JP5283776B2 - フィルタカートリッジハウジング取付けシステム - Google Patents

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Description

本発明は一般に流体フィルタに関し、特にフィルタ用ハウジング、装着システムおよび/または水位表示部品に関する。
流体フィルタおよび燃料フィルタの装着形態は従来技術として周知であり、Stanadyne Automotive Corp.の米国特許第5,203,994号および第6,187,188号により例示されており、それらの明細書の開示内容全体を参照して本明細書に組み込む。従来、これらの形態のフィルタカートリッジは、外側のロール継ぎ目で結合された2つの金属シェルで構成されるハウジングを使用してきた。’994特許に示すように、ロール継ぎ目を掴み、これを保持することによって、フィルタカートリッジを基部に装着する鍔(カラー)保持システムが使用されてもよい。’188特許に示すように、保持タブをロール継ぎ目に変形させて、装着基部/フィルタヘッドの内面に一体的に形成されるチャネル保持溝内に設置され得る装着構造を提供してもよい。従来の技術水準を超える改良が、本明細書に開示される。
本開示に係る複数の発明の態様は、独立した個別の保護をそれぞれ請求するものであるが、組み合わせて相乗効果を有するものであり得る。
本発明の第一の態様は、例えば、燃料フィルタシステムに適用する場合において、別途設けられる集水ボウルを不要にするフィルタカートリッジの透明部に関する。この態様によれば、フィルタカートリッジは、互いに結合して内部キャビティを画成する上側シェルおよび下側シェルを有するハウジングを備える。フィルタ媒体がその内部キャビティ内に配置され、流入口と流出口との間のフィルタ媒体を通過する流体を濾過する。フィルタ媒体は、流体がフィルタ媒体を通過する際に、流体から水を分離する。下側シェルは、内部キャビティ内の水を示すために、少なくとも部分的に透明である。また、ハウジングの排出弁は、内室から水を排出するために開くように設けられている。
本発明の第二の態様は、ある種のフィルタカートリッジに関し、該カートリッジの一部分は再利用可能であり、他の部分は使い捨て可能である。この発明の態様によると、フィルタカートリッジはハウジングを形成する2つのシェルを備え、該ハウジングにおいて、各シェルは結合された端壁と環状壁とを有する。前記の壁の一方には、流体を連通させるための開口部が設けられる。フィルタ媒体のリングが上側シェルに気密的に接合されて、ハウジング内の流体を濾過するように配置される。さらに、下側シェルは再利用可能な装着ボウルを形成し、上側シェルが取外し可能に下側シェルに結合することによって、装着ボウルが再利用可能である一方で、上側シェルおよびフィルタ媒体は脱着および使い捨てが可能である。
本発明の第三の態様は、例えば、エンジンの燃料回路または他の燃料回路の装着基部への取付けに使用される、一体成形された保持タブを有するフィルタカートリッジに関する。この態様によると、フィルタカートリッジは、流体を連通する少なくとも1つの開口部と、流体を濾過するためにハウジング内に配置されたフィルタ媒体とを有し、ハウジングを形成する上側シェルおよび下側シェルを備える。下側シェルの下部環状壁は、上側シェルの上端壁の上方に延び出してスカート部を提供し、下部環状壁のスカート部は、異なる位置でスカート部と一体成形された複数の個別に設けられた保持タブを画成する。この態様によれば、代わりに上側シェルに保持タブを設けることも代替的に考えられる。
本発明の第四の態様は、ハウジングに一体的に接合される新規の逆流端部キャップに関する。フィルタカートリッジは、この態様によると、流体を連通する一の開口部と、ハウジング内に配置されるフィルタ媒体のリングとを有し、ハウジングを画成する上側シェルおよび下側シェルを備える。逆流端部キャップはハウジング内に配置され、フィルタ媒体の一端に気密的に取り付けられる。逆流端部キャップはまた、ハウジング上の開口部と同心に設けられた他の開口部を有し、シール部材が各開口部に配設される。別の端部キャップがフィルタ媒体の他端に取り付けられる。リブは逆流端部キャップとハウジングとの間に配設されて、逆流端部キャップとハウジングとを一体的に接合する。
本発明の第五の態様は、ハウジングを形成する上側シェルおよび下側シェルを備える新規のフィルタカートリッジ構造に関し、該ハウジングは、流体を連通する少なくとも1つの開口部を有し、流体を濾過するために恒久的且つ取り外し不可能に上側シェルに接合されてハウジング内に配置されるフィルタ媒体とを有する。さらに、該構成は、上側シェルの上方および周囲に延び出してスカート部を提供する、下側シェルの下部環状壁の延長部を有する。さらに、下部環状壁のスカート部は、フィルタカートリッジの解除可能な取付けに適した保持構造(例えば、保持タブ;例えば、肩部を提供し得る、そのまま延長して延在するように設けられたへり;または、フィルタカートリッジを装着基部に保持するよう適合された他の適切な構造)を画成する。
本発明の他の態様、目的および利点は、添付図面を参照した、以下の詳細な説明からさらに明らかになるであろう。
本明細書に組み込まれ、その一部を成す添付図面は、本発明のいくつかの態様を示し、詳細な説明とともに、本発明の原理を説明するのに役立つ。図面は下記の通りである。
図1は、本発明の一の実施の形態に係るフィルタの断面図である。
図2は、図1に示す円3に囲まれた部分を抜き出した拡大図である。
図3は、本発明の他の実施の形態に係る、フィルタの断面図であり、該断面は図1における断面と同一の断面による。
図4は、図3に示す円5に囲まれた部分を抜き出した拡大図である。
図5は、図7に示すフィルタの端面図である。
図6は、図7に示すフィルタの等角投影図である。
図7は、本発明の他の実施の形態に係る、フィルタの断面図であり、該断面は図1における断面と同一の断面による。
図8は、図7に示すフィルタが取り付けられ得る、典型的なフィルタ装着部のマップ図である。
図9は、断面がフィルタ装着部の略直径に沿った、図8に示すフィルタ装着部の断面図である。
図10は、本発明の他の実施の形態に係る、フィルタの断面図であり、該断面は図1に示す断面と同一の断面による。
図11は、図10に示す円9に囲まれた部分を抜き出した拡大図である。
図12は、本発明の他の実施の形態に係る、フィルタの断面図であり、該断面は図1に示す断面と同一の断面による。
図13は、図12の実施の形態で使用される、上側の逆流端部キャップの等角投影図である。
図14は、上側シェルと図12に示す逆流端部キャップとの間の装着界接面の切り欠き図である。
図1は、本発明の教示に従うフィルタカートリッジ101の実施の形態の様々な構造上および動作上の態様を示す。フィルタカートリッジ101は、流体、特に燃料、潤滑剤、冷却液等の液体から不純物を濾過する。フィルタカートリッジ101は通常、中央キャビティ107を形成する円筒状のフィルタハウジング105と、中央キャビティ107に格納されたフィルタ媒体106の管状リングと、共働ネジ部124を有するフィルタ装着部109にフィルタカートリッジ101を取り付けるためのネジ部117が形成された、ハウジング105の取付け構造とを有する。
図1に示すように、円筒状のフィルタハウジング105は、上側シェル103に結合した下側シェル102を含む、2つのカップ状のシェルを備える。下側シェル102と上側シェル103とは組み合わされて、通常、内側中央キャビティ107を画成する。下側シェル102は、略円筒状の側壁119へと移行するドーム状の端壁118を含むボウルを形成し、側壁119は、側壁119の半径R2よりも大きい半径R1を有する軸方向に突出する環状フランジ125へと移行する。環状フランジ125は、端壁118によって形成される概して閉塞された端部の反対側に、下側シェル102の開口端部122を画成する。
下側シェル102は、好ましくはモールド成形されたプラスチック部品であって、共に結合された複数の部分から構成されてもよいが、代替的にアルミ鋳造部品部分ならびに/または単一部品であってもよく、および/または他の適切な材料から形成されるものとしてもよい。図示のように、下側シェル102はモールド成形されたプラスチックから形成される。端壁118、側壁119および環状フランジ125は、一体化された単一構造として一体モールド成形されてもよい。代替的に、端壁118、側壁119および環状フランジ125は、個別に形成され、次いで組み合わされて一体に形成されるものとしてもよい。かかる構成において、端壁118および側壁119は、化学結合、プラスチック溶接、接着結合等によって組み合わされてもよい。図示の例においては、側壁119および環状フランジ125が一体に形成される一方で、端壁118は個別に形成されて、環状フランジ125とは反対側の側壁119の端部に結合されている。
個別部品をその後組み合わせるような、この下側シェル102の形成方法は、側壁119および端壁118が異なる材料で形成される場合に有益となり得る。例えば、下側シェル102が集水ボウルとして用いることができる収集ボウル110を形成する場合等においては、端壁118または側壁119の一方を透明な材料で形成することが望ましい。透明な材料によって、操作者は容易に収集ボウル110の内容物を検査し、排出弁115を使用して収集ボウル110内の分離物質を排出できる。好ましくは、下側シェル102全体が透明な材料で構成されることによって、フィルタの作動中に収集ボウル110に含まれる水位が示されるように設けられる。
上側シェル103は、略平面状の円形端壁120および略円筒状の側壁121を有する。円形端壁120は上側シェル103の上端部を閉塞し(中央流体口を除く)、円筒状の側壁121は上側シェル103の開口端部123を画成する。側壁121は、端壁120から軸方向に離れて突出する。上側シェル103は、下側シェル102と同様の方法で形成されるものとしてもよい。
さらに図2を参照すると、下側シェル102と上側シェル103との間の結合部の部分拡大図が示される。上側シェル103の側壁121は、開口端部123に近接する円形コネクタ部129を有し、円形コネクタ部129は下向きに垂下する環状コネクタリングを有する。円筒状のフィルタハウジング105は、下側シェル102の側壁119に形成されたU字型の円形溝108の形状に設けられた保持具に上側シェル103の円形コネクタ部129を嵌合することによって形成される。図1および図2に示すように、円形コネクタ部129は、例えば、誘導溶接、超音波溶接またはスピン溶接等の溶接技術を含むプラスチック溶接部104による溶接によって、U字型の溝108に結合されてもよい。代替的に、下側シェル102と上側シェル103とは互いに化学接合または接着接合されるものとしてもよく、あるいは機械的に互いに固定されるものとしてもよい。この実施の形態においては、2つのシェル102および103は、漏れ経路を封止するとともに、カートリッジ全体を使い捨てかつ交換可能とするために、恒久的に取り付けられるのが好ましい。
円形の受け溝128は、下側シェル102の環状フランジ125と上側シェル103の側壁121との間で、それらによって画成される。溝128は、対応する装着ヘッド109から突出する構造と嵌合するためのクリアランスを提供する。溝128はまた、フィルタ装着ヘッド109(装着アダプタとしても公知である)のネジ部124と嵌合するネジ部117のためのクリアランスを提供する。
円筒状のフィルタハウジング105は、下側シェル102の側壁119の環状フランジ125の内面に直接組み込まれたネジ部117を使用して、フィルタ装着ヘッド109に解除可能に取り付けられる。このネジ部117は、フィルタ装着ヘッド109のネジ部124と相互に作用して、フィルタカートリッジ101をフィルタ装着ヘッド109に解除可能にネジ止めする。フィルタ装着ヘッド109のネジ部124は、キャビティ128内で側壁119のネジ構造117と相互に作用する。図示の実施の形態では、ネジは、下側シェル102の製造において、側壁119に、特に環状フランジ125に直接モールドされて設けられる。
次いで、この例示の実施の形態に示すフィルタ媒体106について説明すると、フィルタ媒体106は、中央キャビティ112が設けられた管状のリングであり、上側シェルから軸方向にフィルタハウジング105の中央キャビティ107を通じて端部キャップ116まで延在する。フィルタ媒体106は、少なくとも部分的にセルロース材料から形成されるとともに、好ましくは、ひだ状に形成されたフィルタ紙を有する、任意の標準的なフィルタ媒体とすることができる。開示される燃料フィルタの実施の形態において、フィルタ媒体106は、水を凝集することによって媒体を介した水の通過を防止するとともに、流体の流れから微粒子を分離するために適した公知の性能等級のフィルタ媒体とすることが可能であり、好ましい。従って、フィルタ媒体は水の分離と微粒子の濾過という二重の機能を果たすことができる。
フィルタ媒体106は、例えばプラスチゾルもしくは他の接着剤によって、または上側シェルのプラスチック材料にフィルタ媒体の上端部を直接埋め込むことによって、気密的且つ恒久的に上側シェル103に接合される。この点において、上側シェル103は、外側ハウジングの一部として機能すると共に、フィルタ媒体の上端部キャップとしての二重の役割を効果的に果たすものとすることができる。上側シェル103は、フィルタカートリッジへの流体の流入およびフィルタカートリッジからの流体の流出を促進するための、円形のシーリンググロメット138で界接され得る中央の円形開口部136を有する。フィルタ媒体106の底端部は、気密的且つ恒久的に底端部キャップ116に接合され、好ましくはプラスチゾルおよび/または同様の方法で、気密的かつ恒久的に上側シェルに接合される。底端部キャップ116は、円形のシーリンググロメット142と嵌合する開口部を有する管状の延長部140を有する2ピース構造であってもよい。この配置は、フィルタヘッドが単一の開口部136を介してカートリッジと流体を連通する2つの同軸に設けられた流入管および流出管を有するフィルタシステムにおいて、特に有用である。しかし、他の実施の形態では、個々に離間した外側の流入ポートおよび流出ポートを有する2つ以上の開口部を有するものとしてもよい。
図1に示すようにフィルタヘッドに装着された場合、(例えば、燃料タンクからの)濾過されていない燃料は、燃料流入路111(例えば、装着ヘッドの中央同心管)を通ってフィルタカートリッジに流入し、フィルタ媒体106の中央キャビティ112を通って軸方向に移動する。入口の流れは、管状延長部140を介して、底端部キャップ116に形成された底部流路113に繋がる。通常、燃料流路130を辿り、濾過されていない燃料は、次いで内側のフィルタ要素の底端部を周って外側の環状室131に移動し、その後、径方向の内側にフィルタ媒体106を介してフィルタ媒体106内部の清浄流体室へと移動する。流体がフィルタ媒体106を通過する際に、不純物が燃料から濾過される。浄化された燃料は、フィルタ装着ヘッド109の清浄燃料出口114へと軸方向に送られることによって、外側開口部136を通ってフィルタカートリッジ101から出る。
燃料濾過への適用においては、好ましくはフィルタ媒体106は不透水性であり、汚濁燃料がフィルタ媒体106を通過する際に、水はフィルタ媒体106の外側で凝集される。凝集された水は、フィルタ装着ヘッド109とは反対側のフィルタカートリッジ101の端部でフィルタカートリッジ101と一体的に形成された、収集ボウル110内へ軸方向に落下する。上記で示すように、収集ボウル110は、収集ボウル110内に集められた水の量をユーザが検査でき、排出弁115を開いて集めた水を、排出弁115(「排出コック」としても公知である)を介して収集ボウル110から排出する必要があるかどうかを判定できるように、透明に設けるものとしてもよい。排出弁115は、ハウジングの底部の排出口144を閉塞し、排水を容易にするために手動で開く(例えば、ひねる/ねじる)ことができる。
図3および図4は、上側シェル203が下側シェル202に解除可能に取り付けられる点を除いて、第1の実施の形態と酷似したフィルタカートリッジのさらなる実施の形態を示す。この実施の形態においては、上側シェル203が、上側シェル203によって担持されるフィルタ媒体204と共に脱着および使い捨てが可能である一方、下側シェル202は、整備点検毎の交換が不要となり得る再利用可能な収集ボウルを提供できる(従って、下側シェル202が担持する排出コックも再利用可能である)。具体的には、フィルタ媒体204は、第1の実施の形態で示したようなプラスチゾルまたは他の適切な手段等によって、恒久的に上側シェル203に接合され得る。上側シェル203は、ハウジングの一部およびフィルタ媒体204の上端部キャップの双方を形成する。恒久的且つ気密的にフィルタ媒体204に接合する下端部キャップ210も、フィルタ媒体204と共に使い捨て可能である。
この特性を提供するため、上側シェル203と下側シェル202との間にスナップ嵌合部、ネジ界接面または他の解除可能な結合を有することができる、解除可能な結合部208が設けられる。また、再利用可能な下側シェル202が、フィルタ装着ヘッドと係合するように装着される際に、下側シェル202とフィルタ装着ヘッドとの間に上側シェル203を挟むこととなることから、解除可能な結合部208は、さらに単純に圧入、または締りばめを有するものとしてもよく、上側シェル203を軸方向に僅かに圧迫するものとしてもよい。この実施の形態では、下側シェル202の内面は、上側シェル203のU字型コネクタ部229の対応する伸張した脚部207を受け、これと嵌合するように構成される。環状溝内に位置するエラストマー製の密封O-リング209がU字型のコネクタ部229を密封して漏洩を防止する。上側シェル203が下側シェル202に恒久的には固定されないので、この実施の形態では、下側シェル202と上側シェル203とによって形成されたフィルタハウジング205の下部は有益に再利用可能となる。
第1および第2の実施の形態は、米国特許第5,203,994号に係る既存の商業的に使用される鍔(カラー)保持システムを修正するために使用することもできる。具体的には、かかるシステムの保持鍔(カラー)を廃止し、またはその使用から取り除く。代わりに、上記最初の2つの実施の形態のフィルタカートリッジを、フィルタヘッドに直接ねじ止めまたは装着することができる。その結果、介在する分割構造が除去されて、当該分野において既存の構成が簡略化される。
図5および図6は、異なるフィルタヘッドの構成と共に使用可能な、本発明の教示に係るフィルタカートリッジ301のさらなる実施の形態を示す(米国特許第5,203,994号に示すような鍔(カラー)保持システム、または米国特許第6,187,188号に示すような保持チャネルシステムを含む)。この実施の形態では、フィルタカートリッジ301は、径方向の外側に延在する複数の保持タブ310を有する。より詳細には、下側シェル302は、径方向の外側に突出する開口端部323に近接する下側シェル302の外面に、一体的に形成された3つの保持タブ310を有する。好適な実施の形態では、下側シェル302をモールド成形するとともに保持タブ310が形成されることによって、シェルに一体モールド成形される。有益なことに、それに引き続いて、さらなる加工処理または形成を行う必要がない。
米国特許第5,203,994号の鍔(カラー)保持システムで示すように、保持タブ310はフィルタ装着ヘッドの鍔(カラー)部によって掴まれ得る。代替的に、保持タブ310は、例えば米国特許第6,187,188号に示すようなチャネル保持システムに従って、フィルタ装着ヘッドの内側保持チャネルに取り付けられ、捻り込まれることもできる。その結果、この実施の形態は、複数の用途および保持システム用の多目的な設計を提供する。
チャネル保持システムを図示するために、フィルタ装着ヘッド309の関連部分を図8および図9に略図により示す。これらの図は、フィルタカートリッジ301をフィルタ装着ヘッド309に固定するためのチャネル保持構造を一般的に示すが、汚濁流体の流入口および清浄流体の流出口については図示しない。特に図8を参照すると、フィルタ装着ヘッド309は、挿入スロット305によって角度を隔てて離間された、径方向の内側に突出する複数の肩部304を有する。以下でより詳細に説明するが、挿入スロット305は、フィルタ交換の間、フィルタカートリッジ301の保持タブ310(図8および図9には図示せず)と位置合わせされて、それらを受け入れる。肩部304は、フィルタカートリッジがフィルタ装着ヘッド309に装着される際に、フィルタカートリッジ301の保持タブ310を受けるための、図8では肩部304の背後に隠れているが、図9の断面図ではより明確に図示された保持スロット315の壁部を形成する。
フィルタカートリッジ301をフィルタ装着ヘッド309に装着するために、ユーザはまずフィルタカートリッジの保持タブ310を挿入スロット305と位置合わせする。次に、ユーザは、フィルタ装着ヘッド309に形成された開口部306を通して、フィルタカートリッジ301を軸方向に挿入し、保持タブ310は挿入スロット305を通過する。フィルタカートリッジ301が開口部306を通じて挿入される際、ユーザは、エラストマー製のバネ311を図8に示すフィルタ装着ヘッド309に対して圧縮する。次いで、ユーザがフィルタカートリッジ301を回転させることによって、3つの保持タブ310が保持スロット315に入り、フィルタ装着ヘッド309の内側に突出する肩部304と軸方向に整列する。3つの保持タブ310は肩部304の内径R4よりも大きい径R3を有しているので(図8参照)、3つの保持タブ310はフィルタ装着ヘッド309の対応する肩部304と軸方向に当接し、フィルタ装着ヘッド309に対して軸方向への移動が不可能になることによって、フィルタカートリッジ301をフィルタ装着ヘッド309に結合させる。バネ311は、フィルタ装着ヘッド309から離れる方向にフィルタカートリッジ301を付勢することによって、保持タブ310をフィルタ装着ヘッド309の内側に突出する肩部304に対して軸方向に押圧する。この付勢作用によって保持タブ310と内側に突出する肩部304との間の摩擦が増加し、フィルタカートリッジ301が回転してフィルタ装着ヘッド309から誤って取り外されることが防止される。チャネルはまた、移動を防止するために僅かに傾斜するものとしてもよい。
フィルタカートリッジ301を取り外すために、ユーザは、保持タブ310が再度フィルタ装着ヘッド309の挿入スロット305と整列するまでフィルタカートリッジ301を回転させて、フィルタカートリッジ301をフィルタ装着ヘッド309から軸方向に離れる方向に引けばよい。各保持タブ310は、上側シェルと下側シェルとの間の界接面によって形成されたチャネル314に面する凹領域312を有するものとしてもよい。
この実施の形態においては、図1に示す実施の形態の結合に酷似するように、上側シェルは恒久的に下側シェルに結合される。しかし、この実施の形態はまた、例えば図3〜4に図示する第2の実施の形態に示すように、シェル間の解除可能な結合を用いるものとしてもよい。
図10は、下側シェル402がモールド成形されたプラスチックで作られる一方で、上側シェル403がプレス加工および/または絞り加工された鋼板で作られる、さらなる実施の形態を示す。しかし、本実施の形態は、プラスチック製の上側シェル403を用いても実施され得る。フィルタカートリッジ401は、上側シェル403を下側シェル402に軸方向に挿入して2つのシェル402、403を取り付けることによって、再度作成される。上側シェル403は、上側シェル403の略閉塞した端部を形成する略平坦な端壁420と、上側シェル403の開口端部424を画成する略円筒状の側壁421とを再度有する。側壁421は、端壁420から軸方向に離れて突出する。側壁421の端部は、端壁420に向かって軸方向に折り返されて小さなU字型のカール部425を形成し、側壁421の終端縁429は軸方向において端壁420に面する。U字型のカール部425は、初期の取付けの間(すなわちシェルが軸方向に共に押圧される際)、上および/または下側シェルの弾性的な偏向を促進する協働カム面を下面に有する。
この実施の形態はまた、収集ボウルを形成する下側シェル402を備え、収集ボウルは略円筒状の側壁419に移行するドーム状の端壁418を有する。側壁419は、端壁418によって形成された略閉塞した端部と対向する、下側シェル402の開口端部423を有する。
図11は、下側シェル402と上側シェル403との間の結合部の部分拡大図である。シェルが互いを押圧する際、U字型のカール部425の終端縁429は、下側シェル402の側壁419の内面に形成された径方向の内側に延在する突出部430に接触し、この接触による干渉が下側シェル402と上側シェル403との離間を防ぐ。上側シェル403は組み付け中に下側シェル402に軸方向に挿入され、U字型のカール部425は内側に延在する突出部430にスナップ嵌合して係合する。U字型のカール部425が挿入されることによって、上側シェル403の開口端部424が軸方向で端壁418に面する。
下側シェル402の側壁419には、環状チャネル427が形成される。下側シェル402は、U字型のカール部425が配置された上側シェル403に取り付けられることで、環状チャネル427内でリングシール428を圧縮する。これにより、金属とプラスチックとの間の漏れ経路を封止する流体密封シールが構成される。リングシールはまた、スナップ式の結合に抗する付勢力を提供する。
図12〜図14は、「逆流」カートリッジと呼ばれるフィルタカートリッジのさらなる実施の形態を示す。この逆流特性は、カートリッジを介する流体の流れを内部で変更することにより、上記の実施の形態のいずれにおいても利用できる。このカートリッジは、下端部キャップ内およびその周囲の流れとは対照的に、内側の上端部キャップ周りで流れを反転させる。これは流路ライン534(および、媒体を内方へ通過する流体の後続の流れを示す533)で図式的に示される。
フィルタカートリッジは、フィルタカートリッジ501を形成する下側シェル502および上側シェル503を備える。この実施の形態において、下側シェル502は、ドーム状の端壁510に移行する略円筒状の側壁509を有する。上側シェル503はプラスチック製であり、上側シェル503の略閉塞した端部を形成する略平坦な端壁520と、上側シェル503の開口端部524を構成する略円筒状の側壁521とを有する。側壁521は、端壁520から離れて軸方向に突出し、第1の側壁521の径R6よりも大きい径R5を有する第2の円筒状の側壁525へと移行し、移行部は当接肩部528を形成する。
この実施の形態は、上側の内部に設けられた端部キャップ516を有することによって上記の実施の形態と異なる(従って、上側シェルはこの実施の形態において端部キャップではない)。環状の端部キャップ516は、フィルタ媒体506の上端部に気密的に結合される。これはプラスチゾルで注封されるものとしてもよい。上側の端部キャップ516はまた、フィルタ媒体506をフィルタハウジング504内に配置および固定して、上側シェル503と上側の端部キャップ516との間に空間を作成することによって逆流を促進させる。
フィルタ媒体506をハウジング内に配置するために、端部キャップ516は、その円形の周縁周りで連続したスカート部508に沿う、等角度間隔に設けられた複数のリブ507を有する。これらリブ507は、対応する凹部519に受け止められて、これに装着され得る径方向の延長部515を有し、対応する凹部519は上側シェルの対応する角度位置に形成される。径方向の延長部515は、リブ507のうち、リブの底部に隣接した端部キャップ516からの最遠部から径方向の外側に延在する。リブ507は角度を隔てて配置され、それらの間に流路530を画成する。流路530は、フィルタ媒体506と下側シェル502の円筒状の側壁509との間に形成された燃料室531と、上側シェル503と環状の端部キャップ516との間に形成された上部燃料室532との間で、流体を流動可能にする。流路530を通る流体の流れは、流体フローの矢印534で示される。
上側シェル503および環状の端部キャップ516がプラスチックで形成される場合には、環状フランジ508は、超音波溶接、接着剤等によって当接肩部528に固定されるものとしてもよい。
先行技術のフィルタでは、フィルタカートリッジ内部の端部キャップおよびフィルタ媒体を上側シェルに押し当てるバネが必要であった。このバネは、動作中に流体に浸漬されて圧潰に対する構造抵抗が低減されるフィルタ媒体に、大きな圧縮負荷を伝達していた。本実施の形態では、フィルタ媒体506が、端部キャップ516によってフィルタカートリッジ501に恒久的に取り付けられ、フィルタカートリッジ501内に配置され、また端部キャップ516を上側シェル503に軸方向に固定する端部キャップ516の当接肩部528への取付けによって径方向に配置されるので、バネは不要である。従って、フィルタ媒体506には付勢バネによる負荷が掛けられることがない。
本明細書中で引用する公報、特許出願および特許を含むすべての文献は、各文献を個々に、具体的に示し、引用して組み込むかのように、また、その全体を本明細書に記載するかのように、引用して組み込まれる。
本発明の説明に関連して(特に以下の請求項に関連して)用いられる名詞及び同様な指示語の使用は、本明細書中で特に指摘したり、明らかに文脈と矛盾したりしない限り、単数および複数の両方に及ぶものと解釈される。語句「備える」、「有する」、「含む」および「包含する」は、特に断りのない限り、オープンエンドターム(すなわち「〜を含むが限らない」という意味)として解釈される。本明細書中の数値範囲の具陳は、本明細書中で特に指摘しない限り、単にその範囲内に該当する各値を個々に言及するための略記法としての役割を果たすことだけを意図しており、各値は、本明細書中で個々に列挙されたかのように、明細書に組み込まれる。本明細書中で説明されるすべての方法は、本明細書中で特に指摘したり、明らかに文脈と矛盾したりしない限り、あらゆる適切な順番で行うことができる。本明細書中で使用するあらゆる例または例示的な言い回し(例えば「など」)は、特に主張しない限り、単に本発明をよりよく説明することだけを意図し、本発明の範囲に対する制限を設けるものではない。明細書中のいかなる言い回しも、請求項に記載されていない要素を、本発明の実施に不可欠であるものとして示すものとは解釈されないものとする。
本明細書中では、本発明を実施するため本発明者が知っている最良の形態を含め、本発明の好ましい実施の形態について説明している。当業者にとっては、上記説明を読めば、これらの好ましい実施の形態の変形が明らかとなろう。本発明者は、熟練者が適宜このような変形を適用することを期待しており、本明細書中で具体的に説明される以外の方法で本発明が実施されることを予定している。従って本発明は、準拠法で許されているように、本明細書に添付された請求項に記載の内容の修正および均等物をすべて含む。さらに、本明細書中で特に指摘したり、明らかに文脈と矛盾したりしない限り、すべての変形における上記要素のいずれの組合せも本発明に包含される。
[第1の局面]
フィルタカートリッジを備えるフィルタ装置であって:前記フィルタカートリッジはハウジングを形成する上側シェルと下側シェルとを備え、前記上側シェルは上端壁および上部環状壁を有し、前記下側シェルは下端壁および下部環状壁を有し、前記上部環状壁は前記上端壁から前記下端壁に向けて延在するように設けられるとともに、前記下部環状壁は前記下端壁から前記上端壁に向けて延在するように設けられ、前記上部環状壁と前記下部環状壁とは結合されて設けられ、流体を連通するために前記上端壁において少なくとも1つの開口部を有し、恒久的かつ取り外し不可能に前記上側シェルに接合されて流体を濾過するように配置されるフィルタ媒体を有し、前記下部環状壁が前記上側シェルの上方および周囲に延在するスカート部を構成するとともに、前記下部環状壁のスカート部がフィルタカートリッジの解除可能な取付けに適した保持構造を有するように構成された、フィルタ装置。
[第2の局面]
前記保持構造は、半径方向の外側方向かつ前記下側シェル周囲の異なる角度位置に向かって延在する複数の保持タブを有する、第1の局面のフィルタ装置。
[第3の局面]
前記保持構造は前記下側シェルの円筒状の壁に形成された少なくとも1つのネジ部を有する、第1の局面のフィルタ装置。
[第4の局面]
前記上側シェルと前記下側シェルとは恒久的に取り付けられ、前記フィルタカートリッジは全体が使い捨て可能に設けられた、第1の局面のフィルタ装置。
[第5の局面]
前記下側シェルは装着ボウルを形成し、前記装着ボウルが再利用可能である一方で、前記上側シェルおよび前記フィルタ媒体は脱着および使い捨てが可能に設けられ、前記上側シェルは前記下側シェルに取り外し可能に結合されるように構成された、第1の局面のフィルタ装置。
[第6の局面]
前記フィルタカートリッジは燃料から水を濾過するとともに、燃料から微粒子を濾過するために適した燃料フィルタカートリッジであり、前記下側シェルは前記燃料フィルタカートリッジ内に水位インジケータを一体的に設けるために少なくとも部分的に透明に設けられ、前記下側シェルは水を重力により排出するための排出口を有し、前記排出口を開閉する排出バルブをさらに有する、第1の局面のフィルタ装置。
[第7の局面]
前記フィルタ装置は前記フィルタカートリッジとともに装着基部を備え、前記装着基部は基部環状壁を含むカップ形状の受け口を有し、前記フィルタカートリッジは装着状態において前記上側シェルが前記カップ形状の受け口に実質的に受け入れられた状態となるように構成されるとともに、前記基部環状壁は実質的に前記上側シェルを囲み前記下側シェルの前記スカート部と前記上側シェルの前記上部環状壁との間に形成されたチャネルに受け入れられるように構成され、前記装着基部は前記上側シェルの前記開口部に受け入れられる液体の流入および流出のために同軸上に配置された1対の流体管をさらに有する、第1の局面のフィルタ装置。
[第8の局面]
フィルタカートリッジを備えるフィルタ装置であって、
前記フィルタカートリッジは:
互いに連結されて内部キャビティを画成する上側シェルと下側シェルとを有するハウジングと;
フィルタ媒体であって、内部キャビティに配置され流入口と流出口との間でフィルタ媒体を介して通過する流体を濾過するとともに、前記流体がフィルタ媒体を介して通過する時に前記流体から水を分離するフィルタ媒体と;
前記内部キャビティ内の水を示すために少なくとも部分的に透明に設けられた前記下側シェルと;
前記内部キャビティから水を排出するために開口するハウジングに設けられた排出弁とを備える;
フィルタ装置。
[第9の局面]
前記下側シェルは少なくとも部分的に透明となるようにプラスチック材料で成形される、第8の局面のフィルタ装置。
[第10の局面]
前記上側シェルと前記下側シェルとは互いに恒久的に接合されて使い捨て式のフィルタカートリッジを構成する、第8の局面のフィルタ装置。
[第11の局面]
前記フィルタ装置は前記フィルタカートリッジとともに装着基部を備え、前記装着基部は基部環状壁を含むカップ形状の受け口を有し、前記フィルタカートリッジは装着状態において前記上側シェルが前記カップ形状の受け口に実質的に受け入れられた状態となるように構成されるとともに、前記基部環状壁は実質的に前記上側シェルを囲み前記下側シェルの前記スカート部と前記上側シェルの前記上部環状壁との間に形成されたチャネルに受け入れられるように構成され、前記装着基部は前記上側シェルの開口部に受け入れられる液体の流入および流出のために同軸上に配置された1対の流体管をさらに有する、第8の局面のフィルタ装置。
[第12の局面]
前記上側シェルは上端壁および上部環状壁を有し、前記下側シェルは下端壁および下部環状壁を有し、前記上部環状壁は前記上端壁から前記下端壁に向かって延在するように設けられるとともに、前記下部環状壁は前記下端壁から前記上端壁に向かって延在するように設けられ、前記上部環状壁と前記下部環状壁とが結合されて設けられた、第8の局面のフィルタ装置。
[第13の局面]
フィルタカートリッジを備えるフィルタ装置であって:前記フィルタカートリッジはハウジングを形成する上側シェルと下側シェルとを備え、前記上側シェルは上端壁および上部環状壁を有し、前記下側シェルは下端壁および下部環状壁を有し、前記上部環状壁は前記上端壁から前記下端壁に向けて延在するように設けられるとともに、前記下部環状壁は前記下端壁から前記上端壁に向けて延在するように設けられ、前記上部環状壁と前記下部環状壁とは結合されて設けられ、前記フィルタカートリッジは流体を連通するために前記上端壁において少なくとも1つの開口部を有し、気密的に前記上側シェルに接合し流体を濾過するように配置されるフィルタ媒体のリングを有し、前記下側シェルは装着ボウルを形成し、前記上側シェルは前記装着ボウルが再利用可能である一方で、前記上側シェルおよび前記フィルタ媒体が脱着および使い捨て可能となるように前記下側シェルに取り外し可能に結合されて設けられた、フィルタ装置。
[第14の局面]
前記下側シェルはプラスチック材料によって少なくとも部分的に透明にモールド成形されて設けられ、前記下側シェルに設けられた排出口と前記排出口を開閉するように配置された排出バルブとをさらに有する、第13の局面のフィルタ装置。
[第15の局面]
前記上部環状壁と前記下部環状壁との間に配置されたシール部をさらに備える、第13の局面のフィルタ装置。
[第16の局面]
前記シール部は前記上側シェルによって担持され、前記上側シェルおよび前記フィルタ媒体とともに使い捨て可能に設けられた、第13の局面のフィルタ装置。
[第17の局面]
前記下部環状壁は前記上端壁の上方および周囲に延在するスカート部を構成し、前記下部環状壁の前記スカート部は前記フィルタカートリッジの装着基部への脱着可能な取り付けに適する保持構造を有する、第13の局面のフィルタ装置。
[第18の局面]
前記フィルタ装置は前記フィルタカートリッジとともに前記装着基部を備え、前記装着基部は基部環状壁を含むカップ形状の受け口を有し、前記フィルタカートリッジは装着状態において前記上側シェルが前記カップ形状の受け口に実質的に受け入れられた状態に設けられるとともに、前記基部環状壁は実質的に前記上側シェルを囲み前記下側シェルの前記スカート部と前記上側シェルの前記上環状壁との間に形成されたチャネルに受け入れられるように構成され、前記装着基部は前記上側シェルの前記開口部に受け入れられる液体の流入および流出のために同軸上に配置された1対の流体管をさらに有する、第17の局面のフィルタ装置。
[第19の局面]
フィルタカートリッジを備えるフィルタ装置であって:前記フィルタカートリッジはハウジングを形成する上側シェルと下側シェルとを備え、前記上側シェルは上端壁および上部環状壁を有し、前記下側シェルは下端壁および下部環状壁を有し、前記上部環状壁は前記上端壁から前記下端壁に向けて延在するように構成されるとともに、前記下部環状壁は前記下端壁から前記上端壁に向けて延在するように構成され、前記上部環状壁と前記下部環状壁とは結合されて設けられ、流体を連通するために前記上端壁において少なくとも1つの開口部を有し、前記ハウジングの流体を濾過するように配置されたフィルタ媒体を有し、前記ハウジングに沿って突出するスカート部が設けられ、前記スカート部は前記スカート部に異なる角度位置において一体的にモールド成形された複数の個別に設けられた保持タブを有する、フィルタ装置。
[第20の局面]
前記保持タブは前記スカート部の残りの部分に対して相対的に半径方向の外側に延在するように構成され、各保持タブの後方には個別の凹部が形成されるように構成された、第19の局面のフィルタ装置。
[第21の局面]
前記保持タブはスカート部の周囲に等しい角度間隔で成形されるように構成されるとともに、前記下側シェルに形成されるように設けられた、第19の局面のフィルタ装置。
[第22の局面]
前記フィルタ装置は前記フィルタカートリッジとともに前記装着基部を備え、前記保持タブは前記フィルタカートリッジを基部に装着状態に保持し、前記装着基部は基部環状壁を含むカップ形状の受け口を有し、前記フィルタカートリッジは装着状態において前記上側シェルが前記カップ形状の受け口に実質的に受け入れられた状態に設けられるとともに、前記基部環状壁は実質的に前記上側シェルを囲み前記下側シェルの前記スカート部と前記上側シェルの前記上環状壁との間に形成されたチャネルに受け入れられるように構成され、前記装着基部は前記上側シェルの開口部に受け入れられる液体の流入および流出のために同軸上に配置された1対の流体管をさらに有する、第19の局面のフィルタ装置。
[第23の局面]
フィルタカートリッジであって:
ハウジングを形成する上側シェルおよび下側シェルであって、前記上側シェルは上端壁および上部環状壁を有し、前記下側シェルは下端壁および下部環状壁を有し、前記上部環状壁は前記上端壁から前記下端壁に向かって延在するように構成されるとともに、前記下部環状壁は前記下端壁から前記上端壁に向かって延在するように構成され、前記上部環状壁と前記下部環状壁とは結合されて構成された、上側シェルおよび下側シェルと;
流体を連通するために前記上端壁に設けられた第1開口部であって、前記第1開口部にそって第1シール材が設けられる第1開口部と;
前記ハウジングに配置されたフィルタ媒体のリングと;
前記ハウジング内で前記フィルタ媒体の一端に気密的に取り付けられる逆流端部キャップであって、前記第1開口部と第2開口部に沿って設けられた第2シール材との略同軸上に第2開口部を有する逆流端部キャップと;
前記フィルタ媒体の他端に気密的に取り付けられる第2端部キャップと;
前記ハウジングと前記逆流端部キャップとの間に設けられるリブであって、前記逆流端部キャップと前記ハウジングとを一体的に接合するリブとを備える;
フィルタカートリッジ。
[第24の局面]
前記ハウジングおよび前記逆流端部キャップはプラスチック構造により設けられ、前記リブは前記逆流端部キャップにモールド成形され、前記上側シェルの内側に形成された複数の対応ポケット内の前記上側シェルにプラスチック溶接または接着剤で固定されるように設けられた、第23の局面のフィルタカートリッジ。
[第25の局面]
前記第2開口部は流出口を構成するとともに、前記第1開口部は流入口を構成し、前記カートリッジは燃料を前記第1開口部の流入口および前記逆流端部キャップの周囲を介してフィルタエレメントへ導くとともに、前記フィルタ媒体を介して前記第2開口部の流出口へと導くことに適するように構成され、前記第2端部キャップは前記下側シェルの本体から離間してその間には流路が形成されて排出口へと通じるように構成され、前記排出口を開閉するように配置された排水バルブをさらに有する、第23の局面のフィルタカートリッジ。

Claims (11)

  1. フィルタカートリッジを備えるフィルタ装置であって、前記フィルタカートリッジはハウジングを形成する上側シェルと下側シェルとを備え、前記上側シェルは上端壁および上部環状壁を有し、前記下側シェルは下端壁および下部環状壁を有し、前記上部環状壁は前記上端壁から前記下端壁に向けて延在するように設けられるとともに、前記下部環状壁は前記下端壁から前記上端壁に向けて延在するように設けられ、前記上部環状壁と前記下部環状壁とは結合されて設けられ、流体を連通するために前記上端壁において少なくとも1つの開口部を有し、流体を濾過するように前記ハウジング内に配置されるフィルタ媒体を有し、前記下部環状壁が前記上側シェルの上部環状壁を包囲して延在するスカート部を構成するとともに、前記下部環状壁のスカート部がフィルタカートリッジの解除可能な取付けに適した保持構造を有するように構成され、前記下部環状壁のスカート部と前記上側シェルの上部環状壁とがそれらの間に前記フィルタカートリッジの、フィルタ装着部からの解除可能な取付けに適した円形の受けチャネルを画成し
    前記保持構造は前記下側シェルの下部環状壁のスカート部の円筒状の壁の内面に形成された、前記受けチャネル内で前記フィルタ装着部に前記フィルタカートリッジを取り付ける少なくとも1つのネジ部を有する;
    フィルタ装置。
  2. 前記上側シェルと前記下側シェルとは恒久的に取り付けられ、前記フィルタカートリッジは全体が使い捨て可能に設けられた、請求項1のフィルタ装置。
  3. 前記下側シェルが再利用可能である一方で、前記上側シェルおよび前記フィルタ媒体は前記下側シェルに対して脱着および使い捨てが可能に設けられ、前記上側シェルは前記下側シェルに取り外し可能に結合されるように構成された、請求項1のフィルタ装置。
  4. 前記フィルタカートリッジは燃料から水を濾過するとともに、燃料から微粒子を濾過するために適した燃料フィルタカートリッジであり、前記下側シェルは前記燃料フィルタカートリッジ内に水位インジケータを一体的に設けるために少なくとも部分的に透明に設けられ、前記下側シェルは水を重力により排出するための排出口を有し、前記排出口を開閉する排出バルブをさらに有する、請求項1乃至請求項3のいずれか一項のフィルタ装置。
  5. 前記フィルタ媒体は、恒久的かつ取り外し不可能に前記上側シェルに接合されるように構成された、請求項1乃至請求項4のいずれか一項のフィルタ装置。
  6. 前記フィルタ媒体は、気密的に前記上側シェルに接合する前記フィルタ媒体のリングとして構成された、請求項1乃至請求項5のいずれか一項のフィルタ装置。
  7. 前記上部環状壁と前記下部環状壁との間に配置されたシール部をさらに備え、前記シール部は前記上側シェルによって担持され、前記上側シェルおよび前記フィルタ媒体とともに使い捨て可能に設けられた、請求項1乃至請求項6のいずれか一項のフィルタ装置。
  8. 前記フィルタ装置は前記フィルタカートリッジとともに、前記フィルタ装着部としての装着基部を備え、前記装着基部は基部環状壁を含むカップ形状の受け口を有し、前記フィルタカートリッジは装着状態において前記上側シェルが前記カップ形状の受け口に受け入れられた状態となるように構成されるとともに、前記基部環状壁は前記上側シェルを囲み前記下側シェルの前記スカート部と前記上側シェルの前記上部環状壁との間に形成されたチャネルに受け入れられるように構成され、前記基部環状壁は前記チャネル内で前記下側シェルの保持構造が有するネジ部と嵌合する基部環状壁側ネジ部を有し、前記装着基部は前記上側シェルの前記開口部に受け入れられる液体の流入および流出のために同軸上に配置された1対の流体管をさらに有する、請求項1乃至請求項のいずれか一項のフィルタ装置。
  9. ハウジングを形成する上側シェルおよび下側シェルであって、前記上側シェルは上端壁および上部環状壁を有し、前記下側シェルは下端壁および下部環状壁を有し、前記上部環状壁は前記上端壁から前記下端壁に向かって延在するように構成されるとともに、前記下部環状壁は前記下端壁から前記上端壁に向かって延在するように構成され、前記上部環状壁と前記下部環状壁とは結合されて構成された、上側シェルおよび下側シェルと;
    流体を連通するために前記上端壁に設けられた第1開口部であって、前記第1開口部にそって第1シール材が設けられる第1開口部と;
    前記ハウジング内に配置されたフィルタ媒体のリングと;
    前記ハウジング内で前記フィルタ媒体の一端に気密的に取り付けられる逆流端部キャップであって、前記第1開口部と第2開口部に沿って設けられた第2シール材との略同軸上に前記第2開口部を有する逆流端部キャップと;
    前記フィルタ媒体の他端に気密的に取り付けられる第2端部キャップと;
    前記ハウジングと前記逆流端部キャップとの間に設けられるリブであって、前記逆流端部キャップと前記ハウジングとを一体的に接合するリブとを備え;
    前記下部環状壁が前記上側シェルの上部環状壁を包囲して延在するスカート部を構成するとともに、前記下部環状壁のスカート部がフィルタカートリッジの解除可能な取付けに適した保持構造を有するように構成され、前記下部環状壁のスカート部と前記上側シェルの上部環状壁とがそれらの間に前記フィルタカートリッジの、フィルタ装着部からの解除可能な取付けに適した円形の受けチャネルを画成し;
    前記保持構造は前記下側シェルの下部環状壁のスカート部の円筒状の壁の内面に形成された、前記受けチャネル内で前記フィルタ装着部に前記フィルタカートリッジを取り付ける少なくとも1つのネジ部を有する;
    フィルタカートリッジ。
  10. 前記ハウジングおよび前記逆流端部キャップはプラスチック材料により設けられ、前記リブは前記逆流端部キャップにモールド成形され、前記上側シェルの内側に形成された複数の対応するポケット内で前記上側シェルにプラスチック溶接または接着剤で固定されるように設けられた、請求項9のフィルタカートリッジ。
  11. 前記第2開口部は流出口を構成するとともに、前記第1開口部は流入口を構成し、前記カートリッジは燃料を前記第1開口部の流入口および前記逆流端部キャップの周囲を介して前記フィルタ媒体へ導くとともに、前記フィルタ媒体を介して前記第2開口部の流出口へと導くことに適するように構成され、前記第2端部キャップは前記下側シェルの本体から離間してその間には流路が形成されて排出口へと通じるように構成され、前記排出口を開閉するように配置された排水バルブをさらに有する、請求項9又は請求項10のフィルタカートリッジ。
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