(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
閉ループ形状に複数のプリーツを有するひだ付きフィルタ媒体を含むフィルタ要素であって、
前記フィルタ媒体が、複数の外側プリーツ先端部によって形成される外周縁と、複数の内側プリーツ先端部によって形成される内周縁とを有し、前記閉ループは、所定の軸線に沿って伸びる中空内部室を構成し、ろ過される流体が、前記フィルタ媒体を横方向に通過して流れて、さらに、前記中空内部室内において軸方向に流れるようになっており、
そして、前記軸線に沿って伸びて前記中空内部室の境界を定めかつ前記内周縁よりも大きな流れ周縁部を有する軸方向流路と、第１,第２の軸方向端部とを有し、前記第１軸方向端部は開口して、そこを通る前記軸方向流路を形成し、さらに前記第１軸方向端部に前記プリーツの軸方向端部に接触する第１端部キャップを備え、この端部キャップは、前記内側プリーツ先端部によって形成される前記フィルタ媒体の内周縁よりも大きな内縁を有しており、
前記端部キャップが、プリーツの軸方向端部の外側エッジだけを覆い、内側プリーツ先端部によって形成される前記中空内部室の直径よりも大きい内径を有することを特徴することを特徴とするフィルタ要素。
【請求項２】
前記流れ周縁部は、前記外周縁よりも小さいことを特徴とする請求項１記載のフィルタ要素。
【請求項３】
前記フィルタ要素の内周縁は、第１断面積を形成しかつその境界を定め、前記流れ周縁部は、第２断面積を形成しかつその境界を定め、前記第２断面積が第１断面積よりも大きいことを特徴とする請求項１記載のフィルタ要素。
【請求項４】
前記外周縁は、第３断面積を形成しかつその境界を定め、前記第２断面積が第３断面積よりも小さいことを特徴とする請求項３記載のフィルタ要素。
【請求項５】
前記第１端部キャップは、前記プリーツの軸方向端部を部分的に覆っており、その結果、前記プリーツの軸方向端部の横方向外側部分が第１端部キャップによって覆われ、前記プリーツの軸方向端部の横方向内側部分は覆われておらず、前記横方向内側部分は、前記フィルタ要素の前記第１軸方向端部において、覆われることなく露出していることを特徴とする請求項１記載のフィルタ要素。
【請求項６】
前記フィルタ要素の第２軸方向端部に第２の端部キャップを備え、この第２の端部キャップは、前記外側プリーツ先端部と内側プリーツ先端部を含んでいる前記プリーツの軸方向端部を前記第２軸方向端部において完全に覆っていることを特徴とする請求項５記載のフィルタ要素。
【請求項７】
前記第２端部キャップは、フィルタ要素の第２軸方向端部において前記中空内部室を完全に覆うことを特徴とする請求項６記載のフィルタ要素。
【請求項８】
前記第１端部キャップは、フィルタ要素の第１軸方向端部において、前記プリーツの軸方向端部から軸方向に伸びる側壁を有し、この側壁は、内縁と外縁を有し、この内縁は、前記内側プリーツ先端部によって形成される前記フィルタ要素の内周縁よりも大きいことを特徴とする請求項５記載のフィルタ要素。
【請求項９】
前記側壁の内縁は、前記外側プリーツ先端部によって形成される前記フィルタ要素の外周縁よりも小さいことを特徴とする請求項８記載のフィルタ要素。
【請求項１０】
前記側壁の外縁は、前記外側プリーツ先端部によって形成される前記フィルタ要素の外周縁よりも大きいことを特徴とする請求項８記載のフィルタ要素。
【請求項１１】
前記プリーツの軸方向端部に面する内側部分を有する流管を含み、この流管の内側部分は、内縁と外縁を有し、この外縁は、前記側壁の内縁よりも大きく、前記第１端部キャップは、弾性圧縮材料から構成されることを特徴とする請求項８記載のフィルタ要素。
【請求項１２】
前記フィルタ要素は、第１,第２の軸方向端部を有し、前記第１軸方向端部は開口して、そこを通る軸方向流路を形成し、さらに、前記プリーツと軸方向に面する内側部分を有する流管を含み、前記内側部分は内縁と外縁を有し、この内縁は、前記内側プリーツ先端部によって形成される前記フィルタ媒体の内周縁よりも大きいことを特徴とする請求項１記載のフィルタ要素。
【請求項１３】
前記流管の内側部分の内縁は、前記外側プリーツ先端部によって形成される前記フィルタ要素の外周縁よりも小さいことを特徴とする請求項１２記載のフィルタ要素。
【請求項１４】
前記流管の内側部分の外縁は、前記外側プリーツ先端部によって形成される前記フィルタ要素の外周縁よりも小さいことを特徴とする請求項１２記載のフィルタ要素。
【請求項１５】
前記プリーツの軸方向端部と軸方向に面する内側部分を有する流管を含み、前記第１端部キャップは、流管の境界を定めかつこの流管と半径方向に密着して、そこに半径方向シールを形成することを特徴とする請求項５記載のフィルタ要素。
【請求項１６】
前記フィルタ要素を含むハウジングを備え、このハウジングは、前記プリーツの軸方向端部と軸方向に面する端部壁を有し、前記第１端部キャップは、前記端部壁と軸方向に密着して、そこに軸方向シールを形成することを特徴とする請求項５記載のフィルタ要素。
【請求項１７】
前記フィルタ要素を含むハウジングを備え、このハウジングは、前記プリーツの軸方向端部と軸方向に面する端部壁を有し、この端部壁は、そこを貫通する流管を有し、流管は、前記プリーツの軸方向端部と軸方向に面する内側部分を有し、前記第１端部キャップは、前記内側部分の境界を定めかつこの流管と半径方向に密着して、そこに半径方向シールを形成し、前記第１端部キャップは、前記ハウジングの端部壁と軸方向に密着して、そこに軸方向シールを形成することを特徴とする請求項５記載のフィルタ要素。
【請求項１８】
前記流管は、内側部分と外側部分を有し、この外側部分は、前記内側部分よりも小さい周縁を有し、前記ハウジングの端部壁は、前記プリーツの軸方向端部から軸方向に離れており、その間に空気が充満した空間を形成することを特徴とする請求項５記載のフィルタ要素。
【請求項１９】
前記流管の内側部分内縁と外縁を有し、前記内縁は、前記内側プリーツ先端部によって形成される前記フィルタ要素の内周縁よりも大きいことを特徴とする請求項１８記載のフィルタ要素。
【請求項２０】
前記第１端部キャップは、前記フィルタ要素の第１軸方向端部において前記プリーツの軸方向端部から軸方向に離れて伸びる側壁を有し、この側壁は、内縁と外縁を有し、前記内縁は、前記内側プリーツ先端部によって形成されるフィルタ要素の内周縁よりも大きく、前記流管の内側部分の外縁は、前記第１端部キャップの側壁の内縁よりも大きく、さらに、前記第１端部キャップは、弾性圧縮材料から構成されていることを特徴とする請求項１９記載のフィルタ要素。
【請求項２１】
ろ過される前記流体は、前記フィルタ媒体の外縁から内縁を通って横方向内方に流れ、さらに、前記中空内部室内を軸方向に流れ、これにより、前記軸方向流路は出口流路であることを特徴とする請求項１記載のフィルタ要素。
【請求項２２】
ろ過される前記流体は、前記中空内部室内で軸方向に流れ、そして前記フィルタ媒体の内縁から外縁を通って横方向外方に流れ、これにより、前記軸方向流路は入口流路であることを特徴とする請求項１記載のフィルタ要素。
【請求項２３】
前記閉ループは、環状であることを特徴とする請求項１記載のフィルタ要素。
【請求項２４】
さらに、前記外側プリーツ先端部に沿いかつ前記プリーツを越えて伸びる前記フィルタ要素の境界を定める外側ライナーと、前記流路に沿って前記中空内部室と連通しかつ前記フィルタ要素の第１軸方向端部から軸方向に伸びる流管と、前記フィルタ要素の第１軸方向端部に位置して弾性圧縮材料で構成され、前記外側ライナーと流管の間で半径方向に支持されかつ半径方向に押圧される第１端部キャップとを有することを特徴とする請求項１記載のフィルタ要素。
【請求項２５】
外側ライナーは、前記第１端部キャップ内を軸方向に伸びていることを特徴とする請求項２４記載のフィルタ要素。
【請求項２６】
前記第１端部キャップは、フィルタ要素の第１軸方向端部において、前記プリーツの軸方向端部から軸方向に伸びる側壁を有し、この側壁は、内縁と外縁を有し、この外縁は、前記外側ライナーの境界を定めることを特徴とする請求項２５記載のフィルタ要素。
【請求項２７】
前記側壁の内縁は、前記外側プリーツ先端部によって形成される前記フィルタ要素の内周縁よりも小さいことを特徴とする請求項２６記載のフィルタ要素。
【請求項２８】
前記第１端部キャップは、フィルタ要素の第１軸方向端部において、前記プリーツの軸方向端部から軸方向に伸びる側壁を有し、この側壁は、内縁と外縁を有し、この内縁は、前記内側プリーツ先端部によって形成される前記フィルタ要素の内周縁よりも大きいことを特徴とする請求項２４記載のフィルタ要素。
【請求項２９】
フィルタ要素のひだ付きフィルタ媒体上に端部キャップを成形するための方法であって、
前記フィルタ媒体が、閉ループ形状をなす複数のプリーツを有し、複数の外側プリーツ先端部によって形成される外周縁と、複数の内側プリーツ先端部によって形成される内周縁とを有し、前記閉ループは、所定の軸線に沿って伸びる中空内部室を構成し、ろ過される流体が、前記フィルタ媒体を横方向に通過して流れて、さらに、前記中空内部室内において軸方向に流れるようになっており、
前記フィルタ要素は、前記軸線に沿って伸びて前記中空内部室の境界を定めかつ前記内周縁よりも大きな流れ周縁部を有する軸方向流路と、第１,第２の軸方向端部とを有し、前記第１軸方向端部は開口して、そこを通る前記軸方向流路を形成し、さらに前記第１軸方向端部に前記プリーツの軸方向端部に接触する第１端部キャップを備え、この端部キャップは、前記内側プリーツ先端部によって形成される前記フィルタ媒体の内周縁よりも大きな内縁を有しており、
前記方法は、第１周縁に沿って伸びる溝を有し、この溝内に液状鋳込み材料を保持するモールドを配置する工程と、
前記モールド上に、前記第１周縁によって境界が定められる第２周縁に沿って伸びる直立したダムを備えるインサートを配置する工程と、
前記液状鋳込み材料内に前記プリーツの軸方向端部が浸す工程と、
前記外側プリーツ先端部と内側プリーツ先端部の間の位置にある前記ダムに前記プリーツの軸方向端部を係合する工程とを有し、
前記ダムが、前記内側プリーツ先端部に向かって横方向内方に前記液状鋳込み材料が流れるのを抑えるようにしたことを特徴とする成形方法。
【請求項３０】
前記プリーツの軸方向端部における横方向外側部分が、浸せき中に液状鋳込み材料によって覆われ、前記軸方向端部の横方向内側部分は覆われないようにして、前記プリーツの軸方向端部を部分的に埋めるように前記溝を設けて整列させる工程と、前記プリーツの軸方向端部に沿って前記内側プリーツ先端部に向かう前記液状鋳込み材料の横方向内方の流れを抑えるために、前記外側プリーツ先端部と内側プリーツ先端部の間の前記プリーツの軸方向端部に係合するように前記ダムを設けて整列させる工程を含み、前記プリーツの軸方向端部の横方向外側部分が、前記端部キャップによって覆われ、かつ前記プリーツの軸方向端部の横方向内側部分は前記端部キャップによって覆われずに露出するようにしたことを特徴とする請求項２９記載の成形方法。
【請求項３１】
前記プリーツの軸方向端部をダムに係合させた後、さらに、ひだ付きフィルタ媒体をモールド内に押しつけ、前記プリーツの軸方向端部をダムに対してわずかに変形させ、前記内側プリーツ先端部に向けて前記プリーツに沿って流れる液状鋳込み材料の流れを抑えるようにしたこと特徴とする請求項２９記載の成形方法。
【請求項３２】
外縁に沿う外側境界と内縁に沿う内側境界を有する前記溝を設け、前記溝の外縁は、前記外側プリーツ先端部によって形成される前記フィルタ要素の外周縁よりも大きく、前記溝の内縁は、前記外側プリーツ先端部によって形成される前記フィルタ要素の外周縁よりも小さく、前記溝の内縁は、前記内側プリーツ先端部によって形成される前記フィルタ要素の内周縁よりも大きくなっており、
前記浸せき中に前記溝とフィルタ要素を整列させ、前記溝の外側部分は、前記外側プリーツ先端部によって形成されるフィルタ要素の外周縁により境界を定め、また、前記溝の内側部分は、内側プリーツ先端部によって形成されるフィルタ要素の内周縁により境界を定めることを特徴とする請求項２９記載の成形方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、流体フィルタ、特に、組み立て時の制限を低く抑えかつ流れ容量を増加した流体フィルタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
同一またはより小さいサイズのフィルタにおいて、流れ容量を増加するための要求が従来から続いている。このことは、エンジン室の空間が制限されている内燃機関エンジン用のエアクリーナの設計において特に当てはまる。同一かまたはより少ない空間において、より大きな容量を得ることができるフィルタ構造は、スペースを有効に利用できかつ競争力を備えたフィルタ装置を提供する。
【０００３】
一般的にトラック用エンジンに使用されるエアクリーナは、ひだ付きフィルタ媒体（pleated filter media）によって与えられるフィルタ要素を有し、このメディアは、一般的に環状の閉ループ構造において複数のプリーツ（ひだ）を有し、この閉ループ構造は、複数の外側プリーツ先端部によって形成される外周縁と、複数の内側プリーツ先端部によって形成される内周縁と、軸線に沿って伸びる中空内部室を有する。一般的にエアは、フィルタ媒体を通り中空内部室に横方向または半径方向内方に流れ、出口管を介してエンジンの燃焼エア吸入管に向かって軸方向外方に流れる。
【０００４】
出口管は、内側プリーツ先端部間の中空内部室の直径よりもわずかに小さい直径を有する。第１端部キャップは、フィルタ要素の１つの軸方向端部でプリーツの軸方向端部を覆い、中空内部室内を一部分貫通して伸びる出口管を用いて半径方向シールを形成する。さらに、付加的には、端部キャップは、フィルタ要素を含むハウジングを用いて軸方向シールを形成する。この端部キャップは、上記シールを形成するのに役立つように弾性圧縮材料である。半径方向シールは、出口管と、内側プリーツ先端部またはそれに沿って伸びる内側ライナーとの間の端部キャップ材料を半径方向に圧縮することによって形成される。
【０００５】
軸方向シールは、プリーツの軸方向端部とハウジングの軸方向端部の間でフィルタ要素を含む端部キャップを軸方向に圧縮することによって形成される。第２端部キャップは、フィルタ要素の軸方向他端でプリーツの軸方向端部を覆い、中空内部室を閉じるように伸び、あるいは、中空内部室をハウジングの一部分で閉鎖することもできる。フィルタの流れ容量は、フィルタの軸方向端部で上記出口管を通る出口開口のサイズ等の制限を含む種々の要因により影響を受ける。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
このような事情に鑑みて、本発明の目的は、従来の欠点を克服した、フィルタ要素およびフィルタ媒体上にフィルタ要素の端部キャップを成形するためのモールドとその成形方法を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために、本発明は、各請求項に記載の構成を備えている。本発明のフィルタ要素および成形方法の構成によれば、本発明の目的が解決され、従属請求項には、特に有利な実施形態及び改良点が含まれている。
【０００８】
本発明は、出口流路を拡大できるようにして流れに対する上記制限をより低くすることにより流れ容量を増加させる。フィルタ媒体の量を維持し、あるいは増加させながら、さらには、同一パッケージまたはハウジング寸法を所定の大きさに留めながら、フィルタ要素の出口寸法を増加しかつ制限を弱めることが達成される。
【０００９】
上述のように、従来技術では、フィルタ要素からの出口の最大直径は、内側プリーツ先端部によって形成される中空内部室の直径の概算寸法に制限されている。これに対し、本発明の好ましい実施形態では、端部キャップは、プリーツの軸方向端部の外側エッジだけを覆い、そして、内側プリーツ先端部によって形成される中空内部室の直径よりも大きい内径を有する。端部キャップの拡大した内径は、内側プリーツ先端部によって形成される中空内部室の直径よりも大きな直径を有している拡大出口管によって半径方向シールを形成する。
【００１０】
半径方向シールは、出口管の拡大直径と端部キャップの拡大した内径の間で、内側プリーツ先端部と外側プリーツ先端部の間におけるプリーツの軸方向端部に沿った位置に形成される。外側ライナーは、外側プリーツ先端部に沿うフィルタ要素の境界を定め、かつ軸方向端部を越えて端部キャップ内に伸び上記半径方向シールに対する支持体となる。すなわち、端部キャップ材料は、出口管と外側ライナーで半径方向に圧縮される。フィルタ要素からの出口流路は、内側プリーツ先端部によって形成される中空内部室の直径よりもむしろ端部キャップの内側直径に合っている。フィルタ媒体を通過する流体は、内側プリーツ先端部によって形成される中空内部室を軸方向に通過するとともにプリーツ間を軸方向に通過することができる。
【００１１】
このような構成の結果、流体の流れにおける制限が減少し、プリーツの半径方向深さも特定の出口管直径に制限されない。その代わり、プリーツの半径方向深さは、フィルタの軸方向中心線に沿ってずっと伸び、一定のパッケージまたはハウジングの大きさ範囲内で、フィルタ媒体領域を最大にすることができる。本発明は、双方向の流れ用のフィルタとして使用することができ、その場合に、入口流路が拡大されて、これにより、入口流路の制限を減少させることもできる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１および図２は、ハウジング２４内に収納されたフィルタ要素２２を含むフィルタ２０を示している。フィルタ要素２２は、複数のプリーツ２８を有するひだ付フィルタ媒体２６（図２参照）からなっており、このプリーツ２８は、図５〜図９で示すように、一般的に環状の閉ループ形状で構成され、複数の外側プリーツ先端部３２によって形成される外周縁３０と、内側プリーツ先端部３６によって形成される内周縁３４とを有する。
【００１３】
この環状閉ループは、軸線４０に沿って伸びる中空内部室３８を有する。ハウジング２４は、一般的に円筒形状であり、従来の方法、例えば、オーバーセンター式のばねクリップ４６のようなクランプまたは他の適当な方法で互いに取り付けられたハウジング部分４２，４４で構成される。このハウジングは、フィルタ要素２２のまわりのハウジング内における環状空間５２内に半径方向および／または接線方向に沿って空気または液体等の流体を流入させるための入口５０を有する。
【００１４】
ハウジングは、内部ダムまたは偏向表面５４を有して、フィルタ要素２２に対して直接加わる衝撃を阻止し、さらに、たとえば、螺旋パターンまたは環状パターン等の流れを形成するようになっている。この流体は、フィルタ媒体２６を介して中空内部室３８へ横方向すなわち半径方向内方に流れる。そして、濾過されたクリーンな流体は、矢印５８，５９で示すように、流路５６に沿って中空内部室３８内を図２の軸方向右側に流れる。
【００１５】
軸線４０に沿って伸びる軸方向流路５６は、中空内部室３８の境界を定め、以下で記述するように内側プリーツ先端部３６によって形成される内周縁３４よりも大きな流れ周縁部６０を有する。この流れ周縁部６０は、フィルタ媒体２６のプリーツ２８により形成される内周縁３４と外周縁３０との間の位置し図２に示す内径を有しており、外側プリーツ先端部３２によって形成される外周縁３０よりも小さい。内周縁３４は、第１断面積を形成しかつこの境界を定める。流れ周縁部６０は、第２断面積を形成しかつこの境界を定める。第２断面積は、第１断面積よりも大きい。外周縁３０は、第３断面積を形成しかつこの境界を定める。第２断面積は、第３断面積よりも小さい。
【００１６】
フィルタ要素２２は、第１，第２軸方向端部６２，６４を有する。軸方向端部６２は、図３に示すように開口し、そこを貫通する軸方向流路５６が与えられる。柔らかい弾性圧縮可能材料からなる端部キャップ６６は、例えば、発泡ウレタン(foamed potted urethane)等で形成され、プリーツの軸方向端部６８に接している。
【００１７】
図３，図４に示す端部キャップ６６の内縁７０は、内側プリーツ先端部によって形成された内周縁３４よりも大きい。端部キャップ６６は、部分的にプリーツの軸方向端部６８によって覆われている。すなわち、プリーツの軸方向端部６８の横方向外側部分７２が端部キャップ６６によって覆われるが、一方、軸方向内側部分７４は、覆われないで、図８，図９に示すようにフィルタ要素２２の軸方向端部６２において露出している。
【００１８】
フィルタ要素２２の第２軸方向端部６４は閉じている。図２に示す第２の端部キャップ７６は、第１の端部キャップ６６と同一の発泡ウレタン等で形成され、フィルタ要素２２の第２端部６４に設けられ、内側及び外側のプリーツ先端部を含むプリーツの軸方向端部７８を完全に覆っている。また、端部キャップ７６の中央部分８０は、フィルタ要素の軸方向端部６４において、中空内部室３８を完全に覆っている。ハウジング部分４４は、軸方向端部６４でフィルタ要素２２を配置しかつ保持するために、ハウジング内に軸方向に部分的に伸びている環状内部側壁８２を有している。
【００１９】
他の実施形態において、端部キャップ７６の中央部分８０は省略され、また、ハウジング部分４４の一部分は、フィルタ要素２２の中空内部室３８内に伸びてフィルタ要素の軸方向端部６４を閉じ、この端部６４をハウジング内に位置決める。端部キャップ７６は、ハウジング部分４４の軸方向端部壁８５に係合し、かつハウジング内のフィルタ要素２２を保持するのを助けるためにわずかに軸方向に圧縮されて軸方向の許容公差で収納可能な環状リッジ８４を含んでいる。
【００２０】
端部キャップ６６は、ハウジング部分４２の軸方向端部壁８８に係合し、かつハウジング内のフィルタ要素２２を保持するのを助けるためにわずかに半径方向に圧縮されて軸方向の許容公差で収納可能な環状リッジ８６を含み、この環状リッジは、さらに、汚れた空気が環状室５２からフィルタ要素の軸方向端部６２の回りをバイパスするのを防止する軸方向シールを与える。ハウジング部分４２の軸方向端部８８は、そこを貫通して伸びる出口流管９０を有する。さらに、環状リッジ８６における軸方向シールに加えて、あるいはその代わりに、端部キャップ６６は、後述するように出口流管９０に対して半径方向シールを形成する。
【００２１】
端部キャップ６６は、図２および図４に示すように、フィルタ要素２２の軸方向端部６２にプリーツ２８の軸方向端部６８から離れて軸方向に伸びる側壁９２を有する。この側壁は、上述のような内縁７０と外縁９４を有する。側壁９２の内縁７０は、内側プリーツ端部３６によって形成されるフィルタ要素２２の内周縁３４よりも大きい。端部キャップ６６における側壁９２の内縁７０は、外側プリーツ端部３２によって形成されるフィルタ要素２２の外周縁３０よりも小さい。
【００２２】
端部キャップ６６における側壁９２の外縁９４は、外側プリーツ端部３２によって形成されるフィルタ要素２２の外周縁３０よりも大きい。流管９０は、プリーツ２８の軸方向端部６８に対して軸方向に面する内側部分９６を有する。流管９０の内側部分９６は、内縁９８と外縁１００を有する。外縁１００は、端部キャップ６６の側壁９２の内縁７７よりも大きくなっており、その結果、端部キャップ６６におけるフィルタ要素２２が流管９０の内側部分９６上を軸方向右側に滑るとき、端部キャップ６６は、流管の内側部分９６の外側側壁に沿って内縁７０を広げるように半径方向に押圧され、上記半径方向シールが形成される。
【００２３】
端部キャップ６６の内縁７０は、図８の段部７１で示すように、好ましくは、段付き形状となり、図８および図２で見るように、右側から左側にだんだんと径を細め、流管９０の内側部分９６を受け入れかつガイドしており、半径方向のシール圧力を増加させている。端部キャップ６６は、流管９０の内側部分の境界を定めかつこの流管と半径方向に密着して、そこに上記半径方向シールを形成する。ハウジング部分４２の端部壁８８はプリーツ２８の軸方向端部６８と軸方向に面し、また、端部キャップ６６は、端部壁８８と軸方向に密着して上記軸方向シールを形成する。
【００２４】
図２および図４に示す外側ライナー１０２は、広がったワイヤ網またはスクリーンあるいは穿孔した金属板により形成され、外側プリーツ先端部３２に沿ってフィルタ要素２２の境界を定め、プリーツ２８の軸方向端部６８を越えて軸方向に伸びる軸方向端部の部分１０４を有する。上述したように、流管９０は、流路５６に沿いかつフィルタ要素の軸方向端部から軸方向に伸びている、フィルタ要素の中空内部室３８と連通する。
【００２５】
フィルタ要素の軸方向端部において端部キャップ６６は、外側ライナー１０２の部分１０４と流管９０の内側部分９６間の半径方向に位置しかつ半径方向に押し付けられている。外側ライナー１０２の先端１０４が、端部キャップ６６内を軸方向に伸びかつ以下に記述するように、成形工程中に端部キャップ内に埋め込められる。上記のように、端部キャップ６６の側壁９２は、フィルタ要素の軸方向端部においてプリーツ２８の軸方向端部６８から軸方向に離れて伸びている。端部キャップの外縁９４は、外側ライナー部分１０４の境界を定める。
【００２６】
プリーツ２８は、図７に示すように軸方向に伸びる内側通路１０６と軸方向に伸びる外側通路１０８を形成する一組の壁を有する。外側通路１０８を形成するプリーツの壁は、接着剤ストリップ１１０に沿う熱シール接合によってフィルタ要素の軸方向端部６２の近くで互いにシールされる。この接着剤は、従来公知のもので、例えば、米国特許第５,１０６,３９７号に開示され、参考として本明細書に含まれる。
【００２７】
これにより、図８及び図９に示す内側露出部分７４において、プリーツの軸方向端部のまわりに汚れた空気がバイパスされるのを防止する。図４で参照番号１１２で示すフィルタ媒体を通り半径方向内方に流れる空気等の流体は、矢印５８,５９で示すように軸方向に流体が流れる前に、プリーツ２８の側壁を通って流れなければならない。このような空気の一部は、内側通路１０６に沿って軸方向に矢印５９で示すように、図４において軸方向右側に流すことができ、また安定した空気が矢印１１４で示すように半径方向内方に、さらに矢印５８で示すように軸方向に流れる。
【００２８】
フィルタ要素の軸方向端部において外側通路１０８の軸方向端部は、接着剤ストリップ１１０に沿って上記シール接合によって閉鎖される。フィルタ要素を通過する流体は、外側通路１０８から内側通路１０６をへと強制的に流れる。図６及び図９には、外側通路１０８に伸びるシール接合された接着剤１１０が示され、この接着剤は、理想的には、内側プリーツ先端部３６から外側プリーツ先端部３２の全体を覆っている。シール接合が、内側プリーツ先端部３６から外側プリーツ先端部３２の全体にわたり伸びている場合、外側プリーツ先端部３２における内側通路１０６の形状は、一般的により丸くなり、外側プリーツ先端部において、外側１０８を形成するプリーツ２８の各壁は、互いにより近づくことになるであろう。
【００２９】
また、外側通路１０８におけるシール接合は、内側プリーツ先端部３６から外側プリーツ先端部３２の方に部分的に伸びるようにしてもよく、そして、外側通路１０８の外側部分は、端部キャップ６６によってフィルタ要素の軸方向端部において閉鎖される。成形埋め込み工程中、以下に説明するように、ひだ付きフィルタ媒体に浸される液体状の鋳込み材料が、図４,８,９において端部キャップの内側部分１１６で示すように、プリーツ間の通路内へ軸方向にわずかな距離だけ発泡(foam up)することになる。端部キャップは、プリーツ間で図４に示す距離１１８だけ移動する。
【００３０】
プリーツ上の接着剤ストリップ１１０におけるプリーツの軸方向端部６８からの間隔は、標準接着剤シールストリップの貼付け機械により所望の間隔に調整される。好ましくは、接着剤シールストリップ１１０は、プリーツの軸方向端部６８からわずかな距離１１８だけ離れて置かれ、成形埋め込み工程中にモールドに内のダムによってプリーツ軸方向端部６８をわずかに変形でき、端部キャップの液体状の鋳込み材料がプリーツ端部の内側部分７４を半径方向内方に流れるようにする。また、好ましくは内側部分が露出し、成形工程及びダムは、以下で説明される。代わりに、シール接着剤ストリップ１１０は、このストリップ間にギャップ１１８を形成することなく、プリーツの軸方向端部６８に貼付けることもできる。
【００３１】
図１１は、フィルタ要素のひだ付きフィルタ媒体２６の上に端部キャップを成形またはポッティング(potting)するためのモールド（型）１２０を示している。このモールドは、環状の第１周縁に沿って伸び、かつウレタン等の液状鋳込み材料を保持する溝(trough)１２２を有する。この溝内にプリーツ２８の軸方向端部６８が浸される。モールドは、溝１２２の環状外周縁により境界を定めた第２の環状周縁に沿って伸びる直立したダム１２６を備えるインサート１２４を有する。ダム１２６は、外側プリーツ先端部３２と内側プリーツ先端部３６の間プリーツの軸方向端部６８に係合し、内側プリーツ先端部３６に向けて半径方向内方に流れる液状鋳込み材料の流れを抑える。溝１２２は、プリーツの軸方向端部６８を部分的に広げ、プリーツの軸方向端部の横方向外側部分７２が、液状鋳込み材料によって覆われ、プリーツの半径方向内方部分７４を覆うことなく、プリーツの軸方向端部における横方向外側部分７２が端部キャップ６６によって覆われる。そして、プリーツの軸方向端部における横方向内側部分７４は、端部キャップ６６によって覆われず、露出したままとなる。
【００３２】
好ましくは、ひだ付きフィルタ媒体は、プリーツの軸方向端部６８がダム１２６に係合するまでこのフィルタ媒体を下方に下げ、さらに、ひだ付きフィルタ媒体をダムに対してわずかに下方に押圧することによって、モールド内の液状鋳込み材料の中に浸すことが望ましい。この場合、ダムは、このような係合点で、プリーツの軸方向端部６８をわずかに変形させ、次に、プリーツの側壁を押圧して、通路を閉鎖するために横方向にわずかな通路を形成し、内側プリーツ先端部３６に向けて横方向内方に流れる液状鋳込み材料の流れを抑える。
【００３３】
溝１２２は、外縁１２６と内縁１２８によって境界が定められる。溝１２２の外縁１２６は、外側プリーツ先端部３２によって形成されるフィルタ要素の外周縁３０よりも大きい。溝１２２の内縁１２８は、フィルタ要素の外周縁３０よりも小さい。また、溝１２２の内縁１２８は、内側プリーツ先端部３６によって形成されるフィルタ要素の内周縁３４よりも大きい。環状のダム１２６において、モールドの第２周縁は、溝１２２の内縁１２８よりも小さいかまたは等しい。上記したように、ひだ付きフィルタ媒体２６上に端部キャップ６６を成形するための方法は、プリーツの軸方向端部６８をモールド１２０の溝１２２内の液状鋳込み材料の中に浸す工程と、外側プリーツ先端部３２と内側プリーツ先端部３６の間の位置にプリーツの軸方向端部をダムに対して係合し、ダム１２６が、内側プリーツ先端部３６に向けて横方向内方に流れる液状鋳込み材料の流れを抑えるようにする工程とを含んでいる。
【００３４】
溝１２２は、プリーツの軸方向端部６８を部分的に広げるように設けられかつ整列しており、プリーツの軸方向端部の横方向外側部分７２が、浸せき(dipping)中に液状鋳込み材料によって覆われ、プリーツの軸方向端部の横方向内側部分７４は覆われないようになっている。さらに、本発明の方法によれば、外側プリーツ先端部３２と内側プリーツ先端部３６間におけるプリーツの軸方向端部６８に係合するようにダムを設けかつ整列させることによって、プリーツの軸方向端部に沿って内側プリーツ先端部３６に向かう液状鋳込み材料の横方向内方の流れが抑えられるようになっている。
【００３５】
その結果、プリーツの軸方向端部における横方向外側部分７２は、端部キャップ６６によって覆われ、かつプリーツの軸方向端部における横方向内側部分７４は、端部キャップ６６によって覆われないで露出する。溝１２２とフィルタ要素２２は、上記浸せき中に整列し、溝１２２の外縁１２６は、外側プリーツ先端部３２によって形成されるフィルタ要素の外周縁３０の境界を定め、かつ溝１２２の内縁は、内側プリーツ先端部３６によって形成されるフィルタ要素の内周縁２６の境界を定める。
【００３６】
図１０は、変形例を示し、出口流管90aは、縮径した外側部分90bを有してエンジン室のサイズと位置の条件に適合するようになり、しかも、拡大直径の内側部分90cを有し、図４および図１０で示す流体の軸方向流れ５８と特別の軸方向流れ５９を含む周辺流路５６を構成している。フィルタ媒体におけるプリーツの軸方向端部から、ハウジング部分４２のに軸方向端部壁８６までの間隔は、特別の流れと減少した制限流を収容する空間部１３０を形成する。
【００３７】
上述のフィルタ構造は、液体等の他の流体用として使用することもできるが、空気フィルタ用に開発された。この実施形態では、ろ過される流体は、フィルタ媒体を介して外周縁から内周縁に向けて横方向内方に流れ、さらに、中空内部室において軸方向に流れる。即ち、流路５６は出口流路である。一方、ろ過される流体が、中空内部室３８内を軸方向に流れ、次にフィルタ媒体を介して内周縁から外周縁に向けて横方向外方に流れるようにしてもよい。この場合は、流路５６は入口流路である。
【００３８】
他の変形例では、金属製の端部キャップがウレタン製の端部キャップの代わりに使用することができ、また、種々の組み合わせによる材料を端部キャップに用いることも可能である。更なる実施形態では、内側ライナーを内側プリーツ先端部３６に沿って設けることもできる。更なる変形例では、図１０の流管の外側部分は、内側部分90cよりも大きな内径を有する。
種々の等価物、代替物及び変形例が添付した特許請求の範囲内において適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に従って構成されたフィルタの側面図である。
【図２】図１の２−２線に沿ってみた断面図である。
【図３】図２のフィルタ要素の一部分を示す斜視図である。
【図４】図３の４−４線に沿ってみた断面図である。
【図５】図４の５−５線に沿ってみた断面図である。
【図６】図４の６−６線に沿ってみた断面図である。
【図７】図４の７−７線に沿ってみた断面図である。
【図８】図３の構造体の一部分を部分的に切断してみた拡大図である。
【図９】さらに切断した部分を有する図８と同様の拡大図である。
【図１０】代替例を示す図２の一部分と同様の断面図である。
【図１１】ひだ付きフィルタ媒体上に端部キャップを成形するための型を示す一部断面図である。
【符号の説明】
２０    フィルタ
２４    ハウジング
２６    フィルタ媒体
２８    プリーツ
３０    外周縁
３２,３６  プリーツ先端部
３４    内周縁
４０    軸線
５６    軸方向流路
６２,６４  軸方向端部
６６    端部キャップ
９０    流管
９２    側壁
１２０    モールド
１２２    溝
１２６    ダム
【図１】
0003674673.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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