JP2012144992A - エアクリーナ - Google Patents

Abstract

【課題】気化器から吹き返される混合燃料を抑制ないし低減して、フィルタの長寿命化・メンテナンス頻度の低減等を図る。
【解決手段】気化器側に位置するクリーナ底壁１５Ａに設けられたクリーナ出口２０の近傍にそれを囲繞するように形成され、気化器から吹き返された混合燃料を溜める燃料溜部３０と、クリーナ出口２０を介してエアクリーナ内に吹き返された混合燃料がフィルタ側ではなく燃料溜部３０側に向かうように誘導する吹き返し誘導部材１９と、燃料溜部３０に溜まる燃料を吸気負圧を利用して気化器側へ還流させるべく、一端が燃料溜部３０に連通するとともに、他端がクリーナ出口２０に連通する戻し流路４１、４２、４３、４４とを備え、この戻し流路４１、４２、４３、４４は、上端面がクリーナ出口２０に向かって下り勾配のスロープ面とされ、クリーナ出口２０を中心として放射状に設けられている。
【選択図】図１

Description

本発明は、エンジンの吸気系における気化器の直上流に配設されるエアクリーナに係り、特に、気化器から吹き返される混合燃料（ガソリンと潤滑用オイル）に起因する不具合・トラブルを抑制ないし低減し得るようにされたエアクリーナに関する。

例えば、チェーンソーや刈払機等の携帯型動力作業機にあっては、通常、本体ハウジング内に、ソーチェーン等の作業部を駆動するための動力源として、排気量２５〜１００ｃｃ程度の小型空冷内燃機関である２サイクルガソリンエンジンが搭載されており、該エンジンの吸気系には燃料供給・調量手段としての気化器が配備されるとともに、この気化器の直上流には、吸入される外気から塵埃を取り除いて清浄化するためのエアクリーナが配設されている。

以下、上記エアクリーナの従来例を、チェーンソーの後部及びそれに搭載された掃気口を左右に２つずつ計４つ有する反転掃気式の２サイクルガソリンエンジンの一部と共に示す図３を参照しながら説明する。

図示のチェーンソー５０においては、本体ハウジング５２の上面部及び後部にまたがって、スロットルロックレバーやスロットルトリガーが組み込まれた横向きＬ形のトップハンドル５４が配設され、本体ハウジング５２内にエンジン６０により駆動される冷却ファン（図示せず）が配設され、この冷却ファンにより本体ハウジング５２内に吸入された空気の一部を、前記トップハンドル５４及び本体ハウジング５２の後部に配設された前記エアクリーナ１０’及び気化器６５を介してエンジン６０のシリンダ６２内に吸入させるようになっている。

エンジン６０は、本体ハウジング５２内に、横置きで、その吸気口６３を上側にしかつ頭部（燃焼室）６４を機体後方に向けて搭載されており、前記吸気口６３より上流側に合成ゴム材よりなる吸振性通気管６６を介して前記気化器６５が連結されるとともに、該気化器６５の直上流にエアクリーナ１０’が連接されている。

エアクリーナ１０’は、概略へ字状断面の底壁１５［気化器６５側（上側）の底壁１５Ａとクリーナ入口１６側（下側）の底壁１５Ｂ］及び外周側壁１５Ｃを持つ合成樹脂製のケース１１と、該ケース１１の上面開口を覆うように被せられた厚板状のフィルタ（濾過エレメント）１２と、該フィルタ１２を前記ケース１１との間に挟み込むように被せられた合成樹脂製のカバー１３と、このカバー１３を取着すべく、ケース１１における気化器側底壁１５Ａとクリーナ入口側底壁１５Ｂとの境目辺りに形成された雌ねじ部１７にねじ込まれたねじ部材１８と、を備え、前記ねじ部材１８を弛めれば、カバー１３及びフィルタ１２を取り外すことができるようになっている。なお、雌ねじ部１７は、その上部（ボス部１７ａ）が底壁１５（１５Ａ、１５Ｂ）から上方に突出せしめられている。

また、前記エアクリーナ１０’のケース１１部分が図４に示されているように、ケース１１の気化器側底壁１５Ａには、気化器６５における内部通路６７の吸入口６７ａに連なるようにクリーナ出口２０が設けられている。クリーナ出口２０は、その上端部（ボス部２０ａ）が底壁１５Ａ上面より若干上側に突出せしめられている。底壁１５Ａ上には、気化器６５から吹き返される混合燃料（後述する）をフィルタ１２側に向かわせないようにするための板金製の吹き返し誘導部材１９が配設されている。

この誘導部材１９は、図５（Ａ）に取付状態の平面図、（Ｂ）に斜視図が示されているように、前記クリーナ出口２０の中央上に跨る逆リップ溝形状の折曲板部１９Ａと該折曲板部１９Ａの上板部１９ａから雌ねじ部１７側にやや下向きに折れ曲がって延設された三日月状板部１９Ｂとからなり、折曲板部１９Ａの両側板部１９ｂ、１９ｂの下端には、外側に折り曲がるねじ止め板部１９ｃ、１９ｃが設けられており、止めねじ２２が、ねじ止め板部１９ｃ、１９ｃに設けられた通し穴１９ｄ及びケース１１の底壁１５Ａに設けられたボス部２９ａ付き挿通穴２９、２９を介して気化器６５にねじ込まれて、吹き返し誘導部材１９とケース１１とが気化器６５に共締め固定されている。

また、ケース１１のクリーナ入口側底壁１５Ｂには、気化器６５から吹き返された燃料を集めて溜める燃料溜部２５を画成すべく、立上板部２７、２８が設けられている。

実公昭３８−２１００７号公報 実開昭６３−７５５５９号公報

ところで、上記した如くのエンジン６０の吸気系においては、何ら対策を講じなければ、吸気口６３からの吹き返しにより、気化器６５で一旦は霧化された混合燃料（ガソリンと潤滑用オイル）がクリーナ出口２０を介してケース１１内に吹き返される。この吹き返し流を、図４（Ａ）に点破線矢印で示す。クリーナ出口２０を介してケース１１内に吹き返された混合燃料は、吹き返し誘導部材１９に誘導されて（図３の破線矢印）、ケース１１の内壁面（外周側壁１５Ｃや底壁１５）等を伝って前記燃料溜部２５に集められて溜められるが、その一部はそのままフィルタ１２に付着する。また、溜められた混合燃料の一部は吹き返し後の吸入時に吸気負圧によりクリーナ出口２０側に吸引されて気化器６５に還流されるが、その一部は燃料溜部２５に残り、燃料溜部２５から溢れ出るなどしてフィルタ１２に付着する。

フィルタ１２に付着した混合燃料は、ガソリンだけが気化し、オイル分のみがケース１１及びフィルタ１２に残り、その結果、フィルタ１２の通気抵抗が増え（吸入空気量減少）、気化器６５のノズルに掛かるブースト圧が増加し、燃料流量が増え、燃焼に供される混合気が過濃状態となり、出力が低下し、作業性が悪化するばかりか、作業者は頻繁にフィルタ１２のメンテナンス（交換等）を強いられる。例えば、上記したエンジン（排気量２７ｃｃ）においては、２０時間程度使用すると、フィルタ１２のメンテナンスが必要となる。そのメンテナンスを怠った場合、ケース１１から飽和したオイルにより、機体が汚れるだけでなく、土壌汚染を引き起こす（刈払機等は、特に米処でそういった不具合が嫌がられる）。

上記のように気化器から吹き返される混合燃料による不具合・トラブルを抑制ないし低減すべく、従来より、例えば特許文献１、２等に見られるように、気化器から吹き返された混合燃料を集めて溜める燃料溜部と、該燃料溜部に溜まる燃料を吸気負圧を利用して気化器側へ還流させるための戻し流路とを設けること等が提案されているが、それだけでは、特に、機体（エンジン・エアクリーナ）の姿勢変化が大きくなりやすい（傾斜、転倒等をしやすい）チェーンソーや刈払機等の携帯型作業機においては、前記不具合・トラブルを十分には解消できない。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、気化器から吹き返される混合燃料に起因する不具合・トラブルを抑制ないし低減し得て、フィルタの長寿命化・メンテナンス頻度の低減等を図ることのできるエアクリーナを提供することにある。

前記の目的を達成すべく、本発明に係るエアクリーナは、基本的には、エンジンの吸気系における気化器の直上流に配設されるもので、前記気化器側に位置するクリーナ底壁に設けられたクリーナ出口の近傍に形成され、前記気化器から吹き返された混合燃料を集めて溜める燃料溜部と、前記クリーナ出口を介して当該エアクリーナ内に吹き返された混合燃料がフィルタ側ではなく前記燃料溜部側に向かうように誘導する吹き返し誘導部材と、前記燃料溜部に溜まる燃料を吸気負圧を利用して前記気化器側へ還流させるべく、一端が前記燃料溜部に連通するとともに、他端が前記クリーナ出口に連通する戻し流路とを備え、前記戻し流路は、前記クリーナ出口を中心として放射状に複数個形成されていることを特徴としている。

前記燃料溜部は、好ましくは、前記クリーナ底壁に立設された堰状板部を含んで構成される。
前記戻し流路は、好ましくは、前記クリーナ底壁に立設された、上端面が前記クリーナ出口に向かって下り勾配のスロープ面とされた流路形成板部を含んで構成される。

本発明に係るエアクリーナでは、気化器から吹き返された混合燃料を集めて溜める燃料溜部に加えて、一端が燃料溜部に連通するとともに、他端がクリーナ出口に連通する戻し流路が、クリーナ出口を中心として放射状に複数個形成されているので、燃料溜部に溜まる混合燃料は、その後、吸気負圧により、前記放射状に複数個形成された戻し流路を通じて効率よく気化器側に還流せしめられる。

そのため、フィルタに付着する混合燃料量が従来例のものに比して大幅に低減され、その結果、気化器から吹き返される混合燃料に起因する不具合・トラブルを効果的に抑制ないし低減し得て、フィルタの長寿命化・メンテナンス頻度の低減等を図ることができる。

また、戻し流路を前記クリーナ底壁に立設された流路形成板部で構成することにより、当該戻し流路が吸入空気を整流する整流板の役目も果たすことになり、そのため、出力低下等を招くことなく、フィルタへの燃料付着量を低減できる。

また、戻し流路が放射状に形成されるので、作業機（エンジン、当該エアクリーナ）がどのような姿勢になっても（大きく傾斜したり、転倒したりしても）、吹き返された混合燃料を確実に気化器に戻すことができる。

（Ａ）は、本発明に係るエアクリーナの一実施例のケース部分を示す平面図、（Ｂ）は、（Ａ）に示されるケースに吹き返し誘導部材を取り付けた状態を示す平面図。 （Ａ）は、図１（Ａ）のＰ方向斜視図、（Ｂ）は、図１（Ａ）のＲ方向斜視図。 エアクリーナの従来例を、チェーンソーの後部及びそれに搭載された２サイクルガソリンエンジンの一部と共に示す断面図。 図３に示される従来例のエアクリーナのケース部分を示す平面図。 図３に示される従来例のエアクリーナに用いられている吹き返し誘導部材を示し、（Ａ）は取付状態平面図、（Ｂ）は斜視図。

以下、本発明の実施形態を図面を参照しながら説明する。
図１（Ａ）は、本発明に係るエアクリーナの一実施例のケース部分を示す平面図、図１（Ｂ）は、図１（Ａ）に示されるケースに吹き返し誘導部材を取り付けた状態を示す平面図、図２（Ａ）は、図１（Ａ）のＰ方向斜視図、図２（Ｂ）は、図１（Ａ）のＲ方向斜視図である。

本実施例のエアクリーナ１０は、前述した図３、図４に示される従来例のエアクリーナ１０’と基本構成、すなわち、ケース１１、フィルタ１２、カバー１３、ねじ部材１８、誘導部材１９等を備えていることは同じであり、ケース１１の底壁１５上の構成が異なるだけであるので、従来例のエアクリーナ１０’の各部に対応する部分には共通の符号を付して重複説明を省略し、以下においては、相異点を重点的に説明する。

本実施例のエアクリーナ１０のケース１１においては、気化器６５から吹き返された混合燃料を集めて溜めるべく、気化器側底壁１５Ａに設けられたクリーナ出口２０の近傍に、それを囲繞するように燃料溜部３０が形成されている。燃料溜部３０は、主として、気化器側底壁１５Ａと、その外周部分を形成する外周側壁１５Ｃと、気化器側底壁１５Ａとクリーナ入口側底壁１５Ｂとの間を仕切るように底壁１５上にく字ないし横倒しハ字状に上下対称的に立設された２つの堰状板部３１、３２とから形成されている。堰状板部３１、３２は、それぞれ一端側が外周側壁１５Ｃに連なり、他端側が雌ねじ部１７のボス部１７ａに連なっており、吹き返された混合燃料が底壁１５Ａから底壁１５Ｂ側に流出しないように堰き止める構成となっている。なお、燃料溜部３０には、前記した誘導部材１９をねじ止めするための挿通穴２９、２９のボス部２９ａ付近と外周側壁１５Ｃとを結ぶようにリブ状仕切板部３６、３７、３８も立設されている。リブ状仕切板部３６、３７、３８は、その高さがクリーナ出口２０のボス部２０ａや挿通穴２９、２９のボス部２９ａの高さと略同じとなっている。

また、燃料溜部３０には、該燃料溜部３０に溜まる燃料を吸気負圧を利用して気化器６５側へ還流させるべく、一端がクリーナ出口２０に連通するとともに、他端が燃料溜部３０に連通する戻し流路４１、４２、４３、４４が設けられている。

前記戻し流路４１、４２、４３、４４は、それぞれクリーナ出口２０を中心として放射状に立設された、上端面がクリーナ出口２０に向かって下り勾配の平らな（Ｒなどが施されていない）スロープ面とされた流路形成板部４１Ａ、４２Ａ、４３Ａ、４４Ａを含んで構成されている。各流路形成板部４１Ａ、４２Ａ、４３Ａ、４４Ａは、一端がクリーナ出口２０に連なり、そのスロープ面がクリーナ出口２０のボス部２０ａより上側に位置せしめられている。流路形成板部４１Ａの他端は、堰状板部３１に連なり、流路形成板部４２Ａの他端は、堰状板部３２に連なり、流路形成板部４３Ａの他端は、外周側壁１５Ｃに連なり、流路形成板部４４Ａの他端は、雌ねじ部１７のボス部１７ａに連なっている。

このような構成とされた本実施例のエアクリーナ１０においては、吸気口６３からの吹き返しにより、気化器６５で一旦は霧化された混合燃料（ガソリンと潤滑用オイル）が前記ケース１１内に吹き返される。この吹き返し流を、図１（Ａ）に点破線矢印で示す。吹き返された混合燃料は、誘導部材１９によってフィルタ１２側ではなく燃料溜部３０側に向かうように誘導されてそこに溜められるとともに、その一部は燃料溜部３０の外周壁（外周側壁１５Ｃ及び堰状板部３１、３２）に当たってはね返される。燃料溜部３０に溜められた混合燃料は、吹き返し後の吸入時に、吸気負圧によりクリーナ出口２０側に吸引される。この場合、燃料溜部３０に溜められた混合燃料のうち、戻し流路４１、４２、４３、４４を構成する、クリーナ出口２０に向かって下り勾配のスロープ付き流路形成板部４１Ａ、４２Ａ、４３Ａ、４４Ａに接している部分は吸引されやすく、先にクリーナ出口２０に引き込まれ、引き込まれることによってその流速が速くなるため、他の部分の混合燃料も、スロープ付き流路形成板部４１Ａ、４２Ａ、４３Ａ、４４Ａに向けて次々と引っ張られて、クリーナ出口２０を介して気化器６５に還流される。この吹き返し後の流れを、図１（Ａ）に実線矢印で示す。

このように、本実施例のエアクリーナ１０においては、気化器６５から吹き返された混合燃料を溜める燃料溜部３０に加えて、スロープ付き流路形成板部４１Ａ、４２Ａ、４３Ａ、４４Ａを含んで構成される戻し流路４１、４２、４３、４４が、クリーナ出口２０を中心として放射状に複数個形成されているので、燃料溜部３０に溜まる混合燃料は、吹き返し直後に生成される吸気負圧により、クリーナ出口２０を介して効率よく気化器６５側に還流せしめられる。

そのため、フィルタ１２に付着する混合燃料量が従来例のものに比して大幅に低減され、その結果、気化器から吹き返される混合燃料に起因する不具合・トラブルを抑制ないし低減し得て、フィルタの長寿命化・メンテナンス頻度の低減等を図ることができる。ちなみに、従来例のものでは２０時間程度使用すると、フィルタ１２のメンテナンスが必要となったが、本実施例のエアクリーナ１０では、その５倍（１００時間）程度までフィルタ１２のメンテナンスは必要としないことが実機試験で確認されている。

また、フィルタ１２への付着量が低減されることにより、燃費を向上させることができるとともに、有害物質排出量も減らすことができる。

また、戻し流路４１、４２、４３、４４がクリーナ底壁１５Ａに放射状に立設された流路形成板部４１Ａ、４２Ａ、４３Ａ、４４Ａで構成されているので、流路形成板部４１Ａ、４２Ａ、４３Ａ、４４Ａが吸入空気を整流する整流板の役目も果たすことになり、そのため、出力低下等を招くことなく、フィルタ１２への燃料付着量を低減できる。

また、流路形成板部４１Ａ、４２Ａ、４３Ａ、４４Ａが放射状に立設されているので、作業機（エンジン、当該エアクリーナ）がどのような姿勢になっても（大きく傾斜したり、転倒したりしても）、吹き返された混合燃料を確実に気化器に戻すことができる。

なお、本実施例では、燃料溜部３０は２つの堰状板部３１、３２を含んで構成されているが、燃料溜部３０の構成は、吹き返された混合燃料をクリーナ出口２０周辺に溜めることができれば、その形状は限定されず、例えば、吹き返された混合燃料が底壁１５Ａから底壁１５Ｂ側へ流れ出ないように、底壁１５Ａと底壁１５Ｂとの間に単に段差を設けるだけでもよい。

また、吹き返し誘導部材も上記実施例のものに限定されず、エアクリーナ（ケース１１）内に吹き返された混合燃料がフィルタ１２側ではなく燃料溜部３０側に向かうように誘導できれば、その形状・材質等は限定されず、また、合成樹脂製のケース１１と一体に成形してもよい。

１０ エアクリーナ
１１ ケース
１２ フィルタ
１３ カバー
１９ 吹き返し誘導部材
２０ クリーナ出口
３０ 燃料溜部
３１、３２ 堰状板部
４１、４２、４３、４４ 戻し流路
４１Ａ、４２Ａ、４３Ａ、４４Ａ 流路形成板部

Claims (3)

1. エンジンの吸気系における気化器の直上流に配設されるエアクリーナであって、
   前記気化器側に位置するクリーナ底壁に設けられたクリーナ出口の近傍にそれを囲繞するように形成され、前記気化器から吹き返された混合燃料を溜めておく燃料溜部と、前記クリーナ出口を介して当該エアクリーナ内に吹き返された混合燃料がフィルタ側ではなく前記燃料溜部側に向かうように誘導する吹き返し誘導部材と、前記燃料溜部に溜まる燃料を吸気負圧を利用して前記気化器側へ還流させるべく、一端が前記クリーナ出口に連通するとともに、他端が前記燃料溜部に連通する戻し流路とを備え、
   前記戻し流路は、前記クリーナ出口を中心として放射状に複数個形成されていることを特徴とするエアクリーナ。
2. 前記燃料溜部は、前記クリーナ底壁に立設された堰状板部を含んで構成されていることを特徴とする請求項１に記載のエアクリーナ。
3. 前記戻し流路は、前記クリーナ底壁に立設された、上端面が前記クリーナ出口に向かって下り勾配のスロープ面とされた流路形成板部を含んで構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のエアクリーナ。

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