JP5836320B2 - エアークリーナアセンブリ、方法及びエアーフィルタカートリッジ - Google Patents

Description

本発明は、ガスをろ過するために使用するフィルタ構成物に関する。本発明は、特に、本明細書で特徴付けられるようなＺ型フィルタ媒体を使用する媒体パックに関する。Ｚ型フィルタ媒体は、一般に、対面媒体に固定されたひだ付き媒体を含み、媒体パックに形成される。より詳しくは、本発明は、エアークリーナで使用する点検可能なエアーフィルタカートリッジ中に含まれる媒体パックとそれに含まれるものに関する。また、エアークリーナ構成物とアセンブリ方法と使用方法も記載される。

関連出願への相互参照
本出願は、米国以外の全ての国を指定国とする出願人である米国国内企業であるドナルドソン会社と、米国のみを指定国とする出願人である米国人のベニー ケルヴィン ネルソン、デイビッド Ｗ、ネルソンの名において、国際特許出願として２００８年２月２２日に出願されたものの分割出願であり、２００７年２月２６日に出願された米国仮特許出願第６/９０３,３８７号の優先権を主張するものである。

背景技術
空気流は、その中に汚染物質を含む。多くの例では、空気流から汚染物質を少しまたは全てをろ過することは好ましい。例えば、動力車または発電装置のエンジンへの空気流、ガスタービンシステムへのガス流れ、および様々な燃焼炉への空気流は、その中にろ過すべき粒子状汚染物質を含む。そのようなシステムにおいて、空気から選択された汚染物質を除去する（または空気中の汚染物質のレベルを低減する）ことは好ましい。汚染物質削減のためにさまざまな流体フィルタ（空気あるいは液体フィルタ）構成物が開発されてきた。

米国特許第５,８２０,６４６号 米国特許第５,７７２,８８３号 米国特許第５,７９２,２４７号 米国仮特許出願第６０/４５７,２５５号 米国特許出願第１０/７３１,５６４号

しかしながら、継続的な改良が求められる。

本発明によると、エアークリーナアセンブリとそのためのコンポーネントで使用する特徴、技術、およびコンポーネントが提供される。本明細書でときにＺ型フィルタ媒体構造物と呼ぶ、対面媒体シートに固定されたひだ（縦溝流路）付き媒体シートを含む媒体細長片を含む媒体パックが記載される。記載された技術のあるものは、利便性のために独特の形状の媒体パックを提供することに関連する。媒体パックの流入面あるいは流出面に向かって見ると、台形の周囲形状を有する媒体パックの形態で、例示の独特な形状が提供される。

そのような媒体パックを組み込むフィルタカートリッジ、それらを組み込むエアークリーナアセンブリ、そのようなエアークリーナを組み込む装置システムが記載される。また、エアークリーナのための新しくて有利な特徴が記載される。

本発明基づく構成物で使用可能なＺ型フィルタ媒体の概略的な部分斜視図である。 図１で示される媒体の一部の概略的な拡大断面図である。 様々なひだ付き媒体を定義するための例を示す概略図である。 本発明に基づく媒体を製造する実施例のプロセスの概略図である。 本発明に基づく構成物で使用可能な媒体縦溝流路の端部にオプションのダーツ付けを示す概略的な断面図である。 積層されたＺ型フィルタ媒体パックを製造する工程の概略図である。 切断線または切断面を示す想像線を有する媒体積層体の概略斜視図であり、本発明に基づくフィルタカートリッジに含まれる媒体パックを調製するステップを示す図である。 切断ステップ後に２つの媒体パックに分離された図７の媒体パックを示す斜視図である。 図７と図８で概略的に示されたプロセスと一致する媒体パックを組み込むフィルタカートリッジの概略的な流出面の斜視図である。 図９で示されたフィルタカートリッジの概略的な流入面の平面図である。 図９の線１１−１１に沿って得られる概略的な断面図である。 図１１に示されるフィルタカートリッジの一部の概略的な部分拡大断面図である。 ２つのハウジング部の間に配置されて示された図１２で示されるフィルタカートリッジの一部の概略的な部分断面図である。 その中に図９〜１２に示すフィルタカートリッジを含むエアークリーナアセンブリの出口端部の概略的な分解組立図である。 図１４のエアークリーナアセンブリの出口端部の分解されていない斜視図である。 図１５のエアークリーナの入口端部の斜視図である。 その中に取り付けられた図１４〜１６に示すエアークリーナアセンブリを含む装置システムの部分概略図であり、エアークリーナのアクセスカバーまたは点検カバーに向かって示された図である。 図１７の装置アセンブリの部分概略図であり、エアークリーナの出口端部に向かって示される図である。 図１７と図１８で示される装置システムの側面図である。 図１７〜図２０で示される装置アセンブリの概略的な分解組立図であり、一般的にアクセスカバーと入口端部に向かって示される図である。 図１７〜図２０で示される装置アセンブリの出口端部の部分概略図である。

Ｉ.Ｚ型フィルタ媒体構成物の概要
ひだ（縦溝流路）付フィルタ媒体（fluted filter media）は、流体フィルタ構造物をさまざまな方法で提供するために使用できる。よく知られた１つの形態は、本明細書でＺ型フィルタ構造物として特徴付けられる。本明細書に使用される用語「Ｚ型フィルタ構造物（z-filter construction）」は、フィルタ構造物を指すことを意味し、この構造物では、波形に加工した、折り曲げた、ひだ付きの、または、別の方法で形成された、フィルタ流路のうちの個々の流路は、媒体を通過する流体流の長手方向のセット、通常は、平行な入口と出口のフィルタ流路を画定するために使用することを意味し、流体は、媒体の対向する流入端部と流出端部（または、流れ面）の間の流路の長さにわたって流れる。Ｚ型フィルタ媒体のいくつかの実施例は、米国特許第５,８２０,６４６号、米国特許第５,７７２,８８３号、米国特許第５,９０２,３６４号、米国特許第５,７９２,２４７号、米国特許第５,８９５,５７４号、米国特許第６,２１０,４６９号、米国特許第６,１９０,４３２、米国特許第６,３５０,２９６号、米国特許第６,１７９,８９０号、米国特許第６,２３５,１９５号、意匠第３９９,９４４号、意匠第４２８,１２８号、意匠第３９６,０９８号、意匠第３９８,０４６号、意匠第４３７,４０１号で提供される。これら１５の引用文献は、引用により本明細書に合体される。

ある種類のＺ型フィルタ媒体は、互いに結合された２つの特定の媒体コンポーネントを使用して媒体構造物を形成する。２つのコンポーネントとは、（１）ひだ（通常は、波形）付き媒体シート（fluted media sheet）と（２）対面媒体シート（facing media sheet）である。対面媒体シートは、通常は波形でないが、例えば、２００４年２月１１日に出願された米国仮特許出願第６０／５４３，８０４号および２００５年８月２５日に発行され、引用により本明細書に合体される国際特許出願公開第２００５/０７７４８７号に記載されたように、流路方向に垂直な波形であり得る。

ひだ（縦溝流路）付き（通常は波形）媒体シートと対面シートは平行な入口と出口流路を有する媒体を画定するために使用される。いくつかの例では、ひだ付きシートと対面シートとは互い固定された後に、コイル状に巻いてＺ型フィルタ媒体構造物を形成する。このような構造物は、例えば、引用により本明細書に合体される米国特許第６,２３５,１９５号と同６,１７９,８９０号に記述されている。その他のいくつかの構造物では、平らな媒体に固定されたひだ付き媒体のコイル状に巻いていない部分を互いに積層して、フィルタ構造物を形成する。この例は、引用により本明細書に合体される米国特許第５,８２０,６４６号の図１１に記述されている。

本明細書では、対面シートに固定されたひだ付きシートを含む材料の細長片は、時には「単一フェーサ細長片(single facer strip)」と呼ばれ、次に媒体パックを形成するために積層体に組み立てられる。用語「単一フェーサ細長片」およびその変形は、１つの面、すなわち、ひだ付き（通常は波形）シート(fluted sheet)の単一面が細長片中で対面シート(facing sheet)に対面していることを意味する。

通常は、対面シートを外向きに向けた状態でその周囲にひだ付きシート／対面シート（すなわち、単一フェーサ）の組合せを巻いて渦巻状媒体パックを生成する。巻く技術は、２００３年５月２日に出願された米国仮特許出願第６０/４６７,５２１号と２００４年３月１７日に国際特許出願第ＵＳ０４/０７９２７号で出願され国際特許出願公開第ＷＯ０４/０８２７９５号に記載され、その内容は引用により本明細書に合体される。結果として得られる渦巻状構成物は、媒体パックの外部表面として一般に、対面シートの一部を有している。

媒体内の構造を示すために本明細書で使用される用語「波形加工された（corrugated）」は、２本の波形ロールの間、すなわち、２本の波形ロールの間のニップまたはバイト内に媒体を通過させて得られる縦溝流路構造物を示すことを意味しており、各波形ロールは、得られる媒体中に波状効果を起こさせるのに適切な表面特性を有する。用語「波状：corrugation）」は、波形ロールの間のバイト内へ媒体を通過させる工程を含まない技術によって形成される縦溝流路を指すことを意味しない。しかしながら、用語「波形加工された」は、波形を形成した後に、例えば２００４年１月２２日に国際公開され本明細書に引用により合体される国際出願公開第２００４／００７０５４号に記述される折り曲げ技術によって、媒体が更に修正または変形される場合にも適用されることを意味する。

波形加工された媒体は、ひだ（縦溝流路）付き媒体の１つの特定の形態である。ひだ（縦溝流路）付き媒体は、媒体を横切って延びる個々の縦溝流路（例えば、波形加工または折り曲げて形成される）を有する媒体である。

Ｚ型フィルタ媒体を使用する点検整備可能なフィルタエレメントまたはフィルタカートリッジ構造物を「真っ直ぐに通る流れの構造物（straight through flow configuration）」またはこの変形と呼ぶ。一般にこの文脈において、点検整備可能なフィルタエレメントは、一般に流入端部（または面）と対向する流出端部（または面）とを有し、流れがフィルタカートリッジにほぼ同一のまっすぐに流れる方向で流入および流出することを意味する。また、この文脈において、用語「点検整備可能（serviceable）」は、対応する流体（すなわちエアー）クリーナから定期的に取外して取り替えられるフィルタカートリッジを含む媒体を指すことを意味する。いくつかの例では、それぞれの各流入端部（面）と各流出端部（面）は、一般に平らまたは平面であり、２つは互いに平行である。しかしながら、これからの変形、例えば、平らでない面もまたいくつかの応用において使用可能である。

真っ直ぐに通る流れの構造物（特にコイル状に巻いたまたは積層された媒体パック）は、例えば、引用により本明細書に合体される米国特許第６,０３９,７７８号に示される円筒状のひだ付きフィルタカートリッジなどの点検整備可能なフィルタカートリッジとは対照的なものであり、その特許では、流れは、一般に、点検整備可能なフィルタカートリッジを通過するときに実質的に旋回する。すなわち、米国特許第６,０３９,７７８号のフィルタでは、流れは円筒状の側面を通って円筒状のフィルタカートリッジの内部に入り、次に旋回して端面（前進の流れシステムによる）を通って外に流れる。通常の逆流れのシステムにおいて、流れは端部面を通って点検可能な円筒状のフィルタカートリッジに入り、次に旋回して円筒状のフィルタカートリッジの側部を通って出る。このような逆の流れシステムの一例が、引用により本明細書に合体される米国特許第５,６１３,９９２号に記載されている。

本明細書で使用されるとき、用語「Ｚ型媒体構造物（Z-filter media construction）」とその変形は、それだけで、以下のいずれかまたは全てを指すことを意味する：入口流路と出口流路の画定を可能にするような適切なシールを有する波形または縦溝流路付き媒体のウェブ；または、そのような媒体から入口流路と出口流路の三次元的ネットワークが形成されたまたは作られた媒体パック；および／または、そのような媒体パックを含むフィルタカートリッジまたは構造物。

図１に、Ｚ型フィルタ媒体で使用可能な媒体１の例を図示している。媒体１は、ひだ（縦溝流路）（この例では波形加工）付シート３と、対面シート４とから形成されている。媒体１などの構造物は、本明細書では、単一フェーサまたは単一フェーサ細長片と呼ぶ。

一般に、図１の波形加工シート３は、本明細書では一般に、規則的にカーブした縦溝流路または波形７を有する波パターンを持つものとして特徴づけられる。この文脈での用語「波パターン（wave pattern）」は、谷（trough）７ｂと尾根（ridge）７ａとが交互にくる縦溝流路または波形パターンを指すことを意味する。この文脈で用語「規則的（regular）」は、谷（trough）７ｂと尾根（ridge）７ａの組がほぼ同じ繰り返しの波形（または、縦溝流路）形状とサイズで交互に形成されることを指すことを意味する。（また、一般に規則的な構造において、各谷（trough）７ｂは、実質的に各尾根（ridge）７ａの逆形状である。）従って、用語「規則的」は、波形（または縦溝流路）パターンが、縦溝流路の長さの少なくとも７０％に沿って実質的に変わらない波形形状とサイズで、繰り返す各組（隣接した谷（trough）と尾根（ridge）を有する）をもつ谷（trough）と尾根（ridge）を有することを意味する。この文脈で用語「実質的（substantial）」は、媒体シート３が可撓性であることからのわずかな変動とは対照的に、波形加工シートあるいはひだ（縦溝流路）付きシートを形成するために使用されるプロセスまたは形態における違いの結果としての変更を指す。繰り返しパターンの特徴に関して、所与のフィルタ構造物において、等しい数の谷（trough）と尾根（ridge）とが必ずしも存在することを意味するものではない。例えば、媒体１は、谷（trough）と尾根（ridge）を含む１組の間で、あるいは、谷（trough）と尾根（ridge）を含む１組に部分的にそって終端とすることができる（例えば、図１で断細長片的に図示される媒体１は、８つの完全な尾（ridge）７ａと７つの完全な谷（trough）７ｂとを備える）。また、対向する縦溝流路の複数の端部（谷（trough）と尾根（ridge）の端部）は、互いに異なり得る。このような端部での変動は、特に述べない限り、これらの定義において無視される。すなわち、縦溝流路の端部における変動が、上記の定義によって保護されることを意味するものである。

「カーブした（curved）」波形の波パターンの特徴を述べる文脈において、用語「カーブした」は、折り曲げあるいは折り目を付けることにより媒体に付けられた形状ではなく、むしろ各尾根（ridge）の頂部（apex）７ａと各谷（trough）の底部（bottom）７ｂが曲率カーブにそって形成される波形状パターンを指すことを意味する。代替物は可能であるが、そのようなＺ型フィルタ媒体の通常の曲率半径は、少なくとも０.２５ｍｍであり、通常は多くて３ｍｍである（曲げられていない媒体もまた、上記の定義によって、使用可能である）。

図１に示される波形シート３に対する特定の規則的にカーブした波パターンの更なる特徴は、曲率が反転する遷移領域が、各谷（trough）と隣接する各尾根（ridge）の間のほぼ中点３０で、縦溝流路７の長さに概ね沿って配置されていることである。たとえば、図１の裏側すなわち面３ａを見ると、谷（trough）７ｂは凹形の領域にあり、尾根（ridge）７ａは凸形の領域にある。もちろん前側部すなわち面３ｂに向かってみると、側部３ｂの谷（trough）は尾根（ridge）を形成し、面３ａの尾根（ridge）７ａは谷（trough）を形成する（いくつかの例では、領域３０は、点の代わりに、部分３０の端部で曲率が反転する直線部分３０であってもよい）。

図１に示される、特別に規則的な波パターンのひだ（縦溝流路）（この例では波形）付きシート３の特徴は、個々の波形が概ね直線的であることである。この文脈で、「直線的」とは、端部８と端部９間の長さの少なくとも７０％、通常は少なくとも８０％で、尾根（ridge）７ａと谷（trough）７ｂの断面形状が実質的に変化しないことを意味する。図１で示される波パターンに関する用語「直線的」は、引用により本明細書に合体される２００３年６月１２日に公開された国際特許出願公開第９７／４０９１８号および国際特許出願公開第０３／４７７２２号の図１に記載された波形加工された媒体のテーパ状縦溝流路のパターンと区別する。例えば、国際特許出願公開第９７／４０９１８号の図１のテーパ状縦溝流路は、カーブした波パターンではあるが、この用語は、本明細書で使用されているような「規則的な」パターンあるいは直線的な縦溝流路のパターンではない。

本明細書の図１を参照すると、上記参照したように媒体１は対向する第１端部８と第２端部９とを有する。図示された例示に対して、媒体１がコイル状に巻いて媒体パックに形成されると、通常、第２端部９が媒体パックの入口端部を形成し、第１端部８が媒体パックの出口端部を形成するが、ある応用では逆の配置も可能である。

隣接する端部８に、密封材ビーズ（sealant bead）１０が提供され、波形シート３と対面シート４とを一緒にシールする。密封材ビーズ１０を、時には「単一フェーサビーズ」と呼ぶ、なぜなら、密封材ビーズが波形シート３と対面シート４との間のビーズであり、単一フェーサまたは媒体細長片（media strip）１を形成するからである。密封材ビーズ１０は、端部８に隣接する各縦溝流路１１の空気通路を閉じてシールする。

密封材ビーズ１４が隣接する端部９に供給される。密封材ビーズ１４は、通常は、未濾過の流体のその中の通路に対して端部９に隣接して縦溝流路１５を閉じる。密封材ビーズ１４は、通常は、媒体１が波形状のシート３が内部に向けられた状態でそれ自身の周りにコイル状に巻かれているときに、適用される。したがって、密封材ビーズ１４は、対面シート４の裏面１７と、波形シート３の側面１８との間でシールを形成する。媒体１がコイル状に巻き付けられる代わりに細長片に切断されて積層される場合、密封材ビーズ１４は「積層ビーズ」と呼ばれる（密封材ビーズ１４が媒体１から形成されるコイル状に巻かれた構成物で使用される場合、本明細書には記載されていないが、「巻き付けビーズ」と呼ばれる）。

図１を参照すると、媒体１が、例えば、コイル巻きか積層して媒体パック中に組み込まれると、媒体１は以下のように作動し得る。最初に、空気は矢印１２の方向で端部９に隣接する開いた縦溝流路１１に入る。端部８は密封材ビーズ１０によって閉じているので、空気は、矢印１３で示される方向に媒体を通過する。次に、空気は、媒体パックの端部８に隣接した縦溝流路１５の開いた端部１５ａを通る通路によって媒体パックから外に出る。もちろん、上記と逆方向の空気流れとすることもできる。

本明細書の図１に示された特定の構造に対し、平行な縦溝流路７ａ、７ｂは、端部８から端部９まで、通常は、完全に真っ直ぐに媒体を横切る。真っ直ぐな縦溝流路または流路は選択された位置、特に端部で、変形または折り曲げることができる。封止のために縦溝流路端部での変形は、通常は上記の「規則的に」「カーブした」「波パターン」の定義から外れる。

真っ直ぐで、規則的にカーブした波パターンのうね（縦溝流路）形状を用いないＺ形フィルタ媒体構造物が知られている。例えば、山田他による米国特許第５,５６２,８２５号には、狭いＶ字形（カーブした側面を有する）の出口縦溝流路に隣接する幾分か半円形状（断面で）の入口縦溝流路を使用する波パターンが図示されている（米国特許第５,５６２,８２５号の図１、図３参照）。また、松本他による米国特許第５,０４９,３２６号には、１枚の半円形状のシートを別の半円形状のシートに取り付けることにより画定され、得られる平行で直線的な縦溝流路の間に平たんな領域を備える円形（断面）または管状の縦溝流路が当該第５,０４９,３２６号の図２に示されている。石井他による米国特許第４,９２５,５６１号（図１）では、四角形の断面を持つように折り曲げ、長手方向に沿ってテーパ状となっている縦溝流路が記載されている。国際出願公開第９７／４０９１８号（図１）では、カーブした波パターン（隣接する、曲げられた凸部と凹部の谷）を有するが、長さ方向にそってテーパ状となっている（従って真っ直ぐではない）縦溝流路または平行な複数のうねが図示されている。また国際出願公開第９７／４０９１８号では、カーブした波パターンを有するが、異なるサイズの尾根（ridge）と谷（trough）のサイズを備えた縦溝流路が図示されている。

一般に、フィルタ媒体は、比較的柔軟な材料、通常は、不織布繊維質材料（セルロース繊維、合成繊維または両方）であり、樹脂を含み、時には添加材料とともに処理されている。したがって、フィルタ媒体は、容認できない媒体損傷を受けずに、種々の縦溝流路、例えば、波形状パターンに加工または作成することができる。また更に、フィルタ媒体は容認できない媒体損傷を受けずに、使用のために容易にコイル状に巻くあるいは他の構造に容易にすることができる。もちろんフィルタ媒体は、使用中に、要求された波パターン加工構造を維持するような性質を持ち得る。

波形形成工程では、非弾性変形が媒体に生じる。これによって、媒体が元の形状に戻ることが防げる。しかしながら、この工程で張力が解放されると、縦溝流路あるいはうねは、伸びと曲がり部分の少なくとも一部が回復するスプリング・バックを起こしやすい。対面シートは、時には、縦溝シートにおけるスプリング・バックを禁じるために、波形シートに鋲で留められる。そのような鋲留めは２０で示される。

また、通常は、媒体は、樹脂を含む。波形形成工程で、媒体は樹脂のガラス転移点以上の温度に加熱され得る。樹脂が次に冷却されると、樹脂は縦溝流路の形状を維持するように作用する。

波形シート３、対面シート４またはその両方の媒体は、その一側面または両側面上に例えば、参照として本明細書に合体される米国特許第６,６７３,１３６号に記載された微細繊維材料を提供できる。例えば、そのようなファインファイバー材料を使用するとき、材料の上流側と縦溝流路の内側にファインファイバを提供することが好ましい。このとき、ろ過の間、空気流は積層ビーズを含む端部の中を流れる。

Ｚ型フィルタ構造物に対する問題は、個々の縦溝流路の端部の封止（closure）に関係する。通常は、密封材あるいは接着剤が封止を達成するために提供されるが、代替物は可能である。上記の記載から明らかなように、特に、テーパ状の縦溝流路に対向して直線的な縦溝流路を使用する通常のＺ型フィルタ媒体において、上流側端部と下流側端部の両方で、大きいシール材表面積（および体積）が必要となる。これらの位置での高品質なシールは、得られる媒体構造の適切な動作にとって重要である。しかし大きなシール材体積および表面積は問題である。

次に、図２に着目すると、規則的にカーブした波パターンの波形シート４３と、波形でない平らなシート４４を使用するＺ型フィルタ媒体構造４０、すなわち、単一フェーサ細長片を概略的に示す。点５０と点５１の間の距離Ｄ１は、与えられた波形の縦溝流路５３の下にある領域５２の平らな媒体４４の範囲を定める。同じ距離１上の波形加工された縦溝流路５３のアーチ形媒体長さＤ２は、波形加工された縦溝流路５３により、当然Ｄ１より長い。縦溝流路付きフィルタの応用において使用される通常の規則的な形状の媒体では、点５０と５１と間の媒体５３の直線長さＤ２は、一般にＤ１の少なくとも１．２倍である。通常ではＤ２は、Ｄ１の１．２〜２．０倍の範囲内になる。空気フィルタの１つの特別の便利な構造では、Ｄ２がＤ１の約１．２５〜１．３５倍である構成を有する。そのような媒体は、例えば、ドナルドソン社のパワーコア（登録商標）Ｚフィルタ構造物において商業的に使用されている。ここで比Ｄ２／Ｄ１は、時として波形状媒体の縦溝流路／平坦部比（flute/flat ratio）、または媒体しぼり（media draw）として特徴付けられる。

段ボール業界では、様々な規格の縦溝流路が定められている。例えば,規格Ｅの縦溝流路、規格Ｘの縦溝流路、規格Ｂの縦溝流路、規格Ｃの縦溝流路、および規格Ａの縦溝流路など。添付の図３は、以下の表Ａとの組み合わせて、これらの縦溝流路の定義を提供する。

本特許の譲受人であるドナルドソン社（ＤＣＩ）は、様々なＺフィルタ構成物内における規格Ａと規格Ｂの縦溝流路の変形を使用してきた。これらの縦溝流路もまた、表Ａおよび図３で定められる。

もちろん、段ボール箱業界の他の規格の縦溝流路の定義も知られている。

一般に、段ボール箱業界の縦溝流路の規格形状は、波形状媒体の波形状または概略波形状を定めるのに使用することができる。ＤＣＩの縦溝流路ＡおよびＤＣＩの縦溝流路Ｂと、段ボール業界の規格縦溝流路Ａおよび規格縦溝流路Ｂとの間の上記の比較は、いくつかの使いやすいバリエーションを示している。

II.ひだ付き媒体を使用する積層媒体構成物の製造の概要
図４に、図１の細長片１に相当する媒体細長片の製造工程の一例を示す。通常は、対面シート６４と縦溝流路６８を有するひだ（縦溝流路）付（波形加工）シート６６が一緒に提供され、それらの間に７０の位置に配置された接着ビーズで媒体ウェブ６９を形成する。接着ビーズ７０は、図１の単一フェーサ・ビーズ１０を形成する。

用語「単一フェーサビーズ」は、単一フェーサの層の間、すなわち、ひだ付きシートと対面シートの間に配置されるシール剤ビーズを意味する。

オプションのダーツ付け工程は、ステーション７１で行われ、ウェブ中央部に配置される中央ダーツ部７２を形成する。Ｚ型フィルタ媒体またはＺ型フィルタ細長片７４は、７５の位置でビーズ７０に沿って切断されまたは切込みを入れ、Ｚ型フィルタ媒体７４の２つの部細長片７６、７７が形成され、各部細長片は、細長片が波形シートと対面シートとの間に延びる状態で密封材（単一フェーサ・ビーズ）で端部を有する。もちろん、オプションのダーツ付け工程を用いる場合、密封材（単一フェーサ・ビーズ）を有する細長片の端部は、この位置で、ダーツ付けられた１セットの縦溝流路を有する。次に、細長片またはピース７６と７７は、図６に関連して以下に記載されるように、積層するための単一フェーサ細長片に切断される。

図４に関して特徴付けられるようなプロセスを実行するための技術は、本明細書中に引用により合体される２００４年１月２２日に発行された国際特許出願公開第０４/００７０５４号に記載されている。

さらに図４を参照すると、Ｚ型フィルタ媒体７４は、ダーツ付けステーション７１を通過する前に、Ｚ型フィルタ媒体媒体７４を形成すなければならない。図４に示す概略図では、１対のうねローラ９４、９５に媒体９２の平らなシートを通過させることによってＺ型フィルタ媒体媒体７４の形成を行う。図４に示す概略図では、媒体９２の平らなシートは、ロール９６から送られ、テンションローラ９８で送られ、次いでうねローラ９４、９５の間のニップまたはバイト１０２を通過する。波形ローラ９４、９５は、歯形１０４を有し、平らなシート９２にニップ１０２を通過した後にほぼ所望形状の波形を与える。ニップ１０２を通過した後、平らなシート９２は、この機械方向を横切って波形となり、６６で波形シートと呼ばれる。次いで波形（縦溝流路）付媒体シート６６は、対面シート６４に固定される（いくつかの例では、波形形成プロセスは、媒体を加熱する工程を伴う）。

図４をさらに参照すると、このプロセス工程はまた、ダーツ付け工程のステーションに向かう対面シート６４を示す。対面シート６４は、ロール１０６に貯蔵され、次いで、波形シート６６に送られてＺ型フィルタ媒体７４を形成する。波形シート６６と対面シート６４は、通常は、接着材またはその他の手段によって（例えば、音波溶接によって）一緒に固定される。

図４を参照すると、波形シート６６と対面シート６４を一緒に固定するために密封材ビーズとして使用される接着線７０が示される。あるいは、対面ビーズを形成するための密封材ビーズは、７０ａに示すように適用され得る。密封材が７０ａで適用される場合には、密封材ビーズ７０ａを収容するために波形ローラ９５内に可能な場合には波形ローラ９４、９５の両方に間隙を設けることが望ましい。

波形媒体に設ける波形の種類は、選択事項であり、波形ローラ９４、９５の波形または波形の歯形によって決定される。１つの典型的な縦溝流路パターンは、本明細書で上記で定義されたように、規則的でカーブした波パターンのまっすぐな波形流路である。使用される典型的な規則的にカーブした波パターンは、波パターン内の、上記定義された距離Ｄ２は、上記定義された距離Ｄ１の少なくとも１．２倍である。１つの通常の応用例では、通常は、Ｄ２＝１．２５〜１．３５×Ｄ１であり、別の例では、Ｄ２＝１．４〜１．６×Ｄ１である。いくつかの例では、この技術は、たとえば、直線的な縦溝流路を使用しないものを含む「規則的」でないカーブした波パターンに適用され得る。

また、記載されたように、図４に示すプロセスは、中央のダーツ部７２を形成するのに使用できる。図５は、断面でダーツ付けおよび切り込み後の縦溝流路６８の１つの断面図である。

折り曲げ構造１１８は、４つの折り目１２１ａ、１２１ｂ、１２１ｃ、１２１ｄを持つダーツ付縦溝流路１２０を形成するために見られる。折り曲げ構造１１８は、対面シート６４に固定された平らな第１層または部分１２２を含む。第２層または部分１２４は、第１層または部分１２２に押し付けられてる。第２層または部分１２４は、好ましくは、第１層または部分１２２の折り曲げた対向する外側端部１２６、１２７から形成される。

さらに図５を参照すると、２つの折り目または折れ目１２１ａ、１２１ｂは、ここでは略（全体的に）「上方、内側に向けられた」折れ目または折り目と呼ばれる。「上方」という用語はこの文脈で、折り目１２０を図５の向きで見た場合に、折目１２０全体の上方部分に折り目を付けることを示すことを意図する。「内側に向けられた」という用語は、各折り目１２１ａ、１２１ｂの折り曲げ線または折り目線が、他方に向うことを指すことが意図される。

図５では、折り目１２１ｃ、１２１ｄは、ここでは一般に、「下方、外側に向けられた」折り目と呼ぶ。「下方」という用語はこの文脈で、折り目１２１ｃ、１２１ｄが、図５の向きの折り目１２１ａ、１２１ｂのように頂部に配置されていないことを指す。「外側に向付けられた」という用語は、折り目１２１ｃおよび１２１ｄの折り曲げ線が、互いから離れることを示すことを意図する。

本明細書で使用される用語「上方」および「下方」は、具体的には、図５の向きから見たときの折り目１２０を指すことを意図する。すなわち、それと異なり折り目１２０が使用のために実際の製品内で向けられた向きを示すことを意図しない。

図５の検討と特徴付けによって、本発明の図５による好ましい規則的な折り曲げ構造１１８は、少なくとも２つの「上方、内側に向けられた折り目」を備えることが理解できる。これらの内側に向けられた折り目は、独特であり、折り曲げが隣接する縦溝流路にかなり侵入しない全体構造を設けることを助ける。

第２層または部分１２４に押し付けられた、第３層または部分１２８を見ることができる。第３層または部分１２８は、第３層１２８の対向する内側端部１３０、１３１から折り曲げて形成される。

折り曲げ構造１１８を見る別の方法は、波形シート６６の交互の尾根（ridge）および谷（trough）の幾何学的形状を参照することである。第１層または部分１２２は、反転された尾根（ridge）から形成される。第２層または部分１２４は、（尾根（ridge）を反転させた後の）ダブルピークに相当し、反転された尾根（ridge）に向かって折り曲げられ、好ましい構造では反転された尾根（ridge）に対して折り曲げられる。

図５に関連して説明したオープションのダーツ付を提供するために使用可能な技術が、参照により本明細書に合体される国際出願公開第０４／００７０５４号に記載されている。巻き付けビーズの適用と共に、媒体をコイル状に巻く技術が、参照により本明細書に合体する、２００４年３月１７日出願の国際出願公開第ＵＳ２００４／０７９２７号に記載されている。

本明細書に記載された技術は、巻いて形成する代わりに、単一フェーサの複数の細長片から形成する構成物から得られる媒体パックの使用のためによく適合されている。

媒体パックの対向する流れの端部あるいは流れ面は、さまざまな異なる定義を提供することができる。多くの構成物では、端部は、一般に、平らであり互いに垂直である。

縦溝流路のシール（単一フェーサビーズ、巻き付けビーズまたは積層ビーズ）はさまざまな材料で形成できる。引用により合体される様々な引用文献中では、熱硬化性またはポリウレタンシールが様々な応用に対して可能であると記載されている。これらのシールは、本明細書に記載された応用に対して使用可能である。

図６に、Ｚ型フィルタ媒体の細長片から積層されるＺ型フィルタ媒体を形成する工程を概略的に示す。各細長片は対面シートに固定されたひだ（縦溝流路）付きシートである。図６を参照すると、単一フェーサ細長片２００は、単一フェーサ細長片２００に類似する単一フェーサ細長片２０２の積層体２０１に加えられる。単一フェーサ細長片２００は、図４の単一フェーサ細長片７６または単一フェーサ細長片７７のいずれかから切断され得る。図６の２０５で、単一フェーサビーズまたはシールの対向する端部で単一フェーサ細長片２００と単一フェーサ細長片２０２の対応する各層間に積層ビーズ２０６が適用される（また、積層は、頂部と対向する場合に積層体の底部に加えられる状態でなされる）。

図６を参照すると、各単一フェーサ細長片２００と単一フェーサ細長片２０２は、前端部２０７および後端部２０８と、対向する側部２０９ａおよび側部２０９ｂとを有する。波形シート／対面シートを組み合わせた入口流路と出口流路は、それぞれ細長片２００と細長片２０２を持ち、一般に、前端部２０７と後端部２０８の間に伸びていて、側部２０９ａと側部２０９ｂに平行となっている。

また図６を参照すると、形成される媒体パック２０１中に、対向する流れ面２１０と流れ面２１１が示される。流れ面２１０と流れ面２１１のうちの１つをろ過の間の入口端部面とし、他方を出口端部面とすることの選択は、選択事項である。ある場合には、積層ビーズ２０６は、上流または入口面２１１に隣接して配置され、他の場合には、その反対に配置される。流れ面２１０と流れ面２１１は対向する側面２２０と側面２２１との間に伸びている。

図６で形成される積層体媒体パック２０１は、本明細書ではときどき「ブロック化され」た積層体媒体パックと呼ぶ。この文脈において用語「ブロック化された」は、構成物がすべての面がすべての隣接する壁の面に対して９０°で対面している矩形ブロックに形成されることを示しているが、残りの図と関連して以下に説明するように代替構成物は可能である。例えば、ある場合に積層体は、各細長片２００が隣接している細長片からわずかオフセットされて、平行四辺形かまたは傾斜したブロック形状を形成する状態で、入口面と出口面が互いに平行であるが上側面と下部面に垂直ではない状態で作られている。そのような形状は、図２３と図２４で議論する。

ある場合に、媒体パック２０１は、２つの対向する側面が略（全体的に）互いに平行に伸びていることを意味する、断面が平行四辺形であるものとして引用される。

図６に対応するブロック化された、積層体構成物は、本明細書中に引用により合体される先行技術の米国特許第５,８２０,６４６に記載されていることが注目される。また、積層体構成物は米国特許第５,７７２,８８３号、米国特許第５,７９２,２４７号、２００３年３月２５日に出願された米国仮特許出願第６０/４５７,２５５号、２００３年１２月８日に出願された米国特許出願第１０/７３１,５６４号に記載されていることが注目される。これら４つのすべての引用文献は引用により本明細書中に合体される。米国特許出願第１０/７３１,５６４に示される積層体構成物は、傾斜した積層体構成物であることが注目される。

III.選択された媒体パック、フィルタカートリッジおよびエアクリーナアセンブでの一般的なカートリッジの使用
Ａ 媒体パック構成物の変形物：図７，８
本発明は、媒体パック構成物の製造および使用法に一部関連し、Ｚ型フィルタ媒体の単一フェーサ細長片（すなわち、対面シートに固定された縦溝流路、例えば、波形シート）の積層体形態での応用およびブロック化または傾斜した長方形の平行四辺形構成物でない構成物での利用を含んでいる。すなわち、積層体媒体パックの流入面（および流出面）は、一般に、長方形の周囲形状（外形）を画定していない。また、それぞれの流れ面は、一般に円形でない周囲形状（外形）を画定する。

この原理は、広くさまざまな構成物で適用可能である。実施例は、図７と図８を参照して理解され得る。

図７を参照すると、例えば、上記記載された原理と一致する方法で作られた媒体積層体３００の斜視図を示す。媒体積層体３００は、対向する第１と第２の流れ面３０１と３０２と、第１ペアの対向する側部３０３と３０４と、第２ペアの対向する側部３０５と３０６とを含む。側部３０３、３０４は、単一フェーサ材料の細長片の端部を示し、各細長片は、対面シートに固定されたひだ（縦溝流路）付シートを含む。単一フェーサ細長片は概略的に図７で示され、実施例では３０９で示される。

一般に、面３０１と３０２は流れ面である。積層体３００などの典型的なＺ型フィルタ媒体積層体では、前に議論されたように、積層体３００内に含まれるひだ付き媒体シートは、一般に、流れ面３０１と３０２との間に伸びる縦溝流路を含む。流れ面３０１と３０２のうちの１つの面の少なくとも一部は、Ｚ型フィルタ媒体積層体３００のいくつかまたは全てを利用するフィルタカートリッジ中で流入面として作用し、流れ面３０１と３０２のうちの対向する他の面の少なくとも一部は、流出面として作用する。

本明細書では、ひだ付シートの縦溝流路が流れ面３０１と３０２の間の「方向に伸びる」と言う場合に、縦溝流路が必ずしも１つの流れ面３０１から他方の流れ面３０２まで完全に伸びていることを意味しれない。むしろ伸びる全体的な方向が意味される。縦溝流路は、側部（流れ面）３０１、３０２の１つまたはそれ以上の上で、またはそれに隣接して、例えば、ダーツ付けまたは他の端部を媒体の縦溝流路に押しつけるなど縦溝流路を変形して先端部を切り詰めている。

少なくとも１つの媒体パックを生成するために、媒体積層体３００の変形物が切断によって作られる想像線３１０を示す。示された特定の実施例では、想像線３１０は、以下に説明するように、２つの媒体パックを形成する切断線を示しており、各媒体パックは、本発明に一致するフィルタカートリッジ中に組み込まれる。一度に２つのフィルタカートリッジを生成することは切断線３１０の位置の問題であり、切断により２つの対称的な半分の部分を生成し得る。

図８では、（媒体パック３２０と３２１のそれぞれに対して流れ面の１つに向かう）平面図で見るとき、積層体３００は、図７の想像線３１０に沿って切断されて類似のまたは同じ外側の周囲形状（外形）を持つ２つの媒体パック３２０と３２１を生成することを示す。用語「周囲形状（外形）perimeter shaped」が媒体パック３２０、３２１に言及してこの文脈で使用する場合、媒体の特定の表面の特徴（縦溝流路または波形など）ではなく、全体的な周囲形状（外形）を画定することを意味する。

図７の３１０で示す切断に対して、単一カートリッジで利用するたった１つの媒体パックを生成する、または異なる使用のために２つまたはそれ以上の異なる形状を生成する代替の切断が注目される。さらに、切断３１０はまっすぐである必要はないが、アセンブリに対してまっすぐな切断が通常は便利である。一般に、切断線３１０の平面は、流れ面３０１、３０２に対して通常はまっすぐかつ垂直である。

前に説明されたプロセスから、側部表面３０５と３０６の１つはひだ（例えば、波形）付シートによって表わされ、側部表面３０５と３０６の対向する１つは対面（例えば、ひだまたは波形ではない）シートを含む。このことから、媒体パック３２０と３２１は、全体的な形状で正確に同じでないことが理解される。なぜなら図７の切断線３１５を通る側部表面３０５と３０６（図７）は異なる細部、すなわち、例示の記載されたプロセスにおいて、１つは露出したひだ（縦溝流路）付シートを１つは露出した対面シートを持つからである。

本発明による媒体パック、１つまたはそれ以上の媒体表面または側部表面３０５と３０６は、例えば、切断前あるいは切断後のいずれかに保護被覆シートで被覆できることが注目される。

より一般的な用語において、本明細書に記載された原理の応用の１つの態様において、媒体パック構成物は、単一フェーサ細長片の積層体を含んで提供され、各単一フェーサ細長片は、対面シートに固定されたひだ付シートを含み、各単一フェーサ細長片は、媒体パック中に一緒に固定されている。媒体パックは、ひだ付シートが縦溝流路流れ面の間の方向に略伸びている状態で、対向する第１と第２の流れ面を持つ。流れ面は、一般に、長方形でない周囲形状（外形）を画定する。実施例は、略まっすぐな側部、通常は４つのまっすぐな側部を含む周囲形状（外形）を画定する。実施例は台形であるが、代替手段は可能である。

特定の図８の媒体パック３２０に対し、媒体パックの対向する第１および第２の流れ面は、見えている流れ面３３１と、対向する流れ面３３２と、第１ペアの対向する側部３３９と３４０と、第２ペアの対向する側部３３５と３３６とを含む。

第１ペアの対向する側部３３９と３４０は、縦溝流路の細長片３０１の側部端部を有し、縦溝流路の細長片３０１がその間に伸びている。第２ペアの対向する側部３３５と３３６は、通常の媒体パック３２０の露出した対面シートと他の露出したひだ付シートのうちの１つのシートによって形成される。

示された特定の実施例において、全体的な周囲形状（外形）は媒体パック３２０によって提供され、その中で、流れ面（３３１、３３２）を平面図でみると、第１ペアの側部３３９と３４０は、一方が他方より長い状態（流れ面３３１,３３２との交差点で）で略平らで互いに平行でない側部を含み、第２ペアの側部端部（３３５、３３６）は、伸びる部分が略互いに平行に伸びており、かつ流れ面３３１と３３２との交差点で略平行となっており、交差点では一般に同じ長さではない。長さを比較する場合、端部間の直線的距離を比較し、縦溝流路または波形は無視する。

特定の全体形状を持つ図８の媒体パック３２０は、流れ面３３１、３３２のそれぞれが台形周囲形状を持つ台形ブロックとして記載されるが、本明細書に記載された原理を利用する代替構成物は可能である。図８の特定のブロック形状を持つ媒体パック３２０に対して、側部３３５、側部３３６、側部３３９、側部３４０のそれぞれは、流れ面３３１、３３２の平面に対して略垂直に伸びている。これは、便利であり典型的なものであるが、代替手段が可能である。

本明細書では、側部が平らであると言うとき、媒体の波形または縦溝流路を無視する。また、端部が「まっすぐ」である場合、媒体の縦溝流路または波形を無視する。

図８に示されたものに類似の細長片の積層体が、傾斜した側部を隣接する細長片よりも短い段階的な細長片から作る場合、図８に示されるものに類似する細長片の積層体から作られることが注目される。その場合、滑らかなまっすぐな構成物と対照的に側部はいくぶん階段状の構成物を有する。しかしながら、以下で説明されるタイプの側部パネル中に埋め込む場合、最終物にまっすぐな側部が現れる。

Ｂ 図８の媒体パック３２０を組み込むフィルタカートリッジ：図９〜１３
図９の参照番号４００は、図８に一致する媒体パック３２０を組み込むフィルタカートリッジを示す。図９では、フィルタカートリッジ４００の流出面４０２を形成する媒体パック面３３２に向かう方向にフィルタカートリッジを見ている。

媒体パック面３３１は、一般に、フィルタカートリッジ４００の流入面４０１を画定する。使用する場合に、ろ過の間、空気流は、エアーフィルタカートリッジ４００を通って流入面４０１から流出面４０２に進む。また図９を参照すると、４０５でハウジングシール構成物をフィルタカートリッジ４００中に提供する。一般に、ハウジングシール構成物４０５は、使用中にエアークリーナハウジングをシールするために提供される。図示される特定のハウジングシール構成物４０５は、周囲シール構成物４０５ａとシールフランジ４０５ｂを含み、フィルタカートリッジ４００の残りの部分の周囲に伸びている。

また図９を参照すると、フィルタカートリッジ４００は、第１ペアの対向する側部４１０と４１１と、第２ペアの対向する側部４１４と４１５とを含むものとして特徴付けられる。第１ペアの対向する側部４１０と４１１は、一般に、側部パネル４１０ａと４１１ａによって少なくとも一部が覆われている媒体パック３２０の側部３４０と３３９に対応している。第２ペアの対向する側部４１４、４１５は、通常は、１つが露出している対面シートを含み他方が露出しているひだ（縦溝流路）付シートを含むものであるが、代替手段は可能である。しかしながら、上記説明したように、オープションの被覆物を側部４１４と４１５の１つまたは両方の上に配置することができる。

また図９を参照すると、媒体パック３２０の側部３４０は、フィルタカートリッジ４００の側部４１０を形成するために側部パネル（ピース）４１０ａを含み、通常は、細長片３０９のシール端部に対して所定の位置に鋳込まれた側部パネル（ピース）を含む。媒体パックの側部３３９は、通常はフィルタカートリッジ４００の側部４１１を形成する所定の位置に鋳込まれた側部パネル（ピース）を有する側部パネル（ピース）４１１ａと、対向する側部４１０と、単一フェーサ細長片３０９の側部のシール端部（すなわち、側部端部として）によって被覆されている。

また図９を参照すると、媒体パックの側部３３５と３３６は、フィルタカートリッジ４００のそれぞれの側部４１４と４１５を提供する。

図９では、ハウジングシール構成物４０５は、４１７の部分で端部（流出面）４０２とから端部（流入面）４０１からわずかにくぼんでいることが着目される。

通常の構成物に対して、流入面４０１と流出面４０２との間で媒体パック３２０の長さの少なくとも５０％、通常は６０％、しばしば少なくとも７０％は、ハウジングシール構成物４０５の下流側部に、すなわち、ハウジングシール構成物４０５と流出面４０２との間に配置される。

図１０において、フィルタカートリッジ４００を流入面４０１に向かう平面図で示す。また、流入面４０１は、その中にフィルタカートリッジ４００を含むエアークリーナの作動の間に、空気を向けて濾過する面である。

図１０を参照すると、流入面４０１は、長方形でない周囲形状（例えば、台形形状の周囲形状）と、異なる長さの対向する平行な側部端部４０１ｒと４０１ｓ（フィルタまたは波形を無視）と、互いに平行でない異なる長さの対向する側部端部４０１ｘと４０１ｙとを有する。この方法で、端部長さを比較すると、縦溝流路または波形は無視される。図示された特定の実施例では、側部端部４０１ｘは、一般に、側部端部４０１ｒと４０１ｓに垂直に伸びている。側部端部４０１ｙは、側部端部４０１ｒと９０°未満の角度、通常は８０°未満の角度、通常は、７０°未満の角度、しばしば少なくとも４０°の角度、通常は４５°〜６５°の範囲内の角度で図の角度Ｘを形成する。

また図９を参照すると、ある実施例では、媒体パック３２０の領域４５０は、側部パネル（ピース）４１０ａと４１１ａによって被覆されていない。例えば、側部パネル（ピース）４１０ａと４１１ａは、少なくとも５ｍｍの距離、通常は５ｍｍから１０ｍｍの距離で表面（流入面）４０１からくぼんでいる。

従って一般的な用語において、側部パネル（ピース）４１０ａと４１１ａは、媒体パックの側部４１０と４１１に対応する少なくとも一部を被覆すると言える。通常は、側部パネル（ピース）４１０ａと４１１ａは、ハウジングシール構成物４０５から出口端部４０２までの延長部分で少なくとも全媒体パックの側部を被覆する。ある例では、側部パネル（ピース）４１０ａと４１１ａは、流入面４０１から少しくぼんでいる。他の例では、側部パネル（ピース）４１０ａと４１１ａは、全体の側部４１０、４１１を被覆している。

図１１に図９の線１１−１１の平面に沿って得られる概要的な断面図が見られる。

また図９を参照すると、ハウジングシール構成物４０５は、側部パネル（ピース）４１０ａと４１１ａが媒体パック３２０上に配置され、シール構成物４０５が鋳込まれてその周りの周囲に構成物が得られた後を意味する、一般に所定の位置に鋳込まれた構成物を有する。

ここでフィルタカートリッジ４００の一部の拡大部分断面図を示す図１２に注目する。図１２では、断面図は、ハウジングシール構成物４０５がフィルタカートリッジ４００の側部（および側部パネル４１０ａ）を交差する位置でハウジングシール構成物４０５を切り取ったものである。

一般に、ハウジングシール構成物は、何らかの修正がなされる図１０の４３０、４３１、４３２で示されるコーナを除いて、媒体パック３２０の周囲に（すなわち、フィルタカートリッジ４００の周囲に）一定の断面を有する。もちろん、一定の断面からの変動は可能であるが、一定の断面は製造のためには適している。またハウジングシール構成物４０５は、通常は、所定の位置に成形され、この技術は、一般的に以下に記載される。

ハウジングシール構成物はフランジ４０５ｂを形成する圧縮部４５０を含み、フランジ４０５ｂは対向する端部４５２と４５３の間に伸びている外側の環状表面４５１を有する。端部４５３は、ハウジングアクセスカバー上の圧力フランジによって係合される大きさに作られて配置されており、端部４５２は、リブがシール部材４５０中に押し込む状態で、ハウジング基部に向かう方向に所望の大きさで作られて配置されている。この点について、図１３と関連してさらに以下に記載する。

また図１２を参照すると、ハウジングシール構成物４０５は基部４６０を含み、基部４６０によって、ハウジングシール構成物４０５はフィルタカートリッジ４００の残りの部分に固定されている。基部４６０は、突起部４６１と圧縮部４５０の一部との間の凹部、ギャップまたは空間４６２に向けられた突起部４６１を含む。ギャップ（凹部）４６２の利用は図１３に関して以下の議論から理解される。

図１３では、エアークリーナハウジング５００の一部中に配置される図１２に示されたフィルタカートリッジ４００の一部を概略的な部分拡大断面図で示す。図１３を参照すると、ハウジングシール構成物４０５のフランジ４０５ｂは、ハウジング基部５０１の一部とハウジングアクセスカバー５０２の一部との間で圧縮されて示される。特に、ハウジングアクセスカバー５０２上のシール圧力フランジ部５０３は、表面４５３に向けられ、ハウジング基部５０１の圧力フランジ部５０５は表面４５２に押しつけられている。ビーズ突起物５０７（通常はフィルタカートリッジ４００の周囲の延長部分中の連続ビーズ）は、圧縮部分４５０への突起物がシールを容易にするように、圧力フランジ５０１上に提供される。また、ハウジング基部部分５０１は、突起物４６１とハウジングシール構成物４０５の圧縮部分４５０の一部との間の位置で凹部またはギャップ４６２中に突き出ているフランジ５０９を含んでいることが着目される。

エアークリーナのアセンブリ５００の利用の間に、ろ過されていない空気が媒体パック３２０を迂回しないことを確実にするために、ハウジング基部５０１に向かってアクセスカバー５０２を導く型締力をハウジングシールフランジ部４０５ｂの締め付けを提供するように使用できる。エアークリーナのアセンブリの例示の機能は、図１４〜１６を参照して理解することができる。

Ｃ エアークリーナアセンブリ 図１４〜１６
図１４〜１６において、エアークリーナアセンブリまたはエアークリーナは、図９〜１１と一致して一般に示されるカートリッジ４００を含む。図１４を参照すると、エアークリーナ５００を分解図で示す。ハウジング基部５０１とアクセスカバーをフィルタカートリッジ４００とともに見ることができる、フィルタカートリッジ４００は、ハウジング基部５０１の内部に配置され、アクセスカバー５０２は所定の位置に配置され、通常は、図には示さないが、ラッチ（掛け金）構成物または他の固定構成物によって固定される。アクセスカバー５０２は、図１３で上記説明された圧力フランジ５０３を含み、圧力フランジ５０３は、シールを確実にするためにハウジング基部５０１の内部中に圧力表面に対するハウジングシール構成物４０５を圧縮している、ハウジングシール構成物４０５に対して押しつけられている。

図１４で示されるエアークリーナ５００に対して、便宜上、アクセスカバー５０２用のラッチ（掛け金）または他の固定構成物を示していない点が注意される。さまざまな汎用の中央ラッチまたは同様の構造物を使用できる。

また図１４を参照すると、５２０でフレームピースを示す。フレームピースはフィルタカートリッジ４００のハウジング基部５０１の内部に挿入される。フレームピース５２０は、外側の周囲形状部５９０と交差ピース５９１とを含んでいる。交差ピース５９１は、取り付けの間、フィルタカートリッジ４００の流出表面４０２を支持するために配置されて使用される。ある場合に、媒体５９２は、フレームピース５２０中に提供され、フレームピース５２０は安全なフィルタとして使用できる。

図１５に、組み立てたエアークリーナ５００を示す。図１５を参照すると、ハウジング基部５０１は、入口部５３１と出口部５３０を含む。例示の実施例では、出口部５３０と入口部５３１は１つの鋳込により一体化された部分である。出口部５３０は、使用中に設置されたフィルタカートリッジ４００（図１４）を取り囲む側壁５３３を含む。ハウジング基部５０１は、さらに空気流出口５３５を有する後部壁５３４を含む。流出口５３５は、さまざまな形状に形成され、さまざまな位置に配置される。通常は、端部壁５３４は、適切な方法で流出口５３５まで空気を注ぐように構成される。流出口５３５から、エアークリーナ５００のろ過された空気は、エアークリーナ５００が使用のために取り付けられた装置アセンブリのコンポーネントに向けられる。通常は、装置は、内部燃焼機関である乗物または他の装置を含み、流出口５３５からろ過された空気は、次に燃焼空気として使用するためにエンジン中に導かれる。

また図１５を参照すると、ハウジング入口部５３１はその周囲に伸びている側部壁５４０を含む。側部壁５４０は側部パネル５４１と５４２と５４３と５４４を含む。側面５４２では、入口開口部５５０は入口構成物として配置される。対向する側壁（側部パネル）５４４では、類似のしかし小さい入口５５１が提供される。実施例として、側壁（側部パネル）５４１と５４２と５４３と５４４の１つ又はそれ以上に入口が提供されることが着目される。入口の好ましい配置と大きさは、エアークリーナ５５０を使用時に設置する装置アセンブルに対する選択の問題である。通常、ダクトワークは、入口開口部５５０と５５１の一つ又はそれ以上を通ってエアークリーナ５５０に導くのに使用される。入口開口部５５０と５５１のうちの１つが使用されない場合、入口は覆うために閉じることができるかまたは、エアークリーナ５００はその中に使用するための入口開口だけを組み立てることができる。

通常は、空気流入口（入口開口部）５５１、５５０は、使用中に上向きでない下向きであるハウジング入口部５３１の側壁中に配置されるが、代替手段が可能である。

図１５を参照すると、５５７で使用中に入口構成物（入口開口部）５５０、５５１に導かれる水を排出するために下側の排水開口が配置される。

また図１５を参照すると、入口部５３１は、端部壁５３４から対向する端部で基部５０１中にアクセス開口部を画定することが注目される。アクセス開口部は、使用中にアクセスカバー５０２によって被覆されている。

また図１５を参照すると、ハウジング基部５０１中にハウジング入口部５３０と５３１の間の移行階段部５６０を提供する。階段部または領域５６０の内部部分は、図１３で圧力フランジ５０５とビーズ５０７とフランジ５０７とを画定する。

図１６に、エアークリーナ５００の入口端部の斜視図を示す。図１６では、アクセスカバー５０２中に閉じられた端部パネル５７０が見える。端部パネル５７０は、入口部５３１によって画定されたアクセス開口部を閉じる。

また図１４を参照すると、フロントパネル５７０と圧力フランジ５０３との間で、アクセスカバー５０２は側壁部分５８０を含む。図１４に示す実施例では、使用時にフロントパネル５７０から圧縮力を圧力フランジ５０３にかけるために配置された一連の支柱または支柱５８１を含む。支柱または支柱５８１は、入口開口部５５０、５５１の１つまたはそれ以上に入る空気流を容易にするために、側壁部分５８０中の空気流開口部５８２を画定するために間隔を空けて配置されている。

一般的な用語でおいて、フロントパネル５７０の外側の周囲形状部は、側壁部分５８０の周囲形状部より大きい。側壁部分５８０と圧力フランジ５０３は、使用中にハウジング５０１の上流部５４１内に収容される。これは、側壁部分５８０が入口開口部５５０、５５１などの入口開口部を横切って伸びていることを意味する。側壁部分５８０中の空気流れ開口５８２は、支柱５８１によって形成され、使用の間、空気流が一般に入口開口部５５０、５５１を通っておよび側壁部分５８０を通って通過してフィルタカートリッジ４００の上流面４０１に達することを可能にする。

図９〜１４を参照すると、フィルタカートリッジ４００は、取り付けの間に握るためにその上に特定のハンドルを含んでいないことが注目される。ある場合には、ハンドルを使用することは好ましく、さまざまな方法でフィルタカートリッジ４００に取り付けることができる。

ハウジング基部５０１は、アクセス開口部と端壁５３４との間の方向を横切って取られる場合、台形形状である断面形状を有することが理解される。

用語「台形」とその変形がフィルタカートリッジ４００またはエアークリーナ５５０に対する部分に言及するために使用される場合、カーブされたコーナが無視され、周囲形状を画定する側部の一般的な形状のみが引用されることを意味する。

取り付ける場合、通常は流れ面４０１、４０２の間の長さのフィルタカートリッジ４００の長さの少なくとも６０％（通常は少なくとも７０％）がハウジング基部５０１の出口部内に収容される。

Ｄ エアークリーナ５００を含む装置アセンブリ 図１７〜２１
図１７の参照番号６００は、使用のために、エアークリーナ５００を設置した例示の装置システムを示す。図１７〜２１では、装置システムを概略的な部分図で記載する。

最初に、図１７を参照すると、装置システム６００は、例えば、脚室（wheel well）６２０を持つ乗り物を含むことができる。外側の周囲形状部５９５の台形形状により、エアークリーナアセンブリ５００（台形形状の内部に収容されるフィルタカートリッジ４００を収容する）を、脚室６２５のカーブした部分６２１に隣接する空間に都合良い大きさに作成して配置することができる。図１７では、アセンブリ（装置システム）６００は、アクセスカバー５０２が見える配置で示される。

図１８は、図１７と対向する類似の図である。従って、エアークリーナ５００の一部は出口部５３５を含んでいる。

図１９に、その中に配置されたエアークリーナ５００を含む装置システム６００の側面図を示す。図は入口部５５０に向かう図である。図１９では、矢印６５０はろ過中の全体的な空気流の方向を示している。

図２０で、アセンブリ（装置システム）６００の斜視図が示され、その中でエアークリーナ５００は分解図で示されている。この図から、エアーフィルタカートリッジ５００とエアークリーナ５００中へのフィルタカートリッジ５２０の取り付け方法が理解される。したがって、一般的な整備点検工程を理解することができる。

図２１は、出口部５３５と（入口部５５１と）エアークリーナ５００とが見える斜視図である。

Ｅ 選択された材料とアセンブリ
本発明に基づくエアークリーナ構成物においてさまざまな材料を使用することができる。通常は、エアークリーナハウジング基部５０１とアクセスカバー５０２は、鋳込まれたプラスチックパーツを含む。媒体パックは、意図された応用のために適切な媒体を含み得る。

側部パネル４０１ａと４１１ａは、フィルタカートリッジ４００中に所定の位置に鋳込まれる場合、さまざまな材料から作ることができるが、通常は、３０ポンド／立方フィート（０.４６ｇ／ｃｃ）未満、通常は、１５ポンド／立方フィート（０.２４ｇ／ｃｃ）未満、ときには、１０ポンド／立方フィート（０.１６ｇ／ｃｃ）未満の鋳込み密度で鋳込まれる発泡ポリウレタン材料を含む。総合的に得られる材料は、通常は、３０未満、通常は２５未満しばしば１２〜２０の範囲内のショアＡ（Shore A）硬度を有する。ある応用では、代替の密度と硬度を使用することができる。しかしながら、多くの応用において、上記範囲は典型的なものである。

説明されたように、側部パネル４１０ａと４１１ａは、通常は、所定の位置に鋳込まれるが、側部パネル４１０ａと４１１ａの代替の構造物では、予め鋳込まれたパーツを含み、そこでは媒体パックは鉢植え（potting)によってシールされる。所定の位置に鋳込まれた構成物は、媒体細長片の端部でシールを確実にするので都合がよい。

また、ハウジングシール構成物４０５は、ポリウレタン材料は、通常は、その類似材料は側部パネル４１０ａ、４１１ａに対して説明した材料に類似する材料を通常含む。

通常は、ハウジングシール構成物４０５は、側部パネル４１０ａ、４１１ａがフィルタカートリッジ４００に配置された後で所定の位置に鋳込まれる。

本発明に基づく構成物において、フィルタカートリッジのためにさまざまな寸法を利用できる。実施例のシステムでは、入口面４０１と出口面４０２の間の距離は約３００ｍｍであり、ハウジング、入口面の台形形状の平行な２つの側部は、それぞれ約３６７ｍｍと１０４ｍｍである。そして、平行な側部に垂直な端部長さは約３５０ｍｍである。

図１２の圧縮表面４５２、４５３の間の厚さは、約１６ｍｍである。表面４５１はパネル４１０ａから約２７.５ｍｍの距離で間隔を空けて配置される。

実施例の他の寸法は目盛りから読み取ることができる。

ＩＶ 一般的事項
フィルタカートリッジとエアークリーナで実施し得るさまざまな特徴と技術は本明細書に記載されていることが注目される。本発明に基づく特徴を得るために、記載された特徴の全てが選択されたアセンブリに組み込まれるという必要はない。

新しいエアーフィルタカートリッジが記載される。エアーフィルタカートリッジは、第１および第２の対向する流れ面と、第１ペアの側部と、第２ペアの側部とを有する媒体パックを有する。媒体パックは、一般に、単一フェーサのフィルタ媒体材料の細長片の積層体を含み、各細長片は、対面シートに固定されたひだ付きシートを含み、各ひだ付きシートの複数の流路は対向する第１および第２の流れ面の間の方向に伸びる状態に向けられている。縦溝流路は連続的かつ完全に対向する流れ面間で伸びているという特定の要求はない。一般に、適切な内部シール構成物が媒体パック内に提供され、空気の流入する第１（入口）流れ面が第２の出口流れ面から出る前に媒体を通過するのを確実にする。この内部シール構成物は前に記載した積層と単一フェーサシールを含め得る。

第１ペアの対向する側部は、第１および第２の流れ面の間に伸びる第１側部と第２側部を含みかつ第１流れ面を第１端部と第２端部に沿って係合している。第１端部は第２端部と異なる長さを有する。また、第２ペアの対向する側部は、対向する第１と第２の流れ面との間でかつ第１側部と第２側部の間に伸びる第３側部と第４側部を有する。第２ペアの対向する側部は、第１流れ面を第３端部と第４端部に沿って係合する。

媒体パックの第１と第２の側部がその中に埋め込まれた第１と第２の所定の位置に鋳込まれた側部パネルを有する例示のエアーフィルタカートリッジが記載されている。さらに、媒体パックの周囲に伸びている周囲ハウジングシール構成物が提供される。周囲ハウジングシール構成物は、通常は、所定の位置に鋳込まれており、かつ所定の位置に鋳込まれ側部パネルの上を伸びている。

１つの実施例では、第１側部は第２側部に平行でない平面に伸びている。また提供された実施例では、第３端部は第４端部より短く、第１側部が第４側部に略平行な平面にあるように伸びている。

１つの実施例では、第３側部は、露出したひだ付き媒体シート表面を有し、第４側部は露出した対面媒体シート表面を含む。通常は、各単一フェーサ細長片の対面媒体シートはひだ付きシートでない。

通常は、第１および第２側部パネルは、関連する側部の長さの少なくとも７０％、通常は９０％、普通は少なくとも９０％被覆されている。側部パネルの特徴ある実施例は、エアーフィルタカートリッジの流入面に隣接する５ｍｍから１０ｍｍ幅のくぼみ領域を除いて関連する側部を完全に被覆している。

通常は、媒体パックは、ハウジングシール構成物と第１の側部パネルに埋め込まれた出口流れ面との間で第１側部の全体部分と、ハウジングシール構成物と第２の側部パネルに埋め込まれた出口流れ面との間で第２側部の全体部分とを有する。

代替の特徴において、対向する第１および第２の流れ面を有する媒体パックを含むフィルタカートリッジが提供される。媒体パックは、記載されたように、単一フェーサフィルタ材料の細長片の積層体を含む。第１の流れ面は、一般に、長方形でない周囲形状（外形）、通常は台形の周囲形状を有する平らな入口流れ面を有する。示された特定の台形の周囲形状は、４つの側部端部を含むものである。４つの側部端部は、互いに略平行でなく伸びている対向する第１のペアの端部であって異なる長さの第１のペアの端部と、
第１のペアの対向する端部の間に延びている第２のペアの端部であって、互いに平行でなくかつ異なる長さである第２のペアの端部とを有する。第１のペアの端部のうちの第１端部は、一般に、第１のペアの端部に垂直に伸びている。台形の「傾斜」側部を形成する内部角度は、通常は少なくとも４０°通常は４０°〜７０°の範囲内である。

本発明に基づきエアークリーナアセンブリが提供される。エアークリーナアセンブリはハウジング基部を含む。ハウジング基部は周囲壁と端壁を含む。ハウジング基部は、ハウジング端部壁に対向するアクセス開口部を画定する。ハウジング基部は、周囲壁によって取り囲こまれた入口部と出口部を含む。入口部を取り囲む周囲壁の一部は、その中に少なくとも１つの空気流入口を含み、ハウジングはその中に空気流出口を有する。アクセスカバーは、ハウジング基部に取り外し可能に取り付けられ、アクセス開口部を閉じている。アクセスカバーは、外側に閉じたパネルと内圧フランジと、外側に閉じたパネルと内圧フランジとの間に伸びている側部または周囲端部を覆う。実施例では、外側に閉じたパネルは、周囲形状（外形）側部より大きい周囲形状（外形）を持つ。アクセスカバーは、外側の閉じたパネルカバーが基部中のアクセス開口部と圧力フランジとハウジングの入口部によって取り囲まれた側部を閉じた状態でハウジング中に配置される。

側部または周囲形状構成物の一部は、ハウジング基部中の空気流入口と重なっている。空気流入口と重なった周囲形状構成物の少なくとも一部は、それを通る空気流入口を有する。

所望であれば、２つ以上の流入口の開口部をハウジング基部に提供できることが注目される。ある例では、２つ以上の流入口を、１つ以外が通常の使用で閉じいる状態で提供することができ、オプションは、入口ダクトワークが配置された場所に向けられていないいずれか１つに近づきすぎている。

エアークリーナアセンブリは、エアークリーナ基部中に操作可能に配置されたエアーフィルタカートリッジを含む。フィルタカートリッジは、上記説明されたような単一フェーサ媒体材料の積層体を含む対向する入口と出口流れ面を有する媒体パックを含む。周囲ハウジングシール構成物は媒体パックの周囲に伸びている。フィルタカートリッジは、周囲ハウジングシール構成物がアクセスカバーの圧力フランジとハウジング基部の一部との間で押されている状態で、ハウジング基部中に配置される。また、媒体パックの入口流れ面は、空気流入口とハウジングの出口部との間の位置でハウジング入口部に配置される。

示された実施例において、ハウジング出口部は、ハウジング入口部より小さい外側の周囲形状（外形）を有す。ハウジング周囲壁部は、ハウジング出口部とハウジング入口部のそれぞれで台形の周囲形状（外形）を画定する。また、一般に、エアーフィルタカートリッジは台形である。

通常は、媒体パックの長さの少なくとも６０％は、ハウジング基部の出口部中に収容される。

Claims (12)

1. エアーフィルタカートリッジであって、
   （ａ）対向する第１及び第２の流れ面と、対向する側部の第１の組と、を有する積層体を備え、前記対向する側部の第１の組は、前記第１の流れ面と前記第２の流れ面との間を伸びる第１及び第２の側部を備え、
   (i)前記積層体は、フィルタ媒体材料の細長片の積層体であり、各々の細長片は、対面媒体シートに固定されたひだ付き媒体シートを含み、各ひだ付きシートの流路が前記対向する第１及び第２の流れ面の間の方向に伸びている状態に配向され、前記細長片は、前記対向する側部の第１の組の間の方向の第１の長さを有し、
   (ii) 前記第１の流れ面は、複数種類の前記第１の長さの前記細長片を積層することにより、長方形ではない周囲形状を有する平らな流入面を有し、
   (iii)前記積層体の前記第１の側部は、対向する前記第２の側部と平行ではなく、
   (iv)前記積層体の各細長片は、第１組の流路において、前記ひだ付き媒体シートと前記対面媒体シートとの間に、前記第１の流れ面に隣接してシールを構成する第１の密封材を含み、
   (v)前記積層体は、第２組の流路において前記第２の流れ面に隣接してシールを構成する、隣接する各細長片間の第２の密封材を含み、
   （ｂ）前記第１の側部は被覆によって閉鎖され、
   （ｃ）前記第２の側部は被覆によって閉鎖される、
   ことを特徴とするエアーフィルタカートリッジ。
2. （ａ）前記第２の流れ面は、前記第１の流れ面と平行であり、
   （ｂ）前記流路の長さが同じである、
   ことを特徴とする請求項１に記載のエアーフィルタカートリッジ。
3. （ａ）第１の、所定の位置に鋳込まれた側部パネルが、前記第１の側部に配置され、
   （ｂ）第２の、所定の位置に鋳込まれた側部パネルが、前記第２の側部に配置される、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載のエアーフィルタカートリッジ。
4. （ａ）ハウジングシール構成物を備える、
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のエアーフィルタカートリッジ。
5. （ａ）前記積層体は、隣接する細長片よりも徐々に短くなる細長片によって形成される傾斜した側部を有する積層体である、
   ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のエアーフィルタカートリッジ。
6. （ａ）前記積層体の前記第１の側部は、媒体構造体を切断したことにより形成された、前記第１の流れ面と前記第２の流れ面との間を伸びる切断側部である、
   ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のエアーフィルタカートリッジ。
7. エアークリーナアセンブリであって、
   （ａ）ハウジング基部を備え、
   （i）前記ハウジング基部が、周囲壁部と端部壁部とを含み、前記ハウジング基部の端部壁部に対向するアクセス開口部を画定し、
   （ii）前記ハウジング基部は、入口部と出口部とを有し、
   （iii）前記入口部の一部は、その中に空気流入部構成物を含み、
   （iv）前記ハウジング基部は、その中に空気流出部を有し、
   （ｂ）前記ハウジング基部上に取り外し可能に取り付けられたアクセスカバーを備え、
   （i）前記アクセスカバーが、外側の閉じたパネルカバーと、圧力フランジと、側部構成物とを有し、前記アクセスカバーは、前記パネルカバーが前記ハウジング基部の前記アクセス開口部を閉じた状態で前記ハウジング基部上に配置され、
   （ii）前記側部構成物の一部は、前記空気流入部構成物と重ね合わさっており、前記空気流入部と重ね合わさっている前記側部の少なくとも一部は、その中を通る空気流れ開口部構成物を有し、
   （ｃ）前記エアークリーナ内に操作可能に配置された、請求項１に記載のエアーフィルタカートリッジを備え、前記エアーフィルタカートリッジは、
   （i）ハウジングシール構成物を備え、
   （ii）前記エアーフィルタカートリッジは、
   （１）前記ハウジングシール構成物が前記アクセスカバーによって前記ハウジング基部の一部に押しつけられ、
   （２）前記積層体の前記流入面が、前記空気流入部と前記空気流出部との間の位置に位置するように、
   前記ハウジング基部内に配置されている、
   ことを特徴とするエアークリーナアセンブリ。
8. （ａ）前記入口部と前記出口部とは、それぞれ前記周囲壁部によって囲まれ、
   （ｂ）前記入口部を囲む前記周囲壁部の部分は、その中に前記空気流入部構成物を含む、
   ことを特徴とする請求項７に記載のエアークリーナアセンブリ。
9. （ａ）前記シール構成物は、前記流入面から離間したシール部材を含む、
   ことを特徴とする請求項７又は８に記載のエアークリーナアセンブリ。
10. エアーフィルタカートリッジを形成する方法であって、
    （ａ）対面媒体に固定されたひだ付き媒体を備え、対向する第１及び第２の流れ面の間の方向に伸びる前記ひだ付き媒体の流路を備える原積層体を準備する工程と、
    （ｂ）前記原積層体を切断し、前記対向する第１及び第２の流れ面の間を延びる切断側部を含み、かつ、前記第１の流れ面が、長方形ではない周囲形状を有する平らな流入面を有する媒体構造を形成する工程と、
    （ｃ）前記切断側部の少なくとも一部を被覆する工程と、
    （ｄ）ハウジングシール構成物を設ける工程と、を備える
    ことを特徴とする方法。
11. （ａ）前記原積層体は細長片の積層体であり、各前記細長片は、対面媒体シートに固定されるひだ付き媒体シートを備える、
    ことを特徴とする請求項１０に記載の方法。
12. （ａ）切断する前記工程は、前記原積層体を切断し、前記原積層体の対向する側部に対して平行ではない切断側部を形成する、
    ことを特徴とする請求項１１に記載の方法。

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