JP4723572B2 - モジュラーユニット - Google Patents

Description

本発明は、少なくとも１つのフィルターユニットと１つのポンプユニットと冷却ユニットとから成るモジュラーユニットであって、接続モジュールを介して流体を運搬するために互いに接続可能とされていると共にタンクユニットに接続可能とされているモジュラーユニットに関する。

特許文献１は、ファンホイールと、流体をオイルタンクから取得し、流体を加熱してそれを熱交換器（冷却ユニット）への道順を決めると共に冷却された流体をそこからオイルタンクへ戻す流体回路に搬送する流体ポンプとを駆動させるモータを備えたモジュラーユニットのような流体冷却装置であって、オイルタンクが、槽状であると共に、半殻の形状で少なくともモータ及び流体ポンプを部分的に取り囲む隆起した槽の縁部を備えている流体冷却装置を開示している。公知の解決策を用いると、フィルターユニットとポンプユニットと冷却ユニットとから成る事実上のモジュラーユニットを、取り付けやメンテナンスのために保証される残りのモジュラーユニットによく手が届くように、オイルタンクの槽の縁部によって解放されたままの設置空間から始まるタンクユニットのような比較的大容量のオイルタンクに、コンパクトに接続することが可能となる。公知の流体冷却装置の大部分は、付加的なチューブを敬遠し、これは一方ではコストの削減を助けると共に、他方ではこのような方法で流路における損失を避けられるため、この構造はエネルギー効率がよい。しかしそれにも関わらず、公知の流体冷却装置は、フィルターユニットとポンプユニットとタンクユニットとの組合せから成る一体のモジュラーユニットとしてのみ販売されなければならず、特に、別のモジュラーユニットを既存のオイルタンク又はタンクユニットに後から取り付けることはほとんどできない。これらのタンクユニット及びオイルタンクユニットは、しばしば他の製造業者によるものであり、すでにそこに取り付けられているので、各用途に応じてこれらユニットに、必要に応じたフィルターユニットとポンプユニットと冷却ユニットとから成るモジュラーユニットを後から取り付けることが望ましく、必要なら、ある冷却装置が、例えばより大きな容量を有する新しい物に置き換えられるような改良を行えることが望ましく、これに関して各タンクユニットがそのままであることが望ましい。

従って、従来技術（特許文献２）は、モジュラーユニットのような流体冷却装置をそれらとは別に用意されたオイルタンク又はタンクユニットに接続することを開示している。従って、公知の解決策は、モジュラーユニットに組み合わされた、冷却手段とフィルター手段とポンプ手段とを備えた流体冷却装置に関し、流体はフィルター手段によってろ過可能であると共に冷却手段によって冷却可能なポンプ手段によって流体回路内で運搬され、フィルター手段は汚れたときに交換可能な少なくとも１つのフィルター要素を有する。流体回路内の各フィルター要素を交換する公知の解決策に関して、冷却手段に冷却すべき流体がより供給されるように、フィルター手段をポンプ手段から分離可能とする作動可能な遮断手段が存在するという点において、下流の潤滑油の供給が遮断されたとしても、公知の解決策において追加の労力無く指示されたフィルター要素を交換することが可能となる。公知の流体冷却装置はその容量に応じて、モジュラーユニットとして任意のオイルタンク又はタンクユニットに接続可能であるが、このために、対応するチューブ又は流体運搬ラインがモジュラーユニット及びタンクユニット間に必要となる。すでに説明したように、これは製造と取り付けにおける対応した複雑さに関連し、これはコストを上昇させ、さらに流動抵抗がモジュラーユニット及びタンクユニット間に設けられた流路の長さに起因して増大し、これは全体としてそれら手段のエネルギー効率において不利な効果となる。また、付加的な流路によって設置スペースが増加してしまい、自動車機械工学及び装置工学における用途に関して所定の境界条件に起因して設置スペースがほとんどない場合に、しばしばこれは問題を招くこととなる。

国際公開第９８／４２９８６号パンフレット 国際公開第０１／１８３６３号パンフレット

従って、この従来技術に基づいて、本発明の目的は、公知の解決策の利点を保持しつつ、考慮中のモジュラーユニットがコンパクトで、既存のタンクユニットに後から取り付けることが可能で、良好なエネルギー効率及び経済的実現を可能にするように、公知の解決策を改良することである。

この目的は全体として請求項１の特徴を備えたモジュラーユニットによって達成される。

請求項１の特徴記載部分によって特定されるように、タンクユニットが接続され、取水口が冷却ユニットと共にある状態で、接続モジュールがタンクユニットの内部に排出するという点において、そして、フィルターユニット及びポンプユニットがタンクユニットの外側に配置されるという点において、モジュラーユニットは、例えば、オイルタンク形状のタンクユニット上に配置され且つそれに接続され、冷却ユニットがタンクユニットの内部に突出している。従って、この取水口は、同様にタンクの内部に突出し、このように、ポンプユニットを経由してタンクユニット内に貯蔵された流体を継続して除去することが可能になる。他のユニット（フィルターユニット及びポンプユニット）はタンクユニットの外側で簡単に手が届くように配置され、タンクユニット上のモジュラー又はタンクユニットを有するモジュラーを直接配置すると共に係合することによって、モジュラーユニット及びタンクユニット間の流路状のパイプを省くことが可能となる。モジュラーユニットは、好ましくはタンクユニットの側壁に配置される。

タンクユニット内の取水口を介した除去によって、自由流路が公知の解決策と較べてはっきりと減少し、これによってモジュラーユニット全体のエネルギー効率の向上という利益が得られる。本発明の特許請求の範囲に記載されているような設計はコンパクトであり、必要であるならば、より高いパフォーマンス容量を有するような新しいモジュラーユニットと簡単に交換可能である。また、モジュラーユニット全体のエネルギー効率の向上は、冷却ユニットが冷却されるべきタンクユニットの媒質の内部に排出するということによっても利益を得られるので、冷却ユニットを介して直接冷却される媒質がタンクユニットに届けられる。また、このように、均一の温度状態がタンクユニット内に生じ、これによって、ポンプを経由して所定の流体を除去することが可能となる。

本発明の特許請求の範囲に記載されているようなモジュラーユニットの１つの好適な実施形態に関し、互いに直角をなす少なくとも２つ、好ましくは３つのユニットが、接続モジュールに接続されている。しかし、好ましくは、接続モジュールは互いに直角をなす２つの接続アームを備えた角度のあるハウジングから成り、さらに、少なくとも１つの付加的に配置されたフランジ部を有している。このように、モジュラーユニットの個々のユニットは、Ｔモジュール状に互いに対して配置されるか又はデカルト座標系のように配置されており、そして、これは接続モジュール内の自由流路を短くすると共にタンクユニットの設置スペースの削減もする。さらに特定の場合において、接続アーム及びフランジ部を備えた接続モジュールの構成に基づいて、他の構成部品に関する他の接続が、例えば第２のフィルター要素等のように発明可能である。

本発明の特許請求の範囲に記載されているようなモジュラーユニットの他の利点のある実施形態は他の従属クレームの対象である。

本発明の特許請求の範囲に記載されているようなモジュラーユニットを、図面に示されるような１つの実施形態を用いて以下に詳述する。図面は概略図であってスケールはない。

図１に全体が示されているモジュラーユニットは、フィルターユニット１０とポンプユニット１２と（部分的にのみ示されている）冷却ユニット１４とを有する。これらユニットは、接続モジュール１６を経由して流体を運搬するために互いに接続可能とされ、さらにタンクユニット１８に接続可能とされている。好ましくは、タンクユニット１８は流体媒質としての油圧オイルでオイルタンクを構成する。しかし、本発明の特許請求の範囲に記載されているようなモジュラーユニットは、水、特別なアルコール、ガソリン等のような他の流体媒質を用いることも可能である。図１に示すタンクユニット１８は、長方形の容器として作られ、冷却ユニット１４とタンクユニット１８との係合を図解するために観者に対して前面の壁が省略されている。

タンクユニット１８が接続された状態の接続モジュール１６が、冷却ユニット１４と共に（図４及び６と比較）取水口で以てタンクユニット１８の内部２２に突出し、ポンプユニット１２がタンクユニット１８の外側に配置されている。図１に示す実施形態において、互いに直角をなす３つのユニット１０，１２，１４が、接続モジュール１６に接続され、想像上のデカルト座標系のように亘っている。本発明の特許請求の範囲に記載されているようなモジュラーユニットの詳述されていない実施形態において、接続モジュール１６のポンプユニット１２とは反対側に、長手軸線方向にフィルターユニット１０を取り付けることもできるので、この点において、３つのユニット１０，１２，１４すべてがＴ字型を形成する。さらに、解放されたままの接続モジュールのハウジング２６の壁２４に、例えば、他のフィルターユニット、熱交換器等のような他の機能的ユニットを取り付けることも可能である。

接続モジュール１６のハウジング２６は、角度をなし、互いに直角をなす２つの接続アーム２８，３０を有し、フィルターユニット１０が接続アーム２８に接続されると共に他方の第２の接続アーム３０は冷却ユニット１４の接続ができるように形成されている。さらに、ポンプユニット１２に面する接続モジュール１６はポンプフランジ３２を有し、タンクユニット１８及び接続アーム３０間で冷却ユニット１４に面しているタンクフランジ３４がある。タンクフランジ３４は、表されているモジュラーユニットをタンクユニットに着脱可能に接続する。さらに、ポンプユニット１２は、ポンプフランジ３２とは反対側のその面に、好ましくは電気モータのようなポンプユニット１２用の駆動モータ３６を有している。図１に示すように、駆動モータ３６は、タンクフランジ３４と同様に、ベース要素３８を介してタンクユニット１８の上端に接続可能とされている。さらに、接続モジュール１６は、冷却ユニット１４とは反対側のその面に冷媒のための接続場所４０を有している。図１に示す接続モジュール１６の上側の、フィルターユニット１０のフィルター要素の汚れ具合を表示することができるようにするために、汚染ディスプレイ４２がある。

図１に示す本発明の特許請求の範囲に記載のモジュラーユニットを用いると、ポンプユニット１２を用いて冷却ユニット１４とは別々に道順を決められた取水口２０を経由してタンクユニット１８内に貯蔵された流体媒質を除去することが可能となり、そしてこの場合において、フィルターユニット１０を経由して除去される流体媒質をろ過することが可能となり、冷却ユニット１４を経由してタンクユニット１８にこのようにろ過された流体媒質を戻すことが可能となり、好ましくは、冷却ユニットはいわゆる管束クーラーである。この管束クーラーの構造は従来型であるのでここで詳述はしない。冷却された液体媒質は、円筒形の冷却ユニット１４のような管束クーラーの下側の排出口４４を介して排出される。タンクユニット１８以外のユニット１０，１２，１４それぞれが、接続モジュール１６用の円筒形の接続部品の形状に作られている。モジュラーユニットをタンクユニット１８から取り外したいなら、タンクフランジ３４のネジ締結を解放すれば簡単にでき、そして、同様に、駆動モータ３６のベース要素３８も解放されなければならない。しかし、同様に、タンクユニット１８上のモジュラーユニットをそのままにしておくことも可能であり、例えば、ハウジング及び／又は、例えば、フィルターユニット１０のカバーのようなハウジングの部品を、メンテナンスするために接続モジュール１６から取り外すか又は分離することによって、フィルターユニット１０の汚れたフィルター要素を交換することが可能である。

ユニット１０，１２，１４間及び接続モジュール１６内で循環する流体を図解するために、図２に示される接続モジュール１６が以下の図において、異なる図で部分的な断面で示されている。そして、図２に示すような接続モジュール１６は２つの接続アーム２８，３０を有するハウジング２６を示す。図２の観者に面するポンプフランジ３２が接続モジュール１６の側壁にあり、接続アーム３０の下方の終端としてのタンクフランジ３４が接続モジュール１６に接続されている。ポンプフランジ３２は２つの流通口を有し、図２で見える方向から見ると、取水口接続部４６が下方に配置され且つ圧力接続部４８が鉛直平面において上方に横たわっている。付属品の接続部４６，４８を経由して、流体の循環がモータポンプユニット３６，１２を用いて可能となる。図２で見える方向から見ると、ハウジング２６の上端に、冷媒の接続場所４０用の接続開口５０及び汚染ディスプレイ４２用のねじ穴５２がある。フィルターユニット１０のハウジング用の取り付け開口５４がハウジング２６の前面にある。

図３に特に示すように、ハウジング２６内のフィルターユニット１０用の取り付け開口５４周辺において、ポンプユニット１２の圧力接続部４８がハウジング２６内に排出し、このように、圧力接続部４８が、３つの分散開口５６に分かれる（この点において図６も参照）。これによって、付属品のフィルターユニット１０内への流体の流れが、改善され、均一に分散される。これら分散開口５６を経由して、汚れた流体がフィルターユニット１０のフィルター要素に移動すると共に、フィルター要素を介してクリーニングされた流体が、冷却ユニット１４が流体を運搬するために接続された収集開口５８に戻される（図３と比較）。そして、このようにフィルターユニット１０を介してクリーニングされた液体媒質が、収集開口５８を介して冷却ユニット１４内に移動し、冷却されてそこから排出口４４を介してタンクユニット１８の内部２２内に戻される。さらに、次の図４に示すタンクフランジ３４の底面図のように、冷却ユニット１４を収容する貫通孔６０がそこにあり、図４で見える方向から見ると、その下方の受容する回路が取水口２０によって広げられ、この点において、タンクフランジ３４の底面で、取水口２０が貫通孔６０内へ排出する（図６と比較）。反対に、さらに図４に示すように、圧力接続部４８が接続モジュール１６のハウジング２６の内壁で終わっており、このように、分散開口５６を介して圧力接続部４８から始まる流体の流れが、クリーニング処理のためにフィルターユニット１０に直接届けられる。

本発明の特許請求の範囲に記載の解決策において、取水口２０はタンクフランジ３４の底面に対して平行な端面に配置されている。図１に示すようにモジュラーユニットが上端からタンクユニット１８に配置されているなら、タンクユニット１８が液体媒質で完全に充填されているので、流体が、タンクユニット１８の容器の壁の下側で直接タンクフランジ３４を用いてポンプユニット１２を介して除去されることに注意すべきである。しかし、詳述しない実施形態において、この取水口２０を冷却ユニット１４の自由端の方向に底面まで延ばすことは可能である。しかし、これは取水パイプ等のような付加的な構成部品を用いなければならないということを意味する。しかし、好ましくは、モジュラーユニットがタンクユニット１８に対して横方向に取り付けられ、この典型的な設置状態は、図１に示すような対象が、見る方向に関して９０度だけ反時計回りに回転された場合に行われるので、側面の表示の１／３が上端を示す。この場合において、最大タンクフランジ３４の取水口２０までのタンクユニット１８の充填だけが必要とされる。もちろん、それにも関わらず他の設置が実施可能である。本発明の特許請求の範囲に記載のモジュラーユニットを用いると、このように貯蔵された流体媒質の汲み上げ、ろ過及び冷却を行うために流路のようなさらなる配管をすることなく、任意のほとんどのタンクユニット１８に接続することが可能となる。さらに、流体回路に関して、例えば、機械（図示略）の操作のためにモータのポンプユニットを用いて流体媒質をタンクユニット１８から外の他の場所へ移動することが可能となり、汚れた流体及び加熱された流体をこのように冷却し、クリーニングされたモジュラーユニットからタンクユニット１８に再循環のために排出することが可能となる。

タンクユニットに接続されたモジュラーユニットを斜視図で示す。 モジュラーユニットの接続モジュールを図で示す。 モジュラーユニットの接続モジュールを別の図で示す。 モジュラーユニットの接続モジュールを別の図で示す。 モジュラーユニットの接続モジュールを別の図で示す。 図５の線Ｉ−Ｉによる断面図である。 図５の線ＩＩ−ＩＩによる断面図である。

Claims (10)

1. 少なくとも１つのフィルターユニット（１０）と１つのポンプユニット（１２）と、１つの冷却ユニット（１４）とからなるモジュラーユニットであって、接続モジュール（１６）を介して流体を運搬するために互いに接続可能とされていると共にタンクユニット（１８）に接続可能とされているモジュラーユニットにおいて、前記タンクユニット（１８）が接続され且つ取水口（２０）及び前記冷却ユニット（１４）を併せて備えた前記接続モジュール（１６）が、前記タンクユニット（１８）の内部（２２）に通じており、前記フィルターユニット（１０）及び前記ポンプユニット（１２）が、前記タンクユニット（１８）の外側に配置されていることを特徴とするモジュラーユニット。
2. 互いに直角をなす少なくとも２つのユニット（１０，１２，１４）が前記接続モジュール（１６）に接続されていることを特徴とする請求項１に記載のモジュラーユニット。
3. 前記接続モジュール（１６）が、互いに直角をなす２つの接続アーム（２８，３０）を備えたハウジングを有すると共に少なくとも１つの付加的なフランジ部も有することを特徴とする請求項１又は２に記載のモジュラーユニット。
4. １つのフランジ部がポンプフランジ（３２）であって、前記接続モジュールの別のフランジ部がタンクフランジ（３４）であることを特徴とする請求項３に記載のモジュラーユニット。
5. 前記接続モジュール（１６）は、前記冷却ユニット（１４）とは反対側のその面に、冷媒のための接続場所（４０）を有していることを特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載のモジュラーユニット。
6. 前記接続モジュール（１６）とは反対側で前記ポンプユニット（１２）に接続された、前記ポンプユニット（１２）駆動用の駆動モータ（３６）を有していることを特徴とする請求項１から５のいずれか１つに記載のモジュラーユニット。
7. それぞれ取水口接続部（４６）を備えた前記ポンプユニット（１２）が前記接続モジュール（１６）の前記ハウジング（２６）内の取水口（２０）内に排出することを特徴とする請求項１から６のいずれか１つに記載のモジュラーユニット。
8. それぞれ圧力接続部（４８）を備えた前記ポンプユニット（１２）が前記フィルターユニット（１０）のフィルターのハウジング内に排出することを特徴とする請求項１から７のいずれか１つに記載のモジュラーユニット。
9. 前記タンクユニット（１８）以外のユニット（１０，１２，１４）それぞれが円筒形の接続部品の形状に作られていることを特徴とする請求項１から８のいずれか１つに記載のモジュラーユニット。
10. 前記接続モジュール（１６）がハウジング（２６）を有し、前記取水口（２０）が、前記フィルターユニット（１０）及び前記冷却ユニット（１４）が接続可能とされている前記接続モジュール（１６）の前記ハウジング（２６）内の貫通孔（６０）内に通じていることを特徴とする請求項１から９のいずれか１つに記載のモジュラーユニット。

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