JP2003508678A - 自動車の内燃機関のための吸込み空気を濾過するためのエアフィルタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 空気入口（１１）および空気出口（１２）ならびにケーシング底部（１０１）に配置された少なくとも１つの水流出部（１８）を有するフィルタケーシング（１０）と、このフィルタケーシング（１０）内で空気入口（１１）と空気出口（１２）との間に配置された、交換可能なフィルタマット（１３）とを備えた、自動車の内燃機関のための吸込み空気を濾過するためのエアフィルタでは、吸込み空気から水粒子を沈殿させ、かつ分離された水をフィルタケーシング（１０）から最適に導出させる目的のために、水分離器（１９）が、フィルタケーシング（１０）内でフィルタマット（１３）の上流側に配置されており、フィルタケーシング（１０）内で水流出部（１８）に作用する負圧を補償するような高さの水充填レベルを水流出部（１８）内に形成する手段が、少なくとも１つの水流出部（１８）に設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 背景技術 本発明は、請求項１の上位概念部に記載した形式の、自動車の内燃機関のため
の吸込み空気を濾過するためのエアフィルタに関する。

【０００２】 たとえば「クラフトファールテヒニッシェス タッシェンブーフ（Ｋｒａｆｔ
ｆａｈｒｔｅｃｈｎｉｓｃｈｅｓ Ｔａｓｃｈｅｎｂｕｃｈ）」（出版ボッシュ
社、１９９８年）の第４２２頁以降に基づき知られているこのようなエアフィル
タは、内燃機関の吸込み空気中に含有されている粉塵を除去しかつ内燃機関の早
期の摩耗を回避している。この場合、粉塵を抑留する、保守期間中に交換され得
るフィルタマットは内燃機関に調和されており、これによって、性能と、燃料消
費率と、吸込み空気騒音の減衰とが最適化されている。フィルタケーシング内に
形成された結露水を導出するために、フィルタケーシングの底部には複数の流出
孔が設けられている。

【０００３】 アメリカ合衆国特許第５５０７８５８号明細書に基づき、ガス・オイル混合物
のガス状の位相と液状の位相とを１つのパイプライン内で分離するための装置が
公知である。この装置は、流入部と流出部とを備えた、パイプライン内に挿入さ
れたケーシングを有している。このケーシング内には水分離器が配置されている
。孔付きプレートから成る水分離器は斜めに、すなわち流入部および流出部の軸
線に対して鋭角を成して方向付けられていて、ケーシングを、流入部に接続され
たケーシング区分と、流出部に接続されたケーシング区分とに分割している。流
出部に接続されたケーシング区分内には液体排出部が設けられており、これによ
って、水分離器で分離させられた液体はケーシングから流出することができる。

【０００４】 発明の利点 請求項１の特徴部に記載の特徴を備えた本発明によるエアフィルタは、一方で
は、吸い込まれた空気中に含有されている水粒子が水分離器で沈殿され、かつフ
ィルタケーシングの底部に堆積され、他方では、フィルタケーシングの底部に集
積された水が、内燃機関の運転中でも水流出部を介して確実に導出され、フィル
タケーシングの流れ隙間容積（Ｓｔｒｏｅｍｕｎｇｓｔｏｔｒａｕｍ）内に集積
されるという利点を有している。これによって、フィルタケーシング内のフィル
タマットは、より僅かな湿分しか吸収しなくなり、湿分を十分に吸い込むことは
あり得なくなるので、十分に吸い込まれたフィルタマットを通過する水に基づく
濾過済み空気側への二次流は回避される。

【０００５】 従属請求項に記載した手段によって、請求項１に記載したエアフィルタの有利
な構成および改良形が可能となる。

【０００６】 本発明の有利な構成によれば、水流出部内の、必要となる水充填レベルは、フ
ィルタケーシングに設けられた流出開口に流出管が接続されており、この接続管
の途中に環状のループまたは蛇行状もしくはメアンダ状のループが水封じの方式
で形成されていることによって実現される。この場合、流出管は、有利にはチュ
ーブとして形成されている。

【０００７】 本発明の有利な構成によれば、水充填レベルを形成するための手段が、フィル
タケーシングに設けられた流出開口から続く流出管を有しており、この流出管が
、吸収性の材料によって塞がれている。同様の吸込み効果は、流出管の内側管壁
の、大きな表面粗さによってまたは流出管の途中に狭幅部を設けることよって獲
得される。

【０００８】 前述したこれら全ての変化形は、流出管の収納のためにフィルタケーシングの
下方に、ループまたは環状カーブが流出管に形成されている場合よりも僅かな構
成空間しか必要にならないという利点を有している。さらに、流出管内には、冬
季に凍結し得る前水量（Ｗａｓｓｅｒｖｏｒｌａｇｅ）は常に存在しておらず、
むしろ、水充填レベルは、内燃機関の運転中に初めて吸収性のメカニズムによっ
て、必要となる高さに増加させられる。これとは無関係に、改善された水分離が
得られることが試験してみて分かった。

【０００９】 実施例の説明 以下に、本発明の実施例を図面につき詳しく説明する。

【００１０】 図１に縦断面図で概略的に示した、自動車内の内燃機関の吸込み空気を濾過す
るためのエアフィルタは、空気入口１１と空気出口１２とを備えたフィルタケー
シング１０と、空気入口１１と空気出口１２との間に配置された交換可能なフィ
ルタマット１３とを有している。空気入口１１には空気吸込み管片１４が設けら
れており、空気出口１２には接続管片１５が設けられている。この接続管片１５
は、フィルタケーシング１０を自動車内に組み付けた後、内燃機関の吸気管に接
続される。組付け状態では、フィルタマット１３が、たとえば水平に方向付けら
れていて、フィルタケーシング１０の内室を下方のケーシング室１６と上方のケ
ーシング室１７とに分割している。下方のケーシング室１６の上方の領域には空
気入口１１が位置しており、上方のケーシング室１７には空気出口１２が開口し
ている。フィルタケーシング１０のケーシング底部１０１は漏斗状に形成されて
いて、その最深箇所に水流出部１８を備えている。

【００１１】 空気入口１１を介して進入する、湿分または水滴を含有している空気からの、
改善された水分離のために、フィルタマット１３の上流側には水分離器１９が配
置されている。この場合、この水分離器１９は、空気入口１１の軸線に対して斜
めに鋭角を成して方向付けられていて、下方のケーシング室１６から、空気入口
１１だけでなく水流出部１８も位置する手前の領域２０を分割している。水分離
器１９は、たとえば腐食しない編成金属から成る格子として形成される。この場
合、格子メッシュまたは格子ハニカムは、たとえば約０．８×１．６ｍｍのサイ
ズを有している。走行運転中には、フィルタケーシング１０内を負圧が支配して
いる。この負圧は、空気流から沈殿された、ケーシング底部１０１に集積された
水を水流出部１８を介して全く流出させないかまたは不適切にしか流出させない
。これによって、フィルタマット１３が水を十分に吸い込んでしまうことがあり
、フィルタマット１３の蓄積能（Ｓｐｅｉｃｈｅｒｆａｅｈｉｇｋｅｉｔ）もし
くは吸収性が使い果たされた後、水がフィルタマット１３を通過し、内燃機関の
、濾過済み空気側の吸気ポート内に到達してしまい、この吸気ポート内で、そこ
に位置するセンサが水によって故障してしまうことがある。このことを回避する
ために、水流出部１８に作用する負圧を補償するような高さの水充填レベルを水
流出部１８内に形成する手段が水流出部１８に配置されている。この手段は、種
々異なる形式で実現することができる。この場合、あらゆる事例において、水流
出部１８には、フィルタケーシング１０の下側に続く流出管２１が設けられてい
る。この流出管２１は、ケーシング底部１０１に設けられた流出開口２２を取り
囲んでいる。

【００１２】 図１に示したエアフィルタでは、水充填レベルを形成するための手段がループ
２４によって実現されている。このループ２４は、有利にはチューブとして形成
された流出管２１の途中に形成されている。ループ２４内には常に（図２に破線
でマーキングした）水柱２３が存在している。この水柱２３は、ループ２４の適
宜な構成において、フィルタケーシング１０内を支配している負圧を、水流出部
１８への負圧の作用で中立化している、つまり補償している。ループ２４の代わ
りに、流出管２１に蛇行状もしくはメアンダ状のループ２５（図２参照）が設け
られてもよい。この場合、流出管２１は２回１８０゜だけ曲げ返される。ループ
２５の高さは、フィルタケーシング１０内の負圧を補償するために、流出管２１
内に常に存在している水柱２３の高さを規定している。

【００１３】 図３に示した実施例では、流出管２１の、流出開口２２とは反対の側の管区分
に、内法の直径、つまり内径の狭幅部２６が設けられている。この狭幅部２６に
基づき、フィルタケーシング１０内の負圧の補償のために必要となる、流出管２
１内の水充填レベルが、走行運転の経過中に初めて自動的に増加される。内燃機
関が停止されている場合ひいては負圧が排除されている場合には、水がフィルタ
ケーシング１０から完全に流出しているので、冬季における水流出部１８の凍結
が回避される。

【００１４】 走行運転中にエアフィルタ内に徐々に水が侵入することによって自動的に増加
される水充填レベルの同様の効果は、図４に示した流出管２１の構成によって達
成される。ここでは、流出管２１の内側管壁が著しい表面粗さ２７を備えてる。

【００１５】 図５に示した、水充填レベルを形成するための手段では、必要となる水充填レ
ベルを走行運転の間に形成するために、吸収性のメカニズムが使用される。ここ
では、この手段は、流出管２１を塞いでいる吸収性の材料２８によって実現され
る。このような吸収性の材料２８はスポンジまたは繊維灯芯であってよい。

【００１６】 図２〜図５に示した全ての実施例では、流出管２１がチューブとして形成され
てよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】 内燃機関の吸込み空気ポートのためのエアフィルタの縦断面図である。

【図２】 図１に示したエアフィルタの下方の領域の側面図を第２実施例により部分的に
示す図である。

【図３】 図１に示したエアフィルタの下方の領域の縦断面図を第３実施例により部分的
に示す図である。

【図４】 図１に示したエアフィルタの下方の領域の縦断面図を第４実施例により部分的
に示す図である。

【図５】 図１に示したエアフィルタの下方の領域の縦断面図を第５実施例により部分的
に示す図である。

【符号の説明】

１０ フィルタケーシング、 １１ 空気入口、 １２ 空気出口、 １３
フィルタマット、 １４ 空気吸込み管片、 １５ 接続管片、 １６ ケーシ
ング室、 １７ ケーシング室、 １８ 水流出部、 １９ 水分離器、 ２０
領域、 ２１ 流出管、 ２２ 流出開口、 ２３ 水柱、 ２４ ループ、
２５ ループ、 ２６ 狭幅部、 ２７ 表面粗さ、 ２８ 材料、 １０１
ケーシング底部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ヴァルデマール ギュンター ドイツ連邦共和国 ビーティヒハイム−ビ ッシンゲン グリューンヴィーゼンシュト ラーセ 84

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 自動車の内燃機関のための吸込み空気を濾過するためのエア
   フィルタであって、フィルタケーシング（１０）が設けられており、該フィルタ
   ケーシング（１０）が、吸込み管片（１４）に接続された空気入口（１１）と、
   内燃機関の吸気管に接続可能な空気出口（１２）と、ケーシング底部（１０１）
   に配置された少なくとも１つの水流出部（１８）とを有しており、さらに、フィ
   ルタケーシング（１０）内で空気入口（１１）と空気出口（１２）との間に配置
   された、交換可能なフィルタマット（１３）が設けられている形式のものにおい
   て、フィルタケーシング（１０）内でフィルタマット（１３）の上流側に水分離
   器（１９）が配置されており、フィルタケーシング（１０）内で水流出部（１８
   ）に作用する負圧を補償するような高さの水充填レベルを水流出部（１８）内に
   形成する手段が、少なくとも１つの水流出部（１８）に設けられていることを特
   徴とする、自動車の内燃機関のための吸込み空気を濾過するためのエアフィルタ
   。
2. 【請求項２】 水充填レベルを形成するための手段が、フィルタケーシング
   （１０）に設けられた流出開口（２２）から続く流出管（２１）を有しており、
   該流出管（２１）の途中にループ（２４）または蛇行状のループ（２５）が形成
   されている、請求項１記載のエアフィルタ。
3. 【請求項３】 水充填レベルを形成するための手段が、フィルタケーシング
   （１０）に設けられた流出開口（２２）から続く流出管（２１）を有しており、
   該流出管（２１）が、流出開口（２２）とは反対の側の管区分に、流出管（２１
   ）の内法の直径の狭幅部（２６）を有している、請求項１記載のエアフィルタ。
4. 【請求項４】 水充填レベルを形成するための手段が、フィルタケーシング
   （１０）に設けられた流出開口（２２）から続く流出管（２１）を有しており、
   該流出管（２１）が、内面に大きな表面粗さ（２７）を有している、請求項１記
   載のエアフィルタ。
5. 【請求項５】 水充填レベルを形成するための手段が、フィルタケーシング
   （１０）に設けられた流出開口（２２）から続く流出管（２１）を有しており、
   該流出管（２１）がその中空の内部で、吸収性の材料（２８）によって塞がれて
   いる、請求項１記載のエアフィルタ。
6. 【請求項６】 吸収性の材料（２８）として、スポンジまたは繊維灯心が使
   用されている、請求項５記載のエアフィルタ。
7. 【請求項７】 流出管（２１）が、チューブとして形成されている、請求項
   ２から６のいずれか１項記載のエアフィルタ。
8. 【請求項８】 水分離器（１９）が、フィルタケーシング（１０）の空気入
   口（１１）の軸線に対して傾けられて鋭角を成して配置されており、フィルタケ
   ーシング（１０）の、フィルタマット（１３）の下方に位置する内室（１６）か
   ら手前の領域（２０）が分割されており、該領域（２０）に、空気入口（１１）
   と水流出部（１８）とが配置されている、請求項１から７のいずれか１項記載の
   エアフィルタ。
9. 【請求項９】 水分離器（１９）が、有利には腐食しない編成金属から成る
   格子として形成されている、請求項１から８のいずれか１項記載のエアフィルタ
   。
10. 【請求項１０】 格子メッシュまたは格子ハニカムが、約０．８×１．６ｍ
    ｍのサイズを有している、請求項９記載のエアフィルタ。