JP2006516476A - フィルタ組立体および濾過方法 - Google Patents

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Abstract

フィルタ組立体によれば、整備点検のときに地面または作業員の上に液垂れすることを防止するために開口部に汚染物質を捕捉する。整備点検を工具類を使用せずに実行することができる。フィルタ組立体は、不浸透性の外側ジャケットを設けたフィルタベースと、ボウルおよびフィルタ・カートリッジを含む。ゆるみ止めキャップは、留め金構成を操作するためにフィルタベースに係合される。留め金構成は、フィルタベースとボウルとを任意に固定または解除することができる。

Description

本発明は、油圧系統、潤滑油系および燃料系で使用される流体フィルタに関する。特定の例によれば、フィルタの整備点検が可能となり、かつ液漏れを防止でき、また特定の適用例では工具類の使用が不要となるフィルタ組立体および濾過方法に関係する。
フィルターは、内燃機関用の潤滑油系と燃料系および重荷重設備用の油圧系統に一般的に使用される。また、フィルターは他の複数のタイプの流体システムで使用されており、例えば種々の産業濾過応用分野で使用されている。これらのタイプのシステムでは、フィルタは定期的に交換される。従来から、少なくとも２つの標準タイプのフィルタが使用されている。１つは、スピンオン式キャニスタ・フィルタであり、もう一つがボウル・カートリッジ・フィルタである。
スピンオン式キャニスタ・フィルタは、使い捨てのユニットであり、そのユニットは永久に取り付けられた取替え不可能なフィルタエレメント(カートリッジフィルタ)を収容した１回のみ使用可能なハウジングを通常含んでいる。カートリッジフィルタを保持したキャニスタは、フィルタヘッド上で回転されてネジ嵌合により通常取り付けられる。浄化されるべき液体は、その濾過を行うためにフィルタヘッドを通り、ハウジングの中に流入する。浄化された液体は、ハウジングを出て、フィルタヘッドに再度流入する。一定期間の使用後に、スピンオン式キャニスタ・フィルタは、フィルタヘッドから取り除かれて廃棄処分される。次に、新品のスピンオン式キャニスタ・フィルタがフィルタヘッドに取り付けられる。
一方、ボウル・カートリッジ・フィルタは、取替え可能なフィルタエレメント(カートリッジフィルタ)を保持する再使用可能なボウルを通常含んでいる。廃棄処分上または他の問題上から、スピンオン式キャニスタ・フィルタに替えてボウル・カートリッジ・フィルタの使用が好ましくなる場合または必要となる場合がある。ボウル・カートリッジ・フィルタもまたフィルタヘッド(または、フィルタベースと呼ぶ)上に取り付けられ、浄化されるべき液体はフィルタヘッドを通過し、ボウルの中に流入し、取替え可能なカートリッジフィルタを通り、ボウルの外に出て、フィルタヘッドに戻るように流れる。一定期間の使用後に、ボウル・カートリッジ・フィルタは、フィルタヘッドから取り外され、取替え可能なカートリッジフィルタは、再使用可能なボウルから取り外される。使用済のカートリッジフィルタは廃棄処分され、新品のカートリッジフィルタに取り替えられる。新しい状態にされたボウル・カートリッジ・フィルタを提供するために、再使用可能なボウル内に新品のカートリッジフィルタが動作可能に取り付けられる。次に、新品のカートリッジフィルタを含む新しい状態にされたボウル・カートリッジ・フィルタがフィルタヘッドに取り付けられる。
スピンオン式フィルタのいくつかの利点として、開口部が保護され、開口部の内部に流体を捕捉できる点が挙げられる。この利点により、フィルタ中の流体が、外部に漏洩するかまたは地面上あるいはフィルタを点検整備する作業員上に垂れることを防止できるようになる。しかしながら、複数の場合に、スピンオン法カートリッジ・フィルタは焼却処分が可能ではない。
これに対して、ボウル・カートリッジ・フィルタによれば、カートリッジを容易に焼却処分することが可能となる。ボウルカートリッジ中のカートリッジフィルタは、処分されることとなる必要最小限度の材料から構成され、再利用される材料は含んでいない。しかしながら、いくつかの事例によれば、修理中に汚染された流体がボウルから露出して、地面または整備点検を実行している作業員上に垂れるという不具合がボウル・カートリッジ・フィルタにはある。
異なったタイプのフィルタシステムにおいても、上記のような問題が提起される。このため改善が望まれている。
発明の概要
スピンオン法カートリッジ・フィルタの利点とボウル・カートリッジ・フィルタの利点を結合したフィルタ組立体および濾過方法が提供される。いくつかの事例によれば、フィルタ組立体は保護された開口部と捕捉された汚染物質とを有しており、地面の上または整備点検を実行する作業員の上に液垂れする機会を少なくし、そして使い捨てのカートリッジを備えている。ある特定の事例のフィルタ組立体と濾過方法によれば、いかなる工具類も使用することなく、迅速かつ清潔に点検整備を行えるという追加的な効果がある。
フィルタ組立体が提供される。記述されたいくつかの事例によれば、フィルタ組立体は、フィルタベースと、フィルタベースに着脱可能に取り付けられるボウルと、ボウルの中に着脱可能に配置されるとともに濾過媒体を有したフィルタ・カートリッジとを備える。記述された事例によれば、濾過媒体の領域の周りに不浸透性の外側ジャケットを有したフィルタ・カートリッジを含んでいる。外側ジャケットは、整備点検を行う間汚染された流体がこぼれることを防止する。
記述されたいくつかの事例は、フィルタベースを任意に係合させるためのゆるみ止めキャップを含む。ゆるみ止めキャップとフィルタベースの係合によって、フィルタベースを任意に動作可能な状態でボウルに対して固定または解除するための留め金構成について記載される。
組立て方法と、濾過方法と、整備点検方法について提供される。記述される方法によれば、上述の特徴を備えたタイプのフィルタ組立体が使用されるであろう。
工具類を使用せずに、整備点検を行う方法が提供される。記述される方法によれば、フィルタベースとボウルとの間の係合を行う留め金構成を、工具類の使用なしで手で解除することを含む。ボウルとフィルタ・カートリッジとがフィルタベースから取り除かれる。第２のフィルタ・カートリッジがボウル中に装填される。第２のフィルタ・カートリッジを装填したボウルはフィルタベースに取り付けられる。フィルタベースと第２のフィルタ・カートリッジを装填したボウルを動作可能に固定するように留め金構成により係合される。
まず最初に図１０に着目する。図１０はエンジン12を含む設備10の概略構成図である。設備10は潤滑油系14と燃料系15と油圧系16とを含む。潤滑油系14と燃料系15および油圧系16はシステムの流体(オイル、燃料または油圧油)を浄化する必要がある。浄化機能を提供するために流体フィルタ組立体が利用される。図１０に図示される実施形態によれば、３つの流体フィルタ組立体20が示されており、潤滑油系14と燃料系15および油圧系16のために夫々１つの流体フィルタ組立体20が設けられる。図１０に図示される設備10はトラクタ18である。他のタイプの設備であるブルドーザ、スキッドステア装置、ペイローダ装置、採鉱装置、高速トラック路走行用トラック、荒地走行用トラック、コンバイン、産業濾過装置、発電機を含む他のタイプの設備であってエンジンまたは油圧系を備えるあらゆるタイプのシステムに流体フィルタ組立体20は使用可能である。
ここに記述されるシステムによれば、自動車用の油圧フィルタとして一般にその作動圧が7psiから700psiの範囲となるであろう。エンジン潤滑油システムの動作圧は40psiから80 psiであり、およそ250psiのコンプレッサー潤滑油システムとなるであろう。燃料系に関しては、圧力がポンプの上流側に発生する場合には、マイナス10psiの負圧となるであろう。二次フィルタとしてポンプの下流側で使用される場合には、動作圧は60psiになるであろう。一般に産業油圧用途では、圧力は最大6,000psiとなりかなり高くなる。もちろん、圧力は異ならせることができ、これらは単に一例に過ぎない。
次に、図１と図２に着目する。流体フィルタ組立体20の１つの具体的な構成例が外観斜視図で図示されている。図示された流体フィルタ組立体20によれば、フィルタベース22（これはしばしば「フィルターヘッド」とも呼ばれる)と、ボウル・カートリッジ・フィルタ24を備える。フィルタベース22は、流体システム(潤滑油系14、燃料系または油圧系統16などのような)に配置されて、流体がフィルタベース22からその近くのボウル・カートリッジ・フィルタ24に流れるように構成される。
ここで、「ボウル・カートリッジ・フィルタ」は、再使用可能なハウジングを有するフィルタを意味するかまたは取替え可能なカートリッジフィルタ(フィルタエレメント)を収容するハウジングまたはボウルを備えることを意味する。一定期間の使用後に、カートリッジフィルタが容認できないレベルまで目詰まりするかまたは流体抵抗が増加すると、ボウル・カートリッジ・フィルタが点検整備される。
「点検整備」とこの同類の文言は、ボウル・カートリッジ・フィルタがフィルタベースから取り外されることを意味し、カートリッジフィルタがボウルから取り外され、新品のカートリッジフィルタがボウル中にインストールされる。そして新品のカートリッジフィルタを装填したボウルがフィルタベースに取り付けられる。
フィルタベース22は、ボウル・カートリッジ・フィルタ24を動作可能または取り付け可能にする構成を備える。「動作可能または取り付け可能にする」は、フィルタベース22がボウル・カートリッジ・フィルタ24を噛合する適切な構造を備えており、浄化されるべき流体が適切な流路を通して流れて、意図されるように浄化されることを意味する。
図３と図５によれば、ボウル・カートリッジ・フィルタ24は再使用可能なハウジングまたはボウル26を備え、移動可能かつ取替え可能なカートリッジフィルタ28がどのように動作可能となっているかが分かるであろう。
図８は、フィルタ組立体20の横断面図である。図８においてボウル・カートリッジ・フィルタ24がフィルタベース22に動作可能に取り付けられた様子が図示されている。フィルタベース22は、ボウル・カートリッジ・フィルタ24に流体を向かわせ、流体の流入と流出を行う流路32を形成したブロック30を含んでいる。フィルタブロック30は、入口ポート34と出口ポート36と内部の中心管または中心短管38とを形成している。中心短管38は、ブロック30の外側の壁40で取り囲まれている。短管38は、ボウル・カートリッジ・フィルタ24の内部から始まり、出口ポート36で終わるオーバフロー流路42を形成している。入口ポート34は、入口流路44と連通している。入口流路44は、少なくとも短管38を部分的に囲むことが図８に表現されている。
シール構成46は、カートリッジフィルタ28の中で濾過媒体48の領域を流体が迂回しないように維持するために設けられる。図示される実施形態によれば、シール構成46は短管38とカートリッジフィルタ28の一部の間に位置するシール部材50を含んでいる。流体が濾過媒体を通り抜けずに、入口流路44から浄化された流体容積部52の中とオーバフロー流路42の中に流入することがシール部材50により防止される。図示される実施形態によれば、例えば図８において筒状な状態で図示されるように濾過媒体48は中央の開口した容積部54を形成している。中央の開いている容積部54中に存在する流体は、最初に濾過媒体48を通らなければならないので、中央の開いている容積部54は浄化された流体容積部52に対応している。
第２のシール部材56は、入口流路44からボウル26の内部容積部58に流体が流入することを防止するためにフィルタベース22とカートリッジフィルタ28の間に置かれる。
ハウジングまたはボウル26は、内部容積部58を形成する薄肉構造60として表現されている。また、特に油圧用途で使用される場合には、ボウル26は厚い壁で囲まれた構造となるであろう。壁60は、連続した外側の側壁62と、下部において閉じた端部66を形成した壁64とを備える。閉じた端部に対向して、カートリッジフィルタ28を受け入れるためにボウル26は開口68（図３）を形成している。望ましい構造では、ボウル26はさらに開口68を取り囲むための突起部または唇70を形成すると良い。唇70は側壁62から放射状に突出形成される。図８に図示される実施形態では、唇70の半径方向に外面的に突出形成される。さらに唇70の１つの役割について、留め金構成に関連して以下に述べる。
ボウル26は、内部58中で移動可能かつ取替え可能なカートリッジフィルタ28を動作可能に支持する。開口68をボウル26に残した状態にし、ボウル26がフィルタベース22から取り除かれるときにカートリッジフィルタ28がボウル26から移動可能かつ取替え可能な状態となる。すなわち、開口68を介してカートリッジフィルタ28を取り除き取り替えることができる。
望ましくは、カートリッジフィルタ28は保護目的のジャケット72を含むと良い。ジャケット72は、流体がカートリッジフィルタ中に流れ込み、ジャケット72を通してカートリッジフィルタ28の外へ流れ出ない不浸透性の材料から通常構成されるであろう。ジャケット72の目的の１つは、点検整備するときにカートリッジフィルタ28中に汚染された流体を溜めた状態にすることである。ジャケット72は、整備点検を行うためにボウル26からカートリッジフィルタ28の取り外しとカートリッジフィルタ28を廃棄処分をするときに、汚染された流体が地面の上または作業員の上に垂れるないようにできる。また特定の構成によれば、ジャケット72は連続した外側の側壁74と閉じた下部壁76とを含んでいる。図示される実施形態では、ジャケット72は内部80を形成する概ね筒状の容器78を形成している。下部壁76の正反対側にはじゃま板82が形成されている。図３において、じゃま板82は中央の流体の出口84と入口構成86とを形成していることが分かる。入口構成86は、フィルタベース22から出た流体をカートリッジフィルタ28で濾過するために流体を流入する。流体の出口84は、カートリッジフィルタ28で濾過された流体の通路を形成してフィルタベース22の中に流出可能にする。
図示される実施形態では、入口構成86はじゃま板82において複数のスロット形状に形成された間隙88であることが図３に図示されている。スロット状の間隙88は流量出口84を取り囲むように形成される。図示される実施形態では、流量出口84はじゃま板82の中央の間隙90として図示されている。外観斜視図の実施形態から分かるように、入口構成86と流体の出口84とは同軸関係となるように配置されている。ここで、「同軸」とは中央の間隙90の中心軸がスロット状の間隙88のすべてに接合する円と同心円上に形成されることを意味する。むろん図示以外の他の入口構成と出口構成が使用可能である。図示される構成はほんの一例に過ぎない。
複数の異なるタイプの材料からジャケット72を構成することができる。望ましくは、ジャケット72は不浸透性の材料が良いであろう。また、用途によっては、望ましくはジャケット72は焼却などによって容易に廃棄処分できる材料から作られるであろう。ジャケット72に使用できる１つのタイプの材料はプラスチックである。
ジャケット72の内部80中には濾過媒体48が位置する。望ましい実施形態では、濾過媒体48は浄化後の流体の容積部52を形成するために筒状に形成されると良い。図示される実施形態では、濾過媒体48は筒状のフィルタ・パック92になっている。フィルタ・パック92には濾過前の流体容積部53と流体的に連通した上流の側94が設けられている。またフィルタ・パック92には、濾過後の流体容積部52と流体的に連通した下流の側96が設けられている。好ましくは所定用途として、フィルタ・パック92はひだ付けされた構造98であると良い。ひだ付けされた構造98は、セルロース媒体、合成繊維媒体またはそれらの混合物であると良い。
図示される実施形態では、フィルタ・パック92はキャップ102を有している。フィルタ・パック92には、流体が濾過前の流体容積部53から濾過後の容積部52に流入するように濾過媒体48を通り抜けないようにするためにキャップ102が接着または他の方法で固定されている。
図示される実施形態では、じゃま板82はシールをするための係合表面104（図３）を有している。シールをする係合表面104は、濾過後の流体容積部52に向かう内部の半径表面106（図３）を形成している。図８では、短管38がシール部材50が半径表面106と係合表面104との間でどのようにシール51を形成しているのかを見ることができる。
端部のキャップ102に対向して、媒体パック92の端部108において媒体パック92がジャケット72にシールされて固定されている。このシールおよび固定は、ポッチング材料の使用または直接的にジャケット72に接着する接着材を使用して行うことができる。
図８において、どのように流体がカートリッジフィルタ28を通って流れるかが明瞭に分かる。浄化されるべき流体は、フィルタベース22を通り入口ポート34から流入する。流体は入口流路44に入り、カートリッジフィルタ28の入口構成86（図３）のスロット状の間隙88を通り抜ける。次に、浄化されるべき流体は、濾過前の流体容積部53へ流入する。濾過前の流体容積部53は、ジャケット72の側壁74の内部表面77と濾過媒体48の上流の側94の間の容積部である。次に、流体は濾過媒体48を通り、下流の側面94を通り濾過後の流体容積部52に流入する。濾過媒体48は流体から汚染物質と残骸を取り除く。そして流体は濾過後の流体容積部52から短管38のオーバフロー流路42を通り抜ける。この構成は、流量出口84（図３）の中において短管38とシール係合された出口として設けられている。オーバフロー流路42から出口36を通る流体の流れは、下流の設備10によって使用される。
この発明の原理によると、フィルタ組立体20は工具類の使用なしでフィルタ組立体20の整備点検を手で行うことのできるシステム110をさらに含むことができる。ここで「工具類の使用なし」とは、通常使用されるトルクを発生させるレンチなどの手動式工具類か他のタイプの動力工具などを使用せずに、フィルタベース22からボウル・カートリッジ・フィルタ24を取り外すことができることを意味する。工具類を補助的に使用しても良いが、動力工具の援助を必要とせずに手で、主な力を発生させてフィルタベース22からボウル・カートリッジ・フィルタ24を外すことができる。
図示されるシステム110によれば、留め金構成112が設けられている。留め金構成112は任意にフィルタベース22とボウル26とを一緒に固定または夫々を分離できるように動作可能に構成されている。この固定および分離のための１つの方法はキャップ114とフィルタベース22との間を係合することである。ここで、キャップ114は「固定」キャップと呼ばれ、キャップ114がボウル26をフィルタベース22を取り外すかまたはアンロックすることとともに、フィルタベース22にボウル26をロックする機能を有することが理解されよう。図１と図８によれば、キャップ114がフィルタ22に対して動作可能に取り付けられた様子が図示されている。図４と図６は、キャップ114とフィルタ22の立体分解図を図示している。図９は、ゆるみ止めキャップ114の１つの実施形態の底面図である。図７は、ゆるみ止めキャップ114が取り付けられる前のフィルタベース22の図である。
一般に、留め金構成にはフック構成116が含まれる。フック構成116の１つとしてフィルタベース22とボウル26の間で互いに係合可能かつ可動可能に構成されるタイプがある。このようなフック構成116の一つによれば、フィルタベース22をボウル26に対して係合させるか、接続させるかまたは固定するための引っ掛け構造が含まれる。ここで、「係合可能かつ可動可能」とは、ボウル26とフィルタベース22とを任意に固定するための全ての動きを意味する。ここに記述される実施形態によれば、係合可能かつ可動可能な構成のさらなる定義が提供されるであろう。一般に、ゆるみ止めキャップ114はフィルタベース22に対して相対移動されることで、フック構成116はフィルタベース22とボウル26の間での係合状態または係合解除するように移動される。
図示される実施形態によれば、留め金構成は、複数の離散配置された留め金を含んでいる。図示される特定の実施形態では、３個の留め金121、122および123を備えている。第１の留め金122と第２の留め金122と第３の留め金123は、互いに同じ形状で形成される。これらの留め金121、122および123には共通の符号が付されている。夫々の留め金121、122、123には夫々の留め金部材125が設けられている。夫々の留め金部材125は、係合するときにボウル26とフィルタベース22との間で係合および係合解除されるときに留め金構成112の残った部分126（図４）に対して移動される。図示される実施形態では、夫々の留め金部材125は第１のフック128と第２のフック129を有する。図示される実施形態では、フィルタベース22に対する係合状態と非係合状態になるように第１のフック128が任意に内外に向けて移動可能に設けられている。特に、第１のフック128は、フィルタベース22に形成される凹部132に係合するように内外に動かされるキャッチ130を備えている。フィルタベース22の凹部132は、フィルタベース22の外側の周囲に沿う周辺表面を有している。凹部132に近いフィルタベースの部分133は、フィルタベース22とボウル26が一緒に固定された状態で、フィルタ組立体20が動作するときに主な軸方向荷重を支えることができる。
第２のフック129の夫々は、ボウル26と係合された状態から内外に動かされるキャッチ134を有している。図示される実施形態では、各キャッチ134は係合されたボウル26の上で唇70から内外に移動される。
図示された実施形態では、夫々の留め金121、122、123は、キャップ係合部材136（図７）を含んでいる。キャップ係合部材136は、ベース22とボウル26の間の締着と分離を可能にするためにキャップ114と係合するように構成される。図示されるように、夫々のキャップ係合部材136は、夫々の対応するキャップ114の構造と相互作用または係合できるように形成されている。図示される実施形態によれば、キャップ係合部材136は球体138を形成している。球体138が、キャップ114に対してどのように相互作用するかについて以下に述べる。
図示される実施形態では、夫々の留め金121、122、123はキャップ係合部材136から延設される第１の軸体140を有している。第１の軸体140からは留め金部材125が延設されている。以上の構成から、キャップ係合部材136の動きが軸体140を通して留め金部材125の動きに変換されることが分かる。
さらに、図示された特定の実施形態によれば、夫々の夫々の留め金121、122、123には留め金取付部142が設けられている。夫々の留め金取付部142には凹部146を間に形成するための１組の直立した壁144、145が設けられている。凹部146は、第１の軸体140を内部に通過させるために設けられる。図示される実施形態では、直立した壁144、145はそこに第２の軸体148を軸支している。このようにして、第２の軸体148は壁144、145の中に延設されて取り付けられる。図示された実施形態によれば、第２の軸体148は第１の軸体140に対して直交している。第２の軸体148は、留め金取付部142の壁144、145と協働して、夫々の夫々の留め金121、122、123のためのピボット取付部150を構成している。
次に、図６、図９および図１０を参照すると、ゆるみ止めキャップ114の実施形態が図示されている。図示される実施形態では、ゆるみ止めキャップ114は周囲の縁152と端部の壁表面154を含んでいる。壁表面154には、フィルタベースの側156と手操作側158（図４）とが設けられている。手操作側158は、ボウル・カートリッジ・フィルタ124と対向した壁表面部分154を備えている。手操作側158は、フィルタ組立体20の作業員の整備点検時において手で操作される部分である。図４に図示される実施形態では、手操作側158はキャップ114の操作を可能にするために作業員の手で握ることができる大きさの１組のフランジ把持部材160、161を含んでいる。特に、フランジ把持部材160、161はフィルタベース22に対して回転運動またはトルクを発生させる力をゆみ止めキャップ114に与えるように形成されている。
フィルタベースの側156において、ゆるみ止めキャップ114は留め金係合トラック162を形成している。トラックは、夫々のピボット取付部150の周りで留め金121、122、123に対して旋回されることで夫々の留め金の球体138に対して係合する状態になる。
図示される実施形態では、留め金係合トラック162は、壁表面154の内面の軸方向の部分165によって形成される連続したトラック164である。ここで、「連続した」とは、いかなる分裂部分もトラック164に存在しないことを意味し、トラックの形状はこれ以外の形状となる場合もある。特に、図示される実施形態では、連続したトラック164は複数のセグメント166を形成している。
図示される実施形態では、セグメント168の第１のグループとセグメント169の第２のグループが形成されている。第１のグループのセグメント168は、ゆるみ止めキャップ114の中心点から第１の距離分離間している。第２のグループのセグメント169は、ゆるみ止めキャップ114の中心点から第２の距離分離間している。第１の距離は、第２の距離よりも大きい。第１のグループのセグメント168と、第２のグループのセグメント169の間には
キャップ係合136が、セグメント168、169との間で滑らかに乗るように形成された転移点170が形成されている。
図９に図示した実施形態から分かるように、３つの第１のグループのセグメント168と、３つの第２のグループのセグメント169が設けられている。セグメント166の数は、この実施形態によれば留め金の数に対応している。この実施形態では、使用される３個の留め金が設けられているので、３つの第１のグループ168と３つの第２のグループ169とが設けられている。
ゆるみ止めキャップ114がフィルタベース22に対して動作可能に取り付けられると、各球体138は連続したトラック164の上に乗る状態となる。第２のグループのセグメント168に各球体138が位置した状態では、夫々の留め金部材125はフィルタベース22とボウル26から半径方向に遠ざかるように動かされる。第１のグループのセグメント166上に各球体138が位置する状態では、夫々の留め金部材125はボウル26とフィルタベース22とを係合させる。各球体138が転移点170を横切るように移動されると、各ピボット点150周りの回動運動に変換されて、留め金部材125がボウル26とフィルタベース22に対して離間または近づく半径方向の運動を引き起こすこととなる。言い換えれば、図示された実施形態では、球体138が第１のグループのセグメント168の内部に位置しているときには、キャッチ130が フィルタベース22の中に凹部132に係合しており、キャッチ134はボウル26の唇170に係合するように固定される。キャップ114が回転されると、連続したトラック164は各球体138に対して相対移動される。各球体138が転移点を通り第１のグループのセグメント168から第２のグループのセグメント166の内部に移動されると、球体138は軸体140と148を介して第１のフック128と第２のフック129を移動させてフィルタベース22とボウル26との係合を解除させる。
図４と図６によれば、キャップ114はバイアスの部材172であるねじりばね173によってフィルタベース22に対してキャップ114をゆるみ止め位置に偏位されて保持される様子が分かる。ファスナ175は、ゆるみ止めキャップ114とフィルタベース22の間を固定するが、これら間での回転を可能にしている。ストッパー176は、キャップ114のフィルタベースの側面156から軸方向に延設されている。ストッパー176はスプリング173をキャップ114とフィルタベース22の間で変位させる。
稼働中は、浄化されるべき流体はフィルタベース22の入口ポート34を通り、入口流路44の中に流入する。そこから入口構成86を通り抜けボウル・カートリッジ・フィルタ24に流入する。そして、濾過前の流体の容積部53に入り濾過媒体48を通り、濾過後の流体容積部52の中に流入する。次に、流体の出口84を通りオーバフロー流路42に流入し出口ポート36を通ってフィルタベース22から流れ出る。濾過を行う間、フィルタベース22は留め金構成112によってボウル26に固定される。特に、各第１のフック128は、フィルタベース22の凹部132内に固定され、ボウル26の上の唇70に各第２のフック129が係合する。
フィルタ組立体20を点検整備するために、ゆるみ止めキャップ114は手をフランジ係合部材160、161の上に置くことで握られる。スプリング173に抗してキャップはフィルタベース22に対して回転される。この回転動作は工具類の使用なしで手で実行することができる。キャップ114がフィルタベースに対して回転されるにともない、夫々のキャップ係合部材136は半径方向に移動される。この半径方向の動きは、夫々の留め金部材125を半径方向に旋回させる動きに変換される。特に、キャップ114が回転されるときに、各球体は第１のグループのセグメント168を滑り、転移点170を通過し、第２のグループのセグメント166内部に移動される。球体138によるこの運動は、第２の軸体148を通る軸体140を旋回させる動きに転換するので、フィルタベース22とボウル26から夫々の留め金部材125を半径方向の外側に動かすこととなる。この結果、フィルタベース22の凹部132から第１のフック128を解除し、唇70から夫々の第２のフック129を解除できる。留め金構成112が解除された状態で、フィルタベース22からボウル126を取り除くことができる。いくつかの実施形態では、カートリッジフィルタ28はシール50、56を形成するためにフィルタベース22に固定された状態のままとなるであろう。またジャケット72は整備点検を実行する作業員によって握られるであろう。ジャケットは望ましくは不浸透性の材料から作られるのでジャケット72は比較的に清潔な状態を維持できる。ジャケットは握られ、カートリッジフィルタ28をフィルタベース22から引抜くことで取り外される。そしてカートリッジフィルタ28は廃棄処分される。
次に、新品の第２のカートリッジフィルタ28がボウル26内に動作可能となるように取り付けられる。最初に、ゆるみ止めキャップ114がフィルタベース22に対して移動され、夫々の留め金部材125を半径方向の外側に動かし、ボウル・カートリッジ・フィルタ24をフィルタベースに取り付けるために動かされる。そして、新品の第２のカートリッジフィルタ28を備えたボウル・カートリッジ・フィルタ24がフィルタベース22に対して動作可能に取り付けられる。このときシール部材50と第２のシール部材56により、ボウル・カートリッジ・フィルタ24とフィルタベース22の間でシールが形成される。そして、ゆるみ止めキャップはスプリング173によってゆるみ止め係合の位置に偏移される。この結果、フィルタベース22とボウル26との間の係合位置に夫々の留め金部材125が移動される。以上で、
フィルタ組立体20は濾過を行う使用位置の所定位置に配置される。
実施形態の動作原理
フィルタ組立体を点検整備するための方法が提供される。フィルタ組立体は、フィルタベースと、フィルタベースから移動可能に取り付けられるボウルおよびボウルの中に移動可能に配置されるフィルタ・カートリッジを備えることができる。実施形態の方法は、工具類を使用せずに手によって、フィルタベースとボウルの係合状態から留め金構成を解除し、フィルタベースからボウルとカートリッジフィルタを取り外し、ボウルの中に第２のカートリッジフィルタを提供し、フィルタベースの上に第２のカートリッジフィルタを装着したボウルを取り付け、そして、第２のカートリッジフィルタを備えたボウルとフィルタベースとが動作可能になるように留め金構成を係合する工程を含む。
また、留め金構成を解除するための工程は、フィルタベースに対してゆるみ止めキャップを、第１の方向へ回転させる工程を含むことができる。留め金構成を係合させる工程は、フィルタベースに対してゆるみ止めキャップを第２の方向へ回転させる工程を含むことができる。留め金構成は、任意にフィルタベースとボウルとを噛合させるフック構成を含むことができる。留め金構成を解除する工程は、フィルタベースとボウルから離れるようにフック構成を半径方向の外側に回動させるために、フィルタベースに対してゆるみ止めキャップを回転させる工程を含むことができる。
留め金構成は、複数の離散的な留め金を含むことができ、夫々の留め金は第１のフックと第２のフックを有する留め金部材を備える。フィルタベースに対してゆるみ止めキャップを回転させてフック構成を半径方向の外側に回動させる工程は、夫々の留め金部材の各第１のフックと第２のフックをフィルタベースとボウルから半径方向の外側に回動させる工程を含むことができる。夫々の留め金部材の第１のフックと第２のフックとを、フィルタベースとボウルの半径方向の外側に回動させる工程は、フィルタベースの係合状態から各第１のフックを回動し、ボウルの係合状態から各第２のフックを回動する工程を含むことができる。
留め金構成は、複数の離散的な留め金を含むことができ、夫々の留め金は、キャップ係合部材と、キャップ係合部材から延設される軸体と、軸体から延設される留め金部材と、第１のフックと第２のフックを有する留め金部材と、軸体から延設される第１のフックを備える。留め金構成を解除する工程は、夫々の留め金のキャップ係合部材を動かし、夫々の軸体を動かし、フィルタベースから夫々の留め金部材の第１のフックを動かし、ボウルから夫々の留め金部材の第２のフックを動かすようにゆるみ止めキャップを回転させる工程を含むことができる。
ゆるみ止めキャップは、連続したトラックを含むことができ、トラックは複数のセグメントを有し、ゆるみ止めキャップの中心点から第１の距離に形成される第１のグループのセグメントと、ゆるみ止めキャップの中心点から第２の距離に形成される第２のグループのセグメントとを備え、第２の距離よりも第１の距離が大きく、夫々の留め金のキャップ係合部材は夫々のトラックの中で可動に構成される。留め金構成を解除する工程は、ゆるみ止めキャップを回転させ、トラック中の夫々のキャップ係合部材を第１のグループのセグメントの１つから第２のグループのセグメントの１つにを滑らせるようにて、フィルタベースから離れるように夫々の留め金部材の第１のフックを動かし、ボウルから離れるように夫々の留め金部材の第２のフックを動かす工程を含むことができる。
フィルタベースと第２のカートリッジフィルタを装着したボウルとを動作可能に留め金構成を係合させて固定する工程は、ゆるみ止めキャップをトラックの中で第２のグループのセグメントの１つから第１のグループのセグメントの１つに滑らせるように第２の方向に回転させることで、各留め金が回動され、フィルタベースとの係合状態に夫々の留め金部材の第１のフックが動かされ、ボウルとの係合状態に夫々の留め金部材の第２のフックを動かされる工程を含む。
フィルタ・カートリッジは、閉じた端部と、フィルタベースに対する係合端部と、側壁と、内部容積部とを形成した不浸透性の外側ジャケットを含むことができ、フィルタベースに対する係合端部は、カートリッジフィルタへの流体の通路となる入口構成と、カートリッジフィルタからの流体の通路となる入口構成とを形成し、ジャケットの内部容積部の中で動作可能に固定された濾過媒体の管状の領域は、濾過前の流体がジャケットと濾過媒体の間を通り、濾過後の流体容積部の中に流入し、流体容積部から出口構成を介してカートリッジフィルタの外へ流出する構成を備える。
フィルタ組立体が提供され、フィルタ組立体は入口構成と出口構成を形成するブロックを有するフィルタベースを含むことができ、フィルタベースから移動可能なボウルと、濾過媒体がボウルの中に移動可能に配置されるカートリッジフィルタと、流体がフィルタベースに動作可能に取付けられたボウルとカートリッジフィルタを流れるように、カートリッジの中と濾過媒体を通り、フィルタベースの出口構成を通して流入し、入口構成を介して流出し、フィルタベースに任意に係合されるゆるみ止めキャップは、ゆるみ止めキャップとフィルタベースとの係合状態となるようにフィルタベースとボウルを任意に固定または係合状態を解除するように動作可能な留め金構成を備え、留め金構成は複数の離散的な留め金を含むことができる。
留め金構成は、夫々がフィルタベースとボウルから離間または近づくように半径方向に内外に回動可能となるように離散的に設けられる複数の留め金を備える。夫々の留め金は、(i) キャップ係合部材と、(ii) キャップ係合部材から延設される第１の軸体と、（iii) 第１の軸体から延設されるとともに第１のフックと第２のフックを有する留め金部材と、を備え、(b) 夫々の留め金部材の第１のフックがフィルタベースと任意に係合し、夫々の留め金部材の第２のフックがボウルと任意に係合できるように回動自在に設けられている。
ゆるみ止めキャップは、連続したトラックを形成するフィルタベースの側と、手で操作される側とを含み、フィルタベースの側は複数のセグメントを有するトラックを形成し、ゆるみ止めキャップの中心点から第１の距離で形成される第１のグループのセグメントと、ゆるみ止めキャップの中心点から第２の距離で形成される第２のグループのセグメントとを含み、第２の距離よりも第１の距離が大きく設定され、夫々のキャップ係合部材はトラックの中で可動でき、作業員の手でフィルタベースに対してゆるみ止めキャップが任意に回転できるようにするフランジ部材を含み、フィルタベースに対する非係合方向へゆるみ止めキャップが回転されると、夫々のキャップ係合部材がトラックの中を第１のグループから第２のグループに向かうように滑り、夫々の第１のフックがフィルタベースとの係合解除位置に移動され、ボウルに対する夫々の第２のフックが係合解除される一方で、回転するフィルタベースに対して係合方向へゆるみ止めキャップが回転されると、キャップ係合部材がフィルタベースとの非係合状態からトラックの中を第２のグループから第１のグループに滑って、夫々の第１のフックがフィルタベースに係合されるようにキャップ係合部材が移動され、夫々の第２のフックがボウルに係合されるようにキャップ係合部材が移動される。
フィルタベースは、夫々の留め金用の留め金取付部を含むことができ、夫々の留め金取付部は第２の軸体を有する各留め金を回動自在に固定し、各第２の軸体と概ね垂直となる夫々の第１の軸体を備える。
システムが提供され、作動を行うために流体を利用するエンジンを含むことができ、エンジンで利用される流体を浄化するために動作可能にインストールされる状態でフィルタ組立体が取り付けられる。
は、本発明の原理に従って構成されたフィルタ組立体の１つの実施形態を斜め上から見た外観斜視図である。 は、図１に表現されたフィルタ組立体の下部の外観斜視図である。 は、図１と図２に表現されたボウル・カートリッジ・フィルタの上部の立体分解図である。 は、図３のボウル・カートリッジ・フィルタとともに使用可能な、図１と図２に表現されたフィルタベースとゆるみ止めキャップの立体分解図である。 は、図３のボウル・カートリッジ・フィルタの下部の立体分解図である。 は、図３と図５のボウル・カートリッジ・フィルタとともに使用可能な、図４に表現されたフィルタベースとゆるみ止めキャップの下部の立体分解図である。 は、図１と図２のフィルタ組立体の上部を拡大した外観斜視図である。 は、図１と図２のフィルタ組立体を模式的に示した横断面図である。 は、図１〜図８に表現されたフィルタ組立体で使用される１つの実施形態のゆるみ止めキャップの下部の外観斜視図である。 は、図１と図２に表現されたフィルタ組立体を利用するエンジンを有する１つの設備の概略図である。

Claims (18)

  1. フィルタ組立体を工具類を使用せずに点検整備する方法であって、前記フィルタ組立体は、フィルタベースと、前記フィルタベースから移動可能なボウルと、前記ボウルの中に移動可能に配置されるフィルタ・カートリッジとを備え、
    (a) 前記フィルタベースと前記ボウルとの係合を解除するために、留め金構成を工具類なしで手で解除する工程と、
    (b) 前記ボウルと前記フィルタベースからカートリッジフィルタを取り外す工程と、
    (c) 第２のカートリッジフィルタを前記ボウルの中に装填する工程と、
    (d) 前記フィルタベースの上に前記第２のカートリッジフィルタを有する前記ボウルを取り付ける工程と、
    (e) 前記第２のカートリッジフィルタを有した前記ボウルを、前記フィルタベースに動作可能に固定するために留め金構成を係合させる工程と、
    を備えることを特徴とする方法。
  2. (a) 留め金構成を解除する前記工程は、前記フィルタベースに対してゆるみ止めキャップを、第１の方向に回転させる工程を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
  3. (a) 留め金構成を係合させる前記工程は、前記フィルタベースに対して前記ゆるみ止めキャップを、第２の方向に回転させる工程を含むことを特徴とする請求項２に記載の方法。
  4. (a) 前記留め金構成は、前記フィルタベースと前記ボウルとを任意に係合させるフック構成を含み、
    (b) 留め金構成を解除する前記工程は、前記フィルタベースに対してゆるみ止めキャップを回転させることで、前記フィルタベースと前記ボウルの半径方向の外側に前記フック構成を回動させる工程を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
  5. (a) 前記留め金構成は、第１のフックと第２のフックを有する留め金部材を備える複数の離散的な留め金を含み、
    (b) 前記フィルタベースに対してゆるみ止めキャップを回転させることで、前記フィルタベースと前記ボウルの半径方向の外側に前記フック構成を回動させる前記工程は、前記第１のフックと前記第２のフックを有する前記留め金部材の夫々を前記フィルタベースと前記ボウルの半径方向の外側に回動させる工程を含むことを特徴とする請求項４に記載の方法。
  6. (a) 前記第１のフックと前記第２のフックを有する前記留め金部材の夫々を前記フィルタベースと前記ボウルの半径方向の外側に回動させる前記工程は、前記フィルタベースに係合した前記第１のフックの夫々を回動させ、前記ボウルに係合した前記第２のフックの夫々を回動させる工程を含むことを特徴とする請求項５に記載の方法。
  7. (a) 前記留め金構成は、複数の離散的な留め金を含み、前記留め金の夫々は、
    (i) キャップ係合部材と、
    (ii) 前記キャップ係合部材から延設される軸体と、
    (iii) 前記軸体から延設されるとともに、第１のフックと第２のフックを有する留め金部材を備え、前記第１のフックは前記軸体から延設され、
    (b) 留め金構成を解除する前記工程は、前記ゆるみ止めキャップを回転させることで、前記留め金の夫々の前記キャップ係合部材を動かし、前記軸体の夫々を動かし、前記フィルタベースから離れるように前記留め金部材の前記第１のフックを動かし、また前記ボウルから離れるように前記留め金部材の前記第２のフックを動かす工程を含むことを特徴とする請求項３に記載の方法。
  8. (a) 前記ゆるみ止めキャップは、連続したトラックを含み、前記トラックは複数のセグメントを有し、
    (i) 前記ゆるみ止めの中心点から第１の距離に形成される第１のグループの前記セグメントと、前記ゆるみ止めの中心点から第２の距離に形成される第２のグループの前記セグメントと、を備え、
    (A) 前記第２の距離よりも前記第１の距離が大きく設定され、
    (ii) 前記留め金の前記キャップ係合部材の夫々は前記トラックの夫々の中で可動であり、
    (b) 留め金構成を解除する前記工程は、前記トラックの中で前記キャップ係合部材の夫々を前記第１のグループの前記セグメントの１つから前記第２のグループの前記セグメントの１つに滑らせるように、前記ゆるみ止めキャップを回転させて,、前記フィルタベースから離れるように前記留め金部材の前記第１のフックの夫々を動かし、前記ボウルから離れるように前記留め金部材の前記第２のフックを動かすように前記留め金を回動させる工程を含むことを特徴とする請求項７に記載の方法。
  9. (a) 前記第２のカートリッジフィルタを装填した前記ボウルを前記フィルタベースに対して動作可能に固定するために前記留め金構成を係合させる前記工程は、前記ゆるみ止めキャップのトラックの中で前記キャップ係合部材の夫々を、前記第２のグループの前記セグメントの１つから前記第１のグループの前記セグメントの１つに滑らせるために第２の方向に回転させる工程を含み、前記各留め金が回動されることで前記フィルタベースと前記留め金部材の前記第１のフックとが係合し、前記留め金部材の前記第２のフックが前記ボウルとの係合するように固定されることを特徴とする請求項８に記載の方法。
  10. 請求項１に記載された方法において使用されるカートリッジフィルタであって、前記カートリッジフィルタは、
    (a) 閉じた端部と、フィルタベースに対する係合端部と、側壁と、内部容積部と、を形成した不浸透性の外側ジャケットを備え、
    (i) 前記フィルタベースの係合端部は、前記カートリッジフィルタに流体の通路を提供する入口構成と、前記カートリッジフィルタからの流体の通路を提供する出口構成とを形成し、
    (b) 濾過媒体の管状の領域は、前記外側ジャケットの内部容積部に動作可能に固定され濾過前の流体が、前記濾過媒体と前記外側ジャケットとの間を通り、前記濾過媒体の流体容積部の中に流入し、前記流体容積部から前記出口構成を介して前記カートリッジフィルタの外へ流出するように構成されることを特徴とするカートリッジフィルタ。
  11. フィルタ組立体であって、
    (a) 入口構成と出口構成とを形成したブロックを含むフィルタベースと、
    (b) 前記フィルタベースに対して移動可能なボウルと、
    (c) 前記ボウルの中に移動可能に配置される濾過媒体を有したカートリッジフィルタであって、
    (i) 前記ボウルと前記カートリッジフィルタは、前記フィルタベースに動作可能に取付けられ、流体の流れが前記フィルタベースの入口構成と、前記カートリッジフィルタと、前記濾過媒体とを通り、前記フィルタベースの出口構成を介して流出し、
    (d) 前記フィルタベースに対して任意に係合されるゆるみ止めキャップと、
    (e) 留め金構成であって、前記留め金構成は、前記ゆるみ止めキャップと前記フィルタベース間の係合または解除で、前記フィルタベースと前記ボウルとを固定または解除するように動作可能に構成されることを特徴とするフィルタ組立体。
  12. (a) 前記留め金構成はフック構成を含み、前記フック構成は前記フィルタベースと前記ボウルとの間の係合および解除を行うように可動式であることを特徴とする請求項１１に記載のフィルタ組立体。
  13. (a) 前記留め金構成は、複数の離散的な留め金を含み、前記留め金の夫々は前記フィルタベースと前記ボウルとの間の係合および係合解除を行うように半径方向に回動されることを特徴とする請求項１２に記載のフィルタ組立体。
  14. (a) 前記留め金の夫々は、
    (i) キャップ係合部材と、
    (ii) 前記キャップ係合部材から延設される第１の軸体と、
    (iii) 前記第１の軸体から延設されるとともに、第１のフックと第２のフックを有する留め金部材とを備え、
    (b) 前記留め金部材の前記第１のフックと前記フィルタベースとの間の任意の係合状態と、前記留め金部材の前記第２のフックと前記ボウルと間の任意の係合状態を提供するように前記留め金の夫々が回動されることを特徴とする請求項１３に記載のフィルタ組立体。
  15. (a) 前記ゆるみ止めキャップは、フィルタベースの側と手操作される側を含み、前記フィルタベースの側に連続したトラックが形成され、前記トラックは複数のセグメントを有し、
    (i) 前記ゆるみ止めキャップの中心点から第１の距離に形成される第１のグループのセグメントと、前記ゆるみ止めキャップの中心点から第２の距離に形成される第２のグループのセグメントとを備え、
    (A) 前記第２の距離よりも前記第１の距離は大きく設定され、
    (ii) 前記トラックの夫々の中で可動される夫々の留め金のキャップ係合部材を備え、
    (iii) 作業員の手によって前記フィルタベースに対して前記ゆるみ止めキャップを任意に回転させることを可能にするフランジ把持部材を含む手操作側であって、
    (A) 前記フィルタベースに対する解除方向へ回転される前記ゆるみ止めキャップは、夫々の前記キャップ係合部材が前記トラックの中を前記第１のグループから前記第２のグループに滑り、夫々の前記第１のフックが前記フィルタベースから離れて係合状態が解除され、また前記ボウルから夫々の前記第２のフックが離れて係合状態を解除する一方で、前記ゆるみ止めキャップが前記フィルタベースに対するゆるみ止め方向に回転されると、
    (B) 前記ゆるみ止めキャップを前記フィルタベースに対する係合方向に回転すると、夫々のキャップ係合部材は前記フィルタベースとの係合を行うように前記トラックの中を第２のグループから第１のグループに滑り、夫々の前記第１のフックを前記フィルタベースとの係合状態にさせ、前記第２のフックを前記ボウルに対する係合状態にすることを特徴とする請求項１４に記載のフィルタ組立体。
  16. (a) 前記フィルタベースは、夫々の前記留め金のための留め金取付部を含み、
    (i) 前記各留め金は、回動自在に前記留め金取付部に対して固定される第２の軸体を含み、
    (ii) 前記第１の軸体は、前記第２の軸体に対して概ね垂直に形成されることを特徴とする請求項１４に記載のフィルタ組立体。
  17. (a) 前記カートリッジフィルタは、閉じた端部と、フィルタベースに対する係合端部と、側壁と、前記側壁との間の内部容積部と、を形成した不浸透性の外側ジャケットを備え、
    (i) 前記フィルタベースの係合端部は、前記カートリッジフィルタに流体の通路を提供する入口構成と、前記カートリッジフィルタからの流体の通路を提供する出口構成とを形成し、
    (b) 濾過媒体の管状の領域は、前記外側ジャケットの内部容積部に動作可能に固定され濾過前の流体が、前記濾過媒体と前記外側ジャケットとの間を通り、前記濾過媒体の流体容積部の中に流入し、前記流体容積部から前記出口構成を介して前記カートリッジフィルタの外へ流出するように構成されることを特徴とする請求項１１乃至１６のいずれか１項に記載のフィルタ組立体。
  18. 流体濾過システムであって、
    (a) その作動のために流体を利用するエンジンと、
    (b) 流体を浄化するために前記エンジンに対して動作可能にインストールされる請求項１１乃至１７のいずれか１項に記載のフィルタ組立体とを備えることを特徴とするシステム。
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