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JP2000218119A - フィルタ要素およびフィルタ媒体上に端部キャップを成形するためのモ―ルドとその成形方法 - Google Patents

フィルタ要素およびフィルタ媒体上に端部キャップを成形するためのモ―ルドとその成形方法

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JP2000218119A
JP2000218119A JP2000013042A JP2000013042A JP2000218119A JP 2000218119 A JP2000218119 A JP 2000218119A JP 2000013042 A JP2000013042 A JP 2000013042A JP 2000013042 A JP2000013042 A JP 2000013042A JP 2000218119 A JP2000218119 A JP 2000218119A
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pleat
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axial
axial end
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S Wake John
エス． ウエイク ジョン
J Karsen Kent
ジェー． カルセン ケント
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Nelson Industries Inc
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Abstract

(57)【要約】 【課題】フィルタ要素およびフィルタ媒体上にフィルタ
要素の端部キャップを成形するためのモールドとその成
形方法を提供すること。 【解決手段】フィルタ要素22は、閉ループ形状の複数の
プリーツを有するひだ付きフィルタ媒体26を含み、フィ
ルタ媒体が、複数の外側プリーツ先端部により形成され
る外周縁30と、複数の内側プリーツ先端部により形成さ
れる内周縁34を有し、前記閉ループは、所定の軸線40に
沿って伸びる中空内部室38を構成し、ろ過される流体
が、前記フィルタ媒体を横方向に通過して流れて、さら
に、前記中空内部室内において軸方向に流れる。フィル
タ要素22が、前記軸線に沿って伸びる軸方向流路56を有
しかつ前記中空内部室の境界を定め、さらに、前記内周
縁34よりも大きな流れ周辺部60を有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、流体フィルタ、特
に、組み立て時の制限を低く抑えかつ流れ容量を増加し
た流体フィルタに関する。
【０００２】
【従来の技術】同一またはより小さいサイズのフィルタ
において、流れ容量を増加するための要求が従来から続
いている。このことは、エンジン室の空間が制限されて
いる内燃機関エンジン用のエアクリーナの設計において
特に当てはまる。同一かまたはより少ない空間におい
て、より大きな容量を得ることができるフィルタ構造
は、スペースを有効に利用できかつ競争力を備えたフィ
ルタ装置を提供する。
【０００３】一般的にトラック用エンジンに使用される
エアクリーナは、ひだ付きフィルタ媒体（pleated filt
er media）によって与えられるフィルタ要素を有し、こ
のメディアは、一般的に環状の閉ループ構造において複
数のプリーツ（ひだ）を有し、この閉ループ構造は、複
数の外側プリーツ先端部によって形成される外周縁と、
複数の内側プリーツ先端部によって形成される内周縁
と、軸線に沿って伸びる中空内部室を有する。一般的に
エアは、フィルタ媒体を通り中空内部室に横方向または
半径方向内方に流れ、出口管を介してエンジンの燃焼エ
ア吸入管に向かって軸方向外方に流れる。
【０００４】出口管は、内側プリーツ先端部間の中空内
部室の直径よりもわずかに小さい直径を有する。第１端
部キャップは、フィルタ要素の１つの軸方向端部でプリ
ーツの軸方向端部を覆い、中空内部室内を一部分貫通し
て伸びる出口管を用いて半径方向シールを形成する。さ
らに、付加的には、端部キャップは、フィルタ要素を含
むハウジングを用いて軸方向シールを形成する。この端
部キャップは、上記シールを形成するのに役立つように
弾性圧縮材料である。半径方向シールは、出口管と、内
側プリーツ先端部またはそれに沿って伸びる内側ライナ
ーとの間の端部キャップ材料を半径方向に圧縮すること
によって形成される。
【０００５】軸方向シールは、プリーツの軸方向端部と
ハウジングの軸方向端部の間でフィルタ要素を含む端部
キャップを軸方向に圧縮することによって形成される。
第２端部キャップは、フィルタ要素の軸方向他端でプリ
ーツの軸方向端部を覆い、中空内部室を閉じるように伸
び、あるいは、中空内部室をハウジングの一部分で閉鎖
することもできる。フィルタの流れ容量は、フィルタの
軸方向端部で上記出口管を通る出口開口のサイズ等の制
限を含む種々の要因により影響を受ける。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】このような事情に鑑み
て、本発明の目的は、従来の欠点を克服した、フィルタ
要素およびフィルタ媒体上にフィルタ要素の端部キャッ
プを成形するためのモールドとその成形方法を提供する
ことである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明は、各請求項に記載の構成を備えている。請
求項１,２５に記載のフィルタ要素及び請求項３０に記
載のモールドの構成によれば、本発明の目的が解決さ
れ、従属請求項には、特に有利な実施形態及び改良点が
含まれている。
【０００８】本発明は、出口流路を拡大できるようにし
て流れに対する上記制限をより低くすることにより流れ
容量を増加させる。フィルタ媒体の量を維持し、あるい
は増加させながら、さらには、同一パッケージまたはハ
ウジング寸法を所定の大きさに留めながら、フィルタ要
素の出口寸法を増加しかつ制限を弱めることが達成され
る。
【０００９】上述のように、従来技術では、フィルタ要
素からの出口の最大直径は、内側プリーツ先端部によっ
て形成される中空内部室の直径の概算寸法に制限されて
いる。これに対し、本発明の好ましい実施形態では、端
部キャップは、プリーツの軸方向端部の外側エッジだけ
を覆い、そして、内側プリーツ先端部によって形成され
る中空内部室の直径よりも大きい内径を有する。端部キ
ャップの拡大した内径は、内側プリーツ先端部によって
形成される中空内部室の直径よりも大きな直径を有して
いる拡大出口管によって半径方向シールを形成する。
【００１０】半径方向シールは、出口管の拡大直径と端
部キャップの拡大した内径の間で、内側プリーツ先端部
と外側プリーツ先端部の間におけるプリーツの軸方向端
部に沿った位置に形成される。外側ライナーは、外側プ
リーツ先端部に沿うフィルタ要素の境界を定め、かつ軸
方向端部を越えて端部キャップ内に伸び上記半径方向シ
ールに対する支持体となる。すなわち、端部キャップ材
料は、出口管と外側ライナーで半径方向に圧縮される。
フィルタ要素からの出口流路は、内側プリーツ先端部に
よって形成される中空内部室の直径よりもむしろ端部キ
ャップの内側直径に合っている。フィルタ媒体を通過す
る流体は、内側プリーツ先端部によって形成される中空
内部室を軸方向に通過するとともにプリーツ間を軸方向
に通過することができる。
【００１１】このような構成の結果、流体の流れにおけ
る制限が減少し、プリーツの半径方向深さも特定の出口
管直径に制限されない。その代わり、プリーツの半径方
向深さは、フィルタの軸方向中心線に沿ってずっと伸
び、一定のパッケージまたはハウジングの大きさ範囲内
で、フィルタ媒体領域を最大にすることができる。本発
明は、双方向の流れ用のフィルタとして使用することが
でき、その場合に、入口流路が拡大されて、これによ
り、入口流路の制限を減少させることもできる。
【００１２】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面に基づ
いて説明する。図１および図２は、ハウジング２４内に
収納されたフィルタ要素２２を含むフィルタ２０を示し
ている。フィルタ要素２２は、複数のプリーツ２８を有
するひだ付フィルタ媒体２６（図２参照）からなってお
り、このプリーツ２８は、図５〜図９で示すように、一
般的に環状の閉ループ形状で構成され、複数の外側プリ
ーツ先端部３２によって形成される外周縁３０と、内側
プリーツ先端部３６によって形成される内周縁３４とを
有する。
【００１３】この環状閉ループは、軸線４０に沿って伸
びる中空内部室３８を有する。ハウジング２４は、一般
的に円筒形状であり、従来の方法、例えば、オーバーセ
ンター式のばねクリップ４６のようなクランプまたは他
の適当な方法で互いに取り付けられたハウジング部分４
２，４４で構成される。このハウジングは、フィルタ要
素２２のまわりのハウジング内における環状空間５２内
に半径方向および／または接線方向に沿って空気または
液体等の流体を流入させるための入口５０を有する。
【００１４】ハウジングは、内部ダムまたは偏向表面５
４を有して、フィルタ要素２２に対して直接加わる衝撃
を阻止し、さらに、たとえば、螺旋パターンまたは環状
パターン等の流れを形成するようになっている。この流
体は、フィルタ媒体２６を介して中空内部室３８へ横方
向すなわち半径方向内方に流れる。そして、濾過された
クリーンな流体は、矢印５８，５９で示すように、流路
５６に沿って中空内部室３８内を図２の軸方向右側に流
れる。
【００１５】軸線４０に沿って伸びる流路５６は、中空
内部室３８の境界を定め、以下で記述するように内側プ
リーツ先端部３６によって形成される内周縁３４よりも
大きな流れ周縁部６０を有する。この流れ周縁部６０
は、外側プリーツ先端部３２によって形成される外周縁
３０よりも小さい。内周縁３４は、第１断面積を形成し
かつこの境界を定める。流れ周縁部６０は、第２断面積
を形成しかつこの境界を定める。第２断面積は、第１断
面積よりも大きい。外周縁３０は、第３断面積を形成し
かつこの境界を定める。第２断面積は、第３断面積より
も小さい。
【００１６】フィルタ要素２２は、第１，第２軸方向端
部６２，６４を有する。軸方向端部６２は、図３に示す
ように開口し、そこを貫通する軸方向流路５６が与えら
れる。柔らかい弾性圧縮可能材料からなる端部キャップ
６６は、例えば、発泡ウレタン(foamed potted urethan
e)等で形成され、プリーツの軸方向端部６８に接してい
る。
【００１７】図３，図４に示す端部キャップ６６の内周
縁７０は、内側プリーツ先端部によって形成された内周
縁３４よりも大きい。端部キャップ６６は、部分的にプ
リーツの軸方向端部６８によって覆われている。すなわ
ち、プリーツの軸方向端部６８の横方向外側部分７２が
端部キャップ６６によって覆われるが、一方、軸方向内
側部分７４は、覆われないで、図８，図９に示すように
フィルタ要素２２の軸方向端部６２において露出してい
る。
【００１８】フィルタ要素２２の第２軸方向端部６４は
閉じている。図２に示す第２の端部キャップ７６は、第
１の端部キャップ６６と同一の発泡ウレタン等で形成さ
れ、フィルタ要素２２の第２端部６４に設けられ、内側
及び外側のプリーツ先端部を含むプリーツの軸方向端部
７８を完全に覆っている。また、端部キャップ７６の中
央部分８０は、フィルタ要素の軸方向端部６４におい
て、中空内部室３８を完全に覆っている。ハウジング部
分４４は、軸方向端部６４でフィルタ要素２２を配置し
かつ保持するために、ハウジング内に軸方向に部分的に
伸びている環状内部側壁８２を有している。
【００１９】他の実施形態において、端部キャップ７６
の中央部分８０は省略され、また、ハウジング部分４４
の一部分は、フィルタ要素２２の中空内部室３８内に伸
びてフィルタ要素の軸方向端部６４を閉じ、この端部６
４をハウジング内に位置決める。端部キャップ７６は、
ハウジング部分４４の軸方向端部壁８５に係合し、かつ
ハウジング内のフィルタ要素２２を保持するのを助ける
ためにわずかに軸方向に圧縮されて軸方向の許容公差で
収納可能な環状リッジ８４を含んでいる。
【００２０】端部キャップ６６は、ハウジング部分４２
の軸方向端部壁８８に係合し、かつハウジング内のフィ
ルタ要素２２を保持するのを助けるためにわずかに半径
方向に圧縮されて軸方向の許容公差で収納可能な環状リ
ッジ８６を含み、この環状リッジは、さらに、汚れた空
気が環状室５２からフィルタ要素の軸方向端部６２の回
りをバイパスするのを防止する軸方向シールを与える。
ハウジング部分４２の軸方向端部８８は、そこを貫通し
て伸びる出口流管９０を有する。さらに、環状リッジ８
６における軸方向シールに加えて、あるいはその代わり
に、端部キャップ６６は、後述するように出口流管９０
に対して半径方向シールを形成する。
【００２１】端部キャップ６６は、図２および図４に示
すように、フィルタ要素２２の軸方向端部６２にプリー
ツ２８の軸方向端部６８から離れて軸方向に伸びる側壁
９２を有する。この側壁は、上述のような内縁７０と外
縁９４を有する。側壁９２の内縁７０は、内側プリーツ
端部３６によって形成されるフィルタ要素２２の内周縁
３４よりも大きい。端部キャップ６６における側壁９２
の内縁７０は、外側プリーツ端部３２によって形成され
るフィルタ要素２２の外周縁３０よりも小さい。
【００２２】端部キャップ６６における側壁９２の外縁
９４は、外側プリーツ端部３２によって形成されるフィ
ルタ要素２２の外周縁３０よりも大きい。流管９０は、
プリーツ２８の軸方向端部６８に対して軸方向に面する
内側部分９６を有する。流管９０の内側部分９６は、内
縁９８と外縁１００を有する。外縁１００は、端部キャ
ップ６６の側壁９２の内縁７７よりも大きくなってお
り、その結果、端部キャップ６６におけるフィルタ要素
２２が流管９０の内側部分９６上を軸方向右側に滑ると
き、端部キャップ６６は、流管の内側部分９６の外側側
壁に沿って内縁７０を広げるように半径方向に押圧さ
れ、上記半径方向シールが形成される。
【００２３】端部キャップ６６の内縁７０は、図８の段
部７１で示すように、好ましくは、段付き形状となり、
図８および図２で見るように、右側から左側にだんだん
と径を細め、流管９０の内側部分９６を受け入れかつガ
イドしており、半径方向のシール圧力を増加させてい
る。端部キャップ６６は、流管９０の内側部分の境界を
定めかつこの流管と半径方向に密着して、そこに上記半
径方向シールを形成する。ハウジング部分４２の端部壁
８８はプリーツ２８の軸方向端部６８と軸方向に面し、
また、端部キャップ６６は、端部壁８８と軸方向に密着
して上記軸方向シールを形成する。
【００２４】図２および図４に示す外側ライナー１０２
は、広がったワイヤ網またはスクリーンあるいは穿孔し
た金属板により形成され、外側プリーツ先端部３２に沿
ってフィルタ要素２２の境界を定め、プリーツ２８の軸
方向端部６８を越えて軸方向に伸びる軸方向端部の部分
１０４を有する。上述したように、流管９０は、流路５
６に沿いかつフィルタ要素の軸方向端部から軸方向に伸
びている、フィルタ要素の中空内部室３８と連通する。
【００２５】フィルタ要素の軸方向端部において端部キ
ャップ６６は、外側ライナー１０２の部分１０４と流管
９０の内側部分９６間の半径方向に位置しかつ半径方向
に押し付けられている。外側ライナー１０２の先端１０
４が、端部キャップ６６内を軸方向に伸びかつ以下に記
述するように、成形工程中に端部キャップ内に埋め込め
られる。上記のように、端部キャップ６６の側壁９２
は、フィルタ要素の軸方向端部においてプリーツ２８の
軸方向端部６８から軸方向に離れて伸びている。端部キ
ャップの外縁９４は、外側ライナー部分１０４の境界を
定める。
【００２６】プリーツ２８は、図７に示すように軸方向
に伸びる内側通路１０６と軸方向に伸びる外側通路１０
８を形成する一組の壁を有する。外側通路１０８を形成
するプリーツの壁は、接着剤ストリップ１１０に沿う熱
シール接合によってフィルタ要素の軸方向端部６２の近
くで互いにシールされる。この接着剤は、従来公知のも
ので、例えば、米国特許第５,１０６,３９７号に開示さ
れ、参考として本明細書に含まれる。
【００２７】これにより、図８及び図９に示す内側露出
部分７４において、プリーツの軸方向端部のまわりに汚
れた空気がバイパスされるのを防止する。図４で参照番
号１１２で示すフィルタ媒体を通り半径方向内方に流れ
る空気等の流体は、矢印５８,５９で示すように軸方向
に流体が流れる前に、プリーツ２８の側壁を通って流れ
なければならない。このような空気の一部は、内側通路
１０６に沿って軸方向に矢印５９で示すように、図４に
おいて軸方向右側に流すことができ、また安定した空気
が矢印１１４で示すように半径方向内方に、さらに矢印
５８で示すように軸方向に流れる。
【００２８】フィルタ要素の軸方向端部において外側通
路１０８の軸方向端部は、接着剤ストリップ１１０に沿
って上記シール接合によって閉鎖される。フィルタ要素
を通過する流体は、外側通路１０８から内側通路１０６
をへと強制的に流れる。図６及び図９には、外側通路１
０８に伸びるシール接合された接着剤１１０が示され、
この接着剤は、理想的には、内側プリーツ先端部３６か
ら外側プリーツ先端部３２の全体を覆っている。シール
接合が、内側プリーツ先端部３６から外側プリーツ先端
部３２の全体にわたり伸びている場合、外側プリーツ先
端部３２における内側通路１０６の形状は、一般的によ
り丸くなり、外側プリーツ先端部において、外側１０８
を形成するプリーツ２８の各壁は、互いにより近づくこ
とになるであろう。
【００２９】また、外側通路１０８におけるシール接合
は、内側プリーツ先端部３６から外側プリーツ先端部３
２の方に部分的に伸びるようにしてもよく、そして、外
側通路１０８の外側部分は、端部キャップ６６によって
フィルタ要素の軸方向端部において閉鎖される。成形埋
め込み工程中、以下に説明するように、ひだ付きフィル
タ媒体に浸される液体状の鋳込み材料が、図４,８,９に
おいて端部キャップの内側部分１１６で示すように、プ
リーツ間の通路内へ軸方向にわずかな距離だけ発泡(foa
m up)することになる。端部キャップは、プリーツ間で
図４に示す距離１１８だけ移動する。
【００３０】プリーツ上の接着剤ストリップ１１０にお
けるプリーツの軸方向端部６８からの間隔は、標準接着
剤シールストリップの貼付け機械により所望の間隔に調
整される。好ましくは、接着剤シールストリップ１１０
は、プリーツの軸方向端部６８からわずかな距離１１８
だけ離れて置かれ、成形埋め込み工程中にモールドに内
のダムによってプリーツ軸方向端部６８をわずかに変形
でき、端部キャップの液体状の鋳込み材料がプリーツ端
部の内側部分７４を半径方向内方に流れるようにする。
また、好ましくは内側部分が露出し、成形工程及びダム
は、以下で説明される。代わりに、シール接着剤ストリ
ップ１１０は、このストリップ間にギャップ１１８を形
成することなく、プリーツの軸方向端部６８に貼付ける
こともできる。
【００３１】図１１は、フィルタ要素のひだ付きフィル
タ媒体２６の上に端部キャップを成形またはポッティン
グ(potting)するためのモールド（型）１２０を示して
いる。このモールドは、環状の第１周縁に沿って伸び、
かつウレタン等の液状鋳込み材料を保持する溝(trough)
１２２を有する。この溝内にプリーツ２８の軸方向端部
６８が浸される。モールドは、溝１２２の環状外周縁に
より境界を定めた第２の環状周縁に沿って伸びる直立し
たダム１２６を備えるインサート１２４を有する。ダム
１２６は、外側プリーツ先端部３２と内側プリーツ先端
部３６の間プリーツの軸方向端部６８に係合し、内側プ
リーツ先端部３６に向けて半径方向内方に流れる液状鋳
込み材料の流れを抑える。溝１２２は、プリーツの軸方
向端部６８を部分的に広げ、プリーツの軸方向端部の横
方向外側部分７２が、液状鋳込み材料によって覆われ、
プリーツの半径方向内方部分７４を覆うことなく、プリ
ーツの軸方向端部における横方向外側部分７２が端部キ
ャップ６６によって覆われる。そして、プリーツの軸方
向端部における横方向内側部分７４は、端部キャップ６
６によって覆われず、露出したままとなる。
【００３２】好ましくは、ひだ付きフィルタ媒体は、プ
リーツの軸方向端部６８がダム１２６に係合するまでこ
のフィルタ媒体を下方に下げ、さらに、ひだ付きフィル
タ媒体をダムに対してわずかに下方に押圧することによ
って、モールド内の液状鋳込み材料の中に浸すことが望
ましい。この場合、ダムは、このような係合点で、プリ
ーツの軸方向端部６８をわずかに変形させ、次に、プリ
ーツの側壁を押圧して、通路を閉鎖するために横方向に
わずかな通路を形成し、内側プリーツ先端部３６に向け
て横方向内方に流れる液状鋳込み材料の流れを抑える。
【００３３】溝１２２は、外縁１２６と内縁１２８によ
って境界が定められる。溝１２２の外縁１２６は、外側
プリーツ先端部３２によって形成されるフィルタ要素の
外周縁３０よりも大きい。溝１２２の内縁１２８は、フ
ィルタ要素の外周縁３０よりも小さい。また、溝１２２
の内縁１２８は、内側プリーツ先端部３６によって形成
されるフィルタ要素の内周縁３４よりも大きい。環状の
ダム１２６において、モールドの第２周縁は、溝１２２
の内縁１２８よりも小さいかまたは等しい。上記したよ
うに、ひだ付きフィルタ媒体２６上に端部キャップ６６
を成形するための方法は、プリーツの軸方向端部６８を
モールド１２０の溝１２２内の液状鋳込み材料の中に浸
す工程と、外側プリーツ先端部３２と内側プリーツ先端
部３６の間の位置にプリーツの軸方向端部をダムに対し
て係合し、ダム１２６が、内側プリーツ先端部３６に向
けて横方向内方に流れる液状鋳込み材料の流れを抑える
ようにする工程とを含んでいる。
【００３４】溝１２２は、プリーツの軸方向端部６８を
部分的に広げるように設けられかつ整列しており、プリ
ーツの軸方向端部の横方向外側部分７２が、浸せき(dip
ping)中に液状鋳込み材料によって覆われ、プリーツの
軸方向端部の横方向内側部分７４は覆われないようにな
っている。さらに、本発明の方法によれば、外側プリー
ツ先端部３２と内側プリーツ先端部３６間におけるプリ
ーツの軸方向端部６８に係合するようにダムを設けかつ
整列させることによって、プリーツの軸方向端部に沿っ
て内側プリーツ先端部３６に向かう液状鋳込み材料の横
方向内方の流れが抑えられるようになっている。
【００３５】その結果、プリーツの軸方向端部における
横方向外側部分７２は、端部キャップ６６によって覆わ
れ、かつプリーツの軸方向端部における横方向内側部分
７４は、端部キャップ６６によって覆われないで露出す
る。溝１２２とフィルタ要素２２は、上記浸せき中に整
列し、溝１２２の外縁１２６は、外側プリーツ先端部３
２によって形成されるフィルタ要素の外周縁３０の境界
を定め、かつ溝１２２の内縁は、内側プリーツ先端部３
６によって形成されるフィルタ要素の内周縁２６の境界
を定める。
【００３６】図１０は、変形例を示し、出口流管90a
は、縮径した外側部分90bを有してエンジン室のサイズ
と位置の条件に適合するようになり、しかも、拡大直径
の内側部分90cを有し、図４および図１０で示す流体の
軸方向流れ５８と特別の軸方向流れ５９を含む周辺流路
５６を構成している。フィルタ媒体におけるプリーツの
軸方向端部から、ハウジング部分４２のに軸方向端部壁
８６までの間隔は、特別の流れと減少した制限流を収容
する空間部１３０を形成する。
【００３７】上述のフィルタ構造は、液体等の他の流体
用として使用することもできるが、空気フィルタ用に開
発された。この実施形態では、ろ過される流体は、フィ
ルタ媒体を介して外周縁から内周縁に向けて横方向内方
に流れ、さらに、中空内部室において軸方向に流れる。
即ち、流路５６は出口流路である。一方、ろ過される流
体が、中空内部室３８内を軸方向に流れ、次にフィルタ
媒体を介して内周縁から外周縁に向けて横方向外方に流
れるようにしてもよい。この場合は、流路５６は入口流
路である。
【００３８】他の変形例では、金属製の端部キャップが
ウレタン製の端部キャップの代わりに使用することがで
き、また、種々の組み合わせによる材料を端部キャップ
に用いることも可能である。更なる実施形態では、内側
ライナーを内側プリーツ先端部３６に沿って設けること
もできる。更なる変形例では、図１０の流管の外側部分
は、内側部分90cよりも大きな内径を有する。種々の等
価物、代替物及び変形例が添付した特許請求の範囲内に
おいて適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に従って構成されたフィルタの側面図で
ある。
【図２】図１の２−２線に沿ってみた断面図である。
【図３】図２のフィルタ要素の一部分を示す斜視図であ
る。
【図４】図３の４−４線に沿ってみた断面図である。
【図５】図４の５−５線に沿ってみた断面図である。
【図６】図４の６−６線に沿ってみた断面図である。
【図７】図４の７−７線に沿ってみた断面図である。
【図８】図３の構造体の一部分を部分的に切断してみた
拡大図である。
【図９】さらに切断した部分を有する図８と同様の拡大
図である。
【図１０】代替例を示す図２の一部分と同様の断面図で
ある。
【図１１】ひだ付きフィルタ媒体上に端部キャップを成
形するための型を示す一部断面図である。
【符号の説明】
２０ フィルタ ２４ ハウジング ２６ フィルタ媒体 ２８ プリーツ ３０ 外周縁 ３２,３６ プリーツ先端部 ３４ 内周縁 ４０ 軸線 ５６ 軸方向流路 ６２,６４ 軸方向端部 ６６ 端部キャップ ９０ 流管 ９２ 側壁 １２０ モールド １２２ 溝 １２６ ダム
フロントページの続き (72)発明者 ジェフレイ エス． モルガン アメリカ合衆国 ウイスコンシン 53589 スタウトン ウエスト タフト ストリ ート 308 (72)発明者 ジョン エス． ウエイク アメリカ合衆国 ウイスコンシン 53593 ベローナ リンデン ストリート 493 (72)発明者 ケント ジェー． カルセン アメリカ合衆国 ウイスコンシン 53711 マディソン アイリッシュ レイン 5173

Claims (37)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】閉ループ形状に複数のプリーツを有するひ
    だ付きフィルタ媒体を含むフィルタ要素であって、 前記フィルタ媒体が、複数の外側プリーツ先端部によっ
    て形成される外周縁と、複数の内側プリーツ先端部によ
    って形成される内周縁とを有し、前記閉ループは、所定
    の軸線に沿って伸びる中空内部室を構成し、ろ過される
    流体が、前記フィルタ媒体を横方向に通過して流れて、
    さらに、前記中空内部室内において軸方向に流れるよう
    になっており、 前記フィルタ要素が、前記軸線に沿って伸びる軸方向流
    路を有しかつ前記中空内部室の境界を定め、さらに、前
    記内周縁よりも大きな流れ周辺部を有することを特徴と
    するフィルタ要素。
  2. 【請求項２】前記流れ周辺部は、前記外周縁よりも小さ
    いことを特徴とする請求項１記載のフィルタ要素。
  3. 【請求項３】前記内周縁は、第１断面積を形成しかつそ
    の境界を定め、前記流れ周辺部は、第２断面積を形成し
    かつその境界を定め、前記第２断面積が第１断面積より
    も大きいことを特徴とする請求項１記載のフィルタ要
    素。
  4. 【請求項４】前記外周縁は、第３断面積を形成しかつそ
    の境界を定め、前記第２断面積が第３断面積よりも小さ
    いことを特徴とする請求項３記載のフィルタ要素。
  5. 【請求項５】前記フィルタ要素は、第１,第２の軸方向
    端部を有し、前記第１の軸方向端部は開口し、そこを通
    る前記軸方向流路を形成し、さらに、前記第１軸方向端
    部で前記プリーツの軸方向端部に接触する第１端部キャ
    ップを備え、この端部キャップは、前記内側プリーツ先
    端部によって形成される前記フィルタ要素の内周縁より
    も大きな内周縁を有することを特徴とする請求項１記載
    のフィルタ要素。
  6. 【請求項６】前記第１端部キャップは、前記プリーツの
    軸方向端部を部分的に覆っており、その結果、前記プリ
    ーツの軸方向端部の横方向外側部分が第１端部キャップ
    によって覆われ、前記プリーツの軸方向端部の横方向内
    側部分は覆われておらず、前記横方向内側部分は、前記
    フィルタ要素の前記第１軸方向端部において、覆われる
    ことなく露出していることを特徴とする請求項５記載の
    フィルタ要素。
  7. 【請求項７】前記フィルタ要素の第２軸方向端部に第２
    端部キャップを備え、この第２端部キャップは、前記外
    側プリーツ先端部と内側プリーツ先端部を含んでいる前
    記プリーツの軸方向端部を前記第２軸方向端部において
    完全に覆っていることを特徴とする請求項６記載のフィ
    ルタ要素。
  8. 【請求項８】前記第２端部キャップは、フィルタ要素の
    第２軸方向端部において前記中空内部室を完全に覆うこ
    とを特徴とする請求項７記載のフィルタ要素。
  9. 【請求項９】前記第１端部キャップは、フィルタ要素の
    第１軸方向端部において、前記プリーツの軸方向端部か
    ら軸方向に伸びる側壁を有し、この側壁は、内縁と外縁
    を有し、この内縁は、前記内側プリーツ先端部によって
    形成される前記フィルタ要素の内周縁よりも大きいこと
    を特徴とする請求項６記載のフィルタ要素。
  10. 【請求項１０】前記側壁の内縁は、前記外側プリーツ先
    端部によって形成される前記フィルタ要素の外周縁より
    も小さいことを特徴とする請求項９記載のフィルタ要
    素。
  11. 【請求項１１】前記側壁の外縁は、前記外側プリーツ先
    端部によって形成される前記フィルタ要素の外周縁より
    も大きいことを特徴とする請求項９記載のフィルタ要
    素。
  12. 【請求項１２】前記プリーツの軸方向端部に面する内側
    部分を有する流管を含み、この流管の内側部分は、内縁
    と外縁を有し、この外縁は、前記側壁の内縁よりも大き
    く、前記第１端部キャップは、弾性圧縮材料から構成さ
    れることを特徴とする請求項９記載のフィルタ要素。
  13. 【請求項１３】前記フィルタ要素は、第１,第２の軸方
    向端部を有し、前記第１軸方向端部は開口して、そこを
    通る軸方向流路を形成し、さらに、前記プリーツと軸方
    向に面する内側部分を有する流管を含み、前記内側部分
    は内縁と外縁を有し、この内縁は、前記内側プリーツ先
    端部によって形成される前記フィルタ要素の内周縁より
    も大きいことを特徴とする請求項１記載のフィルタ要
    素。
  14. 【請求項１４】前記流管の内側部分の内縁は、前記外側
    プリーツ先端部によって形成される前記フィルタ要素の
    外周縁よりも小さいことを特徴とする請求項１３記載の
    フィルタ要素。
  15. 【請求項１５】前記流管の内側部分の外縁は、前記外側
    プリーツ先端部によって形成される前記フィルタ要素の
    外周縁よりも小さいことを特徴とする請求項１３記載の
    フィルタ要素。
  16. 【請求項１６】前記プリーツの軸方向端部と軸方向に面
    する内側部分を有する流管を含み、前記第１端部キャッ
    プは、流管の境界を定めかつこの流管と半径方向に密着
    して、そこに半径方向シールを形成することを特徴とす
    る請求項６記載のフィルタ要素。
  17. 【請求項１７】前記フィルタ要素を含むハウジングを備
    え、このハウジングは、前記プリーツの軸方向端部と軸
    方向に面する端部壁を有し、前記第１端部キャップは、
    前記端部壁と軸方向に密着して、そこに軸方向シールを
    形成することを特徴とする請求項６記載のフィルタ要
    素。
  18. 【請求項１８】前記フィルタ要素を含むハウジングを備
    え、このハウジングは、前記プリーツの軸方向端部と軸
    方向に面する端部壁を有し、この端部壁は、そこを貫通
    する流管を有し、流管は、前記プリーツの軸方向端部と
    軸方向に面する内側部分を有し、前記第１端部キャップ
    は、前記内側部分の境界を定めかつこの流管と半径方向
    に密着して、そこに半径方向シールを形成し、前記第１
    端部キャップは、前記ハウジングの端部壁と軸方向に密
    着して、そこに軸方向シールを形成することを特徴とす
    る請求項６記載のフィルタ要素。
  19. 【請求項１９】前記流管は、内側部分と外側部分を有
    し、この外側部分は、前記内側部分よりも小さい周縁を
    有し、前記ハウジングの端部壁は、前記プリーツの軸方
    向端部から軸方向に離れており、その間に空気が充満し
    た空間を形成することを特徴とする請求項６記載のフィ
    ルタ要素。
  20. 【請求項２０】前記流管の内側部分内縁と外縁を有し、
    前記内縁は、前記内側プリーツ先端部によって形成され
    る前記フィルタ要素の内周縁よりも大きいことを特徴と
    する請求項１９記載のフィルタ要素。
  21. 【請求項２１】前記第１端部キャップは、前記フィルタ
    要素の第１軸方向端部において前記プリーツの軸方向端
    部から軸方向に離れて伸びる側壁を有し、この側壁は、
    内縁と外縁を有し、前記内縁は、前記内側プリーツ先端
    部によって形成されるフィルタ要素の内周縁よりも大き
    く、前記流管の内側部分の外縁は、前記第１端部キャッ
    プの側壁の内縁よりも大きく、さらに、前記第１端部キ
    ャップは、弾性圧縮材料から構成されていることを特徴
    とする請求項２０記載のフィルタ要素。
  22. 【請求項２２】ろ過される前記流体は、前記フィルタ媒
    体の外縁から内縁を通って横方向内方に流れ、さらに、
    前記中空内部室内を軸方向に流れ、これにより、前記軸
    方向流路は出口流路であることを特徴とする請求項１記
    載のフィルタ要素。
  23. 【請求項２３】ろ過される前記流体は、前記中空内部室
    内で軸方向に流れ、そして前記フィルタ媒体の内縁から
    外縁を通って横方向外方に流れ、これにより、前記軸方
    向流路は入口流路であることを特徴とする請求項１記載
    のフィルタ要素。
  24. 【請求項２４】前記閉ループは、環状であることを特徴
    とする請求項１記載のフィルタ要素。
  25. 【請求項２５】閉ループ形状に複数のプリーツを有する
    ひだ付きフィルタ媒体を含むフィルタ要素であって、 前記フィルタ媒体が、複数の外側プリーツ先端部によっ
    て形成される外周縁と、複数の内側プリーツ先端部によ
    って形成される内周縁とを有し、前記閉ループは、所定
    の軸線に沿って伸びる中空内部室を構成し、ろ過される
    流体が、前記フィルタ媒体を横方向に通過して流れて、
    さらに、前記中空内部室内において軸方向に流れるよう
    になっており、 前記フィルタ要素は、前記軸線に沿って伸びる軸方向流
    路を有しかつ第１,第２の軸方向端部を有し、前記第１
    の軸方向端部は、開口してそこを通る軸方向流路を形成
    し、さらに、前記外側プリーツ先端部に沿いかつ前記プ
    リーツを越えて伸びる前記フィルタ要素の境界を定める
    外側ライナーと、前記流路に沿って前記中空内部室と連
    通しかつ前記フィルタ要素の第１軸方向端部から軸方向
    に伸びる流管と、前記フィルタ要素の第１軸方向端部に
    位置して弾性圧縮材料で構成され、前記外側ライナーと
    流管の間で半径方向に支持されかつ半径方向に押圧され
    る第１端部キャップとを有することを特徴とするフィル
    タ要素。
  26. 【請求項２６】外側ライナーは、前記第１端部キャップ
    内を軸方向に伸びていることを特徴とする請求項２５記
    載のフィルタ要素。
  27. 【請求項２７】前記第１端部キャップは、フィルタ要素
    の第１軸方向端部において、前記プリーツの軸方向端部
    から軸方向に伸びる側壁を有し、この側壁は、内縁と外
    縁を有し、この外縁は、前記外側ライナーの境界を定め
    ることを特徴とする請求項２６記載のフィルタ要素。
  28. 【請求項２８】前記側壁の内縁は、前記外側プリーツ先
    端部によって形成される前記フィルタ要素の内周縁より
    も小さいことを特徴とする請求項２７記載のフィルタ要
    素。
  29. 【請求項２９】前記第１端部キャップは、フィルタ要素
    の第１軸方向端部において、前記プリーツの軸方向端部
    から軸方向に伸びる側壁を有し、この側壁は、内縁と外
    縁を有し、この内縁は、前記内側プリーツ先端部によっ
    て形成される前記フィルタ要素の内周縁よりも大きいこ
    とを特徴とする請求項２５記載のフィルタ要素。
  30. 【請求項３０】フィルタ要素のひだ付きフィルタ媒体上
    に端部キャップを成形するためのモールドであって、 前記フィルタ媒体が、閉ループ形状をなす複数のプリー
    ツを有し、複数の外側プリーツ先端部によって形成され
    る外周縁と、複数の内側プリーツ先端部によって形成さ
    れる内周縁とを有し、前記閉ループは、所定の軸線に沿
    って伸びる中空内部室を構成し、ろ過される流体が、前
    記フィルタ媒体を横方向に通過して流れて、さらに、前
    記中空内部室内において軸方向に流れるようになってお
    り、 前記フィルタ要素が、前記軸線に沿って伸びる軸方向流
    路を有しかつ前記中空内部室の境界を定め、さらに、前
    記内周縁よりも大きな流れ周辺部を有し、前記モールド
    は、第１周縁に沿って伸びる溝を有し、この溝内に液状
    鋳込み材料を保持し、この材料内に前記プリーツの軸方
    向端部が浸され、前記モールドは、さらに、前記第１周
    縁によって境界を定める第２周縁に沿って伸びる直立し
    たダムを有し、このダムは、前記外側プリーツ先端部と
    内側プリーツ先端部の間における前記プリーツの軸方向
    端部に係合し、前記液状鋳込み材料が、前記内側プリー
    ツ先端部に向かって横方向内方に流れるのを抑えるよう
    にしたことを特徴とするモールド。
  31. 【請求項３１】前記溝は、前記プリーツの軸方向端部に
    対して部分的に広がっており、その結果、前記プリーツ
    の軸方向端部の横方向外側部分が前記液状鋳込み材料に
    よって覆われ、前記プリーツの軸方向端部の横方向内側
    部分は覆われておらず、前記横方向外側部分は,前記端
    部キャップによって覆われ、前記横方向内側部分は、前
    記端部キャップによって覆われることなく露出している
    ことを特徴とする請求項３０記載のモールド。
  32. 【請求項３２】前記溝は、外縁と内縁によって境界を定
    めており、この外縁は、前記外側プリーツ先端部によっ
    て形成される前記フィルタ要素の外周縁よりも大きく、
    前記溝の内縁は、前記外側プリーツ先端部によって形成
    される前記フィルタ要素の外周縁よりも小さく、前記溝
    の内縁は、前記内側プリーツ先端部によって形成される
    前記フィルタ要素の内周縁よりも大きいことを特徴とす
    る請求項３０記載のモールド。
  33. 【請求項３３】前記モールドの第２周縁は、前記溝の内
    縁よりも小さいかまたは等しいことを特徴とする請求項
    ３２記載のモールド。
  34. 【請求項３４】フィルタ要素のひだ付きフィルタ媒体上
    に端部キャップを成形するための方法であって、 前記フィルタ媒体が、閉ループ形状をなす複数のプリー
    ツを有し、複数の外側プリーツ先端部によって形成され
    る外周縁と、複数の内側プリーツ先端部によって形成さ
    れる内周縁とを有し、前記閉ループは、所定の軸線に沿
    って伸びる中空内部室を構成し、ろ過される流体が、前
    記フィルタ媒体を横方向に通過して流れて、さらに、前
    記中空内部室内において軸方向に流れるようになってお
    り、 前記フィルタ要素が、前記軸線に沿って伸びる軸方向流
    路を有しかつ前記中空内部室の境界を定め、さらに、前
    記内周縁よりも大きな流れ周辺部を有し、 前記方法は、第１周縁に沿って伸びる溝を有し、この溝
    内に液状鋳込み材料を保持スルモールドを配置する工程
    と、 前記モールド上に、前記第１周縁によって境界が定めら
    れる第２周縁に沿って伸びる直立したダムを配置する工
    程と、 前記液状鋳込み材料内に前記プリーツの軸方向端部が浸
    す工程と、 前記外側プリーツ先端部と内側プリーツ先端部の間の位
    置にある前記ダムに前記プリーツの軸方向端部を係合す
    る工程とを有し、 前記ダムが、前記内側プリーツ先端部に向かって横方向
    内方に前記液状鋳込み材料が流れるのを抑えるようにし
    たことを特徴とする成形方法。
  35. 【請求項３５】前記プリーツの軸方向端部における横方
    向外側部分が、浸せき中に液状鋳込み材料によって覆わ
    れ、前記軸方向端部の横方向内側部分は覆われないよう
    にして、前記プリーツの軸方向端部を部分的に埋めるよ
    うに前記溝を設けて整列させる工程と、前記プリーツの
    軸方向端部に沿って前記内側プリーツ先端部に向かう前
    記液状鋳込み材料の横方向内方の流れを抑えるために、
    前記外側プリーツ先端部と内側プリーツ先端部の間の前
    記プリーツの軸方向端部に係合するように前記ダムを設
    けて整列させる工程を含み、前記プリーツの軸方向端部
    の横方向外側部分が、前記端部キャップによって覆わ
    れ、かつ前記プリーツの軸方向端部の横方向内側部分は
    前記端部キャップによって覆われずに露出するようにし
    たことを特徴とする請求項３４記載の成形方法。
  36. 【請求項３６】前記プリーツの軸方向端部をダムに係合
    させた後、さらに、ひだ付きフィルタ媒体をモールド内
    に押しつけ、前記プリーツの軸方向端部をダムに対して
    わずかに変形させ、前記内側プリーツ先端部に向けて前
    記プリーツに沿って流れる液状鋳込み材料の流れを抑え
    るようにしたこと特徴とする請求項３４記載の成形方
    法。
  37. 【請求項３７】外縁に沿う外側境界と内縁に沿う内側境
    界を有する前記溝を設け、前記溝の外縁は、前記外側プ
    リーツ先端部によって形成される前記フィルタ要素の外
    周縁よりも大きく、前記溝の内縁は、前記外側プリーツ
    先端部によって形成される前記フィルタ要素の外周縁よ
    りも小さく、前記溝の内縁は、前記内側プリーツ先端部
    によって形成される前記フィルタ要素の内周縁よりも大
    きくなっており、 前記浸せき中に前記溝とフィルタ要素を整列させ、前記
    溝の外側部分は、前記外側プリーツ先端部によって形成
    されるフィルタ要素の外周縁により境界を定め、また、
    前記溝の内側部分は、内側プリーツ先端部によって形成
    されるフィルタ要素の内周縁により境界を定めることを
    特徴とする請求項３４記載の成形方法。
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