JP2006517637A - エアクリーナ装置、点検整備可能なフィルタエレメント、および組立て方法 - Google Patents

Abstract

エアクリーナ装置または組立体が提供される。このエアクリーナ装置は、点検整備可能なフィルタ・カートリッジを含む。このエアクリーナ組立体は、フィルタ・カートリッジを好ましいシール方向に配置し、フィルタ・カートリッジをその位置に固定するための装置も含む。好ましい点検整備可能なフィルタ・カートリッジ、ならびに組立ておよび使用方法が提供される。

Description

本発明はエアクリーナおよびエアクリーナ用の構成部品に関する。本発明は特にエンジン用吸気の清浄化に使用可能な型式のエアクリーナに関する。組立ておよび使用方法も提供される。

エアクリーナは、例えば、内燃機関用のエンジン吸気の清浄化を行うためなど、様々な用途に必要とされる。多種多様の型式のエアクリーナ装置およびフィルタ材料が知られている。

既知のフィルタ材料の１つに、ｚ字形に構成されたフィルタ媒体がある。ｚ−フィルタ媒体は一般に、非波形（対面する）シートに固定された、波形またはひだ状の媒体シートを備える。この媒体は波形または縦溝流路を形成した媒体の片側に長手方向の縦溝流路または空気流路の１セットを、この縦溝流路を形成した媒体の反対側に別の流路の１セットを形成するように構成される。動作では、縦溝流路の１セットの縦溝流路が入口縦溝流路と呼ばれ、媒体の入口端部または側面で開口し、媒体の出口端部または側面でシールされ、あるいはそうでない場合は折り畳まれ閉鎖される。同様に、縦溝流路の第２のセットの縦溝流路は一般に出口縦溝流路と呼ばれ、フィルタの出口端部または側面でシールされ、あるいはそうでない場合は折り畳まれ閉鎖され、フィルタの出口端部または側面で開口している。動作では、空気はエレメントの上流端のところの開口した入口縦溝流路内への通路によって、エアフィルタ構造体の１つの流れ面内に移動する。この空気は、これらの入口縦溝流路の閉鎖された端部から外へ流れ出ることができず、そのためフィルタ媒体を貫通し出口縦溝流路内に移動しなければならない。濾過された空気は次いで、出口縦溝流路の開口した端部を通り、フィルタエレメントの出口端部から外に向かって移動する。

種々のｚ−フィルタ構造が知られており、例えば、米国特許第５８２０６４６号、第５７９２２４７号、第６１９０４３２号、および第６３５０２９１号、ＰＣＴ公報ＷＯ９７／４０９１８号、２００２年７月１０日出願の米国特許仮出願第６０／３９５００９号、および米国特許仮出願第６０／３９５００９号の優先権を主張する２００３年１月３１日出願のＰＣＴ出願ＵＳ０３／０２７９９号が含まれ、上記７つの全ての参考文献の全開示内容は、参照により本明細書に組み込まれている。（特に）これらの型式の媒体は、本明細書で説明する型式の装置に使用することができる。

ｚ−フィルタ媒体は、例えば米国特許第６３５０２９１号明細書で分かるようにコイル形状で、または、例えば米国特許第５８２０６４６号明細書の図２６で分かるように、ｚ−フィルタ媒体のシートのスタックで使用することができることが特徴となってきた。
米国特許第５８２０６４６号 米国特許第５７９２２４７号 米国特許第６１９０４３２号 米国特許第６３５０２９１号 ＰＣＴ公報ＷＯ９７／４０９１８号 米国特許仮出願第６０／３９５００９号 ＰＣＴ出願ＵＳ０３／０２７９９号

本明細書は、ｚ−フィルタ媒体構造体の使用のための特定の好ましい装置に関する。

本明細書では、エア・フィルタ・カートリッジ装置のユニークな特徴を説明し、図示する。さらに、そのフィルタ・カートリッジ装置を受け、かつ取り付けるためのユニークなハウジング装置の特徴を提供する。

図示し説明する様々な特徴、またはそれらの選択された組合せにより、ユニークなかつ便利なフィルタ・カートリッジおよびエアクリーナ組立体を作ることができる。

本明細書は、エア・フィルタ・カートリッジを取り付ける方法、およびそれらを取り外す方法にも関する。さらに、提供される説明から、好ましいフィルタ・カートリッジおよび好ましいエアクリーナ組立体の組立て方法は明らかになるであろう。

Ｉ．図１〜２５。

本明細書は、直線貫通流設計を有する特定のエアクリーナに関する。直線貫通流設計によって、空気が１つの（入口）面に沿って、エアクリーナ内の点検整備可能なフィルタ・カートリッジに入り、濾過された空気が反対側の、第２の（出口）面からフィルタ・カートリッジを出ることを意味する。すなわち、点検整備可能なフィルタ・カートリッジ用の入口および出口流路は一般に同じ方向にある。

本明細書が問題とする型式のエアクリーナは、点検整備可能なフィルタエレメントまたはカートリッジを含む。この文脈での術語「点検整備可能なフィルタエレメントまたはカートリッジ」、およびそれらの変形は、エアクリーナの残りの部分から取り外し、かつその中に交換可能なフィルタエレメントまたはカートリッジを示すことを意味する。通常は、燃焼機関の吸気用のエアクリーナのフィルタ・カートリッジは、フィルタ・カートリッジが周期的に閉塞され、取り外して交換しなければならないので、点検整備可能である必要がある。

本明細書で特徴づける一般的な型式のエアクリーナおよび点検整備可能なフィルタ・カートリッジは、種々の装置に使用することができる。典型的な用途には、内燃機関用のエアクリーナとしての用途を含む。エアクリーナ組立体およびカートリッジは、多種多様のエンジン用途用に寸法設定し、構成することができる。本明細書では、エアクリーナ組立体の上流にターボチャージャーを有する大型のディーゼルエンジンを含む、特定の用途を例として説明する。しかしながら、本明細書で開示する原理は、多種多様の代わりの用途にも適用可能である。

図１の参照番号１は、エンジン・システムを全体的に示す。エンジン・システム１は、特にターボチャージャーおよびアフタークーラー装置４、およびエアクリーナまたはエアクリーナ・組立体５を含む空気取り入れ口システム３を有するディーゼルエンジンなどの内燃機関２を含む。したがって、ターボチャージャーおよびアフタークーラー４を通った後で、空気はエアクリーナ５を強制的に通り、ディーゼルエンジン２の空気取り入れ口内に入る。軍用車に使用される７５０馬力までの定格の大型ディーゼルエンジンは、そのような装置のいくつかの典型的な例である。

図２に、本明細書によるエアクリーナ・組立体が斜視図で示されている。図２の組立体の向きは、見る人がエアクリーナの出口端部、および隣接する側面を見ることができるような向きである。図３に、図２に類似の斜視図を示すが、ただし、エアクリーナの垂直軸周りに１８０°回転した観点から示す。図４に、エアクリーナは図２に類似の視野から示すが、頂部アクセス・カバーまたはアクセス・パネルが取り外されている。図５は、図３に類似の図であるが、頂部アクセス・カバーが取り外されている。図６は、頂部アクセス・カバーを取り外し、オペレータ・ハンドルを上に上げ、フィルタ・カートリッジが外に上げられ、全て分解図で示す以外、図２と類似の図である。図７は、図６に類似の図であるが、ただし、垂直軸周りに１８０°回転した視野、すなわち、図３に類似の視野から示す。

図８は、付勢およびロック機構を閉じた向きで示す、エアクリーナの内壁の概略図である。図９は、頂部パネルが取り除かれ、付勢およびロック機構の制御部材が上げられた向きであり、摺動部材が非ロック配置にあることを示す以外は、図８と類似の図である。図１０は、図２のエアクリーナの概略側立面図である。図１１は、図１０の線Ａ−Ａにほぼ沿った部分概略断面図である。

図２を参照すると、エアクリーナ５の外側ハウジング１０を示す。このハウジング１０は、その上に取り付けられた脱着式のサービス・パネルまたはアクセス・パネル１１を有して示す。ハウジング１０は、使用では、濾過されたまたは清浄化された空気がそれを通り流れるダクト１３として動作する。具体的には、濾過される空気は入口端部または開口１５を通りダクト１３に入り、内部的に受けられた、点検整備可能な、フィルタ・カートリッジ３０を貫通して通過した後で、反対側の出口端部または開口１６を通りダクト１３を出る。一般に、エアクリーナ動作は、空気が入口端部または開口１５から出口開口１６に移動するときに、脱着式かつ交換可能な、すなわち点検整備可能なフィルタ・カートリッジ３０内に格納されているｚ−フィルタ媒体３１を貫通して通過させることを含む。入口端部１５は図３でより明瞭に見ることができる。

本明細書で開示する原理は、様々な形状および寸法のハウジングに適用可能である。図示の具体的なハウジング１０は、例示としてのみであることを意味する。しかしながら、一般に図示の（断面が）長方形の形状が好ましく、開示の原理は、そのような好ましい形状のハウジングの用途に特によく適合する。勿論、図示の好ましい形状は、一般に、非円形の形状である。

図示の具体的なハウジング１０（図２および３）は、一般に断面が長方形であり、対向する側面１９、２０、対向する頂部および底部パネル２２、２３を画成する側壁、および対向する入口および出口端部２５、２６をそれぞれを有する。頂部２２は通常、アクセスまたはサービス・カバー１１の取り外しによって開口可能な側壁に対応する。使用では、壁１９、２０、２２、２３、２５および２６は、その中に点検整備可能なフィルタ・カートリッジ３０が配置されるハウジング１０の内部２７を形成する。

アクセス・カバー１１（図２および図３）を取り外してエアクリーナ５を示す、図４および図５を参照すると、フィルタ・カートリッジ３０は、空気入口端部３２および空気出口端部３３を含む。フィルタ・カートリッジ３０は直線貫通流設計であり、それは、（使用では）空気がその間を流れる、対向する入口および出口面をそれぞれ有することを意味する。すなわち、入口流（矢印３４ａ）の方向と出口流（矢印３４ｂ）の方向がほぼ同じである。

フィルタ・カートリッジはフィルタ媒体３１を含む。図示のフィルタ媒体３１は、ｚ−フィルタ型式のもので、別法も可能であるが、非波形（すなわち、縦溝流路を形成しない）対面シートに固定された波形または縦溝流路を形成した媒体を含む。そのような媒体は、図２２に示すコイルにした連続シート形状として、または、図２１に示し、かつ参照により本明細書に組み込まれている米国特許第５８２０６４６号の図２６に関して説明する個々のシートの積み重ねられた構造としてを含む、様々な形態で形成することができる。これら２つのｚ−フィルタ媒体構成のいずれも、図２〜図９に一般的に示す形態を実現するために使用することができる。実際のところ、図２〜図９の図面は概略であり、必ずしも特定の装置を示すことを意味しない。図２〜図９のような通常の使用では、図２２と同様なｚ−フィルタ媒体のコイル形状が好ましいであろうことは、予期される。すなわち、好ましい手法は、縦溝流路を形成しない（好ましくは、非波形の）対面するシートに固定された、縦溝流路を形成した、または波形媒体の連続したストリップを使用し、図示の長方形の形状のコイルにすることであろう。使用可能な媒体は、以下で論じる図２０の概略図に示す。

図６および図７を参照すると、フィルタ・カートリッジ３０は、媒体３１を取り囲んで配置される非透過性の外筒構造体４０を備える。この文脈における用語「非透過性」は、剛体の、非透過性の、プラスチックまたは金属の構成部品を備える外筒構造体４０を示すことを意味する。すなわち、空気は入口端部３２から出口端部３３へ、したがって、その開口端部の間の外筒構造体４０の長さを通して移動することができるが、外筒構造体４０の側壁４０ａを貫通して直接移動することはできない。

非透過性の外筒構造体４０は、様々な方法でかつ様々な構造で形成することができる。例えば、それは単一部片の成形プラスチックまたは鋳造金属の構造、複数部片のプラスチックまたは金属構成部品のクラムシェル構造、または媒体３１の周りを包んだアルミニウムなどの材料のシートまたは外筒を含むことができる。

図６を参照すると、空気出口端部３３のところで、点検整備可能なフィルタ・カートリッジ３０は、第１の、１次シール部材４５を含む。第１の、または１次のシール部材４５は、ハウジング１０の一部分と適切に係合してシール（すなわち、ハウジング・シール）を形成するように配置されるシール部材４６を含む。通常は、シール部材４６は、発泡ポリウレタンなどのゴム類似の材料を備える。通常の好ましい用途では、シール部材４６は、出口端部壁２６のところで、またはそれに隣接して、ハウジング１０のシール部分４７と係合するように構成される。

シール部材４６について、様々な特定の形態および向きを使用することができる。通常は、シール部材４６は、シール部材支持枠５０上に取り付けられる。シール部材支持枠５０は、外筒構造体４０の残りと一体にすることができ、または外筒構造体４０に取り付けられる、分離して形成される構造体とすることができる。前者の１例は、非透過性の外筒構造体自体の一部分、例えば、外筒構造体４０の残りと一体のフランジにシール部材４６を取り付けることであろう。後者の１例は、非透過性の外筒構造体４０の残りに、それ自体接着した、溶接した、または他の方法で固定した枠部片５１上にシール部材４６を取り付けることであろう。

図示の具体的な実施形態では、支持枠５０は、例えば、接着剤または溶接によって非透過性外筒構造体４０の残りに固定されたリム５１を含む枠部片５１を備える。

枠５１は、シール部材４６に適切なシール支持および向きをもたらすために、図６に示されていない、シール部材４６内に埋め込まれた支持部を含むことができる。この支持部は、例えば、以下で論じる図２３の部分概略断面図に示すようなものである。

シール部材４６は、枠５０に永久的に取り付けることもでき、あるいはそれに脱着可能に固定することもできる。永久的な取り付けの一例は、例えば直接支持枠５０の上に、発泡ポリウレタン材料からシール部材４６を成形することであろう。この１例を、図２３の概略断面図に示す。この例は、参照により本明細書に組み込まれている米国特許第５３５０２９１号に開示されている。

図６を参照すると、カートリッジ３０は、出口３３で媒体３１を横切って延びる、出口端部支持格子５５を含む。出口端部支持格子５５は、一般に支持枠５０に固定された１セットのセグメントを備える。図示の具体的な配置では、このセグメントは中央から外向きに半径方向に延びる複数のスポークのセットを含む。図示の具体的な配置では、代替の数および形状も使用することができるが、１０個のスポークおよび１個の円形リブ配置（１０セグメント）が示されている。ｚ−フィルタ媒体に使用される端部支持格子は、参照により本明細書に組み込まれている米国特許第６３５０２０１号に開示されている。

図４を参照すると、ハウジング１０に対するフィルタ・カートリッジ３０のシールは、カートリッジ３０を矢印６１の方向に駆動し、出口端部２６でハウジング１０にシール係合させることによって行われる。その形状および本明細書での説明から分かるように、この駆動または付勢は、フィルタ・カートリッジを貫通して突き出している中央長手方向軸の周りにフィルタ・カートリッジを回転させずに行うことが好ましい。以下で論じる好ましい付勢およびロック機構６５は、代替方法は可能であるが、この動作を達成するために設けられている。

図６および図７を参照すると、次いで注意は、空気出口３３およびシール部材４６の近くに、ただしこれらから間隔をおいて配置される突起部装置６７に向けられる。この突起部装置６７は、一般に外筒構造体４０のそれぞれ対向する側面７０および７１のそれぞれに、好ましくは互いの鏡像として配置された、第１および第２の突起部６８（図６）および６９（図７）を備える。突起部６８、６９は、一般に互いに反対方向に突き出している。これらの突起部６８、６９は、以下で論じるように、付勢およびロック機構６５の一部分によって係合されるように配置される。

突起部６８および６９は、接着取り付け、溶接または機械的結合または選択される特定の材料に対して適切な他の手段を含む、様々な方法によって設け、固定することができることに注目されたい。それらは外筒４０の一部分として、外筒と一体に成形し、または鋳造することもできる。分離して製造するときは、突起部６８、６９は硬質プラスチックなどの成形可能な材料から作成することもできるし、金属で製造することもできる。

図６および図７に示す突起部６８、６９の具体的な形状は例示であり、必須の構成ではない。各々がＬ字形の断面を有するこの図示の具体的な形状は、金属を曲げてまたはプラスチックを押出して製造するのに便利である。この形状は、非透過性の外筒構造体４０として示す表面の具体的な形状に取り付けるのに便利である。しかしながら、例えば、代替の形状をした要素を有する、様々な代替形状を使用することができる。

図７を参照すると、入口端部３２に隣接して、カートリッジ３０はガスケット部材８０を含む。このガスケット部材８０は、通常の好ましい配置では、端部３２に直ぐ接して、またはその４ｃｍ以内に通常配置される。ガスケット部材８０は、望ましくないレベルのダストが図５および７の区域８１に到達しないことを確実にする。通常は、ガスケット部材８０は、端部３２でカートリッジ３０とハウジング１０の間の空間を充填するように単純に寸法決定され、構成される。図示の例では、ハウジングの内部が長方形なので、ガスケット８０の外側周辺部は長方形である。

典型的な配置では、ハウジングはカートリッジ３０を組立て中、適切な向きに支持するのを助けるために、図７の底部２３の内側表面２３ａに沿って、図示しない中央支持部を含むことができる。別法として、カートリッジ３０は、図２４および図２５と共に以下で示しまたは説明するように、摺動部９４および９５内で支持することができる。

図４で、頂部２２またはアクセス・パネル１１（図２）の下に、頂部２２とハウジング１０の残りとの間のシールをするためのＯリングを設けるために、ハウジング１０はその中にシール溝８２を含む。通常は、頂部２２またはアクセス・パネル１１は、ボルトまたは同様な構造で取り付けられ、これらボルトの受け器を８４に示す。

典型的な配置では、カートリッジ３０内に係合し、所定の位置に固定するのを助けるため、アクセス・パネル１１はその上に、例えば、図６の８５に示す突起部または他の構造を含むことができる。

図４では、システムの他の構造体または管路と一緒にシールするための、Ｏリングなどのシール部材をその中に受けるための溝８６を有するハウジング出口端部２６が示されている。図５では、上流側の構造体または管路をシールするためのＯリングなどのシール部材をその中に受けるための溝８７を有するハウジング端部２５が示されている。

図３では、所定の場所にある点検整備可能なフィルタ・カートリッジ３０、および所定の場所にあるサービス・カバー１１を伴って、ハウジング１０を示す。図３では、エアクリーナ５を入口端部２５に向かって示す。図５は図３にほぼ類似しているが、ただし頂部が取り外されている。カートリッジ３０が所定の場所にあるのを見ることができる。図２〜９に示す具体的なカートリッジ３０は、図５のハンドル構造体８８をその上に含む。図示のハンドル構造体８８は、ブラケット８９ａによって十字形に、またはｘパターンに固定して配置された、１対のケーブルまたはワイヤ８９を備える。別法のハンドルも可能である。

図１０に側面２０の概略側面図を示す。図１１では、図１０の線１１−１１に沿った部分断面を示す。図１１では、シール部材４６が出口端部２６の区域４７と係合した状態で、内部２７内に配置されたカートリッジ３０を示す。図示の具体的なシール係合は、外側半径方向シールである。すなわち、シール部材４６のシール表面は、半径方向に外向きに向いた表面である。シールは、ハウジング１０の半径方向内向きに向いた表面と係合する、この表面におけるシール材料の結果である。以下の他の図について説明する、様々な代替の手法が可能である。

図２〜図９を検討することによって、図示の付勢およびロック機構６５は、ほぼ理解できるであろう。一般に、付勢およびロック機構６５は、図６および図７の摺動構造体９０およびアクチュエータ構造体９１を備える。図示の具体的な実施形態に対しては、摺動構造体９０は、第１および第２の摺動部９４および９５（図６および図７）を備える。この摺動部９４および９５は、同一であるが互いに鏡像として、ハウジング１０の対向する側面２０、１９の内側表面にそれぞれ取り付けるのが好ましい。各摺動部９４および９５は、図６および７の両頭の矢印９６の大体の方向に、空気流出口開口部１６に向かって、またはそこから離れて摺動できるように取り付けられる。

摺動構造体９０は一般にフィルタ・カートリッジ係合部分を含む。このフィルタ・カートリッジ係合部分は、フィルタ・カートリッジ３０を選択的にハウジング１０の端部２６に向かって付勢できるように、突起部装置６７と係合するように向いている。

上記で示すように、摺動部９４、９５は、一般に同一であるが、互いの鏡像として両壁２０、１９に取り付けられる。簡単にするために、図８および図９の壁２０に取り付けられた、１つの摺動部９４のみを詳細に説明する。壁１９上の他の摺動部９５は類似して動作することは理解されよう。

図８に、図４のカートリッジ３０をロックおよびシール位置内に付勢するように配置された、摺動部９４を示す。図９に、図６のカートリッジ３０をロックおよびシール位置から開放し、フィルタ・カートリッジ３０をハウジング１０から取り外し、交換することができる位置で、摺動部９４を示す。

図８を参照すると、カートリッジ３０用の摺動部９４の係合部分は端部１００を備えている。端部１００は、図７のカートリッジ３０の突起部６９に係合するように向くことができる、細長い縁部１０３を有する。そのような実施形態では、縁部１０３と突起部６９の間の係合点でいくらかのばね効果をもたらすように、縁部１０３はゴムまたは弾性材料でライニングすることができる。縁部１０３をライニングするために、例えば、低ゴム硬度（１２〜２５ショアＡ）の、または中間ゴム硬度（２５〜５０ショアＡ）の高分子材料などの様々な材料を使用することができる。

図示の好ましい実施形態については、突起部６９に係合する縁部１０３の代わりに、突起部６８、６９と摺動部９５、９４の間の機械的なインターロックが設けられている。具体的には、突起部６８、６９が端部１００の受け溝内に摺動して入るインターロック構造が使用される。そのような構造を、図２４および図２５の説明と共に以下において詳細に説明する。

一般に、図８に示すアクチュエータ構造体９１は、オペレータ・ハンドル１０７、（内１つを図８に示す）両側の制御アーム１０８、１０９、および内１つを図８の１１１に示す１対の付勢部材を含む付勢装置１１０（図８）を含む。オペレータ・ハンドル１０７および付勢装置１１０は、オペレータ・ハンドル９７が図８および図４に示す下げられた位置にあるとき、摺動構造体９０が付勢装置１１０によって、好ましくは図示のようにフィルタ・カートリッジ３０のいかなる回転もなしで、図４の係合したフィルタ・カートリッジ３０を端部２６に、すなわちシールされる方向に向かって駆動するように、図８の矢印１１２の方向に付勢されるように構成され、配置されている。一方、付勢装置１１０は同様に、オペレータ・ハンドル１０７が図９、図６、および図７に示す上側のまたは上げられた位置または方向に上げられたときは、図６および図７のハウジング１０の端部２６とのシール係合から脱するように、図９の矢印１１３の方向に付勢装置１１０がフィルタ・カートリッジ３０を移動させるように構成されている。

図示の具体的な配置に対しては、図２４および図２５に関して説明する機械的インターロックに起因して、付勢装置１１０は、フィルタ・カートリッジ３０を端部２６とのシール係合から単に開放するのではなく、図示するように回転なしに図９の矢印１１３の方向に点検整備可能なフィルタ・カートリッジ３０をハウジング１０の端部２６から離すように、積極的に付勢するように構成されている。付勢装置のこの動作は、一部には摺動部９４（および摺動部９５の類似の端部）の端部１１５によってももたらされる。端部１１５は、カートリッジ３０を図９の矢印１１３の方向に駆動するために、フィルタ・カートリッジ３０上の図７の突起部１２０と同様な突起部と係合するように向かわせ、縁部１１６を含むように作ることができる。突起部１２０は、摺動部９５と同様に係合可能に形成することができる、図６の突起部１２１を含む１対のうちの１つである。突起部１２０、１２１はほぼ突起部６８、６９と類似であるが、カートリッジ３０の入口端部３２に隣接して反対側に位置し、反対方向を向いている。

突起部１２０を係合するのに縁部１１６を使用する代わりに、図７の好ましい構造は、図２４および図２５と共に以下で論じるように、突起部１２０が関連する摺動部と係合する機械的インターロック構造を使用する。

図９の検討から、摺動部９４が矢印１１３の方向に駆動するときは、突起部１２０（図７）は、カートリッジ３０を矢印１１３の方向に、すなわちハウジング１０の端部２６とのシール係合から脱するよう駆動するように押される。

再度図８および図９のアクチュエータ構造体９１を参照すると、一般に付勢装置１１０は、その１つを１２３に示す回転可能に取り付けられたカムを備える。このカムは、壁２０および１９上にそれぞれ互いの鏡像として配置される。

好ましい構造を示す図８を参照すると、各カム１２３は、ほぼ「ｂ」字形（または、反対方向または反対側から見た場合は、「ｄ」字形）を有する。したがって、各カム１２３は、円形の部分１２３ａおよび接線方向の脚部分１２３ｂを有する。このカム１２３は、カム１２３が図４のフィルタ・カートリッジ３０と端部壁２６の間のシールをするように図８のロック位置に回転するときは、接線方向の脚部分１２３ｂがほぼ垂直に延びるように配置される。カム１２３は、図８および図９において枢動点１２６で示すように、偏心枢動するように取り付けられている。したがって、図８の下降ハンドル１０７によって回転させられるとき、カム１２３は、摺動部９４および９５を図８の矢印１１２の方向に全体的に付勢する。

図８および４に示す方向は、ロックされ、かつシールされる方向である。それは図８および図４のオペレータ・ハンドル１０７が下げられた位置にあることから結果として生じる。オペレータ・ハンドル１０７が図９の方向に上げられたときは、回転モーメントは、カム１２３に（かつ反対側のカム・アーム１０９に対して）アーム１０８によって伝達される。

図８のようにオペレータ・ハンドルが下げられたとき、偏心取り付けの結果として、カム１２３は、接線方向脚１２３ｂを摺動部９４の部分１３０内に、シールの方向に、すなわち矢印１１２の方向に駆動するように回転することは、図８と図９の比較から明らかである。これに対して、図９のようにオペレータ・ハンドルが上げられたときは、カム１２３は、摺動部９４、９５をハウジング１０の端部２６から離すように付勢し、したがって、フィルタ・カートリッジ１０をシール係合から脱する、矢印１１３の方向に駆動させるように回転する。

図示の具体的な摺動部９４、９５は、その側面がほぼＹ字形を有しており、かつ尾部を有している。カム１２３は、Ｙ字の尾部のところの外側延長部１１５とＹ字の基台部分１３２の間に嵌合するように寸法設定されている。

図８および図９を参照すると、一般に摺動部９４、９５は、前面端部１００に加えて、頂部および底部斜縁部１４０、１４１、横断部片１４２、基台１３２、尾部延長部１３１および尾部１１５を含む。横断部片１４２はその中に、側壁２０、１９内の図示しないボルト、ピンまたは他の構造物上に摺動可能に取り付けるためのスロット１４５を含む。摺動体９４、９５は、成形、鋳造することができ、またはプラスチックまたは金属などの様々な材料から作ることができる。

この付勢機構は、ロック機構としても動作する。したがって、オペレータ・ハンドル１０７が図２および図３の下げられた位置にあり、アクセス・パネル１１が所定の位置にあるときは、オペレータ・ハンドルを上げることができない。これは、フィルタ・カートリッジ３０がハウジング１０とのシール係合から脱して後退できないことを意味する。

典型的な適用では、突起部６８、６９は、一般に、フィルタ・カートリッジ３０の出口端部３３およびシール部材４６から間隔を開けて、ただし隣接して配置される。一般に、端部３３およびシール部材４６から少なくとも０．５ｃｍ程度の、通常は約１から１０ｃｍの間隔が使用される。

同様に、突起部１２０、１２１は一般に、フィルタ・カートリッジ３０の入口端部３２およびガスケット８０から間隔を開けて、ただし隣接して配置される。通常は、端部３２およびガスケット８０から少なくとも０．５ｃｍの、大抵は２ｃｍから２０ｃｍの範囲内の間隔が使用される。

端部３２から間隔を開けた突起部１２０、１２１と異なる距離で、突起部６８、６９が端部３３から間隔を開けるのが通常であり、かつ好ましい。これは、カートリッジ３０を適切な向きでのみ、すなわち、出口端部３３をハウジング１０の端部２６に向けて、かつ、不適切に垂直軸の周りを１８０°回転することなく、ハウジング１０内に挿入することができることを可能にする助けになる。使用では、カートリッジ３０のハウジング１０に対する不適当な向きを防ぐ、または禁止するために、他のまたは追加のインターロック、またはロックおよびキー装置を使用することができる。

フランジ１２０、１２１も、カートリッジがハウジングから取り外され、またはハウジング内に取り付けられるときに、図７のアーム１０８、１０９が接触せず通過できるように配置し、寸法設定する必要がある。

様々な異なるシール型式を、カートリッジ３０のシール部材４６とハウジング１０の端部２６のシール表面との間の係合のために使用することができる。図２〜図１１について示す具体的な構造は、上記で説明した外側半径方向シールである。そのような外側半径方向シールは、例えば、米国特許第６３５０２９１号に開示されており、その開示全体は参照により本明細書に組み込まれている。この型式の具体的なシール部材は、以下の図２３に示されている。

図２３を参照すると、開示された具体的な構造は、シール４６のためのバックアップ支持部１５０を使用する。シール表面１５１は、端部１５２と区域１５３の間で寸法が増大する、工程的な形状を有する。使用では、積極的な空気シールをもたらすように、区域１５４内のシール材料は、支持部１５０およびハウジングの半径方向シール表面に対して縮み、厚さが減少する。別の構造も使用することができる。

シールのさらなる理解は、図１０および図１１を検討することによってもたらされるであろう。特に、図１１は、図１０の線１１−１１に沿った部分断面図である。側面半径方向シールはハウジング１０の部分４７に接して、全体的に４６に配置されている。

内向きに向かう形状を有する半径方向シールも使用することができることに注目されたい。図１２を参照すると、そのような構造の１例が示されており、シールは、カートリッジ１７１の区域１７０に配置される。ハウジング１７２との係合が図１４に示されており、この係合はカートリッジ１７１のシール区域１７０をハウジング１７２のシール・リム１７５の外側の周りに配置することによって生じる。図１４は、図１３の線１４−１４に沿った概略部分断面図である。

いくつかの実施形態では、軸方向シールを使用することができることも注目されたい。そのような構造を図１５〜図１７に示す。ここでは、カートリッジ１８１とハウジング１８２の間のシールのための、シール表面は１８０のところにある。この構造は、シール力が軸方向に、すなわち、図１７の線１８５に対して半径方向にすなわち線１８５から離れて直角に向かっておらず、線１８５に平行に、または線１８５に向かっているので、軸方向と呼ばれる。図１７は、図１６の線１７−１７に沿った概略部分断面図である。

任意のこれらの型式のシール構造、およびそれらの変形形態を、本明細書による組立体に使用することができる。

図２〜図７を参照すると、具体的なフィルタ・カートリッジ３０は、別法も可能ではあるが、曲線の縁部または角を有するほぼ長方形の断面を有する。フランジ６８、６９が取り付けられた対向する側面は、約２２．８６〜２４．５ｃｍ（９〜１０インチ）高さであり、上表面および底表面の両面は、約２４．５〜２７．９４ｃｍ（１０〜１１インチ）幅であり、カートリッジ３０は約２２．８６〜２７．９４ｃｍ（９〜１１インチ）長である。角は一般にコイルにした媒体構造物の周りのシールに対応できるように曲っている。勿論、突起部６８、６９などの突起部を、様々な代替形状のカートリッジにも設置することができる。

次いで注意を図１８の実施形態に向ける。図１８の実施形態は、ハウジングがカバーを取り付けるためのボルト用の外向きに突き出した受け部なしで示されていること以外、全体的に図２〜１７の実施形態に類似する。これは単に、ハウジングの外側表面の平坦な側面が必要な場合、別の機構を使用することができることを示すためである。この目的に凹みボルト１９０を使用することもできる。

次いで注意を図１９の実施形態に向ける。この実施形態では、カートリッジ１９６の外筒１９５が、四角の縁部または角１９７を有して示されている。そのようなハウジング形状は、例えば、図２１の積み重ねた媒体を格納するために使用することができる。図１９の具体的な構造は、四角な角の枠に取り付けたシール材料１９８を有するカートリッジ１９６を示す。しかしながら、特に半径方向シールのために、シールのための丸くした角を使用することもできる。

次いで注意を図２０に向ける。図２０には、ｚ−フィルタ媒体の部分概略図を示す。この媒体２００は、非波形（すなわち、縦溝流路を形成しない）シート２０２に固定された波型シート２０１を含む。上流側端部または縁部を２０３に、下流側端部または縁部を２０４に示す。波形シート２０１上の縦溝流路２０５は、その中で濾過されるべき空気の流路のために、上流側端部２０３で開口している。これらの縦溝流路は、下流側端部で密封材２１０によって閉じられている。密封材２１５で上流側端部を閉じられた出口縦溝流路は、波形シート２０１の下に２１１で示す。

図２０に示す媒体は、図２１に示すような積み重ねた構造３００を作るために、帯板に切り、積み重ねることができる。別法として、媒体は図２２に示すようにコイルにした形状３０５に巻いて、本明細書の開示による装置に使用することができる。

図２０に示す構成に対して、様々な別のｚ−フィルタ構成を使用することができる。例えば、ＰＣＴ公報ＷＯ９７／４０９１８号の開示によるテーパのついた縦溝流路を使用することができる。別法として、参照により上述の本明細書に組み込まれている、米国特許仮出願第６０／３９５００９号、および２００３年１月３１日出願のＰＣＴ出願の開示による１つまたは複数の端部が折り畳まれて閉じられた縦溝流路を使用できる。

この媒体は、様々な材料を含むことができる。具体的な媒体の選択は、関係する使用の具体的な用途に依存する。通常は、セルロース繊維、人造繊維、またはこれら２つの混合物を含む、不織の繊維構造体が使用される。いくつかの例では、微細繊維の適用などの、表面の適用を好ましい効率のために使用することができる。

次いで注意を図２４および図２５に向ける。図２４および図２５は、概略図および部分図である。それらはエレメントの突起部とハウジングの摺動部の間にもたらされる積極的な係合構造を示すためのものである。

図４を参照すると、カートリッジを４００に示す。それは両側に左右対称に取り付けられた１対の類似の突起を有する、突起部４０１および４０２を含む。

図２４に、摺動部４０５のうちの１つを示す。この摺動部は、前面溝４０６および後面溝４０７を含む。カートリッジ４００がハウジング４２０の残り内に設置されるとき、カートリッジ４００の両側の突起部４０１および４０２に対する鏡像の突起部が、それぞれ溝４０６および４０７内に摺動して入ることができることは理解されるであろう。同様に、突起部４０１および４０２は、壁４２１の内側に取り付けられた、摺動部４０５に対する鏡像の摺動部の溝内に摺動して入ることができる。これは、カートリッジ３０とハウジングの残りの部分との間の積極的な機械的係合をもたらし、カートリッジ３０の定位置への取り付けおよび取り外しを容易にする。同様に、この溝の底部は、フィルタ・カートリッジをハウジングの底部の上に支持するのに使用することができる。

図２５に、突起部４０１および４０２と係合するスロット４３０および４３１、および反対側の突起部４４０および４４１と係合するスロット４０６および４０７の上平面図を示す。

部品の全体的な向き、および機械的な内部インターロックの動作を示すに必要な機構のみ、図２４および図２５に示されていることは理解されよう。制御アームなどの他の詳細は、図示していない。図２４および図２５のインターロック装置は、上記で説明した任意の実施形態に使用することができる。

同様に、摺動部にリブを、カートリッジに溝を含む逆のインターロック、ならびに他の変形形態も使用することができる。

ＩＩ．図２６〜図２９
図２６〜図２９で、上記で図１〜図２５に関して説明した原理を、２つの別の実施形態で実施して示す。１つは、外側半径方向シール（図２６）を有する点検整備可能な・フィルタ・カートリッジを含み、１つは内側変形方向シール（図２８）を有する点検整備可能な・フィルタ・カートリッジを含む。

図２６を参照すると、好ましい点検整備可能なフィルタ・カートリッジ５００を示す。図６の点検整備可能なフィルタ・カートリッジ３０と合致して、カートリッジ５００は、直線貫通流を定義するための、開口した空気流入口端部５０５および反対側の開口空気流出口端部５０６を画成する、外側の非透過性外筒構造体５０４を含む。外筒５０４は、中にｚ−フィルタ媒体５１０が配置される内部５０８を画成する。ｚ−フィルタ媒体５１０は、積み重ねた構造も使用可能であるが、コイルにした構造５１１を備えることが好ましい。コイルにした媒体構造５１１は、複合体を形成するための縦溝流路を形成しない（好ましくは、非波形の）対面するシートに固定された波形（縦溝流路を形成した）シートを備えることが好ましい。この複合体は、連続した帯板として、４つの平坦な側面および４つの丸くした角を有し、図２２の構造体にやや類似する、長方形のコイルにした構造に巻かれる。

前述した実施形態のように、外側非透過性外筒構造５０４は、例えば、成形プラスチック構造または金属構造を備えることができる。さらに、それは、単一部片または複数部片構造を備えることもできる。通常それは、図示のように、丸くした角および一般に平行四辺形（長方形が好ましい）の形態を有する外筒５０４を形成するように、互いに係合することができる実質的に同一のシェル半体から形成されるであろうことは予期される。

入口端部５０５に隣接して、点検整備可能なフィルタ・カートリッジ５００は、第２のガスケット部材５１５を含む。このガスケット部材５１５は、入口ダストが、ガスケット５１５と外側端部５０６の間の外筒５０５の周りの区域に到達することを防止するために、点検整備可能なカートリッジ入口端部５０５に隣接するハウジング（図２７参照）と係合するように、形状が作られ、配置され、かつ構成されている。ガスケット部材５１５は、例えば、鋳造され発泡したポリウレタンなどの様々な材料を備えることができる。図示の具体的な実施形態では、ガスケット５１５は、４個の直線の区域を有するほぼ長方形の外側周辺部を有する。

出口端部５０６に隣接して、点検整備可能なフィルタ・カートリッジ５００は、１次シール構造５１８を含む。この１次シール構造５１８は、シール部材支持枠５１９を備える。このシール部材支持枠５１９は、外筒５０４の他の部分と一体であることができる。しかしながらこの例では、枠５１９は、外筒５０４に取り付けられる別の、予め形成された枠である。

支持枠５１９は、シール材料５２１内に埋め込まれたシール支持部（見ることができない）を含む。シール材料５２１は、シール材料５２１が好ましくは支持枠５１９の埋め込まれたシール支持部とシール表面５２２の間で縮むことによってハウジングのシール部に対しシールされるように、シール中、図２６に図示しないハウジング・シール表面を係合するように配置されるシール表面５２２を伴って配置される。別のシール形態も使用することができる。図示の具体的な実施形態では、シール表面５２２は半径方向シールとして配置される、すなわち、シール力またはシールのための力が一般に、外筒５０４の端部５０５、５０６間に延びる中央長手方向軸に向かって、またはそこから離れており、シール力が外筒５０４の中央軸と同じ方向に向いている。シール材料５２１は発泡ポリウレタンであることが好ましい。

図２６に示す具体的なフィルタ・カートリッジ５００は、そのシール表面５２２が外側半径方向シールとして向いている、すなわち、それは枠５１９の埋め込まれたシール支持部から半径方向外向きに向いている。したがって、シール部材５１８は、図２３に示すものと類似する断面を有する。使用では、それはハウジング上のシール表面または構造体に外接する。

図２６に示す具体的な実施形態に対しては、出口端部５０６のところに出口端部支持格子５２４が設けられている。図示の具体的な格子５２４は、リブ５２７によって相互接続された複数のスポーク５２６を備える。このスポークおよびリブ５２６、５２７は互いに、かつ、支持枠５１９を完成させる残りの枠と一体であることができる。出口端部支持格子５２４は、媒体５１０の下流側で、開口端部５０６を横切る延長部を一般に形成する。支持格子５２４は、例えば、成形プラスチック構造または金属構造を備える。

図示の具体的な構造に対して、支持枠５１９は、端部５０６に隣接して、外筒５０４に外接して取り付けるために配置される外側スカート５３０を含む。

図示の具体的な、好ましいシール表面５２２は、好ましくは少なくとも２つのシール段を設けるために、隣接する部分５３３より大きな外側周辺寸法を有する部分５３２を伴う段階的な形状５３１を有する。追加のシール段を設けることができる。図２３に３つの段を示す。

例えば、シール部材は、ハウジング形状と協働して、シール中、シール表面５２２の区域内のシール材料５２１の少なくとも一部分が少なくとも０．５ｍｍ、通常は少なくとも０．７５ｍｍ、好ましくは少なくとも１ｍｍまたはそれ以上縮むように構成されていることが通常であり、好ましい。別のシール型式も使用することができる。

シール表面５２２の周辺形状は、（ａ）第１の１対の対向する、直線の、平行な側面と、（ｂ）第２の１対の対向する、直線の、平行な側面と、（ｃ）４つの丸くした角を有する平行四辺形であることが好ましい。図示の四角形が好ましい。

引き続き図２６を参照すると、点検整備可能なフィルタ・カートリッジ５００は、間に丸くした角を伴う２対の平行な側面を有する周辺形状を有することが好ましい。したがって、１対が対向する頂部５３６および底部５３７であり、もう１つの対は対向する側面５３９、５４０である。頂部５３６および底部５３７は、一般に互いに平行に延びる中央の平面領域を有し、側面５３８および５４０は、一般に互いに平行に延びる中央の平面領域を有し、かつ一般に、頂部および底部５３６、５３７の中央平面領域に対し垂直であることが好ましい。

点検整備可能なフィルタ・カートリッジ５００は、側面５３９、５４０に突起部構造５４５を含む。通常は、側面５３９に取り付けられた突起部構造５４５は、鏡像として取り付けられていることを除き、対向する側面５４０に取り付けられた突起部構造と同じである。したがって、突起部構造５４５について詳細に論じる。

図２６を参照すると、側面５３９に取り付けられた突起部構造５４５を見ることができる。突起部構造５４５は、外筒５０４から離れて外向きに突き出すように取り付けられた１対の突起部５５０、５５１を含む。図示の具体的な構造では、突起部５５０、５５１は単一の一体の基台５５３から外向きに突き出した平行なリブまたはリッジである。基台５５３および突起部５５０、５５１は、外筒５０４に固定することができ、またはそれと一緒に一体で形成することができる。図２６に示す具体的な構造では、基台５５３および突起部５５０、５５１は、互いに一体であり、側面５３９に固定された予備成形品を構成する。

図６の突起部６８、１２１と類似して、突起部５５０、５５１は、図２６に図示していない、ハウジング取付装置の摺動部内の（平行で、かつ垂直に延びるのが好ましい）受け部または溝内で摺動するように配置される。

突起部５５０は、入口端部の第２のガスケット５１５に隣接して、ただし間隔を開けて配置するのが好ましい。間隔のこの距離は、少なくとも６ｍｍ、通常は１０〜２０ｍｍが好ましい。別法も可能であるが、突起部５５１は、突起部５５０から少なくとも６０ｍｍ、通常は１００〜１５０ｍｍの位置に配置される。突起部５５１が、実質的に出口端部５０６から遠くに間隔を開け、次いで、突起部５５０が入口端部５０５から間隔を開けるのが通常であり、好ましい。

次いで注意を図２７に向ける。図２７に、ハウジング構造５６０を概略的に示す。図２７の図は、入口端部を向いている。ハウジング構造５６０は、内部５６２を画成する外壁構造５６１を備える。図６の実施形態についてのように、外壁構造５６１は通常、（空気流に垂直な）四角形断面を画成する壁を有し、図２６の点検整備可能なフィルタ・カートリッジ５００の取り外し挿入用の、通常は頂部パネル５６３である脱着可能なパネルを含む。

図２７Ａは、図２７の線２７Ａ−２７Ａにほぼ沿った概略断面図である。図２７Ａに、付勢およびロック装置５６５の一部分を見ることができる。ハウジング構造５００の対向する側壁に、付勢およびロック装置の類似する構成部品が鏡像として取り付けられていることに注目されたい。

引き続き図２７Ａを参照すると、付勢およびロック装置５６５は一般に摺動構造５６６を含む。この例では、この摺動構造５６６は、対向するハウジング側壁に互いの鏡像として取り付けられた、第１および第２の対向する摺動部を備える。図２６に摺動部５６９を示す。使用では、この摺動部５６９は、点検整備可能なフィルタ・カートリッジ５００の側壁５３９に取り付けられた突起部構造５４５と係合可能となるであろう。

摺動部５６９は、ピン５７２と係合するスロット５７１によって、ハウジング摺動壁５７０上を摺動動作するように取り付けられる。別法も可能であるが、一般に（端部５７３に向かって、またはそこから離れて）少なくとも１０ｍｍ、通常は１５から３０ｍｍの範囲内のある量の摺動動作が好ましいであろう。図示の具体的な構造に対しては、摺動部５６９は、３つのピンのうちの選択された１つと各々が摺動係合する、３つのスロット５７１によって取り付けられている。スロットおよびピンの別の数も使用可能であるが、設けられている特定の数（３）が好ましいことに注目されたい。

取り付けおよびロック機構５６５はさらに、アクチュエータ装置５７５を含む。このアクチュエータ装置は、対向するアーム５７７間を延びる（図７のハンドル１０７と類似の）オペレータ・ハンドル５７６を備える。アームのうち１つのみが図２７Ａに示され、もう１つは鏡像である。アーム５７７は、そのうちの１つのみを図２７Ａに示すが、付勢部材５７９と機械的係合を形成する。付勢部材５７９の各々は、枢動点５８０の周りを偏心回転するように取り付けられる。各付勢部材５７９は、摺動部５６９の関連する１つの摺動部の、関連する受けスロット５８２内に配置される。この構造は、ハンドル部材５７６が図２７Ａの下側の位置にあるとき、摺動部５６９（および対向する摺動部）が（図２７Ａに図示しない）フィルタ・カートリッジ５００をシール方向内に付勢し、かつ、オペレータ・ハンドルが上側の向きに上げられているとき、摺動部５６９（および対向する摺動部）が点検整備可能な・フィルタ・カートリッジ５００を付勢してシール方向から脱して、カートリッジをハウジング構造５６０から外へ上げ、取り替えることができる自由位置に入れるように構成される。

図２６の点検整備可能なフィルタ・カートリッジ５００と共に使用するとき、外側シール５２２は、シール構造５８５に接触して形成される。内側半径方向シールを有する点検整備可能なフィルタ・カートリッジと共に使用するとき、シールは、以下で図２９に関して論じる、使用のために定位置に取り付けて示される任意選択の挿入構造５８７の表面５８６に接触して形成される。

一般に、アクチュエータ装置５７５は、図１〜２５に関して説明したアクチュエータ装置と類似して動作することができる。いくつかの相違点は、動作の一般的な方向に関する。特に、図２７Ａの装置では、オペレータ・ハンドル５７６が下側の位置にあるときは、それは一般にハウジング構造５６０の入口端部５９０に隣接しており、上げられた位置に枢動させるときは、ハウジング構造５６０の出口端部５９１の上に枢動させる。これは、図６の実施形態に対して示す回転方向と逆の方向である。

さらに、摺動部５６９の好ましい摺動形状を図２７Ａに示す。図９の尾状のＹ字形の代わりに、図２７Ａの装置は、Ｙ字形の下側側面が拡がらず、むしろハウジングの基台に対し平行に延びる改変形態を使用する。図示の具体的な装置では、突起部５５０および５５１をそれぞれ受けるための溝５９２、５９３は、共に付勢部材５７９に対して枢動点５８０の側に、ハウジング入口端部５９０に向かって配置されている。すなわち、図６の装置と同様に、摺動部５６９と関連する付勢部材５７９に対する枢動位置５８０は、溝５９２、５９３の間に配置されていない。しかしながら、図６の実施形態と異なり、図２７Ａの好ましい構造では、両方の溝５９２、５９３は、図６での付勢部材とハウジング出口端部の間の代わりに、付勢部材５７９とハウジング入口５９０の間に配置される。

アーム５７７は、所望の動作および用途を生じさせるように、オペレータ・ハンドル５７６によって要求される動作に対応できるように構成される。

次いで注意を図２８に向ける。図２８は、点検整備可能なフィルタ・カートリッジ５００に対する別の点検整備可能なフィルタ・カートリッジ６００を示す。全体的に、点検整備可能なフィルタ・カートリッジ６００は、次いで説明することを除き、点検整備可能なフィルタ・カートリッジ５００に類似する。特に、点検整備可能なフィルタ・カートリッジ６００に対しては、１次シール構造６０１は、シール表面６０２が、点検整備可能なフィルタ・カートリッジ６００の中央軸から離れる代わりに、そのような軸に向かって配置されるように構成される。したがって、段６０３より小さな外側周辺部寸法を有する段６０４を伴う、６０３、６０４で示すような段を有するようなこの例では、シール表面６０２は内側半径方向シールを形成する。好ましいシール表面６０２は、４つの直線セグメントと４つの丸くした角を有する平行四辺形（好ましくは四角形）を画成する。各直線のセグメントは、曲線なしで少なくとも１０ｍｍ、通常実質的にそれ以上延びることが好ましい。

点検整備可能なフィルタ・カートリッジ６００に対して示すようなシール構造は、ハウジング構造と外接する代わりに、ハウジング構造の外側の周りに配置することにより、ハウジング構造と係合する必要があろう。内側シール構造は、上記で図１２〜図１４に関連して説明したものである。図２９を参照すると、構造体５８７は、図２７Ａに示すように、それによってハウジングの残りに取り付けることができる外側フランジ６０９を含む。使用の際には、突起部６１１の外側の周りのシール表面５８６は、１次シール部材６０１の内側半径方向シール表面６０２が押し付けられるシール表面となる。

図２６の構造および図２８の構造の両者とも、隣接する各対の直線部分が４つの曲線の丸みをつけた角の１つによって分離された４つの直線部分を有する、ユニークに構成された半径方向シールを使用する。この直線部分は一般に、対向する、平行な側面の第１の対、および対向する、平行な側面の第２の対を有する４つの側面の平行四辺形として構成される。シール区域に対し図２６、２８に示す具体的な平行四辺形の構成は、丸くした角を有するほぼ四辺形である。

本開示の原理を使用する別のシール形態も可能であるが、図示の四角形形態は便利であり、いくつかの用途に好ましい。

例えば、図２５に示すものと同様なハンドルは、運搬、組立ておよび取り外しを容易にするために、点検整備可能なフィルタ・カートリッジ５００、６００に配置することができる。

ＩＩＩ．結びの所見
本開示は、様々な組合せに有利に使用することができる、様々な機構を提供している。一般に言って、１つの成果は、特許請求の範囲のハウジングを含むエアクリーナ装置であり、そのハウジング内に配置されるフィルタ・カートリッジである。このフィルタ・カートリッジは、対面するシートに固定された縦溝流路を形成したシートを使用するｚ−フィルタ媒体構造を備える。ｚ−フィルタ媒体構造は、対向する入口および出口流れ面を有するようにコイル状に、または積み重ねることができる。外筒がｚ−フィルタ媒体を取り囲み配置され、シール部材がフィルタ・カートリッジに配置される。さらに、好ましい突起部配置が、外筒の両側から外向きに延びる突起部を含んで設けられる。この突起部装置は、単一部片のプラスチック外筒と一体にすることができる。

大まかに言えば、フィルタ・カートリッジは、アクセス・カバーが取り外されたとき、ハウジングの側壁を通るハウジングの内部に配置され、内部から取り外せるように寸法設定される。フィルタ・カートリッジは、ハウジングに押し付けられたゴム類似の材料によって、かつ、好ましくは説明したように厚みを縮められて、ハウジングに対してシールするシール部材を伴って、フィルタ・カートリッジ・ハウジングの内部に配置される。さらに、エアクリーナの１部分が外筒の突起部と係合して設けられ、それによって軸方向にフィルタ・カートリッジを駆動し、かつ、シール部材をハウジングに対して軸方向に押し付ける。これを行うためのいくつかの装置が、事例として提供された。

ハウジング内に挿入された後で、フィルタ・カートリッジを定位置に配置し、シールすることが、フィルタ・カートリッジを通り延びる長手方向軸の周りに、フィルタ・カートリッジのいかなる追加の回転もさせずに行われることが好ましい。このことは、フィルタ・カートリッジをシールされた位置に配置するために軸方向動作のみが使用される様々な事例に示されている。

は、本明細書によるエアクリーナを含んだエンジン・システムについて示した概略図である。 は、本明細書によるエアクリーナ装置の出口端部斜視図である。 は、図２に示すエアクリーナ装置の入口端部斜視図である。 は、図２と類似の、ただし頂部アクセス・カバーを取り外したエアクリーナを示す出口端部斜視図である。 は、図３と類似の、ただし頂部アクセス・カバーを取り外したエアクリーナを示す入口端部斜視図である。 は、頂部アクセス・カバーを上に取り外し、点検整備可能な・フィルタ・カートリッジをハウジングから外へ上げて示す図２によるエアクリーナ装置の出口端部分解斜視図である。ハウジングは、オペレータ・ハンドルを上方の、またはロックしていない向きで示す。 は、図６と類似の、入口端部斜視図である。 は、下げた、ロックされた位置にある、付勢およびロック組立体を示す部分がその中に配置された、図２に示す装置の内壁の概略立面図である。 は、図８と類似の、ただし、付勢およびロック組立体を、上げた、ロック解除された位置で示す図である。 は、図２に示す装置の概略側立面図である。 は、図１０の線１１−１１に沿った、概略部分断面図である。 は、図６と類似するが、第１の代替実施形態について出口端の部分を図示した分解斜視図である。 は、図１２に示す装置の側面図である。 は、図１３の線１４−１４にほぼ沿った概略部分断面図である。 は、図６に類似する本明細書の第２の代替実施形態の分解斜視図である。 は、図１５の実施形態の側面図である。 は、図１６の線１７−１７にほぼ沿った概略部分断面図である。 は、図２に類似する本明細書の第３の代替実施形態の出口端部の斜視図である。 は、図６に類似する本明細書の第４の代替実施形態の分解斜視図である。 は、図２〜図１９の任意の１つによる装置において利用可能なｚ−フィルタ媒体の概略図である。 は、図２０の媒体を使用した積層して構成されるｚ−フィルタ媒体構成を示す図である。 は、図２０の媒体を使用したコイルにしたｚ−フィルタ媒体構成の概略図である。 は、図２〜図７の装置のシール部材の拡大部分断面図である。 は、図２〜図１９の任意の実施形態に使用可能な、ハウジングとフィルタ・カートリッジの間の機械的インターロック機構の分解斜視図である。 は、図２４に示す、部分上面図である。 は、本明細書の第５の代替実施形態による、点検整備可能なフィルタ・カートリッジの出口端部に向かう斜視図である。 は、図２５の点検整備可能なフィルタ・カートリッジに使用可能なハウジング組立体の概略端部図である。 は、図２７の線２７Ａ−２７Ａに沿った、断面図である。図２７Ａで、図２８のエレメントに使用するためのシール構造が取り付けて示されている。 は、本明細書の第６の代替実施形態による、内側半径方向シールを有する点検整備可能なフィルタ・カートリッジの出口端部に向かう斜視図である。 は、ハウジングに取り付け可能な、図２８のエレメントのシール部材に使用可能な、剛体のシール構造の斜視図である。

Claims (33)

1. （ａ）入口端部および対向する出口端部を有するハウジングであって、
   （ｉ）前記ハウジングは、前記入口端部と前記出口端部の間で延設される側壁と、頂部、底部および対向する側面とを形成したハウジング側壁を有し、
   （ｉｉ）前記ハウジング側壁は、前記ハウジングの残りの部分から脱着可能なアクセス・カバーを含み、
   （ｂ）フィルタ・カートリッジであって、
   （ｉ）対面するシートに固定された縦溝流路を形成したシートを備え、かつ対向する入口および出口流れ面を有するｚ−フィルタ媒体構造体と、
   （ｉｉ）前記ｚ−フィルタ構造体を取り囲んで配置される外筒と、
   （ｉｉｉ）前記ハウジング内で前記フィルタ・カートリッジを軸方向にシールするように配置されるゴム類似の材料を備えるシール部材と、
   （ｉｖ）前記外筒の両側から外向きに延びる突起部を含む突起部装置と、
   （ｖ）前記アクセス・カバーが取り外されたとき、前記ハウジング側壁を通り前記ハウジングの内部に配置され、かつ、内部から取り外すように寸法設定されている前記フィルタ・カートリッジと、
   （ｃ）前記ハウジングの内側に配置される前記フィルタ・カートリッジであって、
   （ｉ）前記ハウジングに対し軸方向にシールされる前記シール部材と、
   （ｉｉ）前記外筒の突起部と係合し、それによって前記フィルタ・カートリッジを軸方向に駆動し、前記シール部材を前記ハウジングに対し軸方向にシールする、前記エアクリーナ装置の一部分を有する前記フィルタ・カートリッジと、を含むことを特徴とするエアクリーナ装置。
2. （ａ）前記ハウジングの頂部が前記アクセス・カバーを含み、
   （ｂ）前記ｚ−フィルタ媒体構造がコイル形状であり、
   （ｃ）前記外筒が非透過性の単一部片プラスチック外筒であり、
   （ｄ）前記突起部装置が前記単一部片プラスチック外筒と一体であり、
   （ｅ）前記シール部材が、厚さの縮められたゴム類似の材料で前記ハウジングに対し軸方向にシールされ、
   （ｆ）前記シール部材が、前記シール部材の圧縮により前記ハウジングに対し軸方向にシールされることを特徴とする請求項１に記載のエアクリーナ装置。
3. （ａ）前記対面するシートが非波形であることを特徴とする請求項２に記載のエアクリーナ装置。
4. （ａ）前記シール部材がポリウレタンで形成されることを特徴とする請求項２または３に記載のエアクリーナ装置。
5. （ａ）前記シール部材がポリウレタン発泡体で形成されることを特徴とする請求項４に記載のエアクリーナ装置。
6. （ａ）前記ゴム類似の材料が少なくとも０．５ｍｍ圧縮されることを特徴とする請求項２乃至５のいずれか１項に記載のエアクリーナ装置。
7. （ａ）前記ゴム類似の材料が少なくとも０．７５ｍｍ圧縮されることを特徴とする請求項２乃至６のいずれか１項に記載のエアクリーナ装置。
8. （ａ）前記ゴム類似の材料が前記外筒の一部分と前記ハウジングの一部分の間で圧縮されることを特徴とする請求項２乃至７のいずれか１項に記載のエアクリーナ装置。
9. （ａ）前記アクセス・カバーはその上に、前記外筒を定位置に固定するのを助けるために、前記フィルタ・カートリッジと係合して配置される突起部を含むことを特徴とする請求項２乃至８のいずれか１項に記載のエアクリーナ装置。
10. （ａ）前記ハウジング内に、前記フィルタ・カートリッジと係合する長凹部支持部を含むことを特徴とする請求項２乃至９のいずれか１項に記載のエアクリーナ装置。
11. （ａ）前記外筒上の前記突起部と係合する前記エアクリーナの前記部分が、
    （ｉ）前記ハウジング内に取り付けられ、前記突起部装置に対して付勢される少なくとも１つの摺動部を有する摺動部構造を含む、付勢およびロック機構を備えることを特徴とする請求項２乃至１０のいずれか１項に記載のエアクリーナ装置。
12. （ａ）前記摺動部構造が、前記フィルタ・カートリッジの対向する側面に、前記ハウジングに取り付けられた２つの摺動部を含み、前記２つの摺動部の各々が前記突起部装置に対して付勢されることを特徴とする請求項１１に記載のエアクリーナ装置。
13. （ａ）前記付勢およびロック装置が、１本のオペレータ・アーム、対向する制御アームおよび１対の付勢部材を含むアクチュエータ構造体を備え、
    （ｉ）前記付勢装置は、前記オペレータ・アームが下側の位置にあり、前記摺動部が、前記付勢部材によって、前記カートリッジを前記ハウジングとの軸方向シール係合へと駆動するよう付勢されるようになっており、かつ、
    （ｉｉ）前記オペレータ・ハンドルが、前記アクセス・カバーが取り外されるとき、前記カートリッジを前記ハウジングとの軸方向シール係合から開放するように、上げた位置に配置可能であることを特徴とする請求項１２に記載のエアクリーナ装置。
14. （ａ）前記フィルタ・カートリッジが、フィルタ・カートリッジの回転なしで、前記ハウジングの内側で軸方向に駆動されることを特徴とする請求項２乃至１３のいずれか１項に記載のエアクリーナ装置。
15. フィルタ・カートリッジをエアクリーナ・ハウジング内に組み込む方法であって、
    （ａ）フィルタ・カートリッジを準備する工程であって、前記フィルタ・カートリッジは、
    （ｉ）対面するシートに固定された縦溝流路を形成したシートを備え、かつ対向する入口および出口流れ面を含むｚ−フィルタ媒体構造体と、
    （ｉｉ）前記ｚ−フィルタ構造体を取り囲んで配置される外筒と、
    （ｉｉｉ）前記ハウジングの内側で前記フィルタ・カートリッジを軸方向にシールするよう配置されるゴム類似の材料を備えるシール部材と、
    （ｉｖ）前記外筒の対向する側面から外向きに延びる突起部を含む突起部装置とを備え、
    （ｂ）第１および第２の対向する端部と、頂部、底部および対向する側面を画成する側壁とを有するエアクリーナであって、前記ハウジング側壁が前記ハウジングの残りから脱着可能なアクセス・カバーを含むエアクリーナを準備する工程と、
    （ｃ）前記アクセス・カバーを取り外す工程と、
    （ｄ）前記フィルタ・カートリッジを前記アクセス・カバーを取り外すことによって生じるアクセス開口を通して挿入する工程であって、この挿入する工程は、前記外筒の対向する側面からそれぞれ外向きに延びる前記突起部を前記ハウジングの対向する側面に向けることを含む工程と、
    （ｅ）前記フィルタ・カートリッジを定位置にシールし、前記アクセス・カバーを定位置に配置することによって、前記ハウジングを閉じるシールする工程であって、前記シールする工程は、
    （ｉ）前記外筒の対向する側面から外向きに延びる前記突起部を前記ハウジングの内部の構造体と係合させ、前記フィルタ・カートリッジをシール部材を有する前記ハウジングの端部に対して付勢し、前記フィルタ・カートリッジと前記ハウジングの間に軸方向シールをもたらす工程と、
    （ｉｉ）前記アクセス・カバーが前記ハウジングの定位置にあるとき、前記ハウジングと前記フィルタ・カートリッジの間の付勢係合を保持する工程と、
    を含むことを特徴とするフィルタ・カートリッジをエアクリーナ・ハウジング内に組み込む方法。
16. （ａ）フィルタ・カートリッジを準備する工程が、
    （ｉ）対面するシートに固定され、コイルにされた縦溝流路を形成したシートを備えるｚ−フィルタ構造体を準備する工程と、
    （ｉｉ）前記ｚ−フィルタ媒体構造体を取り囲んで配置される、非透過性の単一部片外筒である外筒を準備する工程と、
    （ｉｉｉ）前記外筒の対向する側面から外向きに延びる突起部を含む突起部装置であって、前記突起部装置が前記単一部片プラスチック外筒と一体である突起部装置を準備する工程とを含み、
    （ｂ）エアクリーナ・ハウジングを準備する前記工程が、側壁と第１および第２の対向する端部を有し、側壁は頂部、底部および対向する側面を形成し、前記ハウジング側壁は前記ハウジングの残りから脱着可能なアクセス・カバーを含み、前記ハウジング頂部が前記アクセス・カバーを含む、エアクリーナ・ハウジングを準備する工程を含み、
    （ｃ）前記アクセス・カバーが前記ハウジング上の定位置にあるとき、前記ハウジングと前記フィルタ・カートリッジの間の付勢係合を保持する工程が、前記アクセス・カバーが前記ハウジングの頂部の定位置にあるとき、前記ハウジングと前記フィルタ・カートリッジの間の付勢係合を保持する工程と、
    を含むことを特徴とする請求項１５に記載の方法。
17. （ａ）シールする前記工程が、前記シール部材の厚さを圧縮することを含むことを特徴とする請求項１６に記載の方法。
18. （ａ）シールする前記工程が、前記シール部材を少なくとも０．５ｍｍ圧縮することを含むことを特徴とする請求項１６または１７に記載の方法。
19. （ａ）閉じる前記工程が、前記外筒を定位置に固定するのを助けるために、前記フィルタ・カートリッジを前記アクセス・カバーの突起部と係合させる工程を含むことを特徴とする請求項１６乃至１８のいずれか１項に記載の方法。
20. （ａ）シールする前記工程が、前記フィルタ・カートリッジを回転させずに、前記ハウジング内の前記フィルタ・カートリッジを摺動させることを含むことを特徴とする請求項１６乃至１９のいずれか一項に記載の方法。
21. （ａ）フィルタ・カートリッジを準備する前記工程が、対面するシートが非波形であるｚ−フィルタ構造体を準備することを含むことを特徴とする請求項１６乃至２０のいずれか１項に記載の方法。
22. （ａ）４つの丸くした角を有する長方形の形状のコイルにしたｚ−フィルタ媒体と、
    （ｂ）空気流を前記ｚ−フィルタ媒体の中に入れ、外へ出すための端部開口部を設けた、ｚ−フィルタ媒体の周りに配置される非透過性の外筒と、
    （ｃ）前記外筒の端部にある第１のシール部材であって、
    （ｉ）前記第１のシール部材は、４つの丸くした角を有する長方形の形状を有する半径方向シールであるシール部材とを備えることを特徴とするエア・フィルタ・カートリッジ。
23. （ａ）前記外筒の、前記第１のシール部材が配置される前記端部と、対向する端部に第２のシール部材を設けたことを特徴とする請求項２２に記載のエア・フィルタ・カートリッジ。
24. （ａ）前記第１のシール部材が、外側半径方向シール部材であることを特徴とする請求項２２または２３に記載のエア・フィルタ・カートリッジ。
25. （ａ）前記第１のシール部材が、内側半径方向シール部材であることを特徴とする請求項２２または２３に記載のエア・フィルタ・カートリッジ。
26. （ａ）前記フィルタ・カートリッジの対向する側面から外向きに延び、前記第１のシール部材から間隔を開けた位置にある突起部を有する、前記外筒上の取付突起部装置を含むことを特徴とする請求項２２乃至２５のいずれか１項に記載のエア・フィルタ・カートリッジ。
27. （ａ）入口および出口端部を有するｚ−フィルタ媒体と、
    （ｂ）前記ｚ−フィルタ媒体の周りに配置され、空気流が外筒の中に入り、外に出るための端部開口部を設けた、非透過性の前記外筒と、
    （ｃ）前記外筒の端部に配置される第１のシール部材と、
    （ｄ）前記第１のシール部材から間隔を開けて、前記外筒の対向する端部に向った位置にある、前記外筒上の取付突起部装置とを備えることを特徴とするエア・フィルタ・カートリッジ。
28. （ａ）前記取付突起部装置が、
    （ｉ）前記外筒の第１の側面上の少なくとも第１の突起部と、
    （ｉｉ）前記外筒の前記第１の突起部と対向する側面上の少なくとも第２の突起部とを含むことを特徴とする請求項２７に記載のエア・フィルタ・カートリッジ。
29. （ａ）前記外筒の第１の側面上に２つの取付突起部と、
    （ｂ）前記外筒の第２の側面上に２つの取付突起部とを含むことを特徴とする請求項２８に記載のエア・フィルタ・カートリッジ。
30. （ａ）前記外筒の、前記第１のシール部材と対向する端部にある第２のシール部材を含むことを特徴とする請求項２７乃至２９のいずれか１項に記載のエア・フィルタ・カートリッジ。
31. （ａ）前記ｚ−フィルタ媒体が、媒体のコイルにした帯板を備えることを特徴とする請求項２７乃至３０のいずれか１項に記載のエア・フィルタ・カートリッジ。
32. （ａ）出口端部および対向する入口端部を有する直線貫通流構造を有するハウジングと、
    （ｂ）前記ハウジング内に配置される請求項２２乃至３１のいずれか１項によるフィルタ・カートリッジと、
    （ｃ）前記エア・フィルタ・カートリッジの第１のシール部材を前記ハウジングの出口端部に向かって選択的に付勢するように動作可能な付勢装置であって、
    （ｉ）前記付勢装置は、前記ハウジングに取り付けられ、前記エア・フィルタ・カートリッジの取付装置と係合するよう配置される、少なくとも１つの摺動部を含む付勢装置とを備えることを特徴とするエアクリーナ装置。
33. （ａ）前記フィルタ・カートリッジを前記ハウジングの出口端部に向かって移動させるように、前記取付突起部装置と係合する第１の摺動部材を付勢する工程を含むことを特徴とする、請求項２８のエアクリーナ装置を形成するために、請求項２２乃至３１のいずれか１項に記載のエア・フィルタ・カートリッジをハウジング内に組み込む方法。

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