JP4644276B2

JP4644276B2 - オイルフィルター

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Publication number: JP4644276B2
Application number: JP2008206999A
Authority: JP
Inventors: 正人沖山
Original assignee: 有限会社スラッシュ
Priority date: 2008-08-11
Filing date: 2008-08-11
Publication date: 2011-03-02
Anticipated expiration: 2028-08-11
Also published as: JP2010042336A

Description

本発明は、自動車等の内燃機関において循環供給されるオイルをろ過するオイルフィルターに関し、特に、リプレイスタイプ(中身のフィルターだけ交換）のオイルフィルターに用いられる紙フィルターの代わりにフィルターに目詰まりした不純物を除去し清掃することにより反復して再使用可能にしたオイルフィルターに関するものである。

自動車等の内燃機関において循環供給されるオイルをろ過するオイルフィルターは、カートリッジタイプ(外側のケースごと交換）のオイルフィルターとリプレイスタイプ(中身のフィルターだけ交換）のオイルフィルターがある。リプレスタイプのオイルフィルターは、紙製フィルターを用いており、使用済みの紙製フィルターを交換することで、再使用できる。

従来、リプレースタイプオイルフィルターに用いられる紙フィルター１は、図１１に示すように、ろ紙２と、端面板３とからなり、ろ紙２と端面板３は接着剤にて接着されている。

また、中央部に円筒状保形部材と紙フィルターの両端に円板状密閉蓋を備える紙製オイルフィルターが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１において、紙製オイルフィルターは、カートリッジ式オイルフィルター用であり、側面に多数の貫通孔を有する円筒状保形部材と、該保形部材を内部に設置した連続して折り曲げた周側面を有する略円筒形状の紙フィルターと、該円筒状紙フィルターの一方の端面に固着した円板状密閉蓋と、他方の端面に固着した、該保形部材の内部に連通する開口を有する円環状密閉蓋からなり、円筒状保形部材、円板状密閉蓋及び円環状密閉蓋はいずれも紙製であり、円筒状保形部材を紙フィルターの内径側に配置し、該紙フィルターの両端縁の全周をそれぞれ円板状密閉蓋の内側面と円環状密閉蓋の内側面に接着剤にて固着してオイルフィルター本体を得た。

これにより、自動車用等に用いられるオイルフィルターの本体部分が全て紙製であるので部品の軽量化と廃棄し易さが実現することができる。

特開平９−３０８８０５号公報

しかし、上述した従来の紙製オイルフィルターは、部品の軽量化ができたが、オイルフィルターを構成する各部品が接着剤で接着されているため、廃棄する時に燃やすと、排出する化学物質で、大気を汚染する恐れがある。しかも埋め立てる場合は、化学物質の接着剤がたっぷり付いているため、分解されないまま自然界に残る。即ち、従来の紙製フィルターは、使用後そのまま廃棄することができないという問題点があった。

また、従来の紙製フィルターは、ろ紙のみで構成されているので、高い温度のエンジンオイルを長時間で高い圧力に晒され、オイルをろ過する状況下では、ろ紙自体の強度が弱くなり、フィルターが変形するという問題点があった。

また、従来の紙製フィルターは、実際に折り山がしっかりと山の形ではなく、“Ｉ”字形になっている（図７参照）ので、オイルの通過を妨げ、実際のろ過面積は谷側（付け根）だけになってしまうという問題点があった。

また、接着剤が大量に使用されているため、接着剤がろ紙２のろ過部に垂れるため、ろ過にも影響があるという問題点があった。

なお、ろ紙の表面（裏面も）が毛羽立っているので、表の毛羽立ちが剥がれた場合はそのまま目詰まりの原因となり、裏面の毛羽立ちが剥がれた場合は、そのままろ過せずにエンジンに入る恐れがある。

そこで、本発明は、このような問題点を考慮してなされたもので、接着剤を使用せず、フィルターの形状を維持し、ろ過面積の減少を防止することができ、かつフィルターの各部品を自在に組立、分解することができ、洗浄して再利用ができ、使い捨てないから、環境保護、省エネに役に立つオイルフィルターを提供することを目的とする。

本発明に係るオイルフィルターは、濾材をジグザグ状に折曲形成し、全体を円筒状に曲成したフィルター本体と、前記フィルター本体の内側を支持するようにフィルター本体の内部に配置され、側面に多数の貫通孔を有する円筒状支持部材と、中央部に開孔されると共に、片面にフィルター本体の端部を嵌入する凹部を有する一対の端面部材と、円筒状支持部材をフィルター本体の内部に配置された状態で、前記フィルター本体の両端に装着された前記一対の端面部材を連結し固定する連結固定部材とを備え、円筒状支持部材と、端面部材と、連結固定部材とが金属製で、各々取付取外自在に組立分解可能に設けられることを特徴とするものである。

例えば、前記連結固定部材は、前記フィルター本体の長さに対応する複数の長ネジであり、前記一対の端面部材は、片方に前記長ネジを挿通する複数の穴が設けられ、もう片方に前記長ネジを螺入する複数のネジ穴が設けられ、前記複数の長ネジにより前記フィルター本体の両端に装着された前記一対の端面部材を連結して前記フィルター本体を固定する。

また例えば、前記連結固定部材は、両端にネジ穴が設けられ、前記フィルター本体の長さに対応する長さを有する複数のアダプタと、前記アダプタの両端のネジ穴に螺入する複数の連結ネジからなり、前記一対の端面部材には、前記連結ネジを挿通する複数の穴が設けられ、前記アダプタおよび連結ネジにより前記フィルター本体の両端に装着された前記一対の端面部材を連結して前記フィルター本体を固定する。

また、前記フィルター本体の長さは、前記円筒状支持部材の長さより０．０５〜０．２ｍｍ長くする。また、前記フィルター本体と前記端面部材との間に、弾性材からなるドーナツ状のシートが設けられる。

また、前記フィルター本体は、１層または複数層の金属製濾材を断面鋸歯状の略波形状に折曲形成し、全体を円筒状に曲成した。

また、前記一対の端面部材の一方または両方の外周または端面に磁石が装着される。

本発明によれば、オイルフィルターは、１層または複数層の濾材をジグザグ状に折曲形成し、全体を円筒状に曲成したフィルター本体と、フィルター本体の端部を嵌入する凹部を有する一対の端面部材と、円筒状支持部材をフィルター本体の内部に配置された状態で、フィルター本体の両端に装着された一対の端面部材を連結し固定する連結固定部材とを備え、かつ円筒状支持部材と、端面部材と、連結固定部材とが金属製で、各々取付取外自在に組立分解可能に設けられることで、接着剤を使用せず、折り山がしっかりと山の形でフィルターの形状を維持し、ろ過面積の減少を防止することができ、そのため、リプレイスタイプ(中身のフィルターだけ交換）のオイルフィルターに用いられる紙フィルターの代わりに利用できると共に、エンジンの負担を軽減することができる。

また、使用ろ材を金属（例えば、ステンレス）にした場合はフィルターを洗浄して再利用することが可能となり、ランニングコストの削減を図ることができ、また、使い捨てではないので、廃棄コストが不要であり、かつ接着剤を使用せず、紙製の濾材を廃棄する場合には、化学物質による環境を汚染する恐れがない。

また、フィルター本体の長さは、円筒状支持部材の長さより０．０５〜０．２ｍｍ長くすること、または、前記フィルター本体と前記端面部材との間に、弾性材からなるドーナツ状のシートが設けられることで、ネジで固定する際に、濾材をプレスし、押し付ける力が発生するので、フィルター本体と端面部材との間に隙間がなく、ろ過精度を確保することができる。

また、金属（例えば、ステンレス）製濾材を用いる場合、高い温度のエンジンオイルを長時間でろ過する状況下でも、フィルター自体の強度が弱くなることがなく、フィルターの変形を防止し、ろ過面積の減少を防ぐことができる。

また、フィルター本体は、１層または複数層の金属製濾材を断面鋸歯状の略波形状に折曲形成し、全体を円筒状に曲成したことで、所定のろ過精度を確保すると共に、表面強度を保持してフィルターの形状を維持することができる。

また、一対の端面部材の一方または両方の外周または端面に磁石が装着されることで、エンジンの回転や往復動に伴い磨耗等により発生しオイル中に混濁した金属粉末を磁石体の磁気により吸着し除去することができる。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態のオイルフィルターについて説明する。ここで、例として金属製濾材かなるフィルター本体を有する場合を説明する。

図１は、第１の実施の形態のオイルフィルター１００の構成を示す斜視図である。図２は、第１の実施の形態のオイルフィルター１００の構成を示す分解図である。図３は、オイルフィルター１００の構成を示す断面図である。図４は、フィルター本体４０の断面を示す部分拡大図である。

図１、図２および図３に示すように、オイルフィルター１００は、上端に位置する端面部材１０と、下端に位置する端面部材２０と、円筒状支持部材３０と、フィルター本体４０と、連結固定部材としての３本の長ネジ５０とから構成されている。

端面部材１０は、ステンレス鋼製のキャップ状もので、中央部に開孔され、穴１１が形成されている。また、端面部材１０の片面にフィルター本体４０の端部を嵌入する凹部１２を有する。また、連結固定部材としての３本の長ネジ５０を挿通するための穴１３が３つ均等に設けられている。さらに、穴１１の周辺の突起部の外径は、円筒状支持部材３０内径と嵌合することができるように形成されている。

端面部材２０は、ステンレス鋼製のキャップ状もので、中央部に開孔され、穴２１が形成されており、この穴２１の内面にはオイルフィルターケース（図示せず）に装着するために、オイルフィルターケースの取り付け構造に対応するネジ部が形成されている。なお、オイルフィルターケースへの取り付け構造によって、このネジ部を形成しなくでもよい。また、端面部材２０の片面にフィルター本体４０の端部を嵌入する凹部２２を有する。また、連結固定部材としての３本の長ネジ５０を螺入するためのネジ穴２３が３つ均等に設けられている。さらに、穴２１の周辺の突起部の外径は、円筒状支持部材３０の内径と嵌合することができるように形成されている。

円筒状支持部材３０は、ステンレス鋼等金属製で、フィルター本体４０の内側を支持するようにフィルター本体４０の内部に配置され、側面に多数の貫通孔（パンチングの穴）３１を有する。円筒状支持部材３０の内径は穴２１の周辺の突起部の外径と嵌合することができ、外径は、フィルター本体４０の内側を支持することができる。また、円筒状支持部材３０は、長ネジ５０で端面部材１０、２０、円筒状支持部材３０、フィルター本体４０を連結し固定する際に、過度の締め付けを防止するために、端面部材１０、２０の位置決め機能も有する。

なお、ろ過抵抗が増えず（圧力損失が増えない）と流量は落ちないように、円筒状支持部材３０のパンチングの穴の面積の合計がケースキャップにある円筒状支持部材の穴面積より大きくする。

フィルター本体４０は、複数層の濾材をジグザグ状に折曲形成し、全体を円筒状に曲成したものである。例えば、フィルター本体４０は、下記表１に示すように３層のステンレス製濾材を用いて、３層のステンレス製濾材を重ねて断面鋸歯状の略波形状（図４参照）に折曲形成し、全体を円筒状に曲成し、中層（第２層）のステンレス製濾材４２の網目は、両側（第１層、第３層）のステンレス製濾材４１，４３の網目より細かいである。

また、フィルター本体４０の長さは、円筒状支持部材３０の長さより０．０５〜０．２ｍｍ長くする。この例においては、円筒状支持部材３０の長さより０．１ｍｍ長くする。これにより、長ネジ５０で固定する際に、濾材（フィルター本体４０）をプレスし、押し付ける力が発生するので、フィルター本体４０と端面部材１０、２０との間に隙間がなく、ろ過精度を確保することができる。なお、フィルター本体４０と円筒状支持部材３０の長さの差が０．０５ｍｍより小さい場合は、組立時に、フィルター本体４０と端面部材１０、２０との間に隙間が残される可能性があり、一方、フィルター本体４０と円筒状支持部材３０の長さの差が０．２ｍｍより大きい場合は、組立時に、フィルター本体４０がプレスされて変形が大きくなる。

図４は、３層のステンレス製濾材を用いた場合の断面の局部拡大図である。この図４においては、フィルター本体４０の断面局部の概略を示している。各層を明示するために、それぞれ離れているように示しているが、実際は各層が接触している状態である。

なお、フィルター本体４０は、例えば、下記表２、表３に示すように４層、または２層の濾材を用いて、これらの濾材を重ねてジグザグ状に折曲形成し、全体を円筒状に曲成するようにしてもよい。

表３の場合は、第２層のろ紙のみ交換で、他の部品は洗浄し、再利用する。これによって、リプレースタイプのオイルフィルターのデメリットである、ろ紙を円形に成型する際に接着剤を使用せず、構成することができる。また、廃棄する場合、接着剤の使用はしていないので、使用済みのろ紙についているオイルをある程度落として、垂れなくなれば、燃えるゴミとして出すことができる。

長ネジ５０は、端面部材１０、２０の表面より露出しないために、皿ネジを用いる。オイルフィルター１００の組立時において、円筒状支持部材３０をフィルター本体４０の内部に配置された状態で、３本の長ネジ５０を用いて、フィルター本体４０の一端に装着された端面部材１０の穴１３を挿通し、フィルター本体４０の他端に装着された端面部材２０のネジ穴に螺入することで、端面部材１０、２０、円筒状支持部材３０、フィルター本体４０を連結し固定するようになされている。

また、従来のリプレイスタイプのオイルフィルターケースをそのまま利用するために、オイルフィルター１００の外形寸法は、従来の紙フィルターと同じように形成される。

このように本実施の形態においては、オイルフィルター１００は、端面部材１０、２０と、円筒状支持部材３０と、フィルター本体４０と、連結固定部材としての３本の長ネジ５０から構成されている。フィルター本体４０は、３層のステンレス製濾材を重ねて断面鋸歯状の略波形状に折曲形成し、全体を円筒状に曲成し、中層（第２層）のステンレス製濾材４２の網目は、両側（第１層、第３層）のステンレス製濾材４１，４３の網目より細かいである。

これにより、接着剤を使用せず、折り山がしっかりと山の形でフィルターの形状を維持し、ろ過面積の減少を防止することができ、そのため、リプレイスタイプ(中身のフィルターだけ交換）のオイルフィルターに用いられる紙フィルターの代わりに利用できると共に、エンジンの負担を軽減することができる。

また、オイルフィルターの各部品を自在に組立、分解することができるため、フィルターを洗浄して再利用することが可能となり、かつ接着剤を使用せず、紙製の濾材を廃棄する場合には、化学物質による環境を汚染する恐れがない。

また、ステンレス製濾材を用いることで、高い温度のエンジンオイルを長時間でろ過する状況下でも、フィルター自体の強度が弱くなることがなく、フィルター本体の変形を防止し、ろ過面積の減少を防ぐことができる。

また、中層のステンレス製濾材で所定のろ過精度を確保すると共に、両側のステンレス製濾材により大きいゴミを取り、表面強度を保持してフィルター本体の形状を維持することができる。

次に、本発明の第２の実施の形態のオイルフィルターについて説明する。図５は、第２の実施の形態のオイルフィルター２００の構成を示す分解図である。図６は、オイルフィルター２００の構成を示す断面図である。

図５および図６に示すように、オイルフィルター２００は、上端に位置する端面部材１０と、下端に位置する端面部材２０と、円筒状支持部材３０と、フィルター本体４０と、連結固定部材としての３本のアダプタ６１および６本のネジ６２とから構成されている。

オイルフィルター２００において、端面部材１０、円筒状支持部材３と、およびフィルター本体４０の構成は、上述した第１の実施の形態と同様である。その詳細説明を省略する。

端面部材２０Ａは、ネジ６２を挿通するための穴２３が３つ設けられる以外は、上述した第１の実施の形態の端面部材２０と同様な構成を有する。

アダプタ６１は、ステンレス鋼等金属製の円柱または角柱状体であり、両端にはネジ６２を螺入するためのネジ穴が設けられている。ネジ６２は、端面部材１０、２０の表面より露出しないために、皿ネジを用いる。

このように本実施の形態においては、オイルフィルター２００は、上端に位置する端面部材１０と、下端に位置する端面部材２０Ａと、円筒状支持部材３０と、フィルター本体４０と、連結固定部材としての３本のアダプタ６１および６本のネジ６２とから構成されている。フィルター本体４０は、３層のステンレス製濾材を重ねて断面鋸歯状の略波形状に折曲形成し、全体を円筒状に曲成し、中層（第２層）のステンレス製濾材の網目は、両側（第１層、第３層）のステンレス製濾材の網目より細かいである。

これにより、上述した第１の実施の形態のオイルフィルター１００と同様な効果を得ることができる。

また、連結固定部材として、３本のアダプタ６１および６本のネジ６２を用いることで、端面部材１０、２０を装着する前にアダプタ６１を配置することができ、長ネジの挿通による濾材の破損を防ぐことができる。

また、上述実施の形態においては、フィルター本体４０は、３層のステンレス製濾材で、第１層、第３層のろ過精度が７０μｍ、第２層のろ過精度が２０μｍであるものについて説明したが、これに限定されるものではない。ろ過精度の要求に基づいてステンレス製濾材を選択することができる。

ろ過精度とステンレス製濾材のメッシュ（1インチあたりの目の数）の対応関係は、表４に示している。

また、上述した実施の形態において、複数層の金属製濾材、または金属製濾材とろ紙の組合せを用いた場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、１層の濾材をジグザグ状に折曲形成し、全体を円筒状に曲成したものを用いても良い。

また、上述した実施の形態において、一対の端面部材１０、２０の一方または両方の外周に磁石を装着するようにしてもよい。この場合、磁石が装着されることで、エンジンの回転や往復動に伴い磨耗等により発生しオイル中に混濁した金属粉末を磁石体の磁気により吸着除去することができる。

図７は、磁石を装着する場合の構成例を示す図である。図７に示すように、リング状の磁石７０Ａが端面部材１０の外周に装着されている。この場合、端面部材１０の外周に磁石７０Ａの幅および厚みに相当する削り込み部が設けられ、下端にストッパ機能の段差を設けて形成されている。リング状の磁石７０Ａは、ネジまたは耐熱性の接着剤で固定される。このような構成は、オイルフィルターの外形寸法が変わらず、既存のオイルフィルターケースへの取り付けが容易にできる。なお、端面部材１０は廃棄されないので、ここで接着剤を使用することは問題がない。また、端面部材２０の端面にも装着するようにしてもよい。

図８は、磁石を装着する場合の他の構成例を示す図である。図８に示すように、長方形の板状の磁石７０Ｂの一端が端面部材１０に取り付けられ、他端が端面部材２０に取り付けられている。この場合、端面部材１０，２０の外周に均等に複数の取り付け用ネジ穴が設けられている。板状の磁石７０Ｂは、例えば、端面部材１０，２０の外周面と同様なカーブ率の表面を有し、両端にはネジで固定するための貫通穴が設けられている。磁石７０Ｂはオイルフィルターの円周に対し、均等に複数箇所に取り付けられる。このような構成は、加工が簡単にできる。なお、オイルフィルターの使用用途、車種などによって、磁石７０Ｂの厚み、幅、個数を自由に選択することが可能である。

図９は、磁石を装着する場合の他の構成例を示す図である。図９に示すように、複数のリング状の磁石７０Ｃが端面部材１０、および端面部材２０に取り付けられている。この場合、端面部材１０，２０の外周に均等に複数の取り付け用ネジ穴が設けられている。リング状の磁石７０Ｃは、例えば、端面部材１０，２０の外周面と同様なカーブの表面を有し、ネジで固定される。磁石７０Ｃは端面部材１０，２０の円周に対し、均等に複数箇所に取り付けられる。このような構成は、加工が簡単にでき、小型の磁石を用いるので、コストを抑えることができる。なお、オイルフィルターの使用用途、車種などによって、磁石７０Ｃの厚み、幅、個数を自由に選択することが可能である。

図１０は、磁石を装着する場合の他の構成例を示す図である。図１０に示すように、薄いリング状（ドーナツ型）の磁石７０Ｄが端面部材１０の端面に装着されている。この場合、端面部材１０の端面に削り込み部が設けられ、凹形が形成されている。ドーナツ型の磁石７０Ｄは、ネジまたは耐熱性の接着剤で固定される。このような構成は、オイルフィルターの外形寸法が変わらず、既存のオイルフィルターケースへの取り付けが容易にできる。なお、端面部材１０は廃棄されないので、ここで接着剤を使用することは問題がない。また、端面部材２０の端面にも装着するようにしてもよい。

また、上述した実施の形態において、フィルター本体４０は、連結固定部材として、３本の長ネジ５０、または３本のアダプタ６１および６本のネジ６２を用いる場合について説明したが、これに限定されるものではない。なお、長ネジ５０、およびアダプタ６１の数は、２本または４本でもよい。また、皿ネジ以外のネジを用いてもよい。

また、上述した実施の形態において、フィルター本体の長さは、円筒状支持部材の長さより０．０５〜０．２ｍｍ長くするものとしたが、これに限定されるものではない。例えば、フィルター本体の長さは、円筒状支持部材の長さと同じにし、フィルター本体と端面部材との間に、弾性材からなるドーナツ状のシートを設けるようにしてもよい。この場合、シートとしては、ドーナツ型のＯ−リング、耐熱ゴム、または耐熱スポンジ等が考えられる。ドーナツ状のシートを設けることにより、ネジで固定する際に、シートをプレスし、押し付ける力が発生するので、フィルター本体と端面部材との間に隙間がなく、ろ過精度を確保することができる。

この発明は、発電機、船舶、建機、飛行機、自動車等の内燃機関において循環供給されるオイルをろ過するオイルフィルターに利用することができ、特に、リプレイスタイプ(中身のフィルターだけ交換）のオイルフィルターに用いられる紙フィルターの代わりにフィルターに目詰まりした不純物を除去し清掃することにより反復して再使用可能にしたオイルフィルターを提供する目的に利用できる。

第１の実施の形態のオイルフィルター１００の構成を示す斜視図である。第１の実施の形態のオイルフィルター１００の構成を示す分解図である。第１の実施の形態のオイルフィルター１００の構成を示す断面図である。３層のステンレス製濾材を用いた場合の断面の局部拡大図である。第２の実施の形態のオイルフィルター２００の構成を示す分解図である。第２の実施の形態のオイルフィルター２００の構成を示す断面図である。磁石を装着する場合の構成例を示す図である。磁石を装着する場合の他の構成例を示す図である。磁石を装着する場合の他の構成例を示す図である。磁石を装着する場合の他の構成例を示す図である。従来の紙フィルターの構成を示す図である。

符号の説明

１紙フィルター
２ろ紙
３端面板
１０，２０，２０Ａ端面部材
１１，２１穴
１２，２２凹部
１３，２３穴
３０円筒状支持部材
３１パンチング穴
４０フィルター本体
４１第１層の濾材
４２第２層の濾材
４３第３層の濾材
５０長ネジ
６１アダプタ
６２ネジ
７０Ａ，７０Ｂ，７０Ｃ，７０Ｄ磁石
１００，２００オイルフィルター

Claims

複数層の金属製濾材を重ねてジグザグ状に折曲形成し、全体を円筒状に曲成したフィルター本体と、
前記フィルター本体の内側を支持するようにフィルター本体の内部に配置され、側面に多数の貫通孔を有する円筒状支持部材と、
中央部に開孔されると共に、片面にフィルター本体の端部を嵌入する凹部を有する一対の端面部材と、
円筒状支持部材をフィルター本体の内部に配置された状態で、前記フィルター本体の両端に装着された前記一対の端面部材を連結し固定する連結固定部材とを備え、
前記円筒状支持部材と、前記端面部材と、前記連結固定部材とが金属製で、各々取付取外自在に組立分解可能に設けられ、
前記一対の端面部材の一方または両方の外周に磁石が装着され、
前記フィルター本体において、中層の金属製濾材の網目は、両側の金属製濾材の網目より細かく構成され、
前記連結固定部材は、両端にネジ穴が設けられ、前記フィルター本体の長さに対応する長さを有する複数のアダプタと、前記アダプタの両端のネジ穴に螺入する複数の連結ネジからなり、
前記一対の端面部材には、前記連結ネジを挿通する複数の穴が設けられ、
前記アダプタ及び連結ネジにより前記フィルター本体の両端に装着された前記一対の端面部材を連結して前記フィルター本体を固定し、
前記フィルター本体の長さは、前記円筒状支持部材の長さより０．０５〜０．２ｍｍ長くすることを特徴とするオイルフィルター。