JP6258434B2 - 空気抜き導管を備えたフィルタエレメント - Google Patents

Description

本開示は、燃料フィルタアセンブリに関し、具体的には、フィルタハウジング内に閉じ込められた空気を放出するための空気抜き導管（air-bleed conduit）を有するフィルタアセンブリのフィルタエレメントに関する。

燃料システムでは、フィルタアセンブリを用いて、燃料タンクとエンジン及び／又は他の構成要素との間の燃料流内の微粒子を除去することができる。例えば、ポンプによって燃料タンクからシステムを通じて燃料をエンジンに移動させることができる。フィルタアセンブリは、エンジン及び／又はその他の下流の構成要素に燃料を送出する前に燃料から微粒子を除去するフィルタエレメントをポンプの下流に含むことができる。フィルタの交換中、又はシステムの動作中には、フィルタアセンブリに空気が入り込むことがある。空気は、未濾過燃料をフィルタエレメントに押し通して濾過するのを妨げる背圧を生じることがある。また、空気は、フィルタエレメントを通過して燃料の送出を不安定にすることにより、下流の構成要素の性能に影響を与えることもある。

フィルタアセンブリ内の空気を排気又は抽気するには、通気孔又は空気通路を使用することが知られている。従来、これらの空気通路は、濾材（filter media）の半径方向外側に配置されて、フィルタエレメントの頂部エンドキャップの内面と底部エンドキャップの内面との間に通気開口部を定める。従来の空気通路をこのように配置すると、組み立て中にフィルタエレメントに簡単に空気通路を組み込めるようになるが、このような空気通路には、頂部エンドキャップとフィルタハウジングの頂部との間に閉じ込められた空気をフィルタアセンブリ外に放出する効果はない。

本開示の１つの態様は、第１のエンドキャップと、第２のエンドキャップと、リング状の濾材と、空気抜き導管とを備えたフィルタエレメントを提供する。リング状の濾材は、第１のエンドキャップと第２のエンドキャップとの間に配置されて中心キャビティを定める。空気抜き導管は、中心キャビティを通って軸方向に延び、第１のエンドキャップと一体形成された第１の部分と、第２のエンドキャップと一体形成された第２の部分とを含む。第２の部分は、第１の部分に接続するように構成される。

本開示の実装は、以下の任意の特徴のうちの１つ又は２つ以上を含むことができる。いくつかの実装では、第１の部分の軸方向長さと第２の部分の軸方向長さとの合計が、第１のエンドキャップと第２のエンドキャップとの間の軸方向距離よりも大きい。第１の部分は、第１のエンドキャップと第２のエンドキャップとの間の軸方向距離よりも大きな軸方向長さを含むことができる。第２の部分は、第１の部分又は第２の部分の一方の内面によって定められた受入通路が第１の部分又は第２の部分の他方の外面を受け入れた時に第１の部分に流体的に接続することができる。

いくつかの例では、第１の部分が、第１のエンドキャップを貫いて形成された入口から、入口と流体的に連通する遠位開口部を定める第１の遠位端に延びる。受入通路は、第２のエンドキャップを貫いて形成された外側開口部と第２の部分の第２の遠位端によって定められた内側開口部との間に軸方向に延びる第２の部分の内面によって定めることができる。第１の部分の第１の遠位端は、第１の部分と第２の部分とが流体的に接続されると、第２の部分の受入通路内に配置され、或いは第２のエンドキャップを貫いて形成された外側開口部を通って軸方向に延びることができる。

いくつかの実装では、第１の部分の外面が、第１のエンドキャップから軸方向に延びる露出部分と、露出部分の直径よりも小さな挿入直径を有する、第１の遠位端における挿入部分と、露出部分と挿入部分とを相互接続する中間円錐台形部分とを含む。受入通路は、受入通路の内側開口部と、内側開口部の直径よりも小さく第１の部分の挿入部分の挿入直径よりも大きな受入直径を有する受入通路の均一部分とを相互接続する円錐台形の先細部分を含むことができる。受入通路の円錐台形の先細部分は、受入通路の均一部分が第１の部分の挿入部分を受け入れた時に、第１の部分の外面の中間円錐台形部分を受け入れて密封して第２の部分を第１の部分に流体的に接続するように構成された幾何学的形状を含む。

いくつかの例では、第１の部分が、第１のエンドキャップを貫いて形成された入口から、入口と流体連通する第１の遠位開口部を定める第１の遠位端に軸方向に延び、第１の部分の内面は、第１の遠位開口部から入口に向かって軸方向に延びる受入通路を定める。第２の部分は、第２のエンドキャップを貫いて形成された外側開口部から第２の遠位端に軸方向に延びることができる。第２の遠位端は、第１の部分の受入通路内に配置されて、第１の部分と第２の部分とが流体的に接続された時に、第１のエンドキャップを貫いて形成された入口及び第２のエンドキャップを貫いて形成された外側開口部と流体連通する内側開口部を定める。

いくつかの実装では、１又は２以上の干渉部材が、第１の部分の内面から半径方向内向きに突出し、又は第２の部分の外面から半径方向外向きに突出する。フィルタエレメントは、第１の部分の内面又は第２の部分の外面の他方内に形成され、干渉部材のうちの対応する干渉部材を受け入れて、第１の部分の受入通路が第２の部分の外面を受け入れた時に第１の部分と第２の部分とが相対的に動くのを防ぐように構成された１又は２以上の受入スロットをさらに含むことができる。１又は２以上の干渉部材、及び対応する１又は２以上の受入スロットは、第１の部分の内面と第２の部分の外面との間を受入通路内で密封するように協働することができる。フィルタは、濾材の中心キャビティ内に配置されて濾材の内周面を支持する支持コアさらに含み、空気抜き導管は、支持コアの半径方向内側に配置される。

本開示の別の態様は、フィルタハウジングとフィルタエレメントとを含むフィルタアセンブリを提供する。フィルタハウジングは、第１の端部と第２の端部との間に内部チャンバを定める。フィルタエレメントは、フィルタハウジングの内部チャンバ内に配置される。フィルタエレメントは、フィルタハウジングの第１の端部に対向する第１のエンドキャップと、フィルタハウジングの第２の端部に対向する第２のエンドキャップと、第１のエンドキャップと第２のエンドキャップとの間に軸方向に延びるリング状の濾材とを含む。フィルタエレメントは、第１の近位端を有する空気抜き導管の雄部分と、第１の部分に流体的に接続された、第２の近位端を有する空気抜き導管の雌部分とをさらに含み、第１の近位端は、第１のエンドキャップと一体形成されて、第１のエンドキャップを貫いて形成された入口を定め、第２の近位端は、第２のエンドキャップと一体形成されて、第２のエンドキャップを貫いて形成された外側開口部を定める。

この態様は、以下の任意の特徴のうちの１つ又は２つ以上を含むことができる。雄部分及び雌部分は、同軸上に存在し、濾材の内周面から半径方向内側に配置することができる。雌部分は、外側開口部と、第１のエンドキャップと第２のエンドキャップとの間に配置された内側開口部との間に軸方向に延びる受入通路を定めることができる。受入通路は、雄部分の外面を受け入れて外面との間にシールを形成することができる。雄部分は、第１の近位端から、雌部分の受入通路内に配置された第１の遠位端に軸方向に延びることができる。第１の遠位端は、第１のエンドキャップを貫いて形成された入口と、第２のエンドキャップを貫いて形成された外側開口部との間に流体連通をもたらす第１の遠位開口部を定める。雄部分は、第１の近位端から雌部分の受入通路を通って軸方向に延びる第１の遠位端を含むことができる。第１の遠位端は、第２のエンドキャップとフィルタハウジングの第２の端部との間に配置された第１の遠位開口部を定めることができ、この第１の遠位開口部は、第１のエンドキャップを貫いて形成された入口と流体連通する。

雄部分の外面又は受入部分の内面の一方からは、１又は２以上の干渉部材が突出することができる。雄部分の外面又は受入部分の内面の他方には、１又は２以上の受入スロットを形成して、干渉部材のうちの対応する干渉部材を受け入れて、雄部分と雌部分とが相対的に動くのを防ぐように構成することができる。

さらに別の態様は、フィルタエレメントの製造方法を提供する。この方法は、第１のエンドキャップを、第１のエンドキャップを貫いて形成された入口から第１の遠位開口部を定める第１の遠位端に軸方向に延びる空気抜き導管の第１の部分と一体形成するステップを含む。この方法は、第２のエンドキャップを、第２のエンドキャップを貫いて形成された外側開口部から内側開口部を定める第２の遠位端に軸方向に延びる空気抜き導管の第２の部分と一体形成するステップをさらに含む。この方法は、中心キャビティを取り囲み、第１の端部と第２の端部との間に軸方向に延びるリング状の濾材を準備するステップと、濾材の第２の端部に対する第２のエンドキャップの取り付け、又は濾材の第１の端部に対する第１のエンドキャップの取り付けの一方を行うステップとをさらに含む。この方法は、空気抜き導管の第１の部分と第２の部分とを互いに流体的に接続するステップと、濾材の第１の端部に対する第１のエンドキャップの取り付け、又は濾材の第２の端部に対する第２のエンドキャップの取り付けの他方を行うステップとをさらに含む。

いくつかの例では、空気抜き導管の第１の部分と第２の部分とを互いに流体的に接続するステップが、空気抜き導管の第２の部分が中心キャビティ内に軸方向に延びた状態で第２のエンドキャップを空気抜き導管の第２の端部に取り付ける際に、空気抜き導管の第１の部分が空気抜き導管の第２の部分と同軸的に位置合わせされるように第１のエンドキャップを位置付けるステップを含む。この方法は、第１の部分の第１の遠位端を第２の部分の内側開口部に、又は第２の部分の第２の遠位端を第１の部分の第１の遠位開口部に挿入するステップと、空気抜き導管の第１の部分と第２の部分とを互いに押し付けて、第１の部分の外面と第２の部分の内面との間、又は第１の部分の内面と第２の部分の外面との間にシールを形成するステップとを含むこともできる。

いくつかの実装では、第１のエンドキャップを貫いて形成された入口が、第１の部分の第１の遠位端が第２のエンドキャップを貫いて形成された外側開口部を通って延びる場合、空気抜き導管の第１の部分の第１の遠位開口部と直接流体的に連通する。第１のエンドキャップを貫いて形成された入口は、第１の部分の第１の遠位端が第２の部分の内側開口部と外側開口部との間に配置された場合、第２のエンドキャップを貫いて形成された外側開口部とさらに直接流体的に連通することができる。

添付図面及び以下の説明に、本開示の実装の１又は２以上の詳細を示す。これらの説明及び図面、並びに特許請求の範囲からは、他の態様、特徴及び利点も明らかになる。

空気抜き導管を有するフィルタエレメント例の等角断面図である。 図１のフィルタエレメントの組立分解図である。 フィルタハウジングと、フィルタハウジング内に配置された図１のフィルタエレメントとを含むフィルタアセンブリの概略断面図である。 図１に示すフィルタエレメントの頂部エンドキャップを貫いて形成された空気抜き導管の入口を定める頂部エンドキャップの上面斜視図である。 図１に示すフィルタエレメントの底部エンドキャップを貫いて形成された外側開口部を通って延びる第１の遠位開口部を定める空気抜き導管の第１の遠位端を示す、底部エンドキャップの底面斜視図である。 空気抜き導管の第２の部分が空気抜き導管の第１の部分を受け入れて第１の部分と第２の部分とを互いに流体的に接続することを示す、図１の領域６及び７で囲まれた部分の詳細な概略図である。 空気抜き導管の第１の部分が空気抜き導管の第２の部分を受け入れて第１の部分と第２の部分とを互いに流体的に接続する様々な別の実施形態を示す、図１の領域６及び７内の詳細な概略図である。

様々な図面では、同じ要素を同じ参照符号によって示す。

図１及び図２を参照すると、いくつかの実装では、燃料システムのためのフィルタエレメント１０が、第１のエンドキャップ１２と、第１のエンドキャップ１２に対向する第２のエンドキャップ１４と、第１のエンドキャップ１２と第２のエンドキャップ１４との間に配置されて中心キャビティ１８を取り囲むリング状の濾材１６とを含む。中心キャビティ１８内では、空気抜き導管２０が軸方向に延びる。以下で図３を参照しながらさらに詳細に説明するが、空気抜き導管２０は、フィルタハウジング１００（図３）内に存在する空気の抽気又は排気を容易にする。閉じ込められた空気が蓄積すると、空気が濾材１６に押し通されることによって燃料の送出に影響を及ぼし、フィルタエレメント１０の下流の構成要素の性能に悪影響を与えることがある。従って、空気抜き導管２０は、閉じ込められた空気をフィルタハウジング１００外に排出して、燃料供給部、燃料容器又は同様のもの３２４（図３）に戻すことができる。いくつかの例では、空気抜き導管２０が、第１のエンドキャップ１２と一体形成された第１の部分２２０と、第２のエンドキャップ１４と一体形成された別個の第２の部分２４０とを含む。第１の部分２２０及び第２の部分２４０は、フィルタエレメント１０の組み立て中に互いに流体的に接続されて、中心キャビティ１８を通って軸方向に延びる単一部材としての空気抜き導管２０を形成するように構成される。図１〜図３では、第１のエンドキャップ１２が、濾材１６の上端部に付着する頂部エンドキャップに関連し、第２のエンドキャップ１４が、濾材１６の上端部の反対側に配置された濾材１６の下端部に付着する底部エンドキャップに関連する。濾材１６は、特定の用途に適した効率性及び構造を有する１又は２以上の材料で形成することができる。

いくつかの例では、第１のエンドキャップ１２が、外面３０と、エンドキャップ１２の外面３０の反対側に配置された内面３２とを含む。第１のエンドキャップ１２は、第１の外周壁３４と、第１の外周壁３４の半径方向内側に配置された第１の内周壁３６とを含む。いくつかの実装では、第１のエンドキャップ１２の内面３２が、第１の外周壁３４と第１の内周壁３６との間で濾材１６の上端部に付着する。内面３２は、プラスチゾル、ウレタン又は他の好適な接着剤などの埋め込み用樹脂を用いて濾材１６に付着して密封結合することができる。第１の外周壁３４は、第２のエンドキャップ１４に向かって軸方向下向きに、又は第１のエンドキャップ１２から離れて延び、濾材１６の外周４４を外側から取り囲む。同様に、第１の内周壁３６は、第２のエンドキャップ１４に向かって軸方向下向きに、又は第１のエンドキャップ１２から離れて延び、濾材１６の内周面４６を内側から取り囲むことができる。第１のエンドキャップ１２は、外面３０から軸方向上向きに突出する、フィルタエレメント１０をフィルタハウジング１００に締結するための１又は２以上の締結部材３８も含む。

いくつかの実装では、第１のエンドキャップ１２に、空気抜き導管２０の第１の部分２２０が一体形成される。一般に、第１のエンドキャップ１２及び第１の部分２２０は、単一の成形過程（例えば射出成形過程）中に金属又はプラスチックなどのいずれかの従来の材料で同時に形成することができる。第１の部分２２０は、第１のエンドキャップ１２に配置された第１の近位端２２２と、第１のエンドキャップ１２よりも第２のエンドキャップ１４に近い側に配置された第１の遠位端２２４との間に軸方向に延びることができる。第１の部分２２０の第１の近位端２２２は、第１のエンドキャップ１２の外面３０及び内面３２を貫いて形成された入口２２を定めることができる。入口２２は、第１のエンドキャップ１２の外面３０の軸方向上方に閉じ込められた未濾過空気を空気抜き導管２０の第１の部分２２０に進入させる一方で、入口２２を通じて空気抜き導管２０に大量の流体が進入するのを防ぐように構成されたサイズ及び形状を有するオリフィスを含む。また、入口２２をスクリーン又はその他の穿孔材料によって覆い、流体及び／又は粒状物質が入口２２を通じて空気抜き導管２０に進入するのを妨げることもできる。第１の部分２２０の第１の遠位端２２４は、第１の遠位開口部２４を定めることができる。図１の例には、第１の部分２２０の第１の遠位端２２４が第２のエンドキャップ１４を貫いて延び、第２のエンドキャップ１４から離れて突出することを示している。この例では、第１の遠位開口部２４が、第１のエンドキャップ２２を貫いて形成された入口２２と直接流体的に連通して、空気抜き導管２０を通じて排出された空気を解放する。しかしながら、他の例では、第１の部分２２０の第１の遠位端２２４が空気抜き導管２０の第２の部分２４０内で、従って第２のエンドキャップ１４の軸方向上方で終端することもできる。

いくつかの例では、第２のエンドキャップ１４が、外面５０と、第２のエンドキャップ１４の外面５０の反対側に配置された内面５２とを含む。第２のエンドキャップ１４は、第２の外周壁５４と、第２の外周壁５４の半径方向内側に配置された第２の内周壁５６とを含む。いくつかの実装では、第２のエンドキャップ１４の内面５２が、濾材１４の第１のエンドキャップ１２とは反対側において第２の外周壁５４と第２の内周壁５６との間で濾材１６の下端部に付着する。内面５２は、プラスチゾル、ウレタン又は他の好適な接着剤などの埋め込み用樹脂を用いて濾材１６に付着して密封結合することができる。第２の外周壁５４は、第１のエンドキャップ１２に向かって軸方向上向きに、又は第２のエンドキャップ１４から離れて延び、濾材１６の外周４４を外側から取り囲む。同様に、第２の内周壁５６は、第１のエンドキャップ１２に向かって軸方向上向きに、又は第２のエンドキャップ１４から離れて延び、濾材１６の内周面４６を内側から取り囲むことができる。第２のエンドキャップ１４は、中心に位置する配水管開口部５８を定めることもできる。

いくつかの実装では、第２のエンドキャップ１４に、空気抜き導管２０の第２の部分２４０が一体形成される。一般に、第２のエンドキャップ１４及び第２の部分２４０は、単一の成形過程（例えば射出成形過程）中に金属又はプラスチックなどのいずれかの従来の材料で同時に形成することができる。第２の部分２４０は、第２のエンドキャップ１４に配置された第２の近位端２４２と、内側開口部２４６を定める第２の遠位端２４４との間に軸方向に延びることができる。第２の近位端２４２は、第２のエンドキャップ１４の外面５０及び内面５２を貫いて形成された外側開口部２６を定めることができる。図１〜図３の例には、第１の部分２２０の第１の遠位端２２４が通って延びることができるように構成されたサイズ及び形状を有する外側開口部２６を示している。他の例では、第１の部分２２０の第１の遠位端２２４を、第２の部分２４０内の第２のエンドキャップ１４の軸方向上方に配置した場合、外側開口部２６は、第１のエンドキャップ１２を貫いて形成された入口２２と流体的に連通して、空気抜き導管２０を通じて抽気又は排気された空気を解放する。

第２のエンドキャップ１４は、各々が軸方向下向きに、又は外面５０から離れて延びる第１の環状保持壁６０及び第２の環状保持壁６２も含む。第１の環状保持壁６０は、排水管用開口部５８から半径方向外側に配置することができ、第２の環状保持壁６２は、第１の環状保持壁６０から半径方向外側に配置することができる。第２のエンドキャップ１４を貫いて形成された外側開口部２６は、第１の環状保持壁６０と第２の環状保持壁６２との間に配置することができる。

いくつかの実装では、第２のエンドキャップ１４の外面５０に環状密封装置７０が配置される。環状密封装置７０は、第２のエンドキャップ１４と一体化することも、又は別個に取り付けることもできる。密封装置７０は、第２のエンドキャップ１４の第２の環状保持壁６２に取り囲まれて軸方向下向きに、又は外面５０から離れて延びる外面７２を含む。環状密封装置７０の内面７４は、内面７４から半径方向内向きに延びて密封装置開口部７８を定める内側リップ部７６を含む。いくつかの実装では、底面５０に、第１の環状保持壁６０に囲まれた第１の環状シール８０を配置して、排水管用開口部５８において配水管アセンブリ３５０（図３）と、第２のエンドキャップ１４と、密封装置７０との間を密封する。環状密封装置７０の内側リップ部７４の軸方向下方には、第２の環状シール８２が配置されて内側リップ部７４に接触することができる。第２の環状シール８２は、密封装置開口部７８において配水管アセンブリ３５０と環状密封装置７０との間を密封することができる。以下で図３を参照しながらさらに詳細に説明するが、配水管アセンブリ３５０、密封装置７０の内面７４、第１の環状シール８０、第２の環状シール８２、及び第２のエンドキャップ１４の底面５０は、空気抜き導管２０に直接流体連通する通気チャンバ３７０を協働して定めることができる。

いくつかの実装では、フィルタエレメント１０が、内周面４６において濾材１６を支持するように構成された支持コア１７を任意に含む。支持コア１７は、濾材１６の全長に沿って軸方向に延び、濾材１６を通過した後の濾過済み燃料３３２（図３）を中心キャビティ１８に流入させるように構成された複数の通路を定めることができる。空気抜き導管２０は、支持コア１７から分離して、その半径方向内側に配置することができる。

図２を参照すると、図１のフィルタエレメント１０の組立分解図に、第１のエンドキャップ１２と一体形成された空気抜き導管２０の第１の部分２２０と、第２のエンドキャップ１４と一体形成された空気抜き導管２０の第２の部分２４０とを示している。第１の部分２２０の軸方向長さと第２の部分２４０の軸方向長さとの合計は、第１のエンドキャップ１２と第２のエンドキャップ１４との間の軸方向距離よりも大きくすることができる。いくつかの例では、第１の部分２２０の軸方向長さを、第１のエンドキャップ１２と第２のエンドキャップ１４との間の軸方向距離よりも大きくすることができる。しかしながら、他の例（図６及び図７）では、第１の部分２２０の軸方向長さを、第１のエンドキャップ１２と第２のエンドキャップ１４との間の軸方向距離より小さくすることもできる。

第１の部分２２０は、外面２２６と、入口２２と第１の遠位開口部２４（又は第２のエンドキャップ１４を貫いて形成された外側開口部２６）との間の空気流のための通路を定める内面２２８とを含む。いくつかの実装では、外面２２６が、第１の近位端２２２から軸方向に延びる露出部分２３０と、第１の遠位端２２４に付随する、露出部分２３０の直径よりも小さな挿入直径を有する挿入部分２３２と、露出部分２３０と挿入部分２３２とを相互接続する中間円錐台形部分２３４とを有する。

第２の部分２４０は、外面２４７と、内側開口部２４６と第２のエンドキャップ１４を貫いて形成された外側開口部２６との間に軸方向に延びる受入通路２５０を定める内面２４８とを含む。受入通路２５０は、フィルタエレメント１０の組み立て中に、第１の部分２２０の外面２２６を受け入れて第１の部分２２０と第２の部分２４０とを流体的に接続することにより、フィルタエレメント１０の中心キャビティ１８を通って軸方向に延びる単一の一体部材としての空気抜き導管２０を形成することができる。本明細書で使用する、中心キャビティ１８を通って軸方向に延びる空気抜き導管２０は、第１のエンドキャップ１２を貫いて形成された入口２２と、中心キャビティ１８と、第２のエンドキャップ１４を貫いて形成された外側開口部２６とを通って軸方向に延びる空気抜き導管２０を意味する。

受入通路２５０（図２）は、内側開口部２４６の直径よりも小さな受入直径を有する均一部分２５２を含むことができる。いくつかの例では、均一部分２５２が、円錐台形の先細部分２５４によって内側開口部２４６と相互接続される。フィルタエレメント１０の組み立て中、第２のエンドキャップ１４は、空気抜き導管２０の第２の部分２４０が軸方向上向きに中心キャビティ１８内に延びるように濾材１６の下端部に付着することができる。空気抜き導管２０の第１の部分２２０は、第１のエンドキャップ１２を濾材１６の上端部に取り付ける前に、第１の部分２２０の挿入部分２３２が第２の部分２４０の受入通路２５０に挿入されるように、第２の部分２４０と同軸的に位置合わせして位置付けなければならない。ここでは、円錐台形の先細部分２５４の先細縁部が、第１の部分２２０及び第２の部分２４０を軸方向に押し付けた時にこれらの部分２２０、２４０が流体的に接続されるように第１の部分２２０の挿入部分２３２を受入通路２５０内に位置合わせして誘導する支援を行うことができる。第１の部分２２０及び第２の部分２４０は、圧縮嵌め、及び／又は第１の部分２２０及び第２の部分２４０に関連する他の締結部材によって共に流体的に接続することができる。

いくつかの実装では、受入通路２５０の円錐台形の先細部分２５４が、受入通路２５０の均一部分２５２が第１の部分２２０の挿入部分２３２を受け入れた時に、第１の部分２２０の外面２２６の中間円錐台形部分２３４を受け入れて密封して第１の部分２２０及び第２の部分２４０を流体的に接続するように構成された幾何学的形状を含む。図１及び図３には、円錐台形の先細部分２５４と中間円錐台形部分２３４とがシールを形成し、第１の遠位開口部２４を定める第１の遠位端２２４が、第２のエンドキャップ１４を貫いて形成された外側開口部２６を通って延びるようにして流体的に接続された第１の部分２２０及び第２の部分２４０を示している。従って、第１の遠位開口部２４は、第１のエンドキャップ１２を貫いて形成された入口２２と直接流体的に連通して、空気抜き導管２０を通じて抽気又は排気された空気を解放する。他の実装では、第１の遠位開口部２４を定める第１の遠位端２２４が、第２の部分２４０の受入通路２５０内で、従って第１のエンドキャップ１４の軸方向上方で終端することができる。これらの実装では、第１の遠位開口部２４が、第１のエンドキャップ１２を貫いて形成された入口２２と、第２のエンドキャップ１４を貫いて形成された外側開口部２６との間に流体連通をもたらして、空気抜き導管２０を通じて抽気又は排気された空気を解放する。

いくつかの実装では、第１の部分２２０の内面２２８が、第２の部分２４０の外面２４７を受け入れるように構成された受入通路７５０（図７）を定めることによって第１の部分２２０と第２の部分２４０とが共に流体的に接続されるように、第１の部分２２０及び第２の部分２４０の幾何学的形状を制限なく逆にすることができる。ここでは、第２の部分２４０の内側開口部２４６を第１の部分２２０の受入通路７５０内に配置することができる。

他の構成では、空気抜き導管２０の第１の部分２２０又は第２の部分２４０の少なくとも一方を、第１のエンドキャップ１２又は第２のエンドキャップ１４のそれぞれ一方と一体形成するのではなく、第１のエンドキャップ１２又は第２のエンドキャップ１４のそれぞれ一方から独立して形成することができる。例えば、第１のエンドキャップ１２を、貫通する入口２２を定めるように形成し、第１の部分２２０の第１の近位端２２２を、第１のエンドキャップ１２の内面３２に装着又は取り付けることができる。同様に、第２のエンドキャップ１４を、貫通する外側開口部２６を定めるように形成し、第２の部分２４０の第２の近位端２４２を、第２のエンドキャップ１４の内面５２に装着又は取り付けることもできる。

図３を参照すると、いくつかの実装では、フィルタアセンブリ３００が、燃料システム中の燃料流から微粒子を除去するように協働するフィルタハウジング１００及びフィルタエレメント１０を含む。例えば、フィルタアセンブリ３００は、システムを通じて、例えば燃料タンクからエンジン３３４に燃料を移動させる燃料供給部３２４（例えば、ポンプ及び／又は燃料タンク）の圧力側である下流に位置することができる。

フィルタハウジング１００（以下、「ハウジング」）は、第１の端部３０２と第２の端部３０４との間に内部チャンバ３０６を定め、フィルタエレメント１０は、内部チャンバ３０６内に収容される。ハウジング１００は、底部と、ハウジング１００の第２の端部３０４に関連する閉鎖端部３１０と、頂部の開放端部３１２とを有する円筒形のキャニスタ３０８を含むことができる。キャニスタ３０８の開放端部３１２には、ハウジング１００の内部チャンバ３０６を定めるようにカバー３１４を取り付けることができる。キャニスタ３０８とカバー３１４との間には、カバー３１４をキャニスタ３０８に解放自在に締結できるようにねじ３１６を設けることができる。キャニスタ３０８は、未濾過燃料３２２を濾過するために燃料供給部３２４からハウジング１００の内部チャンバ３０６に誘導する１又は２以上の燃料入口３２０を定めることができる。燃料供給部３２４は、燃料タンク及び／又は燃料ポンプを含む。

いくつかの実装では、ハウジング１００の内部チャンバ３０６内に、配水管アセンブリ３５０が少なくとも部分的に配置される。配水管アセンブリ３５０は、ハウジング１００内の中心に位置して軸方向上向きに、又はハウジング１００の底部の第２の端部３０４から離れる方向に、第２のエンドキャップ１４を貫いて形成された配水管開口部５８を通って延びる細長い配水管部材３５２を含む。配水管部材３５２は、フィルタエレメント１０の中心キャビティ１８内で終端する、濾材１６を通過した濾過済み燃料３３２を導く燃料出口ポート３３０を定める遠位端を含む。燃料出口ポート３３０は、ハウジング１００からの濾過済み燃料３３２をフィルタアセンブリ３００の下流のエンジン３３４に向ける。従って、未濾過燃料３２２は、１又は２以上の入口ポート３２０を通じてハウジング３０８の内部チャンバ３０６に受け取られ、外周４４において濾材１６を通過し、内周面４６から濾過済み燃料３３２として中心キャビティ１８内に流出することができる。いくつかの例では、中心キャビティ１８内に支持コア１７が配置され、濾材１６の内周面４６を支持する。支持コア１７は、濾過済み燃料３３２が濾材１６を通過した後に中心キャビティ１８内に流入させ、配水管部材３５２の出口ポート３３０を通じてフィルタアセンブリ３００から流出させるように構成された複数の通路を定める横材で形成することができる。

燃料システム（例えば、燃料供給部３２４、フィルタアセンブリ３００及びエンジン３３４）の動作中、未濾過燃料３２２が内部チャンバ３０６内でハウジング１００の第１の端部３１４に向かって上昇すると、内部チャンバ３０８内で空気３４２が軸方向上向きに押され、第１のエンドキャップ１２の外面３０とハウジング１００の第１の端部３１４との間に閉じ込められることがある。内部キャビティ１８を通じて軸方向に延びる空気抜き導管２０は、空気３４２が濾材１６に押し通されて燃料出口ポート３３０を介してエンジン３３４に送出されることがないように、閉じ込められた空気３４２をハウジング１００外に抽気又は排気して燃料供給部３２４に戻すことができる。具体的には、空気抜き導管２０は、閉じ込められた空気３４２を入口２２から受け取り、第２のエンドキャップ１４の軸方向下方に配置された第１の遠位開口部２４から通気チャンバ３７０内に誘導することができる。任意に、第１の部分２２０の第１の遠位開口部２４を第２のエンドキャップ１４の軸方向上方に配置する場合、閉じ込められた空気３４２は、外側開口部２６を通じて通気チャンバ３７０内に流出することができる。

通気チャンバ３７０は、配水管アセンブリ３５０、第２のエンドキャップ１４の外面５０、環状密封装置７０、第１の環状シール８０及び第２の環状シール８２によって定めることができる。いくつかの例では、配水管アセンブリ３５０が、細長い配水管部材３５２よりも大きな直径を有するベース部材３５６に配水管部材３５２を相互接続する円錐台形の先細部分３５４を含む。図３には、密封装置開口部７８に部分的に受け入れられ、通気チャンバ３７０を定めるように第２の環状シール８２によって密封された円錐台形の先細部分３５２を示している。

いくつかの実装では、配水管アセンブリ３５０が、燃料出口ポート３３０から流体的に分離され、空気抜き導管２０を通じて排気された空気３４２を燃料供給部３２４に戻すように構成された１又は２以上の空気戻しポート３７４を定める。空気戻しポート３７４は、空気用開口部３７２から配水管アセンブリ３５０の長さに沿って、ハウジング１００の外部に配置された燃料供給部３２４に延びることができる。空気用開口部３７２は、配水管アセンブリ３５０の円錐台形の先細部分３５２を貫いて形成することができる。従って、ハウジング１００内の未濾過の閉じ込められた空気３４２は、空気抜き導管２０を通じて通気チャンバ３７０内に抽気又は排気し、１又は２以上の空気戻しポート３７４を介して燃料供給部３２４に戻すことができる。

図４及び図５は、図１〜図３のフィルタエレメント１０の第１のエンドキャップ１２の上面斜視図（図４）及び第２のエンドキャップ１４の底面斜視図（図５）である。図４には、軸方向上向きに突出する１又は２以上の締結部材３８と、第１のエンドキャップ１２を貫いて形成された空気抜き導管２０の入口２２とを含む第１のエンドキャップ１２（例えば、図１〜図３の頂部エンドキャップ）の外面３０を示す。入口２２は、リング状の濾材１６の半径方向内側に位置する。第１のエンドキャップ１２の内面３２は、濾材１６の第１の端部又は上端部に付着する。

図５には、上部に配置された環状密封装置７０と、濾材１６の第２の端部又は下端部に付着する内面５２とを含む第２のエンドキャップ１４（例えば、図１〜図３の底部エンドキャップ）の外面５０を示す。配水管開口部５８、及び空気抜き導管２０の第２の部分２４０に関連する外側開口部２６は、いずれも第２のエンドキャップ１４を貫いて形成される。密封装置７０及びフィルタエレメント１０が配水管アセンブリ３５０（図示せず）を受け入れると、環状密封装置７０と第２のエンドキャップ１４の外面５０との間に通気チャンバ３７０が定められる。空気抜き導管２０の第１の部分２２０の第１の遠位端２２４は、第２のエンドキャップ１４を貫いて形成された外側開口部２６を通って延びることができる。ここでは、第１の遠位端２２４によって定められる第１の遠位開口部２４が、通気チャンバ３７０内に外面５０から軸方向に離れて配置される。（図３に示すように）フィルタエレメント１０を組み立てて第１の部分２２０と第２の部分２４０とを接続すると流体密封シールが形成され、第１のエンドキャップ１２（図４）を貫いて形成された入口２２と、第２のエンドキャップ１４を貫いて形成された外側開口部２６と、第１の部分２２０の第１の遠位開口部２４とが、互いに概ね同軸上に存在することができる。

図６を参照すると、いくつかの実装では、空気抜き導管２０の第２の部分２４０の受入通路２５０が第１の部分２２０の外面２２６の挿入部分２３２を受け入れると、第１の部分２２０と第２の部分２４０とが互いに流体的に接続されて空気抜き導管２０を形成する。任意に、この流体接続は、実質的に流体密封接続である。従って、第１の部分２２０は雄部分に対応することができ、第２の部分２４０は雌部分に対応することができる。第２のエンドキャップ１４を貫いて形成された外側開口部２６を通って延びる第１の部分２２０の第１の遠位端２２４を示す図１〜図３の例とは対照的に、図６には、第２の部分２４０の受入通路２５０内に配置された第１の部分２２０の第１の遠位端２２４を示している。この例では、第１の部分２２０の第１の遠位端２２４によって定められる第１の遠位開口部２４が、第１のエンドキャップ１２を貫いて形成された入口２２（いずれも図示せず）と、第２のエンドキャップ１４を貫いて形成された外側開口部２６との間に流体連通をもたらす。上述したように、第２の部分２４０の円錐台形の先細部分２５４及び第１の部分２２０の中間円錐台形部分２３４は、協働してシールを形成することによって第１の部分２２０と第２の部分２４０とを互いに流体的に接続し、これによって中心キャビティ１８内の空気及び／又は濾過済み燃料３３２が空気抜き導管２０に入り込むことが防がれるようになる。第１の部分２２０及び第２の部分２４０の幾何学的形状は、本開示の範囲から逸脱することなく逆にすることもできる。

図７を参照すると、いくつかの実装では、第１の部分２２０の内面２２８が、第２の部分２４０の外面２４７を受け入れるように構成された受入通路７５０を定める。これらの実装では、第１の部分２２０の受入通路７５０が第２の部分２４０の外面２４７を受け入れると、第１の部分２２０及び第２の部分２４０が互いに流体的に接続して空気抜き導管２０を形成する。いくつかの例では、第１の部分２２０の第１の遠位端２２４が半径方向外向きに傾斜して、第２の部分２４０の第２の近位端２４４を受入通路７５０内に誘導する支援を行う。また、第１の部分２２０の第１の遠位端２２４を半径方向外向きに傾斜させると、フィルタエレメント１０の組み立て中に第１の遠位端２２４と第２の遠位端２４４とが互いに干渉して、受入通路７５０が第２の部分２４０の外面２４７を受け入れるのを妨げるようになるのを防ぐ役にも立つ。第１の遠位端２２４は、第２の遠位端２４４を受入通路７５０内に挿入した時に第１の遠位端２２４が第２の部分２２４の第２の遠位端２４４に接触した場合でも第１の遠位端２２４が半径方向外向きに屈曲又は圧縮されるように、位置２２５を圧縮性及び弾性のある材料で形成することができる。

いくつかの実装では、第２の部分２４０の外面２４７から１又は２以上の干渉部材７６０が突出し、受入部分７５０の内面２２８内に１又は２以上の受入スロット７７０が形成される。これらの実装では、受入スロット７７０が、干渉部材７６０のうちの対応する干渉部材を受け入れて、受入通路７５０が第２の部分２４０の外面２４７を受け入れた時に第１の部分２２０と第２の部分とが相対的に動くのを防ぐ。換言すれば、干渉部材７６０及び受入スロット７７０は、互いに係合して第１の部分２２０と第２の部分２４０とが流体的に切断されるのを防ぐことができる。また、干渉部材７６０及び受入スロット７７０は、第１の部分２２０の内面２２８と第２の部分２４０の外面２４７との間を受入通路７５０内で密封するように協働することもできる。他の実装では、受入通路７５０の内面２２８から１又は２以上の干渉部材７６０が突出し、第２の部分２４０の外面２４７内に１又は２以上の対応する受入スロット７７０が形成される。干渉部材７６０及び受入スロット７７０は、図１〜図３及び図６の例における空気抜き導管２０に組み込むこともできる。

多くの実装について説明した。しかしながら、本開示の趣旨及び範囲から逸脱することなく様々な修正を行うことができると理解されたい。従って、以下の特許請求の範囲には他の実装も含まれる。

Claims (20)

1. フィルタエレメントであって、
   第１のエンドキャップと、
   第２のエンドキャップと、
   前記第１のエンドキャップと前記第２のエンドキャップとの間に配置された、中心キャビティを定めるリング状の濾材と、
   前記中心キャビティを通って軸方向に延びる、前記第１のエンドキャップが形成された第１の部分と、前記第２のエンドキャップが形成された第２の部分とを含む空気抜き導管と、
   を備え、
   前記第２の部分は、前記第１の部分に接続するよう構成され、それにより流体を運ぶ導管を形成する、
   ことを特徴とするフィルタエレメント。
2. 前記第１の部分の軸方向長さと前記第２の部分の軸方向長さとの合計は、前記第１のエンドキャップと前記第２のエンドキャップとの間の軸方向距離よりも大きい、
   請求項１に記載のフィルタエレメント。
3. 前記第１の部分の軸方向長さは、前記第１のエンドキャップと前記第２のエンドキャップとの間の軸方向距離よりも大きい、
   請求項１に記載のフィルタエレメント。
4. 前記第２の部分は、前記第１の部分又は前記第２の部分の一方の内面によって定められた受入通路が前記第１の部分又は前記第２の部分の他方の外面を受け入れた時に、前記第１の部分に流体的に接続する、
   請求項１に記載のフィルタエレメント。
5. 前記第１の部分は、前記第１のエンドキャップを貫いて形成された入口から、前記入口と流体的に連通する遠位開口部を定める第１の遠位端に延び、
   前記受入通路は、前記第２のエンドキャップを貫いて形成された外側開口部と前記第２の部分の第２の遠位端によって定められた内側開口部との間に軸方向に延びる前記第２の部分の内面によって定められ、前記第１の部分の前記第１の遠位端は、前記第１の部分と前記第２の部分とが流体的に接続されると、前記第２の部分の前記受入通路内に配置されるか、或いは前記第２のエンドキャップを貫いて形成された前記外側開口部を通って軸方向に延びる、
   請求項４に記載のフィルタエレメント。
6. 前記第１の部分の外面は、前記第１のエンドキャップから軸方向に延びる露出部分と、前記露出部分の直径よりも小さな挿入直径を有する、前記第１の遠位端における挿入部分と、前記露出部分と前記挿入部分とを相互接続する中間円錐台形部分とを含み、
   前記受入通路は、前記受入通路の前記内側開口部と、該内側開口部の直径よりも小さく且つ前記第１の部分の前記挿入部分の前記挿入直径よりも大きな受入直径を有する前記受入通路の均一部分とを相互接続する円錐台形の先細部分を含む、
   請求項５に記載のフィルタエレメント。
7. 前記受入通路の前記円錐台形の先細部分は、前記受入通路の前記均一部分が前記第１の部分の前記挿入部分を受け入れた時に、前記第１の部分の前記外面の前記中間円錐台形部分を受け入れて密封して、前記第２の部分を前記第１の部分に流体的に接続するように構成された幾何学的形状を含む、
   請求項６に記載のフィルタエレメント。
8. 前記第１の部分は、前記第１のエンドキャップを貫いて形成された入口から、前記入口と流体連通する第１の遠位開口部を定める第１の遠位端に軸方向に延び、前記第１の部分の前記内面は、前記第１の遠位開口部から前記入口に向かって軸方向に延びる前記受入通路を定め、
   前記第２の部分は、前記第２のエンドキャップを貫いて形成された外側開口部から第２の遠位端に軸方向に延び、該第２の遠位端は、前記第１の部分の前記受入通路内に配置されて、前記第１の部分と前記第２の部分とが流体的に接続された時に、前記第１のエンドキャップを貫いて形成された前記入口及び前記第２のエンドキャップを貫いて形成された前記外側開口部と流体連通する内側開口部を定める、
   請求項４に記載のフィルタエレメント。
9. 前記第１の部分の前記内面から半径方向内向きに突出するか、或いは前記第２の部分の前記外面から半径方向外向きに突出する１又は２以上の干渉部材と、
   前記第１の部分の前記内面又は前記第２の部分の前記外面の他方内に形成され、前記干渉部材のうちの対応する干渉部材を受け入れて、前記第１の部分の前記受入通路が前記第２の部分の前記外面を受け入れた時に前記第１の部分と前記第２の部分とが相対的に動くのを防ぐように構成された１又は２以上の受入スロットと、
   をさらに備える請求項８に記載のフィルタエレメント。
10. 前記１又は２以上の干渉部材、及び前記対応する１又は２以上の受入スロットは、前記第１の部分の前記内面と前記第２の部分の前記外面との間を前記受入通路内で密封するように協働する、
    請求項９に記載のフィルタエレメント。
11. 前記濾材の前記中心キャビティ内に配置されて前記濾材の内周面を支持する支持コアをさらに備え、前記空気抜き導管は、前記支持コアの半径方向内側に配置される、
    請求項１に記載のフィルタエレメント。
12. フィルタアセンブリであって、
    第１の端部と第２の端部との間に内部チャンバを定めるフィルタハウジングと、
    前記フィルタハウジングの前記内部チャンバ内に配置されたフィルタエレメントと、
    を備え、前記フィルタエレメントは、
    前記フィルタハウジングの前記第１の端部に対向する第１のエンドキャップと、
    前記フィルタハウジングの前記第２の端部に対向する第２のエンドキャップと、
    前記第１のエンドキャップと前記第２のエンドキャップとの間に軸方向に延びるリング状の濾材と、
    前記第１のエンドキャップが形成されて、前記第１のエンドキャップを貫いて形成された入口を定める第１の近位端を有する空気抜き導管の雄部分と、
    前記雄部分に流体的に接続され、且つ、前記第２のエンドキャップが形成されて、前記第２のエンドキャップを貫いて形成された外側開口部を定める第２の近位端を有する空気抜き導管の雌部分と、を含む、
    ことを特徴とするフィルタアセンブリ。
13. 前記雄部分及び前記雌部分は、同軸上に存在し、前記濾材の内周面から半径方向内側に配置される、
    請求項１２に記載のフィルタアセンブリ。
14. 前記雌部分は、前記外側開口部と、前記第１のエンドキャップと前記第２のエンドキャップとの間に配置された内側開口部との間に軸方向に延びる受入通路を定め、前記受入通路は、前記雄部分の外面を受け入れて、該外面との間にシールを形成する、
    請求項１２に記載のフィルタアセンブリ。
15. 前記雄部分は、前記第１の近位端から、前記雌部分の前記受入通路内に配置された第１の遠位端に軸方向に延び、前記第１の遠位端は、前記第１のエンドキャップを貫いて形成された前記入口と、前記第２のエンドキャップを貫いて形成された前記外側開口部との間に流体連通をもたらす第１の遠位開口部を定める、
    請求項１４に記載のフィルタアセンブリ。
16. 前記雄部分は、前記第１の近位端から前記雌部分の前記受入通路を通って軸方向に延びる第１の遠位端を含み、該第１の遠位端は、前記第２のエンドキャップと前記フィルタハウジングの前記第２の端部との間に配置された第１の遠位開口部を定め、且つ、前記第１のエンドキャップを貫いて形成された前記入口と流体連通する、
    請求項１４に記載に記載のフィルタアセンブリ。
17. 前記雄部分の前記外面又は前記受入部分の前記内面の一方から突出する１又は２以上の干渉部材と、
    前記雄部分の前記外面又は前記受入部分の前記内面の他方内に形成され、前記干渉部材のうちの対応する干渉部材を受け入れて、前記雄部分と前記雌部分とが相対的に動くのを防ぐように構成された１又は２以上の受入スロットと、
    をさらに備える請求項１４のフィルタアセンブリ。
18. フィルタエレメントの製造方法であって、
    第１のエンドキャップに、該第１のエンドキャップを貫いて形成された入口から第１の遠位開口部を定める第１の遠位端に軸方向に延びる空気抜き導管の第１の部分を形成するステップと、
    第２のエンドキャップに、該第２のエンドキャップを貫いて形成された外側開口部から内側開口部を定める第２の遠位端に軸方向に延びる空気抜き導管の第２の部分を形成するステップと、
    中心キャビティを取り囲み、第１の端部と第２の端部との間に軸方向に延びるリング状の濾材を準備するステップと、
    前記濾材の前記第２の端部に対する前記第２のエンドキャップの取り付け、又は前記濾材の前記第１の端部に対する前記第１のエンドキャップの取り付けの一方を行うステップと、
    前記空気抜き導管の前記第１の部分と前記第２の部分とを互いに接続することによって流体密封接続を形成するステップと、
    前記濾材の第１の端部に対する前記第１のエンドキャップの取り付け、又は前記濾材の第２の端部に対する前記第２のエンドキャップの取り付けの他方を行うステップと、
    を含むことを特徴とする方法。
19. 前記空気抜き導管の前記第１の部分と前記第２の部分とを互いに流体的に接続するステップは、
    前記空気抜き導管の前記第２の部分が前記中心キャビティ内に軸方向に延びた状態で、前記第２のエンドキャップを前記濾材の前記第２の端部に取り付ける際に、
    前記空気抜き導管の前記第１の部分が前記空気抜き導管の前記第２の部分と同軸的に位置合わせされるように前記第１のエンドキャップを位置付けるステップと、
    前記第１の部分の前記第１の遠位端を前記第２の部分の前記内側開口部に、又は前記第２の部分の前記第２の遠位端を前記第１の部分の前記第１の遠位開口部に挿入するステップと、
    前記空気抜き導管の前記第１の部分と前記第２の部分とを互いに押し付けて、前記第１の部分の外面と前記第２の部分の内面との間、又は前記第１の部分の内面と前記第２の部分の外面との間にシールを形成するステップと、
    を含む、
    請求項１８に記載の方法。
20. 前記第１のエンドキャップを貫いて形成された前記入口は、
    前記第１の部分の前記第１の遠位端が、前記第２のエンドキャップを貫いて形成された前記外側開口部を通って延びる場合、前記空気抜き導管の前記第１の部分の前記第１の遠位開口部と直接流体的に連通し、又は、
    前記第１の部分の前記第１の遠位端が、前記第２の部分の前記内側開口部と前記外側開口部との間に配置された場合、前記第２のエンドキャップを貫いて形成された前記外側開口部と直接流体的に連通する、
    請求項１９に記載の方法。

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