フィルタシステム用のスプール弁マニホールドの相互接続
フィルタカートリッジとスプール弁マニホールドのアセンブリは、フィルタカートリッジとスプール弁マニホールドとを含む。前記フィルタカートリッジは、濾材要素と前記濾材要素に流体的に連通する吸入／吐出部とを含む。前記吸入／吐出部は、カートリッジ吸入口とカートリッジ吐出口とを有する。前記スプール弁マニホールドは、ハウジングと本体とを含む。前記ハウジングは、流体供給システムに流体的に連通するように構成されたハウジング吸入口及びハウジング吐出口を有する。前記本体は、前記ハウジング内に配置され、前記ハウジングに対して第一軸の周りを回転するように構成されている。前記フィルタカートリッジの前記吸入／吐出部は、前記本体内を前記吸入／吐出部の前記第一軸に垂直な方向に挿入することによって、前記本体に流体的に結合される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
本出願は、２００５年５月１６日にタビー（Tubby）により、名称「フィルタシステム用のスプール弁の相互接続」の、同一所有者の米国仮特許出願第６０／６８１，６４９号明細書の一部継続出願であり、各開示は、本出願と矛盾しない程度に参照として本明細書に組み込まれている。
【０００２】
（発明の分野）
本開示は、一般にマニホールドアセンブリと、濾材を含む交換可能な流体フィルタカートリッジとを含む流体供給システム内に動作可能に配置されたシステムに関し、前記マニホールドアセンブリは、最初の交換可能なフィルタカートリッジの取外しを容易にする能力と、流体供給システム内への別の交換可能なフィルタカートリッジの設置を容易にする能力とを有し、特にマニホールドアセンブリからの交換可能な流体フィルタカートリッジの迅速で簡便な取外しと、マニホールドアセンブリ内への交換可能な流体フィルタカートリッジの迅速で簡便な設置とを容易にするスプール弁マニホールドアセンブリに関する。
【背景技術】
【０００３】
産業、商業、消費者使用のための流体供給システムにおいて、最初の流体フィルタカートリッジの取外しを容易にする能力と、別の交換可能な流体フィルタカートリッジの設置を容易にする能力とを有するマニホールドアセンブリは、産業界において周知である。例えば、飲料水を供給し氷を供給するほとんどの最新の冷蔵庫、及びコーヒーメーカー、ソーダーディスペンサのような飲料ディスペンス装置は、水のような流体から特定の不純物を濾過するための交換可能な流体フィルタカートリッジを有する内部流体濾過システムを使用している。
【０００４】
小型の交換可能な流体フィルタカートリッジ内に含まれる比較的少量の濾材を使用すると、流体濾過システム内の交換可能な流体フィルタカートリッジの頻繁な交換が、必要とされる。したがって、これらの濾過システムは、濾過システムから取り外すことができ、かつ、交換することできる交換用フィルタカートリッジを通常備えている。
【０００５】
残念ながら、そのような流体濾過システムは、ユーザーが古い流体フィルタカートリッジを取外し、新しいものを設置するために、最も届きやすい場所又は最も望ましい向きに必ずしも配置されていないことがある。さらに、流体供給システムから古い流体フィルタカートリッジを取外すという問題を複雑にしているのは、交換流体フィルタカートリッジの取外しの前に、システムからの流体の流れを遮断しなければならないことである。
【０００６】
包入されたフィルタの交換を提供する先行技術のフィルタ及び弁装置の例が、ムジク（Muzik）らの米国特許番号第６，５７９，４５５号に開示されている。ムジク（Muzik）は、フィルタを受け入れるための容器ディスクが、流体供給の吸入口及び吐出口を有する上部プレートに回転可能に結合されているゲート式弁を開示している。容器ディスクは、フィルタの吸入口及び吐出口を受け入れるための貫通路を含む。これらの通路内に挿入されるフィルタがないときは、通路は、上部プレートの流体供給の吸入口及び吐出口と整列されない。容器ディスク内へのフィルタの挿入後、フィルタ及び容器ディスクは、フィルタの吸入口及び吐出口を流体供給の吸入口及び吐出口と整列するために、フィルタの長手方向軸の周りを回転させることができる。
【０００７】
ブレダ（Breda）への米国特許第４，９７９，５３０号、及びウイッチマン（Wichmann）への米国特許第６，４５７，６９８号は、スプール弁を開示している。
【０００８】
先行技術の１つの不利な点として、封止用Ｏリングが徐々に圧縮永久歪みを受けることにより、弁が操作し難くなることがある。この圧縮永久歪みのために、初めに弁を動かすために、大きな制動力が必要とされる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
したがって、流体濾過システムのフィルタカートリッジの迅速で簡単な交換を提供でき、高価でなく信頼性のある装置に対する要求がある。フィルタカートリッジの交換を弁の開閉と一体化でき、最小限の力で操作することができる装置に対するさらなる要求がある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
主題の開示内容についての、これらの及び他の特徴は、以下の代表的な実施形態の詳細な説明から、当業者にとってより容易に明確になるであろう。本開示の一つの代表的な実施形態は、カートリッジ吸入口及びカートリッジ吐出口を含む吸入／吐出部を有する流体フィルタカートリッジと共に使用されるスプール弁マニホールドを含む。スプール弁マニホールドは、ハウジング吸入口及びハウジング吐出口を有する弁ハウジングと、弁ハウジング内に配置され、かつ、弁ハウジングに対して第一軸の周りを回転するように構成された弁本体とを含む。弁本体は、吸入／吐出部を弁本体内へ第一軸に垂直な方向に挿入することによって、吸入／吐出部を受け入れるように構成されている。弁本体が、弁ハウジングに対して第一の回転位置にあるときは、ハウジング吸入口とカートリッジ吸入口とが、第一の流体流路を通じて流体的に連通し、ハウジング吐出口とカートリッジ吐出口とが、第二の流体流路を通じて流体的に連通する。弁本体が、弁ハウジングに対して第二の回転位置にあるときは、ハウジング吸入口とカートリッジ吸入口とが、第一の流体流路を通じて流体的に連通せず、ハウジング吐出口とカートリッジ吐出口とが、第二の流体流路を通じて流体的に連通しない。
【００１１】
本開示の別の代表的な実施形態は、フィルタカートリッジとスプール弁マニホールドとを有するフィルタカートリッジ及びスプール弁マニホールドのアセンブリを含む。フィルタカートリッジは、濾材要素と前記濾材要素に流体的に連通する吸入／吐出部とを含む。吸入／吐出部は、カートリッジ吸入口及びカートリッジ吐出口を有する。スプール弁マニホールドは、ハウジング及び本体を含む。ハウジングは、流体供給システムに流体的に連通するように構成されたハウジング吸入口及びハウジング吐出口を有する。本体は、ハウジング内に配置され、かつ、ハウジングに対して第一軸の周りで回転するように構成されている。フィルタカートリッジの吸入／吐出部は、吸入／吐出部を本体内へ第一軸に垂直な方向に挿入することによって、本体に流体的に結合される。
【００１２】
本開示の一態様において、ハウジング吸入口及びハウジング吐出口は、弁本体が弁ハウジングに対して第二の回転位置にあるときは、第三の流体流路を通じて流体的に連通する。
【００１３】
本開示の他の態様において、ハウジング吸入口及びハウジング吐出口は、弁本体が弁ハウジングに対して第二の回転位置にあるときは、流体的に連通しない。
【００１４】
さらなる別の態様において、弁ハウジングは、フィルタカートリッジ上の相補的な挿入カム要素と協働するように構成された挿入カム要素をさらに含んでもよい。
【００１５】
さらなる態様において、弁ハウジングは、フィルタカートリッジ上の相補的な排出カム要素と協働するように構成された排出カム要素をさらに含んでもよい。
【００１６】
さらなる別の態様において、スプール弁マニホールドは、弁本体と弁ハウジングとの間に配置されて、第一の流体流路からの流体の漏れを防ぐように構成された第一のシールと、弁本体と前記弁ハウジングとの間に配置されて、第二の流体流路からの流体の漏れを防ぐように構成された第二のシールとをさらに含んでもよい。
【００１７】
別の態様において、弁本体と弁ハウジングとの間に配置され、かつ、第三の流体流路からの流体の漏れを防ぐように構成された第三のシールもまた含んでもよい。
【００１８】
一態様において、第一の回転位置と第二の回転位置のと間の角度は、９０度未満であってもよい。
【００１９】
さらなる態様において、フィルタカートリッジは、吸入／吐出部の反対にあるフィルタカートリッジの端部のハンドルを含む。
【００２０】
一態様において、ブラケットは、弁ハウジングに結合されて、スプール弁マニホールドを器具に取り付けられるように構成されている。
【００２１】
さらなる態様において、ブラケットは、スプール弁マニホールドの隣接に回転可能に取り付けられ、かつ、本体が第一の回転位置から第二の回転位置に回転したときに、フィルタカートリッジを摺動式に保持するように構成されている。
【００２２】
本開示の他の目的や利点は、次の説明、添付図面、添付の請求項から明らかにされるであろう。
【００２３】
代表的な実施形態の詳細な説明
本明細書で上述のように、本開示は、先行技術の流体フィルタシステムに関連するいくつかの不利な点を克服する。本明細書で開示される代表的なマニホールドアセンブリと濾材を含む代表的な交換可能な流体フィルタカートリッジとを含む流体フィルタシステムの利点と他の特徴は、本開示のいくつかの代表的な実施形態を説明する図面と関連する代表的な実施形態の次の詳細な説明から当業者により即妙に明らかになるであろう。
【００２４】
同様の参照符号が類似の構造上の要素及び／又は本題の開示の特徴を示す図面を参照して、図１〜３では、本題開示の模範的で代表的な実施形態にしたがって作製されて、参照番号１０により一般に指定される代表的な流体フィルタカートリッジ及び代表的なスプール弁マニホールドアセンブリが示されている。フィルタカートリッジとスプール弁マニホールドのアセンブリ１０は、流体フィルタカートリッジ２０及びスプール弁マニホールド３０を含む。以下で説明されるように、フィルタカートリッジとスプール弁マニホールドのアセンブリ１０は、図１〜３では、第一の回転位置で示されている。
【００２５】
図４に最良に示されるように、フィルタカートリッジ２０は、概して、代表的な水だめ２２、代表的なフィルタカバー又は吸入／吐出部２４を含む。当該技術分野で知られているように、フィルタ要素２３（図９を参照）は、水だめ２２内に配置されている。前記代表的なフィルタカートリッジ２０は、ハンドル２８を含んでもよい。
【００２６】
スプール弁マニホールド３０は、代表的な弁ハウジング３２及び代表的な弁本体３４を含む。弁本体３４は、弁ハウジング３２に対してａ−ａ軸の周りで回転する。スプール弁マニホールド３０は、ブラケット３１内に備え付けられていることが示されており、このスプール弁マニホールド／ブラケットのサブアセンブリは、取り付けスプール弁マニホールド３３と呼ばれる。スプール弁マニホールド３０の弁ハウジング３２は、ブラケット３１に対してスナップ式に取り付けられてもよいが、当業者に周知の他の組合せ方法を使用することもできるであろう。ブラケット３１は、流体供給システム（図示せず）の吸入口及び排出口に隣接する器具（図示せず）の壁にスプール弁マニホールド３０を取り付けるために、使用されることがある。弁ハウジング３２及びブラケット３１は、通常静止した状態である。
【００２７】
図示される代表的な組合わせ構成において、代表的なシール２５及び２６は、吸入／吐出部２４と弁本体３４との間に配置され、代表的なシール４０、４２及び４４は、弁ハウジング３２と弁本体３４との間に配置される。当該技術分野で知られているチューブコネクタ５０、５２は、流体供給システムにスプール弁マニホールド３０を接続するために使用される。米国特許第６，８５７，６７０Ｂ２で開示されている溶接されたチューブ取付け方法のような、弁ハウジングにチューブを接続する他の手段を使用することができ、その開示は、本出願と矛盾しない程度に参照として本明細書に組み込まれている。
【００２８】
図５〜７は、第二の回転位置にあるフィルタカートリッジとスプール弁マニホールドのアセンブリ１０を示す。図２と図６とを比較することにより最良に示されるように、フィルタカートリッジ２０は、図２に示される第一の回転位置から図６に示される第二の回転位置に移動するときは、ブラケット３１に対して矢印Ａ（図４のａ−ａ軸の周り）の方向に回転する。図１〜７に示される代表的な実施形態において、矢印Ａ方向へのフィルタカートリッジの移動は、ハンドル２８を矢印Ｂの方向に引くことを伴なってもよい。また、図１〜７に示される代表的な実施形態において、矢印Ａの方向へのフィルタカートリッジ２０の移動は、フィルタカートリッジ２０を矢印Ｃの方向に移動させる。矢印Ｃへの方向の移動は、ａ−ａ軸の方向に垂直である。これは、フィルタカートリッジ２０とカム３６との間のカム動作による（図４に最良に示される）。
【００２９】
以下で説明するように、フィルタカートリッジ２０は、弁本体３４に動作可能に結合される。したがって、フィルタカートリッジ２０が回転したときは、弁本体３４も回転する。フィルタカートリッジ２０が第一の回転位置から第二の回転位置に回転したときは、カム３６が、フィルタカートリッジ２０を弁本体３４から、そして対応して取り付けスプール弁マニホールド３３から排出させることにより、フィルタカートリッジ２０をスプール弁マニホールド３０から分離する。図８は、取り付けスプール弁マニホールド３３から取外されたフィルタカートリッジ２０を示す。
【００３０】
図１〜８に示される代表的な実施形態において、フィルタカートリッジ２０がブラケット３１に対して回転する角度は、約４５度である。この角度は、大体４５度であってもよく、９０度未満の角度が、ほとんどの応用に好適であると予想されるが、９０度超過の角度は、本開示の範囲内にあるであろう。
【００３１】
図９に最良に示されるように、一つの代表的なフィルタカートリッジ２０は、フィルタカートリッジ２０の内部チャンバ及びフィルタ構成要素２３内への流体の吸入と吐出ための吸入／吐出部２４をその上端部に有する。フィルタ要素２３には、当該技術分野で周知のあらゆる好適な濾材を含んでもよい。吸入／吐出部２４は、中央貫通孔を有する代表的なカートリッジ吐出口２７を含み、前記中央貫通孔を通じて、濾過された流体は、フィルタカートリッジ２０から流出することができる。カートリッジ吐出口２７は、一般的に、フィルタカートリッジ２０の中央軸と整列してもよい。弓形の貫通孔として形成される代表的なカートリッジ吸入口２９は、カートリッジ吐出口２７を円周方向に取り囲み、前記貫通孔を通じて、未濾過の流体は、フィルタカートリッジ２０に流入することができる。吸入／吐出部２４は、スプール弁マニホールド３０と係合させるための迅速な接続／分離器具として構成されている。当業者は、他の吸入吐出構成が本開示の範囲内にあることを理解するであろう。
【００３２】
吸入／吐出部２４のカートリッジ吸入口２９は、図９に最良に示されるように、流入する未濾過の流体を、フィルタ要素２３の外部周囲表面に誘導する。未濾過の流体は次に、濾材を通って内部に放射状に移動し、その過程で濾過される。濾過された流体は、カートリッジ吐出口２７を通ってフィルタ要素２３から出る。
【００３３】
吸入／吐出部２４及び水だめ２２のようなフィルタカートリッジ２０の他の部分は、当業者に周知のあらゆる好適な材料で形成されてもよく、限定されるものではないが、例えば、成型された２０％タルク充填ポリプロピレンホモポリマー又はアイソプラストが挙げられる。通常、好適な材料は、標準的な国家規格財団（National Standard Foundation）（ＮＳＦ）で承認された材料であろう。
【００３４】
代表的なＯリング又は他のシール２５、２６（図４、９に最良に示されている）は、カートリッジ吸入口２９及びカートリッジ吐出口２７の外部周辺部の周りに配置されてもよい。図１０に最良に示されるように、フィルタカートリッジ２０がスプール弁マニホールド３０内に設置されるときは、シール２５、２６は、吸入／吐出部２４とスプール弁マニホールド本体３４の相補的なフィルタカートリッジ取り付け表面３８との間に配置される。シール２５、２６は、未濾過の流体の流路６０と濾過された流体の流路６２とを分離し、その間の漏れを防ぐ。シール２５、２６は、ニトリルゴム（ＮＢＲ）若しくはエチレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭ）エラストマー又は当業者に周知の他の好適な材料から形成されてもよい。
【００３５】
図１０は、第一の回転位置にあるスプール弁マニホールド３０の弁本体３４内に挿入されたフィルタカートリッジ２０を示す。弁ハウジング３２の壁内の開口部３５は、弁本体３４内へのフィルタカートリッジ２０の挿入に順応する。開口部３５は、フィルタカートリッジ２０の第一の回転位置から第二の回転位置への移動に順応する寸法に作られる。第一の回転位置において、カートリッジ吸入口２９はハウジング吸入口３９に流体的に連通し、カートリッジ吐出口２７はハウジング吐出口３７に流体的に連通する。流体供給システム（図示せず）からの未濾過の流体は、未濾過の流体の流路６０及びカートリッジ吸入口２９を通じて、ハウジング吸入口３９及びフィルタカートリッジ２０内に流れる。濾過された流体は、フィルタカートリッジ２０から流れ、ハウジング吐出口３７を通じて、カートリッジ吐出口２７及び濾過された流体の流路６２を通じて流体供給システム（図示せず）へ流れ出す。
【００３６】
図４及び図１０に示すように、プラグ５４が、弁本体３４の製造を容易にするために、かつ、未濾過の流体の流路６０を大気中から遮蔽するために準備されてもよく、金型製造技術の熟練者によって理解されるであろう。
【００３７】
図４及び図１０に示されるように、そして図１１に最良に示されるように、シール４０及び４２は、未濾過の流体の流路６０を濾過された流体の流路６２から分離する。具体的には、シール４０は、弁ハウジング３２と弁本体３４との間に位置し、この接合で未濾過の流体の流路６０を取り囲む。シール４２は、弁ハウジング３２と弁本体３４との間に位置し、この接合で濾過された流体の流路６２を取り囲む。シール４０及び４２は、当該技術分野で周知のように溝内に配置されてもよい。
【００３８】
図１２は、第二の回転位置にあるスプール弁マニホールド３０内に挿入されたフィルタカートリッジ２０の吸入／吐出部２４を示す。第二の回転位置において、ハウジング吸入口３９は、ハウジング吐出口３７に流体的に連通し、フィルタカートリッジ２０に流体的に連通しない。流体供給システム（図示せず）からの未濾過の流体は、ハウジング吸入口３９内に流れ、バイパス流体流路６４（図１１にも示される）を通じてハウジング吐出口３７を通って流れ出す。したがって、流体供給システム（図示せず）からの未濾過の流体は、フィルタカートリッジ２０には決して届かない。むしろ第二の回転位置において、フィルタカートリッジ２０は流体供給システムから分離される。バイパス流体流路６４は、未濾過の流体がハウジング吐出口３７に直接流れることを可能にする。このバイパス流体経路は、フィルタカートリッジ２０が供給流体を濾過しなくても、流体がフィルタカートリッジとスプールマニホールドのアセンブリ１０の下流側のユーザーに供給されることを可能にする。したがって、フィルタカートリッジとスプール弁マニホールドのアセンブリ１０の下流側への流体の流れを中断する必要は決してない。
【００３９】
図４及び図１０、そして図１１及び図１３に最良に示されるように、シール４４は、バイパス流体流路６４が大気中に漏れるのを防ぐ。図１１に示すように、シール４０及び４２は、バイパス流体流路６４からの流体が、未濾過の流体の流路６０及び濾過された流体の流路６２に流入することも防ぐ。本開示のこの典型的な代表的な実施形態において、シール４４はまた、未濾過の流体の流路６０及び濾過された流体の流路６２に第二のシールを供給し、シール４０とシール４２のどちらかが破損すると、大気中への漏れを防ぐ。具体的には、シール４４は、弁ハウジング３２と弁本体３４との間に位置し、バイパス流体流路６４を取り囲む。シール４４はまた、未濾過の流体の流路６０及び濾過された流体の流路６２の周りに延びる。シール４４は、当該技術分野で周知のように溝に配置されることが分かる。シール２５及び２６のように、シール４０、４２及び４４は、ＮＢＲ若しくはＥＰＤＭエラストマー又は当業者に周知の好適な材料から形成されてもよい。
【００４０】
図１４及び図１５は、それぞれ第一の回転位置と第二の回転位置にあるスプール弁マニホールド３０に挿入された代表的なフィルタカートリッジ２０を示す。フィルタカートリッジ２０の吸入／吐出部２４は、突起２１を含む。弁ハウジング３２は、挿入カム４８を含む。突起２１及び挿入カム４８は、挿入カム要素と呼ばれてもよい。挿入されたフィルタカートリッジを伴う本体３４が第二の回転位置（図１５に示される）から第一の回転位置（図１４に示される）に回転されるときは、突起２１は、挿入カム４８と相互に作用し合う。フィルタカートリッジ２０が第二の回転位置から第一の回転位置に回転されると、突起２１は、挿入カム４８に乗り上げ、カートリッジ２０を弁本体３４内に前進させ、カートリッジ２０を弁本体３４と封止するように係合させる。挿入カム要素の相互作用は、フィルタカートリッジ２０を矢印Ｃの方向と反対に移動させる（図８を参照）。したがって、図１４は、弁本体３４内に完全に据えられたフィルタカートリッジ２０を示し、一方図１５は、弁本体３４内に挿入されているが、まだ弁本体３４と封止するように係合されいないフィルタカートリッジ２０を示す。示された代表的な実施形態において、二つの突起２１が設けられて、入／吐出部２４の各側部に一つある。対応して、二つの挿入カム４８が、弁ハウジング３２上に相補的に配置されている。当業者は、突起又は他の表面部分２を弁ハウジング３２上に設けることができ、対応するカム部分をフィルタカートリッジ２０上に設けることができることを理解するであろう。
【００４１】
図１４及び図１５は、排出カム３６とフィルタカートリッジ２０の肩部表面４６との間の相互作用も示している。排出カム３６は、弁ハウジング３２上に設けられる。排出カム３６と肩部表面４６とは、排出カム要素と呼ばれてもよい。フィルタカートリッジ２０が第一の回転位置（図１４）から第二の回転位置（図１５）へ回転されるとき、排出カム３６と肩部表面４６の相互作用は、弁本体３４から矢印Ｃの方向に（図８参照）フィルタカートリッジ２０を摺動式に排出する。この相互作用は、吸入／吐出部２４と弁本体３４との間のシールを断ち切る。挿入カム要素のように、当業者は、突起又は表面部分を弁ハウジング３２上に設けることができ、対応するカム部分をフィルタカートリッジ２０上に設けることができることを理解するであろう。
【００４２】
弁ハウジング３２、弁本体３４及びブラケット３１は、それに限定はされないが、アイソプラスト又は成型ポリプロピレンを含む、当業者に周知のあらゆる適当な材料で形成されてもよい。ブラケット３１は、ガラス充填ポリプロピレン又は補強のための他の強化プラスチックからも形成されてもよい。
【００４３】
図１〜８を再び参照して、代表的な任意のハンドル２８が、フィルタカートリッジ２０上のフィルタカートリッジ２０の吸入／吐出部２４に反対の端部に設けられていることが分かる。フィルタカートリッジ２０を第一の回転位置から第二の回転位置に、逆もまた同様に回転させるのを補助するために、そしてまた取り付けスプール弁マニホールドアセンブリ３３から外されたフィルタカートリッジを摺動式に取り除くために、ハンドル２８は、ユーザーによって掴まれてもよい。ハンドル２８は、フィルタカートリッジ２０の遠末端部に位置するために、フィルタカートリッジ２０と弁本体３４との間の封止係合を断ち切るために必要な力を軽減する。当業者は、ハンドル又はフィルタカートリッジ２０を掴む他の手段が、フィルタカートリッジ２０の長さに沿った他の位置に配置されることができ、さらにシールのあらゆる圧縮変形を克服するための機械的な利点をもたらすことを理解するであろう。
【００４４】
例えば、図１６を参照して、フィルタカートリッジとスプール弁マニホールドのアセンブリ１０のための格納箱７０が示される。格納箱７０は、器具又は他の装置の壁又はドアに取り付けられてもよい。格納箱７０は、取り付けスプール弁マニホールドアセンブリ３３の近くの箱７４に回転するように取り付けられたドア７２を含む。ハンドル７６が、ドア７２の一側面上に設けられ、一以上のブラケット７８が、ドア７２の他の側面上に設けられる。ブラケット７８は、フィルタカートリッジ２０を摺動式に収容する寸法に作られる。
【００４５】
フィルタカートリッジ２０を取り付けスプール弁マニホールドアセンブリ３３に挿入するために、図１６に示すようにユーザーはドア７２を開き、フィルタカートリッジ２０の突起２１が弁ハウジング３２内に配置され、かつ、吸入／吐出部２４が弁本体内に配置されるように、ブラケット７８内にフィルタカートリッジ２０を摺動式に挿入する。この回転位置（すなわち、第二の回転位置）において、ハウジング吸入口３９は、バイパス流体流路６４を通じてハウジング吐出口３７に流体的に連結する。ドア７２を回転させて閉じると、フィルタカートリッジ２０は、摺動式に動かされ、フィルタカートリッジ２０が第一の回転位置に回転されると、突起２１の挿入カム４８との相互作用によって弁本体３４と封止係合する。この第一の回転位置において上述のように、ハウジング吸入口３９が、流体流路６０を通じてカートリッジ吸入口２９に流体的に連通し、ハウジング吐出口３７が、流体流路６２を通じてカートリッジ吐出口２７に流体的に連通することにより、流体供給システムからの流体が、フィルタカートリッジ２０を通して濾過されることを可能にする。取り付けスプール弁マニホールドアセンブリ３３からフィルタカートリッジ２０を取外すために、ドア７２が回転されて開くことにより、フィルタカートリッジ２０は、弁本体３４から摺動式に遠ざけられ、弁本体３４とフィルタカートリッジ２０の封止係合は、肩部表面４６と排出カム３６との相互作用により断ち切られる。
【００４６】
フィルタカートリッジ２０を取り付けスプール弁マニホールドアセンブリ３３内に設置するという簡単な動作のために、スプール弁マニホールドアセンブリ３３は、器具又は他の適切な装置内の又はその上のあらゆる方向と位置に容易に取り付けることができ、それは当業者により理解されるであろう。この容易さは、例えば、それらの用途に最も良く適合するように多様に構成される機器作製のような作製を可能にし、フィルタシステムに対して費用を変更する必要はない。
【００４７】
不適合なカートリッジがシステムに使用されることへの上記の防止を有効にするために、相補的な挿入カム４８に沿って異なる突起２１の寸法、形状及び位置並びにそれらの組み合わせを有することによって、カートリッジがスプール弁マニホールド内に挿入されることを妨げることが可能であるように思われるが、カートリッジの突起の形状は、最適化された挿入及び取外しの抵抗力をカートリッジにもたらすように形作られるものと現状考えられているため、そのような全ての変更が最適であるとは限らず、他の問題に繋がることもある。不適切なカートリッジが前記マニホールドに設置されるのを妨げるのに十分な著しい変更をすることによって、カートリッジの突起の形状は変更されなければならなく、そのため挿入の抵抗力が著しく増加され、現在考えられる結果として、その弁を機能させるためにユーザーが操作することをより困難にするであろうと現在考えられる。カートリッジを取外すための力も増加し、したがってシステムは一般のユーザーによる利用がより困難になるであろうとも現在考えられる。
【００４８】
またカートリッジの突起の形状は限られるために、適合する組み合わせの数は極めて限られることになり、したがって多様な組み合わせのための設計の有効性を最小限にする。
【００４９】
フィルタカートリッジ２０及びスプール弁マニホールドの接触面は、それぞれ相補的な鍵構造体を含む。上記の相補的な鍵構造体は特別に設計されることにより、上記の使用に有効な複数の可能な相補的な鍵構造の模様から、ある特定の相補的な鍵構造体の模様を有する特定の型のフィルタカートリッジのみが、整合する特定の相補的な鍵構造体を有するスプール弁マニホールド接触面に設置されることができる。
【００５０】
一つの代表的なシステムは、図１７〜図２１に示すように機械的なシステムにより実現される鍵システムを含み、フィルタカートリッジの様々な鍵形状は、整列されて、スプール弁マニホールドの上に配置されるスプール弁マニホールド接触面の上の様々な鍵形状と正しく係合しなければならず、鍵形状は、フィルタカートリッジ２０及びスプール弁マニホールド３０に形成される突起及び窪みに対する複数の寸法、形状及び配置並びにそれらの組み合わせのあらゆる有効な組み合わせから選択され、それは当業者に周知であろう。鍵化されたフィルタアセンブリと題された米国特許第６，４５８，２６９号及び同第６，９４９，１８９Ｂ２号で開示され、本出願の譲受人により所有されるもののような機械的な鍵システムは、本開示の可能な特定の実施形態に類似しており、その実施形態に適用可能でありえる代表的な手法を開示しており、本開示と矛盾しない程度に参照として本明細書に組み込まれている。
【００５１】
一つの代表的な機械的な鍵システム８０は、図１７〜図２１に示されている。これらの図は、概念の基本原理を示し、当業者に理解されるような突起と窪みとの可能な全ての組み合わせと、カートリッジの接続構成部分内とスプール弁マニホールドの対応する受け入れ構成部分内とに形成されることが可能な他の実施可能な組み合わせとを開示することを意図するものではない。
【００５２】
図１７、図１８及び図２０は、フィルタカートリッジとスプール弁マニホールドとの適切な構成要素上にそれぞれに形成された鍵構造体８２、８４の概念と構成を示している。具体的には図示されるように、相対的に大きな突起８６は、フィルタカートリッジ首部８８の一側面上に形成され、相対的に小さな突起９０は、フィルタカートリッジ首部８８の他の側面上に形成され、相補的な寸法の窪み又は切り欠き部９１、９２は、スプール弁マニホールドの対応する部位上に形成され（図１９及び図２０）、それによって、図１９及び図２１に最良に示されるように、前記突起２１が挿入カム４８に挿入されるときは、フィルタカートリッジはスプール弁マニホールド内に動作可能に挿入される。
【００５３】
当業者に理解されるように、任意の一つのフィルタ又はカートリッジ／スプール弁マニホールドの組み合わせの上にあまりにも多くの相補的な部材を有することになるという実地上の結果としての限界を伴うが、相補的な突起／窪みの寸法、形状、及び個数は、ほぼ無限に変更することができる。
【００５４】
選択性接触機能を行う鍵システムは、限定されるものではないが、ＲＦＩＤタグ、磁気リーダー及びバーコードリーダー並びに当該技術分野で周知の他の有効なシステムのような、他の機械的ではない技術の使用により得られることもできる。これらの機械的ではないタイプの鍵において、フィルタカートリッジから末端の器具又はディスペンサーへの水の流れを制御するために使用されるソレノイド弁の駆動を制御するために、電子機器が使用されることもありえ、それは、２００６年３月２３日に発行された、「流体処理カートリッジの効率を監視するためのシステム」と題する米国特許出願公開第２００６／００６０５１２Ａ１号に含まれる開示で明確にされており、この開示は本出願と矛盾しない程度に参照として本明細書に組み込まれている。
【００５５】
本開示のマニホールドアセンブリ内に組み込むことのできる一つの可能な任意の吸入構成要素は、フィルタカートリッジがスプール弁マニホールドに設置されていないときは、システムを「遮断」型システムに変換するための機構を提供する。この任意の構成要素（変更された吸入部）は、スプール弁マニホールドの上のカム表面によって制御されるポペット弁を利用する。スプール弁マニホールドがフィルタカートリッジの取外し位置に回されるときは、ポペット弁は閉じ、スプール弁マニホールドを通る流体の流れを止める。スプール弁マニホールドがフィルタモードの位置（フィルタが設置される位置）に回されるときは、ポペット弁は開かれ、流体がスプール弁マニホールドを通じてフィルタカートリッジ内に流れることを可能にする。
【００５６】
図２２〜２６に示すように、変更された吸入アセンブリ１００は、「浮動式」アセンブリとして構成されている。浮動式アセンブリは、ばねが充填されており、そのためフィルタカートリッジ内とスプール弁マニホールド内の内部圧力が増加するにつれて、吸入サブアセンブリはスプール弁マニホールドから押し離され始め、ポペット弁は閉じ始める。吸入において予め定められた圧力に達すると、吸入サブアセンブリは、スプール弁マニホールドからポペット弁が着座する（閉じる）ために十分な距離に押し離されて、したがってスプール弁マニホールド内への流体の流れを遮断し、その後フィルタカートリッジへの流体の流れを遮断する。
【００５７】
液体フィルタカートリッジとスプール弁マニホールドのアセンブリ１０のスプール弁マニホールド３０構成要素は、本開示により、現状好ましくは３つの部品を含み、それらは、吸入アセンブリ１００、フィルタ相互接続構造体１０２及び吐出アセンブリ１０４である。これらの３つの副構成要素の相互関係は流体の流れを制御し、現状好ましくはフィルタカートリッジ２０内への水の流れ及びフィルタカートリッジ２０からの水の流れを制御する。図示される代表的な実施形態において、吸入アセンブリ１００は、ばねが取り付けられた要素である。用語「ばねが取り付けられた要素」とは、フィルタカートリッジ２０がマニホールドアセンブリ３０内に設置されて、そこから取り外されるときに、吸入アセンブリ１００が、フィルタカートリッジ首部又は茎部８８の移動とともに上下に移動することを意味する。
【００５８】
図示されるように、スプール弁マニホールド吸入アセンブリ３０は、代表的な吐出アセンブリ１０２、代表的な吸入アセンブリ１００、代表的な吸入戻しばね１０６及び代表的な吸入戻し止め１０８を含む。
【００５９】
図２２〜２６に示すように、本開示による吸入アセンブリ１００の一つの現状の好ましい実施形態は、代表的な吸入１１０、代表的な吸入コネクタ１１２、代表的なポペット弁１１４、代表的なポペット弁ばね１１６、代表的なコレット１１８、代表的なコレット保持具１２０、及び代表的なシール構造体若しくはＯリング１２２を含む。
【００６０】
吸入アセンブリ１００は、フィルタ相互接続構造体（頭部）１２４と接触するための頭部接触面部品１２３を含み、例えばＯリング１２５のようなシール構造体を受け入れるための吸入アセンブリ内に動作可能に配置された吸入コネクタ１１２と、液体濾過システム（図示されず）内のフィルタカートリッジがスプール弁マニホールドアセンブリ３０に動作可能に配置されるときにポペット弁１１４をフィルタカートリッジ２０の方へ偏倚させるためのばねを有しており、吸入アセンブリ上に動作可能に配置された吸入ポペット弁１１４とを含む。
【００６１】
図２５及び２６に最良に示されるように、吸入戻しばね１０６が設けられ、吸入アセンブリ１００と動作可能に接触し、以下ではさらに詳細に説明される。
【００６２】
吸入アセンブリ１００はばねが取り付けられた要素であるために、カートリッジがマニホールド３０に設置されるときは、吸入アセンブリ１００は流体圧力により上下に移動する。具体的には、フィルタカートリッジが設置され、ポペット弁１１４が開位置に偏倚しているとき、ポペット弁１１４は、常にフィルタカートリッジポペット接触部１２６と係合される。しかしながら、流体濾過システム（図示せず）の流体圧力が増加するにつれて、吸入アセンブリ１００は勢いよく移動し始めて、フィルタカートリッジ２０から離れる。液体圧力が増加し続けるにつれて、吸入アセンブリ１００は、ポペット弁１１４が閉じるためにフィルタカートリッジ２０から十分に離れて移動し、したがって図２６に示されるように吸入液体圧力を遮断する。
【００６３】
フィルタが内外に並進（クリックイン／クリックアウト）することを可能する機構を備えた流体濾過システムを有するために、システム内への水の流れ又はシステムからの水の流れを制御する口部（吸入口又は吐出口）の少なくとも一つが、「浮遊」することを可能にしなければならないことが分かった。
【００６４】
静止（すなわち、流体濾過システムが流体又は水で満たさていれるが、吐出口は閉じており、そのため水が流体濾過システムを通じて移動することができない）状態では、水は、水を含有することができるあらゆる容積を有する空洞（これは、基本的にあらゆる圧力下のＯリングの間にある）内に捕獲される。
【００６５】
したがって、フィルタカートリッジを前方に並進させるために、これらの容積を有する空洞は、フィルタと共に並進することできることが必要である（これは、水柱がその容積を変えることなく移動されることを基本的に必要とする）。
【００６６】
本開示の吸入部１１０が、移動／転移／浮遊することが可能でない場合、フィルタＯリングの間に捕獲されている水注は、並進することができず、圧縮されなければならないだろう。これらの水注が、フィルタ並進を行うために圧縮される必要がある場合、フィルタカートリッジは、取外しの際に前方に押されるので、フィルタＯリングの間に捕獲されている水を圧縮する力は、水を圧縮するために必要とされる水圧のために非常に高くなるであろう。
【００６７】
したがって、任意の「浮遊」吸入部から得られる効果は、本開示のこの特定の代表的な実施形態の成果のある実施のために極めて望ましいことが分かった。吸入部を「浮遊」構成要素として図示したが、水が水を圧縮することなく移動されることを可能にする吐出部又は他の弁サブアセンブリは、「浮遊」構成要素として使用されることができることは理解されるべきである。
【００６８】
システム内の流体圧力量による吸入アセンブリ１００のこの現象は、本開示のシステムを自動液体遮断システムに変換する。図２６に示すように、液圧が、選択されて、予め定められた所望の最大の使用システム圧力を超して増加すると、ポペット弁１１４が閉じることにより、ポペット弁吸入部１３０を閉じ、フィルタカートリッジ２０から遠ざかる吸入アセンブリ１００の移動より、フィルタカートリッジ２０への液体の流れを自動的に遮断する。液圧が選択されたシステムの使用圧力内にある水準まで減少すると、ポペット弁吸入１３０が開かれることにより（図２４を参照）、図２４に示されるように、液体がフィルタカートリッジ２０内にそしてフィルタカートリッジ２０を通じて流れることを可能にし、吐出部１１０を通じて液体濾過システムから出て行く。
【００６９】
本開示で使用される液体濾過システム（図示しない）は、使用圧力限界を自動的に制御することができるので、それらの結果、いくつかの独自のシステム安全特性が直接生じる。例えば、流体濾過システムが水打ち（すなわち、水撃）又は高い圧力を受けなければならないとしても、吸入アセンブリ（すなわち、ヘッド、ブラケット、フィルタカートリッジ、吐出アセンブリなど）の下流の構成部品が、約０．６９Ｍｐａ（１００ｐｓｉ）を超えるこの水打ち又は高い圧力にさらされることはないであろう。具体的には、図２６に示すように、吸入アセンブリ１３２が、図２５と比較してポペット弁１１４からより遠くへ移動されることにより、ポペット弁シートをスプール弁マニホールドと接触しないように移動し、したがってフィルタカートリッジ内への液体の流れ又はフィルタカートリッジからの液体の流れを妨げる。
【００７０】
この独自の革新的な安全特性のために、マニホールドアセンブリ３０及びフィルタカートリッジ２０の下流の構成要素は、上記の高い圧力の事象に耐えるように作製される必要はない。下流の構成要素を上記の高圧力に耐えるように作製する必要がないということは、液体濾過システムの製造者が、使用される必要のある材料の種類及び使用されるそれらの材料の強度の点で著しい費用削減を実現することを可能にするであろう。本開示にしたがって作製される流体濾過システムは、上記のシステムにおける現在の一般的な材料及び壁厚と比較して、低価格の物品材料と比較的薄い壁の部品で現在組み立てられることができるであろう。より低価格の物品材料及び比較的薄い壁の部品の利用は、材料費の見込みと製造費用の見込みから、各構成要素の費用を劇的に削減するであろう。
【００７１】
したがって、上述したような本開示により複数の代表的な流体濾過システムを生み出すことは可能であり、製造者が、それまで流体濾過システム全体が制御されるべきであると望む、あらゆる圧力限界まで、その流体濾過システムは、カスタマイズされることができる。理解されるべきであるように、遮断圧力は、吸入戻し／圧縮ばね１０６により制御され、この吸入戻し／圧縮ばね１０６の特性を変更することにより、使用圧力と遮断圧力は、周知の原理にしたがって変更されることができる。
【００７２】
吸入アセンブリ１００のポペット弁１１４は、圧力レベルが予め定められた最大限界より下に戻されると、高圧力で流れを遮断し自身をリセットする若しくは通常の流れの操作に戻す能力を有する。この予め定められた最大限界は、当業者に周知のように、吸入戻しばねの強さを変更することにより簡単に変更されることができる。
【００７３】
本開示は、例示した実施形態に対して説明され示されたが、流体濾過アセンブリと、濾材を含有する交換可能な流体フィルタカートリッジとを含む現在開示された流体濾過システムの精神及び範囲から逸脱することなく、それらについての改良や変更が可能であることは明確であり、流体濾過アセンブリは、最初の交換可能な流体フィルタカートリッジの取外しを容易にする能力と、その後流体供給システム内のその中に別の交換可能な流体フィルタカートリッジの設置を容易にする能力とを有し、特に、スプール弁マニホールドアセンブリは、請求項により定義されるような流体濾過アセンブリからの交換可能な流体フィルタカートリッジの迅速で容易な取外し、又は流体濾過アセンブリへの交換可能な流体フィルタカートリッジの迅速で容易な設置を容易にする。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】図１は、アセンブリが第一の回転位置に示されている、本開示の代表的な実施形態によるフィルタカートリッジ及びスプール弁マニホールドのアセンブリの斜視図。
【図２】図２は、図１の代表的な実施形態による流体フィルタカートリッジとスプール弁マニホールドのアセンブリの側面図。
【図３】図３は、図１の代表的な実施形態による流体フィルタカートリッジとスプール弁マニホールドのアセンブリの正面図。
【図４】図４は、図１の代表的な実施形態による流体フィルタカートリッジとスプール弁マニホールドのアセンブリの分解斜視図。
【図５】図５は、アセンブリが第二の回転位置に示されている、図１の代表的な実施形態による流体フィルタカートリッジ及びスプール弁マニホールドのアセンブリの斜視図。
【図６】図６は、図５の態様による流体フィルタカートリッジとスプール弁マニホールドのアセンブリの側面図。
【図７】図７は、図５の態様による流体フィルタカートリッジとスプール弁マニホールドのアセンブリの正面図。
【図８】図８は、流体フィルタカートリッジがアセンブリから取外されることを示している、図５の態様による流体フィルタカートリッジ及びスプール弁マニホールドのアセンブリの側面図。
【図９】図９は、本開示の一つの実施形態による流体フィルタカートリッジの一部分の横断面図。
【図１０】図１０は、フィルタカートリッジと弁本体とが第一の回転位置にある、本開示の代表的な実施形態によるスプール弁マニホールドアセンブリに挿入された流体フィルタカートリッジの部分的横断面図。
【図１１】図１１は、弁ハウジングが部分的に透かされ、流体フィルタカートリッジ及び弁本体が第一の回転位置に示されている、流体フィルタカートリッジとスプール弁マニホールドのアセンブリの一部分の斜視図。
【図１２】図１２は、流体フィルタカートリッジ及び弁本体が第二の回転位置に示されている、本開示の代表的な実施形態によるスプール弁マニホールドアセンブリに挿入された流体フィルタカートリッジの一部分の横断面図。
【図１３】図１３は、弁ハウジングが部分的に透かされ、流体フィルタカートリッジ及び弁本体が第二の回転位置にある、流体フィルタカートリッジとスプール弁マニホールドのアセンブリの一部分の斜視図。
【図１４】図１４は、流体フィルタカートリッジ及び弁本体が第一の回転位置にある、挿入カム要素及び排出カム要素の一態様を示している図１の代表的な実施形態の概略的断面側面図。
【図１５】図１５は、流体フィルタカートリッジ及び弁本体が第二の回転位置にある、挿入カム要素及び排出カム要素の一態様を示している図１の代表的な実施形態の概略的断面側面図。
【図１６】図１６は、任意の格納箱と共に示される流体フィルタカートリッジとスプール弁マニホールドのアセンブリの斜視図。
【図１７】図１７は、代表的な鍵システムと共に示される流体フィルタカートリッジとスプール弁マニホールドのアセンブリの斜視図。
【図１８】図１８は、スプール弁マニホールドアセンブリに挿入されようとしている代表的な鍵システムを有するフィルタカートリッジを示している、図１７に示される流体フィルタカートリッジとスプール弁マニホールドのアセンブリの斜視図。
【図１９】図１９は、設置された／使用位置にある代表的な鍵システムを有する代表的な流体フィルタカートリッジとスプール弁マニホールドのアセンブリの部分的な斜視図。
【図２０】図２０は、使用位置に設置される前の、又は使用位置から引き出される前の第一の回転位置にある代表的な鍵システムを有する代表的な流体フィルタカートリッジとスプール弁マニホールドのアセンブリの部分的な斜視図。
【図２１】図２１は、設置された／使用位置にある代表的な鍵システムを有する別の代表的な流体フィルタカートリッジとスプール弁マニホールドのアセンブリの部分的な斜視図。
【図２２】図２２は、設置される前の第二の回転位置にある代表的な任意の吸入弁を有する代表的な流体フィルタカートリッジとスプール弁マニホールドのアセンブリの部分的な斜視図。
【図２３】図２３は、設置された後の第一の回転位置にある代表的な任意の吸入弁を有する代表的な流体フィルタカートリッジとスプール弁マニホールドのアセンブリの部分的な斜視図。
【図２４】図２４は、流体フィルタカートリッジ及び弁本体が第一の回転位置にある又は設置された位置にある、任意の吸入弁の一態様を示す、図２３の代表的な実施形態の概略的な横断面図。
【図２５】図２５は、流体フィルタカートリッジ及び弁本体が第二の回転位置にある又は取外された位置にある、任意の吸入弁の一態様を示す、図２３の代表的な実施形態の概略的な横断面図。
【図２６】図２６は、流体フィルタカートリッジ及び弁本体が第一の回転位置にあり、ポペット弁が閉じている状態にある、高圧の状態を示す、図２３の代表的な実施形態の概略的な横断面図。
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
本出願は、２００５年５月１６日にタビー（Tubby）により、名称「フィルタシステム用のスプール弁の相互接続」の、同一所有者の米国仮特許出願第６０／６８１，６４９号明細書の一部継続出願であり、各開示は、本出願と矛盾しない程度に参照として本明細書に組み込まれている。
【０００２】
（発明の分野）
本開示は、一般にマニホールドアセンブリと、濾材を含む交換可能な流体フィルタカートリッジとを含む流体供給システム内に動作可能に配置されたシステムに関し、前記マニホールドアセンブリは、最初の交換可能なフィルタカートリッジの取外しを容易にする能力と、流体供給システム内への別の交換可能なフィルタカートリッジの設置を容易にする能力とを有し、特にマニホールドアセンブリからの交換可能な流体フィルタカートリッジの迅速で簡便な取外しと、マニホールドアセンブリ内への交換可能な流体フィルタカートリッジの迅速で簡便な設置とを容易にするスプール弁マニホールドアセンブリに関する。
【背景技術】
【０００３】
産業、商業、消費者使用のための流体供給システムにおいて、最初の流体フィルタカートリッジの取外しを容易にする能力と、別の交換可能な流体フィルタカートリッジの設置を容易にする能力とを有するマニホールドアセンブリは、産業界において周知である。例えば、飲料水を供給し氷を供給するほとんどの最新の冷蔵庫、及びコーヒーメーカー、ソーダーディスペンサのような飲料ディスペンス装置は、水のような流体から特定の不純物を濾過するための交換可能な流体フィルタカートリッジを有する内部流体濾過システムを使用している。
【０００４】
小型の交換可能な流体フィルタカートリッジ内に含まれる比較的少量の濾材を使用すると、流体濾過システム内の交換可能な流体フィルタカートリッジの頻繁な交換が、必要とされる。したがって、これらの濾過システムは、濾過システムから取り外すことができ、かつ、交換することできる交換用フィルタカートリッジを通常備えている。
【０００５】
残念ながら、そのような流体濾過システムは、ユーザーが古い流体フィルタカートリッジを取外し、新しいものを設置するために、最も届きやすい場所又は最も望ましい向きに必ずしも配置されていないことがある。さらに、流体供給システムから古い流体フィルタカートリッジを取外すという問題を複雑にしているのは、交換流体フィルタカートリッジの取外しの前に、システムからの流体の流れを遮断しなければならないことである。
【０００６】
包入されたフィルタの交換を提供する先行技術のフィルタ及び弁装置の例が、ムジク（Muzik）らの米国特許番号第６，５７９，４５５号に開示されている。ムジク（Muzik）は、フィルタを受け入れるための容器ディスクが、流体供給の吸入口及び吐出口を有する上部プレートに回転可能に結合されているゲート式弁を開示している。容器ディスクは、フィルタの吸入口及び吐出口を受け入れるための貫通路を含む。これらの通路内に挿入されるフィルタがないときは、通路は、上部プレートの流体供給の吸入口及び吐出口と整列されない。容器ディスク内へのフィルタの挿入後、フィルタ及び容器ディスクは、フィルタの吸入口及び吐出口を流体供給の吸入口及び吐出口と整列するために、フィルタの長手方向軸の周りを回転させることができる。
【０００７】
ブレダ（Breda）への米国特許第４，９７９，５３０号、及びウイッチマン（Wichmann）への米国特許第６，４５７，６９８号は、スプール弁を開示している。
【０００８】
先行技術の１つの不利な点として、封止用Ｏリングが徐々に圧縮永久歪みを受けることにより、弁が操作し難くなることがある。この圧縮永久歪みのために、初めに弁を動かすために、大きな制動力が必要とされる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
したがって、流体濾過システムのフィルタカートリッジの迅速で簡単な交換を提供でき、高価でなく信頼性のある装置に対する要求がある。フィルタカートリッジの交換を弁の開閉と一体化でき、最小限の力で操作することができる装置に対するさらなる要求がある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
主題の開示内容についての、これらの及び他の特徴は、以下の代表的な実施形態の詳細な説明から、当業者にとってより容易に明確になるであろう。本開示の一つの代表的な実施形態は、カートリッジ吸入口及びカートリッジ吐出口を含む吸入／吐出部を有する流体フィルタカートリッジと共に使用されるスプール弁マニホールドを含む。スプール弁マニホールドは、ハウジング吸入口及びハウジング吐出口を有する弁ハウジングと、弁ハウジング内に配置され、かつ、弁ハウジングに対して第一軸の周りを回転するように構成された弁本体とを含む。弁本体は、吸入／吐出部を弁本体内へ第一軸に垂直な方向に挿入することによって、吸入／吐出部を受け入れるように構成されている。弁本体が、弁ハウジングに対して第一の回転位置にあるときは、ハウジング吸入口とカートリッジ吸入口とが、第一の流体流路を通じて流体的に連通し、ハウジング吐出口とカートリッジ吐出口とが、第二の流体流路を通じて流体的に連通する。弁本体が、弁ハウジングに対して第二の回転位置にあるときは、ハウジング吸入口とカートリッジ吸入口とが、第一の流体流路を通じて流体的に連通せず、ハウジング吐出口とカートリッジ吐出口とが、第二の流体流路を通じて流体的に連通しない。
【００１１】
本開示の別の代表的な実施形態は、フィルタカートリッジとスプール弁マニホールドとを有するフィルタカートリッジ及びスプール弁マニホールドのアセンブリを含む。フィルタカートリッジは、濾材要素と前記濾材要素に流体的に連通する吸入／吐出部とを含む。吸入／吐出部は、カートリッジ吸入口及びカートリッジ吐出口を有する。スプール弁マニホールドは、ハウジング及び本体を含む。ハウジングは、流体供給システムに流体的に連通するように構成されたハウジング吸入口及びハウジング吐出口を有する。本体は、ハウジング内に配置され、かつ、ハウジングに対して第一軸の周りで回転するように構成されている。フィルタカートリッジの吸入／吐出部は、吸入／吐出部を本体内へ第一軸に垂直な方向に挿入することによって、本体に流体的に結合される。
【００１２】
本開示の一態様において、ハウジング吸入口及びハウジング吐出口は、弁本体が弁ハウジングに対して第二の回転位置にあるときは、第三の流体流路を通じて流体的に連通する。
【００１３】
本開示の他の態様において、ハウジング吸入口及びハウジング吐出口は、弁本体が弁ハウジングに対して第二の回転位置にあるときは、流体的に連通しない。
【００１４】
さらなる別の態様において、弁ハウジングは、フィルタカートリッジ上の相補的な挿入カム要素と協働するように構成された挿入カム要素をさらに含んでもよい。
【００１５】
さらなる態様において、弁ハウジングは、フィルタカートリッジ上の相補的な排出カム要素と協働するように構成された排出カム要素をさらに含んでもよい。
【００１６】
さらなる別の態様において、スプール弁マニホールドは、弁本体と弁ハウジングとの間に配置されて、第一の流体流路からの流体の漏れを防ぐように構成された第一のシールと、弁本体と前記弁ハウジングとの間に配置されて、第二の流体流路からの流体の漏れを防ぐように構成された第二のシールとをさらに含んでもよい。
【００１７】
別の態様において、弁本体と弁ハウジングとの間に配置され、かつ、第三の流体流路からの流体の漏れを防ぐように構成された第三のシールもまた含んでもよい。
【００１８】
一態様において、第一の回転位置と第二の回転位置のと間の角度は、９０度未満であってもよい。
【００１９】
さらなる態様において、フィルタカートリッジは、吸入／吐出部の反対にあるフィルタカートリッジの端部のハンドルを含む。
【００２０】
一態様において、ブラケットは、弁ハウジングに結合されて、スプール弁マニホールドを器具に取り付けられるように構成されている。
【００２１】
さらなる態様において、ブラケットは、スプール弁マニホールドの隣接に回転可能に取り付けられ、かつ、本体が第一の回転位置から第二の回転位置に回転したときに、フィルタカートリッジを摺動式に保持するように構成されている。
【００２２】
本開示の他の目的や利点は、次の説明、添付図面、添付の請求項から明らかにされるであろう。
【００２３】
代表的な実施形態の詳細な説明
本明細書で上述のように、本開示は、先行技術の流体フィルタシステムに関連するいくつかの不利な点を克服する。本明細書で開示される代表的なマニホールドアセンブリと濾材を含む代表的な交換可能な流体フィルタカートリッジとを含む流体フィルタシステムの利点と他の特徴は、本開示のいくつかの代表的な実施形態を説明する図面と関連する代表的な実施形態の次の詳細な説明から当業者により即妙に明らかになるであろう。
【００２４】
同様の参照符号が類似の構造上の要素及び／又は本題の開示の特徴を示す図面を参照して、図１〜３では、本題開示の模範的で代表的な実施形態にしたがって作製されて、参照番号１０により一般に指定される代表的な流体フィルタカートリッジ及び代表的なスプール弁マニホールドアセンブリが示されている。フィルタカートリッジとスプール弁マニホールドのアセンブリ１０は、流体フィルタカートリッジ２０及びスプール弁マニホールド３０を含む。以下で説明されるように、フィルタカートリッジとスプール弁マニホールドのアセンブリ１０は、図１〜３では、第一の回転位置で示されている。
【００２５】
図４に最良に示されるように、フィルタカートリッジ２０は、概して、代表的な水だめ２２、代表的なフィルタカバー又は吸入／吐出部２４を含む。当該技術分野で知られているように、フィルタ要素２３（図９を参照）は、水だめ２２内に配置されている。前記代表的なフィルタカートリッジ２０は、ハンドル２８を含んでもよい。
【００２６】
スプール弁マニホールド３０は、代表的な弁ハウジング３２及び代表的な弁本体３４を含む。弁本体３４は、弁ハウジング３２に対してａ−ａ軸の周りで回転する。スプール弁マニホールド３０は、ブラケット３１内に備え付けられていることが示されており、このスプール弁マニホールド／ブラケットのサブアセンブリは、取り付けスプール弁マニホールド３３と呼ばれる。スプール弁マニホールド３０の弁ハウジング３２は、ブラケット３１に対してスナップ式に取り付けられてもよいが、当業者に周知の他の組合せ方法を使用することもできるであろう。ブラケット３１は、流体供給システム（図示せず）の吸入口及び排出口に隣接する器具（図示せず）の壁にスプール弁マニホールド３０を取り付けるために、使用されることがある。弁ハウジング３２及びブラケット３１は、通常静止した状態である。
【００２７】
図示される代表的な組合わせ構成において、代表的なシール２５及び２６は、吸入／吐出部２４と弁本体３４との間に配置され、代表的なシール４０、４２及び４４は、弁ハウジング３２と弁本体３４との間に配置される。当該技術分野で知られているチューブコネクタ５０、５２は、流体供給システムにスプール弁マニホールド３０を接続するために使用される。米国特許第６，８５７，６７０Ｂ２で開示されている溶接されたチューブ取付け方法のような、弁ハウジングにチューブを接続する他の手段を使用することができ、その開示は、本出願と矛盾しない程度に参照として本明細書に組み込まれている。
【００２８】
図５〜７は、第二の回転位置にあるフィルタカートリッジとスプール弁マニホールドのアセンブリ１０を示す。図２と図６とを比較することにより最良に示されるように、フィルタカートリッジ２０は、図２に示される第一の回転位置から図６に示される第二の回転位置に移動するときは、ブラケット３１に対して矢印Ａ（図４のａ−ａ軸の周り）の方向に回転する。図１〜７に示される代表的な実施形態において、矢印Ａ方向へのフィルタカートリッジの移動は、ハンドル２８を矢印Ｂの方向に引くことを伴なってもよい。また、図１〜７に示される代表的な実施形態において、矢印Ａの方向へのフィルタカートリッジ２０の移動は、フィルタカートリッジ２０を矢印Ｃの方向に移動させる。矢印Ｃへの方向の移動は、ａ−ａ軸の方向に垂直である。これは、フィルタカートリッジ２０とカム３６との間のカム動作による（図４に最良に示される）。
【００２９】
以下で説明するように、フィルタカートリッジ２０は、弁本体３４に動作可能に結合される。したがって、フィルタカートリッジ２０が回転したときは、弁本体３４も回転する。フィルタカートリッジ２０が第一の回転位置から第二の回転位置に回転したときは、カム３６が、フィルタカートリッジ２０を弁本体３４から、そして対応して取り付けスプール弁マニホールド３３から排出させることにより、フィルタカートリッジ２０をスプール弁マニホールド３０から分離する。図８は、取り付けスプール弁マニホールド３３から取外されたフィルタカートリッジ２０を示す。
【００３０】
図１〜８に示される代表的な実施形態において、フィルタカートリッジ２０がブラケット３１に対して回転する角度は、約４５度である。この角度は、大体４５度であってもよく、９０度未満の角度が、ほとんどの応用に好適であると予想されるが、９０度超過の角度は、本開示の範囲内にあるであろう。
【００３１】
図９に最良に示されるように、一つの代表的なフィルタカートリッジ２０は、フィルタカートリッジ２０の内部チャンバ及びフィルタ構成要素２３内への流体の吸入と吐出ための吸入／吐出部２４をその上端部に有する。フィルタ要素２３には、当該技術分野で周知のあらゆる好適な濾材を含んでもよい。吸入／吐出部２４は、中央貫通孔を有する代表的なカートリッジ吐出口２７を含み、前記中央貫通孔を通じて、濾過された流体は、フィルタカートリッジ２０から流出することができる。カートリッジ吐出口２７は、一般的に、フィルタカートリッジ２０の中央軸と整列してもよい。弓形の貫通孔として形成される代表的なカートリッジ吸入口２９は、カートリッジ吐出口２７を円周方向に取り囲み、前記貫通孔を通じて、未濾過の流体は、フィルタカートリッジ２０に流入することができる。吸入／吐出部２４は、スプール弁マニホールド３０と係合させるための迅速な接続／分離器具として構成されている。当業者は、他の吸入吐出構成が本開示の範囲内にあることを理解するであろう。
【００３２】
吸入／吐出部２４のカートリッジ吸入口２９は、図９に最良に示されるように、流入する未濾過の流体を、フィルタ要素２３の外部周囲表面に誘導する。未濾過の流体は次に、濾材を通って内部に放射状に移動し、その過程で濾過される。濾過された流体は、カートリッジ吐出口２７を通ってフィルタ要素２３から出る。
【００３３】
吸入／吐出部２４及び水だめ２２のようなフィルタカートリッジ２０の他の部分は、当業者に周知のあらゆる好適な材料で形成されてもよく、限定されるものではないが、例えば、成型された２０％タルク充填ポリプロピレンホモポリマー又はアイソプラストが挙げられる。通常、好適な材料は、標準的な国家規格財団（National Standard Foundation）（ＮＳＦ）で承認された材料であろう。
【００３４】
代表的なＯリング又は他のシール２５、２６（図４、９に最良に示されている）は、カートリッジ吸入口２９及びカートリッジ吐出口２７の外部周辺部の周りに配置されてもよい。図１０に最良に示されるように、フィルタカートリッジ２０がスプール弁マニホールド３０内に設置されるときは、シール２５、２６は、吸入／吐出部２４とスプール弁マニホールド本体３４の相補的なフィルタカートリッジ取り付け表面３８との間に配置される。シール２５、２６は、未濾過の流体の流路６０と濾過された流体の流路６２とを分離し、その間の漏れを防ぐ。シール２５、２６は、ニトリルゴム（ＮＢＲ）若しくはエチレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭ）エラストマー又は当業者に周知の他の好適な材料から形成されてもよい。
【００３５】
図１０は、第一の回転位置にあるスプール弁マニホールド３０の弁本体３４内に挿入されたフィルタカートリッジ２０を示す。弁ハウジング３２の壁内の開口部３５は、弁本体３４内へのフィルタカートリッジ２０の挿入に順応する。開口部３５は、フィルタカートリッジ２０の第一の回転位置から第二の回転位置への移動に順応する寸法に作られる。第一の回転位置において、カートリッジ吸入口２９はハウジング吸入口３９に流体的に連通し、カートリッジ吐出口２７はハウジング吐出口３７に流体的に連通する。流体供給システム（図示せず）からの未濾過の流体は、未濾過の流体の流路６０及びカートリッジ吸入口２９を通じて、ハウジング吸入口３９及びフィルタカートリッジ２０内に流れる。濾過された流体は、フィルタカートリッジ２０から流れ、ハウジング吐出口３７を通じて、カートリッジ吐出口２７及び濾過された流体の流路６２を通じて流体供給システム（図示せず）へ流れ出す。
【００３６】
図４及び図１０に示すように、プラグ５４が、弁本体３４の製造を容易にするために、かつ、未濾過の流体の流路６０を大気中から遮蔽するために準備されてもよく、金型製造技術の熟練者によって理解されるであろう。
【００３７】
図４及び図１０に示されるように、そして図１１に最良に示されるように、シール４０及び４２は、未濾過の流体の流路６０を濾過された流体の流路６２から分離する。具体的には、シール４０は、弁ハウジング３２と弁本体３４との間に位置し、この接合で未濾過の流体の流路６０を取り囲む。シール４２は、弁ハウジング３２と弁本体３４との間に位置し、この接合で濾過された流体の流路６２を取り囲む。シール４０及び４２は、当該技術分野で周知のように溝内に配置されてもよい。
【００３８】
図１２は、第二の回転位置にあるスプール弁マニホールド３０内に挿入されたフィルタカートリッジ２０の吸入／吐出部２４を示す。第二の回転位置において、ハウジング吸入口３９は、ハウジング吐出口３７に流体的に連通し、フィルタカートリッジ２０に流体的に連通しない。流体供給システム（図示せず）からの未濾過の流体は、ハウジング吸入口３９内に流れ、バイパス流体流路６４（図１１にも示される）を通じてハウジング吐出口３７を通って流れ出す。したがって、流体供給システム（図示せず）からの未濾過の流体は、フィルタカートリッジ２０には決して届かない。むしろ第二の回転位置において、フィルタカートリッジ２０は流体供給システムから分離される。バイパス流体流路６４は、未濾過の流体がハウジング吐出口３７に直接流れることを可能にする。このバイパス流体経路は、フィルタカートリッジ２０が供給流体を濾過しなくても、流体がフィルタカートリッジとスプールマニホールドのアセンブリ１０の下流側のユーザーに供給されることを可能にする。したがって、フィルタカートリッジとスプール弁マニホールドのアセンブリ１０の下流側への流体の流れを中断する必要は決してない。
【００３９】
図４及び図１０、そして図１１及び図１３に最良に示されるように、シール４４は、バイパス流体流路６４が大気中に漏れるのを防ぐ。図１１に示すように、シール４０及び４２は、バイパス流体流路６４からの流体が、未濾過の流体の流路６０及び濾過された流体の流路６２に流入することも防ぐ。本開示のこの典型的な代表的な実施形態において、シール４４はまた、未濾過の流体の流路６０及び濾過された流体の流路６２に第二のシールを供給し、シール４０とシール４２のどちらかが破損すると、大気中への漏れを防ぐ。具体的には、シール４４は、弁ハウジング３２と弁本体３４との間に位置し、バイパス流体流路６４を取り囲む。シール４４はまた、未濾過の流体の流路６０及び濾過された流体の流路６２の周りに延びる。シール４４は、当該技術分野で周知のように溝に配置されることが分かる。シール２５及び２６のように、シール４０、４２及び４４は、ＮＢＲ若しくはＥＰＤＭエラストマー又は当業者に周知の好適な材料から形成されてもよい。
【００４０】
図１４及び図１５は、それぞれ第一の回転位置と第二の回転位置にあるスプール弁マニホールド３０に挿入された代表的なフィルタカートリッジ２０を示す。フィルタカートリッジ２０の吸入／吐出部２４は、突起２１を含む。弁ハウジング３２は、挿入カム４８を含む。突起２１及び挿入カム４８は、挿入カム要素と呼ばれてもよい。挿入されたフィルタカートリッジを伴う本体３４が第二の回転位置（図１５に示される）から第一の回転位置（図１４に示される）に回転されるときは、突起２１は、挿入カム４８と相互に作用し合う。フィルタカートリッジ２０が第二の回転位置から第一の回転位置に回転されると、突起２１は、挿入カム４８に乗り上げ、カートリッジ２０を弁本体３４内に前進させ、カートリッジ２０を弁本体３４と封止するように係合させる。挿入カム要素の相互作用は、フィルタカートリッジ２０を矢印Ｃの方向と反対に移動させる（図８を参照）。したがって、図１４は、弁本体３４内に完全に据えられたフィルタカートリッジ２０を示し、一方図１５は、弁本体３４内に挿入されているが、まだ弁本体３４と封止するように係合されいないフィルタカートリッジ２０を示す。示された代表的な実施形態において、二つの突起２１が設けられて、入／吐出部２４の各側部に一つある。対応して、二つの挿入カム４８が、弁ハウジング３２上に相補的に配置されている。当業者は、突起又は他の表面部分２を弁ハウジング３２上に設けることができ、対応するカム部分をフィルタカートリッジ２０上に設けることができることを理解するであろう。
【００４１】
図１４及び図１５は、排出カム３６とフィルタカートリッジ２０の肩部表面４６との間の相互作用も示している。排出カム３６は、弁ハウジング３２上に設けられる。排出カム３６と肩部表面４６とは、排出カム要素と呼ばれてもよい。フィルタカートリッジ２０が第一の回転位置（図１４）から第二の回転位置（図１５）へ回転されるとき、排出カム３６と肩部表面４６の相互作用は、弁本体３４から矢印Ｃの方向に（図８参照）フィルタカートリッジ２０を摺動式に排出する。この相互作用は、吸入／吐出部２４と弁本体３４との間のシールを断ち切る。挿入カム要素のように、当業者は、突起又は表面部分を弁ハウジング３２上に設けることができ、対応するカム部分をフィルタカートリッジ２０上に設けることができることを理解するであろう。
【００４２】
弁ハウジング３２、弁本体３４及びブラケット３１は、それに限定はされないが、アイソプラスト又は成型ポリプロピレンを含む、当業者に周知のあらゆる適当な材料で形成されてもよい。ブラケット３１は、ガラス充填ポリプロピレン又は補強のための他の強化プラスチックからも形成されてもよい。
【００４３】
図１〜８を再び参照して、代表的な任意のハンドル２８が、フィルタカートリッジ２０上のフィルタカートリッジ２０の吸入／吐出部２４に反対の端部に設けられていることが分かる。フィルタカートリッジ２０を第一の回転位置から第二の回転位置に、逆もまた同様に回転させるのを補助するために、そしてまた取り付けスプール弁マニホールドアセンブリ３３から外されたフィルタカートリッジを摺動式に取り除くために、ハンドル２８は、ユーザーによって掴まれてもよい。ハンドル２８は、フィルタカートリッジ２０の遠末端部に位置するために、フィルタカートリッジ２０と弁本体３４との間の封止係合を断ち切るために必要な力を軽減する。当業者は、ハンドル又はフィルタカートリッジ２０を掴む他の手段が、フィルタカートリッジ２０の長さに沿った他の位置に配置されることができ、さらにシールのあらゆる圧縮変形を克服するための機械的な利点をもたらすことを理解するであろう。
【００４４】
例えば、図１６を参照して、フィルタカートリッジとスプール弁マニホールドのアセンブリ１０のための格納箱７０が示される。格納箱７０は、器具又は他の装置の壁又はドアに取り付けられてもよい。格納箱７０は、取り付けスプール弁マニホールドアセンブリ３３の近くの箱７４に回転するように取り付けられたドア７２を含む。ハンドル７６が、ドア７２の一側面上に設けられ、一以上のブラケット７８が、ドア７２の他の側面上に設けられる。ブラケット７８は、フィルタカートリッジ２０を摺動式に収容する寸法に作られる。
【００４５】
フィルタカートリッジ２０を取り付けスプール弁マニホールドアセンブリ３３に挿入するために、図１６に示すようにユーザーはドア７２を開き、フィルタカートリッジ２０の突起２１が弁ハウジング３２内に配置され、かつ、吸入／吐出部２４が弁本体内に配置されるように、ブラケット７８内にフィルタカートリッジ２０を摺動式に挿入する。この回転位置（すなわち、第二の回転位置）において、ハウジング吸入口３９は、バイパス流体流路６４を通じてハウジング吐出口３７に流体的に連結する。ドア７２を回転させて閉じると、フィルタカートリッジ２０は、摺動式に動かされ、フィルタカートリッジ２０が第一の回転位置に回転されると、突起２１の挿入カム４８との相互作用によって弁本体３４と封止係合する。この第一の回転位置において上述のように、ハウジング吸入口３９が、流体流路６０を通じてカートリッジ吸入口２９に流体的に連通し、ハウジング吐出口３７が、流体流路６２を通じてカートリッジ吐出口２７に流体的に連通することにより、流体供給システムからの流体が、フィルタカートリッジ２０を通して濾過されることを可能にする。取り付けスプール弁マニホールドアセンブリ３３からフィルタカートリッジ２０を取外すために、ドア７２が回転されて開くことにより、フィルタカートリッジ２０は、弁本体３４から摺動式に遠ざけられ、弁本体３４とフィルタカートリッジ２０の封止係合は、肩部表面４６と排出カム３６との相互作用により断ち切られる。
【００４６】
フィルタカートリッジ２０を取り付けスプール弁マニホールドアセンブリ３３内に設置するという簡単な動作のために、スプール弁マニホールドアセンブリ３３は、器具又は他の適切な装置内の又はその上のあらゆる方向と位置に容易に取り付けることができ、それは当業者により理解されるであろう。この容易さは、例えば、それらの用途に最も良く適合するように多様に構成される機器作製のような作製を可能にし、フィルタシステムに対して費用を変更する必要はない。
【００４７】
不適合なカートリッジがシステムに使用されることへの上記の防止を有効にするために、相補的な挿入カム４８に沿って異なる突起２１の寸法、形状及び位置並びにそれらの組み合わせを有することによって、カートリッジがスプール弁マニホールド内に挿入されることを妨げることが可能であるように思われるが、カートリッジの突起の形状は、最適化された挿入及び取外しの抵抗力をカートリッジにもたらすように形作られるものと現状考えられているため、そのような全ての変更が最適であるとは限らず、他の問題に繋がることもある。不適切なカートリッジが前記マニホールドに設置されるのを妨げるのに十分な著しい変更をすることによって、カートリッジの突起の形状は変更されなければならなく、そのため挿入の抵抗力が著しく増加され、現在考えられる結果として、その弁を機能させるためにユーザーが操作することをより困難にするであろうと現在考えられる。カートリッジを取外すための力も増加し、したがってシステムは一般のユーザーによる利用がより困難になるであろうとも現在考えられる。
【００４８】
またカートリッジの突起の形状は限られるために、適合する組み合わせの数は極めて限られることになり、したがって多様な組み合わせのための設計の有効性を最小限にする。
【００４９】
フィルタカートリッジ２０及びスプール弁マニホールドの接触面は、それぞれ相補的な鍵構造体を含む。上記の相補的な鍵構造体は特別に設計されることにより、上記の使用に有効な複数の可能な相補的な鍵構造の模様から、ある特定の相補的な鍵構造体の模様を有する特定の型のフィルタカートリッジのみが、整合する特定の相補的な鍵構造体を有するスプール弁マニホールド接触面に設置されることができる。
【００５０】
一つの代表的なシステムは、図１７〜図２１に示すように機械的なシステムにより実現される鍵システムを含み、フィルタカートリッジの様々な鍵形状は、整列されて、スプール弁マニホールドの上に配置されるスプール弁マニホールド接触面の上の様々な鍵形状と正しく係合しなければならず、鍵形状は、フィルタカートリッジ２０及びスプール弁マニホールド３０に形成される突起及び窪みに対する複数の寸法、形状及び配置並びにそれらの組み合わせのあらゆる有効な組み合わせから選択され、それは当業者に周知であろう。鍵化されたフィルタアセンブリと題された米国特許第６，４５８，２６９号及び同第６，９４９，１８９Ｂ２号で開示され、本出願の譲受人により所有されるもののような機械的な鍵システムは、本開示の可能な特定の実施形態に類似しており、その実施形態に適用可能でありえる代表的な手法を開示しており、本開示と矛盾しない程度に参照として本明細書に組み込まれている。
【００５１】
一つの代表的な機械的な鍵システム８０は、図１７〜図２１に示されている。これらの図は、概念の基本原理を示し、当業者に理解されるような突起と窪みとの可能な全ての組み合わせと、カートリッジの接続構成部分内とスプール弁マニホールドの対応する受け入れ構成部分内とに形成されることが可能な他の実施可能な組み合わせとを開示することを意図するものではない。
【００５２】
図１７、図１８及び図２０は、フィルタカートリッジとスプール弁マニホールドとの適切な構成要素上にそれぞれに形成された鍵構造体８２、８４の概念と構成を示している。具体的には図示されるように、相対的に大きな突起８６は、フィルタカートリッジ首部８８の一側面上に形成され、相対的に小さな突起９０は、フィルタカートリッジ首部８８の他の側面上に形成され、相補的な寸法の窪み又は切り欠き部９１、９２は、スプール弁マニホールドの対応する部位上に形成され（図１９及び図２０）、それによって、図１９及び図２１に最良に示されるように、前記突起２１が挿入カム４８に挿入されるときは、フィルタカートリッジはスプール弁マニホールド内に動作可能に挿入される。
【００５３】
当業者に理解されるように、任意の一つのフィルタ又はカートリッジ／スプール弁マニホールドの組み合わせの上にあまりにも多くの相補的な部材を有することになるという実地上の結果としての限界を伴うが、相補的な突起／窪みの寸法、形状、及び個数は、ほぼ無限に変更することができる。
【００５４】
選択性接触機能を行う鍵システムは、限定されるものではないが、ＲＦＩＤタグ、磁気リーダー及びバーコードリーダー並びに当該技術分野で周知の他の有効なシステムのような、他の機械的ではない技術の使用により得られることもできる。これらの機械的ではないタイプの鍵において、フィルタカートリッジから末端の器具又はディスペンサーへの水の流れを制御するために使用されるソレノイド弁の駆動を制御するために、電子機器が使用されることもありえ、それは、２００６年３月２３日に発行された、「流体処理カートリッジの効率を監視するためのシステム」と題する米国特許出願公開第２００６／００６０５１２Ａ１号に含まれる開示で明確にされており、この開示は本出願と矛盾しない程度に参照として本明細書に組み込まれている。
【００５５】
本開示のマニホールドアセンブリ内に組み込むことのできる一つの可能な任意の吸入構成要素は、フィルタカートリッジがスプール弁マニホールドに設置されていないときは、システムを「遮断」型システムに変換するための機構を提供する。この任意の構成要素（変更された吸入部）は、スプール弁マニホールドの上のカム表面によって制御されるポペット弁を利用する。スプール弁マニホールドがフィルタカートリッジの取外し位置に回されるときは、ポペット弁は閉じ、スプール弁マニホールドを通る流体の流れを止める。スプール弁マニホールドがフィルタモードの位置（フィルタが設置される位置）に回されるときは、ポペット弁は開かれ、流体がスプール弁マニホールドを通じてフィルタカートリッジ内に流れることを可能にする。
【００５６】
図２２〜２６に示すように、変更された吸入アセンブリ１００は、「浮動式」アセンブリとして構成されている。浮動式アセンブリは、ばねが充填されており、そのためフィルタカートリッジ内とスプール弁マニホールド内の内部圧力が増加するにつれて、吸入サブアセンブリはスプール弁マニホールドから押し離され始め、ポペット弁は閉じ始める。吸入において予め定められた圧力に達すると、吸入サブアセンブリは、スプール弁マニホールドからポペット弁が着座する（閉じる）ために十分な距離に押し離されて、したがってスプール弁マニホールド内への流体の流れを遮断し、その後フィルタカートリッジへの流体の流れを遮断する。
【００５７】
液体フィルタカートリッジとスプール弁マニホールドのアセンブリ１０のスプール弁マニホールド３０構成要素は、本開示により、現状好ましくは３つの部品を含み、それらは、吸入アセンブリ１００、フィルタ相互接続構造体１０２及び吐出アセンブリ１０４である。これらの３つの副構成要素の相互関係は流体の流れを制御し、現状好ましくはフィルタカートリッジ２０内への水の流れ及びフィルタカートリッジ２０からの水の流れを制御する。図示される代表的な実施形態において、吸入アセンブリ１００は、ばねが取り付けられた要素である。用語「ばねが取り付けられた要素」とは、フィルタカートリッジ２０がマニホールドアセンブリ３０内に設置されて、そこから取り外されるときに、吸入アセンブリ１００が、フィルタカートリッジ首部又は茎部８８の移動とともに上下に移動することを意味する。
【００５８】
図示されるように、スプール弁マニホールド吸入アセンブリ３０は、代表的な吐出アセンブリ１０２、代表的な吸入アセンブリ１００、代表的な吸入戻しばね１０６及び代表的な吸入戻し止め１０８を含む。
【００５９】
図２２〜２６に示すように、本開示による吸入アセンブリ１００の一つの現状の好ましい実施形態は、代表的な吸入１１０、代表的な吸入コネクタ１１２、代表的なポペット弁１１４、代表的なポペット弁ばね１１６、代表的なコレット１１８、代表的なコレット保持具１２０、及び代表的なシール構造体若しくはＯリング１２２を含む。
【００６０】
吸入アセンブリ１００は、フィルタ相互接続構造体（頭部）１２４と接触するための頭部接触面部品１２３を含み、例えばＯリング１２５のようなシール構造体を受け入れるための吸入アセンブリ内に動作可能に配置された吸入コネクタ１１２と、液体濾過システム（図示されず）内のフィルタカートリッジがスプール弁マニホールドアセンブリ３０に動作可能に配置されるときにポペット弁１１４をフィルタカートリッジ２０の方へ偏倚させるためのばねを有しており、吸入アセンブリ上に動作可能に配置された吸入ポペット弁１１４とを含む。
【００６１】
図２５及び２６に最良に示されるように、吸入戻しばね１０６が設けられ、吸入アセンブリ１００と動作可能に接触し、以下ではさらに詳細に説明される。
【００６２】
吸入アセンブリ１００はばねが取り付けられた要素であるために、カートリッジがマニホールド３０に設置されるときは、吸入アセンブリ１００は流体圧力により上下に移動する。具体的には、フィルタカートリッジが設置され、ポペット弁１１４が開位置に偏倚しているとき、ポペット弁１１４は、常にフィルタカートリッジポペット接触部１２６と係合される。しかしながら、流体濾過システム（図示せず）の流体圧力が増加するにつれて、吸入アセンブリ１００は勢いよく移動し始めて、フィルタカートリッジ２０から離れる。液体圧力が増加し続けるにつれて、吸入アセンブリ１００は、ポペット弁１１４が閉じるためにフィルタカートリッジ２０から十分に離れて移動し、したがって図２６に示されるように吸入液体圧力を遮断する。
【００６３】
フィルタが内外に並進（クリックイン／クリックアウト）することを可能する機構を備えた流体濾過システムを有するために、システム内への水の流れ又はシステムからの水の流れを制御する口部（吸入口又は吐出口）の少なくとも一つが、「浮遊」することを可能にしなければならないことが分かった。
【００６４】
静止（すなわち、流体濾過システムが流体又は水で満たさていれるが、吐出口は閉じており、そのため水が流体濾過システムを通じて移動することができない）状態では、水は、水を含有することができるあらゆる容積を有する空洞（これは、基本的にあらゆる圧力下のＯリングの間にある）内に捕獲される。
【００６５】
したがって、フィルタカートリッジを前方に並進させるために、これらの容積を有する空洞は、フィルタと共に並進することできることが必要である（これは、水柱がその容積を変えることなく移動されることを基本的に必要とする）。
【００６６】
本開示の吸入部１１０が、移動／転移／浮遊することが可能でない場合、フィルタＯリングの間に捕獲されている水注は、並進することができず、圧縮されなければならないだろう。これらの水注が、フィルタ並進を行うために圧縮される必要がある場合、フィルタカートリッジは、取外しの際に前方に押されるので、フィルタＯリングの間に捕獲されている水を圧縮する力は、水を圧縮するために必要とされる水圧のために非常に高くなるであろう。
【００６７】
したがって、任意の「浮遊」吸入部から得られる効果は、本開示のこの特定の代表的な実施形態の成果のある実施のために極めて望ましいことが分かった。吸入部を「浮遊」構成要素として図示したが、水が水を圧縮することなく移動されることを可能にする吐出部又は他の弁サブアセンブリは、「浮遊」構成要素として使用されることができることは理解されるべきである。
【００６８】
システム内の流体圧力量による吸入アセンブリ１００のこの現象は、本開示のシステムを自動液体遮断システムに変換する。図２６に示すように、液圧が、選択されて、予め定められた所望の最大の使用システム圧力を超して増加すると、ポペット弁１１４が閉じることにより、ポペット弁吸入部１３０を閉じ、フィルタカートリッジ２０から遠ざかる吸入アセンブリ１００の移動より、フィルタカートリッジ２０への液体の流れを自動的に遮断する。液圧が選択されたシステムの使用圧力内にある水準まで減少すると、ポペット弁吸入１３０が開かれることにより（図２４を参照）、図２４に示されるように、液体がフィルタカートリッジ２０内にそしてフィルタカートリッジ２０を通じて流れることを可能にし、吐出部１１０を通じて液体濾過システムから出て行く。
【００６９】
本開示で使用される液体濾過システム（図示しない）は、使用圧力限界を自動的に制御することができるので、それらの結果、いくつかの独自のシステム安全特性が直接生じる。例えば、流体濾過システムが水打ち（すなわち、水撃）又は高い圧力を受けなければならないとしても、吸入アセンブリ（すなわち、ヘッド、ブラケット、フィルタカートリッジ、吐出アセンブリなど）の下流の構成部品が、約０．６９Ｍｐａ（１００ｐｓｉ）を超えるこの水打ち又は高い圧力にさらされることはないであろう。具体的には、図２６に示すように、吸入アセンブリ１３２が、図２５と比較してポペット弁１１４からより遠くへ移動されることにより、ポペット弁シートをスプール弁マニホールドと接触しないように移動し、したがってフィルタカートリッジ内への液体の流れ又はフィルタカートリッジからの液体の流れを妨げる。
【００７０】
この独自の革新的な安全特性のために、マニホールドアセンブリ３０及びフィルタカートリッジ２０の下流の構成要素は、上記の高い圧力の事象に耐えるように作製される必要はない。下流の構成要素を上記の高圧力に耐えるように作製する必要がないということは、液体濾過システムの製造者が、使用される必要のある材料の種類及び使用されるそれらの材料の強度の点で著しい費用削減を実現することを可能にするであろう。本開示にしたがって作製される流体濾過システムは、上記のシステムにおける現在の一般的な材料及び壁厚と比較して、低価格の物品材料と比較的薄い壁の部品で現在組み立てられることができるであろう。より低価格の物品材料及び比較的薄い壁の部品の利用は、材料費の見込みと製造費用の見込みから、各構成要素の費用を劇的に削減するであろう。
【００７１】
したがって、上述したような本開示により複数の代表的な流体濾過システムを生み出すことは可能であり、製造者が、それまで流体濾過システム全体が制御されるべきであると望む、あらゆる圧力限界まで、その流体濾過システムは、カスタマイズされることができる。理解されるべきであるように、遮断圧力は、吸入戻し／圧縮ばね１０６により制御され、この吸入戻し／圧縮ばね１０６の特性を変更することにより、使用圧力と遮断圧力は、周知の原理にしたがって変更されることができる。
【００７２】
吸入アセンブリ１００のポペット弁１１４は、圧力レベルが予め定められた最大限界より下に戻されると、高圧力で流れを遮断し自身をリセットする若しくは通常の流れの操作に戻す能力を有する。この予め定められた最大限界は、当業者に周知のように、吸入戻しばねの強さを変更することにより簡単に変更されることができる。
【００７３】
本開示は、例示した実施形態に対して説明され示されたが、流体濾過アセンブリと、濾材を含有する交換可能な流体フィルタカートリッジとを含む現在開示された流体濾過システムの精神及び範囲から逸脱することなく、それらについての改良や変更が可能であることは明確であり、流体濾過アセンブリは、最初の交換可能な流体フィルタカートリッジの取外しを容易にする能力と、その後流体供給システム内のその中に別の交換可能な流体フィルタカートリッジの設置を容易にする能力とを有し、特に、スプール弁マニホールドアセンブリは、請求項により定義されるような流体濾過アセンブリからの交換可能な流体フィルタカートリッジの迅速で容易な取外し、又は流体濾過アセンブリへの交換可能な流体フィルタカートリッジの迅速で容易な設置を容易にする。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】図１は、アセンブリが第一の回転位置に示されている、本開示の代表的な実施形態によるフィルタカートリッジ及びスプール弁マニホールドのアセンブリの斜視図。
【図２】図２は、図１の代表的な実施形態による流体フィルタカートリッジとスプール弁マニホールドのアセンブリの側面図。
【図３】図３は、図１の代表的な実施形態による流体フィルタカートリッジとスプール弁マニホールドのアセンブリの正面図。
【図４】図４は、図１の代表的な実施形態による流体フィルタカートリッジとスプール弁マニホールドのアセンブリの分解斜視図。
【図５】図５は、アセンブリが第二の回転位置に示されている、図１の代表的な実施形態による流体フィルタカートリッジ及びスプール弁マニホールドのアセンブリの斜視図。
【図６】図６は、図５の態様による流体フィルタカートリッジとスプール弁マニホールドのアセンブリの側面図。
【図７】図７は、図５の態様による流体フィルタカートリッジとスプール弁マニホールドのアセンブリの正面図。
【図８】図８は、流体フィルタカートリッジがアセンブリから取外されることを示している、図５の態様による流体フィルタカートリッジ及びスプール弁マニホールドのアセンブリの側面図。
【図９】図９は、本開示の一つの実施形態による流体フィルタカートリッジの一部分の横断面図。
【図１０】図１０は、フィルタカートリッジと弁本体とが第一の回転位置にある、本開示の代表的な実施形態によるスプール弁マニホールドアセンブリに挿入された流体フィルタカートリッジの部分的横断面図。
【図１１】図１１は、弁ハウジングが部分的に透かされ、流体フィルタカートリッジ及び弁本体が第一の回転位置に示されている、流体フィルタカートリッジとスプール弁マニホールドのアセンブリの一部分の斜視図。
【図１２】図１２は、流体フィルタカートリッジ及び弁本体が第二の回転位置に示されている、本開示の代表的な実施形態によるスプール弁マニホールドアセンブリに挿入された流体フィルタカートリッジの一部分の横断面図。
【図１３】図１３は、弁ハウジングが部分的に透かされ、流体フィルタカートリッジ及び弁本体が第二の回転位置にある、流体フィルタカートリッジとスプール弁マニホールドのアセンブリの一部分の斜視図。
【図１４】図１４は、流体フィルタカートリッジ及び弁本体が第一の回転位置にある、挿入カム要素及び排出カム要素の一態様を示している図１の代表的な実施形態の概略的断面側面図。
【図１５】図１５は、流体フィルタカートリッジ及び弁本体が第二の回転位置にある、挿入カム要素及び排出カム要素の一態様を示している図１の代表的な実施形態の概略的断面側面図。
【図１６】図１６は、任意の格納箱と共に示される流体フィルタカートリッジとスプール弁マニホールドのアセンブリの斜視図。
【図１７】図１７は、代表的な鍵システムと共に示される流体フィルタカートリッジとスプール弁マニホールドのアセンブリの斜視図。
【図１８】図１８は、スプール弁マニホールドアセンブリに挿入されようとしている代表的な鍵システムを有するフィルタカートリッジを示している、図１７に示される流体フィルタカートリッジとスプール弁マニホールドのアセンブリの斜視図。
【図１９】図１９は、設置された／使用位置にある代表的な鍵システムを有する代表的な流体フィルタカートリッジとスプール弁マニホールドのアセンブリの部分的な斜視図。
【図２０】図２０は、使用位置に設置される前の、又は使用位置から引き出される前の第一の回転位置にある代表的な鍵システムを有する代表的な流体フィルタカートリッジとスプール弁マニホールドのアセンブリの部分的な斜視図。
【図２１】図２１は、設置された／使用位置にある代表的な鍵システムを有する別の代表的な流体フィルタカートリッジとスプール弁マニホールドのアセンブリの部分的な斜視図。
【図２２】図２２は、設置される前の第二の回転位置にある代表的な任意の吸入弁を有する代表的な流体フィルタカートリッジとスプール弁マニホールドのアセンブリの部分的な斜視図。
【図２３】図２３は、設置された後の第一の回転位置にある代表的な任意の吸入弁を有する代表的な流体フィルタカートリッジとスプール弁マニホールドのアセンブリの部分的な斜視図。
【図２４】図２４は、流体フィルタカートリッジ及び弁本体が第一の回転位置にある又は設置された位置にある、任意の吸入弁の一態様を示す、図２３の代表的な実施形態の概略的な横断面図。
【図２５】図２５は、流体フィルタカートリッジ及び弁本体が第二の回転位置にある又は取外された位置にある、任意の吸入弁の一態様を示す、図２３の代表的な実施形態の概略的な横断面図。
【図２６】図２６は、流体フィルタカートリッジ及び弁本体が第一の回転位置にあり、ポペット弁が閉じている状態にある、高圧の状態を示す、図２３の代表的な実施形態の概略的な横断面図。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カートリッジ吸入口及びカートリッジ吐出口を含む吸入／吐出部を有するフィルタカートリッジと共に使用されるスプール弁マニホールドであって、前記スプール弁マニホールドが、
ハウジング吸入口及びハウジング吐出口を有する弁ハウジングと、
前記弁ハウジング内に動作可能に配置され、かつ、前記弁ハウジングに対して第一軸の周りを回転するように構成された弁本体と、
を含み、
前記弁本体が前記第一軸に垂直な方向への前記弁本体内への前記吸入／吐出部の挿入によって前記フィルタカートリッジの吸入／吐出部を受け入れるように構成されていることにより、前記弁本体が前記弁ハウジングに対して第一の回転位置にあるときは、前記ハウジング吸入口と前記カートリッジ吸入口とが、第一の流体流路を通じて流体的に連通し、前記ハウジング吐出口と前記カートリッジ吐出口とが、第二の流体流路を通じて流体的に連通し、かつ、前記弁本体が前記弁ハウジングに対して第二の回転位置にあるときは、前記ハウジング吸入口と前記カートリッジ吸入口とが、流体的に連通せず、前記ハウジング吐出口と前記カートリッジ吐出口とが、流体的に連通しない、スプール弁マニホールド。
【請求項２】
前記弁本体が前記弁ハウジングに対して前記第二の回転位置にあるときは、前記ハウジング吸入口と前記ハウジング吐出口とが、第三の流体流路を通じて流体的に連通する、請求項１に記載のスプール弁マニホールド。
【請求項３】
前記弁本体が前記弁ハウジングに対して前記第二の回転位置にあるときは、前記ハウジング吸入口と前記ハウジング吐出口とが、流体的に連通しない、請求項１に記載のスプール弁マニホールド。
【請求項４】
前記弁ハウジングが、
前記フィルタカートリッジ上の相補的な挿入カム要素と協働するように構成された挿入カム要素を含む、請求項１に記載のスプール弁マニホールド。
【請求項５】
前記弁ハウジングが、
前記フィルタカートリッジ上の相補的な排出カム要素と協働するように構成された排出カム要素を含む、請求項１に記載のスプール弁マニホールド。
【請求項６】
前記弁本体と前記弁ハウジングとの間に配置され、かつ、前記第一の流体流路からの流体漏れを防ぐように構成された第一のシールと、
前記弁本体と前記弁ハウジングとの間に配置され、かつ、前記第二の流体流路からの流体漏れを防ぐように構成された第二のシールと、
前記弁本体と前記弁ハウジングとの間に配置され、かつ、前記第三の流体流路からの流体漏れを防ぐように構成された第三のシールと、
を含む、請求項２に記載のスプール弁マニホールド。
【請求項７】
カートリッジ吸入口及びカートリッジ吐出口を含む吸入／吐出部を有するフィルタカートリッジと共に使用されるスプール弁マニホールドであって、前記スプール弁マニホールドが、
ハウジング吸入口及びハウジング吐出口を有する弁ハウジングと、
前記弁ハウジング内に動作可能に配置され、かつ、前記弁ハウジングに対して第一軸の周りを回転するように構成された弁本体と、
を含み、
前記弁本体が、前記第一軸に垂直な方向への前記弁本体内への前記吸入／吐出部の挿入によって前記フィルタカートリッジの吸入／吐出部を受け入れるように構成されていることにより、前記弁本体が前記弁ハウジングに対して第一の回転位置にあるときは、前記ハウジング吸入口と前記カートリッジ吸入口とが、第一の流体流路を通じて流体的に連通し、前記ハウジング吐出口と前記カートリッジ吐出口とが、第二の流体流路を通じて流体的に連通し、かつ、前記弁本体が前記弁ハウジングに対して第二の回転位置にあるときは、前記ハウジング吸入口と前記カートリッジ吸入口とが、流体的に連通せず、前記ハウジング吐出口と前記カートリッジ吐出口とが、流体的に連通せず、
前記フィルタカートリッジが、前記カートリッジがマニホールドアセンブリに設置されるときに流体圧力の変動により上下に移動する吸入アセンブリを含み、前記吸入アセンブリが、ポペット弁を含み、前記ポペット弁が、前記フィルタカートリッジが設置されて前記ポペット弁が開位置に偏倚しているときはフィルタカートリッジのポペット接触面に常に係合され、前記流体圧力が十分に上昇するにつれて、前記吸入アセンブリが、前記フィルタカートリッジから十分に遠く離れるように移動することにより、前記ポペット弁が、閉じて吸入流圧が遮断される、スプール弁マニホールド。
【請求項８】
カートリッジ吸入口及びカートリッジ吐出口を含む吸入／吐出部を有する流体フィルタカートリッジと共に使用されるスプール弁マニホールドであって、前記スプール弁マニホールドが、
ハウジング吸入口及びハウジング吐出口を有する弁ハウジングと、
前記弁ハウジング内に配置され、かつ、前記弁ハウジングに対して第一軸の周りを回転するように構成された弁本体と、
前記スプール弁マニホールド及び前記流体フィルタカートリッジの上に動作可能に配置された鍵構造体と、を含み、
前記弁本体がフィルタカートリッジの吸入／吐出部を受け入れるように構成されていることにより、前記弁本体が前記弁ハウジングに対して第一の回転位置にあるときは、前記ハウジング吸入口と前記カートリッジ吸入口とが、第一の流体流路を通じて流体的に連通し、前記ハウジング吐出口と前記カートリッジ吐出口とが、第二の流体流路を通じて流体的に連通し、前記弁本体が前記弁ハウジングに対して第二の回転位置にあるときは、前記ハウジング吸入口と前記カートリッジ吸入口とが、流体的に連通せず、前記ハウジング吐出口と前記カートリッジ吐出口とが、流体的に連通せず、
前記鍵構造体が、前記スプール弁マニホールド及び前記流体フィルタカートリッジ上に動作可能に配置され、前記スプール弁マニホールド及び前記流体フィルタカートリッジの上の前記鍵構造体が相補的である場合には前記弁マニホールドと前記流体フィルタカートリッジとの動作可能な相互接続を容易にすることに有効であり、前記スプール弁マニホールド及び前記流体フィルタカートリッジの上の前記鍵構造体が相補的でない場合には前記弁マニホールドと前記流体フィルタカートリッジとの動作可能な相互接続を妨げることに有効である、スプール弁マニホールド。
【請求項９】
前記弁本体が、前記第一軸に垂直な方向への前記弁本体内への前記吸入／吐出部の挿入によって前記フィルタカートリッジの前記吸入／吐出部を受け入れるように構成されている、請求項８に記載のスプール弁マニホールド。
【請求項１０】
前記弁ハウジングが、
前記フィルタカートリッジ上の相補的な挿入カム要素と協働するように構成された挿入カム要素を含む、請求項８に記載のスプール弁マニホールド。
【請求項１１】
前記弁ハウジングが、
前記フィルタカートリッジ上の相補的な排出カム要素と協働するように構成された排出カム要素を含む、請求項８に記載のスプール弁マニホールド。
【請求項１２】
フィルタカートリッジ及びスプール弁マニホールドのアセンブリであって、
フィルタ要素、並びに前記フィルタ要素に流体的に連通するとともにカートリッジ吸入口及びカートリッジ吐出口を有する吸入／吐出部を有するフィルタカートリッジと、
ハウジング及び本体を含むスプール弁マニホールドと、を含み、
前記ハウジングが、流体供給システムに流体的に連通するように構成されたハウジング吸入口及びハウジング吐出口を有し、前記本体が、前記ハウジング内に配置されかつ前記ハウジングに対して第一軸の周りを回転するように構成されていることにより、前記フィルタカートリッジの前記吸入／吐出部が、前記第一軸に垂直な方向への前記本体内への前記吸入／吐出部の挿入によって前記本体に流体的に連結される、アセンブリ。
【請求項１３】
前記本体が前記ハウジングに対して第一の回転位置にあるときは、前記ハウジング吸入口と前記カートリッジ吸入口とが、第一の流体流路を通じて流体的に連通し、前記ハウジング吐出口と前記カートリッジ吐出口とが、第二の流体流路を通じて流体的に連通し、かつ、前記本体が前記ハウジングに対して第二の回転位置にあるときは、前記ハウジング吸入口と前記カートリッジ吸入口とが、流体的に連通せず、前記ハウジング吐出口と前記カートリッジ吐出口とが、流体的に連通しない、請求項１２に記載のアセンブリ。
【請求項１４】
前記本体が前記ハウジングに対して第二の回転位置にあるときは、前記ハウジング吸入口と前記ハウジング吐出口とが、第三の流体流路を通じて流体的に連通する、請求項１３に記載のアセンブリ。
【請求項１５】
前記スプール弁マニホールド及び前記フィルタカートリッジの少なくとも一つが、挿入カムを含む、請求項１２に記載のアセンブリ。
【請求項１６】
前記スプール弁マニホールド及び前記フィルタカートリッジの少なくとも一つが、排出カムを含む、請求項１２に記載のアセンブリ。
【請求項１７】
前記本体が第一の回転位置から第二の回転位置に回転したときは、前記フィルタカートリッジが、前記本体から排出される、請求項１３に記載のアセンブリ。
【請求項１８】
前記本体が第二の回転位置から第一の回転位置に回転したときは、前記フィルタカートリッジが、前記本体内に移動する、請求項１３に記載のアセンブリ。
【請求項１９】
回転中は、前記フィルタカートリッジがブラケットに対して回転する角度が、９０度未満である、請求項１３に記載のアセンブリ。
【請求項２０】
前記スプール弁マニホールドに隣接して回転可能に取り付けられたブラケットを含み、前記ブラケットが、前記本体が第一の回転位置から第二の回転位置に回転したときは、前記フィルタカートリッジを摺動式に保持するように構成されている、請求項１２に記載のアセンブリ。
【請求項１】
カートリッジ吸入口及びカートリッジ吐出口を含む吸入／吐出部を有するフィルタカートリッジと共に使用されるスプール弁マニホールドであって、前記スプール弁マニホールドが、
ハウジング吸入口及びハウジング吐出口を有する弁ハウジングと、
前記弁ハウジング内に動作可能に配置され、かつ、前記弁ハウジングに対して第一軸の周りを回転するように構成された弁本体と、
を含み、
前記弁本体が前記第一軸に垂直な方向への前記弁本体内への前記吸入／吐出部の挿入によって前記フィルタカートリッジの吸入／吐出部を受け入れるように構成されていることにより、前記弁本体が前記弁ハウジングに対して第一の回転位置にあるときは、前記ハウジング吸入口と前記カートリッジ吸入口とが、第一の流体流路を通じて流体的に連通し、前記ハウジング吐出口と前記カートリッジ吐出口とが、第二の流体流路を通じて流体的に連通し、かつ、前記弁本体が前記弁ハウジングに対して第二の回転位置にあるときは、前記ハウジング吸入口と前記カートリッジ吸入口とが、流体的に連通せず、前記ハウジング吐出口と前記カートリッジ吐出口とが、流体的に連通しない、スプール弁マニホールド。
【請求項２】
前記弁本体が前記弁ハウジングに対して前記第二の回転位置にあるときは、前記ハウジング吸入口と前記ハウジング吐出口とが、第三の流体流路を通じて流体的に連通する、請求項１に記載のスプール弁マニホールド。
【請求項３】
前記弁本体が前記弁ハウジングに対して前記第二の回転位置にあるときは、前記ハウジング吸入口と前記ハウジング吐出口とが、流体的に連通しない、請求項１に記載のスプール弁マニホールド。
【請求項４】
前記弁ハウジングが、
前記フィルタカートリッジ上の相補的な挿入カム要素と協働するように構成された挿入カム要素を含む、請求項１に記載のスプール弁マニホールド。
【請求項５】
前記弁ハウジングが、
前記フィルタカートリッジ上の相補的な排出カム要素と協働するように構成された排出カム要素を含む、請求項１に記載のスプール弁マニホールド。
【請求項６】
前記弁本体と前記弁ハウジングとの間に配置され、かつ、前記第一の流体流路からの流体漏れを防ぐように構成された第一のシールと、
前記弁本体と前記弁ハウジングとの間に配置され、かつ、前記第二の流体流路からの流体漏れを防ぐように構成された第二のシールと、
前記弁本体と前記弁ハウジングとの間に配置され、かつ、前記第三の流体流路からの流体漏れを防ぐように構成された第三のシールと、
を含む、請求項２に記載のスプール弁マニホールド。
【請求項７】
カートリッジ吸入口及びカートリッジ吐出口を含む吸入／吐出部を有するフィルタカートリッジと共に使用されるスプール弁マニホールドであって、前記スプール弁マニホールドが、
ハウジング吸入口及びハウジング吐出口を有する弁ハウジングと、
前記弁ハウジング内に動作可能に配置され、かつ、前記弁ハウジングに対して第一軸の周りを回転するように構成された弁本体と、
を含み、
前記弁本体が、前記第一軸に垂直な方向への前記弁本体内への前記吸入／吐出部の挿入によって前記フィルタカートリッジの吸入／吐出部を受け入れるように構成されていることにより、前記弁本体が前記弁ハウジングに対して第一の回転位置にあるときは、前記ハウジング吸入口と前記カートリッジ吸入口とが、第一の流体流路を通じて流体的に連通し、前記ハウジング吐出口と前記カートリッジ吐出口とが、第二の流体流路を通じて流体的に連通し、かつ、前記弁本体が前記弁ハウジングに対して第二の回転位置にあるときは、前記ハウジング吸入口と前記カートリッジ吸入口とが、流体的に連通せず、前記ハウジング吐出口と前記カートリッジ吐出口とが、流体的に連通せず、
前記フィルタカートリッジが、前記カートリッジがマニホールドアセンブリに設置されるときに流体圧力の変動により上下に移動する吸入アセンブリを含み、前記吸入アセンブリが、ポペット弁を含み、前記ポペット弁が、前記フィルタカートリッジが設置されて前記ポペット弁が開位置に偏倚しているときはフィルタカートリッジのポペット接触面に常に係合され、前記流体圧力が十分に上昇するにつれて、前記吸入アセンブリが、前記フィルタカートリッジから十分に遠く離れるように移動することにより、前記ポペット弁が、閉じて吸入流圧が遮断される、スプール弁マニホールド。
【請求項８】
カートリッジ吸入口及びカートリッジ吐出口を含む吸入／吐出部を有する流体フィルタカートリッジと共に使用されるスプール弁マニホールドであって、前記スプール弁マニホールドが、
ハウジング吸入口及びハウジング吐出口を有する弁ハウジングと、
前記弁ハウジング内に配置され、かつ、前記弁ハウジングに対して第一軸の周りを回転するように構成された弁本体と、
前記スプール弁マニホールド及び前記流体フィルタカートリッジの上に動作可能に配置された鍵構造体と、を含み、
前記弁本体がフィルタカートリッジの吸入／吐出部を受け入れるように構成されていることにより、前記弁本体が前記弁ハウジングに対して第一の回転位置にあるときは、前記ハウジング吸入口と前記カートリッジ吸入口とが、第一の流体流路を通じて流体的に連通し、前記ハウジング吐出口と前記カートリッジ吐出口とが、第二の流体流路を通じて流体的に連通し、前記弁本体が前記弁ハウジングに対して第二の回転位置にあるときは、前記ハウジング吸入口と前記カートリッジ吸入口とが、流体的に連通せず、前記ハウジング吐出口と前記カートリッジ吐出口とが、流体的に連通せず、
前記鍵構造体が、前記スプール弁マニホールド及び前記流体フィルタカートリッジ上に動作可能に配置され、前記スプール弁マニホールド及び前記流体フィルタカートリッジの上の前記鍵構造体が相補的である場合には前記弁マニホールドと前記流体フィルタカートリッジとの動作可能な相互接続を容易にすることに有効であり、前記スプール弁マニホールド及び前記流体フィルタカートリッジの上の前記鍵構造体が相補的でない場合には前記弁マニホールドと前記流体フィルタカートリッジとの動作可能な相互接続を妨げることに有効である、スプール弁マニホールド。
【請求項９】
前記弁本体が、前記第一軸に垂直な方向への前記弁本体内への前記吸入／吐出部の挿入によって前記フィルタカートリッジの前記吸入／吐出部を受け入れるように構成されている、請求項８に記載のスプール弁マニホールド。
【請求項１０】
前記弁ハウジングが、
前記フィルタカートリッジ上の相補的な挿入カム要素と協働するように構成された挿入カム要素を含む、請求項８に記載のスプール弁マニホールド。
【請求項１１】
前記弁ハウジングが、
前記フィルタカートリッジ上の相補的な排出カム要素と協働するように構成された排出カム要素を含む、請求項８に記載のスプール弁マニホールド。
【請求項１２】
フィルタカートリッジ及びスプール弁マニホールドのアセンブリであって、
フィルタ要素、並びに前記フィルタ要素に流体的に連通するとともにカートリッジ吸入口及びカートリッジ吐出口を有する吸入／吐出部を有するフィルタカートリッジと、
ハウジング及び本体を含むスプール弁マニホールドと、を含み、
前記ハウジングが、流体供給システムに流体的に連通するように構成されたハウジング吸入口及びハウジング吐出口を有し、前記本体が、前記ハウジング内に配置されかつ前記ハウジングに対して第一軸の周りを回転するように構成されていることにより、前記フィルタカートリッジの前記吸入／吐出部が、前記第一軸に垂直な方向への前記本体内への前記吸入／吐出部の挿入によって前記本体に流体的に連結される、アセンブリ。
【請求項１３】
前記本体が前記ハウジングに対して第一の回転位置にあるときは、前記ハウジング吸入口と前記カートリッジ吸入口とが、第一の流体流路を通じて流体的に連通し、前記ハウジング吐出口と前記カートリッジ吐出口とが、第二の流体流路を通じて流体的に連通し、かつ、前記本体が前記ハウジングに対して第二の回転位置にあるときは、前記ハウジング吸入口と前記カートリッジ吸入口とが、流体的に連通せず、前記ハウジング吐出口と前記カートリッジ吐出口とが、流体的に連通しない、請求項１２に記載のアセンブリ。
【請求項１４】
前記本体が前記ハウジングに対して第二の回転位置にあるときは、前記ハウジング吸入口と前記ハウジング吐出口とが、第三の流体流路を通じて流体的に連通する、請求項１３に記載のアセンブリ。
【請求項１５】
前記スプール弁マニホールド及び前記フィルタカートリッジの少なくとも一つが、挿入カムを含む、請求項１２に記載のアセンブリ。
【請求項１６】
前記スプール弁マニホールド及び前記フィルタカートリッジの少なくとも一つが、排出カムを含む、請求項１２に記載のアセンブリ。
【請求項１７】
前記本体が第一の回転位置から第二の回転位置に回転したときは、前記フィルタカートリッジが、前記本体から排出される、請求項１３に記載のアセンブリ。
【請求項１８】
前記本体が第二の回転位置から第一の回転位置に回転したときは、前記フィルタカートリッジが、前記本体内に移動する、請求項１３に記載のアセンブリ。
【請求項１９】
回転中は、前記フィルタカートリッジがブラケットに対して回転する角度が、９０度未満である、請求項１３に記載のアセンブリ。
【請求項２０】
前記スプール弁マニホールドに隣接して回転可能に取り付けられたブラケットを含み、前記ブラケットが、前記本体が第一の回転位置から第二の回転位置に回転したときは、前記フィルタカートリッジを摺動式に保持するように構成されている、請求項１２に記載のアセンブリ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【公表番号】特表２００８−５４０９７６（Ｐ２００８−５４０９７６Ａ）
【公表日】平成２０年１１月２０日（２００８．１１．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−５１２４４３（Ｐ２００８−５１２４４３）
【出願日】平成１８年５月１６日（２００６．５．１６）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００６／０１８９２９
【国際公開番号】ＷＯ２００６／１２４９０６
【国際公開日】平成１８年１１月２３日（２００６．１１．２３）
【出願人】（５０６０６７９０３）スリーエム イノベーティブ プロパティーズ カンパニー (23)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２０年１１月２０日（２００８．１１．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年５月１６日（２００６．５．１６）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００６／０１８９２９
【国際公開番号】ＷＯ２００６／１２４９０６
【国際公開日】平成１８年１１月２３日（２００６．１１．２３）
【出願人】（５０６０６７９０３）スリーエム イノベーティブ プロパティーズ カンパニー (23)
【Ｆターム（参考）】
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