エアクリーナ装置
【課題】点検整備可能なフィルタカートリッジ、ならびに組立ておよび使用方法を提供する。
【解決手段】フィルタカートリッジ30は、アクセスカバー11が取り外されたとき、ハウジング10の側壁を通ってハウジング10の内部に配置され、内部から取り外せるように寸法設定される。フィルタカートリッジ30は、ハウジング10に押し付けられたゴム類似の材料によって、かつ、好ましくは説明したように厚みを縮められて、ハウジング10に対してシールするシール部材46を伴って、フィルタカートリッジハウジングの内部に配置される。さらに、エアクリーナの1部分が外筒の突起部67と係合して設けられ、それによって軸方向にフィルタカートリッジ30を駆動し、かつ、シール部材46をハウジング10に対して軸方向に押し付ける。
【解決手段】フィルタカートリッジ30は、アクセスカバー11が取り外されたとき、ハウジング10の側壁を通ってハウジング10の内部に配置され、内部から取り外せるように寸法設定される。フィルタカートリッジ30は、ハウジング10に押し付けられたゴム類似の材料によって、かつ、好ましくは説明したように厚みを縮められて、ハウジング10に対してシールするシール部材46を伴って、フィルタカートリッジハウジングの内部に配置される。さらに、エアクリーナの1部分が外筒の突起部67と係合して設けられ、それによって軸方向にフィルタカートリッジ30を駆動し、かつ、シール部材46をハウジング10に対して軸方向に押し付ける。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明はエアクリーナおよびエアクリーナ用の構成部品に関する。本発明は特にエンジン用吸気の清浄化に使用可能な型式のエアクリーナに関する。組立ておよび使用方法も提供される。
【背景技術】
【0002】
エアクリーナは、例えば、内燃機関用のエンジン吸気の清浄化を行うためなど、様々な用途に必要とされる。多種多様の型式のエアクリーナ装置およびフィルタ材料が知られている。
【0003】
既知のフィルタ材料の1つに、z字形に構成されたフィルタ媒体がある。z−フィルタ媒体は一般に、非波形(対面する)シートに固定された、波形またはひだ状の媒体シートを備える。この媒体は波形または縦溝流路を形成した媒体の片側に長手方向の縦溝流路または空気流路の1セットを、この縦溝流路を形成した媒体の反対側に別の流路の1セットを形成するように構成される。動作では、縦溝流路の1セットの縦溝流路が入口縦溝流路と呼ばれ、媒体の入口端部または側面で開口し、媒体の出口端部または側面でシールされ、あるいはそうでない場合は折り畳まれ閉鎖される。同様に、縦溝流路の第2のセットの縦溝流路は一般に出口縦溝流路と呼ばれ、フィルタの出口端部または側面でシールされ、あるいはそうでない場合は折り畳まれ閉鎖され、フィルタの出口端部または側面で開口している。動作では、空気はエレメントの上流端のところの開口した入口縦溝流路内への通路によって、エアフィルタ構造体の1つの流れ面内に移動する。この空気は、これらの入口縦溝流路の閉鎖された端部から外へ流れ出ることができず、そのためフィルタ媒体を貫通し出口縦溝流路内に移動しなければならない。濾過された空気は次いで、出口縦溝流路の開口した端部を通り、フィルタエレメントの出口端部から外に向かって移動する。
【0004】
種々のz−フィルタ構造が知られており、例えば、米国特許第5820646号、第5792247号、第6190432号、および第6350291号、PCT公報WO97/40918号、2002年7月10日出願の米国特許仮出願第60/395009号、および米国特許仮出願第60/395009号の優先権を主張する2003年1月31日出願のPCT出願US03/02799号が含まれ、上記7つの全ての参考文献の全開示内容は、参照により本明細書に組み込まれている。(特に)これらの型式の媒体は、本明細書で説明する型式の装置に使用することができる。
【0005】
z−フィルタ媒体は、例えば米国特許第6350291号明細書で分かるようにコイル形状で、または、例えば米国特許第5820646号明細書の図26で分かるように、z−フィルタ媒体のシートのスタックで使用することができることが特徴となってきた。
【0006】
本明細書は、z−フィルタ媒体構造体の使用のための特定の好ましい装置に関する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【特許文献1】米国特許第5820646号
【特許文献2】米国特許第5792247号
【特許文献3】米国特許第6190432号
【特許文献4】米国特許第6350291号
【特許文献5】PCT公報WO97/40918号
【特許文献6】米国特許仮出願第60/395009号
【特許文献7】PCT出願US03/02799号
【発明の概要】
【0008】
本明細書では、エアフィルタカートリッジ装置のユニークな特徴を説明し、図示する。さらに、そのフィルタカートリッジ装置を受け、かつ取り付けるためのユニークなハウジング装置の特徴を提供する。
図示し説明する様々な特徴、またはそれらの選択された組合せにより、ユニークなかつ便利なフィルタカートリッジおよびエアクリーナ組立体を作ることができる。
【0009】
本明細書は、エアフィルタカートリッジを取り付ける方法、およびそれらを取り外す方法にも関する。さらに、提供される説明から、好ましいフィルタカートリッジおよび好ましいエアクリーナ組立体の組立て方法は明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】は、本明細書によるエアクリーナを含んだエンジンシステムについて示した概略図である。
【図2】は、本明細書によるエアクリーナ装置の出口端部斜視図である。
【図3】は、図2に示すエアクリーナ装置の入口端部斜視図である。
【図4】は、図2と類似の、ただし頂部アクセスカバーを取り外したエアクリーナを示す出口端部斜視図である。
【図5】は、図3と類似の、ただし頂部アクセスカバーを取り外したエアクリーナを示す入口端部斜視図である。
【図6】は、頂部アクセスカバーを上に取り外し、点検整備可能なフィルタカートリッジをハウジングから外へ上げて示す図2によるエアクリーナ装置の出口端部分解斜視図である。ハウジングは、オペレータハンドルを上方の、またはロックしていない向きで示す。
【図7】は、図6と類似の、入口端部斜視図である。
【図8】は、下げた、ロックされた位置にある、付勢およびロック組立体を示す部分がその中に配置された、図2に示す装置の内壁の概略立面図である。
【図9】は、図8と類似の、ただし、付勢およびロック組立体を、上げた、ロック解除された位置で示す図である。
【図10】は、図2に示す装置の概略側立面図である。
【図11】は、図10の線11−11に沿った、概略部分断面図である。
【図12】は、図6と類似するが、第1の代替実施形態について出口端の部分を図示した分解斜視図である。
【図13】は、図12に示す装置の側面図である。
【図14】は、図13の線14−14にほぼ沿った概略部分断面図である。
【図15】は、図6に類似する本明細書の第2の代替実施形態の分解斜視図である。
【図16】は、図15の実施形態の側面図である。
【図17】は、図16の線17−17にほぼ沿った概略部分断面図である。
【図18】は、図2に類似する本明細書の第3の代替実施形態の出口端部の斜視図である。
【図19】は、図6に類似する本明細書の第4の代替実施形態の分解斜視図である。
【図20】は、図2〜図19の任意の1つによる装置において利用可能なz−フィルタ媒体の概略図である。
【図21】は、図20の媒体を使用した積層して構成されるz−フィルタ媒体構成を示す図である。
【図22】は、図20の媒体を使用したコイルにしたz−フィルタ媒体構成の概略図である。
【図23】は、図2〜図7の装置のシール部材の拡大部分断面図である。
【図24】は、図2〜図19の任意の実施形態に使用可能な、ハウジングとフィルタカートリッジの間の機械的インターロック機構の分解斜視図である。
【図25】は、図24に示す、部分上面図である。
【図26】は、本明細書の第5の代替実施形態による、点検整備可能なフィルタカートリッジの出口端部に向かう斜視図である。
【図27】は、図25の点検整備可能なフィルタカートリッジに使用可能なハウジング組立体の概略端部図である。
【図27A】は、図27の線27A−27Aに沿った、断面図である。図27Aで、図28のエレメントに使用するためのシール構造が取り付けて示されている。
【図28】は、本明細書の第6の代替実施形態による、内側半径方向シールを有する点検整備可能なフィルタカートリッジの出口端部に向かう斜視図である。
【図29】は、ハウジングに取り付け可能な、図28のエレメントのシール部材に使用可能な、剛体のシール構造の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
本明細書は、直線貫通流設計を有する特定のエアクリーナに関する。直線貫通流設計によって、空気が1つの(入口)面に沿って、エアクリーナ内の点検整備可能なフィルタカートリッジに入り、濾過された空気が反対側の、第2の(出口)面からフィルタカートリッジを出ることを意味する。すなわち、点検整備可能なフィルタカートリッジ用の入口および出口流路は一般に同じ方向にある。
【0012】
本明細書が問題とする型式のエアクリーナは、点検整備可能なフィルタエレメントまたはカートリッジを含む。この文脈での術語「点検整備可能なフィルタエレメントまたはカートリッジ」、およびそれらの変形は、エアクリーナの残りの部分から取り外し、かつその中に交換可能なフィルタエレメントまたはカートリッジを示すことを意味する。通常は、燃焼機関の吸気用のエアクリーナのフィルタカートリッジは、フィルタカートリッジが周期的に閉塞され、取り外して交換しなければならないので、点検整備可能である必要がある。
【0013】
本明細書で特徴づける一般的な型式のエアクリーナおよび点検整備可能なフィルタカートリッジは、種々の装置に使用することができる。典型的な用途には、内燃機関用のエアクリーナとしての用途を含む。エアクリーナ組立体およびカートリッジは、多種多様のエンジン用途用に寸法設定し、構成することができる。本明細書では、エアクリーナ組立体の上流にターボチャージャーを有する大型のディーゼルエンジンを含む、特定の用途を例として説明する。しかしながら、本明細書で開示する原理は、多種多様の代わりの用途にも適用可能である。
【0014】
図1の参照番号1は、エンジンシステムを全体的に示す。エンジンシステム1は、特にターボチャージャーおよびアフタークーラー装置4、およびエアクリーナまたはエアクリーナ組立体5を含む空気取り入れ口システム3を有するディーゼルエンジンなどの内燃機関2を含む。したがって、ターボチャージャーおよびアフタークーラー4を通った後で、空気はエアクリーナ5を強制的に通り、ディーゼルエンジン2の空気取り入れ口内に入る。軍用車に使用される750馬力までの定格の大型ディーゼルエンジンは、そのような装置のいくつかの典型的な例である。
【0015】
図2に、本明細書によるエアクリーナ組立体が斜視図で示されている。図2の組立体の向きは、見る人がエアクリーナの出口端部、および隣接する側面を見ることができるような向きである。図3に、図2に類似の斜視図を示すが、ただし、エアクリーナの垂直軸周りに180°回転した観点から示す。図4に、エアクリーナは図2に類似の視野から示すが、頂部アクセスカバーまたはアクセスパネルが取り外されている。図5は、図3に類似の図であるが、頂部アクセスカバーが取り外されている。図6は、頂部アクセスカバーを取り外し、オペレータハンドルを上に上げ、フィルタカートリッジが外に上げられ、全て分解図で示す以外、図2と類似の図である。図7は、図6に類似の図であるが、ただし、垂直軸周りに180°回転した視野、すなわち、図3に類似の視野から示す。
【0016】
図8は、付勢およびロック機構を閉じた向きで示す、エアクリーナの内壁の概略図である。図9は、頂部パネルが取り除かれ、付勢およびロック機構の制御部材が上げられた向きであり、摺動部材が非ロック配置にあることを示す以外は、図8と類似の図である。図10は、図2のエアクリーナの概略側立面図である。図11は、図10の線A−Aにほぼ沿った部分概略断面図である。
【0017】
図2を参照すると、エアクリーナ5の外側ハウジング10を示す。このハウジング10は、その上に取り付けられた脱着式のサービスパネルまたはアクセスパネル11を有して示す。ハウジング10は、使用では、濾過されたまたは清浄化された空気がそれを通り流れるダクト13として動作する。具体的には、濾過される空気は入口端部または開口15を通りダクト13に入り、内部的に受けられた、点検整備可能な、フィルタカートリッジ30を貫通して通過した後で、反対側の出口端部または開口16を通りダクト13を出る。一般に、エアクリーナ動作は、空気が入口端部または開口15から出口開口16に移動するときに、脱着式かつ交換可能な、すなわち点検整備可能なフィルタカートリッジ30内に格納されているz−フィルタ媒体31を貫通して通過させることを含む。入口端部15は図3でより明瞭に見ることができる。
【0018】
本明細書で開示する原理は、様々な形状および寸法のハウジングに適用可能である。図示の具体的なハウジング10は、例示としてのみであることを意味する。しかしながら、一般に図示の(断面が)長方形の形状が好ましく、開示の原理は、そのような好ましい形状のハウジングの用途に特によく適合する。勿論、図示の好ましい形状は、一般に、非円形の形状である。
【0019】
図示の具体的なハウジング10(図2および3)は、一般に断面が長方形であり、対向する側面19、20、対向する頂部および底部パネル22、23を画成する側壁、および対向する入口および出口端部25、26をそれぞれ有する。頂部22は通常、アクセスまたはサービスカバー11の取り外しによって開口可能な側壁に対応する。使用では、壁19、20、22、23、25および26は、その中に点検整備可能なフィルタカートリッジ30が配置されるハウジング10の内部27を形成する。
【0020】
アクセスカバー11(図2および図3)を取り外してエアクリーナ5を示す、図4および図5を参照すると、フィルタカートリッジ30は、空気入口端部32および空気出口端部33を含む。フィルタカートリッジ30は直線貫通流設計であり、それは、(使用では)空気がその間を流れる、対向する入口および出口面をそれぞれ有することを意味する。すなわち、入口流(矢印34a)の方向と出口流(矢印34b)の方向がほぼ同じである。
【0021】
フィルタカートリッジはフィルタ媒体31を含む。図示のフィルタ媒体31は、z−フィルタ型式のもので、別法も可能であるが、非波形(すなわち、縦溝流路を形成しない)対面シートに固定された波形または縦溝流路を形成した媒体を含む。そのような媒体は、図22に示すコイルにした連続シート形状として、または、図21に示し、かつ参照により本明細書に組み込まれている米国特許第5820646号の図26に関して説明する個々のシートの積み重ねられた構造として含む、様々な形態で形成することができる。これら2つのz−フィルタ媒体構成のいずれも、図2〜図9に一般的に示す形態を実現するために使用することができる。実際のところ、図2〜図9の図面は概略であり、必ずしも特定の装置を示すことを意味しない。図2〜図9のような通常の使用では、図22と同様なz−フィルタ媒体のコイル形状が好ましいであろうことは、予期される。すなわち、好ましい手法は、縦溝流路を形成しない(好ましくは、非波形の)対面するシートに固定された、縦溝流路を形成した、または波形媒体の連続したストリップを使用し、図示の長方形の形状のコイルにすることであろう。使用可能な媒体は、以下で論じる図20の概略図に示す。
【0022】
図6および図7を参照すると、フィルタカートリッジ30は、媒体31を取り囲んで配置される非透過性の外筒構造体40を備える。この文脈における用語「非透過性」は、剛体の、非透過性の、プラスチックまたは金属の構成部品を備える外筒構造体40を示すことを意味する。すなわち、空気は入口端部32から出口端部33へ、したがって、その開口端部の間の外筒構造体40の長さを通して移動することができるが、外筒構造体40の側壁40aを貫通して直接移動することはできない。
【0023】
非透過性の外筒構造体40は、様々な方法でかつ様々な構造で形成することができる。例えば、それは単一部片の成形プラスチックまたは鋳造金属の構造、複数部片のプラスチックまたは金属構成部品のクラムシェル構造、または媒体31の周りを包んだアルミニウムなどの材料のシートまたは外筒を含むことができる。
【0024】
図6を参照すると、空気出口端部33のところで、点検整備可能なフィルタカートリッジ30は、第1の、1次シール部材45を含む。第1の、または1次のシール部材45は、ハウジング10の一部分と適切に係合してシール(すなわち、ハウジングシール)を形成するように配置されるシール部材46を含む。通常は、シール部材46は、発泡ポリウレタンなどのゴム類似の材料を備える。通常の好ましい用途では、シール部材46は、出口端部壁26のところで、またはそれに隣接して、ハウジング10のシール部分47と係合するように構成される。
【0025】
シール部材46について、様々な特定の形態および向きを使用することができる。通常は、シール部材46は、シール部材支持枠50上に取り付けられる。シール部材支持枠50は、外筒構造体40の残りと一体にすることができ、または外筒構造体40に取り付けられる、分離して形成される構造体とすることができる。前者の1例は、非透過性の外筒構造体自体の一部分、例えば、外筒構造体40の残りと一体のフランジにシール部材46を取り付けることであろう。後者の1例は、非透過性の外筒構造体40の残りに、それ自体接着した、溶接した、または他の方法で固定した枠部片51上にシール部材46を取り付けることであろう。
【0026】
図示の具体的な実施形態では、支持枠50は、例えば、接着剤または溶接によって非透過性外筒構造体40の残りに固定されたリム51を含む枠部片51を備える。
【0027】
枠51は、シール部材46に適切なシール支持および向きをもたらすために、図6に示されていない、シール部材46内に埋め込まれた支持部を含むことができる。この支持部は、例えば、以下で論じる図23の部分概略断面図に示すようなものである。
【0028】
シール部材46は、枠50に永久的に取り付けることもでき、あるいはそれに脱着可能に固定することもできる。永久的な取り付けの一例は、例えば直接支持枠50の上に、発泡ポリウレタン材料からシール部材46を成形することであろう。この1例を、図23の概略断面図に示す。この例は、参照により本明細書に組み込まれている米国特許第5350291号に開示されている。
【0029】
図6を参照すると、カートリッジ30は、出口33で媒体31を横切って延びる、出口端部支持格子55を含む。出口端部支持格子55は、一般に支持枠50に固定された1セットのセグメントを備える。図示の具体的な配置では、このセグメントは中央から外向きに半径方向に延びる複数のスポークのセットを含む。図示の具体的な配置では、代替の数および形状も使用することができるが、10個のスポークおよび1個の円形リブ配置(10セグメント)が示されている。z−フィルタ媒体に使用される端部支持格子は、参照により本明細書に組み込まれている米国特許第6350201号に開示されている。
【0030】
図4を参照すると、ハウジング10に対するフィルタカートリッジ30のシールは、カートリッジ30を矢印61の方向に駆動し、出口端部26でハウジング10にシール係合させることによって行われる。その形状および本明細書での説明から分かるように、この駆動または付勢は、フィルタカートリッジを貫通して突き出している中央長手方向軸の周りにフィルタカートリッジを回転させずに行うことが好ましい。以下で論じる好ましい付勢およびロック機構65は、代替方法は可能であるが、この動作を達成するために設けられている。
【0031】
図6および図7を参照すると、次いで注意は、空気出口33およびシール部材46の近くに、ただしこれらから間隔をおいて配置される突起部装置67に向けられる。この突起部装置67は、一般に外筒構造体40のそれぞれ対向する側面70および71のそれぞれに、好ましくは互いの鏡像として配置された、第1および第2の突起部68(図6)および69(図7)を備える。突起部68、69は、一般に互いに反対方向に突き出している。これらの突起部68、69は、以下で論じるように、付勢およびロック機構65の一部分によって係合されるように配置される。
【0032】
突起部68および69は、接着取り付け、溶接または機械的結合または選択される特定の材料に対して適切な他の手段を含む、様々な方法によって設け、固定することができることに注目されたい。それらは外筒40の一部分として、外筒と一体に成形し、または鋳造することもできる。分離して製造するときは、突起部68、69は硬質プラスチックなどの成形可能な材料から作成することもできるし、金属で製造することもできる。
【0033】
図6および図7に示す突起部68、69の具体的な形状は例示であり、必須の構成ではない。各々がL字形の断面を有するこの図示の具体的な形状は、金属を曲げてまたはプラスチックを押出して製造するのに便利である。この形状は、非透過性の外筒構造体40として示す表面の具体的な形状に取り付けるのに便利である。しかしながら、例えば、代替の形状をした要素を有する、様々な代替形状を使用することができる。
【0034】
図7を参照すると、入口端部32に隣接して、カートリッジ30はガスケット部材80を含む。このガスケット部材80は、通常の好ましい配置では、端部32に直ぐ接して、またはその4cm以内に通常配置される。ガスケット部材80は、望ましくないレベルのダストが図5および7の区域81に到達しないことを確実にする。通常は、ガスケット部材80は、端部32でカートリッジ30とハウジング10の間の空間を充填するように単純に寸法決定され、構成される。図示の例では、ハウジングの内部が長方形なので、ガスケット80の外側周辺部は長方形である。
【0035】
典型的な配置では、ハウジングはカートリッジ30を組立て中、適切な向きに支持するのを助けるために、図7の底部23の内側表面23aに沿って、図示しない中央支持部を含むことができる。別法として、カートリッジ30は、図24および図25と共に以下で示しまたは説明するように、摺動部94および95内で支持することができる。
【0036】
図4で、頂部22またはアクセスパネル11(図2)の下に、頂部22とハウジング10の残りとの間のシールをするためのOリングを設けるために、ハウジング10はその中にシール溝82を含む。通常は、頂部22またはアクセスパネル11は、ボルトまたは同様な構造で取り付けられ、これらボルトの受け器を84に示す。
【0037】
典型的な配置では、カートリッジ30内に係合し、所定の位置に固定するのを助けるため、アクセスパネル11はその上に、例えば、図6の85に示す突起部または他の構造を含むことができる。
【0038】
図4では、システムの他の構造体または管路と一緒にシールするための、Oリングなどのシール部材をその中に受けるための溝86を有するハウジング出口端部26が示されている。図5では、上流側の構造体または管路をシールするためのOリングなどのシール部材をその中に受けるための溝87を有するハウジング端部25が示されている。
【0039】
図3では、所定の場所にある点検整備可能なフィルタカートリッジ30、および所定の場所にあるサービスカバー11を伴って、ハウジング10を示す。図3では、エアクリーナ5を入口端部25に向かって示す。図5は図3にほぼ類似しているが、ただし頂部が取り外されている。カートリッジ30が所定の場所にあるのを見ることができる。図2〜9に示す具体的なカートリッジ30は、図5のハンドル構造体88をその上に含む。図示のハンドル構造体88は、ブラケット89aによって十字形に、またはxパターンに固定して配置された、1対のケーブルまたはワイヤ89を備える。別法のハンドルも可能である。
【0040】
図10に側面20の概略側面図を示す。図11では、図10の線11−11に沿った部分断面を示す。図11では、シール部材46が出口端部26の区域47と係合した状態で、内部27内に配置されたカートリッジ30を示す。図示の具体的なシール係合は、外側半径方向シールである。すなわち、シール部材46のシール表面は、半径方向に外向きに向いた表面である。シールは、ハウジング10の半径方向内向きに向いた表面と係合する、この表面におけるシール材料の結果である。以下の他の図について説明する、様々な代替の手法が可能である。
【0041】
図2〜図9を検討することによって、図示の付勢およびロック機構65は、ほぼ理解できるであろう。一般に、付勢およびロック機構65は、図6および図7の摺動構造体90およびアクチュエータ構造体91を備える。図示の具体的な実施形態に対しては、摺動構造体90は、第1および第2の摺動部94および95(図6および図7)を備える。この摺動部94および95は、同一であるが互いに鏡像として、ハウジング10の対向する側面20、19の内側表面にそれぞれ取り付けるのが好ましい。各摺動部94および95は、図6および7の両頭の矢印96の大体の方向に、空気流出口開口部16に向かって、またはそこから離れて摺動できるように取り付けられる。
【0042】
摺動構造体90は一般にフィルタカートリッジ係合部分を含む。このフィルタカートリッジ係合部分は、フィルタカートリッジ30を選択的にハウジング10の端部26に向かって付勢できるように、突起部装置67と係合するように向いている。
【0043】
上記で示すように、摺動部94、95は、一般に同一であるが、互いの鏡像として両壁20、19に取り付けられる。簡単にするために、図8および図9の壁20に取り付けられた、1つの摺動部94のみを詳細に説明する。壁19上の他の摺動部95は類似して動作することは理解されよう。
【0044】
図8に、図4のカートリッジ30をロックおよびシール位置内に付勢するように配置された、摺動部94を示す。図9に、図6のカートリッジ30をロックおよびシール位置から開放し、フィルタカートリッジ30をハウジング10から取り外し、交換することができる位置で、摺動部94を示す。
【0045】
図8を参照すると、カートリッジ30用の摺動部94の係合部分は端部100を備えている。端部100は、図7のカートリッジ30の突起部69に係合するように向くことができる、細長い縁部103を有する。そのような実施形態では、縁部103と突起部69の間の係合点でいくらかのばね効果をもたらすように、縁部103はゴムまたは弾性材料でライニングすることができる。縁部103をライニングするために、例えば、低ゴム硬度(12〜25ショアA)の、または中間ゴム硬度(25〜50ショアA)の高分子材料などの様々な材料を使用することができる。
【0046】
図示の好ましい実施形態については、突起部69に係合する縁部103の代わりに、突起部68、69と摺動部95、94の間の機械的なインターロックが設けられている。具体的には、突起部68、69が端部100の受け溝内に摺動して入るインターロック構造が使用される。そのような構造を、図24および図25の説明と共に以下において詳細に説明する。
【0047】
一般に、図8に示すアクチュエータ構造体91は、オペレータハンドル107、(内1つを図8に示す)両側の制御アーム108、109、および内1つを図8の111に示す1対の付勢部材を含む付勢装置110(図8)を含む。オペレータハンドル107および付勢装置110は、オペレータハンドル97が図8および図4に示す下げられた位置にあるとき、摺動構造体90が付勢装置110によって、好ましくは図示のようにフィルタカートリッジ30のいかなる回転もなしで、図4の係合したフィルタカートリッジ30を端部26に、すなわちシールされる方向に向かって駆動するように、図8の矢印112の方向に付勢されるように構成され、配置されている。一方、付勢装置110は同様に、オペレータハンドル107が図9、図6、および図7に示す上側のまたは上げられた位置または方向に上げられたときは、図6および図7のハウジング10の端部26とのシール係合から脱するように、図9の矢印113の方向に付勢装置110がフィルタカートリッジ30を移動させるように構成されている。
【0048】
図示の具体的な配置に対しては、図24および図25に関して説明する機械的インターロックに起因して、付勢装置110は、フィルタカートリッジ30を端部26とのシール係合から単に開放するのではなく、図示するように回転なしに図9の矢印113の方向に点検整備可能なフィルタカートリッジ30をハウジング10の端部26から離すように、積極的に付勢するように構成されている。付勢装置のこの動作は、一部には摺動部94(および摺動部95の類似の端部)の端部115によってももたらされる。端部115は、カートリッジ30を図9の矢印113の方向に駆動するために、フィルタカートリッジ30上の図7の突起部120と同様な突起部と係合するように向かわせ、縁部116を含むように作ることができる。突起部120は、摺動部95と同様に係合可能に形成することができる、図6の突起部121を含む1対のうちの1つである。突起部120、121はほぼ突起部68、69と類似であるが、カートリッジ30の入口端部32に隣接して反対側に位置し、反対方向を向いている。
【0049】
突起部120を係合するのに縁部116を使用する代わりに、図7の好ましい構造は、図24および図25と共に以下で論じるように、突起部120が関連する摺動部と係合する機械的インターロック構造を使用する。
【0050】
図9の検討から、摺動部94が矢印113の方向に駆動するときは、突起部120(図7)は、カートリッジ30を矢印113の方向に、すなわちハウジング10の端部26とのシール係合から脱するよう駆動するように押される。
【0051】
再度図8および図9のアクチュエータ構造体91を参照すると、一般に付勢装置110は、その1つを123に示す回転可能に取り付けられたカムを備える。このカムは、壁20および19上にそれぞれ互いの鏡像として配置される。
【0052】
好ましい構造を示す図8を参照すると、各カム123は、ほぼ「b」字形(または、反対方向または反対側から見た場合は、「d」字形)を有する。したがって、各カム123は、円形の部分123aおよび接線方向の脚部分123bを有する。このカム123は、カム123が図4のフィルタカートリッジ30と端部壁26の間のシールをするように図8のロック位置に回転するときは、接線方向の脚部分123bがほぼ垂直に延びるように配置される。カム123は、図8および図9において枢動点126で示すように、偏心枢動するように取り付けられている。したがって、図8の下降ハンドル107によって回転させられるとき、カム123は、摺動部94および95を図8の矢印112の方向に全体的に付勢する。
【0053】
図8および4に示す方向は、ロックされ、かつシールされる方向である。それは図8および図4のオペレータハンドル107が下げられた位置にあることから結果として生じる。オペレータハンドル107が図9の方向に上げられたときは、回転モーメントは、カム123に(かつ反対側のカムアーム109に対して)アーム108によって伝達される。
【0054】
図8のようにオペレータハンドルが下げられたとき、偏心取り付けの結果として、カム123は、接線方向脚123bを摺動部94の部分130内に、シールの方向に、すなわち矢印112の方向に駆動するように回転することは、図8と図9の比較から明らかである。これに対して、図9のようにオペレータハンドルが上げられたときは、カム123は、摺動部94、95をハウジング10の端部26から離すように付勢し、したがって、フィルタカートリッジ10をシール係合から脱する、矢印113の方向に駆動させるように回転する。
【0055】
図示の具体的な摺動部94、95は、その側面がほぼY字形を有しており、かつ尾部を有している。カム123は、Y字の尾部のところの外側延長部115とY字の基台部分132の間に嵌合するように寸法設定されている。
【0056】
図8および図9を参照すると、一般に摺動部94、95は、前面端部100に加えて、頂部および底部斜縁部140、141、横断部片142、基台132、尾部延長部131および尾部115を含む。横断部片142はその中に、側壁20、19内の図示しないボルト、ピンまたは他の構造物上に摺動可能に取り付けるためのスロット145を含む。摺動体94、95は、成形、鋳造することができ、またはプラスチックまたは金属などの様々な材料から作ることができる。
【0057】
この付勢機構は、ロック機構としても動作する。したがって、オペレータハンドル107が図2および図3の下げられた位置にあり、アクセスパネル11が所定の位置にあるときは、オペレータハンドルを上げることができない。これは、フィルタカートリッジ30がハウジング10とのシール係合から脱して後退できないことを意味する。
【0058】
典型的な適用では、突起部68、69は、一般に、フィルタカートリッジ30の出口端部33およびシール部材46から間隔を開けて、ただし隣接して配置される。一般に、端部33およびシール部材46から少なくとも0.5cm程度の、通常は約1から10cmの間隔が使用される。
【0059】
同様に、突起部120、121は一般に、フィルタカートリッジ30の入口端部32およびガスケット80から間隔を開けて、ただし隣接して配置される。通常は、端部32およびガスケット80から少なくとも0.5cmの、大抵は2cmから20cmの範囲内の間隔が使用される。
【0060】
端部32から間隔を開けた突起部120、121と異なる距離で、突起部68、69が端部33から間隔を開けるのが通常であり、かつ好ましい。これは、カートリッジ30を適切な向きでのみ、すなわち、出口端部33をハウジング10の端部26に向けて、かつ、不適切に垂直軸の周りを180°回転することなく、ハウジング10内に挿入することができることを可能にする助けになる。使用では、カートリッジ30のハウジング10に対する不適当な向きを防ぐ、または禁止するために、他のまたは追加のインターロック、またはロックおよびキー装置を使用することができる。
【0061】
フランジ120、121も、カートリッジがハウジングから取り外され、またはハウジング内に取り付けられるときに、図7のアーム108、109が接触せず通過できるように配置し、寸法設定する必要がある。
【0062】
様々な異なるシール型式を、カートリッジ30のシール部材46とハウジング10の端部26のシール表面との間の係合のために使用することができる。図2〜図11について示す具体的な構造は、上記で説明した外側半径方向シールである。そのような外側半径方向シールは、例えば、米国特許第6350291号に開示されており、その開示全体は参照により本明細書に組み込まれている。この型式の具体的なシール部材は、以下の図23に示されている。
【0063】
図23を参照すると、開示された具体的な構造は、シール46のためのバックアップ支持部150を使用する。シール表面151は、端部152と区域153の間で寸法が増大する、工程的な形状を有する。使用では、積極的な空気シールをもたらすように、区域154内のシール材料は、支持部150およびハウジングの半径方向シール表面に対して縮み、厚さが減少する。別の構造も使用することができる。
【0064】
シールのさらなる理解は、図10および図11を検討することによってもたらされるであろう。特に、図11は、図10の線11−11に沿った部分断面図である。側面半径方向シールはハウジング10の部分47に接して、全体的に46に配置されている。
【0065】
内向きに向かう形状を有する半径方向シールも使用することができることに注目されたい。図12を参照すると、そのような構造の1例が示されており、シールは、カートリッジ171の区域170に配置される。ハウジング172との係合が図14に示されており、この係合はカートリッジ171のシール区域170をハウジング172のシールリム175の外側の周りに配置することによって生じる。図14は、図13の線14−14に沿った概略部分断面図である。
【0066】
いくつかの実施形態では、軸方向シールを使用することができることも注目されたい。そのような構造を図15〜図17に示す。ここでは、カートリッジ181とハウジング182の間のシールのための、シール表面は180のところにある。この構造は、シール力が軸方向に、すなわち、図17の線185に対して半径方向にすなわち線185から離れて直角に向かっておらず、線185に平行に、または線185に向かっているので、軸方向と呼ばれる。図17は、図16の線17−17に沿った概略部分断面図である。
【0067】
任意のこれらの型式のシール構造、およびそれらの変形形態を、本明細書による組立体に使用することができる。
【0068】
図2〜図7を参照すると、具体的なフィルタカートリッジ30は、別法も可能ではあるが、曲線の縁部または角を有するほぼ長方形の断面を有する。フランジ68、69が取り付けられた対向する側面は、約22.86〜24.5cm(9〜10インチ)高さであり、上表面および底表面の両面は、約24.5〜27.94cm(10〜11インチ)幅であり、カートリッジ30は約22.86〜27.94cm(9〜11インチ)長である。角は一般にコイルにした媒体構造物の周りのシールに対応できるように曲っている。勿論、突起部68、69などの突起部を、様々な代替形状のカートリッジにも設置することができる。
【0069】
次いで注意を図18の実施形態に向ける。図18の実施形態は、ハウジングがカバーを取り付けるためのボルト用の外向きに突き出した受け部なしで示されていること以外、全体的に図2〜17の実施形態に類似する。これは単に、ハウジングの外側表面の平坦な側面が必要な場合、別の機構を使用することができることを示すためである。この目的に凹みボルト190を使用することもできる。
【0070】
次いで注意を図19の実施形態に向ける。この実施形態では、カートリッジ196の外筒195が、四角の縁部または角197を有して示されている。そのようなハウジング形状は、例えば、図21の積み重ねた媒体を格納するために使用することができる。図19の具体的な構造は、四角な角の枠に取り付けたシール材料198を有するカートリッジ196を示す。しかしながら、特に半径方向シールのために、シールのための丸くした角を使用することもできる。
【0071】
次いで注意を図20に向ける。図20には、z−フィルタ媒体の部分概略図を示す。この媒体200は、非波形(すなわち、縦溝流路を形成しない)シート202に固定された波型シート201を含む。上流側端部または縁部を203に、下流側端部または縁部を204に示す。波形シート201上の縦溝流路205は、その中で濾過されるべき空気の流路のために、上流側端部203で開口している。これらの縦溝流路は、下流側端部で密封材210によって閉じられている。密封材215で上流側端部を閉じられた出口縦溝流路は、波形シート201の下に211で示す。
【0072】
図20に示す媒体は、図21に示すような積み重ねた構造300を作るために、帯板に切り、積み重ねることができる。別法として、媒体は図22に示すようにコイルにした形状305に巻いて、本明細書の開示による装置に使用することができる。
【0073】
図20に示す構成に対して、様々な別のz−フィルタ構成を使用することができる。例えば、PCT公報WO97/40918号の開示によるテーパのついた縦溝流路を使用することができる。別法として、参照により上述の本明細書に組み込まれている、米国特許仮出願第60/395009号、および2003年1月31日出願のPCT出願の開示による1つまたは複数の端部が折り畳まれて閉じられた縦溝流路を使用できる。
【0074】
この媒体は、様々な材料を含むことができる。具体的な媒体の選択は、関係する使用の具体的な用途に依存する。通常は、セルロース繊維、人造繊維、またはこれら2つの混合物を含む、不織の繊維構造体が使用される。いくつかの例では、微細繊維の適用などの、表面の適用を好ましい効率のために使用することができる。
【0075】
次いで注意を図24および図25に向ける。図24および図25は、概略図および部分図である。それらはエレメントの突起部とハウジングの摺動部の間にもたらされる積極的な係合構造を示すためのものである。
【0076】
図4を参照すると、カートリッジを400に示す。それは両側に左右対称に取り付けられた1対の類似の突起を有する、突起部401および402を含む。
【0077】
図24に、摺動部405のうちの1つを示す。この摺動部は、前面溝406および後面溝407を含む。カートリッジ400がハウジング420の残り内に設置されるとき、カートリッジ400の両側の突起部401および402に対する鏡像の突起部が、それぞれ溝406および407内に摺動して入ることができることは理解されるであろう。同様に、突起部401および402は、壁421の内側に取り付けられた、摺動部405に対する鏡像の摺動部の溝内に摺動して入ることができる。これは、カートリッジ30とハウジングの残りの部分との間の積極的な機械的係合をもたらし、カートリッジ30の定位置への取り付けおよび取り外しを容易にする。同様に、この溝の底部は、フィルタカートリッジをハウジングの底部の上に支持するのに使用することができる。
【0078】
図25に、突起部401および402と係合するスロット430および431、および反対側の突起部440および441と係合するスロット406および407の上平面図を示す。
【0079】
部品の全体的な向き、および機械的な内部インターロックの動作を示すに必要な機構のみ、図24および図25に示されていることは理解されよう。制御アームなどの他の詳細は、図示していない。図24および図25のインターロック装置は、上記で説明した任意の実施形態に使用することができる。
【0080】
同様に、摺動部にリブを、カートリッジに溝を含む逆のインターロック、ならびに他の変形形態も使用することができる。
【0081】
II.図26〜図29
図26〜図29で、上記で図1〜図25に関して説明した原理を、2つの別の実施形態で実施して示す。1つは、外側半径方向シール(図26)を有する点検整備可能なフィルタカートリッジを含み、1つは内側変形方向シール(図28)を有する点検整備可能なフィルタカートリッジを含む。
【0082】
図26を参照すると、好ましい点検整備可能なフィルタカートリッジ500を示す。図6の点検整備可能なフィルタカートリッジ30と合致して、カートリッジ500は、直線貫通流を定義するための、開口した空気流入口端部505および反対側の開口空気流出口端部506を画成する、外側の非透過性外筒構造体504を含む。外筒504は、中にz−フィルタ媒体510が配置される内部508を画成する。z−フィルタ媒体510は、積み重ねた構造も使用可能であるが、コイルにした構造511を備えることが好ましい。コイルにした媒体構造511は、複合体を形成するための縦溝流路を形成しない(好ましくは、非波形の)対面するシートに固定された波形(縦溝流路を形成した)シートを備えることが好ましい。この複合体は、連続した帯板として、4つの平坦な側面および4つの丸くした角を有し、図22の構造体にやや類似する、長方形のコイルにした構造に巻かれる。
【0083】
前述した実施形態のように、外側非透過性外筒構造504は、例えば、成形プラスチック構造または金属構造を備えることができる。さらに、それは、単一部片または複数部片構造を備えることもできる。通常それは、図示のように、丸くした角および一般に平行四辺形(長方形が好ましい)の形態を有する外筒504を形成するように、互いに係合することができる実質的に同一のシェル半体から形成されるであろうことは予期される。
【0084】
入口端部505に隣接して、点検整備可能なフィルタカートリッジ500は、第2のガスケット部材515を含む。このガスケット部材515は、入口ダストが、ガスケット515と外側端部506の間の外筒505の周りの区域に到達することを防止するために、点検整備可能なカートリッジ入口端部505に隣接するハウジング(図27参照)と係合するように、形状が作られ、配置され、かつ構成されている。ガスケット部材515は、例えば、鋳造され発泡したポリウレタンなどの様々な材料を備えることができる。図示の具体的な実施形態では、ガスケット515は、4個の直線の区域を有するほぼ長方形の外側周辺部を有する。
【0085】
出口端部506に隣接して、点検整備可能なフィルタカートリッジ500は、1次シール構造518を含む。この1次シール構造518は、シール部材支持枠519を備える。このシール部材支持枠519は、外筒504の他の部分と一体であることができる。しかしながらこの例では、枠519は、外筒504に取り付けられる別の、予め形成された枠である。
【0086】
支持枠519は、シール材料521内に埋め込まれたシール支持部(見ることができない)を含む。シール材料521は、シール材料521が好ましくは支持枠519の埋め込まれたシール支持部とシール表面522の間で縮むことによってハウジングのシール部に対しシールされるように、シール中、図26に図示しないハウジングシール表面を係合するように配置されるシール表面522を伴って配置される。別のシール形態も使用することができる。図示の具体的な実施形態では、シール表面522は半径方向シールとして配置される、すなわち、シール力またはシールのための力が一般に、外筒504の端部505、506間に延びる中央長手方向軸に向かって、またはそこから離れており、シール力が外筒504の中央軸と同じ方向に向いている。シール材料521は発泡ポリウレタンであることが好ましい。
【0087】
図26に示す具体的なフィルタカートリッジ500は、そのシール表面522が外側半径方向シールとして向いている、すなわち、それは枠519の埋め込まれたシール支持部から半径方向外向きに向いている。したがって、シール部材518は、図23に示すものと類似する断面を有する。使用では、それはハウジング上のシール表面または構造体に外接する。
【0088】
図26に示す具体的な実施形態に対しては、出口端部506のところに出口端部支持格子524が設けられている。図示の具体的な格子524は、リブ527によって相互接続された複数のスポーク526を備える。このスポークおよびリブ526、527は互いに、かつ、支持枠519を完成させる残りの枠と一体であることができる。出口端部支持格子524は、媒体510の下流側で、開口端部506を横切る延長部を一般に形成する。支持格子524は、例えば、成形プラスチック構造または金属構造を備える。
【0089】
図示の具体的な構造に対して、支持枠519は、端部506に隣接して、外筒504に外接して取り付けるために配置される外側スカート530を含む。
【0090】
図示の具体的な、好ましいシール表面522は、好ましくは少なくとも2つのシール段を設けるために、隣接する部分533より大きな外側周辺寸法を有する部分532を伴う段階的な形状531を有する。追加のシール段を設けることができる。図23に3つの段を示す。
【0091】
例えば、シール部材は、ハウジング形状と協働して、シール中、シール表面522の区域内のシール材料521の少なくとも一部分が少なくとも0.5mm、通常は少なくとも0.75mm、好ましくは少なくとも1mmまたはそれ以上縮むように構成されていることが通常であり、好ましい。別のシール型式も使用することができる。
【0092】
シール表面522の周辺形状は、(a)第1の1対の対向する、直線の、平行な側面と、(b)第2の1対の対向する、直線の、平行な側面と、(c)4つの丸くした角を有する平行四辺形であることが好ましい。図示の四角形が好ましい。
【0093】
引き続き図26を参照すると、点検整備可能なフィルタカートリッジ500は、間に丸くした角を伴う2対の平行な側面を有する周辺形状を有することが好ましい。したがって、1対が対向する頂部536および底部537であり、もう1つの対は対向する側面539、540である。頂部536および底部537は、一般に互いに平行に延びる中央の平面領域を有し、側面538および540は、一般に互いに平行に延びる中央の平面領域を有し、かつ一般に、頂部および底部536、537の中央平面領域に対し垂直であることが好ましい。
【0094】
点検整備可能なフィルタカートリッジ500は、側面539、540に突起部構造545を含む。通常は、側面539に取り付けられた突起部構造545は、鏡像として取り付けられていることを除き、対向する側面540に取り付けられた突起部構造と同じである。したがって、突起部構造545について詳細に論じる。
【0095】
図26を参照すると、側面539に取り付けられた突起部構造545を見ることができる。突起部構造545は、外筒504から離れて外向きに突き出すように取り付けられた1対の突起部550、551を含む。図示の具体的な構造では、突起部550、551は単一の一体の基台553から外向きに突き出した平行なリブまたはリッジである。基台553および突起部550、551は、外筒504に固定することができ、またはそれと一緒に一体で形成することができる。図26に示す具体的な構造では、基台553および突起部550、551は、互いに一体であり、側面539に固定された予備成形品を構成する。
【0096】
図6の突起部68、121と類似して、突起部550、551は、図26に図示していない、ハウジング取付装置の摺動部内の(平行で、かつ垂直に延びるのが好ましい)受け部または溝内で摺動するように配置される。
【0097】
突起部550は、入口端部の第2のガスケット515に隣接して、ただし間隔を開けて配置するのが好ましい。間隔のこの距離は、少なくとも6mm、通常は10〜20mmが好ましい。別法も可能であるが、突起部551は、突起部550から少なくとも60mm、通常は100〜150mmの位置に配置される。突起部551が、実質的に出口端部506から遠くに間隔を開け、次いで、突起部550が入口端部505から間隔を開けるのが通常であり、好ましい。
【0098】
次いで注意を図27に向ける。図27に、ハウジング構造560を概略的に示す。図27の図は、入口端部を向いている。ハウジング構造560は、内部562を画成する外壁構造561を備える。図6の実施形態についてのように、外壁構造561は通常、(空気流に垂直な)四角形断面を画成する壁を有し、図26の点検整備可能なフィルタカートリッジ500の取り外し挿入用の、通常は頂部パネル563である脱着可能なパネルを含む。
【0099】
図27Aは、図27の線27A−27Aにほぼ沿った概略断面図である。図27Aに、付勢およびロック装置565の一部分を見ることができる。ハウジング構造500の対向する側壁に、付勢およびロック装置の類似する構成部品が鏡像として取り付けられていることに注目されたい。
【0100】
引き続き図27Aを参照すると、付勢およびロック装置565は一般に摺動構造566を含む。この例では、この摺動構造566は、対向するハウジング側壁に互いの鏡像として取り付けられた、第1および第2の対向する摺動部を備える。図26に摺動部569を示す。使用では、この摺動部569は、点検整備可能なフィルタカートリッジ500の側壁539に取り付けられた突起部構造545と係合可能となるであろう。
【0101】
摺動部569は、ピン572と係合するスロット571によって、ハウジング摺動壁570上を摺動動作するように取り付けられる。別法も可能であるが、一般に(端部573に向かって、またはそこから離れて)少なくとも10mm、通常は15から30mmの範囲内のある量の摺動動作が好ましいであろう。図示の具体的な構造に対しては、摺動部569は、3つのピンのうちの選択された1つと各々が摺動係合する、3つのスロット571によって取り付けられている。スロットおよびピンの別の数も使用可能であるが、設けられている特定の数(3)が好ましいことに注目されたい。
【0102】
取り付けおよびロック機構565はさらに、アクチュエータ装置575を含む。このアクチュエータ装置は、対向するアーム577間を延びる(図7のハンドル107と類似の)オペレータハンドル576を備える。アームのうち1つのみが図27Aに示され、もう1つは鏡像である。アーム577は、そのうちの1つのみを図27Aに示すが、付勢部材579と機械的係合を形成する。付勢部材579の各々は、枢動点580の周りを偏心回転するように取り付けられる。各付勢部材579は、摺動部569の関連する1つの摺動部の、関連する受けスロット582内に配置される。この構造は、ハンドル部材576が図27Aの下側の位置にあるとき、摺動部569(および対向する摺動部)が(図27Aに図示しない)フィルタカートリッジ500をシール方向内に付勢し、かつ、オペレータハンドルが上側の向きに上げられているとき、摺動部569(および対向する摺動部)が点検整備可能なフィルタカートリッジ500を付勢してシール方向から脱して、カートリッジをハウジング構造560から外へ上げ、取り替えることができる自由位置に入れるように構成される。
【0103】
図26の点検整備可能なフィルタカートリッジ500と共に使用するとき、外側シール522は、シール構造585に接触して形成される。内側半径方向シールを有する点検整備可能なフィルタカートリッジと共に使用するとき、シールは、以下で図29に関して論じる、使用のために定位置に取り付けて示される任意選択の挿入構造587の表面586に接触して形成される。
【0104】
一般に、アクチュエータ装置575は、図1〜25に関して説明したアクチュエータ装置と類似して動作することができる。いくつかの相違点は、動作の一般的な方向に関する。特に、図27Aの装置では、オペレータハンドル576が下側の位置にあるときは、それは一般にハウジング構造560の入口端部590に隣接しており、上げられた位置に枢動させるときは、ハウジング構造560の出口端部591の上に枢動させる。これは、図6の実施形態に対して示す回転方向と逆の方向である。
【0105】
さらに、摺動部569の好ましい摺動形状を図27Aに示す。図9の尾状のY字形の代わりに、図27Aの装置は、Y字形の下側側面が拡がらず、むしろハウジングの基台に対し平行に延びる改変形態を使用する。図示の具体的な装置では、突起部550および551をそれぞれ受けるための溝592、593は、共に付勢部材579に対して枢動点580の側に、ハウジング入口端部590に向かって配置されている。すなわち、図6の装置と同様に、摺動部569と関連する付勢部材579に対する枢動位置580は、溝592、593の間に配置されていない。しかしながら、図6の実施形態と異なり、図27Aの好ましい構造では、両方の溝592、593は、図6での付勢部材とハウジング出口端部の間の代わりに、付勢部材579とハウジング入口590の間に配置される。
【0106】
アーム577は、所望の動作および用途を生じさせるように、オペレータハンドル576によって要求される動作に対応できるように構成される。
【0107】
次いで注意を図28に向ける。図28は、点検整備可能なフィルタカートリッジ500に対する別の点検整備可能なフィルタカートリッジ600を示す。全体的に、点検整備可能なフィルタカートリッジ600は、次いで説明することを除き、点検整備可能なフィルタカートリッジ500に類似する。特に、点検整備可能なフィルタカートリッジ600に対しては、1次シール構造601は、シール表面602が、点検整備可能なフィルタカートリッジ600の中央軸から離れる代わりに、そのような軸に向かって配置されるように構成される。したがって、段603より小さな外側周辺部寸法を有する段604を伴う、603、604で示すような段を有するようなこの例では、シール表面602は内側半径方向シールを形成する。好ましいシール表面602は、4つの直線セグメントと4つの丸くした角を有する平行四辺形(好ましくは四角形)を画成する。各直線のセグメントは、曲線なしで少なくとも10mm、通常実質的にそれ以上延びることが好ましい。
【0108】
点検整備可能なフィルタカートリッジ600に対して示すようなシール構造は、ハウジング構造と外接する代わりに、ハウジング構造の外側の周りに配置することにより、ハウジング構造と係合する必要があろう。内側シール構造は、上記で図12〜図14に関連して説明したものである。図29を参照すると、構造体587は、図27Aに示すように、それによってハウジングの残りに取り付けることができる外側フランジ609を含む。使用の際には、突起部611の外側の周りのシール表面586は、1次シール部材601の内側半径方向シール表面602が押し付けられるシール表面となる。
【0109】
図26の構造および図28の構造の両者とも、隣接する各対の直線部分が4つの曲線の丸みをつけた角の1つによって分離された4つの直線部分を有する、ユニークに構成された半径方向シールを使用する。この直線部分は一般に、対向する、平行な側面の第1の対、および対向する、平行な側面の第2の対を有する4つの側面の平行四辺形として構成される。シール区域に対し図26、28に示す具体的な平行四辺形の構成は、丸くした角を有するほぼ四辺形である。
【0110】
本開示の原理を使用する別のシール形態も可能であるが、図示の四角形形態は便利であり、いくつかの用途に好ましい。
【0111】
例えば、図25に示すものと同様なハンドルは、運搬、組立ておよび取り外しを容易にするために、点検整備可能なフィルタカートリッジ500、600に配置することができる。
【0112】
III.結びの所見
本開示は、様々な組合せに有利に使用することができる、様々な機構を提供している。一般に言って、1つの成果は、特許請求の範囲のハウジングを含むエアクリーナ装置であり、そのハウジング内に配置されるフィルタカートリッジである。このフィルタカートリッジは、対面するシートに固定された縦溝流路を形成したシートを使用するz−フィルタ媒体構造を備える。z−フィルタ媒体構造は、対向する入口および出口流れ面を有するようにコイル状に、または積み重ねることができる。外筒がz−フィルタ媒体を取り囲み配置され、シール部材がフィルタカートリッジに配置される。さらに、好ましい突起部配置が、外筒の両側から外向きに延びる突起部を含んで設けられる。この突起部装置、単一部片のプラスチック外筒と一体にすることができる。
【0113】
大まかに言えば、フィルタカートリッジは、アクセスカバーが取り外されたとき、ハウジングの側壁を通るハウジングの内部に配置され、内部から取り外せるように寸法設定される。フィルタカートリッジは、ハウジングに押し付けられたゴム類似の材料によって、かつ、好ましくは説明したように厚みを縮められて、ハウジングに対してシールするシール部材を伴って、フィルタカートリッジハウジングの内部に配置される。さらに、エアクリーナの1部分が外筒の突起部と係合して設けられ、それによって軸方向にフィルタカートリッジを駆動し、かつ、シール部材をハウジングに対して軸方向に押し付ける。これを行うためのいくつかの装置が、事例として提供された。
【0114】
ハウジング内に挿入された後で、フィルタカートリッジを定位置に配置し、シールすることが、フィルタカートリッジを通り延びる長手方向軸の周りに、フィルタカートリッジのいかなる追加の回転もさせずに行われることが好ましい。このことは、フィルタカートリッジをシールされた位置に配置するために軸方向動作のみが使用される様々な事例に示されている。
【技術分野】
【0001】
本発明はエアクリーナおよびエアクリーナ用の構成部品に関する。本発明は特にエンジン用吸気の清浄化に使用可能な型式のエアクリーナに関する。組立ておよび使用方法も提供される。
【背景技術】
【0002】
エアクリーナは、例えば、内燃機関用のエンジン吸気の清浄化を行うためなど、様々な用途に必要とされる。多種多様の型式のエアクリーナ装置およびフィルタ材料が知られている。
【0003】
既知のフィルタ材料の1つに、z字形に構成されたフィルタ媒体がある。z−フィルタ媒体は一般に、非波形(対面する)シートに固定された、波形またはひだ状の媒体シートを備える。この媒体は波形または縦溝流路を形成した媒体の片側に長手方向の縦溝流路または空気流路の1セットを、この縦溝流路を形成した媒体の反対側に別の流路の1セットを形成するように構成される。動作では、縦溝流路の1セットの縦溝流路が入口縦溝流路と呼ばれ、媒体の入口端部または側面で開口し、媒体の出口端部または側面でシールされ、あるいはそうでない場合は折り畳まれ閉鎖される。同様に、縦溝流路の第2のセットの縦溝流路は一般に出口縦溝流路と呼ばれ、フィルタの出口端部または側面でシールされ、あるいはそうでない場合は折り畳まれ閉鎖され、フィルタの出口端部または側面で開口している。動作では、空気はエレメントの上流端のところの開口した入口縦溝流路内への通路によって、エアフィルタ構造体の1つの流れ面内に移動する。この空気は、これらの入口縦溝流路の閉鎖された端部から外へ流れ出ることができず、そのためフィルタ媒体を貫通し出口縦溝流路内に移動しなければならない。濾過された空気は次いで、出口縦溝流路の開口した端部を通り、フィルタエレメントの出口端部から外に向かって移動する。
【0004】
種々のz−フィルタ構造が知られており、例えば、米国特許第5820646号、第5792247号、第6190432号、および第6350291号、PCT公報WO97/40918号、2002年7月10日出願の米国特許仮出願第60/395009号、および米国特許仮出願第60/395009号の優先権を主張する2003年1月31日出願のPCT出願US03/02799号が含まれ、上記7つの全ての参考文献の全開示内容は、参照により本明細書に組み込まれている。(特に)これらの型式の媒体は、本明細書で説明する型式の装置に使用することができる。
【0005】
z−フィルタ媒体は、例えば米国特許第6350291号明細書で分かるようにコイル形状で、または、例えば米国特許第5820646号明細書の図26で分かるように、z−フィルタ媒体のシートのスタックで使用することができることが特徴となってきた。
【0006】
本明細書は、z−フィルタ媒体構造体の使用のための特定の好ましい装置に関する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【特許文献1】米国特許第5820646号
【特許文献2】米国特許第5792247号
【特許文献3】米国特許第6190432号
【特許文献4】米国特許第6350291号
【特許文献5】PCT公報WO97/40918号
【特許文献6】米国特許仮出願第60/395009号
【特許文献7】PCT出願US03/02799号
【発明の概要】
【0008】
本明細書では、エアフィルタカートリッジ装置のユニークな特徴を説明し、図示する。さらに、そのフィルタカートリッジ装置を受け、かつ取り付けるためのユニークなハウジング装置の特徴を提供する。
図示し説明する様々な特徴、またはそれらの選択された組合せにより、ユニークなかつ便利なフィルタカートリッジおよびエアクリーナ組立体を作ることができる。
【0009】
本明細書は、エアフィルタカートリッジを取り付ける方法、およびそれらを取り外す方法にも関する。さらに、提供される説明から、好ましいフィルタカートリッジおよび好ましいエアクリーナ組立体の組立て方法は明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】は、本明細書によるエアクリーナを含んだエンジンシステムについて示した概略図である。
【図2】は、本明細書によるエアクリーナ装置の出口端部斜視図である。
【図3】は、図2に示すエアクリーナ装置の入口端部斜視図である。
【図4】は、図2と類似の、ただし頂部アクセスカバーを取り外したエアクリーナを示す出口端部斜視図である。
【図5】は、図3と類似の、ただし頂部アクセスカバーを取り外したエアクリーナを示す入口端部斜視図である。
【図6】は、頂部アクセスカバーを上に取り外し、点検整備可能なフィルタカートリッジをハウジングから外へ上げて示す図2によるエアクリーナ装置の出口端部分解斜視図である。ハウジングは、オペレータハンドルを上方の、またはロックしていない向きで示す。
【図7】は、図6と類似の、入口端部斜視図である。
【図8】は、下げた、ロックされた位置にある、付勢およびロック組立体を示す部分がその中に配置された、図2に示す装置の内壁の概略立面図である。
【図9】は、図8と類似の、ただし、付勢およびロック組立体を、上げた、ロック解除された位置で示す図である。
【図10】は、図2に示す装置の概略側立面図である。
【図11】は、図10の線11−11に沿った、概略部分断面図である。
【図12】は、図6と類似するが、第1の代替実施形態について出口端の部分を図示した分解斜視図である。
【図13】は、図12に示す装置の側面図である。
【図14】は、図13の線14−14にほぼ沿った概略部分断面図である。
【図15】は、図6に類似する本明細書の第2の代替実施形態の分解斜視図である。
【図16】は、図15の実施形態の側面図である。
【図17】は、図16の線17−17にほぼ沿った概略部分断面図である。
【図18】は、図2に類似する本明細書の第3の代替実施形態の出口端部の斜視図である。
【図19】は、図6に類似する本明細書の第4の代替実施形態の分解斜視図である。
【図20】は、図2〜図19の任意の1つによる装置において利用可能なz−フィルタ媒体の概略図である。
【図21】は、図20の媒体を使用した積層して構成されるz−フィルタ媒体構成を示す図である。
【図22】は、図20の媒体を使用したコイルにしたz−フィルタ媒体構成の概略図である。
【図23】は、図2〜図7の装置のシール部材の拡大部分断面図である。
【図24】は、図2〜図19の任意の実施形態に使用可能な、ハウジングとフィルタカートリッジの間の機械的インターロック機構の分解斜視図である。
【図25】は、図24に示す、部分上面図である。
【図26】は、本明細書の第5の代替実施形態による、点検整備可能なフィルタカートリッジの出口端部に向かう斜視図である。
【図27】は、図25の点検整備可能なフィルタカートリッジに使用可能なハウジング組立体の概略端部図である。
【図27A】は、図27の線27A−27Aに沿った、断面図である。図27Aで、図28のエレメントに使用するためのシール構造が取り付けて示されている。
【図28】は、本明細書の第6の代替実施形態による、内側半径方向シールを有する点検整備可能なフィルタカートリッジの出口端部に向かう斜視図である。
【図29】は、ハウジングに取り付け可能な、図28のエレメントのシール部材に使用可能な、剛体のシール構造の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
本明細書は、直線貫通流設計を有する特定のエアクリーナに関する。直線貫通流設計によって、空気が1つの(入口)面に沿って、エアクリーナ内の点検整備可能なフィルタカートリッジに入り、濾過された空気が反対側の、第2の(出口)面からフィルタカートリッジを出ることを意味する。すなわち、点検整備可能なフィルタカートリッジ用の入口および出口流路は一般に同じ方向にある。
【0012】
本明細書が問題とする型式のエアクリーナは、点検整備可能なフィルタエレメントまたはカートリッジを含む。この文脈での術語「点検整備可能なフィルタエレメントまたはカートリッジ」、およびそれらの変形は、エアクリーナの残りの部分から取り外し、かつその中に交換可能なフィルタエレメントまたはカートリッジを示すことを意味する。通常は、燃焼機関の吸気用のエアクリーナのフィルタカートリッジは、フィルタカートリッジが周期的に閉塞され、取り外して交換しなければならないので、点検整備可能である必要がある。
【0013】
本明細書で特徴づける一般的な型式のエアクリーナおよび点検整備可能なフィルタカートリッジは、種々の装置に使用することができる。典型的な用途には、内燃機関用のエアクリーナとしての用途を含む。エアクリーナ組立体およびカートリッジは、多種多様のエンジン用途用に寸法設定し、構成することができる。本明細書では、エアクリーナ組立体の上流にターボチャージャーを有する大型のディーゼルエンジンを含む、特定の用途を例として説明する。しかしながら、本明細書で開示する原理は、多種多様の代わりの用途にも適用可能である。
【0014】
図1の参照番号1は、エンジンシステムを全体的に示す。エンジンシステム1は、特にターボチャージャーおよびアフタークーラー装置4、およびエアクリーナまたはエアクリーナ組立体5を含む空気取り入れ口システム3を有するディーゼルエンジンなどの内燃機関2を含む。したがって、ターボチャージャーおよびアフタークーラー4を通った後で、空気はエアクリーナ5を強制的に通り、ディーゼルエンジン2の空気取り入れ口内に入る。軍用車に使用される750馬力までの定格の大型ディーゼルエンジンは、そのような装置のいくつかの典型的な例である。
【0015】
図2に、本明細書によるエアクリーナ組立体が斜視図で示されている。図2の組立体の向きは、見る人がエアクリーナの出口端部、および隣接する側面を見ることができるような向きである。図3に、図2に類似の斜視図を示すが、ただし、エアクリーナの垂直軸周りに180°回転した観点から示す。図4に、エアクリーナは図2に類似の視野から示すが、頂部アクセスカバーまたはアクセスパネルが取り外されている。図5は、図3に類似の図であるが、頂部アクセスカバーが取り外されている。図6は、頂部アクセスカバーを取り外し、オペレータハンドルを上に上げ、フィルタカートリッジが外に上げられ、全て分解図で示す以外、図2と類似の図である。図7は、図6に類似の図であるが、ただし、垂直軸周りに180°回転した視野、すなわち、図3に類似の視野から示す。
【0016】
図8は、付勢およびロック機構を閉じた向きで示す、エアクリーナの内壁の概略図である。図9は、頂部パネルが取り除かれ、付勢およびロック機構の制御部材が上げられた向きであり、摺動部材が非ロック配置にあることを示す以外は、図8と類似の図である。図10は、図2のエアクリーナの概略側立面図である。図11は、図10の線A−Aにほぼ沿った部分概略断面図である。
【0017】
図2を参照すると、エアクリーナ5の外側ハウジング10を示す。このハウジング10は、その上に取り付けられた脱着式のサービスパネルまたはアクセスパネル11を有して示す。ハウジング10は、使用では、濾過されたまたは清浄化された空気がそれを通り流れるダクト13として動作する。具体的には、濾過される空気は入口端部または開口15を通りダクト13に入り、内部的に受けられた、点検整備可能な、フィルタカートリッジ30を貫通して通過した後で、反対側の出口端部または開口16を通りダクト13を出る。一般に、エアクリーナ動作は、空気が入口端部または開口15から出口開口16に移動するときに、脱着式かつ交換可能な、すなわち点検整備可能なフィルタカートリッジ30内に格納されているz−フィルタ媒体31を貫通して通過させることを含む。入口端部15は図3でより明瞭に見ることができる。
【0018】
本明細書で開示する原理は、様々な形状および寸法のハウジングに適用可能である。図示の具体的なハウジング10は、例示としてのみであることを意味する。しかしながら、一般に図示の(断面が)長方形の形状が好ましく、開示の原理は、そのような好ましい形状のハウジングの用途に特によく適合する。勿論、図示の好ましい形状は、一般に、非円形の形状である。
【0019】
図示の具体的なハウジング10(図2および3)は、一般に断面が長方形であり、対向する側面19、20、対向する頂部および底部パネル22、23を画成する側壁、および対向する入口および出口端部25、26をそれぞれ有する。頂部22は通常、アクセスまたはサービスカバー11の取り外しによって開口可能な側壁に対応する。使用では、壁19、20、22、23、25および26は、その中に点検整備可能なフィルタカートリッジ30が配置されるハウジング10の内部27を形成する。
【0020】
アクセスカバー11(図2および図3)を取り外してエアクリーナ5を示す、図4および図5を参照すると、フィルタカートリッジ30は、空気入口端部32および空気出口端部33を含む。フィルタカートリッジ30は直線貫通流設計であり、それは、(使用では)空気がその間を流れる、対向する入口および出口面をそれぞれ有することを意味する。すなわち、入口流(矢印34a)の方向と出口流(矢印34b)の方向がほぼ同じである。
【0021】
フィルタカートリッジはフィルタ媒体31を含む。図示のフィルタ媒体31は、z−フィルタ型式のもので、別法も可能であるが、非波形(すなわち、縦溝流路を形成しない)対面シートに固定された波形または縦溝流路を形成した媒体を含む。そのような媒体は、図22に示すコイルにした連続シート形状として、または、図21に示し、かつ参照により本明細書に組み込まれている米国特許第5820646号の図26に関して説明する個々のシートの積み重ねられた構造として含む、様々な形態で形成することができる。これら2つのz−フィルタ媒体構成のいずれも、図2〜図9に一般的に示す形態を実現するために使用することができる。実際のところ、図2〜図9の図面は概略であり、必ずしも特定の装置を示すことを意味しない。図2〜図9のような通常の使用では、図22と同様なz−フィルタ媒体のコイル形状が好ましいであろうことは、予期される。すなわち、好ましい手法は、縦溝流路を形成しない(好ましくは、非波形の)対面するシートに固定された、縦溝流路を形成した、または波形媒体の連続したストリップを使用し、図示の長方形の形状のコイルにすることであろう。使用可能な媒体は、以下で論じる図20の概略図に示す。
【0022】
図6および図7を参照すると、フィルタカートリッジ30は、媒体31を取り囲んで配置される非透過性の外筒構造体40を備える。この文脈における用語「非透過性」は、剛体の、非透過性の、プラスチックまたは金属の構成部品を備える外筒構造体40を示すことを意味する。すなわち、空気は入口端部32から出口端部33へ、したがって、その開口端部の間の外筒構造体40の長さを通して移動することができるが、外筒構造体40の側壁40aを貫通して直接移動することはできない。
【0023】
非透過性の外筒構造体40は、様々な方法でかつ様々な構造で形成することができる。例えば、それは単一部片の成形プラスチックまたは鋳造金属の構造、複数部片のプラスチックまたは金属構成部品のクラムシェル構造、または媒体31の周りを包んだアルミニウムなどの材料のシートまたは外筒を含むことができる。
【0024】
図6を参照すると、空気出口端部33のところで、点検整備可能なフィルタカートリッジ30は、第1の、1次シール部材45を含む。第1の、または1次のシール部材45は、ハウジング10の一部分と適切に係合してシール(すなわち、ハウジングシール)を形成するように配置されるシール部材46を含む。通常は、シール部材46は、発泡ポリウレタンなどのゴム類似の材料を備える。通常の好ましい用途では、シール部材46は、出口端部壁26のところで、またはそれに隣接して、ハウジング10のシール部分47と係合するように構成される。
【0025】
シール部材46について、様々な特定の形態および向きを使用することができる。通常は、シール部材46は、シール部材支持枠50上に取り付けられる。シール部材支持枠50は、外筒構造体40の残りと一体にすることができ、または外筒構造体40に取り付けられる、分離して形成される構造体とすることができる。前者の1例は、非透過性の外筒構造体自体の一部分、例えば、外筒構造体40の残りと一体のフランジにシール部材46を取り付けることであろう。後者の1例は、非透過性の外筒構造体40の残りに、それ自体接着した、溶接した、または他の方法で固定した枠部片51上にシール部材46を取り付けることであろう。
【0026】
図示の具体的な実施形態では、支持枠50は、例えば、接着剤または溶接によって非透過性外筒構造体40の残りに固定されたリム51を含む枠部片51を備える。
【0027】
枠51は、シール部材46に適切なシール支持および向きをもたらすために、図6に示されていない、シール部材46内に埋め込まれた支持部を含むことができる。この支持部は、例えば、以下で論じる図23の部分概略断面図に示すようなものである。
【0028】
シール部材46は、枠50に永久的に取り付けることもでき、あるいはそれに脱着可能に固定することもできる。永久的な取り付けの一例は、例えば直接支持枠50の上に、発泡ポリウレタン材料からシール部材46を成形することであろう。この1例を、図23の概略断面図に示す。この例は、参照により本明細書に組み込まれている米国特許第5350291号に開示されている。
【0029】
図6を参照すると、カートリッジ30は、出口33で媒体31を横切って延びる、出口端部支持格子55を含む。出口端部支持格子55は、一般に支持枠50に固定された1セットのセグメントを備える。図示の具体的な配置では、このセグメントは中央から外向きに半径方向に延びる複数のスポークのセットを含む。図示の具体的な配置では、代替の数および形状も使用することができるが、10個のスポークおよび1個の円形リブ配置(10セグメント)が示されている。z−フィルタ媒体に使用される端部支持格子は、参照により本明細書に組み込まれている米国特許第6350201号に開示されている。
【0030】
図4を参照すると、ハウジング10に対するフィルタカートリッジ30のシールは、カートリッジ30を矢印61の方向に駆動し、出口端部26でハウジング10にシール係合させることによって行われる。その形状および本明細書での説明から分かるように、この駆動または付勢は、フィルタカートリッジを貫通して突き出している中央長手方向軸の周りにフィルタカートリッジを回転させずに行うことが好ましい。以下で論じる好ましい付勢およびロック機構65は、代替方法は可能であるが、この動作を達成するために設けられている。
【0031】
図6および図7を参照すると、次いで注意は、空気出口33およびシール部材46の近くに、ただしこれらから間隔をおいて配置される突起部装置67に向けられる。この突起部装置67は、一般に外筒構造体40のそれぞれ対向する側面70および71のそれぞれに、好ましくは互いの鏡像として配置された、第1および第2の突起部68(図6)および69(図7)を備える。突起部68、69は、一般に互いに反対方向に突き出している。これらの突起部68、69は、以下で論じるように、付勢およびロック機構65の一部分によって係合されるように配置される。
【0032】
突起部68および69は、接着取り付け、溶接または機械的結合または選択される特定の材料に対して適切な他の手段を含む、様々な方法によって設け、固定することができることに注目されたい。それらは外筒40の一部分として、外筒と一体に成形し、または鋳造することもできる。分離して製造するときは、突起部68、69は硬質プラスチックなどの成形可能な材料から作成することもできるし、金属で製造することもできる。
【0033】
図6および図7に示す突起部68、69の具体的な形状は例示であり、必須の構成ではない。各々がL字形の断面を有するこの図示の具体的な形状は、金属を曲げてまたはプラスチックを押出して製造するのに便利である。この形状は、非透過性の外筒構造体40として示す表面の具体的な形状に取り付けるのに便利である。しかしながら、例えば、代替の形状をした要素を有する、様々な代替形状を使用することができる。
【0034】
図7を参照すると、入口端部32に隣接して、カートリッジ30はガスケット部材80を含む。このガスケット部材80は、通常の好ましい配置では、端部32に直ぐ接して、またはその4cm以内に通常配置される。ガスケット部材80は、望ましくないレベルのダストが図5および7の区域81に到達しないことを確実にする。通常は、ガスケット部材80は、端部32でカートリッジ30とハウジング10の間の空間を充填するように単純に寸法決定され、構成される。図示の例では、ハウジングの内部が長方形なので、ガスケット80の外側周辺部は長方形である。
【0035】
典型的な配置では、ハウジングはカートリッジ30を組立て中、適切な向きに支持するのを助けるために、図7の底部23の内側表面23aに沿って、図示しない中央支持部を含むことができる。別法として、カートリッジ30は、図24および図25と共に以下で示しまたは説明するように、摺動部94および95内で支持することができる。
【0036】
図4で、頂部22またはアクセスパネル11(図2)の下に、頂部22とハウジング10の残りとの間のシールをするためのOリングを設けるために、ハウジング10はその中にシール溝82を含む。通常は、頂部22またはアクセスパネル11は、ボルトまたは同様な構造で取り付けられ、これらボルトの受け器を84に示す。
【0037】
典型的な配置では、カートリッジ30内に係合し、所定の位置に固定するのを助けるため、アクセスパネル11はその上に、例えば、図6の85に示す突起部または他の構造を含むことができる。
【0038】
図4では、システムの他の構造体または管路と一緒にシールするための、Oリングなどのシール部材をその中に受けるための溝86を有するハウジング出口端部26が示されている。図5では、上流側の構造体または管路をシールするためのOリングなどのシール部材をその中に受けるための溝87を有するハウジング端部25が示されている。
【0039】
図3では、所定の場所にある点検整備可能なフィルタカートリッジ30、および所定の場所にあるサービスカバー11を伴って、ハウジング10を示す。図3では、エアクリーナ5を入口端部25に向かって示す。図5は図3にほぼ類似しているが、ただし頂部が取り外されている。カートリッジ30が所定の場所にあるのを見ることができる。図2〜9に示す具体的なカートリッジ30は、図5のハンドル構造体88をその上に含む。図示のハンドル構造体88は、ブラケット89aによって十字形に、またはxパターンに固定して配置された、1対のケーブルまたはワイヤ89を備える。別法のハンドルも可能である。
【0040】
図10に側面20の概略側面図を示す。図11では、図10の線11−11に沿った部分断面を示す。図11では、シール部材46が出口端部26の区域47と係合した状態で、内部27内に配置されたカートリッジ30を示す。図示の具体的なシール係合は、外側半径方向シールである。すなわち、シール部材46のシール表面は、半径方向に外向きに向いた表面である。シールは、ハウジング10の半径方向内向きに向いた表面と係合する、この表面におけるシール材料の結果である。以下の他の図について説明する、様々な代替の手法が可能である。
【0041】
図2〜図9を検討することによって、図示の付勢およびロック機構65は、ほぼ理解できるであろう。一般に、付勢およびロック機構65は、図6および図7の摺動構造体90およびアクチュエータ構造体91を備える。図示の具体的な実施形態に対しては、摺動構造体90は、第1および第2の摺動部94および95(図6および図7)を備える。この摺動部94および95は、同一であるが互いに鏡像として、ハウジング10の対向する側面20、19の内側表面にそれぞれ取り付けるのが好ましい。各摺動部94および95は、図6および7の両頭の矢印96の大体の方向に、空気流出口開口部16に向かって、またはそこから離れて摺動できるように取り付けられる。
【0042】
摺動構造体90は一般にフィルタカートリッジ係合部分を含む。このフィルタカートリッジ係合部分は、フィルタカートリッジ30を選択的にハウジング10の端部26に向かって付勢できるように、突起部装置67と係合するように向いている。
【0043】
上記で示すように、摺動部94、95は、一般に同一であるが、互いの鏡像として両壁20、19に取り付けられる。簡単にするために、図8および図9の壁20に取り付けられた、1つの摺動部94のみを詳細に説明する。壁19上の他の摺動部95は類似して動作することは理解されよう。
【0044】
図8に、図4のカートリッジ30をロックおよびシール位置内に付勢するように配置された、摺動部94を示す。図9に、図6のカートリッジ30をロックおよびシール位置から開放し、フィルタカートリッジ30をハウジング10から取り外し、交換することができる位置で、摺動部94を示す。
【0045】
図8を参照すると、カートリッジ30用の摺動部94の係合部分は端部100を備えている。端部100は、図7のカートリッジ30の突起部69に係合するように向くことができる、細長い縁部103を有する。そのような実施形態では、縁部103と突起部69の間の係合点でいくらかのばね効果をもたらすように、縁部103はゴムまたは弾性材料でライニングすることができる。縁部103をライニングするために、例えば、低ゴム硬度(12〜25ショアA)の、または中間ゴム硬度(25〜50ショアA)の高分子材料などの様々な材料を使用することができる。
【0046】
図示の好ましい実施形態については、突起部69に係合する縁部103の代わりに、突起部68、69と摺動部95、94の間の機械的なインターロックが設けられている。具体的には、突起部68、69が端部100の受け溝内に摺動して入るインターロック構造が使用される。そのような構造を、図24および図25の説明と共に以下において詳細に説明する。
【0047】
一般に、図8に示すアクチュエータ構造体91は、オペレータハンドル107、(内1つを図8に示す)両側の制御アーム108、109、および内1つを図8の111に示す1対の付勢部材を含む付勢装置110(図8)を含む。オペレータハンドル107および付勢装置110は、オペレータハンドル97が図8および図4に示す下げられた位置にあるとき、摺動構造体90が付勢装置110によって、好ましくは図示のようにフィルタカートリッジ30のいかなる回転もなしで、図4の係合したフィルタカートリッジ30を端部26に、すなわちシールされる方向に向かって駆動するように、図8の矢印112の方向に付勢されるように構成され、配置されている。一方、付勢装置110は同様に、オペレータハンドル107が図9、図6、および図7に示す上側のまたは上げられた位置または方向に上げられたときは、図6および図7のハウジング10の端部26とのシール係合から脱するように、図9の矢印113の方向に付勢装置110がフィルタカートリッジ30を移動させるように構成されている。
【0048】
図示の具体的な配置に対しては、図24および図25に関して説明する機械的インターロックに起因して、付勢装置110は、フィルタカートリッジ30を端部26とのシール係合から単に開放するのではなく、図示するように回転なしに図9の矢印113の方向に点検整備可能なフィルタカートリッジ30をハウジング10の端部26から離すように、積極的に付勢するように構成されている。付勢装置のこの動作は、一部には摺動部94(および摺動部95の類似の端部)の端部115によってももたらされる。端部115は、カートリッジ30を図9の矢印113の方向に駆動するために、フィルタカートリッジ30上の図7の突起部120と同様な突起部と係合するように向かわせ、縁部116を含むように作ることができる。突起部120は、摺動部95と同様に係合可能に形成することができる、図6の突起部121を含む1対のうちの1つである。突起部120、121はほぼ突起部68、69と類似であるが、カートリッジ30の入口端部32に隣接して反対側に位置し、反対方向を向いている。
【0049】
突起部120を係合するのに縁部116を使用する代わりに、図7の好ましい構造は、図24および図25と共に以下で論じるように、突起部120が関連する摺動部と係合する機械的インターロック構造を使用する。
【0050】
図9の検討から、摺動部94が矢印113の方向に駆動するときは、突起部120(図7)は、カートリッジ30を矢印113の方向に、すなわちハウジング10の端部26とのシール係合から脱するよう駆動するように押される。
【0051】
再度図8および図9のアクチュエータ構造体91を参照すると、一般に付勢装置110は、その1つを123に示す回転可能に取り付けられたカムを備える。このカムは、壁20および19上にそれぞれ互いの鏡像として配置される。
【0052】
好ましい構造を示す図8を参照すると、各カム123は、ほぼ「b」字形(または、反対方向または反対側から見た場合は、「d」字形)を有する。したがって、各カム123は、円形の部分123aおよび接線方向の脚部分123bを有する。このカム123は、カム123が図4のフィルタカートリッジ30と端部壁26の間のシールをするように図8のロック位置に回転するときは、接線方向の脚部分123bがほぼ垂直に延びるように配置される。カム123は、図8および図9において枢動点126で示すように、偏心枢動するように取り付けられている。したがって、図8の下降ハンドル107によって回転させられるとき、カム123は、摺動部94および95を図8の矢印112の方向に全体的に付勢する。
【0053】
図8および4に示す方向は、ロックされ、かつシールされる方向である。それは図8および図4のオペレータハンドル107が下げられた位置にあることから結果として生じる。オペレータハンドル107が図9の方向に上げられたときは、回転モーメントは、カム123に(かつ反対側のカムアーム109に対して)アーム108によって伝達される。
【0054】
図8のようにオペレータハンドルが下げられたとき、偏心取り付けの結果として、カム123は、接線方向脚123bを摺動部94の部分130内に、シールの方向に、すなわち矢印112の方向に駆動するように回転することは、図8と図9の比較から明らかである。これに対して、図9のようにオペレータハンドルが上げられたときは、カム123は、摺動部94、95をハウジング10の端部26から離すように付勢し、したがって、フィルタカートリッジ10をシール係合から脱する、矢印113の方向に駆動させるように回転する。
【0055】
図示の具体的な摺動部94、95は、その側面がほぼY字形を有しており、かつ尾部を有している。カム123は、Y字の尾部のところの外側延長部115とY字の基台部分132の間に嵌合するように寸法設定されている。
【0056】
図8および図9を参照すると、一般に摺動部94、95は、前面端部100に加えて、頂部および底部斜縁部140、141、横断部片142、基台132、尾部延長部131および尾部115を含む。横断部片142はその中に、側壁20、19内の図示しないボルト、ピンまたは他の構造物上に摺動可能に取り付けるためのスロット145を含む。摺動体94、95は、成形、鋳造することができ、またはプラスチックまたは金属などの様々な材料から作ることができる。
【0057】
この付勢機構は、ロック機構としても動作する。したがって、オペレータハンドル107が図2および図3の下げられた位置にあり、アクセスパネル11が所定の位置にあるときは、オペレータハンドルを上げることができない。これは、フィルタカートリッジ30がハウジング10とのシール係合から脱して後退できないことを意味する。
【0058】
典型的な適用では、突起部68、69は、一般に、フィルタカートリッジ30の出口端部33およびシール部材46から間隔を開けて、ただし隣接して配置される。一般に、端部33およびシール部材46から少なくとも0.5cm程度の、通常は約1から10cmの間隔が使用される。
【0059】
同様に、突起部120、121は一般に、フィルタカートリッジ30の入口端部32およびガスケット80から間隔を開けて、ただし隣接して配置される。通常は、端部32およびガスケット80から少なくとも0.5cmの、大抵は2cmから20cmの範囲内の間隔が使用される。
【0060】
端部32から間隔を開けた突起部120、121と異なる距離で、突起部68、69が端部33から間隔を開けるのが通常であり、かつ好ましい。これは、カートリッジ30を適切な向きでのみ、すなわち、出口端部33をハウジング10の端部26に向けて、かつ、不適切に垂直軸の周りを180°回転することなく、ハウジング10内に挿入することができることを可能にする助けになる。使用では、カートリッジ30のハウジング10に対する不適当な向きを防ぐ、または禁止するために、他のまたは追加のインターロック、またはロックおよびキー装置を使用することができる。
【0061】
フランジ120、121も、カートリッジがハウジングから取り外され、またはハウジング内に取り付けられるときに、図7のアーム108、109が接触せず通過できるように配置し、寸法設定する必要がある。
【0062】
様々な異なるシール型式を、カートリッジ30のシール部材46とハウジング10の端部26のシール表面との間の係合のために使用することができる。図2〜図11について示す具体的な構造は、上記で説明した外側半径方向シールである。そのような外側半径方向シールは、例えば、米国特許第6350291号に開示されており、その開示全体は参照により本明細書に組み込まれている。この型式の具体的なシール部材は、以下の図23に示されている。
【0063】
図23を参照すると、開示された具体的な構造は、シール46のためのバックアップ支持部150を使用する。シール表面151は、端部152と区域153の間で寸法が増大する、工程的な形状を有する。使用では、積極的な空気シールをもたらすように、区域154内のシール材料は、支持部150およびハウジングの半径方向シール表面に対して縮み、厚さが減少する。別の構造も使用することができる。
【0064】
シールのさらなる理解は、図10および図11を検討することによってもたらされるであろう。特に、図11は、図10の線11−11に沿った部分断面図である。側面半径方向シールはハウジング10の部分47に接して、全体的に46に配置されている。
【0065】
内向きに向かう形状を有する半径方向シールも使用することができることに注目されたい。図12を参照すると、そのような構造の1例が示されており、シールは、カートリッジ171の区域170に配置される。ハウジング172との係合が図14に示されており、この係合はカートリッジ171のシール区域170をハウジング172のシールリム175の外側の周りに配置することによって生じる。図14は、図13の線14−14に沿った概略部分断面図である。
【0066】
いくつかの実施形態では、軸方向シールを使用することができることも注目されたい。そのような構造を図15〜図17に示す。ここでは、カートリッジ181とハウジング182の間のシールのための、シール表面は180のところにある。この構造は、シール力が軸方向に、すなわち、図17の線185に対して半径方向にすなわち線185から離れて直角に向かっておらず、線185に平行に、または線185に向かっているので、軸方向と呼ばれる。図17は、図16の線17−17に沿った概略部分断面図である。
【0067】
任意のこれらの型式のシール構造、およびそれらの変形形態を、本明細書による組立体に使用することができる。
【0068】
図2〜図7を参照すると、具体的なフィルタカートリッジ30は、別法も可能ではあるが、曲線の縁部または角を有するほぼ長方形の断面を有する。フランジ68、69が取り付けられた対向する側面は、約22.86〜24.5cm(9〜10インチ)高さであり、上表面および底表面の両面は、約24.5〜27.94cm(10〜11インチ)幅であり、カートリッジ30は約22.86〜27.94cm(9〜11インチ)長である。角は一般にコイルにした媒体構造物の周りのシールに対応できるように曲っている。勿論、突起部68、69などの突起部を、様々な代替形状のカートリッジにも設置することができる。
【0069】
次いで注意を図18の実施形態に向ける。図18の実施形態は、ハウジングがカバーを取り付けるためのボルト用の外向きに突き出した受け部なしで示されていること以外、全体的に図2〜17の実施形態に類似する。これは単に、ハウジングの外側表面の平坦な側面が必要な場合、別の機構を使用することができることを示すためである。この目的に凹みボルト190を使用することもできる。
【0070】
次いで注意を図19の実施形態に向ける。この実施形態では、カートリッジ196の外筒195が、四角の縁部または角197を有して示されている。そのようなハウジング形状は、例えば、図21の積み重ねた媒体を格納するために使用することができる。図19の具体的な構造は、四角な角の枠に取り付けたシール材料198を有するカートリッジ196を示す。しかしながら、特に半径方向シールのために、シールのための丸くした角を使用することもできる。
【0071】
次いで注意を図20に向ける。図20には、z−フィルタ媒体の部分概略図を示す。この媒体200は、非波形(すなわち、縦溝流路を形成しない)シート202に固定された波型シート201を含む。上流側端部または縁部を203に、下流側端部または縁部を204に示す。波形シート201上の縦溝流路205は、その中で濾過されるべき空気の流路のために、上流側端部203で開口している。これらの縦溝流路は、下流側端部で密封材210によって閉じられている。密封材215で上流側端部を閉じられた出口縦溝流路は、波形シート201の下に211で示す。
【0072】
図20に示す媒体は、図21に示すような積み重ねた構造300を作るために、帯板に切り、積み重ねることができる。別法として、媒体は図22に示すようにコイルにした形状305に巻いて、本明細書の開示による装置に使用することができる。
【0073】
図20に示す構成に対して、様々な別のz−フィルタ構成を使用することができる。例えば、PCT公報WO97/40918号の開示によるテーパのついた縦溝流路を使用することができる。別法として、参照により上述の本明細書に組み込まれている、米国特許仮出願第60/395009号、および2003年1月31日出願のPCT出願の開示による1つまたは複数の端部が折り畳まれて閉じられた縦溝流路を使用できる。
【0074】
この媒体は、様々な材料を含むことができる。具体的な媒体の選択は、関係する使用の具体的な用途に依存する。通常は、セルロース繊維、人造繊維、またはこれら2つの混合物を含む、不織の繊維構造体が使用される。いくつかの例では、微細繊維の適用などの、表面の適用を好ましい効率のために使用することができる。
【0075】
次いで注意を図24および図25に向ける。図24および図25は、概略図および部分図である。それらはエレメントの突起部とハウジングの摺動部の間にもたらされる積極的な係合構造を示すためのものである。
【0076】
図4を参照すると、カートリッジを400に示す。それは両側に左右対称に取り付けられた1対の類似の突起を有する、突起部401および402を含む。
【0077】
図24に、摺動部405のうちの1つを示す。この摺動部は、前面溝406および後面溝407を含む。カートリッジ400がハウジング420の残り内に設置されるとき、カートリッジ400の両側の突起部401および402に対する鏡像の突起部が、それぞれ溝406および407内に摺動して入ることができることは理解されるであろう。同様に、突起部401および402は、壁421の内側に取り付けられた、摺動部405に対する鏡像の摺動部の溝内に摺動して入ることができる。これは、カートリッジ30とハウジングの残りの部分との間の積極的な機械的係合をもたらし、カートリッジ30の定位置への取り付けおよび取り外しを容易にする。同様に、この溝の底部は、フィルタカートリッジをハウジングの底部の上に支持するのに使用することができる。
【0078】
図25に、突起部401および402と係合するスロット430および431、および反対側の突起部440および441と係合するスロット406および407の上平面図を示す。
【0079】
部品の全体的な向き、および機械的な内部インターロックの動作を示すに必要な機構のみ、図24および図25に示されていることは理解されよう。制御アームなどの他の詳細は、図示していない。図24および図25のインターロック装置は、上記で説明した任意の実施形態に使用することができる。
【0080】
同様に、摺動部にリブを、カートリッジに溝を含む逆のインターロック、ならびに他の変形形態も使用することができる。
【0081】
II.図26〜図29
図26〜図29で、上記で図1〜図25に関して説明した原理を、2つの別の実施形態で実施して示す。1つは、外側半径方向シール(図26)を有する点検整備可能なフィルタカートリッジを含み、1つは内側変形方向シール(図28)を有する点検整備可能なフィルタカートリッジを含む。
【0082】
図26を参照すると、好ましい点検整備可能なフィルタカートリッジ500を示す。図6の点検整備可能なフィルタカートリッジ30と合致して、カートリッジ500は、直線貫通流を定義するための、開口した空気流入口端部505および反対側の開口空気流出口端部506を画成する、外側の非透過性外筒構造体504を含む。外筒504は、中にz−フィルタ媒体510が配置される内部508を画成する。z−フィルタ媒体510は、積み重ねた構造も使用可能であるが、コイルにした構造511を備えることが好ましい。コイルにした媒体構造511は、複合体を形成するための縦溝流路を形成しない(好ましくは、非波形の)対面するシートに固定された波形(縦溝流路を形成した)シートを備えることが好ましい。この複合体は、連続した帯板として、4つの平坦な側面および4つの丸くした角を有し、図22の構造体にやや類似する、長方形のコイルにした構造に巻かれる。
【0083】
前述した実施形態のように、外側非透過性外筒構造504は、例えば、成形プラスチック構造または金属構造を備えることができる。さらに、それは、単一部片または複数部片構造を備えることもできる。通常それは、図示のように、丸くした角および一般に平行四辺形(長方形が好ましい)の形態を有する外筒504を形成するように、互いに係合することができる実質的に同一のシェル半体から形成されるであろうことは予期される。
【0084】
入口端部505に隣接して、点検整備可能なフィルタカートリッジ500は、第2のガスケット部材515を含む。このガスケット部材515は、入口ダストが、ガスケット515と外側端部506の間の外筒505の周りの区域に到達することを防止するために、点検整備可能なカートリッジ入口端部505に隣接するハウジング(図27参照)と係合するように、形状が作られ、配置され、かつ構成されている。ガスケット部材515は、例えば、鋳造され発泡したポリウレタンなどの様々な材料を備えることができる。図示の具体的な実施形態では、ガスケット515は、4個の直線の区域を有するほぼ長方形の外側周辺部を有する。
【0085】
出口端部506に隣接して、点検整備可能なフィルタカートリッジ500は、1次シール構造518を含む。この1次シール構造518は、シール部材支持枠519を備える。このシール部材支持枠519は、外筒504の他の部分と一体であることができる。しかしながらこの例では、枠519は、外筒504に取り付けられる別の、予め形成された枠である。
【0086】
支持枠519は、シール材料521内に埋め込まれたシール支持部(見ることができない)を含む。シール材料521は、シール材料521が好ましくは支持枠519の埋め込まれたシール支持部とシール表面522の間で縮むことによってハウジングのシール部に対しシールされるように、シール中、図26に図示しないハウジングシール表面を係合するように配置されるシール表面522を伴って配置される。別のシール形態も使用することができる。図示の具体的な実施形態では、シール表面522は半径方向シールとして配置される、すなわち、シール力またはシールのための力が一般に、外筒504の端部505、506間に延びる中央長手方向軸に向かって、またはそこから離れており、シール力が外筒504の中央軸と同じ方向に向いている。シール材料521は発泡ポリウレタンであることが好ましい。
【0087】
図26に示す具体的なフィルタカートリッジ500は、そのシール表面522が外側半径方向シールとして向いている、すなわち、それは枠519の埋め込まれたシール支持部から半径方向外向きに向いている。したがって、シール部材518は、図23に示すものと類似する断面を有する。使用では、それはハウジング上のシール表面または構造体に外接する。
【0088】
図26に示す具体的な実施形態に対しては、出口端部506のところに出口端部支持格子524が設けられている。図示の具体的な格子524は、リブ527によって相互接続された複数のスポーク526を備える。このスポークおよびリブ526、527は互いに、かつ、支持枠519を完成させる残りの枠と一体であることができる。出口端部支持格子524は、媒体510の下流側で、開口端部506を横切る延長部を一般に形成する。支持格子524は、例えば、成形プラスチック構造または金属構造を備える。
【0089】
図示の具体的な構造に対して、支持枠519は、端部506に隣接して、外筒504に外接して取り付けるために配置される外側スカート530を含む。
【0090】
図示の具体的な、好ましいシール表面522は、好ましくは少なくとも2つのシール段を設けるために、隣接する部分533より大きな外側周辺寸法を有する部分532を伴う段階的な形状531を有する。追加のシール段を設けることができる。図23に3つの段を示す。
【0091】
例えば、シール部材は、ハウジング形状と協働して、シール中、シール表面522の区域内のシール材料521の少なくとも一部分が少なくとも0.5mm、通常は少なくとも0.75mm、好ましくは少なくとも1mmまたはそれ以上縮むように構成されていることが通常であり、好ましい。別のシール型式も使用することができる。
【0092】
シール表面522の周辺形状は、(a)第1の1対の対向する、直線の、平行な側面と、(b)第2の1対の対向する、直線の、平行な側面と、(c)4つの丸くした角を有する平行四辺形であることが好ましい。図示の四角形が好ましい。
【0093】
引き続き図26を参照すると、点検整備可能なフィルタカートリッジ500は、間に丸くした角を伴う2対の平行な側面を有する周辺形状を有することが好ましい。したがって、1対が対向する頂部536および底部537であり、もう1つの対は対向する側面539、540である。頂部536および底部537は、一般に互いに平行に延びる中央の平面領域を有し、側面538および540は、一般に互いに平行に延びる中央の平面領域を有し、かつ一般に、頂部および底部536、537の中央平面領域に対し垂直であることが好ましい。
【0094】
点検整備可能なフィルタカートリッジ500は、側面539、540に突起部構造545を含む。通常は、側面539に取り付けられた突起部構造545は、鏡像として取り付けられていることを除き、対向する側面540に取り付けられた突起部構造と同じである。したがって、突起部構造545について詳細に論じる。
【0095】
図26を参照すると、側面539に取り付けられた突起部構造545を見ることができる。突起部構造545は、外筒504から離れて外向きに突き出すように取り付けられた1対の突起部550、551を含む。図示の具体的な構造では、突起部550、551は単一の一体の基台553から外向きに突き出した平行なリブまたはリッジである。基台553および突起部550、551は、外筒504に固定することができ、またはそれと一緒に一体で形成することができる。図26に示す具体的な構造では、基台553および突起部550、551は、互いに一体であり、側面539に固定された予備成形品を構成する。
【0096】
図6の突起部68、121と類似して、突起部550、551は、図26に図示していない、ハウジング取付装置の摺動部内の(平行で、かつ垂直に延びるのが好ましい)受け部または溝内で摺動するように配置される。
【0097】
突起部550は、入口端部の第2のガスケット515に隣接して、ただし間隔を開けて配置するのが好ましい。間隔のこの距離は、少なくとも6mm、通常は10〜20mmが好ましい。別法も可能であるが、突起部551は、突起部550から少なくとも60mm、通常は100〜150mmの位置に配置される。突起部551が、実質的に出口端部506から遠くに間隔を開け、次いで、突起部550が入口端部505から間隔を開けるのが通常であり、好ましい。
【0098】
次いで注意を図27に向ける。図27に、ハウジング構造560を概略的に示す。図27の図は、入口端部を向いている。ハウジング構造560は、内部562を画成する外壁構造561を備える。図6の実施形態についてのように、外壁構造561は通常、(空気流に垂直な)四角形断面を画成する壁を有し、図26の点検整備可能なフィルタカートリッジ500の取り外し挿入用の、通常は頂部パネル563である脱着可能なパネルを含む。
【0099】
図27Aは、図27の線27A−27Aにほぼ沿った概略断面図である。図27Aに、付勢およびロック装置565の一部分を見ることができる。ハウジング構造500の対向する側壁に、付勢およびロック装置の類似する構成部品が鏡像として取り付けられていることに注目されたい。
【0100】
引き続き図27Aを参照すると、付勢およびロック装置565は一般に摺動構造566を含む。この例では、この摺動構造566は、対向するハウジング側壁に互いの鏡像として取り付けられた、第1および第2の対向する摺動部を備える。図26に摺動部569を示す。使用では、この摺動部569は、点検整備可能なフィルタカートリッジ500の側壁539に取り付けられた突起部構造545と係合可能となるであろう。
【0101】
摺動部569は、ピン572と係合するスロット571によって、ハウジング摺動壁570上を摺動動作するように取り付けられる。別法も可能であるが、一般に(端部573に向かって、またはそこから離れて)少なくとも10mm、通常は15から30mmの範囲内のある量の摺動動作が好ましいであろう。図示の具体的な構造に対しては、摺動部569は、3つのピンのうちの選択された1つと各々が摺動係合する、3つのスロット571によって取り付けられている。スロットおよびピンの別の数も使用可能であるが、設けられている特定の数(3)が好ましいことに注目されたい。
【0102】
取り付けおよびロック機構565はさらに、アクチュエータ装置575を含む。このアクチュエータ装置は、対向するアーム577間を延びる(図7のハンドル107と類似の)オペレータハンドル576を備える。アームのうち1つのみが図27Aに示され、もう1つは鏡像である。アーム577は、そのうちの1つのみを図27Aに示すが、付勢部材579と機械的係合を形成する。付勢部材579の各々は、枢動点580の周りを偏心回転するように取り付けられる。各付勢部材579は、摺動部569の関連する1つの摺動部の、関連する受けスロット582内に配置される。この構造は、ハンドル部材576が図27Aの下側の位置にあるとき、摺動部569(および対向する摺動部)が(図27Aに図示しない)フィルタカートリッジ500をシール方向内に付勢し、かつ、オペレータハンドルが上側の向きに上げられているとき、摺動部569(および対向する摺動部)が点検整備可能なフィルタカートリッジ500を付勢してシール方向から脱して、カートリッジをハウジング構造560から外へ上げ、取り替えることができる自由位置に入れるように構成される。
【0103】
図26の点検整備可能なフィルタカートリッジ500と共に使用するとき、外側シール522は、シール構造585に接触して形成される。内側半径方向シールを有する点検整備可能なフィルタカートリッジと共に使用するとき、シールは、以下で図29に関して論じる、使用のために定位置に取り付けて示される任意選択の挿入構造587の表面586に接触して形成される。
【0104】
一般に、アクチュエータ装置575は、図1〜25に関して説明したアクチュエータ装置と類似して動作することができる。いくつかの相違点は、動作の一般的な方向に関する。特に、図27Aの装置では、オペレータハンドル576が下側の位置にあるときは、それは一般にハウジング構造560の入口端部590に隣接しており、上げられた位置に枢動させるときは、ハウジング構造560の出口端部591の上に枢動させる。これは、図6の実施形態に対して示す回転方向と逆の方向である。
【0105】
さらに、摺動部569の好ましい摺動形状を図27Aに示す。図9の尾状のY字形の代わりに、図27Aの装置は、Y字形の下側側面が拡がらず、むしろハウジングの基台に対し平行に延びる改変形態を使用する。図示の具体的な装置では、突起部550および551をそれぞれ受けるための溝592、593は、共に付勢部材579に対して枢動点580の側に、ハウジング入口端部590に向かって配置されている。すなわち、図6の装置と同様に、摺動部569と関連する付勢部材579に対する枢動位置580は、溝592、593の間に配置されていない。しかしながら、図6の実施形態と異なり、図27Aの好ましい構造では、両方の溝592、593は、図6での付勢部材とハウジング出口端部の間の代わりに、付勢部材579とハウジング入口590の間に配置される。
【0106】
アーム577は、所望の動作および用途を生じさせるように、オペレータハンドル576によって要求される動作に対応できるように構成される。
【0107】
次いで注意を図28に向ける。図28は、点検整備可能なフィルタカートリッジ500に対する別の点検整備可能なフィルタカートリッジ600を示す。全体的に、点検整備可能なフィルタカートリッジ600は、次いで説明することを除き、点検整備可能なフィルタカートリッジ500に類似する。特に、点検整備可能なフィルタカートリッジ600に対しては、1次シール構造601は、シール表面602が、点検整備可能なフィルタカートリッジ600の中央軸から離れる代わりに、そのような軸に向かって配置されるように構成される。したがって、段603より小さな外側周辺部寸法を有する段604を伴う、603、604で示すような段を有するようなこの例では、シール表面602は内側半径方向シールを形成する。好ましいシール表面602は、4つの直線セグメントと4つの丸くした角を有する平行四辺形(好ましくは四角形)を画成する。各直線のセグメントは、曲線なしで少なくとも10mm、通常実質的にそれ以上延びることが好ましい。
【0108】
点検整備可能なフィルタカートリッジ600に対して示すようなシール構造は、ハウジング構造と外接する代わりに、ハウジング構造の外側の周りに配置することにより、ハウジング構造と係合する必要があろう。内側シール構造は、上記で図12〜図14に関連して説明したものである。図29を参照すると、構造体587は、図27Aに示すように、それによってハウジングの残りに取り付けることができる外側フランジ609を含む。使用の際には、突起部611の外側の周りのシール表面586は、1次シール部材601の内側半径方向シール表面602が押し付けられるシール表面となる。
【0109】
図26の構造および図28の構造の両者とも、隣接する各対の直線部分が4つの曲線の丸みをつけた角の1つによって分離された4つの直線部分を有する、ユニークに構成された半径方向シールを使用する。この直線部分は一般に、対向する、平行な側面の第1の対、および対向する、平行な側面の第2の対を有する4つの側面の平行四辺形として構成される。シール区域に対し図26、28に示す具体的な平行四辺形の構成は、丸くした角を有するほぼ四辺形である。
【0110】
本開示の原理を使用する別のシール形態も可能であるが、図示の四角形形態は便利であり、いくつかの用途に好ましい。
【0111】
例えば、図25に示すものと同様なハンドルは、運搬、組立ておよび取り外しを容易にするために、点検整備可能なフィルタカートリッジ500、600に配置することができる。
【0112】
III.結びの所見
本開示は、様々な組合せに有利に使用することができる、様々な機構を提供している。一般に言って、1つの成果は、特許請求の範囲のハウジングを含むエアクリーナ装置であり、そのハウジング内に配置されるフィルタカートリッジである。このフィルタカートリッジは、対面するシートに固定された縦溝流路を形成したシートを使用するz−フィルタ媒体構造を備える。z−フィルタ媒体構造は、対向する入口および出口流れ面を有するようにコイル状に、または積み重ねることができる。外筒がz−フィルタ媒体を取り囲み配置され、シール部材がフィルタカートリッジに配置される。さらに、好ましい突起部配置が、外筒の両側から外向きに延びる突起部を含んで設けられる。この突起部装置、単一部片のプラスチック外筒と一体にすることができる。
【0113】
大まかに言えば、フィルタカートリッジは、アクセスカバーが取り外されたとき、ハウジングの側壁を通るハウジングの内部に配置され、内部から取り外せるように寸法設定される。フィルタカートリッジは、ハウジングに押し付けられたゴム類似の材料によって、かつ、好ましくは説明したように厚みを縮められて、ハウジングに対してシールするシール部材を伴って、フィルタカートリッジハウジングの内部に配置される。さらに、エアクリーナの1部分が外筒の突起部と係合して設けられ、それによって軸方向にフィルタカートリッジを駆動し、かつ、シール部材をハウジングに対して軸方向に押し付ける。これを行うためのいくつかの装置が、事例として提供された。
【0114】
ハウジング内に挿入された後で、フィルタカートリッジを定位置に配置し、シールすることが、フィルタカートリッジを通り延びる長手方向軸の周りに、フィルタカートリッジのいかなる追加の回転もさせずに行われることが好ましい。このことは、フィルタカートリッジをシールされた位置に配置するために軸方向動作のみが使用される様々な事例に示されている。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
エアクリーナ装置であって、
(a)前記エアクリーナ装置は、入口端部および対向する出口端部を有するハウジングを含み、
(i)前記ハウジングは、前記入口端部と前記出口端部の間で延設され、頂部、底部および互いに対向する両側面を形成した側壁を有し、
(ii)前記ハウジングの側壁は、前記ハウジングの残りの部分から脱着可能なアクセスカバーを含み、
(b)前記エアクリーナ装置は、フィルタカートリッジを含み、
前記フィルタカートリッジは、
(i)対面するシートに固定された縦溝流路を形成したシートを備え、かつ対向する入口流れ面および出口流れ面を有するz−フィルタ媒体構造体と、
(ii)前記z−フィルタ構造体を取り囲んで配置される外筒と、
(iii)前記ハウジング内で前記フィルタカートリッジを軸方向にシールするように配置されるゴム類似の材料を備えるシール部材と、
(iv)前記外筒の対向する両側面から外向きに延びる突起部を含む突起部装置と、
を含み、
(v)前記アクセスカバーが取り外されたとき、前記フィルタカートリッジは、前記ハウジングの内部に配置され、前記ハウジングの側壁を通ることによって前記ハウジングの内部から取り外されるように寸法設定されており、
(c)前記フィルタカートリッジは、前記ハウジングの内側に配置され、
(i)前記シール部材は、前記ハウジングに対し軸方向にシールされ、
(ii)前記エアクリーナ装置の一部分は、前記外筒の突起部と係合し、それによって前記フィルタカートリッジを軸方向に駆動し、前記シール部材を前記ハウジングに対し軸方向にシールする、
ことを特徴とするエアクリーナ装置。
【請求項2】
(a)前記ハウジングの頂部が前記アクセスカバーを含み、
(b)前記z−フィルタ媒体構造がコイル形状であり、
(c)前記外筒が非透過性の単一部片のプラスチック外筒であり、
(d)前記突起部装置が前記単一部片のプラスチック外筒と一体であり、
(e)前記シール部材が、厚さの縮められたゴム類似の材料で前記ハウジングに対し軸方向にシールされ、
(f)前記シール部材が、前記シール部材の圧縮により前記ハウジングに対し軸方向にシールされる、
ことを特徴とする請求項1に記載のエアクリーナ装置。
【請求項3】
(a)前記対面するシートが非波形である、ことを特徴とする請求項2に記載のエアクリーナ装置。
【請求項4】
(a)前記シール部材がポリウレタンを含む、ことを特徴とする請求項2または3に記載のエアクリーナ装置。
【請求項5】
(a)前記シール部材がポリウレタン発泡体を含む、ことを特徴とする請求項4に記載のエアクリーナ装置。
【請求項6】
(a)前記ゴム類似の材料が少なくとも0.5mm圧縮される、ことを特徴とする請求項2乃至5のいずれか1項に記載のエアクリーナ装置。
【請求項7】
(a)前記ゴム類似の材料が少なくとも0.75mm圧縮される、ことを特徴とする請求項2乃至6のいずれか1項に記載のエアクリーナ装置。
【請求項8】
(a)前記ゴム類似の材料が前記外筒の一部分と前記ハウジングの一部分との間で圧縮される、ことを特徴とする請求項2乃至7のいずれか1項に記載のエアクリーナ装置。
【請求項9】
(a)前記アクセスカバーは、前記外筒を定位置に固定するのを助けるために、前記フィルタカートリッジと係合して配置される突起部を前記アクセスカバーの上に含む、ことを特徴とする請求項2乃至8のいずれか1項に記載のエアクリーナ装置。
【請求項10】
(a)前記ハウジング内に、前記フィルタカートリッジと係合する中央支持部を含む、ことを特徴とする請求項2乃至9のいずれか1項に記載のエアクリーナ装置。
【請求項11】
(a)前記外筒上の前記突起部と係合する、前記エアクリーナの前記部分が、付勢およびロック機構を備え、
(i)前記付勢およびロック機構は、前記ハウジング内に取り付けられ、前記突起部装置に対して付勢される少なくとも1つの摺動部を有する、ことを特徴とする請求項2乃至10のいずれか1項に記載のエアクリーナ装置。
【請求項12】
(a)前記摺動部構造は、前記フィルタカートリッジの対向する両側面に、前記ハウジングに取り付けられた2つの摺動部を含み、前記2つの摺動部の各々は、前記突起部装置に対して付勢される、ことを特徴とする請求項11に記載のエアクリーナ装置。
【請求項13】
(a)前記付勢およびロック装置は、1本のオペレータアーム、対向する制御アームおよび1対の付勢部材を含むアクチュエータ構造体を備え、
(i)前記付勢およびロック装置は、前記オペレータアームが下側の位置にあり、前記摺動部が、前記付勢部材によって、前記カートリッジを前記ハウジングとの軸方向シール係合へと駆動するよう付勢されるようになっており、かつ、
(ii)前記オペレータハンドルは、前記アクセスカバーが取り外されるとき、前記カートリッジを前記ハウジングとの軸方向シール係合から開放するように、上側の位置に配置可能である、ことを特徴とする請求項12に記載のエアクリーナ装置。
【請求項14】
(a)前記フィルタカートリッジは、フィルタカートリッジの回転なしで、前記ハウジングの内側で軸方向に駆動される、ことを特徴とする請求項2乃至13のいずれか1項に記載のエアクリーナ装置。
【請求項15】
フィルタカートリッジをエアクリーナハウジング内に組み込む方法であって、
(a)前記方法は、フィルタカートリッジを準備する工程を含み、
前記フィルタカートリッジは、
(i)対面するシートに固定された縦溝流路を形成したシートを備え、かつ対向する入口流れ面および出口流れ面を含むz−フィルタ媒体構造体と、
(ii)前記z−フィルタ構造体を取り囲んで配置される外筒と、
(iii)前記フィルタカートリッジを前記ハウジングの内側で軸方向にシールするよう配置されるゴム類似の材料を備えるシール部材と、
(iv)前記外筒の対向する側面から外向きに延びる突起部を含む突起部装置と、
を備え、
(b)前記方法は、エアクリーナのハウジングを準備する工程を含み、
前記ハウジングは、第1および第2の対向する端部と、頂部、底部および対向する側面を形成し前記ハウジングの残りから脱着可能なアクセスカバーを含む側壁とを備え、
(c)前記方法は、前記アクセスカバーを取り外す工程を含み、
(d)前記方法は、前記アクセスカバーを取り外すことによって生じるアクセス開口を通して前記フィルタカートリッジを挿入する工程を含み、この挿入する工程は、前記外筒の対向する両側面からそれぞれ外向きに延びる前記突起部を前記ハウジングの対向する両側面に向けることを含み、
(e)前記方法は、前記フィルタカートリッジを定位置にシールし、前記アクセスカバーを定位置に配置することによって、前記ハウジングを閉じるシールする工程を含み、
前記シールする工程は、
(i)前記外筒の対向する両側面から外向きに延びる前記突起部を前記ハウジングの内部の構造体と係合させ、前記フィルタカートリッジと前記ハウジングの間に軸方向シールをもたらすシール部材を有する前記ハウジングの端部に対して、前記フィルタカートリッジを付勢する工程と、
(ii)前記アクセスカバーが前記ハウジングの定位置にある間、前記ハウジングと前記フィルタカートリッジの間の付勢係合を保持する工程と、
を含む、
ことを特徴とする方法。
【請求項16】
(a)前記フィルタカートリッジを準備する工程で、
(i)対面するシートに固定され、コイルにされた縦溝流路を形成したシートを備えるz−フィルタ構造体と、
(ii)前記z−フィルタ媒体構造体を取り囲んで配置され、非透過性の単一部片の外筒である外筒と、
(iii)前記外筒の対向する両側面から外向きに延びる突起部を含み、前記単一部片のプラスチック外筒と一体である突起部装置と、
を備えるフィルタカートリッジ準備し、
(b)前記エアクリーナのハウジングを準備する工程が、側壁と第1および第2の対向する端部とを有するエアクリーナのハウジングを準備することを含み、側壁は、頂部、底部および対向する両側面を形成し、前記ハウジングの側壁は、前記ハウジングの残りから脱着可能なアクセスカバーを含み、前記ハウジングの頂部は前記アクセスカバーを含み、
(c)前記アクセスカバーが前記ハウジング上の定位置にあるとき、前記ハウジングと前記フィルタカートリッジの間の付勢係合を保持する工程が、前記アクセスカバーが前記ハウジングの頂部の定位置にあるとき、前記ハウジングと前記フィルタカートリッジの間の付勢係合を保持することを含む、
ことを特徴とする請求項15に記載の方法。
【請求項17】
(a)前記シールする工程が、前記シール部材の厚さを圧縮することを含む、ことを特徴とする請求項16に記載の方法。
【請求項18】
(a)前記シールする工程が、前記シール部材を少なくとも0.5mm圧縮することを含む、ことを特徴とする請求項16または17に記載の方法。
【請求項19】
(a)前記閉じる工程が、前記外筒を定位置に固定するのを助けるために、前記フィルタカートリッジを前記アクセスカバーの突起部と係合させる工程を含む、ことを特徴とする請求項16乃至18のいずれか1項に記載の方法。
【請求項20】
(a)前記シールする工程が、前記フィルタカートリッジを回転させずに、前記ハウジング内の前記フィルタカートリッジを摺動させることを含む、ことを特徴とする請求項16乃至19のいずれか一項に記載の方法。
【請求項21】
(a)前記フィルタカートリッジを準備する工程が、対面するシートが非波形であるz−フィルタ構造体を準備することを含む、ことを特徴とする請求項16乃至20のいずれか1項に記載の方法。
【請求項22】
エアフィルタカートリッジであって、
(a)4つの丸くした角を有する長方形の形状のコイルにしたz−フィルタ媒体と、
(b)空気流を前記z−フィルタ媒体の中に入れ、前記z−フィルタ媒体から外へ出すための端部開口部を設けた、z−フィルタ媒体の周りに配置される非透過性の外筒と、
(c)前記外筒の端部にある第1のシール部材と、
を備え、
(i)前記第1のシール部材は、4つの丸くした角を有する長方形の形状を有する半径方向シールである、
ことを特徴とするエアフィルタカートリッジ。
【請求項23】
(a)前記第1のシール部材が配置される前記端部と対向する、前記外筒の端部に、第2のシール部材を設けた、ことを特徴とする請求項22に記載のエアフィルタカートリッジ。
【請求項24】
(a)前記第1のシール部材が、外側の半径方向シール部材である、ことを特徴とする請求項22または23に記載のエアフィルタカートリッジ。
【請求項25】
(a)前記第1のシール部材が、内側の半径方向シール部材である、ことを特徴とする請求項22または23に記載のエアフィルタカートリッジ。
【請求項26】
(a)前記第1のシール部材から間隔を開けた位置において前記フィルタカートリッジの対向する両側面から外向きに延びた突起部を有する、前記非透過性の外筒上の取付突起部装置を含む、ことを特徴とする請求項22乃至25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27】
(a)入口端部および出口端部を有するz−フィルタ媒体と、
(b)前記z−フィルタ媒体の周りに配置され、空気流が前記外筒の中に入り前記外筒の外に出るための端部開口部を設けた、非透過性の前記外筒と、
(c)前記外筒の端部に配置される第1のシール部材と、
(d)前記第1のシール部材から間隔を開け前記外筒の対向する端部に向かう位置における、前記非透過性の外筒上の取付突起部装置と、
を備えることを特徴とするエアフィルタカートリッジ。
【請求項28】
(a)前記取付突起部装置は、
(i)前記外筒の第1の側面上の少なくとも第1の突起部と、
(ii)前記外筒の前記第1の突起部と対向する側面上の少なくとも第2の突起部と、
を含む、ことを特徴とする請求項27に記載のエアフィルタカートリッジ。
【請求項29】
(a)前記外筒の第1の側面上に2つの取付突起部と、
(b)前記外筒の第2の側面上に2つの取付突起部と、
を含む、ことを特徴とする請求項28に記載のエアフィルタカートリッジ。
【請求項30】
(a)前記外筒の、前記第1のシール部材と対向する端部にある第2のシール部材を含む、ことを特徴とする請求項27乃至29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31】
(a)前記z−フィルタ媒体が、媒体のコイルにした帯板を備える、ことを特徴とする請求項27乃至30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32】
エアクリーナ装置であって、
(a)出口端部および対向する入口端部を有する直線貫通流構造を有するハウジングと、
(b)前記ハウジング内に配置される請求項22乃至31のいずれか1項によるフィルタカートリッジと、
(c)前記エアフィルタカートリッジの第1のシール部材を前記ハウジングの出口端部に向かって選択的に付勢するように動作可能な付勢装置と、
を備え、
(i)前記付勢装置は、前記ハウジングに取り付けられ、前記エアフィルタカートリッジの取付装置と係合するよう配置される少なくとも1つの摺動部を含む、ことを特徴とするエアクリーナ装置。
【請求項33】
請求項28のエアクリーナ装置を形成するために、請求項22乃至31のいずれか1項に記載のエアフィルタカートリッジをハウジング内に組み込む方法であって、
(a)前記フィルタカートリッジを前記ハウジングの出口端部に向かって移動させるように、前記取付突起部装置と係合する第1の摺動部材を付勢する工程を含む、ことを特徴とする方法。
【請求項1】
エアクリーナ装置であって、
(a)前記エアクリーナ装置は、入口端部および対向する出口端部を有するハウジングを含み、
(i)前記ハウジングは、前記入口端部と前記出口端部の間で延設され、頂部、底部および互いに対向する両側面を形成した側壁を有し、
(ii)前記ハウジングの側壁は、前記ハウジングの残りの部分から脱着可能なアクセスカバーを含み、
(b)前記エアクリーナ装置は、フィルタカートリッジを含み、
前記フィルタカートリッジは、
(i)対面するシートに固定された縦溝流路を形成したシートを備え、かつ対向する入口流れ面および出口流れ面を有するz−フィルタ媒体構造体と、
(ii)前記z−フィルタ構造体を取り囲んで配置される外筒と、
(iii)前記ハウジング内で前記フィルタカートリッジを軸方向にシールするように配置されるゴム類似の材料を備えるシール部材と、
(iv)前記外筒の対向する両側面から外向きに延びる突起部を含む突起部装置と、
を含み、
(v)前記アクセスカバーが取り外されたとき、前記フィルタカートリッジは、前記ハウジングの内部に配置され、前記ハウジングの側壁を通ることによって前記ハウジングの内部から取り外されるように寸法設定されており、
(c)前記フィルタカートリッジは、前記ハウジングの内側に配置され、
(i)前記シール部材は、前記ハウジングに対し軸方向にシールされ、
(ii)前記エアクリーナ装置の一部分は、前記外筒の突起部と係合し、それによって前記フィルタカートリッジを軸方向に駆動し、前記シール部材を前記ハウジングに対し軸方向にシールする、
ことを特徴とするエアクリーナ装置。
【請求項2】
(a)前記ハウジングの頂部が前記アクセスカバーを含み、
(b)前記z−フィルタ媒体構造がコイル形状であり、
(c)前記外筒が非透過性の単一部片のプラスチック外筒であり、
(d)前記突起部装置が前記単一部片のプラスチック外筒と一体であり、
(e)前記シール部材が、厚さの縮められたゴム類似の材料で前記ハウジングに対し軸方向にシールされ、
(f)前記シール部材が、前記シール部材の圧縮により前記ハウジングに対し軸方向にシールされる、
ことを特徴とする請求項1に記載のエアクリーナ装置。
【請求項3】
(a)前記対面するシートが非波形である、ことを特徴とする請求項2に記載のエアクリーナ装置。
【請求項4】
(a)前記シール部材がポリウレタンを含む、ことを特徴とする請求項2または3に記載のエアクリーナ装置。
【請求項5】
(a)前記シール部材がポリウレタン発泡体を含む、ことを特徴とする請求項4に記載のエアクリーナ装置。
【請求項6】
(a)前記ゴム類似の材料が少なくとも0.5mm圧縮される、ことを特徴とする請求項2乃至5のいずれか1項に記載のエアクリーナ装置。
【請求項7】
(a)前記ゴム類似の材料が少なくとも0.75mm圧縮される、ことを特徴とする請求項2乃至6のいずれか1項に記載のエアクリーナ装置。
【請求項8】
(a)前記ゴム類似の材料が前記外筒の一部分と前記ハウジングの一部分との間で圧縮される、ことを特徴とする請求項2乃至7のいずれか1項に記載のエアクリーナ装置。
【請求項9】
(a)前記アクセスカバーは、前記外筒を定位置に固定するのを助けるために、前記フィルタカートリッジと係合して配置される突起部を前記アクセスカバーの上に含む、ことを特徴とする請求項2乃至8のいずれか1項に記載のエアクリーナ装置。
【請求項10】
(a)前記ハウジング内に、前記フィルタカートリッジと係合する中央支持部を含む、ことを特徴とする請求項2乃至9のいずれか1項に記載のエアクリーナ装置。
【請求項11】
(a)前記外筒上の前記突起部と係合する、前記エアクリーナの前記部分が、付勢およびロック機構を備え、
(i)前記付勢およびロック機構は、前記ハウジング内に取り付けられ、前記突起部装置に対して付勢される少なくとも1つの摺動部を有する、ことを特徴とする請求項2乃至10のいずれか1項に記載のエアクリーナ装置。
【請求項12】
(a)前記摺動部構造は、前記フィルタカートリッジの対向する両側面に、前記ハウジングに取り付けられた2つの摺動部を含み、前記2つの摺動部の各々は、前記突起部装置に対して付勢される、ことを特徴とする請求項11に記載のエアクリーナ装置。
【請求項13】
(a)前記付勢およびロック装置は、1本のオペレータアーム、対向する制御アームおよび1対の付勢部材を含むアクチュエータ構造体を備え、
(i)前記付勢およびロック装置は、前記オペレータアームが下側の位置にあり、前記摺動部が、前記付勢部材によって、前記カートリッジを前記ハウジングとの軸方向シール係合へと駆動するよう付勢されるようになっており、かつ、
(ii)前記オペレータハンドルは、前記アクセスカバーが取り外されるとき、前記カートリッジを前記ハウジングとの軸方向シール係合から開放するように、上側の位置に配置可能である、ことを特徴とする請求項12に記載のエアクリーナ装置。
【請求項14】
(a)前記フィルタカートリッジは、フィルタカートリッジの回転なしで、前記ハウジングの内側で軸方向に駆動される、ことを特徴とする請求項2乃至13のいずれか1項に記載のエアクリーナ装置。
【請求項15】
フィルタカートリッジをエアクリーナハウジング内に組み込む方法であって、
(a)前記方法は、フィルタカートリッジを準備する工程を含み、
前記フィルタカートリッジは、
(i)対面するシートに固定された縦溝流路を形成したシートを備え、かつ対向する入口流れ面および出口流れ面を含むz−フィルタ媒体構造体と、
(ii)前記z−フィルタ構造体を取り囲んで配置される外筒と、
(iii)前記フィルタカートリッジを前記ハウジングの内側で軸方向にシールするよう配置されるゴム類似の材料を備えるシール部材と、
(iv)前記外筒の対向する側面から外向きに延びる突起部を含む突起部装置と、
を備え、
(b)前記方法は、エアクリーナのハウジングを準備する工程を含み、
前記ハウジングは、第1および第2の対向する端部と、頂部、底部および対向する側面を形成し前記ハウジングの残りから脱着可能なアクセスカバーを含む側壁とを備え、
(c)前記方法は、前記アクセスカバーを取り外す工程を含み、
(d)前記方法は、前記アクセスカバーを取り外すことによって生じるアクセス開口を通して前記フィルタカートリッジを挿入する工程を含み、この挿入する工程は、前記外筒の対向する両側面からそれぞれ外向きに延びる前記突起部を前記ハウジングの対向する両側面に向けることを含み、
(e)前記方法は、前記フィルタカートリッジを定位置にシールし、前記アクセスカバーを定位置に配置することによって、前記ハウジングを閉じるシールする工程を含み、
前記シールする工程は、
(i)前記外筒の対向する両側面から外向きに延びる前記突起部を前記ハウジングの内部の構造体と係合させ、前記フィルタカートリッジと前記ハウジングの間に軸方向シールをもたらすシール部材を有する前記ハウジングの端部に対して、前記フィルタカートリッジを付勢する工程と、
(ii)前記アクセスカバーが前記ハウジングの定位置にある間、前記ハウジングと前記フィルタカートリッジの間の付勢係合を保持する工程と、
を含む、
ことを特徴とする方法。
【請求項16】
(a)前記フィルタカートリッジを準備する工程で、
(i)対面するシートに固定され、コイルにされた縦溝流路を形成したシートを備えるz−フィルタ構造体と、
(ii)前記z−フィルタ媒体構造体を取り囲んで配置され、非透過性の単一部片の外筒である外筒と、
(iii)前記外筒の対向する両側面から外向きに延びる突起部を含み、前記単一部片のプラスチック外筒と一体である突起部装置と、
を備えるフィルタカートリッジ準備し、
(b)前記エアクリーナのハウジングを準備する工程が、側壁と第1および第2の対向する端部とを有するエアクリーナのハウジングを準備することを含み、側壁は、頂部、底部および対向する両側面を形成し、前記ハウジングの側壁は、前記ハウジングの残りから脱着可能なアクセスカバーを含み、前記ハウジングの頂部は前記アクセスカバーを含み、
(c)前記アクセスカバーが前記ハウジング上の定位置にあるとき、前記ハウジングと前記フィルタカートリッジの間の付勢係合を保持する工程が、前記アクセスカバーが前記ハウジングの頂部の定位置にあるとき、前記ハウジングと前記フィルタカートリッジの間の付勢係合を保持することを含む、
ことを特徴とする請求項15に記載の方法。
【請求項17】
(a)前記シールする工程が、前記シール部材の厚さを圧縮することを含む、ことを特徴とする請求項16に記載の方法。
【請求項18】
(a)前記シールする工程が、前記シール部材を少なくとも0.5mm圧縮することを含む、ことを特徴とする請求項16または17に記載の方法。
【請求項19】
(a)前記閉じる工程が、前記外筒を定位置に固定するのを助けるために、前記フィルタカートリッジを前記アクセスカバーの突起部と係合させる工程を含む、ことを特徴とする請求項16乃至18のいずれか1項に記載の方法。
【請求項20】
(a)前記シールする工程が、前記フィルタカートリッジを回転させずに、前記ハウジング内の前記フィルタカートリッジを摺動させることを含む、ことを特徴とする請求項16乃至19のいずれか一項に記載の方法。
【請求項21】
(a)前記フィルタカートリッジを準備する工程が、対面するシートが非波形であるz−フィルタ構造体を準備することを含む、ことを特徴とする請求項16乃至20のいずれか1項に記載の方法。
【請求項22】
エアフィルタカートリッジであって、
(a)4つの丸くした角を有する長方形の形状のコイルにしたz−フィルタ媒体と、
(b)空気流を前記z−フィルタ媒体の中に入れ、前記z−フィルタ媒体から外へ出すための端部開口部を設けた、z−フィルタ媒体の周りに配置される非透過性の外筒と、
(c)前記外筒の端部にある第1のシール部材と、
を備え、
(i)前記第1のシール部材は、4つの丸くした角を有する長方形の形状を有する半径方向シールである、
ことを特徴とするエアフィルタカートリッジ。
【請求項23】
(a)前記第1のシール部材が配置される前記端部と対向する、前記外筒の端部に、第2のシール部材を設けた、ことを特徴とする請求項22に記載のエアフィルタカートリッジ。
【請求項24】
(a)前記第1のシール部材が、外側の半径方向シール部材である、ことを特徴とする請求項22または23に記載のエアフィルタカートリッジ。
【請求項25】
(a)前記第1のシール部材が、内側の半径方向シール部材である、ことを特徴とする請求項22または23に記載のエアフィルタカートリッジ。
【請求項26】
(a)前記第1のシール部材から間隔を開けた位置において前記フィルタカートリッジの対向する両側面から外向きに延びた突起部を有する、前記非透過性の外筒上の取付突起部装置を含む、ことを特徴とする請求項22乃至25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27】
(a)入口端部および出口端部を有するz−フィルタ媒体と、
(b)前記z−フィルタ媒体の周りに配置され、空気流が前記外筒の中に入り前記外筒の外に出るための端部開口部を設けた、非透過性の前記外筒と、
(c)前記外筒の端部に配置される第1のシール部材と、
(d)前記第1のシール部材から間隔を開け前記外筒の対向する端部に向かう位置における、前記非透過性の外筒上の取付突起部装置と、
を備えることを特徴とするエアフィルタカートリッジ。
【請求項28】
(a)前記取付突起部装置は、
(i)前記外筒の第1の側面上の少なくとも第1の突起部と、
(ii)前記外筒の前記第1の突起部と対向する側面上の少なくとも第2の突起部と、
を含む、ことを特徴とする請求項27に記載のエアフィルタカートリッジ。
【請求項29】
(a)前記外筒の第1の側面上に2つの取付突起部と、
(b)前記外筒の第2の側面上に2つの取付突起部と、
を含む、ことを特徴とする請求項28に記載のエアフィルタカートリッジ。
【請求項30】
(a)前記外筒の、前記第1のシール部材と対向する端部にある第2のシール部材を含む、ことを特徴とする請求項27乃至29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31】
(a)前記z−フィルタ媒体が、媒体のコイルにした帯板を備える、ことを特徴とする請求項27乃至30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32】
エアクリーナ装置であって、
(a)出口端部および対向する入口端部を有する直線貫通流構造を有するハウジングと、
(b)前記ハウジング内に配置される請求項22乃至31のいずれか1項によるフィルタカートリッジと、
(c)前記エアフィルタカートリッジの第1のシール部材を前記ハウジングの出口端部に向かって選択的に付勢するように動作可能な付勢装置と、
を備え、
(i)前記付勢装置は、前記ハウジングに取り付けられ、前記エアフィルタカートリッジの取付装置と係合するよう配置される少なくとも1つの摺動部を含む、ことを特徴とするエアクリーナ装置。
【請求項33】
請求項28のエアクリーナ装置を形成するために、請求項22乃至31のいずれか1項に記載のエアフィルタカートリッジをハウジング内に組み込む方法であって、
(a)前記フィルタカートリッジを前記ハウジングの出口端部に向かって移動させるように、前記取付突起部装置と係合する第1の摺動部材を付勢する工程を含む、ことを特徴とする方法。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【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24】
【図25】
【図26】
【図27】
【図27A】
【図28】
【図29】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【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24】
【図25】
【図26】
【図27】
【図27A】
【図28】
【図29】
【公開番号】特開2012−177368(P2012−177368A)
【公開日】平成24年9月13日(2012.9.13)
【国際特許分類】
【外国語出願】
【出願番号】特願2012−72243(P2012−72243)
【出願日】平成24年3月27日(2012.3.27)
【分割の表示】特願2009−296364(P2009−296364)の分割
【原出願日】平成16年2月10日(2004.2.10)
【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)
【公開日】平成24年9月13日(2012.9.13)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2012−72243(P2012−72243)
【出願日】平成24年3月27日(2012.3.27)
【分割の表示】特願2009−296364(P2009−296364)の分割
【原出願日】平成16年2月10日(2004.2.10)
【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)
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