JP2022541641A - フィルター装置 - Google Patents

Abstract

交換可能なフィルターエレメント（７）が収容され、蓋部材（２）を有するフィルターハウジング（１）を備えたフィルター装置であって、フィルターエレメント（７）のエレメント部材（９）がフィルターエレメント（７）の２つのエンドキャップ（１３、１４）の間に延びているフィルター装置において、フィルターハウジング（１）は、流出管（３）として構成され、かつ２つのエンドキャップ（１３、１４）の間に延びていることを特徴とするフィルター装置。

Description

本発明は、交換可能なフィルターエレメントを収容し、蓋部材を有するフィルターハウジングを備えたフィルター装置であって、フィルターエレメントのエレメント部材がフィルターエレメントの２つのエンドキャップの間に延びているフィルター装置に関する。

この種類のフィルター装置は、様々な実施形態において、異なる仕様に対応する交換可能なフィルターエレメントを備えているものが従来から知られている。この種類のフィルター装置では、フィルターエレメントは、特に油圧システムで流体のメンテナンスに利用される。冒頭に記載した種類のフィルター装置を開示している特許文献１に示されているように、そのようなフィルター装置は、いわゆるタンク内フィルター装置として有利に使用することができる。公知の解決策では、フィルターヘッド及びこれに隣接するフィルターポットを備えたフィルターハウジングは、垂直方向にタンクの内部に延びている。フィルターポットは比較的薄肉の円筒の形をしてフィルターヘッドにフランジ成形によって固持されている。フィルターポットの長さは、フィルターハウジングの下端部が運転時に予想されるタンク内の流体レベル、例えば油圧油の下方にあるように寸法設定されている。濾過運転時に、流体はタンクの底部領域にある流路から下部エンドキャップを通ってフィルターエレメントの内部に到達し、エレメント部材を通過した後にフィルターエレメントから濾過液として流出するが、その際にフィルターポットは流出管をなし、流出管は濾過液がタンクの内部に到達するための孔又は窓開口部を有する。

独国特許出願公開第１０２０１５００３６０４（Ａ１）号明細書

本発明の課題は、この先行技術から出発して、特に単純で低コストで製造できる構造を特徴とする、冒頭に記載した種類のフィルター装置を提供することである。

本発明によれば上記の課題は、特許請求項１の特徴をその全体において有するフィルター装置によって解決される。

請求項１の特徴部によれば、本発明の本質的特徴は、フィルターハウジングが、流出管として構成され、かつ２つのエンドキャップの間で延びている点にある。このように流出管がフィルターエレメントに統合されていることにより、蓋部材からタンク内に延びるフィルターハウジング全体がフィルターエレメントのみからなる。それにより先行技術ではタンク内にあるフィルターハウジングの一部と、フィルターヘッドと接続された流出管を形成するフィルターポットは不要になる。本発明に従い流出管をフィルターエレメントに統合するようにするとフィルターヘッドも必要ないので、本発明によるフィルター装置は非常に単純化された構造と、それに応じて少ないコストで製造することができる。さらに特別の利点は、フィルターエレメントの統合された部材としての流出管はフィルター装置の恒久的な部材をなさず、フィルターエレメントを交換する際に一緒に交換される点にある。したがって、流出管はフィルター装置の全耐用年数にわたって確実に機能する必要のない部材として、軽量構造のシンプルで廉価な材料で製作できる。

有利には、エンドキャップ内には流出管の割り当てられた端部に対する受容部を形成するために、それぞれ１つのスロット状の環状ガイドスペースが設けられており、これらの環状ガイドスペースは流出管における壁部と少なくとも部分的に内周側と外周側で係合するように配置できる。受容された端部は接着剤でスロットガイド内に固定できる。

有利には、エンドキャップ、好ましくは蓋部材に割り当てられたエンドキャップにおける環状ガイドスペースは、流出管の割り当てられた端部に対して軸方向の遊びを可能にする。こうすることより、エンドキャップ間の長さの値が目標値から外れた場合に、流出管の圧縮を生じるリスクが回避されている。したがってフィルターエレメントを製造する際に、支持管などの重要な部材に対して厳しい製造公差は守る必要がない。したがって特に、例えば部分セグメントから組み立てられた支持管を備えた比較的長いフィルターエレメントの場合、守るべき公差があまり厳しくないために、製造が簡単で廉価になる。

特に有利な実施形態では、エレメント部材の外側でエンドキャップの間に延びる支持管は、縦梁材と横梁材からなる支持構造を有しており、これらの縦梁材と横梁材は流体通路を空けておき、それらのうち少なくとも縦梁材はフィルターエレメントの長手方向軸心に対して平行に整列してエレメント部材を内周側で支持し、スペーサーとしてエレメント部材と流出管との間に間隙を形成する。流出管に対するガイドをこのように形成すると、流出管は、例えばプラスチックフィルムによって非常に廉価に形成することができる。

支持管は、相前後して配置されラッチ手段によって互いにラッチ可能な個々の部分セグメントからなり、２つの外側の部分セグメントは、それらの自由外端部に向かってそれぞれ割り当て可能なエンドキャップと掛止するためのラッチ手段を有する。そうすることによってフィルターエレメントの長さが様々な場合に、それぞれの長さに個別の金型を必要とせずにプラスチックから射出成形された支持管を製造できる。独国特許出願公開第１９８２６０３２（Ａ）号明細書に示されているように、所望の全長は、それぞれ既製の長さを有する２つ以上の部分セグメントからなるモジュールシステムの方式で部分セグメントを組み立てることによって実現することができる。

有利な実施形態では、蓋部材に割り当てられたエンドキャップは、ラッチバーによって蓋部材とその内側で掛止されている。こうすることによりフィルター装置をタンク内に設置するための組み付け作業は、当該タンク開口部にタンク栓として蓋部材を取り付けることに限られる。

有利には、流出管は単層又は多層に、通路を備えて形成することができる。２層構造は、液体の流出挙動を改善でき、それによって流体からの空気の脱気を促進することができる。層には、孔を有するシート、布又は格子の様々な組み合わせを使用することができ、その選択は当該流体の特性に依存する。

好適な実施形態では、未濾過液は、蓋部材とは反対側に面する下部エンドキャップを通ってフィルターエレメントの内側に供給され、濾過液は、フィルターエレメントの外側を通って流出管に向かって排出される。

有利な実施形態では、蓋部材にバイパス弁が統合されていて、このバイパス弁は開いた状態で蓋部材に割り当てられたエンドキャップの開口部を通って蓋部材の内室に続く流路を形成しており、エンドキャップはその周縁部の近傍に、流出管の内側で間隙に開口する通路を有する。こうすることにより、バイパス弁が開いたときに可能な容積流も、エンドキャップの上側から、濾過液側を形成する間隙に、したがって流出管を通ってタンク内部に到達する。

以下に図面を参照し本発明を詳細に説明する。

図１は本発明によるフィルター装置の一実施形態の斜視図である。 図２は、蓋部材が省略された実施形態の斜視図を中央垂直断面で切断して示す図である。 図３は、蓋部材に隣接する実施形態の上端部領域のみの斜視図を中央垂直断面で切断し、切り取った拡大して示す図である。 図４は、実施形態のフィルター装置の上端部領域のみの斜視図を、中央垂直断面で切断した、図３に対してさらに拡大して示した図である。 図５は、流路に装着された実施形態のフィルターエレメントの下端部領域のみを示す、図４に対応する図である。 図６は、部分的に切断された流出管を有するフィルターエレメントの斜視図である。 図７は、部分セグメントから構成された実施形態の支持管の長手方向部分の斜視図である。

本発明によるフィルター装置の実施形態がタンク内フィルター装置の形で全体として示された図１では、蓋部材２と流出管３から形成されたフィルターハウジングが１で示されている。流出管３は、窓５（一部のみ番号を付す）の形の流体通路、又は図４及び図６に示されているように孔６を有する。図２及び図６は、フィルターハウジング１の部分を示し、フィルターハウジング１は（図２及び図６では省略されている）蓋部材２から、（図示されていない）当該タンクの内部に延び、フィルターエレメント７と、これと統合された部材をなす流出管３から形成された構成ユニットからなる。フィルターエレメント７は、通常のように上部エンドキャップ１３と下部エンドキャップ１４との間に支持管１１と共に延びる中空円筒形のエレメント部材９を有する。蓋部材２に割り当てられた上部エンドキャップ１３は、以下に図２～図４を参照して詳細に説明されるように、蓋部材２の内面に掛止されることができる。図３に示すように、蓋部材２はやや凸状に湾曲した上面１５と、トラフ形の内室１７を有し、その底部１９は上面１５の湾曲に対応する凹状の湾曲を有する。内室１７は外周が、軸方向に突出した円筒形の側壁２１によって区画されている。側壁２１は雄ねじ２３を有しており、これにより蓋部材２を当該タンク（図示せず）のタンク開口部にある固定フランジ２５（図３）にねじ込むことができる。エンドキャップ１３を蓋部材２と掛止するための装置は、上面２７から上方に突出する３つのラッチバー２８を有しており、これらは上面２７の外周近傍に互いに１２０°ずらして配置されているが、図ではすべてが見えない。ラッチバー２８はそれぞれ装置の長手方向軸心と同軸の円筒セクションの形を有し、軸心方向で直角に曲げられており、半径方向平面内で延びる段状面２６及び２９を半径方向外側にオフセットした壁部３０に移行し、その上端部に端部片３１が続いている。図３に示すように、ラッチバー２８に割り当てられた、蓋部材２の内室１７内で底部１９と接続された保持体３２が設けられている。これらの保持体３２は同軸の内部ガイドリンクを有し、これにラッチバー２８がエンドキャップ１３と蓋部材２との間の相対的な回転運動によって進入でき、その結果、段状面２６及び２９は一種のバヨネットロックを形成してエンドキャップ１３を蓋部材２に形状係合によってロックする。

図５は、下部エンドキャップ１４の構成を示しており、フィルター運転のためにこのエンドキャップ１４を介して未濾過液が内側のフィルター中空室３５に到達する。エンドキャップ１４は、未濾過液が内側のフィルター中空室３５に流入するために中央開口部５６を有する。未濾過液の供給のために、タンクの底部領域（図示せず）にはパイプソケット５８の形の流路が設けられており、これは定位置に固定され、機能位置で開口部５６内に突入係合してフィルター中空室３５内への流体経路を形成する。下部エンドキャップ１４は、エレメント部材９と支持管１１の対面する端部に対する枠として、上側に平坦な当接面６２を有し、これは半径方向外側で軸方向上方に突出する周縁部６４によって区画されている。周縁部６４は内側にラッチ切欠き部６５を有しており、これに支持管１１のラッチ突起部６８が掛止することにより、支持管１１がエンドキャップ１４に軸方向に固定されている。当接面６２は周縁部６４に半径方向内側に続いて平面状の部分を有し、これに半径方向内側の端部で段状の深くなった凹部７０が続いて開口部５６への移行を形成する。中央開口部５６の、凹部７０から軸方向下方にずれた端部では、エンドキャップ１４が成形された全周シールリップ７２を形成し、これは断面が薄い舌片の形を有し、開口部５６の壁から斜め下方に開いて、それから斜め上方にフィルターエレメント７に向かって延びている。シールリップ７２は、エンドキャップ３２を形成するプラスチック材料の弾性特性に応じて弾性的な可撓性を有し、したがってパイプソケット５８の外側にシール力で密着する。エンドキャップ１４は、周縁部６４に半径方向外側に続く円周領域において深くなった溝４を形成し、その中に外側円周縁部７６と内側環状体７８との間にスロット状の環状スペース８０が形成されており、これに流出管３が挿入されて受容されている。流出管３は、接着により環状スペース８０内に固定できる。エンドキャップ１４はその下側で、凹部７０に続いて管路状のセクション８２で下方に延長しており、その端部にシールリップ７２が成形されている。セクション８２は、ガイドスリーブ８４と共にパイプソケット５８に対するガイドをなしており、パイプソケット５８はフィルターエレメント７を装着する際にエンドキャップ１４の開口部５６を通って内側フィルター中空室３５内に延びている。ガイドリーブ８４は、その下端部８６の上方に半径方向外側に突出する環状フランジ８８を有し、環状フランジ８８が凹部７０内に適合するようにエンドキャップ１４の開口部５６に受容されている。ガイドスリーブ８４の他方の上端部は、内方に曲がった縁部９０を有し、これはパイプソケット５８の上端縁部６０に対する停止部をなし、それによりフィルターエレメント７を挿入する際にパイプソケット５８の挿入運動を制限するエンドストップを形成する。フィルターエレメント７を装着する際の挿入補助を形成するために、エンドキャップ１４は、開口部５６の下端部に続くガイド装置として、円周方向に分布して下方に翼状に突出する成形されたガイド突出部９２のリムを有する。ガイド突出部９２は、その半径方向内側の縁部がガイド面９４を形成し、これは上方及び内方に円錐状に延びている。このようにすることによりガイド面９４は全体として、フィルターエレメント７をパイプソケット５８に装着することを容易にする一種の挿入漏斗を画定する。

下部エンドキャップ１４に流出管３の下端部に対するスロットガイドが環状スペース８０を通って形成されているのと同様に、上部エンドキャップ１３にも、流出管３の上端部３８を挿入することができる環状ガイドスペースとして、エンドキャップ１３の外周縁部３９と、エンドキャップ１３の下側から軸方向に突出する環状体４１との間に環状スペース３７が形成されている。半径方向さらに内側に、エンドキャップ１３の下側から同軸下方に突出する壁部４３は、エレメント部材９の上端部と支持管１１の上端部に対する枠を形成する。下部エンドキャップ１４の場合と同様に、支持管１１を掛止するために、壁部４３にはラッチ切欠き部４５が設けられ、支持管１１には支持管１１をエンドキャップ１３に掛止するラッチ突起部４７が設けられている。

図６及び図７に最も明確に見られるように、支持管１１は、３つの部分セグメント４９から格子状支持構造として組み立てられている。これらの部分セグメント４９はプラスチックから射出成形された同一部品によって形成され、ラッチ手段により互いに接続することができる。エンドキャップ１３、１４とラッチ可能なそれぞれ外側の部分セグメント４９は、外周に互いに直径方向に配置された２つのラッチ舌片５１を有し、これらに半径方向外側に突出するラッチ突起部４７が成形されており、これにより支持管１１の上端部はエンドキャップ１３、１４と掛止可能である（図３及び図４参照）。図７から最も明確に分かるように、格子構造は、横梁材を形成し半径方向平面内で互いに等間隔に延びるリング状部材５３と、リング状部材５３を接続する縦梁材から構成されている。縦梁材は互いに等間隔に延びる平行なフラットストリップ材５５（同様にｐすべてに番号を付していない）によって形成されて、リング状部材５３から半径方向に翼状に張り出している。フラットストリップ材５５はそれらの外側エッジが、当接する流出管３に対するガイド面をなしており、フラットストリップ材５５は、リング状部材５３から半径方向に張り出しているためにスペーサーとして、エレメント部材９と周囲の流出管３との間に間隙５７を形成している。したがって流体が内側のフィルター中空室３５からエレメント部材９を通って外側に流れるフィルター運転中に、この間隙は濾液側を形成し、そこから濾液が流出管３の通路を通ってタンク内部に流出する。

上部エンドキャップ１３は、フィルター中空室３５から蓋部材２の内室１７への可能な通路をなす中央開口部６１を有するが、通常は蓋内室１７にあるバイパス弁の閉鎖体６３によって閉じられている。バイパス弁は、蓋部材２の底部１９から同軸に突出するガイドスリーブ６７を有しており、その中に閉鎖体６３のシャフト６９が摺動可能に案内されている。ガイドスリーブ６７を取り囲む圧縮ばね７１は、蓋部材２の底部１９とバイパス弁の板状の閉鎖体６３との間にクランプされていて、バイパス弁を閉位置に付勢している。図４及び図６に最も明確に示されているように、上部エンドキャップ１３はその周縁部近傍に、エンドキャップ１３の上面２７からその下に位置する間隙５７への流体経路を形成する通路７３のリムを有する。それにより未濾過液の圧力によってバイパスバルブが開くと、蓋内室１７に流入する未濾過液は、通路７３を通って間隙５７内の濾液側に達し、そこから流出管３を通ってタンク内部に到達する。

流出管３に対するガイドが翼状のフラットストリップ材５５によって形成されていると、流出管３は、例えばプラスチックフィルムの形の薄肉の材料シートから形成できる。特に有利には、多層構成を設けることができる。例えば２層構造によって流出挙動を改善し、流体からの脱気を促進することができる。図４に示すように、流出管３の端部３８は、環状ガイドスペース３７の基部４０からわずかな距離に位置している。したがって流出管３の挿入された端部に対して軸方向の遊びが提供され、エンドキャップ１３、１４の間隔の長さ誤差を補償することができ、それにより流出管３の可能な膨らみが防止される。

Claims (9)

1. 交換可能なフィルターエレメント（７）が収容され、蓋部材（２）を有するフィルターハウジング（１）を備えたフィルター装置であって、
   前記フィルターエレメント（７）のエレメント部材（９）は、前記フィルターエレメント（７）の２つのエンドキャップ（１３）の間に延びているフィルター装置において、
   前記フィルターハウジング（１）は、流出管（３）として構成され、かつ、２つのエンドキャップ（１３、１４）の間に延びている、ことを特徴とするフィルター装置。
2. スロット状の環状ガイドスペース（３７、８０）が、前記２つのエンドキャップ（１３、１４）のそれぞれに、前記流出管（３）の割り当てられた端部（３８）に対する受容部を形成するために設けられ、前記環状ガイドスペース（３７、８０）は、少なくとも部分的に前記流出管（３）における内周側と外周側の壁部に接触する、ことを特徴とする請求項１に記載のフィルター装置。
3. エンドキャップ（１３、１４）、好ましくは蓋部材（２）に割り当てられた前記エンドキャップ（１３）における環状ガイドスペースは、前記流出管（３）の割り当てられた端部（３８）に対して軸方向の遊びを可能にする、ことを特徴とする請求項１又は２に記載のフィルター装置。
4. 前記２つのエンドキャップ（１３、１４）の間で前記エレメント部材（９）の外側に延びる支持管（１１）は、縦梁材（５５）と横梁材（５３）からなる支持構造を有し、前記縦梁材（５５）と前記横梁材（５３）は流体通路を空けておき、少なくとも縦梁材（５５）は前記フィルターエレメント（７）の長手方向軸心に対して平行に整列してエレメント部材（９）を内周側で支持し、スペーサーとして前記エレメント部材（９）と前記流出管（３）との間に間隙（５７）を形成することを特徴とする、請求項１～３の何れか一項に記載のフィルター装置。
5. 支持管（１１）は、相前後して配置されラッチ手段によって互いにラッチ可能な個々の部分セグメント（４９）からなり、２つの外側の部分セグメント（４９）は、それらの自由外端部に向かってそれぞれ割り当て可能な前記エンドキャップ（１３、１４）を掛止するためのラッチ手段（４７、５１）を有する、ことを特徴とする請求項１～４の何れか一項に記載のフィルター装置。
6. 前記蓋部材（２）に割り当てられたエンドキャップ（１３）は、ラッチバー（２８）によって前記蓋部材（２）の内面で掛止されている、ことを特徴とする請求項１～５の何れか一項に記載のフィルター装置。
7. 前記流出管（３）は、単層又は多層に形成され、かつ通路（５、６）を備えている、ことを特徴とする請求項１～６の何れか一項に記載のフィルター装置。
8. 未濾過液は、前記蓋部材（２）とは反対側に面する下部エンドキャップ（１４）を通って前記フィルターエレメント（７）の内側（３５）に供給され、濾過液は、前記フィルターエレメント（７）の外側を通って前記流出管（３）に向かって排出される、ことを特徴とする請求項１～７の何れか一項に記載のフィルター装置。
9. 前記蓋部材（２）内にバイパス弁（６７）が一体化され、該バイパス弁（６７）は開いた状態で、前記蓋部材（２）に割り当てられたエンドキャップ（１３）の開口部（６２）を通って前記蓋部材（２）の内室（１７）に流体経路を形成し、前記エンドキャップ（１３）は、周縁部の近傍に、前記流出管（３）の内側で間隙（５７）に開口する通路（７３）を有する、ことを特徴とする請求項１～８の何れか一項に記載のフィルター装置。

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