JP5133421B2 - Ｖシールを備えたフィルタエレメント - Google Patents

Description

本発明は、特に内燃機関の吸入空気のためのフィルタエレメント及びフィルタシステムに関する。

特許文献１（ＵＳ ４，７２０，２９２）に開示されるエアフィルタの特徴は以下の通りである。軸方向に開口する気体出口と、取り外し可能なカバーで開閉され通常は開放されている第２端とを有するフィルタハウジングであって、ハウジング外周には空気吸入口が設けられる。ハウジング内には、内側支持筒と、外側支持筒によって支持されるフィルタと、を備えた略円筒状フィルタエレメントが備えられ、該フィルタエレメントはハウジングと同軸に配置されている。フィルタエレメントをハウジングにシールする作業は、径方向内側に傾斜する略シリンダ状の外周側面部を有する環状エンドプレートをハウジングの出口開口部から内側へと押し込むことによって行われる。

エアフィルタのフィルタインサートは一定期間運転した後に交換することは周知である。エアフィルタに詰まるほこりの量によって、フィルタの寿命は数日（建設機械の場合）になったり数ヶ月になったりする。

特許文献１に開示されるフィルタインサートは、従来から使用されている他のフィルタインサートと同様に複数の材料を組み合わせて製造され、特に支持筒には鋼板が用いられる。ろ過媒体には紙若しくはプラスチック製の不織布が用いられ、エンドプレートはプラスチック、例えば軟質エラストマーで作られる。

特にフィルタエレメントを頻繁に交換する場合には、フィルタエレメントが確実且つ安全な方法でハウジングにシールされることが重要である。シール構造は温度耐性及び振動耐性を備える必要がある。設備や装置に強い振動や衝撃が与えられても、フィルタエレメントが確実にシールされた状態でなければならない。また、フィルタエレメントは熱的接合が問題なく行われるように、可能な限り金属素材を使用すべきではない。

ＵＳ ４，７２０，２９２

よって、本発明の目的は、高いろ過性能を備えるとともに、未ろ過媒体の領域とろ過済み媒体の領域を隔てて確実にシールされるフィルタエレメント及びフィルタシステムを提供することである。この目的は独立請求項の特徴により解決される。

本発明の決定的な利点は、フィルタエレメントのシール部を、環状カラーとその一部若しくは全体を囲繞するシールによって構成することで、高いシール作用を備えながらフィルタエレメントがハウジングに支持される点である。特に、プラスチック材を用いる場合や振動荷重が掛かる部材をシールする場合、温度が大きく変動しても確実にシール作用が行われる構造が求められる。

本発明の１実施例によれば、シール部材を支持するエンドプレートを熱可塑性プラスチック材で構成する。他の材料または複数の材料を使用して、例えばインモールド射出成形によりエンドプレートを製造してもよいことは勿論である。この場合、シールを構成する部材はエラストマー製で、ろ過媒体と結合される構成部材は硬質プラスチック製とする。尚、ろ過媒体との結合は溶接又は接着剤で行ってもよい。

本発明の別の実施例では、リップへの粉塵防止用シール部を取り付けることを提案している。このようなシール部を設けることによって、シールリップへの粉塵付着が確実に防止できるとともに、シールリップが設けられる面に粉塵が付着することがない。このようにすると、振動や摩擦が起こっても粉塵が侵入して封止作用が阻害されることがない。

更に別の実施例では、シール部材を収納する溝の中に設けられたステーによってシール部材が支持されている。このステーは、フィルタハウジングのハウジング壁によってシール部材が確実に支持されるように、環状カラーに向かって押圧力を与える。

また、本発明はフィルタエレメントを備えたフィルタシステムに関する。このフィルタシステムは特に内燃機関の吸気をろ過するために使用されるものであり、ハウジングとフィルタエレメントを収納するカバーを備えている。

エンドプレートはチキソトロピーを利用した方法で製造してもよい。これは一定量のチキソトロピー材料を用いた方法で、成型を何回も行わずにシール構造が作られる。

フィルタシステムには、シール作用する領域においてフィルタエレメントのシール構造と接触するような環状溝を設けることが好ましい。

更なる実施例によれば、ハウジングの吸気口周辺にサイクロン型又はロータリー型セパレータが設けられる。このセパレータはろ過媒体を回転させるためのガイドリブを備え、回転するとほこりが外側へと案内されて、適当な場所に配置されたほこり排出口から排出される。

上記の特徴並びに他の特徴は請求項だけでなく明細書及び図面からも理解できるであろう。

フィルタシステムの断面図である。 フィルタハウジングにおけるシール領域の詳細図である。

以下に実施例を用いて本発明を更に詳細に説明する。
図１に記載のフィルタシステムは、略同心円状のハウジング２６より成り、ハウジングには吸気口２８が備えられる。このフィルタシステムは内燃機関の吸入空気をろ過するためのものである。吸気口２８から未ろ過空気が矢印３８で示すように供給され、供給された空気はサイクロン型のプレセパレータ３４を通過して回転流となる。このように空気が回転すると、空気中に含まれるパーティクルはハウジング壁に付着して、適当なバルブによって閉鎖されるほこり排出口３５から外部へと排出される。

ハウジング２６には中間部材３７が取り付けられる。この中間部材３７はハウジングと同様に同心円状で、４０で示す領域において溶接等によりハウジング２６に結合させている。そして、中間部材３７にはカバー２７が取り付けられる。クランプ式の閉鎖部材や他の適当な閉鎖手段によって、カバーと中間部材は着脱可能に連結される。このように、カバー、中間部材、ハウジングによって、被ろ過空気を放出するための気体出口２９を備えた密閉システムができる。

完成した密閉システムの中にはフィルタエレメント３９が設けられる。このフィルタエレメントはジグザグに折畳まれたろ過媒体１０を備えており、このろ過媒体もまた同心円状である。フィルタエメント３９の両端面にはエンドプレート１１、１２が設けられる。一方のエンドプレート１２はフィルタエレメントと同心円の開口１３が設けられ、他方のエンドプレート１１には閉鎖部材２４が設けられる。被ろ過空気はフィルタエレメント内を矢印４１の方向に通過することによって浄化され、出口２９から内燃機関（不図示）へと矢印４２の方向に移動する。

フィルタエレメントの（図１で見ると）左側に位置するエンドプレート１２には、環状カラー１４が設けられている。図１、２で示すように、このカラーを完全に囲繞するようにシール部材１５が取り付けられる。シール部材は環状カラーが嵌入されるように押し込むか、環状カラーと一体となるように２成分射出成形法によって射出成形されている。このシール部材は外方に突出するシールリップ１７を備える。シールリップの上流には、粉塵を含む領域２０とシール領域とを隔てる粉塵防御用リップ２１が設けられる。シールリップはハウジング壁１９に沿って同心円状に延設されており、ハウジング壁１９とシールリップ１７によって未ろ過空気領域（領域２０）と清浄空気領域４３とを隔てるように封止することができる。

シール構造全体を収納する環状溝３１には、ハウジング壁１９の対向面にステー３２が設けられている。このステーは軸方向に延びるもので、シール部材１５を支持するスロットエッジ状の支持部（slotted support edge）として構成されている。ステーから環状カラー１４に向けて半径方向外側に力が掛かるので、シール作用が強化される。

フィルタエレメントはハウジング内へと軸方向に挿入されるが、このように挿入するためには、シール部材がステー３２に沿って滑動しなければならない。フィルタエレメントを位置決めして定位置へと円滑に移動させるために、ハウジングの中に周方向に延びるガイド端部４４を設け、シール部材の傾斜部４５と連携させる。こうしてシール部材を溝１８へと簡単に挿入することができる。

エンドプレート１１には、支持部材４６、４７、４８、４９が設けられており、それによってカバー２７が支持されてフィルタエレメントをハウジング内の規定位置に取り付けることができる。

Claims (7)

1. ジグザグに折畳まれた同心円状のろ過媒体（１０）と、１端面に設けられる第１のエンドプレート（１１）と、他端面に設けられる第２のエンドプレート（１２）とを備え、前記第２のエンドプレート（１２）は同心円状の開口（１３）を備えるとともに前記ろ過媒体のジグザグ部分の上に円形リングの形で配置されるように構成された、フィルタエレメントにおいて、
   前記エンドプレートは軸方向に突出する環状カラー（１４）を有し、該環状カラー（１４）には少なくとも１部を囲繞するシール部材（１５）が設けられ、該シール部材の軸方向に延在する領域からは半径方向の外側に突出するシールリップ（１７）が周方向に延設されており、
   前記フィルタエレメントがハウジングに収納された時に、該ハウジングの内部に形成されたハウジング壁（１９）によって前記シールリップ（１７）が支持されるとともに、該ハウジング壁と対向してハウジングの内部に形成されたステー（３２）によって前記シール部材（１５）の半径方向の内側が支持されることを特徴とするフィルタエレメント。
2. 前記エンドプレート（１２）は熱可塑性プラスチック材よりなり、プラスチック溶接若しくは接着剤によってろ過媒体に結合されていることを特徴とする請求項１記載のフィルタエレメント。
3. 前記シール部材（１５）における前記シールリップ（１７）は、前記ハウジング壁（１９）に垂直に接触しているとともに、該シール部材における該シールリップと粉塵を含む領域（２０）との間には、少なくとも１の半径方向の外側に突出する粉塵防御用リップ（２１）が周方向に延設され、前記粉塵を含む領域に向かって傾斜して前記ハウジング壁に接触していることを特徴とする請求項１又は２に記載のフィルタエレメント。
4. 前記エンドプレート（１２）と前記シール部材（１５）は、２成分射出成形法によって製造されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のフィルタエレメント。
5. 請求項１乃至４のいずれか１項に記載のフィルタエレメントと、略同心円状のハウジング（２６）と、該ハウジング（２６）を閉鎖する同じく同心円状のカバー（２７）と、特に空気などの被ろ過媒体を供給するためにハウジング及び／又はカバーに設けた流入口（２８）と、を備えたフィルタシステムにおいて、
   前記ハウジング（２６）には前記ろ過済み媒体を排出するための同心円状流出口（２９）が設けられ、該ハウジングの流出口（２９）周辺には前記環状カラー（１４）及び前記シール部材（１５）と整合するシール構造が設けられることを特徴とするフィルタシステム。
6. 前記シール構造は同心円状に延設される環状溝（３１）よりなり、該環状溝は一部の領域（３２）がステー形状であり、該ステーは軸方向に延設されていることを特徴とする請求項５記載のフィルタシステム。
7. 前記流入口（２８）周辺にはサイクロン型プレセパレータ（３４）が設けられ、前記ハウジング（２６）又は前記カバー（２７）には粉塵排出口（３５）が設けられることを特徴とする請求項５又は６に記載のフィルタシステム。

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