JP2011043093A - エアクリーナ - Google Patents

Abstract

【課題】隔離された雪、水及びダスト等の異物によるエレメントの目詰まりを抑制可能なエアクリーナを提供する。
【解決手段】エレメントユニット５は、空気に含まれる異物を除去し、エレメント１２、及びエレメント１２を収容するケーシング１５を有する。クリーナケースは、エレメントユニット５を収容する。また、エレメントユニット５の空気取入面の反対側に、吸入空気が外部から流入する流入口３１を有する。衝突壁は、流入口３１から流入する吸入空気が衝突するように設けられる。隔離板５０は、衝突壁への衝突により吸入空気から分離された異物をエレメントユニット５から隔離するように形成する。異物収容部は、隔離板５０にて隔離された異物が収容されるようクリーナケースの一部を利用して形成される。排出孔４８は、異物収容部に収容された異物を排出するように、異物収容部に形成される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、内燃機関に吸入空気を取り入れるエアクリーナに関する。

従来、内燃機関（以下、「エンジン」という）には、吸入空気の異物を取り除くためにエアクリーナを設けることが公知である。しかしながら、エアクリーナが車両前部に取り付けられ、車両前方に開口された場合、雪、水及びダスト等が多く吸入される。これにより、エアクリーナのエレメントに掛かる負荷が大きくなり、エレメントの寿命が短くなる。また、大量の雪等の異物の侵入により、吸気通路が狭められ、エンジン不調の原因となる虞がある。このような問題を解決するために、例えば、吸入空気がフィルタに直接当たらないように、遮蔽板を設けることが提案されている（例えば、特許文献１を参照）。

特開２００６−１４７３１７

特許文献１に記載の技術は、ダスト等が遮蔽板と底壁部とから形成された溜り空間に溜まるようになっている。しかしながら、ダストが溜り空間部にある程度溜まると、空気の流れによって再び浮かび出す虞がある。よって、エレメントの目詰まりが発生する虞がある。
本願発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、その目的は、隔離された雪、水及びダスト等の異物によるエレメントの目詰まりを抑制可能なエアクリーナを提供する。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、内燃機関に清浄な空気を供給するためのエアクリーナであって、エレメントユニット、クリーナケース、衝突壁、隔離板、異物収容部、及び排出孔を備える。エレメントユニットは、空気に含まれる異物を除去し、エレメント、及びエレメントを収容するケーシングを有する。クリーナケースは、エレメントユニットを収容する。また、エレメントユニットの空気取入面の反対側に、吸入空気が外部から流入する流入口を有する。衝突壁は、流入口から流入する吸入空気が衝突するように設けられ、例えば、クリーナケースの一部を利用して形成することができる。隔離板は、衝突壁への衝突により吸入空気から分離された異物をエレメントユニットから隔離するように形成する。異物収容部は、隔離板にて隔離された異物が収容されるようクリーナケースの一部を利用して形成される。排出孔は、異物収容部に収容された異物を排出するように、異物収容部に形成される。

このようにすれば、吸入空気が直接にエレメントユニットの空気取入面に当たらないので、エレメントの受ける衝撃を低減することができる。また、吸入空気は衝突壁に衝突し、衝突壁への衝突により分離された異物は隔離板によって隔離される。隔離された異物は、異物収容部に収容され、排出孔によって排出される。よって、異物は再び吹飛ばされることなく排出されるので、異物がエレメントへ飛び込むことによるエレメントの目詰まりを抑制できる。その結果、エレメントの負荷を低減することができ、エレメントの寿命を延ばすことができる。また、エレメントを小型化にすることができる。

隔離板は、例えば以下のように構成することができる。
請求項２に記載の発明では、クリーナケースの内壁及びエレメントユニットの外壁は、吸入空気通路をエレメントユニットの上方に形成する。ここで、隔離板はエレメントユニットの前記空気取入面側に配置され、重力方向に沿って形成される。
このようにすれば、衝突壁への衝突により分離され、重力方向に沿って落ちる異物が、隔離板によって隔離され、エレメントへの吸入空気の流れに流れ込むことを抑制することができる。よって、異物がエレメントに入ることを抑制することができ、エレメントの負荷を低減することができる。

請求項３に記載の発明では、クリーナケースの内壁及びエレメントユニットの外壁は、吸入空気通路をエレメントユニットの下方に形成する。隔離板は、エレメントユニットの下方に配置され、水平方向に沿って形成される。
このようにすれば、吸入空気がエレメントユニットの下方に導かれる。よって、吸入空気と混ざっている異物等が重力によって、上方向にあるエレメントへ飛び込みにくくなる。また、隔離板が水平方向に沿って形成されるため、異物が上方向に飛び上がることを抑制することができる。よって、エレメントの負荷をさらに低減することができる。

隔離板は、請求項４に示すように、エレメントユニットのケーシングと一体形成されることが考えられる。
このようにすれば、エレメントユニットのケーシングを形成するときに隔離板も一緒に形成することができる。よって、エアクリーナを組み立てるとき、点検する部品の数が少なくなり、組み立て作業に要する時間が短くなる。また、隔離板をクリーナケースの内壁に設置しないので、クリーナケースの内部が掃除しやすい形状となる。よって、クリーナケースのメンテナンス性が向上する。

本発明の第１実施形態によるエアクリーナを有する吸気装置の分解斜視図である。 本発明の第１実施形態によるエアクリーナの分解斜視図である。 本発明の第１実施形態によるエアクリーナを有する吸気装置の斜視図である。 本発明の第１実施形態によるエアクリーナの模式的な断面図である。 本発明の第１実施形態の別形態によるエアクリーナの模式的な断面図である。 本発明の第２実施形態によるエアクリーナの模式的な断面図である。

以下、本発明によるエアクリーナを図面に基づいて説明する。
本発明の実施形態のエアクリーナは、車両のエンジンに吸気を導く吸気通路に設けられる吸気装置に適用したものである。
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態の吸気装置１は、図１に示すように、エアクリーナ２及び熱交換ユニット７を備える。エアクリーナ２は、エレメントユニット５、及び上カバー３と下カバー４とを含むクリーナケースを有する。

エレメントユニット５は、図示しないエンジンの燃焼室にダスト（塵および油等）を含まない吸入空気を送るために外部の空気を濾過するためのものである。
図２に示すように、エレメントユニット５は、エレメント１２、ケーシング１５、キャップ１４、蓋２７、ホース２９、及び流量検出器２６を有する。
エレメント１２は、例えば合成繊維の不織布や濾紙などの濾材によって構成され、外部の空気中のダスト（塵及び油等）を除去する。エレメント１２は、ケーシング１５とキャップ１４とによって挟持される。

ケーシング１５は、略直方体であり、例えば樹脂で形成され、エレメント１２を収容する。ケーシング１５の一面は、格子状に形成され、エレメント１２の取入面１３が部分的に露出する。この取入面１３から吸入空気がエレメント１２の内部に取り入れられ、濾過される。

キャップ１４は、エレメント１２の取入面１３の反対側に設けられ、ケーシング１５とともにエレメント１２を挟持する。キャップ１４のケーシング１５側の端部は、エレメント１２を挟んでケーシング１５を締結する嵌着構造を有する。また、キャップ１４には、複数の板バネ１７が設けられ、この板バネ１７がケーシング１５の受部１６に係止されることにより、ケーシング１５とキャップ１４とが固定される。エレメント１２がケーシング１５及びキャップ１４の間に組み付けられたとき、キャップ１４の奥部には空間部２２が形成される（図４参照）。

また、キャップ１４の側方には、略円筒形の筒部２４が形成されている。筒部２４のケーシング１５側の端部には、例えばゴムまたはエラストマ製のホース２９が取り付けられる。筒部２４のケーシング１５と反対側の端部は、蓋２７によって覆われる。蓋２７は、キャップ１４の空間部２２の奥部に形成された図示しない開口、及び、筒部２４のケーシング１５と反対側の端部を覆うとともに、エレメント１２によって濾過された吸入空気を空間部２２から上述の開口を経由して筒部２４へ導く通路を形成する。筒部２４に導かれた吸入空気は、ホース２９、及びアウトレットダクトを経由して、エンジンに供給される。

筒部２４の上部には、略円形の穴２５が形成され、この穴２５には流量検出器２６が装着される。流量検出器２６は、エンジンへ供給される吸入空気の空気流量を測定するものであって、例えば発熱抵抗体などの測定素子を有する熱式エアフロメータなどが用いられる。

図１に示すように、エレメントユニット５を収容するクリーナケースは、上カバー３及び下カバー４を有する。
上カバー３は、例えば樹脂で形成され、エレメントユニット５の上方を覆う。上カバー３には、熱交換ユニット７の上方において車両前方方向に扁平に開口する流入口３１が形成される。この流入口３１は、車両外部の空気が直接流入するように車両前方側に開放されている。流入口３１の上部には、車両前方方向に延設された庇部３３が形成される。図４に示すように、上カバー３の車両後方側板３７の内壁には、流入口３１から流入された吸入空気が衝突する衝突壁３２を有する。また、上カバー３の車両後方側には、略半円形に切りかかれた上挿入部３５が形成される。上カバー３の下側の端部には、溝部３６が形成されて、この溝部３６を下カバー４の上側の端部に嵌合して固定される。

下カバー４は、例えば樹脂で形成され、エレメントユニット５の下方を覆う。下カバー４の車両前方側の端部には、段差部４２が形成されており、この段差部４２が後述する取付部７１に嵌り合う。また、下カバー４は、車両前方側の端部から突設される複数の脚部４３を有し、脚部４３と後述するファンシュラウド６１とがボルト等によって固定される。さらにまた、下カバー４には、下方に突設する突設部４４が設けられている。下カバー４の車両後方側には、略半円形に切り欠かれた下挿入部４５が形成される。下挿入部４５は、上カバー３の上挿入部３５と対応し、上挿入部３５と下挿入部４５とで形成された空間には、エレメントユニット５のホース２９が挿通される。
また、図４に示すように、下カバー４の車両後方側板４７と底板４６の一部とは異物を収容する異物収容部４９を形成する。異物収容部４９は、上カバー３の衝突壁３２に衝突して落ちる異物を収容する。

本形態のエアクリーナ２では、図１に示すように、下カバー４には隔離板５０が設けられる。隔離板５０は、図４に示すように、下カバー４の車両後方側板４７の内壁とエレメントユニット５の取入面１３との間にて、重力方向に沿って形成され、隔離板５０の他端部５２は下カバー４の底板４６の内壁に固定される。隔離板５０の一端部５１は、上カバー３に向いて形成され、ケーシング１５の上側外壁１５１の高さを越えないように形成される。また、隔離板５０は、異物とエレメント１２とを隔離するために、例えば一端部５１をエレメント１２の上側外壁１２１よりも高く形成することが好ましい。

本形態では、隔離板５０が下カバー４の底板４６の内壁に固定されていますが、変形例として図５に示すように、隔離板５０とエレメントユニット５のケーシング１５とを一体に形成することも考えられる。この場合、エレメントユニット５のケーシング１５の下側外壁１５２は、隔離板５０側へ延出された延出板１５３を有する。隔離板５０は、この延出された延出板１５３に固定され、エレメントユニット５のケーシング１５と一体に形成される。

また、図４及び図５に示すように、下カバー４の異物収容部４９には、排出孔４８が形成される。排出孔４８は、本形態の図１に示すように、下カバー４の底面の長手方向に亘る長穴とすることが考えられる。また、下カバー４の底面の長手方向に亘る複数の穴を並べて排出孔４８を形成してもよい。さらにまた、下カバー４の底面が傾いて形成された場合、もっとも低いところに排出孔４８を形成してもよい。

熱交換ユニット７は、ラジエータ７５及びファンシュラウド７６等を有する。ファンシュラウド７６には、エアクリーナ２を取り付けるための取付部７１が設けられている。取付部７１は、底壁７２、及び、底壁７２の両側から立ち上がる側壁７３を有し、底壁７２にエレメントユニット５が載置される。また、底壁７２には、下カバー４の突設部４４と対応する切欠部７４が形成されている。本実施形態では、取付部７１は、上カバー３及び下カバー４とともにエレメントユニット１０を収容する。

次に、吸入空気の流れについて、図４及び図５に基づいて説明する。図４及び図５は、熱交換ユニット７に取り付けられたエアクリーナ２の断面を示すものであって、車両の前後方向に対して平行な面の断面を模式的に示した断面図である。図４及び図５においては、突設部４４が設けられていない位置における断面を示している。

エレメントユニット５は、エレメント１２の取入面１３が車両後方側に向くように、上カバー３及び下カバー４からなるクリーナケース、及び取付部７１に収容される。上カバー３の流入口３１は、ラジエータ７５の上部に設けられ、車両前方に開放されて、外部の空気を直接取り入れ可能に構成されている。また、流入口３１と連通する通路８０は、図４に示すように、エレメントユニット５のケーシング１５の上側外壁１５１、キャップ１４の外壁、及び上カバー３の頂板３８の内壁によって形成されている。この通路８０は、流入口３１から上カバー３の車両後方側板３７の内壁の衝突壁３２まで繋がる空間となっているため、流入口３１から流入した吸入空気は、通路８０を経由して衝突壁３２に衝突する。吸入空気が衝突壁３２に衝突することによって、吸入空気中に含まれている異物は、重力方向に沿って落ちる。ここで、エレメント１２の取入面１３と下カバー４の車両後方側板４７の内壁との間に隔離板５０が設けられているため、異物とエレメント１２とは隔離される。隔離された異物は、下カバー４の車両後方側板４７の内壁と隔離板５０との間に形成する隔離部屋９０に落ち込み、下カバー４の車両後方側板４７及び底板４６の一部によって形成される異物収容部４９によって収容される。そして、収容された異物は、異物収容部４９に形成された排出孔４８によって外側に排出される。一方、吸入空気はエレメント１２で濾過され、空間部２２、筒部２４（図１等参照）、ホース２９（図１等参照）、アウトレットダクトを経由してエンジンに供給される。

以上詳述したように、エアクリーナ２は、エンジンに吸入空気を供給する吸気装置１の一部であって、上カバー３、下カバー４、及び排出孔４８を有するクリーナケースと、エレメント１２を収容するエレメントユニット５と、隔離板５０とを備える。クリーナケースは、吸入空気が外部から流入する流入口３１が開口し、エレメントユニット５を収容する。隔離板５０は、吸入空気に含まれる異物を隔離し、排出孔４８は隔離された異物を排出する。

本形態では、エレメント１２の取入面１３と下カバー４の車両後方側板４７の内壁との間に隔離板５０が重力方向に沿って設けられる。隔離板５０と下カバー４の車両後方側板４７の内壁とは、エレメント１２の吸入空気の水平方向下流側にて、隔離部屋９０を形成する。よって、衝突壁３２への衝突により分離された異物は隔離板５０によって隔離され、重力方向に沿って隔離部屋９０に落ちる。落ちた異物は、異物収容部４９によって収容される。隔離部屋９０の開口は、エレメント１２よりも、吸入空気の水平方向下流側に形成されているため、隔離された異物は再びエレメント１２へ巻き込まれることが抑制できる。よって、異物がエレメント１２へ巻き込まれることによるエレメント１２の目詰まりを抑制できる。その結果、エレメント１２の負荷を低減することができ、エレメント１２の寿命を延ばすことができる。また、エレメント１２を小型化にすることができる。

本形態の異物収容部４９には、排出孔４８が設けられる。異物収容部４９に収容された異物は排出孔４８によって異物収容部４９から外側に排出される。このため、収容された異物は、再び吸入空気の流れに巻き込まれることなくエアクリーナ２の外側に排出される。よって、異物によるエレメント１２の目詰まりをさらに抑制することができ、エレメント１２の寿命さらに延ばすことができる。また、エレメント１２を小型化にすることができる。

また、隔離板５０とエレメントユニット５のケーシング１５とは一体に形成することができる。このようにすれば、エアクリーナを組み立てるとき、点検する部品の数が少なくなり、組み立て作業に要する時間が短くなる。また、隔離板をクリーナケースの内壁に設置しないので、クリーナケースの内部が掃除しやすい形状となる。よって、クリーナケースのメンテナンス性が向上する。

（第２実施形態）
次に、図６に基づいて、本発明の第２実施形態のエアクリーナ６について説明する。なお、上述したように吸気装置１の構成は、上記形態と同様である。本形態のエアクリーナ６は、エレメントユニット５、水平方向に形成する隔離板６０、及び上カバー３と下カバー４とを含むクリーナケースを有する。以下では、水平方向に形成する隔離板６０を中心として説明する。さらにまた、煩雑になることを避けるため、流用できる符号は、上記実施形態のものを流用する。

本形態のエレメントユニット５は、上カバー３に配置され、エレメントユニット５と下カバー４との間に吸入空気の通路８０を形成する。

本形態の隔離板６０は、図６に示すように、エレメントユニット５のケーシング１５の下側外壁１５２と、下カバー４の底板４６との間にて、水平方向に沿って形成され、隔離板６０の他端部６２は、下カバー４の車両後方側板４７の内壁に固定される。隔離板６０の一端部６１は、車両前方に向いて形成され、少なくともエレメント１２の取入面１３の吸入空気の水平方向上流側に位置する。

次に、吸入空気の流れについて説明する。
本形態では、エレメントユニット５は、エレメント１２の取入面１３が車両後方側に向くように、上カバー３及び下カバー４からなるクリーナケースに収容される。上カバー３の流入口３１は、ラジエータ７５の上部に設けられ、車両前方に開放されて、外部の空気を直接取り入れ可能に構成されている。また、流入口３１と連通する通路８０は、エレメントユニット５のケーシング１５の下側外壁１５２、キャップ１４の外壁、取付部７１の底壁７２、及び隔離板６０によって形成されている。ここで、エレメントユニット５のキャップ１４の外壁には衝突壁２５が形成される。流入口３１から入った吸入空気は、衝突壁２５に衝突され、エレメントユニット５の重力方向下側に導かれる。隔離板６０までたどり着いた吸入空気は二道に別れ、隔離板６０の上側と下側とを流れる。ここで、吸入空気に含まれている異物は、重力によって隔離板６０の下側の流れに流れ込み、異物収容部４９に収容される。そして、収容された異物は、異物収容部４９に形成された排出孔４８によって外側に排出される。一方、吸入空気は、隔離板６０の上側の流れに流れ込み、エレメント１２で濾過され、空間部２２、筒部２４（図１等参照）、ホース２９（図１等参照）、アウトレットダクトを経由してエンジンに供給される。

本形態では、エレメントユニット５のケーシング１５の下側外壁１５２、キャップ１４の外壁、及び取付部７１の底壁７２によって、形成される通路８０によって、吸入空気がエレメントユニット５の重力方向下側に導かれる。このため、異物がエレメントユニット５の下側に導かれ、上方向に飛びあがりにくくなる。よって、異物によるエレメント１２の目詰まりを抑制することができ、エレメント１２の負荷を低減することができる。

また、本形態では、エレメントユニット５の重力方向の下側に、隔離板６０が水平方向に形成される。このため、異物が上方向に飛びあがることを効果的に抑制することができる。よって、異物によるエレメント１２の目詰まりを効果的に抑制することができる。

隔離板６０の一端６１は、エレメント１２の取入面１３よりも、吸入空気流れの水平方向上流側に位置する。このようにすれば、異物がエレメント１２へ入ることをさらに抑制することができ、異物によるエレメント１２の目詰まりをさらに抑制することができる。

以上、本発明は、上記形態に何等限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実施可能である。
上記形態は吸気装置に採用されるものとして説明したが、同様の構成のエアクリーナを、他の分野へ適用することはもちろん可能である。

１：吸気装置、２、６：エアクリーナ、３：上カバー、４：下カバー、５：エレメントナユニット、７：熱交換ユニット、１２：エレメント、１３：取入面、１４：キャップ、１５：ケーシング、２７：蓋、２９：ホース、３１：流入口、３７：車両後方側板、４７：車両後方側板、５０、６０：隔離板、７１：取付部、７２：底壁、７３：側壁、７５：ラジエータ、７６：ファンシュラウド、８０：通路

Claims (4)

1. 内燃機関に清浄な空気を供給するためのエアクリーナであって、
   空気に含まれる異物を除去するエレメント、及び当該エレメントを収容するケーシングを有するエレメントユニットと、
   前記エレメントユニットを収容し、前記エレメントユニットの空気取入面の反対側に、吸入空気が外部から流入する流入口を有するクリーナケースと、
   前記流入口から流入する吸入空気が衝突する衝突壁と、
   前記衝突壁への衝突により吸入空気から分離された異物を前記エレメントユニットから隔離する隔離板と、
   前記隔離板にて隔離された前記異物が収容されるよう前記クリーナケースの一部を利用して形成された異物収容部と、
   前記異物収容部に形成され、前記異物収容部に収容された前記異物を排出する排出孔と、を備え、
   前記エレメントユニットは、エレメント、及び該エレメントを収容するケーシングを有することを特徴とするエアクリーナ。
2. 請求項１に記載のエアクリーナにおいて、
   前記クリーナケースの内壁及び前記エレメントユニットの外壁は、前記エレメントユニットの上方に吸入空気通路を形成し、
   前記隔離板は、前記エレメントユニットの前記空気取入面側に配置され、重力方向に沿って形成されることを特徴とするエアクリーナ。
3. 請求項１に記載のエアクリーナにおいて、
   前記クリーナケースの内壁及び前記エレメントユニットの外壁は、前記エレメントユニットの下方に吸入空気通路を形成し、
   前記隔離板は、前記エレメントユニットの下方に配置され、水平方向に沿って形成されることを特徴とするエアクリーナ。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載のエアクリーナにおいて、
   前記隔離板は、前記エレメントユニットの前記ケーシングと一体形成されていることを特徴とするエアクリーナ。

Images