JP6208556B2 - オイルストレーナおよび車両のオイル貯留装置 - Google Patents

オイルストレーナおよび車両のオイル貯留装置 Download PDF

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Description

本発明は、エンジンの下部に連結されたオイルパン内に配置されてオイルを吸入するオイルストレーナ、およびこれを備えた車両のオイル貯留装置に関するものである。
自動二輪車のような車両に搭載されるエンジンでは、エンジンの下部にオイルパンが配置され、エンジンに連動して駆動するオイルポンプによりエンジン各部へオイルが供給される。オイルパンとオイルポンプとの間には、オイルから固形成分を取り除くために、オイルストレーナが配置されている(例えば、特許文献1)。オイルストレーナは、オイル通路を構成するストレーナ本体の内部に、固形成分を取り除くオイルフィルタが収納されている。
特開2007−077925号公報
従来のオイルストレーナ200は、図6(B)に示すように、ストレーナ本体201に通路面積の大きなフィルタ収納部202を設け、このフィルタ収納部202にオイルフィルタ204を配置している。これにより、フィルタ面積を大きくしてオイルフィルタ204を通過する際の通路抵抗を小さくしている。
エンジンが停止するとオイルポンプも止まるため、ストレーナ本体の内部のオイルはオイルパンへ戻る。しかしながら、図6(B)のオイルストレーナ200では、エンジンを止めた際に、フィルタ収納部202内にオイルの一部206が残ることがあった。この状態で、オイル交換時にオイルパン内のオイルを排出しても、前記フィルタ収納部202に残ったオイルの一部206が排出されない。
本発明は、ストレーナ本体の内部にオイルが残るのを抑制できるオイルストレーナと、これを備えた車両のオイル貯留装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明のオイルストレーナは、エンジンの下部に連結されたオイルパン内に配置されてオイルを吸入するオイルストレーナであって、フィルタ要素を収納して水平線に対して傾斜する傾斜基準面に沿って延びるストレーナ本体と、前記ストレーナ本体の下部に形成された吸込口と、前記ストレーナ本体の上部に形成された導出口とを備えている。
この構成によれば、フィルタ要素を収納するストレーナ本体が傾斜しているから、エンジンを止めた際に、ストレーナ内のオイルが、吸込口からオイルパンへ流れ落ちるので、ストレーナ本体に残ることが防がれる。これにより、オイル交換時に劣化したオイルを排出しやすくなる。
本発明のオイルストレーナにおいて、前記フィルタ要素は前記傾斜基準面と平行に傾斜して配置されていることが好ましい。この構成によれば、フィルタ要素が、ストレーナ本体の延在方向に沿って配置されているので、水平に配置される場合に比べてフィルタ面積が大きくなって、通路抵抗が小さくなる。
本発明のオイルストレーナにおいて、前記ストレーナ本体は、前記傾斜基準面に直交する方向に分割可能な2つの椀状体が合わさって構成され、前記オイルフィルタは、前記2つの椀状体の合い面に配置されていることが好ましい。この構成によれば、傾斜配置されたフィルタ要素をストレーナ内に容易に配置できる。さらに、オイルフィルタが2つの椀状体の合い面に配置されているので、オイルフィルタの脱着が容易になって、メンテナンス性が向上する。
本発明の車両のオイル貯留装置は、本発明のオイルストレーナと、前記オイルパンとを備え、前記オイルパンの内底面に、前後方向の一方に向かって上方に傾斜する傾斜面が形成され、この傾斜面に沿って前記オイルストレーナが配置されている。この構成によれば、傾斜したストレーナ本体をオイルパンの形状に合わせて配置できる。また、車両が加減速した際でも、オイルパンの最深部に吸込口を配置することで、オイルパン内のオイルを安定して吸入できる。
本発明の車両のオイル貯留装置において、前記導出口を有する導出パイプ部が、前記エンジンのクランクケースに設けられた接続部に下方から差し込んで嵌合され、前記ストレーナ本体に支持面が形成され、前記傾斜面に、前記支持面を着座させる座面が形成されていることが好ましい。この構成によれば、座面および差込口によって、オイルストレーナを安定してオイルパンに支持できる。
本発明の車両のオイル貯留装置において、前記オイルパンへオイルを導く導入口が、前記ストレーナ本体の上面に上方から対向していることが好ましい。この場合、前記導入口は、例えば、オイル通路のリリーフ弁の排出口である。この構成によれば、高い位置に導入口が形成されても、オイルがストレーナ本体の上面に当たったのちストレーナ本体の斜面に沿って流れてオイルパン内に落下するので、導入口から直接オイル油面に落下する場合に比べて、オイルの泡立ちを抑制できる。
本発明のオイルストレーナによれば、フィルタ要素を収納するストレーナ本体が傾斜しているから、エンジンを止めた際に、ストレーナ内のオイルが、吸込口からオイルパンへ流れ落ちるので、ストレーナ本体に残ることが防がれる。これにより、オイル交換時に劣化したオイルを排出しやすくなる。また、本発明の車両のオイル貯留装置によれば、このように傾斜したストレーナ本体をオイルパンの形状に合わせて配置できる。また、車両が加減速した際でも、オイルパンの最深部に吸込口を配置することで、オイルパン内のオイルを安定して吸入できる。
本発明の第1実施形態に係るオイル貯留装置を備えたエンジンを搭載した自動二輪車を示す側面図である。 同オイル貯留装置のオイルパンを示す正面図である。 同エンジンのオイルパンの下部を含む縦断面図である。 同オイル貯留装置のオイルストレーナを示す平面図である。 同オイル貯留装置のオイルストレーナを示す底面図である。 (A)は同オイルストレーナを示す側面図で、(B)は従来のオイルストレーナを示す側面図である。
以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照しながら説明する。本明細書において、「左側」および「右側」は、車両に乗車した運転者から見た左右側をいう。
図1は本発明の第1実施形態に係るオイル貯留装置を備えたエンジンを搭載した車両の一種である自動二輪車の側面図である。この自動二輪車の車体フレームFRは、前半部を形成するメインフレーム1と、後半部を形成するシートレール2とを有している。シートレール2は、メインフレーム1の後部に取り付けられている。メインフレーム1の前端にヘッドパイプ4が設けられ、このヘッドパイプ4にステアリングシャフト(図示せず)を介してフロントフォーク8が回動自在に軸支されている。フロントフォーク8の下端部に前輪10が取り付けられ、フロントフォーク8の上端部に操向用のハンドル6が固定されている。
一方、車体フレームFRの中央下部であるメインフレーム1の後端部に、スイングアームブラケット9が設けられている。このスイングアームブラケット9に取り付けたピボット軸16の回りに、スイングアーム12が上下揺動自在に軸支されている。このスイングアーム12の後端部に、後輪14が回転自在に支持されている。車体フレームFRの中央下部でスイングアームブラケット9の前側に、駆動源であるエンジンEが取り付けられている。エンジンEがドライブチェーン11を介して被駆動部である後輪14を駆動する。エンジンEは、4気筒4サイクルの並列多気筒水冷エンジンである。ただし、エンジンEの気筒数、形式等はこれに限定されるものではない。
エンジンEは、左右方向(車幅方向)に延びる回転軸を有するクランク軸26と、クランク軸26を支持するクランクケース28と、その下方に連結されたオイルパン29と、クランクケース28の上面から上方に突出したシリンダブロック30と、その上方のシリンダヘッド32とを有している。
シリンダヘッド32の前面の4つの排気ポートに、4本の排気管36が接続されている。これら4本の排気管36が、エンジンEの下方の集合管37で集合され、後輪14の右側に配置された排気マフラー38に接続されている。
メインフレーム1の上部に燃料タンク15が配置され、シートレール2に操縦者用シート18および同乗車用シート20が支持されている。また、車体前部に、樹脂製のカウリング22が装着されている。
オイルパン29の内部に、オイルOLを吸入するオイルストレーナ40が配置されている。これらオイルパン29およびオイルストレーナ40により、自動二輪車のオイル貯留装置69が構成されている。
図2に示すように、オイルパン29は、左半部が深部D1であり、右半部がこれよりも浅い浅部D2となっており、浅部D2の下方に集合排気管37が位置している。つまり、深部D1の底面が、浅部D2の底面よりも下方に位置し、オイルパン29における深部D1に相当する部分の下端が、集合排気管37の下端とほぼ同じ高さ位置にある。図3に示すように、深部D1には、前側にオイルパン29の最下面を構成する深部底面42が形成され、この深部底面42から後方に向かって上方に傾斜する傾斜面44が形成されている。傾斜面44に、上方に***した複数の座面43が形成されている。
図3に示すように、オイルストレーナ40は、水平線Hに対して傾斜する傾斜基準面Aに沿って延びるストレーナ本体46と、ストレーナ本体46の下部に形成された吸込口48と、ストレーナ本体46の上部に形成された導出口50とを備えている。ストレーナ本体46には、フィルタ要素45が収納されている。フィルタ要素45は、例えば金網である。詳細には、ストレーナ本体46は、前端から傾斜基準面Aに沿って斜め上方に延在する方向に細長いほぼ直方体形状であり、側面視での中心面CPが傾斜基準面Aに合致して後ろ上がりに延びており、前方下部に吸込口48が、後方上部に導出口50が形成されている。
吸込口48および導出口50は、鉛直方向に軸心を有する筒状に形成されている。吸込口48および導出口50の軸心方向に垂直な断面積(通路面積)に比べて、ストレーナ本体46の傾斜方向に垂直な断面積(通路面積)が、十分に大きく形成されている。
傾斜基準面Aの傾斜角度αは35〜55°であり、本実施形態では、約45°である。本実施形態では、オイルパン29の傾斜面44の角度もストレーナ本体46の傾斜角度αと同じであり、オイルストレーナ40はこの傾斜面44に沿って配置されている。
オイルストレーナ40の吸込口48は、オイルパン29の深部D1に配置されている。オイルパン29の深部D1の前壁に、オイルパン29内のオイルOLを抜くためのドレン孔52が形成されている。つまり、吸込口48とドレン孔52とが近接配置されている。本実施形態では、吸込口48の前方にドレン孔52が、換言すれば、吸込口48を挟んでドレン孔52と導出口50とが反対側に配置されている。これにより、ストレーナ本体46から流れ落ちたオイルOLが効果的にドレン孔52に導かれるので、劣化オイルの排出を促進できる。
クランクケース28の内部で、オイルストレーナ40の導出口50の上方にオイルポンプ54が配置され、導出口50とオイルポンプ54とが接続されている。オイルポンプ54の回転軸54aは、例えば、クランクシャフト26(図1)に歯車連結されて、クランクシャフト26の回転に連動して回転する。オイルポンプ54の前方で、クランクケース28の下部の前面に、オイルフィルタユニット56が配置されている。オイルポンプ54とオイルフィルタユニット56とは、クランクケース28の内部に形成された前後方向に延びるオイル通路58により接続されている。
オイル通路58に、オイルOLの供給圧が高くなった場合に、オイル通路58内のオイルOLをオイルパン29に戻すリリーフ弁60が配置されている。リリーフ弁60の排出口62は、ストレーナ本体46の上面72の上方に位置している。
フィルタ要素45も、ストレーナ本体46の傾斜基準面Aに沿って傾斜して配置、つまり傾斜基準面Aと平行に配置されている。具体的には、ストレーナ本体46は、傾斜基準面Aに直交する方向に分割可能な2つの椀状体である上半体64と下半体66が合わさって構成され、フィルタ要素45は、これら2つの上半体64と下半体66との合い面68に配置され、両半体64,66の間で挟持されている。導出口50は上半体64に形成され、吸込口48は下半体66に形成されている。
上半体64および下半体66は樹脂製であり、両半体64,66は例えば接着剤、振動溶着等により結合される。ただし、両半体64,66の材質、結合方法はこれに限定されない。
図4はオイルストレーナ40を上方から見た平面図である。同図に示すように、ストレーナ本体46の上半体64に、導出口50を有する導出パイプ部74が型成形により一体に形成されている。この導出パイプ部74に、回り止め手段76の一部を構成する前方に突出した2つの停止突起78,78が形成されている。これら停止突起の間に、図3に示すクランクケース28の接続部82に形成された単一の被係止突起84が、導出パイプ部74の周方向に相対移動不能に係止されている。
図5はオイルストレーナ40を下方から見た底面図である。ストレーナ本体46の下半体66の下面に、下方に凹入した複数の支持面70が形成されている。図3に示すように、支持面70は、オイルパン29の傾斜面44の座面43に着座する。この実施形態では、支持面70および座面43が3つずつ設けられている。2つの支持面70は下半体66の後部に配置され、1つの支持面70は下半体66の前後方向中央部に配置されている。
オイルストレーナ40およびオイル貯留装置69の組立方法について説明する。まず、上半体64と下半体66との合い面68にフィルタ要素45を配置した状態で、上半体64と下半体66とを接着剤により結合してオイルストレーナ40を組み立てる。
つぎに、オイルストレーナ40の導出パイプ部74にOリング(図示せず)を装着したのち、導出パイプ部74をクランクケース28に設けられた接続部82に下方から差し込んで嵌合して、オイルストレーナ40の上部を支持する。このとき、導出パイプ部74の回り止め手段76に、接続部82の係止部84が係止される。これにより、導出パイプ部74が、その軸心回りに回り止めされる。
つづいて、ボルト100を用いて、オイルパン29をクランクケース28に連結する。その際、オイルパン29の傾斜面44の座面43に、ストレーナ本体46の支持面70を着座させて、オイルストレーナ40の下部を支持する。以上により、オイルストレーナ40およびオイル貯留装置69がクランクケース28に支持される。
エンジンEが始動すると、これに連動して、オイルポンプ54が駆動される。オイルパン29内のオイルOLが、オイルストレーナ40の吸込口48からストレーナ本体46の内部に導入され、フィルタ要素45で固形成分が取り除かれたのち、導出口50から導出される。
導出口50から導出されたオイルOLは、オイルポンプ54に導入され、オイルポンプ54で加圧されたのち、オイル通路58を通ってオイルフィルタユニット56に供給される。オイルOLは、オイルフィルタユニット56で浄化されたのち、図示しないオイルクーラを経てエンジンEの各部に供給されて、これらの潤滑および冷却を行う。
オイル通路58内の圧力が高くなると、リリーフ弁60が開いて、オイル通路58内のオイルOLをオイルパン29に戻す。このとき、リリーフ弁60の排出口62から排出されるオイルOLは、オイルストレーナ40の上面72に当たって、傾斜した上面72に沿って流下するので、オイルパン29内の油面が泡立たない。
自動二輪車の加速時または減速時に、二点鎖線L1,L2(図3)で示すように、オイルパン29内の油面が傾斜する。油面L1は加速時のものを、油面L2は減速時のものをそれぞれ示している。このときでも、オイルパン29の深部D1の下部が、深部底面42と傾斜面44とを有して、吸込口48がオイルに浸されるように設定されているから、エアを吸い込むことがない。つまり、オイルパン29の傾斜面44の傾斜角度である傾斜基準面Aの傾斜角度、およびこれに沿って延びるストレーナ本体46の傾斜角度αは、傾斜する油面L1,L2を基に決定される。
また、ストレーナ本体46が後方に向かって上方に傾斜しているので、加速時には慣性力によってオイルOLが吸込口48に向かう方向に力が働く。これにより、多くのオイル循環量が要求される加速時において、オイル供給が不足するのを防ぐことができる。
図6(A),(B)は、吸込位置と導出位置とが同じ場合の本実施形態のオイルストレーナ40と、従来のオイルストレーナ200とを比較して示す。図6(B)に示す従来のオイルストレーナ200は、ストレーナ本体201が水平に延在している。
図6(A)に示す本実施形態のオイルストレーナ40内のオイル通路長さP1は、吸込口48の軸心方向長さA1と、ストレーナ本体46の延在方向長さB1と、導出口50の軸心方向長さC1とを合計した長さ(A1+B1+C1)であり、図6(B)のオイルストレーナ200内のオイル通路長さP2は、吸込口208の軸心方向長さA2と、ストレーナ本体201の延在方向長さB2と、導出口210の軸心方向長さC2とを合計した長さ(A2+B2+C2)である。
図6(A)に示す本実施形態のオイルストレーナ40では、ストレーナ本体46を傾斜配置したことにより、オイル通路長さP1が、図6(B)に示す従来のオイルストレーナ200のオイル通路長さP2よりも短くなっている((A1+B1+C1)<(A2+B2+C2))。これにより、通路抵抗を低減できる。
また、図6(A)のストレーナ本体46の延在方向長さB1が、図6(B)のストレーナ本体201の延在方向長さB2よりも大きくなるので、図6(A)のフィルタ要素45のフィルタ面積を、図6(B)のフィルタ要素204のフィルタ面積よりも大きくできる。その結果、オイルOLがストレーナ本体46を通過する際の通路抵抗が小さくなる。
さらに、図6(A)のストレーナ本体46の下端部X1を、図6(B)のストレーナ本体201の下端部X2よりも下方に配置できるので、オイルパン29の深部D1(図2)の下部の水平方向面積を大きくすることなく、ストレーナ本体46の下部をオイルに浸すことができる。これによっても、通路長さを短くできるとともに、通路抵抗を小さくできる。
また、図6(B)の従来のオイルストレーナ200では、水平方向に延びるストレーナ本体201にエアが溜まり、溜まったエアが導出口210からポンプに導入されて、エア噛み現象が生じることが懸念されるが、図6(A)の本実施形態のオイルストレーナ40では、ストレーナ本体46が傾斜配置されているので、ストレーナ本体46にエアが溜まることが抑えられる。
上記構成において、フィルタ要素45を収納するストレーナ本体46が傾斜しているから、エンジンEが停止した際に、ストレーナ本体46内のオイルOL中の異物が、傾斜したストレーナ本体46に沿ってオイルパン29へ流れ落ちるので、ストレーナ本体46のオイルOL中に異物が残ることが防がれる。これにより、オイル交換時に劣化したオイルを排出しやすくなる。その結果、劣化オイルの残留量を減らして新しいオイルに交換することができるから、エンジン性能の低下を防いだり、エンジンの耐久性を向上させたりすることができる。
また、フィルタ要素45もストレーナ本体46の延在方向である傾斜基準面Aに沿って傾斜して配置されているので、水平に配置される場合に比べて、フィルタ面積を大きくできる。その結果、オイルOLがストレーナ本体46を通過する際の通路抵抗が小さくなる。これにより、オイルポンプ54の能力が過剰となるのを抑えながら、安定してオイルを供給できる。
さらに、フィルタ要素45は、上半体64と下半体66との合い面68に配置されているので、フィルタ要素45をストレーナ本体46内に容易に傾斜配置できるうえに、フィルタ要素45の脱着が容易となってメンテナンス性が向上する。
また、オイルパン29の傾斜面44に沿ってオイルストレーナ40が配置されているので、傾斜した細長い大きなストレーナ本体46をオイルパン29の形状に合わせて配置できる。
さらに、オイルストレーナ40の導出パイプ部74がクランクケース28の接続部82に下方から差し込んで嵌合され、かつ、オイルストレーナ40の支持面70がオイルパン29の傾斜面44に着座されているので、オイルストレーナ40を安定してオイルパン29に支持できる。
また、リリーフ弁60の排出口62が、ストレーナ本体46の上面72に上方から対向しているので、排出口62から排出されたOLがストレーナ本体46の上面72を流れることで、オイルパン29内のオイルOLの泡立ちを抑制できる。
本発明は、以上の実施形態に限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で、種々の追加、変更または削除が可能である。例えば、上記実施形態では、ストレーナ本体46は後方に向かって上方に傾斜するように配置されているが、傾斜方向はこれに限定されない。本発明のオイルストレーナ40は、過給機を備える高出力エンジンのような、オイルによる潤滑要求および冷却要求の高いエンジンに好適に用いられる。例えば、過給機の潤滑、クランク軸26から過給機への動力伝達系の潤滑、ピストン背面へのオイルジェット噴射等が必要なエンジンに好適に用いられる。ただし、過給機を備えないエンジンにも適用できる。
本発明のオイルストレーナ40およびオイル貯留装置69は自動二輪車に好適に用いられるが、自動二輪車以外の車両にも適用可能である。さらに、本発明のオイルストレーナは、船舶用のエンジン、または地上設置のエンジンにも適用できる。したがって、そのようなものも本発明の範囲内に含まれる。
28 クランクケース
29 オイルパン
40 オイルストレーナ
43 座面
44 傾斜面
45 フィルタ要素
46 ストレーナ本体
48 吸込口
50 導出口
60 リリーフ弁
62 排出口(導入口)
64 上半体(椀状体)
66 下半体(椀状体)
68 合い面
69 オイル貯留装置
70 支持面
A 傾斜基準面
E エンジン
OL オイル

Claims (7)

  1. エンジンの下部に連結されたオイルパンと、前記オイルパン内に配置されてオイルを吸入するオイルストレーナとを備えた車両のオイル貯留装置であって、
    前記オイルストレーナは、
    フィルタ要素を収納して水平線に対して傾斜する傾斜基準面に沿って延びるストレーナ本体と、
    前記ストレーナ本体の下部に形成された吸込口と、
    前記ストレーナ本体の上部に形成された導出口と、
    を備え、
    前記オイルパンの内底面に、車両の前後方向の一方に向かって上方に傾斜する傾斜面が形成され、
    この傾斜面に沿って前記オイルストレーナが配置されている車両のオイル貯留装置
  2. 請求項1に記載の車両のオイル貯留装置において、前記フィルタ要素は前記傾斜基準面と平行に傾斜して配置されている車両のオイル貯留装置
  3. 請求項2に記載の車両のオイル貯留装置において、前記ストレーナ本体は、前記傾斜基準面に直交する方向に分割可能な2つの椀状体が合わさって構成され、
    前記フィルタ要素は、前記2つの椀状体の合い面に配置されている車両のオイル貯留装置
  4. エンジンの下部に連結されたオイルパンと、前記オイルパン内に配置されてオイルを吸入するオイルストレーナとを備えた車両のオイル貯留装置であって、
    前記オイルストレーナは、
    フィルタ要素を収納して水平線に対して傾斜する傾斜基準面に沿って延びるストレーナ本体と、
    前記ストレーナ本体の下部に形成された吸込口と、
    前記ストレーナ本体の上部に形成された導出口と、
    を備え、
    前記オイルパンの内底面に、車両の前後方向の一方に向かって上方に傾斜する傾斜面が形成され、
    この傾斜面に沿って前記オイルストレーナが配置され、
    前記導出口を有する導出パイプ部が、前記エンジンのクランクケースに設けられた接続部に下方から差し込んで嵌合され、
    前記ストレーナ本体に支持面が形成され、
    前記傾斜面に、前記支持面を着座させる座面が形成されている車両のオイル貯留装置。
  5. 請求項1から4のいずれか一項に記載の車両のオイル貯留装置において、前記オイルパンへオイルを導く導入口が、前記ストレーナ本体の上面に上方から対向している車両のオイル貯留装置。
  6. 請求項5に記載の車両のオイル貯留装置において、前記導入口は、オイル通路のリリーフ弁の排出口である車両のオイル貯留装置。
  7. 請求項1から6のいずれか一項に記載のオイル貯留装置を備えた自動二輪車であって、
    エンジンの前面の排気ポートに接続される複数の排気管と、
    前記エンジンの下方に配置されて複数の前記排気管が集合される集合管と、を備え、
    前記オイルパンは、車幅方向一方側の深部と、車幅方向他方側の浅部とを有し、
    前記オイルストレーナが前記深部に配置され、前記浅部の下方に前記集合管が配置されている自動二輪車。
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