JP2009526648A - 排水機能付きジャケット、シールインディケータ／ロック手段、およびシールバッフルを備えたフィルタ - Google Patents

Abstract

フィルタエレメントは、フィルタジャケットと、溝付きフィルタ媒体と、内部シールとを備える。フィルタジャケットは、フィルタジャケットの内側表面と、重力底部と、上流端部と、下流端部とを画成する。フィルタジャケットは、重力底部に近接して配置された湿気放出開口を含む。溝付きフィルタ媒体は、フィルタジャケットの内部に存在し、フィルタ媒体の外側表面を画成する。溝付きフィルタ媒体は、断続的に共に接合され集合的に巻回され複数の溝を形成する平面シートと溝付きシートとを有する。複数の溝のうち第一及び第二の選択がされた一つはそれぞれ上流端部及び下流端部に近接して閉鎖される。内部シールは、フィルタジャケットの内側表面とフィルタ媒体の外側表面との間に形成される。内部シールは、フィルタジャケットの内部で 上流端部と下流端部との間に配設される。湿気放出開口は、内部シールの上流に配置される。

Description

本発明は、一般に、フィルタエレメントに関し、より詳しくは、そのようなフィルタエレメントのジャケットおよび／またはシールに関する。

ガスストリームは、しばしば、その中に粒子状物質を伴う。多くの事例では、ガス流ストリームから粒子状物質の幾分かまたはすべてを取り除くことが望ましい。たとえば、自動車両のエンジンまたは発電機器への空気吸気ストリーム、ガスタービンに向かって導かれるガスストリーム、さまざまな燃焼炉への空気ストリームは、しばしば、その中に粒子状物質を含んでいる。粒子状物質は、それに関わるさまざまなメカニズムの内部工作物にまで到達すれば、その損傷を引き起こす可能性がある。したがって、そのようなシステムは、エンジン、タービン、炉またはそれらに関わる他の機器の上流におけるガス流ストリームから粒子状物質を取り除くことが望ましい。さまざまな空気フィルタまたはガスフィルタの構成が、粒子状物質の除去のために開発されている。

従来のフィルタエレメントは、典型的には、襞付きフィルタ媒体、深度フィルタ媒体または溝付きフィルタ媒体の何れかを用いる。

溝付きフィルタ媒体を用いるフィルタエレメントのさまざまな具体例は、それぞれに参照により本明細書に組み込まれるギィエセケ他（Gieseke, et al）による米国特許第6,190,432号、ギリンガム他（Gillingham, et al）による米国特許第5,820,646号、バウアー（Bauer）による米国特許第3,025,963号、およびウィデヴァン（Wydevan）による米国特許第4,589,983号に例示されている。‘646号特許および‘983号特許は、たとえば、軸方向流が貫通して流れる一体的に形成された不浸透性外側皮膜を持つフィルタエレメントを例示している。本明細書では、溝付きフィルタの構成の改善が開示される。

襞付きフィルタエレメントのさまざまな具体例は、たとえば、それぞれに参照により本明細書に組み込まれるエーレンバーグ（Ehrenberg）による米国特許第6,447,567号、ブラウン他（Brown, et al）による米国特許第5,484,466号、カールバウフ他(Kahlbaugh, et al)による米国特許第5,238,474号、およびエンゲル他（Engel, et al）による米国特許第4,720,292号に開示されている。これらの上記特許の各々において（溝付きおよび襞付きの両者のフィルタ特許に関して）示されたように、フィルタエレメントは、典型的には、フィルタがその中に取り付けられるハウジング、取り付けベースまたはダクトに対してフィルタエレメントを封止するよう構成された外部シールの形態を組み込んでいる。これらの特許によって例証されているように、発泡ウレタンシールを組み込んで外部シールを提供することもまた知られている。本明細書では、そのようなシールの構成の改善もまた開示される。

本発明の一つの態様による目的は、水または他のそのような流体が、独立したエンジンまたはフィルタダクトのハードウェアに依存する必要なしに、かつそれと同時にフィルタエレメントをジャケットにより被覆しつつ、フィルタエレメントの中において捕集されることがないことをより確実に保証することである。

本発明の別の態様による別の目的は、より確実なシール構造をフィルタエレメント上で実現するための一つ以上の構造を提供することである。

他の目的は、確実かつ実用的なフィルタエレメントの製造の実用性および経済性に関する。

第一の目的によれば、本発明の一つの態様は、ジャケットにより被覆された排水機能付きの溝付きフィルタエレメントに関する。この態様によれば、フィルタエレメントは、湿気放出開口を備えたフィルタジャケット、溝付きフィルタ媒体、および内部シールを含む。フィルタジャケットは、フィルタジャケットの内側表面、上流端部および下流端部を画成する。湿気放出開口は、ジャケットの外側における環状の軸方向に延在する壁部を貫通して形成され、余分な水または他の流体を排出するための手段を提供する。溝付きフィルタ媒体は、フィルタジャケットの内部に存在し、フィルタ媒体の外側表面を画成する。溝付きフィルタ媒体は、複数の溝を備え、溝の幾つかが上流端部に近接して閉鎖され、溝の幾つかが下流端部に近接して閉鎖されるようにした。内部シールは、フィルタジャケットの内側表面とフィルタ媒体の外側表面との間に形成され、濾過されてない流体の短絡を防止する。湿気放出開口は、内部シールの上流に位置する。

第二の目的によれば、本発明の別の態様は、シールに係合する（たとえば、好ましい実施の形態では、発泡ウレタンシール材料の形成の上限となる）だけでなく、シールをロックしおよび／または有効なシール形成の表示を提供するための手段を提供する一つ以上の断続的なギャップをも提供するようにした不連続なフランジに関する。この態様によるフィルタエレメントは、フィルタ媒体の入口表面からフィルタ媒体の出口表面まで移動する流体を濾過するよう構成されたフィルタ媒体を含む。スリーブは、フィルタ媒体に取り付けられ、略環状のシールサポート部材と不連続な環状フランジとを含む。フランジは、その中に形成される少なくとも一つの開口を含む。適当なシール材料から構成されるシールは、シールサポート部材上に形成される。シールは、使用に際して適当なハウジング／ダクトに対する封止を形成するよう構成された環状封止表面を有する。シールは、一部が少なくとも一つのギャップの中へ少なくとも部分的に突出した状態で、不連続なフランジに係合する。

また、第二の目的によれば、本発明の別の態様は、フィルタエレメントの中に組み込まれるバッフルを利用してフィルタエレメント上におけるシール材料の自由な隆起をより有効に制御することにも関する。この態様によれば、フィルタエレメントは、フィルタ媒体の入口表面からフィルタ媒体の出口表面まで移動する流体を濾過するよう構成されたフィルタ媒体を含む。スリーブは、溝付きフィルタ媒体に取り付けられる。スリーブは、略環状のシールサポート部材と、シールサポート部材に面して発泡シール材料の自由な隆起を案内する傾斜ガイド表面等の表面手段を有する略環状のバッフルとを含む。シールは、発泡シール材料によってシールサポート部材上に形成され、その発泡シール材料は、環状バッフルに近接した自由隆起表面を有する。

本発明は、特には溝付きフィルタのアプリケーションおよび軸流タイプのフィルタに適用可能であるが、本発明のさまざまな態様を、他のタイプの溝付きフィルタ媒体と共に用いることができる。

本発明の他の態様、目的および利点は、添付図面と併せて考慮すれば、以下の詳細な説明からさらに明瞭になる。

本発明は、特定の好ましい実施の形態に関連して記述されるが、それらの実施の形態に限定するようには意図されていない。それどころか、すべての代替案、修正案および均等物が、添付請求項によって規定される発明の精神および範囲の中に包含されるものとしてカバーされることを意図する。

図１を参照すると、たとえば、エンジンの中に入る空気を濾過するために使用され得るフィルタエレメント１０が例示されている。このフィルタエレメント１０は、上流および下流のダクトの間に直列に装着されるよう構成され、結果として、上流および下流のセクションの間におけるダクトの中間セクションを形成する。しかし、本発明は、フィルタハウジングの中に装着されて内包され得るフィルタの中において利用されるかまたはその他の様式で該フィルタの中に組み込まれてもよいと認識されるであろう。

図１および図２で例示されるように、フィルタエレメント１０は、フィルタジャケット１２を備える。フィルタジャケット１２は、フィルタエレメント１０のためのサポート構造と、フィルタエレメントの取り付けに関連する構造とを提供する。ジャケット１２は、好ましくは、以下でさらに詳細に記述されるように排水機能を提供する湿気放出開口１４を含む。フィルタエレメント１０は、さらに、溝付きフィルタ媒体１６（または上述のような他の適当な形式の媒体）の形態を採り得る適当なフィルタ媒体パック、ジャケットとフィルタ媒体との間に形成される内部シール１８、および外部シール２０をも含む。

先ず初めにジャケット１２の詳細を説明すると、図３および図５（フィルタ媒体を装着していないジャケットを示している）において最も良く示されているように、フィルタジャケット１２は、概ね、フィルタジャケットの内側表面２２、フィルタジャケットの外側表面２４、重力底部２６、上流端部２８および下流端部３０を画成する軸方向に延在する環状壁２１を備える。フィルタジャケット１２は、さまざまな材料から形成され得るものであるが、ジャケットは、好ましくは、比較的堅くサポート力があるプラスチック材料からモールド成形される。ジャケット１２は、単一のコンポーネントから形成されてもよいが、好ましくは、ジャケットは、図１２で示した第一のスリーブ９４および第二のスリーブ９６等の共に嵌合しあう複数のコンポーネント部分から構成される。各々のスリーブ９４は、フィルタジャケット１２の環状壁２１の全体を集合的に形成する環状壁部を含む。図示した実施の形態では、フィルタジャケットは、内部シール１８の下流では流体不浸透性であり、湿気放出開口１４の故に内部シールの上流では流体浸透性である。したがって、全体として、フィルタジャケット１２は湿気放出開口１４の故に浸透性であるが、それと同時に、濾過されてない汚染された空気が清浄な側の出口に到達することを防止する。また、フィルタジャケット１２は、上流端部２８または下流端部３０の何れから見ても略楕円形であるように示されているが、フィルタジャケットは、フィルタエレメントが装着されるハウジングまたはダクトの形状および寸法に応じて、さまざまな異なった輪郭を有することも可能である。好ましくは、そして、ジャケットの中のフィルタリング容量を最大化するために、ジャケット１２の形状は、フィルタ媒体１６の形状に整合する。フィルタエレメント１０およびフィルタ媒体１６は、エレメントを通過する軸方向流（たとえば、溝付きフィルタ媒体がその回りに巻回される溝付きフィルタ媒体１６の中心軸に沿う）を提供するように形成される。

フィルタジャケットの外側表面２４は、複数の軸方向に離間した周方向の補強リブ３２、エンジン（図示せず）の中におけるサポートに結合するよう構成されたボス３４、３６、およびダクトおよび／またはエンジン上のクランプを受容して支持するよう構成された突起３８のうちの一つ以上を含むことができる。これらの構造の一つ以上のものは、フィルタエレメント１０をエンジンまたはそのようなアプリケーションに対して位置決めするように供され、それ故、重力底部に近接して湿気放出開口１４を位置決めするための手段をも提供し、フィルタの中に潜在的に入り得る（たとえば、結露、雨または雪の故に）すべての水分または大部分の水分の排水を容易にする。

フィルタジャケット１２は、さらに、フィルタジャケット１２の上流および下流の端部２８、３０に近接してそれぞれ配設される一つ以上の補強リブネットワーク４０、４２を含んでもよい。リブネットワーク４０、４２は、フィルタジャケットに対して組み込まれあるいは編入されて、追加的な強度を提供し、車両等の中にフィルタエレメントをガイドしおよび／または装着することを支援する。

図３、図５および図１２を参照すると、フィルタジャケット１２は、カム付きリブまたは円錐ガイド壁１０８のように、第一および第二のスリーブ９４、９６の間において溝付きフィルタ媒体１６を中心配置しおよび／またはその設置を支援する一つ以上の手段を提供する。より詳細には、第一のスリーブ９４は、上流端部２８に近接して始まり下流端部３０に向かって延在する内側表面２２に沿って画成される複数の軸方向に延在する突起４４を含む。これらの軸方向突起４４は、フィルタ媒体が第一のスリーブの開放端部に挿入されるとき、フィルタ媒体１６（図１）を位置合わせして中心配置するように役立つ角度付き内側カム表面を有する。第一のスリーブ９４は、さらに、溝付きフィルタ媒体１６の端部表面を位置決めするストッパ接合部として供される径方向内向きに突出する突起４６をも含む。これらの突起４６は、好ましくは、径方向内向きに突出するフランジ４８から延在し、軸方向突起４４に対してほぼ最高部上にかつ僅かに内側に位置合わせされる。フランジ４８および突起４６は、フィルタ媒体１６をフィルタジャケット１２の内部に確実に維持するよう構成される。

第二のスリーブ９６もまた、同様にして、円錐ガイド壁１０８として示されている中心配置および設置の支援手段を含む。溝付きフィルタ媒体１６の巻回パックが第二のスリーブ９６の中に軸方向に挿入されると、円錐ガイド壁１０８は、溝付きフィルタ媒体に係合することになり、それを中心配置してフィルタジャケット１２の内部に同軸的に位置決めする。

図示した実施の形態では、そして、図１２において最も良く示されているように、第一のスリーブ９４は、溝付きフィルタ媒体１６の入口端部に被せて取り付けられ、その一方で、第二のスリーブ９６は、溝付きフィルタ媒体１６の出口端部に被せて取り付けられる。例示されているように、第一のスリーブ９４は、位置合わせノッチ９８を含み、第二のスリーブは、位置合わせリブ１００を含む。位置合わせノッチ９８と位置合わせリブ１００とは、第一のスリーブ９４と第二のスリーブ９６とを嵌合させるとともに、同軸的かつ角度的に位置合わせするように用いられる。好ましい実施の形態では、第一のスリーブ９４の位置合わせノッチ９８は、湿気放出開口１４としても供される。二つのスリーブ９４、９６が完全に当接すると、位置合わせリブ１００は、位置合わせノッチ９８の中へ部分的にのみ突出するため、湿気放出開口１４となる大きな開放空間が残され、それによってフィルタエレメントからの水分の排水を容易にする。湿気放出開口１４を頂部スリーブ９４上に配置することの利点は、湿気放出開口１４が確実に内部シール１８の上流に配置されるということである。

ジャケット１２の組立てを容易にするために、第一のスリーブ９４は挿入端部１０２を画成し、その一方で、第二のスリーブはそれに対応して寸法形成される広がったレセプタクル部分１０４を含む。二つのスリーブ９４、９６が係合するとき、端部１０２は、図１３で示したように広がったレセプタクル部分１０４の内部に入れ子式に受容される。二つのスリーブ９４、９６は、端部１０２が湿気放出開口１４の一部を形成するフランジ５２の一方または両方に係合するまで、および／または円錐ガイド壁１０８の先端の縁部に突き当たるまで、共に押圧される。二つのスリーブ９４、９６の係合が湿気放出開口１４を妨害せず、すなわち閉鎖しないので、フィルタジャケット１２の内部に配置される流体は、二つのスリーブ９４、９６が接合されているときもなお、湿気放出開口１４を通じて自由に流れることができる。

内部シール１８は、概ね、上流端部２８と下流端部３０との間においてフィルタジャケット１２の内部に配設される。好ましい実施の形態では、内部シール１８は、周方向であり、上流端部２８に最も接近して配設される（図２）。内部シール１８の付近におけるフィルタジャケット１２の断面図を例示する図７において示したように、内部シールは、フィルタジャケットの内側表面２２とフィルタ媒体の外側表面７２との間に介装され、好ましくは、それらの各々と封止的に係合する。内部シール１８を形成する一つの有利な様式は、溝付きフィルタ媒体１６が第二のスリーブ９６の中に装着して配置された後（しかし、第一のスリーブは取り付けずに）、広がったレセプタクル部分１０４の中に封止接着剤のビードを連続的に供給することである。

溝付きフィルタ媒体１６および第二のスリーブ９６の組合せは、封止接着剤（硬化していない状態では幾分か粘着性の流体である）のビードを受容するためのレセプタクルを提供する連続的な環状溝を提供する。この接着剤のビードは、ジャケット１２の内壁（より詳細には、第二のスリーブ９６の広がったレセプタクル部分）、および溝付きフィルタ媒体パック１６の外側表面の両者の全周および周辺に係合して完全に封止するに足るほど十分に厚い。結果として、接着剤は、一旦乾燥して硬化すると、内部シール１８を形成し、濾過されてない流体がフィルタエレメントを通じて上流端部から下流端部まで短絡することを防止する。

ジャケット１２の二つのスリーブ９４、９６は、摩擦嵌合または他の適当なカップリングによって共に保持されることも可能であるが、好ましくは、二つのスリーブ９４、９６は、内部シール１８によって一体的に接着され、共にジャケット１２を形成する。封止接着剤の連続的なビードが溝（第二のスリーブ９６と溝付きフィルタ媒体１６との間に形成される）の中に供給された直後に、第一のスリーブ９４は、第二のスリーブ９６の中に入れ子式に（telescopically）挿入され、溝付きフィルタ媒体１６を覆うので、それは接着剤に係合してスリーブコンポーネントを共に接着させる。空隙領域の中に接着剤を押し込んで押圧することによって、この構造は、さらに、ジャケットの内壁との間における完全な周方向接触をより有効に保証し、内部シール１８をより確実に提供する。内部シール１８は、好ましくは、ウレタンまたは糊等の接着剤から形成されるが、他の適当な封止接着剤材料から構成されてもよく、封止特性と接着特性の両方を提供する。開示したこの実施の形態の構造を使用すれば、接着剤の単一のビードが、このように、流体の短絡を防止するだけでなく、コンポーネントを共に接着するという二つの独立した機能を提供する。

しかし、接着剤のビードは、あまり厚く塗布されるものではなく、湿気放出開口１４の妨害にはならない。図４では強調されている湿気放出開口１４は、流体（たとえば水）がフィルタエレメント１０内部から排出されることを許容するよう構成される。図４および図５において集合的に例示されているように、湿気放出開口１４は、好ましくは、オフセットしたフード５０によってカバーされおよび／または覆われる。フード５０は、ジャケット１２の中において、好ましくは第一のスリーブ９４の中において、構造体として一体的にモールド成形されてもよい。オフセットしたフード５０は、概ね、一対のフランジ５２によってジャケット１２の外側周囲表面２４から外側方向に離間され、カバー５４は湿気放出開口１４の上方で位置決めされる。それ故、湿気放出開口１４は、通過する流体の流れを制限することなく、保護的にカバーされる。湿気放出開口１４がこのような様式で保護されるので、フィルタエレメント１０（図１）内の溝付きフィルタ媒体１６は、開放された流路をなお残しつつ、穿刺、不正開封および他の損傷から安全である。

ジャケット１２の中に装着されるフィルタ媒体１６の形式は、さまざまな形態を採ってもよく、好ましくは、軸方向流形式のものである（深度媒体、溝付き媒体は、しばしば軸方向であり、襞付き媒体も軸方向流用として配置することができる）。高いフィルタリング能力を提供するという見地からの好ましい形態のうちの一つは、例示したような溝付きフィルタ媒体１６である。前述の特許は、溝付きフィルタ媒体の方法および構造が周知であることを示している。したがって、本明細書における詳細は、追加の引例に関してはこれらの先行技術の特許文献が参照され得るので、比較的限定的である。好ましくはフィルタジャケット１２の内部に配設される溝付きフィルタ媒体１６は、図６Ｂでは巻回されていない状態で示されている。図示のように、溝付きフィルタ媒体１６は、断続的に共に接着されその後に巻き上げられるフィルタ材料から構成される平面シート５６および溝付きシート５８を備える。好ましい一つの実施の形態では、平面シート５６および溝付きシート５８の一方または両方は、同じ材料で形成されるものであり、天然材料（たとえば、セルロース濾紙）および／または合成材料もよい。溝付きシート５８は、波形成形することによって、すなわちシート濾紙において接近した折り目を形成することによって形成され得るものであり、交互の山と谷を形成する。

溝付きフィルタ媒体１６は、さまざまな異なった様式（たとえば巻回ボードの有無など）によって構成することができる。一つの具体例では、図６Ａ−図６Ｃにおいて集合的かつ順番に例示されているように、ステッチ接着剤６０が、平面シート５６と溝付きシート５８の間において断続的に中央に配置され、その一方で、別の接着剤６２（たとえばウレタン）が、好ましくは平面シートおよび溝付きシートの縁部に近接して連続的に配置されて、「Ａ」シール６２を形成する。これらの接着剤は、二枚のシートが共に接合される前に、溝付きシート５８および／または平面シート５６の何れかの上においてビードとして塗布することができる。その後、平面シート５６および溝付きシート５８は、集合的に共に接合され、二枚のシートの間に接着剤材料を挟んで、二枚のシートを共に接着させる。

平面シート５６および溝付きシート５８が共に接着された後、好ましくは接着した平面シート５６および溝付きシート５８の縁部から幾分か離して、更なる接着剤６６が溝付きシート５８の頂部表面６８上に配置される。一旦これが行われたならば、溝付きフィルタ媒体は、巻回されて巻き上げられ得ることになり、二枚のシート５６、５８の露出表面を互いに接触させる。この接着剤６６は、平面シート５６および溝付きシート５８が併せて巻き上げられるとき、「Ｂ」シール６４を形成する。必要に応じて、接着剤６６に加えて、更なるステッチ接着剤（図示せず）が、平面シート５６および／または溝付きシート５８の何れかまたは両方の露出表面上に配置されてもよく、溝付きフィルタ媒体１６の巻回したパックの構造の完全性を提供し、空気流および圧力に曝されるときの溝付きフィルタ媒体の伸縮（telescoping）または他の破損を防止する。

接合した平面シート５６および溝付きシート５８が併せて巻回されおよび／または共に巻き付けられるので、複数の溝７０（図１）を有する溝付きフィルタ媒体１６が形成される。複数の溝７０の中における溝の一つのグループは、上流端部２８に近接して閉鎖され、その一方で、複数の溝の中における溝の別のグループは、下流端部３０に近接して閉鎖される。上述の通り、好ましくは、それらの溝は、溝を閉じて封止することによって閉鎖されるが、それらの溝は、押し潰すかまたは他のそのような閉鎖手段によって閉鎖されてもよい。それに加えて、閉鎖および封止の場所は、フィルタ媒体１６の端部に正確に配置されるかまたはそこから幾分か離間されてもよい（典型的には、図６Ａ−図６Ｃで示すように、一方のシールビードは端部表面に配され、他方のものは幾分か凹部に配される）。近接とは、本明細書では、溝付きフィルタ媒体のすべてのさまざまな潜在的配置および構造を包含するように使用されている。

溝付きフィルタ媒体１６が空気流に曝されるとき、空気は、入口表面において開口する溝７０のグループの中に流れ込む。これらの溝７０は、出口表面に近接して閉鎖されているので、空気は、濾紙を通じて、出口表面において開口した（入口表面に近接して閉鎖した）溝７０の中に押し込まれ、フィルタ媒体パックから排出される。それ故、上流端部２８から下流端部３０まで溝付きフィルタ媒体１６を通じて流れる汚染された空気は、溝付きフィルタ媒体を通じて押し込まれ、そのため、粒子状物質および汚染物質が開放入口溝の壁に沿って捕捉されて浄化される。

内部シール１８は、概ね、上流端部２８と下流端部３０との間においてフィルタジャケット１２の内部に配設される。好ましい実施の形態では、内部シール１８は、周形状であり、上流端部２８に最も接近して配設される（図１）。内部シール１８の付近におけるフィルタジャケット１２の断面図を例示している図７において示したように、内部シールは、フィルタジャケットの内側表面２２とフィルタ媒体の外側表面７２との間に介装され、それらの各々と封止的に係合する。

図１において示したように、外部シール２０は、略楕円形で好ましくは圧縮可能なシール材料であり、下流端部３０に近接してフィルタジャケット１２に固定される。外部シール２０および内部シール１８は、互いに離間した関係にあり、溝付きフィルタ媒体１６は、フィルタジャケット１２の内部に配設され、フィルタジャケット１２によって取り囲まれる。

シールは、予め形成したガスケットまたは他のそのようなフォームインプレイス・シール材料であってもよいが、開示した実施の形態は、モールド成形されて直接にフィルタジャケット１２に取り付けられる、より詳細には環状のシールサポート部材７４を介して第二のスリーブ９６に取り付けられる、発泡ウレタンシールを利用する。図８における例示では、外部シール２０が取り外されて、フィルタジャケット１２上に一体的に形成される環状のシールサポート部材７４を露出させている。環状のシールサポート部材７４は、軸に対して傾斜し、異なって傾斜したセクションを含むことにより、径方向外向きに傾斜した部分７６と径方向内向きに傾斜した部分７８とを含んでいる。例示したように、径方向内向きに傾斜した部分７８は、リブネットワーク４２に近接して配設される。

径方向に傾斜した部分７６は、その中に形成される複数の貫通孔８０すなわち開口を含む。貫通孔８０は、外部シール２０を形成する自由隆起シール形成材料（たとえば発泡ウレタン等）を受容する。貫通孔８０を貫通して突出するシール材料の各部分は、外部シール２０を環状のシールサポート部材７４に対してロックする。シール材料は、概ね、環状のシールサポート部材７４の回りを流れるだけでなく、貫通孔８０の中に流入しかつそれを通じて流れることをも許容される。その材料が硬化しあるいは凝固すると、貫通孔８０の内部における固化しあるいは硬化した材料は、新しく形成された外部シール２０をシールサポート部材７４に対してロックしおよび／または固定する。

図８および図９の両者を参照すると、第二のスリーブ９６、したがってジャケット１２もまた、不連続なフランジ８２を含む。不連続なフランジ８２は、下流端部３０に近接したフィルタジャケット１２の外側環状壁２１から径方向外向きに延在する。不連続なフランジ８２は、概ねフィルタジャケット１２の回りに延在するが、封止用の当該フランジ内の断続的なギャップ８４によって別個のセクションに分割される。封止用のフランジ８２は、製造の間に利用されて、モールド成形の間に膨張して自由に隆起する性質がある発泡ウレタン材料のための上限すなわち境界を提供する。断続的なギャップ８４は、自由隆起シール材料が当該ギャップを通じて、そして好ましくは封止用のフランジを越えて、上向きに膨張することを許容する。自由隆起シール形成材料が少なくとも部分的にギャップ８４を通じて隆起するように許容することによって、外部シール２０の適当であるかまたは好ましい構造が、視覚的検査によって確認され得ることになる。たとえば、さまざまなギャップ８４を人が検査できることになり、シール材料は、ギャップの中にまで少なくとも部分的に突出していることが確認される。材料がそれらのギャップの中に到達するまで発泡しないならば、そのような徴候は、シールモールド成形プロセスに付随する潜在的な問題を表示し得ることになる。ギャップ８４の別個の利点は、シール材料がギャップの中に達するまで突出し、それによってシールサポート部材７４とは異なった場所および平面において外部シール２０をフィルタジャケット１２に対してロックすることである。さらに、それらのギャップのさらに別の潜在的な利点は、発泡タイプウレタンのモールド成形プロセスの間に形成されるガスの通気を可能にすることである。

続いて、図１０および図１１を参照すると、フィルタジャケット１２は、さらに、下流端部３０に近接したバッフル９０を含み、バッフル９０はまた所望のシール形成の制御を支援する。バッフル９０は、溝付きフィルタ媒体１６の出口表面に被せて配設され、バッフル表面９２はフィルタ媒体１６から軸方向に離間する。図示の通り、バッフル９０は、フィルタジャケットの内側表面２２の近接個所から下流端部３０に向かって径方向内向きに突出する。バッフル９０は、外部シール２０がモールド成形プロセスの間に形成されるとき、自由隆起シール材料の流れを案内するよう構成されて配置されるバッフル表面９２を含む。詳細には、バッフル表面９２は、シール形成材料の自由隆起表面に面して、膨張の間、材料をガイドする。

図示した実施の形態では、バッフル９０は、フィルタジャケットの内側表面２２に近接し、かつフィルタジャケットの内側表面２２から径方向に離間していて、環状の自由隆起膨張領域および環状ガス通気孔１１０をそれらの間に形成する。図１０および図１１の両方において示すように、バッフル９０は、リブネットワーク８６のリブを径方向に延在させることによって、離間されて一体的に支持される。バッフル９０とフィルタジャケットの内側表面２２との間の環状膨張領域内では、シール材料は、（図１１Ａにおける方向矢印によって規定したように）発泡して、不規則な自由隆起表面１１２を形成することを許容される。これに対して、外部シールの残りの表面は、規則的であり、モールド成形された、従って形状を制御された表面１１４を形成する。このモールド成形表面１１４は、不連続なフランジ８２において始まり、シールサポート部材７４の回りに巻回される。モールド成形表面１１４の内側径方向表面は、公差が厳しいものでもあり、下流のダクトまたはハウジングの適当な封止表面に対するシールを形成するよう構成される径方向封止表面を提供するように形成される。

この実施の形態では、バッフル９０は、自由隆起表面が溝付きフィルタ媒体１６の出口表面に向かって延在するとき、自由隆起表面１１２を径方向外向きに案内するように配置される。外部シール２０のシール材料は、バッフル９０に接触するかまたはそこから離間されてもよい。外部シール２０のシール材料がシールモールド成形プロセスの間に隆起するとき、シール材料がバッフル表面９２に係合した場合、シール材料は、環状通気孔１１０に向かって径方向外向きに押し出される。したがって、バッフル９０は、シール材料を溝付きフィルタの端部表面から離すように案内し（かつ、自由隆起表面があまりに高く張り出した場合、フィルタ媒体の端部表面との接触を最小化し）、さらには、モールド成形表面１１４の内側径方向周面に沿って設けられる封止表面の完全性をも維持する。

図９においても示したように、フィルタジャケット１２は、溝付きフィルタ媒体１６の端部表面の回りに延在してフィルタ媒体を（たとえば、濾過の間に発生する空気圧に対抗して）支持する下流端部３０に近接したウェブネットワーク８６を含む。ウェブネットワーク８６は、流体が通ることをなお許容しつつ、溝付きフィルタ媒体１６をフィルタジャケット１２の内部に支持するよう構成される。ウェブネットワーク８６は、概ね、一つ以上の個別のリブ８８を含む。

車両内のインラインダクトの中に装着されるとき、突起３８は、ダクト上のクランプと位置合わせされ、ボス３４、３６は、車両上のハウジングの嵌合部分と位置合わせされる。これは、湿気放出開口１４が配置されるフィルタエレメント１０の重力底部２６が、重力の方向または引っ張りに対して適切に位置決めされることを保証する。その後、突起３８の各々は、好ましくは、ダクトに対してクランプ留めされ、ボス３４、３６の各々は、車両のハウジングに対して固定され、フィルタエレメント１０の位置を固定する。

運転に際して、フィルタエレメント１０は、上流端部２８に近接して、汚染された空気および／または汚れた空気の流れを受け入れる。汚れた空気は、上流端部２８に近接して溝の中に入り、溝付きフィルタ媒体１６を通り抜け、汚染物質は汚れた空気から取り除かれ、浄化されあるいは濾過された空気は、溝のうちの他のものによって下流端部３０において排出される。何らかの湿気または水分が内部シール１８の上流においてフィルタエレメント１０の中に入ったとしても、その水分は、湿気放出開口１４を通じて排水することができる。湿気放出開口１４が、好ましくは、フィルタエレメント１０の重力底部にあるいはその付近に位置決めされるので、重力は、その流体を自然に引っ張り、あるいは引き出すように利用される。それ故、内部シール１８の上流においてフィルタジャケット１２の内部に見出される何らかの水分は、排水され、あるいは浸出されることが許容される。

所定量の時間（すなわちフィルタ寿命）の後、フィルタエレメントを通り抜ける空気から取り除かれた汚染物質は、フィルタエレメントを消耗させ、フィルタエレメントの効率を低下させ、フィルタエレメントを目詰まりさせるようなことになる。これが生じると、フィルタエレメント１０は、インラインダクトから取り外され、新しいフィルタエレメントと交換される。都合のよいことに、湿気放出開口１４は、このように、フィルタエレメントが交換されるたびに、フィルタエレメントと共に交換される。したがって、湿気放出開口１４は、フィルタエレメントの定期的な交換の故に、目詰まりしたり妨害を受けたりすることにはならないのである。

本明細書に引用された、出版物、特許出願および特許を含む全ての参考文献は、その各々が引用により組み込まれるよう個別且つ具体的に示され、また、その全体が本明細書中に述べられたかのように引用により組み込まれる。

本発明の説明の文脈で（特に特許請求の範囲の文脈で）用いられる名詞及び同様な指示語の使用は、本明細書中で特に指摘したり、明らかに文脈と矛盾したりしない限り、単数および複数の両方に及ぶものと解釈される。語句「備える」、「有する」、「含む」および「包含する」は、特に断りのない限り、オープンエンドターム（すなわち「〜を含むが限定しない」という意味）として解釈される。本明細書中の数値範囲の具陳は、本明細書中で特に指摘しない限り、単にその範囲内に該当する各値を個々に言及するための略記法としての役割を果たすことだけを意図しており、各値は、本明細書中で個々に列挙されるかのように、明細書に組み込まれる。本明細書中で説明されるすべての方法は、本明細書中で特に指摘したり、明らかに文脈と矛盾したりしない限り、あらゆる適切な順番で行うことができる。本明細書中で使用するあらゆる例または例示的な言い回し（例えば「など」）は、特に主張しない限り、単に本発明をよりよく説明することだけを意図し、本発明の範囲に対する制限を設けるものではない。明細書中の如何なる言い回しも、本発明の実施に不可欠である、特許請求の範囲に記載されていない要素を示すものとは解釈されないものとする。

本明細書中では、発明を実施するため本発明者が知っている最良の形態を含め、本発明の好ましい実施の形態について説明している。当業者にとっては、上記説明を読んだ上で、これらの好ましい実施の形態の変形が明らかとなろう。本発明者は、熟練者がこのような変形を適宜用いるであろうことを予期し、本発明が本明細書中で具体的に説明される以外の方法で実施されることを意図している。従って本発明は、準拠法で許されているように、本明細書に添付された請求項に記載の主題の修正および均等物をすべて含む。さらに、本明細書中で特に指摘したり、明らかに文脈と矛盾したりしない限り、すべての考えられる変形における上記要素のいずれの組合せも本発明に包含される。

本明細書の中に組み込まれ、かつその一部を形成する添付図面は、本発明の幾つかの態様を例示するものであり、さらには、その記述と共に、本発明の原理を説明するように供されるものでもある。

図１は、本発明の教示内容に従って構築される溝付きフィルタ媒体を含むフィルタエレメントの典型的な実施の形態の斜視図である。 図２は、図１のフィルタエレメントの側面立面図である。 図３は、別の視点から見た、溝付きフィルタ媒体が取り外された状態の図１のフィルタエレメントの斜視図である。 図４は、湿気放出開口を強調している図１のフィルタエレメントの切り抜き部分である。 図５は、図４において示した湿気放出開口を異なった視点から示している図１のフィルタエレメントの切り抜き部分である。 図６Ａは、図１のフィルタエレメントにおいて用いられるフィルタ媒体の構造の斜視図である。 図６Ｂは、図１のフィルタエレメントにおいて用いられる非巻回状態のフィルタ媒体の斜視図である。 図６Ｃは、図１のフィルタエレメントにおいて用いられる一部巻回状態のフィルタ媒体の斜視図である。 図７は、フィルタエレメント内の内部シールに沿った図１のフィルタエレメントの断面図である。 図８は、外部シールを取り外して、環状のシールサポート部材を例示するようにした図１のフィルタエレメントの斜視図である。 図９は、溝付きフィルタ媒体を取り外して、断続的なギャップを形成する不連続フランジとリブネットワークとの両者を示している図１のフィルタエレメントの切り抜き斜視図である。 図１０は、溝付きフィルタ媒体を取り外して、バッフルを示している図１のフィルタエレメントの切り抜き斜視図である。 図１１は、図１０おいて示したバッフルを別の視点から示している図１のフィルタエレメントの切り抜き斜視図である。 図１１Ａは、外部シールの自由隆起表面およびモールド成形表面を示している図１のフィルタエレメントの切り抜き斜視図である。 図１２は、図１のフィルタエレメントを形成する際に使用されるツーピース式フィルタジャケットの分解図である。 図１３は、図１２のツーピース式フィルタジャケットからの位置合わせノッチと位置合わせリブの係合を強調している切り抜き斜視図である。

Claims (28)

1. 上流端部と下流端部の間に延在する外側壁部を有するフィルタジャケットを備え；
   前記外側壁部が前記フィルタジャケットの内側表面を画成し；
   さらに、前記フィルタジャケットの内部に存在してフィルタ媒体外側表面を画成する、溝付きのフィルタ媒体であって、複数の溝を有し、前記複数の溝のうちの第一の選択がされたものは前記上流端部に近接して閉鎖され、前記複数の溝のうちの第二の選択がされたものは前記下流端部に近接して閉鎖される、溝付きのフィルタ媒体と；
   前記フィルタジャケットの内側表面と前記フィルタ媒体外側表面との間に形成される内部シールであって、前記上流端部と前記下流端部との間に配設される内部シールと；
   前記フィルタジャケットの前記外側壁部を貫通して形成され、前記内部シールの上流に配置される湿気放出開口とを備える；
   フィルターエレメント。
2. 前記フィルタジャケットは、前記湿気放出開口と位置合わせされるフードをさらに備え；
   前記フードは、前記湿気放出開口を保護的にカバーする；
   請求項１に記載のフィルタエレメント。
3. 前記フードは、フランジおよびカバーを有し；
   前記フランジは、前記フィルタジャケットから径方向外向きに突出し；
   前記カバーは、前記フィルタジャケットから径方向外向きに離間し、かつ前記フランジに結合する；
   請求項２に記載のフィルタエレメント。
4. 前記フィルタジャケットは、さらに、第一のスリーブおよび第二のスリーブを有し；
   前記第一のスリーブおよび前記第二のスリーブは、共に結合されて前記ジャケットを形成し；
   前記内部シールの材料は、前記第一および第二のスリーブの間における境界に位置して前記第一および第二のスリーブを共に接着し；
   前記第一のスリーブおよび前記第二のスリーブは、前記第一のスリーブおよび前記第二のスリーブのそれぞれ、または逆のそれぞれにおける位置合わせノッチおよび位置合わせリブにより、角度的に位置合わせされる；
   請求項１に記載のフィルタエレメント。
5. 前記位置合わせリブは、前記湿気放出開口を形成する開放ギャップを残して、前記位置合わせノッチの中へ部分的にのみ突出する；
   請求項４に記載のフィルタエレメント。
6. 前記フィルタジャケットは、さらに、第一のスリーブおよび第二のスリーブを有し；
   前記第一のスリーブおよび前記第二のスリーブは、共に結合されて前記ジャケットを形成し；
   前記内部シールの材料は、前記第一および第二のスリーブの間における境界に位置して前記第一および第二のスリーブを共に接着し；
   前記第一のスリーブは、入口端部に近接して配設され、前記第二のスリーブは、出口端部に近接して配設され、前記湿気放出開口は、前記第一のスリーブにおいて形成される；
   請求項１に記載のフィルタエレメント。
7. 前記フィルタジャケットは、前記内部シールの上流では前記湿気放出開口を通じて流体浸透性であり、前記内部シールの下流では流体不浸透性である；
   請求項１に記載のフィルタエレメント。
8. 前記フィルタエレメントは、さらに、前記下流端部に近接して前記フィルタジャケットに取り付けられる外部シールを有する；
   請求項１に記載のフィルタエレメント。
9. 環状シールサポート部材が、前記下流端部に近接して前記フィルタジャケットから延在し、周方向に離間した複数の貫通孔を含み；
   前記貫通孔は、前記外部シールを形成するために用いられるシール形成材料を受容して固定するよう構成された；
   請求項８に記載のフィルタエレメント。
10. 前記フィルタジャケットは、挿入端部を有する第一のスリーブと外向きに広がったレセプタクル部分を有する第二のスリーブとから形成され；
    前記挿入端部は、前記外向きに広がったレセプタクル部分の中に入れ子式に受容される；
    請求項１に記載のフィルタエレメント。
11. 前記フィルタジャケットは、プラスチックから形成され、前記フィルタジャケットの内側表面の重力底部に近接して前記湿気放出開口を重力的に配置するための手段を画成する；
    請求項１に記載のフィルタエレメント。
12. 前記フィルタジャケットは、軸方向に延在する環状壁部と、前記下流端部に近接して前記環状壁部から外側方向に延在する不連続なフランジとを含み；
    封止用の前記フランジは、一つ以上の断続的なギャップを画成し、外側シールが、前記封止用のフランジに係合し、前記一つ以上の断続的なギャップを通じて少なくとも部分的に突出する；
    請求項１に記載のフィルタエレメント。
13. 前記フィルタジャケットは、前記下流端部に近接したバッフルを含み；
    前記バッフルは、前記下流端部に向かって前記フィルタジャケットの内側表面の近接個所から径方向内向きに突出し、前記バッフルは、シール形成材料の自由隆起表面に面して、前記シール形成材料の前記自由隆起表面の流れを案内するよう配置されたバッフル表面を有する；
    請求項１に記載のフィルタエレメント。
14. 流体を濾過するよう構成されたフィルタ媒体と；
    前記フィルタ媒体に取り付けられるスリーブとを備え；
    前記流体は、前記フィルタ媒体の入口表面から前記フィルタ媒体の出口表面まで移動し；
    前記スリーブは、略環状のシールサポート部材と、環状の形状とその中に形成される少なくとも一つのギャップとを有する不連続なフランジとを含み；
    前記不連続なフランジは、前記シールサポート部材に近接して配設され；
    前記シールサポート部材上に形成されるシール材料を有し、かつシールを形成するよう構成された環状封止表面を有するシール部材をさらに備え；
    前記シールは、一部が前記少なくとも一つのギャップの中へ少なくとも部分的に突出した状態で、前記不連続なフランジに係合する；
    フィルタエレメント。
15. 前記スリーブは、前記フィルタ媒体を概ね取り囲む環状壁部を有し；
    前記不連続なフランジは、前記環状壁部と一体的に形成され、前記環状壁部から径方向外向きに突出する；
    請求項１４に記載のフィルタエレメント。
16. 前記シール材料は、発泡材料を有し；
    前記シール材料は、モールド形成される外部周辺表面と不規則な自由隆起表面とを有し；
    前記モールド形成される外部周辺表面は、前記不連続なフランジにおいて始まって前記シールサポート部材を巻回し；
    前記自由隆起表面は、前記シールサポート部材の径方向内向きに配設されて、前記フィルタ媒体に面する；
    請求項１５に記載のフィルタエレメント。
17. 前記モールド形成される外部周辺表面の一部は、径方向内向きに封止するための手段を提供し；
    前記手段は、前記外部周辺表面に沿って位置決めされ、かつ径方向内向きに面する；
    請求項１６に記載のフィルタエレメント。
18. 前記フィルタ媒体は、複数の溝を有する溝付きフィルタ媒体を含み；
    前記複数の溝のうち第一の選択がされたものは、前記上流端部に近接して閉鎖され；
    前記複数の溝のうち第二の選択がされたものは、前記下流端部に近接して閉鎖される；
    請求項１６に記載のフィルタエレメント。
19. 前記スリーブは、略環状のバッフル手段をさらに含み；
    前記略環状のバッフル手段は、前記自由隆起表面が前記フィルタ媒体に向かって延在するとき前記自由隆起表面を径方向外向きに案内するように、前記シールサポート部材の径方向内向きに配置され、かつ前記入口表面および前記出口表面のうちの一方を覆って配置される；
    請求項１８に記載のフィルタエレメント。
20. 前記ギャップは、前記環状壁部において始まり、前記不連続なフランジの前記外側径方向縁部を通じて径方向外向きに延在し、前記不連続なフランジの異なった隣接セクションを完全に分離させる；
    請求項１５に記載のフィルタエレメント。
21. 流体を濾過するよう構成されたフィルタ媒体と；
    溝付きの前記フィルタ媒体に取り付けられるスリーブとを備え；
    前記流体は、前記フィルタ媒体の入口表面から前記フィルタ媒体の出口表面まで移動し；
    前記スリーブは、略環状のシールサポート部材と、前記シールサポート部材に面して発泡シール材料の自由隆起を案内する表面手段を有する略環状のバッフルとを含み；
    前記シールサポート部材上に前記発泡シール材料で形成されるシールを更に備え；
    前記発泡シール材料は、前記略環状のバッフルに近接する自由隆起表面を有する；
    フィルタエレメント。
22. 前記フィルタ媒体は、複数の溝を含み；
    前記複数の溝のうち第一の選択がされたものは、入口端部に近接して閉鎖され、前記複数の溝のうち第二の選択がされたものは、出口端部に近接して閉鎖され；
    前記フィルタ媒体は、前記フィルタ媒体を通過する流体の軸方向の流れを提供し；
    前記シールおよび前記バッフルは、前記出口表面の回りに延在する；
    請求項２１に記載のフィルタエレメント。
23. 前記バッフルは、前記表面手段が前記出口表面から軸方向に離間された状態で、前記出口表面上に配設される；
    請求項２２に記載のフィルタエレメント。
24. 前記バッフルは、前記自由隆起表面が前記出口表面に向かって延在するとき前記自由隆起表面を径方向外向きに案内するように配置され；
    前記バッフルと前記スリーブの残りとの間に形成される略環状のガス通気孔をさらに備え；
    径方向に延在するリブは、前記バッフルを前記スリーブの前記残りに接続する；
    請求項２１に記載のフィルタエレメント。
25. 前記フィルタ媒体は、上流および下流の表面の間においてそれを貫通する軸方向の流れを提供し；
    前記スリーブは、前記フィルタ媒体の外側周面を覆って配設される外側壁部を含み；
    前記バッフルは、前記外側壁部より小さい周囲長を画成する；
    請求項２１に記載のフィルタエレメント。
26. 前記フィルタエレメントは、さらに、前記外側壁部から径方向外向きに延在する少なくとも一つのフランジ部を含み；
    前記発泡シール材料は、前記少なくとも一つのフランジ部において始まり、前記自由隆起表面に向かって前記シールサポート部材の回りに巻回される、モールド形成される外部周辺表面を有し；
    前記自由隆起表面は、概ね、前記外側壁部と前記バッフルとの間に含まれる；
    請求項２５に記載のフィルタエレメント。
27. 前記シールサポート部材は、複数の開口部を含み；
    前記発泡シール材料は、前記開口部の中に延在し、それによって前記シールを前記スリーブに対してロックする；
    請求項２１に記載のフィルタエレメント。
28. 前記シール材料は、前記表面手段に係合する；
    請求項２１に記載のフィルタエレメント。

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