JP4054745B2 - ストレーナ - Google Patents

Description

本発明は、流体をろ過するストレーナに関する。

一般に、車両用エンジンにおいては、エンジン内を循環するオイルを貯留しておくためのオイルパンが下部に設けられており、このオイルパンの内部にストレーナを配設してポンプに吸い上げられるオイルをろ過し、オイルに混入しているゴミ等の異物がエンジンの各部に送られるのを防止している。

この種のストレーナとして、例えば特許文献１には、管状体を上下方向に向かって斜めに配置し、その下端部に吸い込み口を形成し、上端部にポンプへ接続される流出口を形成したものが開示されている。この特許文献１のストレーナは、フィルタを収容するフィルタ収容部が略水平に延びる中空板状に形成されていて、フィルタはオイル通過面を略水平に向けた状態で収容されるようになっている。このフィルタ収容部の断面形状は、管状体の他の部分に比べて大きくされていて、ろ過面積の広いフィルタの収容を可能にして、フィルタの使用期間の長期化を図っている。
特開平５−２００２０８号公報（第３頁、図１、図２）

ところで、近年エンジンの小型化及び高性能化が進み、オイルパンの内部にはストレーナ以外の部品も設定されるようになってきている。このオイルパンの内部に位置する各部品により、ストレーナを配設するためのスペースの確保が困難となっている。

しかしながら、前記特許文献１のストレーナにおいては、管状体が吸い込み口から流出口まで上下方向に向かって斜めに延びる一方、フィルタ収容部が略水平方向に板状に突出しているため、ストレーナを配設するためのスペースを上下方向及び水平方向に広く確保しなければならず、レイアウトが難しい。

本発明は斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、通常、ストレーナは貯留された流体を上方へ導くように形成されていることに着目して、流体をフィルタ収容部により上方へ導くようにすることで、フィルタ収容部の大きさを確保しながら、ストレーナをコンパクトにして該ストレーナのレイアウトを容易にすることにある。

前記目的を達成するために、本発明では、フィルタ収容部にフィルタを上下方向に延びるように収容し、流体をフィルタ収容部の下端側に流入させ、上端側から流出させるようにした。

具体的には、下端部に吸い込み口が設けられるとともに、上端部に流出口が設けられた管状体と、該管状体の中途部において流路断面積が拡大するように設けられたフィルタ収容部とを備えたストレーナを対象とする。

そして、前記フィルタ収容部は、上下方向に延びる中空板状に形成され、該フィルタ収容部内には、板状のフィルタが上下方向に延びるように収容され、前記フィルタ収容部の下側には、該フィルタ収容部の外部へ向けて延びる横管部を有する吸い込み管部が形成され、前記フィルタ収容部の上側には、該フィルタ収容部の外部へ向けて、上記吸い込み管部の横管部とは反対側へ延びる横管部を有する流出管部が形成され、前記吸い込み管部の端部に前記吸い込み口が設けられ、前記流出管部の端部に前記流出口が設けられ、前記流出管部の流出口周縁には、取付フランジが形成され、前記流出管部の横管部は、前記吸い込み管部の横管部よりも短く設定され、前記フィルタ収容部は、前記吸い込み口と前記流出口との中央よりも流出口側寄りに位置付けられ、前記フィルタ収容部を、前記吸い込み口から吸い込んだ流体を下端側に流入させてフィルタを通過させ、上端側から前記流出口へ導くように構成する。

この構成によれば、フィルタ収容部がフィルタの配置に対応して上下方向に延びるように形成され、吸い込み口から吸い込まれた流体は、フィルタ収容部内の下端側に流入して該フィルタ収容部を上方へ流れながらフィルタを通過してろ過され、ろ過された流体はフィルタ収容部の上端側から流出口へ導かれて該流出口から外部へ流出する。つまり、フィルタ収容部が流体を上方へ導く通路の一部を兼ねていてその部分にフィルタが配置されるので、従来のようにフィルタ収容部を水平方向に大きく突出させることなく、フィルタ収容部の大きさを確保してろ過面積が広いフィルタの収容が可能となる。

請求項２の発明では、請求項１の発明において、吸い込み管部には、横管部の先端から延びる縦管部が形成され、該縦管部の先端に吸い込み口が設けられ、流出管部には、横管部の先端から延びる縦管部が形成され、該縦管部の先端に流出口が設けられ、取付フランジ近傍とフィルタ収容部とを連結する補強部を設ける構成とする。

この構成によれば、取付フランジをポンプ側に固定することでストレーナが組み付けられる。そして、ポンプ作動時には取付フランジに加振力が作用し、このとき、フィルタ収容部はフィルタを収容していて比較的重いため、ポンプ作動時の加振力により取付フランジ近傍とフィルタ収容部との間に比較的大きな力が作用することとなるが、補強部により両者が連結されているので、取付フランジ近傍とフィルタ収容部との間に応力が集中発生するのを防止することが可能となる。

また、比較的重いフィルタ収容部が流出口側寄り、即ち取付フランジに近い側に位置付けられているので、ポンプ作動時に取付フランジに作用する加振力により取付フランジ近傍とフィルタ収容部との間に作用する力が小さくなり、応力が集中発生するのを防止することが可能となる。

請求項３の発明では、請求項１または２の発明において、フィルタ収容部は、フィルタの流体流れ上流側の面に対向する上流側壁部を備えた上流側部材と、フィルタの流体流れ下流側の面に対向する下流側壁部を備えた下流側部材とを接合してなる構成とする。

この構成によれば、上流側部材と下流側部材とを別々に成形した後、互いに接合することで中空状のフィルタ収容部が構成されるので、該フィルタ収容部を一体成形品とする場合に比べて成形が容易になる。

請求項４の発明では、請求項３の発明において、上流側部材と下流側部材とを熱板溶着により接合する構成とする。

この構成によれば、上流側部材と下流側部材とを接合する際、両部材の接合部分全体が熱板により略均一に溶融し、この溶融した部分を圧接して保持し、固化させることにより両接合部分全体が略均一に溶着される。

請求項１の発明によれば、フィルタ収容部に板状のフィルタを上下方向に延びるように収容し、フィルタ収容部の下端側に流体を流入させてフィルタを通過させ、上端側から流出させるようにしたので、フィルタ収容部が流体を上方へ導く通路の一部を兼ねることとなり、フィルタ収容部を水平方向に大きく突出させることなく、フィルタ収容部の大きさを確保することができる。これにより、ろ過面積が広いフィルタを収容したストレーナがコンパクトになり、該ストレーナを配設するためのスペースを小さくすることができて、レイアウトを容易にすることができる。

請求項２の発明によれば、取付フランジ近傍とフィルタ収容部とを補強部により連結したので、ポンプ作動時に取付フランジに作用する加振力により取付フランジ近傍とフィルタ収容部との間に応力が集中発生するのを防止できて、耐久性を向上させることができる。

また、フィルタ収容部を流出口側寄りに位置付けたので、ポンプ作動時に取付フランジに作用する加振力により取付フランジ近傍とフィルタ収容部との間に作用する力が小さくなって応力が集中発生するのを防止できて、耐久性を向上させることができる。

請求項３の発明によれば、２つの部材を接合してフィルタ収容部を構成するようにしたので、フィルタ収容部を一体成形品とする場合に比べて容易に成形することができる。

請求項４の発明によれば、上流側部材と下流側部材との接合部分全体を略均一に溶着することができて、両部材をしっかりと接合することができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

図１は、本発明の実施形態に係るストレーナ１を自動車のエンジン（図示せず）の潤滑系に用いる場合を示す。このストレーナ１は、下端部に吸い込み口２を有し、上端部に前記エンジンのポンプに接続される流出口３を有する管状体６を備えており、さらに、吸い込み口２から吸い込んだオイルをろ過するフィルタ５を収容するフィルタ収容部４を備えている。

フィルタ収容部４は、概ね上下方向に延びる中空板状に形成されており、図２に示すように、側面視で鉛直面に対し傾斜している。この鉛直面に対するフィルタ収容部４の傾斜角度は、本実施形態では３０゜に設定しているが、３０゜よりも小さく設定してもよく、例えば、フィルタ収容部４を鉛直面に沿うように形成してもよい。フィルタ収容部４の幅方向一側（図３の左側）の上下方向中間部分は、エンジンのオイルパンの内部に配設された部品に接触しないように略コの字状に切り欠かれている。更に、オイルパン内部の部品との接触を避けるためにフィルタ収容部４を略Ｓ字状やジグザグ状に形成することも可能である。

前記ストレーナ１は、図４に示すように、フィルタ収容部４においてその厚み方向に２分割されていて、上流側に位置する上流側部材１０と下流側に位置する下流側部材１１とが接合されてなる。これら上流側部材１０及び下流側部材１１は樹脂材の射出成形品である。

上流側部材１０は、フィルタ５のオイル流れ上流側の面に対向する上流側壁部１２を備え、この上流側壁部１２の周囲には、図５にも示すように、下流側部材１１へ向けて延びる周壁部１２が一体に形成されている。前記上流側壁部１２の下端側には該上流側壁部１２の幅方向に長い開口部（図示せず）が形成されていて、該開口部周縁にはフィルタ収容部４の外部へ延びる吸い込み管部１６が一体に形成されている。該吸い込み管部１６は、図２に示すように、前記開口部周縁から略水平に比較的長く延びる横管部１６ａと、該横管部１６ａの先端から略鉛直下方へ延びる縦管部１６ｂとからなり、この縦管部１６ｂの先端に前記吸い込み口２が形成されている。この吸い込み管部１６の横管部１６ａ及び縦管部１６ｂの各々の角度や長さや形状は変更することが可能であり、このことで、フィルタ収容部４の位置を変えることなく、吸い込み口２の位置を自由に設定することが可能となっている。

吸い込み管部１６の断面形状は長さ方向全体に亘って矩形状をなしており、横管部１６ａの基端側の断面形状は、その基端側へ行くほど上方へ滑らかに拡大していて、吸い込み管部１６のオイルがフィルタ収容部４の上方へ向かってスムーズに流れるようになっている。

図５に示すように、上流側部材１０の周壁部１３先端側には、フィルタ収容部４の傾斜方向と略平行に延びるフランジ１７が形成されている。該フランジ１７の下流側部材１１側には、該下流側部材１１に接合する接合面が周壁部１３の全周に亘って形成されている。この接合面には、下流側部材１１に溶着する溶着用突条部２０が全周に亘って延びていて、この接合面における突条部２０の内側及び外側には内側溝２１及び外側溝２２が形成されている。また、フランジ１７の接合面と反対側の面には、周壁部１３の全周に亘って突条部２３が形成されている。

一方、前記下流側部材１１は、フィルタ５のオイル流れ下流側の面に対向する下流側壁部２８を備え、この下流側壁部２８の周囲には、上流側部材１０へ向けて延びる周壁部２９が一体に形成されている。これら下流側部材１１の下流側壁部２８及び周壁部２９と、前記上流側部材１０の上流側壁部１２及び周壁部１３とにより、フィルタ収容部４が構成されるようになっている。

下流側壁部２８の上端側には、図４に示すように、幅方向一側に開口部３０が形成されていて、該開口部３０周縁にはフィルタ収容部４の外部へ延びる流出管部３１が一体に形成されている。該流出管部３１は、図７にも示すように、前記開口部３０周縁から略水平に延びる横管部３１ａと、該横管部３１ａの先端から略鉛直上方へ延びる縦管部３１ｂとからなり、この縦管部３１ｂの先端に前記流出口３が形成されている。この流出管部３１の横管部３１ａ及び縦管部３１ｂの各々の角度や長さや形状は変更することが可能であり、このことで、フィルタ収容部４の位置を自由に設定することが可能となっている。

前記流出管部３１の横管部３１ａの断面形状は、略矩形状をなしかつ基端側へ行くほど下方へ滑らかに拡大していて、フィルタ収容部４のオイルが流出管部３１へスムーズに流れるようになっている。また、図２に示すように、流出管部３１の横管部３１ａは、前記吸い込み管部１６の横管部１６ａよりも短く設定されていて、フィルタ収容部４は、吸い込み口２と流出口３との中央よりも流出口３側寄りに位置付けられている。また、図６に示すように、流出管部３１の縦管部３１ｂの断面形状は略円形をなしている。

流出管部３１の流出口３周縁には取付フランジ３５が形成されている。この取付フランジ３５は、流出管部３１の外周面からフィルタ収容部４の幅方向両側へ向けて長く延出していて、平面視で略ひし形に形成されている。取付フランジ３５の両延出部分の中央部には上下方向に貫通孔３６、３６が形成されている。また、取付フランジ３５の流出口３外周には、Ｏリング（図示せず）が嵌め込まれる溝部３７（図６及び図７にのみ示す）が形成されている。そして、ストレーナ１をエンジンに組み付ける際には、図示しないが、取付フランジ３５の貫通孔３６、３６に下方からボルトを挿通させてエンジン側のねじ孔に螺合させることによりストレーナ１が締結固定されるようになっている。

また、下流側部材１１には、流出管部３１とフィルタ収容部４とを連結する板状の補強部４０が一体に形成されている。補強部４０は、図７に示すように、流出管部３１の横管部３１ａ及び周壁部２９に連なるとともに、流出管部３１の縦管部３１ｂにも連なって上方へ延び、側面視で略三角形状に形成されている。図１に示すように、この補強部４０は、フィルタ収容部４の幅方向に間隔をあけて３つ設けられ、互いに略平行に延びている。

また、３つの補強部４０、４０、４０はリブ４１により連結されている。図７に示すように、リブ４１は、流出管部３１の横管部３１ａと縦管部３１ｂとの境界から上方へ突出している。

図５に示すように、下流側部材１１の周壁部２９先端側には、前記上流側部材１０のフランジ１７に接合するフランジ４５が形成されている。該フランジ４５の上流側部材１０側には、該上流側部材１０に接合する接合面が周壁部２９の全周に亘って形成されている。接合面には、前記上流側部材１０の溶着用突条部２０に対応する溶着用突条部４７が接合面の全体に亘って延びている。この接合面における突条部４７の外側には、前記上流側部材１０の外側溝２２に対応する外側溝４８が形成されている。前記溶着用突条部４７の幅は、上流側部材１０の溶着用突条部２０の幅の約半分に設定されて該突条部２０の外周側に溶着されるようになっている。下流側部材１１のフランジ４５における溶着用突条部４７よりも内側には、フィルタ５が嵌合する段差部４９が形成されている。また、フランジ４５の接合面と反対側の面には、周壁部２９の全周に亘って突条部５０が形成されている。

前記フィルタ５は樹脂材の射出成形品であり、図４及び図５に示すように、板状に形成されている。このフィルタ５は、上流側壁部１２や下流側壁部２８に対応した外形を有しオイルをろ過する網目部５２と、該網目部５２の外周縁からオイル流れ方向両側に延びる周壁部５３とを備えている。網目部５２には、オイル流れ方向両側へ突出するリブ５４が一体に形成されている。また、周壁部５３の下流側部材１１側は、該下流側部材１１の段差部４９の内側に嵌合するように段差状に形成されている。さらに、この周壁部５３の上流側部材１０側には、その外周側に前記上流側部材１０の溶着用突条部２０における内周側に溶着される溶着部５５が形成され、周壁部５３の溶着部５５よりも内側には、前記上流側部材１０の内側溝２１に対応した内側溝５６（図５にのみ示す）が形成されている。

次に、このストレーナ１の組み立てについて説明する。まず、下流側部材１１にフィルタ５を嵌合保持させる。その後、図示しないが、上流側部材１０の溶着用突条部２０、下流側部材１１の溶着用突条部４７及びフィルタ５の溶着部５５に、樹脂の溶融温度以上に加熱した熱板を密着又は近接させることにより、溶着用突条部２０、４７、溶着部５５が全周に亘って同じように溶融する。その後、上流側部材１０及び下流側部材１１を重ね合わせて、上流側部材１０の溶着用突条部２０と、下流側部材１１の突条部４７及びフィルタ５の溶着部５５とを圧接して保持することにより、溶融樹脂が固化して溶着される。

この上流側部材１０及び下流側部材１１を重ね合わせた際、上流側部材１０の外側溝２２の開口と、下流側部材１１の外側溝４８の開口とが一致し、また、上流側部材１０の内側溝２１の開口と、フィルタ５の内側溝５６の開口とが一致する。これにより、溶着用突条部２０、４７の外側と内側とにそれぞれ隣接する空間Ｒ、Ｒが形成される。そして、溶着時の溶融樹脂は前記空間Ｒ、Ｒに流れ込んで固化し、バリとなる。このため、バリがフィルタ収容部４の内部や外部に露出することはなく、バリがオイルに混入するのを未然に防止することが可能となる。

また、フィルタ５の周壁部５３に溶着部５５を形成して、該溶着部５５を上流側部材１０の溶着用突条部２０の全周に溶着させたので、吸い込み管部１６からフィルタ収容部４に流れたオイルが網目部５２を通らずに下流側へ流れるようになるのが防止されて、吸い込まれたオイルの全量が確実にろ過される。

したがって、この実施形態に係るストレーナ１によれば、フィルタ収容部４が上下方向に延びているので、該フィルタ収容部４によりオイルを上方へ導くための通路が構成される。そして、エンジンが運転状態となってポンプが作動すると、吸い込み口２から吸い込まれたオイルは吸い込み管部１６からフィルタ収容部４内の下端側におけるフィルタ５上流側へ流れ込む。このフィルタ収容部４に流れ込んだオイルは、フィルタ収容部４を上方へ流れながら、フィルタ５の網目部５２を通過してろ過されてフィルタ５の下流側へ流れ、流出管部３１から流出口３を介してポンプに吸入される。つまり、フィルタ収容部４がオイルを上方へ導くための通路を兼ねていてその部分にフィルタ５の網目部５２を配置しているので、従来のようにフィルタ収容部４を水平方向に大きく突出させることなく、フィルタ収容部４の大きさを確保することができる。これにより、ろ過面積が広いフィルタ５を収容しながらストレーナ１がコンパクトになり、該ストレーナ１を配設するためのスペースを小さくすることができて、レイアウトを容易にすることができる。

また、エンジンやポンプの振動により、取付フランジ３５に加振力が作用して流出管部３１の基端部とフィルタ収容部４との間に力が作用する。この際、フィルタ５を収容していて比較的重いフィルタ収容部４が取付フランジ３５に近い側に位置付けられているので、前記流出管部３１の基端部とフィルタ収容部４との間に作用する力を比較的小さくすることができる。また、補強部４０により流出管部３１の取付フランジ３５近傍とフィルタ収容部４とを連結しているので、流出管部３１の基端部とフィルタ収容部４との間に作用する力を分散させることができる。これらのことにより、流出管部３１の基端部とフィルタ収容部４との間に応力が集中発生するのを防止できて、ストレーナ１の耐久性を向上させることができる。

また、ストレーナ１をフィルタ収容部４において上流側部材１０と下流側部材１１とに分割したので、両部材１０、１１の成形型の型抜き方向を別々に設定することが可能となる。これにより、ストレーナ１を一体成形品とする場合に比べて、複雑な形状を容易に成形することができる。さらに、上流側部材１０と下流側部材１１とを熱板溶着により接合するようにしたので、両部材１０、１１の溶着用突条部２０、４７を全周に亘って略均一に溶着することができて、強固に接合することができる。

尚、補強部４０は、図８に示す変形例のように、縦断面が逆Ｌ字状をなす一対のリブ４２、４２と、縦リブ４３とから構成してもよい。リブ４２、４２は、前記取付フランジ３５におけるフィルタ収容部４の幅方向両側に離れて設けられており、対称形状を有している。各リブ４２は、取付フランジ３５の下端部から横管部３１ａに沿うようにフィルタ収容部４側へ延びた後、下方へ折れ曲がって周壁部２９に連なる第１板状部４２ａと、この第１板状部４２ａにおけるフィルタ収容部４内方側の縁部から下方へ延びて流出管３１の外周面に連なる第２板状部４２ｂとから構成されている。各リブ４２と取付フランジ３５との接合部分や、各リブ４２と周壁部２９との接合部分は曲面から構成されており、これにより、各接合部分に作用する応力を分散させてストレーナ１の耐久性を向上させることができる。また、前記縦リブ４３は、リブ４２、４２の間において流出管部３１の外周面及びフィルタ収容部４の周壁部２９に連なって上方へ延びている。この縦リブ４３の流出管部３１との接続部分や周壁部２９との接続部分も曲面から構成されていて、応力の分散を図るようにしている。また、このように補強部４０をリブ４２、４２及び縦リブ４３とから構成する場合、図示しないが、これらリブ４２、４２、４３を連結リブにより連結してもよい。この連結リブはリブ４２、４２の下側に設けることができる。また、縦リブ４３を省略してもよい。

また、この実施形態では、フィルタ５を上側へ行くほど流出口３に近づくように傾斜配置しているが、これとは反対に上側へ行くほど流出口３から離れるように傾斜配置してもよく、この場合、フィルタ収容部５も同様に傾斜させる。

また、この実施形態では、フィルタ５を樹脂材の射出成形品としているが、これに限らず、金網により構成してもよい。

さらに、本発明は、例えば車両の自動変速機の内部に配設されるオイルストレーナにも適用することができる。

以上説明したように、本発明に係るストレーナは、例えば、車両用エンジンのオイルパン内部に配設されるオイルストレーナとして適している。

本発明の実施形態に係るストレーナを吸い込み管部側から見た斜視図である。 ストレーナの側面図である。 ストレーナを流出管部側から見た正面図である。 ストレーナの分解斜視図である。 図３のＡ−Ａ線における拡大断面図である。 ストレーナの平面図である。 図４のＢ−Ｂ線における拡大断面図である。 実施形態の変形例に係る図１相当図である。

符号の説明

１ ストレーナ
２ 吸い込み口
３ 流出口
４ フィルタ収容部
５ フィルタ
１０ 上流側部材
１１ 下流側部材
１２ 上流側壁部
２８ 下流側壁部
３５ 取付フランジ
４０ 補強部

Claims (4)

1. 下端部に吸い込み口が設けられるとともに、上端部に流出口が設けられた管状体と、該管状体の中途部において流路断面積が拡大するように設けられたフィルタ収容部とを備えたストレーナであって、
   前記フィルタ収容部は、上下方向に延びる中空板状に形成され、該フィルタ収容部内には、板状のフィルタが上下方向に延びるように収容され、
   前記フィルタ収容部の下側には、該フィルタ収容部の外部へ向けて延びる横管部を有する吸い込み管部が形成され、
   前記フィルタ収容部の上側には、該フィルタ収容部の外部へ向けて、上記吸い込み管部の横管部とは反対側へ延びる横管部を有する流出管部が形成され、
   前記吸い込み管部の端部に前記吸い込み口が設けられ、
   前記流出管部の端部に前記流出口が設けられ、
   前記流出管部の流出口周縁には、取付フランジが形成され、
   前記流出管部の横管部は、前記吸い込み管部の横管部よりも短く設定され、前記フィルタ収容部は、前記吸い込み口と前記流出口との中央よりも流出口側寄りに位置付けられ、
   前記フィルタ収容部は、前記吸い込み口から吸い込んだ流体を下端側に流入させてフィルタを通過させ、上端側から前記流出口へ導くように構成されていることを特徴とするストレーナ。
2. 請求項１に記載のストレーナにおいて、
   吸い込み管部には、横管部の先端から延びる縦管部が形成され、該縦管部の先端に吸い込み口が設けられ、
   流出管部には、横管部の先端から延びる縦管部が形成され、該縦管部の先端に流出口が設けられ、
   取付フランジ近傍とフィルタ収容部とを連結する補強部が設けられていることを特徴とするストレーナ。
3. 請求項１または２に記載のストレーナにおいて、
   フィルタ収容部は、フィルタの流体流れ上流側の面に対向する上流側壁部を備えた上流側部材と、フィルタの流体流れ下流側の面に対向する下流側壁部を備えた下流側部材とを接合してなることを特徴とするストレーナ。
4. 請求項３に記載のストレーナにおいて、
   上流側部材と下流側部材とは熱板溶着により接合されていることを特徴とするストレーナ。

Images