(57)【要約】特に内燃機関の吸気システムのためのフィルタ管において少なくとも１つのフィルタエレメント（２、３）が収納される管状包被体（５）が設けられる。フィルタ管に対して全体の寸法に対する濾過部分を可能な限り大きくしたフィルタ管を費用効率良く製造するために、本発明によるフィルタエレメントは柔軟性のある素材で作り管状包被体（５）に開口（４、４ａ）の部分に固定できるようにした。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１のフィルタエレメントを収納する管状包被体（５）を備え、特に内燃機関の吸気システムに用いられるフィルタ管において、
前記フィルタエレメントを柔軟素材製のフィルタバッグ（２、３）として形成すると共に、前記柔軟素材製のフィルタバッグ（２、３）が前記管状包被体（５）の開口（４、４ａ）の部分で取付けられてフィルタエレメントとして構成されていることを特徴とするフィルタ管。
【請求項２】
前記フィルタバッグ（２、３）と前記管状包被体（５）の内壁（６）との間の空間（Ａ）がフィルタ管（１）の周方向に区画された複数の空間部を有するように、管状包被体（５）の内壁（６）と前記フィルタバッグ（２、３）の外壁間を半径方向に異ならせて、該フィルタバッグ（２、３）と前記管状包被体（５）の内壁（６）の間に前記空間（Ａ）が形成されることを特徴とする請求項１記載のフィルタ管。
【請求項３】
前記フィルタバッグ（２、３）と前記管状包被体（５）の内壁（６）の軸直交方向の切断面形状は、空間（Ａ）がフィルタ管（１）の周方向に周方向に区画された複数の空間部を有するように、前記断面形状を異ならせたことを特徴とする請求項１又は２に記載のフィルタ管。
【請求項４】
前記管状包被体の内壁（６）の周方向にリブ状部が形成されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のフィルタ管。
【請求項５】
前記フィルタバッグ及び／又は前記管状包被体（５）の軸直交方向の切断面は多角形状であることを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載のフィルタ管。
【請求項６】
前記フィルタバッグ及び／又は前記管状包被体（５）の軸直交方向の切断面は星型状であることを特徴とする請求項２〜５のいずれか１項に記載のフィルタ管。
【請求項７】
前記フィルタバッグ（２、３）の開口端にはそれぞれ前記管状包被体（５）に取り付けられるための取付手段が備えられることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のフィルタ管。
【請求項８】
前記フィルタバッグ（２、３）は前記開口（４、４ａ）部分にその周囲を囲むように環状部材（７）が設けられて、前記管状包被体（５）に形成された固定用溝（８）にクリップ式結合で前記環状部材が固定されていることを特徴とする請求項７記載のフィルタ管。
【請求項９】
前記環状部材はリング状バネ部材（７）としたことを特徴とする請求項８記載のフィルタ管。
【請求項１０】
前記管状包被体（５）は少なくとも前記固定溝（８）の部分は弾性的に半径方向に拡径する材質より成ることを特徴とする請求項８又は９記載のフィルタ管。
【請求項１１】
前記管状包被体（５）は一体型部材としたことを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載のフィルタ管。
【請求項１２】
前記フィルタバッグ（２、３）は前記管状包被体（５）の隣接する２つのパイプ部材（１７、１７ａ、１８、１８ａ）の間のバッグ開口（４、４ａ）部の半径方向に拡径するリム（２０）をボルト締めしてクランプ固定することを特徴とする請求項７〜１０のいずれか１項に記載のフィルタ管。
【請求項１３】
前記フィルタバッグ（２、３）は前記管状包被体（５）の２つのパイプ部材（１７ａ、１８ａ）の間に介装した円環状取付部材（２１）にバッグ開口（４、４ａ）部の半径方向に拡径するリム（２０）によって取り付けることを特徴とする請求項７〜１２のいずれか１項に記載のフィルタ管。
【請求項１４】
前記管状包被体（５）は複数のセクション部位をしわのような折り目などの折り目を付けた蛇腹のように形成してこのセクション（９）において長手方向（１１）に湾曲させることが可能であることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１項に記載のフィルタ管。
【請求項１５】
複数のフィルタバッグ（２、３）を前記管状包被体（５）の長手方向（濾過気体流れ方向）に間隔を空けて設けたことを特徴とする請求項１〜１４のいずれか１項に記載のフィルタ管。
【請求項１６】
複数のフィルタバッグ（２、３）は、濾過気体流れ方向上流側に設けられた第1のフィルタバッグ（２）と、濾過気体流れ方向（１１）下流側に設けた第2のフィルタバッグ（３）とよりなり、前記第1のフィルタバッグ（２）はバッグの終端部（尻尾部）（１４）がフィルタ管（１）の長手方向下流側に設けた前記第2のフィルタバッグ（３）のバッグ開口（４ａ）を通過して該第2のフィルタバッグ（３）内に延びることを特徴とする請求項１５記載のフィルタ管。
【請求項１７】
前記フィルタ管の長手方向（濾過気体流れ方向）（１１）下流側に設けた第2のフィルタバッグ（３）は濾過気体流れ方向上流側に設けられた第1のフィルタバッグ（２）よりも微細な孔を備えることを特徴とする請求項１５又は１６に記載のフィルタ管。
【請求項１８】
前記フィルタバッグ（２、３）は紙若しくは不織材よりなるフィルタ材であることを特徴とする請求項１〜１８のいずれか１項に記載のフィルタ管。
【請求項１９】
前記フィルタ材に折り目を付けてフィルタバッグ（２、３）の切断面外形が作られることを特徴とする請求項１８記載のフィルタ管。
【請求項２０】
１又は複数のフィルタバッグ（２、３）が半径方向に拡径するリムによって円環状取付部材（２１）に取り付けられることを特徴とする請求項１３〜１９のいずれか１項に記載のフィルタ管。
【請求項２１】
前記管状包被体（５）は熱可塑性樹脂素材と弾性樹脂素材の混合物よりなることを特徴とする請求項１〜２０のいずれか１項に記載のフィルタ管。
【請求項２２】
前記管状包被体（５）又はそのパイプ構成部材（１７、１８）は樹脂素材の押し出し又はブロー成形により製造することを特徴とする請求項１〜２１のいずれか１項に記載のフィルタ管。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は特に内燃機関の吸気システムに用いられる、少なくとも１のフィルタエレメントを収納する管状包被体より成るフィルタ管に関する。
【背景技術】
【０００２】
フィルタ管は内燃機関の吸気システムにおいて利用され、取り込んだ外気がフィルタエレメントを通過するよう案内し、濾過された燃焼用空気をエンジンへと供給する。公知のフィルタ管は少なくとも２つの管状ボデイを備え、その管状ボデイの間にフィルタエレメントを収納するフィルタハウジングが配置される。未処理空気用の管状ボデイにより外気がフィルタハウジングへと供給されてフィルタエレメントを通過し、浄化済み空気用の管状ボデイによりエンジンへと供給される。通常、フィルタマット若しくは同様のブロック形状のフィルタエレメントを使用し対応するよう設計されたフィルタハウジングへと挿入する。濾過効果を高める必要がある場合には、必要に応じた寸法の大きなフィルタマットとフィルタハウジングを使用しなければならず、結果としてフィルタ管全体のサイズがかなり大きくなる。しかし、フィルタ管は自動車や、芝刈り機、圧縮機にも通常適用されるので配置できるスペースはかなり限られており必要とされるフィルタ効果を得ることは困難なことが多く、不可能なこともある。更に、濾過部分を広くしたフィルタ管の製造は複雑で、円形フィルタエレメントや小型フィルタエレメント等の高価なフィルタエレメントを使用しなければならないのでコストが高くなる。
【発明の開示】
【０００３】
本発明の目的は費用効率の良い製造方法でフィルタ管のサイズに対して可能な限り広い濾過部分を得られるフィルタ管を設計することである。
【０００４】
上記目的は請求項１記載の特徴の発明（少なくとも１のフィルタエレメントを収納する管状包被体（５）を備え、特に内燃機関の吸気システムに用いられるフィルタ管において、  前記フィルタエレメントを柔軟素材製のフィルタバッグ（２、３）として形成すると共に、前記柔軟素材製のフィルタバッグ（２、３）が前記管状包被体（５）の開口（４、４ａ）の部分で取付けられてフィルタエレメントとして構成されていること。）により解決される。
【０００５】
本発明によると、管路の内側開口部に着脱可能な柔軟素材でできたフィルタバッグをフィルタエレメントとして備える。フィルタバッグは管路の長手方向に開口からバッグの濾過気体流れ方向下流側へと延びる。このように管路の長さを利用し、必要に応じてフィルタバッグの長さを適宜調整することにより、任意により濾過部分が管路の端部まで延びる。柔軟素材のフィルタバッグは管状包被体が曲がっていても中を突き抜ける（挿入若しくは挿設）ことが可能であり、到達しにくい屈曲部でも濾過を簡単に行うことができる。
【０００６】
好ましくは、前記フィルタバッグと前記管状包被体の内壁との間の空間がフィルタ管の周方向に区画された複数の空間部を有するように、管状包被体の内壁と前記フィルタバッグの外壁間を半径方向に異ならせて、該フィルタバッグと前記管状包被体の内壁の間に前記空間が形成されるようにして、フィルタバッグが管状包被体の内壁に支持される状態を防止し管状包被体とフィルタバッグの間に常に清浄な空気が通る空間が存在するようにする。好ましくは、前記フィルタバッグと前記管状包被体の内壁の軸直交方向の切断面形状は、空間がフィルタ管の周方向に周方向に区画された複数の空間部を有するように、前記断面形状を異なるようにする。また好ましくは管状包被体から内側に突出するリブ状部によりフィルタバッグが管状包被体の内壁により支持されることを防止する。
【０００７】
フィルタ管を低コストで製造するためには、フィルタバッグ及び／又は管状包被体を切断面が多角形状の曲線を描くように設計する。夫々の切断面が多角曲線であることによって確実に複数の突起が形成されて、フィルタバッグの突起のいくつかが管状包被体の内周に接触する。この時、フィルタバッグ及び／又は管状包被体の切断面は星型の曲線であることが好ましい。
【０００８】
好ましい実施形態において、前記フィルタバッグの開口端にはそれぞれ前記管状包被体に取り付けられるための取付手段を備えて、フィルタ管の組み立て時に管状包被体の内部に簡単にフィルタバッグを取り付けられるようにする。クリップ式結合（clip-onクリップオン）では、フィルタバッグの開口部にその開口部分を囲んで環状部材が設けられ、環状部材は管状包被体に設けられた固定用溝に固定可能となり組み付けが特に簡単になる。この点に関して、環状部材はリング状弾性バネであってもよい。若しくは又は前述の特徴に加えて、少なくとも固定用溝の部分は弾性力により径方向に拡径するバネ状部材で管状包被体を製造することが好ましい。また好ましくは、管状包被体は熱可塑性樹脂素材と弾性樹脂素材を混ぜて製造し、樹脂素材の押し出し成形又は押し出しブロー成形によって安価に製造する。この時、樹脂製管状包被体は簡単な製造工程で必要に応じた切断面にすることができる。この点について、熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）を弾性樹脂素材として使用するが、好ましくはポリアミド（ＰＡ）、特にポリプロピレン（ＰＰ）を使用することが好ましい。ポリプロピレンを一部補充してもよく、特に滑石を一部含有することが好ましい。
【０００９】
樹脂素材の押し出し又は押し出しブロー成形によって管状包被体は一体型部材として簡単に製造可能なので、取り扱いが容易且つ最小限の組み立てコストで吸気マニフォールドと一体化可能な部材が製造できる。本発明に従い柔軟素材のフィルタバッグを採用することによって、フィルタ管の長手方向に長く延びるフィルタバッグで充分な濾過部分の面積を得られるのでフィルタエレメントを使用するために切断面を拡大させる必要がなくなる。このように断面を大幅に広げることなく無端パイプシステムを製造することができ、均等な品質で製造速度を上げることができる。
【００１０】
好ましくは、バッグ開口周囲のリムを２つの隣接する円環状部材間にクランプ固定してフィルタバッグを取り付けることが好ましい。こうすると元々管の取り付けのために存在する端部をフィルタバッグのクランプ固定に使用できるので取付手段のためにフィルタ管の内壁に特別な成形をする必要がない。
【００１１】
柔軟なフィルタバッグを使用することによって、断面が折り目の付いた蛇腹となるように管状包被体を設計することが特に好ましい。蛇腹の部分が存在することにより管状包被体は長手方向に対して折り曲げ可能で蛇腹はどんな方向変換にも対応可能である。
【００１２】
複数のフィルタバッグを連続的に配置することにより、フィルタバッグの下部はその下流に設けられたフィルタバッグの開口を通り抜けて一部が下流のフィルタバッグの内部にまで延びるので、濾過効率が効果的に上がる一方で必要な空間は最小となる。この時、異なる孔の構造を備えたフィルタバッグ、例えば目の粗いフィルタの次に微細フィルタを連続して設ける。フィルタ管の長手方向に相互に間を開けてフィルタバッグを設けることにより、フィルタ層の間に濾過された空気を入れる空間ができる。取付部材の付いたフィルタバッグをフィルタ管に挿入するようにしてフィルタバッグを取付箇所に取り付けることにより簡単な構造で素早く安価なコストで組立可能となる。取付箇所そのものはパイプとして設計され管状包被体の隣接する端部と連結している。フィルタ管を定期的にメンテナンスするために少ない工程で取付箇所をフィルタバッグと共に交換して新しいフィルタバッグを挿入する。
【００１３】
フィルタバッグは紙若しくは不織材で作ることが好ましい。柔軟なフィルタバッグ素材にすると最小限の製造費用で折り目を付けてフィルタバッグにふさわしい切断面外形にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の実施例は以下に図面と共に詳細に説明する。
【００１５】
図１は不図示の内燃機関の吸気マニフォールドに使用されるフィルタ管１の断面図であり、押し出しブロー成形により連続形成される管状包被体５を備える。管状包被体５は一体型部材として設計され、端部に備えたフランジ１６により吸気マニフォールドの管状ソケット２４又は絞り弁と連結する。
【００１６】
管状包被体５には符号９の部分で曲げられるように折り目を集めた部分１０を備える。取り込まれた空気は管状包被体５を１１で示す長手方向に通過し、中に入ってきた濾過用空気はフィルタバッグ２、３を通過するよう案内される。フィルタバッグは不織材、紙、又は他の濾過媒体で出来ており、柔軟性があるものとする。本実施形態では２つのフィルタバッグ２、３が設けられ長手方向１１に互いに間隔を空けて配置されている。フィルタバッグはリムによって開口４の位置に管状包被体５の内壁６に取り付けられている。本実施形態ではクリップ式結合とし、開口４、４ａの位置に囲むように設けられた環状バネ部材７によりフィルタバッグ２、３を設ける。バネ部材は管状包被体５に形成された固定用溝８に固定してもよい。固定用溝８は管状包被体５の内壁６の周面に沿って連続して（無端状に）形成され、１１で示す長手方向（気体流れ方向）に横に延びてフィルタバッグ２、３の開口４、４ａはフィルタバッグの吸気断面を出来るだけ大きくする。
【００１７】
フィルタバッグ２、３は管状包被体５の長手方向に延びてバッグの下流部方向に大きな内部空間を取り囲みバッグの長さに応じてかなり大きな濾過部分を形成する。バッグの長さによって管の断面を拡大することなくパイプ方向に大きな濾過部分を設けて燃焼空気が通過できるようにする。
【００１８】
フィルタバッグ２、３全部の全長が管状包被体５よりも長い場合でも、フィルタバッグ２の下流部（末端部）１４が長手方向１１に延びるフィルタバッグ３の開口４ａを突き抜けて押し出されて一部がフィルタバッグ３の内部に延びるので複数のフィルタバッグ２、３をフィルタ管１に取り付けることができる。このように相互に挿入可能なフィルタバッグによってフィルタ管１の長さ全域近くまで濾過部分を拡大することができる。この場合、フィルタ下流部の方向に先細の断面を有するフィルタバッグを使用することにより第1のフィルタバッグ２の下流部（末端部）１４が気体流れ方向下流に設けられた第2のフィルタバッグ３の方へ突き出したとしても接触することはない。
【００１９】
柔軟性のある不織材、紙若しくは他のフィルタ材より成るフィルタバッグ２、３は管状包被体５に簡単に挿入でき、他の変形手段なしで管状包被体５の湾曲にも順応できる。
【００２０】
パイプソケット２４を通過した濾過用空気は吸気開口４を通過して１１で示す長手方向において管状包被体５の上流に配置された第1のフィルタバッグ２の内部に入る。第1のフィルタバッグ２の内部は濾過用空気側１２とする。空気は第1のフィルタバッグ２のフィルタ材を通って濾過用空気室１２から第1のフィルタバッグ２と管壁６の間の清浄空気室１３へと吸い込まれる。第１のフィルタバッグ２の清浄空気室１３は１１の長手方向において下流に配置された第２のフィルタバッグ３にとっては未加工空気側となる。図示の実施例では長手方向１１において上流側のフィルタバッグは目の粗いフィルタ材を備えた粗フィルタ手段として使用し、適度な細孔の下流フィルタバッグ３は微細フィルタとして使用する。このように段階を踏んで濾過を行うことによりフィルタ管の長さが短くても、フィルタバッグ２を適度な長さにすることにより汚染空気中の粒子負荷が大きな場合にも完全な濾過を行うことができる。
【００２１】
図２は図１のフィルタ管のII-II断面図である。管状包被体５とフィルタバッグ２は切断面を異なる外形にすることでフィルタバッグが管状包被体５の内壁に支持されることを防止する。本実施例ではフィルタバッグ２は略円形切断面にして管状包被体５の切断面は略星型とする。管状包被体５の切断面外形によって円周方向に内壁６とフィルタバッグ２の間に別の空間が常に形成されるので、清浄空気室１３の大きさは充分にある。
【００２２】
図３は、他の実施形態であり、管状包被体５に切断面外形が多角形又は星型となるフィルタバッグ２を備える。フィルタバッグ２は長手方向の折り目１７、１８を備えたループ形状で、フィルタバッグの外側にある折り目１７が管状包被体５の内壁６に適宜接触して内側の折り目１８により清浄空気室１３の範囲が決められる。
【００２３】
図４はフィルタバッグ２の管状包被体５への簡単な取り付けを示す。これはフィルタ管（管状包被体５）が複数の部材で構成されている場合に特に便利である。複数部材で出来た例において相互に隣接する２つのパイプ部材１７、１８の端部にそれぞれ相互に位置合わせして取り付けられるフランジを設ける。結合されるパイプ部材１７、１８のフランジカラー１９の間にフィルタバッグ２の円周リム２０を開口部でボルトナットによりクランプ固定してフィルタバッグ２が管状包被体５に固定される。
【００２４】
図５はフィルタ管５の長手方向に２つのフィルタバッグ２、３を相互に間隔を置いて管状取付部材２１に取り付けたフィルタ管の切断面図である。円環状取付部材２１の外形はパイプ管に適合する外形としパイプ管５の２つの隣接するパイプ部材１７ａ、１８ａの間に配置する。取付部２１は隣接するパイプ部材１７ａの背部２３にボルト又は同様の固定手段２２で固定される。フィルタバッグ３とパイプ部材１８ａも取付部２１のボルト又は同様の固定手段２２ａで固定される。フィルタ管の定期メンテナンスの際にはフィルタバッグ２、３を取り付けた取付部２１は必要に応じて交換できるので、フィルタバッグ２、３は両方少ない操作で取り替えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】フィルタ管の切断面図である。
【図２】図１のフィルタ管のII-II断面図である。
【図３】フィルタ管の他の実施形態における図１のII-II断面図である。
【図４】フィルタバッグ取付の別の実施例を示す。
【図５】フィルタバッグと管状取付部の断面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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