JP2005095875A - 流体フィルタのためのエラストマ製の一体型リリーフ弁および耐ドレインバック弁 - Google Patents

Abstract

【課題】弁組立体の構成要素の数を減少させた流体フィルタを提供する。
【解決手段】 流体フィルタ１０が、第１の開口３２を有するタッピングプレート１６を有するハウジング１２を含む。中央管２４がハウジング内のタッピングプレート付近に配置されている。中央管は第２の開口３４を含む。エラストマ製の弁組立体３６が中央管２４とタッピングプレート１６の間に配置されている。弁組立体は、リリーフ弁４０と耐ドレインバック弁３８が一体的に形成されたワンピースの弁を含む。耐ドレインバック弁は第１開口の付近に配置されて、圧力降下中に流体がフィルタ２２の側方に出て行くことを防止するように第１開口を選択的に閉塞させる。リリーフ弁は第２開口の付近に配置されて、コールドスタートなどの高圧状態において流体がリリーフ弁を通って流れることを可能にするように第２開口を選択的に閉塞させる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、流体フィルタ、例えばオイルフィルタに関し、特に、本発明は、流体フィルタのためのリリーフ弁および耐ドレインバック弁に関する。

流体フィルタ、例えばオイルフィルタは、典型的に、様々な動作状態におけるフィルタを通る流体の流れを規制するための１以上の弁を含む。例えば、フィルタは、圧力降下中に流体がフィルタの入口側から出ていき、それにより屑をフィルタ要素から運ぶことを防止するための耐ドレインバック弁を組み込み得る。フィルタは、また、高圧下で、例えばオイルフィルタの用途においてエンジンコールドスタート中のオイルの粘性が非常に高いときに流体がフィルタ要素を迂回することを可能にするためのリリーフ弁を用い得る。

多くの流体フィルタ弁の構造が用いられてきた。一般的な弁構造の１つは、フィルタハウジングのタッピングプレート付近に配置された弁を用いる。移動可能なピストンが、流体のための開口に隣接して配置される。コイルばねが流体ピストンを所望の位置に付勢する。流体ピストンは開放位置と閉鎖位置の間を、フィルタの中央部に対して軸方向にスライドする。中央管を有する流体構造物には、中央管とタッピングプレートの間のシールも、流体がフィルタ要素を迂回することを防止するために用いられなければならない。フィルタを通過する流体流のさらなる制御をもたらすために、追加の弁がフィルタ内に用いられる。流体の漏出を防止するために、さらなるシールが弁と共に用いられる。その結果、典型的な流体フィルタは、費用高な多数の組立部品を用いる。さらに、非常に多くの部品が弁のために必要とされるので、弁の不都合な動作を生じさせるミスアライメント（位置ずれ）が起こることがある。ばねやピストンの配置により、フィルタハウジングの長さが長くなり、すなわち、ハウジング内にパッケージングされ得るフィルタ要素の寸法が、ピストン組立体の動作中の寸法および運動に適合するように減少されることになる。したがって、流体フィルタ弁のためのより効率的な設計が必要である。

（発明の開示）
本発明は、端部を有するハウジングを含む流体フィルタを提供する。前記端部は、例えば、第１の開口を備えたタッピングプレートである。中央部、例えば中央管がハウジング内の端部付近に配置されている。中央部は第２の開口を含む。一実施形態において、弁組立体が、中央部と、例示的な実施形態における端部との間に、これらの部分の間にシールを形成するために配置されている。弁組立体は、エラストマ材料、例えばゴムから構成され得る。

弁組立体は一体的に形成されたワンピースのリリーフ弁および耐ドレインバック弁を含む。耐ドレインバック弁は第１開口に隣接して配置され、圧力降下中にフィルタの入口側から流体が出て行くことを防止するために第１開口を選択的に閉鎖する。リリーフ弁は第２開口に隣接して配置され、高圧状態、例えばオイルフィルタの用途においてコールドスタート中に流体がリリーフ弁を通過することを可能にするために第２開口を選択的に閉塞する。

例示的な一実施形態において、弁組立体はリリーフ弁および耐ドレインバック弁の第１終端と第２終端の間に延在する。示された例において、弁の間に凹部が、弁組立体を中央部上で支持するために配置され得る。この配置において、弁組立体は、また、中央部と端部の間のシールとして作用する。本発明による配置は、弁組立体の構成要素の数をかなり減少させ、中央部と端部の間に典型的に用いられるシールを排除する。さらに、弁組立体の全体の寸法が小さくされ、これにより、より小さいフィルタ要素またはより大きいフィルタ要素のいずれも用いることが可能になる。

本発明の他の利点は、以下の詳細な説明を添付図面と共に参照することにより理解される。

図１に流体フィルタ１０が示されている。図示されているフィルタ１０は車両オイルフィルタとして用いるのに適しているが、本発明は、任意の流体フィルタの用途に用いられ得る。フィルタ１０は、カン１３を含むハウジング１２を含み、リテーナ１４がカンの開放端に固定されている。ハウジング１２は、また、一般にリテーナ１４の内部にかつリテーナ１４に隣接して配置されるタッピングプレート１６を含む。タッピングプレート１６は中央ねじ穴１７を含み、ねじ穴１７はフィルタ１０を、流体を望ましい場所、例えば車両エンジンへと送出し、また車両エンジンから排出させる流体通路を有する構造物に固定する。

フィルタ組立体１８がハウジング１２内に配置されている。フィルタ組立体１８は端部ディスク２０を含み、端部ディスク２０間にフィルタ媒体２２、例えば紙フィルタ要素が、当分野で知られた任意の適切な方法で配置されている。フィルタ媒体２２は中央開口部２３を画成し得る。典型的にフィルタ媒体２２は、中央管２４を有する襞付き紙要素であり、中央管２４はフィルタ媒体２２の中央開口部２３に挿入されて襞付き紙要素を構造的に支持する。中央管２４は、中央管２４をフィルタ組立体１８に対して軸方向に配置するためのカラー２５を有する。ガイド２６がフィルタ組立体１８とハウジング１２の間に配置されて、フィルタ１０の組立体中にフィルタ組立体１８を望ましく位置決めさせる。

フィルタ１０は、フィルタ媒体２２の一方の側に入口側２８を有し、フィルタ媒体２２の反対側に出口側３０を有する。示された配置に関し、入口側２８はフィルタ組立体１８の外側に対応し、出口側３０は、内側すなわち中央開口部２３に対応している。リテーナ１４およびタッピングプレート１６は、流体が、フィルタ１０を支持する構造物から入口側２８に流れることを可能にする開口３２を含む。通常の動作中、流体はフィルタ媒体２２を通り、出口側３０に対応する中央開口部２３に流れて流体から屑を除去する。次いで流体は中央開口部２３を通って流れ、ねじ穴１７を通って排出され、フィルタ１０を支持する構造物を通って戻る。しかし、流体の流れが、用途や顧客の規格に応じて上記と異なり得ることが理解されよう。

圧力降下中に流体が、フィルタ１０の汚れた側、すなわち入口側２８から漏出して、フィルタ１０を支持する構造物に戻ることを防止するために、弁をフィルタ内に組み込むことが望ましい。また、高圧状況下、例えば、流体の粘性が非常に高くなり得る非常に低温での車両コールドスタートにおいては流体がフィルタ組立体１８を迂回することを許容するように弁をフィルタ１０に設けることが好ましい。先行技術において、これらの弁は別れており、かつ多くの構成要素を含んでいた。

本発明の弁組立体３６は、一体的に形成された、すなわちワンピースの耐ドレインバック弁３８およびリリーフ弁４０を含む。図２Ａおよび２Ｂに最良に示されているように、弁組立体３６は、耐ドレインバック弁の第１終端４２からリリーフ弁４０の第２終端４４に連続的に延在する。例示的な一実施形態において、耐ドレインバック弁３８は、第１終端４２を終端とする第１の環状リップ４１を含む。同様に、リリーフ弁４０は、第２終端４４を終端とする第２の環状リップ４３を含む。終端４２，４４は拡大部を含み、拡大部は、リップ４１，４３がそれぞれのスケーリング（ｓｃａｌｉｎｇ）面に対してより良好にシールすることを可能にする。弁組立体３６における穴３７が、流体流がフィルタ１０を通って流れることを可能にしている。

弁組立体３６は、耐ドレインバック弁３８とリリーフ弁４０とを分離する環状凹部４８を含む。中央管２４の端部５０が凹部４８に受け入れられる。弁組立体３６は凹部４８の領域において、中央管２４とタッピングプレート１６の間にシールを形成するＵ字状部を形成して、流体がフィルタ組立体１８を迂回することを防止する。こうして弁組立体３６は、中央管２４とタッピングプレート１６の間に典型的に用いられている別個のシールを排除する。

図１に戻ると、耐ドレインバック弁３８は、リテーナ１４およびタッピングプレート１６内の開口３２の付近に配置されている。耐ドレインバック弁は、流体がフィルタ１０の入口側２８に流入することを防止するために上向きに偏向されている。耐ドレインバック弁３８の終端４４がタッピングプレート１６の隆起部に対してシールして、圧力降下中に入口側２８の流体が屑をフィルタ媒体２２からフィルタ１０の外に運び出すことを防止する。

中央管２４は開口３４を含む。リリーフ弁４０は、通常動作中に流体がフィルタ組立体１８を迂回することを防止するために開口３４に隣接して配置されている。しかし、流体の粘性が非常に高い状態、例えば低温での車両コールドスタート中には、流体がフィルタ組立体１８を迂回することが望ましいであろう。この場合、終端４２は粘性の高圧流体により押し出されて、内面４７との係合から外される。

弁組立体３６は、エラストマ材料、例えばゴムであり得る。弁３８および４０が開放される圧力は、弁３８および４０の所望の領域においてデュロメータの異なるゴムを用いまたは厚さを変更して弁３８および４０の開放特性を変更することにより変更され得る。例えば、弁３８および４０は、それぞれ、支点として作用する「膝部」５２，５４を含む。膝部５２，５４の位置、幾何学的形状および厚さは、開放特性を変更するために変更され得る。

本発明は例示的に記載されており、用いられた用語が、限定ではなく説明の性質を有することを意図されていることが理解されよう。本発明の多くの変更および修正が上記の教示に鑑みて可能であることが明らかである。したがって、添付の特許請求の範囲において、本発明が、以上に詳細に記載されたものと異なるように実施され得ることが理解されよう。

図１は、一体的に形成されたリリーフ弁と耐ドレインバック弁を有する本発明の弁組立体の具体例を有する流体フィルタの断面図である。 図２Ａは、図１に示された弁組立体の拡大断面図である。図２Ｂは、図２Ａに示された弁組立体の上面図である。

Claims (17)

1. 流体フィルタであって、
   第１の開口を有する端部を有するハウジングと、
   前記ハウジング内に配置され、かつ前記端部に近い中央部であって、第２の開口を含む中央部と、
   前記中央部により支持され、かつ、リリーフ弁および耐ドレインバック弁を含む弁組立体であって、前記耐ドレインバック弁が、前記第１開口を選択的に閉塞するために前記第１開口に隣接し、前記リリーフ弁が、前記第２開口を選択的に閉塞するために前記第２開口に隣接している弁組立体と、
   を含む流体フィルタ。
2. 弁組立体がエラストマ材料である、請求項１に記載の流体フィルタ。
3. リリーフ弁と耐ドレインバック弁とが一体的に形成され、前記リリーフ弁の第１終端から前記耐ドレインバック弁の第２終端に連続的に延在する、請求項１に記載の流体フィルタ。
4. 前記終端が、各々、前記端部および中央部に対してそれぞれシールする拡大部を含む、請求項１に記載の流体フィルタ。
5. 前記中央部が、前記リリーフ弁の前記終端に隣接して半径方向内側に延在するフランジを含む、請求項１に記載の流体フィルタ。
6. 前記弁組立体が、凹部を画成するＵ字状部を含み、前記中央部の端部が前記凹部に受け入れられ、前記凹部が前記リリーフ部と前記耐ドレインバック部とを分離している、請求項１に記載の流体フィルタ。
7. 前記Ｕ字状部が前記端部に対してシールし、流体流が前記第１開口と第２開口の間でＵ字状部を通過することを防止する、請求項６に記載の流体フィルタ。
8. 弁組立体が円形の断面を含む、請求項１に記載の流体フィルタ。
9. 前記ハウジング内に配置されかつ中央開口部を画成するフィルタ要素を含み、前記中央部が、前記中央開口部内に配置された中央管を含む、請求項１に記載の流体フィルタ。
10. 前記リリーフ弁が閉鎖位置にて前記中央管の内面に対してシールする、請求項９に記載の流体フィルタ。
11. 前記フィルタ要素の、前記中央管に隣接した側が流体出口側であり、前記フィルタ要素の、前記側と反対の側が流体入口側であり、前記リリーフ弁が、前記第１開口において前記流体入口側と出口側の間に配置され、前記耐ドレインバック弁が前記第２開口と前記流体入口側の間に配置されている、請求項９に記載の流体フィルタ。
12. 前記端部がねじ付き中央開口部を含むタッピングプレートである、請求項１に記載の流体フィルタ。
13. 前記リリーフ部および耐ドレインバック部が、互いに対して横切る方向に向けられた環状リップにより形成されている、請求項１に記載の流体フィルタ。
14. 流体フィルタ弁であって、
    第１終端から第２終端に延在するエラストマ構造物であって、前記第１終端を含む耐ドレインバック弁と、前記第２終端を含むリリーフ弁と、を有し、前記弁の内側に配置された中央穴を有するエラストマ構造物、を含む流体フィルタ弁。
15. 前記リリーフ弁と耐ドレインバック弁とを分離する環状凹部を含む、請求項１４に記載の流体フィルタ弁。
16. 前記リリーフ弁および耐ドレインバック弁が、互いに対して横切るように配置されたリップを含む、請求項１５に記載の流体フィルタ弁。
17. 前記リップが前記終端に向かって延在し、前記終端が拡大部を含む、請求項１６に記載の流体フィルタ弁。

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