JP2015105600A - 内燃機関 - Google Patents

Abstract

【課題】フィルターエレメントへのオイルの拡散性を高めたオイルフィルター取付け部を提供する。【解決手段】オイルフィルター取付け部２の中心には、オイル排出通路１５が空いて中心筒１１が突設されている。中心筒１１の外側に、環状凹所２ａが形成されている。かつ、環状凹所２ａの一部を深溝化した状態で、中心筒１１を囲う深溝状の拡散部１７が空いており、拡散部１７には流入穴２３が連通している。拡散部１７がオイル室として機能し、オイルは拡散部１７の各部位から均等な圧力でオイルフィルター１２に向けて流出する。このため、フィルターエレメント１８に対するオイルの拡散性に優れている。その結果、フィルターエレメント１８をまんべんなく使用できて異物補集性に優れる都共に、圧損を抑制して燃費の向上にも貢献できる。【選択図】図４

Description

本願発明は、オイルフィルターを備えた内燃機関に関するものである。

内燃機関は潤滑オイルを浄化するためのオイルフィルターを備えている。オイルフィルターはカートリッジ式になっており、使用しているうちに異物の補集によって浄化性能が劣化したら取り外して新品と交換される。

オイルフィルターの取付け部は、オイルポンプの配置やオイル通路の配置によって異なっており、シリンダブロックに設けたり、タイミングチェーンを覆うチェーンケースに設けたり、或いはオイルパンに設けたりしている。オイルフィルターをオイルパンに取付けた例が特許文献１に開示されている。

いずれにしても、オイルフィルターの取付け部には、オイルフィルターがねじ込まれる中心筒と、その外側に開口した流入口とが形成されており、オイルは、流入口からオイルフィルターに流入して中心筒に排出されており、オイルがオイルフィルターのフィルターエレメントを通過する過程で異物が補集される。

特開２０１０−１１２２５５号公報

さて、特許文献１もそうであるが、従来の流入口は単なる丸穴になっているに過ぎないため、汚れたオイルは流入口からオイルフィルターの底部のごく狭い部位に集中的に当たっており、このため、オイルフィルターが目詰まりしやすいという問題があった。

すなわち、フィルターエレメントはオイルフィルターの全周にわたって配置されているが、汚れたオイルが周方向の一部に集中的に当たるため、その部分での目詰まりが進行してしまってオイルがフィルターエレメント全体に行き渡らず、このため、フィルターエレメント全体としては浄化能力が残っているのに交換せざるを得ないのである。

この点については、中心筒の周囲に環状溝を形成したり、特許文献１に開示されているようにオイルフィルターの底板をケースの後端面よりも内側にずらしたりして環状空間を形成することにより、オイルが周方向に分散することを図っているが、環状空間を設けても、オイルは強い方向性を持ってオイルフィルターの底面に当たるため、拡散効果は十分ではなくて、フィルターエレメントをまんべんなく使用できるには至っていないのが実情である。

本願発明は、かかる現状を改善すべく成されたものである。

本願発明の内燃機関は、請求項１のとおり、オイルフィルターが取付けられる部分に、オイルフィルターがねじ込まれる中心筒と、前記中心筒の周囲に形成された環状凹所と、前記環状凹所に連通した状態で前記中心筒の外側に設けられた流入穴とを設けており、オイルはフィルターエレメントを透過して前記中心筒から排出される構成であって、前記流入穴に連通すると共に前記中心筒を囲う拡散部が、前記環状凹所の一部を深溝化した状態で形成されている。

本願発明は、好適な構成として請求項２の発明も含んでいる。この発明は、請求項１において、前記オイルフィルターはその軸線をクランク軸と略平行にした横置式であってこのため前記中心筒は略水平姿勢に設けており、前記流入口は前記中心筒を上から囲う円弧状に形成されており、前記流入口の底面のうち周方向の端部にオイル流入通路が空いている。

本願発明においては、オイルフィルターの取付け部は、シリンダブロックとチェーンケースとオイルパンとのうちのいずれにも設けることができる。また、本願発明では、拡散部の深さは、溝幅（中心筒の半径方向の溝幅）と同じかそれ以上あるのが好ましい。

本願発明では、汚れたオイルはオイル流入口通路から流入口に入るが、流入口が十分な深さを持っているため、オイルは十分に拡散して、オイルフィルターのうち流入口と対向している部分に対して均等な圧力で流入していく。

更に述べると、従来の流入口は単なる円形で長さが長いため流れの方向性が強く、このため、中心筒の周囲に環状凹所が形成されていても、オイルは分散せずにオイルフィルターの狭い部分に集中的に当たっていたのであるが、本願発明では、拡散部の深さが深いことによって高いオイル拡散効果を発揮するのみならず、流入穴の長さが短くなる（流入穴の開口がオイルフィルターから遠い箇所に位置している）ことで流れの方向性も著しく弱まるのであり、これら２つの効果の相乗作用により、汚れたオイルを拡散部の全体からオイルフィルターに略均等に流入させることができるのであり（環状凹所への流入性も向上する）、その結果、フィルターエレメントをまんべんなく使用して、補集性能を格段にアップできると共に、交換時期を遅らせることができるのである。

また、オイルがフィルターエレメントに広く分散して通過することでオイルの流れ抵抗も低下させ得るため、オイルポンプの負担を軽減して燃費の改善にも貢献できる。更に、拡散部を形成するとそれだけオイルフィルター取付け部の体積が減るため、使用する材料の量を少なくして軽量化・コストダウンに貢献できるのみならず、鋳造品やダイキャスト品の場合は、肉厚を薄くしてキャビティへの金属湯の行き渡りを促進できるため、巣（空洞）の発生も防止できる。

本願発明は、オイルフィルターを鉛直姿勢に配置した下向きタイプにも適用できるが、請求項２のように横向きに適用して流入口で中心筒を上から覆う態様を採用すると、オイルは自重によってもオイルフィルターに流入するため、効率を向上できる。

さて、内燃機関の始動時には、シンダブロックやチェーンケース、オイルパン等の機関本体は、クランク軸の回転方向に旋回するような作用を受ける。従って、オイルフィルターを横置きした場合、オイルフィルターの軸心をクランク軸の軸心と平行に配置して、更に、請求項２のように流入口の一端部にオイル流入通路を設けると、始動時に機関本体がクランク軸の軸心回りに旋回しようとする動きを呈するが、その動きによってオイルに、拡散部（及び環状凹所）に広がって流れるような方向性を付与することができる。これにより、始動時のオイルの流れを促進して、掃気潤滑に貢献できる。

更に、車両搭載式の内燃機関の場合は、オイルフィルターを横式にすると、車両の発進や旋回によっても、オイルが流入口の内部を広がって流れるように方向性を付与できるため、車両の動きを利用してオイルの拡散性を向上させることも可能にある。

実施形態に掛かるオイルパンの正面図である。 図１のII-II 視平面図である。 図１の要部拡大図である。 図３の IV-IV視断面図である。

次に、本願発明の実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態は、機関本体の構成要素のうちのオイルパン１にオイルフィルター取付け部２を設けた例である。本実施形態のオイルパン１は鉄又はアルミを材料にした鋳造品であり、平面視でクランク軸３の長手方向に長い略長方形の形態を成している。

オイルパン１の上面はシリンダブロック４が重なる平坦面になっており、図２では、平坦面を平行斜線で表示している。オイルパン１において長手方向に離れた両端壁のうち一方の端壁５には、チェーンケース（図示せず）が重なる平坦面７が形成されている。平坦面７は平行斜線で表示しており、チェーンケースを固定するためのねじ穴８が多数形成されている。一方の端壁５及び他方の一方の端壁には、クランク軸３を配置するめの略半円状の逃がし穴９が形成されている。

オイルパン１における一方の端壁５のうち、下寄り部位でかつ一方の長手側面１０に寄った部位には、一方の端壁５から外側に突出したオイルフィルター取付け部２を形成している。オイルフィルター取付け部２の先端面には、クランク軸３と略平行な姿勢で外側に突出した中心筒１１と、その外側に同心に設けた円形の環状座１２とを有している。中心筒１１と環状座１２との間の部分は環状凹所２ａになっている。

中心筒１１の外周には雄ねじを形成しており、オイルフィルター１３は、中心筒１１へのねじ込みによって取付けられる。ねじ込みにより、オイルフィルター１３の底板１４（図４参照）が環状座１２に密着する。

中心筒１１には、オイル排出通路１５の下水平部１５ａが空いている。オイル排出通路１５は一方の端壁５の肉厚部内において上下方向に延びる起立部１５ｂも有しており、起立部１５ｂは一方の端壁５の上面に開口している。従って、シリンダブロック４を固定すると、起立部１５ｂは、シリンダブロック４に設けたメインオイルギャラリーに連通する。

一方の端壁５うちオイル排出通路１５よりも外側の部位には、オイルポンプ（図示せず）からオイルが圧送されてくるオイル流入通路１６を設けている。オイル流入通路１６は、オイルパン１の上面に開口した起立部１６ａとその下端に連通した下水平部１６とから成る略Ｌ形の形態であり、下水平部１６ｂは、オイル排出通路１５の下水平部１５ｂと略平行に延びている。

そして、オイルフィルター取付け部２のうち、中心筒１１と環状座１２との間には、環状凹所２ａの一部を深溝化した状態で、中心筒１１を上から囲うような姿勢の半円状の拡散部１７が形成されており、拡散部１７のうち中心筒１１の外側に位置した外端部１７ａには、オイル流入通路１６の下水平部１６ａに連通した流入穴２３が連通している。従って、オイルポンプから吐出されたオイルは、オイル流入通路１６及び流入穴２３から拡散部１７（及び環状凹所２ａ）を介してオイルフィルター１３の内部に流入し、オイルフィルター１３のフィルターエレメント１８を通過して中心筒１１に排出される。

なお、オイルフィルター１３を構成するケースの底板１４には多数の穴２０が空いており、また、オイルフィルター１３のねじ筒２１にも多数の穴２２が空いている。中心筒１１と環状座１２との間のうち流入口１７を除いた部分は浅い溝状になっている。

図４のとおり、オイル流入通路１６の下水平部１６ｂは流入口１７の底面１７ｂよりも後ろ側に位置しており、そこで、オイル流入通路１６の下水平部１６ｂと流入口１７とは流入穴２３を介して繋がっている。この場合、オイル流入通路１６の下水平部１６ｂの軸心と流入穴２３の軸心とを左右方向にずらしている。このため、オイル流入通路１６の下水平部１６ｂから噴出したオイルはオイルフィルター１３に向けて真っ直ぐ向かうのではなくて、流入穴２３の壁面に向けて噴出することになり、すると、オイルの勢いが減殺されて拡散性が向上する。なお、流入穴２３はオイル流入通路１６の一部と見ることも可能である。

オイルは流入穴２３から拡散部１７に入り、拡散部１７及び環状凹所２ａからオイルフィルター１３に流入するが、拡散部１７は環状凹所２ａよりも遥かに深い深溝構造になっているため、拡散部１７がオイル溜まりとして機能し、オイルは拡散部１７の内部を周方向に容易に流れる。

このため、拡散部１７の各部位から略均等な圧力でオイルをオイルフィルター１３に流入させることができると共に、環状凹所２ａへの流れも促進できるのであり、これにより、フィルターエレメント１８に対するオイルの分散性を高めて、異物の補集性能を向上できる。拡散部１７に高いオイル分散性を持たせるには、拡散部１７の深さＨは半径方向の溝幅Ｌと同じかそれ以上（例えば１．５倍以上）はあるのが好ましい。実施形態では、２．５倍程度になっている。

実施形態のように、中心筒１１を拡散部１７で上から囲う形態を採用すると、オイルは重力によってもオイルフィルター１３に向けて流れるため、拡散性を一層向上できる。

さて、本実施形態の内燃機関ではクランク軸３は図１の矢印の方向に回転するが、始動時には、オイルパン１もクランク軸３の回転方向に旋回しようと動く傾向を呈する。従って、オイルフィルター取付け部２も図３の白抜き矢印で示す方向に回転するような動きをするが、流入穴２３が拡散部１７の外端部１７ａに連通しているため、始動時に、オイルは、図３に黒抜き矢印で示すように、拡散部１７の外端部１７ａから内端部１７ｃに向けて流れる傾向を呈することになり、このため、始動時のオイルの拡散性が良好になる。

本願発明は、上記の実施形態の他にも様々に具体化できる。例えば適用対象はオイルパンには限らず、チェーンケースに設けたりシリンダブロックに設けたりしてもよい。流入口は、中心筒の周囲の１８０度程度の範囲に設定したり、１８０度以上の範囲に設定したりすることも可能である。

本願発明は内燃機関に具体化できる。従って、産業上利用できる。

１ オイルパン
２ オイルフィルター取付け部
３ クランク軸
１１ 中心筒
１２ 環状座
１３ オイルフィルター
１５ オイル排出通路
１６ オイル流入通路
１８ フィルターエレメント
２３ 中間通路

Claims (2)

1. オイルフィルターが取付けられる部分に、オイルフィルターがねじ込まれる中心筒と、前記中心筒の周囲に形成された環状凹所と、前記環状凹所に連通した状態で前記中心筒の外側に設けられた流入穴とを設けており、オイルはフィルターエレメントを透過して前記中心筒から排出される構成であって、
   前記流入穴に連通すると共に前記中心筒を囲う拡散部が、前記環状凹所の一部を深溝化した状態で形成されている、
   内燃機関。
2. 前記オイルフィルターはその軸線をクランク軸と略平行にした横置式であってこのため前記中心筒は略水平姿勢に設けており、前記拡散部は前記中心筒を上から囲う円弧状に形成されており、前記拡散部の底面のうち周方向の端部にオイル流入通路が空いている、
   請求項１に記載した内燃機関。

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