(57)【要約】      （修正有）【課題】カートリッジの１つ以上のエンド・キャップに好ましい軸方向荷重状態を与えるシール構造を有する液体フィルタ・カートリッジの提供。【解決手段】対向する第１および第２エンド・キャップ７７、７８を有し、第１エンド・キャップは中央開口を有し、両エンド・キャップ間にはプリーツ付きフィルタ媒体７５ａを有し、フィルタ媒体の伸長部分は中央開口部空間を有し、液体フィルタ・カートリッジ５５は、中央開口の直径よりも大きいシール直径（ＤsＡ）を提供する第１エンド・キャップ上の位置に第１シール構造８２を配置し、ＤsＡは、０．８５〜１．１５ＤbＡ以下の範囲内である（ＤbＡは、使用中に第１エンド・キャップ上において第２エンド・キャップに向かう方向、あるいは第２エンド・キャップから離れる方向の正味の軸方向への表面力が生じない直径）、液体フィルタ・カートリッジ。【選択図】図４
2011143405.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体フィルタ・アセンブリのハウジング内部で効果的に使用される液体フィルタ・カートリッジであって、
（ａ）対向する、第１および第２エンド・キャップであって、
（ｉ）少なくとも前記第１エンド・キャップが、前記第１エンド・キャップを通る第１の中央開口を有する、第１および第２エンド・キャップと、
（ｂ）前記第１および第２エンド・キャップに固定され、前記第１および第２エンド・キャップの間に延びる伸長部分を有するフィルタ媒体であって、
（ｉ）前記伸長部分が前記中央開口と流体が流れるように連絡した中央開口部の体積を定める、伸長部分を有するフィルタ媒体と、
（ｃ）前記第１中央開口の直径より大きいシール直径（ＤsＡ）を提供する位置に配置された前記第１エンド・キャップ上の第１シール構造であって、
（ｉ）前記ＤsＡは、０．８５ＤbＡ以上で１．１５ＤbＡ以下の範囲内であり、
（Ａ）前記ＤbＡは、使用中に前記第１エンド・キャップＡ上に前記第２エンド・キャップＢに向かう、あるいは前記第２エンド・キャップＢから離れる、正味の軸方向の表面力が生じない直径である、前記第１エンド・キャップ上の第１シール構造と、
を含むことを特徴とする液体フィルタ・カートリッジ。
【請求項２】
（ａ）前記ＤsＡは、０．９ＤbＡ以上で１．１ＤbＡ以下の範囲内であることを特徴とする請求項１に記載の液体フィルタ・カートリッジ。
【請求項３】
（ａ）前記ＤsＡは、０．９５ＤbＡ以上で１．０５ＤbＡ以下の範囲内であることを特徴とする請求項２に記載の液体フィルタ・カートリッジ。
【請求項４】
（ａ）前記第１エンド・キャップが、開いたエンド・キャップであり、
（ｂ）前記第２エンド・キャップが、前記第２エンド・キャップを通る第２の中央開口を有する開いたエンド・キャップであることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の液体フィルタ・カートリッジ。
【請求項５】
（ａ）前記液体フィルタ・カートリッジが、前記第２の中央開口の直径以上のシール直径（ＤsＢ）を提供するように配置された、前記第２エンド・キャップ上の第２シール構造を含み、
（ｉ）前記ＤsＢが、０．８５ＤbＢ以上で１．１５ＤbＢ以下の範囲内であり、
（Ａ）前記ＤbＢが、使用中に前記第２エンド・キャップ上に前記第１エンド・キャップに向かう、あるいは前記第１エンド・キャップから離れる、正味の軸方向の表面力が生じない直径であることを特徴とする請求項４に記載の液体フィルタ・カートリッジ。
【請求項６】
（ａ）前記ＤsＢが、０．９ＤbＢ以上で１．１ＤbＢ以下の範囲内であることを特徴とする請求項５に記載の液体フィルタ・カートリッジ。
【請求項７】
（ａ）前記ＤsＢが、０．９５ＤbＢ以上で１．０５ＤbＢ以下の範囲内であることを特徴とする請求項６に記載の液体フィルタ・カートリッジ。
【請求項８】
（ａ）前記第２シール構造が、前記第２シール構造上にシール部材を有する軸方向に外に向けられた第２ラジアル・シール支持体を含むことを特徴とする請求項５乃至請求項７のいずれか一項に記載の液体フィルタ・カートリッジ。
【請求項９】
液体フィルタ・アセンブリのハウジング内部で効果的に使用される液体フィルタ・カートリッジであって、
（ａ）対向する、第１および第２エンド・キャップであって、
（ｉ）前記第１エンド・キャップが、第１の中央開口および第１外周エッジを有する、第１および第２エンド・キャップと、
（ｂ）前記第１および第２エンド・キャップに固定され、前記第１および第２エンド・キャップの間に延びる、伸長部分を有するプリーツ付きフィルタ媒体であって、
（ｉ）前記伸長部分が前記第１および第２の開口と流体が流れるように連絡した中央開口部の体積を定める、プリーツ付きフィルタ媒体と、
（ｃ）使用中に液体フィルタ・アセンブリの一部とシールを形成するために配置された、前記第１エンド・キャップ上の第１シール構造であって、
（ｉ）前記第１エンド・キャップが、プリーツ・チップの外側の径（ＤoＡ）から前記プリーツ・チップの内側の径（ＤiＡ）を引いたものに対応する寸法Ｘを有し、
（ｉｉ）前記第１シール構造が、前記第１エンド・キャップ上で少なくとも０．１Ｘの距離だけ前記内側のプリーツ・チップと前記外側のプリーツ・チップとの両方から半径方向に離隔された位置に置かれた直径に対応するシール直径を有するシールを支持する位置で前記第１エンド・キャップから軸方向に外に突き出すノンクランプ・シール支持体を含んでいる、前記第１エンド・キャップ上の第１シール構造と、
を含むことを特徴とする液体フィルタ・カートリッジ。
【請求項１０】
（ａ）前記第１エンド・キャップが、開いたエンド・キャップであり、
（ｂ）前記第２エンド・キャップが、閉じたエンド・キャップであることを特徴とする請求項１乃至請求項９のいずれか一項に記載の液体フィルタ・カートリッジ。
【請求項１１】
（ａ）前記第１シール構造が、前記第１シール構造の上にシール部材を有する軸方向に外に向けられた第１ラジアル・シール支持体を含むことを特徴とする請求項１乃至請求項１０のいずれか一項に記載の液体フィルタ・カートリッジ。
【請求項１２】
（ａ）前記第２エンド・キャップが、第１の開口および第１の外周エッジを有し、
（ｂ）使用中に前記液体フィルタ・アセンブリの一部とシールを形成するように、前記第２エンド・キャップ上に第２シール構造が配置されており、
（ｉ）前記第２エンド・キャップが、中央開口と、プリーツ・チップの外側の径（ＤoＢ）からプリーツ・チップの内側の径（ＤiＢ）を引いたものに対応する寸法Ｙとを有し、
（ｉｉ）前記第１シール構造が、前記第２エンド・キャップ上で少なくとも０．１Ｙの距離だけ内側プリーツ・チップと外側プリーツ・チップとの両方から半径方向に離隔された位置に置かれた直径に対応するシール直径を有するシールを支持する位置で前記第１エンド・キャップから軸方向に外側に突き出すノンクランプ・シール支持体を含んでいる、
ことを特徴とする請求項９に記載の液体フィルタ・カートリッジ。
【請求項１３】
液体フィルタ・アセンブリのハウジング内部で効果的に使用される液体フィルタ・カートリッジであって、
（ａ）対向する、第１および第２エンド・キャップであって、
（ｉ）前記第１エンド・キャップが、前記第１エンド・キャップを通る第１の中央開口を有する、第１および第２エンド・キャップと、
（ｂ）前記第１および第２エンド・キャップに固定され、前記第１および第２エンド・キャップの間に延びる伸長部分を有するプリーツ付きフィルタ媒体であって、
（ｉ）前記伸長部分が前記中央開口と流体な流れるように連絡した中央開口部の体積を定め、
（ｉｉ）前記フィルタ媒体が、内径Ｄiおよび外径Ｄoを定める、プリーツ付きフィルタ媒体と、
（ｃ）ラジアル・シール支持体上にシール部材を有し、軸方向に外側に向けられた前記支持体を含む前記第１エンド・キャップ上の第１シール構造であって、
（ｉ）前記シール部材が、ＤiからＤoに向かって少なくとも５ｍｍ、ＤoからＤiに向かって少なくとも５ｍｍ離隔された位置でシール直径Ｄsを提供するために配置されている、前記第１エンド・キャップ上の第１シール構造と、
を含むことを特徴とする液体フィルタ・カートリッジ。
【請求項１４】
（ａ）前記シール部材が、ＤiからＤoに向かって少なくとも１０ｍｍ、ＤoからＤiに向かって少なくとも１０ｍｍ離隔された位置でシール直径Ｄsを提供するために配置されていることを特徴とする請求項１３に記載の液体フィルタ・カートリッジ。
【請求項１５】
（ａ）前記シール部材が、ＤiからＤoに向かって少なくとも１５ｍｍ、ＤoからＤiに向かって少なくとも１５ｍｍ離隔された位置でシール直径Ｄsを提供するために配置されていることを特徴とする請求項１３および１４のいずれか一項に記載の液体フィルタ・カートリッジ。
【請求項１６】
液体フィルタ・アセンブリのハウジング内部で効果的に使用される液体フィルタ・カートリッジであって、
（ａ）対向する、第１および第２エンド・キャップと、
（ｂ）前記第１および第２のエンド・キャップに固定され、前記第１および第２のエンド・キャップの間に延びる伸長部分を有するフィルタ媒体であって、
（ｉ）前記フィルタ媒体の伸長部分が、前記中央開口と連結する流体流れの開いた中央体積を定め、
（ｉｉ）前記フィルタ媒体が、内径Ｄiおよび外径Ｄoを定める、伸長部分を有するフィルタ媒体と、
（ｃ）ラジアル・シール支持体上にシール部材を有し、軸方向に外側に向けられた前記ラジアル・シール支持体を含む前記第１エンド・キャップ上の第１シール構造であって、
（ｉ）前記シール部材は、ＤoおよびＤiから離隔された位置でシール直径Ｄsを提供するために配置されており、前記位置は、前記エンド・キャップ上の影響を受ける面積（Ａe）の絶対値が、ＤoおよびＤiを有するカートリッジであってシールがＤiに置かれる前記カートリッジの影響を受ける面積（Astd）の絶対値の８０％を超えない位置である、前記第１エンド・キャップ上の第１シール構造と、
を含むことを特徴とする液体フィルタ・カートリッジ。
【請求項１７】
（ａ）前記シール部材は、ＤoおよびＤiから離隔された位置でシール直径Ｄsを提供するために配置されており、前記位置は、前記エンド・キャップ上の影響を受ける面積（Ａe）の絶対値が、ＤoおよびＤiを有するカートリッジであってシールがＤiに置かれる前記カートリッジの影響を受ける面積（Astd）の絶対値の５５％を超えない位置である、ことを特徴とする請求項１６に記載の液体フィルタ・カートリッジ。
【請求項１８】
（ａ）前記シール部材は、ＤoおよびＤiから離隔された位置でシール直径Ｄsを提供するために配置されており、前記位置は、前記エンド・キャップ上の影響を受ける面積（Ａe）の絶対値が、ＤoおよびＤiを有するカートリッジであってシールがＤiに置かれる前記カートリッジの影響を受ける面積（Astd）の絶対値の２０％を超えない位置である、ことを特徴とする請求項１６に記載の液体フィルタ・カートリッジ。
【請求項１９】
液体フィルタ・アセンブリのハウジング内部で効果的に使用される液体フィルタ・カートリッジであって、
（ａ）対向する、第１および第２エンド・キャップであって、
（ｉ）前記第１エンド・キャップが、前記第１エンド・キャップを通る第１の中央開口を有する、第１および第２エンド・キャップと、
（ｂ）前記第１および第２のエンド・キャップに固定され、前記第１および第２のエンド・キャップの間に延びる伸長部分を有するプリーツ付きフィルタ媒体であって、
（ｉ）前記伸長部分が前記中央開口と流体が流れるように連絡した中央開口部の体積を定め、
（ｉｉ）前記フィルタ媒体が、少なくとも２０のプリーツ・カウントを有し、内径Ｄiおよび外径Ｄoを定める、プリーツ付きフィルタ媒体と、
（ｃ）ノンクランプ・ラジアル・シール支持体の上にシール部材を有し、軸方向に外側に向けられた前記支持体を含む前記第１エンド・キャップ上の第１シール構造であって、
（ｉ）前記シール部材が、シール直径Ｄsを定め、
（ｉｉ）前記シール直径Ｄsが、１．０６インチ（２６．９ｍｍ）から７．０６インチ（１７９．３ｍｍ）までの範囲内の値を有し、
（ｉｉｉ）Ｄs（ｘ軸）対Ｄo（ｙ軸）のプロットから、Ｄoが、１．０６インチ，１．３２インチ（２６．９ｍｍ，３３．５ｍｍ）のＤs，Ｄoから、７．０６インチ，８．８インチ（１７９ｍｍ，２２４ｍｍ）のＤs，Ｄoまで延びる線によって定義される値より小さくなく、Ｄoが、１．０６インチ，１．６８インチ（２６．９ｍｍ，４２．７ｍｍ）のＤs，Ｄoから、７．０６インチ，１１．２０インチ（１７９ｍｍ，２８４ｍｍ）のＤs，Ｄoまで延びる線によって定義される値より大きくなく、
（ｉｖ）Ｄs（ｘ軸）対Ｄi（ｙ軸）のプロットから、Ｄiが、１．０６インチ，０．６６インチ（２６．９ｍｍ，１６．８ｍｍ）のＤs，Ｄiから、７．０６インチ，４．４インチ（１７９ｍｍ，１１２ｍｍ）Ｄs，Ｄiまで延びる線によって定義される値より小さくなく、Ｄiが、１．０６インチ，０．８４インチ（２６．９ｍｍ，２１．３ｍｍ）のＤs，Ｄiから、７．０６インチ，５．６インチ（１７９ｍｍ，１４２ｍｍ）Ｄs，Ｄiまで延びる線によって定義される値より大きくない、前記第１エンド・キャップ上の第１シール構造と、
を含むことを特徴とする液体フィルタ・カートリッジ。
【請求項２０】
（ａ）Ｄs（ｘ軸）対Ｄo（ｙ軸）のプロットから、Ｄoが、１．０６インチ，１．４インチ（２６．９ｍｍ，２９０ｍｍ）のＤs，Ｄoから、７．０６インチ，９．３インチ（１７．９ｍｍ，２３６ｍｍ）のＤs，Ｄoまで延びる線によって定義される値より小さくなく、Ｄoが、１．０６インチ，１．４インチ（２６．９ｍｍ，３５．６ｍｍ）のＤs，Ｄoから、７．０６インチ，１０．７インチ（１７９ｍｍ，２７２ｍｍ）のＤs，Ｄoまで延びる線によって定義される値より大きくなく、
（ｂ）Ｄs（ｘ軸）対Ｄi（ｙ軸）のプロットから、Ｄiが、１．０６インチ，０．７インチ（２６．９ｍｍ，１７．８ｍｍ）のＤs，Ｄiから、７．０６インチ，４．６５インチ（１７９ｍｍ，１１８ｍｍ）Ｄs，Ｄiまで延びる線によって定義される値より小さくなく、Ｄiが、１．０６インチ，０．８インチ（２６．９ｍｍ，２０．３ｍｍ）のＤs，Ｄiから、７．０６インチ，５．３５インチ（１７９ｍｍ，１３５．９ｍｍ）Ｄs，Ｄiまで延びる線によって定義される値より大きくない、
ことを特徴とする請求項１９に記載の液体フィルタ・カートリッジ。
【請求項２１】
（ａ）Ｄsが、１．７６インチ（４４．７ｍｍ）から３．８８インチ（９８．６ｍｍ）までの範囲内であることを特徴とする請求項１９および２０のいずれか一項に記載の液体フィルタ・カートリッジ。
【請求項２２】
（ａ）軸方向荷重に対するコアレス構成を有することを特徴とする請求項１から２１のいずれか一項に記載の液体フィルタ・カートリッジ。
【請求項２３】
（ａ）アウタ軸方向荷重・ライナ・フリー構成を有することを特徴とする請求項１乃至請求項２２のいずれか一項に記載の液体フィルタ・カートリッジ。
【請求項２４】
（ａ）前記フィルタ・カートリッジが、修理可能なフィルタ・カートリッジとして構成されることを特徴とする請求項１から２３のいずれか一項に記載の液体フィルタ・カートリッジ。
【請求項２５】
（ａ）ハウジングと、
（ｂ）前記ハウジング内に機能的に配置された請求項１乃至請求項２４のいずれか一項に記載のフィルタ・カートリッジと、
を含むことを特徴とする液体フィルタ・アセンブリ。
【請求項２７】
（ａ）請求項１乃至請求項２４のいずれか一項に記載の円筒形のフィルタ・カートリッジを通してろ過されるために液体を通す工程を含むことを特徴とする液体フィルタ・アセンブリを動作させる方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体フィルタに関する。本発明は、特に、好ましいシール構造を有する修理可能なフィルタ・カートリッジを利用する液体フィルタに関し、いくつかの場合には、軸方向の荷重を支持するライナを有さない液体フィルタに関する。液体フィルタは、さまざまな応用例に使用することができる。アセンブリと準備および使用の方法とを提供する。
【背景技術】
【０００２】
関連出願の相互参照
本出願に２００４年４月１３日出願の米国仮出願第６０／５６２，０４５号の記載が含まれる。２００４年４月１３日出願の米国仮出願第６０／５６２，０４５号の記載全体が、参照によって本明細書に合体される。また、２００４年４月１３日出願の米国仮出願第６０／５６２，０４５号に対する優先権の主張が、適切な範囲まで行われる。
【０００３】
液体フィルタは、さまざまな応用例に使用され、たとえば、潤滑油、燃料、または作動油のろ過に使用される。使用中において、ろ過される液体はろ過がなされるとフィルタ媒体を通過する。周知の構成は、中央の清浄な液体体積を囲む円筒としてフィルタ媒体を位置決めすることであり、ろ過の流れは、フィルタ媒体を通る外側から内側への流れ（ｏｕｔ−ｔｏ−ｉｎ  ｆｌｏｗ)を伴って発生する。他の構成では、ろ過の流れは、カートリッジの内側から外側への流れ（ｉｎ−ｔｏ−ｏｕｔ  ｆｌｏｗ）である。
【０００４】
多くの例で、フィルタ媒体は、第１および第２の対向するエンド・キャップの間に広がる範囲内のフィルタ・カートリッジの形態で提供される。通常、この構成には、ライナも設けられる。外側から内側への流れの場合に、インナ・ライナは、（ａ）通常使用中の半径方向圧力に起因する圧壊または損傷に対するフィルタ媒体の半径方向支持と、（ｂ）カートリッジの圧壊または損傷に対する軸方向支持との両方を提供する。そのような構成を利用するフィルタ・カートリッジの例が、たとえば、２００２年９月１２日に公開された国際公開第０２／０７０８６９号に記載されており（図１および図２）、国際公開第０２／０７０８６９号の記載全体が、参照によって本明細書に合体される。
【０００５】
内側から外側への流れでは、アウタ・ライナを使用して、フィルタ媒体の半径方向の支持および軸方向の支持を提供することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】国際公開第０２／０７０８６９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
多くのアセンブリで、フィルタ・カートリッジは、取外し可能かつ交換可能（すなわち修理可能(serviceable)）構成要素として構成され、たとえば、国際公開第０２／０７０８６９号の図１および図２を参照されたい。修理・カートリッジの構成で所望のオプションを可能にする液体フィルタ設計を提供することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明によれば、液体フィルタ・カートリッジが提供される。液体フィルタ・カートリッジは、全体的に、第１および第２の対向するエンド・キャップを有し、フィルタ媒体がその間に延びる。フィルタ媒体は、開いた中央体積を定めるように構成され、この開いた中央体積は、使用中に、液体を受ける内部体積を定める。少なくとも１つのエンド・キャップは、開いたエンド・キャップである、すなわち、内部体積との流体流れの連絡をもたらす開口を有する。いくつかの応用例では、両方のエンド・キャップは、開いたエンド・キャップである。いくつかの実施形態では、液体フィルタ・カートリッジは、ろ過中の外側から内側への流れのために構成されるが、代替案（内側から外側への流れ）が可能である。
【０００９】
好ましいシール構造が、１つ以上のエンド・キャップに関して提供される。好ましい応用例では、使用中においてエンド・キャップの１つ以上へ正味の表面軸方向の力が有利となるように選択された位置にシールが設けられる。いくつかの応用例で、好ましいレベルの表面軸方向の力のバランスをもたらすために、シール構造が各エンド・キャップに関して設けられる。
【００１０】
例示例のアセンブリを提供する。さらに、設計、組立、および使用方法を説明する。また、フィルタ・カートリッジ全体でのエンド・キャップの１つまたはそれぞれに作用する正味の軸方向の表面力を推定する技術を提供する。また、いくつかの好ましいシール構造を説明し図示する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】普通のフィルタ・カートリッジを示す概略側面断面図である。
【図２】図１に示されたフィルタ・カートリッジの一部を示す概略上面図である。
【図３】本開示によるフィルタ・アセンブリの第１実施形態を示す概略上部側面透視図である。
【図４】図３に示されたアセンブリを示す。概略側面断面図である。
【図５】図４の第１部分を示す概略の断片的な拡大図である。
【図６】フィルタ・カートリッジ・エンド・キャップの一部を示す概略図である。
【図７】図６に類似する概略図である。
【図８】図６に類似する概略図である。
【図９】代替実施形態を示す断面図である。
【図１０】図１１で使用される用語を定義するのに使用することのできる概略図である。
【図１１】複数の異なるシステムに関する、プリーツ数と好ましいシール位置との間の関係を示すグラフである。
【図１２】例のフィルタ・カートリッジを示す断面図である。
【図１３】ハウジング内の図１２のフィルタ・カートリッジを示す、アセンブリを示す断面図である。
【図１４】定義されるシステムのＤiとＤoとの間の関係を示すグラフである。
【図１５】図示のように、他の変数が固定された時の、パラメータの計算値を示す表である。
【図１６】もう１つの代替実施形態を示す側面断面図である。
【図１７】もう１つの代替実施形態を示す側面断面図である。
【図１８】、
【図１９】、
【図２０】、
【図２１】、
【図２２】、
【図２３】、
【図２４】、
【図２５】、
【図２６】本明細書の説明と一致する、プリーツ・カートリッジ定義および計算された定義を示すプロットである。
【図２７】図１８〜２６からの、選択されたデータのインナ・プリーツ直径（Ｄi）対シール直径（Ｄs）を示すプロットである。
【図２８】図１８〜２６の表のデータの選択された点の外径（Ｄo）対シール直径（Ｄs）を示すプロットである。
【図２９】図１８〜２６からの、選択されたデータのインナ・プリーツ直径（Ｄi）対シール直径（Ｄs）を示すプロットである。
【図３０】図１８〜２６の表のデータの選択された点の外径（Ｄo）対シール直径（Ｄs）を示すプロットである。
【図３１】図１８〜２６からの、選択されたデータのインナ・プリーツ直径（Ｄi）対シール直径（Ｄs）を示すプロットである。
【図３２】図１８〜２６の表のデータの選択された点の外径（Ｄo）対シール直径（Ｄs）を示すプロットである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
一般に、本発明は、液体フィルタ・カートリッジおよびシステムの構成に関する。ある応用例において、フィルタ・カートリッジの構成要素は、動作中の有利なフィルタ・カートリッジの完全性を可能にする形で提供される。いくつかの例で、フィルタ・カートリッジを用いて修理可能な技術が、フィルタ・カートリッジ内で適用され、これは、フィルタ・カートリッジが、使用中にフィルタ・アセンブリから取り外され、フィルタ・アセンブリ内で交換されることを意味する。他の例では、フィルタ・カートリッジが、フィルタ・アセンブリ内で保守され、ハウジング構成要素と独立にではなく、ハウジング構成要素と共に取り替えられる。
【００１３】
本明細書で開示するのは、そのような結果を達成するために有利に適用することができる全般的な構成および特徴である。さらに、類似する所望の結果を達成するためにさまざまな応用例に適用できる、示されるさまざまな機械的構成の好ましい適用から達成される利点の基礎になる理論的原理の提示を行う。
【００１４】
一般に、修理可能フィルタ・カートリッジは、通常動作中にハウジングから取り外され、ハウジング内で交換されるフィルタ・カートリッジである。液体フィルタ・カートリッジは、一般に、液体をろ過するためのフィルタ・カートリッジである。通常の液体フィルタ・カートリッジには、対向するエンド・キャップの間に延びるフィルタ媒体の円筒形の伸長部分が含まれる。エンド・キャップのうちの少なくとも１つは、一般に、開いたエンド・キャップであり、ろ過される液体のそれを通る流れを可能にする。いくつかの例で、両方のエンド・キャップが、開いたエンド・キャップである。
【００１５】
そのようなカートリッジ内のフィルタ媒体は、通常はプリーツ付きである。実際に、本明細書で説明する技術は、プリーツ付きフィルタ媒体を用いる構成に特に適するが、プリーツ付きフィルタ媒体は、すべての例で必要なわけではない。さらに、いくつかの例で、はフィルタ媒体パックは、プリーツ付きフィルタ媒体と、他のタイプのフィルタ媒体とを含むことができる。
【００１６】
Ｉ．軸方向の力に対して構造的な完全性に対する液体フィルタ・カートリッジの全般的な特徴
図１および図２とともに、カートリッジ・フィルタの単純化されたモデルが、本発明に密接な関連がある正味の軸方向の力の原理の理解を容易にするために、示されている。特に、図１の符号１は、フィルタ・カートリッジを示す。一般に、フィルタ・カートリッジ１は、フィルタ媒体３、たとえば、中心軸４の周囲で円筒形パターンまたは星状パターンに構成されたプリーツ付きフィルタ媒体３ａ、を含む。フィルタ媒体３は、対向するエンド・キャップ５および６の間に延びる。エンド・キャップ５は、内部９から外への液体の流れのための中央開口８を定める開いたエンド・キャップ５ａである。エンド・キャップ６は、閉じたエンド・キャップ６ａであり、すなわち、それを通る中央開口を有しない。本明細書では、フィルタ媒体によって囲まれた内側体積に開いているエンド・キャップ開口は、一般に、内側体積との直接の流体流れの連絡を有する開口として特徴付けされる。用語「直接の流体流れの連結」は、内側体積内の液体が、フィルタ媒体を通過せずにその開口を通って直接に通過できることを意味する。
【００１７】
液体フィルタ・カートリッジは、内側から外側への流れまたは外側から内側への流れのいずれかのために構成することができる。この文脈での用語「外側から内側への流れ」は、液体がフィルタ媒体を通過する時に、カートリッジの外側からカートリッジの内側へのフィルタ媒体を通る液体の流れのために構成された液体フィルタ・カートリッジを指すことを意味する。「内側から外側への」流れ液体フィルタは、使用中に反対方向の流れを有するはずである。
【００１８】
図示の特定の液体フィルタ・カートリッジ１は、外側から内側への流れ液体カートリッジである。したがって、ろ過動作中に、ろ過される液体は、一般に、カートリッジ１の外側の領域から内部９へ、矢印１０の向きでフィルタ媒体３を通過する。次に、ろ過された液体は、開口８を介してカートリッジ１から外に進む。図１に示されたカートリッジ１について、開口８は、ラジアル・シール構造１１によってライニングされ、ラジアル・シール構造１１は、出口チューブまたは類似する構造へのシールを形成することができる。図示の例では、ラジアル・シール構造１１が、開口８の直径とほぼ同一であり、フィルタ媒体のＩＤ（内径）を超えないシール直径（Ｄs）を形成する。実際に、図示の例のシール直径（Ｄs）は、フィルタ媒体内径（ｉ．ｄ．またはＤi）からライナ１２の厚さを引いた値よりわずかに小さくなる。本明細書では、用語「シール直径」（Ｄs）が、吐出口チューブなどのハウジング構成要素とシール部材との間の係合内のシール表面の直径を指すことを意味する。したがって、「シール直径」は、動作シール直径を指すことを意味し、これは、未据付構成要素の直径とわずかに異なる場合がある。シール直径（Ｄs）は、システムに応じて、内向きシールまたは外向きシールの直径とすることができる。
【００１９】
液体がフィルタ媒体３を介してろ過される時に、その液体によって運ばれる汚染物質が、フィルタ媒体３の上または中に沈着する。したがって、フィルタ媒体３は、液体の流れに対する障壁を提供する。もちろん、経時的に、フィルタ媒体３が閉塞すると、フィルタ・カートリッジ１が、問題の機器での交換すなわち修理を必要とする。
【００２０】
本明細書で、用語「軸」、「軸方向」、およびこれらの変形は、一般に、識別されるカートリッジ１の中央の長手方向軸４と全体的に一致するかこれと平行に向けられた力を指すことを意味するが、用語「半径」、「半径方向の力」、または類似する用語は、中央の長手方向軸４に向かう力あるいはそれから離れる向きの力を指すことを意味する。
【００２１】
フィルタ媒体３が障壁として働くことの結果として、一般に、フィルタ媒体の上流の領域での上流圧力（Ｐu）は、フィルタ媒体の下流側の領域での下流圧力（Ｐd）より高い。これは、外側から内側への流れでの使用中に、フィルタ媒体３が、半径方向に内部９に向かうすなわち矢印１０の向きのバイアス圧力を受けることを意味する。これに対してフィルタ媒体を支持するために、半径方向の支持ライナ１２が設けられる。該支持ライナ１２は、通常、せん孔チューブまたは拡張メタル・チューブを含む。
【００２２】
もちろん、シール構造１１は、エレメント１が据え付けられる時に、Ｐuを受ける領域をＰdを受ける領域から分離もする。シール構造１１の機能および目的は、２つのそのような領域の間の液体の漏れの抑制をもたらすことであり、特に、流体がフィルタ媒体３を通過せずに体積または内部９に入らないようにすることである。
【００２３】
ライナ１２は、追加の重要な支持機能を提供する。この機能は、エンド・キャップ５と６の間の軸方向でのフィルタ媒体３の圧壊または挫屈を抑制する、軸方向の支持機能である。この機能を評価するためには、エンド・キャップに作用する正味表面力（軸方向）を理解することが重要である。
【００２４】
本明細書では、エンド・キャップに関して、用語「外側」または「外側表面」が、フィルタ媒体から離れ、対向するエンド・キャップから離れる方向のエンド・キャップの表面を指すのに使用される。図１を参照すると、エンド・キャップ５の外側表面が、５ｂに示されており、エンド・キャップ６の外側表面が、６ｂに示されている。エンド・キャップの内側表面は、一般に、フィルタ媒体に向かい、対向するエンド・キャップに向かう方向の表面である。したがって、エンド・キャップ５の内側表面は、５ｃに示されており、エンド・キャップ６の内側表面は、６ｃに示されている。
【００２５】
図２のレビューは、カートリッジ１への軸方向の応力を引き起こす力のタイプの理解につながる。特に、図２は、エンド・キャップ５の上面図である。図２では、プリーツ付きのフィルタ媒体３が、エンド・キャップ５に埋め込まれて図示され、架空線が、フィルタ媒体の位置を示す。図２に示された特定の実施形態について、フィルタ媒体３は、便宜上６つだけのプリーツ２１によって表される。通常の実施形態では、より多数のプリーツ（通常は、内側に沿って１インチあたり８個から１２個）が存在する。
【００２６】
やはり、シール１１および／またはフィルタ媒体３は、使用中に、圧力Ｐuを受ける上流領域を圧力Ｐdを受ける下流区域から分離する。
【００２７】
図２では、領域２５が、全般的に、エンド・キャップ５のうちで、エンド・キャップ５の外側表面５ｂと内側表面５ｃの両方がフィルタ媒体３の上流に置かれる部分を示す。その結果、領域２５内のエンド・キャップ５の表面部分は、その両側で等しい対向する圧力（Ｐu）を受ける。その一方で、領域２６は、エンド・キャップ５の外側表面５ｂが上流圧力（Ｐu）を受けるがエンド・キャップ５の内側表面または下表面がフィルタ媒体３の上流に置かれ、したがって内部圧力Ｐdを受ける領域である。領域２６ではＰu＞Ｐdなので（および、力＝圧力×面積なので）、一般に、動作中に、エンド・キャップ２６に、正味の下向き圧力（図２では見る人から離れる向き、図１では矢印３０の向き）をもたらす圧力がある。本明細書では、選択されたエンド・キャップに作用する、その両側の表面（内側および外側）に働く液体圧力に起因する正味の軸方向の力を、識別されたエンド・キャップの「正味表面軸方向力」と称する。図１および図２のエンド・キャップ５について、使用中の正味表面軸方向力は、エンド・キャップ６の向きである。
【００２８】
類似するが反対（上）向きすなわち図１の矢印３１の向きの正味の力が、使用中にエンド・キャップ６について存在する。しかし、エンド・キャップ６の、開口が存在しない中央領域である領域３５では、この表面部分にまたがる圧力差があるので、矢印３１の向きの追加の力がもたらされることに留意されたい。
【００２９】
図１および図２の概略図および上の議論から明白になるのは、フィルタ媒体３にまたがる圧力差を伴う通常動作で、エンド・キャップ５が、エンド・キャップ６に向かう正味表面軸方向の圧力を受け、エンド・キャップ６が、全般的にエンド・キャップ５の向きの正味表面軸方向の圧力を受けることである。フィルタ媒体３がこれらの力に起因して軸方向に挫屈するか圧壊することを防ぐために、カートリッジ１などの通常のフィルタ・カートリッジに、エンド・キャップ５と６の間の軸方向の伸長部分に軸方向荷重コアまたはライナ１２が含まれる。これは、フィルタ媒体３に加えて軸方向強度をもたらして、フィルタ媒体の圧壊を抑制する。
【００３０】
通常の構成では、エンド・キャップ５および６は、成形可能なプラスチック材料または重合体材料から成形される、あるいは、エンド・キャップ５および６は金属を含み、たとえば、フィルタ媒体３がプラスチゾルなどのシーラントによってその金属に瓶詰めされるあるいは固定される。どちらの場合でも、インナ・ライナまたはコア１２は、通常、この構成に軸方向強度を提供するのに適切な位置でエンド・キャップ内に固定される。したがって、通常の軸方向荷重ライナ１２は、その取外しを可能にするためにフィルタ・カートリッジ１に損傷を与えずにカートリッジ１から取り外すことができない。そのような構成のライナまたはコア１２を、本明細書では、フィルタ・カートリッジの残りと「一体である」またはフィルタ・カートリッジに「永久的に含まれる」と言う。
【００３１】
上で述べた背景で示したように、フィルタ・アセンブリが、交換可能（または修理可能）フィルタ・カートリッジを使用する場合に、フィルタ・カートリッジ１は、周期的に、取り外され、交換されることを必要とする。フィルタ・カートリッジが、図１に示されたカートリッジ１などである場合に、カートリッジ１が交換される時に、コア１２も交換される。しかし、一般に、インナ・ライナ１２は、穴のあいた金属または固いプラスチックまたは拡張メタルなど、たやすくは使い尽くされない材料から構成される。したがって、ライナ１２がその中に永久的に位置決めされたカートリッジ１の周期的な交換は、その使用の寿命において使い尽くされていない材料の浪費につながり得る。さらに、インナ・コア１２は、廃棄処分に関して問題を有する可能性がある。たとえば、インナ・コア１２が金属から製造される場合に、焼却が問題になる可能性がある。また、該インナ・コアまたはライナ・コア１２は、可能であれば回避されるはずの、フィルタ・カートリッジのアセンブリにおける出費を促す。さらに、ライナ１２の存在は、廃棄処分時のカートリッジ５の圧縮または締め固めをより困難にする。
【００３２】
本明細書では、少なくとも部分的に使用中の軸方向荷重を制御するためにカートリッジ５内に永久的に位置決めされるライナまたはコア１２を、場合によっては、「軸方向荷重ライナ」と称するあるいは類似用語で示す。用語「軸方向荷重ライナ」は、フィルタ媒体の横に置くことができるすべてのタイプのライナに言及することを意味しない。大きい軸方向荷重に大きく抵抗するのに適切な軸方向強度を提供しないワイヤ・ネットまたはプラスチック・ネットあるいは類似する構造は、用語軸方向荷重ライナに含まれない。一般に、ライナが、印加される少なくとも２０ポンドの軸方向荷重に抵抗するのに十分に強くない場合に、該ライナは、本明細書では軸方向荷重ライナとは考えない。
【００３３】
さらに図１を参照して、シールが、外側から内側への流れ構成で外側周囲領域位置３７および３８にまたはその付近に置かれる場合に、全体的な正味の力が、エンド・キャップ５および６が互いに離れるように偏るものになることに留意されたい。この原理は、たとえば、米国特許第６，６２６，２９９号に記載されている。
【００３４】
ＩＩ．液体フィルタの有利な構成につながる一般的な原理
上のセクションＩで全般的に述べた原理は、次の考慮事項によって要約することができる。
【００３５】
１．フィルタ・カートリッジの各シールおよびカートリッジのフィルタ媒体は、２つのエンド・キャップの表面部分を、構成要素が運転圧力Ｐdを受ける下流領域から、構成要素が運転圧力Ｐuを受ける上流領域に分離する。一般に、Ｐu＞Ｐdである。
【００３６】
２．選択されたエンド・キャップに作用する正味軸方向の表面力は、一般に、力（Ｆ）が圧力（Ｐ）と面積（Ａ）の積と等しいので、エンド・キャップの各側面でＰuを受ける表面積の量と、エンド・キャップの各側面でＰdを受ける面積の量とを評価することによって近似することができる。同一の圧力が、エンド・キャップの両側面の同一面積に作用している領域では、フィルタ媒体の軸方向の完全性に影響するあるいはそのエンド・キャップの正味軸方向力に寄与する正味の方向性圧力がない。
【００３７】
３．ＩＤ（内径）またはフィルタ媒体の下流エッジと位置合せされるあるいはこれより小さい内部ラジアル・シールによってライニングされた１つの開放端と、同一の対向するエンド・キャップまたは閉じられた対向するエンド・キャップのいずれかとを有するフィルタ・カートリッジ（外側から内側への流れ）において、動作中に、各エンド・キャップが圧力下で互いに向かうように各エンド・キャップに正味の軸方向力が働く。従来のカートリッジの中に含まれ、２つのエンド・キャップの間に延びる軸方向荷重ライナは、このつぶす力または挫屈させる力に抵抗することによって構造的な完全性をもたらす。
【００３８】
一般に、本発明の原理によれば、シール位置が、エンド・キャップへの所望の正味表面軸方向力をもたらすのに使用される、好ましい構成を提供することができる。
【００３９】
任意選択で、これを、修理部品（すなわち、フィルタ・カートリッジ）の永久的部分として設けられる軸方向荷重ライナを有しない構成で実施することができる。
【００４０】
これらの結果を達成するためのシール位置の選択に用いられる原理の詳細な議論を、下のセクションＩＶで提供する。そのセクションの提示の前に、この原理を利用し、実証する複数の実施形態を説明する。好ましい実施形態の特徴は、無または望ましく低いレベルの各エンド・キャップに関する正味の表面軸方向圧力差をもたらすシール位置の選択である。
【００４１】
ＩＩＩ．好ましい構成を達成するための軸方向力のつり合い、図３〜５、図９
Ａ．図３〜５
図３の符号５１は、全体的に本発明による液体フィルタ・アセンブリを指定する。液体フィルタ・アセンブリ５１に、全体的に、フィルタ・ヘッド５３とフィルタ・ハウジング５４とが含まれる。この特定の液体フィルタ・アセンブリ５１に、フィルタ・ハウジング５４内に位置決めされた取外し可能で交換可能（すなわち、修理可能）なフィルタ・カートリッジ５５（図４）が含まれる。
【００４２】
液体フィルタ・アセンブリ５１は、さまざまな液体フィルタ動作のために、たとえば、潤滑油フィルタ、作動油フィルタ、または燃料フィルタとして構成することができる。図示の特定の液体フィルタ・アセンブリ５１は、外側から内側への流れを有するオイル・フィルタ・アセンブリ５８としての使用のために構成されている。しかし、説明される基本原理および図示の構成要素は、内側から外側への流れ用に構成されたものを含む、他のタイプの液体フィルタまたは他の構成の液体フィルタの例に適用することができる。
【００４３】
図４を参照すると、通常のろ過動作中に、ろ過される液体は、フィルタ・ヘッド５３に（機器内の流れ回路から）入り、入口チャネル６０を介してフィルタ・ヘッド５３を通過する。通常の応用例について、チャネル６０は、入口液体の環状の流れをもたらすように構成される。液体は、次に、ハウジング５４、特にカートリッジ５５とハウジング５４の側壁５４ａとの間でカートリッジ５５を囲む環状領域６２に流れ込む。ろ過中に、液体は、カートリッジ５５を通って、中央の清浄な液体空間６６に流れる。液体は、次に、矢印６８の向きで液体空間６６からフィルタ・ヘッド５３内の吐出口流れチャネル６９に出る。次に、吐出口流れチャネル６９は、フィルタ・ヘッド５３が取り付けられている適切な機器との流体流れ連結をもたらす。そのような機器に、たとえば、車両、あるいはさまざまな建設機械または他の機器（静止または可動）を含めることができる。
【００４４】
通常のアセンブリでは、ハウジング５４は、開くことができる。図４を参照すると、液体フィルタ・アセンブリ５１のこの例では、ハウジング５４は、ねじ山７０でフィルタ・ヘッド５３からハウジング５４を分離することによって開くことができる。漏れを防ぐシール７１が、Ｏリングによって設けられる。
【００４５】
周期的に、フィルタ・カートリッジ５５内のフィルタ媒体７５が、液体の流れからろ過された汚染物のフィルタ媒体７５内（またはその上）への蓄積に起因して閉塞される。閉塞が、適切に定義されたレベルに達した時、たとえば、圧力差測定を介してまたは事前定義の修理間隔までの動作の結果として検出される時に、フィルタ媒体７５が、一般に、交換によって修理される。通常、フィルタ媒体７５の修理は、修理可能カートリッジ５５の取外しおよび交換を介して達成される。
【００４６】
通常の修理可能カートリッジ５５は、一般に、第１および第２の対向するエンド・キャップ７７および７８の間に延びるように位置決めされたフィルタ媒体７５を含む。エンド・キャップ７７および７８は、さまざまな材料から構成することができ、たとえば、これらを重合体から成形することができ、あるいは、これらを、たとえばフィルタ媒体を固定された金属から構成することができる。図示の特定の実施形態について、エンド・キャップ７７および７８は、適切な重合体材料から作られた成形されたエンド・キャップとして図示されている。
【００４７】
図示の構成では、フィルタ媒体７５が、インナ・プリーツ・チップまたはエッジ７５ｂおよびアウタ・プリーツ・チップまたはエッジ７５ｃ（図５）を定める、プリーツ付きフィルタ媒体円筒７５ａである。プリーツは、エンド・キャップ７７および７８（図４）の間に軸方向に延びる。
【００４８】
図示の特定の実施形態について、フィルタ・カートリッジ５５は、「二重開放端」フィルタ・カートリッジ５５ａである。これは、エンド・キャップ７７および７８のそれぞれが、「開いた」エンド・キャップ７７ａおよび７８ａであり、それぞれが、中央領域６６との流体流れ連結のために位置決めされた、それを通る中央開口（それぞれ７７ｂおよび７８ｂ）を有することを意味する。
【００４９】
フィルタ・カートリッジ５５が、「二重開放端」フィルタ・カートリッジ５５ａである理由は、修理中に、これが支持チューブ７９を介して滑らされるからである。支持チューブ７９は、下で詳細に説明する。図示の例では、支持チューブ７９が、フィルタ・カートリッジ５５が取り外され、交換される修理動作中に、ボウルまたはハウジング５４に固定されたままになる。もちろん、代替システムでは、支持チューブを、ハウジング内に永久的に位置決めされないように構成することができる。
【００５０】
フィルタ・カートリッジ５５は、周期的に取り外され、交換される修理可能な構成要素なので、液体空間６６へのろ過されない流体の漏れがないことを保証するためにシール構造を設けることが必要である。図３に示された特定の実施形態について、シール構造に、第１シール８２および第２シール８３が含まれる。第１シール８２は、カートリッジ５５のエンド・キャップ７７とフィルタ・ヘッド５３の部分８５との間のシーリングのために位置決めされ、第２シール８３は、カートリッジ５５のエンド・キャップ７８とハウジング５４の部分８６ａとの間のシールを提供するために位置決めされる。
【００５１】
一般に、シール８２に、エンド・キャップ７７から軸方向に外に延びる軸方向に向けられたシール支持８２ｂに取り付けられたＯリング８２ａ（図５）が含まれる。さらに、図４を参照すると、シール８３に、フィルタ媒体７５から離れてエンド・キャップ７８から軸方向に外に延びる軸方向に向けられた伸長部分に取り付けられた類似するＯリングが含まれる。
【００５２】
一般に、フィルタ・ヘッド５３の部分８５は、中央液体流れ出口チューブ８５ａ（図５）の外側表面部分であり、ハウジング５４（図４）の部分８６ａは、ハウジング基部８６の一部を含む。ハウジング５４の外側側壁５４ａは、基部８６からフィルタ・ヘッド５３に向かって上に突き出す（図３〜５の実施形態で）。インナ・ライナ・チューブまたはインナ・ライナ・コア７９は、ハウジング基部８６に固定される。
【００５３】
図４および５のフィルタ・カートリッジ５５などのフィルタ・カートリッジは、本明細書で、「コアレス・カートリッジ」として特徴付けされる。というのは、このフィルタ・カートリッジに、（このフィルタ・カートリッジの一体の構成要素として）その中でエンド・キャップ７７と７８の間の伸長部分に永久的に固定された、軸方向荷重を支持するインナ・ライナ・チューブまたはインナ・ライナ・コアが含まれないからである。この文脈での用語「コアレス」が、その中の一体の部分として、軸方向荷重に関する内側の筒状支持体を有しない（すべてのタイプの支持体を有しないのではなく）構成を指すことを意味することに留意されたい。たとえば、フィルタ媒体は、その内側に沿った軽いワイヤ・メッシュまたはプラスチック・メッシュのプリーツ付き伸長部分を有することができ、これは、それでも、この定義に一致する「コアレス」になる。一般に、少なくとも２０ポンド（９．１ｋｇ）の軸方向圧縮荷重を支持できる、フィルタ媒体の内側に沿ったフィルタ・カートリッジと一体の構造が、フィルタ・カートリッジ内に永久的には存在しない場合に、そのフィルタ・カートリッジは、この定義に一致する「コアレス」と考えられる。この文脈での用語「軸方向」は、図４の軸９４の延長の向きすなわち、対向するエンド・キャップ７７と７８の間の向きの力を意味する。
【００５４】
フィルタ・カートリッジは、そのカートリッジ自体に永久的には据え付けられないコアがアセンブリ５１内のどこかに存在する場合であっても、上の定義の中で「コアレス」と考えられることに留意されたい。
【００５５】
まだ図３〜５を参照すると、図示の好ましい実施形態について、フィルタ・カートリッジ５５に、エンド・キャップ７７と７８の間に連続して延びる、軸方向荷重を支持する一体の外側の支持構造も含まれないことも明白である。そのような構成を、本明細書では、「アウタ軸方向荷重ライナ・フリー」フィルタ・カートリッジ、または軸方向荷重アウタ・ライナを有しないフィルタ・カートリッジと称する。
【００５６】
本明細書では、フィルタ・カートリッジは、軽いワイヤ・メッシュまたはプラスチック・メッシュなどのプリーツ付きの軽いメッシュまたは圧縮軸方向荷重に大きく抵抗しない外側の周囲の他の構造を含む（フィルタ・カートリッジと一体）場合であっても、アウタ軸方向荷重ライナを有しないまたはアウタ軸方向荷重ライナ・フリーと考えられる。本明細書では、フィルタ・カートリッジは、存在するすべてのアウタ・ライナ（フィルタ・カートリッジと一体）が少なくとも２０ポンド（９．１ｋｇ）の軸方向圧縮荷重を支持できない限り、アウタ軸方向荷重ライナ・フリーと考えられる。
【００５７】
フィルタ・カートリッジが、アウタ軸方向荷重ライナ・フリーとコアレスの両方である場合に、そのフィルタは、本明細書では時々「軸方向荷重ライナ・フリー」と呼ばれる場合がある。
【００５８】
図４および５の構成に関して、この例の、フィルタ・カートリッジ５５のフィルタ媒体７５に関する半径方向と軸方向の両方の支持は、インナ・コア７９によってもたらされる。インナ・コア７９は、多孔性筒状部材９１（図５）であり、修理可能カートリッジ５５を交換するための修理動作中に、多孔性筒状部材９１が取り外されず、交換されないように液体フィルタ・アセンブリ５１内に位置決めされる。すなわち、修理可能カートリッジ５５は、インナ・コア７９（すなわち、多孔性筒状部材９１）がフィルタ・カートリッジ５５の一部ではないので、コアレスである。
【００５９】
図示の特定の実施形態について、インナ・コア７９は、ハウジング５４（図４）の残りに固定される。固定するのに特に便利な方法は、筒状部材９１（図４）として、半径方向に連続的でなくその中にギャップまたは開いた継ぎ目９３（図５）を有する部材を任意選択で使用することである。図示の特定の継ぎ目９３は、軸方向ではなく、米国特許第６，２０６，２０５号に示された類似するライナ（ただし、フィルタ・カートリッジと一体である）と一致して、中心軸９４（図５）に対してある角度（Ａ）で延びる。米国特許第６，２０６，２０５号の開示全体が、参照によって本明細書に組み込まれている。継ぎ目９３によって提示されるギャップは、穴のあいた筒状部材９１をより小さい円周に半径方向に多少圧縮する（圧力の下で）ことを可能にし、したがって、筒状部材９１をハウジング５４の基部８６内の受９５に圧入によって固定できるようになる。通常のギャップは、１５°を超えず、好ましくは少なくとも０．５°、通常は１°から１５°までの角度Ａを有するように選択される。
【００６０】
図４および５に示された特定のアセンブリ５１について、インナ・コア７９の外径は、カートリッジ５５が使用中にその上で滑ることができるように選択される。筒状部材９１の外径は、プリーツ付きフィルタ媒体７５ａに対するインナ半径方向支持体として働く寸法を有する。通常の応用例で、これを達成するために、筒状支持体のＯＤ（外径）は、好ましくは、プリーツ付きフィルタ媒体７５ａのインナ・プリーツ・チップ７５ｂのＩＤ（内径）から０．０９インチ（２．３ｍｍ）を超えないように選択されなければならない。
【００６１】
望まれる場合に、多孔性筒状部材９１に、その外側表面にバンプ、リブ、または他の構成を設けて、インナ・プリーツ・チップ７５ｂへのより密な係合をもたらすことができる。筒状部材９１に、金属または成形プラスチックを含めることができる。
【００６２】
一般に、エンド・キャップ７７を、本明細書では、正常な据付位置（図４）でエンド・キャップ７７が上に向かって置かれるので、「上側」エンド・キャップと称する。対照的に、エンド・キャップ７８を、本明細書では、一般に、図４の正常な据付設置位置でエンド・キャップ７８が下に向けられるので、「下側」エンド・キャップまたは底エンド・キャップと称する。
【００６３】
エンド・キャップ７８は、図示されていない汚染物を封じ込めて収集する特徴を含むように構成することができる。汚染物を封じ込めて収集する特徴は、参照によって本明細書に合体される２００２年１０月１７日に公開されたＰＣＴ国際公開第０２／０８１０５２号に基づくものとすることができる。
【００６４】
図４を参照すると、筒状部材９１が通常使用中にエンド・キャップ７７と７８の間で軸方向支持を提供するために、エンド・キャップ７７と７８の間に（すなわち、使用中にフィルタ・カートリッジ５５全体に）要素５５に対する正味表面軸方向力がほとんどまたは全くなく、エンド・キャップ７７および７８のそれぞれに対する正味表面軸方向力もほとんどまたは全くなくなるように、フィルタ・カートリッジ５５を構成することが好ましい。
【００６５】
フィルタ・カートリッジ５５が、両方のエンド・キャップが開かれていることを除いて全般的にカートリッジ１（図１）と一致して構成されている場合に、そのような低い正味力は作られないはずである。これは、エンド・キャップ５（図１）の正味表面軸方向力が、エンド・キャップ６に向かい、エンド・キャップ６（図１）の正味表面軸方向力が、エンド・キャップ５に向かうからである。
【００６６】
これから変更するために、エンド・キャップ７７および７８の好ましいシール位置を選択する。エンド・キャップ７８での好ましい力プロファイルを生成し、したがってフィルタ・カートリッジ５５へのほとんどまたは全くない正味力または各エンド・キャップ７７および７８へのほとんどまたは全くない正味表面力を可能にするのは、これらのシールの位置である。
【００６７】
上で示したように、図４および５を参照すると、エンド・キャップ７７のシール位置は、８２である。図４に関して上で示したように、エンド・キャップ７８のシール位置は、８３である。本明細書では、シールの直径をＤsと称する。プリーツによって画定される内径を、Ｄiと称する。プリーツによって画定される外径を、Ｄoと称する。
【００６８】
本明細書では、エンド・キャップについて、そのエンド・キャップへの力のつり合いまたは正味軸表面力をもたらすシールの直径ＤsをＤbと称する。
【００６９】
セクションＩＩの議論から、エンド・キャップＡについて、通常使用中にエンド・キャップＡの外側表面に向かう正味軸方向力とエンド・キャップＡの内側表面に向かう正味軸方向力とがつり合うようになる直径ＤbＡを識別することができることは明白である。すなわち、直径ＤbＡを有するシールは、使用中に、関連するエンド・キャップＡに作用する正味表面軸方向力をなくすシールである。
【００７０】
エンド・キャップＡおよびエンド・キャップＢと指定される２つのエンド・キャップを有する構成について、エンド・キャップＡ内のシールがＤbＡに置かれ、エンド・キャップＢのシールがＤbＢに置かれる場合に、各エンド・キャップは、正味表面軸方向力に関してつり合ってており、関連するカートリッジに作用する正味表面軸方向力はなくなる。これは、エンド・キャップの一方が閉じられ、したがって、このシールが、未ろ過液体がフィルタ・カートリッジの内部空間に入ることから保護することを必要としない場合にもあてはまる。すなわち、閉じられたエンド・キャップを用いる場合であっても、そのエンド・キャップをハウジングの一部に係合させるシールを設けることができる。このシールは、Ｐuを受ける領域をＰdを受ける領域から分離するはずである。したがって、その位置は、平衡点Ｄbに設けることができる。しかし、この独自の後者のシールは、未ろ過流れがフィルタ媒体を迂回することに対する保護には使用されない。
【００７１】
やはり、本明細書では、関連するエンド・キャップの各表面に対する力のつり合いをもたらすシールの直径Ｄsを、一般にＤbと称する。エンド・キャップＡは、シール直径Ｄsが、ＤbＡの±１５％以内すなわち０．８５ＤbＡ以上で１．１５ＤbＡ以下の範囲内の直径であるならば、通常の液体フィルタ・カートリッジについて正味軸方向表面力に関してつり合いの好ましいレベル内にあると考えられる。通常、シール直径Ｄsは、０．９ＤbＡ以上で１．１ＤbＡ以下の範囲内であり、しばしば、０．９２ＤbＡ以上で１．０８ＤbＡ以下の範囲内である。より通常、シール直径Ｄsは、０．９５ＤbＡ以上で１．０５ＤbＡ以下の範囲内になるように選択される。しかし、下で述べるように、本明細書で説明する原理は、これらの範囲の外で適用することができる。
【００７２】
上で述べた範囲は、いくつかの例で、期待される通常の使用条件の下で、０ではないが、フィルタ・カートリッジについて許容できる軸方向荷重の結果として有利な構造に対処するのに十分に小さい軸方向荷重を受け入れることができることを示すことを意味する。代替案が可能ではあるが、通常、シール位置は、プリーツ付きフィルタ媒体の内径（Ｄi）から外側に少なくとも２ｍｍ、しばしば少なくとも５ｍｍ、時々少なくとも１０ｍｍに位置決めされ、また、プリーツ付きフィルタ媒体の外径（Ｄo）から少なくとも２ｍｍ、しばしば少なくとも５ｍｍ、時々少なくとも１０ｍｍだけくぼんだ位置にある。好ましい位置は、下で述べるように、任意の所与のシステムについて計算することができる。
【００７３】
一般に、要素に出入りする流体流れのために構成された少なくとも第１の開いたエンド・キャップは、上で定義されたシール直径Ｄsを有する。これは、エンド・キャップ７７（図４）に対応する。最も好ましくは、両方のエンド・キャップ（７７および７８）が、上で定義されたシール直径を有する。
【００７４】
つり合いをとられた構成（Ｄbにあるシール）という原理は、トップ・ロード構成またはボトム・ロード構成のいずれかに適用することができる。これらの原理を利用するボトム・ロード構成の例を、図３〜５に示した。
【００７５】
ここで、図９に注目されたい。図９には、フィルタ基部２０１および取外し可能カバー２０２を含む液体フィルタ構成２００が示されている。カバー２０２および基部２０１によって形成されるハウジング２０３内に、フィルタ・カートリッジ２０５が固定されている。フィルタ・カートリッジ２０５は、対向するエンド・キャップ２０７と２０８の間の伸長部分にプリーツ付きフィルタ媒体２０６を含む。エンド・キャップ２０７は、開いたエンド・キャップであり、２１０に示されたラジアル・シールは、エンド・キャップ２０７の外向き（フィルタ媒体に関して）の軸方向伸長部分２１２に取り付けられたＯリング２１１によって形成される。
【００７６】
エンド・キャップ２０８では、シール２１５が、エンド・キャップ２０８の外向きの軸方向伸長部分２１７に取り付けられたＯリング２１６によって形成されるものとして図示されている。
【００７７】
シール２１０が、エンド・キャップ２０７上のＯリング２１１と支持ライナ２２１の一部２２０との間に設けられることに留意されたい。シール２１５が、エンド・キャップ２０８の一部の上のＯリング２１６と基部２０３の一部２２５との間に形成されることに留意されたい。
【００７８】
使用中に、修理は、エンド・カバー２０２を取り外し、その後、要素２０５をそのシールから取り除くことによって行われる。
【００７９】
アセンブリ２００は、トップ・ロード構成であり、カバー２０２が取り外されている時に、静止液体を内部２３１から排出することを可能にする水抜き構成２３０を含む。そのような構成の全般的な原理は、参照によって本明細書に組み込まれている２００４年１月２７日に出願されたＰＣＴ出願ＵＳ０４／０２０７４号に記載されている。
【００８０】
シール２１０および２１６は、それぞれ、上の定義に一致して、つり合いをとられたシール直径Ｄbの位置に位置決めされる（すなわち、それぞれが０．８５Ｄb〜１．１５Ｄb内にある）ことが好ましい。
【００８１】
ＩＶ．フィルタ・カートリッジのエンド・キャップ構成に作用する正味軸方向力を評価する方法、設計への手法
Ａ．背景の原理
任意の所与のエンド・キャップまたはカートリッジの正味軸方向力を推定する数学的方法を提供する。一般に、この技術は、プリーツ付きフィルタ媒体を使用するさまざまな寸法の液体フィルタ・カートリッジに適用可能である。この計算を援助するのに使用可能なさまざまな仮定を、適切な場所で指摘する。
【００８２】
液体フィルタ・カートリッジは、重力に関して任意の姿勢で置くことができるが、説明を単純にするために、この概念を、地球の平面に垂直なフィルタ・カートリッジの軸を仮定して述べる。したがって、本開示のこのセクションでは、地球に向かって（下向きに）作用する力を負（−）と定義し、反対の力を正（＋）と定義する。
【００８３】
この議論の最初では、フィルタ・カートリッジが、円筒形であり、プリーツ付きフィルタ媒体を使用し、円形のエンド・キャップを有すると仮定する。
【００８４】
図６に、フィルタ・カートリッジの一部を示す。エンド・キャップが４００に示されており、プリーツ付きフィルタ媒体が４０１に示されている。プリーツ付きフィルタ媒体４０１の幾何形状は、「Ｖ」字形に構成されている。円弧Ａ−Ｂは、１つの完全なプリーツを示す。Ｐuは、上流圧力であり、Ｐdは、下流圧力である。フィルタ媒体４０１の厚さがフィルタ媒体の総面積と比較して小さいので、フィルタ媒体にまたがる圧力低下が、フィルタ媒体中心線４０２で発生し、ステップ関数であると仮定する。この仮定は、フィルタ媒体の上流側４０１ａでの圧力が、フィルタ媒体厚さの最初の半分を通じて一定になると考えられ、フィルタ媒体厚さの中心線で、圧力が下流圧力の圧力に低下し、下流側４０１ｂまでのフィルタ媒体の残りの半分を通じて一定になることを意味する。
【００８５】
この理想化は、実際の圧力状況と大きくは異ならない。しかし、フィルタ媒体にまたがる圧力低下のこの理想化は、フィルタ媒体にまたがる圧力低下の影響を受けるエンド・キャップのさまざまな表面積の定義に関する数学を単純化する。また、エンド・キャップ表面に作用する圧力ＰuおよびＰdが、これらの表面にわたって均一であると仮定する。
【００８６】
図６および７で評価される現在のモデルについて、検討されるエンド・キャップ４００が、開いたエンド・キャップであり、それぞれアウタ（Ｄo）プリーツ・チップおよびインナ（Ｄi）プリーツ・チップに対応する外側エッジ４０４および内側エッジ４０５を有すると仮定する。
【００８７】
図７では、図６の図が、圧力低下によって影響される面積を計算するために変更されている。フィルタ媒体の厚さ全体ではなく、フィルタ媒体４０１の中心線４０２が使用される（上で説明したように）。Ａuは、上側エンド・キャップ４００のうちで、このエンド・キャップ４００の両側への上流圧力を受ける面積である。このゆえに、両側の圧力は、互いに打ち消しあい、フィルタ・カートリッジの対応するエンド・キャップに印加される正味表面軸方向圧縮力に寄与しない。Ａd1＋Ａd2は、エンド・キャップの外側表面で上流圧力（Ｐu）を受け、エンド・キャップの内側表面で下流圧力を受ける、上側エンド・キャップ上の組み合わされた面積である。この組み合わされた面積は、１つの完全なプリーツに関する。上側エンド・キャップに対する総合的効果を知るためには、フィルタ・カートリッジ内のプリーツの個数を使用しなければならない。したがって、フィルタ・カートリッジにまたがる圧力低下は、（Ａd1＋Ａd2）×（圧力低下）×（プリーツの個数）と等しい下向きの力を作る。
【００８８】
Ａd1およびＡd2の計算に使用される数学は、さまざまな応用三角方程式に由来する。１つの手法は、まず角度ａを見つけることであり、次に、これを、組み合わされた面積（Ａd1＋Ａd3）を与える式で使用することができる。その次は、組み合わされた面積（Ａd3＋Ａd4）を見つけることである。図７を調べることによって、対称性から、
Ａd3＝Ａd4    （式１）
であることもわかる。
【００８９】
∠ａ°の算出
図７から、
Ａu＋Ａd1＋Ａd2＋Ａd3＋Ａd4＝Ａt
であることを示すことができる。
【００９０】
∠ａ°は、面積Ａtを示す角度全体の半分と等しい。この面積は、プリーツの１サイクルを表すので、この角度全体は、単純に３６０°をプリーツの個数で割ることによって見つけることができる。∠ａ°はその半分である。
2011143405.tif 000003
ここで、ＰＣは、プリーツ・カウント（フィルタ・カートリッジ全体のプリーツの個数）である。
【００９１】
Ａd1＋Ａd3によって画定される面積は、２辺が既知であり、挟まれる角度が既知である斜角三角形である。Ｍａｃｈｉｎｅｒｙ'ｓ  Ｈａｎｄｂｏｏｋ、２４ｔｈ  Ｅｄｉｔｉｏｎ、８３ページ、第２パネルによるこの三角形の面積の式は、
2011143405.tif 000004
である。
式２を式３に代入することによって、
2011143405.tif 000005
が得られる。
【００９２】
面積Ａd3＋Ａd4は、Ｍａｃｈｉｎｅｒｙ'ｓ  Ｈａｎｄｂｏｏｋ、２４ｔｈ  Ｅｄｉｔｉｏｎ、５８ページから、円形セクタの面積の式によって定義することができる。
2011143405.tif 000006
この式を次のように変形する。
2011143405.tif 000007
また、対称性から、Ａd3＝Ａd4であることがわかる。
したがって、式５は
2011143405.tif 000008
になる。
式６を式４に代入し、Ａd1について解く。
2011143405.tif 000009
【００９３】
各プリーツについて、それにまたがる圧力低下を有する下流側の面積は、Ａd1およびＡd2である。また、対称性から、Ａd1＝Ａd2である。
したがって、圧力低下による影響を受ける上側エンド・キャップの総面積Ａtuは、プリーツの個数×２×Ａd1と等しい。
Ａtu＝２(ＰＣ)(Ａd1)
または、
2011143405.tif 000010
【００９４】
［例］
例１−普通のＩＤ（内径）シールを有するフィルタ・カートリッジ
この例で検討するフィルタ・カートリッジ構成は、図１に類似するものであるが、エンド・キャップ５に似た２つの対向する開いたエンド・キャップを有し、４インチの外側プリーツ直径（Ｄo）、２インチの内側プリーツ直径（Ｄi）、４０のプリーツ・カウント（ＰＣ）、および使用中の１００psidのフィルタ媒体にまたがる圧力低下（ΔＰまたはＰＤ）を有することが異なる。シールは、各エンド・キャップのＩＤ（内径）に沿って設けられる。
【００９５】
Ｄo＝４、Ｄi＝２、プリーツの個数＝４０。これらの値を上の式にあてはめると、上側エンド・キャップの総面積Ａtu＝３．１３５インチ2が得られる。
【００９６】
負の軸方向（重力の向き）で上エンド・キャップに作用する総力（Ｆtu）は、Ｆtu＝−１００psid×Ａtuである。
【００９７】
Ｆtu＝(−１００)(３．１３５)＝−３１３．５poundf（ポンド力）
定義された普通のフィルタ・カートリッジでは、３１３．５ポンド力が、上下のエンド・キャップの両方に反対方向で作用する。上エンド・キャップの力（−）は、下向きに作用している。下エンド・キャップの力（＋）は、上向きに作用している。正味の結果は、このフィルタ・カートリッジが、その垂直軸に沿って３１３．５ポンドの圧縮力を経験していることである。設計（普通のカートリッジの）によって、この力の大部分が、エンド・キャップを介してインナ・ライナに伝えられる。フィルタ媒体パックは、この力が各プリーツの面積Ａd1およびＡd2に分布するので、この力の一部を経験する。力のこの分布は、総荷重の小さい部分をフィルタ媒体パックに移す、エンド・キャップへの曲げモーメントを作る。
【００９８】
例２−下側シールの外径への移動
シールを内径から外径に移動することによって、下側エンド・キャップに作用する力の大きさおよび向きが変化する。議論する普通の設計では、下側エンド・キャップに対する力が、上向きまたは正（＋）の向きであるが、シールを外径に再配置することによって、下側エンド・キャップに作用する力が下向きまたは負（−）の向きになる。さらに、面積がより大きく、したがって力はより大きい。
【００９９】
フィルタ媒体の上流の圧力（Ｐu）が、フィルタ媒体の下流の圧力（Ｐd）より大きいことに留意されたい。図７を調べることによって、Ｐuが、Ａuによって画定されるエンド・キャップの上側表面に作用し、Ｐdが、Ａuによって画定されるエンド・キャップの下側表面に作用すると結論することができる。Ｐu＞Ｐdであると知ることによって、各プリーツのＡuへの正味力が、下向きまたは負（−）の向きに作用していることが示される。
【０１００】
面積Ａd1およびＡd2は、フィルタ媒体の下流側にある。シールを下側エンド・キャップの外径に置くことによって、下流圧力Ｐdが、現在、面積Ａd1およびＡd2の両側面に作用し、これによって、お互いを打ち消しあい、これらの面積に作用する０の正味軸方向力がもたらされる。
【０１０１】
三角方程式および前に導出した式の一部を使用することによって、既知のパラメータＤo、Ｄi、およびプリーツの個数の関数として面積Ａuを見つけることができる。
【０１０２】
やはり、円形セクタの面積の式を使用することによって、
2011143405.tif 000011
であることがわかる。
また、対称性によって、
Ａd1＝Ａd2    （式１０）
であることがわかる。
また、Ａd1の式（式７）は以前に導出した下式である。
2011143405.tif 000012
また、円形セクタの式から、
2011143405.tif 000013
であることがわかる。
【０１０３】
式５、７、および１０を式９に代入し、Ａuについて解くことによって、
2011143405.tif 000014
が得られる。
【０１０４】
今回は下側エンド・キャップが内径ではなく外径にあるシールを使用することを除いて、前の例の寸法を使用する。
Ｄo＝４、Ｄi＝２、プリーツの個数＝４０、圧力差または圧力低下（ＰＤ）＝１００psid。
【０１０５】
前の例から、負の軸方向（重力の向き）で上エンド・キャップに作用する総力Ｆtu＝−３１３．５ポンドであることがわかる。
【０１０６】
図６を調べることによって、１つのプリーツについてフィルタ媒体の上流で下側エンド・キャップに作用する圧力が組み合わされて、下向きまたは負（−）の向きの圧力低下×Ａuの正味力が作られると結論することができる。１つのプリーツについてフィルタ媒体の下流で下側エンド・キャップ表面に作用する圧力が組み合わされて、０の正味軸方向力が作られる。
【０１０７】
すべてのプリーツに関する下側エンド・キャップ表面に作用する総力は、
Ｆtl＝(−ＰＤ)(Ａu)(ＰＣ)
である。
【０１０８】
式１２を使用すると、
2011143405.tif 000015
が得られる。数値をあてはめる。
2011143405.tif 000016
【０１０９】
上側エンド・キャップからの力を考慮しない、シールが外径にある状態の下側エンド・キャップへの正味表面力は、普通の設計の下側エンド・キャップに作用している力と反対の向きで作用している。また、この力の大きさは、普通の設計の場合より大きい。
【０１１０】
正味の結果は、外径にあるシールを使用するエンド・キャップを有するフィルタ・カートリッジが、止められるまでハウジング内で下に移動することである。
【０１１１】
例３−中間位置でのシールの配置
前に説明したこの下向きの力Ｆtlを達成するために、下側エンド・キャップのシールをこのエンド・キャップの外径に置くことが必要でないことに留意されたい。下向きの力Ｆtlを得るのに必要なのは、フィルタ・カートリッジがボウルの底に達し、これによって、フィルタ・カートリッジが力Ｆtuの大部分をインナ・ライナを介して上側エンド・キャップに移すことができるように上側エンド・キャップを位置決めすることを保証するのに十分な下向きの力である。
【０１１２】
１つの手法は、下側エンド・キャップへの正味軸方向力が０になるように、下側エンド・キャップ上のシールの直径を減らすことであろう。下向きに作用する上側エンド・キャップへの力Ｆtuは、フィルタ・カートリッジがハウジングの底に達することを保証するはずである。シール直径をさらに減らすと、上向きの正味力が増加し始める。シール直径を減らし続けると、最終的に、この直径が上側エンド・キャップ上のシールと同一の直径になる点に達し、これは、普通のフィルタ・カートリッジと同一の軸方向力を有するはずである。電子スプレッドシートを使用して、特定の結果を達成するためにさまざまな直径および力を調査することができる。
【０１１３】
図８を参照すると、この図が、追加の直径Ｄsが追加されていることを除いて図７に類似することがわかる。直径Ｄsは、外径および内径以外の直径で図示された下側エンド・キャップのシール直径である。その結果、表面積Ａd1およびＡd2（図７から）が、それぞれＡd1についてＡ２、Ａ６、およびＡ８、Ａd2についてＡ３、Ａ５、およびＡ７という３つのセクションに分割されている。
【０１１４】
重要な面積が、Ａ２、Ａ３、およびＡ４である。観察によって、Ａ１に印加される上流圧力が、シールの直径Ｄsの外側であることがわかる。これは、Ａ１の両側への圧力が、同一であり、したがって互いに打ち消しあうことを意味する。下流側で、これと同一の条件を、面積Ａ５、Ａ６、Ａ７、およびＡ８について見つけることができる。
【０１１５】
やはり、観察によって、面積Ａ４への圧力が、圧力低下×Ａ４の大きさで下（−）向きに作用することがわかる。また、観察によって、対称性に起因してＡ２＝Ａ３であることがわかる。また、Ａ２およびＡ３への圧力は、それぞれ圧力低下×Ａ２の大きさで上（＋）向きに作用する。
【０１１６】
三角方程式を介して、シール直径Ｄs、フィルタ媒体パックの外径Ｄo、フィルタ媒体パックの内径Ｄi、およびプリーツの個数の関数として面積Ａ４、Ａ２、およびＡ３を見つけることができる。
【０１１７】
面積Ａ４を見つけるためには、まず、図８に示された角度∠ａ、∠ｄ、∠ｃ、および∠ｂを見つけなければならない。∠ａは、前に見つかっている。
2011143405.tif 000017
斜角三角形の解から、
2011143405.tif 000018
であることがわかり、
∠ｃ°＝180°−(∠ａ°＋∠ｄ°)
であり、斜角三角形の解を使用すると、
2011143405.tif 000019
である。
【０１１８】
やはり、円形セクタの面積の式から、
2011143405.tif 000020
であることがわかる。
また、対称性から、
Ａ7＝Ａ8、かつＡ11＝Ａ12
であることがわかる。
【０１１９】
これらを組み合わせ、Ａ4について解くと、
2011143405.tif 000021
が得られる。
【０１２０】
斜角三角形の解から、
2011143405.tif 000022
であることがわかる。
式１６を式１５に代入することによって、
2011143405.tif 000023
が得られる。これを変形すると、
2011143405.tif 000024
が得られる。
【０１２１】
基本的な三角法から、外径（Ｄo）、内径（Ｄi）、およびセクションの円弧を記述する角度θ°によって記述される平らなリングのセクションの面積は、
2011143405.tif 000025
であり、Ａ２＝Ａ３であることを知ることによって、式１８が、
2011143405.tif 000026
になる。
【０１２２】
Ａ2について解くと、
2011143405.tif 000027
になる。
やはり対称性から、
Ａ2＋Ａ6＋Ａ8＋Ａ10＋Ａ12＝Ａ3＋Ａ5＋Ａ7＋Ａ9＋Ａ11（式２０）
である。
【０１２３】
また、円弧の式から
2011143405.tif 000028
である。
【０１２４】
式２０を式２１に適用すると、
2011143405.tif 000029
が得られる。
斜角三角形の解から、
2011143405.tif 000030
であることがわかる。
【０１２５】
式２３を式２２に適用し、Ａ1について解くと、
2011143405.tif 000031
になる。これを単純化することによって、
2011143405.tif 000032
が得られる。
【０１２６】
式２４を式１９に代入し、単純化すると、
2011143405.tif 000033
が得られる。
【０１２７】
ここで、面積Ａ２とＡ４の両方が、既知のパラメータ（Ｄo、Ｄi、プリーツの個数）に関して既知になった。観察（図８）によって、Ａ２＝Ａ３であることと、上流圧力Ｐuが、面積Ａ４に作用し、下流圧力Ｐdが面積Ａ２およびＡ３に作用することと、残りの面積（Ａ１、Ａ５、Ａ６、Ａ７、およびＡ８）に対して、エンド・キャップの両側への圧力が同一であり、したがって、軸方向で互いに打ち消しあうことがわかる。
【０１２８】
次の軸方向力が０と等しくなるようにエンド・キャップでの力のつり合いを達成するためには、
Ａ2＋Ａ3＝Ａ4    （式２６）
になる幾何形状を見つけなければならない。Ａ2＝Ａ3なので、式２６を
２（Ａ2）＝Ａ4    （式２７）
と書き直すことができる。
【０１２９】
式２５を式２７に代入すると、
2011143405.tif 000034
が得られる。
この式を並べ変えると、
2011143405.tif 000035
が得られる。
この式を変形すると、
2011143405.tif 000036
になる。
【０１３０】
式２を想起されたい。
∠ａ°＝１８０°/ＰＣは、次の式を与える。
2011143405.tif 000037
【０１３１】
そこで、式２８をＤsについて解くと
2011143405.tif 000038
になる。この式をさらに単純化すると、
2011143405.tif 000039
になる。０．３１８３はπの逆数であることを認識すると、
2011143405.tif 000040
である。
【０１３２】
式２８をＤiについて解くと、
2011143405.tif 000041
である。式２８をＤoについて解くと、
2011143405.tif 000042
たとえば、Ｄo＝４インチ、Ｄi＝２インチ、プリーツの個数＝４０という前の寸法を使用し、式２９を適用すると、
2011143405.tif 000043
である。
【０１３３】
４インチのプリーツ・パック外径（Ｄo）、２インチの内径（Ｄi）、および４０のプリーツ総数で、エンド・キャップへの正味軸方向力が０と等しくなるようにエンド・キャップでの力のつり合いを達成するためには、２．８３インチのシール直径（Ｄs）が必要になるはずである。したがって、２．８３インチで、定義されたシステムについて、Ｄs＝Ｄbである。これは、シールとシーリング表面が接触する直径になるはずである。
【０１３４】
全体的な要素に関して、ラボ試験を使用して、要素に対する正味軸方向荷重を評価することができる。具体的に言うと、１手法として、ロード・セルをフィルタ・カートリッジの内径に置くことができる。ロード・セルの一端は、上側エンド・キャップに取り付けられ、他端は、下側エンド・キャップに取り付けられる。フィルタ・カートリッジは、フィルタ・ハウジング内に置かれる。標準試験流れの油が、フィルタ・カートリッジを通過する。試験用ダストまたは他の汚染物を、フィルタ・カートリッジの上流に注入する。フィルタが、試験ダスタ汚染物（ｔｅｓｔ  ｄｕｓｔｅｒ  ｃｏｎｔａｍｉｎａｎｔ）を収集する時に、フィルタにまたがる圧力低下が増え、これによって、フィルタ・カートリッジ内の軸方向荷重が増える。標準シーリング構成を使用するフィルタ・カートリッジは、ロード・セルへの軸方向荷重を生成する。この力は、フィルタにまたがる圧力低下に比例して増える。特徴付けされた好ましいシール構造を使用するフィルタ・カートリッジは、フィルタ・カートリッジへの軸方向力のすべてまたはほとんどを解決しているはずである。これは、圧力低下がフィルタ媒体にまたがって増える時に、ロード・セルの軸方向力の増加が、あるとしても比較的小さいことを観察することによって査定される。
【０１３５】
上の定式化が、定式化での変数としてプリーツ数を示すことに留意されたい。実用上の問題として、通常の液体カートリッジでは、プリーツ数が十分に多くなったならば、その増加は、Ｄbに関する好ましい位置を実質的に変化させない。これは、図１１にプロットされた数学モデルによって例証される。図１１では、プリーツ数がＸ軸にプロットされ、Ｙ軸は、単位軸方向荷重を表す。寸法については、図１０を参照されたい。約２０を超えるプリーツ数、たとえば２０〜３０で、プリーツ数が変化する時に比較的わずかな軸方向荷重の変化があることがわかる。図１０を参照すると、矢印Ｘは、外側から内側への流れまたは標準（std）の流れの向きを示す。矢印Ｙは、内側から外側への流れまたは逆（rev）の流れの向きを示す。寸法Ｚは、プリーツの深さを示す。
【０１３６】
これらの変数は、図１１のグラフで識別される。
【０１３７】
Ｂ．本原理を使用する設計手法
上の原理は、フィルタ・ローディング中にフィルタ媒体パックへの過度な軸方向荷重を受けないコアレス（インナ・ライナが全くないか、約２０ポンドの軸方向荷重に耐える能力を有するインナ・ライナがない）フィルタ・カートリッジを作成することを可能にする。次の設計ガイドラインでは、カートリッジが両端で開かれていることと、プリーツ支持（半径方向）用のインナ・ライナがフィルタ・ハウジングの一部であることを仮定する。
【０１３８】
プリーツ・パックの外径（Ｄo）および内径（Ｄi）とプリーツ・カウント（ＰＣ）とから開始することができる。
【０１３９】
上の計算から導出された次の式を使用することによって、ゼロの軸方向荷重を与えるシール直径（ＤsＢ）を計算することができる。
2011143405.tif 000044
たとえば、Ｄo＝３．２７インチ、Ｄi＝１．５９インチ、ＰＣ＝５０では、
2011143405.tif 000045
である。
【０１４０】
ＤsＢは、ＯリングのＩ．Ｄ．（内径）でシールするチューブ外径を表す。標準サイズＯリング（Ｐａｒｋｅｒ  Ｓｅａｌｓ  ＧＬ−１０／９１など）のカタログでこの直径を調べると、最も近いチューブＯ．Ｄ．が２．２５インチになることが示される（ページＡ５−５、Ｏリング・サイズ２−０３５）。
【０１４１】
特定の要件に応じて、２．２５インチのチューブＯ．Ｄ．（外径）を有する標準２−０３５  Ｏリングを使用し、フィルタ媒体パックへの多少の軸方向荷重を受け入れることを選択することができる。第２のオプションは、次の式を使用して、２．２８ではなくＤsＢ＝２．２５を有するカートリッジの正しい寸法を計算することである。
【０１４２】
ゼロの軸方向荷重を維持し、標準Ｏリング２−０３５を使用し、ＰＣ＝５０およびＤi＝１．５９を保つために、次の式で、新しいＤoを計算する。
2011143405.tif 000046
値をあてはめることによって、
2011143405.tif 000047
が与えられる。
代替案で、ＰＣ＝５０およびＤo＝３．２７を保ちたい場合には、次の式で、新しいＤiを計算する。
2011143405.tif 000048
2011143405.tif 000049
である。
【０１４３】
フィルタ媒体パック寸法を、標準チューブ直径（Ｄo＝３．２７、Ｄi＝１．５９、Ｄs０＝２．２５）と一緒に保ちたい場合には、次の式で、フィルタ媒体パックに印加される軸方向荷重の量（Ｆａ）を計算する。これを行うためには、もう１つの情報すなわち、フィルタ媒体パックにまたがる圧力低下（ＰＤ）が必要である。この例では、２００psidを使用する（多数の油圧フィルタ・カートリッジが、２００psidまでに耐えるように設計されている）。
2011143405.tif 000050
やはり、数値をあてはめると、
2011143405.tif 000051
になる。マイナス（−）は、フィルタ媒体パックが圧縮を受けることを示す。
【０１４４】
約２０個以上のプリーツ（ＰＣ≧２０）がある限り、ＰＣの変更は、上の式のどれにおいてもほとんど影響を有しない。
【０１４５】
すべてのタイプのフィルタ・カートリッジ設計について、プリーツ・パックの外径およびフィルタ・ハウジングの内径によって形成される、フィルタ媒体パックを囲む環状区域（ギャップ１）があることも認められる。所与のフィルタ・カートリッジに使用される複数のタイプのハウジングがありえるので、使用可能なある範囲のギャップがある。このギャップは、プリーツ・パックＯ．Ｄ．（外径）を選択する際のある設計柔軟性を可能にする。
【０１４６】
したがって、説明した設計手法を使用してフィルタ・カートリッジを設計する時には、このギャップ（ギャップ１）が提供する柔軟性を考慮に入れる必要がある。
【０１４７】
また、フィルタ・カートリッジの構造的完全性にクリティカルなもう１つの環状ギャップ（ギャップ２）がある。この環状ギャップは、フィルタ媒体パックの内径およびライナの外径によって形成される。標準流れ条件（流体がフィルタ媒体パックを通って半径方向の内側に流れる）の下で、ライナの主な仕事は、フィルタ媒体に半径方向支持を提供することである。流体がフィルタ媒体を通って流れる時に、フィルタ媒体にまたがる圧力低下が、半径方向で内側に向けられた、フィルタ媒体に対する力を作る。ライナは、この力に対してフィルタ媒体を支持する。フィルタ媒体パックのＩ．Ｄ．（内径）とライナのＯ．Ｄ．（外径）との間にギャップがある場合に、フィルタ媒体パックは、ライナが支持を提供できるようになる前に、そのギャップの距離を移動しなければならない。フィルタ媒体は多少柔軟なので、ある量のギャップを許容することができる。ギャップが大きくなり過ぎる場合に、フィルタ媒体がたわみ過ぎ、永久的に故障する。
【０１４８】
フィルタ媒体とライナの間のギャップ２のゆえに、すべてのコアレス・カートリッジ設計について、最小ギャップを維持することが賢明である。これは、正しい寸法を与えられたライナに関する適切な（Ｄi）を定義することを意味する。前に述べたように、ＰＣは、２０以上の任意の数とすることができる。次に、ギャップ１に必要な要件に基づいて最初のＤoを選択する。次に、その後、ＤsＢの上の式を使用して、シールのチューブ直径を計算することができる。
【０１４９】
次に、フィルタ媒体に印加できる最大軸方向荷重（Ｆmax）を判定し、次の式を使用して、固定されたＤiおよびＤsＢを有するフィルタ・カートリッジの最大Ｄoを計算する。
【０１５０】
１例として、前に計算した情報を使用する。Ｄi＝１．５９インチ、ＰＣ＝５０であり、Ｄo＝３．２７を与えるギャップ１を仮定する。ＤsＢの式を使用すると、ＤsＢ＝２．２８が与えられる。
【０１５１】
ここで、２００psidの圧力低下（ＰＤ）で−１００lbfの最大軸方向荷重（Ｆmax）を仮定する。
2011143405.tif 000052
数値をあてはめると、
2011143405.tif 000053
になる。
【０１５２】
したがって、この設計について、（Ｄo）は、−１００lbfのフィルタ媒体パックへの最大許容軸方向荷重を超えずに３．２７から３．６７までの範囲にわたることができる。
【０１５３】
ここで、図１４に注目されたい。図１４には、所与の圧力（ＰＤ）最大値（２００ｐｓｉｇ）、フィルタ・カートリッジへの定義された許容できる力最大値（４０ポンド力）、定義されたＤs、定義されたプリーツ・カウント、および圧力差が作用することのできる定義された最大有効面積Ａeに関する、Ｄi対Ｄoのプロットを示すグラフが提示されている。この数（Ａe）は、もちろん、シールが具体的にＤbにある場合に、０になるはずである。したがって、Ａeは、所望の制限された力の範囲内に留まるために圧力差が作用することのできる面積の量である。
【０１５４】
図１４のプロットから、この図で指定された条件の下でＤiとＤoの間に逆の関係があることがわかる。したがって、Ｄoを増やすつもりであれば、Ｄiが減らされ、逆も同様である。
【０１５５】
ここで、図１５に注目されたい。この図には、固定された変数に関する、計算のいくつかの例が示されている。パラメータは、図面に示されている。
【０１５６】
評価される特定の例について、圧力差最大値は、２００psidとして識別され、フィルタ・カートリッジへの許容される力最大値は、４０ポンド力である。
【０１５７】
プリーツ・カウントは、５０に固定され、当初はＤoが３．２７インチであり、Ｄiが１．５９インチであった。
【０１５８】
そうである場合に、Ｄbについて、Ｄsは２．２８インチであるものとして計算された。
【０１５９】
次の複数の行に、Ｄoをどのように変更できるかと、それによる力に対する最終的な影響とが示されている。Ｄoは、ＤiおよびＤsを固定したままに維持して３．４３インチまで増やすことができ、力最大値は４０ポンドまで増える。Ｄoは、ＤiおよびＤsを固定したままで３．１１インチまで減らすことができ、力最大値は反対方向で４０ポンドまで変化する。
【０１６０】
この表の次の２行は、ＤoおよびＤsを固定したままに維持し、Ｄiを移動することの影響を示す。Ｄiは、４０ポンドを超えないように力を維持しながら、１．６７の最大値まで上に移動することができる。Ｄiは、１．５１インチまで減らすことができ、力は反対方向で４０ポンドまでになる。
【０１６１】
次の２行は、ＤoおよびＤiの数を固定して、シールＤsをどのように移動できるかを示す。シールは、力が４０ポンド範囲を超えずに２．２２インチまで下に移動することができ、シールは、シールが４０ポンドを超えずに２．３３インチまで上に移動することができる。
【０１６２】
この表のいくつかの他の数字は、計算の一部からの相対パーセントを示す。
【０１６３】
この表の下側に、異なる寸法を仮定した要素の計算が示されている。
【０１６４】
Ｖ．特定の例、図１２および１３
図１２には、本開示による原理を使用する例のフィルタ・カートリッジが示されている。カートリッジ５００に、第１および第２の対向するエンド・キャップ５０２と５０３の間に延びるプリーツ付きフィルタ媒体５０１が含まれる。この特定の構成は、コアレスであり、インナ・コアおよびアウタ・コアを有しない。エンド・キャップ５０２は、開かれており、その中に開口５０５を有する。エンド・キャップ５０３も、開かれている。キャップ５０２から軸方向に外に突き出しているのが、その上にシール５０７を有するシール支持体５０６である。シール５０７は、内向きのラジアル・シーリング用に構成されている。
【０１６５】
エンド・キャップ５０３から軸方向に外に突き出しているのが、その上にシール５１１を有するシール支持体５１０である。シール５１１も、半径方向に内向きのシーリング用に構成されている。
【０１６６】
外側プリーツ直径（Ｍ）が８３．０ｍｍであり、プリーツの内径（Ｎ）が４０．５ｍｍであり、プリーツの深さ（Ｏ）が２１．３ｍｍであるシーリングでのつり合いを作成するために、シール５０７および５１１のそれぞれについて、シール直径Ｄs（Ｑに示されている）は５７．９ｍｍである。この例では、Ｑに対応するＤsが、Ｄbになるはずである。
【０１６７】
図示の例について、プリーツ長さは２７９ｍｍである。
【０１６８】
まだ図１２を参照すると、カートリッジ５００に、さらに、汚染物封じ込め収集機能５３０が含まれる。この機能に、その中にフィルタ媒体５３２を有する伸長部分５３１が含まれる。カートリッジ５００が据え付けられる時に、これが取り外される際に、フィルタ媒体５３２を通る液体の流れが、カートリッジ内の静止している液体をろ過する。汚染物封じ込め構成に関する原理は、たとえば、参照によって本明細書に組み込まれている２００２年１０月１７日のＰＣＴ国際公開第０２／０８１０５２号に記載されている。
【０１６９】
図１３では、カートリッジ５００が、フィルタ・ヘッド５４２に固定されたハウジング５４１を含む全体的なフィルタ構成５４０内に据え付けられたものとして図示されている。シール５０７は、構造５４５、この例では、インナ・パイプまたはコア構成５４６の一部へのシーリングとして図示されている。シール５１１は、ハウジング基部５５０の一部に固定されて図示されている。この例では、部分５５０が、ボルト５４２'によってハウジング５４１の残りに固定される。したがって、部分５５０は、シール５１１を収容するためにハウジング５４１内でその底部に位置決めされたアダプタである。部分５５０は、据付中にハウジング５４１内でカートリッジ５００をセンタリングするのも助ける。
【０１７０】
ＶＩ．機械的構造、アセンブリ、および方法に関する選択された一般的観察
Ａ．機械的なフィルタ・カートリッジの構造
本開示は、従来のフィルタ・カートリッジの構成から、フィルタ・カートリッジのさまざまな代替構成を提供する。好ましい構成は、前に説明済みであり、ここで、１つ以上のシール位置が、対応するエンド・キャップ内で、Ｄbに関して定義され、あるいは、一般に、使用中にある表面軸方向力を生じる位置に関して定義される。
【０１７１】
このセクションでは、いくつかのさまざまな追加のまたは代替の機械的構成および特徴について特徴付けされる。これらは、所望のフィルタ・カートリッジを提供するのに有利に使用することができる。しかし、いくつかの利益を得るために、すべてを一緒に使用する必要はない。
【０１７２】
１．好ましくはその上にシール部材を有する、それでもそこから軸方向に外に突き出す軸方向シール支持体を有する閉じたエンド・キャップの提供。
【０１７３】
２．（ａ）フィルタ媒体の外側エッジの外側位置と（ｂ）フィルタ媒体の最大の半径方向に内側への突き出しと半径方向に等しい内側位置との中間の位置に、その上のラジアル・シール支持体を有する、その上の少なくとも１つのエンド・キャップを有するフィルタ・カートリッジの提供。通常、好ましくは、軸方向に外に突き出す支持体が、両方のプリーツ・チップ・エッジからエンド・キャップにまたがる距離（外側プリーツ・チップから内側プリーツ・チップへ）の少なくとも１０％、通常はその距離の少なくとも１５％の位置にシールを支持するために置かれる。
【０１７４】
３．上の２で説明したエンド・キャップを２つ有するフィルタ・カートリッジ。
【０１７５】
４．インナ軸方向荷重支持コアを有しない、上の３つの全般的特性のいずれかと一致するフィルタ・カートリッジ。
【０１７６】
５．アウタ軸方向荷重支持ライナを有しない、上の４つの全般的特性のいずれかと一致するフィルタ・カートリッジ。
【０１７７】
上の原理に基づいて、液体システム用のフィルタ・カートリッジを設計する手法を、次のようなものとすることができる。
【０１７８】
１．プリーツ・チップ支持チューブの直径（Ｄiを確立する）ならびに最大ハウジング直径（Ｄoを確立する）を有する所与のハウジング・システムについて軸方向荷重（Ｆmax）を受け入れるためのフィルタ・カートリッジの能力と、フィルタ媒体にまたがるΔＰ（最大値）とを決定する。シール位置Ｄsは、通常の動作条件の下でＦmaxを超えないように、ある範囲内である位置のＤsＢ（つり合いをとられた位置）をもたらすように配置することができる。
【０１７９】
２．同様に、識別されたパラメータのそれぞれを、他のパラメータを固定してまたはある範囲で固定して変数として扱うことができ、その特定の計算および好ましいフィルタ・カートリッジ構成が可能になる。
【０１８０】
本明細書では、多くの油圧フィルタで通常であるように、２００psidの仮定されたΔＰmaxがあった油圧フィルタに関する例を提供した。Ｆmaxすなわちフィルタ・カートリッジが受け入れることのできる荷重の最大量は、すべての例において固定されず、選択される材料の関数である。たとえば、−４０lbf（軸方向のポンド力）の最大力が、計算において使用されたが、システムに応じて、これより大きい数字または小さい数字を使用することができる。
【０１８１】
潤滑油システムについて、異なる限度を期待することができる。多くの潤滑油システムのΔＰmaxは、油圧系について２００psidより小さく、たとえば、１００psid〜１５０psidの範囲内である。Ｆmaxは、やはり、選択される材料の関数になるはずである。Ｆmaxは、−４０lbfとすることができるが、他の値とすることもできる。
【０１８２】
やはり、シール直径が本明細書で論じられる時に、シール直径が、カートリッジが定位置にある時のシール・リングと対応するハウジング構成要素との間の界面の直径を指すことを意味することに留意されたい。
【０１８３】
Ｂ．アセンブリ
もちろん、本開示は、その中に、本明細書で特徴付けされるカートリッジを有する、フィルタ・アセンブリ全体に関する。全体的なフィルタ・アセンブリを、トップ・ロードまたはボトム・ロードのために構成することができる。これらのアセンブリの特徴は、この説明および／または上の例で特徴付けされる全般的な特徴と一致するものとすることができる。
【０１８４】
液体フィルタ・アセンブリは、やはり、たとえば油（潤滑油）フィルタ、燃料フィルタ、または油圧フィルタとして構成することができる。
【０１８５】
Ｃ．組立、使用、および修理の方法
一般に、組立および使用の方法が提供される。組立の方法に、一般に、本明細書の説明と一致するように構成要素を構成することが含まれる。使用の方法に、一般に、本明細書で説明される原理と一致するように構成された修理可能フィルタを通るように液体の流れを向けることが含まれ、特徴付けされた正味の結果が生じる。いくつかの例で、カートリッジとハウジング基部との間のシールは、修理中にセンタリングももたらす。
【０１８６】
ＶＩＩ．追加の例、図１６および１７
Ａ．スピンオン・アセンブリ、図１６
符号６００（図１６）は、全般的に、本開示のさらなる実施形態による液体フィルタ構成を示す。構成６００に、フィルタ・ヘッド６０１と、取外し可能な液体フィルタ・アセンブリ６０２とが含まれる。フィルタ・アセンブリ６０２に、外壁６０３および内部カートリッジ６０４が含まれる。
【０１８７】
図示の特定の液体フィルタ・アセンブリ６０２は、「スピンオン」アセンブリであり、これは、構成要素６０２が、一般に修理動作中に取り外され、交換されることを意味する。すなわち、カートリッジ６０４は、全般的に、使用中にハウジング６０３がフィルタ・ヘッド６０１から分離された時に、修理することが、液体フィルタ・アセンブリ６０２を、前に一緒に組み立てられた新しいハウジング６０３および新しいカートリッジ６０４と交換することを含むように、ハウジング６０３に受けられる。すなわち、カートリッジ６０４は、修理中にハウジング６０３から取り外されない。
【０１８８】
まだ図１６を参照すると、カートリッジ６０４に、フィルタ媒体６０５、この例ではそれぞれ第１および第２の対向するエンド・キャップ６０７と６０８の間に延びるプリーツ付きフィルタ媒体６０６が含まれる。エンド・キャップ６０８は、閉じたエンド・キャップであり、ハウジング６０３の底６１１内の支持構造６１０上で支持されて図示されている。カートリッジ６０４に、６０４ａのインナ・ライナが含まれる。
【０１８９】
エンド・キャップ６０７は、それを通る流れ開口６１５を有する、開いたエンド・キャップである。エンド・キャップ６０７に、据付中にポスト６２０の上を滑り、使用中にポスト６２０の周囲をシールするためのＯリング・シール６１８を支持するシール支持構成６１７が含まれる。
【０１９０】
エンド・キャップ６０７に、さらに、外に突き出すフランジ６２５が含まれ、このフランジ６２５は、最初の据付の後に、ハウジング６０３からのカートリッジ６０４の取外しを禁じるために、ハウジング６０３上の構造と係合する位置に置くことができる。
【０１９１】
図示の特定のカートリッジ６０４が、アウタ・ライナ・フリーであることに留意されたい。
【０１９２】
この例でＯリング６１８によって画定されるシール６３０は、たとえば、前に述べた平衡点Ｄbまたはその付近に置かれる、シールド直径Ｄsを有する。
【０１９３】
エンド・キャップ６０８は、支持体６１０によって、矢印６３５の向きの下向きの動きに対して支持される。
【０１９４】
アセンブリ６００は、外側から内側への流れ用に構成され、これからろ過される未ろ過液体のヘッド６０１への流れは、６４４で発生し、その後、入口６４３を介してフィルタ・カートリッジ６０４の周囲の環状部６４１に入る。液体は、その後、フィルタ媒体６０６を介して内側領域６０６ａに通ることによって、ろ過される。ろ過された液体は、その後、ヘッド６０１内のチャネル６２０ａに流れ、吐出流れ出口６４０を介して外に流れる。
【０１９５】
外側から内側への流れパターンを有することは、一般に、エンド・キャップ６０８での、より高い上流圧力領域Ｐｕ対より低い下流圧力Ｐｄを生成し、これは、一般に、エンド・キャップ６０８を上にすなわち、矢印６３５と反対の向きに押しやる。
【０１９６】
ポスト６２０に、その上の止め６４５が含まれ、止め６４５は、示された偏らせる力の下でカートリッジが矢印６３５と反対の向きに滑り始めた場合に、シール支持構成６１７によって係合される。
【０１９７】
エンド・キャップ６０７上では、シール６３０の位置を、やはり、本質的に平衡点Ｄｂに位置決めすることができ、したがって、望まれる場合に、エンド・キャップ６０７への液体圧力差からの上向きまたは下向きの力をなくすことができる。代替案では、シール６３０を、本明細書で説明するように、Ｄｂの周囲の位置の範囲内で代わりの位置に置くことができる。
【０１９８】
まだ図１６を参照すると、アセンブリ６０２とフィルタ・ヘッド６０１との間の係合の特定の方法は、６５０に示されたねじ山による係合を介するものである。
【０１９９】
もちろん、アセンブリ６０２に類似するスピンオン・アセンブリを、望まれる場合に、フィルタ媒体パック６０４にまたがる「アウトツーイン」流れ用に構成することができる。
【０２００】
Ｂ．代替の液体フィルタ・カートリッジ構成、図１７
図１７には、フィルタ・ヘッド７０１、取外し可能ハウジング７０２、およびフィルタ・カートリッジ７０３を含む液体フィルタ構成７００が示されている。この例では、カートリッジ７０３は、ねじ山７１０でヘッド７０１からハウジング７０２を分離し、ボウル７０２内のカートリッジ７０３を交換し、その後、ボウル７０２をヘッド７０１に再取付けすることによって取り外し、交換することのできる、修理可能カートリッジである。
【０２０１】
シール７１１および７１２は、ボウル７０２から外への漏れを防ぐために図示されている。
【０２０２】
カートリッジ７０３は、内側から外側への流れ用に構成されて図示されているが、代替構成が可能である。カートリッジ７０３に、この例では上側エンド・キャップ７１５と下側エンド・キャップ７１６との間に延びるプリーツ付きフィルタ媒体７１４ａを含む、フィルタ媒体パック７１４が含まれる。図示の例では、下側エンド・キャップ７１６が閉じられている。フィルタ媒体パック７１４の周囲に、外側支持体７１８が設けられ、外側支持体７１８に、望みに応じて、コイル状に巻かれたロービングまたはライナを含めることができる。
【０２０３】
エンド・キャップ７１５は、中央開口７１５ａを有し、開かれている。エンド・キャップ７１５に、さらに、その上のシール支持体７２０が含まれ、シール支持体７２０は、この例ではＯリング７２１ａを含む、シール部材７２１を支持する。
【０２０４】
カートリッジ７０３は、ポスト７３０に対してシールされたシール部材７２１と共に位置決めされ、ポスト７３０内に、カートリッジ７０３の開いた内部７０３ａと通じた流れ開口７３０ａが設けられる。
【０２０５】
通常動作中に、液体の流れは、入口７３０およびヘッド７０１を介して入り、導管３７０ａを介して開いた領域７０３ａに運ばれる。液体は、次に、フィルタ媒体パック７１４を介して外側環状部７３５に進む際にろ過される。ろ過された液体は、導管７３６およびヘッド７０１に入り、液体流れ吐出口７３８を介して出る。アセンブリ７００に、その中のバイパス弁構成７４０が含まれ、バイパス弁構成７４０は、カートリッジ７０３が十分に閉塞された場合に、液体の流れがカートリッジ７０３をバイパスすることを可能にする。バイパス弁７４０に、この例ではコイル状に巻かれたばね７４４を含む偏らせる構成７４３によって開口７４２を閉じるように維持される弁ヘッド７４１が含まれる。
【０２０６】
シール支持体７２０は、本明細書で説明するようにＤbに対応するまたはＤbから変更されるのいずれかの位置でシール構造７２１を支持し、ポスト７３０に対してシールするのに適切な位置でエンド・キャップ７１５上に位置決めされて示されている。
【０２０７】
ＶＩＩＩ．液体フィルタ設計の手法にさらに関して
上の原理に基づいて、本開示による原理を利用するフィルタ設計に関するさらなる定義を展開した。これらを、本明細書で図１８〜３２に関して示す。図１８〜３２では、すべての直線寸法の数字が、インチ単位であり、すべての面積の数字が、平方インチ単位である。
【０２０８】
Ａ．データ提示、図１８〜２６
図１８〜２６では、本開示による変形形態および原理を利用する液体フィルタ構成の選択されたデータおよび計算されたデータのプロットを提供する。図１８〜２６の表のレビューにおいて、次の定義を考慮しなければならない。
【０２０９】
１．列１
Ｄoという名前を付けられた第１列に、プリーツ・パックの選択された外径を提供する。プリーツ付きフィルタ媒体を有するプリーツ・パックの外径は、プリーツ・チップによって画定される直径である。図１８〜２０の表（グループ１）について、Ｄoは、０．１インチ（２．５４ｍｍ）増分で２．５インチ（６３．５ｍｍ）から５．５インチ（１３９．７ｍｍ）までの範囲であり、本明細書では、これらを「グループ１」と呼ぶ。図２１〜２３では、Ｄoは、０．１インチ（２．５４ｍｍ）増分で５．６インチ（１４２．２ｍｍ）から１０インチ（２５４ｍｍ）までの範囲であり、本明細書では、これらを時々「グループ２」と呼ぶ。図２４〜２６では、Ｄoは、０．１インチ（２．５４ｍｍ）増分で１．５インチ（３８．１ｍｍ）から２．４インチ（６１ｍｍ）までの範囲であり、本明細書では、これらを時々「グループ３」と呼ぶ。
【０２１０】
図１８から２６の表に関するグループ１、グループ２、およびグループ３のグループ化は、検討のための、選択された外径または寸法に基づくグループ化である。グループは、それ以外に重要に別個であることを意味しない。グループ間の遷移（０．１インチ（２．５４ｍｍ）のステップにまたがる）は、度外視されることを意図されていない。図２６〜３２のグラフに関して下で述べるように、グラフは、識別されるすべての領域にまたがって連続と考えることができる。
【０２１１】
これらのグループ化は、一般に小寸法、中寸法、および大寸法のフィルタ・カートリッジに関するので、液体フィルタ応用例への本明細書で説明する技術の適用を考慮する際になんらかの助けになり得る。
【０２１２】
２．列２
図１８〜２６の表では、用語Ｄiが、識別されるプリーツ・パックの内径を表す。プリーツ付きフィルタ媒体について、これは、通常、プリーツ・チップによって画定される内径である。多くのフィルタ・カートリッジでは、最適プリーツ深さが、外径（ｏｄまたはＤo）を４で割ったものであると考えられる。そのような状況の下では、Ｄi＝Ｄo−（Ｄo÷４）である。あるいは、言い換えると、Ｄi＝．５×Ｄoである。図１８〜２６の表について、この式が、Ｄoの所与の定義についてＤiを定義するのに使用された。
【０２１３】
３．列３
図１８〜２６では、列３の「プリーツ深さ」が、プリーツ深さを表す。もちろん、プリーツ深さは、前に定義したようにＤoに関連する。したがって、「プリーツ深さ」という名前の列では、（Ｄo−Ｄi）／２の計算が使用される。
【０２１４】
４．列４
この表の「プリーツ・カウント」という名前の第４列は、たとえば、プリーツの個数すなわちプリーツ・カウントを指す。本明細書で前に述べたように、プリーツ・カウントが２０に達したならば、一般に、さらなるプリーツの追加は、Ｄbの計算を大きくは変化させない。したがって、図１８〜２６の表で分析される例について、すべての例のプリーツ・カウントが、２０にセットされた。
【０２１５】
５．列５
図１８〜２６の表の次の列は、「ギャップ」と称する。「ギャップ」は、図１８〜２６で報告される計算において、下で述べる比較のためにＤoおよびＤiが列６の固定されたシール位置に対して変更される量として選択される変数である。
【０２１６】
これらの表でのデータ提示に関して、データ範囲を示すために、３つの寸法のギャップが使用された。この寸法は、「７％」、「１２％」、および「２２％」である。比較用の計算データを展開するためのこれらの数字の使用は、さらなる列の定義から明白になる。
【０２１７】
６．列６
図１８〜２６の表の次の列は、「Ｄs＝Ｄb（計算値）」または「Ｄs／計算値」のいずれかの名前が付けられている。これは、エンド・キャップの両側での計算された力が互いに等しくなる、本明細書の説明と一致するＤo（列１）、Ｄi（列２）、およびプリーツ・カウント２０（列４）に関する、計算された平衡点Ｄbにある場合にシール位置がどこになるかの表示である。計算手法は、識別されたＤo、Ｄi、およびプリーツ・カウントを使用する、本明細書で前に提供した説明と一致するものである。もちろん、やはり、プリーツ・カウントが２０以上であるならば、プリーツ・カウントは、変更された時に式に実質的に影響しないと考えられる。
【０２１８】
第６列のＤbの識別された位置のそれぞれについて、Ｄbにある時のシール位置は、エンド・キャップ上で各プリーツ・チップ・エッジから離隔された位置にある。
【０２１９】
列６のＤbの位置は、本明細書で述べるように、カートリッジが内側から外側への流れまたは外側から内側への流れのどちらのために設計されているかにかかわりなく、定義されたＤo（列１）およびＤi（列２）を有するカートリッジについて同一になるはずである。
【０２２０】
７．列７
図１８〜２６の表の第７列は、「Ｄomin」という名前が付けられている。用語Ｄomin」は、Ｄiおよびシール位置（Ｄs）が固定されたままである場合であっても、Ｄoが列６の選択された「ギャップ」だけ減らされている、識別された行のカートリッジの変動を示すことを意味する。一般に、Ｄomin＝（１−ギャップ）×Ｄoである。したがって、図１８の表の第１行について、Ｄomin＝（１−．０７）（２．５）すなわち、０．９３（Ｄo）または２．３３インチである。
【０２２１】
８．列８
第８列では、Ｄomin（列７）が、Ｄb（列６）のパーセントとして示されている。すなわち、この表の値は、Ｄomin／Ｄbと等しい。
【０２２２】
９．列９
「Ｄomax」という名前を付けられた第９列は、この例ではＤoに「ギャップ」の値を加算することによる、カートリッジ直径のもう１つの変動を示すことを意味する。したがって、Ｄomax＝（１＋ギャップ）×Ｄoである。図１８の表の第１行について、Ｄomax＝（１＋．０７）×２．５すなわち、１．０７（２．５）インチまたは２．６８インチである。
【０２２３】
１０．列１０
第１０列は、Ｄb（列６）の％としてのＤomax（列９）を反映する。したがって、与えられる値は、Ｄomax／Ｄbと等しい。
【０２２４】
１１．列１１
第１１列は、「Ｄimin」という名前を付けられている。この列は、ギャップに選択された値を使用することによるＤiの変動を反映する。したがって、Ｄimin＝（１−ギャップ）×Ｄiである。図１８の表の第１行について、Ｄimin＝（１−．０７）×１．２５すなわち、０．９３（１．２５）インチまたは１．１６インチである。
【０２２５】
１２．列１２
列１２は、Ｄb（列６）の％としてのＤimin（列１１）のレポートである。したがって、所与の行の列１２の値は、Ｄimin／Ｄbを含む。
【０２２６】
１３．列１３
列１３は、「Ｄimax」という名前を付けられている。この列は、ギャップの加算によって変更されたＤiの値と等しい。一般に、Ｄimaxは、（１＋ギャップ）かけるＤiと等しい。図１８の表の第１行について、Ｄimax＝（１＋．０７）×１．２５すなわち、１．０７（１．２５）インチまたは１．３４インチである。
【０２２７】
１４．列１４
列１４は、Ｄb（列６）の％としてのＤimax（列１３）を反映する。これは、Ｄimax／Ｄbの計算値である。
【０２２８】
１５．列１５
列１５は、「Astd（Ｄs＝Ｄi，Ｄo，Ｄi）」という名前を付けられている。この列は、シールがプリーツ・パックの内径（Ｄs＝Ｄi）上に置かれているカートリッジの軸方向荷重によって影響される、定義されたエンド・キャップ（Ｄo（列１）、Ｄi（列２）、プリーツ・カウント（列４））の面積である。したがって、これは、プリーツ・パックの内側にシールを有する標準カートリッジ設計について計算された影響を受ける面積（Ａe）または（Astd）である。この文脈での用語「影響を受ける面積」は、Ｐu対Ｐdの圧力の差を受ける量（カートリッジの片面の表面積に関する）を指すことを意味する。これは、エンド・キャップの片側の総面積から、ＰuであれＰdであれ、両側で同一の圧力受ける面積の量を引くことからもたらされる数字である（この計算では、２０のプリーツ・カウントが使用される）。
【０２２９】
列１５の値は、本明細書で前に説明した関数を使用することによる計算値である。
【０２３０】
シールがプリーツ・パックの内径に置かれ、アウトツーイン・フローのカートリッジについて、結果のエンド・キャップは、フィルタ媒体パックに向かう力を受ける。図１８〜２６の表について、このそのような力は、正の数によって表される。
【０２３１】
もちろん、流れが反対方向の「インツーアウト」の場合には、影響を受ける面積の絶対値は同一であるが、力の方向は反対である。
【０２３２】
１６．列１６
「Ａe（Ｄs  ｃａｌｃ，Ｄomin，Ｄimin）」という名前を付けられた列１６は、Ｄs＝列６の値であり、エンド・キャップ・パラメータがＤomin（列７）の外側プリーツ・パック直径およびＤimin（列１１）の内側プリーツ直径であり、シールがＤoおよびＤiに関するＤbの計算された位置に置かれている時のエンド・キャップの計算された影響を受ける面積である。列１６のこの値は、シールが列６と同一位置に維持されるが、ＤoおよびＤiがＤominおよびＤiminに変更された場合に、平衡位置（Ａe＝０）からの影響を受ける面積（Ａe）のどれほどの変動があったかを示す。この絶対値を列１５の値と比較して、標準フィルタ・カートリッジとの比較によって、影響を受ける総面積（Ａe）の量がより小さく、したがってよりよいかどうかを調べることができる。報告される値が負の場合には、圧力は、プリーツ・パックから離れる向き（外側から内側への流れが仮定される時）である。この計算では、２０のプリーツ・カウントが使用される。
【０２３３】
１７．列１７
「ＤominおよびＤiminの関数としてのＤsｌ＝Ｄs」という名前を付けられた列１７は、Ｄsｌと呼ばれる数であり、これは、この表で提示される計算について、カートリッジが外径Ｄomin（列７）および内径Ｄimin（列１１）を有し、２０のプリーツ・カウントの場合に、つり合い（Ａe×０）が発生するシールの位置（新たに計算されたＤb）に対応する。
【０２３４】
１８．列１８
「Ｄbの％としてのＤsｌ」という名前を付けられた列１８は、Ｄb（列６）のパーセントとしてのＤsｌ（列１７）の計算の陳述である。
【０２３５】
１９．列１９
「Ａe（Ｄs  ｃａｌｃ，Ｄomin，Ｄimax」という名前を付けられた列１９は、シールが位置Ｄb（列６の）にあるが、プリーツ・パック外径がＤomin（列７）であり、内径がＤimax（列１３）であり、プリーツ・カウントが２０の時のエンド・キャップの影響を受ける面積（Ａe）である。
【０２３６】
２０．列２０
列２０は、「ＤominおよびＤimaxの関数としてのＤsｌ＝Ｄs」という名前を付けられており、外径がＤomin（列７）、内径がＤimax（列１３）、プリーツ・カウントが２０であるカートリッジの計算されたシール直径平衡点（Ａe＝０）である。
【０２３７】
２１．列２１
「Ｄbの％としてのＤsｌ」という名前を付けられた列２１は、Ｄb（列６）のパーセンテージとしてのＤsｌ（列２０）の陳述である。
【０２３８】
２２．列２２
「Ａe（Ｄs  ｃａｌｃ，Ｄomax，Ｄimin」という名前を付けられた列２２は、シールがＤb（列６）に置かれているが、プリーツ・パック外径がＤomax（列９）、内径がＤimin（列１７）、プリーツ・カウントが２０である時のエンド・キャップの影響を受ける面積（Ａe）である。
【０２３９】
２３．列２３
「ＤomaxおよびＤiminの関数としてのＤsｌ＝Ｄs」という名前を付けられた列２３は、Ｄomax（列９）の外径、Ｄimin（列１１）の内径、および２０のプリーツ・カウントを有するフィルタ媒体パックの、シールがつり合う（Ａe＝０）ように置かれる場所の計算である。
【０２４０】
２４．列２４
列２４は、列６のＤb値のパーセントとしての、列２３の計算されたシール位置の陳述である。
【０２４１】
２５．列２５
「Ａe（Ｄs  ｃａｌｃ，Ｄomax，Ｄimax」という名前を付けられた列２５は、シールがＤb（列６）に置かれ、カートリッジが、Ｄomax（列９）のプリーツ・パック外径、Ｄimax（列１３）のプリーツ・パック内径、および２０のプリーツ・カウントを有する時のエンド・キャップの影響を受ける面積（Ａe）である。
【０２４２】
ｋリーツ・カウント）の影響を受ける面積（Astd）に対して、定義されたようにＤomin（列７）、Ｄimin（列１１）およびプリーツ・カウント２０を有するフィルタ媒体パックについてＤb（列６）にあるシールを使用するエンド・キャップの影響を受ける面積（Ａe）を比較する。
【０２４３】
たとえば、Ｄs＝２．８９インチ、Ｄo＝３．２０インチ、Ｄi＝１．６０インチ、および２０のプリーツ・カウントを有するカートリッジについて、影響を受ける面積（Ａe）は、同一のＤoおよびＤiを有するがＤs＝Ｄiである対応する標準スタイル・カートリッジの３．２７平方インチと比較して、２．５７平方インチである。この面積Ａeは、Astdの７９％である。これは、軸方向荷重も、対応する標準フィルタ・カートリッジの軸方向荷重の７９％であることを意味する。
【０２４４】
２９．列２９
列２９は、「Ａe（Ｄs＝Ｄb，Ｄomin，Ｄimax）％Astd」という名前を付けられ、列２８に似た比較を提供するが、この例では、影響を受ける面積（Ａe）が、シールが内側プリーツ直径に置かれた類似するカートリッジに対して、Ｄb（列６）のシールとＤominおよびＤimaxのプリーツ寸法とについて計算される。
【０２４５】
たとえば、Ｄs＝２．８９インチ、Ｄo＝３．２０インチ、Ｄi＝２．５０インチ、および１０のプリーツ・カウントを有するカートリッジについて、影響を受ける面積（Ａe）は、同一のＤoおよびＤiを有するがＤs＝Ｄiである対応する標準フィルタ・カートリッジの３．２７平方インチと比較して、０．３２平方インチである。この面積Ａeは、Astdの１０％である。これは、軸方向荷重も、対応する標準フィルタ・カートリッジの軸方向荷重の１０％であることを意味する。
【０２４６】
３０．列３０
列３０は、「Ａe（Ｄs＝Ｄb，Ｄomax，Ｄimin）％Astd」という名前を付けられ、影響を受ける面積標準（Astd）に対する影響を受ける面積（Ａe）の似た比較（列２８および２９に）を提供し、ここで、シールは、Ｄb（列６）にあり、プリーツ寸法は、Ｄomaxの外側寸法およびＤiminの内側寸法である。Ａeの比較は、同一カートリッジであるが、シールが内径に置かれたカートリッジ（Astd）に対するものである。
【０２４７】
たとえば、Ｄs＝２．８９インチ、Ｄo＝５．００インチ、Ｄi＝１．６０インチ、および２０のプリーツ・カウントを有するカートリッジについて、影響を受ける面積（Ａe）は、同一のＤoおよびＤiを有するがＤs＝Ｄiである対応する標準フィルタ・カートリッジの３．２７平方インチと比較して、０．３２平方インチである。この面積Ａeは、Astdの１０％である。これは、軸方向荷重も、対応する標準フィルタ・カートリッジの軸方向荷重の１０％であることを意味する。
【０２４８】
３１．列３１
列３１は、「Ａe（Ｄs＝Ｄb，Ｄomax，Ｄimax）％Astd」という名前を付けられ、シールがＤb（列６）に置かれるが、外側プリーツ直径がＤomax、内側プリーツ直径がＤimaxである状況の、影響を受ける面積の列２８〜３０に類似する比較である。この比較は、同一のエンド・キャップを有するがシールが内径にある影響を受ける面積（Astd）に対する、そのような状況の影響を受ける面積（Ａe）の比較である。
【０２４９】
たとえば、Ｄs＝２．８９インチ、Ｄo＝５．００インチ、Ｄi＝２．５０インチ、および２０のプリーツ・カウントを有するカートリッジについて、影響を受ける面積（Ａe）は、同一のＤoおよびＤiを有するがＤs＝Ｄiである対応する標準スタイル・カートリッジの３．２７平方インチと比較して、３．２１平方インチである。この面積Ａeは、Astdの９８％である。これは、軸方向荷重も、対応する標準スタイル・カートリッジの軸方向荷重の９８％であることを意味する。
【０２５０】
図２８から３１の比較は、提供される定義と一致してシールがエンド・キャップ上でプリーツ・チップの内径とプリーツ・チップの外径との間に離隔されるのではなく、シールがプリーツ・チップの内径に設けられる標準スタイル・エンド・キャップとの比較によって、エンド・キャップがこの特定の例で識別される寸法およびシール位置を有するように調整された時に軸方向荷重（Ａe）の何パーセントがエンド・キャップに残されるかの理解を可能にする。この４つの列の例について、カートリッジは、Ａe＝０を得るために最適化されてはいない。したがって、この重要な比較は、Ａeの、したがって圧力のどれほどの実際の減少が発生したかを示す。
【０２５１】
Ｂ．選択されたデータ・プロット、図２７〜３２
ここで、図２７〜３２のグラフに注目されたい。図２７〜３２では、グループは、図１８〜２６のデータから生じるシール直径（Ｄs）のグループを指す。
【０２５２】
１．図２７および２８
（ａ）図２７
まず図２７のグラフを参照すると、このグラフには、図１８〜２０の表に含まれるある種の情報のプロットが含まれる。
【０２５３】
具体的に言うと、図１８〜２０の表に記載されたシステムについて、図２７のプロットは、Ｄiに対するシール直径Ｄsのプロットである。７本の線がプロットされている。これらの線は、次のようにＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、およびＧとして識別される。
【０２５４】
線Ａ＝図２０のデータについて、Ｄimin（列１１）に対応するＤi値（ｙ軸）に対する列６のＤs値（ｘ軸）のプロット。
【０２５５】
線Ｂ＝Ｄimin（列１１）に対応するＤi値（ｙ軸）に対する列６のＤs値の図１９のデータ（ｘ軸）のプロット。
【０２５６】
線Ｃ＝Ｄimin（列１１）に対応するＤi値（ｙ軸）に対する列６のＤs値の図１８のデータ（ｘ軸）のプロット。
【０２５７】
線Ｄ＝Ｄi（列２）に対応するＤi値（ｙ軸）に対する列６のＤs値（ｘ軸）の図１８〜２０のすべてからのプロット。
【０２５８】
線Ｅ＝Ｄimax（列１３）に対応するＤi値（ｙ軸）に対する列６のＤs値（ｘ軸）の図１８からのプロット。
【０２５９】
線Ｆ＝Ｄimax（列１３）に対応するＤi値（ｙ軸）に対する列６のＤs値（ｘ軸）の図１９からのプロット。
【０２６０】
線Ｇ＝Ｄimax（列１３）に対応するＤi値（ｙ軸）に対する列６のＤs値（ｘ軸）の図２０からのプロット。
【０２６１】
（ｂ）図２８
図１８〜２０の表に記載されたシステムについて、図２８のプロットは、Ｄoに対するシール直径Ｄsのプロットである。７本の線がプロットされている。これらの線は、次のようにＡ１、Ｂ１、Ｃ１、Ｄ１、Ｅ１、Ｆ１、およびＧ１として識別される。
【０２６２】
線Ａ１＝図２０のデータについて、Ｄomin（列７）に対応するＤo値（ｙ軸）に対する列６のＤs値（ｘ軸）のプロット。
【０２６３】
線Ｂ１＝Ｄomin（列７）に対応するＤo値（ｙ軸）に対する列６のＤs値の図１９のデータ（ｘ軸）のプロット。
【０２６４】
線Ｃ１＝Ｄomin（列７）に対応するＤo値（ｙ軸）に対する列６のＤs値の図１８のデータ（ｘ軸）のプロット。
【０２６５】
線Ｄ１＝Ｄo（列２）に対応するＤo値（ｙ軸）に対する列６のＤs値（ｘ軸）の図１８〜２０のすべてからのプロット。
【０２６６】
線Ｅ１＝Ｄomax（列９）に対応するＤo値（ｙ軸）に対する列６のＤs値（ｘ軸）の図１８からのプロット。
【０２６７】
線Ｆ１＝Ｄomax（列９）に対応するＤo値（ｙ軸）に対する列６のＤs値（ｘ軸）の図１９からのプロット。
【０２６８】
線Ｇ１＝Ｄomax（列９）に対応するＤo値（ｙ軸）に対する列６のＤs値（ｘ軸）の図２０からのプロット。
【０２６９】
２．図２９および３０
（ａ）図２９
図２１〜２４の表に記載されたシステムについて、図２９のプロットは、Ｄiに対するシール直径Ｄsのプロットである。７本の線がプロットされている。これらの線は、次のようにＡ２、Ｂ２、Ｃ２、Ｄ２、Ｅ２、Ｆ２、およびＧ２として識別される。
【０２７０】
線Ａ２＝図２３のデータについて、Ｄimin（列１１）に対応するＤi値（ｙ軸）に対する列６のＤs値（ｘ軸）のプロット。
【０２７１】
線Ｂ２＝Ｄimin（列１１）に対応するＤi値（ｙ軸）に対する列６のＤs値の図２２のデータ（ｘ軸）のプロット。
【０２７２】
線Ｃ２＝Ｄimin（列１１）に対応するＤi値（ｙ軸）に対する列６のＤs値の図２１のデータ（ｘ軸）のプロット。
【０２７３】
線Ｄ２＝Ｄi（列２）に対応するＤi値（ｙ軸）に対する列６のＤs値（ｘ軸）の図２１〜２３のすべてからのプロット。
【０２７４】
線Ｅ２＝Ｄimax（列１３）に対応するＤi値（ｙ軸）に対する列６のＤs値（ｘ軸）の図２１からのプロット。
【０２７５】
線Ｆ２＝Ｄimax（列１３）に対応するＤi値（ｙ軸）に対する列６のＤs値（ｘ軸）の図２２からのプロット。
【０２７６】
線Ｇ２＝Ｄimax（列１３）に対応するＤi値（ｙ軸）に対する列６のＤs値（ｘ軸）の図２３からのプロット。
【０２７７】
（ｂ）図３０
図２１〜２３の表に記載されたシステムについて、図３０のプロットは、Ｄoに対するシール直径Ｄsのプロットである。７本の線がプロットされている。これらの線は、次のようにＡ３、Ｂ３、Ｃ３、Ｄ３、Ｅ３、Ｆ３、およびＧ３として識別される。
【０２７８】
線Ａ３＝図２３のデータについて、Ｄomin（列７）に対応するＤo値（ｙ軸）に対する列６のＤs値（ｘ軸）のプロット。
【０２７９】
線Ｂ３＝Ｄomin（列７）に対応するＤo値（ｙ軸）に対する列６のＤs値の図２２のデータ（ｘ軸）のプロット。
【０２８０】
線Ｃ３＝Ｄomin（列７）に対応するＤo値（ｙ軸）に対する列６のＤs値の図２１のデータ（ｘ軸）のプロット。
【０２８１】
線Ｄ３＝Ｄo（列２）に対応するＤo値（ｙ軸）に対する列６のＤs値（ｘ軸）の図２１〜２３のすべてからのプロット。
【０２８２】
線Ｅ３＝Ｄomax（列９）に対応するＤo値（ｙ軸）に対する列６のＤs値（ｘ軸）の図２１からのプロット。
【０２８３】
線Ｆ３＝Ｄomax（列９）に対応するＤo値（ｙ軸）に対する列６のＤs値（ｘ軸）の図２２からのプロット。
【０２８４】
線Ｇ３＝Ｄomax（列９）に対応するＤo値（ｙ軸）に対する列６のＤs値（ｘ軸）の図２３からのプロット。
【０２８５】
３．図３１および３２
（ａ）図３１
図２４〜２６の表に記載されたシステムについて、図３１のプロットは、Ｄiに対するシール直径Ｄsのプロットである。７本の線がプロットされている。これらの線は、次のようにＡ４、Ｂ４、Ｃ４、Ｄ４、Ｅ４、Ｆ４、およびＧ４として識別される。
【０２８６】
線Ａ４＝図２６のデータについて、Ｄimin（列１１）に対応するＤi値（ｙ軸）に対する列６のＤs値（ｘ軸）のプロット。
【０２８７】
線Ｂ４＝Ｄimin（列１１）に対応するＤi値（ｙ軸）に対する列６のＤs値の図２５のデータ（ｘ軸）のプロット。
【０２８８】
線Ｃ４＝Ｄimin（列１１）に対応するＤi値（ｙ軸）に対する列６のＤs値の図２４のデータ（ｘ軸）のプロット。
【０２８９】
線Ｄ４＝Ｄi（列２）に対応するＤi値（ｙ軸）に対する列６のＤs値（ｘ軸）の図２４〜２６のすべてからのプロット。
【０２９０】
線Ｅ４＝Ｄimax（列１３）に対応するＤi値（ｙ軸）に対する列６のＤs値（ｘ軸）の図２４からのプロット。
【０２９１】
線Ｆ４＝Ｄimax（列１３）に対応するＤi値（ｙ軸）に対する列６のＤs値（ｘ軸）の図２５からのプロット。
【０２９２】
線Ｇ４＝Ｄimax（列１３）に対応するＤi値（ｙ軸）に対する列６のＤs値（ｘ軸）の図２６からのプロット。
【０２９３】
（ｂ）図３２
図２４〜２６の表に記載されたシステムについて、図３２のプロットは、Ｄoに対するシール直径Ｄsのプロットである。７本の線がプロットされている。これらの線は、次のようにＡ５、Ｂ５、Ｃ５、Ｄ５、Ｅ５、Ｆ５、およびＧ５として識別される。
【０２９４】
線Ａ５＝図２６のデータについて、Ｄomin（列７）に対応するＤo値（ｙ軸）に対する列６のＤs値（ｘ軸）のプロット。
【０２９５】
線Ｂ５＝Ｄomin（列７）に対応するＤo値（ｙ軸）に対する列６のＤs値の図２５のデータ（ｘ軸）のプロット。
【０２９６】
線Ｃ５＝Ｄomin（列７）に対応するＤo値（ｙ軸）に対する列６のＤs値の図２４のデータ（ｘ軸）のプロット。
【０２９７】
線Ｄ５＝Ｄo（列２）に対応するＤo値（ｙ軸）に対する列６のＤs値（ｘ軸）の図２４〜２６のすべてからのプロット。
【０２９８】
線Ｅ５＝Ｄomax（列９）に対応するＤo値（ｙ軸）に対する列６のＤs値（ｘ軸）の図２４からのプロット。
【０２９９】
線Ｆ５＝Ｄomax（列９）に対応するＤo値（ｙ軸）に対する列６のＤs値（ｘ軸）の図２５からのプロット。
【０３００】
線Ｇ５＝Ｄomax（列９）に対応するＤo値（ｙ軸）に対する列６のＤs値（ｘ軸）の図２６からのプロット。
【０３０１】
図２６〜３２のグラフの利用は、次の例から明白になる。
【０３０２】
１．多くの例で、システムのシール直径は、機器によって固定される。たとえば、図１６のヘッド６０１にはまる新しいフィルタ・カートリッジを設計する努力を検討されたい。ヘッド６０１は、既に機器の定位置にあるか、その機器の定位置に置かれるように設計済みであるはずである。シール直径は、ヘッド６０１のポスト６２０の設計によって固定される。
【０３０３】
交換部品６０２、特にカートリッジ６０４を設計する際に、シール直径のパラメータ（Ｄs）は、既に固定されているはずである。
【０３０４】
また、ハウジング６０３の全体的な外径および内径は、固定されているか、少なくとも制限される。これが、カートリッジのＤoおよびＤiを設計できる範囲を設定する。
【０３０５】
２．例において、図１６のシールのＤsの寸法範囲が１．７インチと３．９インチの間であると仮定する場合に、図２７および図１８のグループ１の表が、利用に適切である（他の寸法のＤsには、グループ２またはグループ３を用いる）。
【０３０６】
３．図２７で「Ｄ」、図２８で「Ｄ１」として識別される線は、述べられた範囲内の任意の所与のシール直径（Ｄs）について、つり合いを達成するすなわちＡe＝０を得るための適切なＤi値およびＤo値を識別する。すなわち、たとえば、２．６インチのポスト６２０によって識別されるシール直径を仮定すると、図２７では、これは、つり合い（Ａe＝０）を得るために、１．８インチよりわずかに大きいＤiを選択しなければならないことを示し、図２８から、約４インチのＤoを選択しなければならない（実際の値は、対応するデータ・チャートにある）。
【０３０７】
４．もちろん、上のポイント３の議論に一致して、Ａe＝０をもたらすために、多くの例で設計を再適することが好ましいはずである。しかし、これは、すべての場合において実用的または必要とは限らない。
【０３０８】
図２７の線分Ａおよび図２８の線分Ａ１によって表される線は、一般に、それぞれ、Ｄsの所与の値に関する、ＤiおよびＤoの使用可能な下限を示す。表の計算から、図２０について、所与のＤsについて選択されたＤiおよびＤoの値がそれぞれ線ＡおよびＡ１に乗っているかそれより上にある限り、Ａeの、したがって対応する荷重の実質的な減少がもたらされることがわかる（ＤsがほぼＤiと等しいと仮定される標準シール設計との比較によって）。
【０３０９】
５．一般に、図１７および２８の線分ＧおよびＧ１によって表される線は、図２０のＤomax、Ｄimax、列３１の極端を反映する。これは、一般に、ＤsがほぼＤiに置かれる場合の標準スタイル・カートリッジに対する実質的な利益をもたらすには大きすぎるはずの、所与の選択Ｄsに関する値ＤiおよびＤoである。
【０３１０】
６．その一方で、線分ＦおよびＦ１によって表される線は、一般に、それぞれ、Ａeの、したがって力の実質的な減少が発生する、所与の選択されたＤsに関するＤiおよびＤoの値を反映する。したがって、ＤiおよびＤoは、それぞれ、ＦおよびＦ１がそれぞれその線分である線に乗っているかそれより下にあることが必要である。
【０３１１】
７．結果として、所与の値Ｄsについて、ＤiおよびＤoの値が、それぞれ、線分ＡおよびＡ１によって表される線について与えられる値より小さくなく、線分ＦおよびＦ１によって表される線によって与えられる値より大きくないように選択されるならば、一般的な利益が達成される。
【０３１２】
８．所与のＤsについてＤiおよびＤoに選択される値が、それぞれ、（ａ）それぞれ線分ＢおよびＢ１によって表される線の値より小さくなく、かつ、（ｂ）それぞれ線分ＦおよびＦ１によって表される線の値より大きくなく、かつ、（ｃ）好ましくはそれぞれ線分ＥおよびＥ１によって表される線の値より大きくない時に、より大きい利益が生じる。
【０３１３】
９．本明細書の原理の通常の応用において、所与のＤsについてＤiおよびＤoに選択される値が、それぞれ線分ＣおよびＣ１によって表される線の値より小さくないことが好ましい。また、これらが、それぞれ線分ＥおよびＥ１によって表される線の値より大きくないことが好ましい。
【０３１４】
１０．図２７のグラフは、前に示したように、Ｄsの下端側で図３１、Ｄsの上端側で図２９によって生成される連続するグラフの中央部分である。したがって、線Ａ、Ａ２、およびＡ４は、連続する線のセクションであり、線Ｂ、Ｂ２、およびＢ４は、連続する線のセクションであり、線Ｃ、Ｃ２、およびＣ４は、連続する線のセクションであり、線Ｄ、Ｄ２、およびＤ４は、連続する線のセクションであり、線Ｅ、Ｅ２、およびＥ４は、連続する線のセクションであり、線Ｆ、Ｆ２、およびＦ４は、連続する線のセクションであり、線Ｇ、Ｇ２、およびＧ４は、連続する線のセクションである。
【０３１５】
１１．同様に、図２８のグラフは、前に示したように、図２８、３０、および３２を含む連続するグラフの中央セクションである。したがって、線Ａ１、Ａ３、およびＡ５は、連続する線のセクションであり、線Ｂ１、Ｂ３、およびＢ５は、連続する線のセクションであり、線Ｃ１、Ｃ３、およびＣ５は、連続する線のセクションであり、線Ｄ１、Ｄ３、およびＤ５は、連続する線のセクションであり、線Ｅ１、Ｅ３、およびＥ５は、連続する線のセクションであり、線Ｆ１、Ｆ３、およびＦ５は、連続する線のセクションであり、線Ｇ１、Ｇ３、およびＧ５は、連続する線のセクションである。
【０３１６】
１２．次に、図２７〜３２のグラフを使用して、所与のＤsについて、１．０６インチ（２６．９ｍｍ）から７．０６インチ（１７９  ｍｍ）までのＤs（シール直径）範囲にわたって、好ましいＤs値範囲およびＤo値範囲を選択することができる。異なる線は、表に記載された影響（Ａe）に関する、使用可能な定義された範囲を示す。通常、所与のＤsについてそれぞれＤiおよびＤoに選択される範囲は、線分Ａ（またはＡ１）およびＦ（またはＦ１）がその一部である線に乗っているかそれらの線の間であり、通常は、線Ｂ（またはＢ１）およびＦ（またはＦ１）がその一部である線に乗っているかそれらの線の間であり、しばしば、線分Ｃ（またはＣ１）およびＦ（またはＦ１）がその一部である線に乗っているかそれらの線の間である。
【０３１７】
ＩＸ．本開示による選択された原理の全般的な要約
Ａ．全般的な特徴
本開示による技術は、さまざまな液体フィルタ構成に適用することができる。液体フィルタ構成に、一般に、第１および第２の対向するエンド・キャップの間に延びるフィルタ媒体が含まれる。このフィルタ媒体は、通常、プリーツ付きであり、インナ・プリーツ直径（Ｄi）およびアウタ・プリーツ直径（Ｄo）を定める。エンド・キャップの一方または両方が、開いた中央開口を有することができる。
【０３１８】
一般に、エンド・キャップのうちの少なくとも１つは、そのエンド・キャップから軸方向に外に（フィルタ媒体から離れる向きに）延びる突起上に置かれたシール支持体を有する。通常の例で、このシール支持体によって支持されるシールは、Ｏリングであるが、代替物が可能である。シールを、内側にまたは外側に向けられるように支持することができる。Ｏリングまたは代替シールは、一般に、シール直径Ｄsを定める。
【０３１９】
このフィルタ・カートリッジは、使用中にハウジングから取り外され、交換される、修理可能フィルタ・カートリッジとして使用することができる。このフィルタ・カートリッジは、修理中にハウジング部分と共に交換されるように、ハウジング内に永久的に含めることもできる。
【０３２０】
本願の図面に示された通常のシール支持体は、使用中に液体フィルタ・アセンブル構成要素の上（またはその内部）の位置へ滑るタイプである。例では、シール支持体が、ポストまたは他の構造の上を滑るものとして図示され、このポストまたは他の構造を通って、開口または流れ導管が延びる。いくつかの構成で、シール支持体は、使用中に、流れ開口の内部を滑って、その流れ開口を定める壁に対してシールすることができる。
【０３２１】
本明細書の説明で示されたタイプのシール支持体は、一般に、シールを定位置に固定するための、ホース・クランプまたは類似する構造などの外部クランプなしで定位置に置かれる。そのような構成は、本明細書では、時々、「ノンクランプ」または「ノンクランピング」シール支持体またはシール構造として、または類似する用語によって記述される。
【０３２２】
本開示の原理は、望まれる場合に、インナ・ライナおよび／またはアウタ・ライナを有しない構成を提供するのに利用することができる。
【０３２３】
本開示による技術を、内側から外側への流れまたは外側から内側への流れのために構成された構成に利用することができる。両方の例が説明されている。
【０３２４】
本開示による技術を、プリーツ付きフィルタ媒体がその片面または両面にプリーツ付きワイヤ・メッシュ支持体またはプリーツ付きプラスチック・メッシュ支持体などのプリーツ付きフィルタ媒体支持体を含むシステムで適用することができる。
【０３２５】
本開示の原理は、さまざまな効果を達成するための好ましいシール位置に関する。
【０３２６】
Ｂ．平衡点Ｄb（Ａe＝０）にあるかその位置の所望の範囲内にある、液体フィルタ・カートリッジの所与のエンド・キャップのシール直径の位置
本開示の１態様では、液体フィルタ構成の少なくとも第１エンド・キャップが、それを通る第１中央開口を有し、シール支持体が、シール直径Ｄsを定めるために第１エンド・キャップ上に位置決めされ、シール直径は、０．８５ＤbＡ以上で１．１５ＤbＡ以下の範囲内、通常は０．９ＤbＡ以上で１．１ＤbＡ以下の範囲内、好ましくは０．９５ＤbＡ以上で１．０５ＤbＡ以下の範囲内であり、ここで、ＤbＡは、使用中に第２エンド・キャップ（Ｂ）に向かうかこれから離れる、第１エンド・キャップ（Ａ）上の軸方向表面力が生じない直径である。ＤbＡは、もちろん、上の計算と一致して、識別されたエンド・キャップの０の有効面積（Ａe＝０）を定義する位置である。
【０３２７】
もちろん、本開示のこの態様のいくつかの応用例で、両方のエンド・キャップに、その中の開口を設けることができ、両方のエンド・キャップに、類似する定義の中でその上にシールを設けることができる。したがって、第２エンド・キャップ（Ｂ）上に、０．８５ＤbＢ以上で１．１５ＤbＢ以下の範囲内、通常は０．９ＤbＢ以上で１．１ＤbＢ以下、しばしば０．９５ＤbＢ以上で１．０５ＤbＢ以下の範囲内のシール直径ＤsＢを有するシール部材用のシール支持体が設けられる。
【０３２８】
Ｃ．シール位置が、エンド・キャップおよびアウタ・プリーツ・チップの外径から離隔され、エンド・キャップおよびインナ・プリーツ・チップの内径から離隔されて位置決めされる液体フィルタ構成の提供
本開示による液体フィルタ・カートリッジの定義のもう１つの態様は、少なくとも第１エンド・キャップ（中央開口を有する）上で、そのエンド・キャップにまたがって、プリーツ・チップ（および存在する場合にエンド・キャップ・開口）の内径から少なくとも０．１Ｘに対応する距離だけ離隔されたシール支持体が設けられるようになっているフィルタ・カートリッジと理解され、ここで、Ｘは、プリーツ・チップ（または、類似する場合に、エンド・キャップ外周）の外径と、プリーツ・チップ（または、類似し、存在する場合にエンド・キャップ・開口）の内径との間の距離に対応する寸法である。
【０３２９】
そのような状況について、通常、シール構造は、エンド・キャップ上で、アウタ・プリーツ・チップ直径（または、類似する場合にエンド・キャップ外周）から内側に、やはり少なくとも０．１Ｘに対応する距離だけ離隔された距離に位置決めされる。
【０３３０】
いくつかの構成で、開いたものであれ閉じられたものであれ、第２エンド・キャップについて類似する定義を提供することができる。すなわち、シール構造を、第２エンド・キャップに取り付け、内側プリーツ直径（または開口）と外側プリーツ直径（または開口）との間の差の少なくとも１０％に対応する距離だけ、内側プリーツ直径（または開口）から外に、外側プリーツ直径（またはエンド・キャップ円周）から内側に離隔されたシール直径を定義することができる。
【０３３１】
一般に、いくつかの液体フィルタ・カートリッジで、開いたエンド・キャップのエンド・キャップ・開口直径は、インナ・プリーツ・チップ直径とほぼ同一である（または、これよりわずかに小さい）。また、いくつかの例で、外側エンド・キャップ直径は、外側プリーツ直径とほぼ同一である。しかし、変形形態が可能である。
【０３３２】
変形形態が使用される時に、間隔は、通常、プリーツ・チップのインナ直径およびアウタ直径がＡeを制御するので、これらの要因に関して検討される。
【０３３３】
Ｄ．インナ・プリーツ・チップおよびアウタ・プリーツ・チップから指定された量だけ離隔されたシール位置を有する液体フィルタ・カートリッジ
本発明のもう１つの態様では、横プリーツ直径と外側プリーツ直径の両方から少なくとも５ｍｍ、一般的にはは少なくとも１０ｍｍ、通常は少なくとも１５ｍｍの距離だけ離隔された位置でシールを支持させることによって、シールが内側プリーツ直径または外側プリーツ直径のいずれかに設けられる液体フィルタ・カートリッジに対する利益を有する液体フィルタ・カートリッジが提供される。
【０３３４】
Ｅ．影響を受ける区域に関して定義されるフィルタ
一般に、シール位置が、類似するエンド・キャップおよびプリーツ・チップの定義（ＤoおよびＤi）を有するがシールがほぼ内側プリーツ直径の標準位置に置かれる（Ｄs＝Ｄi）Ａeの値の８０％を超えない、一般的には５５％を超えない、通常は２０％を超えない、Ａe（影響を受ける面積）の値を提供するように、その上のシール位置に関して定義された、少なくとも１つのエンド・キャップ、いくつかの場合に２つのエンド・キャップを有するフィルタ・カートリッジを提供することが好ましい。
【０３３５】
Ｆ．図１７〜３２のプロットの利用を介する、ＤoおよびＤiの定義されたＤs選択に関して定義されたフィルタ・カートリッジ
本明細書で説明される技術のもう１つの態様では、インナ・プリーツ・チップ直径（Ｄi）位置とアウタ・プリーツ・チップ直径（Ｄo）位置との間に離隔して置かれた所与のＤsについてＤiおよびＤoを定義する、第１および第２のエンド・キャップとそれらの間に延びるプリーツ付きフィルタ媒体とを有する、通常は２０以上のプリーツ・カウントを有するフィルタ・カートリッジを構成することができ、ここで、１．０６インチ（２６．９ｍｍ）から７．０６インチ（１７９．３ｍｍ）までの範囲内の所与の値Ｄsについて、
（ａ）Ｄs（ｘ軸）対Ｄo（ｙ軸）のプロットから、Ｄoは、１．０６インチ，１．３２インチ（２６．９ｍｍ，３３．５ｍｍ）のＤs，Ｄoから、７．０６インチ，８．８インチ（１７９ｍｍ，２２４ｍｍ）のＤs，Ｄoまで延びる線によって定義される値より小さくなく、Ｄoは、１．０６インチ，１．６８インチ（２６．９ｍｍ，４２．７ｍｍ）のＤs，Ｄoから、７．０６インチ，１１．２０インチ（１７９ｍｍ，２８４ｍｍ）のＤs，Ｄoまで延びる線によって定義される値より大きくなく、
（ｂ）Ｄs（ｘ軸）対Ｄi（ｙ軸）のプロットから、Ｄiは、１．０６インチ，０．６６インチ（２６．９ｍｍ，１６．８ｍｍ）のＤs，Ｄiから、７．０６インチ，４．４インチ（１７９ｍｍ，１１２ｍｍ）Ｄs，Ｄiまで延びる線によって定義される値より小さくなく、Ｄiは、１．０６インチ，０．８４インチ（２６．９ｍｍ，２１．３ｍｍ）のＤs，Ｄiから、７．０６インチ，５．６インチ（１７９ｍｍ，１４２ｍｍ）Ｄs，Ｄiまで延びる線によって定義される値より大きくない。
【０３３６】
通常、
（ａ）Ｄs（ｘ軸）対Ｄo（ｙ軸）のプロットから、Ｄoは、１．０６インチ，１．４インチ（２６．９ｍｍ，２９０ｍｍ）のＤs，Ｄoから、７．０６インチ，９．３インチ（１７．９ｍｍ，２３６ｍｍ）のＤs，Ｄoまで延びる線によって定義される値より小さくなく、Ｄoは、１．０６インチ，１．４インチ（２６．９ｍｍ，３５．６ｍｍ）のＤs，Ｄoから、７．０６インチ，１０．７インチ（１７９ｍｍ，２７２ｍｍ）のＤs，Ｄoまで延びる線によって定義される値より大きくなく、
（ｂ）Ｄs（ｘ軸）対Ｄi（ｙ軸）のプロットから、Ｄiは、１．０６インチ，０．７インチ（２６．９ｍｍ，１７．８ｍｍ）のＤs，Ｄiから、７．０６インチ，４．６５インチ（１７９ｍｍ，１１８ｍｍ）Ｄs，Ｄiまで延びる線によって定義される値より小さくなく、Ｄiは、１．０６インチ，０．８インチ（２６．９ｍｍ，２０．３ｍｍ）のＤs，Ｄiから、７．０６インチ，５．３５インチ（１７９ｍｍ，１３５．９ｍｍ）Ｄs，Ｄiまで延びる線によって定義される値より大きくない。
【０３３７】
もちろん、図１７〜３２のグラフに関して上で説明したように、そのようなプロットを使用して、さまざまな代替の好ましい範囲が定義される。
【０３３８】
Ｇ．液体フィルタ・アセンブリ
もちろん、本明細書で説明される技術を利用して、その中にフィルタ・カートリッジ（修理可能または他の形の）を有するハウジングを含む液体フィルタ・アセンブリを開発することができる。一般に、このハウジングは、フィルタ・カートリッジを支持するように構成され、フィルタ・カートリッジは、たとえば上のセクションＩＸ  Ａ〜Ｆで示したように、本明細書で述べられた全般的な原理と一致して選択されるはずである。
【０３３９】
Ｈ．ろ過の方法
利益は、ろ過される液体が上のＩＸ  Ｇのアセンブリと一致するアセンブリに通される液体ろ過動作から生じる。これらの利益は、フィルタ・カートリッジの１つ以上のエンド・キャップでの利益から生じる。
【０３４０】
本明細書の多くの例で、シールがインナ・プリーツ直径に置かれるすなわちＤＳ＝Ｄiである標準に言及していることに留意されたい。計算において、標準は、Ｄs−Ｄiであると仮定された。いくつかの実際の以前の例では、これからの些細な変動がある場合がある。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【手続補正書】
【提出日】平成23年3月3日(2011.3.3)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体フィルタ・アセンブリのハウジング内部で効果的に使用される液体フィルタ・カートリッジであって、
（ａ）前記液体フィルタ・カートリッジは、対向する第１および第２エンド・キャップを有し、
（ｉ）少なくとも前記第１エンド・キャップは、前記第１エンド・キャップを通る第１中央開口を有し、
（ｂ）前記液体フィルタ・カートリッジは、前記第１および第２エンド・キャップに固定され、かつ前記第１および第２エンド・キャップの間に延びているプリーツ付きフィルタ媒体の伸長部分を有し、
（ｉ）前記プリーツ付きフィルタ媒体の伸長部分は、前記第１中央開口と流体流れが連絡している中央開口部空間を画定し、
（ｃ）前記液体フィルタ・カートリッジは、前記第１中央開口の直径よりも大きいシール直径（ＤsＡ）を提供する前記第１エンド・キャップ上の位置に配置されている第１シール構造を有し、
（ｉ）前記ＤsＡは、０．８５ＤbＡ以上でかつ１．１５ＤbＡ以下の範囲内であり、
（Ａ）前記ＤbＡは、使用中に前記第１エンド・キャップ上において前記第２エンド・キャップに向かう方向のあるいは前記第２エンド・キャップから離れる方向の、正味の軸方向への表面力が生じない直径である、
ことを特徴とする液体フィルタ・カートリッジ。
【請求項２】
前記第１シール構造は、半径方向シールであることを特徴とする請求項１に記載の液体フィルタ・カートリッジ。
【請求項３】
前記ＤsＡは、０．９５ＤbＡ以上でかつ１．０５ＤbＡ以下の範囲内であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の液体フィルタ・カートリッジ。
【請求項４】
（ａ）前記液体フィルタ・カートリッジは、前記第１エンド・キャップから軸方向の外側に突き出ていて、かつ前記第１シール構造をその上に有する第１シール支持体を含み、
（ｂ）前記第１シール構造は、前記第１シール支持体を取り囲み、かつ外側に向けられた半径方向シールを形成するように配向されているシールを有することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の液体フィルタ・カートリッジ。
【請求項５】
（ａ）前記第２エンド・キャップは、前記第２エンド・キャップを通る第２中央開口を有する開いたエンド・キャップであり、
（ｂ）前記液体フィルタ・カートリッジは、前記第２中央開口の直径と等しいかまたは前記第２中央開口の直径よりも大きいシール直径（ＤsＢ）を有する半径方向シールを提供するように配置されている前記第２エンド・キャップ上の第２シール構造を含み、
（ｉ）前記ＤsＢは、０．８５ＤbＢ以上でかつ１．１５ＤbＢ以下の範囲内であり、
（Ａ）前記ＤbＢは、前記第２エンド・キャップ上において前記第１エンド・キャップに向かう方向のあるいは前記第１エンド・キャップから離れる方向の、正味の軸方向への表面力が生じない直径である、
ことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の液体フィルタ・カートリッジ。
【請求項６】
（ａ）前記ＤsＢは、０．９５ＤbＢ以上でかつ１．０５ＤbＢ以下の範囲内であることを特徴とする請求項５に記載の液体フィルタ・カートリッジ。
【請求項７】
（ａ）前記液体フィルタ・カートリッジは、前記第２エンド・キャップから軸方向の外側に突き出ていて、かつ前記第２シール構造をその上に有する第２シール支持体を含むことを特徴とする請求項５または請求項６に記載の液体フィルタ・カートリッジ。
【請求項８】
前記液体フィルタ・カートリッジは、
（ａ）軸方向荷重に対するコアレス構成と、
（ｂ）軸方向荷重に対するアウター・ライナが無い構成と、
を有することを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか一項に記載の液体フィルタ・カートリッジ。
【請求項９】
（ａ）前記フィルタ媒体は、少なくとも２０のプリーツを有することを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか一項に記載の液体フィルタ・カートリッジ。
【請求項１０】
（ａ）ハウジングと、
（ｂ）前記ハウジング内に取り外し可能に配置されている請求項１乃至請求項９のいずれか１項に記載の液体フィルタ・カートリッジと、
を有することを特徴とする液体フィルタ・アセンブリ。
【外国語明細書】
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