JP2014040790A - エアクリーナー - Google Patents

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Abstract

【課題】エンジンの周辺がオイルによって汚れることを抑えるエアクリーナーを提供する。
【解決手段】エアクリーナー10は、フィルター40が収容されるフィルター収容部11を備え、フィルター収容部11の内部がフィルター40によって流入室51と流出室52とに仕切られ、流入室51に開口して流入室51にブローバイガスを入れるブローバイガス流入部26と、流入室51に開口して流入室51に新気を入れる新気流入部28と、流出室52に開口して流出室52からブローバイガスと新気とを出す流出部と、をさらに備え、フィルター40は、フィルター部材43と、フィルター部材43の下流側に配設されてフィルター部材43よりも高い親油性を有するフィルター部材44と、を含む。
【選択図】図1

Description

本開示の技術は、新気とブローバイガスとから異物を取り除くエアクリーナーに関する。
シリンダーとピストンとの間の隙間から漏れたガスであるブローバイガスは、ガスに含まれるオイルの除去と、新気との混合とを経てエンジンへ供給される。特許文献1に記載されるブローバイガスは、エアクリーナーとエンジンとに接続されたブローバイガス通路を通じてエンジンからエアクリーナーへ流れる。エアクリーナー内には、ブローバイガス通路の下流端を覆うブローバイガス用のフィルターが配設されている。そして、ブローバイガス用のフィルターによってブローバイガスからオイルが取り除かれる。
特開平5−195890号公報
ところで、特許文献1に記載されるエアクリーナーでは、ブローバイガス用のフィルターに捕捉されたオイルの一部は、ブローバイガス通路内に滴って滞留する。そのため、ブローバイガス通路を構成する配管の連結部分では、オイルの滲みやオイルの滴下が発生してエンジンの周辺が汚れてしまう。
本開示の技術は、エンジンの周辺がオイルによって汚れることを抑えるエアクリーナーを提供することを目的とする。
本開示におけるエアクリーナーの一態様は、フィルターが収容されるフィルター収容部を備え、前記フィルター収容部の内部が前記フィルターによって流入室と流出室とに仕切られ、前記流入室に開口して前記流入室にブローバイガスを入れるブローバイガス流入部と、前記流入室に開口して前記流入室に新気を入れる新気流入部と、前記流出室に開口して前記流出室からブローバイガスと新気とを出す流出部と、をさらに備え、前記フィルターは、第1のフィルター部材と、前記第1のフィルター部材の下流側に配設されて前記第1のフィルター部材よりも高い親油性を有する第2のフィルター部材と、を含む。
本開示におけるエアリーナーの一態様によれば、ブローバイガス流入部を流れるブローバイガスは、フィルターを通過する前に流入室に入る。それゆえに、ブローバイガス流入部の出口がフィルターによって塞がれる場合に比べて、ブローバイガス流入部内に滞留するオイルが少なくなる。結果として、ブローバイガス流入部と外部の配管との接続部分からオイルが滲んだり滴下したりすることが抑えられ、ひいては、オイルによってエンジン周辺が汚れることが抑えられる。
本開示におけるエアクリーナーの他の態様は、前記第1及び第2のフィルター部材が円筒形状である。
本開示におけるエアクリーナーの他の態様によれば、フィルター収容部が同じ形状をなしているという前提の下では、フィルター収容部内の空間を流入室と流出室とに仕切るフィルター部材が直方体形状をなしている場合に比べて、フィルターの濾過面積が大きくなる。その結果、フィルターによる異物及びオイルの捕捉が効果的に行なわれるとともに、同じ濾過面積を得るうえでのフィルターの小型化、ひいてはエアクリーナーの小型化が図られる。
本開示におけるエアクリーナーの他の態様は、前記フィルター収容部内における前記第1のフィルター部材の直下に開口を有して該第1のフィルター部材の捕捉したオイルをオイルパンに還流させるための還流通路をさらに備える。
本開示におけるエアクリーナーの他の態様によれば、第1のフィルター部材が捕捉したオイルが還流通路を通じてオイルパンに還流される。すなわち、第1のフィルター部材に捕捉されたオイルが回収される。その結果、流入室からオイルが回収されない場合に比べて、オイルによる流入室内の汚れが抑えられるとともにオイルの消費量が低減される。
本開示におけるエアクリーナーの他の態様では、前記還流通路がU字状のトラップを含む。
本開示におけるエアクリーナーの他の態様によれば、還流通路がU字状のトラップを含むことから、オイルパンから流入室へのブローバイガスの逆流が抑えられてオイルによる流入室内の汚れが抑えられる。
本開示におけるエアクリーナーの他の態様では、前記フィルターが、前記第1のフィルター部材を備える第1のフィルターと、前記第2のフィルター部材を備える第2のフィルターと、を含む。
本開示におけるエアクリーナーの他の態様によれば、第1のフィルター部材と第2のフィルター部材とが個別のフィルター部材であることから、フィルターの交換時に、第2のフィルター部材よりも親油性の低い第1のフィルター部材は、洗浄による再利用が可能となる。
本開示におけるエアクリーナーの一実施形態での断面構造を示す断面図。 図1の2−2線に沿った断面構造を示す断面図。
以下、本開示におけるエアクリーナーの一実施形態について、図1及び図2を参照して説明する。
図1に示されるように、エアクリーナー10にて円筒形状をなすフィルター収容部11では、有底円筒形状をなすケース20の開口が、有蓋円筒形状をなすカバー30によって塞がれている。フィルター収容部11内には、二重の円筒形状をなすフィルター40が収容されている。エアクリーナー10は、フィルター収容部11の軸線Aが水平方向に沿うように配置される。
ケース20の筒端部であるケース端部21には、ケース端部21の中央部を軸線Aに沿って貫通して、且つ、フィルター収容部11の内側とフィルター収容部11の外側とに向かって延びる円管状をなす流出部23が連結されている。流出部23のうちフィルター収容部11の外側に配設される部分には、エンジンのインテークマニホールドに連通する吸気配管T3の入口が接続される。そして、フィルター収容部11に流入したガスは、流出部23と吸気配管T3とを通じてインテークマニホールドに入る。
ケース20の開口部には、ケース20の周方向の全体にわたってケース20の径方向の外側に延びるケースフランジ22が形成されている。ケースフランジ22には、ケースフランジ22の周方向の全体にわたって所定の間隔を空けて複数のボルト挿通孔が貫通している。
ケース20におけるケース端部21の内側面には、流出部23の周方向に沿った環状をなして流出部23の周りを囲う環状凹部25が形成されている。この環状凹部25には、流出部23のうちでフィルター収容部11の内側に配設される部分が内挿された状態でフィルター40の一端部が嵌め込まれる。
ケース20の周壁のうち軸方向における中央部よりもケース端部21に近い部位には、円管状をなすブローバイガス流入部26が連結されている。ブローバイガス流入部26は、フィルター収容部11の径方向とは交差する方向に沿って延びる管状をなしている(図2参照)。ブローバイガス流入部26は、フィルター収容部11の内側とフィルター収容部11の外側とに向かって延びてケース20の周壁を貫通している。ブローバイガス流入部26のうちフィルター収容部11の内側に配設される部分の端面は、フィルター40の外周面に倣うように形成される。(図2参照)。
ブローバイガス流入部26のうちフィルター収容部11の外側に配設される部分は、上方に向かって延びるように配置されて接続配管T6の出口に接続される。接続配管T6は、エンジンのタイミングギヤケース内に配設されたオイルセパレーターに接続される。そして、オイルセパレーターを通過したブローバイガスは、接続配管T6とブローバイガス流入部26とを通じて、フィルター収容部11内に流入する。
ケース20の周壁のうち軸方向における中央部よりもカバー30に近い部位には、円管状をなす新気流入部28が連結されている。新気流入部28は、フィルター収容部11の径方向とは交差する方向であって、且つ、ブローバイガス流入部26の延びる方向と略平行な方向に沿って延びる管状をなしている(図2参照)。新気流入部28は、フィルター収容部11の外側に向かって延びてケース20の周壁を貫通している。新気流入部28にてフィルター収容部11の内側の端面は、ケース20の内周面と面一である。
新気流入部28のうちフィルター収容部11の外側に配設される部分は、上方に向かって延びるように配置されて吸気配管T8の出口に接続される。ケース20の周壁にて、ブローバイガス流入部26と新気流入部28とは、ケース20の周方向にて相互に異なる位置に連結されている。そして、吸気配管T8を通過した新気は、新気流入部28を通じて、フィルター収容部11内に流入する。
ケース20の周壁のうち軸方向における中央部には、フィルター収容部11外側に向かって延びる円管状をなす水抜き部29aが連結されている。水抜き部29aは、フィルター収容部11の径方向に沿ってケース20の周壁を貫通している。水抜き部29aにてフィルター収容部11の外側の部分は、下方に向かって延びるように配置される。そして、フィルター収容部11内に溜まった水分は、水抜き部29aを通してフィルター収容部11の外側に排出される。
ケース20の周壁のうち新気流入部28と対向する部位には、フィルター収容部11外側に向かって延びる円管状をなす取り付け部29bが連結されている。取り付け部29bには、還流通路T9が取り付けられている。還流通路T9は、フィルター収容部11の側から外側に向かって延びている。還流通路T9は、フィルター収容部11の外部にて下方から上方に向けて折り返されており、U字状をなすトラップT9aを有している(図2参照)。還流通路T9には、オイルパンに連通する還流配管T10の入口が接続される。
カバー30の開口部には、カバー30の周方向の全体にわたってカバー30の径方向の外側に延びるカバーフランジ32が形成されている。カバーフランジ32には、カバーフランジ32の周方向の全体にわたって所定の間隔を空けて複数のボルト挿通孔が貫通している。そして、フィルター収容部11では、ケースフランジ22とカバーフランジ32とが相互に接触する状態で各々のボルト挿通孔にボルトが挿通され、ケースフランジ22とカバーフランジ32とがボルトとナットとによって連結される。また、カバー30の筒端部であるカバー端部31の内側面には、フィルター40の他端部が嵌め込まれる凹部35が形成されている。
フィルター40は、二重の円筒形状をなし、第1のフィルターである外周フィルター41と、第2のフィルターである内周フィルター42とから構成される。フィルター収容部11に入るブローバイガスの流れ、あるいは、フィルター収容部11に入る新気の流れの方向において、外周フィルター41の下流側に、内周フィルター42が配設されている。外周フィルター41と内周フィルター42とは、フィルター収容部11と同心の円筒形状をなす。外周フィルター41と内周フィルター42とは、個別に形成されて各別に取り扱われる。
外周フィルター41は、第1のフィルター部材であるフィルター部材43を備えており、フィルター部材43の両端部には、環状をなすエンドキャップ45,46が接着されている。内周フィルター42は、第2のフィルター部材であるフィルター部材44を備えており、フィルター部材44の両端部には、環状をなすエンドキャップ47,48が接着されている。フィルター部材43は、例えば、ガラス繊維によって形成されて、フィルター部材44よりも低い親油性を有する。一方で、フィルター部材44は、例えば、綿繊維によって形成されて、フィルター部材43よりも高い親油性を有する。また、外周フィルター41とブローバイガス流入部26との間には、隙間が形成され、外周フィルター41と内周フィルター42との間にも、隙間が形成されている。
エアクリーナー10が組み立てられる際には、まず、ケース20内に流出部23が内挿された状態で、外周フィルター41の一端部が環状凹部25に挿入される。次に、外周フィルター41の内側に内周フィルター42が内挿されて、内周フィルター42の一端部が環状凹部25に挿入される。これにより、フィルター40の一端部が環状凹部25に嵌め込まれる。そして、外周フィルター41の一端部と内周フィルター42の一端部とがケース20に嵌め込まれた状態で、カバー30がフィルター収容部11に取り付けられる。この際に、外周フィルター41及び内周フィルター42の他端部が、カバー30の凹部35に嵌め込まれる。これによって、フィルター40の両端部が、ケース端部21とカバー端部31とによって挟持される。そして、フィルター収容部11内の空間は、ブローバイガス流入部26及び新気流入部28が連通する流入室51と、流出部23が連通する流出室52とにフィルター40によって仕切られる。
次に、エアクリーナー10の作用について説明する。
エンジンが始動されると、エアクリーナー10の流入室51に、新気流入部28を通じて新気が流入するとともに、ブローバイガス流入部26を通じてブローバイガスが流入する。流入室51に流入した新気及びブローバイガスは、外周フィルター41によって異物とオイルとが捕捉され、続いて、外周フィルター41を通過した異物とオイルとが内周フィルター42によって捕捉される。そして、異物とオイルとが捕捉されたガスが流出部23から流出する。
この際に、ブローバイガス流入部26から出るブローバイガスは、ブローバイガス流入部26の出口で濾過されることなく流入室51に流入する。そのため、ブローバイガス流入部26の出口にブローバイガス用のフィルターが配設されている場合に比べて、接続配管T6に滞留するオイルが少なくなる。その結果、接続配管T6とブローバイガス流入部26との接続部からオイルが滲んだり滴下したりすることが抑えられるから、オイルの滲みやオイルの滴下に起因したエンジン周辺の汚れが抑えられる。
また、内周フィルター42よりも親油性が低い外周フィルター41では、内周フィルター42によりもオイルが離脱しやすい。そのため、内周フィルター42は、外周フィルター41から離脱したオイルを吸着したり、内周フィルター42そのものでオイルを捕捉したりすることによって湿式化される。その結果、エアクリーナー10では、内周フィルター42に捕捉されるオイルによって、内周フィルター42そのものの捕捉効率が高められる。
また、フィルター40が円筒形状をなしているから、直方体形状のフィルターによってフィルター収容部11内の空間が流入室と流出室とに仕切られている場合に比べて、フィルターにおける濾過面積が大きくなる。その結果、フィルターによる異物及びオイルの捕捉が効果的に行なわれるとともに、同じ濾過面積を得るうえでのフィルターの小型化、ひいては、エアクリーナーの小型化も図られる。そのうえ、外周フィルター41と内周フィルター42とに異物が分配されることでフィルター40の目詰まりも抑えられる。
一方で、外周フィルター41から内周フィルター42へと移動しないオイルの一部は、外周フィルター41の外周面を伝って、還流通路T9の直上に到達する。還流通路T9の直上に到達するオイルは、到達するまでの過程で他のオイルと合流しながら外周フィルター41を伝う。そのため、還流通路T9の直上に到達したオイルは、外周フィルター41に捕捉された直後よりも外周フィルター41から離脱しやすい。そして、外周フィルター41に捕捉されたオイルの一部は、還流通路T9を通じてオイルパンへと還流される。その結果、オイルによる流入室51内の汚れが抑えられるとともに、オイルの消費量も抑えられる。
また、還流通路T9には、U字状のトラップT9aが形成されている。そのため、オイルパン内の圧力が流入室51内の圧力よりも高くなったとしても、オイルパン内のブローバイガスが還流通路T9を通じて流入室51に流入することが抑えられる。すなわち、ブローバイガスが、オイルセパレーターを通過することなく流入室51に流入することが抑えられる。その結果、還流通路T9にトラップT9aが形成されていない場合に比べて、流入室51に流入するオイルが少なくなることから、オイルによる流入室51内の汚れが抑えられるとともにオイルの消費量が低減される。
また、還流通路T9の入口側端部T9bは、外周フィルター41に近接した位置に配設されている。そのため、還流通路T9の入口側端部T9bが外周フィルター41から離れた位置に配設されている場合に比べて、還流通路T9に対する新気の流入が抑えられる。そのため、新気に含まれる水分がオイルと共にオイルパンに還流されることが抑えられる。
また、新気流入部28とブローバイガス流入部26とが、フィルター収容部11の周方向にて相互に異なる位置に配置されている。そして、新気流入部28とブローバイガス流入部26とは、相互に略平行であって、且つ、フィルター収容部11の径方向とは交差する方向に沿って延びている。それゆえに、流入室51にて、新気はフィルター40の周りを旋回するように流れて、ブローバイガスはフィルター40の周りを新気とは反対方向に旋回するように流れる。そのため、新気とブローバイガスとの混合が促進されるとともに、外周フィルター41の外周面全体から新気及びブローバイガスが流入することでフィルター40による濾過が効果的に行なわれる。
しかも、ブローバイガス流入部26がケース20の内周面から内側に延びているため、ブローバイガス流入部26から出るブローバイガスは、ブローバイガス流入部26と外周フィルター41との隙間を通じて流入室51に流入する。そのため、新気流入部28のように、ブローバイガス流入部26がケース20の内周面から上方向にのみ延びている場合に比べて、流入室51に流入する際のブローバイガスの流速が高められ、ブローバイガス流入部26に対する新気の流入が抑えられる。その結果、新気に含まれている水分が接続配管T6を通じてオイルセパレーターやオイルパンに侵入することが抑えられる。
また、外周フィルター41と内周フィルター42は、個別に形成されたフィルターである。そのため、フィルター40のメンテナンス時には、フィルター部材43が親油性の低いガラス繊維で形成された外周フィルター41は、洗浄による再利用が可能である。その結果、外周フィルター41と内周フィルター42とが一体的に形成されている場合に比べて、フィルターのメンテナンス時におけるコストが低減される。
以上説明したように、上記実施形態によれば、以下に列挙する効果が得られる。
(1)ブローバイガス流入部26及び接続配管T6に滞留するオイルが少なくなるから、接続配管T6とブローバイガス流入部26との接続部からオイルが滲んだり滴下したりすることが抑えられる。その結果、オイルに起因したエンジン周辺の汚れが抑えられる。
(2)しかも、ブローバイガスに含まれるオイルによって内周フィルター42が湿式化されるため、内周フィルター42の捕捉効率が向上する。
(3)また、外周フィルター41と内周フィルター42とに異物が分配されるため、フィルター40の目詰まりが抑えられる。
(4)フィルター40が円筒形状をなしているため、異物及びオイルの捕捉が効果的に行なわれるとともに、フィルター40の小型化、ひいては、エアクリーナー10の小型化が図られる。
(5)還流通路T9を通じて外周フィルター41に捕捉されたオイルがオイルパンに還流されるため、オイルによる流入室51内の汚れが抑えられるとともにオイルの消費量が低減される。
(6)還流通路T9がU字状のトラップT9aを備えているため、オイルパン内のブローバイガスが還流通路T9を通じて流入室51に流入しにくい。その結果、オイルによる流入室51の汚れが抑えられるとともにオイルの消費量が低減される。
(7)還流通路T9の入口側端部T9bが外周フィルター41に近接しているため、新気に含まれる水分が還流通路T9を通じてオイルと共にオイルパンへ還流されることが抑えられる。
(8)新気とブローバイガスが外周フィルター41の周りを互いに異なる方向に旋回するように流入するため、新気及びブローバイガスの混合が促進される。また、外周フィルター41の外周面全体から新気及びブローバイガスが流入するため、外周フィルター41による濾過が効果的に行なわれる。
(9)ブローバイガス流入部26がフィルター収容部11の内周面から内側に延びているため、新気に含まれる水分がブローバイガス流入部26を通じてオイルセパレーターやオイルパンに侵入しにくくなる。
(10)外周フィルター41と内周フィルター42とが個別に形成されたフィルターであることから、外周フィルター41と内周フィルター42とに対して個別にメンテナンスを行なうことが可能である。
なお、上記実施形態は、以下のように適宜変更して実施することもできる。
・ブローバイガス流入部26は、フィルター収容部11の径方向に沿って延びる管状をなしてもよいし、また、新気流入部28は、フィルター収容部11の径方向に沿って延びる管状をなしてもよい。
・ブローバイガス流入部26は、フィルター収容部11の内周面からフィルター収容部11の外側に向けて延びる管状をなしてもよい。
・還流通路T9における入口側端部T9bの端面は、フィルター収容部11の内周面と面一であってもよい。
・フィルター40は、例えば、フィルター部材43及びフィルター部材44における一端部あるいは他端部が共通するエンドキャップに接着された一体型のフィルターであってもよい。こうした構成によれば、エアクリーナー10の組み立て時における作業者への負荷が軽減される。
・還流通路T9は、U字状のトラップT9aが割愛された形状であってもよい。また、還流通路T9に形成されるトラップは、サイホン式トラップであればよく、その形状はU字状に限られるものでもない。
・還流通路T9の入口側端部T9bは、外周フィルター41の直下に配設されていればよく、外周フィルター41から自重に従って離脱するオイルが流入しやすい位置に配設されていればよい。
・エアクリーナー10において、還流通路T9は、フィルター収容部11に一体的に形成されてもよい。また、エアクリーナー10は、還流通路T9が割愛された構成であってもよい。
・フィルターは、フィルター収容部内を流入室と流出室とに仕切る機能を有していればよく、第1及び第2のフィルター部材が円筒形状に限られるものでもない。例えば、フィルター部材は、第1のフィルター部材及び第2のフィルター部材の少なくとも一方が直方体形状をなしてもよい。
・第1及び第2のフィルター部材は、その中心軸線が水平方向に対して傾斜する方向に延びるように配設されていてもよい。
・フィルター部材43とフィルター部材43は、少なくとも一部で相互に接触するように配設されてもよい。こうした構成であれば、フィルター部材43からフィルター部材44にオイルが移動しやすくなるため、内周フィルター42の湿式化に要する時間が短縮される。
・上記実施形態では、第1及び第2のフィルター部材のうち、相対的に親油性の低いフィルター部材がガラス繊維で形成され、相対的に親油性の高いフィルター部材が綿繊維で形成されている。これに限らず、第1及び第2のフィルター部材の材料は、第1のフィルター部材の親油性が第2のフィルター部材の親油性よりも低ければよい。例えば、金属繊維からなるフィルター部材と綿繊維からなるフィルター部材との組み合わせでもよいし、また、例えば、ウレタンフォーム等の樹脂からなるフィルター部材と綿繊維からなるフィルター部材との組み合わせであってもよい。さらに、例えば、1つのフィルター部材における1つの側面に対し、その側面と対向する他の側面とは異なる親油性の付与される表面処理が施され、これによって、1つのフィルター部材が形成されてもよい。
・エアクリーナーは、外周フィルター41の上流側に、さらに他のフィルター部材が備えられてもよい。また、エアクリーナーは、内周フィルター42の下流側に、さらに他のフィルター部材が備えられてもよい。
A…軸線、T3…吸気配管、T6…接続配管、T8…吸気配管、T9…還流通路、T10…還流配管、T9a…トラップ、T9b…入口側端部、10…エアクリーナー、11…フィルター収容部、20…ケース、21…ケース端部、22…ケースフランジ、23…流出部、25…環状凹部、26…ブローバイガス流入部、28…新気流入部、29a…水抜き部、29b…取り付け部、30…カバー、31…カバー端部、32…カバーフランジ、35…凹部、40…フィルター、41…外周フィルター、42…内周フィルター、43,44…フィルター部材、45,46,47,48…エンドキャップ、51…流入室、52…流出室。

Claims (5)

  1. フィルターが収容されるフィルター収容部を備え、
    前記フィルター収容部の内部が前記フィルターによって流入室と流出室とに仕切られ、
    前記流入室に開口して前記流入室にブローバイガスを入れるブローバイガス流入部と、
    前記流入室に開口して前記流入室に新気を入れる新気流入部と、
    前記流出室に開口して前記流出室からブローバイガスと新気とを出す流出部と、
    をさらに備え、
    前記フィルターは、
    第1のフィルター部材と、
    前記第1のフィルター部材の下流側に配設されて前記第1のフィルター部材よりも高い親油性を有する第2のフィルター部材と、を含む
    エアクリーナー。
  2. 前記第1及び第2のフィルター部材が円筒形状である
    請求項1に記載のエアクリーナー。
  3. 前記フィルター収容部内における前記第1のフィルター部材の直下に開口を有して該第1のフィルター部材の捕捉したオイルをオイルパンに還流させるための還流通路をさらに備える
    請求項2に記載のエアクリーナー。
  4. 前記還流通路がU字状のトラップを含む
    請求項3に記載のエアクリーナー。
  5. 前記フィルターが、
    前記第1のフィルター部材を備える第1のフィルターと、
    前記第2のフィルター部材を備える第2のフィルターと、を含む
    請求項1〜4のいずれか一項に記載のエアクリーナー。
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