JP6375067B2 - フィルタ装置 - Google Patents

Description

本発明は、請求項１の前提部に係る、フィルタハウジング容器および当該容器にねじ結合可能なカバーを有するハウジングを備えたフィルタ装置に関する。本発明は、また、そのようなフィルタ装置用の環状フィルタ部品に関する。

一般的なフィルタ装置が広く多様に知られている。

特許文献１から、フィルタハウジング容器および当該容器にねじ結合可能なカバーを有するハウジングと、当該ハウジング内に設けられた環状フィルタ部品とを備えたフィルタ装置が知られている。このフィルタ装置は、少なくとも１つのスナップ手段を備え、当該手段により、フィルタ部品とハウジング部品の少なくとも１つとを着脱可能にスナップ接続することができる。これにより、特に、フィルタ部品に直接触れることなく当該フィルタ部品をより簡易的に取り付けたり、あるいは取り外したりすることができる。

特許文献２から、フィルタハウジングを備えた内燃エンジンの液体フィルタが知られており、それは液体ダクト系に接続される。ここで、ハウジング容器は、ハウジング／カバー接続によってハウジングカバーに接続され、当該接続は、仮想取付軸回りにおいてハウジングカバーに対してハウジング容器を回転させることでロックおよび解除することができる。フィルタ部品は、部品／カバー接続によってハウジングカバーに接続される。ここで、当該２つの接続は互いに関連付けられており、そのためハウジング／カバー接続を開閉するためにハウジングカバーに対してハウジング容器を回転させると、当該回転動作が部品／ハウジング接続を介してフィルタ部品に伝わり、それによりフィルタ部品をハウジング容器と共にハウジングカバーに対して回転させることができる。ハウジング／カバー接続の閉じ方向は部品／カバー接続の開き方向に対応しているため、部品／カバー接続が予めロックされている場合、ハウジング／カバー接続をロックするときに当該部品／カバー接続は自動的に解除され得る。これにより、特に、省エネなフィルタ部品交換を実現することができる。

特許文献３から、フィルタハウジングが知られており、当該フィルタハウジングは、縦軸に沿って延びていて、互いに着脱可能に接続された２つのハウジング部品を備える。当該２つのハウジング部品の接続は、縦軸回りの回転方向において一方のハウジング部品を他方のハウジング部品に対して回転させることで着脱することができる。また、２つのハウジング部品の互いに対する回転防止手段が設けられており、当該手段は、一体成形されると共に２つのハウジング部品の一方の壁部と実質的に一体的に設けられ、レバー軸を有する作動レバーを備える。これにより、カバーをより容易に取り付けたり、あるいは取り外したりすることができる。

独国特許出願公開第１９７０７１３２号明細書 独国特許第１０２０１２００８７６号明細書 独国特許出願公開第１０２００８０１１６１６号明細書

例えば商用車のフィルタなど、特にフィルタ部品が大きい場合には、燃料または潤滑油フィルタシステムにおいてシールリングとシール面との間で激しい摩擦力が生じる。フィルタシステムの動作中にシールリングが膨張することにより、当該摩擦力はさらに大きくなり得る。これにより、使用期間中に、カバーと環状フィルタ部品との間のクリップ接続の通常の保持力が、当該カバーを緩めるときに当該フィルタ部品をフィルタハウジングから取り出すのに不十分になるおそれがあり、その場合、当該フィルタ部品は当該ハウジング内に残ったままになり、それを取り出すためには労力を要する。

したがって、本発明は、一般的なタイプのフィルタ装置のための改善されたまたは少なくとも従来のものに代わる実施形態を提示するという課題に関するものであり、当該実施形態はとりわけ管理が容易である。

本発明によると、この課題は独立請求項１の主題によって解決される。有利な実施形態は、従属請求項の主題である。

本発明は、フィルタ装置のハウジングのカバーと環状フィルタ部品との間において新しい接続を使用するという基本思想に基づく。当該接続は、長期の使用後にシールが膨張して取り出すために大きな力が必要になった場合でもフィルタハウジング容器から環状フィルタ部品を取り出すことができるように、使用期間にわたって十分な力を伝えることができる。ここで、本発明に係るフィルタ装置は、フィルタハウジング容器およびこれにねじ結合可能なカバーを有するハウジングと、このハウジング内に設けられ、下側ディスクから軸方向に突出して排出チャネルを閉じるためのピンを有する環状フィルタ部品とを備える。環状フィルタ部品それ自体は、第１ねじを介してカバーに接続される。ここで、この第１ねじは、環状フィルタ部品の上端部ディスクの中央部から軸方向に突出し、空通路によって中断された外側ねじ部を有するドームと、カバーから軸方向に突出しかつ中空筒状に構成され、外側ねじ部と相補的に設計された内側ねじ部を含むばね要素とを有する。ここで、これら内側ねじ部の各々は、空通路の１つよりも長い外周部分にわたって延びている。また、第１ねじは、フィルタハウジング容器とカバーとの間に設けられた第２ねじと逆向きに設計されている。カバーと環状フィルタ部品との間の本発明にしたがって構成されたねじによると、例えば商用車における比較的大きな環状フィルタ部品を特に容易に取り付けたり、あるいは取り外したりすることができる。取付けに際しては、まず環状フィルタ部品がカバーにねじ結合される。ここで、当該ねじ結合は、環状フィルタ部品の外側ねじに設けられた空通路のおかげで、少しの回転動作によって実現可能である。続いて、そのように予備的に組み立てられたアセンブリは、フィルタハウジング容器にねじ結合されてもよい。ここで、例えばドームの表面に設けられたキャリア形状（Mitnehmergeometrie）が、カバー側に設けられた逆キャリア形状（Gegenmitnehmergeometrie）と協働し、それにより、環状フィルタ部品は、カバーを取り付ける間、すなわちフィルタハウジング容器へのねじ結合の間においてピンが排出チャネルに係合するまで共に回転する。この段階から、環状フィルタ部品は、さらなる回転動作を行うことなくカバーによってフィルタハウジング容器内へさらに押し下げられ、そして第２ねじが完全に締まり、ピンが完全にかつシール態様で排出チャネルに係合する。

環状フィルタ部品を伴ったカバーの取外しは、通常の態様でフィルタハウジング容器からカバーを取り外すようにしてなされる。ここで、環状フィルタ部品は、最初はそのピンをもって排出チャネル内にあるためにカバーと共に回転しない。内側ねじ部および外側ねじ部の双方においてくさび状に構成されたねじピッチを介して、環状フィルタ部品は、第２ねじに対して逆向きの第１ねじの傾きのおかげで引き上げられ、それによりピンが排出チャネルから取り出される。

それに代えて、もちろん、まず環状フィルタ部品がフィルタハウジング容器に挿入されてもよく、続けてカバーがねじ結合されてもよい。ここで、同様に、内側ねじ部は、そのスライド斜面により外側ねじ部のスライド斜面に沿ってスライドする。ここで、排出チャネルに対するピンの正しい位置決めは、キャリア形状を介してのみでなく、ばね要素の内側ねじ部をも介して実現される。ピンが排出チャネルに係合した後には、本発明に係る第１ねじの構成、特にカバーから軸方向に突出しかつ中空筒状に構成されたばね要素の構成を通じて、当該ばね要素が環状フィルタ部品の外側ねじ部のねじピッチにわたってスライドし得る。このために、外側ねじ部およびばね要素の内側ねじ部に斜面が設けられているのである。これらのスライド斜面あるいはスライド面を介して、ばね要素の各内側ねじ部は、外側ねじ部にわたって案内されて再び弾性的に内側に復元し、それにより環状フィルタ部品のドーム上の外側ねじ部の裏に係合するまで移動する。

本発明に係るフィルタ装置において特に有利なことに、当該フィルタ装置における環状フィルタ部品の取付けは、２つの選択肢に関係なく、比較的シンプルにかつ大きな力を要することなく実行可能である。同様に、環状フィルタ部品の取外しもシンプルである。なぜなら、内側ねじ部によって環状フィルタ部品に軸方向の大きな力が伝えられるためである。

本発明に係る解決策の別の有利な実施形態では、全部で８つのばね要素が、それぞれ１つの内側ねじ部を有して設けられる。加えてまたは代えて、外側ねじ部は、全部で６つの空通路を有していてもよい。外側ねじ部および内側ねじ部のこの特別な実施形態によると、信頼性の高いシンプルな取付け、および同様に信頼性の高いシンプルな取外しの両方を実現できる。そして、これらにおいて、いかなる場合でも、シールの膨張のために環状フィルタ部品とフィルタハウジング容器との間に大きな保持力が存在する場合でも、環状フィルタ部品をフィルタハウジング容器から確実に取り出すことができる。

好適には、ドームと外側ねじ部およびその空通路とは、上端部ディスクに一体形成されている。ここで、上端部ディスクを、ドームおよび外側ねじ部と共に廉価な樹脂射出成形部品として形成してもよく、また、もちろん同様に、下端部ディスクを、ピンと共に廉価な一体型の樹脂射出成形部品として形成してもよい。

本発明は、また、上述のフィルタ装置用の環状フィルタ部品であって、下端部ディスクから軸方向に突出して排出チャネルを閉じるためのピンと、空通路によって中断された外側ねじ部を有して上端部ディスクの中央部から軸方向に突出したドームとを備える環状フィルタ部品を提示するという基本思想に基づく。内側ねじ部および外側ねじ部の特別な構成を通じて、一種のキー／ロック原理を実現することができる。そのことは、正規の環状フィルタ部品の使用を促し、それにより特に長期にわたる第一級のフィルタ性能を保証することができる。

本発明の別の重要な特徴および利点は、従属請求項から、図面から、および図面を参照した関連する図の説明から明らかになるだろう。

上述したまたは後述する特徴は、それぞれに示す組合せにおいてのみでなく、本発明の範囲を逸脱することなく、他の組合せにおいてまたは単独でも使用可能であることを理解されたい。

図１は、本発明に係るフィルタ装置を一部断面で示す図である。 図２は、第１ねじの領域の細部図である。 図３は、フィルタ装置を同様に一部断面で示す図である。 図４は、第１ねじの領域におけるフィルタ装置の断面図である。 図５は、左側が第１ねじを示し、右側が左側と同様であるが環状フィルタ部品が示されていない図である。

以下、本発明の好ましい例示的な実施形態について、図示すると共に詳細に説明する。ここで、同一の参照符号は、同一のもしくは類似の、または機能的に同一の構成要素を示す。

図１に示すように、本発明に係るフィルタ装置１は、例えば商用車における燃料または潤滑油フィルタとして構成されていてもよく、フィルタハウジング容器２と、当該容器２にねじ結合可能なカバー３と（図３および図４も参照）、これらの内部に設けられた環状フィルタ部品４とを備える。環状フィルタ部品４は、上端部ディスク５および下端部ディスク６を有しており、下端部ディスク６には、軸方向突出ピン８と共に水分捕集空間７が設けられている。軸方向突出ピン８は、フィルタ装置１が組み立てられる場合に、排出チャネル９に係合して当該チャネル９を閉じる。本発明によると、環状フィルタ部品４は、第１ねじ１０を介してカバー３に接続される。ここで、第１ねじ１０は、環状フィルタ部品４の上端部ディスク５の中央部から軸方向に突出し、空通路１２によって中断された外側ねじ部１３を有するドーム１１と（図２〜図５も参照）、カバー３から軸方向に突出しかつ中空筒状に構成され、外側ねじ部１３と相補的に設計された内側ねじ部１５を有するばね要素１４とから形成されている。ここで、各内側ねじ部１５は、空通路１２よりも長い外周部分にわたって、すなわち空通路１２よりも長い円弧部分にわたって延びている。また、第１ねじ１０は、フィルタハウジング容器２とカバー３との間に設けられた第２ねじ１６と逆向きに設計されている。

外側ねじ部１３および対応する内側ねじ部１５の双方について見ると、これらはくさび形状に形成されていて、それぞれがスライド面１７（その意義については以下で説明する）を有することがわかる。その径方向のわずかな弾性により、ばね要素１４は、環状フィルタ部品４がカバー３内に挿入されるのを可能としている。その際、外側ねじ部１３はそのスライド面１７において、対応する内側ねじ部１５をそのスライド面１７に沿いながら移動させ、その後、外側ねじ部１３が内側ねじ部１５の裏に係合し、ばね要素１４が径方向内側に復元する。

ここで、少なくとも２つのばね要素１４および２つの空通路１２が設けられている。好ましくは、全部で８つのばね要素１４が、それぞれ内側ねじ部１５を有して設けられている。また、外側ねじ部１３は、全部で６つの空通路１２を有する。これにより、特に有利なことに、環状フィルタ部品４をフィルタ装置１において容易に取り付けること、および当該フィルタ部品４を信頼性の高い態様で取り外すことが可能となる。

ここで、ドーム１１と外側ねじ部１３およびその空通路１２とは、上端部ディスク５に一体形成されていることが好ましく、それにより、当該上端部ディスク５を、製造に関してシンプルかつ廉価に単独の製造ステップで樹脂射出成形部品として製造することができる。ここで、第１ねじ１０は、左ねじとして形成されていることが好ましく、その場合、第２ねじ１６は右ねじとして形成される。もちろん、その逆の実施形態も考えられる。

図４および図５を見ると、ドーム１１の表面１８にキャリア形状１９が設けられていることがわかる。このキャリア形状１９は、カバー３に設けられた逆キャリア形状２０と協働し、それによって、環状フィルタ部品４は、カバー３が取り付けられた状態で、ピン８が排出チャネル９に係合するまで共に回転する。

環状フィルタ部品４は、フィルタ装置１において概ね次のようにして取り付けられる。

まず、環状フィルタ部品４は、そのドーム１１をもって、第１ねじ３を介してカバー３にねじ結合され得る。当該ねじ結合は、空通路１２のおかげで、わずかな力および小さな回転動作によって実現可能である。次に、そのようにして予備的に組み立てられたアセンブリが、フィルタハウジング容器２内に挿入され、カバー３が当該フィルタハウジング容器２にねじ結合される。第１ねじ１０が第２ねじ１６と逆向きに設計されているため、まず環状フィルタ部品４がキャリア形状１９および逆キャリア形状２０を介して共に回転し、そして当該環状フィルタ部品は、そのピン８をもって排出チャネル９に係合する。この段階から、カバー３のみが最終位置まで回される。カバー３をさらにねじ込むことにより、内側ねじ部１５がそのスライド面１７をもって外側ねじ部１３上をスライドすると共に径方向外側に移動し、そして当該内側ねじ部１５が外側ねじ部１３の裏に再び係合し、ばね要素１４が径方向内側に復元する。

この取付けプロセスに代えて、もちろん、まず環状フィルタ部品４がフィルタハウジング容器２内に配置されてもよく、続けてカバー３のみがねじ込まれてもよい。ここで、ピン８は、キャリア形状１９を介してのみでなく、内側ねじ部１５および外側ねじ部１３の形状をも介して、その正しい位置に収まる。カバー３をさらにねじ込むことにより、内側ねじ部１５がそのスライド面１７をもって外側ねじ部１３上をスライドすると共に径方向外側に移動し、そして当該内側ねじ部１５が外側ねじ部１３の裏に再び係合し、ばね要素１４が径方向内側に復元する。

環状フィルタ部品４は、カバー３を単純に取り外すことによって、フィルタ装置１から取り外される。ここで、第２ねじ１６と逆向きの第１ねじ１１を介して、環状フィルタ部品４が取り出され、またそれによって排出チャネル９からピン８が取り出される。外側ねじ部１３および内側ねじ部１５が共にくさび形状を有することにより、これら２つのねじ部は、互いに噛み合い、信頼性の高い態様でかつ小さな力によって環状フィルタ要素４を取り出すことを可能とする。

長期間にわたって高品質なフィルタ性能を確保できるように、キャリア形状１９および逆キャリア形状２０、ならびに外側ねじ部１３およびばね要素１４の内側ねじ部１５は、キー／ロック原理の態様で協働し、そのため、適合するキャリア形状１９および適合する外側ねじ部１３を有する環状フィルタ部品４のみが、カバー３に接続されてフィルタ装置１に挿入され得る。

Claims (9)

1. フィルタハウジング容器（２）および該フィルタハウジング容器（２）にねじ結合可能なカバー（３）を有するフィルタハウジングと、
   上記フィルタハウジング内に設けられ、排出チャネル（９）を閉じるための軸方向突出ピン（８）を有する環状フィルタ部品（４）とを備えており、
   上記環状フィルタ部品（４）は、第１ねじ（１０）を介して上記カバー（３）に接続されており、
   上記第１ねじ（１０）は、
   上記環状フィルタ部品（４）の上端部ディスク（５）の中央部から軸方向に突出し、軸方向に沿って延びる空通路（１２）によってねじ山が周方向に断続的になった外側に突出するねじ部（１３）を有するドーム（１１）と、
   上記カバー（３）から軸方向に突出しかつ中空筒状に構成され、上記外側に突出するねじ部（１３）と噛み合うように設計された内側に突出するねじ部（１５）を有するばね要素（１４）とを有し、
   各上記内側に突出するねじ部（１５）の周方向長さは、上記空通路（１２）の周方向長さよりも長く、
   上記第１ねじ（１０）は、上記フィルタハウジング容器（２）と上記カバー（３）との間に設けられた第２ねじ（１６）が右ねじとして形成されている場合には左ねじとして形成されている一方、上記第２ねじ（１６）が左ねじとして形成されている場合には右ねじとして形成されている
   ことを特徴とするフィルタ装置。
2. 請求項１において、
   上記ばね要素（１４）は、それぞれが上記内側に突出するねじ部（１５）を有して全部で８つ設けられている
   ことを特徴とするフィルタ装置。
3. 請求項１または２において、
   上記外側に突出するねじ部（１３）は、全部で６つの上記空通路（１２）を有する
   ことを特徴とするフィルタ装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１項において、
   上記ドーム（１１）と上記外側に突出するねじ部（１３）およびその上記空通路（１２）とは、上記上端部ディスク（５）に一体形成されている
   ことを特徴とするフィルタ装置。
5. 請求項１〜４のいずれか１項において、
   上記第１ねじ（１０）は、左ねじとして形成されており、
   上記第２ねじ（１６）は、右ねじとして形成されている
   ことを特徴とするフィルタ装置。
6. 請求項１〜５のいずれか１項において、
   上記フィルタ装置（１）は、燃料フィルタまたは潤滑油フィルタとして構成されている
   ことを特徴とするフィルタ装置。
7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載のフィルタ装置（１）用の環状フィルタ部品（４）であって、
   偏心して軸方向に突出するピン（８）と、
   軸方向に沿って延びる空通路（１２）によってねじ山が周方向に断続的になった外側に突出するねじ部（１３）を有し、上端部ディスク（５）の中央部から軸方向に突出したドームとを備える
   ことを特徴とする環状フィルタ部品。
8. 請求項７において、
   上記外側に突出するねじ部（１３）は、少なくとも２つの上記空通路（１２）を有する
   ことを特徴とする環状フィルタ部品。
9. 請求項７または８において、
   上記ドーム（１１）と上記外側に突出するねじ部（１３）およびその上記空通路（１２）とは、上記上端部ディスク（５）に一体形成されている
   ことを特徴とする環状フィルタ部品。