オイルパン

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スバル・EA82水平対向4気筒エンジンを裏返しにしたところ。中央に見える四角い蓋がオイルパンである。

オイルパンとはオイル使用機器からのオイルの流出を防ぎ、一定量までせき止める機能を持つ囲い(堰)である。エンジンの部品のひとつとしては、シリンダーブロックの下部に設けられた一種のである。ウエットサンプ方式と呼ばれるエンジンに設けられたオイルパンにはサンプと呼ばれる液体を滞留させる窪みが設けられており、エンジンオイルをためておく役割を果たしている。

日本では一般的にオイルパンについては部品の固有名で論ずることが多いが、英語圏では広義のサンプの中にエンジンのオイルパンが含まれて論じられているため、この項目でサンプについても記述する。

ウエットサンプ方式のオイルパン[編集]

自動車のエンジンで一般的な構造であり、エンジンの下部にはエンジンオイルを溜めておくオイルパンが備えられている。オイルパンの容量が直接そのエンジンにて使用されるエンジンオイル総量を左右する要素となるため、大排気量エンジンになる程大きな容積を持つオイルパンを採用することが多い。また、オイルパンには走行風でエンジンオイルを冷却する役割もあり、沈澱式のオイルフィルターとしての役割も果たしている。オイルパンに蓄えられたオイルはオイルストレーナーを備えたオイルポンプで吸い上げられ、濾紙式のオイルフィルターを通ってエンジン各部に行きわたる。

オイルパンにはオイル排出用のドレインプラグが備わっており、オイル交換の際にはこのプラグを外してオイルを排出する(いわゆる下抜き)。また、エンジンオイルの量を測定する為のオイルレベルゲージもオイルパンに直接接続される様に設けられている。このオイルレベルゲージの挿入される管は、自動車の整備においては吸引ポンプが挿入されてオイルを抜く為に活用される場合(いわゆる上抜き)もある。

オイルパンは障害物の衝突による破損を最小限にする為、一般的にはプレススチールで製造されていることが多いが、スポーツタイプの車やターボ車などにはオイルパンの他にオイルクーラーによってエンジンオイルを冷却しており、社外部品では冷却性能を高めたアルミ合金製のオイルパンが設定されている例もある。

しかし、ウエットサンプ方式には下記のような欠点も存在する。

  • オイルパンにある程度以上の厚みが必要となるため、その分エンジンの取り付け位置を高くする必要があり、必然的にエンジン重心が高くなってしまいがちになる。
  • オイルパンのエンジンオイルは高速コーナリング時に遠心力で左右に偏るため、オイルパンの構造によってはオイルポンプが瞬間的にエンジンオイルを吸い上げられなくなる恐れがある。

これら二つの欠点が存在することから、モータースポーツに用いられる自動車や一部の市販オートバイ、或いは航空機用エンジンではオイルパンを用いないドライサンプ方式が採用されている[1]。ウエットサンプエンジン向けの社外オイルパンにおいては、コーナリング時のオイルの偏りを防止するための仕切り板が追加されている場合も多い。

広義の意味でのサンプ[編集]

サンプとは、化学物質などの液体を集めるための一種の窪みである。土木工学においては、表面流出水を集めて帯水層に戻すための構造en:Infiltration_basinを指す場合もある。[2]

サンプの最も一般的な例が上記のオイルパンであるが、工学的なその他の例としては地下室地下道における最も低い部分を指すことが多い。このサンプに流入した雨水が集められ、排水ポンプ(en:Sump_pump)によって地上の排水路に排出される。

サンプの事例[編集]

  • 水族館にて、水槽の水質を管理するシステムの中心にサンプ構造が用いられている。サンプは水槽の予備水を溜めるメインタンクの下に備えられており、ヒーターによる水温の管理や、水素イオン指数や塩分などの水質管理、有機物の濾過などを一元して行っている。このような構造は大規模な水質管理設備を一点に集中して設備の規模をコンパクトにする効果がある。
  • ダイビングで用いられるシュノーケルにもサンプ構造が用いられている。マウスピースの直下にサンプ構造が設けられており、シュノーケル先端から侵入した水や、ダイバーの呼気に含まれる水分はこの部分に滞留して海中に排出される。これによって水分の侵入でダイバーの呼吸を妨げない効果を果たしている。
  • 原子力発電所原子炉のハウジングにもサンプ構造が用いられている。一次冷却水が漏れた場合にはハウジング内部のサンプに集められて外部への流出が防止される。このサンプを常時監視して揚水機器を配置することが、原子炉の安全な運用には欠かせないものとなっている。
  • 船舶の船底(en:bilge)は広義の意味でのサンプ構造であり、排水ポンプが設けられて船の安全な航行を支えている。
  • 世界の陸軍陸上自衛隊で用いられる小銃手用小掩体(foxhole、俗に言うタコツボ塹壕)は直径約1.2m、深さ約1.2m前後の縦穴であるが、ただ漫然と穴を掘るのではなく時間と資材の許す限り下記のような2つのサンプ構造を設けることが推奨されている。
  1. 上記の大きさのテーパー状の縦穴を掘る。
  2. 続いて、縦穴の後ろ半分若しくは1/3を更に50cm程深く掘り下げる。場合によっては円形の縦穴の後部に正方形の穴を追加施工して前方後円墳様の形状とし、この正方形の部分を掘り下げる場合もある。
  3. 2の縦穴の底部に掩体前面に向けて大きさ20-30cm、長さ30-50cm前後の横穴若しくは斜穴を設ける。
  4. 可能であれば掩体上から石などを落とした際に自然に3の横穴に転がり込むように施工することが望ましい。
2の穴は雨天の際に水が溜まる穴となり、兵士の足が水没して塹壕足などの感染症に罹ることを防止する効果があるほか、砲弾や爆弾などが掩体至近に着弾した際や、戦車などの車両が掩体を踏み付けるように通過した際に兵士が2の穴に入って身をかがめることで、掩体の防御効果を高める意味で設けられる。3の穴は英語圏ではグレネードサンプ(自衛隊では手榴弾孔と呼んでいる)と呼ばれ、掩体内部に手榴弾が投げ込まれた際にこの穴に手榴弾を蹴り込むことで、手榴弾の爆発による兵士への被害を最小限に食い止める効果を発揮する。
  • 中世宇宙論においては、宇宙の中心がサンプ状の穴であるとされており、この穴に天球内の塵などが落ちていくと考えられていた。

関連項目[編集]

脚注[編集]

  1. ^ Jeff Huneycutt. “Oil Pans For Power”. Circle Track magazine. 2006年11月16日閲覧。
  2. ^ Fagin, Dan, “Ancient, Clean, Controversial”, Newsday, http://www.newsday.com/community/guide/lihistory/ny-history-hs103a,0,5257146.story