WO2022163785A1

WO2022163785A1 - エンジン

Info

Publication number: WO2022163785A1
Application number: PCT/JP2022/003189
Authority: WO
Inventors: 治大竹; 大湖鮫島
Original assignee: 三菱自動車工業株式会社
Priority date: 2021-01-29
Filing date: 2022-01-27
Publication date: 2022-08-04
Also published as: JPWO2022163785A1; JP7473019B2

Abstract

シリンダブロックと、シリンダブロックの下方に配設され、該シリンダブロック内を循環するオイルを貯留するオイルパンと、オイルパン内に配設されるバッフルプレートと、を備え、バッフルプレートは、所定の方向における両端縁に向かうにつれてシリンダブロックに近づく方向に傾斜してなる。これにより、シリンダの１つからオイルパンに向かって排出される空気は、シリンダの並び方向に誘導された後、上方に誘導されて他のシリンダに案内されるため、シリンダから好適に空気を排出することが可能とされる。

Description

エンジン

　一般的に、エンジンの内部には、上下方向に摺動することで駆動力を生成するピストンがシリンダ内に配設されている。また、ピストンやクランクシャフトなどの駆動部と周辺部品との間の摩擦を低減するべく、エンジン内は、オイルポンプによって潤滑油（オイル）が循環している。

　しかしながら、オイルパンに貯留されるオイルは、油面が波打つことやシリンダからオイルパンに滴下することにより、空気を気泡状にして含むことがある。このような空気を含んだオイルは、ポンプ内に空気による空間を形成してポンプの稼働効率を低下させるという問題がある。

　そこで、オイルパン内に平板部材であるバッフルプレートを配設することで、オイルパンに貯留されているオイルが空気を含むことを抑制している（特許文献１）。

日本国特開２０１０－６５５９５号公報

　しかしながら、上記特許文献１に開示される技術のようにバッフルプレートを配設した場合、シリンダからオイルパンに排出される空気の流通抵抗が大きくなることで、ピストンの稼働抵抗が大きくなるため、さらなる改善の余地があった。

　本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、バッフルプレートによるピストンの稼働抵抗の悪化を低減することができるエンジンを提供することにある。

　上記の目的を達成するため、本発明のエンジンは、上下方向に延びるシリンダが所定の方向に複数並んで形成されるシリンダブロックと、前記シリンダブロックの下方に配設され、該シリンダブロック内を循環するオイルを貯留するオイルパンと、前記オイルパン内に配設されるバッフルプレートと、を備え、前記バッフルプレートは、前記所定の方向における両端縁に向かうにつれて前記シリンダブロックに近づく方向に傾斜してなることを特徴とする。

　これにより、バッフルプレートが、所定の方向における両端縁に向かうにつれてシリンダブロックに近づく方向に傾斜してなるので、シリンダの１つからオイルパンに向かって排出される空気は、シリンダの並び方向に誘導された後、上方に誘導されて他のシリンダに案内されるため、シリンダから好適に空気を排出することが可能とされる。
　その他の態様として、前記バッフルプレートは、水平方向のうち、前記所定の方向に対して交差する方向に延びる屈曲部に沿って屈曲しており、前記屈曲部は、隣り合う前記シリンダ間に対応する位置に形成されてなるのが好ましい。

　これにより、隣り合うシリンダ間に対応する位置で屈曲するようバッフルプレートを形成することで、隣り合うシリンダのうち一方のシリンダの下方にはバッフルプレートの屈曲部より一方のシリンダ側の部分のみが位置し、他方のシリンダ１１ａの下方にはバッフルプレートの屈曲部より他方のシリンダ側の部分のみが位置し、バッフルプレートの屈曲部より一方のシリンダ側の部分に沿った気流とバッフルプレートの屈曲部より他方のシリンダ側の部分に沿った気流とが屈曲部付近で干渉することを抑制ことが可能とされる。

　その他の態様として、前記シリンダにはピストンがそれぞれ配設されており、前記隣り合う前記シリンダに配設される前記ピストンは、ピストン運動の位相が異なるのが好ましい。
　これにより、屈曲部の上方で隣り合うピストンのピストン運動の位相が異なることで、隣り合うピストンが配設される隣り合うシリンダのうち一方から空気が排出されるときに他方が空気を吸引するようにして、ピストン内の圧力の変動を低減することが可能とされる。

　その他の態様として、前記バッフルプレートの前記所定の方向における一方の端部には、上方に延びる壁部が形成されてなるのが好ましい。
　これにより、バッフルプレートの所定の方向側の端部のうち少なくとも一部に、上方に延びる壁部を形成することで、バッフルプレートに沿って移動する空気の流通方向を上方にコントロールすることが可能とされる。

　その他の態様として、前記オイルパンは、前記バッフルプレートから水平方向で視て一定距離以上離間してなる開放領域を有し、前記バッフルプレートは、該バッフルプレートの周縁から上方に延びる壁部を有し、前記壁部は、前記開放領域に接する部分の少なくとも一部に該開放領域に開放する開放部が形成されてなるのが好ましい。
　これにより、壁部のうち、バッフルプレートから水平方向で視て一定距離以上離間してなる開放領域に接する部分の少なくとも一部に該開放領域に開放する開放部を形成することで、バッフルプレートに沿って移動する空気を開放領域に向かうようコントロールすることが可能とされる。

　本発明のエンジンによれば、バッフルプレートが、所定の方向における両端縁に向かうにつれてシリンダブロックに近づく方向に傾斜したので、シリンダの１つからオイルパンに向かって排出される空気は、シリンダの並び方向に誘導された後、上方に誘導されて他のシリンダに案内されるため、シリンダから好適に空気を排出することができる。
　これにより、バッフルプレートによるピストンの稼働抵抗の悪化を低減することができる。

車両の前部の側面概略図である。オイルパンユニットの上方斜視図である。バッフルプレートの上方斜視図である。オイルパンユニットの上視図である。図４中のＩ－Ｉ断面で視た、シリンダブロック及びオイルパンユニットの断面図である。第２シリンダ及び第３シリンダの吸排気を説明する、図５中の枠Ｆの拡大図である。第２シリンダ及び第３シリンダの吸排気を説明する、図５中の枠Ｆの拡大図である。第２シリンダ及び第３シリンダの吸排気を説明する、オイルパンユニットの上視図である。

　以下、図面に基づき本発明の一実施形態について説明する。
　図１を参照すると、車両１の前部の側面概略図が示されている。車両１は、前部に形成されたエンジンルーム３にエンジン５が縦置きで配設された乗用自動車である。この車両１は、エンジン５によって生成された駆動力を車輪９に伝達することで走行することが可能である。

　エンジン５は、図示しない燃料タンクから燃料が供給されることで該燃料を燃焼して稼働し、駆動力を生成することが可能な直列４気筒式の内燃機関である。このエンジン５は、シリンダブロック１１、シリンダヘッド１３及びオイルパンユニット１５を備えている。シリンダブロック１１は、内部にシリンダ１１ａが形成された金属製のブロックである。このシリンダブロック１１には、シリンダ１１ａ内にピストン１１ｂが略上下方向に摺動可能に配設されており、ピストン１１ｂの摺動によりクランクシャフト１１ｃが回転する。

　図２を参照すると、オイルパンユニット１５の上方斜視図が示されている。オイルパンユニット１５は、エンジン５内を循環するオイルが貯留されるオイルパン２１を含んでなる。すなわち、オイルは、シリンダブロック１１からオイルパンユニット１５に滴下し、ポンプ１７によってシリンダヘッド１３やシリンダブロック１１に供給され、再びエンジン５内を循環してオイルパンユニット１５に滴下する。

　オイルパンユニット１５は、オイルパン２１、ストレーナ３１、及びバッフルプレート３３を有している。オイルパン２１は、上端がシリンダブロック１１の下端に図示しないオイルシールを介して取り付けられている。

　図３を参照すると、ストレーナ３１及びバッフルプレート３３の上方斜視図が示されている。ストレーナ３１及びバッフルプレート３３は、後述する複数の取付部３５、３７及び取付脚３９によってオイルパン２１内に取付けられる。ストレーナ３１は、吸入路４１、導入路４３及び吐出路４５が形成された水平方向（本実施形態では車両前後方向）に延びる油路である。なお、ここで言う「水平方向」とは、車両１の前後方向、若しくは車幅方向を指すものであり、「水平方向に延びる」とは水平面に対して傾斜しているものも含む。

　吸入路４１は、オイルパン２１内の下側に開口４１ａが形成され、開口４１ａから上方に向かって延びるパイプ状の油路である。導入路４３は、吸入路４１の上端から車両前後方向前方に、水平に対して所定角度傾斜して延びるパイプ状の油路である。吐出路４５は、導入路４３の前端から上方に開口する開口部であり、ポンプ１７にオイルを排出可能に接続してなる。ストレーナ３１の導入路４３の後端には、取付脚３９が設けられる。取付脚３９は、導入路４３の後端から後方に延び、後端がオイルパン２１に固定される。取付脚３９の上部には、上方に延びる支持壁３９ａが形成される。支持壁３９ａは、バッフルプレート３３上面より上方まで延び、取付脚３９の後端から後述する屈曲部３３ａよりも前方まで延在する。

　バッフルプレート３３は、第１バッフル５１、第２バッフル５２、右壁（壁部）５３、左壁（壁部）５５、後壁（壁部）５７及びゲージ穴５９が形成されてなる。第１バッフル５１は、ストレーナ３１の導入路４３から車両左右方向に延びる平板部である。この第１バッフル５１は、導入路４３と並行して延びてなるため、車両前後方向水平に対して所定角度傾斜して延びてなる。第２バッフル５２は、第１バッフル５１の後端から後方に延びてなる平板部である。この第２バッフル５２は、水平方向に延びてなる。以下、第１バッフル５１と第２バッフル５２との接続部分を屈曲部３３ａという。なお、本実施形態では、ストレーナ３１より左側のバッフルプレート３３に設けられる屈曲部３３ａは、ストレーナ３１から離れるにしたがって前方に傾斜して延びている。

　右壁５３は、第１バッフル５１の右端から上方に向かって延びる平板部である。左壁５５は、第２バッフル５２の左端から上方に向かって延びる平板部である。後壁５７は、左右両方の第２バッフル５２の後端から上方に向かって延びる平板部である。この後壁５７のうち左側のものは左壁５５の後端と接続され、右側のものは右壁５３の後端から離間しており、後述する第３通路（開放部）２３ｃを形成する。ゲージ穴５９は、第１バッフル５１の左前側に形成される開口部であり、オイルの量を検出するレベルゲージが挿通される。

　第１取付部３５及び第２取付部３７は、右壁５３の前端及び左壁５５の前端からそれぞれ連続するように、第１バッフル５１から上方に突出して形成されてなる。取付脚３９は、ストレーナ３１の導入路４３の後端から後方に延び、後端がオイルパン２１に固定される取付部である。この取付脚３９には、上部から上方に延びる左右一対の支持壁３９ａが形成されてなる。支持壁３９ａには、第２バッフル５２及び後壁５７の左右方向内側が固定される。

　図４を参照すると、オイルパンユニット１５の上視図が示されている。左右両方の第１バッフル５１の前端には壁部が設けられず解放されることで、バッフルプレート３３には、左側の第１バッフル５１の前端部分にあたる第１通路２３ａ、右側の第１バッフル５１の前端部分にあたる第２通路２３ｂが形成される。また、右側の第２バッフル５２の右端後方には、右壁５３と後壁５７の間にあたる第３通路２３ｃが形成される。第１通路（開放部）２３ａは、オイルパンユニット１５内の左前側の範囲（開放領域）Ａ１に開放してなる。第３通路２３ｃは、オイルパンユニット１５内の右後側の範囲（開放領域）Ａ２に開放してなる。すなわち、オイルパン２１は、バッフルプレート３３から水平方向で視て一定距離以上離間してなる、範囲（開放領域）Ａ１，Ａ２を有する。

　範囲Ａ１、Ａ２は、上方から視てバッフルプレート３３と重ならないオイルパン２１内の領域であり、その容積がその他の範囲に比べ広く形成された範囲である。範囲Ａ１、Ａ２は、その他の領域に比べオイルパン２１の側壁をバッフルプレート３３の端部から一定距離以上離したり、オイルパン２１の深さを深くすることで形成すればよい。特に、範囲Ａ２は、オイルパン２１のシール面（図４ハッチング部分）よりもオイルパン２１外側へ拡張される拡張部２１ａにより、その容積が拡張されている。

　図５を参照すると、図４中のＩ－Ｉ断面で視た、シリンダブロック１１及びオイルパンユニット１５の断面図が示されている。図５に示すように、本実施形態ではシリンダブロック１１に４つのシリンダ１１ａが前後方向に並んで形成されている。以下、４つのシリンダ１１ａを、前側から順に、第１シリンダＣ１、第２シリンダＣ２、第３シリンダＣ３及び第４シリンダＣ４という。

　シリンダ１１ａの下端は、シリンダブロック１１の下面で開口しており、シリンダ１１ａ内のピストン１１ｂより下側の領域では、ピストン１１ｂ（図１参照）の摺動により負圧や正圧が生じる。具体的には、ピストン１１ｂが上昇しているときはシリンダ１１ａ内のピストン１１ｂより下側の領域は負圧になり、ピストン１１ｂが下降しているときはシリンダ１１ａ内のピストン１１ｂより下側の領域は正圧になる。本実施形態では、第１シリンダＣ１及び第３シリンダＣ３内のピストン１１ｂが互いに同じ位相で上下方向に移動し、第２シリンダＣ２及び第４シリンダＣ４のピストン１１ｂが第１シリンダＣ１及び第３シリンダＣ３内のピストン１１ｂに対し逆位相で上下方向に移動する。したがって、第１シリンダＣ１及び第３シリンダＣ３内のピストン１１ｂより下側の領域が負圧になるときは、第２シリンダＣ２及び第４シリンダＣ４のピストン１１ｂより下側の領域が正圧になる。このような圧力変動によりシリンダブロック１１の下方では気流が発生するが、バッフルプレート３３によりこの気流を妨げると、ピストン１１ｂの稼働抵抗を悪化させることがある。

　図６、７を参照すると、第２シリンダＣ２及び第３シリンダＣ３の吸排気を説明する、図５中の枠Ｆの拡大図が示されている。また、図８を参照すると、第２シリンダＣ２及び第３シリンダＣ３の吸排気を説明する、オイルパンユニット１５の上視図における気流が示されている。第２シリンダＣ２及び第３シリンダＣ３のピストン１１ｂより下側の領域は、内部が負圧になるとオイルパン２１から空気を吸引し、内部が正圧になるとオイルパン２１に空気を排出する。また、第１バッフル５１及び第２バッフル５２は、第２シリンダＣ２及び第３シリンダＣ３のピストン摺動方向下方に位置する。したがって、第２シリンダＣ２及び第３シリンダＣ３から排出される空気は、第１バッフル５１及び第２バッフル５２に向かって排出される。

　一方、第１バッフル５１は、ピストン摺動方向に対して垂直であって前後方向に延びる線（以下、基準線という。）に対して角度θ１で、屈曲部３３ａから前方に向かうにつれて上方に傾斜するよう形成されている。また、第２バッフル５２は、基準線に対して角度θ２で、屈曲部３３ａから後方に向かうにつれて上方に傾斜するよう形成されている。なお、本実施形態では、シリンダブロック１１が車両後方かつ下方に傾斜して取り付けられているため、ピストン摺動方向は鉛直方向に対して傾斜している。これに伴い、基準線も水平面に対して傾斜する。

　更に、屈曲部３３ａは、少なくともその一部が第２シリンダＣ２と第３シリンダＣ３の間のシリンダ壁の下方、すなわち図６の２つの破線の間の範囲である、上下方向から見てシリンダ壁の下端と重なる範囲に位置している。これにより、第１バッフル５１には、第２シリンダＣ２の下方に位置するとともに第３シリンダＣ３の下方には位置しない領域が形成される。さらに、第２バッフル５２には、第３シリンダＣ３の下方に位置するとともに第２シリンダＣ２の下方には位置しない領域が形成される。なお、本実施形態では、各シリンダ１１ａの中心はピストン摺動方向から見てストレーナ３１より左側のバッフルプレート３３上に位置している。ストレーナ３１より左側のバッフルプレート３３の屈曲部３３ａは、ストレーナ３１から離れるにしたがって前方に傾斜しているが、屈曲部３３ａの第２シリンダＣ２と第３シリンダＣ３の中心を繋ぐ線の下方に位置する箇所周辺がシリンダ壁の下方に位置するようにするとよい。

　上記構成により、第２シリンダＣ２から排出される空気は、第１バッフル５１によって後方かつ下方に誘導されたあと、第２バッフル５２によって後方かつ上方に誘導される（図６参照）。また、第３シリンダＣ３から排出される空気は、第２バッフル５２によって前方かつ下方に誘導されたあと、第１バッフル５１によって前方かつ上方に誘導される（図７参照）。したがって、第１バッフル５１及び第２バッフル５２が第２シリンダＣ２及び第３シリンダＣ３のピストン摺動方向下方に位置していても、第２シリンダＣ２及び第３シリンダＣ３から排出される空気の流通を好適にすることができ、ひいてはピストン１１ｂが摺動する際に生じる稼働抵抗を低減することができる。

　以上説明したように、本発明に係るエンジン５では、バッフルプレート３３が、車両前後方向（所定の方向）における両端部（両端縁）に向かうにつれてシリンダブロック１１下面に近づく方向に傾斜してなる。

　従って、シリンダ１１ａの１つからオイルパン２１に向かって排出される空気は、シリンダの並び方向に誘導された後、上方に誘導されて他のシリンダに案内されるため、シリンダ１１ａから好適に空気を排出することができる。これにより、バッフルプレート３３が配設されることによるピストン１１ｂの稼働抵抗の悪化を低減することができる。

　そして、バッフルプレート３３は、水平方向のうち、車両前後方向に対して交差する方向に延びる屈曲部３３ａに沿って屈曲しており、屈曲部３３ａは、隣り合うシリンダ１１ａ間に対応する位置に形成されたので、一方のシリンダ１１ａの下方には第１バッフル５１のみが位置し、他方のシリンダ１１ａの下方には第２バッフル５２のみが位置する領域が形成され、第１バッフル５１に沿った気流と第２バッフル５２に沿った気流とが屈曲部３３ａ付近で干渉することを抑制することができる。

　そして、屈曲部３３ａを挟むシリンダ１１ａにそれぞれ配置された隣り合うピストン１１ｂは、ピストン摺動運動の位相が異なるようにしたので、隣り合うピストン１１ｂが配設される屈曲部の上方で隣り合うシリンダ１１ａのうち一方から空気が排出されるときに他方が空気を吸引するようにして、ピストン１１ｂ内の圧力の変動を低減することができる。

　そして、バッフルプレート３３の車両前後方向後方側の端部には、上方に延びる後壁５７が形成されたので、第２バッフル５２に沿って後方かつ上方に移動する空気の流通方向を更に上方にコントロールすることができる。なお、本実施形態では第１バッフル５１に比べ第２バッフル５２の方が車両前後方向の長さが短いため、気流を誘導する能力が低い。そのため、車両前後方向の長さが短い第２バッフル５２の車両前後方向後方側の端部に後壁５７を設けることで、第２バッフル５２の気流を誘導する能力を向上させている。よって、第２バッフル５２に比べ第１バッフル５１の方が車両前後方向の長さが短い場合は、第１バッフル５１の車両前後方向前方側の端部に壁部を設けるとよい。更に、本実施形態では、第２バッフル５２は水平面に沿って延びているため、油面の高さが高くなると第２バッフル５２がオイル内に沈むことがある。このような場合は第２バッフル５２の気流を誘導する能力が低下するため、後壁５７を油面より高い位置まで延ばすことで気流を誘導する能力を確保している。

　そして、バッフルプレート３３の周縁には、上方に延びる右壁５３、左壁５５後壁５７が形成され、バッフルプレート３３の範囲Ａ１、Ａ２に接する部分の少なくとも一部には、壁部が設けられず範囲Ａ１、Ａ２に開放する第１通路２３ａ、第３通路２３ｃが形成されてなる。
　従って、バッフルプレート３３に沿って移動する空気のうちシリンダ１１ａに吸引されなかった空気を、オイルパン２１内の比較的容量の大きい範囲Ａ１、Ａ２に向かうようコントロールすることができる。

　以上で本発明に係るエンジンの説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限られるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
　例えば、本実施形態では、エンジン５を車両１に対し縦置きで配設したが、横置きで配置してもよい。
　また、本実施形態では、第２バッフル５２は水平となるよう形成されているが、第１バッフル５１よりも緩やかな角度（第２角度）で傾斜するようにしてもよい。

　本出願は、２０２１年１月２９日出願の日本特許出願２０２１－１２９３４に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。

　１　車両
　５　エンジン
　１１　シリンダブロック
　１１ａ　シリンダ
　１１ｂ　ピストン
　２１　オイルパン
　２３ａ　第１通路（開放部）
　３３　バッフルプレート
　３３ａ　屈曲部
　５３　右壁（壁部）
　５５　左壁（壁部）
　５７　後壁（壁部）
　Ａ１　範囲（開放領域）
　Ａ２　範囲（開放領域）

Claims

　上下方向に延びるシリンダが所定の方向に複数並んで形成されるシリンダブロックと、
　前記シリンダブロックの下方に配設され、該シリンダブロック内を循環するオイルを貯留するオイルパンと、
　前記オイルパン内に配設されるバッフルプレートと、を備え、
　前記バッフルプレートは、前記所定の方向における両端縁に向かうにつれて前記シリンダブロックに近づく方向に傾斜してなることを特徴とするエンジン。
　前記バッフルプレートは、水平方向のうち、前記所定の方向に対して交差する方向に延びる屈曲部に沿って屈曲しており、
　前記屈曲部は、隣り合う前記シリンダ間に対応する位置に形成されてなる、
　ことを特徴とする、請求項１に記載のエンジン。
　前記シリンダにはピストンがそれぞれ配設されており、
　前記隣り合う前記シリンダに配設される前記ピストンは、ピストン運動の位相が異なる、
　ことを特徴とする、請求項２に記載のエンジン。
　前記バッフルプレートの前記所定の方向における一方の端部には、上方に延びる壁部が形成されてなる、
　ことを特徴とする、請求項１～３のいずれか一項に記載のエンジン。
　前記オイルパンは、前記バッフルプレートから水平方向で視て一定距離以上離間してなる開放領域を有し、
　前記バッフルプレートは、該バッフルプレートの周縁から上方に延びる壁部を有し、
　前記壁部は、前記開放領域に接する部分の少なくとも一部に該開放領域に開放する開放部が形成されてなる、
　ことを特徴とする、請求項１～４のいずれか一項に記載のエンジン。