特開 2024-92313 エンジン

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024092313

(43)【公開日】2024-07-08

(54)【発明の名称】エンジン

(51)【国際特許分類】

   F01M 11/00 20060101AFI20240701BHJP

   F01M 11/04 20060101ALI20240701BHJP

【ＦＩ】

F01M11/00 Q

F01M11/04 D

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022208148

(22)【出願日】2022-12-26

(71)【出願人】

【識別番号】000003218

【氏名又は名称】株式会社豊田自動織機

(74)【代理人】

【識別番号】110001195

【氏名又は名称】弁理士法人深見特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】小暮 拓

【テーマコード（参考）】

3G015

【Ｆターム（参考）】

3G015BB04

3G015BC03

3G015BK01

3G015BK04

3G015CA07

3G015DA10

(57)【要約】

【課題】オイルパンからのオイルの排出時、オイルの残留量を少なくすることが可能であり、かつ、オイルの排出軌跡の広がりを小さく抑えることが可能なエンジン、を提供する。
【解決手段】エンジンは、孔２４が設けられる底部２２を有し、底部２２上にオイルを貯留するための空間２６を形成するオイルパン２１と、筒状の円筒部３４と、円筒部３４の外周面から径方向に立設する鍔部３２とを有するとともに、鍔部３２が底部２２に固定されることで円筒部３４の内部と孔２４とが連通するプラグシート３１と、円筒部３４に螺合され、孔２４を閉塞するプラグとを備える。円筒部３４には、円筒部３４の径方向に貫通する切り欠き部５１が設けられる。プラグシート３１は、鍔部３２の外周縁から立ち上がり、円筒部３４の径方向において切り欠き部５１がなす切り欠き面と対向する壁部３７をさらに有する。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

孔が設けられる底部を有し、前記底部上にオイルを貯留するための空間を形成するオイルパンと、
筒状の円筒部と、前記円筒部の外周面から径方向に立設する鍔部とを有するとともに、前記鍔部が前記底部に固定されることで前記円筒部の内部と前記孔とが連通するプラグシートと、
前記円筒部に螺合され、前記孔を閉塞するプラグとを備え、
前記円筒部には、前記円筒部の径方向に貫通する切り欠き部が設けられ、
前記プラグシートは、前記鍔部の外周縁から立ち上がり、前記円筒部の径方向において前記切り欠き部がなす切り欠き面と対向する壁部をさらに有する、エンジン。

【請求項2】

前記円筒部には、前記円筒部の周方向に互いに間隔を開けて複数の前記切り欠き部が設けられ、
前記プラグシートは、前記円筒部の径方向において複数の前記切り欠き部がなす切り欠き面とそれぞれ対向する複数の前記壁部を備える、請求項１に記載のエンジン。

【請求項3】

前記円筒部の径方向に見た場合に、前記切り欠き部がなす切り欠き面の全体が前記壁部に投影される、請求項１または２に記載のエンジン。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、エンジンに関する。

【背景技術】

【0002】

たとえば、特開２０１５－１９４１１５号公報（特許文献１）には、ドレイン孔が設けられた傾斜壁と、ドレイン孔の周縁から起立し、切り欠き部が形成されたドレインボスと、切り欠き部の下端部にあって、ドレイン孔に近づくほと上方に迫り上がる案内部とを備えるタンクの構造が開示されている。

【0003】

また、特開２０２２－１１２７９４号公報（特許文献２）、特開２００４－２８５９８９号公報（特許文献３）、特開２００６－９７６５号公報（特許文献４）および特開２０００－２１０７号公報（特許文献５）にも、オイルパンの各種ドレイン構造が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１５－１９４１１５号公報

【特許文献2】特開２０２２－１１２７９４号公報

【特許文献3】特開２００４－２８５９８９号公報

【特許文献4】特開２００６－９７６５号公報

【特許文献5】特開２０００－２１０７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上述の特許文献に開示されるように、オイル交換時にオイルを排出するためのドレイン構造が設けられたオイルパンを備えるエンジンが知られている。このようなエンジンにおいては、オイルパンからのオイルの排出時にオイルパンに多量のオイルが残存すると、オイル交換後のオイルの清浄度が損なわれる。また、オイルパンからオイルが大きく広がりながら排出されると、作業者または周囲の環境がオイルによって汚損される可能性がある。

【0006】

そこでこの発明の目的は、上記の課題を解決することであり、オイルパンからのオイルの排出時、オイルの残留量を少なくすることが可能であり、かつ、オイルの排出軌跡の広がりを小さく抑えることが可能なエンジンを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

この発明に従ったエンジンは、孔が設けられる底部を有し、底部上にオイルを貯留するための空間を形成するオイルパンと、筒状の円筒部と、円筒部の外周面から径方向に立設する鍔部とを有するとともに、鍔部が底部に固定されることで円筒部の内部と孔とが連通するプラグシートと、円筒部に螺合され、孔を閉塞するプラグとを備える。円筒部には、円筒部の径方向に貫通する切り欠き部が設けられる。プラグシートは、鍔部の外周縁から立ち上がり、円筒部の径方向において切り欠き部がなす切り欠き面と対向する壁部をさらに有する。

【0008】

このように構成されたエンジンによれば、オイルパンからのオイルの排出時、底部上に残るオイルが切り欠き部を通じて孔に向かうため、オイルの残存量を少なくすることができる。また、切り欠き部がなす切り欠き面と対向する壁部によって、円筒部の周方向において切り欠き部が設けられる角度範囲と、切り欠き部が設けられない角度範囲との間で、オイルパン内の空間から孔に向かうオイルの流量に差が生じることを抑制できる。これにより、孔からのオイルの排出軌跡を小さく抑えることができる。

【0009】

また好ましくは、円筒部には、円筒部の周方向に互いに間隔を開けて複数の切り欠き部が設けられる。エンジンは、円筒部の径方向において複数の切り欠き部がなす切り欠き面とそれぞれ対向する複数の壁部を備える。

【0010】

このように構成されたエンジンによれば、孔からのオイルの排出軌跡を小さく抑えつつ、底部上に残るオイルをより短時間でオイルパンから排出することができる。

【0011】

また好ましくは、円筒部の径方向に見た場合に、切り欠き部がなす切り欠き面の全体が壁部に投影される。

【0012】

このように構成されたエンジンによれば、円筒部の周方向において切り欠き部が設けられる角度範囲と、切り欠き部が設けられない角度範囲との間で、オイルパン内の空間から孔に向かうオイルの流量に差が生じることをより効果的に抑制できる。

【発明の効果】

【0013】

以上に説明したように、この発明に従えば、オイルパンからのオイルの排出時、オイルの残留量を少なくすることが可能であり、かつ、オイルの排出軌跡の広がりを小さく抑えることが可能なエンジンを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】この発明の実施の形態におけるエンジンを示す側面図である。

【図2】図１中のエンジンのオイルパンを示す断面図である。

【図3】図２中の２点鎖線ＩＩＩで囲まれた範囲のプラグシートおよび底部を示す断面図である。

【図4】図３中のプラグシートおよび底部を示す斜視図である。

【図5】図４中の矢印Ｖに示される方向に見たプラグシートを示す側面図である。

【図6】比較例におけるプラグシートを示す斜視図である。

【図7】比較例におけるプラグシートを用いた場合に、オイルパン内の空間から孔に向かうオイル流れを模式的に示す上面図である。

【図8】比較例におけるプラグシートを用いた場合に、オイルの排出軌跡を計算したシミュレーション結果を示す図である。

【図9】本実施の形態におけるプラグシートを用いた場合に、オイルパン内の空間から孔に向かうオイル流れを模式的に示す上面図である。

【図10】本実施の形態におけるプラグシートを用いた場合に、オイルの排出軌跡を計算したシミュレーション結果を示す図である。

【図11】図４中のプラグシートの変形例を示す斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

この発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、以下で参照する図面では、同一またはそれに相当する部材には、同じ番号が付されている。

【0016】

図１は、この発明の実施の形態におけるエンジンを示す側面図である。図２は、図１中のエンジンのオイルパンを示す断面図である。

【0017】

図１および図２を参照して、エンジン１００は、車両に搭載されている。エンジン１００は、シリンダブロック１２と、オイルパン２１とを有する。

【0018】

シリンダブロック１２は、エンジン１００のシリンダを構成している。オイルパン２１は、エンジン１００の下部に配置されている。オイルパン２１は、シリンダブロック１２の下端部に締結されている。オイルパン２１は、エンジン１００で用いられるオイルを貯留している。

【0019】

オイルパン２１は、底部２２と、側部２３とを有する。底部２２は、オイルパン２１の底部分を構成している。底部２２は、水平方向に平行に配置されている。側部２３は、底部２２の周縁部から立ち上がっている。オイルパン２１は、底部２２上にオイルを貯留するための空間２６を形成している。空間２６は、底部２２上であって、側部２３に周囲を囲まれた位置に区画形成されている。空間２６に貯留されたオイルは、底部２２から上方に離れた位置に空気との境界をなす液面を形成している。

【0020】

オイルパン２１には、オイルパン２１に貯留されるオイルの交換時に、空間２６からオイルを排出するためのドレイン構造が設けられている。以下、オイルパン２１のドレイン構造について説明する。

【0021】

底部２２には、孔２４が設けられている。孔２４は、底部２２を貫通している。空間２６は、孔２４を通じてオイルパン２１の外側の空間（以下、「外部空間」ともいう）と連通している。孔２４は、中心軸１０１を中心とする円形の開口面をなしている。中心軸１０１は、上下方向に延びている。

【0022】

エンジン１００は、プラグシート３１と、プラグ４１とをさらに有する。プラグ４１は、孔２４を閉塞するための蓋部材であり、オイルパン２１に対して着脱可能に設けられている。プラグシート３１は、オイルパン２１に対してプラグ４１を止め付けるための部材である。

【0023】

プラグシート３１は、空間２６に配置されている。プラグシート３１は、底部２２に接続されている。プラグシート３１には、後出のプラグ４１の軸部４３を螺合することが可能な雌ねじが設けられている。なお、プラグシート３１の形状については、後で詳細に説明する。

【0024】

プラグ４１は、頭部４２と、軸部４３とを有する。軸部４３は、一方向に延びる軸形状を有し、その外周面には、雄ねじが設けられている。頭部４２は、軸部４３の一方端部に接続されている。一例として、頭部４２は、スパナ等を用いてプラグ４１を回転させることが可能なように、六角形の外形を有する。

【0025】

プラグ４１の軸部４３が、外部空間から孔２４に挿入され、プラグ４１の頭部４２が中心軸１０１の軸方向において底部２２と当接するまでプラグシート３１に螺合される。これにより、孔２４がプラグ４１によって閉塞され、空間２６にオイルを貯留可能な状態が得られる。一方、プラグ４１がオイルパン２１から取り外されると、孔２４が開放され、空間２６に貯留されるオイルを孔２４を通じて排出可能な状態が得られる。

【0026】

図３は、図２中の２点鎖線ＩＩＩで囲まれた範囲のプラグシートおよび底部を示す断面図である。図４は、図３中のプラグシートおよび底部を示す斜視図である。図３および図４中では、プラグ４１がオイルパン２１から取り外された状態が示されている。

【0027】

図３および図４を参照して、プラグシート３１は、金属製である。プラグシート３１は、金属製のシート体に対して、絞りまたは折り曲げ等の各種の塑性加工を施すことによって成形されている。

【0028】

プラグシート３１は、筒状の円筒部３４と、鍔部３２とを有する。鍔部３２は、円筒部３４の外周面から径方向に立設している。鍔部３２は、円筒部３４から径方向外側に向けて鍔状に延出している。鍔部３２が底部２２に固定されることによって、円筒部３４の内部と、孔２４とが連通している。

【0029】

より具体的には、鍔部３２は、溶接により底部２２に固定されている。鍔部３２は、中心軸１０１の軸方向が厚み方向に対応するシート形状を有する。鍔部３２は、全体として、中心軸１０１を中心に円形に周回するリング形状を有する。鍔部３２は、底部２２における孔２４の開口縁に沿って延在している。

【0030】

円筒部３４は、全体として、中心軸１０１を中心とする円筒形状を有する。円筒部３４の軸方向は、中心軸１０１の軸方向に対応しており、円筒部３４の径方向は、中心軸１０１の径方向に対応している。

【0031】

円筒部３４は、鍔部３２の内周縁から立ち上がっている。円筒部３４は、鍔部３２の内周縁から中心軸１０１の軸方向において孔２４より遠ざかる方向に円筒状に延出している。鍔部３２は、円筒部３４の下端部に接続されている。鍔部３２は、円筒部３４の下端部から中心軸１０１の径方向外側に向けて鍔状に広がっている。円筒部３４の内周面には、前述のプラグ４１の軸部４３が螺合される雌ねじが設けられている。

【0032】

円筒部３４の内部は、孔２４と連通している。円筒部３４の内径は、孔２４の直径以下である。中心軸１０１の軸方向における円筒部３４の長さは、プラグ４１の軸部４３のその軸方向における長さよりも小さい。中心軸１０１の軸方向における円筒部３４の長さは、中心軸１０１の径方向における鍔部３２の長さ（幅）よりも小さくてもよいし、中心軸１０１の径方向における鍔部３２の長さ（幅）以上であってもよい。

【0033】

図５は、図４中の矢印Ｖに示される方向に見たプラグシートを示す側面図である。図３から図５を参照して、円筒部３４には、切り欠き部５１が設けられている。切り欠き部５１は、中心軸１０１（円筒部３４）の径方向において円筒部３４を貫通している。切り欠き部５１は、円筒部３４の円筒面に切り欠き面２００をなしている。切り欠き面２００は、中心軸１０１の周方向に延在している。

【0034】

切り欠き部５１は、中心軸１０１の周方向の一部の角度範囲に設けられている。切り欠き部５１は、たとえば、中心軸１０１の周方向において、４５°以下の角度範囲に設けられてもよいし、３０°以下の角度範囲に設けられてもよい。切り欠き部５１は、中心軸１０１の軸方向において、円筒部３４の上端部３４ｐから所定の長さ範囲に渡って設けられている。切り欠き部５１の下端部は、中心軸１０１の軸方向において、鍔部３２の上面と揃っている。このような構成に限られず、切り欠き部５１の下端部は、鍔部３２の上面から上方に離れた位置にあってもよい。

【0035】

オイルパン２１からのオイルの排出時、オイルは、空間２６におけるオイルの液面が円筒部３４の上端部３４ｐに達するまで、円筒部３４を通じて孔２４から排出される。本実施の形態では、円筒部３４に切り欠き部５１が設けられているため、オイルの液面が円筒部３４の上端部３４ｐに達した後も、オイルは、切り欠き部５１を通じて孔２４から排出される。したがって、オイルパン２１に残留するオイルの量を少なくすることができる。

【0036】

プラグシート３１は、壁部３７をさらに有する。壁部３７は、鍔部３２の外周縁から立ち上がっている。壁部３７は、鍔部３２の外周縁から中心軸１０１の軸方向において孔２４より遠ざかる方向に延出している。壁部３７は、中心軸１０１の周方向の一部の角度範囲に設けられている。壁部３７は、中心軸１０１（円筒部３４）の径方向において、切り欠き部５１がなす切り欠き面２００と対向している。

【0037】

中心軸１０１の軸方向における壁部３７の上端部３７ｐおよび鍔部３２の間の長さは、中心軸１０１の軸方向における円筒部３４の上端部３４ｐおよび鍔部３２の間の長さよりも大きい。すなわち、壁部３７の上端部３７ｐは、円筒部３４の上端部３４ｐよりも上方に配置されている。これに限られず、壁部３７の上端部３７ｐは、中心軸１０１の軸方向において、円筒部３４の上端部３４ｐと揃う位置に配置されてもよいし、円筒部３４の上端部３４ｐよりも下方に配置されてもよい。中心軸１０１の径方向において、切り欠き面２００および壁部３７の間の最短距離は、壁部３７が設けられていない角度範囲における鍔部３２の長さ（幅）よりも小さくてもよいし、壁部３７が設けられていない角度範囲における鍔部３２の長さ（幅）以上であってもよい。

【0038】

図５に示されるように、中心軸１０１（円筒部３４）の径方向に見た場合に、切り欠き部５１がなす切り欠き面２００の全体が壁部３７に投影される。壁部３７は、上端部３７ｐが上辺に対応し、鍔部３２に対して接続される壁部３７の下端部が、上辺よりも長い下辺に対応する台形形状を有する。

【0039】

図４および図５中には、中心軸１０１を含み、切り欠き面２００および壁部３７と交差する仮想平面１２０が示されている。図３は、仮想平面１２０により切断された底部２２およびプラグシート３１の断面図に対応している。図５に示されるように、切り欠き面２００は、仮想平面１２０を挟んだ両側で対称となる形状を有し、壁部３７は、仮想平面１２０を挟んだ両側で対称となる形状を有する。壁部３７は、仮想平面１２０と直交する平面内で延在している。

【0040】

図３に示されるように、鍔部３２に対して壁部３７がなす角度αは、９０°よりも小さい（α＜９０°）。これに限られず、角度αは、９０°以上であってもよいし（α≧９０°）であってもよいし、特に９０°であってもよい（α＝９０°）。

【0041】

なお、本発明において、切り欠き部がなす切り欠き面、および、壁部の形状は、特に限定されるものではない。また、円筒部の径方向に見た場合に、切り欠き部がなす切り欠き面の一部が壁部に投影されるように壁部が設けられてもよい。

【0042】

図６は、比較例におけるプラグシートを示す斜視図である。図７は、比較例におけるプラグシートを用いた場合に、オイルパン内の空間から孔に向かうオイル流れを模式的に示す上面図である。図８は、比較例におけるプラグシートを用いた場合に、オイルの排出軌跡を計算したシミュレーション結果を示す図である。

【0043】

図７および図８中には、空間２６におけるオイルの液面が円筒部３４の上端部３４ｐに達するよりも前のオイル流れおよびオイルの排出軌跡が示されている。また、図６および図７と、図８との相互の関係の理解を容易にするために、図６から図８中には、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸が示されている。Ｘ軸は、図４および図５中の仮想平面１２０と平行な水平方向に延びている。Ｙ軸は、Ｘ軸と直交する水平方向に延びている。Ｚ軸は、上下方向に延びている。

【0044】

図６から図８を参照して、本比較例におけるプラグシート１３１は、鍔部３２と、切り欠き部５１が設けられた円筒部３４とから構成されており、壁部３７が設けられていない。

【0045】

このような構成のプラグシート１３１を用いた場合、切り欠き部５１が設けられた角度範囲では、切り欠き部５１がなす切り欠き面２００を通じて空間２６から孔２４に向かうオイル流れが加わる。このため、図７に示されるように、切り欠き部５１が設けられた角度範囲では、切り欠き部５１が設けられていない角度範囲と比較して、孔２４に向かうオイル流量が大きくなる。その結果、図８に示されるように、孔２４から落下するオイルは、Ｘ軸方向において切り欠き部５１から遠ざかる方向にシフトする軌跡を描く。また、Ｙ軸方向におけるオイルの排出軌跡の幅Ｌａは、孔２４からのオイルの落下距離が大きくなるほど増大する。

【0046】

図９は、本実施の形態におけるプラグシートを用いた場合に、オイルパン内の空間から孔に向かうオイル流れを模式的に示す上面図である。図１０は、本実施の形態におけるプラグシートを用いた場合に、オイルの排出軌跡を計算したシミュレーション結果を示す図である。図９および図１０は、それぞれ、図７および図８に対応している。

【0047】

図９および図１０を参照して、本実施の形態におけるプラグシート３１には、中心軸１０１（円筒部３４）の径方向において切り欠き部５１がなす切り欠き面２００と対向する壁部３７が設けられているため、切り欠き面２００を通じて孔２４に向かうオイル流れが抑制される。これにより、空間２６から孔２４に向かうオイル流れの流量を、中心軸１０１の周方向においてより均等にすることができる。この結果、図１０に示されるように、孔２４からのオイルの排出軌跡を、上下に真っ直ぐにすることができ、また、Ｙ軸方向におけるオイルの排出軌跡の幅Ｌｂを、上下方向の位置に関わらず一定にすることができる。

【0048】

また、本実施の形態では、鍔部３２に対して壁部３７がなす角度αが９０°よりも小さい範囲に設定されている。このような構成により、壁部３７の上端部３７ｐの側では、中心軸１０１の径方向における切り欠き面２００および壁部３７の間の距離を小さくすることで、切り欠き面２００を通じて孔２４に向かうオイル流れをより積極的に抑制することができる。また、壁部３７の下端部の側では、壁部３７の折り曲げ位置における鍔部３２の幅を十分に確保することで、壁部３７の折り曲げ成形時に、金型によって鍔部３２をより確実に保持することができる。

【0049】

なお、上記の鍔部３２に対して壁部３７がなす角度αのほかに、中心軸１０１の径方向に見て、壁部３７に投影される切り欠き面２００の面積の割合（上下方向における壁部３７の長さ、および、水平方向における壁部３７の幅など）、中心軸１０１の径方向における壁部３７および切り欠き面２００の距離、または、壁部３７の形状（平面形状、および、湾曲形状など）等を通じて、切り欠き部５１が設けられた角度範囲におけるオイル流れを調整することが可能である。

【0050】

図１１は、図４中のプラグシートの変形例を示す斜視図である。図１１を参照して、本変形例では、円筒部３４に複数の切り欠き部５１（５１Ａ，５１Ｂ）が設けられている。複数の切り欠き部５１（５１Ａ，５１Ｂ）は、中心軸１０１の周方向において互いに間隔を開けて設けられている。複数の切り欠き部５１（５１Ａ，５１Ｂ）は、中心軸１０１の周方向において等間隔に設けられている。切り欠き部５１Ａおよび切り欠き部５１Ｂは、同一形状である。

【0051】

プラグシート３１は、複数の壁部３７（３７Ａ，３７Ｂ）を有する。複数の壁部３７（３７Ａ，３７Ｂ）は、中心軸１０１の周方向において互いに間隔を開けて設けられている。複数の壁部３７（３７Ａ，３７Ｂ）は、中心軸１０１の周方向において等間隔に設けられている。壁部３７Ａおよび壁部３７Ｂは、中心軸１０１の径方向において、それぞれ、切り欠き部５１Ａおよび切り欠き部５１Ｂがなす切り欠き面２００と対向している。切り欠き部５１Ａがなす切り欠き面２００と、切り欠き部５１Ｂがなす切り欠き面２００とは、同一形状である。

【0052】

本変形例に示されるように、プラグシート３１に切り欠き部５１および壁部３７のセットが複数設けられてもよい。この場合、オイルパン２１の底部２２上に残るオイルをより短時間で排出することができる。

【0053】

なお、本発明は、車両に搭載されるエンジンに限られず、たとえば、発電機に搭載されるエンジンであってもよい。

【0054】

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

【符号の説明】

【0055】

１２ シリンダブロック、２１ オイルパン、２２ 底部、２３ 側部、２４ 孔、２６ 空間、３１，１３１ プラグシート、３２ 鍔部、３４ 円筒部、３４ｐ，３７ｐ 上端部、３７，３７Ａ，３７Ｂ 壁部、４１ プラグ、４２ 頭部、４３ 軸部、５１，５１Ａ，５１Ｂ 切り欠き部、１００ エンジン、１０１ 中心軸、１２０ 仮想平面、２００ 切り欠き面。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】