JP2013509987A - 液体フィルタのアセンブリ、システム及び方法 - Google Patents

液体フィルタのアセンブリ、システム及び方法 Download PDF

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Abstract

要約
フィルタカートリッジは、フィルタヘッドのロックアウトアセンブリに係合してフィルタカートリッジをフィルタヘッドに接続することを可能にする、第1及び第2突起物を少なくとも有するキーリングを含んでいる。フィルタシステムは、ロックアウト機構を有するアダプタを含むフィルタヘッドに接続されているフィルタカートリッジと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含む。ロックアウト機構は、フィルタカートリッジのキーリングによって鍵が開けられる。フィルタアセンブリの取付け方法は、フィルタアセンブリとフィルタヘッドとの間の接続を可能にするようにフィルタヘッドのアダプタの鍵を開けためにフィルタカートリッジのキーリングに突起物を使用する工程を含む。

Description

本開示は、ろ過アセンブリ及びろ過方法に関する。特に、本開示は、潤滑油フィルタ、油圧フィルタ及び燃料フィルタなどの液体のろ過のために使用するフィルタアセンブリ及びろ過方法に関する。
関連出願の対応特許出願
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。
背景技術
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。
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(フィルタカートリッジ)を保持する再使用可能なボウルを通常は含んでいる。ボウルカートリッジフィルタは、処分あるいは他の問題により、スピンオンキャニスタフィルタの代わりとして好ましい場合がある。ボウルカートリッジフィルタは、フィルタヘッドに取付けられ、浄化する液体がフィルタヘッドを通過してボウルに入り、取替え可能なフィルタカートリッジを通過してボウルから出てフィルタヘッドに戻る。使用期間が過ぎると、ボウルカートリッジフィルタは、フィルタヘッドから取外され、取替え可能なフィルタカートリッジは、再使用可能なボウルから取外される。古いフィルタカートリッジは、新しいフィルタカートリッジに取替えられる。新しいフィルタカートリッジは、作動可能に再利用なボウル中に取付けられ、取替により再び新しくなったボウルカートリッジフィルタを提供する。新しいフィルタカートリッジを含む、取替により再び新しくなったボウルカートリッジフィルタは、次に、フィルタヘッドに取付けられる。
他の問題は、古いフィルタカートリッジを取外した後に、取り替えの新しいフィルタカートリッジの取付け忘れの可能性を含む。すなわち、整備点検のために古いフィルタカートリッジを取外した後に、新しいフィルタカートリッジを作動可能に挿入せずにフィルタヘッドにボウルを戻して取付ける可能性がある。このことは、ろ過を必要とする装置に惨憺たる結果をもたらす可能性がある。また、1つのシステムで、互いに接近して配置されている複数のフィルタアセンブリがある場合に、フィルタを点検整備する人が共通するフィルタヘッドのどのフィルタアセンブリがどこに通じているかについて混乱し、間違ったフィルタアセンブリを間違ったフィルタヘッドに取付けて失敗する可能性がある。これらの問題に取り組むための改良が望まれている。
発明の概要
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。
別の態様において、フィルタヘッドに接続可能であるボウルを含むカートリッジハウジングを含むフィルタアセンブリが提供される。フィルタカートリッジは、カートリッジハウジング中に取外し可能に取付けられる。あるいはまた、カートリッジハウジングは、フィルタヘッドに接続可能であるスピンオンキャンを含み、フィルタカートリッジは永久に、カートリッジハウジングに取付けられる。
別の態様において、上記に特徴付けられるようなフィルタアセンブリを含むフィルタシステムが提供される。フィルタシステムは、フィルタカートリッジがフィルタヘッドに作動可能に接続することができる状態のフィルタヘッドを含んでいる。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、ブロックは、入口部と出口部とを画定する。アダプタがフィルタブロックの内部空間内でフィルタブロックに固定されている。アダプタは、内部管状壁に取り囲む外面を有する。いくつかの実施例では、アダプタの外面は、フィルタアセンブリの方向で内部管状壁に向かってテーパ状となっている漏斗表面である。別の実施例では、アダプタの外部表面は、テーパ状ではなく内部管状壁にほぼ平行である。どちらかの実施例でも、アダプタは、フィルタヘッドブロックと一体になり得るし、フィルタヘッドブロックに永久的にまたは取外し可能に接続される分離したコンポーネントであり得る。内部管状壁は、半径方向外面と半径方向内面を有する。固定リングは、アダプタに固定されている。固定リングは、対向する第1軸方向表面と第2軸方向表面とを有する平らな基部を有し、中央の開口部を画定する。アダプタの内部管状壁は、中央の開口部と適合する。複数の指が第1軸方向表面から突き出ている。固定スリーブが提供される。固定スリーブは、アダプタの内部管状壁の半径方向外面に面している管状壁を含む。固定スリーブの管状壁は、壁に沿って複数の溝を有する。カラーは、固定スリーブの管状壁に取り囲みかつ管状壁から突き出ている。カラーは、複数の指収容開口部を画定する。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る。第1の固定された位置は、固定リング中の複数の指と一直線上に並んでいない複数の指収容開口部を含む。固定されていない位置は、固定リングの複数の指と一直線上に並んでいる複数の指収容開口部を含む。指は、固定リングが固定スリーブとアダプタに対して軸方向に動くことを可能にするために指収容開口部に入り込む。第1の固定された位置に固定スリーブに偏らせるための固定バネが提供される。
別の態様において、フィルタカートリッジと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を提供する。この方法は、フィルタカートリッジ及びハウジング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する。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む。固定リングは複数の指を有す。固定スリーブは、管状壁を含み、カラーが固定スリーブの管状壁を取り囲こみかつ固定スリーブの管状壁から突き出ている。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る。第1の固定された位置は、固定リング中の複数の指からと一直線上に並んでいない複数の指収容開口部を含み、固定されていない位置は、固定リング中の複数の指と一直線上にある複数の指収容開口部を含む。この方法は、配置する間に、フィルタアセンブリを固定スリーブに押し付けて固定スリーブを回転させ、かつ固定スリーブを固定された位置から固定されない位置まで移動させ、固定リングの指を固定スリーブの指収容開口部に一直線上に並べる工程と、次に、フィルタヘッドに対してフィルタアセンブリと固定リングの両方を軸方向に移動する工程と、次に、フィルタアセンブリをフィルタヘッドに作動可能に接続する工程とを有する。
本開示に従ういくつかの選択された利点を有する構成物において、本明細書に記載される特徴の全てが構成物に組み込まれる必要はないことを注目すべきである。
本願発明の原理に基づいて組み立てられたフィルタヘッド、カートリッジハウジング及びフィルタカートリッジを含むフィルタシステムの斜視図である。 図1のフィルタシステムの断面斜視図である。 図1のフィルタヘッドの斜視図である。 図3のフィルタヘッドの断面斜視図である。 図1のフィルタヘッドと共に使用されるフィルタアセンブリの斜視図であり、フィルタアセンブリがフィルタカートリッジ及びカートリッジハウジングを含む図である。 図5のフィルタアセンブリの横断面斜視図である。 図1、図2、図5及び図6で使用されるフィルタカートリッジの斜視図である。 図7のフィルタカートリッジの横断面斜視図である。 図3のフィルタヘッドと共に使用可能であるフィルタカートリッジ及びカートリッジハウジングを含むフィルタアセンブリの代替実施例の斜視図である。 図9のフィルタアセンブリの横断面斜視図である。 図1〜図4のフィルタヘッドで利用されるアダプタアセンブリの斜視図である。 固定スリーブ、固定バネ、及び固定リングを含む図11のアダプタアセンブリの横断面斜視図である。 アダプタアセンブリ、固定スリーブ、固定バネ及び固定リングを示す図11及び図12のアダプタアセンブリの分解斜視図である。 図3のフィルタヘッドの下部部分の斜視図であり、アダプタアセンブリを見ることができる図である。 その中に設置されている適切なフィルタカートリッジが無い状態で、かつカートリッジハウジングをフィルタヘッドと接続する試みがなされた場合にアダプタアセンブリの部分と係合するインナーライナの部分を示すために一部が削除された状態の図5と図6のフィルタカートリッジハウジングの部分斜視図である。 図15に示されるフィルタカートリッジハウジングの部分拡大図である。 フィルタヘッドへのフィルタアセンブリの接続を可能にするためにアダプタアセンブリを開くことができないキーリングのないフィルタカートリッジを有するフィルタアセンブリの部分横断面斜視図である。 図16の部分の拡大図である。 図11のアダプタアセンブリの低部の斜視図である。 図17のアダプタアセンブリの分解斜視図であり、組み立てられた固定リング、固定バネ、及び固定スリーブから取外されたアダプタを示す図である。 第1の固定された位置中のフィルタカートリッジ固定スリーブ、固定バネ、固定リング及びキーリングの斜視図であり、キーリングの部分が固定スリーブ中の指収容開口部と一直線上に並んでいない状態である図である。 アダプタとフィルタカートリッジの端部キャップの残された部分を更に示す、図19のアセンブリの横断面斜視図である。 キーリングの部分が固定スリーブの上の溝と一直線上に並んでいることを示している第1の固定された位置での図19のアセンブリの斜視図である。 図21の部分拡大斜視図である。 図19と図21のアセンブリの斜視図であり、第2の固定位置にあるアセンブリを示す図である。 図22と同様の斜視図であるが、固定されていない位置に回転される直前の第2の固定化された位置にあるスリーブとキーリングだけを示す図である。 図23に示されたものと同様である第2の固定位置中の固定スリーブとキーリングの斜視図である。 固定スリーブの斜視図である。 第2の固定された位置にあり、固定されていない位置にに動こうとしている図24の固定スリーブとキーリングの別の斜視図である。 固定されていない位置の固定スリーブと固定リングを示す斜視図である。 固定されていない位置の図17のアダプタアセンブリの断面斜視図である。 固定されていない位置で完全に係合しているフィルタシステムの部分の断面斜視図である。 図9と図10で示したようなスピンオンフィルタカートリッジの一部の断面斜視図であり、固定された位置のスピンカートリッジを示す図である。 スピンオンアセンブリの図30に類似する図であるが、この場合、スピンオンフィルタカートリッジが固定されていない位置にある図である。 フィルタヘッドの一部の別の実施例の断面斜視図である。 フィルタヘッドの一部の別の実施例の断面図である。 前に説明したシステムで使用可能な端部キャップの別の実施例の平面図である。 図34の端部キャップの断面視図であり、断面は図34の線35−35に沿っ得られる図である。 図35の部分Aに示される図35の断面の部分拡大図である。 図34と図35の端部キャップとともに使用可能なキーリングの第2実施例と協同する図34と図35の端部キャップの分解斜視図である。 本開示の原理に従って作られたフィルタシステムの別の実施例の断面視図である。 図の説明のために一部が除去された図37のフィルタカートリッジハウジングの斜視図であり、カートリッジハウジングを適切なフィルタカートリッジがその中に設置されていない状態でフィルタヘッドに接続する試みがなされた場合に、アダプタアセンブリの部分に係合するインナーライナの部分を示す図である。 図38のフィルタカートリッジハウジングの平面図である。 前に説明されたシステムで使用可能な固定リングの別の実施例である。
A 概要
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。
図1は、完全に組立てたフィルタシステム40を示すが、図2は、フィルタシステム40の断面図を示す。フィルタアセンブリ44は、フィルタヘッド42に選択的に接続可能かつ取付け可能である。フィルタヘッド42は、他の装置、例えば、エンジンの潤滑油システム、エンジンの燃料システム、高効率の装置の油圧システム及び工業用発電機の適切なシステムなどに接続される。
フィルタアセンブリ44は、フィルタカートリッジ46とカートリッジハウジング48を含む。フィルタカートリッジ46は、カートリッジハウジング48に取外し可能でかつ取替え可能なフィルタカートリッジ46であり得る。あるいはまた、フィルタカートリッジは、スピンオンフィルタアセンブリ50(図9と図10)の一部であり、フィルタカートリッジ52は缶54に永久的に取付けられるかもしれない。
例示の実施例では、フィルタシステム40は、ロックアウト機能(lock−out feature)を含む。一般に、ロックアウト機能は、フィルタシステム40が適切なフィルタカートリッジ46またはフィルタカートリッジ52をその中に設置しない状態で装置が作動しないようにする。
以下は、例示の実施例のみを示す。本開示の範囲から逸脱せずに、さまざまな実施を行うことができる。図を明瞭にするために参照番号の全てを各図に示していない。
B 例示のフィルタカートリッジ 図7〜10
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。
図7と図8の実施例では、フィルタカートリッジ46は、第1端部キャップ56を含む。ここで示されたものでは、第1端部キャップ56は、開いている第1開口部58を有する。第1端部61と第2端部62を有するフィルタ媒体60の管状構造物は、開いているフィルタ内部64を画定する。第1端部キャップ56によって画定された第1開口部58は、開いているフィルタ内部64と連通する。フィルタ媒体60の第1端部61は、例示の実施例では、第1端部キャップ56に固定されている。目的のろ過システムに対して適切な媒体であるフィルタ媒体60を選択することができる。多くの通常の実施例では、セルロース物質、合成物質、またはそれらの混合物から作られたひだ付き媒体を含むだろう。
この実施例では、フィルタ媒体60の第2端部62に固定されている第2端部キャップ68もまたある。この例示の実施例は、第2端部キャップ68は、開いているフィルタ内部64と連通する開いている第2開口部70を画定することをさらに示している。図9と図10と関連して説明されるスピンオンフィルタアセンブリ50では、第2端部キャップ68は閉じた端部キャップであり、開いているフィルタ内部64と連通する開いた開口部を画定しない。
この実施例では、第1端部キャップ56は、開いている第1開口部58に沿って並ぶ内壁72と、フィルタ媒体60を取り囲む外壁74と、内壁72と外壁74との間に延びている横方向基部76とを有する。また、横方向基部76は、フィルタ媒体60の第1端部61を覆っている。この実施例の第1端部キャップ56は、さらに、第1端部キャップ56の外壁74から半径方向外側に延びている複数の半径方向の突起物78(図7)を含む。半径方向の突起物78は、カートリッジハウジング48中のカートリッジ46を中心に配置するのを補助する。
この実施例では、第1端部キャップ56は、軸方向に延びているネック80を画定する。示された実施例では、ネック80は、横方向基部76から軸方向に延びているか、または突き出ており、対向する半径方向外面82と半径方向内面84とを画定する。
一般に、第1端部キャップ56は、第1端部キャップシール部材86を保持するために使用することができる。第1端部キャップシール部材86は、フィルタカートリッジ46とフィルタヘッド42との間でシール88(図2)を形成するために使用される。
示された実施例では、第1端部キャップシール部材86は、ネック80によって保持される。例示の特定の実施例では、第1端部キャップシール部材86は、ネック80の半径方向外面82で保持される。
図7と図8の実施例では、第2端部キャップ68は、第1端部キャップ56と同様に作られ、開いている第2開口部70に沿って並んでいる内壁90と、フィルタ媒体60を取り囲む外壁92と、内壁90及び外壁92の間に延びている横方向基部94とを有する。この実施例では、横方向基部94は、フィルタ媒体60の第2端部を覆う。例示の実施例では、第2端部キャップは、更に、軸方向に延びているネック96を含む。ネック96は、横方向基部94から、フィルタ媒体60から離れる方向に延びているか、または突き出ている。ネック96は、対向する半径方向内面98と半径方向外面99とを含んでいる。示された実施例では、ネック96は、内壁90と外壁92とからそれぞれ間隔をあけて配置されている。
この実施例では、第2端部キャップ68は、更に、第2端部キャップシール部材102を一般的に保持する。第2端部キャップシール部材102は、カートリッジハウジング48とシール104(図2)を形成するためのものである。示された実施例では、第2端部キャップシール部材102は、ネック96の半径方向内面98で保持される。
図9と図10のスピンオンアセンブリ50では、第2端部キャップ68は閉じた端部キャップであるので、第2端部キャップ68にシール部材の必要はない。したがって、図9と図10のスピンオンアセンブリの実施例では、第2端部キャップ68は、いかなる種類のシール部材も保持しない。
再び図7と図8の実施例を参照すると、第2端部キャップ68は、第2端部キャップの外壁から半径方向に延びているか、または突き出ている突起物106を含む。突起物106は、突起物78と同様の機能を有し、互いに円周方向に間隔をあけて配置されており、突起物106は、カートリッジ46を中心に配置し、かつカートリッジ46をカートリッジハウジング48の内壁から間隔を空けて配置するのを補助する。
本開示の原理によると、フィルタカートリッジ46は、キーリング(鍵環key ring)110をさらに含む。キーリング110は、以下に説明するような突起物を提供するためのものであり、キーリング110がフィルタヘッド42の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46がフィルタヘッド42に接続することを可能にするだろう。示された実施例では、キーリング110は、ネック80の半径方向内面84に配置される。この実施例では、キーリング110は、開いている第1開口部58を取り囲んでいる。
一般に、フィルタカートリッジ46は、キーリング110と、キーリング110から開いている第1開口部58に延びている少なくとも第1突起物114及び第2突起物115を含んでいる。第1突起物114は、キーリング110に沿って垂直方向に第2突起物115から間隔をあけて配置されている。また、第1突起物114は、キーリング110に沿って円周方向に第2突起物115から間隔をあけて配置されている。フィルタカートリッジ46がフィルタヘッド42に接続されると、第1突起物114及び第2突起物115は、フィルタカートリッジ46がフィルタヘッド42に接続することを可能にする、フィルタヘッド42のロックアウトアセンブリと係合する。
例示の実施例では、第1突起物114と第2突起物115は、互いに50度以内の角度で円周方向に間隔をあけて配置されている。多くの実施例では、第1突起物114と第2突起物115は、35度以上の角度で、例えば、キーリング110の内側の円周方向に沿って互いに40〜43度の角度で配置されている。
好ましい実施例では、開いている第1開口部58は、円形であり、かつ内径を画定する。好ましくは、第1突起物114及び第2突起物115の間の垂直方向距離は、開いている第1開口部58の内径の2〜30%であり、例えば、約8〜15%であり、より好ましくは、開いている第1開口部の内径の約11〜12%である。多くの実施例では、第1突起物114は、開いている第1開口部58中に開いている第1開口部58の内径の40%以下の範囲で延びており、通常は、開いている第1開口部58中に開いている第1開口部58の内径の10%以下の範囲で、例えば、0.5〜3%の範囲で延びている。同様に、第2突起物115は、開いている第1開口部58中に開いている第1開口部58の内径の40%以下の範囲で延びており、通常は、開いている第1開口部58中に開いている第1開口部58の内径の10%以下の範囲で、例えば、0.5〜3%の範囲で延びている。例示の実施例では、第1突起物114及び第2突起物115は、開いている第1開口部58中に同じ長さで延びている。他の実施例では、第1突起物114及び第2突起物115のうちの1つは、他方より長い場合がある。
ここで、キーリング110の斜視図である図21に注目すると、図21は、わかりやすくするために、フィルタカートリッジ46の他の部分から取外されたときのキーリング110を図示している。図21のキーリング110は、以下でさらに説明するために、フィルタヘッド42と連結するロックアウト機構の一部と接続して示されている。図21では、キーリング110が、キーリング110から開いている第1開口部58中に延びている少なくとも1つの第3突起物116をどのようにさらに含んでいるかを理解することができる。第3突起物116は、第1突起物114と第2突起物115とから円周方向に間隔をあけて配置されている。第3突起物116は、第1突起物114または第2突起物115のどちらかの1つだけから垂直方向に間隔をあけて配置されている。言い換えれば、第3突起物116は、第1突起物114または第2突起物115のどちらかの1つだけとキーリング110に沿って同じ垂直方向の距離で均等に間隔をあけて配置されている。
図21では、例示の実施例では、さらに少なくとも第4突起物117を含むことを理解できる。第4突起物117は、内壁111から半径方向内部にそれぞれ延びている第1突起物114、第2突起物115、及び第3突起物116と同様の方法でキーリング110の内壁111から半径方向内部に延びている。また第4突起物117は、第1突起物114、第2突起物115、第3突起物116から円周方向に間隔をあけて配置されている。第4突起物117は、第1突起物114、第2突起物115または第3突起物116のうちの2つだけから垂直方向に間隔をあけて配置されている。言い換えれば、第4突起物117は、他の突起物114、突起物115、突起物116のうちの1つだけと垂直方向の位置が等しい。
例示の特定の実施例では、第3突起物116は、第2突起物115と第4突起物117から垂直方向に間隔をあけて配置されているが、第3突起物116は、垂直方向に第1突起物114と同じ位置である。また、例示の実施例では、第4突起物117は、第2突起物115と垂直方向に同じ位置であるが、第4突起物117は、第1突起物114と第3突起物116から垂直方向に間隔をあけて配置されている。
図21の実施例は114で第1突起物を特定しているが、第1突起物114は、第3突起物116の物理的位置に配置することができる。同様に、第2突起物は、参照番号115の位置に示されているが、第2突起物は第4突起物117の位置にあるかもしれない。言い換えれば、1つの想定された実施例では、突起物の配置は、114に配置される突起物と115に配置される突起物だけを含むことができる。別の変更では、114だけの突起物と、117だけの突起物を含むような突起物の配置を含む。別の突起物の配置の変更では、116と117だけの突起物を含む。別の変更では、115の突起物だけと116の突起物だけを含んでいる。例示の特定の実施例では、突起物の配置、例示された4つの突起物114、115、116、117を含んでいる。図21の実施例では、4つの突起物しか示されていないが、追加の突起物は、システム40の他の特徴と協力することを補助するように利用することができる。
示された実施例では、4つの突起物のうちの2つは、円周方向に互いに45度以内の角度で、例えば、互いに約40〜43度の角度で間隔をあけて配置されているが、4つの突起物のうちの残りの2つは、互いに45度以内の角度で、例えば、互いに約40〜43度の角度で間隔をあけて配置されている。図21に示す実施例では、第1突起物114と第2突起物115は、互いに45度以内の角度で円周方向に間隔をあけて配置されているが、第3突起物116と第4突起物は、互いに45度以内の角度で円周方向に間隔をあけて配置されている。一般に、好適な実施例では、第1突起物114と第2突起物115は、円周方向に互いに50度以内の角度で間隔をあけて配置されている。
いくつかの構成物では、突起物の1つは他の突起物に対して45度以上の角度で配置されるだろう。例えば、114で第1突起物を含み、第2突起物が位置117に配置されいる実施例を想定する。そのような実施例では、突起物は互いに45度以上の角度で配置されている。そのような場合、第1突起物114と参照番号117で配置される突起物は、互いに円周方向に45度以上の角度で間隔をあけて配置されていると言うことができる。類似の実施例は、位置115と位置116だけに配置されている突起物を含むだろう。
例示のシステムでは、キーリング110は、第1端部キャップ56から分離している。なぜならキーリング110は、取付けの第1段階の間に、第1端部キャップ56と中央ライン(中央長手軸)の周りで回転することができる必要があり、次に、取付けの第2段階の間に、第1端部キャップ56が回転し続けるが、キーリング110は回転することができないことが必要であるからである。第1段階では、フィルタカートリッジ52は、カートリッジハウジング48に取付けられ、第2端部キャップ68と、カートリッジハウジング48の一部である壁150(図6)との間でシール104(この例では半径方向シール)によって回転可能にカートリッジハウジング48に固定される。この時点で、キーリング110は、カートリッジハウジング48をフィルタヘッド42に取付ける技術者が、キーリング110の突起物114〜117を固定リング178中の適切なスロットに適切に並べるように、フィルタカートリッジ52とカートリッジハウジング48を共に回転すべきである。いったん、突起物114〜117が固定リング178中のスロットと適切に一直線上に並べられると、更なる軸方向上向きの運動は、キーリング110が中心インの周りで回転できないようにするだろう。キーリング110は、中央ラインの周りで回転することができないが、フィルタヘッド42に向かう方向の軸方向上向きに移動するかもしれない。このことは、第1端部キャップ56が回転しかつ軸方向上向きに移動することの両方をし続けるかもしれない。
第1端部キャップ56に対してキーリング110の選択的回転機能を実施する方法は、多くの異なる方法でなし得る。1つの方法は、図34〜図36に示され、以下でさらに説明する。この実施例では、摩擦誘引構造物(friction-inducing structure)は、例えば、摩擦リング120で例示され、使用される。
摩擦リング120は、キーリング110の半径方向外面112(図21、図21の溝113内)とネック80の半径方向内面84との間にある。摩擦リング120は、第1端部キャップ56に固定されているキーリング110を保持するが、回転力下では、キーリング110は、第1端部キャップ56に対して中央の長手方向軸の周りで回転可能に移動することを可能にする。摩擦リング120は、フィルタアセンブリ44をフィルタヘッド42とともに組み立てるときに補助する。摩擦リング120は、端部キャップ56の表面とキーリング110の間で、キーリング110が端部キャップと共に回転することを可能にするために十分な抗力を生成するために使用することができるが、いったん突起物114〜117が固定リング178のスロット中で上向きに移動始めると、キーリング110は、軸方向の上向きだけに移動し、端部キャップ56は、回転と軸方向上向きに移動する。
この実施例では、キーリング110は、円周方向に複数の間隔をあけて配置されている開いたスロット126を画定する軸方向端部124をさらに含む。スロット126は、フィルタカートリッジ46がフィルタヘッド42上に取付けられるとき、フィルタヘッド42の部分を受け取るために提供される。このことは、以下でさらに説明する。
ここで、図9と図10を参照して、さらにスピンオンフィルタアセンブリ50について説明する。以上説明したように、フィルタカートリッジ52は、この実施例では缶54であるカートリッジハウジングに永久的に接続される。図7と図8のフィルタカートリッジ46に対する同じ参照番号は、図9と図10のカートリッジ52の特徴に対して使用される。図7と図8のカートリッジに対する図9と図10のカートリッジの主要な差異の1つは、第2端部キャップ68である。第2端部キャップは、図9と図10のスピンオンの実施例では閉じられている。図9と図10の実施例では、インナーライナ128は、フィルタ媒体60を支えるのを補助するようにフィルタ媒体60の内部にある。この実施例では、外側フィルタ支持体130は、フィルタ媒体60の半径方向外側部分を支持することができることが理解できる。この実施例では、外側フィルタ支持体130は、一連のポリマビーズ(polymer beads)として示される。
図9と図10の実施例では、第1端部キャップ56は、第1端部キャップ56の基部76から軸方向に延びているか、または突き出ている複数の軸方向突起物132を含んでいる。軸方向突起物132は、缶54の部分と係合して、フィルタカートリッジ52が、缶54とフィルタ媒体60との間で流体の流れを可能にするように缶54の内壁から間隔をあけて配置されることを確実にすることを補助する。
缶54は、一つの端部に閉じた端部134と反対の端部に開いている口部136とを含む。開いている口部136は、フィルタヘッド42に作動可能に接続するように組み立てられ、かつ配置されている。示された実施例では、開いている口部136に隣接している缶54の内壁は、フィルタヘッド42のねじ山と係合するように組み立てられかつ配置されているねじ山138を含む。
ここで図5と図6に示すボウルフィルタアセンブリ45に戻ると、この実施例では、カートリッジハウジング48は、ボウル140である。フィルタカートリッジ46は、ボウル140から取外し可能で取替え可能である。ボウル140は、閉じた端部142と対向する開いている口部144を含む。閉じた端部142は、ボウル140から水を抜くのに使用することができるバルブ排水構成物か、または他の種類のプラグを含み得る。例示の実施例では、ボウルの閉じた端部142のバルブかまたは排水構造よりもむしろ、ボウル140にインナーライナ148を固定するために使用される締め具146を示す。インナーライナ148は、ボウル140に取付けられ、フィルタカートリッジ46は、インナーライナ148の上方でインナーライナ148に周囲に取外し可能に固定される。図6の実施例で理解できるように、インナーライナ148は、好ましくは、フィルタ媒体60の長さだけ延びている。インナーライナ148は、多孔性であり、そこを通過する液体流れを可能にする。インナーライナ148は、ろ過の間にフィルタ媒体60を半径方向に支持し、かつ保持するのを補助する。
図15と図15Aに図示された実施例では、どのようにインナーライナ148が端部リム154に隣接するインナーライナ148から半径方向内部に突き出ている複数のタブ151を含んでいるかを理解することができる。以下にさらに説明されるように、フィルタカートリッジ46なしでボウル140を、あるいは、キーリング110を持っていないフィルタカートリッジを取付ける試みがなされた場合、ボウル140は、フィルタヘッド42の周囲壁158上のねじ山159とボウル140上のねじ山152を係合するのに十分近くまで移動することができない。
また、図6で理解できるように、インナーライナ148は、第2端部キャップ68の下にあるように示されている固体の非多孔性の周囲壁150を有する。周囲壁158は、そこにシール104を形成するために第2シール部材102のためのシール面を供給する。
ボウル140は、口部144に隣接するねじ山152を含む。ねじ山152は、フィルタヘッド42に取外し可能に接続するためのものである。
C.例示のフィルタヘッド:図3と図4
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。
アダプタ166は、フィルタブロック156に固定されている。アダプタ166は、フィルタブロックの内部空間160内でフィルタブロック156に固定されている。アダプタ166は、内部管状壁170を取り囲んでいる外面168(この例では、外部表面168は漏斗状表面168である)を含む。用語漏斗状表面の使用によって、外面168は、フィルタアセンブリ44の向きで内部管状壁170に向かってテーパ状になっていることを意味する。内部管状壁170は、半径方向外面172と半径方向内面174を有する。内部管状壁170は、示された実施例では、フィルタブロック156に固定されたねじ接続176で固定されている。示された実施例では、内部管状壁170は、ろ過された液体が開いたフィルタ内部64から内部管状壁170を通過し、次に、出口部164を通過して流れるように、開いているフィルタ内部64と開いたフィルタ連通する出口流路を形成する。
アダプタ166に固定されている固定リング178と、固定スリーブ180と、固定バネ182もまたフィルタヘッド42中に含まれる。これらのコンポーネントのそれぞれは、以下でさらに説明されるフィルタロックアウト機構に連結している。
第2実施例では、フィルタヘッド42aは、図32に示される。フィルタヘッド42aは、フィルタヘッド42に対して説明されかつ示された多くの同様な特徴の多くを含んでいる。そういうものとして、特徴が本質的には同じであるところで同じ参照番号が使用される。フィルタヘッド42に対する全体の説明は、図32に示される実施例に対してここで合体される。示されるように、フィルタヘッド42aは、フィルタヘッド42aがテーパ状でない外面168aを有するアダプタ166aを有するという点においてフィルタヘッド42と異なっている。その代わりに、外表面168aは、一般に、内部管状壁170と平行である。したがって、アダプタ166の外面は、本明細書に示された概念から逸脱することなしに多くの形状と構成を取ることが可能である。
第3実施例では、フィルタヘッド42bは図33に示される。フィルタヘッド42bは、フィルタヘッド42に対して説明されかつ示されたのと多くの同じ特徴を含む。そういうものとして、特徴が本質的には同じであるところで同様の参照番号が使用される。フィルタヘッド42に対する全体の説明は、図33に示された実施例に対してここに合体される。示されたように、フィルタヘッド42bは、2つの点でフィルタヘッド42と異なる。最初に、アダプタ166bは、漏斗状表面であるよりむしろ内部管状壁170に一般的に平行である外面168bを含む。第2に、アダプタ166bは、ねじ山接続176によって固定される代わりにフィルタブロック156の一体部分として形成される。また、アダプタアセンブリ166と166aがフィルタブロック156と同様に一体的に形成されることができるという等しい可能がある。
D.アダプタアセンブリアセンブリ186
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。
図12で理解することができるように、漏斗状表面168は、固定リング178と固定スリーブ180と同様に、内部管状壁170を取り囲む。固定バネ182は、固定リング178と固定スリーブ180の間で固定リング178と固定スリーブ180に配置されている。固定バネ182の機能は、以下でさらに説明される。
固定リング178の1つの実施例を図13の分解斜視図に示す。この実施例では、固定リング178は、中央開口部192を画定するか、または取り囲む、対向する第1軸方向表面189及び第2軸方向表面190ととも平らな基部188を含む。アダプタアセンブリ166の内部管状壁170は、固定リング178の中央開口部192内に適合する。複数の指194は、軸方向の第1の軸方向表面189から突き出ており、かつ第1の軸方向表面189から離れる方向に突き出ている。図13の実施例では、4つの円周方向に間隔をあけて配置されている指194があり、指194は、平らな基部188の第1の軸方向表面189の周りに均等に間隔をあけて配置されている。この実施例では、指194のそれぞれは、一般的に台形状の半径方向表面196を有する。指194の機能について以下でさらに説明する。
また図13を参照すると、この実施例では、固定リング178は、さらにスカート198を含む。スカート198は、第2の軸方向表面190から指194が突き出ている方向から反対の方向に延びているか、または突き出ている。スカート198は、複数の開いているスロット200を画定する。スロットは、基部188から離れている端部リム202から開いており、スカート198に沿って内部で延びている。スロット200は、以下で説明されるように、突起物114、突起物115、突起物116、突起物117によって固定スリーブへのアクセスを提供する。
ここで、図18を参照すると、示された実施例の固定リング178は、さらに平らな基部188とスカート198の半径方向の外面207との間に延びている複数のガセット246を含む。フィルタカートリッジ46が作動可能にフィルタヘッド42上に取付けられる場合に、キーリング110(図7)中のスロット126は、固定リングのガセット246を収容する。
また、図12を参照すると、この実施例では、固定リング178のスカート198は、複数の半径方向タブ204を含む。スカート198の内側の半径方向表面206から延びている半径方向タブ204が示される。半径方向外面207は、スカート198の半径方向内面206の反対面から延びている。半径方向タブ204は、以下で説明されるように、アダプタアセンブリ166に対して固定リング178を保持するのを補助する。
アダプタアセンブリ166の内部管状壁170は、少なくとも2つの間隔を開けて配置され、長手方向に延びている突き出ている尾根210、尾根211(図18)と、外側の半径方向面172上に少なくとも2つの間隔をあけて配置されている半径方向に突き出ている尾根212、尾根213とを含んでいる。図12に示される実施例では、半径方向尾根212、尾根213は、内部管状壁170の端部リム214にある。スカート198の半径方向タブ204は、アダプタアセンブリ166の半径方向外面172上の半径方向に突き出ている尾根212、尾根213の下にはまる。このことは、アダプタアセンブリ166に対して固定リング178を適所に保持するのを補助する。アダプタアセンブリ166の内部管状壁170上の長手方向の尾根210、尾根211は、以下で説明するように固定スリーブ180中で開口部と協力する。
また図13を参照すると、固定スリーブ180は、開口部217を画定する管状壁216を含む。図12で理解することができるように、開口部217は、管状壁216がアダプタアセンブリ166の内部管状壁170の半径方向外面172に対面しかつ取り囲む大きさに作られている。図示される実施例において、固定スリーブの管状壁216は、管状壁216に沿って複数の溝218を有する。図13で理解することができるように、半径方向外側に突き出ている長手方向の尾根224内に画定される少なくとも第1溝221と第2溝222がある。溝221、222は、管状壁216の端部リム228に沿って存在する尾根224の間の開口部226によって尾根224の間でアクセス可能である。
図25を参照すると、第1溝221は、開口部226に隣接する第1斜面230を含む。第1斜面230は、長手方向の尾根224の1つによって画定され、リム228と開口部226に隣接している。第1斜面230は、以下に説明されるような第1突起物114かまたは第3突起物のいずれかと係合するためのものである。
同様に、第2溝222は、尾根233によって画定される第2斜面232を含む。第2斜面232は、リム228から間隔をあけて配置されており、さらに、第1斜面230よりも管状壁216に沿って間隔を置いて配置されている。第2斜面232は、以下でさらに説明するように第2突起物115かまたは第4突起物に係合するものである。
また図13を参照すると、本実施例の固定スリーブ180はさらにカラー236を含む。図示された実施例では、カラー236は、固定スリーブの管状壁216を取り囲み、固定スリーブの管状壁216から突き出ている。カラー236は、管状壁216を取り囲む縁237を形成する。複数の指収容開口部238がカラー236を通過して延びている。指収容開口部238は、アダプタアセンブリ186が固定されていない位置にあるとき、固定リング178の指194を収容するような大きさに構成されている。
図13で理解することができるように、複数の半径方向のガセット240は、管状壁216とカラー236の間で、カラー236の縁237の上部部分の周りにある。ガセット240は、スリーブ180を強化するのを補助する。
また図25を参照すると、固定スリーブの管状壁216は、1組の長手方向の開口部242を画定する。開口部242は、開いており、端部リム228からアクセス可能であり、管状壁216中のギャップとして画定される。アダプタアセンブリ166の内部管状壁170の長手方向の尾根210、211(図18)が、固定スリーブ180の開口部242内にある。このことは、開口部242のエッジ244と尾根210、211(図12)との間の動作範囲においてアダプタアセンブリ166に対して固定スリーブの回転を限定することを補助する。
この実施例では、固定バネ182は、渦巻状金属バネ248として示される。固定バネ182は、図12で理解することができるように、固定スリーブ180の管状壁216の周りに配置されている。固定バネ182は、固定リング178の基部188の第1軸方向表面189とポケット252(図12と26)の間に配置されている。ポケット252は、カラー236と固定スリーブ180の管状壁216との間で画定される体積である。カラー236の縁237の下側の軸方向表面250である下側の軸方向表面250もまた図26で見ることができる。
E.ロックアウト動作
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27に固定されていない位置を示す。固定されていない位置は、固定リング178中に複数の指194と一直線上に並んでいる、指収容開口部238を含む。図27で理解することができるように、指194は、指194が指収容開口部238に入り込むような開口部238を有する円周方向の配置であり、このことは、固定リング178が固定スリーブ180とアダプタアセンブリ166に対して軸方向に移動することを可能する。図19と比較することによって、第1の固定された位置では、指194が固定スリーブ180の指収容開口部238からどのように一直線上に並んでいないかを理解することができ、指194の先端195がカラー236の下側の軸方向表面250(図26)とどのように係合し、この係合により固定リング178と固定スリーブ180の間の相対的な軸方向の運動をブロックするか、または防げるかを理解することができる。図27は、固定スリーブ180に対して軸方向に上向きに動いた固定リング178を示している。なぜなら、指194が指収容開口部238内で一直線上に並んでいるからである。固定バネ182は、図19で示される第1の固定された位置中の固定スリーブ180を保持するためにねじりばね力を印加するように配置されている。
アダプタアセンブリ186が図27の固定されていない位置にあるとき、フィルタカートリッジ46は、フィルタヘッド42に作動可能に接続可能である。図19の第1の固定された位置では、フィルタカートリッジ46は、フィルタヘッド42に作動可能に接続することができないだろう。なぜなら図19のアダプタアセンブリ186の相対的な軸方向長さは、カートリッジハウジング48上のねじ山152(または、138)がフィルタヘッド42上のねじ山159に接続することを防ぐからである。
また、固定スリーブ180は、第1の固定された位置(図19)から第2の固定された位置(図22)まで固定リング178に対して回転可能である。第2の固定された位置は、図22で理解できるように、固定リング178中の複数の指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を含んでいる。したがって、第2の固定された位置もまた、アダプタアセンブリ186の相対的な軸方向長さによりフィルタカートリッジ46がフィルタヘッド42と係合しないようにする。第2の固定された位置は、固定リング178と固定スリーブ180との間の軸方向の動きを防ぐ。第2の固定された位置は、指収容開口部238から円周方向に間隔をあけて配置されており、図19の第1の固定された位置よりも指収容開口部238に近い指194を含む。指194の先端195は、カラー236の下側の軸方向表面250(図26)を係合するか、または隣接する。
ハウジング48によって保持されているフィルタカートリッジ46を、フィルタヘッド42に接続しようとするとき、第1突起物114と、もし存在する場合に第3突起物116とは、キーリング110から固定リング178のスロットの1つを通過して延びることによって、第1溝221の第1斜面230(図25)と係合する。第1突起物114と第1斜面230との間の係合は、固定スリーブ180をバネ182の力で回転させ、かつ固定スリーブをアダプタアセンブリ166と固定リング178に対して回転させ、それにより、第1の固定された位置から第2の固定された位置までアダプタアセンブリ166(168)を動かす。この回転は、固定リング178とフィルタアセンブリがアダプタアセンブリ166と固定スリーブ180に対して軸方向に動くことを可能する。次に、この回転と軸方向の動きにより、第2突起物115(と提供される場合には、第4突起物117)と、固定リング178のスロット200を通過する第2溝222中の第2傾斜(図23)との間で接触が起こる。フィルタカートリッジ46とアダプタアセンブリ186との間の継続的な軸方向の圧力により、第2突起物115を尾根233(図25)に対して動かし、更に、固定リング178に対して、バネ182に対する固定スリーブ180の回転を引き起こすだろう。最終的に、固定スリーブ180と固定リング178は、指194が指収容開口部238と軸方向に一直線上並ぶまで互いに対して回転して動かされる。このことは、次に、指194が指収容開口部238に入り込むことを許容することによって固定リング178が固定スリーブ180に対して軸方向に滑るのを可能にする。このことは、次に、アダプタアセンブリ186を固定されていない位置(図27)に置き、次に、フィルタヘッド142のねじ山159とカートリッジハウジング48(図29)のねじ山138かまたは152との間の接続を可能にする。
図9と図10のスピンオンの実施例におけるロックアウト機構は、ボウルカートリッジアセンブリ45に対するものと同様に動作する。図30と図31は、固定された位置(図30)と固定されていない位置(図31)のスピンオンアセンブリ50を示す。図30では、スピンオンカートリッジ52が適切なキーリング110を持っていない場合、その時、ネック80の端部254と固定リング178(図18)の第2の軸方向表面190との間の係合は、スピンオンアセンブリ50とフィルタヘッド42との間の更なる軸方向の動きを防ぐだろう。このことは、ねじ山136とねじ山138との適合を防ぐだろう。図31では、カートリッジ52上のキーリング110は、指194が固定スリーブ180の指収容開口部238に入り込む状態で、図30の固定された位置から図31の固定されていない位置までどのようにアダプタアセンブリ186を動かしたかを見ることができる。
フィルタカートリッジ46なしでフィルタボウル140をフィルタヘッド42へ接続しようとすると、タブ151(図15と図15A)は固定リング178の端部リム202(図14)と接触するだろう。このことは、ボウル140がフィルタヘッド42に十分に近づくのを防ぎ、ねじ山152と159が係合することができないようにするだろう。
図16と図16Aで、フィルタボウル140とフィルタヘッド42が示され、フィルタボウル140内に設置されたカートリッジ46'がキーリング110を欠いているので、システム40は固定された位置にある。指194が固定スリーブ180の基部188の第2の軸方向表面と係合しているので、固定リング178は、図16で示された位置から軸方向上向きに動くことができない。
上記の記載より、フィルタアセンブリ44をどのように使用するかが明らかである。最初に、フィルタアセンブリ44をフィルタヘッド42上に配置する工程がある。配置する間に、フィルタアセンブリ44は、固定スリーブ180に対して押されて、固定スリーブ180を回転させ、かつ固定スリーブ180の指収容開口部238と固定リング178の指194を一直線上に並べながら、固定スリーブ180を固定された位置(図21)から固定されていない位置(図27)まで移動する。次に、フィルタヘッド42に対してフィルタアセンブリ44と固定リング178の両方を軸方向に移動する工程がある。最後に、フィルタアセンブリ44は、フィルタヘッド42に作動可能に接続される。
F. 追加の変更
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。
図34〜36は、キーリング110と第1端部キャップ56の変形を示す。図34〜36の実施例では、第1端部キャップは、参照番号356であり、キーリングは参照番号410である。図34〜36の実施例では、キーリング410を選択的に回転させる機能は、摩擦リング120の代わりに隆起構成物420で実施される。隆起構成物420は摩擦を誘発する構造である。
図35と図36を参照すると、第1端部キャップ356は、開いている第1開口部358を有する。使用中に、開いている第1開口部358は、フィルタ媒体60の管状構造物の開いているフィルタ内部64と連通する。フィルタ媒体60の第1端部61は、第1端部キャップ356に固定されている。第1端部キャップ356は、開いている第1開口部358に沿って並ぶ内壁372を有する。フィルタ媒体60(図7)を取り囲む外壁374がある。横方向基部376は、内壁372と外壁374との間に延びている。また、横方向基部376は、フィルタ媒体60の第1端部61を覆う。例示の実施例では、第1端部キャップ356は、さらにカートリッジハウジング48内のフィルタカートリッジ46(図7)を中心に配置するのを補助する複数の半径方向突起物378を含む。
例示の第1端部キャップ356は、軸方向に延びているネック380を画定する。ネック380は、基部376から軸方向に延びているか、または突き出ていて、対向する半径方向外面382と半径方向内面384を画定する。第1端部キャップ356は、第1端部キャップシール部材386を保持する。第1端部キャップシール部材386は、フィルタカートリッジ46とフィルタヘッド42との間で図2に例示されるシール88のようなシールを形成する。
図35と図36で見ることができるように、基部376は、ネック380によって取り囲まれている基部部分377を含む。すなわち、基部部分377は、ネック380の半径方向内面384内にあり隣接している。隆起構成物420は、摩擦を導入しキーリング410上の構造物と相互作用するために第1端部キャップ356上に複数の隆起422を含む。示された実施例では、隆起422は基部376上にある。図34〜36に示されるの特定の実施例では、隆起422は、基部部分377上に配置されている。隆起422は、この実施例では、基部376の基部部分377から軸方向に離れる方向に延びているドーム形状突起物を含む。
キーリング410は、キーリング110のように、半径方向内面429から半径方向に延びている複数の突起物を含む。上記の突起物114〜117に対して説明されたのと同様に配置され、上記の説明は引用によりここに合体される。図36の実施例では、4つの突起物のうちの3つの突起物402、403、405だけが見えることに注意すべきである。突起物403と405は、第2突起物115と第4突起物117と類似している。突起物402は、第1突起物114と類似している。図36で第3突起物116に類似する突起物を見ることができないが、第3突起物116は、キーリング410との比較により、キーリング110の実施例のレビューから明らかである。
図36の実施例では、突起物402、突起物403、突起物405は、突起物114〜117で示されるように丸くないが、部分的に丸い。特に、突起物403、405は、いくつかの実施例では、第2の軸方向表面427と平行である平らな平坦な部分を有する。突起物402は、いくつかの実施例では、第1の軸方向表面426と平行であり得る平らな部分を有する。
キーリング410は、キーリング110と類似するように作られているが、摩擦リング120を有する代わりに隆起424を含む。隆起424は、第1端部キャップ356上の隆起422と軸方向に係合するように、キーリング410上に配置される。図36で示される実施例では、キーリング410は、対向する第1の軸方向表面426と第2の軸方向表面427を含む。半径方向外面428と半径方向内面429は、第1及び第2の軸方向表面426、427の間にある。この実施例では、隆起424は、キーリング410が端部キャップ356のネック380内に配置されるとき、第2の軸方向表面427が端部キャップ356の基部376の基部部分377の上に置かれかつ係合するだろう。半径方向外面428は、ネック380の半径方向内面38に隣接しているだろう。隆起424は、この実施例では、ドーム形状突起物であり、隆起422を妨げる。
キーリング410が端部キャップ356中に取付けられた状態で、隆起422、424は、隆起422、424の間で障害物を形成するように互いに干渉する。このことは、カートリッジハウジング48とカートリッジ46が、(前に、図114〜117で例示したように、及び図36の実施例において、402、403、及び405として示されたように)突起物を一直線上に並べるために固定リング178中のスロットとともに回転されたとき、キーリング410が端部キャップ356とともに移動(回転)させる。突起物402、403、及び405が、いったん固定リング178中のそれぞれのスロット中に向かって軸方向に動き始めると、キーリング410はもはや回転することができない、固定リング178のスロットがフィルタヘッド42に対して固定されて回転しないからである。ここで突起物402、403及び405が軸方向の上向きにのみ移動するようにさせる力は、隆起422、424との間の摩擦を克服するのに十分に大きく、隆起422、424が互いの上に乗ることを可能にし、次に、端部キャップ356はフィルタカートリッジ46と共に回転し続けるが、キーリング410はフィルタヘッド42に回転に対して固定されたまま残ることを可能にする。
また図34〜36を参照すると、端部キャップ356は、ネック380の半径方向内面384に沿った突起物387を更に含む。突起物387は、組立て後、端部キャップ356中のキーリング410を軸方向に保持する。キーリング410を端部キャップ356に組み立てる間に、キーリング410の外側の周囲部または半径外面428は、キーリング410の軸方向第1表面426がパチンと音を立てて突起物387を通過するまで、突起物387の角度付けられた側部389(図35A)の上方を移動する。ここで、キーリング410は、キーリング410の軸方向第1表面426を重ね合わせる突起物387の表面391(図35A)によって軸方向の適所に保持される。
ここで、図37〜39を参照すると、更なる変更が示されかつ記載される。これらの変更のいずれかは、フィルタヘッド42、カートリッジ46、及び他の特徴のすべてを含むシステム40と共に使用することができる。図1〜36の記載は、図37〜39で示される変更とともに使用可能であるものとしてここに引用により合体される。図37では、フィルタシステムが430で示される。システム430は、ボウルフィルタアセンブリ433に取外し可能に接続されたフィルタヘッド432を含む。ボウルフィルタアセンブリ433は、カートリッジハウジング434と取外し可能で取替え可能なフィルタカートリッジ435とを含む。これらの特徴のすべては、前に記載された特徴と類似しており、それらの記載はここに引用により合体される。
フィルタカートリッジ435がフィルタヘッド432中のアセンブリに対して中心に配置されるようになるのを補助するように、ガイドスリーブ436は、インナーライナ437の先端に加えられる。ガイドスリーブ436は、アダプタアセンブリ439の内部管状壁438内のカートリッジ435と一直線上に並べるのを補助する。一旦中心に配置されると、システム430を調整する技術者は、突起物114〜117を固定リング178のスロット200(図19)に一直線上に並べるようにするために、アセンブリ433を好ましくは、完全な回転の1回未満だけ回転させ、バネ182の力に対する固定スリーブ180の回転が、固定スリーブ180をアダプタ439と固定リング178に対して回転させ、その結果、アダプタアセンブリ186を第1の固定された位置から第2の固定された位置まで動かすことを可能にするだろう。この回転は、固定リング178の軸方向運動及びアダプタアセンブリ439と固定スリーブ180に対する433の移動を可能する。この回転と軸方向の移動は、固定リング178中のスロット200を通過して第2突起物115と第2溝中の斜面232(図23)の間で接触させる。フィルタカートリッジ435とアダプタアセンブリ186の間の連続的な軸方向の圧力は、第2突起物115を尾根233(図25)に対して移動させ、かつ、ばね182に対して固定リング178に対する固定スリーブ180の更なる回転を引き起こすだろう。
最終的に、固定スリーブ180と固定リング178は、指194が指収容開口部238と軸方向に一直線上となるまで互いに回転して移動し、このことは、次に、指194が指収容開口部238に入り込むことを可能にすることによって、固定リング178が固定スリーブ180に対して軸方向に滑ることを可能にする。このことは、次に、固定されていない位置(図27)にアダプタアセンブリ186を配置して、ボウルカートリッジアセンブリ433がフィルタヘッド432上へのねじ山接続を可能にする。
好適な実施例では、インナーライナ437は、タブ突起構成物440を含む。この実施例では、タブ突起構成物440は、フィルタヘッド432に向かう方向で441でインナーライナ437の頂部441から軸方向に延びている。示された実施例では、タブ突起構成物440は、頂部441からガイドスリーブ436の反対側に突き出している第1タブ442と第2タブ443を含む。図39で理解することができるように、第1タブ442、第2タブ443は、互いに約180度だけ離れて配置されている。タブは、ガイドスリーブ436の長さに沿ってガイドスリーブ436の長さの50%未満の長さで延びている。1つの実施例では、タブ442、タブ443は、インナーライナ437の先端441からガイドスリーブ436の長さの5%〜40%の間だけ延びている。タブ442、タブ443は、フィルタカートリッジ435がハウジング434から外れるとき、カートリッジハウジング434がフィルタヘッド432に接続されるのを防ぐのを補助する。
ここで、図40を参照すると、固定リング178の変形を示す。図40では、固定リングは参照番号445で示す。図40で、固定リングは、参照番号445で示される。固定リング445は、固定リング178として同じ特徴と機能のすべてを有し、固定リング445は、前に記載された前の特徴と実施例のすべてと共に使用することができる。図40の実施例では、固定リング445は、2組のリブ446〜447を含む。リブ446、リブ447は、固定リング445の強度を高める。リブ446、リブ447は、基部448に沿って配置され、図13の実施例では、基部は、参照番号188の平面である。固定リング445の機能は、固定リング178の機能と全くと同じである。
上記は実施例と原理の説明である。これらの原理を利用して多くの実施例をなし得ることができる。本明細書に記載されているすべての特徴的な特徴は、本開示に従ういくつかの選択された利点を有する構成物に対して構成物中に合体される必要がないことが注目される。

Claims (18)

  1. 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、
    (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、前記ネック部の前記半径方向内面内で前記半径方向内面と接触し、かつ前記開いている第1開口部を取り囲込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。
  2. (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い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。
  3. (a)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、
    (b)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、
    (c)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。
  4. (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いることを特徴とする請求項1乃至請求項3のうちの何れか1項に記載のフィルタカートリッジ。
  5. (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、
    (b)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度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度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4に記載のフィルタカートリッジ。
  6. (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、摩擦リングと隆起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、前記第1端部キャップに固定されている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長手方向軸の周りを回転移動することを可能にすることを特徴とする請求項1乃至請求項5のうちの何れか1項に記載のフィルタカートリッジ。
  7. (a)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することを特徴とする請求項1乃至請求項6のうちの何れか1項に記載のフィルタカートリッジ。
  8. (a)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乃至請求項7のうちの何れか1項に記載のフィルタカートリッジ。
  9. フィルタアセンブリであって、
    請求項1乃至請求項8のうちの何れか1項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、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。
  10. フィルタアセンブリであって、
    請求項1乃至請求項8のうちの何れか1項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、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スピン−オン缶を含む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。
  11. フィルタアセンブリであって、
    請求項9に記載のフィルタカートリッジを有し、
    (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いることを特徴とするフィルタアセンブリ。
  12. (a)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に配置されている多孔性の内側フィルタ支持体を更に有し、前記内側フィルタ支持体は、前記フィルタ支持体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請求項11に記載のフィルタアセンブリ。
  13. フィルタシステムであって、
    請求項9または請求項10に記載のフィルタアセンブリを有し、
    (a)前記フィルタアセンブリは、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)前記フィルタアセンブリは、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。
  14. (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収容開口部を含み、
    (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13に記載のフィルタシステム。
  15. (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前記長手方向の尾根は、前記1組の開口部中にあることを特徴とする請求項13または請求項14に記載のフィルタシステム。
  16. (a)前記固定リングは、前記平らな基部と前記スカートの前記半径方向外面との間に延びている複数のガセットを含み、
    (b)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することを特徴とする請求項15に記載のフィルタシステム。
  17. (a)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前記半径方向内面との間でかつ接触しており、
    (b)前記固定バネは、前記固定スリーブの管状壁の周りにあることを特徴とする請求項15に記載のフィルタシステム。
  18. フィルタカートリッジと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こ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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