特許 5676937 フィルタエレメント、エアクリーナ、組立体及び方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5676937

(24)【登録日】2015年1月9日

(45)【発行日】2015年2月25日

(54)【発明の名称】フィルタエレメント、エアクリーナ、組立体及び方法

(51)【国際特許分類】

   B01D 46/00 20060101AFI20150205BHJP

   B01D 50/00 20060101ALI20150205BHJP

【ＦＩ】

   B01D46/00 F

   B01D46/00 302

   B01D50/00 501A

   B01D50/00 501J

【請求項の数】17

【外国語出願】

【全頁数】25

(21)【出願番号】特願2010-147980(P2010-147980)

(22)【出願日】2010年6月29日

(62)【分割の表示】特願2003-581874(P2003-581874)の分割

【原出願日】2003年4月3日

(65)【公開番号】特開2010-253476(P2010-253476A)

(43)【公開日】2010年11月11日

【審査請求日】2010年7月23日

(31)【優先権主張番号】60/370,438

(32)【優先日】2002年4月4日

(33)【優先権主張国】US

(31)【優先権主張番号】60/426,071

(32)【優先日】2002年11月12日

(33)【優先権主張国】US

(31)【優先権主張番号】10/405,432

(32)【優先日】2003年4月2日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】591163214

【氏名又は名称】ドナルドソン カンパニー，インコーポレイティド

(74)【代理人】

【識別番号】100076428

【弁理士】

【氏名又は名称】大塚 康徳

(74)【代理人】

【識別番号】100112508

【弁理士】

【氏名又は名称】高柳 司郎

(74)【代理人】

【識別番号】100115071

【弁理士】

【氏名又は名称】大塚 康弘

(74)【代理人】

【識別番号】100116894

【弁理士】

【氏名又は名称】木村 秀二

(72)【発明者】

【氏名】クリスコ， ウィリアム， ジェイ．

(72)【発明者】

【氏名】ビショップ， ウェイン， アール．， ダブリュー．

(72)【発明者】

【氏名】ジエセケ， スティーブン， スコット

(72)【発明者】

【氏名】フィナティー， キャロライン， ジェイ．

(72)【発明者】

【氏名】ネルソン， デイヴィッド， ダブリュー．

【審査官】 中村 泰三

(56)【参考文献】

【文献】 実開昭６２−１５６３２９（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開昭６２−２８２６１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開平０６−０６７８４８（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 国際公開第２００１／０３４２７０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開平０５−３３７４０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開平０３−０１７２６４（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 国際公開第０１／０３４２７０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 実開昭６０−１２４６２２（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特表２０００−５０８９７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第００／０５０１５３（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ０１Ｄ ４６／００

Ｂ０１Ｄ ５０／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

エアクリーナであって、
(a)前記エアクリーナは、ハウジングを備え、
(b)前記エアクリーナは、前記ハウジング内に動作可能に取り付けられた主要なフィルタエレメントを備え、前記主要なフィルタエレメントは、流入端部及び流出端部を有する濾材積層体を含み、前記主要なフィルタエレメントは、直線的な流れを提供するように構成され、
(i)前記主要なフィルタエレメントは、間隔をおいて対向しあう一対の湾曲した端部を含む断面形状を有し、
(ii)前記主要なフィルタエレメントは、前記濾材積層体の周りの全周に延びる軸方向シール部材を含んで前記ハウジングの一部に軸方向にシールされ、前記シール部材は、対向しあう第1及び第２の側面と外側の環状表面とを含み、前記シール部材の前記対向しあう前記第1及び前記第２の側面は、前記主要なフィルタエレメントを前記ハウジングにシールするときに軸方向に互いに他方に向けて押し付けられ、
(c)前記エアクリーナは、前記主要なフィルタエレメントの上流に予備クリーナを備え、前記予備クリーナは、複数の遠心分離装置と排出管とを有する、
ことを特徴とするエアクリーナ。

【請求項2】

前記遠心分離装置のそれぞれは、側壁と、内部空間と、前記内部空間内の翼とを有する、ことを特徴とする請求項１に記載のエアクリーナ。

【請求項3】

(a)前記予備クリーナは、
(i)第１の管板と、
(ii)前記第１の管板にそれぞれが固定された分離機と、
(iii)第２の管板と、を備え、
(iv)前記分離機のそれぞれは、前記第２の管板と一体になった抽出管を含む、
ことを特徴とする請求項１に記載のエアクリーナ。

【請求項4】

(a)前記主要なフィルタエレメントの断面形状は、真っ直ぐな側面によって結合された対向しあう一対の半円形の端部を含む、ことを特徴とする請求項１に記載のエアクリーナ。

【請求項5】

(a)前記主要なフィルタエレメントは、前記濾材積層体の中に非円筒形状のコア構造を含み、前記コア構造は、対向しあう壁を有する、ことを特徴とする請求項１に記載のエアクリーナ。

【請求項6】

(a)前記コア構造の前記対向しあう壁は、ソケットを規定する、ことを特徴とする請求項５に記載のエアクリーナ。

【請求項7】

(a)前記コア構造は、前記主要なフィルタエレメントの前記流入端部と前記流出端部との間全体にわたって延びている、ことを特徴とする請求項５に記載のエアクリーナ。

【請求項8】

(a)前記主要なフィルタエレメントの前記濾材積層体の周りの全周に延びる帯状部とそこから半径方向に延びる突出部とを含む枠部材を含み、
(i)前記突出部は、前記濾材積層体の周りの全周に延び、
(ii)前記軸方向シール部材は、前記枠部材の前記突出部上に取り付けられている、
ことを特徴とする請求項１に記載のエアクリーナ。

【請求項9】

(a)前記主要なフィルタエレメントは、楕円形の断面を有する、ことを特徴とする請求項１に記載のエアクリーナ。

【請求項10】

(a)前記主要なフィルタエレメントは、円形の断面を有する、ことを特徴とする請求項１に記載のエアクリーナ。

【請求項11】

(a)前記主要なフィルタエレメントは、競馬場のトラック形状の断面を有する、ことを特徴とする請求項１に記載のエアクリーナ。

【請求項12】

(a)前記主要なフィルタエレメントは、長円形状の断面を有する、ことを特徴とする請求項１に記載のエアクリーナ。

【請求項13】

(a)前記濾材積層体は、前記流入端部から前記流出端部への方向に延びる溝から成る複数の流路を備える、ことを特徴とする請求項１に記載のエアクリーナ。

【請求項14】

(a)前記複数の流路は、互いに平行であり、その一端から他端までその形状を変化させない、ことを特徴とする請求項１３に記載のエアクリーナ。

【請求項15】

(a)前記濾材積層体は、それを通過する空気の流れがＺ形である構造を備える、ことを特徴とする請求項１に記載のエアクリーナ。

【請求項16】

(a)前記濾材積層体の周りの全周に延びる前記軸方向シール部材は、前記主要なフィルタエレメントの前記流入端部の１０ｍｍ以内に配置される、ことを特徴とする請求項１に記載のエアクリーナ。

【請求項17】

(a)前記濾材積層体の周りの全周に延びる前記軸方向シール部材は、前記主要なフィルタエレメントの前記流入端部の５ｍｍ以内に配置される、ことを特徴とする請求項１に記載のエアクリーナ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本出願は、米国在住のドナルドソン・インコーポレイティドにより２００３年４月３日に米国を除くすべての国を指定してＰＣＴ国際出願され、２００２年４月４日に出願された米国出願番号６０／３７０、４３８号と、２００２年１１月１２日に出願された米国出願番号６０／４２６、０７１号と２００３年４月２日に出願された米国の暫定的な特許出願に基づく優先権を主張している。

【0002】

本開示は、液体や気体などの流体を濾過するためのフィルタ構造に関連する。特定のこの開示は、直線的に流れるフィルタエレメントと、安全フィルタエレメントと、これらのエレメントを使用する組立体と、予備クリーナおよびこれらのフィルタエレメントを使用する方法とこれらを組み付ける方法に関する。

【背景技術】

【0003】

ガスや液体などの流体を濾過するために、直線的な流れのフィルタエレメントが様々なシステムで使用され続けている。この直線的な流れのフィルタエレメントは、流入面(または流入端部)と、この反対側に配列される流出面（または流出端部）を通常は備えている。濾過を行う間は、濾過されるべき流体はフィルタエレメントの流入面に入るとすぐにフィルタエレメント内で一方向に流れ、流出面から外部に出るまで一般的に同じ流れの方向が維持される。通常は、この直線的な流れのフィルタエレメントは、使用のためにハウジングの内部に設置される。フィルタエレメントは一定期間の使用後に、フィルタエレメントの掃除または完全な交換による点検が必要になる。構造体を流れる流体の適切な濾過を確実に行うために、使用中にエレメントが置かれるハウジングの一部とエレメントの間にシールを配置する必要がある。
直線的な流れのフィルタエレメントと、それらの組立体および使用上での改良が望まれている。

【発明の概要】

【0004】

本開示によれば、フィルタエレメントが提供される。このフィルタエレメントは、概ね直線的な流れになる構成を備えており、さらにＺ型−濾材積層体を具備している。フィルタエレメントにはシールガスケットが含まれる。

【0005】

本開示は、エアクリーナ組立体も関係する。このエアクリーナ組立体は、カバーと主要なエアクリーナ部を具備するハウジングを概ね含む。軸方向のシールあるいはピンチシールガスケットが主要なエアクリーナ部とカバーとの間に置かれた状態で、主要なフィルタエレメントが、上記のハウジングの内部に配置される。ある望ましい構成によれば、上記のカバーは、望ましくは複数のサイクロン式空気分離器と、ほこり排出装置を含む「予備クリーナ」をカバーの上に具備する。

【0006】

また、ある好ましい実施形態によれば、ハウジング内の主要なエアフィルタは競馬場のトラックの形状を備えている。

【0007】

また、本開示は安全エレメントに関係している。

【0008】

また、組立体と使用の方法についても提供される。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】は、本開示に基づくエアクリーナ構造の外観斜視図である。

【図2】は、図１に図示されたエアクリーナ構造の立体分解図であって、予備クリーナと、主要なフィルタエレメントと安全フィルタエレメントが見えている。

【図3】は、図１に図示されるエアクリーナ構造の入口側を示した端面図である。

【図4】は、図３のエアクリーナ構造の４−４線矢視断面図である。

【図5】は、Ｚ型−濾材積層体の概要構成を透視して示した外観斜視図であって、本開示の主要なフィルタエレメントで使用可能な濾材積層体のタイプである。

【図6】は、図２で見えている主要なフィルタエレメントの入口側の端面図である。

【図7】は、図６の主要なフィルタエレメントの４−４線矢視断面図である。

【図8】は、所定のハウジングの部品上の構造部材と、主要なフィルタエレメントに取り付けられたガスケット部材との相互作用を拡大して示した部分破断図である。

【図9】は、ここで使用可能な代替のガスケット部材の実施形態の横断面図である。

【図10】は、図９に図示されるガスケット構造の代替の事例であって、図８に図示される構成に類似した構成を拡大して示した横断図である。

【図11】は、図２に表現されるエアクリーナ構造で使用可能な、安全フィルタエレメントの外観斜視図である。

【図12】は、図１１に表現される安全フィルタエレメントを直線的な側面方向に破断して示した横断面図である。

【図13】は、図１１の安全フィルタエレメントの端面図である。

【図14】は、図１１に表現される安全フィルタエレメントの側面図である。

【図15】は、互いに係合する主要なフィルタエレメントと安全フィルタエレメントの外観斜視図である。

【図16】は、互いに係合する主要なフィルタエレメントと安全フィルタエレメントを反対側から見た外観斜視図である。

【図17】は、図１５と図１６で示される互いに係合した主要なフィルタエレメントと安全フィルタエレメントの側面図である。

【図18】は、図１７のフィルタエレメントで上面側となる平面図である。

【図19】は、図１７に図示された構造の下面側となる平面図である。

【図20】は、相互に作用する主要なフィルタエレメントと安全フィルタエレメントの図１８における２０−２０線矢視断面図である。

【図21】は、互いに係合した主要なフィルタエレメントと安全フィルタエレメントの側面図である。

【図22】は、図２１の構造における２２−２２線矢視断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

Ａ．概観
以下に記述される技術は、流体クリーナに対して概ね適応可能である。この技術が適用されるのは、概ね２つの形式の流体クリーナがあり、それらは液体クリーナと気体クリーナである。ここに記載される実施形態は、特にエアクリーナ(すなわち一種の気体クリーナ)である結果、その特徴点についてはこの文脈に沿って記述されるであろう。液体クリーナまたは他の気体のクリーナに関する記述から、その原理と技術の適用範囲については全体の記載から明瞭になるであろう。

【0011】

図１において、参照数字の１は本開示にしたがうエアクリーナ構造を示す。このエアクリーナ構造１は、ハウジング２と出口送風ダクト３およびほこりの排出装置４とを概ね具備する。またこのエアクリーナ構造１は、以下に記述される点検可能な(主要な)フィルタエレメント部品と、オプションの点検可能な安全(二次)フィルタエレメント部品とをそのハウジング２の内部に含んでいる。ここで用語の「主要な」がフィルタエレメントに用いられる場合には、組立体の中で略全ての濾過を行うフィルタエレメントを意味する。また、この事例において「濾過を行う」とは、流動する流体中から粒子材料を通過途中で濾材積層体により除去することを意味する。この文脈で「点検可能な」という用語は、定期的に取り除かれて取り替えられるように構成されるフィルタエレメントに用いられる。（すなわち、１つのエレメントを取り外し、別のものを設置することでエアクリーナを点検修理することができる。） 安全エレメントまたは二次エレメントは、主要なエレメントが破損した場合に、エアクリーナ組立体１が設置された設備の下流側の構成部品を保護する助けを行う。

【0012】

引き続き図１を参照して、エアクリーナ構造１はカバー７を備えた望ましい２ステージのエアクリーナとして概ね図示されており、この場合には予備クリーナ部８および主要なエアクリーナ部９を備えている。図示される特定の構成を有するハウジング２は、接続部または領域１１においてカバー７と主要なエアクリーナ部９の間が継ぎ合わせられている。このハウジングの接続部１１において、カバー７および主要なエアクリーナ部９を開くかまたは切り離すことができ、内部に設けられたフィルタエレメント部品へのアクセスと点検を行うことができる。この構成について以下の記載により詳細に記述する。ここで、クリーナ部９を含む主要なフィルタエレメントに対してケーシングカバー７を相対的に旋回させるか、またはいくつかの事例では全体を取り外す工程によって、内部に取ち付けられたフィルタエレメント部品に接近することができるか、あるいは例えば整備点検のための「開口部」とすることができる。

【0013】

濾過されるべき空気は、概ね予備クリーナ８の個々のサイクロン式または遠心分離式の分離装置１３の流路を通ってエアクリーナ組立体１の端部１２から入る。参照番号１３で示された分離装置のタイプは、従来からのものが使用可能であり、ここに参照のために記載した米国特許の特許番号第４、２４２、１１５号と第４、７４６、３４０号の分離装置が使用可能である。しかしながら図示の特定の形状の予備クリーナ８によれば有利となる。分離装置１３の内部では、第１ステージのほこり分離または予備掃除が行われ、この位置で切り離されるほこりは特に予備クリーナ８から、ほこりの排出装置４を通して、特に排出管１４と排出バルブ１５を介して外部に放出される。もちろんこのほこりの分離作用は遠心力または竜巻発生の過程から生じることから、予備クリーナ８で行われる濾材積層体を通過する際に行われる上記の定義の「濾過を行う」ことではない。図示の特定の予備クリーナ８は以下のセクションＤで記述する。

【0014】

予備クリーナ８を通過して主要なエアクリーナ部９に入る空気は、内部に取り付けられた以下のセクションＢで記述される主要なフィルタエレメントを通り、オプションの安全フィルタエレメント（以下のセクションＣで記述される）を通り、清浄大気出口ダクト３を通り、やがて清浄空気出口ダクト３を介して放出されるようにクリーンエア領域に入ることとなる。このダクト３から、下流側の例えば内燃機関のエンジンなどの設備の空気取入れ口に向けて浄化空気を導入させることができる。

【0015】

図１と図２を参照して、カバー７は支持部１６と中央の留め金１７とにより主要なエアクリーナ部９の上で回動可能となるように概ね固定される。一旦、中央の留め金１７が解除されると、支持部１６に対してカバー７（または予備クリーナ８）を回動することで、カバー７をハウジング２の主要なエアクリーナ部９に対して相対的に開いた状態にすることができる。この構成に代えて、開いた状態ではカバー７を完全に分離するシステムを構成することができる。

【0016】

図１を参照して、この組立体１は取り付けパッド１９を介して例えばボルトを使用して様々な機械部品に対して取り付けることができる。このエアクリーナ１には概ねほこりの排出を容易にするために下向きに向けられる排出管１４とほこりの排出装置１５が取り付けられる場合がある。

【0017】

次に図４に着目すると、本図は図３に図示したエアクリーナ構造１の４−４線矢視断面図である。図４において、図示される主要なフィルタエレメント２２と図示される安全フィルタエレメント２０とを内部に設けた主要なエアクリーナ部９に予備クリーナ８が取り付けられている様子が示されている。

【0018】

Ｂ．使用可能な主要なフィルタエレメント
フィルタエレメント２２は直線的な流れを許容するように構成される。すなわち、フィルタエレメントは直線的な流れになる構成を備えている。この文脈における「直線的な流れ」の用語は、濾過を行うためにフィルタエレメント２２に注ぐ流体が流入端部または流入面２３から同じ第１の方向で流れ、反対の流出端部または流出面２４から第１の方向と同じ方向でフィルタエレメント２２から流出することを意味する。この上記の「直線的な流れ」との用語は、１９８９年３月９日に公開されたＷＯ８９／０１８１８号公報に記載されたようなシステムの流れであって、空気が円筒状のひだ付けされたフィルタ部材の円筒表面から内部に進入し、およそ９０度の方向転換後にエレメント（例えば、開口部を通り)の外に出る構成とは、特に相違することを意味する。

【0019】

このフィルタエレメント２２は、外側の側壁または表面２５を備え、流入端部または流入面２３から入る気体流中から煤塵をフィルタにかけるように構成される濾材積層体２６を具備し、流出端部または流出面２４を介して出る気体流が少なくとも浄化される（すなわち、煤塵の無い状態)構造が含まれる。また、図２から分かるように、このフィルタエレメント２２には、フィルタエレメント２２が設置されるハウジング２の一部とフィルタエレメント２２との間において気体の漏出を抑制するためのガスケットまたはシール部材２８とが含まれる。好ましいガスケット２８は、直線的な流れ構造またはエレメント２２の外側の側壁２５の周囲から切れ目なく延設されている。

【0020】

エアクリーナ構造１の主要なエレメント２２として使用可能な望ましい濾材積層体２６は、以下に記述されるタイプの濾材積層体があり、これらを一般的に「Ｚ型−濾材積層体」と呼ぶ。Ｚ型−濾材積層体は、概ね非波形の面を有するシートに固定される波形またはひだ付けされた濾材積層体シートを概ね具備する。この濾材積層体は、波形濾材の片側の面上に形成される１組の長手方向の溝または空気流路と、濾材積層体の対向面上に形成されるもう１組の空気流路とを形成するように配置される。動作中に、溝から成る１組の流路は流入流路として機能するように、濾材積層体は入口または側面において流路の開口部が開いており、濾材積層体の出口または側面は密封されるか折り重ねられている。これと略同様に、溝から成る２番目の１組の流路は流出流路として機能するように、濾材積層体の入口または側面は密封されるか折り重ねられており、濾材積層体は出口または側面において流路の開口部が開いている。動作中は、エレメントの上流の端部で開口している流入流路に入ることで、空気がエアフィルタ構造の一つの流れ表面を通過する。空気はこれらの流入流路の閉じた端部から外部に流れ出ることはできないことから、空気は濾材積層体の流出流路に通り抜けなければならない。このようにしてフィルタにかけられた空気は、流出流路の開口端を通してフィルタエレメントの流出端部から外部に出る。

【0021】

様々な形状である、例えば、主要なフィルタエレメント２２の外側の周辺部分の構成が使用可能である。図示される特定の構成は「長円形」または「競馬場のトラック形状」である。この定義は、エレメントを図示した図６を参照することで理解されるであろう。図６を参照して、この形状は互いに対向する概ね平行な直線部分３８、３９と、互いに対向する半円形の丸い(通常半円の)部分４０、４１を有している。これに代わる代替構成には例えば楕円形と円形とが含まれる。

【0022】

図５を参照して、濾材積層体２６は概ね平坦（非波形の）シート４６を波形のシート４７に固定した層を巻きつけた構造４５を備えている。この波形のシート４７の一方の面４８には第1の流路４９の組が、概ね形成されており、これに対向する第２の面５０上には第２の流路５１の組が形成されている。図５において、縁部５３は図２に示される流入面２３に対応し、縁部５４は図２で示される流出面２４に対応する。図５における二点鎖線は、２層構造４５が巻きつけられる結果どのように自身の位置に戻ってくるかを示しており、また実線は図示の２層構造の外側層を示している。この実施形態に代わる代替構成としては、巻き付けるかわりに濾材を積み重ねた構造が挙げられる。このような積層構造としては、波形のシート４７に固定された平らなシート４６の複数枚を上下に積み重ねたものがある。

【0023】

第1の流路４９の組は、図示しない連続玉状のシール材または同様の構造体により縁部５４に隣接して密封されるであろう。また、第２の流路５１の組は図示されるようにシール材のビード５５を用いて第１の縁部５３に隣接して密封される。

【0024】

図２と図５を参照することにより、濾材積層体２６がどのように機能するのかについて明瞭になる。第１の流路４９の組は、流入面２３が開口している結果、流入流路を形成している。また流入流路は、シール材または同様の密閉材のビードにより流出端部５４が閉鎖される。したがって、流入端部５３から流路４９に入る空気は流入流路４９から漏れるようにして濾材積層体２６を通り抜けなければならない。この濾材積層体を通過するときに濾過が行われ、流動流体は第２の組の流出流路５１に対してシール材５３の下流側となる位置から入る。流出流路５１は、縁部５４に沿うように開口している結果、フィルタにかけられた流体の流れは濾材積層体２６の外部に流れることができる。このタイプの構造を、ここではＺ型−濾材積層体として概ね特徴付けることとする。このＺ型−濾材積層体は、複数の流路を含むことができ、流路は流入面に隣接した上流側の部分と出口に隣接した下流側の部分とを備え、上流側の部分で開口する流路が選択され下流側の部分で閉じ、上流側の部分で閉じる流路が選択され下流側の部分で開口される。

【0025】

この濾材積層体２６には、様々な波形形状とサイズが利用可能である。この事例としては、直線的な溝となるしわつけ工程により、流路は互いに平行で、一端から他端まで同じ形状であり、流路は押し潰すか圧縮された端部を備えるものか、先細りの流路であって、流入流路がその一端から他端に向けて次第に先細るように形成される一方、隣接する流出流路はその一端の幅が先細り、その他端に向けて次第に広がるように同じ方向に形成されるものがある。様々なＺ型−濾材積層体構成については以下の参考文献に記載されている。

【0026】

１．標準の流路は米国特許番号第５、８２０、６４６号と、第５、８９５、５７４号に記載されている。

【0027】

２．先細りの流路であって、流路の端部が潰されているものと他の形状の変形例については１９９７年１１月６日に公開されたＷＯ９７／４０９１８号公報に記載されている。

【0028】

上記の参考文献（米国特許番号第５、８２０、６４６号と、第５、８９５、５７４号と、ＷＯ９７／４０９１８号公報）はここに参考のために記載する。

【0029】

再度、図２を参照して、（主要な）フィルタエレメント２２は点検可能である。この文脈において「点検可能」とした用語はフィルタエレメント２２をエアクリーナ組立体１から取り除き、清掃で再生するかまたは取り替えることができることを意味する。典型的なシステムによれば、フィルタエレメント２２は定期的な整備点検作業時に新しいエレメントに取り替えられる。

【0030】

図７に図示されるフィルタエレメント２２は、部品は主たる構造または直線的な流れの構造５５と、主要な濾材積層体２６と、センター部品またはコア５７あるいは濾材積層体２６に取り付けられる他のフレーム構造と、シールまたはシール部材２８の概ね３つの部品から構成される。このシール部材２８は、構造または直線的な流れの構造５５を完全に取り囲むように設けられ、望ましくは流入面２３から１０ｍｍ、望ましくは５ｍｍの範囲に設けられる。

【0031】

ここで、フィルタエレメント２２の主たる構造または直線的な流れの構造は、図面では断面図として図式的に示されている。すなわち流路の詳細については表現されていない。この流路の詳細に関しては、図５と図１５の一部を除いては説明の都合上から省略されている。上述したように、さまざまな流路の形状を使用することができる。Ｚ-フィルタエレメントの両端と、両端の密閉構成については米国意匠特許の第３９６、０９８号、第６、１９０,４３２１号、第４５０、８２７号、第６、２３５，１９５号、第４３７、４０２号、第４５０，８２８号の図面において図示されているので、ここに参考に記載する。

【0032】

引き続き図７を参照して、フィルタエレメント２２の主な本体(直線的な流れ構造）５５は、概ね平らなシート４６（すなわち、非波形の）を使用して巻かれた構造４５を備える外側の表面５６を備えるか、または濾材積層体２６の回りに配置される幾分かの外側シートまたはカバーを備える。

【0033】

図７を参照して、断面が示されているシール部材またはピンチシールあるいは軸方向シールガスケット２８は、取り付け開口部６０（図８）と、軸方向シール領域６１（図７）の特徴を含む。この取り付け開口部６０には、シール部材２８を枠組体５８に固定するための内側ポケット６３が含まれる。

【0034】

上記の軸方向のシール領域６１は、２つのハウジング部分の間で軸方向に圧縮されるように配置される。図示される特定のエアクリーナ組立体１によれば、これらの２つのハウジング部分はカバー７と主要なエアクリーナ部９に相当する。図８を参照して、予備クリーナ８上の周囲の端部のフランジ７０と、主要なエアクリーナ部９上の周囲の端部のフランジ７１との間で特に圧縮状態になる。この位置におけるシール部材２８の圧縮状態は、ハウジングに対する圧縮方向から「軸方向」と呼ぶ。この文脈で、用語の「軸方向」、「軸方向の圧縮」と類似する用語は、圧縮により発生する圧縮方向が流入面２３と流出面２４の間で発生する方向と同じであることを意味する。

【0035】

次に、図７を参照して、軸方向シール部材２８は第１の側面７５と、これに対向する第２の側面７６と外側の環状の表面７７とを概ね含んでいる。また、望ましくは図８を参照すると、ガスケット２０は取り付け開口部６０を含む。この開口部６０はポケット６３を含む。このポケット６３は、本体５２にガスケット２８を固定するために枠組体５８の一部を受け入れる。図８に表現される実施形態では、ポケット６３は溝部８８を含む。この溝部８８は、図示される実施形態では、ガスケット２８の中心軸９４によって左右に分断される。このように、好ましい実施形態では、ガスケット２８は溝部８８の中心となる中心軸94に関して対称に形成される。このポケット６３によって、ガスケット２８を固定し、枠組体に対して「固定される」ことになる。

【0036】

次に、図６〜図８を参照して、枠組体５８の一つの実施形態が表現されている。図示される実施形態では、この枠組体５８は本体５２にガスケット２８を固定するように機能する枠部材９６を含む。この枠部材９６は本体５２の周りの全周に延設されるリング１００（図６）を形成する帯状部（ｂａｎｄ）９８（図８）を含む。この枠部材９６から突出部１０２（図８）が延設される。望ましくは、この突出部１０２は直線的な流れ構造５２の周りの全周に延設されると良い。この突出部１０２はガスケット２８を受け入れる。特に、この突出部１０２はポケット６３により「ぴったりと」受け入れられるように突出形成されている。

【0037】

引き続き図８を参照して、枠部材９６は帯状部９８から内側に向けて半径方向に延びるリップ１０８を含む。このリップ１０８は、外側の周囲の縁部から本体５２の外側の周囲の縁部１０９に掛かっている。このように、このリップ１０８は少なくともフィルタエレメント２２の流入端部２３の一部にかかるように延設されている。このリップ１０８は、本体５２に枠部材９６を固定できるようにしている。このリップ１０８は帯状部９８の一方の端部１１０に形成されている。

【0038】

この帯状部９８の対向する端部１１２において、帯状部は先細り部分１１４を含んでいる。この先細り部分１１４は、本体５２に枠部材９６を固定するときの組立作業を容易にする。特に望ましい実施形態では、組立中においてガスケットリング２８を枠部材９６に押し付けることによって、ガスケット２８に固定されるであろう。この工程は、ガスケット２８のポケット６３を突出部１０２の上に押し付け、適切に突出部１０２にガスケット２８が動作可能に固定されるまで押し付け続けることによって行われる。典型的には、ガスケットリング１１６は枠部材９６を通過するまで幾分か拡張し、一旦突出部１０２に取り付けられと、枠部材９６に対して適度な張力でしっかりと固定される。

【0039】

ガスケット２８と枠部材９６を組み合わせたものは、次に本体５２の上に取り付けられる。この工程は、枠部材９６を流入端部２３の上に置くことで行われる。先細り部分１１４は、流入端部２３を損傷することなく、このガスケット２８／枠部材９６の組立体を適所に位置できるようにする。

【0040】

望ましくは、帯状部９８と本体５２の外側の表面５６との間に接着剤を塗布した状態で枠部材９６を本体５２に固定すると良い。また、この先細り部分１１４は、帯状部９８を本体５２に対して取り付けるときに余分な接着剤がはみ出ることを防止できる。このため帯状部９８と本体５２から絞り出される余分な接着剤による見苦しい外観状態を最小限度にできる。

【0041】

引き続いて図６と図７を参照して、望ましい枠部材９６は筋交い（cross-brace）構造１２２を備える。この筋交い構造１２２は、一体構造と機械的強度をフィルタエレメント２２のガスケット部材２８の領域に提供できるようにする。また、筋交い構造は濾材積層体２６が「望遠鏡のように出入りする」ことを防止できる。ちょうど望遠鏡のように濾材積層体が出入りする現象は、層状の濾材積層体の外側に他の層状の濾材積層体を巻きつけると起こる。この筋交い構造１２２によれば、このような濾材積層体の出入りを防ぐことができる。特に、図示される特定の実施形態によれば、この筋交い構造１２２はリップ１０８と流入端部２３との間に掛け渡されるように延設される３本の筋交い１２４、１２５、１２６を備えている。この筋交い構造１２２は他の特徴点との組み合わせから、魅力的、装飾的な外観に貢献する。

【0042】

このようなガスケット２８の構成は、種々のサイズのエレメント２２とともに使用することができることが理解されよう。典型的なエレメントの構成は、１０ｃｍから６０ｃｍの長さ（流入面２３と流出面２４の間の寸法)のオーダーであり、１０ｃｍから５０ｃｍの幅(円形の場合には直径、競馬場のトラック、長円形または楕円形の場合には最も長い寸法)である。

【0043】

１.ガスケットと枠部材の代替の実施形態
次に、図９と図１０を参照して、代替のシール部材２８’が図示されている。シール部材２８’は、概ね第１と第２の対向側面７５’、７６’と外側の環状表面７７’を含んでいる。望ましくは、ガスケット２８’の構成は、夫々の対向側面７５’、７６’の上に対応する突起、ノブまたはリブ８５’、８６’が形成されると良い。望ましくは、夫々のリブ８５’、８６’は連続形成されており、例えば直線的な流れ構造５２の回りに連続するように延設される。

【0044】

枠構成５８’の上の突出部１０２’は、望ましい実施形態では、ポケット６３’の形状に対応する形状を有する。このように、突起１０２’には、ステム１０４’とヘッド１０６’とが含まれる。

【0045】

ガスケット２８’は、ガスケット２８’を押し付けることで枠部材９６’に固定されるであろう。この工程は、ガスケット２８’のポケット６３’を、突出部１０２’の上から押し付け続け、ガスケット２８’が動作可能になるように枠部材９６’に対して取り付ける。典型的には、このガスケット２８’枠部材９６’を通過するまで幾分か拡張し、一旦突出部１０２’に取り付けられると、枠部材９６’に対して適度な張力によりしっかりと固定される。

【0046】

上記のガスケット構成２８、２８’を使用することで、多くの利点が得られることになり。例えば、
１．ガスケット２８は、図４に例えば図示するように、流入端部２３、領域１１８の近くに位置することから、エレメント２２とハウジング９の間の空間は綺麗な空気領域となる。このことは、この領域ではほこりが効果的に集合しないことを意味する。この結果として浄化空気領域３２は、浄化の間においてほこりによる重大な汚染がなくなる。

【0047】

２．ガスケット２８が軸方向（圧縮）であることから、図４を参照してエレメント本体５２とハウジング９の内側の１２０との間においてガスケットを実質的に大きく延設させる寸法を設ける必要がなくなる。このことは、壁１０と本体５２の間の領域１１８の空間寸法を比較的に小さくすることができ、１０ｍｍ以下、典型的には６ｍｍ以下、望ましくは２ｍｍ以下のオーダーに設定できることになる。

【0048】

濾材積層体２６にはさまざまな材料の使用が可能である。一つの使用可能な濾材積層体２６は以下の特性を有するセルロース濾材積層体が含まれる、すなわちおよそ４５−５５ポンド／３０００平方フィート(８４．７ｇ／平方ｍ)、例えば４８−５４ボンド／３０００平方フィートの坪量と、およそ０．００５−０．０１５インチ、例えば０.０１０インチ（０．２５ｍｍ）の厚さと、例えばおよそ２２フィート／分(６．７ｍ／分)、または２０−２５フィート／分のフレイザー（Frazier）導磁性と、およそ５５−６５ミクロン、例えばおよそ６２ミクロンの間隙寸法と、湿潤状態で少なくとも７ポンド／インチ、例えば８．５ポンド／インチ（３．９Ｋｇ／インチ）の張力と、マシンウエットオフ（machine wet off)の破裂強度であるおよそ１５−２５ＰＳＩ、例えばおよそ２３ＰＳＩ（１５９ＫＰａ）を備える。また、セルロース濾材積層体は微細な繊維とともに処理可能であり、例えばサイズ（直径）が５ミクロンまたはそれ以下の繊維、あるいはサブミクロンの繊維とともに処理される。濾材積層体に対して微細な繊維を適用するためにはさまざまな方法を利用することができる。このようなアプローチについては米国特許で特徴付けられており、例えば米国特許第５、４２３、８９２号の第３２欄、４８−６０行に記載されている。より具体的には、米国特許第３、８７８、０１４号、米国特許第３、６７６，２４２号、米国特許第３、８４１、９５３号、米国特許第３、８４９、２４１号において方法が記載されているが、ここでは参考のために挙げた。微細繊維が使用される場合には、結果と得られる濾材積層体には以下の特性がある、すなわちＳＡＥＪ７２６Ｃに準拠し、ＳＡＥほこりを使用した試験の結果として、一つも９０％を下回らず、平均９９．５％の初期効率と、ＳＡＥＪ７２６Ｃに準拠した試験において平均した総合効率の９９．９８％を得ることができた。

【0049】

２．コア構造
次に、図６、図７、図２０と図２２を参照して、使用可能なコア構造５７について図示されている。このコア構造５７は、濾材積層体２６を支持し主要なエレメント２２の所望な外側の形状を提供するために利用される。後述するように、エアクリーナ９の内部にエレメント２２を配置するときに、フィルタエレメント２２が中心に位置することを助長するための受け入れソケット１３０を規定するように濾材積層体２６を構成することができる。主要なエレメント２２の濾材積層体２６によって規定された受け入れソケット１３０は、エアクリーナハウジング２の内部から延設された凸部に対して揃えるために使用することができる。特に、望ましい実施形態によれば、凸部は安全エレメント２０の一部になるであろう。この構成についてはセクションＣ（２）でさらに説明される。

【0050】

さまざまなコア構造５７が使用可能である。図示の特定の構成を有利に使用することができる。図示されるコア構造５７では、受け入れソケット１３０を支持するようにコア構造５７が使用可能である。特に、図示されるコア構造５７は、非円筒形状の部材１３２を含んでいる。図２２において、部材１３２は、それらの間において開口した容積１３６を規定した対向する壁１３４、１３５によって少なくとも一つの領域を規定している。この開口した容積１３６は、開いている受け入れ器１３８として機能する。図示される望ましい構成によれば、この受け入れ器１３８は濾材積層体２６によって定義された受け入れソケット１３０に揃えられ支持する。図示のものによれば、受け入れソケット１３０および受け入れ具１３８は非円筒形状である。ここで、用語の「非円筒形状」はその断面図が円を形成しないことを意味する。むしろ、断面図は非円形となる。図示される望ましい実施形態によれば、受け入れソケット１３０の断面図および受け入れ具は対向する壁１３４、１３５の間の間隙の寸法が２０ｍｍ以下であり、少なくとも２ｍｍ以上であり、通常は３−１２ｍｍの範囲である。対向する壁１３４、１３５は図６に図示されるように湾曲した端部１４０、１４１で接続される。

【0051】

図示のコア構造は、強度を確保するための構造的なモールド１４４（図７）を含んでいる。また、望ましい実施形態ではフィルタにかけられるべき流体がコア５７の壁１３４、１３５の間の隙間を漏れ出ることを防ぐことを確実にするための成型されたプラグ１４８をさらに含む。このモールド１４４は、特定の望ましい実施形態によればセンタリング構造１５０をさらに含む。図７に図示の実施形態では、センタリング構造１５０はコア構造５７の端部１４０、１４１の間の略中間において頂点１５２を有している。このセンタリング構造１５０は、ハウジング２の凸部とともに作用してエレメントをエアクリーナ１に設置するときに、フィルタエレメント２２を揃えて中心に置けるように作用する。

【0052】

望ましい実施形態では、このセンタリング構造１５０は受け入れ器１３８を第１と第２の受け入れポケット１６４、１６６とに分割する。望ましい実施形態では、これらの受け入れポケット１６４、１６６は、エアクリーナ１が動作可能となるように主要なエレメント２２を中心に配置し適切に揃えるように夫々の凸部を受け入れる。

【0053】

多くの使用可能な実施形態では、コア構造５７の端部１４０、１４１の間の距離は２４ｃｍ以下であり、少なくとも５ｃｍであり、通常は７〜１５ｃｍである。

【0054】

また、望ましいコア構造５７は少なくとも一つの波形の領域１５４（図２０）であって、壁１３４の一部として成型される部分を含むことができる。この波形の領域１５４は少なくとも一つ、望ましくは濾材積層体２６（図５）の波形シート４７の波形部に合致する数の２−１０個の波形部１５０を含んでいる。望ましいコア構造５７では２箇所の波形の領域１５４、１５８を含む。また、第２の波形の領域１５８は少なくとも２つの波形領域１５９を含む。これらの波形の領域１５４、１５８は、巻きつけ工程で役立ち、主要なエレメント２２をもたらす。この巻かれた構造を得るために濾材積層体２６の波形の側は波形の領域１５４、１５８に対して揃えられる。次に、濾材積層体２６がコア構造５７に巻き付かれるかまたは巻回される。この濾材積層体２６は、コア構造５７と濾材積層体２６の間の領域１６０、１６１において、例えば粘着性の接着剤ビードが使用されることによってコア構造に固定される。

【0055】

いくつかの実施形態では、主要なフィルタエレメント２２は外側の側壁２５を覆うための外側の保護的な包装で覆われる。

【0056】

ここで使用可能な、目を引く特有のフィルタエレメント２２は、２００３年４月２日に出願された米国意匠特許出願番号の第７５８、１５２０ＵＳ１において、フィルタエレメントとして出願されており郵送番号ＥＶ１４３５５５７５６として出願済みであるのでここに参照のために盛込んだ。

【0057】

Ｃ．使用可能な安全エレメント
１．図１１から図１４の実施形態
次に図１１から図１４を参照して、使用可能な安全エレメント２０の実施形態について図示されている。望ましいシステムでは、この安全エレメント２０は主要なフィルタエレメント２２が破損などした場合に、主要なフィルタエレメント２２を通過してしまった異物などから下流側の部品を保護する目的のために、主要なフィルタエレメント２２のエアクリーナ１の下流側に配置される。加えて、この安全エレメント２０は異物が清浄空気領域３２に進入することを防ぎ、エアクリーナ１の点検作業中にエンジンを保護する。

【0058】

この安全フィルタエレメント２０は、望ましくは主要なフィルタエレメント２２の外側の周囲に合致する外側の周囲１７０を有する。図示の実施形態では、この安全エレメント２０は長円形または競馬場のトラック形状であるが円形などの他の形状でも良い。安全エレメント２０が競馬場のトラック形状である場合には、１組の円弧または湾曲した端部１７４、１７５と、これらに接合される１組の直線的な側面１７２、１７３とを含む。

【0059】

図示される実施形態では、この安全エレメント２０は剛体の構造的な枠１７８を含んでいる。この枠１７８の一部をスカートまたは帯状部１８０で形成している。この帯状部１８０は、濾材積層体１８４の内部の領域に外接している。濾材積層体１８４にはさまざまなタイプのものを利用することができる。図示される構成では、濾材積層体１８４は直線的な側面１７２、１７３の間で延設される折り目１８５によりひだをつけている。使用可能な構成によれば少なくとも１０個の折り目、５０個以下の折り目、通常は１５から３０個の折り目を含む。この構成は、１インチあたり少なくとも２個の折り目、通常は１インチあたり３から８個の折り目の密度でひだをつけることに対応する。図１１において、折り目１８６により形成される２つの領域１８６、１８７の形状が分かる。第１の折り目の領域１８６は第２の折り目の領域１８７から安全エレメント２０を分割する枠１７８のパーティション壁１８８により切り離されている。このパーティション壁１８８は湾曲した端部１７４と、湾曲した端部１７５の間で安全フィルタエレメントに沿う長手方向に延びている。

【0060】

望ましい実施形態では、この安全フィルタエレメント２０は少なくとも人間の手の一部を収容する大きさを有するハンドル１９０を含む。この「人間の手の一部を収容するための大きさ」とは、ハンドル１９０は少なくとも手(１本の指または複数の指)の一部を入れることで安全フィルタエレメント２０を操作することができ、安全エレメント２０とハンドル構造の残る部分との間で安全エレメント２０を操作することのできる程度の大きさを意味する。

【0061】

図示される実施形態では、安全フィルタエレメント２０は枠１７８から突出形成されるハンドル１９０を含む。望ましい実施形態では、このハンドル１９０はパーティション壁１８８から一体形成される延設部となる。さまざまなハンドル構造１９０が使用可能である。図示されるものでは、このハンドル１９０は枠部材１８９から延設される少なくとも１つの突起部１９２を形成している。この突起部１９２はノブ、リング、拡大部などを含む様々な構成を採用することができる。図示される構成では、突起部１９２は空間１９６を規定するアーム１９４を形成している。望ましい実施形態では、空間１９６は完全にアーム１９４を通過すると良い。

【0062】

特定の望ましい実施形態では、ハンドル１９０は第２の凸部１９８を含む。この第２の凸部１９８についてもさまざまな形状と構成にすることができる。図示されるものでは、凸部１９８は、空間２０４をアーム２０２に形成しており突起部１９２と同じ形状を備えている。

【0063】

望ましい実施形態では、空間１９６、２０４の大きさは手袋をはめた人間の手の指を収容することができるように設定され、エアクリーナ１に比例して大きくなる安全エレメントの操作を助長できるようにしている。例えば、空間１９６、２０４は少なくとも２平方ｃｍ、通常は４から１００平方ｃｍの断面積領域で規定される。突起部１９２、１９８はパーティション壁１８９の谷部２０６で互いに切り離される。

【0064】

望ましい用途では、谷部２０６で規定される容積２０５と夫々の突起部１９２、１９８の内側の側面２０７、２０８は、コア５７のセンタリング構造１５０の頂点１５２を収容する。このような好ましい用途によれば突起部１９２、１９８がガイド２１２、２１４として機能して主要なフィルタエレメント２２をエアクリーナ１の適所で動作可能に配置する。これらのガイド２１２、２１４はセンタリング構造１５０とともにエアクリーナ１の中にフィルタエレメント２２を中心に配置できるようにする。このことは以下のセクションＣ（２）でさらに説明する。

【0065】

引き続き図１１から図１４を参照して、望ましい安全エレメント２０は、安全エレメント２０とハウジング２のエアクリーナ部９の間でシール２２０（図４）の形成を助長するシール部材２１８を含む。図示のものでは、このシール部材２１８は帯状部１８０の周囲全体にわたる帯状部１８０に固定される。図示されるものでは、このシール部材２１８は半径方向に向けられたシール２２１（図４）を、帯状部１８０とハウジング２のエアクリーナ部９の内側の表面１２０との間で突き当てた状態で形成する。このシール部材２１８は、領域３２（図４）に対して安全エレメント２０を設置し、取り外しを助けるための少なくとも段差２２４が形成される。

【0066】

この安全フィルタエレメント２０は、主要なフィルタエレメント２２から濾材積層体２６が望遠鏡のように飛び出ることのを防ぐために役に立つ場合もある。下流側に空気が流れるにつれて発生する空気圧によりエレメント２２が飛び出る力を発生するかもしれない。しかし安全フィルタエレメント２０が下流側の端部２４に隣接して配置されると、濾材積層体が飛び出ることが防止される。

【0067】

使用可能な濾材積層体１８４は、多くの異なるタイプの従来からの濾過材を含む。これにはセルロース、合成および様々な混合物が含まれる。１つの使用可能な濾材積層体が７０±４．０ポンド／３０００平方フィート（１１４±６．５ｇ／平方ｍ）の重さと、０．０３２±０．００３インチ（０．８１±０．０８ｍｍ）の厚みと、１６５±２０フィート／分（５０．３±６．１ｍ／分）のフレイザー（Frazier）透過率と、１００±８ミクロンの間隙サイズと、１９．８±６．６ポンド／インチ（９．０±３Ｋｇ／インチ）の乾燥張力と、２０±５ＰＳＩ（１３８±３４ｋＰａ）の破裂強度と、を備える合成/グラスファイバー混合体である。

【0068】

ここで使用可能な顕著な安全フィルタエレメント２０は、２０００年４月２日に意匠出願された出願番号７５８．１５２１ＵＳ１、名称の安全フィルタエレメントであって、郵便書類番号ＥＶ１４３５５５７６０ＵＳに図示されているのでここに参照のために盛込んだ。

【0069】

２．主要なフィルタの位置決め／センタリングの特徴点
次に、図１５〜図２２を参照して、主要なフィルタエレメント２２と安全フィルタエレメント２０の相互作用について図示されている。上述したように、主要なフィルタエレメント２２は、フィルタエレメント２２の中に形成される濾材積層体２６の空間によって形成される受け入れソケット１３０を規定している。この受けるための受け入れソケット１３０の機能は、エアクリーナ１の中にフィルタエレメント２２を適切に取り付けることを助長するためにガイド構造またはセンタリング構造を案内することである。このガイド構造あるいはセンタリング構造は、エアクリーナ１の中に設けられる多くの異なったタイプの凸部を含むことができる。図示される特定の望ましい構成では、ガイド構造あるいはセンタリング構造は、安全エレメント２０の一部となっている。特に、この実施形態では、ガイド構造あるいはセンタリング構造として、安全フィルタエレメント２０のハンドル１９０の一部を形成するガイド２１２、２１４が設けられている。ここで、この実施形態ではガイド２１２、２１４が安全フィルタエレメント２０の一部として図示されているが、他の実施形態によればエアクリーナ１の中に設けられる他のタイプの凸部またはガイドであっても良いことは言うまでもない。また上述したように、望ましい実施形態では受け入れソケット１３０は受け入れ器１３８を規定するコア構造５７に対して位置決めされる。

【0070】

図２０と図２２において、ガイド２１２、２１４は受け入れソケット１３０とコア５７の受け入れ器１３８に対して突出され受け入れられる様子が分かる。センタリング構造１５０の頂点１５２は、夫々のガイド２１２、２１４の間に延び、側面２０７、２０８と谷部２０６で規定される容積２０５（図１２と図１４）の谷部２０６に向かうことが図示されている。

【0071】

使用上では、安全エレメント２０がエアクリーナ１中に適切に設置された後に、主要なフィルタエレメント２２がハウジング２のエアクリーナ部９に挿入される。受け入れ器１３８の開口部はガイド２１２、２１４に対して位置決めされる。ガイド２１２、２１４は受け入れ器１３８の受け入れポケット１６４、１６６（図７）に入る。フィルタエレメント２２はセンタリング構造１５０の頂点１５２とガイド２１２、２１４との相互作用によって適切に位置決めされる。望ましい実施形態では、フィルタエレメント２２は、ガスケット２８がハウジング２のエアクリーナ部９のフランジ７１に対して当接するように配置される。予備クリーナ部８を含むカバー７は、続いてハウジングのエアクリーナ部９の端部に置かれ、閉じられた状態で固定される。クランプ動作によりガスケット２８が圧縮されてフランジ７０とフランジ７１との間でシールを形成する。

【0072】

夫々の主要なフィルタエレメント２２と安全フィルタエレメント２０は取り外し可能かつ取替え可能である。整備点検のための望ましい方法について以下に述べる。

【0073】

Ｄ.使用可能な予備クリーナ構造
次に、図２〜図４を参照して、望ましい予備クリーナ部８が図示されている。主要なフィルタエレメント２２の上流側において多くの異なる形式の従来からの予備クリーナが使用可能であるが、図示される特定の予備クリーナ８を効果的に使用できる。

【0074】

上述したように、この予備クリーナ８は多くの遠心分離式の管１３を含んでいる。夫々の管１３は、対向する端部２２９、２３０間で、外側の周囲において実質的に先細りする筒状の壁２２８を含んでいる。端部２２９は、端部２３０より小さい直径を備えている。端部２２９は端部２３０の上流側に配置される。壁２２８の内部には風向計か曲がったブレード２３４を含む渦発生装置２３２が設けられている。また、壁２２８はその下流側の端部２３０において出口ポート２３６を含んでいる。

【0075】

夫々の管１３は、上流側のバッフル板２３８の中に受け入れられる。このバッフル板２３８は、管１３の上流側の端部２２９を受け入れるための大きさの複数の開口２４０を有する。夫々の管１３の上流側の端部２２９は、開口２４０の一部であるスロット２４４に受け入れられるタブ２４２（図３）を有する。このタブ／開口は、夫々の管１３の出口ポート２３６がほこり排出管４に確実に向かうようにする指針構造２４６（図３）を形成する。

【0076】

図示される望ましい予備クリーナ８は、管２２８の中に受け入れられる多くの抽出管２５０をさらに含んでいる。望ましい装置によれば、夫々の抽出管２５０はカバー７の一体化部品として成形される。このように望ましい実施形態ではカバー７は、一体成型された部品として側壁２５２、管１４、下流側のバッフル板２５４と夫々の抽出管２５０を含むことになる。

【0077】

予備クリーナ８を組み立てるためには、夫々の管２２８がバッフル板２３８の対応する開口２４０に挿入される。指針構造２４６が、夫々の管２２８のタブを対応するスロット２４４の内部に位置決めするように使用されて、出口ポート２３６が排出管４の方向に確実に向かうようにする。夫々の管２２８を設置した上流側のバッフル板２３８は予備クリーナ８の残る部分の上を覆うように配置される。管２２８の端部２３０の夫々は対応する抽出管２５０に向けられ、バッフル板２３８はスナップ動作などによって側壁２５２に対してに固定される。

【0078】

この予備クリーナ８は以下の通りに作動する。粒子状物質を含む気体の流れは、夫々の管１３の上流側の端部２２９を介して流入する。この流れは渦発生装置２３２により回転が引き起こされる。回転状態になった気体の流れは、流れの中の粒子状物質に遠心力を与える。この粒子状物質は、気体の流れ中において気体より重いために壁２２８に向かって移動する。

【0079】

粒子状物質は、出口ポート２３６から放出される一方、残った気体の流れは抽出管２５０を介して流れる。この抽出管２５０からは、空気が下流側に流れて主要なフィルタエレメント２２の上流側の流入面２３に流れ込む。この出口ポート２３６から放出された粒子状物質は自重の重力作用で下方に落下して排出管４を通し、続いて排出バルブ１５を通して外部に落下する。

【0080】

Ｅ.方法
上述したように直線的な流れ構造を有するフィルタエレメントをシールする方法が概ね提供される。望ましい方法は、概ねカバーと主要なエアクリーナ部の対向するフランジを上記のように配置し、軸方向に突出されるシールガスケット（エレメント上の）と係合させ、図示のように軸方向にガスケットを圧縮することで行われる。

【0081】

上述したように、シールガスケットを直線的な流れ構造を有するフィルタエレメントに取り付けるための方法が提供される。

【0082】

一つの事例の方法によれば、ガスケットはガスケットリングを形成するために押出成型され、所定長さで切断され、次に接着される。他の使用可能な方法によれば、ガスケットはウレタン・フォームであり、このウレタン・フォームは必要な形状に成型されるように成型可能な材料から作られる。続いてガスケットリングを枠部材にはめ込んだ後に、枠部材に対して押しつけられる。特に、突出部１０２はポケット６３に絞り込まれる。接着剤が流入端部２３に隣接して本体５２の外側の表面５６に塗布される。ガスケット２８／枠部材９６の組立体は、次に流入端部２３を超えて本体５２の上に取り付けられ、リップ１０８が流入端部２３に係合する状態にする。先細り部分１１４は、本体５２に損傷を与えることなく枠部材９６を所定の場所に移動できるようにする。

【0083】

気体を浄化するために、最初にフィルタエレメントがエアクリーナの中に設置されるべきである。予備クリーナを含むカバー８がハウジング２のエアクリーナ部９から取り外される。安全フィルタエレメント２０が提供される。この安全フィルタエレメント２０は、空間１９６、２０４に指を通すことができるように構成されたハンドル１９０を握ることにより操作される。安全フィルタエレメント２０はエアクリーナ部９の開口端部を介して挿入さて、部分３２において設置される。ガスケット２２０は安全フィルタエレメント２０とエアクリーナ部９の間において半径方向のシール２２１を形成するために壁９との間で圧縮される。

【0084】

次に、主要なフィルタエレメント２２が供給される。この主要なフィルタエレメント２２は、下流側の端部２４が最初にエアクリーナ部９の開口した端部を介して置かれるように操作される。ソケット１３０はそこに受け取られるためにガイド２１２、２１４に対して位置決めされる。特に、コア５７は、受ける受け入れ器１３８において受け入れ用ポケット１６４、１６６を有しており、ガイド２１２、２１４を受け入れるように構成されている。コア５７のセンタリング構造１５０は、エアクリーナ部９の中において主要なエレメント２２を位置決めすることで中心に置くことを助長するためのガイド２１２、２１４と相互作用する。

【0085】

上記のように主要なエレメント２２は中心に置かれ、ガスケット２８がエアクリーナ部９のフランジ７１上に位置するように配置される。次に、予備クリーナ部７がエアクリーナ部９の上に被さるように配置されることで、フランジ７０がガスケット２８の上に静止する状態にする。続いてオーバーセンターラッチまたは留め金１７が使用されて、接合部１１に軸方向力を作用させることで、ハウジングの予備クリーナ部７とハウジングのエアクリーナ部９との間で、ガスケット２８による軸方向のシールを形成する。

【0086】

気体を浄化するために、気体は遠心力の管１３を通り予備クリーナ７に入る。渦発生装置２３２は、気体の流れを回転させて、粒子状物質を壁２８に向けて移動させる。続いて粒子状物質は出口ポート２３６を介して排出され、ほこり排出管１４を通って重力で落下する。このようにして予備的に浄化された気体は、抽出管２５０を通って流れて入口を通って主要なフィルタエレメント２２の流入面２３から内部に流入する。濾材積層体２６は気体から粒子状物質をさらに取り除く。浄化された気体は、続いて流出面２４を介して流れる。次に、気体は安全フィルタエレメント２０の濾材積層体１８４を通過するように流れ、続いて出口管３を通る。この出口管からは、浄化された気体はエンジンなどの下流側の設備へ流れる。

【0087】

一定期間の使用後に、エアクリーナ１は点検が必要となるであろう。このエアクリーナ１の点検を行うために予備クリーナ部７がハウジング２のエアクリーナ部９から取り外される。この作業は、留め金を解除することによって行われる。この留め金が解除されると、この解除によってシールをするガスケット２８によって形成された軸方向のシールが解除される。そして、フィルタエレメント２２の上流側の表面が露出される。フィルタエレメント２２は握られてエアクリーナ部９から取り除かれる。次に、主要なフィルタエレメント２２の様子を見て処分するかまたは清掃によって再生する。また、安全フィルタエレメント２０についても修理の必要がある場合には、ハンドル１９０が握られ、安全エレメント２０がエアクリーナ部９から取り除かれて処分されるかまたは再生されることになる。ここで、多くの適用分野において、安全フィルタエレメント２０の交換を必要としない間であっても、主要なフィルタエレメント２２については交換が必要となる点について理解されるべきである。

【0088】

もしも、安全フィルタエレメントが取り替えられる場合には、２個目の新しい安全フィルタエレメント２０が上記のようにハウジング２に挿入される。次に、新しい主要なフィルタエレメント２２は上記のように提供され、エアクリーナ部９の中に設置される。予備クリーナ部８は、エアクリーナ部９の上に置かれ、軸方向のシールがガスケット２８により形成される。

【0089】

概ねエアフィルタカートリッジは、流入面と流出面とを有するＺ型の濾材積層体と、このＺ型の濾材積層体に取り付けられるシール部材とを具備し、Ｚ型の濾材積層体は、流入面と流出面の少なくとも１つの面において、非円筒形状の受入れソケットを規定する。

【0090】

このエアフィルタカートリッジは、Ｚ型の濾材積層体の内部に設けられる非円筒形状のコア構成を備え、このコア構造は、受入れソケット部を裏打ちする対向する壁を備え、これらの対向する壁は、少なくとも１つの受け入れポケットを規定する。このコア構成は、対向する壁の間に延設されるとともに接続するためのセンタリング構造を含み、このセンタリング構造は頂点を有し、センタリング構造は、少なくとも１つの受け入れポケットを、第１と第２の受け入れポケットに分割する。このコア構成は、流入面と流出面との間で完全に延設される。コア構成の対向する壁の一つは、少なくとも一つの波形の領域を含む。

【0091】

このＺ型の濾材積層体は、溝から成る複数の流路を含み、流路の夫々は前記流入面に近い上流部分と、前記流出面に近い下流部分を有し、（ｉ）流路の選択された一つは、上流部分で開口し、下流部分で閉口しており、また流路の選択された一つは、上流部分で閉口しており、下流部分で開口しており、（ｂ）Ｚ型の濾材積層体は、巻かれた構造を有し、受け入れソケットを中心として規定される。

【0092】

また、エアフィルタカートリッジは、競馬場のトラック形状である。

【0093】

このエアフィルタカートリッジは、Ｚ型の濾材積層体に固定される枠部材であって、枠部材は、Ｚ型の濾材積層体の外側側壁から半径方向に延びる突出部を含み、突出部は、Ｚ型の濾材積層体の周りの全周に延設され、枠部材の前記突出部に取りつけられるシール部材であって、シール部材は、Ｚ型の濾材積層体の周りの全周に延設される。また枠部材は、外側側壁に固定される帯状部と、帯状部の内側に向けて半径方向に延びるリップを含み、突出部は、帯状部から半径方向に延び、リップは、流入面と流出面の少なくとも一つの一部において拡張される。

【0094】

概ねエアクリーナ構造は、複数の遠心分離装置を有する予備クリーナを含む第１ステージと、予備クリーナの下流側のエアフィルタカートリッジを含む第２ステーと、Ｚ型の濾材積層体を備えるエアフィルタカートリッジと、シール部材と、流入面と、流出面とを備え、シール部材は、流入面の近くに配置され、第１ステージと第２ステージとの間をシールする。

【0095】

また、予備クリーナは、カバー構造の上に位置する第１の管状シートと、第１の管状のシートに固定される複数の先細りの管とを備え、夫々の先細りの管は、側壁と、内部空間と、内部空間の内部の渦構造と、側壁で規定される排出管とを備え、カバー構造は、第２の管状シートと、第２の管状シートと一体的な複数の抽出管とを含み、抽出管の夫々は、対応する先細りの管（１３）の内の一つの内部空間に受け入れられ、カバー構造は、そこから延設される排出管を含む。先細りの管は、第１の管状シートの対応するスロットに受け入れられるタブを含み、先細りの管の夫々の排出口が排出管に向かうように位置付けられる。

【0096】

また、Ｚ型濾材積層体は、複数の流路を含み、流路の夫々は前記流入面に近い上流部分と、流出面に近い下流部分を有し、流路の選択された一つは、上流部分で開口し、下流部分で閉口しており、また流路の選択された一つは、上流部分で閉口しており、下流部分で開口しており、第１ステージは、予備クリーナを内蔵したカバー構造を含み、第２ステージは、エアフィルタカートリッジを内蔵したハウジングを含み、シールは、シール部材をカバー構造とハウジングの間で挟むことで形成される。

【0097】

エアフィルタカートリッジは、Ｚ型濾材積層体に固定される枠部材をさらに含み、枠部材はＺ型濾材積層体の外側の側壁から半径方向に延びる突出部を含み、突出部は、Ｚ型濾材積層体の周りの全周に延設され、シール部材は、枠部材の突出部に対して取り付けられ、流入面の近くに配置され、シール部材は、Ｚ型濾材積層体の周りの全周に延設され、シール部材は、カバー構造上のフランジとハウジング上のフランジとの間で挟まれる。

【0098】

枠部材は、側壁に固定される帯状部と、帯状部の内側に向けて半径方向に延びるリップとを含み、突出部は、帯状部から半径方向に延び、リップは、流入面の少なくとも一部に拡張され、枠部材は、リップから延設されるとともに流入面の上まで延設される筋交い構造をさらに含む。

【0099】

第２ステージにおいて、動作可能に安全フィルタエレメントが取り付けられるように、安全フィルタエレメントがエアフィルタカートリッジに係合する。

【0100】

概ね安全フィルタエレメントは、外側の外周を取り囲む帯状部を有する枠と、帯状部に取り付けられるガスケットと、枠に固定される濾材積層体の領域とを備え、枠は、帯状部を分離する中央の隔壁を含み、濾材積層体の領域は、枠により保持されるとともに中央の隔壁により分離される濾材積層体の第１と第２の領域を含み、安全フィルタエレメントは、中央の隔壁から延設するハンドルをさらに含み、ハンドルは、ハンドルと安全フィルタエレメントとの間において人間の手の一部を少なくとも収容できる大きさに設定される。

【0101】

ガスケットは、取り囲む帯状部から半径方向に延び、濾材積層体の第１と第２の領域は、折り目が形成され、ハンドルは、中央の隔壁と一体形成され、ハンドルは、谷により分離される第１と第２の突起するアームを備える。

【0102】

概ねハウジングを備えるエアクリーナにおいて、ハウジングの内部に動作可能に設置される主要なフィルタエレメントであって、流入面と流出面とを有するＺ型の濾材積層体を含む主要なフィルタエレメントを備え、Ｚ型の濾材積層体は、流入面と流出面の少なくとも１つにおいて受け入れソケットを規定し、エアクリーナは、受け入れソケットの内部に向けて延設される突起状のガイド部材を含む。

【0103】

ハウジングの内部において動作可能に設置される安全フィルタエレメントであって、安全フィルタエレメントは、枠により保持される濾材積層体と、安全フィルタエレメントから延設される突起状のガイド部材とを含む。

【0104】

Ｚ型の濾材積層体の内部の非円筒形状のコア構造であって、非円筒形状のコア構造は、対向する壁の裏打ち部分を有し、受け入れソケットは、受け入れポケットを規定し、安全フィルタエレメントは、外側の外周を取り囲む帯状部を有する枠と、帯状部に取り付けられるガスケットと、枠に固定される濾材積層体の領域とを備え、ガイド部材は、安全フィルタエレメントの枠から受け入れポケットに入るように延設される。

【0105】

コア構造は、対向する壁との間で延設され、接続されるセンタリング構造を含み、コア構造は頂点を有し、センタリング構造は、受け入れポケットの少なくとも１つを第１と第２の受け入れポケットに分割し、安全フィルタエレメントの枠は、帯状部を分割する中央隔壁を含み、濾材積層体の領域は、枠により保持されるとともに中央隔壁で分離される濾材積層体の第１と第２の領域を含み、ガイド部材は、中央隔壁と一体形成されるとともに、谷で分離される第１と第２の突起したアームを含み、第１の突起したアームは、第１の受け入れポケットに入るように延設され、第２の突起したアームは、第２の受け入れポケットに入るように延設される。

【0106】

第１と第２の突起したアームの夫々は、人間の手の一部を収容する大きさに設定された空間を規定する。

【0107】

ハウジングは、カバー構造とエアクリーナ本体とを含み、Ｚ型の濾材積層体は、複数の流路を含み、流路の夫々は流入面に近い上流部分と、流出面に近い下流部分を有し、流路の選択された一つは、上流部分で開口し、下流部分で閉口しており、また流路の選択された一つは、上流部分で閉口しており、下流部分で開口しており、主要なフィルタエレメントは、Ｚ型の濾材積層体に固定される枠部材をさらに含み、枠部材はＺ型の濾材積層体の外側の側壁から半径方向に延びる突出部を含み、突出部は、Ｚ型濾材積層体の周りの全周に延び、枠部材の突出部において、流入面の近くで取り付けられるシール部材であって、シール部材は、Ｚ型の濾材積層体の周りの全周に延びるとともに、シール部材はカバー構造とエアクリーナ本体との間で挟まれる。

【0108】

主要なフィルタエレメントの上流側の予備クリーナであって、予備クリーナは複数の遠心分離装置をさらに有する。

【0109】

概ね主要なフィルタエレメントをエアクリーナの内部に設置する方法であって、方法は、容積部を有するエアクリーナのハウジングを提供し、主要なフィルタエレメントを準備し、主要なフィルタエレメントにＺ型濾材を備え、主要なフィルタエレメントは、内部の受け入れソケットを規定し、受け入れソケットの内部に向けて延設される突出部を位置決めすることで、主要なフィルタエレメントをハウジングの内部に配置する。

【0110】

配置する工程は、ハウジング中において動作可能に設けられる安全フィルタエレメントと一体形成される突出部を、受け入れソケットの内部に位置決めする。

【0111】

上記の原理は種々の実施形態と特定の出願に適用することができる。また、上記記載と図面から種々の構成が可能となることは言うまでもない。したがって本発明は明細書に記載の内容に限定されず、むしろ特許請求の範囲に規定される内容から判断されることは勿論である。

【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】