IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2022.1.31 β版

知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」

▶ ドナルドソン カンパニー,インコーポレイティドの特許一覧

特許6994506フィルタエレメント、エアクリーナアセンブリ、および使用と組み立ての方法
(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】
(24)【登録日】2021-12-15
(45)【発行日】2022-01-14
(54)【発明の名称】フィルタエレメント、エアクリーナアセンブリ、および使用と組み立ての方法
(51)【国際特許分類】
   B01D 46/24 20060101AFI20220106BHJP
【FI】
B01D46/24 Z
【請求項の数】 14
(21)【出願番号】P 2019522836
(86)(22)【出願日】2017-11-03
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2019-11-14
(86)【国際出願番号】 US2017060015
(87)【国際公開番号】W WO2018111434
(87)【国際公開日】2018-06-21
【審査請求日】2020-09-23
(31)【優先権主張番号】62/417,722
(32)【優先日】2016-11-04
(33)【優先権主張国・地域又は機関】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】110003281
【氏名又は名称】特許業務法人大塚国際特許事務所
(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】デコスター, クリストフ
(72)【発明者】
【氏名】クレサート, ジョニー
(72)【発明者】
【氏名】ヴァーストレート, マティス
【審査官】長谷部 智寿
(56)【参考文献】
【文献】米国特許出願公開第2014/0165834(US,A1)
【文献】特表2014-507277(JP,A)
【文献】米国特許出願公開第2015/0096931(US,A1)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
B01D 46/00-46/54
F02M 37/22-37/54
(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)対向する第1端部と第2端部との間の長手軸に沿って延在するフィルタ媒体であって、オープン内部容積と、外側周辺と、を画定するフィルタ媒体、
b)前記媒体の第1端部に配置された開口端部キャップ、
c)前記開口端部キャップ上に配置されたシール装置であって、前記シール装置が第1半径方向平面と、第2半径方向平面との間の軸方向で変化するプロファイルを有し、それにより前記プロファイルの上縁が、第1の周方向の位置において、前記プロファイルの前記上縁の第2の周方向の位置と比較して、前記エアフィルタカートリッジの末端部に近くにあり、前記シール装置の少なくとも一部が、前記フィルタ媒体のオープン内部容積内に、または前記フィルタ媒体の外側周辺の周りのいずれかに配置された、シール装置、
d)前記開口端部キャップ内に配置され、かつ前記シール装置の第1部分によって画定された第1半径方向平面を通り延在する、複数の軸方向延在チャネル、
を含むエアフィルタカートリッジ。
【請求項2】
a)前記開口端部キャップの端面から末端部に延在する円周方向に間隔をおいた複数の伸長部材であって、軸方向延在チャネルが前記伸長部材内に延在する、伸長部材をさらに含む、請求項1に記載のフィルタカートリッジ。
【請求項3】
エアフィルタカートリッジであって、
a)対向する第1端部と第2端部との間の長手軸に沿って延在するフィルタ媒体であって、オープン内部容積と、外側周辺と、を画定するフィルタ媒体、
b)前記媒体の第1端部に配置された開口端部キャップ、
c)前記開口端部キャップ上に配置されたシール装置であって、前記シール装置の少なくとも一部が、前記フィルタ媒体のオープン内部容積内に、または前記フィルタ媒体の外側周辺の周りのいずれかに配置された、シール装置、
d)前記開口端部キャップの端面から延在する複数の周方向に間隔をおいた伸長部材、および
e)前記伸長部材内に配置された複数の軸方向延在チャネルであって、ィルタアセンブリハウジング上に提供された対応するリブと係合するよう構成された、軸方向延在チャネル、
を含み、
伸長部材のそれぞれがガイド部材を備え、前記ガイド部材が、前記伸長部材の端部の形状に略従う形状を有する、エアフィルタカートリッジ。
【請求項4】
前記シール装置と、前記複数の軸方向延在チャネルが、前記開口端部キャップの半径方向内方側面上に配置される、請求項1から3のいずれか一項に記載のフィルタカートリッジ。
【請求項5】
前記シール装置と、前記複数の軸方向延在チャネルが、前記開口端部キャップの半径方向外方側面上に配置される、請求項1から3のいずれか一項に記載のフィルタカートリッジ。
【請求項6】
前記端部キャップがポリウレタンで形成される、請求項1から5のいずれか一項に記載のフィルタカートリッジ。
【請求項7】
伸長部材のそれぞれがガイド部材を備え、前記ガイド部材が、前記伸長部材の端部の形状に略従う形状を有する、請求項2記載のフィルタカートリッジ。
【請求項8】
前記伸長部材のそれぞれがガイド部材を備える、請求項3または7に記載のフィルタカートリッジ。
【請求項9】
前記ガイド部材が基部リングによって共に連結されている、請求項3、7、および8のいずれか一項に記載のフィルタカートリッジ。
【請求項10】
前記ガイド部材が前記伸長部材内に少なくとも部分的に埋められている、請求項3、および7から9のいずれか一項に記載のフィルタカートリッジ。
【請求項11】
前記ガイド部材が前記伸長部材を形成するために使用された材料より硬い材料で形成されている、請求項3、および8から10のいずれか一項に記載のフィルタカートリッジ。
【請求項12】
前記伸長部材がポリウレタンで形成され、前記ガイド部材がアクリロニトリル-ブタジエン-スチレン、またはポリプロピレンプラスチックで形成されている、請求項3、および8から11のいずれか一項に記載のフィルタカートリッジ。
【請求項13】
エアクリーナアセンブリであって、
a)半径方向空隙を有する内部を画定する開放可能なクリーナのハウジング、複数の軸方向延在リブを出口カバーと
前記ハウジングの内部空隙内に配置された取外可能な請求項1から12のいずれか一項に記載のエアフィルタカートリッジと、
を含むエアクリーナアセンブリ。
【請求項14】
前記複数の伸長部材の少なくともいくつかが前記末端部に位置するガイド部材を備え、前記出口カバーが1以上の傾斜壁を含み、前記エアフィルタカートリッジの前記ハウジング内への設置の間に、前記ガイド部材は前記1以上の傾斜壁と接触し、前記複数の伸長部材を前記出口カバー内で画定される前記ポケット内にガイドする、請求項13に記載のエアクリーナアセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
[関連出願]
本願は、2017年11月3日にPCT国際特許出願として出願されており、および2016年11月4日に出願された、米国仮特許出願第62/417,722号の優先権の利益を主張し、その内容全体が、参照することにより本願明細書に援用される。
【0002】
[技術分野]
本開示は、フィルタアセンブリ、例えば、エアクリーナアセンブリ、および、その構成要素および特徴、および、組み立て、および使用の方法に関する。フィルタアセンブリは、その中に取外可能、かつ交換可能なフィルタカートリッジを有するハウジングを含む。フィルタハウジング、および/またはカートリッジの種々の特徴が記載され、利点を提供し得る。組み立て、および使用の方法が記載される。
【背景技術】
【0003】
エアまたは他のガスの濾過は、いくつかのシステムにおいて望ましい。典型的な用途は、内燃機関へのエアの取り入れ口の濾過においてである。別のものは、クランク室の換気フィルタアセンブリの濾過においてである。典型的に、そのようなシステムは、その中に保守点検可能なフィルタカートリッジを有するフィルタアセンブリを含む。使用期間の後、フィルタハウジング内のフィルタ媒体は、洗浄または交換のいずれかによる保守点検を必要とする。典型的に、内燃機関、例えば車両で使用される、エアクリーナ、またはクランク室の換気フィルタアセンブリのため、フィルタ媒体は、取外可能、かつ交換可能、すなわち、保守点検可能な構成要素内に含まれ、典型的にフィルタエレメントまたはカートリッジと呼ばれる。フィルタカートリッジは、使用において、エアクリーナ内に取外可能にシールされるように構成される。アセンブリの保守点検容易性の使用に関連するフィルタ装置における改善は、望まれる。フィルタカートリッジは、第1位フィルタカートリッジ、または第2位フィルタカートリッジとして提供され得る。エアクリーナアセンブリは、第1位フィルタカートリッジだけ、または第1位フィルタカートリッジと第2位フィルタカートリッジの双方を含み得る。
【発明の概要】
【0004】
フィルタアセンブリ(エアクリーナアセンブリ、クランク室の換気フィルタアセンブリのような)の特徴部、および構成要素が記載される。また、アセンブリおよび使用の方法が記載される。フィルタアセンブリは、一般に、その中に取外可能に配置されるフィルタカートリッジを有するハウジングを備える。
【0005】
例のアセンブリは、第1フィルタカートリッジ、および第2フィルタカートリッジを含み、第1フィルタカートリッジは、ハウジングの一部に対してシールするために構成され、およびシール表面を有する第1シール構造体を有し、第2フィルタカートリッジは、第2フィルタカートリッジのシール表面に対してシールするために構成された第2シール構造体を有する。一実施形態において、第1シール構造体は、外方に向けられた半径方向シールであり、第2シール構造体は、内方に向けられた半径方向シールである。
【0006】
第1および第2フィルタカートリッジのそれぞれは、ハウジングおよび出口カバーに対してカートリッジの適切な整列を確実にする特徴部を備え得る。第1および第2フィルタカートリッジのそれぞれは、軸方向偏差シール構造体を備えるので、適切な整列は、適切なシールが達成されることを確実にする点で有利である。フィルタカートリッジは、カートリッジの開口端部キャップから延在する伸長部材を提供し得る。一例において、伸長部材は、出口カバーと関連する対応リブによって受容される軸方向に延在する半径方向に面する凹部を備える。一例において、伸長部材は、フィルタカートリッジの自己整列を可能とする、出口カバーと低摩擦表面を提供するガイド部材を備える。一例において、そのような特徴部の双方が提供される。これらの特徴部のそれぞれは、フィルタカートリッジがハウジングの出口カバーに対して適切に配列され、かつ挿入されているかどうかを、ユーザが感じることを可能する触覚フィードバックを据付者に提供する。
【0007】
エアクリーナアセンブリ、その構成要素、またはその特徴部が、本開示に係るいくつかの利点を得るように、本願明細書において特徴付けられる詳細の全てを含むこという、特定の要件はない。
【図面の簡単な説明】
【0008】
図1図1は本開示に係る、そこに設置された少なくとも1つのフィルタカートリッジを有するハウジングアセンブリを含むエアクリーナアセンブリの斜視図である。
図2図2図1に示すエアクリーナアセンブリの上面図である。
図3図3図1に示すエアクリーナアセンブリの分解図であり、第1フィルタカートリッジ、第2フィルタカートリッジ、および出口カバーがハウジングアセンブリと併せて利用されるように示される。
図4図4図3に示す第1フィルタカートリッジの斜視図である。
図5図5図4に示す第1フィルタカートリッジの側面図である。
図6図6図4に示す第1フィルタカートリッジの上面図である。
図7図7図4に示す第1フィルタカートリッジの断面側面図である。
図8図8図4に示す第1フィルタカートリッジの一部であるリング部材の斜視図である。
図9図9図9に示すリング部材の上面図である。
図10図10図9に示すリング部材の側面図である。
図11図11図3に示す第2フィルタカートリッジの一部の斜視図である。
図12図12図11に示す第2フィルタカートリッジの側面図である。
図13図13図11に示す第2フィルタカートリッジの上面図である。
図14図14図11に示す第2フィルタカートリッジの断面側面図である。
図15図15図11に示す第2フィルタカートリッジの一部であるリング部材の斜視図である。
図16図16図15に示すリング部材の上面図である。
図17図17図15に示すリング部材の側面図である。
図18図18図3に示す出口カバーの斜視図である。
図19図19図18に示す出口カバーの断面側面図である。
図20図20図18に示す出口カバーの下面図である。
図21図21は組み立てられた状態における図3に示す第1フィルタカートリッジ、第2フィルタカートリッジ、および出口カバーの破断面斜視図である。
図22図22図21に示すアセンブリの断面上面図である。
図23図23図22に示すアセンブリの断面側面図である。
図24図24図3に示す出口カバー内に最初に挿入された第1フィルタカートリッジの断面側面図である。
図25図25図4に示す出口カバー内にさらに挿入された第1フィルタカートリッジの断面側面図である。
図26図26図4に示す出口カバー内に完全に挿入された第1フィルタカートリッジの断面側面図である。
図27図27図1に示すエアクリーナアセンブリ内で使用可能な第1フィルタカートリッジの第2例の斜視図である。
図28図28図27に示す第1フィルタカートリッジの断面側面図である。
図29図29図1に示すエアクリーナアセンブリ内で使用可能な第1フィルタカートリッジの第3例の斜視図である。
図30図30図29に示す第1フィルタカートリッジの断面側面図である。
図31図31図1に示すエアクリーナアセンブリ内で使用可能な第2フィルタカートリッジの第1例の斜視図である。
図32図32図31に示す第2フィルタカートリッジの断面側面図である。
図33図33図1に示すエアクリーナアセンブリ内で使用可能な第2フィルタカートリッジの第3例の斜視図である。
図34図34図33に示す第2フィルタカートリッジの断面側面図である。
図35図35図1のエアクリーナアセンブリ、および図27、28、31、および32に示すフィルタカートリッジと使用可能な出口カバーの第2例の斜視図である。
図36図36図35に示す出口カバーの断面側面図である。
図37図37図35に示す出口カバーの下面図である。
図38図38は組み立てられた状態における図27、31、および35に示す第1フィルタカートリッジ、第2フィルタカートリッジ、および出口カバーそれぞれの破断面斜視図である。
図39図39図38に示すアセンブリの断面上面図である。
図40図40図38に示すアセンブリの断面側面図である。
図41図41図1に示すエアクリーナアセンブリ内で使用可能な第1フィルタカートリッジの第3例の斜視図である。
図42図42図41に示すフィルタカートリッジの上面図である。
図43図43図41に示すフィルタカートリッジの側面図である。
図44図44図41に示す第1フィルタカートリッジの断面側面図である。
図45図45図1のエアクリーナアセンブリ、および図27、28、31、32、および41に示すフィルタカートリッジと使用可能な出口カバーの第3例の斜視図である。
図46図46図45に示す出口カバーの一部の拡大図である。
図47図47図45に示す出口カバーの下面図である。
図48図48はその中に設置された図41のフィルタカートリッジを備える図45に示す出口カバーの断面側面図である。
図49図49は示される代替の特徴部を備える図45に示す出口カバーの一部の拡大図である。
図50図50図1に示すエアクリーナアセンブリ内で使用可能な第1フィルタカートリッジの第4例の断面図である。
図51図51は取り外された端部キャップのシール部材を備える図50に示すフィルタカートリッジの断面図である。
図52図52は透明であるように示す端部キャップのシール部材を備える図50に示すフィルタカートリッジの部分断面図である。
図53図53図27、28、31、32、および41に示すフィルタカートリッジのいずれか1つの開口端部キャップのシール側面の平面概略図である。
図54図54はその中に任意のフィルタカートリッジと使用可能な特徴部を備える代替の開口端部キャップの平面概略図である。
図55図55はその中に任意のフィルタカートリッジと使用可能な特徴部を備える代替の開口端部キャップのデザインの平面概略図である。
図56図56はその中に任意のフィルタカートリッジと使用可能な特徴部を備える代替の開口端部キャップのデザインの平面概略図である。
図57図57はその中に任意のフィルタカートリッジと使用可能な特徴部を備える代替の開口端部キャップのデザインの平面概略図である。
図58図58はその中に任意のフィルタカートリッジと使用可能な特徴部を備える代替の開口端部キャップのデザインの平面概略図である。
図59図59はその中に任意のフィルタカートリッジと使用可能な特徴部を備える代替の開口端部キャップのデザインの平面概略図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
本願明細書において、例のフィルタアセンブリ、フィルタカートリッジ、特徴部、およびそのための構成要素が記載され、かつ図示される。種々の特別の特徴部および構成要素が詳細に特徴付けられる。多くのものは、利点を提供するため適用され得る。しかしながら、本開示に従ういくつかの利益を提供するために、種々の個々の特徴部および構成要素が、全部のアセンブリにおいて、記載された全ての特徴部および特性を適用されるという特別の要求はない。
【0010】
ここで、複数の実施形態が図示され、かつ記載される。実施形態は、図示された特徴部に対して排他的であることを意味しない。すなわち、一実施形態の選択された特徴部は、有利に、もし望まれるなら、1以上の他の実施形態において適用され得る。複数の例において、図示されたフィルタアセンブリは、エアクリーナアセンブリであり、例えば、内燃機関のエアを取り入れるフィルタに使用される。しかしながら、開示された概念は、そのような用途に制限される任意の方法においてではなく、およびクランク室の換気のような種々の異なる用途にわたって適用され得る。濾過されるキャリアステージがガスであるため(エア、またはクランク室の換気ガス)、開示されたフィルタアセンブリは、一般に、「ガスフィルタアセンブリ」である。本願明細書に記載された技術は、典型的には、ガス濾過の用途で使用されることになるが、それらは、他の材料、例えば、もし望まれるなら液体の濾過において使用され得る。
【0011】
I.フィルタアセンブリ-概要
図1の参照番号1は、一般に、本開示に従い、フィルタアセンブリ、例えば、エアクリーナ、またはエアクリーナアセンブリ、または装置を示す。フィルタアセンブリ(例において、エアクリーナアセンブリ)1は、ハウジング2を含む。ハウジング2は、側壁2sを画定し、および第1本体またはハウジング部分3、および第2本体部分またはアクセスカバー4を含む。図示された例において、アクセスカバー4は、第1本体部分3に取外可能に固定されているが、代替は可能である。また、代替は可能であるが、例えば図示された、カバー部分4の本体部分3に対する取付具は、オーバーセンタラッチを含むラッチラッチ装置5によってである。カバー部分4は、代替的に、ツイストロック装置によって本体部分3に保持され得る。代表的なツイストロック装置は、2016年6月24日に出願された米国特許出願第15/192,272号に図示されており、その開示は本願明細書に参照によって援用される。カバー部分4は、本体部分3に、例えば、オーバーセンタラッチのようなラッチ5によって保持され得る。
【0012】
一般に、エア(ガス)クリーナ1は、エア(ガス)流の入口装置7を含む。図示された例において、エア流の入口装置7は、本体部分3上の7tで示される入口管である。特に図示された入口管7tは、側面で接線の入口として構成され、すなわち、ガス流は、ハウジングの中心軸Xの方に直接向けられることと相対するように、ハウジング2の内壁に対して接線方向に向けられる。代替の入口装置、位置、および方向は、可能である。しかしながら、図示された接線の入口装置は、後述の理由のため便利で、有利である。
【0013】
ダスト/水排出器装置が、8でハウジング2上に図示され、管9を含む。図示された例において、管9は、アクセスカバー4の一部を含むが、代替は可能である。管9は、エバキュエータバルブ装置10によってカバーされ、図示された例において、例えば、国際公開第2006/06241号、米国特許第6,419,718号明細書、および米国特許第8,864,866号明細書に示される、エアクリーナで幅広く使用される型のダックビルバルブを含み、本願明細書に参照によって援用される。代替のエバキュエータバルブ装置が使用され得る。
【0014】
出口管または流れ管52を有する出口カバーが、50で、ハウジング本体部分3の残部上に配置されたハウジング2の一部として図示されている。出口カバー50は、ハウジング本体3と一体形成され得るが、締め金具によってハウジング3に取り付けられた別体の部品であるように示される。示されるように、出口構造体または管52は、ハウジングの内部に延在し、フィルタカートジッリが出口構造体52に対してシールし得る。出口構造体は、また、ハウジングの外部にも延在する。示される実施形態において、出口構造体52の内部および外部の延在部分は不連続であり、それらは、同じ直径のものでない。しかしながら、出口カバーと一体形成される、それらの特徴部は、ハウジングの内部からハウジングの外部に連続経路を提供する。
【0015】
運転において、濾過されるエア(ガス)は、エアクリーナアセンブリに入口管7tを通り入る。結局は、エアは、ハウジング2の内部2i内に配置されたフィルタカートリッジ装置のフィルタ媒体を通過する。エアフィルタカートリッジの媒体を通過した後、濾過されたエアは、出口管52を通りハウジングを出るよう向けられる。出口管52から、濾過されたエアは、機関システムのタービンシステムまたはエア取り入れ口のような下流の装置に受けられる。
【0016】
特に図示されたエアクリーナ(フィルタ)アセンブリ1は、オプションとしてプレクリーナステージを含む。プレクリーナステージは、エアを入口管7tからハウジング2の内部2i内に接線方向に向けることによって部分に提供される。それから、エアは、アセンブリ1の内部の周りのサイクロンパターン内に向けられることになる。これは、側壁2sの内部表面に対して、エアストリーム内に含有された任意の水またはダスト粒子の一部を追い出しやすくなる。エアストリームから分離された、この材料は、結局は、管9に移動、および入ることになり、管9から排出物がバルブ10を通り生じる。
【0017】
特に図示されたエアクリーナアセンブリ1は、例えば、中心軸Xを垂直に向ける、または代替的に中心軸Xを水平に向ける、種々の配向で載置され得るように構成される。これは、下方に向けられた出口管9を有することによって容易にされる。
【0018】
ハウジング本体部分3は、その上に搭載パッド装置を含み得る。搭載パッド装置は、ハウジング2の残部と一体形成され得るか、またはそれは別体部品であり得る。搭載パッド装置は、エアクリーナ1が使用されることになる装置に上に、その場所においてハウジング2を固定すること助けるために使用される。ハウジング部分3上の搭載パッド装置を有することによって、ハウジング部品3は、便利な保守点検のため、本体部分3に取外可能に固定されるアクセスカバー4と、ボルトまたは保守点検の間に他のシステムによって装置上に、その場所において保持され得る。ハウジング部分3の一部として使用され得る代表的な搭載パッド装置は、米国特許第8,864,866号明細書に開示されており、その開示は本願明細書に参照によって援用される。
【0019】
したがって、記載されるように、エアクリーナアセンブリは、多くの先行技術のエアクリーナアセンブリと同様であり、国際公開第2006/06241号、国際公開第2009/014988号、米国特許第6,419,718号明細書、および米国特許第8,864,866号明細書に図示され、かつ記載されたそれらを含み、それらの開示は本願明細書に参照によって援用される。
【0020】
参照は、ここで図3および図4になされ、図3および図4は、ハウジング2内に提供され得る保守点検可能な内部濾過の構成要素の第1例と併せて使用される図1および図2のハウジングアセンブリを示す。図3の分解図において、第1フィルタカートリッジ100、および第2フィルタカートリッジ200は、ハウジング内部2i内に配置可能であるように、見ることができ、かつ示される。フィルタカートリッジ100、200のそれぞれは、出口カバー50とシールを形成するよう構成される。第1フィルタカートリッジ100の代替の構造は、図27-28(カートリッジ100’)および図29-30(カートリッジ100’’)に示される。第2フィルタカートリッジ200の代替の構造は、図31-32(カートリッジ200’)および図33-34(カートリッジ200’’)に示される。出口カバー50の代替の構造は、図35-37に示される。フィルタカートリッジ100’、200’は、図1-3に示されるハウジング2内で出口カバー50’と共に使用され得る。同様に、フィルタカートリッジ100’’および200’’は、図1-3に示されるハウジング2内で共に使用され得る。これらの変更のそれぞれは、以下で詳細に述べられることになる。
【0021】
フィルタカートリッジ100は、第1位フィルタカートリッジまたは第1位フィルタエレメント、および、フィルタカートリッジ200は、第2位または安全フィルタカートリッジ、または第2または安全フィルタエレメントと呼ばれ得る。一般に、カートリッジ100は、それがアセンブリ1を出ることができる前に、濾過されるエアが通過するフィルタ媒体102の伸長を含む保守点検可能な構成要素である。同様に、カートリッジ200は、アセンブリ1を出る前に、濾過されるエアも通過するフィルタ媒体202の伸長を含む保守点検可能な構成要素である。カートリッジ100、200に対して本願明細書で使用される、用語「保守点検可能な構成要素」によって、それはカートリッジ100、200がエアクリーナアセンブリ1内に取外可能で、交換可能であることを意味する。したがって、フィルタカートリッジ100、200の媒体102、202は、使用中、噛み合うので、カートリッジ100、および/またはカートリッジ200は、取り外され得、および再生または交換され得る。
【0022】
一態様において、ハウジング2は、オプションとして、有利であるが、フィルタカートリッジ100の選択された部分を取り囲むシールド装置を含み得る。エアが、アクセスカバー4の方向において、サイクロンパターンを通り、かつシールドを通り過ぎて、少なくとも部分的に移動した後まで、シールド装置は、媒体102上に入口エアによって運ばれるダスト、および他の物質の直接衝突を抑制するために使用され得る。そのようなシールドは、ダスト排出器8内に、ダストおよび他の物質の除去を容易にすることを助ける。シールド装置の使用は、多くのエアクリーナ装置において普通であり、例えば、国際公開第2006/06241号、国際公開第2009/014988号、米国特許出願第61/446,653号、米国特許出願第61/473,296号、米国特許第6,419,718号明細書、および米国特許第8,864,866号明細書を参照し、それらの開示は本願明細書に参照によって援用される。類似の特徴部および仕組は本願明細書で使用され得る。
【0023】
ここで、シールド装置およびダスト排出器装置8の使用は、「デュアルステージ」または「2つのステージ」のエア(ガス)クリーナが設計される、多くの用途で一貫しており、水および大きい粒子をエアから、それがフィルタカートリッジ100(第2ステージ)内に通る前に分離する第1プレクリーナステージを有する。しかしながら、そのような特徴部は、一般に、オプションであり、および、本開示の多くの仕組が、そのような2つのステージ構成、またはプリクリーナステージを含まない、エアクリーナにおいて適用され得る。
【0024】
フィルタカートリッジ100の下流は、第2位フィルタカートリッジ200であり、そのため、エアは、エア出口52を介して出る前に、フィルタカートリッジ100、およびフィルタカートリッジ200の双方を通過する。エアクリーナアセンブリ1がフィルタカートリッジ100単独で、フィルタカートリッジ200単独で、または、図2に共に提供され、かつ示されるようにフィルタカートリッジ100およびフィルタカートリッジ200の双方で運転され得ることは理解されるべきである。
【0025】
II.フィルタアセンブリ-第1フィルタカートリッジ100、100’、100’’、100’’’、300
上記されたように、一般のエアクリーナ構成(フィルタアセンブリ)および運転と関係する、図1-3に関連して以前に確認され、かつ述べられた多くの特徴部は、周知の特徴部であり、種々のシステムの中で使用されている形態である。
【0026】
フィルタカートリッジ100は、第1位フィルタカートリッジとして、または第1位フィルタエレメントとして呼ばれ得、およびフィルタカートリッジ200は、第2位または安全フィルタカートリッジとして、または第2位または安全エレメントとして呼ばれ得る。一般に、第1位フィルタカートリッジまたは第1位フィルタエレメント、および第2位または安全フィルタカートリッジ、または第2または安全フィルタエレメントは、便宜上、フィルタカートリッジ、またはフィルタエレメントとして呼ばれ得る。文脈に基づき、第1位フィルタカートリッジ、または第2フィルタカートリッジになされる参照は、明確にすべきである。
【0027】
一般の用語において、再び、カートリッジ100および200は、保守点検可能な構成要素である。すなわち、これらは、エアクリーナ1の寿命によって取り外され、および交換され得る。解放可能なシールは、カートリッジ100と、出口カバー50の一部の間、およびカートリッジ200と出口カバーの間に必要であり、カートリッジが保守点検可能な構成要素となることを可能とし、および、これが機関に損傷を生じ得るので、未濾過のエアがカートリッジ100および/またはカートリッジ100を迂回しないこと、および出口管52に入らないことを確実にすることを可能にする。
【0028】
フィルタカートリッジ100は、一般に、第1および第2の対向する媒体端部104および106の間に延在するフィルタ媒体102を含む。第1媒体端部104は、第1端部キャップまたは部品108によって係合される。第2媒体端部106は、第2端部キャップまたは部品110によって係合される。したがって、媒体102は、対向する端部キャップ(または端部部品)108、110の間に延在する。
【0029】
代替は、本願明細書に記載された選択された技術で可能であるが、例えば、図示された例で、フィルタ媒体102は、エアクリーナ1およびカートリッジ100の中心軸Xの略周りで、オープンフィルタ内部102iを取り囲み構成される。媒体102は、ひだ付き媒体であり得るが、代替は可能である。媒体102は、示されるような円筒パターンで構成され得るが、望むなら、代替は可能である。例えば、媒体102は、対向する端部104、106の間の伸長において、いくらか円錐形であり得る。また、媒体102は、非円形の内側、および/または外側周辺で構成され得、例えば、楕円、または他の断面構造が可能である。さらに、第1位フィルタカートリッジ100は、第1端部104から第2端部106に延在するスクリーンまたは支持構造体102sを備え得、フィルタ媒体102を支持することを助け、ガス(エア)がそれを通過すること可能とする。フィルタ媒体102は、第1および第2端部キャップ108および110内に埋められ得る。さらに、フィルタ媒体102のためのスクリーンまたは支持構造体102sは、第1および第2端部キャップ108および110内に埋められ得る。
【0030】
代替は、本願明細書に記載された選択された技術で可能であるが、第2端部部品またはキャップ110は典型的に閉鎖端部部品またはキャップであり、第2端部106において媒体102にわり完全に延在し、媒体102およびフィルタ内部102iの端部106を閉鎖する。すなわち、図示された例では、端部部品またはキャップ110は、閉鎖端部部品またはキャップ、すなわち、オープンフィルタ内部102iと連通してそれを通る開口を有さない端部キャップである。
【0031】
一方、第1端部部品またはキャップ108は、オープン端部部品またはキャップである。すなわち、オープンフィルタ内部102iによる例において、それは媒体と連通する中心開口112を取り囲み、かつ画定する。典型的な使用において、開口112は、濾過エアのための、媒体からのエア流出口開口であり、例えば、オープンフィルタ内部102iである。濾過中のガス流の逆方向を有する代替の用途において、開口112は入口開口であり得る。一般に、それはガス流開口である。
【0032】
図示された例のため、第1端部キャップ108は、カートリッジ100の全ての媒体102にわたり、外側周辺108aから内側周辺108bに完全に延在する。第1端部キャップ108は、典型的に、そこを通る1つの中心の開口112だけ有する。
【0033】
再び、アクセスカバー4がハウジング本体部分3から取り外されるとき、内部2iへのアクセスがカートリッジ100の設置または取外しのいずれかのため提供される。それから、フィルタカートリッジ100は、出口カバー50に適切に取外可能にシールされる必要があり、出口管52内への未濾過エアの流れに対して保護する。これを提供するため、カートリッジ100は、第1位(またはハウジング)シール装置114を備える。
【0034】
第1ハウジングシールまたは第1位シール装置114、および第1端部キャップ108の他の特徴部に関して、注目が図6-7、および18-20に向けられる。第1位シール装置114は、解放可能シールのため、出口カバー流管52の表面52s1と係合するよう向けられる、半径方向シールまたはシール表面114sを画定するように見られ得る。したがって、第1位フィルタカートリッジ100がフィルタアセンブリ1内に設置されるとき、第1シール装置114は、内方半径方向シールを出口管52に形成する。
【0035】
さらに図7を参照すると、第1位シール装置114の、シールを出口管52と形成する表面114sが一般に半径方向表面であることが理解されることになる。したがって、第1位シール装置114は、半径方向シールと呼ばれ得る。この文脈における「半径方向」によって、それは、シールまたはシール表面(およびシールの間のシール表面の圧縮)が、一般に、中心軸Xの方に、または中心軸Xから(例えば、周りから)離れて向けられることを意味する。図示された例において、特に表面114sは、中心軸Xに対して半径方向内方に向けられており、そのため、シール装置114は、「半径方向内方に向けられる」として特徴付けられ得る。しかしながら、ここで、半径方向外方に向けられたシールは、本開示に従う同様の仕組で使用され得る。
【0036】
ここで、図示された例において、ハウジングシール装置114は、端部キャップ108の一部を含む。より一般の用語において、ハウジングシール装置114は、フィルタカートリッジ上に載置され、およびハウジング構成要素または出口管52に開放可能にシールするよう構成され、特にハウジングシール装置が端部部品の一部を含むかどうかである。
【0037】
本願明細書に記載された、好ましく、かつ有利なハウジングシール装置は、一般に、「非クランプ」、または「クランプレス」のハウジングシール装置である。これによって、いくつかの型のクランプまたはコネクタをしっかり締めるための必要無しに、カートリッジがハウジング内に挿入されるので、それらは確立されることをそれは意味する。
【0038】
1つの態様において、端部キャップ108およびシール装置114は、表面114sと支持媒体102または支持体102sの間の領域において、端部部品(キャップ)材料の半径方向圧縮の量が少なくとも10%、典型的には少なくとも15%、好ましくは、約35%以下の最大圧縮を有することになり、および、典型的には、包括的に約20-30%の範囲内の最大圧縮を有することになるような方法で構成され得る。これを達成するために、シール支持体は、端部キャップ108内に提供され得る。1つの態様において、シール装置114は、シール装置が閉鎖端部キャップ110から最も遠い直径に対して閉鎖端部キャップ110の最も近い小さい直径を有するように。階段状のプロファイルを有する。この階段状のプロファイルは、出口管52上への容易な受け入れを促進し、および、また、設置の間のシール装置114のプログレッシブ圧縮を可能にする。階段状のプロファイルは示されるが、多くの他のプロファイル、例えば、矩形状、楕円状、幾何学的な、面取りされた、および/または丸い断面形状を有するプロファイルが利用され得る。
【0039】
一態様において、端部キャップ上のシール装置114は、また、軸方向偏差プロファイルを備え、シール装置114の第1部分114aは第1軸部分に配置され、およびシール装置114の第2部分114bは第2軸部分114bに配置される。第1および第2部分114a、114bは、高さh2隔てられており、傾斜中間部分114cによって相互連結されている。一態様において、閉鎖端部キャップ110から最も遠い第1部分114aの縁は、半径方向平面130に沿って延びており、閉鎖端部キャップ110に最も近い第2部分114bの縁は、半径方向平面132に沿って延びている。最も容易に図7に示されるように、半径方向平面130、132は、長手軸Xに対して直交して延在しており、および高さh3によって隔てられている。示される例において、3つ第1部分114a、および3つの第2部分114bが、それらの間の6つの中間部分114cを提供する。幾分の部分114a、114b、114cが所望の軸偏差パターンを得るよう提供される。
【0040】
一態様において、端部キャップ108は、本体116を有するよう特徴付けられ得、複数の別個の周方向に間隔を置いた伸長部材118が本体116から軸方向に離れて延在し得る。示される例において、伸長部材118は、シール装置の第2部分114bと半径方向に整列している。しかしながら、伸長部材118は、第1部分114a、および/または中間部材114cと整列するよう配向され得る。示された例において、3つの同様の寸法および構成の伸長部材118が互いに等間隔で示される。しかしながら、幾分の伸長部材118が提供され得る。伸長部材118は、また、同形状、同寸法、または同間隔を有することを必要としない。その代わり、フィルタカートリッジ100は、異なる寸法または配置の伸長部材118を提供し得る。
【0041】
伸長部材118のそれぞれは、基部端部118cから末端部118dまで(高さh1まで)かつ、第1および第2側面118e、118fの間に(幅w1で)延在している、半径方向に内方および外方に面する側面118a、118bを有している。示されるように、第1および第2側面118e、118fは、基部端部118cから末端部118dの方の方向に互いに内方に傾斜する。示される例において、側面118e、118fは、長手軸Xから10度の角度付近で配置され、そのため、側面118e、118fの間に画定される角度は、約20度である。この例において、高さh1と幅w1の間の比率は、約0.8である。他の寸法および構成は可能である。例えば、側面118e、118fは、長手軸Xに平行であり得、そのため、それらは、本体116から垂直に延在する。フィルタカートリッジ100がハウジング2内に、かつ出口カバー50上に完全に設置されるとき、伸長部材118は、出口カバー50の凹部またはポケット56内に受容される。この位置にあるとき、側面118e、118fは、凹部の側壁56a、56bと接触し、出口カバー50に対してカートリッジ100の回転を抑制する。示された例において、側面118e、11fと側壁56a、56bとの間の接触は、側面118e、118fの一部だけに沿って生じる。他の例において、側壁56a、56bは、側面118e、118fに平行になるように構成され得、そのため大きな接触長さが達成される。
【0042】
伸長部材118のそれぞれは、フィルタカートリッジ100が出口カバー50に対して、かつハウジング2内に適切に整列することができる、1以上の回転整列特徴部を備える。示される例において、各伸長部材は、伸長部材の末端部118dに近接する末端部120aから、シール構造の第2部分114bに近接し、かつ媒体102に近接する内部空間102i内にある基部端部120bに延在するオプションとしての軸チャネルまたは凹部120を備える。したがって、軸方向偏差シール装置の第1部分114aは、チャネルまたは凹部120の間に位置し、第2部分114bは、チャネルまたは凹部120の下に軸方向に位置する。代替の装置において、チャネルまたは凹部120が第2部分114bと整列しない。しかしながら、そのような例において、チャネルまたは凹部120の長さは、チャネルまたは凹部120が整列する、シール装置114の部分の軸方向位置によって制限されることになる。示される装置は、チャネルまたは凹部120が最大可能長さを有すること可能にする。
【0043】
示される例において、軸方向凹部120は、末端部120aから基部端部120bへの方向に、それぞれ先細りになり、または細くなる、幅および深さを有する。図18-20に見られ得るように、出口カバー50は軸方向延在リブ54を備え、それらは、末端細端部54aから広基部端部54bに同様に先細りにされ、軸方向チャネルまたは凹部120と補足的な形状を形成する。したがって、フィルタカートリッジ10が出口カバー50内に最初に挿入されるとき、各リブ54の細端部54aは、凹部120の末端部120aの広い受容領域によって受容される。この装置は、フィルタカートリッジ100が出口カバー50の方に挿入されること、かつ、続いて、リブ54がチャネルまたは凹部120内に完全に受容され、かつ伸長部材118が出口カバー50の凹部56内に受容されるまで、フィルタカートリッジ100がその場所内にさらに落下することになるチャネルまたは凹部120と、リブ54が整列するまで回転することを可能とする。完全に挿入されると、リブ54はチャネルまたは凹部120に対してきつく適合し、出口管52の外側表面52s1に対してシールするシール支持体114と所望の整列において、フィルタカートリッジ100を確実に保持する。
【0044】
フィルタカートリッジ100と関連する別の回転整列特徴部は、ガイド部材122によって提供され、各伸長部材118から延在する。ガイド部材122は、伸長部材118の末端部118dの形状に一般に従う弧形状を有する。しかしながら、ポリウレタン伸長部材118と対照的に、ガイド部材122は、ABS(アクリロニトリル-ブタジエン-スチレン)、またはPP(ポリプロピレンプラスチック)のような比較的硬質なプラスチックで形成される。したがって、ガイド部材122は、それが硬質なプラスチックハウジングに対して低摩擦抵抗を有する点で、低摩擦部材と呼ばれ得る。いくつかの場合において、低摩擦部材は、伸長部材より高い硬度を有する必要はなく、ハウジングと伸長部材との間にさもなければ存在するものより低い程度に摩擦を減少させるよう作用する低摩擦部材の材料を提供する。伸長部材が比較的硬質なプラスチックで作製されるところ、ガイド部材122は、伸長部材118の剛性に寄与し得る。一態様において、伸長部材118の所望の剛性(したがって、据付者への触覚のフィードバック)は、伸長部材を形成しているポリウレタンの形状および寸法、およびポリウレタン内に埋め込まれるガイド部材122の部分の形状および寸法を設計することによって達成され得る。いつくかの例において、ガイド部材は、伸長部材の総数未満で提供される。例えば、フィルタカートリッジは、6つの伸長部材を備え得、それの3つがガイド部材を含む。
【0045】
出口カバー50内へのフィルタカートリッジ100の設置の間、伸長部材118が凹部またはポケット56と完全に整列しないとき、ガイド部材122は凹部56に近接する傾斜壁56cまたは56dと最初接触することになる。傾斜壁56cおよび56dは、ガイド部材122が壁56cまたは56dのいずれかの方向に円滑にガイドされることを可能とするように、湾曲された、またはRが付けられた部分56eによって相互連結される。出口カバー50が、また、比較的硬質のプラスチックで形成されるとき、比較的小さい摩擦が傾斜壁56c、56dとガイド部材122との間に存在する。
【0046】
図24は、同様のガイド部材を備えるフィルタカートリッジ200が、ガイド部材が傾斜壁と接触するように、出口カバー50内に最初に挿入される状態を示している。図25は、さらに挿入されるフィルタカートリッジを示しており、ガイド部材は傾斜壁に沿って滑り、そのため、フィルタカートリッジの伸長部材は凹部と徐々に整列する。傾斜壁56c、56d、および、硬質プラスチック(例えば、ABS、PP)のガイド表面122と硬質プラスチック(例えば、ABS、PP)の壁56c、56dとの間の低摩擦関係のため、フィルタカートリッジ100は、据付者が開口端部キャップ108の方向にフィルタカートリッジに力を加えるとき回転するように自動的に始まることになる。発明者らの予備的試験は、壁56c、56dと接触する伸長部材118の部分が比較的軟質の材料、例えば、ポリウレタンで形成されるとき、どうであれ、このタイプの自動回転、または力の変換が容易に達成され得ないことを示した。そのため、硬質プラスチックのガイド部材122の追加は、端部キャップ108内に含まれ、据付者によって与えられた軸方向力が回転力に変換され得る。
【0047】
フィルタカートリッジ100の自動回転は、各伸長部材118の側面118e、118fの1つがリブ54と接触するようになるまで生じることになる。この点で、リブ54は、フィルタカートリッジ100の回転に対する抵抗を与え、それから、据付者は、追加の軸方向力の印可、および/または、回転力でフィルタカートリッジを能動的に回転させるよう開始のいずれかを行わなければならず、壁56c、56dの傾斜配置、およびガイド部材122の配置に依存する。とりわけ、壁56c、56dの傾斜は、軸方向から回転方向に変換される力の量を増加させるため、壁が凹部またはポケット56に近づくので、半径部または湾曲部56eで増加する。
【0048】
伸長部材118は、十分な柔軟性を備え形成され、そのため、それらは、フィルタカートリッジ100が十分な回転力を受けたとき、リブ54を超え半径方向外方に偏向することになる。図18に最も容易に見られるように、リブ54はデュアルテーパプロファイル(すなわち、リブが凹部56から端部52bの方の方向に狭く、かつシール表面52s1から半径方向外方の方向に狭い)を備え、伸長部材118がリブを超え最初に偏向することができる。フィルタカートリッジ100が回転するよう強いられるので、伸長部材118が、それらの初期の位置に大部分戻るところの伸長部材118のチャネルまたは凹部120内に、リブ54は、結局、カッチと閉まることになる。リブ54がチャネルまたは凹部120内にカッチと閉まるときに生じる、スナップアクションは、触覚フィードバックを据付者に提供し、それによって、フィルタカートリッジ100が完全に設置されたことを据付者に確認を提供する。フィルタカートリッジ100が、この点に対して回転させられると、図26に示すように、伸長部材118は、それから、凹部またはポケット56内に完全に落ち込み得る。据付者がどのように力を加えるかに応じて、伸長部材118は、回転の間に凹部内に落ち込み得(軸方向力および回転力が同時に加えられるなら)、または、リブ54bが凹部またはポケット56内に受容されることを生じるように、回転力が加えられた後に、凹部内に落ち込み得る。当然ながら、据付者は、チャネルまたは凹部120をリブ54と最初に整列させるなら、フィルタカートリッジ100は、簡単に、ハウジング内にまっすぐ落とされ得、および回転無しで完全に設置された位置内に加圧され得る。図26は、完全に設置されたフィルタカートリッジを示しており、伸長部材118は凹部内に落ち込んでいる。いくつかの実施形態において、凹部またはポケット56、および伸長部材118は、カートリッジ100が完全に設置されると、ガイド部材122が、ハウジングにもはや接触しないように形成される。これは、長い奥行で凹部またはポケット56を提供することによって成し遂げられ得、そのため、伸長部材118が側壁56a、56bによって出口カバー50と全接触を提供する。
【0049】
図8から図10を参照すると、ガイド部材122が基部リング126から上方に延在するリング支持体124で、ガイド部材122が形成されることが分かり得る。図7で最も容易に分かり得るように、リング支持体124は、端部キャップ108のポリウレタン材料内に埋め込まれ、そのため、末端部122aだけが伸長部材118を超えて延在する。示される実施形態において、ガイド部材122は、また、ガイド部材122それ自身に対して強くすることを提供するだけでなく、それらが埋め込まれる伸長部材118にも提供する、支持リブ122bを備える。代替の例において、伸長部材118は、別体のガイド部材122を含み得、それは、伸長部材118内に個々に埋め込まれるか、または、伸長部材118の末端部118dに単に取り付けられるかのいずれかである。一例において、ガイド部材122は、伸長部材118に取付具として提供される。ガイド部材122は、また、それらがフィルタカートリッジライナ102sと一体形成されるように形成され得る。一例において、ガイド部材122は、伸長部材118と共成形される。
【0050】
図27および28に見られ得るように、代替のフィルタカートリッジ100’が示される。フィルタカートリッジ100’はフィルタカートリッジ100と多くの共通の特徴部を共有する。そのような特徴部のため、フィルタカートリッジ100の記述がフィルタカートリッジ100’に対して完全に適用可能であり、および、ここで繰り返される必要はない。同様の特徴が存在するところでは、同様の参照番号が使用される。さらに、フィルタカートリッジ100’の記述は、ここでは、フィルタカートリッジ100と100’の間の違いに向けられることになる。
【0051】
そのような違いの1つは、ガイド部材122がフィルタカートリッジ100’に提供されないことである。そのため、チャネルまたは凹部120は、それらが出口カバー50’の凹部またはポケット56’内に受容されるまで、伸長部材118の初期の整列を確実にする責任がある。伸長部材118’は、また、少し異なる形状を有し、伸長部材118と比較して、幅に対する高さの低い比率を有する。出口カバー50’は図35-27に示され、および、壁56c’が傾斜されておらず、かつ代わって平坦である点で、カバー50と異なる。予備的試験は、非常に大きい摩擦がポリウレタン伸長部材と、出口カバー壁との間に本質的存在するので、硬質プラスチックガイド部材122の存在無しに、フィルタカートリッジは印可された軸方向力と自動的に回転整列しないことなることを示した。したがって、ガイド部材122が提供されないので、凹部またはポケット56’の方の傾斜角度で壁56cを提供する必要はない。伸長部材118’は、また、チャネル120’が出口カバーのリブ内にカッチと閉じるとき触覚フィードバックを向上させるような、より急な側壁角度で、かつ、より良い材料で提供される。
【0052】
図29および30に見られ得るように、別の代替のフィルタカートリッジ100’’が示される。フィルタカートリッジ100’’はフィルタカートリッジ100および100’と多くの共通の特徴部を共有する。そのような特徴部のため、フィルタカートリッジ100および100’の記述がフィルタカートリッジ100’’に対して完全に適用可能であり、および、ここで繰り返される必要はない。同様の特徴が存在するところでは、同様の参照番号が使用される。さらに、フィルタカートリッジ100’’の記述は、ここでは、フィルタカートリッジの間の違いに向けられることになる。フィルタカートリッジ100’と同様に、フィルタカートリッジ100’’は、ガイド部材122無しで提供される。主な残りの違いは、伸長部材118が非常に大きい幅で提供され、および伸長部材118の側壁が互いの方に大きい角度で傾斜されている点である。したがって、最初の2つの実施形態と比較して、伸長部材118’’の間に比較的少ない空間がある。フィルタカートリッジ100’’の大きい幅の伸長部材118’’を成し遂げるため、出口カバーの凹部が同様の形状で提供され得る。
【0053】
図41-49に見られ得るように、別の代替のフィルタカートリッジ100’’’が示され、代替の出口カバー50’’を備え使用され得る。フィルタカートリッジ100’’’は、フィルタカートリッジ100、100’および100’’と多くの共通の特徴部を共有する。そのような特徴部のため、フィルタカートリッジ100および100’の記述が、フィルタカートリッジ100’’’に対して完全に適用可能であり、および、ここで繰り返される必要はない。同様の特徴が存在するところでは、同様の参照番号が使用される。フィルタカートリッジ100’’’の記述は、ここでは、フィルタカートリッジの間の違いに向けられることになる。フィルタカートリッジ100’および100’’と同様に、フィルタカートリッジ100’’’は、ガイド部材122無しで提供される。主な残りの違いは、多くの数の伸長部材118’’’が他の実施形態と比較して、接近した間隔で提供されることである。フィルタカートリッジの多くの数の部材118’’’、および対応する凹部120’’’を成し遂げるため、出口カバー50’’の凹部が同様の形状で提供され得、図45-48に図示されている。示された実施形態において、フィルタカートリッジ100’’’は、9つの伸長部材118’’’および凹部120’’’を含む。しかしながら、他の数の伸長部材118’’’は、例えば、フィルタカートリッジの寸法および直径に応じて使用され得る。
【0054】
図46を参照して、リブ54’’の上部表面54a’’が出口管52’’の外側表面から直交的に延在する点で、出口カバー50’’のリブ支持体54’’がリブ支持体54および54’と異なることが見られ得る。出口カバー50’’は、また、出口管52’’の外側表面上に位置する追加のリブ支持体55’’を提供するように示され、そのため、外側表面に沿うシール経路が、よりしっかりと強制される。リブ支持体55’’は、離間された平行リブの対として示されるが、単一のリブが提供され得る。同様の特徴部は、安全フィルタが設置される出口管52’’の内部表面上に提供され得る。図49を参照して、出口カバー50’’は、代替のリブ支持体54’’’を備え、平行に離間したリブ54a’’の対が単一のリブに代わって提供される。リブ54’’、55’’および54’’’の特徴部および配置は、適切なフィルタカートリッジが、不正確なフィルタがシールを形成し得る出口管上の利用可能なシール領域を限定することによって設置されることを確実にするよう機能し得る。
【0055】
図50から図52を参照して、フィルタカートリッジ300の第4例が示される。この例において、軸方向偏差セグメントを有するよりむしろ、シール部材308が、一般に滑り表面を有し、および半径方向シール表面308aを示す。示されるように、シール部材308がオーバーモールドされ得る、内側支持リングまたは部材301によって、シール部材308は支持される。シール部材308は、出口管52’’内に設置されるとき、リブ54’’の形状の周りに一致するように十分圧縮可能である。支持リング301は、出口管52’’によって画定される位置シール経路に相当する、軸方向偏差セグメントを備える立ち上がり表面301aを備えるよう示される。出口管52’’および立ち上がり表面301aの軸方向偏差セグメントが整列するように、フィルタカートリッジ300が出口カバー50’’内に設置されるとき、立ち上がり表面301aは、シールが形成され得るように、出口管52’’上に画定されたシール経路内にシール部材308をピンチするように作用する。
【0056】
III.フィルタアセンブリ-第2フィルタカートリッジ200、200’、200’’
ここで、図11-14に図示されたフィルタカートリッジ200を参照する。フィルタカートリッジ200は、フィルタカートリッジ100と多くの共通の特徴部を共有する。そのような特徴部のため、フィルタカートリッジ100の記述がフィルタカートリッジ200に対して完全に適用可能であり、および、ここで詳細に繰り返される必要はない。同様の特徴が存在するところでは、同様の参照番号がシリーズ名称内で使用される(例えば、102に代わって202等)。小さい全体寸法を有する外側で、フィルタカートリッジ200がフィルタカートリッジ100の内部空間102i内にはめ込まれ得るように、フィルタカートリッジ200は、軸方向偏差シール装置214を有し、それは、共に、半径方向外方に向けられ、かつ端部キャップ208の外方側面上に配置された伸長部材218内の表面52s2および凹部またはチャネル220に対してシールする。これは、シール装置214とチャネルまたは凹部120が、半径方向内方に向けられ、かつ端部キャップ108の内方側面上に配置される、フィルタカートリッジ100の反対である。フィルタカートリッジ200は、また、深い媒体を有するように示され、フィルタカートリッジ100は、ひだ付き媒体を有するように示される。これらの違いの外側で、フィルタカートリッジ200は、フィルタカートリッジ100と一般に同様の構成を有する。シール装置114と同様に、シール装置214は、第1部分214a、第2部分214b、および中間部分214cを含む代替のセグメントを有するように示される。
【0057】
フィルタカートリッジ200は、第2位フィルタエレメント、または安全フィルタエレメントと呼ばれ得る。フィルタアセンブリ1の保守点検の間、第1位フィルタカートリッジ100は、取り外され、および新しい、または再生フィルタカートリッジと交換され、第2位フィルタエレメントはダストまたは破片を出口管52内に入ることから抑制する。さらに、第1位フィルタカートリッジ100における故障の出来事において、第2位フィルタカートリッジ200はダストまたは破片を出口管52に入ることから抑制するように利用可能である。
【0058】
第2位フィルタカートリッジ200は、第1端部204、および第2端部206、および第1端部204と第2端部206の間に延在するフィルタ媒体202を含む。図示された代表的な第2位フィルタカートリッジ200において、第1端部204は第1端部キャップ208を含み、および第2の206は、第2端部キャップ210を含む。第2位フィルタカートリッジ200は、望まれるなら、第2端部キャップ210無しで提供され得る。すなわち、第2位フィルタカートリッジ200は、媒体が第2端部206を超えて延在するように提供され得る。さらに、第2位フィルタカートリッジ200は、第1端部204から第2の206に延在するスクリーンまたは支持構造体202sを備え得、フィルタ媒体202を支持することを助け、ガス(エア)がそこを通過することを可能にする。フィルタ媒体202は、第1および第2端部キャップ208および210内に埋め込まれ得る。さらに、フィルタ媒体202のスクリーン支持構造体202sは、第1および第2端部キャップ208および210内に埋め込まれ得る。
【0059】
第2位フィルタカートリッジ200は、フィルタ媒体202がオープンフィルタ内部202iを取り囲むように構成されるように構成され得る。媒体202は、深い媒体として提供され得るが、代替は可能である。例えば、媒体202は、ひだ付媒体、または複層積層媒体として提供され、例えば、媒体は、国際公開際2015/010085号に開示され、それの全開示が本願明細書に参照によって援用される。さらに、媒体202は、国際公開際2015/010085号に開示される波構造で配置されるフィルタ媒体として提供され得る。媒体202は、示されるような円筒パターンで構成され得、望まれるなら、代替は可能である。例えば、媒体202は、対向端部204、206の間の伸長において、いくらか円錐であり得る。さらに、媒体202は、非円形内側および/または外側周囲を備え構成され得る。例えば、媒体は、楕円状、円状、または他の断面構造を有すように構成され得る。
【0060】
第2端部キャップ210は、閉鎖端部部品またはキャップとして提供され、媒体220に亘って第2端部206において完全に延在し、フィルタ内部202iのフィル媒体202の第2端部206を閉鎖する。第2端部キャップ210は、突起210aを含み得、第2位フィルタカートリッジ200と、第1位フィルタカートリッジ100との間に間隔およびクッションを提供することを助ける。さらに、第2端部キャップ210は、複数の半径方向延在隆起部を含み得、ユーザがフィルタアセンブリ1からの第2フィルタカートリッジ200の導入または取外しを促進するために、第2位フィルタカートリッジ200をしっかり握ることを助ける。
【0061】
第2端部部品またはキャップ210は、閉鎖端部部品またはキャップ、すなわち、オープンフィルタ内部202iと連通して、そこを通る開口を有さない端部キャップとして特徴付けられ得る。種々の代替の構成において、第2端部206は、端部キャップ無しで提供され得る。第2端部キャップ210の無い第2位フィルタエレメント200の1つの変形例において、フィルタ媒体202は、第2端部206を超えて延在し、かつ取り囲む。すなわち、フィルタ媒体202は、第2端部206において閉鎖を形成し得、それによって未濾過エアがオープンフィルタ空間202i内に入ることを抑制する。代替において、第2端部206は、第2位フィルタエレメントの支持構造体上に載置するシール装置を備え、支持構造体は第2位フィルタカートリッジの第2端部206と対応する閉鎖端部を含む。支持構造体の残りの部分は、そこを通るガス(エア)の流れを開放することになる。しかしながら、支持構造体の閉鎖端部は、第2位フィルタカートリッジ200の第2端部においてシールとの組み合わせにおいて、未濾過エアがオープンフィルタ202i内に入ることを抑制することになる。
【0062】
第1端部キャップ208は、支持体224および第2位シール部材214を含む。ガイド表面222を備える支持体224は、スクリーンまたは支持構造体202sの一部として提供され得、または支持体202sはプラスチックプリフォームのような別体の構成要素として提供され得、図15-17に示される。付加的に、スクリーン202sは、ハウジングの出口カバー50とシール関係を提供するとき、第2位シール部材214を支持することを助ける十分な量、端部キャップ208a内に延在する。支持体またはスクリーン202sは、それが出口管52を係合するとき、第2シール部材214を支持することを助ける。第2位シール部材214は、第2位フィルタカートリッジ200のハウジングシール構造体または装置と呼ばれ得る。シール装置114と同様に、シール装置114は階段状のプロファイルを有し、およびチャネルまたは凹部220が延在する軸方向偏差プロファイルを有する。
【0063】
一般に、第2位シール部材214は、端部キャップ208と一体成形され得、および、外方シール表面214sを提供する。フィルタアセンブリ1の運転の間、第2位フィルタカートリッジ200が設置されるとき、空気はオープンフィルタ内部202i内にフィルタ媒体202(媒体102を通過した後)を通過し、それから出口管52によって画定される中心オープン容積を通過する。
【0064】
図11および12に最も容易に見られ得るように、外方チャネルまたは凹部220は、伸長部材218の末端部218dに近接した末端部220aからシール装置214の第2部分214bに近接した基部端部220bに延在する。フィルタカートリッジ100と同様に、チャネルまたは凹部220および第2部分214bの整列は、要求されないが、そのような整列は、構造体に高さを追加することになる。
【0065】
図18-20を参照して、出口カバー50は、側壁58a、58bと、側壁58a、58bの方に傾斜する壁58c、58dと、を備える凹部58を有するように見られ得る。末端部60aと基部端部60bの間に延在する軸方向延材リブ60は、また、出口管52の内部側面に沿って提供され得る。チャネルまたは凹部220に沿う、伸長部材218、およびガイド部材222は、フィルタカートリッジ100および凹部56のため以前に記載したものと同様に、凹部および壁58a-58dと相互作用する。参照がフィルタカートリッジ200の連続的な設置を示す図24-26に再びなされ得、その仕組がフィルタカートリッジ100と等しく適用可能である。
【0066】
第2フィルタカートリッジの代替の例は、図3132(フィルタカートリッジ200’)、および図33-34(フィルタカートリッジ200’’)に示される。フィルタカートリッジ200’および200’’は、フィルタカートリッジ200と多くの共通の特徴部を共有する。そのような特徴部のため、フィルタカートリッジ200の記述がフィルタカートリッジ200’および200’’に対して完全に適用可能であり、および、ここで繰り返される必要はない。同様の特徴が存在するところでは、同様の参照番号が使用される。フィルタカートリッジ200’、200’’の記述は、フィルタカートリッジの間の違いに向けられることになる。
【0067】
そのような違いの1つは、ガイド部材222がフィルタカートリッジ200’に提供されないことである。そのため、チャネルまたは凹部220は、それらが出口カバー50’の凹部58内に受容されるまで、伸長部材218の初期の整列を確実にする責任がある。伸長部材218’は、また、少し異なる形状を有し、伸長部材218と比較して、幅に対する高さの低い比率を有する。図38-40は、出口カバー50’に対して組み立てられた状態におけるフィルタカートリッジ100’および200’を示している。
【0068】
フィルタカートリッジ200’と同様に、フィルタカートリッジ200’’は、ガイド部材222無しで提供される。フィルタカートリッジ200’’の主な残りの違いは、伸長部材218が非常に大きい幅で提供され、および伸長部材218の側壁が互いの方に大きい角度で傾斜されていることである。したがって、最初の2つの実施形態と比較して、伸長部材218’’の間に比較的少ない空間がある。フィルタカートリッジ200’’の大きい幅の伸長部材218’’を成し遂げるため、出口カバーの凹部が同様の形状で提供され得る。
【0069】
図21-23を参照して、フィルタカートリッジ100、200が出口カバー50に対して完全に設置された状態で示される。これらの図面から理解され得るように、フィルタシール装置114、214は、出口カバー50の共通の壁52に対してシールし、軸方向延在リブ54、60が互いに対向していることが見られ得る。そのような装置で、伸長部材118、218は、同様に、互いに対向し、反対側に整列した凹部またはポケット56,58内に受容されている。そのような整列は必ずしも必要とされないが、出口カバー50の得られる構造は、出口カバー50が整列したカートリッジ100、200を受容するとき、より単純である。図18および図23に最も容易に見られ得るように、シール装置114、214がシールを形成する出口管壁52aは、端部52bにおいて軸方向変化プロファイルを有する。この軸方向変化プロファイルは、シール装置114、214の軸方向変化プロファイルと一致する。したがって、シール装置114、214が出口管壁52aと適切に整列するように、かつ出口管壁52aと相内にあるように、フィルタカートリッジ100、200が回転するとき、適切なシールは得られることができるだけである。また、端部52bにおけるプロファイルがシール装置114、214のプロファイルと一致するので、シール装置114、214は、設置の間に管壁52a内に深く挿入される必要がなく、端部52bが直線プロファイルを有するなら必要とされないだろう。据付者がハウジング内に軸方向にフィルタを加圧したときに、自動的に回転するフィルタカートリッジ100、200の能力を妨害することになる直線プロファイルを端部52bが有するなら、この構成は、別な方法では存在するだろう著しい摩擦力を避ける。フィルタカートリッジの整列は、凹部またはポケット56、58内の伸長部材118、218の相互作用によって、および/またはチャネルまたは凹部120、220内のリブ54、60の相互作用によって確実にされる。ここで、フィルタカートリッジ100、200は、チャネルまたは凹部120、220だけ、またはガイド部材122、222だけを備え得、これらの構造体のそれぞれがそのような整列機能を与える。
【0070】
多くの、または全ての上記の特徴部、特徴部の多くの組み合わせを含む、第1および第2フィルタ100、200の特別の例は可能であるが、いくつかの機能性または性能において減少が生じ得る。例えば、フィルタカートリッジは、伸長およびガイド部材と共に、または伸長およびガイド部材無しで、端部キャップ内に、軸方向変化シール装置、および軸方向延在チャネルを含むように提供され得る。1つの例において、フィルタカートリッジは、軸方向に変化する、シール装置と共に、またはシール装置無しで、かつ、ガイド部材と共に、またはガイド部材無しで、伸長部材および軸方向延在チャネルを含むように提供され得る。1つの例において、フィルタカートリッジは、軸方向に変化する、シール装置と共に、またはシール装置無しで、かつ軸方向伸長チャネルと共に、または軸方向伸長チャネル無しで、伸長部材およびガイド部材を有するように提供され得る。ハウジング、および/または出口カバーは、同様に、そのようなフィルタカートリッジの装置と相互作用する、対応する特徴部を提供され得、または対応する特徴部無しで提供され得る。例えば、出口カバーは、軸方向延在チャネルがフィルタカートリッジ内に存在しないなら、リブ無しで提供され得る。同様に、伸長部材は、フィルタカートリッジ上に提供されないところで、出口カバーは、伸長部材が延在する凹部無しで提供され得る。
【0071】
IV.フィルタ媒体および用語
上記のように、開示されたフィルタカートリッジ100、100’、100’’、100’’’、200、200’、および200’’は、異なる数および構成の伸長部材および凹部を備え得る。種々の伸長部材および凹部の構成のシール側表面の「平面」の模式的図面である図49-59を参照する。「100」および「200」のシリーズ番号は、示されるよう図49-59において使用され、図49-59に示される特徴部は、本願明細書に開示された任意のフィルタカートリッジに適用可能である。
【0072】
図49に関して、構成は、既に示され、かつ記載されたフィルタカートリッジ100、100’、100’’、100’’’、200、200’、200’’を図示するよう示され、3つの伸長部材118、218、および凹部120、220が提供される。そのような構成において、伸長部材118、218、および凹部120、220は、第2シール部分114b、214bでシール部材114、214と整列し、そのため、伸長部材118、218、および凹部120、220と、第2シール部分114b、214bとの間の回転角度a1がゼロである。図50は、角度a1が180度に増加する構成を示しており、そのため、伸長部材118、218、および凹部120、220が、第1シール部分114a、214aでシール部分114、214と整列する。図51は、角度a1が90度である構成を示しており、そのため、伸長部材118、218、および凹部120、220が、第1シール部分114a、214aと、第2シール部分114b、214bとの間の中間位置でシール部分114、214と整列する。伸長部材/凹部とシール部分の間の他のオフセット角度は可能である。
【0073】
図56に関して、端部キャップ108、208の例が、他の実施形態で示された3つに代わって、4つの伸長部材118および凹部220を有するように示される。図57は、9つの伸長部材118および凹部220を有する、端部キャップ108、208の例を示す。図58は、図57で示されたものと同様の端部キャップ108、208の例を示すが、凹部120は伸長部材118の一部分だけの上に提供される。示される例において、凹部120は、他の伸長部材118毎の上に提供される。他の装置は可能であり、例えば、伸長部材118の1つの上の凹部120を提供する。いくつかの例において、複数の凹部120が同様の伸長部材118の上に提供される。いくつの例において、凹部120は、中心に置かれることに代わって、伸長部材の中心からオフセットされる。いつくかの好適な寸法の伸長部材120および凹部118が提供され得る。図59は「n」個の伸長部材120および凹部118の例を示す。伸長部材120および凹部118の数は、フィルタエレメントの物理的寸法の関数であり得、大きい直径のフィルタエレメントは複数の伸長部材120および凹部118を収容し得る。他の部分で述べられたように、伸長部材120の間の間隔は、また、変更可能で、および伸長部材120の寸法および形状は、一方の伸長部材から他方に変更可能である。
【0074】
V.フィルタ媒体および用語
特に媒体の選択された材料は、選択された用途の選択の事項である。フィルタアセンブリがエアクリーナであるとき、ここでは、エアクリーナで使用された任意の種々の媒体材料が本開示に係る仕組で使用され得る。
【0075】
媒体パックが媒体102、202だけを含み得るか、または媒体がカートリッジ100、200内に設置される前に内側および/または外側ライナを備え得る。媒体は、ひだ付き媒体、ひだ無し媒体、深層媒体、または波型媒体であり得るが、追加の代替は可能である。媒体は、円筒状、および円錐状を含む種々の構成で提供され得、および種々の内側および/または外側周辺画定、例えば、円形、または楕円形で提供され得る。
【0076】
ここでは、シールの装置が時に「半径方向」として特徴付けられる。しかしながら、非円形状の結果として、いくつかのシール力が、特に、カートリッジの中心軸Xに、または、中心軸Xから離れる、以外に向けられ得る。シールは、それにもかかわらず、本願明細書では「半径方向」として特徴付けられ、それは、一般に、カートリッジおよびハウジング上のシール表面が、一般に半径方向に向けられ、かつシール力が軸Xの周りで半径方向外方に向けられるか、または半径方向内方に向けられるためであり、外方または内方シール表面が伴われるかどうかに依存する。代替的に述べられ、圧縮力は、まだ軸方向(すなわち、軸Xの長手方向内)でないが、むしろ略半径方向である。しかしながら、シール力がこれらの非円形構成の各々において軸Xの方に直接整列しない、または軸Xから離れて整列しない用途がある。
【0077】
より一般の用語において、半径方向シールは、中心軸を取り囲む(離れる方向に向けて)シール表面を含む。多くの例において、その中心軸は、媒体も配置されるフィルタカートリッジの中心軸を含むことになる。しかしながら、本願明細書の以下に記載される代替の装置から、半径方向シールが、カートリッジの中心軸でもない軸を取り囲むシールであり得ることを理解されることになる(対称的に、軸シールは、シールが配置される中心軸と略整列させられるシールであるが、典型的に、中心カートリッジ軸Xの全て例において必要でない)。
【0078】
本願明細書で使用される一般の用語において、図示された種々のハウジングのシール装置は、また、半径方向シール表面が、図面に図示された種々のハウジングシールのシール方向のため、「半径方向表面」として一般に特徴付けられ得る、ハウジングのいくつかの部分(出口管の一部、またはハウジングの外側部分であり、ハウジングシールの2つが関係するかどうかに応じて)を係合するシールの表面を一般に備えるように特徴付けられ得る。各例において、シールを実際に形成する表面は、中心軸X(典型的には、また、カートリッジの)周り(および面する方に、または、離れて)に向けられ、中心軸Xの長手方向に向けられるシール力を一般に備えるであろう軸方向シールと反対である。図示された例は、「外方半径方向シール表面」または「外方に向けられた半径方向シール」であり、ハウジングと係合しているシールを形成することになるカートリッジ上のシール部材の実際の表面が、軸の方と反対するように、カートリッジの中心軸から一般に離れるように向けられるためである。しかしながら、本願明細書に記載された仕組の多くが、シールを形成するためハウジングと係合するカートリッジ上のシール表面が中心軸の半径方向に向けられる代替の装置に適用され得る。
【0079】
本願明細書に記載された半径方向ハウジングシールは、「非クランプ」、「クランプしない」、または「クランプレス」の装置として、または同様の用語によって一般に特徴付けられ得る。これによって、シール装置は、一般に、固定シールを提供するためにしっかりと締められる必要がある、ホースクランプ、または、他の構造体のようなクランプの使用を伴わないことを意味する。むしろ、シールは、カートリッジ構成要素によって向けられるハウジングの表面に対してシール材料の圧縮を伴う、単なる設置によって確立される。
【0080】
本願明細書に記載された仕組は、種々のフィルタアセンブリに提供され得る。例は、仕組が(エア)ガスフィルタアセンブリに適用されたものを記載した。例は、エアフィルタおよびクランク室の換気フィルタアセンブリを含むよう記載された。仕組は、種々の代替のガスフィルタ装置に適用され得、いくつかの例において、液体フィルタアセンブリを備えるものでさえ適用され得る。
【0081】
本開示に係る仕組は、後述される、特定の選択された所望の結果を達成する有利な方法において、フィルタカートリッジとエアクリーナシステムの間の相互作用に関連する。フィルタカートリッジは、濾過運転の間に、エアおよび他のガスを通過するフィルタ媒体をその中に一般に含むことになる。媒体は、種々の型および構成のものであり得、および種々の材料を使用して作製され得る。例えば、ひだ付き媒体装置は、後述するように、本開示の仕組に係るカートリッジで使用され得る。
【0082】
仕組は、媒体がカートリッジの入口端部と出口端部の間の伸長においてかなり奥が深い状況での使用に特によく適合されるが、代替えは可能である。また、仕組は、しばしば、比較的大きい断面寸法で作られたカートリッジに使用される。そのような装置で、ひだ付き媒体に対する代替の媒体型はしばしば設計されるであろう。
【0083】
この節において、本願明細書に記載された技術で使用可能ないくつかの媒体装置の例が提供される。しかしながら、種々の代替の媒体型が使用され得ることは、理解されるであろう。媒体型の選択は、一般に、利用可能性、用途の与えられた状況における機能、製造可能性の容易さなどが優先の1つで一般にあり、および選択は、本願明細書に特徴付けられた種々のフィルタカートリッジ/エアクリーナの相互作用の特徴部の選択された1つの全機能に特に関連させる必要はない。
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