JP2010207720A - フィルタ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】目詰まり等による作動流体の負圧の増加を防止できるフィルタ装置を提供する。
【解決手段】入口部（１０ａ）から流入する作動流体を、夾雑物を捕捉するフィルタ（１１）を通過させて出口部（１０ｂ）へと流出させるオイルストレーナ（１０）であって、フィルタ（１１）は、伸縮不能な素材により構成された第１のフィルタ（１０２）と、伸縮可能な素材により構成された第２のフィルタ（１０２）と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車の変速機等に用いられるオイルストレーナ等のフィルタ装置に関し、特に、目詰まり等による作動流体の圧力の増加を防止できるフィルタ装置に関する。

従来、車両に搭載される変速機には、作動流体に含まれる夾雑物がポンプや油圧回路に混入することを防ぐために、フィルタ装置としてオイルストレーナが装着される。

オイルストレーナは、夾雑物をできるだけ捕捉できるとともに、目詰まりによって流量が低下することによるオイルの吸入圧力の増加を防止することが求められる。

このようなオイルストレーナとして、目の細かい第１濾過部材と目の粗い第２濾過部材とを並列に設け、オイルストレーナの流入側空間の油圧が上昇したときに第１濾過部材から油が流れるように可動仕切り板を設けたオイルストレーナ（特許文献１参照。）が開示されている。

特開平１１−３１９４３６号公報

前述のような従来のオイルストレーナは、油圧が上昇していないときは第１濾過部材のみに油が流れるので、油圧が上昇していない間は、必要な濾過面積を第１濾過部材のみ確保する必要がある。そして、この第１濾過部材に加えて、油圧が上昇したときに備えて第２濾過部材及び可動仕切り板をさらに設けている。このため、濾過部材が大きくなり、オイルストレーナが大型化するという問題があった。

本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、フィルタ装置を大型化することなく、目詰まり等による作動流体の圧力の増加を防止できるフィルタ装置を提供することを目的とする。

本発明の一実施態様によると、入口部から流入する作動流体を、夾雑物を捕捉するフィルタを通過させて出口部へと流出させるフィルタ装置であって、伸縮不能な素材により構成された第１のフィルタと、伸縮可能な素材により構成された第２のフィルタと、を備えることを特徴とする。

本発明によると、通常時には第１のフィルタ及び第２のフィルタが夾雑物を捕捉し、作動流体の圧力が高くなったときに、伸縮可能な第２のフィルタが作動流体の流量を変化させるので、フィルタ装置を大型化することなく、目詰まり等による作動流体の圧力の増加を抑えることができる。

本発明の実施形態のオイルストレーナが適用されたオイル吸入回路の説明図である。 本発明の実施形態のオイルストレーナの説明図である。 本発明の実施形態のオイルストレーナの説明図である。 本発明の実施形態のオイルストレーナの変形例の説明図である。

以下に、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。

本発明の実施形態のオイルストレーナ（フィルタ装置）１０は、車両に搭載されるエンジンの回転速度を変速する変速機のオイル吸入回路に備えられる。

図１は本発明の実施形態のオイルストレーナが適用されたオイル吸入回路１の説明図である。

変速機のオイルパン２０には作動流体としてのオイル（又はフルード）が貯留されている。エンジン等により駆動されるオイルポンプ４０は、オイルパンに貯留されたオイルを吸入し、吸入したオイルに所定の油圧を与え、油路３０を経由して図示しない油圧回路に供給する。油圧回路に供給されたオイルは、その後オイルパン２０へと排出される。

この油路３０にはオイルストレーナ１０が備えられる。オイルストレーナ１０は、吸入されるオイルに含まれた夾雑物を捕捉するためのフィルタ１１が備えられる。

図２は、本発明の実施形態のオイルストレーナ１０の説明図である。

なお、図２（ａ）はオイルストレーナ１０の側面断面図を示し、図２（ｂ）はオイルストレーナ１０の図２（ａ）のＡ−Ａ断面図を示す。

オイルストレーナ１０は、箱形のケース１０３と、ケース１０３の内部に備えられるフィルタ１１とによって構成される。フィルタ１１は、第１のフィルタ１０１と第２のフィルタ１０２とによって構成される。

また、オイルストレーナ１０には、その内部にオイルが流入する入口部１０ａと、内部からオイルが流出する出口部１０ｂとが備えられる。入口部１０ａはケース１０３の一の面に、出口部１０ｂは入口部１０ａが備えられた面と向かい合う面に、それぞれ備えられる。

なお、入口部１０ａは油路３０を介してオイルパン２０に連通する。出口部１０ｂは、油路３０を介してオイルポンプ４０に連通する。

ケース１０３は、入口部１０ａ側の第１のケース１０３ａと、出口部１０ｂ側の第２のケース１０３ｂとから構成される。第１のフィルタ１０１及び第２のフィルタ１０２は、これら第１のケース１０３ａと第２のケース１０３ｂとに、その外周が挟持される。

ケース１０３の内部には、第１のフィルタ１０１及び第２のフィルタ１０２が、入口部１０ａ及び出口部１０ｂが備えられた面と略平行に備えられる。これら第１のフィルタ１０１及び第２のフィルタ１０２は、ケース１０３の内部を、入口部１０ａ側と出口部１０ｂ側とに二分する。なお、入口部１０ａはケース１０３の面の略中央に備えられる。また、出口部１０ｂは、第１のフィルタ１０１側にオフセットした位置に備えられる。

第１のケース１０３ａ及び第２のケース１０３ｂは、例えばプレスによって形成される。このとき、後述する壁部１０４を第１のケース１０３ａの内側にプレスによって形成してもよい。このように形成された第１のケース１０３ａ及び第２のケース１０３ｂを、第１のケース１０３ａ及び第２のケース１０３ｂを挟み込んだ後に接合することによって、オイルストレーナ１０が形成される。

このような構成により、入口部１０ａから流入したオイルは、これら第１のフィルタ１０１及び第２のフィルタ１０２を通過して出口部１０ｂから流出する。このときに、オイルに含まれる夾雑物が、これら第１のフィルタ１０１又は第２のフィルタ１０２に捕捉される。

なお、図２（ｂ）に示すように、第１のフィルタ１０１の面積は、第２のフィルタ１０２の面積よりも大きく構成される。これは、後述するように、通常時は主として第１のフィルタ１０１がオイル中の夾雑物を捕捉するためである。

第１のフィルタ１０１は、金属材質（例えばステンレス）のメッシュ材（例えば綾織金網）によって構成される。この第１のフィルタは、通過するオイルの夾雑物を捕捉するのに適した大きさの目開きで構成される。

また、第２のフィルタは、伸縮可能な材質（例えばポリアミド樹脂（ナイロン））のメッシュ材（例えば平織繊維網）によって構成される。この第２のフィルタは、メッシュ材が変形しない状態では、第１のフィルタ１０１と同じか、さらに小さい目開きで構成される。

また、この第２のフィルタのメッシュは、オイルの吸入負圧が大きい場合にオイルの流れ方向に伸長して、目開きが変化するように構成される。

第１のケース１０３ａには、入口部１０ａと同じ面に、ケース１０３の内側へと向かって起立する壁部１０４が備えられる。この壁部１０４の端部に対向する位置に、第１のフィルタ１０１と第２のフィルタ１０２との境界部１０６が備えられる。この境界部１０６には、第１のフィルタ１０１及び第２のフィルタ１０２が接合される。

図２（ａ）に図示するように、この壁部１０４は、入口部１０ａと接する位置に備えられる。そして、この壁部１０４と境界部１０６との間の空隙によって、流量制限部１０５が形成される。

この流量制限部１０５は、入口部１０ａから第２のフィルタ１０２にオイルが流通する断面積を小さくする。このような構成により、通常は、流通するオイルの多くは第１のフィルタ１０１を通過するが、その一部のみが第２のフィルタ１０２を通過する。

次に、このように構成されたオイルストレーナ１０の作用を説明する。

オイルストレーナ１０は、通過するオイルに含まれる夾雑物を内部に備えられるフィルタ１１によって捕捉することによって、オイルポンプ４０又は油圧回路に不具合が発生することを予防する。

一方で、フィルタ１１に夾雑物が多く捕捉された場合、これによりオイルの通過抵抗が増加し、出口部１０ｂ側のオイルの負圧が上昇する。また、オイルの温度が低い場合やオイルの種類によってオイルの粘性抵抗が高い場合にも、出口部１０ｂ側のオイルの負圧が上昇する。このことにより、オイルポンプ４０の吸入圧力が上昇して、オイル御ポンプ４０又は油圧回路の動作に問題が発生しうる。

このような問題に対して、本発明の実施形態は、以下に説明するような構成によって、出口部１０ｂ側のオイルの負圧の上昇を抑えるように構成した。

前述したように、通常時（出口部１０ｂ側のオイルの負圧が上昇していない場合）入口部１０ａから流入したオイルの多くは第１のフィルタ１０１を通過する。また、第２のフィルタ１０２へは、流量制限部１０５によって、オイルの一部のみが通過する。これにより、夾雑物の多くは、第１のフィルタ１０１に捕捉される。

ここで、第１のフィルタ１０１に多量の夾雑物が捕捉されて第１のフィルタが目詰まりした場合、または、オイルの粘性抵抗が高い場合には、オイルストレーナ１０の出口部１０ｂ側のオイルの負圧が上昇する。これにより、オイルポンプ４０の吸入圧力が増加する。

このとき、出口部１０ｂ側のオイルの負圧の変化によって、第２のフィルタ１０２のたわみ量が変化する。これにより、第２のフィルタ１０２のメッシュ材が伸長して、目開き量が変化する。

図３は、本発明の実施形態のオイルストレーナ１０の説明図であり、第２のフィルタ１０２の目開き量が変化した状態を示す。

この図３に示すように、出口部１０ｂ側のオイルの負圧の増加によって、第２のフィルタ１０２のメッシュ材がオイルの流れ方向に伸長する。これにより、第２のフィルタ１０２の目開き量が拡大する。目開き量の拡大によって第２のフィルタ１０２を通過するオイルの流量が増加するので、出口部１０ｂ側のオイルの負圧の上昇が抑えられる。

このとき、第２のフィルタ１０２は、目開き量が拡大するものの、フィルタとしての機能は失われていないため、オイル中の夾雑物を捕捉するという機能は失われない。また、通常時は第２のフィルタ１０２を通過するオイルの流量は少ないため、夾雑物の捕捉量は少ない。そのため、目開き量が変化した場合にも、油路３０に流出する夾雑物は少ない。

なお、この第２のフィルタ１０２の目開き量は、出口部１０ｂ側のオイルの負圧に応じて変化する。すなわち、負圧が大きければ大きいほど、第２のフィルタ１０２のたわみ量がより大きくなり、目開き量がより大きくなる。

従来、フィルタの目開き量が変化することは、夾雑物の捕捉というフィルタ本来の目的が損なわれる可能性があるため、目開き量は不用意に変化にないように構成していた。一方で、本発明の実施形態は、この目開き量の変化を積極的に用いることによって、オイルの圧力の上昇を抑えることに特徴がある。

以上のように、本発明の実施形態では、オイル中の夾雑物を捕捉するフィルタ１１を備えるオイルストレーナ１０において、フィルタ１１は、目開き量が不変の第１のフィルタ１０１と目開き量が可変の第２のフィルタ１０２とを並列に備えるように構成した。このような構成によって、オイルの粘性抵抗が高いときや、夾雑物の捕捉による目詰まりなど、オイルポンプ４０の吸入負荷が高くなった場合に、第２のフィルタ１０２の目開き量が変化して、第１のフィルタ１０１と第２のフィルタ１０２とのオイルの流量の分配を変化させて、オイルストレーナ１０全体としてのオイル流量を確保するので、吸入負荷の上昇を抑えることができる。

また、出口部１０ｂが第１のフィルタ１０１側にオフセットされ、さらに、第２のフィルタ１０２には、第２のフィルタ１０２へのオイルの流量を制限する流量制限部１０５を備えたので、出口部１０ｂ側のオイルの負圧が低い通常時には、オイルは第１のフィルタ１０１を主に流れ、第２のフィルタ１０２は一部のオイルのみが流れる。すなわち、第２のフィルタ１０２は、オイルの吸入負荷の増大時に備えるものではあるものの、通常時にも夾雑物を捕捉するというフィルタ１１の機能の一部を受け持っている。これにより、第１のフィルタ１０１の面積を小さくすることができるとともに、第２のフィルタ１０２の面積も最小限で済むので、オイルストレーナ１０が大型化することを抑えることができる。

また、第２のフィルタ１０２は、出口部１０ｂ側のオイルの負圧に応じて、目開き量が変化するので、負圧に対応して動作する機構を備える必要がなく、従来周知のオイルストレーナ１０に対して構造変更が小規模であり、オイルストレーナ１０の製造コストを抑えることができる。

また、第２のフィルタ１０２への流量を制限する流量制限部１０５を備えたので、出口部１０ｂ側のオイルの負圧が小さい通常時には、オイルの多くは第１のフィルタ１０１に流れるため、第２のフィルタ１０２が捕捉する夾雑物の量は僅かである。そのため、第２のフィルタ１０２の目開き量が大きく変化した場合にも、既に捕捉された夾雑物が油路へと流出することを抑えることができる。

また、第１のケース１０３ａをプレス形成する際に、同時に壁部１０４をプレス形成できるので、オイルストレーナ１０の製造コストを抑えることができる。

なお、本発明の実施形態では、第１のフィルタ１０１は、目開き量が不変の金属製メッシュ材を用いるとしたが、これに限られるものではない。例えば、第２のフィルタ１０２よりも伸縮性が小さく、目開き量がほとんど変化しないナイロン製のメッシュ材を用いてもよい。

また、第２のフィルタ１０２の材質はナイロン製のメッシュ材を例示したが、これに限られるものではない。伸縮性を有し、負圧によって目開き量が変化する素材であれば、金属や樹脂成型物など、どのようなものでもよい。

また、流量制限部１０５は、第１のケース１０３ａの内部に壁部１０４を設け、第２のフィルタ１０２への流量を制限するように構成したが、これに限られるものではない。例えば、図４に示すように、壁部１０４と、第１のフィルタ１０１と第２のフィルタ１０２との境界部１０６とを一体に形成して、この壁部１０４に形成したスリットを流量制限部１０５としてもよい。また、オリフィスなど、第２のフィルタ１０２へのオイル流量を制限できるものであれば、どのような構造でもよい。

本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その技術的思想の範囲内でなしうるさまざまな変更、改良が含まれることは言うまでもない。

１ オイル吸入回路
１０ オイルストレーナ
１０ａ 入口部
１０ｂ 出口部
２０ オイルパン
３０ 油路
４０ オイルポンプ
１０１ 第１のフィルタ
１０２ 第２のフィルタ
１０３ ケース
１０４ 壁部
１０５ 流量制限部

Claims (6)

1. 入口部から流入する作動流体を、夾雑物を捕捉するフィルタを通過させて出口部へと流出させるフィルタ装置であって、
   前記フィルタは、伸縮不能な素材により構成された第１のフィルタと、伸縮可能な素材により構成された第２のフィルタと、を備えることを特徴とするフィルタ装置。
2. 入口部から流入する作動流体を、夾雑物を捕捉するフィルタを通過させて出口部へと流出させるフィルタ装置であって、
   前記フィルタは、
   目開き量が略不変の第１のフィルタと、
   前記第１のフィルタに並列に備えられ、前記第１のフィルタの目詰まり又は前記作動流体の粘性抵抗の増加によって前記出口部側の前記作動流体の負圧が増加したときに、目開き量を拡大して、前記作動流体の流量を増加させる第２のフィルタと、
   を備えることを特徴とするフィルタ装置。
3. 前記第２のフィルタは、前記出口部側の前記作動流体の負圧に応じて、目開き量が変化することを特徴とする請求項１又は２に記載のフィルタ装置。
4. 前記第１のフィルタの面積は、前記第２のフィルタの面積よりも大きいことを特徴とする請求項１から３のいずれか一つの記載のフィルタ装置。
5. 前記第２のフィルタへの前記作動流体の流量を制限する流量制限部を備えることを特徴とする請求項１から４のいずれか一つに記載のフィルタ装置。
6. ケース内に起立した壁部を備え、
   前記流量制限部は、前記壁部に備えられるとともに、前記第２のフィルタへの作動流体の流量を、前記第１のフィルタへの作動流体の流量より小さくすることを特徴とする請求項５に記載のフィルタ装置。

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