JP5866382B2 - フィルタ部品 - Google Patents

Description

本発明は、フィルタのための部品に関し、特に、例えば自動車、貨車、商用車および作業機械のための車両用途または油圧用途の燃料若しくは潤滑オイルのためのフィルタ部品に関する。

公知のように、フィルタは、概してビーカー形本体およびその閉止カバーによって構成される外部ケーシングを備え、その外部ケーシングにはろ過する流体のための入口導管と、ろ過された流体のための出口導管と、入口導管に連通する第１チャンバおよび出口導管に連通する第２チャンバの少なくとも２つの異なるチャンバにケーシング内部容積が小分割されるようになっているフィルタカートリッジが設けられている。

典型的なフィルタカートリッジは、筒状フィルタ壁の一端に取り付けられた支持プレートを備え、筒状フィルタ壁は例えば星形プリーツフィルタ壁または深層壁（ｄｅｐｔｈ ｗａｌｌ）であり、他端は第２支持プレートに取り付けられている。

支持プレートのうちの１つは、フィルタ壁の内部空洞を閉じるようになっており、一方、対向するプレートは概括的には、内部空洞をフィルタの入口導管または出口導管のいずれかに連通するようになっている開口を呈する。

さらに、支持プレートのうちの１つは、閉止カバーとフィルタケーシングにおけるビーカー形本体との間にこれらを密閉するように介在する周辺シールを収容するように構成されることがある。

さらに、カートリッジは、入口導管から出口導管まで燃料の流れ方向に対して第１フィルタ壁の下流に位置する第２フィルタ壁を呈することを可能とする。

また、概して第２フィルタ壁は、第１フィルタ壁に同軸で結合される星形プリーツフィルタ壁または深層壁である。

第２のフィルタ壁は概して、主にろ過された流体に含まれる水分を凝集して分離するタスクが与えられる通常の使用においては、第１のフィルタ壁より大きい有孔を呈する。

ろ過した流体から分離する水分は通常、特別な排出手段のあるフィルタの外部ケーシングの底部に溜まる。

公知のタイプのそのようなフィルタには、それぞれ弁が設けられ、第１フィルタ壁をそれが詰まったときに迂回させるようになっているバイパス導管がさらに設けられている。

このようにして、一定量の流体がフィルタから流出することが保証され、第２フィルタ壁を通過するときにより大きい大きさの不純物がないことを確信できる。

このようなフィルタ内には様々な消耗部品が存在し、中でも特に、上述したようなシールのような部品は消耗しやすく、そしてフィルタ壁のような部品は目詰まりが進行しやすい。

消耗部品は、それらが次第に消耗し、または遮られるにつれて、その交換のための定期メンテナンスの介入を必要とする。

メンテナンス介入の回数を減らそうとして、第２フィルタ壁はその可使時間がフィルタ全体と同じ長さになるほどに、すなわちフィルタ全体の可使時間中に第２フィルタ壁がそれ自身交換の必要がないように、長くされている。

しかしながら、これを達成するためには、可使時間を超えて詰まらない十分な通路面を呈するように、第２フィルタ壁を作る必要がある。

従って、第２フィルタ壁は、フィルタケーシング内にかなりの空間な大きさを呈し、それは第２フィルタ壁を配置するのに適切な構造とデザインを有するケーシングの設計を必要にさせる。

さらに公知のフィルタの欠点は、フィルタの外部ケーシングの底部における水分排出手段を予め配置しなければならないことである。この場所は、外部ケーシングの底部を画定するビーカー本体を構造上より一層複雑にさせ、さらにフィルタの取り付けについていくつか制約することなる。フィルタは常に、上部カバーに配置された、ろ過される流体の入口及び出口導管への連通を可能とするためだけでなく、ビーカー本体の底部にある水分排出手段へのアクセスを保証するためにも、十分に大きな空間内に取り付けられなければならない。
文献（ＤＥ ２０ ２００７ ００７１２０）は、微粒子フィルタおよび水分離器を備える内燃機関のための燃料フィルタを開示する。水分離器は、燃料フィルタの下流に分離した部品として具体化され、凝集材を有する第１分離ステージの他に、疎水性材料を有する第２分離ステージも備える。これら分離ステージは、これらの間に燃料の迂回路が実現されるように、配置される。第１分離ステージは、複数の貫通穴を備えるプレート上に実質的に水平に配置され、少なくとも一つの親水性媒体の層を備える。第２分離ステージは、疎水性媒体の層を備える。

上記に照らせば、本発明の目的は、第２フィルタ壁のサイズをそれに伴うフィルタケーシングのサイズを含めて制約できるとともに、消耗部品の交換に必要なメンテナンス介入の回数を減らすことにある。

更なる目的は、フィルタの完全な効率性および機能性を保証しながら、外部ケーシングの構造を単純化することにある。

更なる本発明の目的は、単純で合理的で且つ低コストの解決策で上記目的を達成することにある。

これらの目的は、独立請求項に記載される本発明の特徴によって達成される。従属請求項は、本発明の好ましい態様および／または特に有利な態様を詳細に示している。

特に、本発明は、少なくとも厚さを通る貫通穴と、ビーカー形の本体とフィルタにおけるケーシングのカバーとの間に介在するようになっているシールが取り付けられる周縁とが設けられたプレートを備え、少なくとも開口を遮るように、少なくともプレートに取り付けられた平坦なフィルタ壁と、ビーカー本体の底部に溜まった水分を除去するための管の端部を装着するのに適した中空突出部とを備えたことを特徴とするフィルタの部品を提供する。

この解決策によれば、プレートの交換は、１回のメンテナンス介入で、フィルタを密閉するシールと平坦な第２のフィルタ壁との両方を同時期に交換できるようになり、これによって部品交換に必要な介入の数を減らすことができ、同時に第２のフィルタ壁の大きさを抑えることを実現できる。

本発明の部品はさらに、概してろ過されるべき流体の入口と出口の導管が存在するフィルタ上部を通じて水分の排出を可能にする効果があり、これにより通常ビーカー本体の底部に予め設けられる排出手段を不要とし、それによって構造を簡素化し、かつフィルタの取り付けが自由になるとの利点を有する。

さらに有利には、水分を排出するための管は、水分排出システムの効率を完全に復帰することを保証するごとに、プレートとともに交換することができ、水分排出システムはもしこのようにリセットしなければ、最終的に管内に固形の付着物が形成された後に次第に悪化する可能性がある。

本発明の部品はさらに、多くの種類のフィルタ、中でも最初から複数のフィルタ壁を取り入れるように設計されていなかったいくつかのフィルタに関連づけられることの効果がある。

本発明の好ましい実施形態において、平坦なフィルタ壁は、疎水性壁である。このようにすることで、フィルタ壁は、燃料に存在する固形分をろ過できるだけでなく、燃料に含まれる水分の分離できる。

さらに本発明の好ましい実施態様において、プレートは、ディスク形状を有する。さらに、平坦なフィルタ壁もまたディスク形状を呈し、プレートの直径を超えない外径を有する。

この解決策によれば、明らかにコンパクトなフィルタ部を有するプレートを実現できる。

本発明の有利な実施態様において、部品全体の生産方法を最適化できるように、シールはプレートと一体で構成される。

しかしながら、変形例として、シールはプレートに着脱自在に結合されるようにしてもよい。

本発明の好ましい実施形態はさらに、フィルタカートリッジおよび本願明細書において上述したような部品を有するフィルタ群を備え、例えばフィルタカートリッジは、実質的に筒状の形状をなす主フィルタ壁と、主フィルタ壁の端部に取り付けられた支持プレートとを備える。

フィルタカートリッジと共に平坦なフィルタ壁が設けられたプレートの応用は、空間に存在するサイズが小さく、そのうえ交換が容易で使用用途が広い２つのフィルタ壁で構成されるフィルタ群の実現を可能にする。

平坦なフィルタ壁は、有利には主フィルタ壁の軸線に対して実質的に垂直な平面上に位置し、主フィルタ壁上に置かれる。

これによれば、フィルタ群の大きさを明確に抑えることを実現可能とし、同時に、たとえ主フィルタ壁が目詰まり状態であっても、高いろ過効率を提供することを可能とする。

さらには、本発明により、公知のフィルタに対するプレートと関連するフィルタカートリッジの適合性および互換性を容易にすることができ、例えばフィルタは既に市場に出ていて、たとえそれらのマーケティングや生産の後であっても、構造上適合させる必要はない。

本発明の実施態様において、プレートは、支持プレートに対するフィルタカートリッジの係合手段を備える。

このようにして、シールおよび平坦なフィルタ壁に備えるプレートは、異なるタイプのフィルタカートリッジにも容易に係合可能であり、これにより同時にプレートの具現および取付の作業を容易にする。

さらなる実施態様において、プレートと、フィルタカートリッジの支持プレートと単一体で作られたプレートを有するフィルタカートリッジとの間の上記係合手段を交換できる。

この解決策によれば、損耗し易いすべての部品を同時期に交換すること、すなわち主フィルタ壁、第２のフィルタ壁、およびシールはすべて１回のメンテナンス介入であること、が保証される。

本発明の別の実施形態において、フィルタ群は、主フィルタ壁の内部容積をその主フィルタ壁の外側に連通するバイパス導管を備え、バイパス導管は弁で閉じられる。

有利には導管および弁はフィルタ導管に結合される。

この解決策によれば、ろ過されるべき流体は、いずれにせよ、少なくとも粗めにろ過されることができ、および／または、いずれにせよ、主フィルタ壁が詰まっているときであっても水分から分離されることができる。

本発明のなお更なる実施形態は、上述した通りフィルタ群を含むケーシングを備えるフィルタが提供される。

この解決策によれば、フィルタは、主フィルタ壁、第２のフィルタ壁、シールの中から１つを交換の際、それらの正常なメンテナンスが実行されているとき、消耗（損耗または性能の劣化）し易いフィルタの他の部分のすべてを交換し忘れたり又は交換し損ねたりできないようにすることを実現できる。

さらに、これらによれば、フィルタ自体のメンテナンス実行を通じて簡単かつ急速な再生が可能となると同時に、小さい全体寸法を呈する直列した２つのフィルタ壁を有するフィルタが得られることを可能とする。

本発明の更なる特徴および利点は、添付図面において例示される図を用いて非限定的な例によって提示される以下の説明を読むことにより明らかになろう。
本発明の一実施例にかかるフィルタの縦断面である。 本発明の一実施例にかかるフィルタ群（ｆｉｌｔｅｒ ｇｒｏｕｐ）を上方から見た図である。 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図である。 図３の拡大図詳細図であって、本発明の一実施例にかかるフィルタ群の部品に関するものである。 図２のＶ−Ｖ断面図である。

図１に例示されるフィルタ１０は、ディーゼルエンジン、特に自動車、貨車、商用車または自走式作業機械のためのディーゼルエンジンに用いられるディーゼル燃料用のフィルタである。

フィルタ１０は、参照符号２０によってその全体が示される外部ケーシングを備え、それはビーカー形本体２１およびケーシング２０を閉じるようになっている上部カバー２２によって構成される。

カバー２２は、ろ過すべきディーゼル燃料の入口導管２３、ろ過したディーゼル燃料の出口導管２４、およびビーカー形本体２１の底部に溜まり得る水分の排出導管２５のための入口導管２３を備える。

ケーシング２０内には一体型の部品３０が収容され、その部品３０はカバー２２に設けられ対応する台座に収容された広がり部３１と、広がり部３１に結合されビーカー形本体２１の内部中間に軸方向下方に延出する下側ステム部３２とを備える。

ステム部３２上には、スリーブ４０が同軸で挿入され、上端部は一体型部３０の広がり部３１に密封されて結合される実質的に平坦なフランジ４１を呈する。

スリーブ４０は、ステム部３２によって、上方に向けて僅かに先細で、一体型部品３０の広がり部３１に備えられる連結流路（図示せず）を通して、ろ過すべきディーゼル燃料の入口導管２３と連通する中空空間４３が画定されるように必要な大きさにされる。

広がり部３１には、カバー２２から突設する電気ソケット３３によって電気供給され、連結流路内に流入するディーゼル燃料を加熱するようになっている電気加熱器（図示せず）が組み込まれている。

参照番号５で全体が示される部品は、ディスク型プレート５０に設けられ、シールリングを間に挟んでスリーブ４０に同軸で挿入されている。プレート５０は、スリーブ４０に結合するための中央穴と、環状シール５１が密結合するように少し高くした周縁とを備える。

環状シール５１は、フィルタ１０の外部ケーシング２０の密閉を保証するように、カバー２２とビーカーボディ２１との間に画定された台座内に加圧されて収容される。

プレート５０はさらに、排出導管２５の特別に広げた中に、シールリングを介在させて挿入する中空突出部５３を備える。

プレート５０とオーバーレイフランジ４１との間に狭いチャンバ５２が画定され、チャンバ５２は、フランジ４１に部分的にそして一体型部品３０の広がり部３１に部分的に設けられた連結流路（図示しない）を介して、ろ過したディーゼル燃料の出口導管２４に連通する。

参照符号６０で全体が示されるフィルタカートリッジはさらに、ケーシング２０内に収容され、フィルタカートリッジ６０は、現在では実質的に円筒状内部容積６４の範囲を定めて画定するポリマー深層型壁を例とする筒状フィルタ壁６３の反対端に取り付けられる上側支持プレート６１および下側支持プレート６２を備える。

上側支持プレート６１および下側支持プレート６２はそれぞれ中央穴を呈し、これらの穴は互い一列に配置され、フィルタ壁６３の縦軸線Ａに芯合わせされる。

上側支持プレート６１の中心穴はシールリングを介在してスリーブ４０に挿入され、それにより一体型部品３０のステム部３２が、下側支持プレート６２の中心穴にさらなるシールリングを介して挿入可能なフィルタカートリッジ６０における内部容積６４全体の軸方向に渡るようにする。

ステム部３２の自由端は下側支持プレート６２を越えて突設され、そこでは燃料のろ過中にビーカー形本体２１の底部に溜まる水分のレベルを検出するようになっているレベルセンサ３４がついている。

レベルセンサ３４は、電気接続手段に結合され、その電気接続手段は一体型部品３０に組み込まれ、電気ソケット３３まで届き、それによってレベルセンサ３４が車両の電子制御パネル（図示しない）に接続される。

図示する実施形態において、フィルタカートリッジ６０の上側支持プレート６１は、プレート５０の係合手段によって係合するようになっている上部突出部６８を備える。

係合手段は、プレートから下方に突設された環状部を備える。

環状部５７および上部突出部６８はそれぞれ、弾力可撓リリーフ（ｅｌａｓｔｉｃａｌｌｙ−ｙｉｅｌｄｉｎｇ ｒｅｌｉｅｆｓ）５８と、例えばプレート５０および上側支持プレート６１を互いに着脱自在に拘束するように、半径方向結合のスナップフィット拘束を生じさせる凹部６９を備える。

さらなる実施形態において、図示はしないが、プレート５０は、上側支持プレート６１とともに単一体で実装され得る。

上記の構成により、フィルタカートリッジ６０は、ビーカー形本体２１の内部容積を、ろ過すべきディーゼル燃料の入口導管２３と連通し、主フィルタ壁６３の内部容積６４である第１チャンバと、プレート５０に形成されチャンバ５２上に開口する複数の貫通穴５４を介して出口導管２４と連通し、主フィルタ壁６３の外側に画定される第２チャンバ６５とに小分割する。

成形管５６は、第２チャンバ６５内に配置され、成形管５６はプレート５０の中空突出部５３に連結される第１端部と、ビーカー形本体２１の底部に配置される第２端部とを呈する。

本発明の実施形態において、プレート５０のすべての貫通穴５４は、平坦な第２フィルタ壁５５で閉じられ、その第２フィルタ壁５５は、主フィルタ壁６３の軸線Ａに垂直な平面に位置するプレート５０の下面に取り付けられる。

あるいは、平坦な第２の壁５５は、プレート５０の上側表面に取り付けてもよい。

平坦なフィルタ壁５５は、好ましくは疎水性壁であり、プレート５０の直径を超えない外径を有する実質的にディスク形の形状を呈する。

さらに、平坦なフィルタ壁５５は、概してフィルタカートリッジ６０の主フィルタ壁６３よりも大きな多孔を有する。

図示の例では、平坦なフィルタ壁５５は、１００μｍと２００のμｍとの間、好ましくは１５０μｍの多孔を有するポリマーネットであり、フィルタ壁６３は、プリーツの場合はそれに２０μｍ未満の多孔を設け、また深層型フィルタ（デプスフィルタ）の場合は少なくとも２０μｍ未満の多孔を有する層を設ける。

図１及び図５に示すように、バイパス導管６６は、フィルタカートリッジ６０の上側支持プレート６１に設けられ、導管６６は、フィルタ壁６３の内部容積６４をその外側、すなわちここでは例えば第２チャンバ６５に直接連通するようになっている。

この導管６６は、フィルタ壁６３の縦軸線Ａに関する中心からずれた位置であって、上側支持プレート６１の外側に備えられた円筒状台座６７の中心に開口し、実質的にそのフィルタ壁６３の側壁に位置決めされている。

言い換えれば、円筒状台座６７は、フィルタ壁６３の縦軸Ａに対して平行かつ位置決めされておらず、その壁の厚みの長手方向に交わる縦軸線Ｂを呈する。

円筒状台座６７は、参照符号７０によってその全体が示される自動弁を密封して収容し、自動弁は導管６６をその開閉を調整するような方法で遮るようになっている。

詳細には、自動弁７０は、実質的に円筒状ビーカーのように形成された中空弁箱７１を備え、中空弁箱７１は、着脱可能な継手によって円筒状台座６７内に同軸に挿入されている。

中央貫通穴７２は、弁箱７１の底部に設けられ、弁箱７１の内部空洞と連絡する導管６６を配置するようになっている。

球体７３は、弁箱７１の内部空洞内に収容され、導管６６を閉じるように、穴７２の皿穴縁７４上に載置されるようになっている。

特に、球体７３は、弾性元素７５によって皿穴縁７４に対して押圧保持され、弁箱７１の開口部に抑えられている。

図５に示すように、この弾性元素７５は、弁箱７１に同軸で配置される細い金属リングによって形成され、プレート７６の自由端が球体７３上に載置されかつ穴７２に向けて球体７３を押圧するように、リングの中心に向けて突出し一連の放射プレート７６を呈する。

放射プレート７６は、弁箱７１の開口部が常に開いていることを可能とする通路スペースを同数残すように互いに等間隔の角度で配置され、球体７３が上方に少し変位して穴７２を開くことができるように弾性可撓性である。

上記の記載に照らせば、フィルタ１０の機能は以下の通りである。

ろ過すべきディーゼル燃料が入口導管２３から入り、一体型部品３０およびスペース４３に設けられた連結流路（図示しない）を通って、フィルタ壁６３の内部容積６４の中へと流れる。

この通路を通じて、ディーゼル燃料は、一体型部品３０の広がり部３１に組み込まれたヒータによって加熱されることができる。

ディーゼル燃料は、内部容積６４からフィルタ壁６３を通じて放射状に、内側から外側に向かって第２チャンバ６５内に流れることになる。

このようにして、フィルタ壁６４は、ディーゼル燃料中に存在し得る不純物を捕捉する。

ディーゼル燃料は、フィルタ壁６３より大きな多孔を有するために主としてディーゼル燃料に依然として含まれ得る水分を凝集して分離する機能を有する第２チャンバ６５から平坦なフィルタ壁５５を横切って流れる。

このように分離される水分は、ビーカー形本体２１の底部に集まり、水分のレベルがセンサ３４に達したときに、センサ３４は信号を車両の制御盤に送信し、その後、蓄積した水分は成形管５６と排出導管２５を通ってフィルタ１０から排出することになる。

平坦なフィルタ壁５５を横切った後に、ディーゼル燃料は最終的に出口導管２４に到達する。

例えばフィルタ壁６３の目詰まりまたは低温のディーゼル燃料の過剰粘性に伴って、内部容積６４中のディーゼル燃料の圧力が所定の限界閾値を超えて増加したならば、その圧力によって放射プレート７６と抗して自動弁７０の球体７３が持ち上げられ、第２チャンバ６５に流入する導管６６が開口される。

このようにして、ろ過されていないディーゼル燃料は、直接フィルタ壁６３を横切ることなく、第２チャンバ６５に流れ込み、このように、常に一定のディーゼル燃料が出口導管２４から流出することを保証する。

この場合も、すべてのディーゼル燃料は、平坦なフィルタ壁５５を横切ることになり、水分を分離する上述の機能を果たすだけではなく、ディーゼル燃料を少なくともより大きな大きさの不純物を除去する粗めのろ過をする。

当業者が、上述したフィルタ１０に対する技術応用性の様々な変更を、以下の特許請求の範囲に記載される本発明の範囲から逸脱せずに行い得ることは明らかである。

Claims (8)

1. 実質的に筒状の形状をなす主フィルタ壁（６３）を備えるフィルタカートリッジ（６０）と、
   前記フィルタカートリッジ（６０）の支持プレート（６１）に対する係合手段（５７、５８）を備える部品（５）と、を備えるフィルタ群であり、
   前記部品（５）は、少なくともプレート（５０）の厚さ方向に貫通する貫通穴（５４）と、シール（５１）が取り付けられる周縁とが設けられたプレート（５０）を備え、前記シール（５１）はビーカー形の本体（２１）と前記フィルタ群におけるケーシング（２０）のカバー（２２）との間に介在するようになっており、
   前記部品（５）はさらに、
   中央孔と、
   少なくとも貫通穴（５４）を遮るように、少なくとも前記プレート（５０）に取り付けられた平坦なフィルタ壁（５５）と、
   前記ビーカー本体（２１）の底部に溜まった水分を除去するための管（５６）の上端部を装着するのに適した中空突出部（５３）と、
   を備えることを特徴とするフィルタ群。
2. 前記部品（５）において、前記平坦なフィルタ壁（５５）は、疎水性壁である請求項１に記載のフィルタ群。
3. 前記平坦なフィルタ壁（５５）は、前記主フィルタ壁（６３）の軸線（Ａ）に対して実質的に垂直な平面上に位置し、前記主フィルタ壁（６３）の上方において横たわる請求項１に記載のフィルタ群。
4. 前記平坦なフィルタ壁（５５）は、前記主フィルタ壁（６３）に対してより大きな多孔を呈する請求項１〜３のいずれかに記載のフィルタ群。
5. 前記部品（５）のプレート（５０）は、前記フィルタカートリッジ（６０）の前記支持プレート（６１）とともに単一体で実装される請求項１に記載のフィルタ群。
6. 前記主フィルタ壁（６３）の内部容積をその主フィルタ壁（６３）の外側に連通するバイパス導管（６６）を備え、前記バイパス導管（６６）は弁（７０）で閉じられることを特徴とする請求項１に記載のフィルタ群。
7. 前記導管（６６）および弁（７０）は、前記フィルタカートリッジ（６０）に結合される請求項６に記載のフィルタ群。
8. 請求項１〜７のいずれかに記載の前記フィルタ群（５、６０）を含むケーシング（２０）を備えたことを特徴とするフィルタ（１０）。

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