抜き勾配が付けられている。また、図6に示すように、排気側の側壁3はシリンダボア軸心O2と略平行になっている一方、吸気側の側壁3はシリンダボア軸心O2に対して上広がりになっているが、シリンダボアがスラントしているため、実際には、排気側の側壁3は鉛直線O3に対して前傾した姿勢になる。
The
そして、シリンダブロック2のうち排気側の壁にオイル落とし穴が形成されているが、シリンダブロック2のオイル落とし穴から流下したオイルは、図6に矢印23で示すように、排気側の側壁3の内面を伝ってオイルパン1の底部9に流れていく。
An oil drop hole is formed in the wall of the
(2).補強用段部
図1〜3,6に示すように、左右側壁3には、請求項に記載した補強部の一例として、クランク状に曲がった段状補強部(段部)24が全長に亙って形成されている。例えば図2から理解できるように、段状補強部24は、底部9の浅底部9aよりもやや高い位置に形成されている。また、図1のとおり、段状補強部24は、縦長リブ11を巻くようにして形成されている部分もある。図1,2,3において、段状補強部24には、範囲を明確化するため平行斜線を付している。
(2). Reinforcing step portion As shown in FIGS. Is formed over the entire length. For example, as can be understood from FIG. 2, the stepped reinforcing
図1,3のとおり、段状補強部24には、前壁5の内面に回り込んだ前延長部24aと、後ろ壁7の内面に回り込んだ後ろ延長部24bとが連続して形成されている。図2,3に示すように、前延長部24aは、フロントカバー4が固定される前重合面15の下端に近接した高さになっている。他方、後ろ延長部24bは、ミッションケース6が重なる後ろ重合面19と重なる高さになっている。
As shown in FIGS. 1 and 3, the stepped reinforcing
図6に明示するように、側壁3は、段状補強部24を挟んで上側の部分が下側の部分よりも左右外側に位置するように、クランク状に曲がっている。従って、上下方向の外力に曲げるような外力や左右方向に曲げるような外力、或いは、クランク軸心Oの方向の軸心回りに捩じるような外力に対して、高い剛性を発揮する。
As is clearly shown in FIG. 6, the
特に、本実施形態では、段状補強部24に前延長部24aと後ろ延長部24bとを形成しているため、捩じりに対する剛性も大幅にアップしている。そして、段状補強部24は、オイルパン1の周壁の形状の変更で足り、加工コストが嵩んだり重量が増大したりすることはないため、コストアップや燃費悪化は生じない。
In particular, in the present embodiment, since the
また、既述のとおり、シリンダブロック2のオイル落とし穴から流下したオイルは排気側の側壁3の内面を伝い流れるが、途中に段状補強部24があることにより、段状補強部24において流速が低下するため、側壁3との接触時間及び接触距離が長くなって、含まれていた気泡の放散効果が高くなる。
Further, as described above, the oil flowing down from the oil drop hole of the
ピストン冷却のオイルジェットとして機能したオイルは、矢印25で示すように、クランクアームやカウンタウエイトで飛ばされて排気側の側壁3に付着するが、このオイルも、側壁3の内面を伝い落ちる過程で段状補強部24によって流速が低下するため、気泡の放散が促進される。段状補強部24があるとオイルの付着面積が増大するため、オイルの冷却性能向上にも貢献できる。
As shown by the
実施形態では、補強部としてクランク状に曲がった段状補強部24を採用したが、補強部としては、内向き又は外向き若しくは内外両方に突出したリブを採用することも可能である。但し、実施形態のように段状補強部24を採用すると、オイルパン1がダイキャスト品であっても、容易に製造できる利点がある。
In the embodiment, the stepped reinforcing
本願発明は、自動車用内燃機関のオイルパンに具体化できる。従って、産業上利用できる。 The invention of the present application can be embodied in an oil pan of an internal combustion engine for automobiles. Therefore, it can be used industrially.
O クランク軸心
1 オイルパン
2 シリンダブロック
3 側壁
3a 側壁の上面
4 フロントカバー
5 前壁
6 ミッションケース
7 後ろ壁
9 底部
9a 浅底部
9b 深底部
14 抉り部
24 段状補強部
Claims (2)
上面にシリンダブロックが固定される一対の側壁と、タイミングチェーンを覆うフロントカバーの側に位置した前壁と、ミッションケースが固定される後ろ壁とを有していて、底部には排気管が通る抉り部を形成しており、このため、前記底部は、前記抉り部の箇所では浅底部になってそれより前側の部位は深底部になっている構成において、
前記両側壁に、クランク軸心方向から見て段状又はリブ状になった補強部が、少なくとも前記浅底部の箇所において前後方向に長く延びるように形成されている、
自動車用内燃機関のオイルパン。 An oil pan used for an internal combustion engine, which is arranged in an engine room provided at the front of the vehicle with the crankshaft center in a long posture in the vehicle width direction and the exhaust side facing the vehicle forward direction.
It has a pair of side walls to which the cylinder block is fixed on the upper surface, a front wall located on the side of the front cover covering the timing chain, and a rear wall to which the mission case is fixed, and an exhaust pipe passes through the bottom. In a configuration in which a hollow portion is formed, and therefore the bottom portion is a shallow bottom portion at the portion of the hollow portion and the portion on the front side thereof is a deep bottom portion.
Reinforcing portions that are stepped or ribbed when viewed from the crankshaft direction are formed on both side walls so as to extend long in the front-rear direction at least at the shallow bottom portion.
Oil pan for internal combustion engines for automobiles.
前記前壁の前面に前記フロントカバーが固定されるようになっており、前記補強部の前延長部は、前記フロントカバーの下端部と重なるか近接した高さに設定されている、
請求項1に記載した自動車用内燃機関のオイルパン。 The reinforcing portion is formed over the entire length of the side wall, and a front extension portion that wraps around to the front wall is formed at the front end.
The front cover is fixed to the front surface of the front wall, and the front extension portion of the reinforcing portion is set at a height that overlaps or is close to the lower end portion of the front cover.
The oil pan for an internal combustion engine for an automobile according to claim 1.
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