JP7572942B2 - オイルストレーナ - Google Patents

Description

本発明は、農機や建機、或いは発電機、バス・トラックなどに搭載される産業用エンジンに装備されるオイルストレーナに関するものである。

一般的にエンジンにおいては、オイルポンプで吸い込まれるオイルを濾過するオイルストレーナが設けられている。例えば、特許文献１において開示されるように、オイルストレーナ（２）は、その上端部がシリンダブロックのオイル通路入口（１ａ）に接続され、外筒（５）の下端がオイルパン（３）内部の底面近くに位置する、という斜めの姿勢で設けられている（図１を参照）。

また、特許文献２にて開示されるように、クランクケース（ロアクランクケース１１Ｂのカバー部材２９）の吸入口（２３ａ）に接続されるストレーナプロテクタ（３３）の下端部と、オイルパンに一体形成されているオイルストレーナ通路（３１）の上端部と、の間にフィルタ部材（３２）を介装してなるオイルストレーナ（２７）も知られている。

特開２０１６－１８６２８１号公報 特開２０１５－４０５０１号公報

特許文献１に示されるストレーナ（２）は、フィルタ部（６ｂ）の表面積が大きく取れる利点はあるが、外筒（５）、内筒（６）、内筒（６）に内装されるフィルタ部（６ｂ）、内筒（６）の下端に設けられる閉塞板（８）などの多くの部品からなり、かつ、形状も複雑であってコスト高になり易い傾向がある。

特許文献２に示されるストレーナ（２７）は、基本的には、オイル吸入管（オイルストレーナ通路：３１）と、オイル吸入管上端のフランジ部に設けられるフィルタ（フィルタ部材：３２）との少ない部品数で構成されている。しかしながら、ストレーナプロテクタ（３３）等を含むストレーナとして機能する部分の全体としての構成は、特許文献１のストレーナよりも構造が大掛かりで複雑なものとなっている。

以上のように、エンジンに設けられるオイルストレーナを、もっと構造簡単で廉価なものとするには改善の余地が残されていた。
本発明の目的は、構造の見直しや工夫により、構造が簡素でコストも抑えることができるように、より合理化されたオイルストレーナを提供する点にある。

本発明は、オイル吸入部と、前記オイル吸入部のフランジ部に設けられるフィルタと、を有するオイルストレーナにおいて、
前記フィルタは、濾過ネットの外周部を支持リングで挟み込んで保持する構成とされ、
前記フランジ部の筒状部分に前記支持リングを内嵌し、かつ、前記筒状部分と前記支持リングとの溶接により、前記フィルタが前記フランジ部に固定されていることを特徴とする。

前記フランジ部に、これをオイルポンプのオイル吸入側に着脱可能に接続するための取付部が形成されていると好都合であり、また、前記支持リングは、その断面形状がコ字状となるように設定されているとより好都合である。

本発明に関して、上述した構成（手段）以外の特徴構成や手段ついては、請求項２～４，７を参照のこと。

本発明によれば、オイルストレーナは、オイル吸入部とフィルタとによる２部品の一体化によりなり、形状がシンプルで部品点数も少ない合理的なものとされている。そして、フランジ部には支持リングが溶接されるため、濾過ネットが溶接時に溶損されるおそれが無い点も好ましい。

つまり、オイルポンプの吸入口やそれに連通される開口部等に連結されるフランジ部を有するオイル吸入部自体にフィルタを一体化させ、フィルタを換えるときにはオイルストレーナを丸ごと交換する構造とする工夫により、オイルストレーナの構造の簡素化や小型化を図ることが可能になった。

その結果、全体として構造が簡素でコストも抑えることができるように、より合理化されたオイルストレーナを提供することができる。

オイルストレーナを示し、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は平面図 オイルストレーナを示し、（Ａ）は図１（Ａ）のＺ－Ｚ線断面図、（Ｂ）は図２（Ａ）のＹ部の拡大図 オイルストレーナがオイルポンプに組付けられたポンプＡＳＳＹの正面図 図３に示すポンプＡＳＳＹの平面図 図３に示すポンプＡＳＳＹの左側面図 ポンプＡＳＳＹが組付けられたエンジンの下部を示す一部切欠きの正面図 図６のＸ－Ｘ線で切られたエンジンの断面図 支持リングの別構造を示し、（Ａ）は屈曲部の別構造、（Ｂ）は全体の別構造

以下に、本発明によるオイルストレーナの実施の形態を、産業用エンジンに適用される場合について、図面を参照しながら説明する。なお、各図に記載されている「左」、「右」、「前」、「後」は、エンジン全体としての方向を指すものとする。

図１及び図２に示されるように、オイルストレーナ１は、オイル吸入部２と、オイル吸入部２のフランジ部４Ｆに設けられるフィルタ５と、を有して構成されている。オイル吸入部２は、直管状の丸パイプでなる吸込みパイプ（吸入管）３と、プレス加工などによってカップ状に形成された吸込基部４と、を嵌合固定させることにより構成されている。

図１、図２（Ａ）に示されるように、吸込基部４は、底部（底壁）４ａと先拡がり状の周壁４ｂとでなるカップ部４Ａと、フランジ部４Ｆとからなり、カップ軸心Ｑを有している。径が底部４ａからカップ軸心Ｑの方向で遠ざかるほど大きくなる周壁４ｂには、カップ軸心Ｑに対する径外側に隆起形成された連結部（連結壁）４ｃが形成されている。連結部４ｃに形成されたバーリング孔状の円孔（符記省略）には、パイプ軸心Ｐを有する吸込みパイプ３の一端部（先端部）が内嵌固定（圧入や溶接などの手段による）されている。

フランジ部４Ｆは、周壁４ｂの最大径よりも少し大きな径及びカップ軸心Ｑ方向に短い長さを有する筒状部分（筒状壁）４ｄと、周壁４ｂの先端と筒状部分４ｄの基端とを繋いでカップ軸心Ｑの径方向に拡がる環状側周壁４ｅと、筒状部分４ｄの先端側に続くフランジ４ｆとを有している。フランジ４ｆには、ボルト挿通用の円孔６を有してカップ軸心Ｑに対する径外側に延ばされた取付部（フランジ取付部）４ｇが２カ所形成されている。各取付部４ｇ，４ｇは、図１（Ａ）に示されるように、パイプ軸心Ｐの両側に振り分けられる状態で設けられている。

吸込みパイプ３は、図１、図２（Ａ）に示されるように、そのパイプ軸心Ｐの延長線が吸込基部４のカップ軸心Ｑに交わり、かつ、パイプ軸心Ｐがカップ軸心Ｑに対して傾きθほど傾いた傾き姿勢でカップ部４Ａに接続連結されている〔図１（Ｂ）を参照〕。傾きθは、θ＝６５～８５度（例：７５度）に設定されているとよい。吸込みパイプ３の他端側（開放側）は、楕円形の吸込口３ａ〔図１（Ａ）を参照〕を有するように、斜めにカットされた形状に設定されている。
図１（Ａ）に示されるように、各円孔６，６それぞれの中心及びカップ軸心Ｑを通る孔心線（符記省略）と図１（Ａ）の紙面での縦線（符記省略）との夾角をα、前記孔心線とパイプ軸心Ｐとの夾角をβとすると、α＝５～１５度（例：９度）、β＝７０～９０度（例：７９度）に設定されているとよい。

図１（Ａ）、図２に示されるように、フィルタ５は、カップ軸心Ｑの方向視で円形をなす濾過ネット７の外周部を支持リング８で挟み込んで保持することで構成されている。支持リング８は、最外周の屈曲部８ｂの両端それぞれにリング状の環状係止部８ａを有する断面がコ字状〔図２（Ｂ）を参照〕の支持具に形成されており、これら一対の環状係止部８ａ，８ａの間で濾過ネット７の外周部をカシメ（加締め）て一体化することによりフィルタ５が形成されている。
濾過ネット７は、比較的網目の粗い金属（鋼製）ネットが好ましいが、アルミ合金製や耐熱性のある（優れる）合成樹脂製のネットとすることも可能である。

図２（Ａ），（Ｂ）に示されるように、フィルタ５はフランジ部４Ｆに取付けられている。詳しくは、フランジ部４Ｆの筒状部分４ｄに支持リング８を内嵌（遊内嵌）し、かつ、筒状部分４ｄの内周面（符記省略）と支持リング８の外周部との溶接により、フィルタ５がフランジ部４Ｆに固定されている。溶接としては、例えば、カップ軸心Ｑ周りに均等角度離しての３カ所のティグ（Ｔｉｇ）溶接、或いはロウ付けなどが挙げられる。但し、溶接カ所は３カ所に限られず３カ所以外の複数カ所であってもよく、また、全周であってもよい。

板金などでなる吸込基部４においては、環状側周壁４ｅと筒状部分４ｄとは曲面（周状の曲面）で繋がる形状となるので、図２（Ｂ）に示されるように、角張った外郭形状の屈曲部８ｂを有する支持リング８は曲面の途中部分に接触し、一方の環状係止部８ａと環状側周壁４ｅとの間、及び屈曲部８ｂと筒状部分４ｄとの間のいずれにも僅かな隙間がある状態で内嵌されて溶接されることが多い。例えば、図８（Ａ）に示されるように、屈曲部８ｂの外郭形状が半円形或いはそれに近い形状となる場合には、支持リング８は、図２（Ｂ）に示される状態よりさらに環状側周壁４ｅに寄って位置される。

つまり、フランジ部４Ｆは、カップ軸心Ｑの方向視でフィルタ５の径方向に拡がるフランジ４ｆと、フランジ４ｆの径内側端に続く筒状部分４ｄと、筒状部分４ｄの反フランジ側端から径内側に続く環状側周壁４ｅとを有して構成され、支持リング８が環状側周壁４ｅにより位置決めされる状態で、筒状部分４ｄと支持リング８とが溶接されている。

なお、図示は省略するが、環状側周壁４ｅと筒状部分４ｄとの間の曲面の曲率半径が、屈曲部８ｂの曲げＲ（角Ｒ）の曲率半径以下である場合には、一方の環状係止部８ａが環状側周壁４ｅに当接された状態で支持リング８が筒状部分４ｄに内嵌される。また、筒状部分４ｄの内周面に屈曲部８ｂが圧入内嵌される構成や、それ（圧入内嵌）に溶接を行う構造とすることも可能である。

つまり、図２（Ｂ）や図８（Ｂ）に示されるいずれの構造であっても、環状側周壁４ｅが形成されていることにより、筒状部分４ｄとの間の曲面或いは環状側周壁４ｅに支持リング８が当接する状態に形成されており、それによって、フィルタ５が筒状部分４ｄに内嵌されるときのカップ軸心Ｑ方向での位置が定まるように構成されている。

産業用エンジンにおいては、オイルストレーナ１は、図３～５に示されるように、オイルポンプ９に取付けられたポンプＡＳＳＹ２０とされていることが多い。例えば、図３に示されるように、オイルストレーナ１は、そのフランジ４ｆが吸入口部（オイル吸入口）９Ａに２カ所でボルト１０止めされることでオイルポンプ９に一体的に装備されている。オイルポンプ９の駆動により、吸込口３ａ〔図１（Ａ）を参照〕から吸い込まれたオイルは、吸込みパイプ３及び吸込基部４を通って吸入口部９Ａに流れて行く。なお、１１は、オイルポンプ９を駆動するための従動ギヤである（図４、図５を参照）。

次に、ポンプＡＳＳＹ２０がエンジンに組付けられた例を示す。図６及び図７に、若干傾斜した（倒伏した）ピストン移動軸（図示省略）を有するエンジンの下部が示され、１２は、アッパケース部１２Ａとロアケース部１２Ｂとでなるシリンダブロック、１３はロアケース部１２Ｂの下面に組付けられるオイルパン、１４はオイルフィルタ、１５はフライホイールハウジング、１６はクランク軸、１６Ａはクランク軸１６を通す孔である。

エンジンとしての正面視においては、図６や図３に示されるように、オイルポンプ９の吸入口部９Ａが正面を向く姿勢で、ポンプＡＳＳＹ２０がロアケース部１２Ｂに組付けられている。そして、オイルストレーナ１は、カップ軸心Ｑが前後向きになるとともに、パイプ軸心Ｐが右下（図６を参照）かつ前下（図７を参照）に延びる状態で（姿勢で）オイルパン１３の内部に配置される構成に設定されている。

ロアケース部１２Ｂと傾斜した面で接するオイルパン１３における比較的高さの高い左端部にオイルポンプ９及び吸込基部４が配置されている。そして、吸込みパイプ３は、その吸込口３ａ〔図１（Ａ）を参照〕がオイルパン１３における最低部１３Ａに位置するように、吸込基部４から右斜め下方に延ばされている。

つまり、オイル吸入部２の反フランジ部側の先端（吸入口）３ａがオイルパン１３の最低部１３Ａに位置する状態となるように、オイル吸入部２の長さ及びフランジ部４Ｆからの延設方向が定められている。なお、ポンプＡＳＳＹ２０がエンジンとして組付けられた状態では、パイプ軸心Ｐは、前後方向視においては水平線に対して角度γで傾いており（図３を参照）、左右方向視においては水平線（カップ軸心Ｑ）に対し角度δで傾いている（図５を参照）。また、各角度γ、δは、γ＝２５～４５度（例：３８度）、δ＝６０～８０度（例：７２度）に設定されているとよい。

以上説明したように、本願発明によるオイルストレーナ１は、基本、オイル吸入部２とフィルタ５との２部品の一体化によりなり、形状がシンプルで部品点数も少ない合理的なものとされている。
フィルタ５においては、支持リング８の形状（断面形状）がシンプルなものでありながら濾過ネット７の保持力が高いとともに、フランジ部４Ｆには支持リング８が溶接されるため、濾過ネット７が溶接時に溶損されるおそれが無い点も好ましい。

フィルタ５を（オイルストレーナ１を）交換する必要があるときには、２本のボルト１０，１０を外して、古いオイルストレーナ１を外し、新しいオイルストレーナ１に付け換える、という簡単な作業で済む利点もある（図３を参照）。
また、筒状部分４ｄの反フランジ側に環状側周壁４ｅが形成される構成（図２を参照）とすれば、筒状部分４ｄと環状側周壁４ｅとの間に形成される曲面又は環状側周壁４ｅと支持リング８との当接により、フィルタ５を筒状部分４ｄに内嵌するときのカップ軸心Ｑ方向での位置決めが無理なく行える効果が得られる。

〔別実施形態〕
（１）図８（Ｂ）に示されるように、断面がＬ字状を呈する支持リング８を有して筒状部分４ｄに内嵌固定されるフィルタ５でも良い。支持リング８は、濾過ネット７の外周部をカシメて挟む一対の環状係止部８ａ，８ａと、これら環状係止部８ａ，８ａに続いてカップ軸心Ｑを中心とする内外の円筒部８ｃ，８ｄと、これら内円筒部８ｃと外円筒部８ｄとを繋ぐ屈曲部８ｂとを有して構成されている。

支持リング８は、その外円筒部８ｄとフランジ部４Ｆ（筒状部分４ｄ）との溶接により固定状態で吸込基部４（オイル吸入部２）に取付けられるが、外円筒部８ｄの筒状部分４ｄへの圧入又は圧入プラス溶接により取り付けられる構造でもよい。

オイルストレーナ１において、図２（Ｂ）や図８（Ａ）に示される断面がコ字状の支持リング８を用いる場合は、図８（Ｂ）に示される断面がＬ字状の支持リング８を用いる場合に比べて、形状が単純化され、かつ、大きさも小型化されるので、製作し易くてコストも安くなる利点がある。また、濾過ネット７のカシメによる係止保持力が、より安定化される利点も期待できる。

（２）図示は省略するが、図１などに示される吸込みパイプ３の一端を拡径変形させてフランジ部４Ｆを形成し、その吸込みパイプ３自体に形成されたフランジ部４Ｆにフィルタ５を設ける構成（吸込基部４が無く吸込みパイプ３がオイル吸入部２となる構成）のオイルストレーナ１でも良い。この場合、吸込みパイプ３の長さ中間部分を曲げれば、図１，２に示されるものと同様に屈曲されたオイル吸込み通路を有する形状に設定することも可能である。

（３）濾過ネット７は、濾材を縦横に編んだ布のようなものでも良いが、縦横の鋼線で編まれた金属製濾材、或いはパンチングされた金属板（パンチングメタル）により構成されたものであっても良い。

２ オイル吸入部
３ａ 先端（オイル吸入部の先端）
４Ｆ フランジ部
４ｄ 筒状部分
４ｅ 環状側周壁
４ｆ フランジ
４ｇ 取付部
５ フィルタ
７ 濾過ネット
８ 支持リング
９ オイルポンプ
９ａ オイル吸入口
１３ オイルパン
１３Ａ 最低部

Claims (7)

1. オイル吸入部と、前記オイル吸入部のフランジ部に設けられるフィルタと、を有するオイルストレーナであって、
   前記フィルタは、濾過ネットの外周部を支持リングで挟み込んで保持する構成とされ、前記フランジ部の筒状部分に前記支持リングを内嵌し、かつ、前記筒状部分と前記支持リングとの溶接により、前記フィルタが前記フランジ部に固定されているオイルストレーナ。
2. 前記フランジ部は、前記オイル吸入部の径方向に拡がるフランジと、前記フランジの径内側端に続く前記筒状部分と、前記筒状部分の反フランジ側端から径内側に続く環状側周壁とを有して構成され、
   前記支持リングが前記環状側周壁により位置決めされる状態で、前記筒状部分と前記支持リングとが溶接されている請求項１に記載のオイルストレーナ。
3. 前記支持リングで前記濾過ネットを加締めることにより、前記支持リングと前記濾過ネットとが一体化されている請求項１又は２に記載のオイルストレーナ。
4. 前記筒状部分と前記支持リングとは、複数個所のティグ溶接又はろう付けにより相対固定されている請求項１～３の何れか一項に記載のオイルストレーナ。
5. 前記支持リングは、その断面形状がコ字状となるように設定されている請求項１～４何れか一項に記載のオイルストレーナ。
6. 前記フランジ部に、これをオイルポンプのオイル吸入口に着脱可能に接続するための取付部が形成されている請求項１～５の何れか一項に記載のオイルストレーナ。
7. 前記オイル吸入部の反フランジ部側の先端がオイルパンの最低部に位置する状態となるように、前記オイル吸入部の長さ及び前記フランジ部からの延設方向が定められている請求項１～６の何れか一項に記載のオイルストレーナ。

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