JP2000117016A

JP2000117016A - 濾過体およびその製造方法

Info

Publication number: JP2000117016A
Application number: JP10296423A
Authority: JP
Inventors: Toshihiro Takahara; 敏広高原
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1998-10-19
Filing date: 1998-10-19
Publication date: 2000-04-25

Abstract

(57)【要約】【課題】流体の流通抵抗が小さく、簡単な構造で異
なる大きさの不純物を除去することができる濾過体およ
びその製造方法を提供する。【解決手段】オイルフィルタ１０は、繊維密度の異な
る繊維粗部１３と繊維密部１４を有している。繊維粗部
１３はフェノール樹脂が含浸され、繊維密部１４は比較
的カチオン当量の大きな熱硬化性樹脂であるポリアミド
エポキシ（ＰＡＥ）樹脂が含浸されている。未濾過のオ
イルの大部分は流路抵抗の小さいオイルフィルタ１０の
繊維粗部１３で金属粉などの比較的大きな不純物が除去
されるので、オイルの流通抵抗を小さくすることができ
る。一部のオイルはオイルフィルタ１０の繊維密部１４
を流通し、カーボン粒子のようにマイナスの電荷を帯び
た微細な不純物が繊維密部１４に含浸され硬化されてい
るプラスの電荷を帯びたＰＡＥ樹脂の電気的吸着力によ
り吸着濾過することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、流体に含まれる不
純物を除去する濾過体に関し、特に内燃機関（以下、内
燃機関を「エンジン」という）のオイルを濾過する濾過
体に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、エンジンの不完全燃焼により
発生するカーボン粒子により、オイルの粘度の変化、オ
イルの寿命短縮などの問題を解決するために、オイルの
供給路中にオイルフィルタユニットを設置し、フィルタ
ユニット内に設けられた繊維製および紙製のフィルタエ
レメントによりオイルを濾過し、オイルに含まれるカー
ボン粒子をはじめとする不純物を除去していた。ところ
が、従来使用されているフィルタエレメントに用いられ
ているセルロース繊維などはカーボン粒子の除去効率が
低く、カーボン粒子の除去効率を高めるために濾過体の
繊維密度を大きくすると、濾過抵抗が増し、濾過体の寿
命も短くなるという問題があった。以上のような問題点
を解決するための従来技術として、特公平７−２２６
５５号公報に開示されるように比較的大きな不純物を濾
過するフルフロー用のフィルタとカーボン粒子など微細
な不純物を濾過するバイパスフロー用のフィルタを上下
に組合せて設置したエンジン用の組合せ式オイルフィル
タ装置、実公昭６３−２０９０号公報に開示されるよ
うにフィルタの密度が粗密勾配を有する構造の流体フィ
ルタ、特開平１０−５５１５号公報に開示されるよう
にバイパスフロー用のフィルタとしてカチオン性繊維か
らなる濾材により、マイナスの電荷を帯びているカーボ
ン粒子の除去性能を向上したエンジン用バイパスオイル
フィルター濾材が提案されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特公
平７−２２６５５号公報に開示されるエンジン用の組合
せ式オイルフィルタ装置においては、異なる大きさの不
純物を除去するために密度および形状の異なる２種類の
濾過体を必要とし、構造が複雑で取扱いが煩雑になると
いう問題があった。

【０００４】また、実公昭６３−２０９０号公報に開
示される流体フィルタは、全流体が粗層側から密層側へ
流れる構造となっているため、密層側での流体の流通抵
抗が大きく、オイルフィルタを通過する際の圧力損失が
増大するという問題があった。

【０００５】さらに、特開平１０−５５１５号公報に
開示されるエンジン用バイパスフィルター濾材は、カー
ボン粒子の除去性能を向上することはできるが、バイパ
スフロー専用の濾過体であるため、金属粉など比較的大
きな不純物を除去するためのフルフロー用の濾過体を別
に搭載する必要があり、構造が複雑であった。

【０００６】そこで本発明の目的は、流体の流通抵抗が
小さく、簡単な構造で異なる大きさの不純物を除去する
ことができ、製造コストを低減することのできる濾過体
およびその製造方法を提供することにある。本発明の別
の目的は、カーボン粒子の除去性能を向上した濾過体を
提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１記載の
濾過体によると、繊維粗部および繊維密部は流入する流
体に面しているので、一部の流体は繊維粗部に流入し、
残りの流体は繊維密部に流入する。そのため、流体に含
まれる比較的大きな不純物は繊維粗部で除去され、比較
的小さな不純物は繊維密部で除去される。したがって、
簡単な構造で流体に含まれる異なる大きさの不純物を除
去することができる。また、濾過体を流通する流体の大
部分は繊維粗部を通過するので、流体の流通抵抗を低減
することができる。さらに、１つの濾過体に繊維粗部と
繊維密部を形成することができるので、製造コストを低
減することができる。本発明の請求項２記載の濾過体に
よると、濾過体は繊維が絡み合い一体に成形されてい
る。したがって、濾過体の組付けが容易であり、製造工
数を低減することができる。

【０００８】本発明の請求項３記載の濾過体によると、
濾過体の形状は略円筒状であるので、例えば同一の占有
空間を必要とする円板状の濾過体を２つの半円板に区切
り一方の半円板を繊維粗部とし他方の半円板を繊維密部
とした濾過体と比較して、流入面の表面積を大きくする
ことができる。したがって、占有空間に対する流入面積
を大きくすることができ、流体の流通抵抗を低減するこ
とができる。

【０００９】本発明の請求項４記載の濾過体によると、
繊維粗部は熱硬化性の樹脂が含浸され、繊維密部はプラ
スの電荷を帯びたカチオン当量の大きな熱硬化性樹脂が
含浸されているので、繊維密部においては電気的な吸着
力によりマイナスの電荷を帯びた不純物を除去すること
ができる。したがって、マイナスの電荷を帯びているカ
ーボン粒子の除去性能を向上することができる。

【００１０】本発明の請求項５および６記載の濾過体の
製造方法によると、水に繊維を懸濁し分散させたスラリ
ーを吸引し、繊維密度の異なる濾過体を一体成形するの
で、濾過体の製造工数を低減することができる。したが
って、濾過体を容易に製造することができ、製造コスト
を低減することができる。また、製造した濾過体は繊維
粗部と繊維密部を一体に有しているので、簡単な構造で
流体の流通抵抗を低減し、流体に含まれる異なる大きさ
の不純物を除去することができる。本発明の請求項７記
載の濾過体の製造方法によると、濾過体に熱硬化性の樹
脂を含浸し硬化しているので、濾過体の強度を向上する
ことができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を示す
一実施例を図面に基づいて説明する。図２は、本発明の
濾過体をオイルフィルタとして適用したフィルタユニッ
ト１を示している。フィルタユニット１は、図示しない
エンジンのシリンダブロックに設けられている。フィル
タユニット１はシリンダブロック側のケーシング２０、
ケーシング２０に嵌合するケーシング３０、およびフィ
ルタエレメント１０とから構成されている。

【００１２】ケーシング２０は、略円筒状のアルミニウ
ム合金などの金属製であり、ケーシング本体２１とフィ
ルタエレメント１０を支持する支持部２２とを有してい
る。ケーシング本体２１と支持部２２とは、ニトリルブ
タジエンゴム（ＮＢＲ）などのシール部材３２によりシ
ールされている。ケーシング本体２１は、図示しないオ
イルポンプから圧送された未濾過のオイルが流通するオ
イル通路２３、フィルタエレメント１０の繊維粗部１３
で濾過されたオイルが流通するフルフロー通路２４、オ
イルフィルタの繊維密部１４で濾過されたオイルが流通
するバイパスフロー通路２５を有している。支持部２２
は、フィルタエレメント１０の流出面１２側からフィル
タエレメント１０を支持している。また、支持部２２と
フィルタエレメント１０の繊維粗部１３が接する部分に
は繊維粗部１３で濾過されたオイルがフルフロー通路２
４へ流通する開口部２２ａが設けられ、支持部２２とフ
ィルタエレメント１０の繊維密部１４が接する部分には
繊維密部１４で濾過されたオイルがバイパスフロー通路
２５へ流通する開口部２２ｂが設けられている。

【００１３】支持部２２の反シリンダブロック側の端部
には逃がし弁２７が設けられている。逃がし弁２７は、
スプリング２８によって反シリンダブロック方向に付勢
され、フィルタエレメント１０が目詰まりしフィルタユ
ニット１内におけるオイルの圧力が所定の圧力よりも大
きくなると開弁し、オイルをフルフロー通路２４に逃が
すように構成されている。ケーシング３０は、有底略円
筒状のポリアミド樹脂などの耐熱樹脂製であり、ケーシ
ング２０に嵌合固定されている。

【００１４】図１に示すように、フィルタエレメント１
０は略円筒状であり、基材となる繊維はパルプ繊維やア
クリル繊維などである。フィルタエレメント１０の反シ
リンダブロック側の端部１１ａに向かって、外径および
内径が軸方向に次第に縮小している。フィルタエレメン
ト１０の外周面はオイルが流入する流入面１１であり、
フィルタエレメント１０の内周面はオイルが流出する流
出面１２である。フィルタエレメント１０は、反シリン
ダブロック側の端部１１ａに行くにしたがって繊維密度
が小さくなっており、軸方向にフィルタエレメント１０
の中央から反シリンダブロック側の端部１１ａまでを繊
維粗部１３、シリンダブロック側の端部１１ｂまでを繊
維密部１４としている。

【００１５】フィルタエレメント１０の繊維粗部１３
は、フィルタエレメント１０の強度を向上させるため
に、フェノール樹脂などの熱硬化性樹脂が含浸され硬化
されている。一方、フィルタエレメント１０の繊維密部
１４は、フィルタエレメント１０の強度を向上させ、か
つマイナス電荷を帯びているカーボン粒子などの不純物
の除去性能を向上させるために、比較的カチオン当量の
大きな熱硬化性樹脂であるポリアミドエポキシ（ＰＡ
Ｅ）樹脂が含浸され硬化されている。

【００１６】次に、フィルタエレメント１０で濾過され
るオイルの流通について図２に基づいて説明する。図示
しないオイルポンプから圧送された不純物を含む未濾過
のオイルは、オイル通路２３からフィルタエレメント１
０とケーシング２０またはケーシング３０とで形成され
る空隙２９、３３を通りフィルタエレメント１０へ圧送
される。圧送されるオイルの大部分は流路抵抗の小さい
フィルタエレメント１０の繊維粗部１３を通過し、金属
粉などの比較的大きな不純物が除去された後、フルフロ
ー通路２４を通ってエンジンの潤滑部位へと供給され
る。

【００１７】フィルタエレメント１０の繊維密部１４は
流路抵抗が大きいが、圧送されるオイルの一部はフィル
タエレメント１０の繊維密部１４を通過し、比較的小さ
な不純物が除去される。特に、カーボン粒子のようにマ
イナスの電荷を帯びた不純物は、繊維密部１４に含浸さ
れ硬化されているプラスの電荷を帯びたＰＡＥ樹脂の電
気的な吸着力により吸着濾過され、清浄な状態でバイパ
スフロー通路２５を通って図示しないオイルパンへとリ
ターンされる。

【００１８】次に、フィルタエレメント１０の製造方法
について説明する。タンク５１にパルプ繊維を水とともに混入し、タン
ク５２に微細なアクリル繊維を水とともに混入し、均一
に分散し懸濁するように攪拌混合しスラリー状にする。
タンク５１およびタンク５２のスラリーをタンク５３に
給送し所定の重量比率で混合する。混合したスラリーを水槽５４に給送し、吸引治具６
を介して吸引ポンプ５５によりスラリー中でフィルタエ
レメント１０となる成形体を吸引成形する。

【００１９】吸引成形した成形体を水中より取り出
し、吸引ポンプ５５により脱水する。脱水させた成形体の強度を向上するために、成形体
の繊維粗部にバインダ樹脂であるフェノール樹脂を含浸
し、硬化させる。成形体の繊維密部に成形体の強度を向上し、カーボ
ン粒子の捕捉性能を向上させるためのカチオン性バイン
ダ樹脂として、ＰＡＥ樹脂を含浸し、硬化させる。

【００２０】およびにおける熱硬化製樹脂の含浸、
硬化は上記のように繊維粗部にフェノール樹脂を含浸、
硬化の後、繊維密部にＰＡＥ樹脂を含浸、硬化するので
はなく、繊維粗部にフェノール樹脂を含浸、繊維密部に
ＰＡＥ樹脂を含浸した後、両樹脂を同時に硬化させても
よい。また、成形体の全体にフェノール樹脂を含浸した
後、繊維密部にＰＡＥ樹脂を積層して含浸し、硬化させ
てもよい。

【００２１】次に、フィルタエレメント１０を製造する
ために利用した吸引治具について詳細に説明する。図４
に示すように吸引治具６は、吸引面６１に設けられた開
口部６２の開口面積が軸方向に変化しているため、吸引
ポンプ５５による吸引力が吸引治具６の軸方向に変化す
る。そのため、吸引治具６の周囲に堆積する成形体の繊
維密度が変化する。開口面積の大きな開口部の周囲に堆
積する繊維は、吸引抵抗が小さいため繊維密度が大きく
なる。一方、開口面積の小さな開口部の周囲に堆積する
繊維は、吸引抵抗が大きいため繊維密度が小さくなる。

【００２２】また、フィルタエレメント１０は吸引治具
６の形状によって、形状を変化させることができる。例
えば図４に示すような吸引治具６を利用すると、縦断面
の形状が図１に示すようなフィルタエレメント１０が得
られる。吸引治具６の開口部６２の開口面積を連続的、
または段階的に変化させることにより、フィルタエレメ
ント１０の繊維密度を任意に制御可能である。

【００２３】本実施例においては、吸引治具６の開口部
６２の開口面積を変化させることにより、成形されるフ
ィルタエレメント１０の繊維密度を軸方向に変化させた
が、吸引治具６の開口部６２の開口面積は変化させず、
吸引治具６の軸方向の吸引量を変化させることにより、
成形されるフィルタエレメント１０の繊維密度を軸方向
に変化させることができる。

【００２４】また、本実施例では円筒形状のフィルタエ
レメント１０に本発明の濾過体を適用したが、流体の流
入面に繊維粗部と繊維密部とを有する平板状、またはそ
の他の形状のフィルタに本発明の濾過体を適用してもよ
い。

【００２５】以上、実施例によると、フィルタエレメン
ト１０は繊維密度の小さな繊維粗部１３と繊維密度の大
きな繊維密部１４とが一体となって形成されている。ま
た、フィルタエレメント１０の繊維粗部１３にはフィル
タエレメント１０の強度を向上させる熱硬化性樹脂であ
るフェノール樹脂を含浸し硬化させ、繊維密部１４には
プラスの電荷を有するカチオン性の樹脂であるＰＡＥ樹
脂を含浸し硬化させている。したがって、１つのフィル
タエレメントで異なる大きさの不純物を濾過し除去する
ことができ、同時にカーボン粒子の捕捉性能を向上させ
ることができる。また、フィルタエレメント１０は一体
となった円筒形状であるので、フィルタエレメント１０
の交換などの取扱いが容易である。さらに、密度の異な
る部分を有するフィルタエレメントを水中で一体に吸引
成形するので、製造コストを低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による濾過体を示す断面図で
ある。

【図２】本実施例の濾過体を適用したフィルタエレメン
トユニットを示す断面図である。

【図３】本実施例の濾過体を製造する製造装置を示すブ
ロック図である。

【図４】本実施例の濾過体を製造する製造装置の吸引治
具を示す側面図である。

【符号の説明】

６吸引治具１０フィルタエレメント（濾過体）１１流入面１２流出面１３繊維粗部１４繊維密部６１吸入面６２開口部

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｂ０１Ｄ 29/10 ５３０Ａ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】繊維で形成される濾過体であって、繊維密度が小さな繊維粗部と、繊維密度が大きな繊維密部とを備え、前記繊維粗部、および前記繊維密部は流入する流体に面
していることを特徴とする濾過体。
【請求項２】前記濾過体は、繊維が絡み合った一体の
成形体であることを特徴とする請求項１記載の濾過体。
【請求項３】前記濾過体は、略円筒状であることを特
徴とする請求項１または２のいずれか記載の濾過体。
【請求項４】前記繊維粗部は熱硬化性の樹脂を含浸
し、前記繊維密部はカチオン当量の大きな熱硬化性樹脂
を含浸することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一
項記載の濾過体。
【請求項５】請求項１〜４記載の濾過体の製造方法で
あって、繊維を水に懸濁したスラリーを開口面積の異なる複数の
開口部が吸入面に設けられた吸引治具を介して吸引し成
形する吸引成形工程と、成形した前記濾過体を脱水する脱水工程と、を含むことを特徴とする濾過体の製造方法。
【請求項６】請求項１〜４記載の濾過体の製造方法で
あって、繊維を水に懸濁したスラリーを複数の開口部が吸入面に
設けられた吸引治具を介して吸引し成形する吸引成形工
程と、成形した前記濾過体を脱水する脱水工程とを含み、前記吸引成形工程における吸引量は、前記開口部によっ
て異なることを特徴とする濾過体の製造方法。
【請求項７】前記脱水工程の後に、脱水した前記濾過体に熱硬化性樹脂を含浸する含浸工程
と、前記濾過体に含浸した熱硬化性樹脂を硬化する硬化工程
と、を含むことを特徴とする請求項５または６のいずれか一
項記載の濾過体の製造方法。