JP2009536574A - エアフィルタ構成物、アセンブリおよびその方法 - Google Patents
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Abstract
Description
エアクリーナアセンブリで使用可能なさまざまな特徴と技術、そのための点検可能なフィルタ・カートリッジ、およびアセンブリと操作のための方法を記載する。エアフィルタ・カートリッジのいくつかの実施例が特徴付けられている。エア−クリーナあるいはコンポーネントが、記載された技術に基づく利点を含むように本明細書で特徴付けられる特別な特徴の全てを含むことは特別に必要なものでは無い。
縦溝流路付きフィルタ媒体は、流体フィルタ構造物を種々の方法で提供するために使用することができる。良く知られた1つの方法は、Z型フィルタ構造物である。本明細書で使用する用語「Z型フィルタ構造物(z-filter construction)」は、フィルタ構造物を指し、この構造物では、波形に加工された、折りたたまれた、または別の方法で形成されたフィルタ縦溝流路(filter flute)の各縦溝流路が、媒体を通過する流体流れの長手方向の組、通常は平行な入口と出口のフィルタ縦溝流路を定めるために使用されることを意味しており、流体は、媒体の対向する流入端部および流出端部(または流れ面)の間で縦溝流路を長手方向に沿って流れる。Z型フィルタ媒体のいくつかの例が米国特許第5,820,646号、同5,772,883号、同5,902,364号、同5,792,247号、同5,895,574号、同6,210,469号、同6,190,432号、同6,350,296号、同6,179,890号、同6,235,195号、米国意匠第399,944号、同第428,128号、同第396,098号、同第398,046号および同第437,401号に記載されており、引用によりこれら15の文献を本出願に合体する。
図1の細長片1に相当する媒体細長片を製作するための、製造工程の一例を図4に示す。通常、対面シート64と、縦溝流路68を有する縦溝流路付き(波形に加工された)シート66とが互いに組み合わられ、それらの間に接着ビーズが70で配置されて媒体ウェブ69を形成する。接着ビーズ70は、図1の単一フェーサ・ビーズ10を形成する。
A.他に記載されたエアクリーナの設計との相互参照
本明細書の図7〜35に記載されたエアクリーナおよびコンポーネントは、従来に記載されたエアクリーナシステムの特徴に関連するある特徴を含んでいる。特に、引用により本明細書中に合体される2005年12月29日にWO2005/123222A1号として公開されたPCT出願第PCT/US2005/020593号および2005年10月11日に出願された米国仮出願第60/725,453号が注目される。従来のシステムのそれぞれのシステムは、部分的には同じ一般的な応用のものに関するものであり、そのまま手を加えないで本開示のエアクリーナにも必要である。例えば、(a)便利な点検可能性、(b)点検フィルタカートリッジとハウジングの間の確実なシール(c)限られた空間が要求されるエンジンフード(d)限られた点検空間の利用(e)対面シートに固定された縦溝流路付きシートの1つ又はそれ以上の積層体の細長片を含む媒体パックを使用する要求などが挙げられる。本明細書に記載され図示される図7〜35のエアクリーナは、これらの以前の出願では特徴付けられなかった有利な特徴を含んでいる。
図7の参照番号300は、一般に、本開示に基づく部分を含むエアクリーナ構成物あるいはエアクリーナアセンブリを示している。エアクリーナアセンブリ300は、ハウジング301と内部に収容された点検可能なフィルタカートリッジとを含んでいるが、フィルタカートリッジは図7に示されておらず図10にフィルタカートリッジ302として示される。ハウジング301は、分離板、領域またはラインs301に沿って分離している入口部分または入口コンポーネント305と、出口部分または出口コンポーネント306を含んでいる。図示されたエアクリーナアセンブリ300の出口部分または出口コンポーネント306は、フィルタカートリッジ302の取り付けの間に配置される本体部分307を含んでいる。
ここで、図10を注目すると、フィルタカートリッジ302が概略的に斜視図で図示されている。図10を参照すると、フィルタカートリッジ302は、第1面(この例では入口面336)と、対向する第2面(この例では出口面339)と、上側部338uと、対抗する低側部338lと、対向する側端部340a、340bとを含む積層されたZ型フィルタ媒体構成物335を有する。積層されたZ型フィルタ媒体構成物335は、一般に、上記説明されたように、単一フェーサ物質の1つ又はそれ以上の細長片を含み、この例では、各細長片は対面シートに固定された縦溝流路付きシートを含んでいる。細長片は、入口面336と出口面339の間で延びていて、側部340a、340bに平行に延びている縦溝流路を持って構成されている。
図15に、フィルタカートリッジ302が取り外された状態で、出口部分306の側部または開口端部の概略的な正面図が示されている。図15の図は、フィルタカートリッジ302が取り外され、入口部分305が適所に取り付けられていないときに形成される開口の図である。
フィルタカートリッジ302の一般的な特徴は、図10〜14の記載と関連づけて上記説明した。この章では、フィルタカートリッジ302のアセンブリとコンポーネントについて説明する。
図7〜35の様々な図において、寸法線と寸法角度が実施例のシステムのために示されている。寸法線と寸法角度は、記載された原理の所与の応用に対して特性化されたものである寸法を示す。示された寸法線と寸法角度を変更して使用することができる。
本明細書に記載された原理は、さまざまな形状とサイズのフィルタカートリッジに適用することができる。図37〜39に、参照番号600で代替の実施例のフィルタカートリッジを図示する。もちろん、適切な大きさと形状のハウジングをエアクリーナ構成物を画定するために、フィルタカートリッジ600の収容のために形成することができる。最初に図37を参照すると、フィルタカートリッジ600は、中央ピース622の周りで互いに鏡像の関係で取り付けられた傾斜しているZ型フィルタ媒体の単一フェーサ積層体602、603を含む積層された媒体パック構成物601を含む。中央ピース622は、指用開口部606を持つ対抗するハンドル605を含むハンドル構成物604を含んでいる。傾斜している積層された媒体パック602、603は、ハンドル605を持ち、そこから外側に上流の方向に突出している中央のくぼみ領域610を画定する。フィルタカートリッジ600はその上にハウジングシール構成物620を含んでおり、ハウジングシール構成物は、積層された媒体パック602、603と板あるいは仕切り622とを含むサブアセンブリ621と、対抗する側面部分630と、支持材スクリーン部材631とを取り囲む。総合的なフィルタフィルタカートリッジ600は、中央頂点642と側部部分部643、644とともに、入口端部または面641の反対側に出口面端部640を持っている。図38を参照すると、フィルタカートリッジ600は、概略的な断面図で示されている。図39に、図38のハウジングシール構成物の一部が拡大図として示されている。
図示された実施例のフィルタカートリッジ302は、流れの方向が、その中にくぼみがある第1面が入口流れ面であり、その上に突起物がある反対の面が出口流れ面であるという環境中で記載されていることが注目される。本記載に基づく原理は、反対の流れ方向を持つ構成物に、すなわち、入口流れがそこを横切ってのびている中央頂点を持つ状態で、かつ流れ面からの出口流れがその中に中央くぼみ部を有する構成物に提供することができる。フィルタカートリッジは記載された特徴に類似する特徴を持って、すなわち、中央ボードの反対側上に配置された傾斜しており、通常は、中央ボード(部分)に向かって向けられた縦溝流路面を有する媒体パックとハウジングシール構成物とを持って作ることができる。あるいはまた、媒体パックはその間に中央部分無しで配置することができる。カートリッジ上のハウジングシール構成物の変形と位置、および中央ボード中の媒体パック部分の間のシールの位置は、エア流れの問題と利便性をうまくするために、前に説明された設計に基づいて作ることができる。
上記本明細書に記載されている選択された原理は、さまざまな代替の構成物で利用することができる。実施例は、図40〜42に示されている。
本明細書では、エアクリーナとそのためのコンポーネントで使用可能なさまざまな特徴および技術が記載されている。本明細書の特徴に基づく何らかの利点を得るために技術の全てを実施するという特別の要求は無い。ある特別の実施例は、既に記載されている。ここでは、それらの実施例に関連する一般な原理を特徴付ける。
Claims (38)
- エアフィルタカートリッジであって、
(a)単一フェーサ媒体の複数の細長片と、対向する第1流れ面および第2流れ面とを有する媒体パック構成物を有し、
(i)前記第1流れ面は、前記単一フェーサ媒体の複数の細長片が内側に向かってV字形となる面を形成することによって前記第1流れ面中に形成された中央くぼみ部を有し、
(ii)前記第2流れ面は、前記単一フェーサ媒体の複数の細長片が外側に向かってV字形となる面を形成することによって前記第2流れ面中に形成された中央突起部を有することを特徴とするエアフィルタカートリッジ。 - (a)前記媒体パック構成物は、単一フェーサ媒体の複数の細長片の第1および第2の傾斜した積層体を有し、
(i)前記第1および第2の傾斜した積層体は、それぞれ対抗する第1および第2流れ面を有し、
(A)前記第1の傾斜した積層体の第1流れ面は、前記第2の傾斜した積層体の第1流れ面に向かう方向に鋭角に傾斜して配向されており、
(B)前記第1の傾斜した積層体の第2流れ面は、前記第2の傾斜した積層体の第2流れ面から離れる方向に鈍角に傾斜して配向されてい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。 - (a)前記第1および第2の傾斜した積層体は、1つの中央ピースの対向する側面上に配置されていることを特徴とする請求項2に記載のエアフィルタカートリッジ。
- (a)前記中央ピースは、前記第1および第2の傾斜した積層体が固定される平らで流れを透過しない部分を有す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。
- (a)前記中央ピースは、前記第1流れ面の前記中央くぼみ部から外側に突き出して配置されているハンドル構成物を有することを特徴とする請求項3または請求項4に記載のエアフィルタカートリッジ。
- (a)前記ハンドル構成物は、前端部と指用開口部とを持つ少なくとも1つのハンドル部材を有することを特徴とする請求項5に記載のエアフィルタカートリッジ。
- (a)前記第1の傾斜した積層体は縦溝流路側部を有し、
(b)前記第2の傾斜した積層体は縦溝流路側部を有し、
(c)前記第1および第2の傾斜した積層体は、前記中央ピースに隣接するそれぞれの縦溝流路側部で前記中央ピースに固定されていることを特徴とする請求項3乃至請求項6のいずれか1項に記載のエアフィルタカートリッジ。 - (a)前記第1および第2の傾斜した積層体は、同数の単一フェーサ媒体の細長片を有し、互いに鏡像関係で前記エアフィルタカートリッジ内に配置されていることを特徴とする請求項2乃至請求項7のいずれか1項に記載のエアフィルタカートリッジ。
- (a)前記第1流れ面は、50°〜150°の範囲内の内側のV−角度を有し、
(b)前記第2流れ面は、50°〜150°の範囲の内側のV−角度を有することを特徴とする請求項1乃至請求項8のいずれか1項に記載のエアフィルタカートリッジ。 - (a)前記媒体パック構成物の対向する側端部に固定されている鋳型成形された第1と第2の端部ピースを有することを特徴とする請求項1乃至請求項9のいずれか1項に記載のエアフィルタカートリッジ。
- (a)前記鋳型成形された端部ピースはそれぞれ、前記媒体パック構成物を通過する流れ方向に垂直に延びている第1端部と、前記第1端部に対向する第2端部であって、中央の外側に突き出ている頂点と、対向する2つの側部部分を持つV字形である前記第2端部とを含み、
(i)前記端部ピースの前記第2端部は、50°〜150°の範囲内の内角を持つ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。 - (a)前記鋳型成形された端部ピースはそれぞれ、5つの端部部分を有し、
前記5つの端部が、頂端部と、対抗する平行な底側端部と、前記頂端部と前記底側端部との間で垂直方向に延びている前方端部と、前記頂端部と前記底端部の1つに隣接して50°〜150°の範囲内の内角で延びている1組の後方端部であって前記鋳型成形された端部ピースの関連するピースの中央頂点に対向する2つの側面上に前記後方端部を形成する前記後方端部と、を有することを特徴とする請求項10または請求項11に記載のエアフィルタカートリッジ。 - (a)前記エアフィルタカートリッジは、少なくとも1つのハンドル部材を含み、
(i)前記少なくとも1つのハンドル部材は、前記鋳型成形された端部ピースのそれぞれの前方端部から外側方向に突き出さずに前記前方端部に配置されていることを特徴とする請求項12に記載のエアフィルタカートリッジ。 - (a)前記媒体パック構成物は、その上にハウジングシール構成物を含んでい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。
- (a)前記第1流れ面が入口流れ面であり、
(b)前記第2流れ面が出口流れ面であることを特徴とする請求項1乃至請求項14のいずれか1項に記載のエアフィルタカートリッジ。 - (a)前記第2流れ面が入口流れ面であり、
(b)前記第1流れ面が出口流れ面であることを特徴とする請求項1乃至請求項15のいずれか1項に記載のエアフィルタカートリッジ。 - (a)前記媒体パック構成物は、単一フェーサ媒体の複数の細長片の第1および第2の傾斜した積層体を含み、
(i)前記単一フェーサ媒体の複数の細長片の第1の傾斜した積層体は、各細長片が次に隣接する外側の細長片から後ろに下がって配置された状態で配置されることにより、内側に傾斜している入口面部分と外側に傾斜している出口面部分とを形成し、
(ii)前記単一フェーサ媒体の複数の細長片の第2の傾斜した積層体は、各細長片が次に隣接する外側の細長片から後ろに下がって配置された状態で配置されることにより、内側に傾斜している入口面部分と外側に傾斜している出口面部分とを形成し、
(iii)前記第1の傾斜した積層体は、前記第1の傾斜した積層体の前記内側に傾斜している入口面部分が、前記第2の傾斜した積層体の前記内側に傾斜している入口面部分と面している状態でかつ前記第1の傾斜した積層体の前記外側に傾斜している出口面部分が、前記第2の傾斜した積層体の前記外側に傾斜している出口面部分から離れる方向に向いている状態で、前記媒体パック構成物内に配置され、
(b)前記媒体パック構成物はその上にハウジングシール構成物を有す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。 - 前記第1の傾斜した積層体および第2の傾斜した積層体は、同数の前記単一フェーサ媒体の細長片を有することを特徴とする請求項17に記載のエアフィルタカートリッジ。
- (a)前記第1の傾斜した積層体および第2の傾斜した積層体の間に配置された中央ピースを有することを特徴とする請求項18に記載のエアフィルタカートリッジ。
- (a)前記中央ピースは、前記第1の傾斜した積層体および第2の傾斜した積層体の間に配置された中央ボード部と、前記媒体パック構成物の前記入口面のくぼみ領域から前記媒体パック構成物の出口面に対して反対方向の外側方向に前記中央ボード部から突き出ている第1および第2の間隔をあけて配置されているハンドル部材と、を有することを特徴とする請求項19に記載のエアフィルタカートリッジ。
- (a)前記第1の傾斜した積層体は、対面シートを有する第1側表面と、縦溝流路シートを有する対向する第2側表面とを有し、
(b)前記第2の傾斜した積層体は、対面シートを有する第1側表面と、縦溝流路シートを有する対向する第2側表面とを有し、
(c)前記第1の傾斜した積層体は、前記縦溝流路シートを有する第2側表面が、前記中央ボード部に向けられかつその間に第1密封材ビーズを有する状態で前記中央ピースの前記中央ボード部に固定されており、前記第2の傾斜した積層体は、前記縦溝流路シートを有する第2側表面が、前記中央ボード部に向けられかつその間に第2密封材ビーズとを有する状態で前記中央ピースの前記中央ボード部に固定されていることを特徴とする請求項20に記載のエアフィルタカートリッジ。 - (a)前記エアフィルタカートリッジの延長部にわたって固定されている外側スクリーンと、上側表面と、反対の下側表面と、前記媒体パック構成物の前記出口面とを有し、
(i)前記外側スクリーンは、前記媒体パック構成物の入口面を超えて延びていないことを特徴とする請求項1乃至請求項21のいずれか1項に記載のエアフィルタカートリッジ。 - (a)前記外側スクリーンは、可撓性の2つの平らなスクリーンを含む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。
- (a)前記ハウジングシール構成物は基部と圧縮部とを有し、
(i)前記圧縮部は、受け部空間が前記圧縮部の一部と前記媒体パック構成物との間に配置された状態で、前記基部上に支持されていることを特徴とする請求項17乃至請求項23のいずれか1項に記載のエアフィルタカートリッジ。 - (a)前記ハウジングシール構成物の圧縮部は、下流先端部と、外側環状表面部と、対向する内側表面部とを有し、前記外側環状表面部と前記内側表面部とは、前記下流先端部に向かう延長部で互いに収束することを特徴とする請求項24に記載のエアフィルタカートリッジ。
- (a)前記外側環状表面部と前記内側表面部との間の収束角が5°〜8°の範囲内であることを特徴とする請求項25に記載のエアフィルタカートリッジ。
- (a)前記媒体パック構成物の第1の側端部に固定されている、鋳型成形された第1の側部ピースであって、
(i)中央頂点および前記中央頂点の対向する側面上に端部を持つ下流端部を有する、前記鋳型成形された第1の側部ピースと、
(b)前記媒体パック構成物の第2の側端部に固定されている、鋳型成形された第2の側部ピースであって、
(i)中央頂点および前記中央頂点に対向する側面上の端部を持つ下流端部を有する、前記鋳型成形された第2の側部ピースと、
(c)前記媒体パック構成物と、前記鋳型成形された第1の側部ピースおよび前記鋳型成形された第2の側部ピースとの周囲の延長部の位置に固定されたハウジングシール構成物と、
を有す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。 - (a)前記第1流れ面が入口面であり、
(b)前記第2流れ面が出口面であり、
(c)前記エアフィルタカートリッジが、前記入口面から外側に突き出ているハンドル構成物を含む中央ピースを含み、
(d)前記エアフィルタカートリッジが、上流面に隣接する前記媒体パック構成物の周囲の延長部に配置されたハウジングシール構成物を有す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。 - (a)前記媒体パック構成物の対向する側端部上の鋳型成形された対向する第1および第2の側端部ピースを含み、
(i)前記ハウジングシール構成物が前記第1および第2の側端部ピースの上方に延びている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。 - (a)内部を持ち、入口部分と出口部分とを有するハウジングと、
(b)前記ハウジングの内部に操作可能に配置された請求項1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と、
を有することを特徴とするエアクリーナアセンブリ。 - (a)前記ハウジングの前記入口部分は、前記出口部分方向に向けられた頂点を持つ中央ベーンを有し、
(b)前記媒体パック構成物の入口面は、その中に中央くぼみ領域を有し、
(c)前記エアフィルタカートリッジは、前記入口部分の前記中央ベーンの頂点が前記媒体パック構成物の面の前記中央くぼみ領域に向けられた状態で配置されていることを特徴とする請求項30に記載のエアクリーナアセンブリ。 - (a)前記ハウジングの出口部分は、内壁突起物と、外壁突起物と、中央シール突起物とを有するシール受け部構成物を有し、
(b)前記エアフィルタカートリッジは、基部と圧縮部とを有するハウジングシール構成物を有し、前記基部は、前記媒体パック構成物から間隔をおいて配置されている前記圧縮部の一部が受け部空間を形成する状態で、前記圧縮部を支持しており、
(c)前記エアフィルタカートリッジは、
(i)前記シール受け部構成物の前記内壁突起物が、前記圧縮部の一部と前記媒体パック構成物との間の前記受け部空間に突き出ており、
(ii)前記ハウジングシール構成物の圧縮部は、前記中央シール突起物が前記圧縮部中に押し込まれた状態で、前記ハウジングの入口部分と出口部分の間で圧縮されていることを特徴とする請求項30または請求項31に記載のエアクリーナアセンブリ。 - (a)前記ハウジングの出口部分は対抗する側部壁を有し、
(i)各側部壁は、下流に突き出ている中央頂点を持つV字形の端部受け部を有し、
(b)前記エアフィルタカートリッジは、鋳型成形された複数の側部ピースを有し、前記側部ピースはそれぞれ中央頂点を持つ端部を有し、
(i)前記エアフィルタカートリッジは、鋳型成形された側面ピースのそれぞれの端部が、V字形の端部受け部に関連する1つの内部に向けられた中央頂点を持つ状態で、前記ハウジング中に配置されることを特徴とする請求項30乃至請求項32のいずれか1項に記載のエアクリーナアセンブリ。 - (a)単一フェーサ媒体の積層された細長片と、対抗する第1流れ面および第2流れ面とを有する媒体パック構成物であって、
(i)前記第1流れ面がその中にV字形のくぼみを持ち、
(ii)前記第2流れ面がその上にV字形の突起物を持つ、前記媒体パック構成物と、
(b)前記媒体パック構成物に接着により固定されたプリフォーム構成物であって、
(i)流れ出口を有する、前記媒体パック構成物と、
を有することを特徴とするエアクリーナアセンブリ。 - (a)前記プリフォーム構成物は、前記媒体パック構成物を囲むリム部を含むことを特徴とする請求項34に記載のエアクリーナアセンブリ。
- (a)前記プリフォーム構成物中の流れ出口構成物は、2つの間隔をあけて配置された出口部材を有することを特徴とする請求項34または請求項35に記載のエアクリーナアセンブリ。
- (a)前記第1流れ面が出口流れ面であり、
(b)前記第2流れ面が入口流れ面であることを特徴とする請求項34乃至請求項36のいずれか1項に記載のエアクリーナアセンブリ。 - (a)前記媒体パック構成物は、その対向する端部上に鋳型成形された端部ピースを有することを特徴とする請求項34乃至請求項35のいずれか1項に記載のエアクリーナアセンブリ。
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