(57)【要約】フィルタ要素は、中心開口部を有する容積部と縦軸を規定する円筒形の媒体梱包体を含み、第１端部キャップは、前記中心開口部を有する容積部に対して流体的に連通する中心開口部を有し、第２端部キャップは閉口端部キャップであり、閉口した中心領域を有し、前記媒体梱包体の端部の開口容積部を閉じる。閉口端部キャップは、そこから外側に向けて軸方向に延設されるとともに、縦軸と交差する位置に設けられる突起部を含む。空気清浄器の端部カバーは、中心突起部を設けた内側面と含む。望ましくは、この中心突起部の壁は、少なくとも５つの側面を有する規則的な多面体を規定する周面を含む。空気清浄器は、第１開口端部キャップと第２閉口端部キャップと、これらの間に延設される円筒形の媒体梱包体とを有した円筒形状のフィルタ要素を備える。第１端部キャップは、内側に指向した半径方向シールを規定する。第２閉口端部キャップは、円形の凹状部分を含む中心領域を有する。空気清浄器は、さらに端部カバーを含む。この端部カバーは、中心突起部をそこに設けた内側面を含む。中心突起部は、フィルタ要素が端部カバーに動作可能に取り付けられたときに、第２端部キャップの凹状部分に合致して嵌合する寸法と形状を有している。フィルタ要素を空気清浄器に取り付けるための方法は、ここに記述する構成を使用するであろう。【特許請求の範囲】
【請求項１】
フィルタ要素であって、
（ａ）  第１端部とこれに対向する第２端部とを有する媒体梱包体であり、前記媒体梱包体は開口容積部を規定し、
（ｂ）  前記媒体梱包体の前記第１端部における第１端部キャップであって、前記第１端部キャップは、前記開口容積部に流体的に連通する開口を有し、
（ｉ）前記第１端部キャップは、内側に指向される半径方向シール領域を含み、
（ｃ）  前記媒体梱包体の前記第２端部における第２端部キャップであって、前記第２端部キャップは、中心領域を有し、
（ｉ）前記第２端部キャップの前記中心領域は、前記媒体梱包体で取り囲まれ、
（ｉｉ）  前記第２端部キャップの前記中心領域は、突起部分を有する壁を含み、
（Ａ）前記突起部分は、前記媒体梱包体の前記第２端部から前記開口容積部の内部に突出し、
（Ｂ）  前記突起部分は、前記媒体梱包体の前記第２端部から前記開口容積部の内部に少なくとも６ｍｍ分突出することを特徴とするフィルタ要素。
【請求項２】
請求項１に記載のフィルタ要素であって、
（ａ）  前記突起部分は、前記媒体梱包体から半径方向に向かう５０ｍｍより遠くない位置で、少なくとも６ｍｍの距離分が、内部の軸方向に沿うように形成されることを特徴とするフィルタ要素。
【請求項３】
請求項１または２に記載のフィルタ要素であって、
（ａ）  前記第２端部キャップの前記中心領域は、軸方向の外側に向けて突出形成される中心突起部を含むことを特徴とするフィルタ要素。
【請求項４】
請求項３に記載のフィルタ要素であって、
（ａ）  前記中心突起部は、円形基部を含むことを特徴とするフィルタ要素。
【請求項５】
請求項３または４に記載のフィルタ要素であって、
（ａ）  前記中心突起部は、錐台部分を含むことを特徴とするフィルタ要素。
【請求項６】
請求項５に記載のフィルタ要素であって、
（ａ）  前記第２端部キャップは、前記第２端部キャップの残りの部分に対して最も凹状となる外側表面部分を含み、
（ｂ）  前記錐台部分は、前記最も凹状となる外側表面部分から軸方向の外側に向けて、少なくとも５ｍｍ、１００ｍｍを超えない距離分突出形成されることを特徴とするフィルタ要素。
【請求項７】
請求項３乃至６のいずれか１項に記載のフィルタ要素であって、
（ａ）  前記第２端部キャップは、二つの合成部分を具備し、
（ｉ）中心の、予め成型された、さら形状部分は、
（Ａ）外側の円形壁と、
（Ｂ）前記外側の円形壁から外側に向けて半径方向に突出形成される環状リム突起部と、
（Ｃ）中心基部であって、前記中心基部は前記突起部を含み、
（ｉｉ）前記媒体梱包体と前記予め成型された部分を固定する環状成型リム部分と、を含むことを特徴とするフィルタ要素。
【請求項８】
請求項３乃至７のいずれか１項に記載のフィルタ要素であって、
（ａ）  前記媒体梱包体は、中心を通る縦軸を有する円筒形状であり、
（ｉ）前記縦軸は、前記中心突起部と交差することを特徴とするフィルタ要素。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれか１項に記載のフィルタ要素であって、
（ａ）  前記媒体梱包体は、ひだ付き媒体の円筒延設部を含むことを特徴とするフィルタ要素。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれか１項に記載のフィルタ要素であって、
（ａ）  前記第１端部キャップと前記第２端部キャップとの間に延設される内側ライナーであって、
（ｉ）前記媒体梱包体は、前記内側ライナーを取り囲む円筒延設部を、さらに含むことを特徴とするフィルタ要素。
【請求項１１】
請求項９または１０に記載のフィルタ要素であって、
（ａ）  前記媒体梱包体は、前記ひだ付き媒体の前記円筒延設部を取り囲むために、円筒状に延設される不織布のデプス媒体を含むことを特徴とするフィルタ要素。
【請求項１２】
請求項１に記載のフィルタ要素とともに使用される空気清浄器であって、前記空気清浄器は、
（ａ）  中心突起部をそこに含む内側面を有する空気清浄器のアクセス用のカバーであって、前記中心突起部は、前記第２端部キャップの中心領域において少なくとも５ｍｍ突出して、前記フィルタ要素を保持することを特徴とする空気清浄器。
【請求項１３】
請求項１２に記載の空気清浄器であって、
（ａ）  前記カバー上の前記中心突起部は、厚さ２０ｍｍを超えない壁と、少なくとも１０ｍｍ、１００ｍｍを超えない突起距離を有することを特徴とする空気清浄器。
【請求項１４】
請求項１３に記載の空気清浄器であって、
（ａ）  前記第２端部キャップは、前記第２端部キャップの中心領域から軸方向の外側に延設され、前記壁で取り囲まれる容器部に突出する突起部を含むことを特徴とする空気清浄器。
【請求項１５】
請求項１２乃至１４のいずれか１項に記載の空気清浄器であって、前記フィルタ要素は主フィルタ要素を備え、前記空気清浄器は、
（ａ）  前記主フィルタ要素の内部に取り付けられる安全要素をさらに含み、
（ｉ）  前記安全要素は、開口端部キャップと、閉口端部キャップと、これらの間のろ過媒体とを有することを特徴とする空気清浄器。
【請求項１６】
請求項１５に記載の空気清浄器であって、
（ａ）  前記安全要素の閉口端部キャップは、そこから軸方向に延設される突起部を含み、
（ｂ）  前記主フィルタ要素は、前記第２端部キャップの前記中心領域において受容部を規定し、そして、
（ｉ）  前記安全要素の閉口端部キャップの突起部は、前記受容部の内部に延設することを特徴とする空気清浄器。
【請求項１７】
請求項１２に記載の空気清浄器であって、
（ａ）  前記アクセス用のカバーの中心突起部は、非−円形の周面を有することを特徴とする空気清浄器。
【請求項１８】
請求項１７に記載の空気清浄器であって、
（ａ）  前記非−円形の周面は、少なくとも３つの頂点を含むことを特徴とする空気清浄器。
【請求項１９】
請求項１７または１８に記載の空気清浄器であって、
（ａ）  前記非−円形の周面は、多面体であることを特徴とする空気清浄器。
【請求項２０】
請求項１に記載のフィルタ要素を空気清浄器の内部に取り付ける方法であって、
（ａ）  前記フィルタ要素を空気流管の上に配置し、前記第１端部キャップの半径方法シールを前記空気流管に対して圧縮することで、前記空気流管と前記フィルタ要素との間で半径方向に指向するシールを形成し、
（ｂ）  そこに中心突起部を有する内側を有するアクセス用のカバーを前記フィルタ要素の上に配置し、前記中心突起部を前記第２端部キャップの中心領域に対して少なくとも５ｍｍ分延設して、前記フィルタ要素を保持することを特徴とする方法。
【請求項２１】
請求項２０に記載の方法であって、
（ａ）  前記アクセス用のカバーを配置する工程は、非−円形の中心突起部を前記第２端部キャップの中心領域に延設することを含むことを特徴とする方法。
【請求項２２】
請求項２１に記載の方法であって、
（ａ）  前記アクセス用のカバーを配置する工程は、規則的に多面体に形成された中心突起部を前記第２端部キャップの中心領域に延設することを含むことを特徴とする方法。
【請求項２３】
請求項２０に記載の方法であって、
（ａ）  前記フィルタ要素を配置する工程は、前記第２端部キャップの中心領域から軸方向の外側に延設される中心突起部を含んでいるフィルタ要素を配置することを含むことを特徴とする方法。
【請求項２４】
請求項２０に記載の方法であって、
（ａ）  前記フィルタ要素を前記空気流管上に取り付ける前の工程において、
（ｉ）  開口端部キャップと、閉口端部キャップと、これらのキャップ間のろ過媒体領域を有した安全要素が取り付けられ、
（ｂ）  前記工程は、前記安全要素の上に前記フィルタ要素を配置する工程をさらに含むことを含むことを特徴とする方法。
【請求項２５】
請求項２４に記載の方法であって、
（ａ）  前記安全要素が取り付けられる工程は、前記閉口端部キャップから軸方向に延設される突起部を有した安全要素を取り付ける工程と、
（ｂ）  前記配置する工程は、前記フィルタ要素を前記安全要素の上に配置することで、前記安全要素の閉口端部キャップの突起部が、前記第２端部キャップの中心領域の受容部に延設することを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、米国を除いたすべての国を指定し、２００１年１１月２９日にＰＣＴ国際出願としてドナルドソン  カンパニー・インコーポレイティドの出願人名で出願された。
【０００２】
（発明の分野）
本発明は、空気清浄器システムに関係する。この発明は、特に燃焼式エンジンまたは空気圧縮機システムの双方またはいずれかにおける空気導入ステムのための空気清浄器に関係している。代表的な適用では、空気清浄器は荒地道路用の機械のような設備のための空気導入システムと関連付けられて使用されるが、これらの機械は以下のものが含まれる。前後の車軸が一直線になっている （ｔｒａｃｋ−ｔｙｐｅ）トラクター、トラック式積込機、橇操舵式積込機、パイプレイヤー（ｐｉｐｅｌａｙｅｒｓ）、掘削機、マテハン（ｍａｔｅｒｉａｌ ｈａｎｄｌｅｒｓ）、自走式掘削機（ｗｈｅｅｌｅｄ ｅｘｃａｖａｔｏｒｓ）、前方ショベル機（ｆｒｏｎｔ ｓｈｏｖｅｌｓ）、森林機械（ｆｏｒｅｓｔ ｍａｃｈｉｎｅｓ）、トラック式スキッド（ｔｒａｃｋ ｓｋｉｄｄｅｒｓ）、土壌またはアスファルトのドラム式ゴミ圧縮機（ｄｒｕｍ ｃｏｍｐａｃｔｏｒｓ ）、空圧式圧縮機（ｐｎｅｕｍａｔｉｃ ｃｏｍｐａｃｔｏｒｓ）、アスファルト舗装機（ａｓｐｈａｌｔ ｐａｖｅｒｓ）、土安定機（ｓｏｉｌ ｓｔａｂｉｌｉｚｅｒｓ）、冷間平削り機（ｃｏｌｄ ｐｌａｎｅｒｓ）、ＶＦＳトレイラー（ＶＦＳ ｔｒａｉｌｅｒｓ）、ホイールローダー、伸縮ハンドル装置（ｔｅｌｅｓｃｏｐｉｃ ｈａｎｄｌｅｒｓ）、複合式工具キャリアー（ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｔｏｏｌ ｃａｒｒｉｅｒｓ）、自走式トラクター、ランドフィル圧縮機（ｌａｎｄｆｉｌｌ ｔｒａｃｔｏｒｓ）、土圧縮機、バックホーローダー（ｂａｃｋｈｏｅ ｌｏａｄｅｒｓ）、関節式トラック、高速道路以外走行用のトラックとトラクター、スクレーパー、モータ・グレーダー、自走式スキッダー（ｗｈｅｅｌ ｓｋｉｄｄｅｒｓ）、発電機セット、農業機械（トラクター、コンバイン）、採鉱装置（鉱石引っ張り機）。この発明は、このようなシステムのための空気フィルタ要素および組立体とそれらの使用方法に関係している。
（開示の背景）
一般に、内燃エンジンで動作する機械車両または他の設備ではエンジンに対する空気導入のための濾過システムが必要となる。このような濾過構成では、通常は「空気清浄器」の用語で呼ばれるものが一般的に配置され、エンジンに吸引されるに伴い空気中から埃と他の成分を分離する。この空気清浄器は、通常はハウジングと交換式のフィルタ要素構成とが含まれる。通常、空気清浄器はフィルタ要素を取り除いて取り替えることができるように設計される。
【０００３】
空気圧縮機システムは、通常、濾過を必要とする２つの空気流路が含まれ、それらはエンジンへの空気吸気路と、圧縮空気貯蔵部への空気吸気路である。空気清浄器はこれらのシステムにも同様に好適なものである。
【０００４】
一般に、このようなシステム用の空気清浄器の改良が望まれていた。
【０００５】
（開示の概要）
フィルタ要素が開示されており、それによれば中央の開口容積部と長手方向の軸とを規定する円筒状の媒体梱包体（ｐａｃｋ）と、上記の中央の開口容積部と連通する中央開口部を有する第１端部キャップと、上記の媒体梱包体の端部を閉じる中央領域部を有する第２端部キャップと、開口した容積部とを含んでいる。好ましい構成でな上記の閉じた端部キャップは、そこから外側の軸方向に長手方向の軸の交差位置から延設される突起部を含んでいる。
【０００６】
さらにまた、空気清浄器の端部カバーを備える。この端部カバーはその上に中央の突起部を含んだ内側部を含む場合がある。望ましくは、中央の突起部は、少なくとも５つの側面を有する規則的な多面体を定義する外側の周辺の壁部を含むとよい。
【０００７】
空気清浄器が提供されており、この空気清浄器は第１開口端部キャップを有する筒状のフィルタ要素と、第２閉口端部キャップと、これらの間に延設される筒状の媒体梱包体とを備える。上記の第１の端部キャップは、内側において半径方向シール領域を規定する。第２の閉じた端部キャップは、円形の凹んでいる部分を含む中央の領域を有する。この空気清浄器は、さらにまた端部カバーを含む。この端部カバーはその上に中心の突起部を設けた内側面を備える。この中心の突起部は、フィルタ要素が端部カバーに動作可能にインストールされるときに、第２の端部キャップの凹部に対して合致するサイズと形状とを有している。
【０００８】
フィルタ要素を空気清浄器に取り付ける（インストール）するための方法は、望ましくは以下に記述される構造を利用するであろう。また、フィルタ要素を交換するための方法は以下に記述されるように構造を利用するであろう。空気を洗浄するための方法も提供される。
【０００９】
（好適な実施例の説明）
Ｉ．空気ろ過システムの全体について
一般に、荒地で使用される設備や農業設備や採鉱装置のような各設備と高速道路トラックの空気ろ過システムは、インストールされた空気清浄器のハウジングの中に取り付けられた少なくとも１個の移動可能でかつ取り替えが可能なフィルタ要素を含んでいる。多くのシステムでは、２個のフィルタ要素が使用され、両方が移動可能かつ交換可能であって、上流側に１番目または主フィルタ要素として置かれ、２番目のフィルタ要素が主フィルタ要素の下流側において２番目または安全要素として置かれる。
【００１０】
図１に着目すると、代表的な空気清浄器システムまたは組立体の外観上の特徴が表現されている。図１において、参照の番号１は、空気清浄器を示す。この空気清浄器１は、例えば取り付けブラケット４により所定の設備のフレーム部材５に対して固定されたハウジング３を備える。これらの設備は、トラック、荒地で使用される工事設備、トラクタまたは同様の乗用車両、あるいは静止状態で設置される発電機セットまたは空気圧縮機が通常含まれる。
【００１１】
一般に、典型的な空気清浄器のハウジング３は、２つの主要部分または部品から規定され、それらは本体８と移動可能なサービス・カバーまたはアクセス・カバー９である。このアクセス・カバー９は、整備点検のために本体８の内部へのサービス時におけるアクセスに対応している。図１に描かれた空気清浄器１では、その作業点検作業は、ハウジング３の内部に受容された少なくとも１個のフィルタ要素を取り外し、取り出すことで、交換または清掃する作業が含まれる。
【００１２】
図示の空気清浄器１のハウジング３は外側壁１１と、空気入口１２と空気出口１３を含む。図示の好適な実施例によれば、、空気入口１２と空気出口１３の双方が本体８に設けられている。望ましい微粒子除去レベルを得るために、この空気清浄器１の内部で、空気は後述するようにろ過構成を通過する。ろ過された空気は、次に空気清浄器１の出口１３を介して外部に向けて通過し、所定のダクトまたは導管に向かわされて、エンジンまたはコンプレッサーまたは他のシステムの空気導入部に向けられる。
【００１３】
図示の特定の空気清浄器１によれば、樽形状または一般に筒状の構成を規定する外側壁１１を有している。この特定の構成では、出口１３は、後述する内部の主要素２５の中心軸となる縦軸１５を取り囲むように延設されるので、軸方向の出口として記述することができる。
【００１４】
図１に図示される特定の空気清浄器１では、図２の側面図からも分かるようにいくらか「長円形」である。すなわち、円筒形状からわずかに外れている。このような構成は、よく知られており、完壁に円筒状のハウジングもよく知られている。ここで、これらの双方のハウジングについて「一般に円筒状な」と呼ぶこととする。
【００１５】
一般に、アクセス・カバー９は本体８の開口端部１９の上に嵌る。図示される特定の構成では開口段部１９に対してアクセス・カバー９は適所に設けられたラッチ２０によって固定される。
【００１６】
図示の特定の構成による空気清浄器１は、わずかに長円形であるので、端部カバー９とハウジングの本体８の残りの部分との間で適切な位置決め状態を確実にすることが望ましい。端部カバー９の切込み２０ａ（図１１〜図１３）と、ハウジングの本体８の支柱との間の係合により半径方向の適度な位置決め状態を得ることができる。
【００１７】
図示の特定の空気清浄器１は、一般に水平に取り付けられた状態であり、すなわち軸１５が概ね水平（設備が設置面に固定され、フレーム部分５が平地面に対して平行であると仮定する）である。しかしながら、図示の特定の空気清浄器１は、他の配設方向でも使用することができるものと認められる。
【００１８】
図３に着目して、特定の内部の様子を見るために空気清浄器の組立体１の一部が破断されて示されている。図３において、本体８は、カバー９の側面部２０から沿うようにして空気清浄器組立体１の内部２２を規定している。図示の空気清浄器組立体１の内部２２には、空気フィルタ構成２３が位置され、使用中に空気が通過される。図示の空気フィルタ構成２３は、第１または主フィルタ要素２５と第２または安全フィルタ要素２６とが含まれる。
【００１９】
図示の特定の構成では、フィルタ要素２５、２６は円筒形状の構成であるので、それらの外周面において円形の外周面を有している。ハウジングの本体はわずかに長円形であるので、これらのフィルタ要素２５、２６と完全に揃うようにした中心軸を規定しない構成である。このような構成は一般的なものである。しかしながらハウジングとフィルタ要素の両方に円形の外側の外周面を設け、夫々が共通する中央の縦軸を有するように構成することも一般的である。
【００２０】
ここで、「フィルタ要素」または「要素」として記述される用語は、（ハウジング１１に対して）交換可能な成分であって、（１）入口１２から、（２）内部２２を通過し、（３）出口を通るようにして通過する空気のろ過を行うろ過媒体を参照するために使用される。一般に、このフィルタ要素が機能することで空気ろ過（または埃除去）が機能する。特に記載しない場合には、「要素」と「フィルタ」と「フィルタ要素」は、空気清浄器組立体１の内部に対して交換自在に設けられる成分を意味する。一般的に望ましくはフィルタ要素は、所定の期間経過後に手で取り除くことができ交換できるように構成される。この点について、以下により詳しく述べる。
【００２１】
ここで、「主要素」、「一次フィルタ」として用いる用語は、一般的には空気清浄器の使用期間中において、大部分の埃の蓄積がその上に発生するフィルタ要素を参照している。二つの要素を有する典型的なシステムにおいては、典型的な組立作業時に、主要素は二次フィルタ要素または安全要素より上流側に位置される。この文脈において「上流側」とは、フィルタ要素の配置位置と、空気清浄器の構成と、使用中におけるシールの位置とから、空気が入口１２から出口１３にかけて移動するときに、空気が二次フィルタ要素または安全要素より先に主要素を通過しなければならないことを意味する。
【００２２】
ここで、「二次フィルタ要素」、または「安全要素」の用語は互いに交換可能に使用され、主要素の下流側の要素を意味する。一般に、二次フィルタ要素または安全要素における埃の蓄積はわずかであり、主フィルタ要素かまたはシールの何らかの一部の損傷、主フィルタ要素の整備点検の間の不注意な埃除去作業、またはなた何らかの不運が発生したときのみ埃の蓄積をする。
【００２３】
図３を参照して、図示の空気清浄器１では、主要素２５と安全要素２６の双方とも概ね円筒形状であり、それぞれ開口した筒状の内部と円形の外側の周囲部（断面図に示す）を有している。これらの二つのフィルタ要素２５、２６は主フィルタ要素２５が安全要素２６に外接される方法で取り付けられるように構成される。この筒状の二次フィルタ要素２６の上に取り付けられる筒状の主フィルタ要素２５は、一般的な構成を有するとともに、まざまな設備で使用され、例えば以下の特許で記述されている。米国特許第６，０５１，０４２号と第６，０９９，６０６号であり、尚、これらは参照のために記述した。
【００２４】
図３を参照して、組立体１は、内部の取り付けリングまたはシールリング２９を含んでいる。このシールリング２９は出口への流れ構成部材または管２９ａ（図１）の一部を形成しており、出口１３と連通している。より詳しくは、このリング２９と、壁部分２９ｂと出口突起部２０ｃとの集合により、出口管２９ａを形成して空気清浄器１からのろ過空気の出口を形成している。
【００２５】
通常、図示の構成１によれば、安全要素２６は取り付けリング２９（または管２９ａ）の内側表面３３に対してシールするように取り付けられ、主要素２５は取り付けリング２９（または管２９ａ）の外側表面３１に対してシールするように取り付けられる。
【００２６】
主要素２５とシールリング２９の外側表面３１との間に形成されるシール２３は、封をするためのシール力が放射状に向かう方向か離れる方向の双方またはいずれかに作用し、軸１５と直交するので一般に「半径方向」と呼ばれる。すなわち、シール力は軸方向に対して半径方向に向かうものであり、この文脈で「軸方向」とは通常、軸１５と平行な方向を意味する。フィルタ要素２５の特定の半径方向シール３２は、要素２５の内側に位置することから、時々「内部」または「内方」と呼ばれる。
【００２７】
種々の形式の半径方向シールが知られている。図１と図２に描かれている最も広範に使用されている空気清浄器組立体用の半径方向シールは、米国ミネソタ州ブルーミントンのドナルドソン・カンパニ・インクから「ドナルドソン  ラジアルシール  システム」（登録商標）として提供されており、欧州特許第０３２９６５９号、米国特許第５，５４７，４８０号のような参考資料に記載されている。これらは参照のために記載した。「ドナルドソン  ラジアルシール  システム」（登録商標）は、主フィルタ要素用として、荒地走行の機械と車両、農業用トラクタ、鉱石引っ張り機、高速道路走行用トラックと空気圧縮機に用いられている。
【００２８】
さらにまた、安全要素２６についても半径方向シール３３によってシールリング２９に対して封をされる。この事例では、半径方向シール３３が「外側」の半径のシールであり、要素２６の外側の回りにおいて外側に向かうシールであり、内側に向かうシールとは対向している。このようなシールは、例えば米国特許第６，０９９，６０６号に記述されており、ここに参考として添付する。このような半径方向シールを使用したドナルドソン製の安全要素は、荒地走行の機械と牽引車両、車輪付き設備、ローラ式圧縮機、発電機セット、鉱石引っ張り機のような設備に用いられている。
【００２９】
ＩＩ．  図１、図２において図示されたシステムに似たシステムにおける二つの潜在的な問題点
Ａ．  水平に取り付けられた主フィルタ要素の保持
図１、図２において概ね描かれたような空気清浄器システムによれば、軸１５も概ね水平方向に延設され、フィルタ要素２５についも概ね水平に取り付けられる。出口管１３と関連づけられた端部３１において、フィルタ要素２５は取り付けリング２９により一般的には良好に支持される。しかしながら、図２では図示されない反対側の端部においては、要素を水平に保持し、かつシールするための類似の構造は一般には存在しない。このために、通常は支持構造を設けることが望ましい。
【００３０】
ある種の従来からの半径方向シールシステムでは、この反対側の端部の位置で外側の筒状のスリーブまたは隔壁を使用することが知られており、主要素を外側がらこの位置で支持していた。このような隔壁については、例えば米国特許第６、０５１，０４２号、第５，７５５，８４２号に示されているが、これらを参考のために記載する。
【００３１】
水平方向の支持の問題点に関しては、半径方向シールを有するシステムは軸方向シールを有するシステムとかなり異なる。軸方向シールのシステムによれば、一般にボルト構成か留め金構成のどちらかを用い、ハウジングの端部に対してフィルタ要素を強制しながら何らかの方法でフィルタ要素に軸方向の圧力を加えている。そのようなシステムは、例えば米国特許第３、４８８，９２８号に示されているので、ここに参考のために記述する。一般に、このようなシステムでは軸方向の圧力によりフィルタ要素が移動することを防止するので、水平方向の支持の必要はない。いくつかの例では、この軸方向の支持構成によれば適切な位置決めを容易にするか、あるいは組み立て作業の間にフィルタ要素を中心に置くことを容易にできる。
【００３２】
Ｂ．  安全要素の整列
一般に、図１と図２に描写されたような構成の保守点検作業は、主フィルタ要素２５が安全要素２６の上に取り付けられればならないので、もしも安全要素２６が略完璧に軸方向に整列して取り付けられない場合には問題となる。この問題は、より長い安全要素２６であって、すなわち１０インチ（２５ｃｍ）の長さを少なくとも有するフィルタ要素の場合には悪化する。
【００３３】
この安全要素を整列して並べる作業を容易にするために、いくつかの安全要素整列システムが開発されており、例えば米国特許第５，８００，５８１号と第３，４８８，９２８号があるので、これらを参考のために記述する。
【００３４】
ＩＩＩ．主要素
次に、主要素が表現されている図４〜図７を参照する。この主要素２５は側方延設部３４と、開口端部３５と、閉じた端部３６とを含む。一般に、側方延設部３４は開口端部３５と閉じた端部３６との間に延設される。この開口端部３５は図７に図示のように中央開口部４０を一般には規定する。
【００３５】
図示の実施例では、主要素２５は第１端部キャップ４１と第２端部キャップ４２とを含み、ろ過媒体梱包体４３がこれらの間に延設される。一般に、第１端部キャップ４１は第１または開口端部３５を規定し、第２端部キャップ４２は第２または閉じた端部３６を規定し、上記のろ過媒体梱包体４３は上記の側方延設部３４を規定する。代表的なシステムでは、ろ過媒体梱包体４３は、中心軸１５に対して同心円形状を有する。このろ過媒体梱包体４３には、種々の構成を採用することができ、以下に特定の使用分野の一例について記載する。
【００３６】
図示の構成１では、第１端部キャップ４１はいくつかの機能を果たす。例えば、要素２５が取り付けられたときに、第１端部キャップは中心の出口開口部４０を規定し、さらに表面２９（図３）に対してシールされる中心のシール領域４６を規定する。さらに、この第１端部キャップ４１は、上記のろ過媒体梱包体４３がまとまるように固定して、その周囲から空気ないし埃が漏洩することを防止する。
【００３７】
これに加えて、第１端部キャップ４１に備えられた構造的な特徴により性能向上を図ることができる。より明確には、第１端部キャップ４１は図６において、分離された高くしたリング構造４４を含んでいる。例えば、この第１端部キャップ４１が好ましい軟質の圧縮性のポリウレタンから以下のように製造される場合には、これらのリング構造４４は、要素２５の端部３５において衝撃吸収のための延設部を形成する。この構成は、ハウジング３（図１）の壁１１に対する非−シール状態、衝撃吸収可能状態を提供する。
【００３８】
典型的な好ましいシステムでは、第１端部キャップ４１は望ましくは軟質の圧縮性の材料を用いて、１つに単体で成型され、最も望ましく圧縮性の発泡ポリウレタンの材料が挙げられる。以下に好ましい材料と特性について述べる。望ましくは、第１端部キャップ４１の構造的な特徴としては、媒体梱包体４３が充填されて、固定される成型工程における材質がある。この構成の一般的な工程について以下に述べる。
【００３９】
特定の構成では、シール領域４６はドナルドソン社の半径方向シール（登録商標）システムと類似の形状を有するように構成される。このような構成は、欧州特許第０３２９６５９号、米国特許第６、０９９、６０６号と特にＷＯ第９９４２７１９Ａ２に記載されている。これらの開示については参考のためにここに記述した。
【００４０】
次に、図８を参照して、本図では主フィルタ要素２５に使用可能な３段の半径方向シールを示した横断面図である。
【００４１】
より詳しくは、半径方向シール領域４６（フィルタ要素の外部から内部に動く）は、連続して減少す直径の３つのリングまたは段差３７、３８と３９を含んでいる。この結果、圧縮が連続して発生して次第に抵抗が大きくなるので出口管２９の上にフィルタ要素２５を位置決めすることが容易になる。
【００４２】
この半径方向シール領域４６は、少なくともその厚みの１２％分が圧縮できるように構成および配置され、その厚みは非圧縮状態で外側表面３９ａと、内側ライナーにより通常規定される媒体梱包体の内側表面４３ａとの間の距離である。望ましくは、圧縮は厚みの少なくとも１５％分が圧縮され、通常は２０〜３３％分の厚みが圧縮される。
【００４３】
再度、第１端部キャップ４１（特に、領域４６の材料）は柔らかい圧縮性の特性を有しているので、主要素２５がシールリング２９上に載せられたときに、通常は媒体梱包体４３の一部により制御ｓれる圧縮力で、領域４６の材料は外側表面３１に対して、特に後述するように内側ライナーにより圧縮される。
【００４４】
第２端部キャップ４２は、主要素２５の閉じた端部３６を規定する。この第２端部キャップ４２はさらに、複数の機能を果たす。例えば、この端部キャップ４２は、媒体梱包体４３を一体に保持し、閉じた端部３６において封印するように動作する。この動作は、第２端部キャップ４２の外側環状領域４９により通常は行われる。さらに加えて、第２端部キャップ４２の一部は、主要素２５の開口内部５０となる部分に延設部を提供するように機能して、閉じた端部５１をろ過されない空気が通過しないようにしている。この機能は、第２端部キャップ４２の中央領域５３により行われる。この「閉じた端部」とは、端部キャップ４２がフィルタ内部５０を出入する流路を防止することを意味し、この閉じた端部は例えばフィルタ要素で保持されたものにより栓をされた孔部を有する端部キャップを含む。
【００４５】
以下に述べるように、外側環状領域４９は軟質の圧縮性の材料か硬質材料のどちらかを包括するかもしれない。望ましくは、この外側環状領域４９には、図１０に図示のように取り付け時において、非−シール状態をカバー９との間に形成する複数の部分５２を、そこから外側に向けて軸方向に突出形成するとよい。
【００４６】
図示の好ましい第２端部キャップ４２によれば、さらなる機能を提供するための特徴点を備えている。一つの特徴点としては、図１と図２に図示のように水平方向の位置となるように主要素２５を保持するための最良の構成の機能に関係している。この機能は、後述のように中心リム５５により一部の機能が行われる。さらに好ましくは、第２端部キャップ４２の一部は安全要素２６と協働して整列機能と保持機能とを提供する。図示の特定の構成において、この機能は以下に述べる安全要素の係合部５６により提供される。
【００４７】
図示される特定の構成によれば、第２端部キャップ４２は二つの部品からなる端部キャップであって、第１部品は環状領域４９を規定するために成型される高分子材料からなり、第２部品は中央リム５５と、中央領域または中央範囲５３と安全要素との係合部５６とを規定するために前成型された構造５８である。この文脈で「前成型」とは、望ましくは構造５８が好ましい構成を持つように堅い材料を含むことを意味し、以下に述べるように、要素の形成工程において、外側環状領域４９を成型する前において全体の主要素２５に内部に固定される。
【００４８】
ＩＶ．  主フィルタ要素の第２または閉じた端部の使用時の保持
上記のように、主要素２５の特徴点は、使用のために特に図１と図２に示したように水平位置になるように取り付けられたときに、要素の閉じた端部３６の支持を行うことである。この特徴点は、図９〜図１５に着目して述べる。
【００４９】
最初に、図１１〜図１５を参照して、端部カバー９が表現されている。この端部カバー９は外側の表面６５と内側の表面６６とを含む。取り付けられると、このカバー９の外側の表面６５は一般に外の環境に向かう表面であり、一方内側の表面６６は空気清浄器の内部２２に向かう。
【００５０】
図１２と図１３を参照して、内側の表面６６は係合構造７０をそこに含む。この係合構造７０は、好ましい主要素２５を取り付けた空気清浄器１の上にカバー９が位置されるときに。要素２５の端部３６に保持可能に固定または保持されるように係合可能に構成される。図示の特定の構造では、係合構造７０は、取り付け途中において、端部キャップ４２の凹部７４の中に突出する突起７２を備えている。好ましくは、この突起７２は、取り付けまたは組み立ての途中において、中心リム５５に対して位置決めされるか突出するか保持可能になるサイズを有しかつ構成されるとよい。（ここで、突起７２とリム５５とが実際に接触することは必要でなく、例えば２０ミリ以下の距離下方に要素２５が移動できないように保持されていれば良い。）組み立ての直後に、数ミリ分またはこれ以下の間隔さえ保持できれば、装置が駆動されるときの振動力の結果または特定の外力を加えられることで、主要素の係合が実際に開始するまで、所定の位置に留まることになる。
【００５１】
図示の特定の好ましいシステムでは、中心リム５５は環状である結果、環状の凹部７４を規定する。好ましいシステムでは、中心リム５５は突起部５７ａを有する環状壁５７を含む。好ましくは、この突起部５７ａは、媒体梱包体４３の第２端部３６から中央開口容積部５０に向けて、軸方向に少なくとも６ｍｍ、代表的には１２〜２５ｍｍ、２００ｍｍ以下の距離分が突出する。この突起部５７ａは、容積部５０の内部に向けて角度を有するか傾斜しているが、媒体梱包体４３の内側縁部から所定の半径距離分以下とされることで、空気清浄器の端部カバー９との機械的干渉を防止している。好ましくは、この突起部５７ａは、内側の軸方向の少なくとも６ｍｍに沿う距離分が、媒体梱包体４３から５０ｍｍ以下の半径距離分以下になるように離される。図示の特定の構成では、この突起部５７ａは、内側の軸方向の少なくとも１２〜２５ｍｍに沿う距離分が、媒体梱包体４３から１〜１５ｍｍ以下の半径距離分以下になるように離されている。ここで、変形例では、環状壁５７の他の部分は媒体梱包体４３から５０ｍｍ以上半径方向に離される。
【００５２】
寸法例としては、リム５５は少なくとも１２５ｍｍの半径を有し、典型的には１５０〜１８０ｍｍであり、３００ｍｍ以下である。凹部７４は好ましくは深さ（または高さ）を有し（リム１６２から平面領域１５８にかけて測定したときに）ており、少なくとも６ｍｍであり、典型的には１２〜２５ｍｍであり、２００ｍｍ以下である。
【００５３】
望ましくは、突起部５７ａの外側周面７５は、後述する理由により非ー円形である。より好ましくは、外側周面７５は、少なくとも三つの先端または頂点７９を含む。望ましくは、外側周面７５は多面体を形成しており、離隔された点または頂点７６において円形中心リム５５に対して位置決めされて揃うように当接または係合する寸法と構造を規定するとよい。この多面体の形状は、全て等しい高さの直線的な部分７８と、離隔された頂点７９とを有するとよい。より、好ましくは、多面体の周面７５は、少なくとも５つまたは１０を超えない側面と、少なくとも５つの頂点と１０を超えない頂点を有するとよい。図１２、図１３に図示の特定の突起部７２は八面体である。
【００５４】
望ましくは、突起部７２はそれが円形の中心リム５５に隣接しない場合には、空気清浄器１が組み立てられるときに、３０ｍｍ超えないように、より好ましくは１５ｍｍを超えないようにして、頂点７９が中心リム５５から離隔するとよい。このことにより、取り付け時において、要素２５が不必要に下方に遠く固定されないようにできる。
【００５５】
望ましくは、突起部７２は切り欠き部がないように連続形成されることで、かなり頑丈にされ、使用時において破損しないように構成される。しかし、非連続な構成も使用できる。さらにまた、望ましくは、突起部７２は、中空、凹部を有する内部８２を設けることで、とりわけ、以下に述べる特定の要素２５の追加の特徴点を受け入れるための空間を設けてもよい。望ましくは、周面７５は連続した壁を備え、（ａ）少なくとも約０．２５ｍｍの厚さであり、典型的には０．５から５ｍｍの厚さであり、２０ｍｍの厚さを超えず、（ｂ）少なくとも１０ｍｍの高さであり、典型的には２０から５０ｍｍの高さであり、１００ｍｍの高さを超えない。
【００５６】
図９と図１０とを参照して、要素が取り付けられた後に、カバー９が所定の位置に一旦置かれると、突起部７２が凹部７４の内部に延びる状態になることが明瞭である。通常、図９に示すように上方に向かう、例えば頂点８３は要素２５を保持することになり、要素２５が不必要に下向きに前後にゆれたり、端部３６から落下しない状態にすることを確実にするであろう。好ましい実施例では、突起部７２が凹部７４の内部に少なくとも５ｍｍ分、より好ましくは１０から３０ｍｍ、１００ｍｍを超えないように延びるように部品が形成されるとよい。図９は、さらにまた安全要素２６がシステムに取り付けられていることを示す。
【００５７】
図９と図１０とを検討することで、環状領域４９と周面７５の特定な構成における特有の利点が明瞭となる。望ましい環状領域４９は円形であるので、要素２５のリング２９の相対半径（回転）位置については、端部カバー９との係合に影響を与えない。すなわち、いかなる半径方向に要素２５が位置していても、取り付けの際に、少なくともリム５５の構成に対しては、通常は軸１５に対して半径方向に対称となる。
【００５８】
もしもハウジングが長円形の代わりに実際には円筒状であるならば、突起部７２と周面７５とに対する好ましい形状と構成上の特徴点により、端部１９上の端部カバー９における半径方向の配置位置に変化を許容するであろう。特に、突起部７２が少なくとも５つの頂点を有し、それらが等間隔に設けられ、カバー９が円形である場合には、本体８に対してカバー９が半径方向のいかなる方向に位置していても、端部１９を閉じるときに、少なくとも一つの頂点が通常は上方に向けられるだろう。しかし、長円形の構成の場合には、カバー９は本体８に対する決められた構造を有することとなり、頂点はカバー９に対して少なくとも一つが確実に上方に向くようにして、動作できるように組み立てられる。
【００５９】
周面７５はいくつかの理由により円形でないことが望ましい。第１に、周面７５が円形でない場合には、人は周面７５に対して要素をシールをしないようにななるので、空気清浄器１の不適切な組み立て状態をもたらすことができる。さらに、非−円形構成は、比較的強く、それ自体で形状を維持でき最適な仕様を得るように製造するためにはかなり実際的である。
【００６０】
Ｖ．端部カバー９の他の特徴点
端部カバー９に関連して、図１１と図１４を着目する。一般に、外側表面６５は平坦な中心領域８４を含む。この表面６５は、さらに支持のための成型されたまち８６を有する段差領域８５を含む。図示のように、この中央領域８４は、外側周面リム８７（図１４）が同心関係からオフセットしている。この結果、端部カバー９が、既に存在する特定の空気清浄器の本体に対して適合するようにしている。
【００６１】
上記のように、他のある既存の設備は、丸いハウジングを使用しているが、この場合、突起部７２の中心軸をカバーの外側周面の中心軸に位置合わせできることとなる。
【００６２】
図１２と図１３に着目する。内側表面６６と中心領域６７は、それらから内側に突出する壁７５と、半径方向に延設される強化用リブ６８とを同様に含む。リブ６８は、壁７５から外側周面リム８７に向けて半径方向に延設する。
【００６３】
ＶＩ．安全要素の配置のための構成
上記のように、望ましい空気清浄器１は、安全要素２６を主要素２５に対する適度な整列状態に確実に保持するための構造７６（図２０、図２１）を含む。
【００６４】
この安全要素２６の適度な整列状態にすることは、シールリング２９上におけるいかなる構造も不要であり、またハウジング３上にいかなる追加的な構造も不要であり、むしろ要素２５、２６の特徴点により動作するものである。このようにして、既存のハウジング本体に装着できる。
【００６５】
一般に、整列状態に確実に保持するための構造７６は、主要素２５上に位置する突起／受容構造８８の第１の部材８９を有する突起／受容構造８８と、安全要素２６の上に設けられた突起／受容構造８８の第２の部材９０とを含む。図示される特定の構造では、主要素２５は、端部キャップ４２の受容部材９２を含み、安全要素２２６は端部キャップ１０５上の突起部材９３を含んでいる。
【００６６】
図１６〜図１９を参照して、これらの図は安全要素２６を表現している。安全要素２６は、閉じた端部１０１に対向した第１開口端１００と、側方延設部１０２とを含む。図示の特定の構造では、開口端部１００は、第１開口端部キャップ１０４により規定され、閉じた端部１０１は第２閉口端部キャップ１０５により規定され、そして側方延設部１０２は、二つの端部キャップ１０４、１０５の間に延設するように埋め込まれる媒体梱包体１０６により規定される。図示の特定の構造では、さらに二つの端部キャップ１０４、１０５の間に延設する内側ライナー１２０と外側ライナー１２１とを含む。この代わりの構造では、 内側と外側のライナー１２０、１２１は省略されるかもしれない。図１９〜図２１では、内側ライナー１２０の部分的な断面だけが表現されている。
【００６７】
図示の特定の具体例では、開口端部キャップ１０４は、開口端部１００において媒体梱包体をシール状態と組み立て状態に維持する機能、組み立てられたときにリング２９に対してシール領域１０８（半径方向に外側に指向する半径方向シールなので）をシール状態にする機能を備える。望ましい構造では、端部キャップ１０４は、軟質の圧縮性の高分子、望ましくは発泡されたポリウレタン樹脂の材料から単一成型される。好ましい材料と特性は、以下に記述する。
【００６８】
さらにまた、第２の端部キャップ１０５もいつかの機能を果たす。例えば、第２の端部キャップ１０５は、しっかりと端部をシールすることで、媒体梱包体１０６を端部においてシール状態に維持する。また、閉口端部キャップ１０５は、ある構成では、主要素２５に対して隣接して配置されることで、使用時おいて、主要素２５が取り付けられた後には、安全要素２６が空気清浄器１の端部１１０から後退しないように構成される。
【００６９】
図示の好ましい実施例では、安全要素２６が提供する別機能として、安全要素２６は、主要素２５の係合部材に係合する突起／受容構造８８の部分を含むことで、組み立て中において、安全要素２６が軸方向に確実に揃う機能がある。
【００７０】
より詳しくは、この安全要素２６は突起／受容構造８８の第２の部材９０を含む。図示の構造では、この第２の部材９０は突起部材９３を含む。
【００７１】
望ましい突起部材は、幾分かの半径方向の対称性を含む外側周面１１１を有しており、安全要素２６を半径方向の整列状態にすることは突起／受容構造８８の正常な機能にとって重要でないようにしている。図示の特定の突起９３は円錐の側壁１１３と端部１１３ａを有する錐台部材１１２である。
【００７２】
後述するように、好ましい主要素２５は最適な寸法と形状を有することで錐台部材１１２を受けいれる受容部９２を設けている。
【００７３】
より詳しくは、図２０と図２１を参照して、主要素２５は組み立て途中において錐台部材１１２を受けいれるように構成及び配置された受容部９２を設けている。錐台部材１１２を受けいれる望ましい受容部９２は円錐側壁１１５と端部１１６を備える錐台受容部１１４である。
【００７４】
安全要素２６と主要素２５との間の位置決めを容易にするための突起／受容構造８８の動作は、図２０と図２１における模式図から理解できよう。
【００７５】
図２０を参照して、安全要素２６は２６で示されており、主要素は２５で示されている。これらの要素２５、２６は中心軸１２４から完全に外れた位置関係で示されている。このような外れた位置関係の結果、主要素２５が矢印１２５の方向に移動されるにつれて、安全要素２６の突起部９３が受容部９２に係合される結果、完全な軸方向の整列状態に再度設定される。しかし、主要素２５が矢印１２５の方向に移動されるにつれて、表面１３０と１３１との間におけるカム結合または摺動動作によって、図２０に図示の状態から要素２５、２６とが整列する状態になる。特に、表面１３０と１３１との間の嵌合により、安全要素２６は直線的に再配置されることで、図２１に示される整列状態になる。換言すれば、突起／受容の組合せ９２／９３は、不一致状態が発生すると、主要素２５の中心軸方向に沿う連続的な移動により安全要素２６が最適な整列状態に滑らせる傾向にしている。整列の端部における突起部９３と受容部９２との嵌合により、図２１において、さらにまた少なくとも主要素２５が取り除かれるまでは、安全要素を最適な位置に維持する。
【００７６】
突起部９３と受容部９２の夫々は充分な円形対称性（必ずしも完全に同じ形状でないにしても）を有するとよく、この結果、安全要素と主要素の間の相対的な半径方向の配置関係が、突起部９３と受容部９２の組み立て後の機能に対して重要でなくなる。図示の錐台構成は望ましいが必須ではない。代替の使用可能な形状は円筒形、４角形、箱形、球形、半球、および三次元構造物であって、それらの断面形状が三角、５角、６角他の多角形であると良い。
【００７７】
錐台突起部９３の好ましい寸法がここに記載され、端部キャップの外側表面１０７から端部１１３ａまでの高さが少なくとも５ｍｍ、典型的には１０〜５０ｍｍ、１００ｍｍを超えず、基礎半径寸法である端部キャップ表面１０７と同一面の最も大きな断面の半径は少なくとも２５ｍｍ、典型的には３０〜８０ｍｍであり、１５０ｍｍを超えず、そして、端部１１３ａの半径は、少なくとも５ｍｍ、典型的には１０〜３０ｍｍであり、８０ｍｍを超えない。側方壁１１３は、基礎半径部分と端部１１３ａとの間で少なくとも０．５度、代表的には１〜４５度、８０度を超えない所定角度を成して延設されている。受容部９２は突起部９３に干渉せずに受け入れ可能な寸法を有するとよい。このために、この受容部９２は上記の寸法よりも５〜２０％のオーダで大きい寸法（すなわち、高さ（見る位置からは深さ）が１１〜４０ｍｍであり、最大断面の半径（開口端部）が３３〜１００ｍｍであり、閉口端部の半径は１１〜４０ｍｍである。
【００７８】
ＶＩＩ．主フィルタ要素を形成する方法
図７において、媒体梱包体４３が表現されている。この媒体梱包体４３は内側ライナー１５１と、この内側ライナー１５１の周囲を取り囲むように延設されたろ材媒体１５２の筒状の延設部とを含む。望ましいシステムでは、内側ライナー１５１と延設媒体１５２とは同じ長さである。図７において、内側ライナー１５１は破断して示されている。内側ライナーが使用される場合には、このライナーはろ過媒体１５２の内側部分の全体を裏側から保持することが理解される。
【００７９】
典型的な組み立て中において、筒状の延設ろ過媒体１５２は形成後に内側ライナー１５１の上を滑る。この製造工程の次に、媒体梱包体４３と中心端部キャップ部材１６０との間の嵌合が行われる。成型の最終工程では、この中心端部キャップ部材１６０は以下の特徴点を形成及び規定する。すなわち、閉口端部キャップ４２の中心範囲５３と、中心リム５５と受容部９２である。
【００８０】
望ましくは、中心の端部キャップ部材１６０は、外側に突出したリム１６２を有する大きい円形のわん形状１６１と、中心の受容部９２と、平面領域１５８とを備えるとよい。図示の特定の実施例では、端部キャップ４２の外側表面部位であって、端部キャップ４２が他の部分から最も凹状になった部分に相当する部分に平面領域１５８が位置している。望ましくは凹んでいる円形のわん形状１６１の側壁１６３は外側の円形の周面１６３ａ（図１０）を有し、その周面は内側ライナー１５１の内直径よりもわずかに大きい外径を有することで、内側ライナー１５１が側壁１６３に対して圧入されたときに締りばめを引き起こすようにしている。
【００８１】
これに続き、中心端部キャップ部材１６０と媒体梱包体４３とが成型型の内部に配置され、樹脂が閉口端部キャップ４２の残りの部分を成型する。
対向する開口端部キャップ４１は、閉口端部キャップ４２の成型の前後に成型することができる。通常は、開口端部キャップ４１は、媒体梱包体４３の適当な端部が成型型に置かれ、樹脂で端部キャップが成型される。好ましい中心端部キャップ部材１６０は成型された堅いプラスチック構造を備えるであろう。
【００８２】
ＶＩＩＩ．安全フィルタ要素を形成する望ましい方法
一般に、安全フィルタ要素２６は、突起／受容構造８８の部材を安全要素２６の閉口端部１０１上の位置に置くようにする構成を除いては、従来からの製造方法にしたがって製造できる。望ましくは、安全要素２６の閉口端部１０１は、ショア硬度Ｄが３０を有するウレタンなどの成型されたプラスチックから成型されるとよい。
【００８３】
代表的な準備方法によれば、次に、ろ過媒体梱包体の組み立て工程が含まれ、第１端部を成型型上に置き、樹脂で閉口端部を成型し、第２端部を成型型上に置き、樹脂で開口端部キャップを成型する。
【００８４】
そこに外側に指向する半径方向シールを有する開口端部キャップについては、樹脂が架橋したときに、適度な柔軟性を有した圧縮可能なポリウレタン端部キャップと同様のタイプのものが第１端部キャップ用として使用でき主要素用の半径方向シールを形成できるとよい。このような材料については後述する。
【００８５】
ＩＸ．望ましい媒体梱包体
主要素と安全要素用の好ましい媒体梱包体は、エンジンかまたは他のシステムの仕様と効率の必要性に一部依存するであろう。ここで、望ましい媒体梱包体について述べるが、これには荒地道路用の工事設備、農場設備および採鉱装置として特定の性能を発揮するために開発されたものである。
【００８６】
特に， 以下の設備は何年間もドナルドソン・半径方向シール（登録商標）を採用している。キャタピラ駆動式トラクタ、廃棄物処理設備、トラックローダ、スキッドステアローダ、パイプ設置機（ｐｉｐｅｌａｙｅｒｓ）、掘削機、マテハン（ｍａｔｅｒｉａｌ ｈａｎｄｌｅｒｓ）、前方ショベル機（ｆｒｏｎｔ ｓｈｏｖｅｌｓ）、森林機械（ｆｏｒｅｓｔ ｍａｃｈｉｎｅｓ）、トラック式スキッド（ｔｒａｃｋ ｓｋｉｄｄｅｒｓ）圧縮機（ｃｏｍｐａｃｔｏｒｓ ）、舗装機（ｐａｖｅｒｓ）、土安定機（ｓｏｉｌ ｓｔａｂｉｌｉｚｅｒｓ）、コンバイン、ＶＦＳトレイラー（ＶＦＳ ｔｒａｉｌｅｒｓ）、バックホーローダー（ｂａｃｋｈｏｅ ｌｏａｄｅｒｓ）、高速道路以外走行用のトラックとトラクター、スキッダー（ｓｋｉｄｄｅｒｓ）、スクレイパー、モータ・グレーダである。
【００８７】
しかしながら一般に上記の設備に取り付けられるシステムでは、通常は（１）主要素との間で嵌合したときに、安全要素を整列するシステムまたは偏らせて整列させるシステムではなかった、また（２）埃がシステムに堆積成長する制約から寿命が限られていた。
【００８８】
ここで特徴付けされた望ましい要素を開発するにあたり、ドナルドソンでは空気清浄器の本体の寸法と構造を修正せず、かつエンジンの性能または動作の修正をすることなく、動作寿命の期間を実質的に延長する努力を行ってきた。
【００８９】
ここに、より長寿命の性能を発揮できる新しいフィルタ要素が提示される。一般的な用語では、媒体構造は２つ媒体部分を備えており、それらは内側のひだをつけた媒体部分と、外側領域の不織繊維からなるデプス（ｄｅｐｔｈ）媒体である。
【００９０】
特定の役に立つ構造は図７に表現されている。この構造では、主要素は、以下の仕様を有する軟らく圧縮可能な発泡ポリウレタンからなる第１開口端部４１と、上記の方法で製造される第２端部キャップ４２であって、堅いプラスチックから成形した中心のさら１６１と、ウレタンから成型される外側の環状領域とを備えている。媒体梱包体は、多孔性の内側ライナー１５１を備え、これは少なくとも２５ｍｍ、典型的には５０〜１００ｍｍのひだの深さを有するひだ付き媒体領域１７７により取り囲まれている。望ましくは、ひだ付きの媒体１７７は紙かセルロースから構成される。ここに述べる構造で使用可能なひだ付きのセルロースの一つのタイプは以下の特性を持っている。基礎重量（ｂａｓｉｓ ｗｅｉｇｈｔ）は６３〜７１ポンド／３０００平方フィート、厚さは約０．０１３インチ、開口孔寸法は約８８ミクロン、ひだは０．０１５〜０．０２１インチ、乾燥時の引っ張り強度は１２〜２８ポンド／インチ、湿潤時の引っ張り強度は３〜１３ポンド／インチ、湿潤時の破裂強度は１５〜３５ＰＳＩ、フレイザー（Ｆｒａｚｉｅｒ）浸透度は５０〜６４フィート／分である。望ましくは、内側ライナーはエキスパンドメタル製のものを含むが、プラスチックなどのように非金属製の場合もある。
【００９１】
ひだ付き媒体の外側には筒状の繊維デプス媒体１７８が位置されており、この媒体は望ましくは空気層を有するポリエステルファイバー媒体であり、厚さは０．２５〜１インチである。特に、以下の特性を有する媒体が使用できる。重さは、４．６〜５．６オンス／平方ヤード、浸透率は９００フィート／分である。
【００９２】
図示の特定の構造では、デプス媒体の延設部は繊維状の媒体材料を単一に巻きつけ継ぎ目１８０で縫われる。このデプス媒体１７８の入手可能な代替品として筒状の媒体を使用することもできる。
【００９３】
デプス媒体の代替品として種々の媒体を使用することができ、例えば多層のシステム、勾配システムなどがある。しかし図示の特定の構造では、以下に示される仕様を備えるので、既存の空気清浄器に取り付けることで実質的な改善をもたらす。いくつかの構成では、ひだ付き媒体１７７を円周の周りの狭いバンドを用いて固定または支持するのが望ましいかもしれない。このバンドが使用される場合には、外側の包装部１７８がひだ付き媒体１７７の上に置かれる前にバンドを設けると良いであろう。
【００９４】
再度、図７を参照して、本図は端部キャップ４１、４２のそれぞれが埋設または成形された全体の媒体梱包体４３を示す。デプス媒体１７８の縁部は、端部キャップ４１の押し込み部１８１でまくり上げられている様子が分かる。同様に、繊維デプス媒体１７８の反対側の縁部は、端部キャップ４２の押し込み部１８２でまくり上げられている様子が分かる。図７に図示の構成では、ひだ付き媒体１７７とデプス媒体１７８を含む全体の媒体梱包体４３が、端部キャップ４１、４２の夫々に埋設されて総ユニットとして設けられており、ひだ付き領域１８１、１８２を形成している。この代替製造方法としては、ひだ付き媒体１７７のみが対向する端部キャップ４１、４２の内部で埋設または成型される。この代替方法では、デプス媒体１７８が次に端部キャップ４１、４２の内部に埋設されたひだ付き媒体１７７の回りに巻きつけられる。
【００９５】
望ましくは、シール領域４６、１０を夫々形成する端部キャップ４１と端部キャップ１０４は、発泡されたポリウレタンから成型されるとよい。ある事例の材料には、 以下の特性がある。最小限の張力は１１０ＰＳＩ、最小限の伸張は２００％、最小限の引裂き強度は１５ポンド／インチ、圧縮偏向は華氏温度７０度で平均で７〜１４ＰＳＩ、７日間の加熱試験後の圧縮変化率は華氏温度１５８度で原型から±２０％、圧縮偏向は華氏温度−４０度で最大１００ＰＳＩ、圧縮永久歪は華氏温度１５８度で２２時間後に最大１０％、華氏温度１８０度で２２時間後に最大２５％である。
【００９６】
Ｘ．  実施例
主要素の実施例は以下の寸法である。全長は、少なくとも２２５ｍｍ、典型的には３００〜３８５ｍｍ、内径は開口端部キャップにおいて少なくとも１２５ｍｍ、典型的には１５０〜２５５ｍｍ、さら１６１の内径は少なくとも１２５ｍｍ、典型的には１５０〜１８０ｍｍ、受容部材９２の高さは少なくとも６ｍｍ、典型的には１２〜２５ｍｍ、受容部９２の外径は少なくとも２５ｍｍ、典型的には３７〜７５ｍｍ、全体の外径は少なくとも２００ｍｍ、典型的には２８０〜３８５ｍｍである。
【００９７】
一例の安全要素２６は以下の寸法である。全長は、少なくとも１２５ｍｍ、典型的には２５５〜３８５ｍｍ、外径は少なくとも７５ｍｍ、典型的には１２５〜２００ｍｍ、内径は少なくとも５０ｍｍ、典型的には７５〜１２５ｍｍ、突起部材９３の高さは少なくとも６ｍｍ、典型的には１２〜２０ｍｍである。
【００９８】
一例の端部カバー９は以下の寸法である。外径は少なくとも１５０ｍｍ、典型的には３００〜４００ｍｍ、深さは少なくとも２０ｍｍであり、また、外側の周面７５を形成する多角形の壁の高さは、端部カバー全体の高さの２０〜６０％、典型的には３０〜５０％であり、少なくとも５ｍｍ、典型的には１０〜４０ｍｍである。
【図面の簡単な説明】
【図１】
図１は、空気導入システムの空気流管に取り付けられた空気清浄器の一部を破断して模式図的に示した正面図である。
【図２】
図２は、図１の空気流管と取り付けブラケットを省略して示した空気清浄器の端面図である。
【図３】
図３は、図１の空気清浄器の一部を破断して示した拡大側面図である。
【図４】
図４は、図１〜図３に描かれた空気清浄器で使用可能な主フィルタ要素の外観斜視図である。
【図５】
図５は、図４に描かれたフィルタ要素の側面図である。
【図６】
図６は、図５に描かれた主フィルタ要素の反対側を示す側面図である。
【図７】
図７は、図４〜図６に描かれた主フィルタ要素の横断面図であって、図６において７−７線に沿って破断した断面図である。
【図８】
図８は、図４〜図７に描かれた主フィルタ要素の端部キャップのシール部材の拡大横断面図である。
【図９】
図９は、主フィルタ要素と安全要素とが空気清浄器のハウジングに動作可能に取り付けられたことを示す空気清浄器の横断面図である。
【図１０】
図１０は、主フィルタ要素の端部に並べられたケーシングカバーを破断して示した横断面図である。
【図１１】
図１１は、空気清浄器の端部カバーの外側の部分の外観斜視図である。
【図１２】
図１２は、空気清浄器の端部カバーの内面の部分の外観斜視図である。
【図１３】
図１３は、図１２に描かれた端部カバーの上面を示す平面図である。
【図１４】
図１４は、図１２と図１３に図示の端部カバーの底面を示す平面図である。
【図１５】
図１５は、図１１〜図１４に描かれた端部カバーの横断面図であって、図１４において１５−１５線に沿って破断した断面図である。
【図１６】
図１６は、安全要素の外観斜視図である。
【図１７】
図１７は、図１６に描かれた安全要素の正面図である。
【図１８】
図１８は、図１６に描かれた安全要素の側面図である。
【図１９】
図１９は、図１６〜図１８に描かれた安全要素の横断面図であって、図１８において１９−１９線に沿って破断した断面図である。
【図２０】
図２０は、空気清浄器に対して主フィルタ要素を取り付けている間における主フィルタ要素と安全要素について表現した横断面図である。
【図２１】
図２１は、主フィルタ要素と安全要素とが互いがある適切な整列関係で設けられていることを示す横断面図である。
【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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【国際公開パンフレット】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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【手続補正書】
【提出日】平成14年6月27日(2002.6.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フィルタ要素であって、
（ａ）  第１端部とこれに対向する第２端部とを有する媒体梱包体であり、前記媒体梱包体は開口容積部を規定し、
（ｂ）  前記媒体梱包体の前記第１端部における第１端部キャップであって、前記第１端部キャップは、前記開口容積部に流体的に連通する開口を有し、
（ｉ）前記第１端部キャップは、半径方向シール領域を含み、
（ｃ）  前記媒体梱包体の前記第２端部における第２端部キャップであって、前記第２端部キャップは、第２端部キャップ中心領域を有し、
（ｉ）前記第２端部キャップ中心領域は、前記媒体梱包体で取り囲まれ、
（ｉｉ）  前記第２端部キャップ中心領域は、突起部分を有する壁を含み、
（Ａ）前記突起部分は、前記媒体梱包体の前記第２端部から前記開口容積部の内部に突出し、
（Ｂ）  前記突起部分は、前記媒体梱包体の前記第２端部から前記開口容積部の内部に少なくとも６ｍｍ分突出することを特徴とするフィルタ要素。
【請求項２】
請求項１に記載のフィルタ要素であって、
（ａ）  前記第２端部キャップは、二つの部分を具備し、
（ｉ）中心で、さら形状に予め成型された部分と、
（ｉｉ）前記媒体梱包体と、前記予め成型された部分とを固定する環状成型リング部分と、を含むことを特徴とするフィルタ要素。
【請求項３】
請求項２に記載のフィルタ要素であって、
（ａ）  前記第２端部キャップ中心領域は、軸方向の外側に向けて突出形成される中心突起部を含むことを特徴とするフィルタ要素。
【請求項４】
請求項３に記載のフィルタ要素であって、
（ａ）  前記中心で、さら形状に予め成型された部分は、
（ｉ）外側の円形壁と、
（ｉｉ）前記外側の円形壁から外側に向けて半径方向に突出形成される環状リムと、
（ｉｉｉ）中心基部であって、前記中心基部は前記第２端部キャップ中心領域の突起部を含むことを特徴とするフィルタ要素。
【請求項５】
請求項３または４に記載のフィルタ要素であって、
（ａ）  前記第２端部キャップ中心領域の前記突起部は、円形基部を含むことを特徴とするフィルタ要素。
【請求項６】
請求項３乃至５のいずれか１項に記載のフィルタ要素であって、
（ａ）  前記第２端部キャップ中心領域の前記中心突起部は、錐台部分を含むことを特徴とするフィルタ要素。
【請求項７】
請求項６に記載のフィルタ要素であって、
（ａ）  前記第２端部キャップは、前記第２端部キャップの残りの部分に対して最も凹状となる外側表面部分を含み、
（ｂ）  前記錐台部分は、前記最も凹状となる外側表面部分から軸方向の外側に向けて、少なくとも５ｍｍ、１００ｍｍを超えない距離分突出形成されることを特徴とするフィルタ要素。
【請求項８】
請求項３乃至７のいずれか１項に記載のフィルタ要素であって、
（ａ）  前記媒体梱包体は、中心を通る縦軸を有する円筒形状であり、
（ｉ）前記縦軸は、前記第２端部キャップの中心範囲の突起部と交差することを特徴とするフィルタ要素。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれか１項に記載のフィルタ要素であって、
（ａ）  前記半径方向シール領域は、内側に指向した半径方向領域を含むことを特徴とするフィルタ要素。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれか１項に記載のフィルタ要素であって、
（ａ）  前記突起部分は、前記媒体梱包体の内側軸の突起方向に少なくとも６ｍｍ分沿う部分が、前記媒体梱包体から５０ｍｍを超えないように半径方向に離れていることを特徴とするフィルタ要素。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のいずれか１項に記載のフィルタ要素であって、
（ａ）  前記媒体梱包体は、ひだ付き媒体の円筒延設部を含むことを特徴とするフィルタ要素。
【請求項１２】
請求項１乃至１１のいずれか１項に記載のフィルタ要素であって、
（ａ）  前記第１端部キャップと前記第２端部キャップとの間に延設される内側ライナーであって、
（ｉ）前記媒体梱包体は、前記内側ライナーを取り囲む円筒延設部を含むことを特徴とするフィルタ要素。
【請求項１３】
請求項１１または１２に記載のフィルタ要素であって、
（ａ）  前記媒体梱包体は、前記ひだ付き媒体の前記円筒延設部を取り囲むために、円筒状に延設される不織布のデプス媒体を含むことを特徴とするフィルタ要素。
【請求項１４】
請求項１乃至１３のいずれか１項に記載のフィルタ要素であって、
（ａ）  前記突起部分は、前記媒体梱包体の前記第２端部から、前記開口容積部の内部に向けて軸方向距離分である１２〜２５ｍｍ突出することを特徴とするフィルタ要素。
【請求項１５】
フィルタ要素であって、
（ａ）  第１端部とこれに対向する第２端部とを有する媒体梱包体であり、前記媒体梱包体は中心開口容積部を規定し、
（ｂ）  前記媒体梱包体の前記第１端部における第１端部キャップであって、前記第１端部キャップは、前記開口容積部に流体的に連通する開口を有し、
（ｃ）  前記媒体梱包体の前記第２端部における第２端部キャップであって、
（ｉ）  前記第２端部キャップは、合成部分構成を具備し、
（Ａ）前記媒体梱包体の前記第２端部において前記中心開口容積部に突出される凹部を規定するように中心において、樹脂から予め成型される部分は、開口したさら形状を有し、
（１）外側の円形壁と、
（２）凹状の中心基部とを有し、
（Ｂ）前記媒体梱包体と、前記予め成型された部分とを固定する成型環状リング部分と、
（ｉｉ）前記予め成型された部分は、
（Ａ）前記外側の円形壁が、前記媒体梱包体から５０ｍｍを超えず離れず、前記媒体梱包体の前記第２端部から前記中心開口容積部に向けて少なくとも６ｍｍの距離分突出し、
（Ｂ）前記凹状の中心基部は、前記媒体梱包体の前記第２端部から前記中心開口容積部に向けて少なくとも６ｍｍの距離分凹状となる外側表面とを含むように配置されることを特徴とするフィルタ要素。
【請求項１６】
請求項１５に記載のフィルタ要素であって、
（ａ）  前記媒体梱包体は、ひだ付き媒体の円筒延設部を含むことを特徴とするフィルタ要素。
【請求項１７】
請求項１５または１６に記載のフィルタ要素であって、
（ａ）  前記凹状の中心基部は、前記媒体梱包体の前記第２端部に向けて突出される錐台部を含むことを特徴とするフィルタ要素。
【請求項１８】
請求項１に記載のフィルタ要素とともに使用される空気清浄器であって、前記空気清浄器は、
（ａ）  中心突起部をそこに含む内側面を有する空気清浄器のアクセス用のカバーであって、前記中心突起部は、前記第２端部キャップの中心領域において少なくとも５ｍｍ突出して、前記フィルタ要素を保持することを特徴とする空気清浄器。
【請求項１９】
請求項１８に記載の空気清浄器であって、
（ａ）  前記カバー上の前記中心突起部は、厚さ２０ｍｍを超えない壁と、少なくとも１０ｍｍ、１００ｍｍを超えない突起距離を有することを特徴とする空気清浄器。
【請求項２０】
請求項１９に記載の空気清浄器であって、
（ａ）  前記第２端部キャップは、前記第２端部キャップ中心領域から軸方向の外側に延設され、前記壁で取り囲まれる容積部に突出する突起部を含むことを特徴とする空気清浄器。
【請求項２１】
請求項１８乃至２０のいずれか１項に記載の空気清浄器であって、前記フィルタ要素は主フィルタ要素を備え、前記空気清浄器は、
（ａ）  前記主フィルタ要素の内部に取り付けられる安全要素を、さらに含み、
（ｉ）  前記安全要素は、開口端部キャップと、閉口端部キャップと、これらの間のろ過媒体とを有することを特徴とする空気清浄器。
【請求項２２】
請求項２１に記載の空気清浄器であって、
（ａ）  前記安全要素の閉口端部キャップは、そこから軸方向に延設される突起部を含み、
（ｂ）  前記主フィルタ要素は、前記第２端部キャップの前記中心領域において受容部を規定し、そして、
（ｉ）  前記安全要素の閉口端部キャップの突起部は、前記受容部の内部に延設することを特徴とする空気清浄器。
【請求項２３】
請求項１８に記載の空気清浄器であって、
（ａ）  前記アクセス用のカバーの中心突起部は、非−円形の周面を有することを特徴とする空気清浄器。
【請求項２４】
請求項２３に記載の空気清浄器であって、
（ａ）  前記非−円形の周面は、少なくとも３つの頂点を含むことを特徴とする空気清浄器。
【請求項２５】
請求項２３または２４に記載の空気清浄器であって、
（ａ）  前記非−円形の周面は、多面体であることを特徴とする空気清浄器。
【請求項２６】
請求項１に記載のフィルタ要素を空気清浄器の内部に取り付ける方法であって、
（ａ）  前記フィルタ要素を空気流管の上に配置し、前記第１端部キャップの半径方法シールを前記空気流管に対して圧縮することで、前記空気流管と前記フィルタ要素との間で半径方向に指向するシールを形成し、
（ｂ）  そこに中心突起部を有する内側を有するアクセス用のカバーを前記フィルタ要素の上に配置し、前記中心突起部を前記第２端部キャップの中心領域に対して少なくとも５ｍｍ分延設して、前記フィルタ要素を保持することを特徴とする方法。
【請求項２７】
請求項２６に記載の方法であって、
（ａ）  前記アクセス用のカバーを配置する工程は、非−円形の中心突起部を前記第２端部キャップの中心領域に延設することを含むことを特徴とする方法。
【請求項２８】
請求項２７に記載の方法であって、
（ａ）  前記アクセス用のカバーを配置する工程は、規則的に多面体に形成された中心突起部を前記第２端部キャップの中心領域に延設することを含むことを特徴とする方法。
【請求項２９】
請求項２６に記載の方法であって、
（ａ）  前記フィルタ要素を配置する工程は、前記第２端部キャップの中心領域から軸方向の外側に延設される中心突起部を含んでいるフィルタ要素を配置することを含むことを特徴とする方法。
【請求項３０】
請求項２６に記載の方法であって、
（ａ）  前記フィルタ要素を前記空気流管上に取り付ける前の工程において、
（ｉ）  開口端部キャップと、閉口端部キャップと、これらのキャップ間のろ過媒体領域を有した安全要素が取り付けられ、
（ｂ）  前記工程は、前記安全要素の上に前記フィルタ要素を配置する工程をさらに含むことを含むことを特徴とする方法。
【請求項３１】
請求項３０に記載の方法であって、
（ａ）  前記安全要素が取り付けられる工程は、前記閉口端部キャップから軸方向に延設される突起部を有した安全要素を取り付ける工程と、
（ｂ）  前記配置する工程は、前記フィルタ要素を前記安全要素の上に配置することで、前記安全要素の閉口端部キャップの突起部が、前記第２端部キャップの中心領域の受容部に延設することを特徴とする方法。
【請求項３２】
請求項２６乃至３１のいずれか１項に記載の方法であって、
（ａ）  前記フィルタ要素と前記空気流管とを配置する工程は、第１端部キャップの内側に指向した半径方向シール範囲を前記空気流管に対して圧縮することで、前記空気流管と前記フィルタ要素の間に半径方向シールを形成することを含むことを特徴とする方法。
【国際調査報告】
2004515675.tif 000069
2004515675.tif 000070