JP4374566B2 - フィルタカートリッジアセンブリおよびその製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、流体システム中の粒子フィルタに関し、特に油圧油またはエンジンオイルを使用するタイプの流体システムに関する。さらに詳細には、内燃機関のバルブ制御システム（valve deactivation system）における油圧作動回路中の流体の流れに関する。
【０００２】
【従来の技術】
特定の自動車用エンジンへの応用において、バルブ制御油圧回路には、使用される流体を充填し、充填後に供給ポートをシールするための充填アクセスポートを備えることが望ましい。充填アクセスポートは、重力充填に対して便利な位置に配置し、かつエンジン動作中の動作圧および動作流に対抗するために充填後にシールしなければならない。便利な位置とバルブ制御油圧回路への適切なアクセスとを提供し、流体の重力充填に適合させるために、充填アクセスポートは、充填時の重力方向の流れに対して逆向きの分岐通路への流れが動作時に発生するような仕方で配置する必要があった。充填中およびエンジン動作中に流体を濾過することが望ましい場合において、このポートの配置は、回路中の流体を充填中およびエンジン動作中の汚染から保護するためのカートリッジ型フィルタの使用を複雑なものにしていた。
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
したがって、エンジンバルブ制御油圧回路に充填ポートが備えられ、充填ポートを通じた充填の後、着脱自在のプラグによってその充填ポートがシールされる場合において、充填ポート内にフィルタを備え、充填される流体中に残存している可能性のある汚染物質または異物の流路への進入を防止すると共に、エンジン動作中に逆流する流体を濾過できることが望まれてきた。
【０００４】
この問題は、充填ポートが流体回路中の流路に接続して三叉路を形成している場合にはさらに複雑になる。このような装置には、垂直方向の分岐通路を通じた重力によるエンジンオイル油だめ（sump）への流体充填が配備されている。充填の完了後、着脱自在のプラグが挿入されてシールされると、他の分岐通路への逆流が発生し、そのため流体の充填中にフィルタによって捕捉された異物または汚染物質が逆流する。したがって、充填中に捕捉された異物の作動回路中への逆流を発生させることなく、充填ポート内の双方向の流れに対応すると共に分岐通路への流れにも対応する、単純で低コストな着脱自在のフィルタカートリッジが望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、たとえばエンジンバルブ制御油圧回路における使用のための、流体回路に対するほぼ円筒形のフィルタカートリッジアセンブリ挿入体を提供するものである。このカートリッジアセンブリは、流体回路中に備えられた充填ポートに挿入され、この充填ポートを通じたシステムへの流体の充填後、着脱自在のプラグによってそこに保持およびシールされる。このカートリッジアセンブリは、充填中の軸方向の逆流、および充填後の着脱自在のプラグの挿入に基づく分岐回路への軸方向逆向きかつ半径方向外向きの流れに対応し、充填中にフィルタに捕捉された異物がエンジン動作中に分岐チャネルを通じて流体回路中に進入することを防止する。このフィルタは、充填ポート内に挿入可能であって、かつそこにシールされる一体型の着脱自在のカートリッジである。
【０００６】
本発明に係るフィルタ部は、ほぼ円筒形の形状を有し、好ましくは一端が開口されたスクリーン材と、円筒形状の反対側の一端を閉じるスクリーン材の壁によって形成されている。このスクリーン材は、プラスチック材料またはエンジニアリング樹脂材料によってオーバーモールド（overmold）され、軸方向に離れて配置された支持用の環状リブが形成される。この環状リブの回りには環状シールが備えられ、流体回路中の分岐チャネルを分離して、横方向のスクリーンを通過する軸方向の逆流および分岐チャネルへの半径方向外向きの流れを可能にする。本発明の好ましい実施形態では、スクリーン材は射出成形によってオーバーモールドされる。スクリーン材は、円筒形の部材と、一実施形態では閉口端に対する平坦な円盤状の部材、別の実施形態ではテーパー付きの部材からなり、これらの部材は、オーバーモールド用の金型にインサートされて一体型のフィルタカートリッジが形成される。以上のように、本発明は、双方向の軸方向流の濾過および濾過を伴う半径方向外向きの流れを提供し、かつ低コストであって比較的容易に製造できる新規な着脱自在のフィルタカートリッジを提供するものであり、プラスチックの補強リブを有するオーバーモールドによってフィルタ材の完全な補強を提供するものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
図１から図３を参照すると、本発明に係るフィルタカートリッジアセンブリ１０は、構造体１４を定める流体回路に備えられた充填ポート１２に装着されて示されている。この構造体は、エンジンバルブ制御回路として構成することができ、充填ポート１２に接続する通路１６に連通する流体システムと、通路１６に連通する分岐チャネル１８とを有している。フィルタカートリッジアセンブリ１０は、充填ポート１２を通じてシステムが充填され、次にプラグ２０が装着されてこのポートがシールされる際に機能するものである。充填中には、フィルタカートリッジアセンブリ１０は、充填ポートを通り、重力によって通路１６を下方に流れ、そして動作するシステム（図示せず）中に流入する流体から、異物を濾過して取り除くものである。次に、アクセスプラグ２０が通路１２に装着され、この通路がシールされる。その後、このシステムは分岐チャネル１８を通じて加圧流体を供給するように動作する。この加圧流体は、フィルタカートリッジアセンブリ１０を半径方向に通過し、さらにこのフィルタを下方に流れ、システム中に放出するための通路１６中に流入する。
【０００８】
図１、図２、および図３を参照すると、本発明の一実施形態であるフィルタカートリッジアセンブリ１０は、多孔性材料（フィルタ材）から形成された中空の円筒部材（管状部材）２２からなり、その一端は開口し、他端は、同様の多孔性材料から形成されて横方向に延在する比較的薄い部材２４によって閉じられている。本発明の好ましい実施形態では、多孔性部材２２、２４は編目もしくは網目状に形成されたスクリーン材からなり、好ましくはステンレス鋼材によって形成されるものである。ただし、このスクリーン材として、フィルタカートリッジアセンブリ１０が晒される流体に適合できる他の材料を使用してもよいことを理解されたい。
【０００９】
図２および図３を参照すると、フィルタカートリッジアセンブリ１０には、部材２２、２４上に、たとえばガラス粒子がごく僅かに充填されたポリアミド材料のような適切な材料を使用したオーバーモールドが形成されている。このオーバーモールドには、多孔性部材２２の開口端部に形成された第１の環状リブ（請求項１、７に係る第１環状リブ）２６、および横方向の部材２４に近接させて、部材２２の反対側の端部上に形成された第２の環状リブ（請求項２、８に係る第３環状リブ）２８が含まれる。
【００１０】
第１、第２の環状リブ２６、２８の間には第３の環状リブ（請求項１、７に係る第２環状リブ）３０が軸方向に離れて形成され、この第３の環状リブは、周方向に離れて配置されてそれぞれ軸方向に延在する縦桁すなわちリブ３２、３４によって、第１、第２の環状リブ２６、２８と相互接続されている。
【００１１】
中間に形成された第３の環状リブ３０は、その外周に沿って形成された環状の溝３６を有し、この溝にはリブ３０の周囲と通路１６の内部との間をシールするためのＯリングもしくはシールリング（環状シール）３８が装着される。フィルタカートリッジアセンブリ１０は、たとえば充填に先立ってその上端から通路１６に挿入することができ、シールプラグ２０は、たとえばエンジンなどへの流体回路構造体１４の組み付け後に装着される。なお、第１、第２の環状リブ２６、２８の外周に沿って同様の環状の溝を形成し、この溝に環状シールを装着することもできる。また、この環状シールは、好ましくは弾性を有するものである。
【００１２】
図４、図５、および図６を参照すると、別の実施形態におけるフィルタカートリッジアセンブリ４０は、好ましくはステンレス鋼のような編目状のスクリーン材によって形成された、ほぼ円筒形をなす管状の多孔性フィルタ部（管状部材）４２を有している。フィルタカートリッジアセンブリ４０は、円筒部４２の下端に取り付けられた多孔性のフィルタ材からなる環状のテーパー部４４を有し、このテーパー部４４は、その下縁部４６に沿ってほぼ直線状に延びる側辺すなわち対向する傾斜面を有して閉じられている。
【００１３】
スクリーン部４２の上端は開口し、その上にオーバーモールドによって形成された第１の環状リブ（請求項１、７に係る第１環状リブ）４８を有し、テーパー部４４の下端は、その上にオーバーモールドによって形成された横方向に延在するほぼ直線状のリブ５０を有している。第２の環状リブ（請求項１、７に係る第２環状リブ）５２は、下方のテーパー付きスクリーン４４と上方の円筒形スクリーン４２との接合部上に成形され、この環状リブ５２は、その外周に沿って形成された環状の溝５３を有し、図４〜図６には図示しない適切なシールリング（環状シール）がそこに装着されるものである。これらの環状リブ４８、５２は、スクリーン４２の回りに周方向に離れて配置されて軸方向に延在するほぼ直線状の複数の縦桁すなわちリブ５４、５６によって相互接続されている。下端の横方向に延在するリブ５０は、軸方向に延在するリブ５８、６０によって環状リブ５２と相互接続される。すべてのリブ４８、５０、５２、５４、５６、５８、６０は、好ましくはスクリーン部材４２、４４を金型（図示せず）にインサートし、上記部材上に樹脂材料を成形し、オーバーモールドされたカートリッジアセンブリ４０を金型から取り外すことによって、１回の工程でオーバーモールドされることを理解されたい。
【００１４】
フィルタカートリッジアセンブリ４０には、図１および図２に示すフィルタの組み付け方法と同様な方法で通路１６に組み付けられる前に、溝５３中にシールリング３８が装着されることを理解されたい。
【発明の効果】
【００１５】
以上のように、本発明は、軸方向の充填動作中の流体の濾過、および充填ポートの閉止後かつシステム動作中の軸方向および半径方向の両方向の逆流の濾過が必要な場合における、流体回路中の流体の濾過の問題に対して単純で低コストな解決手段を与えるものである。本発明は、適切なスクリーン材によって軸方向および半径方向の流体を濾過するものであり、このスクリーン材は、エンジニアリング樹脂材料によってオーバーモールドされて堅牢なフィルタカートリッジとなり、流体回路の充填ポートに容易に組み付けることができる。
【００１６】
ここに記載された発明は、例示された実施形態に関連して記述されたが、本発明は、修正および変形することが可能であり、添付された請求項によってのみ限定されることを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【図１】充填ポートを有し、分岐ポートによって油だめと連通するエンジンバルブ制御油圧回路の一部を示す断面図であり、着脱自在なアクセスプラグを破線で示す図である。
【図２】図１の２−２断面を示す断面図である。
【図３】充填ポートから取り外されたフィルタカートリッジアセンブリの等角投影図である。
【図４】本発明に係るフィルタカートリッジアセンブリの別の実施形態を示す側面図である。
【図５】図４の６−６断面を示す断面図である。
【図６】図４に示すフィルタカートリッジアセンブリの不等角投影図である。
【符号の説明】
１０ フィルタカートリッジアセンブリ
１２ 充填ポート
１４ 構造体
１６ 通路
１８ 分岐チャネル
２０ アクセスプラグ
２２ 円筒部材
２４ 横方向の部材
２６ 第１の環状リブ
２８ 第２の環状リブ
３０ 第３の環状リブ
３２、３４ リブ
３６ 溝
３８ シールリング

Claims (10)

1. 分岐チャネルが連通する通路と、双方向の軸方向流および半径方向流を濾過するために、前記通路内に組み付けられる着脱自在のフィルタカートリッジアセンブリとを含む流体システムであって、
   前記フィルタカートリッジアセンブリは、
   （ａ）多孔性のフィルタ材からなり、開口端と前記開口端の反対側の閉口端とを有する管状部材と、
   （ｂ）前記管状部材上にオーバーモールドされた合成樹脂部とを備え、
   前記合成樹脂部は、（ｉ）前記開口端の回りに形成された第１環状リブと、前記第１環状リブから軸方向に離れて形成された第２環状リブと、前記第１環状リブと前記第２環状リブとを接続するために周方向に離れて配置されて軸方向に延在する複数のリブと、（ｉｉ）前記第２環状リブの回りに配置された環状シールとを含んでおり、前記第２環状リブは、前記フィルタカートリッジアセンブリを前記通路へ組み付けたときに、前記通路と前記分岐チャンネルの接続口の軸方向の位置が前記第１環状リブと前記第２環状リブの間となる位置に設けられることを特徴とする流体システム。
2. 前記第１および第２の環状リブから軸方向に離れて配置された第３環状リブをさらに備えていることを特徴とする請求項１に記載の流体システム。
3. 前記フィルタ材は、スクリーン材を含むことを特徴とする請求項１に記載の流体システム。
4. 前記フィルタ材は、ステンレス鋼からなるスクリーン材を含むことを特徴とする請求項１に記載の流体システム。
5. 前記第２環状リブは、環状の溝を含み、前記環状シールは、前記溝内に装着されることを特徴とする請求項１に記載の流体システム。
6. 前記管状部材の前記閉口端は、テーパー形状を有していることを特徴とする請求項１に記載の流体システム。
7. 分岐チャネルが連通する通路を形成し、双方向の軸方向流および半径方向流を濾過するためのフィルタカートリッジアセンブリを前記通路内に組み付けてなる流体システムを製造する方法であって、
   前記フィルタカートリッジアセンブリを製造する工程は、
   （ａ）スクリーン材で閉じた一端と、これと反対側に開いた他端とを有する、スクリーン材からなる管状部材を形成する工程と、
   （ｂ）前記管状部材を支持するために、前記管状部材の前記開いた他端の回りに第１環状リブを形成し、前記第１環状リブから軸方向に離れて配置された第２環状リブを形成し、前記第１環状リブと前記第２環状リブとを相互接続するために周方向に離れて配置されて軸方向に延在する複数のリブとを形成して、前記管状部材の一部を合成樹脂材料でオーバーモールドする工程と、
   （ｃ）前記第２環状リブの回りに弾性を有する環状シールを配置する工程とを備えており、
   前記２環状リブは、フィルタカートリッジアセンブリを前記通路へ組み付けたときに、前記通路と前記分岐チャンネルの接続口の軸方向の位置が前記第１環状リブと前記第２環状リブの間となる位置に形成されることを特徴とする方法。
8. 前記オーバーモールドする工程は、前記第１および第２の環状リブから軸方向に離れて配置された第３環状リブを形成することを含むことを特徴とする請求項７に記載の方法。
9. 前記オーバーモールドする工程は、前記第３環状リブを、前記管状部材の前記スクリーン材で閉じた一端の回りに形成することを含むことを特徴とする請求項８に記載の方法。
10. 前記オーバーモールドする工程は、前記第２環状リブに環状の溝を形成することを含み、弾性を有する前記環状シールを配置する工程は、前記溝内に前記環状シールを配置することを含むことを特徴とする請求項７に記載の方法。

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