JP2003509199A

JP2003509199A - 液体フィルタ構造と、製造と使用方法

Info

Publication number: JP2003509199A
Application number: JP2001524697A
Authority: JP
Inventors: エイヴィンドステナーセン，; デイヴィッド，ビー．ハーダー，; ジョン，アール．ハッカー，; ジェラルド，ディー．キラル，; ロナルド，ダブリュー．ストレイトメッター，; ケビン，ケイ．ソチャ，
Original assignee: Caterpillar Inc
Current assignee: Caterpillar Inc
Priority date: 1999-09-22
Filing date: 2000-09-20
Publication date: 2003-03-11
Also published as: ATE271910T1; WO2001021276A1; EP1229983A1; EP1229983B1; BR0014190A; AU3886001A; DE60012560D1

Abstract

(57)【要約】液体フィルタ構造は、レーザ溶接で缶に固定されるそらせ板を含む。フィルタエレメントは、缶の内部の中で動作可能に配設される。フィルタエレメントは、第１のエンドキャップ(124)と、この第１のエンドキャップに固定される媒体パック(54)とを含む。いくつかの実施例では第１のエンドキャップは、第１のエンドキャップと管状のメンバーの間で放射状に指向されたシールを形成するために、そらせ板の管状部材(74)の外側で環状の表面を放射状に当接させている。このタイプの液体フィルタ構造では、缶の壁の縦断面に沿って、その破裂強度が500から800 psi(約3.lから5.5MPa)にされている。このタイプの構造は、圧延または抱え継による継ぎ目と、内側のガスケットと内側に圧縮力があるスプリングとガスケット保持部を不要にできる。液体フィルタを使用するためのシステムについても記述される。またこれらのタイプのフィルタ構成の組み立て及び使用方法も記述される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】（発明の分野）本発明は、液体フィルタ構造と、製造と使用方法に関する。特に、この開示で
は、エンジンやトランスミッション潤滑システムやエンジン燃料システムや油圧
系統などの流体システムから汚染物質を掃除するために液体フィルタが使用され
る技術に係るものである。

【０００２】（発明の背景）種々の流体フィルタがある。例えばオイルまたは潤滑油や燃料フィルタ用の
ものがある。あるいは油圧フィルタがあり、この油圧フィルタは、通常、循環
環境下の液流中から、かなりの量の粒子物質を取り除くように動作する。

【０００３】一般に、そのようなフィルタは、比較的に薄い筒状の金属製のハウジングの中
に置かれたフィルタエレメントを含み、金属製のハウジングの開口部に押し込ま
れる金属そらせ板またはふた板を含んでいる。通常、ふた板に溶接されるガスケ
ット保持用の突起部が設けられており、ガスケット保持部は、圧延または抱え継
（lock seam）によりハウジンウに固定される。ふた板の中央には、ねじ部を設
けた開口部が形成されており、取り付け基部またはフィルタヘッドのねじ部を設
けたスタッドに対して回転するように構成されている。

【０００４】このタイプの流体フィルタを、高圧容器システムに適用するために数学的にモ
デル化して近似することができる。典型的な高圧容器システムは、周応力と縦応
力の２つのタイプの圧力を、主に被ることになる。周応力は、容器の内部圧力に
容器の半径を掛け、容器の肉厚で割ることによって計算される。周応力は、高圧
容器の表面に接して発生する。縦応力は、周応力(すなわち、高圧容器の縦軸に
平行)に対する直角方向に発生する圧力である。縦応力は、容器の内部圧力に容
器の半径を掛け、容器の肉厚の２倍で割ることによって計算される。

【０００５】縦応力は、周応力の値の1/2である。理論的に正確な高圧容器システムにおい
ては、高圧容器における圧力が破裂ポイントにまで上昇されると、破裂は高圧容
器の長手方向の継目に沿って起こるとされている。言い換えれば、このことは、
破裂ポイントが、縦応力ポイントで起こるのであれば、システムが破裂強度のた
めに最適化されていることを意味する。炸裂テストにおいて、システムが長手方
向の継目を除いた、他のポイントで破裂するならば、理論的にシステムが破裂強
度維持のために最適化設計されていないことを意味する。

【０００６】ガスケット保持部とハウジングとの間を圧延加工で固定した接続部を有してい
る従来のフィルタでは、内部圧力が機械的な強度限界ポイントに上昇されると、
通常は破裂は、この接続部に起こる。この接続部での破裂は、しばしば高圧容器
が長手方向の継目に沿って破裂するべきである圧力ポイントよりも、低い圧力で
起こる。

【０００７】さらに、従来のフィルタによれば、ガスケット保持部とハウジングとの間で圧
延加工による接続部を有していることで、他の問題がある。上述したように、そ
らせ板あるいはカバー板がプロジェクション溶接により、ガスケット保持部に通
常接続される。時々、このプロジェクション溶接は、振動あるいは圧力変動のた
めに壊れることがある。このプロジェクション溶接が壊れると、フィルタヘッド
からフィルタを回転して取り外すことはできなくなる。

【０００８】以上から、これらのタイプのフィルタシステムにおける改良が望まれている。（発明の概要）一つの考え方として、フィルタエレメントが缶の内部の中で動作可能に配設さ
れている状態で、ふた板またはそらせ板を缶に対して固定するように構成された
液体フィルタ構造が開示される。望ましくは、好まれた構造においてそらせ板
は金属製であり、少なくともおよそ0.080インチ(約2mm)の平均した横断面の厚み
を有する鉄鋼製である。好まれた構造では、缶は金属製、望ましくは鉄鋼製で
あり、そらせ板の厚みと異なっており、少なくともおよそ0.008インチ(約0.2mm)
である平均した横断面の肉厚を持つ。ある構成では、そらせ板は缶の厚みの少な
くとも200%であろう。望ましくは、缶はレーザ溶接された継ぎ目に沿ってそら
せ板に固定されるであろう。

【０００９】好ましい構造では、フィルタエレメントは、少なくとも第１のエンドキャップ
と、この第１のエンドキャップに固定される媒体パックを含むであろう。この第
１のエンドキャップは、放射状に突出して形成されることで、外側の環状表面を
有した管状部材との間で放射状に指向するシールを形成して、流入または流出用
の開口を形成する。

【００１０】ここで特徴付けられる液体フィルタ構造を利用するろ過システムが明らかにさ
れる。このろ過システムは潤滑システム、燃料システムまたは油圧系統を包括す
る。このようなシステムは、潤滑システムと燃料システムのために、約200psi(
約1.4MPa)以下の圧力で通常動作する。油圧系統の圧力は、より高いであろう。

【００１１】液体をフィルターにかけるための方法について明らかにされ、望ましくは、特
徴付けられる構造とシステムを利用することになる。

【００１２】また、フィルタを組み立てる方法も明らかにされる。好ましい方法では、そら
せ板に缶をレーザ溶接することを含み、缶とそらせ板が異なった厚みを持ってい
るであろう。

【００１３】（詳細な記述）Ａ. 典型的なシステムの動作図１は、典型的なシステムと、その応用例について動作原理に従って示した、
ろ過設備の概要図である。図１において、システムは20で表現されている。この
システムはエンジン24を有する機械22を含むであろう。この機械22は、掘削機、
スキッドステアローダ、フォークリフト、トラクタ、高速道路走行用トラック
、パワーボート、発電所と他の機械群と設備を含む。この機械22は、さまざまな
サイズとパワーを機械22に与えるエンジン24を備える。このエンジン24は、ろ過
設備26による掃除を必要とする潤滑油システムか燃料システムを含むであろう。
典型的な好まれたシステム20においては、ろ過設備26を含むことになり、このろ
過設備は、およそ200psi（およそ1.4MPa)以下の動作圧であって、0から175psiの
衝動疲労圧（およそ1.20MPa)下において25万回の疲労強度を達成する典型的な動
作圧下で作動する。このシステム20は、少なくとも10馬力、通常はおよそ900馬
力(およそ70KW)以下あるいは、通常は50-400馬力(約30-300 KW)の多くのシステ
ムを構成するサイズを含むさまざまなエンジンがある。

【００１４】この機械22は、さらに油圧系統を持つことができ、ここでは油圧を発生する油
圧油のろ過と浄化が必要となることになる。これらのタイプのシステムでは、油
圧油を浄化するために、ろ過設備26を使用するであろう。浄化されるべき油圧油
に使用されるろ過設備26は、約1,000psi(約6.9MPa)と典型的な衝動疲労圧である
500psi(3.4MPa)下において、10⁶回の疲労強度を達成する典型的な動作圧を持つ
こととなる。

【００１５】Ｂ. 図２と図３に図示の実施例図２を参照して、図２において、ろ過設備26が図式的に正面図として示されて
いる。本図において、アセンブリ26は、フィルタヘッドかベース42に取り付けら
れる流体フィルタ構成あるいはカートリッジ40を含む。例えば、このアセンブリ
26が油フィルタとして構成されることとなる。一般的には、フィルターにかけら
れるべきオイルは、入り口の入口46を矢印44の向きに流れてフィルタベース42に
入る。このようにして流入した流体は、以下に記述される方法によるろ過のため
に、カートリッジ40に向かう。そして、ろ過されたオイルは一般にフィルタヘッ
ド42に戻った後に、出口50を通して、矢印48で示される方向に流れることで、外
側に流出する。この入り口の入口46と、出口50は、適当な継手を導管とを用いて
適切に組み立てられてることで構成されるであろう。整備点検のために、定期的
にフィルタカートリッジ40がベースあるいはヘッド42から取り外される。通常は
、フィルタカートリッジ40とヘッド42との間の係合は、ねじを有したカートリッ
ジ40を回転することで行われる。この回転係合の構成は共通化されている。多く
の例では、カートリッジ40は移動可能であり、取替え可能になるように設計され
るであろう。すなわち、定期的にカートリッジ40は新品または整備されたカート
リッジと取り替えられる。

【００１６】次に、図３を参照して、図３は図２のフィルタカートリッジ40の断面を示した
概略図である。図３において、図示の構成は「前進の流れ」システムであること
が図示されている。すなわち、動作する間、フィルタエレメントの外側の領域か
ら内側の領域において、ろ過のための流体流動が形成されることになる。このよ
うな構成は、対称的な「逆流」構成に対して周知であり、この「前進の流れ」構
成は、流体流動が「逆流」する構成とは反対となる構成である。

【００１７】好ましい構成のフィルタカートリッジ40は、ハウジング52と内部に配設された
フィルタエレメント54を含む。このフィルタハウジング52は外側の缶56とふた板
あるいはそらせ板58を含む。

【００１８】好ましい構成によれば、缶56は、一般にドーム形または半球形の端壁62を持っ
ており、円筒形状に近似する周囲の壁60を有しており、開口した開口内部64を規
定している。この開口内部64は、フィルタエレメント54を受ける容器としての機
能を有している。望ましくは、缶56の壁60は、缶56の全体の半径と比べると薄く
形成される。望ましくは、この壁60の平均厚さ66は、缶56の約1/10の厚みか、そ
れ以下に設定される。さらに好まれた具体例では、平均した横断面の肉厚66は、
缶56の内側の半径の少なくとも約0.3%か、通常は0.4から1.4%に設定される。こ
のような平均した横断面の肉厚66の数値は、0.048インチ(約1.2mm)以下であり、
少なくとも0.008インチ(約0.2mm)であり、通常は約0.015-0.020インチ(約0.4-0.
5mm)である。ここで、用語の「平均した横断面の肉厚」は、壁60のいかなる部位
における厚みであることを意味している。缶の製造上の公差と他の要因から、缶
の肉厚変動が起こる。

【００１９】望ましくは、缶56は、高い破裂強度を持っており、かつ安価な材料から組み
立てられであろう。好まれた構成には、金属素材が含まれる。ほとんどの好まれ
た構成では、鉄鋼製となるであろう。「鉄鋼」とは、鉄と約0.02から1.5%の炭素
からなる金属合金を意味しており、さらに添加物としてクローム、ニッケル、
タングステン、モリブデン、マンガン、バナジウム、コバルトおよびジルコニウ
ムを含む合金を意味する。好まれた構成では、ASTM A620に規定される品質を持
っており、使用可能な鉄鋼である低炭素鋼(すなわち、約0.02-0.3%炭素)が挙げ
られる。

【００２０】図３をさらに参照して、望ましくは、そらせ板58が外側の円形の縁70を含む押
し込まれた金属板であって、縁70で囲まれるふた領域72と、このふた領域で囲ま
れた内側の管状部材74を有している。この内側の管状部材74は、フィルタエレメ
ント54の内部78との間で連通させるための開口76を規定する。特に、管状部材74
は外側において、環状の表面82を定義する軸体または首80を含む。好ましい構成
として、ろ過設備26が上記した前進の流動システムで作動する場合には、この管
状部材74が、内部78からフィルタで浄化されるかまたはろ過された液体の流れを
可能にするための出口管として機能して、フィルタヘッド42に流れるようにでき
、さらに下流側の構成に流れるようにできる。

【００２１】そらせ板58は、型押し加工された金属製であって、望ましくは鉄鋼から形成さ
れる。一例では、そらせ板58は冷間圧延された低炭素鋼であって、厚さが約0.16
4インチ(約4.2mm)以下であり、少なくとも約0.080インチ(約2mm)であり、通常は
約0.1 02-0.105インチ(約2.6〜2.7mm)から形成される。

【００２２】このそらせ板58は、金属粉の焼結金属からも形成できる。焼結金属は、いくつ
かのタイプの金属(鉄、アルミニウム、クロムなど)のどれかを型で押圧して高温
で焼結することで生産される。

【００２３】また、そらせ板58は、缶56の内部64との間での流体の連通を可能にするための
多くの流入口84を設けている。図３に図示される構成では、これらの流入口84は
、ふた領域72で規定される開口86の形状部として設けられている。ろ過設備26が
前進の流動システムで作動しているときに、開口86はろ過前の液体の流れを許可
することで、フィルタヘッド42から流入口84を通して導入し、缶56の内部64への
流入を可能にする。通常、この開口86は、そらせ板58の周辺領域の約20%以下、
典型的には約約5-10%、少なくとも約1%の開口面積を有するであろう。

【００２４】望ましくは、そらせ板58は、シール部材92を保持するか、またはシール部材92
を含むための座90を含んでいる。好まれた構造において、座90は凹部またはふた
領域72の溝94で規定される。図３に図示の特定の構成では、溝94はＵ字形をして
いる。好ましい構造では、シール部材92は、溝94に対してくさび状に留められる
ことで締りばめ状態が、シール部材62とふた板58との間に形成される。図３から
分かるように、溝94は、外側の縁70と開口86を規定する領域88との間のふた領域
72上において、そらせ板58に形成されている。代替の具体例について、図７に示
されている。図７において、シール部材92'はＯリング93'である。溝94'は、そ
らせ板58'と缶56'とに対してＯリング93'が回転できるようにしている。複数の
突状片95' は、Ｏリング93'が溝94'内に保持するように作用する。他の実施例で
は、容器のガスケットとしてそらせ板に対して外付けされる。このことは、ガス
ケットが、そらせ板(そらせ板の周囲からおよそ2-8mm)の外側の周囲の近くに配
置されることを意味する。外付けのガスケットは、小さいフィルタカートリッジ
であって、例えば3インチ(約76mm)以下のものに通常は使用される。

【００２５】再度、図３を参照して、図示の構成では、シール部材92は円形であり流入口84
を取り囲んでいる。このシール部材92は、フィルタヘッド42とフィルタカートリ
ッジ40の間でシールを形成するために、軸方向にフィルタヘッド42に対して圧縮
される。このシールは、カートリッジ40とフィルタヘッド42の間からの漏出を防
ぐことになる。好ましい構造では、シール部材92は、ニトリルゴムから作ると良
い。

【００２６】外側の縁70は、そらせ板58の外側の外周98を形成する。この外側の周囲98は、
外側の環状の表面100を含むこととなり、図示される好ましい構成によれば、表
面100は、缶の壁60の内面102にぴったり入り当接される。

【００２７】好ましい構成では、そらせ板58は、環状の表面100と缶56の内部の表面102との
間での接続により固定される。望ましくは、そらせ板58と缶56とは、そらせ板58
と缶56を融合するレーザ溶接により発生する溶接部または継ぎ目110により固定
される。この「レーザ溶接」とは、集中した集中領域に熱を印加することで、領
域の中の材料(すなわち、缶56とそらせ板58)を溶かし、冷却時において集中領域
における融合状態にすることを意味する。この場合、望ましくは熱の印加をレー
ザ照射で行う。レーザ溶接された継ぎ目110は、そらせ板58と缶56の間において
高力接続または接続部を提供する。実際上、フィルタカートリッジ40を上記の好
ましい構成に従って組み立てることで、破裂テストを行うと、カートリッジ40は
そらせ板58と缶56の間の接続部ではなく、むしろ缶の壁60の長手方向の縦線に沿
って破裂することになる。このことは、フィルタカートリッジ40が、高圧容器シ
ステムに近似しており、強度確保のために理論的に最適化されていることを意味
する。ある好ましいレーザ溶接の技術について以下に記述する。

【００２８】図８に示すように、継ぎ目110を設ける結果、カートリッジ40の外側の外観が
魅力的な継目無しの清潔な状態にできる。ここで述べる技術により、さまざまな
外観を得ることができるが、図８において魅力的で清潔であり、かつ人目を惹く
外観にできることになる。

【００２９】缶56とそらせ板58を、一緒に融合できることは、圧延加工または抱え継加工に
を不要（すなわち、缶56の圧延加工継ぎ目か、抱え継加工の継ぎ目を有しない）
にできる。従来の技術では、圧延加工継ぎ目か、抱え継加工の継ぎ目が、通常は
、破裂ポイントまたは衝動疲労破壊ポイントであった。従来の圧延加工継ぎ目か
、抱え継加工の継ぎ目は、破裂テストでの破裂ポイントが、200psi(約1.4M Pa)
以下であり、通常は180psi(約1.2Mpa)であった。しかし、ここに記述される原理
により組み立てられると、ある好ましい構成によれば、破裂テストでのカートリ
ッジ40の破裂は300psi(約2.10M Pa)以上で発生することとなり、通常は400psi(
約2.80MPa)となり、例えば500-800 psi(約3.4-5.5MPa)、あるいは約720psi(約5.
0MPa)にできる。

【００３０】引き続き、図３を参照して、フィルタエレメント54は内部の裏打ち部材122で
境界が決められるろ過用の媒体120を含む。この媒体120は、第１のエンドキャッ
プ124と第２のエンドキャップ126との間に延設される。この媒体120には、さま
ざまな媒体構成と材料を使用することができる。一般に、媒体が内部の容積78を
定義しており、図示の特定の構成では筒状である。この媒体120は、各エンドキ
ャップ124、126の中で一部が埋設される筒状であって、ひだを形成したろ材から
形成される。一つの例では、これらの構成において媒体120として使用可能な特
定の媒体として、樹脂を充填したセルロース媒体がある。また、別の事例では、
媒体120は、ひだを形成した合成ガラス繊維からなる媒体であって、この媒体は
、環境空気中のオイルミスト状態における性能を機能アップするためにコーティ
ング処理された波形に準備される。この合成ガラス繊維の媒体は、スリーＭ社（
米国、ミネソタ州、セント・ポール）から入手可能な脂肪族フロンの材料などの
低表面エネルギーの材料でコーティングされる。他の例では、媒体120はひだを
設けないデプス(depth media)媒体である。

【００３１】この裏打ち部材122は、非金属製であって、特に固い堅いプラスチック材料か
ら組み立てられる。図示の特定の具体化例では、裏打ち部材122は、ガラス充填
したナイロン樹脂製である。この裏打ち部材122では、一連の保護輪130の間にお
いて多くの開口である流れ口128を規定していることに着目される。これらの保
護輪130は(通常およそ4個の)縦部材132によって支えられる。この縦部材132は、
第１と第２のエンドキャップ124、126の間において上記の裏打ち部材122の長手
方向に延設される。この保護輪130が、縦部材132から外に広がっているか、また
は突出していることに着目される。これらの突出134は、裏打ち部材122の固体の
領域に対してろ材120が過度に直接的に接触することを防止する。裏打ち部材に
おいて突出を有していない従来の裏打ち部材によれば、裏打ち部材の固体の部分
と直接接触するろ材の部分は使用できない領域となっている。これらの従来技術
による構成では、裏打ち部材に直接接触することで覆い隠されたろ材の領域は、
少ない流体流動状態となって流量が制限されることでろ材の使用寿命を短くする
ことになる。図３に示す具体例によれば、これとは対照的に、それぞれの保護輪
130に形成された突出134は、覆い隠されるろ材の領域を少なくすることができる
。ここに記述される原理により組み立てることで、裏打ち部材122の突出134の先
端のみでろ材が覆い隠されることになる。この覆い隠される部分は、媒体120の
ろ過面積の約35%であり、通常は媒体120の約25〜30%となるであろう。

【００３２】望ましくは、裏打ち部材は開口面積として、全表面積の少なくとも約65%であ
り約80%以下であり、通常は約70−75％となるように構成される。各保護輪130は
、少なくとも0.5mmであり約5mm以下であり、通常は厚みの約1-3mmを持つように
構成される。各突出134は、縦部材132の外周面から少なくとも1mmであり約10mm
以下突出形成されており、通常は約3-5mmの距離分突出形成されている。

【００３３】望ましくは、フィルタエレメント54は、さらに外側の裏打ち部材138を含む。
この外側の裏打ち部材138は第１と第２のエンドキャップ124、126の間に延設し
ている。この外側の裏打ち部材138は、さまざまな材料から形成でき、エキスパ
ンドメタルや押し出し成型される接着性の樹脂スリーブ(extruded plastic slee
ve adhesive beads)や樹脂強化されたガラス繊維ストランド(fiberglass strand
reinforced resin spiral)がある。

【００３４】図３を参照して、好ましい第１のエンドキャップ124は、フィルタエレメント5
4の内部容積78との間で連通する開口142を設けている。この開口142は、内側の
環状の表面144を含む。この内側の表面144は、首80の外側の環状の表面82に係合
し、当接することで密封面を形成する。望ましくは、この開口142は、首80の外
径寸法より小さい直径寸法を有するように形成される。したがって、フィルタエ
レメント54が、首80の上に位置されることで開口142と首80との間は、締りばめ
状態となる。このエンドキャップ124の環状の表面44と、首80の外側の環状の表
面82との係合により放射状のシール146が形成される。

【００３５】このシール146を形成するために、第１のエンドキャップ124は圧縮性の成型可
能な材料から形成される。好まれた具体例では、第１のエンドキャップ124はウ
レタンかアクリルから形成される。

【００３６】この第１のエンドキャップ124は、軸方向に隆起した突出150が設けられている
。通常、これらの突出150は、外側の表面152(すなわち、媒体120から離れた表面
)から少なくとも３ヶ所分延設されている。これらの突出150は、そらせ板58に対
して当接するように突出形成されている。図３に図示の特定の構成では、突出15
0は溝94に対して側面94であって、シール部材92が係合する反対側の側面に当接
している。これらの突出150は、適切に缶56の内部においてフィルタエレメント5
4を指向するように固定できる。また、突出150は、第１のエンドキャップ124と
そらせ板58の間における流体の流動を確保するための流路を形成する。突出150
は、少なくとも約0.080インチ(約2.0mm)、約0.25インチ(約6.4mm)以下であり、
通常は約0.10〜0.15インチ(約2.5〜3.8mm)の距離、第１のエンドキャップ124の
外側の表面152から突出形成されている。

【００３７】このフィルタエレメント54は、さらに缶56の中のフィルタエレメント54を放射
状に中心に置くための構造を含んでいる。図示の具体例では、センタリング構造
としては、フィルタエレメント54から隆起した突出156が放射状に設けられてい
る。この突出156は、第１と第２のエンドキャップ124、126のいずれか一方を含
むフィルタエレメント54のさまざまな領域から突出形成することができる。図３
に図示の特定の具体例では、突出156は第２のエンドキャップ126から放射状に突
出形成されている。通常、少なくとも２つの突出156が必要となり、３から５箇
所の突出156が放射状に突出形成される。これらの突出156は、壁60の内面の表面
102に対して放射状に当接して固定される。図３において、第２のエンドキャッ
プ126は、突出156を形成していないエンドキャップ126の領域158を有しており、
壁60の内面の表面102との間に流体流動を可能にしている。

【００３８】フィルタエレメント54は、さらにバイパス弁アセンブリ160を含んでいる。こ
のバイパス弁アセンブリ160は、ろ材が完全に詰まったり、冷間始動時において
ろかされない状態の流体を媒体20を介さずに迂回させるためのものである。この
ことは、下流側の設備へ流体が定に流れることを確実にして、下流側のポンプま
たは各種設備における気触を防ぐことができるようにしている。

【００３９】このバイパス弁アセンブリ160は、種々の構成を採用できる。例えば、米国特
許番号5,395,518、3,297,162、5,037,539、4,883,083のようにまざまなバイパス
弁構成が開示されている。

【００４０】図３に示される構成では、バイパス弁アセンブリ160は、特にスプリング170で
ある付勢部材168により弁座166に付勢された弁頭164を設けている。このバイパ
ス弁アセンブリ160は、缶56の端部の壁62に対してフィルタエレメント54を支持
するための堅い構造部材172を含む。この堅い構造部材172は、多くの流入口176
を含む管状の周囲の壁174を形成している。また、この堅い構造部材172は、弁頭
164が圧縮される弁座166を規定している。

【００４１】上述の前進の流動システムでは、ろ材120が目詰まりする状態になり、ろ材120
のを介する圧力差がスプリング170による圧縮力を超える状態になると、弁頭164
は弁座166から遠のき、フィルタエレメント54の内部78へ向けて移動する。この
結果、流体が弁座166で規定される開口178を通してろ材120側へと流れるように
迂回させる。

【００４２】フィルタエレメント54と、缶56の端部の壁62との間でスプリングまたは付勢機
構が他に設けられていない点に着目される(すなわち、無スプリングのカートリ
ッジである)。望ましくは、フィルタエレメント54と缶の端部の壁62の間に設け
られる唯一の構成は、バイパス弁アセンブリ160の堅い構造部材172である(すな
わち、フィルタエレメント54がスプリング無しの部材にによって支持される）こ
とが良い。

【００４３】図３に図示の具体例では、バイパス弁アセンブリ160は、締りばめによって第
２のエンドキャップ126で規定された開口180に圧入される。この手法は便利で安
価な製造と組立作業を可能にする。さらに、バイパス弁が必要でないならば、堅
い構造部材172に代えて同じ形状のプラグで置換することができる。Ｃ．方法と組み立方法図３に図示の構成は、便利で迅速でかつ安価な組み立て作業に適している。カ
ートリッジ40は、概ね以下の手順で組み立てられる。

【００４４】ろ材120は、裏打ち部材122の周りに広げらてから、第１と第２のエンドキャッ
プ124、126の中に一部が埋設されて成型される。この結果、フィルタエレメント
154が形成される。次に、バイパス弁アセンブリ160が圧入されて、締りばめによ
り第２のエンドキャップ126の開口の180に固定される。次に、そらせ板58の首80
が、第１のエンドキャップ124の開口142に挿入される。この結果、首80と第１の
エンドキャップ124の間で放射状に支持されたシール146が形成される。

【００４５】次に、バイパス弁アセンブリ160とそらせ板58を固定したフィルタエレメント5
4が缶56内部の64に挿入され移動されて、バイパス弁アセンブリ160の堅い構造部
材172が、缶60の端部の壁62に対して当接される。この状態では、第１のエンド
キャップ124の突出150は、そらせ板58の溝94の側面154に当接する。壁60の内面
の表面102は、そらせ板58の外側の環状の表面100に係合している。このようにし
て係合された領域は、レーザ溶接された継ぎ目110を形成するために、以下に記
述されるレーザ溶接の手法で溶接される。

【００４６】そして、カートリッジ40はネジ81に沿って回転されることでフィルタヘッド42
に固定される。

【００４７】ここで述べた組み立て手法によれば、公差の蓄積による効果を減少させること
ができる。言い換えれば、フィルタエレメント54が、缶60の底部の壁62で底につ
くまで、単純に挿入できる。これに続き、突出150がそらせ板58に当接するまで
缶60に対してそらせ板58を押し込むことができる。このことは、自由度を確保で
きることを意味する。たとえ極端に厳しい公差があっても、そらせ板58は缶56の
中の所定位置に自在に調整することができる。

【００４８】稼働中に、フィルターにかけられるべき液体は流入口46（図２を参照）を通っ
てフィルタヘッド42に流れ、そらせ板58の開口86を通って流体は放射状に支持さ
れたシール146のために、直接的にフィルタエレメント54の内部78に流入するこ
とが防止される。流体は、ろ材媒体120を通過し、内部78に流入し、そらせ板58
の開口76を介してフィルタヘッド42に流れ、流出口50（図２を参照）を通って流
れる。

【００４９】また、ろ材媒体120に目詰まりが発生すると、バルプアッセンブリ160の開口17
6を介して流れてバルブヘッド170を移動してスプリング170を弁座166から移動さ
せる。これに続き、液体はフィルタエレメント54の内部78に直接流れて、開口76
から外部に流出し、フィルタヘッド42に流れて開口50から流れる。

【００５０】ここで、好ましいカートリッジ40は、缶60の底部の壁62とエレメントアセンブ
リ54の間においてスプリングを設けていないことに着目される。さらに、エレメ
ントアセンブリ54と、そらせ板58の間に必要となるいかなる追加ガスケットも設
けていないことも着目される。これのことは、従来のカートリッジと比べると、
より便利でかつさほど高価でないカートリッジ40を実現可能にする。

【００５１】さらに、レーザ溶接された継ぎ目110により圧延加工や抱え継ぎによる継ぎ目
を不要にできる。好ましい構造では、レーザ溶接された継ぎ目を使用することで
破裂強度と衝動疲れ強さが改良される。また、好ましい構造では、いかなるガス
ケット保持部も不要となる。したがって、そらせ板のガスケット保持部が壊され
る虞のあるプロジェクション溶接による問題は解決されることになる。

【００５２】図４と図５に図示の具体例図４と図５は、フィルタカートリッジ200の代替の具体例を図示している。こ
のフィルタカートリッジ200は、裏打ち部材とバイパス弁アセンブリを除いて、
上記のフィルタカートリッジ40と類似して組み立てられる。

【００５３】フィルタカートリッジ200は、フィルタカートリッジ40のように、そらせ板204
を固定するための缶202と、そらせ板204とレーザ溶接された継ぎ目206を含んで
いる。この缶202の内部には、フィルタエレメント208が設けられており、第１と
第２のエンドキャップ212、214の間に延設されるろ材210を設けている。第１の
エンドキャップにおいて放射状に支持されたシール216により、そらせ板204と第
１のエンドキャップ212の間を締りばめ状態にされる。シール部材218は、締まり
ばめでそらせ板204に固定される。他の構成は、図３で既に説明済みの構成部品
と類似している。

【００５４】この具体例では、裏打ち部材220は、バイパス弁アセンブリ222を一体形成して
いる。

【００５５】図５は図４の立体分解図である本図を参照して、フィルタカートリッジ200は
、バイパス弁アセンブリ222の堅い構造部材224が裏打ち部材220の一部として一
体形成されている。

【００５６】カートリッジ200を組み立てるために、ろ材210は第１と第２のエンドキャップ
212、214の中に一部が埋設されられるか、あるいは成形される。弁頭226とスプ
リング228は、堅い構造部材224に挿入されて、動作可能に位置決めされる。次に
、堅い構造部材224を含む裏打ち部材220は、第１と第２のエンドキャップ212、
214によって規定される孔に挿入される。裏打ち部材220は、第１のエンドキャッ
プに係合する一方で、裏打ち部材220の上方の肩230が、第２のエンドキャップ21
4に対する締りばめにより圧入されて、裏打ち部材220を固定される。そして、こ
のフィルタエレメント構成208は、図示のようにカートリッジ200として組み立て
られる。

【００５７】Ｅ．図６の具体例図６は、フィルタカートリッジ300の別の具体例の横断面図である。本図にお
いて、そらせ板を除いては、フィルタカートリッジ300は、フィルタカートリッ
ジ40と類似して組み立てられる。このフィルタカートリッジ300は、缶302とフィ
ルタエレメント304とバイパス弁アセンブリ306を含んでいる。フィルタエレメン
ト304は、第１と第２のエンドキャップ310、312の間に延設されるろ材308を含ん
でいる。裏打ち部材314は、第１と第２のエンドキャップ310、312の中に一部が
埋設されるか、または成形される。堅い構造部材316は、裏打ち部材314からは分
離しており、第２のエンドキャップ312に圧入される。

【００５８】この第１のエンドキャップ310は図示のように平たく形成されており、突出150
（図３を参照）などの軸方向の突出を形成していない。

【００５９】そらせ板320が設けられている。このそらせ板は「広い口」を有するそらせ板
であり、ネジ322を有する内側の縁321を規定している。このそらせ板320は、レ
ーザ溶接された継ぎ目324をにより缶302に固定される。このそらせ板320は、通
常0.3-0.5インチ(約7.6〜12.7mm)の厚みを有し、約3インチ(約76mm)以上の厚み
でないように形成される。

【００６０】このフィルタカートリッジ300は、図３と図４で述べたようにタイプとは異な
る方法でフィルタヘッドアセンブリにネジ止めされる。この具体例が噛み合わさ
れるフィルタヘッドアセンブリは、開口とシールを通して、フィルターにかけら
れた流体からろ過されない流体をフィルタヘッドアセンブリ自体に分離させる。
このタイプのフィルタヘッドアセンブリは、米国特許番号5,342,519で記述され
ている。カートリッジ300がネジを通されるときに、フィルタヘッドアセンブリ3
10は、第１のエンドキャップ310の外側と環状の密封面326との間で、放射状に支
持されるシールを形成する。このシールの代わりに、軸方向に支持されたシール
を後述するように設けても良い。

【００６１】Ｆ．図１４の軸方向シールシステムの具体例図１４は、フィルタカートリッジ400の別の具体例について拡大して示した部
分横断面図である。本図において、フィルタエレメント402がそらせ板404をシー
ルする点を除いて、フィルタカートリッジ400はフィルタカートリッジ40と類似
して組み立てられる。図３の放射状に支持されたシール146の代わりに、軸方向
シール406が端面シールとして設けられている。この具体例では、このシール406
は、そらせ板404の軸方向の表面408とエンドキャップ112の軸方向の表面410の間
で形成される。

【００６２】図３で示したものと同様に、固定される外側の鉄鋼缶420に対してレーザ溶接
部422で固定されるそらせ板404が設けられている。組み立て時において、フィル
タエレメント402は、缶420の内部424に挿入される。そらせ板404が、缶420への
始まり部分上に置かれて、軸方向に奥まで挿入されることで、表面408はエンド
キャップ412の軸方向の表面410に当接し係合する。その後に、缶420はレーザ溶
接の手法により、以下で記述されるようにそらせ板404に固定される。

【００６３】Ｇ．図９から図１３に示すレーザ溶接の手法上記のように、望ましくは、そらせ板58はレーザ溶接で缶56に固定されること
でレーザ継ぎ目110を形成すると良い。そらせ板58に缶56を溶接するときに、特
に缶56とそらせ板58において、異なった横断面の肉厚がある場合には、熱伝達に
よる変化を考慮しなければならない。もしも、缶56とそらせ板58の厚みが異なる
と、缶56とそらせ板58の間に、熱伝導による隙間ができてしまう。レーザのパワ
ー出力は、二つのレーザ溶接されるべき部品の総厚み、必要な溶接速度(インチ
−分)から決定される。好ましい組み立てでは、レーザ溶接の手法により、少な
くとも毎時、2000個のろ過アセンブリ26を組み立てできるであろう。典型的な好
ましいフィルタでは、ろ過アセンブリ26は、少なくとも約3から5/8インチ(92mm)
の直径（ただし、多くの場合この直径以下であるが）を有し、11.4インチ(約289
mm)の円周長さを有している。毎時、2000個のフィルタを組み立てるためには、
少なくとも380インチ/分間(約9.7m/分)の溶接速度が必要となり、セットアップ
時間と、部品の積み下ろし時間を考慮に入れると、少なくとも400インチ/分(お
よそ10.2m/分)が必要となる。

【００６４】約0.015〜0.020インチの厚みの缶56を、通常、少なくとも200%のより厚みを有
するそらせ板58、あるいはまたは缶56の厚みよりも400%、500%以上厚い厚みのそ
らせ58に溶接される。例えば、そらせ板58は、典型的には約0.102〜0.105インチ
(約2.6〜2.7mm)の厚みを有している。これらの例では、そらせ板58は、缶56の厚
みのおよそ510〜580%の厚さである。通常、そらせ板58の厚さは、缶56の厚みの1
000%以下である。レーザ溶接を通して缶56に、そらせ板58を固定するための方法
が図９に例証されている。

【００６５】この図９の具体例では、缶56とそらせ板58の間に、一時的な留めまたはステッ
チが初めに複数形成される。望ましくは、一時的な留めは互いに離隔されており
、缶56に対してそらせ板58を保持するようにして、間隙が缶56とそらせ板58の間
で形成されることを防ぐことができるようにしている。

【００６６】図９に図示の具体例では、ポイントA、Cで形成される二つの留めがある。ポイ
ントA、Cで留めが形成された後に、全体の環状の表面100が360度に渡りレーザ溶
接されることで継ぎ目110をもたらすように、全出力でレーザ溶接される。

【００６７】図９において、初めにパワーP1 で立ち上げられる。少なくとも400インチ/分
の速度でレーザ溶接する場合に、上記のパワーは、通常は2kWであり、少なくと
も0.5kWであり、通常は、約1〜1.5kW(例えば、約1.3kW)である。パワーは、パワ
ーレベルP1からパワーレベルP2に次第に増加される、一方で缶56とそらせ板58は
レーザ溶接ビームに関して回転される。回転位置Aにおいて、レーザパワーがパ
ワーレベルP2となっている。このパワーレベルP2は、缶56とそらせ板58の間で一
時的な留めまたはステッチを形成するために十分なパワーである。約400インチ/
分の速度で溶接するときに、このパワーレベルP2は、通常、少なくとも3kW、6kW
以下であり、通常は、約3.3〜3.5kW(例えば、約3.4kW)である。速度がより小さ
いときには、パワーレベルP2により留めを形成するために必要となるパワーを低
くできる。ポイントAの缶56とそらせ板58の回転位置は約90度になるであろう。

【００６８】缶56とそらせ板58は、レーザビームに対して回転し続けるが、パワーはポイン
トAとBの間で、パワーレベルP2からPlまで下がる。ポイントBの回転位置は160か
ら200度であり、約180度の位置である(初期位置、すなわち、ポイントAから約90
度）の位置になるであだろう。ポイントBとCとの間では、缶56とそらせ板58は回
転し続ける一方で、パワーレベルP1からパワーレベルP2に上昇される。ポイント
Cは、初期位置(ポイントBからおよそ90度)からのおよそ270度の位置に対応する
。これにより、別の留めが形成される。このポイントCに達すると、ポイントDに
達するまでパワーレベルP2にパワーが維持される。通常、缶56およびそらせ板58
は、そらせ板58と缶56の間の完全で完全な溶接による継ぎ目110を確保するため
にポイントCからポイントDまで少なくとも360度回転される。ポイントDが、初期
位置から少なくとも630度の回転位置となることに着目される。ポイントDの通過
後に、再びパワーが下げらることで、溶接アセンブリが完全となる。

【００６９】図１０は、別の具体例を示した例証である。

【００７０】図１０において、パワーレベルP1とパワーレベルP2の間でもう一度上下に変動
しているが、この場合には、そらせ板58と缶56の間で、６つの留めまたはステッ
チがポイントA、B、C、D、EとFで形成される。ポイントAからFで形成された後に
、そらせ板58と缶56が少なくとも360度回転されて、レーザ溶接による完全な連
続した継ぎ目110が溶接される。また、より好ましい工程では、各ポイントAから
Fで形成された留めは、角度約20から40度、典型的には30度間隔で形成される。
また、好ましい工程では、初期位置とポイントFの間のパワーは正弦波に近似す
るように印加される。また、いくつかの好ましい工程では、パワーレベルP1は10
0ワットのオーダーでゼロ近くになるであろう。また、少なくとも400インチ/分
の速度で溶接するとき、通常、パワーレベルP2は少なくとも3kWであり6kW以下で
あり、典型的には3.2-3.5kW(通常は約3.4kW)に設定される。速度が低いならば、
必要であるパワーは下げられる。

【００７１】別の具体例では、およそ４つの留めまたはステッチがそらせ板58と缶56の間に
形成される。４つの留めまたはステッチが形成された後に、缶56とそらせ板58と
が360度回転されて、完全で、とぎれることがない連続したレーザ溶接された継
ぎ目110が形成される。この具体例では、それぞれの留めは角度35-55度（通常は
、約45度）間隔に形成される。また、パワーは正弦波に近似される。少なくとも
400インチ/分の速度で溶接するとき、パワーはパワーの100ワットのオーダーの
ゼロ近くと、少なくとも3kW、600kW以下であり、通常は約3.2-3.5kWの間に設定
される。速度が低いならば、必要であるパワーは下げられる。

【００７２】図１１は、別の具体例を例証している。この具体例では、そらせ板58と缶56の間でポイントBで形成される最初の留めが
形成される。次に、パワーレベルP2からP1と減少するが、そらせ板58と缶56の組
み合わせは、ポイントCまで回転され、パワーレベルP1でポイントDまで安定して
保たれる。再びパワーレベルP2まで増加され、別の留めがポイントEで形成され
た後に、パワーレベルP1まで減少される。ポイントGまで回転され、パワーレベ
ルP2まで増加され、別の留めがポイントで形成された後に、パワーレベルP1まで
ポイントHで減少される。ポイントIまで、パワーレベルP1に維持され、ポイント
IからはパワーレベルP2まで増加され、パワーは図示のように平らなレベルP2で
維持されて、そらせ板58と缶56を回転させている間連続されてレーザ溶接が行わ
れて、とぎれることのない継ぎ目を形成してポイントKまで360度回転されること
で完成する。

【００７３】図示の具体例では、ポイントBが初期位置のポイントAから約35-55度（通常は4
5度）の角度位置である。またポイントDは、初期位置のポイントAから約160-200
度であって、約180度の角度位置である。ポイントBとCは、約35-55度、通常は45
度の角度位置となっている。同様に、ポイントEは、ポイントDとポイントFから
約約35-55度（通常は45度）の角度位置である。ポイントGは、ポイントFとポイ
ントHから約35-55度（通常は45度）の角度位置である。ポイントIは、ポイントH
から約70-110度（通常は45度）の角度位置である。ポイントJは、ポイントIから
約35-55度（通常は45度）の角度位置である。ポイントJとポイントKは、互いに
約360度の角度位置関係となっている。

【００７４】図１１に図示の具体例では、留めの間の相対的なパワーレベル(ポイントB、E
およびG)と、とぎれない溶接継ぎ目(ポイントJ-K)のパワーレベルは異なってい
る。特に留めを形成するポイントのパワーは連続した溶接継ぎ目の間のパワーよ
りも以下である。典型的な構成では、留めの形成のためのパワーレベルは連続し
た溶接継ぎ目の間のパワーのおよそ75-90%に設定される。

【００７５】図１１の具体例は、以下の図表に示される。

【００７６】

【表１】図１２は、レーザ溶接の手法の別の具体例を示す図表である。

【００７７】本図において、ポイントB、DとFにおいて形成される留めがある一方で、ポイ
ントHとIの間において、途切れていない連続した継ぎ目が形成される。この事例
では、留めは連続した継ぎ目の形成のためのパワーより低い状態で形成される。
特に、そらせ板58と缶56の組み合わせは、ポイントHとIの間において途切れてい
ない連続した継ぎ目を形成するときの回転速度に対して、留めの形成のときには
より遅い回転速度で回転される。初期位置AとポイントGの間で、パワーレベルP1
とパワーレベルP2は、正弦波に近似することができる。他の波形も使用できる。
図１２に図示の場合には、各留めまたはスポット溶接部は、角度間隔70-110度で
あって、通常は90度分夫々離れて形成される。また、好ましい事例では、初期位
置AとポイントB、C、D及びGまでは角度間隔35-55度であって、通常は約45度離れ
ている。ポイントGでは、パワーレベルはパワーレベルPlからパワーレベルP3ま
で増加される。パワーレベルP3はレベルP2より高いパワーである。通常は、パワ
ーレベルP2は、パワーレベルP3の75-95%になるであろう。典型的な溶接では、レ
ベルP3は、約3.2-3.5キロワットになるが、少なくとも400インチ/分の速度で溶
接するときにレベルP2は約2.9〜3.1キロワットになるであろう。

【００７８】図１３は、レーザ溶接の手法の別の具体例を示している。本図において、そら
せ板58と缶56は、連続したとぎれない継ぎ目を形成するときの回転速度よりも高
い速度で留めが形成される。留めはポイントB、DとFで形成される一方、ポイン
トHとIの間において途切れていない連続した継ぎ目が形成される。各ポイントA-
Hは、角度間隔の約35-55度、通常は45度の角度で形成される。パワーレベルは、
ポイントB、DとFで留めを形成する間、パワーレベルPlとパワーレベルP2の間で
変動される。ポイントGの後は、パワーレベルP3で継ぎ目を形成するためにそら
せ板58と缶56 の組み合わせは、遅い回転で回転される。典型的な事例では、少
なくとも400インチ/分の速度で溶接するとき、約3.2-3.5キロワットの間にパワ
ーレベルP3が設定され、パワーレベルP2は、通常3.6 -3.7キロワットの間であっ
てパワーレベルP3のおよそ105-110%に設定されるであろう。

【００７９】図１２と図１３に示した方法について、以下の図表にまとめることができる

【表２】このテーブルはある典型的な値を表す。以下の変化が熟考されることになる。一般的に、そらせ板58と缶56缶の間に形成される留めの数は、少なくとも一つ
であり、１６以下であって、通常は、約２〜８個所である。好ましくは、留めは
均等に形成されるであろう。好ましい工程では、留めは、低パワー(100ワットの
オーダー)と、十分速い速度(パワー3kＷのとき、少なくとも300インチ/分で、通
常は少なくとも400インチ/分）の間で変えることによって、スポット溶接部を形
成することで形成される。このパワー変化は、のこぎり歯の波や正方形の波や正
弦波や他のパターン波形で可能となる。好ましい工程では、留めあるいはステッ
チが形成された後に、そらせ板58と缶56を一定出力のレーザービームに対して、
360度回転させることにより、そらせ板と缶の間で完全で、とぎれなく連続した
レーザ溶接された継ぎ目が形成されることで、そらせ板58と缶56の間で接続部を
形成することができる。上述の事例では、通常のパワーは少なくとも3kWであっ
て、約3.2-3.5kWになるであろう。低いか、より高いレーザパワーレベルでの溶
接を可能にするために、回転速度を変えることができる。また、回転速度は形成
れた留めの間で変えられるかもしれない。すなわち、留めの溶接の間には、所定
の回転速度で回転される一方で、留めの間の溶接を行なう間は、異なった回転速
度(通常、より速い)で回転される。この速度は、留めの形成のための速度と、連
続したレーザ溶接の継ぎ目の形成の間に設定されるであろう。 H. 特定の実施例以下に、一つの実施例の具体的な寸法について述べる。ここで、種々の寸法と構
成が熟考されることが理解されるべきである。

【００８０】缶56は、少なくとも100mmであり、通常は、150-300mmの長さであり、500mm以
下であって、この実施例では約200mmとなるであろう。また、缶56の直径は、通
常は、少なくとも40mmであり、約150mm以下であり、通常は、約50-100mm以下で
あり、この実施例では約90-95mmである。

【００８１】シール部材92は、缶56の直径より約5-25%小さい直径となるであろう。通常、
シール部材92の直径は、缶56の直径よりも8-15%のオーダーで小さく設定される
であろう。シール部材92の直径は、通常は、少なくとも30mmであり、約140mm以
下であり、通常は、約50-100mmであり、実施例では約そ80-85mmであろう。

【００８２】フィルタエレメント54の全長は、第１と第２のエンドキャップ124、126の間に
おいて、通常は、缶56の全長の少なくとも70%であり、95%以下に設定され、80-9
0%であろう。その全長は、通常は、少なくとも50mmであり、約300mm以下であっ
て、通常は約100-200mmであり、この実施例では160-180mmであろう。

【００８３】少なくとも５ヶ所、約２５ヶ所以下の流入用の開口86が設けられ、通常は、８
から１５ヶ所の開口86が設けられ、この実施例では１２箇所の開口86が設けられ
る。

【００８４】流出用の開口76の直径は、通常、少なくとも約5mmであり、約50mm以下であり
、通常は、約10-30mmに設定されるであろう。

【００８５】尚、上述の仕様により、製造の完全な記述と発明の使用法が提供される。本発
明の多くの具体例が実現可能なことは言うまでもない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理により組み立てられる液体フィルタを使用する典型的なシステム
の模式図である。

【図２】本発明の原理により組み立てられる液体フィルタカートリッジを、フィルタヘ
ッドに取り付けた様子を模式的に示した正面図である。

【図３】図２の３−３線矢視断面であるフィルタカートリッジの横断面図である。

【図４】図３と同様の矢視断面である代替の具体化について表現したフィルタカートリ
ッジの横断面図である。

【図５】図４に示したフィルタカートリッジの立体分解図である。

【図６】図３と図４に示したフィルタカートリッジの別の具体例を模式的に示した断面
図である。

【図７】液体フィルタカートリッジで使用可能なシール部材の代替の具体例を部分的に
拡大した横断面図である。

【図８】本発明の原理により組み立てられるフィルタカートリッジの側面図である。

【図９】液体フィルタカートリッジを作るためのレーザ溶接の手法の具体例を例証する
図表である。

【図１０】レーザ溶接の手法の、別の具体例を示す図表である。

【図１１】レーザ溶接の手法の、別の具体例を示す図表である。

【図１２】レーザ溶接の手法の、別の具体例を示す図表である。

【図１３】レーザ溶接の手法の、さらに別の具体例を示す図表である。

【図１４】液体フィルタカートリッジで使用可能な内側のシール構成の代替の具体例の部
分的に拡大して示した横断面図である。

【手続補正書】

【提出日】平成１４年３月２５日（２００２．３．２５）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００７５

【補正方法】変更

【補正の内容】

【００７５】図１１の具体例は、以下の図表に示される。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｆ０１Ｍ 11/03 Ｆ０１Ｍ 11/03 ＥＦ０２Ｍ 37/22 ＧＦ０２Ｍ 37/22 Ｂ０１Ｄ 35/02 Ｅ (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＢＺ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ，ＤＺ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＭＺ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ (72)発明者ステナーセン，エイヴィンドアメリカ合衆国ウイスコンシン州 54022，リバーフォールスエヌ8811 −1047 ストリート (72)発明者ハーダー，デイヴィッド，ビー．アメリカ合衆国ミネソタ州 55337，バーンズビル，コモンウエルスドライブ 1713 (72)発明者ハッカー，ジョン，アール．アメリカ合衆国ミネソタ州 55431，ブルーミントン，ヨークロード 8416 (72)発明者キラル，ジェラルド，ディー．アメリカ合衆国ミネソタ州 55437，ブルーミントン，ポプラーブリッジカーブ 8603 (72)発明者ストレイトメッター，ロナルド，ダブリュー．アメリカ合衆国イリノイ州 61821− 2742，シャンペイン，ウエストコロンビアアベニュー 920 (72)発明者ソチャ，ケビン，ケイ．アメリカ合衆国イリノイ州 61604− 3322，ペオリア，ナウランド 1100 Ｆターム(参考） 3G015 BG03 BG16 DA06 DA07 DA11 EA05 4D019 AA03 BA12 BB05 CA02 CA03 CB04 4D026 AA02 AA06 AA08 AB01 AB07 AB11 4D064 AA23 BM03 BM13 BM22

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】液体フィルタ構造において、 (a) 入口構成と出口構成とを有する金属製の金属そらせ板であって、 (i) 前記金属そらせ板は、横断面で少なくとも0.080インチの平均厚さ
を有し、 (b) 内部を有する金属製の金属缶は、前記そらせ板の前記平均厚さとは異な
る、少なくとも0.008インチの横断面での平均厚さを有し、 (i) 前記金属缶は、レーザ溶接される継ぎ目に沿って前記金属そらせ板
に融合され、 (c) 前記金属缶の前記内部の中で、動作可能に配設されるフィルタエレメン
トと、と具備することを特徴とする液体フィルタ構造。
【請求項２】 (a) 前記入口構成と前記出口構成の一つは、外側の環状表
面を有する管状部材を規定し、そして (b) 前記フィルタエレメントは、少なくとも第１のエンドキャップと、該第
１のエンドキャップに固定される媒体パックを含むことを特徴とする請求項１に
記載の液体フィルタ構造。
【請求項３】 (a) 前記管状部材の前記環状表面と前記第１のエンドキャ
ップとの間において、放射状に指向されたシールを、さらに具備することを特徴
とする請求項２に記載の液体フィルタ構造。
【請求項４】 (a) 前記金属そらせ板は、前記金属缶の前記内部に位置す
る内部表面と、前記金属缶から離れた対向した位置の外部表面とを含み、 (i) 前記金属そらせ板は、前記外部表面においてシール部材を保持する
ように形成及び配置される溝を、含むことを特徴とする請求項３に記載の液体フ
ィルタ構造。
【請求項５】 (a) 前記第１のエンドキャップは、前記金属そらせ板の前
記内部表面に対して係合するように軸方向に延設される複数の突出を含み、そし
て、 (b) 前記第１のエンドキャップは、前記管状部材の外側で、環状の表面を放
射状に当接して、前記放射状に指向されたシールを形成することを特徴とする請
求項４に記載の液体フィルタ構造。
【請求項６】 (a) 前記第１のフィルタエレメントは、さらに第２のエン
ドキャップと、裏打ち部材とを含み、 (i) 前記媒体パックは、前記第１のエンドキャップと前記第２のエンド
キャップとの間に延設され、 (ii) 前記媒体パックは、前記裏打ち部材を取り囲む、ことを特徴とする請求項５に記載の液体フィルタ構造。
【請求項７】 (a) 前記金属缶の前記内部に配設される堅い構造部材であ
って、 (i) 前記堅い構造部材は、前記金属そらせ板から離れた端部で前記金属
缶に当接して、前記フィルタエレメントを支持する、ことを特徴とする請求項６に記載の液体フィルタ構造。
【請求項８】 (a) 前記堅い構造部材は、前記第２のエンドキャップに固
定される、ことを特徴とする請求項７に記載の液体フィルタ構造。
【請求項９】 (a) 前記堅い構造部材は、前記裏打ち部材と一体形成され
る、ことを特徴とする請求項７に記載の液体フィルタ構造。
【請求項１０】 (a) 前記堅い構造部材は、バイパス弁アセンブリを具備
する、ことを特徴とする請求項７に記載の液体フィルタ構造。
【請求項１１】 (a) 前記第２のエンドキャップは、前記金属缶の内側部
位と係合するように放射状に指向された複数の突起を含む、ことを特徴とする請求項６に記載の液体フィルタ構造。
【請求項１２】 (a) 前記媒体パックは、前記第１と第２のエンドキャッ
プに埋設される折り目を付けたろ紙からなり、 (b) 前記第１と第２のエンドキャップは、ウレタンかアクリルを含み、そ
して、 (c) 前記裏打ち部材は、堅いプラスチック材料からなる、ことを特徴とする請求項６に記載の液体フィルタ構造。
【請求項１３】 (a) 前記金属そらせ板は、鉄鋼製であり、3.0インチ以下
の平均した横断面の厚みを有し、そして (b)前記金属缶は鉄鋼製であり、0.048インチ以下の平均した横断面の肉厚を
有する、ことを特徴とする請求項１から１２のいずれか１項に記載の液体フィルタ構造。
【請求項１４】 (a) 前記金属そらせ板は、外側の環状表面を有し、 (i) 前記レーザ溶接による前記継ぎ目は、前記金属缶と前記環状表面の
間に存在する、ことを特徴とする請求項１から１３のいずれか１項に記載の液体フィルタ構造。
【請求項１５】 (a) 前記フィルタエレメントは、軸方向に指向されたシ
ールによって前記金属そらせ板に対して密閉される、ことを特徴とする請求項１
に記載の液体フィルタ構造。
【請求項１６】ろ過システムにおいて、 (a) 少なくとも10馬力のエンジンと潤滑システムと、 (b) 前記循環システムを流れる液体を浄化するために、前記循環システムに
動作可能に設けられたフィルタ構造であって、 (i) 内部を有し、横断面において第１の平均厚さを有した金属缶と、 (ii) 前記潤滑システムのために浄化される液体を流入するように配設され
る入口と、浄化された液体を流出するように配設される出口とを有する金属そら
せ板であって、 (A) 前記金属そらせ板が、横断面において第２の平均厚さを有し、前記
第２の平均厚さが、前記第１の平均厚さの少なくとも200%であり、 (B) レーザ溶接された継ぎ目に沿って、前記金属缶が前記金属そらせ板
に融合され、 (iii) 前記フィルタエレメントは、前記金属缶の前記内部の中で動作可能
に配設される、ことを特徴とするろ過システム。
【請求項１７】 (a) 前記潤滑システムは、約200psi以下の圧力で動作す
るように構成及び配設される、ことを特徴とする請求項１６に記載のろ過システ
ム。
【請求項１８】 (a) 前記フィルタエレメントは、第１のエンドキャップ
と、該第１のエンドキャップに固定される媒体パックとを有し、 (i) 前記第１のエンドキャップは、管状部材の外側で、環状の表面を放射
状に当接して、前記放射状に指向されたシールを、前記第１のエンドキャップと
前記管状部材の間に形成することを特徴とする請求項１６または１７に記載のろ
過システム。
【請求項１９】フィルタ組み立て方法であって、 (a) フィルタエレメントを、少なくとも一つの開口と、第１の平均した横断
面の厚さを有する金属缶に挿入し、 (b) 前記開口を、第２の平均した横断面の厚さを有する金属そらせ板により
覆い、 (i) 前記第２の平均した横断面の厚さは、前記第１の平均した横断面の
厚さの少なくとも200％であって、そして (c) レーザ溶接で前記金属缶に対して前記金属そらせ板を融合する、以上の工程を具備することを特徴とするフィルタ組み立て方法。
【請求項２０】 (a) 前記溶融する工程は、前記金属そらせ板と前記金属
缶の間において互いに離れた少なくとも第１と第２の留めをレーザ溶接し、次に
前記金属そらせ板と前記金属缶の間で360度の前記継ぎ目をレーサ溶接し、 (i) 前記金属缶の第１の平均した横断面の厚さは、少なくとも0.008インチ
であり、 (ii) 前記金属そらせ板の第２の平均した横断面の厚さは、少なくとも0.08
インチである、ことを特徴とする請求項１９に記載のフィルタ組み立て方法。
【請求項２１】 (a) 前記融合する工程は、前記金属そらせ板と前記金属
缶の間において互いに離れた少なくとも第１と第２の留めをレーザ溶接するとと
もに、前記第１と第２の留めは約160から200度離れている、ことを特徴とする請
求項１９に記載のフィルタ組み立て方法。
【請求項２２】 (a) フィルタエレメントを組み立てる工程であって、 (i) 第１と第２のエンドキャップの間で管状に構成されるのろ材を固
定する工程において、前記第１のエンドキャップは、第１の開口を規定する内側
の環状表面を規定し、そして (ii) 前記堅い構造部材を、前記第２のエンドキャップに押し込み、 (b) 前記金属そらせ板の首を、第１のエンドキャップの前記第１の開口に
挿入して、放射状に指向されたシールを形成し、 (c) 前記挿入する工程において、前記フィルタエレメントの挿入は、前記
堅い構造部材が前記金属缶の端部に当接されるまで行われ、そして (d) 覆う工程であって、前記第１のエンドキャップに対して前記金属そら
せ板を係合する、以上の工程をさらに含むことを特徴とする請求項１９乃至２１のいずれか１項
に記載のフィルタ組み立て方法。
【請求項２３】 (a) 前記溶融する工程は、少なくとも400インチ/分の速
度で行うレーザ溶接を含むことを特徴とする請求項１９乃至２２のいずれか１項
に記載のフィルタ組み立て方法。