JPH07303805A - 渦巻型フィルタエレメント - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 製作が簡単で、目詰まりを起こしにくい渦巻
型フィルタエレメントを提供する。 【構成】 本渦巻型フィルタエレメント１０は、渦巻状
チューブ１１に、第１濾材１６、流体を通すシート状の
第１スペーサ材１７、第２濾材１８および流体を通すシ
ート状の第２スペーサ材１９の順で重ね合わされて４層
に形成された濾過部材１５を、第２スペーサ材１９を内
側にして渦巻状に巻き付けて構成される。濾過部材１５
の内端部１５ａはチューブ１１の内端部と外端部との間
に挟持される。この内端部１５ａにおいては、第１スペ
ーサ材１６の端部が露出し、第２スペーサ材１９の端部
がチューブ１１と第２濾材１８とによって閉塞される。
外端部１５ｂにおいては、第１スペーサ材１７の端部が
第１濾材１６および第２濾材１８によって包囲され、第
２スペーサ材１９の端部１９ａは露出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、オイル等の流体を濾過
するフィルタ装置に用いられるフィルタエレメントに関
し、さらに詳しくは、濾過部材を渦巻状に巻いて作られ
る渦巻型フィルタエレメントに関する。

【０００２】

【従来の技術】上記フィルタ装置はエンジンの潤滑オイ
ルや燃料等の流体を清浄に保つため用いられるものであ
る。このフィルタ装置は、内部において流体を流通させ
るケースと、このケース内に配置され、流体を濾過する
フィルタエレメントとから構成される。フィルタエレメ
ントは、濾材等から作られた濾過部材がチューブ（壁部
には複数の透孔が形成されている）の外周に巻き付けら
れて、ほぼ円筒形状に成形される。濾過部材の軸方向両
端には保持プレートが取り付けられ、この円筒形状が保
持されるとともに濾過部材の軸方向端部が閉塞される。
このエレメントを用いた場合、流体はケースの内面と濾
過部材の外側との間に形成された空間から濾過部材およ
び透孔を通ってチューブの内周に形成された空間に向か
って流れる。流体内に混入したすす等の異物は濾過部材
内を通る際にこの濾過部材により吸着除去（濾過）さ
れ、清浄となった流体がケース外に排出される。

【０００３】ところで、濾過部材の形態としては、帯状
の濾材を等間隔でプリーツ状に折曲げて、これを菊花状
のヒダが形成されるように丸めてチューブに巻き付けた
ヒダ折型や、実開平５−９５６１０号公報に提案されて
いるように、濾材とスペーサ材（流体を通すネット状の
シート材）とを交互に重ねた４層の濾過部材をチューブ
に渦巻状に巻き付けるようにした渦巻型がある。そし
て、渦巻型の濾過部材を用いたフィルタエレメント（渦
巻型フィルタエレメント）は、ヒダ折型の濾過部材を用
いたものに比べて濾過面積を大きくでき、特にディーゼ
ルエンジンの潤滑オイルのように多量の異物が混入した
流体を濾過する場合に、例えば、バイパスフィルターと
して多く用いられる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、例示し
た公報に係る渦巻型フィルタエレメントでは、製作に手
間がかかるという問題がある。即ち、上記４層の濾過部
材をチューブに巻き付ける際に、第２周目以降において
は外側から第１濾材、第１スペーサ材、第２濾材および
第２スペーサ材の順となるようにしてまとめて巻き付け
ることができるのであるが、第１周目に限っては、第１
濾材および第１スペーサのみをチューブに巻き付けなけ
ればならない。しかも、第１周目を巻いた状態で、第１
濾材と第２周目から巻かれ始める第２濾材の周方向内端
同士を接合して第２スペーサ材の内端を包囲しなければ
ならない。

【０００５】また、この渦巻型フィルタエレメントで
は、濾過部材の外周のほぼ全体が濾材（第１濾材）によ
って円筒の側面のように閉じられてしまうかたちになる
ため、ヒダ折型のものに比べて流体の入口となる面積が
小さい。このため、第１濾材の異物蓄積による目詰まり
が短い使用時間の間に起こってしまい、急激な濾過流量
の低下を招くという問題もある。

【０００６】本発明は、このような問題に鑑みてなされ
たものであり、製作が簡単であり、目詰まりを起こしに
くい渦巻型フィルタエレメントを提供することを目的と
している。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の渦巻型フィルタエレメントは、壁部が周
方向に渦巻状に延びており、この壁部の渦方向内端部と
外端部とが周方向に重なり合い、且つ径方向に離れるよ
うに形成された渦巻状チューブと、第１濾材、流体を通
すシート状の第１スペーサ材、第２濾材および流体を通
すシート状の第２スペーサ材の順で重ね合わされて４層
に形成され、第２スペーサ材を内側にしてチューブに渦
巻状に巻き付けられる濾過部材と、濾過部材の軸方向端
部に取り付けられ、この濾過部材を前記チューブに巻き
付いた状態に保持するとともに前記軸方向端部を閉塞す
る保持プレートとから構成される。濾過部材の周方向内
端部はチューブ壁部の周方向内端部と外端部との間に挟
持される。そしてこの濾過部材の周方向内端部において
は、第１スペーサ材の端部が露出し、第２スペーサ材の
端部がチューブ壁部と第２濾材とによって閉塞される。
一方、濾過部材の周方向外端部においては、第１スペー
サ材の端部が第１濾材および第２濾材によって包囲され
るとともに、第２スペーサ材の端部は露出する。

【０００８】なお、保持プレートは濾過部材の軸方向一
端のみに取り付けて、軸方向他端を露出させるととも
に、この軸方向他端において閉塞手段により第１スペー
サ材の端部のみを閉塞し、第２スペーサ材の端部を開放
させるのが望ましい。

【０００９】

【作用】このような渦巻型フィルタエレメントを作る場
合は、濾過部材のうちチューブに巻き付けたときに周方
向内端になる側において、第２スペーサ材を若干短くす
る等の処理をしておく。そして、この濾過部材の内端
を、第２スペーサ材が内側に巻かれる向きで、チューブ
壁部の周方向外端部（チューブ外端部）と内端（チュー
ブ内端部）とに挟持させる。短くされた第２スペーサ材
の内端は、第２濾材とこれに接するチューブとにより包
囲される。この後は、濾過部材を４層まとめてチューブ
に巻き付けることができる。さらに、第１濾材と第２濾
材の周方向外端同士を接合する等して第１スペーサ材の
端部を包囲し、保持プレートを取り付ける。

【００１０】このようにして作られた渦巻型フィルタエ
レメントでは、流体の大部分は第１濾材の外周部分を通
って第１スペーサ材内に入り、残りは第２スペーサ材の
露出した外端部から入ってこれに隣合う濾材を通って第
１スペーサ材内に流入する。そして、濾材を通ったとき
に濾過された流体は、チューブの内側に露出した第１ス
ペーサ材の内端部から排出される。

【００１１】さらに、保持プレートが軸方向一端にのみ
取り付けられ、第１濾材の軸方向他端のみが閉塞されて
いる場合は、流体は第１濾材の外周部分と第２スペーサ
材の外端部のみならず、第２スペーサ材の軸方向他端か
らも流入する。このように第１濾材の外周以外の流体の
入口が広くなることにより、第１濾材の外周部分の目詰
まりを起こりにくくすることができ、このエレメントの
寿命を延ばすことができる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の好ましい実施例について図面
を参照しながら説明する。図１および図２には、本発明
に係る渦巻型フィルタエレメント１０を示している。こ
のフィルタエレメント１０は、渦巻状チューブ１１と、
このチューブ１１の外周に巻き付けられる濾過部材１５
とから構成されている。渦巻状チューブ１１は、図３に
詳しく示すように、長方形の板材を渦巻状に丸めて形成
したものであり、壁部１１ａの周方向内端部（以下、チ
ューブ内端部という）１１ｂと外端部（以下、チューブ
外端部という）１１ｃとが周方向Ｃに重なって、且つ径
方向Ｒに離れるように形成されている。このため、チュ
ーブ内端１１ｂとチューブ外端１１ｃとの間には、チュ
ーブ１１の外側の空間と内側の空間とを繋ぐスリット状
の開口が形成される。なお、この開口以外には、壁部１
１ａを貫通する透孔のようなものは形成されていない。

【００１３】濾過部材１５は、図４に示すように、第１
濾材１６、第１スペーサ材１７、第２濾材１８および第
２スペーサ材１９の順で重ね合わされて４層に形成され
ている。第１濾材１６と第２濾材１８は、極細繊維にて
高密度に作られた濾紙からなり、帯状にカットされてい
る。第１スペーサ材１７および第２スペーサ材１９は、
荒い目の網（ポリエステル製の網や金網等）を濾材１
６，１８の大きさに合わせて帯状にカットし、複数枚重
ねとしたものである。このように各スペーサ材１７，１
９を、網を複数枚重ねて厚みを持たせた構造とすること
により、所要の強度を確保するとともに、オイルが流通
しやすいようにしている。

【００１４】このように構成された濾過部材１５は、図
４に示すように、チューブ１１に巻き付けられたときに
周方向内端となる側（以下、これを内端１５ａという）
をチューブ内端部１１ｂとチューブ外端部１１ｃとの間
に挿入し挟持させるのであるが、これに先だって、第２
スペーサ材１９の内端を第２濾材１８等より若干短くな
るようにずらすか又はカットしておく。そして、第１濾
材１６の内端をチューブ外端部１１ｃの内面に接着する
とともに、第２濾材１８の内端をチューブ内端部１１ｂ
の外面に接着する。これにより、第２スペーサ材１９の
内端は、チューブ内端１１ｂと第２濾材１８とによって
包囲される。こうして濾過部材１５の内端１５ａをチュ
ーブ１１に接着した後、図に矢印Ａで示す方向にチュー
ブ１１を回転させ、濾過部材１５の残りの部分をチュー
ブ１１に渦巻状に巻き付ける。このようにはじめに簡単
な接着作業を行うのみで、濾過部材１５の４層まとめて
のチューブ１１への巻き付けを行うことができる。

【００１５】濾過部材１５の巻き付けを完了した後、図
１に示すように、濾過部材１５の周方向外端部１５ｂに
おいて、第１濾材１５と第２濾材１７の端部同士を接着
して第１スペーサ材１７の端部を包囲させる。第２スペ
ーサ材１９の外端１９ａは、濾過部材１５の外周に露出
させる。

【００１６】そして、図２に示すように、濾過部材１５
の軸方向一端（図では左端）に保持プレート２０を取り
付ける。保持プレート２０は、樹脂により環状に形成さ
れており、外周縁部と内周縁部にはそれぞれ図中右方に
延びる立ち上がり部２１が形成されている。保持プレー
ト２０の内周には径方向内方に向かって開口する溝２２
が環状に形成されており、この溝２２内にはゴム製のＯ
リング２３が圧入されている。このように形成された保
持プレート２０は、内外周の立ち上がり部２１によりチ
ューブ１１の内周面と濾過部材１５の外周面とを挟持す
るようにして配置され、濾過部材１５の左端全面に塗布
された接着剤Ｂによりここに接着される。接着された保
持プレート２０は、接着剤Ｂとともに濾過部材１５の左
端を完全に閉塞する。

【００１７】また、チューブ１１の右端には閉塞プレー
ト２５が取り付けられる。この閉塞プレート２５は外周
がチューブ２１の外周よりも若干大きい円盤状に形成さ
れており、中央にはチューブ２１の右端開口内に嵌入さ
れて、ここを閉塞する凸部（裏側から見れば凹部）２５
ａが形成されている。チューブ１１の右端に閉塞プレー
ト２５が取り付けられても、濾過部材１５の右端のほぼ
全面が露出する。ただし、第１スペーサ材１７の右端
は、接着剤（閉塞手段）Ｂ′が塗布されて閉塞される。

【００１８】以上のようにして作られた渦巻型フィルタ
エレメント１０は、図２に示すようにフィルタケース３
０内に配置される。ここで、ケース３０は、円盤状に形
成されて図示しないエンジンのボディに取り付けられる
金属製のベース体３１と、円筒状に形成されてベース体
３１の外周に取り付けられるハウジング３２とから構成
されている。ベース体３１の中央には、円筒状に形成さ
れ右方に突出する円筒部３１ａが形成されている。この
円筒部３１ａの左端近傍の外周にはＯリング３５が取り
付けられている。また、ベース体３１の径方向中間部に
は、ケース３０内に流体を流入させるための流入口３１
ｂが形成されている。ハウジング３２は、図中左右方向
に延びる胴部３２ａと、この胴部３２ａに囲まれた空間
（ケース内空間）の左端を閉じるように形成された蓋部
３２ｂとから構成されている。蓋部３２ｂの中央には、
円筒状に左右に延びて流体を排出させる通路を形成する
排出筒３２ｃが取り付けられている。

【００１９】エレメント１０は、ベース体３１から取り
外されたハウジング３２の中に、保持プレート２０が蓋
部３２ｂに対向する向きで挿入される。この際、排出筒
３２ｃのハウジング３２内への突出部分における外周に
は、Ｏリング２３の内周が密着する。このようにエレメ
ント１０を挿入した状態で、ハウジング３２がベース体
３１に取り付けられると、閉塞プレート２５の凸部２５
ａの内側の凹状空間内にベース体３１の円筒部３１ｂの
左端近傍が挿入され、Ｏリング３５が凸部２５ａの内側
面に密着するとともに、円筒部３１ｂの左端面が凸部２
５ａの内正面に当接する。これにより、エレメント１０
がケース３０内において位置決めされる。また、ケース
３０内の空間が、エレメント１０（濾過部材１０および
保持プレート２０）の外側とケース３０の内面により囲
まれた外周空間ＯＳと、エレメント１０（チューブ１
１）の内周に存する内周空間ＩＳとに分けられる。これ
により、両空間ＯＳ，ＩＳは濾過部材１０を通してのみ
連通する。

【００２０】ベース体３１の流入口３１ｂからエンジン
の潤滑用オイル（以下、単にオイルという）が外周空間
ＯＳ内に流入すると、オイルは、図１および図２中に矢
印で示すように、第１濾材１６の外周部分や第２スペー
サ材１９における濾過部材１０の外端１９ａのみなら
ず、第２スペーサ材１９における右端をも入口として濾
過部材１０内に流入する。ここで、第１濾材１６の外周
部分から入ったオイルは第１スペーサ材１７内に流入す
る。また、第２スペーサ材１９の外端１９ａや右端から
この第２スペーサ材１９に流入したオイルは、これに隣
合う第１・第２濾材１６，１８を通って第１スペーサ材
１７内に流入する。なお、第２スペーサ材１９の内端近
傍まで入り込んだオイルも、これを包囲する第２濾材１
８の内端近傍を通って第１スペーサ材１７内に流入す
る。第１スペーサ材１７内に流入したオイルは、内端を
通って内周空間ＩＳに流出し、さらに排出筒３２ｃを通
ってケース３０の外部に排出される（エンジンに戻され
る）。

【００２１】ここで、各濾材１６，１８を通ったオイル
に含まれる異物は各濾材１６，１８に吸着されるが、こ
のエレメント１０においては、第２スペーサ材１９の右
端を含む広いオイルの入口面積を有するので、異物の蓄
積による目詰まり（特に、第１濾材１６の外周部分の目
詰まり）が起こりにくい。したがって、エレメント１０
内を通過するオイルの流量の低下を長使用時間にわたっ
て小さく抑えることができ、エレメント１０の寿命を延
ばすことができる。

【００２２】なお、上記実施例においては、各スペーサ
材１７，１９を網により形成したが、これらを孔径の大
きな濾紙や不織布を用いてもよい。また、網や濾紙等を
重ねて用いずに、波型にして厚みを出し、強度およびオ
イルの流通し易さを確保してもよい。また、上記実施例
においては、濾過部材の軸方向一端にのみ保持プレート
を取り付けたものについて説明したが、本発明に係るエ
レメントはこれに限られるものではなく、軸方向両端に
保持プレートを取り付けてもよい。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の渦巻型フ
ィルタエレメントは、はじめに第２スペーサ材の端部を
短くするといった簡単な処理を行い、濾過部材の一端を
チューブの周方向内端部と外端部とに挟持させるだけ
で、他に面倒な細工を必要とすることなく濾過部材を４
層まとめてチューブに巻き付けて作ることができる。こ
のため、従来品に比べて容易に製作することができる。
また、保持プレートが軸方向一端にのみ取り付けられて
いる場合は、流体は第１濾材の外周部分と第２スペーサ
材の外端部のみならず、第２スペーサ材の軸方向他端か
らも流入することができる。このように流体の入口を第
２スペーサ材の軸方向他端を含めて広く確保したので、
特定部分（特に、第１濾材の外周部分）の目詰まりを起
こりにくくすることができ、濾過流量の低下を抑えてエ
レメントの寿命を延ばすことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る渦巻型フィルタエレメントの正面
図である。

【図２】上記渦巻型フィルタエレメントの側面図であ
る。

【図３】上記エレメントに使用される渦巻状チューブの
斜視図である。

【図４】上記エレメントの製作過程を示す概念図であ
る。

【符号の説明】

１０ 渦巻型フィルタエレメント １１ 渦巻状チューブ １５ 濾過部材 １６ 第１濾材 １７ 第１スペーサ材 １８ 第２濾材 １９ 第２スペーサ材 ２０ 保持プレート

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ０１Ｄ 39/14 Ｄ Ｂ０１Ｄ 29/06 ５２０ Ｆ 35/02 Ｅ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 壁部が周方向に渦巻状に延びており、こ
   の壁部の周方向内端部と外端部とが周方向に重なって、
   且つ径方向に離れるように形成された渦巻状チューブ
   と、 第１濾材、流体を通すシート状の第１スペーサ材、第２
   濾材および流体を通すシート状の第２スペーサ材の順で
   重ね合わされて４層に形成され、前記第２スペーサ材を
   内側にして前記チューブに渦巻状に巻き付けられる濾過
   部材と、 前記濾過部材の軸方向端部に取り付けられ、この濾過部
   材を前記チューブに巻き付いた状態に保持するとともに
   前記軸方向端部を閉塞する保持プレートとから構成され
   る渦巻型フィルタエレメントであって、 前記濾過部材の周方向内端部が前記壁部の周方向内端部
   と外端部との間に挟持されており、 この濾過部材の周方向内端部において、前記第１スペー
   サ材の端部が露出するとともに、前記第２スペーサ材の
   端部が前記壁部と前記第２濾材とによって閉塞されてお
   り、 前記濾過部材の周方向外端部において、前記第１スペー
   サ材の端部が前記第１濾材および前記第２濾材によって
   包囲されるとともに、前記第２スペーサ材の端部が露出
   していることを特徴とする渦巻型フィルタエレメント。
2. 【請求項２】 前記保持プレートが前記濾過部材の軸方
   向一端のみに取り付られ、軸方向他端が露出しており、 この軸方向他端において、前記第１スペーサ材の端部を
   閉塞する閉塞手段を有するとともに、前記第２スペーサ
   材の軸方向他端は開放されていることを特徴とする請求
   項１に記載の渦巻型フィルタエレメント。