JP3341452B2 - 内燃機関のオイルフィルタ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は，内燃機関のオイルフィ
ルタに関し，特に濾紙の利用効率の良好なオイルフィル
タに関する。

【０００２】

【従来技術】自動車のエンジンには，オイルフィルタを
装備しており，オイルフィルタはオイル（潤滑油）に混
入する異物，摩耗粉，カーボン等を除去する。オイルフ
ィルタは，ポンプから吐出されたオイルを全量単一のエ
レメントで濾過するフルフロー式の他に，エンジンに流
入するオイルを濾過するフルフローエレメントとバイパ
ス流路を通るオイルを濾過するバイパスエレメントとを
有するコンビネーション式がある。

【０００３】そして，上記フィルタエレメントとして，
濾紙を重ね合わせて積層した積層型のエレメントがあ
る。上記積層型のエレメントには，例えば，図７に示す
ように，円形，多角形，又は外縁部に凹部を設けた花弁
形など平板状の濾紙９０を重ね合わせたスタック型のエ
レメント９がある。

【０００４】上記スタック型エレメント９では平板状の
濾紙９０を積層して筒形とし，筒形の外周部９２から中
心部の透孔９１に向かってオイルを流通させる。同図に
おいて，符号９９は，オイルフィルタのハウジング，符
号９８はオイルの流入口である。また，他のタイプの積
層型エレメントとして帯状の濾紙を筒状に巻き重ねたロ
ールティッシュタイプなどがある。このタイプでは，筒
形の上端から下端へ軸心と平行な方向にオイルを流通さ
せる。

【０００５】

【解決しようとする課題】しかしながら，濾紙を多重に
積層する従来の積層型フィルタには次のような問題点が
ある。それは，濾紙の一部分にオイルの粒子捕捉が集中
し易く，濾紙の利用率が低くなるということである。部
分的に粒子の捕捉が集中すると，その部分において濾紙
の機能が早期に低下し，他の部分では機能があるにもか
かわらず濾紙全体を取り替える必要があり，濾紙の有効
利用度が低下する。

【０００６】例えば，濾紙におけるオイルの流入端部と
流出端部との間の距離が長いから，濾紙の中流や下流部
の濾過余力があるにも拘わらず，上流部に目詰まりが生
じて早期に濾紙を取り替える必要がある。また，外周に
凹部を設け複数の放射状片を形成した花弁形の平板状濾
紙の場合には，オイルの流入端部と流出端部との距離が
短い凹部にオイルの流れが集中し，その部分で早期に目
詰まりが生じてしまう。

【０００７】そのため，図８に示すように，平板状濾紙
９０の中心透孔９１から放射状に細みぞ９３１を設け，
オイルの流入端部（外周９２）と流出端部（中心透孔９
１）との間の圧力差を有効に有用するという方法が提案
されている（実開昭６１−１３５５１７号公報）。更
に，図８に示すように，外周９２から中心透孔９１に向
かって放射状に細みぞ９３２を設けることもできる。

【０００８】しかしながら，放射状に細みぞ９３１，９
３２を設ける上記方法は，細みぞ９３１，９３２に沿っ
てオイルの流れを促進する効果はあるが，濾紙の有効利
用面積の拡大という観点からは不十分である。即ち，オ
イルは外周９２から又は上流側の細みぞ９３２に沿って
流れ，斜線に示すように，主として細みぞ９３２の端部
から透孔９１，外周９２から下流側の細みぞ９３１の端
部，及び両細みぞ９３１，９３２間の至近距離を浸透し
流出しようとする。

【０００９】即ち，オイルは，主として斜線に示すオイ
ルの浸透容易部９４（濾紙の有効利用部）を流通し，細
みぞ９３２または外周９２からの距離が大きくなるに従
ってオイルの流通量は低下する。その結果，上記浸透容
易部９４において目詰まりが早めに発生する。

【００１０】そして，上記細みぞ９３１，９３２は，単
に放射状に形成されているだけであるから，上記浸透容
易部９４の面積は余り広くなく，外周９２の近傍を中心
にした濾過能力を有する広い濾紙部分が，完全に利用さ
れずに取り残されてしまう。本発明は，かかる従来の問
題点に鑑みて，濾紙の有効利用面積を大幅に増大するこ
とのできる内燃機関のオイルフィルタを提供しようとす
るものである。

【００１１】

【課題の解決手段】本発明は，濾紙を多重に積層し，濾
紙の一方の周縁部から他方の周縁部へオイルを流通さ
せ，オイルに混入した異物を除去する内燃機関のオイル
フィルタであって，上記濾紙には，上流側の周縁部に発
し下流側の周縁部には及ばないオイル導入用の上流溝
と，下流側の周縁部に発し上流側の周縁部には及ばない
オイル導入用の下流溝とを交互に配設してあり，上記上
流溝と下流側周縁部とのギャップｇ₁ ，及び上記下流溝
と上流側周縁部とのギャップｇ₂ とは，共にほぼ所定値
ａ以上であり，一方，隣接する上流溝と下流溝とは，両
者の間隔ｄがほぼ上記所定値ａである近接部と，両者の
間隔ｄが上記所定値ａよりも大きい離隔部とからなり，
上記近接部の占める比重が相対的に大きくなるよう上記
上流溝と下流溝とが形成されていることを特徴とする内
燃機関のオイルフィルタにある。

【００１２】本発明において最も注目すべきことは，上
流溝と下流溝との間隔ｄがほぼ所定値ａである近接部の
占める比重が大きくなるように上流溝と下流溝の形状や
配置等を決め濾紙上に形成してあることである。そして
上記上流溝は，濾紙の上流側周縁部に発し下流側の周縁
部に及ばない（連結しない）ように形成されており，下
流側周縁部とのギャップ（最短距離）ｇ₁ はほぼ所定値
ａ以上である。

【００１３】また，下流溝は，濾紙の下流側の周縁部に
発し上流側の周縁部に及ばないように形成されており，
上流側周縁部とのギャップｇ₂ はほぼ所定値ａ以上であ
る。上記において上流溝と下流溝の溝とは，オイルが流
入し易いように濾紙に設けた凹部である。そして凹部
は，濾紙の片側の面に設けることが望ましく，これによ
り一種類の濾紙を積層することが可能となる。

【００１４】また，上記溝は，均一な溝幅であってもよ
いが，溝幅が可変であってもよい。また，凹部溝の場合
は，通常はその深さは均一であるが，必ずしも均一な深
さに限定されるものではない。また，溝の形状は直線状
であってもよいが，曲折してもよい。

【００１５】なお，上記上流溝と下流側周縁部とのギャ
ップｇ₁ 及び下流溝と上流側周縁部とのギャップｇ₂ と
は所定値ａであることが好ましい。上記ギャップｇ₁ ，
ｇ₂ が所定値ａより短いと，オイルがその部分に集中し
て流通し易くなるから好ましくなく，また所定値ａより
大きくなると，オイルが流通しにくくなり濾紙の利用率
が減少（後述する高利用部面積Ｓ_e が減少）するからで
ある。

【００１６】なお，上記において所定値ａは，濾紙によ
って定まる適正な浸透距離（濾過長さ）を示す値であ
り，密な濾紙ほど小さく，粗な濾紙ほど大きくする。そ
して，上流溝と下流溝を，ほぼ均一な溝幅とする場合に
は，上記近接部を形成する方法として，両者をほぼ平行
とし，隣接する上流溝と下流溝との間隔を所定値ａとす
る方法がある。

【００１７】均一な溝幅は，一般に溝の製作が容易であ
り，更に直線状の溝とすれば特に製作は容易である。な
お，上記における，積層型の濾紙の構成は，平板状の濾
紙を積み重ねたスタック型でもよく，帯状の濾紙を筒形
に巻回，積層したロールティッシュタイプであってもよ
い。

【００１８】

【作用及び効果】本発明にかかるオイルフィルタには，
上流溝と下流溝とが形成されている。そして，溝部では
オイルの流通を妨げる抵抗が極めて低いから，溝部（上
流溝と下流溝）は直ちにオイルで満たされる。そして，
オイルは上流側の周縁部と下流溝との間及び下流側周縁
部との間，並びに上流溝と下流溝との間及び下流側周縁
部との間の濾紙中を浸透する。

【００１９】そして，オイルの浸透量は，オイルの濾紙
中の浸透距離Ｌが短いほど多くなり，オイルの浸透は容
易である。そして，上記オイルの浸透距離Ｌによって濾
紙上を区分すれば，Ｌがほぼ所定値ａである部分（Ｌ≒
ａ）とその他の部分（Ｌ＞ａ）とに区分される。

【００２０】即ち，上流溝と下流溝の近接部の間と，上
流溝と下流側周縁部のギャップｇ₁がほぼ所定値ａであ
る部位間と，下流溝と上流側周縁部のギャップｇ₂ がほ
ぼ所定値ａである部位間とは，上記浸透距離Ｌがほぼ所
定値ａであり，この部分はオイルが浸透し易く，いわゆ
る濾紙の高利用部を形成する。

【００２１】そして，該高利用部においては，オイルの
浸透距離Ｌは，ほぼ一定（Ｌ≒ａ）であるからオイルが
流れる流量がほぼ等しく，ほぼ同時に劣化（粒子の目詰
まり）が生ずる。そして，本発明にかかる濾紙において
は，上流溝と下流溝の近接部が多いから，上記濾紙の高
利用部の面積Ｓ_e が広い。

【００２２】そのため，濾紙の多くを占める高利用部
が，ほぼ同時に劣化することとなり，濾紙の有効利用度
が高くなる。即ち，濾紙が目詰まりにより劣化した場合
には，濾紙の広い面積でほぼ同時に劣化が生じており，
濾過余力を多く残している部分は少ない。

【００２３】これに引き換え従来の濾紙では，オイルの
浸透距離Ｌは，場所によってばらばらであるから，オイ
ルの流れは，浸透距離Ｌの短い部位に部分的に集中し易
く，この部分における濾紙の部分的な劣化によって濾紙
を交換しなければならず，濾紙の有効利用度は低い。

【００２４】そして，本発明では，溝を設けることによ
り，濾紙の周縁部間の距離とは無関係な所定値ａに，高
利用部の浸透距離Ｌを選ぶことができる。従って，浸透
距離Ｌが長すぎることによる中，下流での粒子捕捉率の
低下と上流への捕捉の集中現象は生じない。上記のよう
に，本発明によれば，濾紙の有効利用面積を大幅に増大
することのできる内燃機関のオイルフィルタを提供する
ことができる。

【００２５】

【実施例】

実施例１ 本発明の実施例にかかるオイルフィルタにつき図１〜図
５を用いて説明する。本例は，図２に示すように，濾紙
１０を多重に積層し，濾紙１０の一方の周縁部４１から
他方の周縁部４２にオイル８０を流通させ，オイル８０
に混入した異物を除去する内燃機関のオイルフィルタ１
である。上記濾紙１０には，図１に示すように，上流側
の周縁部４１に発し下流側の周縁部４２には及ばないオ
イル導入用の上流溝２０と，下流側の周縁部４２に発し
上流側の周縁部４１には及ばないオイル導入用の下流溝
３０とを交互に配設してある。

【００２６】そして，上流溝２０と下流側周縁部４２と
のギャップｇ₁ ，及び下流溝３０と上流側周縁部４１と
のギャップｇ₂ とは，共にほぼ所定値ａである。一方，
互いに隣接する上流溝２０と下流溝３０とは，両者２
０，３０の間隔ｄがほぼ上記所定値ａである近接部２０
１，３０１と，両者２０，３０の間隔ｄが所定値ａより
も大きい離隔部２０２，３０２とからなり，近接部２０
１，３０１の占める比重が相対的に大きくなるように，
上流溝２０と下流溝３０とが形成されている。

【００２７】また，隣接する上流溝２０と下流溝３０と
の間隔ｄ，上流溝２０と下流側周縁部４２とのギャップ
ｇ₁ ，又は下流溝３０と上流側周縁部４１とのギャップ
ｇ₂が所定値ａ以下である部分を結ぶことによって形成
される濾紙１０の高利用部１０１〜１０３の面積Ｓ
_e は，濾紙１０の全面積Ｓ_O の約５０％である。

【００２８】なお，高利用部とは，濾材面と濾材面との
間の浸透距離（濾過長さ）が，そのフィルタの用途に適
した長さに設定された部分であり，この高利用部以外の
浸透距離は，高利用部より長く設定されている。

【００２９】また，上記所定値ａは濾材の浸透性等に応
じて適宜定められるものであるが，自動車のエンジン用
のオイルフィルタにあっては，平均的な濾材を用いた場
合，その濾材の幅をＷとすると，浸透距離の所定値ａ
は，０．５Ｗ＜ａ＜Ｗであり，３／４Ｗ程度が望まし
い。

【００３０】そして，上流溝２０と下流溝３０とは，共
にほぼ均一な溝幅を有しており，互いにほぼ平行であ
り，また溝の形状は直線状である。また，濾紙１０は，
帯状の濾紙を共通の軸心Ｃを中心に筒形に巻回，積層し
たロールティッシュタイプの濾紙である。

【００３１】以下それぞれについて詳説する。本例は，
図２に示すように，フルフローエレメント５１とバイパ
スエレメント５２とをハウジング５０に収容した使い捨
て型カートリッジ式のオイルフィルタ１である。ケース
５０１とカバー５０２とを有するハウジング５０内には
上記エレメント５１，５２を収容し，スプリング５０３
によって両エレメント５１，５２を押さえつけている。

【００３２】そして，カバー５０２のエンジンへの取付
面にはシール用のガスケット５０４を配設してある。ま
た，オイル８０の流入部には，チェックバルブ５３を配
置し，フルフローエレメント５１の入口と出口との間に
はリリーフバルブ５４を取付けてある。そして，図示し
ないオイルポンプから圧送されたオイル８０は，流入口
５０５からオイルフィルタ１に流入し，ガスケット５０
４によって封止される。

【００３３】そして，オイル８０は，チェックバルブ５
３を通りケース５０１の内壁面に沿って上昇し，揚程の
半ばでフルフローエレメント５１側とバイパスエレメン
ト５２側とに分流する。フルフローエレメント５１側に
流入したオイル８０１は，外周部から放射状に中央部に
集合した後，メイン流出口５０６に至る。

【００３４】一方，バイパスエレメント５２に流入した
オイル８０２は，濾紙１０の上流側周縁部４１から下流
側周縁部４２の方向に向かって濾過され，下部のオイル
プール５０７に集まる。そして，中央寄りのオイル出口
５０８から油路５０９を通って図示しないオイルパンに
流入する。

【００３５】チェックバルブ５３は，エンジンの停止時
にオイルフィルタ１のハウジング５０内にあるオイル８
０がオイルポンプ側に向かって逆流するのを防止すると
共に，エンジン再始動時に直ちにオイル８０がエンジン
に供給されるようプールする役目を果たす。

【００３６】一方，リリーフバルブ５４は，オイル８０
の粘度が低い低温時やフルフローエレメント５１の濾紙
の目詰まり時などに，バイパスさせてオイル８０をメイ
ン流出口５０６に導入する。そして，バイパスエレメン
ト５２の濾紙１０は，図１に示すように，帯状の濾紙を
巻回したものであり，上流側周縁部４１から下流側周縁
部４２に向けてオイル８０を流通させ，異物を濾過す
る。

【００３７】濾紙１０には，その片面にのみ上流溝２０
と下流溝３０とが，等間隔ａで上下の周縁部４１，４２
から反対方向に形成されている。なお，濾紙１０の他方
の片面は平面状となっており，巻回されて内周側に位置
する溝２０と３０とを閉じて，通路状に画成する。ま
た，上流溝２０の端部２０３と下流側周縁部４２とのギ
ャップｇ₁ ，及び下流溝３０の端部３０３と上流側周縁
部４１とのギャップｇ₂とは共に上記所定値ａに等し
い。

【００３８】その結果，バイパスエレメント５２の濾紙
の有効利用度が増大し，図３に示すように，濾紙１０の
寿命（図３，符号６０４）は従来の溝のないもの（図
３，符号６０１）に比べて大幅に増大した。なお，図３
において，符号６０３は上流溝２０と下流溝３０の長さ
を短くしたもの，符号６０２は溝の長さを更に短くした
ものである。

【００３９】上記のように，本例によれば，濾紙の適正
な浸透距離（濾過長さ）を確保した高利用部の有効面積
を大幅に増大することのできる内燃機関のオイルフィル
タ１を提供することができる。

【００４０】実施例２ 本例は，実施例１において，図４に示すように，濾紙１
０の上流溝２３と下流溝３３の形状を，いちょうの葉形
としたもう１つの実施例である。即ち，上流溝２３と下
流溝２４の溝幅は均一ではなく，周縁部４１，４２に近
いほど溝幅を大きくしてある。その結果，濾紙１０の高
利用部１０４の面積Ｓ_e を大幅に増大することができ濾
紙１０の利用度は一段と上昇する。その他については，
実施例１と同様である。

【００４１】実施例３ 本例は，円形の平板状の濾紙を多数重ね合わせてフィル
タエレメントを形成したもう１つの実施例である（図７
参照）。本例のオイルフィルタの濾紙は，図５に示すよ
うに，中心部に透口１１１を有する円形の濾紙１１に，
格子状に上流溝２４と下流溝３４とを形成したものであ
る。

【００４２】上流溝２４は，上流側周縁部４３に発し下
流側の透口１１１の周縁部４４に達しないよう格子状に
形成されている。また，下流溝３４は，透口１１１の周
縁部４４に発し，上流側の周縁部４３に達しないように
格子状に形成されている。

【００４３】そして，隣接する上流溝２４と下流溝３４
の平行部の間隔は所定値ａであり，上流溝２４と下流溝
３４の端部２４１，３４１と周縁部４３，４４とのギャ
ップも同じく所定値ａである。そして，濾紙１１の高利
用部１０５は，同図の斜線で示す通りである。そして，
上記濾紙１１を多数重ね合わせてフィルタエレメントを
構成する（図７参照）。

【００４４】実施例４ 本例は，実施例３において，図６に示すように，円形の
濾紙１２上に，周縁部４３，４４に平行な曲がり溝２５
１，３５１と円心に向かう直線溝２５２，３５２とから
なる上流溝２５と下流溝３５とを形成したもう１つの実
施例である。そして，平行な曲がり溝２５１，３５１の
間隔は所定値ａであり，曲がり溝２５１，３５１に近接
する周縁部４３，４４とのギャップも所定値ａである。
その結果，濾紙１２の高利用部１０６の面積を大幅に増
加することができる。その他については，実施例３と同
様である。

【００４５】以上述べたように，本発明の適用した実施
例では，適正な浸透距離になる濾過部分の面積を多く確
保するためには，上流溝と下流溝とを等間隔に平行に平
成することが重要である。さらには，積層工程の簡単化
を図るには，濾材の片面にのみ溝を形成し，他の片面を
平面（溝なし）とすることが重要である。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１のオイルフィルタの濾紙の模式図。

【図２】実施例１のオイルフィルタの断面図。

【図３】実施例１のオイルフィルタと従来品との特性比
較図。

【図４】実施例２のオイルフィルタの濾紙の模式図。

【図５】実施例３のオイルフィルタの濾紙の模式図。

【図６】実施例４のオイルフィルタの濾紙の模式図。

【図７】従来のオイルフィルタの断面図。

【図８】従来のオイルフィルタの濾紙の模式図。

【符号の説明】

１０．．．濾紙， １０１〜１０３．．．高利用部， ２０．．．上流溝， ２０１，３０１．．．近接部， ２０２，３０２．．．離隔部， ３０．．．下流溝， ４１，４２．．．周縁部，

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 野村 由利夫 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本 電装株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−160113（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B01D 27/00 B01D 35/02 F01M 11/03

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 濾紙を多重に積層し，濾紙の一方の周縁
   部から他方の周縁部へオイルを流通させ，オイルに混入
   した異物を除去する内燃機関のオイルフィルタであっ
   て， 上記濾紙には，上流側の周縁部に発し下流側の周縁部に
   は及ばないオイル導入用の上流溝と，下流側の周縁部に
   発し上流側の周縁部には及ばないオイル導入用の下流溝
   とを交互に配設してあり， 上記上流溝と下流側周縁部とのギャップｇ₁，及び上記
   下流溝と上流側周縁部とのギャップｇ₂とは，共にほぼ
   所定値ａ以上であり， 一方，隣接する上流溝と下流溝とは，両者の間隔ｄがほ
   ぼ上記所定値ａである近接部と，両者の間隔ｄが上記所
   定値ａよりも大きい離隔部とからなり，上記近接部の占
   める比重が相対的に大きくなるよう上記上流溝と下流溝
   とが形成されていることを特徴とする内燃機関のオイル
   フィルタ。
2. 【請求項２】 請求項１において，上記ギャップｇ₁及
   びギャップｇ₂は，ほぼ所定値ａであることを特徴とす
   る内燃機関のオイルフィルタ。
3. 【請求項３】 請求項１又は請求項２において，上記上
   流溝と下流溝とは，共にほぼ均一な溝幅を有しており，
   互いにほぼ平行であることを特徴とする内燃機関のオイ
   ルフィルタ。
4. 【請求項４】 請求項３において，上記上流溝と下流溝
   とは直線状に形成された溝であることを特徴とする内燃
   機関のオイルフィルタ。
5. 【請求項５】 請求項１〜請求項４のいずれか一項にお
   いて，上記濾紙は，帯状の濾紙を共通の軸心を中心に筒
   形に巻回，積層したロールティッシュタイプの濾紙であ
   ることを特徴とする内燃機関のオイルフィルタ。