KR20090025160A

KR20090025160A - 내연 기관의 공기 여과

Info

Publication number: KR20090025160A
Application number: KR1020080087045A
Authority: KR
Inventors: 마틴 제임스 스타일스
Original assignee: 비스테온 글로벌 테크놀로지스, 인크.
Priority date: 2007-09-05
Filing date: 2008-09-04
Publication date: 2009-03-10
Also published as: GB2452517B; US20090056293A1; GB0717313D0; GB2452517A

Abstract

본 발명은 내연 기관에 대한 유입 공기의 여과에 관한 것이다. 공기 필터(1)는 유입 공기 유동으로부터 미립자를 여과하기 위한 미립자 여과부(6)를 구비한다. 미립자 여과부는 주름 체적(5) 안으로 절첩되는 공기 여과재의 제1 시트로 제조되며, 공기 유동이 통과하는 한 쌍의 대향 절첩 측면(8 및 9), 절첩 측면 사이에서 연장되는 적어도 하나의 주름 측면(12 및 13) 및 일련의 주름부(4)의 각 단부에서의 적어도 하나의 단부 측면(10 및 11)을 포함하는 복수의 측면들에 의해 경계를 이룬다. 주름 측면과 단부 측면은 주름 체적의 적어도 하나의 모서리 에지(13 내지 16)를 따라 만나며, 주름 측면은 일련의 주름부를 따라 연장된 측면 에지를 따라 각각의 절첩 측면을 만난다. 또한, 공기 필터는 주름 측면을 따라 하우징 내에서 미립자 밀봉부를 제공하는 측면 밀봉부(7)를 구비한다. 측면 밀봉부는 공기 여과재의 제2 시트로 제조되며, 상기 제2 시트는 대응 측면 에지를 따라 절첩 측면으로부터 직립으로 연장되는 플랜지(26 및 27)를 제공하도록 상기 주름 측면을 덮고 상기 주름 측면을 넘어 돌출된다. 공기 여과 하우징은, 대응 측면 에지의 길이를 따라 상기 제1 플랜지에 결합하여 하우징과 공기 필터 사이에 제1 미립자 밀봉부를 제공하는 제1 밀봉 수단과, 대응 단부 측면을 따라 적어도 하나의 단부 주름과 결합하여 하우징과 공기 필터 사이에 제2 미립자 밀봉부를 제공하는 제2 밀봉 수단과, 상기 제1 미립자 밀봉부와 상기 제2 미립자 밀봉부 사이에서 연장되는 제3 미립자 밀봉부를 하우징과 공기 필터 사이에 제공하는 상기 모서리 에지를 따라 공 기 여과재의 상기 제2 시트와 결합하여 제3 밀봉 수단을 포함한다.

내연 기관, 공기 여과 시스템, 공기 필터, 미립자

Description

내연 기관의 공기 여과{INTERNAL COMBUSTION ENGINE AIR FILTRATION}

본 발명은 내연 기관용 유입 공기의 여과에 관한 것이다.

내연 기관용 공기 여과 시스템에는 여러 형태가 있다. 대체로, 이러한 시스템은 교체가능한 공기 필터 내에서 개방되어 드러날 수 있는 하우징을 포함한다. 하우징은 공기 필터에 의해 내부에서 공기 유입구와 공기 출구에 각각 연결된 상류 부분과 하류 부분으로 구분된다. 밀봉부는 하우징 내에서 상류 부분과 하류 부분을 분리시키도록 공기 필터 주변에 제공된다.

밀봉부가 완벽하지 않으면, 여과되지 않은 공기가 시일을 우회할 수 있으며 이러한 경우에 미립자는 엔진 내로 흡인될 수 있다. 이는 엔진의 마모를 증가시키고 최대 엔진 수명을 감소시킨다. 밀봉부는 적어도 99%의 효율인 것이 이상적이다.

공기 필터는 대체로 직사각형 또는 사변형의 외형을 구비할 수 있는 주름 종이(pleated paper) 또는 부직포로 제조되는 확장된 표면적을 가진 본체로부터 형성된다. 또한, 필터는 하우징의 내부에 접합하는 필터의 주위에서 연장되는 밀봉부를 포함한다.

일부 엔진의 공기 필터는 사출 성형되거나 주조되어 여과재의 외부 표면 주위에 장착되는 가요성 플라스틱 또는 고무 재료로 제조된 밀봉부를 구비한다. 이러한 성형되거나 주조된 밀봉부는 필터 하우징의 정합 시트부와 결합한다.

다른 형태의 공기 필터는 공기 여과재의 주연부 주위에 성형되는 경식(rigid) 또는 반경식(semi-rigid) 플라스틱 프레임 또는 림(rim)을 구비한다. 림은 필터 하우징의 정합 시트부와 결합하는 고무 밀봉부를 구비한다.

이러한 모든 개별적인 밀봉부가 고효율일 수 있으나, 밀봉부는 주름 공기 필터의 제조 공정과 별개의 생산 공정에서 형성되는 것이 요구된다. 또한, 공기 여과재가 연속 공정으로 또는 거의 연속 공정으로 형성되고 주름질 수 있는 반면, 성형 또는 주조된 밀봉부를 여과재의 에지 주위에 형성하는 것은 상당히 오래 걸릴 수 있으므로, 이 단계가 제조 공정에서의 속도를 결정하는 단계가 된다.

따라서, 미국 특허 출원 공개 공보 제2006/0090433A1호는 독립적인 성형 또는 주조된 주연 밀봉부를 구비하지 않은 직사각형 외형 여과재로 형성된 공기 필터를 구비하는 내연 기관용 공기 여과 시스템을 개시한다. 필터는, 일 종방향을 따라 연장하고 주름부에서 사용된 동일한 여과재로 형성되는 한 쌍의 대향 측면 벽에 접착되어 고정되는 일련의 지그재그형 주름부를 구비한다. 독립적인 성형 또는 주조된 밀봉부 대신에, 측면 벽의 부분들은 공기 필터 하우징의 상부 절반부 및 하부 절반부 사이의 시임을 따라 상부 플랜지와 하부 플랜지 사이에서 파지되는 주름부에 대해 만곡되고, 이러한 주름부로부터 측방향으로 연장된다.

밀봉부는, 각각의 필터 하우징의 절반부 상에 있는 한 쌍의 대향하는 평행한 삽입부들에 의해 직사각형 외형의 공기 필터의 대향의 두 측면을 따라 형성되며, 삽입부들은 주름부의 일 사이클 거리의 절반과 동일한 거리만큼 종방향으로 오프셋된다. 이러한 삽입부는 주름부의 대향 측면으로 돌출됨으로써, 주름 여과재는 각각의 이러한 측면을 따라 밀봉부를 형성하도록 삽입부들 사이에 압축된다.

이러한 구성은 주름재가 대향 삽입부들 사이에서 압축될 때 대향 측면을 따라 양호한 밀봉부를 형성하는데 매우 효과적인 반면, 플랜지들 사이에서의 여과재의 파지에 있어서의 어떤 결함이라도 사용시에 외부의 더러운 공기를 공기 필터의 정화 측면으로 누출시키는 짧은 통로를 제공하는 것이 발견되었다. 또한, 공기 필터와 주위 하우징의 코너에서의 파손 없이 인접한 밀봉부들이 만나는 것을 보장하기 어렵기 때문에, 공기 필터의 측면들이 만나는 밀봉부들 사이의 접합부에서 문제점이 발생할 수 있다.

이러한 문제점들을 해결하는 것이 본 발명의 일 목적이다.

본 발명의 제1 실시예에 따라, 공기 필터와 공기 필터 하우징을 포함하는 내연 기관용 공기 여과 시스템이 제공되며, 공기 필터는 하우징 내에 탈착식으로 보유되며, 하우징은 여과되지 않은 유입 공기 유동을 공기 필터에 제공하기 위한 공기 유입구와 공기 필터로부터의 여과된 배출 공기 유동을 수용하기 위한 공기 배출구를 구비하며, 상기 공기 필터는, 상기 유입 공기 유동으로부터 미립자를 여과하는 미립자 여과부로서, 상기 미립자 여과부는 주름 체적 안으로 절첩되는 공기 여과재의 제1 시트로 제조되고, 상기 주름 체적은 상기 공기 유동이 통과하는 한 쌍의 대향 절첩 측면, 상기 절첩 측면들 사이에 연장되는 적어도 하나의 주름 측면, 일련의 주름부의 단부에서의 적어도 하나의 단부 측면을 포함하는 복수의 측면들에 의해 경계를 이루며, 상기 주름 측면과 단부 측면은 상기 주름 체적의 적어도 하나의 모서리 에지를 따라 만나며, 상기 주름 측면은 상기 일련의 주름부를 따라 연장된 측면 에지를 따라 각각의 절첩 측면을 만나는, 미립자 여과부와; 상기 주름 측면을 따라 하우징 내에서 미립자 밀봉부를 제공하는 측면 밀봉부로서, 공기 여과재의 제2 시트로 제조되며, 상기 제2 시트는 대응 측면 에지를 따라 절첩 측면으로부터 직립으로 연장되는 제1 플랜지를 제공하도록 상기 주름 측면을 덮고 상기 주름 측면을 넘어 돌출되는, 측면 밀봉부를 포함하며, 상기 하우징은, 대응 측면 에지의 길이를 따라 상기 제1 플랜지에 결합하여 하우징과 공기 필터 사이에 제1 미립자 밀봉부를 제공하는 제1 밀봉 수단과; 대응 단부 측면을 따라 적어도 하나의 단부 주름과 결합하여 하우징과 공기 필터 사이에 제2 미립자 밀봉부를 제공하는 제2 밀봉 수단과; 상기 제1 미립자 밀봉부와 상기 제2 미립자 밀봉부 사이에서 연장되는 제3 미립자 밀봉부를 하우징과 공기 필터 사이에 제공하는 상기 모서리 에지를 따라 공기 여과재의 상기 제2 시트와 결합하여 제3 밀봉 수단을 포함한다.

단부 주름부는 최단부 주름부 또는 최단부 주름부 부근의 주름부일 수 있다.

공기 필터의 절첩 측면은 사변형의 외형을 구비하는 것이 바람직하다. 본 발명의 양호한 실시예에서, 이러한 외형은 직사각형 외형이며, 필터는 주름부 방향의 장축 및 주름 절첩 라인을 따른 방향의 단축을 가진다. 공기 필터는 한 쌍의 대향 주름 측면들을 구비하며 이들 사이에서 한 쌍의 절첩 측면이 연장된다. 절첩 측면들 중 하나는 다른 절첩 측면으로부터 배출되기 위해 주름 체적을 통과하는 여과되지 않은 공기 유동을 수용한다. 한 쌍의 직립 플랜지는 인접 주름 측면들과 만나는 공통의 절첩 측면으로부터 수직으로 연장되는 것이 바람직하다. 플랜지는 서로 평행이며, 공기 필터의 장축과도 평행일 수 있다.

이와 유사하게, 한 쌍의 대향 단부 측면들은 4개의 유사한 모서리 에지가 있을 수 있는 일련의 주름부의 각 단부에 있는 것이 바람직하다. 플랜지를 포함하는 한 쌍의 측면 밀봉부의 각각은 한 쌍의 대향 모서리 에지를 향해 완전히 일련의 주름부의 방향으로 연장될 수 있다.

측면 밀봉부는 주름 측면과 접촉하는 측면 밀봉부와 돌출 플랜지 양자의 범위에 걸쳐서 평면일 수 있다.

공기 필터는 대체로 전체가 부직포 필터 재료일 수 있는 탄력적 압축성 여과재로 형성되는 것이 가장 바람직하다. 본 발명의 양호한 실시예에서, 측면 밀봉부는 접착제에 의해 미립자 여과부에 결합된다. 완벽한 밀봉부를 형성하기 위하여, 접착제는 여과재의 주름 측면에서의 주름부의 노출된 에지와 측면 밀봉부를 형성하는 대체로 평면인 시트 사이에서 지그재그형의 접촉 라인을 따르는 것이 바람직하다.

공기 필터는 대체로 하우징 내에 탈착식으로 장착된다. 하우징은 여과재 공기 필터와 접촉에 의해 및/또는 여과재 공기 필터의 압축에 의해 미립자 빌봉부를 형성할 수 있다.

제1 밀봉 수단은 플랜지의 양 측면을 수용하고 이에 결합하는 하우징의 내부 표면 내의 홈을 포함한다. 홈은 플랜지가 직립으로 연장되는 인접 측면 에지와 대체로 평행인 여과재의 전체 길이로 연장될 수 있다.

본 발명의 양호한 실시예에서, 공기 여과재의 제2 시트는 공기 필터로부터 외향하는 제1 면과 미립자 여과부를 향해 내향하는 제2 면을 구비한다. 제3 밀봉 수단은 제3 미립자 밀봉부를 제공하도록 이러한 면 모두의 적어도 일부와 결합하도록 배열될 수 있다.

또한, 양호한 실시예에서, 제3 밀봉 수단은 모서리 에지의 근처에서 제1 밀봉 수단과 제2 밀봉 수단 사이의 상호 작용에 의해 제공된다. 공기 여과재의 제2 시트는 압축가능하므로, 이러한 상호 작용은 모서리 에지와 대체로 평행인 라인을 따라 공기 여과재의 압축을 포함할 수 있다.

제1 밀봉 수단은 플랜지의 양 측면을 수용하고 이에 결합하는 하우징의 내부 표면 내의 홈을 포함할 수 있다. 홈은 공기 여과재의 제2 시트의 제1 면의 적어도 일부와 결합하도록 모서리 에지의 근처에서 제2 밀봉 수단을 향해 경사진 경사부를 구비한다.

하우징 내부 벽은 상기 홈으로 연장될 수 있으며, 내부 벽은 미립자 여과부에 대해 플랜지를 위한 홈의 외부 벽을 형성한다. 내부 벽은 공기 여과재의 제2 시트의 제1 면의 적어도 일부와 결합하도록 모서리 에지의 근처에서 제2 밀봉 수단을 향해 경사진 경사부를 구비한다.

제2 밀봉 수단은, 하우징의 내부 표면으로부터 연장되고 주름진 미립자 여과부의 인접 절첩부들 사이에서 결합하는 적어도 하나의 돌출부를 포함할 수 있다. 제3 밀봉 수단은 홈의 경사부와 이러한 돌출부 사이에서 공기 여과재의 압축에 의해 적어도 부분적으로 제공될 수 있다. 이와 달리, 또는 추가적으로, 제3 밀봉 수 단은 하우징 내부 벽의 경사부와 이러한 돌출부 사이에서 공기 여과재의 압축에 의해 적어도 부분적으로 제공될 수 있다.

공기 여과재의 제2 시트는 제1 플랜지가 연장되는 절첩 측면에 대향하는 절첩 측면으로부터 상기 제1 플랜지에 대향하는 방향으로 연장하는 제2 플랜지를 제공하도록 상기 주름 측면을 넘어 돌출할 수 있다. 제2 플랜지 및 제1 플랜지는 각각 제1 밀봉 수단을 제공하기 위하여 하우징의 대응 특징부와 미립자 밀봉부를 형성한다.

하우징은 함께 결합되는 또는 개별적인 하우징의 상류부 및 하류부에 의한 시임을 포함하며, 하우징 시임의 양 측면에 제1 밀봉 수단을 제공하기 위하여, 하우징은 제1 플랜지와 결합하기 위한 제1 특징부를 일 부분의 내부 표면에 포함하고 제2 플랜지와 결합하기 위한 제2 특징부를 다른 부분의 내부 표면에 포함된다.

공기 여과재의 제2 시트는 압축가능하며, 제1 플랜지 및 제2 플랜지는 대체로 동일 평면상에 있으며, 제1 특징부 및 제2 특징부는 공기 여과재의 제2 시트를 압축하기 위해 사용될 수 있다.

제1 특징부는 위에서 전술된 홈일 수 있으며, 이러한 경우에 제2 특징부는 하우징 내의 렛지일 수 있다. 홈은 정확하게 공기 필터를 배치시키며, 공기 필터는 하우징이 폐쇄되고 렛지가 제2 플랜지와 접촉하게 될 때 측면 밀봉부를 따라 압축된다.

본 발명의 제2 실시예에 따라, 공기 여과 시스템용 공기 필터가 제공되며, 공기 여과 시스템은 본 발명의 제1 실시예를 따르며, 공기 필터는, 상기 유입 공기 유동으로부터 미립자를 여과하는 미립자 여과부로서, 상기 미립자 여과부는 주름 체적 안으로 절첩되는 공기 여과재의 제1 시트로 제조되고, 상기 주름 체적은 상기 공기 유동이 통과하는 한 쌍의 대향 절첩 측면, 상기 절첩 측면들 사이에서 연장되는 적어도 하나의 주름 측면, 일련의 주름부의 단부에서의 적어도 하나의 단부 측면을 포함하는 복수의 측면들에 의해 경계를 이루는, 미립자 여과부와; 상기 주름 측면을 따르며 공기 여과재의 제2 시트로 제조되는 측면 밀봉부로서, 상기 시트는 대응 측면 에지를 따라 절첩 측면으로부터 직립으로 연장되는 제1 플랜지를 제공하도록 상기 주름 측면을 덮고 상기 주름 측면을 넘어 돌출되는, 측면 밀봉부를 포함하며, 상기 플랜지는 상기 절첩 측면으로부터 공기 여과재의 제2 시트의 두께의 2배보다 더 큰 거리만큼 직립으로 돌출된다.

본 발명의 제3 실시예에 따라, 공기 여과 시스템용 공기 필터가 제공되며, 공기 여과 시스템은 본 발명의 제1 실시예를 따르며, 상기 공기 필터는, 상기 유입 공기 유동으로부터 미립자를 여과하는 미립자 여과부로서, 상기 미립자 여과부는 주름 체적 안으로 절첩되는 공기 여과재의 제1 시트로 제조되고, 상기 주름 체적은 상기 공기 유동이 통과하는 한 쌍의 대향 절첩 측면, 상기 절첩 측면들 사이에 연장되는 적어도 하나의 주름 측면, 일련의 주름부의 단부에서의 적어도 하나의 단부 측면을 포함하는 복수의 측면들에 의해 경계를 이루는, 미립자 여과부와; 상기 주름 측면을 따르며 공기 여과재의 제2 시트로 제조되는 측면 밀봉부로서, 상기 제2 시트는 대응 측면 에지를 따라 절첩 측면으로부터 직립으로 연장되는 제1 플랜지를 제공하도록 상기 주름 측면을 덮고 상기 주름 측면을 넘어 돌출되는, 측면 밀봉부 를 포함하며, 상기 플랜지는 상기 절첩 측면으로부터 상기 한 쌍의 대향 절첩 측면 사이의 거리의 10%보다 큰 거리만큼 직립으로 돌출된다.

공기 여과재의 제2 시트는 제1 플랜지가 연장되는 절첩 측면에 대향하는 절첩 측면으로부터 상기 제1 플랜지에 대향하는 방향으로 연장하는 제2 플랜지를 제공하도록 주름 측면을 넘어 돌출할 때, 제2 플랜지의 돌출부는 제1 플랜지의 돌출부보다 작은 것이 바람직하다.

제2 플랜지의 돌출부는 제1 플랜지의 돌출부의 절반보다 크지 않은 것이 바람직하다.

공기 여과재의 제1 시트 및 제2 시트는 동일한 종류의 여과재인 것이 바람직하며, 이러한 제1 시트 및 제2 시트는 주름 측면을 넘어 연속적인 주름 에지를 따라 함께 결합된다.

공기 필터는 대체로 전체가 여과재로 형성될 수 있으며, 여과재는 부직포 필터 재료가 가장 용이하다. 본 발명의 양호한 실시예에서, 측면 밀봉부는 접착제에 의해 미립자 여과부에 결합된다. 완벽한 밀봉부를 형성하기 위하여, 접착제는 여과재의 주름 측면에서의 주름부의 노출된 에지와 측면 밀봉부를 형성하는 대체로 평면인 시트 사이에서 지그재그형의 접촉 라인을 따르는 것이 바람직하다.

도1 내지 도6은 본 발명의 양호한 실시예에 따른 공기 필터(1)의 다양한 도면을 도시한다. 공기 필터는 측면 패널(2 및 3) 사이로 연장되는 절첩부(6)를 갖는 일련의 주름부(4)의 상향으로 돌출되고, 필터를 사용시 공기 유동으로부터의 미 립자가 측면 패널(2 및 3) 사이의 주름을 통해 흘러가는 한 쌍의 대향 측면 패널(2 및 3)을 구비한 직사각형 형태를 가진다.

따라서, 기능적인 면에서, 공기 필터는 일련의 주름부(4)에 의해 형성되는 미립자 여과부(5)와, 측면 패널(2 및 3)에 의해 형성되는 측면 밀봉부(7)를 구비한다. 미립자 여과부(5)는 주름 체적(6) 안으로 절첩되는 부직포 및 압축성 공기 여과재의 제1 시트로 제조된다. 주름 체적은, 공기 유동이 통과하는 한 쌍의 대향 절첩 측면(8 및 9), 절첩 측면(8, 9) 사이에 연장되는 한쌍의 대향 주름 측면 및 일련의 주름부(4)의 대향 단부에서의 한 쌍의 대향 단부 측면(10, 11)을 포함하는 다수의 측면에 의해 경계를 이룬다. 대향 주름 측면은 도면에 직접적으로 도시되지 않고, 대향 주름 측면의 양쪽은 측면 패널(2 및 3)에 의해 덮이지만, 대향 주름 측면의 위치는 도면에서 화살표(12, 13)로 표시된다.

주름 측면과 단부 측면은 주름 체적(6)의 네 개의 모서리 에지(13 내지 16)를 따라 만난다. 주름 측면(12 및 13)은 일련의 주름부(4)를 따라 연장된 상류측 에지(17 및 18) 및 하류측 에지(19 및 20)[이들 중 에지(20)가 도1에서 점선으로 지시됨]를 따라 각각의 절첩 측면(8 및 9)을 만난다.

또한, 도7 내지 도13를 참조하면 공기 여과 시스템(100)의 양호한 실시예의 다양한 도면이 도시된다. 본 시스템은 내부에 공기 필터(1)를 제거식으로 보유하는 공기 필터 하우징(22)을 포함한다. 하우징(22)은 네 개의 장착점(27)에서 나사(26)에 의해 시임(seam; 25)을 따라 함께 결합되는 하류부(23) 및 상류부(24)의 두 개의 절반부로 구성된다. 필터부(23 및 24)는 공기 필터(1)를 교체하기 위해서 분리될 수 있다.

하우징은 여과되지 않은 유입 공기 유동(29)을 공기 필터(1)에 제공하기 위한 공기 유입구(28)와, 공기 필터(1)로부터 여과된 배출 공기 유동(31)을 수용하기 위한 공기 배출구(30)를 구비한다.

하우징(22) 내부에 장착될 때, 측면 패널(2, 3)은 주름 측면(12, 13)을 따라 하우징(22) 내에서 미립자 밀봉부를 제공하기 위한 측면 밀봉부(7)로서의 기능을 한다. 밀봉부(7)는 두 시트의 공기 여과재로 제조되며, 이들 시트는 상류 및 하류 방향 양측으로 주름 측면(12, 13)을 커버하고 주름 측면(12, 13)을 넘어 돌출됨으로써, 대응 측면 에지(19, 20)를 따라 하류 절첩 측면(8)으로부터 직립으로 연장되는 한 쌍의 평행한 제1 플랜지(26, 27)를 제공하고, 또한 대응 측면 에지(21, 22)를 따라 상류 절첩 측면(9)로부터 직립으로 연장되는 한 쌍의 평행한 제2 플랜지(28, 29)를 제공한다. 그러므로, 제1 플랜지(26, 27)는 제2 플랜지(28, 29)로부터 대향 방향으로 연장된다.

하우징(22)과 공기 필터(1) 사이의 다양한 압축 상호작용은 미립자가 대체로 공기 필터를 통과하지 않고 하우징(22)의 상류부(23)로부터 하류부(24)로 통과하지 못하도록 공기 필터(1)의 주연부 주위에 미립자 밀봉부를 제공한다. 또한, 이 구성은 하우징 시임(25)을 통해 하우징에 유입되는 미립자가 먼저 측면 패널(2, 3)을 통과하지 않고 하우징의 하류부(23)로 유입되는 것을 실질적으로 방지한다.

도8 및 도9에 도시된 바와 같이, 한 쌍의 홈(32, 33)은 하우징(22) 및 공기 필터(1)의 종방향 중심축(34)의 대향 측면 상에 평행하게 연장된다. 홈(32, 33)은 축에 대해 최외측면 상에, 하우징 하류부(23) 내의 측면벽(36)에 외측으로 테이퍼링 된 홈 벽(35)을 구비하는 V-프로파일을 각각 갖는다. 각각의 홈(32 및 33)의 최내측면 벽(37)은, 각각의 제1 플랜지(27, 28)가 대응 홈(32, 33)에 완전히 착석될 때, 여과부(7)의 하류 절첩 표면(8)의 대응 에지(19, 20)에 근접하는 립(38)의 외측으로 테이퍼된다.

필터(1)가 하우징에 끼워 맞춰질 때, 한 쌍의 제1 플랜지(26, 27)는, 도9에서 화살표(39)로 표시된 바와 같이, 플랜지가 V-홈 프로파일에 의해 내측으로 압축되는 동안 한 쌍의 홈(32, 33)에 첫 번째로 착석된다.

상류 하우징부(24)는 외부 립(40)으로부터 내측으로 돌출된 렛지(ledge; 38)를 갖는다. 렛지는 하우징 상류부(24) 주위의 전체에서 연장되고, 립(40)은 하우징 상류부(24) 주위의 전체에서 연장되고 하우징 시임(25) 주위의 주된 미립자 밀봉부를 제공하기 위해 근접 활주 끼워맞춤으로 하우징부(23)의 하부 림(41)을 수용한다. 림(41)은 나사(26)가 조여질 때 렛지(38)를 향해 당겨진다. 이와 동시에, 한 쌍의 제2 플랜지(28, 29)는, 도9에서 화살표(42 및 43)로 표시되는 바와 같이, 홈 내에서 제1 플랜지 상의 후속 하향 압축과 함께 렛지(38)에 의해서 상향으로 압축된다. 이는 내향 압축(39)이 유지되는 것을 보장한다.

제1 플랜지(26, 27) 상에서의 내향 압축(39) 및 제2 플랜지(28, 29) 상에서의 상향 압축은 종방향 축(34)의 대향 측면 상에, 또한 대향 측면을 따라 시임(25)의 양쪽 측면 상에 필터(1)의 길이를 연장시키는 한 쌍의 종방향 밀봉부를 제공한다. 본 발명과 관련하여, 이는 공기 필터(1)의 측면 패널(2, 3)을 따라 제1 밀봉 수단을 제공한다.

제2 밀봉 수단은 한 쌍의 엇갈린 돌출부 또는 인접한 주름부(4) 사이에 삽입되는 삽입부(44, 45)에 의해서 공기 여과 체적(6)의 단부 측면(10, 11)을 따라 제공된다. 하나의 삽입부(44)는 상류 하우징부(24) 상에 제공되고 필터(1)의 단부 측면(10, 11)에 대향하는 렛지(38)로부터 상향으로 돌출되고, 다른 삽입부(45)는 하류 하우징부(23) 상에 제공되고 하나의 주름부가 두 개의 돌출부(44, 45) 사이에 유지되도록 하향으로 돌출된다. 하우징 하류부(23)의 단부벽(46)은 다른 주름부가 단부벽과 상향 돌출부(44) 사이에 유지되도록 하향으로 돌출된다. 이는 일련의 주름부(4)의 단부 측면(10, 11)을 따라 밀봉부를 제공한다.

제3 밀봉 수단은 도8에 원형 점선(48)으로 표시되는 바와 같이 공기 필터 모서리(14 내지 17) 부근의 제1 밀봉 수단과 제2 밀봉 수단 사이에 제공된다. 이는 홈의 단부(32', 32", 33', 33")와 엇갈린 돌출부(44, 45) 사이에 제1 플랜지 및 제2 플랜지(26 내지 29)를 포함하여, 공기 필터 측면 패널(2, 3)의 압축 상호작용에 의해 제공된다. 모서리 구역(48)에서, 홈(32', 32", 33', 33")은 종방향 축 및 하향 돌출부(45)의 단부 표면(49)을 향해 내향으로 만곡된다. 홈(32", 33")이 표면(49)을 향해 각을 이룸으로써 측면부가 각각의 단부 표면에 대향되는 선을 따라 압축되는 반면, 각각의 단부 표면(49)은 대응 측면 패널(2, 3)의 평면과 평행하게 연장된다.

또한, 선택적으로, 상향 돌출부는 유사한 방식으로 측면 패널(2 및 3)을 더 압축하기 위한 유사한 단부 표면(미도시)을 가질 수도 있다.

도면에 도시된 바와 같이, 모서리 구역(48)에서 양호한 미립자 밀봉부를 보장하기 위해서, 각각의 모서리 구역은 제1 하향 돌출부(45)와 평행한 하우징 하류부(23)에 제공되는 제2 하향 돌출부(52)를 구비한다. 제2 하향 돌출부는 제1 돌출부(45)가 안착된 주름부 옆의 주름부 내부에 결합한다. 이는 제2 밀봉 수단을 추가하는 것은 아니지만, 홈(32', 33')이 단부 표면(53)을 향해 각을 이루는 대응 측면 패널(2, 3)에서 제2 돌출부의 단부 표면(53)은 제2 압축 라인을 제공할 수 있다.

도5 및 도6을 참조하면, 공기 필터의 규모는 다음과 같다.

측면 패널의 높이(A): 35.5 ± 0.5 mm

측면 패널의 기부에 대한 주름진 공기 필터의 높이(B): 25.5 ± 0.5 mm

주름부의 높이(C): 24.5 ± 0.5 mm

측면 패널의 너비(D): 3.0 ± 1 mm

주름부의 길이(E): 251.6 ± 2 mm

주름부의 너비(F): 99.0 ± 1 mm

요약하면, 제1 밀봉 수단은 하우징(22)과 공기 필터(1) 사이에 제1 미립자 밀봉부를 제공하기 위하여 대응 측면 에지(19 및 20)의 길이를 따라 제1 플랜지(26 및 27)에 결합한다. 제2 밀봉 수단은 하우징(22)과 공기 필터(1) 사이에 제2 미립자 밀봉부를 제공하기 위하여 대응 단부 측면(10 및 11)을 따라 일련의 주름부(4)의 단부에서 또는 그 근처에서 적어도 하나의 주름부(4)와 결합한다. 제3 밀봉 수단은 하우징(22)과 공기 필터(1) 사이에 제3 미립자 밀봉부를 제공하기 위하여 모 서리 에지(14 내지 17)를 따라 측면 패널(2 및 3)에 결합하며, 이러한 제3 미립자 밀봉부는 제1 미립자 밀봉부와 제2 미립자 밀봉부 사이에 연장된다.

공기 필터가 삽입되고 하우징의 절반부들이 서로 접근함에 따라 각각의 밀봉부가 단계적으로 형성되기 때문에, 하우징의 절반부가 폐쇄되면 밀봉부는 자동적으로 견고하게 구성된다.

공기 필터가 전체적으로 공기 여과재로 제조되고 공기 여과부와 측면 밀봉부를 함께 보유하도록 부착력이 있기 때문에, 공기 필터는 저 비용 제조 기술을 사용하여 제조될 수 있다.

공기 여과 미립자 밀봉부의 효율은 내연 기관에 대한 공기 유입구 내에서 사용하기 위해 보다 적절한 99% 이상으로 제조될 수 있다.

따라서, 본 발명은 내연 기관에 대한 적절한 공기 필터 및 공기 여과 시스템을 제공한다.

도1은 본 발명의 양호한 실시예에 따른, 측면 패널들 사이에서 연장되는 절첩부를 구비한 일련의 주름부 위로 돌출되는 한 쌍의 대향 측면 패널을 구비하는 직사각형 형태인 공기 필터의 사시도.

도2는 도1의 공기 필터의 평면도.

도3은 도2의 선 III-III을 따라 취한 공기 필터의 단면도.

도4, 도5 및 도6은 각각 도2의 공기 필터의 측면도와 저면도.

도7은 도1의 공기 필터를 보유하도록 사용할 때 본 발명의 양호한 실시예에 따른 공기 여과 시스템을 형성하며, 공기 필터의 더러운 측면에 여과되지 않은 공기를 공급하는 공기 유입구를 갖는 기부 및 공기 필터의 깨끗한 측면으로부터 여과된 공기를 제공하는 공기 배출구를 갖는 리드부를 구비하는 하우징의 사시도.

도8은 하부에서 본 도7의 공기 필터 하우징의 리드부의 내부 도면.

도9는 공기 필터의 측면 패널들이 어떻게 하우징 기부와 리드부 사이에서 먼저 압축된 후에, 하우징 리드부에 형성된 V형 홈 내에서 측면 패널의 직립 돌출부의 측방향으로의 압축에 의해 압축되는지를 도시하는, 도8의 선 IX-IX을 따라 취한 하우징 리드부의 단면도.

도10 및 도11은, 공기 필터의 모서리의 부근의 밀봉력을 향상시키기 위하여 V형 홈의 위치가 공기 필터의 모서리의 근처에서 측방향으로 내측으로 이동하는 방식을 도시하는, 각각 도8의 선 X-X과 선 XI-XI을 따라 취한 하우징 리드부의 단면도.

도12 및 도13은 엇갈린 삽입부들이 공기 필터 하우징 기부 및 리드부로부터 각각 상향 및 하향의 대향 방향으로 연장되는 밀봉을 형성하도록 제공되는 방식을 도시하는 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1: 공기 필터

2, 3: 측면 패널

4: 주름부

5: 미립자 여과부

7: 측면 밀봉부

8, 9: 절첩 측면

22: 공기 필터 하우징

28: 유입구

30: 배출구

38: 렛지

100: 공기 여과 시스템

Claims

공기 필터와 공기 필터 하우징을 포함하는 내연 기관용 공기 여과 시스템이며,

공기 필터는 하우징 내에 탈착식으로 보유되며, 하우징은 여과되지 않은 유입 공기 유동을 공기 필터에 제공하기 위한 공기 유입구와 공기 필터로부터의 여과된 배출 공기 유동을 수용하기 위한 공기 배출구를 구비하며,

상기 공기 필터는,

상기 유입 공기 유동으로부터 미립자를 여과하는 미립자 여과부로서, 상기 미립자 여과부는 주름 체적 안으로 절첩되는 공기 여과재의 제1 시트로 제조되고, 상기 주름 체적은 상기 공기 유동이 통과하는 한 쌍의 대향 절첩 측면, 상기 절첩 측면들 사이에서 연장되는 적어도 하나의 주름 측면, 및 일련의 주름부의 단부에서의 적어도 하나의 단부 측면을 포함하는 복수의 측면들에 의해 경계를 이루며, 상기 주름 측면과 단부 측면은 상기 주름 체적의 적어도 하나의 모서리 에지를 따라 만나며, 상기 주름 측면은 상기 일련의 주름부를 따라 연장된 측면 에지를 따라 각각의 절첩 측면을 만나는, 미립자 여과부와,

상기 주름 측면을 따라 하우징 내에서 미립자 밀봉부를 제공하는 측면 밀봉부로서, 상기 측면 밀봉부는 공기 여과재의 제2 시트로 제조되며, 상기 제2 시트는 대응 측면 에지를 따라 절첩 측면으로부터 직립으로 연장되는 제1 플랜지를 제공하도록 상기 주름 측면을 덮고 상기 주름 측면을 넘어 돌출되는, 측면 밀봉부를 포함 하며,

상기 하우징은,

대응 측면 에지의 길이를 따라 상기 제1 플랜지에 결합하여 하우징과 공기 필터 사이에 제1 미립자 밀봉부를 제공하는 제1 밀봉 수단과,

대응 단부 측면을 따라 적어도 하나의 단부 주름과 결합하여 하우징과 공기 필터 사이에 제2 미립자 밀봉부를 제공하는 제2 밀봉 수단과,

상기 제1 미립자 밀봉부와 상기 제2 미립자 밀봉부 사이에서 연장되는 제3 미립자 밀봉부를 하우징과 공기 필터 사이에 제공하는 상기 모서리 에지를 따라 공기 여과재의 상기 제2 시트와 결합하여 제3 밀봉 수단을 포함하는 공기 여과 시스템.
제1항에 있어서, 측면 밀봉부는 상기 주름 측면과 접촉하는 측면 밀봉부와 돌출 플랜지 양자의 범위에 걸쳐서 평면인 공기 여과 시스템.
제1항 또는 제2항에 있어서, 제1 밀봉 수단은 플랜지의 양 측면을 수용하고 이에 결합하는 하우징의 내부 표면 내의 홈을 포함하는 공기 여과 시스템.
제1항 또는 제2항에 있어서, 공기 여과재의 제2 시트는 공기 필터로부터 외향하는 제1 면과 미립자 여과부를 향해 내향하는 제2 면을 구비하며,

제3 밀봉 수단은 상기 제3 미립자 밀봉부를 제공하도록 상기 면들 모두의 적 어도 일부와 결합하도록 배열되는 공기 여과 시스템.
제4항에 있어서, 제3 밀봉 수단은 상기 모서리 에지의 근처에서 제1 밀봉 수단과 제2 밀봉 수단 사이의 상호 작용에 의해 제공되는 공기 여과 시스템.
제5항에 있어서, 공기 여과재의 제2 시트는 압축가능하며, 상기 상호 작용은 상기 모서리 에지와 대체로 평행인 선을 따른 상기 공기 여과재의 압축을 포함하는 공기 여과 시스템.
제4항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 밀봉 수단은 플랜지의 양 측면을 수용하고 이에 결합하는 하우징의 내부 표면 내의 홈을 포함하며, 상기 홈은 상기 제1 면의 적어도 일부와 결합하도록 상기 모서리 에지의 근처에서 제2 밀봉 수단을 향해 경사진 경사부를 구비하는 공기 여과 시스템.
제4항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 하우징은 상기 홈으로 연장되는 내부 벽을 구비하며, 상기 내부 벽은 상기 미립자 여과부에 대해 상기 플랜지를 위한 홈의 외부 벽을 형성하며, 상기 내부 벽은 상기 제1 면의 적어도 일부와 결합하도록 상기 모서리 에지의 근처에서 제2 밀봉 수단을 향해 경사진 경사부를 구비하는 공기 여과 시스템.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 제2 밀봉 수단은, 하우징의 내부 표면으로부터 연장되고 주름진 미립자 여과부의 인접 절첩부들 사이에 결합하는 적어도 하나의 돌출부를 포함하는 공기 여과 시스템.
제7항 및 제9항에 있어서, 공기 여과재의 제2 시트는 압축가능하며, 제3 밀봉 수단은 상기 돌출부와 상기 홈의 경사부 사이에서 상기 공기 여과재의 압축에 의해 적어도 부분적으로 제공되는 공기 여과 시스템.
제7항 및 제9항에 있어서, 공기 여과재의 제2 시트는 압축가능하며, 제3 밀봉 수단은 상기 돌출부와 하우징의 내부 벽의 경사부 사이에서 상기 공기 여과재의 압축에 의해 적어도 부분적으로 제공되는 공기 여과 시스템.
제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 공기 여과재의 제2 시트는 제1 플랜지가 연장되는 절첩 측면에 대향하는 절첩 측면으로부터 상기 제1 플랜지에 대향하는 방향으로 연장하는 제2 플랜지를 제공하도록 상기 주름 측면을 넘어 돌출하며, 상기 제2 플랜지 및 제1 플랜지는 각각 상기 제1 밀봉 수단을 제공하기 위하여 하우징의 대응 특징부와 미립자 밀봉부를 형성하는 공기 여과 시스템.
제12항에 있어서, 하우징은 함께 결합되는 또는 개별적인 하우징의 상류부 및 하류부에 의한 시임을 포함하며, 상기 시임의 양 측면에 상기 제1 밀봉 수단을 제공하기 위하여, 하우징은 제1 플랜지와 결합하기 위한 제1 특징부를 일 부분의 내부 표면에 포함하고 제2 플랜지와 결합하기 위한 제2 특징부를 다른 부분의 내부 표면에 포함하는 공기 여과 시스템.
제13항에 있어서, 공기 여과재의 제2 시트는 압축가능하며, 제1 플랜지 및 제2 플랜지는 대체로 동일 평면상에 있으며, 제1 특징부 및 제2 특징부는 공기 여과재의 제2 시트를 압축하기 위해 사용되는 공기 여과 시스템.
제3항 및 제14항에 있어서, 제1 특징부는 상기 홈이며, 제2 특징부는 하우징 내의 렛지인 공기 여과 시스템.
제1항 내지 제15항 중 어느 한 항을 따른 공기 여과 시스템용 공기 필터이며,

유입 공기 유동으로부터 미립자를 여과하는 미립자 여과부로서, 상기 미립자 여과부는 주름 체적 안으로 절첩되는 공기 여과재의 제1 시트로 제조되고, 상기 주름 체적은 상기 공기 유동이 통과하는 한 쌍의 대향 절첩 측면, 상기 절첩 측면들 사이에서 연장되는 적어도 하나의 주름 측면, 일련의 주름부의 단부에서의 적어도 하나의 단부 측면을 포함하는 복수의 측면들에 의해 경계를 이루는, 미립자 여과부와,

상기 주름 측면을 따르며 공기 여과재의 제2 시트로 제조되는 측면 밀봉부로 서, 상기 제2 시트는 대응 측면 에지를 따라 절첩 측면으로부터 직립으로 연장되는 제1 플랜지를 제공하도록 상기 주름 측면을 덮고 상기 주름 측면을 넘어 돌출되는, 측면 밀봉부를 포함하며,

상기 플랜지는 상기 절첩 측면으로부터 공기 여과재의 제2 시트의 두께의 2배보다 더 큰 거리만큼 직립으로 돌출되는 공기 필터.
제1항 내지 제15항 중 어느 한 항을 따른 공기 여과 시스템용 공기 필터이며,

유입 공기 유동으로부터 미립자를 여과하는 미립자 여과부로서, 상기 미립자 여과부는 주름 체적 안으로 절첩되는 공기 여과재의 제1 시트로 제조되고, 상기 주름 체적은 상기 공기 유동이 통과하는 한 쌍의 대향 절첩 측면, 상기 절첩 측면들 사이에서 연장되는 적어도 하나의 주름 측면, 일련의 주름부의 단부에서의 적어도 하나의 단부 측면을 포함하는 복수의 측면들에 의해 경계를 이루는, 미립자 여과부와,

상기 주름 측면을 따르며 공기 여과재의 제2 시트로 제조되는 측면 밀봉부로서, 상기 제2 시트는 대응 측면 에지를 따라 절첩 측면으로부터 직립으로 연장되는 제1 플랜지를 제공하도록 상기 주름 측면을 덮고 상기 주름 측면을 넘어 돌출되는, 측면 밀봉부를 포함하며,

상기 플랜지는 상기 절첩 측면으로부터 상기 한 쌍의 대향 절첩 측면 사이의 거리의 10%보다 큰 거리만큼 직립으로 돌출되는 공기 필터.
제16항 또는 제17항에 있어서, 상기 공기 여과재의 제2 시트는 제1 플랜지가 연장되는 절첩 측면에 대향하는 절첩 측면으로부터 상기 제1 플랜지에 대향하는 방향으로 연장하는 제2 플랜지를 제공하도록 상기 주름 측면을 넘어 돌출하며, 제2 플랜지의 돌출부는 제1 플랜지의 돌출부보다 작은 공기 필터.
제18항에 있어서, 제2 플랜지의 돌출부는 제1 플랜지의 돌출부의 절반보다 크지 않은 공기 필터.
제16항 내지 제19항에 있어서, 공기 여과재의 제1 시트 및 제2 시트는 동일한 종류의 여과재이며, 상기 제1 시트 및 제2 시트는 상기 주름 측면을 넘어 연속적인 주름 에지를 따라 함께 결합되는 공기 필터.
본원에서 대체로 기술한 바와 같이, 첨부 도면을 참조로 하거나 첨부 도면에 도시된 바와 같은 공기 여과 시스템.
본원에서 대체로 기술한 바와 같이, 첨부 도면을 참조로 하거나 첨부 도면에 도시된 바와 같은 공기 여과 시스템용 공기 필터.