JP2007205228A - 車両用エンジンのバッフルプレート構造 - Google Patents

Abstract

【課題】バッフルプレート上に落下する潤滑油中の気泡を減らした状態でオイルパンへと供することで、オイルパン内から低い気泡率の潤滑油をエンジン各部に供給することができる車両用エンジンのバッフルプレート構造を提供する。
【解決手段】クランクシャフトとオイルパン１との間に設けられたバッフルプレート３に、その上面に落下した潤滑油をクランクシャフトの回転方向に発生する回転風に沿ってオイルパンに排出する排出孔３４を設けるとともに、排出孔よりもクランクシャフトの回転方向下流側に位置するオイルパンのアッパ側本体１１の左右方向左側端位置に、クランクシャフトの回転風に沿って排出孔から排出される潤滑油をオイルパンに貯留された潤滑油に落下する前に衝突させる衝突壁１１２を設ける。更に、衝突壁の上端とバッフルプレートの底面との間に空隙Ｓを設けている。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両用エンジン内に設けられたクランクシャフトと車両用エンジン内の各部に供給された潤滑油を貯留するオイルパンとの間に設けられる車両用エンジンのバッフルプレート構造に関し、詳しくは、バッフルプレートから落下する潤滑油中の気泡率を低減させる対策に係わる。

一般に、車両用エンジン内の各部に供給された潤滑油は、エンジン下部に設けられたオイルパンに貯留されている。この貯留された潤滑油は、オイルポンプで汲み上げられてオイルフィルタで濾過浄化された後、再度、エンジン内各部に供給されるようになっている。そして、オイルパンとクランクシャフトとの間には、潤滑油の片寄り防止等のためにバッフルプレートと呼ばれるプレートが設けられている。通常、このバッフルプレートには、上方から落下した潤滑油をオイルパンに排出するための排出孔が形成されている。

ここで、再供給される潤滑油の一部は、エンジン内に設けられた油圧機器、例えば、ラッシュアジャスタなどにも利用されている。このような油圧機器に利用される潤滑油内に気泡（空気）が混入していると、油圧機器の挙動異常を誘発することになる。つまり、オイルパン内に貯留される潤滑油の一部は油圧機器にも供給されるが、その潤滑油に気泡が混入していると、油圧機器の挙動異常を生じさせる。そのため、オイルパン内に貯蔵される潤滑油には、極力、気泡（空気）が混入していないことが望ましい。

そこで、従来、バッフルプレート構造として、バッフルプレートの排出孔を、クランクシャフトの回転中心を通る垂線よりもクランクシャフトの回転方向下流側にのみ設け、バッフルプレートの上面に落下した潤滑油をクランクシャフトの回転方向に発生する回転風に沿って流動させて、クランクシャフトの回転方向下流側の排出孔からクランクシャフトの回転風に乗せてオイルパンに排出することで、オイルパンに貯留された潤滑油の油面を叩かない向きまたは叩いてもその影響が少ない向きからオイルを排出孔から排出して、オイルパンに貯留された潤滑油の油面上での排出孔からの潤滑油の落下による新たな気泡の発生を抑制するようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００５−１２７１４６号公報

ところで、元来、潤滑に供されてバッフルプレート上に落下する潤滑油中には多くの気泡が含まれている。そのため、上記従来のものでは、排出孔からの潤滑油の落下によるオイルパンの潤滑油面上での新たな気泡の発生が抑制されているものの、バッフルプレート上に落下した気泡を多く含む潤滑油がそのままオイルパン内の潤滑油に排出されて貯留されるため、気泡が多い状態の潤滑油がオイルパンからエンジン各部に供給されることになる。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、バッフルプレート上に落下する潤滑油中の気泡を減らした状態でオイルパンへと供することで、オイルパン内から低い気泡率の潤滑油をエンジン各部に供給することができる車両用エンジンのバッフルプレート構造を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明では、車両用エンジン内に設けられたクランクシャフトと、前記車両用エンジン内の各部に供給された潤滑油を貯留するオイルパンとの間に設けられる車両用エンジンのバッフルプレート構造を前提とする。そして、前記バッフルプレートに、その上面に落下した潤滑油を前記オイルパンに排出する排出孔を設けるとともに、前記オイルパンに、前記排出孔から排出される潤滑油を前記オイルパンに貯留された潤滑油に落下する前に衝突させる衝突壁を設け、前記衝突壁を、前記排出孔よりも前記クランクシャフトの回転方向下流側に位置させている。更に、前記衝突壁と前記バッフルプレートとの間に空隙空隙を設けている。

この特定事項により、潤滑に供されてバッフルプレート上に落下した多くの気泡を含む潤滑油は、排出孔から排出され、その排出孔よりもクランクシャフトの回転方向下流側に位置する衝突壁に対しオイルパン内の潤滑油に落下する前に確実に衝突するので、バッフルプレート上に落下した気泡を多く含む潤滑油がそのままオイルパン内の潤滑油に排出されることがなく、衝突壁との衝突により気液分離が促されて潤滑油中の気泡を減らした状態でオイルパンへと供されることになる。これにより、オイルパン内の潤滑油は気泡率の低い状態に保たれ、この気泡率の低い潤滑油をオイルパンからエンジン各部に供給することが可能となる。

しかも、衝突壁への衝突により気液分離が促された気泡成分（ガス）や潤滑油に伴い排出孔から排出されたガスは、オイルパン上に滞留することがなく、衝突壁とバッフルプレートとの間の空隙を介してオイルパン上から円滑に排気され、潤滑油と気泡成分（ガス）との気液分離をより一層促進させることが可能となる。

また、前記排出孔を、前記バッフルプレート上面の潤滑油を前記クランクシャフトの回転方向に発生する回転風に沿って排出するように構成している場合には、バッフルプレート上面の潤滑油は、クランクシャフトの回転方向に発生する回転風に沿って流動して円滑に排出孔から排出されることになり、多くの気泡を含む潤滑油がクランクシャフトの回転風に乗って確実に衝突壁に衝突し、気泡を多く含む潤滑油がそのままオイルパン内の潤滑油に排出されることをより確実に防止することが可能となる。

更に、前記衝突壁を、前記オイルパンより派生するリブによって構成している場合には、新たに衝突壁を設置する必要がなく、オイルパンより派生するリブによって部品点数の増加が抑えられ、コストアップを抑えることが可能となる。

以上、要するに、クランクシャフトの回転風に沿ってバッフルプレート上の潤滑油をオイルパンに排出する排出孔をバッフルプレートに設けるとともに、その排出孔から排出される潤滑油をオイルパン上の潤滑油に落下する前に衝突させるように排出孔よりもクランクシャフトの回転方向下流側に位置するオイルパンに衝突壁を設け、更に、衝突壁とバッフルプレートとの間に空隙を設けることで、排出孔から排出された多くの気泡を含む潤滑油を、オイルパン上の潤滑油に落下する前に衝突壁に確実に衝突させて気液分離を促してからオイルパンへと排出し、オイルパン内の気泡率の低い潤滑油をオイルパンからエンジン各部に供給することができる。しかも、衝突壁への衝突により気液分離が促された気泡成分や潤滑油に伴い排出孔から排出されたガスをオイルパン上に滞留させることなく空隙を介してオイルパン上から円滑に排気し、潤滑油と気泡成分との気液分離をより一層促進させることができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。

図１ないし図５は本発明の実施形態に係わるバッフルプレート構造を車両用エンジンに適用した例を示すもので、１はエンジンのクランクケースの下側に取り付けられたオイルパンであって、このオイルパン１は、エンジン内の各種接触部を潤滑するための潤滑油を貯留している。前記オイルパン１は、図２に示すように、アルミニウム合金製のアッパ側本体１１と鉄製のロア側本体１２とからなる２分割構造になっている。アッパ側本体１１は、クランクケースの下面に取り付けられている一方、ロア側本体１２は、アッパ側本体１１の前側（図３では右側）下面に取り付けられている。

また、エンジンのクランクケース内には、ピストンの往復運動に応じて回転運動するクランクシャフト２が前後方向（図３では左右方向）へ延びて設けられている。このクランクシャフト２には、図４および図５に示すように、全体のバランスをとるためのカウンタウェイト２１が設けられている。そして、クランクシャフト２は、クランクケースに対しベアリングキャップを介して回転自在に支承されている。

前記オイルパン１のアッパ側本体１１内には、アッパ室１１１が形成され、ロア側本体１２内には、ロア室１２１が形成されている。また、ロア室１２１内にはオイルストレーナ４が設けられ、このオイルストレーナは、その先端部（下端部）が常に潤滑油に浸漬されるように設けられている。オイルストレーナの基端（上端）は、オイルポンプに接続され、エンジンの運転時にはオイルポンプが作動してロア室１２１内に貯留された潤滑油を吸い込んで汲み上げるようになっている。そして、エンジン内の各種接触部の潤滑、冷却および清浄等に使用された潤滑油はエンジン内を流れ落ち、再びオイルパン１内に貯留される。

また、アッパ室１１１内には、バッフルプレート３が設けられている。このバッフルプレート３は、比較的薄い金属板をプレス成型したものであり、図４および図５に示すように、クランクシャフト２とオイルパン１との間に位置している。バッフルプレート３は、本体部３１とその周縁部から外側に張り出したフランジ部３２とを有している。本体部３１は、下方に突出した弧状の縦断面を有している。また、フランジ部３２は、オイルタンク１のアッパ側本体１１の前側上面に締結されている。したがって、フランジ部３２には、締結用のボルト孔である締結用孔３３が設けられている。

そして、バッフルプレート３には、その上面に落下した潤滑油をクランクシャフト２の回転方向（図２に示す矢印方向）に発生する回転風に沿ってオイルパンのロア側本体１２内のロア室１２１に排出する排出孔３４，３４が設けられている。また、バッフルプレート３には、エンジン内の各種接触部の潤滑、冷却および清浄等に使用されてバッフルプレート３上に落下した潤滑油をクランクシャフト２の回転風に沿って上記各排出孔３４まで導く案内溝３５，３５が設けられている。そして、各案内溝３５は、先端側（排出孔３４側）に行くに従いバッフルプレート３の底面よりも下方に位置するように傾斜している。この場合、各排出孔３４は、案内溝３５の先端とバッフルプレート３の底面との間においてクランクシャフト２の回転風に沿って潤滑油が排出され易いようにバッフルプレート３の左右方向左側寄り位置（クランクシャフト２の回転中心を通る垂線ｍ（図２に表れる）よりも回転方向下流側の位置）で斜め下方向きに開口している。

また、オイルパン１のアッパ側本体１１には、クランクシャフト２の回転風に沿って各排出孔３４から排出された潤滑油を衝突させる衝突壁１１２が設けられており、図２に波線矢印で示すように、クランクシャフト２の回転風に沿って各排出孔３４から排出された潤滑油をオイルパン１に貯留された潤滑油に落下する前に衝突壁１１２に衝突させるように排出孔３４よりもクランクシャフト２の回転方向下流側（図２では左側）に位置している。この衝突壁１１２は、アッパ側本体１１の左右方向左側端位置を前後方向に延びて設けられ、アッパ側本体１１より派生するリブによって構成されている。また、アッパ側本体１１の左右方向右側位置にも、前後方向に延びる壁１１３が設けられ、この壁１１３も衝突壁１１２と同様にアッパ側本体１１より派生するリブによって構成されている。この衝突壁１１２および壁１１３の前後方向中央部下側には、略三角形状の開口１１２ａ，１１３ａがそれぞれ設けられ、これらの開口１１２ａ，１１３ａによってオイルパン１内に貯留される潤滑油が衝突壁１１２および壁１１３によって左右方向から仕切られずに流通できるようになっている。この場合、衝突壁１１２および壁１１３は、アッパ側本体１１の剛性を確保する上で一体的に設けられている。

更に、衝突壁１１２の上端と、バッフルプレート３の底面との間には、空隙Ｓが設けられている。この空隙Ｓは、各排出孔３４から排出されて衝突壁１１２に衝突した際に潤滑油中から分離する気泡成分（ガス）をバッフルプレート３の外側から速やかに逃がすためのものである。そして、図６に示すように、各排出孔３４の開口上端つまりバッフルプレート３の底面と、衝突壁１１２の上端との間の高さ方向の寸法Ｂ（空隙Ｓの高さ方向の寸法Ｂ）は、各排出孔３４の高さ方向の寸法Ａつまり案内溝３５の先端からバッフルプレート３の底面までの高さ方向の寸法Ａよりも小さく設定されている。この場合、本実施形態では、寸法Ａは５．２ｍｍに、寸法Ｂは４．２８ｍｍにそれぞれ設定されている。なお、図２および図６中Ｏは、エンジン駆動時にオイルパン１内に貯留されている潤滑油の油面を示している。

ここで、各排出孔３４から排出された潤滑油が衝突壁１１２に衝突する理由について説明する。

まず、案内溝３５の先端からエンジン駆動時におけるオイルパン１内の潤滑油の油面Ｏまでの高さ方向の寸法をＤに設定する一方、案内溝３５の先端から衝突壁１１２までの寸法をＬに設定すると、クランクシャフト２の回転風に沿って各排出孔３４から排出される潤滑油の流速Ｖは、

により算出される。

この数１から、潤滑油の流速Ｖが速くなるに従って、寸法Ｌを長く設定すればよいことが判る。

本実施形態では、寸法Ｌ、Ｄを共に２５ｍｍに設定しており、この寸法Ｌ、Ｄに基づいて各排出孔３４から排出された潤滑油を衝突壁１１２に確実に衝突させるために必要な潤滑油の流速Ｖは、１１．０ｍ／ｓｅｃ以上必要であることが判る。

この必要とされる潤滑油の流速Ｖは、本実施形態におけるクランクシャフト２の中心からカウンタウェイト２１の最外端の回転軌跡までの寸法が９０ｍｍに設定されているため、クランクシャフト２の回転数が１０００ｒｐｍ以上で満たされるので、クランクシャフト２の回転数が１０００ｒｐｍ以上であれば、各排出孔３４から排出された潤滑油が衝突壁１１２に確実に衝突することになる。

したがって、上記実施形態では、潤滑に供されてバッフルプレート３上に落下した多くの気泡を含む潤滑油は、クランクシャフト２の回転方向に発生する回転風に沿って流動して各排出孔３４から円滑に排出され、その各排出孔３４よりもクランクシャフト２の回転方向下流側に位置する衝突壁１１２に対しオイルパン１内の潤滑油の油面Ｏに落下する前に確実に衝突するので、気泡を多く含む潤滑油がバッフルプレート３上からそのままオイルパン１内の潤滑油の油面Ｏに滴下して排出されることがなく、衝突壁１１２との衝突により気液分離が促された潤滑油がオイルパン１内の潤滑油の油面Ｏに対し衝突壁１１２を伝って排出され、潤滑油は衝突壁１１２との衝突により気液分離が促されて潤滑油中の気泡を減らした状態でオイルパン１へと供されることになる。これにより、オイルパン１内の潤滑油は気泡率の低い状態に保たれ、この気泡率の低い潤滑油をオイルパン１からエンジン各部に供給することができる。

しかも、衝突壁１１２への衝突により気液分離が促された気泡成分（ガス）や潤滑油に伴い各排出孔３４から排出されたガスは、オイルパン１上に滞留することがなく、衝突壁１１２の上端とバッフルプレート３の底面との間の空隙Ｓを介してオイルパン１上から円滑に排気され、潤滑油と気泡成分（ガス）との気液分離をより一層促進させることができる。

更に、衝突壁１１２がオイルパン１のアッパ側本体１１より派生するリブによって構成されているので、新たに衝突壁を設置する必要がなく、アッパ側本体１１より派生するリブによって部品点数の増加が抑えられ、コストアップを抑えることができる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その他種々の変形例を包含している。例えば、上記実施形態では、各排出孔３４をバッフルプレート３の左右方向左側寄り位置（クランクシャフト２の回転中心よりも回転方向下流側の位置）で開口させたが、各排出孔がバッフルプレートの左右方向右側寄り位置（クランクシャフト２の回転中心よりも回転方向上流側の位置）で開口していてもよく、その場合には、衝突壁を各排出孔よりもクランクシャフトの回転方向下流側に位置させて、各排出孔から排出される潤滑油を確実に衝突壁に衝突させてからオイルパン内の潤滑油に排出する必要がある。

また、上記実施形態では、バッフルプレート３に２つの排出孔３４，３４を設けたが、１つまたは３つ以上の排出孔がバッフルプレートに設けられていてもよい。

本発明の実施形態に係わるバッフルプレート構造を適用したオイルパンの前部を斜め上方から見た斜視図である。 図１のＸ−Ｘ線において切断した断面図である。 オイルパンの前部を上方から見た平面図である。 図３のＹ−Ｙ線において切断した断面図である。 図３のＺ−Ｚ線において切断した断面図である。 各排出孔から排出された潤滑油が衝突壁に衝突する理由を説明する説明図である。

符号の説明

１ オイルパン
１１２ 衝突壁
２ クランクシャフト
３ バッフルプレート
３４ 排出孔
Ｓ 空隙

Claims (3)

1. 車両用エンジン内に設けられたクランクシャフトと、前記車両用エンジン内の各部に供給された潤滑油を貯留するオイルパンとの間に設けられる車両用エンジンのバッフルプレート構造であって、
   前記バッフルプレートには、その上面に落下した潤滑油を前記オイルパンに排出する排出孔が設けられているとともに、
   前記オイルパンには、前記排出孔から排出される潤滑油を前記オイルパンに貯留された潤滑油に落下する前に衝突させる衝突壁が設けられ、前記衝突壁は、前記排出孔よりも前記クランクシャフトの回転方向下流側に位置しており、
   前記衝突壁と前記バッフルプレートとの間には、空隙が設けられていることを特徴とする車両用エンジンのバッフルプレート構造。
2. 請求項１に記載の車両用エンジンのバッフルプレート構造において、
   前記排出孔は、前記バッフルプレート上面の潤滑油を前記クランクシャフトの回転方向に発生する回転風に沿って排出するように構成されていることを特徴とする車両用エンジンのバッフルプレート構造。
3. 請求項１または請求項２に記載の車両用エンジンのバッフルプレート構造において、
   前記衝突壁は、前記オイルパンより派生するリブによって構成されていることを特徴とする車両用エンジンのバッフルプレート構造。

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