(57)【要約】【課題】本発明の目的は、騒音低減とエンジンオイルの早期昇温とを実現することのできるオイルパン構造を提供すること。【解決手段】本発明のオイルパン構造は、吸込口５が配置される主室Ｍと吸込口５が配置されない副室Ｓとに仕切る合成樹脂製のオイルパンセパレータ２がオイルパン１内部に固定されており、オイルパンセパレータ２が副室Ｓ内の油面上方に空間Ｘを形成させ、オイルパンセパレータ２の上端周縁部がオイルパン１に沿う形状とされており、この上端周縁部とオイルパン１の内面との間に上述した空間Ｘと連通する微小間隙Ｙが形成されていることを特徴とする。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸込口が配置される主室と前記吸込口が配置されない副室とに仕切るオイルパンセパレータがオイルパン内部に固定されており、
前記オイルパンセパレータが前記副室内の油面上方に空間を形成させ、かつ、該オイルパンセパレータの上端周縁部が前記オイルパンに沿う形状とされ、該上端周縁部と前記オイルパン内面との間に前記空間と連通する微小間隙が形成されていることを特徴とするオイルパン構造。
【請求項２】
前記オイルパンセパレータが合成樹脂製で前記主室を形成する凹部を有しており、該凹部のみがガラス繊維充填材によって強化されていることを特徴とする請求項１に記載のオイルパン構造。
【請求項３】
前記オイルパンが前記オイルパンセパレータを取り付けるセパレータ取付部を有しており、該オイルパンセパレータが前記セパレータ取付部との間に弾性体を介在させて該セパレータ取付部に固定されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のオイルパン構造。
【請求項４】
前記オイルパンセパレータが、油面近傍で前記主室と前記副室とを連通させる複数の第一連通孔と、前記油面下方で前記主室と前記副室とを連通させる複数の第二連通孔とを有しており、前記第一連通孔の開口径が前記第二連通孔の開口径よりも大きいことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載のオイルパン構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、オイルを貯留するオイルパンの構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、エンジンの潤滑・冷却にはエンジンオイルが用いられている。このエンジンオイルは、エンジンの下部に設けられたオイルパンに貯留され、オイルポンプによってエンジン各部に循環される。エンジン各部を循環したエンジンオイルは、下方のオイルパン内に滴下する。そして、オイルパン内に滴下したエンジンオイルは、再度オイルポンプによってエンジン各部に循環される。この間、エンジンオイルはエンジン各部から熱を受け取って各部を冷却する。また、エンジンオイルは、エンジン各部で油膜を形成して各部品間の潤滑を促進すると共に、部品の酸化を防止するなどの役目もある。
【０００３】
オイルパンは、エンジン内部で発生する音の放射元となる場合もある。オイルパン自体が振動して騒音源となる場合もある。このため、オイルパン内部で騒音の元となる振動を減衰させて、騒音を低減させようとするオイルパン構造が知られている［特許文献１］。［特許文献１］には、オイルパン内にオイルパン自体と相似形をなす固定されないインナパネルを沈降させ、オイルパンとの間に形成される薄い油膜の膜圧変化を利用して振動を減衰させて騒音（及び振動）低減を図るものである。
【０００４】
【特許文献１】
特開平７−１９１０７号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
［特許文献１］の記載のオイルパン構造では、オイルパン自体が膜振動したときにオイルパンとインナパネルとの間の隙間の微小変化によってエネルギ減衰作用が得られ、振動抑制効果が得られる。しかし、有効に振動抑制効果が得られるのはインナパネルの自重が作用する方向にある底壁部においてのみであり、側壁部では十分な効果が発揮されない。また、インナパネル自体がオイルパンと接触して騒音源となる可能性もある。
【０００６】
また、冷間始動直後は、オイルパン内部に貯留されたエンジンオイルも冷えており、粘性も高く、エンジン各部を循環して各部を潤滑させるのに適した状態ではない。そこで、冷間始動直後は、できるだけ早くエンジンオイルを昇温させて適度な粘性を有する状態にさせたいという要望もあるが、上述した［特許文献１］のオイルパン構造では早期昇温による暖機性向上を図ることができない。
【０００７】
従って、本発明の目的は、騒音低減とオイルの早期昇温とを実現することのできるオイルパン構造を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載のオイルパン構造は、吸込口が配置される主室と吸込口が配置されない副室とに仕切るオイルパンセパレータがオイルパン内部に固定された構造である。そして、オイルパンセパレータが副室内の油面上方に空間を形成させている。また、オイルパンセパレータの上端周縁部がオイルパンに沿う形状とされており、この上端周縁部とオイルパン内面との間に上述した空間と連通する微小間隙が形成されている。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のオイルパン構造において、オイルパンセパレータが合成樹脂製で主室を形成する凹部を有しており、この凹部のみがガラス繊維充填材によって強化されている。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載のオイルパン構造において、オイルパンがオイルパンセパレータを取り付けるセパレータ取付部を有しており、オイルパンセパレータがこのセパレータ取付部との間に弾性体を介在させてセパレータ取付部に固定されている。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、請求項１又は２に記載のオイルパン構造において、オイルパンセパレータが、油面近傍で主室と副室とを連通させる複数の第一連通孔と、油面下方で主室と副室とを連通させる複数の第二連通孔とを有しており、第一連通孔の開口径が第二連通孔の開口径よりも大きくされている。なお、油面は、オイルの充填量（ＬＯＷレベルとＦＵＬＬレベルの間での充填量）やオイルの移動などで変動するので、油面近傍にある第一連通孔は油面より上方に位置する場合もあれば下方に位置する場合もある。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明のオイルパン構造の実施形態について、以下に説明する。図１〜図５に本実施形態のオイルパン構造を示す（ただし、図４にはオイルパンセパレータ２及びバッフルプレート３のみが分離された状態で示されている）。これらの図には、オイルパン１が取り付けられるエンジンブロックなどは図示されていない。オイルパン１は、その内部にオイルパンセパレータ２及びバッフルプレート３が固定された後に、オイルパン１の周囲に形成されたボルト孔４を介してエンジンブロックに固定される。
【００１３】
このオイルパン１の内部には、オイルパン１の内部を二つの区画（主室Ｍ及び副室Ｓ）に仕切るオイルパンセパレータ２、及び、オイルの移動を抑制するバッフルプレート３が配設されている。オイルパン１は、従来から一般的に用いられている金属（アルミ合金）製のものが使用されている。オイルパンセパレータ２は、合成樹脂製であり、その中央部に主室Ｍを形成させる凹部２ａが形成されている。ここで使用する合成樹脂としては、ヤング率、比重、熱伝導率、コストなどを考慮するとＰＡ６（ナイロン６）又はＰＡ６６（ナイロン６６）樹脂などが好ましく、本実施形態ではＰＡ６（ナイロン６）が用いられている。そして、凹部２ａの部分だけに充填材としてガラス繊維が混ぜられている。混入比率は重量比３０ｗｔ％（ＰＡ６−ＧＦ３０）とされている。凹部２ａにガラス繊維を充填させることで凹部２ａの強度を向上させて耐振動性を向上させている。
【００１４】
耐振動性を向上させることだけを考慮すれば、オイルパンセパレータ２の全体にガラス繊維を充填することも考えられる。しかし、ガラス繊維を充填させるとリサイクルを行いにくく、資源再利用の障害となる。ガラス繊維が充填されていない部分はリサイクルしやすく、このように必要な部分のみにガラス繊維を充填させることで、オイルパンセパレータ２の耐振動性向上とリサイクル性向上とを両立させることができる。
【００１５】
なお、オイルパンセパレータ２を射出成形によって製造する場合、凹部２ａのみにガラス繊維を充填させるには、凹部２ａの底部近傍にゲートを設け、このゲートからまずガラス繊維が充填されていない樹脂（ＰＡ６）を充填する。ついで、途中からガラス繊維が充填された樹脂（ＰＡ６−ＧＦ３０）の充填に切り換える。主材は同一の樹脂（ＰＡ６）であるので、ガラス繊維が充填されていない部分とされている部分との境界は連続的に切り替わることとなり、境界部の強度は十分に保持される。なお、ゲートの位置は、オイルパンセパレータ２の形状とキャビティ内での樹脂流の動きなどに基づいて最適な位置に設定される。
【００１６】
あるいは、ゲートを複数設け、ガラス繊維を充填させない部分に近いゲートからはガラス繊維が充填されていない樹脂を充填し、凹部２ａ（ガラス繊維を充填させる部分）に近いゲートからはガラス繊維を充填させた樹脂を充填しても良い。この場合も、主材を同一の樹脂としておけば、ガラス繊維が充填されていない樹脂流とガラス繊維が充填された樹脂流とがキャビティ内で出会う境界部では、ガラス繊維を充填されていない部分からガラス繊維が充填された部分へと連続的に切り替わることとなり、境界部の強度は十分に保持される。
【００１７】
オイルパン１（オイルパンセパレータ２）の内部からエンジンオイルを吸い上げるストレーナ５の先端部は、オイルパンセパレータ２が有する凹部２ａの中に位置している。本実施形態では、ストレーナ５も合成樹脂によって形成されている。ストレーナ５の内部には異物の吸い上げを抑止するフィルタ５ａ（図２参照）が配置されている。なお、合成樹脂製のストレーナ５は予めエンジンブロック側に固定され、その後にオイルパン１などがエンジンブロックに取り付けられる。（図中にはオイルパンセパレータ２やバッフルプレート３との位置関係が分かるようにストレーナ５が配置されている。）ストレーナ５の上端はエンジンブロック内部のオイル流路に連通されている。エンジンオイルは、図示されないオイルポンプによってストレーナ５の先端から吸い上げられ、エンジン各部に送出される。
【００１８】
オイルパン１の内部はオイルパンセパレータ２によって上述した主室Ｍと副室Ｓの二つの区画に仕切られている。ストレーナ５の先端が配設されているオイルパンセパレータ２の内側が主室Ｍ、ストレーナ５の先端が配設されていないオイルパンセパレータ２の外側が副室Ｓである。主室Ｍ及び副室Ｓの各容量はエンジンの大きさなどによって適宜決定できる。例えば、主室容量／副室容量を、２／１．６リットルとしたり、１．６／１リットルとする。
【００１９】
ここでは、主室Ｍの全周囲に副室Ｓが存在するように凹部２ａが形成されている。そして、オイルパンセパレータ２の上述した凹部２ａの底部外面とオイルパン１の底部内面とはわずかな隙間が形成されている。オイルパンセパレータ２は、オイルパン１の内面側に形成されたセパレータ取付部１ａに対して金属製のバッフルプレート３と共締めされて固定されている。オイルパンセパレータ２側には、セパレータ取付部１ａに対応する位置にボルト孔２ｂ（図４参照）が形成されている。
【００２０】
バッフルプレート３は、エンジンオイルの上方への移動を抑制して、ストレーナ５によるエア吸い込みを防止する。エンジンオイルの上方への移動は、急制動や急旋回時などに生じやすい。バッフルプレート３は、ほぼ平面な板状であり、セパレータ取付部１ａに対応する位置にボルト孔３ａが形成されていると共にストレーナ５を避ける切欠部を有している。また、バッフルプレート３は、それ自体の振動抑制のために剛性を向上させるリブ３ｂが形成されており、リブ３ｂによって囲まれた上面に溜まるオイルを下方に滴下させるオイル孔３ｃも貫通形成されている。
【００２１】
なお、エンジンは多少傾けて車両などに搭載されることが多く、図３は車載状態の傾きで図示されており、オイルパン１の内部のエンジンオイル表面（二点鎖線）がほぼ水平となっている。図２及び図３中の二点鎖線は、エンジンが停止されてエンジンオイルが戻ってきている状態のＬＯＷレベルとＦＵＬＬレベルの油面を示している。エンジンが始動されると、各部に循環される分だけそれぞれ油面は下がる。
【００２２】
本実施形態のオイルパンセパレータ２は、合成樹脂によって形成されている。オイルパンセパレータ２が合成樹脂であることでオイルパンセパレータ２の内部から外部への熱伝導が、金属である場合よりも生じにくくなるので断熱性が向上する。このため、このようなオイルパンセパレータ２によって、オイルパンセパレータ２の内部から外部への熱の放出（伝導）を抑止してオイルパンセパレータ２内部、即ち主室Ｍ内のエンジンオイルの早期昇温を効果的に行うことができる。
【００２３】
さらに、オイルパンセパレータ２は、油面近傍となる凹部２ａの側壁部に複数の第一連通孔２ｃを有している。なお、油面は、エンジンオイルの充填量（ＬＯＷレベルとＦＵＬＬレベルの間での充填量）やオイルの移動などで変動する。油面近傍にある第一連通孔２ｃは油面より上方に位置する場合もあれば下方に位置する場合もある。また、第一連通孔２ｃが形成されている側壁部と対向する位置にある側壁部には、複数の第二連通孔２ｄが形成されている。第二連通孔２ｄは、油面よりも下方に位置しており、その開口径は第一連通孔２ｃよりも小さい。
【００２４】
さらに、オイルパンセパレータ２の上端周縁部がオイルパン１に沿う形状とされており、この上端周縁部とオイルパン１の内面との間に上述した空間Ｘと連通する微小間隙Ｙが形成されている。また、オイルパン１の浅皿部の底壁と対応するオイルパンセパレータ２の底面との間も微小間隙Ｙが形成されている。微小間隙Ｙの寸法は、０．５ｍｍ〜４．０ｍｍである。
【００２５】
このように空間Ｘと連通する微小間隙Ｙを形成させることで、空間Ｘによって騒音（振動）の減衰を行うことができる。これは、主室Ｍ上方の空間の空気が第一連通孔２ｃから空間Ｘ内に入り、空間Ｘから微小間隙Ｙを通して上方に出る際に、空気振動による騒音が減衰されるからだと思われる。このとき、微小間隙Ｙはオリフィスとして機能している。オリフィスとしての機能を考慮すると、特に微小間隙Ｙは１．０ｍｍ〜３．０ｍｍであることが好ましい。本実施形態の場合、微小間隙Ｙは全周にわたって形成されているが、その一部に微小間隙Ｙが形成されていなくても上述した効果は得られる。
【００２６】
例えば、０Ｗ−２０のオイルを用いた場合には、第一連通孔２ｃを直径８ｍｍ、第二連通孔２ｄを直径２ｍｍで形成する。冷間始動直後で副室Ｓ内のエンジンオイルの粘度が高い（温度が低い）く、主室Ｍ内のエンジンオイルの方が早期昇温されて粘度が低い（温度が高い）間は、主室Ｍ内のエンジンオイルだけがエンジン各部に循環される。副室Ｓ内のエンジンオイルの粘度が低く（温度が高く）なるにつれて、第二連通孔２ｄから主室内にエンジンオイルが導入され始める。即ち、エンジンオイルの粘度変化を利用して副室Ｓと主室Ｍとの間のエンジンオイルの導通を制御するようになっている。これは、第一連通孔２ｃの方が開口径が大きく抵抗が少ないこと、副室Ｓ内でも上方のエンジンオイルの方が温度が高く粘性が小さいことによる。
【００２７】
第一連通孔２ｃの方が開口径が大きくエンジンオイルの流通抵抗が少なく、かつ、副室Ｓ内では上方のエンジンオイルの方が温度が高く粘性が小さいので、エンジンオイルの温度が低いうちは主として第一連通孔２ｃによるオイル導通が行われる。副室Ｓ内のエンジンオイルの温度は徐々に上昇し、主室Ｍ−副室Ｓ間のエンジンオイルの交換量は徐々に大きくなり、最終的には同じになる。しかし、このように主室Ｍ・副室Ｓに分けることによって、主室Ｍ側のエンジンオイルをより早期に昇温させ、この早期に昇温させたエンジンオイルを優先的にエンジン各部に循環させることができる。
【００２８】
早期昇温によって適切な粘度のエンジンオイルを各部に早期に送出させることで騒音の発生も抑止できる。なお、第二連通孔２ｄの大きさが小さくされているため、副室Ｓ内の第二連通孔２ｄ付近のオイル温度がある程度上昇して粘性が低くならないと、第二連通孔２ｄを介した副室Ｓから主室Ｍへのオイルの流れは十分には発生しない。これも、主室Ｍ内オイルが十分に昇温された後の副室Ｓ内オイルの昇温を行う上で効果的である。本実施形態では、オイル高温時（９０℃）には毎分油量の８０％が入れ替わるように、また、オイル低温時（２０℃）は高温時の１／１０となるように第一連通孔２ｃ及び第二連通孔２ｄの開口径・数・位置が設定されている。
【００２９】
上述した構成のオイルパン構造の場合、冷間始動直後は、まずストレーナ５によってオイルパンセパレータ２内部の主室からエンジンオイルが吸い上げられ、エンジン各部に供給される。エンジン各部を循環して暖められたエンジンオイルは、上方からオイルパンセパレータ２の主室Ｍ内に滴下・回収される。即ち、エンジン各部で熱を受け取ったエンジンオイルは主室Ｍ内に優先的に集められ、主室Ｍ内のエンジンオイルがまず早期に昇温される。ストレーナ５の吸込口は主室Ｍ内に配置されているので、冷間始動直後は主室Ｍ内のより早期に昇温されたエンジンオイルが優先的にエンジン各部に循環される。そして、主室Ｍのエンジンオイルの温度上昇に伴って、熱伝導や主室Ｍ−副室Ｓ間でのエンジンオイルのやりとりによって、徐々に副室Ｓ内のエンジンオイルが昇温される。
【００３０】
エンジンの冷間始動後しばらくは、主室Ｍ内のエンジンオイルの方がより早期に昇温されるので、副室Ｓ内のエンジンオイルは主室Ｍ内のエンジンオイルよりも当初は温度が低くなる。このため、エンジンの冷間始動後しばらくは、副室Ｓ内のエンジンオイルの粘度が高く、副室Ｓから主室Ｍへのエンジンオイルの移動は起こりにくい。これによって、主室Ｍ内のエンジンオイルの昇温はより一層早期に行われる。
【００３１】
なお、主室Ｍから副室Ｓに逃げる熱もあるが、これは副室Ｓ内のエンジンオイルの昇温に用いられるため無駄になるわけではない。最終的には、主室Ｍ内のエンジンオイルの温度と副室Ｓ内のエンジンオイルの温度とはほぼ同じになるが、冷間始動直後にはより早期に適温まで昇温されたエンジンオイルをエンジン各部に送出することができため、より早期にエンジンを安定した状態で運転することが可能となる。また、フリクションの早期低減による燃費向上効果を得ることができる。
【００３２】
なお、本実施形態の場合、図３に示されるようにドレンボルト２ｆが取り付けられている。ドレンボルト２ｆは、外側のオイルパン１と内側のオイルパンセパレータ２との双方に螺合している。このため、オイル交換時には一つのドレンボルト２ｆを取り外すだけで、主室Ｍと副室Ｓの双方のオイルを排出させることができる。
【００３３】
図５に、オイルパンセパレータ２（及びバッフルプレート３）のオイルパン１への取付部の拡大断面図を示す。図に示されるように、オイルパンセパレータ２のボルト孔２ｂの開口縁部には金属製の環状のカラー２ｅがはめ込まれている。カラー２ｅはオイルパンセパレータ２の成形時にインサートするなどして取り付けられる。オイルパンセパレータ２は合成樹脂製であるため、ボルト締めによって応力が加えられたままであるとクリープを生じさせて変形を起こしやすい。そこで、ボルト孔２ｂの開口縁部に金属製のカラー２ｅを配置させることで、ボルト締結力によってボルト孔２ｂ周辺が変化するのを抑止して、オイルパン１とオイルパンセパレータ２との固定がゆるんでしまうことを防止している。
【００３４】
また、オイルパン１のセパレータ取付部１ａとオイルパンセパレータ２との間には、ゴム製のワッシャ（弾性体）６が取り付けられている。ワッシャ６は、オイルパン１とオイルパンセパレータ２との締結部での振動を減衰させる機能を有している。ワッシャ６は、金属製のカラー２ｅと金属製のオイルパン１との間に介在し、この間での騒音の発生を防ぐ役割も有している。
【００３５】
なお、本発明のオイルパン構造は、上述した実施形態のものに限定されるものではない。例えば、上述した実施形態においては、本発明のオイルパン構造はエンジンのオイルパン構造として適用されたが、吸排気弁をソレノイドによって直接駆動する電磁駆動弁のオイルパンや自動変速機のオイルパンに対して適用することも可能である。また、オイルパンセパレータ２を二重壁構造としたり、発泡樹脂によって形成させたりすることで、断熱性をさらに向上させても良い。
【００３６】
【発明の効果】
請求項１に記載のオイルパン構造は、吸込口が配置される主室と吸込口が配置されない副室とに仕切るオイルパンセパレータがオイルパン内部に固定されており、オイルパンセパレータによって副室内の油面上方に空間が形成されている。そして、オイルパンセパレータの上端周縁部がオイルパンに沿う形状とされており、この上端周縁部とオイルパン内面との間に上述した空間と連通する微小間隙が形成されている。このため、上述した空間と微小間隙によって空気振動を抑止して騒音（振動）の低減させることができる。
【００３７】
請求項２に記載の発明によれば、主室を形成する凹部のみがガラス繊維充填材によって強化されているので、凹部の強度・剛性を向上させて耐振動性を向上させることができ、騒音・振動を抑制することができる。また、合成樹脂製のオイルパンセパレータによって主室・副室を構成させることで、主室内のオイルを昇温させて送出すべき箇所により早期に送出することができ、各部の最適な潤滑を早期に達成することができる。
【００３８】
請求項３に記載の発明によれば、オイルパンセパレータが弾性体を介在させてオイルパンのセパレータ取付部に固定されているので、弾性体によってオイルパンとオイルパンセパレータとの締結部での振動を減衰させることができ、騒音・振動を抑制することができる。
【００３９】
請求項４に記載の発明は、油面近傍で主室−副室を連通させる複数の第一連通孔と、油面下方で主室−副室とを連通させる複数の第二連通孔とを有している。そして、第一連通孔の開口径が第二連通孔の開口径よりも大きい。このため、早期に昇温されたオイルを利用することが可能となり、より円滑な潤滑を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のオイルパン構造の一実施形態の平面図である。
【図２】図１におけるＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。
【図３】図１におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図である。
【図４】本発明のオイルパン構造の一実施形態に用いられるオイルパンセパレータ及びバッフルプレートの斜視図である。
【図５】本発明のオイルパン構造のの一実施形態におけるセパレータ取付部の拡大断面図である。
【符号の説明】
１…オイルパン、１ａ…セパレータ取付部、２…オイルパンセパレータ、２ａ…凹部、２ｂ…ボルト孔、２ｃ…第一連通孔、２ｄ…第二連通孔、２ｅ…カラー、２ｆ…ドレンボルト、３…バッフルプレート、３ａ…ボルト孔、３ｂ…リブ、３ｃ…オイル孔、４…ボルト孔、５…ストレーナ、５ａ…フィルタ、６…ワッシャ、Ｍ…主室、Ｓ…副室、Ｘ…空間、Ｙ…微小間隙。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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