(57)【要約】フィルターエレメントを使用するフィルター装置及び方法であって、長手方向軸線とその軸線方向端面とを有し、中央巻き付け構造及びこの巻き付け構造に巻き付けられるある長さの溝ひだ付きフィルター材料を有し、媒体の溝ひだがフィルターエレメントを通って軸線方向に通過する流体の濾過を提供するよう配向されている。フィルター媒体の縁は、媒体が巻き付け構造に巻かれる場合にフィルターエレメントの軸線方向端面を成す。巻き付け構造の軸線方向端はフィルターエレメントの軸線方向端面に隣接して配設される。巻き付け機構は、巻き付け構造の軸線方向端から巻き付け機構の遠位端に向かって実質的に軸線方向外側に延在する。フィルター媒体は、フィルターエレメントの軸線方向端面が巻き付け機構の遠位端と実質的に面一に配設されるように巻き付け構造に巻かれる。
2010512237.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
巻き付け構造に巻き付けられたある長さのフィルター媒体を有するフィルターエレメントを製造する方法であって、
前記フィルターエレメントは長手方向軸線及びフィルターエレメントの軸線方向端面を有し、
前記ある長さのフィルター媒体は、前記巻き付け構造にフィルター媒体を巻き付けたときに前記フィルターエレメントの前記軸線方向端面を実質的に成すフィルター媒体の縁を有し、
前記巻き付け構造は前記フィルターエレメントの前記軸線方向端面に隣接して配設される前記巻き付け構造の軸線方向端を有し、
前記巻き付け構造は巻き付け機構を含み、前記巻き付け機構は前記巻き付け構造の前記軸線方向端から実質的に軸線方向外側に前記巻き付け機構の遠位端まで延在し、
前記フィルターエレメントの前記軸線方向端面が前記巻き付け機構の前記遠位端と実質的に面一に配設されるように前記巻き付け構造に前記ある長さのフィルター媒体を巻き付ける工程を備える、
フィルターエレメントの製造方法。
【請求項２】
前記巻き付け構造の前記巻き付け機構は、巻き軸線に対して横方向に前記巻き付け構造を位置決めするストッパーを更に成し、
前記巻き軸線に対して横方向に前記巻き付け構造を位置決めする前記巻き付け機構の前記ストッパーを使用する工程を更に備える、
請求項１に記載のフィルターエレメントの製造方法。
【請求項３】
前記巻き付け構造に前記媒体を巻き付けるため、前記フィルターエレメントの長手方向軸線と実質的に平行に延在する巻き軸線を中心として前記巻き付け構造を回転させるために、前記巻き付け機構に巻き付けトルクを加える工程を更に備える、
請求項１に記載のフィルターエレメントの製造方法。
【請求項４】
前記巻き付けトルクが前記巻き付け機構に加えられるように前記巻き付け機構を巻き付け機に係合する工程を更に備える、
請求項３に記載のフィルターエレメントの製造方法。
【請求項５】
前記巻き付け機は駆動機構を有するマンドレルを含み、
前記巻き付け機構は前記マンドレルの前記駆動機構と動作可能に係合する少なくとも１つの横向きガイド面を形成する１つ以上の突起を備え、
前記巻き付け構造の前記巻き付け機構の１つ以上の突起により形成される前記横向きガイド面に前記マンドレルの前記駆動機構を動作可能に係合する工程を更に備える、
請求項４に記載のフィルターエレメントの製造方法。
【請求項６】
前記マンドレルは、前記媒体が前記巻き付け構造に巻き付けられる際に実質的に前記巻き軸線に一致して位置する駆動軸線を有し、
前記横向きガイド面及び駆動機構は、前記巻き付け構造が横方向に前記駆動軸線に向けて案内される際に前記ガイド面と前記駆動機構との係合を摺動させるよう連携して構成され、
前記ガイド面を、前記巻き軸線が実質的に前記駆動軸線に一致する点まで前記駆動機構上を摺動させることにより、前記駆動機構を前記横向きガイド面に動作可能に係合する工程を更に備える、
請求項５に記載のフィルターエレメントの製造方法。
【請求項７】
前記巻き付け構造の前記巻き付け機構は、前記巻き付け構造と前記マンドレルとの間の相対的な摺動を制限するよう前記駆動機構を係合するストッパーを更に形成し、前記ストッパーが前記駆動機構に実質的に当接しているときに前記巻き軸線が前記駆動軸線と実質的に一致するように構成され、
前記ストッパーを前記駆動機構に実質的に当接させる工程を更に備える、
請求項６に記載のフィルターエレメントの製造方法。
【請求項８】
巻き付け構造に巻き付けられたある長さのフィルター媒体を備えるフィルターエレメントであって、
前記フィルターエレメントは長手方向軸線及びフィルターエレメントの軸線方向端面を有し、
前記ある長さのフィルター媒体は、前記巻き付け構造にフィルター媒体を巻き付けたときに前記フィルターエレメントの前記軸線方向端面を実質的に成すフィルター媒体の縁を有し、
前記巻き付け構造は前記フィルターエレメントの前記軸線方向端面に隣接して配設される前記巻き付け構造の軸線方向端を有し、
前記巻き付け構造は巻き付け機構を含み、前記巻き付け機構は前記巻き付け構造の前記軸線方向端から実質的に軸線方向外側に前記巻き付け機構の遠位端まで延在し、
前記ある長さのフィルター媒体は、前記フィルターエレメントの前記軸線方向端面が前記巻き付け機構の前記遠位端と実質的に面一に配設されるように前記巻き付け構造に巻き付けられている、
フィルターエレメント。
【請求項９】
前記巻き付け構造の前記巻き付け機構は、前記巻き付け構造に加えられる巻き付けトルクを発生するために、前記巻き付け構造の幅に巻き付け力を加える実質的に前記巻き付け構造の幅に沿って延在する少なくとも１つのガイド面を形成する１つ以上の突起を備える、
請求項８に記載のフィルターエレメント。
【請求項１０】
前記巻き付け構造の前記巻き付け機構は、巻き軸線に対して横方向に前記巻き付け構造を位置決めするストッパーを更に成す、
請求項９に記載のフィルターエレメント。
【請求項１１】
長手方向軸線と第１軸線方向端面及び第２軸線方向端面とを有するフィルターエレメントであって、
巻き付け構造と、
前記巻き付け構造に巻かれたある長さの溝ひだ付きフィルター媒体とを備え、
前記媒体の溝ひだが前記長手方向軸線と実質的に平行に配向され、それにより前記フィルターエレメントを通って前記長手方向軸線と実質的に平行に通過する流体の流れの濾過を提供し、
前記巻き付け構造は、前記フィルターエレメントの前記長手方向軸線と実質的に平行に延在する巻き付け構造軸線と、前記フィルターエレメントの前記第１軸線方向端面及び前記第２軸線方向端面に対応して隣接する前記巻き付け構造軸線に沿って前記巻き付け構造の対向端に配設される互いに反対を向く前記巻き付け構造の軸線方向端とを有し、
前記巻き付け構造は、長さ、幅、及び厚さを有し、前記長さは前記巻き付け構造の前記第１軸線方向端及び前記第２軸線方向端の間で実質的に前記巻き付け構造軸線に沿って延在し、前記幅は前記巻き付け構造軸線に実質的に直角に延在し、前記厚さは前記巻き付け構造軸線及び前記巻き付け構造の幅の双方に実質的に直角に延在し、
前記巻き付け構造は、前記巻き付け構造の両方の前記軸線方向端の少なくとも一方から実質的に軸線方向外側に延在する巻き付け機構も含み、
前記巻き付け機構は、前記媒体が前記巻き付け構造に巻かれる際に、前記フィルターエレメントの前記長手方向軸線と実質的に平行に延在する巻き軸線まわりに前記巻き付け構造を回転するために前記巻き付け構造に加えられる巻き付けトルクを受けるように構成される、
フィエルターエレメント。
【請求項１２】
前記巻き付け構造は互いに反対を向く第１軸線方向端及び第２軸線方向端を有し、前記フィルターエレメントは、前記巻き付け構造の前記第１軸線方向端及び前記第２軸線方向端のそれぞれから実質的に軸線方向外側に延在する巻き付け機構を更に備える、
請求項１１に記載のフィルターエレメント。
【請求項１３】
前記巻き付け構造は、互いに及び前記巻き付け構造軸線に対して横方向に離間される関係で接合される巻き付け構造の長手方向に延在する第１端及び前記第２端を有する巻き付け構造の本体を成す、
請求項１１に記載のフィルターエレメント。
【請求項１４】
前記巻き付け構造の厚さは、両端の間で最大の断面厚を有し、各端においてより小さい断面厚に収束する、実質的に楕円の断面を有する、
請求項１３に記載のフィルターエレメント。
【請求項１５】
前記断面は、両端の間に配設される大半径の対向中央部を有し、直線部によって長手方向外側に延在する両端の外表面を形成する小半径部と接合される、実質的に滑らかな外周面を形成する、
請求項１４に記載のフィルターエレメント。
【請求項１６】
巻き付け構造は接着剤／シーリング剤の層により前記フィルター媒体に接合され、それにより前記媒体と前記巻き付け構造の周面との接合部に沿う前記フィルターエレメントの両軸線方向端面間での流体連通を防止する、
請求項１５に記載のフィルターエレメント。
【請求項１７】
前記ある長さの溝ひだ付きフィルター媒体は、溝ひだを形成する一連の交互になった山及び谷を形成し、前記巻き付け構造の外周面の前記小半径部は、前記巻き付け構造の外周面の前記小半径部に対して位置する前記フィルター媒体の最初の層の２つ以上の隣接する溝ひだの山により密接に囲まれ把持されるよう構成される、
請求項１５に記載のフィルターエレメント。
【請求項１８】
前記ある長さのフィルター媒体はその先端縁を有し、両端の内の一つの前記小半径部は前記巻き付け構造の先端を成し、
前記先端を前記巻き付け構造に接合するテープ片を更に備え、前記媒体の前記先端縁が前記巻き付け構造の前記先端に実質的に巻かれることなく前記巻き付け構造に取り付けられるように構成される、
請求項１７に記載のフィルターエレメント。
【請求項１９】
前記媒体の先端縁は、実質的に媒体の山の１つに沿って媒体を切断することにより形成され、現れた半山を形成し、前記半山は接着性シーリング剤によって充填される、
請求項１８に記載のフィルターエレメント。
【請求項２０】
前記巻き付け構造の前記巻き付け機構は、巻き付けトルクを発生するために前記巻き付け構造の前記幅に巻き付け力を加える、実質的に前記巻き付け構造の前記幅に沿って延在する少なくとも１つのガイド面を形成する１つ以上の突起を備える、
請求項１１に記載のフィルターエレメント。
【請求項２１】
前記巻き付け構造の前記巻き付け機構は、前記巻き軸線に対して前記巻き付け構造を横方向に位置決めするストッパーを形成する、
請求項２０に記載のフィルターエレメント。
【請求項２２】
前記巻き付け構造は、前記巻き付け構造の前記幅にわたって延在する分割平面のまわりに構成され、前記分割平面は、前記分割平面に一致する分割線を有する二分割金型で前記巻き付け構造が成形できるように前記巻き付け構造の前記厚さを分割する、
請求項２１に記載のフィルターエレメント。
【請求項２３】
前記巻き付け構造は、互いに及び前記長手方向軸線に対して横方向に離間される関係で、前記長手方向軸線に対して横方向に延在する１つ以上の交差部材によって接合される、長手方向に延在する第１サイドレール及び第２サイドレールを有する巻き付けフレームを備える、
請求項１１に記載のフィルターエレメント。
【請求項２４】
前記巻き付けフレームは、前記巻き付け構造の前記厚さを通り、前記巻き付け構造の前記幅にわたって実質的に開口している、
請求項２３に記載のフィルターエレメント。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体又は気体形態の流体の流れから粒子状物体を取り除く流体用フィルターに関し、エンジンやコンプレッサ等の機械類に供給される吸気の濾過に使用される種類のフィルターを含む。
【背景技術】
【０００２】
フィルターエレメントの一般的に使用される一形態において、フィルターエレメントは、フィルターエレメントの長手方向軸線とその第１及び第２軸線方向端面とを有し、フィルターエレメントは、中央コアと中央コアに巻かれたある長さの溝ひだ付きフィルター媒体とを備え、媒体の溝ひだは実質的に長手方向に配向され、それによりフィルターエレメントを軸方向に通過する流体の流れの濾過を実現する。かかるフィルターエレメントは、通常、フィルターエレメントを洗浄又は新しいフィルターエレメントと交換するために定期的に取り外しできるようにハウジングつまりダクト内に取り付けられる。ハウジングを通過する流体がフィルターエレメントを迂回できないように、通常、フィルターエレメントとハウジングとの間にシールが設けられ、それにより確実にハウジングを通過する流体のすべてが必ずフィルターエレメントの一方の軸線方向端面に入り、フィルターエレメントの反対側の軸線方向端面から出るようにしている。
【０００３】
可能であれば、上述の種類のフィルターエレメントは典型的には直円柱状に形成され、フィルター媒体が丸い中央コアに巻かれる。しかしながら用途によっては、フィルターエレメントを非円柱形状に形成して特定用途の空間的制約を充たす必要がある。例えば、所謂「競技用トラック形状」エレメントでは、フィルターエレメントの断面形状は競技用トラック状であり、一対の曲線形（実施の形態によっては、両端が一対の直線状線分により接合される半円形）を有する。そのような競技用トラック形フィルターエレメント、及び楕円や長方形等の非円形断面形状を有するフィルターエレメントでは、例えば、ある長さの溝ひだ付きフィルター材料が非円形中央コアに巻かれる。かかる非円形中央コアの断面は、実質的に長方形であってもよい。
【０００４】
ジースク（Ｇｉｅｓｅｋｅ）他の米国特許７，００１，４５０Ｂ２、米国特許６,７４６,５１８Ｂ２、及び米国特許６，５４７，８５７Ｂ２に開示されるような競技用トラック形フィルターエレメントを提供する１つの従来アプローチにおいて、溝ひだ付きフィルター媒体は長方形中央板に巻かれる。中央板は波形領域を含み、その波形領域は、フィルターエレメントが巻かれる間、溝ひだ付き媒体を所定位置に保持するのに役立つとされる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
周知技術であり、ジースク特許に述べられているように、溝ひだ付きフィルター媒体は、典型的には媒体を中央板から遠ざかるように放射状に外側に曲げることができる固有の形状記憶を示す。円柱状中央コアを有するフィルターエレメントにおいては、媒体の湾曲は、コア上、又は媒体の既に巻かれている層の上に媒体を引きながら置くのを妨げることなく実のところ助けになりうるので、この固有の湾曲記憶は通常は問題にならない。しかしながら、ジースク特許に使用されている中央板等の競技用トラック形エレメントのコアに対しては、フィルター媒体の外側に曲がる固有の性向は、媒体の最初の層と中央板の間に確実で流体密なシールの生成を困難にする恐れがある。
【０００６】
ジースクによれば、溝ひだ付き媒体は平坦面よりも中央板の波形に良好に噛み合い、係合するので、中央板の波形はこの問題を緩和する。しかしながら実際には、ジースクの中央板の波形セクションは、巻き取り操作の間、コア面に掛かる巻き取り張力に引っ張られる一方で媒体の遊動能力に干渉することにより、フィルター媒体の最初の層と非円柱形コアの外面との間に所望の嵌合を実現するのを一層困難にする恐れがある。更に、かかるフィルターエレメントに典型的に用いられる種類の溝ひだ付きフィルター媒体は、寸法許容差の精確な管理にそぐわない工程によって紙状の材料の層から作られ、現実的には溝ひだ付き媒体は中央板の波形に上手く嵌合しない可能性があり、それにより媒体の最初の層が中央板の表面から遠ざかるように外側に押し出されてしまう性向を更にもたらす結果に繋がる。
【０００７】
更なる難点としては、ジースクの波形部は所与の溝ひだの外形に密接に合わなければならず、それにより任意の中央板との異なる溝ひだ間隔及び形状の利用を困難にし、ひいては在庫及び製造コストを押し上げかねない。この種のフィルターエレメントは大抵使い捨てであるので、適当な周期で容易に交換することができる。しかし、エレメント交換コストの増加に繋がる更なる製造の複雑さ及びコストは極めて好ましくなく、市場での優位な競争にとって著しい不利益となり得る。
【０００８】
巻き付けられたフィルターエレメント内の中央コアは本質的にフィルター完成品の非動作部であるので、中央コアは、できるだけ少ない材料を使用して最小コストで製造でき、かつ廃棄又は焼却も容易にできる形態で容易に製造され得る構造であることが望ましい。用途によっては、中央コアは可能な限り軽量に作られることも望ましい。ジースク特許の中央板はこれらの要求を満たしていない。ジースクの中央板は中央板の厚さを貫く複数の孔を含んでいるものの、ジースクの中央板はかなりの余剰材料を含んでいる。この条件は波形セクションを含むことによって悪化する。
【０００９】
ジースクの中央板は、フィルターエレメントの巻き付けの間スピンドルにより保持される中央板の一端の切り欠きも開示している。ジースクの切り欠きの構成は非能率的な駆動機構であり、スピンドルからの巻き付けトルクは明らかに切り欠きの側壁だけに加えられ、側壁は巻き軸線の直近に隣接して位置し、本質的に中央板の厚さで形成されている。かかる非能率的な駆動機構では、中央板を損傷せずに十分な巻き付けトルクを印加して媒体を中央板の外面又は既に巻かれている媒体層と密着するように引っ張るのに十分な強さにフィルター媒体内の張力を保つことは困難であろう。
【００１０】
競技用トラック形フィルターエレメントを形成する別の従来のアプローチは、クリスコ（Ｋｒｉｓｋｏ）らの米国特許７，００８，４６７Ｂ２及び米国特許６，９６６，９４０Ｂ２に示されている。クリスコは、無孔非円柱部材内に開口空間を形成する対面壁を有する、競技用トラック形非円柱の無孔の壁部材を含むコア構造を使用している。断面において、非円柱部材は、全体として、湾曲壁によって両端が接合される平らな対面壁を有する扁平な円柱形の管の外観を有していて、開口空間を取り囲んでいる。クリスコのコア構造の非円柱部材の対面壁と両端面は無孔である。クリスコのコア構造は、開口空間内に配置される成形構造及びプラグを更に含み、それらは強度を上げ、開口空間を軸方向に閉鎖して流体が開口空間を通って非円柱部材の内部に漏れないことを確実にしている。
【００１１】
クリスコの中央コア構造は、上述のジースクの中央板よりも更に複雑である。クリスコのコア構造は相当量の余剰材料を含むようにも見え、かかるコア構造を、製造するのに望ましくないほど高価で必要以上に重くしている。クリスコのコア構造は、また、フィルターエレメントの交換の際に廃棄又は焼却を要する相当量の余剰な材料ももたらしている。
【００１２】
従って、上述の問題の１つ以上を克服し、及び／又は改良により従来技術を超える有用性を提供するような、非円柱中央コアに巻かれたフィルター媒体を有する流体フィルターエレメントを製造する改良された方法及び装置を提供することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、巻き取り構造の軸線方向端から実質的に外側に延在する巻き付け機構を含む巻き構造に巻かれるある長さのフィルター媒体を有するフィルターエレメントを使用することにより、改良されたフィルター装置及び方法を提供する。ある長さのフィルター媒体は、フィルターエレメントの軸線方向端面が巻き付け機構の遠位端と実質的に面一で配設されるように巻き付け構造に巻かれる。本発明のある形態では、巻き付け構造は実質的に開口したトラス状構造であってもよい。
【００１４】
本発明のある形態では、フィルターエレメントは巻き付け構造に巻き付けられたある長さのフィルター媒体を含み、フィルターエレメントは、フィルター媒体が巻き付け構造に巻かれる際に長手方向軸線とフィルターエレメントの軸線方向端面とを有する。巻き付け構造は、フィルターエレメントの軸線方向端面に隣接して配設される軸線方向端を有する。巻き付け構造はまた、巻き付け構造の軸線方向端から遠位端に向かって実質的に軸方向外側に延在する巻き付け機構も含んでいる。ある長さのフィルター媒体は、フィルターエレメントの軸線方向端面が巻き付け機構の遠位端と実質的に面一に配設されるように巻き付け構造に巻かれる。
【００１５】
本発明のある形態では、巻き付け構造の巻き付け機構は、巻き付け構造の幅に巻き付け力を印加するために、巻き付け構造の幅に沿って実質的に延在する少なくとも１つのガイド面を形成する１つ以上の突起の形態を採ってもよく、それにより巻き付け構造に印加される巻き付けモーメントすなわちトルクを発生している。
【００１６】
本発明に係る装置及び／又は方法のある形態では、巻き付け構造の巻き付け機構は、巻き付け構造を巻き軸線に対して横方向に位置決めするストッパーを含んでもよい。
【００１７】
本発明に係るフィルターエレメントは、長手方向軸線とフィルターエレメントの第１及び第２軸線方向端面とを有し、巻き付け構造と、溝ひだ付きフィルター媒体であって該媒体の溝ひだを長手方向軸線と実質的に平行に配向した状態で巻き付け構造に巻き付けられたある長さの溝ひだ付きフィルター媒体とを含んでいてもよく、それによりフィルターエレメントを通って長手方向軸線と実質的に平行に通過する流体の流れの濾過を提供している。巻き付け構造は、フィルターエレメントの長手方向軸線と実質的に平行に延在する巻き付け構造軸であって、その両軸線方向端は互いに反対を向いていてフィルターエレメントの第１及び第２軸線方向端面に対応する位置に隣接して配設されている、巻き付け構造軸を有してもよい。巻き付け構造は、その長さ、幅、及び厚さを有することができ、長さは巻き付け構造の第１及び第２軸線方向端間で実質的に巻き付け構造軸に沿って延在し、幅は巻き付け構造軸に実質的に直角に延在し、厚さは巻き付け構造軸と巻き付け構造の幅の双方と実質的に直角に延在する。巻き付け構造は、巻き付け構造の両軸線方向端のうちの少なくとも一方から実質的に軸方向外側に延在する巻き付け機構も含んでいてもよい。巻き付け機構は、媒体が巻き付け構造に巻かれる際に、巻き付け構造に印加される巻き付けトルクを受け、フィルターエレメントの長手方向軸線と実質的に平行に延在する巻き軸線まわりに巻き付け構造を回転させるように構成される。
【００１８】
本発明は、フィルター媒体が巻き付け構造に巻かれる際に、ある長さのフィルター媒体がフィルターエレメントの軸線方向端面を実質的に形成するその縁を有し、フィルターエレメントが長手方向軸線及びフィルターエレメントの軸線方向端面を有するように、巻き付け構造に巻き付けられたある長さのフィルター媒体を有するフィルターエレメントを構築する方法の形態を採ってもよい。巻き付け構造は、フィルターエレメントの軸線方向端面に隣接して配設されるその軸線方向端を有するよう構成されてもよく、その際、巻き付け構造が巻き付け機構を含んでいて、巻き付け機構は巻き付け構造の軸線方向端から巻き付け機構の遠位端に向かって実質的に軸方向外側に延在する。この方法は、ある長さのフィルター媒体を、フィルターエレメントの軸線方向端面が巻き付け機構の遠位端と実質的に面一に配設されるように巻き付け構造に巻き付けることを含んでも良い。
【００１９】
本発明に係る巻き付け構造の巻き付け機構が、巻き付け構造を巻き軸線に対して横方向に位置決めするストッパーを更に成す場合、本発明に係る方法は、巻き付け構造を巻き軸線に対して横方向に位置決めする巻き付け機構のストッパーを使用することを更に含んでもよい。
【００２０】
本発明に係る方法は、巻き付け構造に媒体を巻くために、フィルターエレメントの長手方向軸線と実質的に平行に延在する巻き軸線まわりに巻き付け構造を回転させるため、巻き付け機構に巻き付けトルクを印加することを更に含んでもよい。この方法は、巻き付けトルクが巻き付け機構に印加されるように、巻き付け機構を巻き付け機に係合することを更に含んでもよい。
【００２１】
巻き付け機が駆動機構を有するマンドレルを含み、巻き付け構造の巻き付け機構がマンドレルの駆動機構と動作可能に係合する少なくとも１つの横向きガイド面を形成する１つ以上の突起を含む場合、本発明に係る方法は、マンドレルの駆動機構を巻き付けフレームの巻き付け機構の１つ以上の突起により形成される横向きガイド面と係合することを更に含んでいてもよい。媒体が巻き付け構造に巻かれる際に、マンドレルが、巻き軸線と実質的に一致して位置する駆動軸線を有する場合、横向きガイド面と駆動機構とは、巻き付け構造が駆動軸線に向かって横方向に導入される際に、ガイド面を駆動機構と摺動嵌合するよう連携させて構成されてもよい。かかる構造により、本発明に係る方法は、巻き軸線が駆動軸線と実質的に一致する点までガイド面を駆動機構上で摺動させることによって駆動機構を横向きガイド面と動作可能に係合することを更に含んでもよい。巻き付け構造の巻き付け機構が、駆動機構を係合して巻き付け構造とマンドレルとの間の相対的な摺動を制限するストッパーを更に含み、このストッパーが駆動機構に実質的に当接しているときに巻き軸線が駆動軸線と実質的に一致するように、本発明の形態において、本発明に係る方法は、ストッパーを駆動機構と実質的に当接させることを更に含んでもよい。
【００２２】
本発明に係るフィルター装置及び／又は方法は、巻き付けフレームの形態の巻き付け構造と、そのフレームに巻かれたある長さの溝ひだ付きフィルター媒体であって媒体の溝ひだが実質的に長手方向に配向されたものとを有するフィルターエレメントを含んでもよく、それによりフィルターエレメントを通って軸線方向に通過する流体の流れの濾過を提供する。本発明のある形態では、巻き付けフレームは実質的に開口したトラス状構造である。従来のフィルターエレメントに使用される中央板又は他の種類のコアよりも、巻き付けフレームの使用は、それらに限定しないが、製造性及び生産性の向上、並びにフィルターエレメントの環境適合性の向上を含む多くの利点を提供する。
【００２３】
本発明のある形態では、フィルターエレメントは長手方向軸線とフィルターエレメントの第１及び第２軸線方向端面とを有する。フィルターエレメントの巻き付けフレームは、フィルターエレメントの長手方向軸線と実質的に平行に延在するフレーム軸線と、このフレーム軸線に沿った巻き付けフレームの両端に配設されて反対側を向いた巻き付けフレームの第１及び第２軸線方向端とを有する。巻き付けフレームは、その長さ、幅、厚さを画成し、長さは巻き付けフレームの第１及び第２軸線方向端間で実質的にフレーム軸線に沿って延在し、幅はフレーム軸線に実質的に直角に延在し、厚さはフレーム軸線と巻き付けフレームの幅の双方に実質的に直角に延在する。ある長さの溝ひだ付きフィルター媒体は、溝ひだ付き媒体の溝ひだをフレーム軸線に対して実質的に長手方向に配向して巻き付けフレームに巻かれ、それによりフィルターエレメントを通って長手方向軸線に対して実質的に平行に通過する流体の流れの濾過を提供する。巻き付けフレームは、その厚さを貫通して、及びその幅にわたって実質的に開口していてもよい。巻き付けフレームは、トラス状構造であってもよい。
【００２４】
本発明に係る巻き付けフレームは、巻き付けフレームの幅にわたってフレーム軸線に対して横方向に延在する１つ以上の交差部材により、互いに及びフレーム軸線に対して横方向に離間した関係で接合され長手方向に延在する第１及び第２サイドレールを含んでもよい。横方向に延在する交差部材は、フレーム軸線に対して実質的に直角に、又はフレーム軸線に対して斜めに、もしくはそれらの何らかの組合せで配向されてもよい。交差部材は、実質的にまっすぐ、又は湾曲して、もしくはそれらの何らかの組合せであってもよい。巻き付けフレームのサイドレールと交差部材は、両サイドレール間に配設され、フレームの厚さを通って延在する開口領域を有していてもよい。フレームのサイドレールは、複数の交差部材により共に接合されてトラス状構造を形成してもよい。
【００２５】
本発明のある形態では、本発明に係る巻き付けフレームの厚さは、両サイドレールの間で最大断面厚を成し、各サイドレールにおいてそれより小さい断面厚に収束する実質的に楕円の断面を有していてもよい。フレームの断面は、両サイドレール間に配設される大半径の対向中央部を有し、直線部によりフレームの横方向端において小半径部と接合され、サイドレールの長手方向に延在する外側端を形成する実質的に滑らかな外周面を形成していてもよい。フレームに巻かれたある長さの溝ひだ付きフィルター媒体が、溝ひだを形成する一連の交互配列の山と谷を形成する場合、巻き付けフレームの外周面の小半径部は、巻き付けフレームの外周面に対して位置するフィルター媒体の最初の層の２つ以上の隣接する溝ひだの山により密接に囲まれ把持されるよう構成されてもよい。
【００２６】
本発明のある形態では、本発明に係る巻き付けフレームにおいていずれかのフレームレールの小半径部は、フレームの先端を形成してもよい。フィルターエレメントは、媒体の先端縁がフレームの先端に実質的に巻かれることなくフレームに取り付けられるように、ある長さのフィルター材料の先端縁を巻き付けフレームに接合するテープ片を更に含んでもよい。媒体の先端縁は、実質的にその溝ひだの山の１つに沿って媒体を切断して半山を形成してもよく、半山を接着性シーリング剤で充填してもよい。
【００２７】
本発明に係る巻き付けフレームの少なくとも１つの交差部材を、本発明に係るフィルターエレメントのフィルター媒体に接着剤／シーリング剤の層により接合してもよく、それにより媒体とフレームの周囲面との接合部に沿うフィルターエレメントの両軸線方向端面間での流体連通を防止してもよい。
【００２８】
本発明に係る巻き付けフレームは、フレームの軸線方向端を形成する交差部材とフレームの軸線方向端から実質的に軸線方向外側に延在する巻き付け機構とを含んでもよく、この巻き付け機構は、媒体がフレームに巻かれる際に、フレーム軸線と実質的に平行に配向される巻き軸線まわりにフレームを回転させるために、巻き付けトルクがフレームに印加されるように構成される。フレームの巻き付け機構は、巻き付けトルクを発生させるためにフレームの幅に巻き付け力を印加するため、実質的に巻き付けフレームの幅に沿って延在する少なくとも１つのガイド面を形成する１つ以上の突起を含んでもよい。フレームの巻き付け機構は、巻き軸線に対して横方向にフレームを位置決めするストッパーを更に成してもよい。
【００２９】
本発明に係る巻き付けフレームは、フレームの幅にわたって延在する分割平面まわりに構成されていてもよく、この分割平面は、分割平面に一致する分割線を有する二分割金型でフレームが成形できるようにフレームの厚さを分割する。
【００３０】
本発明は、また、長手方向軸線とフィルターエレメントの第１及び第２軸線方向端面とを有するフィルターエレメントを構築する方法の形態を採ってもよい。かかる方法は、本発明に係る巻き付けフレームにある長さのフィルター媒体を巻くことを含んでいてもよい。
【００３１】
巻き付けフレームを含むフィルターエレメントを構築する方法であって、該巻き付けフレームは外側端において小半径部と共に実質的に楕円の断面を有する本発明に係る方法は、ある長さの媒体の先端縁をフレームに貼り付けることと、媒体に巻き付け張力を印加しながら、フレームの最初の回転を介して巻き軸線まわりにフレームを回転させることとを含み、巻き付けフレームの外周面に対して位置するフィルター媒体の最初の層の隣接する２つ以上の溝ひだの山がフレームの外周面の小半径部の１つを密接に囲んで把持するようになされてもよい。
【００３２】
本発明に係る巻き付けフレームが軸線方向端から内側に離間される少なくとも１つの交差部材を有する実質的に開口したトラス状構造である場合、本発明に係る方法は、フレームの軸線方向端から内側に離間される交差部材に最初に接着剤／シーリング剤のビード（滴）を塗布することと、次いでフレームを中心として媒体を少なくとも１回完全に巻き付けた後に接着剤／シーリング剤のビードをフレームの軸線方向端近くに移動することとを含み、それにより媒体とフレームとの接合部に沿うフィルターエレメントの両軸線方向端面間又は媒体の連続する層間での直接的な流体連通を防止する方式で接着剤／シーリング剤の層によりフィルター媒体をフレームに接合する一方で、フィルターエレメントの両軸線方向端面間に位置する媒体の活性領域を増加させてもよい。
【００３３】
本発明に係る方法は、本発明に係る巻き付けフレームの巻き付け機構のガイド面に、フレーム軸線とフレームの幅とに実質的に直角な方向で、巻き付けモーメントを印加することを更に含んでもよい。巻き付けモーメントは、駆動軸線の周りを回転することができてフレームのガイド面に係合して動作するよう配向され連携して構成される少なくとも１つの駆動面を形成する１つ以上の突起を有する駆動体によって、巻き付け機構のガイド面に印加されてもよい。フレームに媒体を巻く前に、ガイド面を、フレームの巻き軸線が駆動軸線と実質的に一致する点まで駆動面上を摺動させることにより、駆動体をフレームのガイド面に係合させてもよい。媒体をフレームに巻いた後に、この方法は、駆動体を、駆動軸線に沿ってフィルターエレメントから軸線方向に移動させることにより、フィルターエレメントを外すことを含んでもよい。
【００３４】
本発明に係る巻き付けフレームの巻き付け機構が駆動体を係合するストッパーを含み、それによりストッパーが駆動体に実質的に当接しているときにフレーム軸線を駆動体の駆動軸線と実質的に一致するように位置決めする場合、本発明に係る方法は、ストッパーを駆動体に実質的に当接させることを含んでもよい。
【００３５】
本発明に係る方法は、フレームの幅を通って延在し、フレームの厚さを分割する分割平面を有する二分割金型で巻き付けフレームを成形することを含んでもよく、この際フレームは分割平面と一致する分割線を有する。
【００３６】
本発明の他の側面、目的及び利点は、以下の詳細な説明及び添付図面から明らかとなるだろう。
【００３７】
本明細書の中に組み込まれかつその一部を形成する添付図面は、本発明のいくつかの側面を例示し、その説明と共に、本発明の原理を説明するように機能する。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明に係るフィルターエレメントの代表的な実施形態の斜視図であり、巻き付けフレームの形態の巻き付け構造に巻き付けられたある長さの溝ひだ付きフィルター媒体を有している。
【図２】図１に示すフィルターエレメントの代表的な実施形態の巻き付けフレームの正投影図である。
【図３】図１に示すフィルターエレメントの代表的な実施形態の巻き付けフレームの正投影図である。
【図４】図１に示すフィルターエレメントの代表的な実施形態の巻き付けフレームの正投影図である。
【図５】図１に示すフィルターエレメントの代表的な実施形態の巻き付けフレームの正投影図である。
【図６】図１のフィルターエレメントの代表的な実施形態に示す巻き付けフレームの巻き付け機構の代表的な実施形態の斜視図である。
【図７】本発明に係る巻き付け構造の本発明に係る巻き付け機構の代替の実施形態である。
【図８】本発明に係る巻き付け構造の本発明に係る巻き付け機構の代替の実施形態である。
【図９】図１に示すフィルターエレメントの代表的な実施形態における巻き付けフレームの先端及び後端それぞれへのフィルター媒体の先端縁及び後端縁の取り付けの説明図である。
【図１０】図１に示すフィルターエレメントの代表的な実施形態における巻き付けフレームの先端及び後端それぞれへのフィルター媒体の先端及び後端の取り付けの説明図である。
【図１１】図１に示すフィルターエレメントの代表的な実施形態における巻き付けフレームの先端及び後端それぞれへのフィルター媒体の先端及び後端の取り付けの説明図である。
【図１２】図１に示すフィルターエレメントの代表的な実施形態の構造の詳細を示す斜視図である。
【図１３】図１に示すフィルターエレメントの代表的な実施形態の構築中における接着剤／シーリング剤のビードを塗布する方法を示す展開図である。
【図１４】図１に示すフィルターエレメントの代表的な実施形態を構築する装置の代替の実施形態である。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
本発明を特定の好適な実施の形態と併せて説明するが、これらの実施の形態に限定するものではない。逆に、添付の特許請求の範囲により定義されるように、本発明の精神及び範囲により、すべての代替、改変、及び均等物を含めるよう意図する。
【００４０】
図１は、フィルターエレメント１００の形態での本発明の第１の代表的な実施形態を示す。フィルターエレメント１００は、長手方向軸線１０２と第１軸線方向端面１０４及び第２軸線方向端面１０６とを有することを特徴とする。代表的な実施形態のフィルターエレメント１００は、巻き付けフレーム１０８の形態をしている巻き付け構造と、フレーム１０８に巻き付けられたある長さの溝ひだ付きフィルター媒体１１０とを含み、溝ひだ付きフィルター媒体の溝ひだはフィルターエレメント１００の長手方向軸線に対して実質的に長手方向に配向され、それによりフィルターエレメント１００を通って軸線方向に通過する流体の流れの濾過を可能にしている。
【００４１】
図１〜図７に示すと共に以下に詳細に述べるように、フィルターエレメント１００の代表的な実施形態の巻き付けフレーム１０８は、滑らかに形成された外周面を有する実質的に開口されたトラス状構造であり、フィルターエレメント１００の構築中に、媒体１１０に印加される巻き付け張力により、媒体１１０を巻き付けフレーム１０８の外周面に密着させつつ効果的に引っ張られた状態にすることを可能にする。フレーム１０８は、一対の巻き付け機構１１２をも含み、その巻き付け機構は、フレーム１０８の両軸線方向端から実質的に軸線方向外側に延在し、フレーム１０８に媒体１１０を巻き付ける際に、フィルターエレメントの長手方向軸線１０２と実質的に平行に延在する巻き軸線まわりにフレームを回転させるためにフレーム１０８に巻き付けトルクを印加できるように構成されている。以下の詳細な説明で解るように、フィルターエレメント１００の代表的な実施形態のフレーム１０８の巻き付け機構１１２は、巻き付けフレーム１０８の駆動体への取り付け及びアライメントを容易にする方式で巻き付け機の駆動部材と結合するように形成されており、従来のフィルターエレメントの中央板とコアの構造によって達成可能であったものよりも効率的にかつ効果的に駆動体からの巻き付けトルクを巻き付けフレーム１０８へ伝達できるように構成されている。
【００４２】
図９〜図１４に示すと共に以下により詳細に述べるように、ある長さの溝ひだ付きフィルター媒体１１０の先端縁１１４は、ある長さの固定テープ１１８により巻き付けフレーム１０８の先端１１６に接合されている。溝ひだ付きフィルター媒体１１０の先端縁１１４は、溝ひだ付き媒体１１０の山１２０上で切断されて媒体の先端縁１１４に向かって外側に開口する媒体１１０の半山１２２を作成する。半山１２２は、接着性シーリング剤１２４のビードによって充填されて、フィルターエレメント１００の第１軸線方向端面１０４から第２軸線方向端面１０６へ半山１２２を介して長手方向に流体が漏れるのを防止する。フィルター媒体１１０は、下記でより詳細に述べる方法により塗布される接着剤／シーリング剤１２６の追加のビードによりフレーム１０８に対して、及びフィルター媒体１１０の連続する層の間で更に固定及びシーリングされる。
【００４３】
当該技術に精通する者には言うまでもないが、フィルターエレメントを構築するために本発明に係る巻き付けフレームを使用することにより、従来技術で使用する中央板の波形支持面又は複雑なコア構造等の非生産的な策謀に訴えることなく、フィルターエレメントが効率的かつ効果的な方法で製造されるため、従来技術に対して絶大なる利点が提供される。
【００４４】
本発明の実施にあたり、例えばバウアー（Ｂａｕｅｒ）への米国特許第３，０２５，９６３号に記載されている従来構造の溝ひだ付きフィルター媒体、例えば同一出願人に承継されたドゥリムル（Ｄｒｉｍｌ）他の米国特許出願第１０／９７９，３９０号及びメリット（Ｍｅｒｒｉｔｔ）他の米国特許出願第１０／９７９，４５３号に記載されている種類の新しい溝ひだ付きフィルター媒体、又はその他任意の種類の適当な溝ひだ付きフィルター媒体を使用してもよく、上述のバウアーの特許並びにドゥリムル及びメリットの出願による開示及び教示を引用によりその全体を本明細書に組み込んでもよいと考えられる。
【００４５】
図２〜図４に示すように、巻き付けフレーム１０８は、フィルターエレメント１００の長手方向軸線１０２と実質的に平行に延在するフレーム軸線１２８を有している。フレーム１０８は、互いに反対側を向いている巻き付けフレーム１０８の第１軸線方向端１３０及び第２軸線方向端１３２を更に有しており、これらはフレーム軸線１２８に沿って巻き付けフレーム１０８の両端に設けられている。巻き付けフレーム１０８は、巻き付けフレーム１０８の長さ「Ｌ」と幅「Ｗ」と厚さ「Ｔ」とを更に有し、長さＬはフレーム１０８の第１軸線方向端１３０と第２軸線方向端１３２との間のフレーム軸線１２８に実質的に沿って延在し、幅Ｗはフレーム軸線１２８に実質的に直角に延在し、厚さＴはフレーム軸線１２８及び巻き付けフレーム１０８の幅Ｗの双方と実質的に直角に延在する。
【００４６】
フィルターエレメント１００の代表的な実施形態の巻き付けフレーム１０８は、長手方向に延在する第１サイドレール１３４及び第２サイドレール１３６を含み、これらサイドレールは互い同士及びフレーム軸線１２８と横方向に離間された関係で、巻き付けフレーム１０８の幅Ｗにわたってフレーム軸線１２８に対して横方向に延在する複数の交差部材１３８〜１４０、１４３、１４４、１４６、１４８、１５０により接合されている。図２に示すように、交差部材１３８、１３９、１４０、１４２、１４３はサイドレール１３４、１３６及びフレーム軸線１２８に対してほぼ直角に延在する。他の交差部材１４４、１４６、１４８、１５０は、第１サイドレール１３４と第２サイドレール１３６との間で、両サイドレール及びフレーム軸線１２８に対して角度を持って横方向に延在している。
【００４７】
図２の考察から分かるように、サイドレール１３４、１３６及び交差部材１３８、１３９、１４０、１４２、１４３、１４４、１４６、１４８、１５０の配置は、両サイドレール１３４、１３６間に配設されフレーム１０８の厚さＴを通って延在する複数の開口領域１５２を有するトラス状構造を形成するように、互いに接続されている。フレーム１０８のトラス状構造は、フレーム１０８の材料の非常に効率的かつ効果的な利用を提供し、そのことによりフレーム１０８は、従来のフィルターエレメントの中央板又はコア構造よりも著しく重さが軽い構造を提供し、それによって製造コストを削減し希少な天然資源のよりよい利用を提供する構造をもたらすと共に、従来のフィルターエレメントの中央板又はコア構造よりもリサイクルや焼却に適した構造をもたらす方法で製造される。
【００４８】
図３及び５に示すように、フレームの厚さＴは、両サイドレール１３４、１３６の間で最大断面厚を有し、各サイドレール１３４、１３６においてそれより小さい断面厚に収束する実質的に楕円の断面を有している。フレーム１０８の断面は、両サイドレール１３４、１３６間に配設された大半径「Ｒ」の対向する中央部１５６と、直線部１５８によりこれと接続されたサイドレール１３４、１３６の長手方向に延在する外側端を形成する小半径「ｒ」部１６０とを有する実質的に滑らかな外周面１５４が形成されている。
【００４９】
図９〜図１２に示すように、フレーム１０８の一方の端１６０はフレーム１０８の先端１１６を形成し、フレーム１０８の他方の端１６０はフレーム１０８の後端１１７を形成する。テープ１１８によってフレーム１０８に媒体１１０を接合する場合、媒体１１０の先端縁１１４及びフレーム１０８の先端１１６は、テープ１１８によってフレームに媒体１１０を接合する前に、選定された間隔「ｄ」を空けて配置され、その特定の間隔ｄは、フレーム軸線１２８及びフィルターエレメント１００の長手方向軸線１０２と実質的に一致する巻き軸線を中心としてフレーム１０８が回転させられる際に、フレーム１０８の先端１６０を媒体１１０が覆うことなく、媒体１１０の先端縁１１４がフレーム１０８の外周面１５４に接するように選定される。特に、図１０に示すように、媒体１１０の先端縁１１４及びフレーム１０８の先端１１６間の間隔ｄは、媒体１１０の先端縁１１４がフレーム１０８の直線部１５８又は大半径曲線部１５６に沿ってフレーム１０８の外周面１５４と接触できるようにテープ１１８がフレームの端１６０の周りに巻かれるようになるのが好ましい。この配置のおかげで、媒体１１０の最初の層が貼り付けられる際には媒体１１０が巻き付けフレーム１０８と密着するように引っ張られ、巻き付け処理が続く際には既に巻き付けられた媒体１１０の層に密着することを確実にするために、比較的大きな巻き付け張力ＦＴが付加されうる巻き付け動作中に、フレームへの媒体の確実な取り付けがテープ１１８によって行われ、フレームの先端１１６付近で媒体１１０を曲げる必要性がなくなる。
【００５０】
図１２に示すように、本明細書で説明するフィルターエレメントの代表的な実施形態では、フィルター媒体１１０は、裏当てシート１６４に接合された多孔質フィルター材料の波形シート１６２を含む。フィルターエレメントの第１端面１０４と巻き付けフレーム１０８の先端１１６とに隣接するある長さのフィルター媒体１１０の端縁における波形シート１６２と裏当てシート１６４間の隙間は、当技術分野で公知の方法で図１２で点線で示すように接着剤／シーリング剤１６６のビードによって充填される。
【００５１】
図１１〜図１３に示すように、媒体１１０をフレーム１０８に巻く際に、接着剤１２６の第２のビードは、フィルターエレメント１００の第２端面１０６及びフレーム１０８の端１１２に近接して塗布され、その塗布の態様は、フィルターの第１端面１０４において接着剤１６６のビードによってシールされていないフィルター媒体１１０の溝ひだが、フィルターエレメント１００の第２端に隣接する接着剤１２６の第２のビードによってシールされるものである。当技術分野では言うまでもないが、この配置のおかげで、フィルターエレメントの両端面１０４、１０６のうちの１つに入る流体は、その反対側の端面１０４、１０６においてフィルターエレメント１００を出るために、必ず波形シート１６２の多孔質フィルター材料を、又は裏当てシートも多孔質フィルター材料で作られている場合は裏当てシート１６４を通過して隣接する溝ひだに入るように、フィルター媒体１１０の隣接する溝ひだ同士はその対向する両端で接着性シーリング剤１６６、１６２の第１及び第２のビードによって塞がれている。こうして多孔質フィルター材料を通過する際に、粒状物質は流体から除去され、フィルター媒体１１０内に捕捉される。
【００５２】
図２、図１２及び図１３に示すように、フレーム１０８の１つの交差部材１３９は、第２軸線方向端１３２から内側に離間され、フレーム１０８に媒体１１０の最初の層が巻かれる際の、フレーム１０８の最初の回転の間、接着性シーリング剤のビード１２６を受け取るようになっている。図９及び図１３の展開図に示すように、接着性シーリング剤のビード１２６は塗布装置１６８により塗布される。
【００５３】
図１１〜図１４に示すように、代表的な実施形態１００において、塗布装置１６８は、交差部材１３９が第２軸線方向端１３２から離間される距離と実質的に等しいフレーム１０８の第２端からの距離に最初は位置決めされる。塗布装置１６８は、図１３に示す第１軸位置１７０で、図１３に示す巻き付けフレーム１０８の後端１１７に隣接する交差部材１３９上に、接着剤／シーリング剤のビード１２６の吐出を開始する。次いで、塗布装置１６８は、接着剤／シーリング剤１２６のビードの吐出を続けながら、長手方向にフレーム１０８を横切って媒体１１０に沿って、フレーム１０８の幅Ｗの実質的に２倍に等しい距離２Ｗを移動する。このように、フレーム１０８をフレーム軸線１２８まわりに回転させてフレーム１０８への媒体１１０の巻き付けを開始する際に、フレーム１０８の交差部材１３９の上側（図１１〜図１４に示すように）に沿って接着剤／シーリング剤の倍の厚さのビードが塗布され、フレーム１０８の交差部材１３９の下側（図１１〜図１４に示すように）に沿って接着性シーリング剤の単層のビードが塗布されるように、接着剤／シーリング剤のビード１２６はフレーム１０８の交差部材１３９にわたって最初は塗布される。
【００５４】
図１３に示すように、フレーム１０８に少なくとも１回完全に媒体１１０を巻き付けた後、塗布装置１６８は、シーリング剤１２６のビードが媒体１１０上に図１３の展開図に示すパターンを実質的に描くように、第２軸位置１７２に向かって軸線方向に移動する。
【００５５】
シーリング剤のビード１２６を塗布するこの方法は、接着性シーリング剤１２６の流れが開始された瞬間から塗布装置１６８を通過した接着性シーリング１２６の流れを制御することが難しいという事実の認識で使用されている。接着性シーリング剤のビードを、フレーム１０８の交差部材１３８に最初に塗布しようとするのではなく、最初に交差部材１３９に塗布することにより、フィルターエレメント１００の第２端面１０６において開口する溝ひだの目詰まりにつながるような媒体１１０の層間でフィルターエレメントの第２端面１０６の外に接着性シーリング剤１２６が吐出されないことを確実にするために、塗布装置１６８による接着性シーリング剤１２６の流量の初期の不確実性を更に考慮する必要はなくなる。しかしながら、接着性シーリング剤１２６の第２のビードをフィルターエレメント１００の第２端面１０６にできる限り近くの第２軸位置に主として配置させて、流体がフィルターエレメントの一端から他端まで横切る際に、流体が溝ひだの壁を通過する際に利用可能なフィルターエレメントの溝ひだの長さを最大化することが望ましい。
【００５６】
当該技術に精通する者には言うまでもないが、本発明を実施するにあたり本発明の他の実施形態において、本明細書で説明する構成及び所望の結果と矛盾のない代替の技術と装置を用いて、接着剤／シーリング剤１２６のビードを塗布してもよい。例えば図９に示すように、本発明の代替の実施形態において、塗布装置１６８は代替として、最初に交差部材１３９上よりもテープ１１８上に、交差部材１３９が第２端１３２から離間する距離と実質的に等しいフレーム１０８の第２端からの距離で配置されることも可能である。次いで、塗布装置１６８は、図９に示すようにテープ１１８上への接着剤／シーリング剤１２６のビードの吐出を開始し、フレーム１０８がフレーム軸線１２８まわりに回転する際に接着剤／シーリング剤１２６のビードの吐出を続けてもよい。このように、フレーム１０８がフレーム軸線１２８まわりに回転されてフレーム１０８に媒体１１０を巻き始める際に、交差部材１３９はテープ１１８上及び／又は媒体１１０の表面上に既に塗布された接着性シーリング剤１２６のビードと接触し、接着性シーリング剤１２６のビードは最初にフレーム１０８の交差部材１３９にわたって塗布される。代表的な実施形態１００に関連して上述されるように、塗布装置１６８の位置は、また、図１３に示す方法と同様に、横方向及び／又は長手方向に移動されて、接着剤／シーリング剤１２６のビードの位置をフィルターエレメント１００の第２端面１０６の近傍に移動してもよい。
【００５７】
図１１に示すように、媒体１１０が巻き付け張力ＦＴの下でフレーム１０８に巻かれる際に、媒体１１０がフレーム１０８の後端１１７において小半径部１６０を密接に囲み本質的に把持するように、フィルター媒体１１０の最初の層の２つ以上の隣接する溝ひだの山１２０が巻き付けフレーム１０８の外周面１５４に対してきつく引っ張られるように、フレーム１０８の後端１１７の外形を構成することが望ましい。これに関連して、最初の巻き付け層を貼り付ける間に媒体１１０がフレーム１０８の外周面１５４に密着して引き下ろせるように、媒体１１０の山１２０のピッチ間隔と適合する巻き付けフレーム１０８の端１６０の特定の構成を有することが望ましい。
【００５８】
当該技術に精通する者には言うまでもないが、テープ１１８がフレーム１０８の先端１１６において媒体１１０の厚さに比べて非常に薄いという事実のおかげで、フレームの先端１１６において媒体１１０がテープ１１８の上に更に巻かれる際に、媒体１１０の第２の層は媒体１１０の最初の層の外面に対して非常に密接に緩みなく重なる。媒体の先端縁１１４及びフレーム１０８の先端１１６の間の距離ｄにおけるテープ１１８の表面上への接着性シーリング剤１２６の供給を開始することにより、媒体１１０が巻き付けフレーム１０８の外周面１５４に巻かれ、きつく引っ張られる際に、最初に塗布装置１６８により絞り出される接着性シーリング剤１２６の如何なる剰余量も、テープ１１８と媒体１１０の先端縁１１４との間で滑らかに変化するようにフレーム１０８の先端を形成するサイドレール（１３４又は１３６）に沿って長手方向に広がるということも更に指摘されるであろう。
【００５９】
当該技術に精通する者は、上述の配置のおかげで、他の種類の中央板及び／又はコア構造を有する従来のフィルターエレメントにおいて典型的に達成できるものよりも著しく密接な、とりわけフィルターエレメントを形成するよう使用されるフィルター媒体の溝ひだに係合する波形又は他の表面処理を含む変化に富んでいる領域を有する中央板によって達成できるものよりも密接な、媒体と巻き付けフレーム１０８間の嵌合をもたらす摺動動作において、媒体１１０は巻き付けフレーム１０８の滑らかな外周面１５４に沿って引っ張られてもよいということを認識するであろう。長手方向に配向されたテープ片１１８と共にフレームの先端１１６に対するフィルター媒体の先端縁１１４の取付の方法は、特に媒体が本発明の実施によりフィルター媒体１１０とフレーム１０８との取付が達成されるフレーム１０８の後端１１７を密接に囲み把持する方法を組み合わせることにより、従来のフィルターエレメントにおいて達成されるよりも実質的に強固な取付を提供し、それにより強い巻き付け張力ＦＴが本発明に係るフィルターエレメントを形成するのに利用でき、よって本発明に係るフィルターエレメント１００の構築を更に容易にするということを更に認識するであろう。
【００６０】
図２、図３及び図６に最適に示すように、フィルターエレメント１００の代表的な実施形態の巻き付けフレーム１０８の巻き付け機構１１２は、フレーム１０８の第１及び第２軸線方向端１３０、１３２をそれぞれ形成する交差部材１３８、１４３から実質的に軸線方向外側に延在する。フレーム１０８の第１及び第２軸線方向端１３０、１３２における巻き付け機構１１２は、本質的に同等であるが軸線方向の反対を向く。従って、フレーム１０８の第２端における巻き付け機構１１２を特に説明するが、フレーム１０８の第１端１３０における巻き付け機構１１２は実質的に同等の構成である。しかしながら、本発明の他の実施形態では、フレームの両端における巻き付け機構が同等である必要はなく、フレームの一方の軸線方向端のみに巻き付け機構を設けてもよいということが指摘されるであろう。
【００６１】
フレーム１０８の第２軸線方向端１３８における巻き付け機構１１２は、図２〜図４及び図６に示すように、組み合わされてフレーム１０８の幅Ｗに沿って実質的に延在する一対のガイド面１７８、１８０を形成する複数の突起により形成されて、駆動体１８４を介してフレーム１０８に駆動トルクを印加するために、図３と１２において矢印Ｍｗで示すようにフレーム軸線１２８及びフレーム１０８の幅Ｗに実質的に直角に向けられるガイド面１７８、１８０に対する巻き付けモーメントを発生するように、ガイド面１７８、１８０を巻き付け機（不図示）の一対の駆動体１８４の対応する駆動面１８１、１８２上を摺動する。切り欠いた中央板を有する従来技術のフィルターにおけるように実質的にフレームの厚さにわたってではなく、フレームの幅Ｗにわたってこのように巻き付けモーメントＭｗを印加することにより、より高い巻き付けモーメント及びその結果生じる巻き付けトルクをフレーム１０８に媒体１１０を巻き付けるために使用でき、それにより強い巻き付け張力ＦＴが利用可能となってフィルターエレメント１００の構築を容易にする。図３及び図６に示すように、巻き付けフレーム１０８の代表的な実施形態の巻き付け機構１１２の突起１７６の１つは、駆動体１８４を係合するストッパー１８６が更に形成され、それによりストッパー１８６が実質的に駆動体１８４に当接している場合にフレーム軸線１２８が駆動軸線１８５と実質的に一致する位置となる。
【００６２】
当該技術に精通する者には言うまでもないが、本発明に係る巻き付け機構１１２は、本発明の適用範囲内でフィルターエレメント１００の代表的な実施形態に関連して上述した以外の種々の形態を採ってもよい。例えば、２つの代替の実施形態を示す図７及び図８に示すように、より少ないか、又は多い突起を用いて巻き付け機構を形成してもよい。本発明に係る巻き付け要素、及び本発明に係る巻き付け要素を形成及び／又は使用する方法を、フィルターエレメント１００の代表的な実施形態に関連して本明細書で説明されるフレーム状コア１０８以外のコア構造にも使用できることもまた当然のことである。
【００６３】
図１〜図６に示す代表的な実施形態に対して選択された巻き付け機構１１２の特定の実施形態は、フレーム１０８の幅Ｗを通って延在する分割平面１８８を有する二分割金型（不図示）において巻き付けフレーム１０８を成形できる利点をもたらすという理由で選択された。分割平面１８８は、フレーム１０８が分割平面１８８と一致する分割線１９０を有するようにフレーム１０８の厚さＴを効果的に分割する。こうして図６に示す実施形態は、二分割金型のみを使用してより容易に成形可能であり、図７及び図８に示す実施形態は、図７及び図８に示す巻き付け機構を形成するための追加型を有する金型を必要としうる。
【００６４】
図１４に示すように、本発明のいくつかの実施形態では、駆動体１８４を係合し、駆動軸線１８５に対してフレーム１０８を位置決めするよう巻き付けフレーム１０８を横方向に摺動可能に移動させる必要がないように、巻き付け機構１１２の特定の構成に対応して駆動体１８４に切り欠き１９１を内包させることが望ましいと考えられる。図１４に更に示すように、フィルターエレメント１００の構築中、フレーム１０８上への媒体１１０の導入容易のために、おそらく巻き付けマンドレルアセンブリ（不図示）の一部として、フィルターエレメント１００の各端に、ある種の回動自在なガイド２００を設けることが望ましいと考えられる。
【００６５】
フィルターエレメント１００の代表的な実施形態において、媒体１１０はフィルターエレメント１００の長手方向軸線１０２の方向に横方向幅を有し、該横方向幅はフレーム１０８の第１端１３０及び第２端１３２を超えて延在し、巻き付け機構１１２の突起１７６の遠位端はフィルターエレメントの軸線方向端面１０４、１０６においてフィルター媒体１１０の横端縁と実質的に面一に配設されることが指摘される。この配置のおかげで、有効なフィルター媒体１１０の容量はフィルターエレメント１００の付与の軸長に対して最大化される。しかしながら、この配置では、完成したフィルターエレメント１００を、フィルター媒体１１０をフレーム１０８に巻き付ける前にフレーム１０８が駆動体１８４上に摺動により装着された方向と逆方向に、駆動体１８４から外すことはできない。従って、本発明を実施する方法に従って、フレーム１０８に媒体１１０を巻き付けた後で、一方又は双方の駆動体１８４を駆動軸線１８５に沿ってフィルターエレメント１００から離れるように軸線方向に移動させることにより、フィルターエレメント１００は駆動体１８４から外されると考えられる。
【００６６】
本明細書に詳述され添付図面に示された代表的な実施形態は、本発明に係る巻き付け構造を巻き付けフレーム１０８の形態として示すが、当該技術に精通する者には、本発明が、１つ又はすべての開口領域１５２を含まないながらも、本発明に係る巻き付け機構１１２を持つ構造を有する巻き付け構造の他の形態によって実施されてもよいことを認識するであろう。
【００６７】
本明細書中で引用する公報、特許出願及び特許を含むすべての文献は、各文献を個々に具体的に示し、参照して組み込んだのと同様に、また、その開示内容のすべて記載されているのと同様に、ここで参照して組み込まれる。
【００６８】
本発明の説明に関連して（特に特許請求の範囲に関連して）用いられる名詞及び同様な指示語の使用は、本明細書中で特に指摘したり、明らかに文脈と矛盾したりしない限り、単数及び複数の両方に及ぶものと解釈される。語句「備える」、「有する」、「含む」及び「包含する」は、特に断りのない限り、オープンエンドターム（すなわち「〜を含むが限らない」という意味）として解釈される。本明細書中の数値範囲の記載は、本明細書中で特に指摘しない限り、単にその範囲内に該当する各値を個々に言及するための略記法としての役割を果たすことだけを意図しており、各値は、本明細書中で個々に記載されているのと同様に、明細書に組み込まれる。本明細書中で説明されるすべての方法は、本明細書中で特に指摘したり、明らかに文脈と矛盾したりしない限り、あらゆる適切な順番で行うことができる。本明細書中で使用するあらゆる例又は例示的な言い回し（例えば「など」）は、特に主張しない限り、単に本発明をよりよく説明することだけを意図し、本発明の範囲に対する制限を設けるものではない。明細書中の如何なる言い回しも、請求項に記載されていない要素を、本発明の実施に不可欠であるものとして示すものとは解釈されないものとする。
【００６９】
本明細書中では、発明を実施するため本発明者が知っている最良の形態を含め、本発明の好ましい実施の形態について説明している。当業者にとっては、上記説明を読んだ上で、これらの好ましい実施の形態の変形が明らかとなろう。本発明者は、熟練者が適宜このような変形を適用することを期待しており、本明細書中で具体的に説明される以外の方法で発明が実施されることを予定している。従って本発明は、準拠法で許されているように、本明細書に添付された特許請求の範囲に記載の内容の修正及び均等物をすべて含む。更に、本明細書中で特に指摘したり、明らかに文脈と矛盾したりしない限り、好ましい実施の形態で考えられるすべての変形における上記要素のいずれの組合せも本発明に包含される。
【図１】
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【図２−４】
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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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【国際調査報告】
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