JP2001232112A - 不純物を濾過するための方法と装置、ベースプレート、コンジット、及びアセンブリ - Google Patents
不純物を濾過するための方法と装置、ベースプレート、コンジット、及びアセンブリInfo
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Abstract
不純物を濾過により除去する方法の提供。 【解決手段】ハウジング、これに収容されるフルフロー
(第1)フィルタ、バイパス(第2)フィルタ、圧力低
減区域を収容するコンジット、を含むフィルタ装置とす
る。ハウジングと第1フィルタを、濾過流体全体が第1
フィルタを通過するよう配置する。第2フィルタが第1
フィルタの下流に位置するよう、第1フィルタ、第2フ
ィルタとコンジットとをハウジング内に位置させ、圧力
低減区域が第2フィルタ全面に圧力差を発生させるよう
に配置させ、所定の濾過流体部分がバイパスフィルタを
通過する。第1フィルタと第2フィルタとを含む濾過装
置へ流体を導入し、第1フィルタにより流体を100%
濾過し、第2フィルタ全面に差圧を発生させ、第1フィ
ルタにより濾過された、所定の流体部分が第2フィルタ
を介して引かれ、所定の流体部分を2度濾過する方法と
する。
Description
濾過するための方法および装置に関し、より詳細には、
内燃機関に用いられる潤滑油から不純物を濾過するため
の方法と装置に関する。
置内では、微粒子状不純物が流体中に入り込んでしまう
可能性がある。このような不純物が除去されない場合、
エンジンなどの装置は損傷を受けることがある。
々な種類の濾過システムが提案されてきた。最も通常の
濾過システムには、濾過循環システムが主循環システム
とは別に備えられ、比較的高い密度の濾過エレメントを
有するフィルタが、濾過循環システム内に配置される。
循環流体はフィルタを通って圧送され、流体内に含まれ
る不純物を除去する。
ための弁を介して、流体を主循環システムからバイパス
させて、高密度のフィルタに通す。続いて、濾過済み流
体は、再利用のために戻される。
される。このようなシステムでは、フィルタが、流体の
流れに対して非常に高い抵抗を持つことがあるので、シ
ステム内では高圧が生成され、したがって、配管系とフ
ィルタは高い機械的強度を持たねばならない。そのた
め、主循環システムのフィルタは、一般には低密度であ
る。この低密度は、微細不純物を効果的に除去すること
を不能に終らせる。更に悪いことに、これら未除去微粒
子は、システムに多大な影響を及ぼす。
フィルタの見かけの抵抗を減らすべく、かつバイパス回
路内に細目のフィルタを備えるべく、大きい面積のフィ
ルタを設けてきた。しかし流体を強制的にバイパス回路
に通す必要がある。その理由は、バイパス回路が大きな
抵抗を持つからである。したがって、バイパス回路を通
過して流体を移動させるためには、別のポンプを設けな
ければならない。
のひとつは内燃機関である。内燃機関は、一般的に、2
種類の濾過を用いて潤滑油を浄化する。これら2種類の
濾過は、普通には、フルフロー濾過、そしてバイパス濾
過と呼ばれている。従来から、フルフロー濾過エレメン
トは、エンジンコンポーネントへのオイル供給に先立
ち、そのようなシステム内で、調整されたポンプ排出量
の75%超を受けて濾過(比較的粗目で)している。バ
イパスフィルタが備えられる場合、バイパスフィルタ
は、普通はポンプ排出量の5〜10%だけを受けるにす
ぎない。このバイパスフィルタは、一般に、オイルの
「超洗浄(super clean)」に有効である。大部分の最
新エンジン(ガソリンおよびディーゼル機関)がフルフ
ローフィルタを使用している。高出力エンジン(heavy d
uty engine)(特には、ディーゼルエンジン)は、フル
フローフィルタに加えてバイパスフィルタを装備してい
ることが多い。歴史的に見れば、エンジンは、3つの方
法のうちのひとつにより、フルフローとバイパス濾過の
組み合わせを達成している。
濾過の組み合わせを得る第1の方法は、フルフローフィ
ルタとバイパスフィルタとを個別の容器に入れ、流れを
強制的にバイパスフィルタに通す能動手段を、別体の各
フロー回路に設けることである。フルフローとバイパス
濾過の組み合わせを達成する第2の方法は、別体の各フ
ロー回路を備えるとともに流れを強制的にバイパスフィ
ルタに通す能動手段を備える同一容器内に、バイパスフ
ィルタとフルフローフィルタを入れることである。第1
と第2の両方法の、2個以上のフロー回路を持つ要件
は、このようなシステムの内外配管作業を増やし、その
結果、そのようなシステムのコストを上昇させる。
フィルタとバイパスフィルタを入れることを含むが、こ
の容器は単一のフロー回路を備え、流れを強制的にバイ
パスフィルタに通す何らの能動手段をも備えていない。
このようなシステムは、第1と第2のシステムに付随す
る配管作業と費用とを低減する。
技術分野では周知である。これらのシステムに付随する
ひとつの問題は、それらが、フローフィルタとバイパス
フィルタ間に、単一の並列流を生み出し得るという点で
ある。このような並列システムにおいて、流れはバイパ
スフィルタとフルフローフィルタのどちらをも通過する
が、システムを出る前に、あるいはバイパスフィルタを
通過する前に、全ての流体がフルフローフィルタを通過
するというわけではない。この問題を解決するために、
流体が出口を通って装置から直に出る前であっても、あ
るいはバイパスフィルタを通って別の出口から出る前で
あっても、フィルタ装置に入る全ての流体を濾過するフ
ルフローフィルタを組み込んだいくつかのシステムが設
計されている。この種のシステムの実施例が、米国特許
第 5,078,877 号および第 5,342,511 号に記載されてい
る。
る不純物の除去に際して使用されるフィルタ装置を提供
し、このフィルタ装置は、ハウジング、フルフローフィ
ルタ、バイパスフィルタ、およびコンジットを含む。フ
ルフローフィルタ、バイパスフィルタ、およびコンジッ
トはハウジング内にあり、バイパスフィルタは、フルフ
ローフィルタの下流に位置決めされ、そして、ハウジン
グおよびフルフローフィルタは、フィルタ装置によって
濾過されるべき流体全体がフルフローフィルタを通過す
るように配置される。コンジットは、フィルタ装置によ
って濾過されるべき所定の(predetermined)流体部分
がバイパスフィルタを通過するように、バイパスフィル
タ全面に(across the bypass filter)圧力差を発生さ
せるように配置された圧力低減区域を含む。
ス、長半径ノズル(long radius nozzle)、ドールノズ
ル(Dall nozzle)、あるいは、好ましくはベンチュリ
を含む実施の形態を更に提供する。コンジットがベンチ
ュリである実施の形態において、ベンチュリが、望まし
くは、約24.1mm(約0.95in)の内径を持つス
ロートを有する。より特定の実施の形態において、本発
明は、少なくともひとつの通路がコンジットの圧力低減
区域の壁を貫通するものを提供する。より詳細には、本
発明は、約4.3から約4.6mm(約0.17から約
0.18in)の間の直径をそれぞれ有する2つの通路を
含むコンジットを提供する。
は、コンジットの上流端と下流端の内径が約17.8か
ら30.5mm(約0.7から約1.2in)の間、更な
る特定の実施の形態においては、、コンジットの上流端
と下流端の内径が約28.6mm(約1.125in)で
あるコンジットを提供する。
体中に含まれる不純物を除去するのに使用されるフィル
タ装置を提供し、このフィルタ装置は;ハウジング;フ
ルフローフィルタ;フルフローフィルタ支持体;フルフロ
ー環状路;バイパスフィルタ;バイパスフィルタ支持体;
バイパス環状路;および、ベンチュリ形態の圧力低減区
域を含むコンジットであり、このベンチュリのところで
コンジットの壁を貫通する少なくともひとつの通路を含
む前記コンジット;を同心関係(in concentricrelatio
nship)で含む。このような実施の形態において、フィ
ルタ装置により濾過されるべき流体がハウジングへ流入
し、フルフローフィルタを通って、フルフロー環状路に
入るように配置され、このため所定の流体部分がバイパ
スフィルタを通過して引かれ、残りの流体がコンジット
の上流端へ流入する。バイパスフィルタを通過して引か
れた流体は、バイパス環状路へ流入してから、ベンチュ
リ内の少なくともひとつの通路を通って、バイパスコン
ジットに流入し、フルフロー環状路からコンジットへ直
に入った流体は、コンジットのベンチュリを通過して流
れ、バイパスフィルタ全面に圧力差を生じさせ、その結
果、所定の量の流体がバイパスフィルタを通過する。
に係合する上端キャップを更に含むような装置を提供す
る。より特定の実施の形態では、上端キャップは、O−
リング溝を有する上端キャップシール部材と、O−リン
グ溝にシール状態で(sealingly)係合されるO−リン
グシールとを含む。
フローフィルタの上端に係合する上端プレートを更に含
む。本装置の特定のバリエーションでは、頂部端プレー
トが、D−リングシールとシール状態に係合可能なD-
リングシール部材を含む。代替として、装置はグロメッ
トシールおよびベースプレートを更に含むことができ、
そして上端キャップは、グロメットシールと脚延長部と
に係合する内側リップを含む。脚延長部はベースプレー
トを支持し、それにより、脚延長部とベースプレート間
に流路を形成する。本発明により提供される別の代替の
実施の形態は第2のシールを含み、このシールはグロメ
ットシールとベースプレートとに係合する。
sage)と、この螺合通路の壁を貫通するひとつ以上の入
口ポートとを含む、フィルタ装置での使用に適したベー
スプレートを備える。本発明は、更に、ひとつ以上のス
ロット領域(slotted region)を含む類似のベースプレ
ートを提供し、入口ポートはスロット領域内に位置決め
され、スロット領域はねじ領域(threaded region)内
に位置決めされる。
よって流体に含まれる不純物の除去に用いられるフィル
タ装置が提供され、このフィルタ装置は、ハウジング
と、前記フィルタ装置によって濾過されるべき流体全体
がフルフローフィルタを通過するように、前記ハウジン
グ内に収容されて配置される前記フルフローフィルタと
を含む。フィルタ装置は、螺合通路とひとつ以上の入口
ポートとを含むベースプレートを更に含み、入口ポート
は螺合通路の壁を貫通する。この実施の形態において、
ベースプレートは、入口流れが入口ポートを通過してフ
ルフローフィルタを通るように、ハウジングとフルフロ
ーフィルタに関して位置決めされる。
が備えられ、コンジットは、下端キャップを備える第1
上流コンジット区域、圧力低減区域を備える第2コンジ
ット区域、そして上端キャップを備える第3下流コンジ
ット区域を含む。かような実施の形態では、第1上流コ
ンジット区域に流入する流体が、第2コンジット区域と
第3下流コンジット区域を通過するように、第1上流コ
ンジット区域が第2コンジット区域にシール状態で係合
され、第2コンジット区域が第3下流コンジット区域に
シール状態で係合される。
t)のより特有な実施の形態は、ホーン区域を含み、こ
のホーン区域は、第3下流コンジット区域の下流にあ
る。また、第1上流コンジット区域の上流端に接続され
てフロー通路を形成するひとつ以上の支持脚をコンジッ
トが含む実施の形態も提供される。より特定の実施の形
態では、下端キャップが第1U形チャネルを含み、上端
キャップが第2U形チャネルを含む。バイパスフィルタ
が提供される実施の形態では、バイパスフィルタはU形
チャネル間で、シール状態で係合されることができる。
より除去する濾過方法も提供する。この濾過方法は:フ
ルフローフィルタとバイパスフィルタとを備える濾過装
置へ流体を導入すること;フルフローフィルタで、流体
の100%を濾過すること;そして、バイパスフィルタ
全面に圧力差を発生させること;それによって、フルフ
ローフィルタによって濾過された、所定の流体部分がバ
イパスフィルタを通過して引かれ、よって、所定の流体
部分を2度にわたって濾過する;ことにより実施され
る。より特定の実施の形態では、上で検討したように、
圧力差は、所定の流体部分がフルフローフィルタを通過
し、引き続き、圧力低減区域分を含むコンジットを通過
する結果として得られる。
ためのアセンブリが提供され、このアセンブリは、中央
通路を有する上端プレート;内側リップと本体部とを含
む第1シール;外側リップと内側溝とを備えるシーミン
グ蓋;および第2シール;を含む。内側リップは、中央
通路にシール状態で係合し、ベースプレートは、第1シ
ールの本体部上に着座され、そして、シーミング蓋はベ
ースプレートにシール状態で係合し、第2シールは内側
溝内にシール状態で係合され、よってアセンブリが完成
する。
示す装置を参照し、特定の用語を用いて同装置を説明す
る。しかしながら、それによって本発明の範囲の限定が
意図されるのではなく、図に示す装置は、特許請求の範
囲に記載の本発明の特長のうちのいくつかだけを表すこ
とが理解されるであろう。
形態の断面図である。濾過システムは、潤滑油の濾過の
ために、内燃機関のブロックへ着脱可能に固定すること
ができる。濾過装置は、開放端と閉鎖端を有する円筒形
容器の形態のハウジング1、下端プレート5、フルフロ
ーフィルタ8、バイパスフィルタ15、コンジット1
6、および上端プレート30を備える。フルフローフィ
ルタ8、バイパスフィルタ15、およびコンジット16
は全て、好ましくは同心関係でハウジング1内に装着さ
れ、フルフローフィルタ8はハウジング1内に、バイパ
スフィルタ15はフルフローフィルタ8内に、そしてコ
ンジット16はバイパスフィルタ15内に配置される。
部中央に配置される。コンジット16は、流体が貫流可
能となる開放上流端17と開放下流端18とを持つチュ
ーブを備える。コンジット16は、ステンレス鋼、通常
の鋼、または適切な強度のプラスチック等、適切な任意
の形態で構成することができる。好ましくは、コンジッ
ト16はナイロンプラスチックで構成される。コンジッ
ト16は、圧力低減区域51を含む。圧力低減区域51
は、ドールノズル、薄板オリフィス、長半径ノズル、ま
たはベンチュリ(時に「ベンチュリチューブ」とも称す
る)等、適切な任意の形態であってよい。好ましくは、
コンジット16は添付図面に示すようなベンチュリを含
む。ベンチュリは、標準的には、単純に収束して発散す
る断面を取り入れて、基本的なベルヌーイ原理を用い
て、流体速度を圧力に関連づける装置である。したがっ
て、これらの原理を取り入れるために、本明細書中で検
討するように、コンジット16は、コンジットの長手方
向中心近傍にコンジットの減径部分を備える圧力低減区
域51を含む。圧力低減区域51は、本発明の組合せ
(context)では、所望量のバイパス濾過を達成するの
に適するいずれの幅(直径)で構成されていてもよい。
圧力低減区域の適切な任意の内径(すなわち、その最も
狭い地点周辺の内部で測定される内径)も使用できる。
圧力低減区域51の内径は、約12.7と31.8mm
(約0.5と約1.25in)の間であるのが好ましい。
より好ましくは、圧力低減区域の最も狭い地点(スロー
ト55とも称する)の内径は、約20.3と約25.4
mm(約0.8と約1.0in)の間である。最も好まし
くは、スロートの内径は約24.1mm(約0.95i
n)である。
コンジットの上流端17と下流端18の直径変化も、コ
ンジット16の圧力低減能力およびそれを通る流れに影
響を与える。コンジットの上流端17と下流端18の内
径は、本発明の組合せでは、適切な任意の直径であって
よい。好ましくは、コンジットの上流端17と下流端1
8の内径は、約17.8から約30.5mm(約0.7
から約1.2in)の間である。より好ましくは、コンジ
ットの上流および下流端の内径は、約25.4から2
9.2mm(約1.0から約1.15in)の間である。
コンジットの上流および下流端の内径は、約28.6m
m(約1.125in)が最適である。
ュリを通過する液体の流速において役割を演じる。これ
らの要因が、差圧を発生させるベンチュリの能力に影響
を及ぼす。このような力の効果を打ち消すために、コン
ジットは、圧力低減区域51へ入るに従って、かつそこ
から出て行くに従って形状が移行する。好ましくは、コ
ンジット16の直径は、スロートから下流端18までの
移行領域において、徐々に拡大する。スロートから下流
端18までのコンジットの拡大率は、乱流を低減させる
のに十分な適切な任意の率であってよい。好ましくは、
スロートの下流側で拡大角度は、約5°から約8°の間
の角度である。より好ましくは、拡大角度は約8°であ
る。
流端17から圧力低減区域51まで徐々に狭くしてゆく
ことによっても部分的に打ち消される。この狭隘化は、
適切な任意の率であってよい。好ましくは、コンジット
は、上流端17と圧力低減区域51との間で、約20°
から約22°の角度で狭隘化される。より好ましくは、
約22°の角度を付けて狭隘化する。
イパスポート57を含み、好ましくは、コンジット内へ
の流体流入を可能とするスロート55のところ、または
その近傍に位置決めされる。バイパスポート57は、コ
ンジットに抜けるオリフィスを備える。好ましくは、圧
力低減区域51は、コンジット16の対向両側に位置決
めされてバイパスフィルタ15全面を通る流れをも促進
する2個のバイパスポート57を有する。本発明によれ
ば、そして本明細書中で更に説明するように、バイパス
ポート57は、所定分の流体がコンジット16へ流入可
能となる適切な任意のサイズであってよく、それによっ
て、所定量の流体が、バイパスフィルタ15を通って流
れ(すなわち、濾過され)、所定の総濾過効率を達成す
る。好ましくは、直径が約4.3mmから約4.6mm
(約0.17から約0.18in)、より好ましくは約
4.5mm(約0.176in)の2つのバイパスポート
がコンジット内に含まれる。
ットは第1のU形チャネル21を含み、その中へバイパ
スフィルタ15の下端がシール状態で係止される。コン
ジットの上流端17は更に、コンジット16とバイパス
フィルタ15とを支持する支持脚26を含む。支持脚2
6も、フルフローフィルタ8によって濾過された流体が
通過できる流路27を形成する。代替として、図3に示
すように、コンジットは円形下側区域80を含んでもよ
い。支持脚26ではなく、円形下側区域が、その壁を貫
通する内側路82を含み、それを介して、フルフローフ
ィルタ8によって濾過された流体がコンジット16へ流
入する。
は、直線コンジット区域を通過して、本明細書中で説明
する上端プレート30によってシール状態で係止される
ホーン区域19へと移行する。図1に示す、特許請求の
範囲に記載の本発明の第1の実施の形態では、ホーン区
域19の半径は、好ましくは、コンジット外への流れを
容易にするために、そして本明細書中に説明する摩擦力
と乱流力とを低減させるために、コンジットのその他の
区域よりも大きく、且つ短い直線区域20で終端を成す
ことにより、上端プレート30をそれにシール状態で係
合させることを支援する。
ト16の直径増大を開始する直前に、コンジット16
は、好ましくは、コンジットの下流端18の外部周辺に
環状配置で、バイパスフィルタ15の上端が本明細書中
に記載の方法で第2のU形チャネル22の中へシール状
態で係止されることができる第2のU形チャネル22を
含む。第1のU形チャネル21と第2のU形チャネル2
2は両方とも、例えばハンダ付けまたは溶接によってコ
ンジット16へ形成されならびにコンジット16へ取り
付けられてもよいし、あるいは、例えばコンジット16
がプラスチック等の成形材料から形成される場合、コン
ジット16と一体成形されてもよい。
とも3つの区域から形成される。本発明のこのような実
施の形態では、図4に示すように、3区域のコンジット
コンポーネントで構成される第1区域Aは、コンジット
の上流区域17と、圧力低減区域51と、(ホーン区域
19を除く)下流区域18とを含む。第2区域Bは、コ
ンジット下端キャップと称してもよく、フルフローフィ
ルタ8によってのみ濾過された流体が通過する流路27
を含む第1のU形チャネル21と、支持脚26とを含
む。代替として、図3に示すように、コンジットの下端
キャップは、円形下側区域80の形態をとってもよい。
支持脚26ではなく、円形下側区域は、壁を貫通する内
側流路82を含み、それを介して、フルフローフィルタ
8によって濾過された流体がコンジット16へ流入す
る。円形下側区域80は、下側U形チャネル84も含
み、それはコンジット16の主要な実施の形態における
第1のU形チャネルと同様に作用する。ホーン区域19
と第2のU形チャネル22は、好ましくは、第3区域C
として形成され、それはコンジット上端キャップと称し
てもよく、第1区域Aとシール状態で係止されることが
できる。好ましくは、プラスチゾル(Plastisol)等の
シール材が、3つの区域が各々係合する部位に塗布され
る。
ってもよい。好ましくは、ベンチュリがコンジット16
へ組み込まれるところでは、ベンチュリは、圧力低減区
域51を通る流体流を実質的に直線の流体流にする形態
のものである。ベンチュリのひとつの好ましい形態は、
当該技術で知られる、ベンチュリゲージで用いられるタ
イプと同様なベンチュリである。このようなコンジット
を組み込んだフィルタは、流れが複数の方向へ導かれる
のではなく、直線方向に導かれるので、コンジットを通
るより良好な質の流れを実証する。したがって、より多
くの流体を急速に濾過するとともに、より多量の流体が
バイパスフィルタを通過して引かれる、フィルタ装置の
能力が向上する。
コンジット16へ取り付けられるか、またはそれと一体
構造で成形されてもよいシール部材を含む。本発明のこ
のような実施の形態の一実施例が図4に示され、シール
部材23がコンジットの上流端18周辺に環状関係で位
置決めされる。シール部材23は、コンジットの第1の
U形チャネル21とバイパス支持チューブ52の上端と
に係合する外部を有する。同様に、第2のシール部材2
4は、同じく取り付けられても成形されてもよく、コン
ジットの下流端17に位置決めされるとともに、第1の
U形チャネル21に係合し、且つバイパス支持チューブ
52の上端に係合できる外部を有する。第1のU形チャ
ネル21は、第2のシール部材24と第1のU形チャネ
ル外側リテーナ28との間に形成され、それはフィルタ
の内部へ突出するリップを備え、本明細書中に記載のバ
イパスフィルタ15にシール状態で係合するために用い
られる。第2のU形チャネル22も同様に、シール部材
23とリテーナ29との間に形成され、また、バイパス
フィルタにシール状態で係合する。
コンジット16を取り囲んでいて、流体が容易に貫流可
能となるようその長さに沿って穿孔されたチューブを備
える。バイパス支持チューブ52は、コンジット16と
バイパスフィルタ15との間に離間関係を維持するのに
適する任意の材料で形成されてもよい。好ましくは、バ
イパス支持チューブ52は、ステンレス鋼等の鋼で構成
される。
バイパス支持チューブ52との間の接触は、コンジット
16とバイパス支持チューブ52との間の離間関係を維
持し、バイパス環状部53を形成する。バイパス支持チ
ューブ52とコンジット16との間のこの離間関係は、
圧力低減区域51を形成するコンジット16の直径を狭
くすることによって拡大される。
パス支持チューブ52を取り囲む。バイパスフィルタ1
5は、セルロース、合成繊維、またはミクロガラス(mi
cro-glass)等の媒体を含む適切な任意のバイパス媒体
から形成されてもよい。好ましくは、バイパスフィルタ
15はセルロース媒体から構成される。バイパスフィル
タ15は、フルフローフィルタ8よりも高密度のもので
あり、流体に、支持脚26を通過する等、開放通路の代
替物が提供される場合に、流体の通過に対し自然に抵抗
する。バイパス支持チューブ52は、バイパスフィルタ
15を支持し、差圧がフィルタを圧潰するのを防止す
る。
U形チャネル21内に設定され、バイパスフィルタ15
は、U形チャネルの外側リテーナ28とバイパス支持チ
ューブ52の下端との間で第1のU形チャネル21内に
シール状態で係止される。同様に、バイパス支持チュー
ブ52の上端は第2のU形チャネル22内に載置され、
バイパスフィルタ15は、第2のU形チャネルの外側リ
テーナ29とバイパス支持チューブ52の上端との間の
第2のU形チャネル22内にシール状態で係止される。
好ましくは、バイパスフィルタ15は、接着剤等のシー
ル材、またはプラスチゾル等の硬化性複合シール材を塗
布して、バイパスフィルタとU形チャネルとの間にシー
ルを形成することによって、第1と第2のU形チャネル
21、22内のこの位置に固定される。
み込まれた、図4および図5に示すように、第1区域A
はシール関係(in a sealing relationship)で第2区
域Bに着座される。次いで、バイパス支持チューブ52
とバイパスフィルタ15の両下端が、第1のU形チャネ
ル21内に着座される。好ましくは、第2のシール部材
24は、下端キャップ部材25とシール状態で係合し、
それは、第1のU形チャネル21へ取り付けられるか、
またはこれと共に一体成形され、第1のU形チャネル2
1からフィルタの内部へ突出する。その後、第3コンジ
ット区域Cが、好ましくは、第2のU形チャネル22に
取り付けられるか,それとともに形成された上端キャッ
プシール部材36に結合するシール部材23によって、
第1コンジット区域Aにシール状態で係止される一方
で、同時にバイパス支持チューブ52とバイパスフィル
タ15との上端を係合する。この種の実施の形態(すな
わち、区域A、BならびにC)におけるコンポーネント
は、当該技術で知られる適切な任意の方法、例えばプラ
スチゾルシール材の適用によって、シール状態で係止さ
れる。
タを取り囲んでいる。好ましくは、フルフロー環状部1
4は、フルフロー支持チューブ13とバイパスフィルタ
15との間で離間関係により形成される。フルフロー支
持チューブ13は、バイパスフィルタ15を完全に円く
囲む穿孔チューブを成す。フルフロー支持チューブ13
は、適切な任意な剛性材料で構成されてもよい。好まし
くは、フルフロー支持チューブ13は鋼で構成される。
より好ましくは、フルフロー支持チューブ13はスズ皮
膜を施した鋼で構成される。
チューブ13を円く囲んでいる。フルフローフィルタ8
は、一材料で構成され、本発明のフィルタへ入る流体全
体の濾過がフルフローフィルタによって可能となるよう
設計される。フルフローフィルタ8は、この目的のため
に、適切な任意のフィルタ媒体から形成されてもよい。
フルフローフィルタ8に適切なフィルタ媒体の例に、セ
ルロース、合成繊維、またはミクロガラスがある。好ま
しくは、フルフローフィルタ8は、ミクロガラス、合成
繊維、または他の合成媒体から形成される。バイパスフ
ィルタ15と同様に、フルフローフィルタ8は、バイパ
スフィルタ15とコンジット16とがフルフローフィル
タ8によって取り囲まれるよう、管状であるのが好まし
い。フルフロー支持チューブ13は、フルフローフィル
タ8を支持し、差圧がフィルタを圧潰するのを防止す
る。
2の下端は、下端プレート5の内端内に形成されるU形
チャネル内にシール状態で係止される。下端プレート5
は、U形キャップの形を成し、その中へフルフロー支持
チューブ13とフルフローフィルタ8との下端が嵌合
し、それによってハウジング1内に離間した同心関係に
維持される。下端プレート5は、好ましくは、キャップ
の外部に窪み4を含み、その中へコイルばね2の端部が
着座される。ハウジング1の閉鎖端の内側へ突出する隆
起領域を形成するこの窪み4の対向側周辺には、コンジ
ット支持脚26が係止され、固定した離間関係に維持さ
れることによって、コンジット16内への流路27を形
成する。図6に示すように、下端プレートの内部のU形
チャネルは、窪み4の突出内部と窪み4へ直角に接続さ
れる下端プレートの外側リテーナ6との間に形成され、
下端プレートの周囲を取り囲むとともにフィルタ装置の
内部へ突出するリップを備える。
ト5との間にシールは必要とされないが、フルフローフ
ィルタ8は、下端プレート5とシール状態で係合し、流
体がフルフローフィルタをバイパスするのを妨げなけれ
ばならない。シールは、フルフローフィルタ8の下端と
下端プレート5との間にシールを形成する、プラスチゾ
ル等の硬化性化合物によって行なうのが好ましい。
端に位置決めされる。上端プレート30は、コンジット
を出る流体が貫流する開放空間を取り囲む円形プレート
の形を成す。好ましくは、上端プレート30は、単体の
材料から形成されるか、または単一の一体コンポーネン
トとして成形される。上端プレート30は、適切な強度
の任意の材料で形成されてもよい。このような適切な材
料の実施例には、鋼、アルミニウム、またはプラスチッ
クがある。
端部プレート31(すなわち、本体区域)と、端部プレ
ート31の外周縁と直角に接続され、フィルタ内部へ突
出する外側リテーナ32と、端部プレート31の内縁と
直角に接続され、フィルタ内へ突出する内側リテーナ3
3とを含む。
区域19の上端の内部に着座され、それによって、コン
ジットの短い直線区域20の外部と上端プレートの外側
リテーナ32の内部との間で上端プレート30の内縁上
にU形チャネルを形成する。フルフローフィルタの上端
11は、このチャネル内に係止される。好ましくは、フ
ルフローフィルタ11の上端は、フルフローフィルタ1
1の上端、ホーン区域19、および上端プレート30に
塗布されるプラスチゾルシール材の適用によって、この
U形チャネル内に固定される。フルフロー支持チューブ
が存在する実施の形態では、フルフロー支持チューブ1
3は、上端プレート30から下端プレート5まで延在し
てもよく、あるいはフルフローフィルタは、適切な支持
がフルフローフィルタに提供される限り、上端30と下
端プレート5との距離よりも短い機能可能な任意の長さ
でよい。上端プレート、コンジット、およびフルフロー
フィルタ8、ならびに上端プレート30のこの構成によ
って、本発明は、装置へ入る不純物を含む流体が、装置
を出る濾過された流体と混合するのを効果的に防止す
る。
取り囲んでいる。ハウジング1は、本発明の組合せで
は、流体を濾過するのに適切な任意の形で構成されても
よい。本明細書中の他の箇所で説明するように、ハウジ
ング1は開放端と閉鎖端とを持つ円筒から形成されるの
が好ましい。入口環状部3は、ハウジング1とフルフロ
ーフィルタ8の外部との間に形成される。ハウジング1
は、装置の用途に応じた適切な任意の材料で製造するこ
とができる。適切な材料の実施例には、鋼、アルミニウ
ム、またはプラスチックがある。ハウジングは鋼で製造
するのが好ましい。
レメントのアセンブリでは、様々なコンポーネントが、
図1に示す向きとは反対向きに組み立てられる。具体的
には、本装置は、上記のように上端キャップ30をベー
スとして用いて組み立てられる。次いで、コイルばね2
等のばねがこのアセンブリの上部へ載置され、その後、
ハウジング1の閉鎖端がアセンブリおよびばね2上へ載
置される。ばね2は、鋼から形成されて、約2.46か
ら約3.52kg/cm2(約35から約50psi)の
バネ力を有するのが好ましい。ばね2は、ハウジング1
の閉鎖端の内側と下端プレート5の外側上の窪み4との
間で圧縮される。
0、ベースプレート35、シーミング蓋60および第2
の円形シール65を用いて完成される。図1と同様に図
7に示すように、ベースプレート35は、上端プレート
30とベースプレート35との間に配置される第1の円
形シール70と共に使用される。第1の円形シール70
は、ニトリル(nitrile)または別の適切なゴム化合物
から形成されるのが好ましい。第1の円形シール70
は、上側リップ73と、本体部75と、下側リップ77
とを含む。下側リップ77は、本発明のフィルタがエン
ジン等の装置に取り付けられる装置からのポストと係合
する。装置ポストは、フィルタがそれに取り付けられる
場合、シール係合(in sealing engagement)で、下方
に、下側リップ77の中央を通って延在する。
レート35と係合する。ベースプレート35は、装置ポ
スト(図示せず)上のねじと係合する従来の螺合通路3
8を含んでいる。ベースプレート35はまた、濾過され
る流体が通過する入口ポート39を含む傾斜した第1の
壁セグメント40と、油入口ポスト(図示せず)と係合
するのに適切な、上向きに内部にねじの付いたセグメン
ト38とを備えている。入口ポート39は、螺合通路3
8の周囲に円形配列で角度を持って配置され、ベースプ
レートの傾斜した第1の壁セグメント40内部に設置さ
れるのが好ましい。
形シール70が、この入口流体がフィルタをバイパス
し、濾過されずにエンジンへ直接戻ることを防止してい
る。ベースプレート35はまた、第1の傾斜する壁セグ
メントより小さい斜面において、入口ポート39より上
に傾斜する第1の壁セグメント40から外へ延在する移
行区域41を含む。ベースプレート35は更に、移行区
域41の最も外側の部分に取り付けられ、ハウジング1
の外側開口端部に隣接して位置決めされる上向の外側リ
ップ37を備える。
7に示すように、ベースプレート35と、ハウジング1
の開口端部に取り付けられる。シーミング蓋60は、ハ
ウジング1の開口端部に向かって面する開口端部を持つ
U字形チャネルから構成される内部の円形溝61と、シ
ーミング蓋の外部を囲み、ベースプレート35とハウジ
ング1の周囲を超えて突出する下向き回転外側リム62
とを有する円形リングを備えるのが好ましい。シーミン
グ蓋60は、ベースプレートの外側リップ37の内部に
円形溝61を形成するシーミング蓋の一部の底部側を配
置し、図7に示すように、シーミング蓋の底部側を円形
溝61においてベースプレートの移行区域41に溶接す
ることによって適用されるのが好ましい。このベースプ
レート35とシーミング蓋60との溶接は、フィルタを
シールする前に行うのが好ましい。
部に配置される。第2の円形シール65は、エンジン等
の装置と係合して、シールをもたらし、装置からフィル
タへ通過する出口流体の漏出を防ぐ。第2の円形シール
65は、かかる周知のシール(例えばガスケット)のい
ずれの形態を採ってもよく、外面で平滑であるのが好ま
しい。第2の円形シール65は、適所での第2の円形シ
ール65の保持を補助する円形溝61の内部で嵌合する
アンダーカット部を含む平坦なシールの形を採るのが好
ましい。
れるのが好ましいシーミング蓋60は、本発明のフィル
タに適用されて、ばね2を圧縮する。図1に示すよう
に、シーミング蓋60の外側リム62は、円形溝61よ
り高くなっており、ベースプレート35およびハウジン
グ1の周囲を超えて延在して、ハウジング1の開口端部
の周囲が嵌合できるチャネルを形成する。ハウジング1
は更に、ハウジング1の周囲を超えて延在する僅かにめ
くれた外側リップ(図示せず)を備えるのが好ましい。
フィルタ装置のエレメントが上記のように組立てられる
場合、シーミング蓋の外側リム62とハウジングの外側
リップは次いで、裏返され(カシメられ(crimpe
d))、それによってハウジング1内部のフィルタの中
身をシールする。
(図示せず)に対してグロメット型シールを利用する第
1の代替の実施の形態では、本発明のフィルタは、上記
の方法で、コンジット、バイパスおよびフルフローフィ
ルタ、および下端キャップ5を含む。修正は、上端プレ
ート100、ベースプレート110、およびエンドプレ
ート、ベースプレートおよびハウジング1をシールする
ためのシールで見られる。この第1の代替実施の形態で
は、上端プレート100は、4つの脚延長部102が上
端プレート100の上面から階段状構成で延在すること
を除いて、従来の実施の形態のものと同様である。上端
プレート100は、ナイロン等の可塑材から成形される
のが好ましいが、鋼等の他の適切な材料が使用されても
よい。
嵌合は、上側リップ104、本体部分106および内側
シールリング107を含むグロメット型シール103で
ある。内側シールリング107は、本発明のフィルタが
エンジン等の装置に取り付けられる装置からのポストと
係合する。ポストは、フィルタがエンジン等の適切な装
置に取り付けられる場合、シール係合で、下方に、内側
シールリング107の中央を通って延在する。内側シー
ルリング107のターミナル端部は、上端プレート10
0の下側と係合して、組立と使用の間、内側シールリン
グの適所での保持を補助する小さな外側に向くリップ1
09を含む。
ベースプレート110である。第1の代替の実施の形態
のベースプレートは、入口ポートを含んでおらず、その
代わりに、螺合中央通路以外のいずれの種類の流路も持
たない一体構造である。4つの脚延長部102上でのベ
ースプレート110の載置によって作成されるベースプ
レート110と上端プレート間の間隙は、入口流体が装
置から、そして、ハウジングと、ベースプレート110
と上端プレート100間のフルフローフィルタ8との間
の環状路内へ通過することを許可する。
示せず)上のねじと係合して、本発明のフィルタを摩擦
係合する従来の螺合通路(図示せず)を含む。ベースプ
レート110はまた、ハウジング1の外側開口端部に隣
接して位置決めされ、本発明の完成したフィルタキャニ
スタのシール中に適所でカシメられる外側リップ141
を含む。この代替の実施の形態では、シーミング蓋は必
要ではない。むしろ、コンポーネントがハウジング1に
挿入され、ばね2が圧縮され、ハウジング1の開口端部
のターミナル端部が、裏返され、ベースプレート110
の上側リップより上のシール状態で(in sealing)カシ
メられる。
150は次いで、フィルタのシール端部と係合し、適所
にある場合、エンジン等の装置と係合して、シールをも
たらし、装置からフィルタへ通過する出口流体の漏出を
防ぐよう用いられる。円形シール150は、かかる周知
のシールのいずれの形を採ってもよく、外面で平滑であ
る。円形シール150は、下側リップ152と、下側リ
ップ152を上側シール面158と下側シール面160
を含む上側リップ分156に接続する本体部分154と
を含むのが好ましい。下側リップ152は、折り返して
カシメられたハウジングの端部で作成された、リップの
真下でハウジング1と係合する。下側シール面160は
同様に係合し、ハウジング1の開口部のめくれた部分に
対してシールする一方で、上側シール面がエンジン等の
装置と係合する。上側シール面160は、平滑である
か、またはリブを含んで、シールを向上させてもよい。
11、図12および図13に示すように、本発明のフィ
ルタは、上端プレート200およびシール機構250に
対するバリエーションを除いて、図8および図9に関す
る第1の代替の実施の形態に関して記載したものと同様
の方法で構成される。第2の代替の実施の形態では、シ
ール機構250は、例えば、図12に示すように、円形
シール270と円形シールクリップ280の2つの別々
のコンポーネントに分かれている。円形シール270
は、何れの適切な種類の円形シールであることができ
る。円形シールは、図12で示すような、少なくともひ
とつの突起リップを含むのが望ましい。円形シールは、
当該技術において周知のD−リング形状のシールである
のが好ましい。D−リング形状シールは、例えば、図1
1に示すように、シールクリップおよび/またはシール
部材によって形成されるポケット292の内部に嵌合す
るシールのD字形区域に取り付けられる上部フランジ2
90等の少なくともひとつのフランジを含むのが、より
好ましい。最適には、D−リング形状シールは、例え
ば、図13に示すように、シールの保持を補助するた
め、シールのD字形区域の上下両側に対向して位置決め
される上部フランジ290および下部フランジ294の
2つフランジを含む。
トは、シール部材220を支持するか、またはその機能
を果たす内側通路の底部の内側エッジから延在する内側
リム210を含むのが好ましい。シール部材220は、
例えば、内側リム210自体がシール部材220の機能
を果たす場合に、(図10、図11および図12に示す
ように)水平部材から構成でき、または、シール部材2
20は、上端キャップを通じて形状移行する(transitt
ing)出口を取り囲み、上端キャップの内部に位置決め
される(図19および図22に示すような)上向チャネ
ルを成形するD−リングシール部材であるのがより好ま
しい。シール部材220は、円形シール270が載置さ
れるシートを形成する。円形シール270は更に、図1
0、図11、図19および図22で示すように、上端プ
レートの上端部に取り付けられ、上端プレートの水平レ
ベルより下に延在し、円形シール270の上端部と係合
するシールクリップ280によって適所に維持される。
0を結合するための何れの適切な材料でも構成できる。
シールクリップ280は、ナイロンで構成されるのが好
ましい。シールクリップ280と上端プレート200間
の接続は、シールクリップ280を適所に保持し、シー
ルクリップ280が、D−リングシール部材220に関
連して、円形シール270との係合を許容する何れの適
切な接着によって達成できる。シールクリップ280の
下側は、上端キャップ200に超音波で接着されるのが
好ましい。
2、下側シール面273および上側リム275を含むの
が好ましい。本明細書中に記載されているように、円形
シールは、上端プレート内側リム210および/または
シール部材220に載置されるか、または接着される。
内側シール面272は、本発明のフィルタがエンジン等
の装置に取り付けられる装置からのポストと係合する。
ポストは、フィルタがエンジン等の適切な装置に取り付
けられる場合、シール係合で、下方に、内側シール面2
72の中央を通って延在する。
てでは、円形シールは、シール部材220上に配置され
る。D−リング円形シールは、シール部材220とD−
リングシールクリップ280との間に配置され、それに
よって、シール部材とD−リングシールクリップとが、
D−リングシールと係合するのが好ましい。シールクリ
ップ280は、上側面282および下側シール面284
を含むのが好ましい。シールクリップはまた、内側リッ
プ286および外側リップ288を含むのが好ましい。
シールクリップの下側シール面284は、上端プレート
の頂部面と係合し、内側リップ286は、円形シール2
70の上側リム275と重なり、係合する。シールクリ
ップの上側面282は、第1の代替の実施の形態のもの
と一致するベースプレートと係合するのが好ましい。
は、D−リング型シールを組み込む実施の形態において
可能である。D−リングシールクリップとD−リングシ
ール部材間の配置は、組み込まれる場合、D−リングを
適所に維持するための何れの適切な配置とすることがで
きる。例えば、図13に示すような、2つの対向する位
置に位置決めされたフランジを有するD−リングシール
を組み込む特定の実施の形態と、D−リングシールを保
持するための代替機構では、D−リングクリップ240
は、D−リングシールを係合するよう位置決めされる。
上端プレート230は、かかる実施の形態では、上端プ
レート230に取り付けられるか、または一体成形され
るR字形D−リングシール部材232を含むのが好まし
く、R字形D−リングシール部材は、上端プレートの内
部リムで位置決めされ、上端プレートを通過する出口
(不図示)を取り囲む。R字形D−リングシール部材
は、めくれた上端部234と本体区域236を備える。
R字形D−リングシール部材の上端部234は、例え
ば、図13に示すような対向する2つのフランジ付側面
を有するD−リングシールの上部フランジ290を保持
するのに適切なめくれたポケット292を形成する。本
体区域236は、上端プレート230の内部リムで、フ
ィルタ装置の内部に突出する直線部を形成して、上端プ
レート230の本体部へと内側へ垂直に(または略垂直
に)形状移行する。
域242に接続する短い水平頂部区域241を含むのが
好ましく、頂部区域と垂直に(または略垂直に)配向さ
れ、D−リングシール部材の本体区域236の長さを延
長する。本体区域242は、水平底部区域243に接続
され、更に上向の内側区域244に接続される。D−リ
ングシール部材の本体区域236の下端部は、D−リン
グクリップの底部区域243の上端部に着座され、好ま
しくは取り付けられる。頂部区域241は、上端プレー
ト230の下端部と係合し、好ましくは取り付けられ、
上端プレートの本体の内部側面とD−リングシール部材
の本体区域236の内部側面との接合点で形成されるコ
ーナー内部で嵌合する。上向の内側区域244と底部区
域243は、D−リングシール部材の本体区域236の
下端部の内部側面と協働して、2側面フランジ付D−リ
ングシールの下部フランジ294を保持することのでき
るポケット296を形成する。
シールを保持するための形状を維持することのできる何
れの適切なアタッチメントによって、D−リングシール
部材および/または上端プレートに取り付けられる。D
−リングクリップ240は、超音波接着によってシール
されるのが好ましい。より好ましくは、D−リングクリ
ップ240は、D−リングクリップ241の頂部区域と
上端プレート230の内部側面との間の超音波接着によ
って、そして、D−リングクリップ243の底部とD−
リングシール部材の本体区域236の底部との間の第2
の超音波接着によって、上端プレート230にシールさ
れ、D−リングシール部材を一体成形させる。
シーミング蓋コンポーネントの異なる可能な構成に加え
て、コンジットとフィルタ装置の出口との間の様々な形
状移行(transitions)も、本発明の組合せ内に組み込
むことができる。例えば、図14に示す本発明の第3の
代替の実施の形態は、別々の入口335と出口330と
をその内部に備えるハウジング300を有するフィルタ
装置の組合せに、かかる代替の形状移行を組み込んでい
る。別々の入口335と出口330のために、この第3
の代替の実施の形態は、ベースプレートを組み込んでお
らず、シーミング蓋を利用してもよいし、利用しなくて
もよい。同様の別々の入口および出口コンポーネントを
持つハウジングを組み込んでいるフィルタは、米国特許
第5,342,511号および第5,078,877号
に記載のもの等の従来技術において周知である。
形態のフィルタは、装置の交換可能なコンポーネントの
中に、ハウジング300内部のそれぞれの周りで同心配
置される(本明細書中に記載されているような)フルフ
ローおよびバイパスフィルタと、ベンチュリコンジット
とを含む。本明細書中に記載の他の実施の形態と同様
に、第3の代替の実施の形態のコンジットは、コンジッ
トの中央近傍に設置される縮小直径区域を備える圧力低
減区域を備える。圧力低減区域近傍に設置されるのは、
ひとつ以上のバイパスコンジットであって、本明細書中
の他の場所に記載されているような2つの簡単なオリフ
ィスであるのが好ましい。
流端のコンポーネントとして取り付けられるか、または
一体成形されるのは、ホーン形移行区域311である。
ホーン形移行区域311は、第3の代替の実施の形態の
コンジットの下流端より大きい直径を有し、直径におい
てその下流端に向かうにつれて徐々に増大する。ホーン
形移行区域311の外部は、ホーン形移行区域の下流端
近傍でホーン形移行区域311の外側を取り囲む上端キ
ャップシール部材309によって取り囲まれる。
ング305とシール状態で係合し、好ましくは、上端キ
ャップシール部材内のO−リング溝(図示せず)によっ
て係合する。O−リング305は、第3の代替の実施の
形態のハウジング300の内部に取り付けられ、第3の
代替の実施の形態のハウジング300の内部に突出する
好ましくは円形の構造を備え、フィルタ装置の出口33
0を取り囲むのが好ましい、コンジット支持体301に
取り付けられるのが好ましい。したがって、上端キャッ
プシール部材309とO−リング305間の接続は、ホ
ーン形移行区域311の下流端が出口330と連通する
ような位置でホーン形移行区域311を固定する。
た、フィルタ装置のコンジットと出口との間のベースプ
レートの形状移行およびホーン区域(またはホーン形移
行区域)を除外することも望ましいであろう。ホーン区
域を除外する上端キャップ設計のかかる代替の実施の形
態の実施例を、図15に示す。本実施の形態では、出口
410を取り囲む円形の端キャップを備える上端キャッ
プ400が組み込まれる。上端キャップ400は、比較
的均等な直径(すなわち、本明細書中の他の場所に記載
のホーン区域またはホーン形移行区域と比べて)を有し
ており、好ましくは、上端キャップ出口の上側リム41
5内部の上端キャップシール部材を上端キャップシール
部材の下降部450に溶接することによって、上端キャ
ップシール部材420に取り付けられる。上端キャップ
シール部材420は、O−リング440と係合するO−
リング溝430を有する。O−リング440は、ハウジ
ング(図示せず)の内部に突出するコンジット支持体へ
のアタッチメント等のフィルタ装置内部の適切な任意の
構造に取り付けることができる。
にベースプレートまたはホーン区域を組み込んでいない
本発明の実施の形態の別の実施例を図16に示す。本実
施の形態では、圧力低減区域51とバイパスポート57
を備えるベンチュリコンジット16を組み込む濾過装置
を、本明細書中の他の場所で記載されているように、バ
イパスおよびフルフローフィルタとハウジングが同心で
取り囲む。
ットは上端キャップ500と係合する。上端キャップ5
00は、ソリッド頂部バイパスフィルタ支持体の上下に
延在する中空管状区域から構成されるコンジットシール
部材501を備える。コンジットシール部材501は、
(内部で嵌合する)コンジットの下流端の内部とシール
状態で係合し、それによってそれと連通して、コンジッ
トを出る流体が出口550へ通過し、付属エンジンベー
ス等の接続装置に通過することを許容する。
に、頂部バイパスフィルタ支持体502とT字形側面バ
イパスフィルタ支持体503とを備える。T字形側面バ
イパスフィルタ支持体503と頂部バイパスフィルタ支
持体502の内部端部は、コンジット16の下流端の外
部と結合して、U字形チャネルを形成し、ここにおい
て、バイパスフィルタ15の上端部は、本明細書中で他
の実施の形態を参照して記載されているように、シール
状態で係合される。
の外部端部は、端部キャップシール570および/また
はフルフロー上端キャップ590と係合し、端部キャッ
プシール570をT字形側面バイパスフィルタ支持体5
03と円形ベースプレート560または円形ベースプレ
ート560と順に係合するフルフロー上端キャップ59
0との間で挟む。したがって、フルフロー上端キャップ
590は、本明細書中の他の実施の形態に関して記載さ
れているように、上端キャップと係合し、フルフローフ
ィルタ8の上端部とフルフローフィルタ支持チューブ1
3の上端部を適所に維持する。端部キャップシール57
0は、入口575を介して濾過装置を進入する不純物と
混合される流体が、出口550を出る濾過された流体と
混合しないことを確実にする。
580と係合して、円形装置シールを付属装置(例え
ば、示すようなエンジン)と本発明の濾過装置との間に
挟み、付属装置に関して濾過装置を固定する。これによ
り、コンジットの下流端は、出口550と連通し、示す
ようなエンジンのベース等の付属装置に直接連通するこ
とができる。かかる直接的な形状移行をホーン区域なし
で組み込む図16に示す本発明の実施の形態は、本発明
の濾過装置のコンジットからの流体の良好な流動方向を
提供することができる。
を組み込む濾過装置を提供し、そこで、ベースプレート
は、上端キャップに直接載置され、および/または、シ
ール状態で係合される。本発明のかかる実施の形態で
は、入口ポートが、本明細書中の他の場所で記載されて
いるように、最頂部(即ち、ベースプレートリップ)の
周囲にアレイ状で配置されることに対して、ベースプレ
ートの螺合通路の内部に位置決めされることが好まし
い。かかる実施の形態では、ベースプレートまたはエン
ドプレートおよび上端キャップ間の脚または他のスペー
シング配置は、フィルタへの流入を可能とすることを必
要としない。したがって、かかる実施の形態でのフルフ
ローおよび/またはバイパスフィルタは、増加した長さ
を有し、それによってフィルタ装置の全体的なパフォー
マンスを増加してもよい。更に、かかる実施の形態で
は、ベースプレートと上端キャップとの間のシールに対
するニーズは、低減または排除することができる。
施の形態では、図17、図18および図19に示すよう
に、本発明は、入口ポート620が位置決めされる円形
螺合通路610を有するベースプレート600を備え
る。ベースプレートは、移行部分640と、外側リップ
630と、入口ポート620が通るねじ部610とを備
えるのが好ましい。入口ポート620は、ねじ部610
を通る何れの適切なオリフィスも備えることができる。
入口ポート620は、溝付き孔の周囲でチャンファを有
する(または、面取りされる)溝付き孔を備えるのが好
ましい。
35は、上端キャップ30の頂部に当接する。入口流体
は、入口ポート620を介し、ハウジングとフルフロー
フィルタとの間の入口環状路内を通過する。
施の形態を、図20、図21および図22に示す。本実
施の形態は、図17、図18および図19のものと同様
である。本実施の形態では、円形螺合通路710、外側
リップ750、移行部分740および4つの段付き領域
730を有するベースプレート700は、本発明内部の
装置に組み込まれる。階段状領域730は、螺合通路
(即ち、かかる実施の形態での出口)の中央周囲のお互
いから略等距離に位置決めされ、螺合通路710の肉厚
の一部を除去することによって形成される。階段状領域
730は、ベースプレートの螺合通路部710の初期形
成の後、材料を除去することによって一体成形するか、
または作成することができる。階段状領域は、階段状領
域730と螺合通路710との間に間隙を備える入口チ
ャンバ760を形成する。入口ポート720は、各階段
状領域730の内部に配置される。入口ポート720
は、何れの適切なオリフィスも備えることができ、好ま
しくは、溝付き孔の周囲にチャンファを有する(または
面取りされる)溝付き孔を備えている。作動中に、入口
流体は、ポストのターミナル端部の周囲を通り、入口ポ
ートを直接通過するか、階段状領域とポストとの間の間
隙を通過するいずれかを行い、次いで入口ポート内に進
み、通過してもよい。入口流体は次いで、ハウジングと
フルフローフィルタとの間の環状路に進む。
ート実施の形態を組み込む本発明のそれらの実施の形態
では、図23および図24に示すように、ベースプレー
トおよびフィルタ装置の他のエレメントの位置を維持す
るために改良された容量を有する代替の上端プレートを
利用することが好ましい。かかる実施の形態では、上端
プレート800は、フィルタ装置の組立中、適切なレベ
ルに持ち上げられて、ベースプレートの位置決めを補助
する上端プレート800外部の区域から構成される内側
位置決めタブ810と外側位置決めタブ820とを含
む。ベースプレートの底部は、内側位置決めタブ810
と外側位置決めタブ820との間の間隙の内部で嵌合
し、内側位置決めタブ810と外側位置決めタブ820
は、濾過装置の組立済フィルタコンポーネントが、ベー
スプレート上の安定位置に維持されるように、ベースプ
レートの内側および外側周辺と係合する一方で、本明細
書中の他の場所で記載されているように、ばねが適用さ
れ、フィルタ装置がシールされる。内側位置決めタブと
外側位置決めタブは、組立中にベースプレートを適所に
維持するために適切な何れの配置とすることができる。
位置決めタブは、図23に示すような別々の領域に配置
されるのが好ましい。別の好ましい代替実施の形態で
は、位置決めタブは、図24に示すように、連続リング
を上端キャップの上面に形成する。
置出口から進み、ベースプレートと上端プレートとの間
の(ベースプレートの螺合通路の内部またはその内部の
他の場所のいずれかに位置決めすることのできる)ベー
スプレート通路を通過するか、または別々の入口内を直
接通過するかのいずれかを経て、内側入口を通過した後
にフィルタに流入する。流体は次いで、ハウジング1の
壁、下端プレート5、フルフローフィルタの上流側面9
を含む入口環状路3内を通過する。入口流体は次いで、
フルフローフィルタ8を通って流れ、フルフローフィル
タの下流側面10とフルフロー支持体チューブを通って
出て行く。
ブを通過した後、流体は、フルフロー環状路14に入
る。フルフロー環状路14内部の流体は次いで、バイパ
スフィルタ15を通って、バイパス環状路53に進み、
次いでベンチュリバイパスポート57を通って、コンジ
ット16内に進むか、または、流体はフルフロー環状路
から流路27を通って、コンジット16内に進むであろ
う。したがって、フルフロー濾過済流体は、コンジット
を直接通過し、フィルタから出るか、または、バイパス
フィルタ15によって更に濾過され、次いでフィルタか
ら流出する。バイパスポート57と比較して流路27の
相対的な寸法を与えると、流体に対する最小抵抗の経路
は通常、流路27を通過することになり、流体の多くは
普通、流路を通って流れることになる。
15全面の流れを起こすには、圧力差を、かかる流れを
起こすバイパスフィルタ全面に生じさせる。本発明の実
施の形態におけるコンジット16は、ベンチュリまたは
他の適切な圧力低減構成の(少なくとも一部の)形式を
採ることによって部分的にこれを達成する。したがっ
て、コンジット16は、(好ましくはベンチュリ開口5
5を備える)圧力低減区域51を有し、それによって、
コンジット16を通る流体の流速が増大され、したがっ
て、圧力はコンジット16の内部で低下させられる。こ
の低い圧力は、圧力低減区域51内、好ましくは、コン
ジット16の最も狭い部分である開口55で位置決めさ
れるバイパスポート57を介して連通するバイパスフィ
ルタ15全面の圧力差を結果として生じさせる。
イの定理に従う。ベルヌーイの定理に鑑みて、流体流入
速度をv、圧力をp、流体密度をw、重力加速度をgと
すると、圧力低減区域51を有するコンジット16の使
用効果を公式によって表すことができる: p/w+v2/(2g)=一定 したがって、コンジット16の断面積を任意に減少させ
ることによって、コンジット16内の流体流入速度v
は、断面積の減少とともにその領域内で増加し、したが
って、コンジット内の圧力は減少する。この効果は、バ
イパス環状路53の内部より低いコンジット16内の圧
力の生成を通じて、バイパスフィルタ15を横切る流入
を促進し、それによって、バイパスフィルタ15および
バイパスポート57を通るコンジット16への流入を促
進する。圧力差がバイパスフィルタ15を通る流体を押
流すので、流体の一部は、フルフローフィルタ8および
バイパスフィルタ15を通過する。
て引かれる流体の量を、少なくともかなりの部分で、バ
イパスポート57のサイズを変え、および/または、バ
イパスポートの数を増加することによって予め決定でき
る装置および方法を提供する。流量は、何れのオリフィ
スの断面積にも比例しているので、バイパスポート57
の断面積を変化させることによって、コンジット16に
進入する流体の速度と、したがって、バイパス環状路5
3からコンジット16内部への結果として生じる圧力変
化を、予め決定できる。
またはコンジットの上流17および下流18端の直径が
狭くなる量も、バイパスフィルタ15を横切る流体の引
き抜きを増減するよう変化させることができる。したが
って、圧力低減区域51でのコンジットと、上流17お
よび下流18端の直径サイズの変更を、単独、あるいは
バイパスポート57のサイズの変更と組み合わせること
により、本発明は、所定の流量を、フルフロー8および
バイパスフィルタ15の両方で濾過することができる方
法および装置を提供する。
る流体と、バイパスフィルタ15とフルフローのフィル
タ8の両方を通過する流体の両方は次いで、コンジット
16で混合される。この混合流体は次いで、コンジット
の下流端18に流入し、最終的にフィルタから流出し、
エンジンに戻る。
は、所定量の流体から小さいサイズの不純物を効率的に
除去する一方で、大きいサイズの不純物をフルフローフ
ィルタ8によって捕捉する。しかし、本発明は、上記の
特長に限定されず、むしろ、様々な修正と変更が、当該
技術に精通する者によって、本発明の範囲内で理解され
得る。例えば、フルフローおよびバイパスフィルタは、
上記のような種々の方法と種々の材料で形成されてもよ
い。
ものであるが、その範囲を限定するものと解釈すべきで
はないことは言うまでもない。
定量の流体を濾過するための特許請求の範囲に記載され
ている本発明の装置および方法の有効性を示す。
の第1の実施の形態の特長を組み込むフィルタ装置は、
(1)フルフローフィルタのみ、または、(2)フルフ
ローフィルタ、バイパスフィルタ、および、対向して位
置決めされる直径約4.5mm(約0.176in)の2
つのバイパスポートとコンジットの上流および下流端の
様々な内径(上流または下流端いずれかの略中央での測
定による)を有するコンジット、のいずれかを有するよ
う選択された。
けられ、フィルタの除去効率は、米国自動車技術協会仕
様書の題名「フルフロー潤滑油フィルタ−濾過性能を評
価するためのマルチパス方法(Full Flow Lubricating O
il Filters - Multipass Method For Evaluating Filtr
ation Performance)」SAE J1858(1988年
6月)を用いて決定した。上記のフィルタに、粒径がそ
れぞれ3、5、7、10、15、20ミクロンの汚染物
質を有する参照プロトコルの試験流体が流された。フル
フローフィルタ単独の汚染物質除去効率(除去効率)は
その後、(異なるコンジットおよび圧力低減区域の直径
を持つ)コンジットとともに用いる場合のフルフローお
よびバイパスフィルタの組み合わせと同様に、参照プロ
トコルに従って測定された。これらの実験結果を表1に
示す。
フィルタとフルフローフィルタの、圧力低減区域を有す
るコンジットとの組み合わせが、フルフロー濾過だけに
依存するシステムを凌駕して濾過の改善につながったこ
とを示す。更に、これらの実験結果は、コンジットの内
径(例えば、上流端と下流端)およびコンジットの圧力
低減区域の変更によって、フルフローフィルタとバイパ
スフィルタの組み合わせによる汚染物質除去効率の改善
が達成されることを示す。実験結果は、更に、本発明の
コンジットの上流端と下流端および圧力低減区域の直径
をそれぞれ変化させることによって、所定量の流体を、
フルフローとバイパスの両濾過によって濾過することが
でき、所定の濾過効率が得られることを示す。
分率は、フルフローフィルタのみで達成される濾過と比
較して、バイパスフィルタの記述された効率に関連する
粒子の測定減少値を用いて計算されてもよい。そのフィ
ルタの効率に結びつくバイパスフィルタによる濾過に単
独に起因する不純物の減少により、バイパスフィルタを
通過する全ての流れの百分率の計算を可能としている。
細書中の全ての引用文献は、引用したその全てが本明細
書中に組み込まれる。本発明を説明する文脈での指示物
(referents)(例えば、”ベースプレート”または”
バイパスコンジット”)の使用(特に、前述の特許請求
の範囲の文脈での使用)は、本明細書中で示されない限
り、または文脈によって明らかに矛盾しない限り、単数
および複数の両方を含意すると解釈するものとする。
て記載されているが、好ましい実施の形態の変形を用い
ることができること、そして明細書中に特に明示がなく
ても、本発明を実施できることが意図されていること
は、当該技術に普通に精通する者にとって自明である。
したがって、本発明は、前述の特許請求の範囲によって
定義される本発明の精神と範囲を包含する全ての修正を
含むものとする。
の、圧力低減区域を有するコンジットとの組み合わせ
が、フルフロー濾過だけに依存するシステムを凌駕して
濾過の改善につながる。更に、コンジットの圧力低減区
域によって、フルフローフィルタとバイパスフィルタの
組み合わせによる汚染物質除去効率の改善が達成され
る。
1の実施の形態を示す断面図である。
態の外形図である。
るコンジットコンポーネントの実施の形態の外形図であ
る。
のコンジットコンポーネントの実施の形態の分解図であ
る。
形図である。
分解図である。
ル、上端プレート、および接続されたベースプレートと
シーミング蓋コンポーネントの外形図である。
範囲に記載の本発明の代替の実施の形態の断面図であ
る。
代替の実施の形態に組み込まれたグロメット式シールの
外形図である。
込んだ、本発明の第2の代替の実施の形態の断面図であ
る。
を示す断面図である。
れるシールおよびシールクリップを示す外形図である。
面図である。
ある。
である。
ある。
ある。
る。
組み込んだ、本発明の第5の代替の実施の形態の断面図
である。
図である。
る。
スプレートを組み込んだ、本発明の第6の代替の実施の
形態の断面図である。
の上平面図である。
ネントの上平面図である。
Claims (30)
- 【請求項1】 不純物の除去に用いられるフィルタ装置
であって:閉止端と開放端とを有するハウジングと;前
記ハウジングに収容されるフルフローフィルタと;前記
ハウジングに収容されるバイパスフィルタと;前記ハウ
ジング内に収容され、上流端と下流端と圧力低減区域と
を含むコンジットとを備え;前記ハウジングと前記フル
フローフィルタとは、前記フィルタ装置によって濾過さ
れるべき流体全体が前記フルフローフィルタを通過する
ように配置され;前記バイパスフィルタは、前記フルフ
ローフィルタの下流に位置決めされ、そして前記圧力低
減区域が前記フィルタ装置内に配置され、よって前記フ
ィルタ装置が流体を含むとき前記バイパスフィルタ全面
に圧力差を発生させ、よって前記フィルタ装置によって
濾過されるべき、前記流体の所定の部分が前記バイパス
フィルタを通過する;フィルタ装置。 - 【請求項2】 前記圧力低減区域が、薄板オリフィス、
または長半径ノズル、またはドールノズル、またはベン
チュリを含む;請求項1に記載のフィルタ装置。 - 【請求項3】 前記圧力低減区域が、ベンチュリを有す
る;請求項2に記載のフィルタ装置。 - 【請求項4】 前記ベンチュリが、内径約24.1mm
のスロートを有する;請求項3に記載のフィルタ装置。 - 【請求項5】 少なくとも一つの通路が、前記コンジッ
トの前記圧力低減区域の壁を通過する;請求項3に記載
のフィルタ装置。 - 【請求項6】 前記少なくとも一つの通路が、2つの通
路であり;前記2つの通路がそれぞれ約4.3から約
4.6mmの間の直径を有する;請求項5に記載のフィ
ルタ装置。 - 【請求項7】 前記コンジットの前記上流端と前記下流
端の内径が、約17.8から約30.5mmの間であ
る;請求項6に記載のフィルタ装置。 - 【請求項8】 前記コンジットの前記上流端と前記下流
端の内径が、約28.6mmである;請求項7に記載の
フィルタ装置。 - 【請求項9】 流体に含まれる不純物の、濾過による除
去に用いられるフィルタ装置であって:ハウジングと;
フルフローフィルタと;フルフローフィルタ支持体と;フ
ルフロー環状路と;バイパスフィルタと;バイパスフィル
タ支持体と;バイパス環状路と;ベンチュリ形態の圧力低
減区域を含むコンジットであって、前記ベンチュリのと
ころで前記コンジットの壁を貫通する少なくとも一つの
通路を含む前記コンジットとを同心関係で備え; a.前記フィルタ装置により濾過されるべき流体が、前
記ハウジングに流入し、前記フルフローフィルタを通過
して、前記フルフロー環状路に流入し;そして、 b.前記流体の所定の部分が前記バイパスフィルタを通
過して引かれ、前記流体の残りの流体が前記コンジット
の前記上流端に流入し;そして、 c.前記バイパスフィルタを通過して引かれた前記流体
が前記バイパス環状路に流入してから、前記少なくとも
一つの通路を通り;そして、 d.前記フルフロー環状路から前記コンジットへ直に入
って通過する前記流体は、前記コンジットの前記ベンチ
ュリを通過して流れ、前記バイパスフィルタ全面に差圧
を生じさせ、よって、所定の量の流体が前記バイパスフ
ィルタを通過するよう配置される;フィルタ装置。 - 【請求項10】 上端キャップを更に備え;前記上端キ
ャップは前記バイパスフィルタの上端に係合する;請求
項9に記載のフィルタ装置。 - 【請求項11】 前記上端キャップが、O−リングシー
ルにシール状態で係合するO−リング溝付きの、上端キ
ャップシール部材を有する;請求項10に記載のフィル
タ装置。 - 【請求項12】 前記フィルタ装置が上端プレートを更
に備え;前記上端プレートが前記フルフローフィルタの
上端に係合する、 請求項9に記載のフィルタ装置。 - 【請求項13】 前記上端プレートが、D−リングシー
ルとシール状態で係合可能なD−リングシール部材を有
する;請求項12に記載のフィルタ装置。 - 【請求項14】 グロメットシールと;ベースプレート
とを更に備え;前記上端プレートが、内側リップと少な
くとも二つの脚延長部とを更に有し;前記内側リップが
前記グロメットシールに係合し;前記少なくとも二つの
脚延長部は、前記ベースプレートを支持し、よって、前
記少なくとも二つの脚延長部と前記ベースプレートとの
間に複数の流路を形成する;請求項12に記載のフィル
タ装置。 - 【請求項15】 前記フィルタ装置がシールクリップを
更に備え;前記シールクリップが、前記グロメットシー
ルに係合する;請求項14に記載のフィルタ装置。 - 【請求項16】 フィルタ装置での使用に適するベース
プレートであって:螺合通路と;少なくとも一つの入口
ポートとを備え;前記少なくとも一つの入口ポートが、
前記螺合通路の壁を貫通する;ベースプレート。 - 【請求項17】 少なくとも一つのスロット領域を更に
備え;前記少なくとも一つの入口ポートが前記少なくと
も一つのスロット領域内に位置決めされ;前記少なくと
も一つのスロット領域が前記螺合通路内に位置決めされ
る;請求項16に記載のベースプレート。 - 【請求項18】 不純物の、濾過による除去に用いられ
るフィルタ装置であって:ハウジングと;前記ハウジン
グに収容されるフルフローフィルタと;ベースプレート
とを備え;前記ハウジングと前記フルフローフィルタ
は、前記フィルタ装置によって濾過されるべき流体全体
が前記フルフローフィルタを通過するように配置され;
前記ベースプレートは、螺合通路と少なくとも一つの入
口ポートとを有し;前記少なくとも一つの入口ポート
は、前記螺合通路の壁を貫通し;前記ベースプレート
は、前記ハウジングと前記フルフローフィルタに関して
位置決めされ、よって入口の流れが前記少なくとも一つ
の入口ポートを通過して流れ、そして前記フルフローフ
ィルタを通過して流れる;フィルタ装置。 - 【請求項19】 フィルタに用いられるコンジットであ
って: a.下端キャップを有する第1上流コンジット区域と; b.圧力低減区域を有する第2コンジット区域と; c.上端キャップを有する第3下流コンジット区域とを
備え; 前記第1上流コンジット区域は、前記第2コンジット区
域にシール状態で係止され、そして、前記第2コンジッ
ト区域は、前記第3下流コンジット区域にシール状態で
係合され、よって前記第1上流コンジット区域へ入る流
体が、前記第2コンジット区域と前記第3下流コンジッ
ト区域を通過する;コンジット。 - 【請求項20】 前記圧力低減区域が、ベンチュリの形
態であり;前記圧力低減区域が、前記ベンチュリの壁を
貫通する少なくとも一つの通路を更に含む;請求項19
に記載のコンジット。 - 【請求項21】 前記少なくとも一つの通路は、約4.
3から約4.6mmの間の直径をそれぞれが有する2つ
の通路であり;前記ベンチュリは、内径が約24.1m
mのスロート有し;そして、前記第1コンジット区域
は、約28.6mmの内径を有する;請求項20に記載
のコンジット。 - 【請求項22】 ホーン区域を有する第4の区域を更に
含み;前記ホーン区域が、前記第3下流コンジット区域
の下流にある;請求項19に記載のコンジット。 - 【請求項23】 前記第1上流コンジット区域の上流端
に接続される少なくとも二つの支持脚を更に備え;前記
少なくとも二つの支持脚が、複数の流路を形成する;請
求項19に記載のコンジット。 - 【請求項24】 前記下端キャップが、第1のU形チャ
ネルを有し;前記上端キャップが、第2のU形チャネル
を有し;バイパスフィルタが、前記第1のU形チャネル
と前記第2のU形チャネル間で係止されることが可能
な;請求項19に記載のコンジット。 - 【請求項25】 請求項24のコンジットを備え;前記
第1のU形チャネルと前記第2のU形チャネル間にシー
ル状態で係止されるバイパスフィルタを更に備えた;フ
ィルタ装置。 - 【請求項26】 流体に含まれる不純物を濾過により除
去する濾過方法であって: (a)フルフローフィルタとバイパスフィルタとを備え
る濾過を行う装置へ流体を導入することと; (b)前記フルフローフィルタにより前記流体の100
%を濾過することと; (c)前記バイパスフィルタ全面に差圧を発生させるこ
ととを含み;よって、前記フルフローフィルタにより濾
過された、前記流体の所定の部分が前記バイパスフィル
タを通過して引かれ、よって前記流体の前記所定の部分
を2度にわたり濾過する;濾過方法。 - 【請求項27】 前記差圧は、前記流体の所定の部分が
前記フルフローフィルタを通過して、引き続き、圧力低
減区域を含むコンジットを通過する結果として得られ
る;請求項26に記載の濾過方法。 - 【請求項28】 前記圧力低減区域が、薄板オリフィ
ス、または長半径ノズル、またはドールノズル、または
ベンチュリを有する;請求項27に記載の濾過方法。 - 【請求項29】 前記圧力低減区域が、ベンチュリを有
する;請求項28に記載の濾過方法。 - 【請求項30】 濾過する装置のハウジングをシールす
るためのアセンブリであって:中央通路を有する上端プ
レートと;内側リップと本体部とを有する第1シール
と;前記第1シールの前記本体部上に着座されるベース
プレートと;外側リップと内側溝とを有し、前記ベース
プレートとシール状態で係合するシーミング蓋と;前記
内側溝内にシール状態で係合する第2シールとを備え;
前記内側リップが、前記中央通路とシール状態で係合す
る;アセンブリ。
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