JP2005516149A - 一体型オイルフィルタユニットを備えるオイルパン - Google Patents

Abstract

本発明は、一体型オイルフィルタユニットを備えるオイルパンに関し、このオイルパンの一部によりオイルフィルタユニットの底部が形成される。このオイルパンは、オイルパン上において、オイルフィルタユニットが少なくとも接着性要素及び１以上のパンチリベットにより固定される点に特徴がある。また、本発明は、オイルフィルタユニットをオイルパン上に固定する方法に関し、この方法は、オイルフィルタ手段とオイルパンとの間にシール及び接着材を導入するステップと、このオイルパン及びオイルフィルタ手段を、これらの間に前記層を含んでパンチリベットにより結合するステップとを含んで構成される。

Description

本発明は、概して、一体型オイルフィルタユニットを備える、エンジン又は変速機のオイルパンに関し、このオイルパンの一部によりオイルフィルタユニットの底部が形成される。

一般的に、エンジン又は変速機では、エンジン又は変速機の潤滑に使用されたオイルの清浄化において、オイルフィルタが採用される。初めのうちは、エンジン又は変速機におけるオイルのろ過は、オイルパンの内部及び外部に個別に設けられたフィルタを使用して行われていた。一般的に、ろ過に必要とされるフィルタ媒体は、様々な方法でフィルタハウジングに設置される。エンジン又は変速機の隔室内で与えられるスペースは、非常に限られており、このため、近年の新たなエンジン及び変速機では、かさ張る構造が避けられるとともに、一体化によりスペース的な効率が高められる傾向にある。

その結果、現在では、オイルフィルタとして、エンジン又は変速機のオイルパンに一体化されたものが採用されている。これにより、オイルパンがオイルの収容を企図したものであり、エンジン又は変速機の作動に用いられるものではないことから、オイルパン内の空間を合理的に利用することが可能となる。このようなオイルパンにおけるフィルタインサートの配置は、既に開示されているところである（特許文献１）。
ドイツ国出願公開第１９７ ３５ ４４４号公報

オイルパンにおけるオイルフィルタに関する機能上の問題を回避するため、フィルタユニットとオイルパンとの間の堅固な結合が範囲外の高い温度及び応力下でも常に確保されることは、欠くことのできないことである。自動車では、その温度は、使用者の地理的な位置及びオイルの温度に応じて−４０〜＋１６０℃の範囲をとり得ることに留意しなければならない。温度に起因する大きな応力が働く結果、ある時間に亘り使用された後、フィルタユニットにしばしば変形が生じる。このことは、結合強度によらず、フィルタユニットの機能、特にオイルフィルタとエンジン又は変速機との間で生じ得る結合劣化の問題を来す。

特に、オイルパン及びフィルタインサートに異なる素材を使用すること、たとえば、オイルパンに金属を使用するとともに、フィルタインサートにプラスチックを使用することは、これらの素材の物理的な特性に差があることから、しばしば組立て時における問題、特に結合強度に関する問題を来す。接着材の硬化時間が長いことから、これまでに要求されてきた、オイルパンを構成する２つの分割シェルの接合のため、顧客に好感が持たれる程度の完全なオイルフィルタシステムの出荷が延期される。

特に、オイルフィルタの吸入位置を可能な限り低く設定するため、現在では、オイルフィルタユニットの全高を低減するための努力がなされている。しかしながら、このことには、非常に多くの構造上の要求が課される。

このため、本発明の技術的な目的は、オイルフィルタユニットが一体化されたエンジン又は変速機のオイルパンを提供することであり、このオイルパンにより、上記の欠点が解消され、特に長期、かつ問題のないオイルのろ過が可能となるとともに、大抵の温度変動下にあっても充分、かつ不変な結合強度が保持される。

この技術上の目的は、一体化されたオイルフィルタユニットを備えるオイルパンにより達成され、このオイルパンでは、オイルパン上において、少なくとも接着性要素及び１以上のパンチリベットによりオイルフィルタユニットを固定することで、オイルパンの一部によりオイルフィルタユニットの底部が形成される。

好ましい形態では、オイルフィルタユニットとオイルパンとの間にシール要素が配設される。

この構成は、リベットの締付け後にシールが単に挿入され又は接触押出しされた設計とすることも、あるいはシールに代え、このシールの働きをなすと同時に、構成部材を結合する接着材が適用された設計とすることも可能である。

オイルパン及びオイルフィルタユニットの双方には、パンチリベットによる固定に適応し得るいかなる素材が採用されてもよい。そのような素材には、金属、合金、スチール又はプラスチック等の金属若しくは非金属素材又は合成素材が含まれ、更に、無機又は有機材料によるコーティングが施されてもよい。好ましい形態では、金属、特にシート状金属、ダイカストアルミニウム又はスチールで作成されたオイルパンと、プラスチックで作成されたオイルフィルタユニットとが採用される。

実際のオイルフィルタユニットには、セグメントスクリーン及び紙フィルタ以外にポリエステル製フィルタフェルト等でも形成され、素材に応じて円盤状にされ、バッグ状にされ又は折り畳まれる１以上のフィルタ媒体と、このフィルタ媒体に隣接するフレームと、このフレームに対して適宜に、たとえば、溶接により取り付けられたカバーとが設けられる。好ましい形態では、オイルフィルタユニットのフレームは、フィルタ媒体の周囲で突出させることにより形成される。

好ましい形態では、オイルフィルタユニットには、このユニットをオイルパンに固定する際に便利な固定部が設けられる。この固定部は、オイルフィルタユニットのフレームの一部としての機能を持つとともに、オイルパンの底部に対して少なくとも一部で平行に延伸する、「肢」に似ているともいえる設計とされ、オイルパンと接触する下面には、適宜に溝が設けられる。このような設計のフレームは、この溝における接着性要素の導入による、オイルパンの底部に対するオイルフィルタユニットの固定を可能とする。また、オイルパンの底部と平行に延伸する固定部は、パンチリベットが用いられるオイルパンの取付けが可能な厚さとされる。

オイルパン内におけるオイルフィルタユニットの固定は、固定部に対応してオイルパンにも同様に溝が設けられ、この溝が、好ましくは、オイルパンの底部と平行に延伸する、オイルフィルタユニットのフレームの固定部よりも幾らか幅広に形成されることで、容易なものとされる。これにより、オイルフィルタユニットのオイルパンの底部上での噛合固定が可能とされ、固定後において、悪条件による使用の結果として生じるオイルフィルタユニットの変形が防止される。

オイルのろ過に関する問題をなくすため、フレームとオイルパンとの結合は、不変、かつ堅固なものであるべきである。このため、オイルフィルタユニットのフレームに設けられた固定部に、シール要素が導入されるのが好ましい。接着性を併せ持つシールの使用が特に有利であることが判明した。シール要素として、アクリルゴム（ＡＣＭ）、エチレンアクリルエラストマ（ＡＥＭ）又はフッ素ゴム（ＦＰＭ）等の一般的な素材を採用することができるが、他方、２成分又はシリコン接着材は、接着性のあるシール素材の一例である。

まず、非常な温度変動のため、シール及び接着材を単に使用するに過ぎない、これまでのオイルパン上でのオイルフィルタユニットの固定では、幾らかの時間の経過後に洩れを来すとともに、シール及び接着材の変形を来すため、本発明によるオイルパンでは、オイルパン上でのフレームの固定は、パンチリベット、特に半チューブ状のリベットを使用した結合により行われる。

半チューブ状のリベットを使用した２以上の被結合部の結合は、ここ数年で知られ、既に使用されている。自動車産業の分野では、たとえば、自動車を構成する未完成時のアルミニウムボディにおいて、差し当たりパンチリベットによる固定方法が採用されている。パンチリベットによる方法として、たとえば、ドイツ国特許公報第４４ ３１ ７６９号及び同第１９７ ０１ １５０号に開示されるような半チューブ状のリベットを使用したものは、塑性変形が可能な補助結合部の使用に基づいており、２以上の被結合部、特にシート状金属部の、クリッピングパンチとしての機能を併せ持つ補助結合部を採用した、事前の穿孔操作を伴わない間接的、かつ取外不能な結合に特徴がある。半チューブ状のものとして設計されたパンチリベットには、カットエッジとして設計されたカウンターシンクボアが設けられ、ｎの被結合部のうち上側のｎ−１のものを貫通し、最も下側のものにおいて、拡張により塑性変形を受ける。このリベットによる結合強度は、拡張時に形成されるアンダーカットＳ_Hに、特に依存する。

この方法には、被結合部の穿孔等の事前作業が不要であり、熱処理による場合と比較して、変形がないという利点があるとともに、最も下側の被接続部に孔が設けられず、損傷のない保護層及び充分に堅固な結合が形成されるという利点がある。また、パンチリベット工程にかかる操作及び管理費用は、低いものと見積られる。

この方法の他の利点は、簡単、かつ液密な形態の結合素材の潜在性に見ることができ、この素材は、物理特性及び表面特性で完全に相違する。パンチリベット工程を行う装置は、たとえば、ドイツ国出願公開第１９９ ０５ ５２７号公報に記載されている。

好ましい形態では、本発明によるオイルパンにおけるパンチリベット結合は、重要な箇所、特に角部のみで使用されるが、基本的には、パンチリベットの数による制限は受けない。本発明によるシール要素／シール性接着材及びパンチリベットの組合せによれば、可能入力を最低限度のものとするとともに、使用時におけるオイルフィルタユニットの変形の危険性を回避した、フレームとオイルパンとの間の不変、かつ堅固な結合を達成することができる。特に、シール性接着材による場合は、結合強度を保証しつつ、パンチリベットの数を大幅に削減することができる。この場合は、パンチリベットは、その接着材の乾燥時に構成部材を固定する働きをするに過ぎず、このため、顧客への出荷前における接着材の完全な乾燥及び硬化は、要求されない。このため、オイルパンは、顧客に対し、結合後直ちに引き渡すことができる。

このことは、システムの短期間での出荷を一様に可能とするばかりでなく、これまでは出荷前に必要な乾燥のために製造サイトの構内で使用されていた、乾燥時に占有されるスペースの目的のある利用を可能とする。

本質的には、使用される半チューブ状のリベットの材料は、結合される部分の硬さにより決定される。ステンレススチール製のリベットが使用されるのが好ましい。

また、本発明は、オイルパン上でオイルフィルタユニットを固定するための方法に関し、この方法は、次のステップを含んで構成される。オイルフィルタ手段とオイルパンとの間にシール及び接着材を導入することと、オイルパンとオイルフィルタユニットとを、これらの間に前記層を含んでパンチリベットにより結合することとである。

好ましい形態では、前記シールは、オイルフィルタユニットとオイルパンとの間に挿入されることにより導入され、このシール自体又はオイルフィルタユニット及び／若しくはオイルパンに対し、接着材が付加的に設けられる。接着材には、１又は２成分のシリコン又はポリウレタン接着物等の典型的な物質を採用することができる。シールには、アクリルゴム（ＡＣＭ）、エチレンアクリルエラストマ（ＡＥＭ）又はフッ素ゴム（ＦＰＭ）からなるものなど、一般的な素材を採用することができる。

他の好ましい形態では、前記シールは、まず、オイルフィルタユニット上に固定され、このオイルフィルタユニットとともにオイルパン上に配置される。特に好ましい形態では、このシールは、オイルフィルタユニット上への押出しにより固定される。素材、たとえば、アクリルゴム（ＡＣＭ）、エチレンアクリルエラストマ（ＡＥＭ）又はフッ素ゴム（ＦＰＭ）からなるものが使用されるのが有利である。

第３の好ましい形態では、前記シールは、オイルフィルタユニットとオイルパンとの間への射出により導入される。このため、シリコン接着材又は２成分接着材等のシール性接着材が使用されるのが有利である。オイルパンに平行に延伸するフレームの固定部に設けられた溝内に射出されるのが便利である。

以下に図面を参照して、本発明によるオイルパンについて詳細に説明するが、この説明は、本発明の範囲を制限する目的でなされるものではない。

図１は、本発明によるオイルパンの好ましい実施形態の斜視図であり、このオイルパンの構成の概略を示している。符号１は、実際のオイルパンを示しており、オイルフィルタユニットの底部を同時に形成している。このオイルフィルタユニットは、このユニットのフレーム２を含んで構成され、このフレーム２には、オイルパン１の底部、オイルフィルタユニットのフィルタ媒体９及びカバー３に対して少なくとも部分的に平行に延伸する固定部１０が設けられている。オイルフィルタユニットのカバー３は、フィルタ媒体９の周囲で突出させることにより形成されている。一般的には、このカバー３は、製造過程のなかでフレーム２の一部に溶接される。

オイルパン１には、オイルフィルタユニットの形状に対応させて溝８が設けられるのが好ましい。オイルパン１とオイルフィルタユニットのフレーム２との間に位置させて、シール４が溝８内に導入されるのが有利である。ここでは、オイルフィルタユニットのフレーム２をオイルパン１上に固定するための接着性要素は、その図示が省略されている。パンチリベット６は、このオイルフィルタユニットの付加的な固定のために採用される。

正常な動作では、オイルは、エンジン又は変速機を循環してオイルパン１に至り、フィルタ媒体９の下方で入口開口部７を介してオイルフィルタユニット内に流入し、吸引ポンプによりフィルタ媒体９を介して吸い上げられた後、出口開口部５を介してエンジン等に戻される。出口開口部５には、シールリング１１が設けられている。

図２は、本発明によるオイルパンの好ましい実施形態の縦断面図である。

図３は、図２のオイルパンを拡大して示す、オイルパン１に対して大部分で平行に延伸する固定部１０の縦断面図である。ここに詳細に示されるように、オイルパン１ばかりでなく、オイルフィルタユニットの固定部１０にも溝８が設けられており、オイルパン１に設けられる溝８の形状は、オイルフィルタユニットの固定部１０を取り囲むように設計されている。

図４は、図３の断面に対応するものであるが、ここでは、オイルフィルタユニットがパンチリベット６を介して延伸している点が異なる。図４は、結合後の結合サイトを示している。アンダーカットは、打込プロセスの過程で半チューブ状のリベットの拡張時に形成され、Ｓ_Hで示されている。このアンダーカットは、結合の強度及び堅さに影響を及ぼす。図４に詳細に示されるように、この結合には、オイルパン１及びオイルフィルタユニットの固定部１０ばかりでなく、シール４が含まれる。

本発明によるオイルパンの好ましい実施形態の斜視図 同上オイルパンの縦断面図 図２のオイルパンの拡大図 本発明によるオイルパンの他の実施形態の拡大図

符号の説明

１…オイルパン、２…オイルフィルタユニットのフレーム、３…オイルフィルタユニットのカバー、４…シール又は接着材、５…出口開口部、６…リベット締結具、７…入口開口部、８…溝、９…フィルタ媒体、１０…フレームの固定部、１１…シールリング。

Claims (15)

1. 一体型オイルフィルタユニットを備えるオイルパンであって、
   このオイルパンの一部により前記オイルフィルタユニットの底部が形成されるものにおいて、
   前記オイルフィルタユニットが、前記オイルパン（１）に対し、少なくとも接着性要素と、１以上のパンチリベット（６）とにより固定されることを特徴とするオイルパン。
2. 前記オイルフィルタユニットと前記オイルパン（１）との間にシール要素（４）が設けられた請求項１に記載のオイルパン。
3. 前記接着性要素がシール要素（４）としての機能を兼ねる請求項１又は２に記載のオイルパン。
4. 前記オイルフィルタユニットがプラスチック製のフレーム（２）とフィルタ媒体（９）とを含んで構成される請求項１〜３のいずれかに記載のオイルパン。
5. 前記オイルフィルタユニットのフレームに、このオイルフィルタユニットをオイルパン（１）に固定するのに使用される固定部（１０）が設けられた請求項４に記載のオイルパン。
6. オイルパン（１）に結合される前記オイルフィルタユニットの固定部（１０）に溝が設けられた請求項５に記載のオイルパン。
7. オイルパン（１）に溝（８）が設けられた請求項１〜６のいずれかに記載のオイルパン。
8. 前記溝（８）が前記オイルフィルタユニットに対応する形状である請求項１〜７のいずれかに記載のオイルパン。
9. 前記パンチリベット（６）として半チューブ状のリベットが採用された請求項１〜８のいずれかに記載のオイルパン。
10. オイルパン（１）がその構成要素として少なくとも１つの金属を含む請求項１〜９のいずれかに記載のオイルパン。
11. 請求項１〜１０のいずれかに記載のオイルパン（１）上にオイルフィルタユニットを固定する方法であって、
    前記オイルフィルタ手段とこのオイルパン（１）との間にシール（４）及び接着材を導入するステップと、
    このオイルパン（１）と前記オイルフィルタ手段とを、これらの間に前記層を含んで前記パンチリベット（６）により結合するステップと、を含んで構成される方法。
12. 前記シール（４）が前記オイルフィルタユニットとオイルパン（１）との間に挿入される請求項１１に記載の方法。
13. 前記シール（４）が前記オイルフィルタユニット上に固定される請求項１２に記載の方法。
14. 前記シール（４）が前記オイルフィルタユニット上への押出しにより固定される請求項１３に記載の方法。
15. 前記シール（４）が前記オイルフィルタユニットとオイルパン（１）との間に射出される請求項１１に記載の方法。

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