(57)【要約】【課題】オイルパンに戻されるオイルに流れを付与するためのオイル通路等の構造を、ラダーフレームに対してどのように適用するべきかという点について何ら検討されてない。【解決手段】内燃機関のシリンダブロックとオイルパン４１との間には、ラダーフレーム３０が介在されている。ラダーフレーム３０は、一対の縦壁部３１及び一対の横壁部３２で構成されるフレーム部と、このフレーム部における向かい合う部分同士の間を架け渡されたクランクキャップ部３５とを備えている。フレーム部における縦壁部３１の内面からは、オイルパン４１側に向かうほどクランクシャフトの軸線方向のいずれか側に向かって延びる案内リブ３８Ｌが突出している。案内リブ３８Ｌにおけるシリンダブロック側の端部は、クランクキャップ部３５に接続されている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関のシリンダブロックとオイルパンとの間に介在され、枠状に延びるフレーム部と前記フレーム部における向かい合う部分同士の間を架け渡されたクランクキャップ部とを備え、前記クランクキャップ部が前記内燃機関のクランクシャフトを支持するラダーフレームであって、
前記フレーム部の内面からは、前記オイルパン側に向かうほど前記クランクシャフトの軸線方向一方側に向かって延びる案内リブが突出しており、
前記案内リブにおける前記シリンダブロック側の端部は、前記クランクキャップ部に接続されている
ことを特徴とするラダーフレーム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関に適用されるラダーフレームに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１の内燃機関においては、シリンダブロックの下端に、オイルを貯留するためのオイルパンが取り付けられている。また、シリンダブロックにはオイル戻り孔が区画されている。オイル戻り孔は、シリンダブロックの下端面において開口している。オイル戻り孔の開口には、管状のオイル通路の上端が接続されている。オイル通路は、途中で屈曲されていて、オイル通路の下端が一方向を指向している。内燃機関の各所に供給されたオイルは、シリンダブロックのオイル戻り孔及びオイル通路を介してオイルパンの内部に戻される。また、オイルは、オイル通路を流れる際に、オイル通路の下端が指向している方向への流れが付与される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平０９−２９１８０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
内燃機関として、シリンダブロックとオイルパンとの間に、ラダーフレームを介在させたものがある。この種のラダーフレームは、四角枠状のフレーム部と、フレーム部における向かい合う部分同士の間を架け渡されたクランクキャップ部とを備え、全体として梯子状になっている。特許文献１には、オイルパンに戻されるオイルに流れを付与するためのオイル通路等の構造を、ラダーフレームに対してどのように適用するべきかという点について何ら検討されてない。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するため、本発明は、内燃機関のシリンダブロックとオイルパンとの間に介在され、枠状に延びるフレーム部と前記フレーム部における向かい合う部分同士の間を架け渡されたクランクキャップ部とを備え、前記クランクキャップ部が前記内燃機関のクランクシャフトを支持するラダーフレームであって、前記フレーム部の内面からは、前記オイルパン側に向かうほど前記クランクシャフトの軸線方向一方側に向かって延びる案内リブが突出しており、前記案内リブにおける前記シリンダブロック側の端部は、前記クランクキャップ部に接続されている。
【０００６】
上記構成によれば、案内リブ上のオイルがオイルパン側に流れ落ちる際、当該案内リブが延びる方向に従って、クランクシャフトの軸線方向一方側への流れが付与される。また、この案内リブは、フレーム部の内面から突出しつつもクランクキャップ部にも接続されている。換言すれば、案内リブは、フレーム部及びクランクキャップ部を繋いでいる。したがって、フレーム部に作用した力を案内リブを介してクランクキャップ部に分散させたり、クランクキャップ部に作用した力を案内リブを介してフレーム部に分散させたりでき、ラダーフレーム全体の剛性の向上に寄与する。すなわち、案内リブは、オイルに流れを付与するだけでなく、ラダーフレームの剛性向上という点で、ラダーフレームの構造に合わせた構成になっている。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】内燃機関の概略構成図。
【図２】ラダーフレームの上面図。
【図３】図２における３−３線断面図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、内燃機関１０の一実施形態を各図面に従って説明する。
図１に示すように、内燃機関１０は、全体として直方体状のシリンダブロック１１を備えている。図示は省略するが、シリンダブロック１１の内部には、４つの気筒が区画されている。シリンダブロック１１の気筒は一方向（図１において紙面奥行方向）に並設されている。
【０００９】
シリンダブロック１１の下端面においては、上側に向かって軸受部１２が窪んでいる。軸受部１２は、平面視で半円状になっている。軸受部１２は、気筒の並列方向に沿ってほぼ等間隔に５箇所設けられている。シリンダブロック１１における軸受部１２の両側には、ボルト穴１３が区画されている。ボルト穴１３は、シリンダブロック１１の下端面において開口している。シリンダブロック１１における気筒を挟んだ両側には、オイル戻し通路１４が区画されている。オイル戻し通路１４の上端は、シリンダブロック１１の上端面において開口しており、オイル戻し通路１４の下端は、シリンダブロック１１の下端面において開口している。
【００１０】
シリンダブロック１１の上端面には、シリンダヘッド２１が固定されている。図示は省略するが、シリンダヘッド２１の内部には、シリンダブロック１１の気筒内に吸気を導入するための吸気ポートや、気筒内からの排気が排出される排気ポートが区画されている。また、シリンダヘッド２１には、上記の各ポートを開閉するためのバルブや、バルブを動作させるための動弁機構が搭載されている。
【００１１】
シリンダヘッド２１には、動弁機構等を潤滑したオイルが流通するオイル流路２２が設けられている。オイル流路２２は、シリンダブロック１１におけるオイル戻し通路１４の上端に接続されている。なお、図１では、オイル流路２２を簡略化して図示している。シリンダヘッド２１の上端面には、ヘッドカバー２３が取り付けられている。ヘッドカバー２３は、シリンダヘッド２１の全体を上側から覆っている。
【００１２】
シリンダブロック１１よりも下側には、屈曲を繰り返しながら全体として一方向に延びるクランクシャフト５０が配置されている。具体的には、図２に示すように、クランクシャフト５０は、円柱状のクランクジャーナル５１を備えている。クランクジャーナル５１は、クランクシャフト５０の回転軸を構成しており、クランクジャーナル５１の中心軸線がクランクシャフト５０の中心軸線になっている。
【００１３】
クランクジャーナル５１の軸線方向一方側には、略板状のクランクアーム５２が固定されている。クランクアーム５２は、クランクジャーナル５１の径方向に延びている。クランクアーム５２の軸線方向一方側の面のうち、クランクジャーナル５１の中心軸線から外れた箇所には、円柱状のクランクピン５３が固定されている。このクランクピン５３には、コネクティングロッドを介して、気筒内を往復移動するピストンが連結されている。クランクピン５３の軸線方向一方側には、クランクアーム５２が固定されている。クランクピン５３に対して軸線方向一方側に位置するクランクアーム５２は、軸線方向他方側に位置するクランクアーム５２と同一形状且つ同一配置になっている。
【００１４】
上記クランクジャーナル５１、一対のクランクアーム５２、及びクランクピン５３の組は、シリンダブロック１１の気筒の数に応じて４組繰り返し設けられている。また、最も軸線方向一方側のクランクアーム５２の軸線方向一方側の面には、クランクジャーナル５１が固定されている。すなわち、クランクジャーナル５１は、シリンダブロック１１の気筒の数よりも１つ多い５つ設けられている。最も軸線方向一方側のクランクジャーナル５１からは、軸線方向一方側に向かって出力軸５４が突出している。出力軸５４の中心軸線は、クランクジャーナル５１の中心軸線と一致している。出力軸５４には、図示しない変速機が連結されている。
【００１５】
図１に示すように、クランクシャフト５０及びシリンダブロック１１よりも下側には、ラダーフレーム３０が配置されている。図２に示すように、ラダーフレーム３０は、クランクシャフト５０の軸線方向に沿って延びる一対の縦壁部３１を備えている。各縦壁部３１は、略長方形板状になっている。各縦壁部３１は、互いに厚み方向片側の面が向かい合うように配置されている。
【００１６】
一対の縦壁部３１の延設方向一方側の端部同士は、横壁部３２によって連結されている。同様に、一対の縦壁部３１の延設方向他方側の端部同士は、横壁部３２によって連結されている。各横壁部３２は、互いに厚み方向片側の面が向かい合うように配置されている。各横壁部３２の上下方向の寸法は、各縦壁部３１の上下方向の寸法と同一になっている。したがって、一対の縦壁部３１及び一対の横壁部３２によって、全体として四角筒状で、上面視した場合に四角形枠状に延びるフレーム部が構成されている。
【００１７】
各横壁部３２の上面においては、下側に向かって半円状の軸受部３３が窪んでいる。軸受部３３の半円形状は、シリンダブロック１１の軸受部１２の半円形状と同一になっている。軸受部３３は、横壁部３２における延設方向の中央に位置していて、ラダーフレーム３０がシリンダブロック１１に固定されたときに、シリンダブロック１１の軸受部１２と向かい合うようになっている。
【００１８】
一対の縦壁部３１の間には、クランクキャップ部３５が架け渡されている。クランクキャップ部３５は、クランクシャフト５０の軸線方向に等間隔毎に５つ設けられている。各クランクキャップ部３５は、横壁部３２に対して略平行に延びている。なお、この実施形態では、５つのクランクキャップ部３５のうちの両端に位置するクランクキャップ部３５は、それぞれ横壁部３２に連結されて一体化している。各クランクキャップ部３５の上端の位置は、横壁部３２の上端及び縦壁部３１の上端と同じ位置になっている。各クランクキャップ部３５の上下方向の寸法は、横壁部３２の上下方向の寸法及び縦壁部３１の上下方向の寸法よりも小さくなっている。換言すると、クランクキャップ部３５は、横壁部３２及び縦壁部３１の下端までは至っていない。
【００１９】
各クランクキャップ部３５の上面においては、下側に向かって半円状の軸受部３６が窪んでいる。軸受部３６の半円形状は、シリンダブロック１１の軸受部１２の半円形状と同一になっている。軸受部３６は、クランクキャップ部３５における延設方向の中央に位置していて、ラダーフレーム３０がシリンダブロック１１に固定されたときに、シリンダブロック１１の軸受部１２と向かい合うようになっている。なお、上述したとおり、５つのクランクキャップ部３５のうちの両端のクランクキャップ部３５がそれぞれ横壁部３２に連結されているので、両端のクランクキャップ部３５の軸受部３６も、横壁部３２の軸受部３３に連結されていて両者が一体的な軸受部になっている。
【００２０】
各クランクキャップ部３５においては、一対のボルト孔３７が上下方向に貫通している。ボルト孔３７は、軸受部３６を挟んで両側に１つずつ配置されている。一対のボルト孔３７の間隔は、シリンダブロック１１における軸受部１２の両側に配置されたボルト穴１３の間隔と同一になっている。
【００２１】
図１に示すように、クランクキャップ部３５のボルト孔３７及びシリンダブロック１１のボルト穴１３にボルトＢが挿通されることで、ラダーフレーム３０がシリンダブロック１１に固定されている。そして、ラダーフレーム３０の軸受部１２とシリンダブロック１１の軸受部１２とで、クランクシャフト５０のクランクジャーナル５１を挟み込むように支持している。
【００２２】
ラダーフレーム３０の下端面、すなわち縦壁部３１及び横壁部３２の下端面には、オイルパン４１が固定されている。オイルパン４１は、有底の四角箱形状になっている。オイルパン４１の開口縁の形状は、ラダーフレーム３０における縦壁部３１及び横壁部３２の四角枠形状に沿っている。オイルパン４１の開口縁が、ラダーフレーム３０における縦壁部３１及び横壁部３２の下端面に固定されている。これにより、オイルパン４１が、ラダーフレーム３０の全体を下側から覆っている。シリンダブロック１１よりも下側であって、ラダーフレーム３０及びオイルパン４１によって区画される貯留空間Ｓにオイルが貯留される。
【００２３】
図２及び図３に示すように、ラダーフレーム３０における一対の縦壁部３１のうちの一方（図２において左側の縦壁部３１）を縦壁部３１Ｌとしたとき、縦壁部３１Ｌの内面からは、帯板状の案内リブ３８Ｌが突出している。案内リブ３８Ｌは、クランクシャフト５０の軸線方向一方側から他方側に向かうに連れて下側に位置するように傾斜して延びている。また、案内リブ３８Ｌは、下端がクランクシャフト５０の軸線方向他方側を指向するように湾曲して延びている。案内リブ３８Ｌの下端の高さ位置は、内燃機関１０に推奨量のオイルが入れられているときのオイルパン４１内におけるオイルの油面Ｘよりも下側になっている。
【００２４】
案内リブ３８Ｌの上端は、クランクキャップ部３５におけるクランクシャフト５０の軸線方向他方側の面に接続されている。この実施形態では、案内リブ３８Ｌの上端は、クランクキャップ部３５の上記他方側の面のうちの下端縁に接続されている。上述したとおり、案内リブ３８Ｌは縦壁部３１Ｌから突出しているので、案内リブ３８Ｌは、縦壁部３１Ｌ及びクランクキャップ部３５の双方に接続されている。案内リブ３８Ｌは、５つのクランクキャップ部３５のうちクランクシャフト５０の軸線方向最も他方側のクランクキャップ部３５を除く残りの４つのクランクキャップ部３５に対応して、４つ設けられている。
【００２５】
図２に示すように、一対の縦壁部３１のうちの他方（図２において右側の縦壁部３１）を縦壁部３１Ｒとしたとき、縦壁部３１Ｒの内面からは、帯板状の案内リブ３８Ｒが突出している。案内リブ３８Ｒは、クランクシャフト５０の軸線方向他方側から一方側に向かうに連れて下側に位置するように傾斜して延びている。また、案内リブ３８Ｒは、下端がクランクシャフト５０の軸線方向一方側を指向するように湾曲して延びている。案内リブ３８Ｒの下端の高さ位置は、内燃機関１０に推奨量のオイルが入れられているときのオイルパン４１内におけるオイルの油面Ｘよりも下側になっている。このように、案内リブ３８Ｒは、上述した案内リブ３８Ｌとは延びている向きが反対であることを除いて、案内リブ３８Ｌと同一の形状になっている。
【００２６】
案内リブ３８Ｒの上端は、クランクキャップ部３５におけるクランクシャフト５０の軸線方向一方側の面に接続されている。この実施形態では、案内リブ３８Ｒの上端は、クランクキャップ部３５の上記一方側の面のうちの下端縁に接続されている。上述したとおり、案内リブ３８Ｒは縦壁部３１Ｒから突出しているので、案内リブ３８Ｒは、縦壁部３１Ｒ及びクランクキャップ部３５の双方に接続されている。案内リブ３８Ｒは、５つのクランクキャップ部３５のうちクランクシャフト５０の軸線方向最も一方側のクランクキャップ部３５を除く残りの４つのクランクキャップ部３５に対応して、４つ設けられている。
【００２７】
本実施形態の作用及び効果について説明する。
内燃機関１０が駆動すると、オイルパン４１の貯留空間Ｓに貯留されるオイルがオイルポンプに吸引され、内燃機関１０の各所に供給される。そして、シリンダヘッド２１内の動弁機構等に供給されたオイルは、オイル流路２２を介して、シリンダブロック１１のオイル戻し通路１４に流入する。オイル戻し通路１４の下端側の開口に至ったオイルは、オイル戻し通路１４から滴下したり、シリンダブロック１１の下端面やラダーフレーム３０の縦壁部３１の内面を伝って、オイルパン４１側へと戻される。
【００２８】
図３に示すように、一対の縦壁部３１のうちの一方の縦壁部３１Ｌの内面を伝って下側へと流れ落ちるオイルの一部は、案内リブ３８Ｌ上に至る。すると、オイルが案内リブ３８Ｌによって案内されて、オイルに案内リブ３８Ｌの延設方向に従う流れの向きが付与される。したがって、一方の縦壁部３１Ｌの近傍では、全体として、クランクシャフト５０の軸線方向一方側から他方側へ向かうオイルの流れが生じる。
【００２９】
また、一対の縦壁部３１のうちの他方の縦壁部３１Ｒの内面を伝って下側へと流れ落ちるオイルの一部は、案内リブ３８Ｒ上に至る。すると、オイルが案内リブ３８Ｒによって案内されて、オイルに案内リブ３８Ｒの延設方向に従う流れの向きが付与される。ここで、案内リブ３８Ｒは、延びる向きが上述した案内リブ３８Ｌと逆向きになっている。したがって、他方の縦壁部３１Ｒの近傍では、一方の縦壁部３１Ｌとは反対に、クランクシャフト５０の軸線方向他方側から一方側へ向かうオイルの流れが生じる。
【００３０】
縦壁部３１Ｌ側と縦壁部３１Ｒ側とで反対向きの流れが生じる結果、ラダーフレーム３０及びオイルパン４１の貯留空間Ｓに貯留されているオイル全体としては、一対の縦壁部３１及び一対の横壁部３２の内面近傍を、一方向に旋回する流れが生じる。その一方で、一対の縦壁部３１及び一対の横壁部３２からの距離が遠い領域においては、オイルが滞留する。すなわち、上面視したときの貯留空間Ｓの中央部には旋回するオイルの流れとは隔離されたような領域が生じる。仮にオイルパン４１に貯留されているオイルの油面Ｘ上に気泡が生じた場合、その気泡は、オイルの流れとは隔離されたような貯留空間Ｓに集まりやすい。このように、オイルパン４１において気泡が集まりやすい領域が設定されているので、例えば、オイルポンプのオイル吸入口であるオイルストレーナを、ラダーフレーム３０における縦壁部３１や横壁部３２に寄せて配置するなどして、気泡がオイルポンプに吸引されることを抑制できる。また、たとえば、オイルに生じた気泡を消すための構成を、オイルパン４１の中央部に配置することで、効果的に気泡を消すこともできる。
【００３１】
ところで、車両が加減速したり旋回したりするときの慣性力により、オイルパン４１内に貯留されているオイルの油面Ｘが変動することがある。仮に、オイルの油面Ｘが変動したときに、オイルの油面Ｘが勢いよく案内リブ３８Ｌ、３８Ｒに衝突すると、かえってオイルに気泡が生じる原因となるおそれがある。本実施形態では、案内リブ３８Ｌ、３８Ｒは湾曲して延びているため、オイルの油面Ｘが案内リブ３８Ｌ、３８Ｒに衝突したとしても、オイルは案内リブ３８Ｌ、３８Ｒの湾曲に従って滑らかに案内される。したがって、案内リブ３８Ｌ、３８Ｒが存在することに起因して、オイルに気泡が生じやすくなる可能性は低い。
【００３２】
本実施形態における案内リブ３８Ｒ、３８Ｌは、縦壁部３１から突出しているため、縦壁部３１に撓みなどの変形が生じることを抑制するための補強リブとして機能している。しかも、案内リブ３８Ｒ、３８Ｌは、クランクキャップ部３５に接続されている。したがって、縦壁部３１に外部から力が作用したときに、その力を案内リブ３８Ｒ、３８Ｌを介して、クランクキャップ部３５に伝えることができる。また、それとは逆に、例えばクランクシャフト５０からクランクキャップ部３５に力が作用したときに、その力を案内リブ３８Ｒ、３８Ｌを介して、縦壁部３１に伝えることができる。このように、本実施形態によれば、ラダーフレーム３０の各所に作用した力を案内リブ３８Ｒ、３８Ｌを介して分散させることができるので、ラダーフレーム３０全体の剛性の向上に寄与できる。
【００３３】
本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・内燃機関１０における気筒の数は、適宜変更できる。なお、気筒の数を変更した場合、それに合わせて、ラダーフレーム３０におけるクランクキャップ部３５の数も変更すればよい。
【００３４】
・シリンダブロック１１におけるオイル戻し通路１４の配置は適宜変更できる。例えば、シリンダブロック１１において気筒よりも一方側にだけオイル戻し通路１４が設けられていてもよい。
【００３５】
・ラダーフレーム３０における縦壁部３１や横壁部３２の形状は例示であり、シリンダブロック１１の形状等に合わせて適宜変更できる。例えば、縦壁部３１や横壁部３２は、途中で湾曲していたり屈曲していたりしていてもよい。また、一対の縦壁部３１が同一の形状でなくてもよいし、同様に一対の横壁部３２が同一の形状でなくてもよい。
【００３６】
・案内リブ３８Ｌ、３８Ｒは、湾曲して延びていなくてもよい。すなわち、案内リブ３８Ｌ、３８Ｒは、直線状に延びていてもよい。案内リブ３８Ｌ、３８Ｒが直線状に延びていても、クランクシャフト５０の軸線方向のいずれか一方から他方に向かうに連れてオイルパン４１側に位置するように傾斜していれば、オイル戻し通路１４からのオイルに流れの向きを付与できる。
【００３７】
・クランクキャップ部３５に対する案内リブ３８Ｌ、３８Ｒの接続位置は、クランクキャップ部３５の下端縁に限らない。案内リブ３８Ｌ、３８Ｒは、クランクキャップ部３５の上下方向の中央部や上端縁に接続されていてもよい。
【００３８】
・案内リブ３８Ｌ、３８Ｒの下端の位置は問わない。案内リブ３８Ｌ、３８Ｒの全体が、貯留空間Ｓ内のオイルの油面Ｘよりも上側に位置していても、案内リブ３８Ｌ、３８Ｒによってオイルに流れを付与することはできる。
【００３９】
・案内リブ３８Ｌ、３８Ｒの数は問わない。５つのクランクキャップ部３５のうちの１つのクランクキャップ部３５に対応して案内リブ３８Ｌ、３８Ｒを設けてもよい。
・案内リブ３８Ｌ、３８Ｒの延びる向きが反対でなくてもよい。例えば、案内リブ３８Ｒが、クランクシャフト５０の軸線方向一方側から他方側に向かうに連れて下側に位置するように傾斜して延びていてもよい。この場合、貯留空間Ｓを上面視した場合に、クランクシャフト５０の軸線方向一方側に気泡の集まりやすい領域が生じる。
【００４０】
・案内リブ３８Ｌ、３８Ｒのうちのいずれか一方を省略してもよい。すなわち、縦壁部３１Ｒ、３１Ｌのうちのいずれか一方にのみ案内リブを設けてもよい。案内リブ３８Ｌ、３８Ｒのうちのいずれか一方のみを設けた場合であっても、上記実施形態と同様に、貯留空間Ｓを上面視した場合の中央部に気泡の集まりやすい領域が生じる。
【００４１】
・横壁部３２に案内リブを設けることも可能である。例えば、クランクシャフト５０の軸線方向一方側の横壁部３２に案内リブを設ける場合、縦壁部３１Ｒ側から縦壁部３１Ｌ側へ向かうに連れて下側に位置するように案内リブを設けるのが好適である。クランクシャフト５０の軸線方向他方側の横壁部３２に案内リブを設ける場合は、上述したのと反対向きに案内リブを設けるのが好適である。
【符号の説明】
【００４２】
１０…内燃機関、１１…シリンダブロック、１２…軸受部、１３…ボルト穴、１４…オイル戻し通路、２１…シリンダヘッド、２２…オイル流路、２３…ヘッドカバー、３０…ラダーフレーム、３１…縦壁部、３２…横壁部、３３…軸受部、３５…クランクキャップ部、３６…軸受部、３８Ｌ…案内リブ、３８Ｒ…案内リブ、４１…オイルパン、５０…クランクシャフト、５１…クランクジャーナル、５２…クランクアーム、５３…クランクピン、５４…出力軸、Ｂ…ボルト、Ｓ…貯留空間、Ｘ…油面。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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