(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
オイル流入口とオイル流出口をもつ有底筒状のケーシングと、該ケーシング内に配置された断面リング状の濾過部とよりなり、該ケーシングの該オイル流入口から流入したオイルが該濾過部を通過することで濾過されて該オイル流出口から流出するオイルフィルター装置であって、
前記濾過部は、一表面に形成され一部に前記オイル流出口と連通する出口開口を有するリング状の流出溝部と該流出溝部の裏面側に形成され一部に前記オイル流入口と連通する入口開口を有するリング状の流入溝部とをもつリング状のホルダー部と、リング状のフィルターとが交互に積層されてなり、該ホルダー部の該流出溝部及び該流入溝部の少なくとも一方には、オイルの温度に応じて該出口開口及び該入口開口の少なくとも一方から出入するオイル量を制御する弁部が設けられていることを特徴とするオイルフィルター装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は内燃機関の潤滑剤であるオイル中の異物を濾過するオイルフィルター装置に関し、詳しくは低温時から高温時まで安定した濾過特性を示すオイルフィルター装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車のエンジンなどの内燃機関には、潤滑剤であるオイル中の異物を濾過して常に清浄なオイルを供給するために、フィルターを内蔵したオイルフィルター装置が用いられている。このオイルフィルター装置としては、ひだ折り濾紙による円筒形フィルターエレメントを円筒状のケーシング内に配置し、外周から径方向に中心へ向かってオイルを通過させるシャント方式ものが広く用いられている。
【０００３】
しかしながら、シャント方式のオイルフィルター装置では、濾過面積が充分ではなく、大きなフィルター容量にしない限り比較的短い期間で目詰まりが生じるため、フィルターエレメントの交換を頻繁に行う必要がある。
そこでこのような不具合を回避するものとして、ロール巻きティッシューエレメントを用いたデプス方式のオイルフィルター装置も知られている。このデプス方式のオイルフィルター装置によれば、フィルター機能が向上するため寿命の延長が可能となり、かつ使用済みオイルの再生が可能となるという利点がある。
【０００４】
ところでオイルの粘性は温度によって大きく変化し、低温時には粘度が高く高温時には粘度が低くなるため、フィルターを通過するオイルの単位時間当たりの通過量は、粘度の高い低温時には少なく粘度の低い高温時には多くなる。したがってエンジン始動時などの低温時には、潤滑特性が低下するとともにオイルフィルター装置に高圧が作用するという問題がある。
【０００５】
一方、オイルフィルターの濾過作用は、加圧によりフィルターを通過させて濾過するものであるため、温度が高くなるほどフィルターを通過するオイル量が増加し、オイル温度によって濾過特性が変化して安定した濾過特性が得られないという問題がある。
このような問題に対処するために、サーモスタットバルブやリリーフバルブを設けたオイルフィルター装置が知られている。このような装置では、オイル温度が所定温度以下となったりオイル圧力が所定値以上となるとバルブが開放されるように構成されているため、過大な圧力が作用することを回避することができ、低温時の潤滑特性も改善される。
【０００６】
また特開平８−１７３７１４号公報には、形状記憶合金製のバネによって付勢された作動弁をダイヤフラムとして機能させたオイルフィルター装置が記載されている。この装置によれば、エンジン回転数が急激に上昇した場合に作動弁が透孔を開いて油圧ショックを吸収することができる。そしてバネの特性がオイル温度に応じて変化するため、オイルの粘度に関わらず安定して油圧ショックを吸収することができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところがサーモスタットバルブやリリーフバルブを設けたオイルフィルター装置、あるいは特開平８−１７３７１４号公報に記載のオイルフィルター装置では、装置の大型化、部品点数の増大及び製造工程の複雑化という不具合がある。
さらに、これら従来のオイルフィルター装置では、オイル温度によって濾過特性が変化するため安定した濾過特性が得られないという問題を解決することが困難であった。
【０００８】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、単純な構成で低温時の潤滑特性に優れ、かつ低温から高温まで安定した濾過特性を示すオイルフィルター装置とすることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する本発明のオイルフィルター装置の特徴は、オイル流入口とオイル流出口をもつ有底筒状のケーシングと、ケーシング内に配置された断面リング状の濾過部とよりなり、ケーシングのオイル流入口から流入したオイルが濾過部を通過することで濾過されてオイル流出口から流出するオイルフィルター装置であって、
濾過部は、一表面に形成され一部に前記オイル流出口と連通する出口開口を有するリング状の流出溝部と流出溝部の裏面側に形成され一部にオイル流入口と連通する入口開口を有するリング状の流入溝部とをもつリング状のホルダー部と、リング状のフィルターとが交互に積層されてなり、ホルダー部の流出溝部及び流入溝部の少なくとも一方には、オイルの温度に応じて出口開口及び入口開口の少なくとも一方から出入するオイル量を制御する弁部が設けられていることにある。
【００１０】
【発明の実施の形態】
先ず入口開口に弁部が設けられている場合について説明する。本発明のオイルフィルター装置では、オイルはオイル流入口からケーシング内に流入し、弁部を介して入口開口からホルダー部の流入溝部に入る。この弁部はオイルの温度に応じて入口開口に入るオイル量を制御している。例えば弁部によって入口開口の開口面積が可変される場合には、オイルの温度が低い時には入口開口の開口面積が大きくされ、オイルの温度が高い場合には開口面積は小さくされる。したがって出口開口の面積を十分大きくしておけば、オイルの温度に応じてケーシング内のオイルの圧力をほぼ一定に制御することができ、安定した濾過特性が得られる。また低温時にはオイルの流量が多くされるので、潤滑特性が向上しケーシング内のオイルの圧力が高くなりすぎることもない。
【００１１】
そして入口開口から流入したオイルは流入溝部からフィルターを通過し、濾過された清浄なオイルはフィルターの反対側に積層されているホルダー部の流出溝部に流入する。そして清浄なオイルは出口開口から流出し、ケーシングのオイル流出口から流出して循環される。
また出口開口に弁部が設けられている場合には、入口開口から流入したオイルは流入溝部からフィルターを通過し、濾過された清浄なオイルはフィルターの反対側に積層されているホルダー部の流出溝部に流入する。そして清浄なオイルは、弁部によって流出するオイル量が制御されている出口開口から流出し、ケーシングのオイル流出口から流出して循環される。このとき、オイルの温度が低い時には出口開口の開口面積が大きくされ、オイルの温度が高い場合には開口面積は小さくされる。したがってオイルの温度に応じてケーシング内のオイルの圧力をほぼ一定に制御することができ、安定した濾過特性が得られる。また低温時にはオイルの流量が多くされるので、潤滑特性が向上しケーシング内のオイルの圧力が高くなりすぎることもない。
【００１２】
さらに入口開口と出口開口の両方に弁部を設ければ、それぞれの弁部の作動を最適に制御することにより、上記した作用の相乗効果が奏されるようにすることも可能となる。
したがって本発明のオイルフィルター装置では、上記のように制御されることにより低温時から高温時まで安定した濾過特性が得られる。また低温時の潤滑特性が向上するとともに、オイルフィルター装置に高圧が作用するのが防止される。
【００１３】
オイルの温度に応じて出口開口及び入口開口の少なくとも一方から出入するオイル量を制御するように弁部を構成するには、例えば弁部を形状記憶合金あるいはバイメタルなどから形成し、オイルの温度によって出口開口及び入口開口の少なくとも一方の開口面積を可変できるようにすることが好ましい。このように構成すれば、装置自体が単純な形状となり部品点数も少ないため、コンパクトで安価なオイルフィルター装置とすることができる。
【００１４】
濾過部の断面形状としてはリング状であればよく、真円形状、楕円形状、多角形状など特に制限されない。またホルダー部とフィルターとを交互に積層する数も任意に選択することができる。
【００１５】
【実施例】
以下、実施例により本発明を具体的に説明する。
本実施例のオイルフィルター装置は、図１に示すように、ケーシング１と、濾過部２と、リリーフバルブ３とから構成されている。ケーシング１は有底筒状をなし、その底板には中央にオイル流出口１１が設けられ、オイル流出口１１の外周側には複数のオイル流入口１２がリング状に列設されている。さらにオイル流入口１２の外周側にはリング状のパッキン１３が配置され、被取付部に気密に装着可能となっている。
【００１６】
ケーシング１内には、断面リング状の筒状の濾過部２が配置され、濾過部２の中心孔２０がオイル流出口１１と連通し、濾過部２の外周表面とケーシング１の内周表面との間に形成された筒状空間１４がオイル流入口１２と連通している。
リリーフバルブ３は、開口３０をもつフランジ部３１と、フランジ部３１に固定された筒部３２と、筒部３２内に配置されたスプリング３３と、スプリング３３の一端に固定された蓋部３４とから構成されている。フランジ部３１は濾過部２の一端に固定され、濾過部２の中心孔２０を液密に覆っている。そして、平常時にはスプリング３３の付勢力により蓋部３４が開口３０を塞いでいるが、筒状空間１４内のオイルの圧力がスプリング３３のバネ力より高くなると、その圧力によりスプリング３３が弾性変形して開口３０を開く。これにより筒状空間１４内のオイルが、濾過部２を通らずに開口３０を通じて直接オイル流出口１１から流出するため、ケーシング１内の圧力が所定値以上となるのが防止されている。
【００１７】
さて本実施例の特色をなす濾過部２は、図２に示すホルダー部４とリテーナプレート５及びフィルター６からなるユニットが複数個積層されて構成され、全体がブラケット２１で固定されている。そしてブラケット２１の一端にリリーフバルブ３のフランジ部３１が固定され、他端がケーシング１の底板１０に固定されている。
ホルダー部４は、リング状の板部４０と、板部４０の外周に形成されたリング状の外周壁４１と、板部４０の内周に形成された略正八角柱でリング状の内周壁４２とから構成されている。板部４０は、外周壁４１及び内周壁４２の高さ方向の中央を仕切るように形成され、外周壁４１及び内周壁４２により板部４０の一面側に流出溝部４３が、その反対側に流入溝部４４が形成されている。また外周壁４１には、流入溝部４４側の端面から軸方向に延びる複数の入口開口４５が周方向に等間隔に列設され、内周壁４２の略正八角柱の角部には、流出溝部４３側の端面から高さ方向に延び板部４０の表面に到達しない複数の出口開口４６が周方向に等間隔に列設されている。
【００１８】
リテーナプレート５は、リング状のプレート５０と、プレート５０の外周に形成されたリング状の外周脚部５１と、プレート５０の内周に等間隔に形成され外周脚部５１と平行に突出する８個の板状の弁部５２とから構成されている。８個の弁部５２は、それぞれ正八角柱の一辺を構成している。またプレート５０には、表裏を貫通する複数の貫通孔５３が穿設されている。
【００１９】
このリテーナプレート５は、外周脚部５１の先端が板部４０に当接するように、かつそれぞれの弁部５２が出口開口４６に対向するようにして、ホルダー部４の流出溝部４３内に配置される。そして弁部５２は形状記憶合金から形成され、高温時には先端が径方向内方へ揺動し、低温時には先端が径方向外方へ揺動するように２方向に形状記憶されている。
【００２０】
そしてフィルター６は、不織布からリング状に形成され、その幅方向の寸法はホルダー部４と同一に形成されている。このフィルター６は、リテーナプレート５が配置された流出溝部４３上でホルダー部４上に載置される。
ホルダー部４とリテーナプレート５及びフィルター６からなるユニットは、この順で同軸的に複数個積層され、濾過部２が構成されている。
【００２１】
このように構成された本実施例のオイルフィルター装置では、オイルポンプの駆動によりオイルがオイル流入口１１からケーシング１内に流入し、筒状空間１４に入る。すると図３に示すように、オイルは複数のホルダー部４の入口開口４５から流入溝部４４内に流入し、フィルター６を通過して流出溝部４３内に入る。この際にオイル中の異物はフィルター６で濾過される。
【００２２】
流出溝部４３内に流入したオイルは、弁部５２と内周壁部４２の間を通過し出口開口４６から流出した後、中心孔２０を通ってオイル流出口１１から流出して循環される。ここで、オイルの温度が所定の低温以下では、形状記憶により弁部５２は先端が径方向外方へ揺動するため、弁部５２と内周壁部４２との間隔が広がり、出口開口４６の開口面積が大きくなる。したがってオイルの流量が増大するので、フィルター６を通過するオイルの量が多くなり濾過特性が向上する。またオイルの温度が所定の高温以上となると、形状記憶により弁部５２は先端が径方向内方へ揺動するため、弁部５２と内周壁部４２との間隔が狭まり、出口開口４６の開口面積が小さくなる。したがってオイルの流量が減少するので、フィルター６を通過するオイルの量が少なくなる。
【００２３】
すなわち本実施例のオイルフィルター装置によれば、温度が変動してもフィルター６を通過するオイルの量をほぼ一定とすることができるので、安定した濾過特性が確保される。また低温時には出口開口４６から流出するオイル量が増大するので、低温時の潤滑特性が向上するとともに圧力の増大が回避される。
なお本実施例では出口開口４６に弁部５２を設けたが、同様の形状記憶合金からなる弁部を入口開口４５に設けても本実施例と同様の作用効果が奏される。さらに、出口開口４６と入口開口４５の両方に弁部を設ければ、その形状記憶の形態により温度とオイル流量とのさらに精密な制御が可能となる。この場合は、リテーナプレート５全体を形状記憶合金から形成してもよい。
【００２４】
また本実施例では弁部５２を形状記憶合金から形成しているが、バイメタルから形成しても同等の作用効果が奏される。
【００２５】
【発明の効果】
したがって本発明のオイルフィルター装置によれば、オイル温度の変動に応じて弁部が出口開口及び入口開口の少なくとも一方から出入するオイル量を制御するため、オイルの粘度に無関係にフィルターを通過するオイルの量をほぼ一定とすることができ安定した濾過特性が確保される。また低温時には出口開口から流出するオイル量が増大するので、低温時の潤滑特性が向上するとともに圧力の増大が回避される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例のオイルフィルター装置を一部破断して示す斜視図である。
【図２】本発明の一実施例のオイルフィルター装置に用いた濾過部を構成するユニットの構成を示す分解斜視図である。
【図３】本発明の一実施例のオイルフィルター装置に用いた濾過部の要部断面図である。
【符号の説明】
１：ケーシング      ２：濾過部              ３：リリーフバルブ
４：ホルダー部      ５：リテーナプレート    ６：フィルター
４５：入口開口      ４６：出口開口
【図１】
0003611971.tif 000002
【図２】
0003611971.tif 000003
【図３】
0003611971.tif 000004