JP6660389B2 - 内燃機関の吸気口へ導かれる空気のフィルタ群 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関の空気取入口に導かれる空気のフィルタ群に関する。

より詳細には、本発明は、内燃機関に連結するフィルタ群であって、エンジンが搭載される車両のエンジン室内に配置されるフィルタ群に関する。

ディーゼルエンジンおよびガソリンエンジン共に、内燃機関を機能させるべく、燃料の燃焼に必要な酸素を供給するためには、ある量の空気を周囲環境から取り込んでシリンダに供給しなければならない。

空気は、通常、車両の車体構造に開口する１つまたは複数の空気取入口によって取り入れられ、吸気バルブを介してエンジンのシリンダに直接連通する吸気マニホールドへ送られる。

周知のように、自然環境から取り込まれた空気は、エンジン内部に達するとエンジンを著しく損傷させるほどの寸法を有する固体粒子を浮遊させていることがある。

この事態を防止するために、空気取入口と吸気マニホールドとの間に、上記の固体粒子を処理するためのフィルタ群が配置される。

既知のタイプのフィルタ群は、通常、空気取入口を吸気マニホールドへ接続する供給管路を備え、管路の途中に、固体粒子を捕捉し空気部分は通過させる多孔性材から製作されたフィルタ壁を収容可能な、一般に、大きな寸法のフィルタボックスが配置されている。

使用中、フィルタ壁は、遅かれ早かれ詰まってしまうため、定期的な整備、および定期交換を必要とする。

これらの理由で、フィルタ壁および関連フィルタボックスは、エンジン室のアクセスの容易な位置に配置しなければならず、また、フィルタ群自体の大きさの観点からも、エンジン室内の利用可能な空間の配分に極めて大きな制約を及ぼす。

本発明の目的は、簡単、合理的、かつ比較的安価であり、上記の従来技術のシステムに対して有利な代替案を提供する解決策によって、上記の短所を回避することである。

これら目的は、独立請求項に記載の本発明の特徴によって達成される。従属請求項は、本発明の好ましくかつ／または特に有利な態様を記述する。

本発明の第１の実施形態は、複数のフィルタ壁を備える、自動車の内燃機関に供給される空気のフィルタ・カートリッジを開示する。フィルタ壁は支持体に固定され、支持体は、各フィルタ壁が固定される穴の開いた複数のシャンクが設けられた基底部と、基底部に対向する上側壁とによって画成されたチャンバを備え、基底部と上側壁との間に、濾過された空気の流路開口が形成されている。

本発明の別の実施形態では、濾過される空気の入口管路、および濾過された空気の出口管路が設けられた外側ケーシングを備えた自動車の内燃機関の供給用の空気フィルタ群が開示される。入口管路と出口管路とは、ケーシングの中に軸方向に収容された少なくとも１つのフィルタ壁によって分離され、ケーシングは、フィルタ壁の支持体によって閉鎖される開口を備える。支持体は、少なくとも１つのフィルタ壁が固定される少なくとも１つの穴が設けられた下側の基底部と、基底部に対向する上側壁とによって画成されたチャンバを備え、基底部と上側壁との間に、空気出口管路と流体連通する空気流路開口が形成されている。さらに別の実施形態では、濾過された空気の出口管路と、外側ケーシングに連結され、フィルタ壁の支持体によって閉鎖される開口を形成する収容フランジとを形成する外側ケーシングを備える内燃機関への供給用の空気フィルタ群が提供される。支持体は、少なくとも１つのフィルタ壁が固定される少なくとも１つの穴が設けられた下側の基底部と、基底部に対向する上側壁とによって画成されたチャンバを備え、基底部と上側壁との間に、出口管路と流体連通する空気流路開口が形成されている。この構成は、フィルタ壁の汚れる側を区画するケーシングの使用を避けることができるので、エンジン室の内部空間の活用、および管状壁のフィルタ面の利用で有利になる。

本発明のさらに別の実施形態は、濾過される空気をフィルタ・カートリッジの少なくとも１つの収容装着部の方へ送るための分配器と、濾過された空気を出口管路の方へ送ることができるマニホールドとが設けられた外側ケーシングを備える、内燃機関の冷却ラジエータに連結される空気フィルタ群に関する。分配器は、ラジエータの上面の上方に配置された空気入口開口を備える。

本発明のなお一層の特徴および利点が、添付図面を用いて、非限定的な例として示された以下の説明を読むことによって、明らかになるであろう。

本発明の実施形態によるフィルタ群の透視図である。 本発明の実施形態によるフィルタ・カートリッジの透視図である。 図１のＩＩＩ−ＩＩＩの断面図である。 図２のＩＶから視た部分図である。 図３の一部分の拡大図である。 図４のＶＩ−ＶＩの断面図である。 図３のＶＩＩ−ＶＩＩの断面図である。 本発明の実施形態によるフィルタ群の前方からの透視図である。 本発明の実施形態によるフィルタ群の後方からの透視図である。 図８の平面図である。 図１０のＸＩ−ＸＩの断面図である。 図１１のＸＩＩ−ＸＩＩの断面図である。 本発明の実施形態によるフィルタ群の透視図である。 図１３のフィルタの平面図である。 図１４のＸＶ−ＸＶの断面図である。

本発明の第１の実施形態が示されている図１〜図６を参照すると、濾過される空気の入口管路３と、濾過された空気の出口管路４とが設けられ、両方ともケーシング２の側壁に配置される外側ケーシング２を備えるタイプの、自動車の内燃機関に供給される空気の空気フィルタ群が示されている。

詳細には、ケーシング２は、濾過される空気の入口管路３が形成されたビーカー状本体２０を備え、入口管路３には、空気の出口管路４が設けられたカバー２２が固定される上側開口２１（図３）が設けられている。

本発明の変形形態では、ビーカー状本体２０とカバー２２とは一体式でもよい。

本発明の変形形態では、図示されていないが、空気入口管路をビーカー状本体２０の底部に配置することもできる。

ケーシング２は、少なくとも１つのフィルタ壁８が設けられたフィルタ・カートリッジ６をケーシングの内部に軸方向に挿入可能な上側開口５（図５）を備える。より詳細には、図示された実施形態では、上側開口５は、カバー２２の上面２４（図５）に設けられている。本発明の変形形態では、図示されていないが、空気入口管路を省略することができる。この場合には、上側開口５は、出口開口に連結される収容フランジ上に設けられる。

図示された実施形態では、フィルタ・カートリッジ６は、円筒形状を有する２つのフィルタ壁８の支持体７を備え、フィルタ壁８は、ビーカー状本体２０の内部に軸方向に収容される。

図３〜図６を詳細に参照すると、支持体７は、フィルタ壁８が固定される穴の開いた２つの下側シャンク７２が設けられた基底部７１と、基底部７１と対向する上側壁７３とによって画成されたチャンバ７０を備えている。基底部７１と上側壁７３との間には空気流路開口７４が形成され、流路開口７４は濾過された空気の出口管路４と流体連通している。上側壁７３は、下側基底部７１に対して傾斜し、チャンバ７０は、濾過された空気の流路開口７４に向かう方向に断面が増大している。さらに、支持体７は、上面７３０に、ケーシング２へのフィルタ・カートリッジ６の挿入および引抜を容易にする把手７３１を有する（図２）。

上側壁７３は、基底部７０に対して平行に配置してもよい。

本発明のこの実施形態では、チャンバは、さらに、基底部７１を対向上側壁７３と連結する垂直周壁７５を有し、周壁７５には、開口７６（図２）が設けられ、濾過された空気流路開口７４が形成される。

支持体７は、ケーシング２の内部に向かって開口５内に封止式に挿入され、たとえば、詳細にはカバー２２内に設置される。このため、支持体７は、基底部７１および反対側の壁７３に、２つの環状座７７および７８（図５）それぞれを有し、環状座のそれぞれが、補完的なシール・ガスケット７９、８０を受け入れる。

さらに、フィン８１が、基底部７１と上側部分７３との間に配置され（図５）、フィン８１は、空気が流路開口７４の方へ流れ易くなるように形状設定され構成される。

本発明の機能は極めて単純であり、空気が、入口管路３を通ってケーシング２の内部に入り、フィルタ壁８を外側から内側へ横切り、２つのシャンク７２およびチャンバ７０を通って濾過された空気の出口管路４の方へ流れる。

図８〜図１２は、以下に説明される本発明の第２の実施形態を示す。本発明の第２の実施形態の説明においては、本発明の前出の実施形態ですでに説明された同一の構成要素を示すため、同じ参照番号が使用される。

図面は、内燃機関（図示せず）の冷却ラジエータ１０１（図８）に直接連結する空気フィルタ群１００を示す。

フィルタ群１００は、濾過される空気をフィルタ・カートリッジの少なくとも１つの収容装着部１０４の方へ送るように構成された分配器１０３（図８および図１０）が設けられた外側ケーシング１０２を備え、分配器１０３は、ラジエータ１０１の上面の上方に配置された空気の少なくとも１つの入口開口１０６を備える。

より詳細には（図１１）、分配器１０３はステップ状になっており、空気入口開口１０６が設けられケーシング１０２の水平対称軸Ａの方向に広がる第１の部分１０３ａと、第１の部分１０３ａに垂直な第２の部分１０３ｂとを備えている。第２の部分１０３ｂは、ケーシング１０２の垂直対称軸Ｂの方向に広がり、ラジエータ１０１の後方垂直面に配置されている。

第２の部分１０３ｂは、空気中に存在するあらゆる水粒子を分離するために、分配器１０３を通って流れる空気の流れを切り変える機能を有する複数の垂直壁１０７（図１１）を内装する。分離された水粒子は、ケーシング１０２の下方周縁部に存在する複数の流路孔１０８によってケーシング１０２の外部へ排出される（図１１）。

図示された実施形態では、分配器１０３は、ケーシング１０２の垂直対称軸Ｂを含む垂直対称面に対して対称であり、ラジエータ１０１に垂直である２つの空気入口開口１０６を備える。

前述のように、ケーシング１０２は、フィルタ・カートリッジの少なくとも１つの収容装着部１０４を備える。図に示されている実施形態では、ケーシング１０２は、フィルタ・カートリッジをそれぞれが収容する２つの同じ収容装着部１０４を備え、収容装着部１０４は、ケーシング１０２の垂直対称軸Ｂを含みラジエータ１０１に垂直である垂直対称面に対して対称である。より詳細には、装着部１０４は、ケーシング１０２の両端部に配置され、それら装着部１０４のそれぞれは、分配器１０３の第２の部分１０３ｂと流体連通している。

本発明のこの実施形態では、各装着部１０４は、本発明の第１の実施形態で説明されたビーカー状本体と実質的に同一のビーカー形状部分１０９を備え、ビーカー形状部分１０９には、濾過される空気を通すためにスリット１１０が設けられている。ビーカー状部分１０９（図１１）には、カバー１１１（図１０）が固定される上側開口が設けられ、カバー１１１には、濾過された空気を出口管路１１２の方へ送るように構成されたマニホールド１０５と連通する濾過された空気の出口部分１１１ａが設けられている。

カバー１１１、分配器１０３の水平部分１０３ａ、およびマニホールド１０５は、単一の一体物として製作してもよい。

ケーシング２は、フィルタ・カートリッジ６をケーシング内に軸方向に挿入可能にする少なくとも１つの上側開口１１３をさらに備える。上側開口１１３は、本実施形態によれば、カバー１１１に設けられる（図１０）。

本発明のこの実施形態では、さらに、それぞれの収容装着部１０４内に収容されるフィルタ・カートリッジは、以前に説明されたフィルタ・カートリッジ６と同一であり、フィルタ・カートリッジの詳細な説明は省略される。

マニホールド１０５は、分配器１０３の上方に配置され、濾過された空気の出口部分１１１ａ（図１１）と流体連通している。マニホールド１０５は、本発明の本実施形態では、濾過される空気の２つの入口開口１０６の間でそれらの上方に配置された排出管路１１２を備える。

分配器１０３の第２の垂直部分において、ケーシング２は、逆Ｕ字形を有する凹部１１４を備え、凹部１１４は、下方でフィルタ・カートリッジ６の収容装着部４と連結している。

凹部１１４には、ラジエータの冷却ファン（図示せず）の支持手段１１５が設けられている。支持手段１１５は、複数のロッド１１７（図８）を介してケーシング２に連結される穴の開いた環状シャンク１１６を備える。

本発明の実施形態の機能では、濾過される空気が、流路開口１０６を通って分配器１０３内に入り、分配器の第１の部分１０３ａを通って流れ、次いで、分配器の第２の部分１０３ｂに入る。分配器の第２の部分１０３ｂを通過する時、空気は壁１０７によって向きが変わり、それによって、濾過される空気の流れ内に存在するあらゆる水の粒子が分離される。空気の流れは、フィルタ壁８を外側から内側へ横切り、チャンバ７０および出口マニホールド１０５を通過し、濾過された空気の出口管路１１２の方へ流れる。

第３の実施形態が図１３〜１５に示されている。第３の実施形態では、外側ケーシング２０２には、実質的に角柱のコンパクトな形状を有し、長手方向軸Ａに沿って延在する第１の部分２０２１が設けられている。

第１の部分の端部において、外側ケーシング２０２は、入口管路２０３を有する。

反対側の端部に、外側ケーシングは、長手方向軸Ａに対して共に垂直な面内にある２つのフランジ２２１を有する。それらフランジのそれぞれが開口２０５を備え、たとえば２葉の外形を有する。

２つの同一の装着部２２０へのアクセスは、開口２０５を通して行われ、それら装着部２２０は、第１の部分２０２１の内部に形成され、相互に実質的に平行、かつ外側ケーシング２０２の長手方向軸Ａに実質的に平行である長手方向軸を有する。

それぞれの装着部２２０は、対応する開口２０５を通して外側ケーシング２０２の第１の部分２０２１の内部に軸方向に挿入されるフィルタ・カートリッジ２０６を収容することができる。

開口２０５位置に、外側ケーシング２０２は、長手方向軸Ａに平行な面内にあるさらに別の２つのフランジ２２２を形成する第２の部分２０２２をさらに備える。

第２の部分２０２２のフランジ２２２のそれぞれは、第１の部分２０２１のそれぞれのフランジ２２１に対して、側面に配置され、かなり出っ張るように突き出ており、それによって、フランジ２２２は、対応する開口２０５がその中に開口する直角の２面角を形成する。

第２の部分２０２２の各フランジ２２２は、外側ケーシングの第２の部分に作られた出口管路２０４と、フランジ２２２の外周を囲繞するマニホールド２０４１を介して、流体連通するように配置された窓２２２１をさらに備える。

第２の部分２０２２の各フランジ２２２には、長手方向軸Ａと平行に延在し、対応する窓２２２１の両側近くに配置された１対のガイド２２２２がさらに設けられている。

特定の例では、２つの窓２２２１の間に配置される両ガイド２２２２は、２つの開口２０５の間に構成される空間内に外側ケーシング２０２の第１の部分２０２１から隆起し、２つのフランジ２２２を分離する単一の壁２２２３に仕立てられる。

さらに、この第３の実施形態は、１対のフィルタ・カートリッジ２０６を備え、それらフィルタ・カートリッジ２０６のそれぞれには、支持体２０７と、支持体２０７に固定されたフィルタ壁２０８とが設けられている。

支持体２０７は、チャンバ２７０を備え、チャンバ２７０は、基底フランジ２７１と、基底フランジ２７１に対向する上側壁２７３と、チャンバ２７０の側方を画成する垂直周壁２７５によって画成される。

基底フランジ２７１には、２つのシャンク２７２が設けられ、それらシャンク２７２のそれぞれに、それぞれのフィルタ壁２０８が固定される。

支持体２０７は、垂直壁２７５の、窓２２２１に面する部分に設けられた流路開口２７４をさらに備え、流路開口２７４は、濾過された空気の出口管路２０４と流体連通している。上側壁２７３は、基底フランジ２７１に対して傾斜し、チャンバ２７０は、濾過された空気の流路開口２７４に向かう方向に断面が増大している。さらに、上側壁の外側部分に、ケーシング２０２への、およびそれからのフィルタ・カートリッジ２０６の挿入および引抜が容易にできるようにする把手７３１を有する。

さらに、支持体２７０は、長手方向軸Ａに平行な面上にあり流路開口２７４位置に配置されたフランジ２７６を備える。

支持体２０７は、外側ケーシング２０２の第１の部分２０２１のそれぞれのフランジ２２１に対して基底フランジ２７１を当接させるまで、フランジ２７６を、対応するガイド２２２２に摺動させて入れることによって、それぞれの開口２０５に封止式に挿入される。

このようにして、支持体２０７は、開口２０５を埋め、開口２０５を流路開口２７４と連通させ、流路開口２７４を窓２２２１と連通させ、このようにして、支持体２０７は、入口管路２０３を出口管路２０４と流体連通させる。

当然、本発明には多くの修正および変形を加えることができ、全て本発明の概念の範囲に包含される。

さらに、全ての細部は、他の技術的に均等な要素によって置き換えることができる。

実際に、使用される材料、ならびに生じ得る形状および寸法は、添付の特許請求の範囲の保護範囲から逸脱しない限り、要件に則して如何様であってもよい。

Claims (19)

1. 濾過される空気の入口管路（３）、濾過された空気の出口管路（４）、および少なくとも１つの開口（５）が設けられた外側ケーシング（２）と、
   支持体（７）、および該支持体（７）に固定された複数のフィルタ壁（８）を備えるフィルタ・カートリッジ（６）と
   を備え、
   前記支持体（７）が、基底部（７１）、および該基底部（７１）に対向する上側壁（７３）によって画成されたチャンバ（７０）を備え、
   前記基底部（７１）には、穴の開いた複数のシャンク（７２）が設けられ、該シャンク（７２）のそれぞれにいずれかの前記フィルタ壁（８）が固定され、
   前記濾過された空気の流路開口（７４）が、前記基底部（７１）と前記上側壁（７３）との間に形成され、
   前記フィルタ・カートリッジ（６）が、前記開口（５）を通って前記ケーシング（２）の内部に軸方向に挿入されて、前記開口（５）が、前記フィルタ・カートリッジ（６）の前記支持体（７）によって閉鎖され、前記流路開口（７４）が前記空気出口管路と流体連通する、自動車の内燃機関に供給される空気のフィルタ群（１）。
2. 前記上側壁（７３）が、前記基底部（７１）に対して傾斜し、前記チャンバ（７０）が、前記濾過された空気の前記流路開口（７４）に向かう方向に断面が増大する、請求項１に記載のフィルタ群。
3. 前記チャンバ（７０）が、少なくとも１つの垂直周壁（７５）を有する、請求項１に記載のフィルタ群。
4. フィン（８１）が、前記チャンバ（７０）内の前記基底部（７１）と前記上側壁（７３）との間に配置され、前記フィン（８１）が、前記空気を前記流路開口（７４）の方へ導くように構成されている、請求項１に記載のフィルタ群。
5. 前記基底部（７１）および前記上側壁（７３）が、それぞれ、環状シール・ガスケット（７９、８０）の収容装着部（７７、７８）を有する、請求項１に記載のフィルタ群。
6. 前記上側壁（７３）が把手（７３１）を備える、請求項１に記載のフィルタ群。
7. 前記外側ケーシング（２）が、ビーカー状部分（２０）およびカバー（２２）を備える、請求項１に記載のフィルタ群。
8. 前記開口（５）が前記カバー（２２）に形成されている、請求項７に記載のフィルタ群。
9. 前記入口管路（３）が、前記ビーカー状本体（２０）に形成され、前記出口管路（４）が前記カバー（２２）に形成されている、請求項７に記載のフィルタ群。
10. 前記外側ケーシング（１０２）には、前記濾過される空気を前記フィルタ・カートリッジ（６）の少なくとも１つの収容装着部（１０４）の方へ送るための分配器（１０３）と、前記濾過された空気を出口管路（１１２）の方へ送ることができるマニホールド（１０５）とが設けられ、
    前記分配器（１０３）が、前記外側ケーシング（２）が連結されている前記ラジエータ（１０１）の上面の上方に配置された空気入口開口（１０６）を備える、請求項１から９のいずれか一項に記載のフィルタ群。
11. 前記分配器（１０３）が、ステップ状とされ、前記空気入口開口（１０６）が設けられ水平軸（Ａ）の方向に広がる第１の部分（１０３ａ）と、前記第１の部分に垂直に、前記ラジエータ（１０１）の垂直面に配置される第２の部分（１０３ｂ）とを備える、請求項１０に記載のフィルタ群。
12. 前記ケーシング（１０２）が、該ケーシングの上面に配置され、フィルタ・カートリッジ（６）を受け入れるように構成された少なくとも１つの上側開口（１１３）を備える、請求項１１に記載のフィルタ群。
13. 前記マニホールド（１０５）が、前記空気入口開口（１０６）の上方に配置される、請求項１０に記載のフィルタ群。
14. 前記分配器（１０３）が、垂直対称軸（Ｂ）を含む垂直対称面に対して対称な２つの空気入口開口（１０６）を備える、請求項１０に記載のフィルタ群。
15. 前記フィルタ群が、それぞれのフィルタ・カートリッジの２つの収容装着部を備え、前記収容装着部が、前記ケーシング（１０２）の前記垂直対称軸（Ｂ）を含み前記ラジエータ（１０１）に直交する垂直対称面に対して対称であり、前記ケーシング（１０２）の垂直端部にそれぞれ配置されている、請求項１４に記載のフィルタ群。
16. 前記ケーシング（１０２）が、前記ラジエータ（１０１）の冷却ファンの支持手段（１１５）を備える、請求項１０から１５のいずれか一項に記載のフィルタ群。
17. 前記分配器（１０３）の前記第２の部分（１０３ｂ）が、前記濾過される空気の偏向壁（１０７）を備える、請求項１１に記載のフィルタ群。
18. 各前記フィルタ壁が管形状を有する請求項１に記載のフィルタ群。
19. 各前記フィルタ壁が円筒形状を有する請求項１に記載のフィルタ群。

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