JP5852962B2 - 液体フィルタのアセンブリ、システム及び方法 - Google Patents
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Description
本出願は、米国以外の全ての指定国に対する出願人である米国国内企業のドナルドソン会社の名において、並びに米国のみの指定に対する出願人であり二人とも米国市民であるブラッドリーS.ホナーマンとジョンR.ハッカーの名において、2010年11月3日に国際特許出願として出願されたものであり、2009年11月5日に出願された米国仮特許出願第61/258,395号に対して優先権を主張する。
フィルタは、内燃機関の潤滑油システム及び燃料システムと高効率の装置の液圧システムとに関連して一般的に使用される。また、フィルタは、他の多くの液体システムでも使用される。これらのシステムでは、フィルタは定期的に交換される。当技術分野では、少なくとも2種類の標準フィルタが使用される。1つは、スピンオンキャニスタフィルタ(spin−on canister filter)であり、他方は、ボウルカートリッジフィルタ(bowl−cartridge filter)である。
1つの態様では、これらと他の問題に取り組むために、フィルタカートリッジが提供される。フィルタカートリッジは、開いている第1開口部を画定する第1端部キャップを有し、第1端部キャップは、第1端部キャップシール部材を保持し、第1端部キャップは、半径方向外面と半径方向内面とを有する、軸方向に延びているネック部を画定し、第1端部キャップシール部材は、半径方向外面で軸方向に延びているネック部によって保持されている。フィルタカートリッジは、ネック部の半径方向内面内で半径方向内面と接触し、かつ開いている第1開口部を取り囲込んでいるキーリング(鍵環)を有する。フィルタカートリッジは、キーリングから開いている第1開口部に延びている、第1突起物と第2突起物とを少なくとも有し、第1突起物は、第2突起物からキーリングに沿って垂直方向に間隔をあけて配置されており、第1突起物は、第2突起物からキーリングに沿って円周方向に間隔をあけて配置されている。フィルタカートリッジは、開いているフィルタ内部を画定し、かつ対向する第1端部と第2端部とを有するフィルタ媒体の管状構造物を有し、第1端部は、第1端部キャップに固定されており、開いている第1開口部は、開いているフィルタ内部と連通している。フィルタカートリッジは、フィルタ媒体の第2端部に固定されている第2端部キャップを有し、フィルタカートリッジがフィルタヘッドに接続されるとき、第1突起物と第2突起物とは、フィルタヘッド中でロックアウトアセンブリと係合してフィルタカートリッジがフィルタヘッドに接続することを可能にする。
フィルタアセンブリとフィルタヘッドを含むろ過システムの例示の実施例を、添付の図に示す。図に示されていない多くの実施例が想定されることを理解すべきである。図1は、フィルタヘッド42とフィルタアセンブリ44を含むフィルタシステム40を示す。
ここで、第1実施例のフィルタカートリッジ46を示す図7と図8を参照すると、フィルタヘッド42と取外し可能に接続するためのフィルタカートリッジ46が提供される。この実施例では、フィルタカートリッジ46は、ボウルカートリッジフィルタアセンブリ45(図5と図6)の一部としてカートリッジハウジング48から取外し可能で取替え可能なフィルタカートリッジである。
ここで、フィルタヘッド42の概要図を提供する。図1〜4を、特に、図3と図4を参照すると、フィルタヘッド42の例示の実施例が示される。フィルタヘッドは、内部空間160(図4)を画定する周囲壁158を有するフィルタブロック156を含む。フィルタブロック156は、ろ過されていない液体を取り入れるための入口部162とろ過された液体を出力するための出口部164を画定する。図示された例示の実施例では、入口部162と出口部164は、前進流れフィルタシステムのために設定されており、このシステムでは、流体は、入口部162を通ってフィルタヘッド42に入り、フィルタ媒体60の外部を取り巻いてフィルタヘッド42を通過しフィルタ内部に入り、次に、フィルタヘッド42の出口部164を通過する。すなわち、流れは「標準流れ」である。他の構成では、フィルタシステム40は、逆の流れのために設定されており、このシステムでは、流体は、フィルタヘッド42からフィルタ内部64に入り、次に、フィルタ媒体60を通り、次に、フィルタヘッド42の出口部164を通過する。
ここで、アダプタアセンブリ186を例示する図11〜13を参照する。この実施例では、アダプタアセンブリ186は、アダプタアセンブリ166と、固定スリーブ180と、固定バネ182と固定リング178を含む。
固定スリーブ180は、第1の固定された位置から固定されていない位置まで固定リング178に対して回転可能である。図19に第1の固定された位置を示す。第1の固定された位置は、固定リング178の複数の指194からと一直線上に並んでいない、固定スリーブ180の指収容開口部238を含む。と一直線上に並んでいないによって、図19に示すように、指194が指収容開口部238と一直線上に並べられていないことを意味し、指119は、指収容開口部238の隣の円周方向に間隔をあけて配置されている。
図34〜40は、図1〜図33で前に説明されたシステムとそのシステムの一部及び部品とともに完全に使用することができる追加の変更を示す。そういうものとして、これらの変更のそれぞれは、他の機能的な部品の全てともに完全に記載されていなだろう。むしろ、図34〜40の変更は、上記の完全に記載されたすべてのものとともに使用可能であることを理解すべきである。適切な範囲まで、上記の記載と説明は、引用によりこの部分に合体される。
Claims (11)
- フィルタヘッドに取外し可能に接続するためのフィルタカートリッジであって、
前記フィルタカートリッジは前記フィルタヘッドに接続されると共にカートリッジハウジング内に搭載され、
前記フィルタヘッドと前記カートリッジハウジングとは、前記フィルタヘッドに対して前記カートリッジハウジングを長手方向軸周りに回転させて前記フィルタヘッドと前記カートリッジとを接続するねじ接続部を含み、
(a)前記フィルタカートリッジは、開いている第1開口部を画定する第1端部キャップを有し、
(i)前記第1端部キャップは、第1端部キャップシール部材を保持し、
(ii)前記第1端部キャップは、半径方向外面と半径方向内面とを有する、軸方向に延びているネック部を画定し、
(A)前記第1端部キャップシール部材は、前記半径方向外面で前記軸方向に延びているネック部によって保持されており、
(b)前記フィルタカートリッジは、前記第1端部キャップに対して前記長手方向軸周りに回転可能に前記ネック部の前記半径方向内面内に配置され、かつ前記開いている第1開口部を取り囲んでいるキーリングを有し、
(c)前記フィルタカートリッジは、前記キーリングから前記開いている第1開口部に延びている第1突起物と第2突起物とを少なくとも有し、
(i)前記第1突起物は、前記キーリングに沿って垂直方向に前記第2突起物から間隔をあけて配置されており、
(ii)前記第1突起物は、前記キーリングに沿って円周方向に前記第2突起物から間隔をあけて配置されており、
(d)前記フィルタカートリッジは、開いているフィルタ内部を画定し、かつ対向する第1端部と第2端部とを有するフィルタ媒体の管状構造物を有し、前記第1端部は、前記第1端部キャップに固定されており、
(i)前記開いている第1開口部は、前記開いているフィルタ内部と連通しており、
(e)前記フィルタカートリッジは、前記フィルタ媒体の前記第2端部に固定されている第2端部キャップを有し、
前記フィルタカートリッジが前記フィルタヘッドに接続されるとき、前記第1突起物と前記第2突起物とは、前記フィルタヘッドのロックアウトアセンブリと円周方向に係合して前記フィルタカートリッジを前記フィルタヘッドに接続させることを可能にすることを特徴とするフィルタカートリッジ。 - (a)前記第1突起物と前記第2突起物とは、円周方向に互いに50°以内の角度を空けて配置されており、
(b)前記第1突起物と前記第2突起物とは、互いに35°より大きい角度を空けて配置されており、
(c)前記第1端部キャップの前記開いている第1開口部は内径を画定し、
(d)前記第1突起物と前記第2突起物との間の垂直方向の距離は、前記内径の8〜15%であることを特徴とする請求項1に記載のフィルタカートリッジ。 - (a)前記フィルタカートリッジは、前記キーリングから前記開いている第1開口部に延びている少なくとも1つの第3突起物を更に有し、
(i)前記第3突起物は、前記第1突起物と前記第2突起物とから円周方向に間隔をあけて配置されており、
(ii)前記第3突起物は、前記第1突起物または前記第2突起物のうちのいずれか1つの突起物だけから垂直方向に間隔をあけて配置されており、
(b)前記フィルタカートリッジは、前記キーリングから前記開いている第1開口部に延びている少なくとも1つの第4突起物を有し、
(i)前記第4突起物は、前記第1突起物と前記第2突起物と前記第3突起物とから円周方向に間隔をあけて配置されており、
(ii)前記第4突起物は、前記第1突起物と前記第2突起物と前記第3突起物のうちの2つの突起物だけから垂直方向に間隔をあけて配置されており、
(c)前記第1突起物と前記第2突起物と前記第3突起物と前記第4突起物とのうちの2つの突起物は、円周方向に互いに50°以内の角度をあけて配置されており、前記第1突起物と前記第2突起物と前記第3突起物と前記第4突起物のうちの残りの2つの突起物は、円周方向に互いに50°以内の角度をあけて配置されていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のフィルタカートリッジ。 - (a)前記フィルタカートリッジは、前記キーリングと前記第1端部キャップとの間で、摩擦リングと***構成物とのうちの少なくとも1つを含む摩擦誘発構造物を更に有し、前記摩擦リングは、前記キーリングの半径方向外面と前記ネック部の半径方向内面との間にあり、
(i)前記摩擦誘発構造物は、前記キーリングを保持し、回転力が働くとき、前記キーリングが前記第1端部キャップに対して前記長手方向軸の周りを回転移動することを可能にし、
(b)前記キーリングは、円周方向に間隔をあけて配置されている複数の開いているスロットを画定する軸方向端部先端を含み、
(i)前記スロットは、前記フィルタカートリッジが前記フィルタヘッドに取付けられるとき、前記フィルタヘッドの一部を収容し、
(c)前記第1端部キャップは、前記第1端部キャップから延びている複数の突起物を有し、
(i)前記フィルタカートリッジが前記カートリッジハウジング中に設置されるとき、複数のタブは、前記カートリッジハウジングの一部と係合して前記カートリッジハウジングの前記一部から前記フィルタカートリッジを間隔をあけて配置することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のフィルタカートリッジ。 - フィルタアセンブリであって、
請求項1に記載のフィルタカートリッジを有し、
(a)前記第2端部キャップは、前記開いているフィルタ内部と連通する開いている第2開口部を画定し、
(i)前記第2端部キャップは、第2端部キャップシール部材を保持し、
(b)前記フィルタアセンブリは、請求項1に記載のカートリッジハウジングを有し、前記フィルタカートリッジは、前記フィルタヘッドに接続可能であるボウルを含む前記カートリッジハウジングに取外し可能に設置することができることを特徴とするフィルタアセンブリ。 - フィルタアセンブリであって、
請求項1に記載のフィルタカートリッジを有し、
(a)前記第2端部キャップは閉じられており、
(b)前記フィルタアセンブリは、前記フィルタヘッドに接続可能な請求項1に記載のカートリッジハウジングを有し、前記フィルタカートリッジは、前記カートリッジハウジングに恒久的に設置することができることを特徴とするフィルタアセンブリ。 - 請求項5に記載のフィルタアセンブリであって、
(a)前記ボウルは、内部空間と、開いている口部と、前記口部に対向する端部と、を画定する周囲壁を含み、
(i)前記フィルタカートリッジは、前記ボウルの前記内部空間内に取外し可能に配置されており、
(b)前記フィルタアセンブリは、前記開いているフィルタ内部内に配置されている多孔性のインナライナーを更に有し、前記インナライナーは、前記インナライナーから半径方向内側に突き出ている少なくとも1つのタブを含むことを特徴とするフィルタアセンブリ。 - フィルタシステムであって、
請求項5または請求項6に記載のフィルタアセンブリを有し、
(a)前記フィルタシステムは、フィルタヘッドを有し、
(i)前記フィルタヘッドは、内部空間を画定する周囲壁を有するフィルタブロックを有し、前記フィルタブロックは、入口部と出口部とを画定し、
(ii)前記フィルタヘッドは、前記内部空間内で前記フィルタブロックに固定されているアダプタを有し、
(A)前記アダプタは、内部管状壁を取り囲む外面を有し、
(B)前記内部管状壁は、半径方向外面と半径方向内面とを有し、
(iii)前記フィルタヘッドは、前記アダプタに固定されている固定リングを有し、
(A)前記固定リングは、対向する第1軸方向表面及び第2軸方向表面を有し、かつ中央開口部を画定する平らな基部を有し、前記アダプタの前記内部管状壁は前記中央開口部にはめ込まれており、
(B)前記固定リングは、前記第1軸方向表面から突き出ている複数の指を有し、
(iv)前記フィルタヘッドは、固定スリーブを有し、
(A)前記固定スリーブは、管状壁を有し、前記固定スリーブの前記管状壁は、前記アダプタの前記内部管状壁の半径方向外面に接触しており、
(1)前記固定スリーブの前記管状壁は、前記管状壁に沿って複数の溝を有し、
(B)前記固定スリーブは、前記固定スリーブの前記管状壁を取り囲みかつ前記固定スリーブの前記管状壁から突き出ているカラーを有し、前記カラーは、複数の指収容開口部を画定し、
(C)前記固定スリーブは、第1の固定された位置から固定されていない位置まで固定リングに対して回転可能であり、
(1)前記第1の固定された位置は、前記固定リングの前記複数の指と一直線上に並んでいない前記複数の指収容開口部を含み、
(2)前記固定されていない位置は、前記固定リングの前記複数の指と一直線上に並んでいる前記複数の指収容開口部を含み、前記指は、前記指収容開口部に侵入して前記固定リングが前記固定スリーブと前記アダプタに対して軸方向に移動することを可能にし、
(v)前記フィルタヘッドは、前記第1の固定された位置に前記固定スリーブを偏らせる固定バネを有し、
(b)前記フィルタカートリッジは、前記フィルタヘッドに作動可能に接続することができ、前記第1突起物と前記第2突起物は、前記固定スリーブを前記第1の固定された位置から前記固定されていない位置まで移動させることを特徴とするフィルタシステム。 - (a)前記固定スリーブは、前記第1の固定された位置から第2の固定された位置まで前記固定リングに対して回転可能であり、
(i)前記第2の固定された位置は、前記固定リングの前記複数の指と一直線上に並んでいない前記複数の指を収容する開口部を含み、
(b)前記フィルタカートリッジの前記第1突起物は、前記第1の固定された位置から前記第2の固定された位置まで前記固定スリーブを回転させるために前記固定スリーブの前記管状壁の溝の1つと係合可能であり、
(i)前記第1の固定された位置は、前記第2突起物と前記固定スリーブの前記管状壁の溝の1つとの係合を妨げ、
(ii)前記第2の固定された位置は、前記第2突起物と前記固定スリーブの前記管状壁の溝の1つとの間の係合を可能にするために、回転された前記固定スリーブを含み、
(c)前記フィルタカートリッジの第2突起物は、前記第2の固定された位置から前記固定されていない位置まで前記固定スリーブを回転させるために、前記固定スリーブの前記管状壁の溝の別の1つと係合可能であり、
(d)前記フィルタカートリッジは、前記指を前記固定スリーブの前記指収容開口部に押し込むために前記フィルタヘッド中を軸方向に移動可能であることを特徴とする請求項8に記載のフィルタシステム。 - (a)前記アダプタの前記内部管状壁は、間隔をあけて配置され長手方向に延びている、突き出ている少なくとも2つの尾根と、前記半径方向外面上で間隔をあけて配置され、半径方向に突き出ている少なくとも2つの尾根とを有し、
(b)前記固定リングは、
(i)前記第2軸方向表面から延びているスカートを有し、前記スカートは、複数の開いているスロットを画定し、前記スカートは、半径方向内面と半径方向外面とを有し、
(ii)前記固定リングは、前記スカートの前記半径方向内面から延びている複数の半径方向タブを有し、前記半径方向タブは、前記アダプタの前記内部管状壁の前記半径方向外面上で、半径方向に突き出ている尾根の下方で閉じており、
(c)前記固定スリーブの前記管状壁は、1組の開口部を画定し、前記アダプタの前記内部管状壁の長手方向の尾根は、前記1組の開口部中にあり、
(d)前記固定リングは、前記平らな基部と前記スカートの半径方向外表面との間に延びている複数のガセットを含み、
(e)前記フィルタカートリッジの前記キーリングは、円周方向に間隔をあけて配置され、開いている複数のスロットを画定する軸方向端部先端を含み、
(i)前記スロットは、前記フィルタカートリッジが前記フィルタヘッドに作動可能に取付けられるとき、前記固定リングの前記ガセットを収容し、
(f)前記固定スリーブの前記管状壁は、前記アダプタの前記内部管状壁の半径方向外面と前記固定リングの前記スカートの半径方向内面との間でかつ接触しており、
(g)前記固定バネは、前記固定スリーブの前記管状壁の周りにあることを特徴とする請求項8に記載のフィルタシステム。 - 請求項1に記載のフィルタカートリッジと請求項1に記載のカートリッジハウジングとを含むフィルタアセンブリをフィルタヘッドに設置する方法であって、
(a)前記方法は、フィルタカートリッジとハウジングとを含むフィルタアセンブリをフィルタヘッドに配置する工程を有し、
(i)前記フィルタヘッドは、固定リングと固定スリーブとを保持するブロックを含み、
(A)前記固定リングは複数の指を有し、
(B)前記固定スリーブは、管状壁と、前記固定スリーブの前記管状壁を取り囲みかつ前記固定スリーブの前記管状壁から突き出ているカラーとを有し、前記カラーは、複数の指収容開口部を画定し、前記固定スリーブは、第1の固定された位置から固定されていない位置まで前記固定リングに対して回転可能であり、前記第1の固定された位置は、前記固定リングの前記複数の指と一直線上に並んでいない前記複数の指収容開口部を含み、前記固定されていない位置は、前記固定リングの前記複数の指と一直線上にある前記複数の指収容開口部を含み、
前記方法は、
(b)配置する間に、前記フィルタアセンブリを前記固定スリーブに押し付けて前記固定スリーブを回転させ、かつ前記固定スリーブを前記固定された位置から前記固定されない位置まで移動させて、前記固定リングの前記指を前記固定スリーブの前記指収容開口部に一直線上に並べる工程と、
(c)前記フィルタヘッドに対して前記フィルタアセンブリと前記固定リングの両方を軸方向に移動する工程と、
(d)前記フィルタアセンブリを前記フィルタヘッドに作動可能に接続する工程と、
を有することを特徴とする方法。
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