(57)【要約】  本開示は、シール部材を保持するナットプレートアセンブリイの形態をとってもよいナットプレートのような取付部材を有する流体フィルタに関係する。環状ビーズは、キャニスタに形成され、シール部材に係合する。シール部材は、ナットプレートとキャニスタの間に配置される。
2010524665.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
端部を伴う環状側壁を有する金属キャニスタと；
前記金属キャニスタに取り付けられる取付部材であって、ねじ山と、フィルタの取り付けおよび流体の連通をし易くする開口とを含む取付部材と；
前記金属キャニスタ内に配列されるフィルタ媒体と；
前記取付部材内に形成される環状溝と；
前記環状溝内に配設されるリングシール部材と；
前記端部に形成される環状ビーズであって、前記リングシール部材と円周上で係合する環状ビーズと；
を備えるフィルタ。
【請求項２】
前記取付部材は、外側リング部を有するナットプレートであり；
前記端部は、前記ナットプレート上で折り曲げられて前記キャニスタを前記ナットプレートへ軸方向に固定する終端部で前記外側リング部を概ね取り囲む；
請求項１のフィルタ。
【請求項３】
前記端部を前記金属キャニスタの前記環状側壁の残り部分に接合する、前記環状側壁に形成される径漸減領域をさらに含み；
前記外側リング部は、軸方向上で前記径漸減領域と前記終端部との間に挟まれる；
請求項２のフィルタ。
【請求項４】
前記径漸減領域は、連続した環状円錐部である；
請求項３のフィルタ。
【請求項５】
前記終端部は、Ｌ型ロックまたはＪ型ロックアタッチメントのいずれかを前記外側リング部に提供する；
請求項４のフィルタ。
【請求項６】
前記ナットプレートは、前記外側リング部および穴あきスペーサプレートを提供するリング部材を含む構成要素の集合体から成り；
前記ナットプレートおよび前記リング部材は、鋼材で形成され、前記リング部材は、より厚い鋼規格材料で作られている；
請求項５のフィルタ。
【請求項７】
前記環状ビーズは、前記環状溝の底面と距離を隔てた関係で前記環状溝内に部分的に伸びるとともに、前記環状ビーズは、前記リングシール部材を前記環状溝の前記底面に対して半径方向に圧縮する；
請求項１のフィルタ。
【請求項８】
前記環状ビーズは、前記リングシール部材上に形成される外側円筒状シール面と係合する先端によるビーズ付け作業に由来する構成を有する；
請求項７のフィルタ。
【請求項９】
前記リングシール部材は、前記外側円筒状シール面の両側において傾斜面をさらに画成するとともに、前記リングシール部材は、弛緩状態で前記環状溝の半径方向の深さよりも大きな半径方向の厚さを有する、
請求項８のフィルタ。
【請求項１０】
前記フィルタは、油圧フィルタであり、前記金属キャニスタおよび前記取付部材は油圧回路圧力負荷用に適合および構成される；
請求項１のフィルタ。
【請求項１１】
ナットプレートの半径方向外周に溝を形成する行程と；
前記溝内にリングシールを配置する行程と；
キャニスタの円筒状側壁を前記半径方向外周上で摺動させる行程と；
フィルタ媒体を内部に配列させた状態で前記キャニスタを前記ナットプレートに固定する行程と；
前記円筒状側壁内に環状ビーズを形成して前記リングシールを前記溝内で圧縮する行程とを含む；
フィルタを製造する方法。
【請求項１２】
前記環状ビーズを形成する行程は、回転作業により前記キャニスタの金属材料へ環状ビーズのビーズ付けを行う行程を備える；
請求項１１の方法。
【請求項１３】
前記リングシールは、前記溝の半径方向外側に突出する弛緩状態を有し、前記リングシールは前記リングシール上で前記円筒状側壁を摺動させ易くする傾斜部を有する；
請求項１２の方法。
【請求項１４】
前記半径方向外周上で端部を折り曲げて前記ナットプレートと前記キャニスタとを固定する行程をさらに含む；
請求項１１の方法。
【請求項１５】
前記折り曲げた端部をＪ型ロックまたはＬ型ロックのいずれかに成形することにより前記キャニスタを前記ナットプレートに固定する；
請求項１４の方法。
【請求項１６】
前記ナットプレートを前記キャニスタに形成される径漸減領域上に設置する行程と；
前記径漸減領域と前記Ｊ型ロックまたは前記Ｌ型ロックの前記いずれかとの間に前記ナットプレートを封じ込める行程とをさらに含む；
請求項１５の方法。
【請求項１７】
対面する端部キャップを伴うリング状フィルタ媒体のシール端を含むフィルターエレメント内にフィルタ媒体を配列する行程と；
前記キャニスタの密閉端面に支持されるバネで前記フィルターエレメントを前記ナットプレートに向けて付勢する行程とをさらに含む；
請求項１１の方法。
【請求項１８】
油圧回路の圧力負荷を扱うのに適する油圧フィルタとして前記フィルタをさらに配列する；
請求項１１の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本特許出願は、２００７年４月２０日出願の米国仮特許出願第６０／９１３，２１４号の利益を請求し、その教義と開示内容全てを参照して本明細書に組み込む。
【０００２】
本発明は一般に流体フィルタに関し、より詳細には、キャニスタ（canister）とかかる流体フィルタの取付部材との間に用いるシーリング機構に関する。
【背景技術】
【０００３】
油圧スピンオンフィルタは従来技術として周知であり、スタイフェルマン（Stifelman）他の米国特許第5,104,537号、発明の名称「高圧油圧スピンオンフィルタ（High Pressure Hydraulic Spin-On Filter）」、またはブラウン（Brown）の米国特許第5,906,740号、発明の名称「改良保持溝付きスピンオンフィルタ（Spin-On Filter With Improved Retaining Groove）」により例示されている。かかるフィルタは、フィルタの金属キャニスタとしばしばベースプレートまたはナットプレートと称される取付部材との間の迂回経路を排除するために一般的にフィルタの外周部にシーリング機構を必要とする。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
起こりうる１つの問題として、フィルタに圧力を印加する間、圧力により取付部材から缶（can）が押しのけられ易く、それにより取付部材とキャニスタとの間に漏れ経路を形成するおそれがある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一態様は、リングシール部材の円周上で係合するように金属キャニスタの端部の中に配置される環状ビーズの形成に向けられる。この態様を実現するフィルタは、端部を伴う環状側壁を有する金属キャニスタを含む。取付部材（単一要素または組合せ要素から成る）は金属キャニスタに取付けられる。取付部材は、ねじ山と、フィルタの取り付けをし易くするとともにキャニスタとの間で流体の出し入れするための開口とを含む。環状溝は取付部材内に形成される。リングシール部材は溝内に配設され、金属キャニスタの端部に形成される環状ビーズはリングシール部材と円周上で係合する。
【０００６】
本明細書に組み入れられ、本明細書の一部分を形成する添付図面は、本発明の複数の態様を例示し、記述とともに、本発明の原理の説明に資する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、本発明の一実施形態による流体フィルタの図２の直線１−１に沿う断面図である。
【図２】図２は、図１に示すフィルタの端面図である。
【図３】図３は、図１の円を抜き出した拡大図である。
【図４】図４は、前述した図に示すフィルタの等角断面図である。
【図５】図５は、フィルタの組み立て過程を示し、図１のフィルタを実現する製造ステップを示す断面図である。
【図６】図６は、フィルタの組み立て過程を示し、図１のフィルタを実現する製造ステップを示す断面図である。
【図７】図７は、フィルタの組み立て過程を示し、図１のフィルタを実現する製造ステップを示す断面図である。
【図８】図８は、フィルタの組み立て過程を示し、図１のフィルタを実現する製造ステップを示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
図１を参照すると、流体フィルタの一実施形態は、油圧フィルタ１０の形で示され、油圧動作流体から粒子や他の不純物を分離するための油圧フィルタ作用に用いられる。かかる油圧作用には７．０３Ｋｇ／ｃｍ２（１００ＰＳＩ）を優に超える高通常動作圧を伴い、場合によっては７０．３Ｋｇ／ｃｍ２（１０００ＰＳＩ）を超えることもあり得る。しかし、当然ながら、開示された特徴は、潤滑油フィルタ等の他の低圧流体フィルタ用途にも使用できる。
【０００９】
図示の油圧フィルタは次の構成部品：金属キャニスタ（一般的に鋼板で深絞り型に形成される）；ナットプレートアセンブリ１４および内部フィルターエレメント１６の形態を取ることができるナットプレート；バネ１８；２つの内側シール２０，２２、および外側シール２４を含む。
【００１０】
フィルターエレメント１６は、ひだ付きセルロース製濾過紙または他の好適なフィルタ媒体のような管状リングであるフィルタ媒体３０と、フィルタ媒体３０の両端部にシールするように接続される一対の端部キャップ３２，３４とを含む。上端部キャップ３２は開放してフィルターエレメント１６への流体の流れの出し入れを可能にし、下端部キャップ３４は密閉されてバネ１８を受容する凹部を有してもよい。バネ１８は、下端部キャップ３４に作用してナットプレートアセンブリ１４に向かってフィルターエレメント１６を付勢する。小さい方の内側シール２０は、流体回路とともに用いられる場合（例えば、フィルタをエンジンの取り付け用突起または油圧系に螺合する場合）、上端部キャップ３２内の開口を取り巻いて流入汚濁流体と流出清浄流体との間の連通を防止するシールを提供する。
【００１１】
ナットプレートは単一の構成部品であってもよいし、図示のように異なる構成部品からなるアセンブリを含んで、ナットプレートアセンブリ１４の形態を採ってもよい。そのようなナットプレートまたはナットプレートアセンブリ１４は、フィルタ１０を流体回路の取り付け用突起へ固定する取付部材を提供し、その流体回路にはフィルターエレメントへ未濾過流体を供給する流出口と油圧フィルタ１０を通過して濾過された流体を集めるリターン流入口とを有する同心管（不図示）が一般的に含まれる。油圧フィルタへの応用では、ナットプレートは、一般的に、１つ以上の打ち抜きスチール部品、アルミニウムダイカスト部品、または両者の組合せにより構成される。
【００１２】
図示のナットプレートアセンブリ１４は、穴あき鋼板スペーサプレート３８の上面に積み重ねられた成形ねじ山付き鋼製リング３６を含む。スペーサプレート３８は、中央開口を含み、中央開口は、流入口または流出口のいずれかと、フィルターエレメント１６の外部との流体伝達をもたらす複数の放射状ポート４２とを備える。他の内側シール２２は、リング部材３６内に形成される内側溝に沿って保持されてよい。リング部材３６は、環状切り欠き４４を画成してスペーサプレート３８とリング部材３６との積み重ねおよび／または芯出しをし易くしてもよい。最終的に、リング部材３６はフィルタ１０のフィルタ回路（不図示）へのネジ式取付を容易にするねじ山を含むことが示される。
【００１３】
図示のように、キャニスタは密閉ドーム端面５０を含み、ドーム端面５０は、環状の、より詳細には円筒状の側壁５２に接続し、側壁５２は、組み立てられていない状態では、ドーム端面５０に対向する端部に開放端を含む。円筒状の側壁の端部５４は、ナットプレートアセンブリ１４へのキャニスタ１２の固定、および／またはキャニスタ１２とナットプレートアセンブリ１４とのシーリングを容易にするために備えられている。
【００１４】
より詳細には、この実施形態の端部５４は、外側に向かって形成される環状円錐部６０と、比較的環状で真っ直ぐな部分６２と、折り曲げ部６４とを含む。折り曲げ部６４は、ねじ山付きリング部材３６とＬ型ロックまたはＪ型ロックのいずれかを形成することによりナットプレート１４を固定してもよい。折り曲げ部６４は、より具体的には、リング部材３６の半径方向に延びる面または部分と係合する。円錐部６０は、リング部材３６の傾斜底面６６と係合してリング部材３６をキャニスタ１２へ閉じ込めることにより、双方間の軸方向の相対的な動きを防止するとともに、Ｌ型ロックまたはＪ型ロックによる十分な固定を確実にする。
【００１５】
環状溝７０は、リング部材３６内に形成され、好ましくはリング部材３６の円筒表面最外周に沿ってねじ山付きリング部材３６の外周上に形成される。外側シール２４は、溝７０内に配設され、キャニスタとナットプレート間の環状の界接面と特にはリング部材３６との間の漏れを防止する。本発明によれば、キャニスタ１２の端部は、溝７０内に配設されるシール２４と円周上で係合する環状ビーズ７２を備える円周のまわりで内側に変形する。環状ビーズ７２は、シールを圧縮してシール２４を圧縮状態に保持することが好ましい。さらに、環状ビーズ７２は、溝７０内に部分的に入り込み伸びる一方で、溝底から十分に隔てられることが好ましい。環状ビーズ７２の先端は、シール２４および／または溝７０のほぼ中心に置かれる。これらの態様は、それぞれ油圧フィルタ１０によりもたらされるシーリング特性の改良を最大化する。（必ずしも必要ではないが）キャニスタを工具に対して回転させて行われるビーズ付け作業により環状ビーズ７２を形成して、キャニスタの端部を内側に変形させてシール２４および溝７０内に食い込ませることができる。
【００１６】
本発明により、幾つかの利点を達成できる。このようなＬ型またはＪ型ロック構造を用いるフィルタでは、部品の組み立てが難しくなることがあり、組立工程において、シールが誤って切れたり外れたりすることが起こり得るため、ベースプレートからシールが誤って剥れ落ちる可能性を減らすために、時にキャニスタまたはベースプレートは、そのいずれか、または双方に傾斜付き引き込み端を必要とする。継ぎ合わせ工程もまた、フィルターアセンブリのシーリング能力に影響を及ぼし得る不一致の一因になることがある。そのような傾斜部分は、組立工程でシールが切れたり誤って外れたりする可能性を減らすために、一般的にフィルタの部品を適切に組み立てることが求められる一方で、その傾斜が一旦組み立てられたフィルタの機能において逆効果を招くおそれがある。とりわけ、傾斜により、事実上、ベースプレートとキャニスタとの間に幾らかの公差または隙間が残り、稼動中の漏れを起き易くするおそれがある。さらに、継ぎ合わせ工程は、Ｌ型かＪ型かに無関係に、同等の隙間を生成するおそれがあり、さらには、特に薄壁キャニスタにおいてはナットプレートとキャニスタ間の既存の隙間を広げる可能性もある。このように、継ぎ合わせ工程は、シーリング箇所付近の不一致を増加させる一因になり、圧力保持能力における大きなばらつきに繋がるおそれがある。
【００１７】
環状ビーズ７２の利点は、環状ビーズ７２がシール２４を適切に圧縮してシーリング箇所の均一性および稼動中のフィルタの圧力保持能力を増強する点である。その上、薄壁キャニスタは厚壁缶よりも大きな潜在的たわみを生じ易いことを踏まえると、この特徴により、薄壁金属キャニスタを使用し、および形成することにより、特定の応用に対して量産およびコスト削減をもたらすことができる。
【００１８】
これらの態様の幾つかを示すために、図１の組み立て後の状態に至るまでの油圧フィルタ１０の過程を示す図５乃至図８の組立図を示す。シール２４は傾斜部７４を有し（２つの傾斜部によりシールがどの方向にも有効となることが好ましい）、キャニスタ１２の端部５４は組み立て前に７６で僅かに外側に傾斜していることが分かる。
【００１９】
本明細書に引用した、刊行物、特許出願、特許を含むすべての引用文献は、各引用文献が引用によってあたかも個別かつ具体的に組み入れられるべく指定され、その全体がここに述べられているかのごとくに、引用によって同じ内容でここに組み入れる。
【００２０】
本発明の説明の文脈で（特に特許請求の範囲の文脈で）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「〜を含むが限定しない」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るかのように、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。明細書中の如何なる言い回しも、本発明の実施に不可欠である、特許請求の範囲に記載されていない要素を示すものとは解釈されないものとする。
【００２１】
本明細書中では、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、上記説明を読んだ上で、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、熟練者がこのような変形を適宜用いるであろうことを予期し、本発明が本明細書中で具体的に説明される以外の方法で実施されることを意図している。したがって本発明は、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主題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、すべての考えられる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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【国際調査報告】
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