【手続補正書】
【提出日】平成20年4月18日(2008.4.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【書類名】              明細書
【発明の名称】          キー付きフィルタアセンブリ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ）本体部と前記本体部からぶら下がると共に前記本体部に流体流通する円筒型ネック部とを備えるカートリッジ部材と、ここで前記ネック部が、放射状に外向きで前記ネック部からぶら下がる少なくとも２つの突起を備え、各々の前記突起が、噛み合い面を有し、少なくとも１つの前記噛み合い面が、キー付き面配列を画定し；
ｂ）前記カートリッジ部材の前記ネック部を受容するために軸方向ボアを画定するヘッド部材と、ここで前記ボアが、前記ネック部の前記突起を受容するために内部に少なくとも２つの受容エリアを備え、各々の前記受容エリアが、各々の前記突起の前記噛み合い面に係合するために内部に係合面を画定し、前記係合面の少なくとも１つが、前記少なくとも１つの前記噛み合い面の前記キー付き面配列と係合するためにキー付き面配列を有し；
を備える、フィルタアセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
発明の背景
発明の分野
本発明は、流体ろ過装置に関するものであり、更に具体的には、交換用カートリッジの互換性を確保するためのキー付きロックアウトシステムを有するフィルタアセンブリに関する。
【０００２】
関連技術の背景
コーヒーやソフトドリンク等の液体を分与する商業用自動販売機は、我々の社会で広く展開している。これらの自動販売機内では、水などの液体が分配される前にその液体を適切なフィルタに循環させてろ過するのが一般的である。また、冷蔵庫などの一般消費者向け電化製品にも、飲料水のろ過や氷の生産のためのフィルタ装置が見られる。このタイプの一般消費者向け及び家庭用のフィルタ装置は耐用年数が限られているので、頻繁な交換が必要である。このような交換式フィルタ装置の先行技術の実例は、同一出願人によるペトルッチ他（Petrucci et al）の米国特許第４，７３５，７１６号明細書及びジョルダーノ他（Giordano et al）の米国特許第４，８０６，２４０号明細書に開示されている。
【０００３】
ほとんどの場合、商業用及び一般消費者向け電化製品に用いる交換式フィルタ装置は、その製品の製造者が提供する特定の設計仕様と性能パラメータに基づいて製造される。多くの場合、このようなフィルタ装置に使用されるろ材は、メーカー独自の素材で構成されているか、あるいはメーカー独自の工程で製造される。したがって、電化製品製造業者は、フィルタ装置の整合性と正しい作動が確保できるように、交換用カートリッジを機械の供給元から購入するようにしばしば推奨している。
【０００４】
大抵の場合、家庭電化製品の所有者あるいは商業用自動販売機の補修を行なう保守管理者は、交換用フィルタの仕様とフィルタ装置の稼動パラメータを認識していない。必然的に、補修部品製造者が供給する質の及ばない又は適用性のない交換用フィルタを使用済みフィルタに置き換えることでろ過システムの整合性が知らずのうちに脅かされる。これは、自動車用フィルタ製造者が直面している問題でもあり、車の所有者または運転者の知らないうちに、しばしば質の及ばない交換用燃料フィルタが車に取り付けられてしまうのである。
【０００５】
この問題に対する一つの解決策が、ジャニック（Janik）の米国特許第５，０３５，７９７号明細書に開示されており、軸線方向に備え付けたネジ式固定カラー付き燃料フィルタの交換用カートリッジの適用性を確保するキー装置を提供している。このキー装置は、フィルタカートリッジを軸線方向で受けるように、基台にはキーを軸線方向に突出させる独自のマトリクスで設置し、適応性のあるカートリッジには対応する溝のマトリクスを形成しているので、適応性のあるカートリッジと基台を使用すれば、キーは溝内で連結することができ、カートリッジを基台にしっかりと固定することができる。カートリッジと基台にそれぞれ適応性がなければ、基台のキーはカートリッジの溝に一致しないので、カートリッジの基台への取り付けが妨げられる。ジャニック（Janik）の米国特許第５，１８６，８２９号明細書には、同様のキー装置が開示されており、燃料フィルタカートリッジの円筒型側面から完全に突き出るように角度をつけて一定の間隔に設けた一組の弓形突起物を挙げ、カートリッジを基台に軸線方向に押し込んだ際、基台に一定の間隔で設けた対応する凹部に一致するようになっている。ジャニックの米国特許第５，８３７，１３７号明細書は、ネジ式固定カラーを有する軸線方向に取り付けた燃料フィルタについて更に別のキー装置を開示している。
【０００６】
そのような先行技術のキー装置が、ネジ式固定カラーが備わり軸線方向に取り付け可能な自動車用燃料フィルタと併せて用いるのに適する一方、一般消費者及び産業用の水ろ過システムと併せて用いるには、フィルタカートリッジが、基台あるいは支持機構に回転可能なように取り付けるために構成された一組のカム突起を有するため、適用は容易ではない。突起係合部を有する先行技術のフィルタカートリッジの例が、上記のペトルッチ他（Petrucci et al）及びジョルダーノ他（Giordano et al）の特許、及びトムセン他（Thomsen et al）の米国特許第４，８５７，１８９号明細書及び同第４，９５６，０８６号明細書に開示されている。突起で取り付ける装置を有する交換可能フィルタカートリッジ用のキー装置を提供することは有益であろう。
【０００７】
発明の概要
本発明は、突起付き取り付け装置を用い交換可能なフィルタカートリッジを備えたろ過装置における交換用カートリッジの適合性を確保する独自のフィルタアセンブリを対象とする。本発明の好適な実施例によれば、フィルタアセンブリは、本体部と、本体部にぶら下がった円筒型ネック部を含むカートリッジ部材を備える。ネック部は、ネック部から放射状に外向きにぶら下がった直径方向に対向する一組の突起を備え、ここで各々の突起は、キー付き面配列を画定（以下、画成ともいう。）する噛み合い面を有する。ネック部は、流体を本体部内に送る流入路と、流体を本体部から送り出す流出路を有する。
【０００８】
フィルタアセンブリは更にヘッド部材を備えており、ヘッド部材は、軸方向ボアを画成し、軸方向ボアへ流体が進入するのを調節する流体入口ポートと軸方向ボアから流体が退出するのを調節する流体出口ポートを有する。回転バルブ部材がヘッド部材の軸方向ボア内部に配置され、カートリッジ部材のネック部を受ける軸方向ボアを画成する。バルブ部材の軸方向ボアは、ネック部の突起を受け取るために内部に画成する受容エリアを直径上で対向して１組備える。各々の受容エリアは係合面を有し、係合面はキー付き面配列を画成し、キー付き面配列は適合性を持つフィルタカートリッジの対応する突起のキー付き面配列と係合するように適合され構成される。更に、バルブ部材は、ネック部の突起がバルブ部材の受容エリアに噛み合ってからバルブ部材が回転して使用可能な配置につく際に、ヘッド部材の入り口ポートに連通する入り口オリフィスと、ヘッド部材の出口ポートに連通する出口オリフィスとを有する。
【０００９】
フィルタアセンブリは更に、バルブ部材とカートリッジ部材の間に配置したサポート部材を備える。サポート部材は、カートリッジ部材のネック部を受取り固定するための貫通して伸長する開口と、ヘッド部材を受け取り固定するための収容エリアを有する。好ましくは、各々の突起は、サポート部材の開口に突出した直径上で向き合うのカムランプ１組に協調するように、突起の下部に傾斜したカム面を備える。使用の際は、サポート部材に対するカートリッジ部材の回転により、ヘッド部材に対するバルブ部材の回転運動をもたらす。
【００１０】
本発明の好適な実施例によると、各々の突起上のキー付き面配列は、各々が軸方向に突出した歯を適用させるための間隔をあけて配置した複数の歯位置を含み、かつ、陥凹部は、適合性をもつフィルタカートリッジの軸方向に突出した歯と係合する一連の間隔をあけて配置された凹部を備える。他に選択し得るキー付き面配列と対応する受容エリアとをも想定しここに開示する。
【００１１】
本発明はまた、本体部と本体部からぶら下がった円筒型ネック部を含むフィルタカートリッジを有するフィルタアセンブリに向けられている。ネック部は、ネック部から放射状に外向きにぶら下がり、キー付き面配列を備えた少なくとも一つの突起を有し、カートリッジ部材のネック部を収容する軸方向ボアを画成する受容部材とを備え、ボアは少なくとも一つの突起を受取るために準備された少なくとも一つの受容エリアを内部に有し、ここで受容エリアは、適合性のないフィルタカートリッジとの噛み合いを回避するため、適合性をもつ係合面の構成を画成して突起のキー付き面配列と噛み合う。受容部材は、好ましくは、回転バルブあるいは環状挿入部により画成され、ハウジング部材の内部ボアの内側に設置される。
【００１２】
本発明の好適な実施例に従って、各々が円筒型ネック部を設けた１セットのフィルタカートリッジを備えたフィルタカートリッジ装置もまた開示する。セットの各フィルタカートリッジのネック部は、ネック部からぶら下がりキー付き面配列を備えた少なくとも一つの突起を有してカートリッジを適合性をもつ受容部材と係合させ、ここでセットの各々のフィルタカートリッジは異なるキー付き面配列を有する。
【００１３】
本発明による両面凸状フィルタカートリッジアセンブリの以上について及び別の独特な特性及びその組立方法は、好適な実施例の詳細な説明と併せた以下の図面の説明により更に容易に明確なるであろう。
【００１４】
本発明によるフィルタアセンブリの上記あるいは他の形態は、通常の当業者には、以下の好適な実施例の詳細な説明によってより明確になるであろう。
【００１５】
好適な実施例の詳細な説明
ここで図面を参照すると、類似した参照番号は本発明によるフィルタアセンブリの同様の構造要素を特定しており、図１には本発明の好適な実施例にしたがって構築した、通常は参照番号１０で表すフィルタアセンブリが説明されている。フィルタアセンブリ１０は、未ろ過処理流体をフィルタアセンブリ１０へ運び入れる入口導管１２とろ過処理済流体をフィルタアセンブリ１０から運び出す出口導管１４を備える流体処理装置と共に使用するように構成される。フィルタアセンブリ１０は、好ましくは、ブラケット１６により流体処理装置と一体にサポート機構体に取り付ける。
【００１６】
図２を参照すると、フィルタアセンブリ１０は、入口導管１２に通じる入口ポート２２と出口導管１４に通じる出口ポート２４とを有する内側チャンバを画定するヘッド部２０で構成される独自の回転バルブアセンブリ１８を含む。回転バルブアセンブリ１８は更に、バルブ部材２６を含み、バルブ部材２６は、流体がフィルタアセンブリを通って流れることができる開放位置と、フィルタアセンブリを通る流れが制限される閉鎖位置との間でヘッド部に対してバルブ部材の回転を容易にするように、ヘッド部２０の内側チャンバの中に受け入られるように構成されている（図１０、図１１参照）。
【００１７】
バルブ部材２６は、ヘッド部２０の入口ポート２２に通じる入口オリフィス３２と、ヘッド部２０の出口ポート２４に通じる出口オリフィス３４を含む（図６−図７参照）。バルブ部材２６の本体は、上側と下側のオーリングシール３６及び３８に対応する凹部３６ａ及び３８ａを有する。稼動中は、オーリングシール３６は、ヘッド部２０の内側チャンバの中で入口流れを出口流れからシールして隔絶する役割を果たし、一方、オーリングシール３８は空気中への漏れを防ぐ。
【００１８】
引き続き図２を参照すると、フィルタアセンブリ１０は、更に本発明の好適な実施例に添って構築した交換可能なフィルタカートリッジ４０を備える。フィルタアセンブリ１０は、交換用カートリッジ４０が、一体になる流体処理装置と適合することを確実にするように適合され構成されている。更に、以下に説明するように、フィルタカートリッジ４０とヘッド部２０により、お互いに適合性があることを保証するキー付き係合構造体を有し、したがって、流体処理装置の完全性を損ないかねない、適合性のないあるいは粗悪な交換用カートリッジの不慮の又は故意の設置を回避する。
【００１９】
図３に示すように、交換可能なフィルタカートリッジ４０は、ろ過処理流体用のろ材を囲む通常は円筒形の本体部４２からなる。当業者には、例えばひだ状材、マイクロファイバー材及びカーボン材等を含む様々な異なるタイプのいかなるろ材でも本体部に入れることができるということは容易に理解するであろう。エンド・キャップ４４は本体部４２を取り囲み、円筒型ネック部４６はエンド・キャップ４４にぶら下がっている。当業者には、前記エンド・キャップ４４と本体部４２が超音波溶接、回転溶接または当業者に周知の他の類似方法で接合できることが容易に理解するであろう。フィルタカートリッジ４０のネック部４６は、バルブ部材２６の内部空間に収容されるように適合、構成され（図６乃至図９参照）、上部４６ａと下部４６ｂを有する。
【００２０】
上部４６ａは、前記入口オリフィス３２を通ってバルブ部材２６に入る未ろ過処理流体を受取り、その未ろ過処理流体をフィルタカートリッジ４０の本体部４２中へ導く、半径方向の流入路５２を画成する。上部４６ａは、ろ過処理済流体を前記本体部４２の内部からバルブ部材２６の内部空間へ運ぶ軸方向の流出路５４を更に画成して、出口オリフィス３４を通ってヘッド部２０の内部チャンバに流出する。当業者には、ネック部の流入路及び流出路は、入口流れが軸方向に、出口流れが半径方向になるように入れ換えることができることは容易に理解するであろう。流入路５２及び流出路５４は、ネック部４６の上端に配置したアッパオーリングシール５６によってお互いにシールされ隔絶されている。第２のロアオーリングシール５８は、半径方向の流入路５２の下方に位置し、バルブ部材２６の内側チャンバの中にネック部４６をシールして結合し、稼動中に未ろ過処理流体がフィルタカートリッジ１０から漏れるのを防いでいる。
【００２１】
図３と共に図２を参照すると、一組の直径上に対向し傾斜したカム突起６２及び６４が、ネック部４６の下部４６ｂから放射状に外向きに突出している。カム突起６２及び６４は、フィルタカートリッジが中間に位置して取付けブラケット１６からぶら下がる中間サポートフランジ７０内に円滑に回転噛み合いするように、寸法を決められ構成される。図３に最も適切に示されているように、フィルタカートリッジ４０のネック部４６を収容するため、中央開口７５がサポートフランジ７０を通って伸長している。カム突起６２及び６４の傾斜した下面と相互に作用するように、一組の、直径上で対向するカムランプ７２及び７４が中央開口７５中に放射状に突出している。組み立て時において、ネック部を開口７５を通して伸長させる際、カムランプ７２及び７４の間にカム突起６２及び６４が嵌合できるように、カムランプ７２及び７４はお互いに一定の間隔に配置されており、図４に示すように、フィルタカートリッジがサポートフランジ７０に回転噛み合いできるように、カムランプ７２及び７４はそれらのアーク長に沿って傾斜している。
【００２２】
図２及び図３に示すように、サポートフランジ７０は更に、環状の固定壁７８に画成されフィルタアセンブリ１０のヘッド部２０を受けて固定するように構成された、陥凹した収容エリア７６を有する。直径方向上で向き合う弓形の保持リブ８２及び８４が固定壁７８から内側に突出しており、組み立てにおいてヘッド部２０が陥凹した収容エリア７６内に回転して噛み合う際、ヘッド部２０の下方部分から放射状に外向きに突出している傾斜した係合ストラット９２及び９４に対応して摩擦で噛み合う。収容エリア７６内でのヘッド部２０の動きを制限するため、ストップ面８２ａ及び８４ａが保持リブ８２及び８４それぞれと協同している。代わりの実施例では、ヘッド部２０及びサポートフランジ７０は、フィルタアセンブリ８００について以下に説明し図５２乃至図５３に示す方法で互いに連携して噛み合うため、適合させて構成してもよい。
【００２３】
図１及び図２に最も適切に示されているように、サポートフランジ７０の環状固定壁７８は更に、フィルタアセンブリ１０の回転バルブアセンブリ１８を保護し収納するため構成したシュラウド９０を受け入れ支持するように構成されている。図に示されるように、シュラウド９０は、入口導管１２及び出口導管１４を収容する側面の開口、すなわち開口９２を有する。シュラウドの構成は、サポートフランジ７０へ接合する方法と同様に、この装置を利用する操作環境の性質によって様々であることが当業者は容易に理解するであろう。
【００２４】
図５に示すように、本発明の好適な実施例によると、カム突起６２及び６４は、バルブ部材２６の内部空間２５内に形成された一組の対応する、直径方向上で対向する受容エリア１０２及び１０４内へ受容されるように適合され構成される。更に具体的には、各々のカム突起６２及び６４の上面は、バルブ部材２６の受容エリア内に形成した、間隔をおいて離れて配置される対応凹部一組と噛み合って係合するように適合され構成されている、間隔をおいて離れて配置され軸方向に突出する複数の歯をこのケースでは有する独特のキー配列を備えている。この係合配列は、バルブ部材内の受容エリアの表面形態に対応するキー付き面配列を有するフィルタカートリッジとのみ交換可能にすることによって交換用カートリッジの適合性を確保するように設計されている。
【００２５】
図３乃至図９に示す本発明の例示的な実施例では、各々のカム突起（６２、６４）のキー配列は、間隔をおいて離れて配置された３つの歯（６２ａ−６２ｃ、６４ａ―６４ｃ）を有するので、バルブ部材２６が前記カートリッジ４０のネック部４６を収容する際にそれらの歯を受容できるように、バルブ部材２６内の各々の受容エリア（１０２、１０４）は対応する３つの凹部（１０２ａ−１０２ｃ、１０４ａ−１０４ｃ）を有している。
【００２６】
以下に更に詳しく説明するように、各々のカム突起のキー配列を決定する歯の数は、キー配列の面配置であり、本発明の適用範囲内（例えば図１８乃至図４０参照）で変えることができる。それぞれの場合、回転バルブ部材内の受容エリアは、カム突起上に形成したキー配列を受容するように、対応した係合配置を有する。更に、一つの突起上のキー配置は、向かい合った突起のキー配置と異なり得ることが理解される。これは、フィルタ製造業者が利用可能な存在し得るキーの組み合わせ数を劇的に増やすことになる。
【００２７】
図１０に示すように、本発明のフィルタアセンブリ１０に適合性をもつフィルタカートリッジを導入する際、フィルタカートリッジ４０のネック部４６は、前記サポートフランジ７０の中央開口７５を通って挿入され、カム突起６２及び６４は直径上で向き合った前記カムランプ７２及び７４の間に位置する。その際、バルブ部材２６は、「オフ」の位置で前記ネック部４６を受容する。したがって、バルブ部材２６の入口オリフィス３２及び出口オリフィス３４は、ヘッド部２０の入口ポート２２及び出口ポート２４と位置が合っていない。そこで、カム突起６２及び６４のキー付き噛み合い面を形成するする歯（６２ａ−６２ｃ、６４ａ−６４ｃ）は、陥凹したエリア１０２及び１０４の対応する凹部（１０２ａ−１０２ｃ、１０４ａ−１０４ｃ）中に伸長して係合する。
【００２８】
一旦、フィルタカートリッジ４０のネック部４６がバルブ部材２６の内側チャンバ内に深く噛み合えば、カートリッジ及びバルブ部材は、図１１に示すように、サポートフランジ７０及びヘッド部２０について反時計方向に回転できる。バルブ部材２６と連動してフィルタカートリッジ４０を回転する際、ネック部４６から突出しているカム突起６２及び６４は、カムランプ７２及び７４に沿って平行移動し、フィルタカートリッジ４０が軸方向で螺旋状に上方へ移動する結果となる。結果として、バルブ部材２６は、「オン」または開放位置まで回転し、ここでバルブ部材２６の入口オリフィス３２及び出口オリフィス３４がヘッド部２０の入口ポート２２及び出口ポート２４と合致して流体がフィルタアセンブリ１０中に流れることになる。
【００２９】
装置に導入した交換用フィルタカートリッジのカム突起がバルブ部材の受容エリアと係合するように構成されていない場合、すなわち、カム突起にキー付き面配列がなければ、それは認定されていない補修部品市場のフィルタカートリッジを暗示しうるが、カム突起は、バルブ部材内の受容エリアに噛み合うことができずに相容れないはずである。カム突起６２及び６４の傾斜したカム面はカムランプ７２及び７４の傾斜面の下方に位置するので、必然的に、カム突起はカムランプを越えることが不可能になる。結果として、カム突起は、流体をアセンブリ中に流すようにバルブ部材を「オン」位置まで回転させることが果たせなくなる。劣悪なまたは認定されていない交換用フィルタカートリッジの使用を防止することにより、交換用カートリッジの適合性が確保されるはずである。
【００３０】
図３乃至図１１の例示的実施例に示すキー配列は、図２１に示すキー配列に対応し、５つの利用可能な歯位置を有するキー配列のグループから選択されている。例示的実施例では、第一、第四及び第五の歯が存在し、一方第二及び第三の歯は不在である。数字「１」はキー配列の一つの位置に一つの歯が存在することを意味し、数字「０」はキー配列の一つの位置に歯が不在なことを意味すると規定しそれを利用すると、図３乃至図１１及び図２１に示すキー配列は、（１，０，０，１，１）という数値表示で表される。
【００３１】
本発明の好適な実施例によると、交換用カートリッジは、内部に形成された陥凹部内に画成された凹部の数にかかわらず、回転バルブ部材に適合性をもつ面配列を有するカム突起を備える。直径方向に対向しそのような配列（以下、スケルトンキー配列という）を有するカム突起を持つネック部を有するカートリッジは、図２及び図１２に示し、参照番号１４０により表す。
【００３２】
図１２に示すように、フィルタカートリッジ１４０のカム突起１６２及び１６４は、第一と第五の歯位置のみ歯（つまり、歯１６２ａ、１６２ｂ）を充填する歯配列を画成するスケルトンキー配列を備える。このスケルトンキー配列は、数値表示（１，０，０，０，１）で表される。５つの位置のキー配列では、第一と第五の位置は常に充填され、逆に、バルブ部材の陥凹部は常に相補的な位置に凹部を有することを理解されたい。
【００３３】
下に示す表２は、図３乃至図１１及び図２１乃至図２７に示すように、フィルタカートリッジ１４０の向かい合ったカム突起１６２及び１６４と協同する５つの位置のキー配列で使用可能な歯の組み合わせを表す。全体として、図１２のスケルトンキー配列を除いて、５つの位置のキー配列には７つの使用可能な歯の配置が存在する。下に示す表１は、図１８乃至図２０に示すように、フィルタカートリッジ２４０の向かい合ったカム突起２６２及び２６４と協同する４つの位置のキー配列で使用可能な歯の組み合わせを表す。数値表示（１，０，０，１）で表され図示しないスケルトンキー配列を除いて、４つの位置のキー配列には全部で３つの使用可能な歯の配置が存在する。表３は、図２８乃至図４１に示すように、交換可能なフィルタカートリッジ３４０の向かい合ったカム突起３６２及び３６４と協同する６つの位置のキー配列で使用可能な歯の組み合わせを表す。数値表示（１，０，０，０，０，１）で表される図示しないスケルトンキー配列を除いて、６つの位置のキー配列には全部で１５の使用可能な歯の配置が存在する。
【００３４】
【表１】
2003530997.tif 000001
【００３５】
【表２】
2003530997.tif 000002
【００３６】
【表３】
2003530997.tif 000003
【００３７】
要するに、歯位置「ｎ」個を有する歯の配置における使用可能な歯の組み合わせの数「Ｎ」は、数学的に次のように表すことができる。
【００３８】
Ｎ＝２n-2−１
本発明のキー付き装置を通じて使用可能なキー配置の数は比較的多いので、本来の装置の製造業者がそれぞれの製品に特注のフィルタを提供することができるはずである。したがって、各々の製造業者は、独自の一連の交換用フィルタカートリッジを提供でき、一連のそれぞれのカートリッジにはカム突起に異なるキー付き面配列があり、特定のタイプの製品内で支持されるバルブ部材内の対応する受容エリアに係合する。
【００３９】
図１３−図１７には、本発明の好適な実施例によって構築され、それぞれの交換用フィルタカートリッジと一体の異なるキー付き面配列を有する一連の交換用フィルタカートリッジが図示されている。例えば、図１３、図１４、図１６及び図１７は、それぞれ、突起から軸方向及び放射状外向きに突出する部分を有するキー付き面配列を持つカム突起４６３、４６４、４６６及び４６７を備えたフィルタカートリッジ４０３、４０４、４０６及び４０７を示す。例えば、図１３のカム突起４６３は、突起から軸方向及び放射状に突出する２つの歯４６３ａ、４６３ｂを有する。図１４のカム突起４６４は、軸方向に突出する２つの歯４６４ａ及び４６４ｃ、及び放射状と軸方向両方に突出する１つの歯４６４ｂを有する。図１６は、放射状と軸方向に突出し拡張した歯４６６ａ及び軸方向に突出した比較的小さい歯４６６ｂを有するカム突起４６６を示す。図１７に示すカム突起４６７は、軸方向に突出した２つの歯４６７ａ及び４６７ｂを有し、カム突起自体の大部分がフィルタカートリッジ４０７のネック部から放射状に外向きに突出している。本発明によれば、要するに、適合性がある回転バルブ部材は、カム突起４６３、４６４、４６６及び４６７の放射状及び軸方向に延在するキー付き面配列に対応する係合特性のある陥凹部を有するということである。
【００４０】
図１５は、本発明の好適な実施例によって構築した他の交換用フィルタカートリッジ４０５を示し、カム突起４６５に備えたキー付き面配列は湾曲面４６５ａによって画成されている。本発明にしたがって、フィルタカートリッジ４０５に適合性のあるバルブ部材がフィルタカートリッジ４０５との適合性を確保するためには、対応する湾曲凹部を持つ受容エリアを備えることになる。
【００４１】
図４１乃至図４４に、本発明の好適な実施例に基づいて構築した他の交換用フィルタカートリッジを示し、参照番号５４０で表す。フィルタカートリッジ５４０は、ネック部５４６の周辺に一定の間隔で周方向に配置した３つのカム突起５６１、５６２及び５６３を備える。各々のカム突起は、適合性のある回転バルブ部材２６の対応する陥凹部に係合するキー付き面配列を有する。図４２乃至図４４に示すように、カム突起５６１乃至５６３のキー付き面配列は、５つの歯の配置（表２参照）から引き出され、各々のカム突起は異なるキーパターンを有する。特に、カム突起５６１は数値表示（１，０，１，０，１）で表しうる第１のキー付き面配列であり、カム突起５６２は数値表示（１，０，０，１，１）で表しうる第２のキー付き面配列であり、そしてカム突起５６３は数値表示（１，１，０，０，１）で表しうる第３のキー付き面配列である。カム突起５６１乃至５６３は、それぞれが同じキー付き面配列を備えることが可能であることも想定される。
【００４２】
図４５乃至図４９に、本発明による発明の好適な実施例に基づいて構築した他の交換用フィルタカートリッジを示し、参照番号６４０で示す。フィルタカートリッジ６４０は、直径方向上で向き合って位置する二組のカム突起を備え、カム突起６６１乃至６６４が含まれる。第一組の向かい合ったカム突起６６１、６６３は、ネック部６４６の第一の軸方向高さに位置し、第二組の向かい合ったカム突起６６２、６６４は、ネック部６４６の第二の軸方向高さに位置する。加えて、各々のカム突起は、適合性のある回転バルブ部材２６の対応する陥凹部に係合するキー付き面配列を備える。図４６乃至図４９に示すように、カム突起６６１乃至６６４のキー付き面配列は、５つ歯の配置（表２参照）から引き出される。カム突起６６１及び６６４は、数値表示（１，０，０，１，１）で表すことができる同じキー付き面配列を備え、一方カム突起６６２及び６６３は両方とも、数値表示（１，１，０，０，１）で表すことができる別のキー付き面配列を備えている。カム突起６６１乃至６６４は、それぞれが同じキー付き面配列を備えるか、または、他の選択として、それぞれのカム突起が異なるキー付き面配列を備えることも想定される。
【００４３】
図５０乃至図５１に、本発明による発明の好適な実施例に基づいて構築した他のフィルタアセンブリを示し、参照番号７００で示す。フィルタアセンブリ７００は、カートリッジ交換時の漏れを最小限に抑える機構を設けた回転バルブ部材７２６を囲むヘッド部７２０を備える。この機構は、浮動チェックボール７２８及び付随するバルブシート７３０を備える。図５１に示すように、通常の業務中は、処理流体が前記装置を流れる際、濾過流体の流出圧がチェックボール７２８を固定されない位置にとどめる。逆に、交換用フィルタカートリッジ４０のネック部４６が前記バルブ部材７２６の内部ボアから取り外され、前記流出圧が解除されると、図５１に示すように、チェックボール７２８はバルブシート７３０に固定される。その結果、ヘッド部７２０内の空隙容量のバルブ部材７２６からの流出が制限される。
【００４４】
次に、図５２乃至図５３に、本発明による発明の好適な実施例に基づいて構築した他のフィルタアセンブリを示し、参照番号８００で示す。フィルタアセンブリ８００は、アセンブリがフィルタアセンブリ１０のバルブ部材１８のような回転バルブ部材を備えない点で、前述の本発明の実施例と異なる。代わりに、図５３に最も適切に示すように、フィルタアセンブリ８００はキーリング８１８で構成した環状挿入部を支持するように設けた、下方部分８２５ａを有する内部ボア８２５を備えたヘッド部８２０を含む。キーリング８１８は、直径上で向き合った受容エリア８０２、８０４を画成し、例えば交換用フィルタカートリッジ４０のネック部２６に設けたカム突起６２、６４の対応するキー付き面配列と係合する。本発明にしたがって、フィルタアセンブリ８００に協同する装置の一体性を確保するためには、適合性のある交換用カートリッジはキーリング８１８の陥凹エリアと係合するキー付き面配列を有するカム突起を備えていなければならない。
【００４５】
図５２に示すように、フィルタアセンブリ８００は更に取付けブラケット８１６を含み、取付けブラケット８１６はそれからぶら下がるサポートフランジ８７０を有し、交換用フィルタカートリッジ４０とヘッド部８２０及び付随するキーリング８１８との回転噛み合いを促す。中央開口８７５がサポートフランジ８７０を通り延在しフィルタカートリッジ４０のネック部４６を受容し、直径上で向き合った一組のカム突起８７２及び８７４が中央開口８７５内に放射状に突出して、フィルタカートリッジ４０がヘッド部８２０と噛み合う際、カム突起６２、６４の傾斜した下面に動作可能なように相互に作用する。
【００４６】
サポートフランジ８７０は更に、ヘッド部８２０を受容するために構成した環状の固定壁８７８によって画成される陥凹した収容エリア８７６を含む。具体的には、ヘッド部８２０は、固定壁８７８から放射状に内側に突出し直径上で向き合う一組の保持フランジ８９２及び８９４と動作可能に噛み合うため、直径上で向き合う傾斜したカムストラット８８２及び８８４を含む。加えて、歯止めニブ８８２ａ及び８８４ａが前記ヘッド部８２０の下方部分から外向きに突出しており、保持フランジ８９２及び８９４それぞれに設けた対応するノッチ８９２ａ及び８９４ａ内に噛み合う。当業者は、ヘッド部８２０とサポートフランジ８７０が接触し噛み合う方法は、上述のフィルタアセンブリ１０にも同様に利用でき、これによりヘッド部２０とサポートフランジ７０が実質的に類似したやり方で接触し噛み合うように適合され構成されうるということに容易に理解するであろう。
【００４７】
本発明のフィルタアセンブリ８００を構築するには、陥凹部の特定配置を有するキーリング８１８が、各々が異なる陥凹配置を備えたキーリングのセットから選択され、ヘッド部８２０の内部ボア８２５の下方部分８２５ａ内に最初に挿入される。次に、ヘッド部がサポートフランジ８７０の収容エリア８７６内に回転可能に噛み合わされる。その後、フィルタアセンブリ４０は、カートリッジのネック部４６をサポートフランジ８７０の中央開口８７５を通して挿入することによりヘッド部８２０に接近し、開口８７５内に放射状に突出して向かい合ったカムランプ８７２、８７４の間にカム突起６２、６４を通す。この時、カートリッジとキーリングは当然お互いに適合性をもつという条件下で、カム突起６２、６４のキー付き面配列は、キーリング８１８の対応する陥凹部８０２、８０４と係合する。カム突起６２、６４が陥凹部８０２、８０４と一旦係合すると、フィルタアセンブリ４０は、円弧をほぼ９０°回転し、カム突起６２，６４の傾斜した下面はカムランプ８７２、８７４に対し相対的に平行移動する。この相対運動により、キーリング８１８が下方部分８２５ａ内で回転し、フィルタカートリッジ４０のネック部４６がヘッド部８２０の内部ボア８２５の上方部分８２５ｂ内へ軸方向に動き、前記フィルタカートリッジ４０のネック部が密閉状態に受容される。
【００４８】
フィルタカートリッジ４０が回転してヘッド部８２０に噛み合う際、キーリング８１８は、ヘッド部８２０に対して制限された運動範囲で回転するという条件があることに注意されたい。更に、回転バルブ部材はヘッド部８２０と共に活用されないので、内部ボア８２５の上方部分８２５ｂは、フィルタカートリッジ４０のネック部４６と直接係合するように採寸され構成され、その結果、ネック部４６内の入口ポート５２は、ヘッド部８２０の半径方向の入口ポート８１２と直接流体連通し、ネック部４６の軸方向出口ポート５４は、ヘッド部８２０の半径方向出口ポート８１４と直接流体連通する。
【００４９】
本発明の流体ろ過装置の好適な実施例について説明したが、付属の請求項に定義される本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく修正及び変更することが可能なことは明確である。
【図面の簡単な説明】
本発明が属する当業者が、本発明のフィルタカートリッジアセンブリの構築法及び利用法を更に容易に理解するように、図面を参照していただきたい。
【図１】
本発明の好適な実施例に従って組み立てられたフィルタアセンブリの斜視図。
【図２】
説明を簡略にするため部分的に分離させた、図１のフィルタアセンブリの分解組立斜視図。
【図３】
フィルタカートリッジ、サポートブラケット及びヘッド部材を含む、図１のフィルタアセンブリ上部の拡大斜視図。
【図４】
サポートブラケット上に設けた傾斜カム面を説明する、図３に示したサポートブラケットの４−４線矢視断面図。
【図５】
図３に示したバルブ部材を底側から示した５−５線矢視底端面図。
【図６】
内面構造を説明するため外壁の一部分を取り除いた、図３のバルブ部材の側面図。
【図７】
内面構造を説明するため外壁の一部分を取り除き図６に示した位置から１８０°回転させた、図３のバルブ部材の側面図。
【図８】
軸線方向に配置し連結することによって噛み合いを容易にする形態を示した、図３のフィルタカートリッジの上部とバルブ部材の側面図。
【図９】
軸線方向に配置し連結することによって噛み合いを容易にする形態を図８に示した位置から１８０°回転させて示した、図３のフィルタカートリッジの上部とヘッド部材の側面図。
【図１０】
ブラケット部材の前記傾斜したカム面に対するフィルタのキー付きカム突起の最初の配置を説明するためヘッド部材とバルブ部材の壁を取り除き、ここでヘッド部材と一体のバルブアセンブリが流れを閉鎖している、本発明によるフィルタアセンブリの上部の斜視図。
【図１１】
ブラケット部材の傾斜したカム面に対するフィルタのキー付きカム突起の最終的な配置を説明するためヘッド部材の壁を取り除き、ここでヘッド部材と一体のバルブアセンブリが流れを開放している。本発明によるフィルタアセンブリの上部の斜視図。
【図１２】
スケルトンキー配列を有するカム突起を含む、本発明によるフィルタカートリッジの円筒型ネック部の斜視図。
【図１３】乃至【図１７】
本発明によるフィルタカートリッジの円筒型ネック部に形成したカム突起が備える様々に異なるキー形態を示す。
【図１８】乃至【図２０】
最高で４個の歯の所定位置を有するカム突起における利用可能なキー形態それぞれを示す。
【図２１】乃至【図２７】
最高で５個の歯の所定位置を有するカム突起における利用可能なキー形態それぞれを示す。
【図２８】乃至【図４０】
最高で６個の歯の所定位置を有するカム突起における利用可能なキー形態それぞれを示す。
【図４１】
一定の間隔で周方向に配置され各々が異なるキー配列を有するの３個のカム突起を含む本発明の好適な実施例に添って構築したフィルタカートリッジのネック部の平面図。
【図４２】
図４１のフィルタカートリッジのネック部の４２−４２線矢視側面図。
【図４３】
図４２に示した位置から１２０°回転した、図４１のフィルタカートリッジのネック部の側面図。
【図４４】
図４３に示した位置から１２０°回転した、図４１のフィルタカートリッジのネック部の側面図。
【図４５】
カートリッジのネック部に２つの異なる高さで直径方向に対向配置した２組のカム突起を含む、本発明の好適な実施例に添って構築した前記フィルタカートリッジの前記ネック部の平面図。
【図４６】
図４５のフィルタカートリッジのネック部の４６−４６線矢視側面図。
【図４７】
図４６に示した位置から９０°回転した、図４５のフィルタカートリッジのネック部の側面図。
【図４８】
図４７に示した位置から９０°回転した、図４５のフィルタカートリッジのネック部の側面図。
【図４９】
図４８に示した位置から９０°回転した、図４５のフィルタカートリッジのネック部の側面図。
【図５０】
本発明の好適な実施例に添って構築した別のフィルタアセンブリであって、ここでフィルタカートリッジをアセンブリから取り外す際にこの装置から流体が退出するのを阻害するためアセンブリ内部にボールバルブを配置し、ボールバルブが開放位置にある状態を示す垂直断面図。
【図５１】
アセンブリからフィルタカートリッジを取り外す際に前記ボールバルブが閉鎖位置にある状態を示す図５０のフィルタアセンブリの垂直断面図。
【図５２】
本発明の好適な実施例に添って構築した別のフィルタアセンブリであって、交換用フィルタカートリッジのキー付きカム突起上の対応する面の形態と係合するように設計した凹部を有するキーリング形態の環状挿入部を含み、説明を簡略にするためにフィルタアセンブリの部品を分離した分解組立て斜視図。
【図５３】
ヘッド部の内部構成を説明するために断面のヘッド部を有する、図５２のフィルタアセンブリの側面図。