JP6549679B2 - バッフルプレート - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関のオイルパンの上部に設けられるバッフルプレートに関する。

ウェットサンプ式の内燃機関において、オイルパンの上部に設けられるバッフルプレートの最底部に、クランクシャフトの回転方向における上流側に向けて開口する庇付きの貫通孔を設けたものがある（例えば、特許文献１）。このバッフルプレートは、クランクシャフトの回転風を利用してバッフルプレート上面の潤滑油を貫通孔からオイルパンに速やかに排出することができる。しかし、回転風が最底部に設けられた貫通孔を通過してオイルパンに貯留された潤滑油の油面に直接に当るため、エアレーションが発生し易いという問題がある。

これに対して、エアレーションを避けるために、バッフルプレートの最底部を避けた位置に貫通孔を設けたものがある（例えば、特許文献２）。

特許第３５５２４１４号公報 特許第４０１６９３２号公報

しかしながら、特許文献２のバッフルプレートは、潤滑油をオイルパンに速やかに排出することができないという問題がある。

本発明は、以上の背景を鑑み、エアレーションを抑制しつつ、潤滑油を速やかに排出することができるバッフルプレートを提供することを課題とする。

上記課題を解決するために本発明の一態様は、内燃機関（１）のオイルパン（６）の上部に設けられたバッフルプレート（３０）であって、クランクシャフト（１６）の軸線に沿った方向から見て、下方に凹んだ湾曲部（３５）を有し、前記湾曲部は、シリンダ軸線と交差する底部（４０）と、前記クランクシャフトの回転方向において前記底部より上流側に設けられ、前記底部に向けて傾斜した上流傾斜部（４１）と、前記クランクシャフトの回転方向において前記底部より下流側に設けられ、前記底部に向けて傾斜した下流傾斜部（４２）とを備え、前記底部には、厚み方向に貫通する複数の底部貫通孔（４４）が設けられ、前記下流傾斜部の下部には、厚み方向に貫通すると共に前記クランクシャフトの軸線方向に延びた少なくとも１つの第１下流側貫通孔（４９）、及び前記第１下流側貫通孔の下流側縁に沿って設けられ、前記クランクシャフトの回転方向における上流側に延びる下流側壁部（５０）が設けられ、前記下流傾斜部の上部には、厚み方向に貫通する複数の第２下流側貫通孔（５２）を有することを特徴とする。

この態様によれば、バッフルプレートは、クランクシャフトの回転風を利用して第１下流側貫通孔から潤滑油を排出することができる。第１下流側貫通孔が下流傾斜部に設けられ、かつ下流側壁部を備えているため、第１下流側貫通孔を通過する回転風は、オイルパン内の潤滑油の油面に対して傾斜角が大きくなる。そのため、オイルパン内に流入した回転風が油面に吹き込み難くなり、エアレーションの発生を抑制することができる。また、第１下流側貫通孔に捕集されずに下流側に流れた潤滑油は、下流傾斜部の上部において第２下流側貫通孔から排出することができる。

上記の態様において、前記第２下流側貫通孔の少なくとも１つは、前記クランクシャフトの回転方向において、前記下流側壁部と整合する位置に設けられているとよい。

この態様によれば、下流側壁部の下流側に流れた潤滑油を速やかに排出することができる。

上記の態様において、前記クランクシャフトの軸線に沿った方向において、前記下流側壁部は前記下流傾斜部より短いとよい。

この態様によれば、下流傾斜部の上部に付着した潤滑油は、下流側壁部の両側方を通過して底部に流れることができる。

上記の態様において、前記下流側壁部は、略水平に延びているとよい。

この態様によれば、第１下流側貫通孔を通過する回転風が水平方向に流れ、油面に接触し難くなるため、エアレーションの発生を抑制することができる。

上記の態様において、前記上流傾斜部、前記底部、及び前記下流傾斜部は、前記クランクシャフトの軸線を中心とした弧状に形成されているとよい。

この態様によれば、クランクシャフトとの接触を避けつつ、バッフルプレートをクランクシャフト側に近づけることができるため、内燃機関を小型化することができる。

上記の態様において、前記第２下流側貫通孔の開口面積が、前記底部貫通孔の開口面積よりも大きいとよい。

この態様によれば、エアレーションの発生を抑制しつつ、潤滑油の排出速度を高めることができる。

上記の態様において、前記内燃機関は前記クランクシャフトの軸線に沿って配列された複数のシリンダ（１０）を有し、前記クランクシャフトは隣り合う前記シリンダの間に対応する位置に設けられた軸受（１７）に支持され、前記湾曲部には、前記軸受に対応する部分に上方に突出し、かつ前記クランクシャフトの軸線に直交する方向に延びる隔壁（３６）が設けられ、前記湾曲部は前記隔壁によって区画された領域（Ａ、Ｂ、Ｃ）のそれぞれに、前記底部、前記上流傾斜部、及び前記下流傾斜部を備え、前記底部のそれぞれに、前記底部貫通孔が設けられ、前記下流傾斜部のそれぞれに、前記第１下流側貫通孔、前記下流側壁部、及び前記第２下流側貫通孔が設けられているとよい。

この態様によれば、隔壁によってバッフルプレートの剛性を高めることができる。

上記の態様において、前記下流側壁部の前記クランクシャフトの軸線に沿った方向における端部と前記隔壁との間には隙間（５１）が形成されているとよい。

この態様によれば、下流傾斜部の上部に付着した潤滑油は下流側壁部と隔壁との間の隙間を通過して底部に流れることができる。

上記の態様において、前記上流傾斜部の下部には、厚み方向に貫通する少なくとも１つの第１上流側貫通孔（５９）、及び前記第１上流側貫通孔の下流側縁に沿って設けられ、前記クランクシャフトの回転方向における上流側に延びる上流側壁部（６０）が設けられているとよい。

この態様によれば、バッフルプレートは上流傾斜部において潤滑油を排出することができる。

上記の態様において、前記湾曲部の周囲にシリンダブロックの下端部に締結されるフランジ（３２）を更に有するとよい。

この態様によれば、バッフルプレートをシリンダブロック（５）の下端部に締結することができると共に、剛性を高めることができる。

以上の構成によれば、エアレーションを抑制しつつ、潤滑油を速やかに排出することができるバッフルプレートを提供することができる。

本実施形態に係る内燃機関の断面図 本実施形態に係る内燃機関の断面図 バッフルプレートの斜視図 他の実施形態に係るバッフルプレートの斜視図

以下、図面を参照して、本発明に係るバッフルプレートを自動車の内燃機関に適用した実施形態について説明する。

図１及び図２に示すように、内燃機関１は直列３気筒のレシプロエンジンであって、アッパブロック２と、アッパブロック２の上部に設けられたシリンダヘッド３と、シリンダヘッド３の上部に設けられたヘッドカバー４と、アッパブロック２の下部に設けられたロアブロック５と、ロアブロック５の下部に設けられたオイルパン６とを有している。アッパブロック２及びロアブロック５は、協働してシリンダブロックを構成する。

図２に示すように、アッパブロック２の上部には、３つのシリンダ１０が互いに平行に設けられている。各シリンダ１０は、略鉛直に延在し、水平方向に一列に配置されている。シリンダ軸線は、鉛直方向に対して傾斜していてもよい。各シリンダ１０にはピストン１３が摺動可能に受容されている。

アッパブロック２の下部及びロアブロック５は、下方に開口するクランク室１５を形成する。クランク室１５には、クランクシャフト１６が収容されている。クランクシャフト１６は、アッパブロック２及びロアブロック５の間に設けられた複数の軸受部１７によって回転可能に支持されている。

クランクシャフト１６は、各軸受部１７に支持される複数のジャーナル２０と、隣り合うジャーナル２０の端部からそれぞれ径方向に延びる複数のウェブ２１と、対をなす各ウェブ２１の一端を接続する複数のクランクピン２２と、ウェブ２１の他端に設けられたカウンタウェイト２３とを有している。図１に示すように、クランクピン２２は、コネクティングロッド２５によってピストン１３に設けられたピストンピン２６と接続されている。

オイルパン６は上向きに開口した箱形状を呈している。オイルパン６はロアブロック５の下端部に締結されて、クランク室１５の下端を閉塞している。オイルパン６の内部には潤滑油が貯留されている。オイルパン６の内部には、潤滑油をオイルポンプ（不図示）に供給するためのサクションパイプ２８が設けられている。サクションパイプ２８は、オイルストレーナを内部に有し、吸込口がオイルパン６の底近傍に配置されている。

図１に示すように、オイルパン６の上部には、バッフルプレート３０が設けられている。バッフルプレート３０は金属板を折曲成形して形成されている。バッフルプレート３０の外周縁には、略水平に延びるフランジ３２が設けられている。バッフルプレート３０は、フランジ３２において、ロアブロック５の下端部に締結されている。

バッフルプレート３０の中央部分には、フランジ３２に対して下方に凹む湾曲部３５が形成されている。図２に示すように、湾曲部３５は、クランクシャフト１６の軸線方向に延びている。

図３に示すように、湾曲部３５には、上方に突出し、クランクシャフト１６の軸線と直交する方向に延びる２つの隔壁３６が設けられている。各隔壁３６は、バッフルプレート３０を上方に膨出させることによって形成され、その下面側は下方に向けて開口する凹部を形成している。図２に示すように、各隔壁３６は、対応する軸受部１７の下方に位置している。湾曲部３５は、隔壁３６によってクランクシャフト１６の軸線方向に領域Ａ、Ｂ及びＣに区画されている。各領域Ａ〜Ｃは、各シリンダ１０の下方に配置されている。隔壁３６は、バッフルプレート３０の剛性を向上させる。

湾曲部３５の各領域Ａ〜Ｃは、対応するシリンダ１０のシリンダ軸線と交差する底部４０と、底部４０のクランクシャフト１６の回転方向において上流側に設けられた上流傾斜部４１と、底部４０のクランクシャフト１６の回転方向における下流側に設けられた下流傾斜部４２とを備えている。上流傾斜部４１及び下流傾斜部４２はそれぞれ、底部４０に向けて傾斜している。上流傾斜部４１は下流側に向って下方に傾斜し、下流傾斜部４２は上流側に向って下方に傾斜している。上流傾斜部４１、底部４０及び下流傾斜部４２は、クランクシャフト１６の軸線を中心とした弧状に形成されているとよい。

図３に示すように、各底部４０には、バッフルプレート３０を厚み方向に貫通する複数の底部貫通孔４４が形成されている。底部貫通孔４４は底部４０の全域に配置されていることが好ましい。

各下流傾斜部４２の下部には、厚み方向に貫通し、かつクランクシャフト１６の軸線方向に延びる略長方形の第１下流側貫通孔４９と、第１下流側貫通孔４９の下流側縁に沿って設けられ、上流側に向けて板状に延出する下流側壁部５０とを備えている。第１下流側貫通孔４９及び下流側壁部５０は、下流傾斜部４２にスリットによって画定した板片部を上方に切り起こすことによって形成されている。図１に示すように、下流側壁部５０は、下流傾斜部４２に対して上方に傾斜している。下流側壁部５０は、略水平、又は水平に対して若干下向きに傾斜して先端側に延びていることが好ましい。

図３に示すように、クランクシャフト１６の軸線方向において、下流側壁部５０は下流傾斜部４２よりも短く形成されている。また、クランクシャフト１６の軸線方向において、下流側壁部５０は下流傾斜部４２の中央部に配置されている。各下流側壁部５０とフランジ３２又は隔壁３６との間に隙間５１が形成されている。これにより、各下流傾斜部４２のクランクシャフト１６の軸線方向における両端部、すなわち下流側壁部５０の側方には、傾斜方向に延びる通路が形成されている。

各下流傾斜部４２の上部には、バッフルプレート３０の厚さ方向に貫通する複数の第２下流側貫通孔５２が設けられている。第２下流側貫通孔５２は、クランクシャフト１６の軸線方向に沿って一列に配置されている。第２下流側貫通孔５２の少なくとも一つはクランクシャフト１６の回転方向において、下流側壁部５０と整合する位置、すなわち、下流側壁部５０の下流側に位置している。第２下流側貫通孔５２の開口面積は底部貫通孔４４の開口面積よりも大きい。他の実施形態では、第２下流側貫通孔５２は、下流傾斜部４２の上部の全域に形成されていてもよい。

各上流傾斜部４１の下部には、厚み方向に貫通し、かつクランクシャフト１６の軸線方向に延びた第１上流側貫通孔５９と、第１上流側貫通孔の下流側縁に沿って設けられ、上流側に延びる上流側壁部６０とが設けられている。クランクシャフト１６の軸線方向において、上流側壁部６０は上流傾斜部４１より短く形成され、上流傾斜部４１の中央に配置されている。

各上流傾斜部４１の上部には、厚み方向に貫通する複数の第２上流側貫通孔６１が設けられている。第２上流側貫通孔６１の開口面積は底部貫通孔４４の開口面積よりも大きい。

次に、このように構成されたバッフルプレート３０の効果について説明する。シリンダ１０及び軸受部１７の潤滑、及びピストン１３の冷却に使用された潤滑油は、落下してバッフルプレート３０の湾曲部３５の上面に捕集される。捕集された潤滑油は、底部貫通孔４４、第１下流側貫通孔４９、第２下流側貫通孔５２、第１上流側貫通孔５９、及び第２上流側貫通孔６１のいずれかを通過してオイルパン６の下部に排出される。

図１に示すように、バッフルプレート３０の上側には、コネクティングロッド２５及びクランクシャフト１６の回転によって、クランクシャフト１６の回転方向と同じ向きの回転風Ｖが発生する。回転風Ｖの一部は、下流側壁部５０の下面にガイドされ、第１下流側貫通孔４９を通過してオイルパン６に流れる。このとき、下流側壁部５０の下面や第１下流側貫通孔４９の周囲に付着した潤滑油は、回転風Ｖと共に第１下流側貫通孔４９を通過してオイルパン６に排出される。回転風Ｖは、下流側壁部５０の下面にガイドされ、略水平にオイルパン６内に流れるため、油面と角度が小さくなる。このため、回転風Ｖが潤滑油内に吹き込み難くなり、エアレーションが発生し難くなる。

下流傾斜部４２の上部に付着した潤滑油は、第２下流側貫通孔５２からオイルパン６の下部に排出される。また、下流傾斜部４２の上部に付着した潤滑油の一部は、隙間５１を通って、底部４０に流れ、底部貫通孔４４からオイルパン６に排出される。第２下流側貫通孔５２及び隙間５１によって、下流傾斜部４２の上部、すなわち下流側壁部５０の上方に潤滑油が滞留することを抑制することができる。

第２下流側貫通孔５２は底部貫通孔４４よりもオイルパン６の内の潤滑油の油面から遠い位置に配置されているため、第２下流側貫通孔５２を通過した回転風Ｖは底部貫通孔４４を通過した回転風Ｖよりも油面に到達するまでに減衰し、油面に与える影響が小さくなる。そのため、第２下流側貫通孔５２を底部貫通孔４４よりも大きく形成することによって、エアレーションの発生を抑制しつつ、オイルパン６に潤滑油を迅速に排出することができる。また、底部貫通孔４４を第２下流側貫通孔５２よりも小さく形成することによって、底部貫通孔４４を通過した回転風Ｖがエアレーションを発生し難くなる。

第１上流側貫通孔５９は、油面から離れた上流傾斜部４１の下部に設けられているため、第１上流側貫通孔５９を通過した回転風Ｖは油面に到達するまでに減衰し、エアレーションを生じさせ難い。上流傾斜部４１の上部に付着した潤滑油は、第２上流側貫通孔６１を通過してオイルパン６に流れることができるため、上流傾斜部４１の上部に潤滑油が滞留にし難い。

以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されることなく幅広く変形実施することができる。図４に示すように、他の実施形態では第１上流側貫通孔５９及び第２上流側貫通孔６１を省略してもよい。また、バッフルプレート３０の底部４０、上流傾斜部４１及び下流傾斜部４２は、それぞれ平板状に形成されてもよい。第１下流側貫通孔４９及び第１上流側貫通孔５９は領域Ａ〜Ｃのそれぞれに複数設けられてもよい。

１ ：内燃機関
５ ：ロアブロック（シリンダブロック）
６ ：オイルパン
１６ ：クランクシャフト
１７ ：軸受部
３０ ：バッフルプレート
３２ ：フランジ
３５ ：湾曲部
３６ ：隔壁
４０ ：底部
４１ ：上流傾斜部
４２ ：下流傾斜部
４４ ：底部貫通孔
４９ ：第１下流側貫通孔
５０ ：下流側壁部
５１ ：隙間
５２ ：第２下流側貫通孔
５９ ：第１上流側貫通孔
６０ ：上流側壁部
６１ ：第２上流側貫通孔
Ａ〜Ｃ ：領域
Ｖ ：回転風

Claims (10)

1. 内燃機関のオイルパンの上部に設けられたバッフルプレートであって、
   クランクシャフトの軸線に沿った方向から見て、下方に凹んだ湾曲部を有し、
   前記湾曲部は、シリンダ軸線と交差する底部と、前記クランクシャフトの回転方向において前記底部より上流側に設けられ、前記底部に向けて傾斜した上流傾斜部と、前記クランクシャフトの回転方向において前記底部より下流側に設けられ、前記底部に向けて傾斜した下流傾斜部とを備え、
   前記底部には、厚み方向に貫通する複数の底部貫通孔が設けられ、
   前記下流傾斜部の下部には、厚み方向に貫通すると共に前記クランクシャフトの軸線方向に延びた少なくとも１つの第１下流側貫通孔、及び前記第１下流側貫通孔の下流側縁に沿って設けられ、前記クランクシャフトの回転方向における上流側に延びる下流側壁部が設けられ、
   前記下流傾斜部の上部には、厚み方向に貫通する複数の第２下流側貫通孔を有することを特徴とするバッフルプレート。
2. 前記第２下流側貫通孔の少なくとも１つは、前記クランクシャフトの回転方向において、前記下流側壁部と整合する位置に設けられていることを特徴とする請求項１に記載のバッフルプレート。
3. 前記クランクシャフトの軸線に沿った方向において、前記下流側壁部は前記下流傾斜部より短いことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のバッフルプレート。
4. 前記下流側壁部は、略水平に延びていることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１つの項に記載のバッフルプレート。
5. 前記上流傾斜部、前記底部、及び前記下流傾斜部は、前記クランクシャフトの軸線を中心とした弧状に形成されていることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１つの項に記載のバッフルプレート。
6. 前記第２下流側貫通孔の開口面積が、前記底部貫通孔の開口面積よりも大きいことを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１つの項に記載のバッフルプレート。
7. 前記内燃機関は前記クランクシャフトの軸線に沿って配列された複数のシリンダを有し、
   前記クランクシャフトは隣り合う前記シリンダの間に対応する位置に設けられた軸受に支持され、
   前記湾曲部には、前記軸受に対応する部分に上方に突出し、かつ前記クランクシャフトの軸線に直交する方向に延びる隔壁が設けられ、
   前記湾曲部は前記隔壁によって区画された領域のそれぞれに、前記底部、前記上流傾斜部、及び前記下流傾斜部を備え、
   前記底部のそれぞれに、前記底部貫通孔が設けられ、
   前記下流傾斜部のそれぞれに、前記第１下流側貫通孔、前記下流側壁部、及び前記第２下流側貫通孔が設けられていることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか１つの項に記載のバッフルプレート。
8. 前記下流側壁部の前記クランクシャフトの軸線に沿った方向における端部と前記隔壁との間には隙間が形成されていることを特徴とする請求項７に記載のバッフルプレート。
9. 前記上流傾斜部の下部には、厚み方向に貫通する少なくとも１つの第１上流側貫通孔、及び前記第１上流側貫通孔の下流側縁に沿って設けられ、前記クランクシャフトの回転方向における上流側に延びる上流側壁部が設けられていることを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれか１つの項に記載のバッフルプレート。
10. 前記湾曲部の周囲にシリンダブロックの下端部に締結されるフランジを更に有することを特徴とする請求項１〜請求項９のいずれか１つの項に記載のバッフルプレート。

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