JP6774949B2 - エアフィルタカートリッジ、および空気清浄装置アセンブリ - Google Patents
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Description
本願は、2015年3月2日に出願された米国仮特許出願第62/127,166号明細書および2015年7月6日に出願された米国仮特許出願第62/188,861号明細書の開示を、編集を加えて含んでいる。米国仮特許出願第62/127,166号明細書および同第62/188,861号明細書の開示全体を参照によって本明細書に援用する。
本開示による原理は、後述のような特定の選択された所望の結果を実現するために有利な方法によるフィルタカートリッジと空気清浄装置システムとの間の相互作用に関する。フィルタカートリッジは一般に、その中に濾材を含み、そこを濾過動作中に空気およびその他の気体が通過する。濾材は、様々な種類と構成とすることができ、様々な材料を使って製作できる。例えば、本開示の原理によるカートリッジには、後述のように、プリーツ付き濾材装置を使用できる。
フルート付濾材(濾材畝部を有する濾材)は、各種の方法で流体フィルタ構造物を提供するために使用できる。1つのよく知られている方法は、本明細書において、Z型フィルタ構造物として特徴付けられる。「Z型フィルタ構造物」という用語は、本明細書で使用されるかぎり、積層された、折り畳まれた、またはその他の方法で形成されたフィルタのフルートのひとつひとつが、長さ方向の、典型的に平行な、濾材を通る流体流のための吸入および排出フィルタフルートの集合(典型的にはライナ濾材と組み合わされる)を定義するために使用される種類のフィルタ構造物を含むものとする(ただし、これに限定されない)。Z型濾材のいくつかの例が、米国特許第5,820,646号明細書、同第5,772,883号明細書、同第5,902,364号明細書、同第5,792,247号明細書、同第5,895,574号明細書、同第6,210,469号明細書、同第6,190,432号明細書、同第6,350,296号明細書、同第6,179,890号明細書、同第6,235,195号明細書、米国意匠特許第399,944号明細書、米国意匠特許第428,128号明細書、米国意匠特許第396,098号明細書、米国意匠特許第398,046号明細書、および米国意匠特許第437,401号明細書において提供されており、これらの引用文献の各々を参照によって本願に援用する。
図4において、図1の条片1に対応する濾材条片(シングルフェーサ)を製作するための製造プロセスの一例が示されている。一般に、ライナシート64とフルート68を有するフルート付き(波形)シート66が、それらの間の70に位置付けられた接着剤ビードで一体化されて、濾材ウェブ69が形成される。接着剤ビード70は、図1のシングルフェーサビード10を形成する。任意選択による折込プロセスがステーション71で実行されて、ウェブ中央にある中心折込部72が形成される。Z型濾材またはZ型濾材条片74は、ビード70に沿って75で切断され、または切り込まれて、Z型濾材74の2枚の小片または条片76、77が作られ、その各々の縁には線状のシーラント(シングルフェーサビード)が波形およびライナシート間に延びる。もちろん、任意選択の折込プロセスが使用される場合、洗浄のシーラント(シングルフェーサビード)を有する縁もまた、この位置で折込の付けられたフルートの集合を有する。
両端間に延びるフルートを含む別の種類の濾材構成またはパックが、本開示による選択された原理と共に使用できる。このような代替的濾材構成またはパックの一例が図8〜8Bに示されている。図8〜8Bの媒体は、独国特許第20 2008 017 059 U1号明細書に描かれ、記載されているものと同様であり、Mann & Hummelから「IQORON」の商標で入手可能な構成の中に見られることがある。
ここで、図9〜12において、本明細書中で特徴付けられる原理の選択された応用の中で使用可能な種類の濾材のさらにまた別の代替的変形型の断面図が提供されている。特定の例は、2014年11月10に出願された、本開示の譲受人であるDonaldson Company,Inc.が所有する米国特許出願第62/077,749号明細書に記載されている。一般に、図9〜12の構成の各々は、相互に反対の入口および出口吸排気端(または面)を有し、まっすぐの通過流を有する構成に積層またはロール状に巻き上げることのできる濾材の種類を示している。
本願で特徴付けられている技術の多くは、好ましくは、カートリッジの相互に反対側の吸排気端間で濾過する向きの濾材が、これら両端間のある方向に延びるフルートまたはプリーツ先端を有する濾材である場合に適用される。しかしながら、他の選択肢もありうる。シール構成の定義に関して本願で特徴付けられる技術は、相互に反対の吸排気端を有し、濾材がこれらの端間の流体の流れを濾過するように位置付けられたフィルタカートリッジにおいて、濾材がこれらの端の間のある方向に延びるフルートまたはプリーツ先端を含まない場合であっても応用可能である。濾材は例えば、デプスタイプ濾材とすることができ、交互方向にプリーツを付けることができ、またはプリーツを持たない材料とすることもできる。
A.一般
空気清浄装置の設計、特に、概して図6〜12のうちの1つまたは複数による濾材を使った比較的深い濾材パックを使用するアセンブリは多岐にわたる。市販されている実際の製品の例に関して、「Powercore」の商品名で販売されている本開示の譲受人であるDonaldson Company,Inc.の空気清浄装置と、「IQORON」の名称で提供されるMann & Hummel社の製品に注目する。
修理点検のために選択されるフィルタカートリッジが対象の空気清浄装置にとって適切なものであることが非常に重要である。空気清浄装置は、機器全体において重要なコンポーネントである。修理交換の実行が予定より頻繁に必要となった場合、これは出費、対象の機器のダウンタイム、生産損失を増大させる可能性がある。修理交換が適切な部品で行われなければ、機器の故障やその他の問題が発生するリスクがありうる。
多くのシステムにおいて、吸気量センサがフィルタカートリッジの下流でエンジンの上流に提供されて、空気流の特性と汚染物質の特性が観察される。いくつかの例において、濾材パックの構成と向きの小さな変更が吸気量センサの動作に変動を来す可能性がある。したがって、フィルタカートリッジと空気清浄装置において、フィルタカートリッジからの空気流の変化が比較的最小値まで管理されるような特徴を有する空気清浄装置アセンブリを提供することが望ましい場合がある。これによって、吸気量センサの使用と動作が容易となりうる。本明細書に記載されている特徴と技術は、この利点を有利に取得するために提供できる。
多くの例において、空気清浄装置が取り付けられる機器には、動作中に実質的な振動と衝撃が加わる。図6〜12に関して上述した濾材パックの種類は、比較的深い、すなわち空気の流れの方向における深さが少なくとも50mm、および多くの場合に少なくとも80mm以上、多くの例において100mmを超えるように構成されることが多い。このような深いフィルタカートリッジには、使用中に実質的な量の汚染物質の負荷がかかり、実質的に重量が大きくなる可能性がある。それゆえ、これらは動作中に大きな振動モーメントを受ける可能性がある。フィルタカートリッジに、カートリッジの安定した位置決め、動いた時の濾材(または濾材パック)への損傷の回避、およびこのような振動および衝撃中のシール不良の回避を確実にするのを助ける特徴を提供することが望ましい。
上述のような種類の問題に対処するために様々な構成が開発されており、例えば、国際公開第2006/076479号パンフレット、国際公開第2006/076456号パンフレット、国際公開第2007/133635号パンフレット、国際公開第2014/210541号パンフレット、および米国特許出願第62/097,060号明細書を参照されたく、その各々を参照によって本願に援用する。しかしながら、フィルタカートリッジ構成に関して時々発生しうる別の問題は、確実なシーリングのための特徴を持たないカートリッジが依然として取り付けられてしまうことがありえ、いくつかの例において、取り付けられたカートリッジが対象の筐体について適正なものではなく、適正に密閉されていない場合であっても、筐体を依然として閉じることができてしまうことである。これらの問題に対応することが望ましい。
本明細書で特徴付けられている特徴は、上述の問題の1つまたは複数に対処するのに有利になるように使用できる。特徴をすべての問題に最大限に対処できるように実現されるという要求事項は特にない。しかしながら、上述の問題のすべてにかなりの、望ましい程度まで対処できるような選択された実施形態について説明する。
A.一般的な空気清浄装置の特徴 図13〜15、19、20、22、および23
図13の参照番号500は、本開示による特徴を含む空気清浄装置システムまたはアセンブリを概して示す。図の空気清浄装置アセンブリ500は、筐体501を含み、その中にフィルタエートリッジ502が取り外し可能に設置される。すなわち、フィルタカートリッジ502は、修理交換可能なコンポーネントであり、すなわち、これは筐体501の内部501iの中に取り外し可能に設置される。このような修理交換に対応できるようにするために、筐体501は一般に2つの筐体部分503、504で構成され、これらは例えば結合部501jにおいて選択的に分離され、または開かれて、カートリッジ502を取り外し、交換するためにアクセスできるように構成される。図の例示的空気清浄装置500において、部分503は筐体本体コンポーネントまたはアセンブリであり、部分504はアクセスカバーコンポーネントまたはアセンブリである。
再び、カートリッジ502が示されている図15に注目する。カートリッジ502は、前述のように、濾材516と、筐体係合装置517と、を含む。
I.一般
ここで、フィルタカートリッジと筐体の間の安全のための取付防止装置が説明され、提供されるが、これはカートリッジが適正で純正の、正しいシール特徴物を持つものでないかぎり、取付中に筐体を閉じることができるように空気清浄装置筐体に位置付けることができなくなるのを確実にするのに役立つ。これはサービス業者が、適合するように見えるがそのシステムにとって適正で純正のカートリッジではないカートリッジを誤って取り付けるのを防止する。
まず図19を参照すると、この例においては下流の筐体部分である筐体部分503に、突起構成570を有する開口(入口)端513oが提供され、これは安全のための筐体閉鎖防止装置570xの第一の部材を含む。図の例において、突起構成570は1つの突起570pを含んでいるが、他の選択肢も可能である。また、図の例において、突起570pは筐体501(または部分503)の短い方の辺の一方と整列して配置されているが、他の位置も可能である。
以上、カートリッジが受容凹部575r等の適正な嵌合のための特徴を含まないかぎり、アクセスカバー504が取り付けられるようにカートリッジを筐体部分503に十分に収容できないようにする、安全のための筐体閉鎖防止装置を特徴付けた。特徴付けられた特定の好ましい方式は、筐体本体とカートリッジ502との間のものであり、その結果、取付担当者がアクセスカバーを所定の位置に取り付ける前であっても、取付担当者には、そのカートリッジが使用のために正しく取り付けることができる適正な純正のそれではないことがわかる。
以上、例示的空気清浄装置500に関する図13〜40のうちの選択されたものを説明した。特徴と原理をさらによく理解するために、追加の図面が提供される。ここで、上で詳細に説明しなかった選択された追加の図面を参照する。図26において、カートリッジ502の断面図が提供されている。この断面図は、筐体係合装置517を、受容部575rを通る位置で切断されている。図27において、カートリッジ516のこの部分の拡大部分図が示されている。
A.楕円形の濾材パックに関して説明される例示的変形型
前述のように、様々な種類の濾材を使用できる。1つの可能性は、図6に示されているようなロール型構成を含む。また、前述のように、長方形の構成の他の選択肢もありうる。図41〜43の例示的構成において、濾材パックが概して楕円形であり、1つの長い断面軸と1つの短い断面軸を有し、濾材パックを、例えば図6に関連して特徴付けたロール型構成から構成できる装置が示されている。
以上、図13〜40の実施形態に関して、およびカートリッジ上の安全のための筐体閉鎖防止装置の図41〜43の特徴の実施形態に関して説明し、図示した装置は、筐体係合装置のウェブまたは支持部の中にあり、ピッチシール部材の中にはない、例えばピンチシール部材560および711の中にはないように示されている。他の選択肢もありうる。より詳しくは、各種の特徴がウェブ部分、ピンチシール部分、またはこれら2つの何れかの組合せの中にあってもよい。また、両方にかかる特徴があってもよい。例示的な代替案が図44および45において提供されている。
以上、図41〜43の領域725と幾分類似した起伏のある、例えば「階段状の」または変更されたシール領域を図13〜40の種類のアセンブリに関連して利用できると記した。さらに、変更されたシール領域725を希望に応じて、安全のための筐体閉鎖防止装置と整列させることができることも記した。これらの可能性の各々を表す例が図46〜63において提供される。
A.内部の閉鎖した、安全のための筐体閉鎖防止装置の部品としての、突起570、570p、970、970pと同様の突起構成の形状、大きさ、および位置の変形型
以上、例において、突起構成570、970は、筐体本体(それぞれ503、903)の上に位置付けられ、アクセスカバー(それぞれ504、904)に向かって突出する部分または突起構成として、各種の実施形態の中で説明され、図示されている。説明したように、これらの装置の変形型も可能である。図の具体的な例示的装置は、各々が1つの突起(それぞれ570p、970p)を含んでいた。このような突起の数と位置はそれと異なっていてもよい。
以上、図13〜40および46〜63の例において、安全のための筐体閉鎖防止装置のうち、フィルタカートリッジにある部材は、それぞれ受容ポケットまたは凹部構成575r、975rである。この例において、このポケットは幾分浅く、それ以外はカートリッジの周囲全体に延びる。これは典型的であるが、他の選択肢もありうる。
図の装置は概して、濾材パック用の非円形の形状である。長方形の外周と楕円形の外周の両方が示されている。本明細書中で特徴付けられている特徴は特に、1つの幅(断面)寸法が、それに対して垂直の短い方の寸法と比べて比較的長いカートリッジに使用されるときに望ましい。典型的に、濾材パックの最も長い幅の断面寸法対それに垂直な最大断面寸法は、少なくとも1.5、通常は少なくとも2、および多くの場合に2〜5の範囲内である。
筐体は、図示されたものに様々な変形を加えて構成できる。例えば、入口および出口は、別の位置に配置し、別の構成とすることができる。
以下の項で、特許請求の範囲の形態で文章を提供する。特許請求の範囲は、本開示の教示に従って使用可能な様々な選択肢、特徴、および特徴の組合せを示す特徴を含む。明記されているものに代わる、本明細書にける上述の説明と矛盾しない特徴も可能である。
Claims (5)
- エアフィルタカートリッジにおいて、
(a)外周および相互に反対側の吸排気面を有する濾材パックと、
(b)前記濾材パックを取り囲む筐体係合部材であって、ピンチシール部分と、シール支持部分と、を有するシール装置を含む前記筐体係合部材と、
(c)前記筐体係合部材に位置付けられた、エアクリーナの安全のための筐体閉鎖防止装置の部材と、
を含み、
(i)前記筐体係合部材は、少なくとも1つの受容ポケットをその中に含むポケット装置を含み、
(A)前記少なくとも1つの受容ポケットは、閉鎖内側ポケットであり、
(B)前記ピンチシール部分は、外周と、対向する面と、を有し、
(C)前記少なくとも1つの受容ポケットは、前記ピンチシール部分の前記外周から半径方向に内側に位置付けられ、
(D)前記ポケット装置の前記少なくとも1つの受容ポケットは、前記吸排気面のうちの一方に向かって、前記ピンチシール部分の前記対向する面の各々の隣接する部分より延びる、エアフィルタカートリッジ。 - (a)前記ポケット装置の各受容ポケットは、前記吸排気面のうちの一方に向かって、前記ピンチシール部分の前記対向する面の各々の隣接する部分より少なくとも10mm先まで延びる、
請求項1に記載のエアフィルタカートリッジ。 - (a)前記筐体係合部材は、前記筐体係合部材の少なくとも一部と前記エアフィルタカートリッジの残りの部分との間に受容谷を画定するように構成され、
(i)前記筐体係合部材の前記少なくとも1つの受容ポケットは、前記受容谷の部分より深い凹部を画定する、
請求項1に記載のエアフィルタカートリッジ。 - (a)前記受容谷が前記濾材パックの周囲の範囲で連続的である、
請求項3に記載のエアフィルタカートリッジ。 - (a)前記受容谷が前記濾材パックの周囲の範囲で不連続的である、
請求項3に記載のエアフィルタカートリッジ。
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