フィルタ要素と協働するドレンを有するキャニスタフィルタシステム
【課題】キャニスタ内の流体が高圧である用途に、十分に適応させること。
【解決手段】キャニスタフィルタシステム（１）は、基体（１０）と、基体（１０）に取付け可能なキャニスタ（２０）と、キャニスタ（２０）の内側に位置付けられたフィルタ媒体（３１）を有するフィルタ要素（３０）とを含む。ドレン（４０）は、閉位置でフィルタ要素（３０）と係合して、フィルタ要素とシールを形成する。開位置で、ドレン（４０）は、キャニスタ（２０）からの流体の取り除きを可能にする。ドレン（４０）は、閉位置でフィルタ要素（３０）に係合して、フィルタ要素とシールを形成するので、フィルタ要素（３０）がキャニスタ（２０）の内側に存在しない限り、ドレン（４０）を閉鎖できない。これによって、フィルタ要素（３０）が適所にない限り、フィルタシステム（１）の偶然又は意図的な使用が防止される。
【解決手段】キャニスタフィルタシステム（１）は、基体（１０）と、基体（１０）に取付け可能なキャニスタ（２０）と、キャニスタ（２０）の内側に位置付けられたフィルタ媒体（３１）を有するフィルタ要素（３０）とを含む。ドレン（４０）は、閉位置でフィルタ要素（３０）と係合して、フィルタ要素とシールを形成する。開位置で、ドレン（４０）は、キャニスタ（２０）からの流体の取り除きを可能にする。ドレン（４０）は、閉位置でフィルタ要素（３０）に係合して、フィルタ要素とシールを形成するので、フィルタ要素（３０）がキャニスタ（２０）の内側に存在しない限り、ドレン（４０）を閉鎖できない。これによって、フィルタ要素（３０）が適所にない限り、フィルタシステム（１）の偶然又は意図的な使用が防止される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この開示の分野はフィルタシステムである。より詳しくは、この分野は、キャニスタから液体を排出するためのドレンを有する潤滑油又は液体燃料のような液体用のキャニスタフィルタシステムである。
【背景技術】
【０００２】
キャニスタフィルタシステムは、内燃機関のような装置、建設及び採鉱機械、及び多くの他の種類の工業機械に、今日広範囲に使用されている。これらのシステムは、燃料システム、潤滑油システム、油圧流体動力システム、油圧流体制御システム、変速機流体システム、エンジン吸気システム等の流体から汚染物質を濾過するために使用される。
【０００３】
キャニスタフィルタシステムは、典型的に、装置に取り付けられることが多い基体と、キャニスタ（時にハウジング、カップ、缶、又はカバーとも呼ばれる）と、キャニスタの内側に取り外し可能に位置付けられるフィルタ要素とを含む。フィルタ要素がキャニスタの内側に位置付けられた後、キャニスタは、ねじ又は他の取付け手段で基体に取り付けられて、フィルタ要素の周りにシール区画を形成する。キャニスタ、基体及びフィルタ要素は協働して、流体がフィルタ要素を通して導かれる流体路を画定する。フィルタ要素は、流体が通過するときに汚染物質を捕捉して、収集するフィルタ媒体を含む。捕捉された汚染物質は、泥、水、すす、灰、金属粒子、及び他の有害な破片を含み得る。
【０００４】
場合によっては、これらの汚染物質は、フィルタ媒体を詰まらせ、その有効性を低下させる。あるいは他の状態が時間の経過につれて発展することがあり、これも、汚染物質を取り除くフィルタ媒体の有効性を低下させる。このことが生じたとき、フィルタ要素を交換すべきである（あるいはおそらくは洗浄すべきであるが、このことは、大部分の用途には実用的でない）。しかし、フィルタ要素のみを交換するだけで済み、キャニスタ、基体及び他の構成要素は再利用される。フィルタ要素は、簡便に交換されかつ容易に廃棄処理されるように設計される。フィルタ要素は、特定の用途のために確立された周期的な保守スケジュールの指導に従って、要求に応じて、すなわち、フィルタが詰まり、交換を必要とするときに、あるいは周期的に交換することができる。
【０００５】
キャニスタフィルタシステムは、スピンオンフィルタのような他のフィルタシステムに較べ多くの利点を有することができる。例えば、キャニスタフィルタシステムには、比較的安価にドレンを設けることができる。こぼれを回避するために、技術者は、フィルタ要素を交換するためにキャニスタを取り外す前に、制御かつ自制してキャニスタから流体を取り除くことを望むかもしれない。ドレンは、キャニスタの内側にある流体の取り除きを促進する。ある状況では、キャニスタを基体から取り外す前に流体がキャニスタから最初に取り除かれない場合、流体はこぼれる可能性がある。ドレンは、典型的にキャニスタに一体化される。キャニスタフィルタシステムでは、ドレンは、一般に、再利用されまた１度のみ購入されるキャニスタのコストを単に増加させ、また一般に、しばしば交換されまた多くの回数購入されるフィルタ要素のコストを増加させないので、ドレンを含む追加コストは、装置所有者の運転コスト全体を大きく増加させることはない。
【０００６】
２００４年１１月９日に付与された（特許文献１）は、ドレンをキャニスタに組み込んだ従来技術のキャニスタフィルタシステムの例である。（特許文献１）の図１は、ドレンが一体化されたキャニスタ１４を示している（ドレンには、参照番号が付与されておらず、図１のキャニスタ１４の底部に組み込まれているのが示され、また閉位置で示されている）。
【０００７】
（特許文献１）はまた、キャニスタフィルタシステムの重要性を増している他の特徴部の例である。（特許文献１）に記載されたフィルタシステムの構成では、最初にフィルタ要素をキャニスタに適切に取り付けることなしには、キャニスタを基体に取り付けることは不可能である。これによって、例えば、適所のフィルタ要素なしには偶然に又は意図的に機械を運転することが防止される。燃料ポンプ、燃料噴射器、油圧ポンプ、弁、軸受、エンジン等のような構成要素は、より高価、よりハイテクとなり、かつより厳しい許容公差及び仕様で製造されるので、これらの構成要素を汚染から保護することがますます重要である。汚染は、予定より早い摩耗及びさらに故障の原因となり得、また構成要素が部品間で厳しい許容公差を有するか又は非常に高価である場合、問題は大きくなる。したがって、いくつかの用途では、適所に適切なフィルタ要素なしには、技術者が偶然に又は意図的に機械を運転しないことを保証することが非常に有利であり得る。
【０００８】
しかし、（特許文献１）のフィルタシステムは、いくつかの用途では十分に機能するが、このシステムには複数の不都合があり得るか、さもなければ他の用途には十分に適していない。例えば、（特許文献１）のフィルタシステムは、キャニスタ内の流体が高圧である用途には十分に適していない可能性がある。基体へのキャニスタの連結はフィルタ要素を介しているので、キャニスタ内の高圧の力はフィルタ要素を通して反応させられる。それは、ある用途の圧力にとっては十分に強くない可能性がある。さらに、キャニスタと基体との間のＯリングは、キャニスタの内側の高圧を保持するようには意図されていない。
【０００９】
フィルタ要素の中心管内のねじの存在は、ある状況で不都合であり得る。フィルタ要素及びキャニスタを基体に連結するために使用される中心管内のねじは、システムからの清浄な流体路に配置される。清浄な流体路内のねじは、汚染の一因となり得る。
【００１０】
さらに、（特許文献１）に記載されたシステムのキャニスタは、ある用途では製造が比較的複雑かつ高価であり得る。キャニスタの底部に組み込まれた連結構造は、ある用途ではあまりに多くのコストを追加する可能性がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】米国特許第６，８１４，２４３号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
これらの不都合のため、取り付けられたフィルタ要素なしには偶然に又は意図的にフィルタシステムを使用することをなお防止するが、同様に、（特許文献１）によって提起される不都合のあるもの又はすべてから解放される他のキャニスタフィルタ構造が必要とされる。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
キャニスタフィルタシステムは、基体と、基体に取付け可能なキャニスタと、キャニスタの内側に位置付けられたフィルタ媒体を有するフィルタ要素とを含む。ドレンは、それが閉位置にあるときにフィルタ要素とシールを形成し、解放可能にフィルタ要素に係合することが可能である。開位置では、ドレンは、キャニスタからの流体の取り除きを可能にする。ドレンは、閉位置でフィルタ要素とシールを形成し、解放可能にフィルタ要素に係合することが可能であるので、フィルタ要素がキャニスタの内側に適切に位置付けられない場合、ドレンを閉鎖することはできない。これによって、適所のフィルタ要素なしには、フィルタシステムの偶然又は意図的な使用が防止される。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】基体、キャニスタ、フィルタ要素を含むキャニスタフィルタシステムの切開図である。
【図２】閉位置のドレン４０を有する図１の詳細図である。
【図３】開位置のドレン４０を有する図１の詳細図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
次は、本発明の例示的な実施形態の詳細な説明である。本明細書に記載しかつ図面に示した例示的な実施形態は、本発明の原理を教示するように意図され、当業者が、異なる多くの環境でかつ異なる多くの用途のために本発明を製造して使用することを可能にする。例示的な実施形態は、特許保護の範囲を制限する説明と考えられるべきでない。特許保護の範囲は、添付の特許請求の範囲によって規定され、本明細書に記載した特定の実施形態よりも広範囲であるように意図される。
【００１６】
図１は、基体１０、キャニスタ２０、及びフィルタ要素３０を有するキャニスタフィルタシステム１を示している。キャニスタフィルタシステムの一般的な構造及び使用は、当業者によって理解される。したがって、キャニスタフィルタシステム１の構造及び使用の詳細のすべてをここで説明する必要はない。キャニスタフィルタシステム１は、ディーゼル燃料又はガソリン燃料あるいは他の液体燃料のような流体、エンジン潤滑オイル、油圧動力システム用の油圧流体、変速機流体、あるいはおそらくはエンジン用の吸気を濾過するために使用し得る。キャニスタフィルタシステム１はまた、燃料／水分離のフィルタとして使用し得る。本明細書に記載した特徴部を有するキャニスタフィルタシステム１は、異なる多くの目的に役立ち、多くの他の用途に合わせるために、当業者によって適合できるであろう。
【００１７】
基体１０は、キャニスタフィルタシステム１内への流体入口用の入口チャンネル１１と、キャニスタフィルタシステム１からの流体出口用の出口チャンネル１２とを含む。基体はまた、基体ねじ１３を含む。
【００１８】
キャニスタ２０は、開口端部２１及び閉鎖端部２２を含む。開口端部２１には、基体ねじ１３と係合して、キャニスタ２０を基体１０に保持できるキャニスタねじ２３が隣接している。ねじは、解放可能な係合を形成するために基体１０及びキャニスタ２０に含まれ得る係合構造体の一例である。当業者によって認識されるように、他の係合構造体を使用してもよい。
【００１９】
フィルタ要素３０は、特定の用途に合わせるために異なる多くの形状をとることが可能である。例示した実施形態では、フィルタ要素３０は、燃料又は潤滑油を濾過するのによく適している。フィルタ要素３０は、中心管３２によって画定された中心リザーバを円周方向に囲む環状に配置されたフィルタ媒体３１を含んでもよい。フィルタ媒体３１の軸方向端部は、端部板によってシールされる。開口端部板３３は、フィルタ要素３０の軸方向開口端部を画定する。開口端部板３３は、「開口」と呼ばれるが、この理由は、開口端部板が、中心管３２によって画定された中心リザーバから出口チャンネル１２への流体の通過を可能にするための開口部３５を含むからである。開口端部板３４は、フィルタ要素３０の軸方向閉鎖端部を画定する。閉鎖端部板３４は、「閉鎖」と呼ばれるが、この理由は、閉鎖端部板が、フィルタ媒体３１の軸方向端部に隣接するフィルタ要素３０の外側の流体が濾過されずに中心管３２に流入することを防止するからである。開口端部板３３及び閉鎖端部板３４のそれぞれは、溶接、接着剤等によって中心管３２に接合することが可能である。代わりに、中心管３２、開口端部板３３及び閉鎖端部板３４のいくつか又はすべては、一体成形の構成要素として構成してもよい。
【００２０】
濾過すべき流体は、入口チャンネル１１から入り、キャニスタ２０とフィルタ媒体３１との間の環状空洞２８に流れる。次に、流体は、フィルタ媒体３１内をそれを通して、次に図１の中心管３２に示した穿孔を通して中心管内を通過する。流体は、開口端部板３３及び開口部３５を通して中心管３２を出て、出口チャンネル１２内に入る。開口端部板３３及び閉鎖端部板３４は、フィルタ媒体３１内へのまたそこからの流体チャンネルを画定するのを補助し、流体が出口チャンネル１２に直接流れ、フィルタ媒体３１を迂回することを防止する。第１及び第２の環状シール３８と３９は、フィルタ要素３０に含めることが有利であり、同様に、フィルタ要素３０内へのまたそこからの流体通路を画定しかつシールすることを補助し得る。第１の環状シール３８は、開口部３５の周りのまたフィルタ要素３０の軸方向開口端部に隣接する開口端部板３３に含めて、出口チャンネル１２から入口チャンネル１１をシールすることを補助し得る。第１の環状シール３８よりも大きな直径の第２の環状シール３９は、開口端部板３３の周りに円周方向に形成して、キャニスタ２０と基体１０との間にシールを提供することが可能であり、あるいは言い換えれば、入口チャンネル１１内の流体がキャニスタ２０と基体１０との間の接合部から漏れることを防止するためのシールを提供する。第１及び第２の環状シール３８と３９は、開口端部板３３と一体形成するか、あるいは当分野で公知のように接着剤又は他の方法で取り付けてもよい。第１及び第２の環状シール３８と３９が、開口端部板３３に一体形成されるか又は含まれる場合、フィルタ要素が適切な間隔で交換されるときに、これらのシールの適切な交換が確実にされる。さもなければ、技術者は、適切な間隔で、適切にシールを交換できない可能性があり、この結果、システムからの漏れを生じるか、あるいはシステム内の漏れにより、濾過されていない流体がフィルタ要素３１を迂回して、汚染をもたらす可能性がある。
【００２１】
次に、図２と図３を参照すると、ドレン４０はキャニスタ２０の閉鎖端２２を貫通している。ドレン４０は、キャニスタ２０の内側から流体を取り除くためのドレンチャンネル４１を提供する。ドレン４０は細長く、ドレンチャンネル４１によって互いに連結された入口端部４２と出口端４３を含む。入口端部４２は、キャニスタ２０の内側に位置付けられる。出口端部４３は、キャニスタ２０の外側に位置付けられる。ドレン４０は、閉位置と開位置との間で移動可能である。図２の閉位置では、流体は、ドレンチャンネル４１を通して流れることはできない。図３の開位置で、流体は、入口端部４２から、ドレン通路４１を通して、出口端部４３から流れることができる。ドレン４０は、異なる多くの用途に合うように適合されることができる。図示した実施形態は、ドレン４０用の１つのみの例示的な構造を提供する。
【００２２】
キャニスタ２０は、閉鎖端部２２にドレンボス２４を含む。ドレンボス２４は、閉鎖端部２２から外に突出し、この閉鎖端部に、調整可能な開口端のレンチのような工具がドレンボス２４に係合して、キャニスタ２０を回転させることを可能にするであろう表面を含み得る。ドレンボス２４は孔２５を形成する。ドレン４０は、孔２５に位置付けられ、孔２５内で軸方向に摺動して、回転することができる。Ｏリング溝４４は、ドレン４０の外側の周りに形成され、Ｏリングはその中に位置付けられる。代わりに、Ｏリング溝は孔２５に形成してもよい。Ｏリングは、ドレン４０とドレンボス２４との間から孔２５を通したキャニスタ２０からの流体漏れを防止する。
【００２３】
ドレン４０は、フィルタ要素３０と協働して、ドレン４０がその閉位置にあるときにフィルタ要素３０と解放可能な係合と、フィルタ要素３０と解放可能なシールとを形成することが可能である。例示した実施形態では、ドレン４０は、解放可能なねじ連結部を含む係合構造体によってフィルタ要素３０と解放可能な係合を形成する。閉鎖端部板３４は、ねじ３７が設けられるポケット３６を形成し得る。ねじ３７は、ポケット３６の内面に形成される。相互のねじ４５は、ドレン４０の入口端部４２の近くに形成し得る。ドレン４０は、ねじ３７と４５を共にねじ込むことによってフィルタ要素３０と係合し得る。ねじは、解放可能な係合を形成するためにフィルタ要素３０及びドレン４０に含まれ得る係合構造体の一例である。当業者によって認識されるように、ある用途の特定の利点のために、他の公知の係合構造体を使用してもよい。
【００２４】
ドレン４０の閉位置にあるとき、ドレンがフィルタ要素３０と解放可能に係合することにより、事実上いかなる流体もドレン４０の入口端部４２に入ることができないように、解放可能なシールがフィルタ要素３０により形成される。解放可能なシールは、例示した実施形態では、ドレン通路４１と入口端部４２の半径方向外側との間に延在する入口開口部４６と、ドレン４０がシールされるときに入口開口部４１を受容するポケット３６とを含むシール構造体により形成される。ドレン４０をその閉位置に入れることにより、入口開口部４６がポケット３６の内側に移動され、事実上いかなる流体も入口開口部４６に入ることができないように入口開口部をブロックする。さらに、Ｏリング溝４７をドレン４０に形成し、その中にＯリングを位置付けてもよい。このＯリングは、流体がドレン４０とポケット３６との間から漏れて、入口開口部４６に入ることを防止する追加の保護を提供し得る。Ｏリングをポケット３６の内側に位置付ける代わりに、Ｏリングはまた、ドレン４０と閉鎖端部板３４の他の部分との間に位置付けることができ、Ｏリングは、ドレン４０の代わりに閉鎖端部板３３に形成された溝に位置付けることができるであろう。ドレン４０をその閉位置に移動させるとき、ドレンがポケット３６内に前進するにつれ、その中に捕捉された流体は逃し通路を必要とし得る。この経路は、ドレン４０の軸方向入口端部４２を通してドレン通路４１の開口を可能にすることによって設けることが可能である。
【００２５】
ポケット３６は、開口端部３６ａ、平滑部分３６ｂと、ねじ付き部分３６ｃと、閉鎖端部３６ｄとを含む。閉鎖端部３６ｄは、何らの流体も中心管３２からポケット３６及び入口開口部４６に流入しないであろうこと、また逆もまた同様であることを保証する。ねじ３７は、ねじ付き部分３６ｃに形成される。平滑部分３６ｂは、ドレン４０の表面に密着して、流体が開口端部３６ａと入口開口部４６との間に入って、開口端部３６ａから入口開口部４６に流れることを防止することによってシール構造体の部分として作用し得る。平滑部分３６ｂはまた、流路に対する追加の保護のために、Ｏリング溝４７のＯリングがシールし得る表面を提供することが可能である。平滑部分３６ｂの表面の平滑性の維持を補助するために、この部分の直径は、ねじ３７の主直径３７よりも大きいことが可能であり、平滑部分３６ｂとねじ付き部分３６ｃとの間にリップ部３６ｅを形成する。平滑部分３６ｂのより大きな直径は、シール目的に使用される平滑面のドレン４０のねじ４５による劣化を回避することを補助する。
【００２６】
開位置にあるとき、ドレン４０は、フィルタ要素３０から少なくとも部分的に係合解除され、流体がドレン通路４１に流入するように入口開口部４６が開口する。ねじ付き係合による例示した実施形態では、ドレン４０を開位置に入れるには、ドレン４０を回転させて、ねじ３７と４５を係合解除することが必要である。ねじ３７と４５が係合解除するとき、ドレン４０の入口端部４２がポケット３６から前進し、入口開口部４６をブロック解除する。共に、これらの特徴により、入口開口部４６がポケット３６から後退して、平滑部分３６ｂ及び開口端部３６ａをクリアにするときを除いて、何らの流体もドレン４０の入口端部４２に入らないであろうことが保証される。次に、流体は、キャニスタ２０の内部から入口開口部４６を通して、ドレン通路４１を通して流れ、ドレン４０の出口端部４３を通して出ることができる。
【００２７】
フィルタ要素３０のねじ３７及びポケット３６は、必ずしも閉鎖端部板３４に形成される必要はない。ねじ３７及びポケット３６は、当業者によって理解されるように、中心管３２の部分又はフィルタ要素３０の何か他の部分としても形成できるであろう。
【００２８】
ドレン４０が閉位置にあるときに流体がドレン４０を流れることができず、またドレン４０が開位置にあるときに流体がドレン４０を流れることが可能であるように、他の特徴及び構造を使用して、ドレン４０とフィルタ要素３０との協働を行うことが可能である。例えば、フィルタ要素３０及びドレン４０は、ドレン４０がフィルタ要素３０と解放可能なシールを形成して、ドレン４０を閉じるが、フィルタ要素及びドレンが解放可能に係合しないであろうように構成できるであろう。その代わりに、一例として、フィルタ要素３０及びドレンはキャニスタ２０と独立して係合でき、ドレン４０を閉位置に移動させることは、ドレン４０を上方に移動させて、フィルタ要素３０と解放可能なシールを形成するが、フィルタ要素に解放可能に係合しないことを包含するであろう。
【００２９】
ドレン４０とフィルタ要素３０との間の解放可能な係合及び解放可能なシールは、複数の利点を有する。第１に、係合及び／又はシールにより、システムを使用できる前にフィルタ要素３０がキャニスタ２０の内側に配置されることが保証される。技術者は、フィルタ要素３０なしには、偶然に又は意図的にシステムを組み立てないであろうが、この理由は、フィルタ要素なしには、ドレン４０を閉鎖できないからである。フィルタ要素３０の存在を保証することにより、流体の適切な濾過の保証が補助される。
【００３０】
中心管３２から出口チャンネル１２への清浄な流体経路にねじ連結部がないことにより、汚染の可能性が低減される。清浄な濾過された流体路のねじ連結部は、潜在的な汚染源であると認識されている。金属製構成要素又はプラスチック製構成要素に、他の方法でねじが切断されるか又は形成される場合、少量の破片がねじに残されることが多い。ねじ連結部が作られるとき、破片は、ねじ込み作用によって取り除かれることがあり、次に清浄な流体路に入ることができ、下流の構成要素の汚染をもたらす。したがって、清浄な流体路のねじの回避により、この潜在的な汚染源が排除される。
【００３１】
フィルタ要素３０にねじを設けることにより、ある仕方でねじが交差される（ｃｒｏｓｓｅｄ）か又は損傷を受けた場合、ねじ連結部を修理するための簡便な手段が提供される。ねじ連結部がキャニスタ２０とドレン４０との間にある場合（従来技術のシステムのように）、他のある方法でねじが交差されるか又は損傷を受けた場合、キャニスタ２０又はドレン４０、あるいはその両方を交換しなければならない。フィルタ要素３０に形成されたねじ３７がプラスチックで形成され、一方で、ドレン４０のねじ４５がより硬い材料（おそらくはアルミニウム又は他の金属）で形成される場合、ねじ３７と４５が交差した場合、おそらくねじ３７のみが損傷を受けるであろう。ねじ３７は、フィルタ要素３０を交換することによって容易に交換可能である。最後に、ドレン４０とフィルタ要素３０との間の係合により、フィルタ要素をキャニスタ２０の内側に確実に保持するための手段が提供される。
【００３２】
フィルタ要素３０をキャニスタ２０の内側に保持することは、フィルタ要素３０の取付け及び交換中にいくつかの利点を有し得る。例えば、キャニスタ２０は、フィルタ要素３０が抜け落ちることなく、残余の流体を排出するために技術者によって逆さまにすることができる。同様に、フィルタ要素３０は、キャニスタ２０が基体１０に取り付けられるときに、フィルタ要素３０が基体１０の特徴部と整列するように、キャニスタ２０の内側の正しい位置に保持することができる。
【００３３】
いくつかの用途で、他の利点も実現することが可能である。ある用途では、ドレン（例えばねじ）に係合するための何らの構造体もキャニスタに必要とされないので、キャニスタ２０の製造を単純化し得る。
【００３４】
ドレンノブ５０は、ドレン４０の閉位置と開位置との間で移動するためにドレンの回転を容易にする。ドレンノブ５０は、キャニスタ２０の外側のドレン４０を中心に選択的に位置付けることが可能である。ドレンノブ５０は、ドレン４０の外側に形成されたスプライン４８と噛合するスプラインス５１を含む。スプライン５１、４８は、ドレンノブ５０がドレン４０に対し軸方向に移動する（ドレン４０の回転軸に対し平行の軸に沿って）ことを可能にするが、ドレンノブ及びドレンの２つを回転可能に互いに結ぶ。ドレンノブ５０を回転させることにより、ドレン４０の対応する回転が引き起こされる。
【００３５】
さらに、ドレンノブ５０は、ドレンボス２４の相互のカム表面２６と係合するカム表面５２を含む。ばね５３は、ドレン４０とドレンノブ５０との間で作用し、カム表面５２をカム表面２６と係合するように付勢する。カム表面５２と２６が互いに係合するとき、それらは、ドレンノブ５０がキャニスタ２０に対し単一の方向にのみ回転することを許容する。カム表面５２と２６を形成して、ドレンノブ５０及びドレン４０のその閉位置の方向の回転（図示した実施形態の時計回りに）を許容するが、カム表面５２と２６が係合解除されない限り、ドレン４０がその開位置に向かって反対方向に回転することを阻止し得る。ばね５３のバイアスに対抗してドレンノブ５０を引っ張って、２つのカム表面５２、２６を分離することによって、カム表面を係合解除し得る。カム表面５２、２６は、カムを設けることによって一方向の相対的な回転を許容し、この場合、カムは一方向に互いに摺動可能である。カム表面５２、２６は、干渉するか又はぶつかる正の停止表面を設けることによって他方向の相対的な回転を阻止する。
【００３６】
ばね２７は、ドレン４０とキャニスタ２０との間に選択的に作用し得る。ばね２７は、ドレン４０をキャニスタ２０内に付勢する。これにより、フィルタ要素３０を挿入及び取り除く際に利点が提供される。例えば、ドレンノブ５０と協働して、ドレン４０を上方に付勢することにより、カム表面に５２、２６は、ドレン４０に係合して、一方向のドレン４０の回転を一時的にブロックする。図に示したように位置付けられたばね２７により、またカム表面５２と２６により、技術者は、一方の手でキャニスタ２０を保持し、他方の手でフィルタ要素３０を回転させて、フィルタ要素３０とドレン４０とを係合させることによって、交換用フィルタ要素３０を簡単に取り付けることができる。
【００３７】
キャニスタフィルタシステム１は、フィルタ要素３０をキャニスタ２０の内側に最初に位置付けることによって組み立てることが可能である。キャニスタ２０は、フィルタ要素３０が通過し得る開口端部２１と、閉鎖端部２２とを含む。次に、ドレン４０がフィルタ要素３０に係合させられる。ドレン４０は、キャニスタ２０の孔２５を通過し、入口端部４２はキャニスタ内に突出して、フィルタ要素３０と係合する。好ましくは、フィルタ要素３０及びドレン４０が最初に完全に係合し、これにより、同時にドレンが閉位置に移動され、その後、キャニスタ２０が基体１０と最後に係合して、組立体を完成する。
【００３８】
第１及び第２の環状シール３８と３９（図１参照）がフィルタ要素３０と一体形成されるか又はそれに取り付けられた状態で、フィルタ要素３０が交換されるときに、システム１のシール機能を提供する表面及びシールの多くが交換される。これにより、システム１の寿命にわたるシステムの適切な機能の保証が補助される。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
キャニスタフィルタシステム１を使用して、ドレン４０を使用して流体の簡便な排出を許容しつつ、燃料システム、潤滑油システム、油圧流体動力システム、油圧流体制御システム、変速機流体システム、エンジン吸気システム等を含む流体システムから汚染物質を濾過することが可能である。ドレン４０とフィルタ要素３０との配置のため、技術者は、フィルタ要素３０が適所にない限り、偶然に又は意図的にシステム１を操作することから防止される。この操作性の制限により、汚染に対し敏感な構成要素を保護することが補助される。
【技術分野】
【０００１】
この開示の分野はフィルタシステムである。より詳しくは、この分野は、キャニスタから液体を排出するためのドレンを有する潤滑油又は液体燃料のような液体用のキャニスタフィルタシステムである。
【背景技術】
【０００２】
キャニスタフィルタシステムは、内燃機関のような装置、建設及び採鉱機械、及び多くの他の種類の工業機械に、今日広範囲に使用されている。これらのシステムは、燃料システム、潤滑油システム、油圧流体動力システム、油圧流体制御システム、変速機流体システム、エンジン吸気システム等の流体から汚染物質を濾過するために使用される。
【０００３】
キャニスタフィルタシステムは、典型的に、装置に取り付けられることが多い基体と、キャニスタ（時にハウジング、カップ、缶、又はカバーとも呼ばれる）と、キャニスタの内側に取り外し可能に位置付けられるフィルタ要素とを含む。フィルタ要素がキャニスタの内側に位置付けられた後、キャニスタは、ねじ又は他の取付け手段で基体に取り付けられて、フィルタ要素の周りにシール区画を形成する。キャニスタ、基体及びフィルタ要素は協働して、流体がフィルタ要素を通して導かれる流体路を画定する。フィルタ要素は、流体が通過するときに汚染物質を捕捉して、収集するフィルタ媒体を含む。捕捉された汚染物質は、泥、水、すす、灰、金属粒子、及び他の有害な破片を含み得る。
【０００４】
場合によっては、これらの汚染物質は、フィルタ媒体を詰まらせ、その有効性を低下させる。あるいは他の状態が時間の経過につれて発展することがあり、これも、汚染物質を取り除くフィルタ媒体の有効性を低下させる。このことが生じたとき、フィルタ要素を交換すべきである（あるいはおそらくは洗浄すべきであるが、このことは、大部分の用途には実用的でない）。しかし、フィルタ要素のみを交換するだけで済み、キャニスタ、基体及び他の構成要素は再利用される。フィルタ要素は、簡便に交換されかつ容易に廃棄処理されるように設計される。フィルタ要素は、特定の用途のために確立された周期的な保守スケジュールの指導に従って、要求に応じて、すなわち、フィルタが詰まり、交換を必要とするときに、あるいは周期的に交換することができる。
【０００５】
キャニスタフィルタシステムは、スピンオンフィルタのような他のフィルタシステムに較べ多くの利点を有することができる。例えば、キャニスタフィルタシステムには、比較的安価にドレンを設けることができる。こぼれを回避するために、技術者は、フィルタ要素を交換するためにキャニスタを取り外す前に、制御かつ自制してキャニスタから流体を取り除くことを望むかもしれない。ドレンは、キャニスタの内側にある流体の取り除きを促進する。ある状況では、キャニスタを基体から取り外す前に流体がキャニスタから最初に取り除かれない場合、流体はこぼれる可能性がある。ドレンは、典型的にキャニスタに一体化される。キャニスタフィルタシステムでは、ドレンは、一般に、再利用されまた１度のみ購入されるキャニスタのコストを単に増加させ、また一般に、しばしば交換されまた多くの回数購入されるフィルタ要素のコストを増加させないので、ドレンを含む追加コストは、装置所有者の運転コスト全体を大きく増加させることはない。
【０００６】
２００４年１１月９日に付与された（特許文献１）は、ドレンをキャニスタに組み込んだ従来技術のキャニスタフィルタシステムの例である。（特許文献１）の図１は、ドレンが一体化されたキャニスタ１４を示している（ドレンには、参照番号が付与されておらず、図１のキャニスタ１４の底部に組み込まれているのが示され、また閉位置で示されている）。
【０００７】
（特許文献１）はまた、キャニスタフィルタシステムの重要性を増している他の特徴部の例である。（特許文献１）に記載されたフィルタシステムの構成では、最初にフィルタ要素をキャニスタに適切に取り付けることなしには、キャニスタを基体に取り付けることは不可能である。これによって、例えば、適所のフィルタ要素なしには偶然に又は意図的に機械を運転することが防止される。燃料ポンプ、燃料噴射器、油圧ポンプ、弁、軸受、エンジン等のような構成要素は、より高価、よりハイテクとなり、かつより厳しい許容公差及び仕様で製造されるので、これらの構成要素を汚染から保護することがますます重要である。汚染は、予定より早い摩耗及びさらに故障の原因となり得、また構成要素が部品間で厳しい許容公差を有するか又は非常に高価である場合、問題は大きくなる。したがって、いくつかの用途では、適所に適切なフィルタ要素なしには、技術者が偶然に又は意図的に機械を運転しないことを保証することが非常に有利であり得る。
【０００８】
しかし、（特許文献１）のフィルタシステムは、いくつかの用途では十分に機能するが、このシステムには複数の不都合があり得るか、さもなければ他の用途には十分に適していない。例えば、（特許文献１）のフィルタシステムは、キャニスタ内の流体が高圧である用途には十分に適していない可能性がある。基体へのキャニスタの連結はフィルタ要素を介しているので、キャニスタ内の高圧の力はフィルタ要素を通して反応させられる。それは、ある用途の圧力にとっては十分に強くない可能性がある。さらに、キャニスタと基体との間のＯリングは、キャニスタの内側の高圧を保持するようには意図されていない。
【０００９】
フィルタ要素の中心管内のねじの存在は、ある状況で不都合であり得る。フィルタ要素及びキャニスタを基体に連結するために使用される中心管内のねじは、システムからの清浄な流体路に配置される。清浄な流体路内のねじは、汚染の一因となり得る。
【００１０】
さらに、（特許文献１）に記載されたシステムのキャニスタは、ある用途では製造が比較的複雑かつ高価であり得る。キャニスタの底部に組み込まれた連結構造は、ある用途ではあまりに多くのコストを追加する可能性がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】米国特許第６，８１４，２４３号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
これらの不都合のため、取り付けられたフィルタ要素なしには偶然に又は意図的にフィルタシステムを使用することをなお防止するが、同様に、（特許文献１）によって提起される不都合のあるもの又はすべてから解放される他のキャニスタフィルタ構造が必要とされる。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
キャニスタフィルタシステムは、基体と、基体に取付け可能なキャニスタと、キャニスタの内側に位置付けられたフィルタ媒体を有するフィルタ要素とを含む。ドレンは、それが閉位置にあるときにフィルタ要素とシールを形成し、解放可能にフィルタ要素に係合することが可能である。開位置では、ドレンは、キャニスタからの流体の取り除きを可能にする。ドレンは、閉位置でフィルタ要素とシールを形成し、解放可能にフィルタ要素に係合することが可能であるので、フィルタ要素がキャニスタの内側に適切に位置付けられない場合、ドレンを閉鎖することはできない。これによって、適所のフィルタ要素なしには、フィルタシステムの偶然又は意図的な使用が防止される。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】基体、キャニスタ、フィルタ要素を含むキャニスタフィルタシステムの切開図である。
【図２】閉位置のドレン４０を有する図１の詳細図である。
【図３】開位置のドレン４０を有する図１の詳細図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
次は、本発明の例示的な実施形態の詳細な説明である。本明細書に記載しかつ図面に示した例示的な実施形態は、本発明の原理を教示するように意図され、当業者が、異なる多くの環境でかつ異なる多くの用途のために本発明を製造して使用することを可能にする。例示的な実施形態は、特許保護の範囲を制限する説明と考えられるべきでない。特許保護の範囲は、添付の特許請求の範囲によって規定され、本明細書に記載した特定の実施形態よりも広範囲であるように意図される。
【００１６】
図１は、基体１０、キャニスタ２０、及びフィルタ要素３０を有するキャニスタフィルタシステム１を示している。キャニスタフィルタシステムの一般的な構造及び使用は、当業者によって理解される。したがって、キャニスタフィルタシステム１の構造及び使用の詳細のすべてをここで説明する必要はない。キャニスタフィルタシステム１は、ディーゼル燃料又はガソリン燃料あるいは他の液体燃料のような流体、エンジン潤滑オイル、油圧動力システム用の油圧流体、変速機流体、あるいはおそらくはエンジン用の吸気を濾過するために使用し得る。キャニスタフィルタシステム１はまた、燃料／水分離のフィルタとして使用し得る。本明細書に記載した特徴部を有するキャニスタフィルタシステム１は、異なる多くの目的に役立ち、多くの他の用途に合わせるために、当業者によって適合できるであろう。
【００１７】
基体１０は、キャニスタフィルタシステム１内への流体入口用の入口チャンネル１１と、キャニスタフィルタシステム１からの流体出口用の出口チャンネル１２とを含む。基体はまた、基体ねじ１３を含む。
【００１８】
キャニスタ２０は、開口端部２１及び閉鎖端部２２を含む。開口端部２１には、基体ねじ１３と係合して、キャニスタ２０を基体１０に保持できるキャニスタねじ２３が隣接している。ねじは、解放可能な係合を形成するために基体１０及びキャニスタ２０に含まれ得る係合構造体の一例である。当業者によって認識されるように、他の係合構造体を使用してもよい。
【００１９】
フィルタ要素３０は、特定の用途に合わせるために異なる多くの形状をとることが可能である。例示した実施形態では、フィルタ要素３０は、燃料又は潤滑油を濾過するのによく適している。フィルタ要素３０は、中心管３２によって画定された中心リザーバを円周方向に囲む環状に配置されたフィルタ媒体３１を含んでもよい。フィルタ媒体３１の軸方向端部は、端部板によってシールされる。開口端部板３３は、フィルタ要素３０の軸方向開口端部を画定する。開口端部板３３は、「開口」と呼ばれるが、この理由は、開口端部板が、中心管３２によって画定された中心リザーバから出口チャンネル１２への流体の通過を可能にするための開口部３５を含むからである。開口端部板３４は、フィルタ要素３０の軸方向閉鎖端部を画定する。閉鎖端部板３４は、「閉鎖」と呼ばれるが、この理由は、閉鎖端部板が、フィルタ媒体３１の軸方向端部に隣接するフィルタ要素３０の外側の流体が濾過されずに中心管３２に流入することを防止するからである。開口端部板３３及び閉鎖端部板３４のそれぞれは、溶接、接着剤等によって中心管３２に接合することが可能である。代わりに、中心管３２、開口端部板３３及び閉鎖端部板３４のいくつか又はすべては、一体成形の構成要素として構成してもよい。
【００２０】
濾過すべき流体は、入口チャンネル１１から入り、キャニスタ２０とフィルタ媒体３１との間の環状空洞２８に流れる。次に、流体は、フィルタ媒体３１内をそれを通して、次に図１の中心管３２に示した穿孔を通して中心管内を通過する。流体は、開口端部板３３及び開口部３５を通して中心管３２を出て、出口チャンネル１２内に入る。開口端部板３３及び閉鎖端部板３４は、フィルタ媒体３１内へのまたそこからの流体チャンネルを画定するのを補助し、流体が出口チャンネル１２に直接流れ、フィルタ媒体３１を迂回することを防止する。第１及び第２の環状シール３８と３９は、フィルタ要素３０に含めることが有利であり、同様に、フィルタ要素３０内へのまたそこからの流体通路を画定しかつシールすることを補助し得る。第１の環状シール３８は、開口部３５の周りのまたフィルタ要素３０の軸方向開口端部に隣接する開口端部板３３に含めて、出口チャンネル１２から入口チャンネル１１をシールすることを補助し得る。第１の環状シール３８よりも大きな直径の第２の環状シール３９は、開口端部板３３の周りに円周方向に形成して、キャニスタ２０と基体１０との間にシールを提供することが可能であり、あるいは言い換えれば、入口チャンネル１１内の流体がキャニスタ２０と基体１０との間の接合部から漏れることを防止するためのシールを提供する。第１及び第２の環状シール３８と３９は、開口端部板３３と一体形成するか、あるいは当分野で公知のように接着剤又は他の方法で取り付けてもよい。第１及び第２の環状シール３８と３９が、開口端部板３３に一体形成されるか又は含まれる場合、フィルタ要素が適切な間隔で交換されるときに、これらのシールの適切な交換が確実にされる。さもなければ、技術者は、適切な間隔で、適切にシールを交換できない可能性があり、この結果、システムからの漏れを生じるか、あるいはシステム内の漏れにより、濾過されていない流体がフィルタ要素３１を迂回して、汚染をもたらす可能性がある。
【００２１】
次に、図２と図３を参照すると、ドレン４０はキャニスタ２０の閉鎖端２２を貫通している。ドレン４０は、キャニスタ２０の内側から流体を取り除くためのドレンチャンネル４１を提供する。ドレン４０は細長く、ドレンチャンネル４１によって互いに連結された入口端部４２と出口端４３を含む。入口端部４２は、キャニスタ２０の内側に位置付けられる。出口端部４３は、キャニスタ２０の外側に位置付けられる。ドレン４０は、閉位置と開位置との間で移動可能である。図２の閉位置では、流体は、ドレンチャンネル４１を通して流れることはできない。図３の開位置で、流体は、入口端部４２から、ドレン通路４１を通して、出口端部４３から流れることができる。ドレン４０は、異なる多くの用途に合うように適合されることができる。図示した実施形態は、ドレン４０用の１つのみの例示的な構造を提供する。
【００２２】
キャニスタ２０は、閉鎖端部２２にドレンボス２４を含む。ドレンボス２４は、閉鎖端部２２から外に突出し、この閉鎖端部に、調整可能な開口端のレンチのような工具がドレンボス２４に係合して、キャニスタ２０を回転させることを可能にするであろう表面を含み得る。ドレンボス２４は孔２５を形成する。ドレン４０は、孔２５に位置付けられ、孔２５内で軸方向に摺動して、回転することができる。Ｏリング溝４４は、ドレン４０の外側の周りに形成され、Ｏリングはその中に位置付けられる。代わりに、Ｏリング溝は孔２５に形成してもよい。Ｏリングは、ドレン４０とドレンボス２４との間から孔２５を通したキャニスタ２０からの流体漏れを防止する。
【００２３】
ドレン４０は、フィルタ要素３０と協働して、ドレン４０がその閉位置にあるときにフィルタ要素３０と解放可能な係合と、フィルタ要素３０と解放可能なシールとを形成することが可能である。例示した実施形態では、ドレン４０は、解放可能なねじ連結部を含む係合構造体によってフィルタ要素３０と解放可能な係合を形成する。閉鎖端部板３４は、ねじ３７が設けられるポケット３６を形成し得る。ねじ３７は、ポケット３６の内面に形成される。相互のねじ４５は、ドレン４０の入口端部４２の近くに形成し得る。ドレン４０は、ねじ３７と４５を共にねじ込むことによってフィルタ要素３０と係合し得る。ねじは、解放可能な係合を形成するためにフィルタ要素３０及びドレン４０に含まれ得る係合構造体の一例である。当業者によって認識されるように、ある用途の特定の利点のために、他の公知の係合構造体を使用してもよい。
【００２４】
ドレン４０の閉位置にあるとき、ドレンがフィルタ要素３０と解放可能に係合することにより、事実上いかなる流体もドレン４０の入口端部４２に入ることができないように、解放可能なシールがフィルタ要素３０により形成される。解放可能なシールは、例示した実施形態では、ドレン通路４１と入口端部４２の半径方向外側との間に延在する入口開口部４６と、ドレン４０がシールされるときに入口開口部４１を受容するポケット３６とを含むシール構造体により形成される。ドレン４０をその閉位置に入れることにより、入口開口部４６がポケット３６の内側に移動され、事実上いかなる流体も入口開口部４６に入ることができないように入口開口部をブロックする。さらに、Ｏリング溝４７をドレン４０に形成し、その中にＯリングを位置付けてもよい。このＯリングは、流体がドレン４０とポケット３６との間から漏れて、入口開口部４６に入ることを防止する追加の保護を提供し得る。Ｏリングをポケット３６の内側に位置付ける代わりに、Ｏリングはまた、ドレン４０と閉鎖端部板３４の他の部分との間に位置付けることができ、Ｏリングは、ドレン４０の代わりに閉鎖端部板３３に形成された溝に位置付けることができるであろう。ドレン４０をその閉位置に移動させるとき、ドレンがポケット３６内に前進するにつれ、その中に捕捉された流体は逃し通路を必要とし得る。この経路は、ドレン４０の軸方向入口端部４２を通してドレン通路４１の開口を可能にすることによって設けることが可能である。
【００２５】
ポケット３６は、開口端部３６ａ、平滑部分３６ｂと、ねじ付き部分３６ｃと、閉鎖端部３６ｄとを含む。閉鎖端部３６ｄは、何らの流体も中心管３２からポケット３６及び入口開口部４６に流入しないであろうこと、また逆もまた同様であることを保証する。ねじ３７は、ねじ付き部分３６ｃに形成される。平滑部分３６ｂは、ドレン４０の表面に密着して、流体が開口端部３６ａと入口開口部４６との間に入って、開口端部３６ａから入口開口部４６に流れることを防止することによってシール構造体の部分として作用し得る。平滑部分３６ｂはまた、流路に対する追加の保護のために、Ｏリング溝４７のＯリングがシールし得る表面を提供することが可能である。平滑部分３６ｂの表面の平滑性の維持を補助するために、この部分の直径は、ねじ３７の主直径３７よりも大きいことが可能であり、平滑部分３６ｂとねじ付き部分３６ｃとの間にリップ部３６ｅを形成する。平滑部分３６ｂのより大きな直径は、シール目的に使用される平滑面のドレン４０のねじ４５による劣化を回避することを補助する。
【００２６】
開位置にあるとき、ドレン４０は、フィルタ要素３０から少なくとも部分的に係合解除され、流体がドレン通路４１に流入するように入口開口部４６が開口する。ねじ付き係合による例示した実施形態では、ドレン４０を開位置に入れるには、ドレン４０を回転させて、ねじ３７と４５を係合解除することが必要である。ねじ３７と４５が係合解除するとき、ドレン４０の入口端部４２がポケット３６から前進し、入口開口部４６をブロック解除する。共に、これらの特徴により、入口開口部４６がポケット３６から後退して、平滑部分３６ｂ及び開口端部３６ａをクリアにするときを除いて、何らの流体もドレン４０の入口端部４２に入らないであろうことが保証される。次に、流体は、キャニスタ２０の内部から入口開口部４６を通して、ドレン通路４１を通して流れ、ドレン４０の出口端部４３を通して出ることができる。
【００２７】
フィルタ要素３０のねじ３７及びポケット３６は、必ずしも閉鎖端部板３４に形成される必要はない。ねじ３７及びポケット３６は、当業者によって理解されるように、中心管３２の部分又はフィルタ要素３０の何か他の部分としても形成できるであろう。
【００２８】
ドレン４０が閉位置にあるときに流体がドレン４０を流れることができず、またドレン４０が開位置にあるときに流体がドレン４０を流れることが可能であるように、他の特徴及び構造を使用して、ドレン４０とフィルタ要素３０との協働を行うことが可能である。例えば、フィルタ要素３０及びドレン４０は、ドレン４０がフィルタ要素３０と解放可能なシールを形成して、ドレン４０を閉じるが、フィルタ要素及びドレンが解放可能に係合しないであろうように構成できるであろう。その代わりに、一例として、フィルタ要素３０及びドレンはキャニスタ２０と独立して係合でき、ドレン４０を閉位置に移動させることは、ドレン４０を上方に移動させて、フィルタ要素３０と解放可能なシールを形成するが、フィルタ要素に解放可能に係合しないことを包含するであろう。
【００２９】
ドレン４０とフィルタ要素３０との間の解放可能な係合及び解放可能なシールは、複数の利点を有する。第１に、係合及び／又はシールにより、システムを使用できる前にフィルタ要素３０がキャニスタ２０の内側に配置されることが保証される。技術者は、フィルタ要素３０なしには、偶然に又は意図的にシステムを組み立てないであろうが、この理由は、フィルタ要素なしには、ドレン４０を閉鎖できないからである。フィルタ要素３０の存在を保証することにより、流体の適切な濾過の保証が補助される。
【００３０】
中心管３２から出口チャンネル１２への清浄な流体経路にねじ連結部がないことにより、汚染の可能性が低減される。清浄な濾過された流体路のねじ連結部は、潜在的な汚染源であると認識されている。金属製構成要素又はプラスチック製構成要素に、他の方法でねじが切断されるか又は形成される場合、少量の破片がねじに残されることが多い。ねじ連結部が作られるとき、破片は、ねじ込み作用によって取り除かれることがあり、次に清浄な流体路に入ることができ、下流の構成要素の汚染をもたらす。したがって、清浄な流体路のねじの回避により、この潜在的な汚染源が排除される。
【００３１】
フィルタ要素３０にねじを設けることにより、ある仕方でねじが交差される（ｃｒｏｓｓｅｄ）か又は損傷を受けた場合、ねじ連結部を修理するための簡便な手段が提供される。ねじ連結部がキャニスタ２０とドレン４０との間にある場合（従来技術のシステムのように）、他のある方法でねじが交差されるか又は損傷を受けた場合、キャニスタ２０又はドレン４０、あるいはその両方を交換しなければならない。フィルタ要素３０に形成されたねじ３７がプラスチックで形成され、一方で、ドレン４０のねじ４５がより硬い材料（おそらくはアルミニウム又は他の金属）で形成される場合、ねじ３７と４５が交差した場合、おそらくねじ３７のみが損傷を受けるであろう。ねじ３７は、フィルタ要素３０を交換することによって容易に交換可能である。最後に、ドレン４０とフィルタ要素３０との間の係合により、フィルタ要素をキャニスタ２０の内側に確実に保持するための手段が提供される。
【００３２】
フィルタ要素３０をキャニスタ２０の内側に保持することは、フィルタ要素３０の取付け及び交換中にいくつかの利点を有し得る。例えば、キャニスタ２０は、フィルタ要素３０が抜け落ちることなく、残余の流体を排出するために技術者によって逆さまにすることができる。同様に、フィルタ要素３０は、キャニスタ２０が基体１０に取り付けられるときに、フィルタ要素３０が基体１０の特徴部と整列するように、キャニスタ２０の内側の正しい位置に保持することができる。
【００３３】
いくつかの用途で、他の利点も実現することが可能である。ある用途では、ドレン（例えばねじ）に係合するための何らの構造体もキャニスタに必要とされないので、キャニスタ２０の製造を単純化し得る。
【００３４】
ドレンノブ５０は、ドレン４０の閉位置と開位置との間で移動するためにドレンの回転を容易にする。ドレンノブ５０は、キャニスタ２０の外側のドレン４０を中心に選択的に位置付けることが可能である。ドレンノブ５０は、ドレン４０の外側に形成されたスプライン４８と噛合するスプラインス５１を含む。スプライン５１、４８は、ドレンノブ５０がドレン４０に対し軸方向に移動する（ドレン４０の回転軸に対し平行の軸に沿って）ことを可能にするが、ドレンノブ及びドレンの２つを回転可能に互いに結ぶ。ドレンノブ５０を回転させることにより、ドレン４０の対応する回転が引き起こされる。
【００３５】
さらに、ドレンノブ５０は、ドレンボス２４の相互のカム表面２６と係合するカム表面５２を含む。ばね５３は、ドレン４０とドレンノブ５０との間で作用し、カム表面５２をカム表面２６と係合するように付勢する。カム表面５２と２６が互いに係合するとき、それらは、ドレンノブ５０がキャニスタ２０に対し単一の方向にのみ回転することを許容する。カム表面５２と２６を形成して、ドレンノブ５０及びドレン４０のその閉位置の方向の回転（図示した実施形態の時計回りに）を許容するが、カム表面５２と２６が係合解除されない限り、ドレン４０がその開位置に向かって反対方向に回転することを阻止し得る。ばね５３のバイアスに対抗してドレンノブ５０を引っ張って、２つのカム表面５２、２６を分離することによって、カム表面を係合解除し得る。カム表面５２、２６は、カムを設けることによって一方向の相対的な回転を許容し、この場合、カムは一方向に互いに摺動可能である。カム表面５２、２６は、干渉するか又はぶつかる正の停止表面を設けることによって他方向の相対的な回転を阻止する。
【００３６】
ばね２７は、ドレン４０とキャニスタ２０との間に選択的に作用し得る。ばね２７は、ドレン４０をキャニスタ２０内に付勢する。これにより、フィルタ要素３０を挿入及び取り除く際に利点が提供される。例えば、ドレンノブ５０と協働して、ドレン４０を上方に付勢することにより、カム表面に５２、２６は、ドレン４０に係合して、一方向のドレン４０の回転を一時的にブロックする。図に示したように位置付けられたばね２７により、またカム表面５２と２６により、技術者は、一方の手でキャニスタ２０を保持し、他方の手でフィルタ要素３０を回転させて、フィルタ要素３０とドレン４０とを係合させることによって、交換用フィルタ要素３０を簡単に取り付けることができる。
【００３７】
キャニスタフィルタシステム１は、フィルタ要素３０をキャニスタ２０の内側に最初に位置付けることによって組み立てることが可能である。キャニスタ２０は、フィルタ要素３０が通過し得る開口端部２１と、閉鎖端部２２とを含む。次に、ドレン４０がフィルタ要素３０に係合させられる。ドレン４０は、キャニスタ２０の孔２５を通過し、入口端部４２はキャニスタ内に突出して、フィルタ要素３０と係合する。好ましくは、フィルタ要素３０及びドレン４０が最初に完全に係合し、これにより、同時にドレンが閉位置に移動され、その後、キャニスタ２０が基体１０と最後に係合して、組立体を完成する。
【００３８】
第１及び第２の環状シール３８と３９（図１参照）がフィルタ要素３０と一体形成されるか又はそれに取り付けられた状態で、フィルタ要素３０が交換されるときに、システム１のシール機能を提供する表面及びシールの多くが交換される。これにより、システム１の寿命にわたるシステムの適切な機能の保証が補助される。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
キャニスタフィルタシステム１を使用して、ドレン４０を使用して流体の簡便な排出を許容しつつ、燃料システム、潤滑油システム、油圧流体動力システム、油圧流体制御システム、変速機流体システム、エンジン吸気システム等を含む流体システムから汚染物質を濾過することが可能である。ドレン４０とフィルタ要素３０との配置のため、技術者は、フィルタ要素３０が適所にない限り、偶然に又は意図的にシステム１を操作することから防止される。この操作性の制限により、汚染に対し敏感な構成要素を保護することが補助される。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フィルタ要素であって、
中心リザーバを囲む環状フィルタ媒体と、
前記中心リザーバの第1端部にあって、前記中心リザーバから前記フィルタ要素の外側に流体が流れることを可能にする開口部をもつ軸方向開口端部と、
前記第１端部と反対側の前記中心リザーバの第２の端部の軸方向閉鎖端部であって、流体が前記中央リザーバの内側に入りまたは外側に出るようには前記軸方向閉鎖端部を通過しない、前記軸方向閉鎖端部と、
前記軸方向閉鎖端部に隣接して形成されてドレンを受けるポケットであって、前記ポケットは、閉鎖端部、開口端部、および前記開口端部から前記閉鎖端部の閉鎖側壁を有し、前記ポケットの前記閉鎖側壁は、ねじ付き部分、および前記開口端部と前記ねじ付き部分との間に間挿された平滑部分を含み、前記フィルタ要素は外側ハウジング内に配置されるように構成される、前記ポケットと、
を備えるフィルタ要素。
【請求項２】
前記平滑部分は、前記ドレンと実質的に密閉係合するよう構成される請求項１のフィルタ要素。
【請求項３】
前記平滑部分は、前記ドレンのシールと実質的に密閉係合するよう構成される請求項１のフィルタ要素。
【請求項４】
前記平滑部分は、前記ドレンのＯリングシールと実質的に密閉係合するよう構成される請求項１のフィルタ要素。
【請求項５】
前記平滑部分は、実質的な円筒部分を含む請求項１のフィルタ要素。
【請求項６】
前記平滑部分は、前記ポケットの前記開口端部から前記ねじ付き部分に延在する請求項１のフィルタ要素。
【請求項７】
前記軸方向開口端部は開口端部板を含み、前記軸方向閉鎖端部は閉鎖端部板を含み、前記中心リザーバは、前記開口端部板と前記閉鎖端部板とを結合する中心管によって形成される請求項１のフィルタ要素。
【請求項８】
フィルタ要素であって、
中心リザーバを囲む環状フィルタ媒体と、
前記中心リザーバの第1端部にあって、前記中心リザーバから前記フィルタ要素の外側に流体が流れることを可能にする開口部をもつ軸方向開口端部と、
前記第１端部と反対側の前記中心リザーバの第２の端部の軸方向閉鎖端部であって、流体が前記中央リザーバの内側に入りまたは外側に出るようには前記軸方向閉鎖端部を通過しない、前記軸方向閉鎖端部と、
前記軸方向閉鎖端部に隣接して形成されてドレンを受けるポケットであって、前記ポケットは、閉鎖端部、開口端部、および前記開口端部から前記閉鎖端部の閉鎖側壁を備え、前記ポケットの前記閉鎖側壁は、ねじ付き部分、および前記開口端部と前記ねじ付き部分との間に間挿された実質的に円筒の平滑部分を含み、前記フィルタ要素は外側ハウジング内に配置されるように構成される、前記ポケットと、
を備えるフィルタ要素。
【請求項９】
前記ポケットの前記閉鎖側壁における前記実質的に円筒の平滑部分は、前記ドレンと実質的に密閉係合するよう構成される請求項８のフィルタ要素。
【請求項１０】
前記ポケットの前記閉鎖側壁における前記実質的に円筒の平滑部分は、前記ドレンのシールと実質的に密閉係合するよう構成される請求項８のフィルタ要素。
【請求項１１】
前記ポケットの前記閉鎖側壁における前記実質的に円筒の平滑部分は、前記ドレンのＯリングシールと実質的に密閉係合するよう構成される請求項８のフィルタ要素。
【請求項１２】
前記平滑部分は、前記ポケットの前記開口端部から前記ねじ付き部分に延在する請求項８のフィルタ要素。
【請求項１３】
前記軸方向開口端部は開口端部板を含み、前記軸方向閉鎖端部は閉鎖端部板を含み、前記中心リザーバは、前記開口端部板と前記閉鎖端部板とを結合する中心管によって形成される請求項８のフィルタ要素。
【請求項１４】
フィルタ要素であって、
中心リザーバを囲む環状フィルタ媒体と、
前記中心リザーバの第1端部にあって、前記中心リザーバから前記フィルタ要素の外側に流体が流れることを可能にする開口部をもつ軸方向開口端部と、
前記第１端部と反対側の前記中心リザーバの第２の端部の軸方向閉鎖端部であって、流体が前記中央リザーバの内側に入りまたは外側に出るようには前記軸方向閉鎖端部を通過しない、前記軸方向閉鎖端部と、
前記軸方向閉鎖端部に隣接して形成されてドレンを受けるポケットであって、前記ポケットは、閉鎖端部、開口端部、および前記開口端部から前記閉鎖端部の閉鎖側壁を備え、前記閉鎖側壁は、ねじ付き部分、および前記開口端部と前記ねじ付き部分との間に間挿された平滑部分を含み、前記平滑部分は、前記ドレンと結合して、それと共にシールを形成するように構成され、前記フィルタ要素は外側ハウジング内に配置されるように構成される、前記ポケットと、
を備えるフィルタ要素。
【請求項１５】
前記ポケットの前記閉鎖側壁における前記平滑部分は、前記ドレンのシールと係合して、それと共にシールを形成するように構成される請求項１４のフィルタ要素。
【請求項１６】
前記ポケットの前記閉鎖側壁における前記平滑部分は、前記ドレンのＯリングシールと係合して、それと共にシールを形成するように構成される請求項１４のフィルタ要素。
【請求項１７】
前記ポケットの前記閉鎖側壁における前記平滑部分は、実質的な円筒部分を含む請求項１４のフィルタ要素。
【請求項１８】
前記平滑部分は、前記ポケットの前記開口端部から前記ねじ付き部分に延在する請求項１４のフィルタ要素。
【請求項１９】
前記軸方向開口端部は開口端部板を含み、前記軸方向閉鎖端部は閉鎖端部板を含み、前記中心リザーバは、前記開口端部板と前記閉鎖端部板とを結合する中心管によって形成される請求項１４のフィルタ要素。
【請求項１】
フィルタ要素であって、
中心リザーバを囲む環状フィルタ媒体と、
前記中心リザーバの第1端部にあって、前記中心リザーバから前記フィルタ要素の外側に流体が流れることを可能にする開口部をもつ軸方向開口端部と、
前記第１端部と反対側の前記中心リザーバの第２の端部の軸方向閉鎖端部であって、流体が前記中央リザーバの内側に入りまたは外側に出るようには前記軸方向閉鎖端部を通過しない、前記軸方向閉鎖端部と、
前記軸方向閉鎖端部に隣接して形成されてドレンを受けるポケットであって、前記ポケットは、閉鎖端部、開口端部、および前記開口端部から前記閉鎖端部の閉鎖側壁を有し、前記ポケットの前記閉鎖側壁は、ねじ付き部分、および前記開口端部と前記ねじ付き部分との間に間挿された平滑部分を含み、前記フィルタ要素は外側ハウジング内に配置されるように構成される、前記ポケットと、
を備えるフィルタ要素。
【請求項２】
前記平滑部分は、前記ドレンと実質的に密閉係合するよう構成される請求項１のフィルタ要素。
【請求項３】
前記平滑部分は、前記ドレンのシールと実質的に密閉係合するよう構成される請求項１のフィルタ要素。
【請求項４】
前記平滑部分は、前記ドレンのＯリングシールと実質的に密閉係合するよう構成される請求項１のフィルタ要素。
【請求項５】
前記平滑部分は、実質的な円筒部分を含む請求項１のフィルタ要素。
【請求項６】
前記平滑部分は、前記ポケットの前記開口端部から前記ねじ付き部分に延在する請求項１のフィルタ要素。
【請求項７】
前記軸方向開口端部は開口端部板を含み、前記軸方向閉鎖端部は閉鎖端部板を含み、前記中心リザーバは、前記開口端部板と前記閉鎖端部板とを結合する中心管によって形成される請求項１のフィルタ要素。
【請求項８】
フィルタ要素であって、
中心リザーバを囲む環状フィルタ媒体と、
前記中心リザーバの第1端部にあって、前記中心リザーバから前記フィルタ要素の外側に流体が流れることを可能にする開口部をもつ軸方向開口端部と、
前記第１端部と反対側の前記中心リザーバの第２の端部の軸方向閉鎖端部であって、流体が前記中央リザーバの内側に入りまたは外側に出るようには前記軸方向閉鎖端部を通過しない、前記軸方向閉鎖端部と、
前記軸方向閉鎖端部に隣接して形成されてドレンを受けるポケットであって、前記ポケットは、閉鎖端部、開口端部、および前記開口端部から前記閉鎖端部の閉鎖側壁を備え、前記ポケットの前記閉鎖側壁は、ねじ付き部分、および前記開口端部と前記ねじ付き部分との間に間挿された実質的に円筒の平滑部分を含み、前記フィルタ要素は外側ハウジング内に配置されるように構成される、前記ポケットと、
を備えるフィルタ要素。
【請求項９】
前記ポケットの前記閉鎖側壁における前記実質的に円筒の平滑部分は、前記ドレンと実質的に密閉係合するよう構成される請求項８のフィルタ要素。
【請求項１０】
前記ポケットの前記閉鎖側壁における前記実質的に円筒の平滑部分は、前記ドレンのシールと実質的に密閉係合するよう構成される請求項８のフィルタ要素。
【請求項１１】
前記ポケットの前記閉鎖側壁における前記実質的に円筒の平滑部分は、前記ドレンのＯリングシールと実質的に密閉係合するよう構成される請求項８のフィルタ要素。
【請求項１２】
前記平滑部分は、前記ポケットの前記開口端部から前記ねじ付き部分に延在する請求項８のフィルタ要素。
【請求項１３】
前記軸方向開口端部は開口端部板を含み、前記軸方向閉鎖端部は閉鎖端部板を含み、前記中心リザーバは、前記開口端部板と前記閉鎖端部板とを結合する中心管によって形成される請求項８のフィルタ要素。
【請求項１４】
フィルタ要素であって、
中心リザーバを囲む環状フィルタ媒体と、
前記中心リザーバの第1端部にあって、前記中心リザーバから前記フィルタ要素の外側に流体が流れることを可能にする開口部をもつ軸方向開口端部と、
前記第１端部と反対側の前記中心リザーバの第２の端部の軸方向閉鎖端部であって、流体が前記中央リザーバの内側に入りまたは外側に出るようには前記軸方向閉鎖端部を通過しない、前記軸方向閉鎖端部と、
前記軸方向閉鎖端部に隣接して形成されてドレンを受けるポケットであって、前記ポケットは、閉鎖端部、開口端部、および前記開口端部から前記閉鎖端部の閉鎖側壁を備え、前記閉鎖側壁は、ねじ付き部分、および前記開口端部と前記ねじ付き部分との間に間挿された平滑部分を含み、前記平滑部分は、前記ドレンと結合して、それと共にシールを形成するように構成され、前記フィルタ要素は外側ハウジング内に配置されるように構成される、前記ポケットと、
を備えるフィルタ要素。
【請求項１５】
前記ポケットの前記閉鎖側壁における前記平滑部分は、前記ドレンのシールと係合して、それと共にシールを形成するように構成される請求項１４のフィルタ要素。
【請求項１６】
前記ポケットの前記閉鎖側壁における前記平滑部分は、前記ドレンのＯリングシールと係合して、それと共にシールを形成するように構成される請求項１４のフィルタ要素。
【請求項１７】
前記ポケットの前記閉鎖側壁における前記平滑部分は、実質的な円筒部分を含む請求項１４のフィルタ要素。
【請求項１８】
前記平滑部分は、前記ポケットの前記開口端部から前記ねじ付き部分に延在する請求項１４のフィルタ要素。
【請求項１９】
前記軸方向開口端部は開口端部板を含み、前記軸方向閉鎖端部は閉鎖端部板を含み、前記中心リザーバは、前記開口端部板と前記閉鎖端部板とを結合する中心管によって形成される請求項１４のフィルタ要素。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１３−６３４３７（Ｐ２０１３−６３４３７Ａ）
【公開日】平成２５年４月１１日（２０１３．４．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−２６８２５０（Ｐ２０１２−２６８２５０）
【出願日】平成２４年１２月７日（２０１２．１２．７）
【分割の表示】特願２０１０−５２９９１４（Ｐ２０１０−５２９９１４）の分割
【原出願日】平成２０年９月１９日（２００８．９．１９）
【出願人】（３９１０２０１９３）キャタピラー インコーポレイテッド (296)
【氏名又は名称原語表記】ＣＡＴＥＲＰＩＬＬＡＲ ＩＮＣＯＲＰＯＲＡＴＥＤ
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月１１日（２０１３．４．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年１２月７日（２０１２．１２．７）
【分割の表示】特願２０１０−５２９９１４（Ｐ２０１０−５２９９１４）の分割
【原出願日】平成２０年９月１９日（２００８．９．１９）
【出願人】（３９１０２０１９３）キャタピラー インコーポレイテッド (296)
【氏名又は名称原語表記】ＣＡＴＥＲＰＩＬＬＡＲ ＩＮＣＯＲＰＯＲＡＴＥＤ
【Ｆターム（参考）】
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