特に内燃機関において流体をろ過するためのろ過装置
特に内燃機関において液体をろ過するためのろ過装置を開示し、このろ過装置はフィルタハウジングに設置される放射状に流体が通過するフィルタエレメントを備える。フレキシブル壁部を備えたノズルバルブとして具体例に示したチェックバルブがフィルタハウジング内に挿入される。フレキシブル壁部の内壁により流体開口が規定され、その外面はろ過装置内の液体と接触する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フィルタハウジングに挿入可能であり該フィルタハウジングに導入された流体が通過するフィルタエレメントを備えた、特に内燃機関において流体をろ過するためのろ過装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１（ＤＥ１０２ ４８ ９０７ Ａ１）に記載されている内燃機関においてオイル又は燃料をろ過するためのろ過装置は、中空円筒状で流体が放射線状に通過するフィルタエレメントを挿入可能なフィルタハウジングからなる。フィルタハウジングには入口側と清浄側（フィルタを流体が通過して清浄化された側）の間に圧力逃がし弁を配置して、入口側の流体圧が許容範囲を越えて高くなった場合、例えばフィルタエレメントが汚れている場合などに圧力逃がし弁を開位置にして入口側から清浄側に被ろ過流体を直接移動（フィルタを通らずにバイパス）させ入口側の圧力を減少させる。
【特許文献１】ＤＥ１０２ ４８ ９０７ Ａ１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
この先行技術に基づき、本発明が解決しようとする課題は、簡単な手段でフィルタエレメントの入口側の圧力が許容範囲を越える高さになってもオイルがフィルタハウジングから流出しないようにする特に流体のろ過に適したろ過装置を開発することである。好ましくはリサイクル可能性を高めるものとする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
この問題は、請求項１の特性を備えた発明によって解決される。従属請求項は更に好ましい開発を示す。
【０００５】
本発明によるろ過装置ではアンチドレーン弁（エンジン起動中に給油切れを起こさぬよう、フィルタ内のオイルがエンジン停止中にオイルパンに逆流するのを防止する一種の逆止弁）がフィルタハウジングに挿入されて被ろ過流体がろ過装置へと運ばれる。通常の状態、つまりフィルタエレメントの入口側の流体圧が閾値以下の状態では、アンチドレーン弁は開状態で被ろ過流体がフィルタハウジングの入口側に向けて流される。フィルタ外部の入口側における圧力がフィルタ内部の入口側圧力よりも高ければ弁は自動的に開く。しかしフィルタ外部の入口側における圧力がフィルタ内部の入口側における圧力よりも低いと弁が自動的に閉じる。
【０００６】
前記アンチドレーン弁は、弁室端側に流出開口（リップシール部）を規定するフレキシブル壁部を有するダックビルバルブとして形成され、前記フレキシブル壁部の外側でろ過装置内の流体に接触して、フレキシブル壁部は常に流出開口端側において外からの圧力を受け、ダックビル弁内部では供給される流体の圧力を内側から受ける。こうして流出開口（弾性スリット）が自動的に閉鎖する自己調整型アンチドレーン弁が形成される。例えばこれによって自動車のモータの停止時やフィルタにオイルが供給されていない時の、フィルタのアイドル運転を防ぐことができる。
【０００７】
ダックビル弁は構造が簡単であり、同時に高い信頼性と長い使用寿命であることを特徴とする。好ましくはダックビル弁は１体型の成形部品として形成して、例えばエラストマーのようなプラスティック製であることが特に好ましい。プラスティック製とすることによりリサイクル能力を高め、またごみ焼却炉でプラスティック製ダックビル弁を完全に焼却できるようになる。ろ過装置及び他のプラスティック製の構成部材と組み合わせることによってろ過装置全体としてリサイクル能力を最大にすることができる。
【０００８】
本発明の解決手段の他の利点はダックビル弁のシール面が比較的小さくさせることで漏出のリスクを減少できることである。
【０００９】
ダックビル弁の流出開口はスリット形状で、ダックビル弁のフレキシブル壁部によってくさび状に凹設して規定するのがよい。好ましくは、２本の十字状の流体スリット２７をダックビル弁のくさび状に凹設したフレキシブル壁部で規定されるように設ける。このようにしてフィルタエレメントの入口側に外部からの圧力を受ける４つのスタガ（４つのスタガとは２本の十字状の流体スリット２７に挟まれる９０度づつ円周方向に変向した位置に４つのフレキシブル壁部からなるくさび状凹部を凹設した部分を示す）壁部が設けられることにより、流体がろ過装置から漏れ出さないようにより確実に保護することができる。スリットは１本のみ（１８０度）でも良いし、また３本（６０度）以上設けてもよい。
【００１０】
ダックビル弁は２本の十字状の流体スリット２７を有するフレキシブル壁部の上側をスリーブ状に形成し、該スリーブの上下に円形リングを拡設しこれらをプラスティック製で、例えばエラストマーで１体型の成形部品として構成する。ろ過装置のハウジング内、特に取り外し可能なカバーディスクに容易に挿入できるようにする。
【００１１】
カバーディスクは１体型の成形部品として構成すると利便性がよく、好ましくは２枚のディスクを中央の流路連結部で相互に連結して構成し、カバーディスクの部材は全てプラスティック製とする。ダックビル弁はカバーディスクの外側ディスクの穴に挿設したほうが利便性がよく、ダックビル弁の流出開口は２枚のディスクに規定される空間に向けて開いていることが好ましい。この中間の空間は、特に円筒状のフィルタエレメントの半径方向外側に配置されるフィルタエレメント入口側と繋がっている。更に、この中間の空間をオーバーフロー弁若しくは圧力逃がし弁を介して直接フィルタエレメントの清浄側と接続させて、入口側の圧力が許容範囲外に高くなった場合に入口側から清浄側に直接流体が移動できるようにしてもよい。
【００１２】
更なる利点及び好ましい実施例が請求項、詳細な説明、及び以下の図面から得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図中は、同一構成部材には同一の符号を付することとする。
図１、２に代表されるろ過装置１は主にオイル若しくは燃料のような流体をろ過するために内燃機関で使用されている。ろ過装置１にはほぼカップ形状でカバーディスク３によって閉塞するプラスティック製のフィルタハウジング２を備える。フィルタハウジング２の内部に挿入されるフィルタエレメント４は中が空洞の円筒形状で、フィルタエレメント４の内部に設けられたプラスティック製の中央支持部材５で支持されている。フィルタエレメント４は外部が入口側１２、内部が清浄側１３となるように外から中に向って放射状半径中心に向けて流体が流れるようになっている。
【００１４】
カバーディスク３は完全プラスチック製で、空洞を有する流路連結部８で連結されたほぼ半径が同一の２枚のディスク６，７を平行に配置して構成される。２枚のディスク６、７と流路連結部８は、プラスティック製の１つの部材として、例えば射出形成若しくは深絞り等の方法で製造される。必要であれば更なる連結バーを二枚のディスク６、７間の空間に配置し、相互に支持し合いカバーディスク３の安定度が大幅に増すように構成してもよい。
【００１５】
カバーディスク３の一部として２枚のディスク６、７を連結する中央連結部材は、連結雌ネジ９が特色であり、雌ネジ９を介してカバーディスク３及びそれに連結されるろ過装置１全体が内燃機関のサブアッセンブリーと繋がれる。同時に流路連結部８はフィルタエレメント４の清浄側１３に連通して、ろ過された流体をろ過装置１から軸方向に排出するための流出（off flow）開口として機能する。流路連結部８はフィルタエレメント４に当接する方の下側ディスク７の底部から軸の上方向に向って突出すると同時にフィルタエレメント４の清浄側１３である円筒内部へも突出している。
【００１６】
下側ディスク７は、個別に例えば溶接若しくは接着剤によりフィルタエレメント４の軸端部に直接連結させるほうが都合がよい。そうすることにより、下側ディスク７がフィルタエレメントの端面を形成するので、フィルタエレメントの安定性が確保される上に清浄側と入口側を確実に分離することができる。
【００１７】
流体入口（inflow openings）は、フィルタエレメント４に離間して面する上側ディスク６に設けられており、上側ディスク６にはアンチドレーン弁１０が挿入されている。アンチドレーン弁１０は例えば図８、９に詳細に示されるダックビル弁として形成される。まず、被ろ過流体がアンチドレーン弁１０を通過して２枚のディスク６、７間の空間に導入される。アンチドレーン弁１０によりフィルタエレメント上部が取り外されてモーターが停止している時に流体が流出したりフィルタエレメントがアイドル運転されることがなくなる。流体はディスク６、７間の空間からフィルタエレメント４に当接する下側ディスク７の貫通孔１１を通って、フィルタハウジング２の内壁とフィルタハウジング４の外壁の間に環状の間隙として形成される入口側１２へと流れる。フィルタエレメント４を外側から内側に向って放射状に半径中心側に流れると、ろ過された流体は中央円筒状内部（清浄側１３）に集められてカバーディスク３の流路連結部８を通って軸方向上端側に排出される。
【００１８】
上側ディスク６の上部ではガスケット１４がガスケットの挿入用溝に挿入されている。ガスケット１４によって、ろ過装置１が内燃機関のサブアッセンブリに流体漏れのないよう確実に連結することができる。
【００１９】
フィルタハウジング２の底に面するろ過装置の下方部分においてフィルタエレメント４は（図１に示すように）底側エンドプレート１５で密閉されている。このエンドプレート１５はカバーディスク３の反対側のフィルタエレメント底側に設けられ、フィルタエレメント４の清浄側１３に下から突出する凸状のカップ形状の固定結合部１６を備える。エンドプレート１５から突出する固定結合部１６の外側はオーバーフロー弁としてのチューブ状シール部材１７で囲まれている。固定結合部１６の軸方向に延びる壁にはチューブ状シール部材（短手長さの円筒状ホースからなるシール部材）１７で覆われた流体開口１８が設けられて、通常時は流体が漏れないようにチューブ状シール部材１７で閉じている。しかし、入口側１２の圧力が閾値を越えた場合、特に清浄側１３の圧力を超えた場合には、被ろ過流体はフィルタハウジングの底部を通って下から固定結合部１６の流体開口へと流れて流体開口１８を通ってチューブ状シール部材１７の内面に衝突する。そうするとチューブ状シール部材は半径方向に拡張して未ろ過の流体が流体開口１８を通って入口側１２から清浄側１３へと直接流れる。圧力が減少すると流体開口１８は再びチューブ状シール部材１７の内圧で流体漏れのないように閉鎖される。チューブ状シール部材１７は１部材で弁体の機能と、閉位置にある時は弁体に衝突する力を与える弁バネの機能をする。
【００２０】
図３はカバーディスク３のみを示した図である。流体貫通孔１１が下側ディスク７中にカバーディスクの円周方向に延びる長孔として設けられる。流体貫通孔１１はカバーディスク３が直接フィルタエレメントに取り付けられると入口側１２に繋がるように下側ディスク７の半径方向外側に配置されている。
【００２１】
上側ディスク６の上部にはガスケットを挿入するためのカバーディスクと一体とした溝部１９が設けられている。
【００２２】
図４は、流路連結部８に貫通して設けられた雌ネジ９の拡大図である。ネジの隣接する２つの歯の間は断面図において楕円状であり実線２１で示す。一方、従来技術で用いられるのこ歯は点線２１´で示す。実線２１のような楕円形状にすると張力が低減されるのでプラスティックのように比較的柔らかい素材を使用することができるという利点がある。
【００２３】
図５〜７は、流体をろ過するためのろ過装置１の別の実施例を示す。本実施例におけるろ過装置は、カバーディスク３に面するフィルタエレメント４の上側に設けられたオーバーフロー弁２２が特徴であり、通常の状態ではフィルタエレメントの入口側１２と清浄側１３間のオーバーフロー間隙部２３を閉じるように構成している。このオーバーフロー間隙部２３はフィルタエレメント４の上端面にしっかりと接続するフロントディスク２６に現れる。フロントディスク２６はカバーディスク３とは別の部材であるが繋がれていることとする。発明の範囲においてカバーディスク３の下側ディスク７とフィルタエレメント４の端面が直接つながれていてもよいが、その場合はオーバーフロー間隙部２３は下側ディスク７に現れることとする。またフロントディスク２６とカバーディスク３をプラスティックの１部品として形成してもよい。
【００２４】
オーバーフロー弁２２は弁体の機能を確実にするシールワッシャ２４を備え、フィルタエレメントの清浄側１３に軸方向に摺動するように構成されて、シールワッシャ２４がフロントディスク２６のオーバーフロー間隙部２３に密閉状態で接触する閉状態ではバルブスプリング２５からの衝撃を受ける。バルブスプリング２５はフィルタエレメント４の支持部材５で支持される。
【００２５】
被ろ過流体はアンチドレーン弁１０を通ってろ過装置の内部に導入される。カバーディスク３には全部で４つのアンチドレーン弁１０が配置される。導入された流体の圧力が閾値を越えるとシールワッシャ２４が閉位置からバルブスプリング２５の力に対抗して軸方向下に移動し、オーバーフロー穴２３を通って入口側１２から清浄側１３へと直接流れる流路ができる。圧力が下がればバルブスプリング２５により再びシールワッシャ２４が入口側１２の圧力に対抗して上に移動して閉位置となりオーバーフロー穴２３が流体漏れのないよう閉鎖される。オーバーフロー弁２２の構成部材は全てプラスティック製であることが好ましいが、特にシールワッシャ２４とバルブスプリング２５はプラスティック製とする。
【００２６】
図８と９はダックビル弁として形成されたアンチドレーン弁１０の１実施例を示し、カバーディスク３の穴に挿入されて被ろ過流体をろ過装置１へと導入する。ダックビル弁１０もまた全プラスティック製とする。ダックビル弁１０の出口側には十字状の２本の流体スリット２７があることが特徴であり、通常時は被ろ過流体が流れるように開いている。ダックビル弁１０はプラスティック材という柔軟な素材であることによって流体スリット２７を規定するアンチドレーン弁の壁部２８は外から閾値以上の圧力がかかることにより流体スリット２７が閉じて流体がアンチドレーン弁１０を通過できなくなる。外からの圧力が減少されるとアンチドレーン弁１０の材質特有の弾性力により流体スリット２７が再度開いてアンチドレーン弁を通って流体が流れるようになる。
【００２７】
図１０〜１２はフィルタエレメントの底近くの下部に位置する入口側と清浄側間のオーバーフロー弁の一実施例を示す。フィルタハウジング２の容器の底付近に配置されるエンドプレート１５から中央固定結合部１６が立ち上げられその周りには弁体としての円筒状のチューブ状シール部材１７が配置される。中央固定部１６には中央突出部３１の周りに円周方向に互いに分離された垂直に立ち上がる壁部３０が備えられている。壁部３０はそれぞれプラスティック製のエンドプレート１５と一体として形成されて弾性力を持つ。このように構成することによりガスケット２９が壁部３０の外側に設けられた環状溝３２に挿入される。
【００２８】
弁体を形成するチューブ状シール部材１７は、中央のカップ形状の突出部３１とそれを囲む壁部３０との間に挿入される。こうしてチューブ状シール部材は中央突出部３１の壁に表れる流体開口１８を閉鎖する。
【００２９】
フィルタエレメント入口側の未ろ過流体が軸方向下部から中央突出部３１の内部に入り内部から外部に向かって放射状にチューブ状シール部材に圧力を加える。入口側の圧力が閾値を越えた場合、チューブ状シール部材１７が拡張して入口側と清浄側の間に流体開口１８を経由する流体連通路が形成されて未ろ過流体が直接清浄側に流出可能となる。入口側の圧力が減少するとオーバーフロー弁はチューブ状シール部材に圧力がかかることにより自動的に閉じられる。
【００３０】
オーバーフロー弁の部材は全て（チューブ状シール部材以外は）プラスティック製でリサイクルの可能性を大幅に高めることとする。
【００３１】
図１３ａは他の実施例におけるフィルタエレメントの底部に位置するオーバーフロー弁を示す。本実施例においてもフィルタエレメントの部材は全てプラスティック製とする。支持部材の固定穴により内部に無駄なく軸方向に取外し可能に固定されるスナップインフック３３と一体に構成されたシールワッシャ２４でオーバーフロー弁２２の弁体が形成される。このようにしてシールワッシャ２４は、エンドプレート１５の底のオーバーフロー開口２３が流体漏れのないように閉鎖された閉位置と、開位置の間を軸方向に移動可能となる。シールワッシャ２４は閉位置ではバルブスプリング２５の力を受けている。
【００３２】
固定結合部１６の壁部３０で囲まれるオーバーフロー開口２３は通常シールワッシャ２４で流体漏れのないように閉鎖されている。入口側の圧力が閾値を越えると未ろ過流体が下からシールワッシャ２４に当接するオーバーフロー開口２３に流れ込んでバルブスプリング２５の力に対して開方向への圧力をかけるようシールワッシャ２４に衝突する。そうするとシールワッシャ２４は吊り上げられ入口側と清浄側の間に流体連通路が現れる。圧力が減少するとバルブスプリング２５の力によってシールワッシャ２４がオーバーフロー開口２３が閉じた閉位置に戻る。
【００３３】
図１３ｂでは図１３ａのオーバーフロー弁２２と基礎構造は対応するが、バルブスプリング２５とスナップインフック３３がフィルタエレメントの支持部５ではなく固定結合部１６において弁体で支持される構造となってる。支持部５は固定部材１６の上に位置して、固定部材は好ましくはエンドプレート１５と同一部材として連結されることとするが個々に独立した別部材として形成してもよい。
【００３４】
図１４ａ〜１６ｂはオーバーフロー弁２２の様々な実施例を簡単な構造で示したものであり、閉位置にある時はフィルタエレメントの清浄側と入口側が隔てられ、開位置では未ろ過流体が直接流入可能となる。バルブハウジング３４にはシールワッシャ２４として形成された軸方向に取り外し可能な弁体がバルブスプリング２５に閉位置の状態で配置されている。外側からシールワッシャ２４方向へバルブスプリング２５のばね力に対抗する力が加わると、シールワッシャ２４はバルブハウジング３４の内部に向けて移動してバルブハウジング３４の壁のオーバーフロー穴２３が開放され、フィルタエレメントの入口側と清浄側の間に直通の流体連通路が形成される。図示した３実施例において、バルブスプリング２５は弾性力でバウンスするブロックとして形成され、図１４ａ、ｂではエラストマーブロック、図１５ａ、ｂではエラストマーベロー、図１６ａ、ｂにおいてはＰＵＲ発泡体又はシリコン発泡体からなる発泡スプリングブロックの例を示す。
【００３５】
図１７〜図２１は流体をろ過するろ過装置の別の実施例を示す。本ろ過装置１は内部を被ろ過流体が放射状に流れる環状のフィルタエレメント４が挿入される円筒状のフィルタハウジング２を特徴としている。そのために被ろ過流体は図１８に示すようにフィルタハウジング２に正面（フィルタハウジング２である筒体上端開口側）から導入される。ろ過を行うためには外側から内側に向けて放射状にフィルタエレメント中を通るように流体を流して、清浄側とされる内側部分を通過してフィルタハウジングの外に軸方向に放出する。フィルタエレメント４はその支持構造５を特徴として備える。流体が導入及び／又は放出される軸方向端部には清浄室と入口側とを隔てる連結リング４０、４１が同軸上に配置されている。連結リング４０と４１の間の空間が入口側を示し、小さいほうの連結リング４１の内部が清浄側を示す。
【００３６】
詳細に描かれた図２０、２１から分かるように、流体が導入及び／又は放出される軸方向端部には半径方向外側の支持リング４３がフィルタエレメント４に設けられ、支持リングの外周には流体を放射状に流出させる開口２７が一定間隔で設けられている。半径方向外側では、弾性力のある材質のチューブ状シール部材４２が支持リング４３の半径方向外側に対して内側方向への圧力を受けることにより流体の開口２７を覆う。チューブ状シール部材４２と支持リング４３とによりホースバルブとしてのアンチドレーン弁１０が形成され、内側と外側の圧力差に対応して図２１に示す開位置へと移動し、チューブ状シール部材４２が少なくとも部分的に流出開口２７に密閉状態で接触している固定位置から上に吊り上げられて流体が放射状に流出開口２７を通り抜けるようにする。軸方向に導入された被ろ過流体からの内側への圧力によりチューブ状シール部材４２が密閉位置から半径方向に上げられて流出開口２７が開放される。チューブ状シール部材の内側と外側の圧力差がチューブ状シール部材の内側弾力により決定される閾値より下になるとチューブ状シール部材は流出開口を閉じて密閉位置に戻る。
【００３７】
図２２は流体をろ過するろ過装置の別の実施例を示す。フィルタエレメントが挿入されるカップ形状のフィルタハウジング２は、雌ねじ９を有する中央流路連結部８が一体化された外側カバー６により軸端部で閉鎖される。流路連結部８とディスク６の半径方向外縁の間に放射状スポーク５０が延在している。このようなスポークをディスク６の円周上に一定間隔を置いて、複数配置することとする。スポーク５０は直線形状で好ましくは放射状にのみに延びる。ドットで示す実施例のように、放射状（半径方向）に弾性変形可能に伸張するという要素だけではなく周方向に弾性変形可能に伸張するという要素も持つ湾曲スポーク５０´を使用することが好ましい。さらに、直線形状のスポークは半径方向に角度が傾斜して延びていてもよい。
【００３８】
図２３〜２５は流体をろ過するろ過装置の別の実施例を示す。フィルタエレメント４は環状で内側が清浄側で半径方向外側が入口側とする。フィルタエレメント４の軸端側には好ましくは全プラスティック製のオーバーフロー又はバイパス弁２２が設けられ、フィルタエレメントの軸端側から内部へ軸方向に挿入可能なバルブハウジング３４を特徴として有する。バルブハウジング３４は螺旋バネとして形成され圧力をかけるバルブスプリング２５を備える。このバルブスプリング２５により弁体であるシールワッシャ２４が閉位置へと押される。入口側の流体圧が閾値を越えた場合、シールワッシャ２４はバルブスプリング２５の力に対抗して開放し入口側と清浄側の間に直通の連通流路が形成される。
【００３９】
フィルタエレメントの軸方向端部から複数の支持脚６０が突出するように配置されており、好ましくはバルブハウジング３４と同一の部材として構成される。これらの支持脚６０は弾性力によりバウンスする支持手段であり、フィルタエレメント４をフィルタハウジング２に挿入する際に軸方向の公差を補正してフィルタハウジングの底部にフィルタエレメントを配置する。更に、支持脚６０によってフィルタエレメントはガイドされて中心に配置される。また、フィルタエレメントが不注意により誤って挿入されないようにできる。
【００４０】
好ましくは、３、４本の支持脚６０をバルブハウジング３４端部の円周上に等間隔で配置する。図２５からわかるように支持脚の代わりに支持リング６１をバルブハウジング３４の軸方向軸端側に固定してもよい。この支持リング６１は支持リング６１の平面に半径方向内側に向かって軸対称に設けれた舌片形状の支持バネを間隔を空けて複数備えた支持部品６２であることを特徴としており、これは軸方向に移動可能である。
【００４１】
図２６はバイパス弁２２がカップ形状のフィルタハウジング２の底におけるマンドレル７０と連動する他の実施例を示したものである。フィルタハウジングに挿入されるフィルタエレメントの入口側と出口側間のバイパス弁２２は、弁体であるシールワッシャ２４がバルブハウジング３４の密閉位置でバルブスプリング２５の力を受けることを特徴としている。バルブハウジング３４は略カップ形状に形成されてカップの開放側がフィルタハウジングの底に面している。シールワッシャ２４はフィルタハウジングの底からは離れていて、ハブルハウジングの側壁とシールワッシャ２４とで、フィルタハウジングの底にしっかりと固定されて突出するピン若しくはマンドレル７０を受ける凹部を規定する。
【００４２】
このマンドレル７０の役割は、フィルタハウジングに挿入されたバイパス弁を有するフィルタエレメントが不適当なものであった場合でもバイパス弁の弁体を開位置に移動させて、入口側と清浄側とを直接的に繋ぐ連通路が形成されて、確実に流体がろ過装置を貫通して流れることができる。特に、燃料フィルタとして使用する際不注意により誤ったフィルタエレメントが挿入されたとしても内燃機関に燃料を緊急供給することができる。
【００４３】
しかしながら、フィルタエレメントとバイパス弁が正しく使用された場合にはマンドレルはフィルタエレメントを中心に定める機能を持つだけでバイパス弁を開く機能はない。この場合マンドレルはバルブハウジング３４の凹部に向って突出していてもシールワッシャ２４に衝突して開位置へと移動させることはない。正しく挿入された、つまり適切なフィルタエレメントが挿入された場合には、シールワッシャ２４は閉位置の状態でマンドレルの先端部と十分な間隔を空けて配置されることになる。
【００４４】
このマンドレルの更なる利点は適切なフィルタエレメントを使用した場合にもフィルタエレメントが不注意によって間違って挿入されることを防ぐことができる。フィルタエレメントがフィルタカップ内に誤って挿入されると、フィルタエレメントの前面カバーディスクがマンドレル７０と接触してフィルタエレメントが完全にフィルタカップに挿入できず、組み立て中に即座に感知できる。
【００４５】
図２７はフィルタエレメント４´の平面図である。フィルタエレメント４´は熱可塑性プラスティックで形成される上端プレート１５´を備える。上端プレート１５´は基本的に円形環状ディスクで形成され、中央の開口８１を設けて流体が通ることができるようにする。他の実施例においては上端プレート１５´はただの円形ディスクに形成してもよい。その場合流体の開口８１は別の側に設ける。上端プレート１５´は円形や円形リング形状のほかにも、例えば正方形や長方形、若しくは多角形、特に六角形といった幾何学上基本的な図形であれば他の形状でもよい。上端プレート１５´は外周に３つの鍵構造８０が配置されている。尚、外周の鍵構造８０の数及び配置については任意とする。よって鍵構造８０は外周に１つだけ配置しても良いしそれ以上でもよい。鍵構造８０は上端プレート１５´の外周の幾何学上の上部に突出していて、鍵構造８０は異なる幅のバーと間隙８３を有する。
【００４６】
本実施例では鍵構造８０は「Ｍ+Ｈ」という文字の形をしているが、どの文字を如何なる順番で何個組み合わせて鍵構造８０を形成してもよいことは言うまでもない。文字は例えば会社のロゴ、会社や製品名の略を表すように選択することが好ましい。また、鍵構造はひらがな、漢字、アラビア語、ローマ数字のような他の文字で形成してもよい。
【００４７】
図２８はフィルタエレメント４´の側面図である。図２７の同一部材には同一の符号を付してある。フィルタエレメント４は上端プレート１５´と下端プレート１５の他にジグザグのプリーツの環状密閉ろ過媒体８４を備える。ろ過媒体８４はエンドプレート１５、１５´に密着して連結されている。本実施例においては、鍵構造８０がエンドプレート１５´の円形の部分から突出してその表面方向に「Ｘ」字状に傾斜、若しくは「Ｈ」状に突出している。本実施例では鍵構造の傾斜角度αは略４５°であるが、０°から９０°の間であればどのような値でもよく、好ましくは３０°〜６０°とする。図２９にフィルタハウジング２´の詳細な斜視図で示したように、鍵構造８０は錠前構造８５に係合する。
【００４８】
錠前構造８５はフィルタエレメント４を受けるに適したカップ形状のフィルタハウジング２に設ける。この場合錠前構造８５は鍵構造８０のバー８２が錠前構造８５のギャップ８３に係合するような形をしている。錠前構造８５のバー８２は鍵構造８０のギャップ８３に係合する。本実施例ではフィルタハウジング２´の錠前構造８５はフィルタハウジングの壁８６にノッチとして設けられる。ノッチはフィルタハウジングの壁８６と全く同じ厚さの凹部でも壁の厚さよりも薄い凹部であってもよい。壁の厚さより薄い凹部にする場合は鍵構造８０を構成するフィルタハウジングの壁８６の一部を残すようにする。他の実施例においては錠前構造８５がフィルタハウジングの壁８６に対して斜めに配置してエンドプレート１５´のノッチに係合するようにしてもよい。鍵‐錠前構造８０、８５が相互に組み合わさって１つのユニットとなる。このようにして適切な位置にあるフィルタエレメント４´のみがフィルタハウジングに挿入できる。フィルタエレメント４´が正しく組み立てられないとすぐに間違ったフィルタエレメントを挿入したと認識でき排除することができる。もちろん、適切な錠前構造８５がフィルタエレメント４に設けられていれば鍵構造８０をフィルタハウジング２´に配置することができる。
【００４９】
図３０は図２９のフィルタハウジング２´に図２８のフィルタエレメント４´が組み込まれた状態を示す。フィルタエレメント４´とフィルタハウジング２´の各構造８０、８５は、フィルタエレメント４´がフィルタハウジング２´の中で変形せず正確な位置に置かれるように互いに補完し合っている。フィルタエレメント４´とフィルタハウジング２´よりなるプリアッセンブルユニットは例えばフィルタヘッド（不図示）やカバー（不図示）などのそれぞれの固定部にねじ込まれる。上述した鍵‐錠前構造８０、８５は道理に適った実施形態になるように上述の実施例と如何なる方法で組み合わせてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】内燃機関において流体をろ過するためのろ過装置で、カップ状フィルタハウジングとそれに挿入される中空円筒状のフィルタエレメントと、流路連結部を介して結合される２枚のディスクから成るカバーディスクを備えたろ過装置の断面図である。
【図２】ろ過装置の一部断面斜視図である。
【図３】カバーディスクの一部断面斜視図である。
【図４】流路連結部の雌ネジ部分で、ネジ底の形状を断面楕円にした詳細図である。
【図５】他の実施例におけるろ過装置の一部断面図である。
【図６】図５のろ過装置を上から見た図である。
【図７】図５においてＶＩＩで囲んだ部分の拡大図である。
【図８】ダックビル弁として形成されたオーバーフロー弁の斜視図である。
【図９】ダックビル弁を下から見た図である。
【図１０】中空円筒状フィルタエレメントの支持部材の斜視図で、一方が下端ディスクに載置され、ディスクの上には固定又は連結部材が、周りにはオーバーフロー弁としてのチューブ状シール部材が置かれている。
【図１１】下端ディスクのみの斜視図である。
【図１２】下端ディスクを含む支持部材の断面図である。
【図１３ａ】別の実施例のオーバーフロー弁を備えた下端ディスクの一部断面斜視図である。
【図１３ｂ】別の実施例のオーバーフロー弁を備えた図１３ａと同様の図である。
【図１４】フィルタエレメントの入口側と清浄側の間で使用するオーバーフロー又はバイパス弁で、弾性的に圧縮される弁体としてエラストマーブロックを使用したものであり、（ａ）は閉位置、（ｂ）は開位置にある状態を示す。
【図１５】弁体としてエラストマーベローを使用したオーバーフロー又はバイパス弁で、（ａ）は閉位置、（ｂ）は開位置にある状態を示す。
【図１６】弁体として発泡スチロールブロックを使用したオーバーフロー又はバイパス弁で、（ａ）は閉位置、（ｂ）は開位置にある状態を示す。
【図１７】被ろ過流体がアンチドレーン弁を通過して供給される、円筒状フィルタハウジングとそこに挿入されるリング形状のフィルタエレメントを備えたろ過装置の斜視図である。
【図１８】正面から挿入される連結リングを備えた図１７に記載のろ過装置の長手方向断面図である。
【図１９】連結リングを個々に描いた図である。
【図２０】図１７のろ過装置の拡大図であり、ホースバルブとして形成したアンチドレーン弁を固定位置に置いた状態を示す。
【図２１】図２０と同様の図であるが、ホースバルブが開位置にある状態を示す。
【図２２】ろ過装置の別の実施例における斜視図であって、放射状に延在するスポークを有するカバーディスクを備えている。
【図２３】軸方向に突出する支持脚を備えた入口側と清浄側間のオーバーフロー弁を特徴とする別のろ過装置の斜視図である。
【図２４】図２３からオーバーフロー弁のみを取り出した図である。
【図２５】オーバーフロー弁の軸上の先端部に取り付ける支持リングの図である。
【図２６】バルブハウジングで規定されたオーバーフロー弁の窪みに向ってハウジングの底から突出するマンドレルをカップ形状のろ過装置に備えた図である。
【図２７】フィルタエレメントの平面図である。
【図２８】図２７のフィルタエレメントの側面図である。
【図２９】フィルタハウジングの細部の斜視図である。
【図３０】フィルタハウジングにフィルタエレメントを組み込んだ状態の図である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フィルタハウジングに挿入可能であり該フィルタハウジングに導入された流体が通過するフィルタエレメントを備えた、特に内燃機関において流体をろ過するためのろ過装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１（ＤＥ１０２ ４８ ９０７ Ａ１）に記載されている内燃機関においてオイル又は燃料をろ過するためのろ過装置は、中空円筒状で流体が放射線状に通過するフィルタエレメントを挿入可能なフィルタハウジングからなる。フィルタハウジングには入口側と清浄側（フィルタを流体が通過して清浄化された側）の間に圧力逃がし弁を配置して、入口側の流体圧が許容範囲を越えて高くなった場合、例えばフィルタエレメントが汚れている場合などに圧力逃がし弁を開位置にして入口側から清浄側に被ろ過流体を直接移動（フィルタを通らずにバイパス）させ入口側の圧力を減少させる。
【特許文献１】ＤＥ１０２ ４８ ９０７ Ａ１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
この先行技術に基づき、本発明が解決しようとする課題は、簡単な手段でフィルタエレメントの入口側の圧力が許容範囲を越える高さになってもオイルがフィルタハウジングから流出しないようにする特に流体のろ過に適したろ過装置を開発することである。好ましくはリサイクル可能性を高めるものとする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
この問題は、請求項１の特性を備えた発明によって解決される。従属請求項は更に好ましい開発を示す。
【０００５】
本発明によるろ過装置ではアンチドレーン弁（エンジン起動中に給油切れを起こさぬよう、フィルタ内のオイルがエンジン停止中にオイルパンに逆流するのを防止する一種の逆止弁）がフィルタハウジングに挿入されて被ろ過流体がろ過装置へと運ばれる。通常の状態、つまりフィルタエレメントの入口側の流体圧が閾値以下の状態では、アンチドレーン弁は開状態で被ろ過流体がフィルタハウジングの入口側に向けて流される。フィルタ外部の入口側における圧力がフィルタ内部の入口側圧力よりも高ければ弁は自動的に開く。しかしフィルタ外部の入口側における圧力がフィルタ内部の入口側における圧力よりも低いと弁が自動的に閉じる。
【０００６】
前記アンチドレーン弁は、弁室端側に流出開口（リップシール部）を規定するフレキシブル壁部を有するダックビルバルブとして形成され、前記フレキシブル壁部の外側でろ過装置内の流体に接触して、フレキシブル壁部は常に流出開口端側において外からの圧力を受け、ダックビル弁内部では供給される流体の圧力を内側から受ける。こうして流出開口（弾性スリット）が自動的に閉鎖する自己調整型アンチドレーン弁が形成される。例えばこれによって自動車のモータの停止時やフィルタにオイルが供給されていない時の、フィルタのアイドル運転を防ぐことができる。
【０００７】
ダックビル弁は構造が簡単であり、同時に高い信頼性と長い使用寿命であることを特徴とする。好ましくはダックビル弁は１体型の成形部品として形成して、例えばエラストマーのようなプラスティック製であることが特に好ましい。プラスティック製とすることによりリサイクル能力を高め、またごみ焼却炉でプラスティック製ダックビル弁を完全に焼却できるようになる。ろ過装置及び他のプラスティック製の構成部材と組み合わせることによってろ過装置全体としてリサイクル能力を最大にすることができる。
【０００８】
本発明の解決手段の他の利点はダックビル弁のシール面が比較的小さくさせることで漏出のリスクを減少できることである。
【０００９】
ダックビル弁の流出開口はスリット形状で、ダックビル弁のフレキシブル壁部によってくさび状に凹設して規定するのがよい。好ましくは、２本の十字状の流体スリット２７をダックビル弁のくさび状に凹設したフレキシブル壁部で規定されるように設ける。このようにしてフィルタエレメントの入口側に外部からの圧力を受ける４つのスタガ（４つのスタガとは２本の十字状の流体スリット２７に挟まれる９０度づつ円周方向に変向した位置に４つのフレキシブル壁部からなるくさび状凹部を凹設した部分を示す）壁部が設けられることにより、流体がろ過装置から漏れ出さないようにより確実に保護することができる。スリットは１本のみ（１８０度）でも良いし、また３本（６０度）以上設けてもよい。
【００１０】
ダックビル弁は２本の十字状の流体スリット２７を有するフレキシブル壁部の上側をスリーブ状に形成し、該スリーブの上下に円形リングを拡設しこれらをプラスティック製で、例えばエラストマーで１体型の成形部品として構成する。ろ過装置のハウジング内、特に取り外し可能なカバーディスクに容易に挿入できるようにする。
【００１１】
カバーディスクは１体型の成形部品として構成すると利便性がよく、好ましくは２枚のディスクを中央の流路連結部で相互に連結して構成し、カバーディスクの部材は全てプラスティック製とする。ダックビル弁はカバーディスクの外側ディスクの穴に挿設したほうが利便性がよく、ダックビル弁の流出開口は２枚のディスクに規定される空間に向けて開いていることが好ましい。この中間の空間は、特に円筒状のフィルタエレメントの半径方向外側に配置されるフィルタエレメント入口側と繋がっている。更に、この中間の空間をオーバーフロー弁若しくは圧力逃がし弁を介して直接フィルタエレメントの清浄側と接続させて、入口側の圧力が許容範囲外に高くなった場合に入口側から清浄側に直接流体が移動できるようにしてもよい。
【００１２】
更なる利点及び好ましい実施例が請求項、詳細な説明、及び以下の図面から得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図中は、同一構成部材には同一の符号を付することとする。
図１、２に代表されるろ過装置１は主にオイル若しくは燃料のような流体をろ過するために内燃機関で使用されている。ろ過装置１にはほぼカップ形状でカバーディスク３によって閉塞するプラスティック製のフィルタハウジング２を備える。フィルタハウジング２の内部に挿入されるフィルタエレメント４は中が空洞の円筒形状で、フィルタエレメント４の内部に設けられたプラスティック製の中央支持部材５で支持されている。フィルタエレメント４は外部が入口側１２、内部が清浄側１３となるように外から中に向って放射状半径中心に向けて流体が流れるようになっている。
【００１４】
カバーディスク３は完全プラスチック製で、空洞を有する流路連結部８で連結されたほぼ半径が同一の２枚のディスク６，７を平行に配置して構成される。２枚のディスク６、７と流路連結部８は、プラスティック製の１つの部材として、例えば射出形成若しくは深絞り等の方法で製造される。必要であれば更なる連結バーを二枚のディスク６、７間の空間に配置し、相互に支持し合いカバーディスク３の安定度が大幅に増すように構成してもよい。
【００１５】
カバーディスク３の一部として２枚のディスク６、７を連結する中央連結部材は、連結雌ネジ９が特色であり、雌ネジ９を介してカバーディスク３及びそれに連結されるろ過装置１全体が内燃機関のサブアッセンブリーと繋がれる。同時に流路連結部８はフィルタエレメント４の清浄側１３に連通して、ろ過された流体をろ過装置１から軸方向に排出するための流出（off flow）開口として機能する。流路連結部８はフィルタエレメント４に当接する方の下側ディスク７の底部から軸の上方向に向って突出すると同時にフィルタエレメント４の清浄側１３である円筒内部へも突出している。
【００１６】
下側ディスク７は、個別に例えば溶接若しくは接着剤によりフィルタエレメント４の軸端部に直接連結させるほうが都合がよい。そうすることにより、下側ディスク７がフィルタエレメントの端面を形成するので、フィルタエレメントの安定性が確保される上に清浄側と入口側を確実に分離することができる。
【００１７】
流体入口（inflow openings）は、フィルタエレメント４に離間して面する上側ディスク６に設けられており、上側ディスク６にはアンチドレーン弁１０が挿入されている。アンチドレーン弁１０は例えば図８、９に詳細に示されるダックビル弁として形成される。まず、被ろ過流体がアンチドレーン弁１０を通過して２枚のディスク６、７間の空間に導入される。アンチドレーン弁１０によりフィルタエレメント上部が取り外されてモーターが停止している時に流体が流出したりフィルタエレメントがアイドル運転されることがなくなる。流体はディスク６、７間の空間からフィルタエレメント４に当接する下側ディスク７の貫通孔１１を通って、フィルタハウジング２の内壁とフィルタハウジング４の外壁の間に環状の間隙として形成される入口側１２へと流れる。フィルタエレメント４を外側から内側に向って放射状に半径中心側に流れると、ろ過された流体は中央円筒状内部（清浄側１３）に集められてカバーディスク３の流路連結部８を通って軸方向上端側に排出される。
【００１８】
上側ディスク６の上部ではガスケット１４がガスケットの挿入用溝に挿入されている。ガスケット１４によって、ろ過装置１が内燃機関のサブアッセンブリに流体漏れのないよう確実に連結することができる。
【００１９】
フィルタハウジング２の底に面するろ過装置の下方部分においてフィルタエレメント４は（図１に示すように）底側エンドプレート１５で密閉されている。このエンドプレート１５はカバーディスク３の反対側のフィルタエレメント底側に設けられ、フィルタエレメント４の清浄側１３に下から突出する凸状のカップ形状の固定結合部１６を備える。エンドプレート１５から突出する固定結合部１６の外側はオーバーフロー弁としてのチューブ状シール部材１７で囲まれている。固定結合部１６の軸方向に延びる壁にはチューブ状シール部材（短手長さの円筒状ホースからなるシール部材）１７で覆われた流体開口１８が設けられて、通常時は流体が漏れないようにチューブ状シール部材１７で閉じている。しかし、入口側１２の圧力が閾値を越えた場合、特に清浄側１３の圧力を超えた場合には、被ろ過流体はフィルタハウジングの底部を通って下から固定結合部１６の流体開口へと流れて流体開口１８を通ってチューブ状シール部材１７の内面に衝突する。そうするとチューブ状シール部材は半径方向に拡張して未ろ過の流体が流体開口１８を通って入口側１２から清浄側１３へと直接流れる。圧力が減少すると流体開口１８は再びチューブ状シール部材１７の内圧で流体漏れのないように閉鎖される。チューブ状シール部材１７は１部材で弁体の機能と、閉位置にある時は弁体に衝突する力を与える弁バネの機能をする。
【００２０】
図３はカバーディスク３のみを示した図である。流体貫通孔１１が下側ディスク７中にカバーディスクの円周方向に延びる長孔として設けられる。流体貫通孔１１はカバーディスク３が直接フィルタエレメントに取り付けられると入口側１２に繋がるように下側ディスク７の半径方向外側に配置されている。
【００２１】
上側ディスク６の上部にはガスケットを挿入するためのカバーディスクと一体とした溝部１９が設けられている。
【００２２】
図４は、流路連結部８に貫通して設けられた雌ネジ９の拡大図である。ネジの隣接する２つの歯の間は断面図において楕円状であり実線２１で示す。一方、従来技術で用いられるのこ歯は点線２１´で示す。実線２１のような楕円形状にすると張力が低減されるのでプラスティックのように比較的柔らかい素材を使用することができるという利点がある。
【００２３】
図５〜７は、流体をろ過するためのろ過装置１の別の実施例を示す。本実施例におけるろ過装置は、カバーディスク３に面するフィルタエレメント４の上側に設けられたオーバーフロー弁２２が特徴であり、通常の状態ではフィルタエレメントの入口側１２と清浄側１３間のオーバーフロー間隙部２３を閉じるように構成している。このオーバーフロー間隙部２３はフィルタエレメント４の上端面にしっかりと接続するフロントディスク２６に現れる。フロントディスク２６はカバーディスク３とは別の部材であるが繋がれていることとする。発明の範囲においてカバーディスク３の下側ディスク７とフィルタエレメント４の端面が直接つながれていてもよいが、その場合はオーバーフロー間隙部２３は下側ディスク７に現れることとする。またフロントディスク２６とカバーディスク３をプラスティックの１部品として形成してもよい。
【００２４】
オーバーフロー弁２２は弁体の機能を確実にするシールワッシャ２４を備え、フィルタエレメントの清浄側１３に軸方向に摺動するように構成されて、シールワッシャ２４がフロントディスク２６のオーバーフロー間隙部２３に密閉状態で接触する閉状態ではバルブスプリング２５からの衝撃を受ける。バルブスプリング２５はフィルタエレメント４の支持部材５で支持される。
【００２５】
被ろ過流体はアンチドレーン弁１０を通ってろ過装置の内部に導入される。カバーディスク３には全部で４つのアンチドレーン弁１０が配置される。導入された流体の圧力が閾値を越えるとシールワッシャ２４が閉位置からバルブスプリング２５の力に対抗して軸方向下に移動し、オーバーフロー穴２３を通って入口側１２から清浄側１３へと直接流れる流路ができる。圧力が下がればバルブスプリング２５により再びシールワッシャ２４が入口側１２の圧力に対抗して上に移動して閉位置となりオーバーフロー穴２３が流体漏れのないよう閉鎖される。オーバーフロー弁２２の構成部材は全てプラスティック製であることが好ましいが、特にシールワッシャ２４とバルブスプリング２５はプラスティック製とする。
【００２６】
図８と９はダックビル弁として形成されたアンチドレーン弁１０の１実施例を示し、カバーディスク３の穴に挿入されて被ろ過流体をろ過装置１へと導入する。ダックビル弁１０もまた全プラスティック製とする。ダックビル弁１０の出口側には十字状の２本の流体スリット２７があることが特徴であり、通常時は被ろ過流体が流れるように開いている。ダックビル弁１０はプラスティック材という柔軟な素材であることによって流体スリット２７を規定するアンチドレーン弁の壁部２８は外から閾値以上の圧力がかかることにより流体スリット２７が閉じて流体がアンチドレーン弁１０を通過できなくなる。外からの圧力が減少されるとアンチドレーン弁１０の材質特有の弾性力により流体スリット２７が再度開いてアンチドレーン弁を通って流体が流れるようになる。
【００２７】
図１０〜１２はフィルタエレメントの底近くの下部に位置する入口側と清浄側間のオーバーフロー弁の一実施例を示す。フィルタハウジング２の容器の底付近に配置されるエンドプレート１５から中央固定結合部１６が立ち上げられその周りには弁体としての円筒状のチューブ状シール部材１７が配置される。中央固定部１６には中央突出部３１の周りに円周方向に互いに分離された垂直に立ち上がる壁部３０が備えられている。壁部３０はそれぞれプラスティック製のエンドプレート１５と一体として形成されて弾性力を持つ。このように構成することによりガスケット２９が壁部３０の外側に設けられた環状溝３２に挿入される。
【００２８】
弁体を形成するチューブ状シール部材１７は、中央のカップ形状の突出部３１とそれを囲む壁部３０との間に挿入される。こうしてチューブ状シール部材は中央突出部３１の壁に表れる流体開口１８を閉鎖する。
【００２９】
フィルタエレメント入口側の未ろ過流体が軸方向下部から中央突出部３１の内部に入り内部から外部に向かって放射状にチューブ状シール部材に圧力を加える。入口側の圧力が閾値を越えた場合、チューブ状シール部材１７が拡張して入口側と清浄側の間に流体開口１８を経由する流体連通路が形成されて未ろ過流体が直接清浄側に流出可能となる。入口側の圧力が減少するとオーバーフロー弁はチューブ状シール部材に圧力がかかることにより自動的に閉じられる。
【００３０】
オーバーフロー弁の部材は全て（チューブ状シール部材以外は）プラスティック製でリサイクルの可能性を大幅に高めることとする。
【００３１】
図１３ａは他の実施例におけるフィルタエレメントの底部に位置するオーバーフロー弁を示す。本実施例においてもフィルタエレメントの部材は全てプラスティック製とする。支持部材の固定穴により内部に無駄なく軸方向に取外し可能に固定されるスナップインフック３３と一体に構成されたシールワッシャ２４でオーバーフロー弁２２の弁体が形成される。このようにしてシールワッシャ２４は、エンドプレート１５の底のオーバーフロー開口２３が流体漏れのないように閉鎖された閉位置と、開位置の間を軸方向に移動可能となる。シールワッシャ２４は閉位置ではバルブスプリング２５の力を受けている。
【００３２】
固定結合部１６の壁部３０で囲まれるオーバーフロー開口２３は通常シールワッシャ２４で流体漏れのないように閉鎖されている。入口側の圧力が閾値を越えると未ろ過流体が下からシールワッシャ２４に当接するオーバーフロー開口２３に流れ込んでバルブスプリング２５の力に対して開方向への圧力をかけるようシールワッシャ２４に衝突する。そうするとシールワッシャ２４は吊り上げられ入口側と清浄側の間に流体連通路が現れる。圧力が減少するとバルブスプリング２５の力によってシールワッシャ２４がオーバーフロー開口２３が閉じた閉位置に戻る。
【００３３】
図１３ｂでは図１３ａのオーバーフロー弁２２と基礎構造は対応するが、バルブスプリング２５とスナップインフック３３がフィルタエレメントの支持部５ではなく固定結合部１６において弁体で支持される構造となってる。支持部５は固定部材１６の上に位置して、固定部材は好ましくはエンドプレート１５と同一部材として連結されることとするが個々に独立した別部材として形成してもよい。
【００３４】
図１４ａ〜１６ｂはオーバーフロー弁２２の様々な実施例を簡単な構造で示したものであり、閉位置にある時はフィルタエレメントの清浄側と入口側が隔てられ、開位置では未ろ過流体が直接流入可能となる。バルブハウジング３４にはシールワッシャ２４として形成された軸方向に取り外し可能な弁体がバルブスプリング２５に閉位置の状態で配置されている。外側からシールワッシャ２４方向へバルブスプリング２５のばね力に対抗する力が加わると、シールワッシャ２４はバルブハウジング３４の内部に向けて移動してバルブハウジング３４の壁のオーバーフロー穴２３が開放され、フィルタエレメントの入口側と清浄側の間に直通の流体連通路が形成される。図示した３実施例において、バルブスプリング２５は弾性力でバウンスするブロックとして形成され、図１４ａ、ｂではエラストマーブロック、図１５ａ、ｂではエラストマーベロー、図１６ａ、ｂにおいてはＰＵＲ発泡体又はシリコン発泡体からなる発泡スプリングブロックの例を示す。
【００３５】
図１７〜図２１は流体をろ過するろ過装置の別の実施例を示す。本ろ過装置１は内部を被ろ過流体が放射状に流れる環状のフィルタエレメント４が挿入される円筒状のフィルタハウジング２を特徴としている。そのために被ろ過流体は図１８に示すようにフィルタハウジング２に正面（フィルタハウジング２である筒体上端開口側）から導入される。ろ過を行うためには外側から内側に向けて放射状にフィルタエレメント中を通るように流体を流して、清浄側とされる内側部分を通過してフィルタハウジングの外に軸方向に放出する。フィルタエレメント４はその支持構造５を特徴として備える。流体が導入及び／又は放出される軸方向端部には清浄室と入口側とを隔てる連結リング４０、４１が同軸上に配置されている。連結リング４０と４１の間の空間が入口側を示し、小さいほうの連結リング４１の内部が清浄側を示す。
【００３６】
詳細に描かれた図２０、２１から分かるように、流体が導入及び／又は放出される軸方向端部には半径方向外側の支持リング４３がフィルタエレメント４に設けられ、支持リングの外周には流体を放射状に流出させる開口２７が一定間隔で設けられている。半径方向外側では、弾性力のある材質のチューブ状シール部材４２が支持リング４３の半径方向外側に対して内側方向への圧力を受けることにより流体の開口２７を覆う。チューブ状シール部材４２と支持リング４３とによりホースバルブとしてのアンチドレーン弁１０が形成され、内側と外側の圧力差に対応して図２１に示す開位置へと移動し、チューブ状シール部材４２が少なくとも部分的に流出開口２７に密閉状態で接触している固定位置から上に吊り上げられて流体が放射状に流出開口２７を通り抜けるようにする。軸方向に導入された被ろ過流体からの内側への圧力によりチューブ状シール部材４２が密閉位置から半径方向に上げられて流出開口２７が開放される。チューブ状シール部材の内側と外側の圧力差がチューブ状シール部材の内側弾力により決定される閾値より下になるとチューブ状シール部材は流出開口を閉じて密閉位置に戻る。
【００３７】
図２２は流体をろ過するろ過装置の別の実施例を示す。フィルタエレメントが挿入されるカップ形状のフィルタハウジング２は、雌ねじ９を有する中央流路連結部８が一体化された外側カバー６により軸端部で閉鎖される。流路連結部８とディスク６の半径方向外縁の間に放射状スポーク５０が延在している。このようなスポークをディスク６の円周上に一定間隔を置いて、複数配置することとする。スポーク５０は直線形状で好ましくは放射状にのみに延びる。ドットで示す実施例のように、放射状（半径方向）に弾性変形可能に伸張するという要素だけではなく周方向に弾性変形可能に伸張するという要素も持つ湾曲スポーク５０´を使用することが好ましい。さらに、直線形状のスポークは半径方向に角度が傾斜して延びていてもよい。
【００３８】
図２３〜２５は流体をろ過するろ過装置の別の実施例を示す。フィルタエレメント４は環状で内側が清浄側で半径方向外側が入口側とする。フィルタエレメント４の軸端側には好ましくは全プラスティック製のオーバーフロー又はバイパス弁２２が設けられ、フィルタエレメントの軸端側から内部へ軸方向に挿入可能なバルブハウジング３４を特徴として有する。バルブハウジング３４は螺旋バネとして形成され圧力をかけるバルブスプリング２５を備える。このバルブスプリング２５により弁体であるシールワッシャ２４が閉位置へと押される。入口側の流体圧が閾値を越えた場合、シールワッシャ２４はバルブスプリング２５の力に対抗して開放し入口側と清浄側の間に直通の連通流路が形成される。
【００３９】
フィルタエレメントの軸方向端部から複数の支持脚６０が突出するように配置されており、好ましくはバルブハウジング３４と同一の部材として構成される。これらの支持脚６０は弾性力によりバウンスする支持手段であり、フィルタエレメント４をフィルタハウジング２に挿入する際に軸方向の公差を補正してフィルタハウジングの底部にフィルタエレメントを配置する。更に、支持脚６０によってフィルタエレメントはガイドされて中心に配置される。また、フィルタエレメントが不注意により誤って挿入されないようにできる。
【００４０】
好ましくは、３、４本の支持脚６０をバルブハウジング３４端部の円周上に等間隔で配置する。図２５からわかるように支持脚の代わりに支持リング６１をバルブハウジング３４の軸方向軸端側に固定してもよい。この支持リング６１は支持リング６１の平面に半径方向内側に向かって軸対称に設けれた舌片形状の支持バネを間隔を空けて複数備えた支持部品６２であることを特徴としており、これは軸方向に移動可能である。
【００４１】
図２６はバイパス弁２２がカップ形状のフィルタハウジング２の底におけるマンドレル７０と連動する他の実施例を示したものである。フィルタハウジングに挿入されるフィルタエレメントの入口側と出口側間のバイパス弁２２は、弁体であるシールワッシャ２４がバルブハウジング３４の密閉位置でバルブスプリング２５の力を受けることを特徴としている。バルブハウジング３４は略カップ形状に形成されてカップの開放側がフィルタハウジングの底に面している。シールワッシャ２４はフィルタハウジングの底からは離れていて、ハブルハウジングの側壁とシールワッシャ２４とで、フィルタハウジングの底にしっかりと固定されて突出するピン若しくはマンドレル７０を受ける凹部を規定する。
【００４２】
このマンドレル７０の役割は、フィルタハウジングに挿入されたバイパス弁を有するフィルタエレメントが不適当なものであった場合でもバイパス弁の弁体を開位置に移動させて、入口側と清浄側とを直接的に繋ぐ連通路が形成されて、確実に流体がろ過装置を貫通して流れることができる。特に、燃料フィルタとして使用する際不注意により誤ったフィルタエレメントが挿入されたとしても内燃機関に燃料を緊急供給することができる。
【００４３】
しかしながら、フィルタエレメントとバイパス弁が正しく使用された場合にはマンドレルはフィルタエレメントを中心に定める機能を持つだけでバイパス弁を開く機能はない。この場合マンドレルはバルブハウジング３４の凹部に向って突出していてもシールワッシャ２４に衝突して開位置へと移動させることはない。正しく挿入された、つまり適切なフィルタエレメントが挿入された場合には、シールワッシャ２４は閉位置の状態でマンドレルの先端部と十分な間隔を空けて配置されることになる。
【００４４】
このマンドレルの更なる利点は適切なフィルタエレメントを使用した場合にもフィルタエレメントが不注意によって間違って挿入されることを防ぐことができる。フィルタエレメントがフィルタカップ内に誤って挿入されると、フィルタエレメントの前面カバーディスクがマンドレル７０と接触してフィルタエレメントが完全にフィルタカップに挿入できず、組み立て中に即座に感知できる。
【００４５】
図２７はフィルタエレメント４´の平面図である。フィルタエレメント４´は熱可塑性プラスティックで形成される上端プレート１５´を備える。上端プレート１５´は基本的に円形環状ディスクで形成され、中央の開口８１を設けて流体が通ることができるようにする。他の実施例においては上端プレート１５´はただの円形ディスクに形成してもよい。その場合流体の開口８１は別の側に設ける。上端プレート１５´は円形や円形リング形状のほかにも、例えば正方形や長方形、若しくは多角形、特に六角形といった幾何学上基本的な図形であれば他の形状でもよい。上端プレート１５´は外周に３つの鍵構造８０が配置されている。尚、外周の鍵構造８０の数及び配置については任意とする。よって鍵構造８０は外周に１つだけ配置しても良いしそれ以上でもよい。鍵構造８０は上端プレート１５´の外周の幾何学上の上部に突出していて、鍵構造８０は異なる幅のバーと間隙８３を有する。
【００４６】
本実施例では鍵構造８０は「Ｍ+Ｈ」という文字の形をしているが、どの文字を如何なる順番で何個組み合わせて鍵構造８０を形成してもよいことは言うまでもない。文字は例えば会社のロゴ、会社や製品名の略を表すように選択することが好ましい。また、鍵構造はひらがな、漢字、アラビア語、ローマ数字のような他の文字で形成してもよい。
【００４７】
図２８はフィルタエレメント４´の側面図である。図２７の同一部材には同一の符号を付してある。フィルタエレメント４は上端プレート１５´と下端プレート１５の他にジグザグのプリーツの環状密閉ろ過媒体８４を備える。ろ過媒体８４はエンドプレート１５、１５´に密着して連結されている。本実施例においては、鍵構造８０がエンドプレート１５´の円形の部分から突出してその表面方向に「Ｘ」字状に傾斜、若しくは「Ｈ」状に突出している。本実施例では鍵構造の傾斜角度αは略４５°であるが、０°から９０°の間であればどのような値でもよく、好ましくは３０°〜６０°とする。図２９にフィルタハウジング２´の詳細な斜視図で示したように、鍵構造８０は錠前構造８５に係合する。
【００４８】
錠前構造８５はフィルタエレメント４を受けるに適したカップ形状のフィルタハウジング２に設ける。この場合錠前構造８５は鍵構造８０のバー８２が錠前構造８５のギャップ８３に係合するような形をしている。錠前構造８５のバー８２は鍵構造８０のギャップ８３に係合する。本実施例ではフィルタハウジング２´の錠前構造８５はフィルタハウジングの壁８６にノッチとして設けられる。ノッチはフィルタハウジングの壁８６と全く同じ厚さの凹部でも壁の厚さよりも薄い凹部であってもよい。壁の厚さより薄い凹部にする場合は鍵構造８０を構成するフィルタハウジングの壁８６の一部を残すようにする。他の実施例においては錠前構造８５がフィルタハウジングの壁８６に対して斜めに配置してエンドプレート１５´のノッチに係合するようにしてもよい。鍵‐錠前構造８０、８５が相互に組み合わさって１つのユニットとなる。このようにして適切な位置にあるフィルタエレメント４´のみがフィルタハウジングに挿入できる。フィルタエレメント４´が正しく組み立てられないとすぐに間違ったフィルタエレメントを挿入したと認識でき排除することができる。もちろん、適切な錠前構造８５がフィルタエレメント４に設けられていれば鍵構造８０をフィルタハウジング２´に配置することができる。
【００４９】
図３０は図２９のフィルタハウジング２´に図２８のフィルタエレメント４´が組み込まれた状態を示す。フィルタエレメント４´とフィルタハウジング２´の各構造８０、８５は、フィルタエレメント４´がフィルタハウジング２´の中で変形せず正確な位置に置かれるように互いに補完し合っている。フィルタエレメント４´とフィルタハウジング２´よりなるプリアッセンブルユニットは例えばフィルタヘッド（不図示）やカバー（不図示）などのそれぞれの固定部にねじ込まれる。上述した鍵‐錠前構造８０、８５は道理に適った実施形態になるように上述の実施例と如何なる方法で組み合わせてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】内燃機関において流体をろ過するためのろ過装置で、カップ状フィルタハウジングとそれに挿入される中空円筒状のフィルタエレメントと、流路連結部を介して結合される２枚のディスクから成るカバーディスクを備えたろ過装置の断面図である。
【図２】ろ過装置の一部断面斜視図である。
【図３】カバーディスクの一部断面斜視図である。
【図４】流路連結部の雌ネジ部分で、ネジ底の形状を断面楕円にした詳細図である。
【図５】他の実施例におけるろ過装置の一部断面図である。
【図６】図５のろ過装置を上から見た図である。
【図７】図５においてＶＩＩで囲んだ部分の拡大図である。
【図８】ダックビル弁として形成されたオーバーフロー弁の斜視図である。
【図９】ダックビル弁を下から見た図である。
【図１０】中空円筒状フィルタエレメントの支持部材の斜視図で、一方が下端ディスクに載置され、ディスクの上には固定又は連結部材が、周りにはオーバーフロー弁としてのチューブ状シール部材が置かれている。
【図１１】下端ディスクのみの斜視図である。
【図１２】下端ディスクを含む支持部材の断面図である。
【図１３ａ】別の実施例のオーバーフロー弁を備えた下端ディスクの一部断面斜視図である。
【図１３ｂ】別の実施例のオーバーフロー弁を備えた図１３ａと同様の図である。
【図１４】フィルタエレメントの入口側と清浄側の間で使用するオーバーフロー又はバイパス弁で、弾性的に圧縮される弁体としてエラストマーブロックを使用したものであり、（ａ）は閉位置、（ｂ）は開位置にある状態を示す。
【図１５】弁体としてエラストマーベローを使用したオーバーフロー又はバイパス弁で、（ａ）は閉位置、（ｂ）は開位置にある状態を示す。
【図１６】弁体として発泡スチロールブロックを使用したオーバーフロー又はバイパス弁で、（ａ）は閉位置、（ｂ）は開位置にある状態を示す。
【図１７】被ろ過流体がアンチドレーン弁を通過して供給される、円筒状フィルタハウジングとそこに挿入されるリング形状のフィルタエレメントを備えたろ過装置の斜視図である。
【図１８】正面から挿入される連結リングを備えた図１７に記載のろ過装置の長手方向断面図である。
【図１９】連結リングを個々に描いた図である。
【図２０】図１７のろ過装置の拡大図であり、ホースバルブとして形成したアンチドレーン弁を固定位置に置いた状態を示す。
【図２１】図２０と同様の図であるが、ホースバルブが開位置にある状態を示す。
【図２２】ろ過装置の別の実施例における斜視図であって、放射状に延在するスポークを有するカバーディスクを備えている。
【図２３】軸方向に突出する支持脚を備えた入口側と清浄側間のオーバーフロー弁を特徴とする別のろ過装置の斜視図である。
【図２４】図２３からオーバーフロー弁のみを取り出した図である。
【図２５】オーバーフロー弁の軸上の先端部に取り付ける支持リングの図である。
【図２６】バルブハウジングで規定されたオーバーフロー弁の窪みに向ってハウジングの底から突出するマンドレルをカップ形状のろ過装置に備えた図である。
【図２７】フィルタエレメントの平面図である。
【図２８】図２７のフィルタエレメントの側面図である。
【図２９】フィルタハウジングの細部の斜視図である。
【図３０】フィルタハウジングにフィルタエレメントを組み込んだ状態の図である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フィルタハウジング（２）に挿入可能であり該フィルタハウジング（２）に導入された流体が通過するフィルタエレメント（４）を備えた、特に内燃機関において流体をろ過するためのろ過装置において、被ろ過流体がろ過装置へと搬送されるようにアンチドレーン弁（１０）を前記フィルタハウジング（２）に設け、該アンチドレーン弁（１０）の弁体は圧力で変形するフレキシブルシール部として形成し、固定位置においては流出開口を密閉するように接触しシール部にかかる圧力が閾値を越えた場合に開位置へと切り換えられることを特徴とするろ過装置。
【請求項２】
前記アンチドレーン弁（１０）は、弁室端側に流出開口（リップシール部）を規定するフレキシブル壁部（２８）を有するダックビルバルブとして形成され、前記フレキシブル壁部の外側でろ過装置内の流体に接触することを特徴とする請求項１記載のろ過装置。
【請求項３】
前記ダックビル弁（１０）は１体型の成形部品として構成されることを特徴とする請求項２に記載のろ過装置。
【請求項４】
前記ダックビル弁（１０）はプラスティック製で、例えばエラストマーで作られることを特徴とする請求項２又は３に記載のろ過装置。
【請求項５】
前記ダックビル弁（１０）の流出開口（リップシール部）（２７）はスリット形状に形成されることを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載のろ過装置。
【請求項６】
流出開口（リップシール部）（２７）が十字状にスリット開口されて設けられることを特徴とする請求項５に記載のろ過装置。
【請求項７】
前記アンチドレーン弁（１０）はホースバルブ（平板状リングバルブ）として形成し、ホースバルブの弁体はホース状シール部材体（４２）として形成することを特徴とする請求項６に記載のろ過装置。
【請求項８】
前記フィルタハウジング（２）は中央流路連結部（８）を介して互いに連結される２枚のディスク（６、７）よりなるカバーディスクで閉じられて、各ディスク（６、７）と流路連結部（８）は共通のプラスティック部材として形成されることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のろ過装置。
【請求項９】
前記カバーディスク（３）のうちフィルタエレメント（４）に離れて面する外側ディスク（７）にフィルタエレメント（４）に向けて開口する少なくとも１のアンチドレーン弁（１０）が挿入されることを特徴とする請求項８に記載のろ過装置。
【請求項１０】
前記カバーディスク（３）に全部で４つのアンチドレーン弁（１０）が円周方向に散らばって配置されることを特徴とする請求項９に記載のろ過装置。
【請求項１１】
前記アンチドレーン弁（１０）の流出開口（２７）は２枚のディスク間の空間に向って開口することを特徴とする請求項９又は１０に記載のろ過装置。
【請求項１】
フィルタハウジング（２）に挿入可能であり該フィルタハウジング（２）に導入された流体が通過するフィルタエレメント（４）を備えた、特に内燃機関において流体をろ過するためのろ過装置において、被ろ過流体がろ過装置へと搬送されるようにアンチドレーン弁（１０）を前記フィルタハウジング（２）に設け、該アンチドレーン弁（１０）の弁体は圧力で変形するフレキシブルシール部として形成し、固定位置においては流出開口を密閉するように接触しシール部にかかる圧力が閾値を越えた場合に開位置へと切り換えられることを特徴とするろ過装置。
【請求項２】
前記アンチドレーン弁（１０）は、弁室端側に流出開口（リップシール部）を規定するフレキシブル壁部（２８）を有するダックビルバルブとして形成され、前記フレキシブル壁部の外側でろ過装置内の流体に接触することを特徴とする請求項１記載のろ過装置。
【請求項３】
前記ダックビル弁（１０）は１体型の成形部品として構成されることを特徴とする請求項２に記載のろ過装置。
【請求項４】
前記ダックビル弁（１０）はプラスティック製で、例えばエラストマーで作られることを特徴とする請求項２又は３に記載のろ過装置。
【請求項５】
前記ダックビル弁（１０）の流出開口（リップシール部）（２７）はスリット形状に形成されることを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載のろ過装置。
【請求項６】
流出開口（リップシール部）（２７）が十字状にスリット開口されて設けられることを特徴とする請求項５に記載のろ過装置。
【請求項７】
前記アンチドレーン弁（１０）はホースバルブ（平板状リングバルブ）として形成し、ホースバルブの弁体はホース状シール部材体（４２）として形成することを特徴とする請求項６に記載のろ過装置。
【請求項８】
前記フィルタハウジング（２）は中央流路連結部（８）を介して互いに連結される２枚のディスク（６、７）よりなるカバーディスクで閉じられて、各ディスク（６、７）と流路連結部（８）は共通のプラスティック部材として形成されることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のろ過装置。
【請求項９】
前記カバーディスク（３）のうちフィルタエレメント（４）に離れて面する外側ディスク（７）にフィルタエレメント（４）に向けて開口する少なくとも１のアンチドレーン弁（１０）が挿入されることを特徴とする請求項８に記載のろ過装置。
【請求項１０】
前記カバーディスク（３）に全部で４つのアンチドレーン弁（１０）が円周方向に散らばって配置されることを特徴とする請求項９に記載のろ過装置。
【請求項１１】
前記アンチドレーン弁（１０）の流出開口（２７）は２枚のディスク間の空間に向って開口することを特徴とする請求項９又は１０に記載のろ過装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３ａ】
【図１３ｂ】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３ａ】
【図１３ｂ】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【公表番号】特表２００８−５４０９１３（Ｐ２００８−５４０９１３Ａ）
【公表日】平成２０年１１月２０日（２００８．１１．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−５１０５８７（Ｐ２００８−５１０５８７）
【出願日】平成１８年５月１２日（２００６．５．１２）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２００６／０６２２６４
【国際公開番号】ＷＯ２００６／１２０２４１
【国際公開日】平成１８年１１月１６日（２００６．１１．１６）
【出願人】（５０５２２９８６３）マン ウント フンメル ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング (86)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２０年１１月２０日（２００８．１１．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年５月１２日（２００６．５．１２）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２００６／０６２２６４
【国際公開番号】ＷＯ２００６／１２０２４１
【国際公開日】平成１８年１１月１６日（２００６．１１．１６）
【出願人】（５０５２２９８６３）マン ウント フンメル ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング (86)
【Ｆターム（参考）】
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