(57)【要約】【課題】冷却剤を濾過する装置及び方法を提供する一方で冷却剤が適切に熱交換器を通じて流れることを保証すること。【解決手段】流体フィルターは濾過された流れ及びバイパスされた流れを含む。特に、流体濾過インサートは第１端部キャップ第２端部キャップ第１及び第２端部キャップ間に配置されたスクリーン及びスクリーンを包囲するフィルター媒体を含む。更に流体を濾過する方法は流体の第１部分を流体フィルター入口に通過させ流体の第２部分をフィルター媒体に通過させ及び第１及び第２部分をフィルター出口に通過させることを含む。さらに、流体フィルターはバイパス入口バイパス入口と同軸な関係にあるフィルター入口バイバス入口から軸線方向に所定の間隔を置いて配置された出口バイパス入口、フィルター媒体及び出口を包囲するハウジングを含む。更に、流体フィルターはバイパス入口が流れの予め定められた量を許容するように寸法づけられる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体フィルター・インサートであって、
第１端部キャップと、
第２端部キャップと、
前記第１及び第２端部間に配置されたスクリーンと、
前記スクリーンを包囲するフィルター媒体と、を備える流体フィルター・インサート。
【請求項２】
前記第１端部キャップ、前記第２端部キャップ、前記スクリーン及び前記フィルター媒体が、第１端部及び第２端部を具備するフィルター・ハウジングによって包囲される、請求項１に記載の流体フィルター・インサート。
【請求項３】
前記ハウジングが、前記第１端部におけるハウジング入口と、前記第２端部におけるハウジング出口と、を備える、請求項２に記載の流体フィルター・インサート。
【請求項４】
前記ハウジング入口は前記第１端部キャップから軸線方向に所定の間隔を置いて配置されている、請求項３に記載の流体フィルター・インサート。
【請求項５】
前記スクリーンが開口を含む、請求項１に記載の流体フィルター・インサート。
【請求項６】
前記フィルター媒体が繊維質である、請求項１に記載の流体フィルター・インサート。
【請求項７】
前記第１及び第２端部キャップが、それぞれ、第１及び第２オリフィスを更に備える、請求項１に記載の流体フィルター・インサート。
【請求項８】
前記第１オリフィスは予め定められた量の流れを許容するように寸法づけられている、請求項７に記載の流体フィルター・インサート。
【請求項９】
流体を濾過する方法であって、
流体の第１部分を、流体フィルター入口に通過させる段階と、
流体の第２部分を、フィルター媒体に通過させる段階と、
前記第１及び第２部分を、フィルター出口に通過させる段階と、を備える方法。
【請求項１０】
前記フィルター媒体が繊維質媒体である、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記フィルター媒体が前記フィルター入口と前記フィルター出口の間に配置されている、請求項９に記載の方法。
【請求項１２】
前記フィルター媒体がスクリーンを包囲する、請求項９に記載の方法。
【請求項１３】
前記フィルター媒体、前記スクリーン、及び、前記フィルター入口と前記フィルター出口が、フィルター・ハウジング内に配置される、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記フィルター・ハウジングは、
ハウジング入口を具備する第１端部と、
ハウジング出口を具備する第２端部と、を備える、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記流体の前記第１及び第２部分を、前記ハウジング入口及び前記ハウジング出口に通過させる段階を更に備える、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記フィルター入口及び前記フィルター出口が、それぞれ、第１オリフィスを具備する第１端部キャップと、第２オリフィスを具備する第２端部キャップと、を備える、請求項９に記載の方法。
【請求項１７】
流体を濾過するシステムであって、
前記流体の第１部分を、流体フィルター入口に通過させる手段と、
前記流体の第２部分を、フィルター媒体に通過させる手段と、
前記第１及び第２部分を、フィルター出口に通過させる手段と、を備えるシステム。
【請求項１８】
前記フィルター入口及び前記フィルター出口は、それぞれ、第１オリフィスを具備する第１端部キャップと、第２オリフィスを具備する第２端部キャップと、を備える、請求項１７に記載のシステム。
【請求項１９】
前記フィルター媒体が前記フィルター入口と前記フィルター出口の間に配置される、請求項１７に記載のシステム。
【請求項２０】
前記システムを収容する手段を更に備える、請求項１７に記載のシステム。
【請求項２１】
流体フィルターであって、
バイパス入口と、
前記バイパス入口と同軸な関係にあるフィルター媒体入口と、
前記バイパス入口から軸線方向に所定の間隔を置いて配置された出口と、
前記バイパス入口、前記フィルター媒体入口、前記フィルター入口及び前記出口を包囲するハウジングと、を備える流体フィルター。
【請求項２２】
前記バイパス入口及び前記出口は何れもシリンダーの端部にある、請求項２１に記載の流体フィルター。
【請求項２３】
前記シリンダーは複数の開口を備える、請求項２２に記載の流体フィルター。
【請求項２４】
前記シリンダーを包囲するフィルター媒体を更に備える、請求項２２に記載の流体フィルター。
【請求項２５】
前記バイパス入口は、予め定められた量の流れを許容するように寸法づけられている、請求項２１に記載の流体フィルター。
【請求項２６】
前記ハウジングは前記バイパス入口から軸線方向に所定の間隔を置いて配置されたハウジング入口を備える、請求項２１に記載の流体フィルター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に自動車流体回路に関する。より詳細には、本発明は、自動車流体回路のためのインライン流体フィルターに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車のエンジン及びトランスミッションは、多くの熱を創出し得る。特に、熱は、エンジン又はトランスミッション潤滑油を劣化させ得る。この種の潤滑油劣化は消極的な結果を有し得、潜在的に破滅的な損害をエンジン又はトランスミッションに引き起こす。他のタイプの機械類は加熱除去を必要とする。
【０００３】
従って、冷却システムは、エンジン、トランスミッション又は機械類によって創出される過剰な熱を除去するために設けられてきた。具体的には、冷却媒体は、この熱を除去するために、熱交換器を通過させ得る。エンジン用熱交換器は、一般にラジエータと呼ばれる。トランスミッション用熱交換器は、一般に油冷却器と呼ばれる。
【０００４】
冷却剤はラジエータ及び油冷却器を通じて循環され、かつこれらの冷却剤が循環される時に漂積物を収集し得る。このように、これらの冷却剤は濾過を必要とする。しかしながら、過度の濾過は熱交換器を通じての冷却剤の流れを遅延させ得るものであり、過度の熱を生じさせ、かつエンジン及びトランスミッションを過度に加熱させる。このチャレンジを軽減するために、これらの冷却剤フィルターには、しばしば、バイパス弁が設けられていた。しかしながら、これらのバイパス弁は不適切に機能し得る。時々、これらの弁は開放されたままにされ、冷却剤が濾過されるのを防止する。他にも時々、これらの弁は閉じたままであり、冷却剤が循環するのを絶つ。こうして、エンジン又はトランスミッションを過熱させる。更に、これらのバイパス弁は、冷却剤管路を配置し、かつ設置の間のコスト及び複雑さを増大させる大きく且つ厄介なものであり得る。これらは、しばしば、交換される必要が有り得、交換及び修理に関する増大したコスト及び時間に通じる。
【０００５】
したがって、冷却剤を濾過する装置及び方法を提供する一方で冷却剤が適切に熱交換器を通じて流れることを保証することが望ましい。さらに、安価で効率的な態様で、冷却剤インラインを濾過する装置及び方法を提供することが望ましい。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述の必要性は本発明により、かなり広範囲に対処される。１つの態様では、幾つかの実施形態において流体を濾過する装置が設けられる一方で、熱交換器、トランスミッション、エンジン又は他の機械類に適切な流体流れを保証する。特に、幾つかの実施形態では、流体フィルターは、流体の一部が濾過される一方で、流体の別の部分はフィルターをバイパスする。
【０００７】
１つの実施形態によれば、流体フィルター・インサートは、第１端部キャップと、第２端部キャップと、第１及び第２端部キャップの間に配置されたスクリーンと、スクリーンを包囲するフィルター媒体と、を含む。更に、流体フィルター・インサートは、第１端部キャップと、第２端部キャップと、を備え、フィルター媒体が、第１端部及び第２端部を具備するフィルター・ハウジングによって包囲され、ここで、ハウジングは第１端部におけるハウジング入口と、第２端部におけるハウジング出口と、を備える。さらに、ハウジング入口は、フィルター・インサートの第１端部キャップから軸線方向に所定の間隔を置いて配置される。
【０００８】
他の実施形態によれば、流体を濾過する方法は、流体の第１部分を、流体フィルター入口に通過させる段階と、流体の第２部分を、フィルター媒体に通過させる段階と、第１及び第２部分を、フィルター出口に通過させる段階と、を含む方法を供する。更に、この方法は、フィルター媒体と、スクリーンと、フィルター入口及びフィルター出口と、がフィルター・ハウジング内に配置され、フィルター・ハウジングがハウジング入口を具備する第１端部と、ハウジング出口を具備する第２端部と、を含む方法を供する。さらに、この方法は、流体の第１及び第２端部を、ハウジング入口及びハウジング出口に通過させる段階を含み、フィルター入口及びフィルター出口は、それぞれ、第１オリフィスを具備する第１端部キャップと、第２オリフィスを具備する第２端部キャップと、を備える方法を供する。
【０００９】
本発明のさらに別の実施形態では、流体を濾過するシステムは、流体の第１部分を、流体フィルター入口に通過させる手段と、流体の第２部分を、フィルター媒体に通過させる手段と、流体の第１及び第２部分を、フィルター出口に通過させる手段と、を含む。更に、このシステムは、フィルター入口及びフィルター出口が、それぞれ、第１オリフィスを具備する第１端部キャップと、第２オリフィスを具備する第２端部キャップと、を備えるシステムを供する。
【００１０】
本発明のさらに別の実施例によれば、流体フィルターは、バイパス入口と、バイパス入口と同軸な関係にあるフィルター入口と、バイパス入口から軸線方向に所定の間隔を置いて配置された出口と、バイパス入口、フィルター媒体入口及び出口を包囲するハウジングと、を含む流体フィルターを供する。更に、流体フィルターは、バイパス入口が予め定められた量の流れを許容するように寸法づけられることを供する。
【００１１】
本発明の或る実施形態を、その詳細な説明をより良く理解し得るように、及び、本発明の当該分野への寄与がより良く理解し得るように、かなり広く、概説してきた。勿論、以下に記載する本発明の付加的な実施形態があり、かつこの実施形態は添付の特許請求の範囲の主題を構成する。
【００１２】
この点で、本発明の少なくとも１つの実施形態を詳細に説明する以前に、本発明が、その用途において、構造の詳細及び以下の説明に記載され又は図面に例示された構成要素の配置構成に限定されるものではないことが理解されるべきである。本発明は、記載された実施形態の他の実施形態を実施することができ、かつ、様々な方法で実施且つ実行することができる。また、本願明細書で用いられた表現及び語彙、並びに要約は詳細に説明することを目的としたものであり、限定であるとみなされるべきではない。
【００１３】
こうして、当業者は、本発明の幾つかの目的を実行するためのその他の構造、方法及びシステムを構成するための基礎として、この開示の基礎を成す概念を容易に利用し得ることを理解する。従って、本発明の均等物が本発明の精神及び範囲を逸脱しない限りで、本願特許請求の範囲がこうした均等物を含むものとみなされることは重要である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明を、類似の参照符号が全体を通じて類似の部品に言及する、図面を参照して説明する。本発明による実施形態は、流体フィルター、特に冷却剤フィルターが熱交換器に適切な流体流れを保証することを供する。フィルターは、アプリケーションのインラインで使用し得る。更に、フィルターは、アプリケーションの圧力側又は戻り側に使用し得る。フィルターは、単純な構造であり、かつその動作の間、単純な設置及び修理又は複雑化を少なくする。
【００１５】
本発明の実施形態を図１に例示する。特に、図１は、自動車冷却システムの使用時の流体フィルター１０の概略図である。フィルター１０は、トランスミッション１２及び熱交換器１４と一直線上に配置される。熱交換器１４は、冷却器又はラジエータとし得る。
管路２０は、フィルター１０を、トランスミッション出口１６及びフィルター入口１８によって、トランスミッション１２と流体連通可能にする。管路２６は、熱交換器１４を、フィルター出口２２及び熱交換器入口２４によって、フィルター１０と流体連通可能にする。最後に、熱交換器１４及びトランスミッション１２は、熱交換器出口２８及びトランスミッション入口３０によって、管路３２を通じて流体連通している。
【００１６】
管路２０、２６及び３２は、流体流れを許容するホース又は導管のタイプとし得る。この場合、トランスミッション１２が示されているが、何れのタイプの機械類も使用し得る。特に、例えば、エンジンのような、流体濾過を必要としている機械を用い得る。また、自動車システムが示されているが、本発明のフィルターを利用し得る１つの特定用途を例示するために、本発明のフィルターは何れかのシステム又は用途で利用し得るものであり、流体濾過を必要とする。例えば、パワーステアリング用途は、本発明のフィルター１０を使用し得る。更に、フィルター１０は、何れかのシステムの圧力側又は戻り側に配置し得る。
【００１７】
図１に例示された概略的な線図では、流体はトランスミッション１２及び熱交換器１４の間で常に循環し、流体を冷却する。流体は、例えば、トランスミッション流体、エンジン油、パワーステアリング流体等のような濾過を必要とする任意のものとし得る。この例では、流体はトランスミッション出口１６でトランスミッション１２を出て、フィルター入口１８でフィルター１０に入る。そこで、以下に詳細に説明するように、流体は濾過される。
【００１８】
その後、流体は、フィルター出口２２を通じてフィルターを出て、熱交換器入口２４を通じて熱交換器１４に入る。熱交換器１４にある間に、流体は必要に応じて冷却され、熱交換器出口２８で熱交換器１４を出る。最後に、流体は、トランスミッション入口３０を介してトランスミッションに再び入り、１つの回路を完了する。図１は使用時のフィルター１０を表す簡易的な概略図を示すが、フィルター１０は様々なシステムに設置し得る。
【００１９】
図２は、本発明の実施形態による流体フィルター１０を例示する斜視図である。フィルター１０は、第１端部キャップ３４、第２端部キャップ３６及びフィルター要素３８を備えて示されている。具体的には、第１端部キャップ３４は、フィルター要素３８の第１端部を保持するように構成された座席とし得る。同様に、第２端部キャップ３６は、フィルター要素３８の第２端部を保持するように構成された座とし得る。第１及び第２端部キャップ３４及び３６は、それぞれ、例えば、金属のような、何れかの適切な材料から作り得る。
【００２０】
フィルター要素３８は、流体を濾過可能な任意のタイプの媒体又は要素とし得る。加えて、フィルター要素３８は繊維媒体とし得る。特に、繊維媒体はプリーツを付け得る。これらのプリーツは、プリーツを付けていない媒体より大きな濾過表面積を与える。更に、より大きな表面積はより小さい空間内に配置し得る。
【００２１】
図３は、本発明の実施形態による流体フィルター１０の分解図である。ここで、第１端部キャップ３４はフィルター入口４０を具備する。フィルター要素３８は、スクリーン４２の全体にわたって所定の間隔を置いて配置された開口４４を具備するスクリーン４２を包囲する。第２端部キャップ３６はフィルター出口４６を具備する。フィルター出口４６にはガスケット４８を嵌合し得る。
【００２２】
フィルター入口４０及び出口４６は、何れかの種類の開口又はオリフィスとし得る。スクリーン４２は、性質上、円筒状且つ中空とし得る。以下に十分に説明するように、シリンダーによって作り出される中空領域４３はバイパスフィルターとして働く。スクリーン４２は、何れか適切な材料で形成し得る。好ましくは、スクリーン４２は金属で作られる。スクリーン４２は、構造的完全性及びフィルター要素３８に対する支持を与える。フィルター要素３８は自身にプリーツが付けられた形態で示されており、スクリーン４２を包囲する。
【００２３】
フィルター１０は、流体フィルター・ハウジング５０内の全体に配置し得る。フィルター・ハウジング５０は第１端部５２及び第２端部５４を具備する。第１端部５２において、フィルター・ハウジング５０はハウジング入口５６を具備する。ハウジング入口５６は、流体がフィルター１０の周りに進み、かつフィルター媒体３８に入ることを可能にするために、フィルター入口４０から所定の感覚を置いて配置されている。しかしながら、第２端部５４では、濾過流れ及びバイパス流れが同時にフィルター出口４６及びフィルター・ハウジング出口５８を出得るように、フィルター・ハウジング５８はフィルター出口４６と結合し得る。
【００２４】
動作において、流体は、ハウジング入口５６を通って流体フィルター・ハウジング５０に入る。流体の一部は、フィルター１０の第１端部キャップ３４の周りに導かれて、フィルター要素３８に入って適切に浄化される。所望により、フィルター要素３８は出来得る限りの濾過をするように形状構成し得る。例えば、フィルター要素３８は、要求された濾過のレベルを達成するために、所望により密又は疎にし得る。濾過された流体は、それから、開口４４を通じてスクリーン４２によって作り出された中空領域４３に入ってフィルター出口４６でフィルター１０を出る。開口４４これら自体は濾過の第２形態として作用し、フィルター要素３８によって捕捉し得なかった何れの粒子も捕える。
【００２５】
流体の残りは、フィルター入口４０に入ってスクリーン４２によって作り出された中空空間４３を通じて前進し、フィルター出口４６で直にフィルター１０を出る。前述のように、濾過流れ及びバイパス流れの両方は同時にフィルター出口４６及びハウジング出口５８を出る。このように、流体の残りの部分は濾過されず、流体がフィルター要素３８をバイパス可能にする。これは、熱交換器１４又はトランスミッション１２に到達する或る量の流体が存在するようにする。
【００２６】
濾過される流体の部分が全流体の１０％及び４０％の間にあり得るものであり、濾過されていない流体の、それぞれ、９０％及び６０％が残る。好ましいパーセンテージは流体の３０％を濾過し、流体の７０％を残してフィルター要素３８をバイパスさせることである。流体入口４０は、濾過されるべき流体のパーセンテージに適合するように構成し得る。例えば、フィルター入口４０の寸法が非常に小さい場合、その時は、流体のより多くは第１端部媒体３８に入って濾過され、より少ない流体が中空領域４３に入り、かつフィルター１０を出て、フィルター媒体３８を一緒にバイパスする。
【００２７】
これに応じて、フィルター入り口４０の寸法が大きい場合には、流体のより多くは中空領域４３に入り、かつフィルター出口に直に進んでフィルター１を出て、フィルター媒体３８を一緒にバイパスする。これは、今度は、第１端部キャップ３４周りのより少ない流体をフィルター要素３８によって濾過されるべく導く。このように、流体濾過の量を制御し得る。
【００２８】
さらに、流体の或る量のみを濾過可能にすることは、流体連通が、フィルター１０によって供給される運ばれる用途において常に生じることを保証する。例えば、図１によって例示される実施形態では、或る量の流体がフィルター要素３８をバイパス可能にすることは、熱交換器１４及びトランスミッション１２の間に循環する或る量の流体が存在することを保証する。他のフィルターが最初に意図した多かれ少なかれ流体を濾過することが知られている。例えば、慣用のバイパス弁を具備するこれらのフィルターは不適切に昨日することが知られている。これはより少ない流体が循環し、潜在的に全体システムを破壊的に不能にさせたままにし得る。これに応じて、より少ない流体が濾過し得、より多くの漂積物及び不純物がシステムに入ることを許容し、潜在的にシステムを不能にさせる。
【００２９】
常にシステムへの適切な流体流れを保証することに加えて、フィルター媒体３８を通じての部分流れは濾過寿命を延長する。全ての流体はフィルター要素３８を通じて進まないため、容易に漂積物及び不純物で詰まるようにならず、かつ容易に摩耗しない。こうした態様で、フィルター要素３８の寿命は延長され、そして、これはフィルター１０のより少ない交換に帰着する。より少ない交換は、より少ないコスト及びより大きな効率に通じる。
【００３０】
更に、フィルター要素３８を通じての部分流れは、フィルター１０を、さもなければ、慣用のフィルターで可能であろうよりも、より高い圧力用途内に配置可能にする。一部の流体のみがフィルター要素３８に入るため、フィルターは全ての流体がフィルター媒体を通過するフィルターより、より高い圧力用途内に配置し得る。
【００３１】
さらに、フィルター入口４０の寸法は、用途の圧力要求に基づいて形状構成し得る。例えば、全流れの３０％がフィルター要素３８を通じて濾過することが所望される場合、この時は、以下の手順がフィルター入口４０の寸法を決定するために行われる。中実の第１端部キャップ３４を具備するフィルター１０は、オリフィス又は入口を具備せず、フィルター・ハウジング内に設置し得る。流体は、それから、フィルター１０を通過し得、かつ圧力及び流体を測定し得る。
【００３２】
フィルター要素３８に亘る圧力降下は、それから、全システム流体流れの３０％で測定し得る。フィルター要素３８に亘るこの圧力降下は、それから、総流量の７０％で等価な圧力降下を生じるであろう、フィルター入口４０の寸法を決定するために使用し得る。その後、フィルター入口４０の寸法は３０％の濾過流れを達成するために何れか適切な態様で第１端部キャップ３４に導き得る。
【００３３】
フィルターの実施例を冷却媒体を使用して示したが、他の流体を使用し得ることが理解される。また、フィルターが自動車産業に有用であるが、他の産業においても使用し得る。特に、フィルター１０は加熱及び換気システム、あるいは流体濾過を必要とする何れかのシステムで使用し得る。
【００３４】
本発明の多くの特徴及び利点は本願明細書の詳細説明から明らかである。そして、かくして、本発明の真の精神及び範囲内に該当する、本発明の全てのこうした特徴及び利点を網羅することは添付の特許請求の範囲によって意図されている。更に、多数の修正及び変形が当業者に直ちに生じるから、例示し且つ記載した正確な構成に本発明を限定することは所望されず、従って、全ての適切な変更及び等価物は用い得、本発明の範囲内に該当する
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】自動車冷却システムで使用される流体フィルターの概略図である。
【図２】本発明実施形態による流体フィルターを例示する斜視図である。
【図３】本発明の実施形態による流体フィルターの分解図である。
【符号の説明】
【００３６】
１０  流体フィルター
１２  トランスミッション
１４  熱交換器
１６  トランスミッション出口
１８  フィルター入口
２０  管路
２２  フィルター出口
２４  熱交換器入口
２６  管路
２８  熱交換器出口
３０  トランスミッション入口
３２  管路
３４  第１端部キャップ
３６  第２端部キャップ
３８  フィルター要素
４０  フィルター入口
４２  スクリーン
４３  
４４  開口
４６  フィルター出口
４８  ガスケット
５０  フィルター・ハウジング
５２  第１端部
５４  第２端部
５６  ハウジング入口
５８  フィルター・ハウジング
【図１】
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【図２】
2007275882.tif 000004
【図３】
2007275882.tif 000005
【外国語明細書】
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