JP6276260B2 - 特に内燃機関の空気清浄装置 - Google Patents

Description

本発明は、特に内燃機関、特に自動車の内燃機関の空気清浄装置に関する。空気清浄装置は、スライド式フィルタ素子を挿入するためのスライド式挿入口を有するハウジングと、該スライド式挿入口を閉じるためのカバー素子を備え、該カバー素子は、該カバー素子を前記ハウジングに固定するための少なくとも一つの一体スナップ素子を備える。

独国特許出願公開１０２００７０６３２５２号には、車両の空調機のスライド式エアフィルタが開示されている。空調機は、新鮮な外気を吸引するか、または車内からの空気を循環させる送風機を備える。さらに、空調機は、送風機の正面に、空気用の吸引口側エアダクトを備え、該エアダクトは、スライド式エアフィルタの保持固定部を有する。スライド式エアフィルタは、スロット及びエアフィルタからなる。エアフィルタを含むスロットは、屈曲軸において屈曲可能である。屈曲軸は、挿入面に対して平行であるとともに、挿入方向と直角をなすように配置される。

本発明の目的は、上述の種類の空気清浄装置であって、空気清浄装置内の空気の漏れを妨げるための効果的な密閉を確立させることのできる空気清浄装置を提供することである。さらに、カバー素子の開閉を容易とすることである。

上述の目的は、以下の構成によって達成される。フィルタ素子とハウジング間のシールのための、ハウジングのシール面の主要平面が、カバー素子の閉状態においてハウジングの対応する接触面が付き合わされるカバー素子の接触面との間になす角度が、９０°ではない。

好ましくは、シール面と接触面の主要平面同士は垂直ではない。これにより、カバー素子をハウジングに押しつけるために少なくとも１つのスナップ素子が発生させる分力によって、フィルタ素子をシール面に押しつける圧力を発生させることができる。よって、ハウジングとフィルタ素子間の密閉の強さと、カバー素子とハウジング間の結合の強さが、両方とも向上する。各主要平面は、それぞれ対応する面の平均的な方向を規定する。すなわち、各面それ自体は領域を有していてもよく、その領域は主要平面に対応する角度に延びる。具体的には、各面は主要平面に沿った外形を有していてもよい。少なくとも１つのスナップ素子は、カバー素子と一体に実現され、紛失を防止するようにカバー素子に接続されている。これにより、カバー素子の開閉工程が簡単になる。また、具体的にはネジや引張バネなどの、別体のスナップ素子が不要となる。好ましくは、少なくとも一つのスナップ素子は、カバー素子とともに、一つの製造工程で容易に実現可能である。有利には、少なくとも一つのスナップ素子を含むカバー素子はプラスチック製である。プラスチックにより、弾性のあるスナップ素子が容易に実現可能である。なお、少なくとも一つのスナップ素子を含むカバー素子は、プラスチック以外の材料からつくられていてもよい。

本発明の好ましい一実施形態によれば、前記少なくとも一つのスナップ素子の張力が第１の分力と第２の分力を実現可能であり、該第１の分力は前記カバー素子の前記接触面の前記主要平面に垂直であり、第２の分力は前記ハウジングの前記シール面の前記主要平面に垂直である。
有利には、少なくとも一つのスナップ素子の張力は、シール面の主要平面に垂直であってもよく、これにより、第２の分力が張力自体と同一になる。第１の分力は、ハウジングに対するカバー素子の圧力を発生させ得るため、カバー素子とハウジング間の結合の強さが向上する。第２の分力は、ハウジングのシール面に対するフィルタ素子の圧力を発生させ得るため、フィルタ素子とハウジング間のシールの圧縮が向上し、したがって密閉度が向上する。

有利には、前記少なくとも一つのスナップ素子の張力の方向が、前記カバー素子の接触面の主要平面との間になす角度は、９０°ではなく、とくに２０°〜７０°であってもよく、好ましくは約４５°である。実験によれば、２０°〜７０°の角度、好ましくは約４５°の角度において、張力の効果によって、フィルタ素子とシール面間の接触面の気密性、及びカバー素子とハウジング間の接触面の気密性を向上させることができる。

好ましくは、前記少なくとも一つのスナップ素子の張力の方向が、前記フィルタ素子と前記ハウジング間の前記シールのための、前記ハウジングの前記シール面の前記主要平面との間になす角度は、約９０°であってもよい。これにより、シールを圧縮し、フィルタ素子とハウジング間のシール機能を向上させるための圧力を最大化することができる。

本発明の、さらに好ましい一実施形態によれば、シール素子が、前記ハウジングの前記接触面と前記カバー素子との間に設けられていてもよい。有利には、シール素子は柔軟性を有していてもよい。好ましくは、シール素子はエラストマー製であってもよい。このようなシール素子によれば、カバー素子とハウジングの対応する接触面の形状の公差、もしくはハウジングに対するカバー素子の位置の公差、またはその両方を、補填することができる。さらに、シール機能を向上させることができる。また、シール素子は、カバー素子とハウジングの遮音効果をもたらすことができる。有利には、シール素子とカバー素子は、組み合わされて一つの部材となっていてもよい。これにより、シール素子を、紛失を防止するようにカバー素子に取り付けることができる。また、カバー素子の開閉をさらに容易にすることができる。

有利には、前記スライド式挿入口は前記フィルタ素子の未処理気体側に配置されている。これにより、漏れた空気を、スライド式挿入口からハウジング内に吸いこみ、フィルタ素子の浄化気体側に到達させてしまう事態を防ぐことができる。

本発明の、さらに好ましい一実施形態によれば、前記カバー素子は、引き出し部の一部であってもよく、該引き出し部は、その中に前記スライド式フィルタ素子を配置可能であり、前記スライド式挿入口を通って前記ハウジング内部へとスライド可能であってもよい。フィルタ素子は、引き出し部内に容易にかつ安定して配置可能である。引き出し部はフィルタ素子とともにハウジング内へとスライド可能であり、端部位置において正確に配置される。したがって、フィルタ素子は、内部強度がフィルタ素子を単体で押し込むには十分でなくても、ハウジング内に正確かつ安定して配置可能になっている。好ましくは、引き出し部はフィルタ素子を保持するフレームを有していてもよい。引き出し部は、少なくとも、フィルタ素子を通る空気が流れる方向に沿って、気体を通過させるようになっていてもよい。

好ましくは、少なくとも一つのスナップ面が前記ハウジングに設けられてもよく、該少なくとも一つのスナップ面は、前記少なくとも一つのスナップ素子を受ける相手側部材として機能可能であってもよい。このようなスナップ面により、スナップ素子の張力がハウジングに伝達される。

また、前記ハウジングと前記カバー素子を接続するための、少なくとも一つの反対側支持部が、前記少なくとも一つのスナップ面と前記少なくとも一つのスナップ素子の反対側に配置されていてもよい。このようにすれば、カバー素子は反対側支持部と少なくとも１つのスナップ素子との間にクランプ固定される。よって、カバー素子はその両側でハウジングに対して押しつけられる。したがって、ハウジングに対するカバー素子からの圧力は接触面全体に分配され、これにより、密閉度がさらに向上する。

有利には、少なくとも１つのスナップ素子は、ハウジングに対するカバー素子の固定を解除するための、少なくとも１つの解除素子を有していてもよい。このような少なくとも１つの解除素子によれば、少なくとも１つのスナップ素子を容易に解除することができ、とくにフィルタ素子を取り外す際に、カバー素子を容易に開くことができる。

本発明、及びその目的や効果は、上述したものもそれ以外も、後述の実施形態の詳細な説明により最適に理解されるが、実施形態は概略的に示されているものであり、本発明は実施形態に限定されるものではない。

図１は、ハウジングを備えた、自動車の内燃機関の空気清浄装置の第１斜視図であり、スライド式フィルタ素子を含む引き出し部が配置されている。 図１の空気清浄装置の第２斜視図である。 図２の空気清浄装置のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。 図３の空気清浄装置において、ハウジングに対して引き出し部のカバー素子を固定するためのスナップ素子の周辺を拡大した断面図である。 図１〜図４の空気清浄装置の第３斜視図であって、非ロック状態のスナップ素子を示す図である。 図５の空気清浄装置の斜視図であって、非ロック状態のスナップ素子を図２の角度から見た図である。 図６の空気清浄装置のＶＩＩ−ＶＩＩ線断面図である。 図７の空気清浄装置において、非ロック状態のスナップ素子周辺を拡大した断面図である。

図面において、同一または類似の構成要素は、同一の参照符号で示されている。図面は概略的な表示にすぎず、本発明の具体的なパラメータを示すものではない。さらに、図面は本発明の典型的な実施例のみを図示するものであって、本発明の範囲を限定するものではない。

図１〜図８には、自動車の内燃機関の空気清浄装置１０が示されている。

空気清浄装置１０はハウジング１２を備え、ハウジング１２は、上方ハウジング部１４、下方ハウジング部１６、吸気口ハウジング部１８を備える。上方ハウジング部１４は、例えば溶接によって、下方ハウジング部１６に固定される。上方ハウジング部１４の反対側で、例えば溶接によって、吸気口ハウジング部１８が下方ハウジング部１６に固定される。

吸気口ハウジング部１８は、外気用の吸気口２０を有し、吸気口２０は清浄を必要とする。上方ハウジング部１４は、浄化された空気の排気口２２を有する。下方ハウジング部１６はエアダクト２４を有し、図３及び図７に示すように、エアダクト２４は引き出し部２８の保持固定部２６を有する。引き出し部２８の内部には、スライド式フィルタ素子３０が配置される。下方ハウジング部１６は、引き出し部２８をフィルタ素子３０とともに保持固定部２６に挿入するための、スライド式挿入口３２を有する。

下方ハウジング部１６の吸気チャンバ３４は、開口３８を介して、上方ハウジング部１４の排気チャンバ３６に接続される。フィルタ素子３０は開口３８を覆っており、これにより吸気チャンバ３４を排気チャンバ３６から隔てている。吸気口２０は、吸気チャンバ３４に通じ、排気口２２は、排気チャンバ３６から発する。吸気チャンバ３４及びスライド式挿入口３２は、フィルタ素子３０の未処理気体側４０に位置する。排気チャンバ３６と開口３８は、フィルタ素子３０の浄化気体側４２に位置する。

フィルタ素子３０はプリーツ状のフィルタ媒体４４を有し、フィルタ媒体４４は略直方体形状である。周状弾性シール４８が、フィルタ媒体４４の縁に密着して固定される。シール４８は、ハウジング部１４のシール面４６に向かい合って配置される。図１〜図４に示す引き出し部２８のロック状態において、シール４８は、シール面４６に対して気密に突き合わされる。シール面４６は開口３８を包囲している。好ましくは、シール４８は発泡ポリウレタン製である。シール面４６は主要平面を有し、図３及び図５に破線５０で図示される。主要平面５０は、シール面４６の主要な方向を規定する。好ましくは、シール面４６は平坦である。

スライド式挿入口３２は、接触面５２に包囲されている。接触面５２は主要平面を有し、この主要平面を、図３及び図４において破線５４で図示する。主要平面５４は、接触面５２の主要な方向を規定する。好ましくは、接触面５２は平坦である。

引き出し部２８はプラスチック製である。引き出し部２８はフィルタ素子３０を保持するためのフレーム５６を備える。空気の流れ方向において、フレーム５６は気体が通過可能である。空気の流れ方向を、図３に矢印５７で示す。また、引き出し部２８はカバー素子５８を有し、カバー素子５８はフレーム５６と一体に配置される。カバー素子５８のおおよその形状は、いずれかの対角線で二分割された空洞の直方体である。
カバー素子５８は、その開放端において、エラストマーのシール素子６０を有し、シール素子６０は、カバー素子５８と組み合わされて一つの部分を実現する。シール素子６０の表面は、カバー素子５８の接触面６２を実現する。

引き出し部２８のロック状態において、カバー素子５８は、下方ハウジング部１６のスライド式挿入口３２を密閉する。シール素子６０の接触面６２は、スライド式挿入口３２を囲む接触面５２に密に突き合わされる。ロック状態において、接触面６２の主要平面は、接触面５２の主要平面５４にほぼ沿っている。見やすさの観点から、図３及び図４に示す接触面６２の主要平面は、主要平面５４と同一の破線及び同一の参照符号で示されている。

シール面４６の主要平面４８と接触面６２の主要平面５４間の角度６４は、９０°ではない。たとえば、角度６４は２０°〜７０°であり、好ましくは約４５°である。

カバー素子５８は、カバー素子５８をハウジング１２に固定するための２つのスナップ素子６６を備える。スナップ素子６６は、共通板６８によって互いに一体に実現される。共通板６８は、カバー素子５８の外表面と一体に実現される。スナップ素子６６を含む共通板６８は、カバー素子６８に対して回動する柔軟性を有する。各スナップ素子６６は、それぞれがスナップタブ７０を有し、スナップタブ７０は、引き出し部２８のロック状態において、シール面４６の主要平面５０に平行に延びる。

スナップ面７２は、スナップ素子６６を受ける相手側部材として機能するもので、上方ハウジング部１４に接続される。スナップ面７２は、シール面４６の主要平面５０に平行に延びる。引き出し部２８のロック状態において、スナップ面７２は、スナップ素子６６とカバー素子６８の上端の間の隙間７４を通過する。

各スナップ素子６６は、それぞれが、カバー素子５８とハウジング１２間の固定を解除するための解除素子７６を備える。

下方ハウジング部１６とカバー素子５８を接続するための相手側支持部７８が、スナップ面７２とスナップ素子６６の反対側に配置される。相手側支持部７８は、下方ハウジング部１６側に設けられた支持素子と、カバー素子５８側に設けられた支持素子を備える。

引き出し部２８のロック状態において、各スナップ素子６６の張力８０は、それぞれが第１の分力８２を発生させ、第１の分力８２は、カバー素子５８の接触面６２の主要平面５４に垂直である。スナップ素子６６の張力８０それ自体は、ハウジング１２のシール面４６の主要平面５０に垂直であり、したがって、それぞれが第２の分力を実現する。張力８０と主要平面５０間の角度を、参照符号８６で示す。

各スナップ素子６６の張力８０の方向が、カバー素子５８の接触面５２の主要平面５４との間になす角度８４は、９０°ではない。角度８４は、有利には２０°〜７０°であり、好ましくは約４５°である。

フィルタ素子３０を交換する際は、解除素子７６を、上方ハウジング部１４から離れる方向に引く。これにより、各スナップタブ７０が、それぞれスナップ面７２から離される。スナップ面７２は隙間７４から外れる。この状態を、図５〜図８に示す。
フィルタ素子３０を含む引き出し部２８は、シール面４６から離れる方向に回動し、これにより、シール４８は緩むことができる。スナップ面７２の反対側に固定された、位置決め用のバー８８は、対応する溝９０から外れる。溝９０は、カバー素子６８の上端に設けられている。ハウジング部１６側の相手側支持部７８の対応する支持素子と、カバー素子５８とが離されている。引き出し部２８は、下方ハウジング部１６の保持固定部２６から、挿入方向９２と反対方向に引き出される。そして、フィルタ素子３０が交換される。
閉じる際は、引き出し部２８は挿入方向９２に沿って、スナップタブ７０がスナップ面７２に到達するまで押しこまれる。その後、引き出し部２８はシール面４６に向かって回動される。これにより、スナップタブ７０の、斜面状に傾斜した前面９４が、それぞれ対応するスナップ面７２の前面９６に沿って滑る。スナップ面７２の前面９６は、同様に傾斜している。スナップタブ７０がスナップ面７２と係合し、位置決め用のバー８８が溝９０と係合し、相手側支持部７８の支持素子が組み合わされる。シール４８とシール素子６０とは圧縮され、これにより、開口３８とスライド式挿入口３２が密閉される。

本発明は、自動車の内燃機関の空気清浄装置１０に限定されるものではない。本発明は、特に自動車用の、その他の種類の空気清浄装置にも適用可能である。さらに、本発明は、特に産業用エンジンの、その他の種類の内燃機関にも適用可能である。

各スナップ素子６６の張力８０の方向と、主要平面５０間の角度８６も、９０°以外であってもよい。

略直方体形状を有するプリーツ状のかわりに、フィルタ媒体４４はその他の形状であってもよい。また、フィルタ媒体４４はプリーツがなく平坦であってもよい。

ハウジング１２の数は、３つのハウジング部１４、１６、１８より多くても少なくてもよい。

溶接のかわりに、ハウジング部１４，１６、１８は他の方法で互いに固定されていてもよく、例えば、接着または機械的な固定部材（ネジやバネ等）で固定されていてもよい。

外気のかわりに、他の気体、例えば循環空気または循環排気が空気清浄装置１０によって浄化されてもよい。

シール４８は発泡ポリウレタン以外の材料でつくられていてもよい。

シール面４６は、平坦でなく、外形を有していてもよく、または主要平面５０に対して傾斜していてもよい。

また、接触面５２も、平坦でなく、外形を有していてもよく、または主要平面５４に対して傾斜していてもよい。

スナップ素子６６の数は、２つ未満または２つ超であってもよい。

カバー素子５８は、シール素子６４を備えていなくてもよい。

スライド式挿入口３２は、フィルタ素子３０の浄化気体側４２に配置されていてもよい。

また、引き出し部２８は、プラスチック以外の材料でつくられていてもよい。

Claims (10)

1. スライド式フィルタ素子（３０）を挿入するためのスライド式挿入口（３２）を有するハウジング（１２）と、前記スライド式挿入口（３２）を閉じるためのカバー素子（５８）とを備え、前記カバー素子（５８）には、前記カバー素子（５８）を前記ハウジング（１２）に対して固定するための少なくとも一つの一体のスナップ素子（６６）が設けられた、特に内燃機関、特に自動車の内燃機関の空気清浄装置（１０）であって、
   前記フィルタ素子（３０）と前記ハウジング（１２）間のシール（４８）のための、前記ハウジング（１２）のシール面（４６）の主要平面（５０）が、前記カバー素子（５８）の閉状態において前記ハウジング（１２）の対応する接触面（５２）と突き合わされる前記カバー素子（５８）の接触面（６２）の主要平面（５４）との間になす角度（６４）は、９０°ではなく、
   前記スナップ素子（６６）を含む共通板（６８）は、前記カバー素子（５８）に対して回動する柔軟性を有し、前記共通板（６８）を回動させて前記カバー素子（５８）を前記ハウジング（１２）に対して固定することにより、前記ハウジング（１２）に対する前記カバー素子（５８）の圧力を発生させる
   ことを特徴とする空気清浄装置。
2. 前記少なくとも一つのスナップ素子（６６）の張力（８０）が、第１の分力（８２）と第２の分力（１８）を実現可能であり、該第１の分力（８２）は前記カバー素子（５８）の前記接触面（６２）の前記主要平面（５４）に垂直であり、該第２の分力（１８）は前記ハウジング（１２）の前記シール面（４６）の前記主要平面（５０）に垂直である
   ことを特徴とする請求項１に記載の空気清浄装置。
3. 前記少なくとも一つのスナップ素子（６６）の張力（８０）の方向が、前記カバー素子（５８）の前記接触面（６２）の前記主要平面（５４）との間になす角度（８４）は、９０°以外である
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の空気清浄装置。
4. 前記少なくとも一つのスナップ素子（６６）の張力（８０）の方向が、前記フィルタ素子（３０）と前記ハウジング（１２）間のシール（４８）のための、前記ハウジング（１２）の前記シール面（４６）の前記主要平面（５０）との間になす角度（８６）は、約９０°である
   ことを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の空気清浄装置。
5. シール素子（６０）が、前記ハウジング（１２）の前記接触面（５２）と前記カバー素子（５８）との間に設けられている
   ことを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の空気清浄装置。
6. 前記スライド式挿入口（３２）は前記フィルタ素子（３０）の未処理気体側（４０）に配置されている
   ことを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載の空気清浄装置。
7. 前記カバー素子（５８）は、引き出し部（２８）の一部であり、前記スライド式フィルタ素子（３０）を該引き出し部（２８）内に配置可能であり、該引き出し部（２８）は、前記スライド式挿入口（３２）を通って前記ハウジング（１２）内部へとスライド可能である
   ことを特徴とする請求項１乃至６の何れか一項に記載の空気清浄装置。
8. 少なくとも一つのスナップ面（７２）が前記ハウジング（１２）に設けられ、該少なくとも一つのスナップ面（７２）は、前記少なくとも一つのスナップ素子（６６）を受ける相手側部材として機能可能である
   ことを特徴とする請求項１乃至７の何れか一項に記載の空気清浄装置。
9. 前記ハウジング（１２）と前記カバー素子（５８）を接続するための、少なくとも一つの反対側支持部（７８）が、前記少なくとも一つのスナップ面（７２）と前記少なくとも一つのスナップ素子（６６）の反対側に配置されている
   ことを特徴とする請求項１乃至８の何れか一項に記載の空気清浄装置。
10. プリーツ状のフィルタ媒体（４４）と周状の弾性シール（４８）を備えたフィルタ素子であって、
    前記フィルタ素子（３０）は、請求項１乃至９の何れか一項に記載の空気清浄装置（１０）内の引き出し部（２８）に配置される
    ことを特徴とするフィルタ素子。