JP6994506B2 - 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 - Google Patents

Description

［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。

［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。

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。

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。

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。

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。

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は図１に示すエアクリーナアセンブリの上面図である。 図３は図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は図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は図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は図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は図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は図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は図９に示すリング部材の上面図である。 図１０は図９に示すリング部材の側面図である。 図１１は図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は図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は図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は図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は図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は図１５に示すリング部材の上面図である。 図１７は図１５に示すリング部材の側面図である。 図１８は図３に示す出口カバーの斜視図である。 図１９は図１８に示す出口カバーの断面側面図である。 図２０は図１８に示す出口カバーの下面図である。 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は図２１に示すアセンブリの断面上面図である。 図２３は図２２に示すアセンブリの断面側面図である。 図２４は図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は図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は図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は図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は図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は図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は図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は図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は図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は図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は図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は図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は図３５に示す出口カバーの断面側面図である。 図３７は図３５に示す出口カバーの下面図である。 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は図３８に示すアセンブリの断面上面図である。 図４０は図３８に示すアセンブリの断面側面図である。 図４１は図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は図４１に示すフィルタカートリッジの上面図である。 図４３は図４１に示すフィルタカートリッジの側面図である。 図４４は図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は図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は図４５に示す出口カバーの一部の拡大図である。 図４７は図４５に示す出口カバーの下面図である。 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は図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は図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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

第２フィルタカートリッジの代替の例は、図３１－３２（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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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）。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

Claims (14)

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。
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。
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、フ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。
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。
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。
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。
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に記載のフィルタカートリッジ。
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。
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。
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。
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。
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。
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と、複数の軸方向延在リブを含む出口カバーと、
    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。
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。

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