JP2014114736A

JP2014114736A - エアクリーナ

Info

Publication number: JP2014114736A
Application number: JP2012268849A
Authority: JP
Inventors: Yoshitaka Nishio; 佳高西尾
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2012-12-07
Filing date: 2012-12-07
Publication date: 2014-06-26
Anticipated expiration: 2032-12-07
Also published as: JP5983374B2

Abstract

【課題】エアクリーナにおいて、低コストにフィルタエレメントを通過するエアの流れの乱れを抑制する。
【解決手段】エアクリーナ１は、エレメント２を通過する吸気の乱れを低減するための整流ガイド２０を備え、整流ガイド２０はクリーナケース３と一体に形成されるリブ状の部分として設けている。このため、部品点数を増やすことなく、低コストにエレメント２を通過する吸気の流れの乱れを抑制することができ、流量測定装置１５の計測精度を向上させることができる。また、この整流ガイド２０はクリーナケース３の強度リブとしても機能し、クリーナケース３の強度を向上させることもできる。
【選択図】図１

Description

本発明は、内燃機関に吸入される吸気（以下、吸気）を浄化するエアクリーナに関する。

従来より、吸気を浄化するのに用いられるエアクリーナとして、ケース内に筒状のフィルタエレメントを収容し、フィルタエレメントにおいて筒外部から筒内部へエアを通過させることでエアを浄化するエアクリーナが開示されている（特許文献１、２参照）。

特開２０１２−２０２３６４号公報特開２０１２−１１２３１１号公報

ところで、エアクリーナの下流には流量測定装置が配置されるため、エアクリーナでの流れの乱れが流量測定装置の計測精度に影響を与えることがあり、エアクリーナでの流れの乱れを抑制する必要がある。

そこで、特許文献１では、フィルタエレメントの外周面に向かってエア入口が開口し、フィルタエレメントの筒内部に連通してエア出口が開口するエアクリーナにおいて、フィルタエレメントの内周に整流筒を設け、フィルタエレメントを通過するエアを整流する技術を採用している。しかしながら、この技術では、エアの流れが整流筒を大きく迂回するため、圧損が大きいという課題を生じる。また、この技術は、エア入口がエア出口と同軸線上に対向して開口するような形態のエアクリーナには適用できない。

一方、特許文献２では、エア入口がエア出口と同軸線上に対向して開口するような形態のエアクリーナにおいて、フィルタエレメントを錐台形状にするとともに、フィルタエレメントのエア入口側の端部を整流形状にし、且つ、フィルタエレメントの内部に整流部材を設ける技術が開示されている。しかしながら、この技術では、エアを整流するために整流部材という別の部品が必要となるため、部品点数及び製造工程が増加しコストアップが問題となる。

そこで、本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、エアクリーナにおいて、低コストにフィルタエレメントを通過するエアの流れの乱れを抑制することにある。

本発明のエアクリーナは、筒状を呈し、筒外部から筒内部へ向かうエア中の異物を補足するフィルタエレメントと、互いに対向して開口するエア入口及びエア出口とを有するとともに、内部にフィルタエレメントを収容し、フィルタエレメントの外周にエア入口から流入するエアが導かれるエア通路を形成するケースとを備える。
エア入口及びエア出口の開口方向は、フィルタエレメントの軸線方向と同じであり、
エア入口から流入するエアが、エア通路を経て、フィルタエレメントの筒外部から筒内部へ向かい、エア出口から流出する。

また、エアクリーナは、エア通路からフィルタエレメントの筒内部へ向かう流れを整流する整流ガイドを備え、整流ガイドは、ケースと一体に形成され、ケースの内周面からフィルタエレメントに向かって突出するとともに軸線方向に延びるリブ状に設けられている。

これによれば、整流ガイドをケースと一体に形成されるリブ状の部分として設けているため、部品点数は増加しない。また、この整流ガイドはケースの強度リブとしても機能し、ケースの強度を向上させることもできる。

エアクリーナの断面図である（実施例１）。図１のＡ−Ａ断面図である（実施例１）。エアクリーナの断面図である（比較例）。エアクリーナの軸線方向に垂直な断面図である（実施例２）。図４のＢ−Ｂ断面図である（実施例２）。整流ガイドの斜視図である（実施例３）。エアクリーナの断面図である（実施例４）。エアクリーナの斜視図である（実施例５）。エアクリーナの軸線方向に垂直な断面図である（実施例５）。

本発明を実施するための形態を以下の実施例により詳細に説明する。

〔実施例１の構成〕
実施例１のエアクリーナ１の構成を、図１及び図２を用いて説明する。
エアクリーナ１は、吸気中の異物を捕捉し吸気をろ過するフィルタエレメント（以下、エレメント２と呼ぶ）と、このエレメント２を内蔵するクリーナケース３とを有している。

エレメント２は、例えば合成繊維の不織布や濾紙などの濾材によって円筒状に形成されている。
クリーナケース３は、樹脂により形成されており、内部にエレメント２を収容する円柱状の空間を形成するケース本体４と、ケース本体４に開口する吸気入口５から上流側に延びる入口管６と、ケース本体４に開口する吸気出口７から下流側に延びる出口管８とから構成されている。

ケース本体４は、エレメント２の軸線方向とケース本体４の軸線方向とが一致するようにエレメント２を収容している。
吸気出口７及び吸気入口５は、エレメント２の軸線方向（筒状に延びる方向）上に開口しており、吸気入口５と吸気出口７とが対向するように開口している。すなわち、ケース本体４の軸線方向の両壁面４ａ、４ｂに開口している。以降、吸気入口５が開口する壁面４ａを入口側壁面４ａと呼び、吸気出口７が開口する壁面４ｂを出口側壁面４ｂと呼ぶ。

エレメント２の吸気入口側の端部は封鎖部材１２によって封鎖されており、この封鎖部材１２は、吸気入口５からの吸気をエレメント２の外周に流すような円錐形状を呈しており、吸気が吸気入口５からエア通路１３（後に詳述する）を通過するようにガイドする。なお、封鎖部材１２は、砲弾型のような吸気入口側から吸気出口側に向かって断面積が増える形状であればよい。また、エレメント２の吸気出口側の端部は出口側壁面４ｂに気密確保手段を介して接合している。これにより、エレメント２の筒外部と筒内部とは濾材によって区画されることになる。

エア通路１３は、ケース本体４の内周面４ｃとエレメント２の外周面２ａとの間に形成された空間である。エア通路１３へは吸気入口５から吸気が流入する。この空間に導かれた吸気はエレメント２の濾材を通過して筒内部へ向かう。そして、筒内部は吸気出口７と直接連通しているため、濾過された吸気は吸気出口７から流出する。

入口管６は、吸気入口５から上流に向かって管状に延びており、出口管８は、吸気出口７から下流に向かって管状に延びている。出口管８には、流量測定装置１５が取り付けられている。

流量測定装置１５は、ケース本体４から流出する吸気の一部を取り込んで吸気流量を検出する周知の構造を有する。
なお、流量測定装置１５は、出口管８ではなく、出口管８の下流に接続されるダクト（図示せず）に取り付けられていてもよい。

なお、本実施例のクリーナケース３は軸線方向に２分割されており、入口管６とケース本体４の一部を含む第１ケース３Ａと、出口管８とケース本体４の一部を含む第２ケース３Ｂとからなり、第１ケース３Ａの吸気出口側の開口と第２ケース３Ｂの吸気入口側の開口とを接続して締結部材３Ｚで締結することにより形成されている。例えば、図１に示すように、第２ケース３Ｂは軸線方向においてエレメント２の概ね半分以上を包含し、第１ケース３Ａは残りのエレメント２の部分と封鎖部材１２を包含するように設けられている。

〔実施例１の特徴〕
本実施例のエアクリーナ１は、クリーナケース３と一体に樹脂成形され、ケース本体４の内周面４ｃからエレメント２の外周面２ａに向かって突出するとともに軸線方向に延びるリブ状の整流ガイド２０を備える。

整流ガイド２０は、例えば、図１に示すように、第２ケース３Ｂと一体に樹脂成形されており、ケース本体４の周方向を厚さ方向とし、径方向を突出高さ方向とし、軸線方向を長さ方向とするリブ状に設けられている。
図２に示すように、整流ガイド２０は周方向に概ね等間隔に複数個形成されている。

整流ガイド２０の吸気出口側の端部は出口側壁面４ｂに接続しており、吸気入口側の端部は、第１ケース３Ａとの接続部の手前まで延びている。
整流ガイド２０の突出高さｈは、吸気入口５に近い側よりも吸気出口７に近い側が高くなっている。本実施例では、整流ガイド２０は吸気入口側から吸気出口側に向かって徐々に高さが高くなっており、側面形状は概ね直角三角形になっている。

〔実施例１の作用効果〕
本実施例によれば、整流ガイド２０をクリーナケース３と一体に形成されるリブ状の部分として設けているため、部品点数は増加しない。すなわち、低コストにエレメント２を通過する吸気の流れの乱れを抑制することができ、流量測定装置１５の計測精度を向上させることができる。また、この整流ガイド２０はクリーナケース３の強度リブとしても機能し、クリーナケース３の強度を向上させることもできる。

吸気を整流する方法として、ケース本体４の内径を吸気出口側に向けて絞った例を比較例とする（図３参照）。
この比較例では本実施例と比較して、出口管８に対するケース本体４の拡張比（断面積の拡大比率）が小さくなる。この拡張比が小さいと吸気音低減に悪影響を与えてしまう。
本実施例では、ケース本体４の内径を絞るのではなく、ケース本体４の内部に整流ガイドを設けるものであるため、拡張比を過度に小さくすることがなく、吸気音低減に悪影響を及ぼさない。

また、整流ガイド２０を吸気入口側から吸気出口側に向かって徐々に高くしたことにより、より整流効果を高めることができる。加えて、エレメント２の目詰まりの偏りを抑制することもできる。
整流ガイド２０を設けない場合、吸気はエレメント２の吸気出口側に流れやすく、吸気出口側から目詰まりを生じ、吸気出口側で目詰まりを生じてから吸気入口側の領域にも吸気が流れるようになる。このため、目詰まりによって流量測定装置１５の計測精度は経時変化する。

一方、本実施例のように整流ガイド２０を設けて、整流ガイド２０を吸気入口側から吸気出口側に向かって徐々に高くするならば、エア通路１３は吸気出口側で流路面積が小さくなる。これにより、吸気出口側で目詰まりを生じない段階から吸気入口側の領域にも吸気が流れやすくなる。従って、目詰まりの偏りや流量測定装置１５の計測精度の経時変化を抑えることができる。

〔実施例２〕
実施例２を、実施例１とは異なる点を中心に、図４及び図５を用いて説明する。
なお、実施例１と同じ符号は、同一の構成を示すものであって、先行する説明を参照する。
本実施例では、複数の整流ガイド２０の内少なくとも１つは、軸線方向において、エレメント２よりも吸気入口側に延びている。
ここで、エレメント２よりも吸気入口側に延びていない整流ガイド２０を整流ガイド２０ａと呼び、エレメント２よりも吸気入口側に延びている整流ガイド２０を整流ガイド２０ｂと呼ぶ。
図４に示すように整流ガイド２０ａと整流ガイド２０ｂとは周方向に交互に設けられている。

整流ガイド２０ａは、実施例１の整流ガイド２０と同じ構造である。
整流ガイド２０ｂは、吸気出口側の端部は出口側壁面４ｂに接続しており、吸気入口側の端部は、入口側壁面に接続している。すなわち、整流ガイド２０ｂはケース本体４の軸線方向全体に亘って延びており、吸気入口側の端部がエレメント２の吸気入口側端部よりも吸気入口側に位置している。
このため、整流ガイド２０ｂは、第１ケース３Ａに沿う部分は第１ケース３Ａと一体形成され、第２ケース３Ｂに沿う部分は第２ケース３Ｂと一体形成されている。

整流ガイド２０ｂの突出高さｈも、吸気入口５に近い側よりも吸気出口７に近い側が高くなっている。本実施例では、第１ケース３Ａに沿う部分は全長に亘って同じ高さであり、第２ケースに沿う部分から徐々に吸気出口側に向かって高さが高くなっている。

本実施例によっても、実施例１と同様の作用効果が得られる。
また、整流ガイド２０がエレメント２よりも吸気入口側に延びているため、整流効果が高く、クリーナケースの強度も高めることができる。

〔実施例３〕
実施例３を、実施例１とは異なる点を中心に、図６を用いて説明する。
なお、実施例１と同じ符号は、同一の構成を示すものであって、先行する説明を参照する。
本実施例では、整流ガイド２０の厚さｔは、吸気入口５に近い側よりも吸気出口７に近い側が厚い。例えば、図６に示すように吸気入口側から吸気出口側に向かって徐々に厚くなっている。

これによれば、エア通路１３の吸気出口側での流路面積を小さくして、エレメント２の目詰まりの偏りをより抑制することができる。

〔実施例４〕
実施例４を、実施例１とは異なる点を中心に、図７を用いて説明する。
なお、実施例１と同じ符号は、同一の構成を示すものであって、先行する説明を参照する。
本実施例では、エレメント２は円錐台の筒状である。すなわち、エレメント２の外径が吸気入口側に向かって縮径した形状を呈している。
本実施例のエレメント２の形状であっても、整流ガイド２０を設けることで、実施例１と同様の作用効果を得ることができる。

〔実施例５〕
実施例５を、実施例１とは異なる点を中心に、図８、９を用いて説明する。
なお、実施例１と同じ符号は、同一の構成を示すものであって、先行する説明を参照する。
本実施例では、クリーナケース３は軸線方向に沿って２分割された第１ケース３Ｃと第２ケース３Ｄとから構成されている。すなわち、各ケース３Ｃ、３Ｄは半割筒形状を呈しており、開口同士を接続して締結することにより構成されている。

本実施例の場合、型抜きの方向が各ケース３Ｃ、３Ｄの開口面３ｍの法線方向となるため、型抜きの関係から整流ガイド２０の高さ方向が開口面３ｍの法線方向となっている。
本実施例においても、実施例１と同様の作用効果を得ることができる。

〔変形例〕
実施例では、整流ガイド２０の突出高さｈは、吸気入口５に近い側よりも吸気出口７に近い側が高くなっていたが、この形状に限らず、整流可能な形状であればよい。例えば、実施例１において整流ガイド２０の突出高さｈが長さ方向に一定であってもよい。

１エアクリーナ、２フィルタエレメント、３クリーナケース、４ケース本体、５吸気入口（エア入口）、７吸気出口（エア出口）、１３エア通路、２０整流ガイド

Claims

筒状を呈し、筒外部から筒内部へ向かうエアをろ過するフィルタエレメント（２）と、
互いに対向して開口するエア入口（５）及びエア出口（７）を有するとともに、内部に前記フィルタエレメント（２）を収容し、前記フィルタエレメント（２）の外周に前記エア入口（５）から流入するエアが導かれるエア通路（１３）を形成するケース（３、４）とを備え、
前記エア入口（５）及び前記エア出口（７）の開口方向は、前記フィルタエレメント（２）の軸線方向と同じであり、
前記エア入口（５）から流入するエアが、前記エア通路（１３）を経て、前記フィルタエレメント（２）の筒内部へ向かい、前記エア出口（７）から流出するエアクリーナであって、
前記エア通路（１３）から前記フィルタエレメント（２）の筒内部へ向かう流れを整流する整流ガイドを備え、
前記整流ガイドは、前記ケース（３、４）と一体に形成され、前記ケース（３、４）の内周面から前記フィルタエレメント（２）に向かって突出するとともに前記軸線方向に延びるリブ状に設けられていることを特徴とするエアクリーナ。
請求項１に記載のエアクリーナにおいて、
前記整流ガイド（２０）の突出高さは、前記エア入口（５）に近い側よりも前記エア出口（７）に近い側が高いことを特徴とするエアクリーナ。
請求項１または２に記載のエアクリーナにおいて、
前記整流ガイド（２０）は、周方向に複数個突出しており、
前記複数の整流ガイド（２０）の内少なくとも１つは、前記軸線方向において、前記フィルタエレメント（２）よりも前記エア入口側に延びていることを特徴とするエアクリーナ。
請求項１〜３のいずれか１つに記載のエアクリーナにおいて、
前記整流ガイド（２０）の周方向厚さは、前記エア入口（５）に近い側よりも前記エア出口（７）に近い側が厚いことを特徴とするエアクリーナ。