JP2010511823A - 交換可能なフィルタインサート部材 - Google Patents

Abstract

本発明は、特に内燃機関のオイルフィルタや燃料フィルタ等のフィルタに交換可能に設けられるフィルタインサート部材（１）に関連している。前記フィルタは分割面（２）に沿って分割可能なフィルタハウジング（３）と軸方向（１８）に延びる前記交換可能なフィルタインサート部材（１）を備える。前記フィルタハウジング（３）の２つのハウジング部（４、５）は前記分割面（２）に沿ってシール部材（６）によって相互にシールされている。前記シール部材（６）は前記フィルタインサート部材（１）を軸方向（１８）に摺動自在に、前記フィルタインサート部材（１）周壁に係留して固定されている。

Description

本発明は、請求項１の前提部（特に内燃機関のオイルフィルタや燃料フィルタ等のフィルタに設けられる交換可能なフィルタインサート部材）に記載の特徴を備えた交換可能なフィルタインサート部材に関する。

自動車や産業用モーターには様々な種類のフィルタが利用されており、フィルタインサート部材とフィルタハウジングはそれぞれに分離可能である。例えばオイルフィルタの場合、フィルタハウジングは分割面で分割されており、２つのハウジング部の分割面をシール部材によって密閉して相互に取り付ける。２つのハウジング部のうち一方は蓋体として形成し、フィルタインサート部材を交換する際に取り外す。規定の保守点検間隔で交換する場合、２つのハウジング部のシール部材も交換しなければならない。

しかし、実際にはハウジングシール部材の交換は忘れられることがある。フィルタインサート部材を交換した後に古いシール部材を再度使用するとフィルタハウジングに漏れが生じることもある。また、種類の異なるシール部材を誤って使用することやシール部材自体を付け忘れることも多くある。そうすると、オイルに損失を及ぼす。特にモーターに損傷を及ぼし、このような損傷は避けることができない。

フィルタインサート部材が誤って挿入されていたり、挿入度合いが不十分な場合や、品質の要件を満たさないフィルタインサート部材を使用した場合には、オイルフィルタの保守点検にミスが起こる可能性が更に増す。そのようなフィルタインサート部材ではフィルタ効果が減少するので、モーターの摩耗が早くなったり、更にはモーターが激しく損傷したりすることもある。

本発明の課題は、より安定した保守点検を行うことができる交換可能なフィルタインサート部材を提供することである。

この課題は請求項１の特徴（特に内燃機関のオイルフィルタや燃料フィルタ等のフィルタに設けられる交換可能なフィルタインサート部材（１）であって、前記フィルタは分割面（２）に沿って分割可能なフィルタハウジング（３）と軸方向（１８）に延びる前記交換可能なフィルタインサート部材（１）を備え、前記フィルタハウジング（３）の２つのハウジング部（４、５）は前記分割面（２）に沿ってシール部材（６）によって相互にシールされており、前記シール部材（６）は前記フィルタインサート（１）を軸方向（１８）に摺動自在に、該フィルタインサート（１）周壁に係合保持されている）を備えたフィルタインサート部材によって解決される。

本発明が提供する交換可能なフィルタインサート部材は、シール部材が軸方向に摺動自在に、フィルタインサート部材周壁に係合固定させている。好ましくは、シール部材はフィルタインサート部材を周方向に囲繞してインサート部材周壁に係合支持される支持リングと、２つのハウジング部（４、５）の嵌合隙間をシールするシールリングを備え、フィルタインサート部材周壁に沿って周方向に囲繞する支持リングは径方向内周側に少なくとも１の固定用エッジ（突起）部を備え、前記支持リングの固定用エッジ（突起）部が軸方向に摺動してシール部材がフィルタインサート部材の両軸端部より脱落しないように、インサート部材の両軸端部に、好ましくは端板として構成した端止め部を設ける。
シール部材をフィルタインサート部材に係合固定することによりフィルタハウジングからフィルタインサート部材を取り外す時に２つのハウジング部間の嵌合隙間をシールするシール部材も同時に外れるので誤って再度使用されることがなくなる。
同種の取り替え用フィルタインサート部材をハウジングに挿入すると、固定用エッジ（突起）部を介してフィルタインサート部材周壁に位置決めされるシール部材が、（２つのハウジング部間の嵌合隙間を形成する）ハウジング段差部に係止されて、挿設された取り替え用フィルタインサート部材がシール部材を介してハウジング内周に支持される構成である。
よって取り替え用フィルタインサート部材のハウジング内への挿設がシール部材と一体的に機能する構成なので、取り替え用フィルタインサート部材挿設時に新しいシール部材の取り付けを忘れるということがない。加えて前記シール部材が軸方向に摺動可能なので、まずはシール部材の位置決めをせずにフィルタインサート部材を配置することができる。又前記シール部材は前記フィルタインサートを軸方向に摺動自在に、該フィルタインサート周壁に係合保持されている為に、フィルタインサート部材の位置とは無関係にシール部材は様々な取り付け位置に移動可能である。具体的には、分割面の位置が異なるフィルタハウジングに同種の取り替え用フィルタインサート部材を挿入することもできる。又前記シール部材が軸方向に移動可能であることによりシール部材は様々な取り付け位置に移動可能である。更に好ましい実施例においてフィルタインサート部材をミラー対称（軸頂面側と底面側を反転しても同一形状）とすることにより、フィルタインサート部材の挿入方向を考えなくてもよくなる。取り扱いを容易にするためにはユーザーがフィルタインサート部材のどちらの方向からもハウジング内に挿入可能としてシール部材が軸方向に沿って適切なハウジングとの嵌合位置に移動させることができる。

好ましい実施例において、フィルタインサート部材は好ましくはフィルタ紙を軸方向に折り目を付けたフィルタ本体で構成する。シール部材の支持リングには固定用エッジ（突起）部として径方向内側に配置した歯形状突起部が形成され、インサート部材周壁の折り目間に係合する。フィルタインサート部材の端板の直径は実際のフィルタ本体の直径よりも大きくする必要はない。というのは、支持リングの歯形状突起部の軸方向の移動を止める軸端に位置する端板側のストッパ部が折り目間の凹部に位置しているからである。このように構成することにより取り付けが容易で、コンパクトなものになる。歯形状突起部は折り目に沿って軸方向に損傷することなく滑動し、シール部材が回転しないように固定する作用も随時行う。

好ましい実施例において折り目と歯形状突起部の数は同数とする。折り目の数が歯形状突起部の数の整数倍であってもよい。支持リングを軸方向に押圧すると、周方向に一様に分散配置される歯形状突起部がそれぞれ、同じく周方向に一様に分布する径方向外側に突出する折り目の間の軸端間に延びる凹部に収納されフィルタ本体が変形することはない。組立てが容易な上に軸方向の可動性も確保できる。

他の好ましい実施例として、ストッパ部を具えた端板には少なくとも１の突出部が径方向に突出しており、好ましくは支持リングに円形内側エッジ部として設計される固定用エッジ部と径方向に係合する。このような構成は例えば軸方向に延びる折り目がない巻回フィルタの場合に特に好ましいが、折り目付のフィルタ本体に使用してもよい。１又は複数の径方向の突出する突出部により軸端で制止する機能が確保できるので支持リングがフィルタ本体と幾何学的に重複する部分が存在する必要はない。フィルタ本体及び支持リングは自由に設計してよい。

好ましい実施例において、フィルタインサート部材周壁を周方向に囲繞する支持リングは流体を流動可能とするための開口を備える。シール部材が軸方向に摺動して配置される位置に関わらず、被濾過媒体の軸方向の流動が妨げられない。

フィルタインサート部材周壁を周方向に囲繞する、好ましくは平面板状の、支持リングは少なくとも径方向においては硬質であることが好ましい。このようにすることにより、シールリングを支持するように径方向の押圧力がかかりシールリングは少なくとも１のハウジング部に対して径方向に押圧される。こうしてシール効果が高まる。

本発明によるフィルタインサート部材を挿設したフィルタの概略縦断面図であり、フィルタハウジングのシール部材が軸方向に摺動自在に係合固定されている。 図１のシール部材を個別部材として取り出したものの斜視図であり、支持リングと歯形状に形成した固定用エッジ部を詳細に示すものである。 図１の交換可能なフィルタインサート部材の斜視図であり、折曲フィルタ本体とその軸端間を案内されるシール部材を詳細に示すものである。 縦方向における端部となる端板に径方向突出部を備えた更なる実施例の端面概略図である。 ハウジングシール部材を備えたフィルタインサート部材の他の実施例を示す。 図５ａに示されるシール支持部材を詳細に示す。

本発明の実施例を図面を参照にして以下に詳細に説明する。
図１は自動車若しくは産業用モーターのためのエア若しくはオイルフィルタを概略縦断面図で示したものである。図の実施例では、車両モーターの潤滑油循環システム用オイルフィルタが示されている。燃料フィルタ、浄水フィルタ、冷媒用フィルタ、自動車又は産業用モーターの空気フィルタや、例えば油圧オイル回路のための種類が異なるオイルフィルタであってもよい。

フィルタは中心軸２１に関して略回転軸対称なフィルタハウジング３と該フィルタハウジング３に固定する交換可能なフィルタインサート部材１を備える。交換可能なフィルタインサート部材１を出し入れするためにフィルタハウジング３は中心軸２１の横断方向若しくは直交方向に配置される分割面２に沿って分離可能とする。このためにフィルタハウジング３は内燃機関又はオイル循環システムに固定して連結される下側ハウジング部４を備える。フィルタハウジング３の別のハウジング部５は下側ハウジング部４の内部開口を閉鎖する蓋体を構成するものであり、分割面２で下側ハウジング部４に取り外し可能に連結される。

フィルタインサート部材１は中心軸２１と平行な軸方向１８に延在する略円筒形状である。フィルタインサート部材１は取付けた状態では略円筒形状のフィルタハウジング３の閉鎖空間にハウジングの軸と平行に配置されている。中心軸２１と軸平行に配置されるグリッド形状の中心管２４が概略的に図示されており、該中心管２４はフィルタインサート部材１の中心軸線上に沿ってフィルタインサート部材１に支持されている。

フィルタインサート部材１は図３に詳細に示す通りフィルタ紙でできた略円筒形状のフィルタ本体１９を備える。軸方向１８における両端部１２、１３のそれぞれには端板１０が封止して取り付けられる。２枚の端板１０の間にフィルタ本体１９を囲繞する環状シール部材６が設けられる。環状シール部材６はフィルタインサート部材１の円周を囲繞する支持リング７と、その径方向１７外側に同様にインサートを囲繞するシールリング８を備える。弾性シールリング８はハウジング３の分割面２（段差面）に位置する円形リング状の嵌合溝２７に配置されている。ハウジング３は、２つのハウジング部４、５を連結することによって、段差状拡径部の周壁２８と下側ハウジング部４の端面３０と上側ハウジング部５の端面２９によって嵌合溝２７が円周方向に形成される。２つのハウジング部４、５を相互に軸方向にクランプ固定すると、弾性シールリング８は嵌合溝２７の上下両端面２９、３０で挟まれて密封固定される。更に、支持リング７が嵌合溝２７の周壁２８に向かって径方向１７にシールリング８を押圧することにより径方向１７にも密封される。シールリング８の軸方向と径方向の両方向に押圧することによって分割面２における２つのハウジング部４、５のシール作用が相互に効果的に行われる。密封するための押圧力は径方向１７のみに掛けてもよいし、軸方向１８のみに掛けてもよい。

フィルタハウジング３の内部はフィルタインサート部材１によって未濾過側２２となる径方向外周側に位置する環状空間と清浄側２３となる径方向内周側に位置する略シリンダ状空間とに分けられる。ハウジング部４には、図において概略的に示される少なくとも１の開口２５を備え、該開口２５を通って被濾過媒体（本実施例の場合はオイル）が未濾過側２２に流入する。ここから被濾過媒体がフィルタ本体１９を通過して径方向１７とは反対の方向に流れ、２枚の軸端板１０によって軸方向に流出が抑えられる。濾過媒体はフィルタ本体１９を通過した後に清浄側２３へと流入し、清浄化された状態で中央開口２６を通過してフィルタハウジング３から排出される。

支持リング７とシールリング８とより成る２つのハウジング部４、５のシール部材６はフィルタインサート部材１上を軸方向に摺動しながら嵌合溝２７に係合固定する。その方法については以下に詳細に説明する。保守点検の際にはフィルタインサート部材１の交換をする必要があるので、下側ハウジング部４から蓋体である上側ハウジング部５を外して、その次にフィルタインサート部材１をハウジング３、詳細にはモーターに側に残っている方の下側ハウジング部４から外す。シール部材６はフィルタインサート部材１に係合固定されているので、シール部材はフィルタインサート部材と一緒に外して処分される。このようにして使用済みのシール部材６が再度使用されることを防ぎ、同種類の新しいフィルタインサート部材１が下側ハウジング部４内に上部開口より挿設されて、それと同時に新しいフィルタインサート部材１に嵌合固定されている新しいシール部材６が所定の取付位置へと軸方向１８に移動する。フィルタインサート部材１に対してシール部材６が軸方向に移動可能であることによってフィルタインサート部材１の動きに関係なくシール部材６を溝２７に精度良く位置決めできる。シール部材６がフィルタインサート部材１に嵌合固定されていることによって、フィルタハウジング３の最終組立工程、つまり２つのハウジング部４、５を相互に連結させる工程でシール部材６を忘れるということがなくなる。又２枚の端板１０を取り付けたフィルタ本体１９は軸方向１８と直交する中心面２０に対して鏡面対称（上下反転しても使用可能に）に設計されている。このように設計することによって、全体的にどの位置でも鏡面対称であるフィルタインサート部材１はその端板１２、１３の内の一方からハウジング部５へと挿入されて、シール部材６が分割面２の取付位置へと軸方向１８に自在に移動する。

支持リング７とシールリング８からなる図１に記載のシール部材６の斜視図を図２に示す。支持リング７の形状はほぼ平面であり、ゴム状の弾性シールリング８と比較して硬質な樹脂材で製造する。平面という形態に関しては、支持リング７は少なくとも径方向１７においては、図１に関連して説明したように、前記周壁２８に作用するような径方向１７の押圧力をシールリング８に与える程度の硬さとする。支持リング７には周方向にスロット開口１６が分散して形成されているので、フィルタハウジング３の未濾過側２２の中を流体が軸方向に流動可能となり、支持リング７によって妨げられることがない（図１）。

ゴム状弾性シールリング８は略Ｕ字状の断面により支持リング７の外縁を囲繞している。このように支持リング７にシールリング８を固定して取り付けることができる。更に、若しくは上記取付方法の代替方法として、接着剤、シールリング８の射出成形、シールリング８の加硫処理、またはその他の方法でシールリング８を支持リング７に取り付けてもよい。

周方向に延在する支持リング７の内側には径方向１７に少なくとも１の固定用エッジ部９が備えられる。図３に示されるフィルタインサート部材１には軸方向１８の両端１２、１３に少なくとも１の固定用エッジ部９（図２）に対応するように少なくとも１の軸端ストッパ部（end stop）１１が備えられる。これにより、図２のシール部材６はフィルタ本体１９上を軸方向１８に移動してもフィルタ本体１９から外れることはない。

図２の実施例では、支持リング７には径方向１７とは逆の内側方向に突出し周方向に一様に分布する歯形状突起部１５を備える。歯形状突起部１５に合せて適切な数の固定用エッジ部９が存在する。図２、３を同時に見ると、固定用エッジ部９として作用する歯形状突起部１５と対応する軸端制止部１１との相互作用が明瞭に分かる。フィルタインサート部材１のフィルタ紙は複数の折り目１４が軸方向１８に延びるように折り曲げて円筒状にし、フィルタ本体１９とする。シール部材６を取り付けた状態において歯形状突起部１５が軸方向に延びる折り目１４の間に係合し、図３に示されるシール部材６は、６’として点線で例示的に示すように中心位置から軸方向１８のどの位置にも移動可能である。フィルタ本体１９の軸端１２、１３に取り付けた２枚の端板１０の外径は折曲フィルタ本体１９の外径とほぼ一致する。軸方向１８に延びる折り目１４の間に形成される縮径した凹部において、端板１０が固定用エッジ部９として作用して折り目１４間に係合する歯形状突起部１５の軸端制止部１１となっている。よってシール部材６が端板１０を抜けてフィルタ本体１９から外れるということがない。折り目１４と歯形状突起部１５はそれぞれ周方向に一様に分布配置される。図の実施例においては折り目１４と歯形状突起部１５の数は折り目１４の間に１つの歯形状突起部１５が係合されるようにそれぞれ調整されている。折り目１４の数が歯形状突起部１５の数の整数倍になるように折り目１４と歯形状突起部１５の数を異ならせてもよい。

実施例ではフィルタインサート部材１の円筒形状や図２に記載のシール部材６の円形リング形状のように回転対称の形状となっているが、これらは例えば断面が楕円や長方形であってもよい。図３に記載の折曲フィルタ本体１９の代わりに例えば平坦なフィルタ紙を巻回したフィルタ本体を使用してもよく、その場合軸端ストッパ１１の外径はフィルタ本体１９の外周よりも半径方向１７に大きい。

このような実施例は図４の端部概略図に例示的に示した。両端板１０の形状は同一で、フィルタ本体１９（詳細には図示せず）の外径よりも径方向１７に大きく、周方向に一様に分散配置される突出部３１を備える。シール部材６は図２の実施例と同様にスロット開口１６を備える支持リング７と径方向外側に位置し周方向に延在するシールリング８を備えるように構成されている。図２の実施例と異なる点は支持リング７に径方向内側に向けて配置される歯形状突起部材１５（図２）がなく、周方向にリング円状に延在するエッジ部３２によって径方向１７の内側を規定した点である。径方向に突出する突出部３１における端板１０の半径を円形内側エッジ部３２の内径よりも長くする。この実施例では、支持リング７の固定用エッジ部９は円形内側エッジ部３２で形成され、突出部３１と径方向に噛み合う。

内側エッジ部３２にはフィルタ本体１９の外径に対して径方向の遊び部分が存在し、図３の実施例と同様のシール部材６が図示される軸方向１８へ移動自在である。突出部３１として形成される軸端ストッパ部１１によってフィルタインサート部材１上のシール部材６がフィルタインサート部材１へと係留して軸方向１８に対して位置決めされる。

図５ａにはシール支持部の別の実施例の拡大図が示される。フィルタインサート部材２０には２枚の端板２６、２７が設けられている。端板外径部に周方向に所定間隔毎に張り出して形成した軸端ストッパ部３３、３４によってスリーブの軸方向における可動範囲が規定される。このスリーブ２１はジグザグ状のフィルタインサート部材２０の折り目部分に係合せずに各折り目頂部を結ぶ仮想円上を移動可能である。このスリーブ２１には弾性ウェブ支持部２２、２３が円周方向に所定角度位置に複数（対称位置に）設けられて、図５ｂに示すように弾性ウェブ支持部２２、２３の先端部に固持された弾性ウェブ２５を介してシールリング２４が弾性ウェブ支持部２２、２３に取り付けられる。（弾性ウェブ２５は、シールリング２４内周側より周方向に所定角度毎に弾性ウェブ支持部２２、２３先端に向けて延びる紐状弾性体であり、該弾性体の先端に弾性ウェブ支持部２２、２３の先端部を固持する弾性球が存在する。）
シールリングはハウジング部３０、３１を密閉するのに適した断面水滴状のリング円形状をしている。ハウジング部３１の溝にはハウジング部を開閉する際にハウジングからの液体の漏れを防止する役割をするストリッパーリング（Ｏリング）３２が収納されている。ストリッパーリングは摺動しない位置にあるので、摩耗することもない。

この構成の利点は弾性ウェブ支持部２２、２３のおかげで比較的短い弾性ウェブ２５のみでシール部材の案内が確実に行われる点である。

Claims (12)

1. 特に内燃機関のオイルフィルタや燃料フィルタ等のフィルタに設けられる交換可能なフィルタインサート部材（１）であって、前記フィルタは分割面（２）に沿って分割可能なフィルタハウジング（３）と軸方向（１８）に延びる前記交換可能なフィルタインサート部材（１）を備え、前記フィルタハウジング（３）の分割面（２）に沿って分割される２つのハウジング部（４、５）は前記分割面（２）に沿ってシール部材（６）によって相互にシールされており、前記シール部材（６）は前記フィルタインサート部材（１）を軸方向（１８）に摺動自在に、前記フィルタインサート部材（１）の外周壁に係合固定されていることを特徴とするフィルタインサート部材。
2. 前記シール部材（６）は、前記フィルタインサート部材（１）の周囲に周方向に延在する支持リング（７）とシールリング（８）を備え、該周方向に延在する支持リング（７）は径方向（１７）内側に少なくとも１の固定用エッジ部（９）を備え、前記フィルタインサート部材（１）の軸方向（１８）における両端部（１２、１３）それぞれに前記固定用エッジ部（９）のための軸端ストッパ部（１１）が端板（１０）の一部として形成されていることを特徴とする請求項１記載のフィルタインサート部材。
3. 前記フィルタインサート部材（１）のフィルタ本体（１９）が前記軸方向（１８）に延びる折り目（１４）を備えたフィルタ紙で構成され、前記シール部材（６）の支持リング（７）には固定用エッジ部（９）を形成する歯形状突起部（１５）が径方向内側に配置され、前記歯形状突起部（１５）は前記折り目（１４）の間に係合されていることを特徴とする請求項２記載のフィルタインサート部材。
4. 前記折り目（１４）と前記歯形状突起部（１５）の数が同数であることを特徴とする請求項３記載のフィルタインサート部材。
5. 前記軸端制止部（１１）を構成する端板（１０）には少なくとも１の突出部（３１）が径方向（１７）に突出しており、前記支持リング（７）の固定用エッジ部（９）と径方向（１７）に係合し、前記固定用エッジ部（９）は好ましくは円形内側エッジ部（３２）として形成されていることを特徴とする請求項２記載のフィルタインサート部材。
6. 前記周方向に延在する支持リング（７）には流体を流動可能とするための開口（１６）が設けられていることを特徴とする請求項２〜５のいずれか１項に記載のフィルタインサート部材。
7. 前記フィルタインサート部材（２０）には軸方向に摺動するスリーブ（２１）が設けられ、該スリーブにはシールリング（２４）を弾性的に連結する弾性ウェブ支持部（２２、２３）が設けられていることを特徴とする請求項１記載のフィルタインサート部材。
8. 前記シールリング（２４）は内周側よりスリーブ側に向かって形成された弾性ウェブ（２５）を介して前記弾性ウェブ支持部（２２、２３）それぞれに連結されていることを特徴とする請求項７記載のフィルタインサート部材。
9. 前記端板（２６、２７）には端板外径部に位置する軸端ストッパ用ウェブ（３３、３４）が前記スリーブ（２１）の脱落防止手段として設けられていることを特徴とする請求項７記載のフィルタインサート部材。
10. 前記２つのハウジング部（３０、３１）が前記シールリング（２４）によって密封されて、更に前記２つのハウジング部（３０、３１）の間にストリッパーリング（３２）が介設されることを特徴とする請求項７記載のフィルタインサート部材。
11. 前記周方向に延在する平面板状の支持リング（７）は少なくとも径方向（１７）においてはおよそ硬質であることを特徴とする請求項２〜６のいずれか１項に記載のフィルタインサート部材。
12. 前記フィルタ本体（１９）は端板（１０）を備えた状態で上下反転して前記ハウジング内に挿設可能に、前記軸方向（１８）と直交する中心面（２０）に対してミラー対称で、あることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のフィルタインサート部材。

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