JP4117864B2 - オイルフィルタの出口切換弁機構 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車の内燃機関用のオイルを濾過するオイルフィルタに関し、特に、フィルタの交換時にオイル供給路とドレン路とを切り替えるオイルフィルタの出口切替弁機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、出願人は、図４に示すようなオイルフィルタの出口切換弁機構を提案している（特願平９−２７６０１５号参照）。このオイルフィルタの出口切換弁機構は、フィルタエレメント１が組み込まれた状態では、オイル供給路２を開け、かつドレン路３を閉じる。一方、フィルタエレメント１が分解された状態では、オイル供給路２を閉じ、かつ前記ドレン路３を開ける。このオイルフィルタの出口切換弁機構において、内部にフィルタエレメント１が組み込まれるハウジング４の底部に、上下方向に延びる穴としてオイルの出口ポート５が形成され、出口ポート５に直交するよう上流側にオイル供給路２および下流側にドレン路３が形成されている。出口ポート５には円筒状の弁体６がスライド可能に配置され、この弁体６の外周の上下にはＯリング７ａ，７ｂが装着されている。また、フィルタエレメント１を保持するフィルタ支持体としてのホルダ８の下部には、出口ポート５に嵌合する嵌合筒部８ａが形成されている。弁体６と出口ポート５の底面５ａとの間にはコイルばね９が設けられ、弁体６を嵌合筒部８ａに付勢している。
【０００３】
図中（Ａ）に示すように、フィルタエレメント１が組み込まれた状態では、嵌合筒部８ａが弁体６を出口ポート５とドレン路３との交差位置３ａまで押し下げるため、ドレン路３が閉じられ、オイルはオイル供給路２を流れる。一方、図中（Ｂ）に示すように、フィルタエレメントの分解時には、嵌合筒部８ａの上昇に連動して、コイルばね９が弁体６を出口ポート５とオイル供給路２との交差位置２ａまで押し上げるため、オイル供給路２が閉じられ、オイルはドレン路３を流れる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のオイルフィルタの出口切換弁機構にあっては、オイル供給路２およびドレン路３いずれも出口ポート５に交差するように接続されているので、製造過程で、交差位置２ａ，３ａの縁にバリが発生することがある。弁体６が交差位置２ａ，３ａを通過する際、弁体６に装着されたＯリング７ａ，７ｂに傷が発生するのを防止するために、このバリを完全に取り除く必要があった。また、Ｏリング７ａ，７ｂがオイル供給路２およびドレン路３の交差位置の縁に当接しながらスライドすると、Ｏリングの寿命に悪影響を及ぼすおそれもあった。
【０００５】
そこで、本発明は、弁体が、出口ポートとオイル供給路およびドレン路との交差位置の縁に当接することがないオイルフィルタの出口切換弁機構を提案することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
以下、本発明について説明する。なお、本発明の理解を容易にするために添付図面の参照番号を括弧書きにて付記するが、それにより本発明が図示の形態に限定されるものでない。
【０００７】
請求項１の発明は、ハウジング（１１）にオイルの出口ポート（１９）が形成され、該出口ポート（１９）に交差するよう上流側にオイル供給路（２１）および下流側にドレン路（２２）が接続され、フィルタエレメント（１４）が組み込まれた状態では、前記オイル供給路（２１）を開け、かつ前記ドレン路（２２）を閉じる一方、前記フィルタエレメント（１４）が分解された状態では、前記オイル供給路（２１）を閉じ、かつ前記ドレン路（２２）を開けるオイルフィルタの出口切換弁機構であって、前記出口ポート（１９）内に配置され、前記出口ポート（１９）と前記オイル供給路（２１）とを結ぶ連通部（２４）が形成されるスリーブ（２３）と、前記連通部（２４）の上流側に形成されるオイル供給路用弁座（２６）と、前記出口ポート（１９）と前記ドレン路（２２）との交差位置（２２ａ）の上流側に形成されるドレン路用弁座（３６）と、前記スリーブ（２３）内に配置され、前記オイル供給路用弁座（２６）に当接して、前記オイル供給路（２１）を閉じかつ前記ドレン路（２２）を開ける位置と、前記ドレン路用弁座（３６）に当接して、前記オイル供給路（２１）を開けかつ前記ドレン路（２２）を閉じる位置との間をスライド可能な弁体（３０）と、を備えることを特徴とするオイルフィルタの出口切換弁機構により、上述した課題を解決する。
【０００８】
この発明によれば、弁体（３０）がオイル供給路用弁座（２６）に当接して、スリーブ（２３）に形成された連通部（２４）を開閉するので、弁体（３０）が出口ポート（１９）とオイル供給路（２１）との交差位置（２１ａ）の縁に当接することがなくても、オイル供給路（２１）を開閉することができる。また、弁体（３０）が出口ポート（１９）とドレン路（２２）との交差位置（２２ａ）の上流に形成されたドレン路用弁座（３６）に当接することで、ドレン路（２２）を閉じるので、弁体（３０）が出口ポート（１９）とドレン路（２２）との交差位置の縁に当接することがなくても、ドレン路（２２）を開閉することができる。このため、弁体（３０）が、出口ポート（１９）とオイル供給路（２１）およびドレン路（２２）との交差位置の縁に当接することがなく、オイル供給路（２１）およびドレン路（２２）が開閉される。したがって、弁体（３０）にＯリング等が巻かれていても、バリによってＯリング等に傷が発生する心配がなく、また、Ｏリングの寿命を延ばすことができる。
【０００９】
請求項２の発明は、請求項１記載のオイルフィルタの出口切換弁機構において、前記弁体（３０）には、前記弁体（３０）が前記オイル供給路用弁座（２６）に当接しても前記ドレン路（２２）にオイルを流せるようオイル流路が形成されていることを特徴とする。
【００１０】
この発明によれば、弁体（３０）がオイル供給路（２１）を閉じかつドレン路（２２）を開ける際、弁体（３０）が上流側のオイル供給路用弁座（２６）を閉じても、オイルが弁体（３０）内部のオイル流路を通過するので、下流側のドレン路（２２）にオイルを流すことができる。
【００１１】
請求項３の発明は、請求項１または２に記載のオイルフィルタの出口切換弁機構において、前記フィルタエレメント（１４）を保持するフィルタ支持体（１３）の嵌合筒部（１３ａ）が前記出口ポート（１９）に挿入され、前記弁体（３０）が弾性部材（３１）によって前記嵌合筒部（１３ａ）に付勢されていることを特徴とする。
【００１２】
この発明によれば、フィルタエレメント（１４）を組み込むと嵌合筒部（１３ａ）で弁体（３０）をドレン路用弁座（３６）に当接するまで移動させることができる。また、交換時、フィルタエレメント（１４）を分解すべくフィルタ支持体（１３）を取り外すと、弾性部材（３１）の付勢力によって弁体（３０）をオイル供給路用弁座（２６）に当接するまで移動させることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明のオイルフィルタの出口切換弁機構を自動車用エンジンのオイルフィルタに適用した実施形態を示している。このオイルフィルタは、ハウジング１１と、このハウジング１１に組み合わされるキャップ１２とで密封容器状に構成され、その内部には、略円筒状でオイルが通過する複数の孔をその周囲面に設けたフィルタ支持体としてのホルダ１３と、このホルダ１３の円筒外周面に固定されたフィルタエレメント１４と、ホルダ１３の上端面に嵌合される支持筒１５とを備える。キャップ１２と支持筒１５とは、溶着等の接着手段によって接合されている。
【００１４】
ハウジング１１の上部には円筒部（筒状部）１１ａが形成される。円筒部１１ａの内周の雌ねじ部とキャップ１２の嵌合部１２ａの先端に設けられた雄ねじ部とが螺合されてキャップ１２と円筒部１１ａとが相互に連結される。キャップ１２の嵌合部１２ａの外周にはシール手段としてのＯリング１６が装着され、そのＯリング１６が円筒部１１ａの内周に密着してキャップ１２と円筒部１１ａとの接合部がシールされる。また、キャップ１２の途中に設けられたフランジ１２ｂが円筒部１１ａの端面に突き当てられてキャップ１２が軸方向に位置決めされる。
【００１５】
ハウジング１１の下部には入口ポート１８および出口ポート１９がそれぞれ設けられている。出口ポート１９は円筒部１１ａの中心線に沿って直線的に延びる穴として形成され、入口ポート１８はその出口ポート１９を取り囲む環状の溝として形成されている。入口ポート１８にはオイル導入路２０が接続される。出口ポート１９は上流側の大径部１９ａと、下流側の小径部１９ｂとからなり、大径部１９ａにはオイル供給路２１が直交するように接続され、小径部１９ｂにはドレン路２２が直交するように接続されている。小径部１９ｂの内周面にはドレン路用弁座３６が形成されている。オイル供給路２１およびドレン路２２はそれぞれ出口ポート１９の軸線と直交する方向に延びて取付面１１ｃに開口する。オイル導入路２０は、オイル供給路２１およびドレン路２２と反対方向に延びて取付面１１ｂに開口する。ハウジング１１を自動車のエンジンブロックに連結すると、この取付面１１ｂ，１１ｃがエンジンブロックの接合面と密着し、オイル導入路２０がエンジンからのオイルの排出ポートに、オイル供給路２１がエンジンの潤滑位置へ通じる供給ポートに、ドレン路２２がオイルパンへオイルを戻すための戻りポートにそれぞれ接続される。
【００１６】
図２に示すように、出口ポート１９の大径部１９ａには、略円筒状のスリーブ２３が配置される。スリーブ２３には、大径部１９ａとオイル供給路２１との交差位置２１ａに、大径部１９ａとオイル供給路２１とを結ぶ連通部２４が形成される。オイルが出口ポート１９からオイル供給路２１に流れ込む際、この連通部２４のみを通過する。スリーブ２３の外周には、オイル供給路２１を挟むように、シール手段としての一対のＯリング２５ａ，２５ｂが装着される。このＯリング２５ａ，２５ｂが連通部２４以外からオイル供給路２１へオイルが流れ込むのを阻止している。スリーブ２３の連通部２４の上流側には、スリーブ２３の内径を若干狭めるようにして、オイル供給路用弁座２６が形成される。このオイル供給路用弁座２６に弁体３０が当接することで、連通部２４が閉じられ、オイル供給路２１も閉じられる。スリーブ２３の下端には、弁体３０をホルダ１３の嵌合筒部１３ａに付勢するコイルばね３１を支持するバネ受け３２が固定されている。
【００１７】
スリーブ内にはオイル供給路２１およびドレン路２２を開閉する弁体３０と、弁体３０を出口ポート１９の開口側（図２の上方）に向けて付勢する付勢手段としてのコイルばね３１とが挿入されている。弁体３０は、オイル供給路用弁座２６に当接して、オイル供給路２１を閉じかつドレン路２２を開ける位置と、ドレン路用弁座３６に当接して、オイル供給路２１を開けかつドレン路２２を閉じる位置との間をスライドする。
【００１８】
この弁体３０は、内部にオイル流路が形成された円筒部３０ａと、円筒部３０ａの下端に一体に形成された断面十字状の中間部３０ｂと、中間部３０ｂの下端に一体に形成された円盤部３０ｃとからなる。円筒部３０ａの内部および中間部３０ｂの外部でオイル流路が形成される。円筒部３０ａの上端には、オイル供給路用弁座２６と当接する供給路用当接部としてのテーパ面３３が形成される。円盤部３０ｃの外周にもドレン路用弁座３６と当接するドレン路用当接部としてのＯリング３４が装着される。また、円筒部３０ａの外周には、スリーブ２３の内周と密着するシール手段としてのＯリング３５が装着され、弁体３０内部のオイル流路を通過しないで、弁体３０の外周とスリーブ２３の内周との間をオイルが通り抜けるのが阻止されている。
【００１９】
図３は、供給路用当接部の他の例を示したものである。この図に示すように、円筒部３０ａの上端に切欠を形成し、この切欠にオイル供給路用弁座２６と当接する供給路用当接部としてのＯリング３７が装着されてもよい。
【００２０】
ホルダ１３は、フィルタエレメントが嵌められる内筒部１３ｂと、内筒部１３ｂの下端に設けられたフランジ１３ｃと、出口ポート１９に挿入される嵌合筒部１３ａとからなる。内筒部１３ｂにはオイルを通過させるための多数の小孔が形成されている。嵌合筒部１３ａの下部には内筒部１３ｂ内のオイルを出口ポート１９へ通過させるためのスリット１３ｄが形成される。また、嵌合筒部１３ａの下部は、スリーブ２３内に挿入可能なように外径が狭められている。嵌合筒部１３ａのスリット１３ｄよりも上方には入口ポート１８から嵌合筒部１３ａの外周を迂回して出口ポート１９へ至るオイルの流れを遮断するためのシール手段として、Ｏリング１７が装着されている。内筒部１３ｂの外周には、図１の上方から逆流防止弁４５およびフィルタエレメント１４が順次装着されてフランジ１３ｃに受け止められる。ここで、フィルタエレメント１４は内筒部１３ｃに対して抜き差し可能な状態で取り付けられる。抜き差し可能な状態とは、作業者が特別な作業工具を用いることなく、手作業でホルダ１３に対してフィルタエレメント１４を着脱できる状態である。
【００２１】
フィルタエレメント１４は、濾紙等の濾材を周方向に山部と谷部とが交互に並ぶよう襞状に折り曲げ成形して全体を略円筒形に構成したものである。フィルタエレメント１４の軸方向両端部にはシールプレート４６，４６が例えば接着剤を用いて接合される。シールプレート４６は濾材と同じく濾過機能を有する材質、例えば濾紙、不織布にて構成され、その外径は濾材によって形成される円筒体の外径よりも小さい。
【００２２】
逆流防止弁４５は、ホルダ１３の外周に嵌め合わされる環状の基部４５ａと、その基部４５ａの外周を取り囲むように設けられる環状のリップ部４５ｂとを有している。これら基部４５ａおよびリップ部４５ｂはいずれもゴム等の弾性材料にて構成される。
【００２３】
ホルダ１３のフランジ１３ｃの下面をハウジング１１の内底面１１ｄに突き当てると、リップ部４５ｂが適当な圧力で内底面１１ｄに接触する。入口ポート１８から流入するオイルの圧力とダーティサイドＳ１内のオイルの圧力との差に応じてリップ部３５ｂが内底面１１ｄに対して離接し、それにより入口ポート１８からのオイルの導入が許可されるとともに、ダーティサイドＳ１から入口ポート１８へのオイルの逆流が防げられる。
【００２４】
ホルダ１３の上端部には支持筒１５の嵌合部１５ａが弾性体製の支持リング５１を介して嵌合せしめられる。支持筒１５はキャップ１２に溶着等の固定手段を用いて固定されている。支持筒１５の基端側には嵌合部１５ａよりも大径のフィルタ押え部１５ｂが設けられる。キャップ１２をハウジング１１にねじ込むと、支持筒１５のフィルタ押え部１５ｂとシールプレート４６とが密着してフィルタエレメント１４が軸線方向に押し込まれ、その結果、フィルタエレメント１４および逆流防止弁４５の基部４５ａがホルダ１３のフランジ１３ｃと支持筒１５のフィルタ押え部１５ｂとの間に挟持される。これにより、フィルタエレメント１４の内周側と外周側とが液密にシールされてハウジング１１の内部がダーティサイドＳ１とクリーンサイドＳ２とに区分される。キャップ１２をハウジング１１から取り外すと、支持筒１５とともにホルダ１３も取り外される。キャップ１２の取り外しに合わせてホルダ１３も一緒に取り外され、かつ、キャップ１２の取り外し後は、支持筒１５からホルダ１３が簡単に分離できるように支持リング５１の弾性力が設定される。
【００２５】
支持筒１５の嵌合部１５ａの下端にはリリーフ弁５２が設けられる。このリリーフ弁５２は、支持筒１５の下端に設けられた爪１５ｃ…の外周に嵌め合わされてキャップ１２の軸線方向に移動自在に支持された弁体５３と、この弁体５３を支持筒１５に向けて付勢するコイルばね５４とを有している。支持筒１５の嵌合部１５ａの中心には貫通孔１５ｄが形成され、フィルタ押え部１５ｂの外周にはダーティサイドＳ１のオイルを支持筒１５内に導くための開口が形成されている。ダーティサイドＳ１とクリーンサイドＳ２との圧力差が所定値以内の場合には支持筒１５の貫通孔１５ｄが弁体５３にて閉塞され、ダーティサイドＳ１の圧力が所定値以上に上昇すると弁体５３が支持筒１５から離間して貫通孔１５ｄが開口し、ダーティサイドＳ１からクリーンサイドＳ２へと圧力が逃がされる。
【００２６】
次に、上述の構成からなるオイルフィルタの使用時の動作について説明する。
【００２７】
図２（Ａ）に示すように、フィルタエレメント１４が組み込まれた状態では、嵌合筒部１３ａが弁体３０をコイルばね３１に抗して押込み、弁体３０の円盤部３０ｃが小径部１９ｂに挿入され、ドレン路用当接部としてのＯリング３４がドレン路用弁座３６に当接する。これにより、ドレン路２２が閉じられる。このとき、弁体３０の上端とオイル供給路用弁座２６との間には隙間が開いているので、連通部２４およびオイル供給路２１は開けられている。このように、弁体３０が出口ポート１９ドレン路２２との交差位置２２ａ（図１参照）の上流に形成されたドレン路用弁座３６に当接することで、ドレン路２２を閉じるので、弁体３０が交差位置２２ａの縁に当接することがなくても、ドレン路２２を開閉することができる。この状態で自動車のエンジンが作動して、オイル導入路２０から入口ポート１８へ加圧されたオイルが導かれると、図１に示すように、その圧力で逆流防止弁４５のリップ部４５ｂが内底面１１ｄから離れるように押し除けられ、オイルがダーティサイドＳ１へと流入する。流入したオイルはフィルタエレメント１４を半径方向に通過し、ホルダ１３の小孔を介してクリーンサイドＳ２へと流入し、さらにオイル供給路２１を介して所定の潤滑位置へと導かれる。
【００２８】
エンジンが停止して入口ポート１８の圧力が低下すると逆流防止弁４５のリップ部３５ｂがハウジング１１の内底面１１ｄと接触し、ダーティサイドＳ１にオイルが閉じ込められる。
【００２９】
次に、交換のためにフィルタエレメント１４を分解した状態について説明する。
【００３０】
フィルタエレメント１４を取り出すべくキャップ１２を緩めると、そのキャップ１２と支持筒１５および支持リング５１を介して連結されたホルダ１３がキャップ１２に追従してハウジング１１から引き離される。これに伴って逆流防止弁４５のリップ部４５ｂがハウジング１１の内底面１１ｄから離されてダーティサイドＳ１のオイルがホルダ１３の嵌合筒部１３ａの外周に沿って出口ポート１９へと回り込むようになる。図２（Ｂ）に示すように、フィルタエレメント１４を分解した状態では、コイルばね３１によって弁体３０がフィルタエレメント１４の取り外し方向に押し上げられ、円筒部３０ａの供給路用当接部としてのテーパ面３３がオイル供給路用弁座２６と当接する。これにより、オイル供給路２１が閉じられる。このとき、ドレン路用当接部としてのＯリング３４とドレン路用弁座３６との間には隙間が開けられているので、ドレン路は開けられている。出口ポート１９内に回り込んだオイルは、弁体３０のオイル通路を通りぬけて、ドレン路２２から排出される。このように、弁体３０がオイル供給路用弁座２６に当接して、スリーブ２３に形成された連通部２４を開閉するので、弁体３０が出口ポート１９とオイル供給路２１との交差位置２１ａの縁に当接することがなくても、オイル供給路２１を開閉することができる。円筒部３０ａの外周にはＯリング３５が装着されるので、一旦、弁体３０内部のオイル流路を通過したオイルが、弁体３０の外周とスリーブ２３の内周との間を通り抜けて連通部２４に流れ込むのが阻止されている。
【００３１】
キャップ１２を取り外した後は、ホルダ１３を支持筒１５から引き抜き、次いでホルダ１３からフィルタエレメント１４を引き抜くことにより、使用済のフィルタエレメント１４のみを廃棄する。
【００３２】
なお、本発明は自動車エンジンのフィルタに限らず、オートマチックトランスミッションの作動流体のフィルタ等、各種のオイルのフィルタに適用できる。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、出口ポート内にスリーブを配置し、このスリーブに、出口ポートとオイル供給路とを結ぶ連通部を形成する。また、連通部の上流側にオイル供給路用弁座を形成し、出口ポートとドレン路との交差位置の上流側にドレン路用弁座を形成する。スリーブ内に弁体を配置し、この弁体を、オイル供給路用弁座に当接して、オイル供給路を閉じかつドレン路を開ける位置と、ドレン路用弁座に当接して、オイル供給路を開けかつドレン路を閉じる位置との間をスライドさせる。弁体がオイル供給路用弁座に当接して、スリーブに形成された連通部を開閉するので、弁体が出口ポートとオイル供給路との交差位置の縁に当接することがなくても、オイル供給路を開閉することができる。また、弁体が出口ポートとドレン路との交差位置の上流に形成されたドレン路用弁座に当接することで、ドレン路を閉じるので、弁体が出口ポートとドレン路との交差位置の縁に当接することがなくても、ドレン路を開閉することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態におけるオイルフィルタの断面図。
【図２】オイルフィルタの出口切換弁機構を示す断面図（図中（Ａ）はフィルタエレメントが組み込まれた状態を示し、図中（Ｂ）はフィルタエレメントが分解された状態を示す）。
【図３】弁体の他の例を示す断面図。
【図４】従来のオイルフィルタの出口切換弁機構を示す断面図（図中（Ａ）はフィルタエレメントが組み込まれた状態を示し、図中（Ｂ）はフィルタエレメントが分解された状態を示す）。
【符号の説明】
１１ ハウジング
１３ ホルダ（フィルタ支持体）
１３ａ 嵌合筒部
１４ フィルタエレメント
１９ 出口ポート
２１ オイル供給路
２２ ドレン路
２２ａ 交差位置
２３ スリーブ
２４ 連通部
２６ オイル供給路用弁座
３０ 弁体
３６ ドレン路用弁座

Claims (3)

1. ハウジングにオイルの出口ポートが形成され、該出口ポートに交差するよう上流側にオイル供給路および下流側にドレン路が接続され、フィルタエレメントが組み込まれた状態では、前記オイル供給路を開け、かつ前記ドレン路を閉じる一方、前記フィルタエレメントが分解された状態では、前記オイル供給路を閉じ、かつ前記ドレン路を開けるオイルフィルタの出口切換弁機構であって、
   前記出口ポート内に配置され、前記出口ポートと前記オイル供給路とを結ぶ連通部が形成されるスリーブと、
   前記連通部の上流側に形成されるオイル供給路用弁座と、
   前記出口ポートと前記ドレン路との交差位置の上流側に形成されるドレン路用弁座と、
   前記スリーブ内に配置され、前記オイル供給路用弁座に当接して、前記オイル供給路を閉じかつ前記ドレン路を開ける位置と、前記ドレン路用弁座に当接して、前記オイル供給路を開けかつ前記ドレン路を閉じる位置との間をスライド可能な弁体と、を備えることを特徴とするオイルフィルタの出口切換弁機構。
2. 前記弁体には、前記弁体が前記オイル供給路用弁座に当接しても前記ドレン路にオイルを流せるようオイル流路が形成されていることを特徴とする請求項１に記載のオイルフィルタの出口切換弁機構。
3. 前記フィルタエレメントを保持するフィルタ支持体の嵌合筒部が前記出口ポートに挿入され、前記弁体が弾性部材によって前記嵌合筒部に付勢されていることを特徴とする請求項１または２に記載のオイルフィルタの出口切換弁機構。

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