JPH1157338A - 流体用フィルターの安全弁装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】オイルフィルターの安全弁装置を、コンパクト
で信頼性が高く、しかも安価に製造できるようにする。 【手段】弁体13に弁座11の外側に延びる外向き突出部13
ｂを形成し、この外向き突出部13ｂに円錐形渦巻きばね
14を被嵌し、これをナット15で止める。円錐形渦巻きば
ね14はオイルの通過機能を損なうことなく偏平な状態ま
で大きく圧縮させることができるため、全体をコンパク
ト化できる。しかも、線材製の円錐形渦巻きばね14を使
用するものであるため信頼性が高く、更に、ばね受けが
不要であるためコストを低減できる。

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図11に
示すように構成されている。すなわち、一端に底部50ａ
を形成し他端は開口した本体ケース50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
50を、本体ケース50と同心状で且つ本体ケース50の底部
50ａとの間に隙間が空くように配置し、フィルターエレ
メント51のうち本体ケース50の底部50ａに近い一端部に
安全弁装置52を設け、通常の状態では、オイルをフィル
ターエレメント51の半径内側に向けて透過させ、フィル
ターエレメント51が詰まる等してオイルの圧力が高くな
ると、安全弁装置52を介してオイルをフィルターエレメ
ント51の内側にリークさせるように構成している。

【０００３】このオイルフィルター50の安全弁装置52
は、ばねの弾性変形を利用してオイルをリークさせるも
ので、この場合、ばねとしては、線材から成るコイルば
ねを使用したものと板ばねを使用したものとに大別さ
れ、実際に市場に出回っている商品は耐久性（信頼性）
の点からコイルばねを使用したものが殆どである。そし
て、コイルばねを使用した安全弁装置は、一般に、この
図11に示し且つ特公平4-50497 号に開示されているよう
に、バイパス穴53が開口した弁座54の内面に筒形のばね
受け55をスポット溶接によって固着し、このばね受け55
の内部に、弁座54のバイパス穴53を塞ぐ弁体56と、弁体
56を弁座54に向けて付勢するストレート状のコイルばね
57とを設けた構造になっている。弁座54には、本体ケー
ス50の底部50ａ当たる羽根片54ａを一体に連接してお
り、この羽根片54ａにより、フィルターエレメント51を
押え固定している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このように
コイルばね57を使用する場合、安全弁としての機能の点
からは必ずしもばね受け55を設ける必要はなく、図12に
示すように、コイルばね57を弁座54の外側に配置して、
弁体56に設けた外向き突出部56ａをコイルばね57で支持
することも可能である。このように構成すると、ばね受
け55を取付ける工程が不要となるため組み立てコストを
低減できる。

【０００５】しかし、従来の安全弁装置は弁座54の内面
に設けたばね受け55にコイルばね57を内蔵した構成にな
っている。これは、ストレート状のコイルばね57は完全
に押し縮めるとオイルが殆ど通過しないことから、図12
のように構成すると、ストレート状のコイルばね57の圧
縮代を確保した状態でオイルの円滑な流れを確保するた
めには、コイルばね57を弁座54の外側に大きく突出させ
なければならず、そうするとフィルターエレメント51と
本体ケース50の底部との間の間隔が広くなってフィルタ
ーが大型化するためである。

【０００６】なお、図12において、一点鎖線で示すよう
に、弁座54をフィルターエレメント51の内部に深く入り
込むように絞り込めば良いと考えられる。しかし、弁座
54の羽根片54ａでフィルターエレメント51を押え固定す
るためには、弁座54は板ばねを素材として製造しなけれ
ばならないが、板ばねは延性が低くて深絞り加工は不可
能であるため、弁座54を一点鎖線で示すように深い筒状
に絞り込み加工することはできない。さりとて、弁座54
を深絞り可能な鋼板製とすると、フィルターエレメント
51を押え固定するための別のばね手段が必要となり、ま
すますコストが嵩むことになる。

【０００７】このように従来は、弁座54の加工性を確保
しつつ、フィルターを大型化することなくコイルばね57
を使用するためにばね受け55を設けていたものであり、
このため、コンパクト化はできても製造コストを低減で
きない問題があった。本発明はこの問題を解消すること
を目的とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】このため本発明は、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両端開口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
の間に隙間が空くような状態で配置し、このフィルター
エレメントのうち本体ケースの底部に近い一端部に安全
弁装置を設けた流体用フィルターにおいて、「前記安全
弁装置を、フィルターエレメントの一端部を塞ぐ弁座
と、この弁座に形成したバイパス穴をフィルターエレメ
ントの内側から塞ぐ弁体と、弁座を挟んでフィルターエ
レメントの内部と反対側に配置したばねとを備えた構成
とし、前記弁体に、弁座のバイパス穴等からフィルター
エレメントの外側に延びる外向き突出部を形成する一
方、前記ばねを、本体ケースの底部に向けて先窄まりの
円錐形ばねか、又は、本体ケースの軸線回りに旋回する
渦巻き形ばねに形成し、この円錐形ばね又は渦巻き形ば
ねで前記弁体の外向き突出部を支持する」の構成にし
た。

【０００９】

【発明の奏する効果】円錐形ばね又は渦巻き形ばねは押
し縮めても条線間の間には隙間が空いたままであるか
ら、本願発明の構成にすると、流体の通過機能を損なう
ことなくばねを大きく押し縮めることができる。従っ
て、ばねを弁座の外側に大きく突出させなくとも、安全
弁としての機能を確保できる。

【００１０】よって、本願発明によると、弁座の加工の
容易性を損なったりフィルターを大型化したりすること
なく、ばねとして線材製の円錐形渦巻きばねのような耐
久性の高いものを使用することができるのであり、その
結果、信頼性とコスト低減とコンパクト化とを同時に達
成することができる。

【００１１】

【発明の実施形態】次に、本願発明を内燃機関用オイル
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。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との間に隙間が空くようにして配置されてい
る。

【００１２】本体ケース２の開口部には底板４とパッキ
ン５とが装着されている。底板４の中心部には出口穴６
が開口しており、その外側には入口穴７が開口してい
る。フィルターエレメント３は平面視でジグザグ状に折
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の入口穴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を半径内側に透過して出口穴６から流出する。

【００１３】フィルターエレメント３のうち本体ケース
２の底部2aに近い一端部には、安全弁装置10が配置され
ている。図２は安全弁装置10の分解図、図3(A)は非作動
状態での断面図、図3(B)は作動状態での断面図である。
これらの図に明示するように、安全弁装置10は、フィル
ターエレメント３の一端部を塞ぐ弁座11と、この弁座11
に形成したバイパス穴12をフィルターエレメント３の内
側から塞ぐ弁体13と、弁座11を挟んでフィルターエレメ
ント３の内部と反対側に配置した円錐形渦巻きばね14と
を備えている。

【００１４】弁座11は板ばね（ばね鋼）製であり、図4
(A)に示すように平面視略小判形に形成されている。ま
た、弁座11はフィルターエレメント３に嵌まり込むよう
に形成されており、中心部にバイパス穴12が形成されて
いる。また、弁座11の両端には、フィルターエレメント
３を弾性的に押え固定するため、本体ケース２の底部2a
に当たる羽根片11ａを曲げ形成している。

【００１５】前記弁体13は、弁座11のバイパス穴12に内
側から嵌まる台錐状の閉塞部13ａと、バイパス穴12から
外向きに突出した軸状の外向き突出部13ｂとを備えてお
り、弁体13の外向き突出部13ｂに前記円錐形渦巻きばね
14を被嵌し、外向き突出部13ｂに螺合した四角形のナッ
ト15により、円錐形渦巻きばね14を抜け不能に保持して
いる。図より明らかな通り、円錐形渦巻きばね14は、本
体ケース２の底部2aに向けて先窄まりとなる状態で弁座
11に支持されている。

【００１６】この場合、弁座11には円錐形渦巻きばね14
が嵌まる凹所11ｂが形成されており、これにより、円錐
形渦巻きばね14がずれ動くことが防止される。また、弁
体13と弁座11との間のシール性を向上するため、弁座11
におけるバイパス穴12の内周縁13ａは、弁体13の閉塞部
13ａに倣うように傾斜状に曲げ形成されている。更に、
ナット15の抜け止めのため、図4(B)に符号16で示すよう
に、弁体13における外向き突出部の雄ねじを適宜箇所
（３か所）で潰し加工している。

【００１７】この構成において、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、図4(B)に示すよう
に、弁体13は円錐形渦巻きばね14に抗してフィルターエ
レメント３の内側に入り込むように押しやられ、これに
より、オイルフィルター１がバイパス穴12からリークさ
れる。

【００１８】この場合、円錐形渦巻きばね14は軸方向に
大きく圧縮させても条線が重なり合うことはなく、条線
間に隙間を確保したままで偏平な状態まで圧縮すること
ができるから、円錐形渦巻きばね14の高さ寸法（長さ寸
法）Ｈが小さくても、オイルのリーク機能を損なうこと
なく、必要なばね力を確保することができる。従って、
弁座11を板ばね製にしてフィルターエレメント３の固定
用羽根片11ａを形成したものでありながら、本体ケース
２の底部2aとフィルターエレメント３との間の間隔Ｅを
できるだけ小さくして、フィルター１をコンパクト化す
ることができる。

【００１９】実施形態では、ナット15の外接円の直径よ
りもバイパス穴12の内径が大きくなるように設定してお
り、このように形成すると、円錐形渦巻きばね14を弁座
11の内側に入り込むように大きく変形させることができ
るため、よりコンパクト化できる利点がある。本実施形
態では、円錐形渦巻きばね14は、軸心を中心に右回りし
ながら直径が拡大（又は縮小）する右巻きのものを使用
している一方、ナット15及び弁体13の雄ねじは右ねじを
使用しており、この組み合わせによると、円錐形渦巻き
ばね14が圧縮・戻り変形するたびにナット15がねじ込み
勝手となって、ナット15の緩みが防止される利点があっ
た。これは次の理由からと考えられる。

【００２０】すなわち、円錐形渦巻きばね14が圧縮され
ると、図５に二点鎖線で誇張して示すように、条線は僅
かながら半径外側に向けて押し広げられるが、この場
合、条線はその巻きを巻きを戻すような状態で押し広げ
られるため、円錐形渦巻きばね14には、矢印Ａで示すよ
うに条線を巻き方向（右回り方向）に戻すような弾性復
元力が蓄えられ、このため、円錐形渦巻きばね14が戻り
変形する過程でナット15に対してこれを右回りに回すよ
うに外力が作用することになり、これにより、ナット15
は弁体13の外向き突出部13ｂにねじ込まれ勝手となって
抜けが防止されるための思われる。

【００２１】従って、理論的には、ナット15の雌ねじと
弁体13における外向き突出部の雄ねじとを潰し加工する
等の緩み止め手段を用いなくても、ナット15の抜けを防
止できる。なお、円錐形渦巻きばね14が左巻きの場合
は、ナット15を左ねじに形成すれば良い。

【００２２】実施形態では端板を備えていないフィルタ
ーエレメント３を使用しているが、端板を固着したフィ
ルターエレメントにも適用できる。また、フィルターエ
レメント３の端板を弁座に共用しても良い。次に、図６
〜図10に基づいて他の実施形態を説明する。図6(に示す
のは、円錐形渦巻きばね14による弁体13の支持手段の別
例であり、このうち (A)に示す第２実施形態は、フラン
ジ15ａ付きの六角ナット15を使用した第２実施形態であ
る。この場合、弁体13における閉塞部13ａの下面にドラ
イバ18が係合する溝穴19を形成して、ナット15をきっち
り締め込みできるようにしている。ナット15としては、
フランジ15ａを備えていない通常の六角ナットや、外周
にローレット加工を施した円形ナットなど、各種の形態
ものを使用できる。

【００２３】(B)に示す第３実施形態では、弁体13にお
ける外向き突出部13ｂの先端をかしめ広げている（かし
め部を符号13ｃで示す）。また、 (C)に示す第４実施形
態では、弁体13における外向き突出部13ｂの先端に環状
溝21を形成して、これにスナップリング22を嵌め込んで
いる。更に (D)に示す第５実施形態では、弁体13におけ
る外向き突出部13ｂに座金23を嵌め込んで、これを、外
向き突出部13ｂに挿入した割ピン24で止めている。

【００２４】図７では、弁体13として通常の形態のビス
（ボルト）25を使用した実施形態を示している。このう
ち (A)に示す第６実施形態では、リング板（座金）26を
介して弁座11に鍋頭形のビス25を内側から挿入し、ビス
25の先端に螺合した六角等のナット15で円錐形渦巻きば
ね14を押えている。この実施形態では、バイパス穴12は
リング板26によって塞がれる。なお、フランジ付きのビ
スを使用すると、リング板26をなくすこともできる。

【００２５】図7(B)に示す第７実施形態では、六角頭25
ａ付きのビス25を外側からバイパス穴12に挿入し、この
ビス25にフィルターエレメント３の内側からリング板26
を被嵌し、これをナット15で止めている。この形態によ
ると、ビス25はナット15の下方に長く突出していても支
障ないため、ビス25のねじ山を確実に潰してナット15の
緩みを確実に防止できる利点がある。本実施形態及び他
の実施形態において、ナット15として緩み止め機能を備
えたものを使用すると、かしめや潰しの工程が不要にな
る利点がある。

【００２６】図7(C)に示す第８実施形態は (B)の変形例
であり、耐熱パッキン27を介してリング板26を被嵌し、
更に、ナット15をダブルとすることによって緩み止めと
したものである。 (D)に示す第９実施形態も (B)の変形
例であり、この実施形態では、ビス25にカラー28を嵌め
入れてナット15の位置を正確に設定することにより、円
錐形渦巻きばね14の初期弾性力を正確に保持できるよう
にしたものである。更に、 (E)に示す第10実施形態も
(B)の変形例であり、この実施形態ではナット15を台錐
状に形成しており、このようにするとバイパス穴12の箇
所でのシール性を向上できる。

【００２７】図８に示す第11実施形態では、弁座11の下
面にリング板26を配置し、これに、円錐形渦巻きばね14
に外側から挿入したピン29の先端を挿入して、ピン28の
先端をかしめ広げることによってリング板26を抜け不能
に保持している。図９に示す第12実施形態では、ばねと
して、無負荷状態で平らな形態の渦巻き形ばね30を使用
している。すなわち、渦巻き形ばね30は、矢印Ｂ方向か
ら見ると渦巻き形になっている。この実施形態では、弁
座11の中心穴31に弁体13の外向き突出部13ｂを摺動自在
に嵌め入れると共に、弁座11のうち中心から外れた箇所
にバイパス穴12を穿設し、これを弁体13の閉塞部13ａで
塞ぐようにしている。なお、バイパス穴12は複数でも良
いし、弁座11の中心に形成しても良い。

【００２８】この第12実施形態では、安全弁装置の作動
時には渦巻き形ばね30は円錐状に変形することになり、
第１実施形態と逆の状態に変形する。図10に示すのは第
13実施形態であり、 (A)は正面図、 (B)は平面図であ
る。この実施形態では、円錐形板ばね32を使用してお
り、この形態も本発明に含まれる。円錐形板ばね32は平
面視板状には限らず、平面視十字状や平面視星形などの
他の形態でも良い。

【００２９】以上、本発明の実施形態を説明したが、本
発明の具体例はこれらに尽きるものではなく、更に種々
の形態を採用できる。また、本発明は内燃機関用フィル
ターのみでなく、他のフィルターにも適用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施形態の安全弁装置を適用したオイルフ
ィルターの縦断面図である。

【図２】第１実施形態に係る安全弁装置の分離図であ
る。

【図３】第１実施形態の要部拡大図である。

【図４】第１実施形態に係る部材の平面図である。

【図５】第１実施形態の利点を説明するための平面図で
ある。

【図６】(A)は第２実施形態を示す断面図、 (B)は第３
実施形態を示す断面図、 (C)は第４実施形態を示す図、
(D)は第５実施形態を示す平面図である。

【図７】(A)は第６実施形態を示す断面図、 (B)は第７
実施形態を示す断面図、 (C)は第８実施形態を示す図、
(D)は第９実施形態を示す図、 (E)は第10実施形態を示
図である。

【図８】第11実施形態を示す断面図である。

【図９】第12実施形態を示す断面図である。

【図１０】第13実施形態を示す図である。

【図１１】従来技術を示す図である。

【図１２】本発明の比較例を示す図である。

【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 10 安全弁装置 11 弁座 12 バイパス穴 13 弁体 14 円錐形渦巻きばね 15 ナット

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両端開口筒形の
   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が空くような状態で配置
   し、このフィルターエレメントのうち本体ケースの底部
   に近い一端部に安全弁装置を設けた流体用フィルターに
   おいて、 前記安全弁装置を、フィルターエレメントの一端部を塞
   ぐ弁座と、この弁座に形成したバイパス穴をフィルター
   エレメントの内側から塞ぐ弁体と、弁座を挟んでフィル
   ターエレメントの内部と反対側に配置したばねとを備え
   た構成とし、 前記弁体に、弁座のバイパス穴等からフィルターエレメ
   ントの外側に延びる外向き突出部を形成する一方、前記
   ばねを、本体ケースの底部に向けて先窄まりの円錐形ば
   ねか、又は、本体ケースの軸線回りに旋回する渦巻き形
   ばねに形成し、この円錐形ばね又は渦巻き形ばねで前記
   弁体の外向き突出部を支持したこと、を特徴とする流体
   用フィルターの安全弁装置。