JPS63106316A - フイルタエレメント - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はフィルタエレメントに係り、特に内燃機関等の
オイルフィルタやエアークリーナ等に用いられるフィル
タエレメントに関する。

（従来の技術） 内燃機関等のオイルフィルタは循環している油中に混入
しているダストを除去するものであり、又、エアークリ
ーナはシリンダ等に清浄なエアーを供給するためエアー
中からダストを取り除くためのものである。

該オイルフィルタやエアークリーナは、通常金属製の気
密容器の中にか紙を折り曲げて形成したカートリッジ型
のフィルタエレメントが入っている構造をなす。

従来のオイルフィルタ２０は、第５図に示されるように
、オイルフィルタケース２１内に収容されたフィルタエ
レメント２２と、このフィルタエレメント２２を支持す
る底部カバー２４およびエレメントの補強内筒２５から
構成されている。

フィルタエレメント２２は、第７図および第８図（第７
図は斜視図、第８図は平面図）に示されるように山形状
に折り曲げたひだを形成したン戸紙を円筒状に巻成して
横断面が菊花状に構成したものからなり、その両端部を
鉄板製のプレート２３ａ、２３ｂでシール接着している
。上記ブレート２３ａ、２３ｂはプレス加工で皿状に加
工した後、内部接合部に接着剤を塗布し、フィルタエレ
メント２２の両端部と接合したものである。

しかして、上述のように構成したフィルタエレメントを
有したオイルフィルタの濾過作用は第６図において、オ
イルフィルタ２０の底部カバー２４に形成されたオイル
取入口２４１から吸入されたオイルは、矢印のように逆
止弁２６を介してオイルフィルタケース２１内に流れ込
む。そして、オイルはフィルタエレメント２１の側方の
外端側より内端側に向かって流れ、フィルタエレメント
２２を通過してオイルフィルタケース２１の中心側に流
れ込む。このとき、フィルタエレメント２２によって枦
遇され、ダストが除去された清浄なオイルがオイルフィ
ルタ下部のオイル取出口２１　から潤滑工程に送られる
。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、上記のような菊花状に形成し、その両端
部にプレートを接着したフィルタエレメントにおいては
、第６図および第７図に矢印で示されるように［濾過流
体はエレメントの側方からしか流入できないため彼ｉ濾
過流体がエレメントの外端側から内端側に入り込むにつ
れて次第に絞り込まれて流路面積が減少するため、被ン
濾過流体の流速は徐々に増速され、逆に被か過流体の圧
力は低下しつづけ、即ち、流路抵抗が高くなり、被か過
流体の圧力損失が高くなるという問題点がある。

しかも、エレメント各部分での流速が一様でないため、
エレメントか紙にかかる流路抵抗が均一でなく、部分的
に１戸紙を通過する流速が異なり均一なン濾過が不可能
という問題点がある。

また、上記のような菊花状に形成したフィルタエレメン
トにおいては、第８図にその平面図か示されるように山
形のひだの形成が中心から放射状になされているため、
外端側に形成されるひだ間の間隔Ｗはフィルタエレメン
トの外筒の径が大きくなるにつれて広がってくる。その
ため、多数のひだを形成することができず濾過面積を多
くとることができないという問題点がある。また、フィ
ルタエレメントの内筒の径を小さくしてか過面積をかせ
ごうとすると、内端側に形成されるひだが干渉し合い２
戸紙のひだ数を多くすることができず、結局か過面積を
多くすることができない。

しかして、菊花状に形成し、披ｉ濾過流体がエレメント
の側方から放射状に流入する従来のフィルタエレメント
はに述のような種々の問題点があるため、被濾過流体が
筒状に巻成されたエレメントの一方の端面から他方の端
面に向かって軸方向に流れるフィルタエレメントが提案
されている（本件出願人と同一出願人により昭和６１年
９月１７０に出願）。このエレメントの構成は、多数の
ひだを形成した濾紙を筒状に巻成してなるフィルタエレ
メントにおいて、各ひだのエレメント両端部の内部側に
位置する面を互いに接合したものからなる。

しかしながら、上記提案のフィルタエレメントにおいて
は、披か過流体がフィルタエレメントに流入する際、流
路面積が急激に減少するため流体が急激に絞り込まれる
。そのため、流路抵抗が増大するとともに縮流が起こり
圧力損失が生ずるという問題点がある。

本発明は上記事情に鑑みて創案されたもので、その目的
とする処は、被濾過流体がフィルタエレメントに流入す
る際、流路抵抗の増大を避けるとともに縮流の発生を防
止して被濾過流体の圧力損失を防止することができるフ
ィルタエレメントを提供することにある。

（問題点を解決するための手段） 上記問題点を解決するために本発明は、多数のひだを形
成したン戸紙を筒状に巻成してなるフィルタエレメント
において、上記各ひだのエレメント両端部の内部側に位
置する面を互いに接合するとともに隣接するひだの外部
側に位置する面を接合面から軸方向に互いに近ずくよう
にして各隣接するひだ間に漏斗状部を形成したことを特
徴とするものである。

（作　用） 本発明は前記手段により、被ン濾過流体は筒状に巻成さ
れた一方の端面から流入し、この流入時に各隣接するひ
だ間に形成された漏斗状部により流体に縮流が生ずるこ
とを防止できる。そしてこの漏斗状部を経てエレメント
の一方の端面から他方の端面に向かって軸方向に一様な
流速で流れ、この軸方向の流れの間に被ン濾過流体はエ
レメントの外部側から内部側へ通過して濾過される。し
たがって、被ン濾過流体がエレメントの側方から流入し
て外端側より内端側に流れ込む従来のエレメントに比較
して圧力損失を減少させることができるとともに、フィ
ルタエレメント各部で一様な流速のために均一なン濾過
が可能となり濾過効率が向上する。

（実施例） 以下、本発明に係るフィルタエレメントの一実施例を第
１図乃至第５図を参照して説明する。

第１図はオイルフィルタの断面図を示すものであり、オ
イルフィルタ１はオイルフィルタケース２と、このオイ
ルフィルタケース２内に収容されたフィルタエレメント
３と、このフィルタエ・レメント３を支持する底部カバ
ー８およびエレメントの補強内筒９から構成されている
。

前記フィルタエレメント３は、第２図に示されるように
シート状の１戸紙を折り曲げて多数のひだ４を形成する
とともに筒状に巻成したものからなっている。そして、
筒状のフィルタエレメントの両端部において、各ひだ４
のフィルタエレメントの内部側に位置する而を互いに接
合することにより封着部５を形成する。この接合は、ひ
だ４の対向する接合面を市ね合せた後超音波により行う
か、あるいは接合面に接着剤を介装することにより行う
。

一方、エレメント両端部において、第４図に示されるよ
うに隣接するひだの外部側に位置する面を接合面から軸
方向に互いに近ずくようにして各隣接するひだ間に漏斗
状部６を形成する。この漏斗状部６は流体の自然の流線
とほぼ同一曲率をもって形成されている。

また、放射状に形成された各ひだ４を構成する。

一対のひだ面４ａ、４ａには、第５図にその拡大横断面
図が示されるようにそれぞれ波加工が施されており、こ
の波の高さｈはエレメントの内端側から外端側へ向かう
につれて次第に大きくなるように設定されており、また
そのピッチｐは一定となるように設定されている。なお
、波のピッチｐはエレメントの内端側から外端側へいく
につれて大きくすることも可能である。

しかして、各ひだ４における一対のひだ面４ａ。

４ａにｔ戸紙外面に張り出す波加工が施されているため
、各ひだ４がエレメント３の両端部で接合されていても
か紙の内面が相互に密着することを防止できる。

上記のように構成したフィルタエレメント３において、
エレメント内部側の間隙を埋めるためにエレメントの両
端部の内端側に小径のプレート７゜７が接着シールされ
ている。

次に前述のように構成された本発明に係るフィルタエレ
メントの作用について説明する。

第１図乃至第２図において、オイルフィルタ１の底部カ
バー８に形成されたオイル取入口＆ｌから吸入されたオ
イルは、矢印のように逆止弁１０を介してオイルフィル
タケース２内に流れ込む。

そして、オイルは第１図の矢印で示されるようにフィル
タエレメント３のエレメント外部側において下方より上
方に向かって流れ、この下方より上方へ向かう流れの間
にオイルはフィルタエレメント３を通過してエレメント
の内部側に流れ込む。

このとき、フィルタエレメント３によってン濾過され、
ダストが除去された清浄なオイルがオイルフィルタ下部
のオイル取出口２゛　から潤滑工程に送られる。

しかして、本実施例のフィルタエレメント３においては
、被濾過流体はエレメントの下方から上方へ軸方向に沿
って流れ、この軸方向の流れの間にエレメントを通過し
てン濾過されエレメント内部側に流れ込む。したがって
、被ン濾過流体の流入口はエレメント３の環状端面の全
域に亘り、その流入口面積は極めて大きく、そしてエレ
メント３の下端面より流入した彼か過流体はエレメント
の軸方向に沿って流れるため、流速は均一であり圧力損
失がない。

また、フィルタエレメント３の下端部の流入口部３１に
は漏斗状部６が形成されており、即ち、この漏斗状部６
は流体の自然の流線とほぼ同一曲率をもって形成されて
おり、流体はこの漏斗状部６で徐々に絞り込まれて縮流
が起こることなくエレメント流入時の圧力損失を最小限
に押さえることができる。

また、フィルタエレメント３の各ひだ面４ａには、波加
工が施されており、波加工における波高さｈをエレメン
トの内端側から外端側に向かうにつれて大きく形成する
ことによりか過面積を大きくしている。即ち、菊花状に
折曲したエレメントでは、エレメントの半径方向の内方
から外方に向かうにつれて隣接するひだ間の間隔は広く
なるが、この空間を利用して波加工を施すことにより濾
過面積を大きくとることができる。そして、フィルタエ
レメント３のひだ面４ａに波加工を施すことで、ポンプ
の吸入負圧で濾紙が密着することを防げる。即ち、粘度
の高い流体や、またはン戸材が目詰りした場合、ポンプ
の吸引負圧で濾紙が密着され、流路が減少して圧力損失
の上昇を招く。また、このような場合炉材強度の弱い箇
所に、圧力が集中し、ン戸材が破れるなどの障害が生じ
、ン濾過作用に悪い結果を生じる場合もあるが、本実施
例では波加工を施すことによりこれを防止できる。

〔実験結果〕

次に、本実施例に係るフィルタエレメントの実験結果を
従来のフィルタエレメントとの比較において説明する。

フィルタエレメントは、その材質は化学繊維７０％、バ
ルブ２５％、無機繊維５％、紙厚０．８０ｍｍの濾紙で
フェノール樹脂を固着剤として形成する。

実験に使用されたオイルフィルタは外径φ６５、高さ６
５ｍｍである。このオイルフィルタに内設されるフィル
タエレメントの外径はφ６２、エレメントの補強内筒の
外径はφ２８、エレメント高さ４４ｍｍである。

上記のような設計条件で、断面菊花状に形成した従来の
フィルタエレメントと本発明に係るフィルタエレメント
とを比較実験を行った。

この比較実験の実験条件は、ＪＩＳ　　Ｄ３９０４に示
す条件で行い−この時使用したオイルはＳＡＥ＃３０相
当の無添加油であり、油温８０℃、テスト流量は１０Ｉ
Ｉ／■１ｎである。

上記条件での実験結果によれば、圧力損失は従来のフィ
ルタエレメントが０．４５ｋｇ／ｃ−であるのに、本実
施例のフィルタエレメントは０８３０ｋｇ／ｃシであり
、圧力損失は飛躍的に減少した。フィルタエレメントの
寿命は、従来のものが４５時間であるのに対し、本実施
例のものは６０時間でありロングライフ化が可能になっ
た。そして、濾過効率は従来のフィルタエレメントが７
８％であるのに対し、本実施例のフィルタエレメントは
８３％であり約５％ン濾過効率が向上した。

〔発明の効果〕

以上、実施例の説明から明らかなように、本発明は、多
数のひだを形成したか紙を筒状に巻成してなるフィルタ
エレメントにおいて、上記各ひだのエレメント両端部の
内部側に位置する面を互いに接合するとともに隣接する
ひだの外部側に位置する面を接合面から軸方向に互いに
近ずくようにして各隣接するひだ間に漏斗状部を形成し
たため、ｋ２濾過流体はエレメントの一方の端面から流
入し、この流入時に漏斗状部により流体は徐々に絞り込
まれてエレメントの軸方向内方に向かって流れ、即ち漏
斗状部で縮流が起こることなくエレメント流入時の圧力
損失及び水頭損失を最小限に押さえることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るフィルタエレメントを装管したオ
イルフィルタの断面図、第２図は本発明に係るフィルタ
エレメントの斜視図、第３図は同フィルタエレメントの
平面図、第４図は第３図におけるＩＶ−ＩＶ線に沿って
切断した断面図、第５図は同フィルタエレメントの要部
拡大横断面図、第６図は従来のフィルタエレメントを装
着したオイルフィルタの断面図、第７図は従来のフィル
タエレメントの斜視図、第８図は同フィルタエレメント
の平面図である。 １・・・オイルフィルタ、２・・・オイルフィルタケー
ス、３・・・フィルタエレメント、４・・・ひだ、４ａ
・・・ひだ面、５・・・封着部、６・・・漏斗状部、８
・・・底部カバー、９・・・補強内筒。 出願人代理人　　佐　　藤　　−雄 第１図 め２目 第３目 第７図 第６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 多数のひだを形成したろ紙を筒状に巻成してなるフィル
   タエレメントにおいて、上記各ひだのエレメント両端部
   の内部側に位置する面を互いに接合するとともに隣接す
   るひだの外部側に位置する面を接合面から軸方向に互い
   に近ずくようにして各隣接するひだ間に漏斗状部を形成
   したことを特徴とするフィルタエレメント。