JP3684739B2 - フィルタ用エレメント - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、濾材と、この濾材を保持するためのプロテクタとから成るフィルタ用エレメントに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来技術として、実開平４−１１８１０５号公報に記載されたオイルフィルタがある。このオイルフィルタでは、プロテクタ（多孔円筒体）の外周に濾材を配設して形成されたエレメントを具備し、このエレメントが容器内で板ばねに押圧されることにより容器内の所定位置に位置決めされている。また、濾材は、プロテクタによって所要の形状を維持することができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記の従来品では、濾材の形状を維持するためのプロテクタとエレメントの位置決め用部品（板ばね）とが別々に必要となるため、部品点数が多く、組付け工数が増大するという問題があった。
本発明は、上記事情に基づいて成されたもので、その目的は、部品点数を削減できるフィルタ用エレメントを提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
請求項１の手段によれば、濾材を保持するプロテクタには、容器内でプロテクタ自身を所定位置に位置決めするための位置決め部が一体に設けられている。これにより、プロテクタに保持された濾材を容器内の所定位置に配置できるため、従来の様にプロテクタ以外の別部品を位置決め手段として用いる必要がない。その結果、部品点数を削減できるため、組付け工数を低減できる効果が生じる。
また、プロテクタを吸引型としてスラリーを吸引することにより、プロテクタの表面にスラリーに含まれる繊維が堆積して濾材を成形することができる。これにより、位置決め部を濾材に埋設させて濾材を貫通して配置することが可能である。
【０００７】
請求項２の手段によれば、位置決め部は、容器の内壁面に当接する先端部が濾材の表面より取り出されている。この場合、位置決め部の先端部を直接容器の内壁面に当接させてプロテクタの位置決めを行うことができるため、プロテクタの位置決め精度を向上できる。
【０００８】
請求項３の手段によれば、プロテクタに位置決め部が複数箇所設けられ、その位置決め部が濾材の外周に沿って配置されているため、容器内で濾材を安定して保持することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
次に、本発明のフィルタ用エレメントを図面に基づいて説明する。
図１はプロテクタ１の側面図である。
本実施例のプロテクタ１は、エンジンオイルを濾過するためのフィルタ装置２（図６参照）に用いられる。
フィルタ装置２は、図６に示す様に、ケース３、エレメント４、容器の一部でもあるプレート５、逆止弁並びにリリーフ弁としてのゴム製の可動弁体６、及びガスケット７等より構成されている。
ケース３は、例えば鉄製で、一端側（図６の下側）のみ開口する有底筒形状に形成されている。
エレメント４は、上記のプロテクタ１と、このプロテクタ１に保持された濾材８とから成る。このエレメント４についての説明は後述する。
【００１１】
プレート５は、上記有底筒形状のケース３とともにエレメント４を収容する容器を形成している。プレート５の中央部にはエレメント４（濾材８）で濾過されたオイルが流出するオイル流出口５ａが設けられ、そのオイル流出口５ａの周囲にエンジンから流出したオイル（濾過前のオイル）が流入するオイル流入口５ｂが複数設けられている。なお、オイル流出口５ａの内周面には、エンジン側の取付けベース（図示しない）に設けられた雄ねじ部と結合する雌ねじ部５ｃが形成されている。
可動弁体６は、例えばゴム製で、プレート５とエレメント４との間に介在されて、プレート５のオイル流入口５ｂを開閉する。但し、この可動弁体６は、エンジンから流出したオイルがオイル流入口５ｂより流入する時のみ開弁する。
ガスケット７は、例えばゴム製でケース３の開口端部に組付けられ、エンジン側の取付けベースとの間を気密にシールする。
【００１２】
（エレメント４の説明）
プロテクタ１は、図示しない成形型を用いて成形された樹脂成形品で、耐油性及び耐熱性を有している。このプロテクタ１は、側面図及び上面図としての図１及び図２に示される様に、櫛歯状に設けられた多数の細長い柱部１ａを具備し、軸方向に延びるこれら複数の柱部１ａの集合体として断面星形の柱状に形成されている。このプロテクタ１には、その各柱部１ａを環状に配置して形成された中央部としての筒状部１Ａ（図２参照）、各柱部１ａを筒状部１Ａの外周から径方向外側へＵ字型に並べて形成された星形形状のひだ部としての複数の凸状部１Ｂ（図２参照）、及び筒状部１Ａの下方へ伸びる筒体部１Ｃ（図１参照）等が形成されている。なお、櫛歯状とは、多数の柱部１ａが同一方向（図１の上下方向）を向いて、互いに適宜な間隔を空けて配置されている状態を言う。
【００１３】
筒状部１Ａは、各柱部１ａが周方向に沿って環状にそれぞれ適宜な間隔を空けて配置され、各柱部１ａの長手方向の略中央部に各柱部１ａを周方向に連結する環状の連結部１ｂ（図１参照）が設けられている。
また、筒状部１Ａには、図２に示す様に、筒状部１Ａの上端面において放射状に伸びる複数のリブ１ｃや、各リブ１ｃを環状に連結する環状リブ１ｄが設けられている。
【００１４】
凸状部１Ｂは、筒状部１Ａの外周に複数箇所（本実施例では９か所）設けられ、それぞれ複数の柱部１ａが筒状部１Ａの径方向外側へ二列状態でＵ字型に配置されている。なお、この凸状部１Ｂにも、各柱部１ａの長手方向の略中央部に各柱部１ａを連結する連結部１ｂ（図３参照）が延び出して設けられている。
筒状部１Ａと凸状部１Ｂとの柱部１ａをさらに詳細に説明する。なお、図２では、一部の柱部１a-1 〜１a-8 の断面形状がハッチングで示されている。筒状部１Ａは、長手方向を略放射状に配置された板状の３種の形状の柱部１a-1 〜１a-3 を有している。柱部１a-1 、１a-3 は、上端でリブ１ｃと連結されており、柱部１a-2 は、上端が独立している。これら柱部１a-1 〜１a-3 の下端は、全て筒体部１Ｃに連結されている。
一方、凸状部１Ｂは、Ｕ字型に並べられた５本の柱部１a-4 〜１a-8 を有しており、それらの上端は、図２に示される板状部１ｅに連結されており、それらの下端は互いに独立している。これら全ての柱部１ａは、連結部１ｂの上下両方向に向けて延在している。
【００１５】
また、各凸状部１Ｂには、プロテクタ１をケース３内の所定位置に位置決めするための位置決め部１Ｄが一体に設けられている。その位置決め部１Ｄは、凸状部１Ｂの上端外周部から上方へ伸びて、更に径方向外側へ湾曲して形成され、凸状部１Ｂに対して弾性変形可能に設けられている（図３参照）。この位置決め部１Ｄは、湾曲した外周面１ｆがケース３の内壁面に当接することでプロテクタ１の位置決めを行うことができる（図６参照）。
筒体部１Ｃは、図６に示す様に、ゴム製の可動弁体６に嵌め合わされて可動弁体６との間が気密に塞がれることにより、可動弁体６と共働する弁座を形成しており、濾材８の上流側（濾過前）と下流側（濾過後）とを仕切ることができる。
【００１６】
なお、第２の環状連結部としての筒体部１Ｃは、最も内側に位置し、それより外側に第１の環状連結部としての連結部１ｂが位置することで、２つの独立した環状の部材を軸方向に型割り可能な成形型で成形することができる。しかも、上端では放射状リブ１ｃが筒体部１Ｃより内側に位置して設けられ、複数の柱部１ａを連結している。このため、プロテクタ１の形状は、十分な強度を持って保持される。なお、凸状部１Ｂの上端の板状部１ｅは、この凸状部１Ｂに延び出した連結部１ｂの突出部を取り囲むように、軸方向に重複することなく、上記２つの連結部１ｂと同様に配置されており、凸状部１Ｂの形状を保持している。
【００１７】
濾材８は、例えば図７に示す様な吸引成形装置９により成形されて、プロテクタ１の側面及び上面に設けられる（図４及び図５参照）。従って、複数の柱部１ａを平行に並べて構成されたプロテクタ１は、複数の柱部１ａの集合体の外表面に設けられた濾材８の形状を保持するとともに、その濾材８の内側に流路空間を確保形成する。
【００１８】
吸引成形装置９は、繊維が混入するスラリーを入れた水槽１０、この水槽１０内のスラリーを攪拌する攪拌機１１、水槽１０内でスラリーに浸漬された吸引治具１２、この吸引治具１２に接続された吸引用ホース１３を通じてスラリーを吸引し、排出用ホース１４を通じて水槽１０内へ戻す吸引ポンプ１５等より構成されている。なお、濾材８として使用される繊維は、耐油強度を得るために有用なポリエステル、濾過性能を得るために有用なアクリル、及びコストを低減できるパルプ等である。
なお、吸引治具１２は、図８に示す様に、円筒形の吸引芯１２Ａの外周に上記のプロテクタ１を装着して用いられる。即ち、プロテクタ１は、吸引治具１２（本発明の吸引型）の一部として利用される。
【００１９】
ここで、濾材８の製造工程の一例を説明する。
先ず、予めミキサー（図示しない）等により細かく切断された繊維をバインダ繊維（熱融着性繊維）とともに均一に配合して水槽１０に投入し、攪拌機１１により攪拌分散してスラリーの繊維濃度を均一化する。
続いて、スラリー内に吸引治具１２を浸し、吸引ポンプ１５を作動させる。これにより、水槽１０内のスラリーが吸引治具１２→吸引用ホース１３→吸引ポンプ１５→排出用ホース１４を流れて再び水槽１０内へと循環する。
【００２０】
この吸引工程により、スラリーに含まれる繊維の一部がプロテクタ１の表面に付着し、その付着した繊維に順次新たな繊維が堆積して層を成す（図８参照）ことにより、プロテクタ１の側面及び上面を覆って成形体（濾材８）が形成される（図４及び図５参照）。
吸引成形が終了した後、吸引治具１２からプロテクタ１ごと成形体を取り外して水槽１０から取り出し、脱水処理を行った後、所定の温度で加熱して乾燥硬化させる。
続いて、成形体にバインダ樹脂（例えばフェノール樹脂等の熱硬化性樹脂）を含浸させた後、所定の温度で加熱してバインダ樹脂を硬化させる。
【００２１】
以上の工程により製造されたエレメント４は、図４に示す様に、プロテクタ１の位置決め部１Ｄが濾材８中に濾材８の内側から外側へ貫通して埋設されている。ケース３内に収容された時にケース３の内壁面に当接する位置決め部１Ｄの外周面１ｆは濾材８の表面から取り出されている。従って、エレメント４は、位置決め部１Ｄの外周面１ｆがケース３の内壁面に当接することで位置決めされるため、濾材８に応力が加わることはない。言い換えれば、濾材８をケース３の内壁面に押し当てて位置決めする必要がない（図６参照）。
【００２２】
（本実施例の効果）
本実施例では、プロテクタ１に位置決め部１Ｄを一体に設けたことにより、プロテクタ１以外の別部品を位置決め手段として用いる必要がないため、部品点数が削減されて組付け工数を低減することができる。なお、本実施例では、凸状部１Ｂに対して位置決め部１Ｄを弾性変形可能な状態で形成したが、必ずしも弾性変形可能である必要はない。
また、濾材８がケース３内でプロテクタ１のみに保持されている。つまり、プロテクタ１と一体に設けられた位置決め部１Ｄによってプロテクタ１自身の位置決めを行うことができるため、濾材８に応力をかけることなくプロテクタ１を支持することができる。
【００２３】
プロテクタ１を樹脂成形品としたことにより、使用後のエレメント４を廃却（焼却）することができるため、従来の金属製プロテクタと比べて取り扱いが容易である。このプロテクタ１は、筒状部１Ａ及び凸状部１Ｂを形成する多数の細長い柱部１ａが櫛歯状に設けられていることから、上下方向の型抜きが可能となり、プロテクタ１を容易に樹脂成形することができる。言い換えれば成形性が良いと言える。
また、プロテクタ１を吸引型として使用することにより、そのプロテクタ１の外周に成形体を吸引成形することができるため、吸引成形が終了した後、シャーベット状もしくは綿状の成形体を吸引治具１２から取り外す際にも、プロテクタ１を把持して、そのプロテクタ１と一体に取り外すことができるため、取り外しが容易である。
【００２４】
本実施例のプロテクタ１には、筒状部１Ａを形成する各柱部１ａを連結するとともに、凸状部１Ｂを形成する各柱部１ａを連結する連結部１ｂと、筒状部１Ａの各柱部１ａを連結するリブ１ｃ並びに筒体部１Ｃとが設けられている。これらの連結部を設けることにより、各柱部１ａを補強することができるためプロテクタ１の強度（剛性）を向上できる。また、その結果、エレメント４としての強度も向上できる。
更に、筒状部１Ａの下方へ伸びる筒体部１Ｃを設けたことにより、この筒体部１Ｃを上記の連結部１ｂと同様に各柱部１ａを補強する機能を持たせるとともに、可動弁体６に嵌め合わせることで弁座とすることができるとともに、容器としてのプレート５との間に可動弁体６を挟持し、介在させることで、この可動弁体６をシール部材として濾材８の上流側と下流側とを気密に仕切ることができる。
【００２５】
（変形例）
本実施例では、各柱部１ａの長手方向の略中央部に各柱部１ａを連結する連結部１ｂを設けたが、連結部１ｂを各柱部１ａの長手方向で複数箇所設けても良い。この場合、各柱部１ａの連結箇所が増える分だけプロテクタ１の強度を向上できる。
本実施例のプロテクタ１は、筒状部１Ａ及び凸状部１Ｂを形成する多数の柱部１ａを櫛歯状に設けたことで、上下方向に型抜きできる形状であるが、上下方向の型抜きに限定する必要はなく、横方向の型抜きによって形成可能な形状でも良い。
【００２６】
本実施例では、プロテクタ１を樹脂成形品としたが、金属製としても良く、例えばパンチングメタル製のプロテクタに位置決め部材を一体に形成しても良い。本実施例では、プロテクタ１を吸引型として吸引成形された成形体を濾材８として使用したが、濾材８として菊花形状に折り込んだ濾紙を使用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】プロテクタの側面図である。
【図２】プロテクタの上面図である。
【図３】プロテクタの側面断面図である。
【図４】エレメントの半断面図である。
【図５】エレメントの上面図である。
【図６】フィルタ装置の全体断面図である。
【図７】吸引成形装置の全体模式図である。
【図８】吸引成形の工程を示す断面図である。
【符号の説明】
１ プロテクタ
１Ｄ 位置決め部
２ フィルタ装置
３ ケース（容器）
４ エレメント
５ プレート（容器）
８ 濾材
１ｆ 外周面（先端部）

Claims (3)

1. 通過する流体を濾過する濾材と、この濾材を保持して所要の形状を維持するフィルタ用プロテクタとから成るフィルタ用エレメントであって、
   前記濾材は、繊維が混濁するスラリーを前記プロテクタを吸引型として吸引することにより、前記プロテクタの表面に繊維が堆積して成形され、
   前記プロテクタには、前記濾材を収容する容器の内壁面に当接することで前記プロテクタを前記容器内の所定位置に位置決めする位置決め部が一体に設けられ、この位置決め部が前記濾材に埋設されていることを特徴とするフィルタ用エレメント。
2. 請求項１に記載したフィルタ用エレメントにおいて、
   前記位置決め部は、前記容器の内壁面に当接する先端部が前記濾材の表面より取り出されていることを特徴とするフィルタ用エレメント。
3. 請求項１または２に記載したフィルタ用エレメントにおいて、
   前記プロテクタは、前記位置決め部が複数箇所設けられ、その位置決め部が前記濾材の外周に沿って配置されていることを特徴とするフィルタ用エレメント。

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