JP2013130093A - Air cleaner for internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、砂漠地帯や採石現場などの塵埃が多い環境を走行する車両に用いられる内燃機関用エアクリーナに関する。 The present invention relates to an air cleaner for an internal combustion engine used in a vehicle traveling in a dusty environment such as a desert area or a quarry site.
従来、内燃機関の燃焼室に導入するエアを清浄化するエアクリーナとして、ケーシングの内部にカップ形状のエレメントホルダを設けたものが知られている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1に開示されたエアクリーナは通常エレメントの数は1つである。これに対し、塵埃の多い環境で使用されるエアクリーナとして、環状の外側エレメントの内側に環状の内側エレメントを挿入してなる二重エレメント構造のエアクリーナが開示されている(例えば、特許文献2参照)。 2. Description of the Related Art Conventionally, an air cleaner that cleans air introduced into a combustion chamber of an internal combustion engine is known in which a cup-shaped element holder is provided inside a casing (see, for example, Patent Document 1). The air cleaner disclosed in Patent Document 1 usually has one element. On the other hand, as an air cleaner used in a dusty environment, an air cleaner having a double element structure in which an annular inner element is inserted inside an annular outer element is disclosed (for example, see Patent Document 2). .
建設現場などの塵埃の多い環境ではエレメントが破損する可能性があるので、それに備えて二重構造にしてあり、内側エレメントはセーフティエレメントとして用いられる。特に、砂嵐の発生する砂漠地帯などでは外側エレメントとなるメインエレメントを交換する際に、セーフティエレメントがないとケーシングからエンジン内に砂塵が侵入することになる。エンジン内に砂塵が侵入するとシリンダ内部の摩耗に繋がり、エンジンの寿命が短くなる。砂漠地帯では1回の砂嵐が数日間続くこともあり、その間に車両を走行させるとエアクリーナの機能が短時間のうちに低下する。なお、砂嵐の成分の大部分は砂より細かい砕屑物である。 In a dusty environment such as a construction site, the element may be damaged. Therefore, a double structure is provided for the element, and the inner element is used as a safety element. In particular, in a desert area where a sandstorm occurs, when replacing the main element as the outer element, if there is no safety element, dust will enter the engine from the casing. If dust enters the engine, it will lead to wear inside the cylinder and shorten the life of the engine. In a desert area, a single sandstorm may continue for several days, and if the vehicle is driven during that time, the function of the air cleaner will deteriorate in a short time. Most of the components of sandstorms are debris finer than sand.
図4は、エアクリーナ108内のエアの流れを模式的に示している。図に示すように、エア流入口を介してケーシング100内に流入した外気はケーシング100の内壁近くを流れ、メインエレメント105及びセーフティエレメント104を通過してセーフティエレメント104の内側に流入する。セーフティエレメント104内に流入した清浄化されたエアはエア流出口からエンジンに向って流れる。
FIG. 4 schematically shows the air flow in the
図5は従来のエアクリーナを示している。このエアクリーナ108は円筒状のケーシング100を備えており、その周面にはエア流入口100aが形成され、ケーシング100の一端面にはエア流出口100bが設けられている。このエア流出口100bには配管101が接続されている。また、ケーシングの他端側は開口しており、略カップ状のケーシングカバー102がボルト締結により取り付けられている。ケーシング100の内部には略コーン状のエレメントホルダ103が設けられており、このエレメントホルダ103の軸線とケーシング100の軸線とが一致するようにエレメントホルダ103は配置されている。配管101とエレメントホルダ103とは溶接などで連結することができる。
FIG. 5 shows a conventional air cleaner. The
エレメントホルダ103よりも外周側には、エレメントホルダ103の外周面を囲うように筒状のセーフティエレメント104が設けられており、さらにこのセーフティエレメント104を囲うように筒状のメインエレメント105が設けられている。
セーフティエレメント104及びメインエレメント105の一端とケーシング100の内壁面との間には、それぞれパッキン106A,106Bが介装され、他端側には略皿状のエレメント支持板107A,107Bが設けられている。エレメントホルダ103の先端部とエレメント支持板107A,107Bの中央にはボルト穴が形成され、該ボルト穴にエレメントホルダ103側からボルトB1が挿通され、エレメント支持板107A,107BをナットN1,N2を用いてセーフティエレメント104及びメインエレメント105に付勢することにより、パッキン106A,106Bを圧縮した状態でセーフティエレメント104及びメインエレメント105は固定される。
A
しかし、上述したエアクリーナでは、主にメインエレメント105の交換時の砂塵侵入防止用にセーフティエレメント104が必要とされるだけであるにもかかわらず、セーフティエレメント104にはメインエレメント105と同等に長いものが使用されており、装置も複雑になり重量も大きくなるという問題があった。
また、メインエレメント105にはある程度の径やエレメントの厚みが必要とされるため、大き過ぎることも小さ過ぎることも好ましくなかった。よって、メインエレメント105の大きさは概ね決まるため、その内部に挿入されるセーフティエレメント104の径なども概ね決まることになる。そのため、セーフティエレメント104単体での十分なフィルタ性能を期待することは困難であり、そもそも非常用の構成部品であった。
However, in the air cleaner described above, the
In addition, since the
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、軽量化及び低コスト化を図ることができるエアクリーナを提供することを目的とする。 This invention is made | formed in view of the said situation, and it aims at providing the air cleaner which can achieve weight reduction and cost reduction.
本発明者は、このような課題に対して鋭意研究を重ねた結果、セーフティエレメントとなる平面状のフィルタ部をエア流出口に流路断面方向に沿うように取り付けることにより、セーフティエレメントが小型化し、装置の軽量化及び低コスト化を図ることができることを見出し、本発明を完成するに至った。 As a result of intensive research on such problems, the present inventor has reduced the size of the safety element by attaching a planar filter portion serving as a safety element to the air outlet along the cross-sectional direction of the flow path. The present inventors have found that it is possible to reduce the weight and cost of the apparatus and have completed the present invention.
本発明のエアクリーナは、内燃機関用の吸気を清浄化するエアクリーナであって、該エアクリーナは、エア流入口とエア流出口とを有するケーシングと、該ケーシングの内側に配置されエア中の砂塵を除去するための環状のメインエレメントと、該メインエレメントよりもエア流れ方向下流側に配置されたセーフティエレメントとを備え、前記セーフティエレメントは枠体に平面状のフィルタ部を有し、前記セーフティエレメントは前記エア流出口に前記フィルタ部がエア流出口の流路断面方向に沿うように取り付けられていることを特徴とする。 The air cleaner of the present invention is an air cleaner for purifying intake air for an internal combustion engine, and the air cleaner removes dust in the air disposed inside the casing and a casing having an air inlet and an air outlet. An annular main element and a safety element disposed downstream of the main element in the air flow direction, the safety element having a planar filter portion on a frame, and the safety element The filter part is attached to the air outlet so as to be along the cross-sectional direction of the air outlet.
本発明では、セーフティエレメントのフィルタ部は平面状にされ、エア流出口の流路断面方向に沿って配置されているので、枠体の内側に平面状のフィルタ部を配置すればよく、従来のような外周面がフィルタ部である大型のエレメントを用いる必要がなくなり、セーフティエレメント用のエレメントホルダも不要となり、軽量化、低コスト化及び装置の簡素化を図ることができる。
また、ケーシングのエア流出口に枠体を螺合させることで前記セーフティエレメントをケーシングに安定して固定させることができる。枠体の内側に雌螺旋を形成しケーシングのエア流出口に雄螺旋を形成してもよいし、枠体の外側に雄螺旋を形成しケーシングのエア流出口に雌螺旋を形成してもよい。
In the present invention, since the filter portion of the safety element is planar and is disposed along the flow path cross-sectional direction of the air outlet, the planar filter portion may be disposed inside the frame body. It is not necessary to use a large element whose outer peripheral surface is a filter part, and an element holder for a safety element is also unnecessary, so that weight reduction, cost reduction, and simplification of the apparatus can be achieved.
Further, the safety element can be stably fixed to the casing by screwing the frame into the air outlet of the casing. A female helix may be formed inside the frame and a male helix may be formed at the air outlet of the casing, or a male helix may be formed outside the frame and a female helix formed at the air outlet of the casing. .
また、前記枠体にはメインエレメントの一端に設けられた環状のパッキンを外嵌させることにより、枠体をパッキン内周側に圧入することができ、枠体はエア流出口に弾力性のあるパッキンで押圧され、セーフティエレメントはケーシングに安定して固定される。ここで、パッキンとセーフティエレメントにそれぞれマグネットを設けて相互に磁着させることで、さらにセーフティエレメントが安定して固定される。 Further, by fitting an annular packing provided at one end of the main element to the frame body, the frame body can be press-fitted into the inner circumferential side of the packing, and the frame body is elastic at the air outlet. The safety element is stably fixed to the casing by being pressed by the packing. Here, by providing magnets to the packing and the safety element and magnetizing each other, the safety element is further stably fixed.
本発明のエアクリーナでは、セーフティエレメントのフィルタ部は平面状にされ、エア流出口の流路断面方向に沿って配置されているので、枠体の内側に平面状のフィルタ部を配置すればよく、従来のような外周面がフィルタ部である大型のエレメントを用いる必要がなくなり、セーフティエレメント用のエレメントホルダも不要となり、軽量化、低コスト化及び装置の簡素化を図ることができる。 In the air cleaner of the present invention, the filter portion of the safety element is made flat, and is arranged along the flow path cross-sectional direction of the air outlet, so that the flat filter portion may be arranged inside the frame, There is no need to use a large element whose outer peripheral surface is a filter part as in the prior art, and an element holder for a safety element is not required, so that weight reduction, cost reduction, and simplification of the apparatus can be achieved.
以下、本発明を実施するための最良の形態を図面を用いて説明する。
図1は、エアクリーナ1内のエアの流れを模式的に示している。図に示すように、エア流入口を介してケーシング2内に流入した外気はケーシング2の内壁近くを流れ、メインエレメント5及びセーフティエレメント8を通過してセーフティエレメント8の内側に流入する。セーフティエレメント8内に流入した清浄化されたエアはエア流出口からエンジンに向って流れる。
The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 schematically shows the flow of air in the air cleaner 1. As shown in the figure, the outside air that has flowed into the
図2は、図1のA部付近の模式的構造を示している。図2(a)に示すメインエレメント5の一端にはパッキン6が取り付けられおり、この内側に図2(b)に示すセーフティエレメント8が嵌り込む。セーフティエレメント8の内側には雌螺旋が形成されており、ケーシング2のエア流出口2bの雄螺旋に螺合させることで図2(c)に示すように、ケーシング2とセーフティエレメント8とが係合される。この係合の後、メインエレメント5がセーフティエレメント8に外嵌される。
FIG. 2 shows a schematic structure near the portion A in FIG. A
図3は、本発明のエアクリーナの一実施形態を示している。このエアクリーナ1は円筒状の樹脂製のケーシング2を備えており、このケーシング2の周面にはエア流入口2aが形成され、ケーシング2の一端面にはエア流出口2bが設けられている。
このエア流出口2bには配管3が接続されている。エア流出口2bから流出したエアはエンジンのシリンダ内に流入する。エアに砂塵が混入するとシリンダの摩耗が発生するため、エンジンよりも上流側にエアクリーナ1が配置されている。
また、ケーシング2の他端側は開口しており、略カップ状の樹脂製のケーシングカバー4がボルトB2を用いて締結により取り付けられている。
FIG. 3 shows an embodiment of the air cleaner of the present invention. The air cleaner 1 includes a
A pipe 3 is connected to the
Moreover, the other end side of the
ケーシング2の内部には筒状のメインエレメント5が設けられており、このメインエレメント5の一端とケーシング2の一端側の内壁との間には、ゴム製のパッキン6が設けられている。そして、メインエレメント5の他端から略皿状の金属製のエレメント支持板7でメインエレメント5は押圧され、パッキン6が圧縮状態となる。この構成では、メインエレメント5に振動が伝達されてもパッキン6がダンパの機能を発揮する。また、エレメント支持板7の外周端部は折り曲げられ、この折曲部7aの内側にメインエレメント5が嵌り込んでいる。
A cylindrical
メインエレメント5としては、一般的な構造のものを用いることができ、例えば、濾紙を蛇腹状に折り畳み樹脂又は金属製の枠体に嵌めた構造のものを採用することができる。濾紙の他、不織布を用いることもできる。メインエレメント5の両端には円環状の金属又は樹脂製の枠体が設けられ、強度が確保されたものである。
エレメント支持板7の中央部とケーシングカバー4の中央にはボルト穴が形成され、該ボルト穴にケーシングカバー4側からボルトB3が挿通され、ナットN3,N4を用いてエレメント支持板7をメインエレメント5に押圧することにより、パッキン6を圧縮した状態でメインエレメント5は固定される。
As the
Bolt holes are formed in the center of the
ケーシング2のエア流出口2bには雄螺旋が形成され、この雄螺旋にセーフティエレメント8が螺合される。このセーフティエレメント8は枠体81に円板状のフィルタ部82を設けてなり、該フィルタ部82はエア流出口2bの流路断面方向に沿って配置されている。勿論、フィルタ部82は多少傾斜させて配置してもよい。フィルタ部82の材質としては例えば不織布を用いることができる。枠体81の材質には、樹脂又は金属を用いることができる。軽量化の観点からは樹脂を用いることが好ましい。枠体81の内周壁に雌螺旋が形成され、エア流出口2bの雄螺旋と螺合される。勿論、枠体81の内周壁に雄螺旋を形成し、エア流出口2bに雌螺旋を形成し螺合させてもよい。
A male spiral is formed at the
次に、メインエレメント5の交換作業について説明する。
砂漠地帯を走行中にメインエレメント5のフィルタの目詰まりによりエンジンの燃焼に不具合が発生した場合、メインエレメント5を新品と交換する必要がある。この場合、ボルトB2を緩め、ケーシングカバー4をケーシング2から取り外す。この際、ボルトB3及びナットN3,N4を介してエレメント支持板7が取り付けられているので、ケーシングカバー4と共にエレメント支持板7も取り外される。次いで、メインエレメント5を引き抜く。この際、セーフティエレメント8は枠体81がエア流出口2bと螺合しているため、緩むことなくそのままエア流出口2bに取り付いた状態を維持できる。
Next, replacement work of the
When a problem occurs in combustion of the engine due to clogging of the filter of the
次いで、新品のメインエレメント5を組付ける。そして、新品のメインエレメント5をセーフティエレメント8の枠体81に外嵌する。次いで、エレメント支持板7の取り付いたケーシングカバー4をケーシング2に取り付ける。この際、折曲部7aの内側にメインエレメント5が入り込むように注意して行う。そして、ケーシングカバー4をケーシング2に押しつけてボルト穴の位置合わせをしてからボルトB2を挿通し、ケーシングカバー4とケーシング2とを締結する。
Next, a new
上述したエアクリーナ1では、エアがエア流入口2aから流入すると、エアはメインエレメント5のフィルタ部を通過し、次いで砂塵が除去されたエアがセーフティエレメント8及びエア流出口2bを経てエンジンに向い、吸気弁を介してシリンダ内に取り込まれ、燃焼用のエアとして利用される。メインエレメント5で遮られた砂塵は、フィルタ部に吸着されたり、エレメント支持板7の裏面側に回り込んだりする。そのため、メインエレメント5の交換時にはケーシング2内やケーシングカバー4の内側を清掃し砂塵を除去することが好ましい。
In the air cleaner 1 described above, when air flows in from the
上述した一実施形態のエアクリーナでは、セーフティエレメント8のフィルタ部82は円板状にされ、エア流出口2bの流路断面方向に沿って配置されているので、枠体81の内側に円板状のフィルタ部82を配置すればよく、従来のような外周面がフィルタ部である大型のエレメントを用いる必要がなくなり、セーフティエレメント8用のエレメントホルダも不要となり、軽量化、低コスト化及び装置の簡素化を図ることができる。
また、メインエレメント5の交換時、セーフティエレメント8によってエンジン側へ砂より細かい砕屑物が進入するのを確実に防止できる。
In the air cleaner according to the embodiment described above, the
Further, when the
以上、本発明を説明してきたが、本発明は上述した実施形態にのみ限定されるものではなく、その本質を逸脱しない範囲で、種々の変形が可能であることは言うまでもない。 Although the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and it goes without saying that various modifications can be made without departing from the essence thereof.
例えば、上述した一実施形態では、セーフティエレメント8は枠体81に円板状のフィルタ部82を配設して、該フィルタ部82をエア流出口2bの流路断面方向に沿って配置した例について説明したが、フィルタ部82の形状は多角形板状などその他の平面状であってもよく、またフィルタ部82は多少傾斜させて配置してもよい。要するに、メインエレメント交換時にエンジン側へ砂塵が入り込むことを抑止できるように配置されていれば有効である。
For example, in the above-described embodiment, the
本発明は、車両走行時、空気中に混入するダストを捕集するエアクリーナに適用することができる。特に、採石現場などの塵埃が多い環境を走行するダンプカーや、砂漠地帯を走行する自動車や戦車などに有効に利用できる。 The present invention can be applied to an air cleaner that collects dust mixed in the air when the vehicle travels. In particular, it can be effectively used for dump trucks that travel in dusty environments such as quarry sites, and cars and tanks that travel in desert areas.
1 エアクリーナ
2 ケーシング
2a エア流入口
2b エア流出口
3 配管
4 ケーシングカバー
5 メインエレメント
6 パッキン
7 エレメント支持板
7a 折曲部
8 セーフティエレメント
81 枠体
82 フィルタ部
100 ケーシング
100a エア流入口
100b エア流出口
101 配管
102 ケーシングカバー
103 エレメントホルダ
104 セーフティエレメント
105 メインエレメント
106A,106B パッキン
107A,107B エレメント支持板
108 エアクリーナ
B1〜B3 ボルト
N1〜N4 ナット
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (4)
該エアクリーナは、エア流入口とエア流出口とを有するケーシングと、該ケーシングの内側に配置されエア中の砂塵を除去するための環状のメインエレメントと、該メインエレメントよりもエア流れ方向下流側に配置されたセーフティエレメントとを備え、
前記セーフティエレメントは枠体に平面状のフィルタ部を有し、前記セーフティエレメントは前記エア流出口に前記フィルタ部がエア流出口の流路断面方向に沿うように取り付けられていることを特徴とする内燃機関用エアクリーナ。 An air cleaner for cleaning intake air for an internal combustion engine,
The air cleaner includes a casing having an air inlet and an air outlet, an annular main element disposed inside the casing for removing dust in the air, and downstream of the main element in the air flow direction. With safety elements arranged,
The safety element has a flat filter portion on a frame, and the safety element is attached to the air outlet so that the filter portion is along a flow path cross-sectional direction of the air outlet. Air cleaner for internal combustion engines.
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