JP4790799B2 - フィルタハウジングを備えたフィルタ装置 - Google Patents

Description

本発明は請求項１の前段部分によるフィルタハウジングを備えたフィルタ装置に関する。

特許文献１（ＥＰ １ ３６４ ６９５ Ａ１）には、内燃機関の吸気部分に配置して燃焼用空気をろ過するためのエアフィルタ装置が開示されている。エアフィルタ装置はフィルタハウジングに半径方向に挿入されて被ろ過燃焼用空気が軸方向に通過するフィルタカートリッジを備える。フィルタカートリッジはフィルタエレメントを収納するキャリアハウジングを備える。フィルタカートリッジを挿入・取り外しするために回動可能なブラケットをキャリアハウジングに設けてフィルタカートリッジの取り付けや交換の際の操作を容易にしている。

フィルタカートリッジを挿入する時にはフィルタカートリッジがフィルタハウジングに支障なく配置されるよう注意を払わなければならない。このために通常挿入されたフィルタカートリッジをフィルタハウジングにしっかりと固定するための固定手段が設けられる。例えばフィルタカートリッジを挿入した後にハウジング蓋をフィルタハウジングに載せてフィルタカートリッジの固定を行う。その他の例では、クランプ器具をフィルタハウジングに設けてフィルタカートリッジを挿入後に固定する。
ＥＰ １ ３６４ ６９５ Ａ１

本発明の目的は、最小限のコストでフィルタエレメントをフィルタハウジングに固定可能とする簡単な構造のフィルタ装置を提供することである。

この課題は請求項１の特徴を有する発明（キャリアハウジング（１０）に収納されるフィルタエレメント（９）を有するフィルタハウジングを備える前記キャリアハウジング（１０）は、前記フィルタハウジング（２）の収納空間（１１）に挿入且つ固定可能であり、前記キャリアハウジング（１０）にはブラケット（１２）が配置されたフィルタ装置において、前記ブラケット（１２）はヒンジ機構（１５）によって固定位置と開放位置の間を回動可能に、前記キャリアハウジング（１０）に固定されて、前記固定位置においては前記ブラケット（１２）のクランプ部が、前記フィルタハウジングの段部（１９）と前記キャリアハウジング（１０）の段部（１６）で挟まれてそれぞれ係合支持されることで、前記フィルタハウジング（２）と前記キャリアハウジング（１０）とが固定されることを特徴とするフィルタ装置）により解決される。従属項（前記クランプ部は前記ヒンジ機構（１５）の一部であるブラケットシュー（１４）として形成して、該ブラケットシュー（１４）により前記ブラケット（１２）が前記キャリアハウジング（１０）に回動可能に固定され、好ましくは前記ブラケットシュー（１４）は略長方形で固定位置において短辺が前記キャリアハウジング（１０）の段部（１６）及びフィルタハウジング（２）の段部（１９）でそれぞれ支持され、更に望ましくは前記ブラケットシュー（１４）の長手軸（５）はブラケット（１２）の軸に対して９０°未満の角度（α）を持って配置され、更に前記角度（α）は約７０°である。又前記キャリアハウジング（１０）の段部（１６）はキャリアハウジング周面に環状に延びる環状段部（１６）として形成されており、好ましくは強化リブが前記環状段部（１６）に設けられている。更に前記ヒンジ機構（１５）は支軸ピン（１７）が突出するヒンジ受け部（１８）を備えてヒンジ受け部（１８）は遊びをもって支軸ピン（１７）に嵌合されている。更に又前記フィルタハウジング（２）、キャリアハウジング（１０）及び／又はブラケット（１２）はそれぞれ射出成形プラスチック部品として構成される構成）は好ましい実施例を示す。

ブラケットをヒンジ機構によってキャリアハウジングに回動可能に固定して、固定位置と開放位置との間を移動可能とする。固定位置においてはブラケットのクランプ部がフィルタハウジングの段部とキャリアハウジングの段部の間に挟まれるので、固定位置にある時ブラケットが自己固定状態となりキャリアハウジングがフィルタハウジングに固定されることになる。フィルタエレメントはキャリアハウジングに収納して、共にフィルタカートリッジを形成する。キャリアハウジングをフィルタハウジングに固定することによりフィルタエレメントも自動的に固定される。

フィルタカートリッジ（フィルタエレメントを収納したキャリアハウジングをフィルタカートリッジという）を取り外す時にはブラケットを開放位置に回動させるだけでブラケットのクランプ部が自己固定位置を離れて全体として固定位置から開放される。開放位置になった後にフィルタハウジングの収納空間からフィルタカートリッジをブラケットによって外す。

この実施例ではいくつかの利点がある。１つは、フィルタカートリッジをフィルタハウジングに固定する追加部材が不要という点である。その代わりに、キャリアハウジングに回動可能に設けられたブラケットが２つの機能を果たして使用される。１つがフィルタハウジングへの挿入や取り外しをするための支持機能でありもう１つが固定位置における固定機能である。固定位置と（取り外し若しくは交換するための）開放位置（クランプ位置）の間でブラケットを移動させるために単純な回動操作が行われる。

更なる利点は、固定位置においてブラケットがキャリアハウジングの段部とフィルタハウジングの段部とで挟まれる自己固定状態にあるという点である。このブラケットの自己固定は更なる安全対策となり偶発的に意図せず固定位置から開放されないようにできる。

ブラケットの操作によって回動操作が行われるが、ブラケットの上側とヒンジ機構の回動軸との間にスペースがあるのでこのブラケットの操作が比較的高トルクで行われることになり開放位置（クランプ位置）若しくは固定位置への到達や固定位置からの開放が容易に行われる。

好ましい実施例においては、ブラケットのクランプ部はヒンジ機構の構成部材であるブラケットシューとして形成され、このブラケットシューによってブラケットをキャリアハウジングに回動可能に固定する。ブラケットシューは略長方形であることが好ましく、固定位置において長方形の短辺がフィルタハウジング及びキャリアハウジングに設けられた段部で支持される。開放位置では短辺は段部で支持されておらず、ブラケットは制限を受けずに回動する、若しくは少なくとも最小限の力で回動可能となる。短辺は同時にブラケットシューのフラット支持面でもあり、この部分でキャリアハウジング及びフィルタハウジングにおける段部にフラット支持される。

長方形ブラケットシューの短辺から短辺へと延びる長手軸はブラケットの軸に対して９０°未満の角度、具体的には約７０°の位置にあることが好ましい。ブラケットシューとブラケットにこのような角度を持たせた結果、ブラケットが固定位置にあるときに傾斜してキャリアハウジングの外壁に支持されるのでブラケットの上部がキャリアハウジングの上部を突き抜けることはなく固定位置において省スペースな配置ができる。一方開放位置（クランプ位置）においてはブラケットの上部がキャリアハウジングの上部を突き抜ける垂直位置まで回動してブラケットの上部を掴むことが容易になる。ブラケットが垂直位置にあるときブラケットシューは開放位置となる。

更に好ましい実施例では、固定位置においてクランプ部を支持するキャリアハウジングの段部は突出した環状段部として形成されており、更に具体的には１又は複数の強化リブによって補強して、通常比較的柔らかいプラスチック材でできたキャリアハウジングの段部が固定位置におけるクランプ部からの支持力によって曲がらないようにする。

他の好ましい実施例においては、ヒンジ機構に支軸ピンが突出するヒンジ受け部が備えられる。好ましくはこのように接続して支軸ピンがヒンジ受け部に遊び部分を持って受けられるようにして、固定位置ではないときにはブラケットが摩擦を起こさず容易に回動可能とする。また固定位置においては、クランプ部をキャリアハウジングとフィルタハウジングに設けられた段部で支持してブラケットが自己固定状態となる。支軸ピンを支持する必要がなければ支軸ピンが支持力を受けることがないので支軸ピンに高い安定性を要求されない。従って、例えばキャリアハウジングにはブラケットのヒンジ受け部に向けて突出するあまり目立たない支軸ピンを形成すれば足りることになる。

更なる利点及び好ましい実施例は請求項、明細書及び図面から容易に理解される。

ブラケットが回動可能でキャリアハウジングがフィルタハウジング内で固定される位置に回動するようにブラケットが取り付けられたキャリアハウジングを収納するフィルタハウジングに半径方向に挿入可能なフィルタエレメントを備えて被ろ過流体が軸方向に流れるフィルタ装置の斜視図である。 キャリアハウジングとフィルタエレメントを備えてフィルタハウジングの収納空間に挿入可能なフィルタカートリッジの側面図であり、キャリアハウジングのブラケットが固定位置にある状態を示す。 フィルタハウジング内の収納空間をフィルタカートリッジ抜きで示した平面図である。 図２に対応する図面であり、フィルタカートリッジを挿入するフィルタハウジング外側の壁を一部描いたものである。 フィルタカートリッジを挿入した状態のフィルタを上から見た断面図である。

図１には、エアフィルタ装置１が示されており、エアフィルタ装置は内燃機関の吸気部分に取り付けられてモーターの吸気部に供給する前に供給燃焼用空気をろ過する。フィルタ装置１は、フィルタカートリッジを上から半径方向に（図においてカートリッジ軸線と直交する上から下に向かう方向）に挿入できるように上部が開放された収納空間１１を持つフィルタハウジング２を備える。フィルタカートリッジはキャリアハウジング１０とその中のフィルタエレメント９よりなる。取扱いを容易にすると同時にフィルタカートリッジを挿入された状態に固定するためにキャリアハウジング１０にはブラケット１２が回動可能に支持される。

フィルタカートリッジを挿入した後、フィルタハウジング２に適当な固定部材で固定されるハウジング蓋３で収納空間１１を閉じる。フィルタエレメント９及びキャリアハウジング１０を備えたフィルタカートリッジは図の実施例においては略楕円形の断面となる。

フィルタエレメント９はフィルタ装置１の主要フィルタエレメントである。その他にサイクロンセパレータ６として構成されるプレフィルタが上流側に配置され、被ろ過空気が矢印で示す方向に供給される。被ろ過空気は長手軸５方向でフィルタ装置１全体を通り抜ける。サイクロンセパレータ６では、未ろ過気体に含まれるほこりの粒子がサイクロンセパレータ内の遠心力によって外側に運ばれ、プレセパレータハウジングから半径方向外側に延びる開口７を通って除去される。

更に、微粒子フィルタ８がフィルタ出口側のフィルタエレメント９の軸方向下流側に配置される。この微粒子フィルタ８はフィルタ端面に軸方向に取り付けられる外側カバー１３によって閉じる。

プレフィルタ（サイクロンセパレータ６）及び下流側フィルタ（微粒子フィルタ８）はそれぞれ便宜に適った、フィルタハウジング２とは別に構成されるハウジングを備え、取り付け位置においてフィルタハウジング２と接続する。

ブラケット１２にはクランプ部として機能するブラケットシュー１４が形成されブラケットと一体となっている。このブラケットシューは略長方形である。またブラケットシュー１４には、キャリアハウジング１０の壁面を突き抜けて半径方向外側に突出して形成される支軸ピンと突出する支軸ピンを受けるブラケットシュー中のピン受け部とで構成されるヒンジ機構１５が設けられる。ブラケット１２はピンを中心に固定位置と開放位置の間を回動し、開放位置ではフィルタカートリッジを収納空間１１に挿入・取り外し可能であり、固定位置では挿入したフィルタカートリッジをフィルタハウジング２内に固定することができ更にブラケット１２も自己固定される。ブラケット１２が固定位置で固定されている時はブラケットシュー１４の向かい合う短辺がキャリアハウジング１２及びフィルタハウジング２の段差部分で支持される。キャリアハウジング１０の段差部分とはキャリアハウジングの端側周面を周方向に延在して環設される環状段部１６を示す。

図２に示すように、ヒンジ機構１５はキャリアハウジング１０と一体形成されるピン１７よりも直径が大きいヒンジ受け部１８を備える。このようにブラケット１２の動きには遊びを持たせているので摩擦なしで回動可能となる。支軸ピン１７はヒンジ受け部１８に偏心して配置されている。

図２はブラケットシュー１４が固定位置にある状態を示し、略長方形をしたブラケット短辺の前側が環状段部１６で係合支持されており、後側がフィルタハウジング２の図解して描かれた段部１９で係合支持されている。係合固定位置においてはブラケットシュー１４が段部１９と環状段部１６で挟まれて固定されている。環状段部１６はブラケットシュー１４からのクランプ力による変形を防止するために強化リブが複数箇所に設けられている。

このように構成することで、ブラケットシュー１４は固定位置においてキャリアハウジング１０の段部とフィルタハウジング２の段部によって係合支持されることになる。そのようにしてブラケットシューは自動的に固定され自己固定状態となる。更にフィルタハウジング１０及びフィルタハウジング２内の収納空間に収納されるフィルタエレメントを備えたフィルタカートリッジ全体はフロントカバー１３に向かって軸方向前方に移動し、その移動した位置でフィルタカートリッジの構成部材、特に周方向に延びる環状段部１６がフィルタハウジング２で支持されて収納空間に固定されている。環状段部１６とフィルタハウジング２の段部１９で支持されることでヒンジ機構１５は固定する力やクランプ力から開放される。支軸ピン１７はクランプ力の影響を受けることはない。

また図２に示すように、角度αは、９０°よりも小さく具体的には約７０°であり、略長方形のブラケットシュー短辺の中心を通り図２に示す位置においてはフィルタ装置の長手方向軸５と重なるブラケットシュー１４の長手方向軸とブラケットの側面部における長手方向軸との間で規定される。ブラケット１２の側面ブラケット部の先端はブラケットシュー１４の長辺部分（上面）で終端される。ブラケットシュー１４はブラケット１２の一部として形成されている。ブラケット１２はキャリアハウジング１０の外側に嵌められてキャリアハウジングの外周のおよそ半円に渡って延びており、合計２つのブラケットシューがキャリアハウジングの向かい合う面に同様にキャリアハウジング１０に支軸で回動自在に固定支持して設けられる。

図３はフィルタハウジング２の収納空間１１がフィルタカートリッジを除いて示された平面図である。固定支持位置において挿入されたフィルタカートリッジのブラケットシューを支持する収納空間１１の２側面における段部１９もまた図示されている。さらに、図３においてクランプ器具２１がフィルタハウジング２の上部に示されているが、これによって収納空間１１の開放側に配置される蓋をフィルタハウジングに固定接続させる。

図４に示す図は図２にほぼ対応するが、図４においては収納空間を区切るフィルタハウジング２の壁が一部描かれている。この壁の外側には固定フランジ壁２２を配置して、フィルタ装置１を内燃機関の吸気サイクルに取り付け可能にする。

図５においてはフィルタエレメント９とキャリアハウジング１０を備えたフィルタカートリッジがフィルタハウジング２の収納空間１１に挿入された状態の断面図を示す。固定位置ではブラケットシュー１４の短辺の前側がキャリアハウジング１０の環状段部１６に支持され、後ろ側がフィルタハウジング２の段部１９に支持されている構成が示されている。固定位置でフィルタカートリッジ全体が収納空間１１内で（カートリッジ軸方向）前方に移動して収納空間１１後方部では隙間が残るようにする。前方に移動した固定位置では収納空間１１内のフィルタカートリッジの軸方向の動きを防止できる。

図５でもキャリアハウジング１０の外壁に一体形成された支軸ピン１７が示されている。支軸ピン１７はブラケットシュー１４に形成されたヒンジ受け部で遊びを有して嵌合可能に突設される。

Claims (9)

1. キャリアハウジング（１０）に収納されるフィルタエレメント（９）を有するフィルタハウジングを備える前記キャリアハウジング（１０）は、前記フィルタハウジング（２）の収納空間（１１）に挿入且つ固定可能であり、前記キャリアハウジング（１０）にはブラケット（１２）が配置されたフィルタ装置において、前記ブラケット（１２）はヒンジ機構（１５）によって固定位置と開放位置の間を回動可能に、前記キャリアハウジング（１０）に固定されて、前記固定位置においては前記ブラケット（１２）のクランプ部が、前記フィルタハウジングの段部（１９）と前記キャリアハウジング（１０）の段部（１６）で挟まれてそれぞれ係合支持されることで、前記フィルタハウジング（２）と前記キャリアハウジング（１０）とが固定されることを特徴とするフィルタ装置。
2. 前記クランプ部は前記ヒンジ機構（１５）の一部であるブラケットシュー（１４）として形成して、該ブラケットシュー（１４）により前記ブラケット（１２）が前記キャリアハウジング（１０）に回動可能に固定されることを特徴とする請求項１記載のフィルタ装置。
3. 前記ブラケットシュー（１４）は略長方形で固定位置において短辺が前記キャリアハウジング（１０）の段部（１６）及びフィルタハウジング（２）の段部（１９）でそれぞれ係合支持されることを特徴とする請求項２記載のフィルタ装置。
4. 前記ブラケットシュー（１４）の長手軸（５）はブラケット（１２）の軸に対して９０°未満の角度（α）を持って配置されていることを特徴とする請求項３記載のフィルタ装置。
5. 前記角度（α）は約７０°であることを特徴とする請求項４記載のフィルタ装置。
6. 前記キャリアハウジング（１０）の段部（１６）はキャリアハウジング周面に環状に延びる環状段部（１６）として形成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のフィルタ装置。
7. 強化リブが前記環状段部（１６）に設けられていることを特徴とする請求項６記載のフィルタ装置。
8. 前記ヒンジ機構（１５）は支軸ピン（１７）が突出するヒンジ受け部（１８）を備えてヒンジ受け部（１８）は遊びをもって支軸ピン（１７）に嵌合されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のフィルタ装置。
9. 前記フィルタハウジング（２）、キャリアハウジング（１０）及び／又はブラケット（１２）はそれぞれ射出成形プラスチック部品として構成されることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載のフィルタ装置。

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