特許 7332457 フィルタエレメントモジュール、フィルタエレメント、および、フィルタエレメントの位置決め方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-08-15

(45)【発行日】2023-08-23

(54)【発明の名称】フィルタエレメントモジュール、フィルタエレメント、および、フィルタエレメントの位置決め方法

(51)【国際特許分類】

   F02M 35/024 20060101AFI20230816BHJP

   B01D 46/00 20220101ALI20230816BHJP

【ＦＩ】

F02M35/024 511A

F02M35/024 511D

B01D46/00 C

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2019223057

(22)【出願日】2019-12-10

(65)【公開番号】P2021092184

(43)【公開日】2021-06-17

【審査請求日】2022-07-20

(73)【特許権者】

【識別番号】000151209

【氏名又は名称】マーレジャパン株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】506292974

【氏名又は名称】マーレ インターナショナル ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング

【氏名又は名称原語表記】ＭＡＨＬＥ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ ＧｍｂＨ

【住所又は居所原語表記】Ｐｒａｇｓｔｒａｓｓｅ ２６－４６， Ｄ－７０３７６ Ｓｔｕｔｔｇａｒｔ， Ｇｅｒｍａｎｙ

(74)【代理人】

【識別番号】100114890

【弁理士】

【氏名又は名称】アインゼル・フェリックス＝ラインハルト

(74)【代理人】

【識別番号】100116403

【弁理士】

【氏名又は名称】前川 純一

(74)【代理人】

【識別番号】100135633

【弁理士】

【氏名又は名称】二宮 浩康

(74)【代理人】

【識別番号】100162880

【弁理士】

【氏名又は名称】上島 類

(72)【発明者】

【氏名】柴田 隆文

【審査官】中田 善邦

(56)【参考文献】

【文献】実開昭５８－１０４３４９（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開昭６１－２７５５６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭５９－１０３８５６（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特表２０１０－５２７７６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－０２１４７４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ０２Ｍ ３５／０２４

Ｂ０１Ｄ ４６／００， ４６／５２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

側面から外側方向に延びるケース出口管とケース入口管とを備え、上面の少なくとも一部が開口したケースと、
前記開口から挿入して、前記ケースの内部に着脱自在に取り付け可能なフィルタエレメントと、
前記フィルタエレメントを覆って、前記開口を閉鎖するハッチと、
を備え、
前記フィルタエレメントは、
側面の一部に配置されたフィルタ部材と、
前記フィルタ部材が配置された側面とは異なる側面から外側方向に延びるエレメント出口管と、
底面の外面上に配置された直方体形状の複数のガイドリブと、
上面の外面上に配置された上面側弾性体と、
底面の外面上に配置された底面側弾性体と、
を備え、
前記ケースは、
底面の内面に配置され、前記フィルタエレメントの前記ガイドリブが挿入される複数のガイド溝と、
前記ケース出口管と同じ軸線を有し、側面から内側方向に延び、前記ケース出口管の内径よりも大きな内径を有する管状のエレメント接続部と、
を備え、
前記フィルタエレメントと前記ケースとは、
前記エレメント出口管の出口側管端面と前記エレメント接続部内の前記ケースの側面との当接、および、前記エレメント出口管とは反対の方向を向く前記ガイドリブの面と前記ケース出口管の方向を向く前記ガイド溝の壁との当接により、前記軸線の方向に位置決めされ、
前記エレメント出口管の外周面と前記エレメント接続部の内周面との当接により、前記軸線の方向および高さ方向に対して垂直な方向に位置決めされ、
前記底面側弾性体と前記ケースの底面との当接、および、前記上面側弾性体と前記ハッチとの当接により、高さ方向に位置決めされる、
フィルタエレメントモジュール。

【請求項2】

前記ケース出口管と前記ケース入口管とは同じ高さに配置され、
前記フィルタ部材は、前記フィルタエレメントの側面をＵ字状に延びる、
請求項１に記載のフィルタエレメントモジュール。

【請求項3】

前記複数のガイドリブは、フィルタエレメントの底面と垂直で前記軸線を含む面に対して対称な位置に配置されており、
前記上面側弾性体と前記底面側弾性体とは、前記軸線に対して対称な位置に配置されている、
請求項１または２に記載のフィルタエレメントモジュール。

【請求項4】

前記上面側弾性体および前記底面側弾性体は、ウレタン樹脂で構成されている、請求項１から３までのいずれか１項に記載のフィルタエレメントモジュール。

【請求項5】

前記ガイド溝は、前記エレメント接続部が延びる方向に向かって溝幅が拡がる拡張部を有する、請求項１から４までのいずれか１項に記載のフィルタエレメントモジュール。

【請求項6】

フィルタエレメントモジュールのケース内部に着脱自在に取り付け可能なフィルタエレメントであって、
側面の一部に配置されたフィルタ部材と、
前記フィルタ部材が配置された側面とは異なる側面から外側方向に延びるエレメント出口管であって、前記ケースの側面から内側方向に延びる管状のエレメント接続部内に挿入可能なエレメント出口管と、
底面の外面上に配置された直方体形状の複数のガイドリブであって、前記ケースの底面の内面に配置されたガイド溝に挿入可能なガイドリブと、
上面の外面上に配置された上面側弾性体と、
底面の外面上に配置された底面側弾性体と、
を備える、フィルタエレメント。

【請求項7】

側面から外側方向に延びるケース出口管とケース入口管とを備え、上面の少なくとも一部が開口したケースと、
前記ケースの内部に着脱自在に取り付け可能なフィルタエレメントと
の位置決め方法であって、
前記フィルタエレメントは、
側面の一部に配置されたフィルタ部材と、
前記フィルタ部材が配置された側面とは異なる側面から外側方向に延びるエレメント出口管と、
底面の外面上に配置された直方体形状の複数のガイドリブと、
上面の外面上に配置された上面側弾性体と、
底面の外面上に配置された底面側弾性体と、
を備え、
前記ケースは、
底面の内面に配置され、前記フィルタエレメントの前記ガイドリブが挿入される複数のガイド溝と、
前記ケース出口管と同じ軸線を有し、側面から内側方向に延び、前記ケース出口管の内径よりも大きな内径を有する管状のエレメント接続部と、
を備え、
前記位置決め方法は、
前記フィルタエレメントを、前記開口から前記ケース内に挿入するステップであって、
前記エレメント出口管の出口側管端面と前記エレメント接続部内の前記ケースの側面との当接、および、前記エレメント出口管とは反対の方向を向く前記ガイドリブの面と前記ケース出口管の方向を向く前記ガイド溝の壁との当接により、前記軸線の方向に位置決めし、
前記エレメント出口管の外周面と前記エレメント接続部の内周面との当接により、前記軸線の方向および高さ方向に対して垂直な方向に位置決めする、
挿入するステップと、
前記ケースの前記開口をハッチで閉鎖するステップであって、
前記底面側弾性体と前記ケースの底面との当接、および、前記上面側弾性体と前記ハッチとの当接により、高さ方向に位置決めする、
閉鎖するステップと、
を含む、位置決め方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、フィルタエレメントモジュール等に関し、特に交換可能なフィルタエレメント、当該フィルタエレメントを備えるフィルタエレメントモジュール、および、その位置決め方法に関する。

【背景技術】

【0002】

内燃機関の吸気系には、外部から取り込んだ空気を内燃機関に供給する前に、空気中のダストを除去するためのエアクリーナが設けられている。エアクリーナは、クリーナケースの内部容積をフィルタ部材によって、クリーン側空気室とダスト側空気室とに仕切った構成を有する。外部から取り込んだ空気はエアクリーナの入口管からダスト側空気室に流入し、フィルタ部材を通過することによって空気中のダストが除去されてクリーン側空気室に流れ、クリーン側空気室からエアクリーナの出口管を経て排出され、内燃機関に供給される。

【0003】

エアクリーナのコンパクト化およびメインテナンスの容易化のため、フィルタ部材とクリーン側空気室を一体のフィルタエレメントとして構成して、箱状のケース内部に取り付けたフィルタエレメントモジュールが利用されている。特許文献１にフィルタエレメントの一例を示す。フィルタエレメントモジュールでは、フィルタエレメントの外のケース内部容積がダスト側空気室となる。フィルタエレメントモジュールは、フィルタ部材とクリーン側空気室とが一体的な構造となっているためコンパクト化が可能で、メインテナンスも容易である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特表２０１０－５２７７６１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

フィルタエレメントをフィルタエレメントモジュールのケースに取り付ける際には、位置決めを行って固定する必要がある。位置決めや固定が不十分であると、フィルタエレメントモジュール内部でフィルタエレメントががたつき、振動による騒音や故障などの原因となる。このため、フィルタエレメントの交換の際には、作業者がフィルタエレメントモジュールのケースの適当な位置にフィルタエレメントを位置決めした後に、ねじなどの固定部材を使って、ケースとフィルタエレメントとを固定することが一般的であった。

【0006】

しかしながら、位置決めや固定の精度は作業者の熟練度に依存し、また位置決めや固定には相当の作業時間が必要であった。このため、フィルタエレメントをケースに格納するだけで、ねじなど固定部材による固定を行わずに、位置決めや固定が可能で、メンテナンスが容易なフィルタエレメントモジュールが求められてきた。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題は、側面（２３）から外側方向（－Ｘ）に延びるケース出口管（２１）とケース入口管（２２）とを備え、上面（３１）の少なくとも一部が開口（３２）したケース（６）と、開口（３２）から挿入し、ケース（６）の内部に着脱自在に取り付け可能なフィルタエレメント（５）と、フィルタエレメント（５）を覆って、開口（３２）を閉鎖するハッチ（４）と、を備えるフィルタエレメントモジュール（１）により解決される。

【0008】

ここで、フィルタエレメント（５）は、側面の一部（５１）に配置されたフィルタ部材（５５）と、フィルタ部材（５５）が配置された側面（５１）とは異なる側面（５４）から外側方向（－Ｘ）に延びるエレメント出口管（５６）と、底面（５３）の外面上に配置された直方体形状の複数のガイドリブ（６１、６２）と、上面（５２）の外面上に配置された上面側弾性体（６３）と、底面（５３）の外面上に配置された底面側弾性体（６４）と、を備える。

【0009】

また、ケース（６）は、底面（２４）の内面に配置され、フィルタエレメント（５）のガイドリブ（６１、６２）が挿入される複数のガイド溝（７０、７１）と、ケース出口管（２１）と同じ軸線（８０）を有し、側面（２３）から内側方向（＋Ｘ）に延び、ケース出口管（２１）の内径よりも大きな内径を有する管状のエレメント接続部（２５）と、を備える。

【0010】

フィルタエレメント（５）とケース（６）とは、エレメント出口管（５６）の出口側管端面（５８）とエレメント接続部（２５）内のケースの側面（２３’）との当接（８１）、および、ガイドリブ（６１、６２）の後面（６６）とガイド溝（７０、７１）の後壁（７６）との当接（８２）により、軸線（８０）の方向（Ｘ）に位置決めされ、エレメント出口管（５６）の外周面とエレメント接続部（２５）の内周面との当接（８５）により、軸線（８０）の方向（Ｘ）および高さ方向（Ｚ）に対して垂直な方向（Ｙ）に位置決めされ、底面側弾性体（６４）とケース（６）の底面（２４）との当接（８４）、および、上面側弾性体（６３）とハッチ（４）との当接（８３）により、高さ方向（Ｚ）に位置決めされる。

【0011】

フィルタエレメントモジュール（１）の構成要素の当接によって、３軸方向に位置決めされて固定されるため、作業者による位置決め作業やねじ止めなどの固定作業が不要となり、メインテナンスが容易となるほか、位置決め精度の個体差を無くし、がたつきなどによる騒音や故障を防止することが可能となる。

【0012】

ケース出口管（２１）とケース入口管（２２）とは同じ高さに配置され、フィルタ部材（５５）は、フィルタエレメント（５）の側面（５１）をＵ字状に延びる構成とすることが望ましい。これにより、ケースの高さを抑えてコンパクトな構成とすることができ、また、フィルタ部材をＵ字状に延ばすことによりフィルタ部材の面積を大きくとることが可能となり、コンパクトながら空気流量が高い場合にも安定して濾過を行うことが可能となる。

【0013】

また、複数のガイドリブ（６１、６２）は、フィルタエレメント（５）の底面（５３）と垂直で軸線（８０）を含む面に対して対称な位置に配置され、上面側弾性体（６３）と底面側弾性体（６４）は、軸線（８０）に対して対称な位置に配置されていることが望ましい。振動等の外力よって位置決め部材に作用する力を複数のガイドリブ（６１、６２）に均等に分散することができ、安定した位置決めや固定が可能となる。

【0014】

また、上面側弾性体（６３）および底面側弾性体（６４）は、ウレタン樹脂で構成されていることが望ましい。ウレタン樹脂で弾性体を構成することにより、耐衝撃性や耐摩耗性に優れた上面側弾性体（６３）および底面側弾性体（６４）を提供することができ、安定した位置決めと固定が可能となる。

【0015】

また、ガイド溝（７０、７１）は、エレメント接続部（２５）が延びる方向（＋Ｘ）に向かって溝幅が拡がる拡張部（７２）を有することが望ましい。フィルタエレメントをケースに挿入するときに、拡張部によりガイドリブをガイド溝に案内することにより、スムーズな挿入が可能となる。

【0016】

さらに、上記課題は、上述したフィルタエレメントモジュール（１）のケース（６）内部に着脱自在に取り付け可能なフィルタエレメント（５）や、フィルタエレメント（５）とケース（６）との位置決め方法によっても、解決することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】フィルタエレメントモジュール全体の概略的な斜視図である。

【図2】フィルタエレメントモジュールを主要な構成要素ごとに分解した概略的な斜視図である。

【図3】ハッチの概略的な斜視図である。

【図4】ケースの概略的な斜視図である。

【図5】フィルタエレメントを上方からみた概略的な斜視図である。

【図6】フィルタエレメントを下方からみた概略的な斜視図である。

【図7】フィルタエレメントモジュールをＸＺ面で切った概略的な断面図である。

【図8】フィルタエレメントモジュールをＹＺ面で切った概略的な断面図である。

【図9】フィルタエレメントモジュールのケースとフィルタエレメントとの位置決め方法のフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0018】

本発明の一実施例であるフィルタエレメントモジュール１の概略的な構成を図１および２に示す。図１は、フィルタエレメントモジュール１の全体の概略的な斜視図である。図２は、フィルタエレメントモジュール１を主要な構成要素ごとに分解した概略的な斜視図である。

【0019】

フィルタエレメントモジュール１は、上面３１の少なくとも一部が開口３２した箱状のケース６と、開口３２からケース６内に挿入されてケース６の内部に着脱自在に取り付け可能なフィルタエレメント５と、フィルタエレメント５を覆って開口３２を閉鎖するハッチ４とを有する。ケース６は、上部全体が開放されている箱状の本体２と、本体２の上部の一部を覆うカバー３とを有する。本体２の側面２３からケース出口管２１とケース入口管２２とが外側方向に向かって延びている。フィルタエレメントモジュール１は、外部からの空気をケース入口管２２から取り込み、ケース６の内部に取り付けられているフィルタエレメント５でダストを除去して、ケース出口管２１より排出する。排出された濾過後の空気は、内燃機関に供給される。

【0020】

図３～６にフィルタエレメントモジュール１の主要な構成要素の斜視図を示す。図３は、ハッチ４を下方からみた概略的な斜視図である。図４は、ケース６を上方からみた概略的な斜視図である。図５および図６は、フィルタエレメント５を上方および下方からみた概略的な斜視図である。

【0021】

説明の都合上、ケース出口管２１がケース６から外側に延びる軸８０（ケース出口管２１の軸８０）をＸ軸と、ケース６の底面２４からハッチ４に向かってＸ軸と垂直な方向に延びる軸をＺ軸と、Ｘ軸およびＺ軸に垂直な方向をＹ軸と呼ぶ。また、Ｘ軸の方向を前後方向と、ケース出口管２１から空気が排出される方向を－Ｘ方向または前方と、－Ｘ方向と反対の方向を＋Ｘ方向または後方と呼ぶ。さらに、Ｚ軸の方向を高さ方向と、底面２４からハッチ４に向かう方向を＋Ｚ方向または上方と、＋Ｚ方向と反対の方向を－Ｚ方向または下方と呼ぶ。さらに、Ｙ軸の方向を横方向と呼ぶ。

【0022】

フィルタエレメント５は、Ｕ字形状方向にプリーツが延びたＵ字形状の側面５１と、Ｕ字形状の両端部間をＹＺ方向に延びる平らな側面５４と、側面５１、５４から延びて上部を覆う上面５２と、側面５１、５４から延びて下部を覆う底面５３とを有する。側面５１、５４、上面５２および底面５３で画定された内部容積はクリーン側空気室を構成する。Ｕ字形状の側面５１は、全体または一部がフィルタ部材５５で構成されている。平らな側面５４には、側面５４から外側方向（－Ｘ方向）に延びるエレメント出口管５６が設けられている。エレメント出口管５６は、ケース出口管２１の内径とほぼ同じ内径を有する管状部材であり、ケース６に取り付けられたときに、エレメント出口管５６の軸線がケース出口管２１の軸線と同じ軸線８０上に位置するように接続される。ケース入口管２２から流入した空気は、Ｕ字形状の側面５１のフィルタ部材５５を通過することにより、濾過されてダストが除去されて、フィルタエレメント５内部のクリーン側空気室に流入し、エレメント出口管５６とケース出口管２１とを通って、フィルタエレメントモジュール１の外部に排出される。フィルタ部材５５をフィルタエレメント５の側面に沿ってＵ字状に延ばすことによりフィルタ部材の面積を大きくとることが可能となり、フィルタエレメント５を通過する空気流量が高い場合にも、安定した濾過が可能となる。

【0023】

本実施態様では、エレメント出口管５６を交換容易にするため、側面５４を２枚の平板を前後方向に重ねて配置する構成とし、エレメント出口管５６と一体成形された前側の平板を、後方側の平板から取り外すことにより、エレメント出口管５６をフィルタエレメント５から取り外し可能な構成としているが、側面５４を、１枚の平板とエレメント出口管５６とを一体成形した部材で構成することにより、よりシンプルな構成とすることもできる。

【0024】

エレメント出口管５６の外周面および出口側管端面５８は、シール部材５７で構成されている。すなわち、エレメント出口管５６は、側面５４を構成する樹脂と同じ樹脂で、側面５４と一体成形された管状部材の周面を、弾性を有するシール部材５７で覆う構成となっている。シール部材５７は、エレメント出口管５６を、ケース６のエレメント接続部２５に挿入して取り付けたときに、エレメント出口管５６とエレメント接続部２５との間をシールする部材であり、発泡ウレタンやエラストマー樹脂で構成された環状シール部材や、リップパッキンやＯリングなどで構成することができる。シール部材５７のシール作用によって、エレメント出口管５６から排出される空気を、エレメント出口管５６とエレメント接続部２５との接続部分からフィルタエレメント５の外部に漏れることなく、ケース出口管２１を通ってフィルタエレメントモジュール１の外部に排出することが可能となる。

【0025】

フィルタエレメント５の上面５２の中央部にはハッチ取付ガイド６５が設けられ、ハッチ取付ガイド６５の後方には、上面側弾性体６３が設けられている。ハッチ取付ガイド６５は、フィルタエレメント５の上面５２の中央部から延出する楕円環柱形状を有し、フィルタエレメント５の上面５２と一体成形されている。ハッチ取付ガイド６５は、ケース６の開口３２をハッチ４で閉鎖するときに、ハッチ４裏面に配置されたひとまわり大きな楕円環柱形状を有するハッチ側のハッチ取付ガイド４３と係合して、ハッチ４とフィルタエレメント５との位置合わせを行う。

【0026】

フィルタエレメント５の底面５３には、２つのガイドリブ６１、６２と底面側弾性体６４とが設けられている。ガイドリブ６１、６２は、フィルタエレメント５とケース６とのＸ軸方向の位置決めを行う部材である。ガイドリブ６１、６２は、フィルタエレメント５の底面５３から延出する直方体形状を有するリブであり、フィルタエレメント５の底面５３と一体成形されている。各ガイドリブ６１、６２は、Ｙ軸と平行な前面６７および後面６６と、Ｘ軸と平行な２つの側面６８を有する。ガイドリブ６１、６２は、エレメント底面５３と垂直な面であってエレメント出口管５６の軸線８０を含む面に対して対称な位置に配置されている。面対称に配置することによって、振動等の外力に起因してガイドリブ６１、６２に作用する力を複数のリブに均等に分散させることができ、安定した位置決めと固定が可能となる。

【0027】

底面側弾性体６４は、ガイドリブ６１、６２よりも後方に配置されている。上面側弾性体６３と底面側弾性体６４とは、フィルタエレメント５とケース６とのＺ軸方向の位置決部材である。上面側弾性体６３の厚さはハッチ取付ガイド６５の高さよりも大きく、上面が平坦な弾性部材で構成されている。底面側弾性体６４の厚さはガイドリブ６１、６２の高さよりも大きく、下面が平坦な弾性部材で構成されている。本実施態様の上面側弾性体６３と底面側弾性体６４とはウレタン樹脂で構成されており、耐衝撃性や耐摩耗性に優れる。また、上面側弾性体６３と底面側弾性体６４とは、同じ厚さと形状と有し、エレメント出口管５６の軸線８０に対して対称な位置に配置されている。このため、フィルタエレメント５をケース６内に取り付けてハッチ４を閉鎖すると、上面側弾性体６３および底面側弾性体６４が、ハッチ４の裏面およびケース６の底面２４により押圧されて均等に圧縮され、安定した位置決めと固定が可能となる。

【0028】

ケース６は、上部全体が開放されている箱状の本体２と、本体２の上部を覆い、一部が開口３２したカバー３とが結合した部材である。すなわち、ケース６は、上面３１の少なくとも一部が開口３２した中空の箱状の部材である。開口３２は、フィルタエレメント５を挿入可能な大きさを有し、フィルタエレメント５をケース６内部に着脱自在に取り付けることができる。開口３２をハッチ４で閉鎖すると、本体２、カバー３およびハッチ４により、ケース６の内部容積が画定される。ケース６の内部容積のうち、フィルタエレメント５が占める領域外の容積が、ダスト側空気室を構成する。ケース６の本体２の側面２３からは、ケース出口管２１とケース入口管２２とがケース６の外側方向（－Ｘ方向）に向かって延びている。ケース入口管２２から取り込まれた空気は、ケース６の内部に取り付けられるフィルタエレメント５で濾過されて、フィルタエレメント５内のダスト側空気室に流れ、ケース出口管２１より排出される。ケース出口管２１とケース入口管２２とは、互いの軸線が同じ高さに配置されているため、ケースの高さを抑えたコンパクトな構成のフィルタエレメントモジュール１を提供することが可能となる。

【0029】

開口３２のＹ軸方向の一端側にはハッチ４を取り付けるための留め具取付部３３が、他端側にはハッチ突出部挿入孔３４が、それぞれ複数個ずつ（本実施態様では２つずつ）設けられている。ハッチ突出部挿入孔３４は、ハッチ４側に設けられてるハッチ突出部４１を挿入する孔である。ハッチ４がケース６に取り付けられたときに、ハッチ突出部４１とハッチ突出部挿入孔３４とが、またケース側の留め具取付部３３とハッチ側の留め具取付部４２とがそれぞれ係合し、さらに留め具取付部３３、４２を留め具（クリップ）７で押圧しながら留める。ハッチ４の裏面の周縁部に形成されたシール溝４５に取り付けられたシール部材のシール作用により、ケース６の開口３２をハッチ４で密封することが可能となる。

【0030】

ケース６の内部には、ケース６の側面２３から内側方向（＋Ｘ方向）に延びる円管状のエレメント接続部２５が設けられている。エレメント接続部２５は、フィルタエレメント５のエレメント出口管５６を挿入して取り付ける部材である。エレメント接続部２５は、ケース６の側面２３でケース出口管２１と接続される。エレメント接続部２５の軸線とケース出口管２１の軸線とは、同一の軸線８０上に配置される。エレメント接続部２５の内径はケース出口管２１の内径よりもシール部材５７の厚さのほぼ倍の厚さだけ大きい。すなわち、エレメント接続部２５は、ケース出口管２１の後側管端部からシール部材５７の厚さの分だけＹ方向およびＺ方向に側面２３’に沿って延び、その後、＋Ｘ方向に向かって円管状に延びる形状を有する。このような構成により、エレメント出口管５６をケース出口管２１にシームレスに接続し、エレメント出口管５６から排出される空気流のほぼすべてを外部に漏らすことなくケース出口管２１に流して、フィルタエレメントモジュール１の外部に排出することが可能となる。

【0031】

また、ケース６の底面２４の内面には、フィルタエレメント５のガイドリブ６１、６２と係合する複数のガイド溝７０、７１が、ケース６の本体２と一体成形されている。複数のガイド溝７０、７１は、フィルタエレメント５をケース６に取り付けたときに、ガイドリブ６１、６２に対応する位置に配置されている。よって、ガイド溝７０、７１は、ケース底面２４と垂直でケース出口管２１の軸線８０を含む面に対して対称な位置に配置されている。各ガイド溝７０、７１は、底面２４の内面から内側方向（＋Ｚ方向）に延出する前壁７７、２つの側壁７８、および後壁７６により画成されている。前壁７７は横方向（Ｙ方向）に延び、２つの側壁７８は、前壁７７の両端部から後方（＋Ｘ方向）に延びる。後壁７６は、前壁７７の後方で２つの側壁７８の間を（Ｙ方向）に延びる。

【0032】

前壁７７と後壁７６との距離は、ガイドリブ６１、６２のＸ方向の長さ（前面６７と後面６６との間の距離）よりも長い。また、２つの側壁７８の間の距離は、ガイドリブ６１、６２のＹ方向の長さ（２つの側面６８間の距離）よりも長い。さらに、２つの側壁７８の後端部近傍には、側壁７８間の距離（溝幅）が後方に向かって徐々に拡がる拡張部７２を有する。拡張部７２は、２つの側壁７８が互いに同じＹ方向の傾斜で横方向に広がるように側壁７８間の距離が拡がる。また、後壁７６のすぐ後方には、後壁７６から後方に向かって高さが増加するガイドリブ挿入ガイド部７３が配置されている。ガイドリブ挿入ガイド部７３は、底面２４の内面から内側方向（＋Ｚ方向）に延出し、ケース６の本体２と一体成形されている。拡張部７２とガイドリブ挿入ガイド部７３とにより、フィルタエレメント５をケース６に取り付ける際に、ガイドリブ６１、６２をガイド溝７０、７１にスムーズに挿入することができるようにガイドすることができる。

【0033】

ハッチ４は、ケース６の開口３２よりもひとまわり大きな面を有する、ほぼ平坦な部材である。ハッチ４の裏面の中央部には、ハッチ４と一体成形され、ハッチ４の裏面から延出する楕円環柱形状のハッチ取付ガイド４３が形成されている。ハッチ取付ガイド４３は、ケース６の開口３２をハッチ４で閉鎖する際に、フィルタエレメント側のハッチ取付ガイド６５と係合して、ハッチ４とフィルタエレメント５との位置合わせを行う。ハッチ４の周縁部には、パッキンなどのシール部材を取り付けるためのシール溝４５が形成されている。シール溝４５に取り付けられたシール部材のシール作用により、開口３２をハッチ４で密閉することが可能となる。また、ハッチ４のＹ軸方向の周縁部の一方からは複数のハッチ突出部４１が、周縁部の他方からは複数の留め具取付部４２が、それぞれ外側に向かって延びている。ハッチ４をケース６に取り付ける際には、ハッチ突出部４１をケース６のハッチ突出部挿入孔３４に挿入し、留め具取付部４２をケース側の留め具取付部３３と係合し、さらに留め具取付部３３、４２を留め具（クリップ）７で押圧しながら留めることにより、ケース６の開口３２を閉鎖する。

【0034】

次に、図７および図８を参照しながら、フィルタエレメント５とケース６の位置決めについて説明する。図７（ａ）は、フィルタエレメントモジュール１を、軸線８０を含むＸＺ面で切った概略的な断面図である。図７（ｂ）は、ケース６のガイドリブ６１およびガイド溝７０の近傍を、ガイド溝７０の前壁７７および後壁７６それぞれの中間点を通る中心線を含むＸＺ面で切った概略的な断面図である。よって、図７（ａ）のＸＺ面と、図７（ｂ）のＸＺ面とは、Ｙ方向の位置が異なる。また、図８は、図７（ａ）の線Ｉ－ＩでＹＺ面に切った概略的な断面図である。

【0035】

フィルタエレメント５とケース６とのＸ方向の位置決めは、エレメント出口管５６の出口側（前方）の管端面５８と、エレメント接続部２５内のケースの側面２３’の内面との当接８１により－Ｘ方向に位置決めされ、ガイドリブ６１、６２の後面６６とガイド溝７０、７１の後壁７６との当接８２により＋Ｘ方向に位置決めされる。－Ｘ方向の位置決め部材であるエレメント出口管５６の管端面５８は弾性のシール部材で構成されているため、ガイドリブ６１、６２の後面６６が剛性の樹脂で構成されていても、フィルタエレメント５のケース６への挿入が困難になることはない。ガイド溝７０の前壁７７と後壁７６との距離は、ガイドリブ６１のＸ方向の長さよりも長いため、位置決め後にはガイド溝７０の前壁７７とガイドリブ６１の前面６７の間には、隙間ができる。

【0036】

フィルタエレメント５とケース６とのＹ方向の位置決めは、エレメント出口管５６の外周面と、エレメント接続部２５の内周面との当接８５により行われる。エレメント出口管５６の外周面は弾性のシール部材５７で構成されているため、位置決め精度の向上のためにエレメント出口管５６の外径とエレメント接続部２５の内径との寸法差を小さくしても、フィルタエレメント５のケース６への挿入が困難になることはない。

【0037】

フィルタエレメント５とケース６とのＺ方向の位置決めは、底面側弾性体６４とケース６の底面２４との当接８４により－Ｚ方向に位置決めされ、上面側弾性体６３とハッチ４の裏面との当接８３により＋Ｚ方向に位置決めされる。位置決め精度を向上するために、上面側弾性体６３の上面から底面側弾性体６４の下面までの距離と、ハッチ４の裏面からケース６の底面２４までの距離との寸法差を小さくしても、さらに上面側弾性体６３の上面から底面側弾性体６４の下面までの距離のほうを大きくしても、フィルタエレメント５の弾性体６３、６４が弾性を有することから、ハッチ４による閉鎖が困難になることはない。なお、弾性体６３、６４は、フィルタエレメント５の後方に取り付けられているため、フィルタエレメント５の前方に、補助的なＺ方向の位置決め部材を設けてもよい。例えば、フィルタエレメント５の前方に配置されているエレメント出口管５６の外周面とエレメント接続部２５の内周面との当接により、Ｙ方向だけでなくＺ方向にも位置決めしてもよい。

【0038】

次に、フィルタエレメント５をケース６に取り付けて固定する際の位置決め方法について、図９のフローチャート９０を参照しながら説明を行う。始めに、フィルタエレメント５を、開口３２からケース６内に挿入する（ステップ９１）。このとき、フィルタエレメント５のガイドリブ６１、６２を、ケース６のガイドリブ挿入ガイド部７３に当てて－Ｘ方向に滑らすようにして挿入することにより、スムーズに挿入することができる。このとき、フィルタエレメント５のエレメント出口管５６がケース６のエレメント接続部２５に挿入され、エレメント出口管５６の出口側管端面５８とエレメント接続部２５内のケースの側面２３’との当接８１により－Ｘ方向の位置決めが、また、エレメント出口管５６の外周面とエレメント接続部２５の内周面との当接８５によりＹ方向の位置決めがなされ、固定される。同時に、フィルタエレメント５のガイドリブ６１、６２がケース６のガイド溝７０、７１が挿入され、ガイドリブ６１、６２の後面６６とガイド溝７０、７１の後壁７６との当接８２により＋Ｘ方向の位置決めがなされて固定される。フィルタエレメント５の底面側弾性体６４はケース６の底面２４との当接しているが、上面側弾性体６３はハッチ４と当接していないため、Ｚ方向には位置決めされていない。

【0039】

次に、ケース６の開口３２をハッチ４で閉鎖する（ステップ９２）。より具体的には、ハッチ４の突出部４１をケース６の挿入孔３４に挿入し、ハッチ側の留め具取付部４２とケース側の留め具取付部３３と係合し、さらに留め具取付部３３、４２どうしを留め具（クリップ）７で押圧しながら留める。これにより、ケース６の上面側弾性体６３がハッチ４の裏面により押圧されての当接８３する。また、ハッチ４による押圧力は、ケース６の底面２４と当接８４する底面側弾性体６４にも作用する。上面側弾性体６３と底面側弾性体６４とは同じ厚さと形状を有しているため、ハッチ４による押圧力は、上面側弾性体６３と底面側弾性体６４とに均等に作用する。フィルタエレメント５の底面側弾性体６４とケース６の底面２４との当接８４により－Ｚ方向に位置決めされ、フィルタエレメント５の上面側弾性体６３とハッチ４の裏面との当接８３により＋Ｚ方向に位置決めされて固定される。

【0040】

このように、フィルタエレメントモジュール１の構成要素どうしの当接によって、フィルタエレメント５とケース６とが３軸方向に位置決めされて固定されるため、作業者による特段の位置決め作業や、ねじ止めなどの固定作業が不要となり、メインテナンスが容易となるほか、位置決め精度の個体差を無くし、がたつきなどによる騒音や故障も防止することが可能となる。

【0041】

以上、本願発明にかかるフィルタエレメントモジュール、フィルタエレメントおよび位置決め方法に関する説明を行ったが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の概念及び特許請求の範囲に含まれるあらゆる態様を含む。例えば、上述した実施態様のフィルタエレメント５は、エレメント出口管５６の外周面をシール部材５７で構成しているが、これに代えて、または、これと併せて、ケース６のエレメント接続部２５の内周面をシール部材で構成してもよい。この場合、エレメント接続部２５は、ケース６の内面２３’から内側方向に延びる管状部材と、管状部材の内周面に配置されたシール部材とで構成してもよい。エレメント接続部２５の内径（シール部材の内周面の内径）を、エレメント出口管５６の外径とほぼ同じ寸法とすることにより、エレメント出口管５６とエレメント接続部２５との接続部分からダストを含む空気がフィルタエレメント５の外部に漏れることを防止し、かつ、安定して高精度な位置決めが可能となる。

【0042】

また、実施態様のフィルタエレメントモジュール１は、ガイドリブ６１、６２やガイド溝７０、７１を２つずつ備えているが、３つ以上のガイドリブやガイド溝を、面対称に配置してもよい。同様に、フィルタエレメント５の上面側弾性体６３や底面側弾性体６４も１つである必要ではなく、複数の弾性体をフィルタエレメント５の上面５２および底面５３に配置してもよい。また、上述した実施態様のフィルタエレメントモジュール１では、製造工程の簡素化のために、同一材料で構成可能な部材を一体成形によって形成しているが、これらの部材を個別部材で作成して、溶接などで固着してもよい。

【符号の説明】

【0043】

１ フィルタエレメントモジュール
２ 本体
３ カバー
４ ハッチ
５ フィルタエレメント
６ ケース
７ 留め具（クリップ）
２１ ケース出口管
２２ ケース入口管
２３ ケースの側面
２３’ケースの側面（エレメント接続部内部のケース側面）
２４ ケースの底面
２５ エレメント接続部
３１ ケースの上面
３２ 開口
３３、４２ 留め具取付部
３４ ハッチ突出部挿入孔
４１ ハッチ突出部
４３、６５ ハッチ取付ガイド
４４ ハッチの裏面
４５ シール溝
５１、５４ フィルタエレメントの側面
５２ フィルタエレメントの上面
５３ フィルタエレメントの底面
５５ フィルタ部材
５６ エレメント出口管
５７ シール部材
５８ エレメント出口管の出口側管端面
６１、６２ ガイドリブ
６３ 上面側弾性体
６４ 底面側弾性体
６６ ガイドリブの後面
６７ ガイドリブの前面
６８ ガイドリブの側面
７０、７１ ガイド溝
７２ 拡張部
７３ ガイドリブ挿入ガイド部
７６ ガイド溝の後壁
７７ ガイド溝の前壁
７８ ガイド溝の側壁
８０ 軸線
８１、８２、８３、８４、８５ 当接面

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】