JP2005220831A

JP2005220831A - 汎用エンジンのエアクリーナ

Info

Publication number: JP2005220831A
Application number: JP2004030372A
Authority: JP
Inventors: Mitsuo Kadoi; 光雄門井
Original assignee: Fuji Heavy Industries Ltd
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 2004-02-06
Filing date: 2004-02-06
Publication date: 2005-08-18

Abstract

【課題】エアフィルタの目詰まりを簡単な構造によって検出する。
【解決手段】エアクリーナ１０はエアフィルタ３３が収容されるクリーナボックス３０を備えており、エアフィルタ３３によってクリーナボックス３０内はダスト室３４とクリーン室３５とに区画される。筒状のゲージ本体４３にはダスト室３４に連通する吸入側圧力路４１とクリーン室３５に連通する吐出側圧力路４２とが接続される。ゲージ本体４３には移動自在に移動駒４４が収容されており、移動駒４４によってゲージ本体４３内はダスト室３４に連通するダスト側圧力室４５と、クリーン室３５に連通するクリーン側圧力室４６とに区画される。エアフィルタ３３に目詰まりが発生することによってエアフィルタ３３の通気抵抗が増大すると、ダスト室３４とクリーン室３５とに大きな圧力差が生じるため、移動駒４４は所定量を上回って上昇する。
【選択図】図４

Description

本発明は汎用エンジンのエアクリーナに関する。

汎用エンジンは、発電機などの動力源として使用されるだけでなく、プレートコンパクターやタンパーなど建設機器の動力源としても使用されている。このような建設機器の使用環境としては、塵埃が舞うような比較的汚れた環境が多いため、エンジントラブルを未然に防ぐためにも、吸入空気中の塵埃を除去するエアクリーナを適切に機能させることが重要となっている。

エアクリーナには濾紙や不織布等のエアフィルタが組み込まれており、吸入空気がエアフィルタを通過する際に塵埃が捕捉されるようになっている。使用に伴ってエアフィルタに塵埃が蓄積されるようになると、エアフィルタの通気抵抗が増大するとともに吸入空気量が減少するため、エアフィルタの清掃作業や交換作業を定期的に実施する必要がある。

そこで、エアフィルタの清掃作業や交換作業を適切に行うため、塵埃等によるエアフィルタの目詰まりを自動的に検知するとともに、自動的にエンジンを停止させたり、作業者にエアフィルタの目詰まりを報知したりするエアクリーナが開発されている（たとえば、特許文献１および２参照）。
特開平７−４２６５８号公報（第３頁、図１）特開平９−１５１８１４号公報（第２−３頁、図１）

しかしながら、特許文献１および２に記載される技術は、エアフィルタ下流側の負圧によって作動するダイヤフラム機構を設ける必要があるため、エアクリーナの構造を複雑にするだけでなく、エアクリーナの高コスト化を招くことになっていた。

本発明の目的は、エアフィルタの目詰まりを簡単な構造によって検出するとともに、エアクリーナの高コスト化を抑制することにある。

本発明の汎用エンジンのエアクリーナは、汎用エンジンの吸入空気を浄化する汎用エンジンのエアクリーナであって、外部から吸入空気を取り込む吸入口と、前記汎用エンジンに吸入空気を案内する吐出口とを備えるクリーナボックスと、前記クリーナボックスに収容され、前記クリーナボックス内を前記吸入口側のダスト室と前記吐出口側のクリーン室とに区画するエアフィルタと、前記ダスト室に連通する吸入側圧力路と、前記クリーン室に連通する吐出側圧力路とを備えるゲージ本体と、前記ゲージ本体に移動自在に収容され、前記ゲージ本体内を前記ダスト室に連通するダスト側圧力室と前記クリーン室に連通するクリーン側圧力室とに区画するとともに、前記ダスト側圧力室と前記クリーン側圧力室との圧力差により移動する移動駒とを有することを特徴とする。

本発明の汎用エンジンのエアクリーナは、前記ゲージ本体を透明に形成することを特徴とする。

本発明によれば、エアフィルタを通過する直前のダスト室と、エアフィルタを通過した直後のクリーン室との圧力差により、ゲージ本体内の移動駒を移動させるようにしたので、エアフィルタの通気抵抗に応じて移動駒を移動させることができ、エアフィルタの目詰まり状態を的確に検出することができる。しかも、簡単な構成であるため、エアクリーナの高コスト化を抑制することができる。

また、ゲージ本体を透明に形成するようにしたので、移動駒の動きを外側から視認することができる。これにより、簡易な構造でエアフィルタの目詰まり状態を報知することができ、目詰まり状態を報知するようにしたエアクリーナの高コスト化を抑制することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。

図１は本発明の一実施の形態であるエアクリーナ１０が搭載された汎用エンジン１１を示す正面図であり、図２は汎用エンジン１１を示す背面図である。図１および図２に示すように、汎用エンジン１１は単気筒の４サイクルエンジンとなっており、各種機器の動力源として使用される。この汎用エンジン１１は、クランク軸１２を回転自在に支持するクランクケース１３と、図示しないピストンを往復動自在に収容するシリンダ１４とを備えており、シリンダ１４の上端には図示しない動弁機構を収容するシリンダヘッド１５が組み付けられ、このシリンダヘッド１５の上端にはヘッドカバー１６が組み付けられている。

汎用エンジン１１の図示しない吸気ポートには、混合気を生成する気化器つまりキャブレタ１７が接続されており、このキャブレタ１７に吸入空気を浄化するエアクリーナ１０が接続されている。また、キャブレタ１７よりも上方に燃料タンク１８が設けられており、燃料タンク１８からの燃料はキャブレタ１７のフロート室に供給されるようになっている。さらに、汎用エンジン１１の図示しない排気ポートには、図示しない排気管が組み付けられており、排気管には遮熱カバーによって覆われた消音器１９が取り付けられている。

図１に示すように、クランクケース１３に支持されるクランク軸１２の一端は、クランクケース１３から突出している。このクランク軸１２の一端は、エンジン動力の取り出し部位となっており、汎用エンジン１１の用途に応じて、偏心ウェイト、スプロケット、プーリ、ギヤなどの回転体が取り付けられる。たとえば、地表面を突き固める建設機器であるプレートコンパクターの動力源として汎用エンジン１１を用いる場合には、起振機構を構成する偏心ウェイトをクランク軸１２に取り付けることにより、クランク軸１２の回転運動から地表面を突き固めるための打撃振動を得ることができる。

また、クランク軸１２の他端もクランクケース１３から突出するようになっており、クランク軸１２の他端には、図示しないフライホイールや冷却ファンが装着される。冷却ファンはクランクケース１３に装着されるファンカバー２０によって覆われており、クランク軸１２の回転に伴って冷却ファンから生成される冷却風は、ファンカバー２０によってシリンダ１４近傍を流れるように整流され、エンジン本体を冷却するようになっている。なお、ファンカバー２０によって冷却風が案内されるシリンダ１４の表面には、多数の放熱フィン１４ａが形成されており、汎用エンジン１１の冷却効率を高めている。

さらに、図２に示すように、ファンカバー２０の外側には汎用エンジン１１の始動機構であるリコイル機構２１が設けられており、リコイル機構２１とクランク軸１２とは図示しない連結部材を介して連結されている。リコイル機構２１には図示しないリコイルドラムと、これに巻き付けられるリコイルロープとを備えており、リコイルロープの端部にはリコイルレバー２２が装着されている。このリコイルレバー２２を作業者が引っ張ることにより、クランク軸１２を所定回転数以上で回転させることができ、汎用エンジン１１を始動させることができる。

続いて、汎用エンジン１１に搭載されるエアクリーナ１０の構造について説明する。図３はエアクリーナ１０の断面図であり、図４は図３のＡ−Ａ線に沿う断面図である。図３および図４に示す矢印は吸入空気の流れ方向を示している。

まず、図３および図４に示すように、エアクリーナ１０はクリーナボックス３０を備えており、クリーナボックス３０は底付き円筒状のボックス本体３１とボックス本体３１をキャブレタ１７に接続するためのベースプレート３２とを備えている。また、クリーナボックス３０に収容されるテーパ円筒状のエアフィルタ３３は、ポリウレタンフォーム製のスポンジによって形成される外側の１次エレメント３３ａと、濾紙や不織布をプリーツ加工することによって形成される内側の２次エレメント３３ｂとを備える二層構造となっている。そして、クリーナボックス３０内にはエアフィルタ３３を境界として、浄化前の空気が導入されるエアフィルタ３３外側のダスト室３４と、浄化後の空気が導入されるエアフィルタ３３内側のクリーン室３５とが区画されている。なお、ベースプレート３２は、図示しないボルト等のねじ部材を用いてキャブレタ１７に装着され、ボックス本体３１はベースプレート３２に対して図示しない周知のラッチやクリップ或いはねじ部材等により着脱自在に装着されており、ボックス本体３１を取り外すことによってエアフィルタ３３の脱着が可能となっている。

ボックス本体３１の上部にはダスト室３４に連通する吸入口３６が形成されており、この吸入口３６には上方に伸びるとともに外部に開口する吸気ダクト３７が設けられている。また、ベースプレート３２には清浄後の新気をクリーン室３５からキャブレタ１７に供給するための吐出口３８が形成されている。吸入口３６からダスト室３４に吸引された空気は、１次エレメント３３ａとこれより目の細かい２次エレメント３３ｂとを通過して浄化された後に、クリーン室３５から吐出口３８を介してキャブレタ１７に供給される。そして、キャブレタ１７により生成された混合気は、汎用エンジン１１の吸気ポートから燃焼室に供給され、燃焼ガスとなって排気ポートから排出されることになる。なお、外気を吸引する吸気ダクト３７の開口端には、外気を一旦上昇させるように案内する吸気カバー４０が装着されており、エアクリーナ１０内に雨水等の侵入を防止する構造となっている。

また、図４に示すように、ボックス本体３１には、ダスト室３４に連通する吸入側圧力路４１とクリーン室３５に連通する吐出側圧力路４２とが接続されており、これらの圧力路４１，４２は上下方向を向いて設置される透明なゲージ本体４３に接続されている。筒状のゲージ本体４３内には移動駒４４が上下方向に移動自在に収容されており、移動駒４４によってゲージ本体４３内は、吸入側圧力路４１を介してダスト室３４に連通するダスト側圧力室４５と、吐出側圧力路４２を介してクリーン室３５に連通するクリーン側圧力室４６とに区画されている。つまり、移動駒４４の下端面にはダスト室３４内と同じ圧力が作用する一方、移動駒４４の上端面にはクリーン室３５内と同じ圧力が作用するようになっており、移動駒４４をダスト室３４とクリーン室３５との圧力差に基づいて上下動させることができる。

続いて、ダスト側圧力室４５とクリーン側圧力室４６との圧力差に基づいて上下動する移動駒４４の動作について説明する。まず、汎用エンジン１１の停止状態にあっては、ダスト室３４とクリーン室３５とは同じ圧力になるため、移動駒４４の上下端にかかる圧力も同一となり、移動駒４４は自重によって下降した状態となる。次いで、汎用エンジン１１が始動されると、汎用エンジン１１の燃焼室にクリーン室３５の空気が吸引されるため、クリーン室３５の圧力が低下するとともに、ダスト室３４からクリーン室３５に空気が流れ込むようになる。このとき、ダスト室３４とクリーン室３５とにはエアフィルタ３３の通気抵抗に応じた圧力差が発生するため、移動駒４４の下端には移動駒４４を自重に抗して上昇させる推力が加えられることになる。

エアフィルタ３３に目詰まりが発生していない場合には、ダスト室３４とクリーン室３５との圧力差が小さいため、移動駒４４の上昇量は抑えられているが、エアフィルタ３３に目詰まりが発生した場合には、エアフィルタ３３の通気抵抗に応じてダスト室３４とクリーン室３５との圧力差が大きくなり、移動駒４４が大きく上昇することになる。つまり、エアフィルタ３３の通気抵抗は、エアフィルタ３３に捕捉された塵埃量に応じて増大するため、エアフィルタ３３の通気抵抗の大きさを示す移動駒４４の上昇量によって、エアフィルタ３３に目詰まりが発生しているか否かを判定することができる。なお、ゲージ本体４３には、所定の高さにエアフィルタ３３の清掃時期や交換時期を示す目盛り線が付されており、この目盛り線を移動駒４４が上回るか否かによって、エアフィルタ３３の清掃時期や交換時期を作業者が認識できるようになっている。このように、エアフィルタ３３を取り外して確認することなく、エアフィルタ３３の目詰まり状態を外部から認識することができるため、清掃作業や交換作業が容易となり、エンジントラブルを未然に防ぐことが容易となる。

これまで説明したように、エアフィルタ３３を通過する直前のダスト室３４と、エアフィルタ３３を通過した直後のクリーン室３５との圧力差に基づいて、ゲージ本体４３内の移動駒４４を移動させるようにしたので、エアフィルタ３３の通気抵抗に基づいて移動駒４４を移動させることができ、エアフィルタ３３の目詰まりを確実に検出することができる。

また、ゲージ本体４３は透明な樹脂材料等によって形成されており、移動駒４４の動きを外部から視認できるようにしたので、簡易な構造でエアフィルタ３３の目詰まり状態を報知することができ、目詰まり状態を検出するようにしたエアクリーナ１０の高コスト化を抑制することができる。なお、移動駒４４を収容するゲージ本体４３の全体を透明に形成する必要はなく、ゲージ本体４３の一部を透明に形成するようにしても良い。

なお、上下方向を向くようにゲージ本体４３が設置されているが、この向きに限られることはなく、たとえば、ゲージ本体４３のクリーン側圧力室４６にばね部材を設け、圧力差が生じていない場合には所定位置に移動駒４４を戻すようにすれば、水平方向を向くようにゲージ本体４３を設置することもできる。

また、図示するエアフィルタ３３は二層構造となっており、１次エレメント３３ａによって比較的大きな塵埃を捕捉し、２次エレメント３３ｂによって微小な塵埃を捕捉するようにしているが、１種類のエレメントを用いてエアフィルタを形成しても良い。

本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。たとえば、図示する汎用エンジン１１は単気筒の４サイクルエンジンであるが、２サイクルエンジンであっても良く、多気筒の汎用エンジン１１であっても良い。また、本発明のエアクリーナ１０を搭載した汎用エンジン１１の用途としては、プレートコンパクター、ランマー、タンパーなどの建設機器に限られることはなく、発電機など他の機器の動力源として用いるようにしても良い。

本発明の一実施の形態であるエアクリーナを搭載する汎用エンジンを示す正面図である。図１の汎用エンジンを示す背面図である。エアクリーナを示す断面図である。図３のＡ−Ａ線に沿ってエアクリーナを示す断面図である。

符号の説明

１０エアクリーナ
１１汎用エンジン
３０クリーナボックス
３３エアフィルタ
３４ダスト室
３５クリーン室
３６吸入口
３８吐出口
４１吸入側圧力路
４２吐出側圧力路
４３ゲージ本体
４４移動駒
４５ダスト側圧力室
４６クリーン側圧力室

Claims

汎用エンジンの吸入空気を浄化する汎用エンジンのエアクリーナであって、
外部から吸入空気を取り込む吸入口と、前記汎用エンジンに吸入空気を案内する吐出口とを備えるクリーナボックスと、
前記クリーナボックスに収容され、前記クリーナボックス内を前記吸入口側のダスト室と前記吐出口側のクリーン室とに区画するエアフィルタと、
前記ダスト室に連通する吸入側圧力路と、前記クリーン室に連通する吐出側圧力路とを備えるゲージ本体と、
前記ゲージ本体に移動自在に収容され、前記ゲージ本体内を前記ダスト室に連通するダスト側圧力室と前記クリーン室に連通するクリーン側圧力室とに区画するとともに、前記ダスト側圧力室と前記クリーン側圧力室との圧力差により移動する移動駒とを有することを特徴とする汎用エンジンのエアクリーナ。
請求項１記載の汎用エンジンのエアクリーナにおいて、前記ゲージ本体を透明に形成することを特徴とする汎用エンジンのエアクリーナ。