JP4849396B2 - オイルフィルタユニット - Google Patents

Description

本発明は、例えばオイルパンやオイルケースなどのオイル受け容器に配置されるオイフ
ィルタユニットに関する。

このようなオイフィルタユニットは、例えば変速装置の潤滑油の浄化のために、例えば自働変速装置に用いられる。オイフィルタユニットを装着空間に適合させるために、該オイフィルタユニットは平鍋状に形成され、オイルサンプに直に配置することができる。課題は潤滑油から汚れを除いて潤滑油の耐用期間を長くし、潤滑される装置の磨耗を低減することである。その際、オイルフィルタユニットは、できるだけ濾過グレードを向上して最小の流通抵抗で、例えば自働変速装置を備えた自動車の寿命期間に亘って使用できるようなものでなければならない。

特許文献１（EP 1 238 693）にオイル入口とオイル出口に通じる平鍋状の濾過室を有するオイルフィルタユニットが開示されている。該濾過室内には、フレームで支えられた交換可能なフィルタエレメントが配置されている。中空状のフィルタエレメントは基本的に前記濾過室に平行に配置され、流体は外側から内側へエレメントを貫流する。

このような構成は、取替え可能なフィルタエレメントの両側正面をハウジングに対して密封に取り付けなければならないのでコスト高となるこという不利がある。このシールのために、フィルタエレメントとハウジングに互いにエレメントの取り外しが可能で互いに密封に連結可能なように形成された輪郭部を設ける必要がある。そのような輪郭部を設けることは、製作過程において種々の要求を課すことになる。さらに、フィルタ表面積の大きさはフィルタ室の大きさに直接に関わり、これは濾過容量と濾過グレードに関して強い制約をもたらすことになる。この制約のために、上記オイルフィルタユニットは自働変速装置に必要な濾過グレードを保証する濾過媒体を装着することができない。そのような濾過媒体を用いる際にはオイル吸入に必要な圧力差を乗り越えなければならないであろう。この要請を満たすために、実際には吸入側には粗い濾過グレードのフィルタを設け、圧力側には細かい濾過グレードのフィルタが接続される。
ＥＰ １ ２３８ ６９３

本発明の課題は、高い濾過グレードを有すると共に濾過容量が大きく、例えば車両の寿命期間に一致するような長い使用寿命を有するオイルフィルタユニットを提供することである。
さらに、該オイルフィルタユニットは圧力損失が小さく、簡単で経済的に製作でき、フィルタエレメントのハウジングに対する密封が確実でなければならない。

この課題は特許請求の範囲１に記載の特徴により解決される。

本発明のオイルフィルタユニットは、フィルタ室内の空間が最大限に利用され、できるだけ大きなフィルタ表面積を形成できる濾過媒体を用いることを狙ったものである。この目的は、はジグザグに折畳まれた濾過媒体を用いることによって達成される。平たい鍋状に形成された取付け空間であるため、平たい形状に折畳まれた濾過媒体は好都合に装着される。濾過媒体をハウジングに対してシールするために、該濾過媒体は、ハウジングあるいはハウジングの密封輪郭部に合わせられる密封輪郭部を設けた枠部材に囲まれる。
該枠部材は、例えばポリアミドやポリプロピレンなどの合成樹脂で形成され、射出成形により前記濾過媒体に直接に射出して形成することができる。射出成形された密封輪郭部は、ハウジングに形成された溝に嵌る例えば帯輪状に形成される。濾過媒体と枠部材の結合は、例えば接着剤による接合、溶接接合、特に振動溶接により行うことができる。
前記枠部材或は密封輪郭部は、またＰＵ発砲材あるいはそのような材料で現状技術により成形することができる。このようにして形成された平たいフィルタエレメントは、ハウジング内に長手方向に装着され、該ハウジングを下側の清浄前側と上側の清浄側とに分ける。ハウジングの清浄前側には少なくとも一つのオイル入口が設けられ、該入口を通ってオイルがオイルサンプからハウジング内へ流入する。ハウジングの清浄側にはオイル出口が設けられ、該出口を通って濾過されたオイルが流出する。この流出は、好ましくはハウジングと一体に形成された流出管を介してなされる。

前記ハウジング内へのフィルタエレメントの装着は、ハウジングの正面側の開口を通して行なうことができる。その際、前記枠部材には前記開口を閉じる閉じ蓋が設けられていてもよい。フィルタエレメントの固定は、例えば固定用部材により取外し可能に固定してもよいし、あるいは溶接または接着により取り外しができないように固定してもよい。液密機能を補強するために、前記閉じ蓋とハウジングあるいは前記枠部材とハウジングが合わさる密封輪郭部の間に、例えばエラストマー製のシール部材を追加してもよい。

本発明の利点は、基本的に小さな差圧で濾過容量が大きいこととフィルタ室が平たいことである。これにより、粗いあるいは細かい粒子に対して十分な濾過容量を有することができ、追加のオイルフィルタを必要としない。濾過媒体に強固に接合された枠部材を設けることにより、フィルタエレメントとハウジング間の密封結合が容易に経済的に行なえる。フィルタ表面積が大きいので圧力損失が小さく、フィルタは吸入側に配置することができ、圧力側に濾過グレードの細かいフィルタを備える必要がなくなる。

本発明の有利な実施例においては、濾過媒体は総合成不織布（不織布全てがフェルト状に合成されたもの）で、あるいはガラス繊維で形成される。総合成不織布は比較的粗い濾過グレードの濾過媒体に適する。細かい粒子の分離が要求される場合はガラス繊維の濾過媒体を装着することができる。ガラス繊維あるいは不織布の濾過媒体を用いることにより、フィルタユニットに対する高い要求レベルを満たすことができる。また、これらの媒体は融点が高いのでフィルタ枠部材を問題なく射出成形することができる。したがって、オイルフィルタユニットを有利な方法で容易に経済的に製作でき、効率の高い濾過性能が達成できる。

他の有利な実施例では、細孔径が２５μよりも小さい濾過グレードのガラス繊維濾過媒体が使用される。これにより得られる濾過グレードにより、さらに濾過グレードを上げるためのフィルタを追加することなく、必要な濾過性能を達成することができる。

前記濾過媒体は、流入側及び／或は流出側に支持格子を設けて流れの圧力に対して安定な構造に形成するのが有利である。該支持格子は濾過媒体の流入側及び／或は流出側に直接に配設され、ジグザグ形状の折畳みに平行に延びる。該支持格子は濾過媒体をオイルの流入圧力に対して機械的に安定させるとともに濾過媒体から繊維が押し流されるかもしれないのを防止する役目を果たす。さらに、該支持格子は濾過媒体の幾何学形状を安定させ、あるいは幾何学形状自体を形成する。支持格子の材料としては、好ましくは金属が用いられるが、耐熱性のあるプラスチック材あるいは安定な紡ぎ糸の不織布を用いてもよい。支持格子は濾過媒体の側面に枠部材と共に射出することができ、これにより確実に固定することができる。

前記支持格子により濾過媒体が簡単な方法で機械的に信頼性高く安定になるので、濾過媒体自体は安定性が小さくてもよく、設計が容易で経済的に製作することができる。

さらに他の有利な実施例によれば、前記ハウジングは二つの皿部材からなり、上皿部材と下皿部材の間には分割面が長手方向に延びている。該分割面はハウジングを好ましくは平面状に分けて濾過媒体を完全に囲む。したがって、分割面は上下の皿部材で対称になる。組付けた状態では前記枠部材の密封輪郭部はこれらの分割面に合わさり、分割面で密封されるように連結される。したがって、枠部材の密封輪郭部は分割面に置かれることになる。この連結を安定にするために、ハウジングの壁は補強されるかトーラス状（円環面状）に広げることができる。分割面は、例えばねじ、あるいはクリップ連結により互いに締め付け、これにより部材の密封輪郭部に締め付け力が作用するようにしてもよい。密封輪郭部は分割面の前面に亘ってサンドウィッチ状に延び、あるいは分割面に段付きに形成される密封部に一体化されてもよい。

前記分割面はハウジングの最も大きい周囲領域にあり、これにより両ハウジング皿部材はアンダーカット或はバックテーパ部無しに有利に製作できる。したがって、全ての部材は簡単に、経済的に製作でき、加えるに信頼性の高い確実な組付けができる。

枠部材の密封輪郭部の連結は、ある実施例では取外しできないようになされる。枠部材の密封輪郭部は皿部材の分割面に例えば接着あるいは溶接することができる。このような連結方法は、補強のためのスペースを要することなく補強部を追加することを可能とする。連結部に掛かる振動負荷や熱負荷を考えると、このような連結はコスト的に有利であり、また信頼性の高い連結方法である。

本発明の別の実施例では、清浄前側と清浄側との間にバイパス弁が設けられる。この種の弁は通常、弁体、弁座、ばね、および弁箱からなる。好ましくは、ばねで付勢された弁は清浄前側と清浄側の間の通路断面を所定の圧力で、例えば０．４バールで開く。このような状態は、濾過されるオイルが低温で粘度が非常に高い時や、侵入した粒子のために濾過媒体の流通抵抗が高くなった場合に生じる。前記バイパス弁の装着スペースは、好ましくは前記分割面に設けられる。該分割面はそのためフィルタエレメントの領域を越えて延長されて弁室が形成される。該弁室において清浄前側と清浄側が分離され、前記バイパス弁を介して両側を連通させることができる。バイパス弁は枠部材に別体として装着される。弁座を、その他の弁部品を組付ける前に枠部材に取り付けて枠部材に一体化することも可能である。

前記バイパス弁は、フィルタエレメントの流通抵抗が高くなった際にもオイルの供給に支障が生じないようにするものである。分割面に配置することにより、バイパス弁を最小のスペースで簡単に経済的にオイルフィルタユニットに取り付けることができる。

さらに他の有利な実施例では逆流防止部材が備えられる。該逆流防止部材は、装置の運転停止時にオイルフィルタユニットが空になるのを防止し、新たに始動する際に直ちにオイルが供給されるようにするものである。この種の逆流防止部材は、好ましくは薄壁の金属或はプラスチック或はエラストマーで形成され、流通路における弁座を半径方向或は軸方向に閉鎖するものである。オイルフィルタユニット内のオイルのできるだけ全部をユニット内に留めるために、逆流防止部材は直接オイル入口に設けることができる。

前記逆流防止部材は、装置の運転停止後の再始動の際においてもオイルフィルタユニットからのオイル供給を確実にするとともに、上皿部材、上皿部材、あるいは枠部材に小さなスペースで一体化することができる。

さらに、粗い汚れを捕捉するプレフィルタをオイル入口に直接に設けるのが有利である。該プレフィルタは、好ましくは約０．４ｍｍ乃至０．８ｍｍの網目の網状の詰め物を有する。一つのプレフィルタでフィルタエレメントのオイル入口だけでなく前述のバイパス弁をも粗い粒子が通過するのを防ぐために、オイル入口はバイパス弁室の直ぐ近くに設けることができる。プレフィルタはまた、粗い粒子の通過をバイパス弁のみに対して防ぐために該パス弁のみに設けてもよく、そうすると、バイパス弁が開いた際に粒子が全く濾過されていないオイルがオイル回路に流れるのを防止することができる。プレフィルタの固定は、例えば接着、クリップ止め、ねじ止め、溶接、或は一体部分として射出成形することにより行うことができる。

本発明のさらに他の有利な実施例によれば、枠部材は上皿部材と下皿部材の間に一定の距離で延びてオイルフィルタエレメントのハウジング壁を形成するようにする。該枠部材は濾過媒体の高さを越えるようにすることもできる。これにより、枠部材の皿部材に向う側に固定用輪郭部を設けるのに利用できるフレキシブルな自由空間が生じる。この輪郭部は、オイルフィルタユニットを一体構造体にするために、あるいは上下の皿部材を枠部材に固定するのに利用できる。そして、例えば振動溶接のための輪郭部を枠部材に設けることもできる。その際、振動溶接のために必要な自由空間が同様に考慮される。枠部材の高さがあるので、バイパス弁、逆流防止部材、あるいはプレフィルタなどの機能部品を枠部材に一体化するかあるいは枠部材と一体的に形成することができる。該枠部材は、要すれば異なる材料からなる二つの構成部材として形成することもできる。

このように、該枠部材が基本的に機能部品と一体化されて皿部材間の連結を信頼性が高く経済的に行なうことができる。

さらに他の有利な実施例によれば、オイルフィルタユニットを変速装置の搭載スペースに固定するための成形部材がフィルタハウジングに設けられる。該成形部材は、平フランジ、穴が形成されるように湾曲された部材、止めピン、あるいはクリップに似た爪など、現状技術で公知の固定具形状を有している。このような固定用成形部材は、上皿部材、下皿部材、あるいは枠部材に配設することができる。分割面領域の壁厚は相当に強固に形成されており、さらにフィルタエレメントの密封輪郭部で補強することができるので、固定用成形部材の配設場所として適している。該固定用成形部材は、好ましくは変速機の固定用部材と対応してオイルフィルタユニットの位置決めをする。

その際、オイルフィルタユニットの固定は搭載スペースおよび搭載作業に最もよく適応できるようにするのが特に有利で、それにより、特に好ましく経済的な取付けが可能となる。

さらに他の実施例では、オイル出口にはオイルポンプの吸入側フランジに連結するための輪郭部が形成されている。濾過されたオイルは、好ましくは上皿部材に設けられオイルポンプに連結されるオイル流出管を介して流れる。オイルポンプのフランジと連結するために該オイル流出管には輪郭部が設けられている。該輪郭部は、例えば環状フランジやリング溝などの固定用成形部、あるいはその他現状技術で公知の固定用成形部として管を支えるように形成することができる。

このようにして、オイルフィルタユニット全体が取付け場所の状況に適合させることができ、オイルポンプとの連結に要する労力が最小になる。

上記およびその他の本発明の好ましい実施例の特徴が、請求項のほか、明細書及び図面から読み取れ、それらの特徴が個々にあるいは幾つかが組み合わされて本発明の実施形態に実施され、および他の分野で適用されて有利かつそれ自身保護され得る実施形態を具現することができ、それらに対して茲に保護を要請するものである。

図１a乃至１cはオイルフィルタユニット１０を展開して示す図で、個々の構成部品は組付け順序に対応して配置されている。図１aに示す上皿部材１１と図１cに示す下皿部材１２の間にフィルタエレメント１３が図１bに示されている。バイパス弁３０とプレフィルタ３１は前記した皿に汲みつけられた状態が図２に示されている。

前記上皿部材１１は、２分割ハウジングのハウジング半分を形成し、その上側部に円筒状のオイル流出管１４を有しており、該流出管の端部にはOリング１６を装着するための溝１５が設けられている。前記上皿部材１１のフィルタエレメント１３に対向する下面には長手方向にリブ１７が形成され、該リブは、上皿部材を補強するとともに、図２に示す組立てた状態ではフィルタエレメント１３を支える。前記上皿部材の皿を形成する開口は全周が平面状の分割面１８で囲まれている。該上皿部材１１の内側支持壁１９が設けられ、該支持壁が第１の清浄側２０を第２の第２の清浄側２１を分離する。

前記フィルタエレメント１３は、側面が枠部材２４で囲まれた面状の濾過媒体２３からなる。該濾過媒体２３はジグザグに折畳まれており、該折畳みの端は前記枠部材２３で完全に覆われている。該枠部材２４はその外側を全周に亘って囲繞する帯輪状の密封輪郭部２５を有している。

前記下皿部材１２は、前記上皿部材の分割面１８と鏡像関係になる分割面１８bを有する。該下皿部材１２は清浄前流体の部屋２８を形成し、該部屋は横方向隔壁２６によって弁室２７と区画されている。該弁室に通じるシリンダ状フランジ３３がバイパス弁３０を受けるために設けられている。前記横方向隔壁の下側に長円形のオイル入口２９が形成されており、前記清浄前流体部屋２８と弁室は該入口で連通している。前記オイル入口に下側にはプレフィルタ３１がその外周でオイル入口に嵌められており、組付け状態では粗大粒子を捕獲する。前記上皿部材１１の側面に設けられた固定用形成部材２２はオイルフィルタエレメント１０をその設置場所に固定するためのものである。

図２、２a、および２bは、オイルフィルタユニット１０の組立て状態を示し、フィルタエレメント１３が上皿部材１１と下皿部材１２の間に密封状に嵌め込まれている。図２aは図２のx部の断面を示し、図２bは図２のy部の断面を示す。枠部材２４の密封輪郭部２５は該輪郭部２５に対応するシール座面３２を有する分割面１８a、１８bの間に嵌めこまれている。清浄前液室２８と第２の清浄側２１の間には隔壁２６が設けられ、該隔壁により前記清浄前液室２８と第２の清浄側２１がフィルタエレメント１３の密封輪郭部２５を介して区画される。前記隔壁２６の端面は前記分割面１８、１８aと同一平面上にある。分割面１８、１８b間および座面３２と密封輪郭部２５間の接合は、例えば接着あるいは溶接で行なわれる。あるいは、前記座面３２をなくして、密封輪郭部２５を例えば分割面１８、１８aの全面に亘るように形成し、該密封輪郭部２５を平面状の分割面１８、１８a間にサンドイッチ状に挟むようにしてもよい。オイルフィルタユニット１０の長手方向の一端部はフィルタエレメント１３から隔離された弁室に形成され、該弁室にはバイパス弁３０が設けられる。該バイパス弁３０は弁室２７に密封状に配置され、その下側はオイル入口２９と通じ、上側は第２の清浄側２１に通じる。第１の清浄側２０と第２の清浄側２１の間には、密封輪郭部２５を支えるだけでオイルは通ることができるように形成された流通可能な支持壁１９が設けられている（図１参照）。オイル流出管１４を図示しない連結部材に密封接続するために、Oリング１６が溝１５に装着されている。

オイル入口２９から吸込まれるオイルは、下皿部材１２の下部に取り付けらたプレフィルタ３１で粗大粒子が捕捉される。このオイルは濾過媒体２３を通過して長手方向に湾曲し、リブ１７に沿って分かれて流れる。そしてオイルはオイル流出管１４を通って図示しないオイルポンプへ流れる。濾過媒体２３がひどく汚れるか、あるいはオイルの粘度が低温のために高いときには、前記バイパス弁が圧力差の増大により開弁してオイルの供給が確保される。

図３a乃至３ｃには、基本的に高さが濾過媒体２３よりも高い枠部材１２４を備えたオイルフィルタユニット１０が展開して示されている。この場合、図１aにおける上皿部材は符号１１１で、図１ｃにおける下皿部材は符号１１３で、図１bにおけるフィルタエレメントは符号１１２で示してある。前記枠部材１２４の内側にはバイパス弁１３０を受け支える弁フランジ１３３が形成されている。前記上皿部材１１１と下皿部材１１２は基本的に平板状に形成され、前記枠部材の密封面１２５に対応する分割面１１８を有している。固定用形成部材１２２は枠部材１２４と一体的に形成されていて図示しない構造体への位置決め固定がなされる。

図４a及び４bは、オイルの逆流が防止される下皿部材２１２の実施例を示す。図４bには下皿部材２１２のオイル入口２９部分の断面が示されている。この実施例では逆流防止弁２３４は傘状の弁で下皿部材２１２に留められている。材料としては温度及び化学的に耐久性がある、例えばシリコンが選ばれる。

本発明のさらなる詳細は添付の概略図を参照して説明される。ここに、
図１ａ乃至１ｃは、フィルタエレメントの展開図である。 組み立てられたフィルタユニットの全体図であり、図２ａはＸ部の拡大断面図、２ｂはＹ部の拡大断面図である。 図３ａ乃至３ｃは、オイルフィルタユニットの変形例の展開図である。 図４ａ及び４ｂは、オイルフィルタユニットの他の実施例の斜視図である。

Claims (12)

1. 上皿ハウジング部材と下皿ハウジング部材によって平鍋状に形成されたフィルタ室が設けられたフィルタハウジングを有し、該フィルタハウジングはオイル入口とオイル出口が設けられたフィルタ室を有し、該フィルタハウジング内に前記オイル入口とオイル出口の間にフィルタエレメントが密封状態に装着されている、内燃機関のオイル循環回路におけるオイルサンプに配置されるオイルフィルタユニットにおいて、前記フィルタハウジングは少なくとも２つに分割されており、前記平鍋状のフィルタ室に収納されるフィルタエレメントは枠部材に密封状態に囲まれた濾過媒体を有し、前記枠部材は前記フィルタハウジングの輪郭部に一致するように形成された密封輪郭部を有するとともに、
   前記フィルタハウジングは、フィルタエレメントが収納されるフィルタ室と、オイル入口に位置する弁室とが、隔壁を介して区画され、前記弁室にバイパス弁、逆流防止部材、あるいはプレフィルタの少なくとも複数の機能部品が配されていることを特徴とするオイルフィルタユニット。
2. 前記濾過媒体はガラス繊維あるいは総合成不織布で形成されていることを特徴とする請求項１記載のオイルフィルタユニット。
3. 前記濾過媒体はガラス繊維製の媒体であって少なくとも２５μのポアサイズの濾過媒体であることを特徴とする前記請求項のいずれか１項に記載のオイルフィルタユニット。
4. 前記濾過媒体はその流入側及び／或は出口が支持格子で補強されていることを特徴とする前記請求項のいずれか１項に記載のオイルフィルタユニット。
5. 前記ハウジングは２つの皿部材からなり、これらの皿部材の間には前記フィルタエレメントの密封輪郭部に合わさる分割面が形成されていることを特徴とする前記請求項のいずれか１項に記載のオイルフィルタユニット。
6. 前記両皿部材はそれらの分割面で前記枠部材の密封輪郭部に取外しできないように連結されていることを特徴とする請求項５記載のオイルフィルタユニット。
7. 前記フィルタエレメントをバイパスするためのバイパス弁が前記オイル入口とオイル出口の間に設けられていることを特徴とする前記請求項のいずれか１項に記載のオイルフィルタユニット。
8. 前記オイル入口の領域には逆流防止部材が設けられていることを特徴とする前記請求項のいずれか１項に記載のオイルフィルタユニット。
9. 前記オイル入口にはプレフィルタが設けられていることを特徴とする前記請求項のいずれか１項に記載のオイルフィルタユニット。
10. 前記枠部材は前記フィルタエレメントの全高に亘って延びフィルタハウジングの一部をなしていることを特徴とする前記請求項のいずれか１項に記載のオイルフィルタユニット。
11. 前記フィルタハウジング或は枠部材にフィルタハウジングを取付けスペースに固定するための固定用形成部材が設けられていることを特徴とする前記請求項のいずれか１項に記載のオイルフィルタユニット。
12. 前記オイル出口にはオイルポンプに吸入側フランジに連結するための形状部が形成されていることを特徴とする前記請求項のいずれか１項に記載のオイルフィルタユニット。

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