JP4922716B2 - フィルタ及び濾過器 - Google Patents

Description

本発明は、例えば、内燃機関を潤滑するオイル等の流体を濾過するためのフィルタ及び該フィルタを備えた濾過器に関する。

従来より、この種のフィルタとして、例えば、特許文献１に開示されているように、底壁部及び周壁部からなる有底円筒状に形成されたものが知られている。このフィルタの底壁部及び周壁部には濾過用の網目部が設けられるとともに、網目部を補強するためのリブが複数本設けられている。これら網目部とリブとは樹脂材料によって一体成形され、部品点数の削減が図られている。
実開昭６０−３１３１９号公報

ところで、特許文献１のように網目部とリブとを樹脂材料で一体成形する際、網目部が有する流体通過孔の一部が潰れてしまい不良品となることがある。この不良品がそのまま出荷されるのを防ぐために、成形後、完成品検査が行われるが、流体通過孔は小さいものであることから、人による目視検査では検査精度が低く、しかも、時間がかかってしまう。そこで、近年、完成品検査をコンピュータ装置を用いた画像処理検査として、検査精度を高めながら省力化を図るとともに、検査時間を短縮したいという要求がある。

しかしながら、特許文献１のフィルタは、円筒状であるため、周壁部は曲面となっている。従って、この周壁部の網目部を画像処理で検査する際、撮像カメラに近い部分と遠い部分とができ、撮像範囲の全体にピントが合わない。つまり、撮像カメラで一度に撮像して検査できる範囲は、撮像カメラのピントが合う狭い範囲となるため、周壁部を少しずつしか検査できず、周壁部の全体を検査するのに要する時間が長くなってしまう。

また、上述したように周壁部が曲面であることから、その周壁部を一方向から撮像カメラで撮像すると、撮像カメラの真正面に位置する網目部の流体通過孔と、撮像カメラの真正面から回り込んだ所に位置する流体通過孔とが異なる形状で撮影されることになる。このように、撮像した画像において流体通過孔の形状が周壁部の部位によって異なってしまうと、正確な検査結果が得られない。

本発明は斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、有底筒状の樹脂製フィルタの周壁部に形成した網目部を画像処理により検査する際に、一度に広い範囲を正確に検査できるようにすることで、高精度な検査結果を短時間で得られるようにして、フィルタを低コスト化することにある。

上記目的を達成するために、請求項１の発明では、底壁部と周壁部とを備え、該底壁部とは反対側の端部が開口した筒状のフィルタであって、上記周壁部は、上記底壁部は、平面視で多角形とされ、上記周壁部は、上記底壁部の各辺部から上記開口の縁部まで平坦に延びる流体濾過用の網目部を有する複数の平坦面部と、該周壁部の周方向に隣接する平坦面部の境界部分に設けられ、上記網目部を補強するためのリブとを備えるとともに、該周壁部の中心線方向両端に亘って中心線に直交する方向の断面形状が多角形状となるように形成され、上記リブは、上記周壁部の外方へ向けて放射状に、かつ、上記網目部よりも突出するとともに、該周壁部の中心線方向両端に亘って連続して延びており、上記周壁部の周方向に隣り合うリブは上記網目部からの突出方向先端側へ行くほど互いの間隔が広がるように形成され、上記網目部、上記リブ及び上記底壁部が樹脂材料により一体成形されている構成とする。

請求項２の発明では、請求項１の発明において、フィルタは、流体が周壁部の外方から内方へ向けて流れるように設けられるものであり、網目部は上記周壁部を貫通する流体通過孔を有し、上記流体通過孔は、上記周壁部の外側の開口面積が該周壁部の内側の開口面積に比べて大きく設定されている構成とする。

請求項３の発明では、請求項１に記載のフィルタにおいて、フィルタは、流体が周壁部の外方から内方へ向けて流れるように設けられるものであり、網目部は上記周壁部を貫通する流体通過孔を有し、上記流体通過孔の内壁面は、該流体通過孔を通過する流体を、上記周壁部内の流体の流れ方向に案内するように形成されている構成とする。

請求項４の発明では、請求項１から３のいずれか１つに記載のフィルタと、上記フィルタを収容するとともに、濾過前の流体が流入する流入孔及び該フィルタによる濾過後の流体が流出する流出孔を有するケースとを備え、上記ケースには、上記フィルタの周壁部を
囲む円筒部が形成されている構成とする。

請求項５の発明では、請求項４の発明において、ケースの流出孔は、車両用エンジンに設けられた潤滑オイルの吸入孔に接続される構成とする。

請求項１の発明によれば、周壁部の断面形状が中心線方向両端に亘って多角形状であるため、周壁部には、その多角形の辺の数と同じだけ平坦面が形成されることになる。これにより、画像処理による完成品検査を行う際、撮像カメラで１つの平坦面の全体にピントを合わせて撮像でき、この画像に基づいて当該平坦面の全体を一度に検査することができ、また、他の平坦面についても同様に検査できる。また、撮像対象が平坦面であることから、網目部の流体通過孔は該平坦面の全体に亘って同じように撮像できる。これにより、正確な検査結果を得ることができる。従って、このフィルタを画像処理により検査する際には、従来例の周壁部が円筒状の場合に比べて、一度に広い範囲を正確に検査することができ、高精度な検査結果を短時間で得ることができる。よって、フィルタの低コスト化を図ることができる。

請求項２の発明によれば、網目部の流体通過孔の上流側の開口面積が下流側の開口面積よりも大きいので、流体が流体通過孔に流入し易くなり、流体の流通抵抗を小さくできる。

請求項３の発明によれば、例えば流体が周壁部の外方から内方へ向かって網目部の流体通過孔を通過する際、その流体を、流体通過孔の内壁面によって、周壁部の内部を流れる流体の流れ方向に案内できる。これにより、流体の流れをスムーズにできる。

請求項４の発明によれば、多角形の断面形状を有するフィルタがケースの円筒部で囲まれることになるので、フィルタの周壁部に形成される平坦面と、この平坦面に対向する円筒部内周面との間には、十分な空間を確保することができる。これにより、ケースの流入孔から流入した流体を、上記空間からフィルタの周壁部の流体通過孔に流入させることができ、流体の流れをスムーズにすることができる。

請求項５の発明によれば、車両用エンジンに取り付けられる濾過器を高品質で低価格にすることができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。

（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１に係る濾過器１を示すものである。この濾過器１は、図２及び図３にも示すように、ケース２とフィルタ３とを備えており、例えば、図示しないが、自動車の内燃機関のオイル貯留空間を構成するオイルパン内に配置されてシリンダブロックに取り付けられている。ケース２は、円管状をなしており、長手方向一端部（図１における右側）には、フィルタ３で濾過するオイルをケース２内に流入させるための流入孔２ａが開口し、他端部（図１における左側）には、フィルタ３で濾過したオイルをケース２内から流出させるための流出孔２ｂが開口している。流出孔２ｂは、エンジンのシリンダブロックに形成されたオイルポンプの吸入孔４（図２及び図３にのみ仮想線で示す）に接続されるようになっている。

上記ケース２は、樹脂材料を射出成形してなるものである。図１に示すように、ケース２の流出孔２ｂの周縁部には、ケース側フランジ１０が形成されている。このケース側フランジ１０には、該フランジ１０をシリンダブロックへ締結するための締結部材（図示せず）が挿通する挿通孔１０ａが２つ形成されている。図３に示すように、ケース２の流出孔２ｂの内周面には、奥側に第１段部１１が形成され、該第１段部１１の手前側に第２段部１２が形成されている。第２段部１２に、Ｏリングからなるシール材１３が嵌め込まれている。このシール材１３により、ケース側フランジ１０と、シリンダブロックの吸入孔４周縁部との間がシールされるようになっている。

また、図１及び図２に示すように、上記ケース２の長手方向中間部には屈曲部１４が形成されている。上記ケース２におけるフランジ１０から屈曲部１４までの間が、フィルタ３を収容するための円筒部としてのフィルタ収容部１５とされている。

上記フィルタ３は、樹脂材料を射出成形してなる一体成形品であり、底壁部３０と周壁部３１とを備えた有底筒状をなしている。フィルタ３における底壁部３０と反対側の端部には、開口部３２が形成されている。底壁部３０は、図４及び図６に示すように、平面視で六角形の板状に形成されている。

上記フィルタ３の周壁部３１の外径は、上記フィルタ収容部１５の内径よりも小さく設定されている。周壁部３１は、底壁部３０の周縁部から、型抜き角を考慮して開口部３２に向かってフィルタ３の外側に僅かに傾斜して延びており、従って、周壁部３１は、その中心線方向両端に亘って中心線に直交する方向の断面形状が底壁部３０と相似な六角形状となっている。このように、周壁部３１の断面形状を底壁部３０と相似な六角形状とすることで、図４にも示すように、周壁部３１には、６つの平坦面部３６、３６、…が形成されることになる。

また、フィルタ３の開口部３２周りには、フィルタ側フランジ３７が形成されている。このフィルタ側フランジ３７の外形状は、図２や図３に示すように、上記ケース２の第１段部１１に嵌る円形とされている。フィルタ側フランジ３７が第１段部１１に嵌まった状態で、上記シール材１３は、フィルタ側フランジ３７の外周面に接するようになっている。

図５や図６に示すように、上記ケース２の周方向に隣接する平坦面部３６、３６の境界部分には、補強用の周壁リブ３８が合計６本形成されている。これら周壁リブ３８は、周壁部３１の外方へ向けて放射状に突出し、該周壁部３１の中心線方向両端に亘って連続して延びている。周壁リブ３８の先端面は、好ましくは曲面で構成されている。

図７に示すように、上記ケース２の各平坦面部３６における周壁リブ３８、３８の間の領域には、オイルを濾過するための周壁網目部４０が形成されている。この周壁網目部４０の目の細かさは、１９メッシュ、即ち、長さ１インチについて１９個の流体通過孔４０ａを有するように設定されている。上記周壁網目部４０の流体通過孔４０ａを構成する第１線状部４０ｂと第２線状部４０ｃとは、平面視で互いに略直交し、かつ、周壁部３１の中心線Ｙ（図７にのみ示す）に対し約４５゜傾斜している。従って、流体通過孔４０ａは、平面視で略矩形状となっている。尚、周壁網目部４０のメッシュ数は任意に設定することができる。

また、図８に示すように、第１線状部４０ｂ及び第２線状部４０ｃの断面形状は、フィルタ３の外側へ向けて先細に形成されている。これは、後述する成形型の型抜きを考慮して設定されたものである。第１線状部４０ｂ及び第２線状部４０ｃの先細形状により、各流体通過孔４０ａの流路断面積は、フィルタ３の外側へ行くいくほど大きくなる。つまり、流体通過孔４０ａにおけるフィルタ３の外側の開口面積が、フィルタ３の内側の開口面積に比べて大きく設定されている。また、図３に示すように、フィルタ側フランジ３７の内周側にも、網目部４１が形成されており、この網目部４１の流体流通孔の流路断面積は、フィルタ３の内側から外側まで同じに設定されている。

上記底壁部３０の周縁部には、開口部３２側とは反対側へ向けて突出する補強用の底壁リブ３４が形成されている。図６に示すように、底壁リブ３４は、底壁部３０の周縁部に沿って連続して延びる環状をなしている。底壁部３０の底壁リブ３４よりも内側の領域には、オイルを濾過するための底壁網目部３５が形成されている。この底壁網目部３５の目の細かさは、上記周壁網目部４０と同じに設定されている。底壁網目部３５の流体通過孔３５ａを構成する第１線状部３５ｂ及び第２線状部３５ｃの断面形状は、上記周壁網目部４０と同様に、フィルタ３の外側へ向けて先細に形成されている。

次に、上記のように構成されたフィルタ３の製造要領について説明する。まず、フィルタ３を成形する成形型１００について説明すると、この成形型１００は、図５に示すように、フィルタ３の内周面を成形する上型１０１と、フィルタ３の底壁部３０外面を成形する下型１０２と、フィルタ３の周壁部３１外面を成形する６つの中間型１０３、１０３、…（図６にも示す）とを備えている。上型１０１は、フィルタ３の中心線方向に移動する一方、下型は、図示しない射出機と一体化され固定されている。上記上型１０１、下型１０２及び中間型１０３、１０３、…を型締めした状態でキャビティが形成される。

図５に示すように、上記下型１０２には、キャビティに樹脂材料を射出するためのゲート１０２ａが形成されている。該ゲート１０２ａは、キャビティにおける周壁リブ３８の形成位置に対応するように６つ配置されている。また、上記中間型１０３、１０３、…は、フィルタ３の周方向に並ぶように配置されている。各中間型１０３は、１つの平坦面部３６を成形するものであり、図６に白抜きの矢印で示すように、平坦面部３６と直交する方向に移動するようになっている。図５に示すように、各中間型１０３の成形面には、周壁網目部４０の第１線状部４０ｂ及び第２線状部４０ｃを成形するための多数の溝１０３ａが、フィルタ３の中心線に対して傾斜して延びるように設けられている。

上記のように構成された成形型１００を型締めしてゲート１０２ａからキャビティに溶融樹脂材料を射出すると、樹脂材料は、キャビティの底壁部３０に対応する箇所からフィルタ側フランジ３７に対応する箇所まで流れていく。このとき、キャビティにおける周壁網目部４０に対応する箇所では、中間型１０３の成形面の溝１０３ａがフィルタ３の中心線に対し傾斜する方向に延びているので、樹脂材料はこの溝１０３ａを通ってキャビティにおけるフィルタ側フランジ３７に対応する箇所までスムーズに流れていく。これにより、キャビティにおける周壁網目部４０に対応する箇所に樹脂材料が行き渡りやすくなる。そして、上記キャビティ内の樹脂材料が固化した後、型開きしてフィルタ３を脱型する。

その後、脱型したフィルタ３は、完成品検査工程に送られる。この完成品検査は、図示しないが、各種製品の検査工程で用いられている画像処理装置で行われる。この画像処理装置は、撮像カメラを備えており、この撮像カメラで撮影された画像をコンピュータ装置で解析して検査対象が設計通りに製造されているか否かを判定するように構成された周知のものであるため、詳細な説明は省略する。

完成品検査工程では、まず、１つの平坦面部３６を撮像カメラで撮影して検査する。このとき、検査対象が平坦であるため、平坦面部３６の全体にピントが合った画像が得られ、これに基づいて当該平坦面部３６の全体が一度に検査される。この平坦面部３６の検査が終わると、他の平坦面部３６の検査及び底壁網目部３５の検査に移り、同様に検査する。検査の結果、不良品と判定されれば、組み立てラインから外される。

上記のようにして得られたフィルタ３をケース２に挿入して濾過器１を構成すると、フィルタ３の周壁部３１が六角筒状であるのに対し、フィルタ収容部１５が円筒状であることから、図３に示すように、周壁部３１の平坦面部３６と、この平坦面部３６に対向するフィルタ収容部１５内周面との間には、十分な空間Ｓが確保される。そして、上記濾過器１をエンジンのシリンダブロックに取り付けてからオイルポンプを作動させると、オイルがケース２の流出孔２ａからケース２の内部に吸い込まれる。ケース２の内部に吸い込まれたオイルは、フィルタ３の底壁網目部３５を外側から内側へ通過して濾過されて中心線に沿うように開口部３２側へ流れる。一方、フィルタ収容部１５内のオイルは、周壁網目部４０を外側から内側へ通過して濾過されて開口部３２側へ流れる。つまり、上記周壁部３１の内部を流れるオイルの主流は、図３及び図８に矢印Ｘで示すように、底壁部３０から開口部３２へ向かう中心線方向の流れとなる。

上記フィルタ収容部１５内のオイルが周壁網目部４０の流体通過孔４０ａに流入する際、周壁部３１に形成される平坦面部３６と、この平坦面部３６に対向するフィルタ収容部１５の内周面との間には、十分な空間Ｓが確保されるので、オイルがスムーズに流れるようになる。また、オイルはフランジ３７の流体通過孔４０ａを通過する際にも濾過される。

以上説明したように、この実施形態に係るフィルタ３によれば、周壁部３１の形状を六角筒状にしたので、周壁部３１には、６つの平坦面部３６、３６、…を形成できる。これにより、画像処理による完成品検査を行う際、撮像カメラで１つの平坦面部３６の全体にピントを合わせて撮像し、この画像に基づいて当該平坦面部３６の全体を一度に検査することができ、また、他の平坦面部３６についても同様に検査できる。また、１つの平坦面部３６を撮像することで、周壁網目部４０の流体通過孔４０ａは該平坦面部３６の全体に亘って同じように撮像できるので、正確な検査結果を得ることができる。従って、このフィルタ３を画像処理により検査する際には、従来の周壁部３１が円筒状の場合に比べて、一度に広い範囲を正確に検査することができ、高精度な検査結果を短時間で得ることができ、フィルタ３の低コスト化を図ることができる。

また、オイルが底壁網目部３５や周壁網目部４０の流体通過孔３５ａ、４０ａを通過する際、流体通過孔３５ａ、４０ａの開口面積は、オイル流れ方向上流側であるフィルタ３外側が、下流側である内側よりも大きく設定されているので、オイルが流体通過孔３５ａ、４０ａ内に流入し易くなり、オイルの流通抵抗を小さくできる。

また、上記フィルタ３を用いて車両用エンジンに取り付けられる濾過器１を構成したので、該濾過器１を高品質で低価格にすることができる。

また、上記濾過器１では、六角形の断面形状を有するフィルタ３が円筒状のフィルタ収容部１５で囲まれることになるので、フィルタ３の周壁部３１に形成される平坦面部３６と、この平坦面部３６に対向するフィルタ収容部１５の内周面との間には、十分な空間Ｓを確保することができる。これにより、ケース２の流入孔２ａから流入したオイルをフィルタ３の周壁部３１の流体通過孔４０ａに流入させる際、流体の流れをスムーズにすることができる。

（実施形態２）
図９は、本発明の実施形態２に係るフィルタ３を底壁部側から見た図である。この実施形態２のフィルタは、底壁部の形状及び周壁部（図示せず）の断面形状が実施形態１のものと異なるだけで、他の部分は同じであるため、以下、実施形態１と同じ部分には同じ符号を付して説明を省略し、異なる箇所を詳細に説明する。

実施形態２のフィルタ３の底壁部は、図示しないが、平面視で四角形とされている。周壁部３１は、上記底壁部の形状に対応して４つの平坦面部３６、３６、…を有する四角筒状をなしている。このフィルタ３を収容するケース２は、上記実施形態１のものと同じである。

フィルタ３の成形型は、実施形態１と同様に、上型、下型（共に図示せず）及び中間型１０３を備えている。中間型１０３の数は、平坦面部３６の数と同じ４つである。

この実施形態２のフィルタ３においても、実施形態１と同様に、画像処理による完成品検査を行う際、一度に広い範囲を正確に検査することができ、高精度な検査結果を短時間で得ることができ、低コスト化を図ることができる。

尚、フィルタ３の周壁網目部４０を構成する第１線状部４０ａ及び第２線状部４０ｂは、図１０（ａ）に示す変形例１のように、フィルタ３の外側から内側まで略同じ幅として、外側に位置する端部を曲面で構成するようにしてもよい。また、図１０（ｂ）、（ｃ）にそれぞれ示す変形例２、３のように、周壁流体通過孔４０ａの内壁面は、該流体通過孔４０ａを通過するオイルを、周壁部３１内におけるオイルの主流の流れ方向（矢印Ｘで示す）に案内するように形成してもよい。変形例２では、第１線状部４０ｂの一側面が、オイルをＸ方向に導くように、周壁部３１の径方向に対し傾いている。変形例３では、第１線状部４０ｂの両側面が、同様に傾いている。これら変形例２、３では、周壁部３１の外側から内側へ向かって流体通過孔４０ａを通過するオイルを、周壁部３１の内部におけるオイルの主流の流れ方向Ｘに案内でき、オイルの流通抵抗をより一層小さくできる。

また、上記濾過器１は、自動車のエンジン以外にも、自動車の自動変速機や、その他、各種動力機械の潤滑系に用いることができる。また、上記濾過器１では、オイル以外にも水や空気等を濾過することもできる。

また、フィルタ３の周壁部３１は、上述した六角筒状、四角筒状に限られるものではなく、中心線に直交する方向の断面形状が三角形、五角形、七角形、八角形等の多角形であればよい。この周壁部３１の断面形状が七角形以上になると、成形型１００の中間型１０３ａの個数が増えて型構造が複雑化するとともに、完成品検査工程において撮像回数が増えて煩雑になるため、周壁部３１の断面形状は、三角形から六角形の間で設定するのが好ましい。

以上説明したように、本発明に係るフィルタ及び濾過器は、自動車用エンジンのオイルパン内に配設するのに適している。

本発明の実施形態１に係る濾過器の斜視図である。 図１におけるII−II線断面図である。 濾過器のフィルタ収容部側の拡大断面図である。 フィルタを開口部側から見た図である。 フィルタの成形工程を説明する縦断面図である。 図５におけるVI−VI線断面図である。 平坦面部の拡大図である。 図７におけるVIII−VIII線断面図である。 実施形態２に係る図６相当図である。 図８相当図であり、（ａ）は変形例１に係り、（ｂ）は変形例２に係り、（ｃ）は変形例３に係る図である。

１ 濾過器
２ ケース
２ａ 流入孔
２ｂ 流出孔
３ フィルタ
４ 吸入孔
３０ 底壁部
３１ 周壁部
３８ 周壁リブ
４０ 周壁網目部
４０ａ 流体通過孔

Claims (5)

1. 底壁部（３０）と周壁部（３１）とを備え、該底壁部（３０）とは反対側の端部が開口した筒状のフィルタ（３）であって、
   上記底壁部（３０）は、平面視で多角形とされ、
   上記周壁部（３１）は、上記底壁部（３０）の各辺部から上記開口の縁部まで平坦に延びる流体濾過用の網目部（４０）を有する複数の平坦面部（３６）と、該周壁部（３１）の周方向に隣接する平坦面部（３６）の境界部分に設けられ、上記網目部（４０）を補強するためのリブ（３８）とを備えるとともに、該周壁部（３１）の中心線方向両端に亘って中心線に直交する方向の断面形状が多角形状となるように形成され、
   上記リブ（３８）は、上記周壁部（３１）の外方へ向けて放射状に、かつ、上記網目部（４０）よりも突出するとともに、該周壁部（３１）の中心線方向両端に亘って連続して延びており、上記周壁部（３１）の周方向に隣り合うリブ（３８）は上記網目部（４０）からの突出方向先端側へ行くほど互いの間隔が広がるように形成され、
   上記網目部（４０）、上記リブ（３８）及び上記底壁部（３０）が樹脂材料により一体成形されていることを特徴とするフィルタ（３）。
2. 請求項１に記載のフィルタ（３）において、
   フィルタ（３）は、流体が周壁部（３１）の外方から内方へ向けて流れるように設けられるものであり、
   網目部（４０）は上記周壁部（３１）を貫通する流体通過孔（４０ａ）を有し、
   上記流体通過孔（４０ａ）は、上記周壁部（３１）の外側の開口面積が該周壁部（３１）の内側の開口面積に比べて大きく設定されていることを特徴とするフィルタ（３）。
3. 請求項１に記載のフィルタ（３）において、
   フィルタ（３）は、流体が周壁部（３１）の外方から内方へ向けて流れるように設けられるものであり、
   網目部（４０）は上記周壁部（３１）を貫通する流体通過孔（４０ａ）を有し、
   上記流体通過孔（４０ａ）の内壁面は、該流体通過孔（４０ａ）を通過する流体を、上記周壁部（３１）内の流体の流れ方向に案内するように形成されていることを特徴とするフィルタ（３）。
4. 請求項１から３のいずれか１つに記載のフィルタ（３）と、
   上記フィルタ（３）を収容するとともに、濾過前の流体が流入する流入孔（２ａ）及び該フィルタ（３）による濾過後の流体が流出する流出孔（２ｂ）を有するケース（２）とを備え、
   上記ケース（２）には、上記フィルタ（３）の周壁部（３１）を囲む円筒部（１５）が形成されていることを特徴とする濾過器（１）。
5. 請求項４に記載の濾過器（１）において、
   ケース（２）の流出孔（２ｂ）は、車両用エンジンに設けられた潤滑オイルの吸入孔（４）に接続されることを特徴とする濾過器（１）。

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