JP2017190761A - 内燃機関 - Google Patents

Abstract

【課題】トランスミッションケースの振動に起因して、オイルパンとシリンダブロックとの取り付け部分やオイルパンとチェーンケースとの取り付け部分に過度な負担がかかることを抑制する。【解決手段】オイルパン２０における上部ケース２１の内部には、シリンダブロック１１に固定されたエンジン部品としてのオイルポンプ４０が配置されている。チェーンケース３０のリアケース３１には、チェーン室Ｒ側からボルトＢ２が挿通され、そのボルトＢ２がオイルポンプ４０のポンプハウジング４１に螺合されている。すなわち、オイルポンプ４０とチェーンケース３０とが連結されている。オイルパン２０における上部ケース２１の補強リブ２５とオイルポンプ４０のステー部材４４とは、バランサ装置４５を介して連結されている。すなわち、オイルパン２０とオイルポンプ４０とが連結されている。【選択図】図１

Description

本発明は、シリンダブロックの下部にオイルパンが取り付けられた内燃機関に関する。

特許文献１に記載の内燃機関は、気筒を有するシリンダブロックと、シリンダブロックの前面に取り付けられたチェーンケースとを有する。また、特許文献１に記載の内燃機関は、シリンダブロック及びチェーンケースの下部にオイルパンが取り付けられている。そして、シリンダブロックの後面及びオイルパンの後面にトランスミッションケースが取り付けられている。

特開２００１−１０７８０４号公報

特許文献１に記載の内燃機関においては、トランスミッションケースの内部に収容されたトランスミッションが動作すると、その動作に応じた振動がトランスミッションケースに発生する。そして、トランスミッションケースが振動すると、トランスミッションケースが取り付けられているオイルパンにもその振動が伝わって、オイルパンが振動する。

その一方で、特許文献１に記載の内燃機関においてシリンダブロックは、オイルパンに比べて剛性が高い。また、チェーンケースは、オイルパンとは異なりトランスミッションケースが直接的に取り付けられていない。したがって、これらシリンダブロックやチェーンケースは、トランスミッションケースの振動に伴って振動したとしても、その振動の程度はオイルパンに比べて小さいものとなる。

オイルパンの振動の程度とシリンダブロックやチェーンケースの振動の程度との間に差があると、オイルパンとシリンダブロックとの取り付け部分や、オイルパンとチェーンケースとの取り付け部分に負担がかかる。このような取り付け部分にかかる負担が過度に大きいと、その取り付け部分におけるシール性を損なったり取り付け部分の破損が生じたりするおそれがある。

上記課題を解決するため、本発明は、気筒を有するシリンダブロックと、前記シリンダブロックの下部に取り付けられたオイルパンと、前記シリンダブロック内に配置されたクランクシャフトの軸方向一方側において、前記シリンダブロックの外面及び前記オイルパンの外面に取り付けられたチェーンケースと、前記クランクシャフトの軸方向他方側において、前記シリンダブロックの外面及びオイルパンの外面に取り付けられたトランスミッションケースとを備えた内燃機関であって、前記オイルパンの内部には、前記シリンダブロックに固定されたエンジン部品が配置されており、前記オイルパンと前記エンジン部品とが連結されており、前記エンジン部品と前記チェーンケースとが連結されていることを特徴とする。

上記の構成によれば、オイルパンは、エンジン部品を介してシリンダブロックに連結されているとともにチェーンケースに連結されている。すなわち、オイルパンは、エンジン部品を介して、シリンダブロック及びチェーンケースと共に一体化した構造となっている。したがって、仮にトランスミッションケースからの振動がオイルパンに作用しても、その振動をシリンダブロックやチェーンケースに伝達させて、オイルパン、シリンダブロック及びチェーンケースの一体的な構造物として受け止めることができる。そのため、オイルパンの振動の程度とシリンダブロックやチェーンケースの振動の程度との間に生じる差を小さくできる。その結果、オイルパンとシリンダブロックとの取り付け部分やオイルパンとチェーンケースとの取り付け部分に過度な負担がかかることを抑制できる。

内燃機関を側方から見た一部断面図（図２における１−１線断面図）。 内燃機関の断面図（図１における２−２線断面図）。

以下、内燃機関の実施形態を図１及び図２に従って説明する。なお、以下の説明では、図１における左側を内燃機関の前側、図１における右側を内燃機関の後側とする。
先ず、内燃機関の構成について説明する。図１に示すように、内燃機関は、内部に複数の気筒を有するシリンダブロック１１を備えている。シリンダブロック１１には、気筒内を往復動作するピストンによって回転させられるクランクシャフトＳが挿通されている。クランクシャフトＳは、シリンダブロック１１全体を前後方向に貫通しており、クランクシャフトＳの前端部及び後端部がそれぞれシリンダブロック１１の外部に突出している。

シリンダブロック１１の上部には、吸気ポート及び排気ポート等が区画形成されたシリンダヘッド１２が固定されている。また、シリンダヘッド１２の内部には、吸気ポートや排気ポートを開閉するバルブ機構が設けられている。シリンダヘッド１２の上部には、当該シリンダヘッド１２に設けられたバルブ機構等を覆うヘッドカバー１３が固定されている。

シリンダブロック１１の下部には、エンジンオイルを貯留するためのオイルパン２０が固定されている。オイルパン２０は、シリンダブロック１１に固定される上部ケース２１と、その上部ケース２１の下部に固定される下部ケース２９とで構成されている。なお、シリンダブロック１１と上部ケース２１（オイルパン２０）との間には、液状ガスケットが介在していて、この液状ガスケットにより両者の間のシール性が確保されている。

図１及び図２に示すように、上部ケース２１は、全体として有底四角箱状になっていて、前壁２２、前壁２２に対向する後壁２３、前壁２２及び後壁２３をつなぐ一対の側壁２４、これらの壁の下部に位置する底壁２６を有する。上部ケース２１の前壁２２には、その前壁２２の上端から下方側に向かって円弧状に切り欠かれた切欠部２２ａが設けられている。

図２に示すように、上部ケース２１の側壁２４には、他方の側壁２４側へと向かって突出する板状の補強リブ２５が設けられている。補強リブ２５は、一対の側壁２４のそれぞれに設けられている。図１に示すように、各補強リブ２５は、上部ケース２１の後壁２３から、上部ケース２１の前後方向およそ４分の３の位置にまで至っている。

図１に示すように、上部ケース２１における底壁２６の前側には、四角形状に開口した開口部２６ａが設けられている。上部ケース２１の下部には、底壁２６における開口部２６ａを下側から覆うように、下部ケース２９が取り付けられている。下部ケース２９は、有底四角箱状になっていて、エンジンオイルがこの下部ケース２９に貯留される。

図１に示すように、シリンダブロック１１の前面側には、チェーンケース３０の後側部分を構成するリアケース３１が取り付けられている。リアケース３１は、上下方向において、オイルパン２０の上部ケース２１からシリンダヘッド１２にまで至っていて、その上側がヘッドカバー１３に覆われている。リアケース３１は、シリンダブロック１１の前面、シリンダヘッド１２の前面、及びオイルパン２０の上部ケース２１の前面（前壁２２の外面）に対して、ボルト等で取り付けられている。また、リアケース３１は、上部ケース２１における前壁２２の切欠部２２ａを覆っている。リアケース３１には、上部ケース２１における前壁２２の切欠部２２ａと対向する位置に図示しない貫通孔が設けられている。この貫通孔を介して、リアケース３１の前側からオイルパン２０の内部へとエンジンオイルが流通可能となっている。なお、リアケース３１と、シリンダブロック１１、シリンダヘッド１２及びオイルパン２０（上部ケース２１）との間には、液状ガスケットが介在していて、この液状ガスケットによりシール性が確保されている。

リアケース３１の前側には、全体としてリアケース３１と略同一の平面視形状をなすフロントケース３２が取り付けられている。フロントケース３２は、リアケース３１と同様に上側がヘッドカバー１３に覆われている。これらリアケース３１とフロントケース３２との間には、チェーンＣを収容するためのチェーン室Ｒが区画されている。なお、図１では、チェーンＣの例として、クランクシャフトＳの回転を、後述するオイルポンプ４０に伝達するためのチェーンＣを破線で図示している。

シリンダブロック１１の後面及びオイルパン２０の後面（後壁２３の外面）には、ボルト等によりトランスミッションケース３５が取り付けられている。トランスミッションケース３５の内部には、クランクシャフトＳの回転が伝達される図示しないトランスミッションが収容されている。

図１に示すように、オイルパン２０（上部ケース２１）の内部には、オイルパン２０の下部ケース２９内に貯留されたエンジンオイルを吸い上げて圧送するオイルポンプ４０が配置されている。なお、オイルポンプ４０は、ボルト等によってシリンダブロック１１に固定されている。すなわち、この実施形態においてオイルポンプ４０は、シリンダブロック１１に固定されたエンジン部品に相当する。

オイルポンプ４０は、エンジンオイルを圧送するための歯車機構を収容するポンプハウジング４１を備えている。ポンプハウジング４１は、上部ケース２１の前壁２２に沿うように配置されている。ポンプハウジング４１の前面からは、その内部に収容された歯車機構に駆動力を伝達するポンプ軸４２が突出している。ポンプ軸４２は、上部ケース２１における前壁２２を、切欠部２２ａを介して貫通している。また、ポンプ軸４２は、チェーンケース３０のリアケース３１を貫通している。そして、ポンプ軸４２の先端部（前端部）は、チェーンケース３０のチェーン室Ｒ内に位置している。ポンプ軸４２の先端部には、チェーンＣが掛け回されていて、チェーンＣを介してクランクシャフトＳの回転がポンプ軸４２に伝達される。

ポンプハウジング４１の後面には、オイルパン２０における下部ケース２９内に貯留されたエンジンオイルを吸い上げるためのオイルストレーナ４３が接続されている。オイルストレーナ４３は、全体として円管状になっていて、ポンプハウジング４１から下部ケース２９の底面に向かって延びている。

図１及び図２示すように、オイルパン２０（上部ケース２１）の内部には、ピストンの往復動作等に従って発生する振動を減衰させるためのバランサ装置４５が収容されている。バランサ装置４５は、クランクシャフトの回転に伴って回転駆動されるバランスウェイト等が収容されるバランサハウジング４６を備えている。図２に示すように、バランサハウジング４６の各側面（図２において左右両側の面）には、向かい合う上部ケース２１の側壁２４側へ向って突出する取付部４７が設けられている。

バランサ装置４５は、各取付部４７の上面が補強リブ２５の下面に当接するように配置されている。そして、取付部４７とその取付部４７に当接する補強リブ２５とを貫通するように、取付部４７側から複数のボルトＢ１が挿通されている。この実施形態では、ボルトＢ１は、バランサ装置４５における取付部４７それぞれにおいて前後方向に２つ並設されている（合計で４つ）。すなわち、バランサ装置４５は、ボルトＢ１によりオイルパン２０（上部ケース２４における補強リブ２５）に固定されている。

図１に示すように、チェーンケース３０のリアケース３１には、チェーン室Ｒ側からボルトＢ２が挿通されている。ボルトＢ２は、オイルパン２０における上部ケース２１の切欠部２２ａを介してオイルパン２０の内部側へと至っており、その先端部がオイルポンプ４０のポンプハウジング４１に螺合されている。すなわち、オイルポンプ４０とチェーンケース３０とがボルトＢ２により連結されている。

図１及び図２に示すように、オイルポンプ４０のオイルストレーナ４３には、板状のステー部材４４が固定されている。ステー部材４４は、オイルストレーナ４３の外面からバランサ装置４５におけるバランサハウジング４６の下面へと延びている。ステー部材４４のオイルストレーナ４３側の端部は、オイルストレーナ４３の外面に溶接等で固定されており、ステー部材４４がオイルストレーナ４３と一体化している。ステー部材４４のバランサハウジング４６側の端部には、下方側からボルトＢ３が挿通されている。ボルトＢ３の先端部は、バランサハウジング４６に螺合されている。したがって、オイルポンプ４０とバランサ装置４５とはボルトＢ３により連結されている。また、上述したとおり、バランサ装置４５はオイルパン２０に固定されているので、オイルポンプ４０とオイルパン２０とは、バランサ装置４５を介して連結されている。

次に、上記のように構成された内燃機関の作用及び効果を説明する。
内燃機関が運転していてクランクシャフトＳが回転している場合には、トランスミッションケース３５の内部に収容されているトランスミッションが動作し、その動作に応じた振動がトランスミッションケース３５に発生する。そして、トランスミッションケース３５が振動すると、そのトランスミッションケース３５が取り付けられているオイルパン２０の上部ケース２１にもその振動が伝わる。

ここで、上記実施形態では、オイルパン２０の上部ケース２１は、補強リブ２５及びバランサ装置４５のバランサハウジング４６を介して、オイルポンプ４０のステー部材４４に連結されている。そして、オイルポンプ４０は、シリンダブロック１１に固定されているとともに、ボルトＢ２を介してチェーンケース３０のリアケース３１に連結されている。すなわち、オイルパン２０（上部ケース２１）は、バランサ装置４５及びオイルポンプ４０を介して、シリンダブロック１１及びチェーンケース３０と共に一体化した構造となっている。したがって、上述したようにトランスミッションケース３５の振動がオイルパン２０の上部ケース２１に作用しても、その振動をシリンダブロック１１やチェーンケース３０に伝達させて、オイルパン２０、シリンダブロック１１及びチェーンケース３０の一体的な構造物として受け止めることができる。そのため、オイルパン２０の振動の程度とシリンダブロック１１やチェーンケース３０の振動の程度との間に生じる差を小さくできる。その結果、オイルパン２０の上部ケース２１とシリンダブロック１１との間の液状ガスケットや、オイルパン２０の上部ケース２１とチェーンケース３０のリアケース３１との間の液状ガスケットに過度な負担がかかることを抑制できる。

また、上記実施形態では、オイルパン２０の上部ケース２１の内部において、前壁２２から、ポンプハウジング４１、オイルストレーナ４３、ステー部材４４、バランサ装置４５、補強リブ２５を介して後壁２３へと至る連結構造を有している。この上部ケース２１の前壁２２から後壁２３への一連の連結構造が、上部ケース２１の内部において前後方向に延びる「梁」のような構造として機能する。したがって、上記のような連結構造を有さない場合と比較して、オイルパン２０における上部ケース２１の前後方向と直交する方向の曲げに対する曲げ剛性等を向上させることができる。

さらに、上記実施形態の内燃機関においては、オイルポンプ４０やバランサ装置４５に関して、各ボルトＢ１〜Ｂ３で固定するための設計変更を施せば、上記一連の連結構造を実現できる。したがって、上記一連の連結構造を適用するにあたって、オイルポンプ４０やバランサ装置４５の本来の機能に大きな影響を及ぼすような大幅な設計変更が必要となる可能性は低い。

上記実施形態は、次のように変更できる。
・クランクシャフトＳの軸方向におけるオイルパン２０（上部ケース２１）の一方側にチェーンケース３０が取り付けられており、他方側にトランスミッションケース３５が取り付けられており、オイルパン２０（上部ケース２１）の上側にシリンダブロック１１が取り付けられた構成であれば、内燃機関の構成は問わない。例えば、シリンダヘッド１２やヘッドカバー１３の構成については適宜変更できる。

・オイルパン２０は、上部ケース２１及び下部ケース２９の２つのケースで構成されていなくてもよい。例えば、オイルパン２０は、一体的な１つのケースで構成されていてもよいし、３つ以上のケースを組み合わせて構成してもよい。

・オイルパン２０の形状は適宜変更できる。例えば、オイルパン２０の上部ケース２１において切欠部２２ａの形状を適宜変更してもよい。また、チェーンケース３０内のエンジンオイルをオイルパン２０内に戻すことができる構成（貫通孔等）が設けられているのであれば、上部ケース２１の切欠部２２ａを省略することもできる。さらに、オイルパン２０全体の形状も、上記実施形態で例示したものに限らず、内燃機関全体のレイアウト等を勘案して適宜変更できる。

・オイルポンプ４０のポンプハウジング４１をチェーンケース３０に連結できるのであれば、チェーンケース３０の構成は適宜変更できる。例えば、リアケース３１を省略して、フロントケース３２を直接シリンダブロック１１、シリンダヘッド１２、及びオイルパン２０（上部ケース２１）に取り付けてもよい。この場合、例えば、ボルトＢ２に代えて、オイルポンプ４０のポンプハウジング４１からフロントケース３２まで延びるようにステー部材を設けて、両者を連結すればよい。

・クランクシャフトＳの回転をオイルポンプ４０に伝達するための構成は、チェーンＣに限らない。例えば、湿式のタイミングベルトであってもよい。
・バランサ装置４５は、上部ケース２１の補強リブ２５に固定されていなくてもよい。例えば、バランサ装置４５のバランサハウジング４６を上部ケース２１の側壁２４や後壁２３に直接取り付けてもよい。

・バランサ装置４５を、シリンダブロック１１に固定されたエンジン部品として構成することもできる。例えば、バランサ装置４５を、その取付部４７の上面がシリンダブロック１１の下面に当接するように配置し、ボルトを介してバランサ装置４５をシリンダブロック１１に固定してもよい。また、バランサ装置４５の取付部４７を、上部ケース２１における補強リブ２５とシリンダブロック１１とで挟み込んでこれらをボルトで共締めしてもよい。なお、バランサ装置４５がシリンダブロック１１に固定されているのであれば、オイルポンプ４０は必ずしもシリンダブロック１１に固定されていなくてもよい。この場合でも、オイルポンプ４０がチェーンケース３０に連結されていれば、バランサ装置４５（エンジン部品）は、オイルポンプ４０を介してチェーンケース３０に連結されているといえる。

・バランサ装置４５を省略することもできる。この場合、オイルポンプ４０におけるステー部材４４を、バランサ装置４５に代えて上部ケース２１の補強リブ２５等に固定すればよい。このように、オイルポンプ４０におけるステー部材４４がオイルパン２０のどこかの箇所に固定されていれば、オイルパン２０は、オイルポンプ４０に連結されているといえる。

・オイルポンプ４０において、ポンプハウジング４１からバランサ装置４５に向って延びるステー部材を採用してもよい。この場合、オイルストレーナ４３から延びるステー部材４４と併用してもよい。

・オイルパン２０の内部においてオイルポンプ４０及びバランサ装置４５の配置は、適宜変更できる。例えば、内燃機関の前後方向において、バランサ装置４５を、オイルポンプ４０の前側に配置してもよい。この場合、バランサ装置４５をボルトＢ２でチェーンケース３０に連結すればよい。

・オイルパン２０の内部において、オイルポンプ４０、バランサ装置４５、及び上部ケース２１の補強リブ２５以外の構成が連結されていてもよい。例えば、オイルパン２０の内部に、シリンダブロック１１に固定されたその他のエンジン部品が配置されているのであれば、オイルポンプ４０やバランサ装置４５に代えて又は加えて、そのエンジン部材をオイルパン２０に連結してもよい。また、その他のエンジン部材がチェーンケース３０に連結されていれば、オイルポンプ４０を省略したとしても、オイルパン２０は、エンジン部材を介して、シリンダブロック１１及びチェーンケース３０と一体化したような構造となる。また、上部ケース２１に補強リブ２５以外のリブが設けられているのであれば、補強リブ２５に代えて又は加えてそのリブにオイルポンプ４０やバランサ装置４５を連結してもよい。

Ｓ…クランクシャフト、Ｃ…チェーン、Ｒ…チェーン室、Ｂ１…ボルト、Ｂ２…ボルト、Ｂ３…ボルト、１１…シリンダブロック、１２…シリンダヘッド、１３…ヘッドカバー、２０…オイルパン、２１…上部ケース、２２…前壁、２２ａ…切欠部、２３…後壁、２４…側壁、２５…補強リブ、２６…底壁、２６ａ…開口部、２９…下部ケース、３０…チェーンケース、３１…リアケース、３２…フロントケース、３５…トランスミッションケース、４０…オイルポンプ、４１…ポンプハウジング、４２…ポンプ軸、４３…オイルストレーナ、４４…ステー部材、４５…バランサ装置、４６…バランサハウジング、４７…取付部。

Claims (1)

1. 気筒を有するシリンダブロックと、前記シリンダブロックの下部に取り付けられたオイルパンと、前記シリンダブロック内に配置されたクランクシャフトの軸方向一方側において、前記シリンダブロックの外面及び前記オイルパンの外面に取り付けられたチェーンケースと、前記クランクシャフトの軸方向他方側において、前記シリンダブロックの外面及びオイルパンの外面に取り付けられたトランスミッションケースとを備えた内燃機関であって、
   前記オイルパンの内部には、前記シリンダブロックに固定されたエンジン部品が配置されており、
   前記オイルパンと前記エンジン部品とが連結されており、前記エンジン部品と前記チェーンケースとが連結されていることを特徴とする内燃機関。

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