特許 6393721 エアフィルタの構造、組立て、および方法

(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】6393721

(24)【登録日】2018年8月31日

(45)【発行日】2018年9月19日

(54)【発明の名称】エアフィルタの構造、組立て、および方法

(51)【国際特許分類】

   B01D 46/00 20060101AFI20180910BHJP

   F02M 35/024 20060101ALI20180910BHJP

【ＦＩ】

   B01D46/00 302

   F02M35/024 501E

   F02M35/024 501G

【請求項の数】9

【外国語出願】

【全頁数】54

(21)【出願番号】特願2016-189871(P2016-189871)

(22)【出願日】2016年9月28日

(62)【分割の表示】特願2015-39253(P2015-39253)の分割

【原出願日】2005年8月5日

(65)【公開番号】特開2017-40271(P2017-40271A)

(43)【公開日】2017年2月23日

【審査請求日】2016年10月24日

(31)【優先権主張番号】60/599,686

(32)【優先日】2004年8月6日

(33)【優先権主張国】US

(31)【優先権主張番号】60/600,081

(32)【優先日】2004年8月9日

(33)【優先権主張国】US

(31)【優先権主張番号】60/602,721

(32)【優先日】2004年8月18日

(33)【優先権主張国】US

(31)【優先権主張番号】60/616,364

(32)【優先日】2004年10月5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】100115071

【弁理士】

【氏名又は名称】大塚 康弘

(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】100116894

【弁理士】

【氏名又は名称】木村 秀二

(72)【発明者】

【氏名】ライヒター， グレゴリー， エル．

(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】ネルソン， ベニー， ケビン

(72)【発明者】

【氏名】ウェグナー， ダレル

(72)【発明者】

【氏名】クレンショウ， ブルース， アール．

(72)【発明者】

【氏名】クラドニトスキー， ウラジミール

(72)【発明者】

【氏名】ミラー， トーマス， ジー．

(72)【発明者】

【氏名】モーク， ドナルド， レイモンド

(72)【発明者】

【氏名】シュレイジ， ケヴィン， ジェイ．

(72)【発明者】

【氏名】オーセンドルフ， リチャード， ジェイ．

(72)【発明者】

【氏名】クエンペル， ブラッドリー， エー．

(72)【発明者】

【氏名】ランドグレン， トーマス， ジョン

【審査官】 井上 典之

(56)【参考文献】

【文献】 特許第５８６０８５１（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】 特開平０８−２４３３３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−０６４９１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０００−５０８９７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００１−５０７６１７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ０１Ｄ ４６／

Ｆ０２Ｍ ３５／

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

エアフィルタカートリッジであって、
（ａ）前記エアフィルタカートリッジは、第１および第２の対向しあう流れ面を定める対面濾材に固定された縦溝流路を含む濾材積層体を備え、
（ｂ）前記エアフィルタカートリッジは、前記濾材積層体の残りの部分に固定された現場成形された材料を備え、
（ｉ）前記現場成形された材料は、前記エアフィルタカートリッジが使用のために設置されたとき、ハウジング上のシールフランジの間に挟みつけられるよう構成されたピンチシール部材を含むハウジングシール構造を規定し、
（ｉｉ）前記現場成形された材料は、端部を含む部分を規定し、前記端部は前記第１および第２の流れ面の間の流れ方向に略相当する方向に延びるその上に少なくとも第１および第２の離間された突起を有することを特徴とするエアフィルタカートリッジ。

【請求項2】

エアフィルタカートリッジであって、
（ａ）前記エアフィルタカートリッジは、対向しあう流れ面を有する濾材を備え、
（ｂ）前記エアフィルタカートリッジは、前記濾材の周りに延びるように配置されたハウジングシール構造を備え、
（ｉ）前記ハウジングシール構造は、使用中に、エアクリーナの表面に押し付けられるように方向付けられたシール表面を持つピンチシール部材を含み、
（ｃ）前記ハウジングシール構造は、前記カートリッジ上に配置され、前記カートリッジの周りに延び、かつ前記ピンチシール部材を支持している成形された部分を含み、前記成形された部分は、前記ピンチシール部材から遠ざかり流れ面に向かって延びる方向で厚さが減少する先細りになるように形づくられたテーパ部分を含む前記濾材の周りに延び、前記ハウジングシール構造は、前記シール表面の少なくとも一部と前記濾材との間に配置された受容谷部を含み、
（Ａ）前記受容谷部は、前記流れ面の１つに向かう方向に開放され、
（Ｂ）前記受容谷部は、使用中に、その中に突出するエアクリーナアセンブリの一部を受容するように構成されていることを特徴とするエアフィルタカートリッジ。

【請求項3】

（ａ）前記濾材が対面濾材に固定された縦溝流路を含む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。

【請求項4】

（ａ）前記エアフィルタカートリッジは、対面濾材に固定された縦溝流路の帯状物の積層物を含むことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載のエアフィルタカートリッジ。

【請求項5】

（ａ）前記濾材積層体が二つの対向する側面の第１セットを有し、
（ｂ）側部パネル構造が前記エアフィルタカートリッジ上に配置されており、
（ｉ）前記側部パネル構造が、二つの対向する側面の前記第１セットの少なくとも一部の全範囲に配置された少なくとも第１および第２の対向するパネルを含むことを特徴とする請求項４に記載のエアフィルタカートリッジ。

【請求項6】

（ａ）前記第１および第２の対向するパネルが現場成形された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。

【請求項7】

（ａ）前記濾材積層体が、保護シートによって、それぞれ少なくとも部分的に覆われた二つの対向する側面の第２セット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。

【請求項8】

エアクリーナであって、
（ａ）前記エアクリーナは、第１ハウジング部分および第２ハウジング部分を有し、ハウジング内部を規定するハウジングを備え、
（ｂ）前記エアクリーナは、前記第１および第２ハウジング部分の間に挟まれた前記ハウジングシール構造を持ち、前記ハウジング内部に取り外し可能に配置された請求項１ないし７のいずれか一項に記載のエアフィルタカートリッジを備えることを特徴とするエアクリーナ。

【請求項9】

（ａ）前記ハウジングシール構造が、シール時に前記エアクリーナの部品間に挟みつけられるように方向付けられた前記シール部の部分と前記濾材との間に配置された谷部を含み、
（ｉ）前記谷部は、前記流れ面の１つに向かう方向に開放され、
（ｉｉ）前記谷部は、使用中に、その中に突出する前記エアクリーナ上の突起を受容するように構成されており、
（ｂ）前記ハウジングが、前記谷部の中に延びる突起を含むことを特徴とする請求項８に記載のエアクリーナ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、気体の濾過に使用するための濾材に関する。本発明は特に、対面シートに固定された波形に加工された濾材シートを備え、濾材積層体内に形成されたＺ型濾材を使用する、濾材積層体に関する。より具体的には、本発明は、通常エアクリーナにおいて使用するための、保守可能なフィルタカートリッジ構造内の濾材積層体とそれを含む物に関する。また、エアクリーナの、構造、組立ておよび使用方法、ならびに使用システムも記載される。

【背景技術】

【0002】

本発明は、米国以外の全ての国を指定国とする出願人である米国国内企業のドナルドソン社、ならびに、米国のみを指定国とする出願人であり全て米国国民であるＧｒｅｇｏｒｙ Ｌ．Ｒｅｉｃｈｔｅｒ、Ｗａｙｎｅ Ｒ．Ｗ．Ｂｉｓｈｏｐ、Ｂｅｎｎｙ Ｋｅｖｉｎ Ｎｅｌｓｏｎ、Ｄａｒｒｅｌ Ｗｅｇｎｅｒ、Ｂｒｕｃｅ Ｃｒｅｎｓｈａｗ、Ｖｌａｄｉｍｉｒ Ｋｌａｄｎｉｔｓｋｙ、Ｔｈｏｍａｓ Ｇ．Ｍｉｌｌｅｒ、Ｄｏｎａｌｄ Ｒａｙｍｏｎｄ Ｍｏｒｋ、Ｋｅｖｉｎ Ｓｃｈｒａｇｅ、Ｒｉｃｈａｒｄ Ｊ．Ｏｓｅｎｄｏｒｆ、Ｂｒａｄｌｅｙ Ａ．Ｋｕｅｍｐｅｌ、およびＴｈｏｍａｓ Ｊｏｈｎ Ｌｕｎｄｇｒｅｎの名におけるＰＣＴ国際特許出願として、２００５年８月４日に出願された。

【0003】

本仮出願は、その記載全体を参照として本発明に合体する８月６日出願の米国仮特許出願第６０／５９９，６８６号の内容、およびそれに付加される情報を（多少の編集と共に）含む。

【0004】

本仮特許出願はまた、その記載全体を参照として本発明に合体する８月９日出願の米国仮特許出願第６０／６００，０８１号の内容、およびそれに付加される情報を（多少の編集と共に）含む。

【0005】

本仮特許出願はまた、その記載全体を参照として本発明に合体する８月１８日出願の米国仮特許出願第６０／６０２，７２１号の内容、およびそれに付加される情報を（多少の編集と共に）含む。

【0006】

空気など流体の流れは、その中に混入物を有する可能性がある。多くの例では、流体の流れから混入物の一部または全てを濾過することが望ましい。たとえば、原動機付きの車両または発電機器用の、エンジンへの空気流の流れ（たとえば燃焼空気）、ガスタービンシステムへのガス流、および様々な燃焼炉への空気流は、濾過されるべき粒子状の混入物を有する。そのようなシステムでは、選択された混入物が流体から除去される（または流体内でのその量が低減される）ことが好ましい。

【発明の概要】

【0007】

様々な流体濾過（空気または液体濾過）構造が、混入物除去のために開発されてきた。しかし、継続的な改善が求められている。

【0008】

本発明の一部によれば、エアフィルタカートリッジなど、好ましいフィルタカートリッジ内で使用可能な特徴部分が提供される。この特徴部分は、好ましいフィルタカートリッジを提供するために共に使用することができるが、いくつかの有利なカートリッジは、特徴部分のうちの選択されたもののみを使用するように構築することができる。さらに、構築および使用の方法が提供される。

【0009】

本発明の一態様では、エアフィルタカートリッジ内でまたはエアフィルタカートリッジとして使用される、好ましい濾材積層体が提供される。濾材積層体は、対向する流れ面および対向する側部を有する、積層されたＺ型フィルタ構造を備える。対向する側部にて、積層された帯状物（strip）の端部が、成形された端部部片内に固定され、それによってシールされる。好ましくは、成形された端部部片は、成形されたポリウレタンを含む。また、現場で成形された(molded in place)シール構造も提供される。

【0010】

また、フィルタカートリッジを補修構成要素として使用するエアクリーナ構造も説明される。
説明されるタイプの応用例のための、フィルタカートリッジ用の様々な好ましい特徴部分が示される。さらに、エアクリーナの変形形態、エアクリーナシステム、および使用環境の一例が、図示および説明される。また、組立て方法が、図示および説明される。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明による構造で使用可能なＺ型濾材の部分概略斜視図である。

【図2】図１に示す濾材の一部の拡大概略断面図である。

【図3】様々な波形に加工された濾材の定義の例を示す概略図である。

【図4】本発明による濾材を製作する工程の概略図である。

【図5】本発明による構造で使用可能な濾材縦溝流路のための任意の端部ダーツを示す断面図である。

【図6】ブロック状の積み重ねられたＺ型濾材積層体を作り出すためのステップを示す概略図である。

【図7】本発明によるフィルタカートリッジの概略側面図である。

【図8】図７のフィルタカートリッジの端面図である。

【図9】図７のフィルタカートリッジの上面図である。

【図10】図９の線Ａ−Ａに沿った断面図である。

【図11】本発明による代替フィルタカートリッジの概略斜視図である。

【図12】図１１のフィルタカートリッジの上面図である。

【図13】図１２の線Ａ−Ａに沿った側断面図である。

【図14】図１２の線Ｂ−Ｂに沿った断面図である。

【図15】図１１のフィルタカートリッジと共に使用可能なカートリッジ／カセットを示す概略上面図である。

【図16】図１５の線Ｂ−Ｂに沿った断面図である。

【図17】図１５の線Ａ−Ａに沿った断面図である。

【図18】カートリッジ／カセットの斜視図である。

【図19】エアクリーナの一部を示す部分概略断面図である。

【図20】本発明によるエアクリーナシステムをその内部で使用することができる小形トラックを示す図である。

【図21】小形トラックと共に使用可能なエアクリーナシステムを示す斜視図である。

【図22】図２１によるエアクリーナシステムがその中に配置された、小形トラックのフード下のエンジン構成要素の一部を示す概略斜視図である。

【図23】フィルタカートリッジの挿入または取外しステップ中の図２１のエアクリーナシステムを示す分解斜視図である。

【図24】本発明による原理を用いるエアクリーナ構造の斜視図である。

【図25】図２４のエアクリーナ構造の側面図である。

【図26】図２４および図２５のエアクリーナ構造の上面図である。

【図27】図２６の線２７−２７に沿った断面図である。

【図28】図２６の線２８−２８に沿った断面図である。

【図29】図２８の一部を示す部分拡大図である。

【図30】図２４のエアクリーナの分解斜視図である。

【図31】図２４のエアクリーナの代替分解斜視図である。

【図32】図２７の一部を示す部分拡大図である。

【図33】図２７の一部を示す部分拡大図である。

【図34】図２４のエアクリーナの本体構成要素の斜視図である。

【図35】図３４の構成要素の上面図である。

【図36】図３５の線３６−３６に沿った断面図である。

【図37】図３６の一部を示す拡大図である。

【図38】図３５の線３８−３８に沿った断面図である。

【図39】図３８の一部を示す部分拡大図である。

【図40】図２４のエアクリーナのカバー構成要素の斜視図である。

【図41】図４０のカバー構成要素の上面図である。

【図42】図４１の線４２−４２に沿った断面図である。

【図43】図４２の一部を示す部分拡大図である。

【図44】図４１の線４４−４４に沿った断面図である。

【図45】図２４のエアクリーナ内で使用可能なフィルタカートリッジの斜視図である。

【図46】図４５のカートリッジの上面図である。

【図47】図４６の線４７−４７に沿った断面図である。

【図48】図４６の線４８−４８に沿った断面図である。

【図49】図４８の一部を示す部分拡大図である。

【図50】異なるエアクリーナアセンブリの斜視図である。

【図51】図５０のエアクリーナアセンブリの上面図である。

【図52】図５１の線５２−５２に沿った断面線である。

【図53】図５１の線５３−５３に沿った断面図である。

【図54】図５３の一部を示す部分拡大図である。

【図55】図５０のエアクリーナ内で使用可能なフィルタカートリッジの斜視図である。

【図56】図５５のフィルタカートリッジの上面図である。

【図57】図５６の線５７−５７に沿った断面図である。

【図58】図５６の線５８−５８に沿った断面図である。

【図59】たとえば図４５に示す一般的なタイプの濾材積層体など濾材積層体上に、成形側部パネルを形成するために使用可能な型構造の上面図である。

【図59A】図５９の型構造の斜視図である。

【図60】図５９の線６０−６０に沿った断面図である。

【図61】図５９の線６１−６１に沿った断面図である。

【図62】図５９の型構造内に配置された濾材積層体を示し、図６１と類似する図で型を示す断面図である。

【図63】第２の対向する側部パネルを成形するために、上下逆にされ、図５９による型構造内に配置された、図６２の構造に関して行われる工程によりもたらされる濾材積層体を示す図である。

【図64】側部パネルによって覆われていない側部に向かって方向付けられた、図６３による製造ステップ後の濾材積層体を示す側面図である。

【図65】成形された側部パネルをその上に有する側部に向かって方向付けられた、図６４の濾材積層体を示す側面図である。

【図66】濾材積層体のハウジングシールリングの形成のために第１の型部片内に配置された、図６４および図６５による濾材積層体の概略側面図である。

【図67】図６６の構造の上面図である。

【図68】成形操作のために第２の型部片が第１の型部片内に配置された、図６６と類似の図である。

【図69】図６８に示すものに対する代替成形操作を示す概略図である。

【図70】図５５のフィルタカートリッジとほぼ一致するフィルタカートリッジの、側部パネルおよびシール部を形成するために使用可能な型構造の上面図である。

【図71】濾材積層体がその中に配置された状態で型部片を示す、図７０の線７１−７１に沿った断面図である。

【図72】濾材積層体がその中に配置された型部片を示す、図７０の線７２−７２に沿った断面図である。

【図73】図７２および図７３のステップによりもたらされ、成形操作のために上下逆にされその中に置かれる濾材積層体を有する、図７０による型構造を示す概略図であり、型の中に置かれた濾材積層体を図７１の断面図の視点から示す。

【図74】図５５のフィルタカートリッジの一部を形成するために使用可能な型構成要素を示す斜視図である。

【図75】図７４の型構成要素の上面図である。

【図76】図７５の線７６−７６に沿った断面図である。

【図77】図７５の線７７−７７に沿った断面図である。

【図78】図７６の断面図との類似の視点から見た、成形された部をその上に有する濾材積層体を製造ステップ中に型内に配置された状態で概略的に示す、図７５の型構造の断面図である。

【図79】図５５に示すものと類似の特徴部分を有するフィルタカートリッジを形成するための代替構造として使用可能な型構造を示す概略的断面図である。

【図80】濾材積層体がその中に配置された、図７９の型構造の型底部を示す上面図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

いくつかの寸法が（ｍｍおよび時々インチで）、いくつかの図面で例として提供される。代替サイズが可能である。

【0013】

Ｉ．Ｚ型濾材構造の概要
縦溝流路が形成された濾材は、流体フィルタ構造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型フィルタ構造である。本明細書で使用する用語「Ｚ型フィルタ構造（z-filter construction）」は、波形に加工されたか、折り曲げられたか、または別の方法で形成されたフィルタの個々の縦溝流路（flute）が、濾材を通過する流体の流れの長手方向に通常は平行で入口および出口のフィルタの縦溝流路の組を定めるために使用されるフィルタ構造を指すことを意味し、流体は濾材の対向する流入端部および流出端部(または流れ面)の間で縦溝流路の長手方向に沿って流れる。Ｚ型濾材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号に記載されているおり、参照によりこれら１５の各文献を本出願に合体する。

【0014】

一つのタイプのＺ型濾材は、濾材構造を形成するために、互いに結合される２つの特定の濾材部品を使用する。２つの部品とは、(１)縦溝流路が形成された(通常、波形に加工された)濾材シートと(２)対面する濾材シートである。対面する濾材シートは通常、波形に加工されていないが、例えば、２００４年２月１１日に出願され参照として本明細書に合体される米国仮特許出願第６０/５４３,８０４号に記述されるように、例えば縦溝流路の方向に対して垂直に波形が形成されてもよい。

【0015】

縦溝流路が形成された(通常、波形に加工された)濾材シートと対面する濾材シートとは、平行な入口および出口縦溝流路を有する濾材を定めるために合わせて使用される。いくつかの例では、縦溝流路が形成されたシートと対面シートとは互いに固定された後に、コイル状に巻き付けられてＺ型濾材構造を形成する。このような構造は、例えば、参照として本明細書に合体される米国特許第６,２３５,１９５号と同６,１７９,８９０号に記述されている。その他のいくつかの構造では、対面する濾材に固定された波形に加工された濾材のコイル状に巻き付けられていない部分がフィルタ構造を形成するために互いに積層される。この構造の例は、参照として本明細書に合体される米国特許第５,８２０,６４６号の図１１を参照して記述されている。

【0016】

濾材内の構造を指すために本明細書で使用される用語「波形に加工された（corrugated）」は、２本の波形ロールの間、すなわち、２本の波形ロールの間のニップまたはバイト内に濾材を通過させることで結果的に得られる縦溝流路の構造を指すことを意味しており、その波形ロールのそれぞれは、結果として濾材中に波形作用を起こさせるのに適切な表面の特性を有する。用語「波形」は、波形ロールの間のバイト内へ濾材を通過させる工程を含まない技術によって形成される縦溝流路を指すことを意味しない。しかしながら、用語「波形に加工された」は、波形を形成した後に、例えば２００４年１月２２日に国際公開され本明細書に参照として合体されるＰＣＴ国際出願ＷＯ２００４/００７０５４号に記述されるような折りまげ技術によって、濾材が更に修正または変形される場合にも適用されることを意味する。

【0017】

波形に加工された濾材は、縦溝流路が形成された濾材の１つの特定の形態である。縦溝流路が形成された濾材は、濾材を横切って延びる個々の縦溝流路(例えば、波形加工形または折り曲げによって形成される)を有する濾材である。

【0018】

Ｚ型濾材を使用する点検整備可能なフィルタエレメントまたはフィルタカートリッジ構造は、「真っ直ぐに流れる構造（straight through flow configuration）」またはこの変種として呼ばれる。一般にこの文脈で意味されることは、点検整備可能なフィルタエレメントが一般に流入端部（または面）と反対の流出端部（または面）とを有し、流れがフィルタカートリッジにほぼ同一のまっすぐに流れる方向で流入および流出することである。また、この文脈で用語「点検整備可能」は、フィルタカートリッジを含む濾材が対応する流体（例えば空気）クリーナから定期的に取り外されて取り替えられる濾材を収容するフィルタカートリッジに言及することを意味する。いくつかの例では、それぞれの流入端部と流出端部はそれぞれ、ほぼ平たんまたは平面となり、その２つは互いに平行である。しかしながら、これからの変形、例えば非平面の面も可能である。

【0019】

真っ直ぐに流れる構造(特にコイル状に巻かれた濾材積層体の場合)は、例えば、一般に流れが点検整備可能なカートリッジを通過するときにカートリッジの内側で旋回するような、参照として本明細書に合体される米国特許第６,０３９,７７８号に示されるタイプの円筒状のひだ付きフィルタカートリッジなどの点検整備可能なカートリッジと対照的である。すなわち特許第６,０３９,７７８号のフィルタでは、流れは円筒状の側面を通って円筒状のフィルタカートリッジの内部に入り、次に旋回して端面(前進の流れシステムによる)を通って外に流れる。このような逆流システムの一例が、本明細書に参照として合体される米国特許第５,６１３,９９２号に記載されている。

【0020】

本明細書で使用される用語「Ｚ型濾材構造（z-filter media construction）」とその変形例は、それだけで、入口および出口の縦溝流路を定めることが可能になるように適切なシールで対面シートに固定された、波形に加工されたまたは他の方法で縦溝流路を形成された濾材のウェブか、または、そのような濾材から入口および出口の縦溝流路の三次元的ネットワークを形成したまたは構成した濾材積層体（media pack）か、および／または、そのような濾材積層体を含むフィルタカートリッジまたは構造のいずれかまたはその全てを指すことを意味する。

【0021】

図１は、Ｚ型濾材で使用可能な濾材１を図示している。濾材１は波形に加工されたシート（波形シート）と対面するシート（対面シート）４とから形成される。

【0022】

一般に、図１の波形シート３は、本明細書で縦溝流路または波形７の規則的な、曲げられた、波形パターンを備えるものとして特徴づけられる。この文脈で用語「波形パターン（wave pattern）」は、谷７ｂと尾根７ａとが交互にくる縦溝流路または波形に加工されたパターンを指すことを意味する。この文脈で用語「規則的（regular）」は、谷と尾根(７ｂ,７ａ)の組がほぼ同じ繰りかえしの波形(または、縦溝流路)形状とサイズで交互に形成されることを指すことを意味する。また、一般に規則的な構造において、各谷７ｂは、実質的に各尾根７ａの逆形状である。このように用語「規則的」は、波形(または縦溝流路)のパターンが、縦溝流路の長手方向の少なくとも７０％にわたって波形の形状とサイズの実質的な変更なしで、繰り返えす各組(隣接した谷と尾根を有する)をもつ谷と尾根を有することを意味する。この文脈で用語「実質的」は、濾材シート３が可撓性であることから生じる小さな変動ではなく、波形に加工されたあるいは縦溝流路が形成されたシートを作成するために使用されるプロセスまたは形態における違いの結果としての変更を指す。繰り返えしパターンの特徴に関して、いかなる所与のフィルタ構造において等しい数の谷と尾根とが必ずしも存在することを意味しない。例えば、濾材１は、谷と尾根を含む１組の間で、あるいは、部分的に谷と尾根を含む１組にそって、終端とすることができる。例えば、図１で断片的に描写される濾材１は、８個の完全な尾根７ａと７個の完全な谷７ｂとを備える。また、対向する縦溝流路の端部(谷と尾根の端部)は、互いに異なり得る。このような端部の変動は、この定義において特に述べない限り無視される。すなわち、縦溝流路の端部における変動は上記の定義によって保護されることが意図される。

【0023】

波形の「曲げられた（curved）」波形パターンの特徴を述べた文脈において、用語「曲げられた」は、濾材に提供される、折り曲げられたあるいは折り目を付けられた形状の結果ではない、むしろ各尾根の頂部７ａと各谷の底部７ｂは、半曲の曲線にそって形成される波形パターンを指すことを意味する。このようなＺ型濾材の通常の半径は少なくとも０.２５ｍｍであり、通常は多くて３ｍｍであろう。

【0024】

図１に描かれた波形シート３の特定の規則的な、曲げられた、波形パターンの更なる特徴は、各谷と隣接する各尾根の間のほぼ中点３０が、縦溝流路７の長さに概ね沿って、曲率が反転する遷移領域に配置されていることである。たとえば、図１の裏側すなわち面３ａを見ると、谷７ｂは凹形の領域であり、尾根７ａは凸形の領域である。もちろん前側すなわち面３ｂに向かってみると、側３ｂの谷は尾根を形成し、面３ａの尾根７ａは谷を形成する。いくつかの例では、領域３０は、点の代わりに、部分３０の端部で曲率が反転する直線部分３０であってもよい。

【0025】

図１に示される特定の規則的な、曲げられた、波形パターンの波形シート３の特徴は、個々の波形が概ね直線的であることである。この文脈で、「直線的」とは、端部８と端部９間の長さの少なくとも７０％、通常は少なくとも８０％で、尾根７ａと谷７ｂの横断面形状が実質的に変化しないことを意味する。図１で示される波形パターンに関する用語「直線的」は、参照として本明細書に合体される２００３年６月１２日に公開された国際公開第ＷＯ ９７/４０９１８号および第ＷＯ ０３/４７７２２号の図１に記述された波形に加工された濾材のテーパ状の縦溝流路のパターンと区別する。例えば、国際公開第ＷＯ ９７/４０９１８号の図１に図示されたテーパ状縦溝流路は曲げられた波形パターンではあるが、この用語が本明細書で使用されているような「規則的な」パターンあるいは直線的な縦溝流路のパターンではない。

【0026】

上記参照したように本明細書の図１を参照すると、濾材１は第１の端部８と対向する第２の端部９を有する。濾材１がコイル状に巻かれて濾材積層体（media pack）を形成するときに、通常、第２端部９は濾材積層体の入口端部を形成し、第１端部８は濾材積層体の出口端部を形成するが、入口と出口を逆にする構造も可能となる。

【0027】

端部８に隣接して、波形シート３と対面シート４とを互いにシールするために、密封材ビード（sealant bead）１０あるいは他のシール構造が供給される。密封材ビード１０は、時として「対面シートの片側のみに波形シートが積層された片側積層物（single facer）」ビードと呼ばれる、というのは、密封材ビードが波形シート３と対面シート４の間のビードであり、片側積層物または濾材帯状物（media strip）１を形成するために使用されるからである。密封材ビード１０は、端部８に隣接する、空気通路である縦溝流路１１をそれぞれ閉じてシールする。

【0028】

端部９に隣接して密封材ビード１４あるいは他の密封材の構成が供給される。密封材ビード１４は、通常、その中を未濾過の流体が通過しないように端部９に隣接する縦溝流路１５を閉じる。密封材ビード１４は、通常、濾材１では帯状物として適用され、積層中に互いに固定される。このため密封材ビード１４は、対面シート４の裏面１７と、次の隣接する波形シート３の側面１８との間でシールを形成する。濾材帯状物１がコイル状に巻き付けられる代わりに、帯状に切断されて積み重ねられる場合には、密封材ビード１４は、時として「積み重ね用ビード」と呼ばれる。（密封材ビード１４がコイル状に巻かれた構造で使用される場合には、本明細書では図示しないが、「巻付用ビード」と呼ばれる。）

【0029】

図１を参照すると、濾材１が、例えば積層により濾材積層体に一旦組み込められると、濾材１は以下のように動作し得る。最初に、矢印１２の方向の空気は、端部９に隣接する、開いた縦溝流路１１に入る。密封材ビード１０により端部８は閉じているので、空気は、矢印１３で示される方向に濾材を通過する。次に、空気は、濾材積層体の端部８に隣接した縦溝流路１５の開いた端部１５aを通る通路によって濾材積層体から外に出る。もちろん、上記と逆方向の空気流とすることもできる。

【0030】

本明細書の図１に示された特定の構造に対し、平行な波形７ａ、７ｂは、端部８から端部９まで、通常、真っ直ぐに完全に濾材を横切る。真っ直ぐな縦溝流路または波形を選択された位置、特に端部で、変形させるまたは折り曲げることができる。この縦溝流路の端部を閉じるための変更は、通常、上記の「規則的」、「曲げられた」、「波形パターン」の定義から外れる。

【0031】

真っ直ぐで、規則的な、曲げられた波形パターンの波形の形状を用いないＺ形濾材構造が知られている。例えば、山田他による米国特許第５,５６２,８２５号には、狭いV字形(曲げられた複数の側面を有する)の出口縦溝流路に隣接する幾分か半円形状(断面で)の入口縦溝流路を使用する波形パターンが図示されている（米国特許第５,５６２,８２５号の図１、図３参照）。また、松本他による米国特許第５,０４９,３２６号には、１枚の半円形状のシートを別の半円形状のシートに取り付けることにより定められ、結果的に得られる平行で直線的な縦溝流路の間に平たんな領域を備える円形(横断面が)または管状の縦溝流路が当該第５,０４９,３２６号の図２示されている。石井他による米国特許第４,９２５,５６１号(図１)では、四角形の横断面を有するように折り曲げられて、長手方向に沿ってテーパ状となっている縦溝流路が記載されている。国際公開第ＷＯ ９７/４０９１８号(図１)では、曲げられた波形パターン(隣接する、曲げられた凸部と凹部の谷)を有するが、長さ方向にそってテーパ状となっている（従って真っ直ぐではない）平行な波形のひだが図示されている。また国際公開第ＷＯ ９７/４０９１８号では、曲げられた波形パターンを有するが、異なるサイズの尾根と谷のサイズを備えた縦溝流路が図示されている。

【0032】

一般に、濾材は比較的柔軟な材料、通常、樹脂を含み、時には付加材料とともに処理されている(セルロース繊維、合成繊維または両方の)不織布繊維質材料である。したがって、濾材は、容認できない濾材の損傷無しに、種々の波形に加工されパターンに一致させるまたは構成することができる。また更に、濾材は容認できない濾材の損傷なしに、使用のためにコイル状に巻かれるあるいは他の構造に容易にすることができる。もちろん濾材は、使用中に、要求された波形パターンに加工された構造を維持するような性質となりえる。

【0033】

波形形成工程では、非弾性変形が濾材に生じる。これによって、濾材が元の形状に戻ることが防げる。しかしながら、この工程で張力が解放されると、縦溝流路あるいは波形のひだは、伸び部分と曲がり部分の少なくとも一部の回復が起こる、スプリングバックを起こしやすい。対面シートは、この波形加工されたシートにおけるスプリングバックを禁じるために、時には縦溝流路が形成されたシートに接合されることがある。

【0034】

また、通常、濾材は樹脂を含む。波形形成工程で、濾材は樹脂のガラス転移点以上の温度に加熱され得る。樹脂が次に冷却されると、樹脂は縦溝流路の形状を維持するように作用する。

【0035】

波形シート３、対面シート４またはその両方の濾材は、例えば、参照として本明細書に合体される米国特許第６,６７３,１３６号に記載されているような、その一側面または両側面上に、微細な繊維材料を提供することができる。

【0036】

Ｚ型フィルタ構造に関する問題は、個々の縦溝流路端部をいかに閉じるかである。代替物は可能であるが、通常、密封材か接着剤が端部をシールするために提供される。上記の記載から明らかなように、特にテーパ状の縦溝流路ではなく直線的な縦溝流路を使用する典型的なＺ型濾材において、上流側端部と下流側端部の両方で、大きい密封材の表面積(および体積)が必要となる。これらの位置での高品質のシールは、結果として生じる濾材構造の適切な動作にとってかなり重要である。しかし大きなシール材の体積および面積はこの点で問題となる。

【0037】

次に、図２に着目すると、規則的に、曲げられた、波形パターンの波形シート４３と、波形に加工されていない（面）流れシート４４とを使用するＺ型濾材構造４０が示されている。点５０と点５１の間の距離Ｄ１は、所与の波形の縦溝流路５３の下にある領域５２の対面する濾材４４の範囲を定める。同じ距離１上の波形に加工された縦溝流路５３のためのアーチ形の濾材の長さＤ２は、波形に加工された縦溝流路５３により、当然Ｄ１より長い。縦溝流路が形成されたフィルタの応用において使用される通常の規則的な形状の濾材では、点５０と５１と間の濾材５３の直線長さＤ２は、一般にＤ１の少なくとも１．２倍である。通常ではＤ２は、Ｄ１の１．２〜２．０倍の範囲内になる。空気フィルタのための１つの特別の便利な構造では、Ｄ２がＤ１の約１．２５〜１．３５倍である構成を有する。そのような濾材は、例えば、ドナルドソン社のＰｏｗｅｒｃｏｒｅ（登録商標）のＺフィルタ構造において商業的に使用されている。ここで比Ｄ２／Ｄ１は、時として波形に形成された濾材の縦溝流路／平坦部の比率または濾材の引きしぼり（media draw）として特徴付けられる。

【0038】

段ボール業界では、様々な規格の縦溝流路が定められている。例えば規格Ｅの縦溝流路、規格Ｘの縦溝流路、規格Ｂの縦溝流路、規格Ｃの縦溝流路、および規格Ａの縦溝流路など。添付の図３は、以下の表Ａとの組み合わせで、これらの縦溝流路の定義を提供する。

【0039】

本特許の譲受人であるドナルドソン株式会社（ＤＣＩ）社は、様々なＺフィルタ構造内における規格Ａと規格Ｂの縦溝流路の変形を使用してきた。これらの縦溝流路もまた、表Ａおよび図３で定められる。

【0040】

【表1】

【0041】

もちろん、段ボール箱業界からのその他の規格の縦溝流路の定義が知られている。

【0042】

一般に、段ボール箱業界からの規格の縦溝流路の構造は、波形に加工された濾材のための波形形状またはほぼ波形形状を定めるために使用することができる。ＤＣＩ縦溝流路ＡおよびＤＣＩ縦溝流路Ｂと、段ボール業界の規格縦溝流路Ａおよび規格縦溝流路Ｂとの間の上記比較は、いくつかの使いやすい変動を示している。

【0043】

ＩＩ．縦溝流路が形成された濾材を使用する積層された濾材構造の製造の概要
図１の帯状物１に相当する濾材帯状物を製作するための、製造工程の一例を図４に示す。通常、対面シート６４、および縦溝流路６８を有する縦溝流路が形成された（波形に加工された）シート６６が互いに組み合わされて、接着ビードが７０にてそれらの間に配置された濾材ウェブ６９を形成する。接着ビード７０は、図１の片側積層物ビード１０を形成する。ウェブ中央部に配置される中央ダーツ部７２を形成するために、任意のダーツ付け工程が、ステーション７１で行われる。Ｚフィルタ濾材またはＺ濾材帯状物７４は、波形および対向シートの間に延びる密封材（片側積層物ビード）の帯状物を備える端部をそれぞれ有する、Ｚ型濾材７４の２つの部片７６、７７を作り出すために、７５にてビード７０に沿って切断しまたは切込みを入れることができる。当然、任意のダーツ付け工程が用いられる場合、密封材（片側積層物ビード）の帯状物を備える端部はまた、この位置でダーツが付けられる１組の縦溝流路を有する。次いで帯状物または部片７６、７７を、図６に関連付けて以下で説明するように積層するために、横断して切断することができる。

【0044】

図４に関して特徴付けられるようなプロセスを行う技術は、２００４年１月２２日に国際公開され参照として本明細書に合体するＰＣＴ国際出願ＷＯ０４／００７０５４号に記載されている。

【0045】

さらに図４を参照すると、Ｚ型濾材７４がダーツ付けステーション７１によって設けられる前に、Ｚ型濾材７４が形成されなければならない。図４に示す概略図では、これは、１対の波形ローラ９４、９５に濾材９２の平坦なシートを通過させることによって行われる。図４に示す概略図では、濾材９２の平坦なシートは、ロール９６から巻き出され、テンションローラ９８に巻き回され、次いで波形ローラ９４、９５の間のニップまたはバイト１０２を通される。波形ローラ９４、９５は、平坦なシート９２がニップ１０２を通過した後にほぼ所望の形状の波形を与える、歯１０４を有する。ニップ１０２を通過した後、平坦なシート９２は、波形に加工され、６６にて波形に加工されたシート（波形シート）と呼ばれる。次いで波形シート６６は、対面シート６４に固定される。（波形加工工程はいくつかの例で、濾材を加熱することを伴う。）

【0046】

図４をさらに参照すると、工程はまた、ダーツ付け工程ステーションへと経由する対面シート６４を示す。対面シート６４は、ロール１０６上に保管されて示され、次いで波形シート６６へと送られてＺ型濾材７４を形成する。波形シート６６および対面シート６４は、接着材またはその他の手段によって（たとえば音波溶接によって）互いに固定される。

【0047】

図４を参照すると、波形シート６６と対面シート６４とを互いに固定するために使用される接着ライン７０が密封材ビードとして示される。あるいは、対向するビードを形成するための密封材ビードは、７０ａとして示すように適用することができる。密封材が７０ａにて適用される場合、密封材ビード７０ａを受け入れるために、波形ローラ９５内、場合によっては波形ローラ９４、９５内の両方に間隙を設けることが望ましい。

【0048】

波形に加工された濾材に設けられる波形のタイプは、選択することができ、波形ローラ９４、９５の波形または波形の歯によって決定される。１つの好ましい波形パターンは、上記で定義されたような直線的な縦溝流路の、規則的に曲げられた波形パターンの波形となる。使用される典型的な規則的に曲げられた波パターンは、波形に加工されたパターン内の、上記で定義されるような距離Ｄ２が、上記で定義されるような距離Ｄ１の少なくとも１．２倍のものとなる。１つの好ましい応用例では、通常、Ｄ２＝１．２５−１．３５×Ｄ１である。いくつかの例ではこの技術を、たとえば直線的な縦溝流路を使用しないものなど、「規則的」でない曲げられた波形パターンに適合させることができる。

【0049】

説明したように、図４に示す工程は、中央ダーツ部７２を作り出すために使用することができる。図５は、ダーツを付け、切込みを入れた後の、縦溝流路６８のうちの１つの断面を示す。

【0050】

４つのしわ１２１ａ、１２１ｂ、１２１ｃ、１２１ｄを備えるダーツを付けられた縦溝流路１２０を形成するための、折曲げ構造１１８を見ることができる。折曲げ構造１１８は、対面シート６４に固定された、平坦な第１の層または部分１２２を備える。第１の層または部分１２２に対して押し付けられた、第２の層または部分１２４を示す。この第２の層または部分１２４は、好ましくは、第１の層または部分１２２の、折曲がった対向する外側端部１２６、１２７から形成される。

【0051】

さらに図５を参照すると、２つの折目またはしわ１２１ａ、１２１ｂは、ここでは全体的に、「上方の、内側に方向付けられた」折目またはしわと呼ばれる。「上方の」という用語はこの文脈で、折目１２０を図５の向きで見た場合に、折目１２０全体の上方部分にしわが載ることを示すことが意図される。「内側に方向付けられた」という用語は、各しわ１２１ａ、１２１ｂの折曲げ線またはしわの線が、他方に向かって方向付けられることを指すことが意図される。

【0052】

図５では、しわ１２１ｃ、１２１ｄが、ここでは全体的に、「下方の、外側に方向付けられた」しわと呼ばれる。「下方の」という用語はこの文脈で、しわ１２１ｃ、１２１ｄが、図５の向きのしわ１２１ａ、１２１ｂのように頂部には配置されていないことを指す。「外側に方向付けられる」という用語は、しわ１２１ｃおよび１２１ｄの折曲げ線が、互いから背いて方向付けられることを示すことが意図される。

【0053】

本明細書で使用される「上方」および「下方」という用語は、具体的には、図５の向きから見たときの折目１２０を指すことが意図される。すなわちそれらは、それと異なり折目１２０を使用するために実際の製品内で向きを決めるときの方向を示すものではない。

【0054】

図５のこれらの特徴および再検討によって、本発明の図５による好ましい規則的な折曲げ構造１１８は、少なくとも２つの「上方の、内側に方向付けられたしわ」を備えるものであることを理解することができる。これらの内側に方向付けられたしわは、独特であり、折曲げが隣接する縦溝流路上に大幅に侵入しない全体的な構造を設けることを助ける。

【0055】

第２の層または部分１２４に対して押し付けられた、第３の層または部分１２８も見ることができる。第３の層または部分１２８は、第３の層１２８の対向する内側端部１３０、１３１から折り曲げることによって形成される。

【0056】

折曲げ構造１１８を見る別の方法は、波形シート６６の交互の尾根および谷のジオメトリを参照することである。第１の層または部分１２２は、反転された尾根から形成される。第２の層または部分１２４は、反転された尾根に向かって折り曲げられ、好ましい構造ではそれに対して折曲げられる、（尾根を反転させた後の）二重の峰に相当する。

【0057】

図５に関連して説明した任意のダーツを好ましいやり方で形成する技術が、参照により本明細書に合体するＰＣＴ国際出願ＷＯ０４／００７０５４に記載されている。濾材を扱うその他の技術が、参照により本明細書に合体する、２００４年３月１７日出願のＰＣＴ国際出願ＰＣＴ／ＵＳ２００４／０７９２７号に記載されている。

【0058】

本明細書に記載される技術は、コイル状に巻くことによって形成されるのではなく片側積層物の複数の帯状物から形成される構造によってもたらされる、濾材積層体の使用によく適合する。

【0059】

濾材積層体の対向する流れ端部または流れ面には、様々な定義を与えることができる。多くの構造では、端部は一般に平坦であり、互いに垂直である。

【0060】

縦溝流路シール部（片側積層物ビード、巻き付け用ビードまたは積み重ね用ビード）は、様々な材料から形成することができる。引用され合体される参考文献の様々なものにおいて、ホットメルトまたはポリウレタンシールが、様々な応用例に可能であるとして記載されている。これらは、本明細書に記載される応用例に使用可能である。

【0061】

図６に、Ｚ型濾材の帯状物からＺ型濾材積層体を形成するステップを概略的に示す。図６を参照すると、帯状物２００に類似の帯状物２０２が積層２０１に加えられた、帯状物２００を示している。帯状物２００は、図４の帯状物７６、７７のいずれかから切断することができる。図６の２０５で、帯状物２００、２０２に相当する各層の間の、片側積層物ビードまたはシール部と反対側の端部にて、積み重ね用ビード２０６の適用が示される。図６では、各層が積層の頂部に加えられる。あるいはそのような層を、底部に加えることができる。

【0062】

また、いくつかの代替工程手法では、密封材ビード２０６は、各片側積層物帯状物の縦溝流路が形成されたシート（波形に加工された）側と対向して、各帯状物の下面（すなわち対面シート側）に加えることができる。

【0063】

図６を参照すると、各帯状物２００、２０２は、前端部（front edge）２０７および後端部（rear edge）２０８、および対向する側端部（side edge）２０９ａ、２０９ｂを有する。各帯状物２００、２０２を含む、波形シート／対面シートの組合せの入口および出口縦溝流路は、一般に前端部２０７、後端部２０８の間に延び、側端部２０９ａ、２０９ｂと平行である。側端部２０９ａ、２０９ｂは、濾材帯状物２００の後端部および先端部（tail and lead ends）と呼ばれることがある。

【0064】

濾材積層体２０１が形成されている図６をさらに参照すると、対向する流れ面が２１０、２１１にて示される。濾過時に、面２１０、２１１のどちらを入口端面にし、どちらを出口端面にするかは、選択することができる。いくつかの例では、積層用ビード２０６は、好ましくは、上流または入口面２１１付近に配置することができる。流れ面２１０、２１１は、対向する側面２２０、２２１の間を延びる。

【0065】

図６で形成される積層された濾材積層体２０１は、本明細書で「ブロック状の」積み重ねられた濾材積層体と呼ばれることがある。「ブロック状の」という用語はこの文脈で、この構造が、全ての面が全ての隣接する壁面に対して９０°となる、長方形のブロックへと形成されることを示す。参照により本明細書に合体する、２００４年６月１４日出願の米国仮特許出願第６０／５７９，７５４号に記載されるような代替構造が可能である。代替構造の一例は、各積み重ねられた濾材積層体構造の断面が長方形（または直角四辺形）断面を有するのではなく、少なくとも１つの断面が、傾いた平行四辺形断面であるものとなることがある。そのような平行四辺形では、対向する辺は互いに平行であるが、隣接する辺は直角に交わらず、９０°以外の規定された角度で交わる。

【0066】

積層を形成する際に各シートが、隣接するシートに対してどのように位置決めされるかに応じて、さらに別の積層形状が可能である。

【0067】

いくつかの例では、図示の濾材積層体２０１は、いずれかの断面が平行四辺形形状を有する、すなわち２つの対向する側面のいずれかが互いにほぼ平行に延びるものとして参照される。

【0068】

図６に示す、ブロック状の積層構造が、従来技術の、参照により本明細書に合体する米国特許第５，８２０，６４６号に記載されていることに留意されたい。積層構造が、２００３年３月２５日出願の米国特許第５，７７２，８８３号、同第５，７９２，２４７号、米国仮特許出願第６０／４５７，２５５号、および２００３年１２月８日出願の米国特許第１０／７３１，５６４号に記載されていることにも留意されたい。前記４つは全て、参照により本明細書に合体する。米国特許第１０／７３１，５０４号の図６の積層構造は、傾斜したまたは傾いた平行四辺形積層構造であることを留意されたい。

【0069】

当然、記載された方法は単なる例示に過ぎない。使用可能なＺ型濾材積層体は、別のやり方で形成することができる。

【0070】

ＩＩＩ．図７〜図１０の第１のフィルタカートリッジ
上記の概括的な説明による濾材積層体を使用するフィルタカートリッジを記載する、図７に注目する。図７を参照すると、（長方形または直角（垂直）平行四辺形の）ブロック状の積層された濾材積層体３０１を備えるフィルタカートリッジが、３００で示されている。濾材積層体２０１の両端をシールするために、側部パネル３０２、３０３が配置されている。これらのパネルは、一般に、２００４年６月１４日出願の米国仮特許出願第６０／５７９，７５４号の記述に従って製作することができる。

【0071】

より詳細には、また図６を参照すると、各片側積層物帯状物２００（互いに固定された波形シートおよび対面シートの区画を含む）は、先端部２０９ｂおよび後端部２０９ａを有する。これらの端部は、片側積層物の連続的な帯状物を、濾材積層体の積層を形成するために使用される個々のシートに切断することにより得られる。先端および後端は、シールして閉じられる必要がある。図１９の構造では、このシールは、側部パネル３０２、３０３によって行われる。

【0072】

以下で説明するような好ましい構造では、パネル３０２、３０３は、片側積層物帯状物の先端および後端を濾材積層体内でシールするために、濾材積層体に直接成形される。この文脈での「・・・に直接成形される」とは、側部パネル内にプリフォームがあるのではなく、側部パネルが定位置で濾材積層体上に形成され、それに接合されることを意味する。これは、たとえばポッティング材料によって濾材積層体に取り付けられる、予備成形により成形された側部部片とは異なる。

【0073】

濾材積層体３０１は、対向する流れ面３０５、３０６を有する。使用時は、空気が、濾材積層体３０１内を流れ面３０５、３０６の一方から他方へと流れる。流れの方向は通常、使用するシステム用に選択することができる。濾材積層体３０１は、流れ面３０５を出口流れ面として配置されることが多いが、代替形態も可能である。

【0074】

流れ面３０５に隣接するがそこから流れ面３０６の方へと離隔して、周辺シールリング３１０が設けられる。図示される特定のシールリング３１０は軸方向締付け(pinch)シールリングであるが、代替形態が可能である。本明細書でシールリング３１０は、使用のためにフィルタカートリッジ３００がエアクリーナ内に配置されるときに、ハウジング構造要素と共にシール部を形成するためにフィルタカートリッジ３００内の望ましい位置に配置されるシール部材であるので、ハウジングシール構造と呼ばれることがある。

【0075】

図７のフィルタカートリッジ３００は、（ａ）濾材積層体３０１を設け、（ｂ）別個の成形操作でパネル３０２、３０３をそこに成形し、最後に締付け（ハウジング）シール構造３１０を、３ショット成形工程でそこに成形することによって製作することができる。たとえば単一ショット成形を準備し使用することができるなど、代替方法が可能である。

【0076】

必要に応じて、濾材積層体の表面３１２を覆って、保護シートまたはパネルを設けることができ、また濾材積層体２０１の対向する面または表面を覆って、第２の保護シートを設けることができる。そのようなパネルは、厚紙、プラスチックシートなど、様々な材料で形成することができる。そのようなパネルは、パネル３０２、３０３が成形されるときに、濾材積層体３０１に接触して配置することによって、現場で(in place)固定することができる。

【0077】

図示のような典型的なカートリッジ３００では、カートリッジ３１２、および濾材積層体３０１の反対側の表面は、少なくとも５０％、通常少なくとも７０％が、成形材料で覆われない。いくつかの成形された材料は、それを覆い、ハウジングシール部３１０と結合して配置される。ただし、対向する成形パネル３０２、３０３の部分は、部分的に側部３１２（および反対側）を覆って延びることができる。しかし、一般的に、また好ましい構造では、濾材積層体内の、表面３１２と対向表面とに相当する１対の表面は、少なくとも５０％、通常少なくとも７０％が、濾材積層体３０１に直接成形される成形材料によって覆われない。「直接成形される」とはこの文脈または本明細書中のその他の文脈において、定義された部分が成形操作によって形成され、型内に濾材積層体の識別される部分を有し、樹脂が少なくとも部分的に、濾材積層体に直接結合されることを意味する。すなわち、この場合も、濾材積層体がポッティングによって固定された予備成形された端部部片は、濾材積層体に直接成形される端部ピースではない。

【0078】

説明したように、いくつかの例で表面３１２（および対応する反対側表面）を、端部部片３０２、３０３内および必要に応じて部分的にハウジングシール構造３１０内に埋め込まれる、厚紙またはプラスチックの部など予備形成された部片によって覆い、その保護カバーを定位置に固定することができる。そのようなカバーは、上記定義によれば、濾材積層体に「直接成形された」材料に相当しない。

【0079】

カートリッジ３００は特に、対向端部３１６、３１７を有する成形パネル３０２、３０３を備えて構成される。これらの端部は、締付けシール部３１０がハウジング部片の間にシールされるとき、ハウジング部片と係合するように構成することができる。当接領域３１６、３１７に対するこの手法が用いられる場合、濾材積層体は、便宜上、シール部３１０によってハウジング内に懸架されるのではなく、領域３１６、３１７にてハウジング部片と当接することによっても、定位置に固定される。表面３１６、３１７は、平らではなく、すなわち型スタンドオフによる突起および凹みを有することができる。これは、交互になった、凸部３１６ａと型スタンドオフ３１６ｂからの凹みまたは凹部とを備える、図９の端部３１６にて示される。（成形領域のその他の端部に沿った同様の凹みも、型スタンドオフから生じる可能性がある。）

【0080】

本明細書では、使用時にハウジングと共に支持用の当接（非シール）表面を形成する、表面３１６、３１７などの表面を、「軸方向当接面」または「圧縮端部」と呼ぶことがあり、軸方向という用語はこの文脈で、表面３０６、３０５の間で濾材積層体３０１を通る空気流の方向の力との当接のことを示す。

【0081】

上記で示すように、「軸方向当接面」または「圧縮端部」は、その上の複数の突起、および同様に（必要に応じて）複数の凹部（または交互に示される凸部および凹部）を用いて形成される場合がある。

【0082】

成形パネル３０２、３０３、およびシール構造３１０のために、様々な材料を使用することができる。２００４年６月１４日出願の米国仮特許出願第６０／５７９，７５４号に記載されるような材料を使用することができる。一般に、そのような材料は、ポリウレタンであり、通常、発泡ポリウレタンである。代替形態が可能であるが、約３０ポンド／立方フィート（０．４８ｇ／ｃｃ）未満、通常約２２ポンド／立方フィート（０．３５ｇ／ｃｃ）未満、一般に約１０〜２２ポンド／立方フィート（０．１６〜０．３５ｇ／ｃｃ）の範囲内成形時密度を有する、ポリウレタンを使用することができる。通常、ショア硬さＡが、３０未満であり、通常２０未満であり、また１２〜２０の範囲内であることが多い、材料を使用することができる。いくつかの応用例では、より硬い材料を使用することができる。

【0083】

次に、パネル３０２が見え、反対側が鏡像である、カートリッジ３００の側面図を示す図８に注目する。パネル３０２は、その端部にて濾材積層体３０１を完全に覆って延び、この位置で濾材積層体３０１の端部をシールする。

【0084】

図１０に、カートリッジ３００の断面図を示す。ここでは、シール構造３１０が表面３０５に隣接せず、面３０５ａと同じ方向に面する谷３１０ｂ上の凹部と端部３０６に向かって方向付けられるテーパ領域３１０ｃとを有する、輪郭付けされた表面３１０ａを備えることが分かる。ハウジングは、設置されたときにカートリッジの周りのバイパス流れを生み出すようシール構造３１０を軸方向に締め付ける（pinch）ために、凹部３１０ｂと係合してシール構造３１０に係合するよう適当に構成することができる。「軸方向」とはこの文脈および関連する文脈で、流れ面３０５、３０６の間の延長線とほぼ同じ方向に力が方向付けられることを意味する。

【0085】

典型的な成形操作で、パネル３０２および３０３は（別々に）、たとえば図１０のパネル３０２および３０３の例では濾材積層体３０１ａおよび３０１ｂをそれぞれ型内へと下に向けて、同じ型構造内で形成されることがある。代替形態が可能であるが、たとえばシール構造３１０は、表面３０５または表面３０６のいずれかを型内へと下に向けて形成することができる。通常、シール構造３１０は、表面３０５を下に方向付けて形成される。結果としてシール構造３１０全体は、一般に矩形のシール構造３１０がその中に着座する平面に対応する型の平面を用いて、単一シール操作で成形される。当然、代替形態が可能である。

【0086】

代替形態が可能であるが、図示する特定のシール構造３１０は、表面３０５から表面３０６に向かって凹ませることができる。この例では、凹部は約１〜１０ｍｍであるが、ここでも同様に代替形態が可能である。表面３０５から表面３０６へと向かう、シール構造３１０の凹部は、ハウジング部材との非シール軸方向当接表面として動作するように、シール構造３１０の上方に突出する領域３１６を提供し、シール構造３１０を軸方向締付けシール部によってシールすることができるように残す。これによって、要素がシール構造３１０によって懸架されないが、使用時にエアクリーナ内で定位置に別々に固定される構成が容易になる。

【0087】

図７〜図１０に示す濾材積層体３０１は、約１７０〜１７５ｍｍの縦溝流路長さ（流れ面間の距離）を有し、約２４０〜２５０ｍｍ×約１６５〜１７５ｍｍの矩形構造を有することに留意されたい。代替サイズを用いることができる。さらに、ガスケット１０の凸部部分が図示の幅約９．５ｍｍおよび厚さ約１２．７ｍｍであり、長さ約２５．４ｍｍのテーパ延長部３１０を有する、一構造を示す。代替形態を用いることができる。

【0088】

ＩＶ．図１１〜図１９の代替構造
図１１に代替フィルタカートリッジ４００を示す。代替フィルタカートリッジ４００は、対向する流れ面４０２、４０３を有する、ブロック状の積層された（矩形）濾材積層体４０１を備える。この構造は、Ｚ型濾材積層体の対向する側端部をシールするために濾材積層体４０１に成形された側部パネル４０５、４０６を有する。カートリッジは、表面４０２に隣接するシールガスケット４０８を備える。ガスケット４０８は、４つの側部延長部４０９、４１０、４１１および４１２を有する。

【0089】

代替フィルタカートリッジ４００は、表面４０２から表面４０３へと、または表面４０３から表面４０２に向かう空気流と共に使用することができる。この方向は、関連するエアクリーナに応じて選択することができる。典型的な構造では、フィルタカートリッジ４００は、以下の説明で示すように空気流が表面４０３から表面４０２へ流れるように取り付けることができる。

【0090】

側部パネル４０５、４０６は、図７の側部パネル３０２、３０３と同様に製作することができる。図示の特定の実施形態では、フィルタカートリッジ４００は、以下で説明するカセット内で任意で使用されるように構成されており、次いでカセットは、使用のためにエアクリーナハウジング内へと挿入される。

【0091】

図１２は、フィルタカートリッジ４００の上面図である。図１３は、図１２の線Ａ−Ａに沿った断面図である。図１４は、図１２の線Ｂ−Ｂに沿った断面図である。

【0092】

フィルタカートリッジ４００を準備するために、濾材積層体４０１を、パネル４０５、４０６を形成するために型構造内へと挿入することができ、それぞれに別々の成形操作が使用される。この成形は同時に、ガスケット部４１２、４１０をそれぞれ形成するために使用することができる。次いで、部４０９を、図１４の側部４２０を型内に置くことによって形成することができ、ガスケット部４１１を、図１４の側部４２１を型内に置くことによって形成することができる。ダブテイルタイプの結合部（またはつまみと溝）を、ガスケット４０８の隅部で使用することができる。すなわち、フィルタカートリッジ４００は、図１０のカートリッジ３００の構造に使用されるような３ショット成形工程とは対照的に、４ショット成形工程で準備することができる。ただし、３ショット手法、ならびに単一ショット手法を使用することもできる。

【0093】

上記のような４ショット成形工程が使用される場合、ガスケット４０８は、矩形ガスケット４０８がその中に着座する単一平面内での成形からはもたらされない。そうではなく、４つの部はそれぞれ、一般に、ガスケット４０８の部がそれに沿って延びるフィルタカートリッジ４００の側部と同じ平面内に存在する型を用いて、別々に成形される。これは、必要に応じて、１つまたは複数のガスケット部内に、様々な形状および延長部を作り出すために使用することができる。

【0094】

カバーパネル（厚紙、プラスチックなど）は、必要に応じて、成形前に側部４２０、４２１を覆って置くことができる。

【0095】

図１１の４３０に、型スタンドオフによる凹みを示す。

【0096】

次に、フィルタ構造内に実際に設置するための、使用のためにフィルタカートリッジ４００をその中に配置することができる予備成形されたプラスチック（この例ではほぼ矩形の）カセット５００を示す、図１５〜図１８に注目する。図１６を参照すると、カセット５００は、開端部５０１と、端部５０２の全体にわたり延びる図１５のグリッド５０３を有する対向端部５０２とを備える。フィルタカートリッジ４００は、表面４０２を端部５０１と整列するように配置して、端部５０１を通って図１７のカセット内部５０５内へと挿入される。これによって、ガスケット４０８が、ガスケットシール表面（圧力フランジ）５０６に接触して置かれる。フィルタカートリッジ４００の図１３の端部４０５ａおよび４０６ａは、カートリッジの位置を支持するために、当接面としてカセットグリッド５０３に係合することができる。カセット５００の側壁に、端部５０２に向かうわずかに内向きのテーパを設けることができる。

【0097】

図１８に、カセット５００の斜視図を示す。

【0098】

カセット５００とハウジング壁部の間の空間は、音響減衰のために利用することができる。設置は、使用時に、表面５０６とハウジングの一部との間でガスケット４０８を圧縮することを伴う。図１９に、カセット６００、（流れ面６０４および６０５を有する）濾材積層体６０２を備えるカートリッジ６０１、シール構造６０３、およびハウジング部片６１０、６１１が、組み立てられてシール部を形成する、１つの可能な概略図を示す。ギャップ６１２によって、多少の音響減衰制御が可能になる。図１９では、ガスケット６０３は、カセットハウジングリム６１０およびカセットリム６１１によって取り囲まれ、カセット圧力フランジ６１７およびハウジング圧力フランジ６１８によって、表面６１５に対してシール状態に偏倚される。

【0099】

図示されるフィルタカートリッジ４００用の濾材積層体は、約１７５ｍｍの縦溝流路長さ（流れ面間の距離）、および約１６５ｍｍ×約２３９．４ｍｍの濾材積層体外周を有することに留意されたい。代替形態を使用することができる。約２２〜２９ｍｍのガスケット幅が示されるが、代替形態を使用することもできることに留意されたい。幅とはこの文脈で、濾材積層体から外側への延長部の距離を意味する。

【0100】

Ｖ．図２０〜図２３の使用システム
図２０に、本発明による、エアクリーナで使用するためのシステムを示す。図２０を参照すると、ホイールベース７０１、ベッド７０２、運転者／乗客室７０３、およびフード７０５で覆われたエンジン室７０４を備える、小型トラック７００が示されている。エアクリーナシステムは、たとえば、エンジン室７０４内のフード７０５の下に配置される。小型トラック７００は様々な車両の例を表すものであり、特定の製造元、型、または製造年は意図されない。

【0101】

図２１を参照すると、エアクリーナハウジング７１１、下流吹出口７１２、およびレゾネータ７１３を備え、たとえばフード７０５の下に配置可能である、エアクリーナシステム７１０が示されている。

【0102】

次に、エンジン室７０４の内部を概略的に見ることができる、図２２に注目する。適当な位置に配置されたエアクリーナシステム７１０を見ることができる。

【0103】

次に、エアクリーナシステム７１０を分解図で示す、図２３に注目する。

【0104】

エアクリーナハウジング７１１は、一般に、底部、基部、または本体７２０、および取外し可能なアクセスカバー７２１を備える。濾材積層体７２６（この例では矩形）およびガスケット構造７２７を備える、エアクリーナカートリッジ７２５（この例では矩形）を示す。カートリッジ７２６は、一般に上記のようなものでよい。図示の特定の変形形態は、この例では出口流れ面である、濾材積層体７２６の流れ面と整列されるガスケット７２７を備える。代替形状を使用することができる。

【0105】

そのようなカートリッジ７２５は、通常、対向する側部７３０、７３１にて、成形された側部パネルと共に形成される。頂部７３２および図示しない反対側の底部にて、成形物を使用することができ、あるいは、プラスチックシートまたは厚紙など別個の部片を配置することができる。あるいは、濾材積層体７２６は、システムおよびシステム要件に応じて、これらの位置に露出させることができる。

【0106】

エアクリーナ基部７２０は、内部７４０を定める。使用時に、カートリッジ７２５は、ガスケット７２７をレシーバ７４２内へと滑らせて、頂部７２０ａまたは垂直位置から内部７４０内へと滑り入れられる。これは通常、出口吹出口７１２を、予め表面７４３から矢印７３４の方向に枢動させて行われる。枢動は、ハウジング基部７２０の一部に係合する、出口吹出口７１２の低部７５０内に、図示しないピンを有することによって達成することができる。カートリッジ７２５を定位置に完全に滑り込ませた後、出口吹出口７１２を、表面７４３に対して、矢印７３４と反対方向に枢動させることができ、シールを保証するためにガスケット７２７にかかる軸方向の十分な力を保証するように、様々なクランプ７６０または使用することができるラッチを用いて、カバー７２１を定位置に置くことができる。図２１に、このようにして閉じられたシステム７１１を示す。吹出口７１２は、必要に応じて、カートリッジ７２５の出口流れ面全体にわたり延びるように配置された、支持グリッドを備えることができる。

【0107】

さらに図２３を参照すると、動作時にガスケット７２７がその中に滑り込むレシーバ７４２は、圧力フランジ７４２ａおよび外部リム７４２ｂを備える３辺チャネルである。外部リム７４２ｂは、ガスケット７２７の外周に沿って延びる。圧力面７４２ａは、カートリッジの入口流れ表面７６１に面するガスケット構造７２７の側部に圧力を加える。

【0108】

「３辺チャネル」とは、図示の領域７４２が、（代替形態が可能であるが）一般的に、２つの対向する側部延長部および１つの基部延長部を有するＵ字形チャネルを有することが意図され、この例では、各側部延長部が基部延長部に対して約９０°の角度で延び、各延長部が直線状である。

【0109】

同様に、アクセスカバー７２１は、この例では逆さのＵ字形であるＵ字形をこの場合も形成する、部材７８０ａおよび対向する側部部材７８０ｂ、７８０ｃを備え、側部延長部７８０ｂ、７８０ｃが、頂部延長部７８０ａに対してそれぞれ直角に延びる３辺チャネルをその中に備える。この場合も、チャネル７８０は、外部リム７８１および圧力フランジ７８２を備える。

【0110】

図２３を参照すると、濾過された空気をエンジン吸気口または同様の構造内へと送達するために配置された、管７９０が示されている。

【0111】

組立てを容易にするために、システム７１０などのエアクリーナシステムと共に、図１９のカセット６００または図１８のカセット５００などカセットを、カートリッジ７２５の周りで使用することができることに留意されたい。

【0112】

出口吹出口７１２に、大きい端部７７０、狭い端部７７１、およびその間のエルボ７７２を有し、一般に棍棒形の、レゾネータ７１３が取り付けられることに留意されたい。レゾネータ７１３は、本明細書では、音響減衰を行うために出口吹出口７１２に固定された「こん棒形レゾネータ」と呼ばれる。

【0113】

さらに図２２を参照すると、ＭＡＦＳ（質量センサ）７９４、ＴＭＡＰまたは圧力タップ７９５、ＰＶＣポート７９６、およびサービス指示器７９７を含めた、このシステムに取り付けられる追加機器が示されている。

【0114】

本発明によるフィルタカートリッジは、様々なサイズで製作することができる。図２０の小形トラック７００に都合のよいものは、深さ約１５０ｍｍ（１４０〜１６０ｍｍ）であり、設置されたときに高さが約２５４ｍｍ（約２５０〜２６０ｍｍ）であり、設置されたときに幅が約２２０ｍｍ（２１０〜２３０ｍｍ）である、矩形のフィルタカートリッジとなることがある。この場合も、応用例に応じて、様々なサイズまたは形状を使用することができる。

【0115】

ＶＩ．図２４〜図５８の例示的なエアクリーナ
Ａ．図２４〜図４９の第１の例示的なエアクリーナ
図２４の参照番号８００は、本発明の記載に基づく特徴を含み、選択された原理を適用した、例示的なエアクリーナを示す。エアクリーナ８００は、フィルタカートリッジを受ける本体、あるいはエアクリーナ本体または基部８０１を備える、ハウジング８００ａと、カバーまたはアクセスカバー８０２とを備える。カバー８０２は、この例ではオーバーセンタワイヤラッチであるラッチ８０３によって、本体８０１に固定されるが、固定のために代替構造を使用することができる。

【0116】

エアクリーナ８００は、車両の骨組またはその他の部分、あるいはその他の使用機器へと取付けのための、取付け構造８０５を備える。

【0117】

エアクリーナ８００の内部８０９へのサービスアクセスは、ラッチ８０３を解放し、本体８０１からカバー８０２を分離することによって達成される。

【0118】

図示の特定の例では、本体８０１は、この例では正方形または矩形断面である、ほぼ左右対称の平行四辺形である部分８０１ａを有し、端部８１０が円形空気流開口８１１へとテーパ状になっている。この例では、空気流開口８１１は出口開口であるが、いくつかの構造では、入口開口として構成される。

【0119】

同様に、カバー８０２は、それが本体８０１と接触する領域８１２にて、この例では正方形または矩形である、左右対称の平行四辺形断面形状の部分を有する。次いでカバー８１２は、領域８１３において、円形の空気流開口８１４へとテーパ状になる。この例では、開口８１４は、入口開口であるが、代替形態が可能である。

【0120】

代替形態が可能であるが、通常の用途では、空気流は、入口８１４を通り、以下でさらに説明する内部で受けられるフィルタカートリッジを通り、出口８１１を通って外部に向かう。

【0121】

図２５に、エアクリーナ８００の側面図を示す。

【0122】

図２６に、エアクリーナ８００の上面図を示す。

【0123】

図２７は、図２６の線２７−２７に沿った断面図を示す。図２７に、内部で受けられるフィルタカートリッジ８２０が見られる。フィルタカートリッジ８２０は、入口８１４から出口８１１への空気流路内に配置された濾材積層体８２１を備える、フィルタカートリッジである。濾材積層体８２１は、好ましくは、上記のような積層されたＺ型濾材構造を備える。濾材積層体８２１は、第１の（この例では入口）流れ面８２４と、第２の、対向する（この例では出口）流れ面８２５を備え、使用時に濾過流れが、それらの間に延びる。

【0124】

フィルタカートリッジ８２０を、別の図面と関連付けて以下でさらに詳細に説明する。図２７を参照すると、フィルタカートリッジ８２０が、濾材積層体８２１の２つの対向する側部に沿った、対向する成形された側部パネル８２６、８２７を備えることが分かる。そのようなパネルは、たとえば、上記で図５〜図１０に関連して３００で説明される。

【0125】

さらに図２７を参照すると、フィルタカートリッジ８２０は、軸方向締付け(pinch)シール部を形成するようにカバー８０２上のシールフランジ８３１と本体８０１上のシールフランジ８３２との間で締め付けられた(pinched)、ガスケットまたはシール部材８２９を備える。クランプ８０３によってシール圧力が維持される。図示の実施形態では、シール部材８２５が、フィルタカートリッジ８２０内で成形される。

【0126】

次に、図２６の線２８−２８に沿ったエアクリーナ８００の断面図を示す、図２８に注目する。ここでフィルタカートリッジ８２０はまた、内部８０９内に見ることができる。この断面図に見ることができる濾材積層体８２１の対向側部８３６、８３７は、その上に成形パネルを備えないことが分かる。これは、図８〜図１０のフィルタカートリッジに関連付けて、上記で説明したものと同様である。当然、側部８３６、３８７は、成形保護パネル、あるいは上記のようにカートリッジに固定される予備成形された厚紙パネルまたはプラスチックパネルなど保護パネルを、必要に応じて備えることができる。

【0127】

図２９は、図２８の一部の拡大図である。上記で議論したようにシールフランジ８３１とシールフランジ８３２との間で締め付けられる(pinched)、シール部材８２９を見ることができる。シール部材８２９の領域８２９ａは、実際は、シール時に変形（圧縮）されるが、シール時に生じる圧縮の理解を容易にするために、図２９に、外周が変形される前の状態でそれらを示す。

【0128】

シール領域８２９は、その中に谷８２９ｂを備え、フランジ８３１は、フィルタカートリッジ８２０を定位置でシールおよび固定することを容易にするように干渉する状態で、谷８２９ｂ内へと突出するようにサイズ決めされた凸部８３１ａを備えることに留意されたい。フランジ８３１は、ガスケット８２９を取り囲む環状凸部８３１ｂを備え、底部がフランジ８３２に接触するが、代替形態が可能である。

【0129】

次に、エアクリーナ８００の分解斜視図を示す図３０に注目する。図３０では、フィルタカートリッジ８２０へのサービスアクセスを可能にするために、カバー８０２をどのように本体８０１から取り外すことができるかを見ることができる。

【0130】

図３０を参照すると、成形パネル８２６を見ることができる。成形パネル８２６は、それぞれが交互の凹部８２６ｄと突起または凸部８２６ｅを備える、対向する端部８２６ａ、８２６ｂを備える。これは、図８〜図１０のカートリッジ３００に関連して上記で説明したものと同様である。対向パネル８２７は、対向端部８２７ａおよび８２７ｂにて、同様に構成される。

【0131】

端部８２６ａおよび８２６ｂ（および８２７ａ、８２７ｂ）は、ハウジング８００ａ内でフィルタカートリッジ８２０を定位置に支持するために使用される。

【0132】

図３１は、エアクリーナ８００のさらなる斜視図であり、ここでも同様に、本体８０１、カバー８０２、およびフィルタカートリッジ８２０を示す。本体８０１の内部８０１ａ内に、停止構造８４０を見ることができる。停止構造８４０は、フィルタカートリッジ８２０が挿入されるとき、成形パネル８２６の端部８２６ｂおよびパネル８２７の端部８２７ｂがそれに係合するように配置される。停止構造８４０は、対向側部８４１および８４２を備えるが、図３１では側部８４１のみを見ることができる。側部８４１および８４２はいずれも、図２７の断面図に見ることができる。

【0133】

再び図３１を参照すると、カバー８０２は、内部８０２ａおよび停止構造８５０をその中に有する。停止構造８５０は、２つの停止部８５１、８５２を備え、停止部８５１のみを図３１に見ることができる。停止部８５１および８５２はいずれも、図２７の断面図に見ることができる。

【0134】

停止部８５１、８５２は、それぞれ、組立て時にフィルタカートリッジ８２０の端部８２７ａ、８２６ａに係合するように配置される。

【0135】

その結果、側部成形部８２６、８２７を、組立て時に軸方向に締め付ける(pinch)ようにサイズ決めおよび配置されたカバー８０２および８０１を備える、ハウジング８００ａが構成される。これは、使用時に濾材積層体の重量がガスケット構造８２９によって懸架されないように、停止構造８４０、８５０の間で、濾材積層体の重量を支持する。

【0136】

図３２に、停止部８５２と成形端部８２６ａの間の係合を示す。図３３に、停止部８４２と成形端部８２６ｂの間の係合を示す。成形部８２７を備えるもう一方の側部は、図３２および図３３の鏡像である。

【0137】

図３１を参照すると、組み立てられるときに、フィルタカートリッジ８２０の底端部または低部端面８２５にて、内部８０１ａの全体にわたり延びるグリッドが示されないことが分かる。また、カバー８０２の全体にわたるグリッドもない。グリッドまたはその他の濾材積層体支持構造を、必要に応じていずれかの端部に配置することができる。

【0138】

図３４に、アセンブリのその他のいくつかの部分をその上に備えない、ハウジング本体部材または基部８０１を示す。図３５に、本体８０１の上面図を示す。図３６に、図３５の線３６−３６に沿った断面図が見られる。図３７に、図３６の一部の部分拡大図を見ることができる。図３７に、本体８０１の側壁８６１上にラッチ部材を取り付けるための、取付け部８６０を示す。さらに、図２９のガスケット８２９と係合するためのシール面を提供する、フランジ８３２を示す。

【0139】

図３８は、本体８０１の、図３５の線３８−３８に沿った断面図を示す。図３９は、ラッチのための別の取付け部材８６５、ならびにフランジ８３２の一部およびシール表面をそれと共に示す、図３８の一部の部分拡大図である。

【0140】

図３６を参照すると、停止部材８４１、８４２を備える停止または支持構造８４０を容易に見ることができる。

【0141】

代替形態が可能であるが、図示の特定の構造では、本体８０１は、薄板金または形成された金属体であり、停止部８４１、８４２は、その中に溶接される棒または管である。当然、いくつかの応用例で、成形された構造を使用することができる。

【0142】

図４０に、カバー部材８０２の斜視図を示す。図４１に、上面図を示す。図４２に、図４１の線４２−４２に沿った断面図を示す。図４２に、停止部８５１および８５２を備える、停止構造８５０を示す。代替形態が可能であるが、図示のカバー８０２は、薄板金または形成された金属構成要素で製作され、定位置に溶接された棒または管を有する停止部８５１、８５２を備える。当然、プラスチック構造など、代替構造を使用することができる。

【0143】

図４３は、図４２の一部の部分拡大図である。図４３では特に、停止部８５２およびフランジ８３１を見ることができる。例として、これらの構成要素の例示的な寸法を示す。角括弧内の寸法はミリメートル、その他の寸法はインチによるものであり、丸括弧内に示すことがある。

【0144】

図４４は、図４１の線４４−４４に沿った断面図である。フランジ８３１をその上に有する、カバー８０２の側壁８０２ｂを見ることができる。

【0145】

図４５〜図４９に、フィルタカートリッジ８２０を示す。図４５は、斜視図である。図４６は、上面図である。図４７は、図４６の線４７−４７に沿った断面図である。図４８は、図４６の線４８−４８に沿った断面図である。図４９は、図４８の一部の部分拡大図である。図４５〜図４９では、図２４〜図４４によるエアクリーナにおいて使用可能な例示的な構造を示すために、寸法が記載される。

【0146】

図４９を参照すると、濾材積層体８２１に沿って谷８９５が設けられ、濾材積層体８２１を取り囲むことが分かる。谷８９５は、ガスケット８２９を構築するために使用される好ましい成形物構造からの人工物である。図４４のフランジ８３１は、通常、領域８９５内へと深く突出するように構成されない。

【0147】

フィルタカートリッジ８２０は、一般に、図８〜図１０のカートリッジ３００に関して説明したようなものとすることができる。

【0148】

図４５を参照すると、フィルタカートリッジ８２０は、対向する成形パネル８２６、８２７を有する濾材積層体８２１と、成形ハウジングシール構造８２９とを備える。成形ハウジングシール構造８２９は、濾材積層体８２１を完全に取り囲む、４つの延長部８２９ａ、８２９ｂ、８２９ｃおよび８２９ｄを有する。濾材積層体は、対向する流れ表面８２４、８２５と、対向する側部８３６、８３７とを定め、それらは、覆われ、部分的に覆われ、またはいくつかの例では成形パネル８２６、８２７でそれらの間に延長されその内に固定されるプラスチックまたは厚紙などシート材料によって、覆われることができる。

【0149】

図２４〜図４９の特定のアセンブリは、フィルタカートリッジ８２０を受けるための別個のカセットを利用せずに示されることに留意されたい。当然、そのようなカセットを使用する代替形態を構築することができる。

【0150】

Ｂ．図５０〜図５８の第２のエアクリーナアセンブリ
図５０の参照番号９００は、ハウジング９００ａを備える第２のエアクリーナ構造を示す。ハウジング９００ａは、本体または基部９０１、およびアクセスカバー９０２を備える。代替形態が可能であるが、基部９０１は、この例では出口である円形空気流れ端部９１１へとテーパ状になる、この例では正方形または矩形断面を有する平行四辺形部分９０１ａを備える。同様に、アクセスカバー９０２は、この例では空気流れ入口である円形空気流路９１４へとテーパ状になる、この例では正方形または矩形であるそれと一致する平行四辺形断面９０２ａを備える。カバー９０２は、図２４に示すものに類似する、不図示のラッチによって基部９０１に固定することができる。

【0151】

エアクリーナ９００の一般的な外部特徴部分は、図２４のエアクリーナ８００と同様であり、すなわち、それらに関してはあまり詳細に説明しない。

【0152】

図５１に、エアクリーナ９００の上面図を示す。図５２に、図５１の線５２−５２に沿った断面図を示す。図５２に、積層されたＺ型濾材積層体９２１を備えるカートリッジ９２０を示す。図示のカートリッジ９２０は、対向する成形側部パネル９２３、９２４、およびガスケット構造９２９を有する。代替形態が可能であるが、この例ではガスケット構造９２９は、濾材積層体９２１の流れ面９２５と面一の位置にて成形される。

【0153】

濾材積層体は、対向する流れ面９２５、９２６を備え、図示の構造では面９２５が入口面であり、面９２６が出口面であるが、代替形態が可能である。

【0154】

図５３は、図５１の線５３−５３に沿った断面図を示す。ここでは、成形物をその上に備えない対向側部９３０、９３１を有する、カートリッジ９２０の濾材積層体９２１を示す。当然、成形物を、厚紙またはプラスチックの予備成形されたパネルなどの保護パネルと同様、この位置に置くことができる。ただし、これらはいくつかの応用例では要求されない。

【0155】

図５４に、図５３の一部の拡大部分断面図を示す。カバー９０２上のフランジ９４０と本体９０１のフランジ９４１との間で締め付けられている(pinched)、ガスケット９２９が見られる。図５４では、変形または締付けがどこで生じるかを示すために、ガスケット９２９の周囲形状は変形されて示される。フランジ９４０はまた、組立て時にガスケット９２９を取り囲むように配置された、環状延長部９４０ａをその上に備えることに留意されたい。組み立てられるとき、延長部９４０ａは、締付け時にフランジ９４１に底部が接触するようにサイズ決めすることができる。

【0156】

図５４に、シールを容易にするためにガスケット９２９内へと突出する、カバー９０２の端部または凸部を示す。また、ガスケット９２９内へと突出してシールを容易にする、本体９０１の端部また凸部を示す。ガスケット９２９内へと突出する本体９０１の突出端部は、ガスケット９２９内へと突出するカバー９０２の端部から径方向にずれ、本体９０１の突出端部は、濾材積層体９２９に向かって径方向にずれる。すなわち、図示の例では、ガスケット９２９内へと突出し下流または本体側にある本体９０１の端部は、ガスケット９２９内へと突出し上流またはカバー９０２側にある端部よりも、濾材積層体９２２に近接している。

【0157】

図５４に、作動可能な例を示すために、いくつかの寸法を示す。角括弧内の寸法はミリメートルによるものであり、その他の寸法は、インチによるものである。

【0158】

図５５〜図５８に、エアクリーナ９００内で使用可能なフィルタカートリッジ９２０を示す。フィルタカートリッジ９２０は、図１１〜図４４のフィルタカートリッジ４００と類似する。図５５は、斜視図であり、図５６は上面図であり、図５７は、図５６の線５７−５７に沿った断面図であり、図５８は、図５６の線５８−５８に沿った断面図である。図５６〜図５８に、運転可能な例を理解するために、例示的な寸法をインチで（角括弧内はミリメートルで）示す。当然、代替形態を使用することができる。

【0159】

図５５を参照すると、フィルタカートリッジ９２０は、濾材積層体９２１を備え、濾材積層体９２１は、対向する成形された側部パネル９２３、９２４、対向する流れ表面９２５、９２６、ならびに、その上に成形された４つの部９２９ａ、９２９ｂ、９２９ｃおよび９２９ｄを含むハウジングシール構造９２９を有する。

【0160】

カートリッジ９２０はさらに、成形物をその上に備えない、上記で説明したような対向表面９３０、９３１を定める。これらの表面は、成形パネル９２３、９２４の間に延びる。当然、表面９３０、９３１は、必要に応じて、成形された構造によって部分的に覆うことができる。さらにそれらは、必要に応じて、厚紙シート、プラスチックシートなど、保護カバーによって覆い、または部分的に覆うことができる。

【0161】

図５０〜図５８のエアクリーナアセンブリでは、使用時に流れ表面９２６または流れ表面９５２を支持するためにエアクリーナ全体にわたって延びる、いかなる支持グリッドも備えない構造が示されることに留意されたい。必要に応じて、１つまたは複数のそのようなグリッドを設けることができる。

【0162】

さらに、図５０〜図５８には、エアクリーナ内で濾材積層体を別個に支持するためのカセット構造を示さないことに留意されたい。必要に応じて、そのようなカセット構造を使用することができる。

【0163】

最後に、図５２の断面図を参照すると、濾材積層体９２１を支持するための停止構造は図示されていない。いくつかの応用例では、必要に応じて停止構造を使用することができる。

【0164】

ＶＩＩ．カートリッジ製造の例示的な方法
本明細書で説明するようなフィルタカートリッジの全体的な製造方法は、上述されている。この章では、例示的な製造工程および型構造を説明する。

【0165】

Ａ．図７〜図１０、および図４５によるフィルタカートリッジを製造するための例示的な手法
上記で示すように、３つの成形された部、すなわち成形パネル８２６、対向パネル８２７、およびハウジングシールリング８２９を備える、図４５のフィルタカートリッジ８２０を見ることができる。（図７〜図１０のフィルタカートリッジ３００は同様である。）

【0166】

図４５のフィルタカートリッジを製造するための１つの有用な手法は、これらの構成要素を別々に成形する、３ステップの成形手順を使用することである。そのような手順を、図５９〜図６８に示す。

【0167】

まず図５９を参照すると、図４５の成形パネル８２６、８２７にほぼ相当するパネルを成形するために有用である、型構造１０００が示されている。図５９に示す型１０００は、成形パネル８２６、８２７をわずかに修正したパネルを成形するように構成される。たとえば、型１０００は、図４５の端部８２６ａ、８２６ｂ、８２７ａ、および８２７ｂに沿って観察される凸部および凹部を形成するように構成されていない。ただし、図５９の想像線１００１は、これらの特徴部分を製作するために型をどのように修正することができるかを示す。

【0168】

また、型１０００は、谷（図４５の谷８２６ｆに相当する）をそれぞれが備える、成形による人工物である成形パネル８２６、８２７を作り出すために使用されたものとは異なる、濾材積層体スタンドオフ構造を使用する。これはさらに、図５９を使用する成形工程についての以下の議論から理解されるであろう。

【0169】

図５９Ａに、型構造１０００の斜視図を示す。

【0170】

図５９を参照すると、一般的な型構造１０００は、濾材積層体スタンドオフ凸部構造１００３がその中に配置された、型キャビティ１００２を備える。このスタンドオフ凸部構造１００３のために、様々な構成を使用することができる。図５９に示す特定の構造は、４つの凸部１００５を使用する。代替形態では、連続的なリブを使用することができ、これによって図４５の８２６ｆで示す谷と同様のものがもたらされることがある。

【0171】

図６０および図６１に、型１０００の断面図を示す。

【0172】

典型的な成形操作では、樹脂が型キャビティ１００２に注入され、次いで濾材積層体が成形のためにキャビティ内に設置される。あるいは、いくつかの構造では、濾材積層体をまず配置し、次いで型を適当な樹脂で充填することができる。

【0173】

通常、成形中に体積が増大する発泡用樹脂（発泡ポリウレタンなど）である、上記で特徴付けたような樹脂が使用されることがある。ただし、多種多様な樹脂材料を使用することができる。

【0174】

図６２に、成形操作のために濾材積層体１００７がその中に配置された、型１０００を示す。図６２から、キャビティ１００２の底部１００２ａの上方で、スタンドオフ凸部構造１００３上に置かれた濾材積層体１００７を見ることができる。

【0175】

図６２の成形操作後に、側部パネル１００８をその上に有する、結果的に得られる濾材積層体１００７を、反対側の側部パネルを成形するために、型内に反転させ、再び設置する。この工程を図６３に示す。

【0176】

図６４および図６５に、上記で説明した成形操作によって、２つの対向する成形された側部パネル１００８、１００９をその上に有する濾材積層体１００７からもたらされる、濾材積層体１０１２を示す。図６５では、視点は側部パネル１００８に向かっている。図６４では、成形された側部パネル１００８、１００９の間に延びる側部に向かって、濾材積層体１００７を見ることができる。図６５を参照すると、最終的な構造では、濾材積層体１００７を通る空気流は、ほぼ流れ面１０１０と反対側の流れ面１０１１の間に存在することになる。図６５に、対向側部１０１３および１０１４を示す。これらはそのようにして形成することができるが、通常、成形パネルをその上に備えない。それらはまた、大部分を、たとえば厚紙またはプラスチックなど予備形成されたカバーによって覆わず、またはそれらを設けないでおくことができる。

【0177】

図６４、図６５の構造１０１２は、フィルタカートリッジの形成のために、ハウジングシール構造が加えられることが好ましい。これに関して、図６６から図６８に注目する。

【0178】

図６６を参照すると、ハウジングシール部を形成するために構造１０１２がその中に配置された、型部片１０２０が概略的に示されている。図６７は、図６６の構造の上面図である。図６６では、構造１０１２が、流れ表面１０１０を上に向け、流れ表面１０１１を下に向けて配置される。

【0179】

図６６をさらに参照すると、型部片１０２０は、１０２０ａ、１０２０ｂ、および１０２０ｃで示すように、３つのキャビティ部をその中に有する。１０２０ｃは、通常樹脂がその中に配置されない部であり、構造１０１２の流れ表面１０１１（あるいは１０１０）のうちの１つによって係合されるように位置決めされる。型キャビティ部１０２０ａは、以下で説明するように、その中の樹脂から構造の一部を形成する。部１０２ｂは、側部パネル１００９、１００８のうちの一方の受容部を提供する、移行部である。

【0180】

図６８に、型キャビティ１０２３を完全に定めるために、第２の型部片１０２１が第１の型部片１０２０を覆って配置された、図６６の構造を示す。

【0181】

操作に際しては、濾材積層体構造１０１２が型部片１０２０内に配置された後（または場合によってはその前）に、キャビティ部１０２０ａ内に樹脂が配置される。次いで、型部片１０２１が定位置に配置され(positioned in place)、樹脂が硬化中に上昇してキャビティ１０２３を満たし、結果的に得られるハウジングシール部材を濾材積層体構造１０１２へと直接成形する。あるいは、たとえば１０２３ａにて、樹脂を型充填部から追加することができる。キャビティ１０２３は、好ましい選択に基づいて、様々なハウジングシール構造を形成するように形状付けすることができる。図６８の特定のキャビティ１０２３は、図４５のシール部８２９とほぼ類似のハウジングシール部を形成するように構成することができる。すなわち、キャビティ１０２３は、濾材積層体１００７、およびアセンブリ１０１２を取り囲む。

【0182】

上記で説明したように、図４５のフィルタカートリッジは、シール構造８２９を表面８２４から凹ませて構成される。実際に図６８を参照すると、中央凹部１０２０ｃをその中に備えており、（濾材積層体の）表面１０１１がキャビティ部１０２０ａを超えて突出するように濾材積層体構造１０１２を金型部片１０２０内へと十分に押し下げることを可能にする、型部片１０２０が示されている。

【0183】

当然、型部片１０２０は、結果的に得られる成形されるハウジングシール構造を、（図６８の端面１０１１に対して）別の位置に形成するように構成することができる。濾材積層体を備えず、型部片が分離されている以外は図６８と類似の構造を示す、図６９に一例を示す。型部片１０２０にほぼ相当し、中央凹部を備えないがキャビティ１０２９を備える、型部片１０２８を示す。すなわち、濾材積層体（図示せず）および第２の型部片１０３０が成形のために配置されるとき、キャビティ１０２９内に形成される結果的に得られるハウジングシール構造は、濾材積層体の対応する端部表面から凹まないことが分かる。

【0184】

図６６〜図６９に関連付けて説明する、ハウジングシール部を形成するための様々な成形操作では、成形操作から得られるフィルタカートリッジがエアクリーナ内で使用されるときに、ハウジングシール構造と濾材積層体との間に漏れが生じないことを保証するように、各例で型キャビティが、接触を提供するように構成され、結果的に得られるシール部、および濾材積層体に成形されまたは直接成形された別の成形物のいずれが、濾材積層体の周りで濾材積層体を完全に取り囲むことに留意されたい。プリフォームが、いくつかの側面に沿ってハウジングシール構造の一部の下方に配置されるとしても、型構造は、成形されたハウジングシール構造の少なくとも一部が、漏れのない適当なシール部を保証するために、完全に表面全体にわたって濾材積層体に直接接触するようなものであるべきである。既に定位置にあるシール型を有する側部に関しては、ハウジングシール部は、既に定位置にある型内（側部パネル１００８、１００９など）との間に漏れがないことを保証するように、それらと十分に接合される材料から選択される必要がある。上記で特徴付けられるタイプのポリウレタン材料が、これらの目的に適当かつ適切である。

【0185】

上記の説明から、図４５で特徴付けられ、上記で議論される、一般的なタイプのフィルタカートリッジを形成するためにキャビティ構造を選択することにより、様々な代替形態が可能であることが理解されるであろう。図５９〜図６４と関連付けて特徴付けられる工程は、樹脂を３回に分けて適用する３回の成形ステップが用いられるので、本明細書では概括的に「３ショット成形工程」と呼ぶ。以下で残りの図面と関連付けて、代替成形手法を説明する。

【0186】

Ｂ．図１１〜図１４、および図５５による、フィルタカートリッジ形成のための例示的な手法
図５５のフィルタカートリッジ９２０は、一般に、２つの対向する側部パネル９２３、９２４、および周囲シール構造９２９を有する、濾材積層体９２１を備える。（図１１〜図１４に、同様のフィルタカートリッジを示す。）そのような構造は、図示の成形物を受け入れるように修正された型部片と共に上記で説明した、３ショット成形工程を用いて製作することができる。そのようなフィルタカートリッジの形成の代替の例示的な手法を、図７０〜図７８に関連付けてここで説明する。

【0187】

図７０に、図５５のパネル９２３、９２４の形成に使用可能な型構造１０５０の上面図を示す。型構造１０５０はまた、ハウジングシール構造９２９の部、すなわち図５５の部９２９ａ、９２９ｃを形成するように構成される。

【0188】

図７０を参照すると、型構造１０５０は、型キャビティ１０５１を定める。

【0189】

図７１は、図７０の線７１−７１に沿った型部片１０５０の断面図にほぼ対応する。図７２は、図７０の線７２−７２に沿った断面から見た型構造１０５０に相当する。図７１および図７２に、型１０５０内に配置された濾材積層体１０５２を示す。

【0190】

図７０〜図７２から、型構造１０５０が、キャビティ１０５１および濾材積層体スタンドオフ凸部構造１０５３を定めることが理解されるであろう。様々な凸部構造の構成を用いることができる。図示の特定の凸部構造１０５３は、凸部１０５６のセグメント化された線、および連続的な凸部１０５７を備える。連続的な凸部１０５７の延びる方向は、凸部１０５６によって定められるセグメント化された線と平行な線に相当する。

【0191】

図７０、図７１のキャビティ１０５１はさらに、谷１０５９を形成するハウジングシール構造を定める。

【0192】

図７１および図７２に、側部パネルおよびハウジングシール構造部を形成するための濾材積層体１０５２をその中に備える、型構造１０５０を概略的に示す。通常の操作では、側部パネルおよびハウジングシール部を形成するように硬化される液状樹脂は、濾材積層体１０５２が定位置に置かれる前に、型キャビティ１０５１内に配置される。次いで樹脂は、通常発泡による体積増大に伴って硬化し、パネルおよびハウジングシール部をもたらす。

【0193】

反対側のパネルは、結果的に得られる図７３の組合せ１０６０を第１の成形ステップから取り外し、それを逆さにし、（型内に追加の樹脂を配置した後に、）型内に再び置くことによって、形成される。

【0194】

図７０を参照すると、谷部１０５９は、凹んだ中央部をその中に有するハウジングシール構造の両端部を形成するように、端部１０６１にて構成されることが分かる。これによって、図７４〜図７８に関連付けて以下で説明する次の成形ステップの間に、ハウジングシール構造内の側部帯状物を結合することが容易になる。

【0195】

まず図５５を参照すると、図７３の後、すなわち上記で説明した成形ステップ後に部分的に完成されたカートリッジは、ハウジングシール構造９２９のハウジングシール部９２９ａおよび９２９ｃを有する側部パネル９２３、９２４をその上に備える、濾材積層体９２１となる。ハウジングシール構造９２９の部９２９ｂおよび９２９ｄが、さらに形成される。

【0196】

次に、図５５のハウジングシール部９２９ｂおよび９２９ｄを形成するために使用可能である型構造１０７０を示す、図７４に注目する。図７４に、型構造１０７０の斜視図を示す。図７５に、型構造１０７０の上面図を示す。図７６に、図７５の線７６−７６に沿った断面図を示す。図７５および図７６に、型キャビティ１０７２を見ることができる。図７７は、型構造１０７０の、線７７−７７に沿った断面図である。

【0197】

図７８に、濾材積層体（概略的に示す）がその中に配置された、型構造１０７０を示す。典型的な用途では、型内に濾材積層体を配置する前に、型キャビティ部１０７２内に樹脂を配置する。硬化時に、通常発泡およびそれによる体積の増大と共に、型キャビティ部１０７２内の樹脂は、結果的な生産物として、図５５の帯状物９２９ｂ、９２９ｄのうちの一方を形成する。当然、結果的に得られる部分的に完成したカートリッジは次いで、帯状物９２９ｂ、９２９ｄのうち残りの一方を形成するために、型から取り外し、逆さまにし、追加の樹脂と共に型内に配置することができる。

【0198】

型キャビティは、成形工程で、図５５の接合部１０７５内での樹脂の結合をもたらすように構成される。

【0199】

図７０〜図７８に関して説明する工程は、４ショット成形工程である。すなわち、型構造への４回の樹脂追加が用いられる。代替成形工程が可能であり、適当な型キャビティのために修正される以外に、たとえば図５９〜図６９に関する上記のような３ショット工程を使用することができる。

【0200】

次章では、代替の１ショット成形工程を説明する。

【0201】

Ｃ．図７９〜図８０の１ショット成形工程を用いたフィルタカートリッジ形成の例示的な手法
図７９の参照番号１０８０は、（ａ）２つの対向する成形側部パネルと（ｂ）１ショット成形工程における成形ハウジングシールリングとを有する、Ｚ型濾材積層体を備えるフィルタカートリッジを形成するために使用可能な、型アセンブリを示す。図７９を参照すると、概略的に示す型構造１０８０は、型キャビティ１０８３を定める型ベース１０８２と型カバー１０８５とを有する、２部片の型である。

【0202】

図７９をさらに参照すると、型キャビティ１０８３内に、Ｚ型濾材積層体１０８７が配置されている。

【0203】

図７９に、その概念の理解を容易にするために、濾材積層体１０８７をその中に有する型構造１０８０の断面図を示す。濾材積層体１０８７は、成形される対向側部パネルが、対向する側部１０９０、１０９１にて、キャビティ１０８３の部分１０９３、１０９４内の樹脂によって形成されるように、配置される。部分１０９３および１０９４は、それぞれ側部１０９０、１０９１に沿って延びるが、典型的な好ましい応用例では、側部１０９０、１０９１の間に延びる濾材積層体１０８７の端部の両端間に完全には延びない。

【0204】

図示の特定の構造用に向きを決めるために、濾材積層体１０８７の流れ表面は、１０９６および１０９７に配置される。

【0205】

当然、図４５および図５５に示すものと類似のフィルタカートリッジ構造では、ハウジングシール構造は、濾材積層体の周囲を囲んで延びる平面内にあるリングを備える。このタイプのハウジングシール構造は、型構造１０８０による型構造を用いて、１０９３、１０９４にてパネル部として、同一の樹脂ショットにおいて形成することができる。特に、棚１１００、および外側成形表面１１０１によって定められる棚上方の成形体積は、ハウジングシール部がその中に形成されるキャビティ１０８３のキャビティ部分１１０２を定める。棚１１００および外面１１０１は、図８０に示すように濾材積層体１０８７を完全に取り囲むために、型構造１０８０内に構成される。（図８０に、カバー１０８５が取り外された状態の、図７９の構造の上面図を示す。）

【0206】

いくつかの操作モードが可能である。そのうち１つでは、濾材積層体１０８７が型キャビティ１０８３内に配置された後に、樹脂が、キャビティ部分１０９３、１０９４、および１１０２内に、単回樹脂注入によって注入される。次いでカバー１０８５は定位置に置かれ、樹脂が上昇および硬化することが可能になる。代替の操作モードでは、型カバー１０８５は、樹脂が挿入される前に配置することができ、樹脂は、図７９にて１１０５で（１１０６で示されるベントと共に）示すように、金型充填開口および型カバー１０８５を通して挿入することができる。

【0207】

当然、さらに別の可能性を用いることができる。ただし実施例は、本発明による技術を用いて、２つの対向する成形された側部パネルと成形された周囲ハウジングシール構造とを有するフィルタカートリッジを、単一の型注入においてどのように製作することができるかを示す。

【0208】

当然、棚１１００および外面１１０１の形状または輪郭は、選択された好ましいハウジングシール部形状または輪郭を提供するように、必要に応じて修正することができる。

【0209】

典型的な実施例では、キャビティ１０８３は、濾材積層体１０８７をセンタリングし、濾材積層体１０８７の表面を横切って延びるいかなる望ましくない量のばりも妨げるために、適当な構造でその中に設けられる。

【0210】

必要に応じて、図５９〜図８０に関連付けて上記で説明した何らかの成形手法を用いて、予備の部片を、必要に応じて濾材積層体に接触して表面上に配置することができる。厚紙、プラスチック、またはその他のシート材料を含めたそのような部片は、型に挿入する前に濾材積層体上に単純に配置することができ、または、個別に加えられ得る部片を受け入れるように型構造を修正することができる。

【0211】

Ｄ．成形物が完全に濾材積層体の周りを取り囲み、反対側の流れ面のみを露出させたままにする、フィルタカートリッジを形成するための変形例
上記では一般に、説明または図示されたフィルタカートリッジはそれぞれ、濾材積層体を製作するために使用される片側積層物帯状物の端部をシールするために濾材積層体に直接成形された１対の対向する成形パネルを有する。すなわち、濾材積層体の２つの側部のみが、濾材積層体を形成するために使用される片側積層物帯状物の露出された前端および後端を有するので、結果的に得られるフィルタカートリッジは、濾材積層体の２つの対向側部に成形された側部パネルのみを有する。代替形態では、濾材積層体の周囲を完全に囲んで延びる、すなわち４つの側部を覆う成形物を有する、フィルタカートリッジを形成することができる。これらは、型キャビティ（１０８３）の側部パネルを形成する部分（１０９４）を、（既に濾材積層体の周囲の周りに完全に延びるシール用の谷を形成する、部分（１１０２）のように）濾材積層体の周りに完全に続くように延ばすことにより、図７９および図８０と関連付けて説明されるような１ショット工程を用いて製作することができる。そのような構造を製作するために、ハウジングシール部の部のみを形成する図７８の型を、ハウジングシール部をその上に備える完全なパネルを形成するように修正することによって、４ショット成形工程の変形形態を使用することもできる。

【0212】

図５９〜図６８に関連付けて説明されるものと類似の手法を用いることもできる。ただし、ハウジングシール部が成形される前に、４つのパネルのためにまず４ショットが必要とされるので、工程は３ショット成形工程ではなく、５ショット成形工程となることがある。

【0213】

Ｅ．ハウジングシール位置の変形形態
本明細書で提供される様々な例で、ハウジングシール部は、一般に、入口面および出口面またはその両方の平面と平行であり、入口面および出口面と同一平面となることがある平面内に置かれる。本明細書で説明する様々な技術を用いるが型を適切に修正する、代替形態が可能である。

【0214】

Ｆ．ブロック状濾材積層体からの修正
提供された例はそれぞれ、外側表面がその中で直角に交わる、ブロック状濾材積層体を使用する。たとえば、傾いた平行四辺形、すなわち、対辺が平行であるが辺同士が９０°で交わらない平行四辺形を含めた少なくとも１つの断面を有する、濾材積層体を作り出すために、十分にずれた積層内の層から濾材積層体が形成されているものを含めた代替形態が可能である。そのような濾材積層体の一例が、参照により記載全体を本明細書に合体する、２００４年６月１４日出願の、米国仮特許出願第６０／５７９，７５４号で（図６Ａにて）知られている。同様にして形状付けされた濾材積層体は、フィルタカートリッジを作り出すために、本明細書で説明したような成形操作において使用することができる。

【0215】

ＶＩＩＩ．フィルタカートリッジおよび方法の概括的な特徴
概括的に言うと、本明細書で説明するタイプのフィルタカートリッジは、片側積層物帯状物の積層構造を備える濾材積層体を備え、各片側積層物帯状物は通常、第１および第２の対向する流れ面の間に延びる入口および出口流れチャネルを定めるために、定位置で対面シートに固定され縦溝流路が形成されたシートを備える。フィルタカートリッジはさらに、成形された側部パネル構造を備え、この側部パネルは、濾材帯状物の前端および後端によって定められた濾材積層体に対する、２つの対向側部（または端部）の第１の組に対して直接成形されそれをシールして覆う、少なくとも第１および第２の対向する成形パネルを備える。フィルタカートリッジはさらに、フィルタカートリッジ構造内へと成形されたハウジングシール構造を備える。ハウジングシール構造は、（ａ）成形された側部パネル構造上に成形され、（ｂ）濾材積層体上に直接成形され、または、（ｃ）両方に成形された部分を有することができる。本明細書で説明する典型的な構造は、（ａ）両方に成形され、あるいは（ｂ）その部分が成形された側部パネルと一体であり、その他の部分が濾材積層体に直接成形されるように構成される、部分を有する。

【0216】

成形された側部パネル構造を備えるフィルタカートリッジにおいて、成形された側部パネル構造は、そうでなければ部分的に覆われない側部を、部分的に横断して延びるように構成することができる。通常、少なくとも（面積で）５０％の露出した濾材（すなわち成形物によって覆われていない濾材）が、これらの覆われない側部上にある。いくつかの例では、これらの側部は、たとえば厚紙またはプラスチックシートの、予備成形された側壁部によって覆うことができる。

【0217】

いくつかの例におけるハウジングシール構造は、成形された側部パネル構造と一体に成形された部分である。「一体に成形された部分」はこの文脈で、ハウジングシール構造が、成形された側部パネル構造として、同一の樹脂プールから同時に成形されることを意味する。この１つの例が、１ショット成形工程と関連付けて上記で説明されている。また、ハウジングシール構造の部分（または部）が、上記の４ショット成形手法における成形された側部パネル構造と一体に成形される。

【0218】

当然、いくつかの応用例でハウジングシール構造は、成形された側部パネル構造と一体成形された部分ではない。たとえば、ハウジングシール構造は、成形された側部パネル構造が既に形成された後に、濾材積層体に成形することができる。この１つの例を、３ショット成形手法と関連付けて上記で説明した。

【0219】

いくつかの例で、濾材積層体は、ブロック状の積み重ね構造である。ただし濾材積層体は、説明したように、少なくとも１つの傾いた平行四辺形断面を定める、傾いた積み重ね構造とすることができる。「傾いた積み重ね構造」という用語はこの文脈で、積み重ねられているが、２組の対辺がそれらが交わる辺に対して垂直に延びないように積み重ねられた、濾材積層体を示す。

【0220】

いくつかの構造で、ハウジングシール構造は、単一の一体成形された周囲シール延長部を備える。この例は、上記で１ショット成形工程の説明および３ショット成形工程の説明と関連付けて説明した。

【0221】

その他の例では、ハウジングシール構造は、複数の別々に成形された部または延長部を備える。この１つの例を、４ショット成形手法と関連付けて上記で説明した。

【0222】

いくつかの好ましいフィルタカートリッジでは、成形された側部パネル構造は、第１の流れ面に隣接する第１の圧縮端部（またはハウジング係合端部）、および第２の流れ面に隣接する第２の圧縮端部をそれぞれが有しまたは定める、２つの対向成形パネルを備え、ハウジングシール構造は、各圧縮端部（またはハウジング係合端部）との整列位置より凹んだハウジングシール周辺延長部を備える。この一例を、図４５のカートリッジと関連付けて本明細書で説明した。圧縮端部を形成する端部はまた、「ハウジング係合端部」「軸方向当接表面」、または同様の用語によって特徴付けることもできる。通常凸部／凹部輪郭である、平坦でない輪郭を含む好ましい端部を、図４５に示す。この例で各圧縮端部は、少なくとも１つの、通常複数である凹部にて、複数の（少なくとも２つの）凸部を備えるが、代替凸部／凹部構造が可能である。

【0223】

図４５および図５５の例に関連付けて上記で説明されるハウジングシール構造は、フィルタカートリッジが使用時に挿入されるときにハウジング構成要素の間で軸方向に締め付けられる(pinched)ようにそれぞれが構成される、軸方向締付けシール部である。「軸方向の」「軸方向に」という用語は、この文脈で、流れ面の間に延びる濾材積層体の中心線に向かって対向しまたはそれから背く、濾材積層体を通る空気流の方向とほぼ平行なシール力の方向を示す。

【0224】

ハウジングシール構造（および側部成形物）は、様々な材料から形成することができる。別々に成形される場合、それらが全て同じである必要はない。本明細書で説明するシールおよび側部成形物の両方に使用可能な材料の一例は、ポリウレタンである。特徴付けられるポリウレタンの一例は、使用中に体積が増大する、発泡ポリウレタンである。好ましいものは、型キャビティを（通常少なくとも体積で８０％）充填するように、体積が少なくとも４０％増大し、成形時密度が、３０ポンド／立方フィート（０．４８ｇ／ｃｃ）未満、通常２２ポンド／立方フィート（０．３５ｇ／ｃｃ）未満、および一般に１０ポンド／立方フィート（０．１６ｇ／ｃｃ）から２２ポンド／立方フィート（０．３５ｇ／ｃｃ）の範囲内であり、硬さ（ショア硬さＡ）が、通常３０未満、好ましくは２５未満、また通常１２から２２の範囲内である。当然、この範囲外のポリウレタンを使用することもできるが、特徴付けられたものが、製造および操作に有利である。

【0225】

また、入口部および出口部を有するハウジングを備えるエアクリーナ構造、ならびに、その中に配置される本明細書で通常特徴付けられるようなフィルタカートリッジを、本明細書で説明する。出口部がその中で、ハウジングシール構造内のシール圧力を解放するように、入口部に対して選択的に回転可能に枢動可能である、エアクリーナの一例が、図２３に関連付けて本明細書で説明されている。この構造は、ハウジング本体部がフィルタカートリッジのシール部および濾材積層体用の３方受容部を形成する、アクセスカバーを有するものとしてさらに特徴付けることができる。

【0226】

その中でハウジングが取外し可能なカセットをその中にさらに備える、エアクリーナ構造では、カセットは、図示のように、使用時にフィルタカートリッジをその中に受けるように構成される。

【0227】

成形された側部パネル構造およびハウジングシール構造を濾材積層体に成形することを一般に伴う、フィルタカートリッジ構造を形成する方法（工程）を説明する。「・・に成形する」という用語は、この文脈およびその変形において、成形物が、予備形成されたとえばポッティングなどによって濾材積層体に取り付けられるのではなく、濾材積層体の一部上に作り出される工程を示す。１ショット成形工程、３ショット成形工程、および４ショット成形工程を、例として説明する。

【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】

【図23】

【図24】

【図25】

【図26】

【図27】

【図28】

【図29】

【図30】

【図31】

【図32】

【図33】

【図34】

【図35】

【図36】

【図37】

【図38】

【図39】

【図40】

【図41】

【図42】

【図43】

【図44】

【図45】

【図46】

【図47】

【図48】

【図49】

【図50】

【図51】

【図52】

【図53】

【図54】

【図55】

【図56】

【図57】

【図58】

【図59】

【図59A】

【図60】

【図61】

【図62】

【図63】

【図64】

【図65】

【図66】

【図67】

【図68】

【図69】

【図70】

【図71】

【図72】

【図73】

【図74】

【図75】

【図76】

【図77】

【図78】

【図79】

【図80】