JP2007203286A - オイルフィルター装置 - Google Patents

Abstract

【課題】オイル中への超微粒子の金属粉の蓄積を防止するオイルフィルター装置を提供する。
【解決手段】有底円筒状の濾過機本体１中央にオイル流出用の長い円筒８を形成し、この長い円筒８の周囲に吸収性のある資材を幾重にも捲回した筒状の濾過体７を配設し、前記濾過機本体１に蓋２６を取り付けて構成したものであり、有底円筒状の濾過機本体１中央にオイル流出用の長い円筒８を形成し、この長い円筒８の周囲に濾過体容器４１を設けて前記濾過機本体１との間にオイル流通路４２を形成すると共に、前記濾過体容器４１内に吸収性のある資材を幾重にも捲回した筒状の濾過体７を収納し、前記濾過機本体１に蓋２６を取り付けて構成したもの。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車等に搭載されるエンジンのオイルフィルター装置に関する。

一般に自動車等に搭載されるエンジンのオイルフィルターは、 金属製のケースに濾過材を内装して一体構造とし、 全体を交換できるようにしたいわゆるカートリッジ式オイイフィルターが用いられている。 このカートリッジ式オイルフィルターは、 有底円筒状ケース本体にボトムと言われる溶接加工した蓋板材を巻き締めすることにより形成した金属製ケースにひだ折された濾過材を内装したものである。

具体的には図７に示すように、 内燃機関に付属する平面板状のブラケットから突出し
いる導入管に取付管体１ｃをねじ込み、 送出孔よりオイルを送出する。 これにより導入
１ｄ、 １ｄにオイルが導入され、 その圧力が高まることにより弁体７の弁体本体７ｂが
の可撓性により変形してケース１の閉塞板との間に隙間ができ、 そこからオイルはケー
１の内部全体に流入し、 襞状の濾過材４を介して多数の透孔を通過して円筒体３ａ内に
入し、 さらに取付管体１ｃを通過してブラケットから突出している導入管に送出される
そして、 内燃機関に導入され、その使用後のオイルは上述のように送出孔より送出され
オイル使用体本体とオイル処理用フィルタからなるオイル循環回路が構成され、 以下同
なことが繰り返される。 濾過材４が目詰まりを起こした時は、 オイルの一定限度を越え
所定圧によりリリーフバルブ６の弁板６ｄがスプリング６ｃの弾力に抗して移動し、 そ
移動とともに流入したオイルが枠体６ａを透過して円筒体３ａ内に流入し、 さらに取付
体１ｃを通過してブラケットから突出している導入管に送出される。
（例えば特許文献１ 参照）
特開平１１−３３３２１４号 公報

しかしながら上記従来の構成では、 一般に市販されているカートリッジ式オイルフィ
ターは大半がひだ折の濾紙で濾過面積が小さく、 また濾紙の目が荒いため微粒子の不純
および微粒子の金属粉が濾過されず満足できるものではなかった。 上記特許文献１に開
の濾過材も山が６４もひだ折された濾紙が用いられており、 上記と同様な状態である。
なわち、 エンジン内の各機関、 ビストンリング、 シリンダー、 クランクカムシャフトなどは強度の高い金属の材料で造られているため摩擦により微量の金属粉が発生し、 この金属粉は超微粒子のため濾過されずにエンジンの稼動に比例して蓄積され、 紙ヤスリ状のような状態でエンジン内を循環して各機関に多大な負担をかけ、 エンジンの耐久性を悪くしていた。

本発明は上記従来の課題を解決するもので、 有底円筒状の濾過機本体中央にオイル流出用の長い円筒を形成し、 この長い円筒の周囲に吸収性のある資材を幾重にも捲回した筒状の濾過体を配設してオイルを縦方向に流入させることで超微粒子の金属粉を濾過するようにしたオイルフィルター装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために本発明のオイルフィルター装置は、 有底円筒状の濾過機本体中央にオイル流出用の長い円筒を形成し、 この長い円筒の周囲に吸収性のある資材を幾重にも捲回した筒状の濾過体を配設し、前記濾過機本体に蓋を取り付けて構成したものである。たがって、オイルは縦方向に流入しながら濾過体の各一枚の表裏から濾過されることになり、超微粒子の金属粉をも濾過されるという作用を有する。

また本発明の第２のオイルフィルター装置は、有底円筒状の濾過機本体中央にオイル流
出用の長い円筒を形成し、この長い円筒の周囲に濾過体容器を設けて前記濾過機本体との
間にオイル流通路を形成すると共に、前記濾過体容器内に吸収性のある資材を幾重にも捲
回した筒状の濾過体を収納し、前記濾過機本体に蓋を取り付けて構成したものである。し
たがって、ある程度の流圧で流入したオイルは濾過体に流れ込むが、吸収性のある資材を
幾重にも捲回した密なる濾過体なので濾過量以上に流入して溢れることとなるが、この溢れるオイルを上記したオイル流通路を通すことで循環負担が軽減されるという作用を有する。

また本発明の第３のオイルフィルター装置は、濾過体上部および下部に空間を設け、オイルの流れをスムースにする構成としたものである。したがって、流入オイルは上部空間に、濾過済みオイルは下部空間に一旦溜まるため次への流れがスムースになるという作用を有する。

また本発明の第４のオイルフィルター装置は、オイル流通路に磁石を配設した構成とし
たものである。したがって、濾過されずにエンジン内に循環されるオイルでもこの磁石に
よって金属粉を吸着し除去されるという作用を有する。

また本発明の第５のオイルフィルター装置は、蓋の外周下端および濾過機本体の上端内
側に螺子を形成し、蓋が開閉できて濾過体を取り替え可能とする構成としたものである。
したがって、濾過体の着脱が容易に行え取り替えが簡単になるという作用を有する。

本発明のオイルフィルター装置は、上記構成を備えたことにより、オイルは縦方向に流
入しながら密度の高い濾過体の各一枚の濾紙表裏から濾過されることになり、超微粒子の
金属粉をも濾過されることになる。したがってエンジン内の各機関の摩擦抵抗を著しく軽
減させ燃費の向上や排気ガスの減少等優れた効果が得られる。また、濾過体容器と濾過機
本体との間にオイル流通路を形成したので、濾過量以上に流入して溢れるオイルをこのオ
イル流通路を通すことで循環負担が軽減されることになる。また、濾過体上部および下部
に空間を設けてオイルを一旦溜めるようにしたため次への流れがスムースになる。またオ
イル流通路に磁石を配設したので濾過されずにエンジン内に循環されるオイルでもこの磁
石によって金属粉を吸着し除去できるし、対面してあるＳ極の間をクラスター状のオイルが通過する時磁石によってオイルの分子が細かく分離されて流れがスムースになるという効果がある。さらには、蓋を開閉着脱できるようにしたため濾過体の着脱が容易に行え取り替えが簡単になるといったような多くの作用効果が得られる。

以下本発明の一実施の形態について、図面を参照しながら説明する。図１は本発明のオ
イルフィルター装置の断面図、図２はその一部拡大断面図、図３は分解構成図を示す。こ
れらの図において、１は有低円筒の濾過機本体で、濾過機本体１の中央底面に螺旋状のス
プリング２を設置する。このスプリング２は濾過機本体１と蓋２６を巻締め固定した時、
内装された各部品を固定する役目を果たす。次に上部周囲に複数の流出透孔９が形成され
、下端にオイルの吐出通路として３箇所の半円の穴４がくりぬかれた長い円筒８の下部を
スプリング２に挿入する。同時にこの長い円筒８の下部に、薄い円盤状の鉄板６の中央に
穴をくりぬき形成し、その周りに図３で示される吐出通路として３箇所の扇状の吐出孔５
がくりぬき形成された薄い円盤状鉄板６の中央部の円穴を挿入して固定する。この長い円
筒８と薄い円盤状鉄板６が合体し駒の形を形成し下部空間が出来る。そして次に長い円筒
８の外周と濾過機本体１の内側に濾過体７を挿入する。濾過体７は外周面がクレープ形状になっていて連続した紙を捲回して形成したものを示しているが、吸収性のある濾紙等の資材であればよく、特にこれに限るものではないが吸着面積を大きくするために捲回して筒状にすることが望ましい。

次に、濾過体７の上端に薄い鉄板で高さ１センチの渦巻き防止Ｏリング１０を配置し、
この渦巻き防止Ｏリングの内側にはオイルの渦巻を防止するため３箇所に帯状の鉄板を接
続して形成してある。長い円筒８の上方の内側に締着筒体１１の突出縁１３下部の円筒１
２を差込んで接続形成する。またこの締着筒体１１は突出縁１３の下方に同一体で円体１
５が形成してある。この円体１５は、上方の外周面平らな円筒１２と下方の外周面を小径
に形成した小径体１６との境につながる個所を外向の傾斜面１８として形成している。そ
して傾斜面につながる円体１５に複数の透孔１９が開けてある。この透孔１９は圧力調整
バルブリング１７で通常は下方に取付けられたスプリング２０で押し上げられ、傾斜面１
８下端および小径体１６下部にステアリング２１で受け止められて閉じられるように形成
されている。

次に、渦巻き防止Ｏリング１０の上方に、上方中央部２３が形成され、傾斜面下方の平
板網部２４を濾過体７の上部にかぶせるように形成された帽子状傘網２２が配設されてい
る。この帽子状傘網２２の機能は流入孔より流入するオイルの一次濾過および渦巻防止の
機能を持ち、濾過体７と帽子状金網２２の間に上部空間を設けてオイルの流れをスムース
にするものである。すなわち、濾過機能を二重構造に形成し、濾過体７の上部に一次濾過
機能としての帽子状傘網２２を配設して流入する不純物が帽子状傘網を通過する際に油圧
によって粉砕されるようにしてある。

蓋２６の外周３２の上面には環状凸線３４を形成し、内周面に複数個のオイル渦流防止
板２９を内方に向かって突出して形成してあり、その内縁３０は上記帽子状傘網２２の帽
子状の中央の突出状の傾斜面に沿えるように傾斜面を形成してある。又蓋２６上面の環状
凸線３４の内側には環状凹溝３３が設けられパッキンを取り付けるようになっている。さらにこの上面より一段下がった中央位置に平面板部３５が形成され、ここに一定の間隔をおいてオイルの流入口３６を開けてある。蓋２６外周面下部には濾過機本体１と捲き締めするために凹溝３１を形成し、中央の中央口２７はエンジンと接続するための螺子３７が形成してある。また中央口２７の下部外周面２８に、流入したオイルの逆流防止用のゴムパッキン２５が設けられている。中央口２７はエンジンにオイルを吐出す吐出口となっており、下部外周２８は締着筒体１１の上部開口１４に挿入接続するため形成されている
。蓋２６の外周下部の凹溝３１と濾過機本体１とは図２に示すように上部が捲き締め接続
されて一体化され、濾過機としてのオイルフィルター装置が完成される。

オイルポンプから強い圧力で蓋２６のオイル流入口３６を通過して入ったオイルは濾過
機本体１の上方の内側で渦流になろうとするが、これは連鎖的衝撃波動を起こす原因にな
るおそれはあるが、蓋２６の内面すなわちオイル流入口３６の下方に設けたオイル渦流防
止板２９によって渦流が防止される。又帽子状傘網２２によっても渦流の防止を補助する。
そして濃縮乳状態になったオイルは上端の帽子状傘網２２の傾斜面の網を通過する時、破
壊と分裂を微細に起こして不純物と金属粉およびアスベスト状になったカーボンが濾過分
離する。さらに濾過体７を縦方向に垂直に流れて二次濾過となるが、この捲回された円筒
状の濾過体７は外部からの圧力と衝撃に耐えるように形成され、クレープになった薄板に
硬く捲回して収縮性を持たないように形成されており微細の粒子まで濾過することが可能
である。しかしカーボンの微粒子の大きさは０．０１ミクロンから３０ミクロンまであっ
て、濾過体７を徐々に通過して下降したオイルは濾過機本体１底面の３個所の扇状の吐出
孔５を通過し、濾過機本体１の下部空間の底面に集まって長い筒体８の下部の半円の穴４
を通じて長い円筒内部３に沿って締着筒体１１をスムースに通過しエンジンに戻される。

オイルの圧力が濾過に適した程度の圧力を維持していた時に於いては図に示したように、円筒８の上端部に締着筒体１１の小径部１６のバルブリング１７はスプリング２０の弾撥力によってその位置を保ち、オイルの圧力がそれ以上に増加するとバルブリング１７を押し下げ、円筒８の流出透孔９から流出したオイルは勿論帽子状傘網２２を通過するが濾過体７を通過することなく小径体１６の透孔１９を通って小径体１６内に流入することもある。そもそもオイルはインフレットとアウトレットに於いて常に圧力差を起こす故に、これがために濾過を阻害する原因となっている。最も良い濾過条件はこの圧力差が７ＰＳＩ以下を維持しなければならない。ところがバルブリング１７の運動範囲はスプリング２０によって限定される。このようにオイルの圧力が降がるとバルブリング１７の弾撥力によって再びバルブリング１７は上動して透孔１９を閉める。このようなバルブリング１７のオイル圧力によって自動的に透孔１９の開閉の作用を繰返すことによってオイルの不純物と金属粉および其の他の各種の混雑物は上方の帽子状傘網２２と特別に搆成されている濾過体７に夫々濾過吸収され、オイルは良い純度と粘度を一様に長く持つためオイルの循環部分（エンジン）の内部を清潔にし、エンジンの寿命を長持ちさせると共に排気ガスの排出にも影響して公害防止に寄与することができる。以上のように本発明のオイルフィルター装置は単純な構造で経済面に於いて安く提供でき、オイルの純度維持、即ち濾過の目的を充分に達成できて使用上極めて大きな価値を持つものである。

本発明は上記の他に、図４および５に示すように蓋２６の下端Ｃ３１外周に螺子Ｃ３２
を形成し、濾過機本体１の上端内側に螺子Ｂ３７を形成して蓋および濾過機本体が分離開
閉できて内装されている幾重にも捲回して筒状の濾過体の取り替えを可能にする構成も含
まれ、上記構成に限定されることはない。

次に本発明の他の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。図６は本発明の
他の実施の形態を示すオイルフィルター装置の断面図で、上記した構成要素と同一構成要
素には同一符号が付してある。図において、濾過体７は長い円筒８の周囲に配設された濾
過体容器４１の中に収容されている。したがってこの濾過体容器４１と濾過機本体１との
間にはオイル流通路４２が形成される。また濾過体容器４１の上部には流入オイルを通過
させる扇形や多数の穴が設けられた容器蓋４３が着脱可能に配設してある。さらにこの上
にメッシュ状のステンレス等の金網４４が載置されている。濾過体容器４１の下部はオイ
ルの吐出通路として３箇所の扇状の穴や多数の穴が形成された薄い円盤状鉄板６が載置さ
れ、先端折曲部で上記長い円筒８が嵌合支持されている。

４５はリリースバルブで、上記した濾過体容器４１の下部先端折曲部近傍に設けられ略
中央に穴が形成された支持部材４６上に配設されている。そしてリリースバルブ４５の下
部に弁板４７がバネ４８で支持部材４６上に付勢されるように設けられている。４９はリ
リースバルブ４５の上部に形成されたオイルの流出穴である。５０は濾過機本体１と支持
部材４６との間に配設された板バネ等の弾性部材で、下部は蛸足状に形成されてオイルの
流通を阻害しないようにしてあり、上部の支持部材４６との当接部は支持部材４６に形成
された中央の穴と同様の穴が形成されている。このように構成されることで、濾過体７の
上部は渦巻き防止Ｏリング１０による上部空間が、濾過体容器４１の下部と薄い円盤状鉄
板６との間に下部空間が形成され、通過オイルがスムースに流れるようになっている。５
１は長い円筒８の下部で下部空間に面して設けられたオイルの流通口である。なお、５２
は平面板で中央口２７とオイルの流入口３６が形成されており、蓋２６と一体もしくは別
体に設けられている。

このような構成において、エンジンからのオイルはオイルポンプ強い圧力で流入口して逆流逆流防止用のゴムパッキン２５を押し下げ、金網４４と容器蓋４３を通過して上部空間に溜まり濾過体７を縦方向に流れる。濃縮乳状態のオイルは金網４４を通過する時に破壊と分裂を微細に起こして不純物と金属粉およびアスベスト状になったカーボンが濾過分離される。さらに濾過体７を縦方向に垂直に流れて二次濾過となるが、この捲回された円筒状の濾過体７は外部からの圧力と衝撃に耐えるように形成され、クレープになった薄板に硬く捲回して収縮性を持たないように形成されており微細の粒子まで濾過することが可能である。しかしカーボンの微粒子の大きさは０．０１ミクロンから３０ミクロンまであって、濾過体７を徐々に通過して下降したオイルは濾過体容器４１底面の３個所の扇状の吐出孔５が形成された薄い円盤状鉄板６を通過し、濾過体容器４１の下部空間の底面に集まってオイルの流通口５１より長い円筒８の中に流れ込んで中央口２７からエンジン内へと送り込まれて循環する。

エンジンからの強い圧力でオイルは流入するため濾過体７の濾過では間に合わずオーバ
ーフローする。このため本発明では濾過体容器４１と濾過機本体１との間にはオイル流通
路４２が形成され、オーバーフローしたオイルを直接流すようにしてある。流量が増え圧
力が増加するとこのオイルはリリーフバルブ４５の弁板４７をバネ４８に抗して押し上げ
、オイルの流出穴４９を通って長い円筒８の中に流れ込んで中央口２７からエンジン内へ
と戻されて循環する。したがって溢れるオイルを上記したオイル流通路を通すことで循環
負担が軽減されることになる。

また本発明では、上記したオイル流通路４２内にＮ極が対面した磁石５３を貼り付け配
設してある。対面したＮ極の磁石はエンジン機関の磨耗により排出される鉄粉を付着除去
し、またクラスター状のオイルが対面したＮ極間を通することによってオイルの分子が細
かく分離され流れがスムースになる。

次に本発明開発のオイルフィルターの濾紙面積と従来のオイルフィルター濾紙面積との
比較を下表に示す。

この表からも本発明開発のオイルフィルターは、その表面積において従来とは格段の差が
あり、したがってエンジンオイルの濾過作用が格別に向上する。そもそもオイルはインフ
レットとアウトレットに於いて常に圧力差を起こす故に濾過を阻害する原因となっている
。最も良い濾過条件はこの圧力差が７ＰＳi以下を維持しなければならない。ところがリリースバルブ４５の運動範囲はスプリング４８によって限定され、オイルの圧力が降がるとリリースバルブ４５のスプリング４８の弾撥力によって再びスプリング４８は下動してリリースバルブ４５の弁板４７を閉める。このようにリリースバルブ４５の弁板４７はオイル圧力によって自動的に開閉の作用を繰返し、濾過が効率よく行えるように作動している。

オイルの不純物と金属粉および其の他各種の混雑物は金網４４を通過、特殊濾紙の濾過
体７により濾過され、オイルの汚れは濾紙に吸収されてオイルは良い純度と粘度を一様に
長く保つ。このためエンジン内部を清潔にしピストンとシリンダーの摩擦を軽減、またエ
ンジン各機関の摩擦も軽減する。すなわちエンジン内の各機関の摩擦エネルギーを減少さ
せるため燃費の向上、そして燃費向上により排気ガスの減少、地球温暖化の原因とされて
いる二酸化炭素（ＣＯ２）の削減にも貢献でき、排気ガスの排出減に影響して公害防止に
寄与することができる。以上のように本発明のオイルフィルターは単純な構造で経済面に
おいて安く提供でき、かつオイルの純度維持、即ち濾過の目的を充分に達成でき 使用上極めて大きな価値を持つものである。

本発明のオイルフィルター装置は、自動車等に搭載されるエンジンのオイルフィルター
として有用である。

本発明のオイルフィルター装置の断面図 本発明のオイルフィルター装置の一部拡大断面図 本発明のオイルフィルター装置の分解構成図 本発明のオイルフィルター装置の断面図 本発明のオイルフィルター装置の一部拡大断面図 本発明の他の実施の形態を示すオイルフィルター装置の断面図 従来のオイルフィルター装置の断面図

符号の説明

１ 濾過機本体
２ スプリング
４ 半円の穴
５ 吐出孔
６ 円盤状鉄板
７ 濾過体
８ 長い円筒
９ 流出透孔
１０ 渦巻き防止Ｏリング
１１ 締着筒体
１２ 円筒
１７ 圧力調整バルブリング
１８ 傾斜面
１９ 透孔
２２ 帽子状傘網
２４ 平板網部
２５ ゴムパッキン
２６ 蓋
２７ 中央口
３６ 流入口
Ｂ３７ 螺子
Ｃ２６ 蓋
Ｃ３２ 螺子
４１ 濾過体容器
４２ オイル流通路
４３ 容器蓋
４４ 金網
４５ リリースバルブ
４６ 支持部材
４７ 弁板
４８ バネ
４９ 流出穴
５０ 弾性部材
５１ 流通口
５３ 磁性体

Claims (5)

1. 有底円筒状の濾過機本体中央にオイル流出用の長い円筒を形成し、この長い円筒の周囲
   に吸収性のある資材を幾重にも捲回した筒状の濾過体を配設し、 前記濾過機本体に蓋を取り付けてなることを特徴とするオイルフィルター装置。
2. 有底円筒状の濾過機本体中央にオイル流出用の長い円筒を形成し、この長い円筒の周囲
   に濾過体容器を設けて前記濾過機本体との間にオイル流通路を形成すると共に、 前記濾過体容器内に吸収性のある資材を幾重にも捲回した筒状の濾過体を収納し、 前記濾過機本体に蓋を取り付けてなることを特徴とするオイルフィルター装置。
3. 濾過体上部および下部に空間を設け、 オイルの流れをスムースにすることを特徴とる。請求項１および２記載のオイルフィルター装置。
4. オイル流通路に磁石を配設したことを特徴とする請求項２記載のオイルフィルター装置。
5. 蓋の外周下端および濾過機本体の上端内側に螺子を形成し、 蓋が開閉できて濾過体取
   り替え可能とすることを特徴とする請求項１および２記載のオイルフィルター装置。

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