專利名稱：過(guò)濾元件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于液體系統(tǒng)的過(guò)濾器，尤其涉及在自動(dòng)變速器(automatictransmission)的濾油器中使用的過(guò)濾元件。
背景技術(shù)：
常規(guī)地，在用于液體系統(tǒng)的過(guò)濾器中，例如用于自動(dòng)變速器的濾油器，已使用了這樣的過(guò)濾元件，即在所述過(guò)濾元件中將過(guò)濾介質(zhì)打摺而使得交替排列的峰和谷保持在框架的內(nèi)部。
一般而言，過(guò)濾器具有這樣的問(wèn)題，即，通過(guò)控制過(guò)濾效率的提高和通道阻力的增加來(lái)減少壓力損失。為解決這一問(wèn)題，過(guò)去已提出了不同的方法。另外，近年來(lái)，產(chǎn)生了既要獲得更緊湊的過(guò)濾器又要解決上述問(wèn)題的需求。為滿足這一需求，常常使用采用打摺的過(guò)濾介質(zhì)的過(guò)濾元件。因?yàn)橐汛蜻?，所以這樣的過(guò)濾元件可具有更大的過(guò)濾面積，使得這種類型的過(guò)濾元件表現(xiàn)卓越，其避免了壓力損失的增加，過(guò)濾元件的壽命得到延長(zhǎng)，并且過(guò)濾器的尺寸可減小。
關(guān)于上述采用打摺的過(guò)濾介質(zhì)的過(guò)濾元件，本發(fā)明的申請(qǐng)人過(guò)去進(jìn)行了許多研究，已公開(kāi)的專利文獻(xiàn)1所述的發(fā)明是這些研究的結(jié)果之一。
日本專利公開(kāi)文件No.2003-106417另一方面，由于過(guò)濾介質(zhì)粘住現(xiàn)象(filter medium sticking phenomenon)，這種類型的過(guò)濾元件容易帶來(lái)通道阻力(passage resistance)的增加。因此，在待過(guò)濾的諸如油的液體具有低的溫度的情況下，所期望的流速的液體不被允許通過(guò)，這導(dǎo)致縮短產(chǎn)品壽命的缺點(diǎn)。另外，在這種過(guò)濾元件用作自動(dòng)變速器的濾油器的情況下，由于壓力損失的增加而造成的流速下降，恐怕會(huì)造成自動(dòng)變速器發(fā)生故障。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種過(guò)濾元件，其能夠即使在諸如油之類的待過(guò)濾液體具有低的溫度的情形下防止壓力損失的增加，并且可靠地維持期望的流速。
特別地，關(guān)于用作自動(dòng)變速器所用的濾油器的過(guò)濾元件，本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是合適地維持自動(dòng)變速器的工作。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種過(guò)濾元件，其包括經(jīng)打摺而使得峰和谷交替排列的過(guò)濾介質(zhì)以及用于保持該過(guò)濾介質(zhì)的框架，所述框架包括形成其周界邊緣的框架體和在該框架體的內(nèi)部平行地延伸的多個(gè)肋；肋之間的間隔設(shè)為5至35mm；過(guò)濾介質(zhì)在峰和谷處以至少4度的角被折疊而布置在肋之間。
另外，在本發(fā)明中，在過(guò)濾元件中，過(guò)濾介質(zhì)構(gòu)造成由框架保持，使得峰和谷在肋延伸的方向上交替排列。
過(guò)濾介質(zhì)的特征在于其由無(wú)紡織物層和用于加強(qiáng)所述無(wú)紡織物層的加強(qiáng)層構(gòu)成。
在本發(fā)明中，關(guān)于用于保持過(guò)濾介質(zhì)的框架，通過(guò)以合適的大小設(shè)定間隔，抑制了過(guò)濾介質(zhì)的粘住現(xiàn)象，由此通過(guò)維持有效的過(guò)濾面積而防止了壓力損失的增加。因此，即使在諸如油之類的待過(guò)濾的液體具有低的溫度的情況下，也可以可靠地維持所期望流速的液體的通過(guò)。尤其是在過(guò)濾元件用于自動(dòng)變速器的濾油器的情形下，壓力損失的增加受到抑制，通過(guò)過(guò)濾介質(zhì)的油的流速得到保證，因而合適地維持了自動(dòng)變速器的工作。
另外，由于過(guò)濾介質(zhì)由框架保持而使得峰和谷在肋延伸的方向上交替排列，因而肋合適地保持了過(guò)濾介質(zhì)，從而有效地防止了過(guò)濾介質(zhì)的變形。此外，由于加強(qiáng)層設(shè)置在過(guò)濾介質(zhì)中，因而可進(jìn)一步防止過(guò)濾介質(zhì)的變形。


圖1為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的具有過(guò)濾元件的濾油器的分解透視圖；圖2為顯示圖1所示的用于過(guò)濾元件的過(guò)濾介質(zhì)的層結(jié)構(gòu)的一種樣式的透視圖；圖3為從背面?zhèn)扔^察第一結(jié)構(gòu)件時(shí)的透視圖，其顯示用于圖1所示的過(guò)濾元件的過(guò)濾介質(zhì)折疊起來(lái)的狀態(tài)；圖4為部分地顯示過(guò)濾元件的頂表面的局部平面圖；和圖5為顯示流速與油通道阻力之間的關(guān)系的雙對(duì)數(shù)圖。
具體實(shí)施例方式
下面將參考附圖描述本發(fā)明的實(shí)施例。
圖1顯示了一種狀態(tài)，其中根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的過(guò)濾元件20用于自動(dòng)變速器的濾油器1。
該濾油器1具有形成其外殼的殼體1a，過(guò)濾元件20容納在殼體1a中。殼體1a由在上部中成形有開(kāi)口14的下盒10和用于關(guān)閉下盒10的開(kāi)口14的蓋2構(gòu)成。
下盒10具有矩形外形，其由底表面11和圍繞底表面11周邊的周?chē)诒砻?2形成。底表面11成形有流入口13，其容許油流入殼體1a。在形成開(kāi)口14的周?chē)诒砻?2的上端，支承凸緣15形成在整個(gè)周界邊緣上，并以固定尺寸向外突出。
另一方面，蓋2具有大致矩形的外形，其由頂表面3a和圍繞頂表面3a周邊的周?chē)诒砻?b形成。在周?chē)诒砻?b的一部分中，用于容許油流出殼體1a的柱形流出口4形成為向外伸出。與流出口4相對(duì)應(yīng)的頂表面3a的一部分3c以弧形的形式向上側(cè)隆起。在周?chē)诒砻?b的下端，支承凸緣5形成在整個(gè)周邊上，并以固定尺寸突出。
過(guò)濾元件20容納在殼體1a中，從而由下盒10和蓋2支承。過(guò)濾元件20包括框架21和設(shè)置在框架21中并由框架21保持的過(guò)濾介質(zhì)30。
框架21由框架體22、多個(gè)肋23和凸緣部分24一體地形成，多個(gè)肋23在框架體22的內(nèi)部平行地延伸，凸緣部分24從框架體22的外表面向外突出。
框架體22具有矩形的外形，并成形為使得其厚度和高度在整個(gè)周邊上是固定不變的。在一些類型的過(guò)濾元件中，其厚度或高度形成為局部不同。在本發(fā)明中，框架體22的厚度和高度不局限于該實(shí)施例。
在該實(shí)施例中，兩個(gè)肋23在框架21的長(zhǎng)度方向上延伸而使得相互平行，并連接框架體22的相對(duì)表面22a，所述相對(duì)表面22a在寬度方向上延伸。兩個(gè)肋23都成形為具有與框架體22相同的高度并具有固定的厚度。凸緣部分24從框架體22的外表面向外突出，并成形為使得其周界邊緣具有與蓋2和下盒10的支承凸緣5、15的外形幾乎相同的形狀。在凸緣部分24的外周界邊緣，形成具有略小厚度的受支承部分(held portion)25。當(dāng)過(guò)濾元件20容納在殼體1a中時(shí)，形成在凸緣部分24中的受支承部分25被支承在蓋2和下盒10的支承凸緣5、15之間。在該實(shí)施例中，受支承部分25通過(guò)減小凸緣部分24的周界邊緣部分的厚度而形成。然而，受支承部分25不必一定要形成小的厚度。另外，在該實(shí)施例中，肋23被設(shè)置為在框架21的長(zhǎng)度方向上延伸。但是，肋23的結(jié)構(gòu)不限于此，其可以被設(shè)置為在框架21的寬度方向上延伸。
在由肋23分成三個(gè)區(qū)域的框架體22的內(nèi)部設(shè)置過(guò)濾介質(zhì)30。每一過(guò)濾介質(zhì)30被打摺而形成鋸齒形，使得峰30a和谷30b交替排列(參見(jiàn)圖3)。如圖1所示，過(guò)濾介質(zhì)30由框架21保持，使得峰30a和谷30b在肋23延伸的方向上交替排列。
如圖2所示，過(guò)濾介質(zhì)30通過(guò)重疊上層31和下層32而構(gòu)成，上層31和下層32均由無(wú)紡織物構(gòu)成，網(wǎng)形加強(qiáng)片33保持在它們之間。構(gòu)成過(guò)濾介質(zhì)30的上層31和下層32的無(wú)紡織物由具有高耐熱性的材料形成，比如聚酯纖維、聚酰胺纖維、玻璃纖維和金屬纖維。另一方面，加強(qiáng)片33采用具有高耐熱性的材料，比如聚酯纖維。
上層31、下層32和加強(qiáng)片33相互疊置，并在厚度方向上被壓縮以使厚度減小至約2.5mm。經(jīng)減小的厚度容許易于折疊過(guò)濾介質(zhì)30。上層31和下層32的無(wú)紡織物通過(guò)針刺法加工而穿過(guò)加強(qiáng)片33的網(wǎng)眼相互纏結(jié)在一起，由此，上層31和下層32牢固地結(jié)為一體而不會(huì)彼此分離。優(yōu)選地，可設(shè)置一工序，在該工序中，過(guò)濾介質(zhì)30被浸透粘合劑。通過(guò)使過(guò)濾介質(zhì)30浸透粘合劑，纏結(jié)的無(wú)紡織物變硬，從而過(guò)濾介質(zhì)30的強(qiáng)度可得到提高。粘合劑可采用聚丁橡膠、酚醛樹(shù)脂或酮類樹(shù)脂。
圖3詳細(xì)顯示了過(guò)濾介質(zhì)30折疊起來(lái)的狀態(tài)。
對(duì)于經(jīng)打摺而形成為鋸齒形的過(guò)濾介質(zhì)30，如果每單位長(zhǎng)度折疊的數(shù)量，即峰30a和谷30b的數(shù)量增加，原則上過(guò)濾介質(zhì)30的表面積可相應(yīng)增大，由此過(guò)濾面積可增大。然而，如果在峰30a和谷30b處的折疊角θ太小，那么過(guò)濾介質(zhì)30的相鄰表面會(huì)相互接觸，從而有效進(jìn)行過(guò)濾作用的面積相應(yīng)減小。
對(duì)于該過(guò)濾介質(zhì)30，通過(guò)保持至少4度的折疊角，在模制折疊時(shí)施加到所用的模子上的不合理的壓力受到限制，從而可防止模子破損。折疊角應(yīng)優(yōu)選地在90度內(nèi)，更優(yōu)選地在45度內(nèi)。
對(duì)于鋸齒形過(guò)濾介質(zhì)30保持在框架21的肋23之間的過(guò)濾元件20，已發(fā)現(xiàn)肋23之間的間隔是影響壓力損失的一個(gè)因素。圖4中，肋23之間的間隔用H表示。
如果使用過(guò)濾介質(zhì)30，其峰30a和谷30b的角度成形為4度或更大，那么肋23的間隔H應(yīng)是5至35mm。如果肋23的間隔H在這一范圍內(nèi)，那么當(dāng)油通過(guò)過(guò)濾介質(zhì)30時(shí)通道阻力僅與流速成比例地增加，通道阻力不因其它不確定因素的不利影響而增加。另外，由于肋23可靠地保持過(guò)濾介質(zhì)30的形狀，因而過(guò)濾介質(zhì)30的粘住被防止，并且壓力損失的增加受到抑制，從而通過(guò)過(guò)濾介質(zhì)30的油的流速得到維持。因此，在濾油器1用于自動(dòng)變速器的情況下，自動(dòng)變速器的工作被適當(dāng)?shù)鼐S持。尤其是當(dāng)油具有低的溫度時(shí)，壓力損失的增加得到有效抑制。
肋23的間隔H的上限可以是30mm，優(yōu)選地是25mm，更優(yōu)選地是20mm。
本發(fā)明的發(fā)明人進(jìn)行了以下試驗(yàn)，以測(cè)試?yán)?3的間隔H的變化對(duì)通道阻力的影響程度。
在該試驗(yàn)中，準(zhǔn)備具有不同的肋23的間隔H的框架21，油被容許通過(guò)由該框架21保持的過(guò)濾介質(zhì)30。改變通過(guò)過(guò)濾介質(zhì)30的油的流速，測(cè)量通過(guò)過(guò)濾介質(zhì)30的油的通道阻力。作為用于本試驗(yàn)的框架21，準(zhǔn)備框架，在所述框架中，肋23的間隔H在5至35mm的范圍內(nèi)以5mm的增量而增加，并且間隔H為3mm。另外，用于對(duì)比，準(zhǔn)備以平面形狀成形的過(guò)濾介質(zhì)30。對(duì)總共9種試樣進(jìn)行測(cè)量。
用于該試驗(yàn)的過(guò)濾介質(zhì)30是這樣的過(guò)濾介質(zhì)，即該過(guò)濾介質(zhì)中的無(wú)紡織物壓縮為2.5mm厚，其成形為鋸齒形，使得峰30a和谷30b交替排列。在峰30a和谷30b處的折疊角為4度。
表1總結(jié)了測(cè)試結(jié)果，圖5為顯示測(cè)量結(jié)果的圖。


必須考慮以下部分，其為評(píng)價(jià)試驗(yàn)結(jié)果的基礎(chǔ)。
對(duì)于折疊成鋸齒形的過(guò)濾介質(zhì)30，認(rèn)為相鄰部分的表面相互粘住，使得有效的過(guò)濾面積減小。導(dǎo)致出現(xiàn)過(guò)濾介質(zhì)30粘住的原因是由油的流動(dòng)產(chǎn)生的負(fù)壓。粘住現(xiàn)象是因負(fù)壓增大造成的。理想地，優(yōu)選地是根本沒(méi)有這種粘住現(xiàn)象發(fā)生的框架21用于濾油器1。
即使通過(guò)考慮負(fù)壓的產(chǎn)生來(lái)設(shè)計(jì)濾油器是必要的，也必須顧及實(shí)際的使用水平而考慮可容許的負(fù)壓的程度。在這方面，在用于自動(dòng)變速器的油示波器1中，考慮到在其中流動(dòng)油的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，邏輯上或理論上產(chǎn)生的最高負(fù)壓為大約-100kPa。另一方面，在實(shí)際的使用水平上，當(dāng)在寒冷地區(qū)起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，產(chǎn)生最高負(fù)壓。此時(shí)的可允許負(fù)壓被認(rèn)為是約-50kPa。也就是說(shuō)，在實(shí)際的使用水平上考慮50kPa的載荷是足夠的。
根據(jù)這種觀點(diǎn)，研究試驗(yàn)結(jié)果。
首先，如從圖5清楚所見(jiàn)，對(duì)于平面形的過(guò)濾介質(zhì)，通道阻力隨流速變化而成比例地上升。對(duì)于該直線，當(dāng)流速增大到約4.5cm/s時(shí)，通道阻力達(dá)到50kPa。同樣，對(duì)于鋸齒形的過(guò)濾介質(zhì)30，如果數(shù)據(jù)位于該直線上，則其性能可被看作與平面形的過(guò)濾介質(zhì)的性能一樣。
根據(jù)這一觀點(diǎn)看圖5，關(guān)于肋23的間隔H為5至20mm的框架21，相對(duì)于在該試驗(yàn)中變化的所有流速，數(shù)據(jù)近似位于圖5所示的直線上。因此，對(duì)于肋23的間隔H為5至20mm的框架21，其性能可被看作與平面形的過(guò)濾介質(zhì)的性能一樣，從而如果流速在最高達(dá)約4.5cm/s的范圍內(nèi)，可以毫無(wú)問(wèn)題地使用濾油器1，其中當(dāng)流速為約4.5cm/s時(shí)通道阻力達(dá)到50kPa。
相反，對(duì)于肋23的間隔H為25mm、30mm和35mm的框架21，通道阻力逐漸偏離該比例直線而隨著流速的增加激增。具體地說(shuō)，對(duì)于肋23的間隔H為25mm、30mm和35mm的框架21，當(dāng)流速分別超過(guò)5.0cm/s、4.5cm/s和4.0cm/s時(shí)通道阻力激增。這些點(diǎn)與表1中的陰影數(shù)據(jù)相對(duì)應(yīng)。
因此，對(duì)于這些框架21，過(guò)濾介質(zhì)30的粘住現(xiàn)象是因流速增加造成的。因而，考慮到與平面形的過(guò)濾介質(zhì)的比較，可以說(shuō)這些框架21不能用于濾油器1。然而，進(jìn)一步考慮實(shí)際的使用水平(actual usage level)，對(duì)于肋23的間隔H為25mm和30mm的框架21，當(dāng)流速超過(guò)4.5cm/s時(shí)，載荷超過(guò)50kPa，從而如果流速在最高達(dá)4.5cm/s的范圍內(nèi)，可以說(shuō)這些框架21可以毫無(wú)問(wèn)題地使用。
另一方面，對(duì)于肋23的間隔H為35mm的框架21，當(dāng)流速超過(guò)4.0cm/s時(shí)，通道阻力超過(guò)50kPa，其為實(shí)際使用水平上的可容許值。因此，不宜將該框架21用于濾油器1。
與這些框架21形成對(duì)比，對(duì)于肋23的間隔H為3mm的框架21，過(guò)濾介質(zhì)30因?yàn)槔?3的小間隔H而被牢固地保持，從而過(guò)濾介質(zhì)30沒(méi)有粘住。然而，發(fā)現(xiàn)由于肋23的間隔H過(guò)分減小的影響，壓力損失本身增加，超過(guò)了平面形的過(guò)濾介質(zhì)的特性，使得即使在實(shí)際規(guī)定水平(actualspecification level)上也難于使用該框架21。
根據(jù)上述結(jié)果，可以斷定，對(duì)于經(jīng)打摺而使得峰30a和谷30b交替排列的鋸齒形過(guò)濾介質(zhì)30，優(yōu)選地使用這樣的框架21其中保持過(guò)濾介質(zhì)30的肋23的間隔不小于5mm，并小于35mm。
上述解釋是把通過(guò)使加強(qiáng)片保持在無(wú)紡織物層之間而形成的過(guò)濾介質(zhì)作為示例。然而，過(guò)濾介質(zhì)的結(jié)構(gòu)不局限于上述結(jié)構(gòu)。本發(fā)明可以應(yīng)用于采用只由無(wú)紡織物構(gòu)成的過(guò)濾介質(zhì)的過(guò)濾元件。另外，肋的數(shù)量不局限于兩個(gè)，而是可以根據(jù)構(gòu)成過(guò)濾元件的框架的面積而適當(dāng)?shù)刈兓?。另外，布置過(guò)濾介質(zhì)的方向不局限于這樣的方向在該方向上，峰和谷沿肋延伸的方向交替排列。可以以這樣的方向布置過(guò)濾介質(zhì)在該方向上，峰和谷沿垂直于肋延伸的方向交替排列。
上述解釋是把過(guò)濾元件應(yīng)用于自動(dòng)變速器的濾油器的情形作為示例。然而，過(guò)濾元件的應(yīng)用不局限于上述應(yīng)用。本發(fā)明可應(yīng)用于其它液體過(guò)濾器所使用的過(guò)濾元件。
在沒(méi)有脫離本發(fā)明的實(shí)質(zhì)或基本特征的情況下，本發(fā)明可以體現(xiàn)為其它具體形式。因而，本發(fā)明的實(shí)施例應(yīng)視作在所有方面是說(shuō)明性的并且不是限制性的，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求書(shū)而不是由前述說(shuō)明指出，因而，落入該權(quán)利要求書(shū)的等同物的含義和范圍內(nèi)變化應(yīng)為包含在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
2005年1月31日提交的包括說(shuō)明書(shū)、權(quán)利要求書(shū)和摘要的日本專利申請(qǐng)No.2005-0027在此全部引入作為參考。
權(quán)利要求
1.一種過(guò)濾元件，其包括經(jīng)打摺而使得峰和谷交替排列的過(guò)濾介質(zhì)以及用于保持該過(guò)濾介質(zhì)的框架，所述框架包括形成其周界邊緣的框架體和在該框架體的內(nèi)部平行地延伸的多個(gè)肋；所述肋之間的間隔設(shè)為5至35mm；并且所述過(guò)濾介質(zhì)通過(guò)在所述峰和所述谷處以至少4度的角被折疊而布置在所述肋之間。
2.如權(quán)利要求1所述的過(guò)濾元件，其中，所述過(guò)濾介質(zhì)由所述框架保持，使得所述峰和所述谷在所述肋延伸的方向上交替排列。
3.如權(quán)利要求1所述的過(guò)濾元件，其中，所述過(guò)濾介質(zhì)由無(wú)紡織物層和用于加強(qiáng)所述無(wú)紡織物層的加強(qiáng)層構(gòu)成。
全文摘要
本發(fā)明提供一種過(guò)濾元件，其維持通過(guò)過(guò)濾介質(zhì)的液體的流速，盡可能快地抑制壓力損失，并在尺寸上是緊湊的。過(guò)濾元件包括經(jīng)打摺而使得峰(30a)和谷(30b)交替排列的過(guò)濾介質(zhì)(30)以及用于保持該過(guò)濾介質(zhì)(30)的框架(21)，所述框架(21)包括形成其周界邊緣的框架體(22)和在該框架體(22)的內(nèi)部平行地延伸的多個(gè)肋(23)。肋(23)之間的間隔(H)設(shè)為5至35mm，過(guò)濾介質(zhì)(30)在峰(30a)和谷(30b)處以至少4度的角(θ)被折疊。
文檔編號(hào)B01D29/07GK1831381SQ20061000453
公開(kāi)日2006年9月13日 申請(qǐng)日期2006年1月27日 優(yōu)先權(quán)日2005年1月31日
發(fā)明者鈴木兵升, 后藤雅則, 日尾陽(yáng)介 申請(qǐng)人:東洋滬機(jī)制造株式會(huì)社