JP5890421B2 - 流体フィルタシステム - Google Patents

Description

本発明はフィルタに関し、より詳細には流体フィルタシステムに関する。

例えばエンジンと関連付けられた燃料フィルタまたは潤滑剤フィルタなどのカートリッジ型流体フィルタは、通常、エンジンにねじ係合されるキャニスタ内に含まれている交換可能なフィルタエレメントを含む。未濾過流体、例えば燃料または潤滑剤は、入口ポートを介してフィルタによって受け取られ、未濾過流体から微粒子がフィルタエレメントを介して除去され、濾過済み流体が出口ポートを介してエンジンに送達される。フィルタエレメントは、しばしば、１つまたは複数のエンドキャップを介してキャニスタ内に支持された、概ね円筒状の濾過材、例えば織物または他の多孔性材料を含み、それにより、未濾過流体は濾過材を通って概ね半径方向に流れる。エンドキャップは、通常、濾過材をキャニスタ内で入口ポートおよび出口ポートに対して支持し、および／または配置する。また、流体フィルタは、通常、未濾過流体が濾過材を迂回するのを減らし、またはなくするために、入口ポートおよび出口ポートを封止分離する１つまたは複数のシールを含む。

通常、このような流体フィルタのフィルタエレメントは、濾過材の両端間の圧力降下を小さくし、シールの劣化を回避するために、および／または他の場合には流体フィルタが望み通りに確実に動作するようにするために、頻繁に交換される。フィルタエレメントを交換するために、通常、キャニスタがエンジンから螺脱され、入口流と出口流の間のシールが取り外され、古いフィルタエレメントがキャニスタから除去され、新しいフィルタエレメントが挿入され、キャニスタがエンジンに再度螺合される。フィルタカートリッジを交換するオペレータは、流体システム内にトラップされる空気を回避および／または低減するために、予めキャニスタに流体を入れておくことができる。この呼び水用流体（priming fluid）は、しばしば以前に使用された、および／または未濾過の流体であり、キャニスタに呼び水を入れる（priming the canister）には、呼び水用流体が濾過材の下流側、すなわち濾過済み流体の側に置かれることを回避するために十分な注意が必要となり得る。さらに、フィルタカートリッジを交換している間、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取付けすることが、入口ポートと出口ポートの間を十分に封止し、したがって未濾過流体が濾過材を迂回することを減少させるのに望ましい。不十分な封止および／またはオペレータが呼び水を入れること（operator priming）のいずれかに起因する濾過材の下流側の未濾過流体および／または呼び水用流体は、運転中に１つまたは複数のエンジン構成部品が故障する原因になる。

特許文献１は、外側殻とフィルタベースの間の封止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の間の封止を形成する内側シールを含むフィルタアセンブリを開示している。このフィルタアセンブリは、外側シールをフィルタベースに押し付けるナットプレートを介してフィルタベースに螺着される。また、フィルタアセンブリはフィルタエレメントを含み、未濾過流体は、未濾過流体通路から、外側殻とフィルタエレメントの間の半径方向の空間へ流れ、未濾過流体は、フィルタエレメントを通って内側通路に流入し、結果として得られる濾過済み流体は、濾過済み流体通路に流入する。

上記特許によれば、外側シールを使用してフィルタアセンブリとフィルタベースの間の封止を提供することができ、また、内側シールを使用して、濾過済み流体の通路と内側通路の間の接続部の流体の漏れを最少にするための封止を提供することができる。しかしながら上記特許は、これらの封止を達成する多くの構成部品を必要とし、正確なその製造公差を必要とし、および／または封止の十分な能力を潜在的に低下させることでアセンブリおよびアライメントを複雑にする。さらに、フィルタベースへの上記特許のフィルタアセンブリの再接続、ならびに内側シールおよび外側シールの取付けには、フィルタベースとのその適切なアライメントを保証し、かつ、フィルタアセンブリの適切な再封止および再接続を保証するための特殊な幾何形状を有する独自のナットプレートが必要となり得る。

米国特許第６５５４１４０号明細書

本発明は、上で説明したいくつかの欠点のうちの１つまたは複数を克服することを対象とする。

一態様では、本発明はエンドキャップを対象とする。エンドキャップは、半径方向内側部分、半径方向外側部分を含み、また、縦軸を画定している第１の板部材を含む。また、エンドキャップは、第１の板部材の半径方向内側部分と半径方向外側部分の間に配置され、かつ、縦軸に沿って軸方向に第１の方向に突出しているフランジを含む。また、エンドキャップは、フランジに隣接して配置された第１のシール部材を含む。第１のシールは、第１の板部材の軸方向に面する表面と係合しているその第１の部分、およびフランジの半径方向に面する表面と係合しているその第２の部分を含む。エンドキャップは、半径方向外側部分の半径方向外側に配置された第２の板部材、および第２の板部材に隣接して配置される第２のシール部材であって、該第２のシール部材の少なくとも一部が第１の板部材の軸方向に面する表面から縦軸に沿って軸方向に第１の方向とは逆の第２の方向に間隔をおいて配置される第２のシール部材、をさらに含む。

他の態様では、本発明は、ベース、容器および出口を含むフィルタシステムに濾過材を封止接続する（sealingly connecting）ための装置を対象とする。エンドキャップは、半径方向の内側部分、半径方向の外側部分および縦軸を有する実質的にリングの形をした第１の壁部分を含む本体を含む。また、装置は、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第１の半径方向に面するシール界面を確立するように構成され、かつ、その少なくとも一部が濾過材から第１の軸方向の距離に配置された第１のシール部材を含む。また、装置は、ベースと関連付けられた第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界面を確立するように構成され、かつ、濾過材から第２の軸方向の距離に配置された第２のシール部材を含む。第２の軸方向の距離は第１の軸方向の距離より短い。

他の態様では、本発明はフィルタアセンブリを対象とする。フィルタアセンブリは、縦軸を画定しているフィルタを含む。また、フィルタアセンブリは、第１の半径方向に面するシール界面を確立するように構成された第１のシール部材を含む。第１のシール部材の少なくとも一部は、フィルタから第１の距離だけ軸方向に間隔をおいて配置されている。フィルタアセンブリは、第１の半径方向に面するシール界面の半径方向外側に、第２の半径方向に面するシール界面を確立するように構成された第２のシール部材をさらに含む。第２のシール部材は、フィルタから第２の軸方向の距離だけ軸方向に間隔をおいて配置されている。第２の軸方向の距離は第１の軸方向の距離より短い。

さらに他の態様では、本発明はフィルタシステムを対象とする。フィルタシステムは、入口ポート、出口ポートおよび縦軸を有するベースを含む。出口ポートは、縦軸に対して入口ポートの半径方向内側に配置されている。また、フィルタシステムは、ベースにねじ接続される容器を含む。また、フィルタシステムは、縦軸に対して半径方向に容器内側に配置された濾過材を含む。フィルタシステムは、実質的にリングの形を有する第１の壁部材および第１の壁部材の半径方向外側に配置された少なくとも１つの開口を含むエンドキャップをさらに含む。また、フィルタシステムは、エンドキャップに接続され、かつ、ベースの少なくとも一部に半径方向に押し付けられるように構成された第１のシール部材を含む。フィルタシステムは、エンドキャップに接続され、かつ、出口ポートに半径方向に押し付けられるように構成された第２のシール部材をさらに含む。

さらに他の態様では、本発明は、内側空間およびスリーブ軸を画定しているスリーブ、該スリーブを取り囲んでいる濾過材、およびスリーブに取り付けられたエンドキャップを備えたフィルタエレメントを対象とする。エンドキャップは、濾過材を横切って延在している第１の部材、該第１の部材に対して実質的に直角を成し、かつ、第１の方向に延在している側壁、第１の部材から間隔をおいて配置され、スリーブ軸に対して実質的に平行な
外壁、および側壁から外壁まで延在している複数のアームを含み得る。外壁は、第１の方向とは逆の、濾過材から遠ざかる第２の方向に延在し得る。アームおよび側壁ならびに外壁は、エンドキャップ内の複数の開口を画定し得る。個々のアームは、第１の方向に延在し、共に第１の優角（a first reflex angle）を形成する第１の底部表面および第２の底部表面を有するフィン部分を含み得る。

さらに他の態様では、本発明は、ベースによって受け取られるように構成されている容器フィルタシステムのためのフィルタアセンブリを対象とする。フィルタアセンブリは、内側空間およびスリーブ軸を画定するスリーブ、該スリーブを取り囲んでいる濾過材および第１のエンドキャップを備え得る。第１のエンドキャップは、スリーブに取り付けられ、濾過材の頂部を覆っている環状の第１の部材、第１の部材に対して実質的に直角に配向され、濾過材の一部を覆っている環状の側壁、第１の部材から間隔をおいて配置され、かつ、該第１の部材を取り囲んでいる外壁、側壁から外壁まで延在している複数のアームおよび第１のシール部材ならびに第２のシール部材を含み得る。これらのアームおよび側壁ならびに外壁は、第１のエンドキャップ内の複数の開口を画定し得る。第１のシール部材は、エンドキャップの周囲を取り囲み、第１の封止表面、第２の封止表面および第３の封止表面を含み得る。第１の表面は、ベースが容器を受け取ると、ベースの第１の半径方向封止表面を受け取るように構成されている。第２の封止表面は、容器封止表面を受け取るように構成され、第３の封止表面は、ベースの軸方向の封止表面を受け取るように構成され得る。第２のシール部材は、エンドキャップの頂部表面に配置され、第１のシールを含む平面の上方に実質的に延在し得る。

一実施形態では、ベース、キャニスタを備えた流体フィルタシステム内にフィルタを取り付ける方法が開示され、フィルタは、第２の底部表面を有する第１のエンドキャップを備えており、また、第１の環状のシールおよび第２の環状のシール、スリーブおよび濾過材を含む。この方法は、エンドキャップの第２の底部表面を容器の内側の壁の近傍に配置することによってフィルタを容器内に案内するステップと、第１のシールが容器に接触するまでフィルタを容器内へ摺動させるステップと、ベースとエンドキャップの頂部が係合し、かつ、ベースと第２のシールの間に第１の半径方向の封止が確立されるまで容器をベース上に固定するステップと、第１の半径方向の封止が確立された後、エンドキャップとベースの間に第１のシールによって第２の半径方向の封止が確立され、かつ、第１のシールと容器の間に第１の軸方向の封止が確立されるまで容器をベース上に引き続いて固定するステップとを含む。

本発明にかかる代表的な流体フィルタを示す略断面図である。 図１の流体フィルタの代表的なエンドキャップを示す略図である。 本発明にかかる流体フィルタのエンドキャップの他の実施形態の断面図である。 図３のエンドキャップの一部の拡大断面図である。 図３のエンドキャップの切断図である。 本発明にかかる流体フィルタのエンドキャップの他の実施形態の断面図である。 図６のエンドキャップの切断図である。

図１は、代表的な流体フィルタシステム１０を示したものである。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および縦軸１８を含み得る。フィルタシステム１０は、流体システム（図示せず）内の複数の構成部品のうちの１つあってもよく、また、流体システムの１つまたは複数の上流側の構成部品から未濾過流体を受け取り、未濾過流体中に懸濁している粒子をトラップする、すなわち流体を濾過し、かつ、濾過済み流体を流体システムの１つまたは複数の下流側の構成部品に提供するように構成され得る。流体システムは、任意のタイプの流体システム、例えば燃料供給システム、潤滑システムおよび／または冷媒システムを含み得る。また、当該流体システムは、エンジン（図示せず）に動作可能に関連してもよいし、あるいは動作可能に関連しなくてもよい。さらに、流体フィルタシステム１０は、例えばガソリン、ディーゼル燃料、潤滑油、水、冷媒、および／または任意の他のタイプの流体などの任意のタイプの流体を濾過するように構成され得る。流体システムの流体は、加圧されてもよいし、加圧されなくてもよく、また、加圧される場合、任意の圧力で加圧され得ることが考えられる。

ベース１２は、外壁２０および取付け部分２２を含むことができる。外壁２０は実質的に円筒状の形にすることができ、また、容器１４の上に切られた雄ねじ３１とねじ係合するように構成された雌ねじ２１を含み得る。取付け部分２２は、流体フィルタシステム１０を１つまたは複数のボルト孔（参照せず）を介して例えばエンジンに接続するように構成され得る。ベース１２は、入口ポート２４および出口ポート２６をさらに画定し得る。入口ポート２４は、流体システムの１つまたは複数の上流側の構成部品から未濾過流体を受け取るように構成され、未濾過流体をフィルタアセンブリ１６に向けて導くように構成され得る。具体的には、入口ポート２４は、ベース１２内において、かつ、縦軸１８に対して、概ね環状の空間を含み得る。出口ポート２６は、フィルタアセンブリ１６から濾過済み流体を受け取るように構成され、濾過済み流体を流体システムの１つまたは複数の下流側の構成部品に向けて導くように構成され得る。具体的には、出口ポート２６は、縦軸１８に対して概ね円筒状の空間を含むことができ、また、入口ポート２４の半径方向内側に配置することができる。入口ポート２４および出口ポート２６は、それぞれ、任意の形状および／または輪郭を有するベース１２内の空間、例えば多面体空間を画定し得ることが考えられる。

容器１４は、外壁２８および端部壁３０を含み得る。外壁２８は、実質的に円筒状の形状であり、ベース１２に切られた雌ねじ２１とねじ係合するように構成された雄ねじ３１を含み得る。端部壁３０は、雄ねじ３１とは反対側の外壁２８の端部に配置され得る。外壁２８および端部壁３０は、通常、フィルタアセンブリ１６を含むように構成される内部空胴を画定し得る。雌ねじ２１および雄ねじ３１は、それぞれ時計方向または反時計方向のいずれかに延在し得ることが考えられる。また、容器１４は、容器１４からの流体の排水を容易にするように構成され得る任意の従来のドレンポート（参照せず）を含み、および／または流体システムの流体の圧力を制限するための任意の従来の安全弁（図示せず）を含み得ることが考えられる。雌ねじ２１と雄ねじ３１の間の係合およびその結果として得られるそれらの間の摩擦係合については当分野でよく知られており、したがってこれ以上の説明は省略されることを理解されたい。

フィルタアセンブリ１６は、第１のエンドキャップ３２および濾過材３４を含み得る。第１のエンドキャップ３２は、ベース１２に隣接して配置され、容器１４内において、容器１４に対して濾過材３４を支持し、かつ、ベース１２と容器１４の間、および入口ポート２４と出口ポート２６の間のそれぞれの封止を提供するように構成され得る。濾過材３４は、流体中に懸濁している微粒子および／または他の粒子を分離するように構成され、縦軸１８の周りに配置され、かつ、縦軸１８に沿って延在している概ね円筒状の形状を含み得る。フィルタアセンブリ１６は、また、スリーブ３６および第２のエンドキャップ３８を含み得る。スリーブ３６は、濾過材３４の半径方向内側に、あるいは濾過材３４の半径方向外側に配置された概ね円筒状の管を含み、スリーブを通って、例えば（図１に示されているように）、濾過材３４から内側空間４０へ、流体が流れることができるように構成されている１つまたは複数の貫通孔３７を含み得る。ベース１２に隣接して配置されているスリーブ３６の第１の端部は、第１のエンドキャップ３２と係合し、すなわち第１のエンドキャップ３２に接触し、また、容器１４の端部壁３０に隣接して配置されているスリーブ３６の第２の端部は、第２のエンドキャップ３８と係合し、すなわち第２のエンドキャップ３８に接触し得る。第２のエンドキャップ３８は、容器１４の端部壁３０に隣接して配置され、濾過材３４を容器１４内において、かつ容器１４に対して支持するように構成され得る。第２のエンドキャップ３８は、容器１４の外壁２８および／または端部壁３０の内側表面に係合し得ることが考えられる。また、濾過材３４は、例えば織物またはその他の多孔性材料のような当分野で知られている任意のフィルタ材料および／または媒体を含み、ひだが付けられてもよいし、あるいは、付けられなくてもよいことが考えられる。また、第１のエンドキャップ３２および第２のエンドキャップ３８ならびにスリーブ３６は、例えば重合体またはその他のプラスチックなどの任意の適切な材料から構築され、射出成形され得ることが考えられる。さらに、貫通孔３７は、任意の形状、大きさおよび／または数を含み、スリーブ３６は、選択的に省略され得ることが考えられる。

図１および図２を参照すると、第１のエンドキャップ３２は、ベース１２と容器１４の間の流体シールを提供するように構成された外側シール部材４２、および入口ポート２４と出口ポート２６の間の流体シールを提供するように構成された内側シール部材４４を含み得る。具体的には、第１のエンドキャップ３２は、概ねリングの形をした第１の壁４６、該第１の壁４６の半径方向外側部分、例えば、外側縁部に隣接して配置された概ね円筒状の形をした第２の壁４８、および第１の壁４６の半径方向内側部分、例えば内側縁部に隣接して配置された概ね円筒状の形をした第３の壁５０を有する本体を含み得る。第１の壁４６は、軸１８に対して概ね直角を成す円盤形状を含み得る。第２の壁４８および第３の壁５０は、縦軸１８に沿って概ね延在しうる。すなわち、第２の壁４８および第３の壁５０は、縦軸１８に概ね平行に、例えば容器１４の端部壁３０に向かって方向Ａに延在し得る。また、第１のエンドキャップ３２は、第１の壁４６の内側部分と外側部分の間に配置され、かつ、縦軸１８に沿って、方向Ａとは実質的に逆の、例えば容器１４の端部壁３０から遠ざかる方向Ｂに概ね延在している概ね円筒状のフランジ５２を含み得る。また、第１のエンドキャップ３２は、（図２により明確に示されているように）複数のアーム５６を介して第１の壁４６から半径方向外側に配置され、かつ、縦軸１８に沿って方向Ａに概ね延在している概ね円筒状の形をした第４の壁５４を含み得る。アーム５６は、任意の形状、長さおよび／または数を含み、隣接するアーム間に、任意の形状、長さおよび／または数を含む開口部５７を画定し得る。また、第１のエンドキャップ３２は、第４の壁５４の第１の端部から半径方向外側に、軸１８に対して概ね直角の方向に概ね延在している概ねリングの形をした第５の壁５８を含み得る。第４の壁５４の第２の端部は、ベース１２の内側表面に形成された溝６０内に嵌合するように構成され得る。溝６０は、第４の壁５４の円周の形に対して実質的に相補の形にされ得ることが考えられる。また、エンドキャップ３２に隣接して配置されている出口ポート２６の軸方向の端部は、フランジ５２内の半径方向の位置、すなわち軸１８に対して半径方向により近い位置で第１の壁４６と接触し、内側表面および／または外側表面に面取り、すみ肉、テーパを含み、および／または例えばオペレータが、以下でより詳細に説明されるように、フィルタアセンブリ１６を交換する場合に、内側シール部材４４を出口ポート２６の軸方向の端部を越えて移動させることができるように構成された任意のその他の形状を含み得ることが考えられる。さらに、エンドキャップ３２は、濾過材３４に固定して接続されてもよいし、あるいは接続されていなくてもよいし、および／または、ベース１２と、例えば、トッププレートおよび／またはその他のエンドキャップをねじ接続によってベース１２に相互接続するように構成されているアダプタのような出口ポート２６に対して流体シールを確立するように構成されている任意の装置を含み得ることが考えられる。

外側シール部材４２は、第５の壁５８の半径方向の最も外側のエッジに隣接して配置され、かつ、第５の壁５８の半径方向の最も外側のエッジを取り囲むように構成され、第５の壁５８と、したがって、第１のエンドキャップ３２と一体になり得る。具体的には、外側シール部材４２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押し付けられる結果として、ベース１２および容器１４、延いては外部環境に対して流体シールを提供するように構成され得る。軸方向に面する表面は、例えば、軸１８に対してほとんどが平行ではない表面、例えば、軸１８に対してほぼ直角を成す表面を含み得る。外側シール部材４２は、それぞれ例えばベース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界面を確立するように構成されている第１の部分および第２の部分を有する円周外側表面を含み得る。さらに、ベース１２は、その内側表面に、外側シール部材４２の形状に対して相補をなすように構成されている凹所（参照せず）を含み得る。

内側シール部材４４は、フランジ５２の半径方向内側であって、出口ポート２６の半径方向外側に配置され、フランジ５２と、したがって第１のエンドキャップ３２と一体になり得る。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側表面と、出口ポート２６の半径方向に面する外側表面との間で押し付けられる結果として、入口ポート２４と出口ポート２６の間に流体シールを提供するように構成され得る。半径方向に面する表面は、例えば軸１８に対してほとんど直角ではない表面、例えば、軸１８に対してほぼ平行である表面を含み得る。

内側シール部材４４は、それぞれ第１の壁４６の軸方向に面する表面およびフランジ５２の半径方向に面する表面と係合するように構成されている第１の部分および第２の部分を有する円周外側表面を含み得る。さらに、内側シール部材４４の円周外側表面は、出口ポート２６に対して、半径方向に面したシール界面を確立するように構成されたその第３の部分を含み得る。フランジ５２は、内側シール部材４４が出口ポート２６とフランジ５２の間で圧縮され得るように、出口ポート２６および内側シール部材４４それぞれの少なくとも一部を少なくとも部分的に取り囲み、フランジ５２は、例えば、入口ポート２４から流入して内側シール部材４４に衝突する流体によって生成される力によってもたらされる、半径方向外側に向かい、出口ポート２６から遠ざかる内側シール部材４４の運動に抵抗することで、該内側シール部材４４によって確立される半径方向に面したシール界面を維持するのに役立つことが考えられる。

内側シール部材４４の少なくとも一部は、縦軸１８に沿って方向Ｂに軸方向に延在し、外側シール部材４２より長い軸方向の距離が、縦軸１８に沿って方向Ｂに軸方向に延在し得る。すなわち、内側シール部材４４の少なくとも一部は、縦軸１８に沿って、（図１に線Ｄで示されている）濾過材３４の第１の端部から第１の軸方向の距離Ｃだけ延在し、外側シール部材４２は、縦軸１８に沿って、濾過材３４の第１の端部（線Ｄ）から第２の軸方向の距離Ｅだけ延在し、また、第１の軸方向の距離Ｃは、第２の軸方向の距離Ｅより長くすることができる。さらに、内側シール部材４４の少なくとも一部は、縦軸１８に沿って、（図１に線Ｇで示されている）容器１４の軸方向の端面から第１の軸方向の距離Ｆだけ延在し、外側シール部材４２は、縦軸１８に沿って、容器１４の軸方向の端面（線Ｇ）から第２の軸方向の距離Ｈだけ延在し、また、第１の軸方向の距離Ｆは、第２の軸方向の距離Ｈより長くすることができる。したがって、外側シール部材４２および内側シール部材４４と第１のエンドキャップ３２の本体との間の軸方向の関係により、入口ポート２４と出口ポート２６の間の適切な封止を維持する一方で、入口ポート２４から開口５７に向かって導かれ、次に濾過材３４に向かって導かれる流体の流れを改善し、および／または補助することができる。

外側シール部材４２および内側シール部材４４は、いずれも縦軸１８の周りに概ね円筒形状をなすように形成され、また、任意の断面形状を含み得ることが考えられる。例えば、外側シール部材４２は、実質的に長円形の形または丸い形を含み、および／または、内側シール部材４４は、実質的に正方形の形または長方形の形を含み得る。また、外側シール部材４２は、ねじ係合すると、ベース１２の軸方向に面する端面と、容器１４の軸方向に面する端面との間の軸方向の距離に応じて圧縮され、内側シール部材４４は、フランジ５２の半径方向に面する内側表面と、出口ポート２６の半径方向に面する外側表面との間の半径方向の距離に応じて圧縮されることが考えられる。また、外側シール部材４２は、軸方向に面するシール界面、例えばベース１２および／または容器１４に対して軸方向に面する表面に沿って流れる流体を実質的に阻止するシール界面、ならびに半径方向に面するシール界面、例えばベース１２に対して、半径方向に面する表面に沿って流れる流体を実質的に阻止するシール界面を確立し、内側シール部材４４は、フランジ５２および／または出口ポート２６に対して、半径方向に面するシール界面を確立し、また、軸方向に面する任意のシール界面がなくてもよいことが考えられる。さらに、内側シール部材４４は、半径方向に圧縮され、半径方向への圧縮の結果として軸方向に膨張、変位あるいは湾曲し得るが、軸方向には圧縮されない、すなわち軸方向の圧縮がなくてもよいことが考えられる。さらに、外側シール部材４２は、内側シール部材４４に対して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ることが考えられる。したがって、内側シール部材４２を半径方向に圧縮することにより、出口ポート２６および／またはエンドキャップ３２の長さおよび円周寸法に関する製造公差および／または組立て公差が小さくなり、その一方で入口ポート２４と出口ポート２６の間の適切な封止が維持され得る。

図２に示されているように、第１のエンドキャップ３２は、第５の壁５８に形成された複数の第１の凹所６２を含み得る。第１の凹所６２は、外側シール部材４２が貫通し得る開口を含み得る。また、第１のエンドキャップ３２は、フランジ５２に形成された複数の第２の凹所６４を含み得る。第２の凹所６４は、内側シール部材４４がその中に延在する複数の空胴を含み得る。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のエンドキャップ３２の製造方法の間に、第１の凹所６２および第２の凹所６４の中へ延在させ得る。具体的には、第１のエンドキャップ３２は、溶融した材料を１つまたは複数の第１の型に注入し、かつ、溶融した材料を凝固させることによって形成し、すなわち１つまたは複数の射出成形プロセスを介して形成し得る。第１の型の形状および輪郭により、第１の壁４６、第２の壁４８、第３の壁５０、第４の壁５４および／または第５の壁５８、フランジ５２、突起５６、ならびに／または第１の凹所６２および／または第２の凹所６４などの第１のエンドキャップ３２の１つまたは複数の特徴を提供し得る。溶融した材料を追加の型に注入し、かつ、溶融した材料を凝固させることを可能とすることにより、すなわち１つまたは複数の射出成形プロセスを介して、第１の型の中および／または１つまたは複数の追加の型の中に外側シール部材４２および内側シール部材４４が形成され、それにより第５の壁５８およびフランジ５２に隣接して、それぞれ外側シール部材４２および内側シール部材４４が形成され得る。したがって、外側シール部材４２および内側シール部材４４の溶融した材料をそれぞれ第１の凹所６２および第２の凹所６４に流入し、一体的に接続し、それぞれ、外側シール部材４２および内側シール部材４４ならびに第１のエンドキャップ３２の残りの部分の接続を形成することができる。第１の凹所６２および第２の凹所６４は、開口、空胴、任意の数、任意の形状を含み、および／または縦軸１８の周りに均等に間隔をおいて配置されてもよいし、あるいは配置されなくてもよいことが考えられる。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、完全に凝固させてもよいし、あるいは完全に凝固させなくてもよいことが考えられる。

再度図１および２を参照すると、第１のエンドキャップ３２は、プライミングプロセスの間、内側空間４０に流入する未濾過流体を低減し、および／または阻止するように構成された事前充填防止デバイス６６を含むことも可能である。デバイス６６は、それぞれ第１の壁４６に取り付けられた第１の端部を有し、かつ、第１の壁４６から方向Ｂに延在している複数の壁部分６８を含むことができる。第１の壁部分６８は、間隔を隔てた複数の開口７０を隣接する壁部分６８の間に画定することができる。すなわち、壁部分６８は、開口７０をその中に有する、第１の半径方向に面する壁を確立することができる。また、デバイス６６は、第１の壁４６に取り付けられている端部とは反対側であるその端部で壁部分６８に取り付けられたキャップ部分７４を含むことができる。また、デバイス６６は、縦軸１８に対して壁部分６８の中に半径方向に配置された概ね円筒状の壁７２を含むことができる。壁７２は、その一方の端部で第１の壁４６に取り付けることができ、また、方向Ｂに延在することができる。第１の壁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の内側表面から任意の距離で軸方向に間隔を隔てることができ、また、壁７２の半径方向の外側表面は、壁部分６８の半径方向の内側表面から任意の距離で半径方向に間隔を隔てることができる。流体フィルタシステム１０が組み立てられるとき、デバイス６６を出口ポート２６の中に延在させることができ、また、出口ポート２６によってデバイス６６を半径方向に取り囲むことができることが考えられる。また、事前充填防止デバイス６６を省略することができ、そのかわりに第１のエンドキャップ３２は、内側空間４０から出口ポート２６に向かう流体の流れを許容するように構成された１つまたは複数の開口を含むことができることが考えられる。

図３〜５は、エンドキャップの一代替的実施形態を示したものである。図３には、ベース１２に取り付けられた容器１４内に配置されたエンドキャップ３２の第１の代替的実施形態が示されている。このようなエンドキャップ３２は、第１の壁４６（第１の部材）、第２の壁４８（側壁）、第３の壁５０、第４の壁５４（外壁）、複数のアーム５６、第５の壁５８（縁部）、フランジ５２ならびに内側シール部材４４および外側シール部材４２を含むことができる。図１〜２の実施形態と同様、内側シール部材４４は、それぞれエンドキャップ３２の軸方向に面する表面、およびフランジ５２の半径方向に面する表面と係合するように構成されたその第１の部分および第２の部分を有する円周外側表面を含むことができる。図５にはエンドキャップの切欠図が示されており、この切欠図から、フランジ５２に形成された複数の第２の凹所６４を見ることができる。第２の凹所６４はエンドキャップ空胴９０を含むことができ、内側シール部材４４はこのエンドキャップ空胴９０の中を延在することができる。シール部材４４のこのような拡張は、形状に無関係にダブテール８８と呼ぶことができる。

図６〜７は、エンドキャップ３２のさらに他の代替的実施形態を示したものである。図６には、ベース１２に取り付けられた容器１４の上に配置されたエンドキャップ３２の第１の代替的実施形態が示されている。この代替的実施形態には、他の実施形態に見られる事前充填防止デバイスは含まれていない。このようなエンドキャップ３２は、第１の壁４６（第１の部材）、第２の壁４８（側壁）、第３の壁５０、第４の壁５４（外壁）、複数のアーム５６、第５の壁５８（縁部）、フランジ５２ならびに内側シール部材４４および外側シール部材４２を含むことができる。この実施形態では、内側シール部材４４は、それぞれエンドキャップ３２の軸方向に面する表面、およびエンドキャップ３２すなわちフランジ５２の半径方向に面する表面と係合するように構成されたその第１の部分および第２の部分を有する円周外側表面を含むことができる。この実施形態では、フランジはエンドキャップの一部であってもよいが、第１の代替的実施形態とは異なり、フランジ５２は、第１の壁４６から上に向かって方向Ｂに延在するようには構成されていない。図７にはエンドキャップ３２の切欠図が示されており、この切欠図から、フランジ５２に形成された複数の第２の凹所６４およびダブテール８８を見ることができる。

図３〜７に示されているこれらの代替的実施形態の各々に関して、個々のアーム５６は任意の幅のアームであってもよく、また、方向Ａに延在しているフィン部分７６を含むことができる。フィン部分７６は第２の壁４８に隣接していてもよい。図３〜７に示されているように、第２の壁４８は、内側エッジ７８および第２の壁の底部表面８０を有することができ、この第２の壁の底部表面８０は、角度を付けるか、あるいは湾曲させることができる。内側エッジ７８および濾過材３４の側面は、濾過材の側面の頂部から、内側エッジ７８が第２の壁の底部表面８０と交差する部分まで、概ね平行の関係で延在することができる。また、フィン部分７６は、第２の壁４８に全面的に、あるいは部分的に接触させることができ、また、第５の壁５８の下側８２のすべてまたは一部から方向Ａに延在させることも可能である。フィン部分７６は、共に第１の優角αを形成する第１の底部表面８４および第２の底部表面８６を有することができる。この優角は、約２７０°未満にすることができるが、１８０°より大きくしなければならない。アーム５６（フィン部分７６を含む）、第２の壁４８、第４の壁５４および第５の壁５８は、一体に結合された個別の構成部品であっても、または互いに一体であっても、あるいは第１の壁４６と一体であってもよい。アームは、第２の壁４８の周りに均等に間隔を隔てることができるが、必ずしもそうである必要はない。側壁の周りのアームの数および間隔は変更することができる。

個々のフィン部分７６の第１の底部表面８４は、第２の壁４８と交差することができる。第１の底部表面８４は、第２の壁４８に対して実質的に直角であってもよく、あるいは第２の壁４８と鋭角を形成することも可能である。また、第１の底部表面８４の一部は、湾曲させる、すなわち非直線にすることができ、また、第２の壁４８とある角度で交差しなくてもよいことが考えられる。

一実施形態では、ベース１２、キャニスタ１４を備えた流体フィルタシステム１０内にフィルタ３０を取り付ける方法が開示され、フィルタ３０は、第２の底部表面８６を有する第１のエンドキャップを備えており、また、第１の環状のシール４２および第２の環状のシール４４、スリーブ３６および濾過材３４を含む。この方法は、エンドキャップ３８の第２の底部表面８６を容器１４の内側の壁９２の近傍に配置することによってフィルタ１６を容器１４内に案内するステップと、第１のシール４２が容器に接触するまでフィルタ１６を容器１４内へ摺動させるステップと、ベース１２とエンドキャップ３８の頂部９４が係合し、かつ、ベース１２と第２のシール４４の間に第１の半径方向の封止が確立されるまで容器１４をベース１２上に締め付けるステップと、第１の半径方向の封止が確立された後、エンドキャップ３８とベース１２の間に第１のシール４２によって第２の半径方向の封止が確立され、かつ、第１のシール４２と容器１４の間に第１の軸方向の封止が確立されるまで容器１４をベース１２上に引き続いて締め付けるステップとを含む。軸方向のシールは、縦軸に対して平行のシールである。エンドキャップ上に内側シールおよび外側シールを配置することにより、漏れに対するエンドキャップの適切な封止の保証が促進される。内側シールは、封止中、目視することができないため、この内側シールは、外側シールが完全に封止される前に完全に封止しなければならないように配置されることが有利である。濾過材３４の第１の端部（図３に線Ｄで示されている）から第１の軸方向の距離Ｃの近辺に内側シール部材４４の一部を配置し（図３参照）、かつ、濾過材３４の第１の端部（線Ｄ）から第２の軸方向の距離Ｅしか延在しないように外側シール部材４２を配置することにより、外側シール４２の完全な封止に先立つ内側シール４４の適切な完全な封止の保証が促進される。

開示されている流体フィルタシステムは、任意のタイプの流体の濾過に適用することができ、また、複雑な形をした多くの構成部品および／または高い製造公差を必要とする構成部品を必要とすることなく、未濾過流体の流れと濾過済み流体の流れとの間の封止を提供することができる。以下、流体フィルタシステム１０の動作について説明する。

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つまたは複数の上流側の構成部品から未濾過流体を入口ポート２４の例えば第１の流れ領域に受け取ることができる。未濾過流体は、入口ポート２４から第1のエンドキャップに沿って半径方向に外側に向かって流れることができ、また、第１のエンドキャップ３２によって複数の開口５７に向かって流れるように導くことができる。未濾過流体は、複数の開口５７のうちの１つまたは複数を通り、例えば第１のエンドキャップ３２を通って実質的に軸方向に流れ、容器１４と濾過材３４の間の半径方向の空間に流入することができる。未濾過流体は、次に、濾過材３４を通って概ね半径方向に流れることができ、また、濾過材３４は、未濾過流体中に懸濁している粒子をトラップすることができ、それにより流体を濾過することができる。濾過済み流体は、次に、複数の開口３７を通って流れることができ、したがってスリーブ３６を通って内側空間４０に流入することができる。また、濾過済み流体は、内側空間４０からデバイス６６を通り、例えば壁７２を通って、壁７２と壁部分６８の間の空間に流入し、また、複数の開口７０を通って流れることができる。濾過済み流体は、さらに、出口ポート２６の例えば第２の流れ領域に流入し、流体システムの１つまたは複数の下流側の構成部品に向かって流れることができる。

トラップされた粒子で濾過材３４が飽和することがあり、内側シール部材４２および外側シール部材４４が劣化することがあり、保全周期が経過することがあるため、および／または当分野で知られている何らかの他の理由のため、フィルタアセンブリ１６を交換することが望ましいことがある。オペレータは、容器１４をベース１２から螺脱することができ、容器１４の中から古い、すなわち使用済みのフィルタアセンブリ１６を抜き取ることができ、また、新しい、すなわち未使用のフィルタアセンブリ１６を容器１４内に挿入することができる。したがって古い第１のエンドキャップ３２が古いフィルタアセンブリ１６と共に取り外される際に、外側シール部材４２および内側シール部材４４を取り外すことができる。オペレータは、新しいフィルタアセンブリ１６を容器１４内に挿入することができ、また、容器１４をベース１２に再度螺合することができ、したがって新しい第１のエンドキャップ３２とベース１２を整列させる際に、外側シール部材４２および内側シール部材４４を取り付けることができる。オペレータは、古いフィルタアセンブリ１６を除去する際に、および／または古いフィルタアセンブリ１６が除去された後に、容器１４内に保持されている流体の一部またはすべてを除去することができることが考えられる。また、オペレータは、フィルタアセンブリ１６の任意の１つまたは複数のエレメントを交換することができ、例えばフィルタアセンブリ１６のすべてのエレメントを交換する代わりに、濾過材３４およびエンドキャップ３２のみを交換することができることが考えられる。

オペレータは、新しいフィルタアセンブリ１６が挿入されると、容器１４をベース１２に螺合する前に容器１４をプライミングすることができる。したがってオペレータは、例えば複数の開口５７に、および／または第１のエンドキャップ３２の頂部表面、例えば入口ポート２４に面している、および／または入口ポート２４に露出している壁４６の表面に流体を流し込むことにより、容器１４と濾過材３４の間の半径方向の空間に流体を満たすことができる。プライミング流体は、濾過済み流体であっても、あるいは未濾過流体であってもよく、また、デバイス６６は、内側空間４０に流入する流体を低減することができ、および／または阻止することができる。詳細には、オペレータがプライミング流体を流し込む際に、プライミング流体の一部は、複数の開口５７に向かって半径方向に外側に流れ、複数の開口５７を通って、濾過材３４と容器１４の間の半径方向の空間に流入することができる。オペレータが過剰な量のプライミング流体を複数の開口５７から流し込み、そのために容器１４と濾過材３４の間の半径方向の空間から溢れた場合、また、オペレータがプライミング流体を複数の開口５７から直接流し込まず、一般的に第１のエンドキャップ３２上にプライミング流体を流し込む場合、および／またはオペレータの不注意によって例えば跳ね散らしたり、あるいは跳ねかけたりした場合、プライミング流体の一部は、フランジ５２上を半径方向に内側に流れることができ、および／またはフランジ５２内に半径方向に堆積することができる。このような堆積した流体は、複数の開口７０を通ってデバイス６６に向かって流れることができ、また、内側空間４０への流入を円筒状の壁７２によって制限することができる。

円筒状の壁７２は、第１の壁４６から軸方向に、フランジ５２が第１の壁４６から軸方向に延在している距離より長い距離だけ延在することができること、また、複数の開口５７は、フランジ５２よりも容器１４のより近くに軸方向に配置することができることが考えられる。したがってプライミング流体は、フランジ５２上を半径方向に外側に流れ、複数の開口５７を通って、容器１４と濾過材３４の間の空間に流入することができ、あるいは円筒状の壁７２から溢れる代わりに容器１４の壁２８から溢れ、内側空間４０に流入することができる。また、プライミング流体の一部をフランジ５２と円筒状の壁７２の間に半径方向に保持することができ、容器１４およびフィルタアセンブリ１６がベース１２に相互接続された後に、これを出口ポート２６内にトラップすることができることが考えられる。このようにしてトラップされるプライミング流体の量は、デバイス６６が省略された場合に内側空間４０に流入することになる量よりはるかに低減することができる。さらに、外側シール部材４２と内側シール部材４４の間の相対的な軸方向の関係により、半径方向に外側に向かう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し、かつ、外側シール部材４２から内側シール部材４４に向かって流れる半径方向に内側に向かう流れを阻止することにより、プライミング中、複数の開口５７に向かう流体の流れをさらに補助し、あるいは改善することができることが考えられる。

容器１４およびフィルタアセンブリ１６はベース１２に相互接続されるため、外側シール部材４２は、ベース１２と容器１４の間、例えば流体フィルタシステム１０と環境との間に封止を形成することができ、また、内側シール部材４４は、入口ポート２４と出口ポート２６の間、例えば未濾過流体の流れと濾過済み流体の流れとの間に封止を形成することができる。詳細には、外側シール部材４２は外壁２８の頂部に配置することができ、また、容器１４がベース１２とねじ係合されるのに応じて押し付けられ、また、例えば容器１４とベース１２の間に押し付けて、１つまたは複数の軸方向に面するシール界面、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ことができる。外側シール部材４２は、容器１４またはベース１２のいずれか、または両方に押し付けることができること、および外側シール部材４２は、追加および／または別法として、容器１４またはベース１２のいずれか、または両方に対して、半径方向に面したシール界面を確立することができることが考えられる。さらに、内側シール部材４４は出口ポート２６に整列させることができ、また、容器１４とベース１２がねじ係合すると、その端部を越えて移動することができ、フランジ５２の半径方向に面する内側表面と、出口ポート２６の半径方向に面する外側の表面との間の距離に応じて押し付けることができ、また、例えばそれらの間に押し付けて、半径方向に面するシール界面、例えば出口ポート２６の半径方向の表面に対する面シールを確立することができる。

外側シール部材４２および内側シール部材４４は、第１のエンドキャップ３２と一体にすることができるため、容器１４およびフィルタアセンブリ１６は、ベース１２に対して封止することができ、また、流体フィルタシステム１０は、複雑性がより緩和された流体フィルタシステムを含むことができる。さらに、第１のエンドキャップ３２はデバイス６６を含んでいるため、フィルタを交換している間、容器１４をプライミングしている間の内側空間４０への未濾過流体の流入を低減し、あるいは阻止することができる。

開示されている流体フィルタシステムに様々な修正および変更を加えることができることは当業者には明らかであろう。本明細書の考察ならびに開示されている方法および装置の実践から、当業者には他の実施形態が明らかであろう。本明細書および例は、単に例示的なものと見なすべきであり、真の範囲は、以下の特許請求の範囲およびそれらの均等物によって示されていることが考えられる。

Claims (10)

1. 内側空間（４０）およびスリーブ軸を画定しているスリーブ（３６）、
   前記スリーブ（３６）を取り囲んでいる濾過材（３４）、および
   前記スリーブ（３６）に取り付けられたエンドキャップ（３２）、
   を備え、
   前記エンドキャップ（３２）は、
   前記濾過材（３４）を横切って延在している第１の部材（４６）、
   前記第１の部材（４６）に対して実質的に直角であり、かつ、第１の方向に延在している側壁（４８）、
   前記第１の部材（４６）から間隔をおいて配置され、前記スリーブ軸に対して実質的に平行な外壁（５４）であって、前記第１の方向とは逆の、前記濾過材（３４）から遠ざかる第２の方向に延在している外壁（５４）、および
   前記側壁（４８）から前記外壁（５４）まで延在している複数のアーム（５６）であって、該アーム（５６）それぞれは、前記第１の方向に前記側壁（４８）の底部表面の近傍まで延在しているフィン部分（７６）を含み、前記フィン部分（７６）は、１８０°よりも大きく２７０°未満の角度を共に形成する第１の底部表面および第２の底部表面（８４、８６）を有する、複数のアーム（５６）
   を含むことを特徴とするフィルタエレメント。
2. 前記複数のアーム（５６）は、前記外壁（５４）に対して直角であることを特徴とする請求項１に記載のフィルタエレメント。
3. 前記アーム（５６）それぞれは、前記側壁（４８）と一体であることを特徴とする請求項１に記載のフィルタエレメント。
4. 前記フィン部分（７６）の前記第１の底部表面（８４）は、前記側壁（４８）の前記底部表面から、前記第２の方向に離れていることを特徴とする請求項１に記載のフィルタエレメント。
5. 前記複数のアーム（５６）は、前記側壁（４８）の周りに均等に間隔をおいて配置されることを特徴とする請求項１に記載のフィルタエレメント。
6. 前記フィン部分（７６）それぞれの前記第１の底部表面（８４）は、前記側壁（４８）と交差し、かつ、前記側壁（４８）に対して実質的に直角を成すことを特徴とする請求項１に記載のフィルタエレメント。
7. 環状の縁部（５８）は複数の凹所（６２）を有することを特徴とする請求項１に記載のフィルタエレメント。
8. 前記外壁（５４）および複数のアーム（５６）は、前記側壁（４８）と一体であることを特徴とする請求項１に記載のフィルタエレメント。
9. 前記エンドキャップ（３２）は、
   前記第１の部材（４６）に隣接して配置され、かつ、前記第２の方向に延在しているフランジ（５２）と、
   前記外壁（５４）に対して直角を成し、かつ、前記外壁（５４）から延在している縁部（５８）と、
   前記縁部（５８）の一部を収容するように構成された第１のシール部材（４２）と、
   前記フランジ（５２）に隣接して配置され、かつ、前記フランジ（５２）に対して第１の半径方向に面するシール界面を有するように構成された第２のシール部材（４４）と
   をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のフィルタエレメント。
10. ベース（１２）および略円筒状の容器（１４）を備えるフィルタシステム（１０）内に略円筒状のフィルタ（１６）を取り付ける方法において、前記フィルタ（１６）が、面取りされた底部表面（８６）を有するフィン部分（７６）を含むエンドキャップ（３２）を備えており、また、第１の環状のシールおよび第２の環状のシール（４２、４４）を含んでおり、前記エンドキャップ（３２）は前記フィルタ（１６）の軸方向に延在している側壁（４８）を備え、および、前記フィン部分（７６）は前記側壁（４８）の底部表面の近傍まで前記軸方向に延在しており、
    前記エンドキャップ（３２）の前記面取りされた底部表面（８６）を前記容器（１４）の内側の壁（９２）の近傍に配置することによって前記フィルタ（１６）を前記容器（１４）内に案内するステップ、
    前記第１の環状のシール（４２）が前記容器（１４）に接触するまで、前記フィルタ（１６）を前記容器（１４）の軸方向に沿って前記容器（１４）内へ摺動させるステップ、
    前記ベース（１２）が前記エンドキャップ（３２）の上面（９４）に係合し、かつ、前記ベース（１２）と前記第２の環状のシール（４４）の間に第１の半径方向の封止が確立されるまで前記容器（１４）を前記ベース（１２）上に固定するステップ、および
    前記第１の半径方向の封止が確立された後、前記エンドキャップ（３２）と前記ベース（１２）の間に前記第１の環状のシール（４２）によって第２の半径方向の封止が確立され、かつ、前記第１の環状のシール（４２）と前記容器（１４）の間に軸方向の封止が確立されるまで前記容器を前記ベース（１２）上に引き続いて固定するステップ、
    を含むことを特徴とする方法。

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