JP2004298870A - フィルタ装置及びその組み立て方法 - Google Patents

Abstract

【課題】組立の簡単な構造を有する流体を濾過するためのフィルタ装置及びその組立方法を提供する。
【解決手段】フィルタカバ−２０と貫流する流体を濾過するように構成されたフィルタエレメント３０とフィルタエレメント内に延伸し、フィルタエレメントが取り付けられた中央チューブ２８とフィルタエレメント３０を保持するために、前記フィルタエレメント内に延伸する前記中央チューブと係合すべく、フィルタカバー２０に取り付けられたリング１４を備えるフィルタ装置及びフィルタ装置の組み立て方法。
【選択図】図２

Description

本発明は、概して流体を濾過するためのフィルタ装置に関する。

フィルタ装置は、車両に搭載されて、あるいは流体システムを含む他の装置において、好ましくない固形物などの夾雑物を流体から除去するのに使用され、例えば車両のエンジン用オイルを濾過するために用いられる。

本発明の一態様によると、フィルタ装置は、フィルタエレメント内に延伸する中央チューブと係合するように、カバーに取り付けられたリングを備える。前記フィルタエレメントは、前記中央チューブに取り付けられ、前記フィルタエレメントを通って流れる流体を濾過するために備えられている。

本発明の他の態様によると、フィルタ装置の組み立て方法は、前記中央チューブを保持するために前記リングをフィルタカバーに取り付けるステップと、前記フィルタエレメントを前記中央チューブに取り付けるステップと、を備える。前記リングを前記フィルタカバーに取り付けるステップは、前記リングが前記フィルタカバーから分離した位置から、前記リングを前記フィルタカバーに係合する位置に移動させることでもよい。

本発明の上述した特徴、及び他の特徴は、以下の詳細な説明と添付した図面から明らかとなるであろう。

本発明の概念は種々の実施形態および変形例に適用可能であるが、ここでは典型的な実施形態を図示し、それを詳細に説明する。しかしながら、本発明を特定の実施形態に限定する意図はなく、本発明者の意図はむしろそれとは逆で特許請求の範囲で規定された本発明の精神と範囲内のすべての変形例、等価物及び代替物を含むものである。

図１に示すフィルタ装置１０は、そのフィルタ装置１０を通って流れる流体を濾過する構成となっている。フィルタ装置１０は、エンジンオイルのような流体から不純物を濾過するために、エンジン１２のような流体供給源に備えることができる。後により詳細に論じるが、フィルタ装置１０は、その組み立てを行う間、フィルタ装置１０の構成部品を保持するための環状リング１４（図２〜図７参照）を備える。

図１〜図２及び図６〜図７にフィルタ装置１０のハウジング１６を示す。ハウジング１６は、フィルタ基盤１８と、カバー２０と、を備える。基盤１８は、エンジン１２に固定されるように構成されている。カバー２０は、カバー２０及び基盤１８により形成された内部領域２２（図７参照）内に、フィルタ装置１０の構成部品を納めるために、螺合による接続または他の適当な接続手段を介して基盤１８に固定されるように構成されている。

フィルタ装置１０の構成部品は、フィルタ装置１０の組み立てを行う間（図３〜図７参照）、サブアセンブリ２４としてカバー２０に固定される。図６〜図７に示すように、サブアセンブリ２４は、リング１４、カバー２０、バネ２６、中央チューブ２８、及びフィルタエレメント３０を備える。

図３に示すように、サブアセンブリ２４を組み立てるために、バネ２６及び中央チューブ２８は、カバー２０内に挿入される。中央チューブ２８及びカバー２０は、それらの間にバネ２６を収装する。次に図４〜図５に示すように、リング１４をカバー２０内に移動させて、そこに固定する。特にリング１４は、カバー２０の延出部（スタンドオフ）３２に固定される。延出部３２は、カバー２０の上部壁面３４から延伸し、例えば環状である。なお、リング１４を延出部に固定するためには、その延出部が環状でなくてもよく、複数の延出部を上部壁面３４から延伸させてもよい。リング１４を延出部３２に固定するために、リング１４を延出部３２より離れた位置から、延出部３２の環状表面に移動させ、係合させる。延出部３２の環状耳部３６は、例えば金属製であり、リング１４をその位置に固定するために、リング１４の方へ内側に湾曲する。リング１４は延出部３２とは別個に設けられ、中央チューブ２８を保持するためのアンダーカットを延出部３２に形成するのを避けている。

サブアセンブリ２４を基盤１８に固定する前は、バネ２６が中央チューブ２８を付勢してリング１４と係合させている。特に、バネ２６は中央チューブ２８の中央部に付勢力を加えて、中央チューブ２８の外側へ延伸するフランジ３１をリング１４と係合させている。リング１４とフランジ部３１との間のこのような係合のために、リング１４はフランジ部３１の外径よりも小さい内径を有する。

次いで、図６〜図７に示すように、フィルタエレメント３０が中央チューブ２８と係合するように挿入され、そこに固定される。フィルタエレメント３０は、環状端部キャップ４０，４２を備える。濾過材４４は端部キャップ４０と４２との間に収装され、それを通って流れるオイル等の流体を濾過するように構成されている。中央チューブ２８はフィルタエレメント３０により画成される濾過済み流体領域４６内に延伸し、流体が濾過材４４を通って流体領域４６内方へ流入する際に濾過材４４を内部から支持する役割を担う。端部キャップ４０は中央チューブ２８の上部に形成された環状溝４７内に入り、フィルタエレメント３０の頂部を中央チューブ２８に固定する。弾性シール４８は端部キャップ４２に取り付けられ、中央チューブ２８の底部と係合してフィルタエレメント３０の底部を中央チューブ２８に固定する。

サブアセンブリ２４を基盤１８に固定する前に、このようにしてリング１４はバネ２６、中央チューブ２８、及びフィルタエレメント３０をカバー２０内に保持することができる。なお、バネ２６及び中央チューブ２８は、リング１４をカバー２０に固定した後に、カバー２０内に取り付けることもできる。

図７に示すように、サブアセンブリ２４を組み立てた後に、そのサブアセンブリ２４を基盤１８と係合する。具体的には、リング１４とバネ２６と中央チューブ２８とフィルタエレメント３０とを内部領域２２に配置するために、カバー２０が基盤１８に固定される。さらに、フィルタエレメント３０と排出用柱状突起５０との間から流体が濾過済み流体領域４６内へ流れるのを防ぐために、シール４８が基盤１８の排出用柱状突起５０と係合する。排出用柱状突起５０は、濾過済み流体領域４６から濾過された流体を排出するための流体排出路５２を画成する。

図７に示すように、カバー２０が基盤１８に固定されると、緊急排出バルブ部材５４がバルブシート（弁座）５６と係合し、内部領域２２から緊急排出口５７への流体の流れを遮断する。具体的には、シール４８（または、時には端部キャップ４２）が緊急排出バルブ部材５４に係合して、バネ５８の付勢力に抗して緊急排出バルブ部材５４を移動し、バルブシート５６と係合させる。カバー２０と基盤１８とがしっかり接合されると、中央チューブ２８のフランジ３１はリング１４から離れるようになる。しかしながら、緊急排出バルブ部材５４をバルブシート５６に押し付けるために、バネ２６は中央チューブ２８及びフィルタエレメント３０を下方に付勢し続ける。これにより、バネ２６は、例えば製作誤差及び熱膨張によるフィルタ装置１０の構成部品間の寸法変化を吸収することができる。

リング１４と同様の機能を有する、フィルタ装置１０に用いられる別のリング１１４の態様を図８〜図１０に示す。以下により詳細に述べるように、リング１１４は、カバー２０の延出部１３２に固定される。

リング１１４は略Ｔ字型の断面を有する。リング１１４は環状基部１１６と、前記基部１１６から外側へ延伸する環状フランジ１１８と、前記基部１１６から内側へ延伸する環状フランジ１２０とを備える。フランジ１１８と１２０の軸方向の厚さは、例えば、同じである。

サブアセンブリ２４の組み立てを行う間、リング１１４は延出部１３２に押し込まれ、例えば、ポリマーボンド１３３によってそこに固定される。このようなポリマーボンド１３３のボンド付けを容易にするために、リング１１４及び延出部１３２は、例えば、プラスチック材料で製造される。リングの基部１１６が延出部１３２の耳部１３６の内側表面に隣接して位置するように、リングの外向フランジ１１８が延出部１３２の耳部１３６の外表面と接触するように挿入する。次いで、基部１１６は超音波溶接、スピン溶接、振動溶接、溶着または接着により耳部１３６の内側表面に固定される。

カバー２０が基盤１８に係合するために移動している間、リング１１４の内側に延伸するフランジ１２０は中央チューブ２８の外側に延伸するフランジ３１と係合してバネ２６、中央チューブ２８、及びカバー２０内の中央チューブ２８に固定されたフィルタエレメント３０を保持している。リング１１４は、フランジ１２０と３１との間の上記係合のために、フランジ３１の外径よりも小さい内径を有する。

リング１４、１１４と同様の機能を有するフィルタ装置１０に用いる別のリング２１４の様態を図１１に示す。以下により詳細に述べるように、リング２１４はカバー２０の延出部２３２に固定される。

リング２１４は略Ｔ字型の断面を有する。リング２１４は環状基部２１６と、基部２１６から外側へ延伸する環状フランジ２１８と、基部２１６から内側へ延伸する環状フランジ２１８とを備える。内側に延伸するフランジ２２０の軸方向の厚さは外側に延伸するフランジ２１８の軸方向の厚さよりも幾分大きい。

サブアセンブリ２４を組み立てる間、リング２１４は挿入されて延出部２３２に接触し、例えば、ポリマーボンド２３３によりそこに固定される。このようなポリマーボンド２３３のボンド付けを容易にするために、リング２１４、及び延出部２３２は、例えば、プラスチック材料で製造される。基部２１６を延出部２３２の内側表面に隣接して位置させるため、外側に延伸するフランジ２１８を延出部２３２の外側表面と接触するように挿入する。基部２１６は、例えば、超音波溶接、スピン溶接、振動溶接、溶着または接着により延出部２３２の内側表面に固定される。

カバー２０が基盤１８に係合するために移動している間、リング２１４の内側に延伸するフランジ２２０は中央チューブ２８の外側に延伸するフランジ３１と係合して、バネ２６、中央チューブ２８、及びカバー２０内の中央チューブ２８に固定されたフィルタエレメント３０を保持している。リング２１４は、フランジ２２０と３１との間の上記係合のために、フランジ３１の外径よりも小さい内径を有する。

本発明のコンセプトを図面及び前述した詳細な説明により説明したが、このような実施例や説明は、代表例であり、特徴を限定するものではない。また、上記の記載は例示的な実施例のみについて説明しているのであって、本発明の精神の範囲内で全ての変形及び修正も保護されるべきである。

ここに記載した装置及び方法の様々な特徴から生じる本発明のコンセプトには、多くの利点が存する。本発明の装置及び方法における代替実施例は、必ずしも本発明の全ての特徴を含むわけではないが、少なくともそのうちのいくつかの特徴の利点を有している。当業者であれば、特許請求の範囲により定められた本発明の要旨の範囲内で、本発明の特徴を利用して当該当業者自身の装置及び方法の実施化について直ちに工夫することができるであろう。

運転中に流体（例えばオイル）を濾過するためにエンジンに取り付けられたフィルタ装置を示す立面図である。 フィルタ装置の一部を破断したフィルタ装置の分解斜視図である。 中央チューブがバネに付勢されつつフィルタカバー内に挿入された状態を示すフィルタ装置の構造を示す断面図である。 フィルタカバーに固定されたリングに対して中央チューブを付勢するバネを示す断面図である。 フィルタカバーにリングを固定するために、リングの方へ湾曲された耳部を示す図４における領域Ａを示す拡大断面図である。 中央チューブを保持するために中央チューブに係合したリング、前記リングに固定されたフィルタエレメント、及びフィルタ装置を組み立てる際のバネを示す断面図である。 組み立て後のフィルタ装置を示す断面図である。 フィルタ装置に用いる略Ｔ字型の断面形状をしたリングの斜視図である。 フィルタカバーに固定された略Ｔ字型のリングに対して中央チューブを付勢するバネの断面図を示す図である。 ポリマーボンドによりフィルタカバーに固定された略Ｔ字型の断面形状をしたリングを示す、図９の領域Ｂにおける拡大断面図である。 フィルタ装置に備えられた略Ｔ字型の断面形状をしたリングの別の態様を示す、図１０と同様の拡大断面図である。

符号の説明

１０ フィルタ装置
１４，１１４ リング
１６ ハウジング
１８ 基盤
２０ フィルタカバー
２２ 内部領域
２４ サブアセンブリ
２６ バネ
２８ 中央チューブ
３０ フィルタエレメント
３１ フランジ
３２，１３２ 延出部
３６，１３６ 耳部
４２ 端部キャップ
４４ 濾過材
１１６ 基部
１１８ 外側フランジ
１２０ 内側フランジ

Claims (20)

1. フィルタカバーと、
   貫流する流体を濾過するように構成されたフィルタエレメントと、
   前記フィルタエレメント内に延伸し、前記フィルタエレメントが取り付けられた中央チューブと、
   前記中央チューブと前記フィルタエレメントを保持すべく、前記中央チューブと係合するように前記フィルタカバーに取り付けられたリングと、
   からなるフィルタ装置。
2. 前記フィルタカバーは延出部を備え、前記リングが前記延出部に取り付けられてなる請求項1に記載のフィルタ装置。
3. 前記延出部は前記リングを前記延出部に固定するために、前記リングの方へ湾曲されてなる耳部を備える請求項２に記載のフィルタ装置。
4. 前記リングは、略Ｔ字型の断面形状をし、基部と前記基部から外側へ延伸する第一のフランジと前記基部から内側へ延伸する第二のフランジとを有し、前記基部及び前記第一のフランジは前記延出部と係合し、前記第二のフランジは前記中央チューブと前記フィルタエレメントとの間に延伸して前記中央チューブに係合して前記中央チューブと前記フィルタエレメントとを保持してなる請求項２に記載のフィルタ装置。
5. 前記フィルタカバーが前記リングを前記フィルタカバーに固定するために前記リングの方へ湾曲された耳部を有してなる請求項１に記載のフィルタ装置。
6. 前記リングが略Ｔ字型の断面形状を有してなる請求項１に記載のフィルタ装置。
7. 前記リングがポリマーボンドにより前記フィルタカバーに固定されてなる請求項１に記載のフィルタ装置。
8. 前記リングが前記フィルタカバーに溶接または接着されてなる請求項１に記載のフィルタ装置。
9. 前記フィルタカバーと前記リングとが互いに別部材から構成されてなる請求項１に記載のフィルタ装置。
10. ハウジングとフィルタエレメントと中央チューブとリングとからなるフィルタ装置であって、
    前記ハウジングは基盤とカバーとからなり、前記カバーを前記基盤に固定すると前記基盤と前記カバーが内部領域を画成し、前記カバーが延出部を有し、
    前記フィルタエレメントは、フィルタエレメントが前記内部領域に配置されると、前記内部領域を通って流れる流体を濾過するよう構成され、
    前記中央チューブは前記フィルタエレメント内に延伸し、前記フィルタエレメントは前記中央チューブに取り付けられ、前記中央チューブは所定の外径のフランジを備え、
    前記リングは前記延出部に固定され、前記中央チューブと前記フィルタエレメントを保持するために、前記リングと前記フランジとの間の係合を行うために前記フランジの外径よりも小さい内径を有してなる。
11. 前記延出部は、前記リングを前記延出部に固定するために、前記リングの方へ湾曲された耳部を備える請求項１０に記載のフィルタ装置。
12. 前記リングは、略Ｔ字型の断面を有し、ポリマーボンドにより前記延出部に固定されてなる請求項１０に記載のフィルタ装置。
13. 前記延出部及び前記リングは互いに別部材から構成されてなる請求項１０に記載のフィルタ装置。
14. 中央チューブを保持するために、リングをフィルタカバーに取り付けるステップと、
    前記中央チューブにフィルタエレメントを取り付けるステップと、
    からなるフィルタ装置の組み立て方法。
15. 前記中央チューブを保持するために前記リングを前記フィルタカバーに取り付けるステップは、前記リングを前記フィルタカバーから離れた位置から前記フィルタカバーと係合する位置へ移動させてなる請求項１４に記載の方法。
16. 前記フィルタカバーは延出部を備え、前記フィルタカバーに前記リングを取り付けるステップは、(i)前記リングを前記延出部へと移動させるステップと、(ii) 前記リングを前記延出部に固定するために前記延出部を湾曲させるステップと、を備える請求項１４に記載の方法。
17. 前記フィルタカバーは延出部を備え、前記中央チューブを保持するために前記フィルタカバーに前記リングを取り付けるステップは、(i)前記リングを前記延出部へと移動させるステップと、(ii)前記リングをポリマーボンドで前記延出部に固定するステップと、を備える請求項１４に記載の方法。
18. 前記中央チューブを保持するために前記リングを前記フィルタカバーに取り付けるステップは、前記リングを前記フィルタカバーに溶接するステップを備える請求項１４に記載の方法。
19. 前記中央チューブを保持するために前記フィルタカバーに前記リングを取り付けるステップは、前記リングを前記フィルタカバーに溶着する請求項１４に記載の方法。
20. (i)前記フィルタカバーをフィルタ基盤と接触するように移動させるステップと、(ii)前記フィルタカバーを前記フィルタ基盤に固定するステップとを更に有し、前記接触ステップ及び前記フィルタ基盤に前記フィルタカバーを固定するステップは、前記フィルタカバーに前記リングを固定するステップと、前記中央チューブに前記フィルタエレメントを固定するステップとの後に行われる請求項１４に記載の方法。
    

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