JPH11179111A - 流体用フィルターの安全弁装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】加工が簡単でしかもフィルターの組み立てが容
易な安全弁装置を提供する。 【手段】鋼板製の弁座板10にカップ状部10ａを突設し、
このカップ状部10ａに弁体12を取付ける。弁座板10に板
ばね製の第２ばね14を重ね合わせ、第２ばね14に形成し
た羽根片14ａを本体ケース２の内面に当接する。第２ば
ね14に、弁座板10のカップ状部10ａ内に嵌まり込む足片
21を下向きに切り起こし形成し、この足片21に形成した
係合穴22を、弁座板10の内周面に形成した突起23に嵌合
させる。弁座板10と第２ばね14とを別体としたことによ
り、部材の加工が容易となり、しかも、弁座板10と第２
ばね14とは互いに嵌まり合っているため、フィルター１
の組み立て工程で部品が脱落することはない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関用オイル
フィルターのような流体用フィルターにおける安全弁装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】内燃機関用のオイルフィルターは、一般
に、例えば図11に示し且つ特公平4-50497 号に開示され
ている構成になっている。すなわち、一端に底部2aを形
成し他端は開口した本体ケース２内に、流体が半径内向
きに透過する両端開口筒形のフィルターエレメント３
を、本体ケース２と同心状で且つ本体ケース２の底部2a
との間に隙間が空くように配置し、更に、フィルターエ
レメント３のうち本体ケース２の底部2aに対向した一端
部に、フィルターエレメント３が詰まる等してオイルの
圧力が高くなるとオイルをフィルターエレメント３の内
側に直接にリークさせる安全弁装置30を設けた構成にな
っている。

【０００３】安全弁装置30には様々の構造のものがあ
り、この図11の場合には、リーク穴31が開口した弁座板
32の内面に筒形のばね受け33をスポット溶接によって固
着し、このばね受け33の内部に、弁座板32のリーク穴31
を塞ぐ弁体34と、弁体34を弁座板32に向けて付勢するス
トレート状のコイルばね35とを設けた構造になってい
る。弁座板32には、本体ケース２の底部2a当たる羽根片
32ａを一体に連接しており、この羽根片32ａでフィルタ
ーエレメント３を押え固定している。

【０００４】弁体を板ばね製とすることにより、ばね受
け33やコイルばね35を無くしたものも存在するが、市場
に出回っている商品としては、信頼性の点からコイルば
ね35を使用したものが多い。また、弁座板32に羽根片32
ａを一体に設けることに代えて、弁座板32と本体ケース
２の底部2aとの間にコイルばねを介在させたタイプのも
のも使用されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】図11のようにばね受け
33を弁座板32にスポット溶接したものは、溶接工程に特
別の設備を必要とするため、きわめて大量に生産しない
とコストダウンできないという問題があった。この点に
ついては、溶接工程を必要としないで組み立てできる構
造にする必要があるが、そうすると、フィルターの組み
立て工程で安全弁装置の部品が外れ落ちる不具合が生じ
る。つまり、フィルターの組み立ては、安全弁装置を取
付けたフィルターエレメントをライン上に流しながら、
フィルターエレメントに本体ケースを被せ、次いで、フ
ィルターエレメントを本体ケースに固定すると言う手順
で行われるが、この工程途中で安全弁装置の部品が脱落
して組み立て不能になってしまう事態が生じる虞があ
る。

【０００６】本発明はこのような実情に鑑み成されたも
ので、溶接設備やかしめ設備のような大がかりな設備を
必要とすることなく組み立てでき、しかも、フィルター
の組み立ても支障なく行える安全弁装置を提供すること
を目的とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
本発明は、一端に底部を形成し他端は開口した本体ケー
ス内に、流体が半径内向きに透過する筒形のフィルター
エレメントを、本体ケースと同心状で且つ本体ケースの
底部との間に隙間を空けた状態で配置した流体用フィル
ターにおける安全弁装置を、「前記フィルターエレメン
トのうち本体ケースの底部と対抗した一端面に重なり合
う弁座板と、前記リーク穴に設けたリーク穴をフィルタ
ーエレメントの内側から塞ぐ弁体と、前記弁体でリーク
穴が塞がれ勝手となるように弁体を付勢する第１ばね
と、本体ケースの底部と弁座板との間に介在する第２ば
ねとを備え、前記第２ばねと弁座板とを、弾性に抗して
の変形によって互いに嵌め合わせる」の構成にした。

【０００８】この場合、フィルターエレメントを押え固
定するための第２ばね板ばね（或いは金属板）でも良い
し、コイルばねでも良い。

【０００９】

【発明の奏する効果】このように構成すると、安全弁装
置は全体として一体になった状態が保持されるから、フ
ィルターの組み立て工程で安全弁装置の部品が脱落する
ことはなく、このためフィルターの組み立て工程でのト
ラブルを防止できる。また、弁座板と第２ばねとは弾性
に抗しての嵌め合わせによって互いに一体化するもので
あるから、大型の溶接設備やかしめ設備を必要とするこ
となく安全弁装置を組み立てることができ、このため、
ロット数が少ない場合でも簡単に対応できる。

【００１０】

【発明の実施形態】次に、本願発明を内燃機関用のオイ
ルフィルターに適用した実施形態を図面に基づいて説明
する。 (1).第１実施形態（図１〜５） ．基本的な構造 図１〜図５は第１実施形態を示しており、このうち図１
でオイルフィルター１の全体を示している。オイルフィ
ルター１は、金属板で有底筒状に形成した本体ケース２
を備えており、本体ケース２の内部には、中空筒形のフ
ィルターエレメント３が同心状で且つ本体ケース２の底
部2aとの間に若干の隙間が空くようにして配置されてい
る。

【００１１】本体ケース２の開口部には蓋板４とパッキ
ン５とが装着されている。蓋板４の中心部には流出穴６
が開口しており、その外側には流入穴７が開いている。
フィルターエレメント３は平面視でジグザグ状等に折り
曲げた濾紙を金属板製の内筒７に巻いた形態であり、内
筒７には、図示していないが多数の小穴が空いている。
オイルは底板４の流入穴７からフィルターエレメント３
の外側に流入し、通常の状態では、フィルターエレメン
ト３は半径内側に向けて透過し、流出穴６からリターン
する。

【００１２】フィルターエレメント３のうち本体ケース
２の底部2aと対抗した一端面には、紙製の端板８を接着
している（端板９は金属板製や合成樹脂製等でも良
い）。 ．安全弁装置の構造 フィルターエレメント３の一端部の箇所に安全弁装置10
が配置されている。次に、安全弁装置９について図２〜
４も参照して説明する。図２は拡大断面図、図３は部品
を示す図、図４は図３のIV−IV視断面図である。

【００１３】例えば図２に示すように、安全弁装置９
は、フィルターエレメント３の一端面に重なる弁座板10
と、この弁座板10に形成したリーク穴11をフィルターエ
レメント３の内側から塞ぐ弁体12と、弁体12を上向きに
付勢する第１ばね13と、弁座板10に重ね合わせた板ばね
製の第２ばね14とを備えている。弁座板10は絞り加工や
曲げ加工が容易な鋼板（鉄板）を素材としており、図3
(C)の平面図に示すように平面視円形に形成されている
（角形等の他の形状でも良い）。また、図２及び図3(A)
に示すように、弁座板10には、フィルターエレメント３
の内部に嵌まり込むカップ状部10ａが下向きに突設され
ており、カップ状部10の底にリーク穴11を空けている。

【００１４】弁座板10のカップ状部10ａは中途高さで直
径が変わるように段違い状に形成されており、大径部10
ｂはフィルターエレメント３にきっちりと又は僅かのク
リアランスをもって嵌まるように設定している。弁体12
は、弁座板10におけるカップ状部10ａの底面に当たる座
金状の弁板15と、弁板15に上方から嵌まったロッド16
と、弁板15をロッド16に締結したナット17と、ナット17
の緩み止め部材18とから成っている。ロッド16の上端に
は、第１ばね13を上向き抜け不能に保持するフランジ16
ａが形成されている。第１ばね13は上向きに窄まる円錐
形渦巻きばねを使用しており。第１ばね13はストレート
状のコイルばねでも良いし、また、弁体12は他の形態で
も良い。要は、ばね力に抗して弁座板10のリーク穴11を
下方から塞ぐ構造であれば良い。

【００１５】第２ばね14は板ばねを素材として平面視略
矩形に形成されており（他の形状でも良い）、その両端
に、本体ケース２の底部2aに当たる羽根片14ａを２本ず
つ一体に連接している。各羽根片14ａの先端は円弧状に
折り曲げている。これは、本体ケース２との擦れによる
傷を防止するためである。第２ばね14には、弁座板10の
カップ部12ａと連通する角形（円形等の他の形状でも良
い）の穴19が空いており、この穴19の内周縁のうち羽根
片14ａに近い部位に上向きの支持片20を折り曲げ形成し
ている（この支持片20の意義については後述する）。

【００１６】更に、第２ばね14の外周縁のうち２本の羽
根片14ａで挟まれた２個所の部位に、弁座板10における
カップ部10ａの大径部10ｂにきっちり嵌まる下向きの足
片21を折り曲げ形成し、この足片21に係合穴22を空ける
一方、前記弁座板10におけるカップ部10ａの大径部10ｂ
に、前記係合穴22に嵌まる突起23を突設している。突起
23は、第２ばね14における２本の足片21に対応して２箇
所だけ設けているが、４個所や６個所のように、軸心を
挟んで複数対ずつ設けても良い。また、足片21に半径外
向きの突起を形成する一方、弁座板10におけるカップ部
10ａの大径部10ｂ等に環状突起又は環状溝を形成するな
どしても良い。すなわち、弁座板10と第２ばね14との係
合手段は様々な形態にすることができる。

【００１７】第２ばね14における足片21の先端は軸心に
向けて傾斜させているが、これは弁座板10への嵌め込み
のガイドのためである。角形の穴19を形成したことに起
因した強度低下を防止するため、図3(B)や図４に示すよ
うに、第２ばね14には、その長手側縁に沿って延びる２
本のリブ24を形成している。なお、弁座板10のカップ部
10ａを段違い状に形成しているのは、第１ばね13がずれ
動かないように保持するためであるが、条件が許せば単
なるストレート状に形成して良い。

【００１８】．作用 以上の構成において、フィルターエレメント３が詰まる
等してフィルターエレメント３の外側でのオイルの圧力
が設定値以上になると、弁体12が第１ばね13に抗して下
向きに押しやられて、オイルがリーク穴12からリークさ
れる。なお、本実施形態のように第１ばね13として円錐
形渦巻きばねを使用すると、押し縮めても条線間からオ
イルをリークさせることができるため、安全弁装置９の
嵩を低くしてコンパクト化できる利点がある。

【００１９】安全弁装置９は、弁座板10に弁体12と第１
ばね13とを取付けてから、弁座板10に第２ばね14を嵌め
込み装着すると言う工程で組み立てられる。その場合、
第２ばね14は、その足片21を弾性に抗して変形させるこ
とによって弁座板10の突起23に嵌合させるというワンタ
ッチ的な工程により、弁座板10に対して離脱しない状態
に取付けられる（ここで離脱しないとは、運搬工程等で
の衝撃程度では互いに外れない程度の強度で一体化して
いると言う意味である）。

【００２０】そして、フィルター１の組み立ては、フィ
ルターエレメント３に安全弁装置９を嵌め入れてからコ
ンベヤ上を順次搬送しつつ、フィルターエレメント３に
本体ケース２を被嵌し、最後に本体ケース２の開口縁を
巻き締めすると言う工程を経て行われるが、搬送工程で
安全弁装置９の弁座板10と第２ばね14とが離脱すること
はないため、フィルター１の組み立て工程でのトラブル
は生じない。

【００２１】．実施形態の利点（その１） ところで、板ばねは展性に乏しいため、曲げ加工や打ち
抜き加工、切り起こし加工は容易にできても深絞り（膨
出加工）が困難であり、このため、図11に示した従来例
のような弁座板32を板ばね製とすると加工コストが嵩
む。しかも、図11のようにカップ状に絞り加工するに
は、プレス加工するに際して相当の面積の押え代が必要
であり、このため、弁座板32は、その幅寸法よりも大き
い幅寸法の帯板を素材として使用しなければならず、こ
のため材料費も嵩む（板ばねは高価である）。

【００２２】これに対して第１ばね14を本実施形態の構
造にすると、膨出加工は浅いリブ24のみであって、羽根
片14ａや支持片20、足片21は図５の展開した状態に打ち
抜いてから曲げ加工すれば足りるため、第２ばね14の幅
寸法と等しい横幅寸法の帯板25を素材として簡単に加工
することができる。すなわち、板ばねを素材したもので
ありながら、素材のロスを殆ど生じることなく容易に加
工できる。他方、弁座板10は展性に富む鋼板製であるた
め、素材のロスを生じることなくカップ状部10ａを簡単
に絞り加工（膨出加工）することができる。

【００２３】このように、弁座板10及び第２ばね14と
も、素材のロスを殆ど生じることなく容易に加工できる
ため、弁座板10と第２ばね14とを別体に製造したもので
ありながら製造コストが嵩むことを防止できる。 ．本実施形態の利点（その２） 図11で弁座板32に羽根片32ａを形成し、本願発明で第２
ばね14に羽根片14ａを形成しているのは、フィルターエ
レメント３や本体ケース２等の寸法のバラ付きを吸収し
た状態でフィルターエレメント３を押え固定するためで
ある。

【００２４】この場合、エンジンの運転中においては、
オイルは流入口７から流出口６に常に流れ続けているた
め、フィルターエレメント３には主として半径内向きの
圧力がかかるだけであるが、エンジンの始動時には、ま
だ温まっておらずに粘度の高いオイルが流入口７から勢
い良く流れ込むため、オイルの動圧によってフィルター
エレメント３が突き上げられて、フィルターエレメント
３の周縁部が本体ケース２の内面に衝突する現象が生じ
ていた。このため、フィルターエレメント３が変形した
り、擦り取られてオイルに混入したりする虞があった。

【００２５】特に、早朝や冬場、或いは寒冷地のように
気温が低い状態ではオイルの粘度が特に高いため、フィ
ルターエレメント３が本体ケース２の内面に衝突する現
象が顕著に現れて、変形等の問題が深刻であった。この
点は、実施形態のように、第２ばね14等の適当な部材に
支持片20を設けることによって防止できる。すなわち、
図２に一点鎖線で示すように、オイルの動圧によってフ
ィルターエレメント３が突き上げられても、支持片20が
本体ケース２の底部2aに先に当たってフィルターエレメ
ント３の突出動が抑制されることにより、フィルターエ
レメント３が本体ケース２に衝突することを防止でき
る。後述するように、支持片（支持手段）20を設けるこ
とは、本発明からは独立した別発明としても成立する。

【００２６】(2).第２実施形態（図６） 図６は第１実施形態の変形例である第２実施形態であ
り、 (A)は平面図、 (B)は (A)の B-B視断面である。こ
の実施形態では、弁座板10と第２ばね14との係合手段と
して、弁座板10のうち一対の羽根片14ａで挟まれた２個
所の部位に半径外向きに突出する舌片27を一体に設け、
この舌片27の先端部に係合穴22を穿設する一方、弁座板
10に、前記係合穴22に弾性に抗して嵌まり込む鉤形の係
止爪28を折り曲げ形成している。

【００２７】(3).第３実施形態（図７） 図７は第３実施形態であり、 (A)は平面図、 (B)は (A)
の B-B視断面図である。この実施形態も弁座板10と第２
ばね14との係合手段の別例であり、第２ばね14を弁座板
10に広い面積で重なるように形成し、第２ばね14のうち
一対の羽根片14ａの間に位置した２箇所の部位に支持片
20を上向きに折り曲げ形成し、支持片20に係合穴22を穿
設する一方、弁座板10の外周縁に、前記係合穴22に弾性
に抗して嵌合する係止爪28を上向きに突設している。

【００２８】この図７や図６の形態では、弁座板10と第
２ばね14との位置決めを容易にできる利点がある。 (4).第４実施形態（図８） 図８では第２ばね14としてコイルばねを使用した第４実
施形態を示している。すなわち、第２ばね14としてスト
レート状（円錐状でも良い）のコイルばねを使用し、そ
の一端部を、弁座板10におけるカップ部10ａの大径部10
ｂに内向き突設した突起23の下方に嵌め込んでいる。

【００２９】本実施形態のように第２ばね14としてコイ
ルばねを使用すると、当該第２ばね14の伸縮ストローク
を長くすることができるため、フィルターエレメント３
と本体ケース２との寸法誤差が大きい場合に好適であ
る。 (5).その他 上記の各実施形態は第１ばね13として円錐渦巻ばねを使
用した場合であったが、板ばねを使用しても良い。ま
た、第１実施形態のように第２ばね14として板ばね14を
使用した場合には、第２ばね14に半径内向きに延びる複
数本のバネ片を形成し、これを第１ばねとしても良い。
すなわち、第１ばねと第２ばねとを一つの部材で共用し
ても良い。

【００３０】(6).フィルターエレメントの衝突防止手段
（図8,9) 図９及び図10では、エンジンの始動時にフィルターエレ
メント３が本体ケース２に衝突するのを防止する手段の
別例を示している。図９は断面図、図10は図９の部分拡
大図である。このものは、弁座板10を板ばね製として、
これにカップ状部10ａを形成してこれに弁体12を取付け
ると共に、弁座板10に羽根片10ｃを一体に連接した場合
において、弁座板10のうち一対の羽根片10ｃで挟まれた
２個所の部位に支持片20を折り曲げ形成したものであ
る。

【００３１】この場合も、エンジンの始動時にフィルタ
ーエレメント３がオイルの動圧で突き上げられても、フ
ィルターエレメント３が本体ケース３に衝突する前に支
持片20が本体ケース２に当たることにより、フィルター
エレメント３の変形や損傷が防止される。なお、図７に
一点鎖線で示すように、支持片20を弁座板10に折り曲げ
形成しても良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施形態の縦断面図である。

【図２】図１の要部拡大図である。

【図３】 (A)は第１実施形態に係る安全弁装置の分離
図、 (B)は第２ばねの斜視図、 (C)は弁座板の平面図で
ある。

【図４】図３のIV−IV視断面図である。

【図５】第２ばねの製造工程を示す平面図である。

【図６】第２実施形態を示す図で、 (A)は平面図、 (B)
は (A)の B-B視断面図である。

【図７】第３実施形態を示す図で、 (A)は平面図、 (B)
は (A)の B-B視断面図である。

【図８】第４実施形態を示す断面図である。

【図９】本発明に関連した他の発明を示す断面図であ
る。

【図10】図９の部分拡大図である。

【図11】従来技術を示す図である。

【符号の説明】

１ オイルフィルター ２ 本体ケース 2a 本体ケースの底部 ３ フィルターエレメント ９ 安全弁装置 10 弁座板 11 リーク穴 12 弁体 13 第１ばね 14 第２ばね 14ａ 羽根片 20 支持片 21 足片 22 係合穴 23 突起

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】一端に底部を形成し他端は開口した本体ケ
   ース内に、流体が半径内向きに透過する筒形のフィルタ
   ーエレメントを、本体ケースと同心状で且つ本体ケース
   の底部との間に隙間を空けた状態で配置した流体用フィ
   ルターにおける安全弁装置であって、 前記フィルターエレメントのうち本体ケースの底部と対
   抗した一端面に重なり合う弁座板と、前記リーク穴に設
   けたリーク穴をフィルターエレメントの内側から塞ぐ弁
   体と、前記弁体でリーク穴が塞がれ勝手となるように弁
   体を付勢する第１ばねと、本体ケースの底部と弁座板と
   の間に介在する第２ばねとを備え、 前記第２ばねと弁座板とを、弾性に抗しての変形によっ
   て互いに嵌め合わせていること、を特徴とする流体用フ
   ィルターの安全弁装置。