エアクリーナ、エアフィルタカートリッジおよびその製造方法
【課題】内燃機関の吸気用エアクリーナー内のフィルタ媒体は、清掃や完全な取り替えの修理を必要とする。取り外し可能で取り替え可能なエアフィルタカートリッジとフィルタシステムを提供する。
【解決手段】エアクリーナーはエアカートリッジを含み、エアカートリッジは溝の両側面のうちの少なくとも1つに隣接する部分に、突き出ている壁の安定リングを持って配置される第2端部キャップの溝をもつ。エアフィルタカートリッジは、その環状のハウジングシール表面に係合する、外側の環状の外に向かったハウジングの半径方向シール部によってハウジング中にシールされている。
【解決手段】エアクリーナーはエアカートリッジを含み、エアカートリッジは溝の両側面のうちの少なくとも1つに隣接する部分に、突き出ている壁の安定リングを持って配置される第2端部キャップの溝をもつ。エアフィルタカートリッジは、その環状のハウジングシール表面に係合する、外側の環状の外に向かったハウジングの半径方向シール部によってハウジング中にシールされている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、一般的に取り外し可能で取替え可能な(すなわち、実用的な)フィルタカートリッジを持つエアクリーナに関する。開示される特別な技術は、フィルタカートリッジとその供給方法の特徴およびフィルタカートリッジとエアクリーナ・ハウジングとの間の好ましい相互作用の特徴に関する。
【背景技術】
【0002】
関連出願についての説明
本出願は、2005年12月7日に出願された米国仮特許出願第60/748,495号の開示を含み、米国仮特許出願第60/748,495号の完全な開示を引用することによって、その内容はここに合体される。また、本開示は、特に、2005年8月24日に出願された米国特許出願第11/210,914号の図39と図39Aに図示される特徴に関する。米国特許出願第11/210,914号の完全な開示を引用することによって、その内容はここに合体される。本開示は2005年5月3日に出願された米国仮特許出願第60/677,031号の図41に示される特徴に関連する。米国仮特許出願第60/677,031号の完全な開示を引用することによって、その内容はここに合体される。
【0003】
米国仮特許出願第60/748,495号、米国特許出願第11/210,914号、米国仮特許出願第60/677,031号に対する優先権の主張が適正な範囲でなされる。
【0004】
背景
空気のろ過装置は、さまざまなシステムで使用される。通常の応用は内燃機関の吸気用エアクリーナとしてである。使用期間後に、エアクリーナ内のフィルタ媒体は、清掃又は完全な取り替えの修理を必要とする。通常、乗り物などの内燃機関と共に使用されたエアクリーナ用フィルタ媒体は、取り外し可能で取替え可能に(すなわち、実用的な)コンポーネント、エレメントまたはカートリッジ中に収容されている。例えば、米国特許第4,211,543号公報、米国特許第4,135,899号公報、米国特許第3,672,130号公報、米国特許第5,445,241号公報、米国特許第5,700,304号公報、米国特許第6,051,042号公報、米国特許第6,039,778号公報、米国特許第5,547,480号公報、米国特許第5,755,842号公報、米国特許第5,800,581号公報、国際公開第89/01818号パンフレットに記載されており、これらのすべての完全な開示を引用することによって、その内容はここに合体される。
【0005】
また、2005年7月13日に出願された米国仮特許出願第60/699,136号、2005年8月24日に出願された米国特許出願第11/210,914号、2004年8月25日に出願された米国仮特許出願第60/604,554号、2005年5月3日に出願された米国仮出願第60/677,031号、2004年7月15日に発行された米国特許出願公開第2004/0134171号および2004年5月13日に発行された国際公開第04/039476号パンフレットにおいて、特に、カートリッジとハウジングとの間のユニークな相互作用を持つフィルタシステムとフィルタカートリッジが示されている。このパラグラフの参考文献を引用することによって、その内容はここに合体される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】米国特許第4,211,543号公報
【特許文献2】米国特許第4,135,899号公報
【特許文献3】米国特許第3,672,130号公報
【特許文献4】米国特許第5,445,241号公報
【特許文献5】米国特許第5,700,304号公報
【特許文献6】米国特許第6,051,042号公報
【特許文献7】米国特許第6,039,778号公報
【特許文献8】米国特許第5,547,480号公報
【特許文献9】米国特許第5,755,842号公報
【特許文献10】米国特許第5,800,581号公報
【特許文献11】国際公開第89/01818号パンフレット
【特許文献12】米国特許出願公開2004/0134171号
【特許文献13】国際公開第04/039476号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
エアフィルタカートリッジの交換部品およびそれらを受け入れるエアフィルタの設計に関する連続した改善が進められている。シールタイプと位置に対する改善と改良が求められ、かつ得られているので、エアクリーナの設計と製造における所望の変更もまた容易となっている。
【課題を解決するための手段】
【0008】
発明の概要
本開示によると、エアクリーナ中で使用するエアフィルタカートリッジおよびエアフィルタカートリッジを持つエアクリーナを含むアセンブリが記載されている。エアフィルタカートリッジは、一般に、開口を有する中央内部空間を取り囲こみかつ前記中央内部空間を画定するフィルタ媒体の領域と、第1端部キャップと第2端部キャップとを有し、前記フィルタ媒体が前記第1端部キャップと第2端部キャップとの間に延設されている。前記第1端部キャップは、空気の流れが通過する開口がない。前記第2端部キャップは、その外側に環状の、外側に向かったハウジングに対する半径方向シール表面を備える、開口を有する端部キャップである。前記第2端部キャップは、好ましくは、前記第2端部キャップに隣接する前記フィルタ媒体の外側の端部から(半径方向の内側又は外側に)半径方向に3mm未満の位置、通常は2mm未満の位置、ときには1.5mm未満の位置であってかつ前記外側に環状の、外側に向かったハウジングに対する半径方向シール表面から15mm未満の位置、通常は10mm未満の位置に最深部を有するように配置されている溝を含む。
【0009】
前記溝は、前記溝の前記最深部に最も近いあるいは最も接近して隣接している前記第2端部キャップの外側の軸方向表面からの最小深さが、通常は少なくとも0.5mmの深さであり、普通は少なくとも1.0mmの深さであり、通常は少なくとも1.5mmの深さである。本明細書で示されている例では、前記溝の前記最深部は、前記溝の前記最深部に最も近くに隣接する前記第2端部キャップの外側の軸方向の表面からの最小深さが、少なくとも2.5mmの深さであり、普通は少なくとも3.5mmの深さである。
【0010】
前記溝の前記最深部は、時々は、隣接しているフィルタ媒体の外側の端部から1.0mm未満(半径方向内側または外側に)離れて配置されている。
【0011】
前記フィルタカートリッジは、通常、フィルタ媒体を取り囲こみかつ前記第2端部キャップ中に突き出ている部分を有する、外側の支持体を含んでいる。前記第2端部キャップは、通常、前記第2端部キャップ中に突き出ているフィルタ媒体を取り囲こむ外側の支持体の部分を有する、適所に鋳込まれた端部キャップである。
【0012】
前記第2端部キャップ中に突き出ている外側の支持体の先端は、通常は、前記溝の最深部から少なくとも0.2mmの距離であって、かつ1.5mm未満の距離、通常は1.2mm未満の実際の距離の位置に配置される。通常は、その間隔は、0.3〜1mmの範囲内である。
【0013】
通常の外側の支持体は、半径方向の外側に向かうダストカバーまたはフランジを前記第2端部キャップに隣接する位置で、前記外側の支持体の表面に備えている。
【0014】
前記第2端部キャップ中の通常の溝は、半径方向の外側面と半径方向の内側面にV字形状またはU字形状の非対称の断面を持つ。前記内側面は、前記フィルタ媒体の中心軸(または、媒体の中心軸に平行な円筒)に対して通常は、20〜40°の範囲内の角度で、延びている部分を有する。前記外側面は、通常、20〜40°の範囲内の角度で、内側の面に対して延びている。この文脈において、用語「非対称」によって、v字形状の2つの側の通常の応用は、媒体とフィルタカートリッジの中心軸に対して、同じ角度で延びないことを意味する。
【0015】
別の言い方をすると、前記溝の前記内側面は、通常、フィルタ媒体の中心軸に垂直な平面に対して50〜70°の角度で鋭角に延びている。これは図9の角DAおよび図20のGAで示される。
【0016】
前記第2端部キャップは、前記溝によって分離された内側の軸表面部分と外側の軸表面部分とを含んでいる。前記溝にすぐ隣接する位置での前記内側の軸表面部分は、通常は、前記溝にすぐ隣接する、前記外側の軸表面部分の部分を超える軸方向の延長部を有する。別の言い方をすると、前記内側の軸方向表面部分中のフィルタ媒体梱包体の端部で、平面を超える前記第2端部キャップの深さ(厚さ)は、通常は、外側の軸表面部分にある第2端部キャップの深さよりは大きい。通常、内側の軸方向表面部分と外側の軸方向表面部分は、別々の平面にある。
【0017】
前記フィルタ媒体は、通常は、ひだ付きである。ある事例では、フィルタ媒体は少なくとも0.5°の角度、通常は1°から5°の角度、例えば、1.5°から3.0°の角度で外側に円錐形状を画定するように配置構成されている。前記フィルタ媒体の広いまたは大きい周囲長さは、通常、前記第2端部キャップに隣接する(または、中に埋め込まれている)部分であろう。
【0018】
図示された事例において、前記外側の支持体は、前記フィルタ媒体を取り囲こみかつ前記第1端部キャップから第2端部キャップまでの間を完全に延びているが、代替手段は可能である。図示された事例の前記外側の支持体は、前記第1端部キャップから前記第2端部キャップまでの間の距離の少なくとも10%に対応する距離であり、かつ40%未満に対応する距離の長さだけ、通常は30%未満の長さに対応する距離だけ、半径方向ダストカバーから前記第1端部キャップに向かって突き出している、前記第2端部キャップに隣接する空気が不浸透なカバー部分を含んでいる。
【0019】
本開示によると、入口と端部出口とを含む内部空間を有するハウジングを含むエアクリーナの構成が提供される。前記ハウジングは、前記端部出口を取り囲こむ端部壁と、画定された端部壁を取り囲む、環状のハウジングシール表面とを含んでいる。前記ハウジングは、前記端部壁から前記ハウジングの内部空間中へ、少なくとも2mmの距離で、通常は少なくとも2.5mmの距離で、かつ通常は10mm未満の距離で、普通は7mm未満の距離で、突き出ている、壁の安定リング(位置決め輪)を含んでいる。壁の安定リングは、前記端部出口と、前記ハウジングの環状の半径方向シール面と、の両方から離れて配置されている。壁の安定リングは、分割されたリングであり得る。
【0020】
エアクリーナは、その中に操作可能に配置された上記説明された一般型のエアフィルタカートリッジを含み、エアフィルタカートリッジは、少なくとも部分的にその中に、すなわち溝の両側面のうちの少なくとも1つに隣接する部分に、突き出でている壁の安定リングを持って配置されている第2端部キャップの溝を持っている。エアフィルタカートリッジは、環状のハウジングシール表面に係合する、外側の環状の外に向かったハウジングの半径方向シール部によってハウジング中にシールされている。
【0021】
アセンブリと使用方法もまた記載されている。
【0022】
1つの構成は、上記特徴付けられたすべての特徴のうちのいくつかの特徴を持っており、本開示に基づいた特徴が他にまだあることが注目される。
【図面の簡単な説明】
【0023】
【図1】本開示に基づく特徴を含むエアフィルタカートリッジの概要を示す斜視図である。
【図2】図1に図示されたフィルタカートリッジの側面図である。
【図3】図1と2で図示されたフィルタカートリッジの概要を示す断面図である。
【図4】ハウジングシールおよび図1のフィルタカートリッジの一部を含む端部キャップを形成するために使用可能な鋳型の配置構成の概要を示す断面図である。
【図5】図2の鋳型の概要を示す断面図であり、鋳込み工程のためにその中に配置されたフィルタカートリッジの部品を、断片的に図示している図である。
【図6】図4に対応する概略図であるが、鋳込まれた端部キャップとシールの部品を示しており、鋳型中に置かれた樹脂が適切に上昇して硬化するのを可能にするステップの結果を示す図である。
【図7】図4〜6の製造プロセスの結果として得られる特徴を持つエアフィルタカートリッジを使用可能なエアクリーナハウジングの底面の斜視図である。
【図7A】図7の一部を拡大した図である。
【図8】図7のハウジング基体の出口端部の斜視図である。
【図9】図7と8のエアクリーナの一部を拡大した部分断面図であり、その中に位置決めされているメインフィルタエレメントと安全エレメントを図示した図である。
【図10】点検修理可能なフィルタカートリッジを取り外した図8のハウジング基体の概要を示す端面図であり、アクセス・カバーを取り外して得られる開口端部を通して内部の詳細を示す図である。
【図11】図10の線11−11に沿って得られる部分拡大した断面図である。
【図12】図10の線12−12に沿って得られる部分拡大した断面図である。
【図13】図10の線13−13に沿って得られる部分拡大した断面図である。
【図14】図7に図示されたエアクリーナの端部部分とアクセス・カバー部の分拡大図である。
【図15】図7に図示されたハウジングの端面図である。
【図16】図7のエアクリーナの特徴と類似する多くの内部の特徴を持つ代替のエアクリーナの拡大した断面図である。
【図17】本開示に基づくエアクリーナ中で使用可能な代替のエアフィルタカートリッジの拡大した概要を示す側面図である。
【図18】図17に図示したカートリッジの拡大した出口端部の斜視図である。
【図19】図17と18で図示されたフィルタカートリッジの断面図である。
【図20】使用のためにエアクリーナ中に配置された図17〜19のフィルタカートリッジの概要を示す部分拡大断面図である。
【図21】図17〜19のカートリッジで使用可能な部品の概要を示す斜視図である。
【図22】図21に図示された部品の一部を示す部分拡大した断面図である。
【図23】図7のエアクリーナに類似の一般的なエアクリーナの端部の斜視図であり、アクセス・カバーに代替の入口構造がある図である。
【発明を実施するための形態】
【0024】
I.エアフィルタカートリッジ用に選択された有利な交換部品の一般的な特徴
上記示したように、本開示は、ある有利なフィルタカートリッジ、その製造方法、および、好ましい製造方法に基づく特徴を有するカートリッジを利用するアセンブリに関する。
【0025】
本明細書に記載されたエアフィルタカートリッジは、通常、乗り物などの内燃機関を利用する装置において、燃焼空気を清浄にするためのエアクリーナで使用するために開発されたものである。この原理は、他のエアクリーナシステムにおいて適用することができるが、一般に、使用中にかなりの装置の振動、広範囲の温度変化の可能性、およびエンジンメーカーと自動車メーカーとがそのようなシステムに対して要求するようなエアクリーナ効率の必要性、に晒される車システムにおける使用に対して、特に、適合している。
【0026】
そのようなエアフィルタカートリッジに含まれる広いさまざまな特徴が知られている。本開示に関するエアフィルタカートリッジは、一般に、以下の2つの一般的な特徴を含んでいる。
1. 開口を有する(開いている)中央内部空間の周囲に配置された媒体構成
2. ハウジングシールを持つカートリッジ端部キャップ。
【0027】
本明細書における用語「ハウジングシール」は、取付けの間に、エアクリーナのハウジングとシールを形成するための位置で、(フィルタカートリッジによって保たれる)シールの種類に言及することを意味する。ハウジングシールは、一般に、カートリッジに取り付けられて配置されており、使用時にハウジング内でフィルタカートリッジの汚れた空気面と清浄な空気面とを分離するために、フィルタカートリッジとハウジングとの界面に配置される。2つの一般的なハウジングシール構成の種類がある。すなわち、(a)半径方向シールと(b)軸方向シールである。半径方向ハウジングシールは、一般に、半径方向に向けられた圧縮応力、すなわち、フィルタカートリッジの中央軸または中央長手方向軸に向かう方向の圧縮応力、またはフィルタカートリッジの中央軸または中央長手方向軸から離れる方向の圧縮応力下で作用するシールである。軸方向のハウジングシールは、一般に、軸方向に向けられた圧縮応力またはシール応力、すなわち、フィルタカートリッジの長手軸に平行な方向の圧縮応力またはシール応力下で作用するシールである。本明細書に記載され図示されたカートリッジは、半径方向シールタイプのハウジングシールを使用する。
【0028】
半径方向シールの一般的な特徴を含むフィルタカートリッジの例は、米国特許第5,547,480号公報の図2に示されている。その例において、媒体はひだ付きであり、媒体の内側と媒体の外側の両側面上に支持体構造があり、かつ、半径方向シールの形態のハウジングシールは、適所に鋳込まれた端部キャップの内部開口を取り囲みながら配置された内側の半径方向シールである。そのような構成とともに、ハウジングシールの特徴を含む端部キャップは、一般に、ポリマー、通常は発泡ポリウレタン樹脂を用いて成形される。
【0029】
米国特許第6,652,614号公報の図7では、そのような構成の別の例として、外側の媒体支持体ライナーを持たない例が示されている。
【0030】
2004年8月25日に出願された米国仮特許出願60/604,554号および2005年5月3日に出願された米国仮特許出願第60/677,031号では、特に、そのような構成の例が示されている。その例では、フィルタカートリッジは、媒体梱包体の長手方向に延びるインナーライナを持っておらず、フィルタカートリッジは、開口を有する(開いている)中央容積部の周りに配置されたフィルタ媒体にひだを含んでおり、開口を有する端部キャップは、ハウジングシールを持つ、適所に鋳込まれたポリウレタン発泡体の端部キャップとして形成されている。多くの同様の特徴があるカートリッジの例が、本明細書の図1に示されている。しかしながら、図1のカートリッジは、本明細書で説明される選択された好ましい方法と特徴に基づいて作られたものであり、使用される場合には、本明細書に記載されるような好ましいカートリッジと相互作用するハウジングの特徴を持つハウジング中に設置される。
【0031】
図1を参照すると、参照番号1は、交換用の点検パートのフィルタカートリッジを示している。フィルタカートリッジ1は、この例では、好ましくは、対称であって一般に開口を有する(開いている)中央容積部3の周りに配置されているフィルタ媒体2を含んでいる。フィルタ媒体2は、さまざまな種類の媒体のいずれかであり得る。図示された例示のフィルタ媒体2は、ひだ付き媒体4を含んでおり、フィルタカートリッジ1の対向する端部5と端部6の間に延びている長手方向のプリーツ(折り曲げ)長さを持っている。ひだ付き媒体を使用する場合、ひだの深さは通常、少なくとも15mm、例えば、15mm〜70mm、しばしば、20〜60mmであるが、代替のものも可能である。
【0032】
フィルタ媒体2は、例えば、円筒または円錐などを含むさまざまな可能なやり方で構成することができる。円錐の構成の例を本明細書に記載する。しかしながら、本明細書に記載する原理の多くの応用に対して、カートリッジの外部形状(例えば、円錐または円筒形)は特別に問題とするものではない。
【0033】
図1で特徴付けられたタイプの通常のフィルタカートリッジ1に対して、端部5に閉じられた端部キャップ9が提供される。この文脈で用語「閉じられた(開口の無い)」によって、端部キャップ9がその中を通過するろ過していない空気の通路が閉じられている(開口が無い)ことを意味する。
【0034】
反対の端部6に、通常、開いている端部キャップ10が提供される。この文脈における用語「開いている(開口を有する)」は、フィルタカートリッジ1のフィルタ媒体を通過する通路が無くても、フィルタカートリッジ1の内部空間3と外側の領域との間で空気の流れを連通させる中央開口11を含んでいる端部キャップ10について言及することを意味する。
【0035】
ここで重要な一般的タイプのフィルタカートリッジに関して、開口を有する端部キャップ10は、その端部キャップに関連するハウジングシールを持っている。この構成が前方向流れで作動する場合、使用中にハウジングシールは、エアクリーナハウジングの一部と係合し、(エアクリーナの作動時に)空気が、開口11を通って内部空間3に出るろ過した空気と好ましくない混合をするために、媒体2をバイパスするのを防いでいる。この文脈の「前方向流れ」によって、ろ過の間に空気が媒体2の外側から媒体2の内部空間に流れることを意味する。もちろん、本明細書で記載された技術は、ろ過の間に空気が内部空間3から媒体2を通過する、「逆方向の流れ」の構成に対しても適用することができる。後者の場合、ハウジングシールは、同じ一般的な動作、すなわち、ろ過されていない空気領域からろ過された空気領域を分離する動作を持つであろう、しかし、その詳細(ろ過される領域とろ過されていない領域)は逆方向となるであろう。
【0036】
フィルタカートリッジ1と媒体2に対する中心軸は、15で図示される。図1に図示されたフィルタカートリッジ1に対するハウジングシールは、「半径方向シール」である。このハウジングシールは、半径方向シールであり、ハウジング部分が、シール材料の一部を中心軸から一般に外に向けて、またはシール材料の一部を中心軸から内に向けて圧縮することによって形成される。
【0037】
図1に関連して議論された半径方向シールを持つ一般のカートリッジに対して、2つの一般的なタイプの半径方向シールがある。第1の半径方向シールは、「外側に」または「外側に向かった」半径方向シールである。図1のフィルタカートリッジ1は、18に配置されているそのような外側の半径方向ハウジングシールを含んでいる。「外側に向かった」半径方向のハウジングシールは、通常、端部キャップ10の外側の縁部に外接するシールであり、使用のために設置された場合に、ハウジングの適合するシール表面の環状に(取り囲む)側面に係合するように配置されている半径方向シール表面18sを持って配置される。通常、外側に向かった半径方向ハウジングシールは、固い支持体を取り囲んでおり、その支持体は、制御された圧縮状態を保証する。そのようなシール支持体は、以下で議論するように、図1の例で使用されている。
【0038】
別のタイプの半径方向シールは、内側または内側に向けられた半径方向シールである。ある例では、そのようなシールは、端部キャップ中の中央開口の内部空間の周りに配置されて、使用時に、ハウジング表面(または、管)の周りをシールする。そのような構成は、上記記載した例えば、米国特許第5,547,480号公報に示されている。
【0039】
多くの例では、端部キャップ10とハウジングシール18とは、硬化中に発泡し上昇するポリウレタン樹脂によって一緒に適所に鋳込まれる。通常、こういう事情の場合、樹脂は、初期の調合後、少なくとも50%の体積が、通常少なくとも80%の体積が、しばしば90%以上の体積が、例えば、90%〜110%の体積が増加するように調合されている。通常の応用において、そのような発泡ポリウレタン樹脂は、例えば、28ポンド/ft3(450kg/m3)未満の鋳込み時の密度(自由上昇テストサンプル)、通常は22ポンド/ft3(355kg/m3)未満の鋳込み時の密度、しばしば12〜17ポンド/ft3(192〜225kg/m3)の範囲内の鋳込み時の密度を持つ硬化材料を形成するために調合される。通常、端部キャップは、樹脂から形成され、樹脂は、テストサンプルおよび通常の製品においては、25未満のショアA硬さ、通常は20未満のショアA硬さ、普通は10〜20の範囲内のショアA硬さを有するが、代替手段も可能である。
【0040】
そのような配置構成を形成するのに使用可能なポリウレタン樹脂システムは、郵便番号48192ミシガン州、ワイアンドットのBASFなどのポリウレタン供給者から利用可能である。使用可能な材料の例は、2005年7月14日に発行された国際公開第05/63361号パンフレットおよび2004年7月15日に発行された米国特許出願公開第2004/0134171号に記載され、それらを引用することによりその内容をここに合体する。
【0041】
上昇と硬化の間のポリウレタン樹脂の流動を制御することは、かなり重要なことであり得る。成形工程の間のポリウレタン樹脂の上昇が十分に制御されないならば、好ましくない位置に余分なバリをもたらし、ある例では、鋳込み操作の間に鋳型内にセットされたカートリッジの機械部品は、上昇して流れるポリウレタン樹脂によって望ましくない移動を起こし得る。
【0042】
多くの例では、エアクリーナハウジングは、比較的軽量のプラスチックあるいは薄い金属板で作られることが望ましい。端部キャップを持つフィルタカートリッジの端部との係合のためにハウジング領域がシール位置と耐久性を維持するのを確実にするために安定して固定されることを保証することが重要である。これに関する問題およびいくつかの例は本明細書の以下に記載される。
【0043】
本明細書で記載された技術は、特に、フィルタカートリッジの改善された構造、および有利な相互作用のためのエアクリーナハウジングの改善された構造に関する。フィルタカートリッジ構造の製造を容易にする製造技術もまた記載される。
【0044】
II.図1のフィルタカートリッジの更なる特徴
図1を参照すると、媒体2を取り囲む外側の支持体20が提供されている。外側の支持体20は、端部キャップ10中に埋め込まれて見えてない端部を含んでいる。支持体20は、さらに端部キャップ10に隣接しそこから軸方向に反対の端部キャップ9に向かって突き出ている領域22を含んでいる。この文脈の「軸方向に突き出ている」によって、領域22の一部が端部キャップ10から通常は軸15に平行な方向にフィルタカートリッジ1の端部5(および反対端部キャップ9)に向かって突き出ていることが意味される。
【0045】
対照的に、図1の例におけるフィルタカートリッジ1は、媒体2の内部に沿って領域3中に端部キャップ9と10との間に延びているインナーライナーを含んでいないことに注目される。そのような構造物は、本開示に基づくある応用に対して、通常、9インチ(229.6mm)以下の半径方向シール外径を有する特別な構造物であるが、代替手段も可能である。支持体20は、通常、鋳込まれたプラスチック製のプリフォームであるが、プラスチックの代替材料も可能である。この文脈の「プリフォーム」によって、支持体20がカートリッジの製造前にフィルタカートリッジ1中に含められるように部品として準備されることが意味される。
【0046】
図1に示される例において、支持体20の領域22は、穴の無い(すなわち、気流を通過さない)シールド部23を含み、端部5に向かって端部キャップ10から少なくとも25mm、通常は少なくとも35mm、普通は少なくとも40mmの距離で延びている。通常、シールド部23は端部キャップ10と端部キャップ9との間の距離の40%より超えて延びない。通常、シールド部23は端部キャップ10と端部キャップ9との間の距離の30%より多くは延びない。通常は、シールド部23は端部キャップ10と端部キャップ9との間の距離の少なくとも10%を超えて延びない。
【0047】
さらに図示された特別の支持体20は、穴の開いたスクリーン部25と、半径方向に外に向かった支持体フランジ26と、以下で議論されるシール18の堅いバックアップ部材としての端部キャップ10中に埋め込まれた部分とを含んでいるが、代替手段も可能である。
【0048】
図示された例に対して、穴の開いたスクリーン部25は、シールド部23から端部キャップ9に埋め込まれたフィルタカートリッジ1の位置にまで延びている。穴の開いたスクリーン部25は、好ましくは、端部キャップ9から端部キャップ10までの間のフィルタカートリッジ1の軸方向の距離の少なくとも50%の距離、通常は、その距離の少なくとも60%の距離にわたって延びている。
【0049】
通常の例では、支持体20は、端部9で媒体の端部を横切って延びている、穴の開いたスクリーン部25に組み込まれた部分を含んでいる。
【0050】
穴の開いたスクリーン部25は、通常は、少なくとも50%開いており、普通は、少なくとも70%開いている。用語「開いている」は、この文脈において、通過する空気の通路に対して開いているスクリーン部25によって画定された領域の量に言及することを意味する。示された例に対して、スクリーン部25は、コイル25bによって相互に連結された、間隔を空けて配置されている軸方向のリブ25aを含んでいる。
【0051】
半径方向に外に向かったフランジまたは支持体26は、以下で議論するように、鋳込み操作の間、端部キャップ10を支持するために提供される。特別の支持体26は、フィルタカートリッジ1を取り囲む、連続する穴の無いリングであるが、代替手段も可能である。記載された特別の連続したリング形状もまた、以下で議論される特別のタイプのハウジング構成において好ましいダストカバー機能を提供する。支持体26は、通常は、カバー部分23から半径方向に外に向かって少なくとも5mmmの距離で、通常は6〜30mmの距離で突き出ているが、代替手段も可能である。
【0052】
更に図1を参照すると、フィルタカートリッジ1は、オープションの中央部に半径方向に外側に向かったフランジ30を含んでいることが着目される。このフランジ30は、支持体20に組み込まれた部分であり、通常の製造作業の間で、便利な取り扱いを提供するものではあるが、本明細書での特別重要な問題と直接関連するものではない。
【0053】
図1を参照すると、端部キャップ10は、その中に溝35が提供される。図示された特別の溝は、連続する管状の溝であり、開口11を取り囲み、そこから半径方向シール領域18に向かって間隔をあけて配置されている。示された特別の例に対して、溝35は端部キャップ10の中央または内側リング部10aと、外側リング部10bの間に配置される。図示された特別のカートリッジに対し、領域10aと領域10bの外側の軸方向表面10xと10yは、それぞれ実質的に平らな面ではあるが同一平面にはなく、むしろ領域10bは端部5に向かって表面10aから通常少なくとも0.5mmの距離、しばしば0.5〜3.5mmの範囲の距離の長さだけ凹んでいる。
【0054】
別の言い方をすると、領域10aは内側の軸方向表面部10xを画定し、領域10bは外側の軸方向表面部10yを画定する。内側の軸方向表面部10xは溝35にすぐ隣接する位置で、溝35にもまたすぐ隣接している外側の軸方向表面部10yの部分を超える軸方向の延長部を持っている。また別の言い方をすると、領域10xは、媒体2に埋め込まれた端部に対応する平面から軸の深さにおいて、領域10yより厚い。
【0055】
溝35は、ハウジング部品と好ましい係合するために構成され配置されている。さらに、溝35は、端部キャップ10の形成の間に流れて上昇する樹脂を制御する端部キャップ10の好ましい製造方法から得られる人工構造物である。
【0056】
溝35は、通常、フィルタ媒体2の端部と支持体20の端部の軸方向に重なる部分中の最も深い部分(内側端部)あるいは2つの間の位置に配置される。この文脈で「軸方向に重なる部分」によって、溝35の最深部(最も内部の先端)は、軸方向に記載された特徴の1つに隣接して配置され、通常は、支持体20あるいはフィルタ媒体2の半径方向内側から半径方向外側に間隔をあけないことが意味される。
【0057】
溝35は、フィルタ媒体2から最も外側に離れた3mmと重なる位置にまたは支持体20の埋め組まれた先端に重なる最深部、通常は配置される。すなわち、溝35は、フィルタ媒体の端部の最も外の離れた部分から溝が隣接するまで3mm未満で半径方向内部(たとえそうだとしても)に間隔をあけて配置される最深部を持って配置される。通常、溝35は、フィルタ媒体端部の最も遠い部分から溝が隣接している部分まで、半径方向内部方向に2mm未満、通常1.5mm未満の最深部を持って配置される。もちろん、溝35の最深部は、フィルタ媒体の端部の最も外の部分から溝が存在するところまで、例えば、支持体20の先端と軸方向に重なる部分まで、半径方向外面に配置される。通常、フィルタ媒体から半径方向外側に間隔をあける場合、溝の最も深い部分は、フィルタ媒体の外側端部から、例えば、半径方向外側に3mm未満、通常は2mm未満、しばしば1.5mm未満で間隔があけられる。
【0058】
溝35の内部の最も深い部分あるいは最深部は、外側の半径方向シール表面18sがシールする圧縮力によってひずまない場合、設置の前にフィルタカートリッジ1中に、外側の半径方向シール表面18sの最も離れた部分から通常15mm以下、しばしば13mm以下の距離で間隔をあけて配置されている。
【0059】
図2では、フィルタカートリッジ1の側面図が図示されている。図2の検討から、端部キャップ10から端部キャップ9に向かうフィルタ媒体の延長部分において、例示のフィルタカートリッジ1は外径が減少する。一般にABで示されるこの角度は、普通は少なくとも0.5°の角度、通常は、少なくとも10°の角度、しばしば、5°未満の角度、しばしば1.5〜3.0°の角度の範囲である。結果として、フィルタカートリッジ1は、円錐形状であり、角度ABは、フィルタ媒体2と支持体20の両方に対して円錐状である。
【0060】
図3にフィルタカートリッジ1が断面図で図示されており、議論された特徴を見ることができる。最深部または底部35aをもつ溝35の位置は、フィルタ媒体2の半径方向外側部分と軸方向に重なる部分に配置されていることが着目される。また、端部キャップ10に埋め込まれた支持体20の領域20eがシール18に対して圧縮力のバックアップ部材を提供することが着目される。
【0061】
図2と3で、例示の配置構成のために示された寸法は、以下のAA=358.9mm,AB=1.8°,AC=195.3mm、AD=16,BA=358.9mm,BB=1.8°,BC=195.3mm,BD=161.6mmである。
【0062】
III.端部キャップ10の製造
図4で、硬化中に上昇するポリウレタン樹脂から図1の端部キャップ10を(使いやすい工程で)鋳込むときに使用する鋳型部分40の概要の断面図が示される。図4では、例示の寸法は、文字で示される。寸法は、以下に特定されるが、本開示に基づく技術の例示の応用に対する例示の寸法である。本発明の原理は、代替の応用において、代替の寸法と代替の鋳型で適用され得る。
【0063】
図4を参照すると、鋳型40は、一般に、底部41bを持つリング形状の鋳込み穴(鋳込み空洞:mold cavity)41を含み、鋳込み穴41は、その中に図1の端部キャップ10の溝35を形成するために配置されている管状の上向きに突き出ている中央の底部の尾根(リッジ:ridge)42を有する。尾根42は、鋳込み穴41を半径方向外側リング領域43と半径方向内側リング領域44の2つの領域に分離する。外側領域43は、以下でさらに議論するように、図1の端部キャップ10外側の半径方向シール領域18(および半径方向シール表面18s)すなわち、端部キャップ領域10bを形成するために配置され構成される。内側領域44は、以下で議論するように、図1の端部キャップ10の中央領域10aと中央開口11を形成するために配置され構成される。
【0064】
また図4を参照すると、鋳型40は中央の突起部あるいはポスト45を含んでいる。中心突起部45は、図1に結果として得られる端部キャップ10、端部キャップ中の開口11を画定する大きさで構成されている。鋳込み操作の間、フィルタ媒体2は、中央突起部45を取り囲んで配置される。重合体がフィルタ媒体2と係合するために十分に上昇し硬化するとき、結果として得られる端部キャップ10は、フィルタ媒体をこの位置で固定し開いている中央開口11を提供するであろう。
【0065】
次に、図5を参照する。図5において、鋳型40はフィルタ媒体梱包体48(フィルタ媒体2と支持体フレーム20を含む)の部分と係合して図示されているが、図1のフィルタカートリッジ1に類似のフィルタカートリッジの端部キャップ10を鋳込みで適所に鋳込む操作の間に、フィルタ媒体梱包体48がおかれている。図5では、鋳型40が概略的にかつそこに注がれた未硬化の液状樹脂49が無い状態で示されていることに注意すべきである。通常、フィルタ媒体梱包体48の一部が鋳込みのために鋳型40に挿入される前に好ましい硬化のための適切な位置で硬化可能な樹脂の適切な量が鋳型中に配置される。鋳込み操作にも含まれている未硬化樹脂の特別の量は、鋳型構成と樹脂の特性の関数である。
【0066】
また図5を参照し、鋳型40に延びているフィルタ媒体梱包体48の部分はフィルタ媒体2の部分と外側の支持体20の部分とを含む。示された特別の例に対してフィルタカートリッジ1(図1)が作られるように、支持体20をフィルタ媒体2に外接させる。前に説明したようにフィルタカートリッジ1からの変形は可能である。しかしながら図5の鋳型40中でフィルタカートリッジ1が作られるので、フィルタ媒体梱包体48の内側に沿って配置されたインナーライナがないことに注意される。
【0067】
図5を参照すると、50で支持体20の部分が図示されるがその部分は、フィルタ媒体2を取り囲こみ最終的に(硬化後)端部キャップ10(図1の端部20e)中に突き出る。
【0068】
また図5を参照すると、鋳型40は壁53によって囲まれた棚52をもって構成されている。棚52は、図示されるように、鋳型40の底部の上方に支持体20(およびフィルタ媒体2の端部2a)の先端50aを所望に応じて固定するために、その上にのせる支持体フランジ26と係合するように構成されている。環状の壁53は、鋳型40に適切に外側の支持体20を配置するための芯出しのために提供される。
【0069】
フィルタ媒体2は、また、鋳込み中にフィルタ媒体2の先端2aが最後に形成される端部キャップ10を通過して突き出ないように、好ましくは鋳型40中の構造との係合の上方で支えられる。図5に示される特別の例では、フィルタ媒体2は、鋳型40の底部の上方の適所に支持体20に固定されることによって保持される。特に、フィルタ媒体2は、図1の端部キャップ9に固定することができ、例えば、支持体20と共にその中に埋め込まれる。端部キャップ9が端部キャップ10の前に形成されるとき、フィルタ媒体2は鋳型40の底部に落ちないように端部キャップ9によって固定される。その結果、フィルタ媒体2は、支持体フランジ26が棚52(フィルタ媒体の長さは十分短い)の上に支えられている間は鋳型40(および尾根42)の底部の上方に支えられる。
【0070】
支持体20が端部キャップ9までずっと延びていない場合には、鋳型の底の表面にフィルタ媒体2が達するのを妨げるために代替の配置構成を鋳型40内の使用することができる。支持体20に係合して支持体20によって制御するときよりもさらにフィルタ媒体2が落ちないようにするために、例えば、フィルタ媒体2の周りに接着剤の棒状体あるいは類似の構造物を使用することができる。このための別の例示のアプローチは、以下の図17〜21で議論されように、反対端部キャップまでずっと延びないライナーを支えるために、外側の支持体中にポケットを形成することである。
【0071】
いくつかの例示では、所望する場合、フィルタ媒体隔離が、鋳型40内または外側の支持体20上に配置される。
【0072】
図5を参照すると、示された好ましい例に対して、尾根42は、鋳型またはフィルタ媒体を隔離するために機能しないことが着目される。すなわち、フィルタ媒体2が鋳型40中の適所に配置された場合、尾根42は、フィルタ媒体2と支持体20から、通常、少なくとも0.2mmの距離で、普通は少なくとも0.3mmの距離で、例えば、0.3mm〜1.2mmの間隔をあけて配置される。
【0073】
フィルタ媒体2から尾根42を離す距離は、隣接する側部10a、10bがフィルタ媒体2に最も近くにある図1のフィルタカートリッジ1中の溝35の最も深い延長部を画定する。溝35の最小深さは、表面10xと10yのうちの最も近い表面から通常は少なくとも1.5mm、普通は少なくとも2.5mm、しばしば3mm以上、例えば、3.5〜7mmである。普通は、最も近い表面は、外側のリング10yであろう。
【0074】
また図5を参照し、鋳込み穴41の領域43に着目する。最終製品において、領域43は、上記説明したように、図1の外側半径方向シールの外側半径方向シール表面18を画定する。この理由で、代替のシール形状は可能であるが、領域43は外壁56中にステップ55を含む。
【0075】
溝35の最深部は、半径方向シール表面18sの最外部から通常は15mm未満、普通は13mm未満、しばしば7〜13mmの範囲内で配置される。
【0076】
鋳込み穴41内での適切な未硬化の樹脂の配置と分布とを得ることは、所望の制御された製品を得るために好ましい。もしも上昇の間に未硬化樹脂が適切に配置されないならば、未硬化樹脂は、鋳型40中の所望の位置からフィルタ媒体2および/または支持体20(すなわち、フィルタ媒体梱包体48)を移動し始める。さらに、もしも未硬化の樹脂が適切に配置されないならば、図1のシール領域18の品質制御が問題となり得る。制御されないばりの形成もまたは問題になり得る。
【0077】
図5を参照すると、通常の鋳込み操作の間、上昇しない未硬化の樹脂が外側の領域43に最初に(中心軸60周囲の鋳型40の回転とともに)分配される。鋳型40は、領域43内のステップ55と壁56に対して未硬化の樹脂を保持し、尾根42を超えて領域44に流れないように十分な速度で回転される。樹脂の流れを制御するのに必要な回転量は樹脂の特性と鋳型の大きさに依存する。
【0078】
約90〜120rpm(毎分回転数)の回転速度は、12〜20のショアA硬さを持つ材料を形成するために体積で約100%上昇するポリウレタン樹脂を用いる図4で示された例で議論された実施例の寸法の鋳型に対して十分であろうが、代替手段も可能である。
【0079】
樹脂が鋳型の領域43に分配された後に、鋳型40の回転が止められ、樹脂が沈降して流れるのが可能となる。沈降の間、樹脂の一部は尾根42を越えて領域44に流れる。次に、フィルタ媒体2と支持体20を含む前形成されたフィルタ媒体梱包体48は、図5で示されるように鋳型40中に挿入される。やがて樹脂は上昇して、硬化し、図1の外側の半径方向シール18を形成し、図1の溝35を形成し、図1の端部キャップ部の10aと10bが生成する。このプロセスは、最終的に鋳込まれた端部キャップ10中に支持体20のフィルタ媒体2と部分50とを浸入させるまたは埋め込むことになる。これは図6に示され、その中で、鋳込まれた端部キャップ10は鋳型40中に概略的に示されている。
【0080】
尾根42は、鋳込み操作に関する別の利点を提供する。特に、尾根42によって占められた容積は、硬化前に樹脂によって占領されなかった容積である。樹脂が硬化して上昇するにつれ、樹脂はあらゆる方向に広がる。尾根42の存在によって示された樹脂の空隙を持つことによって、硬化処理をより大きく制御することができる。
【0081】
また、図4の尾根42の2つの対向側42i、42oは異なる効果を提供する。半径方向に内側面42iは傾斜しており、図5のフィルタ媒体2に向かって上側に上向きで半径方向に内向きに面している。この傾斜の鋭角すなわち図4の角CGは、例えば、少なくとも15°、通常20°〜40°の範囲内、しばしば25°〜35°であり、普通は、50°未満である。この角度の結果として、表面42i上方の樹脂は、フィルタ媒体2および開口11に向かってより延び、樹脂流れの精密な制御が良いシールの境界の限定を得るのに必要であるような領域43に向かってはほとんど延びないであろう。このパラグラフの文脈において用語「鋭角」は、図4に示されたような角度CGおよび鋳込まれた溝35中に得られる角度に言及することを意味する。フィルタカートリッジ1において、鋭角は表面42iによって形成された溝の内面の壁35iと図1の軸15(または図6の軸60)に平行な平面(または円筒)の間の鋭角である。
【0082】
一般に、得られる溝35には、逆さのv字形の断面を持つであろう。示された溝のタイプにおいて、vは非対称である、すなわち、vの側壁は中心軸60(または図1の15)に関して異なる角度で延びている。
【0083】
通常、溝35の側面35iと35oの間の(表面の42iと42oによってそれぞれ形成された)内面の角度は少なくとも15°、普通は20〜40°の間、通常は25〜35の間で、50°未満である。これは、図4の鋳型で示されていた角yに対応するであろう。
【0084】
表面42o、尾根42の半径方向外側の面は、通常、中央の鋳込み軸60およびフィルタ媒体2の図1の中央軸15、すなわち、フィルタ媒体2および支持体20の領域50の軸の長手方向に延びる方向に平行またはほぼ平行である。その結果、表面42oは壁として作用し、硬化するとき鋳型の領域43中に所望の制御されて上昇する硬化を持ち、好ましくない角度方向に広がる樹脂を引き起こさず、更に好ましくない干渉を容易に回避する。
【0085】
壁部分の42iと42o(および得られる各溝の壁35iと35o)に対する広がり角度の議論は、これらの壁の比較的まっすぐな(断面で)中央部分について言及することを意味し、壁の端部に隣接する曲がったあるいは半曲した領域を意味しないことに注意すべきである。
【0086】
図4を参照すると、鋳型40は、壁56の上側端部で半径方向に内側の突起65を含んでおり、この突起が、コーナー66で鋳型中に下方の切り込み66uを形成することに注意すべきである。適量のポリウレタン樹脂が、鋳込み穴41内で分配されると、フィルタ媒体2と支持体20の挿入前に、ポリウレタン樹脂は、この下方の切り込み66uと係合するために上昇する。カートリッジが、鋳型40から取り外されてその品質制御のために点検される場合、下方の切り込み66uは、製造の間にオペレータが見ることができるこの位置でのポリウレタン樹脂中に人工物を残すだろう。例えば、鋳型の下方の切り込み66uによって得られる形状のポリウレタン樹脂表面が製品中に存在しないならば、鋳型40中にはポリウレタン樹脂が十分に含まれていないと簡単かつ容易に結論づけることができる。したがって、下方の切り込み66uは、ポリウレタン樹脂が十分に含まれていない状況を特定するのに使用することができる。
【0087】
さらに、鋳型の下方の切り込みは、好ましくない鋳型のばりが図1の突起26の表面26aを横切って延びるのを抑制するのを助ける。
【0088】
通常の好ましい製造プロセスにおいて、図5の尾根42と突起物50との関係は、上昇と硬化の間に樹脂の流動を制御するために使用される。図1〜3で示された例において、端部キャップの鋳込みの間、図1の端部キャップ10に埋め込まれている突起物50の一部は、固体で実質的に穴の無い構造物であることが好ましい。この文脈で用語「実質的に穴の無い」は、樹脂の上昇と硬化操作の間、突起物50は一般に、樹脂がその中を通って流れないことを示すことを意味する。突起物50が穴がないことが好ましい理由は、少なくともいくつかの例で以下から理解されるだろう。
【0089】
好ましくは、突起物50は、先端50aと尾根42の間の小さい流れ空間を提供するために配置される。空間は通常少なくとも0.2mmで1.5mm未満、普通は1.2mm未満、例えば、0.3〜1.2mmの範囲、通常は0.3〜1.0mmである。
【0090】
通常、先端50aの外径は尾根42のピーク42aの外径よりわずかに大きい。
【0091】
突起物50の先端50aと尾根42のピーク42aの間の閉じている空間は、キャビティ部43とキャビティ部44の間で、上昇と硬化の間の樹脂の流れに対してシールド又はせき止め効果を提供する。これは、半径方向シールを形成するキャビティ部43内での樹脂の上昇と流れを制御するのを助ける。
【0092】
突起物50がその中を樹脂を流動させない場合、せき止め効果は容易になされる。これは、9インチ(228.6mm)以下の外径を持つフィルタカートリッジ1に対して好ましいものである。より大きい配置構成を考えると、図17〜22に関連して以下に議論するように、いくつかの穴は代替タイプの構造物において好ましいかもしれない。図1〜3に基づく配置構成を持つものでさえ、領域50にかなり好ましくない樹脂流動が無ければ、いくつかの穴は可能である。図1〜3に基づく配置構成において、領域50が完全に不浸透性であり、先端50aによって画定されたリングがまっすぐで均等の平面の端部を持つことが好ましいだろう。しかしながら、好ましくない樹脂の流れを提供しないような修正は受け入れることができる。
【0093】
また、得られる端部キャップにリークが形成されるのを避けるために、先端50aが尾根42と係合しないことが好ましい。
【0094】
図4を参照すると、領域43の底部43xは、鋳型領域44の底部44xと同じくらい深くないことが注目される。したがって、図1の部分10b、10aにそれぞれ得られる外側の端部キャップ表面10x、10yは同一平面上になく、むしろ領域10aの表面10xは端部5から領域10bの表面10yが存在する表面よりさらに遠くにある。通常の配置構成に対し、この距離の相違は、少なくとも0.5mm、通常0.5〜3.5mmである。鋳込み操作において、この相違を提供する鋳型の特徴は、回転操作が止まった後で、領域43から領域44への樹脂のオーバーフローを確実に制御するのを助ける。最終生成物に関して考えると、このことは、半径方向シールの作動を好ましくは妨害するようなやり方で領域10bが軸方向にハウジングのいずれにも係合しないことを確実にするのを助ける。
【0095】
尾根42は、一般に、少なくとも0.5mmの深さ、普通は少なくとも1.5mmの深さ、しばしば少なくとも1.5mmの深さ、典型的には少なくとも2.5mmの深さである溝を提供するために配置構成されており、本明細書の例のような多くの例では、表面10x、10yのそれぞれに最も近い隣接する部分から、最小量の深さが少なくとも3.5mmの深さである。溝は通常、表面10x、10yの1つの表面から最も深い広がりにおいて、通常は11mm未満である。
【0096】
鋳込み工程の最初で領域43に投与する樹脂の量を選択することは、樹脂の特性と成形される端部キャップのサイズに依存する問題である。尾根42の高さを選択することは、一部には選択された樹脂材料の性質およびキャビティ43によって形成されるハウジングシール領域10bのサイズに関連するファクターである。
【0097】
図4において、例示の寸法は、図1と3の例に基づいて端部キャップを提供するために使用可能な鋳型および鋳型キャビティを提供する。図4で示された寸法は以下のCA=254mm,CB=212mm,CC=194.5mm,CD=117.7mm,CE=0.76mm,CF=1.8°,CG=30°,CH=4mm,CI=1.0mm,CK=13.5mm,CL=19.0mm,CM=38mm,CN=40mm,CO=1.5mm,CP=5.5mm,CQは全半径であり(明記しない)、CR=176.8mm、CJは最小シール高さを示す(寸法は与えられていないが比例から計算可能である)である。
【0098】
もちろん、寸法は端部キャップの異なる大きさに対して変更可能である。通常、変更可能なこれらの寸法は、外側および内側の直径寸法であり、様々な高さの寸法と角度ではない。すなわち、シール直径は変えられるだろうが、シール領域は通常その限定を維持するであろう。
【0099】
IV.溝35の存在に関連するエアクリーナアセンブリの問題と特徴
前に説明したように、図1のハウジングシール18は、使用の間、エアクリーナ内で、ろ過された空気とろ過されていない空気の領域を分離する。
【0100】
ここで、図7を参照すると、ハウジング70を含むエアクリーナ69が図示されている。ハウジング70は、使用の間、フィルタカートリッジ1をその中に受け入れるような大きさと配置構成にされている。図7を参照すると、ハウジング70は、反対の2つの端部71、72を含んでいる。端部72は一般に開くことが可能な端部であり、端部の点検またはアクセスカバー73によって閉じることが可能である。その結果、端部72は点検アクセスであり、それにより図1のフィルタカートリッジ1を、作動中にハウジング70内部に挿入したり内部から取り外すことができる。そのような特徴が記載されたハウジングの例は、例えば、2005年7月13日に出願された米国仮特許出願第60/699,136号、2005年8月24日に出願された米国特許出願第11/210,914号、2004年8月25日に出願された米国仮特許出願第60/604,554号、2005年5月3日に出願された米国仮特許出願第60/677,031号、2004年7月15日に公開された米国特許出願第2004/0134171号、2004年5月13日に公開された国際公開第04/039476号パンフレットなどである。再びこれらの参考文献を引用することによって、それらの内容はここに合体される。
【0101】
図7では、ハウジング70は底面斜視図、すなわち、設置されたとき、エアクリーナ69下方の正規方向からの図である。ハウジング70は、端部72に開口を持つハウジング基体70a(通常は鋳込まれたプラスチック)を含み、取り外し可能なアクセスカバー73(同様に鋳込まれたプラスチック)によって閉じられている。通常は、アクセス・カバー73はラッチ74によって適所に固定されている。内部に、アクセス73は、エアクリーナ69内のダストの前分離を容易にするために以下で議論されるような前クリーナ・シールドとランプ(傾斜路)をその上に、通常、持っている。
【0102】
そのような端部カバー中の前クリーナの特徴は、前に引用することによりその内容を合体した2つのパラグラフに示され、図16に関連して以下で議論される。
【0103】
図8において、エアクリーナ69とハウジング70の一部の上側斜視図が示される。端部71はそのなかに空気流れの開口75を含んでいる。通常、空気は、エアクリーナ69の作動の間、開口75を通って流れる。
【0104】
上記説明したように、実用的なフィルタカートリッジは、ろ過の間、「外から内」または「内から外」の流れパターンのいずれかで使用するために組み立てられ、配置構成され適用される。図1に図示した特別のフィルタカートリッジ1は、ろ過の間、「外から内」の流れに特によく適合している。しかしながら、本明細書に記載された原理と技術は、代替の配置構成、すなわち、「内から外」の流れ配置構成に適用することができる。
【0105】
図8を参照すると、作動の間、ハウジング70がカートリッジを通過する「外から内」のろ過流れを使用する以上、開口75は、一般に流れの出口76となるであろう。ハウジング70が作動のために配置構成されるとき、一般に、流れの出口76は可撓性のホースなどの空気流れの導管がカラー77に固定されることによって画定される。図8および図7を参照すると、ハウジング70中への空気流れ入口78が部分的に見えている。
【0106】
再び、図8を参照すると、ハウジング70の外部が端部71に隣接して見えているが、ハウジング領域79は、フィルタカートリッジ1の外側の半径方向シール18、特に表面18sが設置の間シールされている内部の環状のシール表面(ハウジング基体70aの内部)を画定する。一方、領域80は、フィルタカートリッジ1がハウジング70中に設置されるとき、図1の端部キャップ10の部分10aによって重なった内部の端部壁(ハウジング基体70aの内部)を画定する。
【0107】
壁79、80が貯蔵、設置、組立、および使用の間、画定された構造と形状を維持することは重要である。もしも壁79、80が仕様の形状からかなり歪む場合には、フィルタカートリッジ1を適切に設置しかつ適切に取り外す能力に影響するであろう。
【0108】
例えば、ハウジング基体部分70aが鋳込まれたプラスチック部分(例えば、ガラス充填ポリプロピレンなどの鋳込まれたプラスチック)であるときに、領域79と80によって画定された内部表面の統合性を維持することが問題となるかもしれない。これを容易にするために、ハウジング70の部分79と80は、それらの位置で剛性を提供する構造的特徴を提供する。
【0109】
これらの特徴のいくつかは領域80の内部に配置されている。これらは、以下で議論され、開口端部72からハウジング部分70a中に向かう図10で見ることができる。他の特徴は、外部にあり図8を参照して見ることができる。
【0110】
図8で見ることができる特徴について最初に説明する。図8を参照すると、控え壁またはガセットの支持体79aが領域79の外部の周りに配置され、領域79と領域81の間で外の支持体として作動している。そのような2つのガセットの支持体80が図8で見ることができる。
【0111】
支持体79aは、控え壁領域79に作用する。これは、領域79への内側表面が、製造、取り付けおよび使用の間にひずまないのを確実にするのを助けるだろう。結果として、メインフィルタカートリッジ1に対する半径方向シールが形成される表面である領域79の内側の表面を、好ましくないひずみレベルに対して高強度化する。
【0112】
領域79の外面上の支持体79aの数は様々に変更可能である。通常必要とされる数は、領域79に対して十分な強さを提供するのに十分な複数の支持体の数であり、普通は、2〜6個の支持体で十分であるだろう。
【0113】
また図8を参照しながら、次に、控え壁またはガセットの支持体83について説明する。支持体83は、表面域80と軸方向に突出したカラー77の85の部分の間の係合を提供する。控え壁またはガセットの支持体83は、製造、取り付けと使用の間、その設計された形状から領域80の内側の表面部分をひずみに対して安定にするのを助ける。これは、使用の間、フィルタカートリッジ1によって係合されるハウジング部70aの内部領域が、フィルタカートリッジ1の便利で適切な取り付けと取り外しとをじゃまするような好ましくなく変形しないように確実に助けるだろう。
【0114】
図8に示された特別の例に対して、カラー77の周囲に半径方向に均等に間隔をあけていない3つの支持体83(2つが見える)があることに着目される。代替の変形は可能である。好ましいことは、領域80に対して安定性を容易にする十分な数の支持体である。
【0115】
領域87に配置されたガセットの支持体が全くないことが特に着目される。そのような支持体は役に立つかもしれないが、他の構造をじゃまするであろう。図8のこの位置で、規制の指示装置または同等物に対してタップ88と関連づけられた構造が配置される。タップ88は高強度化するガセット88iを持って図示される。
【0116】
また図8を参照すると、前に議論しなかったハウジング70中の他の外部の特徴は、ハウジング70を乗り物などの装置に取り付けるための基体90および粉塵落下管91を含んでいる。粉塵落下管91は通常、プレクリーナー配置構成によってハウジング70の内部内で取り除かれた粉塵を周期的に排出するために、そこの上方に配置された排気ポンプと共に使用される。そのような前クリーナーの配置構成の粉塵落下の併用の記載は、例えば、2004年7月15日に公開された米国特許出願第2004/013417号、2004年5月13日に公開された国際公開第04/039476号パンフレットおよび2005年5月3日に出願された米国仮特許出願60/677,031号を引用することによって、その内容がここに合体される。
【0117】
次に、図10を参照する。図10において、ハウジング部分70aの開口端部72に向かう端面図が提供される。したがって、ハウジング70の内部95を見ることができる。
【0118】
図10を参照すると、ハウジング70中に入口管78が示されている。図示された入口管78は入口側であり、特に接線方向の入口である。空気は、矢印99の一般的な方向にハウジング基体70aの側面70sを通過して入り、接線方向の入口の結果として、最初にサイクロンまたは円形パターンに向けられるだろう。図10に示されていた例に対して、円形パターンは図10の視点から時計回りである、しかしながら、代替の入口に対する代替の入口の配置は可能であり、例示の端部入口は図21に関連して以下で議論される。前に議論したように、入口管78は、通常、上にシールドとサイクロンのランプ(傾斜路)とを持つカバー部材とともに使用される空気に対するサイクロンの動きと空気内の汚染物質の前分離を容易にするであろう。
【0119】
図10を参照すると、図8の領域80の内部表面80iは、図8の表面79の内部領域79iと同様に見ることができる。
【0120】
前に議論したように、点検フィルタカートリッジ1の取り付けと取り外しとを容易にするためにエアクリーナ69の耐用期間の間、表面80iに剛性を提供することは好ましい。図8の控え壁構成83によって剛性が提供される。追加の強度と剛性が内部表面80i上に選択された表面の特徴によってもまた提供される。
【0121】
特に、また図10を参照してリング102について説明する。リング102は個々に間隔をあけて配置されている複数のセグメント102aを含むセグメント化されたリング102sを含む。セグメント102aの特定の数は重要でないが、図示された例に対して、そのようなセグメントは4つである。通常は、セグメント化されたリング102に対して2〜6のセグメントがあるであろう(リング102はいくつかの応用においてセグメント化の代わりに連続し得る)。
【0122】
リング102は壁80の内側の表面の部分80i上に配置される。リング102はシール表面を形成する出口76と環状の壁79の両方から半径方向に間隔をあけて配置されている。
【0123】
リング102は、図10で見る人に向かって突起物として構成されている。通常、リング102はハウジング基体70aとともに鋳込まれて一体化されている。表面80のそのようなリング102の存在は、ひずみを抑えて表面80に強さと剛性を加えるだろう。リング102は一般に、壁の表面80iから内側に普通少なくとも1mm、通常は少なくとも1.5mm、普通は12mm未満で、しばしば1.5〜8mmの範囲内の量で内部に突き出ている。
【0124】
次に、図10の線11−11に沿って部分断面として得られる図11を参照する。図11において、リング102の一部、特にセグメント102aの一部が見えている。また、図12では、図10の部分拡大した図もまた見えており、リング102の一部の断面図が見えている。
【0125】
次に、図10の線13−13に沿って得られる部分拡大断面図である図13を参照する。図13において、リング102のセグメント102aの部分もまた見えている。また、くぼみ110の一部が図13で見えている。図10を参照すると、示された例では、表面80i中に配置された複数のくぼみ110があり、この場合、各くぼみ110は、1組のセグメント102aの間に配置されている。図13において、くぼみ110の1つの拡大図、この場合図10のくぼみ110aが示されている。
【0126】
くぼみ110はさまざまな追加の効果を提供する。例えば、くぼみ110は、アセンブリ69に対する不適切なフィルタカートリッジを間違って使用して表面80iに対する意図しないシールをするのを禁じるのを助ける。また、くぼみ110の選択されたくぼみの裏側上に、図8の控え壁支持体83が配置されている。
【0127】
図 11と12を参照すると、図示された特定のエアクリーナ69に関して、ハウジング基体70aが流れ出口76を取り囲む内部に突き出ている管の部分120を含んでいることに注目される。この文脈において「内部に向けられる」によって、管120が、空気流れ出口75からハウジング70の内部70iに向かって突き出ていることを意味する。
【0128】
管120はさまざまな目的に対して使用することができる。管120はハウジング70の構造に追加された強度を供給するために使用され得る。さらに、管120はハウジング70内の位置にフィルタカートリッジ1を動かすのを助けるために使用され得る。また、管120は、使用される場合、2次あるいは安全カートリッジのためのシール面として使用され得る。この後者は図9を参照して理解されるだろう。
【0129】
次に、図9を参照する。図9はその中に配置されたフィルタカートリッジ1を含むハウジング70断面の部分拡大図である。また、安全カートリッジ130もまたハウジング70の内部70i内に配置されている。
【0130】
図9を参照すると、ハウジング基体70aは、側壁部分133と領域79の間に配置された半径方向のフランジ132を含む。半径方向のフランジ132は、設置の間に、フィルタカートリッジ1の突起物26が隣接する内側表面を提供する。これは、図8の落下管91へ最初に粉塵を向けるためにおよび最初に表面79iに隣接した領域に向けないように粉塵落下管91に対してフランジ26を適切に配置するであろう。このフランジ26の操作は、2005年5月3日出願され、引用することによってその内容がここに合体される米国の仮出願60/677,031号に記載されている。
【0131】
また図9を参照すると、端部キャップ10は表面79iで半径方向シールを形成する領域10bが見えている。また、セグメント化されたリング102と重なる溝35がみえる。次に、リング102は、溝35中に少なくとも部分的に突き出て配置され、ハウジング70内のフィルタカートリッジ1の適切な芯だしと位置決めをを確実にするのを助ける。リング102(すなわち、溝35へ)によって溝35の少なくとも1つの面中に突き出す量は、少なくとも0.2mm、通常少なくとも0.5mm、普通は少なくとも1〜5mm、通常は8mm未満である(この場合、広がりの深さは、最も近い周囲から端部キャップ10の軸方向の表面10xへの突起物の範囲について言及する)。
【0132】
また図9を参照すると、2次または安全エレメント130が突起物120の外側の表面120oと半径方向シールの係合のために配置された端部キャップ140とともに示されている。
【0133】
図9において、端部キャップ140の圧縮量と半径方向シールの提供が、ひずみのない端部キャップ140と突起物120の図面の間の重なり量によって示されている。端部キャップ10の圧縮量は、端部キャップ領域10bとハウジング領域79の間の重なり部分によって示される。
【0134】
図9では、例示の寸法は以下のようにDA=60°,DB=0.5mm,DC=9.2mm,DD=3.0mm,DE=4.0mmとして示される。
【0135】
V.アクセス・カバーの特徴:図14と15
ハウジング基体と係合するための実施例のアクセス・カバーの外側の特徴とアクセス・カバーの特徴が図14と15に示されている。図14において、エアクリーナ69の一部の部分的な側面斜視図、特に端部72に隣接する部分が提供される。図14において、図の方向は底部方向の図である。図15において、ハウジング基体70aの端部72すなわち、エアクリーナ69に向かった端部平面図が提供される。最初に図14を参照すると、ラッチ74は、関連するラッチマウント200上にそれぞれ取り付けられる。図示された例に対して、ラッチマウント200はアクセス・カバー73の上で半径方向に間隔をあけて配置されている。アクセス・カバー73は、その中に中央の円錐形状の軸に逆方向(外側)の突起物202を持つ中央の内側(軸方向)突起物201を含んでいる。これらは、図16の変形に関連して議論されたフィルタカートリッジ1の端部キャップ9との選択された好ましい係合のために提供される(アクセスカバー73は通常プラスチックで鋳込まれ、次に、ラッチが取り付けられる)。
【0136】
ハウジング基体70aは、アクセス開口を画定する端部70eを含み、閉じる関係でカバー73上にアセンブリの間に搭載される。端部70eは軸方向に外側にかつ端部カバー73の前後方向に突き出るタング70xをもって記載されている。タング70xはアクセスカバー73の外側半径方向リップ211のギャップ210を通って突き出ている。ギャップ210とタング70xは、ハウジング70を組み立てる間に半径方向にインデクシングを提供し基体70aのアクセス・カバー73の適切な回転方向の位置決めを保証するのを助ける。所望であれば、追加のインデクシング構造が提供され得る。
【0137】
各ラッチ74は、取付係合の間、リム211中に関連するギャップ212を通って延びる。次に、図7Aにおいて、ラッチ74が基体70aのアクセス・カバー73をラッチ74が固定するために基体70a中の開口70yを通って延びるのが示されている。ギャップ212は、設置の間、ラッチ74がアクセス・カバー73のみとうっかり係合しないことを確実にするのを助ける。
【0138】
図14と15を参照すると、端部カバー73は、取り付けを容易にするためにその上に証印かシンボル220が提供され得る。この例では、例示のシンボル220は入口78に対してアクセスカバー73の適切に回転して取り付ける方向を示す矢印221を含む。
【0139】
領域220のハウジング壁中のわずかな内側の面取りあるいは傾斜は、ラッチ74が開口70yの1つに係合していないと滑るので、カバー73の不適当な取り付けを回避することを容易にする。
【0140】
VI.選択された内部の特徴:図16
図16を参照すると、300でエアクリーナが図示されており、エアクリーナ300は、エアクリーナ69とフィルタカートリッジ1の特徴の多くを含んでいる。しかしながら、例示のエアクリーナ300は、図14と15で示されたものからアクセス・カバー301と基体302の界面の細かな変更を含んでいる。図16の300で示された特別のハウジングの例は、2005年8月24日に出願された米国特許出願第11/210,914号の図39と39Aにもまた図示されているが、米国特許出願第11/210,914号を引用することによって、その内容はここに合体される。
【0141】
図16はアクセス・カバー301の上に配置された前クリーナーの配置構成を図示している。同様の前クリーナーの配置構成は、図14と15のアクセス・カバー73に対して使用され得る。
【0142】
図16を参照すると、ランプ(傾斜路)311とシールド312を含む前クリーナー配置構成が310で図示される。ハウジング内部302iに入る空気は、サイクロンパターンで、ハウジング壁331とシールド312の間の管状の空間330内に向けられる。ランプ311は、通常らせん状の傾斜路であり、空気と粉塵を矢印335の向きにらせん状に向けるのを助ける。らせん状の動きは、外壁330に向かう粉塵を回転させ、粉塵は矢印335の向きに粉塵落下管391まで移動するだろう。
【0143】
前に議論された特徴に類似する図16に図示された特徴は、類似の作用を提供する。図16において、メインカートリッジ1は、安全カートリッジ130と同様に内部302i内に配置される。メインカートリッジ1は、アクセス・カバー301上に内側に向かう突起物を受け入れるために、その中に中央くぼみ350をもつ閉じた(開口の無い)端部キャップ9を持って示されている。メインカートリッジ1は、アクセスカバー301上に外側に突き出ている中央円錐中に突き出るために、軸方向外側に向けられた中央円錐351を含む。これらの特徴は、軸方向の外側に向けられた図3で示されており、その結果、図14と15のアクセス・カバー73と同様の係合は可能であるであろう。
【0144】
さらに、安全カートリッジ130は、シール配置構成140の反対側の端部で、その上に突起物340を持って示されている。突起物340は、カートリッジ1の端部キャップ9上の突起物351に延びるような大きさで配置されている。
【0145】
VII.代替の実施例、図17〜22
図17〜22に、メインフィルタカートリッジおよびメインフィルタカートリッジとハウジングの間の相互作用の代替の実施例が示される。図17〜19において、メインフィルタカートリッジの例が図示される。寸法は以下の通り,EA=523.4mm,EB=1.8°,EC=244.8mm,ED=290.9mm,FA=523.4mm,FC=244.8mm,FD=290.9mm,FB=1.8°である。その結果、図17〜20の特徴は、図1〜3に対して上記議論された(記載された寸法について)実施例よりいくぶん大きなフィルタカートリッジを利用する配置構成のためのものであることが理解されるだろう
図17を参照すると、カートリッジ401は、開いている(開口を有する)端部キャップ402と反対の閉じている(開口の無い)端部キャップ403をもって図示されている。この実施例では、カートリッジ401は端部キャップ403から端部キャップ402に向かって延びている拡張金網のアウターライナー405を含む。端部キャップ402は、使用中に、ハウジングと係合した部分と半径方向シールを形成するためにハウジング外部の半径方向シールとして配置構成された外側領域406を含んでいる。カートリッジ401は、更に、ダストカバー26と類似した突起物416を含んでいる。下面のライナー405は、端部キャップ402に隣接する領域から端部キャップ403に向かって延びるシールド420を提供する。シールド420は、一般にカートリッジの軸方向の長さの少なくとも10%でかつ40%未満、通常は30%未満で延びている。図示された特別の実施例のカートリッジ401は、円錐形状を有し、シールド416から端部403に向かって外径が減少する。アウターライナー405とフィルタ媒体の両方はこの円錐形状に対応しているであろう。円錐形状の角度EBは、通常は0.5〜5°、普通は1.5〜3°である。端部キャップ402から外面に突き出ているカバー部分402は通常は穴が無い。
【0146】
図18を参照すると、端部キャップ402は開いている中央開口430を持つ開口を有する(開いている)端部キャップである。端部キャップ402もまた、その中に端部キャップを部分425yと部分425xに分離する溝421を含んでいる。溝421は図4〜6に関して上記議論した溝に類似して形成され得る。
【0147】
図19を参照すると、フィルタ媒体は427に配置され、円錐形状を画定するひだ付きフィルタ媒体を通常含むであろう。しかしながら、さまざまな代替のフィルタ媒体を使用することができる。カートリッジ401が428にインナーライナ、例えば、穴開きライナーあるいは拡張金網ライナーを提供され得ることが着目される。
【0148】
図19を参照すると、シールド420と突起物416は、端部キャップ402に埋め込まれたリング溝または受け入れポケット440を形成するシールド420の先端部分470で互いに一体化されている。リング溝440は、内壁部471と外壁部472の間に形成され、その中に突き出ているアウターライナー405を受け入れかつ半径方向シール領域406にバックアップを提供する。
【0149】
次に、図21を参照する。図21において、支持体450が見えている。支持体450は、シールド420と突起物416を含んでおり、互いにプリフォームとして一体化されて形成される。使用中に、シールド420は、図17に示されているように、フィルタ媒体と、拡張金網ライナーなどのアウターライナーとの間に配置されるだろう。一方、ダストカバー416は、図17の拡張金網ライナー405の部分の半径方向外側の周囲で外面に突き出ている。
【0150】
次に、図21の線22〜22に沿って得られた部分拡大断面図である図22を参照する。図22は、受け入れポケット440を形成するu形状溝を通して互いに一体化して接続したダストカバー部416とシールド420を示している。ポケット440は、その時、反対の内側面と外側面を持ち、内側面がシールド420の延長部420iであり、外側はその上にフランジ416を持つ軸方向の延長部441によって形成されたものである。溝またはポケット440は、領域420iと領域441の間に配置されている。
【0151】
図21を参照すると、部分441はその中に支持体部材450の周りに半径方向に間隔を開けて配置されている開口445を含んでいる。さらに、先端443に隣接しているシールド420の領域420iは、その中に開口446を含んでいる。開口445、446は、組立の間、ポケット440中に樹脂の流れを可能にする。樹脂は、組立工程の間、図17のアウターライナー405を所定の位置に固定するのを助けるだろう。
【0152】
図20を参照すると、ハウジング450中にカートリッジ401の取り付けが示されている。図20は一般に、図9と類似している。図20の溝421が支持体420と軸方向に重なって配置され、その結果、最も深い領域は42ixは、わずかに、半径方向にフィルタ媒体407の外側にあることが着目される。
【0153】
図20において、安全エレメント60が461で突起物462にシールされた内側に向けられた半径方向シールをもって配置されている。図示された特別な安全エレメント460は、インナーライナー466ろアウターライナー467の間でフィルタ媒体465を含んでいる。
【0154】
ハウジング出口が451で図示される。
【0155】
図20に示された実施例の寸法は、GA=60°,GB=0.9mm,GC=5.6mm,GD=5.5mm,GE=11.8mmである。
【0156】
図4〜6に対して記載されたのと類似のプロセスが端部キャップ402を形成するために使用することができる。
【0157】
その中に埋め込まれたアウターライナー405とフィルタ媒体427とを持つ閉じた(開口の無い)端部キャップが最初に作られる場合、製造プロセスは単純化される。これは支持体420がポケット440中のライナー405の受け入れを通して鋳型の底部の上方にフィルタ媒体を支えるからである。
【0158】
VIII.代替の気流の入口、図23
図23を参照すると、エアクリーナ600は、基体602とアクセス・カバー603をもつハウジング601を含んで図示されている。図23の例に対し、アクセス・カバー603はその中に入口ベーン構成605を含みハウジング601内部に気流を入れる入口構成を形成する。ベーン構成605は、ハウジング基体602への進入に関して、時計回りの例で示される循環パターンで入口空気を駆動するように配置されているが、逆方向の空気回転を使用することもできる。これは、入口、例えば、図7の入口78は基体部の側壁中の側部入口でありアクセス・カバーを通過していない前の例はと異なっている。図23の変形は、端部入口605を提供し前に記載されたカートリッジの実施例に適用できる。
【技術分野】
【0001】
本発明は、一般的に取り外し可能で取替え可能な(すなわち、実用的な)フィルタカートリッジを持つエアクリーナに関する。開示される特別な技術は、フィルタカートリッジとその供給方法の特徴およびフィルタカートリッジとエアクリーナ・ハウジングとの間の好ましい相互作用の特徴に関する。
【背景技術】
【0002】
関連出願についての説明
本出願は、2005年12月7日に出願された米国仮特許出願第60/748,495号の開示を含み、米国仮特許出願第60/748,495号の完全な開示を引用することによって、その内容はここに合体される。また、本開示は、特に、2005年8月24日に出願された米国特許出願第11/210,914号の図39と図39Aに図示される特徴に関する。米国特許出願第11/210,914号の完全な開示を引用することによって、その内容はここに合体される。本開示は2005年5月3日に出願された米国仮特許出願第60/677,031号の図41に示される特徴に関連する。米国仮特許出願第60/677,031号の完全な開示を引用することによって、その内容はここに合体される。
【0003】
米国仮特許出願第60/748,495号、米国特許出願第11/210,914号、米国仮特許出願第60/677,031号に対する優先権の主張が適正な範囲でなされる。
【0004】
背景
空気のろ過装置は、さまざまなシステムで使用される。通常の応用は内燃機関の吸気用エアクリーナとしてである。使用期間後に、エアクリーナ内のフィルタ媒体は、清掃又は完全な取り替えの修理を必要とする。通常、乗り物などの内燃機関と共に使用されたエアクリーナ用フィルタ媒体は、取り外し可能で取替え可能に(すなわち、実用的な)コンポーネント、エレメントまたはカートリッジ中に収容されている。例えば、米国特許第4,211,543号公報、米国特許第4,135,899号公報、米国特許第3,672,130号公報、米国特許第5,445,241号公報、米国特許第5,700,304号公報、米国特許第6,051,042号公報、米国特許第6,039,778号公報、米国特許第5,547,480号公報、米国特許第5,755,842号公報、米国特許第5,800,581号公報、国際公開第89/01818号パンフレットに記載されており、これらのすべての完全な開示を引用することによって、その内容はここに合体される。
【0005】
また、2005年7月13日に出願された米国仮特許出願第60/699,136号、2005年8月24日に出願された米国特許出願第11/210,914号、2004年8月25日に出願された米国仮特許出願第60/604,554号、2005年5月3日に出願された米国仮出願第60/677,031号、2004年7月15日に発行された米国特許出願公開第2004/0134171号および2004年5月13日に発行された国際公開第04/039476号パンフレットにおいて、特に、カートリッジとハウジングとの間のユニークな相互作用を持つフィルタシステムとフィルタカートリッジが示されている。このパラグラフの参考文献を引用することによって、その内容はここに合体される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】米国特許第4,211,543号公報
【特許文献2】米国特許第4,135,899号公報
【特許文献3】米国特許第3,672,130号公報
【特許文献4】米国特許第5,445,241号公報
【特許文献5】米国特許第5,700,304号公報
【特許文献6】米国特許第6,051,042号公報
【特許文献7】米国特許第6,039,778号公報
【特許文献8】米国特許第5,547,480号公報
【特許文献9】米国特許第5,755,842号公報
【特許文献10】米国特許第5,800,581号公報
【特許文献11】国際公開第89/01818号パンフレット
【特許文献12】米国特許出願公開2004/0134171号
【特許文献13】国際公開第04/039476号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
エアフィルタカートリッジの交換部品およびそれらを受け入れるエアフィルタの設計に関する連続した改善が進められている。シールタイプと位置に対する改善と改良が求められ、かつ得られているので、エアクリーナの設計と製造における所望の変更もまた容易となっている。
【課題を解決するための手段】
【0008】
発明の概要
本開示によると、エアクリーナ中で使用するエアフィルタカートリッジおよびエアフィルタカートリッジを持つエアクリーナを含むアセンブリが記載されている。エアフィルタカートリッジは、一般に、開口を有する中央内部空間を取り囲こみかつ前記中央内部空間を画定するフィルタ媒体の領域と、第1端部キャップと第2端部キャップとを有し、前記フィルタ媒体が前記第1端部キャップと第2端部キャップとの間に延設されている。前記第1端部キャップは、空気の流れが通過する開口がない。前記第2端部キャップは、その外側に環状の、外側に向かったハウジングに対する半径方向シール表面を備える、開口を有する端部キャップである。前記第2端部キャップは、好ましくは、前記第2端部キャップに隣接する前記フィルタ媒体の外側の端部から(半径方向の内側又は外側に)半径方向に3mm未満の位置、通常は2mm未満の位置、ときには1.5mm未満の位置であってかつ前記外側に環状の、外側に向かったハウジングに対する半径方向シール表面から15mm未満の位置、通常は10mm未満の位置に最深部を有するように配置されている溝を含む。
【0009】
前記溝は、前記溝の前記最深部に最も近いあるいは最も接近して隣接している前記第2端部キャップの外側の軸方向表面からの最小深さが、通常は少なくとも0.5mmの深さであり、普通は少なくとも1.0mmの深さであり、通常は少なくとも1.5mmの深さである。本明細書で示されている例では、前記溝の前記最深部は、前記溝の前記最深部に最も近くに隣接する前記第2端部キャップの外側の軸方向の表面からの最小深さが、少なくとも2.5mmの深さであり、普通は少なくとも3.5mmの深さである。
【0010】
前記溝の前記最深部は、時々は、隣接しているフィルタ媒体の外側の端部から1.0mm未満(半径方向内側または外側に)離れて配置されている。
【0011】
前記フィルタカートリッジは、通常、フィルタ媒体を取り囲こみかつ前記第2端部キャップ中に突き出ている部分を有する、外側の支持体を含んでいる。前記第2端部キャップは、通常、前記第2端部キャップ中に突き出ているフィルタ媒体を取り囲こむ外側の支持体の部分を有する、適所に鋳込まれた端部キャップである。
【0012】
前記第2端部キャップ中に突き出ている外側の支持体の先端は、通常は、前記溝の最深部から少なくとも0.2mmの距離であって、かつ1.5mm未満の距離、通常は1.2mm未満の実際の距離の位置に配置される。通常は、その間隔は、0.3〜1mmの範囲内である。
【0013】
通常の外側の支持体は、半径方向の外側に向かうダストカバーまたはフランジを前記第2端部キャップに隣接する位置で、前記外側の支持体の表面に備えている。
【0014】
前記第2端部キャップ中の通常の溝は、半径方向の外側面と半径方向の内側面にV字形状またはU字形状の非対称の断面を持つ。前記内側面は、前記フィルタ媒体の中心軸(または、媒体の中心軸に平行な円筒)に対して通常は、20〜40°の範囲内の角度で、延びている部分を有する。前記外側面は、通常、20〜40°の範囲内の角度で、内側の面に対して延びている。この文脈において、用語「非対称」によって、v字形状の2つの側の通常の応用は、媒体とフィルタカートリッジの中心軸に対して、同じ角度で延びないことを意味する。
【0015】
別の言い方をすると、前記溝の前記内側面は、通常、フィルタ媒体の中心軸に垂直な平面に対して50〜70°の角度で鋭角に延びている。これは図9の角DAおよび図20のGAで示される。
【0016】
前記第2端部キャップは、前記溝によって分離された内側の軸表面部分と外側の軸表面部分とを含んでいる。前記溝にすぐ隣接する位置での前記内側の軸表面部分は、通常は、前記溝にすぐ隣接する、前記外側の軸表面部分の部分を超える軸方向の延長部を有する。別の言い方をすると、前記内側の軸方向表面部分中のフィルタ媒体梱包体の端部で、平面を超える前記第2端部キャップの深さ(厚さ)は、通常は、外側の軸表面部分にある第2端部キャップの深さよりは大きい。通常、内側の軸方向表面部分と外側の軸方向表面部分は、別々の平面にある。
【0017】
前記フィルタ媒体は、通常は、ひだ付きである。ある事例では、フィルタ媒体は少なくとも0.5°の角度、通常は1°から5°の角度、例えば、1.5°から3.0°の角度で外側に円錐形状を画定するように配置構成されている。前記フィルタ媒体の広いまたは大きい周囲長さは、通常、前記第2端部キャップに隣接する(または、中に埋め込まれている)部分であろう。
【0018】
図示された事例において、前記外側の支持体は、前記フィルタ媒体を取り囲こみかつ前記第1端部キャップから第2端部キャップまでの間を完全に延びているが、代替手段は可能である。図示された事例の前記外側の支持体は、前記第1端部キャップから前記第2端部キャップまでの間の距離の少なくとも10%に対応する距離であり、かつ40%未満に対応する距離の長さだけ、通常は30%未満の長さに対応する距離だけ、半径方向ダストカバーから前記第1端部キャップに向かって突き出している、前記第2端部キャップに隣接する空気が不浸透なカバー部分を含んでいる。
【0019】
本開示によると、入口と端部出口とを含む内部空間を有するハウジングを含むエアクリーナの構成が提供される。前記ハウジングは、前記端部出口を取り囲こむ端部壁と、画定された端部壁を取り囲む、環状のハウジングシール表面とを含んでいる。前記ハウジングは、前記端部壁から前記ハウジングの内部空間中へ、少なくとも2mmの距離で、通常は少なくとも2.5mmの距離で、かつ通常は10mm未満の距離で、普通は7mm未満の距離で、突き出ている、壁の安定リング(位置決め輪)を含んでいる。壁の安定リングは、前記端部出口と、前記ハウジングの環状の半径方向シール面と、の両方から離れて配置されている。壁の安定リングは、分割されたリングであり得る。
【0020】
エアクリーナは、その中に操作可能に配置された上記説明された一般型のエアフィルタカートリッジを含み、エアフィルタカートリッジは、少なくとも部分的にその中に、すなわち溝の両側面のうちの少なくとも1つに隣接する部分に、突き出でている壁の安定リングを持って配置されている第2端部キャップの溝を持っている。エアフィルタカートリッジは、環状のハウジングシール表面に係合する、外側の環状の外に向かったハウジングの半径方向シール部によってハウジング中にシールされている。
【0021】
アセンブリと使用方法もまた記載されている。
【0022】
1つの構成は、上記特徴付けられたすべての特徴のうちのいくつかの特徴を持っており、本開示に基づいた特徴が他にまだあることが注目される。
【図面の簡単な説明】
【0023】
【図1】本開示に基づく特徴を含むエアフィルタカートリッジの概要を示す斜視図である。
【図2】図1に図示されたフィルタカートリッジの側面図である。
【図3】図1と2で図示されたフィルタカートリッジの概要を示す断面図である。
【図4】ハウジングシールおよび図1のフィルタカートリッジの一部を含む端部キャップを形成するために使用可能な鋳型の配置構成の概要を示す断面図である。
【図5】図2の鋳型の概要を示す断面図であり、鋳込み工程のためにその中に配置されたフィルタカートリッジの部品を、断片的に図示している図である。
【図6】図4に対応する概略図であるが、鋳込まれた端部キャップとシールの部品を示しており、鋳型中に置かれた樹脂が適切に上昇して硬化するのを可能にするステップの結果を示す図である。
【図7】図4〜6の製造プロセスの結果として得られる特徴を持つエアフィルタカートリッジを使用可能なエアクリーナハウジングの底面の斜視図である。
【図7A】図7の一部を拡大した図である。
【図8】図7のハウジング基体の出口端部の斜視図である。
【図9】図7と8のエアクリーナの一部を拡大した部分断面図であり、その中に位置決めされているメインフィルタエレメントと安全エレメントを図示した図である。
【図10】点検修理可能なフィルタカートリッジを取り外した図8のハウジング基体の概要を示す端面図であり、アクセス・カバーを取り外して得られる開口端部を通して内部の詳細を示す図である。
【図11】図10の線11−11に沿って得られる部分拡大した断面図である。
【図12】図10の線12−12に沿って得られる部分拡大した断面図である。
【図13】図10の線13−13に沿って得られる部分拡大した断面図である。
【図14】図7に図示されたエアクリーナの端部部分とアクセス・カバー部の分拡大図である。
【図15】図7に図示されたハウジングの端面図である。
【図16】図7のエアクリーナの特徴と類似する多くの内部の特徴を持つ代替のエアクリーナの拡大した断面図である。
【図17】本開示に基づくエアクリーナ中で使用可能な代替のエアフィルタカートリッジの拡大した概要を示す側面図である。
【図18】図17に図示したカートリッジの拡大した出口端部の斜視図である。
【図19】図17と18で図示されたフィルタカートリッジの断面図である。
【図20】使用のためにエアクリーナ中に配置された図17〜19のフィルタカートリッジの概要を示す部分拡大断面図である。
【図21】図17〜19のカートリッジで使用可能な部品の概要を示す斜視図である。
【図22】図21に図示された部品の一部を示す部分拡大した断面図である。
【図23】図7のエアクリーナに類似の一般的なエアクリーナの端部の斜視図であり、アクセス・カバーに代替の入口構造がある図である。
【発明を実施するための形態】
【0024】
I.エアフィルタカートリッジ用に選択された有利な交換部品の一般的な特徴
上記示したように、本開示は、ある有利なフィルタカートリッジ、その製造方法、および、好ましい製造方法に基づく特徴を有するカートリッジを利用するアセンブリに関する。
【0025】
本明細書に記載されたエアフィルタカートリッジは、通常、乗り物などの内燃機関を利用する装置において、燃焼空気を清浄にするためのエアクリーナで使用するために開発されたものである。この原理は、他のエアクリーナシステムにおいて適用することができるが、一般に、使用中にかなりの装置の振動、広範囲の温度変化の可能性、およびエンジンメーカーと自動車メーカーとがそのようなシステムに対して要求するようなエアクリーナ効率の必要性、に晒される車システムにおける使用に対して、特に、適合している。
【0026】
そのようなエアフィルタカートリッジに含まれる広いさまざまな特徴が知られている。本開示に関するエアフィルタカートリッジは、一般に、以下の2つの一般的な特徴を含んでいる。
1. 開口を有する(開いている)中央内部空間の周囲に配置された媒体構成
2. ハウジングシールを持つカートリッジ端部キャップ。
【0027】
本明細書における用語「ハウジングシール」は、取付けの間に、エアクリーナのハウジングとシールを形成するための位置で、(フィルタカートリッジによって保たれる)シールの種類に言及することを意味する。ハウジングシールは、一般に、カートリッジに取り付けられて配置されており、使用時にハウジング内でフィルタカートリッジの汚れた空気面と清浄な空気面とを分離するために、フィルタカートリッジとハウジングとの界面に配置される。2つの一般的なハウジングシール構成の種類がある。すなわち、(a)半径方向シールと(b)軸方向シールである。半径方向ハウジングシールは、一般に、半径方向に向けられた圧縮応力、すなわち、フィルタカートリッジの中央軸または中央長手方向軸に向かう方向の圧縮応力、またはフィルタカートリッジの中央軸または中央長手方向軸から離れる方向の圧縮応力下で作用するシールである。軸方向のハウジングシールは、一般に、軸方向に向けられた圧縮応力またはシール応力、すなわち、フィルタカートリッジの長手軸に平行な方向の圧縮応力またはシール応力下で作用するシールである。本明細書に記載され図示されたカートリッジは、半径方向シールタイプのハウジングシールを使用する。
【0028】
半径方向シールの一般的な特徴を含むフィルタカートリッジの例は、米国特許第5,547,480号公報の図2に示されている。その例において、媒体はひだ付きであり、媒体の内側と媒体の外側の両側面上に支持体構造があり、かつ、半径方向シールの形態のハウジングシールは、適所に鋳込まれた端部キャップの内部開口を取り囲みながら配置された内側の半径方向シールである。そのような構成とともに、ハウジングシールの特徴を含む端部キャップは、一般に、ポリマー、通常は発泡ポリウレタン樹脂を用いて成形される。
【0029】
米国特許第6,652,614号公報の図7では、そのような構成の別の例として、外側の媒体支持体ライナーを持たない例が示されている。
【0030】
2004年8月25日に出願された米国仮特許出願60/604,554号および2005年5月3日に出願された米国仮特許出願第60/677,031号では、特に、そのような構成の例が示されている。その例では、フィルタカートリッジは、媒体梱包体の長手方向に延びるインナーライナを持っておらず、フィルタカートリッジは、開口を有する(開いている)中央容積部の周りに配置されたフィルタ媒体にひだを含んでおり、開口を有する端部キャップは、ハウジングシールを持つ、適所に鋳込まれたポリウレタン発泡体の端部キャップとして形成されている。多くの同様の特徴があるカートリッジの例が、本明細書の図1に示されている。しかしながら、図1のカートリッジは、本明細書で説明される選択された好ましい方法と特徴に基づいて作られたものであり、使用される場合には、本明細書に記載されるような好ましいカートリッジと相互作用するハウジングの特徴を持つハウジング中に設置される。
【0031】
図1を参照すると、参照番号1は、交換用の点検パートのフィルタカートリッジを示している。フィルタカートリッジ1は、この例では、好ましくは、対称であって一般に開口を有する(開いている)中央容積部3の周りに配置されているフィルタ媒体2を含んでいる。フィルタ媒体2は、さまざまな種類の媒体のいずれかであり得る。図示された例示のフィルタ媒体2は、ひだ付き媒体4を含んでおり、フィルタカートリッジ1の対向する端部5と端部6の間に延びている長手方向のプリーツ(折り曲げ)長さを持っている。ひだ付き媒体を使用する場合、ひだの深さは通常、少なくとも15mm、例えば、15mm〜70mm、しばしば、20〜60mmであるが、代替のものも可能である。
【0032】
フィルタ媒体2は、例えば、円筒または円錐などを含むさまざまな可能なやり方で構成することができる。円錐の構成の例を本明細書に記載する。しかしながら、本明細書に記載する原理の多くの応用に対して、カートリッジの外部形状(例えば、円錐または円筒形)は特別に問題とするものではない。
【0033】
図1で特徴付けられたタイプの通常のフィルタカートリッジ1に対して、端部5に閉じられた端部キャップ9が提供される。この文脈で用語「閉じられた(開口の無い)」によって、端部キャップ9がその中を通過するろ過していない空気の通路が閉じられている(開口が無い)ことを意味する。
【0034】
反対の端部6に、通常、開いている端部キャップ10が提供される。この文脈における用語「開いている(開口を有する)」は、フィルタカートリッジ1のフィルタ媒体を通過する通路が無くても、フィルタカートリッジ1の内部空間3と外側の領域との間で空気の流れを連通させる中央開口11を含んでいる端部キャップ10について言及することを意味する。
【0035】
ここで重要な一般的タイプのフィルタカートリッジに関して、開口を有する端部キャップ10は、その端部キャップに関連するハウジングシールを持っている。この構成が前方向流れで作動する場合、使用中にハウジングシールは、エアクリーナハウジングの一部と係合し、(エアクリーナの作動時に)空気が、開口11を通って内部空間3に出るろ過した空気と好ましくない混合をするために、媒体2をバイパスするのを防いでいる。この文脈の「前方向流れ」によって、ろ過の間に空気が媒体2の外側から媒体2の内部空間に流れることを意味する。もちろん、本明細書で記載された技術は、ろ過の間に空気が内部空間3から媒体2を通過する、「逆方向の流れ」の構成に対しても適用することができる。後者の場合、ハウジングシールは、同じ一般的な動作、すなわち、ろ過されていない空気領域からろ過された空気領域を分離する動作を持つであろう、しかし、その詳細(ろ過される領域とろ過されていない領域)は逆方向となるであろう。
【0036】
フィルタカートリッジ1と媒体2に対する中心軸は、15で図示される。図1に図示されたフィルタカートリッジ1に対するハウジングシールは、「半径方向シール」である。このハウジングシールは、半径方向シールであり、ハウジング部分が、シール材料の一部を中心軸から一般に外に向けて、またはシール材料の一部を中心軸から内に向けて圧縮することによって形成される。
【0037】
図1に関連して議論された半径方向シールを持つ一般のカートリッジに対して、2つの一般的なタイプの半径方向シールがある。第1の半径方向シールは、「外側に」または「外側に向かった」半径方向シールである。図1のフィルタカートリッジ1は、18に配置されているそのような外側の半径方向ハウジングシールを含んでいる。「外側に向かった」半径方向のハウジングシールは、通常、端部キャップ10の外側の縁部に外接するシールであり、使用のために設置された場合に、ハウジングの適合するシール表面の環状に(取り囲む)側面に係合するように配置されている半径方向シール表面18sを持って配置される。通常、外側に向かった半径方向ハウジングシールは、固い支持体を取り囲んでおり、その支持体は、制御された圧縮状態を保証する。そのようなシール支持体は、以下で議論するように、図1の例で使用されている。
【0038】
別のタイプの半径方向シールは、内側または内側に向けられた半径方向シールである。ある例では、そのようなシールは、端部キャップ中の中央開口の内部空間の周りに配置されて、使用時に、ハウジング表面(または、管)の周りをシールする。そのような構成は、上記記載した例えば、米国特許第5,547,480号公報に示されている。
【0039】
多くの例では、端部キャップ10とハウジングシール18とは、硬化中に発泡し上昇するポリウレタン樹脂によって一緒に適所に鋳込まれる。通常、こういう事情の場合、樹脂は、初期の調合後、少なくとも50%の体積が、通常少なくとも80%の体積が、しばしば90%以上の体積が、例えば、90%〜110%の体積が増加するように調合されている。通常の応用において、そのような発泡ポリウレタン樹脂は、例えば、28ポンド/ft3(450kg/m3)未満の鋳込み時の密度(自由上昇テストサンプル)、通常は22ポンド/ft3(355kg/m3)未満の鋳込み時の密度、しばしば12〜17ポンド/ft3(192〜225kg/m3)の範囲内の鋳込み時の密度を持つ硬化材料を形成するために調合される。通常、端部キャップは、樹脂から形成され、樹脂は、テストサンプルおよび通常の製品においては、25未満のショアA硬さ、通常は20未満のショアA硬さ、普通は10〜20の範囲内のショアA硬さを有するが、代替手段も可能である。
【0040】
そのような配置構成を形成するのに使用可能なポリウレタン樹脂システムは、郵便番号48192ミシガン州、ワイアンドットのBASFなどのポリウレタン供給者から利用可能である。使用可能な材料の例は、2005年7月14日に発行された国際公開第05/63361号パンフレットおよび2004年7月15日に発行された米国特許出願公開第2004/0134171号に記載され、それらを引用することによりその内容をここに合体する。
【0041】
上昇と硬化の間のポリウレタン樹脂の流動を制御することは、かなり重要なことであり得る。成形工程の間のポリウレタン樹脂の上昇が十分に制御されないならば、好ましくない位置に余分なバリをもたらし、ある例では、鋳込み操作の間に鋳型内にセットされたカートリッジの機械部品は、上昇して流れるポリウレタン樹脂によって望ましくない移動を起こし得る。
【0042】
多くの例では、エアクリーナハウジングは、比較的軽量のプラスチックあるいは薄い金属板で作られることが望ましい。端部キャップを持つフィルタカートリッジの端部との係合のためにハウジング領域がシール位置と耐久性を維持するのを確実にするために安定して固定されることを保証することが重要である。これに関する問題およびいくつかの例は本明細書の以下に記載される。
【0043】
本明細書で記載された技術は、特に、フィルタカートリッジの改善された構造、および有利な相互作用のためのエアクリーナハウジングの改善された構造に関する。フィルタカートリッジ構造の製造を容易にする製造技術もまた記載される。
【0044】
II.図1のフィルタカートリッジの更なる特徴
図1を参照すると、媒体2を取り囲む外側の支持体20が提供されている。外側の支持体20は、端部キャップ10中に埋め込まれて見えてない端部を含んでいる。支持体20は、さらに端部キャップ10に隣接しそこから軸方向に反対の端部キャップ9に向かって突き出ている領域22を含んでいる。この文脈の「軸方向に突き出ている」によって、領域22の一部が端部キャップ10から通常は軸15に平行な方向にフィルタカートリッジ1の端部5(および反対端部キャップ9)に向かって突き出ていることが意味される。
【0045】
対照的に、図1の例におけるフィルタカートリッジ1は、媒体2の内部に沿って領域3中に端部キャップ9と10との間に延びているインナーライナーを含んでいないことに注目される。そのような構造物は、本開示に基づくある応用に対して、通常、9インチ(229.6mm)以下の半径方向シール外径を有する特別な構造物であるが、代替手段も可能である。支持体20は、通常、鋳込まれたプラスチック製のプリフォームであるが、プラスチックの代替材料も可能である。この文脈の「プリフォーム」によって、支持体20がカートリッジの製造前にフィルタカートリッジ1中に含められるように部品として準備されることが意味される。
【0046】
図1に示される例において、支持体20の領域22は、穴の無い(すなわち、気流を通過さない)シールド部23を含み、端部5に向かって端部キャップ10から少なくとも25mm、通常は少なくとも35mm、普通は少なくとも40mmの距離で延びている。通常、シールド部23は端部キャップ10と端部キャップ9との間の距離の40%より超えて延びない。通常、シールド部23は端部キャップ10と端部キャップ9との間の距離の30%より多くは延びない。通常は、シールド部23は端部キャップ10と端部キャップ9との間の距離の少なくとも10%を超えて延びない。
【0047】
さらに図示された特別の支持体20は、穴の開いたスクリーン部25と、半径方向に外に向かった支持体フランジ26と、以下で議論されるシール18の堅いバックアップ部材としての端部キャップ10中に埋め込まれた部分とを含んでいるが、代替手段も可能である。
【0048】
図示された例に対して、穴の開いたスクリーン部25は、シールド部23から端部キャップ9に埋め込まれたフィルタカートリッジ1の位置にまで延びている。穴の開いたスクリーン部25は、好ましくは、端部キャップ9から端部キャップ10までの間のフィルタカートリッジ1の軸方向の距離の少なくとも50%の距離、通常は、その距離の少なくとも60%の距離にわたって延びている。
【0049】
通常の例では、支持体20は、端部9で媒体の端部を横切って延びている、穴の開いたスクリーン部25に組み込まれた部分を含んでいる。
【0050】
穴の開いたスクリーン部25は、通常は、少なくとも50%開いており、普通は、少なくとも70%開いている。用語「開いている」は、この文脈において、通過する空気の通路に対して開いているスクリーン部25によって画定された領域の量に言及することを意味する。示された例に対して、スクリーン部25は、コイル25bによって相互に連結された、間隔を空けて配置されている軸方向のリブ25aを含んでいる。
【0051】
半径方向に外に向かったフランジまたは支持体26は、以下で議論するように、鋳込み操作の間、端部キャップ10を支持するために提供される。特別の支持体26は、フィルタカートリッジ1を取り囲む、連続する穴の無いリングであるが、代替手段も可能である。記載された特別の連続したリング形状もまた、以下で議論される特別のタイプのハウジング構成において好ましいダストカバー機能を提供する。支持体26は、通常は、カバー部分23から半径方向に外に向かって少なくとも5mmmの距離で、通常は6〜30mmの距離で突き出ているが、代替手段も可能である。
【0052】
更に図1を参照すると、フィルタカートリッジ1は、オープションの中央部に半径方向に外側に向かったフランジ30を含んでいることが着目される。このフランジ30は、支持体20に組み込まれた部分であり、通常の製造作業の間で、便利な取り扱いを提供するものではあるが、本明細書での特別重要な問題と直接関連するものではない。
【0053】
図1を参照すると、端部キャップ10は、その中に溝35が提供される。図示された特別の溝は、連続する管状の溝であり、開口11を取り囲み、そこから半径方向シール領域18に向かって間隔をあけて配置されている。示された特別の例に対して、溝35は端部キャップ10の中央または内側リング部10aと、外側リング部10bの間に配置される。図示された特別のカートリッジに対し、領域10aと領域10bの外側の軸方向表面10xと10yは、それぞれ実質的に平らな面ではあるが同一平面にはなく、むしろ領域10bは端部5に向かって表面10aから通常少なくとも0.5mmの距離、しばしば0.5〜3.5mmの範囲の距離の長さだけ凹んでいる。
【0054】
別の言い方をすると、領域10aは内側の軸方向表面部10xを画定し、領域10bは外側の軸方向表面部10yを画定する。内側の軸方向表面部10xは溝35にすぐ隣接する位置で、溝35にもまたすぐ隣接している外側の軸方向表面部10yの部分を超える軸方向の延長部を持っている。また別の言い方をすると、領域10xは、媒体2に埋め込まれた端部に対応する平面から軸の深さにおいて、領域10yより厚い。
【0055】
溝35は、ハウジング部品と好ましい係合するために構成され配置されている。さらに、溝35は、端部キャップ10の形成の間に流れて上昇する樹脂を制御する端部キャップ10の好ましい製造方法から得られる人工構造物である。
【0056】
溝35は、通常、フィルタ媒体2の端部と支持体20の端部の軸方向に重なる部分中の最も深い部分(内側端部)あるいは2つの間の位置に配置される。この文脈で「軸方向に重なる部分」によって、溝35の最深部(最も内部の先端)は、軸方向に記載された特徴の1つに隣接して配置され、通常は、支持体20あるいはフィルタ媒体2の半径方向内側から半径方向外側に間隔をあけないことが意味される。
【0057】
溝35は、フィルタ媒体2から最も外側に離れた3mmと重なる位置にまたは支持体20の埋め組まれた先端に重なる最深部、通常は配置される。すなわち、溝35は、フィルタ媒体の端部の最も外の離れた部分から溝が隣接するまで3mm未満で半径方向内部(たとえそうだとしても)に間隔をあけて配置される最深部を持って配置される。通常、溝35は、フィルタ媒体端部の最も遠い部分から溝が隣接している部分まで、半径方向内部方向に2mm未満、通常1.5mm未満の最深部を持って配置される。もちろん、溝35の最深部は、フィルタ媒体の端部の最も外の部分から溝が存在するところまで、例えば、支持体20の先端と軸方向に重なる部分まで、半径方向外面に配置される。通常、フィルタ媒体から半径方向外側に間隔をあける場合、溝の最も深い部分は、フィルタ媒体の外側端部から、例えば、半径方向外側に3mm未満、通常は2mm未満、しばしば1.5mm未満で間隔があけられる。
【0058】
溝35の内部の最も深い部分あるいは最深部は、外側の半径方向シール表面18sがシールする圧縮力によってひずまない場合、設置の前にフィルタカートリッジ1中に、外側の半径方向シール表面18sの最も離れた部分から通常15mm以下、しばしば13mm以下の距離で間隔をあけて配置されている。
【0059】
図2では、フィルタカートリッジ1の側面図が図示されている。図2の検討から、端部キャップ10から端部キャップ9に向かうフィルタ媒体の延長部分において、例示のフィルタカートリッジ1は外径が減少する。一般にABで示されるこの角度は、普通は少なくとも0.5°の角度、通常は、少なくとも10°の角度、しばしば、5°未満の角度、しばしば1.5〜3.0°の角度の範囲である。結果として、フィルタカートリッジ1は、円錐形状であり、角度ABは、フィルタ媒体2と支持体20の両方に対して円錐状である。
【0060】
図3にフィルタカートリッジ1が断面図で図示されており、議論された特徴を見ることができる。最深部または底部35aをもつ溝35の位置は、フィルタ媒体2の半径方向外側部分と軸方向に重なる部分に配置されていることが着目される。また、端部キャップ10に埋め込まれた支持体20の領域20eがシール18に対して圧縮力のバックアップ部材を提供することが着目される。
【0061】
図2と3で、例示の配置構成のために示された寸法は、以下のAA=358.9mm,AB=1.8°,AC=195.3mm、AD=16,BA=358.9mm,BB=1.8°,BC=195.3mm,BD=161.6mmである。
【0062】
III.端部キャップ10の製造
図4で、硬化中に上昇するポリウレタン樹脂から図1の端部キャップ10を(使いやすい工程で)鋳込むときに使用する鋳型部分40の概要の断面図が示される。図4では、例示の寸法は、文字で示される。寸法は、以下に特定されるが、本開示に基づく技術の例示の応用に対する例示の寸法である。本発明の原理は、代替の応用において、代替の寸法と代替の鋳型で適用され得る。
【0063】
図4を参照すると、鋳型40は、一般に、底部41bを持つリング形状の鋳込み穴(鋳込み空洞:mold cavity)41を含み、鋳込み穴41は、その中に図1の端部キャップ10の溝35を形成するために配置されている管状の上向きに突き出ている中央の底部の尾根(リッジ:ridge)42を有する。尾根42は、鋳込み穴41を半径方向外側リング領域43と半径方向内側リング領域44の2つの領域に分離する。外側領域43は、以下でさらに議論するように、図1の端部キャップ10外側の半径方向シール領域18(および半径方向シール表面18s)すなわち、端部キャップ領域10bを形成するために配置され構成される。内側領域44は、以下で議論するように、図1の端部キャップ10の中央領域10aと中央開口11を形成するために配置され構成される。
【0064】
また図4を参照すると、鋳型40は中央の突起部あるいはポスト45を含んでいる。中心突起部45は、図1に結果として得られる端部キャップ10、端部キャップ中の開口11を画定する大きさで構成されている。鋳込み操作の間、フィルタ媒体2は、中央突起部45を取り囲んで配置される。重合体がフィルタ媒体2と係合するために十分に上昇し硬化するとき、結果として得られる端部キャップ10は、フィルタ媒体をこの位置で固定し開いている中央開口11を提供するであろう。
【0065】
次に、図5を参照する。図5において、鋳型40はフィルタ媒体梱包体48(フィルタ媒体2と支持体フレーム20を含む)の部分と係合して図示されているが、図1のフィルタカートリッジ1に類似のフィルタカートリッジの端部キャップ10を鋳込みで適所に鋳込む操作の間に、フィルタ媒体梱包体48がおかれている。図5では、鋳型40が概略的にかつそこに注がれた未硬化の液状樹脂49が無い状態で示されていることに注意すべきである。通常、フィルタ媒体梱包体48の一部が鋳込みのために鋳型40に挿入される前に好ましい硬化のための適切な位置で硬化可能な樹脂の適切な量が鋳型中に配置される。鋳込み操作にも含まれている未硬化樹脂の特別の量は、鋳型構成と樹脂の特性の関数である。
【0066】
また図5を参照し、鋳型40に延びているフィルタ媒体梱包体48の部分はフィルタ媒体2の部分と外側の支持体20の部分とを含む。示された特別の例に対してフィルタカートリッジ1(図1)が作られるように、支持体20をフィルタ媒体2に外接させる。前に説明したようにフィルタカートリッジ1からの変形は可能である。しかしながら図5の鋳型40中でフィルタカートリッジ1が作られるので、フィルタ媒体梱包体48の内側に沿って配置されたインナーライナがないことに注意される。
【0067】
図5を参照すると、50で支持体20の部分が図示されるがその部分は、フィルタ媒体2を取り囲こみ最終的に(硬化後)端部キャップ10(図1の端部20e)中に突き出る。
【0068】
また図5を参照すると、鋳型40は壁53によって囲まれた棚52をもって構成されている。棚52は、図示されるように、鋳型40の底部の上方に支持体20(およびフィルタ媒体2の端部2a)の先端50aを所望に応じて固定するために、その上にのせる支持体フランジ26と係合するように構成されている。環状の壁53は、鋳型40に適切に外側の支持体20を配置するための芯出しのために提供される。
【0069】
フィルタ媒体2は、また、鋳込み中にフィルタ媒体2の先端2aが最後に形成される端部キャップ10を通過して突き出ないように、好ましくは鋳型40中の構造との係合の上方で支えられる。図5に示される特別の例では、フィルタ媒体2は、鋳型40の底部の上方の適所に支持体20に固定されることによって保持される。特に、フィルタ媒体2は、図1の端部キャップ9に固定することができ、例えば、支持体20と共にその中に埋め込まれる。端部キャップ9が端部キャップ10の前に形成されるとき、フィルタ媒体2は鋳型40の底部に落ちないように端部キャップ9によって固定される。その結果、フィルタ媒体2は、支持体フランジ26が棚52(フィルタ媒体の長さは十分短い)の上に支えられている間は鋳型40(および尾根42)の底部の上方に支えられる。
【0070】
支持体20が端部キャップ9までずっと延びていない場合には、鋳型の底の表面にフィルタ媒体2が達するのを妨げるために代替の配置構成を鋳型40内の使用することができる。支持体20に係合して支持体20によって制御するときよりもさらにフィルタ媒体2が落ちないようにするために、例えば、フィルタ媒体2の周りに接着剤の棒状体あるいは類似の構造物を使用することができる。このための別の例示のアプローチは、以下の図17〜21で議論されように、反対端部キャップまでずっと延びないライナーを支えるために、外側の支持体中にポケットを形成することである。
【0071】
いくつかの例示では、所望する場合、フィルタ媒体隔離が、鋳型40内または外側の支持体20上に配置される。
【0072】
図5を参照すると、示された好ましい例に対して、尾根42は、鋳型またはフィルタ媒体を隔離するために機能しないことが着目される。すなわち、フィルタ媒体2が鋳型40中の適所に配置された場合、尾根42は、フィルタ媒体2と支持体20から、通常、少なくとも0.2mmの距離で、普通は少なくとも0.3mmの距離で、例えば、0.3mm〜1.2mmの間隔をあけて配置される。
【0073】
フィルタ媒体2から尾根42を離す距離は、隣接する側部10a、10bがフィルタ媒体2に最も近くにある図1のフィルタカートリッジ1中の溝35の最も深い延長部を画定する。溝35の最小深さは、表面10xと10yのうちの最も近い表面から通常は少なくとも1.5mm、普通は少なくとも2.5mm、しばしば3mm以上、例えば、3.5〜7mmである。普通は、最も近い表面は、外側のリング10yであろう。
【0074】
また図5を参照し、鋳込み穴41の領域43に着目する。最終製品において、領域43は、上記説明したように、図1の外側半径方向シールの外側半径方向シール表面18を画定する。この理由で、代替のシール形状は可能であるが、領域43は外壁56中にステップ55を含む。
【0075】
溝35の最深部は、半径方向シール表面18sの最外部から通常は15mm未満、普通は13mm未満、しばしば7〜13mmの範囲内で配置される。
【0076】
鋳込み穴41内での適切な未硬化の樹脂の配置と分布とを得ることは、所望の制御された製品を得るために好ましい。もしも上昇の間に未硬化樹脂が適切に配置されないならば、未硬化樹脂は、鋳型40中の所望の位置からフィルタ媒体2および/または支持体20(すなわち、フィルタ媒体梱包体48)を移動し始める。さらに、もしも未硬化の樹脂が適切に配置されないならば、図1のシール領域18の品質制御が問題となり得る。制御されないばりの形成もまたは問題になり得る。
【0077】
図5を参照すると、通常の鋳込み操作の間、上昇しない未硬化の樹脂が外側の領域43に最初に(中心軸60周囲の鋳型40の回転とともに)分配される。鋳型40は、領域43内のステップ55と壁56に対して未硬化の樹脂を保持し、尾根42を超えて領域44に流れないように十分な速度で回転される。樹脂の流れを制御するのに必要な回転量は樹脂の特性と鋳型の大きさに依存する。
【0078】
約90〜120rpm(毎分回転数)の回転速度は、12〜20のショアA硬さを持つ材料を形成するために体積で約100%上昇するポリウレタン樹脂を用いる図4で示された例で議論された実施例の寸法の鋳型に対して十分であろうが、代替手段も可能である。
【0079】
樹脂が鋳型の領域43に分配された後に、鋳型40の回転が止められ、樹脂が沈降して流れるのが可能となる。沈降の間、樹脂の一部は尾根42を越えて領域44に流れる。次に、フィルタ媒体2と支持体20を含む前形成されたフィルタ媒体梱包体48は、図5で示されるように鋳型40中に挿入される。やがて樹脂は上昇して、硬化し、図1の外側の半径方向シール18を形成し、図1の溝35を形成し、図1の端部キャップ部の10aと10bが生成する。このプロセスは、最終的に鋳込まれた端部キャップ10中に支持体20のフィルタ媒体2と部分50とを浸入させるまたは埋め込むことになる。これは図6に示され、その中で、鋳込まれた端部キャップ10は鋳型40中に概略的に示されている。
【0080】
尾根42は、鋳込み操作に関する別の利点を提供する。特に、尾根42によって占められた容積は、硬化前に樹脂によって占領されなかった容積である。樹脂が硬化して上昇するにつれ、樹脂はあらゆる方向に広がる。尾根42の存在によって示された樹脂の空隙を持つことによって、硬化処理をより大きく制御することができる。
【0081】
また、図4の尾根42の2つの対向側42i、42oは異なる効果を提供する。半径方向に内側面42iは傾斜しており、図5のフィルタ媒体2に向かって上側に上向きで半径方向に内向きに面している。この傾斜の鋭角すなわち図4の角CGは、例えば、少なくとも15°、通常20°〜40°の範囲内、しばしば25°〜35°であり、普通は、50°未満である。この角度の結果として、表面42i上方の樹脂は、フィルタ媒体2および開口11に向かってより延び、樹脂流れの精密な制御が良いシールの境界の限定を得るのに必要であるような領域43に向かってはほとんど延びないであろう。このパラグラフの文脈において用語「鋭角」は、図4に示されたような角度CGおよび鋳込まれた溝35中に得られる角度に言及することを意味する。フィルタカートリッジ1において、鋭角は表面42iによって形成された溝の内面の壁35iと図1の軸15(または図6の軸60)に平行な平面(または円筒)の間の鋭角である。
【0082】
一般に、得られる溝35には、逆さのv字形の断面を持つであろう。示された溝のタイプにおいて、vは非対称である、すなわち、vの側壁は中心軸60(または図1の15)に関して異なる角度で延びている。
【0083】
通常、溝35の側面35iと35oの間の(表面の42iと42oによってそれぞれ形成された)内面の角度は少なくとも15°、普通は20〜40°の間、通常は25〜35の間で、50°未満である。これは、図4の鋳型で示されていた角yに対応するであろう。
【0084】
表面42o、尾根42の半径方向外側の面は、通常、中央の鋳込み軸60およびフィルタ媒体2の図1の中央軸15、すなわち、フィルタ媒体2および支持体20の領域50の軸の長手方向に延びる方向に平行またはほぼ平行である。その結果、表面42oは壁として作用し、硬化するとき鋳型の領域43中に所望の制御されて上昇する硬化を持ち、好ましくない角度方向に広がる樹脂を引き起こさず、更に好ましくない干渉を容易に回避する。
【0085】
壁部分の42iと42o(および得られる各溝の壁35iと35o)に対する広がり角度の議論は、これらの壁の比較的まっすぐな(断面で)中央部分について言及することを意味し、壁の端部に隣接する曲がったあるいは半曲した領域を意味しないことに注意すべきである。
【0086】
図4を参照すると、鋳型40は、壁56の上側端部で半径方向に内側の突起65を含んでおり、この突起が、コーナー66で鋳型中に下方の切り込み66uを形成することに注意すべきである。適量のポリウレタン樹脂が、鋳込み穴41内で分配されると、フィルタ媒体2と支持体20の挿入前に、ポリウレタン樹脂は、この下方の切り込み66uと係合するために上昇する。カートリッジが、鋳型40から取り外されてその品質制御のために点検される場合、下方の切り込み66uは、製造の間にオペレータが見ることができるこの位置でのポリウレタン樹脂中に人工物を残すだろう。例えば、鋳型の下方の切り込み66uによって得られる形状のポリウレタン樹脂表面が製品中に存在しないならば、鋳型40中にはポリウレタン樹脂が十分に含まれていないと簡単かつ容易に結論づけることができる。したがって、下方の切り込み66uは、ポリウレタン樹脂が十分に含まれていない状況を特定するのに使用することができる。
【0087】
さらに、鋳型の下方の切り込みは、好ましくない鋳型のばりが図1の突起26の表面26aを横切って延びるのを抑制するのを助ける。
【0088】
通常の好ましい製造プロセスにおいて、図5の尾根42と突起物50との関係は、上昇と硬化の間に樹脂の流動を制御するために使用される。図1〜3で示された例において、端部キャップの鋳込みの間、図1の端部キャップ10に埋め込まれている突起物50の一部は、固体で実質的に穴の無い構造物であることが好ましい。この文脈で用語「実質的に穴の無い」は、樹脂の上昇と硬化操作の間、突起物50は一般に、樹脂がその中を通って流れないことを示すことを意味する。突起物50が穴がないことが好ましい理由は、少なくともいくつかの例で以下から理解されるだろう。
【0089】
好ましくは、突起物50は、先端50aと尾根42の間の小さい流れ空間を提供するために配置される。空間は通常少なくとも0.2mmで1.5mm未満、普通は1.2mm未満、例えば、0.3〜1.2mmの範囲、通常は0.3〜1.0mmである。
【0090】
通常、先端50aの外径は尾根42のピーク42aの外径よりわずかに大きい。
【0091】
突起物50の先端50aと尾根42のピーク42aの間の閉じている空間は、キャビティ部43とキャビティ部44の間で、上昇と硬化の間の樹脂の流れに対してシールド又はせき止め効果を提供する。これは、半径方向シールを形成するキャビティ部43内での樹脂の上昇と流れを制御するのを助ける。
【0092】
突起物50がその中を樹脂を流動させない場合、せき止め効果は容易になされる。これは、9インチ(228.6mm)以下の外径を持つフィルタカートリッジ1に対して好ましいものである。より大きい配置構成を考えると、図17〜22に関連して以下に議論するように、いくつかの穴は代替タイプの構造物において好ましいかもしれない。図1〜3に基づく配置構成を持つものでさえ、領域50にかなり好ましくない樹脂流動が無ければ、いくつかの穴は可能である。図1〜3に基づく配置構成において、領域50が完全に不浸透性であり、先端50aによって画定されたリングがまっすぐで均等の平面の端部を持つことが好ましいだろう。しかしながら、好ましくない樹脂の流れを提供しないような修正は受け入れることができる。
【0093】
また、得られる端部キャップにリークが形成されるのを避けるために、先端50aが尾根42と係合しないことが好ましい。
【0094】
図4を参照すると、領域43の底部43xは、鋳型領域44の底部44xと同じくらい深くないことが注目される。したがって、図1の部分10b、10aにそれぞれ得られる外側の端部キャップ表面10x、10yは同一平面上になく、むしろ領域10aの表面10xは端部5から領域10bの表面10yが存在する表面よりさらに遠くにある。通常の配置構成に対し、この距離の相違は、少なくとも0.5mm、通常0.5〜3.5mmである。鋳込み操作において、この相違を提供する鋳型の特徴は、回転操作が止まった後で、領域43から領域44への樹脂のオーバーフローを確実に制御するのを助ける。最終生成物に関して考えると、このことは、半径方向シールの作動を好ましくは妨害するようなやり方で領域10bが軸方向にハウジングのいずれにも係合しないことを確実にするのを助ける。
【0095】
尾根42は、一般に、少なくとも0.5mmの深さ、普通は少なくとも1.5mmの深さ、しばしば少なくとも1.5mmの深さ、典型的には少なくとも2.5mmの深さである溝を提供するために配置構成されており、本明細書の例のような多くの例では、表面10x、10yのそれぞれに最も近い隣接する部分から、最小量の深さが少なくとも3.5mmの深さである。溝は通常、表面10x、10yの1つの表面から最も深い広がりにおいて、通常は11mm未満である。
【0096】
鋳込み工程の最初で領域43に投与する樹脂の量を選択することは、樹脂の特性と成形される端部キャップのサイズに依存する問題である。尾根42の高さを選択することは、一部には選択された樹脂材料の性質およびキャビティ43によって形成されるハウジングシール領域10bのサイズに関連するファクターである。
【0097】
図4において、例示の寸法は、図1と3の例に基づいて端部キャップを提供するために使用可能な鋳型および鋳型キャビティを提供する。図4で示された寸法は以下のCA=254mm,CB=212mm,CC=194.5mm,CD=117.7mm,CE=0.76mm,CF=1.8°,CG=30°,CH=4mm,CI=1.0mm,CK=13.5mm,CL=19.0mm,CM=38mm,CN=40mm,CO=1.5mm,CP=5.5mm,CQは全半径であり(明記しない)、CR=176.8mm、CJは最小シール高さを示す(寸法は与えられていないが比例から計算可能である)である。
【0098】
もちろん、寸法は端部キャップの異なる大きさに対して変更可能である。通常、変更可能なこれらの寸法は、外側および内側の直径寸法であり、様々な高さの寸法と角度ではない。すなわち、シール直径は変えられるだろうが、シール領域は通常その限定を維持するであろう。
【0099】
IV.溝35の存在に関連するエアクリーナアセンブリの問題と特徴
前に説明したように、図1のハウジングシール18は、使用の間、エアクリーナ内で、ろ過された空気とろ過されていない空気の領域を分離する。
【0100】
ここで、図7を参照すると、ハウジング70を含むエアクリーナ69が図示されている。ハウジング70は、使用の間、フィルタカートリッジ1をその中に受け入れるような大きさと配置構成にされている。図7を参照すると、ハウジング70は、反対の2つの端部71、72を含んでいる。端部72は一般に開くことが可能な端部であり、端部の点検またはアクセスカバー73によって閉じることが可能である。その結果、端部72は点検アクセスであり、それにより図1のフィルタカートリッジ1を、作動中にハウジング70内部に挿入したり内部から取り外すことができる。そのような特徴が記載されたハウジングの例は、例えば、2005年7月13日に出願された米国仮特許出願第60/699,136号、2005年8月24日に出願された米国特許出願第11/210,914号、2004年8月25日に出願された米国仮特許出願第60/604,554号、2005年5月3日に出願された米国仮特許出願第60/677,031号、2004年7月15日に公開された米国特許出願第2004/0134171号、2004年5月13日に公開された国際公開第04/039476号パンフレットなどである。再びこれらの参考文献を引用することによって、それらの内容はここに合体される。
【0101】
図7では、ハウジング70は底面斜視図、すなわち、設置されたとき、エアクリーナ69下方の正規方向からの図である。ハウジング70は、端部72に開口を持つハウジング基体70a(通常は鋳込まれたプラスチック)を含み、取り外し可能なアクセスカバー73(同様に鋳込まれたプラスチック)によって閉じられている。通常は、アクセス・カバー73はラッチ74によって適所に固定されている。内部に、アクセス73は、エアクリーナ69内のダストの前分離を容易にするために以下で議論されるような前クリーナ・シールドとランプ(傾斜路)をその上に、通常、持っている。
【0102】
そのような端部カバー中の前クリーナの特徴は、前に引用することによりその内容を合体した2つのパラグラフに示され、図16に関連して以下で議論される。
【0103】
図8において、エアクリーナ69とハウジング70の一部の上側斜視図が示される。端部71はそのなかに空気流れの開口75を含んでいる。通常、空気は、エアクリーナ69の作動の間、開口75を通って流れる。
【0104】
上記説明したように、実用的なフィルタカートリッジは、ろ過の間、「外から内」または「内から外」の流れパターンのいずれかで使用するために組み立てられ、配置構成され適用される。図1に図示した特別のフィルタカートリッジ1は、ろ過の間、「外から内」の流れに特によく適合している。しかしながら、本明細書に記載された原理と技術は、代替の配置構成、すなわち、「内から外」の流れ配置構成に適用することができる。
【0105】
図8を参照すると、作動の間、ハウジング70がカートリッジを通過する「外から内」のろ過流れを使用する以上、開口75は、一般に流れの出口76となるであろう。ハウジング70が作動のために配置構成されるとき、一般に、流れの出口76は可撓性のホースなどの空気流れの導管がカラー77に固定されることによって画定される。図8および図7を参照すると、ハウジング70中への空気流れ入口78が部分的に見えている。
【0106】
再び、図8を参照すると、ハウジング70の外部が端部71に隣接して見えているが、ハウジング領域79は、フィルタカートリッジ1の外側の半径方向シール18、特に表面18sが設置の間シールされている内部の環状のシール表面(ハウジング基体70aの内部)を画定する。一方、領域80は、フィルタカートリッジ1がハウジング70中に設置されるとき、図1の端部キャップ10の部分10aによって重なった内部の端部壁(ハウジング基体70aの内部)を画定する。
【0107】
壁79、80が貯蔵、設置、組立、および使用の間、画定された構造と形状を維持することは重要である。もしも壁79、80が仕様の形状からかなり歪む場合には、フィルタカートリッジ1を適切に設置しかつ適切に取り外す能力に影響するであろう。
【0108】
例えば、ハウジング基体部分70aが鋳込まれたプラスチック部分(例えば、ガラス充填ポリプロピレンなどの鋳込まれたプラスチック)であるときに、領域79と80によって画定された内部表面の統合性を維持することが問題となるかもしれない。これを容易にするために、ハウジング70の部分79と80は、それらの位置で剛性を提供する構造的特徴を提供する。
【0109】
これらの特徴のいくつかは領域80の内部に配置されている。これらは、以下で議論され、開口端部72からハウジング部分70a中に向かう図10で見ることができる。他の特徴は、外部にあり図8を参照して見ることができる。
【0110】
図8で見ることができる特徴について最初に説明する。図8を参照すると、控え壁またはガセットの支持体79aが領域79の外部の周りに配置され、領域79と領域81の間で外の支持体として作動している。そのような2つのガセットの支持体80が図8で見ることができる。
【0111】
支持体79aは、控え壁領域79に作用する。これは、領域79への内側表面が、製造、取り付けおよび使用の間にひずまないのを確実にするのを助けるだろう。結果として、メインフィルタカートリッジ1に対する半径方向シールが形成される表面である領域79の内側の表面を、好ましくないひずみレベルに対して高強度化する。
【0112】
領域79の外面上の支持体79aの数は様々に変更可能である。通常必要とされる数は、領域79に対して十分な強さを提供するのに十分な複数の支持体の数であり、普通は、2〜6個の支持体で十分であるだろう。
【0113】
また図8を参照しながら、次に、控え壁またはガセットの支持体83について説明する。支持体83は、表面域80と軸方向に突出したカラー77の85の部分の間の係合を提供する。控え壁またはガセットの支持体83は、製造、取り付けと使用の間、その設計された形状から領域80の内側の表面部分をひずみに対して安定にするのを助ける。これは、使用の間、フィルタカートリッジ1によって係合されるハウジング部70aの内部領域が、フィルタカートリッジ1の便利で適切な取り付けと取り外しとをじゃまするような好ましくなく変形しないように確実に助けるだろう。
【0114】
図8に示された特別の例に対して、カラー77の周囲に半径方向に均等に間隔をあけていない3つの支持体83(2つが見える)があることに着目される。代替の変形は可能である。好ましいことは、領域80に対して安定性を容易にする十分な数の支持体である。
【0115】
領域87に配置されたガセットの支持体が全くないことが特に着目される。そのような支持体は役に立つかもしれないが、他の構造をじゃまするであろう。図8のこの位置で、規制の指示装置または同等物に対してタップ88と関連づけられた構造が配置される。タップ88は高強度化するガセット88iを持って図示される。
【0116】
また図8を参照すると、前に議論しなかったハウジング70中の他の外部の特徴は、ハウジング70を乗り物などの装置に取り付けるための基体90および粉塵落下管91を含んでいる。粉塵落下管91は通常、プレクリーナー配置構成によってハウジング70の内部内で取り除かれた粉塵を周期的に排出するために、そこの上方に配置された排気ポンプと共に使用される。そのような前クリーナーの配置構成の粉塵落下の併用の記載は、例えば、2004年7月15日に公開された米国特許出願第2004/013417号、2004年5月13日に公開された国際公開第04/039476号パンフレットおよび2005年5月3日に出願された米国仮特許出願60/677,031号を引用することによって、その内容がここに合体される。
【0117】
次に、図10を参照する。図10において、ハウジング部分70aの開口端部72に向かう端面図が提供される。したがって、ハウジング70の内部95を見ることができる。
【0118】
図10を参照すると、ハウジング70中に入口管78が示されている。図示された入口管78は入口側であり、特に接線方向の入口である。空気は、矢印99の一般的な方向にハウジング基体70aの側面70sを通過して入り、接線方向の入口の結果として、最初にサイクロンまたは円形パターンに向けられるだろう。図10に示されていた例に対して、円形パターンは図10の視点から時計回りである、しかしながら、代替の入口に対する代替の入口の配置は可能であり、例示の端部入口は図21に関連して以下で議論される。前に議論したように、入口管78は、通常、上にシールドとサイクロンのランプ(傾斜路)とを持つカバー部材とともに使用される空気に対するサイクロンの動きと空気内の汚染物質の前分離を容易にするであろう。
【0119】
図10を参照すると、図8の領域80の内部表面80iは、図8の表面79の内部領域79iと同様に見ることができる。
【0120】
前に議論したように、点検フィルタカートリッジ1の取り付けと取り外しとを容易にするためにエアクリーナ69の耐用期間の間、表面80iに剛性を提供することは好ましい。図8の控え壁構成83によって剛性が提供される。追加の強度と剛性が内部表面80i上に選択された表面の特徴によってもまた提供される。
【0121】
特に、また図10を参照してリング102について説明する。リング102は個々に間隔をあけて配置されている複数のセグメント102aを含むセグメント化されたリング102sを含む。セグメント102aの特定の数は重要でないが、図示された例に対して、そのようなセグメントは4つである。通常は、セグメント化されたリング102に対して2〜6のセグメントがあるであろう(リング102はいくつかの応用においてセグメント化の代わりに連続し得る)。
【0122】
リング102は壁80の内側の表面の部分80i上に配置される。リング102はシール表面を形成する出口76と環状の壁79の両方から半径方向に間隔をあけて配置されている。
【0123】
リング102は、図10で見る人に向かって突起物として構成されている。通常、リング102はハウジング基体70aとともに鋳込まれて一体化されている。表面80のそのようなリング102の存在は、ひずみを抑えて表面80に強さと剛性を加えるだろう。リング102は一般に、壁の表面80iから内側に普通少なくとも1mm、通常は少なくとも1.5mm、普通は12mm未満で、しばしば1.5〜8mmの範囲内の量で内部に突き出ている。
【0124】
次に、図10の線11−11に沿って部分断面として得られる図11を参照する。図11において、リング102の一部、特にセグメント102aの一部が見えている。また、図12では、図10の部分拡大した図もまた見えており、リング102の一部の断面図が見えている。
【0125】
次に、図10の線13−13に沿って得られる部分拡大断面図である図13を参照する。図13において、リング102のセグメント102aの部分もまた見えている。また、くぼみ110の一部が図13で見えている。図10を参照すると、示された例では、表面80i中に配置された複数のくぼみ110があり、この場合、各くぼみ110は、1組のセグメント102aの間に配置されている。図13において、くぼみ110の1つの拡大図、この場合図10のくぼみ110aが示されている。
【0126】
くぼみ110はさまざまな追加の効果を提供する。例えば、くぼみ110は、アセンブリ69に対する不適切なフィルタカートリッジを間違って使用して表面80iに対する意図しないシールをするのを禁じるのを助ける。また、くぼみ110の選択されたくぼみの裏側上に、図8の控え壁支持体83が配置されている。
【0127】
図 11と12を参照すると、図示された特定のエアクリーナ69に関して、ハウジング基体70aが流れ出口76を取り囲む内部に突き出ている管の部分120を含んでいることに注目される。この文脈において「内部に向けられる」によって、管120が、空気流れ出口75からハウジング70の内部70iに向かって突き出ていることを意味する。
【0128】
管120はさまざまな目的に対して使用することができる。管120はハウジング70の構造に追加された強度を供給するために使用され得る。さらに、管120はハウジング70内の位置にフィルタカートリッジ1を動かすのを助けるために使用され得る。また、管120は、使用される場合、2次あるいは安全カートリッジのためのシール面として使用され得る。この後者は図9を参照して理解されるだろう。
【0129】
次に、図9を参照する。図9はその中に配置されたフィルタカートリッジ1を含むハウジング70断面の部分拡大図である。また、安全カートリッジ130もまたハウジング70の内部70i内に配置されている。
【0130】
図9を参照すると、ハウジング基体70aは、側壁部分133と領域79の間に配置された半径方向のフランジ132を含む。半径方向のフランジ132は、設置の間に、フィルタカートリッジ1の突起物26が隣接する内側表面を提供する。これは、図8の落下管91へ最初に粉塵を向けるためにおよび最初に表面79iに隣接した領域に向けないように粉塵落下管91に対してフランジ26を適切に配置するであろう。このフランジ26の操作は、2005年5月3日出願され、引用することによってその内容がここに合体される米国の仮出願60/677,031号に記載されている。
【0131】
また図9を参照すると、端部キャップ10は表面79iで半径方向シールを形成する領域10bが見えている。また、セグメント化されたリング102と重なる溝35がみえる。次に、リング102は、溝35中に少なくとも部分的に突き出て配置され、ハウジング70内のフィルタカートリッジ1の適切な芯だしと位置決めをを確実にするのを助ける。リング102(すなわち、溝35へ)によって溝35の少なくとも1つの面中に突き出す量は、少なくとも0.2mm、通常少なくとも0.5mm、普通は少なくとも1〜5mm、通常は8mm未満である(この場合、広がりの深さは、最も近い周囲から端部キャップ10の軸方向の表面10xへの突起物の範囲について言及する)。
【0132】
また図9を参照すると、2次または安全エレメント130が突起物120の外側の表面120oと半径方向シールの係合のために配置された端部キャップ140とともに示されている。
【0133】
図9において、端部キャップ140の圧縮量と半径方向シールの提供が、ひずみのない端部キャップ140と突起物120の図面の間の重なり量によって示されている。端部キャップ10の圧縮量は、端部キャップ領域10bとハウジング領域79の間の重なり部分によって示される。
【0134】
図9では、例示の寸法は以下のようにDA=60°,DB=0.5mm,DC=9.2mm,DD=3.0mm,DE=4.0mmとして示される。
【0135】
V.アクセス・カバーの特徴:図14と15
ハウジング基体と係合するための実施例のアクセス・カバーの外側の特徴とアクセス・カバーの特徴が図14と15に示されている。図14において、エアクリーナ69の一部の部分的な側面斜視図、特に端部72に隣接する部分が提供される。図14において、図の方向は底部方向の図である。図15において、ハウジング基体70aの端部72すなわち、エアクリーナ69に向かった端部平面図が提供される。最初に図14を参照すると、ラッチ74は、関連するラッチマウント200上にそれぞれ取り付けられる。図示された例に対して、ラッチマウント200はアクセス・カバー73の上で半径方向に間隔をあけて配置されている。アクセス・カバー73は、その中に中央の円錐形状の軸に逆方向(外側)の突起物202を持つ中央の内側(軸方向)突起物201を含んでいる。これらは、図16の変形に関連して議論されたフィルタカートリッジ1の端部キャップ9との選択された好ましい係合のために提供される(アクセスカバー73は通常プラスチックで鋳込まれ、次に、ラッチが取り付けられる)。
【0136】
ハウジング基体70aは、アクセス開口を画定する端部70eを含み、閉じる関係でカバー73上にアセンブリの間に搭載される。端部70eは軸方向に外側にかつ端部カバー73の前後方向に突き出るタング70xをもって記載されている。タング70xはアクセスカバー73の外側半径方向リップ211のギャップ210を通って突き出ている。ギャップ210とタング70xは、ハウジング70を組み立てる間に半径方向にインデクシングを提供し基体70aのアクセス・カバー73の適切な回転方向の位置決めを保証するのを助ける。所望であれば、追加のインデクシング構造が提供され得る。
【0137】
各ラッチ74は、取付係合の間、リム211中に関連するギャップ212を通って延びる。次に、図7Aにおいて、ラッチ74が基体70aのアクセス・カバー73をラッチ74が固定するために基体70a中の開口70yを通って延びるのが示されている。ギャップ212は、設置の間、ラッチ74がアクセス・カバー73のみとうっかり係合しないことを確実にするのを助ける。
【0138】
図14と15を参照すると、端部カバー73は、取り付けを容易にするためにその上に証印かシンボル220が提供され得る。この例では、例示のシンボル220は入口78に対してアクセスカバー73の適切に回転して取り付ける方向を示す矢印221を含む。
【0139】
領域220のハウジング壁中のわずかな内側の面取りあるいは傾斜は、ラッチ74が開口70yの1つに係合していないと滑るので、カバー73の不適当な取り付けを回避することを容易にする。
【0140】
VI.選択された内部の特徴:図16
図16を参照すると、300でエアクリーナが図示されており、エアクリーナ300は、エアクリーナ69とフィルタカートリッジ1の特徴の多くを含んでいる。しかしながら、例示のエアクリーナ300は、図14と15で示されたものからアクセス・カバー301と基体302の界面の細かな変更を含んでいる。図16の300で示された特別のハウジングの例は、2005年8月24日に出願された米国特許出願第11/210,914号の図39と39Aにもまた図示されているが、米国特許出願第11/210,914号を引用することによって、その内容はここに合体される。
【0141】
図16はアクセス・カバー301の上に配置された前クリーナーの配置構成を図示している。同様の前クリーナーの配置構成は、図14と15のアクセス・カバー73に対して使用され得る。
【0142】
図16を参照すると、ランプ(傾斜路)311とシールド312を含む前クリーナー配置構成が310で図示される。ハウジング内部302iに入る空気は、サイクロンパターンで、ハウジング壁331とシールド312の間の管状の空間330内に向けられる。ランプ311は、通常らせん状の傾斜路であり、空気と粉塵を矢印335の向きにらせん状に向けるのを助ける。らせん状の動きは、外壁330に向かう粉塵を回転させ、粉塵は矢印335の向きに粉塵落下管391まで移動するだろう。
【0143】
前に議論された特徴に類似する図16に図示された特徴は、類似の作用を提供する。図16において、メインカートリッジ1は、安全カートリッジ130と同様に内部302i内に配置される。メインカートリッジ1は、アクセス・カバー301上に内側に向かう突起物を受け入れるために、その中に中央くぼみ350をもつ閉じた(開口の無い)端部キャップ9を持って示されている。メインカートリッジ1は、アクセスカバー301上に外側に突き出ている中央円錐中に突き出るために、軸方向外側に向けられた中央円錐351を含む。これらの特徴は、軸方向の外側に向けられた図3で示されており、その結果、図14と15のアクセス・カバー73と同様の係合は可能であるであろう。
【0144】
さらに、安全カートリッジ130は、シール配置構成140の反対側の端部で、その上に突起物340を持って示されている。突起物340は、カートリッジ1の端部キャップ9上の突起物351に延びるような大きさで配置されている。
【0145】
VII.代替の実施例、図17〜22
図17〜22に、メインフィルタカートリッジおよびメインフィルタカートリッジとハウジングの間の相互作用の代替の実施例が示される。図17〜19において、メインフィルタカートリッジの例が図示される。寸法は以下の通り,EA=523.4mm,EB=1.8°,EC=244.8mm,ED=290.9mm,FA=523.4mm,FC=244.8mm,FD=290.9mm,FB=1.8°である。その結果、図17〜20の特徴は、図1〜3に対して上記議論された(記載された寸法について)実施例よりいくぶん大きなフィルタカートリッジを利用する配置構成のためのものであることが理解されるだろう
図17を参照すると、カートリッジ401は、開いている(開口を有する)端部キャップ402と反対の閉じている(開口の無い)端部キャップ403をもって図示されている。この実施例では、カートリッジ401は端部キャップ403から端部キャップ402に向かって延びている拡張金網のアウターライナー405を含む。端部キャップ402は、使用中に、ハウジングと係合した部分と半径方向シールを形成するためにハウジング外部の半径方向シールとして配置構成された外側領域406を含んでいる。カートリッジ401は、更に、ダストカバー26と類似した突起物416を含んでいる。下面のライナー405は、端部キャップ402に隣接する領域から端部キャップ403に向かって延びるシールド420を提供する。シールド420は、一般にカートリッジの軸方向の長さの少なくとも10%でかつ40%未満、通常は30%未満で延びている。図示された特別の実施例のカートリッジ401は、円錐形状を有し、シールド416から端部403に向かって外径が減少する。アウターライナー405とフィルタ媒体の両方はこの円錐形状に対応しているであろう。円錐形状の角度EBは、通常は0.5〜5°、普通は1.5〜3°である。端部キャップ402から外面に突き出ているカバー部分402は通常は穴が無い。
【0146】
図18を参照すると、端部キャップ402は開いている中央開口430を持つ開口を有する(開いている)端部キャップである。端部キャップ402もまた、その中に端部キャップを部分425yと部分425xに分離する溝421を含んでいる。溝421は図4〜6に関して上記議論した溝に類似して形成され得る。
【0147】
図19を参照すると、フィルタ媒体は427に配置され、円錐形状を画定するひだ付きフィルタ媒体を通常含むであろう。しかしながら、さまざまな代替のフィルタ媒体を使用することができる。カートリッジ401が428にインナーライナ、例えば、穴開きライナーあるいは拡張金網ライナーを提供され得ることが着目される。
【0148】
図19を参照すると、シールド420と突起物416は、端部キャップ402に埋め込まれたリング溝または受け入れポケット440を形成するシールド420の先端部分470で互いに一体化されている。リング溝440は、内壁部471と外壁部472の間に形成され、その中に突き出ているアウターライナー405を受け入れかつ半径方向シール領域406にバックアップを提供する。
【0149】
次に、図21を参照する。図21において、支持体450が見えている。支持体450は、シールド420と突起物416を含んでおり、互いにプリフォームとして一体化されて形成される。使用中に、シールド420は、図17に示されているように、フィルタ媒体と、拡張金網ライナーなどのアウターライナーとの間に配置されるだろう。一方、ダストカバー416は、図17の拡張金網ライナー405の部分の半径方向外側の周囲で外面に突き出ている。
【0150】
次に、図21の線22〜22に沿って得られた部分拡大断面図である図22を参照する。図22は、受け入れポケット440を形成するu形状溝を通して互いに一体化して接続したダストカバー部416とシールド420を示している。ポケット440は、その時、反対の内側面と外側面を持ち、内側面がシールド420の延長部420iであり、外側はその上にフランジ416を持つ軸方向の延長部441によって形成されたものである。溝またはポケット440は、領域420iと領域441の間に配置されている。
【0151】
図21を参照すると、部分441はその中に支持体部材450の周りに半径方向に間隔を開けて配置されている開口445を含んでいる。さらに、先端443に隣接しているシールド420の領域420iは、その中に開口446を含んでいる。開口445、446は、組立の間、ポケット440中に樹脂の流れを可能にする。樹脂は、組立工程の間、図17のアウターライナー405を所定の位置に固定するのを助けるだろう。
【0152】
図20を参照すると、ハウジング450中にカートリッジ401の取り付けが示されている。図20は一般に、図9と類似している。図20の溝421が支持体420と軸方向に重なって配置され、その結果、最も深い領域は42ixは、わずかに、半径方向にフィルタ媒体407の外側にあることが着目される。
【0153】
図20において、安全エレメント60が461で突起物462にシールされた内側に向けられた半径方向シールをもって配置されている。図示された特別な安全エレメント460は、インナーライナー466ろアウターライナー467の間でフィルタ媒体465を含んでいる。
【0154】
ハウジング出口が451で図示される。
【0155】
図20に示された実施例の寸法は、GA=60°,GB=0.9mm,GC=5.6mm,GD=5.5mm,GE=11.8mmである。
【0156】
図4〜6に対して記載されたのと類似のプロセスが端部キャップ402を形成するために使用することができる。
【0157】
その中に埋め込まれたアウターライナー405とフィルタ媒体427とを持つ閉じた(開口の無い)端部キャップが最初に作られる場合、製造プロセスは単純化される。これは支持体420がポケット440中のライナー405の受け入れを通して鋳型の底部の上方にフィルタ媒体を支えるからである。
【0158】
VIII.代替の気流の入口、図23
図23を参照すると、エアクリーナ600は、基体602とアクセス・カバー603をもつハウジング601を含んで図示されている。図23の例に対し、アクセス・カバー603はその中に入口ベーン構成605を含みハウジング601内部に気流を入れる入口構成を形成する。ベーン構成605は、ハウジング基体602への進入に関して、時計回りの例で示される循環パターンで入口空気を駆動するように配置されているが、逆方向の空気回転を使用することもできる。これは、入口、例えば、図7の入口78は基体部の側壁中の側部入口でありアクセス・カバーを通過していない前の例はと異なっている。図23の変形は、端部入口605を提供し前に記載されたカートリッジの実施例に適用できる。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
エアフィルタカートリッジであって、
(a)前記エアフィルタカートリッジは、開口を有する中央内部空間を取り囲み、かつ前記中央内部空間を画定するフィルタ媒体の領域を有し、
(b)前記エアフィルタカートリッジは、第1端部キャップと第2端部キャップを有し、
(i)前記フィルタ媒体が、前記第1端部キャップと第2端部キャップとの間に延設されており、
(ii)前記第1端部キャップは、空気の流れを通す開口が無く、
(iii)前記第2端部キャップは、開口を有する端部キャップであり、かつ外側に環状の、外側に向いているハウジングに対する半径方向シール表面を有し、
(A)前記第2端部キャップは、前記フィルタ媒体の隣接する外側の端部から半径方向に3mm未満の位置で、かつ前記ハウジングに対する半径方向シール表面から15mm未満の位置に位置決めされている最深部を有する状態で配置されている溝をその中に含む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)前記溝の前記最深部は、前記第2端部キャップの最も隣接する外側の軸方向表面からの最小深さが少なくとも1.5mmであ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)前記エアフィルタカートリッジは、外側の支持体を有し、前記外側の支持体は、前記フィルタ媒体を取り囲こむ部分を有し、かつ前記第2端部キャップ中に突き出ていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のエアフィルタカートリッジ。
【請求項4】
(a)前記第2端部キャップ中の前記溝は、前記フィルタ媒体の外側の端部から1mm未満の位置で、前記フィルタ媒体の端部と軸方向に重なる位置に、前記溝の前記最深部を有する状態で位置決めされていることを特徴とする請求項3に記載のエアフィルタカートリッジ。
【請求項5】
(a)前記第2端部キャップ中の前記溝は、前記フィルタ媒体の半径方向の外側の位置であってかつ前記フィルタ媒体から2mm未満の位置で、前記外側の支持体の端部と軸方向に重なる位置に前記溝の最深部を有する状態で位置決めされていることを特徴とする請求項3に記載のエアフィルタカートリッジ。
【請求項6】
(a)前記第2端部キャップは、鋳込み成形された端部キャップであり、
(b)前記フィルタ媒体を取り囲みかつ前記第2端部キャップ中に突き出ている、外側の支持体の部分は、前記第2端部キャップが鋳込み成形される樹脂の流れに対して不浸透性であることを特徴とする請求項1乃至請求項4のうちのいずれか1項に記載のエアフィルタカートリッジ。
【請求項7】
(a)外側の支持体の先端は、前記第2端部キャップ中に突き出ていて、前記溝の最深部から少なくとも0.2mmの距離でありかつ1.2mm未満の距離に配置されていることを特徴とする請求項1乃至請求項6のうちのいずれか1項に記載のエアフィルタカートリッジ。
【請求項8】
(a)外側の支持体は、半径方向の外側に向かうダストカバーを前記外側の支持体の表面に備えており、
(i)前記ダストカバーは、前記第2端部キャップに隣接して配置されていることを特徴とする請求項1乃至請求項7のうちのいずれか1項に記載のエアフィルタカートリッジ。
【請求項9】
(a)前記溝は、外側面と内側面とを有し、
(i)前記内側面は、前記フィルタ媒体の中心軸に対して20°以上でかつ40°以下の範囲内の角度で鋭角に延びている部分を有し、
(ii)前記外側面は、前記フィルタ媒体の中心軸に対して通常は平行であって、前記内側面に対して20°から40°の範囲内の角度で延びている部分を有することを特徴とする請求項1乃至請求項8のうちのいずれか1項に記載のエアフィルタカートリッジ。
【請求項10】
(a)前記第2端部キャップは、前記溝によって分離された外側の軸方向表面部と内側の軸方向表面部とを含んでおり、
(i)前記内側の軸方向表面部の前記溝にすぐ隣接する位置での前記フィルタ媒体の端部の平面からの軸方向の厚さは、前記外側の軸方向表面部の前記溝にすぐ隣接する位置での前記フィルタ媒体の端部の平面からの軸方向の厚さよりも大きいことを特徴とする請求項1乃至請求項9のうちのいずれか1項に記載のエアフィルタカートリッジ。
【請求項11】
(a)前記内側の軸方向表面部は、平面リングを画定し、
(b)前記外側の軸方向表面部は、平面リングを画定することを特徴とする請求項10に記載のエアフィルタカートリッジ。
【請求項12】
(a)前記フィルタ媒体の領域は、フィルタ媒体のひだ付き領域であることを特徴とする請求項1乃至請求項11のうちのいずれか1項に記載のエアフィルタカートリッジ。
【請求項13】
(a)前記フィルタ媒体の領域は、前記第1端部キャップから前記第2端部キャップまでの間の延長部で、少なくとも0.5°の角度で外側に円錐形状となるように延びており、
(i)前記フィルタ媒体の領域は、前記第1端部キャップに隣接するよりも前記第2端部キャップに隣接する方がより大きい周囲長さを画定することを特徴とする請求項1乃至請求項12のうちのいずれか1項に記載のエアフィルタカートリッジ。
【請求項14】
(a)前記外側の支持体は、前記フィルタ媒体の領域を取り囲こみ、かつ前記第1端部キャップから前記第2端部キャップまでの間に完全に延びている部分を含んでいることを特徴とする請求項3に記載のエアフィルタカートリッジ。
【請求項15】
(a)前記外側の支持体は、前記第1端部キャップから前記第2端部キャップまでの間の距離の少なくとも10%に対応する距離でありかつ40%未満に対応する距離の長さだけ、半径方向ダストカバーから前記第1端部キャップに向かって突き出している、前記第2端部キャップに隣接する空気が不浸透のカバー部分を備えることを特徴とする請求項14に記載のエアフィルタカートリッジ。
【請求項16】
(a)前記外側の支持体は、
(i)前記第1端部キャップから前記第2端部キャップまでの距離の少なくとも10%の距離でありかつ30%未満の距離の長さだけ、前記第2端部キャップから前記第1端部キャップに向かって軸方向に延びている、不浸透性の部分と、
(ii)内側の壁部分と外側の壁部分との間にリング溝を画定する前記第2端部キャップ内に埋め込まれた、リング形状の先端部分と、
(iii)前記外側の壁部分から半径方向の外側に延びている、半径方向の外側に向かったダストカバー部と、を備え、
(b)アウターライナーが、前記内側の壁部分と外側の壁部分の間の前記リング溝に配置された端部を有して、前記第1端部キャップと前記第2端部キャップとの間の延長部に配置されていることを特徴とする請求項3に記載のエアフィルタカートリッジ。
【請求項17】
(a)前記第2端部キャップ中の前記溝は、前記フィルタ媒体の半径方向の外側の位置でかつ前記フィルタ媒体から2mm未満の位置で、前記外側の支持体の端部と軸方向に重なる部分中に前記溝の最深部が配置されていることを特徴とする請求項16に記載のエアフィルタカートリッジ。
【請求項18】
エアクリーナであって、
(a)前記エアクリーナは、内部空間を画定し、端部出口を含んでいるハウジングを有し、
(i)前記ハウジングは、前記端部出口を取り囲む端部壁を含み、
(ii)前記ハウジングは、前記端部壁を取り囲む、環状のハウジングに対するシール表面を含み、
(iii)前記ハウジングは、前記端部壁から前記ハウジングの内部空間中に突き出るリングを含み、
(A)前記リングは、前記端部出口と、前記ハウジングの環状の半径方向シール表面と、の両方から離れて配置されており、
(b)前記エアクリーナは、前記ハウジングの内部空間中に取り外し可能に配置されている請求項1乃至17のうちのいずれか1項に記載のエアフィルタカートリッジを有し、
(i)前記エアフィルタカートリッジは、
(A)前記リングが、前記端部壁から前記ハウジングの前記内部空間中に突き出ていて、かつ前記第2端部キャップ上の溝中に少なくとも部分的に突き出ており、
(B)前記端部キャップの前記ハウジングに対する半径方向シール部分が、前記ハウジングの前記環状のハウジングシール表面に対して半径方向にシールされるように位置決めされていることを特徴とするエアクリーナ。
【請求項19】
(a)前記端部壁から前記ハウジングの前記内部空間中に突き出ている前記リングは、分割されたリングであることを特徴とする請求項18に記載のエアクリーナ。
【請求項20】
(a)前記端部壁から前記ハウジングの前記内部空間中に突き出ている前記リングは、前記端部壁から前記ハウジングの内部空間中に少なくとも2mm突き出しており、
(b)前記溝は、前記第2端部キャップに隣接する外側の軸方向の表面から最小深さが少なくとも1.5mmの深さであることを特徴とする請求項18又は請求項19に記載のエアクリーナ。
【請求項21】
(a)前記溝の前記最深部は、前記フィルタ媒体と軸方向に重なる位置に配置されていることを特徴とする請求項18乃至請求項20のうちのいずれか1項に記載のエアクリーナ。
【請求項22】
(a)前記溝の前記最深部は、前記フィルタ媒体から半径方向の外側に配置されていることを特徴とする請求項18乃至請求項20のうちのいずれか1項に記載のエアクリーナ。
【請求項1】
エアフィルタカートリッジであって、
(a)前記エアフィルタカートリッジは、開口を有する中央内部空間を取り囲み、かつ前記中央内部空間を画定するフィルタ媒体の領域を有し、
(b)前記エアフィルタカートリッジは、第1端部キャップと第2端部キャップを有し、
(i)前記フィルタ媒体が、前記第1端部キャップと第2端部キャップとの間に延設されており、
(ii)前記第1端部キャップは、空気の流れを通す開口が無く、
(iii)前記第2端部キャップは、開口を有する端部キャップであり、かつ外側に環状の、外側に向いているハウジングに対する半径方向シール表面を有し、
(A)前記第2端部キャップは、前記フィルタ媒体の隣接する外側の端部から半径方向に3mm未満の位置で、かつ前記ハウジングに対する半径方向シール表面から15mm未満の位置に位置決めされている最深部を有する状態で配置されている溝をその中に含む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)前記溝の前記最深部は、前記第2端部キャップの最も隣接する外側の軸方向表面からの最小深さが少なくとも1.5mmであ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)前記エアフィルタカートリッジは、外側の支持体を有し、前記外側の支持体は、前記フィルタ媒体を取り囲こむ部分を有し、かつ前記第2端部キャップ中に突き出ていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のエアフィルタカートリッジ。
【請求項4】
(a)前記第2端部キャップ中の前記溝は、前記フィルタ媒体の外側の端部から1mm未満の位置で、前記フィルタ媒体の端部と軸方向に重なる位置に、前記溝の前記最深部を有する状態で位置決めされていることを特徴とする請求項3に記載のエアフィルタカートリッジ。
【請求項5】
(a)前記第2端部キャップ中の前記溝は、前記フィルタ媒体の半径方向の外側の位置であってかつ前記フィルタ媒体から2mm未満の位置で、前記外側の支持体の端部と軸方向に重なる位置に前記溝の最深部を有する状態で位置決めされていることを特徴とする請求項3に記載のエアフィルタカートリッジ。
【請求項6】
(a)前記第2端部キャップは、鋳込み成形された端部キャップであり、
(b)前記フィルタ媒体を取り囲みかつ前記第2端部キャップ中に突き出ている、外側の支持体の部分は、前記第2端部キャップが鋳込み成形される樹脂の流れに対して不浸透性であることを特徴とする請求項1乃至請求項4のうちのいずれか1項に記載のエアフィルタカートリッジ。
【請求項7】
(a)外側の支持体の先端は、前記第2端部キャップ中に突き出ていて、前記溝の最深部から少なくとも0.2mmの距離でありかつ1.2mm未満の距離に配置されていることを特徴とする請求項1乃至請求項6のうちのいずれか1項に記載のエアフィルタカートリッジ。
【請求項8】
(a)外側の支持体は、半径方向の外側に向かうダストカバーを前記外側の支持体の表面に備えており、
(i)前記ダストカバーは、前記第2端部キャップに隣接して配置されていることを特徴とする請求項1乃至請求項7のうちのいずれか1項に記載のエアフィルタカートリッジ。
【請求項9】
(a)前記溝は、外側面と内側面とを有し、
(i)前記内側面は、前記フィルタ媒体の中心軸に対して20°以上でかつ40°以下の範囲内の角度で鋭角に延びている部分を有し、
(ii)前記外側面は、前記フィルタ媒体の中心軸に対して通常は平行であって、前記内側面に対して20°から40°の範囲内の角度で延びている部分を有することを特徴とする請求項1乃至請求項8のうちのいずれか1項に記載のエアフィルタカートリッジ。
【請求項10】
(a)前記第2端部キャップは、前記溝によって分離された外側の軸方向表面部と内側の軸方向表面部とを含んでおり、
(i)前記内側の軸方向表面部の前記溝にすぐ隣接する位置での前記フィルタ媒体の端部の平面からの軸方向の厚さは、前記外側の軸方向表面部の前記溝にすぐ隣接する位置での前記フィルタ媒体の端部の平面からの軸方向の厚さよりも大きいことを特徴とする請求項1乃至請求項9のうちのいずれか1項に記載のエアフィルタカートリッジ。
【請求項11】
(a)前記内側の軸方向表面部は、平面リングを画定し、
(b)前記外側の軸方向表面部は、平面リングを画定することを特徴とする請求項10に記載のエアフィルタカートリッジ。
【請求項12】
(a)前記フィルタ媒体の領域は、フィルタ媒体のひだ付き領域であることを特徴とする請求項1乃至請求項11のうちのいずれか1項に記載のエアフィルタカートリッジ。
【請求項13】
(a)前記フィルタ媒体の領域は、前記第1端部キャップから前記第2端部キャップまでの間の延長部で、少なくとも0.5°の角度で外側に円錐形状となるように延びており、
(i)前記フィルタ媒体の領域は、前記第1端部キャップに隣接するよりも前記第2端部キャップに隣接する方がより大きい周囲長さを画定することを特徴とする請求項1乃至請求項12のうちのいずれか1項に記載のエアフィルタカートリッジ。
【請求項14】
(a)前記外側の支持体は、前記フィルタ媒体の領域を取り囲こみ、かつ前記第1端部キャップから前記第2端部キャップまでの間に完全に延びている部分を含んでいることを特徴とする請求項3に記載のエアフィルタカートリッジ。
【請求項15】
(a)前記外側の支持体は、前記第1端部キャップから前記第2端部キャップまでの間の距離の少なくとも10%に対応する距離でありかつ40%未満に対応する距離の長さだけ、半径方向ダストカバーから前記第1端部キャップに向かって突き出している、前記第2端部キャップに隣接する空気が不浸透のカバー部分を備えることを特徴とする請求項14に記載のエアフィルタカートリッジ。
【請求項16】
(a)前記外側の支持体は、
(i)前記第1端部キャップから前記第2端部キャップまでの距離の少なくとも10%の距離でありかつ30%未満の距離の長さだけ、前記第2端部キャップから前記第1端部キャップに向かって軸方向に延びている、不浸透性の部分と、
(ii)内側の壁部分と外側の壁部分との間にリング溝を画定する前記第2端部キャップ内に埋め込まれた、リング形状の先端部分と、
(iii)前記外側の壁部分から半径方向の外側に延びている、半径方向の外側に向かったダストカバー部と、を備え、
(b)アウターライナーが、前記内側の壁部分と外側の壁部分の間の前記リング溝に配置された端部を有して、前記第1端部キャップと前記第2端部キャップとの間の延長部に配置されていることを特徴とする請求項3に記載のエアフィルタカートリッジ。
【請求項17】
(a)前記第2端部キャップ中の前記溝は、前記フィルタ媒体の半径方向の外側の位置でかつ前記フィルタ媒体から2mm未満の位置で、前記外側の支持体の端部と軸方向に重なる部分中に前記溝の最深部が配置されていることを特徴とする請求項16に記載のエアフィルタカートリッジ。
【請求項18】
エアクリーナであって、
(a)前記エアクリーナは、内部空間を画定し、端部出口を含んでいるハウジングを有し、
(i)前記ハウジングは、前記端部出口を取り囲む端部壁を含み、
(ii)前記ハウジングは、前記端部壁を取り囲む、環状のハウジングに対するシール表面を含み、
(iii)前記ハウジングは、前記端部壁から前記ハウジングの内部空間中に突き出るリングを含み、
(A)前記リングは、前記端部出口と、前記ハウジングの環状の半径方向シール表面と、の両方から離れて配置されており、
(b)前記エアクリーナは、前記ハウジングの内部空間中に取り外し可能に配置されている請求項1乃至17のうちのいずれか1項に記載のエアフィルタカートリッジを有し、
(i)前記エアフィルタカートリッジは、
(A)前記リングが、前記端部壁から前記ハウジングの前記内部空間中に突き出ていて、かつ前記第2端部キャップ上の溝中に少なくとも部分的に突き出ており、
(B)前記端部キャップの前記ハウジングに対する半径方向シール部分が、前記ハウジングの前記環状のハウジングシール表面に対して半径方向にシールされるように位置決めされていることを特徴とするエアクリーナ。
【請求項19】
(a)前記端部壁から前記ハウジングの前記内部空間中に突き出ている前記リングは、分割されたリングであることを特徴とする請求項18に記載のエアクリーナ。
【請求項20】
(a)前記端部壁から前記ハウジングの前記内部空間中に突き出ている前記リングは、前記端部壁から前記ハウジングの内部空間中に少なくとも2mm突き出しており、
(b)前記溝は、前記第2端部キャップに隣接する外側の軸方向の表面から最小深さが少なくとも1.5mmの深さであることを特徴とする請求項18又は請求項19に記載のエアクリーナ。
【請求項21】
(a)前記溝の前記最深部は、前記フィルタ媒体と軸方向に重なる位置に配置されていることを特徴とする請求項18乃至請求項20のうちのいずれか1項に記載のエアクリーナ。
【請求項22】
(a)前記溝の前記最深部は、前記フィルタ媒体から半径方向の外側に配置されていることを特徴とする請求項18乃至請求項20のうちのいずれか1項に記載のエアクリーナ。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図7A】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図7A】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
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【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【公開番号】特開2011−245482(P2011−245482A)
【公開日】平成23年12月8日(2011.12.8)
【国際特許分類】
【外国語出願】
【出願番号】特願2011−138884(P2011−138884)
【出願日】平成23年6月22日(2011.6.22)
【分割の表示】特願2008−510201(P2008−510201)の分割
【原出願日】平成18年5月2日(2006.5.2)
【出願人】(591163214)ドナルドソン カンパニー,インコーポレイティド (96)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成23年12月8日(2011.12.8)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−138884(P2011−138884)
【出願日】平成23年6月22日(2011.6.22)
【分割の表示】特願2008−510201(P2008−510201)の分割
【原出願日】平成18年5月2日(2006.5.2)
【出願人】(591163214)ドナルドソン カンパニー,インコーポレイティド (96)
【Fターム(参考)】
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