| 【発明の名称】 |
流体フィルタ用弁およびばね |
| 【発明者】 |
【氏名】スティーブン エル． クライン
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| 【要約】 |
【課題】部品の数を減少させ、全体の寸法を減少させながら大小のフィルター素子を使用することができる流体フィルタ用弁の提供。
【解決手段】流体フィルタは第１の孔を有するタッピングプレート１６を有するハウジング１２を含む。中心管２４はタッピングプレートに近接してハウジング内に配置されている。中心管は第２の孔を有する。弾性弁組立体は中心管とタッピングプレートとの間に配置されている。弁組立体は一体化された１部品のリリーフ弁４０およびアンチドレンバック弁３８を有する。アンチドレンバック弁は第１の孔に隣接して配置され、第１の孔を選択的に閉鎖して圧力降下中にフィルタの導入側から流体が流出するのを防止する。前記リリーフ弁は第２の孔に隣接して配置され選択的に第２の孔を閉鎖し、冷間始動のような高圧条件の間に流体がリリーフ弁を通過して流れることを可能にする。概ね凹形の円錐形のばねは、閉鎖したリリーフ弁を半径方向に付勢する。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の孔を備えた端部を有するハウジングと、
前記端部に近接して前記ハウジング内に配置され、第２の孔を含む中心部と、
前記第２の孔を選択的に閉鎖するために前記第２の孔に隣接しているリリーフ弁と、前記第１の孔を選択的に閉鎖するために前記第１の孔に隣接しているアンチドレンバック弁とを含み、前記中心部に近接している弁組立体と、
前記リリーフ弁に半径方向の力を加えて前記中心部に向けて前記リリーフ弁を付勢するばねと、
を備える流体フィルタ。
【請求項２】
前記弁組立体が弾性材料である、請求項１に記載の流体フィルタ。
【請求項３】
前記リリーフ弁およびアンチドレンバック弁は、一体に形成されており且つ前記リリーフ弁の第１終端から前記アンチドレンバック弁の第２終端まで連続的に延びている、請求項１に記載の流体フィルタ。
【請求項４】
弁組立体が軸方向の孔を含むと共に、前記ばねが前記軸方向の孔内に少なくとも部分的に配置されている、請求項１に記載の流体フィルタ。
【請求項５】
前記弁組立体が凹部を画定するＵ字状部を含むと共に、前記中心部の端部が前記凹部内に収容され、前記凹部が前記リリーフ弁およびアンチドレンバック弁を区分している、請求項１に記載の流体フィルタ。
【請求項６】
前記Ｕ字状部は前記端部をシールして、前記第１の孔と第２の孔の間で前記Ｕ字状部を通過する流体の流れを防止する、請求項５に記載の流体フィルタ。
【請求項７】
前記ばねは、概ね円形の断面を有する概ね円錐形である、請求項１に記載の流体フィルタ。
【請求項８】
前記ばねは半楕円形断面を有している、請求項７に記載の流体フィルタ。
【請求項９】
前記ハウジング内に配置され且つ中心開口を画定するフィルタ素子を含む流体フィルタであって、前記中心部は前記中心開口内に配置された中心管を備え、前記中心管は前記ばねを捕捉し且つ軸方向位置に前記ばねを維持する支持部材を含む、請求項１に記載の流体フィルタ。
【請求項１０】
前記支持部材は第３の孔を含み、前記ばねは前記第３の孔内に収容されたリテーナを含む、請求項９に記載の流体フィルタ。
【請求項１１】
前記リリーフ弁は前記半径方向の力に応じて前記中心管の内面を閉塞位置でシールする、請求項９に記載の流体フィルタ。
【請求項１２】
開口を有する壁と、
中心孔を形成し、前記開口を選択的に閉鎖する縦方向に延びる環状リップを含む弁と、
前記孔内に少なくとも部分的に設置され、前記環状リップに半径方向の力を発生して前記環状リップを前記壁に向けて付勢するばねと、
を備える流体フィルタ弁装置。
【請求項１３】
前記壁はほぼ円筒形である、請求項１２に記載の弁装置。
【請求項１４】
前記壁はフィルタ素子を支持する中心管である、請求項１３に記載の弁装置。
【請求項１５】
ばねは概ね円形の断面を有する凹形である、請求項１２に記載の弁装置。
【請求項１６】
前記ばねは半楕円形断面を含む、請求項１５に記載の弁装置。
【請求項１７】
ばねは前記リップに隣接し可撓性フィンガを形成する多数の離間する縦方向に延びるスロットを含む、請求項１２に記載の弁装置。
【請求項１８】
前記弁は前記ばねの端部を支持する半径方向内側に延びる肩部を含む、請求項１２に記載の弁装置。
【請求項１９】
前記ばねは、このばねを通過する流体の流れを可能にする他の開口を含む、請求項１２に記載の弁装置。
【請求項２０】
前記弁は前記環状リップに対して横方向に延びる他の環状リップを含み、これらの前記環状リップは相互に隣接している、請求項１２に記載の弁装置。
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【発明の詳細な説明】【技術分野】
【０００１】
本発明はオイルフィルタのような流体フィルタに関するものであり、さらに詳しくは、本発明は流体フィルタ用弁およびばねに関するものである。
【０００２】
オイルフィルタのような流体フィルタは、種々の作動条件においてフィルタを通過する流体の流れを規制するために１つ以上の弁を通常有している。例えば、フィルタはアンチドレンバック弁を組み込んでおり、圧力降下中に流体がフィルタの導入側から流出して、フィルタ素子からの屑の搬出を防止している。フィルタはまた、例えば、オイルフィルタの用途においてエンジン冷間始動中にオイルが非常に粘稠であるような時、高圧下において流体がフィルタ素子を迂回するようにリリーフ弁を使用している。
【０００３】
多くの流体フィルタ弁の形態が使用されてきた。一般的な弁の形態の１つはフィルタハウジングのタッピングプレートの近くに配置された弁を使用している。移動可能なピストンが流体孔に隣接して配置されている。コイルばねがこの流体ピストンを望ましい位置に付勢する。流体ピストンは、ばねの軸方向の付勢力の下で開放位置と閉塞位置の間をフィルタの中心部に対して軸方向に摺動する。中心管を有する流体の形態に関しては、流体がフィルタ素子を迂回するのを防止するため、中心管とタッピングプレートの間のシールも使用されなければならない。このフィルタを通る流体の流れを更に制御するため、フィルタ内に付加的弁が使用される。流体の漏洩を防止するため、この弁に付加的シールが使用される。その結果、通常の流体フィルタは多数の高価な組み立て部品を使用する。更に、これ等の弁のためには、非常に多くの部品が必要なので、配列の誤りによって弁の好ましくない作動を引き起こす。このばねとピストンとの構成はフィルタハウジングの長さを増加させることになり、または作動中におけるピストン組立体の寸法と運動とに対応するため、ハウジング内に詰め込むフィルタ素子の寸法が減少せざるを得なくなる。従って、流体フィルタ弁に対する一層有効な設計が必要である。
（発明の開示）
本発明は、第１の孔を有するタッピングプレートのような端部を有するハウジングを含む流体フィルタを提供する。中心管のような中心部は端部に近接して、ハウジング内に配置される。中心部は第２の孔を有する。１つの例示的な実施形態では、中心部と端部との間にシールを生ずるため、中心部と端部との間に弁組立体が配置される。この弁組立体はゴムのような弾性材料で構成されることができる。
【０００４】
弁組立体は一体化された一部品（ワンピース）のリリーフ弁とアンチドレンバック弁とからなっている。しかし、これ等の弁は本発明のばねと共に使用するために一体化される必要はない。アンチドレンバック弁は第１の孔に隣接して配置され、第１の孔を選択的に閉鎖して圧力降下中に流体がフィルタの導入側から流出するのを防止する。リリーフ弁は第２の孔に隣接して配置され、第２の孔を選択的に閉鎖し、オイルフィルタの用途における冷間始動のような高圧状態において流体がリリーフ弁を通過して流れるようにする。
【０００５】
１つの例示的な実施形態において、弁組立体はリリーフ弁およびアンチドレンバック弁の第１の終端と第２の終端との間にそれぞれ延びている。図示の例では弁組立体を中心部に支持するため、これ等の弁の間に凹部が配置される。この構成においては、また、弁組立体は中心部と端部との間のシールとして作用する。ほぼ円錐形または半楕円形で卵形のばねが一方の弁に半径方向の付勢力を加え、この弁を閉塞位置に付勢し、この弁に関連する孔を通る流体の流れを閉鎖する。ばねは可撓性フィンガを形成する長いスロットを有し、これらのフィンガは、流体の力を受けて、弁を開放させるのに必要な圧力で撓む。図示の例では、このばねはリリーフ弁の作動に関連している。
【０００６】
本発明の構成は弁組立体の部品の数を著しく減少させ、中心部と端部の間に通常使用されるシールをなくしている。更に、弁組立体の全体の寸法は減少し、これにより、一層小さいフィルタ素子、または一層大きいフィルタ素子を使用することができるようにしている。
【０００７】
本発明の他の利点は、次の詳細な説明を参照し添付図面に関連して考えることにより、理解されることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
流体フィルタ１０を図１に示す。図示のフィルタ１０は車輌のオイルフィルタとして使用するのに適しているが、本発明はいかなる流体フィルタにも使用されることができる。フィルタ１０は缶１３を含むハウジング１２を備え、この缶１３はこの缶の開放端に取り付けられたリテーナ１４を有している。また、ハウジング１２は、通常リテーナ１４の内部にリテーナ１４に隣接して配置されるタッピングプレート１６を有する。タッピングプレート１６は流体通路を有する構造に、フィルタ１０を取り付けるための中心ねじ孔１７を有しており、この流体通路は車輌のエンジンのような希望する位置におよび希望する位置から流体を運ぶものである。
【０００９】
フィルタ組立体１８はハウジング１２内に配置されている。フィルタ組立体１８は端部ディスク２０を有し、これ等端部ディスク２０はこの分野で良く知られているように任意の適切な方法で端部ディスク２０間に配置されたペーパフィルタ素子のような濾過材２２を有する。濾過材２２は中心開口２３を画定し得る。通常、濾過材２２はひだが付いたペーパ素子であり、この濾過材２２の中心開口２３に挿入される中心管２４を有しており、この中心管はひだが付いたペーパ素子のための構造支持体を提供する。中心管２４は、端部ディスク２０に対して相対的に軸方向に中心管２４を設置するためのカラー２５を有する。ガイド２６が、フィルタ組立体１８とハウジング１２との間に配置され、フィルタ１０の組み立て中、望ましいようにフィルタ組立体１８を位置付ける。
【００１０】
フィルタ１０は濾過材２２の一側に、導入側２８を有し、濾過材２２の反対側に送出側３０を有する。図示の構成の場合には、導入側２８はフィルタ組立体１８の外側に相当しており、送出側３０は内側、即ち中心開口２３に相当している。リテーナ１４およびタッピングプレート１６は孔３２を有しており、フィルタ１０を支持する構造から導入側２８までの流体の流れを可能にする。通常の作動中、流体は濾過材２２を通じて、送出側３０に相当する中心開口２３まで流れ、流体から屑を除去する。流体は次に、中心開口２３を通じて流れ、ねじ孔１７を通じて流出し、フィルタ１０を支持する構造を通じて戻る。しかし、用途および顧客の仕様によって、流体の流れは上述の流れ以外のものになると理解すべきである。
【００１１】
圧力降下中に、流体がフィルタ１０の汚れた側、即ち導入側２８からフィルタ１０を支持する構造へ逆流するのを防止するために、フィルタ内に弁を組み込むのが望ましい。また、流体が非常に粘稠である非常に低い温度での車輌の冷間始動のように高圧状態にある間、流体にフィルタ組立体を迂回させるために、フィルタ１０内に弁を設けるのが望ましい。従来の技術では、これ等の弁は分離しており、コイルばねのような多くの部品を含んでいた。
【００１２】
本発明の弁組立体３６は、一体化された、即ち１部品（ワンピース）のアンチドレンバック弁３８およびリリーフ弁４０を備える。図２に最もよく示されるように、弁組立体３６はアンチドレンバック弁の第１終端４２からリリーフ弁４０の第２終端４４まで連続して延びている。１つの例示的な実施形態では、アンチドレンバック弁３８は第１終端４２で終わる第１環状リップ４１を有する。同様に、リリーフ弁４０は第２終端４４で終わる第２環状リップ４３を有する。終端４２、４４は拡大部を有しており、これ等拡大部はリップ４１、４３によって、それぞれの屑付着面を一層良くシールすることができる。弁組立体３６の孔３７は流体の流れがフィルタ１０を通ることを可能にする。
【００１３】
図１および図２を参照すると、弁組立体３６はアンチドレンバック弁３８と、リリーフ弁４０とを分離する環状凹部４８を有する。中心管２４の端部５０は凹部４８内に収容されている。凹部４８の領域内の弁組立体３６は、中心管２４とタッピングプレート１６の間にシールを形成するＵ字状部を形成し、流体がフィルタ組立体１８を迂回するのを防止する。このようにして、弁組立体３６は中心管２４とタッピングプレート１６の間に通常使用される別個のシールを不要にしている。
【００１４】
図１に戻り、アンチドレンバック弁３８はリテーナ１４の孔３２、およびタッピングプレート１６に隣接して配置されている。アンチドレンバック弁は上方に撓ませられ、フィルタ１０の導入側２８内への流体の流れを防止している。アンチドレンバック弁３８の終端４４はタッピングプレート１６の隆起部をシールし、圧力降下中、導入側２８の流体が濾過材２２からフィルタ１０の外に屑を運び出すのを防止する。
【００１５】
中心管２４は開口３４を有する。リリーフ弁４０は、通常の作動中、流体がフィルタ組立体１８を迂回するのを防止するために、開口３４に隣接して配置される。しかし、低温における車輌の冷間始動中のように流体が非常に粘稠な状態の間、流体はフィルタ組立体１８を迂回するのが望ましく、この場合、終端４２は粘稠な高圧流体によって内面４７との係合から強制的に外される。
【００１６】
本発明のばね５６の一例が図１および図３に示されている。このばね５６は形状がほぼ円錐形である。さらに詳しく述べると、前記ばねは半楕円形または卵の半分のような形状である。ばね５６はリリーフ弁４０の内面に係合し且つリリーフ弁４０を付勢して中心管２４の内面４７と係合させる。ばね５６は開口５８または他の任意の孔を有し、フィルタ１０を通して流体を流すようにしてもよい。
【００１７】
ばね５６は可撓性フィンガ６１を形成する多数の細長いスロット６０を有することができ、開口３４における流体圧力によって生じた、リリーフ弁４０における力を受け、ばね５６のその周縁の周りの撓みを一層容易にする。ばね５６は薄い金属、またはプラスチックのような任意の適当な材料から構成することができる。ばね５６の付勢力はスロット６０の幾何学形状、材料の厚さ、またはその他適当な手段を変えることによって変更することができる。
【００１８】
弁組立体３６は肩部５７を有し、ばね５６の設置位置において、ばね５６の端部を肩部５７に座らせる。フィルタ１０は作動中に、縦方向の希望する位置に、ばね５６を保持する特徴を有していてもよい。例えば、中心管２４は孔６６を有する側方支持部６４を有していてもよい。リテーナ６２は開口５８に近いばね５６の頂部から延び、孔６６によって収容されていてもよい。このようにして、流体がフィルタ１０を流れる際、ばね５６はリリーフ弁４０の内面から外れることがない。
【００１９】
図４は本発明のばね５６の他の一例を示す。ばね５６は図３に示す形態に比較し、フィンガ６１の可撓性を増加する一層大きな長いＶ字状スロット６０を有する。ばね５６は中心管２４内の１対の側方支持体６４によって、その縦方向姿勢に保持される。
【００２０】
フィルタ１０は弁組立体内の孔３７内に、ばね５６を挿入することによって組み立てられる。ばね５６の端部は肩部５７に当接して設置される。ばね５６を有する弁組立体３６は中心管２４の端部５０に据え付けられ、弁組立体３６の凹部４８内に端部５０が収容される。フィルタ組み立て工程中の任意の適切な時に、中心管２４に濾過材２２および端部ディスク２０が据え付けられる。既知のように、フィルタ１０の製作を完了する。
【００２１】
弁組立体３６はゴムのような弾性材料であってもよい。弁３８、４０を開く際の圧力は、異なるデュロメータのゴムを使用し、または弁３８，４０の望ましい区域内の厚さを変えることによって、変化させることができ、弁３８，４０の開放特性を変化させる。例えば、弁３８は「膝部」５２を有し、この「膝部」は支点として作用する。膝部５２の位置、幾何学形状および厚さは開放特性を変化させるために変更することができる。
【００２２】
本発明を例証として記載したが、使用された用語は本発明を限定するものでなく、説明のための語として意図したものであると理解すべきである。上述の教示したところから、本発明は多くの変更、修正が可能であることは明らかである。従って、本発明は詳細に説明したのと別の方法で、特許請求の範囲内において実施され得ることを理解するべきである。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】図１は、一体化されたリリーフ弁およびアンチドレンバック弁を有する本発明の弁組立体の一例を有する流体フィルタの断面図である。
【図２】図２は、図１に示す弁組立体の拡大断面図である。
【図３】図３は、図１に示す本発明のばねの底部から見た正面図である。
【図４】図４は、本発明の弁組立体の他の例の斜視図である。
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| 【出願人】 |
【識別番号】５０１０５０６９０
【氏名又は名称】アーヴィンメリター テクノロジー エルエルスィー
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| 【出願日】 |
平成１６年１０月１３日（２００４．１０．１３） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００８３８０６
【弁理士】
【氏名又は名称】三好 秀和
【識別番号】１０００９５５００
【弁理士】
【氏名又は名称】伊藤 正和
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| 【公開番号】 |
特開２００５−１４４４３９（Ｐ２００５−１４４４３９Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１７年６月９日（２００５．６．９） |
| 【出願番号】 |
特願２００４−２９８５８６（Ｐ２００４−２９８５８６） |
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