JP6773783B2 - 取り付けフレームを有するフィルタ要素 - Google Patents

Description

[0001]本発明は、概括的には濾過に、厳密には濾過システムに使用されるフィルタ要素に、関する。

[0002]濾過システムは、下流システムでの使用に向けて空気の様な流体の流れから不純物を除去するのに使用される。例えば、空気が内燃機関に進入する前に濾過されるようになっていることがある。その様なシステムでは、濾過システムは、多くの場合、濾過を遂行する交換式フィルタ要素を含んでいるものであり、フィルタ要素が不純物で充満するなりそれ以外に消耗してしまうなりすると新しいフィルタと交換できるようになっている。

[0003]フィルタ要素は、使用中はフィルタハウジング内に取り付けられるようになっているものがある。フィルタ媒体パックへ固着されているフレームがフィルタ要素をハウジング内に取り付けることになる。フレームは成形プラスチックから形成されていることもある。都合の悪いことに、フィルタ要素が大型化しており生産速度増加の要望があることから、フィルタ媒体パックの外周に対する取り付けフレームの理想に満たない嵌め合いが存在するほどにフィルタ媒体パックとフレームの寸法一致性が低下している。これはフレームとフィルタ媒体パックの間に漏出経路を発生させないとも限らず、そうなると２つの構成要素を一体に固着するための接着剤が漏れてフィルタ媒体パックの面に垂れてしまうだろう。これは取り付けフレームをフィルタ媒体パックへ固着する能力を低下させるうえ審美的魅力を減退させる可能性もある。

米国特許出願第６２／２９７，５６９号

[0004]本発明は、取り付けフレームをフィルタ媒体パックへ付着するための技術の現状に対する改善に関する。

[0005]新しく改善されたフィルタ要素が提供されている。フィルタ要素は、フィルタ要素をフィルタハウジングへ取り付けるための改善された取り付けフレームを含んでいる。フィルタ要素を形成する新しく改善された方法も提供されている。

[0006]１つの実施形態では、フィルタ媒体パックと、取り付けフレームと、閉止材料と、接着剤と、を含んでいるフィルタ要素が提供されている。フィルタ媒体パックは、第１流れ面及び第２流れ面と、それらの間を延びる外周と、を有している。取り付けフレームは、第１流れ面と第２流れ面の間を軸方向に、外周を取り囲む関係に配置されている。取り付けフレームは、内壁及び内壁へ接続されている外壁を含んでいる。内壁は外壁の半径方向内方に配置されている。内壁と外壁はそれらの間にチャネルを形成している。閉止材料は、チャネル内に配置されていて、チャネルから外へフィルタ媒体パックの外周と半径方向に接触するように延びている。閉止材料と外壁と外周は空洞を画定している。接着剤は、空洞内に位置付けられ、取り付けフレームをフィルタ媒体パックへ固着している。

[0007]１つの実施形態では、閉止材料は発泡ウレタンである。
[0008]１つの実施形態では、接着剤は、低膨張特性を有する発泡ウレタンであり、閉止材料より硬質な材料へ硬化する。

[0009]１つの実施形態では、閉止材料は、チャネルから外へ自由に膨張し空洞の一部を境界する自由膨張面を形成している。
[0010]１つの実施形態では、内壁は、外壁へ接続されている接続端及び自由端から延びている。内壁は、接続端から自由端へ進むにつれ半径方向内方に角度を成していて、取り付けフレームをフィルタ媒体パックの周りに設置するのを支援するための導入面を画定している。導入面は、内壁の、チャネルの一部を画定している面とは反対側である。

[0011]１つの実施形態では、チャネルは外壁と内壁の間に半径方向に形成されており、内壁はチャネルとフィルタ媒体パックの外周の間の半径方向にある。チャネルの口は軸方向に一方の流れ面の方に面している。

[0012]１つの実施形態では、外壁は内壁より長い。
[0013]１つの実施形態では、空洞はチャネルの体積の少なくとも２倍の体積を有している。

[0014]１つの実施形態では、外壁は、内壁へ接続されている接続端及び自由端から延びている。外壁は、接続端から自由端へ進むにつれ半径方向外方に角度を成している。
[0015]１つの実施形態では、内壁は、内壁の自由端近くで先端へ向けてテーパしている。テーパ部の内面は、自由端に向かって進むにつれフィルタ媒体パックの外周から離れて半径方向外方に角度を成している。

[0016]１つの実施形態では、フィルタ媒体パックは、フィルタ媒体ブロックと、フィルタ媒体ブロックの周りに固着されている外層を含んでいる。外層はフィルタ媒体パックの外周を画定している。

[0017]１つの実施形態では、フィルタ媒体パックの外周へシール部材が付着されている。シール部材は取り付けフレームから軸方向にオフセットしている。
[0018]１つの実施形態では、閉止材料は、空洞を封止していて、接着剤が取り付けフレームの内壁とフィルタ媒体パックの外周の間に漏れるのを防止している。

[0019]１つの実施形態では、フィルタ要素を形成する方法が提供されている。方法は、第１流れ面及び第２流れ面と、それらの間を延びる外周と、を有しているフィルタ媒体パックを提供するステップを含んでいる。方法は、取り付けフレームを、第１流れ面と第２流れ面の間に軸方向に、外周を取り囲む関係に設置するステップを含んでいる。取り付けフレームは内壁及び内壁へ接続されている外壁を含んでいる。内壁は、外壁の半径方向内方に配置されている。内壁と外壁はそれらの間にチャネルを形成している。方法は、閉止材料をチャネルの中へ分注するステップを含んでいる。方法は、閉止材料をチャネルから外へ膨張させフィルタ媒体パックの外周と半径方向に接触させて閉止材料と外壁と外周が空洞を画定するようにするステップを含んでいる。方法は、接着剤を空洞の中へ分注し取り付けフレームをフィルタ媒体パックへ固着するステップを含んでいる。

[0020]１つの実施形態では、方法は、接着剤を空洞の中へ分注するステップの前に、フィルタ媒体パックと取り付けフレームと閉止材料を加熱して閉止材料の硬化速度を高めるステップ、を更に備えている。

[0021]１つの実施形態では、閉止材料は、空洞を封止し、接着剤が取り付けフレームの内壁とフィルタ媒体パックの外周の間に漏れるのを防止する。
[0022]１つの実施形態では、閉止材料は発泡ウレタンである。

[0023]１つの実施形態では、接着剤は低膨張特性を有する発泡ウレタンであり、閉止材料より硬質な材料へ硬化する。
[0024]１つの実施形態では、閉止材料を膨張させるステップは、チャネルから外へ自由に膨張し空洞の一部を境界する自由膨張面を形成する。

[0025]１つの実施形態では、閉止材料をチャネルの中へ分注するステップは、閉止材料がチャネルから外へ膨張し始めるまではフィルタ媒体パックの外周に接触しない閉止材料の量を分注する。

[0026]１つの実施形態では、方法は、シール部材をフィルタ媒体パックの外周へ付着するステップ、を更に備えている。シール部材はフィルタ要素が取り付けられることになっているフィルタハウジングとの封止のための露出した封止面を画定している。

[0027]別の実施形態では、フィルタ媒体パックと、ポリマー被覆と、取り付けフレームと、閉止材料と、接着剤と、を含んでいるフィルタ要素が提供されている。フィルタ媒体パックは、第１流れ面及び第２流れ面と、それらの間を延びる外周と、を有している。ポリマー被覆は、フィルタ媒体パックの外周の少なくとも一部分を覆っていて、外面を画定している。取り付けフレームは、第１流れ面と第２流れの間に軸方向に、ポリマー被覆を取り囲む関係に配置されている。取り付けフレームは内壁及び内壁へ接続されている外壁を含んでいる。内壁は外壁の内方に配置されている。外壁はポリマー被覆の外周から外方に離間されていてそれらの間にギャップを形成している。閉止材料は、ギャップ内に配置されていて、ポリマー被覆の外面及び外壁と半径方向に接触するように延びている。閉止材料とポリマー被覆の外面と外壁は空洞を画定している。接着剤は、空洞内に位置付けられていて、取り付けフレームをフィルタ媒体パックへ固着している。

[0028]１つの実施形態では、閉止材料は、外壁とポリマー被覆の間に位置付けられるステップより前に形成されている予備成形構成要素である。
[0029]１つの実施形態では、閉止材料は内壁に当接している。

[0030]１つの実施形態では、閉止材料の体積は空洞の体積の半分より小さい。
[0031]１つの実施形態では、閉止材料はポリマー被覆と外壁の間に延びる半径方向の寸法を圧縮されている。

[0032]１つの実施形態では、閉止材料は半径方向の寸法がポリマー被覆の周りの全ての場所にて少なくとも１０％だけ圧縮されている。
[0033]１つの実施形態では、予備成形構成要素は、中空中心を有する管状構成要素の形態をしている。

[0034]別の実施形態では、フィルタ要素を形成する方法が提供されている。方法は、第１流れ面及び第２流れ面と、それらの間を延びる外周と、を有しているフィルタ媒体パックを提供するステップと、ポリマー被覆をフィルタ媒体パックの外周へ塗布するステップと、取り付けフレームを、第１流れ面と第２流れ面の間に軸方向に、ポリマー被覆を取り囲む関係に設置するステップであって、取り付けフレームは内壁及び内壁へ接続されている外壁を含み、内壁は外壁の内方に配置され、外壁はポリマー被覆の外周から外方に離間されていてそれらの間にギャップを形成している、取り付けフレームを設置するステップと、閉止材料がポリマー被覆の外面及び外壁に半径方向に接触するように閉止材料を外壁とポリマー被覆の間に位置付けて閉止材料とポリマー被覆と外壁が空洞を画定するようにするステップと、接着剤を空洞の中へ分注し、取り付けフレームをフィルタ媒体パックへ固着するステップと、を含んでいる。

[0035]１つの実施形態では、閉止材料は、外壁とポリマー被覆の間に位置付けられるステップより前に形成されている予備成形構成要素である。
[0036]１つの実施形態では、閉止材料を位置付けるステップは、閉止材料が内壁に当接するまで閉止材料を挿入するステップを含んでいる。

[0037]１つの実施形態では、閉止材料の体積は空洞の体積の半分より小さい。
[0038]１つの実施形態では、閉止材料を位置付けるステップは、閉止材料の、ポリマー被覆と外壁の間を延びる半径方向の寸法を圧縮するステップを含んでいる。

[0039]１つの実施形態では、閉止材料は半径方向の寸法がポリマー被覆の周りの全ての場所にて少なくとも１０％だけ圧縮される。
[0040]１つの実施形態では、閉止材料は、取り付けフレームを設置するステップの前にポリマー被覆の周りに位置付けられ、閉止材料を位置付けるステップは、ポリマー材料及び閉止材料を覆って取り付けフレームを設置することによって起こる。

[0041]発明の他の態様、目的、及び利点は、次に続く詳細な説明が添付図面と関連付けて考察されれば、より明白になるであろう。
[0042]明細書に組み入れられていてその一部を形成している添付図面は、本発明の幾つかの態様を描いており、説明と併せて発明の原理を解説する役目を果たす。

[0043]本発明の或る実施形態によるフィルタ要素の簡略化された斜視図である。 [0044]フィルタハウジングに取り付けられた図１のフィルタ要素を描いている。 [0045]図１のフィルタ要素の断面図である。 [0046]図１のフィルタ要素のフィルタ媒体パックへの取り付けフレームの付着の拡大図である。 [0047]自由膨張性又は発泡性の閉止材料によって可能になる自由膨張の量を制限する制限板の使用を描いている。 [0047]自由膨張性又は発泡性の閉止材料によって可能になる自由膨張の量を制限する制限板の使用を描いている。 [0048]本発明の或る実施形態によるフィルタ要素の簡略化された斜視図である。 [0049]図７のフィルタ要素の断面図である。 [0050]図７のフィルタ要素の取り付けフレームの付着の拡大図である。 [0051]図７と同様のフィルタ要素の或る代わりの実施形態を描いている。 [0051]図１０と共に、図７と同様のフィルタ要素の代わりの実施形態を描いている。

[0052]発明を特定の好適な実施形態に関連付けて説明してゆくが、発明をそれらの実施形態に限定しようとの意図はない。それどころか、付随の特許請求の範囲によって定義されている発明の精神及び範囲内に含まれる全ての代替物、修正物、及び等価物を網羅することを意図している。

[0053]図１は、本発明によるフィルタ要素１００の或る代表的な実施形態を示している。フィルタ要素１００は、フィルタ要素１００を通過してゆく流体の流れを濾過するために使用されている。或る特定の実施形では、フィルタ要素１００は、フィルタ要素１００を通過してゆく空気を濾過するように設計されている。

[0054]フィルタ要素１００は、フィルタ要素１００の周りの流体バイパスを防止するため及び流体を強制的にフィルタ要素１００に通して不純物を除去するために封止式にフィルタハウジング１６０（図２を見られたし）へ取り付けられるように設計されている。

[0055]フィルタ要素１００は、図１の実施形態では、フィルタ媒体ブロック１０４と、フィルタ媒体ブロック１０４の外周面１０８へ機能可能に固着されている多孔質外層１０６と、を含んでいるフィルタ媒体パック１０２（簡略的に「媒体パック」と称されることもある）を有している。この実施形態では、外層１０６は、概して、互いに反対側の第１流れ面１１４と第２流れ面１１６の間を軸方向に延びるフィルタ媒体パック１０２の外周を画定している。

[0056]フィルタ媒体ブロック１０４は、１つの実施形態では、ひだ付きフィルタ媒体の層から形成されている。ひだ付きフィルタ媒体の層は、フィルタ媒体の平坦な第１のシート（「面シート」又は「単一面」とも称される）から当該シートを複数の軸方向に延びる入口ひだ及び出口ひだを形成するようフィルタ媒体の第２の波形シートへ機能可能に固着して形成され、それらひだは流体の流れを強制的に平坦シート又は波形シートに通して流体流れから不純物を濾過するように機能可能に封止される。

[0057]組み合わされた平坦シート及び波形シートは、次いで、描かれている実施形態では、当技術ではよく知られるひだ付きフィルタ媒体の複数の層を形成するよう巻き取りコア１１２の周りに巻かれてフィルタ媒体ブロック１０４を形成する。隣接する層同士の間に接着剤が提供されて層同士を一体に固着するとともに隣接する層同士を封止し、未濾過空気がフィルタ媒体を迂回する経路ができないようにし、更に入口ひだ及び出口ひだを形成させる。

[0058]描かれている実施形態では、フィルタ媒体ブロック１０４は概してレーストラック形状をしているが、本発明は、例えば、丸、長円形、矩形、三角形、などの様な、他の形状のフィルタ媒体ブロック１０４を利用することもできる。また、描かれている実施形態のフィルタ媒体ブロック１０４は流体が通って流れる概して平坦な互いに反対側の流れ面１１４、１１６を有しているが、他の実施形態は、例えば隣接する層同士を軸方向に互いからオフセットさせて一方の流れ面に突出部を他方の流れ面に対応する陥凹部を形成することによって、流れ面に陥凹部又は突出部を形成させるようにしてもよいだろう。

[0059]ひだ付きフィルタ媒体のひだは、互いに反対側の流れ面１１４、１１６の間を軸方向に延びているということになる。一方の面１１４、１１６を汚れた流体がフィルタ媒体ブロック１０４に進入する入口流れ面と見なし、反対側の流れ面１１６、１１４を清浄化された流体が通ってフィルタ媒体ブロック１０４を出てゆく出口流れ面と見なすことにする。

[0060]外層１０６によって提供されているフィルタ媒体パック１０２の外周面へシール部材１１０が付着されている。外層は、シール部材１１０を媒体パック１０２へ固定するのを助けるほか、フィルタ媒体ブロック１０４のひだ付きフィルタ媒体の最も外側の層同士の間の接続を増強し、作動環境に基づいて起こり得る媒体パック１０２の何らかの脆弱化の影響を弱めるうえで助けとなる。シール部材１１０は、フィルタハウジング１６０の対応するシール面とのシールを形成するように構成されている露出した封止面を提供している。この実施形態では、シール部材１１０は半径方向の向きのシールを提供している。

[0061]図２に描かれている様に、取り付けフレーム１１８がフィルタ媒体パック１０２の外周面へ取り付けられていてフィルタ要素１００をフィルタハウジング１６０内に固定するのに使用されている。この実施形態では、フィルタハウジング１６０は、フィルタ要素１００がフィルタハウジング１６０に取り付けられたときに取り付けフレーム１１８が載る段状領域１６２を含んでいる。

[0062]図３及び図４を参照して、取り付けフレーム１１８は、フィルタ媒体パック１０２の外周、具体的には外層１０６の外面によって画定されている外周、へ接着固定されている。好適な実施形態では、外層は取り付けフレーム１１８とフィルタ媒体パック１０２の間の接続の強度を改善するポリエステル不織布材料である。

[0063]取り付けフレーム１１８は、成形プラスチックから形成されており、特にこの実施形態ではナイロンから形成されている。
[0064]取り付けフレーム１１８は、間にチャネル１２６を形成している内壁１２２と外壁１２４を含んでいる。チャネル１２６は、フィルタ要素１００の組み立て時、具体的にはフィルタ媒体パック１０２への取り付けフレーム１１８の付着時に、閉止材料１２８を保持するのに使用される。閉止材料１２８は、取り付けフレーム１１８とフィルタ媒体パック１０２の外周の間の何らかのギャップを補填して組み立て時の接着剤１３０の漏れを防止するのに使用される。

[0065]或る好適な実施形態では、閉止材料１２８は、チャネル１２６の中へ分注された後に自由膨張してゆく発泡ウレタンである。典型的には、組み立て時の閉止材料１２８の分注体積は、チャネル１２６の体積より小さいかチャネル１２６の体積に等しい。閉止材料１２８が発泡し自由膨張してゆくと、閉止材料１２８はチャネル１２６から外へ半径方向に広がってフィルタ媒体パック１０２の外周面例えばこの実施形態では外層１０６と接触する。閉止材料１２８とフィルタ媒体パック１０２の外周との係合は、以上に述べられている様に、製造時の接着剤１３０の漏れを防止する。

[0066]１つの実施形態では、閉止材料１２８は４００パーセント膨張発泡ウレタンである。分注時には閉止材料１２８は典型的に低い粘度を有している。但し、閉止材料１２８は硬化、自由膨張するにつれ粘度が増すので、閉止材料１２８がフィルタ媒体パック１０２と取り付けフレーム１１８特に取り付けフレームの内壁１２２との間に構成要素の寸法不一致に因り形成されているかもしれない何らかのギャップを素通りして流れてゆくことはない。内壁１２２と媒体パック１０２の間に閉止材料１２８のなにがしか僅かな流れがあるかもしれないが、閉止材料は典型的には内壁１２２の接続端１３６を超えて又は有意に超えて流れてゆくことはないはずである。

[0067]外壁１２４はＬ２より大きい長さＬ１を有している。外壁１２４と閉止材料１２８の頂部自由膨張面１３２とフィルタ媒体パック１０２の外周は、接着剤１３０を保持する空洞１３４を画定する。１つの実施形態では、接着剤１３０は２００パーセント膨張発泡ウレタンである。接着剤１３０は、それと閉止材料の両材料の硬化後、閉止材料１２８より大きい硬化後硬度値を有しているだろう。

[0068]接着剤１３０を空洞１３４の中へ分注するステップの前に閉止材料１２８の硬化を促進するために、フィルタ媒体パック１０２と取り付けフレーム１１８と閉止材料１２８は接着剤１３０を分注するステップの前に加熱されるのが望ましい。

[0069]取り付けフレーム１１８の内壁１２２は、外壁１２４とフィルタ媒体パック１０２の間に半径方向に配置されている。内壁１２２は接続端１３６から自由端１３８までの間を延びている。外壁１２４は接続端１４０と自由端１４２の間を延びている。内壁１２２の接続端１３６は外壁の接続端１４０へ接続されてチャネル１２６の底部を形成している。

[0070]内壁１２２は、接続端１３６が自由端１３８に比べフィルタ媒体パック１０２から半径方向に更に遠くなるようにフィルタ媒体パック１０２に対して或る角度で半径方向内方に延びている。内壁１２２は、取り付けフレーム１１８をフィルタ媒体パック１０２の周りに設置するのをやり易くする導入部分を画定している。

[0071]内壁１２２は、自由端１３８近くがテーパしていて、取り付けられたときにフィルタ媒体パック１０２の外周から離れて半径方向に角度をなす内面１４６を画定している。

[0072]外壁１２４は、接続端１４０から自由端１４２に向けて進むにつれ、内壁１２２によって提供されている角度より小さい角度で半径方向外方に延びている。外壁１２４の半径方向外方への角度は、組み立て時に接着剤１３０を空洞１３４の中へ分注する場合に助けとなる。

[0073]Ｌ２に対するＬ１の長さは、空洞１３４がチャネル１２６の体積の少なくとも２倍の体積、より好適には少なくとも３倍の体積、を有するような長さが理想である。
[0074]外壁１２４から半径方向外方へ取り付け機構１５０が延びている。取り付け機構１５０は、フィルタ要素１００を図２に描かれている様にフィルタハウジング１６０の中に位置付けるために、フィルタハウジング１６０と噛み合う。

[0075]描かれている実施形態では、シール部材１１０は軸方向に取り付けフレーム１１８からオフセットしている。
[0076]代わりの実施形態では、取り付けフレーム１１８はフィルタハウジングと協働するためのシール部材を担持するようになっていてもよいだろう。

[0077]図５及び図６を参照して、フィルタ要素を形成するための方法の或る代わりの実施形態では、閉止材料１２８は空洞１３４の一部を境界する自由膨張面をもたらすようにはなっていない。代わりに、フィルタ媒体パック１０２の外周に概して平行な閉止材料１２８の軸方向自由膨張の量を制限するのに制限板１７０を使用することができる。

[0078]閉止材料１２８をチャネル１２６の中へ分注した後、制限板１７０をフィルタ媒体パック１０２と外壁１２４の間に挿入する。制限板１７０は、閉止材料にとって実施可能な自由膨張（発泡とも称される）の量を制限する停止面１７２を有している。この配列の１つの有益性は、停止面１７２と取り付けフレーム１１８のチャネル１２８を形成している部分の間に形成される体積が予想される完全発泡後閉止材料より小さい場合、このことが発泡した閉止材料１２８を余儀なくフィルタ媒体パック１０２の外周（即ち、描かれている実施形態では外層１０６）と半径方向に接触させてしまう、ということである。

[0079]図５はチャネル１２６の中の分注された後の閉止材料１２８を描いており、図６は、発泡して停止面１７２と接触した後の閉止材料１２８を描いている。この実施形態では、閉止材料１２８の結果として得られる頂部面１７４は平滑面となるはずである。停止面１７２は描かれている実施形態では概してフィルタ媒体パック１０２の外周に直角であるが、他の実施形態では停止面１７２は、自由膨張閉止材料をフィルタ媒体パック１０２の外周に向かって半径方向内方に方向付ける角度の様な角度をなしていてもよいだろう。

[0080]この実施形態では、制限板１７０は、制限板１７０特に停止面１７２の空洞１３４内への軸方向挿入を制限するように構成されている半径方向外方に延びる当接部１７６を含んでいる。

[0081]閉止材料１２８の発泡に割り当てられた所定時間の後、制限板１７０を除去し、結果として得られた空洞１３４の中へ先に論じられている接着剤を以上に論じられている様に加えればよい。

[0082]図７−図９はフィルタ要素２００の更なる実施形態を描いている。この実施形態は、先の実施形態に多くの点で類似しており、以下には原理の相違を説明してゆく。
[0083]フィルタ要素２００はフィルタ媒体パック２０２を含んでいる。フィルタ媒体パック２０２の外面はポリマー被覆２０６で少なくとも部分的に覆われている。描かれている実施形態では、フィルタ媒体パック２０２の外面全体がポリマー被覆２０６で覆われている。ポリマー被覆２０６は成形構造体ではなく、従って様々なサイズ向けに作るのもまた維持するのも費用の掛かる金型工具類を必要としないというのが好都合である。代わりに好適な実施形態では、ポリマー被覆２０６はフィルタ媒体パック２０２の外面へ液体として又はその場で固体の被覆又は層へ硬化又は固化する他の流動性／流体材料として直接塗布される。ポリマー被覆２０６及びその適用は、本願の譲受人に譲渡されている「表面を被覆されたフィルタ及び方法」という名称の米国特許出願第６２／２９７，５６９号により詳しく説明されている。前記特許出願の教示及び開示をここにそっくりそのまま援用する。

[0084]ポリマー被覆２０６を有していることの他に、この実施形態と先の実施形態の間の相違は、閉止材料２２８が、以上に論じられている閉止材料１２８の様な、流体又は流動可能な形態で塗布され、その後に硬化する液体材料の形態をしていない、ということである。

[0085]この実施形態では、閉止材料２２８はポリマー被覆２０６と取り付けフレーム２１８の間に位置付けられている。また、閉止材料２２８は、成形ガスケットの様な予備成形ガスケットである。より具体的には、閉止材料２２８は管状ガスケットの形態をしている。閉止材料２２８の管状構成は予備成形構成要素に可撓性を提供する。この可撓性は、取り付けフレーム２１８とポリマー被覆２０６の外面の間にギャップがあった場合に当該ギャップに不一致をもたらすポリマー被覆２０６の外面の形状の不一致を閉止材料２２８が補填できるようにする。閉止材料２２８は、取り付けフレーム２１８とポリマー被覆２０６の外面の間にギャップがあった場合に当該ギャップに栓をするように作用して組み立て時に接着剤２３０がそこを通って漏れることのないようにする。

[0086]閉止材料２１８は、ゴムホースの様なゴム、予備成形発泡ガスケットの様な発泡体や押出成形ネオプレン発泡体、を含む様々な材料から形成することができるであろう。描かれている実施形態では中空管様構造として示されているが、他の実施形態及び形状を提供することもできるであろう。閉止材料２２８を形成するのに使用される材料は構成要素の形状に影響を及ぼし得る。

[0087]取り付けフレーム２１８は外壁２２４及び内壁２２６を含んでいる。外壁２２４はポリマー被覆２０６の外面から半径方向外方に離間されていてそれらの間にギャップを形成している。閉止材料２２８は、外壁２２４とポリマー被覆２０６の外面の間に形成されているギャップの中へ軸方向に十分に挿入されるようにして取り付けフレーム２１８の内壁２２６に軸方向に当接することができる。内壁２２６はこうして閉止材料２２８の軸方向挿入範囲を制限する軸方向制限機構の役目を果たす。

[0088]この実施形態では閉止材料２２８はフィルタ媒体パック２０２に接触していない。代わりにそれはポリマー被覆２０６の外面に接触している。また、この実施形態では、取り付けフレーム２１８を付着するための接着剤２３０を保持する空洞２３４を形成しているフレーム部分は、ポリマー被覆２０６の外面と閉止材料２２８と取り付けフレーム２１８の外壁２２４によって提供されている。

[0089]描かれている実施形態では、空洞２３４は、閉止材料２２８の体積の少なくとも２倍の体積を有している。また、空洞は、フィルタ媒体パック２０２を通る流体の流れ方向、例えば端面２１４と２１６の間を通る流体の流れ方向に平行に、閉止材料２２８の軸方向長さＬ４より大きい軸方向長さＬ３を有している。長さＬ３は少なくとも長さＬ４の２倍であるのが望ましい。

[0090]また、閉止材料２２８は、例えばポリマー被覆２０６の外面と外壁２２４の内面の間で半径方向に、ひいてはフィルタ媒体パック２０２を通る流れ方向に垂直方向に、圧縮されることが所望される。或る好適な実施形態では、閉止材料２２８は、予備成形構成要素使用の場合は、接着剤２３０を塗布するステップより前の設置時においてポリマー被覆２０６の周りの全ての場所にて半径方向に少なくとも１０％圧縮されており、閉止材料２２８によって十分な封止が提供されるように少なくとも２０％圧縮されているのが更に望ましい。

[0091]予備成形閉止材料は先の実施形態でも使用され得ることを指摘しておく。
[0092]また、シール部材２１０の縦断面図はこの実施形態では先のフィルタ要素１００のシール部材１１０と比較して相違することを指摘しておく。

[0093]加えて、フィルタ要素２００は予備成形閉止材料を使用しているが、他の実施形態は、先の実施形態の閉止材料１１８をフィルタ媒体パック２００及びポリマー被覆２０６と組み合わせて使用することもできる。

[0094]フィルタ要素２００を形成するには、取り付けフレーム２１８をポリマー材料２０６の外面の周りに位置付け、次いで閉止材料２０８を取り付けフレーム２１８とポリマー材料２０６の外面の間に提供されているギャップ内に位置付ける。

[0095]代替的には、閉止材料２２８をポリマー材料２０６の周りに設置し、次いでポリマー材料と閉止材料２２８の上から取り付けフレーム２１８を軸方向に滑らせ、閉止材料が取り付けフレーム２１８とポリマー材料の間に位置するように取り付けフレーム２１８を閉止材料２２８の周りに位置付ける。この順序を使用するのであれば、接着剤を使用して閉止材料２２８を流れ面２１４と２１６の間のポリマー被覆２０６に沿った軸方向の或る場所に付着し、組み立て中の閉止材料２２８の位置ずれを防ぐようにしてもよい。また、そうすると閉止材料２２８は、フレームがポリマー材料及びフィルタ媒体パック２０２に対して所望の軸方向場所に入ったときを組立者に指し示す軸方向ストッパの役目を果たすこともできるだろう。

[0096]図１０及び図１１はフィルタ要素３００の更なる実施形態を示している。この実施形態は実質的にフィルタ要素２００に類似している。但し、取り付けフレーム３１８の軸方向位置が、流れ面、特に流れ面３１４に接近して位置している。とはいえ取り付けフレーム３１８はなおも流れ面３１４と３１６の間に配置されている。流れ面の間とは、少なくとも一部が流れ面の間に位置していることを含むものとし、但し「全体的に流れ面の間」にあると明示的に記述されている場合は別で、その場合、取り付けフレーム全体は流れ面３１４、３１６の一方を越えて延びていてはいけない。流れ面と同じ高さにあることも流れ面の間にあると見なすことにする。

[0097]取り付けフレーム３１８は、先に説明されているフィルタ要素２００と実質的に同じ方式でポリマー材料３０６の外面へ取り付けられているものとして描かれている。ここに引用されている刊行物、特許出願、及び特許を含む全ての参考文献は、各参考文献が個別に且つ固有に参考文献として援用される旨を表明されその全体をここに示されているのと同じ程度に、これにより参考文献として援用される。

[0098]原文「ａ」、「ａｎ」、及び「ｔｈｅ」の対訳である「一」、「或る」、「当該」という用語、及び本発明を説明する文脈（特に付随の特許請求の範囲の文脈）での同様の言及は、ここに別途指示されていない限り又は明らかに文脈と矛盾しない限り、単数及び複数の両方を網羅するものと解釈する。「備える」、「有する」、「含む」、及び「包含する」という用語は、別途指摘のない限り、制限のない用語（即ち「限定するわけではないが○○○を含む」を意味する）であるものと解釈する。ここでの数値の範囲の記載は、ここに別途指示されていない限り当該範囲内に入る１つ１つの個別値を指す略記法の役目を果たすことを意図したにすぎず、１つ１つの値はそれが個別にここに記載されているかのように明細書へ組み入れられる。ここに説明されている全ての方法は、ここに別途指示されていない限り又は明らかに文脈と矛盾しない限り、何れの適切な順序で遂行されてもよい。ここに提供されているあらゆる例又は例示的用語遣い（例えば、「○○〇の様な」）の使用は、発明をより解り易く説明することを意図したにすぎず、別途請求されていない限り本発明の範囲に制限を課すものではない。明細書中の用語遣いは何れも、特許請求の範囲に記載されていない何らかの要素が本発明の実践にとって不可欠であることを示唆している、と解釈されてはならない。

[0099]発明者らにとって既知である本発明を実施するための最良の形態を含む本発明の好適な実施形態がここに記載されている。上記説明が閲読されれば、それらの好適な実施形態の変形型が当業者には自明となるであろう。発明者らは、熟練した技術者が適宜その様な変形型を採用することを想定しており、また発明者らは、発明がここに具体的に説明されている以外のやり方で実践されることを意図している。したがって、本発明は、ここに付随の特許請求の範囲に記載されている主題の修正物及び等価物で適用法令によって許容される全ての修正物及び等価物を含む。更に、上述の要素のその全ての実施可能な変形型における何れかの組合せは、ここに別途指示されていない限り又は明らかに文脈と矛盾しない限り本発明によって網羅される。

１００ フィルタ要素
１０２ フィルタ媒体パック
１０４ フィルタ媒体ブロック
１０６ 多孔質外層
１０８ フィルタ媒体ブロックの外周面
１１０ シール部材
１１２ 巻き取りコア
１１４、１１６ 流れ面
１１８ 取り付けフレーム
１２２ 取り付けフレームの内壁
１２４ 取り付けフレームの外壁
１２６ チャネル
１２８ 閉止材料
１３０ 接着剤
１３２ 閉止材料の頂部自由膨張面
１３４ 空洞
１３６ 内壁の接続端
１３８ 内壁の自由端
１４０ 外壁の接続端
１４２ 外壁の自由端
１４６ 内壁の内面
１５０ 取り付け機構
１６０ フィルタハウジング
１７０ 制限板
１７２ 停止面
１７４ 閉止材料の頂部面
１７６ 当接部
２００ フィルタ要素
２０２ フィルタ媒体パック
２０６ ポリマー被覆
２１０ シール部材
２１４、２１６ 流れ面
２１８ 取り付けフレーム
２２４ 取り付けフレームの外壁
２２６ 取り付けフレームの内壁
２２８ 閉止材料
２３０ 接着剤
３００ フィルタ要素
３０６ ポリマー材料
３１４、３１６ 流れ面
３１８ 取り付けフレーム
Ｌ１ 外壁の長さ
Ｌ２ 内壁の長さ
Ｌ３ 空洞の軸方向長さ
Ｌ４ 閉止材料の軸方向長さ

Claims (35)

1. 第１流れ面及び第２流れ面と、それらの間を延びる外周と、を有しているフィルタ媒体パックと、
   前記第１流れ面と前記第２流れ面の間を軸方向に、前記外周を取り囲む関係に配置されている取り付けフレームであって、当該取り付けフレームは内壁及び前記内壁へ接続されている外壁を含み、前記内壁は前記外壁の半径方向内方に配置されており、前記内壁と前記外壁はそれらの間にチャネルを形成している、取り付けフレームと、
   前記チャネル内に配置されていて前記チャネルから外へ前記フィルタ媒体パックの前記外周と半径方向に接触するように延びている閉止材料であって、当該閉止材料と前記外壁と前記外周は空洞を画定している、閉止材料と、
   前記空洞内に位置付けられていて前記取り付けフレームを前記フィルタ媒体パックへ固着している接着剤と、
   を備えている、フィルタ要素。
2. 前記閉止材料は発泡ウレタンである、請求項１に記載のフィルタ要素。
3. 前記接着剤は、低膨張特性を有する発泡ウレタンであり、前記閉止材料より硬質な材料へ硬化する、請求項２に記載のフィルタ要素。
4. 前記閉止材料は、前記チャネルから外へ自由に膨張し前記空洞の一部を境界する自由膨張面を形成している、請求項１に記載のフィルタ要素。
5. 前記内壁は、前記外壁へ接続されている接続端及び自由端から延びており、前記内壁は、前記接続端から前記自由端へ進むにつれ半径方向内方に角度を成していて、前記取り付けフレームを前記フィルタ媒体パックの周りに設置するのを支援するための導入面を画定している、請求項１に記載のフィルタ要素。
6. 前記チャネルは前記外壁と前記内壁の間に半径方向に形成されている、請求項５に記載のフィルタ要素。
7. 前記外壁は前記内壁より長い、請求項１に記載のフィルタ要素。
8. 前記空洞は前記チャネルの体積の少なくとも２倍の体積を有している、請求項７に記載のフィルタ要素。
9. 前記外壁は、前記内壁へ接続されている接続端及び自由端から延びており、前記外壁は前記接続端から前記自由端へ進むにつれ半径方向外方に角度を成している、請求項７に記載のフィルタ要素。
10. 前記内壁は、当該内壁の前記自由端近くで先端へ向けてテーパしていて、当該テーパしている部分の内面は前記自由端に向かって進むにつれ前記フィルタ媒体パックの前記外周から離れて半径方向外方に角度を成している、請求項５に記載のフィルタ要素。
11. 前記フィルタ媒体パックは、フィルタ媒体ブロックと、前記フィルタ媒体ブロックの周りに固着されている外層と、を含んでおり、前記外層は前記フィルタ媒体パックの前記外周を画定している、請求項１に記載のフィルタ要素。
12. 前記フィルタ媒体パックの前記外周へ付着されているシール部材であって、前記取り付けフレームから軸方向にオフセットしているシール部材、を更に備えている請求項１に記載のフィルタ要素。
13. 前記閉止材料は、前記空洞を封止していて、前記接着剤が前記取り付けフレームの前記内壁と前記フィルタ媒体パックの前記外周の間に漏れるのを防止している、請求項１に記載のフィルタ要素。
14. フィルタ要素を形成する方法であって、
    第１流れ面及び第２流れ面と、それらの間を延びる外周と、を有しているフィルタ媒体パックを提供するステップと、
    取り付けフレームを、前記第１流れ面と前記第２流れ面の間に軸方向に、前記外周を取り囲む関係に設置するステップであって、前記取り付けフレームは内壁及び前記内壁へ接続されている外壁を含み、前記内壁は前記外壁の半径方向内方に配置されていて、前記内壁と前記外壁はそれらの間にチャネルを形成している、取り付けフレームを設置するステップと、
    閉止材料を前記チャネルの中へ分注するステップと、
    前記閉止材料を前記チャネルから外へ膨張させ前記フィルタ媒体パックの前記外周と半径方向に接触させて前記閉止材料と前記外壁と前記外周が空洞を画定するようにするステップと、
    接着剤を前記空洞の中へ分注し、前記取り付けフレームを前記フィルタ媒体パックへ固着するステップと、
    を備えている、方法。
15. 前記接着剤を前記空洞の中へ分注するステップの前に、前記フィルタ媒体パックと前記取り付けフレームと前記閉止材料を加熱して前記閉止材料の硬化速度を高めるステップ、を更に備えている請求項１４に記載の方法。
16. 前記閉止材料は、前記空洞を封止し、前記接着剤が前記取り付けフレームの前記内壁と前記フィルタ媒体パックの前記外周の間に漏れるのを防止する、請求項１４に記載の方法。
17. 前記閉止材料は発泡ウレタンである、請求項１４に記載の方法。
18. 前記接着剤は、低膨張特性を有する発泡ウレタンであり、前記閉止材料より硬質な材料へ硬化する、請求項１７に記載の方法。
19. 前記閉止材料を膨張させる前記ステップは、前記チャネルから外へ自由に膨張し前記空洞の一部を境界する自由膨張面を形成する、請求項１４に記載の方法。
20. 前記閉止材料を前記チャネルの中へ分注する前記ステップは、前記閉止材料が前記チャネルから外へ膨張し始めるまでは前記フィルタ媒体パックの前記外周に接触しない閉止材料の量を分注する、請求項１４に記載の方法。
21. 前記方法は、シール部材を前記フィルタ媒体パックの前記外周へ付着するステップ、を更に備えており、前記シール部材は前記フィルタ要素が取り付けられることになっているフィルタハウジングとの封止のための露出した封止面を画定している、請求項１４に記載の方法。
22. 第１流れ面及び第２流れ面と、それらの間を延びる外周と、を有しているフィルタ媒体パックと、
    前記フィルタ媒体パックの前記外周の少なくとも一部分を覆っていて外面を画定しているポリマー被覆と、
    前記第１流れ面と前記第２流れの間に軸方向に、前記ポリマー被覆を取り囲む関係に配置されている取り付けフレームであって、当該取り付けフレームは内壁及び前記内壁へ接続されている外壁を含み、前記内壁は前記外壁の内方に配置されていて、前記外壁はポリマー被覆の外周から外方に離間されていてそれらの間にギャップを形成している、取り付けフレームと、
    前記ギャップ内に配置されていて、前記ポリマー被覆の前記外面及び前記外壁と半径方向に接触するように延びている閉止材料であって、当該閉止材料と前記ポリマー被覆の前記外面と前記外壁は空洞を画定している、閉止材料と、
    前記空洞内に位置付けられていて前記取り付けフレームを前記フィルタ媒体パックへ固着している接着剤と、
    を備えている、フィルタ要素。
23. 前記閉止材料は、前記外壁とポリマー被覆の間に挿入されるステップより前に形成されている予備成形構成要素である、請求項２２に記載のフィルタ要素。
24. 前記閉止材料は前記内壁に当接している、請求項２２に記載のフィルタ要素。
25. 前記閉止材料の体積は前記空洞の体積の半分より小さい、請求項２２に記載のフィルタ要素。
26. 前記閉止材料は前記ポリマー被覆と前記外壁の間に延びる半径方向の寸法を圧縮されている、請求項２３に記載のフィルタ要素。
27. 前記閉止材料は前記半径方向の寸法が前記ポリマー被覆の周りの全ての場所にて少なくとも１０％だけ圧縮されている、請求項２６に記載のフィルタ要素。
28. 前記予備成形構成要素は、中空中心を有する管状構成要素の形態をしている、請求項２３に記載のフィルタ要素。
29. フィルタ要素を形成する方法であって、
    第１流れ面及び第２流れ面と、それらの間を延びる外周と、を有しているフィルタ媒体パックを提供するステップと、
    ポリマー被覆を前記フィルタ媒体パックの前記外周へ塗布するステップと、
    取り付けフレームを、前記第１流れ面と前記第２流れ面の間に軸方向に、前記ポリマー被覆を取り囲む関係に設置するステップであって、前記取り付けフレームは内壁及び前記内壁へ接続されている外壁を含み、前記内壁は前記外壁の内方に配置されていて、前記外壁は前記ポリマー被覆の外周から外方に離間されていてそれらの間にギャップを形成している、取り付けフレームを設置するステップと、
    閉止材料が前記ポリマー被覆の外面及び前記外壁に半径方向に接触するように当該閉止材料を前記外壁と前記ポリマー被覆の間に位置付けて当該閉止材料と前記ポリマー被覆と前記外壁が空洞を画定するようにするステップと、
    接着剤を前記空洞の中へ分注し、前記取り付けフレームを前記フィルタ媒体パックへ固着するステップと、
    を備えている、方法。
30. 前記閉止材料は、前記外壁と前記ポリマー被覆の間に位置付けられるステップより前に形成されている予備成形構成要素である、請求項２９に記載の方法。
31. 前記閉止材料を位置付けるステップは、前記閉止材料が前記内壁に当接するまで前記閉止材料を挿入するステップを含んでいる、請求項２９に記載の方法。
32. 前記閉止材料の体積は前記空洞の体積の半分より小さい、請求項２９に記載の方法。
33. 前記閉止材料を位置付けるステップは、前記閉止材料の、前記ポリマー被覆と前記外壁の間を延びる半径方向の寸法を圧縮するステップを含んでいる、請求項３０に記載の方法。
34. 前記閉止材料は前記半径方向の寸法が前記ポリマー被覆の周りの全ての場所にて少なくとも１０％だけ圧縮される、請求項３３に記載の方法。
35. 前記閉止材料は、前記取り付けフレームを設置するステップの前に前記ポリマー被覆の周りに位置付けられ、閉止材料を位置付ける前記ステップは、前記ポリマー被覆及び前記閉止材料を覆って前記取り付けフレームを設置することによって起こる、請求項２９に記載の方法。

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