JP5128667B2 - フィルタ装置 - Google Patents

Description

本発明は、請求項１の前提部分記載のフィルタ装置であって、具体的には交換可能な状態でフィルタハウジング内に設置されるフィルタエレメント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、内燃機関の吸気機構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であって、該エアフィルタ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装置が開示されている。
前記フィルタ装置に用いるフィルタハウジングはハウジング蓋によって閉鎖され、該ハウジング蓋は載置後、締結部材によってフィルタハウジングに固定される。ハウジング蓋はフィルタハウジングの周側面に配置される為、該ハウジング蓋を取り外した状態において、フィルタハウジング半径方向にフィルタカートリッジを挿入・取り外しすることが可能となっている。
フィルタカートリッジの挿入・取り外しを容易にする為、フィルタエレメントはキャリアハウジング内に確実に収納される。さらに該キャリアハウジングが備えるブラケットによりフィルタカートリッジの取り扱いが容易となっている。

ＥＰ １ ３６４ ６９５ Ａ１

本発明の目的は、前記先行技術に更なる改良を加えて、一層、フィルタエレメントがフィルタハウジングに容易に挿入あるいはフィルタハウジングから容易に取り出し可能である簡単な構造のフィルタエレメントを備えた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（交換可能な状態でフィルタハウジング内に設置される、楕円柱を含む円柱形状のフィルタエレメントを備え、前記フィルタハウジングのフィルタエレメント軸方向上側はハウジング蓋によって閉蓋されるフィルタ装置であって、前記フィルタエレメントの軸方向上部に、該フィルタエレメントと前記ハウジング蓋を連結させる一の係止部と他の係止部からなる一組の係止部を具え、前記一の係止部は前記フィルタエレメント側に、前記他の係止部は前記ハウジング蓋側に夫々設けられ、該一の係止部と該他の係止部とを前記フィルタエレメントの軸方向上部に位置する固定位置で互いに係合可能に構成するとともに、前記フィルタハウジングの上端側を、前記フィルタエレメント及び前記ハウジング蓋からなるモジュールに収容する差込溝を前記一の係止部に設け、前記一組の係止部のうち一方の係止部を、前記フィルタエレメントの軸方向に沿って前記固定位置まで移動させ、さらに前記固定位置にて前記一方の係止部を前記フィルタエレメントの半径方向に移動させることにより、前記一組の係止部同士を前記固定位置にて係合させ、前記フィルタエレメント及び前記ハウジング蓋からなるモジュールが組み立てられ、該モジュールに前記フィルタハウジングが挿入され、前記フィルタハウジングが前記差込溝に収容されている範囲であるフィルタハウジング上端部によって、前記一方の係止部が前記固定位置に位置保持されていることを特徴とするフィルタ装置）を有する発明によって達成される。続く従属項はさらなる好ましい実施例を示す。

本発明のフィルタ装置において、フィルタエレメント及びハウジング蓋の各々の対応する固定位置で係合可能な一組の係止部、好ましくは固定位置で互いに係合可能な一の係止部と他の係止部からなる一組の係止部であって、該一組の係止部が前記固定位置と前記解放位置の間を、該固定位置から解放位置方向に向けて若しくは解放位置から固定位置方向に向けて（フィルタエレメント及びハウジング蓋に夫々設けた対応する一組の係止部がフィルタエレメントの軸方向と半径方向に）移動することにより、フィルタエレメントとハウジング蓋が確実に連結される。該対応する一組の係止部が解放位置に移動すると、フィルタエレメントはハウジング蓋から離脱する。

本実施例によると、フィルタハウジングの収納空間外において事前にフィルタエレメント及びハウジング蓋からなるモジュールが組み立てられ、該モジュールにフィルタハウジングを挿入することが可能になる。フィルタ装置の通常稼働時において、フィルタエレメントとハウジング蓋の係止状態は保持される。
フィルタハウジングからフィルタエレメントを取り出すには、フィルタエレメントが係止されたハウジング蓋を引き上げれば良い。すなわち該ハウジング蓋の取り外しとフィルタエレメントの取り出しは、一回の作業に集約される。したがってフィルタエレメントの取付け・取り外しを従来より速やかかつ容易に行うことが出来る。

フィルタエレメントとハウジング蓋を固定する係止部は、ハウジング蓋とフィルタハウジングを固定する締結部材あるいは固定装置とは基本的に別個に形成される。しかしながら、フィルタエレメントとハウジング蓋の係止部を援用し、該係止部にてハウジング蓋をフィルタハウジングに固定するのもまた効果的である。

さらなる好ましい実施例として、少なくとも一つの係止部、すなわちフィルタエレメントにおける一の係止部（フラップ）及びハウジング蓋における他の係止部（係止受部）のうちいずれか一方か、あるいはその両方が、フィルタ装置の設置状態においてフィルタハウジング上に支持される為、該フィルタハウジングによって固定位置から逸脱しないように保持される。この構造により、フィルタ装置は設置時において、ハウジング蓋から意図に反して偶発的に開放されることがなく、稼働中にわたりハウジング蓋との係止状態を維持することが出来る。
その結果、次回フィルタエレメントをハウジングから取り出す際に、ハウジングから蓋を外して取り出すだけで、同時にフィルタエレメントもフィルタハウジング内の収納空間から取り出すことが出来る。
さらに、振動あるいは衝撃等が加わってもハウジング蓋とフィルタエレメントの係止が偶発的に外れることはない。

上記の固定状態は、次のような実施例によって効率よく実現される。フィルタハウジングにおける上端側の周縁部は、差込溝に導かれ、該差込溝は半径方向を一の係止部（フラップ）によって画定される。
一の係止部は例としてフラップ形状に形成され、該フラップはフィルタエレメント上に、特にフィルタエレメントの半径方向に突出するキャリアリング上に配置される。前記フラップは固定位置において、ハウジング蓋の周縁に配置された係止受部に嵌入される。さらにフラップの半径方向内側に位置する前記差込溝に、ハウジング上端側の周縁部を軸方向に没入することにより、フラップが半径方向に移動するのを防ぎ、したがってフラップが誤って開放位置に移動するのを防ぐことが出来る。
開蓋状態において、すなわちハウジング蓋及びフィルタエレメントがフィルタハウジングから取り外された状態において初めて、フラップは開放位置に向かって半径方向内側に押圧可能となり、したがってハウジング蓋とフィルタエレメントは軸方向に互いに相反する方向に滑動可能になる。前記開蓋状態においては、フィルタハウジングは差込溝に没入しておらず、フラップが固定位置から開放位置へ移動するのを妨げる障害が無い為、前記滑動は支障なく行われる。

一方で、フラップをフィルタエレメント上あるいはフィルタエレメントのキャリアリング上に設置せず、ハウジング蓋の方に設置し、対応する係止受部として形成された一組の係止部の他方（他の係止部）をフィルタエレメント上に設置することで、固定位置においてフラップを係止受部に嵌合することも基本的に可能である。

キャリアリングはフィルタエレメントの周縁部に確実に連結するように設置され、前記キャリアリング上には前記一組の係止部のうち一方（他の係止部）が配置される。
フィルタエレメントの上端側に配置されたキャリアリングがフィルタハウジング内部に収容可能となるように、キャリアリングはフィルタハウジングよりも小さい外径を有する。
キャリアリングと該キャリアリングの外側に設置される係止部との間には、フィルタハウジングの差し込みのための円弧状周溝空間が形成される。

ハウジング蓋はフィルタエレメントを収納する空間を限定するだけでなく、さらなる機能を持つ。すなわちハウジング蓋にプレフィルタを収納することにより、被ろ過流体はまず該プレフィルタに導かれ、その後フィルタハウジング内部のフィルタエレメントに流入し、該フィルタエレメントがメインフィルタとして機能する。
本実施例において、プレフィルタとメインフィルタは被ろ過流体の流路途上に軸方向に連続した状態で設置される。

本発明のフィルタ装置はガス状流体の浄化、特に内燃機関における燃焼用空気のろ過だけでなく、燃料あるいはオイルなどの液体のろ過にも用いることが出来る。

本発明の更なる利点及び好ましい実施例は請求項、明細書及び以下の図面から容易に理解可能である。

以上記載した如く本発明によればハウジング蓋の取り外しとフィルタエレメントの取り出しは、一回の作業に集約されるため、前記先行技術に比較してフィルタエレメントの取付け・取り外しを従来より速やかかつ容易に行うことが出来る。

本発明の第１実施形態に係る軸方向に流体を流過させるフィルタ装置の斜視図である。 固定位置に嵌入前の係止部の範囲における、ハウジング蓋及びフィルタエレメントの図１の拡大断面図である。 嵌合状態にあるフィルタエレメントとハウジング蓋を設置したフィルタハウジングの図１の斜視図であり、該フィルタハウジングは破線で略示される。 固定位置に嵌入後の係止部の範囲における、ハウジング蓋及びフィルタエレメントの図３の拡大断面図である。 本発明の第２実施形態に係るフィルタエレメント及びプレフィルタを収納したハウジング蓋を備えたフィルタ装置の斜視図であり、図１と異なるさらなる実施形態としてフィルタエレメント及びハウジング蓋を外側において連結する係止部を備えている。 図５におけるＶＩ部の拡大詳細図である。 嵌合状態にあるフィルタエレメントとハウジング蓋の図５の側面図である。 開放位置にある図５の係止部の断面図である。 図８に対応する固定位置にある係止部の断面図である。

図中において、同一構成部材には同一の符号を付することとする。

（第１実施形態）
図１に示すフィルタ装置１は、特に内燃機関の吸気機構部分に配置して流入した燃焼用空気をろ過するためのエアフィルタとして構成されるフィルタ装置の斜視図であり、該フィルタ装置はハウジング蓋３及び楕円状断面を持つフィルタエレメント２からなる。前記ハウジング蓋３にはプレセパレータ４が蓋上面側に収納され、前記フィルタエレメント２上にはキャリアリング５が配置される。該キャリアリング５は、ハウジング蓋３上の対応する係止受部７に嵌入される係止部（一組の係止部）として構成されるフラップ６を支持する。
フィルタ装置１はフィルタエレメント２を備え、該フィルタエレメント２は楕円状断面を有し、被ろ過燃焼用空気を軸方向に通過させる。
フィルタ装置１はさらにハウジング蓋３を備え、該ハウジング蓋３はサイクロン型プレセパレータとして形成されるプレフィルタ４を収納する。
プレフィルタ４はフィルタエレメント２の軸方向上部に配置されるため、流体中の粗大な塵埃片はまずプレフィルタ４によって分離され、その後流体が主要なフィルタエレメント２に流入する。

図１において、フィルタエレメント２はハウジング蓋３から分離した状態で示されている。装着の手順としては、まずフィルタエレメント２とハウジング蓋３を連結し、その後事前に組み立てた該フィルタエレメント２及びハウジング蓋３からなるモジュールを、フィルタハウジング９に挿入する。

フィルタエレメント２とハウジング蓋３は、一組の係止部（６、７）からなる係止部（例えば係止部は周方向に２つある。）によって連結される。本実施形態においては、該係止部はフィルタエレメント２に接続したキャリアリング５上に設置されるフラップ６、及びハウジング蓋３に穿設される係止受部７として構成される。
キャリアリング５は、ハウジング蓋３との境界をなすフィルタエレメント２の上端部表面を包囲する。キャリアリング５は、フィルタエレメント２が挿入されるフィルタハウジングよりも小さい外径を有することが望ましい。

図２からは以下の内容が理解可能である。キャリアリング５と一体化した同一部材として形成されるフラップ６は、差込溝８を周方向に、空間的に画定する。該差込溝８はキャリアリング５の外周表面と、フラップ６の内壁との間に形成され、該フラップ６は静止状態（フラップ６がフィルタエレメントの半径方向中心側に傾動していない図２の状態）において、おおよそ軸方向に、すなわちフィルタエレメント２の外周表面と平行に延設される。
図２において破線で示すように、差込溝８はフィルタハウジング９の上端部表面を収容する役割を持つ。

図３及び図４では、フィルタエレメント２及びハウジング蓋３を締結あるいは嵌合された状態で備えたフィルタ装置１を示す。
固定位置において、フラップ６はハウジング蓋３における係止受部７に嵌合している。また、フィルタエレメント２及びハウジング蓋３の周方向の反対側にもフラップ６及び対応する係止受部７を形成するのが好ましい。
フラップ６は自己弾性を持つ為、固定位置において確実に留まる。フラップ６の該固定位置は、図２において、及び図４においては斜線で示す位置に、すなわち軸方向あるいはフィルタエレメント２の外周表面と平行な位置に区画されて表される。
図４においてフラップ６の開放位置は破線で示され、該開放位置までフラップ６は半径方向内側に、差込溝８の方向に傾動するように押圧可能となっている。開放位置まで押圧することによりフラップ６が係止受部７から開放され、フィルタエレメント２がハウジング蓋３から軸方向に離脱可能となるまでフラップ６の押圧を続ける。
尚、フラップ６は係止受部７に到達後、自己弾性によって固定位置で図4のハッチング位置に弾性復帰する。

フラップ６を固定位置から開放位置へと移動するには、フィルタハウジング９と差込溝８の没入状態を解消する必要がある。図４に示すように、フィルタハウジング９の上端側が差込溝８に没入した状態では、フラップ６を開放位置に移動することは出来ない。

（第２実施形態）
図５から図９において、フィルタ装置１のさらなる実施形態（第２実施形態）を示す。
先ず図５はフィルタエレメント２及びプレフィルタ４を収納したハウジング蓋３を備えたフィルタ装置の斜視図であり、フィルタエレメント２及びハウジング蓋３を外側において連結して、固定位置で係合可能な一組の係止部６、７を備える。
フィルタ装置１は基本的に前記した第１の実施形態と同様に形成されるため、該第１の実施形態に対する詳細な説明を参照することが出来る。
相違する点は、フィルタエレメント２とハウジング蓋３とを連結する一組の係止部６、７である。
一組の係止部６、７がフラップ６及び係止受部７から構成される点は同じだが、該フラップ６は、フィルタエレメント２に接触状態で対面するハウジング蓋３の外周縁に設置される。
フラップ６はハウジング蓋３の被覆部と一体化して形成され、該フラップ６は円周方向に傾斜部を跨いで延設される係止片６ａからなる。該係止片６ａの一方の端部はハウジング蓋３と一体化して形成されるが、他方の端部はハウジング蓋３とは接合していない自由端である。フラップ６における該ハウジング蓋に接合していない方の自由端部の外表面には、該外表面と一体化し半径方向外側に向かって突出するつまみ６ｂが形成される。
フラップ６の半径方向内側（図８、図９にて図示）には、（上端に傾斜角部を有する）係止角部６ｃが形成される。該係止角部６ｃは固定状態において、フィルタエレメント２に確実に連結したキャリアリング５の半径方向外側に凹設させた係止受部７に嵌合する。
係止受部７は係止角部６ｃと嵌合する係止肩として形成され、該係止受部によって係止角部６ｃとキャリアリング５とが軸方向において形状的に（凹凸嵌合によって）接続される。
前記フィルタハウジング（９）における上端側を収容する差込溝（８）は前記キャリアリング（５）によって周方向に、空間的に画定されている点は第１実施形態と同一である。

１ フィルタ装置
２ フィルタエレメント
３ ハウジング蓋
４ プレフィルタ
５ キャリアリング
６ 一の係止部（フラップ）
７ 他の係止部（係止受部）
８ 差込溝
９ フィルタハウジング

Claims (9)

1. 交換可能な状態でフィルタハウジング（９）内に設置される、楕円柱を含む円柱形状のフィルタエレメント（２）を備え、前記フィルタハウジング（９）のフィルタエレメント（２）軸方向上側はハウジング蓋（３）によって閉蓋されるフィルタ装置（１）であって、
   前記フィルタエレメント（２）の軸方向上部に、該フィルタエレメント（２）と前記ハウジング蓋（３）を連結させる一の係止部（６）と他の係止部（７）からなる一組の係止部（６、７）を具え、
   前記一の係止部（６）は前記フィルタエレメント（２）側に、前記他の係止部（７）は前記ハウジング蓋（３）側に夫々設けられ、該一の係止部（６）と該他の係止部（７）とを前記フィルタエレメント（２）の軸方向上部に位置する固定位置で互いに係合可能に構成するとともに、
   前記フィルタハウジング（９）の上端側を、前記フィルタエレメント（２）及び前記ハウジング蓋（３）からなるモジュールに収容する差込溝（８）を前記一の係止部（６）に設け、
   前記一組の係止部（６、７）のうち一方の係止部を、前記フィルタエレメント（２）の軸方向に沿って前記固定位置まで移動させ、
   さらに前記固定位置にて前記一方の係止部を前記フィルタエレメント（２）の半径方向に移動させることにより、
   前記一組の係止部（６、７）同士を前記固定位置にて係合させ、前記フィルタエレメント（２）及び前記ハウジング蓋（３）からなるモジュールが組み立てられ、
   該モジュールに前記フィルタハウジング（９）が挿入され、
   前記フィルタハウジング（９）が前記差込溝（８）に収容されている範囲であるフィルタハウジング（９）上端部によって、前記一方の係止部が前記固定位置に位置保持されていることを特徴とするフィルタ装置。
2. 前記一組の係止部（６、７）のうち、前記一方の係止部のフィルタエレメント（２）半径方向への移動により、前記一組の係止部（６、７）のうち、一方の係止部が、前記固定位置から該一組の係止部（６、７）同士の係合が開放される開放位置へ移動、若しくは前記開放位置から前記固定位置へ移動することを特徴とする請求項１に記載のフィルタ装置。
3. 前記フィルタエレメント（２）側に設けた前記一の係止部（６）が、前記フィルタエレメント（２）を包囲するキャリアリング（５）上に設置されることを特徴とする請求項１あるいは２いずれか１に記載のフィルタ装置。
4. 前記キャリアリング（５）が前記フィルタハウジング（９）よりも小さい外径を有することを特徴とする請求項３に記載のフィルタ装置。
5. 前記一組の係止部（６、７）のうち他方を係止受部（７）として、一方を対応する該係止受部（７）に嵌入するフラップ（６）として形成することを特徴とする請求項１乃至４いずれか１に記載のフィルタ装置。
6. 前記差込溝（８）に収容された前記フラップ（６）が自己弾性により前記固定位置に確実に留まることを特徴とする請求項５に記載のフィルタ装置。
7. 前記係止受部（７）として前記ハウジング蓋（３）に設置された前記他の係止部と、前記フラップ（６）として前記フィルタエレメント（２）を包囲するキャリアリング（５）上に設置された前記一の係止部とをそなえ、
   前記フィルタハウジング（９）の上端側を収容する差込溝（８）が、前記キャリアリング（５）と、該キャリアリング（５）上に設置された前記一の係止部（６）とによって周方向に、空間的に画定して形成されていることを特徴とする請求項５あるいは６いずれか１に記載のフィルタ装置。
8. 前記一の係止部を前記フラップ（６）として前記ハウジング蓋（３）上に形成し、前記他の係止部を前記係止受部（７）として前記フィルタエレメント（２）の前記キャリアリング（５）上に形成する場合において、
   前記フィルタハウジング（９）における上端側を収容する前記差込溝（８）が前記キャリアリング（５）によって周方向に、空間的に画定されていることを特徴とする請求項３乃至５あるいは６のいずれか１に記載のフィルタ装置。
9. 前記ハウジング蓋（３）にプレフィルタ（４）が収納されることを特徴とする請求項１乃至８いずれか１に記載のフィルタ装置。

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