(57)【要約】 エアクリーナで使用されるフィルタカートリッジが提供される。フィルタカートリッジは枠体構造を入口の流れ表面の端部に設けた媒体梱包体を備える。好適な枠体構造はフレーム部材とシールサポートとハンドル構造と、枠体構造の上に設けられるシール素材を備える。カートリッジを使用するエアクリーナ構造が開示される。組立と点検整備の方法も記述される。
2008507400.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
(a)  面する媒体に固定される波形の媒体から形成された濾過媒体を備えた媒体梱包体であって、
(i)  入口流れ表面および出口流れ表面の間に亙って形成される複数の入口縦溝流路と出口縦溝流路とを有し、前記入口流れ表面および前記出口流れ表面を夫々画定する対向する端部を備えた前記媒体梱包体と、
(b)  前記媒体梱包体の端部に固定される枠体構造であって、
(i)  流れ表面から離れるように軸方向に突出され、前記媒体梱包体に重なるハンドル部分と、
(ii)  前記ハンドル部分の端部と同じ端部において、前記媒体梱包体に形成されるハウジングシールサポートと、
(iii)  前記媒体梱包体に対して力が作用されることなく、操作力を前記ハンドル部分から前記ハウジングサポートに伝達するための構造と、を備えた前記枠体構造と、
(c) 前記枠体構造上で前記ハウジングハウジングシールと重なるように配置されるとともに、ハウジングシール部を含むシール構造であって、
(i)  前記ハウジングシール部は、外側の半径方向シールを形成する前記シール構造、とを備えることを特徴とするエアフィルタカートリッジ。
【請求項２】
(a)  前記シール構造は、高分子材料を用いて所定位置に成形されることを特徴とする請求項１に記載のエアフィルタカートリッジ。
【請求項３】
(a)  前記ハウジングシールサポートは、軸方向部分と張出部とを含み、前記張出部は、前記媒体梱包体から外側に延びる前記軸方向部分とともに前記媒体梱包体に隣接して配置されることを特徴とする請求項１または２に記載のエアフィルタカートリッジ。
【請求項４】
(a)  前記シール構造の一部は、前記媒体梱包体と前記枠体構造の間の接続部をシールする部分を含むことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のエアフィルタカートリッジ。
【請求項５】
(a)  前記シール構造は、ポリウレタン樹脂を含むことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のエアフィルタカートリッジ。
【請求項６】
(a)  前記媒体梱包体は、面シートに固定された波形シートをコイル状に巻きつけたコイル片を含むことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のエアフィルタカートリッジ。
【請求項７】
(a)  前記媒体梱包体は、楕円形の横断面形状を有することを特徴とする請求項６に記載のエアフィルタカートリッジ。
【請求項８】
(a)  前記媒体梱包体は、一対の対向する直線部分と一対の対向する湾曲部分とを有する競馬場の走路形状を有する横断面形状を有することを特徴とする請求項７に記載のエアフィルタカートリッジ。
【請求項９】
(a)  前記シール構造の前記ハウジングシール部は、楕円形を有することを特徴とする請求項８に記載のエアフィルタカートリッジ。
【請求項１０】
(a)  前記ハウジングシール部は、二つの対向する直線部分と、二つの対向する湾曲部分とを有することを特徴とする請求項９に記載のエアフィルタカートリッジ。
【請求項１１】
(a)  前記ハウジングシール部は、前記枠体構造から離間した前記媒体梱包体の端部に向かう正常なシール挿入方向に沿うように形成されることを特徴とする請求項１に記載のエアフィルタカートリッジ。
【請求項１２】
(a)  フィルタカートリッジを受け入れる第1の部分である受入部分と、カバーとなる第2の部分となるカバー部分と、ハウジング内部を画定したハウジングと、
(b)  前記ハウジング内部の中に取り外し可能に配置されるフィルタカートリッジであって、
(i)  面する媒体に固定された波形の媒体から形成された濾過媒体を備えた媒体梱包体であって、
(A)  入口流れ表面および出口流れ表面の間に亙って形成される複数の入口縦溝流路と出口縦溝流路を有し、前記入口流れ表面および前記出口流れ表面を夫々画定する対向する端部を有した前記媒体梱包体と、
(ii)  前記媒体梱包体の端部に固定される枠体構造であって、
(A)  流れ表面から離れるように軸方向に突出され、前記媒体梱包体に重なるハンドル部分と、
(B)  前記ハンドル部分の端部と同じ端部において前記媒体梱包体に形成されるハウジングシールサポートと、
(C)  前記媒体梱包体に対して力が作用されることなく、操作力を前記ハンドル部分から前記ハウジングサポートに伝達するための構造とを含む前記枠体構造と、
(iii) 前記枠体構造上で前記ハウジングハウジングシールと重なるように配置されるとともに、ハウジングシール部を含むシール構造と、を有する前記フィルタカートリッジとを備え、
(A)  前記ハウジングシール部は、外側の半径方向シールを形成することを特徴とするエアクリーナ構造。
【請求項１３】
(a)  前記フィルタカートリッジを受け入れる前記受入部分はそれ自体に空気出口を有し、
(b)  前記カバー部分はそれ自体に空気入口を有することを特徴とする請求項１２に記載のエアクリーナ構造。
【請求項１４】
(a)  前記ハウジングシール部は、前記枠体構造から離間した前記媒体梱包体の端部に向かう正常なシール挿入方向に沿うように構成され、
(b)  前記シール構造は、外側の軸方向のカバーシール領域を含み、
(c)  前記カバー部分は、前記外側の軸方向のカバーシール領域に対して押される表面を含むことを特徴とする請求項１３に記載のエアクリーナ構造。
【請求項１５】
(a)  前記ハウジングの前記第1の部分は、そこに張出部を有する開口端を形成した側壁を含み、
(i)  前記張出部は、前記ハウジングシールの表面を画定し、
(b)   前記ハウジングシール構造が前記ハウジングシールの表面との間で半径方向シールを形成して、前記フィルタカートリッジが前記ハウジングの中に配置されることを特徴とする請求項１４に記載のエアクリーナ構造。
【請求項１６】
(a)  前記空気出口は軸方向に沿う空気出口であり、前記空気入口は軸方向に沿う空気入口であることを特徴とする請求項１５に記載のエアクリーナ構造。
【請求項１７】
(a)  エンジンルームを有する車両と、
(b)   前記エンジンルーム内に配置されるエアクリーナであって、
(i)  前記エアクリーナは第1の部分であるフィルタカートリッジ受入部を有するハウジングと、第2の部分となるカバー部分と、内部を画定するハウジングとを含み、
(A)  前記ハウジングは空気入口と空気出口とを含み、
(ii) 前記ハウジング内部の中に配置されるフィルタカートリッジであって、前記フィルタカートリッジは、
(A)  入口流れ表面および出口流れ表面の間に亙って形成される複数の入口縦溝流路と出口縦溝流路を有し、前記入口流れ表面および前記出口流れ表面を夫々画定する対向する端部を有した媒体梱包体と、
(B) 前記フィルタカートリッジと前記ハウジングの間で半径方向に指向されたハウジングシールを提供するシール構造と、
(C)  前記ハウジング内において前記媒体梱包体の入口面が出口面の下方に配置される前記フィルタカートリッジと、を含むことを特徴とする組立体。
【請求項１８】
(a)  前記媒体梱包体は、面している媒体に固定された波形の媒体から形成された濾過媒体を備え、
(b)  前記フィルタカートリッジは、前記媒体梱包体の端部に固定される枠体構造を含み、前記枠体構造は、
(i)  流れ表面から離れるように軸方向に突出され、前記媒体梱包体に重なるハンドル部分と、
(ii)  前記ハンドル部分の端部と同じ端部において前記媒体梱包体に形成されるハウジングシールサポートと、
(iii)  前記媒体梱包体に対して力が作用されることなく、操作力を前記ハンドル部分から前記ハウジングサポートに伝達するための構造と、を備え、
(c) 前記シール構造は、前記枠体構造上で前記ハウジングハウジングシールと重なるように配置され、さらにハウジングシール部を含み、
(i)  前記ハウジングシール部は、外側の半径方向シールを形成する、
ことを特徴とする請求項１７に記載の組立体。
【請求項１９】
(a)  前記空気出口は、軸方向の上方に向けられた出口であり、
(b)  前記空気入口は、軸方向の下方に向けられた入口であることを特徴とする請求項１８に記載の組立体。
【請求項２０】
フィルタカートリッジをエアクリーナハウジング内に設置する方法であって、
(a)  前記ハウジングは、空気入口の端部の上方に位置する空気出口の端部と配置される第1のハウジング部分を含み、
(b)  前記方法は、
(i)  前記第1のハウジング部分の中に前記フィルタカートリッジを位置決めし、前記
フィルタカートリッジは、
(A)  入口流れ表面および出口流れ表面の間に亙って形成される複数の入口縦溝流路と出口縦溝流路を有し、前記入口流れ表面および前記出口流れ表面を夫々画定する対向する端部を有した媒体梱包体と、
(B) 前記フィルタカートリッジとハウジングの間で半径方向シールを形成するシール構造と、を含み、
(i)  前記媒体梱包体の前記出口の流れ表面を前記入口の流れ表面の上方に位置させ、 
(ii)  前記ハウジングの第1の部分の開口端にハウジングカバーの部分を位置させる、
以上の工程を含むことを特徴とするフィルタカートリッジをエアクリーナハウジング内に設置する方法。
【請求項２１】
(a)  前記フィルタカートリッジは、その上にカバーの軸方向シール部分を含み、
(b)  ハウジングカバーを位置させる前記工程は、前記ハウジングカバーが前記軸方向シール部分に対して係合することを含むことを特徴とする請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
(a)  前記媒体梱包体は、面している媒体に固定された波形の媒体から形成され、
(b)  前記フィルタカートリッジは、前記媒体梱包体の端部に固定される枠体構造を含み、前記枠体構造は、
(i)  流れ表面から離れるように軸方向に突出され、前記媒体梱包体に重なるハンドル部分と、
(ii)  前記ハンドル部分の端部と同じ端部において前記媒体梱包体に形成されるハウジングシールサポートと、
(iii)  前記媒体梱包体に対して力が作用されることなく、操作力を前記ハンドル部分から前記ハウジングサポートに伝達するための構造と、を備え、
(c) 前記シール構造は、前記枠体構造上で前記ハウジングハウジングシールと重なるように配置され、さらにハウジングシール部を含み、
(i)  前記ハウジングシール部は、外側の半径方向シールを形成する、
ことを特徴とする請求項２０に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、ドナルドソン  カンパニー,  インクを出願人として米国を除いたすべての国を指定して2005年7月20日に出願されたPCT国際特許出願と、米国市民であるベニー  ケビン  ネルソンとデヴィッド  ダブリュー  ネルソンが2004年7月20日に出願した米国予備出願番号第60/589, 428号とに基づく優先権主張出願である。
【０００２】
本発明は、液体または気体を濾過する際に使用される濾過媒体に関連する。本発明は、特に媒体梱包体として、波形媒体をシート状媒体に対して固定して得られるZ型濾過媒体を使用する媒体梱包体に関連する。特に、エアクリーナで使用されるような点検整備が可能なフィルタカートリッジ構成を含む媒体梱包体の構成に係るものである。また、エアクリーナ構造とその組立方法と使用方法についても記載される。
【背景技術】
【０００３】
空気および液体などの流体の流れの中では汚染物質が運ばれることになる。多くの用途の事例ではこれらの流体中から全てまたは一部の汚染物質素材を濾過することが望ましい。例えば、車両用エンジン(例えば燃焼用空気)または発電装置で使われる空気流や、ガスタービン系や様々な燃焼炉で使用される空気流は、濾過しなければならない微粒子汚染物質を通常含む。このような系においては、選ばれた特定の汚染物質が流体中から除去（または汚染レベルが減少) されることが望ましい。汚染物質の除去のための種々の流体フィルタ(空気または液体フィルタ)構造が開発されている。しかし、さらなる継続的な改良が進められている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明によれば、エアクリーナとエアクリーナ用のフィルタカートリッジの種々の技術と構造が提供される。図面で図示される実施形態によれば、その技術について開示されている。本発明の利益を享受できるシステムが実現可能であり、以下に記載される全ての技術および構成の全てがシステムに取り入れられる訳ではない。
【０００５】
媒体の面シートに固定される媒体の波形シートにより複数の入口縦溝流路と出口縦溝流路とを備え、対向する入口流れ表面と出口流れ表面との間で軸方向に亙り流路が形成された媒体梱包体を用いる特定の好適なフィルタカートリッジが表現されている。媒体梱包体の一端には、その上にシール構造を有した枠構造が提供される。この枠構造は、周囲のシール保持部を含み、望ましくは関連する媒体梱包体の面から外側に拡張される軸方向拡張部と、ハンドル構造と、このハンドル構造からシール保持部に対して各操作力を伝達する(差込み操作/取り外し操作)ための構造体であって、上記の各操作力が媒体梱包体に伝わることのない構造体とを備える。このシール構造は軸方向シール保持部の上に位置され、使用中においてエアクリーナハウジングとともにハウジングシールを形成する構成を備える。望ましくはシール構造のハウジングシール部は半径方向シールとして構成され、最も望ましくは媒体梱包体に向かう差込み方向となるように構成される。
【０００６】
望ましくはシール構造は、接続部、インタフェース部または枠構造と媒体梱包体の側壁の間で望ましくは媒体梱包体の周りをシールするシール部も含む。
【０００７】
また、望ましくはシール構造は使用中において、ハウジング部品とカバーシール部を形成するために媒体梱包体から離れた外側の軸方向シール表面を含む。
【０００８】
本発明によれば、上記の特徴を備えるカートリッジとともに使用されるエアクリーナ構造が提供される。このエアクリーナ構造はフィルタカートリッジを受け入れる内部構造を有するハウジングを含む。図示される好適なハウジングによれば、媒体梱包体を受けるための開口端の内部に第1の部分を有し、第1のハウジン部分の開口端の上に位置決めされるカバー部材または部分を備えている。望ましくは、このカバーは設置されることでシール構造を形成するカバーシール部の一部を含む。フィルタカートリッジが設置されるときに、望ましくはハウジングの第1の部分は、ハウジングシール部とともに半径方向シールを形成するように開口端の張り出し部を含むと良い。望ましくは、ハウジングのカバー部分は、軸方向の気流入口を含みハウジングは、カバーの反対側の端部の軸方向の気流出口を含む。
【０００９】
別の応用分野では、エアクリーナの入口が下向きに位置され、出口が上に向けられる状態で取付けるように構成される。
【００１０】
本発明によれば、所定の位置でフィルタカートリッジをシール状態で差し込むための操作を伴うエアクリーナの設置方法または点検整備方法が提供される。また、ここで特徴付けられる形式のエアクリーナを含むシステムについても記載される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
I.Z型濾過媒体構成の概要
縦溝流路を形成した濾過媒体により、流体フィルタ構造を種々の方法で提供できる。以下に記載する「Z型フィルタ構成」とは、個別の波形に形成されるか、折り重ねられるかまたは別の方法で形成されるフィルタ構成を意味し、フィルタ縦溝流路は媒体を流体が通過するように長手方向に形成され、平行な入口および出口縦溝流路の組を形成して使用されることで、媒体の対向する入口および出口端(または流れ表面)の間で縦溝流路の長手方向に沿って流体が流れる。Z型濾過媒体に関するいくつかの事例が米国特許第5,820,646号、5,772,883号、5,902,364号、5,792,247号、5,895,574号、6,210,469号、6,190,432号、6,350,296号、6,179,890号、6,235,195号、米国意匠特許第399,944号、米国意匠特許第428,128号、米国意匠特許第396,098号、米国意匠特許第398,046号、そして米国意匠特許第437,401号に記載されているので、夫々のこれら15つの文献を本出願に合体する。
【００１２】
一つのタイプのZ型濾過媒体によれば、結合される2つの特定の媒体部品を使用する。これらの媒体部品は、(1) 縦溝流路を設けた(通常、波形の)媒体シートと、(2) これに面する面媒体シートである。この面媒体シートは、通常非波形であるが、例えば2004年2月11日に出願された米国予備出願番号第60/543,804号に記述されるように、縦溝流路の方向に対して垂直に波形が形成された面媒体シートを使用することもあるので、本文献の内容を本発明に合体する。
【００１３】
縦溝流路を形成(通常、波形の)した媒体シートとこれに面した媒体シートとで、平行な入口縦溝流路および出口縦溝流路を有する媒体が構成される。いくつかの事例では、縦溝流路を形成したシートと溝を付けないシートとが一緒に固定された後に、Z型濾過媒体構造を形成するように巻き付けられる。例えば、このような構造は、米国特許第6,235,195号と6,179,890号の各特許に記述されているので、これらの内容を本発明に合体する。他の構造によれば、平たんな媒体に固定された波形の媒体の非コイル状部分がフィルタ構成を構成できるように積み重ねられる。この構成例は、米国特許第5,820,646号の図11を参照して記述されているので、本内容を本出願に合体する。
【００１４】
以下に記述される特定の用途では、コイル状Z型濾過媒体構造が好適となる。
【００１５】
通常は、縦溝流路シート/面シートとを組み合わせ、面シートを外側に向けた状態にしてから、それ自体に巻き付けられることで、コイル状媒体梱包体が作られる。この巻き付けのためのいくつかの技術が、2003年5月2日に出願された米国予備出願番号第60/467,521号と、2004年3月17日に出願されたPCT出願番号第04/07927号に記載されているので、それぞを本発明に合体する。このようにして形成されるコイル状構造によれば面シートの一部が媒体梱包体の外側の表面となる。
【００１６】
ここで、「波形に加工する」とは、媒体を2本の波形ロールの間を通過させることで縦溝流路を形成することを意味しており、具体的には2本の波形ロールに噛み付かせることで波形が結果として媒体表面に形成されることになる。「波形」は、波形ロールの間を媒体を通過させる工程で形成される縦溝流路を意味する。しかしながら、波形は例えば2004年1月22日に国際公開されたPCT WO 04/007054号に記述されるような折りたたみによる製造方法によっても、またはこれ以外の方法により変形させても「波形」は形成できるので、上記公開公報も本出願に合体する。
【００１７】
波形媒体は、溝付け媒体の特定の構成である。溝付け媒体は、個々の縦溝流路(例えば、波形付け加工処理によって形成されるかまたは折り重なるように形成される)を、夫々延長した媒体である。
【００１８】
Z型濾過媒体を使用する点検整備可能なフィルタエレメントまたはフィルタカートリッジ構成は「直線的な流れ構成」またはこの変種を備えるものとして呼ばれる。一般にこの文脈において、直線的な流れ構成の意味することは、点検整備可能なフィルタエレメントが流れ入口の端部面から濾過媒体中に流入し、同じ方向に流れて反対の流れ出口の端部面から流出することを意味する。また、この文脈で「点検整備可能」とは、フィルタカートリッジの媒体が流体の濾過装置から定期的に取り除かれ、取り替えられることを含むことを意味する。いくつかの事例では、それぞれの入口端部面と出口端部面は平たんまたは平面であり、平行に設けられる。しかしながら、これからの変形構成も可能であり、例えば非平面の表面を備える構成も可能である。
【００１９】
直線的な流れ構成(特に媒体梱包体がコイル状の場合)は、例えば一般に流れがカートリッジを通して回転する米国特許第6,039,778号に開示されるタイプの筒状のひだ付きフィルタカートリッジと比較されるので、この特許を本出願に合体する。すなわちこの特許第6,039,778号特許のフィルタでは流れは筒状の外側を通り、筒状のフィルタカートリッジの内部に入り、次に端面(前進の流動システムによる)を通して流れるように方向転換される。典型的な逆流システムでは、流れは端面を通して点検整備可能な円筒形カートリッジ内に入り、次に筒状フィルタカートリッジの側面を通るように方向転換される。このような逆流システムに関する事例は米国特許第5,613,992号に記載されているので、本内容を本出願に合体する。
【００２０】
ここで「Z型媒体構造」と、その変形例によれば、入口および出口縦溝流路を形成するように適切に縦溝流路媒体と面シート媒体とが固定され、適所がシールされることで縦溝流路が形成される媒体ウェブ、または入口および出口を形成するように三次元的に巻き付けられる構成、または、別の方法で組み立てられるかあるいは形成された媒体を含むこととなる。
【００２１】
図1は、Z型濾過媒体で使用可能な媒体1を図示している。図示されるようにこの媒体1は波形シート3と、これに面した面シート4とから形成される。
【００２２】
一般に、図1の波形シート3は、縦溝流路または波形7となるように規則的に曲げられた波形パターンを備えることを特徴としている。ここで、「波形パターン」とは、谷と尾根（7b,7a）を交互に形成した縦溝流路または波形の形状を備えることを意味する。また「規則的」は、谷と尾根(7b, 7a)の組が同じように繰り代えされた形状(または、縦溝流路)となる形とサイズになることを意味する。(また、各谷7bが通常規則的に構成される場合には、実質的にそれぞれの谷の逆形状となる尾根7aが形成される。)  このように「規則的」は、縦溝流路の長手方向に沿う少なくとも70%に沿って波形形状の変更なしで繰り返しながら波形(または縦溝流路)のパターンの各組が谷と尾根(特に隣接した谷と尾根)形成することを意味する。この文脈で「規則的」は、波形か縦溝流路を形成したシートを作成するために使用される媒体が可撓性であることから生じる変更の構成も含む。このように繰り返えされる波形パターンの特徴としては、いかなるフィルタ構成であっても等しい数の谷と尾根とが必ずしも存在するとは限らない点がある。例えば、谷と尾根を含む1組の間で媒体1を終息させるか、または谷と尾根の1組に対して部分的に沿うように媒体1を終息させることができる。(例えば、図1で断片的に表現される媒体1は、8個の完全な尾根7aと7個の完全な谷７bを備える。)また、対向する縦溝流路の端部(谷と尾根の端部）もまたお互いに異なるように形成されるであろう。特に述べない限り、端部の変形例については無視される。すなわち、縦溝流路の端部の変形例は上記のように定義したようにシールされることが意図される。
【００２３】
縦溝の「曲げられた」波形パターンの特徴を述べた文脈において、この「曲げられた」とは、媒体に提供される折り重ねられるか、または折り目を付けた結果ではなく、なだらかな波形パターンを意味しており、それぞれの谷7bと尾根7aとは半径Rの円弧に沿って形成されることになる。このようなZ型濾過媒体のための典型的な半径は、少なくとも0.25mm、通常は3mmとなるであろう。
【００２４】
図1の波形シート3の特定の規則的に曲げられた波形パターンの追加的な特徴は、各谷と溝の間の中間点30で縦溝流路7の曲率が変換する領域があることである。例えば、図1の面3aの裏面と谷7bは凹領域であり、尾根7aは凸領域である。もちろん、正面か面3ｂに向けて見れば、谷の面3aは尾根となり、尾根7aの面3aは谷となる。（別構成例によれば、領域30は部分30で曲面でなく直線構成としても良い。）  図1の波形シート3の特定の規則的に曲げられた波形パターンの特徴点は、概ね直線的であることである。ここで、「直線的」とは、縦溝流路の端部8、9の間において少なくとも70%、通常は少なくとも80%の距離で尾根7aと谷7bの横断面形状が実質的に変化しないことを意味する。図1の「直線的」な縦溝流路は、2003年6月12日に公開された国際公開第WO 97/40918号および第WO 03/47722号の図1に基づき記述された波形媒体のテーパ状の縦溝流路とは相違するので、これらを本出願に合体する。例えば国際公開第WO 97/40918号においける、図1に図示されたテーパ状縦溝流路は、曲げられた波形パターンではあるが、「規則的な」パターンあるいは直線的なパターンではない。
【００２５】
本発明の図1を参照すると、上記のように媒体1は第1端部8と第2端部9とを対向して有する。媒体1が媒体梱包体となるように巻き付けられるときに、第2端部9は媒体梱包体の入口端部を形成し、第1端部8は媒体梱包体の出口端部を形成することになるが、入口と出口を逆にした構成も可能となる。
【００２６】
隣接した端部8には面シート4と波形シート3とをシールするためのシール棒状接着剤10が設けられる。この棒状接着剤10は波形シート3と面シート4の間の棒状接着剤であり媒体片1を形成するために使用されることから、時として「シングルフェーサ」棒状接着剤と呼ばれることもある。シール材棒状接着剤10は、端部8に隣接して塗布されることで空気通路となるべき縦溝流路11を個別に閉塞する。
【００２７】
一方、端部9に隣接して、塗布されるシール棒状接着剤14が設けられる。このシール棒状接着剤14は、端部9に隣接して設けられ、流体通路となる縦溝流路15を閉塞して、濾過前の流体が通過しないようにする。媒体1の波形シート3が内側に向けられ、それ自体に巻き付けられるときにこのシール棒状接着剤14が通常塗布されることになる。このためシール棒状接着剤14は面シート4の裏面17と、波形シート3の側面18との間でシール部を形成することになる。媒体片1がコイル状媒体梱包体となるように巻き付けられるときに使用されることからシール棒状接着剤14は、時として「巻線棒状接着剤」とも呼称される。また、上記のようにコイル状に形成する代わりに、媒体1が板状に切断されて、複数分が積み重ねられるときに使用される場合には、このシール棒状接着剤14は「積層棒状接着剤」と呼称されるであろう。
【００２８】
図1を参照して、媒体1が媒体梱包体に一旦組み入れられ、例えばコイル状または積層構成として準備されると、以下のように動作することができる。先ず最初に、矢印12の向きに流れる（汚染された）空気は、端部9に隣接して開口した縦溝流路11内に入る。棒状接着剤10によって端部8は閉塞されているので、導入された空気は矢印13で図示した方向に流れて媒体を通り抜け濾過が行われる。次に、空気は縦溝流路15の端部8に隣接した開口端部15aを介して介して外部に流れる。気流が逆方向にある状態には、上記と逆方向に空気を流すことで濾過を行うことができる。
【００２９】
図1に図示された特定の構造によれば、平行な尾根7aと谷7bの各溝付け部は完全に端部8から端部9の間で直線的に構成される。直線的縦溝流路または溝付け部は、特に端部を変形させるかまたは折り重ねることができる。この縦溝流路の端部の変更は、上記の定義である「規則的」、「曲げられた」、「波形パターン」の各定義から外れる。
【００３０】
直線的であり、かつ規則的に曲げられた波形パターンを用いないZ形濾過媒体構成が知られている。例えば、発明者の山田、他による米国特許第5,562,825号によれば、出口縦溝流路が幾分か半円形状(断面で)であり、これに隣接してV字形(曲げられた)の入口の縦溝流路を形成することが当該特許の図1、図3に図示されている。また、発明者の松本、他による米国特許第5,049,326号によれば、円形(横断面が)または管状の縦溝流路を形成するために半円形状のシートと、半円形状のシートとを接合して、平たんな領域を備える平行な直線的な構成が当該特許の図2を参照して記載されている。発明者、石井、他による米国特許第4,925,561号(図1)の縦溝流路によれば四角形の横断面を形成するように折り重ねられる構成が記載されている。また国際公開第WO 97/40918号(図1)によれば、曲げられた波形パターン(隣接している曲げられた凸部と凹部が谷を形成)を備え、直線的な部分に沿って先細りになる（このため直線的ではない）平行な縦溝流路が図示されている。この国際公開第WO 97/40918号によれば、異なる尾根と谷のサイズを備えた波形パターンを有する縦溝流路が図示されている。
【００３１】
一般に、濾過媒体は比較的に可撓性を有する材料である、非織布、繊維質材料(セルロース繊維、合成繊維または両方)であって、樹脂を通常含み、追加素材を含む素材から作られる。したがって、この素材を折り重ねることができ、波形パターンを損傷なしで構成できる。また、素材を容易に巻き付かせることができ、また使用のために容認できない媒体損傷なしで構成することができる。使用期間中は波形パターンまたは折り重ねられた構成をもちろん維持することができる。
【００３２】
溝付けの工程では、弾力性で元の形状に戻ることのない塑性変形が媒体に引き起こされる。すなわち、この工程では媒体が戻ることがないようにする。しかしながら、この工程で外力が解除されると、縦溝流路か溝付け部がスプリング・バックされて変形された伸び部分と曲がり部分の一部だけが残る状態となるであろう。面シートが、このスプリング・バックすることを禁止するために溝付シートに固定される。
【００３３】
また、一般に媒体は樹脂を含有する。上記の溝付けの工程の間に媒体を樹脂のガラス転移点以上の温度に加熱することができる。この後、樹脂が冷えると縦溝流路形状を維持する一助となる。
【００３４】
波形シート3と面シート4のいずれかまたは双方の媒体において、例えば米国特許第6,673,136号に記載されているような一方側面または両面に繊維材料を設けることができる。
【００３５】
Z型フィルタ構成に関する課題として個々の縦溝流路の端部をいかに閉じるかが挙げられる。通常、シール材か粘着剤が閉端をシールする目的で使用される。上記の記載から明らかなように、特にテーパ状縦溝流路とは対照的に直線的縦溝流路を使用する典型的なZ型濾過媒体梱包体によれば、上流の終端と下流の終端の双方に大きいシール材表面積(体積)が必要となる。これらの各終端位置での高品質のシール状態を得ることは媒体構造にとってかなり重要である。しかし大きなシール材体積と広いシール領域とが以上の点で問題となる。
【００３６】
次に、図2に着目すると、規則的に曲げられた波形パターンの波形シート43と、面シート44を使用するZ型濾過媒体構造40が図示されている。本図において、距離D1は、点50と点51の間であって、波形の縦溝流路53の下方で面する面媒体44の拡張領域を示している。距離D2は、波形のアーチ形の媒体に沿う距離であり、縦溝流路53を形成するとともに、波形の縦溝流路に沿うことから距離D2は、距離D1よりも大きくなる。一般に、溝付けされた濾過用で使用される典型的な規則的な媒体によれば、距離D2は、距離D1の少なくとも1.2倍に設定されるであろう。従来からの特定のエアフィルタ構成によれば、距離D1の1.2〜2.0倍の範囲内に通常、距離D2が設定され、距離D2が1.25〜1.35×距離D1になるであろう。このような媒体はドナルドソン社の商標登録名「パワー芯」としてZ型媒体構成として販売されている。この特徴は、縦溝/平坦比または媒体が波形(縦溝流路)である比率であるD2/D1比として特徴付けられることになるであろう。
【００３７】
一方、段ボール製造業によれば、様々な標準の縦溝流路が定義されている。例えば、標準のE段縦溝、標準のX縦溝、標準のB縦溝、標準のC縦溝および標準のA段縦溝である。添付の図15には、表Aと付属してこれらの縦溝に関する定義が規定されている。
【００３８】
本発明の出願人であるドナルドソン(DCI) 株式会社では、種々のタイプのZ型フィルタ構成において、標準のA段縦溝、標準のB縦溝の変形構成を使用している。これらの縦溝（流路）は表Aと図3に規定されている。
【００３９】
【表Ａ】
2008507400.tif 000003
【００４０】
もちろん、段ボール箱業界では、縦溝を他の方法で定義することも知られている。
【００４１】
一般に、波形の媒体を得るために溝付け形状に加工するために、段ボール箱業界で用いられている標準の縦溝形成工程をそのまま使用することができる。上記のDCIのB段の縦溝とDCIのA段の縦溝と、ダンボール業界での業界基準Aおよび標準Bとの間では共通する特徴がある。
【００４２】
II.溝付け媒体を用いるコイル状媒体構成の製造方法の概要
図4は、図1に図示された媒体片1に対応した媒体を製造する一例に関する工程を図示している。一般に、面シート64と縦溝流路68を形成した溝付け(波形)シート66は、粘着性の棒状接着剤70がこれらの間に塗布された状態で、媒体ウェブ69を形成するために合体される。この粘着性の棒状接着剤70は、図1で述べたシングルフェーサ棒状接着剤10を形成する。任意の折り目付け工程は、媒体ウェブの中間に位置する中央折り目部72を形成するようにステーション71で行われる。Z型濾過媒体74の2枚の媒体片76、77を作るために、棒状接着剤70に沿って切り裂くことで、各媒体片はシール材(シングルフェーサ棒状接着剤)が波付け部分と面している面シートの間に残った各端部を備えることになる。また、この折り目付け工程が使用されることで、シール材(シングルフェーサ棒状接着剤)の片の端部は1組の縦溝流路を形成することができる。
【００４３】
図4に関連して特徴付けられた技術は、2004年1月22日に国際公開第WO 04/007054号として開示されたので、本内容を本願に合体する。
【００４４】
依然として図4を参照して、折り目付け工程のテーション71を通過し、次に2枚に分離されるまでの間にZ型濾過媒体74は成形されなければならない。図4で示される模式図的に図示される工程では、1組の波形ロール94, 95の間に平らな媒体92を通過させることで、上記の成形が行われる。図4で示される模式図によれば、平らな媒体92はロール96から解かれて広げられテンションローラ98に巻きついて波形ロール94, 95の間の歯102に噛み付くことで波形に加工される。このため波形ロール94, 95には平らなすトリップ92がニップ102を通り抜けた後に波形を成形させるための必要な形を備えた歯104が形成されている。このニップ102を通り抜けた後に、平らなストリップ92は波形に加工され波形シート66となる。これに続き、波形シート66は面している面シート64に固定される。(波形付け工程は、いくつかの事例では媒体を加熱する工程を含むであろう。)
依然として図4を参照すると、各工程において面シート64がステーション71に送り出されることが図示されている。面シート64はロール106として格納されている様子が図示されており、波形シート66に向けて搬送されてZ型濾過媒体74を形成する。波形シート66と面シート64とは粘着剤または他の方法(例えば、超音波溶着による)によって一体的になるように固定される。
【００４５】
図4を参照すると、波形シート66を固定するために使用されるシール材棒状接着剤は、面シート64上の線70に沿うように塗布される。また、このように塗布する代わりに線70aで示されるように棒状接着剤を塗布しても良く、この場合には、この棒状接着剤70aを逃げるために波形ロール95、または波形ロール94, 95の双方に間隙を形成することが望ましいであろう。
【００４６】
波形の媒体に形成される波形形状は任意に選択でき、波形ロール94, 95の波形または波形の歯によって変更されることになる。一つの好適な波形のパターンは上記のように定義されるような直溝として規則的に曲げられた波形パターンがあり、上記の距離D2が距離Dlの少なくとも1.2倍となるように定義され、規則的に曲げられた波形パターンが使用されることになる。好適な用途では、通常、D2=1.25〜1.35x Dlとなる。いくつかの事例では、「規則的ではない」曲げられた波形パターンまたは例えば直溝を使用しないものも可能となる。
【００４７】
図4で図示された工程によれば、中央に押し潰し部分72が作られる。図5は、押し潰し工程と切込み工程の後に構成される縦溝流路68の一例を図示した横断面図である。
【００４８】
本図において、縦溝流路120を形成するために4つの折り目121a, 121b, 121c, 121dを有する折り目構造118が図示されている。この折り目の構造118は、面シート64に固定される平らな第1層または一部122を含む。第2層または一部124が、第1層または一部122に押し付けられた様子が図示されている。望ましくは第2層または一部124が第1層または一部122の反対の外側の端126, 127で折り重ねられて形成されると良い。
【００４９】
依然として図5を参照して、折り目121a, 121bの2つは「上側で内部で指示された」折り目か折り目と呼ぶ。折り目120が、図5のように位置決めされると「上側の」は、折り目が全体の折り目120の上部に位置する。「内部で指示される」は、各折り目121a, 121bの線か折り目線が片方に向かうことを意味する。
【００５０】
図5において、折り目121c,121dは「下側で外面的に指示された」折り目と呼ばれる。この「下側で」とは、折り目121c,121dが折り目121a, 121bのように上面に位置していないことを意味する。「外面的に指示される」とは、折り目121c,121dが互いに離れて指示される状態であることを意味する。
【００５１】
図5の位置決め状態を見ると、「上側」と「下側」は特に折り目120について規定していることが分かる。折り目120が実際の製品の中で構成されると方向は意味を持たない。
【００５２】
これらの特徴点と図5の構成から判断すると、少なくとも2つの「上側で内部で指示された折り目」を含むものであると考えることができる。これらの内部に指示された折り目は独創的であり、折り重なることで隣接している縦溝流路への食い込みを引き起こさない総合的な構造を提供できる。
【００５３】
また第2層または一部124に対して押し付けられるようにされた第3層または一部128が図示されている。第3層128の対向する内側の端部130,131が折り重なることによって第3層または一部128が形成される。
【００５４】
この折り目構造118を別の視点から見ると、波形シート66の交互の尾根と谷の幾何的配置が特徴である。第1層または一部122が逆さの形状の尾根から形成される。第2層または一部124は、逆さの尾根に対して折り重ねられた二倍のピーク部分(尾根を逆にした後の)に対応している。
【００５５】
図5で記述される任意の折り曲げ部を提供する技術は、国際公開第WO 04/007054号に記載されているので、これを本願発明に合体する。巻線棒状接着剤を塗布し媒体を巻き付ける技術は2004年3月17日にPCT出願された米国出願番号第04/07927号に記載されているので、当該出願も本願に合体する。
【００５６】
ここに記述される技術は、波形シート/面シートを「シングルフェーサ」片として巻きつける媒体梱包体の製造のために特によく適合可能となる。巻き付け以外の方法で形成される他の製造方法においては多数のシングルフェーサ片から形成される。
【００５７】
コイル状媒体梱包体構造の周囲を、さまざまな周辺定義付けさせることができる。ここで、「周辺定義」とこの変形例は、媒体梱包体の入口端または出口端の一方から見た外周面の形状を意味する。典型的な形状は、国際公開第04/007054号および米国出願番号第04/07927号に記載されている円形形状である。他の使用可能な形状としては長円形、小判胴形などがある。一般に楕円形の形状は対向する側面が、これに続く一組の曲げられた側面と連続している。また、いくつかの楕円形の形状では対向する側面も曲がっている。一般に、時として競馬場形状とも呼ばれる他の楕円形の形状によれば対向する側面は直線である。例えば、国際公開第04/007054号およびPCT米国出願番号第04/07927号において、このような競馬場形状の媒体梱包体が記載されている。
【００５８】
他の形状の周辺定義としては、媒体の巻き付け軸に直交した方向に破断した横断面形状として形状を定義することができる。
【００５９】
媒体の対向する流れ端部または流れ面は、さまざまに異なる定義を行うことができる。端部は概ねお互いに平たんであり垂直である。他の構造では、端部はその端面が先細りとなるように巻き付けられ、媒体梱包体の側壁の軸の軸端から軸方向に外面的に突出するように定義することができる。あるいは媒体梱包体の側壁の端から軸方向に向けて内部に突出するように定義することもできる。
【００６０】
さまざまな素材を用いて縦溝流路のシール(シングルフェーサ棒状接着剤、巻き付け用棒状接着剤または積層用棒状接着剤)を形成することができる。例えば、ホットメルトまたはポリウレタンの様々なシール素材が様々な用途別に使用される。
【００６１】
III. 点検整備可能な好適なフィルタカートリッジ、当該フィルタカートリッジとともに使用されるエアクリーナ
A.  エアクリーナの一般的な特徴点
本発明になるエアクリーナ組立体は図6で参照数字200によって表現されている。エアクリーナ組立体200は、図6では立体分解図として表現され、図7では分解前の組立図として表現されている。
【００６２】
図7を参照してエアクリーナ組立体は気流出口202および気流入口203を有したハウジング201を備えている。ここで図示以外の代替構成も可能であるが、図7で表現されるエアクリーナ200は入口203の上に垂直方向に配置された出口202を備えた配置構成で有効に動作する。図6において、設備の支持枠205に対して図示のように据付けられたエアクリーナ200の配置構成が図示されている。
【００６３】
代替構成も可能ではあるが、図示される特定の構成によれば出口202と入口203は軸方向に位置している。ここでこの文脈における「軸方向」とは、出口と入口が図8のエアクリーナ200の中央軸211に沿う方向であることを意味する。また、図示される特定の構成例において出口と入口とが互いに反対方向に位置することを意味する。
【００６４】
再び図7を参照して、ハウジング201は第1のメインフィルタカートリッジの受入部208と、図8のハウジング内部210を画定するように分離可能に設けられる入口エンドカバー部分209とを備える。図示される特定の構造では、受入部209は入口203をその上に含み、カバー部分208は出口202をその上に含む構成である。代替構成も可能であるが、図8を参照すると、エアクリーナ組立体200は、入口203および出口202が共通の中央軸211の周りに配置されることが分かる。ここで、気流の入口203と気流の出口202が同じ中央軸211に沿うように配置される場合には、それらは「軸方向に揃えられる」として特徴付けられることになる。
【００６５】
ハウジング201は模式図的に表現されている。例えば、通常は不図示のラッチ、ねじまたは他の構造が、部分208上の適所に部分209に合致して固定されることになる。例えば米国特許第619432号、第635291号および第6179890号に記述されるような類似ワイヤラッチまたはこれに類似した種々のラッチを使用することができる。この代わりにクリップ構造を使用することもできる。
【００６６】
図6を参照すると、エアクリーナ組立体200は点検整備可能なフィルタカートリッジ215を含んでいる。この文脈で「点検整備可能」とはフィルタカートリッジ215が使用の期間中にハウジング内部210において交換可能（動作可能）に設置されることを意味する。カートリッジ215は通常は消耗品であることから、一区切りの使用期間の経過後に取り除かれて、取り替えられる。一般的な動作では空気は入口203を介して内部210に吸引されてからフィルタカートリッジ215を通り抜ける。一般的にフィルタカートリッジ215は媒体梱包体216から構成される。この媒体梱包体216を通ることで気流が濾過される。濾過後の空気は出口202を介してハウジング201の外部に流出してエンジンの吸気部または他の構成に導入される。
【００６７】
典型的な動作では、空気を案内するための導管構造が入口203と出口202に固定されるであろう。
【００６８】
B.点検整備可能なフィルタカートリッジ215
図6のフィルタカートリッジ215は媒体梱包体216と端部枠体/シール構造217を含み、端部枠体/シール構造217は媒体梱包体216に固定される。
【００６９】
媒体梱包体216は、望ましくは上述のI章と、II章で述べたZ型濾過媒体構造を備えると良い。図示される特定の媒体梱包体216は小判胴形であり、対向する側面218a、218bと対向する湾曲面218c、218dとを備えた特に競馬場の走路の楕円形に媒体梱包体218が形成されているが、もちろんこの構成に限定されないことは言うまでもない。
【００７０】
一般的に、上記のシングルフェーサ片を用いて媒体梱包体216を形成するように巻き付かれる場合には図6に図示した末端220はコイル中に残されることになる。この末端220はその長手方向に沿うようにして、(a)波形の媒体と面しているシングルフェーサ片との間の縁部からの漏出を防止し、(b) 次のシングルフェーサ片の下部の縁部との間の漏出を防止するようにシールされる。このようなシールは、図6において末端220に沿って設けられるシール材221によって提供される。このシール材221としては、例えばホットメルトシール材または他のシール材を使用することができる。このようなシールは2004年3月24日に出願された米国予備出願番号第60/556133号に記述されているので、当該出願内容を本出願に合体する。
【００７１】
ここで、一般的に媒体梱包体216の内部に沿う末端も提供されることになるが、この末端についてもシールする必要がある。この末端にシールを施すための技術は、例えば2004年6月8日に出願された米国予備出願番号第60/578482号に記述されているので、当該出願内容を本出願に合体する。
【００７２】
引き続き図6を参照して媒体梱包体216は、入口の端部または表面222と反対側の出口端部または表面223を含んでいる。図示される特定の媒体梱包体216は入口の端面222と出口の端面223は夫々平面であり、互いに平行に配置されている。これ以外の代替構成も可能であって、例えば端面222、223が平面でない場合もある。
【００７３】
一般に媒体梱包体216は、上記のI章とII章で述べた端面222、223の間において拡張される多数の入口縦溝流路と出口縦溝流路を備える。入口縦溝流路は通常入口の端部222で開口しており出口の端部223で密封されている。一方、出口縦溝流路は端部222で通常密封されており出口の端部223で開口されている。
【００７４】
引き続き図6を参照して図示される特定のフィルタカートリッジ215は入口の枠構造/シール構造217を備えており、この構造217はハウジングシール225と、ハウジングシールサポート226(図11)と、カバーシール領域228と、入口の表面格子構造229とハンドル構造230とを含んでいる。
【００７５】
図示される特定のフィルタカートリッジ215は、ハウジングシールサポート226と入口の表面格子構造229およびハンドル構造230は、媒体梱包体216の入口端部に固定される図12の（入口)端部枠体235と一体形成される。さらに、図示される特定のフィルタカートリッジ215によればハウジングシール225とカバーシール228は端部222に配置される一つのシール構造236の一体成形部品となる。
【００７６】
図12を参照すると入口の端部枠部品235が図示されている。枠部品235は図6の媒体梱包体216の端部と係合するように構成され、図示される特定の構造によれば、枠部品235には対向する側面239、240と、対向する湾曲した端部241、242とを形成した楕円形の外側の周辺形を備えている。この場合には競馬場の走路形状となっており対向する直線の側面239、240が平行に設けられているが、この代替構成も可能であることは言うまでもない。
【００７７】
シールサポート226は枠部品235の外側の周辺形状となる小判胴形をなしている。シールサポート226は軸方向の拡張部244と周囲のスカート部または張出部245を形成している。ここで、「軸方向」とは使用の間、図6と図8において媒体梱包体216の入口の表面222と出口の表面223の間で空気が流れる方向を意味する。図14と図15において、シール拡張部244と張出部245は断面として図示されている。
【００７８】
図12を参照して、ハウジングシールサポート226は使用期間中において空気の通路となる開口した内部226aを一般的に形成する。一般に格子構造229は互いに区切られるとともに内部226aにまで達する拡張部229aを形成している。代替構成も可能であるが拡張部229aが張出部245に通常固定されて媒体梱包体216の端部223に係合する位置に設けられる。望ましくは格子構造229は開口して形成されており、少なくとも50%、より望ましくは少なくとも80%分開口するように構成されると良い。図示のように平行で垂直な交差している特定の構成は一例に過ぎず、これ以外にも格子構造229にはさまざまな構成が可能であることは言うまでもない。装飾目的または指定(商標/販売上の特徴)目的あるいは双方の目的から格子構造229の形を決定することができる。
【００７９】
図12を参照すると、ハンドル構造230は図6の媒体梱包体216から軸方向に外面的に離れるとともに、媒体梱包体の端面222に重なるように構成された枠体構造部品235を構成している。ハンドル構造230はハンドル構造230を把握し、カートリッジ215を図6のハウジング201に挿入するかまたはそこから取り除くために使用される。
【００８０】
図12を参照して図示される特定のハンドル構造230は、指先などを通してから容易に握るために2つの開口部250a、251aを形成した平たんな離間された部分250、251を含む構成である。これらの各部分250、251は媒体梱包体216の端面222から離れるように軸方向に突出されるとともに、端面222と重なるように外面的に突出形成されている。無論代替構成も可能であるが、望ましくは各開口部は側面239、240と並列され、湾曲した端部241、242の間に設けられる。
【００８１】
枠体構造235は成型された樹脂部品として準備され、例えばガラスまたは鉱物、あるいは双方を含有したナイロン樹脂材料から成形される。また所望であるならば、金属材料から枠体構造部品235を組み立てることもできる。
【００８２】
図12に図示された枠体構造が一体形成されるとは、部品235が破壊なしでは分離できない構成であることを意味する。したがって部品は単一のプラスチック部品として一体成形されるか、または溶接により金属部品を接続して一体構成される。なお、「一体成形」とは、必要な体積分の樹脂材料を用いて樹脂射出成形される部品であることを意味する。
【００８３】
引き続き図12を参照して、格子構造229aはハンドル構造230のハンドル250、251の一方または双方を握るユーザからの力を移すための力の伝達を行う構成として機能し、この力はハウジングシールサポート構造226に対して作用し、特に使用中において図11の媒体梱包体216の軸方向のサポート242へ作用する強制するハンドル構造として機能することが理解されよう。この構成の利点について以下に述べる。
【００８４】
次に、図10と図11に着目する。図10はフィルタカートリッジ215の側面図であって、一方の湾曲面218cに向けて媒体梱包体216を見た様子が図示されている。また図11は、図10のフィルタカートリッジ215を線11-11に沿って破断して図示した断面図である。図11において、媒体梱包体216が特定の内部構造を省略しており模式図的に図示されている。
【００８５】
この媒体梱包体216と入口の端部枠体構造235に加えて望ましくはフィルタカートリッジ215は以下を含むこととなる。
【００８６】
1.  フレーム構造部品235と媒体梱包体216の間のシールであって、媒体216の周囲に設けられることで空気の漏出を防止するシール。
【００８７】
2.  ハウジング208との係合でシール状態を維持するためにフレーム構造部品235上に位置されるハウジングシールであって、入口203から出口202にかけての空気流が図6の媒体梱包体216を通過させるようにするハウジングシール。
【００８８】
3.  オプションのハウジングカバーシールであって、使用中にハウジング部分208とカバー部分209との間を流れる余分な空気流を防止するハウジングカバーシール。
【００８９】
図11を参照すると、上記の各機能はシール構造またはシール素材236によって提供されることになる。より具体的には、枠体構造部品235と媒体梱包体216の間の接続部または合流部となる図11における領域260であって、出口端部223に隣接している領域で各シール機能が提供されることとなる。接続部260は、媒体梱包体216の周辺(周囲)の領域261に隣接する入口の端部222において拡張されるシール素材でシールされるとともに、領域261はシール構造236の残りの部分と一体成形される。
【００９０】
代替構成も可能であるが、ハウジングシールは、図6において一般的に矢印方向270にハウジング201に挿入されると領域236は半径方向シールを形成する外側の周辺235を定義することで形成される。このようなハウジングシールは、シール表面225が放射状に外面的に指向されることから「外側の半径方向シール」として特徴付けられる。表面225は段差を設けるように構成されており、より小さい大きさのステップが225aとより大きいステップ225bとを備えている。
【００９１】
ハウジングカバーシールは、領域275によって提供され、この領域はシール素材236の軸方向の外側のチップから形成される。
【００９２】
代替構成も可能であるが、通常望ましくはシール成形部は適所のフィルタカートリッジ215上に樹脂を用いて成形される。通常使用可能なシール素材は発泡ポリウレタン樹脂が挙げられる。多くの場合、ポリウレタン樹脂は1立方フィートあたり30ポンド（0.32g/cc)以下の密度に成形され、通常は1立方フィートあたり22ポンド(O.35g/cc)以下の密度を備える。また、硬度は通常12-12の範囲、30以下、通常25以下のショア Aスケール硬度を有する。より硬くより比重の高い素材を使用することができるが、このような素材は挿入時に抵抗が増加し費用と重さが加わるので好まれない。
【００９３】
シールがハウジング部分に挿入される方向を「シール差込み方向」または「正常なシール差込み方向」と呼ぶ。ハウジングシール領域236の特定のシール表面225は、媒体216に向かう差込み方向でシールを構成できるように、媒体の端部223に対向する端部222に向かうようにシール領域236を形成している。「正常なシール方向」は反対方向に挿入した場合にはシールを形成できないことを意味する。
【００９４】
図11を参照するとシール領域236は、挿入方向に逆らわない斜めの輪状の表面236aと周囲236bおよび挿入方向とは逆方向に傾いた輪状の表面236cとを含む。代替構成も可能であるが、斜めの表面236aは斜めの表面236cよりも長く形成される。この文脈で「挿入方向に逆らわない方向」と「挿入方向に逆らう方向」とは挿入方向を意味する。
【００９５】
次に図9に着目すると、ハウジング208は軸方向の端部280と、この端部280と側壁部282との間の張出部281とを含む。張出部280はフィルタカートリッジ215を矢印270方向に挿入させるための開口を規定する。張出部281の内側面281aは、フィルタカートリッジ215のためのシール面を形成する。張出部281と側壁部282との間の途中領域283は、シール領域236の内側停止面として使用することができる。
【００９６】
上記のような構成によれば、枠体構造235とシール構造236とを含む構成によって得られる利点が理解されよう。特に、ハンドル構造230が挿入時に操作されて所定位置でフィルタカートリッジ215のシール状態を維持するとともに、ハンドル構造230の操作力が図9の配置位置からカートリッジ215を取り外すか移動するように枠体構造235を介してシール構造260に移動されるが、このときの操作力は媒体梱包体216には伝達されないようになる。したがって、媒体梱包体216がハンドル構造230とともに移動されるときに、操作力は媒体梱包体216には伝達されないようにできる。もちろん接合部260において媒体梱包体216が固定されている関係から、図11の「225」で示したシール部分の圧縮力が解除されることになる。したがって圧縮力は媒体梱包体216には伝わらない。むしろこの圧縮力はサポート226と枠体構造229を介してハンドル構造230に伝わることになる。
【００９７】
カバーシールは、カバー209と領域236の間で「290」で図示した部位に形成される。特にカバー部品209は、端部に半径方向に延びる棚291を形成しており、この棚291は外側の軸の拡張部292と側壁293との間で拡張するように形成されている。したがってカバー209が所定位置に設けられると領域290で軸方向のシール表面310に接触するシール素材236によるシールが形成されることになる。このシール領域236においてわずかに軸方向に圧縮力を例えばラッチによって発生させることで軸方向シールが形成される。
【００９８】
C.  図16から図19に図示するメインフィルタカートリッジ部分208
図16から図19に着目すると、ハウジング部分208の内部の細部が図示されている。出口202に隣接して内側のフィン構造295からなる媒体端面のサポート構造294が位置している。フィン構造295は個々のフィン296を含む。各フィン296は図19に図示した中央のリング297に接合している。したがって各フィンは側壁298とリング297の間に延設されている。カートリッジ215が設置されるときに、複数のフィン297とリング297であるフィン構造295が媒体梱包体216の出口端部222に対して係合するようになる。その結果、フィン構造295は媒体梱包体216が入口の表面223から出口表面222に向かって向けて形成された媒体を支えるための格子として作用でき、使用中において空気圧力で発生するひずみに耐えることができる。ここでフィン296とリング297は「ハブとフィン媒体梱包体出口支え構造」としてまとめて参照されるであろう。
【００９９】
図8を参照すると、一般にハウジング部分208の側壁298は、媒体梱包体216を領域298aと298bの間で次第に先細りされて形成された内部空間に置かれていることが分かる。この内部に向かう先細り角度は通常0.6°と少ない。領域298bに隣接する部分で内部の先細り角度を比較的小さくすることで梱包体216の係合端216bがこの位置で支持される。また領域のポイント298aは、張出部281と部分282の間の合流点で位置するハウジング壁であって、上述された遷移領域283に位置する。
【０１００】
D.  エアクリーナの設置とその使用に関する事例
代替構成も可能であるが、図示されたエアクリーナ200は、図7の配置構成においてトラックのエンジンフードの下方において車体に固定されることで、整備点検時に容易に近づくことができる配置構成である。整備点検作業は、図6において矢印300方向となる下向きにカバー209を取り外し、下向きにカートリッジ215を引き抜き、交換する作業となるであろう。このとき上述した外面的に指示された半径方向シールにより設置作業が容易となる。その理由は、カートリッジ215が一旦ハウジング部分208の内部208aに挿入されると、シール236が内部281aに沿うように張出部281に対して係合されるので、カバー209が設置される前にすでにシール圧縮が発生するので適所にカートリッジ215を保つことができるようになるからである。次にカバー209を置いて適所の例えばラッチ、ねじ、ボルトまたはクリップを用いてカバーを確実に固定することができる。また、カバー209が一旦取り外されてもカートリッジ215はユーザがハウジング部分208との密封状態が維持されるので、ハンドル構造230を把持してカートリッジ215を引き抜くまでは適所に残すことができるので、分解作業と整備点検作業が容易となる。
【０１０１】
また、図9において「290」で示したカバーシールも有効である。このカバーシールはケーシングカバー209とハウジング208の間から空気が内部に入ることを防止できる。シール状態がシール領域236と一体的になる軸方向シール領域217から形成されるのでフィルタカートリッジ215が点検整備されるときに自動的に形成できる。したがって余分なシール部品が不要となるので点検整備作業がより簡単となる。もし望まれるならば軸方向のシール領域217を図示とは異なる形状にすることもできる。
【０１０２】
このハウジングシール290は媒体梱包体216の上流側の端部223に位置するが、トラックのエンジンフードの下方の環境はエアクリーナ201に導入して欲しくない汚染物質が存在するのでこの位置が最適となる。
【０１０３】
使用環境とエアクリーナ構造に関して図20に着目する。図20において車両300は図式的に表現されている。特にトラックである場合に領域300を備え、エンジンフードか同様の構造の下方には内部領域301が形成されており、この領域にエンジンとエアクリーナ構造が取り付けられている。図20において、エアクリーナは「302」で図示されており、エアクリーナ302に空気を流入する入口のダクトはダクト303で示されており濾過後の空気流ダクトであるダクト304は下流側に配置されており最終的にはエンジンの吸気口に向けられている。
【０１０４】
図示されたエアクリーナ302は、図6〜図19を参照して述べた構成を概ね備える。
【０１０５】
E.  図21から図26のエアクリーナ組立体の事例
図21において、参照数字の「400」は本発明に従うエアクリーナ組立体を示す。このエアクリーナ400は、一般に上述のフィルタカートリッジ215を含む。
【０１０６】
このエアクリーナ400は、ハウジング部分402とカバー403を含む。このカバー403はハウジング部分402に形成されたボルト受け部405に対応したボルト孔拡張部404を含む。組み立て後の使用中においてハウジング部分402に対してカバー403を固定するために拡張部404にボルトを通してから受け部405にボルトを螺合することで固定できる。図22においてハウジング部分402の上にカバー403位置した状態でエアクリーナ400が図示されている。
【０１０７】
図22を参照すると、参照番号の「410」で気流入口が示されている。この気流入口410は、エアクリーナ400の内部に空気を向けるように軸方向とは逆方向となる側方に設けられている。図21を参照すると、ハンドル250は狭い幅寸法の部分が気流の流れる方向に沿うよう状態で置かれることにより気流を制限または抑制しないようにしている。
【０１０８】
図21を参照するとハウジング部分402はその端部406に凹部407を形成している。エアクリーナ400が組み立てられるときに、この凹部407は図22に図示したように上記の気流入口410の一部を受け入れる。このハウジング部分402は代替の吸込みカバーを収容するための第2の凹部407aを形成している。このように形成されるハウジング部分402はより広範な使用目的を可能にしている。
【０１０９】
図23にはハウジング部分402が図示されている。本図では特にハウジング部分402の内部402aを見ることができ、カートリッジ215が設置されると領域414においてハウジングシールが形成されることが分かる。このハウジング部分402は、湾曲した側422の反対側の図21の湾曲した側421の側にサイド気流出口420を形成しており、また湾曲した側422の凹部407はカバー403の気流入口410と揃えて形成されている。図24においてハウジング部分402は平面図で図示されている。本図においてハウジング部分402は図21のフィルタカートリッジ215の下流側の端部223を支持するための格子構造を横切るように構成していないことが分かる。しかしながら望まれるならばこの格子構造を提供することもできる。
【０１１０】
図25において出口420の横断面図が図示されている。
【０１１１】
また、図26において異なった配置構成の出口420が横断面図で図示されている。
【０１１２】
図21を参照すると、カバーの入口部分403が「U」字形状の流路として構成されていることが分かる。すなわち空気は入口410から入り、カートリッジ215の端面222に達するためにUターンして拡散し、カートリッジ215を通りハウジング部分402の出口端420に向かって流れることとなる。このU字形状の代替構成も可能である。
【０１１３】
引き続き図21を参照して、出口420が軸方向に対して直角の「L」字状の出口であることが分かる。すなわち空気はハウジング部分402から出るときに「L」字型にターンしてからハウジング部分402の外部に出ることになる。代替構成も可能であるが、当該構成は便利な構成である。もちろんこれに限定されず他の方向に向かう出口420を設けることもできる。
【０１１４】
F.  いくつかの寸法上の事例
エアクリーナ構造201はさまざまなサイズと構成で提供することができる。上記の図を参照して述べた構成は本発明の原理を説明するためのものであり、また特に点検作業時の差込みに便利となる構成について述べたものである。
【０１１５】
図示の構成では、以下の各寸法を備えることで実際に動作可能となるであろう。
【０１１６】
1.  入口203のポイント203aと出口202の上のポイント202aの間の長さ寸法は、図8において392.6mmである。
【０１１７】
2.  媒体梱包体の軸方向長さは200mmである。
【０１１８】
3.  媒体梱包体の長軸方向の幅寸法は216mmである。
【０１１９】
4.  媒体梱包体の短軸方向の幅寸法は114mmである。
【０１２０】
5.  シール素材の圧縮前の最も長い外側の周辺幅寸法は228.9mmである。
【０１２１】
6.  シール素材の短軸方向で最も長い外の周辺幅寸法は126.9mmである。
【０１２２】
7.  張出部281の最も長い内面の寸法であってシール236とハウジング201の間の張出部281の内部の周りの寸法は、合計1.2mmまたは0.6mmの変形分を考慮して227.7mmである。
【０１２３】
8.  チップ310と端部ポイント311の間のシール素材236の軸方向長さは図11において34mmである。
【０１２４】
9.  ポイント311とポイント312の間の軸方向長さは図9において10.8mmである。
【０１２５】
10.  ポイント313における媒体梱包体216と内部282aの間の距離は図9において2.1mmである。
【０１２６】
11.  ハウジング側壁厚みは1.9mmである。
【０１２７】
上記以外の各寸法は図面を参照して上記数値から得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１２８】
【図１】は、本発明で使用されるZ型濾過媒体を断片的に図示した外観斜視図である。
【図２】は、図1の濾過媒体の一部の横断面図である。
【図３】は、様々な波形媒体を規定した模式図である。
【図４】は、本発明に従って媒体を製造するための工程を図示した模式図である。
【図５】は、本発明で使用可能な媒体縦溝流路の別構成である端部折り曲げ部の横断面図である。
【図６】は、車両の一部に取り付けられた本発明になるフィルタカートリッジを含むエアクリーナの概要を模式的に図示した立体分解図である。
【図７】は、図6のエアクリーナ組立体の側面面である。
【図８】は、図7の線8-8に沿って破断して示した横断面図である。
【図９】は、図7と図8で図示された構造の一部を拡大して図示した横断面図である。
【図１０】は、図6から図9のエアクリーナ組立体で使用可能なフィルタカートリッジ部品の側面面である。
【図１１】は、図10の線11-11に沿って破断して示した横断面図である。
【図１２】は、図10と図11のフィルタカートリッジで使用することが可能な部品の外観斜視図である。
【図１３】は、図12のフィルタカートリッジ部品の平面図である。
【図１４】は、図13の線14-14に沿って破断して示した横断面図である。
【図１５】は、図13の線15-15に沿って破断して示した横断面図である。
【図１６】は、図6から図9の組立体のハウジング部品の横断面図であって、図16は図17の線16-16に沿って破断して示した横断面図である。
【図１７】は、図16のハウジング部品の横断面図であって、図18の線17-17に沿うより広い面で破断して示した横断面図である。
【図１８】は、ハウジング部品の内部に向かって図示した平面図である。
【図１９】は、図16から図18に図示したハウジング部品を内部に向かって見た外観斜視図である。
【図２０】は、本発明になるエアクリーナを含む車両システムの概要図である。
【図２１】は、図10と図11によるフィルタカートリッジを含む第2のエアクリーナ組立体の立体分解図である。
【図２２】は、分解前の図21のエアクリーナの外観斜視図である。
【図２３】は、図21のエアクリーナのハウジング部品を内部に向かって見た外観斜視図である。
【図２４】は、図23の部品を内部に向かって見た平面図である。
【図２５】は、図24の線25-25に沿って破断して示した横断面図である。
【図２６】は、図25の線26-26に沿って破断して示した横断面図である。
【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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【国際調査報告】
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