专利名称：气体过滤装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种具有柔性滤板的气体过滤装置。
背景技术：
典型内燃发动机的进气系统具有空气滤清器，空气滤清器包括用 于捕集诸如进气中的灰尘之类的异物的捕集元件。近年来，为了抑制 燃料蒸气在发动机未运转时从内燃发动机的燃烧室经进气系统泄漏 到大气中，已开发出了包括用于吸收燃料蒸气的滤板的空气滤清器。
滤板位于捕集元件的上游。例如，日本特开专利公报No.2002-276486 公开了此类空气滤清器。具体而言，通过用无纺布板和耐热网夹住粒 状活性炭形成的柔性滤板设置在壳体内，同时放置在捕集元件上。滤 板和捕集元件将壳体的内部分隔为流入室和流出室。流入口连接至流 入室。流入室经流入口和连接至流入口的进气管对大气开放。另一方 面，流出口连接至流出室。流出室经流出口和连接至流出口的进气歧 管与内燃发动机的燃烧室连接。
当发动机运转时，从大气经进气管和流入口吸入;i^室的空气首先 经过上述空气滤清器的捕集元件。捕集元件捕集进气中的灰尘。已过滤 的空气在经过滤"流入流出室，然后经流出口和进气歧管被PA^V燃烧
室。另一方面，当发动机未运转时，燃料蒸气可从燃烧室经进气歧管和 流出口流入流出室。在这种情况下，燃料蒸气被滤板的粒状活性炭吸收， 从而防止燃料蒸气泄漏到大气中。
如上所述，上述滤板比捕集元件更靠近流出口。换言之，滤板相对 于进气的流向位于捕集元件的下游。因而，当发动机运转时，进气流可 使滤板向下游位移。尤其是，滤板的靠近流出口的开口并允许进气通过 的部分由于大量空气经过该部分而可能位移。此类位移实际上减少了流 出口附近的气流的横截面面积。这可能阻碍流入流出口的开口的空气的平稳流动，从而增大了进气系统的流阻。
并且，当经过滤板时，空气会导致滤;t^皱。这引起了进气脉动。 此类进气脉动会导致内燃发动机的进气性能劣化。
这些缺点并非设置在上述内燃发动机的进气系统中的空气滤清器 所独有的，而是普遍存在于其他类型的设置有柔性滤板的气体过滤装置 中。
发明内容
相应地，本发明的目的是提供一种气体过滤装置，其抑制诸如气 体脉动以及由于滤板的位移而引起的流阻增大之类的缺点。
根据本发明的一个方面，提供一种气体过滤装置，其包括壳体、 柔性滤板、流入口、流出口和位移限制部。柔性滤板将壳体的内部分 隔为流入室和流出室。滤板具有允许气体通过的部分。流入口连接至 流入室并将气体导入流入室中。流出口连接至流出室并将气体从流入 室经滤板引导至流出室。流出口具有靠近滤板的气体经过部的开口。 位移限制部限制气体经过部向所述开口位移。
通过下文中结合附图进行的说明，本发明的其他方面和优点将变得 明显，附图通过示例图示了本发明的原理。
通过参照下文中对目前优选的实施方式的说明及附图可最好地 理解本发明及其目的和优点，附图中
图l是示出了空气滤清器的分解立体图2是沿图1中的线2-2截取的剖面图，其中示出了处于装配状 态的空气滤清器；
图3 (a)和3 (b)是图2的局部放大图4是沿图2的线4-4截取的剖视图；图5是示出了滤板的硬化部分的形状的改型的剖视图；并且 图6是示出了限制滤板位移的位移限制部的改型的分解立体图。
具体实施例方式
下面将参照图1至4说明根据本发明的一个实施方式的空气滤清 器。该空气滤清器安装在内燃发动机的进气系统中。图l是示出了该 空气滤清器的分解立体图，并且图2是沿图1的线2-2截取的剖视图， 其中示出了处于装配状态的空气滤清器。图3是图2的局部放大图。
如图1和2所示，具有气体过滤装置功能的空气滤清器具有入口 壳体20和出口壳体30。壳体20、 30通过紧固构件(未示出)气密地 彼此固定。由壳体20、 30限定的滤室60以重叠方式容纳捕集元件55 和滤板41。捕集元件55捕集诸如空气中的灰尘之类的异物并且滤板 41吸附燃料蒸气。捕集元件55和滤板41将滤室60分隔为流入室60a 和流出室60b。滤板41位于流出室60b的一侧。
捕集元件55呈铍褶状并在周缘固定至入口壳体20和出口壳体30。 如图3所示，滤板41具有多层结构并包括容纳粒状活性炭的吸附层 46和一对叠层体。每个叠层体包括聚丙烯(PP)网层43、无纺布层 45和玻璃纤维网层44，这些层从外侧向内侧层叠。吸附层46被保持 在叠层体之间。滤板41固定至出口壳体30，其周缘部分41b被保持 在上框架47与下框架48之间。周缘部分41b不具有吸附层46。
入口壳体20与流入口 21—体地形成，并且出口壳体30与流出口 31 —体地形成。流入室60a经流入口 21和连接至流入口 21的进气管 (未示出)对大气开放。另一方面，流出室60b经流出口 31和连接至 流出口 31的进气歧管(未示出)与发动机的燃烧室(未示出)连接。 空气流量计50位于流出口 31中以检测^IAJ1动机燃烧室的空气的流 量。
如图1所示，流出口 31具有平行于滤板41并伸入流出室60b的 延伸部31a。为了使空气能够从流出室60b平稳地i认流出口 31，延 伸部31a的形状与漏斗相似，使得其横截面面积从其开口 31b向下游 侧逐渐减小。当发动机运转时，经进气管和流入口 21从大气吸入流入室60a的 空气首先经过空气滤清器的捕集元件55。捕集元件55捕集诸如进气 中的灰尘之类的异物。已过滤的空气在经过滤板41后流入流出室60b, 然后经流出口 31和进气歧管被^燃烧室。另一方面，当发动机未运 转时，燃料蒸气可经进气歧管和流出口 31 ^UC动机的燃烧室力"流出 室60b。在这种情况下，燃料蒸气被滤板41的吸附层46吸附，从而 防止燃料蒸气泄漏到大气中。
滤板41比捕集元件55更靠近流出口 31。换言之，滤板41相对于 进气流向位于捕集元件55的下游。因而，当发动机运转时，进气流可 使滤板41向下游位移。具体而言，滤板41的靠近流出口 31的开口 31b并允许进气通过的部分由于经过该部分的空气的流量大而可能位 移。此类位移减少了流出口31附近的气流的横截面面积。这可能阻碍 流入流出口 31的开口 31b的空气的平稳流动，从而增大了进气系统的 流阻。
并且，当经过滤板41时，进气会导致滤板41起皱。这会导致进 气脉动。
在该实施方式中，为了使发动机的进气系统模块化，空气流量计 50位于流出口 31中，流出口 31与出口壳体30 —体地形成。在该结 构中，滤板41的位移引起的进气脉动产生在空气流量计50附近。这 可能使流量计50的检测精度下降。
本实施方式的空气滤清器具有补救此类缺点的构造。此后，将参 照图2至4说明该构造。图4是沿图2的线4-4截取的剖视图。
如图2至4所示，其中不存在吸附层46的矩形硬化部分41a形成 在滤板41的对应于延伸部31a的部分中。硬化部分41a覆盖延伸部 31a的近端部分。通过压紧并加热对应的部分来设置硬化部分41a,且 硬化部分41a包括无纺布层45、玻璃纤维网层44和熔铸的PP网层43， 所述层43被紧密地压合到层45、 44上。因此，硬化部分41a具有比 滤板41的其余部分更高的現变。通过用框架47、 48保持住硬化部分 41a周缘的一部分将硬化部分41a固定至出口壳体30。
以上图示的实施方式提供下列优点。
硬化部分41a形成为覆盖延伸部31a,并与靠近流出口 31的开口31b并允许进气通过的部分相邻。这限制了气体经过部向流出口 31的 开口 31b的位移，从而确保进气平稳流入开口 31b。还限制了由于此 类位移引起的流阻增加。并且，限制了进气经过滤板引起的滤板41起 皱。这减少了进气在流出口 31和流出口 31下游的部分中的脉动。因 此，抑制了由于流阻增大和进气脉动引起的发动机进气性能劣化。并 且，防止了空气流量计50的检测精度和基于空气流量计50执行的各 种发动机控制步骤的精度下降。
硬化部分41a的功能是作为限制滤板41向开口 31b位移的位移限 制部，并形成为滤板41的一部分。因此，与例如通过用固定至出口壳 体30的独立构件支撑滤板41而不同地构造位移限制部的情形不一样， 不需要另外i殳置独立于滤板41的构件。因而筒化了空气滤清器的结构 同时确保限制滤板41的位移。
当包括由树脂材料制成的PP网层43的滤板41被局部压紧时，PP 网层43被压合至其他层，这硬化了该压紧部分。根据本实施方式，硬 化部分41a易于通过压紧形成。PP网层43由热塑树脂材料制成。因 此，通过压紧并加热滤板41， PP网层43被熔化或软化，因而#^合 至其他层。这进一步增加了硬化部分41a的現变。在本实施方式中， 通过压紧并加热滤板41来熔化两侧的PP网层43，从而使PP网层43 在其他层处于其之间的情况下彼此压合。这进一步增加了硬化部分41a 的石H因此，形成具有更高現变的硬化部分41a,从而可靠地限制 滤板41的位移。
由于硬化部分41a被固定至出口壳体30，所以限制了硬化部分41a 相对于出口壳体30的位置。这进一步限制了滤板41的位移。
如果通过压紧形成硬化部分，则滤板41的各层紧密结合在一起， 从而气体不太可能经过硬化部分。所以，关心的是滤板41中的硬化部 分的形成增大了滤板41的在进气经过滤板41时的流阻。根据本实施 方式，流出口 31沿平行于滤板41的方向伸入流出室60b内，并在远 端开口。因而，在经过滤板41的对应于延伸部31a的部分后极少量的 气体纟iL^流出室60b。根据本实施方式，由于硬化部分41a形成在对 应于延伸部31a的位置，所以减少了经过硬化部分41a的气体的量。 这使得由于形成硬化部分41a而产生的流阻增大最小化。可以对上述实施方式作出如下改型。
硬化部分41a并不是必须呈矩形，而是可呈不同的形状，只要其 形状对应于延/f申部31a的形状。例如，》更化部分41a可呈图5所示的 形状以对应于三角形延伸部31a。
在图示的实施方式中，》更化部分41a形成有具有由可被局部压紧 和加热的热塑树脂材料形成的PP网层43的滤板41。然而，硬化部分 41a可形成有不能通过压紧来硬化的滤板。例如，可通过改变滤板的 材料或通过局部改变厚度来局部增加滤板的硬度。
限制滤板41向开口 31b位移的位移限制部可具有不同于滤板41 的硬化部分41a的结构。例如，如图6所示，形成在比滤板41更靠近 流出口 31的下框架48的一部分中的支撑部48a可具备位移限制部的 功能。此外，如图6中交替的一长两短虚线所示，形成在上框架47的 对应于下框架48的支撑部48a的一部分中的支撑部47a可具备位移限 制部的功能。通过用这些支撑部47a、 48a保持住滤板41的一部分， 可靠地抑制了滤板41起皱。替代性地，通过由支撑部47a、 48a支撑 硬化部分41a，硬化部分41a和形成在框架47、 48上的支撑部47a、 48a都可被用作位移限制部。
在以上图示的实施方式中，通过保持住硬化部分41a在框架47、 48之间的部分将硬化部分41a以不可移动的方式固定至出口壳体30。 替代性地，如果硬化部分41a本身具有足够的位移限制性能，则硬化 部分41a可形成在未被支撑在框架47、 48之间的部分中。
可省略伸入流出口 31的流出室60b中的延伸部31a。在这种情况 下，滤板41的靠近流出口 31的开口的部分可被硬化。
如果最外面的网层43能够可靠地保持住由活性炭形成的吸附层 46，则可省sMP近吸附层46的网层44。网层43、 45不一定要由PP 或玻璃纤维制成，也可由诸如尼龙之类的其他树脂材料制成。简而言 之，可采用具有其他结构的任意类型的滤板，只要所述滤板能够过滤 经过空气滤清器的空气。
根据图示实施方式的空气滤清器具有滤板41，滤板41相对于进气 流动方向位于捕集元件55下游，并且在发动机未运转时吸附经流出口 31i^的燃料蒸气。与此相反，本发明可应用于具有用于捕集混合在从流入口 21吸入的空气中的异物的柔性滤板的其他类型的空气滤清 器。此外，本发明不一定要应用于发动机进气系统中的空气滤清器， 也可应用于设置有柔性滤板的其他类型的气体过滤装置。
权利要求
1. 一种气体过滤装置，其特征在于包括壳体；柔性滤板，其将所述壳体的内部分隔为流入室和流出室，所述滤板具有允许气体通过的部分；连接至所述流入室的流入口，所述流入口将气体引导至所述流入室；连接至所述流出室的流出口，所述流出口将气体从所述流入室经所述滤板引导至所述流出室，其中所述流出口具有靠近所述滤板的气体经过部的开口；以及位移限制部，其限制所述气体经过部朝所述开口位移。
2. 如权利要求1所述的过滤装置，其特征在于，所述位移限制部 包括所述滤板的一部分，所述部分邻近所述气体经过部并且具有增加的 多汰
3. 如权利要求2所述的过滤装置，其特征在于，具有增加的^JL 的所述部分通过使所述滤板局部硬化而形成。
4. 如权利要求3所述的气体过滤装置，其特征在于，所述滤板具 有包括由树脂材料制成的网层的多层结构，其中硬化部分具有通过挤压 所述滤板的网层和其他层而形成的压紧的多层结构。
5. 如权利要求4所述的气体过滤装置，其特征在于，所述网层由 热塑树脂材料制成。
6. 如权利要求5所述的气体过滤装置，其特征在于，所述网层是 设置在所述滤板的相反侧面上的一对网层中的一个。
7. 如权利要求4至6中任一项所述的气体过滤装置，其特征在于， 所述流出口具有沿平行于所述滤板的方向延伸并伸入所述流出室内的 延伸部，所^/f申部具有位于远端的开口，其中所述硬化部分形成在所述滤板的对应于所i^伸部的部分。
8.如，入禾'J文个J玉/ T 'P7一"* "I "VKP^L條承且，升符祖尿卞，所述硬化部分被固定到所述壳体。
9. 如权利要求1至8中任一项所述的气体过滤装置，其特征在于 具有位置比所述滤板更靠近所述流入口的捕集元件，其中所述流入口暴 露于大气并且所述流出口连接至内燃发动机的燃烧室，所述捕集元件在 所述发动机运转时捕集进气中的灰尘，并且所述滤板在所述发动机^ 转时吸附从所述燃烧室泄漏出的燃料蒸气。
10. 如权利要求9所述的气体过滤装置，其特征在于，所述流出口 与所述壳体一体地形成，其中用于检测进气流量的空气流量计i殳置在所 述流出口中。
全文摘要
本发明提供一种气体过滤装置，其包括壳体(20，30)、柔性滤板(41)、流入口(21)、流出口(31)和位移限制部(41a)。所述柔性滤板(41)将壳体的内部分隔为流入室和流出室。滤板(41)具有允许气体通过的部分。所述流入口连接至所述流入室并将气体导入流入室。所述流出口连接至流出室并将气体从流入室经滤板引导至所述流出室。所述流出口具有靠近所述滤板的气体经过部的开口。位移限制部(41a)限制气体经过部向所述开口位移。
文档编号F02M35/024GK101500686SQ20078002925
公开日2009年8月5日 申请日期2007年7月31日 优先权日2006年8月10日
发明者后藤功, 日荣茂, 田中和也 申请人:丰田自动车株式会社