特許 7120735 自動車用エンジン

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-08-08

(45)【発行日】2022-08-17

(54)【発明の名称】自動車用エンジン

(51)【国際特許分類】

   F01M 11/00 20060101AFI20220809BHJP

   F01M 11/03 20060101ALI20220809BHJP

【ＦＩ】

F01M11/00 R

F01M11/03 G

【請求項の数】 2

(21)【出願番号】P 2019179855

(22)【出願日】2019-09-30

(65)【公開番号】P2021055623

(43)【公開日】2021-04-08

【審査請求日】2021-03-26

(73)【特許権者】

【識別番号】000002967

【氏名又は名称】ダイハツ工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100099966

【弁理士】

【氏名又は名称】西 博幸

(74)【代理人】

【識別番号】100134751

【弁理士】

【氏名又は名称】渡辺 隆一

(72)【発明者】

【氏名】木村 亮太

(72)【発明者】

【氏名】山崎 壮介

【審査官】北村 亮

(56)【参考文献】

【文献】特開２００２－２１０３１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－２０８５７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０４－１７１２０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－２３２１１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－２３２１１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開平０５－０９６４１１（ＪＰ，Ｕ）

【文献】英国特許出願公開第０２５１２２９０（ＧＢ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ０１Ｍ １１／００

Ｆ０１Ｍ １１／０３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

オイルパンとストレーナとを備えており、前記オイルパンには、ドレンプラグで塞がれるドレン穴が形成されている一方、前記ストレーナは、前記オイルパンに溜まったオイルに上方から浸漬する吸い口を備えており、
前記ストレーナにおける吸い口の下部には、前記オイルパンが上向きに変形して衝突したときに折損又は変形し得る弱化部が形成されている構成であって、
前記ドレン穴は、上向きに傾斜した壁部でかつ前記ドレンプラグを取り外した状態で前記吸い口の弱化部を人が視認できる位置に空いており、前記弱化部が折損又は変形した状態を前記ドレン穴から視認可能である、
自動車用エンジン。

【請求項2】

オイルパンとストレーナとを備えており、前記オイルパンには、ドレンプラグで塞がれるドレン穴が形成されている一方、前記ストレーナは、前記オイルパンに溜まったオイルに上方から浸漬する吸い口を備えており、
前記ストレーナにおける吸い口の下部には、前記オイルパンが上向きに変形して衝突したときに折損又は変形し得る弱化部が形成されている構成であって、
前記ドレン穴は、前記ドレンプラグを取り外した状態で前記吸い口の弱化部を人が視認できる位置に空いており、
前記弱化部は、最も弱い部分が前記ドレン穴に向くように形成されている、
自動車用エンジン。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本願発明は、オイルストレーナとオイルパンとに特徴を有する自動車用エンジンに関するものである。

【背景技術】

【0002】

エンジンはオイルを溜めるオイルパンを備えており、オイルパンに溜まったオイルはストレーナで吸い上げられて各部位に送られる。ストレーナは様々な形態があるが、オイルの底面に向けて略下向きに延びる吸い口を備えていることが多い。他方、オイルパンにはオイル交換に際してオイルを抜き取るためのドレン穴を設けており、ドレンプラグを外してオイルを抜き取るようになっている。

【0003】

そして、ストレーナ及びドレン穴に関する先行技術として、特許文献１には、ストレーナの吸い口とドレン穴とを同心に形成して、吸い口の下端とドレンプラグとを係合させると共に、吸い口をドレン穴から抜き取りできるようにした構造が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】実開平０５－９６４１１号のＣＤ－ＲＯＭ

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

さて、自動車用のエンジンにおいて、車体への搭載態様は自動車の構造によって相違しており、セダンタイプでは乗員室の前方に配置されたエンジンルームに配置されており、フロントグリルからフロントガラスが立ち上がったような形態のワンボックス車では、床下の空間にエンジンを配置している。

【0006】

いずれにしても、エンジンの下面を構成するオイルパンは地面に向けて露出しているため、自動車の走行によって飛び跳ねた小石がオイルパンに当たったり、路面に突出した石にオイルパンが当たってオイルパンが凹んだりすることがあり得る。

【0007】

そして、オイルパンの凹みが大きくてストレーナの吸い口に衝撃が及び、吸い口が折損したり変形したりすることがあるが、この場合、折損や変形の程度によって、走行可能であったり走行不能になったりする。従って、吸い口のダメージの状況を容易に確認できると好ましい。

【0008】

この点、特許文献１のようにストレーナとドレン穴とを同心に形成すると、オイルパンが凹んで吸い口がダメージを受けた場合、ドレンプラグを取り外すと吸い口を視認することはできる。しかし、吸い口の端面を下方から視認できるに過ぎないため、吸い口がどのようなダメージを受けているかは把握できない場合があり、走行可能か否かの判断をし難い場合があるという問題がある。

【0009】

本願発明は、このような現状を改善すべく成されたものである。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本願発明は、
「オイルパンとストレーナとを備えており、前記オイルパンには、ドレンプラグで塞がれるドレン穴が形成されている一方、前記ストレーナは、前記オイルパンに溜まったオイルに上方から浸漬する吸い口を備えており、
前記ストレーナにおける吸い口の下部には、前記オイルパンが上向きに変形して衝突したときに折損又は変形し得る弱化部が形成されている」
という基本構成であり、請求項１では、上記基本構成において、
「前記ドレン穴は、上向きに傾斜した壁部でかつ前記ドレンプラグを取り外した状態で前記吸い口の弱化部を人が視認できる位置に空いており、前記弱化部が折損又は変形した状態を前記ドレン穴から視認可能である」
という構成になっている。
他方、請求項２の発明では、請求項１において、
「前記ドレン穴は、前記ドレンプラグを取り外した状態で前記吸い口の弱化部を人が視認できる位置に空いており、
前記弱化部は、最も弱い部分が前記ドレン穴に向くように形成されている」
という構成になっている。

【発明の効果】

【0011】

本願発明では、自動車の走行中にオイルパンが路面に接触して変形し、その変形によってストレーナの吸い口に衝撃がかかると、弱化部が破損したり変形したりして、吸い口が閉じてしまうことを防止できる。従って、路面との接触による衝撃がさほど強くない場合は、オイルの吸い込み機能は維持されるためエンジンの運転（自動車の走行）を継続できる。

【0012】

そして、本願発明では、吸い口のダメージ状態を人がドレン穴から視認できるため、オイルパンを取り外すことなく、運転を続行できる状態か否かを容易に判断できる。ドレン穴を人の指が挿入できる大きさに設定しておくと、暗くてオイルパンの内部を視認し難い場合でも、指をドレン穴に挿入して吸い口に触れることにより、吸い口のダメージの状況を把握することができる。

【0013】

このように、本願発明では、オイルパンを外すことなく吸い口のダメージの状況を確認できるため、その後の対応を迅速に採ることができる。
請求項２のように、ドレン穴をオイルパンのうち傾斜した壁部に形成すると、ドレン穴とドレンプラグはオイルパンの最下面よりも高い位置に位置しているため、ドレンプラグが路面に衝突することを防止できる。また、オイルパンの後部に形成すると、ドレン穴及びドレンプラグが車体の前進方向に向いて後ろに位置しているため、路面への衝突に際してオイルパンが大きく凹んでも、ドレンプラグが損傷することを防止して、オイルの抜き取りを容易に行える。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】実施形態のエンジンを後方から見た背面図である。

【図2】図１のII-II 視底面図である。

【図3】補助クランクケースの斜視図である。

【図4】補助クランクケースを図１のIV-IV方向から見た図である。

【図5】図１の V-V視方向から見た側断面図である。

【図6】補助クランクケースを上から見た斜視図である。

【図7】図７の VII-VII視断面ある。

【図8】図６のVIII-VIII視断面図である。

【図9】補助クランクケースの底面図である。

【図10】（Ａ）は図９のX-X視断面図、（Ｂ）は作用を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

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・上下の文言を使用するが、前後方向はクランク軸線方向であり、左右方向はクランク軸線方向と直交した水平方向であり、上下方向は鉛直方向である。前と後ろについては、エンジンに使用されている一般的な呼び方に準じて、タイミングチェーンや補機が配置されている側を前、ミッションが配置されている側を後ろとしている。念のため、図１～４に方向を明示している。

【0016】

シリンダブロックのうち気筒軸線の方向の区別としては、圧縮行程のときにピストンが向いた方向に位置した面を頂面と呼び、膨張行程のときにピストンが向いた面を底面と称して、鉛直方向である上下方向と区別している。

【0017】

(1).エンジンの概要
本実施形態は、４気筒エンジンに適用している。エンジンは、図１に示すように（図２も参照）、シリンダブロック１とその頂面に固定されたシリンダヘッド２、及びシリンダヘッド２の頂面に固定されたヘッドカバー３を備えており、気筒軸心Ｏ１を大きく寝かせたスラント型エンジンになっている。気筒軸心Ｏ１は、鉛直線Ｏ２に対して、約６０°強（水平面Ｏ３に対しては、３０°弱）の角度で傾斜している。

【0018】

このように、気筒軸心Ｏ１を水平に近い姿勢に大きくスラントさせていることにより、オイルパン４は、補助クランクケース５を介してシリンダブロック１の底面に取付けられている。すなわち、シリンダブロック１の底面に補助クランクケース５を固定して、補助クランクケース５の下面にオイルパン４を固定している。

【0019】

本実施形態では、シリンダブロック１、シリンダヘッド２、補助クランクケース５、オイルパン４は機関本体を構成している。補助クランクケース５はアルミダイキャスト品であり、オイルパン４は板金加工品である。

【0020】

図７に示すように、クランク軸６のジャーナル部は、クランクキャップ７の群によってシリンダブロック１の底側開口部の回転自在に保持されている。従って、図３に明示するように、補助クランクケース５の前後両壁部に、クランクキャップ７を逃がすための切り欠き部８が形成されている。

【0021】

図１に平行斜線を付して示すように、補助クランクケース５及び補助クランクケース５の後面には、ミッションケースを固定するための受けリブ９が形成されている（従って、平行斜線は端面の表示ではない。図５を除いて他の図も同様である。）。

【0022】

本実施形態では、吸気側面は上向きになって、排気側面は下向きになっている。このため、図１に示すように、シリンダヘッド２の下方に触媒ケース１０が配置されて、シリンダブロック１等の上方に、サージタンク１１を備えた吸気マニホールド１２が配置されている。図２に示すように、は、本体の前面部には、クランク軸６で駆動されるタイミングチェーン１３が配置されており、タイミングチェーン１３はフロントカバー１４で覆われている。

【0023】

本実施形態のエンジンは、クランク軸６を車両の前後方向に向けた姿勢で車体に搭載されている。すなわち、縦置き式のエンジンである。従って、エンジンの前後方向と車体の前後方向とは一致している。また、本実施形態のエンジンはワンボックス車用のものであり、乗員室の床下の下方空間に配置されている。

【0024】

シリンダブロック１には、動弁室に溜まったオイルをオイルパン４に戻すオイル戻し通路が形成されているが、縦置き式エンジンでは、車体の旋回時にオイルが前側でかつタイミングチェーン１３の張り側に寄る傾向があり、このため、オイルの戻しが不十分になることがある。

【0025】

そこで、本実施形態では、シリンダブロック１とフロントカバー１４とで構成されているタイミングチェーン配置空間をオイル戻しの補助通路に兼用しており、車体の旋回時に、タイミングチェーン１３の周回を利用してオイルをオイルパン４に戻すようにしている。タイミングチェーン１３の掻き出し作用によって補助通路を流れてオイルは、図２に矢印１５で示すように、補助クランクケース５の後部を介してオイルパン４に流下する。

【0026】

(2).補助クランクケースの基本構造
図７に示すように、シリンダブロック１には、シリンダボア１７が開口している。他方、例えば図３，４から容易に理解できるように、補助クランクケース５はシリンダブロック１と下方とに向けて開口しており、下面にオイルパン４が固定されている。

【0027】

従って、例えば図８に示すように、補助クランクケース５は、クランク軸線方向に長く延びる上側長手側部（上面部）１８及び下側長手側部１９と、これらを繋ぐバッフルプレート（底板）２０を有しており、これらの三者は、例えば図３に示す前後の壁部２１，２２によって一体に繋がっている。

【0028】

例えば図２に示すように、バッフルプレート２０には、複数のオイル落とし穴２３（２３ａ，２３ｂ，２３ｃ）が空いている。オイル落とし穴２３は複数空いており、総称するときは符号２３を付し、個別に名称を付けて示す必要がある場合は、ａ，ｂ，ｃの添え字を付けている。

【0029】

補助クランクケース５の上側長手側部１８及び下側長手側部１９とには、図３に示すように、補助クランクケース５をシリンダブロック１に固定するための内向きのボス部２４が、前後方向に断続的に並べて形成されている。オイルパン４の上面は水平状になっているため、上側長手側部１８の左右幅は大きくて、下側長手側部１９の左右幅は大きくなっている。

【0030】

例えば図３，７，８に示すように、補助クランクケース５の上側長手側部１８には、下向きの段部２５が前後方向（クランク軸線方向）に長い姿勢で形成されており、段部２５の底端にバッフルプレート２０が繋がっている。

【0031】

オイルポンプは、図２に表示したいフロントカバー１４に配置されており、オイルポンプには、例えば図８に示すストレーナ２６からオイルが吸い上げられる。図８に示すように、ストレーナ２６は、クランク軸線方向に長い横向きパイプ２７（図４も参照）とその先端に接続された吸い口２８とで構成されている。従って、屈曲した構造になっている。

【0032】

図４に一点鎖線で示すように、ストレーナ２６の横向きパイプ２７は、補助クランクケース５の内部のうち下側長手側部１９の前端部に沿った箇所に配置されており、補助クランクケース５の前壁部２１と下側長手側部１９とにボルトで固定されている。前壁部２１に固定するボルトはクランク軸線方向に長い姿勢になっている一方、下側長手側部１９に固定するボルトは、クランク軸線と直交した姿勢になっている。

【0033】

図７に示すように、横向きパイプ２７の先端部には、吸い口２８と連通する穴２９が空いている。また、図２，６，９，１０に示すように、補助クランクケース５のバッフルプレート２０には、吸い口２８が通過する逃がし穴３０が空いている。

【0034】

オイルポンプで吸引されたオイルは、図３に示すオイルフィルタ３１で濾過される。例えば図６に示すように、補助クランクケース５の前壁部２１には、オイルフィルタ３１を固定するための取り付け座３２を前向きに突設している。なお、図３に符号３３，３４で示すのは、オイル通路を形成するボス部である。

【0035】

また、図７に符号３５で示すのは、シリンダブロック１に形成したＰＣＶ通路である。補助クランクケース５には、クランク軸６の回転によって発生してオイルミスト流がＰＣＶ通路３５に向かうことを阻止するため、庇状のバッフルリブ３６と、ＰＣＶ通路３５と対向したランド部３７とを形成している。

【0036】

(3).バッフルプレートの構造
図８に示すように（図１０も参照）、補助クランクケース５のバッフルプレート２０には、クランク軸線方向から見た正断面視において上向きに膨れた湾曲部２０ａが形成されている。湾曲部２０ａは、全体として緩く湾曲しているが、最も高い頂点（稜線）が、オイルパン４（及びバッフルプレート２０）を左右に二分する長手中心線Ｏ４（図６，９参照）よりも）シリンダブロック１に近い部位に位置するように、シリンダブロック１に寄せられている（オフセットされている。）。本実施形態では、バッフルプレート２０は全体的に湾曲しているが、湾曲部２０ａをクランク軸６に近い部位のみに形成して、バッフルプレート２０を湾曲部２０ａと平坦部とで構成することも可能である。

【0037】

また、図６に示すように、バッフルプレート２０のうちオイルフィルタ取り付け座３２に近い前部は、湾曲部２０ａを備えていない平坦部２０ｂになっている。従って、平坦部２０ｂは湾曲部２０ａの下端よりも低くなっている。そして、既述のとおり、車体の旋回時にタイミングチェーン１３を利用してオイルがオイルパン４に向けて掻き出されるが、掻き出されたオイルは平坦部２０ｂに向かう。そこで、平坦部２０ｂに、その長手方向に長い（左右方向に長い）補助オイル落とし穴２３を空けている。

【0038】

また、バッフルプレート２０には、シリンダブロック１に設けたオイル戻し通路から流下したオイルがダイレクトに入り込むメインオイル落とし穴２３ｂと、バッフルプレート２０の上面を流れたオイルや、ピストン冷却用オイルジェットのオイルのようにクランク室に飛散したオイルが入り込むサブオイル落とし穴２３ｃとが形成されている。

【0039】

クランク室に飛散したオイルはメインオイル落とし穴２３ｂにも流入するので、厳密には、メインとサブとの区別はつけ難いが、湾曲部２０ａの頂点４０よりもクランク軸６に近い部位に形成されているものをメインオイル落とし穴２３ｂと呼び、湾曲部２０ａの頂点４０よりもクランク軸６から遠くに形成されているものをサブオイル落とし穴２３ｃと呼ぶことができる。

【0040】

さて、エンジンの暖機運転時間を短縮するためにはオイルの早期昇温が必要であり、そのためには、エンジンの各部を巡って昇温したオイルをオイルポンプに戻して循環させるのが有益である。しかし、シリンダブロック１から戻ったオイルがオイルパン４に広く拡散すると、エンジンを巡って昇温したオイルを有効利用できずに、オイルの早期昇温が損なわれてしまう。

【0041】

これに対して、実施形態のように、バッフルプレート２０に湾曲部２０ａを形成して、湾曲部２０ａの頂点４０よりクランク軸６に近い部位にメインオイル落とし穴２３ｂを形成すると、シリンダブロック１のオイル落とし通路から流下したオイルはストレーナ２６における吸い口２８の近傍部に流下するため、昇温したオイルを再び吸い上げて循環させることができる。従って、オイルの早期昇温を実現して暖機時間の短縮化に貢献できる。

【0042】

オイルをオイルパン４のうちシリンダブロック１に近い部位に戻す手段としては、バッフルプレート２０に左右長手のリブを突設することも可能であるが、この場合は、補助クランクケース５をダイキャストで製造するに際して型抜きが困難になる。すなわち、補助クランクケース５は、図８の状態で上下に離反する上型と下型とをメイン型として、上型に設けたスライド型によって内面を形成することになるが、スライド型は図８に矢印４１で示す方向にスライドするため、リブを突設することはできない。

【0043】

これに対して実施形態のように湾曲部２０ａを形成すると、湾曲部２０ａは、スライド型の後退を許容した状態で形成できるため、製造上の問題を招来することなく、オイルをメインオイル落とし穴２３ｂに集中的に戻して早期昇温を実現できる。この点、本実施形態の大きな利点の一つである。

【0044】

また、バッフルプレート２０は、その機能としてオイルの跳ね上がりを防止できるが、補助クランクケース５に一体に形成されているため、補助クランクケースの剛性を向上できる。更に、バッフルプレート２０が湾曲していると、車体が左右に揺れてオイルが揺れ動くにおいて、オイルの動きを滑らかにして吸い口２８への流入性を向上できる利点がある。

【0045】

(4).吸い口・ドレン穴
ストレーナ２６を構成する吸い口２８は合成樹脂製であり、図１０（Ａ）に示すように（図８も参照）、全体として下方に向けて緩く窄まっていると共に、下に向けて前に行くように傾斜している（左右方向にも傾斜している）。

【0046】

また、吸い口２８の下部は、請求項に記載した弱化部の一例として、薄肉化された小径部２８ａになっている。従って、小径部２８ａは衝撃に対して弱い弱化部になっており、オイルパン４が路面の石などに当たって上向きに凹むと、小径部２８ａが破損したり変形したりする。従って、吸い口２８が上端の付け根から折損するようなことはなくて、軽度の損傷のときにエンジンの運転を継続できる。

【0047】

更に述べると、ストレーナ２６の吸い口２８はオイルパン４の最も深いに部位に配置されているため、オイルパン４は、走行時に吸い口２８の近傍において路面に当たりやすいが、仮に、オイルパン４が路面に当たって凹み変形しても、吸い口２８に対するダメージを下部に留めておくことにより、継続運転を可能にしている。

【0048】

吸い口２８の小径部２８ａは、単に薄肉化することによって形成してもよいし、肉厚は全体として均等にしつつ小径化してもよい。肉厚を全体として均等化した場合は、内面には小径部２８ａの上端の箇所に段ができる。

【0049】

さて、オイルパン４のバッフルプレート２０にはオイル交換に際してオイルを抜き取るドレン穴４２が空いており、ドレン穴４２は、下方からねじ込んだドレンプラグ（ボルト）４３で塞がれている。

【0050】

そして、本実施形態では、ドレン穴４２は、オイルパン４のうち吸い口２８の下端部の後ろに位置した後ろ壁部４４の傾斜部に、吸い口２８の小径部２８ａを人が視認できる位置にドレン穴４２を空けている。

【0051】

従って、オイルパン４で凹んで吸い口２８の小径部２８ａが折損したり変形したりすると、オイルを抜いて内部を覗き見ることにより、ダメージがオイルの吸引を可能な状態か可能でない状態であるかを確認できる。その結果、サービス工場に走行できるかレッカー車を使用せざるを得ないかかの判断を簡単に行える。

【0052】

吸い口２８を視認することは、ライトでオイルパン４の内部を覗き見ることで行えるが、ライトが無かったり暗くて視認し難い場合は、指先を小径部に当てて、感触によってダメージの状態を把握できる。すなわち、指先が届いて折損状態や曲がり状態を判る場合は運転可能であり、吸い口２８が根元から大きく曲がって指先が届かない場合は運転不能と判断できる。

【0053】

実施形態のように、ドレン穴４２をオイルパン４のうち後部の傾斜した後ろ壁部４４に形成すると、ドレン穴４２とドレンプラグ４３はオイルパン４の最下面よりも高い位置に位置しているため、ドレンプラグ４３が路面に衝突することを防止できる。また、ドレン穴４２は、車体の前進方向に向いて後ろに位置しているため、路面への衝突に際してオイルパン４が大きく凹んでも、ドレンプラグ４３が損傷することを防止して、オイルの抜き取りを容易に行える。

【0054】

以上、本願発明の実施形態を説明したが、本願発明は他にも様々に具体化できる。例えは、適用されるエンジンはスラント型に限らず、シリンダボアを鉛直状又はそれに近い姿勢にしたエンジンにも適用できる。この場合は、補助クランクケースは不要である。また、吸い口の弱化部としては、下端寄りの部位に環状のノッチを形成することも可能である。

【産業上の利用可能性】

【0055】

本願発明は、内燃機関に具体化できる。従って、産業上利用できる。

【符号の説明】

【0056】

１ シリンダブロック
４ オイルパン
５ 補助クランクケース
６ クランク軸
１８ 補助クランクケースの上側長手側部
１９ 補助クランクケースの下側長手側部
２０ 補助クランクケースのバッフルプレート
２０ａ 湾曲部
２３（２３ａ～２３ｃ） オイル落とし穴
２６ ストレーナ
２７ ストレーナを構成する横向きパイプ
２８ ストレーナを構成する吸い口
３０ 逃がし穴
４０ 湾曲部の頂点
４２ ドレン穴
４３ ドレンプラグ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】