JP2005133668A - エンジンのエアクリーナ - Google Patents

Abstract

【課題】 メンテナンス時におけるエンジン内部へのダストの侵入を防止するとともに、クリーナケースの脱着を行い易くしてフィルタエレメント交換やクリーナケース内清掃を容易化したエンジンのエアクリーナを提供する。
【解決手段】 フィルタエレメント７２の下方にフィルタエレメント７２を通過した清浄空気の流出口１０１を有するエアクリーナ７であって、フィルタエレメント７２を収納する着脱可能なクリーナケース７０が下方に開口したケース本体７１と開口を閉塞する底板７３とを有し、フィルタエレメント７２がエンジン本体１に取り付けた台座６０に着脱自在に支持され、台座６０の外周面とフィルタエレメント７２の外周面とがほぼ面一で、底板７３に台座６０の外周面を囲む嵌合孔７３ｃが形成されている。
【選択図】 図２

Description

本発明は、例えば芝刈り作業車のような作業用車両に搭載されるエンジンのエアクリーナに関し、詳しくはフィルタエレメント交換やケース内清掃などのメンテナンス性に優れたエアクリーナ構造に関する。

従来、作業用車両に搭載される汎用エンジンの多くは、エアクリーナが気化器の上部側に配置されており、フィルタエレメントを収納するクリーナケースが上下に２分割されて、上方からボルトまたはナットにより、インレットパイプに取り付けている（例えば特許文献１参照）。
実公昭６３−１５５７９号公報

ところが、前記エアクリーナの場合、クリーナケースはケース本体とその上方開口を覆うキャップとに２分割されているので、フィルタエレメント交換時にキャップを外して、フィルタエレメントをケース本体から取り出すと、エレメントに付着したダストがケース本体側に脱落し、このダストがエンジン内部に侵入しやすい。また、メンテナンス時、クリーナケースの清掃も同時に行う必要があるが、クリーナケースが上下に２分割されているので、キャップとケース本体をそれぞれ個別に脱着しなければならず、脱着作業が面倒になる。

そこで、本発明は、メンテナンス時におけるエンジン内部へのダストの侵入を防止するとともに、クリーナケースの脱着を行い易くしてフィルタエレメント交換やクリーナケース内清掃を容易化したエンジンのエアクリーナを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明のエンジンのエアクリーナは、フィルタエレメントの下方にフィルタエレメントを通過した清浄空気の流出口を有するエアクリーナであって、フィルタエレメントを収納する着脱自在なケースクリーナが、下方に開口したケース本体と前記開口を閉塞する底板とを有し、前記フィルタエレメントがエンジン本体に取り付けた台座に着脱自在に支持され、前記台座の外周面とフィルタエレメントの外周面とがほぼ面一であり、前記底板に、前記台座の外周面を囲む嵌合孔が形成されている。

この構成によれば、フィルタエレメントが台座に支持されたままで、クリーナケースを構成するケース本体および底板を一体として取り外せる。この状態で、露出したフィルタエレメントを台座から容易に取り外すことができる。つまり、フィルタエレメントの取り外し時には、既にクリーナケースが取り外されているので、フィルタエレメントの外周に付着したダストがクリーナケース内に脱落してエンジン内部に侵入することはない。ここで、前記台座の外周面とフィルタエレメントの外周面とがほぼ面一であるから、フィルタエレメントの外周面と台座の外周縁との間に、フィルタエレメントの外周に付着したダストが落下して溜まるスペースがない。したがって、フィルタエレメントの取り外し時に、フィルタエレメントの外周から脱落したダストは外部にそのまま落下するので、台座を経て前記流出口からエンジン内部に侵入することがない。クリーナケースの内面に付着したダストの除去は、クリーナケースを取り外したうえ行うので、そのダストもエンジン内部に侵入することがない。また、台座の外周面は底板の嵌合孔で囲まれているので、エンジン運転中にクリーナケース内のダストが台座の外周面から外部に漏れるのが防止されるとともに、クリーナケースを台座に直交する方向に真直ぐ移動させるだけで、クリーナケースをフィルタエレメントに対して着脱できるので、メンテナンスの作業性がよい。

本発明の好ましい実施形態では、前記クリーナケースに、一側方寄りに位置する空気吸込口と、前記空気吸込口と前記フィルタエレメントとの間を仕切る隔壁とが設けられ、前記隔壁に前記吸込口から離れた他側方寄りに位置して吸込口からの空気をフィルタエレメントに導入する導入口が設けられている

この構成によれば、隔壁によって、クリーナケース内が空気吸込室とフィルタエレメント室とに区分され、これら両室は導入口でのみ連通することになる。これにより、一側方の空気吸込口から吸い込んだ空気は前記隔壁に沿って他側方の導入口にまで流れ、さらにこの導入孔からほぼ９０°変向してフィルタエレメント室に入る過程で、慣性力により、重いダストや雨水が取り除かれる。したがって、フィルタエレメントには、雨水が少なくかつダスト分が減量された空気が入り込むので、フィルタエレメントのろ過性能の低下が抑制される。

本発明の好ましい実施形態では、前記底板に、前記導入口の下部に位置して上方に突出する水切り突起が形成されている。

この構成によれば、隔壁で区分された空気吸入口室に留まった雨水が導入口からフィルタエレメント室へ侵入するのを水切り突起によって阻止できる。その結果、フィルタエレメントに対する雨水の付着を効果的に阻止できる。

本発明の好ましい実施形態では、燃料供給装置に清浄空気を導入するインテークパイプに前記台座が一体形成されている。

この構成によれば、インテークパイプと台座が一体化された単一部品となるので、部品点数および組付工数の削減を図ることができる。

本発明の好ましい実施形態では、前記台座に前記フィルタエレメントを貫通するボルトが植設され、前記ボルトの上部に螺合する第１ナットにより前記フィルタエレメントが台座に固定され、前記第１ナットの上方でボルトの上端部に螺合する第２ナットにより前記クリーナケースがフィルタエレメントの上面に支持されている。

この構成によれば、第２ボルトを弛緩することでケース本体および底板からなるクリーナケース全体を容易に取り外せる。また、第１ナットを弛緩することでフィルタエレメントを台座から容易に取り外せる。しかも、クリーナケースとフィルタエレメントの取付けに共通のボルトが使用されているから、構造が簡単で部品点数が減少する。

本発明のエンジンのエアクリーナによれば、フィルタエレメントの取外しに先立ってクリーナケースが取り外されるので、フィルタエレメントの外周およびクリーナケースの内面に付着したダストがクリーナケース内に落下して流出口からエンジン内部に進入するのを防止できる。また、ケース本体および底板をクリーナケースとして一体的に取り外してフィルタエレメントを露出させることができるので、メンテナンスが容易になる。

以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は本発明の一実施形態に係るエアクリーナを搭載したエンジンの側面図である。このエンジンは、例えば芝刈り作業車などに搭載される縦軸型２気筒液冷エンジンである。図１において、エンジン本体Ｅのクランクケース１にクランク軸２が上下方向に支持され、シリンダ３およびシリンダヘッド３１がエンジン本体Ｅの前側に配置され、エンジン本体Ｅの上方にエンジン冷却用のラジエータ４が配置されている。前記ラジエータ４の下方に、ダクト５に収納された図２の冷却ファン６とが配置されている。前記ダクト５の径方向外方でエンジン本体Ｅの前方にエアクリーナ７が配置されている。このエアクリーナ７の下方には気化器または燃料噴射装置などの燃料供給装置１０が配置され、エアクリーナ７と燃料供給装置１０との間はインテークパイプ１１で連結されている。前記燃料供給装置１０は、図２に示すように、インシュレータ１３を介して吸気マニホールド１２に連結されている。燃料供給装置１０およびインテークパイプ１１は２つの気筒に連なる２つの吸気通路を備えている。

このエンジンはＶ型２気筒で、図３に示すように、２つのシリンダ３およびシリンダヘッド３１がＶ字形をなしてエンジン前方に突出しており、両シリンダヘッド３１，３１間に燃料供給装置１０が配置されている。図１に示すエンジン本体Ｅは、クランクケース１、シリンダ３、シリンダヘッド３１およびロッカーカバー３２を有しており、クランクケース１の上半部１ａおよびシリンダ３は、エンジンケースＥＣとして一体形成されている。クランクケース１の下半部１ｂは、エンジンケースＥＣの下部に連結されエンジンベースＥＢにより形成されている。このエンジンベースＥＢがエンジンケースＥＣの下部に連結されている。前記クランクケース１内には、図２に示すように前記クランク軸２に歯車連結されて駆動されるカムシャフト１６およびオイルポンプ１７がそれぞれ配置されている

図２に示すように、前記ダクト５は上下に開口し、上部開口５ａは前記冷却ファン６の外径よりも若干大きな内径を有し、下部開口５ｂはクランク軸２に固定されたフライホイール２２の外径とほぼ同一の内径を有し、前記冷却ファン６とこれをクランク軸２に取り付けるプーリ２１とを収納する内部空間を形成している。このダクト５はポリプロピレンのような樹脂成形品で構成されており、その外周の取付部５０において、ブラケット８を介してエンジン本体Ｅに取り付けられている。このダクト取付部５０にはダンパ４４を介してラジエータ４の取付部４０が重合され、ブラケット８に固着された溶接ナット８１にねじ体８２をねじ込むことにより、ダクト５とラジエータ４が共締めでブラケット８に固定されている。前記取付部５０，４０は、ダクト５およびラジエータ４の四隅に設けられている。

ダクト５の周壁の前部に、冷却ファン６からの排風を前方へ排出する前部排風口５１が設けられ、両側部に排風を斜め前方へ排出する側部排風口５２が設けられ、さらに、後部に後部排風口５４が設けられている。前記側部排風口５２には、排風を強制的に斜め前方へ排出するように、ルーバ５３が設けられている。前部排風口５１および側部排風口５２からの排風は、図３にＡ，Ｂで示すように、燃料供給装置１０と、シリンダ３およびシリンダヘッド３１とにそれぞれ当たって、これらを空冷する。図２に示すダクト５の後部側の前記ブラケット８は、ダクト５の外側に近接しており、後部排風口５４から排出される排風を側方に変向させてガイドするガイド板８４を兼ねている。

前記ダクト５の内側には、図２に示すリング状のガイド体１８が嵌合され、このガイド体１８により冷却ファン６の外周の少なくとも上流側が覆われている。ガイド体１８はラジエータ４とダクト５の両取付部４０，５０間に挟まれてダクト５に保持されている。

前記エアクリーナ７は上下寸法が従来に比べて大きく設定され、ダクト５の上下方向中間部からラジエータ４の上面にまで達している。このエアクリーナ７は平面視した場合、図３に示すように、横長の台形に形成されており、矩形のラジエータ４の前方に位置している。図２に示すように、エアクリーナ７は、クリーナケース７０とその内部に収納されたフィルタエレメント７２とを有し、前記クリーナケース７０は、下方に開口したケース本体７１と、このケース本体７１の下部を閉塞する底板７３とから構成されている。フィルタエレメント７２は、エンジン本体Ｅに燃料供給装置１０、インシュレータ１３および吸気マニホールド１２を介して取り付けられた台座６０に着脱自在に支持されている。

エアクリーナ７のケース本体７１には、図１のＩＶ‐ＩＶ線矢視図である図４に示すよ
うに、クリーナケース７０の幅方向において一側方寄り上部に、上方に開口した空気吸込口７４が設けられ、この空気吸込口７４と前記フィルタエレメント７２との間を仕切る上下方向の隔壁７６が設けられている。この隔壁７６における前記空気吸込口７４から離れた他側方寄りの下部に、前記空気吸込口７４からの空気をフィルタエレメント７２に導入する導入口７５が設けられている。

前記フィルタエレメント７２は、図２に示すように、エレメント内層７２Ａとエレメント外層７２Ｂとでフィルタ素材を異にした２層リング構造を有し、両層７２Ａ，７２Ｂの上面がホルダ８０ａで支持され、下面がフレーム８０ｂで支持されて、１つのカートリッジとなっており、これによってフィルタエレメント７２の交換をカートリッジ単位で容易に行えるようになっている。前記フィルタエレメント７２の内層７２Ａには細かめのフィルタ素材を、外層７２Ｂには粗めのフィルタ素材を用いることで、内層７２Ａの目詰まりを抑制して、ろ過性能を高めている。このカートリッジの下部、つまりリング状のエレメント内層７２Ａの内側空間１００の下方が、清浄空気の流出口１０１となっている。フィルタエレメント７２は、平面視で、図１０に示すように、長円形状に形成されており、ホルダ８０ａには左右一対の取付孔７２ａ，７２が形成されている。

図５に示すように、フィルタエレメント７２を着脱自在に支持する台座６０は、平面視で長円形となっており、この台座６０の中央部より若干前側寄りに燃料供給装置１０（図２）に清浄空気を導入するインテークパイプ１１が一体的に形成され、このインテークパイプ１１の左右両側の位置で前記台座６０にに一対のボルト６０ａ，６０ａが垂直に植設されている。フィルタエレメント７２を前記台座６０に着脱自在に支持させる場合には、前記ボルト６０ａ，６０ａにフィルタエレメント７２の取付孔７２ａ，７２ａが貫通するように前記フィルタエレメント７２を上方から取り付ける。

図６は例えばポリプロピレンのような樹脂で形成されたケース本体７１を示しており、このケース本体７１は、台座６０（図５）に埋設されたボルト６０ａの上部に螺合する左右一対の第２ナット６３ａ，６３ａが取り付けられている。図７に示すように、上壁には挿通孔（図８）９０が形成され、挿通孔９０に図２の第２ナット６３ａが挿通されて、ボルト６０ａに螺合することにより、ケース本体７１の上壁に形成したリブ８３，８４をフィルタエレメント７２の上面に押し当てることで、ケース本体７１をフィルタエレメント７２の上面に支持している。こうして、ケース本体７１およびフィルタエレメント７２は、台座６０、燃料供給装置１０、インシュレータ１３および吸気マニホールド１２を介して、エンジン本体Ｅに着脱自在に取り付けられている。外側のリブ８３はケース本体７１の内側から見ると、図８に示すように、フィルタエレメント７２の外観形状に近い長円形状に形成され、内側のリブ８４は前記各挿通孔９０を取り囲む円形部分８４ａとこれら円形部分８４ａを連結する直線部分８４ｂとを有している。

図７に示すケース本体７１内は隔壁７６によって空気吸込口７４側の第１室９１とフィルタエレメント７２側の第２室９２とに区分され、上方の空気吸込口７４から吸込まれた空気は、第１室である空気吸込室９１と第２室であるフィルタエレメント室９２とを連通する導入口７５からのみ、フィルタエレメント７２側に導入されるようになっている。ケース本体７１の後部には、後述する底板７３を支持するための左右各一対の係止突起７７が設けられ、前部には、取付孔７８ａが設けられた取付座７８が設けられている。

図４に示すように、前記底板７３の内面（上面）には上方に突出する水切り突起７３ａが形成されている。この水切り突起７３ａの一部は、前記導入口７５の下部に位置して、雨水が導入口７５に進入するのを防止する。底板７３の中央部には、図９に示すように、前記台座６０の外周面を僅かな隙間を介して囲む嵌合孔７３ｃが形成され、前部寄りの角部には図８のケース本体７１の取付孔７８ａ，７８ａに対応する位置に設定された図９の取付孔７３ｂ，７３ｂが形成されている。底板７３にケース本体７１（図８）を被せてセットする際、底板７３の後部の左右一対の係合部９６のそれぞれを図８の係止突起７７，７７間に係止した状態で、図９の底板７３の取付孔７３ｂ，７３ｂと図８のケース本体７１側の取付孔７８ａ，７８ａとに、図２のプラスチックファスナー６１を挿通して取り付けることにより、底板７３とケース本体７１とが組み立てられる。この底板７３もポリプロピレンのような樹脂で形成され、プラスチックファスナー６１としては自動車の内装部品取付用に広く使用されるものを用いることができる。

前記クリーナケース７０を構成するケース本体７１および底板７３とフィルタエレメント７２とを台座６０に取り付けるにあたっては、まず、台座６０に植設されたボルト６０ａに対してフィルタエレメント７２の取付孔７２ａ（図１０）を貫通させて、フィルタエレメント７２を台座６０の上面に載せ、ボルト６０ａの上部に螺合した第１ナット６２ａによってフィルタエレメント７２を台座６０に固定する。こうして固定されたフィルタエレメント７２に対して上方から、予めケース本体７１に底板７３を組付けたクリーナケース７０を被せるようにセットし、前記ボルト６０ａの上端部に螺合した第２ナット６３ａによってクリーナケース７０をフィルタエレメント７２の上面に支持する。

上記構成において、エアクリーナ７の上部の空気吸込口７４から空気がエアクリーナ７内に吸入される。これは、いわゆる上方吸込みであるから、下方吸込みの場合のようにエンジン本体Ｅの周囲の昇温している空気を吸い込まないので、吸気効率上有利となる。この空気吸込口７４から空気が吸い込まれると、吸気が図４の空気吸込室９１を通って隔壁７６の下方に設けた導入口７５から図２のフィルタエレメント７２側に入るまでの過程で、慣性力により、重いダストおよび雨水が取り除かれ、フィルタエレメント７２側への侵入が阻止される。また、空気吸込室９１内に留まった雨水は、導入口の付近に設けた水切り突起７３ａにより、フィルタエレメント室９２へ侵入するのが阻止される。その結果、フィルタエレメント７２に対する雨水の付着を効果的に阻止できる。導入口７５から入った空気がフィルタエレメント７２を通過する過程で、空気に含まれた残部のダストが吸着除去され、清浄空気が台座６０に一体形成したインテークパイプ１１を経て燃料供給装置１０側に導入される。

フィルタエレメント７２を交換するとき、まず、第２ナット６３ａをボルト６０ａから取り外して、ケース本体７１と底板７３とからなるクリーナケース７０をフィルタエレメント７２の上方へ取り出す。続いて、第１ナット６２ａをボルト６０ａから取り外し、台座６０上に支持されたフィルタエレメント７２をボルト６０ａから上方へ抜き取る。取り外したクリーナケース７０の内面を洗って、付着したダストを除去する。新しいフィルタエレメント７２の取付およびクリーナケース７０の取付は、前記と逆の手順で第１ナット６２ａおよび第２ナット６３ａをボルト６０ａに螺合することで容易に行うことができる。ここで、クリーナケース７０とフィルタエレメント７２の取付けに共通のボルト６０ａが使用されているから、構造が簡単で部品点数が減少する。

上記のとおり、フィルタエレメント７２を台座６０から取り外す際、既にクリーナケース７０が取り外されてフィルタエレメント７２が露出していることから、フィルタエレメント７２を台座６０から容易に取り外すことができる。しかも、既にクリーナケース７０が取り外されていることから、フィルタエレメント７２の取り外しの際に、フィルタエレメント７２の外周に付着したダストがクリーナケース７０内に脱落してエンジン内部に侵入することはない。また、台座６０の外周面とフィルタエレメント７２の外周面とがほぼ面一であるから、フィルタエレメント７２の外周面と台座６０の外周面との間に、フィルタエレメント７２の外周に付着したダストが落下して溜まるスペースがない。したがって、フィルタエレメント７２の取り外し時に、フィルタエレメント７２の外周から脱落したダストは外部にそのまま落下するので、台座６０を経て流出口１０１からエンジン内部に侵入することがない。クリーナケース７０の内面に付着したダストの除去は、クリーナケース７０を台座６０から取り外した状態で行うので、そのダストもエンジン内部に侵入することがない。

また、台座６０の外周面は底板７３の嵌合孔７３ｃ（図９）で囲まれているので、エンジン運転中にクリーナケース７０内のダストが台座６０の外周面から外部に漏れるのが防止されるとともに、クリーナケース７０を台座６０に直交する方向に真直ぐ移動させるだけで、クリーナケース７０をフィルタエレメント７２に対して着脱できるので、メンテナンスの作業性がよい。また、台座６０はインテークパイプ１１と一体化された単一部品であるから、部品点数および組付工数の削減を図ることができる。

本発明の一実施形態に係るエアクリーナを搭載した縦軸型液冷エンジンの側面図である。 本発明の一実施形態に係るエアクリーナを搭載した縦軸型液冷エンジンの縦断面図である。 本発明の一実施形態に係るエアクリーナを搭載した縦軸型液冷エンジンの平面図である。 図１のＩＶ―ＩＶ線矢視図である。 台座の平面図である。 ケース本体の平面図である。 図６のＶII−ＶII矢視図である。 ケース本体の底面図である。 底板の底面図である。 フィルタエレメントの平面図である。

符号の説明

１ クランクケース
３ シリンダ
７ エアクリーナ
１０ 燃料供給装置
１１ インテークパイプ
６０ 台座
６０ａ ボルト
６２ａ 第１ナット
６３ａ 第２ナット
７０ クリーナケース
７１ ケース本体
７２ フィルタエレメント
７３ 底板
７３ａ 水切り突起
７３ｃ 嵌合孔
７４ 空気吸込口
７５ 導入口
７６ 隔壁
９１ 空気吸込室
９２ フィルタエレメント室
１０１ 流出口
Ｅ エンジン本体

Claims (5)

1. フィルタエレメントの下方にフィルタエレメントを通過した清浄空気の流出口を有するエアクリーナであって、
   フィルタエレメントを収納する着脱可能なクリーナケースが、下方に開口したケース本体と前記開口を閉塞する底板とを有し、
   前記フィルタエレメントがエンジン本体に取り付けた台座に着脱自在に支持され、
   前記台座の外周面とフィルタエレメントの外周面とがほぼ面一であり、
   前記底板に、前記台座の外周面を囲む嵌合孔が形成されているエンジンのエアクリーナ。
2. 請求項１において、前記クリーナケースに、一側方寄りに位置する空気吸込口と、前記空気吸込口と前記フィルタエレメントとの間を仕切る隔壁とが設けられ、前記隔壁に前記吸込口から離れた他側方寄りに位置して吸込口からの空気をフィルタエレメントに導入する導入口が設けられているエンジンのエアクリーナ。
3. 請求項２において、前記底板に、前記導入口の下部に位置して上方に突出する水切り突起が形成されているエンジンのエアクリーナ。
4. 請求項１，２または３において、燃料供給装置に清浄空気を導入するインテークパイプに前記台座が一体形成されているエンジンのエアクリーナ。
5. 請求項１から４のいずれかにおいて、前記台座に前記フィルタエレメントを貫通するボルトが植設され、前記ボルトの上部に螺合する第１ナットにより前記フィルタエレメントが台座に固定され、前記第１ナットの上方でボルトの上端部に螺合する第２ナットにより前記クリーナケースがフィルタエレメントの上面に支持されているエンジンのエアクリーナ。
   

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