JP2005171770A

JP2005171770A - バキュエータバルブ付きエアクリーナ

Info

Publication number: JP2005171770A
Application number: JP2003408827A
Authority: JP
Inventors: Jun Tanaka; 純田中
Original assignee: Caterpillar Mitsubishi Ltd; Shin Caterpillar Mitsubishi Ltd
Current assignee: Caterpillar Japan Ltd; Caterpillar Mitsubishi Ltd
Priority date: 2003-12-08
Filing date: 2003-12-08
Publication date: 2005-06-30

Abstract

【課題】油圧ショベルや油圧クレーンなどの建設機械等に搭載されたエンジンの吸気系に設けて好適の、バキュエータバルブ付きエアクリーナに関し、バキュエータバルブの取付位置を自由に設定できるようにする。
【解決手段】外気をケーシング１０内に導入し、ケーシング１０内で旋回流を生成して外気中に含まれたダスト６０を遠心分離し、ダスト６０をバキュエータバルブ１７を通して排出しうるエアクリーナ１であって、ケーシング１０に形成されたダスト６０の排出口１４にチューブ部材１５の一端部を装着し、チューブ部材１５の他端部にバキュエータバルブ１７を取り付ける。
【選択図】図１

Description

本発明は、油圧ショベルや油圧クレーンなどの建設機械等に搭載されたエンジンの吸気系に設けて好適の、バキュエータバルブ付きエアクリーナに関するものである。

従来より、例えば図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、油圧ショベルや油圧クレーンなどの建設機械等には、この建設機械等に搭載のエンジン（図示省略）に導入される空気の清浄を行なうエアクリーナ９０が備えられている。このようなエアクリーナ９０は、円筒形状のケーシング５０と、このケーシング５０の内部に備えられ複数の微小孔（図示省略）が形成された円筒形状のフィルタエレメント５１とを備えて構成されている。また、ケーシング５０には、ケーシング５０内へ外部の空気を導入するための外気導入口５２と、ケーシング５０内で清浄された空気をエンジンへ送出するための送出口５３とが形成されている。さらに、ケーシング５０下部には、ケーシング５０内で遠心分離された砂埃などのダスト６０を外部へ排出するため、排出口５６付きのダスト排出部５５が形成されている。そして、このダスト排出部５５の排出口５６には、ゴムなどの弾性体で形成されたバキュエータバルブ５７が直接取り付けられている。

このような構成により、エンジンの動作中、外気導入口５２からケーシング５０とフィルタエレメント５１との間の空間に入り込んだ空気はケーシング５０内で旋回流となって、フィルタエレメント５１の微小孔を通過した空気（即ち、清浄された空気）のみが送出口５３を通ってエンジンへ導入される。また、フィルタエレメント５１の微小孔を通過できなかったダスト６０はダスト排出部５５へ流れる。

ところで、バキュエータバルブ５７は先端部５８が開口しており、ケーシング５０内の圧力に応じてこの先端部５８が開閉するようになっている。例えばエンジンが動作している場合には、送出口５３からエンジンへ空気が送出されておりケーシング５０内は負圧となっているため、バキュエータバルブ５７の先端部５８は閉塞（閉弁）し、ダスト６０はダスト排出部５５内に捕捉され蓄積される。また、エンジンを停止した場合には、ケーシング５０内は大気圧となるため、バキュエータバルブ５７の先端部５８は開口（開弁）し、ダスト排出部５５内に捕捉されているダスト６０は外部へ排出される。なお、ダスト排出部５５内に捕捉されたダスト６０の重量によりバキュエータバルブ５７が開弁する場合もダスト６０は外部へ排出される。このようなエアクリーナ９０は例えば特許文献１に開示されている。

また、図４に示すように、エアクリーナ部９１Ａ，９１Ｂで空気清浄を行なうエアクリーナ９１も知られている。エアクリーナ部９１Ａはプレクリーナとも呼ばれ、ケーシング７０に形成された外気導入口（図４では複数の微小孔から形成された外気導入口を示している）７２から外気を導入し、エアクリーナ９０Ｂでの空気清浄に先立って大まかな空気清浄を行なうようになっている。また、ケーシング７０の下部には、上述したエアクリーナ９０と同様に、ダスト６０を外部へ排出するための排出口付きのダスト排出部７５が形成されており、このダスト排出部７５の排出口にバキュエータバルブ７７が直接取り付けられている。一方、エアクリーナ部９１Ｂは、円筒形状のケーシング８０と、このケーシング８０の内部に、複数の微小孔（図示省略）が形成された円筒形状のフィルタエレメント８１とを備えて構成されており、また、清浄された空気をエンジン（図示省略）へ送出するための送出口８３が形成されている。

このような構成により、エアクリーナ９１では、エンジンの動作中、外気導入口７２から入り込んだ空気は、エアクリーナ部９１Ａ，９１Ｂで旋回流となってフィルタエレメント８１などにより清浄空気とダスト６０とに分離され、清浄された空気は送出口８３を通ってエンジンへ導入される一方、ダスト６０はダスト排出部７５に捕捉される。また、エンジン停止後は、バキュエータバルブ７７の先端部７８は開弁し、ダスト６０は外部へ排出される。
特開２００３−１８４６７０号公報

しかしながら、上述したように、従来のバキュエータバルブ付きのエアクリーナ９０（９１）では、バキュエータバルブ５７（７７）の先端部５８（７８）にダスト６０が詰まって排出できなくなった場合、ダスト排出部５５（７５）の長さ分までしかダスト６０を捕捉することができない。そこで、ダスト排出部５５（７５）をより長く形成しておくことも考えられるが、設置スペース上、ダスト排出部５５（７５）をあまり長く形成することは困難であり、これにより捕捉できるダスト量は少量に制限される。

また、バキュエータバルブ５７（７７）はケーシング５０（７０）に固定されたダスト排出部５５（７５）に取り付けられており、その設置位置は変わることがないので、ダスト６０は常にバキュエータバルブ５７（７７）の下方に排出される。このため、バキュエータバルブ５７（７７）の下方に配置された電子部品などの機器にダスト６０が降りかかって機器が劣化してしまうおそれがある。

さらに、バキュエータバルブ５７（７７）の保守・点検作業（メンテナンス）が容易となるような位置にエアクリーナ９０（９１）を設置することが好ましいが、設計上必ずしもそのような位置にエアクリーナ９０（９１）を設置できるとは限らず、バキュエータバルブ５７（７７）の保守・点検作業が困難な場合も生じ得る。

本発明は、このような課題に鑑み創案されたもので、バキュエータバルブの取付位置を自由に設定できるようにした、バキュエータバルブ付きエアクリーナを提供することを目的とする。

このため、本発明のバキュエータバルブ付きエアクリーナ（請求項１）は、外気をケーシング内に導入し、該ケーシング内で旋回流を生成して該外気中に含まれたダストを遠心分離し、該ダストをバキュエータバルブを通して排出しうるエアクリーナであって、該ケーシングに形成された該ダストの排出口に一端部を装着されたチューブ部材をそなえ、該バキュエータバルブが該チューブ部材の他端部に取り付けられていることを特徴としている。

また、該チューブ部材が、成形ホースであることが好ましい（請求項２）。

本発明のバキュエータバルブ付きエアクリーナによれば、ケーシングに形成されたダストの排出口に、チューブ部材を介してバキュエータバルブが取り付けられているので、バキュエータバルブの取付位置を自由に設定することができる。これにより、電子部品などの機器類にダストが降りかからないような位置にバキュエータバルブを配置することができ、ダストによる上記機器類の劣化を防止することができる。また、エアクリーナの下方に従来よりも広いスペースを確保することが可能となるので、エアクリーナ及び他の機器類の設置自由度がより高まる。さらに、バキュエータバルブの保守・点検作業が容易となる。また、チューブ部材の存在により、従来よりも多くのダストを捕捉することが可能となる。

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
〔１〕第１実施形態
図１は本発明の第１実施形態としてのバキュエータバルブ付きエアクリーナを一部破断して示す模式図である。本実施形態に係るエアクリーナ１は、例えば油圧ショベルや油圧クレーンなどの建設機械等に搭載されたエンジンの吸気系に備えられるものであり、図１に示すように、円筒形状のケーシング１０と、このケーシング１０の内部に備えられ複数の微小孔（図示省略）が形成された円筒形状のフィルタエレメント１１とを備えて構成されている。また、ケーシング１０には、ケーシング１０内へ外部の空気を供給するための外気導入口１２と、ケーシング１０内で清浄された空気をエンジン（図示省略）へ導入する送出口１３とが形成されている。さらに、ケーシング１０の下部には、ケーシング１０内で遠心分離された砂埃などのダスト６０を外部へ排出するための排出口１４が形成されている。

そして、本実施形態に係るエアクリーナ１では、上記の排出口１４にダスト排出用のチューブ部材１５の一端が取り付けられている。チューブ部材１５としては、成形されたホース（ホースでなくてもパイプ材でも可。以下、ホースというときはパイプ材も含む）が使用されている。成形されたホース（成形ホース）は所望の形状に予め成形されたホースで、所定の剛性を有している。また、チューブ部材１５としては、形状記憶型のホースを使用することもできる。ここで、形状記憶型のホースとは、所望形状となるよう自由に変形が可能であるが、所望形状に変形された後は、その形状を保持し続けるようなタイプのホースをいう。さらに、チューブ部材１５としては、可撓性ホースを使用することもできる。可撓性ホースとは所望形状に自由に変形が可能なホースをいう。なお、いずれのタイプのチューブ部材１５を使用する場合でも、その内壁部は、平滑なものが好ましく、必要に応じ上記の平滑性に加え、小さい摩擦係数を有するものが好ましい。

また、チューブ部材１５の他端の先端開口部１６には、ゴムなどの弾性体で形成されたバキュエータバルブ１７が取り付けられている。このバキュエータバルブ１７は先端部１８が開口しており、ケーシング１０内の圧力に応じてこの先端部１８が開閉するようになっている。例えばエンジンが動作している場合には、送出口１３からエンジンへ空気が送出されておりケーシング１０内は負圧となっているため、バキュエータバルブ１７の先端部１８は閉塞（閉弁）し、ダスト６０はチューブ部材１５内に捕捉される。また、エンジンが停止した場合には、ケーシング１０内は大気圧となるため、バキュエータバルブ１７の先端部１８は開口（開弁）し、チューブ部材１５内に捕捉されているダスト６０は外部へ排出される。なお、チューブ部材１５内に捕捉されたダスト６０の重量によりバキュエータバルブ１７が開弁する場合もある。

また、チューブ部材１５はその係合部１９（チューブ部材１５のバキュエータバルブ１７側、あるいはチューブ部材１５とバキュエータバルブ１７との接続部近傍に設けられる）をブラケット（固定部材）２０に結合させることによりその位置を固定されるようになっている。このブラケット２０は、例えばエンジンルーム（図示省略）内に設けられたフレーム２１にボルト２２により固設されている。なお、ブラケット２０は、バキュエータバルブ１７を固定させたい位置（例えばバキュエータバルブ１７の保守・点検作業などが容易となる位置）に設けておけばよく、１つ或いは複数設けておいてもよい。また、例えば、上記結合部１９によるブラケット２０への結合を着脱自在にすることもでき、このようにすれば、チューブ部材１５をブラケット２０から取り外してチューブ部材１５を自由に動かすことができる。

本発明の第１実施形態としてのバキュエータバルブ付きエアクリーナ１は、上述のごとく構成されているので、エンジンの動作中、外気導入口１２からケーシング１０とフィルタエレメント１１との間の空間に入り込んだ空気はケーシング１０内で旋回流となって、フィルタエレメント１１の微小孔を通過した空気（即ち、清浄された空気）のみが送出口１３を通ってエンジンへ供給される。また、フィルタエレメント１１の微小孔を通過できなかったダスト６０は排出口１４からチューブ部材１５内に流れる。このとき、バキュエータバルブ１７の先端部１８は閉塞している（即ち、閉弁状態である）ので、チューブ部材１５内にダスト６０が捕捉される。また、エンジンが停止した場合には、ケーシング１０内は大気圧となるため、バキュエータバルブ１７の先端部１８は開口し（即ち、開弁状態となり）、チューブ部材１５内に捕捉されているダスト６０は外部へ排出される。なお、チューブ部材１５内に捕捉されたダスト６０の重量によりバキュエータバルブ１７が開弁する場合もダスト６０は外部へ排出される。

また、本実施形態に係るバキュエータバルブ付きエアクリーナ１では、ケーシング１０の排出口１４に、チューブ部材１５を介してバキュエータバルブ１７を取り付けているので、バキュエータバルブ１７の取付位置を自由に設定することができる。したがって、例えば、エアクリーナ１の下方に電子部品などの機器類が設置されていたとしても、ダスト６０が降りかからないような位置にバキュエータバルブ１７を配置してその位置でブラケット２０などで固定しておくことができ、これにより、ダスト６０による上記機器類の劣化を防止することができる。また、バキュエータバルブ１７の保守・点検作業も容易に行なうことができる

さらに、チューブ部材１５として成形ホースを使用しているので、チューブ部材１５のふらつきをなくしてチューブ部材１５が他の機器類に干渉するのを防止できる。また、エアクリーナ１の下方に従来よりも広いスペースを確保することができる。これにより、エアクリーナ１及び他の機器類の設置自由度をより高めることができる。さらに、チューブ部材１５の内壁は平滑になっているので、ダスト６０がチューブ部材１５の内壁に付着しにくくなり、ダスト６０がチューブ部材１５内で詰まってしまうのを防止できる。

また、バキュエータバルブ１７の先端部１８にダスト６０が詰まって排出できなくなった場合でも、チューブ部材１５の存在により、従来よりも多くのダストを捕捉することが可能となる。

〔２〕第２実施形態
図２は本発明の第２実施形態としてのバキュエータバルブ付きエアクリーナを一部破断して示す模式図である。本実施形態に係るエアクリーナ１００は、エアクリーナ部１００Ａとエアクリーナ部１００Ｂとを備え、これらエアクリーナ１００Ａ，１００Ｂで空気清浄を行なうようになっている。エアクリーナ部１００Ａはプレクリーナとも呼ばれ、ケーシング３０に形成された外気導入口（図２では複数の微小孔から形成された外気導入口を示している）３２から外気を導入し、エアクリーナ１００Ｂでの空気清浄に先立って大まかな空気清浄を行なうようになっている。また、ケーシング３０の下部には、エアクリーナ部１００Ａ，１００Ｂで分離されたダスト６０を外部へ排出するための排出口３４が形成されている。

そして、本実施形態に係るエアクリーナ１００では、第１実施形態と同様に、上記の排出口３４にダスト排出用のチューブ部材３５の一端が取り付けられている。チューブ部材３５としては、前述の第１実施形態と同様に、成形ホースが使用されるが、その他の形状記憶型のホースや可撓性ホースを使用することもでき、さらには、チューブ部材３５の内壁部は、平滑なものが好ましく、必要に応じ上記の平滑性に加え、小さい摩擦係数を有するものが好ましい。

また、チューブ部材３５の他端の先端開口部３６には、ゴムなどの弾性体で形成されたバキュエータバルブ３７が取り付けられている。このバキュエータバルブ３７は先端部３８が開口しており、エアクリーナ部１００Ａ及びエアクリーナ部１００Ｂ内の圧力に応じてこの先端部３８が開閉するようになっている。例えばエンジン（図示省略）が動作している場合には、後述する送出口４３からエンジンへ空気が送出されておりエアクリーナ部１００Ａ及びエアクリーナ部１００Ｂ内は負圧となっているため、バキュエータバルブ３７の先端部３８は閉塞（閉弁）し、ダスト６０はチューブ部材３５内に捕捉される。また、エンジンが停止した場合には、エアクリーナ部１００Ａ及びエアクリーナ部１００Ｂ内は大気圧となるため、バキュエータバルブ３７の先端部３８は開口（開弁）し、チューブ部材３５内に捕捉されているダスト６０は外部へ排出される。なお、チューブ部材３５内に捕捉されたダスト６０の重量によりバキュエータバルブ３７が開弁する場合もある。

また、エアクリーナ部１００Ｂは、円筒形状のケーシング４０と、このケーシング４０の内部に、複数の微小孔（図示省略）が形成された円筒形状のフィルタエレメント４１とを備えて構成されており、また、清浄された空気をエンジンへ送出するための送出口４３が形成されている。

また、チューブ部材３５はその係合部３９（チューブ部材３５のバキュエータバルブ３７側、あるいはチューブ部材３５とバキュエータバルブ３７との接続部近傍に設けられる）をブラケット（固定部材）２０に結合させることによりその位置を固定されるようになっている。このブラケット２０は、第１実施形態と同様に、例えばエンジンルーム（図示省略）内に設けられたフレーム２１にボルト２２により固設されている。なお、ブラケット２０は、バキュエータバルブ３７を固定させたい位置（例えばバキュエータバルブ３７の保守・点検作業などが容易となる位置）に設けておけばよく、１つ或いは複数設けておいてもよい。また、例えば、上記結合部３９によるブラケット２０への結合を着脱自在にすることもでき、このようにすれば、チューブ部材３５をブラケット２０から取り外してチューブ部材３５を自由に動かすことができる。

本発明の第２実施形態としてのバキュエータバルブ付きエアクリーナ１００は、上述のごとく構成されているので、エンジンの動作中、外気導入口３２からケーシング３０内に入り込んだ空気はエアクリーナ部１００Ａ，１００Ｂ内で旋回流となって空気とダスト６０とが分離され、清浄された空気は送出口４３を通ってエンジンへ供給される。また、ダスト６０は排出口３４からチューブ部材３５内に流れる。このとき、バキュエータバルブ３７の先端部３８は閉塞している（即ち、閉弁状態である）ので、チューブ部材３５内にダスト６０が捕捉される。また、エンジンが停止した場合には、エアクリーナ部１００Ａ，１００Ｂ内は大気圧となるため、バキュエータバルブ３７の先端部３８は開口し（即ち、開弁状態となり）、チューブ部材３５内に捕捉されているダスト６０は外部へ排出される。なお、チューブ部材３５内に捕捉されたダスト６０の重量によりバキュエータバルブ３７が開弁する場合もダスト６０は外部へ排出される。

本実施形態に係るバキュエータバルブ付きエアクリーナ１００では、ケーシング３０の排出口３４に、チューブ部材３５を介してバキュエータバルブ３７を取り付けているので、バキュエータバルブ３７の取付位置を自由に設定することができる。したがって、例えば、エアクリーナ１００の下方に電子部品などの機器類が設置されていたとしても、ダスト６０が降りかからないような位置にバキュエータバルブ３７を配置してその位置でブラケット２０などで固定しておくことができ、これにより、ダスト６０による上記機器類の劣化を防止することができる。また、バキュエータバルブ３７の保守・点検作業も容易に行なうことができる

さらに、チューブ部材３５としては成形ホースを使用しているので、チューブ部材３５のふらつきをなくしてチューブ部材３５が他の機器類に干渉するのを防止できる。また、エアクリーナ１００の下方に従来よりも広いスペースを確保することができる。これにより、エアクリーナ１００及び他の機器類の設置自由度をより高めることができる。さらに、チューブ部材３５の内壁は平滑になっているので、ダスト６０がチューブ部材３５の内壁に付着しにくくなり、ダスト６０がチューブ部材３５内で詰まってしまうのを防止できる。

また、バキュエータバルブ３７の先端部３８にダスト６０が詰まって排出できなくなった場合でも、チューブ部材３５の存在により、従来よりも多くのダストを捕捉することが可能となる。

〔３〕その他
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。

本発明の第１実施形態としてのバキュエータバルブ付きエアクリーナを一部破断して示す模式図である。本発明の第２実施形態としてのバキュエータバルブ付きエアクリーナを一部破断して示す模式図である。従来のバキュエータバルブ付きエアクリーナを説明するための図であって、（ａ）はその一部破断して示す模式図、（ｂ）はバキュエータバルブ配設部分を示す拡大断面図である。従来のバキュエータバルブ付きエアクリーナを示す模式図である。

符号の説明

１，１００エアクリーナ
１０，３０，４０ケーシング
１１，３１，４１フィルタエレメント
１２，３２外気導入口
１３，４３送出口
１４，３４排出口
１５，３５チューブ部材
１６，３６先端開口部
１７，３７バキュエータバルブ
１８，３８先端部
１９，３９係止部
２０ブラケット（固定部材）
２１フレーム
２２ボルト
６０ダスト
１００Ａ，１００Ｂエアクリーナ部

Claims

外気をケーシング内に導入し、該ケーシング内で旋回流を生成して該外気中に含まれたダストを遠心分離し、該ダストをバキュエータバルブを通して排出しうるエアクリーナであって、
該ケーシングに形成された該ダストの排出口に一端部を装着されたチューブ部材をそなえ、
該バキュエータバルブが該チューブ部材の他端部に取り付けられている
ことを特徴とする、バキュエータバルブ付きエアクリーナ。
該チューブ部材が、成形ホースである
ことを特徴とする、請求項１記載のバキュエータバルブ付きエアクリーナ。