JP5606530B2 - 内燃エンジン用フィルタ - Google Patents

Description

本発明は、内燃エンジン（内燃機関）用の、特には、車両に取り付けられた内燃エンジン用フィルタに関する。

本発明の特徴は、主には内燃エンジンの吸気に接続されるエアフィルタに適用され得るが、様々な流体用のフィルタ、例えば、排ガス用フィルタ、又は、可燃物用のフィルタにも適用されることができる。

公知のように、エアフィルタは、一般に、濾過されるエア（空気）のための入口、及び、濾過されたエアのための出口が設けられた硬質の外側ケーシング（通常、フィルタボックスと称される）を備えている。車両にて、フィルタボックスは、通常、エンジン室の内部に配置され、エンジン室内部にて、エア入口を、ボンネット又は車両の前方部分に設けられたエア取り入れ口に接続するようになっている第１の導管と、エア出口をエンジンの吸気マニホルドに接続するようになっている第２の導管とに結合されている。

フィルタカートリッジがフィルタボックス内に収容されて、入口から出口へと移動するエアを濾過するようになっている。フィルタカートリッジは、過度の負荷損を生じずに良好な濾過効率レベルを有さなければならず、また、過度に頻繁に交換される必要がないように、非常に高い保持性能を有さなければならない。フィルタカートリッジは、フィルタボックスの幾何学的特徴及び寸法特徴に応じて様々なタイプの構造を有し得る。

詳細には、先行技術は、矩形のシート又は環状体形状の物体として適合されたフィルタ壁部を有するフィルタカートリッジを含む。これらのフィルタ壁部は、濾過面及び保持性能を増大するためにプリーツ状（襞付き）に形成され得る。これらのフィルタカートリッジはかなり大きく、それゆえ、このようなカートリッジを、エンジン室の内部空間の多くを占める扱い難いフィルタボックスの内部に収容しなければならないという欠点を有する。これらのフィルタカートリッジの交換は、さらに、エンジン室内部の広い作業スペースを必要とし、これらのスペースを作業に備えて空けておかなければならない。

管状で且つわずかに円錐状のフィルタ壁部を含むフィルタカートリッジも知られている。これらのフィルタカートリッジは、エンジンの吸気導管の内部に直接挿入されるようになっている。この場合、フィルタボックスは吸気導管の管路により構成される。これらの管状フィルタ壁部は、不織布フェルト、又は、より伝統的なプリーツ状の壁部により実現される。これらの管状フィルタ壁部は、壁部と、壁部が収容されている導管との間の空間が小さいことにより負荷損が増大するという欠点、及び、提供される濾過面が小さいことにより、保持性能（従って、作用寿命も）がかなり限定されるという欠点を有する。

複数の管状フィルタ壁部を含む複数壁部フィルタカートリッジも公知である。これらの管状フィルタ壁部は、平行な列にて位置合わせされて配置され、それにより１つの束を形成している。管状フィルタ壁部は、一端にて連続壁支持フランジにより閉鎖され、他端にて、穴あき支持フランジにより支持されている。穴あき支持フランジには、それぞれのフィルタ壁部のキャビティに個々に位置合わせされている複数の通し穴が設けられている。複数壁部フィルタカートリッジはフィルタボックスの内部に収容され、フィルタボックス内にて、管状フィルタ壁部は、ほぼ、濾過されるエアにより並列に通過される。この実施形態によれば、濾過されるエアは、管状フィルタ壁部を内側から外側に向かって、又は、外側から内側に向かって通過することができる。複数壁部フィルタカートリッジは、負荷損をかなり抑制することを保証するという利点を有する。この複数壁部フィルタカートリッジの欠点は、全体として嵩張り、従って、エンジン室の内部空間の多くを占める大きいフィルタボックスを必要とする不利点を有することである。

本発明の目的は、先行技術における上記の欠点を解決することである。

本発明のさらなる目的は、上記の目的を、簡単、合理的で且つ比較的安価な解決方法の範囲で達成することである。

上記の目的は、独立請求項１に記載されている本発明の特徴により達成される。従属請求項が、本発明の好ましい態様、及び／又は、特に有利な態様を詳細に示す。

本発明は、内燃エンジン用フィルタを提供する。このフィルタは、簡潔に述べると、濾過される流体用の少なくとも入口、及び、濾過された前記流体用の出口が設けられた硬質の外側ケーシングと、前記外側ケーシングの内部に配置されたフィルタカートリッジとを備える。前記フィルタカートリッジは、前記外側ケーシングの前記入口から前記出口に向かって流れる前記流体により通過されるようになっている、互いに平行に配置された複数の管状フィルタ壁部を含む。

本発明において、前記外側ケーシングはポーチを画成するように適合されており、前記ポーチの、前記管状フィルタ壁部の軸に対して垂直な面における横断面が、展開延在線（ｐｒｅｖａｌｅｎｔ ｌｉｎｅ ｏｆ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ）、及び、前記展開延在線よりも短い幅を有する。前記ポーチの内部に、前記管状フィルタ壁部が互いに並んで配置され、前記ポーチの前記展開延在線に沿って単一の列を形成している。実際、単一の管状フィルタ壁部が前記ポーチの前記幅に収容される。その結果として、選択される厚さは非常に小さくされることができ、車両のエンジン室内の有用な空間をより効率的且つ合理的に占めるスリムな外側ケーシングが得られる。前記ポーチの前記展開延在線は、任意の形状であってよく、例えば、真直な線、カーブした線、又は、分割された線であり得る。

前記展開延在線が真直の場合、前記フィルタの前記外側ケーシングは、高さが低いほぼ平行六面体の空間に好都合に収容されることができる、平坦で且つスリムな物体である。前記展開延在線がカーブしている場合、前記フィルタの前記外側ケーシングは、エンジン室のカーブした空間（例えば、審美的に魅力的なカバーの下）に好都合に収容されることができる、スリムで且つ突状の物体である。前記展開延在線が分割されている場合、前記フィルタの前記外側ケーシングは、エンジン室の角部に好都合に収容されることができる、角部付きの物体である。

本発明において、前記管状フィルタ壁部は、概して、小さい直径、及び、かなりの長さを有さなければならない。前記直径が小さいことにより、前記外側ケーシングの厚さが前記小さい直径に比例して低減されることが可能となる。前記直径が小さいことは、さらに、前記フィルタ壁部がスリムな側壁を有し、それにより負荷損が低減されることを意味する。前記長さがかなり長いことは、前記フィルタ壁部の前記直径が抑制されているにも関わらず、かなり大きい全フィルタ面が実現されることを意味する。前記長さが十分に長いことは、さらに、前記管状フィルタ壁部の内部での前記流体の分配を容易にし、その結果としての流体力学的利点をもたらす。この点に関し、本発明の好ましい態様において、前記管状フィルタ壁部の各々の前記直径は、前記管状フィルタ壁部の各々の長さの２０％を超えない。構造上の理由により、前記管状フィルタ壁部の前記直径が前記管状フィルタ壁部の長さの２％よりも小さくならないことがさらに好ましい。

前記管状フィルタ壁部は、ポリマー繊維（例えばポリプロピレン）から成る不織布から成り、前記不織布は、任意の公知のプロセス、好ましくはメルトブロー法を用いて得ることができる。本発明において、前記管状フィルタ壁部は、その両端が開放されるように実現される。この場合、前記管状フィルタ壁部の各々の第１の端部は、好ましくは、支持フランジに取り付けられ、前記支持フランジには、前記管状フィルタ壁部の内部キャビティに位置合わせされた少なくとも１つの通し穴が設けられている。一方、前記管状フィルタ壁部の各々の反対側の端部は、連続壁を有する第２の支持フランジにより閉鎖されている。しかし、本発明の好ましい一実施形態においては、管状フィルタ壁部の各々が、開放端及び対向する閉鎖端を有するように（実質的には、細長いフードの形状を有するように）実現される。前記閉鎖は、前記管状フィルタ壁部をその端部にて平坦にし且つ結合することにより得ることができる。この場合も、前記管状フィルタ壁部の各々の開放端は、好ましくは、前記管状フィルタ壁部の内部キャビティに位置合わせされた少なくとも１つの通し穴を有する支持フランジに取り付けられる。しかし、反対側の閉鎖端はそのままにされる。

本発明によれば、前記フィルタカートリッジは、前記管状フィルタ壁部が前記外側ケーシングの前記入口から前記出口に向かって流れる前記流体により並列に通過されるように予め配置されることができる。このようにして、前記管状フィルタ壁部の各々の単一の寸法が小さいにも関わらず、前記フィルタカートリッジのフィルタ全面は、全体としての十分な保持性能を保証するように非常に大きい。これに関し、前記フィルタカートリッジは、前記流体が前記管状フィルタ壁部の各々を内側から外側に向かって、或いは、外側から内側に向かって通過するように予め配置されることができる。

本発明によれば、前記フィルタカートリッジは、プレフィルタリング（予備濾過）のためのさらなる管状壁部を含むことができる。この管状壁部は、前記管状フィルタ壁部の全てを外側から包囲し且つ収容し、それにより、前記入口から前記出口に向かって流れる前記流体によって最初に通過される。実際、前記プレフィルタリング管状壁部は、前記管状フィルタ壁部に対して直列に通過され、且つ、前記流体の方向に対して前記管状フィルタ壁部の上流に配置され、それにより、より大きい粒子を保持する。このようにしなければ、より大きい粒子が、前記管状フィルタ壁部を急速に閉塞させる可能性がある。

前記プレフィルタリング管状壁部は、ポリマー繊維（例えばポリプロピレン又は、ポリエステル）から成る不織布から成り、前記不織布は、任意の公知のプロセスを用いて得ることができる。前記プレフィルタリング管状壁部は、概して、前記管状フィルタ壁部よりも多孔質である。前記プレフィルタリング管状壁部は、好ましくは、前記管状フィルタ壁部をその内部に収容するバッグ形状又はビーカー形状を有するように閉鎖端を有するように作られる。前記閉鎖は、前記プレフィルタリング管状壁部の前記側壁をその端部にて平坦にし且つ結合することにより得ることができる。

或いは、前記フィルタカートリッジは、前記管状フィルタ壁部の少なくとも１つがその他の管状フィルタ壁部に対して直列に通過されるようになっているように予め配置される。前記管状フィルタ壁部は、前記プレフィルタリングステージを実行するために、前記流体の方向に関して前記その他の管状フィルタ壁部よりも上流に配置される。前記管状フィルタ壁部は、前記その他の管状フィルタ壁部と同一の寸法に作られるが、概して、より多孔質にされる。

本発明のさらなる特徴及び利点は、限定的でない例として提示される以下の説明を、図面を補助として読むことにより明らかになろう。

本発明のエアフィルタの平面図である。 図１のエアフィルタを垂直方向にて見た図である。 図２のＩＩＩ−ＩＩＩに沿った断面図である。 図３のＩＶ−ＩＶに沿った断面図である。 図３のＶ−Ｖに沿った断面図であり、回転及び拡大されて示されている。 図１のエアフィルタ内に取り付けられるフィルタカートリッジの斜視図である。 図２のエアフィルタの、フィルタカートリッジの挿入／引き出しの様子を示す図である。 本発明の第１の実施形態のエアフィルタに関する、図３と類似の断面図である。 図８のＩＸ−ＩＸに沿った断面図である。 本発明の第２の実施形態のエアフィルタに関する、図３と類似の断面図である。 図１０のＸＩ−ＸＩに沿った断面図である。 図１０のＸＩＩ−ＸＩＩに沿った断面図であり、回転及び拡大されて示されている。 本発明の第３の実施形態のエアフィルタに関する、図３と類似の断面図である。 図１３のＸＩＶ−ＸＩＶに沿った断面図であり、回転及び拡大されて示されている。 本発明の第４の実施形態のエアフィルタに関する、図３と類似の断面図である。 図１５のＸＶＩ−ＸＶＩに沿った断面図である。 本発明の第５の実施形態のエアフィルタに関する、図３と類似の断面図である。 図１７のＸＶＩＩＩ−ＸＶＩＩＩに沿った断面図である。 本発明の第６の実施形態のエアフィルタに関する、図３と類似の断面図である。 図１９のＸＸ−ＸＸに沿った断面図である。 図１９のＸＸＩ−ＸＸＩに沿った断面図であり、回転及び拡大されて示されている。 本発明の第７の実施形態のエアフィルタに関する、図５と類似の断面図である。 図２２のエアフィルタ内に取り付けられるフィルタカートリッジの斜視図である。 本発明の第８の実施形態のエアフィルタに関する、図５と類似の断面図である。 図２４のエアフィルタ内に取り付けられるフィルタカートリッジの斜視図である。

図１及び図２に示されているエアフィルタ１は、硬質の外側ケーシング２（以下、簡単にフィルタボックスと称する）を含む。フィルタボックス２は、形成されたシートメタルから、又は、プラスチックから成る。フィルタボックス２は中央体２０を含み、中央体２０は、濾過（フィルタリング）されるエア用の入口２１、及び、濾過されたエア用の出口２２と連通している。入口２１と出口２２とは、フィルタボックス２の長手方向軸Ｘに沿って位置合わせされている。中央体２０は、着脱可能なフィルタカートリッジ３（例えば、図７を参照）の挿入又は引き出しのための開放可能なカバー２３を含む。フィルタカートリッジ３は、入口２１から出口２２へと流れるエアを濾過するためにフィルタボックス２の内部に配置されるようになっている。

フィルタカートリッジ３は、互いに対して平行に配置された複数の管状フィルタ壁部３０を含む。これらの管状フィルタ壁部３０は、濾過されるエアにより通過され、それにより、エア中に存在し得る不純物を保持するようになっている。フィルタカートリッジ３は、フィルタボックス２の中央体２０の内部に、管状フィルタ壁部３０が長手方向軸Ｘに対して平行であるように挿入される。

管状フィルタ壁部３０は、ポリマー繊維（例えばポリプロピレン）から成る不織布から作られ、不織布は、任意の公知のプロセス、好ましくはメルトブロー法により得ることができる。管状フィルタ壁部３０は、概してかなり硬質であり、従って、通常、管状の形状、及び、管状フィルタ壁部３０の真直な展開を維持するようになっている。

例示されている実施形態において、全ての管状フィルタ壁部３０が同一の寸法を有する。管状フィルタ壁部３０は、ほぼ抑制された直径を有し、管状フィルタ壁部３０の長さはかなり長い。この抑制された直径は、フィルタボックス２の寸法の低減を可能にする。これはまた、直径の抑制により管状フィルタ壁部３０の壁厚もかなり小さくでき、従って、負荷損を低減できることも意味する。

管状フィルタ壁部３０の長さがかなり長いことにより、管状フィルタ壁部３０の直径が制限されているにも関らず、十分に長いフィルタ面が実現されることが可能であり、さらに、その結果としての流体力学的利点により、管状フィルタ壁部３０内でのエアの分配が容易にされる。詳細には、管状フィルタ壁部３０の直径は、好ましくは、管状フィルタ壁部３０の長さの２０％以下である。構造上の理由により、管状フィルタ壁部３０の直径が、管状フィルタ壁部３０の長さの２％未満にならないことが好ましい。しかし、管状フィルタ壁部３０の各々をそれぞれの支持体に連結することも可能である。これらの支持体は、例えば、関連する管状フィルタ壁部３０の内部に同軸状に挿入され又は外側に同軸状に配置された、プラスチック製又は金属製の穴あき管から成る。

フィルタボックス２は、車両（図示せず）のエンジン室の内部に収容されるようになっており、入口２１が、ボンネット上又はエンジン室の前方部に形成される吸気口に連結され、出口２２が、車両の内燃エンジンの吸気マニホルドに連結される。

図５に示されているように、フィルタボック２の中央体２０は、ポーチ２４が設けられるように適合されており、管状フィルタ壁部３０の軸に対して垂直な面に沿ったポーチ２４の横断面は、予め決められた展開線（符号Ａにより示す）に沿った延在展開（ｐｒｅｖａｌｅｎｔ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ）、及び、この延在展開に対して短い幅Ｂを示す。幅Ｂは、ポーチ２４の、展開延在線Ａの各点にて見られる、展開延在線Ａに対する垂直方向における寸法とみなされる。幅Ｂは、好ましくは、展開延在線Ａに沿って一定である。

カートリッジ３の管状フィルタ壁部３０は、フィルタボックス２内に隣り合わせに並べて挿入され、従って、ポーチ２４の幅Ｂは単一の管状フィルタ壁部３０により占められる。実際、カートリッジ３の管状フィルタ壁部３０は、ポーチ２４の展開延在線Ａに沿って単一の列を形成するように位置合わせされて配置される。

図５に示されている実施形態において、展開延在線Ａは、真直な線であり、従って、フィルタカートリッジ３は、単一の面に延在する平行な軸を有する複数の管状フィルタ壁部３０を含む（図６も参照）。このようにして、フィルタボックス２は、平坦で且つスリムな物体であり、ほぼ平行六面体の、高さが低い空間に収容されることができる。また、フィルタカートリッジ３を交換するために、フィルタボックス２がエンジン室内部で必要とする作業スペースは非常に小さい。なぜなら、カートリッジ３は、図７に示されているように、引き出し及び挿入が斜めの動きにより行われることができるからである。

図２２及び図２３に示されている別の実施形態において、ポーチ２４の展開延在線Ａはカーブした線（曲線）であり、従って、フィルタカートリッジ３は、単一の曲面に延在する平行な軸を有する複数の管状フィルタ壁部３０を含む。このようにして、フィルタボックス２は、エンジン室の湾曲壁の付近（例えば、審美的に魅力的なカバーの下）に収容されることができる、スリムで且つ突状の物体である。

図２４及び図２５に示されている別の実施形態において、ポーチ２４の展開延在線Ａは、分割された線であり、従って、フィルタカートリッジ３は、２つの入射面に延在する平行な軸を有する複数の管状フィルタ壁部３０を含む。このようにして、フィルタボックス２は、エンジン室の角部の内側に収容される角部付きのスリムな物体である。

図２２及び図２４に示したエアフィルタは、構造的及び機能的に、図５に示したエアフィルタに全体的に類似している。このため、以下に、本発明のさらなる特徴、変型及び利点を、平坦なエアフィルタに関して記載する。これらの特徴、変型及び利点は、図２２及び図２４の実施形態にも当てはまるものとする。

図１〜図５に示した例において、フィルタ壁部３０は、フィルタ壁部３０の各々が開放端を有するように作られる。管状フィルタ壁部３０の端部は、それぞれの支持フランジ３１及び支持フランジ３２に取り付けられる。支持フランジ３１及び支持フランジ３２は、個々に、管状フィルタ壁部３０と互いに連結するようになっており、これにより、フィルタ壁部３が単一の物体として形成される。管状フィルタ壁部３０は、支持フランジ３１及び支持フランジ３２の各々に、接着により、若しくは接合により、又は、その他の任意の適切なシステムにより固定される。支持フランジ３１及び支持フランジ３２は、プラスチック又は金属材料から成る。支持フランジ３１は、管状フィルタ壁部３０と同数の複数の通し穴３３を含み、これらの通し穴の各々が、それぞれの管状フィルタ壁部３０のキャビティと位置合わせされている。支持フランジ３２は、各管状フィルタ壁部３０の反対側の端部を閉じるために連続壁を有する。フィルタ壁部３は、フィルタボックス２の内部に、支持フランジ３１を入口２１に向け、且つ、支持フランジ３２を出口２２に向けて配置される。

図３及び〜図４に示されているように、支持フランジ３１は、フィルタボックス２の横断面の全体を占め、それにより、内部容積を２つの別々のチャンバ（第１のチャンバ２５が入口２１に連通し、第２のチャンバ２６が出口２２に連通している）に小分割している。支持フランジ３２は小さいチャンバを形成し（図４、図５及び図６を参照）、これらのチャンバは、フィルタボックス２の内部に、管状フィルタ壁部３０のキャビティの外側の側方通路３４を画成している。

この方法により、第１のチャンバ２５に入った濾過されるエアが、支持フランジ３１の通し穴３３を通過させられ、そして、管状フィルタ壁部３０に沿って軸方向に流される。管状フィルタ壁部３０の反対側の端部が支持フランジ３２により閉鎖されているため、フィルタエアは、半径方向に内側から外側に向かって管状フィルタ壁部３０を通過させられて第２のチャンバ２６に到達する。第２のチャンバ２６内の濾過されたエアは、支持フランジ３２により画成された側方通路３４を通り、出口２２に向かって自由に流れる。次いで、管状フィルタ壁部３０は、濾過されるエアにより並列に通過される。これにより、１つの管状フィルタ壁部３０の各々の寸法がより小さいにも関わらず、フィルタカートリッジ３のフィルタ全面は、十分な全保持能力を保証するように非常に大きくなる。

図８及び図９は、エアフィルタ１の変型を示す。このエアフィルタは、上記のエアフィルタと比較して、フィルタカートリッジ３が実質的に逆向きに（すなわち、支持フランジ３１が出口２２に向けられ、支持フランジ３２が入口に向けられて）取り付けられているという点で異なる。このようにすると、第１のチャンバ２５における濾過されるエアは、支持フランジ３２により閉鎖されている管状フィルタ壁部３０内に軸方向に入ることができず、エアは側方通路３４を通って流れなければならない。横方向の支持フランジ３１がフィルタボックス２の通路断面を完全に占めるため、濾過されるエアは、半径方向外側から内側に向かって管状フィルタ壁部３０を通過させられる。こうして、濾過されたエアは、管状フィルタ壁部３０に沿って軸方向に流れ、支持フランジ３１の通し穴３３を通過し、第２のチャンバ２６及び出口２２に到達する。この場合も、管状フィルタ壁部３０は、濾過されるエアにより並列に通過される。

図１０〜図１２に、エアフィルタ１のさらなる変型が示されている。この変型は、上記の変型と、以下に記載する特性に関して異なる。フィルタカートリッジ３は、２つの支持フランジ３１’及び３２’を含み、これらの支持フランジの両方に、それぞれの通し穴３３が設けられている。支持フランジ３１’の通し穴３３は、第１のグループの管状フィルタ壁部３０の内部キャビティと位置合わせされており、その反対側の端部は支持フランジ３２’により閉鎖されている。同様に、支持フランジ３２’の通し穴３３は、別の第２のグループの管状フィルタ壁部３０の内部キャビティと位置合わせされており、その反対側の端部は支持フランジ３１’により閉鎖されている。フィルタカートリッジ３は、フィルタボックス２の内部に、支持フランジ３１’が入口２１に面し、且つ支持フランジ３２’が出口に面した状態で配置されている。

図１０及び図１１に示されているように、支持フランジ３１’及び支持フランジ３２’は、フィルタボックス２の横断面の全体を占めるように適合されている。このようにして、支持フランジ３１’及び支持フランジ３２’は、フィルタボックス２の内部容積を、３つの別々のチャンバ（入口２１に連通した第１のチャンバ２５、出口２２に連通した第２のチャンバ２６、及び、管状フィルタ壁部３０を収容している独立の中間チャンバ２７）に小分割する。この方法により、第１のチャンバ２５に入る濾過されるエアは、支持フランジ３１’の通し穴３３を通過させられ、そして、第１グループの管状フィルタ壁部３０に沿って軸方向に流される。反対側の端部が支持フランジ３２’により閉鎖されているため、濾過されるエアは、第１グループの管状フィルタ壁部３０を、中間チャンバ２７に到達するように半径方向に内側から外側へ通過させられる。

第１グループの管状フィルタ壁部３０は、濾過されるエアにより並列に通過される。支持フランジ３２’がフィルタボックス２の通路断面を完全に占めるため、中間チャンバ２７に到達したエアは出口２２に向かって自由に流れることができず、従って、第２のグループの管状フィルタ壁部３０を半径方向に外側から内側に向かって通過させられる。実際、第２グループの管状フィルタ壁部３０は互いに対して並列に通過されるが、第１グループの管状フィルタ壁部３０に対しては直列に通過される。

濾過されたエアは、最後に第２グループの管状フィルタ壁部３０に沿って軸方向に流れ、支持フランジ３２’の通し穴３３を通過し、それにより第２のチャンバ２６及び出口２２に到達する。濾過されるエアにより最初に通過される第１グループの管状フィルタ壁部３０が、プレフィルタリングステージ（予備濾過段階）を実行するようになっており、一方、２番目に通過される第２グループの管状フィルタ壁部３０は、最終フィルタリングステージ（濾過段階）を実行するようになっている。このために、第１グループの管状フィルタ壁部３０は、第２グループの管状フィルタ壁部３０と寸法が同一であってよいが、概して、第２グループよりも多孔質である。

プレフィルタリングステージは、最終濾過のための管状フィルタ壁部３０が過度に急速に閉塞することを防止するために、より大きい粒子を上流にて保持するのに有用であり、こうして、フィルタカートリッジ３の作用寿命をより長くする。或いは、プレフィルタリングステージを、図１３及び図１４に示す実施形態と同様のカートリッジ３を用いても実行することができる。このフィルタカートリッジ３は、図８に示したフィルタカートリッジ３と同様であるが、フィルタ膜３５も含むことが異なり、このフィルタ膜３５は、カートリッジ３の全ての管状フィルタ壁部３０を、管状フィルタ壁部３０の外側にて且つ同軸状に包囲する管状のスリーブとして適合されている。

フィルタ膜３５は両端が開放されている。フィルタ膜３５の端部は、管状フィルタ壁部３０をその内部に収容する内部空間を画成するように、支持フランジ３１及び支持フランジ３２により閉鎖される。フィルタ膜３５は、支持フランジ３１及び支持フランジ３２に、接着により、若しくは、接合取り付け及び取り外しシステム、又は、任意の他の適切なシステムを用いて取り付けられることができる。フィルタ膜３５は、任意の公知のプロセスにより得られる、ポリマー繊維（例えばポリプロピレン又はポリエステル）から成る不織布から作られる。フィルタ膜３５は、概して、管状フィルタ壁部３０よりも多孔質である。

この方法により、第１のチャンバ２５に入る、濾過されるエアは、最初にフィルタ膜３５を外側から内側に向かって通過させられる。エアは、フィルタ膜３５の内側に入ると、管状フィルタ壁部３０を半径方向に外側から内側に向かって通過させられる。濾過されたエアは、最後に、管状フィルタ壁部３０に沿って軸方向に流れ、支持フランジ３１の通し穴３３を通過して、第２のチャンバ２６及び出口２２に到達する。管状フィルタ壁部３０は、互いに対して並列に通過されるが、プレフィルタリングステージを実行するためにエアフローの方向に対して上流に配置されたフィルタ膜３５に対しては直列に通過される。

図１５及び図１６にエアフィルタ１が示されている。このエアフィルタ１は、フィルタカートリッジ３がフィルタ壁部３０’を含み、これらの管状フィルタ壁部３０’の各々が開放端及び対向する閉鎖端を有するように実現されているという点で上記のエアフィルタとは異なる。この閉鎖は、好ましくは、各管状フィルタ壁部３０’の側壁を、その端部にて、側壁の２つの対向部分が接触して通路を閉鎖するまで、平坦になるように押し潰して得られる。こうして、側壁の相互に接触される部分が互いに結合される。この結合は、好ましくは、熱溶接により、すなわち、壁部の材料を少なくとも部分的に溶融し、加圧し、次いで凝固させることにより行われる。

或いは、この接触部分を、接着により、又は、その他の公知のシステムにより結合することもできる。可能であれば、管状フィルタ壁部３０’の各々を、その底部が閉鎖された受容体の形態で直接実現することもできる。このようにして、管状フィルタ壁部３０’の各々は、実質的に、フード、又は幅狭で且つ長いビーカーの形状を有する。

管状フィルタ壁部３０’の開放端は、これらの開放端を互いに接続するようになっている単一の支持フランジ３１に取り付けられ、一方、閉鎖端は、そのままにされる。管状フィルタ壁部３０’は、支持フランジ３１に、接着により、若しくは、取り付け及び取り外しシステムを用いて、又は任意の他の適切なシステムにより個々に取り付けられることができる。支持フランジ３１は、プラスチック又は金属から作られることができる。支持フランジ３１は、管状フィルタ壁部３０’の個数と同数の、それぞれの管状フィルタ壁部３０’のキャビティと位置合わせされた複数の通し穴３３を含む。

図１５及び図１６に示されているように、フィルタカートリッジ３は、フィルタボックス内に、支持フランジ３１が入口２１に面した状態で挿入される。支持フランジ３１は、フィルタボックス２の通路断面を完全に占め、フィルタボックス２の内部容積を、それぞれが、入口２１及び出口２２に連通しているチャンバ２５及びチャンバ２６に小分割するように適合されている。こうして、第１のチャンバ２５に入る、濾過されるエアは、支持フランジ３１の通し穴３３を通過させられ、管状フィルタ壁部３０’に沿って軸方軸方向に流される。管状フィルタ壁部３０’の反対側の端部が閉鎖されているため、濾過されるエアは、管状フィルタ壁部３０’を半径方向に内側から外側に向かって通過させられて、第２のチャンバ２６に到達させられ、最終的に、第２のチャンバ２６から自由に出口２２に向かって流れる。こうして、管状フィルタ壁部３０’は、濾過されるエアにより並列に通過される。

図１７及び図１８は、上記のエアフィルタと異なるエアフィルタ１を示す。このエアフィルタ１は、フィルタカートリッジ３が実質的に逆向きに（すなわち、支持フランジ３１を出口２２に向けて）取り付けられているという点で異なる。この場合、支持フランジ３１がフィルタボックス２の通路断面を完全に占めるため、チャンバ２５内の濾過されるエアは、半径方向外側から内側に向かって管状フィルタ壁部３０’を通過させられ、その後、管状フィルタ壁部３０’に沿って軸方向に流され、それにより、支持フランジ３１の開口部３３を通過して、出口２２に到達する。この場合も、フィルタ壁部３０’は、濾過されるエアにより並列に通過される。

図１９〜図２１は、上記のエアフィルタと異なるエアフィルタ１を示す。このエアフィルタ１は、フィルタカートリッジ３が、エアのプレフィルタリングステージを実行するようにも予め配置されているという点で異なる。フィルタカートリッジ３は、実質的にバッグ又はビーカーとして適合されたさらなるフィルタ膜３５’を含み、フィルタ膜３５’の開口部は、全ての管状フィルタ壁部３０’を収容する内部空間が画成されるように支持フランジ３１により閉鎖されている。フィルタ膜３５’は、支持フランジ３１に、接着により、若しくは、取り付け及び取り外しシステムを用いて、又は、任意のその他の適切なシステムにより取り付けられることができる。フィルタ膜３５’は、任意の公知のプロセスを用いて得ることができる、ポリマー繊維（例えばポリプロピレン又はポリエステル）から成る不織布から作られることができる。フィルタ膜３５’は、概して、管状フィルタ壁部３０’よりも多孔質である。フィルタ膜３５’は、複数の管状フィルタ壁部３０’の全体を包囲するようになっている管状体として有効に形成され、この管状体は、先に記載したバッグ又はビーカーの形状を管状体にもたらす開放端及び閉鎖端を有する。

この閉鎖は、好ましくは、管状フィルタ膜３５’の側壁を、その端部にて、側壁の２つの対向部分が相互に接触されて通路を閉鎖するまで、平坦になるように押し潰して得られる。前記接触された部分は結合される。この結合は、好ましくは、熱溶接により、すなわち、壁部の材料を少なくとも部分的に溶融し、加圧し、次いで凝固させることにより行われる。或いは、この接触部分を、接着により、又は、その他の公知のシステムにより結合することもできる。可能であれば、フィルタ膜３５’を、その底部が閉鎖された受容体（例えば、バッグ又はビーカー）の形態で直接実現することもできる。

図１９及び図２０に示されているように、フィルタカートリッジ３は、フィルタボックス内に、支持フランジ３１を出口２２に向けて挿入される。支持フランジ３１は、フィルタボックス２の通路断面を完全に占め、内部容積を、それぞれが、入口２１及び出口２２に連通しているチャンバ２５，２６に小分割している。このようにして、第１のチャンバ２５に到達した、濾過されるエアは、フィルタ膜３５’を外側から内側に向かって通過させられる。エアは、フィルタ膜３５’の内側に入ると、管状フィルタ壁部３０’を、これもまた外側から内側に向かって通過させられる。濾過されたエアは、最後に、管状フィルタ壁部３０’に沿って軸方向に流れ、支持フランジ３１の通し穴３３を通過し、それにより出口２２に到達する。管状フィルタ壁部３０’は、濾過されるエアにより効率的に並列に通過されるが、エアフローの効率的なプレフィルタリングを実行することができるように、エアフローの方向に対して直列に通過される。

当業者が、以上に記載したエアフィルタ１に対する技術−応用性の様々な変更を、以下の特許請求の範囲にて定義される本発明の範囲から逸脱せずに行い得ることは明らかである。

１ エアフィルタ
２ フィルタボックス
３ フィルタカートリッジ
２０ 中央体
２１ 入口
２２ 出口
２３ カバー
２４ ポーチ
２５ 第１のチャンバ
２６ 第２のチャンバ
２７ 中間チャンバ
３０ 管状フィルタ壁部
３１ 支持フランジ
３２ 支持フランジ
３３ 通し穴
３４ 側方通路
３５ フィルタ膜

Claims (17)

1. 濾過される流体用の少なくとも入口（２１）、及び、前記流体が濾過されたときのための出口（２２）が設けられた硬質の外側ケーシング（２）と、前記外側ケーシング（２）の内部に配置された着脱可能なフィルタカートリッジ（３）とを備え、前記フィルタカートリッジ（３）が、前記外側ケーシング（２）の前記入口（２１）から前記出口（２２）に向かって流れる前記流体により通過されるようになっている、互いに平行に配置された複数の管状フィルタ壁部（３０，３０’）を備える内燃エンジン用フィルタにおいて、
   前記管状フィルタ壁部（３０，３０’）の各々が、少なくとも１つの開放端を有するように作られ、
   前記管状フィルタ壁部（３０，３０’）の各々の前記開放端が支持フランジ（３１，３１’，３２’）に取り付けられており、前記支持フランジ（３１，３１’，３２’）が、前記管状フィルタ壁部（３０，３０’）を互いに接続するようになっており、且つ、前記支持フランジ（３１，３１’，３２’）に、前記管状フィルタ壁部（３０，３０’）のキャビティに位置合わせされた少なくとも１つの通し穴（３３）が設けられ、
   前記外側ケーシング（２）が前記着脱可能なフィルタカートリッジ（３）の挿入又は引き出しのための開放可能なカバー（２３）を含み、
   前記外側ケーシング（２）がポーチ（２４）を画成するように適合されており、前記ポーチ（２４）の、前記管状フィルタ壁部（３０，３０’）の軸に対して垂直な面に沿った横断面が、展開延在線（Ａ）、及び、前記展開延在線（Ａ）に対して短い幅（Ｂ）を示し、且つ、前記管状フィルタ壁部（３０，３０’）が前記ポーチ（２４）の内部に互いに並んで配置され、前記ポーチ（２４）の前記展開延在線（Ａ）に沿って単一の列を形成し、これにより、前記ポーチ（２４）の前記幅（Ｂ）が単一の管状フィルタ壁部（３０）により占められ、
   前記支持フランジ（３１，３１’，３２’）が、前記外側ケーシング（２）の横断面の全体を占め、それにより、内部容積を２つの別々のチャンバに小分割し、該２つの別々のチャンバのうち第１のチャンバが前記入口（２１）に連通し、第２のチャンバが前記出口（２２）に連通することを特徴とする内燃エンジン用フィルタ。
2. 前記展開延在線（Ａ）が、カーブした線、及び、分割された線により構成される群から選択されることを特徴とする請求項１に記載のフィルタ。
3. 前記管状フィルタ壁部（３０，３０’）の各々が、前記管状フィルタ壁部（３０，３０’）の長さの２０％以下の直径を有することを特徴とする請求項１に記載のフィルタ。
4. 前記管状フィルタ壁部（３０）の各々が、前記管状フィルタ壁部（３０）の各々の反対端も開放されるように作られており、前記反対端が、前記管状フィルタ壁部（３０）を互いに接続するようになっている第２の支持フランジ（３２，３１’，３２’）により閉鎖されることを特徴とする請求項１に記載のフィルタ。
5. 管状フィルタ壁部（３０’）の各々が、前記反対端が閉鎖されるように作られることを特徴とする請求項１に記載のフィルタ。
6. 前記閉鎖端が、前記管状フィルタ壁部（３０’）の側壁を平坦にし且つ結合することにより得られることを特徴とする請求項５に記載のフィルタ。
7. 前記フィルタカートリッジ（３）が、前記管状フィルタ壁部（３０，３０’）が前記流体により並列に通過されるようになっているように予め配置されていることを特徴とする請求項１に記載のフィルタ。
8. 前記フィルタカートリッジ（３）が、前記管状フィルタ壁部（３０，３０’）の各々が内側から外側に向かって通過されるようになっているように予め配置されていることを特徴とする請求項１に記載のフィルタ。
9. 前記フィルタカートリッジ（３）が、前記管状フィルタ壁部（３０，３０’）の各々が前記管状フィルタ壁部（３０，３０’）の各々の外側から内側に向かって通過されるようになっているように予め配置されていることを特徴とする請求項１に記載のフィルタ。
10. 前記フィルタカートリッジ（３）が、前記複数の管状フィルタ壁部（３０，３０’）の外側を包囲する、さらなるプレフィルタリング管状壁部（３５，３５’）を含み、これにより、前記プレフィルタリング管状壁部（３５，３５’）が、前記管状フィルタ壁部（３０，３１’）の上流にて前記流体により通過されることを特徴とする請求項１に記載のフィルタ。
11. 前記プレフィルタリング管状壁部（３５’）が閉鎖端を有するように作られていることを特徴とする請求項１０に記載のフィルタ。
12. 前記閉鎖端が、前記プレフィルタリング管状壁部（３５’）の側壁を平坦にし且つ結合することにより得られることを特徴とする請求項１１に記載のフィルタ。
13. 前記フィルタカートリッジ（３）が、少なくとも１つの管状フィルタ壁部（３０）が前記カートリッジ（３）のその他の管状フィルタ壁部（３０）に対して前記流体により連続して通過されるように予め配置されており、前記少なくとも１つの管状フィルタ壁部（３０）が、前記その他の管状フィルタ壁部（３０）よりも高い多孔性を有し、且つ、流れの方向に対して前記その他の管状フィルタ壁部（３０）の上流に配置されていることを特徴とする請求項１に記載のフィルタ。
14. 前記フィルタカートリッジ（３）の前記壁部（３０，３０’，３５，３５’）が、ポリマー繊維から成る不織布から作成されることを特徴とする請求項１２に記載のフィルタ。
15. 前記フィルタカートリッジ（３）がメルトブロー法を用いて実現されることを特徴とする請求項１４に記載のフィルタ。
16. 前記展開延在線（Ａ）が真直な線であることを特徴とする請求項１に記載のフィルタ。
17. エア取り入れ口と、吸気マニホルドを有する内燃エンジンと、該内燃エンジン用フィルタを備えるシステムにおいて、
    前記フィルタが、少なくとも、前記エア取り入れ口と接続され、濾過される流体用の入口（２１）、及び、前記内燃エンジンの前記吸気マニホルドと接続され、前記流体が濾過されたときのための出口（２２）が設けられた硬質の外側ケーシング（２）と、前記外側ケーシング（２）の内部に配置された着脱可能なフィルタカートリッジ（３）とを備え、前記フィルタカートリッジ（３）が、前記外側ケーシング（２）の前記入口（２１）から前記出口（２２）に向かって流れる前記流体により通過されるようになっている、互いに平行に配置された複数の管状フィルタ壁部（３０，３０’）を備え、
    前記外側ケーシング（２）がポーチ（２４）を画成するように適合されており、前記ポーチ（２４）の、前記管状フィルタ壁部（３０，３０’）の軸に対して垂直な面に沿った横断面が、展開延在線（Ａ）、及び、前記展開延在線（Ａ）に対して短い幅（Ｂ）を示し、且つ、前記管状フィルタ壁部（３０，３０’）が前記ポーチ（２４）の内部に互いに並んで配置され、前記ポーチ（２４）の前記展開延在線（Ａ）に沿って単一の列を形成し、これにより、前記ポーチ（２４）の前記幅（Ｂ）が単一の管状フィルタ壁部（３０）により占められることを特徴とするシステム。

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