(57)【要約】本開示は、フィルタカートリッジのネジ部の形状をとり得る、一体的な取付け手段を有する流体フィルタに関する。ネジ部は、フィルタカートリッジをフィルタ装着部に保持するために、フィルタ装着部の協働ネジ部と螺合して相互作用する。本開示はまた、互いに溶接された２つのプラスチック製のシェルから成るカートリッジを備える流体フィルタに関する。本開示はまた、端部キャップによってフィルタ媒体がフィルタカートリッジ内に配置され、延長リブがフィルタカートリッジを構成する２つのシェルの一方に溶接された流体フィルタに関する。
2010540210.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フィルタカートリッジを備えるフィルタ装置であって：前記フィルタカートリッジはハウジングを形成する上側シェルと下側シェルとを備え、前記上側シェルは上端壁および上部環状壁を有し、前記下側シェルは下端壁および下部環状壁を有し、前記上部環状壁は前記上端壁から前記下端壁に向けて延在するように設けられるとともに、前記下部環状壁は前記下端壁から前記上端壁に向けて延在するように設けられ、前記上部環状壁と前記下部環状壁とは結合されて設けられ、流体を連通するために前記上端壁において少なくとも１つの開口部を有し、恒久的かつ取り外し不可能に前記上側シェルに接合されて流体を濾過するように配置されるフィルタ媒体を有し、前記下部環状壁が前記上側シェルの上方および周囲に延在するスカート部を構成するとともに、前記下部環状壁のスカート部がフィルタカートリッジの解除可能な取付けに適した保持構造を有するように構成された、フィルタ装置。
【請求項２】
前記保持構造は、半径方向の外側方向かつ前記下側シェル周囲の異なる角度位置に向かって延在する複数の保持タブを有する、請求項１のフィルタ装置。
【請求項３】
前記保持構造は前記下側シェルの円筒状の壁に形成された少なくとも１つのネジ部を有する、請求項１のフィルタ装置。
【請求項４】
前記上側シェルと前記下側シェルとは恒久的に取り付けられ、前記フィルタカートリッジは全体が使い捨て可能に設けられた、請求項１のフィルタ装置。
【請求項５】
前記下側シェルは装着ボウルを形成し、前記装着ボウルが再利用可能である一方で、前記上側シェルおよび前記フィルタ媒体は脱着および使い捨てが可能に設けられ、前記上側シェルは前記下側シェルに取り外し可能に結合されるように構成された、請求項１のフィルタ装置。
【請求項６】
前記フィルタカートリッジは燃料から水を濾過するとともに、燃料から微粒子を濾過するために適した燃料フィルタカートリッジであり、前記下側シェルは前記燃料フィルタカートリッジ内に水位インジケータを一体的に設けるために少なくとも部分的に透明に設けられ、前記下側シェルは水を重力により排出するための排出口を有し、前記排出口を開閉する排出バルブをさらに有する、請求項１のフィルタ装置。
【請求項７】
前記フィルタ装置は前記フィルタカートリッジとともに装着基部を備え、前記装着基部は基部環状壁を含むカップ形状の受け口を有し、前記フィルタカートリッジは装着状態において前記上側シェルが前記カップ形状の受け口に実質的に受け入れられた状態となるように構成されるとともに、前記基部環状壁は実質的に前記上側シェルを囲み前記下側シェルの前記スカート部と前記上側シェルの前記上部環状壁との間に形成されたチャネルに受け入れられるように構成され、前記装着基部は前記上側シェルの前記開口部に受け入れられる液体の流入および流出のために同軸上に配置された１対の流体管をさらに有する、請求項１のフィルタ装置。
【請求項８】
フィルタカートリッジを備えるフィルタ装置であって、
前記フィルタカートリッジは：
互いに連結されて内部キャビティを画成する上側シェルと下側シェルとを有するハウジングと；
フィルタ媒体であって、内部キャビティに配置され流入口と流出口との間でフィルタ媒体を介して通過する流体を濾過するとともに、前記流体がフィルタ媒体を介して通過する時に前記流体から水を分離するフィルタ媒体と；
前記内部キャビティ内の水を示すために少なくとも部分的に透明に設けられた前記下側シェルと；
前記内部キャビティから水を排出するために開口するハウジングに設けられた排出弁とを備える；
フィルタ装置。
【請求項９】
前記下側シェルは少なくとも部分的に透明となるようにプラスチック材料で成形される、請求項８のフィルタ装置。
【請求項１０】
前記上側シェルと前記下側シェルとは互いに恒久的に接合されて使い捨て式のフィルタカートリッジを構成する、請求項８のフィルタ装置。
【請求項１１】
前記フィルタ装置は前記フィルタカートリッジとともに装着基部を備え、前記装着基部は基部環状壁を含むカップ形状の受け口を有し、前記フィルタカートリッジは装着状態において前記上側シェルが前記カップ形状の受け口に実質的に受け入れられた状態となるように構成されるとともに、前記基部環状壁は実質的に前記上側シェルを囲み前記下側シェルの前記スカート部と前記上側シェルの前記上部環状壁との間に形成されたチャネルに受け入れられるように構成され、前記装着基部は前記上側シェルの開口部に受け入れられる液体の流入および流出のために同軸上に配置された１対の流体管をさらに有する、請求項８のフィルタ装置。
【請求項１２】
前記上側シェルは上端壁および上部環状壁を有し、前記下側シェルは下端壁および下部環状壁を有し、前記上部環状壁は前記上端壁から前記下端壁に向かって延在するように設けられるとともに、前記下部環状壁は前記下端壁から前記上端壁に向かって延在するように設けられ、前記上部環状壁と前記下部環状壁とが結合されて設けられた、請求項８のフィルタ装置。
【請求項１３】
フィルタカートリッジを備えるフィルタ装置であって：前記フィルタカートリッジはハウジングを形成する上側シェルと下側シェルとを備え、前記上側シェルは上端壁および上部環状壁を有し、前記下側シェルは下端壁および下部環状壁を有し、前記上部環状壁は前記上端壁から前記下端壁に向けて延在するように設けられるとともに、前記下部環状壁は前記下端壁から前記上端壁に向けて延在するように設けられ、前記上部環状壁と前記下部環状壁とは結合されて設けられ、前記フィルタカートリッジは流体を連通するために前記上端壁において少なくとも１つの開口部を有し、気密的に前記上側シェルに接合し流体を濾過するように配置されるフィルタ媒体のリングを有し、前記下側シェルは装着ボウルを形成し、前記上側シェルは前記装着ボウルが再利用可能である一方で、前記上側シェルおよび前記フィルタ媒体が脱着および使い捨て可能となるように前記下側シェルに取り外し可能に結合されて設けられた、フィルタ装置。
【請求項１４】
前記下側シェルはプラスチック材料によって少なくとも部分的に透明にモールド成形されて設けられ、前記下側シェルに設けられた排出口と前記排出口を開閉するように配置された排出バルブとをさらに有する、請求項１３のフィルタ装置。
【請求項１５】
前記上部環状壁と前記下部環状壁との間に配置されたシール部をさらに備える、請求項１３のフィルタ装置。
【請求項１６】
前記シール部は前記上側シェルによって担持され、前記上側シェルおよび前記フィルタ媒体とともに使い捨て可能に設けられた、請求項１３のフィルタ装置。
【請求項１７】
前記下部環状壁は前記上端壁の上方および周囲に延在するスカート部を構成し、前記下部環状壁の前記スカート部は前記フィルタカートリッジの装着基部への脱着可能な取り付けに適する保持構造を有する、請求項１３のフィルタ装置。
【請求項１８】
前記フィルタ装置は前記フィルタカートリッジとともに前記装着基部を備え、前記装着基部は基部環状壁を含むカップ形状の受け口を有し、前記フィルタカートリッジは装着状態において前記上側シェルが前記カップ形状の受け口に実質的に受け入れられた状態に設けられるとともに、前記基部環状壁は実質的に前記上側シェルを囲み前記下側シェルの前記スカート部と前記上側シェルの前記上環状壁との間に形成されたチャネルに受け入れられるように構成され、前記装着基部は前記上側シェルの前記開口部に受け入れられる液体の流入および流出のために同軸上に配置された１対の流体管をさらに有する、請求項１７のフィルタ装置。
【請求項１９】
フィルタカートリッジを備えるフィルタ装置であって：前記フィルタカートリッジはハウジングを形成する上側シェルと下側シェルとを備え、前記上側シェルは上端壁および上部環状壁を有し、前記下側シェルは下端壁および下部環状壁を有し、前記上部環状壁は前記上端壁から前記下端壁に向けて延在するように構成されるとともに、前記下部環状壁は前記下端壁から前記上端壁に向けて延在するように構成され、前記上部環状壁と前記下部環状壁とは結合されて設けられ、流体を連通するために前記上端壁において少なくとも１つの開口部を有し、前記ハウジングの流体を濾過するように配置されたフィルタ媒体を有し、前記ハウジングに沿って突出するスカート部が設けられ、前記スカート部は前記スカート部に異なる角度位置において一体的にモールド成形された複数の個別に設けられた保持タブを有する、フィルタ装置。
【請求項２０】
前記保持タブは前記スカート部の残りの部分に対して相対的に半径方向の外側に延在するように構成され、各保持タブの後方には個別の凹部が形成されるように構成された、請求項１９のフィルタ装置。
【請求項２１】
前記保持タブはスカート部の周囲に等しい角度間隔で成形されるように構成されるとともに、前記下側シェルに形成されるように設けられた、請求項１９のフィルタ装置。
【請求項２２】
前記フィルタ装置は前記フィルタカートリッジとともに前記装着基部を備え、前記保持タブは前記フィルタカートリッジを基部に装着状態に保持し、前記装着基部は基部環状壁を含むカップ形状の受け口を有し、前記フィルタカートリッジは装着状態において前記上側シェルが前記カップ形状の受け口に実質的に受け入れられた状態に設けられるとともに、前記基部環状壁は実質的に前記上側シェルを囲み前記下側シェルの前記スカート部と前記上側シェルの前記上環状壁との間に形成されたチャネルに受け入れられるように構成され、前記装着基部は前記上側シェルの開口部に受け入れられる液体の流入および流出のために同軸上に配置された１対の流体管をさらに有する、請求項１９のフィルタ装置。
【請求項２３】
フィルタカートリッジであって：
ハウジングを形成する上側シェルおよび下側シェルであって、前記上側シェルは上端壁および上部環状壁を有し、前記下側シェルは下端壁および下部環状壁を有し、前記上部環状壁は前記上端壁から前記下端壁に向かって延在するように構成されるとともに、前記下部環状壁は前記下端壁から前記上端壁に向かって延在するように構成され、前記上部環状壁と前記下部環状壁とは結合されて構成された、上側シェルおよび下側シェルと；
流体を連通するために前記上端壁に設けられた第１開口部であって、前記第１開口部にそって第１シール材が設けられる第１開口部と；
前記ハウジングに配置されたフィルタ媒体のリングと；
前記ハウジング内で前記フィルタ媒体の一端に気密的に取り付けられる逆流端部キャップであって、前記第１開口部と第２開口部に沿って設けられた第２シール材との略同軸上に第２開口部を有する逆流端部キャップと；
前記フィルタ媒体の他端に気密的に取り付けられる第２端部キャップと；
前記ハウジングと前記逆流端部キャップとの間に設けられるリブであって、前記逆流端部キャップと前記ハウジングとを一体的に接合するリブとを備える；
フィルタカートリッジ。
【請求項２４】
前記ハウジングおよび前記逆流端部キャップはプラスチック構造により設けられ、前記リブは前記逆流端部キャップにモールド成形され、前記上側シェルの内側に形成された複数の対応ポケット内の前記上側シェルにプラスチック溶接または接着剤で固定されるように設けられた、請求項２３のフィルタカートリッジ。
【請求項２５】
前記第２開口部は流出口を構成するとともに、前記第１開口部は流入口を構成し、前記カートリッジは燃料を前記第１開口部の流入口および前記逆流端部キャップの周囲を介してフィルタエレメントへ導くとともに、前記フィルタ媒体を介して前記第２開口部の流出口へと導くことに適するように構成され、前記第２端部キャップは前記下側シェルの本体から離間してその間には流路が形成されて排出口へと通じるように構成され、前記排出口を開閉するように配置された排水バルブをさらに有する、請求項２３のフィルタカートリッジ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般に流体フィルタに関し、特にフィルタ用ハウジング、装着システムおよび／または水位表示部品に関する。
【背景技術】
【０００２】
流体フィルタおよび燃料フィルタの装着形態は従来技術として周知であり、Ｓｔａｎａｄｙｎｅ  Ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ  Ｃｏｒｐ．の米国特許第５，２０３，９９４号および第６，１８７，１８８号により例示されており、それらの明細書の開示内容全体を参照して本明細書に組み込む。従来、これらの形態のフィルタカートリッジは、外側のロール継ぎ目で結合された２つの金属シェルで構成されるハウジングを使用してきた。’９９４特許に示すように、ロール継ぎ目を掴み、これを保持することによって、フィルタカートリッジを基部に装着する鍔（カラー）保持システムが使用されてもよい。’１８８特許に示すように、保持タブをロール継ぎ目に変形させて、装着基部／フィルタヘッドの内面に一体的に形成されるチャネル保持溝内に設置され得る装着構造を提供してもよい。従来の技術水準を超える改良が、本明細書に開示される。
【発明の概要】
【０００３】
本開示に係る複数の発明の態様は、独立した個別の保護をそれぞれ請求するものであるが、組み合わせて相乗効果を有するものであり得る。
【０００４】
本発明の第一の態様は、例えば、燃料フィルタシステムに適用する場合において、別途設けられる集水ボウルを不要にするフィルタカートリッジの透明部に関する。この態様によれば、フィルタカートリッジは、互いに結合して内部キャビティを画成する上側シェルおよび下側シェルを有するハウジングを備える。フィルタ媒体がその内部キャビティ内に配置され、流入口と流出口との間のフィルタ媒体を通過する流体を濾過する。フィルタ媒体は、流体がフィルタ媒体を通過する際に、流体から水を分離する。下側シェルは、内部キャビティ内の水を示すために、少なくとも部分的に透明である。また、ハウジングの排出弁は、内室から水を排出するために開くように設けられている。
【０００５】
本発明の第二の態様は、ある種のフィルタカートリッジに関し、該カートリッジの一部分は再利用可能であり、他の部分は使い捨て可能である。この発明の態様によると、フィルタカートリッジはハウジングを形成する２つのシェルを備え、該ハウジングにおいて、各シェルは結合された端壁と環状壁とを有する。前記の壁の一方には、流体を連通させるための開口部が設けられる。フィルタ媒体のリングが上側シェルに気密的に接合されて、ハウジング内の流体を濾過するように配置される。さらに、下側シェルは再利用可能な装着ボウルを形成し、上側シェルが取外し可能に下側シェルに結合することによって、装着ボウルが再利用可能である一方で、上側シェルおよびフィルタ媒体は脱着および使い捨てが可能である。
【０００６】
本発明の第三の態様は、例えば、エンジンの燃料回路または他の燃料回路の装着基部への取付けに使用される、一体成形された保持タブを有するフィルタカートリッジに関する。この態様によると、フィルタカートリッジは、流体を連通する少なくとも１つの開口部と、流体を濾過するためにハウジング内に配置されたフィルタ媒体とを有し、ハウジングを形成する上側シェルおよび下側シェルを備える。下側シェルの下部環状壁は、上側シェルの上端壁の上方に延び出してスカート部を提供し、下部環状壁のスカート部は、異なる位置でスカート部と一体成形された複数の個別に設けられた保持タブを画成する。この態様によれば、代わりに上側シェルに保持タブを設けることも代替的に考えられる。
【０００７】
本発明の第四の態様は、ハウジングに一体的に接合される新規の逆流端部キャップに関する。フィルタカートリッジは、この態様によると、流体を連通する一の開口部と、ハウジング内に配置されるフィルタ媒体のリングとを有し、ハウジングを画成する上側シェルおよび下側シェルを備える。逆流端部キャップはハウジング内に配置され、フィルタ媒体の一端に気密的に取り付けられる。逆流端部キャップはまた、ハウジング上の開口部と同心に設けられた他の開口部を有し、シール部材が各開口部に配設される。別の端部キャップがフィルタ媒体の他端に取り付けられる。リブは逆流端部キャップとハウジングとの間に配設されて、逆流端部キャップとハウジングとを一体的に接合する。
【０００８】
本発明の第五の態様は、ハウジングを形成する上側シェルおよび下側シェルを備える新規のフィルタカートリッジ構造に関し、該ハウジングは、流体を連通する少なくとも１つの開口部を有し、流体を濾過するために恒久的且つ取り外し不可能に上側シェルに接合されてハウジング内に配置されるフィルタ媒体とを有する。さらに、該構成は、上側シェルの上方および周囲に延び出してスカート部を提供する、下側シェルの下部環状壁の延長部を有する。さらに、下部環状壁のスカート部は、フィルタカートリッジの解除可能な取付けに適した保持構造（例えば、保持タブ；例えば、肩部を提供し得る、そのまま延長して延在するように設けられたへり；または、フィルタカートリッジを装着基部に保持するよう適合された他の適切な構造）を画成する。
【０００９】
本発明の他の態様、目的および利点は、添付図面を参照した、以下の詳細な説明からさらに明らかになるであろう。
【００１０】
本明細書に組み込まれ、その一部を成す添付図面は、本発明のいくつかの態様を示し、詳細な説明とともに、本発明の原理を説明するのに役立つ。図面は下記の通りである。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、本発明の一の実施の形態に係るフィルタの断面図である。
【００１２】
【図２】図２は、図１に示す円３に囲まれた部分を抜き出した拡大図である。
【００１３】
【図３】図３は、本発明の他の実施の形態に係る、フィルタの断面図であり、該断面は図１における断面と同一の断面による。
【００１４】
【図４】図４は、図３に示す円５に囲まれた部分を抜き出した拡大図である。
【００１５】
【図５】図５は、図７に示すフィルタの端面図である。
【００１６】
【図６】図６は、図７に示すフィルタの等角投影図である。
【００１７】
【図７】図７は、本発明の他の実施の形態に係る、フィルタの断面図であり、該断面は図１における断面と同一の断面による。
【００１８】
【図８】図８は、図７に示すフィルタが取り付けられ得る、典型的なフィルタ装着部のマップ図である。
【００１９】
【図９】図９は、断面がフィルタ装着部の略直径に沿った、図８に示すフィルタ装着部の断面図である。
【００２０】
【図１０】図１０は、本発明の他の実施の形態に係る、フィルタの断面図であり、該断面は図１に示す断面と同一の断面による。
【００２１】
【図１１】図１１は、図１０に示す円９に囲まれた部分を抜き出した拡大図である。
【００２２】
【図１２】図１２は、本発明の他の実施の形態に係る、フィルタの断面図であり、該断面は図１に示す断面と同一の断面による。
【００２３】
【図１３】図１３は、図１２の実施の形態で使用される、上側の逆流端部キャップの等角投影図である。
【００２４】
【図１４】図１４は、上側シェルと図１２に示す逆流端部キャップとの間の装着界接面の切り欠き図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
図１は、本発明の教示に従うフィルタカートリッジ１０１の実施の形態の様々な構造上および動作上の態様を示す。フィルタカートリッジ１０１は、流体、特に燃料、潤滑剤、冷却液等の液体から不純物を濾過する。フィルタカートリッジ１０１は通常、中央キャビティ１０７を形成する円筒状のフィルタハウジング１０５と、中央キャビティ１０７に格納されたフィルタ媒体１０６の管状リングと、共働ネジ部１２４を有するフィルタ装着部１０９にフィルタカートリッジ１０１を取り付けるためのネジ部１１７が形成された、ハウジング１０５の取付け構造とを有する。
【００２６】
図１に示すように、円筒状のフィルタハウジング１０５は、上側シェル１０３に結合した下側シェル１０２を含む、２つのカップ状のシェルを備える。下側シェル１０２と上側シェル１０３とは組み合わされて、通常、内側中央キャビティ１０７を画成する。下側シェル１０２は、略円筒状の側壁１１９へと移行するドーム状の端壁１１８を含むボウルを形成し、側壁１１９は、側壁１１９の半径Ｒ２よりも大きい半径Ｒ１を有する軸方向に突出する環状フランジ１２５へと移行する。環状フランジ１２５は、端壁１１８によって形成される概して閉塞された端部の反対側に、下側シェル１０２の開口端部１２２を画成する。
【００２７】
下側シェル１０２は、好ましくはモールド成形されたプラスチック部品であって、共に結合された複数の部分から構成されてもよいが、代替的にアルミ鋳造部品部分ならびに／または単一部品であってもよく、および／または他の適切な材料から形成されるものとしてもよい。図示のように、下側シェル１０２はモールド成形されたプラスチックから形成される。端壁１１８、側壁１１９および環状フランジ１２５は、一体化された単一構造として一体モールド成形されてもよい。代替的に、端壁１１８、側壁１１９および環状フランジ１２５は、個別に形成され、次いで組み合わされて一体に形成されるものとしてもよい。かかる構成において、端壁１１８および側壁１１９は、化学結合、プラスチック溶接、接着結合等によって組み合わされてもよい。図示の例においては、側壁１１９および環状フランジ１２５が一体に形成される一方で、端壁１１８は個別に形成されて、環状フランジ１２５とは反対側の側壁１１９の端部に結合されている。
【００２８】
個別部品をその後組み合わせるような、この下側シェル１０２の形成方法は、側壁１１９および端壁１１８が異なる材料で形成される場合に有益となり得る。例えば、下側シェル１０２が集水ボウルとして用いることができる収集ボウル１１０を形成する場合等においては、端壁１１８または側壁１１９の一方を透明な材料で形成することが望ましい。透明な材料によって、操作者は容易に収集ボウル１１０の内容物を検査し、排出弁１１５を使用して収集ボウル１１０内の分離物質を排出できる。好ましくは、下側シェル１０２全体が透明な材料で構成されることによって、フィルタの作動中に収集ボウル１１０に含まれる水位が示されるように設けられる。
【００２９】
上側シェル１０３は、略平面状の円形端壁１２０および略円筒状の側壁１２１を有する。円形端壁１２０は上側シェル１０３の上端部を閉塞し（中央流体口を除く）、円筒状の側壁１２１は上側シェル１０３の開口端部１２３を画成する。側壁１２１は、端壁１２０から軸方向に離れて突出する。上側シェル１０３は、下側シェル１０２と同様の方法で形成されるものとしてもよい。
【００３０】
さらに図２を参照すると、下側シェル１０２と上側シェル１０３との間の結合部の部分拡大図が示される。上側シェル１０３の側壁１２１は、開口端部１２３に近接する円形コネクタ部１２９を有し、円形コネクタ部１２９は下向きに垂下する環状コネクタリングを有する。円筒状のフィルタハウジング１０５は、下側シェル１０２の側壁１１９に形成されたＵ字型の円形溝１０８の形状に設けられた保持具に上側シェル１０３の円形コネクタ部１２９を嵌合することによって形成される。図１および図２に示すように、円形コネクタ部１２９は、例えば、誘導溶接、超音波溶接またはスピン溶接等の溶接技術を含むプラスチック溶接部１０４による溶接によって、Ｕ字型の溝１０８に結合されてもよい。代替的に、下側シェル１０２と上側シェル１０３とは互いに化学接合または接着接合されるものとしてもよく、あるいは機械的に互いに固定されるものとしてもよい。この実施の形態においては、２つのシェル１０２および１０３は、漏れ経路を封止するとともに、カートリッジ全体を使い捨てかつ交換可能とするために、恒久的に取り付けられるのが好ましい。
【００３１】
円形の受け溝１２８は、下側シェル１０２の環状フランジ１２５と上側シェル１０３の側壁１２１との間で、それらによって画成される。溝１２８は、対応する装着ヘッド１０９から突出する構造と嵌合するためのクリアランスを提供する。溝１２８はまた、フィルタ装着ヘッド１０９（装着アダプタとしても公知である）のネジ部１２４と嵌合するネジ部１１７のためのクリアランスを提供する。
【００３２】
円筒状のフィルタハウジング１０５は、下側シェル１０２の側壁１１９の環状フランジ１２５の内面に直接組み込まれたネジ部１１７を使用して、フィルタ装着ヘッド１０９に解除可能に取り付けられる。このネジ部１１７は、フィルタ装着ヘッド１０９のネジ部１２４と相互に作用して、フィルタカートリッジ１０１をフィルタ装着ヘッド１０９に解除可能にネジ止めする。フィルタ装着ヘッド１０９のネジ部１２４は、キャビティ１２８内で側壁１１９のネジ構造１１７と相互に作用する。図示の実施の形態では、ネジは、下側シェル１０２の製造において、側壁１１９に、特に環状フランジ１２５に直接モールドされて設けられる。
【００３３】
次いで、この例示の実施の形態に示すフィルタ媒体１０６について説明すると、フィルタ媒体１０６は、中央キャビティ１１２が設けられた管状のリングであり、上側シェルから軸方向にフィルタハウジング１０５の中央キャビティ１０７を通じて端部キャップ１１６まで延在する。フィルタ媒体１０６は、少なくとも部分的にセルロース材料から形成されるとともに、好ましくは、ひだ状に形成されたフィルタ紙を有する、任意の標準的なフィルタ媒体とすることができる。開示される燃料フィルタの実施の形態において、フィルタ媒体１０６は、水を凝集することによって媒体を介した水の通過を防止するとともに、流体の流れから微粒子を分離するために適した公知の性能等級のフィルタ媒体とすることが可能であり、好ましい。従って、フィルタ媒体は水の分離と微粒子の濾過という二重の機能を果たすことができる。
【００３４】
フィルタ媒体１０６は、例えばプラスチゾルもしくは他の接着剤によって、または上側シェルのプラスチック材料にフィルタ媒体の上端部を直接埋め込むことによって、気密的且つ恒久的に上側シェル１０３に接合される。この点において、上側シェル１０３は、外側ハウジングの一部として機能すると共に、フィルタ媒体の上端部キャップとしての二重の役割を効果的に果たすものとすることができる。上側シェル１０３は、フィルタカートリッジへの流体の流入およびフィルタカートリッジからの流体の流出を促進するための、円形のシーリンググロメット１３８で界接され得る中央の円形開口部１３６を有する。フィルタ媒体１０６の底端部は、気密的且つ恒久的に底端部キャップ１１６に接合され、好ましくはプラスチゾルおよび／または同様の方法で、気密的かつ恒久的に上側シェルに接合される。底端部キャップ１１６は、円形のシーリンググロメット１４２と嵌合する開口部を有する管状の延長部１４０を有する２ピース構造であってもよい。この配置は、フィルタヘッドが単一の開口部１３６を介してカートリッジと流体を連通する２つの同軸に設けられた流入管および流出管を有するフィルタシステムにおいて、特に有用である。しかし、他の実施の形態では、個々に離間した外側の流入ポートおよび流出ポートを有する２つ以上の開口部を有するものとしてもよい。
【００３５】
図１に示すようにフィルタヘッドに装着された場合、（例えば、燃料タンクからの）濾過されていない燃料は、燃料流入路１１１（例えば、装着ヘッドの中央同心管）を通ってフィルタカートリッジに流入し、フィルタ媒体１０６の中央キャビティ１１２を通って軸方向に移動する。入口の流れは、管状延長部１４０を介して、底端部キャップ１１６に形成された底部流路１１３に繋がる。通常、燃料流路１３０を辿り、濾過されていない燃料は、次いで内側のフィルタ要素の底端部を周って外側の環状室１３１に移動し、その後、径方向の内側にフィルタ媒体１０６を介してフィルタ媒体１０６内部の清浄流体室へと移動する。流体がフィルタ媒体１０６を通過する際に、不純物が燃料から濾過される。浄化された燃料は、フィルタ装着ヘッド１０９の清浄燃料出口１１４へと軸方向に送られることによって、外側開口部１３６を通ってフィルタカートリッジ１０１から出る。
【００３６】
燃料濾過への適用においては、好ましくはフィルタ媒体１０６は不透水性であり、汚濁燃料がフィルタ媒体１０６を通過する際に、水はフィルタ媒体１０６の外側で凝集される。凝集された水は、フィルタ装着ヘッド１０９とは反対側のフィルタカートリッジ１０１の端部でフィルタカートリッジ１０１と一体的に形成された、収集ボウル１１０内へ軸方向に落下する。上記で示すように、収集ボウル１１０は、収集ボウル１１０内に集められた水の量をユーザが検査でき、排出弁１１５を開いて集めた水を、排出弁１１５（「排出コック」としても公知である）を介して収集ボウル１１０から排出する必要があるかどうかを判定できるように、透明に設けるものとしてもよい。排出弁１１５は、ハウジングの底部の排出口１４４を閉塞し、排水を容易にするために手動で開く（例えば、ひねる／ねじる）ことができる。
【００３７】
図３および図４は、上側シェル２０３が下側シェル２０２に解除可能に取り付けられる点を除いて、第１の実施の形態と酷似したフィルタカートリッジのさらなる実施の形態を示す。この実施の形態においては、上側シェル２０３が、上側シェル２０３によって担持されるフィルタ媒体２０４と共に脱着および使い捨てが可能である一方、下側シェル２０２は、整備点検毎の交換が不要となり得る再利用可能な収集ボウルを提供できる（従って、下側シェル２０２が担持する排出コックも再利用可能である）。具体的には、フィルタ媒体２０４は、第１の実施の形態で示したようなプラスチゾルまたは他の適切な手段等によって、恒久的に上側シェル２０３に接合され得る。上側シェル２０３は、ハウジングの一部およびフィルタ媒体２０４の上端部キャップの双方を形成する。恒久的且つ気密的にフィルタ媒体２０４に接合する下端部キャップ２１０も、フィルタ媒体２０４と共に使い捨て可能である。
【００３８】
この特性を提供するため、上側シェル２０３と下側シェル２０２との間にスナップ嵌合部、ネジ界接面または他の解除可能な結合を有することができる、解除可能な結合部２０８が設けられる。また、再利用可能な下側シェル２０２が、フィルタ装着ヘッドと係合するように装着される際に、下側シェル２０２とフィルタ装着ヘッドとの間に上側シェル２０３を挟むこととなることから、解除可能な結合部２０８は、さらに単純に圧入、または締りばめを有するものとしてもよく、上側シェル２０３を軸方向に僅かに圧迫するものとしてもよい。この実施の形態では、下側シェル２０２の内面は、上側シェル２０３のＵ字型コネクタ部２２９の対応する伸張した脚部２０７を受け、これと嵌合するように構成される。環状溝内に位置するエラストマー製の密封Ｏ-リング２０９がＵ字型のコネクタ部２２９を密封して漏洩を防止する。上側シェル２０３が下側シェル２０２に恒久的には固定されないので、この実施の形態では、下側シェル２０２と上側シェル２０３とによって形成されたフィルタハウジング２０５の下部は有益に再利用可能となる。
【００３９】
第１および第２の実施の形態は、米国特許第５，２０３，９９４号に係る既存の商業的に使用される鍔（カラー）保持システムを修正するために使用することもできる。具体的には、かかるシステムの保持鍔（カラー）を廃止し、またはその使用から取り除く。代わりに、上記最初の２つの実施の形態のフィルタカートリッジを、フィルタヘッドに直接ねじ止めまたは装着することができる。その結果、介在する分割構造が除去されて、当該分野において既存の構成が簡略化される。
【００４０】
図５および図６は、異なるフィルタヘッドの構成と共に使用可能な、本発明の教示に係るフィルタカートリッジ３０１のさらなる実施の形態を示す（米国特許第５，２０３，９９４号に示すような鍔（カラー）保持システム、または米国特許第６，１８７，１８８号に示すような保持チャネルシステムを含む）。この実施の形態では、フィルタカートリッジ３０１は、径方向の外側に延在する複数の保持タブ３１０を有する。より詳細には、下側シェル３０２は、径方向の外側に突出する開口端部３２３に近接する下側シェル３０２の外面に、一体的に形成された３つの保持タブ３１０を有する。好適な実施の形態では、下側シェル３０２をモールド成形するとともに保持タブ３１０が形成されることによって、シェルに一体モールド成形される。有益なことに、それに引き続いて、さらなる加工処理または形成を行う必要がない。
【００４１】
米国特許第５，２０３，９９４号の鍔（カラー）保持システムで示すように、保持タブ３１０はフィルタ装着ヘッドの鍔（カラー）部によって掴まれ得る。代替的に、保持タブ３１０は、例えば米国特許第６，１８７，１８８号に示すようなチャネル保持システムに従って、フィルタ装着ヘッドの内側保持チャネルに取り付けられ、捻り込まれることもできる。その結果、この実施の形態は、複数の用途および保持システム用の多目的な設計を提供する。
【００４２】
チャネル保持システムを図示するために、フィルタ装着ヘッド３０９の関連部分を図８および図９に略図により示す。これらの図は、フィルタカートリッジ３０１をフィルタ装着ヘッド３０９に固定するためのチャネル保持構造を一般的に示すが、汚濁流体の流入口および清浄流体の流出口については図示しない。特に図８を参照すると、フィルタ装着ヘッド３０９は、挿入スロット３０５によって角度を隔てて離間された、径方向の内側に突出する複数の肩部３０４を有する。以下でより詳細に説明するが、挿入スロット３０５は、フィルタ交換の間、フィルタカートリッジ３０１の保持タブ３１０（図８および図９には図示せず）と位置合わせされて、それらを受け入れる。肩部３０４は、フィルタカートリッジがフィルタ装着ヘッド３０９に装着される際に、フィルタカートリッジ３０１の保持タブ３１０を受けるための、図８では肩部３０４の背後に隠れているが、図９の断面図ではより明確に図示された保持スロット３１５の壁部を形成する。
【００４３】
フィルタカートリッジ３０１をフィルタ装着ヘッド３０９に装着するために、ユーザはまずフィルタカートリッジの保持タブ３１０を挿入スロット３０５と位置合わせする。次に、ユーザは、フィルタ装着ヘッド３０９に形成された開口部３０６を通して、フィルタカートリッジ３０１を軸方向に挿入し、保持タブ３１０は挿入スロット３０５を通過する。フィルタカートリッジ３０１が開口部３０６を通じて挿入される際、ユーザは、エラストマー製のバネ３１１を図８に示すフィルタ装着ヘッド３０９に対して圧縮する。次いで、ユーザがフィルタカートリッジ３０１を回転させることによって、３つの保持タブ３１０が保持スロット３１５に入り、フィルタ装着ヘッド３０９の内側に突出する肩部３０４と軸方向に整列する。３つの保持タブ３１０は肩部３０４の内径Ｒ４よりも大きい径Ｒ３を有しているので（図８参照）、３つの保持タブ３１０はフィルタ装着ヘッド３０９の対応する肩部３０４と軸方向に当接し、フィルタ装着ヘッド３０９に対して軸方向への移動が不可能になることによって、フィルタカートリッジ３０１をフィルタ装着ヘッド３０９に結合させる。バネ３１１は、フィルタ装着ヘッド３０９から離れる方向にフィルタカートリッジ３０１を付勢することによって、保持タブ３１０をフィルタ装着ヘッド３０９の内側に突出する肩部３０４に対して軸方向に押圧する。この付勢作用によって保持タブ３１０と内側に突出する肩部３０４との間の摩擦が増加し、フィルタカートリッジ３０１が回転してフィルタ装着ヘッド３０９から誤って取り外されることが防止される。チャネルはまた、移動を防止するために僅かに傾斜するものとしてもよい。
【００４４】
フィルタカートリッジ３０１を取り外すために、ユーザは、保持タブ３１０が再度フィルタ装着ヘッド３０９の挿入スロット３０５と整列するまでフィルタカートリッジ３０１を回転させて、フィルタカートリッジ３０１をフィルタ装着ヘッド３０９から軸方向に離れる方向に引けばよい。各保持タブ３１０は、上側シェルと下側シェルとの間の界接面によって形成されたチャネル３１４に面する凹領域３１２を有するものとしてもよい。
【００４５】
この実施の形態においては、図１に示す実施の形態の結合に酷似するように、上側シェルは恒久的に下側シェルに結合される。しかし、この実施の形態はまた、例えば図３〜４に図示する第２の実施の形態に示すように、シェル間の解除可能な結合を用いるものとしてもよい。
【００４６】
図１０は、下側シェル４０２がモールド成形されたプラスチックで作られる一方で、上側シェル４０３がプレス加工および／または絞り加工された鋼板で作られる、さらなる実施の形態を示す。しかし、本実施の形態は、プラスチック製の上側シェル４０３を用いても実施され得る。フィルタカートリッジ４０１は、上側シェル４０３を下側シェル４０２に軸方向に挿入して２つのシェル４０２、４０３を取り付けることによって、再度作成される。上側シェル４０３は、上側シェル４０３の略閉塞した端部を形成する略平坦な端壁４２０と、上側シェル４０３の開口端部４２４を画成する略円筒状の側壁４２１とを再度有する。側壁４２１は、端壁４２０から軸方向に離れて突出する。側壁４２１の端部は、端壁４２０に向かって軸方向に折り返されて小さなＵ字型のカール部４２５を形成し、側壁４２１の終端縁４２９は軸方向において端壁４２０に面する。Ｕ字型のカール部４２５は、初期の取付けの間（すなわちシェルが軸方向に共に押圧される際）、上および／または下側シェルの弾性的な偏向を促進する協働カム面を下面に有する。
【００４７】
この実施の形態はまた、収集ボウルを形成する下側シェル４０２を備え、収集ボウルは略円筒状の側壁４１９に移行するドーム状の端壁４１８を有する。側壁４１９は、端壁４１８によって形成された略閉塞した端部と対向する、下側シェル４０２の開口端部４２３を有する。
【００４８】
図１１は、下側シェル４０２と上側シェル４０３との間の結合部の部分拡大図である。シェルが互いを押圧する際、Ｕ字型のカール部４２５の終端縁４２９は、下側シェル４０２の側壁４１９の内面に形成された径方向の内側に延在する突出部４３０に接触し、この接触による干渉が下側シェル４０２と上側シェル４０３との離間を防ぐ。上側シェル４０３は組み付け中に下側シェル４０２に軸方向に挿入され、Ｕ字型のカール部４２５は内側に延在する突出部４３０にスナップ嵌合して係合する。Ｕ字型のカール部４２５が挿入されることによって、上側シェル４０３の開口端部４２４が軸方向で端壁４１８に面する。
【００４９】
下側シェル４０２の側壁４１９には、環状チャネル４２７が形成される。下側シェル４０２は、Ｕ字型のカール部４２５が配置された上側シェル４０３に取り付けられることで、環状チャネル４２７内でリングシール４２８を圧縮する。これにより、金属とプラスチックとの間の漏れ経路を封止する流体密封シールが構成される。リングシールはまた、スナップ式の結合に抗する付勢力を提供する。
【００５０】
図１２〜図１４は、「逆流」カートリッジと呼ばれるフィルタカートリッジのさらなる実施の形態を示す。この逆流特性は、カートリッジを介する流体の流れを内部で変更することにより、上記の実施の形態のいずれにおいても利用できる。このカートリッジは、下端部キャップ内およびその周囲の流れとは対照的に、内側の上端部キャップ周りで流れを反転させる。これは流路ライン５３４（および、媒体を内方へ通過する流体の後続の流れを示す５３３）で図式的に示される。
【００５１】
フィルタカートリッジは、フィルタカートリッジ５０１を形成する下側シェル５０２および上側シェル５０３を備える。この実施の形態において、下側シェル５０２は、ドーム状の端壁５１０に移行する略円筒状の側壁５０９を有する。上側シェル５０３はプラスチック製であり、上側シェル５０３の略閉塞した端部を形成する略平坦な端壁５２０と、上側シェル５０３の開口端部５２４を構成する略円筒状の側壁５２１とを有する。側壁５２１は、端壁５２０から離れて軸方向に突出し、第１の側壁５２１の径Ｒ６よりも大きい径Ｒ５を有する第２の円筒状の側壁５２５へと移行し、移行部は当接肩部５２８を形成する。
【００５２】
この実施の形態は、上側の内部に設けられた端部キャップ５１６を有することによって上記の実施の形態と異なる（従って、上側シェルはこの実施の形態において端部キャップではない）。環状の端部キャップ５１６は、フィルタ媒体５０６の上端部に気密的に結合される。これはプラスチゾルで注封されるものとしてもよい。上側の端部キャップ５１６はまた、フィルタ媒体５０６をフィルタハウジング５０４内に配置および固定して、上側シェル５０３と上側の端部キャップ５１６との間に空間を作成することによって逆流を促進させる。
【００５３】
フィルタ媒体５０６をハウジング内に配置するために、端部キャップ５１６は、その円形の周縁周りで連続したスカート部５０８に沿う、等角度間隔に設けられた複数のリブ５０７を有する。これらリブ５０７は、対応する凹部５１９に受け止められて、これに装着され得る径方向の延長部５１５を有し、対応する凹部５１９は上側シェルの対応する角度位置に形成される。径方向の延長部５１５は、リブ５０７のうち、リブの底部に隣接した端部キャップ５１６からの最遠部から径方向の外側に延在する。リブ５０７は角度を隔てて配置され、それらの間に流路５３０を画成する。流路５３０は、フィルタ媒体５０６と下側シェル５０２の円筒状の側壁５０９との間に形成された燃料室５３１と、上側シェル５０３と環状の端部キャップ５１６との間に形成された上部燃料室５３２との間で、流体を流動可能にする。流路５３０を通る流体の流れは、流体フローの矢印５３４で示される。
【００５４】
上側シェル５０３および環状の端部キャップ５１６がプラスチックで形成される場合には、環状フランジ５０８は、超音波溶接、接着剤等によって当接肩部５２８に固定されるものとしてもよい。
【００５５】
先行技術のフィルタでは、フィルタカートリッジ内部の端部キャップおよびフィルタ媒体を上側シェルに押し当てるバネが必要であった。このバネは、動作中に流体に浸漬されて圧潰に対する構造抵抗が低減されるフィルタ媒体に、大きな圧縮負荷を伝達していた。本実施の形態では、フィルタ媒体５０６が、端部キャップ５１６によってフィルタカートリッジ５０１に恒久的に取り付けられ、フィルタカートリッジ５０１内に配置され、また端部キャップ５１６を上側シェル５０３に軸方向に固定する端部キャップ５１６の当接肩部５２８への取付けによって径方向に配置されるので、バネは不要である。従って、フィルタ媒体５０６には付勢バネによる負荷が掛けられることがない。
【００５６】
本明細書中で引用する公報、特許出願および特許を含むすべての文献は、各文献を個々に、具体的に示し、引用して組み込むかのように、また、その全体を本明細書に記載するかのように、引用して組み込まれる。
【００５７】
本発明の説明に関連して（特に以下の請求項に関連して）用いられる名詞及び同様な指示語の使用は、本明細書中で特に指摘したり、明らかに文脈と矛盾したりしない限り、単数および複数の両方に及ぶものと解釈される。語句「備える」、「有する」、「含む」および「包含する」は、特に断りのない限り、オープンエンドターム（すなわち「〜を含むが限らない」という意味）として解釈される。本明細書中の数値範囲の具陳は、本明細書中で特に指摘しない限り、単にその範囲内に該当する各値を個々に言及するための略記法としての役割を果たすことだけを意図しており、各値は、本明細書中で個々に列挙されたかのように、明細書に組み込まれる。本明細書中で説明されるすべての方法は、本明細書中で特に指摘したり、明らかに文脈と矛盾したりしない限り、あらゆる適切な順番で行うことができる。本明細書中で使用するあらゆる例または例示的な言い回し（例えば「など」）は、特に主張しない限り、単に本発明をよりよく説明することだけを意図し、本発明の範囲に対する制限を設けるものではない。明細書中のいかなる言い回しも、請求項に記載されていない要素を、本発明の実施に不可欠であるものとして示すものとは解釈されないものとする。
【００５８】
本明細書中では、本発明を実施するため本発明者が知っている最良の形態を含め、本発明の好ましい実施の形態について説明している。当業者にとっては、上記説明を読めば、これらの好ましい実施の形態の変形が明らかとなろう。本発明者は、熟練者が適宜このような変形を適用することを期待しており、本明細書中で具体的に説明される以外の方法で本発明が実施されることを予定している。従って本発明は、準拠法で許されているように、本明細書に添付された請求項に記載の内容の修正および均等物をすべて含む。さらに、本明細書中で特に指摘したり、明らかに文脈と矛盾したりしない限り、すべての変形における上記要素のいずれの組合せも本発明に包含される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【国際調査報告】
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