JP2004337844A - リバーシブルなエレメントガイド - Google Patents

Abstract

【課題】従来のエレメントガイドは加重たわみ特性が不均一で、フィルターにばらつきが出ることがある。従って、均一な加重たわみ率を有し、より効率的に、安価に、オイルフィルター組立作業を可能にするエレメントガイドが望まれる。
【解決手段】閉じた端部及び開口した端部を有するキャニスター１２と、キャニスター内に配置され、キャニスターの閉じた端部１４に隣接する第１の端部と、開口した端部１６に隣接する第２の端部とを有するフィルターエレメントアセンブリ３０と、前記閉じた端部とフィルターエレメントアセンブリの第１の端部との間においてキャニスター内に配置されたリバーシブルなエレメントガイド５０とを備え、該リバーシブルなエレメントガイドは、第１の面と第２の面とを有し、第１の面は第２の面と実質的に同一に成形されている。また、リバーシブルなエレメントガイドは、環状の形状を有し、かつ、複数のうねりを有する波状のスプリングであってもよい。
【選択図】図１

Description

本発明は、流体フィルター、特にオイルフィルターに関する。より具体的には、本発明はオイルフィルター内で用いるエレメントガイドに関する。

潤滑油フィルター、エアフィルター及び燃料フィルター等のフィルターは、エンジンの可動部に損傷を与える可能性のある不純物を濾過するという目的で内燃機関システムに通常含まれている。一般にオイルフィルターは、円筒状のキャニスターと、フィルターエレメントアセンブリと、を含む。円筒状のキャニスターは、ドーム形状の閉じた端部と、その反対側にある開口した端部と、を含む。開口した端部には、中央流体流出口と複数の流体流入口とを有するエンドプレートが取り付けられている。フィルターエレメントアセンブリは、キャニスター内に配置されており、一般に、円筒状のセンターチューブと、センターチューブ周りに配置されたフィルターエレメントと、フィルターエレメントの両端部に取り付けられた一対のエンドキャップと、を含む。

オイルは、まず、流体流入口を介してエンジンからキャニスターに入り、オイルフィルター内を循環する。多くの場合、流体流入口を通ってオイルが流出して戻ってしまうことを防止するために逆流防止弁が含まれている。次にオイルは、フィルターエレメント内を流れ、センターチューブの壁部の孔を通ってセンターチューブ内へと流れる。濾過されたオイルは、中央流体流出口を通ってフィルターから出て、エンジンへと流れる。フィルターエレメントが詰まった場合に、未濾過のオイルがフィルターエレメントを迂回できるようにし、フィルター内の圧力を緩和できるようにするための緩和機構も通常含まれている。

キャニスター内の適所へのフィルターエレメントアセンブリの固定・維持を支援するために、一般に、キャニスターのドーム形状の閉端部と、フィルターエレメントアセンブリのエンドキャップとの間にエレメントガイドが配置されている。公知のエレメントガイドの一つは、形状が概して細長く、中央部に実質的に円形の突起と、その円形突起から下方に延びる２つのスプリング状アームと、を含む。各アームの端部からは、フランジが横方向に延びている。円形の突起は、キャニスターのドーム形状の閉じた端部に近い方のエンドキャップの中央にあるくぼみにぴったりと嵌る。アームは、キャニスターの閉端部に向けてエンドキャップから離れるように延び、各アームの端部にあるフランジは、キャニスターのドーム形状の閉端部に当接する。エレメントガイドのアームはエンドキャップに対し片持ち梁式バネとして作用し、それによりキャニスターの開口端部にあるエンドプレートにフィルターエレメントをしっかりと取り付け、また、フィルターエレメントアセンブリをキャニスターの閉端部から間隔をおいて配置させる。

一般に、組立では、まずエレメントガイドがキャニスター内に配置され、その後にフィルターエレメントアセンブリが配置される。最後に、エンドプレートがキャニスターの開口端部に取り付けられる。エレメントガイドが適切に機能するためには、エレメントガイドは正しい向きでキャニスターの中に配置されなければならない。すなわち、アームがキャニスターの閉端部に向けて延び、円形突起部がキャニスターの開口端部に向けて突出する状態でなければならない。もし、エレメントガイドが逆さまにキャニスター内に配置されると、フィルターエレメントアセンブリはキャニスター内に適切に取り付けられず、結局は、欠陥のあるオイルフィルターとなるであろう。このエレメントガイドを用いたオイルフィルターの自動組立を効果的に達成することは往々にして困難及び／又は高価である。なぜならば、エレメントガイドは正しい向きで配置されなければならないからである。それ故に、エレメントガイドが適切に配置されることを保証するために、エレメントガイドは、多くの場合、手作業でキャニスター内に挿入され、このため、組立作業は高価で非効率的なものとなっていた。さらに、従来のエレメントガイドは、円形突起がエンドキャップのくぼみにぴったり合うように往々にして特注のデザイン、サイズ、及び製造によるものである。このことは、製造コストを増大させ得る。さらに、従来のエレメントガイドは、バネ定数または荷重たわみ特性が不均一であり、このためにフィルターにばらつきがあることが知られている。したがって、均一な荷重たわみ率を有し、より効率的および／または安価なオイルフィルター組立作業を可能にする改良されたエレメントガイドに対する需要が依然としてある。

（発明の開示）
本発明は、閉じた端部および開口した反対側端部を有するキャニスターを含む流体フィルターアセンブリを提供する。キャニスター内には、フィルターエレメントアセンブリが配置されている。フィルターエレメントアセンブリは、キャニスターの閉じた端部に隣接する第１の端部と、キャニスターの開口した端部に隣接する第２の反対側端部と、を有する。リバーシブルなエレメントガイドが、キャニスターの閉じた端部とフィルターエレメントアセンブリの第１の端部との間においてキャニスターの中に配置されている。

関連する側面において、リバーシブルなエレメントガイドは、環状の形状を有し、かつ、複数のうねりを有する波状のスプリング（ウェーブ・スプリング）である。波状スプリングは、１回巻きの波状スプリングであってもよいし、複数回巻きの波状スプリングであってもよい。

他の側面において、リバーシブルなエレメントガイドは第１の面および第２の面を有し、第１の面は第２の面と実質的に同一に成形されている。リバーシブルなエレメントガイドは、２つの姿勢のうちのいずれかに配置されている。２つの姿勢とは、第１の面がキャニスターの閉じた端部に当接する第１の姿勢と、第２の面がキャニスターの閉じた端部に当接する第２の姿勢と、からなる。

本発明のさらに異なる側面では、フィルターエレメントアセンブリの第１の端部は外周領域を含み、リバーシブルなエレメントガイドはフィルターアセンブリの第１の端部の外周領域に当接する。

本発明の他の実施形態は、閉じた端部と開口した反対側の端部とを有するキャニスターを提供する。フィルターエレメントアセンブリがキャニスター内に配置されており、そのフィルターエレメントアセンブリは、キャニスターの閉じた端部に隣接する第１の端部と、キャニスターの開口した端部に隣接する第２の反対側の端部と、を有する。第１の端部は、外周領域を含む。リバーシブルなエレメントガイドが、キャニスターの閉じた端部と、フィルターエレメントアセンブリの第１の端部との間に配置されており、フィルターエレメントアセンブリの第１の端部の外周領域に当接している。

関連する側面において、エレメントガイドは第１の面と第２の面とを有し、第１の面は第２の面と実質的に同一に成形されている。リバーシブルなエレメントガイドは、フィルターエレメントの第１の端部の外周領域に第１の面が当接する第１の姿勢と、フィルターエレメントの第１の端部の外周領域に第２の面が当接する第２の姿勢と、のいずれかに配置される。

さらなる側面において、リバーシブルなエレメントガイドは、環状の形状を有し、かつ、複数のうねりを有する波状のスプリングである。

本発明のさらに異なる実施形態は、閉じた端部と開口した反対側端部とを有するキャニスターと、キャニスター内に配置され、閉じた端部に隣接する第１の端部と、開口した端部に隣接する第２の反対側の端部と、を有するフィルターエレメントアセンブリと、キャニスターの閉じた端部とフィルターエレメントアセンブリの第１の端部との間においてキャニスター内に配置された波状スプリング型エレメントガイドと、を備える流体フィルターアセンブリを提供する。波状スプリング型エレメントガイドは、環状の形状を有し、かつ、複数のうねりを有する。

関連する側面において、エレメントガイドは、第１の面と第２の面とを有する。第１の面は、第２の面と実質的に同一に成形されている。波状スプリング型エレメントガイドは、第１の面がキャニスターの閉じた端部に当接する第１の姿勢と、第２の面がキャニスターの閉じた端部に当接する第２の姿勢と、のいずれかに配置されるようにリバーシブルにできている。

他の関連する側面では、フィルターアセンブリの第１の面が外周領域を含み、波状スプリング型エレメントガイドはフィルターアセンブリの第１の端部の外周領域に当接する。

本発明の上記および他の特徴及び目的、並びにそれらを達成する方法は、添付した図面と共に本発明の実施形態に関する下記の説明を参照することにより、より明確となり、本発明自体をよりよく理解できるようになるであろう。

以下に開示する実施形態は、発明を網羅すること又は以下の記載に開示された形状そのものに本発明を限定することを意図するものではない。むしろ、実施形態は当業者がその示唆するところを利用できるように選択されかつ記載されている。

はじめに図１を参照すると、流体フィルターアセンブリ１０は、一般に、キャニスター１２と、フィルターエレメントアセンブリ３０と、を含む。キャニスター１２は、閉じた端部１４と、開口した端部１６と、中空部２８を規定する円筒状のキャニスター壁部２６と、を有する。開口した端部１６には、底部アセンブリ２４がある。底部アセンブリ２４は、中央流体流出口１８と、複数の流体流入口２０と、を有する。中央流体流出口１８は、通常、雌ねじを切られている。これは、流体フィルターアセンブリ１０を、エンジン（図示せず）における対応する（図示せず）中空ネジ付きボルトにネジ止めするためである。また、底部アセンブリ２４は、普通はエンジン（図示せず）に対して流体フィルターアセンブリ１０をシールするためのシール用ガスケット２２と、流入口２０を介して流体が逆流することを防止し、エンドキャップ４８と中央流体流出口１８との間のガスケットとして作用するための逆流防止弁２９と、を含む。フィルターエレメント３０はキャニスター１２の中空部２８内に配置されており、通常は、フィルターエレメント４４と、一対のエンドキャップ４６、４８と、を含む。フィルターエレメント４４は、内腔（穴、ボア）３８を規定している。内腔３８は、中央流体流出口１８に位置が合わせられおり、かつ、流体が流れることができるようにつながっている。内腔３８は、フィルターエレメント４４を介して濾過された流体が流れることができるように複数の流体流入口２０とつながっている。オプションとして、フィルターエレメントアセンブリ３０は、その周りにフィルターエレメント４４が同心円状に配置された円筒状センターチューブ３２を含んでいてもよい。センターチューブ３２は、複数の孔３６を有するセンタ壁３４を含む。複数の孔３６は、濾過された流体が流れることができるように流体流入口２０とつながっている。

フィルターエレメント４４も第１及び第２の端部４０、４２を含む。第１及び第２の端部４０、４２は、未濾過の流体が内腔３８に入ることを防ぐために、それぞれ、第１及び第２のエンドキャップ４６、４８と密閉状態で係合している。エンドキャップ４６は、外周領域４７を含む。外周領域４７は、フィルターエレメント４４と位置が合わせられており、かつ、フィルターエレメント４４を支持している。エンドキャップ４６はまた、中央部４９を有する。中央部４９は、内腔３８にぴったりと嵌るへこみであってもよい。リバーシブルなエレメントガイド５０は、エンドキャップ４６とキャニスター１２の閉じた端部１４との間に配置されており、フィルターエレメントアセンブリ３０をキャニスター１２の閉じた端部１４から間隔をおいて配置させている。

次に図２から図４を参照すると、リバーシブルなエレメントガイド５０は、直径Ｄ_１、幅Ｗ、厚さＴを有する環状の形状をした波状のスプリングであってもよい。波状スプリング５０は、複数の波またはうねり５２を含む。各うねり５２は、第１の平衡点Ｅ_１から第２の平衡点Ｅ_２まで測った波長ｗにより定義される。各うねり５２は、ピーク／頂部５４、谷部５８、及び高さｈを有する。高さｈは、ピーク５４から谷部５８までを測ったものである。図２に示されるように、リバーシブルなエレメントガイド５０は、第１の面６０と、第２の面６２と、を有する。第１の面６０は、第２の面６２と実質的に同一に成形されている。その結果として、エレメントガイド５０は、キャニスター１２の閉じた端部１４と第１のエンドキャップ４６との間に、第１の面６０がエンドキャップ４６に当接する（押し当てられる）状態でも、第２の面６２がエンドキャップ４６に当接する状態でも配置することができるようにリバーシブルになっている。エレメントガイド５０がリバーシブルとなっているため、表面というものがなく、エレメントガイド５０は組立作業中に効率的かつ自動的にキャニスター１２内へ落とすことができる。

図１及び３に戻って、直径Ｄ_１は、エレメントガイド５０の幅Ｗがエンドキャップ４６の中央部４９よりむしろ外周領域４７に接触するように寸法が決められている。このような構成において、エレメントガイド５０はフィルターアセンブリ３０に対しカラムストレングス（鉛直方向の力）を加え、フィルターアセンブリ３０をより強固に底部アセンブリ２４に取り付けることを可能にする。このように加えられたカラムストレングスは、ドーム形状の閉端部を有するキャニスターと同様に、平坦形状の閉端部を有するキャニスターを用いることをも可能にする。

さらに、リバーシブルなエレメントガイドは、くぼみ又は凹部が形成されたエンドキャップの中央部に係合するように特注する必要は必ずしもない。それどころか、入手容易な波状スプリングを用いることができ、また、波状スプリングは数多くのサイズで入手することができる。さらに、波状スプリングは、正確な荷重たわみ特性を有することで知られている。それ故に、本発明のエレメントガイドを用いれば、流体フィルターアセンブリはより安価に製造できるであろうし、フィルター間での荷重たわみ特性をより均一なものとすることができるであろう。

リバーシブルなエレメントガイド５０は、エンドキャップ４６の中央部と係合させるために特注生産する必要はないが、リバーシブルな波状スプリング５０の直径Ｄ_１、幅Ｗ、及び／又は厚さＴを変えることにより、最大耐荷重および荷重たわみ特性をカスタマイズしてもよい。このようなバリエーションは、キャニスター１２の閉じた端部１４からのフィルターアセンブリ３０の間隔を調整し、それにより異なる寸法および形状のキャニスターを利用可能とすることにも役立つであろう。このような特性は、うねりの波長ｗ及び／又は高さｈを変えることにより調整してもよい。さらに、リバーシブルなエレメントガイド５０の特性は、リバーシブルなエレメントガイド５０を構成する材料を変えることによって調整してもよい。エレメントガイド５０は、鋼、バネ鋼材、真鍮、アルミニウム、プラスチック、エラストマー、及び／又はそれらの複合材料などの撓むことができるあらゆる固体材料から作ることができると考えられている。

本発明では、図５に示すように、複数巻きの波状スプリングをリバーシブルなエレメントガイド１５０として用いることも意図している。このような実施形態は、フィルターアセンブリ３０とキャニスター１２の閉端部１４との間の間隔を広げる及び／又はより大きな荷重たわみの要求に対応するのに利用できる。

本発明は、典型的なデザインを有するものについて説明したが、開示の趣旨及び範囲内においてさらに変更することができる。したがって、本出願は本発明の一般的原理を利用するあらゆる変形例、使用、又は適用を包含することを意図している。さらに、本出願は、本発明が属する技術分野における公知又は慣習的な実施の範囲内での本願開示内容からの逸脱をも対象とする。

図１は、本発明の一実施形態によるオイルフィルターアセンブリの部分断面図である。 図２は、本発明によるリバーシブルなエレメントガイドの側面図である。 図３は、図２のリバーシブルなエレメントガイドの平面図である。 図４は、図３のリバーシブルなエレメントガイドの線４−４に沿った断面図である。 図５は、本発明の他の実施形態によるオイルフィルターアセンブリの断面図である。

Claims (20)

1. 閉じた端部及び開口した端部を有するキャニスターと、
   前記キャニスター内に配置され、前記キャニスターの前記閉じた端部に隣接する第１の端部と、前記キャニスターの前記開口した端部に隣接する第２の端部と、を有するフィルターエレメントアセンブリと、
   前記キャニスターの前記閉じた端部と、前記フィルターエレメントアセンブリの前記第１の端部との間において前記キャニスター内に配置されたリバーシブルなエレメントガイドと、
   を備える流体フィルターアセンブリ。
2. 前記リバーシブルなエレメントガイドが波状のスプリングである請求項１の流体フィルターアセンブリ。
3. 前記波状スプリングは環状の形状を有し、かつ、複数のうねりを有する請求項２の流体フィルターアセンブリ。
4. 前記リバーシブルなエレメントガイドは、第１の面と第２の面とを有し、前記第１の面は前記第２の面と実質的に同一に成形されている請求項１の流体フィルターアセンブリ。
5. 前記リバーシブルなエレメントガイドは２つの姿勢のいずれか一つに配置され、前記２つの姿勢は、第１の面が前記キャニスターの前記閉じた端面に当接する第１の姿勢と、前記第２の面が前記キャニスターの前記閉じた端面に当接する第２の姿勢と、からなる請求項４の流体フィルターアセンブリ。
6. 前記フィルターエレメントアセンブリの前記第１の端部は外周領域を含み、前記リバーシブルなエレメントガイドは前記フィルターエレメントアセンブリの前記第１の端部の前記外周領域に当接する請求項１の流体フィルターアセンブリ。
7. 前記リバーシブルなエレメントガイドは、鋼、バネ鋼材、真鍮、アルミニウム、プラスチック、エラストマー、及び／またはそれらの複合材料からなる請求項１の流体フィルターアセンブリ。
8. 前記波状スプリングは、１回巻きの波状スプリングである請求項２の流体フィルターアセンブリ。
9. 前記波状スプリングは、複数回巻きの波状スプリングである請求項２の流体フィルターアセンブリ。
10. 閉じた端部と開口した端部とを有するキャニスターと、
    前記キャニスター内に配置され、前記キャニスターの前記閉じた端部に隣接する第１の端部と、前記キャニスターの前記開口した端部に隣接する第２の端部と、を有し、前記第１の端部が外周領域を有するフィルターエレメントアセンブリと、
    前記キャニスター内、かつ、前記キャニスターの前記閉じた端部と前記フィルターエレメントアセンブリの前記第１の端部との間に配置され、前記フィルターエレメントアセンブリの前記第１の端部の前記外周領域に当接するリバーシブルなエレメントガイドと、
    を備える流体フィルターアセンブリ。
11. 前記エレメントガイドは第１の面及び第２の面を有し、前記第１の面は前記第２の面と実質的に同一に成形されている請求項１０の流体フィルターアセンブリ。
12. 前記リバーシブルなエレメントガイドは、前記第１の面が前記フィルターエレメントアセンブリの前記第１の端部の前記外周に当接する第１の姿勢と、前記第２の面が前記フィルターエレメントアセンブリの前記第１の端部の前記外周に当接する第２の姿勢と、のいずれかに配置される請求項１０の流体フィルターアセンブリ。
13. 前記リバーシブルなエレメントガイドは、環状の形状を有し、かつ、複数のうねりを有する波状のスプリングである請求項１０の流体フィルターアセンブリ。
14. 前記波状スプリングは、１回巻きの波状スプリングである請求項１３の流体フィルターアセンブリ。
15. 前記波状スプリングは、鋼、バネ鋼材、真鍮、アルミニウム、プラスチック、エラストマー、及び／またはそれらの複合材料からなる請求項１３の流体フィルターアセンブリ。
16. 閉じた端部及び開口した端部を有するキャニスターと、
    前記キャニスター内に配置され、前記閉じた端部に隣接する第１の端部と、前記開口した端部に隣接する第２の端部と、を有するフィルターエレメントアセンブリと、
    前記キャニスターの前記閉じた端部と前記フィルターエレメントアセンブリの前記第１の端部との間において前記キャニスター内に配置され、環状の形状を有し、かつ、複数のうねりを有する波状スプリング型エレメントガイドと、
    を備える流体フィルターアセンブリ。
17. 前記エレメントガイドは第１の面及び第２の面を有し、前記第１の面は前記第２の面と実質的に同一に成形されている請求項１６の流体フィルターアセンブリ。
18. 前記波状スプリング型エレメントガイドは、前記第１の面が前記キャニスターの前記閉じた端部に当接する第１の姿勢と、前記第２の面が前記キャニスターの前記閉じた端部に当接する第２の姿勢と、のいずれかに配置されるようにリバーシブルとなっている請求項１７の流体フィルターアセンブリ。
19. 前記フィルターエレメントアセンブリの前記第１の端部は外周領域を含み、前記波状スプリング型エレメントガイドは前記フィルターエレメントアセンブリの前記第１の端部の前記外周領域に当接する請求項１６の流体フィルターアセンブリ。
20. 前記波状スプリング型エレメントガイドは、鋼、真鍮、アルミニウム、プラスチック、エラストマー、及び／またはそれらの複合材料からなる請求項１６の流体フィルターアセンブリ。

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