フィルタ装置

专利摘要:
本発明は、特に自動車の内燃機関の液体を濾過するためのフィルタ装置(１)に関する。フィルタ装置(１)には、フィルタエレメント(３)を収容するフィルタハウジング(２)が設けられている。フィルタハウジング(２)は、濾過前側の入口(４)及び濾過後側の出口(５)を有する。挿入状態において、フィルタエレメント(３)は、出口(５)と連通する濾過後室(１０)から入口(４)と連通する濾過前室(９)を切り離す。フィルタエレメント(３)は、挿入状態でプラグレセプタクル(１４)に差し込まれる、軸方向に且つ偏心して突出するプラグ(１３)を有し、このプラグレセプタクル(１４)は、フィルタハウジング(２)の中に形成されている。フィルタ装置(１)を機能的により安全にするために、少なくとも１つのセンサ(１５)を設け、このセンサ(１５)は、プラグ(１３)がプラグレセプタクル(１４)に存在するか及び存在しないかの少なくとも一方を認識できて信号を送ることを可能にする。
公开号:JP2011506842A
申请号:JP2010538548
申请日:2008-12-04
公开日:2011-03-03
发明作者:ヴィドマイヤー アンドレアス；グラス ウーヴェ；シュミット ミケ
申请人:マーレ インターナショナル ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツングＭＡＨＬＥ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ ＧｍｂＨ；
IPC主号:F01M11-03

专利说明:

[0001] 本発明は、請求項１の前文の機能を有する、特に自動車の内燃機関の液体を濾過するためのフィルタ装置に関する。]
背景技術

[0002] この種のフィルタ装置として、特許文献１に示される、特に自動車の内燃機関のための好ましくは潤滑油を浄化するオイルフィルタが知られている。公知のフィルタ装置は、フィルタエレメントを収容するためのフィルタハウジングを備え、そのフィルタハウジングは、濾過前側に入口を有し、濾過後側に出口を有する。挿入状態において、フィルタエレメントは、出口と連通する濾過前室から入口と連通する濾過後室を切り離す。さらにまた、周知のフィルタ装置のフィルタハウジングは、濾過後室と連通し、フィルタハウジングに形成される、軸方向に且つ偏心して突出するプラグのためのプラグレセプタクルを形成するドレーンラインを有する。そして、フィルタエレメントの挿入状態でプラグがレセプタクルに接続される。このように、フィルタエレメントがフィルタハウジングに適切に挿入されるときに、プラグはドレンラインを閉める。周知のフィルタ装置においては、簡略化されたプラグレセプタクルの発見及びプラグレセプタクルへのプラグの挿入のために、同心に配置されて螺旋状に上昇又は下降する傾斜路がハウジングに設けられている。そして、このようにドレーンラインの入口領域である、プラグレセプタクルは、傾斜路上端と傾斜路下端との間に配置される。そして、フィルタエレメントが挿入され又はねじ込まれるのに合わせ、カバーにねじ込まれるときに、フィルタエレメントの回転を通じ、また傾斜路に沿うプラグのスライドを通じ、プラグは自動的にプラグレセプタクルを見つけ、そこに貫入されてドレンラインを閉めることができる。周知のフィルタ装置の特に有利な実施形態においては、傾斜路に適合するプラグが設けられるフィルタエレメントだけが、プラグがカバーにねじ込まれるときに、プラグが捜し出して自動的にプラグレセプタクルを閉じるように、周知のフィルタ装置のハウジングに用いられることができ、傾斜路及びプラグは、キー・ロック原理に従って相互に作用できる。]
先行技術

[0003] 欧州特許第１２２９９８５号明細書]
発明が解決しようとする課題

[0004] フィルタエレメントが欠如すると、又は、フィルタハウジングに充分に適合しないフィルタエレメントを使用すると、内燃機関の動作のための各液体の充分な浄化を確実に行うことができない。したがって、各液体の流通が増加するのに伴って運ばれる汚損によって生じる内燃機関への損害の危険が増加する。]
[0005] 本発明は、上述した種類のフィルタ装置のために、フィルタエレメントの欠如又はフィルタハウジングに特に適合されないフィルタエレメントの使用をより簡単な方法で防止することができるという点を特徴とする、特に改良された実施形態を設けることを目的とする。]
課題を解決するための手段

[0006] 上記課題は、独立項の主題によって、本発明により解決される。有利な実施形態は、従属クレームの主題である。]
[0007] 本発明は、フィルタ装置に、プラグ及びプラグを備えたフィルタエレメントの存在又は欠如を検出して信号を送ることができる信号発生器を設けるという一般的な思想に基づく。例えばドライバにフィルタエレメントの欠如を示すために、この情報を例えば車両の電子システムへ転送することができる。また、フィルタエレメントが欠如しているときに、車両の電子システムが、主として内燃機関の始動を防止することができる。このような提案された設計によって、フィルタエレメントが欠如しているときに内燃機関に伝達され得る汚染物質によって生じる内燃機関への損害を効果的に回避することができる。]
[0008] 信号発生器は、電気的に作動する。すなわちその作動により、対応する制御システムにプラグの存在又は欠如と相関する、対応する電気信号を送る。信号発生器は、例えば、リードコンタクト又はＲＦＩＤトランスポンダリーダ(ＲＦＩＤ ＝ Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ)を含み得る。また、信号発生器をホール・センサ又はスイッチにより形成することができる。]
[0009] プラグレセプタクルは、主に有底穴又はポケット穴として構成することができ、このようにプラグを収容すること以外の更なる機能を有しない。他の実施形態では、プラグレセプタクルを、濾過後室と連通しているリターンライン又はドレーンラインの入口領域により形成することができる。これによって、リターンライン又はドレーンラインにより形成されるプラグレセプタクルと関連し、プラグは付加的な機能を与えられる。すなわち、プラグレセプタクルに貫入されたときに、リターンライン又はドレーンラインを遮断する。プラグが欠如しているときに、又は、フィルタエレメントが欠如しているときに、フィルタハウジングに入口を通って届けられる液体の実質部分をリターンライン又はドレーンラインで例えば貯蔵部(そこから適切な供給装置が液体を入口に届ける)に再び吐出できる。このように、所望圧力を出口において堆積することができない。信号発生器は、リターンライン又はドレンラインの中に配置される。そして、信号発生器を、プラグ又はフィルタエレメントが欠如していることによる所定の圧力増加を検出する圧力センサにより形成することができる。圧力増加がドレーンライン又はリターンラインの中で発生しない場合、適切な制御ロジックは、リターンライン又はドレーンラインが閉じられ、言い換えればプラグによって塞がれていると推定する。これは、圧力増加が発生しないときに、プラグ又はフィルタエレメントが存在するという信号が送られる。あるいは、信号発生器は、リターンラインに配置された圧力センサで構成され、又は、リターンラインの中にいずれかの方法でもともと配置された圧力センサを信号発生器として使うことができる。この圧力センサによって、適切な制御ロジックは、所定の圧力が出口内に堆積されないときに、プラグ及びそれと共にフィルタエレメントがないことを認識できる。また、不十分な圧力増加の場合には、フィルタエレメントの欠如を信号として送ることができる。]
[0010] 更に重要な特徴及び効果は、従属項、図面及び図面に基づく図の関連する説明に現れる。]
[0011] 上述した機能及び以下で説明される機能は、それぞれ言及された組合せだけでなく、本発明の範囲内において、他の組合せや単独で使われ得ることを理解すべきである。]
図面の簡単な説明

[0012] プラグレセプタクル領域のフィルタ装置を示す横断面図である。
他の実施形態の図１相当図である。
他の実施形態のプラグレセプタクル領域を示す拡大詳細図である。
他の実施形態のプラグレセプタクル領域を示す拡大詳細図である。
他の実施形態のプラグレセプタクル領域を示す拡大詳細図である。
傾斜路を示す概略平面図である。
他の実施形態における傾斜路領域のプラグを示す概略図である。
他の実施形態における傾斜路領域のプラグを示す概略図である。] 図１
実施例

[0013] 本発明の好ましい例示的実施形態は、図面において図示されて、更に詳細に以下の記載において説明される。同一の符号は、同一又は類似であるか、機能的に同一の構成要素について参照される。]
[0014] 図１及び図２に示すように、フィルタ装置１は、フィルタエレメント３を収容するように構成されたフィルタハウジング２を備える。フィルタハウジング２は、濾過前側の入口４及び濾過後側の出口５を有する。フィルタ装置１は、特に自動車に配置され得る内燃機関の液体を濾過する役割を果たす。特に、フィルタ装置１は、内燃機関の潤滑油を濾過する役割を果たす。また、原則として、実施形態は、フィルタ装置１が内燃機関の燃料又は他のいずれかの液体を濾過する役割を果たすことが考えられる。] 図１ 図２
[0015] フィルタエレメント３は、環状フィルタエレメントとして好ましくは設計され、それに合うように環状であるか円筒状のフィルタ体６を備えている。フィルタ体６は、例えば通常の濾過材料(例えば濾紙又は濾過フリース)からなる。図１及び図２に示すように、軸方向端部で、フィルタエレメント３は、液体が浸透しないような方法でフィルタ体６と接続されたエンドディスク７を備える。エンドディスク７は、フィルタ体６に溶接、接着その他のいかなる適切な方法でも接続され得る。例えば、フィルタ体６の濾過材料は、エンドディスク７に弾性変形して挿入され得る。図示されたエンドディスク７は、中央の開口部８を有する、開いたエンドディスク７である。軸方向他端で、フィルタエレメント３は、開閉され得る更なるエンドディスクを含むことができる。フィルタハウジング２の中で、フィルタエレメント３は、濾過前室９を濾過後室１０から切り離す。濾過後室１０が出口５と連通するのに対して、濾過前室９は入口４と連通する。一例として、濾過後室１０は、フィルタ体６によって囲まれるフィルタエレメント３の内部に形成される。一例として、流れは、このように外側から内向きに放射状にフィルタエレメント３を通過できる。フィルタハウジング２は、適合する開口部８を有する開いたエンドディスク７が取り付けられ得るポート１１を有する。出口５は、このように濾過後室１０を有するフィルタエレメント３の内部を有するポート１１を通って連通する。開いたエンドディスク７に、半径方向シール３６が一体的に形成され、それはポート１１と相互にシール作用を発揮する。] 図１ 図２
[0016] フィルタエレメント３は、その縦中央軸１２に関して軸方向に且つ偏心して突出するプラグ１３を備えている。好ましくは、このプラグ１３は、エンドディスク７に形成される。例えば、プラグ１３は、エンドディスク７に一体的に形成される。また、プラグ１３をエンドディスク７に、完全に又は部分的に取り付けることができる。]
[0017] ハウジング２は、プラグレセプタクル１４を有する。ハウジング２は、濾過前室９の方へ開いている。フィルタエレメント３がフィルタハウジング２に適切に挿入されるときに、プラグ１３がプラグレセプタクル１４側へ軸方向に突出するか又はプラグレセプタクル１４に詰め込まれるように、フィルタハウジング２とフィルタエレメント３とが互いに適合される。]
[0018] 加えて、フィルタ装置１は、それがプラグレセプタクル１４のプラグ１３の欠如及び存在の少なくとも一方を認識することができ、必要に応じて電気信号を送ることができるように構成されて配置される少なくとも１つの信号発生器１５を備えている。例えば、ここで示されないコントローラに、各信号発生器１５を、各信号回線１６を介して接続することができる。]
[0019] 図１に示す実施形態において、プラグレセプタクル１４は、有底穴として形成される。特に、プラグ１３を収容する機能の他に、この有底穴、すなわちプラグレセプタクル１４は、更なる機能を有しない。対照的に、図２は、プラグレセプタクル１４が、濾過前室９と連通するリターンライン又はドレーンライン１７の入口領域により形成される実施形態を示す。ここで、プラグ１３は、リターンライン又はドレーンライン１７の入口領域に差し込まれるときに、ドレーンライン又はリターンライン１７を閉じるための付加的な機能を成し遂げる。このために、プラグ１３は、例えば、Ｏリングである対応する半径方向シール３１を備えることができる。] 図１ 図２
[0020] 以下に、信号発生器の複数の異なる、単なる具体例としての実施形態は、図１に示す実施形態における、有底穴として形成されるプラグレセプタクル１４や、図２に示す実施形態における、リターンラインかドレーンライン１７の入口領域により形成されるプラグレセプタクル１４で図示され、累積的に結合したり、代替的に結合したり、任意に結合したりして実現することができる。] 図１ 図２
[0021] 図１によれば、信号発生器１５は、ホール・センサ１８を含むことができる。プラグ１３に接点素子１９を取り付けることができ、その接近をホール・センサ１８により検出することができる。接点素子１９は、例えば、磁石本体又は金属本体を含むことができる。] 図１
[0022] 図２によれば、信号発生器１５は、付加的に又は代わりに圧力センサ２０を備えることができる。圧力センサ２０は、リターンライン又はドレーンライン１７に配置され、ドレーンライン１７又はリターンライン１７の液体の圧力を検出することができる。検出圧力が、既定値に達する場合、制御ロジックは、プラグ１３がない、又は、フィルタエレメント３全体がないと推定する。圧力増加が、ドレーンライン１７又はリターンライン１７で発生しない場合、制御ロジックはプラグ１３が適切にドレーンライン１７又はリターンライン１７の入口領域１４を閉じていると推定する。従って、フィルタエレメント３は、なければならない。] 図２
[0023] 図３に示す変形例において、信号発生器１５は、プラグ１３と物理的に接触するボタン２２によって作動できるスイッチ２１を備えることができる。ボタン２２は軸方向に変位可能な方法で取り付けられ、例えば、バネ２４によってプレストレスをかけられ、プラグレセプタクル１４に突出するアクチュエータ２３を備えている。プラグ１３が欠如しているときに、例えば、スイッチ２１は閉じられ、それによってプラグ１３及びそれを伴うフィルタエレメント３の欠如信号が送られる。プラグ１３がプラグレセプタクル１４に差し込まれていると、スイッチ２１は開いて、フィルタエレメント３の存在信号を送る。異なる実施形態では、スイッチ２１は、プラグ１３がプラグレセプタクル１４に挿入されているときにだけ閉じ、プラグ１３が欠如しているときに開くことは、明らかである。] 図３
[0024] 図４に示す実施形態において、信号発生器は、磁力により作動可能なリードコンタクト２５を含むことができる。このため、プラグは、永久磁石２６を備えることができる。] 図４
[0025] 図５によれば、信号発生器１５に無線データ交換のためのＲＦＩＤトランスポンダ２７と通信できるＲＦＩＤトランスポンダリーダ２８を設けることができる。このため、上記ＲＦＩＤトランスポンダ２７は、プラグ１３内に配置される。トランスポンダリーダ２８は、フィルタハウジング２内の適切な位置に配置される。ＲＦＩＤトランスポンダ２７によって、リーダ２８は、少なくとも、特定のフィルタエレメント３があるという情報を読むことができる。さらにまた、ＲＦＩＤトランスポンダ２７によって、付加的なデータ及び情報、例えばフィルタエレメント３の製造場所及び製造年月日並びにフィルタエレメント３の正確なタイプ指定を伝達することができるようにすることもできる。] 図５
[0026] 図１及び図２によれば、信号発生器１５は、出口５に配置され、出口５の中の液体の圧力を検出することができる圧力センサ２９を含むこともできる。出口５の中の圧力が既定値まで上昇する場合、制御ロジックは、ドレーンライン１７又はリターンライン１７が閉じられており、プラグ１３を有する適切なフィルタエレメント３が存在していると仮定する。出口５に所定の圧力増加が発生しない場合、制御ロジックは、リターンライン１７又はドレーンライン１７が開いており、フィルタエレメント３が欠如している、フィルタエレメント３が適切に挿入されていない、又は、間違ったフィルタエレメント３が挿入されいると推定する。] 図１ 図２
[0027] 特に有利な実施形態によれば、フィルタエレメント３が欠如しているときでも、入口４を通ってそれぞれの液体を届ける供給装置が、内燃機関の緊急供給に充分である出口５を通る液体の量を分配することができるように、リターンライン１７又はドレーンライン１７を絞ることができる。例えば、フィルタエレメント３が欠如しているときでも、このように、一時的に内燃機関の緊急供給を確実にする緊急ボリューム・フローを分配できる。この緊急動作のために、適切な制御は内燃機関のための特に減少するパフォーマンス・データを特定できる。それにより、例えば、車両が最大限のパフォーマンスででなく、非常に削減されたパフォーマンスだけで、少なくとも故障対応工場へ移動できるように構成することができる。]
[0028] 図１及び図２に示す実施形態において、フィルタエレメント３は、フィルタハウジング２の中で吊り下げられて配置される。フィルタハウジング２内でフィルタエレメント３が起立して配置されることも主に可能でもあることは明らかである。更に、フィルタハウジング２内でフィルタエレメント３を横たわった状態で配置することもできる。] 図１ 図２
[0029] 図１及び図２によれば、ハウジング２は、傾斜路３０を含むことができる。傾斜路３０は、迂回形状で、プラグレセプタクル１４の方へ誘導する。ここで、傾斜路３０は、プラグレセプタクル１４の方へ螺旋状に下降する。フィルタエレメント３にねじ込まれるときに、プラグ１３は傾斜路３０に沿ってスライド移動できる。傾斜路３０によって、プラグレセプタクル１４へのプラグ１３の挿入が著しく単純化される。] 図１ 図２
[0030] フィルタハウジング２が、この種の傾斜路３０を備えていれば、特に、図６〜図８において更に詳細に説明される特別な実施形態を備えることができる。これらの特別な実施形態において、傾斜路３０及びプラグ１３は、キー・ロック原理に従って相互作用して適合するように形成される。このキー・ロック原理は、プラグ１３が傾斜路３０に特に適合されるフィルタエレメント３だけがフィルタ装置１で適切に用いられることができるようにする、という効果を奏する。関連した適切な使用により、フィルタエレメント３を取り付けるか又は回転させるときに、プラグ１３がプラグレセプタクル１４を発見して自動的に閉じてプラグレセプタクル１４に貫入されることができる。フィルタ装置１に特に適合されないフィルタエレメント３の場合には、キー・ロック原理は、フィルタエレメント３にねじ込まれるときに、現在のプラグ１３が自動的にプラグレセプタクル１４を捜し出すことができる可能性をなくす。そして、これによって、フィルタ装置１に正確に適合するフィルタエレメント３だけを使用することができ、例えば、適当な濾過器機能を確実に行うことができる、ということを達成することを意図する。] 図６ 図７ 図８
[0031] このキー・ロック原理を実現するために、図６〜図８によれば、案内本体３２を有する挿入輪郭を設けることができ、それは傾斜路３０の片側又は両側に配置することができ、それは傾斜路３０を越えて軸方向に突出する。プラグ１３は、案内本体３２に適合されてそれぞれのプラグ１３から軸方向に突出する突起３３を有する場合にだけ、傾斜路３０に沿って低い方へスライドしてプラグレセプタクル１４に到達することができる。例えば、この突起３３は、プラグ１３と傾斜路３０とが接触できるように、先細り形状か、ピン形状か、又はリブ形状の突起である。この突起３３は、案内本体３２を横切ってプラグ１３を持上げることができるように、軸方向に必要な大きさにされる。これは、傾斜路３０上の突起３３を経てスライドするプラグ１３が、プラグレセプタクル１４と距離をとって案内本体３２に沿って通過する方向に向けることができるように、案内本体３２から間隔を置いて配置されることを意味する。図６〜図８によれば、プラグ１３をスライドさせることを許容することで、案内本体３２の間及び案内本体３２を通って、突起３３が傾斜路３０に接触することができる。] 図６ 図７ 図８
[0032] 図６によれば、案内本体３２は、より低い傾斜路端３４の領域に配置される。プラグレセプタクル１４は、より低い傾斜路端３４と、このより低い傾斜路端３４の方へ傾斜路３０に沿って下降する上方の傾斜路端３５との間に円周方向に配置される。] 図６
[0033] それはさておき、キー・ロック原理及びその実施に関し、上述した特許文献１が参照され、明示的な参照によって本発明の開示内容に加えられる。]

权利要求:

請求項1
フィルタエレメント(３)を収容するためのフィルタハウジング(２)を備え、上記フィルタハウジング(２)が濾過前側の入口(４)及び濾過後側の出口(５)を有し、挿入状態において上記フィルタエレメント(３)が上記出口(５)と連通する濾過後室(１０)から上記入口(４)と連通する濾過前室(９)を切り離し、上記フィルタエレメント(３)が軸方向に且つ偏心して突出するプラグ(１３)を有し、上記挿入状態において、上記フィルタハウジング(２)内に形成されたプラグレセプタクル(１４)に差し込まれる、特に自動車の内燃機関の液体を濾過するためのフィルタ装置であって、上記プラグレセプタクル(１４)にプラグ(１３)が存在するか及び存在しないかの少なくとも一方を認識できて信号を送ることができるように、少なくとも１つの信号発生器(１５)が設けられることを特徴とするフィルタ装置。
請求項2
請求項１に記載のフィルタ装置において、上記プラグレセプタクル(１４)に差し込まれた上記プラグ(１３)が、該プラグ(１３)の存在及び欠如の少なくとも一方に関する電気信号を発生させるために、信号発生器(１５)と相互に作用することを特徴とするフィルタ装置。
請求項3
請求項１又は２に記載のフィルタ装置において、上記信号発生器(１５)は、リードコンタクト(２５)、ＲＦＩＤトランスポンダリーダ(２８)、ホールセンサ(１８)又はスイッチ(２１)を有することを特徴とするフィルタ装置。
請求項4
請求項１乃至３のいずれか１つに記載のフィルタ装置において、上記プラグレセプタクル(１４)は、有底穴として形成されることを特徴とするフィルタ装置。
請求項5
請求項１乃至３のいずれか１つに記載のフィルタ装置において、上記プラグレセプタクル(１４)は、濾過前室(９)と連通するリターンライン(１７)又はドレンライン(１７)の入口領域によって形成されることを特徴とするフィルタ装置。
請求項6
請求項５に記載のフィルタ装置において、上記信号発生器(１５)は、上記リターンライン(１７)又はドレンライン(１７)に配置される圧力センサ(２０)を有することを特徴とするフィルタ装置。
請求項7
請求項５に記載のフィルタ装置において、上記信号発生器(１５)は、上記出口(５)に配置される圧力センサ(２９)を有し、又は、上記出口(５)に配置された圧力センサ(２９)が、信号発生器(１５)として使用されることを特徴とするフィルタ装置。
請求項8
請求項５乃至７のいずれか１つに記載のフィルタ装置において、上記フィルタエレメント(３)が欠如しているときに、緊急ボリューム・フローを上記出口(５)を通って分配することができるように、上記リターンライン(１７)又は上記ドレンライン(１７)が絞られることを特徴とするフィルタ装置。
請求項9
請求項１乃至８のいずれか１つに記載のフィルタ装置において、上記ハウジング(２)が、上記プラグレセプタクル(１４)の方へ誘導する迂回形状の傾斜路(３０)を有し、該傾斜路に沿って上記フィルタエレメント(３)にねじ込まれるときに、上記プラグ(１３)がスライドすることを特徴とするフィルタ装置。
請求項10
請求項１〜９のいずれか１つに記載のフィルタ装置において、上記フィルタエレメント(３)が起立姿勢、吊下姿勢又は横たわる姿勢でフィルタハウジング(２)の中に配置されることを特徴とするフィルタ装置。
請求項11
請求項１〜１０のいずれか１つに記載のフィルタ装置において、上記フィルタ装置(１)が、潤滑油を濾過するために、又は、燃料を濾過するために構成されていることを特徴とするフィルタ装置。
請求項12
上記請求項１〜１１のいずれか１つのフィルタ装置(１)で用いることができるフィルタエレメントであって、プラグ(１３)が、上記フィルタ装置(１)のハウジング(２)内に形成されたプラグレセプタクル(１４)へ貫通するように、特にその寸法が設定される、軸方向に且つ偏心して突出するプラグ(１３)を有するフィルタエレメント。