【発明の詳細な説明】
転造ネジフィルタボウル
発明の背景 関係出願の相互参照
この出願は、1996年5月2日に出願されたアメリカ合衆国仮特許出願第6
0/016,724号に関する先の出願の利益を享受する。
1.技術分野
この発明は中圧フィルタを用いた転造ネジフィルタボウルに関する。
2.従来の技術
水圧駆動の作動油システムに使用される中圧フィルタは、400 PSI以上の圧
力に耐える必要がある。これらフィルタには、繰り返して又は周期的に圧力が加
えられる。従来の中圧フィルタは、スチール製の金属製ボウル又はキャニスタ(
筒状容器)と、ボウル中に配置されたフィルタ素子とを含む。なお、ボウルは、
フィルタヘッドに取り付けられており、このフィルタヘッドは、作動液が通る導
管(コンジット)に連通している。このようなボウルとフィルタ素子とは、一つ
の構成としてて製造される。キャニスタの開放端(オープンエンド)は、フィル
タヘッドに取り付けられるように、ネジが形成されている。このようなフィルタ
は、技術的には「スピンオン」フィルタと呼ばれている。フィルタ素子を備える
ボウルの全体は、フィルタヘッドに締め付けられ、導管と流体導通している。
フィルタ素子が汚れて古くなり寿命まで使用されると、フィルタ素子とボウル
を含むフィルタ全体は、フィルタヘッドから取り外されて処分される。フィルタ
素子とボウルは単一の構成であるので、フィルタ素子の処分は、フィルタボウル
の処分をも意味する。従って、フィルタ素子及び金属製ボウルとしての、従来の
スピンオンフィルタの両部分の処分は、ボウル自身がまだ破損しておらず、無駄
であり、環境にも悪影響を及ぼす。
この問題の解決法は、フィルタヘッドと結合するためのネジを備え、押し出し
金属製(アルミニウム等)の再利用可能なボウルを採用することである。従来、
このようなネジは、金属の外面に機械加工されている。機械加工するため、機械
加工対象のネジ域にあるボウルの壁は、例えば約1/2インチ程度に、比較的厚
くしなければならない。なお、比較的薄いボウル壁にネジを機械加工することは
一般的に困難である。なぜなら、壁の厚みを完全に削り取り、ボウルを使いもの
にならなくするからである。
なお、ボウルに加工するネジの数は少ないほうが好ましい。ネジが少ない方が
、ネジ切りが少なく、着脱の際のボウルの回転量が少なくてすむ。しかし、ネジ
の数が少ない場合、ネジの高さ(谷から山)を大きくする必要がある。ネジの高
さが大きい場合、ボウルの壁を比較的厚くしなければ、ネジを形成するために十
分な材料を切断することができない。一方、中圧フィルタでは、ろ過の内圧に耐
えるのに、そのような厚壁のフィルタボウルを必要としない。従って、厚壁のフ
ィルタボウルは、ネジの機械加工を行うだけのために、その圧力に対して必要以
上の量の金属を用いる。
さらに、機械加工ネジ部は、ボウルの金属の冶金特性を劣化させる。このよう
なネジ部は、ボウル内部にストレスを発生させることもある。機械加工により製
造されるネジの面は、通常、粗いので、汚れや埃等が付着しやすい。
従って、再利用でき、インストール(装着)が容易で、また、中圧に耐えるこ
とが可能な薄壁のネジフィルタボウルの開発が必要とされる。
発明の概要
この要請は、開放端と、閉鎖端と、複数の転造ネジを有する外面を有する壁と
を有する細長いキャニスタを含む本発明のフィルタボウルにより実現することが
できる。
なお、非ネジ形成部分は、開放端と複数の転造ネジとの間に配置され、また、
キャニスタはスチール製が望ましい。
キャニスタの壁厚は、約0.045から0.068インチの間が望ましく、約
800 PSTの内圧に耐え、少なくとも2400 PSIの最小降伏圧力を備えている
ことがよい。また、開放端の外面には、1インチ当たり4つ乃至6つのネジを設
置していることが望ましい。
また、ろ過装置にフィルタボウルを締め付けるためのトルクナット、望ましく
は、六角ナットが、閉鎖端に配置される。
望ましくは、キャニスタの外面は、複数のネジの端のネジから閉鎖端及びトル
クナットに亘って、パウダーコーティングで覆われる。
この発明は、開放端と閉鎖端と外面を含む壁体とで構成する細長いキャニスタ
を備えるフィルタアセンブリを含み、外面は、複数の転造ネジと、開放端と複数
の転造ネジとの間に配置する非ネジ形成部分と、を含む。
また、フィルタ素子はキャニスタの内部に配置され、ポーティングヘッドはネ
ジ式になっておりキャニスタの複数のネジと結合し、流体の流れ(ストリーム)
と流体導通する。シーリング・リング、望ましくは、オーリングは、非ネジ形成
部分を囲んで、フィルタアセンブリ内の細長いキャニスタをシールする。トルク
ナット、望ましくは、六角ナットは閉鎖端に固定され、フィルタアセンブリにイ
ンストールするために、トルクをキャニスタに加える。キャニスタはスチール製
であり、1インチ当たり約4つから6つのネジが存在することが望ましい。
この発明は、a)開放端と閉鎖端と外面を有する壁とを備える細長いキャニスタ
を深絞り加工するステップと、b)外面に複数のネジを転造するステップとを備え
るネジ・フィルタボウルの製造方法を含む。細長いキャニスタは、スチール製で
あることが望ましい。非ネジ形成部分は、キャニスタの外面の開放端と複数のネ
ジとの間に配置される。また、本発明の方法としては、トルクナットをキャニス
タの閉鎖端に取り付けたり、キャニスタの画面の複数のネジの端のネジから閉鎖
端及びトルクナットを含む領域に亘って、コーティングすることが挙げられる。
図面の簡単な説明
図1は、この発明のフィルタアセンブリの断面図であり、フィルタ素子の断面
も示す。
図2は、この発明のフィルタキャニスタの破断断面図である。
図3は、図2に示すフィルタキャニスタの一点鎖線円部分の拡大図である。
好適実施例の説明
この発明は、図1に示すようなフィルタアセンブリに関する。フイルタアセン
ブリ2は、ポーティングヘッド入口(インレット)6とポーティングヘッド出口
(アウトレット)12で成るポーティングヘッド4を含む。流体は、ポーティン
グヘッド入口6から流入し、フィルタボウル又はキャニスタ8に流れ込み、フィ
ルタ素子10を通過して、ポーティングヘッド出口12から流出する。キャニス
タオーリング(Oリング) 14は、フィルタキャニスタの開放端16と、ポー
ティングヘッド4のフランジ18との間に配置される。フィルタ素子オーリング
20が、ポーティングヘッド4の内部フランジ22とフィルタ素子10との部分
に配置される。
フィルタキャニスタ8は、その外面26上に複数のネジ24を備える。ポーテ
ィングヘッド4のフランジ18は、内側に、ネジが加工されており、フィルタキ
ャニスタ8のネジ24を受ける(螺合する)。
図2は、フィルタキャニスタ8の詳細な図を示す。フィルタキャニスタ8の外
面26の、開放端16に隣接する部分は、非ネジ形成部分(ネジ非加工部分)2
8を含む。非ネジ形成部分28は、キャニスタオーリング14を配置するための
面として寄与し、ポーティングヘッド4の内部をシールする。
フィルタキャニスタ8は望ましくは円筒形であり、半球形の閉鎖端30を備え
る。また、トルクナット32が閉鎖端30に配置されている。トルクナット32
は六角ナットであることが望ましい。トルクナット32は、ポーティングヘッド
4に、フィルタキャニスタ8をネジ止めするために、フィルタキャニスタ8を把
持するための面として寄与する。
複数のネジ24は、インチ当たり、4つから6のネジを備えているいることが
望ましく、フィルタキャニスタ8の外面26には、4つのネジ/インチを含む。
フィルタキャニスタ8の壁34の厚さは、約0.045から0.066インチの
間であることが望ましく、約0.063から0.068インチの間がより望まし
い。フィルタキャニスタ8は金属製、特にスチール製が望ましく、約800 PSI
の最大動作圧力と、少なくとも2400 PSIの最小降伏圧力とを備えていること
が望ましい。
キャニスタ8はコーティングされており、特に、端ネジ44から閉鎖端30と
トルクナット32の範囲で、外面26を覆うパウダーコーティング46が望まし
い。なお、パウダーコーティングは、腐食環境でフィルタキャニスタ8を用いる
際には、キャニスタ8のスチールを保護するためのコーティングとして機能する
。適切なコーティングは、パウダーコーティング又は2パートエポキシ塗装とを
含む。
図3に詳しく示すように、各ネジの高さは、ネジの谷36とネジの山38との
間の距離である。ネジの高さ「h」は、約0.045から0.062インチの間
であることが望ましい。ネジ谷36とネジ山38は、共に、キャニスタ8の壁体
25に平行な平坦面を備える。また、隣接するネジ山の平坦面の前縁(立上エッ
ジ)間の距離「d」は、約0.15から0.17インチであることが望ましい。
各ネジは、ネジ谷36とネジ山38の平坦面に対して角度「α」を成している前
方部(前縁部)40を備える。更に、各ネジは、前方部40の角度と反対方向に
ネジ谷36とネジ山38に対する角度「β」を成す後方部(後端部)42を備え
る。前方部40が、ネジ谷36の平坦部及び壁25とに垂直な面に対して成す角
度「α」は約20度である。一方、後方部42、ネジ谷36の平坦部と壁25と
に垂直な面とが成す角度「β」は、約10度である。
この発明は、ネジフィルタボウルの製造方法を含む。この発明の製造方法は、
開放端と閉鎖端と外面を含む壁とを備える細長いキャニスタの深絞り加工と、外
面上に複数のネジを転造することとを含む。また、外面の非ネジ形成部は、開放
端と複数のネジとの間に配置される。この発明の方法で構成するネジは、本フィ
ルタキャニスタに関して記述するネジと匹敵することが望ましい。更に、この発
明による方法は、トルクナットをキャニスタの閉鎖端に取り付けることを含む。
また、この発明の方法は、端のネジから閉鎖端とトルクナットまでの外面をコー
ティング、望ましくは、パウダーコーティングで覆うことを含む。
この発明は、前述の実施例と関連した形で詳細に記述しているが、この発明の
精神と範囲から離れることなく、当業者により、種々の変形を行ってもよい。従
って、この発明の範囲は以下の請求項により決定される。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION Cross-Reference to Related Applications of Rolled Thread Filter Bowl Invention This application is a benefit of a prior application relating to US Provisional Patent Application No. 60 / 016,724, filed May 2, 1996. To enjoy. 1. TECHNICAL FIELD The present invention relates to a rolled screw filter bowl using a medium pressure filter. 2. Prior art Medium pressure filters used in hydraulically driven hydraulic oil systems must withstand pressures of 400 PSI and above. These filters are repeatedly or periodically pressured. Conventional medium pressure filters include a steel metal bowl or canister (tubular container) and a filter element disposed in the bowl. The bowl is attached to a filter head, and the filter head communicates with a conduit through which the working fluid passes. Such a bowl and a filter element are manufactured as one configuration. The open end of the canister is threaded so that it can be attached to the filter head. Such filters are technically called "spin-on" filters. The entire bowl with the filter element is clamped to the filter head and is in fluid communication with the conduit. When the filter element becomes dirty and aged and used for life, the entire filter, including the filter element and bowl, is removed from the filter head and disposed of. Since the filter element and the bowl are of a single construction, disposal of the filter element also means disposal of the filter bowl. Thus, disposal of both parts of a conventional spin-on filter, as a filter element and a metal bowl, is not wasteful, the bowl itself is wasteful and has a negative impact on the environment. The solution to this problem is to employ a reusable bowl made of extruded metal (such as aluminum) with screws for coupling to the filter head. Conventionally, such screws are machined on the outer surface of the metal. For machining, the bowl wall in the threaded area to be machined must be relatively thick, for example on the order of about 1/2 inch. It is generally difficult to machine screws into relatively thin bowl walls. This is because the wall thickness is completely removed, making the bowl useless. In addition, it is preferable that the number of screws processed into the bowl is small. Fewer screws means less threading and less rotation of the bowl during attachment and detachment. However, when the number of screws is small, it is necessary to increase the height of the screws (from valley to crest). If the height of the screw is large, the wall of the bowl must be relatively thick to cut enough material to form the screw. On the other hand, a medium pressure filter does not require such a thick-walled filter bowl to withstand the internal pressure of filtration. Thus, thick-walled filter bowls use more metal than necessary for that pressure just to machine the screws. Further, the machined threads degrade the metallurgical properties of the metal in the bowl. Such a thread may cause stress inside the bowl. Since the surface of a screw manufactured by machining is usually rough, dirt, dust and the like are likely to adhere thereto. Therefore, there is a need for the development of a thin-walled screw filter bowl that is reusable, easy to install (install), and able to withstand medium pressure. SUMMARY OF THE INVENTION This need is fulfilled by a filter bowl of the present invention that includes an elongated canister having an open end, a closed end, and a wall having an outer surface having a plurality of rolled threads. In addition, the non-thread forming portion is disposed between the open end and the plurality of rolled screws, and the canister is desirably made of steel. The wall thickness of the canister is preferably between about 0.045 and 0.068 inches, and may withstand an internal pressure of about 800 PST and have a minimum yield pressure of at least 2400 PSI. Further, it is desirable that four to six screws per inch be provided on the outer surface of the open end. Also, a torque nut, desirably a hex nut, for fastening the filter bowl to the filtration device is located at the closed end. Desirably, the outer surface of the canister is covered with a powder coating, ranging from the screws at the ends of the plurality of screws to the closed end and the torque nut. The invention includes a filter assembly having an elongated canister comprising an open end, a closed end, and a wall including an outer surface, wherein the outer surface includes a plurality of rolled screws and a plurality of rolled screws between the open end and the plurality of rolled screws. A non-threaded portion to be disposed. Further, the filter element is disposed inside the canister, and the porting head is of a screw type and is connected to a plurality of screws of the canister, thereby providing fluid communication with a fluid stream. A sealing ring, desirably an O-ring, surrounds the non-threaded portion and seals the elongated canister in the filter assembly. A torque nut, preferably a hex nut, is secured to the closed end and applies torque to the canister for installation on the filter assembly. Preferably, the canister is made of steel and there are about 4 to 6 screws per inch. The present invention provides for the manufacture of a screw filter bowl comprising: a) deep drawing an elongated canister having an open end, a closed end, and a wall having an outer surface; b) rolling a plurality of screws on the outer surface. Including methods. Preferably, the elongated canister is made of steel. The non-threaded portion is located between the open end of the outer surface of the canister and the plurality of screws. Also, the method of the present invention may include attaching a torque nut to the closed end of the canister, or coating the canister screen from the end of the plurality of screws to the area including the closed end and the torque nut. . BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a cross-sectional view of a filter assembly of the present invention, also showing a cross-section of a filter element. FIG. 2 is a cutaway sectional view of the filter canister of the present invention. FIG. 3 is an enlarged view of a dash-dot-line circle portion of the filter canister shown in FIG. Description of the preferred embodiments This invention relates to a filter assembly as shown in FIG. The filter assembly 2 includes a porting head 4 having a porting head inlet (inlet) 6 and a porting head outlet (outlet) 12. Fluid enters at the porting head inlet 6, flows into the filter bowl or canister 8, passes through the filter element 10 and exits at the porting head outlet 12. The canister o-ring (O-ring) 14 is located between the open end 16 of the filter canister and the flange 18 of the porting head 4. A filter element O-ring 20 is arranged on the part of the inner flange 22 of the porting head 4 and the filter element 10. The filter canister 8 has a plurality of screws 24 on its outer surface 26. The flange 18 of the porting head 4 is internally threaded and receives (screw-fits) the screw 24 of the filter canister 8. FIG. 2 shows a detailed view of the filter canister 8. The portion of the outer surface 26 of the filter canister 8 adjacent the open end 16 includes a non-threaded portion (non-threaded portion) 28. The non-threaded portion 28 serves as a surface for arranging the canister o-ring 14 and seals the inside of the porting head 4. The filter canister 8 is preferably cylindrical and has a hemispherical closed end 30. Also, a torque nut 32 is disposed at the closed end 30. The torque nut 32 is desirably a hexagon nut. The torque nut 32 serves as a surface for gripping the filter canister 8 to screw the filter canister 8 to the porting head 4. Preferably, the plurality of screws 24 comprise four to six screws per inch, and the outer surface 26 of the filter canister 8 includes four screws / inch. Desirably, the thickness of the wall 34 of the filter canister 8 is between about 0.045 and 0.066 inches, more preferably between about 0.063 and 0.068 inches. The filter canister 8 is preferably made of metal, especially steel, and preferably has a maximum operating pressure of about 800 PSI and a minimum yield pressure of at least 2400 PSI. The canister 8 is coated, preferably a powder coating 46 covering the outer surface 26, in the range from the end screw 44 to the closed end 30 and the torque nut 32. When the filter canister 8 is used in a corrosive environment, the powder coating functions as a coating for protecting the steel of the canister 8. Suitable coatings include powder coatings or two-part epoxy coatings. As shown in detail in FIG. 3, the height of each screw is the distance between the thread crest 36 and the screw crest 38. Desirably, the height "h" of the screw is between about 0.045 and 0.062 inches. Both the thread root 36 and the thread 38 have a flat surface parallel to the wall 25 of the canister 8. Also, the distance "d" between the leading edges (rising edges) of the flat surfaces of adjacent threads is desirably about 0.15 to 0.17 inches. Each screw has a front portion (front edge) 40 that forms an angle “α” with the flat surface of the thread root 36 and the thread 38. Further, each screw includes a rear portion (rear end) 42 that forms an angle “β” with the thread root 36 and the thread 38 in a direction opposite to the angle of the front portion 40. The angle "α" formed by the front portion 40 with respect to a plane perpendicular to the flat portion of the thread groove 36 and the wall 25 is about 20 degrees. On the other hand, the angle “β” formed by the plane perpendicular to the wall 25 and the flat part of the rear part 42 and the screw root 36 is about 10 degrees. The present invention includes a method for manufacturing a screw filter bowl. The manufacturing method of the present invention includes deep drawing of an elongated canister having an open end, a closed end, and a wall including an outer surface, and rolling a plurality of screws on the outer surface. The non-thread forming portion on the outer surface is disposed between the open end and the plurality of screws. Preferably, the screws constructed with the method of the present invention are comparable to the screws described for the present filter canister. Furthermore, the method according to the invention comprises attaching a torque nut to the closed end of the canister. Also, the method of the present invention includes coating the outer surface from the end screw to the closed end and the torque nut, preferably with a powder coating. Although the present invention has been described in detail in connection with the above embodiments, various modifications may be made by those skilled in the art without departing from the spirit and scope of the invention. Accordingly, the scope of the present invention is determined by the following claims.
【手続補正書】
【提出日】1998年12月10日(1998.12.10)
【補正内容】
2.請求の範囲
1. 開放端と、閉鎖端と、外面を含む壁とを有する細長いキャニスタを具備し
、前記外面は、複数の転造ネジを備えることを特徴とするフィルタボウル。
2. 前記外面は、前記開放端と前記複数の転造ネジとの間に、配置された非ネ
ジ形成部分をさらに具備することを特徴とする請求項1に記載のフイルタボウル
。
3. 前記キャニスタはスチール製であることを特徴とする請求項2に記載のフ
ィルタボウル。
4. 前記複数の転造ネジは、1インチ当たり、約4つから6つのネジを具備す
ることを特徴とする請求項3に記載のフィルタボウル。
5. 前記ネジ間の距離は約0.15から0.17インチで、各ネジの高さは約
0.045から0.062インチであることを特徴とする請求項4に記載のフィ
ルタボウル。
6. 前記キャニスタの壁の厚さは約0.045から0.068インチの間であ
ることを特徴とする請求項5に記載のフィルタボウル。
7. 前記キャニスタは約800 PSIの内圧に耐え、少なくとも2400 PSIの
最小降伏圧力を備えることを特徴とする請求項6に記載のフィルタボウル。8
. a)開放端と閉鎖端と外面を含む壁とを有する細長いキャニスタを深絞り
加工するステップと、
b)前記外面に複数のネジを転造するステップと、
を有することを特徴とするネジフィルタボウルの製造方法。9
. 開放端と、閉鎖端と、外面を有する壁とを有し、前記外面が、複数の転造
ネジと、前記開放端と前記複数の転造ネジとの間に配置される非ネジ形成部分と
を有する細長いキャニスタと、
前記キャニスタの内部に配置されるフィルタ素子と、
流体ストリームと前記フィルタとを流体導通するポーティングヘッドであって
、前記キャニスタの前記複数のネジと結合するようにネジ加工されたポーティン
グヘッドと、
を備えることを特徴とするフィルタアセンブリ。[Procedure amendment] [Date of submission] December 10, 1998 (December 10, 1998) [Content of amendment] Claims 1. A filter bowl comprising an elongated canister having an open end, a closed end, and a wall including an outer surface, said outer surface comprising a plurality of rolled screws. 2. The filter bowl of claim 1, wherein the outer surface further comprises a non-threaded portion disposed between the open end and the plurality of rolled screws. 3. The filter bowl according to claim 2, wherein the canister is made of steel. 4. The filter bowl of claim 3, wherein the plurality of rolled screws comprises about 4 to 6 screws per inch. 5. The filter bowl of claim 4, wherein the distance between the screws is about 0.15 to 0.17 inches, and the height of each screw is about 0.045 to 0.062 inches. 6. The filter bowl of claim 5, wherein the wall thickness of the canister is between about 0.045 and 0.068 inches. 7. The filter bowl of claim 6, wherein the canister withstands an internal pressure of about 800 PSI and has a minimum yield pressure of at least 2400 PSI. <8 . a) deep drawing an elongated canister having an open end, a closed end, and a wall including an outer surface; and b) rolling a plurality of screws on the outer surface. Manufacturing method. 9 . An open end, a closed end, and a wall having an outer surface, wherein the outer surface has a plurality of rolled screws, and a non-threaded portion disposed between the open end and the plurality of rolled screws. An elongate canister having: a filter element disposed within the canister; and a porting head in fluid communication between a fluid stream and the filter, the porting head being threaded to mate with the plurality of screws of the canister. A filter assembly, comprising: a porting head.
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