CN101614171B - 用于内燃机的空气滤清器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于内燃机的空气滤清器。经过外壳(50)中的过滤元件(40)过滤的空气经由出气口(31b)供给至化油器(35)。外壳的底板(60)包括向外壳内侧凸出的支撑框架部(66)。支撑框架部包括：周壁(71)，其包围出气口的外周；多个立柱(72)，其从周壁向上延伸，以及板状顶盖部分(73)，其设置在立柱的上端。外壳(50)的内部和出气口(31b)经由立柱之间的空间(S1)相互连通，顶盖部分(73)覆盖出气口(31b)的整个开口区域。

Description

用于内燃机的空气滤清器
技术领域
本发明涉及对用于内燃机的空气滤清器的改进。
背景技术
内燃机用于各种环境。例如，在工作机设有内燃机的情况下，在工作操作过程中工作机可产生灰尘。用于内燃机的空气滤清器(下文称为内燃机空气滤清器)需要即使在不同环境下使用也能够将充分过滤的空气经由化油器持续供给至内燃机。因此，在近些年进行了对内燃机空气滤清器的改进，其示例在日本实用新型申请审查后公报No.HEI-05-33727(下文中称为“专利文献1”)和日本专利申请审查后公报No.HEI-02-39286(下文中称为“专利文献2”)公开。
在专利文献1公开的内燃机空气滤清器中，出气口形成于在其中容纳环形过滤元件的外壳的底板中，经过过滤元件过滤的空气经由出气口供给至化油器。出气口被过滤元件包围，而且被设置在由环形过滤元件限定的内部空间中的圆筒形过滤器覆盖。
在专利文献2公开的内燃机空气滤清器中，出气口形成于在其中容纳大体圆筒形过滤元件的外壳的底板中，经过过滤元件过滤的空气经由出气口供给至内燃机。出气口被过滤元件包围，支撑框架部从围绕出气口的底板的上表面部分向上延伸。将过滤元件置于支撑框架部上，然后将盖子置于底板上，然后将过滤元件和盖子一起栓接到支撑框架部的上表面。以此方式，过滤元件和盖子经由支撑框架部固定地安装到外壳的底板上。
通常，如果长时间使用，空气滤清器过滤元件将被各种灰尘(例如空气中的灰尘)堵塞。因此，需要以适当时间间隔检查并清洁或替换过滤元件。当过滤元件与外壳分离时，粘到过滤元件上的灰尘会落到外壳的底板上。在清洁积累在底板上的灰尘时，操作人员必须密切关注避免灰尘进入出气口。因此，空气滤清器的清洁容易变成繁重而麻烦的工作。
发明内容
考虑到上述现有技术的问题，本发明的一个目的是提供一种可更容易有效地清洁内燃机空气滤清器的技术，所述内燃机空气滤清器具有形成于在其中容纳过滤元件的外壳的底板中的出气口。
为了完成上述目的，本发明提供了一种改进的内燃机空气滤清器，其包括过滤元件和在其中容纳过滤元件并包括底板的外壳，在所述底板中形成有出气口，经过过滤元件过滤的空气经由所述出气口供给至化油器。所述底板包括从其内表面向所述外壳内侧凸出的支撑框架部。所述支撑框架部包括：侧周壁，该侧周壁从所述底板的内表面向上延伸而包围所述出气口的外周；多个立柱，所述立柱沿所述侧周壁的上端相互隔开并从所述侧周壁的上端向上延伸；大体平板形状的顶盖部分，该顶盖部分设置在所述多个立柱各自的上端而在所述出气口的上方延伸。所述外壳的内部和所述出气口经由所述多个立柱之间的空间相互连通，当从上方观察外壳时，所述顶盖部分覆盖所述出气口的整个开口区域。
根据本发明，不仅所述出气口的外周被从所述底板的内表面向上延伸的所述侧周壁包围，而且所述出气口的整个开口区域被所述顶盖部分覆盖。经过过滤元件过滤的空气经由立柱之间的空间从外壳的内部流入出气口，然后从出气口供给至化油器。
当检查并清洁或替换过滤元件时，粘到过滤元件上的灰尘会落到底板上。在清洁积累在底板上的灰尘的过程中，侧周壁和顶盖部分可以可靠地防止灰尘进入出气口。因此，操作人员不必过多地注意避免灰尘不期望地进入出气口。结果，灰尘清洁工作可在短时间内轻松进行。
优选地，过滤元件包括元件本体和上保持件，所述元件本体在从平面图中看时具有环形形状，并置于底板的内表面上，所述上保持件保持元件本体并闭合元件本体的上端，所述底板的内表面的至少包括所述出气口的一部分和所述支撑框架部被所述元件本体包围。而且，所述底板的内表面的至少被所述元件本体包围的部分形成为平坦表面，所述顶盖部分的上表面形成为平坦表面。因为所述底板的内表面的至少被所述元件本体包围的一部分和所述顶盖部分的上表面形成为平坦表面，所以在这些表面上没有凹凸部，因此操作人员可最轻松地进行清洁工作。
优选地，当从上方观察外壳时，所述支撑框架部的轮廓大体符合所述元件本体的内周表面的轮廓。因此，在所述元件本体的内周表面和所述支撑框架部之间可提供大体均匀且充足的间隙。因此本发明可减小已经经过元件本体的空气经由立柱之间的空间流向出气口时的压力损失，从而防止对将通过内燃机的负压吸收的空气流造成不利影响。
优选地，所述支撑框架部具有设置在多个立柱之间的空间中的网状过滤器。因此，在清洁积累在底板和顶盖部分上的灰尘的过程中，本发明可以更进一步可靠地防止灰尘进入出气口。
下面将描述本发明的实施方式，不过应认识到本发明不限于所描述的实施方式且在不脱离基本原理的情况下可进行对本发明的各种修改。因此本发明的范围只由所附权利要求确定。
附图说明
参照附图，将仅以实施例的方式详细描述本发明的某些优选实施方式，附图中：
图1是配备有本发明的内燃机空气滤清器的一个实施方式的步行式割草机的立体图；
图2是图1所示的内燃机空气滤清器的侧视图；
图3是图2所示的空气滤清器的分解视图；
图4是图3所示的支撑框架部和围绕支撑框架部布置的其他构件的分解视图；
图5是图2所示的支撑框架部和围绕支撑框架部布置的其他构件的平面图；
图6是沿图2的线6-6剖取的剖视图；和
图7是表示支撑框架部的变型的立体图。
具体实施方式
本发明的内燃机空气滤清器的一个实施方式在下文将描述为应用到步行式割草机。在下列描述中，术语“前”、“后”、“左”、“右”、以及“向上”、“向下”指的是从操作步行式割草机的操作人员看去的方向。
现在参照图1，其示出了配备有本发明的内燃机空气滤清器的一个实施方式的步行式割草机10的立体图。步行式割草机10包括：向下开口的刀具盖板(cutter deck)11；安装在刀具盖板11的前部和后部的左前轮、右前轮12和左后轮、右后轮13；设置在刀具盖板11内部的切割刀片15；设置在割草排出口11a中的割草存储容器16，所述割草排出口11a形成在刀具盖板11的后部；安装在刀具盖板11后下部的变速器(速度变换器)17；和安装在刀具盖板11后上部的操作手柄18。
发动机14是驱动源，用于不仅经由未示出的工作离合器驱动切割刀片15，而且经由变速器17驱动后轮13。变速器17能以连续方式从零速区到高速区改变后轮13的转速。变速器17具有将发动机14的输出功率连接到后轮13以及使发动机14的输出功率从后轮13断开的所谓的离合器功能；即，变速器17通过断开来自发动机14的输出功率而使后轮13的旋转停止，并通过连接来自发动机14的输出功率而使后轮13旋转。割草存储容器16是用于存储由切割刀片15切下的草皮草(下文称为“割草”)的袋子。
操作手柄18安装到手柄支撑部21，所述手柄支撑部21设置在刀具盖板11的后上部。操作手柄18(其为从正面看具有大致倒U形的操作构件)包括左和右手柄杆23，所述手柄杆从刀具盖板11经由手柄支撑部21向后并向上(即，向操作人员)延伸，操作手柄18还包括水平抓握部24，水平抓握部24将左和右手柄杆23各自的上端部相互连接。
左和右手柄杆23具有工作离合器杆26和行进离合器杆27，它们设置在左和右手柄杆23各自的上端部，这些杆26和27在前后方向上可枢转。工作离合器杆26是可由操作人员操作以打开/关闭工作离合器(未示出)的操作构件，行进离合器杆27是可由操作人员操作以打开/关闭配备有离合器功能的变速器17的操作构件。
操作手柄18具有设置在左手柄杆23上的操作杆28，所述操作杆28是可由操作人员操作以手动调节变速器17的操作构件。操作杆28具有基部，基部的外周部分由杆罩29从上方覆盖。
步行式割草机10还包括发动机14的进气装置30，该进气装置30包括内燃机空气滤清器31、空气引入部32和空气引入管或管道33。空气滤清器31设置在发动机14左侧并经由后面所述的化油器35连接到发动机14的进气口。空气引入部32远离空气滤清器31定位，即，定位于设置在操作手柄18上的杆罩29中。空气引入管33用于将经由空气引入部32引入的外部空气输送至空气滤清器31的进气口31a。
进气装置30采用所谓的“通气管式空气滤清器结构”，其中用于将外部空气引入到空气滤清器31的空气引入部32设置成距地面的距离相对较大，即，设置在操作手柄18上，空气引入管33将来自空气引入部32的空气经由空气引入管33输送至空气滤清器31。当发动机14启动时，外部空气经由空气引入部32被引入并经由空气引入管33经过进气口31a输送至空气滤清器31。
现在，将详细描述空气滤清器31。图2是图1所示的空气滤清器31的侧视图，图3是图2所示的空气滤清器31的分解视图。此外，图4是图3所示的支撑框架部和围绕支撑框架部布置的其他构件的分解视图，图5是图2所示的支撑框架部和围绕支撑框架部布置的其他构件的平面图，图6是沿图2的线6-6剖取的剖视图。
如图2和3所示，内燃机空气滤清器31通过过滤元件40过滤经由进气口31a引入的空气，将这样过滤的空气从出气口31b经由供给管34供给至化油器35，并进一步将空气从化油器35供给至发动机(内燃机)14。
空气滤清器31在平面图中看具有大致椭圆形的总体形状，其大体关于其纵向中心线HC(见图3)对称。空气滤清器31包括过滤元件40和在其中容纳过滤元件40的外壳50。
如图2、3和6所示，过滤元件40在平面图中看具有大致椭圆形的总体形状。过滤元件40包括：元件本体41，其在平面图中看具有环形形状；上保持件42，其不仅闭合元件本体41的上端，而且保持元件本体41；下保持件43，其设置在元件本体41的下端边缘；和密封构件44，其设置在下保持件43的下端表面上。
元件本体41为预定高度的环形元件并在平面图中看具有大致椭圆形的总体形状。更具体地，元件本体41的纵向相对端部在平面图中看时均具有大体半圆形形状。元件本体41包括：芯元件45，芯元件45在平面图中看具有环形形状；过滤部46，其在平面图中看具有环形形状，并围绕且附接到芯元件45的外周表面；和覆盖部47，其在平面图中看具有环形形状，并围绕且附接到过滤部46的外周表面。芯元件45为金属网的形式。过滤部46为波纹状过滤纸的形式，覆盖部47由透气泡沫材料形成，例如橡胶或树脂泡沫。
上保持件42为大体平板形状的构件，其具有两个螺栓孔42a(图3)，每个孔具有装配在其中的垫圈形气密元件48。下保持件43为大体平板形状的构件，其形状大体符合元件本体41的环形形状。密封构件44确保外壳50的内表面和过滤元件40之间的气密性。
如图2和3所示，外壳50(见图2)在平面图中看具有大致椭圆形的总体形状，从而在其中容纳细长的过滤元件40。外壳50包括底板60和置于底板60上的壳体80以限定内部容纳空间Sp(见图2)。
如图2至6所示，底板60大体为平板形式，所述平板在平面图中看具有大致椭圆形的总体形状。更具体地，底板60为一体的单件成型构件，其具有：平板部61，所述平板部61在平面图中看位于板60的中央；收集槽62，其围绕平板部61的整个外周；侧周壁63，其围绕收集槽62的整个外周；两个突起64和65，其从平板部61的上表面61a向外壳50上侧或内侧突出；和支撑框架部66，其从平板部61的上表面61a向外壳50内侧凸出。
平板部61的上表面61a为水平平坦表面。当从上方观察外壳50时，平板部61的轮廓(即，形状和尺寸)大体符合元件本体41和密封构件44的外周的轮廓。平板部61在平面图中看具有大致椭圆形的总体形状，并具有形成在纵向相对端之一(所示实施例的前端)附近的区域中的出气口31b，所述出气口31b垂直延伸经过平板部61的厚度。所述出气口31b连接到底板60的下端表面60a上的供给管34；供给管34固定地安装到底板60的下端表面60a。
收集槽62(其设置用于收集在底板60上积累的灰尘)为具有在侧视图中看向上开口的大体矩形形状的槽。收集槽62的底表面62a为水平平坦表面，侧周壁63从收集槽62的底部向上突出以包围收集槽62的整个外周。
两个突起64和65在平板部61的纵向方向上定位成一排，即，定位在纵向中心线HC上。突起64和65均具有安装螺栓67，安装螺栓67向上突出超过突起的上端表面并嵌入成型到突起64或65。靠近出气口31b定位的突起64在下文将称为“第一突起64”，远离出气口31b定位的突起65在下文将称为“第二突起65”。第一突起64位于出气口31b和第二突起65之间并邻近出气口31b的边缘。
如上所述，底板60具有向外壳50内侧凸起而包围出气口31b的支撑框架部66。支撑框架部66不仅用于防止底板60上存在的灰尘进入出气口31b，还用于将已经经过过滤元件40过滤的空气Ar导向出气口31b。
如果仅出气口31b的周边被支撑框架部66包围并覆盖，那么在某种程度上可防止灰尘进入出气口31b。然而，在这种情况下，在经过过滤元件40过滤的空气Ar流向出气口31b时将发生巨大的压力损失，这样会非常不利地影响将通过发动机14的负压吸收的空气Ar的流动。
因此，在当前实施方式中，支撑框架部66被构造成具有大体符合元件本体41的内周表面的轮廓(即，符合芯元件45的内周表面的轮廓)的轮廓，使得在元件本体41的内周表面和支撑框架部66之间提供有大体均匀的间隙Ga。因此，能够有效地减小空气Ar流向出气口31b时的压力损失。
支撑框架部66具有侧周壁71、多个立柱72和顶盖部分73，所述侧周壁71从平板部61的上表面61a向上突出，从而至少包围出气口31b的外周，所述多个立柱72从侧周壁71的上端向上延伸，所述顶盖部分73设置在多个立柱72各自的上端以在出气口31b上方延伸并覆盖出气口31b。
更具体地，当从上方观察外壳50时，侧周壁71具有大致椭圆形的总体形状，该形状大体符合平板部61的轮廓。在图4中，附图标记Hi表示从平板部61的上表面61a到周壁71的上端的高度。出气口31b的外周边被周壁71和第一突起64包围。换言之，第一突起64还用作包围出气口31b外周的周壁的一部分。
多个立柱72为从周壁71的上端一体笔直向上突出的杆，当从上方观察外壳50时，所述立柱相互隔开并围绕出气口31b布置。外壳50的内部和出气口31b经由多个立柱72之间的空间S1和立柱72与第一突起64之间的空间S2相互流体连通。空间S1和S2在下文将称为“空气通道S1和S2”。空间S1和S2定位成比平板部61的上表面61a高出高度Hi(图4)。
顶盖部分73为当从上方观察外壳50时至少覆盖出气口31b的整个开口区域并且平行于平板部61定位的平板。顶盖部分73的上表面73a位于与第一突起64的上端表面大致相同的高度。因此，为了利于顶盖部分73的成型，顶盖部分73包括均具有平板形状的上板75和下板74。更具体地，顶盖部分73包括一体设置在立柱72的各自上端上的下板74和固定地置于下板74上的上板75。上板75具有比下板74更大的长度。例如，上板75首先相对于下板74和立柱72的上端定位，然后利用螺钉或铆钉等通过热敛缝或其它方式固定到下板74。上板75可一体设置在立柱72的上端。
如上所述，出气口31b的外周被周壁71和第一突起64包围。除了出气口31b被周壁71和第一突起64包围的区域，周壁71的上端被水平平坦的闭合板76闭合。闭合板76的上表面平行于平板部61的上表面61a放置。
在平坦的闭合板76下，用多个肋77加固周壁71(图2)，所述肋位于被周壁71和平坦的闭合板76包围的空间中，并与周壁71和闭合板76一体形成。因为使用在闭合板76下限定的空间设置多个肋77，所以不需要提供从闭合板76的上表面向上突出的加固肋；因此，有利于清洁在闭合板76的上表面和其之上的区域。
如图2和3所示，外壳本体80为一体的单件成型树脂构件，所述构件具有细长的盒形且向下开口，具有大致向上逐渐收缩(或向下逐渐展开)形状的侧周壁81和闭合侧周壁81的上端的顶壁82。外壳本体80具有在其中形成的进气口31a。顶壁82具有两个螺栓孔82a。
接下来，将描述如何组装本发明的空气滤清器31。首先，如图2和3所示，将过滤元件40(其定向成使得密封构件44位于元件40的底部)置于平板部61上，使得安装螺栓67如图3所示延伸穿过相应的螺栓孔42a。因此，底板60的内表面的至少包括出气口31b的一部分和支撑框架部66被元件本体41包围。术语底板60的“内表面”(也称为“底表面”)一般用于表示平板部61的上表面61a和收集槽62的底表面62a。内表面61a和62a的至少被元件本体41包围的部分平坦形成(即，形成为平坦表面)。
之后，将外壳本体80置于底板60上，使得形成在顶壁82中的螺栓孔82a的各自的套筒部分82b(图3)抵靠密封构件48的上端，且安装螺栓67穿过相应的螺栓孔82a。然后，将螺母91拧到安装螺栓67上以固定地将过滤元件40和外壳本体80安装到底板60。即，过滤元件40和外壳本体80通过安装螺栓67和螺母91一起固定到底板60。底板60和过滤元件40之间的气密性由密封构件44确保。这样，组装空气滤清器31的工作完成。
接下来，将描述如何检查并清洁或替换过滤元件40。首先，如图2和3所示，移除螺母91从而使外壳本体80从底板60分离，使得过滤元件40露出。然后，提升过滤元件40并使其与水平放置的底板60分离。之后，检查并清洁或替换过滤元件40。
当检查并清洁或替换过滤元件41时，粘到过滤元件40上的灰尘会落到底板60上。在清洁积累在底板60上的灰尘时，现有技术的空气滤清器的操作人员将必须密切关注避免灰尘进入出气口，并且因此空气滤清器的清洁容易变成繁重而麻烦的工作，如前所述。
为了避免这种现有技术的问题，出气口31b的外周被底板60的内表面包围，更具体地被从平板部61的上表面61a向上突出的侧周壁71包围。此外，位于出气口31b正上方的区域被顶盖部分73覆盖，即，出气口31b的整个开口区域从平面图中看被顶盖部分73覆盖。已经经过过滤元件40过滤的空气从外壳50的内部经由多个立柱72之间的空间S1流入出气口31b，然后从出气口31b供给至化油器35。
在清洁积累在底板60上的灰尘的过程中，侧周壁71和顶盖部分73可以可靠地防止灰尘进入出气口31b，因此操作人员不必过多地注意避免灰尘不期望地进入出气口31b。结果，灰尘清洁工作可在短时间内轻松地进行。
而且，底板60的内表面61a和62a的至少被元件本体41包围的部分平坦形成，顶盖部分73的上表面73a也平坦形成。由于这些表面没有凹凸部，所以操作人员可最轻松地进行清洁工作。
而且，因为支撑框架部66的轮廓大体符合元件本体41的内周表面的轮廓，所以在元件本体41的内周表面和支撑框架部66之间可提供大体均匀且足够的间隙Ga。因此当前实施方式允许已经经过元件本体41的空气Ar顺利地经过间隙Ga而经由立柱72之间的空间S1流向出气口31b。以此方式，当前实施方式可有效地减小已经经过元件本体41的空气Ar经由空间S1流向出气口31b时的压力损失，从而防止对通过发动机14的负压吸收的空气流造成不利影响。
下面参照图7描述支撑框架部66的变型。变型的支撑框架部66A大体类似于支撑框架部66，不过其与支撑框架部66的不同之处在于在立柱72之间的空间(即，空气通道)S1中设置网状过滤器101。与图1至6中所示类似的元件由与用于支撑框架部66的附图标记和字符相同的附图标记和字符表示，在此将不再描述以避免不必要的重复。
更具体地，在变型的支撑框架部66A中，立柱72和顶盖部分73与侧周壁71分开形成(即，不是一体形成)，从而提供了可分离的辅助过滤器102，辅助过滤器102一体地包括立柱72、顶盖部分73和过滤器101。
通过将辅助过滤器102叠置在侧周壁71的上端表面上，并通过安装螺栓67紧固辅助过滤器102而组装该变型的支撑框架部66A。因此，出气口31b的整个开口区域可被变型的支撑框架部66A覆盖。
优选地，密封构件103在侧周壁71的上端表面和辅助过滤器102之间密封。通过设置在立柱72之间的空间(即，空气通道)S1中的网状过滤器101，可以更进一步可靠地防止积累在底板60和顶盖部分73上的灰尘进入出气口31b。
重要的是注意到本发明可应用于除步行式割草机以外的其他工作机和工业机，例如农业工作机、土木工程工作机和运载工具。而且进气装置30不限于通气管式空气滤清器结构，并可由以下方式构造：外部空气被引入到置于内燃机14附近的空气滤清器31中。

Claims (4)

1.一种内燃机空气滤清器(31)，其包括：
过滤元件(40)；和
在其中容纳所述过滤元件(40)并包括底板(60)的外壳(50)，在所述底板(60)中形成有出气口(31b)，经过所述过滤元件(40)过滤的空气经由所述出气口(31b)供给至化油器(35)，
所述底板(60)包括从其内表面(61a)向所述外壳内侧凸出的支撑框架部(66)，
所述支撑框架部(66)包括：侧周壁(71)，该侧周壁从所述底板(60)的内表面向上延伸而包围所述出气口(31b)的外周；多个立柱(72)，所述立柱沿所述侧周壁(71)的上端相互隔开并从所述侧周壁(71)的上端向上延伸；大体平板形状的顶盖部分(73)，该顶盖部分设置在所述多个立柱(72)各自的上端，从而在所述出气口(31b)的上方延伸，所述外壳(50)的内部和所述出气口(31b)经由所述多个立柱(72)之间的空间(S1)相互连通，当从上方观察所述外壳(50)时，所述顶盖部分(73)覆盖所述出气口(31b)的整个开口区域。
2.根据权利要求1所述的内燃机空气滤清器，其中，所述过滤元件(40)包括：元件本体(41)，该元件本体在平面图中看时具有环形形状，并置于所述底板(60)的内表面(61a)上；上保持件(42)，该上保持件保持所述元件本体(41)并闭合所述元件本体(41)的上端，
所述底板(60)的内表面(61a)的至少包括所述出气口(31b)的一部分和所述支撑框架部(66)被所述元件本体(41)包围，
所述底板(60)的内表面(61a)的至少被所述元件本体(41)包围的部分形成为平坦表面，并且
所述顶盖部分(73)的上表面形成为平坦表面。
3.根据权利要求2所述的内燃机空气滤清器，其中，当从上方观察所述外壳(50)时，所述支撑框架部(66)的轮廓大体符合所述元件本体(41)的内周表面的轮廓。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的内燃机空气滤清器，其中，所述支撑框架部(66)具有设置在所述多个立柱(72)之间的空间(S1)中的网状过滤器(101)。
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