JP2015533993A - インタフェースエアフィルタ及びアセンブリ - Google Patents

Abstract

内燃機関用インタフェースエアフィルタおよびアセンブリが開示されている。該アセンブリは、吸気口および開口部を有するハウジングを備える。閉口端部および開口端部を有するエアフィルタと、径違い継手と、を備えるエアフィルタアセンブリが配置されている。径違い継手は、外周および外面を有する第１係合部材を設けた第１端部と、該第１係合部材の外周よりも小径の外周を有する第２係合部材を設けた第２端部を備え、該第２係合部材が内面を有する。径違い継手の第１端部が、エアフィルタの開口端部に取付けられてなる。エアフィルタアセンブリがハウジングと接触して、エアフィルタがハウジング内にあり、第１係合部材が該ハウジングの外面に係合している。第２係合部材の内面が吸気管の外面に接触可能であることにより、空気がハウジングを通過してからエアフィルタおよび吸気管内を通過可能である。【選択図】なし

Description

本発明は、概して、内燃機関で使用するためのエアフィルタ用インタフェース及びハウジングに関する。

従来、エアフィルタの主なタスクは、内燃機関に通常入り得る粒子状物質の量を減少させることにあった。
たとえ微細な研磨粒子であっても、高価な修理を要する著しい損傷を内燃機関にもたらす可能性がある。

実際に、フィルタリングされていない空気は、多くの場合、捕捉可能な粒子のサイズに応じて選択された材料からなるフィルタを通過するよう導かれる。そして、フィルタを出てきた空気がエンジンへと導かれる。

フィルタには多くの種類がある。そのいくつかはドライフィルタであり、また他のいくつかは、粒子を吸収するようオイルが使用されたフィルタである。フィルタの形状もまた、フィルタのサイズに影響を与えることなく該フィルタの表面積を増すよう様々なものがある。

しかしながら、これらすべての開発において、通常、フィルタは内燃機関に近接する位置に配置されてきた。従って、フィルタに入る空気が車両のエンジンコンパートメントに向けられることになるが、エンジンが副生成物として放出する熱によって、吸気が外気よりも高温になっていた。

吸気がエンジンコンパートメント内の温度よりも低温である場合、エンジン効率が増すことが分かった。この現象は、理想気体の状態方程式を適用することによって確かめられてきた。

方程式によると、温度と気体の体積は直接的に関連している。温度が低下すると、空気密度の増加をもたらす空気の容積が減少する。

内燃機関に関しては、空気密度の増加により、炭化水素燃料と結合する酸素の提供量が増加するためより効率的に燃やすことができる。

吸気温度を低下させるための様々なアプローチがなされてきたが、フィルタシステムがエンジンと近接した関係にあるが故にそれは困難であった。

あるアプローチは、エアフィルタアセンブリを、エンジン区画の残りの部分から分離するものであった。この方法は、通常、エアフィルタの周囲を壁や箱型の筺体でバリアして行われていた。図１は、そのような筺体の一例を示している。フィルタ装置１０は、ハウジング１５とフィルタを囲うカバー２９とを備えている。空気は、吸気口２０を通ってハウジングに流れ込みフィルタにかけられると、該空気はハウジングを通過し、吸気管２５へと導かれてからエンジンへと導かれる。

この構成は、気流を吸気管２５内に収束させる、カバーの一部として組み込まれたチャネル２３を備える場合を例示したものである。他のユニットには、ハウジングの壁やバリアを介して該ハウジング内に延びる管を備えることにより、エアフィルタと接触するに先立ち吸気管と接続しているものもある。これらの構成は、一般的には安価であるが、吸気管およびハウジング間の接続を介した熱伝達を可能にしてしまう。

このアプローチでは、ネジ２７や、筺体を形成するための分離壁のような他の部品を必要とする。さらに、筺体を壁やネジで密封する前に、該筺体内にフィルタを設置しておかなければならないことは明らかである。これには時間および労力がかかり、フィルタシステムの取付けおよび維持作業の効率性を低下させる。

図２は、別の種類のハウジングを用いた、他のアセンブリを示している。このフィルタアセンブリ３０は、ハウジング４０によってエンジン区画から分離してなるフィルタ３５を備えている。このフィルタ３５は、図１に示した例とは異なり完全には囲われていない。図２に示したユニットは、図１に示したシステムのように、フィルタの取付けおよび維持に大した労力を要しない一方で、フィルタをエンジンの熱から効率的に隔離することができない。

この構成では、吸気管４５をハウジング内に延在させて、フィルタ３５と接続させる必要もある。

図３を参照すると、吸気管５０は、接続点６０を介してフィルタ５５に接続している。これは、エアフィルタがハウジング内に配置されたシステムの典型的な構成である。このような配置では、吸気管およびハウジング間の接続が必要となる。

図４には、吸気管およびハウジング間の接続が明記されている。この図では、吸気管６５がハウジング７０を介して延在しいているが、この交点にて熱伝達が許容されてしまう。吸気管６５が接続点７５を介してフィルタ８０に接続されているにも関わらず、熱がアセンブリに伝達されることとなる。

各図からは、吸気管の屈曲部で乱流が生じ、エンジンへの気流効率が低下し得ることも明らかである。

外気をフィルタリングし、吸気管およびハウジング間の熱放散を低減する一方で、取付けおよび維持が簡単である、インタフェースエアフィルタハウジングが求められている。

本開示に従って、内燃機関に用いるインタフェースエアフィルタが提供される。本開示に従うインタフェースエアフィルタは、閉口端部および開口端部を有するエアフィルタと、径違い継手と、を備えている。径違い継手は、外周および外面を有する第１係合部材を設けた第１端部と、該第１係合部材の外周よりも小径の外周を有する第２係合部材を設けた第２端部を備え、前記第２係合部材が内面を有する径違い継手を備え、径違い継手の第１係合部材がエアフィルタの開口端部に取付けられている。

第１係合部材の外面は、ハウジングと接触可能であり、フィルタがハウジング内に存在している。

第２係合部材の内面は、吸気管の外面と接触可能であり、空気は、ハウジングを通過してからエアフィルタおよび吸気管内を通過可能である。

本発明は、一般に、図面を参照して示されている。

ハウジングを密閉した状態の、エアフィルタアセンブリの斜視図である。 ハウジングを開いた状態の、エアフィルタアセンブリの斜視図である。 ハウジングを開いた状態の、他のエアフィルタアセンブリの斜視図である。 ハウジングを開いた状態の、キャニスタ型エアフィルタを有する他のエアフィルタアセンブリの斜視図である。 識別された種々の構成要素を有する、他のエアフィルタアセンブリの斜視図である。 径違い継手の断面図である。

図５は、インタフェースエアフィルタアセンブリの一実施形態を示している。ハウジング８５は、吸気口９０および開口部９５を有している。好適な実施形態において、ハウジングは一体構造である。他の実施形態では、複数の構成要素からなるハウジングを含むこともできる。

インタフェースエアフィルタアセンブリ１００は、閉口端部１０５および開口端部１１５を有するエアフィルタ濾材１０１を備えている。本実施形態では、内燃機関の運転中に、空気が吸気口９０を介してハウジング８５内を通過してから、エアフィルタ１０１を介してフィルタアセンブリ１００内を通過する。

図６は、第１端部１１７を備える、径違い継手１１０を示しいている。径違い継手１１０には、外周１２１および外面１２３を有する、第１係合部材１２０が設けられている。外面１２３は、複数の円周リッジを備え、該リッジによって接触の有効性を高めることができる。径違い継手１１０の第２端部は、外周１２７を有する第２係合部材１２５を備えている。図示するように、第２係合部材の外周１２７は、第１係合部材の外周１２１よりも小径である。

第２係合部材１２５は、内面１５５を有している。径違い継手は、エアフローを可能にするチャネル１６０を備えている。

図５に戻って、径違い継手の第１端部１１５は、エアフィルタ１０１の開口端部１１０と接続している。これは、径違い継手がエアフィルタに永続的に固定された一体構造とすることや、エアフィルタアセンブリを含み得る複数の部品からなる構造とすることができる。

好適な実施形態において、径違い継手は、比較的柔軟な材料から形成される。その材料には、ゴム系の材料またはウレタンを含むことができる。他の実施形態では、径違い継手は、より強固な材料と比較的柔軟な材料とを組み合わせて構成することができる。一実施形態では、プラスチック材料を用いて、第１係合部材を第２係合部材に接続することができる。

図５の実施形態では、クランプ１３０を用いて、第１係合部材をハウジングに固定している。クランプを適用すると、外面１２３がハウジング８５に確実に接触する。

クランプは、第２係合部材１２５を吸気管に固定するのに用いることもできる。

インタフェースエアフィルタをハウジングおよび吸気管に固定するための一手段としてクランプが開示されているが、他の実施形態では、同様の作用を及ぼす、ねじ、スナップまたは他の構造とすることができる。

図６には、径違い継手１１０の断面図が示されている。吸気管１３５は、中空部１４０、ウォール１４５および表面１５０を備えている。表面１５０は、径違い継手１１０の第２係合部材１２５の内面１５５と接触している。内面１５５は、複数の円周リッジを有し、該円周リッジによって、吸気管１３５の表面１５０との接触の有効性を高めることができる。表面１５５は、円周リッジと同様の作用をもたらして吸気管１３５とのさらに気密な嵌合を達成するべく、他の種類の表面性状とすることもできる。

本実施形態では、第２係合部材１２５と第２係合部材１２０とを接続する、胴部１６５を備えている。他の実施形態では、第１および第２係合部材を、それらの間に胴部を必要としない寸法とすることができる。

径違い継手は、気道１６０を備え、該気道１６０によって、フィルタの内側から吸気管内へと空気を通過させることができる。

本発明の実施形態が詳細に記載されているが、種々の修正および／または変形が本発明の範囲または精神から逸脱することなく可能であると理解されたい。この点において、本発明の実施が本明細書の記載に限定されないことに注意する必要である。本発明が意図する目的から逸脱しないことを条件に、他の多くの構成の適用および／または変更を利用することができる。さらに、本発明の一実施形態の一部として図示または記載された特徴は、さらに別の実施形態を提供するために、別の実施形態で使用することができるものであり、当該特徴は、本明細書に記載の実施形態に限定されない。従って、本発明は、そのような実施形態および変形形態のすべてを包含することを意図している。本明細書の開示は、いかなる方法においても、本発明の範囲を制限することを意図していない。

図５は、インタフェースエアフィルタアセンブリの一実施形態を示している。ハウジング８５は、吸気口９０および開口部９５を有している。リム９６は、エアフィルタアセンブリ１００の係合部材１２０の外周１２１を収容可能な内面を備えている。エアフィルタ１０１がハウジングの中に配置されると、クランプ１３０をリム９６の外周に亘って配置することができ、該クランプ１３０によって、リムの内面が、エアフィルタアセンブリ１００の第１係合部材１２０の外周１２１と実質的に気密に接触する。この仕組みが、ハウジングおよびエアフィルタ間の空気漏れの防止を補助する。一実施形態では、リム９６におけるスリット９７によって、リムの内面をクランプ１３０の力のもとに変形させ、エアフィルタアセンブリ１００の第１係合部材１２０の外周１２１と実質的な気密シールを形成することができる。好適な実施形態において、ハウジングは一体構造である。他の実施形態では、複数の構成要素からなるハウジングを含むこともできる。

Claims (10)

1. 内燃機関用インタフェースエアフィルタであって：
   閉口端部および開口端部を有するエアフィルタと；
   外周および外面を有する第１係合部材を設けた第１端部と、該第１係合部材の外周よりも小径の外周を有する第２係合部材を設けた第２端部を備え、前記第２係合部材が内面を有する径違い継手を備え；
   前記径違い継手の第１係合部材が前記エアフィルタの開口端部に取付けられてなり；
   前記第２係合部材の内面が吸気管の外面に接触可能であると共に、前記第１係合部材の外面がハウジングに接触可能であることにより、前記エアフィルタが前記ハウジング内に配置され、かつ、空気が当該ハウジングを通過してから前記エアフィルタおよび前記吸気管内を通過可能である、内燃機関用インタフェースエアフィルタ。
2. 前記第１係合部材を前記第２係合部材に接続する胴部をさらに備える、請求項１に記載の内燃機関用インタフェースエアフィルタ。
3. 内燃機関用インタフェースエアフィルタおよびアセンブリであって：
   吸気口および開口部を有するハウジングと；
   インタフェースエアフィルタを備え、該インタフェースエアフィルタが、
   ・閉口端部および開口端部を有するエアフィルタを備えると共に、
   ・外周および外面を有する第１係合部材を設けた第１端部と、該第１係合部材の外周よりも小径の外周を有する第２係合部材を設けた第２端部を備え、前記第２係合部材が内面を有する径違い継手を備え；
   ・前記第１端部が前記エアフィルタの開口端部に取付けられてなり；
   前記エアフィルタが前記ハウジング内にあり、該ハウジングの開口部内に配設された前記第１係合部材が該ハウジングと実質的に気密に接触してなり；
   前記第２係合部材の内面が、吸気管の外面に対して気密に接触可能であり、空気が、吸気口から前記ハウジングを通過してから前記エアフィルタおよび前記吸気管内を通過可能である、内燃機関用インタフェースエアフィルタおよびアセンブリ。
4. 前記第１係合部材の外面に、前記ハウジングを係合するための複数の円周リッジを配設してなる、請求項３に記載の内燃機関用インタフェースエアフィルタおよびアセンブリ。
5. 前記第２係合部材の内面に複数の円周リッジを備える、請求項３に記載の内燃機関用インタフェースエアフィルタおよびアセンブリ。
6. 前記ハウジングが一体構造として成形された、請求項３に記載の内燃機関用インタフェースエアフィルタおよびアセンブリ。
7. 内燃機関用インタフェースエアフィルタおよびアセンブリであって：
   吸気口および開口部を備えるハウジングと；
   インタフェースエアフィルタを備え、該インタフェースエアフィルタが、
   ・閉口端部および開口端部を有するエアフィルタを備えると共に、
   ・外周および外面を有する第１係合部材を設けた第１端部と、該第１係合部材の外周よりも小径の外周を有する第２係合部材を設けた第２端部を備え、前記第２係合部材が内面を有する径違い継手を備え；
   ・前記径違い継手の第１端部が前記エアフィルタの開口端部に取付けられてなり；
   前記エアフィルタは前記ハウジング内にあり、該ハウジングの開口部内に配設された前記第１係合部材が該ハウジングと実質的に気密に接触してなり；
   前記第１係合部材を前記ハウジングに固定する手段を備え；
   前記第２係合部材の内面が、吸気管の外面に実質的に気密に接触可能であり、空気が、吸気口から前記ハウジングを通過してから前記エアフィルタおよび前記吸気管内を通過可能である、内燃機関用インタフェースエアフィルタおよびアセンブリ。
8. 前記第１係合部材を前記ハウジングに固定する手段がクランプである、請求項７に記載の内燃機関用インタフェースエアフィルタおよびアセンブリ。
9. 内燃機関用インタフェースエアフィルタであって：
   閉口端部および開口端部を備えるエアフィルタと；
   第１係合端部と第２係合端部とを有し、該第１係合端部が前記エアフィルタの前記開口端部に固定される径違い継手と；
   第１係合部材をハウジングに固定する手段と；
   第２係合部材を吸気管に固定する手段と、
   を備える、内燃機関用インタフェースエアフィルタ。
10. 開口端部を有するエアフィルタ、エアフィルタハウジングおよび内燃機関の吸気管に用いられる径違い継手であって：
    前記エアフィルタの開口端部に連結可能な第１係合部材を備え、該第１係合部材は、ハウジングにも連結可能であり、該第１係合部材が前記ハウジングに連結しているとき、前記エアフィルタは該ハウジング内にあり；
    前記吸気管と連結可能な第２係合部材をさらに備え；
    前記内燃機関の運転中に、空気が前記ハウジングに入り、前記フィルタおよび前記径違い継手を通過してから前記吸気管内を通過する、径違い継手。