JP4830929B2

JP4830929B2 - オイルフィルタ

Info

Publication number: JP4830929B2
Application number: JP2007067464A
Authority: JP
Inventors: 義広大橋
Original assignee: Toyota Boshoku Corp
Current assignee: Toyota Boshoku Corp
Priority date: 2007-03-15
Filing date: 2007-03-15
Publication date: 2011-12-07
Anticipated expiration: 2027-03-15
Also published as: JP2008223736A

Description

本発明は、逆止弁、圧力逃がし弁及びドレン弁を備え、部品点数が少なく簡単な構造を備えるフィルタ用弁体を用いたオイルフィルタに関する。本オイルフィルタは、内燃機関、特に自動車等のエンジン用オイルフィルタに適用することができる。

自動車等のエンジン内の潤滑回路等に設けられるオイルフィルタは、エンジン停止時等にオイルが逆流することがあるため、逆止弁が必要である。また、フィルタエレメントに対して異常な高圧力が掛かってフィルタエレメントが破損しないようにするための、圧力逃がし弁が必要である。
更に、フィルタエレメントが交換可能なオイルフィルタにおいては、フィルタエレメントを交換するためにケーシングを取り外す際、オイルがオイルフィルタ外に流出して周囲を汚すことがない構造を備えるのが望まれている。このような構造として各種構造が提案されている（例えば、特許文献１〜４を参照。）。

特開平１１−６５７５号公報特開平１１−１０４４１０号公報特開平１１−１３７９１７号公報特開平２００６−８２０１０号公報

特許文献１においては、エンジン停止時にフィルタ内オイルの逆流を防ぎ、回路内にオイルを保持する機能を有するチェックバルブと、高圧力発生時にフィルタエレメントを保護する圧力逃がし弁を一体に具備する。しかし、ケーシングを取り外すときのオイル流出については検討されていない。
特許文献２においては、フィルタエレメントを取り外した際にセンターパイプが移動することによってドレン回路が開通し、オイルフィルタ内部に溜まったオイルをエンジンオイルパンに排出する機構を備えている。しかし、フィルタエレメントに長いセンターパイプが設けられるため、分離したフィルタエレメントの取扱いが難しい。
特許文献３においては、フィルタエレメントを取り外した際にフィルタエレメントによって閉塞していた弁体が開放されてドレン回路が開通し、オイルフィルタ内部に溜まったオイルをエンジンオイルパンに排出する機構を備えている。しかし、ドレン回路の弁体がオイルフィルタの基部側に設けられている等、ドレン回路のために部品点数が増え、複雑な構造を備える。
特許文献４においては、エレメントを交換可能なオイルフィルタにおいてエレメント下端面に配置された封止機構を有する突起がエレメントを取り外すときに封止面から離脱し、ドレン回路が開通し、フィルタ内部に溜まったオイルをエンジンオイルパンに排出する機構を備えている。しかし、突起が独立して設けられている等、ドレン回路のために部品点数が増え、複雑な構造を備える。

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであって、逆止弁、圧力逃がし弁及びドレン弁を備え、部品点数が少なく簡単な構造を備えるフィルタ用弁体を用いたオイルフィルタを提供することを解決すべき課題とする。

本発明は、以下の通りである。
１．フィルタエレメントを脱着可能としたオイルフィルタであって、底面部、該底面部の周囲に設けられる周壁部、該底面部の中心部に設けられる流出口、該底面部であり且つ該流出口の外周側に設けられているドレン口、及び該底面部であり且つ該ドレン口の外周側に設けられている流入口を具備する基部と、該周壁部と係合して該底面部を覆うケーシングと、該ドレン口及び該ケーシング内に格納されるフィルタエレメントと、該フィルタエレメントを支持する筒状の支持部材と、該支持部材及び該底面部の間に挟持されるフィルタ用弁体とを備え、上記フィルタ用弁体は、孔が形成された円板状体であり、該円板状体の一面側へ拡径して突出し且つ該孔周辺に位置し、該支持部材の一端面側の開口部に挿入され且つ弾性変形して該開口部の内壁と接触する筒状の圧力逃がし弁部と、内周側が該圧力逃がし弁部と接続され且つ該ドレン口を覆うように設けられている環状のドレン弁部と、内周側が該ドレン弁部と接続され、該流入口を覆うように設けられ、且つ弾性変形によって外周部が湾曲可能な環状の逆止弁部と、から一体に形成されてなり、上記支持部材には、上記ドレン弁部を介して上記ドレン口を全周にわたって押圧可能なつば部が設けられており、該つば部の内端が該支持部材の内側に突出していることを特徴とするオイルフィルタ。
２．上記逆止弁部は該円板状体の他面側に湾曲する上記１．記載のオイルフィルタ。
３．上記ドレン弁部及び上記逆止弁部の間に該ドレン弁部及び該逆止弁部を区画する突起が周設されている上記１．又は２．に記載のオイルフィルタ。
４．上記基部は、流入口及びドレン口間に段差又は突起を有する上記１．乃至３．のいずれか一項に記載のオイルフィルタ。

本発明のオイルフィルタによると、本フィルタ用弁体によれば、逆止弁部、圧力逃がし弁部及びドレン弁部とから構成されるため、弁体の部品点数を少なくすることができる。また、このフィルタ用弁体を用いたオイルフィルタの製造工程を簡略化することができるため、扱いやすく且つ安価なオイルフィルタを製造することができる。
支持部材につば部が設けられているので、つば部と基部の間にドレン弁部を挟持することでドレン口を押圧して、より確実に閉塞することができるため、通常使用時におけるドレン口を介したオイル漏れを抑制することができる。
孔が形成された円板状体であり、圧力逃がし弁部が一面側へ突出し、逆止弁部が他端面側に湾曲する場合は、支持部材に容易に挿着することができるため、取り扱いを容易にすることができる。
ドレン弁部が、支持部材の一端面を覆うように接して設けられている場合は、該一端面及び基部の間にドレン弁部を挟持することができ、ドレン口をより強固に閉塞することができるため、通常使用時におけるドレン口を介したオイル漏れを抑制することができる。
ドレン弁部及び逆止弁部の間に区画する突起が周設されている場合は、該突起が基部に押圧されることによってドレン弁部及び逆止弁部間がよりオイル漏れが起きにくいように区画することができる。

本発明のオイルフィルタによれば、ケーシングを基部から取り外す途中でドレン弁部がドレン口から離れてドレン回路が開通し、オイルがドレン回路を介してオイルフィルタ外に排出されるため、ドレンから確実に排出することができる。また、ケーシングと基部との間から漏れることなく、ドレン口から排出することができる。更に、フィルタ用弁体の部品点数を少なくすることができ、オイルフィルタの製造工程を簡略化することができるため、扱いやすく且つ安価なオイルフィルタを製造することができる。
ドレン弁部が、一端面及び基部の間に挟持されている場合は、ドレン弁部をより強固に閉塞することができるため、通常使用時におけるドレン口を介したオイル漏れを抑制することができる。

以下、本発明のフィルタ用弁体及びそれを用いたオイルフィルタを詳細に説明する。
本オイルフィルタ１は、例えば図１に例示するように、底面部に流入口６１、流出口６２及びドレン口６３を具備する基部６と、基部６に嵌合され且つ流入口６１、流出口６２及びドレン口６３を覆うように設けられるケーシング５と、ケーシング５内に設けられる筒状のフィルタエレメント３と、フィルタエレメント３の内周側に嵌着され、且つその一端面に設けられた開口部４２を流入口６１に被せるように配置される筒状の支持部材４と、支持部材４及び基部６間に挟持されるフィルタ用弁体２と、支持部材４を基部６側へ押圧するエレメント固定部材７と、を備えることを特徴とする。

上記「基部６」は、通常樹脂又は金属等で形成され、エンジン等の本体に固定される。
上記「流入口６１」、上記「流出口６２」及び上記「ドレン口６３」は、基部６の同一面に設けられる開口部である。尚、該「同一面」は段差の有無は問わず、平面及び曲面のいずれであってもよい。
流入口６１は、オイルがオイルフィルタ１内に流入するための開口部であり、オイルポンプ等のオイル供給源からのオイル経路に接続される。また、流入口６１は、基部６の外周側に任意の数だけ基部６の中心部を中心として周設される。
流出口６２は、オイルがオイルフィルタ１内から流出するための開口部であり、オイル供給先へのオイル経路に接続される。また、流出口６２は、基部６の中心部に任意の数だけ設けられる。更に、ハウジング内に突出するように筒部を形成してもよい。
ドレン口６３は、ケーシング５を基部６から外してフィルタエレメント３を脱着する際に、オイルフィルタ１内からオイルを排出するための開口部であり、エンジンのオイルパン等のオイル排出先への排出路に接続される。また、ドレン口６３は、基部６の中心部に位置する流出口６２と、外周に位置する流入口６１との間に位置するように設けられる。
また、流入口６１及びドレン口６３間の基部６は、図１に例示するように段差６４を形成してもよい。段差６４を形成した場合は、オイルの流入に伴って逆止弁部２３が弾性変形してもドレン弁部２２に応力が伝わりにくくなるため、ドレン弁部２２が弾性変形してドレン口６３が開口することを抑制することができる。更に、流入口６１及びドレン口６３間の基部６に、図９に例示するように突起６５を形成してもよい。突起６５によって段差６４と同様に逆止弁部２３が弾性変形してもドレン弁部２２に応力が伝わりにくくなるため、ドレン弁部２２が弾性変形してドレン口６３が開口することを抑制することができる。

上記「ケーシング５」は、通常樹脂又は金属等で形成されており、基部６の内周に設けられた雌ねじに螺合される雄ねじを有し、両者を螺合することでと組み合わせることによってフィルタ用弁体２、フィルタエレメント３、支持部材４及びエレメント固定部材７を納める。
上記「フィルタエレメント３」は、外周側から中心軸部へオイルを通過させることによって濾過するための部材であり、材質及び構造を特に限定しない。また、フィルタエレメント３は筒状体であるが、外周側と内周側の形状が相似であってもよいし異なっていてもよい。また、中心軸部の一端面が開口していればよく、他端面は開口してもよいし、閉じていてもよい。

上記「支持部材４」は、フィルタエレメント３を支持するための部材であり、材質を特に限定しない。支持部材４は、フィルタエレメント３の中心軸部に挿入可能な形状である。また、フィルタエレメント３と接触する面は、複数の孔が設けられることによってフィルタエレメント３を通過したオイルが支持部材４の内周側に流入する構造を備える。更に、支持部材４の圧力逃がし弁部２１を挿着する一端側には逃がし孔４３を備え、流入口６１から高圧のオイルが流入したときに圧力逃がし弁部２１を介して流出口６２へ排出することができる。
上記「エレメント固定部材７」は、バネ及び多孔質体等からなる弾性体であり、一端が支持部材４に取り付けられ、他端がケーシング５に取り付けられることによって、支持部材４を基部６側に押圧し、フィルタ用弁体２、支持部材４及び基部６間の液密性を維持するための部材である。また、エレメント固定部材７は支持部材４の他端面（図１を参照。）の他、支持部材４の任意の位置に設けることができる。更に、エレメント固定部材７は支持部材４と一体に形成されていてもよい。

本フィルタ用弁体２は、例えば図１〜３に示すように環状であり、中心側から圧力逃がし弁部２１と、ドレン弁部２２と、逆止弁部２３とが環状に一体に形成されてなることを特徴とする。
また、圧力逃がし弁部２１は筒状であり、支持部材４の一端面側４１の筒部である開口部４２に挿入され且つ弾性変形によって該開口部４２の内壁と接触する。ドレン弁部２２は、内周側が圧力逃がし弁部２１と接続され且つ基部６のドレン口６３を覆うように設けられている。逆止弁部２３は、内周側がドレン弁部２２と接続され、流入口２１を覆うように設けられている。
本フィルタ用弁体は、弾性変形によって外周部が湾曲可能な樹脂又はエラストマー等の弾性体からなる。また、フィルタ用弁体は、例えば図２に示すように、中央部の圧力逃がし弁部２１の周りに、ドレン弁部２２及び逆止弁部２３がこの順に周設された形状を備え、一体成形により作製される。また、フィルタ用弁体は、板状体、特に圧力逃がし弁部２１が突出し、孔が形成された円板状体であることが好ましい。

上記「圧力逃がし弁部２１」は、目詰まり等の理由によってオイルフィルタを通過する流量が減少し、エンジンの破損等をもたらさないようにしたり、フィルタエレメントが目詰まり等を起こして、所望のオイルの通過が困難となり、フィルタハウジング内のオイルが所定の圧力を超えるとき、圧力を緩和するためにバイパスしてオイルを通過させたりするために設けられている。また、濾過するオイルの圧力がフィルタエレメント等のオイルフィルタの構成部品を著しく変形したりする恐れがある所定圧力を超えないようにするために設けられる弁である。例えば図６に示すように、流入口６１から流入するオイルの圧力が所定圧力を超える場合、オイルの圧力によって支持部材４に設けられた口部を通過して逃がし弁部を中心側に弾性変形することによって、圧力逃がし弁部２１及び支持部材４の間に隙間を形成し、その隙間を介してオイルを低圧側の流出口６２へ流出させることによってフィルタハウジング内部の圧力が高まらないようにすることができる。
また、例えば図５に示すように、圧力逃がし弁部２１が支持部材４の開口部４２の内壁と接触するように配設されるため、フィルタ用弁体２は、圧力逃がし弁部２１及び開口部４２の内壁間の摩擦によって支持部材４と共に基部６から脱着することができる。

上記「ドレン弁部２２」は、オイルフィルタを使用している間は基部６に設けられるドレン口６３を覆うことによってドレン口６３へのオイルの侵入を阻止する。また、フィルタエレメント３を基部６から取り外すときに、フィルタ用弁体２は支持部材４と共にドレン口６３から離れるため、オイルフィルタ中のオイルはドレン口６３から所定の外部に排出され、オイルがオイルフィルタから意図しない流出を起こすことを抑制することができる。

上記「逆止弁部２３」は、基部６の流入口６１からオイルの流入がないときに、オイルフィルタ内のオイルが流入口６１から流出しないように設けられている弁である。また、逆止弁部２３は外周側が薄くなるように形成された環状の弾性体であるため、例えば図４に例示するように外周側が弾性変形してフィルタハウジング内に湾曲し、オイルフィルタ内にオイルが流入するために必要な隙間を形成することができる。
更に、流入口６１からオイルが流入しない場合は、逆止弁部２３自体の弾性及びオイルフィルタ内のオイルの圧力によって、流入口６１の周縁に押しつけられるようにすることで流入口６１を塞ぎ、オイルが逆流することを抑制することができる。

尚、ドレン弁部２２は、圧力逃がし弁部２１及び逆止弁部２３の間に設けられており、圧力逃がし弁部２１及び逆止弁部２３と干渉してオイル漏れを起こす恐れがある位置であるが、圧力逃がし弁部２１とは弁の開口方向が異なり、且つ支持部材４が介在するため互いに影響を及ぼすことがない。また、逆止弁部２３とは、（１）支持部材４の一端面４１によって押圧する（例えば図１及び７を参照。）、（２）ドレン弁部２２及び逆止弁部２３間に各弁部を区画する区画突起２４をフィルタ用弁体２に設ける（例えば図８を参照。）、（３）ドレン弁部２２及び逆止弁部２３間に各弁部を区画する区画突起６５を基部６に設ける（例えば図９を参照。）、（４）基部６の流入口６１及びドレン口６３間に流入口６１が低位置となる段差６４を設ける（例えば図１を参照。）等を１種又は２種以上組み合わせて行うことによって、互いに影響を及ぼすことがない構成とすることができる。

以下、図面を用いて実施例により本発明のフィルタ用弁体及びそれを用いたオイルフィルタを具体的に説明する。
１．フィルタ用弁体及びそれを用いたオイルフィルタの構成
本オイルフィルタ１は略円柱形状であり、図１に示すように、フィルタ用弁体２、フィルタエレメント３、支持部材４、ケーシング５、基部６及びエレメント固定部材７を備える。
フィルタ用弁体２は図２及び３に示すように、ゴム製の中心に孔が形成された円板形状であり、該孔周辺に位置する筒状の圧力逃がし弁部２１、外周部に位置する環状の逆止弁部２３、並びに圧力逃がし弁部２１及び逆止弁部２３の間に位置する環状のドレン弁部２２を備える。また、フィルタ用弁体２は逆止弁部２３が内周側に配置されるように支持部材４の一端側開口部に挿着され、基部の流出口に突設された筒部の外周に配置される。
フィルタエレメント３は、図１に示すように、円筒形状であり中心に支持部材４が挿入固定される。また、フィルタエレメント３の側面と、支持部材４の接触面との間にはシール部材が設けられている（図示せず）。
支持部材４は円筒形状であり、外周面にフィルタエレメント３が設けられ、一端面４１のつば部４４及び開口部４２にフィルタ用弁体２が設けられ、他端面に係合部８１及びエレメント固定部材７が設けられる。

ケーシング５はフィルタ用弁体２、フィルタエレメント３、支持部材４及びエレメント固定部材７を収納可能な大きさの、上壁部を具備する円筒形状であって、基部６にねじ込まれて固定される。また、天井には支持部材４の係合部８１と係合する係合部８２が設けられている。この係合部８１、８２は、ケーシング５が基部６に固定されているときは、係合が解かれ、エレメント固定部材７によって支持部材４を基部６に押し付けることができるが、ケーシング５を基部６から取り外すときは、エレメント固定部材７によって互いに係合する。
基部６は、他端をエンジン等に固定され（図示せず）、一端側に流入口６１、流出口６２、ドレン口６３を具備する底面部を備える。また、底面部は周縁部６６を備えケーシング５をはめ込んで固定することができる。
エレメント固定部材７は、金属のコイルバネからなり、一端をケーシング５に固定され、他端を支持部材４の他端面に固定される。

２．未使用時のオイルフィルタ
オイルフィルタ１へオイルが供給されない場合は、図１に示すように、逆止弁部２３によってオイルの逆流が防止される。このため、次回のエンジン始動時に即座にオイルが供給されず、潤滑不良を起こす恐れはない。更に、ドレン弁部２２が、つば部４４で押圧されるドレン口６３により確実に閉塞され、ドレン口６３からオイルが排出されることがない。

３．オイルの通常の流通
本オイルフィルタ１は、通常図４に示すように、流入口６１から流入するオイルが逆止弁部２３を弾性変形により湾曲になって生じた隙間からオイルフィルタ１内に流入し、次いでフィルタエレメント３及び支持部材４を通過して支持部材４内に流入し、その後流出口６２から流出する経路で使用される。また、ドレン弁部２２が、つば部４４で押圧されるドレン口６３により確実に閉塞され、ドレン口６３からオイルが排出されることがない。

４．フィルタエレメント３の脱着
本オイルフィルタ１のフィルタエレメント３を脱着する際は、ケーシング５をわずかに外した状態にする。このとき、ケーシング５の端部は、基部６の周縁部６６と接触しているため、ケーシング５及び基部６の境界からオイルが漏れ出ることがない。また、エレメント固定部材７に設けられた係合部８１がケーシング５の係合部８２と係合して、エレメント固定部材７が支持部材４及びフィルタ用弁体２を伴って動くため、フィルタ用弁体２及び基部６間に隙間が生じ、ドレン弁部２２によって塞がれていたドレン口６３が開口するため、オイルフィルタ１内のオイルはドレン口６３から排出される。
このため、オイルフィルタ１内のオイルがドレン口６３から排出し終わってから、ケーシング５を基部６から取り外すことによって、オイルが流出することがない。

５．高圧オイルの流入
フィルタエレメントの目詰まり等により、フィルタエレメントを通過するオイルの量が減少し、ハウジング内のオイル圧力が高くなった場合、その圧力によって圧力逃がし弁部２１が中心側へ弾性変形し、逃がし孔４３からオイルが流入し、流出口６２から流出することができる。このため、オイルフィルタ１を通過する流量が増加して、オイルの圧力が低下するためエンジンの破損等を抑制することができる。

本実施例のオイルフィルタの構成を説明するための模式断面図である。本実施例のフィルタ用弁体の構成を説明するための模式斜視図である。本実施例のフィルタ用弁体の構成を説明するための模式断面図である。本実施例のオイルフィルタの使用形態を説明するための模式断面図である。本実施例のオイルフィルタにおいて、フィルタエレメントの脱着を行う状態を説明するための模式断面図である。本実施例のオイルフィルタにおいて、内部が高圧になった状態を説明するための模式断面図である。他の態様のオイルフィルタを説明するための模式断面図である。他の態様のオイルフィルタを説明するための模式断面図である。他の態様のオイルフィルタを説明するための模式断面図である。

符号の説明

１；オイルフィルタ、２；フィルタ用弁体、２１；圧力逃がし弁部、２２；ドレン弁部、２３；逆止弁部、２４、６５；区画突起、
３；フィルタエレメント、４；支持部材、４１；一端面、４２；開口部、４３；逃がし孔、４４；つば部、５；ケーシング、６；基部、６１；流入口、６２；流出口、６３；ドレン口、６４；段差、７；エレメント固定部材。

Claims

フィルタエレメントを脱着可能としたオイルフィルタであって、
底面部、該底面部の周囲に設けられる周壁部、該底面部の中心部に設けられる流出口、該底面部であり且つ該流出口の外周側に設けられているドレン口、及び該底面部であり且つ該ドレン口の外周側に設けられている流入口を具備する基部と、該周壁部と係合して該底面部を覆うケーシングと、該ドレン口及び該ケーシング内に格納されるフィルタエレメントと、該フィルタエレメントを支持する筒状の支持部材と、該支持部材及び該底面部の間に挟持されるフィルタ用弁体とを備え、
上記フィルタ用弁体は、孔が形成された円板状体であり、
該円板状体の一面側へ拡径して突出し且つ該孔周辺に位置し、該支持部材の一端面側の開口部に挿入され且つ弾性変形して該開口部の内壁と接触する筒状の圧力逃がし弁部と、
内周側が該圧力逃がし弁部と接続され且つ該ドレン口を覆うように設けられている環状のドレン弁部と、
内周側が該ドレン弁部と接続され、該流入口を覆うように設けられ、且つ弾性変形によって外周部が湾曲可能な環状の逆止弁部と、から一体に形成されてなり、
上記支持部材には、上記ドレン弁部を介して上記ドレン口を全周にわたって押圧可能なつば部が設けられており、該つば部の内端が該支持部材の内側に突出していることを特徴とするオイルフィルタ。
上記逆止弁部は該円板状体の他面側に湾曲する請求項１記載のオイルフィルタ。
上記ドレン弁部及び上記逆止弁部の間に該ドレン弁部及び該逆止弁部を区画する突起が周設されている請求項１又は２に記載のオイルフィルタ。
上記基部は、流入口及びドレン口間に段差又は突起を有する請求項１乃至３のいずれか一項に記載のオイルフィルタ。