JP3890329B2 - 変速機液フィルタアセンブリ - Google Patents

Description

本発明は流体フィルタ、特に変速機液用のフィルタに関する。また特に、本開示は磁性フィルタ及び非磁性フィルタを含む流体フィルタアセンブリに関する。

変速機は鉄系材料で作られた歯車を含み、そのような材料の微粒子は変速機の歯車から剥離して変速機液中に含有される。このような微粒子を濾過しないままにしておくと、変速機液経路内に閉じこめられたりこれを詰まらせたりして、変速機を通る流体の流れを中断してしまう。

本開示によれば、変速機液フィルタアセンブリは、濾過材と、濾過材と結合している排出導管と、濾過材と連係している磁性粒子トラップと、濾過材及び磁性粒子トラップの下に配置されるコネクタとを備える。磁性粒子トラップは変速機液中に保持される鉄系材料の粒子を引きつけるように磁化されている。コネクタは変速機パンの開口に設けられたフィルタ取付台に結合するようになっていて、濾過材、排出導管、及び磁性粒子トラップを濾過すべき変速機液を収容している変速機パンの内部部分で支持する。

例示する実施例では、磁性材料を含むプラスチック材料から作られた一体構造の部材は、磁性粒子トラップ及びコネクタの両方を含む成型で形成される。例示する一実施例では、磁性粒子トラップは、フィルタスリーブの下に配置されてフィルタ材料で作られたスリーブを備える濾過材を支持する板と、その板と前記コネクタとの間に配置されて板の周囲縁の周りに配置される一連の粒子収容切欠きを含んで形成されているトラップ部とを含む。また別の例示する実施例では、磁性粒子トラップは、内部部分を含みその中に濾過材を収容するように形成されている孔開きケージを備える。

作動中に、排出導管に結合しているポンプを用いて、変速機から流動してくる変速機液を変速機パンへ濾過材を介して吸い上げて、そして排出導管を介して濾過した変速機液を変速機へ戻す。変速機液が含有する多くの鉄系材料の粒子は磁性粒子トラップにひきつけられ捕捉され、そのような粒子が極力排出導管を介して変速機へ再度循環されないようにする。

本開示の更なる特徴は、現在理解されている本開示の最良の形態を例示する実施例の下記の詳細な説明を考慮することで当業者に明らかになるだろう。

＝＝＝図面の詳細な説明＝＝＝
図１に図示するように、フィルタモジュール１０は、パン１４内の変速機液１６を濾過するように変速機パン１４に設けられた開口１２に取り付けられるように適合されている。車両変速機システム１８において、図１に示唆するように、パン１４は変速機２０から排出される変速機液１６を収容しており、ポンプ２２はフィルタモジュール１０を介して濾過すべき変速機液１６を吸い上げて、フィルタモジュール１０から排出される濾過された変速機液１６を変速機２０へと再度循環させる。例えば、図２、図１３、及び図１５に例示する実施例では、各々のモジュール１０、１１０、及び２１０は、濾過材２４及び、濾過材２４と連係する磁性粒子トラップ２６を一つ以上含む。磁性粒子トラップ２６は、変速機２０から排出されてパン１４へ入る変速機液１６に含まれる近くにある鉄系材料の粒子はなんでも引きつけて保持するように構成されており、そのような鉄系材料の粒子がポンプ２２を介して変速機２０へ極力再度循環されることがないようにする。

図２に例えば示すように、フィルタモジュール１０は流入流体２５から濾過すべき変速機液を収容して、濾過された変速機液を流体出口２８に排出するのに適している。フィルタモジュール１０は、濾過材２４と、濾過材２４の下にある磁性粒子トラップ基部３０と、濾過材２４及び磁性粒子トラップ基部３０で濾過した変速機液を流体出口２８へと案内する排出導管３２とを備えている。フィルタモジュール１０はフィルタ取付台３６と結合するようになっているコネクタ３４を更に備え、このフィルタ取付台３６は例えば変速機パン１４に設けられている開口１２と連係している。コネクタ３４はパン１４と結合して、濾過材２４と磁性粒子トラップ基部３０とを支持して、濾過材２４と基部３０とをパン１４内の変速機液１６に暴露して、また濾過材２４と流体出口２８との間を連通させている排出導管３２を支持する。作動中には、磁性粒子トラップ基部３０は、流入流体２６からフィルタモジュール１０に供給される変速機液中に保持されている近くの鉄系材料粒子を引きつけて捕捉するように構成されており、それでそのような粒子が排出導管３２を介して流体出口２８に排出されることを最小にする。

図３から図６にはフィルタモジュール１０の一実施例が例示される。特に図３に示すように、濾過材２４はフィルタ材料で作られたスリーブを備え、磁性粒子トラップ基部３０はフィルタスリーブ２４を支持するようにその下にある板３８及び板３８の周辺縁４４に配置される一連の鉄系材料粒子収容切欠き４２を含んで形成されたトラップ部４０を備える。また例えば図３及び図６に示すように、コネクタ３４の板３８、トラップ部４０、及び本体部分５０は磁性プラスチック材料で形成されていて、それらは結合されて一体構造の部材４６を形成する。なんらかの適切な成分と磁化材料とを混ぜ合わせて、変速機液１６中に混入した鉄系材料粒子４８（図６に示す）を引きつけて保持する磁性プラスチック材料を作ることは本開示の範囲内である。

図３に特に示すように、コネクタ３４は、軸方向上部分５２及び軸方向下部分５４を含む本体５０を備える。コネクタ３４は図３に示すＯリング５６も備えており、Ｏリングは図４及び図６に示すように本体５０の周りに配設されうるようなサイズとされている。本体５０は磁性プラスチック材料で形成されて、磁性粒子トラップ基部３０と結合されて前述の一体構造の部材４６を提供する。

図３及び図６に示すように、コネクタ３４の本体５０の軸方向上部分５２は、外面結合部分５８（例えば、ねじ）及び外面結合部分５８の上の軸方向上向きの表面６０を含む。図６に示すように、外面結合部分５８は、変速機パン１４の床部６２に形成される開口１２に設けられた結合フィルタ取付台カラー３６と係合するのに適している。ねじ或いはなんらかの適切なシステムを使用して、コネクタ３４の本体５０を変速機パン１４と連係しているフィルタ取付台３６に結合することは、本開示の範囲内である。

例えば図３及び図５に示すように、コネクタ３４の本体５０の軸方向下部分５４は、放射状に外側に延在する環状フランジ６４及びハンドル６６を含む。図６に特に示すように、Ｏリングシール５６は本体５０の周りに環状フランジ６４に対向するように配置される。図５に図示する実施例では、ハンドル６６は“プラス記号”と類似する形状を有する。図示するように環状フランジ６４の外縁には鋸歯状の凹凸が設けられ、コネクタ３４のその部分をユーザーが掴むことを可能にして、フィルタモジュール１０を“手でひねって（ハンドトルクで）”パン１４の開口１２に取り付けることを容易にする。

図３から図６に示すように、磁性粒子トラップ基部３０のトラップ部４０は、一連の“扇形（scallop-shaped）”の、放射状に外側へ開いている、凹面の、湾曲している外面側壁６８を含み、外面側壁６８はトラップ部４０の外面周辺部の周囲に互いに間隔をおいて配置される。それぞれの側壁６８は軸方向上向きの表面６０の隣接部分と共に、鉄系材料粒子収容切欠き４２を一つ形成する。このように、軸方向上向き表面６０はトラップ部４０の“扇形”周辺部６８の周りに隣接するように位置づけられて、それぞれの粒子収容切欠き４２の床部を形成する。本開示の範囲内で、各側壁６８と連係する切欠き床部(notch floor)の大きさや形状を変えることができる。

磁性プラスチック材料を使用して一体構造の部材４６を成形すると、それぞれの粒子収容切欠き４２と連係する側壁６８及び床部６０が磁性材料を構成して、変速機液１６中に保持されていて切欠き４２の近くにあるあらゆる鉄系材料粒子４８（図６を参照）を切欠き４２内に引きつけて捕捉する方法が提供される。本開示の範囲内に、側壁６８及び床部６０の一方或いは両方に磁性コーティング（図示しない）を施すか、或いは側壁及び底の一方或いは両方を磁性材料で形成することが含まれる。

図３には排出導管３２の一実施例が示される。排出導管３２は孔開き外側スリーブ７０を含み、孔開き外側スリーブ７０は濾過材２４に設けられた内部部分７２へ延長する寸法であり、軸方向上端７４及び下端７６を含むように形成される。軸方向上端７４は、末端開口７８を含むように形成される。排出管８０は、末端開口７８を通って延長して、孔開き外側スリーブ７０の内部部分８４内に置かれる軸方向下端８２と内部部分８４外に置かれる軸方向上端８６とを含む。例示の実施例では、孔開き外側スリーブ７０と排出管８０とはプラスチック材料で形成されて、それらは結合されて一体構造の排出導管３２を形成する。本開示の範囲内には、孔開き外側スリーブ７０の中又は上に、あるいはそれらの両方に磁性材料を設けて、濾過材２４の内部部分７２に到達したおそれのある、近くにある鉄系材料粒子４８はなんでも引きつけて捕捉する方法を提供することが含まれる。

図３、図４、及び図６に示すように、例示する実施例では、フィルタモジュール１０は上端板８８とＯリングシール９０とを更に備える。上端板８８は中央開口９２を含んで形成され、排出管８０の軸方向上部８６がその開口９２を介して延在する。フィルタモジュール１０を構成する部品を組み立てると、上端板８８は孔開き外側スリーブ７０の軸方向上端７４上に来るように設置される。Ｏリングシール９０は軸方向上部８６の軸方向外側端の近くに形成される環状溝９４に嵌合するような寸法であり、フィルタモジュール１０がパン１４内に取り付けられると変速機パン１４や別の構造と封止状態で接触する。本開示の範囲内で、濾過材２４の内部部分から濾過された流体を変速機パン１４外の遠隔の場所へ排出するための別の適切な方法が提供される。

例えば図６に示すように、フィルタモジュール１０が組み立てられると、孔開き外側スリーブ７０の軸方向下端７６は磁性粒子トラップ基部３０の板３８と結合して、排出管８０の軸方向下端８２は内部部分８４内に孔開き外側スリーブ７０の軸方向下端７６の上にそこから離隔するように配置される。そのため、濾過材２４の内部部分７２にある変速機液１６は、最初外側スリーブ７０の穿孔を通り、外側スリーブ７０の内部部分８４へ通るように強制されて、その後軸方向下端７６を通り排出管８０へ入り、そのようにして濾過された変速機液１６は排出導管３２を介してフィルタモジュール１０から吸い出される。孔開き外側スリーブ７０の軸方向下端７６は磁性粒子トラップ基部３０に隣接して位置づけられており、軸方向下端７６が磁性粒子トラップ基部３０まで或いはその近くまで延長する。

フィルタモジュール部品を組み立てる一方法では、濾過材２４の下端を板３８に結合して濾過材２４の上端を上端板８８に結合する。濾過材２４を板３８、８８に結合するには、赤外熱板接合（infrared, hot plate bonding）、或いは他の適切な結合処理を使用してもよい。濾過材２４の下端が板３８に結合される前に、排出導管３２を濾過材２４の内部部分７２を通して、上端板８８に形成された中央開口９２を通して、“底から”（from the bottom）通すことができる。排出導管３２は、スピン溶接或いは他の適切な技術で上端板８８に結合できる。適当な設計で、これらの部品は結合される個別の部品ではなく、一つ或いは一つ以上の装置に成形してもよい。

図２に示すフィルタモジュール１０の別の実施例は、図８及び図９にフィルタモジュール１０’として例示される。この実施例では、コネクタは変速機パン１４の底壁６２に形成された開口内に完全に嵌合するように改良されて、パン１４の底部外面と“面一”になるようにする。この構造は図３から図７のフィルタモジュール１０と別の点で類似しており、コネクタ内に形成された内部部分に引っ込んであるハンドル６６’を提供する。

コネクタ３４’は本体５０’とＯリングシール５６とを含む。本体５０’は、軸方向上向き表面６０及び外部結合部分５８（例えば、ねじ）を設けた軸方向上部を有する円筒状スリーブ５１を含む。円筒状スリーブ５１は、内部部分５３と放射状に外側に延長する環状フランジ６４とを設ける軸方向下部を更に含む。ハンドル６６’は円筒状スリーブ５１の内部部分５３に配置されて、軸方向下向き面５５に取り付けられる。

図２に示すフィルタモジュール１０の別の実施例は、図１０〜図１２にフィルタモジュール１０’’として例示される。この実施例では、磁性粒子トラップ基部４０’は、その周辺部の円周に間隔を置いて設けられた一連の粒子収容くぼみ（particle-receiving wells）４１（例えば図８及び図９に示す切欠き４２とは異なる）を含んで形成される。それぞれのくぼみ４１は、湾曲した外側壁４３と、間隔を置いてある一対の放射状に延在する側壁４５と、軸方向上向き表面６０によって規定される床部とによって画定される。くぼみ４１は、例えば図１０及び図１１に示すように、中に鉄系材料粒子を収容するような大きさを有する。全ての他の点においては、フィルタモジュール１０’’はフィルタモジュール１０’と同様である。

図１に示すフィルタモジュール型式の別の実施例は、図１３にフィルタモジュール１１０として図示される。この実施例では、磁性粒子トラップ２６は、濾過材２４の下にある磁性粒子トラップ基部３０ではなく、濾過材２４の周りにある磁性粒子トラップケージ２７で規定される。そのようなケージ２７の一例を図１４に示す。その例示では、ケージ２７は二つの半円筒状孔開きシェル半体２７ａ、２７ｂを備えており、それらは結合することができて上端板８８とコネクタ３４’’との間に設置される孔開きスリーブを供する。それぞれの半体２７ａ、２７ｂは、変速機液が通過して中に収められている濾過材２４に到達することができるような開口２８を含んで形成されている。ケージ２７は磁性プラスチック材料で形成され、ケージ又は開口２９あるいはその双方の内部に鉄系材料粒子４８を引きつけて保持する。本開示の範囲内には、円筒状或いは他の適切な形状を有する一体構造の孔開きケージを設けることが含まれる。

図１に示す型のフィルタモジュールのさらに別の実施例が図１５に図示される。二つの磁性粒子トラップ２６がフィルタモジュール２１０に含まれる。磁性粒子トラップ２７は一方のトラップ２６として機能して、磁性粒子トラップ基部３０はもう一方のトラップ２６として機能する。

それぞれの磁性粒子フィルタトラップ２６は、変速機液中に含まれる鉄系材料の粒子を捕捉するのを補助すべく磁化されるように混合されたプラスチック複合材を使用して形成される。フィルタモジュールには、磁気吸引力で捕捉した粒子を閉じこめることができる溝或いは穴が組み込まれる。フィルタ全体と、コネクタ栓と、排出配管とを統合することで、部品の数を可及的に減らすことができる。この統合によって、生産段階で簡単な処理が可能になり、フィルタモジュールにねじ及びシールを含めることで、フィルタモジュールを変速機パンに対して簡単にかつ高信頼性でもって取り付け及び取り外しが可能となる。

図１は、車両変速機システムの図であり、本システムは変速機と、パンと、パンと結合してパンから排出される流体を濾過する本開示に基づくフィルタと、濾過された流体を変速機に吸い上げるポンプとを備える。 図２は、図１に示す流体フィルタの一実施例を例示する図であり、濾過材と、濾過材の下に設けられた磁性粒子トラップと、パンと結合して濾過材と磁性粒子トラップとをパン内の変速機液に暴露するのに適しているコネクタと、濾過材と磁性粒子トラップとが濾過した変速機液をパンの外にある流体出力先へ案内するように配置される排出導管とを示す。 図３は、図２に示す流体フィルタの一実施例の分解斜視図であり、下側に把持ハンドルを保持して上側にねじ部分を設けたパンコネクタと、ねじ部分の上に設けられた磁性粒子トラップと、磁性粒子トラップの上の濾過材と、濾過材に形成された中央内部部分へ挿入されるのに適している排出導管と、パン及びねじ部分を囲んでいるパンコネクタの環状面との間に装着される大きなＯリングシールと、円形上端ディスクと、排出導管及びパンの間に装着される小さなＯリングシールとを示す。 図４は、図３に示す部品を使用して作った流体フィルタの斜視図である。 図５は、パンコネクタの下側に設けられたハンドルと、パンコネクタの上側の上部に設けられた磁性粒子トラップとを示す斜視図である。 図６は、図４の流体フィルタが図１の並びに沿って変速機のパンに形成された開口に取り付けられているのを示す断面図である。 図７は、図６の線７−７に沿う断面図であり、排出導管の一部が濾過材に形成されている中央内部部分に示す。 図８は図２に示す流体フィルタの別の図を示す断面図であり、パンコネクタの下部分が変速機のパンの底部外面と面一に取り付けられるように改良されて、パンコネクタの上部分が磁気フィルタトラップを変速機のパンの内部部分に設けられたフィルタ取付台カラーの上方の位置に来るように改良されている。 図９は、図８の線９−９に沿った断面図であり、濾過材の別の形式を示す。 図１０は、図２の流体フィルタを例示する更に別の図の断面図であり、磁性粒子トラップはその周辺部に粒子収容くぼみを含むように形成されている。 図１１は、図１０の線１１−１１に沿った断面図である。 図１２は、図９及び図１０に示す流体フィルタの一部の部分的斜視図であり、いくつかの粒子収容くぼみを示す。 図１３は、図１に示す流体フィルタの別の実施例を例示する図であり、磁性粒子トラップケージに収容された濾過材と、パンと結合して濾過材及び周囲の磁性粒子トラップケージをパン内の変速機液に暴露するのに適しているコネクタと、濾過材及び磁性粒子トラップケージによって濾過された変速機液をパンの外にある流体出力先へ案内する排出導管とを示す。 図１４は、図１３に示す流体フィルタの一実施例の分解斜視図である。 図１５は、図１に示す流体フィルタの更に別の実施例の図であり、磁性粒子ケージに収容されている濾過材と、濾過材及び磁性粒子ケージの下に設けられた磁性粒子トラップと、パンと結合して濾過材とその周囲の磁性粒子ケージと下にある磁性粒子トラップとをパン内の変速機液に暴露するのに適しているコネクタと、濾過材及び磁性粒子ケージによって濾過された変速機液をパンの外の流体出力先へ案内する排出導管とを示す。

Claims (10)

1. 変速機のパン内の変速機液を濾過するための変速機液フィルタアセンブリであって、前記フィルタアセンブリは、
   濾過材と、
   前記濾過材と連係しており、前記濾過材の近くの鉄系材料の粒子を引きつけるべく磁化されている磁性粒子トラップと、
   前記濾過材及び前記磁性粒子トラップの下に配置されているコネクタであって、前記変速機パンと結合して該コネクタの上に支持される前記濾過材及び前記磁性粒子トラップを、前記変速機パンの内部部分に存在する変速機液及びその変速機液中のあらゆる鉄系材料の粒子に暴露するように適合されているコネクタと、
   前記濾過材内に延長するように配置され、前記濾過材及び前記磁性粒子トラップによって濾過された変速機液を遠隔の流体出力先へ案内する排出導管と
   を備える。
2. 前記磁性粒子トラップは、前記濾過材に面する軸方向上面と、該軸方向上面から垂下するように配置され、前記磁性粒子トラップの外周辺の周りに一連の粒子収容切欠きを規定するように形成される周辺側縁とを含む、
   請求項１に記載のフィルタアセンブリ。
3. 前記コネクタは、前記変速機パンに開口を設けているねじ付きカラーと係合するように適合されている雄ねじが設けられた本体と、該本体に結合している放射状に外側に延長する環状フランジと、前記本体の周りに前記環状フランジに対向するように配置されているＯリングシールとを含む、
   請求項２に記載のフィルタアセンブリ。
4. 前記コネクタは、前記変速機パンに開口を設けている結合カラーと係合するのに適合されている外部結合部分が設けられた本体と、前記結合部分の上で前記周辺縁の周りに隣接するように設置されて各粒子収容切欠きに床部を設ける軸方向上向き表面と、前記本体に結合している放射状に外側へ延長する環状フランジと、該環状フランジと連係しているハンドルと、前記本体の周りに前記環状フランジに対向するように配置されるＯリングシールとを含む、
   請求項２に記載のフィルタアセンブリ。
5. 磁性プラスチック材料から作られる一体構造の部材が、前記磁性粒子トラップ及び前記コネクタを画定するように構成されている、
   請求項１に記載のフィルタアセンブリ。
6. 前記排出導管は、
   前記磁性粒子トラップに隣接して配置された軸方向下端部と、末端開口を含んで形成された反対側の軸方向上端部とを有する孔開き外側スリーブと、
   前記末端開口を通って延長しており、前記孔開き外側スリーブの内部部分にあって該孔開き外側スリーブの軸方向下端の上方にこれと離れた関係にある軸方向下端部と、前記孔開き外側スリーブの内部部分の外にあって前記濾過材とは離れている軸方向上端部とを有する排出管と
   を含む、
   請求項１に記載のフィルタアセンブリ。
7. 前記濾過材はフィルタ材料から作られたスリーブを備え、
   前記磁性粒子トラップは、前記フィルタスリーブを下から支持するように配置された板と、前記板の周囲縁の周りに配置される一連の粒子収容切欠きを含んで形成されたトラップ部とを備える、
   請求項１に記載のフィルタアセンブリ。
8. 前記コネクタは、
   ハンドルと、
   前記変速機パンへの開口を設けるようなねじ付きカラーと係合するようになっている、前記トラップ部及び前記ハンドルの間に位置づけられる雄ねじと
   を備える、
   請求項７に記載のフィルタアセンブリ。
9. 前記磁性粒子トラップは、前記濾過材を収容する内部部分を含んで形成されるケージを備える、
   請求項１に記載のフィルタアセンブリ。
10. 前記磁性粒子トラップは、（ｉ）前記濾過材を収容する内部部分を含んで形成されるケージと、（ii）前記濾過材及び前記磁性粒子ケージの下に配置される磁性粒子トラップとを備える、
    請求項１に記載のフィルタアセンブリ。

Images