JP4706652B2

JP4706652B2 - エレメント交換型フィルタ

Info

Publication number: JP4706652B2
Application number: JP2007073543A
Authority: JP
Inventors: 雅昭竹本
Original assignee: Toyota Boshoku Corp
Current assignee: Toyota Boshoku Corp
Priority date: 2007-03-20
Filing date: 2007-03-20
Publication date: 2011-06-22
Anticipated expiration: 2027-03-20
Also published as: JP2008229517A

Description

本発明は、エレメント交換型フィルタに関し、更に詳しくは、簡易且つ安価な構造を持ちケーシング内に収容された緩み回り規制構造を備えると共に、部品点数を必要最小限にでき、尚且つ耐久性に優れたエレメント交換型フィルタに関する。

従来より、相対回転により互いに螺合可能なキャップ及びケースからなるケーシング内に、フィルタエレメントを有するエレメント組立体を収容してなるエレメント交換型フィルタにおいて、上記キャップ及びケースの間にキャップの緩み回り規制構造を設け、キャップの緩み回りによるオイル漏れを抑制するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

上記従来の緩み回り規制構造１００は、例えば、図６に示すように、金属製のキャップ１０１の外周側に設けられる規制部１０２と、金属製のケース１０３の外周側に設けられる金属製の板バネ部材１０４とを備えている。板バネ部材１０４は、基端部１０５がケース１０３の外周側に設けられた受け座１０６に圧入固定されてケース１０３の半径方向に弾性変形自在に設けられると共に、自由端側にはキャップ１０１及びケース１０３の相対回転により規制部１０２に当接する当接部１０７が設けられている。
これにより、上記キャップ１０１を上記ケース１０３に対して螺合して締め付けた状態において、規制部１０２に対して、板バネ部材１０４の当接部１０７が近接又は当接する位置に位置される。そして、この状態よりキャップ１０１及びケース１０３の螺合が僅かに緩んでも、規制部１０２及び当接部１０７の当接により必要以上にキャップ１０１及びケース１０３が相対回転してしまうことが規制される。
しかし、上記従来の緩み回り規制構造１００では、規制部１０２及び当接部１０７の当接を維持させるために専用部材である板バネ部材１０４を設けなければならないので、部品点数や組み付け工数が増加してしまう。また、この板バネ部材１０４をケース１０３に圧入固定しているので、組み付け作業が煩雑である。更に、板バネ部材１０４はケース１０３の外周側に設けられているので、一体に形成されている場合より脱落し易い。

特開平１０−２４９１０９号公報

本発明は、上記現状に鑑みてなされたものであり、簡易且つ安価な構造を持ちケーシング内に収容された緩み回り規制構造を備えると共に、部品点数を必要最小限にでき、尚且つ耐久性に優れたエレメント交換型フィルタを提供することを目的とする。

本発明は、以下の通りである。
１．フィルタエレメントと、該フィルタエレメントを収容すると共に相対回転により互いに螺合可能な第１ケーシング部材及び第２ケーシング部材と、該第２ケーシング部材と一体回転すると共に該フィルタエレメントを貫通して該第１ケーシング部材との間で保持するプロテクタと、該第１ケーシング部材及び該第２ケーシング部材の間に設けられる緩み回り規制構造と、を備えるエレメント交換型フィルタにおいて、
前記緩み回り規制構造は、前記プロテクタの先端面に設けられる第２規制部と、前記第１ケーシング部材の前記プロテクタの先端面に対向する部位に設けられると共に前記第１ケーシング部材及び前記第２ケーシング部材の相対回転により該第２規制部に当接する第１規制部と、を備え、
前記第１ケーシング部材と前記第２ケーシング部材とが完全に螺合した状態で、前記第１規制部と前記第２規制部とが当接することにより該第１規制部及び該第２規制部のうちの一方の他方への乗り上げを規制することを特徴とするエレメント交換型フィルタ。
２．前記第１規制部及び前記第２規制部は突起である上記１．記載のエレメント交換型フィルタ。
３．前記第２ケーシング部材と前記プロテクタとが一体回転するための係合機構が設けられており、前記第２ケーシング部材と前記プロテクタとの間には、前記プロテクタを前記第１ケーシング部材側に付勢するサポートスプリングが設けられている上記１．又は上記２．に記載のエレメント交換型フィルタ。
４．前記プロテクタには、前記第２規制部を前記プロテクタに対して弾性的に支持する弾性支持体が設けられている上記１．乃至３．のいずれか１項に記載のエレメント交換型フィルタ。
５．前記フィルタエレメントは、エンジンオイルをろ過するオイルフィルタである上記１．乃至４．のいずれか１項に記載のエレメント交換型フィルタ。

本発明のエレメント交換型フィルタによれば、第１及び第２ケーシング部材の螺合の締め付け状態において、第１ケーシング部材の第１規制部に対して、第２ケーシング部材と一体回転するプロテクタの第２規制部が近接又は当接する位置に位置される。そして、この状態より第１及び第２ケーシング部材の螺合が僅かに緩んでも、第１規制部及び第２規制部の当接により必要以上に第１及び第２ケーシング部材が相対回転してしまうことが規制される。また、第１規制部及び第２規制部の当接を維持させるための別個の専用部材を必要としないので、部品点数や組み付けの際の工数や煩雑さを低減することができると共に、該専用部材の脱落を抑制することができる。更に、緩み回り規制構造は第１及び第２ケーシング部材の内部に収容されているので、走行中の飛び石やフィルタ交換作業時の周辺部品や交換器具との接触、あるいは劣悪な環境による部品劣化等を防止して耐久性を高めることができる。
また、前記第１規制部及び前記第２規制部が突起である場合は、各規制部同士が乗り上げて各ケーシング部材が離れる方向に付勢される状態が殆どないので各ケーシング部材とフィルタエレメントとのシール性を高めることができる。
また、前記第２ケーシング部材と前記プロテクタとの間に前記プロテクタを前記第１ケーシング部材側に付勢するサポートスプリングが設けられている場合は、プロテクタと第１ケーシング部材との間でフィルタエレメントを押圧することができるのでシール性を高めることができる。しかも、第１ケーシング部材及び第２ケーシング部材を相対回転させて前記第１規制部及び前記第２規制部が乗り上げる際にはサポートスプリングが圧縮されるので、各規制部への加圧力を低減して各規制部の損傷を防止することができる。
また、前記第２規制部を前記プロテクタに対して弾性的に支持する弾性支持体が設けられている場合は、第１ケーシング部材及び第２ケーシング部材を相対回転させて前記第１規制部及び前記第２規制部が乗り上げる際に弾性支持体が弾性変形するので、各規制部への加圧力を低減して各規制部の損傷を防止することができる。
フィルタエレメントが、エンジンオイルをろ過するオイルフィルタである場合は、特にエンジン自体の振動や移動による振動があっても、効果的にケーシング部材の緩みを規制することができる。

以下、本発明のエレメント交換型フィルタを詳細に説明する。
１．エレメント交換型フィルタ
本発明に係るエレメント交換型フィルタは、フィルタエレメントと、該フィルタエレメントを収容すると共に相対回転により互いに螺合可能な第１ケーシング部材及び第２ケーシング部材と、該第２ケーシング部材と一体回転すると共に該フィルタエレメントを貫通して該第１ケーシング部材との間で保持するプロテクタと、を備えてなるフィルタである。このエレメント交換型フィルタは、後述する緩み回り規制構造を備える。

上記「第１ケーシング部材」と「第２ケーシング部材」と「プロテクタ」の材質としては、例えば、金属製、合成樹脂製等を挙げることができる。また、上記第１及び第２ケーシング部材の螺合形態としては、例えば、（１）互いに螺合可能な雄ネジ部及び雌ネジ部からなる形態、（２）互いに螺合可能な溝部及び凸部からなる形態（「バヨネット構造」とも言う。）等を挙げることができる。
上記「プロテクタ」の形状としては、例えば多数の透孔を有する筒状等を挙げることができる。
上記「フィルタエレメント」は、通常、ひだ折り菊花状に形成されている。このフィルタエレメントの材質としては、例えば、濾紙、不織布等を挙げることができる。
上記「緩み回り規制構造」は、上記第１ケーシング部材及び第２ケーシング部材の間に設けられており、以下に述べる第２規制部及び第１規制部を備えている。
上記「第２規制部」は、上記プロテクタの第１ケーシング部材側の先端面に設けられる限り、その形状、大きさ、個数等は特に問わない。

上記「第１規制部」は、上記第１ケーシング部材の上記プロテクタの先端面に対向する部位に設けられると共に上記第１ケーシング部材及び上記第２ケーシング部材の相対回転により該第２規制部に当接するものである限り、その形状、大きさ、個数等は特に問わない。この第１規制部、例えば、突起とすることができる。また、第１規制部は、例えば、第１ケーシング部材と一体的に設けられたり、第１ケーシング部材とは別部材として第１ケーシング部材に付設されていたりすることができる。

上記第２ケーシング部材と上記プロテクタとの間には、例えば、以下に述べるサポートスプリングを設けることができる。
上記「サポートスプリング」は、上記プロテクタを上記第１ケーシング部材側に付勢する限り、その形状、大きさ、個数等は特に問わない。このサポートスプリングは、例えば、金属製のコイルスプリングとすることができる。

上記プロテクタには、例えば、以下に述べる弾性支持体を設けることができる。
上記「弾性支持体」は、上記第２規制部を上記プロテクタに対して弾性的に支持するものである限り、その形状、大きさ、個数等は特に問わない。

以下、図面を用いて実施例により本発明を具体的に説明する。尚、本実施例では、本発明に係る「エレメント交換型フィルタ」として、内燃機関のシリンダブロック（図示せず）に装着されるオイルフィルタを例示する。

（１）オイルフィルタの構成
本実施例に係るオイルフィルタ１は、図１に示すように、相対回転により互いに螺合可能な金属製で有底円筒状のキャップ２（本発明に係る「第２ケーシング部材」として例示する。）及びケース３（本発明に係る「第１ケーシング部材」として例示する。）からなるケーシング４を備えている。

上記キャップ２の外周面には、雄ネジ部２ａが形成されていると共に、Ｏリング５が装着されている。また、上記ケース３の内周面には雌ネジ部３ａが形成されている。これら雄ネジ部２ａと雌ネジ部３ａとを螺合させて、Ｏリング５を介してキャップ２及びケース３を螺合させると、ケーシング４の内部が液密に保持されるようシールされる。

上記キャップ２の内部には、キャップ２と一体回転すると共に多数の透孔６を有する合成樹脂製の円筒形状のプロテクタ１３が設けられている。このプロテクタ１３の外周には、濾紙をひだ折り菊花状に折曲げ形成してなるフィルタエレメント１２が装着されている。上記プロテクタ１３は、基端部に形成されたフランジ部８と、基端部付近に形成された段部１１と、基端部付近の内部に形成されたバネ受け部１４と、先端部に形成された油路連結部１８と、を備えている。フランジ部８はキャップ２の内部に形成されたプロテクタ保持部１９に摺動可能に支持されると共に、プロテクタ保持部１９の縁部に形成されたストッパ２３により脱落が防止される。また、キャップ２とプロテクタ１３とが一体回転するための係合爪などの係合機構が設けられている（図示せず）。油路連結部１８は、ケース３の油路パイプ部２４に相対回転可能に嵌合する。

上記プロテクタ１３の段部１１と上記ケース３の油路パイプ部２４の周囲に形成されたケース突起部９との間に、シール部材１０ａ，１０ｂを介してフィルタエレメント１２が保持されている。また、プロテクタ１３のバネ受け部１４とプロテクタ保持部１９の間にはコイルスプリングから成るサポートスプリング７が設けられている。このサポートスプリング７は、上記プロテクタ１３をケース３側に付勢している。そして、サポートスプリング７の付勢力により、シール部材１０ａ，１０ｂが押圧されてシール性が高められている。

上記キャップ２の底部の中央には、その内周に雌ネジが形成されたドレン穴１５が設けられている。また、キャップ２の底部にはドレン穴１５を囲んでＯリング１６が装着されている。更に、キャップ２の底部には、環状のキャップ突起部１７が設けられている。

次に、上記キャップ２に設けられたドレン機構２０について説明する。このドレン機構２０は、金属製のドレン部材２１及びバルブ部材２２を備えている。
上記ドレン部材２１は、雄ネジが形成されたプラグ部２１ａと、このプラグ部２１ａに連なるフランジ部２１ｂとを有している。そして、このドレン部材２１の雄ネジとドレン穴１５の雌ネジとを螺合させて、ドレン穴１５にドレン部材２１をネジ止めすると、ドレン部材２１のフランジ部２１ｂがＯリング１６に圧接してドレン穴１５がシールされる。

上記バルブ部材２２は、全体として受け皿状に形成され、上記キャップ突起部１７の外周面に当接する当接部２５を有している。この当接部２５は、サポートスプリング７の付勢力によって、通常、キャップ突起部１７に当接され、ドレン穴１５がメタルシールされている。従って、ドレン穴１５からドレン部材２１を取り外した状態であっても、このドレン穴１５からケーシング４内部の微量な残留オイルしか外部へ流出されない。そして、ドレン穴１５からドレン部材２１を取り外した状態において、作業者によって、筒状のドレン用冶具（図示せず）をドレン穴１５に挿入して、その先端側でバルブ部材２２をサポートスプリング７の付勢力に抗して押圧すると、バルブ部材２２によるドレン穴１５のシールが解除されると共に、ドレン用冶具に形成されたスリット及び中心穴を介してケーシング４の内部の残留オイルが外部へ排出されることとなる。

次に、上記キャップ２及びケース３の間に設けられる緩み回り規制構造３０について説明する。この緩み回り規制構造３０は、第１規制部３１及び第２規制部３２からなっている。

第１規制部３１は、ケース３の油路パイプ部２４の外側基部に形成された段部３３に一体形成された突起からなる。また、第２規制部３２は、上記プロテクタ１３の先端面に一体形成された突起からなる。これら第１規制部３１及び第２規制部３２は、上記キャップ２を上記ケース３に対して螺合して締め付ける際に当接する。

上記第１規制部３１は、ケース３に対してキャップ２を締める方向Ｐ１に回転させるときに上記第２規制部３２に当接する第１当接面３３と、ケース３に対してキャップ２を緩める方向Ｐ２に回転させるときに上記第２規制部３２に当接する第２当接面３４と、を有している。また、同様に、上記第２規制部３２は、図２に示すように、ケース３に対してキャップ２を締める方向Ｐ１に回転させるときに上記第１規制部３１に当接する第１当接面３５と、ケース３に対してキャップ２を緩める方向Ｐ２に回転させるときに上記第１規制部３１に当接する第２当接面３６と、を有している。尚、第１当接面３３，３５及び第２当接面３４，３６は、その形状、大きさ等は特に問わず、また、各当接面３３〜３６としては、例えば、平面、曲面等のうちの１種又は２種以上の組み合わせを挙げることができる。

ここで、例えば、上記第１当接面３３，３５と回転方向Ｐ１とのなす角度Ａは、上記第２当接面３４，３６と回転方向Ｐ１とのなす角度Ｂより小さな値に設定することが好ましい。上記角度Ａは、例えば、１０〜５０度が好ましく、更に好ましくは２０〜４０度であり、本実施例では最も好ましい３０度としている。また、上記角度Ｂは、例えば、４０〜８０度が好ましく、更に好ましくは５０〜７０度であり、本実施例では最も好ましい６０度としている。

（２）オイルフィルタの作用
次に、上記構成のオイルフィルタ１の作用について説明する。
先ず、ケース３に対してキャップ２を装着する際には、図２に示すように、上記ケース３の雌ネジ部３ａにキャップ２の雄ネジ部２ａを螺合させて、キャップ２を締める方向Ｐ１に回転させる。すると、プロテクタ１３の第２規制部３２とケース３の第１規制部３１の第１当接面３３，３５同士が当接する。この第１当接面３３，３５は、約３０度の比較的なだらかな角度に設定されているので、第２規制部３２が第１規制部３１に容易に乗り上げると同時に比較的小さい力でプロテクタ１３がサポートスプリング７に抗して押し込まれ、キャップ２を小さい抵抗で締め回すことができる。

次に、ケース３に対してキャップ２が完全な螺合状態とされると、図３参照に示すようにプロテクタ１３の第２規制部３２とケース３の第１規制部３１が第２当接面３４，３６を向き合わせた近接又は当接される位置に配置される。この状態より、締め付けトルクの低下によってキャップ２が緩む方向Ｐ２に回転すると、各第２当接面３４，３６同士が当接する。このとき、第２当接面３４，３６は約６０度の比較的急な角度に設定されていると共にサポートスプリング７が付勢しているので、第２規制部３２が第１規制部３１に乗り上げ難く当接状態が保持され、キャップ２の緩み方向Ｐ２への回転が規制されることとなる。
尚、上記キャップ２及びケース３の完全な螺合状態よりキャップ２を外す際には、トルクレンチ等の適宜工具を用いてサポートスプリング７の付勢力よりも大きな力でキャップ２を回転させ、第２規制部３２が第１規制部３１に乗り上げるようにする。

（３）実施例の効果
本実施例のオイルフィルタ１によると、キャップ２及びケース３の締め付け状態において、プロテクタ１３の第２規制部３２とケース３の第１規制部３１が第２当接面３４，３６を向き合わせた近接又は当接位置に配置されているので、この状態より、締め付けトルクの低下によってケース３に対してキャップ２が緩んでも、第２当接面３４，３６同士の当接によりキャップ２及びケース３が相対回転してしまうことが規制される。また、第１規制部３１及び第２規制部３２の当接を維持させるためにシール用部材であるサポートスプリング７を兼用しているので、部品点数や組み付けの際の工数や煩雑さを低減することができる。しかも、従来のように別個の専用部材を設けたときのような該専用部材の脱落を抑制することができる。更に、緩み回り規制構造３０はケーシング４の内部に収容されているので、走行中の飛び石やフィルタ交換作業時の周辺部品や交換器具との接触、あるいは劣悪な環境による部品劣化等を防止して耐久性を高めることができる。

また、本実施例では、第１規制部３１及び第２規制部３２が突起であるので、各規制部３１，３２同士が乗り上げてプロテクタ１３とケース３が離れる方向に付勢される状態がほんの一瞬であり、フィルタエレメント１２へのシール性を損ねることがない。

また、本実施例では、第１規制部３１及び第２規制部３２が第１当接面３３，３５及び第２当接面３４，３６を有し、この第１当接面３３，３５とケース３の回転方向とのなす角度Ａが約３０度に設定されると共に、第２当接面３４，３６とケース３の回転方向とのなす角度Ｂが約６０度に設定されているので、ケース３に対してキャップ２を締める方向Ｐ１に回転させるときに、各規制部の第１当接面３３，３５同士が当接しても締め易くできる一方、締め付けトルクの低下によってケース３に対してキャップ２が緩まる方向Ｐ２に回転しても、各規制部の第２当接面３４，３６同士の当接によって緩み難くできる。

尚、本発明においては、上記実施例に限られず、目的、用途に応じて本発明の範囲内で種々変更した実施例とすることができる。即ち、上記実施例では、第１規制部３１及び第２規制部３２が突起であるようにしたが、これに限定されず、例えば、図４に示すように、第１規制部３１あるいは第２規制部３２のいずれか一方を凹形状にするようにしてもよい。この例として図４では第１規制部３１を凹形状にしている。この場合、各規制部３１，３２の形成位置は、キャップ２をケース３に対して最も締め付けた状態の時に各規制部３１，３２が係合するように設定する。
また、上記実施例では、サポートスプリング７がプロテクタ１３をケース３側に押圧することにより第２規制部３２が第１規制部３１に対して付勢されるようにしたが、これに限定されず、例えば、図５に示すように、第２規制部３２をプロテクタ１３に対して弾性的に支持する弾性支持体３７を設けるようにしてもよい。
弾性支持体３７としては、例えば、プロテクタ１３の先端部に一体形成した回転方向と平行に伸びた形状（図５（Ａ）参照）あるいはプロテクタ１３の長軸方向に伸びた形状（図５（Ｂ）参照）とすることができる。いずれの場合も、弾性支持体３７の自由端に第１規制部３１に対向する第２規制部３２が一体形成されている。
あるいは、サポートスプリング７や弾性支持体３７などを用いずに、第２規制部３２が第１規制部３１に対して付勢されないようにしてもよい。

エレメント交換型フィルタの緩み回りを規制する技術として利用される。特に、内燃機関で使用されるオイルをろ過するオイルフィルタの緩み回りを規制する技術として好適に利用される。

実施例に係るフィルタの縦断面図である。第１規制部及び第２規制部の拡大図である。図１の要部拡大図である。その他の形態の第１規制部を説明するための説明図である。更にその他の形態の第２規制部を説明するための説明図である。従来の緩み回り防止構造を説明するための説明図である。

符号の説明

１；オイルフィルタ、２；キャップ、３；ケース、７；サポートスプリング、１２；フィルタエレメント、１３；プロテクタ、３０；緩み回り規制構造、３１；第１規制部、３２；第２規制部、３７；弾性支持体。

Claims

フィルタエレメントと、該フィルタエレメントを収容すると共に相対回転により互いに螺合可能な第１ケーシング部材及び第２ケーシング部材と、該第２ケーシング部材と一体回転すると共に該フィルタエレメントを貫通して該第１ケーシング部材との間で保持するプロテクタと、該第１ケーシング部材及び該第２ケーシング部材の間に設けられる緩み回り規制構造と、を備えるエレメント交換型フィルタにおいて、
前記緩み回り規制構造は、前記プロテクタの先端面に設けられる第２規制部と、前記第１ケーシング部材の前記プロテクタの先端面に対向する部位に設けられると共に前記第１ケーシング部材及び前記第２ケーシング部材の相対回転により該第２規制部に当接する第１規制部と、を備え、
前記第１ケーシング部材と前記第２ケーシング部材とが完全に螺合した状態で、前記第１規制部と前記第２規制部とが当接することにより該第１規制部及び該第２規制部のうちの一方の他方への乗り上げを規制することを特徴とするエレメント交換型フィルタ。
前記第１規制部及び前記第２規制部は突起である請求項１記載のエレメント交換型フィルタ。
前記第２ケーシング部材と前記プロテクタとが一体回転するための係合機構が設けられており、
前記第２ケーシング部材と前記プロテクタとの間には、前記プロテクタを前記第１ケーシング部材側に付勢するサポートスプリングが設けられている請求項１又は２に記載のエレメント交換型フィルタ。
前記プロテクタには、前記第２規制部を前記プロテクタに対して弾性的に支持する弾性支持体が設けられている請求項１乃至３のいずれか１項に記載のエレメント交換型フィルタ。
前記フィルタエレメントは、エンジンオイルを濾過するオイルフィルタである請求項１乃至４のいずれか１項に記載のエレメント交換型フィルタ。