JP5019692B2 - 液体濾過器とその製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
（技術分野）
本発明は、キャップを備え、鋳造技術により製造されたハウジングを備えた特許請求の範囲第１項に記載の種類の液体濾過器に関する。さらに、本発明は、前記液体濾過器を製造する請求の範囲第９項記載の製造方法に関する。
【０００２】
（背景技術）
上に述べた種類の液体濾過器は、大抵は円筒形の基本構造をなすハウジング構造体に形成され、キャップがねじを介してハウジングにねじ締め可能にされている。そのような液体濾過器がＤＥ１９６３７００８Ａ１に開示されている。このような構造の濾過器のねじ込みキャップにはハウジング構造体との間のシールを行うＯリングが挿入される円周溝が設けられている。前記キャップは前記ハウジングにねじ締めされ、一定の締付けトルクで締め付けられる。これにより、運転中にキャップが緩むことが防止される。
【０００３】
しかしながら、上記した構造ではねじが加工されなければならないので製造費が高くなる。少なくともハウジング構造体は大抵金属で、特にアルミニュームの圧力鋳造で製造されるので、ねじ部を成形後の加工を必要としない鋳造技術で製造することが不可能である。
【０００４】
したがって、本発明の課題は、製造費用が安価で使用時の信頼性が高いハウジングとキャップとの密閉接合ができる液体濾過器を提供することである。この課題は、特許請求の範囲第１項ならびに特許請求の範囲第９項に記載の特徴によって解決される。
【０００５】
（発明の開示）
本発明の液体濾過器は鋳造技術により製造されたハウジングを有する。ハウジングと言う呼び方で、特別な構造に形成されたハウジングのほか他の構造物に一体化されたハウジング部をも意味する。例えば、内燃機関の潤滑油を濾過する用途の場合がそうである。その場合、ハウジングはエンジンブロックに一体化されキャップによって閉じられる。該キャップは、濾過される流体がハウジングの外部に流出しないようにハウジングに気密に接合される。ハウジングとキャップとの接合はキャップをハウジングに対して回転することによって行われる。
【０００６】
本液体濾過器は、キャップとともにハウジングにも互い接合する作用面を設けてキャップをハウジングに固定する働きをさせるようにしたことを特徴とする。前記作用面は作用面構成部によって形成され、該作用面は少なくともハウジングに該ハウジング成形型の型抜き方向に勾配を付けないで成形されるように形成される。さらに、前記ハウジングはハウジングの軸方向に鋳型分割面を有し、該鋳型分割面に直角方向に型抜きされて形成され、前記ハウジングに形成される前記作用面構成部は前記鋳型分割面に隣接した領域では該鋳型分割面に対して直角方向に伸びて形成される。これにより、前記作用面構成部は鋳造技術によって製造することができ、切り屑が発生する加工工程をなくすことができる。特に、後加工を行う必要がなくなる。したがって、ハウジングの製造における費用節減効果の可能性は非常に大きくなる。切り屑の発生が完全避けられるので、ハウジング構造体は最後に洗浄する必要がなくなる。したがって、濾過器全体を経済的に製造することができる。同時に前記作用面構成部の幾何形状は抜き勾配を付けない要件の範囲内で自由に決めることができるので、確実性の観点からの考慮も行うことができる。
【０００７】
前記キャップの作用面はハウジングの作用面と接合できるように設けられる。ハウジングの外側に設けられた作用面ははキャップの内側に設けられた作用面に一致する。作用面を形成する作用面構成部がハウジングの外側面に設けられる限り、作用面は問題なくハウジングの外周上に２つの形状部分として設けることができる。これら２つの形状部分はハウジングの周囲に１８０°離れて相似形に設けられ、夫々の形状部分の範囲では正確に型抜き方向に沿っていなければならない、即ちハウジングの中心軸に対して直角方向に沿っていなければならない。もう１つの可能性は該形状部分の範囲を平坦にすることで、そうすると、ねじに似た作用面構成部を勾配を有しないように形成することになる。これにより、前記形状部分まで至らない作用面形成部の部分を申し分のない機能発揮のためには阻害要因となるだろう鋳型抜き勾配を付けなくて済むことになる。
【０００８】
本発明の有効な実施形態では、キャップとハウジング間の気密に軸方向の気密作用を有するシール部材を利用することである。このことの利点はシール作用部を同様にハウジング鋳造時における鋳造端面の外側に形成することができることである。そのためハウジング構造体を製造する際に後加工なしにシール作用を容易に確保できる。シール部材の材料としては変形性及びシール性について通常の性質が要求されるだけである。
【０００９】
フィルタエレメント交換に際して濾過器のキャップを回転して持ち上げる際に油が溢れ出すのを避けるために、半径方向のシールをするスクレーパリングをキャップとハウジングの間に追加配設することができる。特にフィルタパトローネが斜めに配置されている場合、このスクレーパリングはハウジング内に残っている油が油流出口或は排出口から流出するまでの間に濾過器から溢れ出すのを防止する。
【００１０】
本発明の他の実施形態では、作用面を形成する前記作用面構成部は少なくとも部分的にキャップを取外す方向に対して直角に形成される。このことは、円筒形のハウジングの場合、作用面構成部がハウシングの中心線に対して直角に形成されることを意味する。したがって、この直角の領域ではハウジングとキャップの間の作用面には同様にキャップ取り外し方向に直角方向の接合力が作用する。これにより、キャップを緩める方向の望ましくない力に対抗することができる。これは、濾過器の稼働時に初期緩みと呼ばれる過程を経てキャップが緩むことがある従来のねじ結合に対して根本的に有利な点である。該初期緩みは、濾過される流体の脈動によって惹起されるものであり、該脈動によりキャップ締め付け部が交番荷重を受けるために生じるものである。
【００１１】
本発明のさらに他の実施形態では、作用面構成部はキャップを組み付ける際の回転角を制限するストッパ部をキャップとハウジングの間に形成する。この方法により、キャップの組み付け位置が決められる。前記ストッパは、キャップが過回転されるのを防止し、前述した部分的に水平な作用面が設けられた場合にキャップがその水平な作用面領域に残って該面と接合するようにする。
【００１２】
前記作用面にはさらにキャップとハウジングの間で噛み合う固定仕掛け或は掛け金留め部を設けるのがよい。これにより作業者はキャップが取り付け終わった時を知ることができる。その他、該掛け金留めはキャップの取り外しに対して抵抗するのでキャップの緩み止め作用をする。キャップ取り外しの際には、作業者はこの抵抗に打ち勝ってキャップを取外さなければならない。この固定仕掛けは、例えばねじ込んだ時に互いに噛み合うジグザグ形状を作用面に形成することによって行ってもよい。
【００１３】
本発明のさらに他の実施形態では、キャップ取り付け取り外し時に、作用面を形成する作用面構成部によってキャップが１８０°以上回転しなければならないように強制案内されるようにする。これにより、キャップを取外すのにより多くの時間を要することになり、ハウジング内に残った油が流出する時間を得ることができる。したがって、フィルタエレメント交換の際に油が周囲にこぼれ出すことを防ぐことができる。さらに、作業者は油が落ちたフィルタエレメントをより容易に交換することができる。前記作用面を形成する作用面構成部はねじに似た形状に形成するのがよい。これにより、キャップを取り外す際の回転にはキャップを回転しなければならなくなる。そして前記作用面構成部はねじのように間隙空間を形成する。相手方であるキャップの作用面構成部がこの間隙空間を移動して一定の回転後にキャップはハウジングの中心軸の方向に持ち上げることができるようになる。
【００１４】
前記液体濾過器の製造方法は、キャップと気密な接合をするハウジングの作用面が全て鋳造技術により形成されるようにする。これにより、既に述べた利点が達成される。さらに本製造方法の他の実施形態では、キャップの作用面もまた全て鋳造技術によって形成される。これはハウジングの外側に作用面構成部をねじに似た形態に形成する場合には特に好ましい。この場合、型抜きは外側へ問題なく行えるので作用面構成部は好都合に形成することができる。キャップの内側の作用面構成部は短い棚或は突起片状に形成される。これは型抜きに際して一定角度回転させる中子を用いて難なく製造することができる。したがって、キャップもまた少ない型数で容易に製造することができる。他の方法としては、噴入鋳造されたキャップから１つ１つ取外すことができる分解型中子を用いることもできる。幾何形状を簡単にすることにより少ない数の中子で済むことになる。
【００１５】
上記およびその他の本発明の好ましい特徴が、請求の範囲、または明細書及び図面から案出され、個々の特徴がそれ自身あるいは多くは本発明の実施形態を組合せた形態でおよび他の分野で実現される有利かつそれ自身保護され得る実施形態を示すことができ、それらに対して茲に保護を要請するものである。
【００１６】
（発明を実施するための最良の形態）
第１図には内燃機関の潤滑油濾過器が断面で示されている。該濾過器は、キャップ１１で閉じられたハウジング１０からなる。ハウジング内にはフィルタパトローネ１２が装着され、液体が外側から該パトローネを通って内側に流れる。ハウジング内の流体の流れは矢線で示されている。流体は流入口１３から流入してパトローネが装着される支持部１５として形成された排出口１４から流出する。
【００１７】
前記フィルタパトローネ１２はねじ締めされたキャップ11に気密に保持されている。該キャップは軸方向及び半径方向のシールを行うシール部材１６によって前記ハウジングに対してシールされている。さらに、前記ハウジング１０とキャップ１１の間の隙間にＯリングがスクレーパリング１７として装着されている。前記キャップは作用面構成部１８を介して前記ハウジングに固定されるが、該作用面構成部はねじに似た形状でハウジングと同様キャップにも設けられている。この作用面構成部はつぎの詳細図によって詳しく説明される。
【００１８】
第２図には第１図におけるキャップ１１のみが示されている。キャップの作用面構成部１８は作用面１９を形成し、該作用面はハウジングの作用面構成部と協同してキャップをハウジングに固定すると共に確実なシールを可能にする。キャップの作用面構成部１８はねじ部２０と突起部２１からなる。ねじ部と突起部は中間空間２２を形成し、該空間にハウジングの作用面構成部が該ねじ部２０と突起部２１をハウジングの作用面構成部９が二股で案内されるように通る。前記突起部は、さらにキャップ１１とハウジング１０をキャップが噛み合った状態に位置を決める役目をする。
【００１９】
第２図における断面A−Aが第３図に示されている。突起部２１はハウジング１０の受け部２４にかみ合わせる際に該突起部が撓むように撓み部２３に設けられている。受け部２４は同時に組付け時にキャップ１１の回転を制限するストッパー部２５を形成する。受け部２４と突起部２１は、このようにストッパー部２５が一体化された掛け金留め部２６を形成する。
【００２０】
第４図にはハウジングの上部を斜視図で示してある。ここには図示されていないスクレーパリング１７を挿入する溝２７と先に述べたストッパー部２５を備えた受け部２４が認められる。該受け部２４はねじ面２８とともにハウジング１０の作用面構成部１８を形成する。ねじ面を勾配なしに形成するために、鋳型分割面２９に注意する必要がある。図示しない両外型は、該鋳型分割面に直角に鋳造されたハウジングから型抜きされる。勾配をつけないために、作用面構成部は少なくとも鋳型分割面に隣接する３０で示す領域では分割面に直角に延びなければならない。ねじ面２８の上面にはこのような水平に延びる面が認められる。下部には前記領域３０に亘ってねじ面２８が中断されてねじ部が設けられない部分３１が形成される。
【００２１】
前記ねじ面は組み付けゾーン３２内にさらに水平領域を有し、該水平領域はハウジングを抜き勾配なしに製造することとは無関係で、組み付け状態で同様に水平に形成されたねじ部２０と合わさる。このことはキャップの作用面１９が直接に当接する作用面３３において生じる。この作用面を水平にすることは、キャップに作用する圧力がキャップを緩める方向のモーメントに変換されることを防止する。これにより、既に述べたように脈動する荷重によりキャップが緩み始める発端である初期緩みが生じることが防止される。したがって、掛け金留め部２６はキャップが緩むのを確実に防止するに十分な固定力を維持する。さらに、ハウジングとキャップに密接に緊張したシール部材１６はキャップの緩みに対して抵抗となる。
【００２２】
第５図にはキャップの作用面構成部１８（黒塗りで示す）とハウジングの作用面構成部（白抜きで示す）の協同作用をハウジング１０の外側面を展開して示してある。図には展開方向に直角な鋳型分割面２９が示してある。ねじ部２０ａ−ｄ及び突起部２１ａ−ｄはキャップを取り外す際に位置が変る状態を示している。取り外し方向は矢線で示してある。キャップの取り外し経過を続いて示すために、展開部が一方方向に破線で延長されており、該破線の展開部分は反対側の展開部分に相当するものである。展開図の左側部分はキャップが組み付けられた状態を示し、ねじ部２０ａはねじ面２８ｒの組付け領域３２ｒにある。そして、突起部２１ａは受け部２４に固定されている。
【００２３】
キャップを回転するとキャップは軸方向のシール状態からｂの位置に持ち上げられる。これは突起部２１ｂがねじ面始端部２８ｌに移動されることにより行われる。その際ねじ部２０ｂはねじ面２８ｒと２８ｌの間に押し上げられる。このようにして、ねじ部２０ｂがねじ面２８ｌの中断部３１ｒを橋渡しする状態となり、キャップはこの中断部を通って再び組み付け位置にはすべり降りないようになる。
【００２４】
さらに回転するとキャップはさらにｃで示す位置に持ち上がる。ここで特にキャップのねじ部２０ｃと突起部２１ｃが二股状にねじ面２８ｌを挟んで案内される状況が明らかである。この案内はｄで示される位置で終了して突起部２１ｄはねじ面２８ｌの終端部に達し、そこからキャップを上方に押し上げることができ、キャップはハウジング１０からとり外される。
【００２５】
ねじ面２８ｒと２８ｌは同じ形状で１８０°ずれてハウジングに形成されている。キャップには二つのねじ部及び突起部が同様に１８０°ずれて形成されている。第５図には、分り易くするために1つのねじ部及び突起部が示されている。ａ，b、ｃ、及びｄで示されたねじ部及び突起部は、単にキャップ取り外し時の位置を示したもので、夫々同一のねじ部及び突起部を示すものである。
【００２６】
第５図に示す作用面構成部１８の形状により、キャップを取外すには約３６０°回転しなければならない。キャップを取外す際にこのようにキャップを回転するに要する時間の間にハウジングに残っている潤滑油が油流出口或は排出口１４から流出することができる。そしてキャップを外した後にフィルタパトローネからはさらに残留油が除かれ、分解時に油が滴り落ちることがなくなる。前記ねじ面は幾重にも延長することもでき、それによりキャップを取外すまでの回転角を３６０°よりも大きくすることができる。ただしその際はキャップはそれだけ長くなる。
【図面の簡単な説明】
本発明のさらに詳細は、実施形態を示す概略図を参照して説明される。
【図１】 ねじ込みキャップを備えた液体濾過器の断面図
【図２】 第1図の濾過器のキャップの断面図
【図３】 第２図におけるＡ−Ａ断面図
【図４】 第１図の液体濾過器のハウジングの上部を示す斜視図
【図５】 第４図のハウジング外側上面部の展開図

Claims (10)

1. 鋳造技術により製造された金属製ハウジング（１０）内に液体が通過できるフィルタパトローネ（１２）が流入口（１３）と排出口（１４）で互いに離れてシールされるように装着され、前記ハウジングに対して相対的に回転することにより気密に結合できるキャップ（１１）を有する液体濾過器において、
   前記ハウジング（１０）の外周面に突設して形成されたハウジングの作用面構成部（１８）に周方向に伸びる作用面（３３）を形成し、前記キャップの内周面に突設して形成されたキャップの作用面構成部（１８）に前記作用面（３３）に接合する作用面（１９）を形成し、前記キャップを回転して前記作用面（１９、３３）が互いに接合して前記キャップ（１１）をハウジング（１０）に固定するように構成され、
   前記ハウジング（１０）の作用面（３３）が、該作用面を形成する作用面構成部（１８）に、ハウジング成形型の型抜き方向に勾配を付けないように形成され、
   さらに、前記ハウジングはハウジングの軸方向に鋳型分割面（２９）を有し、該鋳型分割面に直角方向に型抜きされて形成され、前記ハウジングに形成される前記作用面構成部（１８）は前記鋳型分割面に隣接した領域では該鋳型分割面に対して直角方向に伸びて設けられ、前記作用面（３３）を有するハウジングの前記作用面構成部（１８）はハウジングに一体に全て鋳造により製造されたことを特徴とする液体濾過器。
2. 前記キャップ（１１）とハウジング（１０）の間をシールする少なくとも部分的に軸方向にシール作用をするシール部材（１６）が設けられていることを特徴とする請求項１記載の液体濾過器。
3. 前記ハウジング（１０）とキャップ（１１）の半径方向のシールを行うスクレーパリング（１７）が装着されていることを特徴とする請求項１または２に記載の液体濾過器。
4. 前記作用面（１９、３３）はキャップ（１１）をハウジング（１０）に組み付けた状態で作用面（１９、３３）を形成する作用面構成部（１８）に接触する範囲において少なくとも部分的に前記キャップ組み付け方向に対して直角であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の液体濾過器。
5. 前記ハウジング（１０）の作用面（３３）を形成する作用面構成部（１８）には前記キャップ（１１）をハウジングに組み付けた際に該キャップの動きを制限するストッパー部（２５）が設けられていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の液体濾過器。
6. 前記キャップ（１１）およびハウジング（１０）のそれぞれの前記作用面構成部（１８）には組み付けられたキャップ（１１）とハウジング（１０）の間で噛み合い、キャップが緩むのを防止する固定仕掛け或は掛け金留め部（２６）が設けられていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の液体濾過器。
7. 前記キャップをハウジングから取り外す際に該キャップは１８０°以上回転しなければ取外せないように前記キャップ（１１）およびハウジング（１０）の作用面（１９、３３）を形成する作用面構成部（１８）が形成されることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の液体濾過器。
8. 前記作用面（１９、３３）はねじに似た形状に構成されていることを特徴とする請求項７記載の液体濾過器。
9. ハウジング（１０）内に液体を通過できるフィルタパトローネ（１２）が流入口（１３）と排出口（１４）で互いに離れてシールされるように装着でき、前記ハウジングに対して相対的に回転することにより気密に結合されるキャップ（１１）を有し、前記ハウジング（１０）の外周面に突設して形成されたハウジングの作用面構成部（１８）に周方向に伸びる作用面（３３）が形成され、前記キャップの内周面に突設して形成されたキャップの作用面構成部（１８）に前記作用面（３３）に接合する作用面（１９）が形成され、前記キャップを回転して前記作用面（１９、３３）が互いに接合して前記キャップ（１１）をハウジング（１０）に固定する作用をなす液体濾過器の製造方法において、
   前記ハウジング（１０）の作用面（３３）を、該作用面を形成する作用面構成部（１８）に、ハウジング成形型の型抜き方向に勾配を付けないように形成するとともに、前記ハウジングをハウジングの軸方向の鋳型分割面（２９）に直角方向に型抜して製造し、さらに、前記鋳型分割面（２９）の隣接領域における前記作用面構成部（１８）を前記鋳型分割面に鋳型抜き勾配を付けずに分割面に直角方向に型抜きして前記作用面構成部（１８）をハウジングと一体に全て鋳造によって製造することを特徴とする液体濾過器の製造方法。
10. 前記キャップ（１１）の作用面（１９）もまた前記ハウジングと気密に接合できるように全て鋳造によって製造されることを特徴とする請求項９記載の液体濾過器の製造方法。

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