JP2011504135A - 流体フィルタシステム - Google Patents

Abstract

エンドキャップは、半径方向内側部分および半径方向外側部分を備え、且つ長手軸を画定する第１プレート部材を備えている。エンドキャップはまた、第１プレート部材の半径方向内側部分と半径方向外側部分との間に配置され、且つ第１方向に長手軸に沿って軸方向に突出するフランジを備えている。エンドキャップはまた、フランジに隣接して配置された第１シール部材を備えている。第１シールは、第１プレート部材の軸方向に面する表面と係合するその第１部分、およびフランジの半径方向に面する表面と係合するその第２部分を備えている。エンドキャップはさらに、半径方向外側部分の半径方向外側に配置された第２プレート部材、および第１方向とは反対側の長手軸に沿って第２方向に、第１プレート部材の軸方向に面する表面から軸方向に離間したその少なくとも一部を備える第２プレート部材に隣接して配置された第２シール部材を備えている。

Description

関連出願の相互参照
本出願は２００７年１１月１９日に提出された米国特許出願第１１／９８４，５０３号に対し優先権を主張するものであり、その内容は参照することにより本明細書に組み込まれる。

本開示はフィルタに関し、より詳細には流体フィルタシステムに関する。

例えばエンジンに関連する燃料または潤滑剤などのカートリッジ式の流体フィルタは、典型的にはエンジンに螺合される容器に収容された交換式のフィルタエレメントを備えている。ろ過されていない流体（例えば燃料または潤滑剤）は、入口を介してフィルタに受け入れられ、微粒子はフィルタエレメントによって、ろ過されていない流体から取り除かれ、ろ過された流体は出口を介してエンジンに送られる。フィルタエレメントは多くの場合、１つ以上のエンドキャップによって容器内に支持される略円筒状のろ過材（例えば織物または他の多孔性材料）を備えているため、ろ過されていない流体はろ過材を通って略半径方向に流れる。エンドキャップは典型的に、容器内且つ入口および出口に対してろ過材を支持しおよび／または配置する。流体フィルタはまた、ろ過されていない流体がろ過材を迂回することを減らすまたは回避するため、封止的に入口および出口を分離する１つ以上のシールを大抵備えている。

通常、このような流体フィルタのフィルタエレメントは、ろ過材の圧力低下を減らし、シールの劣化を回避し、および／または、さもなければ確実に流体フィルタを所望通りに機能させるようにするため、しばしば交換される。フィルタエレメントを交換するために、容器は大抵エンジンからねじ外され、流入流と排出流との間のシールは取り外され、古いフィルタエレメントが容器から取り出され、新しいフィルタが挿入され、容器はエンジンに再びねじ入れられる。フィルタのカートリッジを交換する操作者は、容器を流体で充填して、流体システム内に空気が混入するのを回避または減少させる場合がある。この充填した流体は、以前に使用され、および／またはろ過されていない流体であることが多く、容器を充填することによって、ろ過材の下流側、すなわち、ろ過された流体側に移動しないように細心の注意が必要とされる場合がある。さらに、配置入口と出口との間に十分な封止を設け、従ってろ過されていない流体がろ過材を迂回することを減らすために、フィルタカートリッジ交換時に古いシールまたは新しいシールのいずれかのシールを適切に再配置することが望ましい。十分ではない封止および／または操作者の充填のいずれかによる、ろ過材下流のろ過されていない流体および／または充填液によって、作業中に１つ以上のエンジン部品を傷つける場合がある。

Ｓｔｅｇｅｒ，Ｊｒらに発行された米国特許第６，５５４，１４０号明細書（’１４０特許）では、外側シェルとフィルタベースとの間にシールを形成する外側シール、およびエンドキャップとフィルタベースとの間にシールを形成する内側シールを備えるフィルタアセンブリが開示されている。フィルタアセンブリは、フィルタベースに外側シールを押さえ付けるナットプレートを介してフィルタベースにねじ込むように取り付けられている。フィルタアセンブリはまた、ろ過されていない流体がろ過されていない流体通路から外側シェルとフィルタエレメントとの間にある半径方向の空間へと流れ、ろ過されていない流体がフィルタエレメントを通って内側通路に流入し、得られたろ過された流体がろ過された流体通路内に流入するフィルタエレメントを備える。

’１４０特許では、フィルタアセンブリと外側シールを備えたフィルタベースとの間にシールが提供され得、且つろ過された流体通路と内側シールを備える内側通路との間の接合部における流体の漏出を最小限に抑えるシールが提供され得る。しかし、’１４０特許では、これらの封止を成し遂げるために多くの構成要素が必要とされ、その精密な製造公差を必要とする組み立ておよび位置合わせを複雑にし、および／または封止の十分性を減少させる場合がある。さらに、’１４０特許のフィルタアセンブリをフィルタベースに再接合させること、および内側シールと外側シールとを配置することには、フィルタベースとのその適切な位置合わせ、およびフィルタアセンブリの適切な再封止および再接合を確実にするための特殊な形状を備える独特なナットプレートが必要とされる場合がある。

本開示は上記欠点の１つ以上を克服することを目的とする。

一態様では、本開示はエンドキャップに関する。エンドキャップは半径方向内側部分および半径方向外側部分を含み、且つ長手軸を画定する第１プレート部材を含む。エンドキャップはまた、第１プレート部材の半径方向内側部分と半径方向外側部分との間に配置され、且つ第１方向に長手軸に沿って軸方向に突出するフランジを備えている。エンドキャップはまた、フランジに隣接して配置された第１シール部材を含んでいる。第１シールは、第１プレート部材の軸方向に面する表面と係合したその第１部分、およびフランジの半径方向に面する表面と係合したその第２部分を備えている。エンドキャップはさらに、半径方向外側部分の外側に半径方向に配置された第２プレート部材、および第１方向とは反対側の長手軸に沿って第２方向に第１プレート部材の軸方向に面する表面から軸方向に離間したその少なくとも一部を含む、第２プレート部材に隣接して配置された第２シール部材を備えている。

別の態様では、本開示は、ろ過材を、ベース、容器、および出口を備えるフィルタシステムに封止的に接合するための装置に関する。エンドキャップは、半径方向内側部分、半径方向外側部分、および長手軸を有する、実質的に環状形状の第１壁部分を備える本体を備えている。装置はまた、出口に関連付けられた第１の半径方向に面する表面に対して第１の半径方向に面するシール境界面を確立するように構成され、且つろ過材から第１軸方向距離に配置されたその少なくとも一部を有する第１シール部材を備えている。装置はまた、ベースに関連付けられた第２半径方向に面する表面に対して半径方向に面するシール境界面を確立するように構成され、且つろ過材から第２軸方向距離に配置された第２シール部材を備えている。第２軸方向距離は第１軸方向距離よりも小さい。

別の態様では本開示は、フィルタアセンブリに関する。フィルタアセンブリは長手軸を画定するフィルタを備えている。フィルタアセンブリはまた、第１の半径方向に面するシール境界面を確立するように構成された第１シール部材を備えている。第１シール部材の少なくとも一部は、フィルタから第１距離だけ軸方向に離間されている。フィルタアセンブリはさらに、第１の半径方向に面するシール境界面の半径方向外側に第２の半径方向に面するシール境界面を確立するように構成された第２シール部材を備えている。第２シール部材は、フィルタから第２軸方向距離だけ軸方向に離間されている。第２軸方向距離は第１軸方向距離よりも小さい。

さらに別の態様では、本開示はフィルタシステムに関する。フィルタシステムは、入口、出口、および長手軸を有するベースを備えている。出口は長手軸に対して入口の半径方向内側に配置されている。フィルタシステムはまた、ベースに螺合された容器を備えている。フィルタシステムはまた、長手軸に対して容器内に半径方向に配置されたろ過材を備えている。フィルタシステムはさらに、実質的に環状形状および第１壁部材の半径方向外側に配置された少なくとも１つの開口を有する第１壁部材を含むエンドキャップを備えている。フィルタシステムはまた、エンドキャップに接合され、且つベースの少なくとも一部に対し半径方向に圧縮されるように構成された第１シール部材を備えている。フィルタシステムはさらに、エンドキャップに接合され且つ出口に対して半径方向に圧縮されるように構成された第２シール部材を備えている。

本開示による例示的な流体フィルタの概略断面図である。 図１の流体フィルタの例示的なエンドキャップの概略図である。

図１は例示的な流体システム１０を示している。流体フィルタシステム１０は、ベース１２、容器１４、フィルタアセンブリ１６、および長手軸１８を備えてもよい。流体システム１０は流体システム（図示せず）内のいくつかの構成要素の１つであってもよく、且つ流体システムの１つ以上の上流構成要素から、ろ過されていない流体を受け入れ、ろ過されていない流体内に浮遊した粒子を捕捉（すなわち流体をろ過）し、ろ過された流体を流体システムの１つ以上の下流構成要素に供給するように構成されてもよい。流体システムは、任意の種類の流体システム、例えば燃料供給システム、潤滑システム、および／または冷却システムを備えてもよく、エンジン（図示せず）に動作可能に関連付けされていても、または関連付けられていなくてもよい。さらに、流体システム１０は、任意の種類の流体、例えばガソリン、ディーゼル燃料、潤滑油、水、冷却剤、および／または任意の他の種類の流体をろ過するように構成されてもよい。流体システムの流体は、加圧されていても、加圧されていなくてもよく、加圧されている場合には、任意の圧力で加圧されていてもよいことが想定される。

ベース１２は外部壁２０および装着部２２を備えていてもよい。外部壁２０は実質的に円筒状の形状であってもよく、容器１４上に備えられた雄ねじ３１と螺合するように構成された雌ねじ２１を備えてもよい。装着部２２は、例えば１つ以上のボルト孔（参照せず）を介してエンジンに流体フィルタシステム１０を接合するように構成されてもよい。ベース１２はさらに、入口２４および出口２６を画定してもよい。入口２４は流体システムの１つ以上の上流構成要素からろ過されていない流体を受け入れるように構成されてもよく、且つフィルタアセンブリ１６に向けてろ過されていない流体を方向付けるように構成されてもよい。具体的には入口２４は、ベース１２内且つ長手軸１８に対して略環状の空間を備えてもよい。出口２６はフィルタアセンブリ１６からろ過された流体を受け入れるように構成されてもよく、且つ流体システムの１つ以上の下流構成要素に向けてろ過された流体を方向付けるように構成されてもよい。具体的には、出口２６は、長手軸１８に対して略環状の空間を備えてもよく、且つ入口２４内で半径方向に配置されてもよい。入口２４および出口２６は各々、任意の形状および／または輪郭（例えば多面）を有するベース内の空間を画定してもよいことが想定される。

容器１４は外部壁２８および端壁３０を備えてもよい。外部壁２８は実質的に円筒状の形状であり、ベース１２上に備えられた雌ねじ２１と螺合するよう構成された雄ねじ３１を備えてもよい。端壁３０は雄ねじ３１とは反対側にある外部壁２８の端部に配置されてもよい。外部壁２８および端壁３０は一般に、フィルタアセンブリ１６を包含するように構成された内部空洞を画定してもよい。雌ねじ２１および雄ねじ３１は各々、時計回り、または反時計回りの方向のいずれかにそれぞれ延在してもよいことが想定される。また容器１４は、容器１４からの流体の排出を容易にするように構成され得る従来の任意の排出口（参照せず）を備えてもよく、および／または流体システムの流体の圧力を制限する従来の任意の安全弁（図示せず）を備えてもよいことが想定される。雌ねじ２１と雄ねじ３１との係合およびその結果としての摩擦係合は当技術分野では周知であり、従ってさらなる説明をしないことを理解されたい。

フィルタアセンブリ１６は第１エンドキャップ３２およびろ過材３４を備えてもよい。第１エンドキャップ３２はベース１２に隣接して配置されてもよく、容器１４内に且つ容器１４に対してろ過材３４を支持するように、ベース１２と容器１４との間および入口２４と出口２６との間にそれぞれシールを設けるように構成されてもよい。ろ過材３４は、流体内に浮遊した微粒子および／または別の粒子を捕捉するように構成されてもよく、長手軸１８の周囲に配置され且つ長手軸１８に沿って延在する略円筒の形状を備えてもよい。フィルタアセンブリ１６はまた、スリーブ３６および第２エンドキャップ３８を備えてもよい。スリーブ３６はろ過材３４内に半径方向に、あるいはその半径方向外側に配置された略円筒状のチューブを備えてもよく、且つ流体がそこ、例えば（図１に示すように）ろ過材３４から内部空間４０を通って流出できるようにろ過材内に構成された１つ以上の穿孔３７を備えてもよい。ベース１２に隣接して配置されたスリーブ３６の第１端部は、第１エンドキャップ３２と係合（すなわち接触）してもよく、且つ容器１４の端壁３０と隣接して配置されたスリーブ３６の第２端部は第２エンドキャップ３８と係合（すなわち接触）してもよい。第２エンドキャップ３８は容器１４の端壁３０と隣接して配置されてもよく、容器１４内で且つ容器１４に対してろ過材３４を支持するように構成されてもよい。第２エンドキャップ３８は容器１４の外部壁２８および／または端壁３０の内面と係合してもよいことが想定される。またろ過材３４は、当技術分野で公知の任意のろ過材料および／またはろ過材、例えば織物または別の多孔性物質を備えてもよく、ひだ状でもひだ状でなくてもよいことが想定される。また第１エンドキャップ３２、第２エンドキャップ３８、およびスリーブ３６は、好適な任意の材料、例えばポリマーまたは他のプラスチックから製造されてもよく、且つ射出成形されてもよいことが想定される。さらに、穿孔３７は任意の形状、サイズ、および／または量を備えてもよく、且つスリーブ３６は選択的に省略されてもよいことが想定される。

図１および図２を参照すると、第１エンドキャップ３２は、ベース１２と容器１４との間に流体シールを設けるように構成された外側シール部材４２、および入口２４と出口２６との間に流体シールを設けるように構成された内側シール部材４４を備えてもよい。具体的には、第１エンドキャップ３２は、略環状形状の第１壁４６、第１壁４６の半径方向外側部分（例えば外縁）に隣接して配置された略円筒形状の第２壁４８、および第１壁４６の半径方向内側部分（例えば内縁）に隣接して配置された略円筒形状の第３壁５０を有する本体を備えてもよい。第１壁４６は軸１８に略垂直なプレート形状を備えてもよい。第２壁４８および第３壁５０は一般に、長手軸１８に沿って、（すなわち略平行して）、方向Ａに（例えば容器１４の端壁に向かって）延在してもよい。第１エンドキャップはまた、第１壁４６の内側部分と外側部分との間に配置され、且つ一般に長手軸１８に沿って実質的に方向Ａとは反対側の（例えば容器１４の端壁３０から離れる）方向Ｂに延在する略円筒状のフランジ５２を備えてもよい。第１エンドキャップ３２はまた、（図２により明確に示されるように）複数のアーム５６を介して第１壁４６から半径方向外側に配置され、且つ一般に長手軸１８に沿って方向Ａに延在する略円筒形状に離間された第４壁５４を備えてもよい。アーム５６は任意の形状、長さ、および／または量を備えてもよく、且つその隣接するアーム５６間に、任意の形状、長さ、および／または量を備える開口５７を画定してもよい。第１エンドキャップ３２はまた、一般に第４壁５４の第１端部から外側半径方向に、軸１８に略垂直な方向に延在する略環状形状の第５壁５８を備えてもよい。第４壁５４の第２端部はベース１２の内面に形成された溝６０に適合するように構成されてもよい。溝６０は第４壁５４の円周形状に対して実質的に相補的であってもよいことが想定される。エンドキャップ３２に隣接して配置された出口２６の軸方向端部は、フランジ５２内で半径方向（すなわち軸１８により近い半径方向）位置で第１壁４６と接触し、内面および／または外面上に面取り、丸み、およびテーパを備えてもよく、および／または、例えば、以下にさらに詳細に説明されるように操作者がフィルタアセンブリ１６を交換する際に、内部シール部材４４が出口２６の軸方向端部を通過できるように構成された他の任意の形状を備えてもよいことが想定される。さらに、エンドキャップ３２は、ろ過材３４に固定的に接続されても、固定的に接続されなくてもよく、および／またはベース１２および出口２６に対して、例えば上方のプレートおよび／または別のエンドキャップを、螺合を介してベース１２に相互接合するように構成されたアダプタのような流体シールを確立するように構成された任意の装置を備えてもよいことが想定される。

外側シール部材４２は、第５壁５８の半径方向の最も外側の縁部に隣接して配置され、且つそれを囲むように構成されてもよく、第５壁５８と、従って第１エンドキャップ３２と一体化していてもよい。具体的には、外側シール部材４２は、ベース１２および容器１４に対してして流体シールを設けるように構成されてもよく、そのため、結果として、外部環境は、ベース１２の軸方向に面する表面と容器１４の軸方向に面する表面との間で圧縮される。例えば軸方向に面する表面は大部分が軸１８に平行でない面（例えば軸１８に略垂直であり得る面）を備えてもよい。外側シール部材４２は、例えば、ベース１２の軸方向に面する表面および容器１４の軸方向に面する表面に対して、軸方向に面するシール境界面を確立するようにそれぞれ構成されたその第１部分および第２部分を有する周囲外面を備えてもよい。加えて、ベース１２は、外側シール部材４２の形状に相補的になるように構成されたその内面に陥凹（参照せず）を備えてもよい。

内側シール部材４４は、フランジ５２の半径方向内側に、且つ出口２６の半径方向外側に配置されてもよく、フランジ５２と一体化し、従って第１エンドキャップ３２と一体化してもよい。具体的には、内側シール部材４４は、フランジ５２の半径方向に面する内面と出口２６の半径方向に面する外面との間で圧縮されることにより、入口２４と出口２６の間に流体シールを設けるように構成されてもよい。例えば半径方向に面する表面は、軸１８に大部分が垂直でない表面（例えば軸１８に略平行であり得る表面）を備えてもよい。内側シール部材４４は、第１壁４６の軸方向に面する表面およびフランジ５２の軸方向に面する表面と係合するようにそれぞれ構成されたその第１部分および第２部分を有する周囲外面を備えてもよい。加えて、内側シール部材４４の周囲外面は出口２６に対して半径方向に面するシール境界面を確立するように構成されたその第３部分を備えてもよい。フランジ５２は、出口２６および内側シール部材４４のそれぞれ少なくとも一部を少なくとも部分的に囲んでもよく、それにより内側シール部材４４はその間で圧縮され、フランジ５２は、出口２６から外側半径方向に且つ離れるように内側シール部材４４の（例えば内側シール部材４４に作用する入口２４から送られてくる流体により生成された力により生じ得る）移動を抑えることにより、内側シール部材４４により確立された半径方向に面するシール境界面の維持を支援してもよい。

内側シール部材４４の少なくとも一部は長手軸１８に沿って方向Ｂに軸方向に延在してもよく、外側シール部材４２よりも大きい軸方向距離は長手軸１８に沿って方向Ｂに軸方向に延在してもよい。換言すれば、内側シール部材４４の少なくとも一部は、ろ過材３４の第１端部（図１の線Ｄとして示す）から長手軸１８に沿って第１軸方向距離Ｃに延在していてもよく、外側シール部材４２は、ろ過材３４の第１端部（線Ｄ）から長手軸１８に沿って第２軸方向距離Ｅに延在していてもよく、且つ第１軸方向距離Ｃは第２軸方向距離Ｅよりも大きくてもよい。加えて、内側シール部材４４の少なくとも一部は容器１４の軸方向端面（図１の線Ｇとして示す）から長手軸１８に沿って第１軸方向距離Ｆに延在していてもよく、外側シール部材４２は容器１４の軸方向端面（線Ｇ）から長手軸１８に沿って第２軸方向距離Ｈに延在していてもよく、且つ第１軸方向距離Ｆは第２軸方向距離Ｈよりも大きくてもよい。このように、外側シール部材４２と内側シール部材４４との間の軸関係および第１エンドキャップ３２の本体は、入口２４と出口２６との間で好適な封止を維持しながら、入口２４から開口５７に向けて、次いでろ過材３４に向けて流体の流れを方向付けるのを改善および／または支援する。

外側シール部材４２および内側シール部材４４の両方は、長手軸１８の周囲で略円筒形状であってもよく、任意の断面形状を備えてもよく、例えば外側シール部材４２は実質的に楕円形または円形の形状を備えてもよく、および／または内側シール部材４４は実質的に四角または長方形の形状を備えてもよいことが想定される。また外側シール部材４２は、螺合されると、ベース１２および容器１４の軸方向に面する端面間の軸方向距離の関数として圧縮されてもよく、内側シール部材４４はフランジ５２の半径方向に面する内面と出口２６の半径方向に面する外面との間の半径方向距離の関数として圧縮されてもよいことも想定される。また外側シール部材４２は軸方向に面するシール境界面、例えば、ベース１２および／または容器１４に対して、流体が軸方向に面する表面に沿って流出するのを実質的に防ぐシール境界面だけでなく、半径方向に面するシール境界面、例えば、ベース１２に対して、流体が半径方向に面する表面に沿って流出するのを実質的に防ぐシール境界面も確立してもよく、内側シール部材４４は、軸方向に面するいかなるシール境界面も確立せずに、フランジ５２および／または出口２６に対して半径方向に面するシール境界面を確立してもよいことが想定される。さらに、内側シール部材４４は半径方向に圧縮されてもよく、半径方向に圧縮された結果として、軸方向に拡張、移動、または歪曲されてもよいが、軸方向には圧縮され得ない（すなわち軸方向の圧縮がない）ことも想定される。さらに外側シール部材は、内側シール部材４４に対する任意の半径方向の位置で、ベース１２に対して軸方向に圧縮されてもよいことも想定される。このように、内側シール部材４２を半径方向に圧縮することにより、出口２６および／またはエンドキャップ３２の長さおよび周囲寸法に関して製造および／または組み立て公差を減少させながらも、入口２４と出口２６との間の好適な封止を維持し得る。

図２で示されるように、第１エンドキャップ３２は第５壁５８内に形成された複数の第１凹部６２を備えてもよい。第１凹部６２は、外側シール部材４２が内部に延在する開口を備えてもよい。第１エンドキャップ３２もまた、フランジ５２内に形成された複数の第２凹部６４を備えてもよい。第２凹部６４は内側シール部材４４が内部に延在する空洞を備えてもよい。外側シール部材４２および内側シール部材４４はそれぞれ、第１エンドキャップ３２を製造する方法の間に第１凹部６２および第２凹部６４内に延在していてもよい。具体的には、第１エンドキャップ３２は溶融材料を１つ以上の第１鋳型に注入し、溶融材料を固化することにより形成（すなわち１つ以上の射出成形法によって形成）されてもよい。第１鋳型の形状および輪郭によって、第１壁４６、第２壁４８、第３壁５０、第４壁５４、および／または第５壁５８、フランジ５２、突起部５６および／または第１凹部６２および第２凹部６４のような、第１エンドキャップ３２の１つ以上の特徴部を設けてもよい。第１鋳型および／または１つ以上のさらなる鋳型内で、外側シール部材４２および内側シール部材４４は、外側シール部材４２および内側シール部材４４をそれぞれ第５壁５８およびフランジ５２に隣接して形成するように、さらなる鋳型に溶融材料を注入し、溶融材料を固化すること（すなわち１つ以上の射出成形法）により形成してもよい。このように、外側シール部材４２および内側シール部材４４の溶融材料をそれぞれ、第１凹部６２および第２凹部６４に流し込んでもよく、外側シール部材４２および内側シール部材４４並びに第１エンドキャップ３２の残りと一体的に接合して接合部を形成してもよい。第１凹部６２および第２凹部６４は、開口、空洞、任意の量、および任意の形状を備えてもよく、および／または長手軸１８の周囲に等間隔で離間されていても、等間隔で離間されていなくてもよいことが想定される。またエンドキャップ３２は、外側シール部材４２および内側シール部材４４が形成される前に十分に固化しても、十分に固化しなくてもよいことが想定される。

図１および図２を再度参照すると、第１エンドキャップ３２はまた、充填工程の間に、ろ過されていない流体の内部空間４０への流入を減らす、および／または防ぐように構成された事前充填防止(anti-prefill)装置６６を備えてもよい。装置６６は、各々が第１壁４６に取り付けられた第１端部を有し、且つ第１壁４６から方向Ｂに延在する複数の壁部分６８を備えてもよい。第１壁部分６８は、壁部分６８の隣接する部分間に離間された複数の開口７０を画定してもよい。換言すれば、第１壁部分６８は、壁部分６８内に開口７０を有する第１半径方向に面する壁を確立してもよい。装置６６はまた、第１壁部分４６に取り付けられた端部とは反対側の壁部分６８の端部において壁部分６８に取り付けられたキャップ部分７４を備えてもよい。装置６６はまた、長手軸１８に対して壁部分６８内で半径方向に配置された略円筒状の壁７２を備えてもよい。壁７２は壁７２の一端で第１壁４６に取り付けられてもよく、且つ方向Ｂに延在してもよい。第１壁４６に取り付けられた端部とは反対側の壁７２の端部は、キャップ部分７４の内面から軸方向に任意の距離だけ離間されていてもよく、壁７２の半径方向外面は壁部分６８の半径方向内面から半径方向に任意の距離だけ離間されていてもよい。流体フィルタシステム１０が組み立てられる際に、装置６６は出口２６内に延在し、且つ出口２６により半径方向に囲まれてもよいことが想定される。また事前充填防止装置６６は省略されてもよく、且つ第１エンドキャップ３２は流体を内部空間４０から出口２６に向かって流すことができるように構成された１つ以上の開口を選択的に備えていてもよいことが想定される。

開示した流体フィルタシステムは、多くの複雑な形状の構成要素および／または高い製造公差を必要とすることなく、あらゆる種類の流体をろ過するために適用可能であり、且つろ過されていない流体の流れとろ過された流体の流れとの間にシールを提供し得る。流体フィルタシステム１０の操作を以下に説明する。

図１を参照すると、流体フィルタシステム１０は、流体システムの１つ以上の上流構成要素からろ過されていない流体を入口２４（例えば第１流領域）に受け入れることができる。ろ過されていない流体は入口２４から第１エンドキャップ３２に沿って半径方向外側に流出してもよく、且つ開口５７に向かって流れるように第１エンドキャップ３２により方向付けられてもよい。ろ過されていない流体は１つ以上の開口５７を介して、例えば第１エンドキャップ３２を通って実質的に軸方向に、容器１４とろ過材３４との間の半径方向の空間に流入してもよい。ろ過されていない流体は、次いでろ過材３４を通って略半径方向に流れ、ろ過材３４はろ過されていない流体内に浮遊した粒子を捕捉することにより流体をろ過してもよい。次いでろ過された流体は、開口３７を通って、従ってスリーブ３６を通って、内部空間４０に流入してもよい。ろ過された流体はまた、内部空間４０から装置６６を通って（例えば壁７２を通って）壁７２と壁部分６８との間の空間に流入し、開口７０を通って流出してもよい。ろ過された流体はさらに、出口２６（例えば第２流領域）に流入し、流体システムの１つ以上の下流構成要素に向かって流れてもよい。

ろ過材３４は捕捉された粒子で飽和し得、内側シール部材４４および外側シール部材４２は劣化し得、メンテナンス期間は経過し得るため、および／または当技術分野で公知の別の任意の論理的根拠のため、フィルタアセンブリ１６を交換することが望ましい場合がある。操作者はベース１２から容器１４をねじ外し、容器１４内から古くなったまたは使用済みフィルタアセンブリ１６を抜き取り、且つ容器１４に新しいまたは未使用のフィルタアセンブリ１６を挿入してもよい。このように、外側シール部材４２および内側シール部材４４は、古い第１エンドキャップ３２が古いフィルタアセンブリ１６とともに取り出される間、配置されていない。操作者は新しいフィルタアセンブリ１６を容器１４に挿入し、ベース１２に容器１４を再びねじ込んでもよく、そのようにして外側シール部材４２および内側シール部材４４は、新しい第１エンドキャップ３２をベース１２に位置合わせしながら配置されてもよい。操作者は容器１４内に保持された流体の一部または全てを、フィルタアセンブリ１６の取り出しと同時および／または取り出し後に除去してもよいことが想定される。また操作者はフィルタアセンブリ１６の１つ以上の任意の要素を交換してよい（例えばフィルタアセンブリ１６の全ての要素を交換する代わりに、ろ過材３４およびエンドキャップ３２だけを交換してもよい）ことが想定される。

操作者は、新しいフィルタアセンブリ１６を挿入した後に、且つベース１２に容器１４を再びねじ込む前に、容器１４を充填してもよい。そのようにして操作者は容器１４とろ過材３４との間の半径方向の空間を、例えば開口５７を通って、および／または第１エンドキャップ３２の上面（例えば入口２４に面したおよび／または露出された壁４６の表面）に流体を注ぐことにより流体で満たしてもよい。充填液はろ過されてもろ過されなくてもよく、且つ装置６６により流体が内部空間４０に入り込むことを減らしてもおよび／または防いでもよい。具体的には、操作者が充填液を注ぐ際に、充填液の一部は開口５７に向かって半径方向外側に、開口５７を通って、ろ過材３４と容器１４との間の半径方向の空間に流入する場合もある。操作者が開口５７を介して過度な量の充填液を注ぎ、従って容器１４とろ過材３４との間の半径方向の空間が過剰に満たされる場合、および操作者が開口５７を介して充填液を直接注がずに一般に第１エンドキャップ３２上に流体を注ぐ場合、および／または例えば跳ね飛ばしたり飛び散らせるなどの操作者の不注意の結果、充填液の一部はフランジ５２を超えて半径方向内側に流れ、および／またはフランジ内で半径方向に堆積する場合がある。そのように堆積した流体は開口７０を通って装置６６に向かって流出してもよく、円筒状の壁７２により内部空間４０に流入することが制限されてもよい。

円筒状の壁７２は第１壁４６から、フランジ５２が第１壁４６から軸方向に延在する距離よりも大きい距離で軸方向に延在してもよく、開口５７はフランジ５２よりも容器１４の近くで軸方向に配置されてもよいことが想定される。そのようにして、充填液はフランジ５２上を半径方向外側に、開口５７を通って、容器１４とろ過材３４との間の空間に流入してもよく、または円筒状の壁７２から流出して内部空間４０に流入する代わりに容器１４の壁２８から流出してもよい。また、充填液の一部がフランジ５２と円筒状の壁７２との間に保持され、容器１４およびフィルタアセンブリ１６がベース１２と内部接続した後に出口２６内で捕捉されてもよいことが想定される。装置６６が省略されると、そのように捕捉された充填液の量は、そうしなければ内部空間４０に流入する量よりも著しく少ないであろう。さらに外側シール部材４２と内側シール部材４４との相対的軸関係によって、半径方向外側の流体を内側シール部材４４から外側シール部材４２に向かって流れるように促進することにより、且つ半径方向内側の流体を外側シール部材４２から内側シール部材４４に向かって流れるのを抑制することにより、充填時に開口５７に向かう流体の流れをさらに支援または向上させてもよいことが想定される。

容器１４およびフィルタアセンブリ１６はベース１２と内部接続され、外側シール部材４２はベース１２と容器１４との間、例えば流体システム１０と環境との間にシールを形成してもよく、内部シール部材４４は入口２４と出口２６との間、例えばろ過されていない流体の流れとろ過された流体の流れとの間にシールを形成してもよい。具体的には、外側のシール部材４２は外側の壁２８の上部に配置され、ベース１２と螺合する容器１４の関数として圧縮され得、例えば、１つ以上の軸方向に面するシール境界面（例えば容器１４および／またはベース１２の軸方向に面する表面に対する面シール）を確立するように容器１４とベース１２との間で圧縮されていてもよい。外側シール部材４２は容器１４またはベース１２のいずれかまたは両方に対して圧縮されてもよく、外側シール部材４２は付加的におよび／または代替的に容器１４またはベース１２のいずれかまたは両方に対して半径方向に面するシール境界面を確立してもよいことが想定される。加えて、内側シール部材４４は出口２６と整列していてもよく、容器１４がベース１２と螺合するにつれてその端部を超えて移動してもよく、フランジ５２の半径方向に面する内面と出口２６の半径方向に面する外面との間の距離の関数として圧縮されてもよく、例えば、半径方向に面するシール境界面（例えば出口２６の半径方向の面に対する面シール）を確立するようにそれらの間で圧縮されてもよい。

外側シール部材４２および内側シール部材４４は第１エンドキャップ３２と一体化してもよいため、容器１４およびフィルタアセンブリ１６はベース１２に対して配置されてもよく、且つ流体フィルタシステム１０は複雑でない流体フィルタシステムを備えてもよい。加えて、第１エンドキャップ３２は装置６６を備えているため、フィルタ交換の間の容器１４の充填時に、ろ過されていない流体が内部空間４０に流入することを減らすまたは防いでもよい。

本開示の流体フィルタシステムに対し、種々の修正および変更が成され得ることは当業者には明らかであろう。本開示の方法および装置の明細書および実施の考察から、当事者であれば他の実施形態が明らかであろう。明細書および実施例は例示的なものとしてのみみなされ、正確な範囲は以下の特許請求の範囲およびそれらの均等物により示唆されることを意図している。

Claims (40)

1. 半径方向内側部分および半径方向外側部分を備え、且つ長手軸を画定する第１プレート部材と、
   前記第１プレート部材の前記半径方向内側部分と前記半径方向外側部分との間に配置され、且つ第１方向に前記長手軸に沿って軸方向に突出するフランジと、
   前記フランジに隣接して配置された第１シール部材であって、前記第１プレート部材の軸方向に面する表面と係合したその第１部分、および前記フランジの半径方向に面する表面と係合したその第２部分を備える第１シール部材と、
   前記半径方向外側部分の半径方向外側に配置された第２プレート部材と、
   前記第２プレート部材に隣接して配置され、且つ前記第１方向とは反対側の長手軸に沿って第２方向に、前記第１プレート部材の前記軸方向に面する表面から軸方向に離間したその第１部分を備える第２シール部材と、
   を含むエンドキャップ。
2. 前記第１シール部材は、半径方向に面するシール境界面を確立するように構成された、その前記第２部分とは実質的に反対側のその第３部分をさらに備える、請求項１に記載のエンドキャップ。
3. 前記第２シール部材は、半径方向に面するシール境界面を確立するように構成された、その第２部分をさらに備える、請求項１に記載のエンドキャップ。
4. ろ過材を、ベース、容器、および出口を備えるフィルタシステムに封止的に接合するための装置であって、前記装置は、
   半径方向内側部分、半径方向外側部分、および長手軸を有する実質的に環状形状の第１壁部分を備える本体と、
   前記出口に関連付けられ且つ前記ろ過材から第１軸方向距離に配置されたその少なくとも一部を有する第１の半径方向に面する表面に対して半径方向に面するシール境界面を確立するように構成された第１シール部材と、
   前記ベースに関連付けられ且つ前記ろ過材から第２軸方向距離に配置された第２の半径方向に面する表面に対して半径方向に面するシール境界面を確立するように構成された第２シール部材と、
   を含み、
   前記第２軸方向距離は前記第１軸方向距離よりも小さい装置。
5. 前記内側シール部材と前記外側シール部材との間の流体の流れを可能にするように構成された前記本体内に配置された少なくとも１つの開口をさらに備える、請求項４に記載の装置。
6. 前記装置は前記フィルタシステムに固定的に取り付けられるよう構成されたエンドキャップである、請求項４に記載の装置。
7. 前記本体は、
   前記半径方向内側部分に隣接して配置され且つ前記長手軸に対して実質的に円筒状である第２壁部分と、
   前記半径方向外側部分に隣接して配置され且つ前記長手軸に対して実質的に円筒状である第３壁部分と、
   をさらに備える、請求項４に記載の装置。
8. 前記本体は、前記半径方向外側部分に隣接して配置され、且つ前記半径方向外側部分と前記第２壁部分との間に配置された複数の半径方向に延在するアームを介して前記第１壁部分に接合された第２壁部分をさらに備える、請求項４に記載の装置。
9. 前記ろ過材内に半径方向に配置されたチューブをさらに備え、前記本体の少なくとも一部が前記チューブと係合する、請求項４に記載の装置。
10. 前記本体は、前記半径方向外側部分に隣接して配置された第２壁部分および前記第２壁部分内に配置された複数の凹部をさらに備え、
    前記第２シール部材の少なくとも一部は、前記複数の凹部の少なくとも１つ内に配置されている、請求項４に記載の装置。
11. 前記本体は、フランジおよび前記フランジ内に配置された複数の凹部をさらに備え、
    前記第１シール部材の少なくとも一部は、前記複数の凹部の少なくとも１つ内に配置されている、請求項４に記載の装置。
12. 事前充填防止構造をさらに備え、前記事前充填防止構造の少なくとも一分は、前記長手軸に対して前記第１シール部材内に半径方向に配置されている事前充填防止、請求項４に記載の装置。
13. 前記本体は、前記半径方向内側部分と前記半径方向外側部分との間に半径方向に配置され、且つ前記第１シール部材が前記半径方向に面する表面と係合すると前記半径方向に面する表面に対して前記第１シール部材を少なくとも部分的に圧縮するように構成されたフランジをさらに備える、請求項４に記載の装置。
14. フィルタシステムのためのエンドキャップおよびろ過材を備えるフィルタアセンブリであって、前記エンドキャップは、
    実質的に環形状を有し且つ半径方向内側部分および半径方向外側部分を画定する第１壁と、
    前記半径方向内側部分に隣接して配置された実質的に円筒形状を有し且つ前記第１壁から軸方向に延在する第２壁であって、長手軸を画定し且つ前記第１壁に隣接して配置された第１端部および前記第１端部とは反対側の第２端部を有する前記第２壁と、
    前記第１壁から軸方向に延在し且つ前記第２壁を半径方向に囲む第３壁と、
    前記第３壁との接合部を有し且つ前記第２壁の第２端部から第１距離だけ離間した端壁と、
    を備えた、フィルタアセンブリ。
15. 前記第３壁内に配置された複数の開口をさらに備える、請求項１４に記載のフィルタアセンブリ。
16. 前記エンドキャップは、
    前記本体との接合部を有し且つ前記第１壁の半径方向外側部分と前記第２壁との間に半径方向に配置された第１シール部材と、
    前記本体との接合部を有し且つ前記第１壁の前記半径方向外側部分に隣接して配置された第２シール部材と、
    をさらに備える、請求項１４に記載のフィルタアセンブリ。
17. 容器および出口を備えるフィルタシステムであって、前記エンドキャップは、
    前記第１壁の半径方向外側に配置され且つ前記容器と関連付けられた第１の軸方向に面する表面に対して少なくとも１つの軸方向に面するシール境界面を設けるように構成された第１シールと、
    前記第１シールと前記第２壁との間に半径方向に配置され且つ前記出口と関連付けられた第１の半径方向に面する表面に対して少なくとも１つの半径方向に面するシール境界面を設けるように構成された第２シールと、
    をさらに備える、請求項１４に記載のフィルタアセンブリ。
18. 前記第１シールは前記第１の軸方向に面する表面から第１軸方向距離だけ延在し、
    前記第２シールの少なくとも一部は前記第１の軸方向に面する表面から第２軸方向距離だけ離間し、且つ
    前記第２軸方向距離は前記第１軸方向距離よりも大きい、請求項１７に記載のフィルタアセンブリ。
19. 長手軸を画定するフィルタと、
    第１の半径方向に面するシール境界面を確立するように構成された第１シール部材であって、前記第１シール部材の少なくとも一部は前記フィルタから第１距離だけ軸方向に離間した第１シール部材と、
    前記第１の半径方向に面するシール境界面の半径方向外側に第２の半径方向に面するシール境界面を確立するように構成された第２シール部材であって、前記フィルタから第２軸方向距離だけ軸方向に離間する第２シール部材と、
    を含み、
    前記第２軸方向距離は前記第１軸方向距離よりも小さいフィルタアセンブリ。
20. 前記フィルタは、ろ過材および前記ろ過材内に半径方向に配置されたチューブを備える、請求項１９に記載のフィルタアセンブリ。
21. 前記第１シール部材および前記第２シール部材はエンドキャップに接合され、且つ前記チューブの第１端部は前記エンドキャップの一部と係合するように構成される、請求項２０に記載のフィルタアセンブリ。
22. 流体がその間を流れることができるように構成された前記第１シールおよび前記第２シールとの間に、半径方向に配置された少なくとも１つの開口をさらに備える、請求項１９に記載のフィルタアセンブリ。
23. 前記少なくとも１つの開口は、複数の半径方向に延在するアームの中で各々が離間されている複数の開口である、請求項２２に記載のフィルタアセンブリ。
24. 前記第１シール部材および前記第２シール部材は、前記第１シール部材と前記第２シール部材との間に半径方向に配置されたフランジを備えるエンドキャップに接合される、請求項２２に記載のフィルタアセンブリ。
25. 前記第１シール部材は前記フィルタアセンブリと出口孔との間にシール境界面を設けるように構成され、且つ前記第２シール部材は前記フィルタアセンブリと外部環境との間にシール境界面を設けるように構成されている、請求項１９に記載のフィルタアセンブリ。
26. 入口、出口、および長手軸を備えるベースであって、前記出口は前記長手軸に対して前記入口の半径方向内側に配置されているベースと、
    前記ベースに螺合された容器と、
    前記長手軸に対して前記容器内に半径方向に配置されたろ過材と、
    実質的に環形状および第１壁部材の半径方向外側に配置された少なくとも１つの開口を有する前記第１壁部材を備えるエンドキャップと、
    前記エンドキャップに接合され且つ前記ベースの少なくとも一部に対して半径方向に圧縮されるように構成された第１シール部材と、
    前記エンドキャップに接合され且つ前記出口に対して半径方向に圧縮されるように構成された第２シール部材と、
    を含むフィルタシステム。
27. 前記第１シール部材の少なくとも一部は前記長手軸に対して前記容器の第１端部から第１軸方向距離だけ離間し、
    前記第２シール部材の少なくとも一部は前記長手軸に対して前記容器の前記第１端部から第２軸方向距離だけ離間し、且つ
    前記第２軸方向距離は前記第１軸方向距離よりも大きい、請求項２６に記載のフィルタシステム。
28. 前記第１シール部材および前記第２シール部材は前記エンドキャップに一体的に固定される、請求項２６に記載のフィルタシステム。
29. 前記エンドキャップは、
    実質的に円筒形状を有し且つ前記第１壁部材から前記ろ過材に向かって長手方向に延在する第２壁部材と、
    実質的に円筒形状を有し且つ前記第１壁部材から前記ろ過材に向かって長手方向に延在する第３壁部材と、
    をさらに備え、
    前記第３壁部材は、前記第２壁部材内に半径方向に位置する、請求項２６に記載のフィルタシステム。
30. 前記第１壁部材は、前記出口に隣接して半径方向に配置された第１端部および前記第１端部の半径方向外側に配置された第２端部をさらに備え、且つ
    前記エンドキャップは、前記第２端部の半径方向外側に配置され且つ複数の半径方向に延在するアームを介して前記第２端部に接合される第２壁部材をさらに備える、請求項２６に記載のフィルタシステム。
31. 前記第２シール部材は前記第１端部と前記第２端部との間に配置され、且つ
    前記第１シールは前記第２壁部材に隣接して配置される、請求項３０に記載のフィルタシステム。
32. 流体路に沿って流体の流れを収容し且つ方向付けるよう構成されており、
    前記流体路が
    前記入口から開口を通って、前記ろ過材の半径方向外側に配置された第１空間に向かうろ過されていない流体の流れと、
    前記第１空間から前記ろ過材を通って、前記ろ過材内に半径方向に配置された第２空間に向かう流体の流れと、
    前記第２空間から前記エンドキャップを通って、前記出口に向かう流体の流れと、
    を含む、請求項２６に記載のフィルタシステム。
33. 前記容器は実質的に円筒状の壁および端壁を備え、且つ
    前記容器は前記ろ過材を収容するように構成された内部空洞を画定する、請求項２６に記載のフィルタシステム。
34. ベースに対してフィルタを封止し且つ第１の流体の流れを前記第１の流体の流れの半径方向外側にある第２の流体の流れから封止的に分離する方法であって、
    第１のシール部材を介して前記第１の流体の流れと前記第２の流体の流れとの間に第１の半径方向に面するシール境界面を確立する工程と、
    第２のシール部材を介して前記第２の流体の流れの半径方向外側に第２の半径方向に面するシール境界面を確立する工程と、
    を含み、
    ここで、前記第１シール部材の少なくとも一部は前記フィルタから第１軸方向距離だけ離間し、前記第２シール部材の少なくとも一部は前記フィルタから第２軸方向距離だけ離間し、前記第１軸方向距離は前記第２軸方向距離よりも大きい方法。
35. 前記第２の流体の流れは前記フィルタに向かって方向付けられ、且つ前記第１の流体の流れは前記フィルタから方向付けられる、請求項３４に記載の方法。
36. 前記第２の流体の流れの半径方向外側に軸方向に面するシール境界面を確立する工程をさらに含む、請求項３４に記載の方法。
37. 第１の半径方向に面する表面と第２の半径方向に面する表面との間の距離の関数として前記第１シールを圧縮する工程をさらに含む、請求項３４に記載の方法。
38. 前記第１の流体の流れおよび前記第２の流体の流れはエンドキャップを通って流れるように構成される、請求項３４に記載の方法。
39. 前記第１シールおよび前記第２シールはエンドキャップに一体的に取り付けられる、請求項３４に記載の方法。
40. 前記フィルタは燃料フィルタであり、前記第１の流体の流れおよび前記第２の流体の流れの一方はろ過されていない燃料の流れであり、前記第１の流体の流れおよび前記第２の流体の流れの他方はろ過された燃料の流れである、請求項３４に記載の方法。

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