JP7035539B2

JP7035539B2 - フィルタ装置

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Publication number: JP7035539B2
Application number: JP2018002129A
Authority: JP
Inventors: 貴範恒川; 郁哉小峰; 崇文加藤; 明広木村
Original assignee: Kyosan Denki Co Ltd
Current assignee: Kyosan Denki Co Ltd
Priority date: 2018-01-10
Filing date: 2018-01-10
Publication date: 2022-03-15
Anticipated expiration: 2038-01-10
Also published as: US20200330906A1; JP2019118900A; WO2019138607A1; DE112018006809T5

Description

この明細書における開示は、フィルタエレメントおよびフィルタ装置に関する。

特許文献１は、フィルタエレメントおよびフィルタ装置を開示する。この技術では、正規のフィルタエレメントが正規の位置に装着された場合に、バルブ要素が閉位置から開位置に操作される。先行技術文献の記載内容は、この明細書における技術的要素の説明として、参照により援用される。

国際公開第２００９／０４８６７０号パンフレット

ひとつの観点において、従来技術は、ケースの締め付け時に、クリーンサイドとダーティサイドとを仕切るシール部材が損傷する場合がある。バルブキャップとともに、フィルタエレメントが連れ回りする為、シール部材が回転方向の応力を受け、シール部材が損傷を受ける場合がある。さらに、ケースを閉じるために、締め方向へケースを回転させる構成では、フィルタエレメントが連れ回りする可能性もある。

他のひとつの観点において、従来技術は、複雑な交換作業を要する場合がある。フィルタエレメントを交換する場合に、複数の部品が期待通りに分解されないことがあるからである。例えば、使用済みフィルタエレメントを取り出す場合に、複数の繰り返し利用可能な部品が、フィルタエレメントとともに取り出される場合がある。

他のひとつの観点において、従来技術は、エレメントの取扱が容易ではない。例えば、濾過される流体が、大量に、作業者の手、または工具へ付着することがある。

他のひとつの観点において、従来技術は、異物がクリーンサイドに侵入する場合がある。従来技術は、バルブキャップとエレメントに設けられたプロジェクションとの噛み合いのために、バルブキャップの端壁に開口を有するからである。

他のひとつの観点において、従来技術は、使用済みエレメントを取り出す場合に、シール部材が、中央パイプの下部に残される場合がある。これでは、ケースの底部にシール部材が取り残されてしまう。

上述の観点において、または言及されていない他の観点において、フィルタエレメントおよびフィルタ装置にはさらなる改良が求められている。

開示されるひとつの目的は、シール部材の損傷を抑制できるフィルタ装置を提供することである。

開示される他のひとつの目的は、交換作業が容易なフィルタ装置を提供することである。

開示される他のひとつの目的は、取扱が容易なフィルタエレメントを提供することである。

ここに開示されたフィルタ装置は、第１ケース（２１）、および、締め方向に回転させられて第１ケースの開口端（２１ｃ）を覆うように第１ケースに結合される第２ケース（２２）を有するケース（２０）と、ケースに固定された固定筒であって、内部に出口通路を提供する固定筒（２６）と、固定筒に対して軸（ＡＸ）の方向に移動可能に支持され、固定筒に対して軸の周りに固定されている可動筒（２７）と、固定筒と可動筒との間に形成され、可動筒が押し込まれた位置において開き、可動筒が伸長した位置において閉じる弁機構（２６ａ、２７ａ）と、固定筒に対して可動筒を伸長させる方向に向けて、可動筒を付勢する付勢部材（２９）と、固定筒および可動筒を含む支持筒（２５）を覆うようにケース内に配置される筒状のフィルタエレメント（３０）と、フィルタエレメントと支持筒との間に配置され、フィルタエレメントによって濾過される前のダーティサイド、およびフィルタエレメントによって濾過された後のクリーンサイドとを仕切るシール部材（３５）と、支持筒とフィルタエレメントとの接触部分に形成され、締め方向に関してフィルタエレメントの回転を阻止するように噛み合う噛合機構（２７ｃ、３３ｃ）とを備える。

開示されるフィルタ装置によると、噛合機構は、締め方向に関してフィルタエレメントの回転を阻止するように噛み合いを提供する。この結果、第１ケースおよび第２ケースを相対的に締め方向に操作した場合に、フィルタエレメントの連れ回りが阻止される。これにより、シール部材に加えられる応力が抑制され、シール部材の損傷が抑制される。

ここに開示されたフィルタ装置は、第１ケース（２１）、および、第１ケースの開口端（２１ｃ）を覆うように第１ケースに結合される第２ケース（２２）を有するケース（２０）と、ケース内に配置される筒状のフィルタエレメント（３０）と、ケース内に配置され、フィルタエレメントの軸（ＡＸ）の方向に延びる支持筒（２５）とを備える。支持筒は、ケースに固定された固定筒であって、内部に出口通路を提供する固定筒（２６）と、固定筒に対して軸の方向に移動可能に支持され、固定筒に対して軸の周りに固定されている可動筒（２７）と、固定筒と可動筒との間に形成され、可動筒が押し込まれた位置において開き、可動筒が伸長した位置において閉じる弁機構（２６ａ、２７ａ）と、固定筒に対して可動筒を伸長させる方向に向けて、可動筒を付勢する付勢部材（２９）と、固定筒に対する可動筒の軸の方向における移動を所定の制限距離（Ｌ２８ｂ）だけで許容するように、固定筒に対して可動筒を連結する連結機構（２８）とを有する。フィルタエレメントは、軸の周りに筒状に配置された濾材（３１）、および濾材を支持するフレーム（３２）を有し、フレームは、濾材を支持する支持部（３３ａ）と、支持部に設けられ、濾材から軸に沿って突出する突出部（３３ｂ）とを有している。フィルタエレメントは、第１ケースと第２ケースとが規定の位置に結合されている場合において、付勢部材を圧縮して配置されており、連結機構が許容する制限距離は、第１ケースと第２ケースとが分離された場合において、第１ケースの開口端からフィルタエレメントの突出部の少なくとも一部を突出させる距離である。

開示されるフィルタ装置によると、連結機構は、制限距離だけ、フィルタエレメントを持ち上げることができる。制限距離は、第１ケースと第２ケースとが分離された場合において、第１ケースの開口端からフィルタエレメントの突出部の少なくとも一部を突出させる距離である。この結果、作業者は、フィルタエレメントの突出部を操作することができる。

この明細書における開示された複数の態様は、それぞれの目的を達成するために、互いに異なる技術的手段を採用する。請求の範囲およびこの項に記載した括弧内の符号は、後述する実施形態の部分との対応関係を例示的に示すものであって、技術的範囲を限定することを意図するものではない。この明細書に開示される目的、特徴、および効果は、後続の詳細な説明、および添付の図面を参照することによってより明確になる。

第１実施形態に係るフィルタ装置の断面図である。フィルタエレメントの外観を示す側面図である。フィルタエレメントの上部の斜視図である。フィルタエレメントの下部の斜視図である。フィルタエレメントの底面図である。フィルタエレメントの内部を示す拡大斜視図である。噛合機構を示す展開された断面図である。噛合機構を示す展開された断面図である。交換作業の一例を示す側面図である。フィルタエレメントの平面図である。フィルタエレメントの正面図である。フィルタエレメントの側面図である。フィルタエレメントの底面図である。フィルタエレメントの上部斜視図である。フィルタエレメントの下部斜視図である。フィルタエレメントの断面図である。第２実施形態に係る噛合機構を示す断面図である。第３実施形態に係る支持筒を示す断面図である。第３実施形態に係る支持筒を示す断面図である。第４実施形態に係るフィルタ装置の断面図である。

図面を参照しながら、複数の実施形態を説明する。複数の実施形態において、機能的におよび／または構造的に対応する部分および／または関連付けられる部分には同一の参照符号、または百以上の位が異なる参照符号が付される場合がある。対応する部分および／または関連付けられる部分については、他の実施形態の説明を参照することができる。

第１実施形態
＜システム＞
図１において、濾過システム１は、流体を供給する流体源２（ＦＳ）と、流体を利用する利用装置３（ＦＣ）とを有する。流体源２と利用装置３との間には、流体を濾過することにより異物を除去するフィルタ装置１０が設けられている。流体は、例えば、液体である。流体は、例えば、軽油、エタノール、ガソリンなどの燃料である。濾過システム１は、燃料システムでもある。流体源２は、燃料を溜めるタンクを含むことができる。利用装置３は、例えば、燃料を消費する消費装置である。利用装置３は、例えば、内燃機関によって提供される。濾過システム１は、燃料を供給するポンプを備えることができる。ポンプは、流体源２または利用装置３に設けることができる。フィルタ装置１０は、ポンプの下流に配置されても、ポンプの上流に配置されてもよい。

＜フィルタ装置＞
フィルタ装置１０は、流体源２から供給される燃料を濾過し、異物を除去して、清浄化された燃料を利用装置３に供給する。フィルタ装置１０は、ケース２０と、フィルタエレメント３０とを備える。ケース２０は、流体のための通路を提供している。ケース２０は、通路を横切るようにフィルタエレメント３０を収容している。フィルタエレメント３０は、ケース２０内を、フィルタエレメント３０によって濾過される前のダーティサイド（ＤＳ）、およびフィルタエレメント３０によって濾過された後のクリーンサイド（ＣＳ）とに仕切っている。

＜ケース＞
ケース２０は、第１ケース２１および第２ケース２２を有する。第１ケース２１と第２ケースとの間には、シール部材２３が配置されている。シール部材２３は、Ｏリングなどによって提供されている。

第１ケース２１は、カップ状である。第１ケース２１は、筒状の外壁２１ａと、外壁２１ａの一端（底部）を覆う底壁２１ｂと、外壁２１ａの他端の開口端２１ｃとを有する。外壁２１ａは、軸ＡＸに沿って延びる筒状である。さらに、第１ケース２１は、底壁２１ｂから内部に向けて突出する出口管２１ｄを有する。外壁２１ａは、流体源２から燃料を受け入れる入口を有する。入口は、図示されていない。出口管２１ｄは、出口２１ｅに連通している。

第２ケース２２は、第１ケース２１の開口端２１ｃを覆うキャップ状である。第２ケース２２は、第１ケース２１の開口端２１ｃから、第１ケース２１内に収容されている。第２ケース２２は、エア抜き作業のためのプラグ２２ａを有する。

第１ケース２１と第２ケース２２とは、締結機構２４によって締結されている。締結機構２４は、ネジ機構によって提供されている。ネジ機構は、軸ＡＸ周りの雄ネジと、雌ネジとによって提供されている。第２ケース２２は、締め方向に回転させられて第１ケース２１の開口端２１ｃを覆うように第１ケース２１に結合される。第１ケース２１および第２ケース２２は、締め方向に向けて１回転以上に回転させられて、規定の位置に締め付けられる。第１ケース２１および第２ケース２２は、締め方向と反対の緩め方向に回転させられて緩められる。第１ケース２１および第２ケース２２は、緩め方向に回転させられて分離される。

＜支持筒＞
ケース２０は、支持筒２５を有する。支持筒２５は、軸ＡＸに沿って延びる筒状である。支持筒２５は、フィルタエレメント３０を支持する部材を提供する。支持筒２５は、クリーンサイドＣＳとしての出口通路を提供する。さらに、支持筒２５は、クリーンサイドＣＳとダーティサイドＤＳとを仕切るシール部材３５が接触するシール面２６ｃを提供する。支持筒２５は、固定筒２６および可動筒２７を含む。固定筒２６と可動筒２７とは、内外二重に配置されている。ケース２０、固定筒２６、および可動筒２７は、樹脂製、またはアルミニウム合金等の金属製とすることができる。

固定筒２６は、ケース２０に固定されている。固定筒２６は、第１ケース２１にネジ固定されている。固定筒２６は、内部に出口通路を提供する。固定筒２６は、後述の弁機構を提供する固定開口２６ａを有する。固定開口２６ａは、固定筒２６の壁を内外に貫通して形成されている。固定筒２６は、固定筒２６の周方向に沿って分散して配置された複数の固定開口２６ａを有する。固定筒２６は、先端に開口端２６ｂを有する。開口端２６ｂは、可動筒２７を受け入れる。固定筒２６は、固定開口２６ａより下に、シール面２６ｃを有する。シール面２６ｃは、円柱外面である。シール面２６ｃは、シール部材３５と接触することにより、クリーンサイドＣＳとダーティサイドＤＳとを仕切る。

可動筒２７は、一端（上端）が閉塞した筒状である。可動筒２７は、固定筒２６に対して軸ＡＸに沿って移動可能である。可動筒２７は、固定筒２６の内部に挿入されている。可動筒２７は、固定筒２６の開口端２６ｂから、突出して配置されている。可動筒２７は、後述の弁機構を提供する可動開口２７ａを有する。可動開口２７ａは、可動筒２７の壁を内外に貫通して形成されている。可動筒２７は、可動筒２７の周方向に沿って分散して配置された複数の可動開口２７ａを有する。固定開口２６ａと、可動開口２７ａとは、互いに連通するように、周方向に関して対応する位置に設けられている。

可動筒２７は、固定筒２６より外側に位置している。言い換えると、可動筒２７は、固定筒２６から固定筒２６の外部に突出している。可動筒２７は、固定筒２６より上に位置する端壁２７ｂを有する。可動筒２７において、端壁２７ｂは、径方向外側に張り出している。端壁２７ｂの外径は、固定筒２６の内径よりも大きい。

可動筒２７は、端壁２７ｂの上に、可動筒噛合部２７ｃを有する。可動筒噛合部２７ｃは、後述の噛合機構を提供する。可動筒噛合部２７ｃは、可動筒２７の端壁２７ｂに開口を設けることなく端壁２７ｂに形成されている。可動筒噛合部２７ｃは、凸部と凹部を提供する。

固定筒２６と可動筒２７とは、弁機構を提供する。弁機構は、固定開口２６ａと、可動開口２７ａとによって提供される。弁機構は、固定筒２６と可動筒２７との間に形成されている。弁機構は、可動筒２７が押し込まれた位置において開き、可動筒２７が伸長した位置において閉じる。弁機構は、フィルタエレメント３０を交換する作業において、異物が支持筒２５内のクリーンサイドＣＳに侵入することを抑制する。弁機構は、完全な閉弁状態を提供することはない。弁機構は、燃料の流量を制限することにより、フィルタ装置１０に何らかの異常があることを知らせる。弁機構は、例えば、内燃機関の出力を抑制するように、燃料の流量を制限する。弁機構は、例えば、フィルタエレメント３０が装着されていない場合、フィルタエレメント３０が正規の位置に装着されていない場合、あるいは可動筒２７を適切に操作することができる正規の形状をもたないフィルタエレメントが装着された場合に、流量を制限する。

固定筒２６と可動筒２７との間には、連結機構２８が設けられている。連結機構２８は、固定筒２６に対して可動筒２７を連結する。連結機構２８は、固定筒２６と可動筒２７との分離を阻止する。連結機構２８は、固定筒２６に対する可動筒２７の軸ＡＸの方向における移動を所定の制限距離Ｌ２８ｂだけで許容する。連結機構２８は、固定筒２６に対する可動筒２７の周方向における移動を制限する。この結果、可動筒２７は、固定筒２６に対して軸ＡＸの方向に移動可能に支持されている。可動筒２７は、固定筒２６に対して軸ＡＸの周りに関して移動を制限されている。言い換えると、可動筒２７は、固定筒２６に対して軸ＡＸの周りに固定されている。

連結機構２８は、ピン２８ａと、軸ＡＸに沿って延びる長円形の開口部２８ｂとを有する。ピン２８ａは、固定筒２６に固定されている。ピン２８ａは、固定筒２６の直径にわたって貫通するように配置されている。開口部２８ｂは、可動筒２７に形成されている。開口部２８ｂは、ピン２８ａを受け入れている。開口部２８ｂは、スリット状の貫通穴である。この結果、可動筒２７の可動範囲は、開口部２８ｂ内におけるピン２８ａの可動範囲に制限される。可動筒２７の可動範囲は、制限距離Ｌ２８ｂである。

固定筒２６と可動筒２７との間には、固定筒２６に対して可動筒２７を伸長させる方向に向けて、可動筒２７を付勢する付勢部材２９が配置されている。付勢部材２９は、固定筒２６の上面と、可動筒２７の端壁２７ｂの下面との間に配置されている。付勢部材２９は、圧縮されたコイルスプリングによって提供されている。

＜フィルタエレメント＞
フィルタエレメント３０は、筒状である。フィルタエレメント３０は、ケース２０内に配置されている。フィルタエレメント３０は、支持筒２５を覆うようにケース２０内に配置されている。フィルタエレメント３０は、軸ＡＸの周りに筒状に配置された濾材３１、および濾材３１を支持するフレーム３２を有する。濾材３１は、いわゆるハニカム型である。フレーム３２は、コアフレーム３３と、サイドフレーム３４とを有する。コアフレーム３３とサイドフレーム３４とは、濾材３１を介して固定されている。

コアフレーム３３は、濾材３１を支持する支持部３３ａを有する。ハニカム型の濾材３１は、支持部３３ａの周囲に配置されている。ハニカム型の濾材３１を製造する製造方法において、支持部３３ａは、ハニカム型の濾材３１を巻きつける巻き芯として利用されてもよい。支持部３３ａは、一端（上端）が閉塞した筒状である。この結果、コアフレーム３３は、逆Ｕ字型の部材を提供する。

コアフレーム３３は、突出部３３ｂを有する。突出部３３ｂは、支持部３３ａより上に配置されている。突出部３３ｂは、濾材３１から軸ＡＸに沿って突出している。突出部３３ｂは、端壁２７ｂに被せられたキャップ状の部分である。突出部３３ｂは、可動筒２７と第２ケース２２との間に配置されている。支持部３３ａと突出部３３ｂとは、樹脂によって一体に成形されている。

コアフレーム３３は、フレーム噛合部３３ｃを有する。フレーム噛合部３３ｃは、可動筒２７と対向する突出部３３ｂの内面３３ｄに設けられている。フレーム噛合部３３ｃは、可動筒噛合部２７ｃと噛み合う。

突出部３３ｂは、円形端部３３ｅを有している。円形端部３３ｅは、突出部３３ｂの軸ＡＸの方向の端部に、軸ＡＸの周りにおいて円形である。円形端部３３ｅは、第２ケース２２と接触する。円形端部３３ｅは、第２ケース２２とフィルタエレメント３０との摩擦を抑制するために貢献する。これにより、第２ケース２２が回転する場合のフィルタエレメント３０の連れ回りが抑制される。突出部３３ｂは、多段の円板を備える。多段の円板は、フィルタエレメント３０の軸ＡＸの方向の端部に位置している。多段の円板は、軸ＡＸから径方向外側に向けて突出しており、軸ＡＸの方向に関して互いに離れている。図示される実施形態では、２段の円板が配置されている。円板のひとつは、円形端部３３ｅによって提供されている。

サイドフレーム３４は、濾材３１の外側から、濾材３１の下端を通り、濾材３１の内側にわたって延びる部材である。サイドフレーム３４は、環状のカップ状である。サイドフレーム３４は、濾材３１の径方向外側に位置する外筒３４ａと、濾材３１の内側に位置する内筒３４ｂと、外筒３４ａと内筒３４ｂとを連結する底壁３４ｃとを有する。内筒３４ｂは、支持部３３ａよりも径方向内側に位置している。内筒３４ｂは、支持部３３ａと固定筒２６との間に位置している。内筒３４ｂは、底壁３４ｃから、軸ＡＸに沿って延び出している。内筒３４ｂは、外筒３４ａより高く延び出している。この結果、サイドフレーム３４は、濾材３１および支持部３３ａの下部を収容する環状のカップを提供する。支持部３３ａと底壁３４ｃとの間には、隙間が形成されている。内筒３４ｂは、後述のシール部材３５のための内フランジであるストッパフランジ３４ｄを有する。ストッパフランジ３４ｄは、シール部材３５の位置を規定する。フレーム３２は、樹脂成形品である。支持部３３ａおよび突出部３３ｂは、樹脂によって一体に成形されている。外筒３４ａ、内筒３４ｂ、および底壁３４ｃは、樹脂によって一体に成形されている。

フィルタ装置１０は、シール部材３５を有する。シール部材３５は、ダーティサイドＤＳとクリーンサイドＣＳとを仕切る。シール部材３５は、フィルタエレメント３０と支持筒２５との間に配置されている。シール部材３５は、内筒３４ｂと、シール面２６ｃとに接触している。シール部材３５は、ストッパフランジ３４ｄと、シール面２６ｃを提供する段差とによって保持されている。比較的長い内筒３４ｂは、シール部材３５をできるだけ上に配置することを可能とする。できるだけ上に配置されたシール部材３５は、シール部材３５の交換を容易にする。シール部材３５は、Ｏリングによって提供されている。

フィルタエレメント３０は、第１ケース２１と第２ケース２２とが規定の位置において結合されている状態において、第１ケース２１と、第２ケース２２との間に配置されている。フィルタエレメント３０は、第１ケース２１と第２ケース２２とが規定の位置に結合されている場合において、付勢部材２９を圧縮して配置されている。フィルタエレメント３０は、付勢部材２９によって、可動筒２７を介して、第２ケース２２と接触するように付勢されている。この結果、フィルタエレメント３０は、第２ケース２２と接触している。

図２において、フィルタエレメント３０は、軸ＡＸの方向において長さＬ３０を有する。長さＬ３０は、第１ケース２１と第２ケース２２とが規定の位置に結合されている場合において、フィルタエレメント３０をケース２０内に収容可能な長さである。突出部３３ｂは、濾材３１から長さＬ３３ｂだけ軸ＡＸに沿って突出している。突出部３３ｂは、濾材３１の上端面から、長さＬ３３ｂだけ突出している。長さＬ３３ｂは、長さＬ３０の一部である。

図３は、図２の矢印ＩＩＩにおける斜視図である。突出部３３ｂは、濾材３１より上に突出して位置している。円形端部３３ｅは、濾材３１から離れて位置している。円形端部３３ｅは、濾材３１から突出する傘状の突出部３３ｂを提供している。

図４は、図２の矢印ＩＶにおける斜視図である。フィルタエレメント３０は、内筒３４ｂによって、支持筒２５を受け入れる筒状の空洞を提供している。フィルタエレメント３０をケース２０に装着するフィルタ装置の製造方法において、フィルタエレメント３０は、支持筒２５に被せるように装着される。フィルタ装置１０として使用される期間において、内筒３４ｂの中には支持筒２５が収容されている。フィルタエレメント３０をケース２０から分離するフィルタ装置の分解方法において、フィルタエレメント３０は、第１ケース２１から引き出される。

＜噛合機構＞
図５は、図２の矢印Ｖにおける底面図である。内筒３４ｂの中に、ストッパフランジ３４ｄと、フレーム噛合部３３ｃと、内面３３ｄとが図示されている。フレーム噛合部３３ｃは、周方向に沿って３つの凹凸を提供している。

図６は、図２の矢印ＶＩにおける断面を示す拡大斜視図である。フレーム噛合部３３ｃは、等角度間隔に配置された３つの凹凸を有する。ひとつの凹凸は、直角三角形によって提供されている。直角三角形の角は、やや丸く成形されている。

図７および図８は、噛合機構を模式的に示す断面図である。フィルタエレメント３０を装着する製造方法において、フィルタエレメント３０を支持筒２５に被せるだけで、可動筒噛合部２７ｃとフレーム噛合部３３ｃとが噛み合う。フィルタエレメント３０を支持筒２５に装着する場合、まず、固定筒２６から延び出している可動筒２７の上にフィルタエレメント３０が装着される。このとき、噛合機構による噛合が生じ、その直後から、フィルタエレメント３０の回転が阻止される。フィルタエレメント３０の回転は、１２０度以下に制限される。

次に、第２ケース２２が開口端２１ｃに装着され、締め方向ＴＧＮに回転操作される。これにより、第２ケース２２は、徐々に締め込まれる。同時に、第２ケース２２は、突出部３３ｂに接触することによって、円形端部３３ｅを回転させようとするが、円形端部３３ｅは、滑りによって回転力を受けにくい。第２ケース２２は、フィルタエレメント３０および可動筒２７を徐々に軸方向へ向けて押し込む。このとき、フィルタエレメント３０が締め方向ＴＧＮに回転しようとしても、噛合機構は、フィルタエレメント３０の回転を阻止する。フィルタエレメント３０の回転が阻止された状態のまま、第２ケース２２が第１ケース２１に完全に締め込まれる。

第２ケース２２が締め方向ＴＧＮに回転される場合、フィルタエレメント３０は、締め方向ＴＧＮの回転力を受ける。この場合、フレーム噛合部３３ｃの垂直面と可動筒噛合部２７ｃの垂直面とが突き当てられる。この結果、フレーム噛合部３３ｃは、可動筒噛合部２７ｃと噛み合うことによってフィルタエレメント３０の回転を阻止する。フィルタエレメント３０の回転が阻止されることにより、シール部材３５は、捻られることなく、軸ＡＸの方向に沿って押し込まれる。

一方、第２ケース２２が緩め方向ＬＳＮに回転される場合、フィルタエレメント３０は、緩め方向ＬＳＮの回転力を受ける。付勢部材２９が圧縮可能な区間において、フレーム噛合部３３ｃと可動筒噛合部２７ｃとは、可動筒噛合部２７ｃと噛み合うことなく、三角形の斜面を互いに滑るように移動する。この結果、フィルタエレメント３０の回転が許容される。第１ケース２１と第２ケース２２とを緩める場合、フィルタエレメント３０の回転は、フィルタエレメント３０の移動を助ける場合がある。また、第１ケース２１と第２ケース２２とを緩める場合、フィルタエレメント３０の回転は、シール部材３５とシール面２６ｃとの固着を解除するために貢献する場合がある。

噛合機構は、支持筒２５とフィルタエレメント３０との接触部分に形成されている。噛合機構は、可動筒２７とフレーム３２との接触部分に形成されている。噛合機構は、締め方向ＴＧＮに関してフィルタエレメント３０の回転を阻止するように噛み合う。噛合機構は、緩め方向ＬＳＮに関してフィルタエレメント３０の回転を許容する。

噛合機構は、可動筒２７の可動筒噛合部２７ｃと、フィルタエレメント３０のフレーム噛合部３３ｃとが、互いに噛み合う正規の形状を有する場合に、弁機構の開弁を可能とする。よって、可動筒噛合部２７ｃ、および／またはフレーム噛合部３３ｃが正規の製品ではない場合、弁機構が開弁できない場合がある。この場合、燃料の流量が制限される。よって、噛合機構は、非正規のフィルタ装置１０および／または非正規のフィルタエレメント３０の使用を抑制するために貢献する場合がある。

＜連結機構＞
連結機構２８は、固定筒２６と可動筒２７とを軸ＡＸの方向に関して連結している。連結機構２８によって、固定筒２６に対する可動筒２７の可動距離は、制限距離Ｌ２８ｂに制限されている。よって、フィルタエレメント３０を交換する場合に、フィルタエレメント３０を第１ケース２１から抜き出しても、可動筒２７および付勢部材２９は、固定筒２６に保持される。この結果、連結機構２８は、繰り返して利用可能な部品の分解を阻止する。

付勢部材２９は、フィルタエレメント３０を第１ケース２１から押し出すように付勢する。連結機構２８が許容する制限距離Ｌ２８ｂは、第１ケース２１と第２ケース２２とが分離された場合において、第１ケース２１の開口端２１ｃからフィルタエレメント３０の突出部３３ｂの少なくとも一部を突出させる距離である。制限距離Ｌ２８ｂは、開口端２１ｃから突出部３３ｂにおける多段の円板を突出させる距離である。

図９は、フィルタエレメント３０の交換作業において、第１ケース２１と第２ケース２２とが分離された状態を示す。第１ケース２１と第２ケース２２とが規定の位置で結合されている状態、すなわち図１に図示される状態では、フィルタエレメント３０は、使用位置３０ＤＷにある。使用位置３０ＤＷにおいて、弁機構は、開いている。使用位置３０ＤＷにおいて、突出部３３ｂは、開口端２１ｃより僅かに上に突出している。

第２ケース２２が取り除かれると、付勢部材２９の付勢力ＰＦ２９は、可動筒２７を介してフィルタエレメント３０を押し上げる。連結機構２８と付勢部材２９とは、フィルタエレメント３０を、交換位置３０ＬＦに押し上げる。交換位置３０ＬＦにおいて、弁機構は、閉じている。この結果、突出部３３ｂは、距離ＬＤ２９だけ押し上げられる。突出部３３ｂは、開口端２１ｃより明らかに上に突出させられる。これにより、開口端２１ｃより上において、作業者の手Ｗ、または工具によってフィルタエレメント３０を掴むことが可能となる。使用済みのフィルタエレメント３０は、突出部３３ｂを掴むことによって交換することができる。

使用済みのフィルタエレメント３０が第１ケース２１から引き抜かれると、第１ケース２１内に残留する流体の液面が低下する。サイドフレーム３４のカップ状の形状は、所定の量の流体を溜めるため、液面の低下に貢献する。望ましい態様では、フィルタエレメント３０が引き抜かれると、液面は、固定開口２６ａより下に低下する。これにより、ダーティサイドＤＳの残留流体が、支持筒２５内のクリーンサイドＣＳに侵入する事態を抑制できる。

次に、新しいフィルタエレメント３０が第１ケース２１内に挿入される。このとき、残留した流体は、外筒３４ａを越えて、濾材３１に染み込み、濾過される。さらに、開口端２１ｃに第２ケース２２が装着される。さらに、第２ケース２２は、締め方向ＴＧＮに向けて回され、徐々にフィルタエレメント３０を締め込んでゆく。このときも、残留流体は、内筒３４ｂより低い外筒３４ａを乗り越えて、濾材３１に染み込み、濾過される。この結果、残留流体が、固定筒２６と内筒３４ｂとの間の隙間を通り、さらにシール部材３５を越えてクリーンサイドＣＳに到達する事態が抑制される。

＜作動＞
燃料は、流体源２からケース２０内に供給される。燃料は、ケース２０内のダーティサイドＤＳから、濾材３１の上端面を通り、濾材３１によって濾過されて、濾材３１の下端面へ流れる。燃料は、濾材３１の下端面と、底壁３４ｃとの間の環状通路を通って、支持部３３ａと内筒３４ｂとの間の筒状のフレーム通路３２ａに流れる。燃料は、フレーム通路３２ａから、固定開口２６ａと、可動開口２７ａとを順に通り、出口２１ｅから利用装置３に供給される。

以上に述べた実施形態によると、噛合機構は、締め方向ＴＧＮに関してフィルタエレメント３０の回転を阻止するように噛み合いを提供する。この結果、第１ケース２１および第２ケース２２を相対的に締め方向ＴＧＮに操作した場合に、フィルタエレメント３０の連れ回りが阻止される。これにより、シール部材３５に加えられる応力が抑制され、シール部材３５の損傷が抑制される。

この実施形態によると、連結機構２８は、制限距離Ｌ２８ｂだけ、フィルタエレメント３０を持ち上げることができる。制限距離Ｌ２８ｂは、第１ケース２１と第２ケース２２とが分離された場合において、第１ケース２１の開口端２１ｃから突出部３３ｂの少なくとも一部を突出させる距離である。この結果、作業者は、フィルタエレメント３０の突出部３３ｂを操作することができる。

この実施形態によると、フィルタエレメント３０は、濾材３１から軸ＡＸに沿って突出する突出部３３ｂを有する。この結果、作業者は、濾材３１への接触を抑制して、突出部３３ｂを操作することができる。

＜フィルタエレメントの外観＞
フィルタエレメント３０の外観には、フレーム３２および濾材３１が表れている。フレーム３２は、成形された樹脂の表面として表れる。濾材３１は、濾紙の表面として表れる。図１０は、第１実施形態に係るフィルタエレメント３０の平面図である。濾材３１の端面の模様が環状の範囲に表れている。図１１は、フィルタエレメント３０の正面図である。上部に突出部３３ｂが表れている。ほぼ中央で分割された２つの四角形は、濾材３１を示す。下部には、サイドフレーム３４の外筒３４ａが表れている。図１２は、フィルタエレメント３０の側面図である。フィルタエレメント３０の右側面、左側面、および背面は、図１２と同じに表れる。図１３は、フィルタエレメント３０の底面図である。図１４は、フィルタエレメント３０の上部斜視図である。図１５は、フィルタエレメント３０の下部斜視図である。図１６は、フィルタエレメント３０の内部構造を参考的に示す断面図である。意匠として見た場合、突出部３３ｂは、部分意匠として意匠登録を受けようとする部分である。突出部３３ｂは、図１０の中央に円形に表れ、図１１の上部だけに、他からやや細く突出する４つの四角形として表れている。突出部３３ｂ以外の部分は、意匠登録を受けようとする部分以外のその他の部分である。

第２実施形態
この実施形態は、先行する実施形態を基礎的形態とする変形例である。上記実施形態では、コアフレーム３３と可動筒２７との間の噛合機構は、低い噛合部によって提供されている。これに代えて、噛合機構は、より高い噛合部を備えていてもよい。

図１７において、噛合機構は、可動筒噛合部２２７ｃと、フレーム噛合部２３３ｃとを有する。このような噛合機構の形状は、非正規のフィルタ装置、および／またはフィルタエレメントの使用を抑制するために貢献する。この実施形態でも、上記実施形態と同様の作用効果を得ることができる。

第３実施形態
この実施形態は、先行する実施形態を基礎的形態とする変形例である。上記実施形態では、固定筒２６の内部に可動筒２７が配置されている。これに代えて、支持筒２５は、多様な配置を採用することができる。

図１８および図１９は、固定筒３２６と、可動筒３２７とを備える支持筒２５を図示している。この実施形態において、可動筒３２７は、固定筒３２６の外側に配置されている。連結機構２８は、固定筒３２６に形成された開口部３２８ａと、可動筒３２７に固定されたピン３２８ｂとを備える。この配置でも、可動筒３２７の軸ＡＸの方向に沿った可動範囲を制限範囲に制限することができる。しかも、可動筒３２７の回転を固定筒３２６に対してほぼ回転しないように制限することができる。さらに、連結機構２８は、弁機構より下に配置されている。この実施形態でも、上記実施形態と同様の作用効果を得ることができる。

第４実施形態
この実施形態は、先行する実施形態を基礎的形態とする変形例である。上記実施形態では、主として軸方向に流体を流すハニカム型の濾材３１が用いられている。これに代えて、フィルタエレメント３０は、多様な形式の濾材を採用することができる。

図２０は、主として径方向に流体を流す菊花型または星型と呼ばれる濾材４３１を示す。濾材４３１は、コアフレーム４３３の径方向外側に支持されている。コアフレーム４３３の支持部４３３ａは、複数の通路開口を有する。この実施形態でも、上記実施形態と同様の作用効果を得ることができる。

他の実施形態
この明細書および図面等における開示は、例示された実施形態に制限されない。開示は、例示された実施形態と、それらに基づく当業者による変形態様を包含する。例えば、開示は、実施形態において示された部品および／または要素の組み合わせに限定されない。開示は、多様な組み合わせによって実施可能である。開示は、実施形態に追加可能な追加的な部分をもつことができる。開示は、実施形態の部品および／または要素が省略されたものを包含する。開示は、ひとつの実施形態と他の実施形態との間における部品および／または要素の置き換え、または組み合わせを包含する。開示される技術的範囲は、実施形態の記載に限定されない。開示されるいくつかの技術的範囲は、請求の範囲の記載によって示され、さらに請求の範囲の記載と均等の意味及び範囲内での全ての変更を含むものと解されるべきである。

上記実施形態では、濾過される流体として、燃料を説明した。これに代えて、水、冷媒、オイルなど多様な流体を濾過するフィルタ装置およびフィルタエレメントにこの開示は適用可能である。

上記実施形態では、締結機構２４として、ネジ機構を採用した。これに代えて、バヨネットロック機構、ボルトによる締め付け機構、リテーナによる締め付け機構など多様な締結機構を採用することができる。また、上記実施形態では、第１ケース２１を固定側として、第２ケース２２を取り外す例を説明した。これに代えて、第２ケース２２を固定側として、第１ケース２１を取り外すように構成してもよい。

上記実施形態では、ハニカム型の濾材３１、または菊花形の濾材４３１を説明した。これに代えて、フィルタエレメント３０は、渦巻き型、成形体型など多様な濾材を利用することができる。

上記実施形態では、弁機構は、可動筒２７が押し込まれた正規の開弁位置において、径方向に整列する固定開口２６ａと可動開口２７ａとによって提供される。これに代えて、弁機構は、固定筒２６および／または可動筒２７に形成された周方向の溝を有していてもよい。また、図示されるシャッター式の弁機構の他に、可動筒２７によって操作される弁体を有していてもよい。

１濾過システム、２流体源、３利用装置、
１０フィルタ装置、２０ケース、
２１第１ケース、２１ａ外壁、２１ｂ底壁、
２１ｃ開口端、２１ｄ出口管、２１ｅ出口、
２２第２ケース、２２ａプラグ、２３シール部材、
２４締結機構、２５支持筒、２６固定筒、
２６ａ固定開口、２６ｂ開口端、２６ｃシール面、
２７可動筒、２７ａ可動開口、２７ｂ端壁、
２７ｃ可動筒噛合部、２８連結機構、２９付勢部材、
３０フィルタエレメント、３１濾材、３２フレーム、
３３コアフレーム、３３ａ支持部、３３ｂ突出部、
３３ｃフレーム噛合部、３３ｄ内面、３３ｅ円形端部、
３４サイドフレーム、３４ａ外筒、３４ｂ内筒、
３４ｃ底壁、３４ｄストッパフランジ、
３５シール部材、２２７ｃ可動筒噛合部、
３２６固定筒、３２７可動筒、
３２８ａ開口部、３２８ｂピン、
４３１濾材、４３３コアフレーム、４３３ａ支持部、
３０ＤＷ使用位置、３０ＬＦ交換位置、ＡＸ軸、
ＤＳダーティサイド、ＣＳクリーンサイド、
ＴＧＮ締め方向、ＬＳＮ緩め方向、Ｌ２８ｂ制限距離。

Claims

第１ケース（２１）、および、締め方向に回転させられて前記第１ケースの開口端（２１ｃ）を覆うように前記第１ケースに結合される第２ケース（２２）を有するケース（２０）と、
前記ケースに固定された固定筒であって、内部に出口通路を提供する固定筒（２６）と、
前記固定筒に対して軸（ＡＸ）の方向に移動可能に支持され、前記固定筒に対して前記軸の周りに固定されている可動筒（２７）と、
前記固定筒と前記可動筒との間に形成され、前記可動筒が押し込まれた位置において開き、前記可動筒が伸長した位置において閉じる弁機構（２６ａ、２７ａ）と、
前記固定筒に対して前記可動筒を伸長させる方向に向けて、前記可動筒を付勢する付勢部材（２９）と、
前記固定筒および前記可動筒を含む支持筒（２５）を覆うように前記ケース内に配置される筒状のフィルタエレメント（３０）と、
前記フィルタエレメントと前記支持筒との間に配置され、前記フィルタエレメントによって濾過される前のダーティサイド、および前記フィルタエレメントによって濾過された後のクリーンサイドとを仕切るシール部材（３５）と、
前記支持筒と前記フィルタエレメントとの接触部分に形成され、前記締め方向に関して前記フィルタエレメントの回転を阻止するように噛み合う噛合機構（２７ｃ、３３ｃ）とを備えるフィルタ装置。
前記フィルタエレメントは、
前記軸の周りに筒状に配置された濾材（３１）、および
前記濾材を支持するフレーム（３２、３３、３４）を有し、
前記噛合機構は、
前記可動筒の端壁（２７ｂ）に開口を設けることなく前記端壁に形成された可動筒噛合部（２７ｃ）、および
前記フレームに設けられ、前記可動筒噛合部と噛み合うフレーム噛合部（３３ｃ）を有する請求項１に記載のフィルタ装置。
前記第１ケースおよび前記第２ケースは、前記締め方向と反対の緩め方向に回転させられて分離され、
前記噛合機構は、前記緩め方向に関して前記フィルタエレメントの回転を許容する請求項１または請求項２に記載のフィルタ装置。
さらに、前記固定筒に対する前記可動筒の前記軸の方向における移動を所定の制限距離（Ｌ２８ｂ）だけで許容するように、前記固定筒に対して前記可動筒を連結する連結機構（２８）を有し、
前記フィルタエレメントは、
前記軸（ＡＸ）の周りに筒状に配置された濾材（３１）、および
前記濾材を支持するフレーム（３２）を有し、
前記フレームは、
前記濾材を支持する支持部（３３ａ）と、
前記支持部に設けられ、前記濾材から前記軸に沿って突出する突出部（３３ｂ）とを有しており、
前記フィルタエレメントは、前記第１ケースと前記第２ケースとが規定の位置に結合されている場合において、前記付勢部材を圧縮して配置されており、
前記連結機構が許容する前記制限距離は、前記第１ケースと前記第２ケースとが分離された場合において、前記第１ケースの前記開口端から前記フィルタエレメントの前記突出部の少なくとも一部を突出させる距離である請求項１から請求項３のいずれかに記載のフィルタ装置。
第１ケース（２１）、および、前記第１ケースの開口端（２１ｃ）を覆うように前記第１ケースに結合される第２ケース（２２）を有するケース（２０）と、
前記ケース内に配置される筒状のフィルタエレメント（３０）と、
前記ケース内に配置され、前記フィルタエレメントの軸（ＡＸ）の方向に延びる支持筒（２５）とを備え、
前記支持筒は、
前記ケースに固定された固定筒であって、内部に出口通路を提供する固定筒（２６）と、
前記固定筒に対して前記軸の方向に移動可能に支持され、前記固定筒に対して前記軸の周りに固定されている可動筒（２７）と、
前記固定筒と前記可動筒との間に形成され、前記可動筒が押し込まれた位置において開き、前記可動筒が伸長した位置において閉じる弁機構（２６ａ、２７ａ）と、
前記固定筒に対して前記可動筒を伸長させる方向に向けて、前記可動筒を付勢する付勢部材（２９）と、
前記固定筒に対する前記可動筒の前記軸の方向における移動を所定の制限距離（Ｌ２８ｂ）だけで許容するように、前記固定筒に対して前記可動筒を連結する連結機構（２８）とを有し、
前記フィルタエレメントは、
前記軸の周りに筒状に配置された濾材（３１）、および
前記濾材を支持するフレーム（３２）を有し、
前記フレームは、
前記濾材を支持する支持部（３３ａ）と、
前記支持部に設けられ、前記濾材から前記軸に沿って突出する突出部（３３ｂ）とを有しており、
前記フィルタエレメントは、前記第１ケースと前記第２ケースとが規定の位置に結合されている場合において、前記付勢部材を圧縮して配置されており、
前記連結機構が許容する前記制限距離は、前記第１ケースと前記第２ケースとが分離された場合において、前記第１ケースの前記開口端から前記フィルタエレメントの前記突出部の少なくとも一部を突出させる距離であるフィルタ装置。
前記突出部は、
前記軸の方向の端部に、前記軸の周りにおいて円形であって、前記第２ケースと接触する円形端部（３３ｅ）を備える請求項４または請求項５に記載のフィルタ装置。
前記突出部は、
前記軸の方向の端部に、前記軸から径方向外側に向けて突出しており、前記軸の方向に関して互いに離れた多段の円板を備える請求項４から請求項６のいずれかに記載のフィルタ装置。